KR102061351B1 - 작업성 및 페인트 물성을 개선시킨 수성 페인트용 증점제 및 이를 적용한 수성 페인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수성 페인트용 증점제 및 이를 포함하는 수성 페인트 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수성 페인트용 증점제는 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스; 알데히드 화합물로 가교시킨 소수성기가 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스; 및 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스로 이루어진 군에서 2종 이상 블렌딩된 셀룰로오스 에테르이며, 이를 포함한 수성 페인트 도료는 작업성 뿐만 아니라, 저장성, 보수성, 레벨링성, 색발현과 같은 페인트 물성에서 우수한 특성을 갖는다.

Description

작업성 및 페인트 물성을 개선시킨 수성 페인트용 증점제 및 이를 적용한 수성 페인트{Thickener for Aqueous Paint with Improved Workability and Paint Properties and Aqueous Paint Containing the Same}

본 발명은 수성 페인트용 증점제 및 이를 적용시킨 수성 페인트에 관한 것이다. 보다 상세하게는 알데히드 화합물로 가교시킨 셀룰로오스 에테르 증점제를 2종 이상 블렌딩하는 것을 통해 작업성 뿐만 아니라, 저장성, 보수성, 증점 효율, 레벨링성, 보수성과 같은 페인트 물성을 개선시킬 수 있는 수성 페인트용 증점제 및 이를 적용한 수성 페인트에 관한 것이다.

수성 페인트 등의 마감용 건축재료는 콘크리트 소재의 보호, 외관상의 미려함, 시공의 편리성, 유지관리의 편의성 등으로 인해 오래 전부터 건축용 마감재로 널리 사용되어 왔다.

수성 페인트는 에멀젼의 종류에 따라 100% 아크릴계 에멀젼, 스티렌-아크릴계 에멀젼 및 비닐계 에멀젼으로 구분되는데 친환경 건축 재료에 대한 시장의 요구, 경제성 및 시공 편의성 등을 이유로 건축물 외벽 마감재로 유성 페인트보다 수성 페인트의 사용 비중이 점점 증가하고 있는 추세이다.

또한, 전 세계적으로 주요한 마감재로 사용되고 있는 수용성 페인트는 용도에 따라 외부용과 내부용 페인트로 구분된다. 기존 국내 건축 시장은 주거건물의 60%이상이 아파트 위주로 종래에도 아파트 외벽 및 내벽 도장재로 수성 페인트를 사용하고 있으나, 친환경 자재 사용 및 지속적인 VOC에 대한 환경 규제, 환경 대기 관리보호법 등이 강화되면서 수성 페인트를 이용한 마감 시공이 꾸준히 증가하고 있다.

수성 페인트 도료를 구성하는 요소에는 수지, 안료, 물 등이 있는데, 이것만으로는 도료에 요구되는 많은 성능을 충분히 만족시키기에는 매우 곤란하며 수지나 안료만으로는 해결이 불가능한 경우도 있다. 이런 경우 첨가제를 이용함으로 도료물성의 개량이 가능하게 되며, 이런 차원에서 첨가제를 사용하는데 첨가제의 배합량은 적지만 도료에 있어서 아주 중요한 성분이 된다.

첨가제의 성질은 용도와 종류에 따라 당연히 다르지만, 소량으로 사용하여 안정한 효과를 얻기 위해서는 페인트 도료의 비히클(수지, 용제)과 상용성이 있거나 미립자로 분산되는 성질이 있어야만 한다.

특히 페인트 도료의 제조, 저장, 도막 형성시 도료의 물성을 향상시키기 위해 증점제를 사용하는데 도료의 특성으로서 도장시와 같이 전단속도가 클 경우에는 겉보기 점도가 낮아 도장하기 쉽고 한편 도장 후에는 적당한 도막두께로 칠해져 흐르지 않아야 하는 상반된 성질이 요구된다. 즉 도료에 소량의 첨가제인 증점제를 첨가함으로 도료 안에서 수지 및 안료와 그물형태구조를 형성시켜 도장시의 높은 전단력에 의해 쉽게 파괴되어 첨가제에 의한 점성은 떨어져 점도가 낮게 되며, 외부에서 가해지는 힘을 제거하면 그물형태는 회복되어 점도는 다시 상승한다.

