KR20140130187A - 착색 코팅 물질 및 상기 착색 코팅 물질을 사용하는 다중층 코팅의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기를 포함하는 용매계 착색 코팅 조성물에 관한 것이다: (A) 결합제로서 하나 이상의 아크릴레이트 중합체, 폴리우레탄 중합체 및/또는 폴리에스테르, (B) 블록화 폴리이소시아네이트 및 아미노 수지의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 가교제, (C) 하나 이상의 안료 및 (D) 알킬 아세테이트 또는 알킬 모노글리콜 에테르 (여기서, 알킬 = n-펜틸 또는 n-헥실) 의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유기 용매, (상기 코팅 조성물의 고체 함량은 35 중량% 이상임).

Description

착색 코팅 물질 및 상기 착색 코팅 물질을 사용하는 다중층 코팅의 제조 방법 {PIGMENTED COATING MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING A MULTI-LAYER COATING USING THE PIGMENTED COATING MATERIAL}
본 발명은 특정한 용매를 포함하는 착색 코팅 물질에 관한 것이다. 본 발명은 나아가 상기 착색 코팅 조성물을 사용하는 멀티코트 페인트 시스템의 제조 방법에 관한 것이다.
공지된 용매-함유 코팅 물질, 더욱 특히는 베이스코트 (basecoat) 및 클리어코트 (clearcoat) 물질로서 공지된 물질, 및 상기를 사용하여 제조된 싱글-코트 (single-coat) 또는 멀티코트 (multicoat), 색상 및/또는 효과 페인트 시스템은 우수한 성능 특성을 나타낸다.
하지만, 지속적으로 증가하는 시장의 기술적 및 심미적 요구조건, 특히 자동차 회사 및 이의 고객의 요구조건은, 지금까지 달성된 기술적 및 심미적 수준의 지속적인 발전을 요구하고 있다.
더욱 특히, 선행 기술과 비교하여 보다 낮은 VOC 를 갖는 새로운 코팅 조성물을 제공하여, 해당 멀티코트 페인트 시스템의 제조에서 보다 적은 VOC 배출이 일어나게 하고, 그 결과, 상기 제조 방법이 보다 환경적으로 안전해질 수 있도록 요구되고 있다. 논의되고 있는 VOC 를 감소시킬 수 있는 특별한 방법은, 코팅 물질의 고체 함량을 증가시키는 것이다.
하지만, VOC 배출의 감소는, 또한, 예를 들어 멀티코트 페인트 시스템, 및 특히 용매계, 비(非)착색 코팅 조성물의 제조에 사용되는 코팅 조성물의 필름 두께의 감소에 의해 달성될 수 있다.
오늘날, 예를 들어 고-고체 (high-solid) 클리어코트 물질 (바람직하게는 50% 초과의 고 고체 함량을 갖는 클리어코트 물질) 은 효과적인 레벨링 (leveling) 및 매우 우수한 전반적인 외관을 수득하기 위하여, 일반적으로 약 45-55 ㎛ 의 필름 두께로 적용된다. 클리어코트 필름 두께를 35-40 ㎛ 로 감소시키면, VOC 배출을 코팅된 표면의 제곱 미터 당 약 5 g 저하시킬 수 있다.
하지만, 환경적 안전성의 측면 이외에, 동시에 코팅 물질 및 이로부터 제조된 멀티코트 페인트 시스템의 기타 기술적 특성 및 또한 심미적 특성을 유지하는 것, 사실상 그렇지 않은 경우에는, 개선시키는 것이 중요하다.
특히, 멀티코트 페인트 시스템의 제조에서 공지된 베이스코트 및 클리어코트 물질에 의해 달성되는 이점은 손실되지 않아야 하며, 적어도 동일한 정도로 및 바람직하게는 보다 우수한 정도로 유지되어야 한다.
베이스코트 및 클리어코트를 포함하는 멀티코트 페인트 시스템은 자동차 산업에서 널리 이용되고 있다. 이는 이의 뛰어난 특성의 프로파일, 예컨대 내스크래치성 (scratch resistance), 내약품성 (chemicals resistance) 및 내후성 (weather resistance), 및 또한 이의 고 광택으로 인해 사용되고 있다.
환경 보호의 이유로 인해 상기와 같은 멀티코트 페인트 시스템의 제조에 사용되지만, 그럼에도 불구하고 고객에 의해 요구되는 고 내스크래치성을 보유하며, 주로 단량체성 가교 수지, 예컨대 헥사(메톡시메틸)멜라민 (HMMM) 또는 혼합 에테르화 멜라민, 및 추가의 중합가능한 결합제와 조합된 카르바메이트-함유 결합제 시스템을 기반으로 하는 고-고체 (저-VOC) 클리어코트 물질은, 불침투성 네트워크를 형성할 수 있다.
멀티코트 페인트 시스템의 제조에 사용되는 베이스코트 물질은 일반적으로 중합가능한 결합제 및 가교제를 포함한다. 여기서 중합가능한 결합제는 종종 중합체성 지지체 (scaffold) 상에 히드록시-관능기를 갖는다. 사용되는 가교제는 단량체성 가교 수지, 예컨대 헥사(메톡시메틸)멜라민 (HMMM) 또는 혼합 에테르화 멜라민이다.
멀티코트 페인트 시스템은, 예를 들어 클리어코트 물질을 적용하고, 착색된 베이스코트 물질을 예비 적용한 후, 베이킹 단계 (웨트-온-워트 공정 (wet-on-wet process)) 없이 잠시 동안의 플래시-오프 타임 (flash-off time) 후, 베이스코트 및 클리어코트 물질을 함께 베이킹함으로써 제조된다.
또한 웨트-온-웨트 공정의 맥락에서, 멀티코트 페인트 시스템의 제조 시 VOC 배출의 감소는 높은 관련성이 있다. 적용-준비 상태에서 (분무 점도) 고체 함량이 20-30% 인 중간 (medium)-고체 베이스코트 시스템을, 소위 고체 함량이 35% 초과인 고-고체 베이스코트 시스템으로 전환시킨 결과, 가공 작업 중 유의한 VOC 감소가 달성되었다. 나아가, 산업적 코팅 작업의 맥락에서 고체 함량을 약 5% 내지 10% 증가시키는 것은, 절대적으로 사용되며, 가공의 과정 중 환경에 배출되는 유기 용매를 크게 감소시킨다는 것을 의미한다. 전반적인 용매 배출의 추가적인 감소는 클리어코트 필름 두께를 감소시킴으로써 달성될 수 있다.
클리어코트 필름 두께의 감소와 관련된 특별한 문제는, 제조되는 멀티코트 페인트 시스템의 레벨링 특성 및 이로 인해 또한 광학적 품질이 유의하게 저하된다는 점이다.
따라서, 착색 페인트에 적용되는 클리어코트 물질의 필름 두께는 얇지만, 제조되는 멀티코트 페인트 시스템에 우수한 레벨링 특성 및 또한 매우 우수한 전반적인 외관을 제공하며, 동시에, 이용되는 코팅 조성물 및 또한 제조되는 멀티코트 페인트 시스템의 기타 가공 특성, 적용 특성 및, 특히 기술적 특성을 전혀 저하시키지 않는, 착색 코팅 조성물, 더욱 특히 베이스코트 물질이 유리할 수 있다. 나아가, 베이스코트 물질 그 자체가 고 고체 함량을 갖는 경우, 이는 환경적 관점에서 멀티코트 페인트 시스템의 제조를 보다 안전하게 만드는데 유리할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해 논의되는 문제는 뛰어난 광학적 특성, 더욱 특히 레벨링 특성을 갖는 멀티코트 페인트 시스템의 제조를 가능하게 하는 착색 코팅 조성물을 제공하는 것이다. 나아가, 이러한 고-품질 멀티코트 페인트 시스템의 제조의 맥락에서, 이는 사용되는 클리어코트 물질을 바로 얇은 필름 두께로 적용할 수 있으며, 이에 따라 VOC 배출의 감소에 기여할 수 있다.
또 다른 관련성이 높은 요소는, 상기 언급된 이점이 심지어 비교적 고 고체 함량을 갖고 또한, 적절한 경우, 분무 점도에서 비교적 높은 안료/결합제 비를 갖는 착색 코팅 조성물의 경우에도 보장될 수 있다는 점이다. 하지만, 동시에, 공지된 베이스코트 물질 및 이로부터 제조된 베이스코트를 통해 달성되는 이점은 손실되지 않아야 하며, 적어도 동일한 정도로, 및 바람직하게는 보다 우수한 정도로 유지되어야 한다.
따라서, 해당 베이스코트 물질 및 이로부터 제조되는 베이스코트는, 특히 우수한 헤이즈 (haze) (즉, 광택 상에 헤이즈 (haze) 가 없음) 를 가져야 한다. 추가로, 상기 베이스코트는 필름 결함, 예컨대 평행 갈라짐 (fissuring) (머드크랙킹 (mudcracking)), 명/암 (light/dark) 음영 영역 (클라우드 (cloud)), 및 비트 (bit) 가 없어야 한다. 나아가, 수득한 코팅은 광학적 결함, 예컨대 샌딩 흠집 (sanding scar) 을 갖지 않아야 하고, 클리어코트에의 만족스러운 부착력을 나타내어야 한다.
상기 언급된 문제가, 하기를 포함하는 용매계 착색 코팅 조성물에 의해 해결될 수 있다는 것을 발견하였다:
(A) 결합제로서 하나 이상의 아크릴레이트 중합체, 폴리우레탄 중합체 및/또는 폴리에스테르,
(B) 블록화 폴리이소시아네이트 및 아미노 수지의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 가교제,
(C) 하나 이상의 안료 및
(D) 알킬 아세테이트 또는 알킬 모노글리콜 에테르 (여기서, 알킬 = n-펜틸 또는 n-헥실) 의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유기 용매,
(상기 코팅 조성물의 고체 함량은 35 중량% 이상임).
35% 이상의 고체 함량을 갖는 코팅 조성물은 고-고체 코팅 조성물로서 언급된다. 따라서, 본 발명의 착색 코팅 조성물은 고-고체 코팅 조성물이다.
