KR20170026477A - 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법, 이에 의해 생산된 희석된 에멀젼, 및 이로부터 제조된 코팅물 - Google Patents

희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법, 이에 의해 생산된 희석된 에멀젼, 및 이로부터 제조된 코팅물 Download PDF

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티모시 제이. 영
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Abstract

희석 혼합기에서 전단 작업을 조정하는 단계 (여기에서 전단 작업의 조정은 전단 작업의 높임 또는 낮춤을 포함할 수 있다); 농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 온도를 조정하는 단계; 조기에 부가되지 않으면, 염기성 수용액 및/또는 분산제를 부가하는 단계; 하나 이상의 다른 첨가제를 부가하는 단계; 및/또는 임의의 첨가제, 염기성 용액 또는 계면활성제 용액의 양을 조정하는 단계를 포함하는, 희석된 에멀젼의 헤그만 등급의 최적화 방법이 제공된다. 또한, 이에 의해 생산된 희석된 에멀젼 및 희석된 에멀젼으로부터 제조된 코팅물이 제공된다.

Description

희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법, 이에 의해 생산된 희석된 에멀젼, 및 이로부터 제조된 코팅물 {A METHOD FOR OPTIMIZING A HEGMAN RATING OF A DILUTED EMULSION, A DILUTED EMULSION PRODUCED THEREBY, AND A COATING MADE THEREFROM}
본 발명은 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법, 이에 의해 생산된 희석된 에멀젼, 및 이로부터 제조된 코팅물에 관한 것이다.
다양한 유형의 코팅물은, 예를 들어 자동차 코팅물, 건축용, 및 산업용 코팅물을 포함하고 대규모의 기재, 예컨대 목재, 중합체, 콘크리트, 고무, 및 금속상에서, 수성 중합체 에멀젼을 이용하여 제조될 수 있다. 상이한 코팅물 최종 용도는 상이한 헤그만 등급을 필요로 한다. 예를 들어, 7 동등 또는 초과의 헤그만 등급은 고광택 상부 코팅물에 바람직하다. 중합체 에멀젼에서 입자 덩어리, 또는 그릿은 중합체 에멀젼으로 제조된 코팅물의 헤그만 등급에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다. 구체적으로, 입자 응집물이 더 클수록, 이로부터 제조된 코팅물의 헤그만 등급은 더 낮아진다. 또한, 대형 그릿은 추가로 감소된 필름 무결성으로 인해 코팅물의 화학적 및 부식 내성에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다.
그릿 크기의 맞춤화 방법 및/또는 대형 그릿의 최소화 방법은 코팅물의 제조시 사용을 위한 희석된 에멀젼의 생산에서 이로울 것이다.
발명의 요약
본 발명은 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법, 이에 의해 생산된 희석된 에멀젼, 및 이로부터 제조된 코팅물이다.
일 구현예에서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법을 제공한다: (a) 계면활성제 및/또는 물을 포함할 수 있는, 용융 혼련기로 용융된 중합체 수지를 공급하는 단계; (b) 임의로, 용융 혼련기로 염기성 수용액 및/또는 분산제를 공급하여 농축된 에멀젼을 형성하는 단계로서, 농축된 에멀젼이 60 wt% 초과 중합체 수지 고형물을 포함하는, 단계; (c) 상기 농축된 에멀젼을 희석 혼합기로 공급하는 단계로서, 물을 연속적으로 또는 단일 또는 다중-단계 방식으로 상기 농축된 에멀젼에 부가하여 상기 농축된 에멀젼을 희석시켜 희석된 에멀젼을 형성하고, 상기 희석된 에멀젼이 70 wt% 이하의 중합체 수지 고형물을 포함하는, 단계; (d) 희석된 에멀젼의 제1 샘플의 제1 헤그만 등급을 측정하는 단계; (e) 제1 샘플의 제1 헤그만 등급이 의도된 최종 용도 적용에 허용가능한지를 결정하는 단계; (f) 제1 샘플의 제1 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 희석 혼합기에서 전단 작업을 조정하는 단계로서, 전단 작업의 조정이 전단 작업의 올림 또는 낮춤을 포함할 수 있는, 단계; (g) 희석된 에멀젼의 제2 샘플의 제2 헤그만 등급을 측정하는 단계; (h) 제2 샘플의 제2 헤그만 등급이 의도된 최종 용도 적용에 허용가능한지를 결정하는 단계; (j) 제2 샘플의 제2 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 온도를 조정하는 단계; (k) 희석된 에멀젼의 제3 샘플의 제3 헤그만 등급을 측정하는 단계; (l) 제3 샘플의 제3 헤그만 등급이 의도된 최종 용도 적용에 허용가능한지를 결정하는 단계; 및 (m) 제3 샘플의 제3 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 단계를 수행하는 단계: (i) 조기 부가되지 않으면, 염기성 수용액 및/또는 계면활성제 용액을 부가하는 단계; (ii) 하나 이상의 다른 첨가제를 부가하는 단계; 및 (iii) 임의의 첨가제, 염기성 용액 또는 계면활성제 용액의 양을 조정하는 단계; (n) 제4 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 단계 (f), (j) 및 (m) 중 임의의 하나 이상을 반복하는 단계; 및 (o) 제1, 제2, 제3 또는 제4 헤그만 등급이 허용가능하면, 희석된 에멀젼을 수집하는 단계.
도 1은 본 발명의 구현예에 따른 공정을 보여주는 순서도이고;
도 2는 본 발명 공정에서 유용한 전형적인 용융-압출 장치의 도식적 묘사이고; 그리고
도 3은 본 발명 공정에서 유용한 전형적인 회전자/고정자 장치의 도식적 묘사이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법, 이에 의해 생산된 희석된 에멀젼, 및 이로부터 제조된 코팅물이다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 에멀젼은 양쪽 액체-액체 및 액체-고체 혼합물을 언급하는데 사용되고 용어 "분산액"과 상호교환적으로 사용될 수 있다. 당해분야의 숙련가는 어떤 중합체가 용융 혼련기에서 용융된 상태일 것이고 반면에 다른 중합체가 용융 혼련기에서 액체 상태로 존재할 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.
본 발명에 따른 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법은 하기 단계를 포함한다: (a) 용융 혼련기로 용융된 중합체 수지를 공급하는 단계; (b) 용융 혼련기로 염기성 수용액 및/또는 분산제를 임의로 공급하여 농축된 에멀젼을 형성하는 단계로서, 농축된 에멀젼이 60 wt% 초과 중합체 수지 고형물을 포함하는, 단계; (c) 물을 연속적으로 또는 단일 또는 다중-단계 방식으로 농축된 에멀젼에 부가하는 희석 혼합기로 농축된 에멀젼을 공급하여 농축된 에멀젼을 희석시켜 희석된 에멀젼을 형성하는 단계로서, 희석된 에멀젼이 70 wt% 이하 중합체 수지 고형물을 포함하는, 단계; (d) 희석된 에멀젼의 제1 샘플의 제1 헤그만 등급을 측정하는 단계; (e) 제1 샘플의 제1 헤그만 등급이 의도된 최종 용도 적용에 허용가능한지를 결정하는 단계; (f) 제1 샘플의 제1 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 희석 혼합기에서 전단 작업을 조정하는 단계로서, 전단 작업의 조정이 전단 작업의 올림 또는 낮춤을 포함할 수 있는, 단계; (g) 희석된 에멀젼의 제2 샘플의 제2 헤그만 등급을 측정하는 단계; (h) 제2 샘플의 제2 헤그만 등급이 의도된 최종 용도 적용에 허용가능한지를 결정하는 단계; (j) 제2 샘플의 제2 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 온도를 조정하는 단계; (k) 희석된 에멀젼의 제3 샘플의 제3 헤그만 등급을 측정하는 단계; (l) 제3 샘플의 제3 헤그만 등급이 의도된 최종 용도 적용에 허용가능한지를 결정하는 단계; 및 (m) 제3 샘플의 제3 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 단계를 수행하는 단계: (i) 조기 부가되지 않으면, 염기성 수용액 및/또는 계면활성제 용액을 부가하는 단계; (ii) 하나 이상의 다른 첨가제를 부가하는 단계; 및 (iii) 임의의 첨가제, 염기성 용액 또는 계면활성제 용액의 양을 조정하는 단계; (n) 제4 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 단계 (f), (j) 및 (m) 중 임의의 하나 이상을 반복하는 단계; 및 (o) 제1, 제2, 제3 또는 제4 헤그만 등급이 허용가능하면, 희석된 에멀젼을 수집하는 단계.
대안적 구현예에서, 본 발명은 본원에서 기재된 방법의 임의의 구현예에 따라 제조된 희석된 에멀젼을 추가로 제공한다.
추가의 또 다른 구현예에서, 본 발명은 본원에서 기재된 희석된 에멀젼의 임의의 구현예로부터 제조된 코팅물을 추가로 제공한다.
도 1은 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법을 예증하는 흐름도이다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "용융 혼련기"는 회전자 고정자(들)과 관련하여 혼련기, 배합기, 혼합기, 블렌더, 단축 압출기, 다축 압출기, 및 용융 펌프(들)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함한다. 혼합기의 상업적 예는 BANBURY 혼합기로서 공지된 것을 포함한다. 다축(muti-screw) 압출기는, 예를 들어, 이축 압출기를 포함한다.
