KR20060105876A - 수성도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

저오염화제의 보존을 간소화할 수 있으며, 저오염화제를 에멀젼 수지도료와 혼합할 경우의 도료 안정성이 뛰어나고, 내오염성도 뛰어난 수성도료 조성물을 제공한다. ph가 4.0 이상 10.0 이하인 합성수지 에멀젼(A), 및 입자경이 1~200nm이고, ph가 5.0 이상 8.5 미만인 중성 실리카졸(B)을 필수성분으로서하고, 합성수지 에멀젼의 고형분 100중량부에 대하여 중성 실리카졸성분을 고형분환산으로 0.1~50중량부 함유한 수성도료 조성물이다.

Description

수성도료 조성물{AQUEOUS COATING COMPOSITION}
본 발명은 뛰어난 내오염성을 가지는 수성도료 조성물에 관한 것이다. 본 발명 조성물은 금속, 유리, 자기타일, 콘크리트, 사이딩 보드(siding board)), 압출성형판, 플라스틱 등 각종 소재의 표면 처리에 사용할 수 있고, 주로 건축물, 토목구조물 등의 몸체 보호에 사용할 수 있다.
최근, 건축-토목 구조물에 사용되는 도료 분야에 있어서는 유기용제를 용매로 하는 용제형 도료에서 물을 용매로 하는 수성도료로 전환되고 있다. 이는 도장 작업자나 거주자의 건강 피해를 저감하기 위해서나, 대기환경 오염을 저감시킬 목적으로 행해지는 것이며, 해마다 수성화가 진행되고 있다.
공지의 수성도료 중에는 내후성, 내수성 등에 관해서는 용제형 도료와 동등 수준의 성능을 가지는 것도 있다. 그러나, 특히 오염성 관점에서 보면, 저오염형으로 불려지는 수성도료조차도 용제형의 저오염형 도료 수준에는 미치지 못하는 현상이다.
또, 수성도료에 의한 도막은 일반적으로 용제형 도료에 의한 도막에 비하여 도막 경도가 낮고, 오염물질이 부착하였을 때 물들어 가는 성질이 높은 경향이 있다. 따라서, 한 번 오염물질이 부착하면 도막 표면에서 그 오염을 제거하는 것은 곤란한 경우가 많다.
건축, 토목 구조물에 사용할 수 있는 용제형의 저오염형 도료로서, 도료 중에 올가노시리게이트 및/또는 축합물(이하 '올가노시리게이트 등'이라 한다)을 배합하는 기술이 개시되어 있다(특허문헌 1). 특허문헌 1의 기술은 유기용제계의 도료 중에 올가노시리게이트 등을 배합하고, 도막 형성후에 산처리함으로써 도막 표면을 친수성으로 하여, 유성 오염물질을 부착하기 어렵게 하며, 더욱이 부착된 오염물질을 내리는 비 등의 물방울과 함께 씻어 버리는 성능을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.
특허문헌 1에 기재된 도료에 있어서 사용되는 올가노시리게이트 등은 물과의 반응성을 가지는 알코키시시릴기를 가지고 있어, 수계 도료에 첨가하면 올가노시리게이트 등의 가수분해 축합반응을 제어할 수 있기 때문에, 단시간에 급격하게 도료 점성이 상승하고, 또한, 도료 전체가 겔(GEL)화 해버려 도장 작업에 지장을 초래해 버리는 문제나 수성 도료와 올가노시리게이트 등의 상용성이 나쁘고, 혼합후에 응집물이 생긴다고 하는 문제도 있다. 특히, 일반적으로 윤기 있는 도료라고 불리우는 고광택 수성 도료에 있어서는, 그 사용성의 악화에 의해 표면 광택이 극단적으로 낮아져 버리는 결점도 있다. 더욱이 가령 혼합후 즉시 도장을 행하여 도막을 형성한 경우에 있어서도 충분한 내오염성을 얻을 수 없다고 하는 결점이 있다. 특히 도막 형성 초기 단계에서는 올가노시리게이트 등에 기인한 점착성에 의해 도리어 오염물질이 부착되기 쉬워진다고 하는 문제가 발생해 버린다.
특허문헌 2에는 합성수지 에멀젼 및 천연석분쇄물 등의 골재를 함우하는 수 성 도료에 있어서, 그 내오염성을 개선할 목적으로 저오염화제로서 올가노시리게이트 등을 혼합하는 것이 기재되어 있으나, 이 도료도 상술한 특허문헌 1과 같은 문제를 가지고 있다. 특히 특허문헌 2의 도료에서는 도막의 선명성이 손상된다고 하는 문제도 있다.
위와 문제를 해결하는 수성 도료로서 폴리옥시알키렌 기를 가지는 알코키시시란 축합물을 저오염화제로서 사용한 도료가 공지되어 있다(특허문헌 3). 특허문헌 3에 기재된 수성 저오염형 도료는 폴리옥시알키렌 기를 가지는 알코키시시란 축합물과 에멀젼 수지 도료 2액형 도료이며, 알코키시시란 축합물의 에멀젼 수지 도료와의 상용성이 개선된 수성 저오염형 도료이다.
특허문헌 1 : WO94/06870호 공보, 특허문헌 2 : 특개 2003-128998호 공보, 특허문헌 3 : WO99/05228호 공보
특허문헌 3에 기재된 수성 저오염형 도료는, 저오염화제에 폴리옥시알키렌 기를 부여함으로써 알코키시시란 축합물과 에멀젼 도료와의 상용성이 개선되어 형성되는 도막은 광택이 비교적 양호하고 내오염성도 가진다.
그러나, 특허문헌 3의 수성 저오염형 도료에서도 폴리옥시알키렌 기를 가지는 알코키시시란 축합물은 물과의 반응성을 가지는 알코키시시릴 기가 잔존하고 있어, 가수분해 축합반응성은 크게 변화하지 않고 있다. 이 때문에 특허문헌 3의 수성 저오염형 도료를 시장에서 유통시키기 위해서는 에멀젼 수지 도료와 저오염화제인 알코키시시란 축합물을 별개의 성분으로 하여 도장시에 혼합하는 2성분 타입의 도료로 하지 않으면 안되며, 물과의 반응성을 가지는 알코키시시란 축합물은 수분 을 흡수하지 않도록 특별한 보존 형태로 할 필요가 있어 개선이 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 저오염화제의 보존을 간소화할 수 있고, 저오염화제를 에멀젼 수지 도료와 혼합했을 경우의 도료 안정성이 우수하고, 게다가 내오염성도 우수한 수성도료 조성물을 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명자는 이들의 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 특정의 합성수지 에멀젼과 중성 실리카 졸(Silica Sol)을 필수성분으로 하는 수성도료 조성물이 안정성에 뛰어나고, 게다가 내오염성도 뛰어난 수성도료 조성물인 것을 찾아 내고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 이하의 수성도료 조성물에 관한 것이다.
1. pH가 4.0 이상 10.0 이하인 합성수지 에멀션(A) 및 입자경이 1~200nm이고, pH가 5.0 이상 8.5 미만인 중성 실리카 졸(B)을 필수성분으로 하고, 상기 합성수지 에멀젼(A)의 고형분 100중량부에 대하여 상기 중성 실리카 졸(B) 성분을 고형고형분환산으로 0.1~50 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 수성도료 조성물.
2. 또한 입자경이 0.05mm 이상 5mm 이하의 골재(E)를, 상기 합성수지 에멀젼(A)의 고형분 100중량부에 대하여 100~4000중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 1의 수성도료 조성물.
3. 또한, 착색안료(C), 체질안료(D) 및 입자경이 0.05mm 이상 5mm 이하의 골재(E)를 상기 합성수지 에멀젼(A)의 고형분 100중량부에 대하여 상기 착색안료(C)를 1~300중량부, 상기 체질안료(D)를 10~1000중량부, 상기 골재(E)를 10~2000중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 1의 수성도료 조성물.
4. 또한, 적어도 1종 이상의 착색도료(F)가 입상으로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 1의 수성도료 조성물.
5. 상기기 중성 실리카 졸은 소수화 처리가 실시된 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 수성도료 조성물.
상기 구성을 가지는 본 발명의 수성도료 조성물에서는, 도료 점도의 상승이 억제되어 도장 작업에 있어서 취급이 용이해서 도장 작업의 효율을 높일 수 있다. 또, 윤기 있는 도료에 적용할 경우에는 광택 값이 높은 도막을 얻을 수 있다.
더욱이, 본 발명의 수성도료 조성물에 의해 형성된 도막은 뛰어난 내오염성을 발휘하는 것이다. 특히 도막 형성 초기 단계에 있어서도 오염물질이 부착되기 어렵다고 하는 특징을 가진다.
본 발명에 의하면, 저오염화제인 (B)성분과 에멀젼 수지도료로 이루어진 2성분형의 도료로 한 경우에 있어서도 저오염화제(B)의 보존 형태를 간소화 할 수 있고, 게다가 (A)성분과 (B)성분을 미리 혼합한 1액형 저오염 도료를 설계하는 것도 가능하다.
본 발명의 수성도료 조성물은 클리어 도료, 윤기 있는 도료, 윤기 없는 도료 이외에 자연석조도재, 얇게 붙임 마무리도재, 두껍게 붙임 마무리도재, 다채모양 도료 등에 적용할 수도 있다. 즉, 상기 2의 발명에 의하면, 도료의 안정성과 도막의 내오염성에 뛰어난 자연석조도재를 얻을 수 있고, 상기 3의 발명에 의하면, 도료의 안정성과 도막의 내오염성에 뛰어난 모래벽 모양, 유자열매피부 모양, 섬유벽 모양, 치장벽토(STUCCO) 모양, 잔물결 모양 등의 각종 무늬(texture)를 주는 얇게 붙임 마무리도재 내지는 두껍게 붙임 마무리도재를 얻을 수 있으며, 상기 4의 발명에 의하면, 도료의 안정성과 도막의 내오염성에 뛰어난 다채모양 도료를 얻을 수 있다.