상기 규명된 착색 코팅 조성물은 또한 본 발명의 코팅 조성물로서 하기에 언급되고, 따라서 이는 본 발명의 주제이다. 본 발명의 코팅 조성물의 바람직한 구현예는 하기의 설명에서 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 주제는, 본 발명의 코팅 조성물이 베이스코트 물질로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 하기와 같은 멀티코트 페인트 시스템의 제조 방법이다:
(1) 하나 이상의 베이스코트 물질을 기판에 적용하는 단계,
(2) 단계 (1) 에서 적용한 베이스코트 물질로부터 중합체 필름을 형성하는 단계,
(3) 하나 이상의 클리어코트 물질을 상기 수득한 베이스코트 필름에 적용하는 단계, 및 이어서
(4) 상기 베이스코트 필름을 단계 (3) 에서 적용한 클리어코트 물질과 함께 경화시키는 단계.
마찬가지로 본 발명 주제는 본 발명의 방법에 의해 제조되는 멀티코트 페인트 시스템이다.
본 발명은 또한 기판, 특히 본 발명의 멀티코트 페인트 시스템으로 코팅된 금속 및/또는 플라스틱 기판을 포함한다.
본 발명의 추가적인 측면은 자동차 OEM 마감처리 (finishing), 다목적 차량의 페인팅 및 자동차 재손질, 보트 건조 및 항공기 건설용 부품 또는 가전제품 및 전기제품 또는 이의 일부를 위한 부품의 코팅을 위한, 본 발명의 코팅 조성물의 용도이다.
놀랍게도, 본 발명의 코팅 조성물이 선행 기술의 단점을 나타내지 않으면서, 멀티코트 페인트 시스템의 제조에 사용되는 경우, 얇은 클리어코트 필름 두께에도 불구하고, 매우 우수한 전반적인 외관을 갖는 멀티코트 페인트 시스템을 가능하게 한다는 것을 발견하였다. 본 발명의 코팅 조성물을 사용하여 제조된 본 발명의 멀티코트 페인트 시스템은 자동차 마감처리에 통상적으로 부과되는 기술적 및 성능 요구조건을 충족시키면서, 환경적으로 안전한 조건 하에서 제조된다.
본 발명의 멀티코트 페인트 시스템의 건설은 무엇보다 먼저 프라이머 (primer) 가 기판에 적용되는 것이 바람직하다. 상기 프라이머 위에, 바람직하게는, 하나 이상의 프라이머-서피서 (primer-surfacer) 의 코트, 및 또한 하나 이상의 베이스코트 물질의 코트가 존재하고, 그 위에는 하나 이상의 클리어코트 물질의 코트가 존재한다. 상기 언급된 코팅 조성물 중 단지 하나만 사용되는 것이 바람직하다.
상기 언급된 코트 시스템은 자동차 마감처리 부분에서 통상적으로 이용되는 코트 시스템이다. 따라서, 본 발명의 멀티코트 페인트 시스템은, 바람직하게는 멀티코트 자동차 페인트 시스템이다.
상기 언급된 바로부터, 본 발명의 제조의 맥락에서, 프라이머 및 또한 프라이머-서피서는 바람직하게는 베이스코트 물질이 적용되기 전에 적용된다. 하기에 기재된 바와 같이, 프라이머 및 프라이머-서피서는 바람직하게는 베이스코트 물질이 적용되기 전, 각각 별도로 경화된다. 본 발명의 제조의 맥락에서, 본 발명의 코팅 조성물은 각각의 경우 베이스코트 물질로서 이용된다. 하지만, 이는 또한, 예를 들어 프라이머-서피서로서 부가적으로 사용될 수도 있다.
기판은 통상적으로 프라이머와 함께 제공되며, 이는 통상의 방법, 예컨대 전착 도장 (electrodeposition coating), 디핑 (dipping), 나이프코팅 (knifecoating), 분무 (spraying), 롤링 (rolling) 등에 의해 적용된다. 프라이머는 바람직하게는 프라이머-서피서, 베이스코트 물질 및 클리어코트 물질이 적용되기 전, 적어도 부분적으로 또는 완전히, 더욱 특히 완전히 경화된다. 프라이머는 통상적으로 80 내지 170℃ 의 온도까지 3 내지 30 분의 시간 동안 가열함으로써 경화된다.
본 발명의 멀티코트 페인트 시스템은 바람직하게는 금속 및/또는 플라스틱, 바람직하게는 금속으로 이루어진 기판 상에 제조된다.
프라이머의 맨 위에, 하나 이상의 프라이머-서피서, 하나 이상의 베이스코트 물질 및 하나 이상의 클리어코트 물질이 적용된다.
프라이머-서피서, 베이스코트 물질 및 클리어코트 물질은 액체 코팅 조성물의 적용을 위한 통상의 방법, 예를 들어 디핑, 나이프코팅, 분무, 롤링 등, 더욱 특히 분무에 의해 적용된다. 분무 적용 기법, 예를 들어 압축공기 분무, 무기 (airless) 분무, 고속 회전, 정전기식 분무 적용 (ESTA) 을, 임의로 열 분무 적용, 예를 들어 열풍 분무와 함께 이용하는 것이 바람직하다. 제 1 적용에서 ESTA 에 의해 베이스코트 물질을 적용하고, 제 2 적용에서 공기에 의해 적용하는 것이 특히 유리하다.
프라이머-서피서는 바람직하게는 베이스코트 물질 및 클리어코트 물질이 적용되기 전, 적어도 부분적으로 또는 완전히, 바람직하게는 완전히 경화된다. 프라이머-서피서는 통상적으로 80 내지 170℃ 의 온도까지 3 내지 30 분 동안 가열함으로써 경화된다. 적용된 베이스코트 물질은 바람직하게는 일반적으로 20 내지 100℃ 미만의 온도에서, 1 내지 15 분의 시간 동안, 잠시 플래시 오프되거나 또는 잠시 건조된다. 그 후, 클리어코트 물질이 적용된다.
적용된 베이스코트 물질 및 적용된 클리어코트 물질은 함께 열적으로 경화된다. 클리어코트 물질이 또한 화학 방사선으로 경화되는 경우, 이는 이어서 화학 방사선에의 노출에 의해 후경화 (aftercure) 된다.
경화는 일정한 휴지 시간 후 일어날 수 있다. 이는 30 초 내지 2 시간, 바람직하게는 1 분 내지 1 시간 및 더욱 특히 1 내지 45 분의 기간일 수 있다. 상기 휴지 시간은, 예를 들어 코팅필름의 레벨링 및 탈기, 또는 휘발성 성분의 증발을 위한 것으로 간주된다. 상기 휴지 시간은 90℃ 이하의 승온에서의 적용에 의해 및/또는 10 g 물/kg 공기 미만의 감소된 대기 습도에 의해 보조 및/또는 단축될 수 있으며, 단, 이는 코팅 필름에 대한 임의의 손상 또는 변형, 예를 들어 조기 (prmature) 가교화를 수반하지 않는다.
경화는 통상적으로 90 내지 160℃ 의 온도에서 5 내지 90 분의 시간 동안 일어난다.
상기 언급된 온도는 각각의 경우 코팅된 기판의 실제 온도로 이해되어야 한다.
습윤 베이스코트 및 습윤 클리어코트의 건조 및/또는 컨디셔닝을 위하여, 통상적이고 공지된 장치, 예컨대 터널 오븐 (tunnel oven), NIR 및 IR 히터, 송풍기 (blower) 및 송풍 터널을 이용하는, 열적 및/또는 대류적 (convective) 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 형태의 장치는 또한 서로 조합될 수 있다.
본 발명의 멀티코트 페인트 시스템에서, 베이스코트는 일반적으로 바람직하게는 3 내지 40 ㎛, 특히 바람직하게는 5 내지 30 ㎛, 및 매우 바람직하게는 7 내지 25 ㎛ 의 건조 필름 두께를 갖는다. 클리어코트는 일반적으로 바람직하게는 10 내지 60 ㎛, 더욱 바람직하게는 55 ㎛ 이하, 더욱 특히 45 ㎛ 이하, 매우 바람직하게는 40 ㎛ 이하의 건조 필름 두께를 가질 수 있다. 특히 25 내지 55 ㎛, 더욱 특히 30 내지 45 ㎛ 의 범위가 바람직하고, 특히 유리하게는 35 내지 40 ㎛ 의 범위이다.
사용되는 기타 코팅 조성물 - 즉, 프라이머, 프라이머-서피서, 임의적인 추가의 베이스코트 물질 및 클리어코트 물질, 더욱 특히 클리어코트 물질 - 은 상기 맥락에서 당업자에게 공지되어 있고, 일반적으로 시판되는 코팅 조성물일 수 있다. 클리어코트 물질은 바람직하게는 클리어코트 물질의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 50% 이상의 고체 함량을 갖는, 용매계 클리어코트 물질이다. 이러한 유형의 클리어코트 물질은 또한 본 발명의 맥락에서 고-고체 클리어코트 물질로서 언급된다.
성분 (A)
본 발명의 착색 코팅 조성물은 열적으로 경화될 수 있고, 따라서 결합제로서, 하기 기재된 바와 같은 하나 이상의 중합체 (A) 를 포함한다.
본 발명의 목적을 위하여, "열적으로 경화가능한" 또는 용어 "열적으로 경화" 는 반응성 관능기의 화학적 반응에 의해 일어나는 코팅 물질 층의 가교 (코팅 필름의 형성) 를 의미하고, 상기 화학적 반응의 활동적 활성화는 열적 에너지에 의해 일어날 수 있다. 상이한 상보적 관능기는 서로 반응할 수 있고/있거나, 필름 형성은 자가반응성기의 반응으로부터 유래되는데 - 즉, 관능기가 그들 고유의 유형의 군 사이에서 서로 반응한다. 적합한 상보적 반응성 관능기 및 자가반응성 관능기의 예는, 예를 들어 [독일 특허 출원 DE 199 30 665 A1, 7 페이지, 28 줄 - 9 페이지, 24 줄] 에 공지되어 있다. 이러한 가교는 자가 (self)-가교 및/또는 외부 가교일 수 있다. 예를 들어, 상보적 반응성 또는 자가반응성 관능기가 결합제로서 사용된 중합체 중에 이미 존재하는 경우에는, 자가-가교가 존재한다. 예를 들어, 특정한 관능기를 함유하는 중합체가 상이한 가교제, 가능하게는 마찬가지로 중합체성인 가교제와 반응하며, 반응성 관능기를 함유하는 상기 가교제가 사용되는 유기 중합체 중에 존재하는 반응성 관능기에 상보적인 경우에는, 외부 가교가 존재한다. 또한, 결합제로서 중합체는 자가-가교 및 외부 가교 관능기 둘 모두를 함유하고, 가교제와 조합될 수 있다.
