KR100722360B1 - 건축 재료 조성물 - Google Patents
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Abstract
입상 다당류 또는 입상 다당류 유도체로부터 선택된 입상 물질로부터 제조되거나 또는 이들이 첨가된 건축 재료 조성물을 기술한다. 본 발명의 건축 재료 조성물의 입상 물질은 (a) 다당류 및 다당류 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 구성성분 및 피드(feed) 조성물 전체의 중량을 기준으로 35 중량% 내지 99 중량%의 물을 포함하는 피드 조성물을 제조하는 단계(여기에서, 상기 구성성분은 피드 조성물 중에서 적어도 팽윤되거나 용해된다), (b) 분쇄기 중에서 상기 피드 조성물을 가스 기류와 접촉시켜 상기 피드 조성물의 수분을 수증기로 전환시키는 동시에 상기 피드 조성물의 구성성분을 미세한 입상 물질의 고체 형태로 전환시키는 단계, (c) 상기 가스 기류로부터 상기 입상 물질을 분리하는 단계, 및 (d) 임의로 상기 입상 물질을 건조시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조한다. 본 발명에 따른 건축 재료 조성물의 예로는 타일 접착제 및 접합부 충전재가 포함된다.
건축 재료, 다당류, 다당류 유도체, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 타일 접착제, 접합부 충전재
Description
본 발명은 입상 다당류 또는 입상 다당류 유도체, 특히 입상 다당 에테르류, 바람직하게는 입상 셀룰로오스 에테르류로부터 선택된 입상 물질로부터 제조되거나 또는 이들이 첨가된 건축 재료 조성물에 관한 것이다. 상기 입상 물질은 바람직하게는 다당류 또는 다당류 유도체로부터 선택된, 팽윤 및(또는) 용해된 구성성분의 수성 피드 조성물을 분쇄기 중에서 가스 기류와 접촉시킨 다음, 형성된 입상 물질을 가스 기류로부터 분리하고, 임의로 상기 입상 물질을 건조시켜 제조한다. 본 발명에 따른 건축 재료 조성물은 예컨대 수공 및 기계로 적용하는 바탕칠(renders), 타일 접착제, 숏크리트(shotcrete) 조성물, 스크리드(screeds), 시멘트 압출물, 충전재 조성물 및 에멀젼 페인트를 포함한다.
다당류 또는 다당 에테르류, 특히 셀룰로오스 에테르류는 다양한 중요성을 갖는 수 많은 상이한 용도 시스템에서 사용된다. 셀룰로오스 에테르의 성질 및 이들의 농도 및 분자량에 따라, 제품은 다양한 조성에서 증점 작용을 갖고 상이한 식소트로피(thixotropic) 및(또는) 의사플라스틱(pseudoplastic) 성질을 나타내므로, 용도 분야(예컨대 음식물, 약품, 화장품 등에서의 용도)에 따라 다양하게 변하는 가공 특성 조절을 나타낸다. 예컨대 문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 5A, Verlag Chemie, Weinheim/New York, 1986]을 참조한다.
시멘트 및 석고 바탕칠에 있어서, 셀룰로오스 에테르류, 특히 메틸셀룰로오스 혼합 에테르류는 물에 대한 필요조건을 조절하고 따라서 가공 수명 및 바탕칠 산출량을 조절한다. 수분 보유는 예컨대 유연성, 점성, 가소성, 매끄러운 도구에 달라붙는 경향 및 처짐 저항성 및 미끄러짐 저항성 및 슬러리 형성과 같은 가공 특성들을 결정한다. 더욱이 셀룰로오스 에테르류를 사용하면 기재에 대한 접착력을 조절할 수 있고 신뢰성있는 경화를 보장한다.
시멘트 압출에 있어서는 특히 높은 압력하에서도 건축 재료 조성물 또는 혼합물이 치수안정성을 갖고 양호한 성형성을 유지하며, 나아가 약 40-50℃ 정도의 비교적 높은 온도에서도 충분한 수분 보유량을 가지는 것이 중요하다. 이를 달성하기 위하여 많은 상이한 셀룰로오스 에테르류, 특히 메틸셀룰로오스 (혼합)에테르를 건축 재료 혼합물에 가한다.
타일 접착제에 사용되는 셀룰로오스 에테르류는 충분한 증점 작용(점성) 및 수분 보유를 제공해야 한다. 또한 이들은 기재에 대한 접착성 및 처짐 저항성을 현저히 향상시킨다. 셀룰로오스 에테르류가 처방된 타일 접착제는 타일들이 노출되는 상이한 조건하에서, 심지어 가혹한 조건(예컨대 70℃의 높은 온도에의 노출, 동결-해동 사이클에의 노출, 수분에의 노출)하에서도 충분히 높은 미끄러짐 저항성뿐 아니라 매우 우수한 인장 결합 강도를 나타내야 한다.
충전재 조성물에서 사용하기 위한 중요한 성질들은 충전재 조성물의 가공 과정 동안의 혼합 및 증점 거동들이다. 예컨대 우수한 작업성 및 처짐 저항성과 같은 충전재 조성물들의 응용 특성들은 사용된 셀룰로오스 에테르의 성질 및 연관된 유변학적 프로파일에 의해 설정된다. 충분히 높은 수분 보유는 가공 과정 중의 균열을 방지하기 위해 필요하다.