본 공정의 제1 단계에서, 용융된 중합체 수지는 용융 혼련기로 공급된다. 비제한적으로, 단독중합체, 공중합체, 혼성중합체, 및 이들의 블렌드를 포함하여, 임의의 열가소성 중합체 수지가 사용될 수 있다. 본 발명의 구현예에 포함된 열가소성 수지는 홀로 물에서 쉽게 분산가능하지 않은 수지이다. 본원에서 사용된 용어 "수지"는 합성 중합체 또는 화학적으로 개질된 천연 수지 예컨대 비제한적으로 열가소성 재료 예컨대 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 및 폴리에틸렌 및 열경화성 재료 예컨대 폴리에스테르, 에폭시, 및 플라스틱을 형성하기 위해 충전제, 안정제, 안료, 및 다른 성분과 함께 사용되는 실리콘을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본원에서 사용된 바와 같이 용어 수지는 엘라스토머를 포함하고 올레핀 중합체의 블렌드를 포함하는 것으로 이해된다. 일부 구현예에서, 열가소성 수지는 세미결정성 수지이다. 용어 "세미-결정성"은 표준 시차주사열량계 (DSC) 측정 처리되는 경우 적어도 하나의 흡열을 소유하는 수지를 확인할 의도이다. 일부 세미-결정성 중합체는 주사 온도가 최종 흡열 최대를 지나 증가됨에 따라 상대적으로 완만한 경사를 나타내는 DSC 흡열을 나타낸다. 이는 일반적으로 여겨지는 예리한 용융점을 갖는 중합체보다 넓은 용융 범위의 중합체를 반영한다. 본 발명의 에멀젼에서 유용한 일부 중합체는 단일 용융점을 갖고 반면에 다른 중합체는 1 초과 용융점을 갖는다. 일부 중합체에서 하나 이상의 용융점은 예리할 수 있어 이로써 중합체의 모두 또는 일부는 상당히 좁은 온도 범위, 예컨대 몇 섭씨온도에 걸쳐 용융한다. 다른 구현예에서, 중합체는 약 20 ℃의 범위에 걸쳐 넓은 용융 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 열가소성 수지의 예는 하기를 포함한다: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-펜텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체, 및 프로필렌-1-부텐 공중합체에 의해 전형적으로 나타내는 바와 같이 알파-올레핀 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 및 1-도데센의 단독중합체 및 공중합체 (엘라스토머 포함); 에틸렌-부타디엔 공중합체 및 에틸렌-에틸리덴 노르보르넨 공중합체에 의해 전형적으로 나타내는 바와 같이 콘주게이트된 또는 비-콘주게이트된 디엔과 알파-올레핀의 공중합체 (엘라스토머 포함); 및 에틸렌-프로필렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디사이클로펜타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-1,5-헥사디엔 공중합체, 및 에틸렌-프로필렌-에틸리덴 노르보르넨 공중합체에 의해 전형적으로 나타내는 바와 같이 폴리올레핀 (엘라스토머 포함) 예컨대 콘주게이트된 또는 비-콘주게이트된 디엔과 2 이상의 알파-올레핀의 공중합체; 에틸렌-비닐 화합물 공중합체 예컨대 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체, 에틸렌-비닐 클로라이드 공중합체, 에틸렌 아크릴산 또는 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 및 에틸렌-(메트)아크릴레이트 공중합체; 스티렌성 공중합체 (엘라스토머 포함) 예컨대 폴리스티렌, ABS, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, .알파.-메틸스티렌-스티렌 공중합체; 및 스티렌 블록 공중합체 (엘라스토머 포함) 예컨대 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 수화물, 및 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체; 폴리비닐 화합물 예컨대 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 비닐 클로라이드-비닐리덴 클로라이드 공중합체, 폴리메틸 아크릴레이트, 및 폴리메틸 메타크릴레이트; 폴리아미드 예컨대 나일론 6, 나일론 6,6, 및 나일론 12; 열가소성 폴리에스테르 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트; 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 옥사이드 등등. 이들 수지는 단독으로 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
특정 구현예에서, 폴리올레핀 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 이들의 공중합체 및 이들의 블렌드, 뿐만 아니라 에틸렌-프로필렌디엔 삼원중합체. 일부 구현예에서, 바람직한 올레핀성 중합체는 하기를 포함한다: 엘스톤 (Elston)저 미국 특허 번호 3,645,992에 기재된 균질 중합체; 앤더슨 (Anderson)저 미국 특허 번호 4,076,698에 기재된 바와 같은 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 불균질한 분지형 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE); 불균질한 분지형 초저 선형 밀도 (ULDPE); 균질한 분지형, 선형 에틸렌/알파-올레핀 공중합체; 예를 들어, 미국 특허 번호 5,272,236 및 5,278,272 (이의 개시내용은 본원에서 참고로 편입된다)에 개시된 공정에 의해 제조될 수 있는 균질한 분지형, 실질적으로 선형 에틸렌/알파-올레핀 중합체; 및 고압, 유리 라디칼 중합된 에틸렌 중합체 및 공중합체 예컨대 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 에틸렌-아크릴산 (EAA) 및 에틸렌-메타크릴산 공중합체 예컨대 예를 들어 상표명 PRIMACOR, NUCREL, 및 ESCOR으로 이용가능한 그리고 미국 특허 번호 4,599,392, 4,988,781, 및 5,938,4373에 기재된 것 (이들 각각은 본원에서 그 전체가 참고로 편입된다), 및 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA) 공중합체. 미국 특허 번호 6,538,070, 6,566,446, 5,869,575, 6,448,341, 5,677,383, 6,316,549, 6,111,023, 또는 5,844,045 (이들 각각은 본원에서 그 전체가 참고로 편입된다)에 기재된 중합체 조성물은 일부 구현예에서 또한 적합하다. 물론, 중합체의 블렌드는 또한 사용될 수 있다. 일부 구현예에서 블렌드는 2개의 상이한 지글러-나타 중합체를 포함한다. 다른 구현예에서, 블렌드는 지글러-나타와 메탈로센 중합체의 블렌드를 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 본원에서 사용된 열가소성 수지는 2개의 상이한 메탈로센 중합체의 블렌드이다.
알키드 수지는 본 발명 공정에서 열가소성 수지로서 또한 사용될 수 있다. 알키드 수지는 상이한 분율로 다양한 건조 및 반건조 오일과 화학적으로 조합된 폴리하이드록실 알코올과 폴리카복실산의 폴리에스테르이다. 폴리하이드록실 알코올은, 비제한적으로, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 소르비톨 및 만니톨 같은 성분을 포함할 수 있다.
적합한 글리콜은, 비제한적으로, 하기를 포함한다: 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 펜타에틸렌 글리콜, 헥사에틸렌 글리콜, 헵타에틸렌 글리콜, 옥타에틸렌 글리콜, 노나에틸렌 글리콜, 데카에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 글리세롤, 1,3-프로판디올, 2,4-디메틸-2-에틸-헥산-1,3-디올, 2,2-디메틸-1,2-프로판디올, 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-2-이소부틸-1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2,2,4-테트라메틸-1,6-헥산디올, 티오디에탄올, 1,2-사이클로헥산디메탄올, 1,3-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 2,2,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올, p-자일렌디올, 하이드록시피발릴 하이드록시피발레이트, 1,10-데칸디올, 수소화된 비스페놀 A, 트리메틸롤프로판, 트리메틸롤에탄, 펜타에리트리톨, 에리트리톨, 트레이톨, 디펜타에리트리톨, 소르비톨, 만니톨, 글리세린, 트리멜리트산 무수물, 파이로멜리트산 2무수물, 디메틸롤프로피온산 등등.
폴리카복실산은, 비제한적으로, 하기를 포함할 수 있다: 프탈산, 말레산, 푸마르산, 이소프탈산, 석신산, 아디프산, 아젤레인산, 및 세박산, 테레프탈산, 테트라클로로프탈산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물, 도데칸디오익산, 세박산, 아젤라인산, 1,4-사이클로헥산디카복실산, 1,3-사이클로헥산디카복실산, 2,6-나프탈렌디카복실산, 글루타르산, 뿐만 아니라 상기 산의 무수물, 및 존재하는 경우 이들의 에스테르.
건조 오일은, 비제한적으로, 코코넛 오일, 어유, 아마인유, 동유, 피마자유, 목화씨유, 잇꽃 오일, 해바라기유, 대두유, 및 톨유를 포함할 수 있다.
