KR970011097B1

KR970011097B1 - 열변색성 효과를 내는 코팅조성물

Info

Publication number: KR970011097B1
Application number: KR1019890013010A
Authority: KR
Inventors: 뮨흐 유르겐; 프레세 칼-하인즈; 발터 메츠거 칼
Original assignee: 아크조 엔.브이.; 르네 시더스, 얀 헨드릭 요한 웰러링
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1997-07-07
Also published as: ATE89306T1; DE3881046D1; DE3881046T2; ES2040832T3; JPH02117971A; EP0357844B1; EP0357844A1; CA1336731C; US5194183A; KR900004886A

Abstract

내용없음.

Description

열변색성 효과를 내는 코팅조성물

본 발명은 일반적으로 수성 결합제, 플롭효과를 내는 안료와 캡슐형 열변색성 액체결정안료가 선택적으로 조합되어있는 수성 코팅 조성물에 관한 것이다.

예를들어 금속성 알루미늄 또는 운모와 같은 플롭효과를 내는 안료는 코팅물내에서 안료에 의해 광이 다르게 반사되도록 한다.

이로인해 보는 각도에 따라 색상이 변화될 수 있다.

이러한 유형의 대부분의 효과 안료에서 플롭은 그 정도가 크지 않다.

즉, 보다 밝은 또는 보다 어두운 색상으로의 특정한 색상 플롭을 의미한다.

주요 색상 변화는 일반적으로 거의 나타나지 않는다.

열변색성 액체결정은 색상을 변화시킴으로써 온도의 변화에 반응하는 액체결정이다.

이러한 액체결정은 일반적으로 카이랄 네마틱 비페닐 조성물과 콜레스테롤 및 그 밖의 스테롤의 에스테르유도체를 포함하고 있으며, 미합중국 특허 제2800457과 3341466호에 기술되어 있는 공지의 기술에 의해 캡슐형으로 만들어질 수 있는데 이들 두 특허는 본 명세서에서 참고문헌으로 참조되었다.

그러나 이러한 캡슐형 열변색성 액체결정을 사용하면 흔히 균일하지 않는 색상이 만들어진다는 것이 밝혀졌다.

어떤 수성 결합제 시스템에 플롭과 캡슐형 열변색성 액체결정 효과를 내는 안료를 조합하여 사용하면 색상 플롭효과에서 예상되지 않는 변화가 초래될뿐만 아니라 액체결정으로부터 보다 균일한 색상이 얻어진다.

본 발명에 따르면, 플롭효과를 내는 안료와 캡슐형 열변색성 액체결정 안료를 포함하고 있는 수성 결합제 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 열변색성 효과를 내는 코팅조성물이 제공된다.

이러한 안료는 결합제 성분의 제조과정에서 첨가될수 있거나 또는 그 안에 연속적으로 혼합될 수 있다.

이렇게 하여 만들어진 열변색성 효과를 내는 조성물은 어떠한 공지의 방법에 의해서도 바람직하기로는 어두운 색상의 기판위에 적용될 수 있으며, 이 위로는 열변색성 효과를 내는 코팅 및 액체결정 안료를 보호하기 위해 클리어 상부 코팅 조성물이 적용된다.

그러므로 본 발명에 따른 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물은 캡슐형 열변색성 액체결정의 온도 변화에 의한 색상 변화와 플롭효과를 내는 안료에 의한 플롭현상을 나타낼 것이다.

그러나 앞서 언급했듯이 색상플롭은 예기치 않게 변화되는 액체결정의 색상은 예기치 않게 본 발명에 따른 조합에 의해 보다 균일해진다.

본 발명의 이런 저런 여러가지 특징들은 이하 기술된 것으로 부터 본 발명분야에 통상의 지식을 지닌 사람들에 의해 보다 쉽게 이해될 것이다.

앞서 언급했듯이, 본 발명의 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물은 플롭효과를 내는 안료와 캡슐형 열변색성 액체결정 안료를 포함하고 있는 수성 결합제 성분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 수성 결합제 성분은 수성의 분산 결합제를 포함한다.

적합한 수성 분산 결합제로는 아크릴 및/또는 폴리우레탄을 베이스하는 수성 분산 수지, 특히 금속성 효과를 내는 코팅에 적합한 것들이었다.

예를들어 EP-A 38127, EP-A-228003, EP-A-242731을 참고로 한다.

이들은 모두 본 발명의 참고문헌이다.

특히, 바람직한 것은 아크릴을 베이스하는 EP-A-287144호에 기술되어있는 유형의 수성 분산 수지이며, 이 특허는 본 발명의 참고문헌으로 이용되었다.