셀룰로오스 에테르류를 예컨대 에멀젼 페인트, 실리콘 수지 페인트 및 규산염 페인트와 같은 수성 코팅 시스템에 사용하는 경우, 페인트 또는 건조 필름의 양호한 도포 특성(예컨대 적은 얼룩 형성, 양호한 페인트 표면, 양호한 안료 분산, 씻겨 나감에 대한 저항성 증가 및 내마모성 등)을 수반하는 것이 바람직하다. 또한 셀룰로오스 에테르류는 개선된 증점 성능, 페인트 중에서의 양호한 저장 안정성, 간단한 작업성 및 환경 친화적인 용도 등의 특성을 가져야 한다.
본 발명에 따라, 입상 다당류 및 입상 다당류 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 입상 물질로부터 제조되거나 또는 이들이 첨가된 건축 재료 조성물을 제공하며, 여기에서 상기 입상 물질은
(a) 다당류 및 다당류 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 구성성분 및 피드(feed) 조성물 전체의 중량을 기준으로 35 중량% 내지 99 중량%의 물을 포함하는 피드 조성물을 제조하는 단계(여기에서, 상기 구성성분은 피드 조성물 중에서 적어도 팽윤되거나 용해된다),
(b) 분쇄기 중에서 상기 피드 조성물을 가스 기류와 접촉시켜 상기 피드 조성물의 수분을 수증기로 전환시키는 동시에 상기 피드 조성물의 구성성분을 미세한 입상 물질의 고체 형태로 전환시키는 단계,
(c) 상기 가스 기류로부터 상기 입상 물질을 분리하는 단계, 및
(d) 임의로 상기 입상 물질을 건조시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조한다.
작업 실시예 또는 다르게 표시된 경우를 제외하고, 성분의 양, 반응 조건 등을 표시하는 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 모든 숫자들은 모든 경우에 있어서 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 기호 "%"는 퍼센트를 뜻하며, 용어 "중량%"는 중량 퍼센트 또는 중량을 기준으로 한 퍼센트를 뜻한다.
본 발명에 따라 사용되는 다당류 또는 다당류 유도체, 바람직하게는 셀룰로오스 에테르류, 특히 바람직하게는 메틸히드록시에틸셀룰로오스 에테르류는 예컨대 바탕칠로 사용될 때 특히 특별한 임계적인 조건(예컨대 40℃)하에서 통상적으로 제조된 메틸히드록시에틸셀룰로오스 에테르류에 비해 개선된 수분 보유 용량을 나타낸다. 본 발명에 따라 특허 청구된 제품을 타일 접착제에 사용하는 경우 개선된 인장 결합 강도 및(또는) 더욱 신속한 접착제 경화 개시를 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 입상 다당류 또는 다당류 유도체로부터 제조된 건축 재료 조성물을 시멘트 압출 성형에 사용하는 경우, 압출 성형품의 균열 감소와 함께 현저히 우수한 가소화 및 치수 안정성을 나타낸다. 전형적으로는, 본 발명에 따른 건축 재료 조성물의 이점은 사용자의 기술적 또는 경제적 이점과 연관된다.
본 발명의 건축 재료 조성물은 당업자에게 잘 알려진 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 입상 다당류 또는 입상 다당류 유도체들을 포함하여 본 조성물의 성분들을 임펠러(impellers), 카울스 블레이드(cowls blade), 미디어 밀(media mills) 및 압출기를 사용하여 함께 혼합할 수 있다. 입상 다당류 또는 입상 다당류 유도체들을 건축 재료 조성물 제조 과정 동안 또는 그 과정에 걸쳐 임의의 지점에서 건축 재료 조성물에 가할 수 있다. 또한 본 발명의 범위는 건축 재료 조성물을 일단 제조한 다음, 그러나 그 사용 전에 입상 다당류 또는 입상 다당류 유도체들을 가한 건축 재료 조성물도 포함한다.
본 발명의 건축 재료 조성물에 사용되는 입상 다당류 및 입상 다당류 유도체들의 제조에 있어서, 피드 조성물은 피드 조성물의 전체 중량을 기준으로 바람직하게는 50 중량% 내지 80 중량%, 더욱 바람직하게는 65 중량% 내지 78 중량%의 물을 포함할 수 있다. 또한 피드 조성물은 전형적으로는 1 중량% 내지 65 중량%, 바람직하게는 20 중량% 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 22 중량% 내지 35 중량%의 다당류 또는 다당류 유도체를 포함할 수 있으며, 상기 중량%는 피드 조성물의 전체 중량을 기준으로 한 것이다.
