KR20030032919A - 예비도료 및 예비도료로 부터 도로 표시용 도료의 제조방법 - Google Patents

예비도료 및 예비도료로 부터 도로 표시용 도료의 제조방법 Download PDF

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KR20030032919A
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KR1020027010654A
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존 마이클 프라이엘
존 윌리암 3세 후크
번하드 헬멋 라이저
제리 윌리암 와셀
데니스 파울 로라
도날드 크레이그 스칼
앤 로버트슨 헤르메스
Original Assignee
존 마이클 프라이엘
존 윌리암 3세 후크
번하드 헬멋 라이저
제리 윌리암 와셀
데니스 파울 로라
도날드 크레이그 스칼
앤 로버트슨 헤르메스
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Abstract

도로-표시 도료 라인 제조에 유용한 예비도료 세트가 제공된다. 또한, 온도, 습도, 교통량 등을 포함하는 주위조건에 적합하도록 적용시점에 도로-표시 도료의 특정을 변화시키면서 도로-표시 도료를 적용할 수 있는 방법이 제공된다.

Description

예비도료 및 예비도료로 부터 도로 표시용 도료의 제조방법{Prepaints and Method of Preparing Road-Marking Paints from Prepaints}
도료 배합은 특정한 비용, 공정성 및 취급성을 갖는 도료뿐만 아니라, 원하는 물성을 갖는 최종 건조 도료 필름을 제공하도록 적합한 도료 성분을 올바른 비율로 선택하고 혼합하는 공정을 포함한다. 많은 도료 배합물의 주성분은 바인더, 불투명 안료(opacifying pigment), 임의의 안료 증량제(pigment extender) 및 유체 매질이다. 예를들어, 매질은 도료가 라텍스 도료(paint)와 같은 수-성(water-borne) 도료이면 물이고 도료가 오일-기초 도료와 같은 용제형(solvent-borne) 도료이면 용매이다. 전형ㅈ거인 임의의 성분으로는 예를들어, 소포제(dofoamers), 합착제(coalescents), 가소제(plasticizers), 농화제(thickeners), 비-농축 리올러지 조절제, 용매, 건조제, 피막건조억제제(anti-skinning agents), 계면활성제, 살곰팡이제(mildewcides), 살생물제 및 분산제를 포함한다. 도료가 배합되고 표면에 적용된 후, 도료는 열 혹은 방사선을 적용하여 혹은 적용하지 않고 물 및/또는 용매가 증발됨에 따라 건조되며, 바인더는 함유되어 있다면, 안료 및 증량제 입자를 함유하는 필름을 형성한다.
도료 배합은 복잡하다.이것은 단순히 몇몇 도료 성분을 다른 비율로 혼합하는 것이 아니다. 이는 원하는 도료의 종류에 따라 다른 도료성분을 다른 비율로 선택 및 혼합하는 것을 포함한다. 이는 도료 제조업자가 많은 다른 도료 성분을 비축하고 제조되는 특정한 도료 종류에 따라 제조도중에 도료 성분을 변화시키는 것을 필요로 한다.
더욱이, 이로 인하여 공급과 관련된 사람, 특히 도료 소매상은 다양한 광택(sheen) 수준, 색조 베이스, 특정한 최종 용도(즉, 외장용 혹은 내장용) 및 다양한 품질의 도료 범위를 제공하기 위해 많은 도료 제품을 비축하여야 한다. 한정된 수의 도료 성분을 사용하여 판매시점 혹은 사용시점에서 비교적 대규모의 공업용 설비 혹은 비교적 작은 규모의 설비로 이들 다른 도료 배합물을 모두 제조하고 따라서, 도료 범위 제조에 필요한 도료 성분의 수와 종류를 최소화할 수 있도록 도료를 제조하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 도로-표시 도료 배합물은 건축용 도료 배합보다는 다소 덜 복잡하고 많은 건축 도료 배합에 이용가능한 색상은 매우 광범위한데 비하여 전형적으로 단지 한정된 범위의 색상(백색, 황색, 연파란색, 적색 및 검은색)만으로 착색된다. 그러나, 최종 도로-표시 도료(road-marking paint)를 형성하기 위해서는 다수의 다른 성분들이 배합되어야만 한다. 도로-표시 도료배합은 또한, 제조자, 판매자 또는 사용자는 도료가 나타내는 본질적인 제한된 저장-기간으로 인하여 이러한 성질과 빠른-건조의 잇점이 균형되도록 하여야 함으로 이들의 배합을 더욱 복잡하게 하는 빠른-건조가 또한 요구될 수 있다. 더욱이, 도로-표시 도료는 건축용 도료가 적용되는 전형적인 경우에 비하여, 도로 안정성으로 인하여 다른 조건에 적용될 필요가 있을 수 있다. 예를들어, 도로-표시 도료는 0℃이상에서 부터 40℃를 초과하는 온도범위 및 습도변화에 걸쳐 적용될 수 있다. 더욱이, 도로-표시 도료는 적용된 직후, 격심한 교통량 및 악화시키는 예상치 못한 기후 조건과 같은 가혹한 조건에 노출된다.
따라서, 지연된 생산 차별화에 의해 제공되는 다른 잇점뿐만 아니라, 온도, 습도, 교통량등을 포함하는 주위 조건하에서 적용시점에 사용될 수 있는 도로-표시 도료가 요구된다.
본 발명은 예비도료 세트, 예비도료 세트로부터 도로-표시 도료 라인을 제조하는 방법 및 예비도료 세트로 부터 도로-표시 도료범위를 제조하는 방법에 관한 것이다.
도료 제조자 및 판매자는 전형적으로 도료 범위를 제공하며, 이는 최소 두가지의 도료 라인을 포함한다. 본 발명에서 사용된, "최소 두 가지의 도료 라인(paint lines)을 포함하는 범위(range)"는 도료 범위중의 도료를 한정하기 위해 구별되도록 선택된 수준의 관찰가능한 특성으로 한정되는 제 1 도료 라인이 구별되도록 선택된 수준의 관찰가능한 특성으로 한정되는 제 2 도료 라인과 배합됨을 의미한다. 예를들어, 4개의 도료라인을 포함하는 도료 범위를 제조하기 위해, 4개의 광택 수준, 4개의 색조 베이스, 2가지의 사용영역- 내장용 및 외장용 그리고 3가지의 품질수준을 포함하는 도료의 제조를 필요로 하며, 바람직하게는 96가지의 다른 도료 배합(4x4x2x3)을 의미하는 모든 배합을 필요로 한다. 그러나, 예를들어, 상업적 이유로 총 안료 수의 최고 10-60%가 생략되도록 선택된 특히 한정된 도료 또한, 도료 범위에 포함된다. 나아가, 정확하게는 아니나, 실질적으로 건조된 도료 필름의 관찰가능한 특성이 본 명세서에서 규정하고 있는 사항을 충족하는 도료 범위가 의도될 수 있으며, 예를들어, 표준, 우수 그리고 프리미엄 라인으로 구별되는 건조 외장용 중간-톤 광택 도료의 광택은 본 발명의 도료 범위의 범주내에서 몇몇 사항이 변형될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 "도료 라인(paint line)"은 색상 및 외장 내구성과 같은 최소 하나의 관찰가능한 특성이 서로 실질적으로 다른 건조 필름 특성을 제공하는 최소 두개의 다른 도료를 포함한다.
도료가 응집(flocculation)과 같은 콜로이드성 불안정화를 나타내지 않는 예비도료를 혼합함으로써 제조되면, 본 명세서에서 사용된, 예비도료는 "상호 혼화가능한" 것이다. 바람직하게, 예비도료 뿐만 아니라, 예비도료로 부터 제조된 도료는 도료가 200메쉬 스크린을 통과하는 경우, 도료 1ℓ당 겔(gel) 및 그릿(grit)과 같은 잔류물이 5g 이하, 보다 바람직하게는 잔류물이 1g 이하이다.
본 발명은 도로-표시 적용에 유용한 최소 하나의 도료 라인으로 배합되기에 충분한, 다르지만 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트를 제공하는 것이다. 상기예비도료는 최소 하나의 불투명 안료를 포함하는 최소 하나의 유체 예비도료, 최소 하나의 증량제 안료를 포함하는 최소 하나의 유체 예비도료 및 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 유체 예비도료를 포함한다. 바람직하게 예비도료의 수는 3-15이다.