<(A)성분>
본 발명을 구성하는 (A)성분은 pH가 4.0 이상 10.0 이하의 합성수지 에멀젼(이하 '(A)성분'이라한다)이다. 이 (A)성분은 결합제로서 작용하는 것이다.
(A)성분의 pH는 보통 4.0 이상 10.0 이하, 바람직하게는 5.0 이상 9.5이하, 보다 바람직하게는 6.0 이상 9.0 이하, 더 바람직하게는 7.0 이상 8.5 이하이다. 이러한 pH의 (A)성분을 사용하는 것에 의해 (B)성분을 혼합하여도 양호한 도료 안정성을 확보할 수 있다. pH가 상기 범위 외인 경우는 (A)성분과 후술하는 (B)성분을 혼합했을 때 응집물이 생긴다거나 단시간에 도료 점도가 상승하기도 한다. 극단적인 경우에는 도료가 겔(gel)화해 버릴 우려도 있다.
(A)성분으로서는 pH가 상기 범위 내이면, 각종 합성수지 에멀젼을 사용할 수 있다. 구체적으로는 예를 들면, 아크릴 수지계 에멀젼, 아크릴 실리콘 수지계 에멀젼, 불소 수지계 에멀젼, 우레탄 수지계 에멀젼 등을 들 수 있다.
[아크릴 수지계 에멀젼]
아크릴 수지계 에멀젼으로서는, 아크릴계 단량체 및 아크릴계 단량체와 공중 합 가능한 다른 단량체를 래디컬 공중합으로 얻을 수 있는 것을 사용할 수 있다.
아크릴계 단량체는 특히 한정하지 않지만, 예를 들면, 메틸(메타) 아크리레이트(메틸 아크리레이트 또는 메틸메타 아크리레이트 중 어느 하나로 나타낸다. 이하 같다), 에틸(메타) 아크리레이트, n-부틸(메타) 아크리레이트, i-부틸(메타) 아크리레이트, 2-에틸 헥실(메타) 아크리레이트, 시클로 헥실(메타) 아크리레이트 등의 알킬기 함유(메타) 아크릴계 단량체; 2-히드록시에틸(메타) 아크리레이트 등의 수산기 함유(메타) 아크릴계 단량체; (메타) 아크릴산 등의 에티렌성 불포화 카본산; 지메틸아미노 에틸(메타) 아크리레이트, 지메틸아미노 프로필(메타) 아크리레이트 등의 아미노기 함유(메타) 아크릴계 단량체; (메타) 아크릴 아미드, 에틸(메타) 아크릴 아미드 등의 아미드기 함유(메타) 아크릴계 단량체; 아크리로니트릴 등의 니트릴기 함유(메타) 아크릴계 단량체; 그리시질(메타) 아크리레이트 등의 에폭시기 함유(메타) 아크릴계 단량체 등을 예시할 수 있다.
아크릴계 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 스티렌, 메틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐톨루엔 등의 방향족 탄화수소계 비닐 단량체; 마레인산, 이타콘산, 구로톤산, 후말산, 시트라콘산 등의 α, β-에티렌성 불포화 카본산; 스티렌슬혼산, 비닐슬혼산 등의 슬혼산 함유 비닐 단량체; 무수 마레인산, 무수 이타콘산 등의 산무수물; 염화 비닐, 염화 비니리덴, 클로로프렌 등의 염소 함유 단량체; 히드록시에틸비닐에테르, 히드록시포로필비닐에테르 등의 수산기 함유 알킬비닐에테르; 에티렌그리코르모노아릴에테르, 프로피렌그리코르모노아릴에테르, 지에티렌그리코르모노아릴에테르 등의 알키렌그리코르모노아릴에테르; 에티렌, 프로피렌, 이 소부티렌 등의 α-오레핀; 초산비닐, 프로피온산비닐, 낙산비닐, 피바린산비닐 등의 비닐에스텔; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 부틸비닐에테르, 시클로헥실비닐에테르 등의 비닐에테르; 에틸아릴에테르, 부틸아릴에테르 등의 아릴에테르 등을 예시할 수 있다.
합성수지 에멀젼으로서, 아크릴수지계 에멀젼을 사용하는 경우는, 내구성, 코스트면, 수지설계 자유도의 높이 등이 뛰어난 점에서 유리하다.
[아크릴 실리콘 수지계 에멀젼]
아크릴 실리콘 수지계 에멀젼으로서는, 규소 함유 아크릴계 단량체 및 규소 함유 아크릴계 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체를 래디컬 공중합에 의해 얻을 수 있는 것을 사용할 수 있다.
규소 함유 아크릴계 단량체로서는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, γ-(메타) 아크리록시프로필토리메트키시시란, γ-(메타) 아크리록시프로필토리에트키시시란, γ-(메타) 아크리록시프로필메틸지메트키시시란, γ-(메타) 아크리록시프로필메틸지에트키시시란 등의 가수분해성 시릴기 함유 비닐계 단량체 등을 예시할 수 있다.
규소 함유 아크릴 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면, 전술의 아크릴 수지계 에멀젼으로 사용되는 단량체 등을 특히 한정하지 않고 사용할 수 있다.
합성수지 에멀젼으로서, 아크릴 실리콘 수지계 에멀젼을 이용한 경우는, 내후성, 내황변성, 내구성, 내약품성, 내오염성 등이 뛰어난 점에서 유리하다.
[불소 수지계 에멀젼]
불소 수지계 에멀젼으로서는, 불소 함유 단량체 및 불소 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체를 래디컬 공중합으로 얻을 수 있는 것을 사용할 수 있다.
불소 함유 단량체로서는, 예를 들면, 불화 비닐리덴, 트리플루오르에티렌, 테트라플루오르에티렌, 펜타플루오르에티렌, 헥사플루오르프로리렌 등의 플루오르오레핀; 트리플루오르에틸(메타)아크리레이트, 펜타플루오르프로필(메타)아크리레이트, 파플루오르시클록실(메타)아크리레이트 등의 불소 함유(메타)아크리레이트 등이 예시된다.
불소 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면, 전술의 아클릴 수지계 에멀젼으로 사용되는 단량체 등 특히 한정없이 사용할 수 있다.
합성수지 에멀젼으로서 불소 수지계 에멀젼을 사용한 경우는 내후성, 내황변성, 내구성, 내약품성, 내오염성 등이 뛰어난 점에서 유리하다.
[우레탄 수지계 에멀젼]
우레탄 수지계 에멀젼은 도막 형성후의 도막중에 우레탄 결합을 가지도록 된 에멀젼을 총징한다. 즉, 도막 형성전부터 우레탄 결합을 가지는 것도 좋고, 도막 형성후 반응에 의해 우레탄 가교를 형성하는 것도 좋다. 에멀젼의 형태로서는 1액형도 좋고 2액형도 좋다.
1액형으로서는, 우레탄 결합을 가지는 중합성 단량체를 다른 공중합 가능한 단량레와 공중합하는 방법, 우레탄 결합을 가지는 수성수지의 존재하에 중합성 불포화 단량체를 중합하는 방법, 반응기를 가지는 수성 우레탄 수지와 그 반응기와 반응할 수 있는 기를 함유한 에멀젼를 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.
2액형으로서는, 수분산성 이소시아네이트와 수염기성 함유 에멀젼과의 조합 등을 들 수 있다.
합성수지 에멀젼으로서, 우레탄 수지계 에멀젼을 사용하는 경우는, 내구성, 내용제성, 내약품성, 내오염성 등이 뛰어난 점에서 유리하다.
[기타 가교 반응형 에멀젼]
합성수지 에멀젼 중에서 전기의 수산기와 이소시아네이트 화합물에 의한 가교 반응 이외에 카르보닐기와 히드라지드기, 카본산과 금속이온, 에폭시기와 아민, 에폭시기와 카복실기, 카본산과 아지리진, 카본산과 카르보지이미드, 카본산과 오키사조린, 아세트아세테이트와 케치민 등을 이용한 가교 반응을 형성하는 에멀젼을 사용하는 것도 가능하다. 가교 반응형 에멀젼은 1액 타입이도, 2성분 이상의 다성분 타입이어도 좋다.
합성수지 에멀젼으로서 가교 반응형 에멀젼을 이용한 경우는, 내구성, 내용제성, 내약품성, 내오염성 등이 뛰어나 유리하다.
(A)성분은 상술 조건을 만족하는 한 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 수성매체 중에서 유화중합, 현탁중합, 분산중합, 용액중합, 산화환원중합 등으로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 다단계중합으로 제조할 수도 있다. 이 때에 필요에 따라 유화제, 개시제, 분산제, 연쇄이동제, 완충제 등 또는 기타 첨가제 등을 적당히 사용할 수 있다.
<(B)성분>
본 발명에 의한 (B)성분은, 입자경이 1~200nm 이며, pH가 5.0 이상 8.5 미만인 중성 실리카 졸(이하 'B성분'이라 한다)이다.
(B)성분을 구성하는 입자는 실리케이드의 가수분해 축합에 의해 형성되는 것이며, 실리카를 주성분으로 하기 때문에 경도가 놓고, 또 그 입자 표면에 실라놀기(Si-OH)를 가지는 화합물이다. 본 발명에서는 이와 같은 (B)성분입자의 경도와 표면관능기의 상승적 작용에 의해 뛰어난 내오염성을 발휘할 수 있다. 그 구체적인 작용기구는 명확하지 않지만, 도막 형성시에 (B)성분이 도막 표면에 배향되어, 도막 표면의 경도와 친수성을 높이는 것이라고 추측된다.