본 발명의 착색 코팅 조성물은 결합제 (A) 로서, 하나 이상의 아크릴레이트 중합체, 폴리우레탄 중합체 및/또는 폴리에스테르를 포함한다.
결합제로서 이러한 중합체는, 예를 들어, 당업자에게 공지된 바와 같이, 에틸렌적으로 불포화된 아크릴레이트 단량체 (아크릴레이트 중합체), 및 또한 중부가 수지 (폴리우레탄 중합체) 및 중축합 수지 (폴리에스테르) 의 랜덤, 교대 및/또는 블록, 선형 및/또는 분지형 및/또는 빗모양 (comb) (공)중합체이다. 보다 상세한 설명을 위하여, [Rompp Lexikon Lacke und Druckfarben, 457 페이지, 제목 "Polyaddition" 및 "Polyadditionsharze (Polyaddukte)" [Polyaddition resins (polyadducts)], 및 또한 463 및 464 페이지, 제목 "Polykondensate" [Polycondensates], "Polykondensation" [Polyconsensation] 및 "Polykondensationsharze" [Polyconsensation resin], 및 또한 73 및 74 페이지, 제목 "Bindemittel" [Binders] 을 참조한다.
아크릴레이트 중합체는, 공지된 바와 같이, 부가적으로 (메트)아크릴레이트 (공)중합체로서 언급되고, 여기서 표현 (메트)아크릴레이트는 상기 중합체가 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 단량체를 포함하거나 또는, 상기와 같은 단량체로 이루어진다는 것을 명백하게 만든다.
결합제로서 상기 언급된 중합체 (A) 중에서, 아크릴레이트 중합체 및 폴리에스테르, 더욱 특히 아크릴레이트 중합체는, 특별한 이점을 갖고, 따라서 특히 바람직하게 사용된다.
결합제로서 중합체 (A) 는 바람직하게는 티오, 히드록실, N-메틸아미노-N-알콕시메틸아미노, 이미노, 카르바메이트, 알로파네이트 (allophanate) 및/또는 카르복실기, 바람직하게는 히드록실 또는 카르복실기를 함유한다. 히드록실기가 특히 바람직하다. 이러한 관능기를 통하여, 예를 들어 기타 관능기, 예컨대 바람직하게는, 무수물, 카르복실, 에폭시, 블록화 이소시아네이트, 우레탄, 메틸올, 메틸올 에테르, 실록산, 카르보네이트, 아미노, 히드록실 및/또는 베타-히드록시알킬아미드기, 바람직하게는 에폭시, 베타-히드록실알킬아미드, 블록화 이소시아네이트, 우레탄 또는 알콕시메틸아미노기를 함유하는 성분과 가교시킬 수 있다. 더욱 특히 하기 기재된 바와 같은 가교제 (B) 를 이용하여 상기와 같이 가교될 수 있고, 이로 인해 본 발명의 착색 코팅 조성물은 외부적 가교화 열적 경화될 수 있다.
예를 들어, 비례적 자가-가교를 포함하는 코팅 조성물의 경우, 결합제 (A) 중에 존재하는 기에는 더욱 특히 메틸올, 메틸올 에테르 및/또는 N-알콕시메틸아미노기가 포함될 수 있다.
본 발명의 멀티코트 페인트 시스템의 코팅 조성물 중에 사용되기에 특히 적합한 상보적 반응성 관능기는 한편으로는 히드록실기이고, 다른 한편으로는 블록화 이소시아네이트, 우레탄 또는 알콕시메틸아미노기이다.
상기 기재된 반응성 관능기에 대한 결합제로서 중합체 (A) 의 관능성은 매우 광범위하게 달라질 수 있고, 특히 수득되어질 가교 밀도, 및/또는 각각의 경우 이용되는 가교제의 관능성에 의해 유도된다. 결합제로서 바람직한 히드록실-함유 중합체 (A) 의 경우, 예를 들어 OH 가 (OH number) 는 바람직하게는 15 내지 300, 더욱 바람직하게는 20 내지 250, 매우 바람직하게는 25 내지 200, 특히 바람직하게는 30 내지 150 및 더욱 특히 35 내지 120 mg KOH/g 이다. OH 가는, 본 발명의 목적을 위하여, DIN 53240 에 따라 측정된다.
상기 기재된 상보적 관능기는 중합체 화학에서 통상적이고 공지된 방법에 따라, 결합제로서 중합체 (A) 중에 혼입된다. 이는, 예를 들어 해당 반응성 관능기를 함유하는 단량체의 혼입을 통해 및/또는 중합체-유사 반응에 의해 수행될 수 있다.
결합제로서 적합한 중합체 (A) 는, 예를 들어 2000 내지 30 000 g/mol, 바람직하게는 10 000 내지 20 000 g/mol 의 수평균 분자량을 갖는다. 하지만, 분자량은 또한 이보다 더 적거나 더 클 수 있다. 분자량은 스티렌-디비닐벤젠 컬럼 조합 상에서 용리액 (1 ml/분) 으로서 THF (+0.1% 아세트산) 를 이용하여 GPC 분석에 의해 측정된다. 보정은 폴리스티렌 표준을 사용하여 수행된다.
결합제로서 중합체 (A) 는, 각각의 경우, 본 발명의 착색 코팅 물질의 총 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 35 중량%, 더욱 바람직하게는 6 중량% 내지 30 중량%, 특히 바람직하게는 8 중량% 내지 20 중량% 의 양으로 사용된다.
적합한 아크릴레이트 중합체는 상기 맥락에서 공지되어 있고, 반응성 관능기 (더욱 특히 히드록실기) 를 갖는 올레핀적으로 불포화된 단량체를, 일반적으로 반응성 관능기를 포함하지 않은 단량체와 조합으로 사용하여, 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.
반응성 관능기를 함유하는 적합한 올레핀적으로 불포화된 단량체의 예는, 하기와 같다:
a) 분자 당 하나 이상의 히드록실, 아미노, 알콕시메틸아미노, 카르바메이트, 알로파네이트 또는 이미노기를 함유하는 단량체, 예컨대
- 아크릴산, 메타크릴산 또는 산으로 에스테르화된 알킬렌 글리콜로부터 유래된 또 다른 알파,베타-올레핀적으로 불포화된 카르복실산의 히드록시알킬 에스테르, 또는 알파,베타-올레핀적으로 불포화된 카르복실산과 알킬렌 옥시드, 예컨대 에틸렌 옥시드 또는 프로필렌 옥시드와의 반응에 의해 수득가능한 히드록시알킬 에스테르, 특히 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산 또는 이타콘산의 히드록시알킬 에스테르 (여기서 히드록시알킬기는 20 개 이하의 탄소 원자를 함유함, 예컨대 2-히드록시에틸, 2-히드록시프로필, 3-히드록시프로필, 3-히드록시부틸, 4-히드록시부틸 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 에타크릴레이트, 크로토네이트, 말레에이트, 푸마레이트 또는 이타코네이트; 또는 히드록시시클로알킬 에스테르, 예컨대 1,4-비스(히드록시메틸)시클로헥산, 옥타히드로-4,7-메타노-1H-인덴디메탄올 또는 메틸프로판디올 모노아크릴레이트, 모노메타크릴레이트, 모노에타크릴레이트, 모노크로토네이트, 모노말레에이트, 모노푸마레이트 또는 모노이타코네이트); 시클릭 에스테르의 반응 생성물, 예컨대 입실론-카프로락톤, 및 이의 히드록시알킬 또는 시클로알킬 에스테르;
- 올레핀적으로 불포화된 알코올, 예컨대 알릴 알코올;
- 폴리올, 예컨대 트리메틸올프로판 모노알릴 또는 디알릴 에테르 또는 펜타에리트리톨 모노알릴, 디알릴 또는 트리알릴 에테르;
- 아크릴산 및/또는 메타크릴산과 분자 당 5 내지 18 개의 탄소 원자를 갖는 알파-분지형 모노카르복실산, 더욱 특히 Versatic® 산의 글리시딜 에스테르와의 반응 생성물, 또는, 상기 반응 생성물 대신, 중합 반응 중 또는 후, 등량의 아크릴산 및/또는 메타크릴산을 분자 당 5 내지 18 개의 탄소 원자를 갖는 알파-분지형 모노카르복실산, 더욱 특히 Versatic® 산의 글리시딜 에스테르와 반응시킨 반응 생성물;
- 아미노에틸 아크릴레이트, 아미노에틸 메타크릴레이트, 알릴아민 또는 N-메틸이미노에틸 아크릴레이트;
- N,N-디(메톡시메틸)아미노에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 또는 N,N-디(부톡시메틸)아미노프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트;
- (메트)아크릴아미드, 예컨대 (메트)아크릴아미드, N-메틸-, N-메틸올-, N,N-디메틸올-, N-메톡시메틸-, N,N-디(메톡시메틸)-, N-에톡시메틸- 및/또는 N,N-디(에톡시에틸)-(메트)아크릴아미드;
- 아크릴로일옥시- 또는 메타크릴로일옥시에틸, -프로필 또는 -부틸 카르바메이트 또는 알로파네이트; 카르바메이트기를 함유하는 적합한 단량체의 추가의 예는 하기에 기재되어 있음: U.S. Pat. No. 3,479,328, U.S. Pat. No. 3,674,838, U.S. Pat. No. 4,126,747, U.S. Pat. No. 4,279,833 또는 U.S. Pat. No. 4,340,497.
b) 분자 당 하나 이상의 산 기를 함유하는 단량체, 예컨대
- 아크릴산, 베타-카르복시에틸 아크릴레이트, 메타크릴산, 에타크릴산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산 또는 이타콘산;
- 올레핀적으로 불포화된 술폰산 또는 포스폰산 또는 이들의 부분 에스테르;
- 모노 (메트)아크릴로일옥시에틸 말레에이트, 숙시네이트 또는 프탈레이트; 또는
- 비닐벤조산 (모든 이성질체), 알파-메틸비닐벤조산 (모든 이성질체) 또는 비닐벤젠술폰산 (모든 이성질체).
c) 에폭시드기를 함유하는 단량체, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산 또는 이타콘산의 글리시딜 에스테르, 또는 알릴 글리시딜 에테르.