또한, 도로 표시 적용에 유용한 최소 하나의 도료 라인을 제조하는 방법이 제공되며, 이는
(a) (ⅰ) 최소 하나의 불투명 안료를 포함하는 최소 하나의 불투명 예비도료; (ⅱ) 최소 하나의 증량제 안료를 포함하는 최소 하나의 증량제 예비도료; 및 (ⅲ) 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 바인더 예비도료;를 포함하는 최소 하나의 도료 라인을 배합하기에 충분한, 다르지만 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트를 제공하는 단계; 및
(b) 도료 라인을 형성하기 위해 미리 정하여진 양의 각각의 예비도료를 용기 혹은 어플리케이터내에 투여하는 단계(dispensing);
를 포함한다.
나아가, 도료 범위(a range of paints)를 제조하는 방법이 제공되며, 범위는 도로-표시 적용에 유용한 최소 2가지의 도료 라인을 포함하며, 상기 방법은
(a) (ⅰ) 최소 하나의 불투명 안료를 포함하는 최소 하나의 불투명 예비도료; (ⅱ) 최소 하나의 증량제 안료를 포함하는 최소 하나의 증량제 예비도료; (ⅲ) 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 바인더 예비도료; 및 (ⅳ) 예비도료 (ⅰ),(ⅱ) 및 (ⅲ)으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 부가적인 다른 예비도료;를 포함하는 도로-표시 도료 범위를 배합하기에 충분한, 다르지만 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트를 제공하는 단계; 및
(b) 도료를 형성하기 위해 미리 정하여진 양의 각각의 예비도료를 용기 혹은 어플리케이터내에 투여하는 단계(dispensing);
를 포함한다. 예비도료의 총수는 바람직하게는 4-15이다.
상기 방법은 나아가, 예비도료를 용기내에 투여하기 전에 투여하면서 혹은 투여한 후에 혹은 예비도료가 어플리케이터내에 투여되기 전에 혹은 투여되는 동안 예비도료를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 구현에서, 상기 목적은 도로-표시 적용에 유용한 최소 하나의 도료 라인을 배합하기에 충분한, 다르지만 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트를 사용함으로써 달성된다. 상기 세트는 (ⅰ) 최소 하나의 불투명 안료와 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 불투명/바인더 예비도료; 및 (ⅱ) 최소 하나의 증량제 안료를 포함하는 최소 하나의 증량제 예비도료를 포함한다. 예비도료의 수는 바람직하게는 2-15이며, 또한, 도로-표시 적용에 유용한 최소 하나의 도료라인을 형성하는 방법이 제공되며, 이는
(a) (ⅰ) 최소 하나의 불투명 안료와 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 불투명 바인더 예비도료; 및 (ⅱ) 최소 하나의 증량제 안료와 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 증량제/바인더 예비도료를 포함하는 최소 하나의 도료 라인을 배합하기에 충분한 다르지만, 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트를 제공하는 단계; 및
(b) 도료 라인을 형성하기 위해 미리 정하여진 양의 각각의 예비도료를 용기 혹은 어플리케이터내에 투여하는 단계(dispensing);
를 포함한다.
도료 범위를 제조하는 방법이 제공된다. 범위는 도로-표시 적용에 유용한 최소 2개의 도료 라인을 포함한다. 상기 방법은
(a) (Ⅰ) 최소 하나의 불투명 안료와 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 불투명/바인더 예비도료; (Ⅱ) 최소 하나의 증량제 안료를 포함하는 최소 하나의 증량제 예비도료; 및 (Ⅲ)(Ⅰ) 혹은 (Ⅱ)로 부터 선택된 최소 하나의 부가적인 다른 불투명/바인더 예비도료 혹은 하나의 증량제 예비도료;를 포함하며, 도로-표시 도료 범위를 배합하기에 충분한, 다르지만 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트를 제공하는 단계; 및
(b) 도료 범위를 형성하기 위해 미리 정하여진 양의 각각의 예비도료를 용기 혹은 어플리케이터내에 투여하는 단계(dispensing);
를 포함한다.
상기 방법은 나아가, 예비도료를 용기내에 투여하기 전에 투여하면서 혹은 투여한 후에 혹은 예비도료가 어플리케이터내에 투여되기 전에 혹은 투여되는 동안 예비도료를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 예비도료의 총수는 바람직하게는 3-15이다.
나아가, 상기 방법은 예비도료를 용기내에 투여하기 전에 투여하면서 혹은 투여한 후에 혹은 예비도료가 어플리케이터내에 투여되기 전에 혹은 투여되는 동안농화제, 물 혹은 이들의 혼합물을 이용하여 투여된 예비도료의 점도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 도료 제조 설비, 판매시점 혹은 사용시점에 행하여질 수 있으며, 컴퓨터로 제어될 수 있다.
도로-표시 도료의 적용 혹은 도로-표시 도료의 최종 성능특성을 증대시키기 위해 첨가제가 사용될 수 있다. 더욱이, 최소 하나의 착색제, 전형적으로 백색 혹은 황색이 상기 투여된 예비도료에 첨가될 수 있다. 또한, 불투명 예비도료는 나아가 최소 하나의 착색제를 포함할 수 있다. 상기 착색제는 바람직하게는 백색 혹은 황색이다.
상기 예비도료는 라텍스 중합체인 중합체 바인더를 포함할 수 있다. 이들은 나아가 최소 하나의 속건(quick-setting) 유체 예비도료를 포함할 수 있다. 또한, 예비도료 세트는 속건 바인더인 중합체 바인더를 함유할 수 있다. 또한, 상기 속-건 성분은 별도의 성분으로 첨가될 수 있다. 더욱이, 이들의 조합이 사용될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 도료 라인이 제조될 수 있다. 도료 라인은 이들의 건조 필름이 최소 하나의 관찰가능한 특성이 서로 실질적으로 다른 둘 또는 그 이상의 다른 도료를 포함한다.
단지 하나의 도료 라인이 요구되면, 즉, 하나의 중요한 특성이 변화되면(예를들면, 광택 수준, 색조 베이스, 용도 타입 혹은 품질 타입), 완전한(완성된) 도료 라인은 각각 하나의 불투명 예비도료 (ⅰ), 증량제 예비도료(ⅱ) 및 바인더 예비도료(ⅲ) 혹은 각각 하나의 불투명/바인더 예비도료 (Ⅰ) 및 예비도료 증량제(Ⅱ)로 부터 제조될 수 있다.
2가지 도료라인을 포함하는 도료 범위가 요구되면, 즉, 두가지의 중요한 특성이 변화되면(예를들어, 광택수준, 색조 베이스, 용도 타입 혹은 품질 타입중 선택된 두가지), 변화되는 중요한 물성에 따라 도료범위는 최소 하나의 각각의 불투명 예비도료(ⅰ), 증량제 예비도료 (ⅱ) 및 바인더 예비도료 (ⅲ) 및 불투명 예비도료(ⅰ), 증량제 예비도료 (ⅱ) 및 바인더 예비도료 (ⅲ)로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 부가적인 다른 예비도료; 및 불투명/바인더(Ⅰ), 최소 하나의 각각의 예비도료(Ⅰ), 증량제 예비도료(Ⅱ) 및 변화되는 중요한 물성에 따라 불투명/바인더 예비도료 Ⅰ 및 증량제 예비도료 Ⅱ로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 부가적인 다른 예비도료로 부터 제조될 수 있다.
예비도료 (ⅰ), (ⅱ) 및 (ⅲ)으로 부터 선택된 "부가적인 다른 예비도료" 혹은 예비도료 (Ⅰ) 및 (Ⅱ)로 부터 선택된 "부가적인 다른 예비도료"는 각각 (ⅰ), (ⅱ) 과 (ⅲ) 혹은 (Ⅰ) 과 (Ⅱ)와 다른 예비도료를 의미하나, 또한, 예비도료 (ⅰ), (ⅱ) 과 (ⅲ) 혹은 예비도료 (Ⅰ) 과 (Ⅱ)와 관련된 제한을 만족하는 것이다.