(B)성분 입자경은 1차 입자경으로서 통상 1~200nm, 바람직하게는 5~100nm, 보다 바람직하게는 10~50nm, 더 바람직하게는 10~40nm이다. 입자경이 지나치게 큰 경우, 클리어 도료에 있어서는 도막의 투명성이 손상되고, 윤기 있는 도료에 있어서는 광택이 불충분하게 되며, 자연석조도재 등에서는 도막의 선명성이 손상되는 등 형성 도막의 외관에 악영향을 끼칠 우려가 있다. 입자경이 너무 작은 경우는, 내오염성에 있어서 충분한 효과를 얻을 수 없는 우려가 있다. (B)성분의 평균 1차 입자경은 5~100nm, 보다 바람직하게는 10~50nm, 더 바람직하게는 10~40nm이다. 본 발명에서는 평균 1차 입자경이 다른 2종류 이상의 중성 실리카 졸(B)을 사용함으로써 내오염효과를 높일 수도 있다. 한편, (B)성분의 입자경은 광산란법에 의해 측정된 값이다.
(B)성분의 pH는 5.0 이상 8.5 미만인 것이 필요하며, 6.0 이상 8.5 미만인 것이 바람직하고, 6.5 이상 8.0 이하인 것이 보다 바람직하며, 7.0 이상 8.0 이하 인 것이 더 바람직하다. (B)성분이 이와 같은 pH로 조제된 것이면, 그 입자표면의 실라놀기에 의해 뛰어난 내오염성효과가 발휘된다. pH가 상기 범위 외인 경우는 내오염성이 불충분하게 되고, 또 내수성, 내후성 등의 점에 있어서도 불리하게 된다.
본 발명에 의한 (B)성분과 유사한 것으로서 코로이달실리카를 들 수 있다. 통상의 코로이달실리카는 pH가 2~4의 산성 타입, pH가 9~11의 알칼리성 타입으로 대별된다. 이들 코로이달실리카의 입자표면에서는 모두 Si-OH가 해리(解籬)한 상태로 되어 있다. 구체적으로, 산성 타입의 코로이달실리카의 입자표면은 Si-O- ·H+로 되어 있다. 알칼리성 타입의 크로이탈실리카는 입자표면이 Si-O- ·Na+인 Na형과, Si-O- ·NH4 +인 NH4형으로 분류된다.
이에 대하여 본 발명에 의한 (B)성분은 입자표면에 있어서 Si-OH의 대부분이 해리하지 않고 잔존한 상태로 되어 있는 것이며, 상기 크로이달실리카와는 다른 화합물이다. 본 발명에서는 이 (B)성분의 입자표면 특성에 의해 뛰어난 내오염성이 발휘되는 것이라고 추측된다. 또 본 발명에서는 (B)성분의 입자표면 특성에 의해 내수성, 내백화성 등의 도막 물성에 있어서 뛰어난 성능을 발휘하는 것도 가능해 진다.
(B)성분으로서는 전기전도도가 3mS/cm 이하(바람직하게는 2mS/cm 이하, 더 바람직하게는 1mS/cm 이하)의 것이 적합하다. 한편, 여기서 언급한 전기전도도는 「모델 SC82 퍼스널 SC 메터 SC8221-J」(황하전기사제조)를 이용하여 측정된 값이 다(측정온도 25℃).
이와 같은 (B)성분을 사용함으로써 형성 도막의 내수성, 내오염성 등을 보다 높일 수 있다.
(B)성분은 실리케이트 화합물을 원료로서 제조할 수 있다. 실리케이트 화합물으로서는, 예를 들면, 테트라메트키시시란, 테트라에트키시시란, 테트라n-프로포키시시란, 테트라이소프로포키시시란, 테트라n-부트키시시란, 테트라이소부트키시시란, 테트라sec-부트키시시란, 테트라t-부트키시시란, 테트라페노키시시란 등 또는 이들의 축합물 등을 들 수 있다. 그 밖에 지메트키시지에트키시시란, 메틸트리메트키시시란, 메틸트리에트키시시란, 에틸트리메트키시시란, 에틸트리에트키시시란, 지메틸지메트키시시란, 지에틸지메트키시시란 등의 알코키시시란 화합물을 합쳐서 사용할 수 있다. 제조시에는 촉매 등을 사용할 수도 있다. 또, 제조과정 또는 제조후에 촉매 등에 포함되는 금속을 이온 교환 처리 등에 의해 제거할 수도 있다.
(B)성분의 촉매로서는, 물 및/또는 수용성 용제가 사용될 수 있다. 수용성 용제로서는, 예를 들면, 알코올류, 글리콜에테르류 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 특히 매체가 물만으로된 것이 바람직하다. 이와 같은 (B)성분을 사용하는 것에 의해 도료의 저휘발성유기용제(저VOC)화를 도모할 수 있다. 또 (A)성분과 혼합할 때의 응집물 발생을 억제할 수 있다.
(B)성분의 고형분은 통상 5~50중량%이며, 바람직하게는 10~40중량%, 보다 바람직하게는 15~30중량%이다. (B)성분의 고형분이 이와 같은 범위 내에 있으면, (B)성분 자체의 안정성, 또한, (A)성분과 (B)성분을 혼합했을 때의 안정성을 확보할 수 있다. 고형분이 지나치게 클 경우는 (B)성분 자체가 불안정하거나 (A)성분과의 혼합시에 도료가 불안정화하거나 할 우려가 있다. 고형분이 지나치게 작은 경우는 충분한 내오염성 효과를 얻기 위해서 다량의 (B)성분을 혼합하지 않으면 안되고, 도료 설계상 실용적이지 않다.
본 발명에 의한 (B)성분으로서는 소수화 처리를 실시한 중성 실리카 졸(이하 'B-1성분'이라 한다)이 적합하다. 이와 같은 (B-1)성분을 사용함으로써 내오염성을 한층 높일 수 있다.
소수화처리는 알코키실기, 수산기로부터 선택되는 적어도 1종의 관능기를 가지는 화합물(이하 'p성분'이라 한다)과, 전기 중성 실리카 졸과의 복합화에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
(p)성분으로서는 중성 실리카 졸의 소수화 효과를 가지는 화합물이면 한정하지 않고 사용 가능하나, 예를 들면 하기의 화합물이 예시된다.
1)알코키시시란 화합물; 테트라메트키시시란, 테트라에트키시시란, 테트라n-프로포키시시란, 테트라이소프로포키시시란, 테트라n-부트키시리란, 테트라이소부트키시시란, 테트라sec-부트키시시란, 테트라t-부트키시시란, 테트라페노키시시란, 지메트키시지에트키시시란, 메틸트리메트키시시란, 메틸트리에트키시시란, 메틸트리포로포키시시란, 메틸트리부트키시시란, 에틸트리메트키시시란, 에틸트리에트키시시란, 에틸트리프로포키시시란, 에틸트리부트키시시란, 프로필트리메트키시시란, 프로필트리에트키시시란, 프로필트리프로포키시시란, 프로필트리부트키시시란, 부틸트리메트키시시란, 부틸트리에트키시시란, 부틸트리프로포키시시란, 부틸트리부 트키시시란, 지메틸지메트키시시란, 지메틸지에트키시시란, 지메틸지프로포키시시란, 지메틸지부트키시시란, 지에틸지메트키시시란, 지에틸지에트키시시란, 지에틸프로포키시시란, 지에틸지부트키시시란, 헥실트리메트키시시란, 헥실트리에트키시시란, 헥실트리프로포키시시란, 옥틸트리메트키시시란, 옥틸트리에트키시시란, 옥틸트리프로포키시시란, 데실트리메트키시시란, 도데실트리메트키시시란, 옥타데실트리메트키시시란, 페닐트리메트키시시란, 비닐트리메트키시시란 등.
2)알코올류; 메타놀, 에타놀, n-프로페놀, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, n-아밀알코올, n-헥실알코올, 2-에틸-1-헥사놀, n-헤푸타놀, 이소헤프틸알코올, n-옥타놀, 2-옥타놀, n-노나놀, n-데카놀, n-운데실알코올, n-도데실알코올, 1,3-부탄지올, 1,5-펜탄지올, 지아세톤알코올 등.
3)글리코올류; 에티렌 글리코올, 지에티렌글리코올, 트리에티렌글리코올, 프로피렌글리코올, 지프로피렌글리코올 등.
4)글리코올에테르류; 에티렌글리코올모노메틸에테르, 에티렌글리코올모노에틸에테르, 에티렌글리코올모노프로필에테르, 에티렌글리코올이소프로필에테르, 에티렌글리코올모노부틸에테르, 에티렌글리코올모노메틸에테르아소테이트, 지에티렌글리코올모노에틸에테르아세테이트, 트리에티렌글리코올모노메틸에테르, 트리에티렌글리코올모노에틸에티르, 프로피렌글리코올모노메틸에테르, 프로피렌글리코모너에틸에테르, 지프로피렌글리코올모너메틸에테르 등.
4)불소알코올류; 트리플루오르에타놀, 펜타플루오르프로파놀, 2,2,3,3-테트라플루오르프로파놀, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오르이소프로파놀, 노나플루오르-t-부틸 알코올, 1,1,3,3-테트라플루오르이소프로파놀, 1,1-비스(트리플루오르메틸)에타놀, 1,1,1,3,3,4,4,4-옥타플루오르-2-부타놀, 2,2,3,3,3-펜타플루오르-1,1-비스(트리플루오르메틸)프로파놀, 2,2,2-트리플루오르-1-(트리플루오르메틸)-1-트릴에타놀 등.
상기에 예시된 화합물 중에서도 (p)성분으로서는 특히 불소 알코올이 적합하다.