지방산, 지방 에스테르, 또는 천연 발생-부분적 비누화 오일과 반응된 폴리올의 양에 더하여, 폴리올 또는 다른 분기제 예컨대 폴리카복실산의 추가의 양은 분자량 및 알키드 수지의 분지화를 증가시키는데 사용될 수 있고, 트리메틸롤에탄, 펜타에리트리톨, 에리트리톨, 트레이톨, 디펜타에리트리톨, 소르비톨, 글리세린, 트리멜리트산 무수물, 파이로멜리트산 2무수물, 디메틸롤프로피온산, 및 트리메틸롤프로판으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
알키드는, 예를 들어, 글리세롤, 프탈산 무수물 및 건조 오일의 직접 융합에 의해 생산될 수 있다. 용매는 점도를 감소시키는데 부가될 수 있다. 폴리카복실산, 다가 알코올, 및 오일의 다양한 분율은, 당해 분야에 공지되어 있는 바와 같이, 다양한 특성의 알키드 수지를 수득하는데 사용된다.
본 발명 공정의 추가의 또 다른 구현예에서, 열가소성 중합체는 에폭시 수지를 포함한다. 에폭시 수지는 하나 이상의 근접 에폭시기/분자, 즉, 적어도 하나 1,2-에폭시기/분자를 소유하는 조성물을 언급한다. 일반적으로, 상기 화합물은 적어도 하나의 1,2-에폭시기를 소유하는 포화된 또는 불포화된 지방족, 지환족, 방향족 또는 헤테로사이클릭 화합물이다. 상기 화합물은, 원한다면, 하나 이상의 비-간섭 치환체, 예컨대 할로겐 원자, 하이드록시 기, 에테르 라디칼, 저급 알킬 등등으로 치환될 수 있다.
예증적인 에폭시는, 본원에서 참고로 편입된, McGraw-Hill, New York에 의해 1967년에 공개된 H. E. Lee 및 K. Neville저 Handbook of Epoxy Resins 및 미국 특허 번호 4,066,628에 기재된다.
본 발명의 실시에서 사용될 수 있는 특히 유용한 화합물은 하기 식을 갖는 에폭시 수지이다:
Figure pct00001
(식중 n은 0 이상의 평균 값을 갖는다).
본 발명에서 유용한 에폭시 수지는, 예를 들어, 다가 페놀과 다가 알코올의 글리시딜 폴리에테르를 포함할 수 있다. 본 발명의 실례로서, 본 발명에서 사용될 수 있는 공지된 에폭시 수지의 예는, 예를 들어, 하기를 포함한다: 레조르시놀의 디글리시딜 에테르, 카테콜, 하이드로퀴논, 비스페놀, 비스페놀 A, 비스페놀 AP (1,1-비스(4-하이드록실페닐)-1-페닐 에탄), 비스페놀 F, 비스페놀 K, 테트라브로모비스페놀 A, 페놀-포름알데하이드 노볼락 수지, 알킬 치환된 페놀-포름알데하이드 수지, 페놀-하이드록시벤즈알데하이드 수지, 크레졸-하이드록시벤즈알데하이드 수지, 디사이클로펜타디엔-페놀 수지, 디사이클로펜타디엔-치환된 페놀 수지 테트라메틸비페놀, 테트라메틸-테트라브로모비페놀, 테트라메틸트리브로모비페놀, 테트라클로로비스페놀 A 및 이들의 임의의 조합.
본 발명에서 특히 유용한 디에폭사이드의 예는 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판의 디글리시딜 에테르 (일반적으로 비스페놀 A로 칭함) 및 2,2-비스(3,5-디브로모-4-하이드록시페닐)프로판의 디글리시딜 에테르 (일반적으로 테트라브로모비스페놀 A로 칭함)를 포함한다. 임의의 2 이상의 폴리에폭사이드의 혼합물은 또한 본 발명의 실시에서 사용될 수 있다.
본 발명의 실시에서 이용될 수 있는 다른 디에폭사이드는 2가 페놀의 디글리시딜 에테르, 예컨대 미국 특허 번호 5,246,751; 5,115,075; 5,089,588; 4,480,082 및 4,438,254 (이들 모두는 본원에서 참고로 편입된다)에 기재된 것, 또는 디카복실산의 디글리시딜 에스테르 예컨대 미국 특허 번호 5,171,820에 기재된 것을 포함한다. 다른 적합한 디에폭사이드는, 예를 들어, .알파..오메가.-디글리시딜옥시이소프로필리덴-비스페놀-계 에폭시 수지 (D.E.R..RTM. 300 및 600 시리즈 에폭시 수지로서 상업적으로 공지됨. The Dow Chemical Company, Midland, Mich.의 제품)를 포함한다.
본 발명의 실시에서 이용될 수 있는 에폭시 수지는 또한 2가 페놀의 디글리시딜 에테르와 2가 페놀의 반응 또는 2가 페놀과 에피클로로히드린 ("태피 수지"로도 공지됨)의 반응에 의해 제조된 에폭시 수지를 포함한다.
예시적인 에폭시 수지는, 예를 들어, 비스페놀 A; 4,4'-설포닐디페놀; 4,4-옥시디페놀; 4,4'-디하이드록시벤조페논; 레조르시놀; 하이드로퀴논; 9,9'-비스(4-하이드록시페닐)플루오렌; 4,4'-디하이드록시비페닐 또는 4,4'-디하이드록시-.알파.-메틸스틸벤의 디글리시딜 에테르 및 디카복실산의 디글리시딜 에스테르를 포함한다.
본 발명의 실시에서 사용될 수 있는 다른 유용한 에폭사이드 화합물은 지환족 에폭사이드이다. 지환족 에폭사이드는 예를 들어 하기 일반 식에 의해 실증된 바와 같이 탄소 고리에서 2개의 근접 원자에 결합된 에폭시 산소를 갖는 포화된 탄소 고리로 이루어진다:
Figure pct00002
(식중 R은 하나 이상의 헤테로원자 (예컨대, 거기에 비제한적으로 Cl, Br, 및 S)를 임의로 포함하는 탄화수소 기, 또는 탄소와 안정한 결합을 형성하는 원자 또는 원자의 그룹 (예컨대, 비제한적으로 거기에 Si, P 및 B)이고, n은 1 이상이다)
지환족 에폭사이드는 모노에폭사이드, 디에폭사이드, 폴리에폭사이드, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 본원에서 참고로 편입된, 미국 특허 번호 3,686,359에 기재된 임의의 지환족 에폭사이드는 본 발명에서 사용될 수 있다. 실례로서, 본 발명에서 사용될 수 있는 지환족 에폭사이드는, 예를 들어, (3,4-에폭시사이클로헥실-메틸)-3,4-에폭시-사이클로헥산 카복실레이트, 비스-(3,4-에폭시사이클로헥실)아디페이트, 비닐사이클로헥센 모녹사이드 및 이들의 혼합물을 포함한다.
도 2는 본 발명의 그와 같은 압출 장치 구현예를 개략적으로 예증한다. 압출기, 특정 구현예에서 이축 압출기, 20은 역압력 조절기, 용융 펌프, 또는 기어 펌프, 30에 커플링된다. 구현예는 또한 염기 저장기, 40 및 초기 물 저장기 50을 제공하고, 이들 각각은 펌프 (도시되지 않음)를 포함한다. 염기 및 초기 물의 원하는 양은 염기 저장기 40 및 초기 물 저장기 50, 각각으로부터 제공된다. 임의의 적합한 펌프가 사용될 수 있지만, 일부 구현예에서 240 bar의 압력에서 약 150 cc/min의 유동을 제공하는 펌프는 염기 및 초기 물을 압출기 20에 제공하는데 사용된다. 다른 구현예에서, 액체 주입 펌프는 200 bar에서 300 cc/min 또는 133 bar에서 600 cc/min의 유동을 제공한다. 일부 구현예에서 염기 및 초기 물은 예열기에서 예열된다.
펠렛, 분말 또는 플레이크의 형태로 수지는 공급장치 80에서부터, 수지가 용융 또는 배합되는 압출기 20의 유입구 90에 공급된다. 일부 구현예에서, 분산제는 수지를 따라 수지에 부가되고 그리고 다른 구현예에서, 분산제는 이축 압출기 20에 별도로 제공된다. 수지 용융물은 그 다음 혼합 및 이송 구역으로부터, 저장기 40 및 50에서부터 물 및 염기의 초기 양이 유입구 55를 통해 부가되는 압출기의 에멀젼화 구역으로 전달된다. 일부 구현예에서, 분산제는 추가로 또는 배타적으로 수류(water stream)에 부가될 수 있다. 일부 구현예에서, 에멀젼화된 혼합물은 추가로 압출기 20의 희석 및 냉각 구역내 저장기 60에서 추가의 물 유입구 95로 희석된다. 전형적으로, 에멀젼은 냉각 구역에서 적어도 30 중량% 물로 희석된다. 또한, 희석된 혼합물은 원하는 희석 수준이 달성될 때까지 임의의 횟수만큼 희석될 수 있다. 일부 구현예에서, 물은 이축 압출기 20속으로 부가되지 않지만 오히려 용융물이 압출기로부터 빠져나온후 수지 용융물을 함유하는 스트림에 부가된다. 이런 식으로, 압출기 20에서 스팀 압력 빌드-업은 제거된다.