본 발명의 일 실시 태양에 있어서, 입상 다당류 및 입상 다당류 유도체들은 고속 회전 가스 기류 충격 분쇄기(high rotary speed, gas stream impact mill)에서 제조한다. 입상 다당류 및 입상 다당류 유도체들을 제조하는데 사용하는 고속 회전 가스 기류 분쇄기는 당업자에게 잘 알려진 것들을 포함한다. 분쇄기(즉, 고속 회전 가스 기류 분쇄기)를 통과하는 가스 기류는 바람직하게는 과열 증기 기류 이다. 과열 증기 기류는 (i) 증기 및 불활성 기체(예컨대 질소), 및 (ii) 증기 및 공기로부터 선택된 혼합물을 포함할 수 있다. 과열 증기 기류의 증기 함량은 전형적으로는 과열 증기 기류의 전체 중량을 기준으로 40 중량% 내지 99 중량%이다.
예컨대 유럽특허공개 제0 049 815호, 동 제0 370 447호, 동 제0 348 046호, 동 제0 835 881호, 영국특허공개 제2 262 527호에 기재된 것과 같은 공지된 방법과 비교하여, 본 발명의 건축 재료 조성물의 입상 다당류 및 다당류 유도체들을 제조하는 방법은 현저하게 더욱 경제적이다. 입상 다당류 및 다당류 유도체들을 제조하는 과정 동안, 과열 기체 기류는 바람직하게는 과열 증기/불활성 기체 혼합물 또는 과열 증기/공기 혼합물이고, 분쇄로부터 투입되는 에너지는 열에너지로 전환되어 과열 기체 기류로 되돌아가며 따라서 이용가능하다.
상술한 방법을 사용하여, 열 응집점을 갖거나 또는 갖지 않는 수 많은 다당류, 다당류 유도체, 특히 셀룰로오스 에테르를 경제적으로 제조할 수 있고 본 발명의 건축 재료 조성물에 사용한다.
본 발명에 따라, 다당류 유도체, 특히 셀룰로오스 에테르류는 예컨대 수동으로 또는 기계로 도포하는 예컨대 석고, 수화 석회 또는 시멘트를 기재로 하는 바탕칠, 모르타르, 타일 접착제, 스프레이크리트(spraycrete) 조성물, 플로어 평준화 조성물, 시멘트 및 석회/모래 압출물, 접합 충전재 및 충전재 조성물 및 코팅 조성물(예컨대 수성도료(distempers), 규산염 페인트, 미네랄 페인트, 에멀젼 페인트 및 수성 또는 유기-용해성 락커 시스템)과 같은 건축 재료 조성물에 사용된다. 그러나, 그 용도는 상술한 건축 재료 분야에서의 바람직한 용도만으로 제한되지 않는다.
위에 열거한 건축 재료 조성물에 있어서, 셀룰로오스 에테르류는 건축 재료 조성물의 전체 건조 중량을 기준으로 통상적으로는 0.001-50 중량%, 바람직하게는 0.001-10 중량% 범위로 사용된다. 건축 재료 조성물에 가하는 다당류 유도체, 특히 셀룰로오스 에테르의 양은 특정 목적 용도에 의존한다. 석고를 기재로 하는 바탕칠 조성물에 있어서, 셀룰로오스 에테르의 첨가량은 전체 건조 중량을 기준으로 통상적으로 0.05 내지 0.5 중량% 범위이고, 시멘트를 기재로 하는 바탕칠 조성물에서는 0.02 내지 0.3 중량% 범위이다. 통상적으로 충전재 조성물, 타일 접착제 및 시멘트 압출 응용분야에서의 첨가량이 보다 많으며, 예컨대 석고를 기재로 하는 충전재 조성물에 사용되는 양은 전체 건조 중량을 기준으로 약 0.1 내지 2 중량%, 시멘트를 기재로 하는 충전재 조성물의 경우는 0.1 내지 1 중량%이다.
본 발명에 따라, 열 응집점을 갖는 이온성 및 비이온성 다당류 또는 다당류 유도체, 특히 다당류 에테르류 및 에스테르류, 특히 셀룰로오스 에테르류 및 열 응집점을 갖지 않는 것들 모두 본 건축 재료 조성물에 사용할 수 있다. 본 발명의 건축 재료 조성물에 사용할 수 있는 특히 바람직한 셀룰로오스 에테르류 및 셀룰로오스 에스테르류는 하나 이상의 하기 치환체를 갖는 것들(예컨대 소위 2원 또는 3원 혼합 에테르)을 포함한다. 상기 치환체의 예로는 히드록시에틸, 히드록시프로필, 히드록시부틸, 메틸, 에틸, 프로필, 벤질, 포스포노메틸, 포스포노에틸, 디히드록시프로필, 카르복시메틸, 술포메틸, 술포에틸, 소수성 장쇄 분지 및 비분지 알킬 잔기, 소수성 장쇄 분지 및 비분지 알킬아릴 잔기 또는 아릴알킬 잔기, N,N-디에틸아미노알킬 및 양이온성 또는 양이온화 잔기 및 아세테이트, 프로피오네이트, 부티레이트, 락테이트, 니트레이트 및 술포네이트기들이 포함되나 이들로 한정되지는 않는다.
본 발명의 건축 재료 조성물에 사용될 수 있는 다당류 유도체, 특히 다당류 에테르류 및 에스테르류는 이하에 기재된 것들을 포함하나 이들 부류로 한정되지는 않는다.