3가지 도료라인을 포함하는 도료 범위가 요구되면, 즉, 세가지의 중요한 특성이 변화되면(예를들어, 광택수준, 색조 베이스, 용도 타입 혹은 품질 타입중 선택된 세가지), 변화되는 중요한 물성에 따라, 도료범위는 최소 하나의 각각의 불투명 예비도료(ⅰ), 증량제 예비도료 (ⅱ) 및 바인더 예비도료 (ⅲ) 및 변화되는 중요한 물성에 따라 불투명 예비도료(ⅰ), 증량제 예비도료 (ⅱ) 및 바인더 예비도료 (ⅲ)로 부터 선택된 최소 두개의 부가적인 다른 예비도료; 혹은 불투명/바인더 예비도료(Ⅰ), 증량제 예비도료(Ⅱ) 및 예비도료 Ⅰ 및 Ⅱ로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 두개의 부가적인 예비도료로 부터 제조될 수 있다.
4가지 도료라인을 포함하는 도료 범위가 요구되면, 즉, 네가지의 중요한 특성이 변화되면(예를들어, 광택수준, 색조 베이스, 용도 타입 및 품질 타입), 완전한(완성된) 변화되는 중요한 물성에 따라, 도료범위는 최소 하나의 각각의 불투명 예비도료(ⅰ), 증량제 예비도료 (ⅱ), 바인더 예비도료 (ⅲ) 및 예비도료(ⅰ), (ⅱ) 및 (ⅲ)으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 세개의 부가적인 다른 예비도료; 혹은 불투명/바인더 예비도료(Ⅰ), 증량제 예비도료(Ⅱ) 및 변화되는 중요한 물성에 따라 예비도료 Ⅰ 및 Ⅱ로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 부가적인 예비도료로 부터 제조될 수 있다.
상기한 기술은 필요로하는 많은 부가적인 중요한 특성을 변화시키기 위해 반복될 수 있다.
안료 체적 농도(이하, "PVC")는 어떻게 "바인더가 풍부한(binder-rich)"배합이 되는지에 대한 측정이다. 이는 다음 식으로 계산된다:
상기 고형분 체적 함량(이하, "VS")은 안료(들)의 건조 체적과 증량제(들)의 건조체적과 바인더(들)의 건조 체적의 합이다. 이는 다음 식으로 계산된다:
첨가제가 존재하면, 이들 체적은 총 건조체적의 결정에 포함되지 않는다. 상기 각 구현에서, 예비도료는 이들의 광범위한 배합 스페이스(space)를 제공하며, 따라서, 원하는 최종 도료의 특성이 예비도료가 한계치로 정의되는 경우 혼합된 스페이스(space)내에 속하도록 선택된다. 많은 경우에, 예비도료 그 자체는 실제로 사용가능한 도료가 아니다. 그러나, 예비도료를 이러한 한계에 도달하도록 함으로써, 도료 라인에 이용가능한 혼합 스페이스를 최대화할 수 있다. 예비도료, 첨가제 및 착색제가 완전히 혼화가능한 경우, 이는 콜로이드성의 불안정성이 유도되지 않고 원하는 도료 라인(들) 및 도료 범위가 달성되도록 원하는 비율로 혼합될 수 있다.
이 기술은 통계적인 시험 디자인 및 혼합물 성분 디자인 분석에 사용되는 디자인 원리와 비슷하다; 그러나, 혼합 스페이스를 반응 표면(response surface)범위내의 범위를 벗어나서 디자인하기 보다는, 혼합물 스페이스의 경계를 도료 시스템의 가요성을 최대화하도록 디자인한다. 각 예비도료 성분과 혼합물 스페이스를 가로지르는 예비도료의 상호 혼화가능성이 중요하다.
도료의 특성은 여러가지 측면에서 예측될 수 있다. 일 방법은 표준 혼합물 성분 시험 디자인 통계 수단을 이용한 혼합 스페이스의 표면 모델에 대한 반응을 개발하는 것이다. 이들 단순한 통계학적 모델은 그 후, 1차 방정식에 따른 최적 프로그램, 괴상 그리드 서치(massive grid search) 혹은 그래픽 분석수단으로 사용될 수 있다. 다른 시도는 특정한 도료 라인에 어떠한 혼합물을 필요로 하는지 결정한 후, 이러한 간단한 시험 방법을 도료 제조기 소프트웨어에 부가하는 간단한 사용시험방법이다.
특정한 중요한 특성(예를들어, 점도, 건조 속도, 불투명 혹은 색상)에 대한 도료 기기 자동화 예비시험을 하고 예비도료로 부터 도료를 배합하는 동안 미세한조절을 함으로서 기술을 확장할 수 있다. 도료 기기내의 피드백 루프는 목표 점도, 건조속도, 불투명 및 색상이 보다 정확하게 매치되도록 할 수 있다.
특정한 도료의 특성을 증대시키기 위해 착색제 및 임의의 첨가제가 예비도료에 포함되고, 첨가제 및/또는 착색제가 완전히 혼화가능하면, 즉, 이들이 콜로이드성 불안정성없이 어떠한 비율로 혼합될 수 있으면, 이들은 최종 도료에서 원하는 프로파일을 달성하기위해 필요한 배합 스페이스범주내의 어떠한 배합으로 혼합될 수 있다. 그러나, 착색제 및 임의의 첨가제가 혼화가능한 것으로 충분하다. 즉, 이들은 콜로이드상의 불안정화 없이 도료 범위내에서 원하는 특성 프로파일을 달성하기 위해 원하는 비율로 혼합될 수 있다.
본 명세서에서 사용된, "혼화가능한 도료 성분"은 여러가지 예비도료와 배합가능하며, 상기 예비도료로 부터 형성된 도료는 사용된 성분 양의 특성을 제공한다.
바람직하게, 본 발명의 방법에 사용되는 모든 유체 예비도료는 같은 혹은 비슷한 점도를 갖는다. 이는 혼합에 도움이 된다. 예비도료중의 성분들을 사전에 평형이 되도록하기 때문에 최종 도료에서의 점도변화는 감소될 것으로 기대된다.
예비도료는 도료 제조시 가요성(flexibility)을 최대화하도록 배합된다. 각각의 도료 성분을 구매하기 보다는, 판매시 및 사용시, 도료 제조자, 심지어 소비자(도료상점, 도료공장 및 도급자)는 원하는 도료범위 제조에 필요한 예비도료 세트를 구매할 수 있다. 이들 예비도료 세트는 각각 최소 하나의 불투명 예비도료, 증량제 예비도료 및 바인더 예비도료 그리고 원하는 가요성 배합에 따라 가능한 부가적인 예비도료를 함유할 수 있다. 임의로, 상기 예비도료는 책색된 안료 혹은 염료와 같은 최소 하나의 착색제를 포함하는 부가적인 예비도료와 혼합될 수 있다.
본 발명의 방법은 단지 라텍스 도료 그 자체만을 제조하는데 한정되지 않으나, 수성(water-borne) 혹은 용제형(solvent-borne) 혹은 밀봉제, 코크, 마스틱스, 접착제 및 다른 빌딩-관련 생성물을 포함하는 성분들의 혼합을 필요로하는 관련된 건축-관련 생성물 제조로 확대될 수 있다.
일 구현에서, 예비도료는 최소 하나의 이산화티탄 불투명 안료, 최소 하나의 분산제, 최소 하나의 농화제 및 물을 포함하는 유체 이산화티탄 예비도료이다. 상기 예비도료 성분 및 다른 임의의 도료 성분은 서로 최종 도료에서 상호 혼화가능하다. 상기 예비도료는 체적 고형분 함량은 약 30∼80%, 바람직하게는 약 40∼65%이며, Stormer 점도는 약 50∼250 KU, 바람직하게는 약 60∼150 KU이다. 바람직하게, 상기 예비도료는 침전작용에 대하여 안정하다. 즉, 상기 안료는 25℃에서 10일 경과시 침전되지 않는다.
