KR100478628B1 - 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의제조방법 - Google Patents

무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조방법에 관한 것으로, 친환경적 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액을 제조하기 위해 유화중합법을 통한 폴리머용액의 생성과정에서 사용되는 유기용제를 대체하여,
우수한 내열성과 화학적 안정성을 가지는 비이온성 불소계 계면활성제를 사용함으로서 강산, 농축알카리 용액에서도 발수발유의 강력한 효과를 발휘하는 수분산 에멀젼형 불소계 발수발유코팅용액을 제조하여, 에멀젼입자의 안정성 유지와 섬유내의 침투성을 개량과 아울러 환경오염 방지를 이루기 위한 것으로,
상기 수분산 에멀젼형 불소계 발수발유코팅용액은,
하기 화학구조식(1)의 구조를 가지는 과불소알킬기가 함유된 비이온성 계면활성제를 유화제로 사용하여 라디칼중합에 의해 생성되는 것을 특징으로 한다.
화학구조식(1) ---------- ClF2l+1C2H4O(CH2CH2 O)kH
상기 화학구조식(1)에서 l은 3 - 21의 정수를 나타내며, k는 5 - 40의 정수를 나타낸다.

Description

무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조방법{Solvent-free, water-based emulsion-type water/oil repellents and their preparation methods}
본 발명은 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조방법에 관한 것으로,
더욱 상세하게는 각종 발수발유제로 사용되는 수분산 에멀젼형 코팅용액의 제조과정에서 유화보조용으로 투입되는 유기용제를 대체하여,
과불소알킬기가 함유된 비이온성 계면활성제를 사용하도록 한 수분산 에멀젼형 코팅용액의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 수분산성 불소계 에멀젼형 코팅용액은,
과불소알킬기를 함유하는 비닐계 단량체와 공중합이 가능한 비불소계 비닐계 단량체를 혼합한 유화중합법에 의해 수분산(水分散)공정을 통해 생성된다.
상기와 같이 수분산을 통해 생성되는 불소계 에멀젼형 코팅용액은 하기 표 1에서와 같은 다양한 분야에 걸쳐 각종 용도에 걸쳐 활용되는 고부가가치의 정밀화학제품이다.
-하기-
<표 1>
분 야 용도예
도료분야 목재도료, 금속도료, 방청도료, 방수/방오도료, 건축용도료 등
섬유분야 부직포바인더, 카펫보호제, 나염바인더, 기능성첨가제, 계면활성제 등
종이분야 함침, 내침, 라미네이트 등
접착제분야 종이용접착제, 목재용접착제, 수지용접착제, 금속용접착제 등
수지/고무분야 수지개질, 타이어코드접착, 폼라버, 침적 등
토목건축분야 몰탈개질, 코팅제, 건축재접착, 아스팔트개질 등
이상과 같이 다양한 분야에 걸쳐 광범위하게 적용되는 수분산 에멀젼 불소계 코팅용액을 생성하기 위해서는 유화중합법 과정에서 코팅용액에 적용되는 단량체의 종류에 따라 유화상태를 향상시키기 위해 여러 가지의 유기용제가 적용된다.
이러한 유기용제로는 아세톤, 메틸에틸케톤, 클로르포름, 1,1,2-트리클로로트리플로로에탄, 에틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름알데하이드 등이 사용되며, 전체 단량체의 40 - 80중량% 정도가 적용된다.
이와 같이 유화중화법에 적용되는 유기용제는 불소계 단량체와 같은 소수성모노마가 포함된 에멀젼입자의 에멀젼형성을 향상시키고, 에멀젼입자의 미세화에 기여하며, 나아가 코팅용액이 섬유에 적용될 경우 섬유로의 침투성을 향상시키는 역할을 수행한다.
하지만, 상기 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조과정에 투입되는 유기용제는 휘발성유기용제(VOC)에 해당하며,
이러한 휘발성유기용제는 환경오염 유발의 주원인으로 작용하여 각국에서 유기용제의 사용을 규제하는 실정이며, 이로인해 코팅용액을 생성함에 있어 유기용제를 함유하지 않는 친환경적 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액이 요구되었다.