여기에는 첨가 폴리머의 분산액을 베이스로하는 수성의 분산 수지가 공개되어 있는데 이 첨가 폴리머는 유화중합에 의해 두 단계 또는 그 이상의 단계로 제조되는 폴리머로서 다음 과정에 따라 얻어진다.

(사이클로) 알킬기아 4-12개의 탄소원자를 함유하는 60-100몰%의(사이클로)알킬(메타) 아크릴레이트와(사이클로) 알킬기가 4-12개의 탄소원자를 함유하는 0-40몰%의 디(사이클로)알킬 말레이트 및/또는 디(사이클로)알킬푸마레이트와의 혼합물이 65-100몰%로 구성되어있는 모노머혼합물 A 60-95중량부(첨가 폴리머 100중량부에 대해)와 0-35몰%의 다른 공중합 가능한 모노에틸렌성 불포화 모노머 A를 먼저 1단계에서 공중합하고 이어서, 10-60몰%의 (메타)아크릴 산과 40-90몰%의 다른 공중합 가능한 모노에틸렌성 불포화 모노머의 모노머 혼합물 B 5-40중량부(첨가 폴리머 100중량부에 대해)와 적어도 부분적으로 이온화 되어있는 (메타)아크릴산으로부터 유도된 카르복시산과 공중합시킨다.

이러한 아크릴을 베이스로하는 수성 분산 수지와 함께 시스템의 안료 분산성을 증진시키기 위해서 폴리우레탄을 베이스로하는 수성 분산 수지를 소량 이용하는 것도 바람직하다.

폴리우레탄 수성 분자 수지가 이용될때는 일반적으로 약 10wt% 미만의 수성 결합제 성분 고체함량을 포함한다.

적합한 폴리우레탄을 베이스로하는 분산 수지는 본 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 사람들에게 공지되어 있으며 전술한 참고문헌에 예시되어었는 것들이다.

결합제 성분도 또한 이하 기술된 바와같이 예를들어 수성용액 수지와 같은 그 밖의 수성 결합제를 선택적으로 소량 포함할 수 있다.

적합한 플롭효과 안료는 수성 시스템에서 거의 안정한 또는 안정하게 될 수 있는 알루미늄 및 운모 안료로 부터 선택된다.

이러한 안료는 본 기술 분야에서 잘 알려서 있으며 일반적으로 상품으로도 시판되고 있다.

운모 안료는 보통 수성 시스템에서 안정하지만 알루미늄 안료는 여러가지 지방산과 그 에스테르로 공지의 처리를 해줌으로써 안정화될 수 있다.

알루미늄과 운모 안료는 개별적으로 또는 서로 조합된 형태로 이용될 수 있다.

특히 바람직한 알루미늄 안료는 리핑(leafing)이 없고 내산성이며 박편상 알루미늄 입자로 특히 그 평균입자 직경이 약 20μm보다 큰 것이다.

이러한 알루미늄 안료로서 상품으로 시판되는 것으로는 Stapa Metallux 212, Stapa Mobilx 181(Eckart Werke사 제조), Al-Pata 7430NS(Alcan-Toyo사 제조)가 있다.

이들을 이용할때는 수성 결합제 성분 고체함량 100중량부에 대해 0.1-5.0 바람직하기로는 0.2-3.5, 더욱 바람직하기로는 0.2-1.5중량부의 알루미늄 안료를 수성 결합제 성분에 첨가하는 것이 바람직하다.

특히 바람직한 운모 안료는 예를들어 크롬, 티탄 및 철의 금속 산화물과 같은 여러가지 금속 산화물로 코팅되고 평균 입자 직경이 약 20μm 이상인 것이다.

이러한 운모 안료로서 상품으로 시판되는 것으로는 Iriodin 9103 Sterling Silver WR(Merck GmbM 제조)이 있다.

이것이 이용될때는 수성 결합제 성분 고체함량 100중량부에 대해 0.1-20.0, 바람직하기로는 0.2-10.0 더욱 바람직하기로는 0.2-3.5중량부의 운모 안료를 수성 결합제 성분에 첨가하는 것이 바람직하다.

적합한 캡슐형 열변색성 액체결정은 다양한 종류의 마이크로 캡슐형 카이랄 네마틱 콜레스테롤성 비페닐등을 베이스하는 액체결정으로 일반적으로 그 직경은 약 5-50μm이다.

이러한 마이크로 캡슐형 액체결정은 잘 알려져 있으며 일반적으로 상품으로도 시판되고 있다.

상품으로 시판되는 것중 특히 적합한 것의 예로는 Thermochromics TC558(BDH사 제조)이 있다.

