KR100678792B1

KR100678792B1 - 분체 도료 조성물

Info

Publication number: KR100678792B1
Application number: KR1020017011107A
Authority: KR
Inventors: 코르디너앤드류조오지
Original assignee: 인터내셔널 페인트 리미티드
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2007-02-05
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: ZA200107137B; PT1161500E; JP2002538282A; GB0124319D0; AU778260B2; NO20014365L; CA2367249A1; DE60017718T2; CN1262612C; TW526248B; WO2000053684A1; EP1161500B1; GB2363610B; ATE287931T1; CN1350567A; EP1161500A1; MY123549A; ES2237409T3; CZ20013249A3; BR0009264A

Abstract

본 발명은 분체 입자가 복합 입자들로 함께 융합 또는 결합된 개개의 미립자 성분들의 집괴체인 분체 도료 조성물을 제공하며, 여기서 상기한 개개의 미립자 성분들은 30㎛ 이하의 Dv.99를 갖는 착색 필름 형성 베이스 성분들과, 적어도 1종의 성분이 착색 성분들을 함께 취한 것의 Dv.99 보다 더 높으며 20㎛ 이상인 Dv.99를 갖는 1종 또는 그 이상의 비착색 필름 형성 성분을 포함하고, 조성물 중의 착색 필름 형성 베이스 성분 대 비착색 필름 형성 성분의 비율이 중량비로 1:99∼60:40의 범위이다. 큰 크기의 비착색 성분량을 최대화하면 비용 측면에서 이점이 있으며, 본 발명은 일련의 착색 분체 도료 조성물의 신속하고도 융통성있는 제조를 가능케 한다.

분체 도료 조성물

Description

분체 도료 조성물{POWDER COATING COMPOSITIONS}

본 발명은 분체 도료 조성물 및 그 용도에 관한 것이다.

일반적으로, 분체 도료 조성물은 통상적으로 안료와 같은 1종 또는 그 이상의 착색제를 포함하는 고체 필름 형성 수지로 구성되며, 선택적으로는 1종 또는 그 이상의 기능성(performance) 첨가제를 포함할 수도 있다. 통상적으로, 이러한 분체 도료 조성물은, 예컨대, 필름 형성 중합체 및 상응하는 경화제(그 자신이 다른 필름 형성 중합체일 수 있음)가 혼입되어 있는 열경화성이다.

일반적으로, 이 조성물은 필름 형성 중합체(들)의 연화상 이상이고 중대한 사전 반응이 일어나게 되는 온도 미만의 온도에서, 예컨대, 압출기 내에서 구성 성분들(임의의 착색제 및 기능성 첨가제를 포함)을 철저히 혼합하는 것에 제조된다. 통상적으로, 이 압출물은 평평한 시트로 롤러 압착되고, 예컨대, 원하는 입자 크기로 연마하는 것에 의해 분체화(미분화)된다. 대부분의 상업적인 정전 분무 장치에 요구되는 크기 분포는 15∼75 미크론 범위 내에서 Dv.50인 120 미크론 이하, 흔히 10∼120 미크론 사이, 바람직하게는 25∼50 미크론, 또는 더욱 특별하게는 20∼45 미크론이다.

최근의 분체 도료 제조 방법은 다양한 색상의 일련의 완전 광택성 도료를 상 업적으로 제공 가능케 하고 있다. 그러나, 감소된 광택성(reduced-gloss) 상도(上塗:finish)로서 유용한 일련의 제품은 제한되어 있다.

어떤 다른 낮은 수준으로의 광택성 감소, 예컨대, 공단(satin) 광택(55-65% 광택) 또는 무광택(matt)(∠30% 광택)은 현미경적 수준의 표면 거칠기를 창출시키는 것에 의하여 달성될 수 있다. 이것은 비상용성(incompatibility)을 초래하는 성분 또는 비상용성 성분을 사용하는 것에 의해 달성될 수 있다. 예컨대, 아크릴 성분과 폴리에스테르, 에폭시, 폴리에스테르-에폭시 또는 폴리우레탄 성분은 비상용성이며, 단일(안정한)상을 형성하도록 혼할될 수 없다. 또한, 필름 형성 과정에 있어서의 비상용성은 초기에는 혼합 가능(상용성)하나 경화 중에 비상용성이 되는 성분을 사용하는 것에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 예컨대, 유사한 화학적 특성과 대략 동일한 겔화 시간을 갖는 2종의 계(system)는 상용성이나, 상이한 겔화 시간을 갖는 성분들은 초기에는 상용성이나 경화(그리고, 분자량 증대)가 진행됨에 따라 비상용성이 된다. 따라서, 광택 감소제는 필름을 경화시키기 위하여 사용되는 주촉매 보다 더욱 빠른 겔화 시간을 나타내는 제2 촉매를 포함한다. 선택적으로는, 예컨대, 상이한 기능성을 갖는 폴리에스테르들을 이용하여 미분화(micronising) 단계 후에 혼합하거나, 또는 더욱 통상적으로는, 이 성분들을 미분화 전에 혼합하는 것에 의해서 산 기능성 폴리에스테르를 이용한 빠른 겔화(반응) 분체 및 느린 겔화 분체를 제조할 수가 있다; 이 성분들은 동일한 색상 및 입자 크기를 갖고 있어야 한다. 그러나, 감소 광택 도료 조성물을 소량 뱃치(small batch)로 생산하는 것은 비경제적이다. 다른 방법은 Tiger사로 부터 구매 가능한, 미분화 단계 후에 혼합되 는 '광택 킬러(gloss killer)'라 불리워지는 제품을 이용하는 것이다. 그러나, 투명한(비착색) 분체 도료인 이 제품은, 필름 중의 투명한 광택 킬러 분체 입자에 의하여 생성되는 반짝임(sparkle)에 의해 광택 킬러의 존재가 탐지될 수 있으므로, 종래의 착색 분체 도료에 제한된 양으로만 첨가될 수 있다. 따라서, 이 제품은 몇 퍼센트 정도의 광택성 저하 조절에만 제한적으로 사용될 수 있다.

따라서, 전술한 바와 같은 문제점들을 회피할 수가 있는 광범위한 광택 감소 상도용 분체 도료 조성물에 대한 필요성이 존재한다.

또한, 고객에 대한 신속한 배송도 중요한 고려 사항이나, 종래의 분체 도료 제조 방법은 개별적 공정으로서의 사전 혼합, 압출 및 밀링에 의존하고 있어서, 정비 시간이 장기화되고, 또한 제품의 소량 뱃치 생산은 경제적이 아니다. 대량의 제품을 비축하는 것은 신속한 배송 문제를 해소하나, 매우 유연하지 못한 접근 방법임과 아울러, 비용 효율적이지 못하다.

EP 372860 A는 기재(substrate)에 도포되는 혼합 색상이 균질한 외관을 갖는 충분히 작은 입자 크기(∠20㎛ 크기 및, 유리하게는 ∠10㎛ 크기)가 사용되는 분체 도료의 색상 혼합 방법을 기재하고 있다. 기재에 대한 도포에 앞서, 상기한 혼합물은 일반적으로 상기한 작은 크기의 입자들을, 예컨대, 기계적 융합(mechanofusion)에 의해 응집성 매스로부터 통상적인 수단에 의해 도포될 수 있는 자유 유동성 및 유동화 가능한 분체로 변환시켜 복합 입자로 융합 또는 결합되게 하는 집괴(集塊: agglomeration) 공정 처리된다.

따라서, 통상적으로 종래의 용융 압출 단계에 의해 일련의 기본적인 착색 분 체 도료 조성물이 생산되며, 이 생성물은 뚜렷이 작은 입자 크기로 분쇄된다. 이어서, 이들 착색된 분체 베이스를 원하는 비율로 혼합하여 집괴하는 것에 의하여 일련의 다른 색상을 산출할 수가 있다. 이것은 요구에 따라 원하는 농담 색조를 용이하게 생산하도록 혼합 및 집괴시킬 수가 있는 비교적 소수의 기본 착색 분체 베이스만의 비축을 가능케하며, 소량 생산을 상업적으로 수행가능하게 해 준다.

일련의 상이한 광택 감소 및 다른 심미적 효과를 갖는 일련의 착색 분체 도료에 대한 융통성있는 생산을 위한 상기한 집괴 기술의 확대 응용 사항이 EP 539385 A에 기재되어 있다.

광택성 감소는, 예컨대, 평균 입자 크기 ＜5㎛의 비착색 비상용성 입자, 또는 주요 필름 형성 성분과 상이한 기능성을 갖는 중합체로서의 평균 입자 크기 ＜20㎛의 초기 상용성인 입자를 첨가하는 것에 의해 달성될 수 있다. 광택 감소제의 양은, 비록 40중량% 이하의 양이 개시(開示)되어 있기는 하지만, 예컨대, 5 또는 10중량%이다.