다른 구현에서, 상기 예비도료는 단일한 팩으로, 다른 도료 성분을 함유하는 착색된 라텍스 도료를 배합하는데 유용한 유체 이산화티탄(titanium dioxide) 예비도료이다. 상기 예비도료는 최소 하나의 불투명 안료, 최소 하나의 분산제, 최소하나의 농화제, 최소 하나의 필름-형성 혹은 비필름-형성 중합체 바인더 및 물을 포함한다. 상기 예비도료 성분들은 서로 그리고 다른 임의의 도료 성분들과 상호 혼화가능한 것이다. 상기 예비도료는 체적 고형분 함량은 약 30∼80%, 바람직하게는 약 40∼65%, PVC는 약 35∼100%, 바람직하게는 약 45∼100% 그리고 Stormer 점도는 약 50∼250KU, 바람직하게는 약 60∼약 150KU이다. 바람직하게, 상기 예비도료는 침전에 대하여 안정하다. 즉, 25℃에서 10일 경과시 침전되지 않는다. 임의로 중합체 바인더는 이산화 티탄 불투명 안료 및 다른 존재하는 불투명화제상에 흡착된다.
예비도료의 일 구현에서, 상기 안료, 상기 증량제, 상기 예비도료는 최소 하나의 무기 증량제, 최소 하나의 농화제, 임의의 중합체 바인더, 및 물을 포함한다. 상기 예비도료는 체적 고형분 함량은 약 30∼80%, 바람직하게는 약 40∼70%, PVC는 약 35∼100%, 바람직하게는 약 40∼100% 그리고 Stormer 점도는 약 50∼250KU, 바람직하게는 약 60∼약 150KU 이다. 예비도료 성분은 서로 그리고 다른 예비도료 성분과 상호 혼화가능하며, 사용될 필요가 있는 다른 예비도료의 성분과 혼화가능하여야 한다.
증량제 예비도료(Ⅱ)의 일 구현에서, 상기 유체 안료 증량제 예비도료는 최소 하나의 무기 증량제, 최소 하나의 농화제, 중합체 바인더, 및 물을 포함한다. 상기 예비도료는 체적 고형분 함량은 약 30∼80%, 바람직하게는 약 40∼70%, PVC는 약 35∼100%, 바람직하게는 약 40∼100% 그리고 Stormer 점도는 약 50∼250KU, 바람직하게는 약 60∼약 150KU 이다. 예비도료 성분은 서로 그리고 다른 예비도료 성분과 상호 혼화가능하며, 사용될 필요가 있는 다른 예비도료의 성분과 혼화가능하여야 한다.
일 구현에서, 유체 라텍스 중합체 바인더 예비도료는 Tg가 약 -30∼70℃, 바람직하게는 약 -10∼60℃인 수성 라텍스 중합체 바인더와 물을 포함한다. 상기 바인더 예비도료는 체적 고형분 함량은 약 25∼70%, 바람직하게는 약 30∼65%, Brookfield 점도는 약 100,000 cps미만, 바람직하게는 약 100∼50,000cps이며, 전단율은 1.25 반복초(reciprocal seconds)이다. 예비도료 성분은 서로 그리고 다른 예비도료 성분과 상호 혼화가능하며, 사용될 필요가 있는 다른 예비도료의 성분과 혼화가능하여야 한다.
예비도료 Ⅰ,Ⅱ,ⅰ,ⅱ 및 ⅲ이 사용되는 구현에 있어서, 통상의 첨가제, 산, 염기, 소포제, 합착제, 공용매, 분산 수지, 곰팜이제거제(mildewcide), 살생물제, 동결방지제, 내구성 증진제(물과 혼화가능한 혹은 에멀션화가능한 에폭사이드, 수성 이소시아네이트 및 실란을 포함)등이 소량, 즉, 도료의 총 중량을 기준으로 약 20중량%미만으로 포함될 수 있다. 이들 첨가제는 예비도료중의 다른 도료 성분 및 본 발명의 방법에 사용되는 다른 예비도료와 혼화가능하여야 한다. 더욱이, 내구성 증진제가 사용되면, 도로-표시 도료는 약 8시간 미만의 저장기간을 갖으며, 따라서 이와 같은 시간 내에 적용될 필요가 있다.
본 발명에 유용한 불투명 안료로는 고도의 흡착없이 가시광선 파장 전반에 걸쳐 도료에 대하여 백색 산란능을 부여하는 백색 안료를 포함한다. 안료 증량제는 이들의 특성에 부차적인 영향을 미칠 수 있으나, 도료에 주요한 색상 또는 은폐력을 부여하지 않는 무기 고형분 혹은 불투명한 중합체이다. 전형적으로 진한 톤 도료에 사용되는 색조 베이스는 불투명 안료를 함유하지 않거나 혹은 매우 낮은 수준으로 함유한다.
적합한 불투명 안료로는 이산화티탄(TiO2) 혹은 이산화티탄과 공극을 갖는 라텍스 중합체 입자, 산화아연, 산화납, 합성 중합체 안료 및 이들의 혼합물과 같은 보조적인 은폐 안료의 배합을 포함한다. 루틸(rutile) 및 애너테이스(anatase)급 이산화티탄(titanium dioxide)이 본 발명에 사용하기에 적합한 것이다. 루틸 이산화티탄이 바람직한 것이다. 이들 이산화티탄의 표면은 여러가지 유기 표면처리 및/또는 무기 표면처리, 예를들어, 실리카, 알루미나 및 지르코니아 산화물로 처리될 수 있다. 퓸드된(fumed) 산화티탄이 또한 본 발명에 유용하다.
본 발명에 유용한 공극을 갖는 라텍스 입자는 입자 크기 직경이 약 100∼2,500㎚, 바람직하게는 500∼1,100㎚ 그리고 공극 분획이 약 10∼75%이다. 공극을 갖는 라텍스 입자는 최소 하나의 공극을 갖으나, 여러개의 공극, 비-구형 공극, 상호연결된 공극, 입자 외부에 연결되는 경로를 갖는 공극 및 소낭 및 스폰지-같은 다른 구조를 갖을 수 있다. 바람직하게는, 상기 공극을 갖는 라텍스 입자는 단일한 공극을 갖는다. 20℃/min으로 하여 차등 주사 열량계로 측정한 공극을 갖는 라텍스 입자의 유리전이온도(Tg)는 최소 약 20℃, 바람직하게는 최소 약 50℃이다. 유리전이온도가 높을수록, 입자가 단단하며, 더욱 붕괴되지 않게 된다. 공극을 갖는 라텍스 입자가 붕괴되면, 은폐력을 제공할 수 없다. 공극을 갖는 라텍스 입자는US-A-3,784,391, US-A-4,798,691, US-A-4,908,271, US-A-4,972,000, US-A-5,041,464, US-A-5,157,084, US-A-5,216,044 및 US-6,020,435 뿐만 아니라, 일본 특허 출원 60/223,873, 61/62510, 61/66710/, 61/86941, 62/127336, 62/156387, 01/185311 및 02/140272에 기술되어 있는 것과 같은 이 기술분야에 알려져 있는 통상의 중합방법에 따라 제조될 수 있다. 바람직하게, 공극을 갖는 라텍스 입자는 US-A-4,427,836, US-A-4,469,825, US-A-4,594,363, US-A-4,880,842, US-A-5,494,971 및 US-A-6,020,435에 따라 제조된다.
증량제 안료는 비용이 저렴하며, 물에 용해되지 않고 낮은 흡수값(absorption number)을 갖는다. 도로-표시 도료에 사용되는 증량제 안료 분산물 점도, 광택(brightness) 및 저렴한 비용에 대하여 최적화된다. 적합한 증량제 안료로는 바륨 술페이트(약 1∼15 미크롱), Blanc Fixe(약 0.5∼5 미크롱), 칼슘 카보네이트(약 0.05∼35 미크롱), 실리카(약 0.001∼14 미크롱), 마그네슘 실리케이트(약 0.5∼15 미크롱), 알루미늄 실리케이트(약 0.2∼5 미크롱), 마이카, 벤토나이트, 마그네슘 알루미노-실리케이트, 퓸드(fumed) 알루미나, 콜로이달 애터펄자이트, 합성 무정형 소디움 알루미노-실리케이트, 소디움 포타슘 알루미노-실리케이트 및 이들의 배합등을 포함한다. 유리, 세라믹, 중합체 비드 혹은 미세구형 및 이들의 배합이 또한 사용될 수 있다.