이와 같이 외부에서 가해지는 힘의 변화에 의해 시간에 따라 구조의 변화가 일어나 구조점도가 변하는 틱소트로피(Thixotrophy, 칙소성)현상을 이용하여 페인트 도료의 저장중 안료의 침강을 방지하거나 또는 침적하여도 무르게 하여 도장 시 흐름, 맺힘을 방지하고 도막두께를 두껍게 조절할 수 있으며 붓 작업성, 도장작업성을 개량하며 작업시 붓자국이나 레벨링성을 개량한다.

기존 수성 페인트는 아크릴 에멀젼, 안료(체질안료, 유색안료), 및 첨가제를 이용하여 제조하는데 페인트 도료의 층분리 방지, 작업성, 증점성, 칙소성, 레벨링성, 작업성, 보수성을 향상시키는 목적으로 수계 증점제를 사용하며, 수계 증점제의 대표적인 예가 셀룰로오스 에테르이다.

수성도료에는 셀룰로오스 에테르 증점제를 첨가하여 에멀전의 점도를 증대시킴으로 유화제와 같이 분산입자의 안정화에 기여한다. 또한 도료 제조시에 첨가함으로 도료 저장 중 안료의 침강방지, 재분산성의 향상, 도장 시의 흐름방지 및 도막두께의 증대 등에 효과가 있다.

셀룰로오스 에테르 증점제로는 치환기에 따라 히드록시에틸셀룰로오스, 소수성기가 치환된 히드록시에틸셀룰로오스, 및 히드록시프로필메틸 셀룰로오스가 주로 사용되고 있다. 이들 각각의 경우, 구체적으로 상기 히드록시프로필메틸 셀룰로오스의 경우 증점 효율이 좋아 소량 사용시에도 높은 페인트 점도를 얻을 수 있는 장점이 있으나 착색력이 떨어져 동일 안료 투입 시에도 색발현이 떨어지는 단점이 있으며, 히드록시에틸셀룰로오스의 경우 색발현이 뛰어나고 기포형성이 적은 장점이 있으나 롤러나 붓질 작업 시에 페인트 튐 현상이 심하고 증점 효율이 떨어지는 단점이 있으며, 소수성기가 치환된 히드록시에틸셀룰로오스의 경우 롤러 및 붓질 작업시에 작업성이 좋은 장점이 있으나 증점 효율이 떨어지고 레벨링성이나 저장 안정성이 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 셀룰로오스 에테르 증점제의 종류에 따라 페인트에 적용되었을 시에 부여하는 특성에는 차이가 있다.

이에 건축용 마감재 시장은 작업성 및 페인트 물성을 개선시키는 증점제를 여전히 요구하고 있다.

이에 본 발명자들은 기존의 셀룰로오스 에테르 증점제의 문제점을 해결하기 위한 연구를 진행하면서, 알데히드로 가교시킨 셀룰로오스 에테르를 2종 이상 블렌딩하여 이를 증점제로 사용하는 경우, 작업성 뿐만 아니라 저장성, 보수성, 레벨링성, 증점 효율 및 색발현 등의 페인트 물성을 향상시킴을 밝혀 본 발명을 완성하였다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 작업성 뿐만 아니라 페인트 물성을 개선시킬 수 있는 수성 페인트용 증점제를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 작업성 뿐만 아니라 페인트 물성을 개선시킬 수 있는 수성 페인트용 증점제를 포함한 수성 페인트 조성물을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 알데히드 화합물로 가교된 히드록시알킬 셀룰로오스, 알데히드 화합물로 가교된 소수성기가 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교된 히드록시알킬알킬 셀룰로오스로 이루어진 군에서 2종 이상 블렌딩된 셀룰로오스 에테르를 포함하는 수성 페인트용 증점제를 제공한다.

본 발명에 따른 상기 수성 페인트용 증점제에서, 상기 히드록시알킬 셀룰로오스는 히드록시알킬기 치환도가 45 내지 75%이며, 상기 소수성기가 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스는 히드록시알킬기 치환도가 45 내지 75%이며, 소수성기의 치환도가 0.1 내지 3%이며, 상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스는 알킬기 치환도가 20 내지 30%이며, 히드록시알킬기 치환도가 5 내지 10%인 것이 바람직하다.

상기 히드록시알킬 셀룰로오스로는 히드록시에틸 셀룰로오스가 바람직하며, 상기 소수성기가 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스는 소수성기 치환된 히드록에틸 셀룰로오스가 바람직하며, 상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스로는 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 또는 히드록시에틸메틸 셀룰로오스인 것이 바람직하다.