이러한 액체결정은 수성 결합제 성분 고체함량 100중량부에 대해 5-150, 바람직하게는, 25-125, 보다 바람직하기로는 60-95중량부의 양으로 수성 결합제 성분에 첨가되는것이 바람직하다.

전술한 바와같이 플롭효과 안료와 캡슐형 열변색성 액체결정 안료는 예를들어 결합제 성분을 형성하는 과정에서 첨가하거나 또는 미리 제조된 성분에 단순히 혼합하는 것과 같은 어떠한 공지 방법에 의해서도 결합제 성분에 첨가될 수 있다.

예를들어, 수상 시스템에 이용되는 용매, 그 밖의 안료, 충진제, 레블링제, 기포 억제제, 레올로지 콘트롤제, 항상화제 및 UV 안정화제와 같은 그 밖의 첨가제가 페인트 공업에 소량으로 이용될 수 있으며, 그 성질에 크게 영향을 주지 않으면서 본 발명의 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물에 이용될 수 있다.

예를들어, 수성 분산 결합제의 필름 형성성을 증진시키기 위해 수성 결합제 성분의 일부분으로서 소량의 수용액 결합제를 이용하는 것이 바람직하다.

수용액 결합제가 이용될때는 일반적으로 약 10wt% 미만의 수성 결합제 성분 고체함량을 포함한다.

이러한 수용액 결합제는 공지의 아크릴, 폴리에스테르 및/또는 폴리우레탄을 베이스로하는 용액수지를 포함한다.

본 발명에 따른 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물은 폴러 코팅, 스프레잉, 브러싱, 스프링클링, 플로우코팅, 디핑등과 같은 바람직한 어떠한 방법으로 기판에 적용될 수 있다.

적합한 기판은 예를들어 목재, 금속 및 합성 물질로 만들어 질 수 있다.

열변색성 효과를 내는 코팅 조성물의 경화는 주위 온도 도는 선택적으로 경화 시간을 줄이기 위해 상승된 온도에서 이루어질 수 있다.

예를들어, 코팅된 기판은 10-60분 동안 60-160℃ 범위에 베이킹 오븐에서 베이킹 될 수 있다.

또한 플롭 및 열변색성 액체결정 안료의 시각적 효과를 최대로 얻기 위해 어두운, 바람직하기로는 흑색의 기판에 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물을 적용하는 것이 특히좋다.

이 기판은 예를들어 기판에 적절한 어두운 색의 프라이머를 적용함으로써 어두운 색이될 수 있다.

코팅의 물리적인 손상을 방지하고, 액체결정이 광분해되는 것을 방지하며 외양이 보다 좋아지게 하기 위해서는 (고 광택…등), 특히 UV 흡수제를 가지고 있는 클리어 상부코팅이 열변색성 효과를 내는 코팅층 위로 적용되어야 한다.

일반적으로 상부 코팅 용으로 이용되는 공지의 코팅 조성물이 여러가지가 적합하다 해도 통상 2-성분용매를 베이스로 하는 코팅 조성물을 이용하는 것이 바람직하며 가장좋은 결과를 얻게 해주는 것으로 보여진다.

본 발명은 다음의 실시예와 비교 실시예에 의해 보다 상세히 설명되면, 본 발명이 이들 범위로만 한정되는 것이 아니다.

[실시예]

수성 결합제 성분의 제조(실시예 1, 2, 비교실시에 1, 2) 수성 분산 수지가 먼저 본 발명의 참고문헌인 EP-A-287144호의 실시예 11에 상세히 기술된 3단계 방법에 따라 제조되었는데 단 다음과 같은 조건으로했다. 1단계의 모노머 혼합물은 7.2몰%의 2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트, 24.5몰%의 n-부틸 아크릴레이트와 68.3몰%의 부틸메타 아크릴레이트로 구성되고; 2단계의 모노머 혼합물은 8.6몰%의 아크릴 아미드, 6.4몰%의 2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트, 22.5몰%의 n-부틸아크릴레이트와 62.5몰%의 부틸메타 아크릴레이트로 구성되며; 3단계의 모노머 혼합물은 23.0몰%의 메타아크릴산, 24.0몰%의 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트, 33.0몰%의 n-부틸 아크릴레이트와 22.0몰%의 메틸 메타아크릴레이트로 구성된다.

결과 생성된 수성 분자 수지의 고체함량은 23.4%이다.

이 수성 분산수지 52.5wt%(결합제 성분 전체 중량에 대해)에 다음 물질들이 다음 순서대로 첨가되었다.