본 공정의 제2 단계에서, 농축된 에멀젼을 형성하기 위해 용융 혼련기에 염기성 수용액 및/또는 분산제를 공급하여 농축된 에멀젼 형성, 여기에서 농축된 에멀젼은 60 wt% 초과 중합체 수지를 포함한다. 60 wt% 이상 중합체 수지로부터 모든 개별적인 값 및 하위범위는 본원에서 포함되고 개시되며; 예를 들어, 농축된 에멀젼은 60 wt% 초과, 또는 대안적으로, 64 wt% 초과, 또는 대안적으로, 68 wt% 초과, 또는 대안적으로, 72 wt% 초과, 또는 대안적으로, 76 wt% 초과, 80 wt% 초과, 또는 대안적으로, 85 wt% 초과의 중합체 수지 함량을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일부 구현예에서 사용될 수 있는 전형적인 회전자-고정자 장치 100을 개략적으로 나타낸다. 도 3을 참조하여, 용융된 수지는 공급물 탱크 105로부터 펌프 110을 이용하여 1차 혼합기 120의 회전자-고정자 부분 115 (혼합 요소)속에 공급된다. 증류수 공급 125로부터 초기 물은 또한 회전자-고정자 115로 펌프 130을 이용하여 공급될 수 있다. 계면활성제는 또한 1차 혼합기 120로 펌프 135를 이용하여 공급될 수 있다. 염기성 수용액은 또한 1차 혼합기 120로 펌프 165를 이용하여 공급될 수 있다. 1차 혼합기 120을 빠져나오는 초기에 혼합된 수지는 2차 혼합기 145의 회전자-고정자 부분 140로 공급된다. 희석수는 또한 2차 혼합기 145로 증류수 공급 125에 의해 공급된 펌프 150을 이용하여 공급될 수 있다. 생성물은 2차 혼합기 145로부터 라인 155를 통해 제거될 수 있다. 역압력 펌프 160은 또한 장치 100에서 필요에 따라 압력을 유지하는데 제공된다. 라인 170은 배출 라인이다. 당해분야의 숙련가는 추가의 공통 성분, 예컨대 체크 밸브, 유량계, 역압력 조절기, 및 볼 밸브 (도시되지 않음)가 장치 100에서 일반적으로 사용됨을 이해할 것이다.
일부 구현예에서 염기성 물질 또는 염기성 수용액, 에멀젼 또는 이들의 슬러리는 공정의 임의의 지점에서 에멀젼에, 바람직하게는 압출기에 부가된다. 전형적으로 염기성 물질은 수용액으로서 부가된다. 그러나 일부 구현예에서, 다른 편리한 형태, 예컨대 펠렛 또는 과립으로 부가된다. 일부 구현예에서, 염기성 물질 및 물은 압출기의 별도의 유입구를 통해 부가된다. 용융 혼련 공정에서 중화 또는 비누화에 사용될 수 있는 염기성 물질의 예는 하기를 포함한다: 알칼리 금속 및 알칼리토 금속 예컨대 나트륨, 칼륨, 칼슘, 스트론튬, 바륨; 무기 아민 예컨대 하이드록실아민 또는 하이드라진; 유기 아민 예컨대 메틸아민, 에틸아민, 에탄올아민, 사이클로헥실아민, 테트라메틸수산화암모늄; 알칼리 금속 및 알칼리토 금속의 옥사이드, 하이드록사이드, 및 하이드라이드 예컨대 나트륨 옥사이드, 나트륨 퍼옥사이드, 칼륨 옥사이드, 칼륨 퍼옥사이드, 칼슘 옥사이드, 스트론튬 옥사이드, 바륨 옥사이드, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 스트론튬 하이드라이드, 바륨 하이드록사이드, 수소화나트륨, 칼륨 하이드라이드, 칼슘 하이드라이드; 및 알칼리 금속 및 알칼리토 금속의 약산 염 예컨대 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산수소칼슘, 아세트산나트륨, 칼륨 아세테이트, 칼슘 아세테이트; 또는 수산화암모늄. 특정 구현예에서, 염기성 물질은 알칼리성 금속의 하이드록사이드 또는 알칼리 금속의 하이드록사이드이다. 일부 구현예에서, 염기성 물질은 수산화칼륨, 수산화나트륨 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
임의의 적합한 분산제는 사용될 수 있다. 그러나, 특정 구현예에서, 분산제는 적어도 하나의 카복실산, 적어도 하나의 카복실산의 염, 또는 카복실산 에스테르 또는 카복실산 에스테르의 염을 포함한다. 분산제로서 유용한 카복실산의 하나의 예는 지방산 예컨대 몬탄산이다. 일부 바람직한 구현예에서, 카복실산, 카복실산의 염, 또는 카복실산 에스테르의 적어도 하나의 카복실산 분획 또는 카복실산 에스테르의 염의 적어도 하나의 카복실산 분획은 25 보다 적은 탄소 원자를 갖는다. 다른 구현예에서, 카복실산, 카복실산의 염, 또는 카복실산 에스테르의 적어도 하나의 카복실산 분획 또는 카복실산 에스테르의 염의 적어도 하나의 카복실산 분획은 12 내지 25 탄소 원자를 갖는다. 일부 구현예에서, 카복실산, 카복실산의 염, 카복실산 에스테르의 적어도 하나의 카복실산 분획 또는 그의 염은 15 내지 25 탄소 원자를 갖는다 바람직하다. 다른 구현예에서, 탄소 원자의 수는 25 내지 60이다. 일부 바람직한 염은 알칼리 금속 양이온, 알칼리토 금속 양이온, 또는 암모늄 또는 알킬 암모늄 양이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온을 포함한다.
또 다른 구현예에서, 분산제는 에틸렌 카복실산 중합체, 및 그의 염, 예컨대 에틸렌 아크릴산 공중합체 또는 에틸렌 메타크릴산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
다른 구현예에서, 분산제는 하기로부터 선택된다: 알킬 에테르 카복실레이트, 석유 설포네이트 설폰화된 폴리옥시에틸렌화된 알코올, 황산화된 또는 인산화된 폴리옥시에틸렌화된 알코올, 중합체성 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드/에틸렌 옥사이드 계면활성제(surfactantts), 1차 및 2차 알코올 에톡실레이트, 알킬 글리코사이드 및 알킬 글리세라이드.
임의의 상기-열거된 분산제의 조합은 또한 희석된 에멀젼을 제조하는데 사용될 수 있다.
특정 구현예에서, 농축된 에멀젼은 0.05 내지 5 마이크론의 용적 평균 입자 크기를 갖는다. 0.05 내지 5 마이크론의 모든 개별적인 값 및 하위범위는 본원에서 포함되고 개시되며; 예를 들어, 평균 입자 크기는 0.05, 0.1, 0.5, 1.5, 2.5, 또는 3.5 마이크론의 하한 내지 1, 2, 3, 4, 또는 5 마이크론의 상한일 수 있다. 예를 들어, 농축된 에멀젼의 평균 입자 크기는 0.05 내지 5 마이크론, 또는 대안적으로, 0.05 내지 2.5 마이크론, 또는 대안적으로, 2.5 내지 5 마이크론, 또는 대안적으로, 1 내지 4 마이크론, 또는 대안적으로, 0.75 내지 3.5 마이크론의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
본 공정의 제3 단계는 물을 연속적으로 또는 단일 또는 다중-단계 방식으로 농축된 에멀젼에 부가하는 희석 혼합기로 농축된 에멀젼을 공급하여 농축된 에멀젼을 희석시켜 희석된 에멀젼을 형성하는 것을 포함하고, 여기에서 희석된 에멀젼은 70 wt% 이하의 중합체 수지를 포함한다. 희석 혼합기는 용융 혼련기로부터 별도의 성분일 수 있거나 또는 대안적으로 용융 혼련기의 다운스트림 섹션 또는 이들의 조합일 수 있다. 물은 단일 또는 다중-단계 방식으로 희석 혼합기로 부가될 수 있다. 다중-단계 방식에서, 물은 2 이상의 단계로 부가될 수 있다. 2 이상의 단계의 모든 개별적인 값은 본원에서 개시되고 포함된다. 예를 들어, 물은 2, 3, 4, 5, 6 또는 10 단계로 희석 혼합기에 부가될 수 있다. 희석된 에멀젼은 70 wt% 이하의 중합체 수지를 포함한다. 70 wt% 이하의 모든 개별적인 값 및 하위범위는 본원에서 포함되고 개시되며; 예를 들어, 희석된 에멀젼은 70, 60, 50, 40 또는 30 wt%의 상한일 수 있다. 특정 구현예에서, 희석된 에멀젼은 25 wt%의 하한을 갖는다. 예를 들어, 희석된 에멀젼은 60 내지 70 wt% 중합체 수지를 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로, 희석된 에멀젼은 50 내지 70 wt% 중합체 수지를 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로, 희석된 에멀젼은 30 내지 70 wt% 중합체 수지를 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로, 희석된 에멀젼은 40 내지 60 wt% 중합체 수지를 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로, 희석된 에멀젼은 65 내지 35 wt% 중합체 수지를 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로, 희석된 에멀젼은 25 내지 70 wt% 중합체 수지를 포함할 수 있다.
본 공정의 제4 단계에서, 희석된 에멀젼의 제1 샘플의 제1 헤그만 등급은 본원에서 기재된 바와 같이 측정된다.