발명의 요약

본 발명은 분체 입자가 복합(composite) 입자들로 함께 융합(fuse) 또는 결합(bond)된 개개의 미립자(particulate) 성분들의 집괴체(agglomerate)인 분체 도료 조성물(powder coating composition)을 제공하며,

여기서 상기한 개개의 미립자 성분들은

(1) 30㎛ 이하의 Dv.99를 갖는 1종 또는 그 이상의 착색 필름 형성 베이스 성분(coloured film-forming base component)과,

(2) 1종 또는 그 이상의 비착색 필름 형성 성분(uncoloured film-forming component)을 포함하고,

여기서 적어도 1종의 성분(2a)이 (i) 20㎛ 이상의 Dv.99를 가지며 (ii) 성분(1), 또는 이러한 성분들이 1종 이상 존재하는 경우에는, 함께 취(取)한 이들 성분보다 더 높은 Dv.99 또는 더 높은 Dv.50을 가지며,

상기한 조성물 중의 착색 필름 형성 베이스 성분 대 비착색 필름 형성 성분의 비율이 중량비로 1:99∼60:40의 범위이다.

종래의 기술로부터 이해되는 것으로서, 부피 백분률 Dv.x는 언급된 입자 크기(D)에 대한 그 언급된 입자 크기 미만으로 존재하는 입자의 총부피 퍼센트(x)를 나타내며; 총부피 퍼센트(100-x)는 언급된 입자 크기 또는 그 이상의 크기를 갖는 입자가 존재하는 퍼센트이다. 따라서, 예컨대, Dv.50은 시료의 평균 입자 크기이며, 입자 크기 분포 그래프 상에서의 Dv.99는 그 입자 크기 미만인 곡선 아래의 면적이 입자의 99부피%를 나타내게 되는, 입자 크기축을 따라 읽혀지는 곡선 상의 점이다. 따라서, Dv.99=30㎛라는 것은 입자의 99%가 30㎛ 미만(그러나, 29㎛ 미만은 아니다)이라는 것을 나타낸다(의문의 여지를 없애기 위하여, 본 명세서 중에서 인용되는 모든 입자 크기는 부피%임을 유의하여야 한다). 부피 백분률은 레이저 회절 기술을 이용하여, 예컨대, Malvern Mastersizer로 측정될 수 있다.

놀랍게도, 착색된 베이스 성분 보다 상당히 더 큰 입자 크기를 갖는 비착색 성분(Dv.99로 판단하든 Dv.50으로 판단하든지 간에)을 고비율로 사용하는 경우에 있어서 조차, 상기한 더 큰 크기의 성분 입자들이 육안으로 식별되지 않으므로, 상기한 조성물은 단일한 색상의 외관을 나타낸다.

착색 베이스 성분은 착색 물질 및 필름 형성 중합체를 포함한다. 따라서, 예컨대, 통상적인 분체 도료 첨가제를 포함하나 특정한(감소된) 입자 크기를 갖는 분체 도료 조성물로 구성될 수 있음은 당연하다. 통상적으로, 상기한 조성물은 적어도 2종의 착색된 베이스 성분이 존재할 수 있으며, 각각은 30㎛ 이하의 Dv.99를 가진다.

또한, 비착색 필름 형성 성분은 통상적으로 당연히 분체 도료 조성물이지만, 특정한 입자 크기를 갖는다; 착색 필름 형성 베이스 성분 보다 더 높은 Dv.99 및/또는 더 높은 Dv.50을 갖는 적어도 1종의 비착색 필름 형성 성분이어야 할 것이다(통상적으로, 다른 것보다 더 높은 Dv.99를 갖는 성분은 더 높은 Dv.50을 갖거나 또는 그 역일 것이다). 통상적으로는, 30㎛ 이하의 Dv.99를 각각 갖는 2종 또는 그 이상의 착색 필름 형성 베이스 성분과, 함께 취(取)한 이들 착색 필름 형성 베이스 성분의 Dv.99 보다 더 높으며 20㎛ 이상의 Dv.99를 갖는(또는 함께 취한 이들 착색 필름 형성 베이스 성분의 Dv.50 보다 더 높은 Dv.50 및 Dv.99＞20㎛를 갖는) 적어도 1종의 비착색 필름 형성 성분이 존재한다. 비착색 필름 형성 성분이 각각의 착색 필름 형성 베이스 성분보다 더 높은 Dv.99(또는 더 높은 Dv.50)을 갖는 것이 매우 흔하다. 바람직하게는, 비착색 필름 형성 성분이 적어도 40㎛, 예컨대, 적어도 50㎛, 또는 55㎛ 이상, 예컨대, 50∼65㎛ 범위의 Dv.99를 가진다. 바람직하게는, 75㎛ 이하의 Dv.90을 갖는 것이며, 유리하게는 적어도 8㎛, 특히 12∼30㎛ 범위의 Dv.50을 갖는 것이다. 이러한 비착색 필름 형성 성분들은 작은 크기의 착색 성분들에 비하여 낮은 제조 비용이 든다는 장점을 가지며 이들을 이용하면 조성물 중의 중합체/안료 비율을 용이하게 조절할 수가 있다.

또한, 본 발명은 수 많은 상이한 상도를 위한 분체 도료 제조를 위해 분체 도료 조성물로 집괴(agglomerate)되는 하기의 별개의 성분들을 포함하는 키트(kit)를 제공한다:

ㆍ 각각 30㎛ 이하의 Dv.99를 갖는 다수의 착색 필름 형성 베이스 성분들과,

ㆍ 적어도 1종이 상기한 착색 필름 형성 성분들의 각각 보다 더 높은 Dv.99 또는 Dv.50을 가지며, Dv.99가 20㎛ 이상, 바람직하게는 40㎛ 이상이고 바람직하게는 90㎛ 이하인 1종 또는 그 이상의 비착색 필름 형성 성분들.

이러한 키트는 일련의 착색 분체 도료 조성물의 신속하고 융통성있는 제조를 가능케하며, 광택 감소 상도는 착색 베이스 성분과 비상용성이거나 필름 형성 중에 비상용성으로 되는 비착색 성분을 사용하는 것에 의해서 제조된다.

또한, 본 발명은 특정한 비율의 위에서 특정된 개개의 미립자 성분들의 비집괴(non-agglomerated) 혼합물을 포함하는 분체 도료 조성물을 제공한다.

상기한 개개의 미립자 성분들은, 예컨대,

(1) 각각 30㎛ 이하의 Dv.99를 가지며, 전체 필름 형성 성분들에 대하여 1 내지 60 중량%의 1종 또는 그 이상, 바람직하게는 2종 또는 그 이상의 착색 필름 형성 베이스 성분(coloured film-forming base components)과,

(2)(a) 각각 20㎛ 이상의 Dv.99를 가지며 상기한 착색 필름 형성 베이스 성분(1), 또는 이러한 성분이 1종 이상 존재하는 경우에는 함께 취(取)한 이들 성분보다 더 높은 Dv.99(또는, 더 높은 Dv.50)을 가지며, 전체 필름 형성 성분들에 대하여 10 내지 99중량%의 1종 또는 그 이상의 비착색 필름 형성 성분(uncoloured film-forming components)과, 원한다면,

(b) 전체 필름 형성 성분들에 대하여 30중량% 이하의 1종 또는 그 이상의 다른 비착색 필름 형성 성분을 포함한다.

1종의 비착색 필름 형성 성분(2a)이 존재하는 경우, 이것은 90㎛ 이하의 Dv.99를 갖는 것이 바람직하며, 2종 또는 그 이상의 비착색 필름 형성 성분(2a)들이 존재하는 경우, 바람직하게는 이러한 성분들의 적어도 1종, 그리고 흔히는 모두가 90㎛ 이하의 Dv.99를 갖는 것이 바람직하다.