13.0wt%의 탈이온수, 0.1wt%의 디메틸에탄올 아민, 3.5wt%의 부틸셀로솔브, 7.6wt%의 Neorez R974(상품으로 시판되는 폴리우레탄분산수지, 고체함량 40.0% Polyvinyl Chemie사).

13.0wt%의 탈이온수, 0.9wt%의 Alkydal F 30W(상품으로 시판되는 폴리에스테를 용해성 수지, Bayer AC제조). 5.9wt%의 부틸셀로솔브, 2.7wt%의 탈이온수, 0.8wt%Late Koll D 8%(상품으로 시판되는 분산 안정화제, BASF제조). 수용액.

결과 생성되는 수성 결합제 성분의 고체함량은 약 16.0%이다.

[비교실시예 1]

[열변색성 효과를 내는 코팅 조성물(TCI)]

(a) 76.0wt%의 상기 수성 결합제 성분과 (b) 25.0wt%의 Thermochromics TC 558(상품으로 시판되는 마이크로 캡슐형 열변색성, 고체함량 33%, BDH사 제조)로 구성된 열변색 효과를 내는 코팅 조성물(결합제 고체함량 100중량부당 액체겨정이 약 70중량부)이 이용되었다.

이 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물이 약 10μm 두께의 층으로 분무됨으로써 Bonder 132 스틸패널상에 적용되었다.

이 Bonder 132 스틸패널은 Primer Black 03-59622(상품으로 시판되는 흑색의 프라이머, Akzo coatings제조)로 예비 코팅된 것이다.

이 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물은 60℃에서 10분 동안 예비건조되고 이어서 클리어코팅 조성물(Autocryl MS, 상품으로 시판되는 2-성분 용매를 베이스로하는 클리어코팅 조성물, Akzo Coatings제조)이 약 40μm 두께의 층으로 분무됨으로써 열변색성 효과 코팅층 위로 적용되고 60℃에서 30분 동안 예비 건조된 후 실온에서 7일 동안 건조되었다.

[비교실시예 2]

[금속성 코팅 조성물(MCl)]

(a) 60.0wt%의 수성 결합제 성분, (b) 0.8wt%의 Poliogen red L3880(상품으로 시판 되는 적색안료, BASF AG제조), (c) 2.0wt%의 Metallux 212(상품으로 시판되는 금속성 알루미늄 안료, 고체함량 65%, Eckart-Werke제조)(결합제 고체 100중량부 당 알루미늄 안료가 약 14중량부), (d) 5.2wt%의 부틸 셀로솔브, (e) 32.0wt%의 탈이온 수로 구성되어있는 금속성코팅 조성물이 이용되었다.

이 코팅 조성물이 약 25-30μm의 두께로 분무에 의해 Bonder 132 스틸패널에 적용되었다.

Bonder 132 스틸패널은 비교실시예1에서와 같이 흑색 프라이머로 예비 코팅된 것이다.

이 금속성코팅 조성물은 60℃에서 10분 동안 예비 건조된 후 비교실시예1에서와 같이 클리어코팅 조성물이 그위로 적용되었다.

[실시예 1]

[열변색성 효과를 내는 코팅 조성물(TEC 1)]

(a) 68.7wt%의 수성 결합제성분, (b) 25.0wt%의 Thermochromics TC 558(결합제 고체 100부에 대해 액체결정이 약 75중량부), (c) 0.3wt%의 Metallux 212(결합제 고체 100부에 대해 알루미늄 안료가 약 1.8중량부), (d) 0.1wt%의 탈이온수로 구성되어있는 열변색성 효과를 내는 코팅조성물이 이용되었다.

이 코팅 조성물은 약 10-15μm의 두께로 분무에 의해 Bonder 132 스틸패널에 적용되었다.

이 Bonder 132 스틸패널은 비교실시예 1에서와 같이 흑색 프라이머로 예비코팅된 것이다.

이 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물은 60℃에서 10분 동안 예비 건조된 후 실시예1에서와 같이 적용되었다.

[실시예 2]

[열변색성 효과를 내는 코팅 조성물(TEC 2)]

(a) 68.5wt%의 수성 결합제성분, (b) 25.0wt%의 Thermochromics TC 558 결합제 고체 100부에 대해 액체결정이 약 75중량부, (c) 0.5wt%의 Metallux 212(결합제 고체 100중량부에 대해 알루미늄 안료가 약 3.0중량부), (d) 1.0wt%의 부틸셀로솔브, (e) 5.0wt%의 탈이온수로 구성되어있는 열변색성 효과를 내는 코팅조성물이 이용되었다.

이 Bonder 132 스틸패널은 비교실시예1에서와 같이 흑색 프라이머로 예비코팅된 것이다.