라텍스 중합체 바인더는 주로 도료 필름을 형성하는 중합체 혹은 예비중합체이다. 바인더는 안료 및/또는 증량제를 결합하고, 필요로하는 도료 흐름을 제공하며 최종 도료 필름의 내구성 및 건조특성을 결정한다. 예비도료에 대하여 선택되는바인더는 배합되는 도료의 최종 용도 의존할 수 있다. 속건(quick-setting) 혹은 비속건(non-quick-setting)될 수 있으며, 가장 느린 건조시간(setting time)과 가장 빠른 건조시간 범위내에서 속건되는 바인더를 사용하여야 하며, 바람직한 것이다. 예를들어, 도료가 습한 날, 혹은 우천일에 적용되는 경우, 속건되는 바인더를 포함하는 것이 바람직하나, 도료가 건조한 날 적용되는 경우에는 비용면에서 바람직하지 않다.
(1) 별도의 예비도로로서 바인더를 형성하는 구성요소/성분으로 부터 속건(quick-setting)되는 구성요소/성분("속건 성분")을 분리하여;
(2) 바인더를 형성하는 구성요소/성분으로 부터 속건(quick-setting)되는 구성요소/성분("속건 성분")을 별도의 예비도료로 분리하여;
(3) 바인더 예비도료에 속건 바인더를 사용하여(속건 바인더가 별도의 속건 성분을 필요로 하지 않는 경우);
(4) 상기 어떠한 예비도료로 부터 분리되는 속건 성분을 첨가하여; 그리고
(5) 이들의 조합으로,
시스템중의 두 바인더 타입 모두를 이용하는 것은 본 발명의 범주에 속하는 것이다.
본 발명의 방법에서, 속건 성분은 하기 실시예 4에 기술한 바와 같이 별도의 성분 혹은 예비도료로 첨가된다. 속건 성분 혹은 속건 바인더의 존재 및 수준을 조절함으로써, 비용 및 환경적인 조건에 따라 원하는 배합물을 정확하게 조절("dial-in")할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어, "속건"은 변형된 ASTM D1640 건조시간 테스트로 특정시 약 10분 이하의 건조시간을 갖는 코팅제를 의미한다. 사용된 시험은 실온에서 유기 코팅제의 건조를 측정하는 표준시험인 ASTM D1640에 유사한 것으로, 시험 필름은 0.012 +/- 0.001인치의 습윤 필름 두께가 되도록 적합한 수단으로 비-다공성 기질(예를들어, 유리 플레이트 혹은 금속 패널)에 적용된다. 상기 ASTM 시험방법은 변형된 것으로, 단지 최소한의 엄지손가락 압력만이 적용된다. 엄지손가락은 시험 필름과 접촉하여 90°각으로 회전된다. 이 회전으로 인하여 필름을 파손되지 않는 건조시간이 기록된다.
이들 속건 바인더 시스템의 수는 이 기술분야에 알려져 있다. 적합한 속건 시스템(속건 바인더 혹은 성분이 사용되는)으로는 이로써 한정하는 것은 아니지만 다음을 포함한다:
(a) Tg가 최소 약 -10℃인 음이온적으로-안정화된 중합체, 아민 혹은 이민 단량체(속건 성분)으로 형성된 비-양성자화된 혹은 부분적으로 양성자화된 폴리아민 작용성 중합체 및 폴리아민 작용성 중합체의 컨쥬게이션된 산을 탈양성자(deprotonate)화 하기에 충분한 양의 휘발성 염기를 포함하는 수성 분산물;
(b) 펜던트 아민-작용기를 갖으며 Tg가 최소 약 -10℃인 라텍스 중합체인 폴리아민 작용성 중합체 및 폴리아민 작용성 중합체의 컨쥬게이션된 산을 탈양성자화 하기에 충분한 양의 휘발성 염기를 포함하는 수성 분산물;
(c) 펜던트 아민-작용기과 펜던트 산-작용기를 갖으며, 아민-작용기 대 산-작용기의 비는 약 3 대 1보다 크고 중합체는 Tg가 최소 약 -10℃ 그리고 펜던트 산-작용기(즉, 속건 바인더 혹은 성분)를 갖는 라텍스 중합체인 폴리아민 작용성 중합체 및 상기 폴리아민 작용성 중합체의 컨쥬게이션된 산을 탈양성자화 하기에 충분한 양의 휘발성 염기를 포함하는 수성 분산물;
(d) Tg가 최소 약 -10℃이고 펜던트 아민-작용기(즉, 속건 성분)를 갖으며 Tg가 최소 약 -10℃인 펜던트 산-작용기(즉, 속건 성분)을 같는 라텍스 중합체인 폴리아민 작용성 중합체 및 상기 폴리아민 작용성 중합체의 컨쥬게이션된 산을 탈양성자화 하기에 충분한 양의 휘발성 염기를 포함하는 수성 분산물;
(e) Tg가 최소 약 -10℃이고 (a)아크릴산 혹은 메타크릴산의 알킬 에스테르(알킬에스테르는 C1-C18 알킬에스테르임); (b) 아크릴 혹은 메타크릴 필름 형성중합체를 기준으로 최소 하나의 2차 혹은 3차 아미노아크릴레이트 단량체 혹은 2차 혹은 3차 아미노메타크릴레이트 단량체 약 0.1∼5중량% 및 (c) 아크릴 혹은 메타크릴 필름 형성중합체를 기준으로 아크릴아미드, 메타크릴아미드 및 N-알킬올 아크릴아미드로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 교차결합가능한 단량체 약 0.1∼5중량%를 포함하는 중합가능한 단량체로 부터 형성되며; 필름형성 중합체의 중량을 기준으로 이에 편입된 친수성 단량체를 3중량%미만으로 함유하는 폴리아민 작용성 중합체(즉, 속건 바인더 혹은 성분)를 함유하는 수성에멀션 및 상기 폴리아민 작용성 중합체의 컨쥬게이선된 산을 탈양성자화하기에 충분한 양의 휘발성 염기를 포함하는 수성 분산물;
(f) Tg가 최소 약 -10℃인 펜던트 강 양이온기(즉, 속건 성분)을 갖는 중합체를 포함하는 수성 분산물을 포함하는 조성물. 이때, 수성분산물은 Tg가 약 -10℃이상인 펜던트 약산기와 같거나 큰 중합체를 포함한다;
(g) Tg가 최소 약 -10℃이고, 펜던트 강 양이온기와 펜던트 약산기(속건 바인더) 모두를 갖는 중합체를 포함하는 수성분산물.
적합한 중합체 바인더는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 카르복시산, 포스페이트, 술페이트, 술포네이트, 아미드등과 같은 작용기 및 이들의 배합과 같은 작용성 단량체를 임의로 최고 10중량% 함유하는 아크릴 및/또는 메타크릴, 폴리비닐 아세테이트, 스티렌-아크릴, 스티렌-부타디엔, 비닐 아세테이트-아크릴, 에틸렌 비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트-비닐 베르사테이트(vinyl versatate), 비닐 아세테이트-비닐 말레이트, 비닐 아세테이트-비닐 클로라이드-아크릴, 에틸렌-비닐 아세테이트-아크릴 및 우레탄 중합체와 같은 단일중합체, 공중합체 또는 삼중합체와 같은 라텍스 중합체를 포함한다. 불투명 예비도료(ⅰ) 및 증량제 예비도료(ⅱ) 및 (ⅰ) 및 (ⅱ)예비도료로 부터 선택된 다른 예비도료 및 다른 예비도료에 임의로 편입된 중합체 바인더는 바인더 예비도료(ⅲ)에 편입된 중합체 바인더와 같거나 혹은 다를 수 있다. 마찬가지로, 불투명/바인더 예비도료 Ⅰ 및 증량제 예비도료 Ⅱ 및 Ⅰ 및 Ⅱ로 부터 선택된 다른 예비도료 혹은 다른 예비도료에 편입된 중합체 바인더는 서로 같거나 다를 수 있다. 알키드 및 염소화 고무와의 혼합물, 용제성 열가소성 아크릴, 불포화 폴리에스테르, 2-파트 에폭사이드 등과 같은 다른 바인더가 예비안료에 포함될 수 있다.