보다 고 관능성인 상기 기재된 유형의 단량체는 일반적으로 사용되지 않거나 또는 단지 미량으로 사용된다. 본 발명의 목적을 위하여, 비교적 고 관능성의 단량체의 미량은 공중합체, 특히 (메트)아크릴레이트 공중합체의 가교 또는 겔화를 유도하지 않는 양을 의미한다.
반응성 관능기를 포함하지 않는 적합한 올레핀적으로 불포화된 단량체의 예에는 아크릴산, 메타크릴산 또는 또 다른 알파,베타-올레핀적으로 불포화된 카르복실산의 알킬 에스테르, 비닐방향족 화합물, 및 이들 단량체의 혼합물이 포함된다.
마찬가지로 중합체 (A) 로서 사용될 수 있는 폴리우레탄 중합체는, 예를 들어 당업자에게 공지된 방식으로, 하기를 반응시킴으로써 수득된다:
- 바람직하게는 10 000 내지 20000 g/mol 의 수평균 분자량을 갖는, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 폴리올, 및
- 하나 이상의 폴리이소시아네이트, 및 또한
- 목적하는 경우, 분자 내 하나 이상의 이소시아네이트-반응성 관능기 및 하나 이상의 (잠재적으로) 음이온성 기를 함유하는 하나 이상의 화합물,
- 목적하는 경우, 하나 이상의 이소시아네이트-반응성 관능기를 함유하는 하나 이상의 추가 화합물, 및
- 목적하는 경우, 분자 내 히드록실 및/또는 아미노기를 함유하고, 60 내지 600 g/mol 의 수평균 분자량을 갖는, 하나 이상의 화합물.
이러한 유형의 폴리우레탄 중합체는, 예를 들어 유럽 특허 출원 EP 228003 및 EP 574417 에 기재되어 있다.
이러한 유형의 폴리우레탄 중합체는, 예를 들어 이소시아네이트 성분으로서, 페인트 산업 분야에서 통상적으로 이용되는 이소시아네이트, 예를 들어 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 옥타메틸렌 디이소시아네이트, 데카메틸렌 디이소시아네이트, 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 테트라데카메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥산 디이소시아네이트, 테트라메틸헥산 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 2-이소시아나토프로필시클로헥실 이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 2,4'-디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 4,4'-디이소시아네이트, 1,4- 또는 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 1,4- 또는 1,3- 또는 1,2-디이소시아나토시클로헥산, 2,4- 또는 2,6-디이소시아나토-1-메틸시클로헥산, 이량체 지방산으로부터 유래된 디이소시아네이트 (상표명 DDI 1410 으로 Henkel 사에서 판매됨), 1,8-디이소시아나토-4-이소시아나토메틸옥탄, 1,7-디이소시아나토-4-이소시아나토메틸헵탄 또는 1-이소시아나토-2-(3-이소시아나토프로필)시클로헥산, 또는 테트라메틸-자일렌 디이소시아네이트 (TMXDI) 또는 상기 폴리이소시아네이트의 혼합물, 바람직하게는 테트라메틸자일렌 디이소시아네이트 (TMXDI) 및/또는 이소포론 디이소시아네이트, 바람직하게는 이소포론 디이소시아네이트를 사용함으로써 수득된다.
히드록실 및/또는 아미노기를 갖는 사슬 연장제로서, 트리메틸올프로판 및 디에탄올아민을 사용하는 것이 바람직하다.
마찬가지로 폴리우레탄 수지 (A) 로서 적합한 것은 아크릴레이트화 폴리우레탄 수지로서 공지된 것으로, 이는 당업자에게 공지된 방식으로, 폴리우레탄 수지의 존재 하에서 에틸렌적으로 불포화된 단량체를 중합함으로써 수득가능하다. 이러한 경우, 이중 결합을 갖지 않는 폴리우레탄 수지 및/또는 이중 결합을 갖는 폴리우레탄 수지가 사용될 수 있다.
결합제로서, 펜던트 및/또는 말단 이중 결합을 갖는 아크릴레이트화 폴리우레탄 수지, 특히 펜던트 및/또는 말단 에테닐아릴렌기를 갖는 아크릴레이트화 폴리우레탄 수지가 사용될 수 있다.
펜던트 및/또는 말단 이중 결합을 갖는 아크릴레이트화 폴리우레탄 수지는 하나 이상의 유리 (free) 이소시아네이트기를 함유하는 폴리우레탄 예비중합체를, 하나 이상의 에틸렌적으로 불포화된 이중 결합 및 하나의 NCO-반응성기, 더욱 특히 히드록실기 또는 아미노기를 갖는 화합물과 반응시킴으로써 수득될 수 있다.
펜던트 및/또는 말단 이중 결합을 갖는 아크릴레이트화 폴리우레탄 수지는 또한 하나 이상의 NCO-반응성기, 더욱 특히 하나 이상의 히드록실기 또는 하나의 아미노기를 함유하는 폴리우레탄 예비중합체를, 하나 이상의 에틸렌적으로 불포화된 이중 결합 및 하나의 유리 이소시아네이트기를 갖는 화합물과 반응시킴으로써 수득될 수 있다.
또한 결합제로서 유용한 중합체 (A) 는 펜던트 및/또는 말단 이중 결합을 갖는 아크릴레이트화 폴리우레탄 수지의 존재 하에서, 올레핀적으로 불포화된 단량체를 중합함으로써 수득가능한 그래프트 공중합체이다.
특히, 하나 이상의 공중합된 올레핀적으로 불포화된 단량체의 소수성 코어 및 하나 이상의 친수성 아크릴레이트화 폴리우레탄의 친수성 쉘을 포함하는 그래프트 공중합체가 사용된다. 하지만, 하나 이상의 소수성 아크릴레이트화 폴리우레탄의 소수성 코어 및 하나 이상의 공중합된 올레핀적으로 불포화된 단량체의 친수성 쉘을 포함하는 그래프트 공중합체 또한 적합하다.
적합한 아크릴레이트화 폴리우레탄 수지 및 또한 이로부터 제조된 그래프트 공중합체는, 예를 들어 WO 01/25307, 5 페이지 14 줄 - 45 페이지 4 줄, 및 EP-B-787 159, 2 페이지 27 줄 - 7 페이지 13 줄에 기재되어 있다.
마찬가지로 중합체 (A) 로서 적합한 폴리에스테르는 포화 또는 불포화될 수 있고, 더욱 특히 포화될 수 있다. 이러한 유형의 폴리에스테르 및 이의 제조, 및 또한 이의 제조에 사용될 수 있는 성분은, 당업자에게 공지되어 있고, 예를 들어 EP-B-787 159 에 기재되어 있다.
관심있는 중합체는 더욱 특히 다가 유기 폴리올 및 다염기성 유기카르복실산을 사용하여 제조된 중합체이다. 이러한 폴리올 및 폴리카르복실산은 에스테르화에 의해, 즉 축합반응에 의해 서로 연결된다. 따라서, 폴리에스테르는 일반적으로 중축합 수지의 군으로 지정된다. 유형, 관능성 및 사용되는 비율, 및 출발 성분의 비에 따라, 예를 들어 선형 또는 분지형 생성물이 수득된다. 이관능성 출발 성분 (디올, 디카르복실산) 을 사용하는 경우, 주로 선형 생성물이 생성되지만, 예를 들어 (2 초과의 OH 관능기 (분자 당 OH 기의 수) 를 갖는) 비교적 고 관능성의 알코올을 사용하는 경우에는 분지형이 생성된다. 물론 또한 제조 중 일관능성 성분, 예를 들어 모노카르복실산이 비례적으로 제조될 수 있다. 폴리에스테르의 제조를 위하여, 또한, 공지된 바와 같이, 해당 유기 카르복실산 대신 또는 해당 유기 카르복실산 뿐 아니라, 카르복실산의 무수물, 더욱 특히 디카르복실산의 무수물이 사용될 수 있다. 마찬가지로, 히드록시카르복실산 또는 분자 내 에스테르화에 의해 히드록시카르복실산으로부터 유래된 락톤을 사용하여 제조될 수 있다.
적합한 디올은, 예를 들어, 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 부탄-1,4-디올, 헥산-1,6-디올, 네오펜틸 글리콜, 및 기타 디올, 예컨대 1,4-디메틸올시클로헥산 또는 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올이다.
비교적 고 관능성 (2 초과의 OH 관능기) 의 적합한 알코올은, 예를 들어 트리메틸올프로판, 글리세롤 및 펜타에리트리톨이다.
폴리에스테르의 산 성분은 일반적으로 분자 내 2 내지 44 개, 바람직하게는 4 내지 36 개의 탄소 원자를 갖는, 디카르복실산 또는 이의 무수물을 포함한다. 적합한 산은, 예를 들어 o-프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 테트라히드로프탈산, 시클로헥산디카르복실산, 숙신산, 아디프산, 아젤라산, 세바산, 말레산, 푸마르산, 글루타르산, 헥사클로로헵탄-디카르복실산, 테트라클로로프탈산 및/또는 이량화 지방산이다. 이러한 산 대신, 존재하는 경우, 또한 이의 무수물이 사용될 수 있다. 부가적으로, 3 개 이상의 카르복실기를 갖는 비교적 고 관능성의 카르복실산 (및/또는 해당 무수물), 예를 들어 트리멜리트산 무수물이 사용될 수 있다. 또한, 종종 모노카르복실산, 예컨대 불포화 지방산이 비례적으로 사용된다.
사용될 수 있는 히드록시카르복실산은, 예를 들어 히드록시카프로산, 히드록시부티르산, 히드록시데카노산 및/또는 12-히드록시스테아르산이다. 사용될 수 있는 락톤은, 예를 들어 그 자체가 공지된 베타-, 감마-, 델타- 및 입실론-락톤, 더욱 특히 입실론-카프로락톤이다.
상기 기재된 단량체성 화합물 뿐 아니라, 예를 들어 이미 중합체성 형태, 예를 들어 디올과 같은 출발 생성물이 사용될 수 있고, 여기서 폴리에스테르 디올은 그 자체가 공지되어 있고, 이는 락톤을 2가 알코올과 반응시킴으로써 수득된다.