더욱 특별하게는, 본 발명은 특정한 외관 또는 기능적 특성을 갖는 도료를 제공하기에 적합한 분체 도료 조성물을 제공하며, 복합 입자 중의 개개의 입자들이 기재에 대한 도포와 관련하여 기계적 및/또는 정전력 하에 부서지는 일 없이 복합 입자들이 공기 유동화 가능하여 정전 분무에 의해 기재 상에 도포될 수 있도록 하는 바와 같이, 개개의 미립자 성분들의 복합 입자로의 상호 융합 또는 결합에 의한 집괴에 의해 복합 입자를 형성시키는 것으로 구성되고, 여기서, 상기한 개개의 미립자 성분들은

(1) 각각 30㎛ 이하의 Dv.99를 갖는 1종 또는 그 이상, 바람직하게는 2종 또는 그 이상의 착색 필름 형성 베이스 성분과,

(2)(a) 각각 20㎛ 이상의 Dv.99를 가지며 상기한 착색 필름 형성 베이스 성분(1), 또는 이러한 성분이 1종 이상 존재하는 경우에는 이들을 함께 취(取)한 것보다 더 높은 Dv.99 또는 Dv.50을 갖는 1종 또는 그 이상의 비착색 필름 형성 성분과, 원한다면,

(b) 1종 또는 그 이상의 다른 비착색 필름 형성 성분을 포함하며,

상기한 조성물 중의 착색 필름 형성 베이스 성분 대 비착색 필름 형성 성분의 비율이 중량비로 1:99∼60:40의 범위이고,

각각의 필름 형성 성분의 각각의 입자는 적어도 일부가 필름 형성 수지인 고체 중합성 결합계(solid polymeric binder system)로 구성되며, 조성물 중의 상기한 수지는 상기한 조성물에 필름 형성 특성을 부여하기에 충분한 양으로 존재한다.

상기한 조성물 중의 착색 필름 형성 성분 대 비착색 필름 형성 성분의 비율은 1:99로부터, 예컨대, 2:98로부터, 바람직하게는 5:95로부터, 60:40까지, 예컨대, 50:50 이하, 유리하게는 40:60 이하, 그리고 바람직하게는 30:70 이하인 것을 특별히 언급하여 둔다.

비착색 필름 형성 성분(2a)의 최소량은 착색 필름 형성 베이스 성분(1) 대 비착색 필름 형성 성분(2a)의 비율이 5:2인 것에 해당하는 양이 유리하다. 바람직하게는, 비착색 필름 형성 성분(2a)의 중량이 적어도 착색 필름 형성 성분(1)의 중량이며, 바람직하게는 비착색 필름 형성 성분(2a)의 중량이 적어도 다른 비착색 필름 형성 성분(1)의 중량이다. 바람직하게는, 비착색 필름 형성 성분(2a)의 중량이 적어도 다른 필름 형성 성분(1) 및 (2b)를 합한 양이다.

일구체예에 있어서는, 비착색 필름 형성 성분(2a)가 20㎛ 이상이고 40㎛ 이하인 Dv.99를 가지며, 조성물 중의 착색 필름 형성 베이스 성분 대 비착색 필름 형성 성분의 비율이 중량비로 1:99∼30:70의 범위, 예컨대, 2:98∼30:70의 범위이다.

다른 일구체예에 있어서는, 비착색 필름 형성 성분이 40㎛ 이상이고 바람직하게는 90㎛ 이하인 Dv.99를 가지며, 조성물 중의 착색 필름 형성 베이스 성분 대 비착색 필름 형성 성분의 비율이 중량비로 1:99∼30:70의 범위, 예컨대, 2:98∼ 30:70의 범위이다.

따라서, 착색 필름 형성 베이스 성분(1)은 전체 필름 형성 성분 중량에 대하여, 예컨대, 적어도 2%, 예컨대, 적어도 5%, 예컨대, 50% 이하, 유리하게는 40% 이하이며, 바람직하게는 30% 이하이다. 착색 필름 형성 베이스 성분의 함량은 전체 필름 형성 성분 중량에 대하여, 20% 이하, 예컨대, 10 내지 20%를 특히 언급해 둔다.

비착색 필름 형성 성분(2)은 전체 필름 형성 성분 중량에 대하여, 예컨대, 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 20%, 더욱 바람직하게는 적어도 30%, 특별하게는 적어도 40%, 더욱 특별하게는 적어도 50%, 유리하게는 적어도 60%, 예컨대 적어도 70%이며, 예컨대 95% 이하이다. 비착색 필름 형성 성분의 함량은 전체 필름 형성 성분 중량에 대하여, 90% 이하, 예컨대, 80 내지 90%를 특히 언급해 둔다.

비착색 필름 형성 성분(2a)은 전체 필름 형성 성분 중량에 대하여, 예컨대, 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 20%, 더욱 바람직하게는 적어도 30%, 특별하게는 적어도 40%, 더욱 특별하게는 적어도 50%, 유리하게는 적어도 60%, 예컨대 적어도 70%이며, 예컨대 95% 이하이다.

또한, 상기한 조성물이 집괴체 중의 미립자 성분으로서 다른 비착색 필름 형성 성분(성분(2b))을 포함하는 경우, 예컨대, (i) ≤20㎛인 Dv.99와, (ii) 착색 필름 형성 성분 또는 조성물 중의 모든 착색 필름 형성 성분들을 함께 취한 것의 Dv.99(또는 각기 Dv.50) 보다 더 높지 않은 Dv.99(또는 Dv.50)를 갖는 성분(2b)이 모든 필름 형성 성분의 합한 양으로 환산하여 30중량% 이하로 존재할 수 있다. 전체 필름 형성 성분 중량으로 환산하여, 비착색 필름 형성 성분(2b)의 함량은 15% 중량 이하, 예컨대, 10% 중량 또는 그 미만을 특히 언급해 둔다.

EP 372860 A 및 EP 539385 A에 기재된 집괴된 착색 분체 도료 조성물과 비교하여, 본 발명의 조성물은 높은 비율의 비착색 필름 형성 성분을 포함하며, 개개의 착색 성분은 상당히 높은 함량의 안료를 필연적으로 포함하고 있다. 더욱이, 놀랍게도 시각적 균질성에 영향을 미치는 일 없이, 성분(2a) 중의 비착색 입자들의 입자 크기가 착색 베이스 성분의 입자 크기 보다 상당히 더 클 수 있다. 따라서, EP 372860 A 및 EP 539385 A에서의 제안과는 반대로 그리고 예상과는 달리, 예컨대, Dv.99＞40㎛인 비착색 성분을 상당량 함유하는 분체는 착색 입자와 비착색 입자 사이의 차이점이 인간의 나안에 의해서는 식별할 수 없는 분체 도장 필름의 산출에 이용될 수 있다. 더 큰 크기의 비착색 성분의 수준을 최대화하는 것은 비용상 이점을 제공할 것이다.

원한다면, 상기한 조성물은 착색 필름 형성 베이스 성분(1) 및 비착색 필름 형성 성분(2a)과 선택적으로 (2b) 뿐만 아니라, 집괴체 중의 미립자 성분으로서 1 종 또는 그 이상의 비필름 형성 성분, 예컨대, 조직감 부여제(texturing agent), 금속 또는 운모 안료, 또는 비필름 형성 기능성 부여 성분을 포함할 수 있다. 원한다면, 비필름 형성 성분은 필름 형성 성분, 예컨대, 비착색 필름 형성 성분과 사전 혼합하여, 나머지 성분들과의 혼합에 앞서 마스터뱃치를 형성시킨 다음, 집괴화할 수 있다. 선택적으로는, 예컨대, 비필름 형성 첨가제를 압출기 중에서 비착색 필름 형성 조성물과 혼합한 다음, 입자 크기에 따라 비착색 필름 형성 성분(2a) 또는 (2b)를 산출하도록 미분화할 수 있으며, 이것은 원하는 심미적 또는 기능성 첨가제를 또한 포함한다.

집괴체 중에서의 포접을 위한 필름 형성 미립자 성분은 그 자신이 집괴체 형태일 수 있다. 통상적으로, 이러한 성분은 비필름 형성 성분, 예컨대, 조직감 부여제나 금속 또는 운모 안료와 비착색 필름 형성 성분의 집괴에 의해 형성될 수 있다.

조성물의 각각의 필름 형성 성분은 적어도 하나의 고체 필름 형성 수지를 포함하며 그에 필요한 임의의 경화제를 포함하고, 통상적으로 압출 공정 및 필요한 입자 크기로 분쇄하여 형성된다. 필름 형성 성분이 착색되어 있는 경우, 그 착색제 또는 착색제들(안료 및/또는 염료)은 일반적으로 임의의 경화제가 더해진 필름 형성 수지로 압출되며, 그리하여 그로부터 형성되는 입자들이 필름 형성 수지, 착색제 및, 적용가능한 경우, 경화제를 포함한다.