A) 셀룰로오스 유도체들, 특히 셀룰로오스 에테르류, 예컨대 히드록시알킬셀룰로오스{예컨대 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 히드록시프로필셀룰로오스(HPC) 및 히드록시프로필히드록시에틸셀룰로오스(HPHEC)}, 카르복시알킬셀룰로오스{예컨대 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)}, 카르복시알킬히드록시알킬셀룰로오스{예컨대, 카르복시메틸히드록시에틸셀룰로오스(CMHEC) 및 카르복시메틸히드록시프로필셀룰로오스(CMHPC)}, 술포알킬셀룰로오스{예컨대, 술포에틸셀룰로오스(SEC) 및 술포프로필셀룰로오스(SPC)}, 카르복시알킬술포알킬셀룰로오스{예컨대, 카르복시메틸술포에틸셀룰로오스(CMSEC) 및 카르복시메틸술포프로필셀룰로오스(CMSPC)}, 히드록시알킬술포알킬셀룰로오스{예컨대, 히드록시에틸술포에틸셀룰로오스(HESEC), 히드록시프로필술포에틸셀룰로오스(HPSEC) 및 히드록시에틸히드록시프로필술포에틸셀룰로오스(HEHPSEC)}, 알킬히드록시알킬술포알킬셀룰로오스{예컨대, 메틸히드록시에틸술포에틸셀룰로오스(MHESEC), 메틸히드록시프로필술포에틸셀룰로오스(MHPSEC) 및 메틸히드록시에틸히드록시프로필술포에틸셀룰로오스(MHEHPSEC)}, 알킬셀룰로오스{예컨대, 메틸셀룰로오스(MC) 및 에틸셀룰로오스(EC)}, 알킬히드록시알킬셀룰로오스{예컨대, 메틸히드록시에틸셀룰로오스(MHEC), 에틸히드록시에틸셀룰로오스(EHEC), 메틸히드록시프로필셀룰로오스(MHPC) 및 에틸히드록시프로필셀룰로오스(EHPC)}, 알케닐셀룰로오스류 및 이온성 및 비이온성 알케닐셀룰로오스 혼합 에테르{예컨대, 알릴셀룰로오스, 알릴메틸셀룰로오스, 알릴에틸셀룰로오스 및 카르복시메틸알릴셀룰로오스)}, 디알킬아미노알킬셀룰로오스{예컨대, N,N-디메틸아미노에틸셀룰로오스 및 N,N-디에틸아미노에틸셀룰로오스}, 디알킬아미노알킬히드록시알킬셀룰로오스{예컨대, N,N-디메틸아미노에틸히드록시에틸셀룰로오스 및 N,N-디메틸아미노에틸히드록시프로필셀룰로오스}, 아릴- 및 아릴알킬- 및 아릴히드록시알킬셀룰로오스{예컨대, 벤질셀룰로오스, 메틸벤질셀룰로오스 및 벤질히드록시에틸셀룰로오스}, 및 탄소 원자수가 3 내지 15인 알킬 잔기 또는 탄소 원자수가 7 내지 15인 아릴알킬 잔기를 갖는, 소수성으로 개질된 글리시딜 에테르류와 상기한 셀룰로오스 에테르류와의 반응 생성물을 사용할 수 있다.
B) 전분 및 전분 유도체, 특히 전분 에테르류, 특히 바람직하게는 냉수 및 온수에 가용성인 전분 에테르류, 예컨대 산화, 히드록시알킬화, 카르복시알킬화, 알킬화, 질소 양이온화 또는 양이온성 전분 에테르류를 사용할 수 있다.
C) 갈락토만난류, 예컨대 캐럽 분말(carob flour), 구아르(guar) 및 구아르 유도체, 특히 구아르 에테르류, 예컨대 히드록시에틸구아르, 히드록시프로필구아르, 메틸구아르, 에틸구아르, 메틸히드록시에틸구아르, 메틸히드록시프로필구아르 및 카르복시메틸구아르를 사용할 수 있다.
D) 알긴산염 및 이들의 유도체를 사용할 수 있다.
E) 셀룰로오스 에테르류의 물리적인 블렌드, 예컨대 메틸히드록시에틸셀룰로오스와 카르복시메틸셀룰로오스의 블렌드를 사용할 수 있다. 전분 에테르류의 블렌드, 예컨대 히드록시에틸 전분과 양이온성 전분 및(또는) 카르복시메틸화 전분의 블렌드를 사용할 수 있다. 구아르 에테르류의 블렌드, 예컨대 히드록시에틸구아르와 메틸구아르의 블렌드를 사용할 수 있다. 또한, 셀룰로오스 에테르류와 전분 에테르류 및(또는) 구아르 에테르류의 블렌드, 예컨대 메틸히드록시에틸셀룰로오스와 히드록시프로필전분 및 히드록시프로필구아르의 블렌드를 사용할 수 있다.
F) 셀룰로오스 및 전분 에테르류, 예컨대 셀룰로오스 질산염, 아세트산염, 부티르산염을 사용할 수 있다.