이에 본 발명에서는 상기한 유기용제를 함유하지 않은 친환경적 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액을 제조하기 위한 것으로, 유화중합법을 통한 폴리머용액의 생성과정에서 사용되는 유기용제를 대체하여, 우수한 내열성과 화학적 안정성을 가지는 비이온성 불소계 계면활성제를 사용함으로써, 강산, 농축알카리 용액에서도 발수발유의 강력한 효과를 발휘하는 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액을 제공하여, 에멀젼입자의 안정성유지와 섬유내의 침투성을 개량함과 아울러 발수발유처리과정에서 코팅용액으로 야기되는 환경오염방지를 그 목적으로 한다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명인 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조방법은,
발수발유 특성이 우수한 퍼플로로알킬기를 측쇄에 가진 비닐계 모노마류(A)와 섬유등에 접착력이 우수한 비불소계 비닐계 모노마류(B)를 라디칼 개시제, 계면활성제와 함께 일정비율로 혼합하여 제조된 에멀젼용액을,
라디칼중합에 의해 수분산성 에멀젼 코팅용액 제조과정에 다음 화학구조식(1)의 구조를 가지는 과불소알킬기가 함유된 비이온성 계면활성제를 유기용제로 대체 사용하는 방법을 통해 생성되는 것이다.
화학구조식(1) ---------- ClF2l+1C2H4O(CH2CH2 O)kH
상기 화학구조식(1)에서 l은 3 - 21의 정수를 나타내며, k는 5 - 40의 정수를 나타낸다.
또한 본 발명인 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액에 투입되며, 상기 화학구조식의 과불소알킬기를 함유한 비이온성 불소계 계면활성제의 농도는 0.001 - 5%범위에서 에멀젼입자의 미세화와 섬유침투성이 우수한 사용범위가 되나,
비이온성 불소계 계면활성제의 농도가 0.005%이하일 경우 에멀젼입자의 미세화유지가 어렵고, 에멀젼수용액의 표면에너지가 높아 섬유적용시 섬유침투성이 저하되는 문제점을 야기하며,
나아가 비이온성 불소계 계면활성제의 농도가 5%이상일 경우 제조완료된 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조비용이 과다하게 높게 책정되는 문제점을 야기한다.
참고적으로 기존 유기용제의 비용을 1로 기준할 경우 비이온성 불소계 계면활성제의 비용이 약 200 - 300정도의 고가로 형성된다.
본 발명을 통해 생성되는 발수발유코팅용액에서 코팅기능에 사용되는 공중합체인 비닐계모노마류는 과불소알킬기를 함유한 것으로, 하기 화학구조식 (2),(3),(4), (5)중에서 선택된 퍼플로로알칼기를 함유하는 화합물을 그 특징으로 한다.
화학구조식(2) ---------- CnF2n+1CH2OCOCR1=CH2
화학구조식(3) ---------- CnF2n+1SO2NR2(CH2)m OCOCR1=CH2
화학구조식(4) ---------- CnF2n+1CH2CH(OH)(CH2)mOCOCR 1=CH2
화학구조식(5) ---------- CnF2n+1(CH2)mOCOCR1=CH 2
상기 화학구조식에서 R1 은 수소원자 또는 메틸기,
R2는 메틸기, 에틸기 또는 프로필기,
m은 2 내지 6의 정수, n은 3 내지 21의 정수이다.
또한 본 발명에 사용되는 비불소계 비닐계모노마류는 공단량체(comonomer)로서, (메타)아크릴산, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 아크릴아미드, 비닐아세테이트, 스틸렌 등의 비닐화합물 및,
N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-메틸올아크릴아미드부틸에테르, N-부톡시(메타)아크릴아미드, 2-히드록시(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트등의 가교성기(crosslinkable group)를 함유하는 단량체 중에서 단독 또는 2종 이상을 함께 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 불소계 에멀젼형 발수발유코팅액은,
상기한 비닐계모노마와 비불소계 비닐계모노마들을 주요성분으로 하여 불소계 계면활성제 및 탄화수소계 계면활성제와 라디칼개시제의 존재하에 유화중합시켜 얻어진 공중합체를 함유하고 있는 것으로서, 수분산액(에멀젼)의 상태로 제조된다.