결합제로서 상기-기재된 중합체 (A), 즉 아크릴레이트 중합체, 폴리우레탄 중합체 및/또는 폴리에스테르는, 본 발명의 코팅 조성물 중에 그 자체로 사용되거나 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
아크릴레이트 중합체, 폴리우레탄 중합체 및/또는 폴리에스테르 (A) 이외에, 또한 결합제로서 추가의 중합체가 사용될 수 있다. 자동차 산업 분야에서 착색 코팅 물질, 더욱 특히 베이스코트 물질로 통상적으로 사용되는 해당 결합제는, 당업자에게 공지되어 있고, 당업자에 의해 용이하게 선택될 수 있다.
예로서, 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 에스테르는 추가의 에틸렌적으로 불포화된 단량체의 랜덤, 교대 및/또는 블록, 선형 및/또는 분지형 및/또는 빗모양 (공)중합체로서 인용된다. 추가의 중부가 수지 및 중축합 수지의 예는 알키드, 폴리락톤, 폴리카르보네이트, 폴리에테르, 에폭시 수지-아민 부가물, 폴리우레아, 폴리아미드 또는 폴리이미드이다.
가교제 (B)
본 발명의 착색 코팅 조성물은 추가로 블록화 폴리이소시아네이트 및 아미노 수지의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 가교제 (B) 를 포함한다. 유리하게는, 가교제 (B) 는 아미노 수지, 특히 유리하게는 멜라민-포름알데히드 수지이다.
여기서 블록화 폴리이소시아네이트는, 원칙적으로, 상기 맥락에서 당업자에게 공지되어 있고, 분자 당 둘 이상의 이소시아네이트기를 갖는 임의의 유기 화합물, 예를 들어 폴리우레탄 중합체의 설명의 맥락에서 상기 언급된 폴리이소시아네이트를 기반으로 할 수 있다. 더욱 특히, 또한 상기 언급된 폴리이소시아네이트 (이소시아누레이트) 의 공지된 삼량체가 사용될 수 있다. 삼량체성 헥사메틸렌 디이소시아네이트가 바람직하다. 상기 맥락에서 통상의 블록화제는, 예를 들어 페놀, 알코올, 옥심, 피라졸, 아민 및 CH-산성 화합물이다. 바람직한 블록화제는 130℃ 미만의 탈블록화 온도를 갖는다. 바람직한 블록화제는, 예를 들어 카프로락탐, 부타논 옥심, 아세톤 옥심, 디에틸 말로네이트, 디메틸피라졸 또는 페놀이다. 블록화 반응은 통상적으로 촉매, 예를 들어 디부틸주석 디라우레이트 또는 주석(II) 비스(2-에틸헥사노에이트) 의 존재 하에서, 유리 NCO 기를 상기 언급된 블록화제와 반응시킴으로써 수행된다. 상기 블록화제 및 해당 반응은 당업자에게 공지되어 있다. 특히 바람직한 블록화 폴리이소시아네이트는 디메틸피라졸-블록화 삼량체성 헥사메틸렌 디이소시아네이트이다.
이용되는 아미노 수지는 페인트 산업 분야에 통상적으로 이용되는 아미노 수지이다. 메탄올- 및/또는 부탄올-에테르화 멜라민-포름알데히드 수지, 예를 들어 Cymel®, Resimene®, Maprenal® 및 Luwipal®, 특히 Resimene® 747 및 Resimene® 755 로 시판되는 제품을 사용하는 것이 바람직하다.
가교제의 양은 각각의 경우, 본 발명의 착색 코팅 물질의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 5 중량% 내지 30 중량% 및 더욱 바람직하게는 7 중량% 내지 20 중량% 이다.
안료 (C)
본 발명의 착색 코팅 조성물은 추가로 하나 이상의 안료를 포함한다. 안료는, 공지된 바와 같이, 코팅 조성물 중에 통상적으로 사용되는 분말 및/또는 혈소판 형태의 착색제이다.
안료는 바람직하게는 유기 및 무기, 바람직하게는 무기, 색상-부여, 효과-부여, 색상- 및 효과-부여, 자기적 차폐, 전기 전도성, 부식-방지, 형광 및 인광 안료의 군으로부터 선택된다. 색상- 및/또는 효과-부여 안료 (색상 및/또는 효과 안료) 를 사용하는 것이 바람직하다.
특히 바람직하게는, 본 발명의 착색 코팅 조성물은 하나 이상의 효과 안료, 바람직하게는 하나 이상의 금속 플레이크 안료를 포함한다. 상기 효과 안료 또는 안료들 이외에, 본 발명의 착색 코팅 조성물은 또한 추가로 하나 이상 또는 하나 초과의 부가적인 안료, 예를 들어 색상 안료를 포함할 수 있다.
또한 색상을 부여할 수 있는 적합한 효과 안료의 예는, 금속 플레이크 안료, 더욱 특히 알루미늄 플레이크 안료, 예컨대 시판용 스테인레스 스틸 청동, 더욱 특히 시판용 알루미늄 청동, 및 또한 비(非)금속성 효과 안료, 예컨대 진주광택 안료 및 간섭 안료, 산화철을 기반으로 하는 혈소판-모양 효과 안료, 또는 액체-결정성 효과 안료이다. 보다 상세한 설명을 위하여, Rompp Lexikon Lacke und Druckfarben, 176 페이지, 제목 "Effektpigmente" [Effect Pigments] 및 380 및 381 페이지, 제목 "Metalloxid-Glimmer-Pigmente" [Metal oxide-mica pigments] - "Metallpigmente" [Metallic pigments] 를 참조한다.
알루미늄 청동 또는 알루미늄 플레이크 안료가 특히 사용된다. 예를 들어 Stapa® Metallux (Eckart 사) 로 시판되는 처리되지 않은 유형 및 예를 들어 WO 01/81483 에 기재되어 있고, 예를 들어 Hydrolan® (Eckart 사) 로 시판되는 처리된 유형, 특히 실란화 유형 둘 모두가 사용된다.
금속 플레이크 안료는 바람직하게는 200 내지 2000 nm 및 더욱 특히 500 내지 1500 nm 의 두께를 갖는다.
금속 플레이크 안료는 바람직하게는 10 내지 50 및 더욱 특히 13 내지 25 ㎛ 의 평균 입자 크기를 갖는다 (Cilas 사의 ISO 13320-1 (기기 1064)).
적합한 유기 및/또는 무기 색상 안료는 페인트 산업에서 통상적으로 이용되는 안료이다.
적합한 무기 색상 안료의 예는, 화이트 안료, 예컨대 티타늄 디옥시드, 징크 화이트 (zinc white), 황화아연 또는 리토폰 (lithopone); 블랙 안료, 예컨대 카본 블랙 (carbon black), 철 망간 블랙 또는 스피넬 블랙 (spinel black); 색채 안료, 예컨대 크로뮴 옥시드, 크로뮴 옥시드 히드레이트 그린, 코발트 그린 또는 울트라마린 그린, 코발트 블루, 울트라마린 블루 또는 망간 블루, 울트라마린 바이올렛 또는 코발트 바이올렛 및 망간 바이올렛, 레드 산화철, 카드뮴 술포셀레니드, 몰리브데이트 레드 또는 울트라마린 레드; 갈색 산화철, 스피넬 상과 코런덤 (corundum) 상의 혼합 갈색 또는 크로뮴 오렌지; 또는 황색 산화철, 니켈 티타늄 옐로우, 크로뮴 티타늄 옐로우, 황화카드뮴, 황화카드뮴아연, 크로뮴 옐로우 또는 비스무스 바나데이트이다.
적합한 유기 색상 안료의 예는 모노아조 안료, 디스아조 안료, 안트라퀴논 안료, 벤즈이미다졸 안료, 퀴나크리돈 (quinacridone) 안료, 퀴노프탈론 안료, 디케토피롤로피롤 안료, 디옥사진 안료, 인단트론 안료, 이소인돌린 안료, 이소인돌리논 안료, 아조메틴 안료, 티오인디고 안료, 금속 착물 안료, 페리논 안료, 페릴렌 안료, 프탈로시아닌 안료 또는 아닐린 블랙이다.
보다 상세한 설명을 위하여, Rompp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, 180 및 181 페이지, 제목 "Eisenblau-Pigmente" [Iron blue pigments] - "Eisenoxidschwarz" [Black iron oxide], 451 - 453 페이지, 제목 "Pigmente" [Pigments] - "Pigmentvolumenkonzentration" [Pigment volume concentration], 563 페이지, 제목 "Thioindigo-Pigmente" [Thioindigo pigment], 567 페이지, 제목 "Titandioxid-Pigmente" [Titanium dioxide pigments], 400 및 467 페이지, 제목 "Naturlich vorkommende Pigmente" [Naturally occurring Pigments], 459 페이지, 제목 "Polycyclische Pigmente" [Polycyclic pigments], 52 페이지, 제목 "Azomethinpigmente" [Azomethine pigments], 및 "Azopigmente" [Azo pigments], 및 379 페이지, 제목 "Metallkomplex-Pigmente" [Metal complex pigments] 를 참조한다.
안료의 양은 매우 광범위하게 달라질 수 있고, 주로 확립될 색상의 깊이 및/또는 효과의 강도에 의해, 및 또한 본 발명의 착색 코팅 조성물 중의 안료의 분산성에 의해 유도된다. 안료의 분획은 각각의 경우, 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 0.5 중량% 내지 50 중량%, 더욱 특히 바람직하게는 0.5 중량% 내지 40 중량%, 매우 바람직하게는 1 중량% 내지 30 중량%, 특히 유리하게는 2 중량% 내지 20 중량% 이다.
본 발명의 코팅 조성물이 프라이머-서피서인 경우, 안료 함량은 상기 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 0.5 중량% 내지 49 중량% 이다. 고체-색상 페인트의 경우, 안료 함량은 상기 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 49 중량% 가 바람직하다. 본 발명의 맥락에서 바람직한 베이스코트 물질, 바람직하게는 금속성 베이스코트 물질의 경우, 안료 함량은 각각의 경우, 코팅 물질의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 0.5 중량% 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 1 중량% 내지 30 중량%, 매우 바람직하게는 2 중량% 내지 20 중량% 이다.