특히 바람직한 다당류 또는 다당류 유도체들은 셀룰로오스 유도체, 특히 물 및(또는) 유기 용매에 가용성인 셀룰로오스 에테르류, 예컨대 메틸셀룰로오스 에테르(MC), 에틸셀룰로오스 에테르(EC), 카르복시메틸셀룰로오스 에테르(CMC){바람직하게는 이들의 염, 예컨대 소디움 카르복시메틸셀룰로오스 에테르}, 메틸히드록시에틸셀룰로오스(MHEC), 메틸히드록시프로필셀룰로오스(MHPC), 에틸히드록시에틸셀룰로오스(EHEC), 에틸히드록시프로필셀룰로오스(EHPC), 메틸히드록시에틸히드록시프로필셀룰로오스(MHEHPC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC) 및 히드록시프로필셀룰로오스(HPC) 및 탄소 원자수가 2 내지 18인 긴 사슬의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 또는 탄소 원자수가 7 내지 15인 아릴알킬기와 상술한 셀룰로오스 에테르류와의 반응 생성물이다.
본 발명의 건축 재료 조성물에 사용되는 셀룰로오스 에테르 부분은 전형적으 로는 특정 응용 분야 및 목적 용도에 의존한다. 전형적으로는, 본 발명의 건축 재료 조성물은 건축 재료 조성물의 건조 고체의 전체 양을 기준으로 0.01 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.01 중량% 내지 10 중량%의 셀룰로오스 에테르를 함유한다.
당업자에게 공지된 바와 같이, 예컨대 공정 과정 동안 특정 효과를 개선하기 위해서 셀룰로오스 에테르류는 조성물에 대개 단독으로는 사용되지 않으며 그 대신 일정 범위의 첨가제 및(또는) 개질제와 함께 사용된다. 따라서 본 발명의 건축 재료 조성물(예컨대 바탕칠, 타일 접착제, 충전재 조성물 등)에 사용되는 셀룰로오스 에테르류는 예컨대 친수 콜로이드, 중합체 분산 분말, 소포제, 팽윤제, 충전재, 라이트 첨가제(light additives), 폴리아크릴레이트류, 폴리아크릴아미드류, 소수화제(hydrophobing agent), 기포 혼입(air-entraining) 첨가제, 합성 증점제, 분산 보조제, 해교제(deflocculants) 및(또는) 응결 지연제 또는 응결 지연제 혼합물 및(또는) 촉진제 및(또는) 안정화제와 혼합될 수 있다. 전형적인 충전재에는 예컨대 석영 모래, 백운석, 석회암 모래, 황산칼슘 2수화물 또는 이들의 분말이 포함된다.
석고, 수화 석회 및 시멘트를 기재로 하는 건축 재료 조성물들은 전형적으로는 이하의 조성을 갖는다(여기에서 모든 중량%는 전체 건조 중량을 기준으로 한 것이다).
99.99-1 중량% 석고, 수화 석회, 시멘트 또는 수화 석회/시멘트
0.001-5 중량% 셀룰로오스 에테르류
0-90 중량% 석영 모래 또는 석회암 모래
0-10 중량% 중합체 분산 분말
0-10 중량% 정화 첨가제(clarification additives)
0-1 중량% 소수화제
0-0.5 중량% 전분 에테르, 및
0-0.1 중량% 기포 혼입제.
전형적으로는 원하는 점성이 얻어질 때까지 본 발명의 건축 재료 조성물에 물을 가한다. 건축 재료 조성물의 성질, 조성 및 가공은 당업자에게 일반적으로 공지되어 있다. 예컨대 볼프 발스로데 아게(Wolff Walsrode AG)사의 제품 팜플렛["Walocel
M-Methylcellulosen fur Putz- und Mauermortel", 02/1996]을 참조한다.
특정 보조제 물질 또는 혼합물들의 성질 및 비율은 당업자에게 일반적으로 공지되어 있다. 그러나, 상술한 첨가에는 아무런 제한이 없다. 응용 분야의 필요에 따라 바탕칠 시스템은 추가의 첨가제들을 함유할 수 있다. 또한 이에 관해서는 문헌[I. Schrage in Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie, vol. 9, Verlag Chemie, Weinheim, New York, 1974, pp. 312 et seq.] 및 상기 문헌에 인용된 문헌들, 및 예컨대 독일특허공개 제19 541 945호, 동 제19 543 933호, 유럽특허공개 제0 458 328호 및 미국특허 제5,047,086호를 참조한다.
본 발명을 이하의 실시예에서 더욱 구체적으로 기재하나, 많은 개조 및 변형이 당업자에게 자명할 것이므로 이 실시예들은 단지 예시하기 위한 것으로 이해되 어야 한다. 다르게 표시하지 않았으면, 모든 부 및 퍼센트는 중량을 기준으로 한 것이다.
<실시예>
이하의 실시예들은 본 발명의 실시태양을 나타내며 본 발명은 이들로 한정되지는 않는다. 본 발명에 따라 제조된 입상 셀룰로오스 에테르로부터 제조한 건축 재료 조성물들 각각을 통상적인 시판 제품인 메틸히드록시에틸셀룰로오스를 함유하는 건축 재료 조성물과 비교하였다.