(p)성분은 중성 실리카 졸의 고형분 100중량부에 대하여, 0.01~50중량부(바람직하게는 0.02~30중량부, 더 바람직하게는 0.05~10중량부)의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다. 이와 같은 비율이면, 충분히 내오염성을 높일 수 있다.
(p)성분을 중성 실리카 졸에 혼합할 때에는 필요에 따라 (P)성분을 물이나 수용성용제 등으로 희석하여 두는 것이 좋다. (p)성분과 중성 실리카 졸(B)을 혼합하여 소수화 처리할 때에는 필요에 따라 촉매를 사용할 수도 있다.
(p)성분에 의해 중성 실리카 졸을 소수화 처리하는 경우 (p)성분에 실란커플링제를 혼합하여 얻을 수 있던 것과, 중성 실리카 졸과의 복합화에 의해 소수화 처리를 행할 수도 있다. 또 중성 실리카 졸을 실란컬플링제로 처리한 후에 (p)성분을 혼합하는 것에 의해 소수화 처리할 수도 있다. 이와 같은 경우, 실란커플링제로서는, (p)성분과 반응 가능한 관능기를 가지는 실란커플링제가 사용될 수 있다. 예를 들면 (p)성분이 불소알코올인 경우에는 아미노기 함유 실란커플링제, 이소시아네이트기 함유 실란커플링제 등이 사용될 수 있다.
중성 실리카 졸(B)과 (p)성분과의 혼합, 처리시 온도는, 하한이 10℃ 이상이며, 바람직하게는 20℃ 이상, 보다 바람직하게는 40℃ 이상으로 설정하는 것이 바 람직하며, 상한은 200℃ 이하 정도, 바람직하게는 120℃ 이하, 보다 바람직하게는 100℃ 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같은 온도 설정에 의해 (p)성분과 중성 실리카 졸과의 반응성이 높아지고, 내오염효과 발현의 점에서도 바람직한 것으로 된다. 가온시간은 특히 한정하지 않으나, 통상 1~24시간 정도이다.
본 발명에서는 폴리옥시알키렌기 함유 화합물을 복합화한 중성 실리카 졸을 사용함으로써 내오염성을 높일 수도 있다. 폴리옥시알키렌기 함유 화합물(이하 '(q)성분'이라 한다)로서는 알코키실기, 수산기에서 선택된 적어도 1종의 관능기와, 폴리옥시알키렌기를 가지는 화합물이 적합하다.
이와 같은 (q)성분으로서는 예를 들면, 폴리옥시에티렌글리코올, 폴리옥시에티렌글리코올모노알킬에테르, 폴리옥시에티렌-프로피렌글리코올, 폴리옥시에티렌-테트라메티렌글리코올, 폴리옥시에티렌글리코올지그리시질에테르, 폴리프로피렌글리코올지그리시질에테르, 폴리옥시에티렌지그리콜산, 폴리옥시에티렌글리코올비닐에테르, 폴리옥시에티렌글리코올아릴에테르, 폴리옥시에티렌글리코올지아릴에테르, 폴리옥시에티렌알킬에테르, 폴리옥시에티렌이솔비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에티렌알킬아민 등을 들 수 있다. (q)성분의 평균입자량은 통상 150~2000 정도인 것이 바람직하다.
중성 실리카 졸에 (q)성분을 복합화하기 위해서는 중성 실리카 졸과 (q)성분을 혼합하고 필요에 따라 가온하면 좋다. (q)성분의 혼합비율은 중성 실리카 졸의 고형분 100중량부에 대하여 0.01~50중량부(바람직하게는 0.02~30중량부, 더 바람직하게는 0.05~10중량부)의 비율로 하는 것이 바람직하다. 가온시의 온도는 하한을 10℃ 이상(바람직하게는 20℃ 이상, 더 바람직하게는 40℃ 이상), 상한을 200℃ 이하(바람직하게는 120℃ 이하, 더 바람직하게는 100℃ 이하)로 설정하면 좋다. 가온시간은 특히 한정하지 않으나, 통상 1~24시간 정도이다.
본 발명에 의한 (B)성분으로서는, 소수화 처리를 실시하는 것과 함께 상기 폴리옥시알키렌기 함유 화합물(q)을 복합화한 중성 실리카 졸이 특히 적합하다. 이와 같은 중성 실리카 졸을 사용하면, 형성 도막의 내오염성을 한층 높일 수 있다.
본 발명에 의한 (B)성분으로서, 평균 1차 입자경이 다른 2종류 이상의 중성 실리카 졸을 사용하는 경우는, 적어도 1종을 소수화 처리한 것이 바람직하다. 또한, 적어도 1종을 소수화 처리하는 동시에 상기 (q)성분을 복합화한 것이 보다 바람직하다.
(B)성분의 혼합비율은 (A)성분의 고형분 100중량부에 대하여, 고형분환산으로 통상 0.1~50중량부, 바람직하게는 0.5~20중량부, 보다 바람직하게는 1~15중량부이다. 이와 같은 혼합비율이면, 본 발명의 효과를 충분하게 발휘할 수 있다. (B)성분이 지나치게 적을 경우는 충분한 내오염성을 얻을 수 없다. (b)성분이 지나치게 많은 경우는 도막에 금이 생기기 쉬어지고, 또, 윤기 있는 도료에 있어서는 고광택 도막을 얻기 어려워진다.
<(C)~(F)성분>
본 발명의 수성도료 조성물은 상기 성분 이외에 착색안료(C), 체질안료(D), 골재(E), 기타 통상 도료에 사용 가능한 각종 성분, 예를 들면, 조막조제, 가소제, 동결방지제, 방부제, 방미(곰팡이방지)제, 항균제, 소포제, 안료분사제, 증점제, 레벨링제, 습윤제, pH조정제, 섬유류, 윤기제거제, 자외선흡수제, 산화방지제, 광안정제, 흡착제, 촉매, 가교제 등을 혼합할 수 있다.
이 중 착색안료(C)(이하 '(C)성분'이라 한다)로서는, 일반적으로 도료에 배합 가능한 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는 예를 들면, 산화티탄, 산화아연, 카본블랙, 램프블랙, 본블랙, 흑연, 흑색산화철, 동크롬블랙, 코발트블랙, 동망간철블랙, 철단(bengara), 몰리브데이트오렌지, 파머넨트레드, 퍼머넨트카민, 안트라키논레드, 페리렌레드, 키나크리든레드, 황색산화철, 티탄옐로우, 훼이스트옐로우, 벤쯔이미다조론옐로우, 크롬그린, 코발트그린, 후타로시아닌그린, 군청, 감청, 코발트블루, 후타로시아닌블루, 기나글리든바이올렛, 지오키사진바이올렛, 알루미늄안료, 펄안료 등을 들 수 있으며, 이들의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
체질안료(D)(이하 '(D)성분'이라 한다)로서는, 예를 들면, 중질탄산칼슘, 경미성탄산칼슘, 카올린, 클레이, 도(陶)토, 차이나클레이, 규조토, 함수미분규산, 탤크(talc), 바래트분, 황산바륨, 침강성 황산바륨, 탄산바륨, 탄산마그네슘, 실리카분, 수산화알루미늄 등을 들 수 있으며, 이들의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
(D)성분의 입자경은, 통상 50um 미만(바람직하게는 0.5um 이상 50um 미만, 더 바람직하게는 1um 이상 30um 이하)이다.
본 발명에 의한 골재로서는 입자경이 0.05mm 이상 5mm 이하의 골재(E)(이하 '(E)성분'이라 한다)를 사용할 수 있다. 특히 (E)성분으로서는 자연석, 자연석의 분쇄물 등의 천연골재 및 착색골재 등의 인공골재에서 선택된 적어도 1종 이상을 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 대리석, 어영석, 사문암, 화강암, 형석, 한수석, 장석, 석회석, 규석, 규사, 쇄석, 운모, 규질정암, 및 이들의 분쇄물, 도자기분쇄물, 세라믹분쇄물, 글래스분쇄물, 글래스비즈, 수지분쇄물, 수지비즈, 고무입자, 금속입자 등을 들 수 있다. 또, 조개, 산호, 목재, 숯, 활성탄 등의 분쇄물을 사용할 수도 있다. 또한, 이들의 표면을 안료, 염료, 명주약 등으로 표면처리를 행하는 것에 의해 착색 코팅한 것 등도 사용할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서 1액형의 도료를 설계할 경우에는, 폴리옥시알키렌옥사이드쇄 함유 화합물, 아미노 알코올 화합물 등을 첨가하는 것이 바람직하다. 아미노 알코올 화합물으로서는, 1-아미노에타놀, 2-아미노에타놀, 1-아미노-2-프로파놀, 2-아미노-1-프로파놀, 3-아미노-1-프로파놀, 2-아미노-2-메틸-1-프로파놀, 2-(메틸아미노)-2-메틸-1-프로파놀, N,N-지메틸에타놀아민, N,N-지에틸에타놀아민, N-(2-아미노에틸)에타놀아민, N-메틸에타놀아민, N-메틸지에타놀아민 등이 예시된다. 이와 같은 화합물의 첨가에 의해 도료의 안정성, 도막의 광택·선명성 등을 높일 수 있다.
본 발명에서는 이상과 같은 성분을 조합시켜서 혼합하는 것에 의해 여러형태의 도료를 설계할 수 있다. 구체적인 도료의 형태로서는, 예를 들면, 클리어 도료, 윤기 있는 도료, 윤기 없는 도료, 자연석조도재, 얇게 붙임 마무리도재, 두껍게 붙임 마무리도재, 다채모양 도료 등을 들 수 있다. 여기서, 어떤 형태의 도료도 상법에 의해 각 성분을 혼합하여 제조할 수 있고, 최종적으로 각각의 도료가 제조 가능한 한 각 성분의 배합순서 등은 특히 제한하지 않는다.