예컨대, 공단 광택(55-65% 광택) 또는 무광택(＜30% 광택) 또는 어떤 다른 수준으로의 광택 감소는 비상용성 성분 또는 비상용성을 초래하는 성분을 이용하는 현미경적 척도의 거칠기를 갖는 표면을 만드는 것에 의해 달성될 수 있다. 유사한 화학적 특성을 가지나 상이한 겔화 시간을 갖는 필름 형성 성분들은 필름 형성 중에 비상용성을 제공하며, 광택 감소는 이러한 수단에 의해 달성될 수 있다. 통상적으로, 2종의 (또는 그 이상의) 필름 형성 베이스 성분은 상호 상용성이나, 비상용성인 비착색 필름 형성 성분이 존재할 수도 있다. 예컨대, 착색 필름 형성 베이스 성분과는 상이한 기능성을 갖거나, 선택적으로는 상이한 촉매(양자가 상이한 겔화 시간을 갖도록 하는)를 포함하는 비착색 필름 형성 성분일 수 있다. 예컨대, 착색 및 비착색 성분들은 상이한 기능성을 갖는 폴리에스테르계일 수 있다. 이소시아네이트(전형적으로는, 이소페론 디이소시아네이트)로 경화되는 하이드록시-기능성 폴리에스테르를 이용하는 폴리우레탄계에 대해서는, 라디칼적으로 상이한 기능성을 갖는 하이드록시-기능성 폴리에스테르들, 예컨대, 비착색 성분에 대한 기능성 7인 하이드록시-기능성 폴리에스테르와 착색 베이스 성분에 대해 사용되는 기능성 2인 것이 사용될 수 있다. 다른 가능성으로서는, 그 자체 상호 비상용성인 중합성 물질, 예컨대, 폴리에스테르 및 아크릴 중합체를 사용할 수 있다.

일반적으로 동일 크기 분체의 50:50 비융합 혼합물 사용하는 통상적인 종래의 기술에 따른 광택 감소 방법과는 대조적으로, 융합 또는 결합된 본 발명의 조성물을 이용하면, 상당히 상이한 비율의 광택 감소 첨가제를 이용하여 양호한 광택 감소를 이룰 수가 있다. 또한, 집괴물은 건식 혼합 생성물로서의 고체 상태에서 입자 분리가 일어나지 않으므로, 이송 및 분무 후에 있어서도 생성물이 균일성을 나타낸다.

따라서, 비착색 성분은 상이한 상도를 산출하는 제품 범위를 확대하도록 사용될 수 있다. 또한, 상이한 화학종을 이용하는 것에 의해, 상이한 기능적 특성을 나타내도록 사용될 수 있다. 상이한 화학적 특성은, 예컨대, 상이한 필름 형성 중합체들, 예컨대, 폴리에스테르 및 아크릴 또는 폴리에스테르 및 에폭시를 사용하는 것에 의해 생겨날 수 있으나, 상이한 경화제들, 예컨대, 일 성분에 있어 에폭시 경화제 및 폴리에스테르, 그리고 다른 성분에 있어 PRIMID와 같은 비스(베타-하이드록시알킬아미드) 경화제 및 폴리에스테르를 사용하는 것에 의해서도 생겨날 수 있다.

이 외에, 또는 선택적으로, 본 발명의 조성물의 비착색 필름 형성 성분은 착색 필름 형성 베이스 성분과 사용성일 수 있다. 통상적으로, 모든 착색 필름 형성 베이스 성분은 상호 상용성이다.

본 발명의 키트의 비착색 필름 형성 성분은 특정한 입자 크기로 제조된 비착색 도료 조성물 또는 사용 직전에 크기를 감소시킨 종래의 크기를 갖는 것일 수 있다. 유리하게는, 임의의 특정한 필름 형성 화학종(예컨대, 산 기능성 폴리에스테르, 하이드록시 기능성 폴리에스테르)에 대하여, 본 발명의 키트는 그 화학종의 모든 분체 도료 조성물에 적절한 "만능적인(universal)" 광택 감소 성분을 포함한다. 본 발명은 비용을 저감시키는 장점을 가짐과 아울러, 비축 수준 및 제조 설비능을 감소시킬 수 있는 장점을 가진다.

함께 취한 착색 필름 형성 베이스 성분들은 이들 성분의 전체 중량으로 환산하여, 적어도 5%, 예컨대 적어도 10%, 그리고 일반적으로 70% 또는 75% 이하, 예컨 대, 60% 이하, 예컨대 20 내지 40%의 안료를 포함하는 것이 유리하다. 유리하게는, 각각이 그 성분의 중량으로 환산하여 적어도 8중량%의 안료를 포함한다. 키트 중의 착색 필름 형성 베이스 성분 수는, 예컨대, 적어도 7, 예컨대 7 내지 30의 범위일 수 있다.

착색 베이스 성분 중에 사용될 수 있는 안료의 예로서는, 예컨대, 티타늄 디옥사이드 화이트, 적황색 아이런 옥사이드, 크롬 안료 및 카본 블랙과 같은 무기 안료 및, 예컨대, 프탈로시아닌, 아조, 안트라퀴논, 티오인디고, 이소디벤즈안트론, 트리펜디옥산 및 퀴나크리돈 염료, 건염 염료 안료 및, 산성, 염기성 및 매염성 염료 안료와 같은 유기 안료를 들 수 있다. 염료는 안료 대신에 또는 안료와 함께 사용될 수 있다. 도료 조성물의 각각의 착색 베이스 성분은 단일의 착색제(안료 및 염료)를 포함하거나 또는 하나 이상의 착색제를 포함할 수 있다. 적절할 경우, 불투명성을 높이면서 비용을 최소화하기 위하여 충진제를 사용할 수도 있다.

선택적으로는, 추가적인 안료를 집괴에 앞서 별개의 성분으로서 첨가할 수 있으며, 특히 상기한 안료가 혼합되는 착색 필름 형성 베이스 성분과 색상에 있어 가까운 것인 경우에 그러하다. 이러한 방식으로 첨가되는 임의의 안료는 조성물 전 중량에 대하여 5% 이하의 양도 가능하기는 하지만 일반적으로는 3% 이하, 바람직하게는 1% 이하가 될 것이다. 따라서, 예컨대, 3중량% 이하의 양, 더욱 특별하게는 1중량% 이하의 양의 안료가 작은 색상 영역을 온통 그 성분의 색상으로 변화시키기 위해 사용될 수 있으며, 이것은 뱃치의 색상을 내거나 또는 색상 보정을 위해 사용된다.

바람직하게는, 조성물 중의 안료 총중량은 적어도 0.5%, 더욱 특별하게는 적어도 5%이며, 비록 50% 이하의 양도 잠재적으로 가능하기는 하나, 바람직하게는 30% 이하이다.

1종 또는 그 이상의 다른 별개의 성분(3)도 존재할 수 있다. 다른 선택적 성분으로서는, 예컨대, EP 539385 A에 언급되어 있는 기능성 및 심미적 첨가제들을 들 수 있다. 이들 성분은, 원한다면, 다른 성분, 예컨대, 비착색 필름 형성 성분과 사전 혼합될 수 있으며, 최종 집괴에 앞서 별개의 성분들로서의 나머지 성분들, 예컨대, (2a) 및 (3)과 혼합될 수 있다. 선택적으로, 상기한 첨가제들은 흔히 그 자신이 당연히 분체 도료 조성물로서 구성되는 비착색 필름 형성 중합체와의 마스터뱃치 중에 혼합될 수 있으며, 상기한 마스터뱃치는, 예컨대, 중합체 및 첨가제의 공압출에 의해서, 이어서 비착색 필름 형성 성분(2a) 또는 (2b), 흔하게는 (2a)를 형성하도록 분쇄에 의해, 또는 비착색 필름 형성 분체와 미립자 첨가제의 집괴에 의해 제조된다. 이러한 다른 심미적 첨가제들은, 예컨대, 조성물 총중량에 대하여 0.5 내지 50중량%의 양으로 존재할 수 있다. 일반적으로, 비필름 형성 기능성 첨가제는 조성물 중량의 5% 이하의 양, 예컨대, 0.5 내지 5중량%의 양으로 존재한다. 본 발명의 조성물 중에 다른 성분이 존재하는 경우에는, 조성물 중의 특정한 착색 필름 형성 베이스 성분 및/또는 특정한 비착색 필름 형성 성분의 백분율은 그에 따라 조절될 수 있으나, 착색 필름 형성 베이스 성분 대 비착색 필름 형성 성분의 비율은 일반적으로 동일하게 남아 있을 것이다.

본 발명의 조성물은, 예컨대, 적어도 1중량%, 예컨대, 적어도 2중량%, 흔히는 적어도 5중량%의 특정한 착색 필름 형성 베이스 성분을 포함할 수 있다. 흔히, 상기한 조성물은 위에서 특정한 크기의 비착색 필름 형성 성분(2a)을 적어도 20중량%, 예컨대, 적어도 30중량%, 또는 적어도 40중량%를 포함한다. 바람직하게는, 조성물 중의 비착색 필름 형성 성분 함량이 중량%로 적어도 40%, 예컨대, 적어도 50%이며, 유리하게는 적어도 60%이고, 바람직하게는 적어도 70%이다. 위에서 특정한 크기의 비착색 필름 형성 성분(2a)의 양은 중량%로 적어도 40%, 예컨대, 적어도 50%이며, 유리하게는 적어도 60%이고, 바람직하게는 적어도 70%를 특히 거론해 둔다.