"DS"(평균 치환도) 및 "MS"(몰 치환도) 표시들은 본 발명에 따라 사용되는 셀룰로오스 에테르에 관한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 의미를 가지며 이하에 예로써 언급한다. "DS"라는 용어는 무수글루코오스 단위 당 셀룰로오스 중의 치환된 히드록실기의 평균 수를 뜻한다. "MS"라는 용어는 무수글루코오스 단위 당 셀룰로오스와 결합한 반응물의 평균 몰 수를 뜻한다.
이하의 실시예에서, 증류수 중의 2 중량% 수용액의 점도는 전단속도 D = 2.5 s-1 및 20℃ 온도에서, DIN 53019에 따라 Haake Model RV 100 회전 점도계, 시스템 M 500, 측정 장치 MV를 사용하여 측정하였다.
이하의 실시예에 기재된 건축 재료 조성물들에 있어서, 메틸히드록시에틸셀룰로오스 에테르(MHEC)를 항상 셀룰로오스 에테르로서 사용하였다. 본 발명에 따라 사용된 메틸히드록시에틸셀룰로오스 에테르는 제조 유형(알칼리화, 에테르화, 정제) 및 치환(DS-메틸 및 MS-히드록시에틸)과 관련하여 특정 참고 시료와 정확히 대등하다. 참고 시료들과는 대조적으로 본 발명에 따라 사용된 메틸히드록시에틸셀룰로오스는 앞서 기재한 방식으로 전체 중량을 기준으로 65 내지 78 중량%의 물에 팽윤 및(또는) 용해된다. 이어서 팽윤 및(또는) 용해된 셀룰로오스 에테르로부터 물을 증기 상태로 전환시키고, 증기/불활성 기체 혼합물 또는 증기/공기 혼합물의 전체 중량을 기준으로 40 내지 99 중량%의 증기 함량을 갖는 과열 증기/불활성 기체 혼합물 또는 증기/공기 혼합물의 가스 기류로 고속 회전 가스 기류 충격 분쇄기에서 용해 및(또는) 팽윤된 셀룰로오스 에테르를 미분된 고체 입자들의 형태인 고체 상태로 전환시킨다. 결과로 얻은 고체 입자들을 가스 기류로부터 분리하고 건조시킨다.
본 실시예에서 사용된 퍼센트는 중량 퍼센트이다. "min" 및 "s"라는 용어들은 각각 "분" 및 "초"를 뜻하며, "rpm"이란 용어는 "분당 회전수"를 뜻한다. "DS-Me" 및 "MS-HE"라는 용어들은 메틸 및 히드록시에틸기들로 치환된 정도를 나타낸다. 약어 "PP" 및 "PF"는 사용된 제품의 분쇄 미세도를 나타내며, 더욱 구체적으로는 초미세 분말("PP") 및 미세 분말("PF")을 나타낸다. 각각의 경우에 입도 평가 결과를 예로써 언급하였다.
"WRV" 및 "WRV 변화"라는 용어는 각각 수분 보유 용량의 수준 및 온도가 20℃에서 40℃로 상승할 때의 수분 보유 용량의 감소를 퍼센트로 표시한 것이다.
물/고형분 계수(W/S)는 다음과 같이 정의된다.
W/S = 물 유동 속도 / (습윤 모르타르 유동 속도 - 물 유동 속도).
예컨대 볼프 발스로데 아게(Wolff Walsrode AG)사의 제품 팜플렛["Walocel
M-Methylcellulosen fur Putz- und Mauermortel", 02/1996]을 참조한다.
입도 평가 결과들은 입상 셀룰로오스 에테르들을 DIN 4188에 따른 체를 사용하여 스크리닝(screening) 기계로 스크리닝하여 결정하였다. 메쉬 크기가 0.25 mm, 0.20 mm, 0.16 mm, 0.125 mm, 0.100 mm 및 0.063 mm인 체들을 사용하였다.
실시예에서 언급된 건축 재료 조성물의 조성을 표 1에 요약하였다. 여기에 표시된 값들은 중량부이다.
| 성분들의 성질 | 석회 시멘트 바탕칠 | 타일 접착제 | 시멘트 압출 |
| 포트랜드 시멘트 | 1000 | 400 | 2000 |
| 수화 석회 | 900 | - | - |
| 석영 모래 | 700 | 585 | 2000 |
| 셀룰로오스 에테르(a) | 9 | 40 | 18 |
| 소수화제 | 20 | - | - |
| 기포 혼입제 | 2.0 | - | - |
| 셀룰로오스 섬유 | - | - | 200 |
| 중합체 분산 분말 | - | 15 | - |
(a) 본 발명에 따라 제조한 입상 셀룰로오스 에테르, 또는 입상 셀룰로오스 에테르 비교예
석회 시멘트 바탕칠 건축 재료 조성물
석회 시멘트 바탕칠 시험은 알센-브라이텐부르크(Alsen-Breitenburg)사의 포틀랜드 시멘트(CEM 1 32.5R, Hover works)를 사용하여 수행하였고, 사용한 모래는 쿼쯔베르케 프레첸(Quarzwerke Frechen)사의 미세도 F34의 석영 모래이고 수화 석회는 디커호프(Dyckerhoff)사로부터 입수하였다. 사용한 기포 혼입제는 볼프 발스로데 아게사의 제품인 LP-W-1
이고, 그레벤 페트케미(Greven Fettchemie)사로부터 입수한 아연 스테아르산염은 소수화제이다. 제품들을 표 1에 언급한 셀룰로오스 에테르와 혼합하고 이하에 기술하였다. 점성은 DIN 18555 part 2에 따라 슬럼프(slump)를 측정하여 결정하였다. 비교 기준으로 사용한 셀룰로오스 에테르는 볼프 발스로데 아게사의 제품인 Walocel
MKX 60000 PF01이다. 수분 보유 용량은 DIN 18555 part 7에 따라 측정하였다. 물/고형분 계수는 0.21로 조절하였고 이하에 표시한 시험 방법에 따라 바탕칠을 시험하였다.
