KR20000075473A - 유동학적 첨가제의 제조방법 및 이를 도입하는 피복 조성물 - Google Patents

유동학적 첨가제의 제조방법 및 이를 도입하는 피복 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피복 조성물 중의 유동학적 첨가제의 양과 관련하여 향상된 주입성, 은폐 특성 및 증점성을 나타내는 첨가제 증점된 수계 피복 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 당해 방법은 3 내지 30중량%의 클레이를 갖는 수성 스멕타이트 클레이 슬러리를 제조하는 단계; 수성 스멕타이트 슬러리를 무수 클레이 미터톤 당 약 44 내지 146kw-hr 범위의 에너지 입력에서 미분 매질로서 비드 분쇄하는 단계 및 분쇄된 스멕타이트 슬러리를 유동학적 첨가제로서 수계 피복 조성물에 조성물 1ℓ 당 약 6 내지 120g 범위의 양으로 도입하는 단계를 포함한다.

Description

유동학적 첨가제의 제조방법 및 이를 도입하는 피복 조성물{Method for producing rheological additives and coating compositions incorporating same}
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 유동학적 첨가제, 예를 들어 수성 클레이 슬러리의 제조방법 및 이러한 첨가제를 함유하는 수계 피복 조성물에 관한 것이다.
발명의 배경
수성 클레이 슬러리를 생성할 수 있도록 클레이를 습식 분쇄하는 방법은 선행 기술 분야에 익히 공지되어 있다. 이러한 선행 기술은 미국 특허 제3,097,081호; 제3,754,712호; 제4,118,245호; 제4,118,246호 및 영국 특허 제1,120,219호에 의해 예시된다.
생성되는 수성 클레이 슬러리는 수계 피복 조성물, 예를 들어 라텍스 도료용 유동학적 첨가제로서 유용한 것으로 밝혀졌다. 이러한 수계 피복 조성물은 일반적으로 하이드록시에틸 셀룰로즈("HEC")와 같은 다른 증점제를 단독으로 또는 "HASE"와 같은 알칼리 팽윤성 증점제와 혼합하여 첨가함을 필요로 한다.
피복 산업은 상기한 다른 증점제의 감소된 수준으로 만족스럽게 수행하는 수계 피복 조성물의 제조를 가능하게 하는 수성 클레이 슬러리와 같은 유동학적 첨가제를 추구해왔다. 특히, 가격 및 성능면에서, HEC를 거의 또는 전혀 함유하지 않는 만족스러운 수계 피복 조성물이 요구되고 있다.
본 발명에 따라서 제조된 수성 클레이 슬러리는 피복 산업의 요구 조건을 충족시킨다. 특히, 본 발명에 따라서 제조된 수성 클레이 슬러리는 다음과 같은 독특한 성능 파라미터를 제공한다:
1. 본 발명의 수성 클레이 슬러리는 선행 기술 분야의 수성 클레이 슬러리와 관련된 것보다 낮은 경사를 갖는 유동학 곡선을 포함한다. 경사에서의 상기한 차이는 본 발명의 수성 클레이 슬러리를 함유하는 라텍스 도료가 선행 기술 분야의 방법에 따라서 제조된 수성 클레이 슬러리보다 낮은 브룩크필드(Brookfield) 점도 값(20℃ 및 1rpm에서 측정함)을 나타낸다는 사실에 의해 입증된다. 상기한 낮은 브룩크필드 점도 값은 보다 낮은 겔화 조도를 포함하는 도료로 해석한다.
2. 본 발명의 방법에 따라서 제조된 수성 클레이 슬러리는 보다 낮은 틱소트로픽(thixotropic) 지수를 갖고, 또한 선행 기술 분야의 방법에 의해 제조된 수성 클레이 슬러리와 비교하여 지연된 점도 회복률을 나타낸다. 이러한 특성은 취급이 용이하고, 즉 보다 높은 고체 수준에서 흡입하고 주입하는 것이 보다 용이하다는 것으로 해석한다.
3. 본 발명의 방법에 의해 제조된 수성 클레이 슬러리는 비싼 선행 기술 분야의 분쇄 방법에 의해 제조된 것들보다 매우 더 경제적이다.
4. 본 발명에 따라서 제조된 수성 클레이 슬러리는 선행 기술 분야에 따라서 제조된 수성 클레이 슬러리로 제형화된 수계 피복물보다 훨씬 낮은 수준의 HEC 및/또는 HASE를 함유하는 수계 피복물의 제형화를 가능하게 한다.