농화제(thickener)는 리올러지 프로파일을 조절하기 위해 도료에 첨가되는어떠한 물질을 기술하는 용어로 일반적으로 사용된다. 바람직한 농화제는 결합농화제(associative thickeners)이다. 본 발명에 사용하기에 적합한 농화제로는 폴리비닐 알코올(PVA), 이 기술분야에 HASE 에멀션으로 알려져 있는 소수성-개질된, 알칼리 용해성 에멀션, 이 기술분야에 ASE 에멀션으로 알려져 있는 알칼리-용해성 혹은 알칼리-팽윤가능한 에멀션, 이 기술분야에 HEUR 농화제로 알려져 있는 소수성-개질된 에틸렌 옥사이드-우레탄 중합체 및 히드록시메틸 셀룰로오스(HMC), 히드록시에틸 셀룰로오스(HEC), 소수성-개질된 히드록시 에틸 셀룰로오스(HMHEC), 소디움 카르복시메틸 셀룰로오스(SCMC), 소디움 카르복시메틸 2-히드록시에틸 셀룰로오스, 2-히드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 2-히드록시에틸 메틸 셀룰로오스, 2-히드록시부틸 메틸 셀룰로오스, 2-히드록시에틸 에틸 셀룰로오스, 2-히드록시프로필 셀룰로오스등과 같은 셀룰로오스 농화제를 포함한다. 농화제로 또한 유용한 것은 퓸드 실리카, 애터펄자이트(attapulgite) 점토 및 다른 종류의 점토, 티타네이트 킬레이트제등이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 분산제로는 2-아미노 2-메틸 1-프로판올(AMP), 디메틸 아미노 에탄올(DMAE), 포타슘 트리폴리포스페이트(KTPP), 트리소디움 폴리포스페이트(TSPP), 시트르산 및 다른 카르복시산과 같은 비-이온성, 음이온성 및 양이온성 분산제를 포함한다. 또한, 분산제로 사용하기에 적합한 것은 소수성- 혹은 친수성 개질된, 예를들어, 스티렌, 아크릴레이트 혹은 메타크릴레이트 에스테르, 디이소부틸렌 및 다른 친수성 혹은 소수성 공단량체와 같은 여러가지 단량체로 개질된 폴리아크릴산 혹은 폴리메타크릴산 혹은 말레산 무수물을 포함하는 폴리카르복시산을 기초로한 단일중합체 및 공중합체와 같은 음이온성 중합체이다. 또한, 상기한 중합체의 염 및 이들 분산제의 혼합물이 포함된다.
적합한 소포제(defoamers)로는 실리콘-기초 및 광유 기초 소포제등을 포함한다.
용매가 없는 라텍스 중합체 바인더가 바인더 예비도료로 사용되면 합착제를 필요로 하지 않는다. 용매가 없는 바인더는 전형적으로 낮은 Tg 및 낮은 최저 필름-형성 온도를 갖으며, 따라서, 이들은 20℃와 같은 주위 온도에서 필름을 형성한다. 합착제가 필요하면, 바람직하게, 이는 바인더 예비도료(ⅲ) 및 라텍스 중합체 바인더를 함유하는 어떠한 다른 예비도료내에 편입된다. 적합한 합착제, 가소제 및 다른 임의의 용매로는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트(TEXANOL™), 글리콜 에테르, 무기 스피리트(mineral spirits), 메틸 카르비톨, 부틸 카르비톨, 프탈레이트, 아디페이트등을 포함한다.
적합한 곰팡이제거제 및 살생물제로는 산화아연, 이소티아졸론, 트리아졸등을 포함한다.
적합한 계면활성제로는 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "도로" 란 일반적인 용어로 사용되며, 보행자, 움직이는 차량, 트랙터 혹은 항공기등에 연속하여 혹은 간헐적으로 노출되거나 노출될 수 있는 실내 혹은 실외 고형 표면을 포함한다. "도로"에 대한 비-제한적인예로는 고속도로, 거리, 차동자도로, 인도, 차도, 승차지역(taxiing area), 활주로, 주차지역, 루프탑, 실내 바닥(공장 혹은 쇼핑몰과 같은) 등의 표면을 포함한다. 표면 물질은 석조, 타르, 아스팔트, 수지, 콘크리트, 플라스터(plaster), 석재, 회반죽(stucco), 타일, 목재, 플라스틱 물질, 금속(알루미늄, 스테인레스 스틸 혹은 카본 스틸등) 및 이들의 배합일 수 있다. 이들 기질은 모두 새로운 혹은 노화된 하나 또는 그 이상의 이미 존재하는 코팅층을 갖을 수 있다.
도로-표시 도료는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 스프레이, 롤링, 브러슁, 압출 및 이들의 배합을 포함하는 이 기술분야의 기술자에게 알려져 있는 어떠한 다수의 방법으로 표면에 적용될 수 있다.
어떠한 예비도료는 도로-표시 도료의 건조를 가속화하는 흡수제(absorbers)를 임으로 함유할 수 있으며, 상기 흡수제는 도료가 적용될 수 있도록 하는 시간 프레임내에 상기 예비도료에 첨가된다. 예비도료에 흡수제를 첨가함으로써, 점도가 급격히 증가하고 이로 인하여 적용이 어렵거나 불가능해질 수 있다. 따라서, 흡수제는 도료 표면에 적용하기 직전에 첨가되어야 한다. 더욱이, 흡수제는 별도로 첨가될 수 있다. 적합한 흡수제로는 유기 수퍼흡수 중합체, 이온교환 수지, 동공구형 중합체, 분자체, 탈크, 무기 수퍼흡수 겔 및 Sumica 겔, 다공성 및 비다공성 탄소질 물질과 같은 무기 흡수제, 캡슐화된 알칼리-팽윤성 중합체 및 이들의 혼합물을 포함한다. 사용되는 흡수제의 수준은 최종 도료에서 라텍스 중합체의 총중량을 기준으로 약 0.01∼약 99중량%, 바람직하게는 약 0.1∼약 70중량%, 보다 바람직하게는 약 1∼약 30중량% 범위이다.
도로-표시 도료 생산의 지연은 도료의 건조를 가속화시키는 기술이 사용되는 경우 특히 이로울 수 있다. 이와 같은 기술로는 도로-표시 도료의 건조를 가속화하는 흡수제와 같은 임의의 첨가제의 첨가 혹은 본 명세서에서 정의된 바와 같이 교차결합/경화 혹은 "속건(quick-set)"시키는 반응성분의 사용을 포함한다. 이와 같은 시스템은 저장기간이 제한되며, 제조 직후 사용되어야 함으로, 사용시 도로-표시 도료를 배합하는 것은 개선된 제조기술을 제공하는 것이다. 배합된 직후에 도료가 사용됨으로 이는 이와 같은 기술의 사용을 보다 현실화하는 것이다. 이는 나아가, 도로-표시 도료가 적용되기 직전에 혹은 적용되는 동안, 어플리케이터내에서 도로-표시 도료를 생산함으로써 더욱 개선된다. 도로 스트리핑에 사용되는 차량의 뒷부분에 탑재된 것과 같은 어플리케이터에서 생산함으로써, 속건 도료 시스템의 사용과 관련된 일반적인 문제가 제거된다. 즉, 속건성을 제공하나, 속건성이 활성화(즉, 혼합 혹은 첨가)된 후, 매우 짧은 시간(예를들면, 수분내지 수시간)내에 도료의 적용을 필요로하는 불안정화 혹은 물의 빠른 흡수 문제가 없어진다.
이와 같은 속건시스템은 도로상에서의 건조시간이 매우 짧으며 및/또는 고내구성 표지(markings)을 형성한다. 어플리케이터내에서 도료를 배합하기 위해, 예비도료, 펌프 및 어플리케이트는 차량에 이롭게 탑재되며 그 후, 표식에 적용된다.
수성 도로-표시 도료의 교차결합은 물과-혼화가능한 혹은 에멀션화된 에폭사이드, 수성 이소시아네이트, 실란등을 첨가하여 달성될 수 있다. 본 명세서에서 기술한, 속건 바인더 시스템은 또한, 교차결합 혹은 경화 종류(즉, 이온성)를 나타내며, 이들의 사용은 사용시로의 도료 제조 지연에 이롭다. 이는 저장기간이 매우 제한된 속건 성분이 도로-표시 도료에 사용될 수 있도록 한다. 예들들어, 탈양성자화되도록 하는 휘발성 염기가 거의 손실되지 않고 양성자화된 아민을 형성하는 pKa를 갖는 폴리아민은 안정성이 저조하나, 도로상에서 매우 빨리 건조된다. 이와 같은 속건 및 교차결합 시스템은 이들의 짧은 저장기간으로 인하여 어플리케이터내에서 도료를 제조하는 것을 포함하는 시점까지의 도료 제조지연에 이로운 것이다.