타일 접착제 건축 재료 조성물
타일 접착제 시험은 엘로텍스 아게(Elotex AG)사의 Elotex WS 45
중합체 분산 분말을 사용하여 수행하였다. 타일 접착제의 시험에 사용한 포틀랜드 시멘트는 알센-브라이텐부르크사의 제품(CEM 1 42.5R, Lagerdorf works)이다. 여기에 사용된 모래는 쿼쯔베르케 프레첸사의 미세도 F34의 석영 모래이다. 비교 기준으로 사용한 셀룰로오스 에테르는 볼프 발스로데 아게사의 제품인 Walocel
MKX 40000 PP01이다. 표 1에 표시된 건조 고체의 양을 플라스틱 백 중에서 칭량하고 약 5분 동안 반복하여 흔들어 주어 손으로 균질하게 혼합하였고, 이때 임의의 시멘트 덩어리들이 우선 분쇄되었다. 표 1에 기재된 양을 사용하여, 물을 첨가함으로써 물/고형분 계수를 0.23으로 조절하고 결과로 얻은 타일 접착제를 이하에 표시한 시험 방법에 따라 시험하였다.
시멘트 압출 건축 재료 조성물
시멘트 압출 시험은 알센-브라이텐부르크사의 포틀랜드 시멘트(CEM 1 32.5, Hover works)를 사용하여 수행하였고, 쿼쯔베르케 프레첸사의 미세도 W12의 석영 모래를 모래로 사용하였다. 사용한 셀룰로오스 섬유는 레텐마이어 운트 쇤(Rettenmaier & Sohne)사의 제품(Arbocel
BWW 40)이다. 비교 기준으로 사용한 셀룰로오스 에테르는 볼프 발스로데 아게사의 제품인 Walocel
VP-M-20678이다. 압출 시험은 뢰디게(Lodige)사의 모델 M20 MK Lodige 믹서 및 헨들(Handle)사의 모델 PZ VM8D 준공업용 압출기를 사용하여 수행하였다. 조성중에 언급된 건조 고체의 양을 뢰디게 믹서내로 도입함으로써 압출성형물을 제조하였다. 일단 건조 혼합물을 균질하게 혼합(4분, 250 rpm)하고, 0.31의 물/고형분 계수를 얻는데 필요한 양의 따뜻한 물(T=35℃)을 4.0 바아의 압력에서 분사한 다음, 배치(batch)를 250 rpm에서 2 ×2.5 분 동안 더 혼합하였다. 이어서 결과로 얻은 혼합물을 즉시 압출기로 옮겼다. 압출기 세팅은 참고 시료에 대해 수행한 압출 시료를 기준으로(10 mm 천공 삽입물, 회전 속도, 예비 압축: 12 rpm, 회전 속도, 스크류 압축: 15 rpm, 예열 및 압축 헤드 40℃, 예비 압축: 외부 상부 20mm 또는 외부 하부 20 mm에 스파이더를 갖는 스크류, 뾰족한 선단 스크류의 위치: 표준, 압축 헤드 감소 없음, 진공: 0.8 바아) 후속하는 모든 시험에서 고정하였다. 이하에 표시한 시험 기준에 따라 압출 성형품을 시험하였다.
표 2에는 이하에 더 기술하는 실시예들에서 비교 시료로 사용한 셀룰로오스 에테르들의 제품 파라미터를 요약하였다.
| 제품 파라미터1) | DS-ME | MS-HE | 점도 (mPa.s) |
Walocel |
1.57 | 0.27 | 57740 |
Walocel |
1.59 | 0.29 | 38600 |
Walocel |
1.47 | 0.28 | 92330 |
1) 볼프 발스로데 아게사로부터 상업적으로 입수 가능한 제품
석회 시멘트 바탕칠 시험 결과
바탕칠과 관련하여 본 발명의 조성물에 사용한 셀룰로오스 에테르의 시험은 참고 시료 Walocel
MKX 60000 PF01 (= 볼프 발스로데 아게사의 시판 제품)과 비교하여 수행하였다. 기준과 비교하여 본 발명에 사용된 메틸히드록시에틸셀룰로오스 에테르의 점도를 표 3에 표시하였고, 모두 유사하게 높은 점도를 갖는다.