상기와 같이 에멀젼상태로 제조된 조성물중의 고형성 농도는 특별히 한정할 필요는 없지만, 일반적으로 15 - 45중량%이고, 고형분중의 과불소알킬함유 모노마의 성분은 전체 모노마량의 10 - 80중량%가 가장 바람직하다 할 것이다.
그러나, 만약 과불소알킬함유 아크릴레이트성분의 함유량이 전체 고형분에 대하여 10중량%미만이면 발수발유효과가 나타나지 않으며, 80중량%을 초과함유되면 발수제의 섬유적용시 섬유에 대한 결합력이 나빠지며, 불소함유량에 따른 표면에너지의 변화가 미미하여 에멀젼용액의 제조비용상승의 원인으로 작용한다.
상기 라디칼개시제는 일반적으로 유화중합에 사용되는 것으로, 주로 ammonium persulfate(APS), sodim persulfate(SPS), potassium persulfate(PPS), V-50(2, 2'-azobis(2-methylpropionaimidine)dihydrochloride)등의 수용성개시제를 사용하였으며, 첨가농도는 0.1 - 5중량%정도가 적당하다.
이하 본 발명을 각 실시예를 통해 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 하기 실시예를 통해 한정되는 것이 아니라, 각 실시예를 응용하여 수행할 수 있다.
<실시예 1>
온도조절장치와 교반기가 부착된 1ℓ삼구플라스크에,
C8F17CH2CH2OCOCH=CH2로 표시되는 퍼플로로알킬에틸아크릴레이트(이하 FA라 함) 60g,
부틸아크릴레이트 40g,
C8F17-(C2H4O)10H(에틸렌옥사이드기 부가 몰수 평균 10)로 표시되는 불소계 계면활성제 1.0g,
노닐페닐계 탄화수소계 계면활성제 3.0g(HLB=13),
아조비스이소부틸아미딘 이염산염 1.0g,
증류수 400g을 투입, 교반하면서 약 30분간 질소치환을 수행하고, 질소치환된 반응액을 60℃로 승온하여 15시간동안 중합반응을 진행시킨 후 냉각하여 고형분의 농도가 20%를 형성하는 조성물인 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액을 얻는다.
이러한 발수발유코팅액을 가스크로마토그래피로 분석한 결과 공중합 반응의 전환율은 99%(FA기준)이상이었으며, 에멀젼입자의 크기는 100nm로 아주 균일한 크기분포를 형성하고, 외관이 청색을 띄며 7일 이상 보관하여도 침전물이 발생하지 않았다.
더불어 상기 조성물인 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액은 표면자유에너지가 18dyne/cm로 매우 낮은 저에너지 특성을 나타내었다.
<실시예 2>
온도조절장치와 교반기가 부착된 1ℓ삼구플라스크에,
C10F21CH2CH2OCOCH=CH2로 표시되는 FA 60g,
부틸아크릴레이트 40g,
C8F17-(C2H4O)20H(에틸렌옥사이드기 부가 몰수 평균 20)로 표시되는 불소계 계면활성제 0.5g,
노닐페닐계 탄화수소계 계면활성제 3.5g(HLB=13),
포테슘퍼설패이트 1.0g,
증류수 400g을 투입, 교반하며 약 30분간을 질소치환을 수행하고, 이러한 반응액의 온도를 80℃로 승온하며 15시간동안 중합반응을 진행시킨 후 냉각하여, 고형분의 농도가 20%를 형성하는 조성물인 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액을 얻었다.
상기 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액을 가스크로마토그래피로 분석한 결과 공중합 반응의 전환율은 99%(FA기준)이상이었으며, 에멀젼입자의 크기는 110nm로 아주 균일한 크기분포를 형성하고, 표면자유에너지가 19dyne/cm로 매우 낮은 저에너지 특성을 나타내었다.