또한, 상기 셀룰로오스 에테르는 브룩필드 점도계로 20℃ 및 20rpm에서 측정되어 2중량% 수용액 기준으로 1,000 내지 100,000cps의 점도를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 블렌딩되는 셀룰로오스 에테르는 히드록시알킬알킬 셀룰로오스와 히드록시알킬 셀룰로오스가 블렌딩되거나 또는 소수성기가 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스와 히드록시알킬 셀룰로오스가 블렌딩되는 것이 바람직하다. 상기 블렌딩 비율은 중량을 기준으로 50 내지 10 : 50 내지 90이 바람직하며 상기에서 사용된 셀룰로오스 에테르는 페인트 투입 시 럼프 방지를 위해 모두 알데히드 화합물로 가교된 셀룰로오스 에테르가 사용되어야 한다.

또 다른 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 수성 페인트 조성물에 있어서, 증점제로서 알데히드 화합물로 가교된 히드록시알킬 셀룰로오스, 알데히드 화합물로 가교된 소수성기가 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교된 히드록시알킬알킬 셀룰로오스로 이루어진 군에서 2종 이상 블렌딩된 셀룰로오스 에테르를 포함하는 수성 페인트 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 수성 페인트 조성물에 있어서, 상기 셀룰로오스 에테르 증점제는 수성 페인트 조성물 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 2중량%의 비율로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 수성 페인트용 증점제 조성물을 적용한 수성 페인트 도료는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 도장 작업시, 특히 롤러나 붓질, 스프레이 적용시 작업성을 향상시킨다.

둘째, 저장성, 보수성, 증점효율, 레벨링성 및 색발현과 같은 페인트 물성을 전반적으로 우수하게 개선시킨다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 알데히드 화합물로 가교된 히드록시알킬알킬 셀룰로오스, 알데히드 화합물로 가교된 소수성기가 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교된 히드록시알킬 셀룰로오스로 이루어진 군에서 2종 이상 블렌딩된 셀룰로오스 에테르 증점제를 이용한 수성 페인트 도료를 제공하여, 점도 효율을 개선시킴과 동시에 저장성, 증점효율, 레벨링성, 보수성, 저장성 및 색발현과 같은 페인트 물성을 전반적으로 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명은 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스, 알데히드 화합물로 가교시킨 소수성기기 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스로 이루어진 군에서 2종 이상 블렌딩된 셀룰로오스 에테르 증점제이다.

본 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 에테르를 가교시키는 알데히드 화합물로는 포름알데히드, 아세트알데히드, 글리옥살, 메틸글리옥살, 및 페닐글리옥살로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것이 바람직하며, 상기 알데히드 화합물은 셀룰로오스 에테르 전체 중량에 대하여 0.1 내지 2.5중량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스 에테르에 알데히드 화합물을 가교시킴에 따라 셀룰로오스 에테르를 용해지연시킬 수 있다.

상기 알데히드 화합물이 0.1중량% 미만으로 가교되는 경우는 사용량이 미비하여 수용성 페인트에 투입 시 럼프(lump) 발생으로 사용할 수 없으며 2.5중량%를 초과하여 가교되는 경우 용해지연시간이 지나치게 길어져 점도 발현 속도가 늦어지게 되고 이는 페인트 생산성에 직접적인 문제를 가져올 수 있다.

상기 알데히드 화합물로 가교된 히드록시알킬 셀룰로오스에서, 히드록시알킬 치환도는 45 내지 75%가 바람직하다. 여기서, 치환도는 히드록시알킬 셀룰로오스의 셀룰로오스 1개 유닛(unit)당 결합된 히드록시알킬기의 평균 중량 %를 의미하며 상기 치환도가 45% 미만이 경우 수용액의 내생분해성이 떨어지고, 75%를 초과하는 경우, 생산 효율이 저하되므로 생산하지 않는다. 여기서, 알킬은 메틸, 에틸, 프로필 등이며, 상기 히드록시알킬 셀룰로오스는 히드록시에틸 셀룰로오스인 것이 바람직하다.