5. 본 발명에 따라서 제조된 수성 클레이 슬러리로 제형화된 도료는 선행 기술 분야의 방법에 따라서 제조된 수성 클레이 슬러리로 제형화된 도료보다 향상된 유동성 및 균염성을 나타낸다. 향상된 유동성 및 균염성은 도료에 대한 이력 곡선을 수행하고 본 발명에 따라서 제조된 수성 클레이 슬러리를 함유하는 도료로 발생하는 점도 회복률이 상당히 지연된다는 것을 보여줌으로써 입증된다. 향상된 유동성 및 균염성의 또다른 증거는 본 발명에 따라 제조된 수성 클레이 슬러리를 함유하는 도료를 사용하여 비교용 라네타 플로우(Laneta Flow) 및 균염성 시험에 의해 밝혀졌다.
6. 본 발명의 수성 클레이 슬러리로 제형화된 도료는 선행 기술 분야의 수성 클레이 슬러리보다 낮은 클레이 하중 수준에서 향상된 은폐 특성을 나타낸다.
도 1, 1A 및 1B는 하기 정의되는 슬러리 "A" 및 슬러리 "B"에 관하여 각각 완전 변형 주사, 저전단 회수 상 및 고전단 주사하의 이력 곡선의 도면이다.
도 1, 1A 및 1B는 선행 기술 분야의 방법에 따라서 제조된 수성 클레이 슬러리(슬러리 "A")에 대한 본 발명의 방법에 따라 제조된 수성 클레이 슬러리(즉, 슬러리 "B")의 잇점을 예시한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 수성 슬러리는 그 자체가 보다 커진 주입의 용이한 형태로 나타나는 보다 높은 고체 수준에서 향상된 취급 특성을 나타낸다. 이 잇점은 슬러리 "B"에 대한 보다 낮은 브룩크필드 1 rpm 점도 값 뿐만 아니라 슬러리 "B"에 대한 보다 낮은 틱소트로픽 지수에 의해 도면 뿐만 아니라 슬러리 특성 표에서 나타난다.
도 1 및 1B에 있어서, 도면의 왼쪽면을 조사하면 전단이 적용된 후 점도 회복률을 나타낸다. 이는 슬러리 "B"가 보다 느리게 회복되어 물질을 혼합한 후 보다 낮은 전단에 적용함에 따라 점도가 보다 낮은 값으로 유지된다는 것을 보여준다. 도 1 및 1A의 오른쪽 면은 고전단에서 고점도를 나타낸다. 이러한 저전단에서의 저점도 및 고전단에서의 고점도의 혼합은 또한 슬러리 "B"가 틱소트로프로서보다는 증점제와 같이 보다 잘 작용한다는 것을 나타내는 보다 편평한 유동학 곡선(즉, 보다 낮은 경사)를 발생시킨다. 즉, 슬러리 "B"는 보다 높은 고체 수준에서 주입하고, 이를 제거할 때 펑하고 튀기지 않고 주입하는 경향이 있어 취급이 보다 용이하다는 것을 나타낸다.
도 1은 슬러리 "A" 및 슬러리 "B"의 완전 변형 이력 곡선, 즉 상이한 전단률하에 2개의 슬러리의 점도 측정이다. 관심있는 점은 다음과 같다:
초기에 하나가 이력 곡선으로 진행함에 따라, 2개의 슬러리의 점도는 필수적으로 서로 거울이다.
곡선의 하향 경사에서, 슬러리 "B"는 증가된 전단이 적용됨에 따라 슬러리 "A"로부터 분리되기 시작한다. 슬러리 "B"는 가장 높은 전단률(즉, 1460/sec의 전단률에서)에서 슬러리 "A"보다 매우 높은 점도를 나타내는데, 슬러리 "A"의 점도는 0.0945Pas이고, 슬러리 "B"의 점도는 0.130Pas이다. 선형 X축 상의 곡선의 상기한 부분의 상세한 설명을 위해 도 1B를 참조하라.
곡선의 복귀 부분의 중간에서, 슬러리 "B"의 점도 회복의 지연 증거는 슬러리 "B"의 점도가 전단이 경감됨에 따라 슬러리 "A"의 점도와 일단 다시 동일해지기 때문에 명백하다.