본 공정의 제5 단계에서, 제1 헤그만 등급이 미리-결정된 의도된 최종 용도 적용에 허용가능한지를 결정하기 위해 제1 샘플의 제1 헤그만 등급은 미리-결정된 의도된 최종 용도 적용에 대하여 허용가능한 범위와 비교된다. 제1 샘플의 제1 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 제6 단계가 착수된다. 코팅물 적용에서 사용된 전형적인 헤그만 등급은 2 이상이다. 2 이상의 모든 개별적인 값 및 하위범위는 본원에서 포함되고 개시된다. 예를 들어, 헤그만 등급은 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 이상일 수 있다. 특정 구현예에서, 미리-결정된 의도된 최종 용도 적용에 대하여 허용가능한 범위는 2 내지 7, 또는 대안적으로, 5 내지 7, 또는 대안적으로, 2 내지 5, 또는 대안적으로, 2 내지 7, 또는 대안적으로, 4 내지 6, 또는 대안적으로, 3 내지 8, 또는 대안적으로, 5 내지 9이다.
본 공정의 선택적인 제6 단계는 희석 혼합기에서 전단 작업의 조정을 포함하고, 여기에서 전단 작업의 조정은 전단 작업의 높임 또는 낮춤을 포함할 수 있다. 전단 작업은 임의의 허용가능한 방법 또는 방법들의 조합에 의해 조정될 수 있다. 특정 구현예에서, 희석 혼합기에서 전단 작업은 하나 이상의 하기에 의해 조정된다: 희석 혼합기의 하나 이상의 희석수 주입 포트의 위치 변화; 희석 혼합기의 하나 이상의 희석수 주입 포트로의 물의 유량 변화; 희석 혼합기의 희석수 주입 포트의 수 변화; 용융 혼련기의 상이한 형태로 용융 혼련기 변화; 희석 혼합기의 혼합 속도 변화; 희석 혼합기에서 농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 체류 시간 변화; 및 희석 혼합기의 상이한 형태로 희석 혼합기 변화.
희석 혼합기에서 전단 작업이 조정된 후, 희석된 에멀젼의 제2 샘플의 제2 헤그만 등급 측정를 포함하는 본 공정에서 제7 단계가 착수된다. 상기 측정는 본원에서 기재된 바와 같다. 본 공정에서 제8 단계는 제2 샘플의 제2 헤그만 등급이 의도된 최종 용도 적용에 대하여 허용가능한지의 결정이다. 상기 결정은 제1 샘플과 관련하여 본원에서 기재된 바와 같이 비교로 실시된다.
제2 샘플의 제2 헤그만 등급이 미리-결정된 의도된 최종 용도 적용에 대하여 허용가능한 범위내가 아니면, 본 공정의 선택적인 제9 단계, 즉 농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 온도 조정이 착수된다. 농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 임의의 온도 조정 방법은 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 온도 조정은 하나 이상의 하기를 포함한다: 용융 혼련기 및/또는 희석 혼합기의 온도 변화; 용융 혼련기와 희석 혼합기 사이에서 전이 구역의 온도 변화; 용융 혼련기 및/또는 희석 혼합기의 혼합 속도 변화; 용융 혼련기의 상이한 형태로 용융 혼련기 변화; 희석 혼합기의 상이한 형태로 희석 혼합기 변화; 희석수의 온도 변화; 및 하나 이상의 중합체 수지, 염기성 수용액 및 계면활성제 용액의 온도 변화.
농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 온도 조정 이후, 희석된 에멀젼의 제3 샘플의 제3 헤그만 등급은 측정된다. 제1 및 제2 샘플과 관련하여, 제3 헤그만 등급은 미리-결정된 의도된 최종 용도 적용에 대하여 헤그만 등급의 허용가능한 범위로 비교된다.
제3 샘플의 제3 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 단계가 착수된다: (i) 조기 부가되지 않으면, 염기성 수용액 및/또는 계면활성제 용액을 부가하는 단계; (ii) 하나 이상의 다른 첨가제를 부가하는 단계; 및 (iii) 임의의 첨가제, 염기성 용액 또는 계면활성제 용액의 양을 조정하는 단계. 특정 구현예에서, 하나 이상의 다른 첨가제는 수용성 중합체, 염기 및 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된다.
그 후에, 희석된 에멀젼의 제4 샘플의 제4 헤그만 등급이 본원에서 기재된 바와 같이 측정된다. 제1, 제2 및 제3 헤그만 등급에서와 같이, 제4 헤그만 등급이 미리-결정된 의도된 최종 용도 적용에 대하여 허용가능한 범위내인지가 결정된다.
제4 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 전단 작업을 조정하는 단계; 농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 온도를 조정하는 단계; 조기 부가되지 않으면, 염기성 수용액 및/또는 계면활성제 용액을 부가하는 단계; 하나 이상의 다른 첨가제를 부가하는 단계; 및 임의의 첨가제, 염기성 용액 또는 계면활성제 용액의 양을 조정하는 단계로 이루어진 군의 임의의 하나 이상의 단계가 착수되고 허용가능한 헤그만 등급이 달성될 때까지 반복될 수 있다.
임의의 제1, 제2, 제3 또는 제4 헤그만 등급이 허용가능한 범위내이면, 희석된 에멀젼은 수집된다. 희석된 에멀젼은 임의의 적절한 방식으로 그리고 임의의 적절한 그릇 또는 용기속에 수집될 수 있다. 상기 용기는, 예를 들어, 교반, 압력-제어 및/또는 온도-제어될 수 있거나 아닐 수 있는 탱크를 포함한다.
대안적 구현예에서, 본 공정은 추가로 액상수의 증기로의 임의의 플래싱을 방지하기 위해 수집 단계에 앞서 희석된 에멀젼의 온도 조정을 포함한다.
코팅물
희석된 에멀젼은 기재상에서 다양한 절차에 의해, 그리고 예를 들어, 분무 코팅, 커튼 유동 코팅, 롤 코팅기 또는 그라비야 코팅기를 이용한 코팅, 브러쉬 코팅, 딥핑에 의해 코팅될 수 있다. 비록 건조가 임의의 적합한 수단에 의해 달성될 수 있어도 코팅물은 1 내지 300 초 동안 50 내지 150 ℃까지 코팅된 기재의 가열에 의해 바람직하게는 건조된다.
본원에서 기재된 에멀젼의 일부 구현예는 탁월한 내수성, 내유성, 또는 내약품성을 나타내는 코팅물을 형성할 수 있다. 일부 구현예는 무극성 재료에 접착을 나타내고, 따라서, 본 발명의 희석된 에멀젼이 기재 예컨대 종이, 섬유, 목재, 금속, 또는 플라스틱 성형된 물품의 표면 상에서 코팅 및 건조되는 경우, 수득한 수지 코팅물은 내수성, 내유성, 내약품성, 내부식성 및 열 밀봉성을 갖는 기재를 제공할 것이다. 본원에서 기재된 일부 에멀젼으로부터 수득된 코팅물은 탁월한 내습성, 발수성, 종이에 대한, 특히 물 및/또는 그리스 배리어 및 잉크 접착 코팅물 층, 금속, 유리, 목재, 섬유 (천연 섬유 및 합성 섬유), 및 부직포에 대한 열 접착, 열 전사 특성, 내마모성, 내충격성, 내후성, 내용매성, 가요성, 및 고-빈도 제작에 대한 순응성을 나타낸다. 일부 에멀젼은 패브릭 침투를 포함하는 직물 코팅물의 형성에 특히 적합하다. 일부 에멀젼은 카페트 벡킹층으로서 사용에 또한 적합하다. 건축 작업용 코팅물 뿐만 아니라 비료 펠렛상의 조절 방출 코팅물용 코팅물 또는 표면 특성 예컨대 마찰 계수를 조절하기 위한 코팅물이 또한 고려된다.
본원에서 기재된 일부 희석된 에멀젼은 코팅된 벽지용 코팅 조성물에서 결합제; (섬유의 강도, 수분 흡착, 또는 발수성 향상용) 섬유 코팅제; 건축용 네트, 나일론, 폴리에스테르 또는 유리 섬유용 사이징제; 종이 또는 부직포의 사이징제/열적 접착제; 및 종이 또는 필름과의 열 밀봉성 부여용 제제; 멸균된 종이의 열적 접착제; 잉크 또는 코팅 조성물의 결합제; 잉크젯 프린터로 사용에 적응된 종이 또는 필름용 표면 코팅제; 자동차 코팅 조성물의 내칩핑성 향상용 제제 등등으로서 사용된다.