착색 필름 형성 베이스 성분(1) 대 특정한 크기의 비착색 필름 형성 성분 (2a)의 비율에 대해 언급하면, 1:99로부터, 예컨대, 2:98로부터, 바람직하게는 5:95로부터, 그리고 60:40까지, 예컨대, 50:50까지, 유리하게는 40:60까지이며, 바람직하게는 30:70까지의 비율을 특별히 언급해 둔다.

바람직하게는, 각각의 착색 필름 형성 베이스 성분에 있어서, 모든 성분 입자들이 ＜25㎛이다. 유리하게는, 착색 필름 형성 베이스 성분이 적어도 90부피%가 입자 크기 ＜20㎛, 더욱 특별하게는 적어도 90부피%가 입자 크기 ＜10㎛이며, 유리하게는 상기한 성분이 적어도 6㎛, 유리하게는 25㎛ 이하의 Dv.99를 가진다. 유리하게는, 각각의 이러한 성분의 Dv.50이 18㎛ 이하, 바람직하게는 15㎛ 이하, 예컨대, 12㎛ 이하, 유리하게는 적어도 2㎛, 예컨대, 2 내지 8㎛, 바람직하게는 2 내지 6㎛ 또는 8 내지 12㎛의 범위내이다; Dv.50값이 ≥2㎛이고 ≤5㎛를 특히 거론해 둔다.

그러나, 본 발명의 키트의 착색 필름 형성 베이스 성분은 더욱 큰 입자 크기 이며, 그 사용 직전에 크기를 감소시킨다. 따라서, 본 발명은 수많은 상이한 색상으로 된 분체 도료의 제조를 위하여 분체 도료 조성물로 집괴되는 하기의 개별적 성분들을 포함하는 키트를 또한 제공한다:

ㆍ적어도 7종의 상이하게 착색된 필름 형성 베이스 성분,

ㆍ상기한 착색 필름 형성 베이스 성분과 상용성이며 필름 형성 중에 그와 상용성인 상태로 남아있고 40㎛ 이상이며 바람직하게는 90㎛ 이하인 Dv.99를 갖는 비착색 필름 형성 성분과,

ㆍ상기한 착색 필름 형성 베이스 성분과 비상용성이거나 또는 필름 형성 중에 그와 비상용성으로 되며 40㎛ 이상이고 바람직하게는 90㎛ 이하인 Dv.99를 갖는 비착색 필름 형성 성분.

본 발명의 일구체예에 있어서는, 분체 도료 조성물의 개개의 미립자 성분이

ㆍ30㎛ 이하의 Dv.99를 갖는 2종 또는 그 이상의 착색 필름 형성 베이스 성분과,

ㆍ적어도 일 성분이 상기한 착색 필름 형성 베이스 성분 중의 적어도 하나 또는 모두보다 더 높은 Dv.99 또는 Dv.50과, 20㎛ 이상이고 바람직하게는 90㎛ 이하인 Dv.99를 갖는 1종 또는 그 이상의 비착색 필름 형성 성분을 포함하며,

착색 필름 형성 베이스 성분 대 특정한 크기의 비착색 필름 형성 성분의 비율이 중량비로 1:99 내지 30:70의 범위이다.

본 발명의 다른 일구체예에 있어서는, 분체 도료 조성물의 개개의 미립자 성분이

ㆍ적어도 일 성분이 40㎛ 이상이고 바람직하게는 90㎛ 이하인 Dv.99를 갖는 1종 또는 그 이상의 비착색 필름 형성 성분을 포함하며,

착색 필름 형성 베이스 성분 대 특정한 크기의 비착색 필름 형성 성분의 비율이 중량비로 1:99 내지 60:40의 범위이다.

바람직하게는, 비착색 필름 형성 성분(2a) 또는 비착색 필름 형성 성분(2a) 중의 적어도 1종, 그리고 유리하게는 그 각각이 적어도 30㎛, 더욱 유리하게는 적어도 35㎛, 그리고 유리하게는 적어도 40㎛의 Dv.99를 가진다. 적어도 8㎛ 이상이고 35㎛ 이하, 예컨대, 30㎛ 이하의 Dv.50 및/또는 적어도 14㎛의 Dv.90을 갖는 비착색 필름 형성 성분을 특별히 거론해 둔다. 적어도 10㎛ 이상이고 35㎛ 이하, 예컨대, 12 내지 30㎛ 범위의 Dv.50 및/또는 적어도 18㎛의 Dv.90을 갖는 비착색 필름 형성 성분(2a) 및 75㎛ 이하의 Dv.90을 갖는 것을 또한 특별히 거론해 둔다.

비착색 성분(2a)은, 예컨대, 함께 취한 착색 성분(1)의 Dv.99 또는 Dv.50값의 적어도 2배, 예컨대 적어도 3배의 Dv.99 또는 Dv.50을 가진다. 예컨대, 성분(2a)의 Dv.99는 성분(1) 또는 성분(1)들을 함께 취한 것보다 큰 적어도 20㎛, 예컨대 적어도 30㎛일 수 있다.

본 발명의 분체 도료 조성물은, 비록 열가소성계(예컨대, 폴리아미드계)도 원칙상 대신 사용될 수 있기는 하나, 일반적으로는 열경화성계가 될 것이다.

열경화성 수지가 사용되는 경우, 고체 중합체 결합계는 일반적으로 열경화성 수지에 대한 고체 경화제를 포함하며; 선택적으로는 2종의 공반응성 필름 형성 열경화성 수지가 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 열경화성 분체 도료 조성 물은 카르복시 기능성 폴리에스테르 수지, 하이드록시 기능성 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 및, 기능성 아크릴 수지로부터 선택되는 1종 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 카르복시 기능성 폴리에스테르 수지가 특히 거론되어야 한다.

카르복시 기능성 폴리에스테르 필름 형성 수지는, 예컨대, 폴리에폭시드 경화제와 함께 사용될 수 있다. 이러한 카르복시 기능성 폴리에스테르계는 현재 가장 광범위하게 사용되는 분체 도료 물질이다. 일반적으로, 폴리에스테르는 10∼100 범위의 산가, 1,500∼10,000의 수평균분자량 Mn 및, 30∼85℃, 바람직하게는 적어도 40℃의 유리 전이 온도 Tg를 가진다. 폴리에폭시드는, 예컨대, 트리글리시딜 이소시아누레이트(TGIC)와 같은 저분자량 에폭시 화합물, 비스페놀 A의 디글리시딜 테레프탈레이트 축합 글리시딜 에테르 또는 광안정성 에폭시 수지일 수 있다. 이러한 카르복시 기능성 폴리에스테르 필름 형성 수지는, 선택적으로, 테트라키스(2-하이드록시에틸)아디프아미드와 같은 비스(베타-하이드록시알킬아미드) 경화제와 함께 사용될 수 있다.

선택적으로, 하이드록시 기능성 폴리에스테르는 블록 이소시아네이트 기능성 경화제 또는, 예컨대, 멜라민 수지, 우레아-포름알데히드, 또는 글리콜 우랄 포름알데히드 수지와 같은 아민-포름알데하이드 축합물, 예컨대, 시아나미드(Cyanamid)사에 의해 제공되는 "Powderlink 1174" 물질, 또는 헥사하이드록시메틸 멜라민과 함께 사용될 수 있다. 하이드록시-기능성 폴리에스테르에 대한 블록 이소시아네이트 경화제는, 예컨대, 유렛 디이오네 타입과 같이 내부적으로 블록화되거나, 또는 카프롤락탐-블록 타입, 예컨대, 이소페론 디이소시아네이트일 수 있다.

다른 가능성으로서는, 에폭시 수지가, 예컨대, 디시안디아미드와 같은 아민 기능성 경화제와 함께 사용될 수 있다. 에폭시 수지에 대한 아민 기능성 경화제 대신에, 페놀성 물질, 바람직하게는 에피클로로하이드린과 과잉량의 비스페놀 A와의 반응에 의해 형성되는 물질(말하자면, 비스페놀 A와 에폭시 수지의 부가 반응에 의해 만들어지는 폴리페놀)이 사용될 수 있다. 기능성 아크릴 수지, 예컨대, 카르복시-, 하이드록시- 또는 에폭시-기능성 수지가 적당한 경화제와 함께 사용될 수 있다.