곡선의 말단에서, 슬러리 "B"의 점도 회복의 지연은 매우 뚜렷하다. 이점에서 슬러리 "B"의 점도는 4550Pas이고, 슬러리 "A"의 점도는 6430Pas이다. 도 1A는 선형 Y축 상의 곡선의 상기한 부분의 상세한 부분을 나타낸다.
슬러리 "A"는 다음과 같은 방식으로 제조한다:
1. 3.52kg의 물을 칭량한다.
2. "디스퍼메트(Dispermat)" 밀에서 1,000rpm에서 40mm "카울스"형 블레이드로 물을 진탕시킨다.
3. 480g의 "벤톨라이트(Bentolite) WH"(벤톨라이트 WH"는 나트륨 전환된 칼슘 몬트모릴로나이트이다)를 칭량한다.
4. "벤톨라이트 WH"를 단계 2와 같이 계속 진탕시키면서 물에 가한다.
5. 진탕 속도를 5,000rpm으로 증가시키고, 15분 동안 계속 혼합한다.
슬러리 "B"는 다음과 같은 방식으로 제조한다:
1. 1178ℓ의 물을 측정한다.
2. 800rpm에서 "카울스" 혼합기 중의 400mm "카울스"형 블레이드로 물을 진탕시킨다.
3. 159kg의 "벤톨라이트 WH"를 단계 2와 같이 계속 진탕시키면서 물에 가한다.
4. 15분 동안 계속 혼합한다.
5. 혼합물을 다음과 같이 작동하는 133ℓ 용량의 "모어하우스 카울스 샌드밀"을 통해 혼입한다:
에너지 입력 37kw
매질 용량 95kg
매질 종류 1cm 실리카 비드
하중하의 암페어수 42.3amps
유속 49ℓ/분
슬러리 특성 표
유동학 측정 슬러리 "A" 슬러리 "B"
가공 직후의 브룩크필드 점도:1rpm(#6 스핀들)10rpm(#6 스핀들)100rpm(#6 스핀들) 78,2009,4001,170 70,20010,3601,696
가공 직후의 틱소트로픽 지수:1:101:10010:100 8.3266.848.03 6.7741.396.11
가공 1시간 후의 브룩크필드 점도:1rpm(#6 스핀들)10rpm(#6 스핀들)100rpm(#6 스핀들) 97,80010,5401,318 91,40011,8401,836
가공 1시간 후의 틱소트로픽 지수:1:101:10010:100 9.2874.208.00 7.7249.786.45
가공 72시간 후의 브룩크필드 점도:1rpm(#6 스핀들)10rpm(#6 스핀들)100rpm(#6 스핀들) 267,00025,1003,170 210,00026,5003,640
가공 72시간 후의 틱소트로픽 지수:1:101:10010:100 10.6484.237.92 7.9257.697.28
다음과 같은 비제한적인 실시예는 본 발명을 예시한다. 다르게 기술하지 않는 한, 모든 부 및 퍼센트는 중량을 기준으로 한다.
하기에 나타낸 성능 특성 면에서, 다음과 같은 용어는 기술된 의미를 갖는다:
1. 유동성 및 균염성: 이러한 특성은 도포된 피막의 유동하는 능력을 의미하는 것으로, 솔 자국과 같은 결점을 나타내지 않는다. 유동성 및 균염성 등급이 높을수록 더욱 양호한 유동성 특성으로 해석한다. 전형적으로, 수계 피복 조성물은 이러한 면에서 용매계 피복 조성물에 필적하지 못한다.
2. 겔화: 도료 제형업자들은 흔히 겔화되거나 간장빛 외관을 갖는 도료를 제조한다. 이러한 외관은 도료가 도료 캔 중에 매끄럽고 보드라운 물질의 외관을 갖지 않기 때문에 바람직하지 않다. 전형적으로, 이러한 특성은 높은 1rpm 브룩크필드 점도 값과 높은 1KU 틱소트로픽 지수와 관련된다.
3. 은폐/콘트라스트 비: 은폐는 기초 기판의 특정 색상을 차단하기에 충분한 색상을 제공하는 피막의 능력이다. 이는 전형적으로 콘트라스트 정량의 척도로서 표현된다. 콘트라스트 비는 백색 기판에 대한 필름의 명도와 블랙 기판에 대한 필름의 명도를 측정한다. 블랙 기판에 대한 명도 값을 백색 기판에 대한 명도 값으로 나누고 100을 곱한다. 수치가 클수록 색상은 블랙 및 백색에 근접하고, 은폐하려는 필름의 능력은 우수해진다.