일부 구현예에서, 희석된 에멀젼은 본 발명의 목적에 부정적으로 영향을 미치지 않는 양으로 추가의 성분을 갖는다. 예시적인 상기 추가의 성분은 하기를 포함한다: 코팅 성능 향상용 수-가용성 아미노 수지 예컨대 수-가용성 멜라민 수지 및 수-가용성 벤조구아나민 수지 및 수-가용성 에폭시 수지; 에멀젼의 안정성 향상용 및 점도 조정용 유기 증점제 예컨대 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 메틸에테르, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 카복시 메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 및 하이드록시에틸 셀룰로오스 및 무기 증점제 예컨대 이산화규소, 활성 점토, 및 벤토나이트; 에멀젼의 안정성 향상용 분산제 예컨대 비이온성 분산제 및 음이온성 분산제 및 수-가용성 다가 금속 염; 다른 첨가제 예컨대 녹방지제, 항곰팡이제, UV 흡수제, 열 안정제, 발포제, 발포방지제 등등; 안료 예컨대 티타늄 백색, 적색 산화철, 프탈로시아닌, 카본블랙, 영구적 황색; 및 충전제 예컨대 칼슘 카보네이트, 탄산마그네슘, 바륨 카보네이트, 활석, 알루미늄 하이드록사이드, 칼슘 설페이트, 카올린, 마이카, 석면, 마이카, 및 칼슘 실리케이트.
실시예
올레핀-계 예시
6D43은 ASTM D1238에 따라 측정된 35 g/10min의 용융 유동 속도 (MFR) (230℃/2.16 kg)를 갖고 Braskem Corporation으로부터 상업적으로 이용가능한 랜덤 폴리프로필렌 공중합체이다.
PRIMACOR 5980i는 Dow Chemical Company로부터 상업적으로 이용가능한 에틸렌 / 아크릴산 공중합체이다.
LICOCENE PE MA 6452는 Clariant Corporation으로부터 상업적으로 이용가능한 프로필렌 / 말레산 무수물 공중합체이다.
6D43 (11.21 lb/hr), PRIMACOR 5980i (3.6 lb/hr), 및 LICOCENE PE MA 6452 (1.20 lbs/hr)을 표시된 속도로 제어된 속도 공급장치를 이용하여 25 밀리미터 (mm) 직경 이축 압출기로 공급하였다. 이들 재료는 압출기를 통해 전해지고 용융되어 액체 용융 재료를 형성하였다.
압출기 온도 프로파일을 대략적으로 150 ℃까지 증가시켰다. 물 (9.5 g/min) 및 중화제 (물내 50% wt. DMEA, 24.7 g/min)을 함께 혼합하고 표시된 속도로 압출기에 공급하였다. 그 다음 희석수를 48.5 g/min 및 48.5 g/min 각각의 속도로 희석 구역의 2 위치에서 압출기의 희석 구역 속의 2개의 별개의 펌프를 통해 압출기로 공급하였다. 압출기 온도 프로파일을 다시 냉각시켜 표 1에서 보이는 바와 같이 압출기의 말단에서 표시된 측정 에멀젼 온도를 제공하였다. 압출기 속도는 대략적으로 500 분당 회전수 (rpm)이었다. 압출기 유출구에서, 배압 조절기를 사용하여 압출기 배럴 내부의 압력을 스팀 형성을 감소하기 위해 적응된 압력으로 조정하는데 사용되었다 (일반적으로, 압력은 약 350 psia이다).
수성 에멀젼 생성물이 압출기로부터 빠져나왔다. 수성 에멀젼을 200 마이크론 필터를 통해 여과하였다. 수득한 여과된 수성 에멀젼은 중량%로 측정된 고형물 함량 (47 wt %)을 가졌고; 그리고 에멀젼의 고형물 입자는 마이크론으로 측정된 평균 입자 크기 (V평균 = 0.8 마이크론)를 가졌다. 수성 분산액의 고형물 함량을 마이크로웨이브 고형물 분석기를 이용하여 측정하였고; 수성 분산액의 고형물 입자의 입자 크기를 (Beckman Coulter Corporation으로부터 이용가능한) Coulter LS-230 입자 크기 분석기를 이용하여 측정하였다. 일단 에멀젼이 실온으로 냉각되면 에멀젼의 헤그만 등급을 표준 헤그만 그라인드 게이지로부터 판독하였다.
표 1
압출기유출구에서 에멀젼 온도 에멀젼 헤그만 등급
110 °C 0
70 °C 8
압출기 유출구에서 온도의 변화에 의해 희석된 에멀젼의 헤그만 등급을 변동시키는 능력은 표 1로부터 명확히 보여진다.
알키드-계 예시
알키드 수지의 제조에서 사용된 합성 프로토콜은 단일 단계 폴리에스테르화 방법이었다. 코코넛 지방산 (CocoFA)과 함께 톨유 지방산 (TOFA)을 2-피스, 5 L 4-목 둥근바닥 플라스크에 충전하였고 패들을 갖는 금속 교반 막대를 플라스크의 중간 마디를 통해 배치시켰다. 교반 막대의 자유 말단을 오버헤드 혼합기 모터 척에서 단단히 죄고, 플라스크를 격자에 고정시켰다. 반응기의 하부 절반을 함유시키기 위해 가열 맨틀을 올렸다. 맨틀상의 설정값을 220℃로 설정하였고 가열 및 교반을 시작하였다. 교반된 오일에, 이소프탈산, 프탈산 무수물, 벤조산, 트리메틸롤에탄, 펜타에리트리톨 및 디부틸주석옥사이드 (DBTO) (1200 ppm 충전시)을 부가하였다. 일단 모든 반응물을 부가하면, (순환 배쓰를 통해 글리콜-물 혼합물을 운전하는) 95℃의 설정값을 갖는 충전 칼럼 콘덴서를 제2 반응기 상부 마디에 맞게 변화시켰다. 티곤(tygon) 튜우빙을 갖는 거품발생기에 연결되는 호스바브(hosebarb) 유출구를 갖는 45도 굽은 유리 어댑터로 토핑하였다. 유리 어댑터는 플라스크를 수용하는 둥근바닥을 유지한 단-경로 총 콘덴서의 일부이었다. 제3 반응기 상부 마디에, 호스바브 어댑터를 질소 유입구에 부착 및 연결하였다. 제4 마디는, 맨틀에 전력을 공급하는, 가열 컨트롤러에 부착된, 열전쌍용 유입구이었다. 열전쌍 팁을 적어도 1 인치만큼 반응기 내용물의 표면 아래 잠기게 하였다. 느린 질소 스윕을 시스템 상에 배치시키고 거품발생기에서 관측하였다. 반응 혼합물을 가열 및 혼합하고 그 동안 온도를 설정값 온도로 상승시키고 있었다. 전형적인 합성 처리법은 표 2에서 보여진다.
표 2
단량체 부
트리메틸롤에탄 (TME) 107.0
펜타에리트리톨 (PE) 0.0
톨유 지방산 (TOFA) 90.5
코코넛 지방산 (CocoFA) 7.9
벤조산 (BA) 12.0
프탈산 무수물 (PAN) 72.8
이소프탈산 (IPA) 48.6
에스테르화 공정 단계는 촉매, 혼합, 오일 유형, 및 폴리올 성분에 따라 약 4 시간 내지 8 시간 범위일 수 있다. 반응기로부터 샘플을 제거하고 산가 (AV)를 적정함으로써 상기 반응을 모니터링한다. 모든 분말화된 산의 완벽한 정화 및 용해도는 산 그룹의 적어도 절반의 반응을 나타낸다. 이는 반응기로부터 작은 분취량을 택하기 위한 및 공정에서 수지를 적정하기 위한 양호한 개시점이다. 원하는 AV를 달성할 때까지 반응을 진행시켰고, AV 8-10인 경우에, 반응 내용물을 유리 병에 부었고 질소의 패드하에 실온까지 냉각시켰다. 재료를 그 다음 중화 및 에멀젼을 위해 준비시켰다.
산가 결정
유리 피펫을 이용하여 반응기로부터 대략적으로 2-4 g의 수지를 제거하고 깨끗한 250 mL 삼각 플라스크 속에 칭량함으로써 산가를 측정하였다. 플라스크에, 25 mL의 50/50 이소프로판올/자일렌 혼합물을 교반 바를 따라 부가하였다. 플라스크를 교반기/핫 플레이트상에 배치시키고 재료를 용해시킬 때까지 완만히 가열하면서 혼합시켰다. 그 다음, 몇 방울의 페놀프탈레인 인디케이터 용액을 플라스크에 부가하고 메탄올내 0.1N 수산화칼륨을 이용하여 내용물을 페놀프탈레인 종료점까지 적정하였다. AV를 그 다음 아래와 같이 계산하였다:
AV (mg KOH/g 샘플) = ml 0.1M KOH 적정제 x 5.61/g 샘플
에멀젼 공정
알키드 수지 (무용매, 산가 8.0 mg KOH/g)을 95℃까지 가열시키고 (용융된 상태를 형성하기 위해 밤새) 기어 스타일 펌프에 의해 15 g/min으로 2" 직경 1차 회전자-고정자 혼합기로 공급하였다. 28 퍼센트 (중량/중량) 수산화암모늄 용액을 0.117 g/min으로 공급하였고 4.0 g/min의 속도로 펌핑된 추가의 물 및 1.0 g/min의 속도로 펌핑된 추가의 계면활성제 E-Sperse 100 (물에서 60 퍼센트 활성, Ethox Chemicals, LLC (Greenville, SC, USA)로부터 상업적으로 이용가능한 음이온성 계면활성제)과 블렌딩하였고 1차 혼합기로 주입시켜 에멀젼을 창출하였다. 모든 액체 공급물을 ISCO 주사기 펌프 또는 HPLC 펌프에 의해 공급하였다. 1차 혼합기 속도를 대략적으로 1300 rpm으로 설정하였다. 에멀젼 농축물의 평균 입자 크기 직경은 0.12 마이크론이었다. 이러한 알키드 에멀젼 농축물은 대략적으로 77%의 고형물 함량을 가졌다. 혼합기의 인보드 측에 에멀젼 100 부당 50 부로 물을 부가하고, 2차 회전자-고정자 혼합기의 혼합 요소에서 그 혼합물을 혼합시키면서, 2차 혼합기 속도를 대략적으로 500 rpm으로 설정하고, 그 다음 대략적으로 50 중량%의 고형물 함량 및 헤그만 등급 5를 갖는 희석된 에멀젼 1을 수집하여, 알키드 에멀젼 농축물을 그 다음 2차 회전자-고정자 혼합기에서 희석시켰다 (알키드 예 1).