1) 클리어 도료
클리어 도료는 (A)성분, (B)성분을 필수성분으로서 함유하며, 그 형성도막이 투명성을 가지는 것이다. 형성도막의 투명성을 확보할 수 있는 범위 내이면, 착색안료(C) 등에 의해 착색을 실시할 수도 있다. 또, 체질안료(D) 등에 의해 형성도막의 윤기를 조정할 수도 있다.
2) 윤기 있는 도료
윤기 있는 도료는 유색과 동시에 유광택의 도막이 형성 가능한 도료이며, (A)성분, (B)성분, 및 착색안료(C)를 필수성분으로서 함유한다. 윤기 있는 도료는 JIS K5660 '윤기 있는 합성수지 에멀젼 페인트'에 규정되어 있으며, 그 경면 광택도는 70 이상(바람직하게는 75 이상, 보다 바람직하게는 80 이상)이다. 윤기 있는 도료에서는 (C)성분의 종류나 배합비율을 적당히 설정함으로써 원하는 색채를 표현할 수 있다.
윤기 있는 도료에 있어서 (C)성분의 혼합비율은, (C)성분의 종류에도 따르지만, 통상 (A)성분의 고형분 100중량부에 대하여 3~150중량부, 바람직하게는 5~100중량부이다.
이와 같은 윤기 있는 도료에서는 광택도가 손상되지 않는 범위 내이면, 체질안료(D) 등을 혼합함으로써 두꺼운막 형의 도재를 설계할 수도 있다.
3) 윤기 없는 도료
윤기 없는 도료는 광택이 저감된 유색의 도막이 형성 가능한 도료이며, (A)성분, (B)성분, 착색안료(C), 및 체질안료(D)를 필수성분으로 함유한다. 윤기 없는 도료의 형성도막에 있어서 경면 광택도는 통상 40 이하(바람직하게는 20 이하, 더욱 바람직하게는 10 이하)이다. 윤기 없는 도료의 광택도는 사용하는 (D)성분의 종류, 입자경, 혼합비율 등에 의해 적당히 조절할 수 있다. 이와 같은 조정에 의해 일반에 윤기 없는 것으로 불려지는 것 이외에 3분 윤기, 5분 윤기 등으로 불려지는 도료를 설계할 수도 있다.
윤기 없는 도료에서 (C)성분의 혼합비율은 통상 (A)성분의 고형분 100중량부에 대하여 3~500중량부, 바람직하게는 5~400중량부이다. (D)성분의 혼합비율은 원하는 윤기의 정도에 따라 적당하게 설정할 수 있으나, 통상 (A)성분의 고형분 100중량부에 대하여 10~1000중량부, 바람직하게는 50~800중량부이다.
4) 자연석조도재
자연석조도재는 (A)성분, (B)성분, 및 입자경이 0.05mm 이상 5mm 이하의 골재(E)를 필수성분으로서 얻을 수 있다. 이 자연석조도재에서는 (E)성분의 2종류 이상을 적당히 조합시켜 사용함으로써 여러가지 색채를 표현할 수 있다.
자연석조도재에 있어서 (E)성분을, (A) 성분의 고형분 100중량부에 대하여 통상 100~4000중량부, 바람직하게는 150~3000중량부, 보다 바람직하게는 200~2000중량부의 비율로 혼합한다. (E)성분의 혼합비율이 이와 같은 범위 내이면, 형성도막의 의장성, 내오염성 등의 점에 있어서 적절하다. (E)성분이 지나치게 적을 경우는 자연석조의 의장성을 표출하는 것이 곤란하다. (E)성분이 지나치게 많을 경우, 형성도막에 오염물질이 들어가기 쉬어지게 되어 내오염효과가 손상될 우려가 있다.
또, 자연석조도재에는 필요에 따라 착색안료(C)를 혼합할 수도 있다. 단, (C)성분을 다량 혼합하면, (E)성분의 발색에 의한 의장성이 손상되기 때문에 그 혼합비율은 (A)성분의 고형분 100중량부에 대하여 통상 1중량부 미만(바람직하게는 0.5 이하)으로 하는 것이 바람직하다.
5) 얇은 붙임 마무리도재 ·두꺼운 붙임 마무리도재
본 발명에서는, (A)성분, (B)성분, 착색안료(C), 체질안료(D), 및 입자경이 0.05mm 이상 5mm 이하의 골재(E)를 필수성분으로 하는 것에 의해 일반에 리신, 스터코 등이라고 불리는 도재를 설계할 수 있다. 이와 같은 리신, 스타코는 JIS A6909 '건축용 마무리 도재'에 있어서 각각 '얇은 붙임 마무리 도재' '두꺼운 붙임 마무리 도재'로 분류되어 있다.
이와 같은 도재에서는, (C)성분의 종류 및 배합량을 적절히 조정함으로써 원하는 색상의 도막을 얻을 수 있다. (C)성분의 혼합비율은 (A)성분의 고형분 100중량부에 대하여 통상 1~300중량부, 바람직하게는 2~200중량부, 보다 바람직하게는 3~150중량부이다.
(D)성분은 주로 증량제로서 작용하는 것이며, 두꺼막의 도막형성에 유효하게 일하는 성분이다. (D)성분의 혼합비율은 (A)성분의 고형분 100중량부에 대하여 고형분환산으로 통상 10~1000중량부, 바람직하게는 20~500중량부, 보다 바람직하게는 30~300중량부이다.
(E)성분은 (A)성분의 고형분 100중량부에 대하여 통상 10~2000중량부, 바람직하게는 30~1500중량부, 보다 바람직하게는 50~1000중량부의 비율로 혼합한다. (E) 성분의 혼합비율이 이와 같은 범위 내이면, 형성도막의 의장성, 내오염성 등의 점에서 적합하다.
6) 다채모양도료
다채모양도료는 1회의 도장에 의해 다채모양이 표출 가능한 도료 조성물이며, 일반에는 (1)수중유형(O/W형), (2)유중수형(W/O형), (3)유중유형(O/O형), (4)수중수형(W/W형)으로 분류된다. 이 중 본 발명에서는 분산매가 수중인 수중유형(O/W형) 또는 수중수형(W/W형)의 다채모양도료를 설계할 수 있다.
본 발명에 있어서 다채모양도료는 (A)성분을 고형분환산에서 100중량부, (B)성분을 고형분환산에서 0.1~50중량부 함유하는 수성 분산매 중에 적어도 1종류 이상의 착색도료(F)를 입자상으로 분산시켜 얻을 수 있는 것이다.
이 중, 착색도료(F)는 수지, 착색안료(C), 및 필요에 따라 각종 첨가제 등을 함유하는 것이다. 착색도료(F)는 이들의 성분을 균일하게 혼합하는 것에 의해 얻을 수 있다. 이 때, 착색도료(F)의 종류에 따라 희석제(물 또는 용제)를 적당히 사용할 수도 있다.
착색도료(F) 중의 수지로서는, 도료의 비히클(vehicle)로서 작용하는 것이면 좋으며, 공지의 수지를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다. 이와 같은 수지로서는, 예를 들면, 아크릴, 우레탄, 초산비닐, 아크릴 초산비닐, 아크릴 우레탄, 아크릴 실리콘, 불소, 폴리비닐알코올, 바이오검, 갈락토만난(galactomannan) 유도체, 알킨산 유도체, 셀룰로스 유도체 등을 들 수 있다. 이들 수지의 형태는 용제가용형수지, 비수분산형수지, 수용성수지, 수분산성수지 등의 어느 것이어도 좋다. 또, 이들 수지는 경화제나 경화촉매에 의해 가교 가능한 관능기를 함유하는 것이어도 좋다.
한편, 상기 수지가 용제가용형수지 및/또는 비수분산형수지인 경우는, 용제형착색도료(F)를 얻을 수 있고, 이를 수성분산매에 분산시키면 수중유형(O/W형)의 다채모양도료가 된다. 또, 상기 수지가 수용성수지 및/또는 수분산성수지인 경우는 수성착색도료(F)를 얻을 수 있고, 이를 수성분산매에 분산시키면 수중수형(W/W형)의 다채모양도료가 된다.
착색도료(F)를 입상으로 분산시키는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 구체적인 제조방법으로서는 예를 들면,
(A)성분, (B)성분 및 분산안정제 등을 함유한 수성분산매에 착색도료(F)를 분산시키는 방법;
(A)성분 및 분산안정제 등을 함유한 수성분산매에 착색도료(F)를 분산시킨 후, (B)성분을 혼합하는 방법;
분산안정제 등을 함유한 수성분산매에 착색도료(F)를 분산시킨 후 (A)성분, (B)성분을 혼합하는 방법;
등을 채용할 수 있다. 어느 방법에 있어서도 최종적으로는 (A)성분 및 (B)성분을 필수성분으로 하는 수성분산매에 착색도료(F)에 의해 형성된 착색입자가 분산된 상태의 다채모양도료를 얻을 수 있다. 착색입자의 형태는 특별히 한정하지 않으며, 착색도료(F)가 액상의 상태로 내포된 타입, 또는 착색입자 전체가 겔화된 타입의 어느 것이어도 좋다. 또, 수성분산매는 착색입자의 발색성을 방해하지 않는 정도의 투명성을 가지는 것이면 좋다.