실시예 1
3개의 도료를 하기와 같은 성분으로 제조한다. 도료 K는 상기한 바와 같이, 선행 기술 분야에 따라 제조된 슬러리 "A"를 사용하여 제형화하고; 도료 L은 상기한 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 제조된 슬러리 "B"를 사용하여 제형화하고; 도료 M은 도료 K 및 도료 L과 비교되는 표준 선행 기술 분야의 도료 조성물이다. 하기에 나타낸 모든 양은 kg으로 나타낸다.
성분 도료 K 도료 L 도료 M
물 101.96 116.90 131.93
"나트로졸(NATROSOL) 250 MHBR"10.35 0.35 2.47
10분 동안 혼합 후, 다음을 가한다:
슬러리 "A" 36.59 ----- -----
슬러리 "B" ----- 21.17 -----
5분 동안 혼합한 후, 진탕시키면서 다음을 가한다:
"트로이산(TROYSAN) 142"20.44 0.44 0.44
"AMP-95"30.44 0.44 0.44
"버블 브레이커(BUBBLE BREAKER) 748"40.44 0.44 0.44
"트리톤(TRITON) CF-10"51.32 1.33 1.34
"타몰(TAMOL) 731"62.65 2.67 2.69
프로필렌 글리콜 8.83 8.91 9.06
혼합한 후, 진탕시키면서 다음을 가한다:
"CR-800"735.27 35.60 35.81
"ECCA TEX 90"818.52 18.69 18.80
"스노우플레이크 화이트(SNOWFLAKE WHITE)"9203.26 205.08 206.30
5,000rpm에서 20분 동안 분산시킨 다음, 저속으로 혼합하면서 다음을 가한다:
물 44.09 44.50 44.75
"우카르(UCAR) 379"1095.07 95.93 96.49
"텍사놀(TEXANOL)"113.53 3.56 3.58
"버블 브레이커 748" 0.88 0.89 0.90
성분의 확인
"나트로졸 250 MHBR"1: 아쿠알론 코포레이션(Aqualon Corp.) 제품의 하이드록시에틸셀룰로즈 첨가제.
"트로이산 142"2: 트로이 케미칼즈 코포레이션(Troy Chemicals Corp.) 제품의 살균제.
"AMP-95"3: 안구스 케미칼 코포레이션(Angus Chemical Corp.) 제품의 안료 습윤제/pH 조절제.
"버블 브레이커 748"4: 위트코 케미칼 캄파니(Witco Chemical Co.) 제품의 소포제.
"트리톤 CF-10"5: 롬 앤드 하스 코포레이션(Rohm & Haas Corp.) 제품의 분산제.
"타몰 731"6: 롬 앤드 하스 코포레이션 제품의 습윤제.
"CR-800"7: 케르-멕귀 코포레이션(Kerr-McGee Corp.) 제품의 이산화티탄.
"ECCA TEX 90"8: 잉글리쉬 챠이나 클레이 코포레이션(English China Clay Corp.) 제품의 카올린.
"스노우플레이크 화이트"9: 잉글리쉬 챠이나 클레이 코포레이션 제품의 탄산칼슘.
"우카르 379"10: 유니온 카바이드 코포레이션(Union Carbide Corp.) 제품의 비닐 아크릴산 에멀젼.
"텍사놀"11: 고분자량 알콜.