유기 용매 (D)
본 발명의 착색 코팅 조성물은 하나 이상의 유기 용매 (D) 를 포함한다. 이는 알킬 아세테이트 또는 알킬 모노글리콜에테르 (여기서, 알킬 = n-펜틸 또는 n-헥실), 즉 n-펜틸 아세테이트, n-헥실 아세테이트, n-펜틸 글리콜 및 n-헥실 글리콜이다. 유리하게는, 상기 언급된 용매 중 정확히 하나의 용매가 존재한다. 착색 코팅 조성물을 위한 본 발명에 따른 이점, 특히 착색 코팅 조성물을 사용하여 제조되는 멀티코트 페인트 시스템에서 뛰어난 전반적인 외관을 획득하기 위하여, 용매 (D) 의 존재는 필수적이다.
알킬 아세테이트 또는 알킬 모노글리콜 에테르 (여기서, 알킬 = n-펜틸 또는 n-헥실) 의 군으로부터 선택되는 유기 용매 (D) 는, 본 발명의 코팅 조성물 중에 각각의 경우, 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 1 중량% 내지 10 중량%, 더욱 특히 바람직하게는 3 중량% 내지 7 중량% 의 양으로 사용된다.
특정한 유기 용매 (D) 이외에, 용매 (D) 와 상이한 추가의 유기 용매 (L) 이 또한 본 발명의 착색 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 바람직하게는, 추가의 용매 (L) 이 존재한다. 적합한 추가의 용매는 페인트 산업에서 통상적으로 사용되는 모든 용매이고, 예로는 용매 (D) 와 상이한 알코올, 용매 (D) 와 상이한 글리콜에테르, 용매 (D) 와 상이한 에스테르, 에테르 에스테르 및 케톤, 지방족 및/또는 방향족 탄화수소, 예를 들어 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 에틸 케톤, 부틸 아세테이트, 3-부톡시-2-프로판올, 에틸 에톡시프로피오네이트, 부틸 글리콜, 부틸 글리콜 아세테이트, 부탄올, 디프로필렌 글리콜메틸 에테르, 부틸 글리콜레이트, 자일렌, 톨루엔, Shellsol® T, Pine Oil 90/95, Solventnaphtha®, Shellsol® A, Solvesso, benzine 135/180 이다.
추가의 용매 (L) 의 양은 바람직하게는 총 착색 코팅 조성물이 각각의 경우, 본 발명의 착색 코팅 조성물의 총량을 기준으로, 40 중량% 내지 65 중량%, 바람직하게는 45 중량% 이상, 더욱 특히 50 중량% 이상, 더욱 특히 유리하게는 55 중량% 이상의 용매 분획 (용매 (D) 및 추가의 용매 (L)) 을 갖는 경우로 선택된다. 특히 바람직한 범위는 각각의 경우, 본 발명의 착색 코팅 조성물의 총량을 기준으로, 40 중량% 내지 62 중량%, 더욱 특히 45 중량% 내지 62 중량%, 매우 바람직하게는 50 중량% 내지 62 중량% 및 특히 유리하게는 55 중량% 내지 62 중량% 이다.
코팅 조성물의 고체 함량은 35% 이상, 바람직하게는 35% 내지 60%, 더욱 바람직하게는 55%, 더욱 특히 50% 이하 및 특히 유리하게는 45% 이하이다. 특히 바람직한 범위는 38% 내지 60%, 더욱 특히 38% 내지 55%, 매우 바람직하게는 38% 내지 50%, 및 특히 유리하게는 38% 내지 45% 이다.
고체 분획은 달리 언급되지 않는 한, 본 발명의 맥락에서, 1.0 g 의 초기 샘플 질량, 예를 들어 1.0 g 의 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여, 125℃ 의 온도에서 60 분의 시험 기간 동안 DIN ISO 3251 에 따라 측정된다.
상기 언급된 조건 하에서, 본 발명의 바람직한 착색 코팅 조성물은 16 초 내지 35 초 및 더욱 바람직하게는 18 내지 25 초의, 23℃ 에서 Ford 3 Cup 으로부터의 유출 시간 점도를 갖는다. 본 발명의 맥락에서, 상기 범위 내의 점도는 분무 점도 (가공 점도) 로서 언급된다. 공지된 바와 같이, 코팅 조성물은 분무 점도에서 - 즉 상기 조건 하에서 적용된 후, 확산되는데, 이는 효과적인 적용을 가능하게 하기 위하여, 특히 너무 높지 않은 점도를 갖는다. 이는 분무 점도의 설정이 코팅 물질이 적어도 분무 기법에 의해 적용되는 것을 가능하게 하고, 완전하고, 균일한 코팅 필름이 코팅될 기판 상에 형성될 수 있도록 보장하기 위하여 중요하다는 것을 의미한다. 특별한 이점은 본 발명의 코팅 물질이 분무 점도에서 고 고체 함량을 갖기 때문에, 환경적으로 유해한 유기 용매로의 추가 희석이 요구되지 않는다는 점이다.
나아가, 본 발명의 코팅 조성물은 용매계이다. 용매계 코팅 조성물은 유기 용매를 포함하는 조성물이다. 이는, 코팅 조성물의 제조 중, 물이 명백하게 첨가되지는 않지만, 대신 물이, 예를 들어, 단지 코팅 조성물 중에 존재하는 기타 성분으로부터의 오염 물질 또는 잔류 분획으로서, 예컨대 유기 용매 중의 잔류 물 분획의 결과로서 포함된다는 것을 의미한다. 특히 유리하게는, 용매계는 물 분획이 각각의 경우, 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 2 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만인 것을 의미한다. 매우 특히 바람직하게는, 코팅 조성물은 물을 포함하지 않는다.
추가 성분
본 발명의 코팅 조성물에서, 유리하게는, 중합체 미세입자 (M) 이 또한 사용될 수 있다. 적합한 중합체 미세입자는, 예를 들어 EP-A-480 959 (3 페이지 36 줄 - 4 페이지 35 줄), WO 96/24619, WO 99/42529, EP-B-1 173 491, EP-B-1 185 568, WO 03/089487, WO 03/089477, WO 01/72909 및 WO 99/42531 에 기재되어 있다. 중합체 미세입자는 특히 흐름, 증발 거동, 및 클리어코트 물질에 의한 초기 용해에 대한 태도를 조절하기 위하여 사용될 수 있다.
적합한 중합체 미세입자는 통상적으로 2000 내지 100 000 g/mol 의 수평균 분자량을 갖는다. 상기 분자량은 스티렌-디비닐벤젠 컬럼 조합 상에서 용리액 (1 ml/분) 으로서 THF (+ 0.1% 의 아세트산) 를 이용하여 GPC 분석에 의해 측정된다. 보정은 폴리스티렌 표준을 이용하여 수행된다.
적합한 중합체 미세입자는 또한 통상적으로 ISO 13320-1 에 따라, 0.01 내지 10 ㎛, 특히 0.01 내지 5 ㎛, 및 매우 바람직하게는 0.02 내지 2 ㎛ 의 평균 입자 크기를 갖는다.
특히 바람직하게 사용되는 중합체 미세입자는 가교제의 관능기와 반응할 수 있는 반응성 관능기를 함유한다. 특히, 중합체 미세입자는 히드록실기를 함유한다. 이러한 경우, 중합체 미세입자는 바람직하게는 DIN 53240 에 따라, 5 내지 150 mg KOH/g 의 히드록실가 (hydroxyl number) 를 갖는다. 히드록실-함유 중합체 미세입자는, 예를 들어 WO 01/72909 에 기재되어 있다.
가교된 중합체 미세입자는, 예를 들어 하기의 혼합물을,
(a) 분자 당 하나의 에틸렌적으로 불포화된 기를 함유하는 에틸렌적으로 불포화된 단량체, 또는 상기 단량체의 혼합물, 및
(b) 분자 당 둘 이상의 에틸렌적으로 불포화된 기를 함유하는 에틸렌적으로 불포화된 단량체, 또는 상기 단량체의 혼합물,
목적하는 경우, 유화제의 존재 하에서 또는 목적하는 경우, 담체 수지, 바람직하게는 폴리에스테르의 존재 하에서, 수성 상 중에서 중합한 후, 수득된 수성 중합체 미세입자 분산액을 상기 방식으로 유기 용매 또는 유기 용매의 혼합물에 이동시킴으로써 수득가능하다.
이온성 및/또는 극성기, 바람직하게는 히드록실기 및/또는 카르복실기를 함유하는 성분을 사용하여 제조된 중합체 미세입자가 바람직하다. 성분 (a) 및 (b) 는 일반적으로 1 중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 3 중량% 내지 15 중량% 의 이온성 및/또는 극성기를 함유해야 한다.
충분히 가교된 중합체 미세입자를 수득하기 위하여, 성분 (a) 의 몰 당 성분 (b) 를 일반적으로 0.25 내지 1.2 mol, 바람직하게는 0.3 내지 1 mol 사용하는 것이 충분하다 .
대안적으로, 베이스코트 물질 중에 사용되는 중합체 미세입자 (M) 는 유기 상 중에서 바로 제조될 수 있다.
바람직하게 사용되는 중합체 미세입자는, 예를 들어 하기의 혼합물을,
(c) 분자 당 하나 이상의 반응성기 (G1) 를 함유하는 에틸렌적으로 불포화된 단량체 (M1), 또는 상기 단량체 (M1) 의 혼합물, 및
(d) 목적하는 경우, 분자 당 하나 이상의 비(非)-(G1) 반응성기 (G2) 를 함유하는 에틸렌적으로 불포화된 단량체 (M2), 또는 상기 단량체 (M2) 의 혼합물, 및
(e) 목적하는 경우, 추가의 에틸렌적으로 불포화된 단량체 (M3) 또는 상기 단량체 (M3) 의 혼합물,
목적하는 경우, 담체 수지, 바람직하게는 폴리에스테르의 존재 하에서, 유기 용매 중에서 중합시킴으로써 수득가능하다.
적합한 단량체 (M1) 의 예는 반응성기로서, 히드록실기, 카르바메이트기, 아미노기, 알콕시메틸아미노기, 알로파네이트기 또는 이미노기, 특히 히드록실기를 함유하는 단량체이다.