본 발명의 예비도료는 통상의 도료 제조 설비이외의 많은 적용처에서 최종 도로-표시 도료의 생산을 가능하게 하며, 온-라인 차량 도색 혹은 작업지점과 같은 사용시점, 판매대리점, 정부 운송 설비 및 판매시점(예들들어, 제조자의 소매점 혹은 도매 빌딩-제품 설비)에서의 생산을 포함한다.
도로-표시 도료 범위의 제조에 필요로하는 다수의 도료 성분을 최소화하기 위해, 도료 범위에 필요로하는 중요한 특성의 한계치를 고려하여야 하며, 그 후, 한계치 뿐만 아니라 중간 지점에서 필요로하는 중요한 특성을 제공하기 위해 여러가지 배합 및 양으로 혼합될 수 있는 예비도료를 배합한다. 특정한 특성은 원하는 물성을 증진시키는 도료 첨가제를 첨가함으로써 또한 증대될 수 있다.
본 명세서에서 개시하고 있는 모든 범위는 포함되는 것이며, 이들 범위의 최소 및 최대값은 조합가능한 것이다.
실시예 1
하기 성분들을 혼합하여 PVC 50.8%, VS 57.43% 그리고 고형분 중량이 79.0%인 백색의 불투명한 예비도료를 형성하였다:
성분 양(lbs./100 gallons)불투명 안료 - TiO2 1000.0(TiPure R-900, E.I. DuPont and Company, Wilmington, DE)분산제 - Tamol 901 30% 28.0(Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA)습윤조제 - Surfynol CT 136 12.0(Air Products, Inc., Allentown, PA)소포제 - Drew L-493 10.0(Drew Chemical Company, Kearny, NJ)아크릴 에멀션 중합체 바인더 50% 고형분(Rhoplex AC-630, 532.7(Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA)합착제 - Texanol (Eastman Chemical, Kings Prot, TN) 20.0물 14.2수산화암모늄(28% NH3) 6.0HEUR 농화제 - Acrysol SCT-275 1.5(Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA)
예비안료는 45°피치 교반 블레이드가 있는 실험용 혼합기를 사용하여 제조하였다. 바인더, 물, 분산제, 습윤조제 및 소포제를 배합하고 혼합하였다. 상기 이산화티탄을 서서히 첨가하고 혼합물은 15-20분동안 교반하였다. 그 후, 합착제, 농화제, 수산화암모늄 및 필요하면, 부가적인 물이 첨가된다.
실시예 2
하기 성분들을 혼합하여 PVC 51.7%, VS 57.7% 그리고 고형분 중량이 67.5%인 황색의 불투명한 안료 예비도료를 형성하였다:
성분 양(lbs./100 gallons)불투명 안료 - TiO2 181.8(TiPure R-900, E.I. DuPont and Company, Wilmington, DE)황색 안료 - Hansa Yellow (Engelhard Corp., New Jersey) 291.0습윤조제 - Surfynol CT 136 10.9(Air Products, Inc., Allentown, PA)분산제 - Tamol 901 30% 26.0(Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA)소포제 - Drew L-493 9.1(Drew Chemical Company, Kearny, NJ)아크릴 에멀션 바인더 50% 고형분(Rhoplex AC-630) 552.4(Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA)합착제 - Texanol (Eastman Chemical, Kings Prot, TN) 20.9물 18.8수산화암모늄(28% NH3) 5.4HEUR 농화제 - Acrysol SCT-275 1.4(Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA)
예비안료는 45°피치 교반 블레이드가 있는 실험용 혼합기를 사용하여 제조하였다. 바인더, 물, 분산제, 습윤조제 및 소포제를 배합하고 혼합하였다. 상기 이산화티탄 및 황색 안료를 서서히 첨가하고 혼합물은 15-20분동안 교반하였다. 그 후, 합착제, 농화제, 수산화암모늄 및 필요하면, 부가적인 물이 첨가된다.
실시예 3
하기 성분들을 혼합하여 PVC 61.0%, VS 61.4% 그리고 고형분 중량이 77.4%인 증량제 안료 예비도료를 형성하였다:
성분 양(lbs./100 gallons)탄산 칼슘 증량제 - Omyacarb 5 845.1(Omya, Proctor, VT)분산제 - Tamol 901 30% 4.9(Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA)습윤조제 - Surfynol CT 136 1.8(Air Products, Inc., Allentown, PA)소포제 - Drew L-493 5.0(Drew Chemical Company, Kearny, NJ)아크릴 바인더 - (Rhoplex AC-630, 50% 고형분) 452.0(Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA)메탄올 33.3합착제 - Texanol (Eastman Chemical, Kings Prot, TN) 23.3물 14.0수산화암모늄(28% NH3) 3.7HEUR 농화제 - Acrysol SCT-275 0.2(Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA)
예비안료는 45°피치 교반 블레이드가 있는 실험용 혼합기를 사용하여 제조하였다. 바인더, 물, 분산제, 습윤조제 및 소포제를 배합하고 혼합하였다. 상기 증량제 안료를 서서히 첨가하고 혼합물을 15-20분동안 교반하였다. 그 후, 메탄올, 합착제, 농화제, 수산화암모늄 및 필요하면, 부가적인 물이 첨가된다.
실시예 4
하기 성분들을 혼합하여 빨리 건조되는 폴리아민 예비도료를 형성하였다. 이는 PVC 0%, VS 27.4% 그리고 고형분 중량이 28.8%였다.
성분 양(lbs./100 gallons)폴리아민(29.8%)*837.54물 12.5메탄올 20.0* U.S. 6,013,721의 실시예 3에 기술된 바와 같음.
실시예 5
백색 도로-표지 도료를 다음 방법으로 상기한 예비도료를 배합하여 제조하였다:
도료번호 예비도료(lbs.) 물
백색 증량제 폴리아민(실시예 1) (실시예 3) (실시예 4)
5-15-25-35-45-55-6 160.44 1244.88 -112.31 1286.38 -160.44 1244.88 8.0112.31 1286.38 8.0160.44 1244.88 16.0112.31 1286.38 16.0 15.415.47.77.7--
결과물인 도료는 다음 특성을 갖는다:
도료번호 도료 특성
PVC(%) VS(%) WS (%)
5-15-25-35-45-55-6 60.0 60.0 76.760.3 60.0 76.760.0 60.1 76.960.3 60.1 76.960.0 60.2 77.160.3 60.2 77.1
도료 번호 5-1은 더욱 느리게 건조되는 백색 교통용 도료이다. 도료 번호 5-2는 보다 저렴하고, 더욱 느리게 건조하는 백색 교통용 도료이다. 도료 번호 5-3은 빨리 건조되는 백색 교통용 도료이다. 도료 번호 5-4는 보다 저렴하고 빨리 건조되는 백색 교통용 도료이다. 도료 번호 5-5는 보다 빨리 건조되는 백색 교통용 도료이다. 도료 번호 5-6은 보다 저렴하고 더욱 빨리 건조되는 백색 교통용 도료이다.
실시예 6
황색 도로-표지 도료를 다음 방법으로 상기한 예비도료를 배합하여 제조하였다:
도료번호 예비도료(lbs.) 물
황색 증량제 폴리아민(실시예 2) (실시예 3) (실시예 4)
6-16-26-36-46-56-6 119.98 1231.05 -76.35 1286.38 -119.98 1231.05 8.076.35 1286.38 8.0119.98 1231.05 16.076.35 1286.38 16.0 15.415.47.77.7--
결과물인 도료는 다음 특성을 갖는다:
도료번호 도료 특성
PVC(%) VS(%) WS (%)
6-16-26-36-46-56-6 60.0 60.0 75.760.3 60.0 76.060.0 60.1 75.960.3 60.1 76.260.0 60.2 76.160.3 60.2 76.4
도료 번호 6-1은 더욱 느리게 건조되는 황색 교통용 도료이다. 도료 번호 6-2는 보다 저렴하고, 더욱 느리게 건조하는 황색 교통용 도료이다. 도료 번호 6-3은 빨리 건조되는 황색 교통용 도료이다. 도료 번호 6-4는 보다 저렴하고 빨리 건조되는 황색 교통용 도료이다. 도료 번호 6-5는 보다 빨리 건조되는 황색 교통용 도료이다. 도료 번호 6-6은 보다 저렴하고 더욱 빨리 건조되는 황색 교통용 도료이다.