<실시예 3>
온도조절장치와 교반기가 부착된 1ℓ삼구플라스크에,
C6F13CH2CH2OCOCH=CH2로 표시되는 FA 60g,
부틸아크릴레이트 40g,
C8F17-(C2H4O)30H(에틸렌옥사이드기 부가 몰수 평균 30)로 표시되는 불소계 계면활성제 1.0g,
노닐페닐계 탄화수소계 계면활성제 3.0g(HLB=13),
아조비스이소부틸아미딘 이염산염 1.0g,
증류수 400g을 투입, 교반하면서 약 30분간 질소치환을 수행하고, 질소치환된 반응액을 60℃로 승온하여 15시간동안 중합반응을 진행시킨 후 냉각하여 고형분의 농도가 20%를 형성하는 조성물인 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액을 얻는다.
이러한 발수발유코팅액을 가스크로마토그래피로 분석한 결과 공중합 반응의 전환율은 99%(FA기준)이상이었으며, 에멀젼입자의 크기는 115nm로 아주 균일한 크기분포를 이루며, 외관이 청색을 형성하며 7일이상 보관하여도 침전물이 발생하지 않았다.
더불어 상기 조성물인 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액은 표면자유에너지가 20dyne/cm로 매우 낮은 저에너지 특성을 나타내었다.
<실시예 4>
온도조절장치와 교반기가 부착된 1ℓ삼구플라스크에,
C8F17CH2CH2OCOCH=CH2로 표시되는 FA 60g,
메틸메타아크릴레이트 40g,
C8F17-(C2H4O)40H(에틸렌옥사이드기 부가 몰수 평균 40)로 표시되는 불소계 계면활성제 0.5g,
노닐페닐계 탄화수소계 계면활성제 3.5g(HLB=13),
아조비스이소부틸아미딘 이염산염 1.0g,
증류수 400g을 투입, 교반하면서 약 30분간 질소치환을 수행하고, 질소치환된 반응액을 60℃로 승온하여 15시간동안 중합반응을 진행시킨 후 냉각하여 고형분의 농도가 20%를 형성하는 조성물인 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액을 얻는다.
이러한 발수발유코팅액을 가스크로마토그래피로 분석한 결과 공중합 반응의 전환율은 99%(FA기준)이상이었으며, 에멀젼입자의 크기는 125nm로 아주 균일한 크기분포를 이루며, 외관이 청색을 형성하며 7일이상 보관하여도 침전물이 발생하지 않았다.
더불어 상기 조성물인 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액은 표면자유에너지가 18dyne/cm로 매우 낮은 저에너지 특성을 나타내었다.
<실시예 5>
온도조절장치와 교반기가 부착된 1ℓ삼구플라스크에,
C8F17CH2CH2OCOC(CH3)=CH2로 표시되는 퍼플루오로알킬에틸메타아크릴레이트(이하 FMA라 함) 60g,
메틸메타아크릴레이트 20g,
비닐아세테이트 20g,
C10F21-(C2H4O)40H(에틸렌옥사이드기 부가 몰수 평균 40)로 표시되는 불소계 계면활성제 1.0g,
노닐페닐계 탄화수소계 계면활성제 3.0g(HLB=13),
아조비스이소부틸아미딘 이염산염 1.0g,
증류수 400g을 투입, 교반하면서 약 30분간 질소치환을 수행하고, 질소치환된 반응액을 60℃로 승온하여 15시간동안 중합반응을 진행시킨 후 냉각하여 고형분의 농도가 20%를 형성하는 조성물인 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액을 얻는다.
이러한 발수발유코팅액을 가스크로마토그래피로 분석한 결과 공중합 반응의 전환율은 99%(FA기준)이상이었으며, 에멀젼입자의 크기는 115nm로 아주 균일한 크기분포를 이루며, 외관이 청색을 형성하며 7일이상 보관하여도 침전물이 발생하지 않았다.
더불어 상기 조성물인 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액은 표면자유에너지가 18dyne/cm로 매우 낮은 저에너지 특성을 나타내었다.
상기와 같은 각 실시예를 통해 제조되는 본 발명인 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액과 유기용제인 휘발성유기용제를 첨가된 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액과의 물성비교를 실시하였으며, 이러한 비교내용을 각 비교예를 통하여 상세히 설명한다.
<비교예 1>
상기 <실시예 1>과 동일한 방법에 의해 유화중합을 실시하되,
계면활성제를 기존의 탄화수소계인 도데실 벤젠설폰산나트륨을 사용하였고,
유화를 위한 용제로는 아세톤을 단량체의 60중량%사용하였다.