상기 알데히드 화합물로 가교된 히드록시알킬알킬 셀룰로오스에서, 히드록시알킬기 치환도는 5 내지 10%이며, 알킬기 치환도는 20 내지 30%가 바람직하다. 여기서, 치환도는 히드록시알킬알킬 셀룰로오스의 셀룰로오스 1개 유닛당 결합된 히드록시알킬기 또는 알킬기의 평균 중량 %를 의미하며, 상기 히드록시알킬기 치환도가 5% 미만이거나 알킬기 치환도가 20% 미만인 경우 물에서의 용해성이 떨어지며, 히드록시알킬기 치환도가 10%를 초과하거나, 알킬기 치환도가 30%를 초과하는 경우 생산효율이 저하되므로 생산하지 않는다. 여기서, 알킬은 메틸, 에틸, 프로필 등이며, 상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스로는 히드록시프로필메틸 셀룰로오스인 것이 바람직하다.

상기 알데히드 화합물로 가교된 소수성기 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스에서, 상기 히드록시알킬기의 치환도는 45 내지 75%이며, 소수성기의 치환도는 0.1 내지 3%인 것이 바람직하다. 여기서 치환도는 소수성기 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스의 셀룰로오스 1개 유닛당 결합된 히드록시알킬기 또는 소수성기의 평균 중량%를 의미하며, 상기 히드록시알킬기 치환도가 45% 미만이고, 소수성기 치환도가 0.1% 미만인 경우 라텍스 입자와의 회합성이 적어 작업성의 개선효과가 미미하며, 히드록시알킬기 치환도가 75%를 초과하고, 소수성기 치환도가 3% 초과하는 경우 생산이 어렵고 생산 효율이 떨어지므로 생산하지 않는다. 여기서, 알킬로는 메틸, 에틸, 프로필 등이며, 상기 소수성기는 긴 사슬 알킬기가 사용되며, 탄소 개수가 4 내지 20인 것이 바람직하다. 탄소 개수가 4미만일 경우 라텍스 입자와의 회합성이 적어 작업성의 개선 효과가 적으며 20개를 초과하는 경우 과도한 회합능력으로 작업성이 떨어지고 페인트 점도가 과도하게 높아질 수 있다.

또한, 상기 셀룰로오스 에테르는 브룩필드 점도계로 20℃ 및 20rpm에서 측정되어 2중량% 수용액 기준으로 1,000 내지 100,000cps의 점도를 갖는 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스 에테르의 점도가 1,000이하의 경우 점도 효율이 낮아 사용량이 많아지는 단점이 있고, 100,000이상의 셀룰로오스 에테르의 경우 생산 효율이 떨어져 생산하지 않는다.

상기 셀룰로오스 에테르 증점제는 히드록시알킬알킬 셀룰로오스와 히드록시알킬 셀룰로오스가 블렌딩되거나 소수성기가 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스와 히드록시알킬 셀룰로오스가 블렌딩되는 것이 보다 더 바람직하며, 이와 같이 블렌딩 되는 경우, 이들의 블렌딩 비율은 중량을 기준으로 50 내지 10 : 50 내지 90인 것이 바람직하다. 소수성기가 치환된 히드록시 알킬 셀룰로오스가 50% 이상으로 사용될 경우 페인트 물성에서 색발현 및 레벨링성이 떨어지는 단점이 있고 히드록시 알킬알킬 셀룰로오스가 50% 이상 사용되었을 때도 마찬가지로 색발현이 떨어질 수 있고 미용해 입자가 많아져 페인트 도막 형성 후 외관에 핀홀이나 럼프등의 현상이 발생할 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 수성 페인트 조성물에 있어서, 증점제로서 알데히드 화합물로 가교된 히드록시알킬알킬 셀룰로오스, 알데히드 화합물로 가교된 소수성기가 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교된 히드록시알킬 셀룰로오스로 이루어진 군에서 2종 이상 블렌딩된 셀룰로오스 에테르 를 포함하는 수성 페인트 조성물이다.

본 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 에테르 증점제는 수성 페인트 조성물에 0.1 내지 2중량%의 비율로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 증점제가 0.1중량%의 미만으로 사용되는 경우 사용량이 미비하여 페인트에서의 도막 형성 및 새그(sag), 보수성 등의 물성을 전혀 얻을 수 없으며, 2중량%를 초과하여 사용되는 경우 높은 점도에 의한 작업성 문제나 투입량이 많아져 가격 문제가 생길 수 있다.

본 구현예에 따른 수성 페인트 조성물에는 증점제 이외에, 물, 안료 및 수용성에 에멀젼 분산제, 소포제 등과 같은 일반적인 첨가제가 이 분야에서 통상적으로 사용되는 바와 같이 사용될 수 있다.