도료 K, L 및 M의 성능을 하기 표에 나타낸다:
도료 K 도료 L 도료 M
유동학적 패키지 무수 스멕타이트+HEC 비드 분쇄된 스멕타이트+HEC HEC
양/378ℓ도료스멕타이트, 무수 kgHEC, kg 4.360.35 2.500.35 0.002.47
스토르머(Stromer) 점도, KU 96 95 95
브룩크필드 점도, 24시간(cps)1rpm(#6 스핀들)10rpm(#6 스핀들)100rpm(#6 스핀들) 39,0009,1002,300 32,0008,0002,140 33,0008,0002,120
틱소트로픽 지수:1:101:10010:1001:KU 4.2916.953.96406.25 4.0014.953.74336.84 4.1215.563.77347.37
ICI(포이즈) 1.00 0.95 0.80
내처짐성(mils) 8 7 6
유동성 및 균염성(0: 불량; 10: 우수함) 2 4 2
은폐 특성YLIGHTYBLACK 89.0884.99 88.9284.94 88.4081.29
콘트라스트 비 95.40 95.52 91.96
실시예 1에 대한 토의
실시예 1에서, HEC를 함유하는 통상적으로 증점된 도료 M을 통상적으로 가공된 스멕타이트 클레이의 수성 슬러리를 함유하는 도료인 도료 K와 본 발명의 방법에 따라 제조된 스멕타이트 클레이의 수성 슬러리를 함유하는 도료인 도료 L과 비교한다. 도료 M에 대한 브룩크필드 점도 및 스토르머 점도로서 나타내는 유동학 수치는 표적 수이다. 도료 K의 경우, 모든 범주에서 브룩크필드 점도는 도료 M의 브룩크필드 점도를 초과하고, 스토르머 점도는 도료 M의 스토르머 점도에 필적한다. 이는 그 자체가 겔화된 외관-많은 도료 단체들이 거부할 수 있는 것으로 밝혀진 특성을 갖는 도료로서 나타난다.
한편, 본 발명에 따르는 수성 스멕타이트 클레이 슬러리로 제조된 도료 L은 실제적으로 도료 M의 브룩크필드 및 스토르머 점도 둘 다에 필적하지만, 도료 M의 HEC 함량은 갖지 않는다. 도료 L은 겔화된 외관을 갖지 않는 확실한 유체이다. 도료 L이 심지어는 향상된 유동성 및 균염성을 발생시킬 수 있는 동일한 점도에서 그 자체가 보다 매끄럽고 보다 주입 가능한 생성물로서 나타나는 도료 M보다 낮은 틱소트로픽 지수를 갖는다는 것을 또한 주시해야 한다. 또한, 도료 L은 향상된 롤러 스패터 내성으로 해석되는 상당히 높은 ICI 점도를 나타낸다.
본 발명의 수성 클레이 슬러리로 제조된 도료 조성물의 우수성의 또다른 증거는 콘트라스트 비에 의해 나타난다. 도료 L이 도료 K에 사용된 클레이를 단지 58% 만을 함유함에도 불구하고 도료 K의 콘트라스트 비를 능가하는 콘트라스트 비로 개선되었음을 나타낸다.
실시예 2
3개의 도료를 하기와 같은 성분으로 제조한다. 도료 S는 슬러리 "A"를 사용하여 제형화하고; 도료 T는 슬러리 "B"를 사용하여 제형화하고; 도료 R은 도료 S 및 도료 T와 비교되는 표준 선행 기술 분야의 도료 조성물이다. 하기에 나타낸 모든 양은 kg으로 나타낸다.
성분 도료 R 도료 S 도료 T
물 109.86 79.92 93.44
"나트로졸 330 PLUS"121.00 ----- -----
슬러리 "A" ----- 34.02 -----
슬러리 "B" ----- ----- 18.14
혼합한 후, 다음을 가한다:
칼륨 트리폴리포스페이트 0.35 0.35 0.35
"AMP-95" 0.88 0.88 0.88
"버블 브레이커 748" 0.44 0.44 0.44
혼합한 후, 다음을 가한다:
"CR-800" 22.09 22.09 22.09
"ECCA TEX 90" 39.77 39.77 39.77
"스노우플레이크 화이트" 132.48 132.48 132.48
5,000rpm에서 20분 동안 분산시킨 다음, 저속으로 혼합하면서 다음을 가한다:
"리플렉스(RJPPLEX) AC-264"13154.66 154.66 154.66
"텍사놀" 22.09 22.09 22.09
"트로이산 142" 0.88 0.88 0.88
물 44.19 44.19 44.19
"아크리졸(ACRYSOL) RM-825"141.81 ----- -----
"아크리졸 TT-935"15----- 4.08 4.08
"버블 브레이커 748" 0.44 0.44 0.44
"나트로졸 330 PLUS"12: 아쿠알론 코포레이션 제품의 소수성적으로 개질된 하이드록시에틸셀룰로즈.
"리플렉스 AC-264"13: 롬 앤드 하스 코포레이션 제품의 비닐 에멀젼.
"아크리졸 RM-825"14: 롬 앤드 하스 코포레이션 제품의 우레탄 연합 증점제(또한 "HEUR"로서 언급하기도 함).