필름 형성 중합체의 혼합물이 사용될 수 있으며; 예컨대, 카복시 기능성 폴리에스테르가 카복시 기능성 아크릴 수지 및 양 중합체를 경화시키기 위하여 제공되는 비스(베타-하이드록시알킬아미드)와 같은 경화제와 함께 사용될 수 있다. 또 다른 가능성으로서는, 혼합 결합제계에 대해서, 카르복시-, 하이드록시- 또는 에폭시-기능성 아크릴 수지가 에폭시 수지 또는 폴리에스테르 수지(카르복시- 또는 하이드록시-기능성)와 함께 사용될 수 있다. 이러한 수지 조합물은 공경화(co-curing)를 위해서 선택될 수 있으며, 예컨대, 에폭시 수지와 공경화되는 카복시 기능성 아크릴 수지, 또는 글리시딜 기능성 아크릴 수지와 공경화되는 카르복시 기능성 폴리에스테르가 선택될 수 있다. 그러나, 더욱 통상적으로는, 이러한 혼합 결합제계는 단일 결합제로 경화되도록 제형화될 수 있다(예컨대, 하이드록시 기능성 아크릴 수지 및 하이드록시 기능성 폴리에스테르를 경화시키기 위한 블록 이소시아네이트의 사용). 다른 바람직한 제형화로서는, 2종의 중합성 결합제 혼합물 각각의 결합제에 대해 상이한 경화제를 사용하는 것을 포함한다(예컨대, 블록 이소시아네 이트 경화 하이드록시 기능성 아크릴 수지와 연합 사용되는 아민 경화 에폭시 수지).

언급할 수 있는 다른 필름 형성 중합체로서는, 각각 하이드록시 기능성 또는 카르복시 기능성일 수 있는, 기능성 플루오로중합체, 기능성 플루오로클로로중합체 및 기능성 플루오로아크릴 중합체를 들 수 있으며, 이들은 단일 필름-형성 중합체로서 또는 상기한 기능성 중합체에 대한 적절한 경화제와 함께, 1종 또는 그 이상의 기능성 아크릴, 폴리에스테르 및/또는 에폭시 수지와 함께 사용될 수 있다.

언급할 수 있는 다른 경화제로서는, 에폭시 페놀 노볼락 및 에폭시 크레졸 노볼락; 메틸 에틸 케트옥심으로 블록화된 이소페론 디이소시아네이트, 아세톤 옥심으로 블록화된 테트라메틸렌 자일렌 디이소시아네이트 및, 메틸 에틸 케트옥심으로 블록화된 데스모듀르 W(Desmodur W : 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트 경화제)와 같은 옥심으로 블록화된 이소시아네이트 경화제; 몬산토(Monsanto)사에 의해 제공되는 "Santolink LSE 120"과 같은 광안정성 에폭시 수지; 및 다이셀(Daicel)사에 의해 제공되는 "EHPE-3150"과 같은 알리사이클 폴리에폭시드를 들 수 있다.

도막의 기능은 물론 보호를 위한 것이나, 그 외관도 중요하며, 필름 형성 수지 및 다른 구성 성분들은 원하는 기능성 및 외관 특성을 제공하도록 선택된다. 기능성과 관련하여, 일반적으로 도막은 내구성 및 양호한 내후성을 나타내야 하며 내얼룩 및 내오염성, 내약품성 및 내용제성, 및/또는 내부식성 뿐만 아니라, 양호한 기계적 특성, 예컨대, 경도, 유연성, 기계적 충격에 대한 저항성을 보유하여야 한다; 요구되는 정밀 특성은 의도하는 용도에 따라 좌우될 것이다. 조성물은, 물론, 기재 상에서 응집 필름을 형성할 수 있어야 하며, 기재 상에서의 조성물의 양호한 유동성 및 평탄성이 요구된다. 따라서, 일반적으로 분체 도료 조성물은 1종 또는 그 이상의 기능성(performance) 첨가제, 예컨대, 유동성 개선제, 가소제, 안정제, 예컨대, UV 분해에 대한 안정제, 벤조인과 같은 기포 생성 방지제, 또는 충진제를 또한 포함할 수 있다. 이러한 첨가제들은 공지이며 분체 도료 조성물에의 사용에 있어 이들은 표준 첨가제이다. 통상적으로, 이들 기능성 첨가제들은 압출 전 및/또는 도중에 또는 다른 균질화 과정 중에 임의의 필름 형성 성분 중에 혼입되어야 한다. 그러나, 이러한 임의의 첨가제들은 적절하다면 집괴 공정 중에 별도의 성분으로서 선택적으로 혼입될 수도 있다.

혼합 및 집괴 방법은 EP 372860 A 및 EP 539385 A에 기재되어 있다.

집괴체는, 자유 유동성 및 유동가능한 분체를 구성하는 복합 입자를 생성시키기 위하여, 예컨대, 개개의 성분들의 혼합물의 기계적융합(mechanofusion), 예컨대, 60 내지 80℃의 온도 범위에서의 기계적융합에 의해서, 또는 메탄올 또는 과립화제와 같은 다른 적당한 용제를 이용하여 과립화시키는 것에 의해서 제조될 수 있다.

기재에의 도포를 위해서는 분체의 양호한 유동성이 요구된다. 분체의 유동성은 그 입자 크기에 의해 좌우되며 입자 크기는 또한 분체의 도포 효율을 제어한다; 작은 입자, 즉 상당량이 ＜10미크론, 더욱 특별하게는 ＜5미크론인 분체는 열등한 유동성 및 도포 특성을 나타낸다.

또한, 본 발명은 본 발명의 분체 도료 조성물의 제조방법을 제공하며, 특정한 비율로 특정한 1종 또는 그 이상의 착색 필름 형성 베이스 성분 및 특정한 1종 또는 그 이상의 비착색 필름 형성 성분과, 원한다면, 1종 또는 그 이상의 다른 비착색 필름 형성 성분 및/또는 1종 또는 그 이상의 비필름 형성 성분을 제공하고, 조성물이 공기 유동화 가능하여 정전 분무에 의해 기재 상에 도포될 수 있도록 하는 바와 같이 상기한 성분들을 혼합 및 집괴시키는 것으로 구성된다.

집괴는 도포 및 취급 중에 구성 성분들로의 분리를 방지하며, 집괴시키지 않으면, 예컨대, 도포 공정 그 자체 중에(상이한 정전 하전에 기인함) 또는 부수적인 회수 및 재생 공정 중에(입자 크기 및/또는 입자 밀도에 있어서의 상이함에 기인함) 또는 운송 중에, 결과의 도막에 뱃치 마다에 따른 차이를 일으키게 될 것이다.

제조되는 복합 입자들은, 비록 "핵과"들의 크기가 상이하기는 하나, 개개의 입자들이 상호 결합된 나무딸기(핵과(核果)들)와 비숫하며, 또한 물론 상기한 "나무딸기"는 전체적으로 분체에 있어 상이한 조성 및 상이한 크기를 를 가질 것이다. 전자 현미경을 이용한 융합된 집괴 분체의 검경 결과는 하나의 입자가 다른 것에 결합되어 있으며 복합체 중의 개개의 입자들은 집괴 전보다 더욱 둥글게 되어 있음을 보여준다. 그러나, 종래의 분체 도료 조성물을 전자 현미경으로 검경하는 경우에는, 분체 입자들은 모서리가 날카롭고 각이 진 것으로 보여지며 상호 융합되지 않은 분리된 개별적인 입자들로서 보여진다.

더욱이, 단일 색상의 입자들만을 포함하는(용융 압출기 중에서의 융합에 의해 생성되는) 종래의 불균일하게 착색된 분체 도료 조성물과는 달리, 본 발명의 분체 도료 조성물은 상이하게 착색된 입자들과 ㅂ착색 입자들의 혼합물로 이루어지나, 그럼에도 불구하고 기재에의 도포시 단일한 색상의 외관을 산출한다.

본 발명에 따른 집괴 분체 도료 조성물은 원칙상 임의의 적당한 방법에 따른 분체 도장 기술에 의해서, 예컨대, 정전 분무 도장에 의해서, 또는 유동층이나 정전 유동층 공정에 의해서 기재 상에 도포될 수 있다.

분체 도료 조성물을 기재에 도포한 후, 결과의 점착성 입자들의 연속적인 도막으로의 변환(적절할 경우, 도포된 조성물의 경화를 포함)은 열처리 및/또는 방사 에너지, 현저하게는 적외선, 자외선 또는 전자빔 방사에 의해 수행될 수 있다.