예를 들어, 수성 페인트 조성물에 사용되고 있는 물은 이 분야에서 일반적으로 사용되는 범위 내에서 포함될 수 있으며, 바람직하게는 페인트 조성물 전체 중량에 기초하여 물 25 내지 45중량%이 사용되는 것이다.

또한, 안료로는 이산화티탄과 같은 유색 안료(coloring pigment)가 사용될 수 있으며, 또한 알루미늄 실리케이트, 탄산칼슘, 활석 또는 이들의 조합물과 같은 체질안료(body pigment)를 포함할 수도 있다.

여기서, 안료는 이 분야에서 일반적으로 사용되는 범위 내에서 포함될 수 있으며, 바람직하게는 페인트 조성물 전체 중량에 기초하여 35 내지 55중량%의 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다

또 다른 구성분인 수용성 에멀젼으로는 초산비닐계 에멀젼 또는 아크릴계 에멀젼이 사용될 수 있다.

상기 초산비닐계 에멀젼 또는 아크릴계 에멀젼은 폴리비닐알코올계 물질의 존재하에 초산비닐계 단량체 조성물 또는 아크릴계 단량체 조성물을 각각 수성 매질(예를 들어, 물) 중에서 유화중합시켜 제조될 수 있다.

상기 폴리비닐알코올계 물질은 술폰산 변성 폴리비닐알코올, 카르복실산 변성 폴리비닐알코올 또는 이들의 조합과 같은 음이온 변성 폴리비닐알코올을 포함할 수 있다.

상기 초산비닐계 단량체 조성물은 초산비닐계 단량체를 포함하고 상기 아크릴계 단량체 조성물은 아크릴계 단량체를 포함할 수 있다.

또한, 상기 초산비닐계 단량체 조성물 및 상기 아크릴계 단량체 조성물은 각각 기타 성분을 추가로 포함할 수 있다.

상기 초산비닐계 단량체로는 초산비닐을 포함할 수 있으며, 상기 아크릴계 단량체로는 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 아크릴산알콕시에틸 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

상기 기타 성분은 상기 초산비닐계 단량체 및 상기 아크릴계 단량체와 각각 공중합할 수 있는 단량체(예를 들어, 디비닐벤젠, 디비닐아디페이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트); 수용성 올리고머(예를 들어, 2-메타크릴아미드-2-메틸프로판술폰산 공중합체, 메타크릴산나트륨-4-스티렌설포네이트 공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리(메타)아크릴산염); 중합개시제(예를 들어, 과황산칼륨, 과황산나트륨, 과황산암모늄, 과산화수소); 중합조정제(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 아세톤, 도데실 머캅탄); 유화제(예를 들어, 소듐 라우릴 설페이트) 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.

상기 수용성 에멀젼은 이 분야에서 일반적으로 사용되는 범위 내에서 포함될 수 있으며, 바람직하게는 페인트 조성물 전체 중량에 기초하여 10 내지 20중량%의 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.

상기 분산제로는 소듐 시트레이트, 칼슘 스테아레이트, 아연 스테아레이트, 디스테아릴 디메틸 암모늄 클로라이드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

상기 소포제는 디메틸 폴리실록산, 실리콘, 실리카, 소르비탄 모노스테아레이트, 실리콘 수지, 데카논산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 미네랄 오일, 옥시스테라린 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

상기 방부제로는 메탄티올, 에탄티올, 1-프로판티올, 2-프로판티올, 부탄티올, tert-부틸 머캅탄, 펜탄티올, 코엔자임 A, 글루타티온, 시스테인, 2-머캅토에탄올, 디티오에리쓰리톨, 2-머캅토인돌, 트랜스글루타미나제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

상기 pH 조절제는 암모니아 무수물, 암모늄 포스페이트, 디메틸 에탄올 아민, 포름산, 소듐 바이카보네이트, 탄산수소나트륨, 트리에틸 아민 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

그 외에도 이 분야에 일반적인 첨가제가 이 분야에서 사용되는 일반적인 범위 내에서 사용될 수 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 4

셀룰로오스 에테르 증점제 제조

하기 표 1에 명시된 각각의 셀룰로오스 에테르 중에서 HPMC 50중량% 및 30중량%에 HEC를 각각 50중량% 및 70중량%를 혼합하여 셀룰로오스 에테르 증점제 1 및 2을 제조하였다. 이어서, HMHEC 50중량% 및 30중량%에 HEC를 각각 50중량% 및 70중량%를 혼합하여 셀룰로오스 에테르 증점제 3 및 4를 제조하였다.