"아크리졸 TT-935"15: 롬 앤드 하스 코포레이션 제품의 알칼리 팽윤성 증점제(또한 "HASE"로서 언급하기도 함).
도료 R, S 및 T의 성능을 하기 표에 나타낸다:
도료 R 도료 S 도료 T
유동학적 패키지 HEC/HEUR 무수 스멕타이트/HASE 비드 분쇄된 스멕타이트/HASE
양/378ℓ도료스멕타이트, 무수 kgHECHASEHEUR 0.001.030.001.81 4.080.004.080.00 2.180.004.080.00
스토르머 점도(KU) 100 100 100
브룩크필드 점도, 24시간(cps)1rpm(#6 스핀들)10rpm(#6 스핀들)100rpm(#6 스핀들) 14,0005,6802,316 22,0006,1402,512 16,0005,7602,324
틱소트로픽 지수:1:101:10010:1001:KU 2.466.042.45140.00 3.588.762.44220.00 2.786.882.48156.86
ICI(포이즈) 0.80 0.95 1.20
실시예 2에 대한 토의
실시예 2는 소수성적으로 개질된 HEC/HEUR을 함유하는 통상적으로 증점된 도료 조성물인 도료 R의 성능을 통상적으로 가공된 스멕타이트 클레이 및 HASE를 함유하는 도료 조성물인 도료 S와 본 발명의 비드 분쇄된 스멕타이트 클레이를 함유하는 도료 조성물인 도료 T와 비교한다. 스토르머 점도 값은 또한 도료 S에 존재하는 것보다 훨씬 적은 스멕타이트 클레이를 함유하는 도료 T에 의해 성취된다는 것을 주시한다. 또한, 표준 도료 R과 특성상에서 목적하는 매치는 도료 S보다는 도료 T의 경우가 훨씬 근접한다. 보다 낮은 브룩크필드 점도 값 및 틱소트로피 지수는 더 많은 액체 도료가 수득된다는 것을 의미한다. 다시, 도료 T에 대한 향상된 롤러 스패터 내성으로 해석되는 ICI 점도가 급격히 증가한다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 수성 클레이 슬러리 뿐만 아니라, 상기한 슬러리에 의해 제조된 슬러리들 및 상기한 슬러리를 함유하는 수계 피복물을 제조하기 위한 향상된 방법을 포함한다. 개선책은 수성 매질 중에서 클레이를 약 0.5 내지 20분, 바람직하게는 1.5 내지 9분 범위의 시간 동안 무수 클레이 미터톤 당 약 44 내지 146kw-hr, 바람직하게는 59 내지 73kw-hr 범위의 에너지 입력에서 비드 분쇄시킴을 포함한다.
용어 "비드 분쇄"는 용어 "교반된 볼 분쇄"의 동의어이고, 수성 슬러리로서 존재하는 클레이 입자가 보유된 미분 매질의 사용에 의해 랜덤 분해되는 방법을 포함하는 것으로 의도된다. 비드 밀의 경우에 미분은 주로 압축 또는 충돌에 의해 일어나고, 최소 정도로 전단에 의해 일어난다. 이와 대조적으로, 분산 밀은 주로 고전단에 의해 입자의 분해를 일으킨다.
시판되고 전형적으로 안료 및 클레이 물질의 미분용으로 사용되는 비드 밀은 본 발명의 방법을 실행하는데 적합하다. 특히 우수한 결과는 "모어하우스 카울스 샌드밀(Morehouse Cowles Sandmill)" 또는 유사한 수직 샌드 밀 및 오하이오주 신시내티 소재의 제이 에이치 데이 캄파니(J. H. Day Co.)로부터 시판되는 "폴리밀(Polymill)"을 사용하여 수성 클레이 슬러리를 비드 분쇄함으로써 성취된다. 그러나, 수평 샌드 밀 뿐만 아니라 볼 및 페블 밀도 또한 본 발명의 방법을 실행하는데 적합하다.
비드 밀에 사용하기 위한 미분 매질의 직경은 약 0.4 내지 50mm, 바람직하게는 1 내지 15mm의 범위일 수 있고, 직경이 약 10mm인 미분 매질이 특히 바람직하다. 미분 매질은 구형(바람직함), 알꼴 또는 타원형일 수 있고, 세라믹, 실리카, 샌드 또는 강철과 같은 물질로 이루어질 수 있다. 적합한 미분 매질은 오타와 샌드, 납땜되지 않은 경질 유리, 납땜된 경질 유리, 산화알루미늄, 규산지르코늄, 산화지르코늄 및 강철 탄환을 포함하고, 바람직한 미분 매질은 규산지르코늄 및 산화지르코늄이다.