통상적으로, 분체는 열을 가하여(스토빙 공정) 기재 상에 경화되며, 비록 일부 수지, 특히 에폭시 수지에 대해서는 90℃까지 내린 온도를 사용할 수도 있으나, 통상적으로는 150 내지 220℃의 온도 범위에서 통상적으로 5 내지 30분간 열처리하여 경화시킨다; 분체 입자들은 용융되어 유동하고 필름이 형성된다. 경화 시간 및 온도는 사용되는 조성물 제형에 따라 상호 의존적이며, 하기의 전형적인 범위를 언급할 수 있다:

온도/℃ 시간

280 내지 100^* 10초 내지 40분

250 내지 150 15초 내지 30분

220 내지 160 5분 내지 20분

^*일부 수지, 특히 특정한 에폭시 수지인 경우에는 90℃ 까지 내린 온도를 사용할 수도 있다.

필름은 임의의 적당한 두께일 수 있다. 장식용 상도로서는, 20㎛ 정도로 낮은 필름 두께를 언급해 둘 필요가 있으나, 25-120㎛ 범위 내의 필름 두께가 보다 통상적이며, 몇몇 용도에 있어서는 30-80㎛의 범위가 통상적이고, 다른 용도에 있어서는 60-120㎛, 또는 더욱 바람직하게는, 60-100㎛인 한편, 80-150㎛의 필름 두께는 통상적인 것은 아니나 드문 것도 아니다.

기재는 금속, 열안정성 플라스틱 소재, 목재, 유리, 또는 세라믹이나 섬유 소재일 수 있다. 유리하게는, 조성물의 도포에 앞서 금속 기재를 화학적 또는 기계적으로 세정하는 것이며, 바람직하게는, 예컨대, 인산철, 인산아연 또는 크로메이트와 같은 화학약품에 의한 전처리한다. 금속 이외의 기재들은 일반적으로 도포 전에 예열시키거나, 정전 분무 도장인 경우에는 이러한 도포에 도움이 될 수 있는 물질로 전처리한다.

하기의 실시예들은 본 발명을 예증하는 것이다. 각 경우에 있어서, 입자 크기는 Malvern Instruments사의 Malvern Mastersizer X 레이저광 산란 장치로 측정하였다.

개개의 성분의 제조

백색, 흑색 및 적색 착색 필름 형성 베이스 성분들 및 상이한 비착색 필름 형성 성분들을 하기의 제형으로 혼합하여 제조하였다.

성분 A - 백색 분체 도료 조성물

금홍석 이산화 티탄 백색 안료 600g

카르복시 기능성 폴리에스테르 수지 360g

비스(베타-하이드록시알킬아미드) 경화제 13g

벤조인 가스 제거제 4g

유동성 개질제 18g

표면 왁스 5g

성분 B - 흑색 분체 도료 조성물

카본 블랙 안료 175g

카르복시 기능성 폴리에스테르 수지 772g

비스(베타-하이드록시알킬아미드) 경화제 27g

벤조인 가스 제거제 4g

유동성 개질제 18g

표면 왁스 4g

성분 C - 적색 분체 도료 조성물

어쓰 레드 산화철 안료 125g

카르복시 기능성 폴리에스테르 수지 650g

비스(베타-하이드록시알킬아미드) 경화제 24g

벤조인 가스 제거제 2g

유동성 개질제 18g

표면 왁스 4g

충진제(중정석) 177g

착색 성분 A 내지 C에 대해서, 구성 성분들을 건식 혼합하고 100℃의 온도에서 작동하는 압출혼합기 내로 도입하였다. 압출기로 안료 수지 시이트를 만들고 입자 크기 100㎛ 미만으로 연마하고 연마 공기압 6Bar로 100 AFG 제트밀(제조사 Hosakawa Micron)로 밀링하고 7000rpm의 속도에서 분류하였다.

성분 A, B 및 C의 입자 크기 분포는 다음과 같았다.

Dv.50 = 3.5㎛

Dv.90 = 5.9㎛

Dv.99 = 8.2㎛

성분 A 내지 C의 폴리에스테르는 산가 18 내지 30이었다.

성분 D - 비착색 분체 도료 조성물

카르복시 기능성 폴리에스테르 수지 650g

비스(베타-하이드록시알킬아미드) 경화제 24g

벤조인 가스 제거제 2g

유동성 개질제 18g

표면 왁스 4g

충진제(중정석) 302g

성분 E - 광택 감소용 비착색 분체 도료 조성물

카르복시 기능성 폴리에스테르 수지 575g

충진제(중정석) 333g

벤조인 가스 제거제 4g

표면 왁스 4g

유동성 개질제 18g

비스(베타-하이드록시알킬아미드) 경화제 65g

비착색 성분 D 및 E에 대해서, 제트밀링을 3000rpm에서 수행한 것을 제외하고는 성분 A 내지 C에 대한 절차를 반복하였다.

성분 D 및 E의 입자 크기 분포는 다음과 같았다.

Dv.50 = 18.4㎛

Dv.90 = 36.2㎛

Dv.99 = 51.0㎛

성분 D의 폴리에스테르는 산가 18 내지 30이었으며, 성분 E의 폴리에스테르는 산가 40 내지 90이었다.

성분 F - 조직감 부여(texturing)용 비착색 분체 도료 조성물

카르복시 기능성 폴리에스테르 수지 780g

조직감 부여제:(PTFE 왁스, 실리콘 왁스, 셀룰로오스

아세틸 부티레이트, 에스테르 개질 폴리에스테르 220g

구성 성분들을 건식 혼합하고 100℃의 온도에서 작동하는 압출혼합기 내로 도입하였다. 이것을 에어 분류식 충격밀 중에서 분체로 연마하였다.

성분 F에 대한 입자 크기 분포는 다음과 같았다.

Dv.50 = 36㎛

Dv.90 = 82㎛

Dv.99 = 118㎛

성분 F의 폴리에스테르는 산가 18 내지 30이었다.

성분 G - 진주광(Pearlescent) 효과용 비착색 분체 도료 조성물

성분 E 800g

운모안료(예컨대, England, Dorset, Poole,

Merck Ltd.에 의해 제공되는 Iriodin 9111) 200g

구성 성분들을 총 30분간 Henschel FM10 믹서 중에서 함께 혼합하였다. 집괴 분체를 110㎛ 스틸 메시(mesh)를 통하여 시빙(sieving)하였다.

성분 G에 대한 입자 크기 분포는 다음과 같았다.

Dv.50 = 13㎛

Dv.90 = 24㎛

Dv.99 = 38㎛

성분 H 및 I

성분 A 및 B를 연마 공기압 6Bar로 100 AFG 제트밀로 밀링하고 12000rpm의 속도로 분류한 것을 제외하고는, 앞에서와 같이 제조하였다. 이들 성분을 각각 성분 H 및 I로 재표시하였다.

성분 H 및 I에 대한 입자 크기 분포는 다음과 같았다.

Dv.50 = 2.6㎛

Dv.90 = 5.3㎛

Dv.99 = 6.4㎛

성분 J - 마찰대전 도포용 비착색 분체 도료 조성물

카르복시 기능성 폴리에스테르 수지 875g

비스(베타-하이드록시알킬아미드) 경화제 50g

벤조인 가스 제거제 2g

유동성 개질제 26g

마찰대전 첨가제 47g

구성 성분들을 건식 혼합하고 100℃의 온도에서 작동하는 압출혼합기 내로 도입하였다. 압출기로 비착색 수지 시이트를 만들고 입자 크기 100㎛ 미만으로 연마하고 연마 공기압 6Bar로 100 AFG 제트밀(제조사 Hosakawa Micron)로 밀링하고 6500rpm의 속도에서 분류하였다.

성분 J의 입자 크기 분포는 다음과 같았다.

Dv.50 = 5.3㎛

Dv.90 = 8.2㎛

Dv.99 = 9.4㎛

성분 J의 폴리에스테르는 산가 18 내지 30이었다.

성분 K - 비착색 분체 도료 조성물(폴리에스테르/에폭시)

카르복시 기능성 폴리에스테르 수지 440g

글리시딜 기능성 비스페놀-A 에폭시 수지

(타입 II 또는 타입 III 에폭시) 290g

벤조인 가스 제거제 2g

유동성 개질제 18g

충진제(중정석) 250g

구성 성분들을 건식 혼합하고 100℃의 온도에서 작동하는 압출혼합기 내로 도입하였다. 이것을 에어 분류 충격밀 중에서 연마하였다.

성분 K의 입자 크기 분포는 다음과 같았다.

Dv.50 = 28㎛

Dv.90 = 58㎛

Dv.99 = 72㎛

성분 K의 폴리에스테르는 산가 18 내지 30이었다.

집괴 분체 도료 조성물의 제조 및 사용

실시예 1

성분 A 187.5g

성분 B 16.7g

성분 C 100.0g

성분 D 695.8g

으로 구성되는 혼합물을 온도 54℃로 유지된 워터 자켓이 설치된 Henschel FM10 믹서중에서 총 30분간 함께 혼합하였다. 집괴된 분체를 110㎛ 스틸 메시를 통하여 시빙한 다음, 알루미늄 Q 패널 상에 Gema PCG-1 코로나 분무건으로 정전 도장하였다. 이어서, 권장 시간 및 온도로 스토빙(stoving)하였다.