	MeO(%)	HPO(%)	HEO(%)	Cetyl(%)	점도(cps)
HPMC	25	7.5	-	-	52,000
HMHEC	-	-	66	0.5	4,100
HEC	-	-	63	-	13,660

HPMC : 히드록시프로필메틸 셀룰로오스

HMHEC : 소수성기(세틸) 치환된 히드록시에틸 셀룰로오스

HEC : 히드록시에틸 셀룰로오스

점도 : 브룩필드 점도계로 20℃ 및 20rpm에서 측정된 2중량% 수용액의 점도를 기준으로 함

수성 페인트 조성물 제조

상기 제조된 셀룰로오스 에테르 증점제를 사용하여, 하기 표 2에 나타낸 성분과 배합비로 혼합하여 수성 페인트 조성물을 제조하였다. 즉, 아크릴계 에멀젼 수지, 유색 백색안료, 체질안료, 물을 결합제로 사용하고 도료의 물성을 향상시키기 위하여 첨가제로서 유화제, 분산제, 소포제, 동결방지제, PH 조절제, 방부제, 도막형성조제, 증점제 등을 첨가하여 수성 페인트 도료를 제조하였다. 하기 표 2에서 각 성분의 함량의 단위는 중량%이다.

수성 페인트 조성물	수성 페인트 조성비(중량%)
물	37
습윤제	0.2
분산제	0.4
소포제	0.2
동결방지제	1.5
이산화티탄(백색안료)	15.1
알루미늄 실리케이트(체질 안료)	7.1
탄산칼슘(체질안료)	14.8
탈크(체질안료)	5.0
방부제	0.2
스티렌-아크릴계 에멀젼	17.1
pH 조절제	0.2
도막형성조제	0.8
셀룰로오스 에테르 증점제	0.4
전체	100

* 습윤제: DOW 에서 판매되는 상품명 CF-10

* 분산제 : Sanocof Co., Ltd사에서 판매되는 상품명 44S

* 소포제 : Sanocof Co., Ltd사에서 판매되는 상품명 SN-1300

* 동결방지제 : 에틸렌글리콜

* 유색안료 : 산화티탄 (TiO₂)

* 체질안료 : 탄산칼슘, 탈크,

* 스티렌 아크릴계 에멀젼(BASF사에서 판매되는 Acronal^®S559)

* 방부제 : Troy chemical corp.사에서 판매되는 Troysan 174

* pH 조절제 : Eastman chemical company사에서 판매되는 AMP-95^®

* 도막형성조제 : Eastman chemical company에서 판매되는 Texanol™

비교예 1 내지 3

상기 실시예와 동일한 방식으로 수성 페인트 조성물을 제조하되, 증점제로서 히드록시프로필메틸 셀룰로오스, 소수성기가 치환된 히드록시에틸 셀룰로오스 및 히드록시에틸 셀룰로오스를 단독으로 사용하여 수성 페인트 조성물을 제조하였다.

평가예

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 수성 페인트 조성물에 대한 하기와 같은 물성 평가 방법을 통해 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

(저장성)

상기 각 수성 페인트 조성물을 상온에서 1개월간 보관한 후 침전물의 발생 정도를 하기와 같이 3등급으로 평가하였다. 침전물의 발생 정도가 작을수록 저장성이 좋은 것을 의미한다.

◎: 우수, ○: 양호, △: 보통

(증점 효율)

동일량의 셀룰로오스 에테르 증점제를 투입하여 얻은 페인트 KU 점도를 의미하며, 상기 값이 높을수록 증점효율이 우수한 것을 의미한다.

(레벨링성)

레벨링 측정장치(Sheen Instruments Limited의 Levelling Measurement)를 사용하여 상기 각 수성 페인트 조성물의 퍼짐성을 하기와 같이 3등급으로 평가하였다. 퍼짐성이 클수록 레벨링성이 좋은 것을 의미한다.

◎: 우수, ○: 양호, △: 보통

(작업성)

상기 각 수성 페인트 조성물을 수성 롤러(장인브러쉬의 수성롤라)를 사용하여 슬레이트 하지(벽산슬레이트) 위에 도포하였다. 이러한 도포 작업중, 상기 각 수성 페인트 조성물이 주변으로 튀는 정도를 육안으로 관찰하여 작업성을 하기와 같이 3등급으로 평가하였다. 상기 각 수성 페인트 조성물이 주변으로 잘 튀지 않을수록 작업성이 좋은 것을 의미한다.