Claims (36)

  1. (ⅰ) 최소 하나의 백색 불투명 안료를 포함하는 최소 하나의 불투명 예비도료; (ⅱ) 최소 하나의 증량제 안료를 포함하는 최소 하나의 증량제 예비도료; 및
    (ⅲ) 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 바인더 예비도료;
    를 포함하며, 상기 예비도료는 최소 하나의 도로-표시 도료 라인을 형성하기에 충분한, 다르지만 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트.
  2. (Ⅰ) 최소 하나의 백색 불투명 안료와 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 불투명/바인더 예비도료; 및
    (Ⅱ) 최소 하나의 증량제 안료와 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 증량제/바인더 예비도료;
    를 포함하며, 상기 예비도료는 최소 하나의 도로-표시 도료 라인을 형성하기에 충분한, 다르지만 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 나아가 속건(quick-setting) 성분을 포함하는 최소 하나의 유체 예비도료를 포함함을 특징으로 하는 예비도료 세트.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 예비도료는 나아가 속건(quick-setting) 성분을 포함함을 특징으로 하는 예비도료 세트.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중합체 바인더는 속건(quick-setting) 바인더임을 특징으로 하는 예비도료 세트.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중합체 바인더는 라텍스 중합체임을 특징으로 하는 예비도료 세트.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 예비도료 수는 3∼15임을 특징으로 하는 예비도료 세트.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 불투명 예비도료는 나아가 최소 하나의 착색제를 포함함을 특징으로 하는 예비도료 세트.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 착색제는 백색 혹은 황색임을 특징으로 하는 예비도료 세트.
  10. (a) (ⅰ) 최소 하나의 백색 불투명 안료를 포함하는 최소 하나의 불투명 예비도료;
    (ⅱ) 최소 하나의 증량제 안료를 포함하는 최소 하나의 증량제 예비도료; 및
    (ⅲ) 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 유체 바인더 예비도료;
    를 포함하는 다르지만, 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트를 제공하는 단계; 및
    (b) 도로-표시 도료 라인을 형성하기 위해 미리 정하여진 양의 각각의 예비도료를 용기 혹은 어플리케이터내에 투여하는 단계(dispensing);
    를 포함하는 최소 하나의 도로-표시 도료 라인 제조방법.
  11. (a) (ⅰ) 최소 하나의 백색 불투명 안료를 포함하는 최소 하나의 불투명 예비도료;
    (ⅱ) 최소 하나의 증량제 안료를 포함하는 최소 하나의 증량제 예비도료;
    (ⅲ) 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 바인더 예비도료; 및
    (ⅳ) 예비도료 (ⅰ),(ⅱ) 및 (ⅲ)으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 부가적인 다른 유체 예비도료;
    를 포함하는 최소 2가지의 도료 라인을 배합하기에 충분한, 다르지만 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트를 제공하는 단계; 및
    (b) 도로-표시 도료 라인을 형성하기 위해 미리 정하여진 양의 각각의 예비도료를 용기 혹은 어플리케이터내에 투여하는 단계;
    를 포함하는 최소 2개의 도료 라인을 포함하는 도로-표시 도료 범위 제조방법.
  12. (a)(Ⅰ) 최소 하나의 백색 불투명 안료와 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 불투명/바인더 예비도료; 및
    (Ⅱ) 최소 하나의 증량제 안료와 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 증량제/바인더 예비도료;
    를 포함하는 다르지만, 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트를 제공하는 단계; 및
    (b) 도로-표시 도료 라인을 형성하기 위해 미리 정하여진 양의 각각의 예비도료를 용기 혹은 어플리케이터내에 투여하는 단계;
    를 포함하는 최소 하나의 도로-표시 도료 라인 제조방법.
  13. (a) (ⅰ) 최소 하나의 백색 불투명 안료와 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 불투명/바인더 예비도료;
    (ⅱ) 최소 하나의 증량제 안료와 최소 하나의 중합체 바인더를 포함하는 최소 하나의 유체 증량제/바인더 예비도료; 및
    (ⅲ) 예비도료 (Ⅰ) 및 (Ⅱ)로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 부가적인 다른 유체 예비도료;
    를 포함하며, 최소 두가지의 도료 라인을 배합하기에 충분한, 다르지만 상호 혼화가능한 유체 예비도료 세트를 제공하는 단계; 및
    (b) 도로-표시 도료 라인을 형성하기 위해 미리 정하여진 양의 각각의 예비도료를 용기 혹은 어플리케이터내에 투여하는 단계;
    를 포함하는 최소 2가지의 도료 라인을 포함하는 도로-표시 도료 범위 제조방법.
  14. 제 10, 11, 12 혹은 13항에 있어서, 상기 예비도료 세트는 나아가 속건(quick-setting) 성분을 포함하는 최소 하나의 유체 예비도료를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 10, 11, 12 혹은 13항에 있어서, 상기 불투명 예비도료(ⅰ), 상기 바인더 예비도료(ⅱ), 상기 불투명/바인더 예비도료(Ⅰ) 혹은 상기 증량제/바인더 예비도료(Ⅱ)는 나아가 속건(quick-setting) 성분을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 10, 11, 12 혹은 13항에 있어서, 상기 중합체 바인더는 속건 바인더임을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 10, 11, 12 혹은 13항에 있어서, 상기 중합체 바인더는 라텍스 중합체임을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 10, 11, 12 혹은 13항에 있어서, 상기 예비도료의 수는 4∼15임을 특징으로하는 방법.
  19. 제 10항 또는 11항에 있어서, 나아가 예비도료를 용기내에 투여하기 전에, 투여하는 동안 혹은 투여한 후에 예비도료를 혼합하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 10항 또는 11항에 있어서, 나아가 예비도료를 어플리케이터내에 투여하기 전에 혹은 투여하는 동안 예비도료를 혼합하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 12항 또는 13항에 있어서, 나아가 예비도료를 용기내에 투여하기 전에, 투여하는 동안 혹은 투여한 후에 예비도료를 혼합하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 12항 또는 13항에 있어서, 나아가 예비도료를 어플리케이터내에 투여하기 전에 혹은 투여하는 동안 예비도료를 혼합하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 10, 11, 12 또는 13항에 있어서, 나아가 예비도료를 용기에 투여하기 전에, 투여하는 동안 혹은 투여한 후에 예비도료의 점도를 조절하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 10, 11, 12 또는 13항에 있어서, 나아가 예비도료를 어플리케이터에 투여하기 전에 혹은 투여하는 동안 예비도료의 점도를 조절하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 10, 11, 12 또는 13항에 있어서, 나아가 도로-표지 도료의 적용 혹은 최종 성능을 증대시키는 부가적인 성분을 첨가하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 10, 11, 12 또는 13항에 있어서, 나아가 최소 하나의 착색제를 투여된 예비도료에 첨가하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 착색제는 백색 혹은 황색임을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 10, 11, 12 또는 13항에 있어서, 상기 불투명 예비도료(ⅰ)은 나아가 최소 하나의 착색제를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 12 또는 13항에 있어서, 상기 불투명/바인더 예비도료(Ⅰ)은 나아가 최소 하나의 착색제를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 착색제는 백색 혹은 황색임을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 10, 11, 12 혹은 13항에 있어서, 상기 방법은 도료 제조설비에서 행하여짐을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 10, 11, 12 혹은 13항에 있어서, 상기 방법은 판매시에 행하여짐을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 10, 11, 12 혹은 13항에 있어서, 상기 방법은 사용시에 행하여짐을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 10, 11, 12 혹은 13항에 있어서, 상기 방법은 컴퓨터로 제어됨을 특징으로 하는 방법.
  35. 청구항 10, 11, 12 혹은 13항의 방법을 행할 수 있는 기기.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 기기는 차량에 탑재됨을 특징으로 하는 기기.
KR1020027010654A 2000-02-18 2001-02-16 예비도료 및 예비도료로 부터 도로 표시용 도료의 제조방법 KR20030032919A (ko)

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