균질한 거무스름한 분홍색을 갖는 평활하고 광택성있는 도막(coating)이 산출되었다.

실시예 2

성분 A 187.5g

성분 B 16.7g

성분 C 100.0g

성분 D 545.8g

성분 E 150.0g

으로 구성되는 혼합물을 실시예 1에서와 같이 집괴시키고 기재 상에 도포하고 스토빙하였다.

이들의 산가에 의해 알 수 있는 바와 같이, 성분 E의 폴리에스테르는 상이한 기능성을 가지며, 따라서 성분 A 내지 D와는 다른 겔화 시간을 갖고, 60˚각도에서 30% 광택성을 나타내는 평활한 무광택 도막이 얻어졌으며, 이 도막은 균질하고 거무스름한 분홍색이었다.

실시예 3

성분 A 65g

성분 B 75g

성분 C 80g

성분 D 760g

성분 F 20g

으로 구성되는 혼합물을 온도 54℃로 유지된 Henschel 믹서 중에서 총 30분간 함께 혼합하였다. 집괴된 분체를 110㎛ 스틸 메시를 통하여 시빙한 다음, 알루미늄 Q 패널 상에 Gema PCG-1 코로나 분무건으로 정전 도장하였다. 이어서, 권장 시간 및 온도로 스토빙하였다.

균질한 암갈색을 나타내는 조직감있는 광택성 도막이 산출되었다.

실시예 4

성분 A 250g

성분 B 125g

성분 D 475g

성분 G 150g

균질한 회색이고 진주광 금속 효과를 나타내는 평활하고 무광택성인 도막이 산출되었다.

실시예 5

성분 H 40g

성분 I 120g

성분 D 670g

성분 E 70g

성분 J 100g

으로 구성되는 혼합물을 온도 54℃로 유지된 Henschel 믹서 중에서 총 30분간 함께 혼합하였다. 집괴된 분체를 110㎛ 스틸 메시를 통하여 시빙한 다음, 알루미늄 Q 패널 상에 마찰대전건으로 정전 도장하였다. 이어서, 권장 시간 및 온도로 스토빙하였다.

균질한 목탄색을 나타내는 평활한 공단 도막이 산출되었다.

실시예 6

성분 A 187.5g

성분 B 16.7g

성분 C 100.0g

성분 K 695.8g

균질한 거무스름한 분홍색을 갖는 평활하고 광택성있는 도막이 산출되었다.

Claims

개개 미립자 성분(particulate)들이 함께 융합(fuse) 또는 결합(bond)된 집괴체(agglomerate)인 복합체 분말입자(composite powder particles)를 포함하며, 상기 집괴체 입자의 크기 분포가 15~75 ㎛(micron) 범위 내의 Dv.50를 갖는 10~120 ㎛이며, 여기서 상기 개개의 미립자 성분들이

(1) 6~30㎛의 Dv.99를 갖는 착색 필름 형성 베이스 성분(coloured film-forming base component)과,

(2) 비착색 필름 형성 성분(uncoloured film-forming component: 2a)을 포함하고, 상기 비착색 필름 형성 성분(2a)이

(i) 상기 착색 필름-형성 베이스 성분(1)의 Dv. 90 보다 큰, 20~90㎛의 Dv.99를 갖거나, 또는

(ii) 2~18㎛인 상기 착색 필름 형성 베이스 성분(1)의 Dv. 50 보다 더 큰, 8~35㎛의 Dv. 50을 갖거나, 또는

(iii) 상기 착색 필름형성 성분(1)의 Dv. 90 보다 큰, 20~90㎛의 Dv. 99; 및 2~18㎛의 상기 착색 필름-형성 성분의 Dv. 50 보다 큰, 8~35㎛의 Dv. 50을 가지며,

상기 착색 필름 형성 베이스 성분 대 비착색 필름 형성 성분의 비율이 중량비로 1:99∼60:40의 범위로 조성물 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물(powder coating composition).
제1항에 있어서, 상기 비착색 필름 형성 성분(2a)가 필름 형성 성분(1) 및 (2)의 총중량의 10~99중량%로 존재하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비착색 필름 성분(2)이, (i) 함께 취한 착색 필름 형성 성분의 Dv. 99의 값보다 크지 않으면서, (ii) 0~20㎛의 Dv.99를 갖는 비착색 필름 형성 성분(2b)을, 필름 형성 성분 (1) 및 (2)의 총중량으로 환산하여, 2~30 중량%으로 포함하는 것을 특징으로 분체도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 착색 필름 형성 베이스 성분(1)이 2~30 종류 존재하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물 중의 착색 필름 형성 베이스 성분(1) 대 비착색 필름 형성 성분(2)의 비율이 중량비로 1:99∼30:70으로 존재하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제5항에 있어서, 상기 착색 필름 형성 베이스 성분(1) 대 비착색 필름 형성 성분(2a)의 비율이 중량비로 5:95∼30:70으로 존재하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물이 30~90㎛의 Dv.99를 갖는 비착색 필름-형성 성분(2a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비착색 필름 형성 성분(2)이 필름형성 동안 착색 필름 베이스 성분(1)과 상용성(compatible)인 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비착색 필름 형성 성분이 상기 착색 필름 형성 베이스 성분(1)과 비상용성이거나 또는 필름 형성 중에 그와 비상용성이 되는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 착색 필름 형성 베이스 성분(1)이 폴리에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제10항에 있어서, 상기 비착색 필름 형성 성분(2)이 상기 착색 필름 형성 베이스 성분(1)의 폴리에스테르와 다른 기능성을 갖는 폴리에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제10항에 있어서, 상기 비착색 필름 형성 성분(2)과 상기 착색 필름 베이스 성분(1)이 다른 경화제를 포함하며, 여기서 상기 경화제중 하나는 에폭시 경화제 또는 공반응성 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비착색 필름 성분(2)이 비필름 형성 성분(non-film-forming component)과 복합 입자를 형성하도록 융합 또는 결합된 비착색 필름 형성 성분의 집괴체인 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제13항에 있어서, 상기 비착색 필름 형성 성분(2)이 조직감 부여(texturing) 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제13항에 있어서, 상기 비착색 필름 성분(2)이 운모를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기한 비착색 필름 형성 성분(2a)이 14㎛ 이상의 Dv.99를 갖는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비착색 필름 형성 성분(2a)이 50 내지 65㎛ 범위의 Dv.99를 갖는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비착색 필름 형성 성분이 5 내지 45㎛ 범위의 Dv.50을 갖는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 착색 필름 형성 베이스 성분(1)이 6~25㎛ 범위의 Dv.99를 갖는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 착색 필름 형성 베이스 성분(1)이 2 내지 12㎛ 범위의 Dv.50을 갖는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 집괴체 중의 개개의 미립자 성분이 비필름 형성 성분을 포함하는 분체 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 집괴체 중의 개개의 미립자 성분이 조직감 부여제를 포함하는 비필름 형성 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
수많은 상이한 색상의 분체 도료 제조를 위한 분체 도료 제조용 키트에 있어서,

각각 6~30㎛의 D.99를 갖는 7-30가지의 다른 착색 필름 형성 베이스 성분, 및

상기 착색 필름 형성 베이스 성분 보다 더 큰 Dv.99 또는 Dv. 55를 갖고 각각 40~90㎛의 Dv.99를 갖는 비착색 필름 형성 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 제조용 키트.
제23항에 있어서, 상기 키트가 상기 착색필름 베이스 성분과 필름 형성 중에 상용성인 비착색 필름 형성성분, 및 상기 필름 형성 베이스 성분과 비상용성이거나, 필름 형성중에 비상용성이 되는 비착색 필름 형성 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 도료 제조용 키트.
분체 도료 조성물을 제조하는 방법에 있어서,

착색 필름 형성 베이스 성분(1)과 비착색 필름 형성 성분(2a)을 혼합하는 단계 및 상기 혼합 성분을 공기 유동가능하게 하여 정전 분무에 의해 기재 상에 도포할 수 있도록 복합 입자로 집합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항의 분체도료 조성물의 제조 방법.
제25항의 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물.
제1항의 분체 도료 조성물을 기재 상에 도포하는 단계, 및 상기 도포된 조성물을 가열하여 연속적인 도막을 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 기재는 금속, 열-안정성 플라스틱 재질, 나무, 유리 또는 세라믹 또는 섬유 재질로부터 선택된 것을 특징으로 하는 도막 형성 방법.
제27항에 따른 도막 형성 방법에 의하여 도막된 것을 특징으로 하는 기재(基材:substrate).
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