2차 혼합기의 인보드 측에 에멀젼 100 부당 37 부로 물을 먼저 부가하고, 2차 회전자 고정자의 혼합 요소에서 그 혼합물을 혼합시키면서, 2차 혼합기 속도를 대략적으로 500 rpm으로 설정하고, 그 다음 혼합기의 아웃보드 측에 이미 희석된 에멀젼의 100 부당 9 부로 추가의 물을 부가하고, 그에 의해 대략적으로 50 중량%의 고형물 함량 및 헤그만 등급 > 7을 갖는 희석된 에멀젼 2 (알키드 예 2)를 형성하여, 알키드 에멀젼 농축물 (실시예 1)을 2차 회전자-고정자 혼합기에서 단계식으로 희석시켰다.
2차 혼합기의 인보드 측에 에멀젼 100 부당 25 부로 물을 먼저 부가하고, 2차 회전자 고정자의 혼합 요소에서 그 혼합물을 혼합시키면서, 2차 혼합기 속도를 대략적으로 500 rpm으로 설정하고, 그 다음 혼합기의 아웃보드 측에 이미 희석된 에멀젼의 100 부당 20 부로 추가의 물을 부가하고, 그에 의해 대략적으로 50 중량%의 고형물 함량 및 헤그만 등급 6을 갖는 희석된 에멀젼 3 (알키드 예 3)을 형성하여, 알키드 에멀젼 농축물 (실시예 1)을 2차 회전자-고정자 혼합기에서 단계식으로 희석시켰다.
2차 혼합기의 인보드 측에 에멀젼 100 부당 12 부로 물을 먼저 부가하고, 회전자 고정자의 혼합 요소에서 그 혼합물을 혼합시키면서, 2차 혼합기 속도를 대략적으로 500 rpm으로 설정하고, 그 다음 2차 혼합기의 아웃보드 측에 이미 희석된 에멀젼의 100 부당 33 부로 추가의 물을 부가하고, 그에 의해 대략적으로 50 중량%의 고형물 함량 및 헤그만 등급 0을 갖는 희석된 에멀젼 4 (알키드 예 4)를 형성하여, 알키드 에멀젼 농축물 (실시예 1)을 2차 회전자-고정자 혼합기에서 단계식으로 희석시켰다.
2차 혼합기의 아웃보드 측에 에멀젼 100 부당 50 부로 물을 부가하고, 회전자 고정자의 혼합 요소에서 그 혼합물을 혼합시키면서, 2차 혼합기 속도를 대략적으로 500 rpm으로 설정하고, 그 다음 대략적으로 50 중량%의 고형물 함량 및 헤그만 등급 5를 갖는 희석된 에멀젼 5 (알키드 예 5)를 수집하여, 알키드 에멀젼 농축물 (실시예 1)을 2차 회전자-고정자 혼합기에서 희석시켰다.
2차 혼합기의 인보드 측에 에멀젼 100 부당 37 부로 물을 먼저 부가하고, 회전자 고정자의 혼합 요소에서 그 혼합물을 혼합시키면서, 2차 혼합기 속도를 대략적으로 270 rpm으로 설정하고, 그 다음 혼합기의 아웃보드 측에 이미 희석된 에멀젼의 100 부당 9 부로 추가의 물을 부가하고, 그에 의해 대략적으로 50 중량%의 고형물 함량 및 헤그만 등급 1을 갖는 희석된 에멀젼 6 (알키드 예 6)을 형성하여, 알키드 에멀젼 농축물 (실시예 1)을 2차 회전자-고정자 혼합기에서 단계식으로 희석시켰다.
2차 혼합기의 인보드 측에 에멀젼 100 부당 37 부로 물을 먼저 부가하고, 회전자 고정자의 혼합 요소에서 그 혼합물을 혼합시키면서, 2차 혼합기 속도를 대략적으로 950 rpm으로 설정하고, 그 다음 혼합기의 아웃보드 측에 이미 희석된 에멀젼의 100 부당 9 부로 추가의 물을 부가하고, 그에 의해 대략적으로 50 중량%의 고형물 함량 및 헤그만 등급 0을 갖는 희석된 에멀젼 7 (알키드 예 7)을 형성하여, 알키드 에멀젼 농축물 (실시예 1)을 그 다음 2차 회전자-고정자 혼합기에서 단계식으로 희석시켰다.
2차 혼합기의 아웃보드 측에 에멀젼 100 부당 50 부로 물을 부가하고, 회전자 고정자의 혼합 요소에서 그 혼합물을 혼합시키면서, 2차 혼합기 속도를 대략적으로 950 rpm으로 설정하고, 그 다음 대략적으로 50 중량%의 고형물 함량 및 헤그만 등급 1을 갖는 희석된 에멀젼 8 (알키드 예 8)을 수집하여, 알키드 에멀젼 농축물 (실시예 1)을 2차 회전자-고정자 혼합기에서 희석시켰다.
알키드 수지 (무용매, 산가 8.0 mg KOH/g)을 95℃까지 가열시키고 (용융된 상태를 형성하기 위해 밤새) 15 g/min으로 1차 회전자-고정자 혼합기로 공급하였다. 28 퍼센트 (중량/중량) 수산화암모늄 용액을 0.117 g/min으로 공급하였고 4.0 g/min의 속도로 펌핑된 추가의 물 및 2.0 g/min의 속도로 펌핑된 추가의 계면활성제 E-Sperse 100 (물에서 60 퍼센트 활성)과 블렌딩하였고 1차 혼합기로 주입시켜 에멀젼을 창출하였다. 1차 혼합기 속도를 대략적으로 1300 rpm으로 설정하였다. 에멀젼 농축물의 용적 평균 입자 크기 직경은 0.10 마이크론이었다. 에멀젼 농축물은 대략적으로 77%의 고형물 함량을 가졌다. 2차 혼합기의 인보드 측에 에멀젼 100 부당 47 부로 물을 부가하고, 회전자 고정자의 혼합 요소에서 그 혼합물을 혼합시키면서, 2차 혼합기 속도를 대략적으로 500 rpm으로 설정하고, 그 다음 대략적으로 50 중량%의 고형물 함량 및 헤그만 등급 0을 갖는 희석된 에멀젼 9 (알키드 예 9)를 수집하여, 알키드 에멀젼 농축물을 그 다음 2차 회전자-고정자 혼합기에서 희석시켰다.
표 3
실시예 희석혼합기 RPM 제1희석 등급(mL/min) 제2희석 등급(mL/min) 계면활성제 하중 (수지 기준 %) 헤그만
알키드 예 1 500 10.0 0.0 4 5
알키드 예 2 500 7.5 2.5 4 7
알키드 예 3 500 5.0 5.0 4 6
알키드 예 4 500 2.5 7.5 4 0
알키드 예 5 500 0.0 10.0 4 5
알키드 예 6 270 7.5 2.5 4 1
알키드 예 7 950 7.5 2.5 4 0
알키드 예 8 950 0.0 10.0 4 1
알키드 예 9 500 0.0 10.0 8 0
에폭시 수지 예
(Dow Chemical Company로부터 상업적으로 이용가능한) Dow Oudrasperse 6001 에폭시/계면활성제 분산액의 비휘발성 상을 90℃에서 밤새 오븐에 배치시켜 수지를 용융시켰다. 각 성분의 근사 양을 칭량하고 회전식 증발기 플라스크에서 철저히 혼합한 다음 공급물 탱크에 부가하였다. 수지 공급물 탱크 온도를 전형적으로 85 ℃로 설정하였다. 탱크상의 질소 헤드 압력 ~ 30 psi에 의해 중합체를 기어 펌프에 공급하였다. 기어 펌프를 전형적으로 설정하여 수지를 1차 혼합기에 60 g/min로 펌핑하였다.
하기를 포함하여, 에멀젼에 존재하는 계면활성제의 양 뿐만 아니라 그릿 형성시 공정 조건에서의 변화를 조사하였다: (i) 계면활성제 농도의 변경; (ii) 제2 단계 희석액 주입의 위치 변경; (iii) 제2 혼합기에서 RPM의 변경; 및 (iv) 제1 혼합기에서 온도 변경.