◎: 우수, ○: 양호, △: 보통

(보수성)

유리판 위에 지름 100mm, 높이 10mm인 링 하단부에 5A필터(제조사 : Toyo RoshiKaisha, Ltd) 1장을 깐 다음, 상기 링에 충분히 혼련된 페이스트를 채운 후 30분 후에 5A 필터(필터 사이즈 : 직경 150mm)에 물이 흡수되어 퍼져 나간 직경을 측정하여 보수성을 평가하였다.

보수성 계산식은 다음과 같다.

"보수성(%)=(1-((30분 경과후 필터페이퍼가 젖은 직경(mm)-100)/100))*100"

(색발현)

색발현은 백색 페인트를 만든 후 동일량의 유색 안료를 투입하여 증점제의 차이에 따라 발현되는 색의 정도를 비교하는 실험으로 표 2의 페인트 배합을 이용하여 제조한 백색 페인트에 5%의 유색안료를 첨가하여 균일하게 교반 한 후 100 마이크론의 도막을 필름 어플리케이터(film applicator)를 이용하여 은폐지 위에 형성시킨다. 도막을 40시간 이상 건조 시켜 시편을 준비한 후 색차계(colorimeter)를 이용하여 기준이 되는 스탠다드 대비 색차이를 기록한다.

◎: 우수, ○: 양호, △: 보통

	셀룰로오스 에테르		저장성	증점 효율	레벨링성	작업성	보수성 (%)	색발현
	HPEC/HMHEC	HEC
실시예 1	HPEC 50%	HEC 50%	◎	105	△	○	90	○
실시예 2	HPEC 30%	HEC 70%	○	99	○	◎	87	◎
실시예 3	HMHEC 50%	HEC 50%	○	104	○	○	90	○
실시예 4	HMHEC 30%	HEC 70%	○	101	○	○	88	◎
비교예 1	HPMC 100%	-	◎	110	△	△	95	△
비교예 2	-	HEC 100%	○	102	○	○	88	◎
비교예 3	HMHEC 100%	-	△	95	◎	◎	84	◎

비교예 1 내지 3에서 제조된 수성 페인트 조성물의 경우, 셀룰로오스 에테르 증점제를 단독으로 사용하였기 때문에, 전반적인 물성이 우수하다기 보다는 특정 물성만이 우수하고, 우수한 물성에 비해 다른 물성은 나쁜 경향이 이었지만, 셀룰로오스 에테르 증점제를 2종 블렌딩하여 사용한 실시예 1 내지 4의 경우 저장성, 증점효율, 레벨링성, 작업성, 보수성, 색발현 등 전반적인 물성에서 대체적으로 우수한 것으로 나타났다.

본 발명은 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

1. 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스가 블랜딩된 셀룰로오스 에테르; 또는
   알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교시킨 소수성기가 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스가 블랜딩된 셀룰로오스 에테르;를 포함하고,
   상기 블랜딩 비율은 각각 중량을 기준으로 5:5 내지 7:3이며,
   상기 히드록시알킬 셀룰로오스는 히드록시알킬기 치환도가 45 내지 75%인 히드록시에틸 셀룰로오스이고,
   상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스는 알킬기 치환도가 20 내지 30%이며, 히드록시알킬기 치환도가 5 내지 10%인 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 또는 히드록시에틸메틸 셀룰로오스이고,
   상기 소수성기가 치환된 히드록시알킬 셀룰로오스는 히드록시알킬기 치환도가 45 내지 75%이며, 소수성기의 치환도가 0.1 내지 3%인 소수성기 치환된 히드록시에틸 셀룰로오스인 것인 수성 페인트용 증점제.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 셀룰로오스 에테르는 브룩필드 점도계로 20℃ 및 20rpm에서 측정되어 2중량% 수용액 기준으로 1,000 내지 100,000cps의 점도를 갖는 것인 수성 페인트용 증점제.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 1에 따른 수성 페인트용 증점제를 포함하는 수성 페인트 조성물.
9. 제8항에 있어서,
   상기 수성 페인트용 증점제는 수성 페인트 조성물 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 2중량%를 포함하는 수성 페인트 조성물.