상기와 같은 방법을 통해 생성된 발수발유코팅용액의 에멀젼입자 크기는 100-2000nm의 다양한 입자크기분포를 나타내었으며, 외관이 백색을 보이며 7일이상 보관시 침전물이 발생하였다.
또한 가스크로마토그래피로 분석한 결과 공중합 반응의 전환율이 70%(FA기준)이하였으며, 표면자유에너지는 28dyne/cm으로 본 발명인 수분산 불소계 계면활성제를 사용한 경우보다 높은 에너지 특성을 나타내었다.
<비교예 2>
상기 <실시예 2>와 동일한 방법에 의해 유화중합을 실시하되,
계면활성제로 노닐페닐계 계면활성제 혼합물(HLB=13) 5.0g,
스테아릴트리메틸암모니움클로라이드 1.0g을 사용하였고,
유화를 위한 용제로서 아세톤을 단량체의 60중량%사용하였다.
상기와 같이 생성된 코팅용액은 에멀젼입자의 크기가 100-140nm의 다양한 입자크기분포를 나타내며, 외관이 청색을 보이며 7일이상 보관시 <비교예 1>에서와 같이 침전물이 발생하였다.
더불어 가스크로마토그래피로 분석한 결과 공중합 반응의 전환율은 99%(FA기준)이상이었으며, 표면자유에너지가 29dyne/cm으로 본 발명인 수분산 불소계 코팅용액에 비하여 높은 에너지 특성을 나타내었다.
<실시예 6>
상기 각 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 발수발유코팅용액을 나일론섬유와 폴리에스터(PET)섬유에 코팅처리하여 발수성능(JIS L-1092)을 평가하여 표 2에서와 같은 결과를 도출하였다.
<표 2>
나일론섬유 폴리에스터섬유
이상에서와 같이 유기용제인 아세톤을 사용한 코팅용액에 비하여 불소계 계면활성제를 사용한 코팅용액의 발수율이 비슷하거나 월등한 성능을 발휘하는 것으로 나타으며, 이러한 발수효율의 결과는 표면장력이 낮은 불소계 계면활성제를 사용함으로써 발수발유코팅용액이 아세톤과 같은 유기용제에 비하여 더 낮게 형성되고, 이로 인하여 소수성 섬유에 대한 침투성이 향상된 것으로 해석된다.
이상과 같은 본 발명인 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅액 및 그 제조방법은 표면장력이 극히 낮은 불소계 계면활성제를 이용함으로써 환경오염문제를 근본적으로 불식시키며, 친환경적 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 생성이 가능하다.
더불어 불소계 계면활성제가 종래 유기용제에 비하여 우수한 표면특성으로 섬유, 제지, 건설분야 등 다양한 분야에 폭 넓게 적용가능하여 특히 선진국에서도 미개발된 상태로 산업상 이용가치성이 향상되어 국내,외 시정점유율확대에 따른 경제적 이익창출의 극대화를 이룰 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (7)

  1. 퍼플로로알킬기를 함유한 비닐계 모노마류와 섬유등에 뛰어난 접착력을 가지는 비불소계 비닐계 모노마류, 라디칼개시제, 계면활성제를 주요성분으로 하여 유화중합법에 의해 생성되는 수분산 에멀젼형 발수발유코팅용액에 있어서;
    상기 수분산 에멀젼 발수발유코팅용액은,
    하기 화학구조식(1)의 구조를 가지는 과불소알킬기가 함유된 비이온성 계면활성제를 유화제로 사용하여 라디칼중합에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조방법.
    화학구조식(1) ---------- ClF2l+1C2H4O(CH2CH2 O)kH
    상기 화학구조식(1)에서 l은 3 - 21의 정수를 나타내며, k는 5 - 40의 정수를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서;
    상기 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액에 투입되는 과불소알킬기를 함유한 비이온성 불소계 계면활성제의 농도가 0.001 - 5%범위인 것을 특징으로 하는 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서;
    상기 비닐계모노마류는 과불소알킬기를 함유한 것으로,
    하기 화학구조식 (2),(3),(4), (5)중에서 선택된 퍼플로로알칼기를 함유하는 화합물인 것을 특징으로 하는 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조방법.
