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Dispersion & Stabilization
pigment 와 같은 물질을 high shear mixer 와 같은 장비를 이용하여 강한 기계적 에너지를
가하게 되면 입자들이 미세하게 분쇄되면서 액체내에 고루 분산 (dispersion) 이 이루어진다.
그러나 일정 기간이 지나게 되면 분산된 입자들은 자연스럽게 분산 이전의 상태로 되돌가게
되는데 (de-mixing) 이 작용에 의해 입자들이 다시 뭉치는 현상 즉 flocculation 이 발생한다.
분산 과정에서 분산제 (dispersant) 를 넣어주게 되면 분산된 입자가 분산제와 작용하여 매우
안정된 상태, 즉 stabilization 상태가 되어 de-mixing 현상이 오랫동안 일어나지 않게 된다.
분산용액에서 분산제는 입자들이 상호 접촉하는 것을 차단시켜 입자끼리 flocculation 하는 것을 억제하는 기능을 한다.


Electrostatic Stabilization & Steric Stabilization
WinSperse® HyperDispersant 분산제는 크게 Electrostatic 방식과 Steric 방식의 분산제로 구분할 수 있다.
Electrostatic stabilization 은 전기 이중층 용어로 설명할 수 있다.
분산제에 의해 전하들이 pigment 표면에서 하나의 층 (layer) 으로 생성되고 이 전하층 주위로 반대전기를 띈 전하들이 모여들여 다시 한 층 (layer) 을 형성하여 double electric layer 를
형성한다. 전하 이중층이 일종의 barrier 역할을 하여 pigment 들이 서로 접촉을 못하게 하여
입자들이 stabilization 상태를 유지한다.
Steric stabilization 은 pigment 표면에 부착되어진 resin 또는 polymer chain 에 의해 구조적인 층을 이루게 되어 입자들의 상호 접촉을 억제하게 된다.
즉 affinity 기능이 탁월한 anchoring group 과 긴 chain 구조의 polymer group 으로 이루어진
분산제는, anchoring group 이 pigment 에 anchring 을 하고, 긴 chain 으로 이루어진 polymer
group 이 다른 입자와의 접촉을 억제하는 기능을 하여 pigment 들이 stabilization 상태로
존재하게 만든다.
Lower Viscosity
동일한 조건에서 WinSperse® hyperdispersant 를 이용하여 분산을 하게되면 분산물질의
유동성 (rheology) 이 매우 좋아진다. 즉 분산물질의 점도가 낮아지는데 이 결과 다음과
같은 장점을 기대할 수 있다.
1. 더 많은 양의 pigment 를 제품에 넣을 수 있다.
2. 유기용매, resin 등의 사용량이 줄어들어 제품의 품질 향상 기대
3. 생산 시간 단축등에 따른 생산성 향상 기대 등.
Better Particle Size Distribution
WinSperse® HyperDispersant 를 사용하면 입자크기가 더 미세하고 더 균일한 입도를 가진 product 를 구할 수 있다.
영진 실험실에서 실시한 실제적인 테스트 결과 분산제 없이 Titanium Dioxide 를 분산처리
하면 입도가 약 200nm 가 되지만 WinSperse® HyperDispersant 를 사용하면 D50 입도가
약 170nm 까지 작아지고 한층 더 균일한 입도를 가진 product 를 구할 수 있게된다.
Higher Color Strength, Higher Gloss and Increased Brightness
WinSperse® HyperDispersant 를 사용하여 pigment 를 분산하게 되면 그 product 의 color strngth 와 gloss 가 매우 좋아지고 brightness 도 크게 개선되어진다.
페인트, 코팅 등의 분야에서 첨가하는 pigment 의 입자크기가 미세하고 균일하게 되면
light scattering 이 훨씬 강하게 일어나 페인트, 코팅의 hiding power 성능이 크게 좋아진다.
페인트 코팅 hiding power 좋아지면 color strength, gloss, brightness 가 크게 향상되어
제품의 품질이 매우 좋아진다.


 
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