상술의 분산안정제는 착색도료(F)를 입상으로 안정화시키는 성분이며, 착색도료(F)의 종류 등에 따라 선정할 수 있다. 분산안정제의 구체적인 예로서는, 예를 들면, 착색도료(F)의 가교제로서 작용하는 성분 등을 들 수 있다. 이와 같은 성분으로서는, 예를 들면, 에폭시류, 이소시아네이트류, 아민류, 알코시시시란류, 유기티타네이트류, 알루미늄키네이트류, 마그네슘염류, 칼슘염류, 바륨염류, 알루미늄염류, 나트륨염류, 칼륨염류, 호우산염류, 인산염류 등을 들 수 있다. 기타 분산안정제로서는 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에티렌옥사이드, 메틸셀룰로스, 에틸셀룰로스, 히드록시에틸셀룰로스, 카복시메틸셀룰로스, 카제인, 셀룰로스아세테이트후타레이트, 벤트나이트, 젤라틴, 알긴산나트륨, 아라비안검, 펙틴, 키신탄검, 전분 등을 사용할 수도 있다.
착색도료(F)에서 형성된 착색입자의 압자경이나 형상을 조정하기 위해서는, 교반익근의 형상, 교반조에 대한 교반익근의 크기나 위치, 교반익근의 회전속도, 착색도료(F)의 점성, 분산안정제의 첨가방법이나 농도, 수성분산매의 점성 등을 적당히 선택, 조정하면 좋다.
착색입자의 입자경은 특별히 한정하지 않으나, 통상 0.01~10mm(바람직하게는 0.1~5mm)정도이다.
본 발명에 있어서 다채모양도료에서는, 다채로운 모양면을 표출하기 위해, 색상이 다른 2종 이상의 착색입자를 포함하는 것이 바람직하다. 착색입자의 색상은 원하는 모양에 따라 적당히 설정할 수 있다. 착색입자로서 투명성을 가지는 입자를 포함할 수도 있다.
착색입자의 혼합비율은 특히 한정되지 않으나, 수성분산매에 있어서 (A)성분의 고형분 100중량부에 대하여 통상 50~1000중량부(바람직하게는 100~900중량부)정도이다.
이상과 같은 본 발명의 수성도료 조성물은 콘크리트, 몰탈, 사이딩보드, 압출성형판, 플라스틱, 합판, 금속, 글래스, 자기타일 등의 각종 소재의 표면 처리에 사용될 수 있다. 특히 건축물, 토목구조물 등의 몸체 보호/미장에 적합하다. 이 때, 본 발명의 수성도료 조성물은 최종 마무리면에 실시되는 것이며, 기재에 직접 도장할 수도 있고, 어떠한 표면처리(실라처리, 필라처리, 사이페사처리, 퍼티처리 등)를 실시한 위에 도장하는 것도 가능하다.
도장방법으로서는 솔칠, 스프레이칠, 롤러칠, 인두칠 등 각종의 방법을 채용할 수 있다. 건재를 공장 내에서 도장하는 경우는 롤 코터, 플로우 코터 등에 의해 도장하는 것도 가능하다.
자연석조도재, 얇게 붙임 마무리도재, 두껍게 붙임 마무리도재 등에 적용하는 경우는, 도장기구의 종류와 그 사용방법을 적당히 선택하는 것으로, 여러가지의 표면 모양을 형성할 수 있다. 표면 모양으로서는, 예를 들면 모래벽모양, 유자나무피부모양, 잔물결모양, 치장벽토(stucco)모양, 요철모양, 달표면모양, 나무마디모양 벌레모양 등을 들 수 있다. 표면 모양의 고저(높이)차는 대강 0.2~5mm의 범위 내에서 적당히 설정하면 좋다. 이 때, 도장기구로서는, 예를 들면, 스프레이, 롤러, 인두, 솔 등을 채용할 수 있다. 이들 도장기구는 복수를 조합시켜서 사용하여도 좋다. 또, 도장후의 도막이 미건조 중에 디자인롤러, 디자인솔, 빗, 빗모양 주 걱, 빗모양 흙손 등에 의해 표면 모양을 형성할 수도 있다.
본 발명 조성물을 도장할 때의 도부량은 도료의 종류나 용도에 의해 적당히 선택되면 좋고, 예를 들면 클리어 도료, 윤기 있는 도료, 윤기 없는 도료의 경우는 0.1~0.5kg/m2 정도, 자연석조도재, 얇게 붙임 마무리도재, 두껍게 붙임 마무리도재의 경우는 0.5~10kg/m2 정도, 다채모양도료의 경우는 0.2~1.6kg/m2 정도이다. 도부시에는 물 등으로 희석함으로써 도료의 점성을 적당히 조정할 수도 있다. 희석비율은 통상 0~20중량% 정도이다.
본 발명 조성물을 도장한 후의 건조는 통상, 상온에서 행해지는 것이 좋으나, 필요에 따라 적당히 가열하는 것도 가능하다.
[실시예]
이하에 실시예를 나타내고, 본 발명의 특징을 보다 명확하게 한다. 한편, 실시예에 있어서는 이하에 나타낸 각 원료를 이용하여 도료를 제조하였다.
*에멀젼A:아크릴수지 에멀젼(메틸메타크리레이트-스티렌-2-에틸헥실아크리레이트-메타크릴산 공중합체, PH7.5, 고형분 50중량%, 최저조막온도25℃)
*에멀젼B:아크릴수지 에멀젼(메틸메타크리레이트-스티렌-시클로헥실메타크리레이트-(2-에틸헥실아클리레이트)-메타크릴산 공중합체, PH7.4, 고형분 50중량%, 최저조막온도22℃)
*에멀젼C:아크릴계수지 에멀젼(스티렌-메틸메타크리레이트-(2-에틸헥실아크리레이트)공중합체, PH7.8, 고형분 50중량%, 최저조막온도20℃)
*수용성수지A:히드록시에틸셀룰로스분
*수용성수지B:갈락토만난 3중량% 수용액
*착색안료:산화티탄분산액(고형분 70중량%)
*분산제A:스티렌-마레인산공중합물
*분산제B:폴리옥시알키렌계화합물
*조막조제:2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄지올모노이소부틸레이트
*증점제:폴리우레탄계증점제
*소포제:실리콘계소포제
*저오염화제A:중성실리카졸(PH7.6, 고형분20중량%, 평균1차입자경27nm, 전기전도도0.6ms/cm
*저오염화제B:합성예 1참조
*저오염화제C:합성예 2참조
*저오염화제D:합성예 3참조
*저오염화제E:합성예 4참조
*저오염화제F:합성예 5참조
*저오염화제G:중성 실리카졸(PH7.8, 고형분12중량%, 평균1차입자경12nm, 전기전도도3ms/cm)
*저오염화제H:염기성 코로이달 실리카(PH9.5, 고형분20중량%, 평균1차입자경20nm, 전기전도도1.7ms/cm)
*저오염화제I:에틸실리케이트 축합물(평균분자량750)
*촉매:지부틸스즈지라우레이트
*골재A:입자경0.1~2mm의 착색골재혼합물(백색:회색:흑색=3:3:1)
*골재B:입자경0.1~0.3mm의 한수석.
(합성예1)
환류냉각기와 교반익근을 구비한 반응용기에 저오염화제A를 500중량부 넣고, 교반하면서 트리플루오르에타놀 0.3중량부를 서서히 적하하였다. 이어서, 80℃까지 승온하여 24시간 교반을 계속한 후 실온까지 냉각하여 저오염화제B를 얻었다.
(합성예2)
환류냉각기와 교반익근을 구비한 반응용기에 저오염화제A를 500중량부 넣고, 교반하면서 테트라메트키시시란 1.0중량부를 서서히 적하하였다. 이어서, 80℃까지 승온하여 24시간 교반을 계속한 후 실온까지 냉각하여 저오염화제C를 얻었다.
(합성예3)
환류냉각기와 교반익근을 구비한 반응용기에 저오염화제A를 500중량부 넣고, 교반하면서 메틸트리메트키시시란 1.0중량부를 서서히 적하하였다. 이어서, 80℃까지 승온하여 24시간 교반을 계속한 후 실온까지 냉각하여 저오염화제D를 얻었다.
(합성예4)
환류냉각기와 교반익근을 구비한 반응용기에 저오염화제A를 500중량부 넣고, 교반하면서 트리플루오르에타놀 0.3중량부를 서서히 적하한 후, 메트키시폴리에틸렌글리코올(평균분자량200) 0.15중량부를 석서히 적하하였다. 이어서, 80℃까지 승온하여 24시간 교반을 계속한 후 실온까지 냉각하여 저오염화제E를 얻었다.
(합성예5)
환류냉각기와 교반익근을 구비한 반응용기에 저오염화제A를 500중량부 넣고, 교반하면서 트리플루오르에타놀 0.3중량부와 γ-아미노프로필트리메트키시시란 0.3중량부의 혼합용액을 서서히 적하하였다. 이어서, 80℃까지 승온하여 24시간 교반을 계속한 후 실온까지 냉각하여 저오염화제F를 얻었다.
[시험예1](윤기 있는 도료)
<도료의 제조>
표 1에 나타낸 배합에 따라 상법에 의해 각 원료를 균일하게 혼합하여 도료를 제조하였다. 표 1의 배합량은 중량부로 표시하였다.
[표 1]
실시예 1-1 실시예 1-2 실시예 1-3 실시예 1-4 실시예 1-5 실시예 1-6 실시예 1-7 비교예 1-1 비교예 1-2 비교예 1-3
에멀젼A 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100)
착색안료 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96
분산제A 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
분산제B 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
조막조제 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18
증점제 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
소포제 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
저오염화제A 50 (10)
저오염화제B 50 (10) 30 (6)
저오염화제C 50 (10)
저오염화제D 50 (10)
저오염화제E 50 (10)
저오염화제F 50 (10)
저오염화제G 33 (4)
저오염화제H 50 (10)
저오염화제I 10
촉매 1
표중 수자는 중량부, ( )내는 고형분중량부
<시험방법>
(1)저장안정성
도료를 제조한 후, 즉시 점도를 측정했다. 다음에 도료를 용기에 넣고 밀폐하고, 50℃분위기로 30일간 저장한 후, 다시 점도를 측정하였다.