    화학구조식(2) ---------- CnF2n+1CH2OCOCR1=CH2
    화학구조식(3) ---------- CnF2n+1SO2NR2(CH2)m OCOCR1=CH2
    화학구조식(4) ---------- CnF2n+1CH2CH(OH)(CH2)mOCOCR 1=CH2
    화학구조식(5) ---------- CnF2n+1(CH2)mOCOCR1=CH 2
    상기 화학구조식에서 R1 은 수소원자 또는 메틸기,
    R2는 메틸기, 에틸기 또는 프로필기,
    m은 2 내지 6의 정수, n은 3 내지 21의 정수이다.
  4. 제 1 항에 있어서;
    상기 비불소계 비닐계 모노마류는 공단량체(comonomer)로,
    (메타)아크릴산, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 아크릴아미드, 비닐아세테이트, 스틸렌등의 비닐화합물 및,
    N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-메틸올아크릴아미드부틸에테르, N-부톡시(메타)아크릴아미드, 2-히드록시(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트등의 가교성기(crosslinkable group)를 함유하는 단량체 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상을 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서;
    상기 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액은,
    비닐계모노마류와 비불소계 비닐계모노마류를 주요성분으로 제조되며,
    상기 비닐계 모노마류와 비불소계 비닐계 모노마류는 생성된 에멀젼형 발수발유코팅용액에서 고형상 농도가 15 - 45중량%이고,
    상기 고형분 가운데 비닐계모노마류가 전체 모노마량의 10 - 80중량%를 차지하는 것을 특징으로 하는 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서;
    상기 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액 제조시 라디칼중합에 사용되는 라디칼 개시제는,
    ammonium persulfate(APS), sodim persulfate(SPS), potassium persulfate(PPS), V-50(2, 2'-azobis(2-methylpropionaimidine)dihydrochloride)등의 수용성 개시제인 것을 특징으로 하는 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서;
    상기 라디칼 개시제의 첨가농도는 0.1 - 5중량%인 것을 특징으로 하는 무용제 수분산 불소계 에멀젼형 발수발유코팅용액의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5859278A (ja) * 1981-10-06 1983-04-08 Lion Corp 撥水撥油剤組成物
JPS6034730A (ja) * 1983-08-05 1985-02-22 Nippon Mektron Ltd 繊維処理用撥水撥油剤エマルジョン
JPH0480282A (ja) * 1990-07-20 1992-03-13 Asahi Glass Co Ltd フッ素系撥水撥油剤
JPH09125051A (ja) * 1995-10-27 1997-05-13 Asahi Glass Co Ltd 安定性に優れる水分散型撥水撥油剤組成物
US5861365A (en) * 1996-07-27 1999-01-19 Reckitt & Colman Inc. Aerosol, aqueous cleaning compositions providing water and oil repellency to fiber substrates
JPH1180710A (ja) * 1997-09-12 1999-03-26 Nippon Mektron Ltd 撥水撥油剤およびその製造法
KR20000029864A (ko) * 1996-08-07 2000-05-25 메리 이. 보울러 불소화에스테르를함유하는코팅

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5859278A (ja) * 1981-10-06 1983-04-08 Lion Corp 撥水撥油剤組成物
JPS6034730A (ja) * 1983-08-05 1985-02-22 Nippon Mektron Ltd 繊維処理用撥水撥油剤エマルジョン
JPH0480282A (ja) * 1990-07-20 1992-03-13 Asahi Glass Co Ltd フッ素系撥水撥油剤
JPH09125051A (ja) * 1995-10-27 1997-05-13 Asahi Glass Co Ltd 安定性に優れる水分散型撥水撥油剤組成物
US5861365A (en) * 1996-07-27 1999-01-19 Reckitt & Colman Inc. Aerosol, aqueous cleaning compositions providing water and oil repellency to fiber substrates
KR20000029864A (ko) * 1996-08-07 2000-05-25 메리 이. 보울러 불소화에스테르를함유하는코팅
JPH1180710A (ja) * 1997-09-12 1999-03-26 Nippon Mektron Ltd 撥水撥油剤およびその製造法

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