에폭시 수지 및 에폭시 반응성 계면활성제를 교반된, 재킷 달린 공급물 그릇에 부었다. 재킷을 일정한 85C로 유지시켰다. 30 psig의 질소 헤드 압력을 공급물 그릇에 채워 건조 대기를 유지시키고, 뿐만 아니라 기어 펌프에 수지의 공급을 돕는다. 기어 펌프는 수지를 1차 혼합기에 계량시켰다. 탈이온수의 초기 수성 공급물을 별도로 1차 혼합기에 공급하였다. 수지, 계면활성제, 및 물을 혼합시켜 84% 고형물에서 높은 내부 상 에멀젼 (HIPE)을 형성하였다. 탈이온수의 또 다른 스트림을 사용하여 표 4 에서 보여준 최종 고형물 수준으로 에멀젼을 희석시키는 2차 혼합기에 이러한 HIPE를 연속적으로 펌핑시켰다.
에폭시 예 1은 전형적으로 사용된 표준 유량, 온도 및 혼합기 속도를 보여준다. 에폭시 예 2 - 5는 희석수 주입 위치의 기능으로서 헤그만 변화를 조사한다. 물의 주입을 HIPE 유입구 쪽에서부터 2차 혼합기의 최종 생성물 쪽으로 이동함에 따라 헤그만 등급 2에서부터 완벽한 헤그만 등급 8로 그릿의 크기 및 농도의 유의미한 감소를 살펴본다. 에폭시 예 6 - 9는 2차 혼합기에서 회전자의 RPM의 기능으로서 헤그만 변화를 조사한다. 혼합기 RPM이 300 RPM 에서 1300 RPM 으로 증가됨에 따라, 헤그만 등급은 8에서 0으로 감소된다. 그릿의 양쪽 크기 및 농도에서의 증가가 관측된다. 에폭시 예 10 - 12는 1차 혼합기에서 온도의 기능으로서 헤그만 변화를 조사한다. 온도가 90C에서 70C로 감소됨에 따라, 헤그만 등급은 0에서 6.5 등급으로 향상된다.
Figure pct00003
헤그만 등급
헤그만 값은 ASTM D1210에 따라 결정되었다. 헤그만 게이지는 에멀젼 생성물의 생산, 보관 및 적용의 조절시 페인트, 플라스틱, 세라믹, 의약품 및 식품을 포함하는 몇몇의 산업에서 사용되는 국립 표준 저울이다. 게이지는 그 수가 증가할수록 입자 크기가 감소하는 0 내지 8 범위이다.
헤그만 등급을 측정하기 위해 시험되는 소량의 샘플을 홈의 상부 말단에 배치시켰다. 헤그만 게이지가 제공된 직선형 모서리 금속 스크레이퍼를 사용하여 홈의 하부 말단에 대하여 샘플을 얻었다. 실질적인 농도로 특대형 입자의 제1 외관에 의해 샘플을 등급화하였다. 표 5 는 헤그만 등급 및 상응하는 입자 크기를 보여준다.
표 5
헤그만 등급 입자 크기/ μm
0
1
2
3
4
5
6
7
8		 100
87.5
75.0
62.5
50.0
37.5
25.0
12.5
0

Claims (11)

  1. 희석된 에멀젼의 헤그만 등급(Hegman rating) 최적화 방법으로서,
    (a) 용융 혼련기로 용융된 중합체 수지를 공급하는 단계;
    (b) 상기 용융 혼련기로 초기 수류(water stream)를 공급하는 단계;
    (c) 임의로, 상기 용융 혼련기로 염기성 수용액 및/또는 분산제를 공급하여 농축된 에멀젼을 형성하는 단계로서, 상기 농축된 에멀젼이 60 wt% 초과 중합체 수지 고형물을 포함하는, 단계;
    (d) 상기 농축된 에멀젼을 희석 혼합기로 공급하는 단계로서, 물을 연속적으로 또는 단일 또는 다중-단계 방식으로 상기 농축된 에멀젼에 부가하여 상기 농축된 에멀젼을 희석시켜 희석된 에멀젼을 형성하고, 상기 희석된 에멀젼이 70 wt% 이하의 중합체 수지 고형물을 포함하는, 단계;
    (e) 상기 희석된 에멀젼의 제1 샘플의 제1 헤그만 등급을 측정하는 단계;
    (f) 상기 제1 샘플의 상기 제1 헤그만 등급이 의도된 최종 용도 적용에 허용가능한지를 결정하는 단계;
    (g) 상기 제1 샘플의 상기 제1 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 상기 희석 혼합기에서 상기 전단 작업을 조정하는 단계로서, 상기 전단 작업의 상기 조정이 상기 전단 작업의 올림 또는 낮춤을 포함할 수 있는, 단계;
    (h) 상기 희석된 에멀젼의 제2 샘플의 제2 헤그만 등급을 측정하는 단계;
    (i) 상기 제2 샘플의 상기 제2 헤그만 등급이 의도된 최종 용도 적용에 허용가능한지를 결정하는 단계;
    (j) 상기 제2 샘플의 상기 제2 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 상기 농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 상기 온도를 조정하는 단계;
    (k) 상기 희석된 에멀젼의 제3 샘플의 제3 헤그만 등급을 측정하는 단계;
    (l) 상기 제3 샘플의 상기 제3 헤그만 등급이 상기 의도된 최종 용도 적용에 허용가능한지를 결정하는 단계; 및
    (m) 상기 제3 샘플의 상기 제3 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 하기 단계로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 단계를 수행하는 단계: (i) 조기 부가되지 않으면, 염기성 수용액 및/또는 계면활성제 용액을 부가하는 단계; (ii) 하나 이상의 다른 첨가제를 부가하는 단계; 및 (iii) 임의의 첨가제, 염기성 용액 또는 계면활성제 용액의 상기 양을 조정하는 단계;
    (n) 상기 희석된 에멀젼의 제4 샘플의 제4 헤그만 등급을 측정하는 단계;
    (o) 상기 제3 샘플의 상기 제4 헤그만 등급이 상기 의도된 최종 용도 적용에 허용가능한지를 결정하는 단계;
    (p) 상기 제4 헤그만 등급이 허용가능하지 않으면, 단계 (f), (j) 및 (m) 중 임의의 하나 이상을 반복하는 단계;
    (q) 상기 제1 헤그만 등급, 제2 헤그만 등급, 제3 헤그만 등급, 또는 제4 헤그만 등급이 허용가능하면, 상기 희석된 에멀젼을 수집하는 단계를 포함하는, 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 의도된 최종 용도 적용에 대한 허용가능한 헤그만 등급이 2 이상인, 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 희석 혼합기에서 상기 전단 작업의 조정이 하나 이상의 하기 단계를 포함하는, 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법:
    상기 희석 혼합기의 하나 이상의 희석수 주입 포트의 상기 위치의 변화 단계;
    상기 희석 혼합기의 하나 이상의 희석수 주입 포트로의 상기 물의 상기 유량의 변화 단계;
    상기 희석 혼합기의 희석수 주입 포트의 상기 수의 변화 단계;
    용융 혼련기의 상이한 형태로 상기 용융 혼련기의 변화 단계;
    상기 희석 혼합기의 혼합 속도의 변화 단계;
    상기 희석 혼합기에서 상기 농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 체류 시간의 변화 단계; 및
    희석 혼합기의 상이한 형태로 상기 희석 혼합기의 변화 단계.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 농축된 및/또는 희석된 에멀젼의 상기 온도의 상기 조정이 하나 이상의 하기 단계를 포함하는, 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법:
    상기 용융 혼련기 및/또는 상기 희석 혼합기의 온도의 변화 단계;
    상기 용융 혼련기와 상기 희석 혼합기 사이에서 전이 구역의 온도의 변화 단계;
    상기 용융 혼련기 및/또는 상기 희석 혼합기의 상기 혼합 속도의 변화 단계;
    용융 혼련기의 상이한 형태로 상기 용융 혼련기의 변화 단계;
    희석 혼합기의 상이한 형태로 상기 희석 혼합기의 변화 단계;
    상기 희석수의 온도의 변화 단계; 및
    하나 이상의 상기 중합체 수지, 상기 염기성 수용액 및 계면활성제 용액의 온도의 변화 단계.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (m)의 단계 (ii) 하나 이상의 다른 첨가제의 부가가, 수용성 중합체, 염기 및 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 부가를 포함하는, 희석된 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 수지가 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 및 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는, 수성 중합체성 에멀젼의 헤그만 등급 최적화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 희석된 에멀젼이 상기 중합체 수지의 중량에 기준하여 10 중량% 미만 계면활성제를 포함하고, 상기 중합체 수지가 알키드 및/또는 에폭시 수지를 포함하는, 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 농축된 에멀젼이 0.05 마이크론 내지 5 마이크론의 평균 입자 크기를 갖는, 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 액상수의 증기로의 임의의 플래싱(flashing)을 방지하기 위해 상기 수집 단계에 앞서 상기 희석된 에멀젼의 상기 온도를 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 생산된, 희석된 에멀젼.
  11. 제 10 항의 희석된 에멀젼을 포함하는, 코팅 조성물.
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