이상의 조작에 의한 점도 변화를 조사하였다. 평가기준은 아래와 같다. 한편, 점도측정에는 BH형 점도계를 사용하고, 표준상태(온도23℃, 상대습도50%)로 하였다.
○:점도변화 10%미만
△:점도변화 10%이상 50%미만
×:점도변화 50%이상
(2)경면광택도
150×120×3mm의 투명한 글래스판에 틈 150um의 필름아프리케이트를 이용하여 도료 조성물을 도장하고, 글래스판을 수평으로 두어 표준상태에서 소정시간동안 정치하였다. 다음, 글래스판을 수평으로 둔 상태에서 도막표면에 규사를 뿌리고, 그 직후에 글래스판을 수직으로 세워서 규사를 자연낙하시켰다. 이 때, 규사가 도막표면에 잔존하지 않게될 때까지의 시간을 측정하였다. 이 시간은 짧을수록 바람직한 것이다.
(3)턱프리시간
150×120×3mm의 투명한 글래스판에 틈 150um의 필름어플리케이터를 이용하여 도료 조성물을 바르고, 글래스판을 수평으로 두고 표준상태로 소정시간 정치하였다. 다음, 글래스판을 수평으로 둔 상태에서 도막표면에 규사를 뿌리고 그 직후에 글래스판을 수직하게 세워 규사를 자연낙시켰다. 이 때, 규사가 도막표면에 잔존하지 않게 될 때까지의 시간을 측정하였다. 이 시간은 짧을수록 바람직한 것이다.
(4)수류적하면적
150×75×0.8mm의 알루미늄판에 SK#1000프리머(에폭시수지계 프라이머;에스케이화연 주식회사제조)를 건조막두께가 30um로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상 태에서 8시간 건조시켰다. 다음, 도료조성물을 건조막두께가 40um로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태에서 7일간 양생함으로써 시험체를 제작하였다.
이상의 방법으로 얻어진 시험체를 수평면에서 60도의 각도로 고정한 후, 시험체 상단으로부터 30mm의 위치에 수류를 연속적으로 적하하여, 그 때 형성된 수막의 면적을 측정하였다. 한편, 수류의 적하는 시험체 상단으로부터 약 20mm 상방에 설치된 염화비닐관(구경3mm)으로 하였다. 유량은 140ml/min으로 하였다. 이 면적은 수치가 클수록 친수성이 높은 바람직한 도막이라는 것을 나타낸다.
(5)내우근오염성
300×150×3mm의 알루미늄판을 상단으로부터 3분의 1의 위치에서 내각도가 135도로 되도록 접어 구부린 것을 시험기재로 하였다. 이 시험기재의 철(凸)면에 SK#1000프리머를 건조막두께가 30um로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태에서 8시간 건조하였다. 다음, 도료 조성물을 건조막두께가 40um로 되도록 스프레이 도장하고, 표준시간으로 7일간 건조 양생하였다.
이상의 방법으로 얻은 시험체를 면적이 넓은 면을 수직하게 해서 오사카부 이바라키시에서 남쪽을 향하게 설치하고, 3개월간 옥외 이슬을 맞게 하였다. 이 때 수직면에 있어서 우근 오염 상태를 눈으로 관찰하고, 오염 정도에 따라 5단계(우:5>4>3>2>1:열)로 평가하였다.
<시험결과>
시험결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 1-1 실시예 1-2 실시예 1-3 실시예 1-4 실시예 1-5 실시예 1-6 실시예 1-7 실시예 1-1 실시예 1-2 실시예 1-3
저장안정성 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ×
경면광택도 84 85 84 84 83 85 84 85 75 62
턱프리시간 8 8 8 8 8 8 8 8 8 48
수류적하면적(cm2) 14 28 18 24 33 30 35 8 13 12
내우근오염성 3 5 5 5 5 5 5 1 2 2
실시예 1-1~1-7은 어느 시험에 있어서도 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 이에 대하여 저오염화제를 첨가하지 않았던 비교예 1-1에서는 도료의 안정성은 양호하나 내우근오염성은 문제가 있었다. 일반적으로 코로이달 실리카를 첨가한 비교예 1-2의 도료 조성물은 경면광택도, 내우근오염성에 있어서 만족할 수 있는 것이 아니었다. 또 일반적인 올가노실리케이트를 첨가한 비교예 1-3의 도료 조성물은 저장안정성, 경면광택도, 내우근오염성에 있어서 만족해야 할 것이 아니었다.
[시험예 2](자연석조도재)
표 3에 나타낸 배합에 따라서 상법에 의해 각 원료를 균일하게 혼합하여 도재를 제조하였다. 표 3의 배합량은 중량부로 표시하였다.
[표 3]
실시예 2-1 실시예 2-2 실시예 2-3 실시예 2-4 실시예 2-5 실시예 2-6 실시예 2-7 비교예 2-1 비교예 2-2 비교예 2-3
에멀젼B 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100)
조막조제 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16
증점제 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
소포제 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
저오염화제A 50 (10)
저오염화제B 50 (10) 30 (6)
저오염화제C 50 (10)
저오염화제D 50 (10)
저오염화제E 50 (10)
저오염화제F 50 (10)
저오염화제G 33 (4)
저오염화제H 50 (10)
저오염화제I 10
촉매 1
골재A 520 520 520 520 520 520 520 520 520 520
표 중의 수자는 중량부, ( )안은 고형분 중량부.
<시험방법>
(1)저장안정성
각 도료를 제조한 후, 즉시 점도를 측정했다. 다음에 도료를 용기에 넣고 밀폐하여, 50℃분위기로 30일간 저장한 후, 다시 점도를 측정하였다. 이상의 조작에 의한 점도 변화를 조사하였다. 평가기준은 아래와 같다. 한편, 점도측정에는 BH형 점도계를 사용하고, 표준상태(온도23℃, 상대습도50%)로 하였다.
○:점도변화 10%미만
△:점도변화 10%이상 50%미만
×:점도변화 50%이상
(2)수류적하면적
150×75×0.8mm의 알루미늄판에 SK#1000프리머(에폭시수지계 프라이머;에스케이화연 주식회사제조)를 건조막두께가 30um로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태에서 8시간 건조시켰다. 다음, 각 도재를 건조막두께가 1mm로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태에서 7일간 양생함으로써 시험체를 제작하였다.
이상의 방법으로 얻어진 시험체를 수평면에서 60도의 각도로 고정한 후, 시험체 상단으로부터 30mm의 위치에 수류를 연속적으로 적하하여, 그 때 형성된 수막의 면적을 측정하였다. 한편, 수류의 적하는 시험체 상단으로부터 약 20mm 상방에 설치된 염화비닐관(구경 3mm)으로 하였다. 유량은 140ml/min으로 하였다.
(3)내오염성
300×150×3mm의 알루미늄판을 상단으로부터 3분의 1의 위치에서 내각도가 135도로 되도록 접어 구부린 것을 시험기재로 하였다. 이 시험기재의 철면에 SK#1000프리머를 건조막두께가 30um로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태에서 8시간 건조하였다. 다음, 각 도재를 건조막두께가 1mm로 되도록 스프레이 도장하고, 표준시간으로 7일간 건조 양생하였다.
이상의 방법으로 얻은 시험체를 면적이 넓은 면을 수직하게 해서 오사카부 이바라키시에서 남쪽을 향하게 설치하고, 3개월간 옥외 이슬을 맞게 하였다. 이 때 수직면에 있어서 우근 오염 상태를 눈으로 관찰하고, 오염 정도에 따라 5단계(우:5>4>3>2>1:열)로 평가하였다.
<시험결과>
시험결과를 표 4에 나타낸다. 실시예 2-1~2-7에서는 어느 시험에서도 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
[표 4]
실시예 2-1 실시예 2-2 실시예 2-3 실시예 2-4 실시예 2-5 실시예 2-6 실시예 2-7 실시예 2-1 실시예 2-2 실시예 2-3
저장안정성 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ×
수류적하면적(cm2) 34 42 38 39 48 50 44 15 25 27
내오염성 3 4 4 4 5 5 5 1 2 2
[시험예 3](얇게붙임 마무리도재)
<도제의 제조>
표 5에 나타낸 배합에 따라서 상법에 의해 각 원료를 균일하게 혼합하여 도재를 제조하였다. 표 5의 배합량은 중량부로 나타내었다.
[표 5]
실시예 3-1 실시예 3-2 실시예 3-3 실시예 3-4 실시예 3-5 실시예 3-6 실시예 3-7 비교예 3-1 비교예 3-2 비교예 3-3
에멀젼B 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100) 200 (100)
착색안료 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40
체질안료 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150
골재B 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280
조막조제 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18
증점제 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
소포제 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
저오염화제A 50 (10)
저오염화제B 50 (10) 30 (6)
저오염화제C 50 (10)
저오염화제D 50 (10)
저오염화제E 50 (10)
저오염화제F 50 (10)
저오염화제G 33 (4)
저오염화제H 50 (10)
저오염화제I 10
촉매 1
표 중의 수자는 중량부. ( )안은 고형분 중량부.
<시험방법>
(1)저장안정성
각 도료를 제조한 후, 즉시 점도를 측정했다. 다음에 도료를 용기에 넣고 밀폐하여, 50℃분위기로 30일간 저장한 후, 다시 점도를 측정하였다.
이상의 조작에 의한 점도 변화를 조사하였다. 평가기준은 아래와 같다. 한편, 점도측정에는 BH형 점도계를 사용하고, 표준상태(온도23℃, 상대습도50%)로 하 였다.