바람직하게는, 수성 클레이 슬러리를 제조하는데 사용되는 클레이는 몬트모릴로나이트, 벤토나이트, 헥토라이트, 사포나이트 또는 논트로나이트와 같은 스멕타이트(smectite) 클레이이다. 바람직한 스멕타이트 클레이는 논트모릴로나이트이고, 특히 나트륨 몬트모릴로나이트 및 칼슘 몬트모릴로나이트가 바람직하다. 나트륨 전환된 칼슘 몬트모릴로나이트 및 칼슘 몬트모릴로나이트와 이의 배합물이 특히 바람직하다.
일반적으로, 수성 매질은 물로 이루어지지만, 글리콜과 같은 다른 수용성 매질이 또한 존재할 수 있다. 전형적으로, 클레이 대 수성 매질의 비는 클레이가 수성 슬러리에 수성 슬러리의 중량을 기준으로 하여 약 3 내지 30중량%, 바람직하게는 6 내지 20중량% 범위의 양으로 존재할 수 있을 정도이다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 수성 클레이 슬러리는 라텍스 도료와 같은 수계 피복 조성물에 유동학적 첨가제로서 도입하기에 유용하다. 수성 클레이 슬러리는 수계 피복 조성물에 조성물 1ℓ 당 약 6 내지 120g 범위의 양으로 사용된다.

Claims (17)

  1. 3 내지 30중량%의 클레이를 갖는 수성 스멕타이트 클레이 슬러리를 제조하는 단계;
    수성 스멕타이트 슬러리를 무수 클레이 미터톤 당 약 44 내지 146kw-hr 범위의 에너지 입력에서 미분 매질로 비드 분쇄하는 단계 및
    분쇄된 스멕타이트 슬러리를 조성물 1ℓ 당 약 6 내지 120g 범위의 양으로 수계 피복 조성물에 유동학적 첨가제로서 도입하는 단계를 포함하여, 피복 조성물 중의 유동학적 첨가제의 양과 관련하여 향상된 주입성, 은폐 특성 및 증점성을 나타내는 첨가제 증점된 수계 피복 조성물을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 비드 분쇄 시간이 1.5 내지 4분 범위인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 에너지 입력 범위가 무수 클레이 미터톤 당 59 내지 73kw-hr인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 비드 분쇄를 샌드 밀을 사용하여 수행하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 비드 분쇄를 볼 밀을 사용하여 수행하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 비드 분쇄에 사용되는 미분 매질의 직경이 약 0.4 내지 50mm 범위인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 비드 분쇄에 사용되는 미분 매질의 직경이 1 내지 15mm 범위인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 비드 분쇄에 사용되는 미분 매질이 오타와 샌드, 납땜되지 않은 경질 유리, 납땜된 경질 유리, 산화알루미늄, 규산지르코늄, 산화지르코늄 및 강철 탄환으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 비드 분쇄에 사용되는 미분 매질이 규산지르코늄을 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 비드 분쇄에 사용되는 미분 매질이 산화지르코늄을 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 클레이가 스멕타이트 클레이인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 스멕타이트 클레이가 몬트모릴로나이트를 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 몬트모릴로나이트가 나트륨 몬트모릴로나이트, 칼슘 몬트모릴로나이트, 및 나트륨 몬트모릴로나이트와 칼슘 몬트모릴로나이트의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 수성 매질이 물을 포함하는 방법.
  15. 제1항의 방법에 의해 제조된 수성 클레이 슬러리를 유동학적 첨가제로서 함유하는 수계 피복 조성물.
  16. 3 내지 30중량%의 클레이를 갖는 수성 스멕타이트 클레이 슬러리를 제조하는 단계 및
    슬러리를 무수 클레이 미터톤 당 약 44 내지 146kw-hr 범위의 에너지 입력에서 0.5 내지 20분 동안 미분 매질로 볼 분쇄하는 단계를 포함하여, 저전단에서의 저점도 및 저틱소트로픽 지수 둘 다를 나타내어 주입 및 혼입이 용이한, 수계 피복 조성물용 유동학적 첨가제를 제조하는 방법.
  17. 제16항의 방법에 의해 제조된 유동학적 첨가제.
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