여기서 반응성기 (G1) 를 갖는 단량체 (M1) 는 또한 반응성기 및 하나 이상의 에틸렌적으로 불포화된 이중 결합을 함유하는 제 1 화합물, 및 제 1 화합물의 반응성기와 반응할 수 있는 기, 및 임의로 에틸렌적으로 불포화된 이중 결합을 함유하는 다른 화합물인 두 개의 화합물을 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
적합한 단량체 (M2) 의 예는 카르복실기를 함유하는 단량체이다.
적합한 단량체 (M3) 은 통상적으로 이용되는 소위 중성 단량체, 즉 반응성기를 함유하지 않는 에틸렌적으로 불포화된 단량체이다.
중합체 미세입자 (M) 는 본 발명의 멀티코트 페인트 시스템의 베이스코트 물질 중에, 예를 들어 각각의 경우, 베이스코트 물질의 총 중량을 기준으로, 3 중량% 내지 30 중량%, 더욱 특히 4 중량% 내지 20 중량% 의 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 특정 구현예에서, 본 발명의 코팅 조성물은, 상기 기재된 중합체성 미세입자가 존재하는 한, 각각의 경우, 코팅 조성물의 총량을 기준으로, 상기-기재된 결합제 (A) 및 미세입자 (M) 의 누적 분획 ((A) + (M)) 을 10 중량% 내지 35 중량%, 더욱 특히 12 중량% 내지 30 중량% 포함한다. 여기서 (A) 대 (M) 의 중량비는 바람직하게는 1 내지 2, 더욱 특히 1.2 내지 1.8 이다.
상기-기재된 성분 이외에, 베이스코트 물질은 통상적이고 공지된 보조제 및 첨가제를, 각각의 경우, 각각의 코팅 물질의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 0.5 중량% 내지 40 중량% 및 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 내지 30 중량%, 더욱 특히 0.5 중량% 내지 15 중량% 의 통상적인 양으로 포함할 수 있다.
적합한 보조제 및 첨가제의 예는 유기 및 무기 충전제이고, 예로는 탈크 또는 훈증 실리카, 및/또는 추가적인 통상의 보조제 및 첨가제, 예를 들어 항산화제, 탈기제, 습윤제, 촉매, 분산제, 유화제, 유동학적 보조제, 예컨대 흐름 조절제, 증점제, 처짐방지제 (antisag agent) 및 점탄성 조절제 (thixotropic agent), 왁스, 슬립 (slip) 첨가제, 반응성 희석제, 자유-흐름 보조제 (free-flow aid), 건조제, 살생제, 기판 습윤화 증진용 첨가제, 표면 평활성 증진용 첨가제, 소광제 (matting agent), 자유 라디칼 소거제, 광 안정화제, 바람직하게는 370 nm 미만에서 최대 흡수를 갖는 상기-기재된 UV 흡수제 및/또는 HALS, 부식 방지제, 난연제 또는 ("Lackadditive" [Additives for Coatings] by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998) 에 상세하게 기재된 바와 같은 중합 억제제이다. 바람직한 보조제 및 첨가제는 유동학적 보조제, 탈기제, 습윤제, 분산제, UV 흡수제 및 자유 라디칼 소거제이다. 특히 바람직한 보조제 및 첨가제는 UV 흡수제 및 습윤제, 및 또한 충전제이고, 이 중에서 훈증 실리카가 바람직하다.
일 특정 바람직한 구현예에서, 본 발명의 코팅 조성물은 12 중량% 내지 30 중량% 의 상기 기재된 바와 같은 중합체 미세입자 (M) 및 결합제 (A) 의 누적 분획 (여기서, (A) 대 (M) 의 중량비는 매우 바람직하게는 1.2 내지 1.8 임), 7 중량% 내지 20 중량% 의 하나 이상의 가교제 (B), 3 중량% 내지 20 중량% 의 하나 이상의 안료 (C), 1 중량% 내지 10 중량% 의 하나 이상의 특정 용매 (D), 및 또한 본 발명의 코팅 조성물이 40 중량% 내지 65 중량% 의 ((D) + (L)) 총량을 갖는 양으로의 추가의 유기 용매 (L) 를 함유한다. 상기 언급된 중량 분획은 각각의 경우, 총 코팅 조성물에 비례하여 기재된다.
본 발명을 하기 실시예에 의해 추가로 설명할 것이다.
실시예
본 발명 및 비교예의 베이스코트 물질 V-1 내지 V- 12 의 제조
본 발명 및 비교예의 베이스코트 물질 V-1 내지 V-12 는 금속성 베이스코트 물질 P1 을 기반으로 하며, 이는 하기에 기재되어 있고, 특허 출원 DE 10 2006 053 776 A1 에 공지되어 있다.
1. 베이스코트 물질 P1 의 제조
1.1 결합제로서 아크릴레이트 중합체 (A) 의 제조
반응기 내에, 13.239 중량부의 Solvesso 100 을 도입하고, 167℃ 까지 가열하였다. 상기 반응기를 0.35 bar 의 압력 하에 위치시키고, 2.149 중량부의 아크릴산, 10.765 중량부의 히드록시에틸 아크릴레이트, 11.484 중량부의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 11.484 중량부의 부틸 아크릴레이트 및 14.353 중량부의 스티렌으로 이루어진 단량체 혼합물을, 0.719 중량부의 디-tert-부틸 퍼옥시드 및 11.120 중량부의 Solvesso 100 중의 디큐밀 퍼옥시드 용액 (50% 강도) 으로 이루어진 개시제 혼합물과 동시에 4 시간의 기간에 걸쳐 충전하였다. 그 후, 상기 혼합물을 상기 온도 및 압력에서 1 시간 동안 유지시킨 후, 21.530 중량부의 입실론-카프로락톤을 1 시간의 기간에 걸쳐 첨가하였다. 상기 혼합물을 150℃ 까지 냉각시키고, 0.35 bar 의 압력에서 1.5 시간 동안 유지시켰다. 상기 반응 혼합물을 냉각시키고, Solvesso 100 을 이용하여 고체 함량을 75% 로 조정하였다. 수득한 아크릴레이트 수지는 각각의 경우, 고체 함량을 기준으로, 23 mg KOH/g 의 산가 (acid number) 및 73 mg KOH/g 의 OH 가를 가졌다.
1.2 알루미늄 효과 안료 (C) 페이스트의 제조
40 중량부의 평균 입자 크기 14 ㎛ (Eckart 사의 Metallux 2192) 인, 1 달러 은화 유형의 시판용 논-리핑 (non-leafing) 알루미늄 효과 안료 페이스트, 45 중량부의 부틸 글리콜 아세테이트 및 15 중량부의 결합제로서의 1.1 에 기재된 아크릴레이트 중합체 (A) 를 교반하여 페이스트를 제조하였다.
1.3 추가 성분의 제조
a) 중합체성 미세입자의 제조
반응기 내에, 먼저 5.762 중량부의 자일렌, 5.762 중량부의 톨루엔 및 0.179 중량부의 메탄술폰산을 도입하고, 104℃ 까지 가열하였다. 그 후, 80.615 중량부의 12-히드록시스테아르산을 상기 반응기 내에 도입하고, 상기 혼합물을 반응액 중 물을 제거하면서, 171℃ 에서 환류 하에서 끓였다. 상기 반응을 산가 35 에 이를 때까지 지속하였다. 상기 방식으로 제조된 비히클 수지를 냉각시킨 후, 고체 함량을 용매 나프타를 이용하여 80 중량부로 조정하였다.
이어서, 반응기 내에, 43.16 중량부의 용매 나프타, 0.08 중량부의 N,N-디메틸코코스아민 및 1.00 중량부의 에틸 아세테이트를 도입하고, 104℃ 까지 가열하였다. 상기 반응기를 0.69 bar 의 압력 하에 위치시키고, 27.63 중량부의 메틸 메타크릴레이트, 3.85 중량부의 2-히드록시프로필 메타크릴레이트, 0.83 중량부의 글리시딜 메타크릴레이트, 12.81 중량부의 상기-기재된 비히클 수지, 1.51 중량부의 메타크릴산 및 1.52 중량부의 옥틸 메르캅탄으로 이루어진 단량체 혼합물을, 2.28 중량부의 tert-부틸 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 및 5.13 중량부의 용매 나프타로 이루어진 개시제 혼합물과 동시에 2 시간의 기간에 걸쳐 충전하였다. 그 후, 상기 혼합물을 상기 온도 및 압력에서 3 시간 동안 유지시키고, 냉각시킨 후, 용매 나프타를 이용하여 고체 함량을 41% 로 조정하였다. 상기 수득한 중합체 미세입자는 각각의 경우, 고체 함량을 기준으로, 10 mg KOH/g 의 산가 및 48 mg KOH/g 의 OH 가를 가졌다.
b) 안정화된 무기 입자의 제조
리시버 (receiver) 용기 내에, 10.00 중량부의 결합제로서의 1.1 에 기재된 아크릴레이트 중합체, 6.00 중량부의 Degussa Aerosil® 380 (하소된 물질을 기준으로, 비표면적 (BET) 380 m2/g, 평균 1차 입자 크기 7 nm 및 SiO2 함량 >= 99.8 중량% 인, Degussa AG 사의 시판용 친수성 훈증 실리카), 41.7 중량부의 용매 나프타, 41.7 중량부의 부틸 아세테이트 및 0.6 중량부의 안정화제로서의 지방산 에스테르 (130℃ 에서 2 시간 내에 비(非)휘발성 분획 96.2%, 각각의 경우, 130℃ 고체 함량을 기준으로, 50 mg KOH/g 의 OH 가 및 17.2 mg KOH/g 의 산가를 갖고, 6-히드록시카프로산, 히드록시발레르산, 라우르산 및 폴리에틸렌 글리콜 함유함) (예를 들어, Th. Goldschmidt 사의 시판용, 지방산 에스테르계 습윤화 첨가제 Solsperse® 39000) 를 혼합하고 분산시켰다.
c) 왁스 분산액의 제조
6.00 중량부의 BASF AG 사의 폴리에틸렌 왁스 EVA 1 (에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체 기반의 시판용 폴리에틸렌 왁스, 용융점 87-92℃, 우베로데 강하점 (Ubbelohde drop point) 약 95℃ 및 질량-평균 분자량 (점도측정계 이용) 약 6500 g/mol) 및 40.00 중량부의 자일렌을 100℃ 에서 천천히 교반하면서 용해시켰다. 추가로 교반하면서, 상기 용액을 70℃ 까지 냉각시키고, 54.00 중량부의 부틸 아세테이트 (공업용 등급, 약 85% 형태) 와 천천히 부가혼합하였는데, 이때 목적하는 왁스 침전이 시작되었다. 추가로 교반하면서, 상기 분산액을 추가로 35℃ 까지 냉각시켰다.