○:점도변화 10%미만
△:점도변화 10%이상 50%미만
×:점도변화 50%이상
(2)수류적하면적
150×75×0.8mm의 알루미늄판에 SK#1000프리머(에폭시수지계 프라이머;에스케이화연 주식회사제조)를 건조막두께가 30um로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태에서 8시간 건조시켰다. 다음, 각 도재를 건조막두께가 1mm로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태에서 7일간 양생함으로써 시험체를 제작하였다.
이상의 방법으로 얻어진 시험체를 수평면에서 60도의 각도로 고정한 후, 시험체 상단으로부터 30mm의 위치에 수류를 연속적으로 적하하여, 그 때 형성된 수막의 면적을 측정하였다. 한편, 수류의 적하는 시험체 상단으로부터 약 20mm 상방에 설치된 염화비닐관(구경 3mm)으로 하였다. 유량은 140ml/min으로 하였다.
(3)내오염성
300×150×3mm의 알루미늄판을 상단으로부터 3분의 1의 위치에서 내각도가 135도로 되도록 접어 구부린 것을 시험기재로 하였다. 이 시험기재의 철면에 SK#1000프리머를 건조막두께가 30um로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태에서 8시간 건조하였다. 다음, 각 도재를 건조막두께가 1mm로 되도록 스프레이 도장하고, 표준시간으로 7일간 건조 양생하였다.
이상의 방법으로 얻은 시험체를 면적이 넓은 면을 수직하게 해서 오사카부 이바라키시에서 남쪽을 향하게 설치하고, 3개월간 옥외 이슬을 맞게 하였다. 이 때 수직면에 있어서 우근 오염 상태를 눈으로 관찰하고, 오염 정도에 따라 5단계(우:5>4>3>2>1:열)로 평가하였다.
<시험결과>
시험결과를 표 6에 나타낸다. 실시예 3-1~3-7에서는 어느 시험에서도 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
[표 6]
실시예 3-1 실시예 3-2 실시예 3-3 실시예 3-4 실시예 3-5 실시예 3-6 실시예 3-7 실시예 3-1 실시예 3-2 실시예 3-3
저장안정성 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ×
수류적하면적(cm2) 30 41 37 39 46 51 43 14 23 22
내오염성 3 4 4 4 5 5 5 1 2 2
[시험예 4](다채모양도재)
<백색입자분산도료의 제조>
용기 내에 에멀젼C 200중량부를 넣고 교반익근의 회전속도를 1800rpm으로 하여 교반을 하면서 수용성수지A 4중량부와, 조막조제 12중량부와, 소포제 1중량부와, 물 380중량부를 균일하게 혼합함으로써 수성분산매를 제조하였다.
다음, 별도의 용기 내에 에멀젼C 100중량부를 넣고, 교박익근의 회전속도를 1800rpm으로 하여 교반하면서 수용성수지B 200중량부와, 백색안료액(산화티탄 60중량%분산액) 100중량부와, 조막조제 5중량부와, 소포제 5중량부와, 물 70중량부를 균일하게 혼합함으로써 백색안료를 제조하였다.
상술의 수성분산매 597중량부에 대하여 분산안정제로서 호산암모늄 5중량% 수용액을 8중량부 가하고, 교반익근의 회전속도를 900rpm으로 하여 균일하게 혼합한 후 교반을 계속하면서 상기 백색안료 480중량부를 서서히 첨가 분산함으로써 0.8~1.2mm의 백색입자가 분산된 도료를 얻었다.
<회색입자분산도료의 제조>
용기 내에 에멀젼C 200중량부를 넣고, 교반익근의 회전속도를 1800rpm으로 하여 교반을 행하면서 수용성수지A 4중량부와, 조막조제 12중량부와, 소포제 1중량부와, 물 380중량부를 균일하게 혼합함으로써 수성분산매를 제조하였다.
다음, 별도의 용기 내에 에멀젼C 85중량부를 넣고, 교반익근의 회전속도를 1800rpm으로 하여 교반을 행하면서 수용성수지B 250중량부와, 백색안료액(산화티탄 60중량% 분산액) 80중량부와, 흑색안료액(흑색 산화철 15중량% 분산액) 20중량부와, 조막조제 5중량부와, 소포제 5중량부와, 물 50중량부를 균일하게 혼합함으로써 회색도료를 제조하였다.
상술의 수성분산매 597중량부에 대하여 분산안정제로서 호산암모늄 5중량% 수용액을 8중량부 가하고, 교반익근의 회전속도를 900rpm으로 하여 균일하게 혼합한 후, 교반을 계속하면서 상기 회색도료 495중량부를 서서히 첨가,분산함으로써 0.8~1.2mm의 회색입자가 분산된 도료를 얻었다.
<다채모양도료의 제조>
상기 방법에 의해 얻어진 회색입자분산도료와 흑색입자분산도료, 또한 저오염화제를 표 7에 나타낸 배합비율로 균일하게 혼합하였다.
[표 7]
실시예 4-1 실시예 4-2 실시예 4-3 실시예 4-4 실시예 4-5 실시예 4-6 실시예 4-7 비교예 4-1 비교예 4-2 비교예 4-3
백색입자분산도료 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700
흑색입자분산도료 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
저오염화제A 50 (10)
저오염화제B 50 (10) 30 (6)
저오염화제C 50 (10)
저오염화제D 50 (10)
저오염화제E 50 (10)
저오염화제F 50 (10)
저오염화제G 33 (4)
저오염화제H 50 (10)
저오염화제I 10
촉매 1
표 중의 수자는 중량부, ( )안은 고형분 중량부.
<시험방법>
(1)저장안정성
각 도료를 제조한 후, 즉시 점도를 측정했다. 다음에 도료를 용기에 넣고 밀폐하여, 50℃분위기로 30일간 저장한 후, 다시 점도를 측정하였다.
이상의 조작에 의한 점도 변화를 조사하였다. 평가기준은 아래와 같다. 한편, 점도측정에는 BH형 점도계를 사용하고, 표준상태(온도23℃, 상대습도50%)로 하 였다.
○:점도변화 10%미만
△:점도변화 10%이상 50%미만
×:점도변화 50%이상
(2)수류적하면적
150×75×0.8mm의 알루미늄판에 SK#1000프리머(에폭시수지계 프라이머;에스케이화연 주식회사제조)를 건조막두께가 30um로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태에서 8시간 건조시켰다. 다음, 각 도료를 건조막두께가 0.2mm로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태에서 7일간 양생함으로써 시험체를 제작하였다.
이상의 방법으로 얻어진 시험체를 수평면에서 60도의 각도로 고정한 후, 시험체 상단으로부터 30mm의 위치에 수류를 연속적으로 적하하여, 그 때 형성된 수막의 면적을 측정하였다. 한편, 수류의 적하는 시험체 상단으로부터 약 20mm 상방에 설치된 염화비닐관(구경 3mm)으로 행하였다. 유량은 140ml/min으로 하였다.
(3)내오염성
300×150×3mm의 알루미늄판을 상단으로부터 3분의 1의 위치에서 내각도가 135도로 되도록 접어 구부린 것을 시험기재로 하였다. 이 시험기재의 철면에 SK#1000프리머를 건조막두께가 30um로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태에서 8시간 건조하였다. 다음, 각 도료를 건조막두께가 0.2mm로 되도록 스프레이 도장하고, 표준상태로 7일간 건조 양생하였다.
이상의 방법으로 얻은 시험체를 면적이 넓은 면을 수직하게 해서 오사카부 이바라키시에서 남쪽을 향하게 설치하고, 3개월간 옥외 이슬을 맞게 하였다. 이 때 수직면에 있어서 우근 오염 상태를 눈으로 관찰하고, 오염 정도에 따라 5단계(우:5>4>3>2>1:열)로 평가하였다.
<시험결과>
시험결과를 표 8에 나타낸다. 실시예 4-1~4-7에서는 어느 시험에서도 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
[표 8]
실시예 4-1 실시예 4-2 실시예 4-3 실시예 4-4 실시예 4-5 실시예 4-6 실시예 4-7 실시예 4-1 실시예 4-2 실시예 4-3
저장안정성 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ×
수류적하면적(cm2) 18 30 23 28 35 36 32 12 15 17
내오염성 3 4 4 4 5 5 5 1 2 2
본 발명 조성물은 금속, 글래스, 자기타일, 콘크리트, 사이딩 보드, 압출성형판, 플라스틱 등 각종소재의 표면처리에 사용할 수 있으며, 주로 건축물, 토목 구조물 등의 몸체 보호에 사용할 수 있다.

Claims (5)

  1. pH가 4.0 이상 10.0 이하인 합성수지 에멀젼(A) 및 입자경이 1~200nm 이고 pH가 5.0 이상 8.5 미만인 중성 실리카졸(B)을 필수성분으로 하며, 상기 합성수지 에멀젼(A) 고형분 100중량부에 대하여 상기 중성 실리카졸(B)성분을 고형분환산으로 0.1~50중량부 함유한 것을 특징으로 하는 수성도료 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    입자경이 0.05mm 이상 5mm 이하의 골재(E)를 상기기 합성수지 에멀젼(A)의 고형분 100중량부에 대하여 100~4000중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 수성도료 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    착색안료(C), 체질안료(D) 및 입자경이 0.05mm 이상 5mm 이하의 골재(E)를 상기 합성수지 에멀젼(A)의 고형분 100중량부에 대하여, 상기 착색안료(C)를 1~300중량부, 상기 체질안료(D)를 10~1000중량부, 상기 골재(E)를 10~2000중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 수성도료 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    적어도 1종 이상의 착색도료(F)가 입상으로 분산되어 있는 것을 특징으로 하 는 수성도료 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중성 실리카졸은 소수화 처리가 실시된 것을 특징으로 하는 수성도료 조성물.
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