이 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물은 60℃에서 10분 동안 예비 건조된 후 비교실시예1에서와 같이 적용되었다. 코팅된 패널의 시간적 검사 방법과 결과, 전술한 대로 코팅된 패널의 외양, 색채 및 효과에 대해 시간적으로 검사했다.

시간적 검사는 약 35℃로 일정한 패널 온도에서 이루어졌다.

패널은 먼저 먼저 일광하에서 관찰되고 관찰자의 전면으로부터 조사되고 페이스톤(관찰자의 얼굴에 대해 직각으로 되어있는 패널의 색채)과 플롭톤(대략 같은 높이지만 거의 수명으로 회전된 패널의 색채)과 패이스톤으로부터 플롭톤으로의 전이(회전)과정 동안의 색채 변화를 관찰했다.

그 결과는 하기 표 1에 나타나 있다.

[표 1]

조사 방향의 변화에 의해 야기되는 플롭톤에 대한 효과에 대해서는 추가적으로 검사했다.

그 결과는 하기 표 2에 나타나 있다.

[표 2]

표1에 나타나 있는 결과는 이 시스템의 색상 플롭에 대해 보여주고 있다.

TC1과 MC1은 모두 예상된 대로 반응한다.

매우 급속한 플롭이 단 몇도의 방사상 움직임 내에서 일어난다.(즉시적)

그러나 예상과는 달리 본 발명(TEC1 TEC2)에 따른 열변색성 효과를 내는 안료와 플롭안료를 조합한 결과 방사상 움직임이 넓게 이루어져도 색상 변이는 점진적으로 일어난다.

표2로부터, 본 발명(TEC1, TEC2)에 따라 열변색성 안료와 플롭안료를 조합하면 시스템의 광학적 성질이 예상했던 바와 달리 변화되는 것이 또한 분명해졌는데, 즉 원래의 TC1 적색(전광)과 녹색(후광)이 녹색(전광)과 청색(후광)으로 변화된다.

적색안료와 플롭효과를 내는 안료(MC1)의 정상적인 조합에서 이런 효과가 생기지 않으면 단지 적색의 금속성 외형을 얻게된다.

TC1로 코팅된 패널을 관찰할때 열변색성 효과를 내는 안료로 인한 색상 효과가 균일하지 않았다는 것에도 주목해야된다.

그러나, TEC1과 TEC2로 코팅된 패널에서는 열변색성 효과를 내는 안료로 인한 색채 효과는 예상밖으로 매우 균일했다

본 발명의 범주를 실제적으로 벗어나지 않고 본 명세서에서 명시된 실시예에 대해 많은 변형 실시예가 가능하다.

따라서, 본 명세서에서 기술된 발명의 바람직한 실시예는 단지 예시적인 것으로 이해되어야 하며 본 발명의 범위를 실시예 범위로만 제한하려는 것은 아니다.

Claims

플롭효과를 내는 안료와 캡슐형 열변색성 액체결정 안료 및 수성 분산 결합체를 포함하고 있는 수성 결합제 성분을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 수성 분산 결합제가 아크릴 및/또는 폴리우레탄을 베이스로하는 수성 분산수지.
제1항에 있어서, 플롭효과를 내는 안료가 알루미늄과 운모 안료로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물.
제3항에 있어서, 수성 결합제 성분이 수성 결합제 성분 고체함량 100중량부에 대해 0.1-5.0중량부의 알루미늄 안료를 함유하는 것을 특징으로 하는 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물.
제3항에 있어서, 수성 결합 성분이 수성 결합제 성분 고체함량 100중량부에 대해 0.1-20.0중량부의 수성 운모 안료를 함유하는 것을 특징으로 하는 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 수성 결합제 성분이 수성 결합제 성분 고체함량 100중량부에 대해 5-150중량부의 캡슐형 열변색성 액체결정을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 캡슐형 열변색성 액체결정 안료가 마이크로 캡슐형 카이랄 네마틱 액체결정을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물.
제1항 내지 제7항중 어느 한항에 따른 열변색성 효과를 내는 코팅 조성물로 코팅된 것을 특징으로 하는 기판
제8항에 있어서, 기판이 어두운 색인것을 특징으로 하는 코팅된 기판.
제8항에 있어서, 열변색성 효과를 내는 코팅위로 클리어 상부 코팅 조성물이 더 적용되어있는 것을 특징으로 하는 코팅된 기판.
제10항에 있어서, 클리어 상부 코팅 조성물이 2-성분 용매를 베이스로 하는 클리어 상부 코팅 조성물로 구성되어있는 것을 특징으로 하는 코팅된 기판.