하기 성분들을 기재된 순서대로 혼합하고, 수득한 혼합물을 균질화하여, 베이스코트 물질 P1 을 제조하였다:
- 19 중량부의 1.3, c) 에 기재된 왁스 분산액,
- 18 중량부의 1.3, a) 에 기재된 중합체 미세입자,
- 15.0 중량부의 1.3, b) 에 기재된 안정화된 무기 입자,
- 11.0 중량부의 1.1 에 기재된 결합제 (A),
- 13.2 중량부의 시판용, 단량체성 헥사메톡시메틸 멜라민 수지 (B) (시판용 제품, Surface Specialities Germany GmbH & Co. KG 사의 Maprenal® MF 900),
- 0.5 중량부의 실리콘이 첨가되지 않은 아민 수지-개질된 아크릴 공중합체 기반의 시판용 습윤화 첨가제 (150-280 mPa s 의 23℃ 에서의 점도 (콘/플레이트 (cone/plate), 전단 속도 25 s-1) 및 70% 의 활성 성분 함량을 가짐) (시판용 제품, Cytec Surface Specialities 사의 Additol XL 480),
- 1.5 중량부의 도데실벤젠술폰산 기반의 시판용, 산성, 아민-중성화 촉매 (시판용 제품, King Industries Speciality Chemicals 사의 Nacure® 5225),
- 18 중량부의 1.2 에 기재된 알루미늄 효과 안료 (C) 의 페이스트,
- 3.8 중량부의 부탄올.
상기 베이스코트 물질 P1 은 39.8% 의 고체 함량 (1 시간, 120℃) 을 함유하고, 23-24 초의 Ford 3 cup 으로부터의 유출 시간 점도 (분무 점도) 를 가졌다.
2. 추가의 베이스코트 물질의 제조
하기 표 1 에 구체화된 베이스코트 물질을 각각의 경우, 베이스코트 물질 P1 의 제조시 사용하였던 5 중량% 의 부틸 아세테이트를 동일한 양의 제시된 특정 용매로 대체한 것을 제외하고는, 베이스코트 물질 P1 에 대하여 상기 기재된 절차에 따라 제조하였다. 따라서, 표에 제시된 베이스코트 물질 V-5 는 상기 기재된 베이스코트 물질 P1 에 해당한다는 것을 의미한다.
Figure pct00001
V-1 내지 V-5, V-8, V-9 및 V-12 는 비교예의 베이스코트 물질이고,
V-6, V-7, V-10 및 V-11 은 알킬 아세테이트 또는 알킬 글리콜 에테르 (여기서, 알킬 = n-펜틸 또는 n-헥실) 의 군으로부터 선택되는 유기 용매가 첨가된 본 발명의 베이스코트 물질이다.
비교예 및 본 발명의 베이스코트 물질 V-1 내지 V-4 및 V-6 내지 V-12 는, 비교예의 베이스코트 물질 V-5 와 같이, 23-24 초의 Ford cup 3 유출 컵 분무 점도 및 39% 내지 40% 의 고체 함량 (1 시간, 120℃) 을 가졌다.
비교예 및 본 발명의 멀티코트 페인트 시스템 F-1 내지 F- 13 의 제조
레벨링 품질을 시험하기 위하여, 먼저 베이스코트 물질 F-1 내지 F-12 를 사용하여, 통상적이고 공지된 방식으로, 면적 30 x 20 cm 의 시험 패널 상에 멀티코트 페인트 시스템을 제조하였다. 상기 목적을 위하여, 음극으로 전기코팅된 시험 패널을 시판용, 통상의, 회색의, 폴리에스테르계 프라이머-서피서 (BASF Coatings AG 사제) 로 코팅한 후, 수득한 프라이머-서피서 필름을 20℃ 및 상대 습도 65% 에서 5 분 동안 플래시 오프하고, 강제공기 (forced-air) 오븐 내에서, 165℃ 패널 온도에서 5 분 동안 베이킹하였다.
상기 시험 패널을 20℃ 까지 냉각시킨 후, 제 1 시리즈에서, 베이스코트 물질 V-1 내지 V-12 를 자동화 ESTA 분무 적용에 의해 적용하고, 이어서 경화시킨 후, 은폐력 (hiding power) 에 해당하는, 17-19 ㎛ 의 건조 필름 두께를 수득하였다. 상기 베이스코트 필름을 이어서 5 분 동안 수직으로 플래시 오프하고, BASF Coatings AG 사의 시판용 High-Solid-1-성분 클리어코트 물질로 코팅하고, 이어서 경화시킨 후, 37-39 ㎛ 의 건조 필름 두께를 수득하였다. 그 후, 상기 베이스코트 필름 및 그 위에 적용된 클리어코트 필름을 함께 140℃ 의 패널 온도에서 10 분 동안 베이킹하였다. 이를 통해, 비교예 및 본 발명의 멀티코트 페인트 시스템 F-1 내지 F-12 를 수득하였다.
부가적으로, 추가의 비교예 멀티코트 페인트 시스템으로서, 비교예 베이스코트 물질 V-5 를 52 ㎛ 의 보다 두꺼운 클리어코트 필름 두께 (수득한 건조 필름 두께) 로 적용하여, F-13 을 제조하였다.
표 2 에 다시 비교예의 멀티코트 페인트 시스템 F-1 내지 F-5, F-8, F-9, F-12 및 F-13 및 본 발명의 멀티코트 페인트 시스템 F-6, F-7, F-10 및 F-11 의 베이스코트 및 클리어코트 필름 두께를 요약하였다.
Figure pct00002
비교예의 멀티코트 페인트 시스템 F-1 내지 F-5, F-8, F-9, F-12 및 F-13 및 본 발명의 멀티코트 페인트 시스템 F-6, F-7, F-10 및 F- 11 의 시험
비교예의 멀티코트 페인트 시스템 F-1 내지 F-5, F-8, F-9, F-12 및 F-13 및 본 발명의 멀티코트 페인트 시스템 F-6, F-7, F-10 및 F-11 의 레벨링 (CF 값) 을 Byk/Gardner 사의 "Wave Scan DOI" 기기를 사용하여 측정하였다. 여기서 보다 큰 값은 보다 우수한 레벨링을 의미한다.
Figure pct00003
표 3 에 요약된 결과는, 본 발명의 멀티코트 페인트 시스템 F-6, F-7, F-10 및 F-11 에 대하여 37-39 ㎛ 의 얇은 클리어코트 필름 두께에서 수득된 CF 값이, 비교예의 멀티코트 페인트 시스템 F-1 내지 F-5, F-8, F-9 및 F-12 에 대하여 수득된 값보다 유의하게 높다는 것을 명백하게 나타낸다. 본 발명의 멀티코트 페인트 시스템 F-6, F-7, F-10 및 F-11 에 대하여 수득된 CF 값은 공지된 베이스코트 물질 (V-5) 및 50 ㎛ 초과의 클리어코트 필름 두께를 사용하여 수득된 멀티코트 페인트 시스템 (비교예의 멀티코트 페인트 시스템 F-13) 의 수준에 해당한다.
따라서, 본 발명의 코팅 조성물 및 멀티코트 페인트 시스템은, 유의하게 얇은 클리어코트 필름 두께에서도, 달성되는 전반적인 외관이 광학적으로 높은 수준에 있다는 이점을 갖는다. 본 발명에 따른 시스템은 결과적으로 자동차 산업의 품질 요구조건을 충족시키고, 동시에 물질 및 용매 배출을 크게 감소시킨다. 원가 절감 및 환경 인식의 관점에서 본 발명의 시스템의 이점은 해당 명확성에 따라 명백하다.

Claims (15)

  1. 하기를 포함하는 용매계 착색 코팅 조성물로서,
    (A) 결합제로서 하나 이상의 아크릴레이트 중합체, 폴리우레탄 중합체 및/또는 폴리에스테르,
    (B) 블록화 폴리이소시아네이트 및 아미노 수지의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 가교제,
    (C) 하나 이상의 안료 및
    (D) 알킬 아세테이트 또는 알킬 모노글리콜 에테르 (여기서, 알킬 = n-펜틸 또는 n-헥실) 의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유기 용매,
    코팅 조성물의 고체 함량이 35 중량% 이상인 착색 코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 중합체 (A) 가 15 내지 300 mg KOH/g 의 OH 가를 갖는 것을 특징으로 하는 착색 코팅 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 중합체 (A) 로서 하나 이상의 아크릴레이트 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 코팅 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 가교제 (B) 로서 하나 이상의 아미노 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 코팅 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 안료 (C) 로서 하나 이상의 알루미늄 플레이크 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 코팅 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 용매 (D) 를 상기 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 10 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 코팅 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, (D) 와 상이한 하나 이상의 다른 용매를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 코팅 조성물.
  8. 하기와 같은 멀티코트 페인트 시스템의 제조 방법으로서,
    (1) 하나 이상의 베이스코트 물질을 기판에 적용하는 단계,
    (2) 단계 (1) 에서 적용한 베이스코트 물질로부터 중합체 필름을 형성하는 단계,
    (3) 하나 이상의 클리어코트 물질을 상기 수득한 베이스코트 필름에 적용하는 단계, 및 이어서
    (4) 상기 베이스코트 필름을 단계 (3) 에서 적용한 클리어코트 물질과 함께 경화시키는 단계,
    제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 베이스코트 물질로서 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 베이스코트 물질을 적용하기 전, 먼저 하나 이상의 프라이머 및 그 후 하나 이상의 프라이머-서피서 (primer-surfacer) 를 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 기판으로서 금속성 기판 또는 플라스틱 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 멀티코트 페인트 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 베이스코트가 3 내지 40 ㎛ 의 건조 필름 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티코트 페인트 시스템.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 클리어코트가 10 내지 40 ㎛ 의 건조 필름 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티코트 페인트 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 클리어코트가 35 내지 40 ㎛ 의 건조 필름 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티코트 페인트 시스템.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 멀티코트 페인트 시스템으로 코팅된 기판.
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