| 번호 | 시료 | 점도 (mPa.s) |
| 1 | Walocel |
57740 |
| 2 | 본 발명에 따른 시료 1 | 59215 |
| 3 | 본 발명에 따른 시료 2 | 62161 |
| 4 | 본 발명에 따른 시료 3 | 59804 |
1) 참고 시료 (= 비교 시료)
스크린 분석 결과를 표 4에 나타내었다.
| 번호 | 시료 | 스크린 분획(%)2) | |||||
| <0.25 mm | <0.20 mm | <0.16 mm | <0.125 mm | <0.10 mm | <0.063 mm | ||
| 1 | Walocel |
99.90 | 99.95 | 94.79 | 85.03 | 74.75 | 47.23 |
| 2 | 본 발명에 따른 시료 1 | 99.84 | 99.62 | 98.79 | 93.20 | 83.83 | 50.15 |
| 3 | 본 발명에 따른 시료 2 | 98.59 | 95.20 | 88.18 | 76.25 | 61.77 | 29.29 |
| 4 | 본 발명에 따른 시료 3 | 99.24 | 94.85 | 87.51 | 74.54 | 58.46 | 23.23 |
1) 참고 시료 (= 비교 시료)
2) 메쉬 크기가 0.25 mm, 0.20 mm, 0.16 mm, 0.125 mm, 0.100 mm, 0.063 mm인 체들을 통해 스크리닝하여 얻은 입도 평가 결과
시험 결과를 이하에 요약한다. 시료 번호 2는 입도 분석상 참고 시료에 상응한다. 모든 기타 시료들은 현저히 적은 초미세 입자 함량을 갖는다.
석회 시멘트 바탕칠 조성물의 적용 시험 결과를 표 5에 요약한다.
| 번호 | 시료 | 슬럼프2) (mm) 20℃ 40℃ | 수분 보유2) (%) 20℃ 40℃ | WRV 변화 (%)4) | ||
| 1 | Walocel |
166 | 160 | 97.46 | 96.49 | 0.97 |
| 2 | 본 발명에 따른 시료 1 | 169 | 163 | 97.65 | 97.17 | 0.48 |
| 3 | 본 발명에 따른 시료 2 | 169 | 163 | 97.64 | 97.04 | 0.60 |
| 4 | 본 발명에 따른 시료 3 | 162 | 162 | 97.41 | 96.72 | 0.69 |
1) 참고 시료 (= 비교 시료)
2) 160 mm ±5 mm로 조절한 슬럼프
3) 5분 후 측정, 전체 편차는 약 ±0.1 %
4) 온도 20℃ 및 40℃에서의 수분 보유 변화
비교 실시예에 비해, 대표적인 본 발명에 따른 건축 재료 조성물인 시료 번호 2 내지 4는 특별한 임계적인 온도 40℃에서 현저하게 높은 수분 보유값을 갖는다. 바탕칠 중의 수분 보유도는 초미세 입자 함량에 의해 영향받을 수 있다고 일반적으로 예상되므로, 시료 번호 3 및 4가 특히 40℃의 온도에서 현저히 열등한 수분 보유치를 가져야 했을 것으로 예상되었다.
타일 접착제 시험 결과
타일 접착제와 관련하여 본 발명의 조성물에 사용된 입상 셀룰로오스 에테르의 시험은 참고 시료 Walocel
MKX 40000 PP01 (= 볼프 발스로데 아게사의 시판 제품)과 비교하여 수행하였다. 그 결과를 아래에서 검토한다. 표 6에 시료들의 점도를 나타내었다.
| 시료 | 점도 (mPa.s) |
Walocel |
38600 |
| 본 발명에 따른 시료 4 | 38003 |
| 시료 5 | 37414 |
1) 참고 시료 (= 비교 시료)
상기 시료들은 점도 면에서 매우 서로 필적할만 하다. 어떠한 상당한 차이도 기록되지 않았다. 또한 제품들의 입도 분석 결과도 아래의 표 7에 요약한 바와 같이 실질적으로 동일한 값들을 나타내었다.
| 시료 | 스크린 분석(%)2) | |||||
| <0.25 mm | <0.20 mm | <0.16 mm | <0.125 mm | <0.10 mm | <0.063 mm | |
Walocel |
100 | 99.9 | 99.5 | 97.3 | 91.9 | 61.8 |
| 본 발명에 따른 시료 4 | 99.7 | 99.0 | 95.7 | 89.1 | 80.2 | 54.5 |
| 본 발명에 따른 시료 5 | 100 | 99.9 | 99.4 | 95.5 | 89.6 | 68.4 |
1) 참고 시료 (= 비교 시료)
2) 메쉬 크기가 0.25 mm, 0.20 mm, 0.16 mm, 0.125 mm, 0.100 mm, 0.063 mm인 체들을 통해 스크리닝하여 얻은 입도 평가 결과
추가의 시험들은 다음의 점들에 집중하였다.
처짐 저항성, 전단 저항성 및 혼합 거동
이를 위해, 타일 접착제를 비이커에 넣고 적당한 양의 물을 가했다. 스톱 워치를 작동한 다음 내용물을 나무 막대로 30초 동안 철저히 교반하였다. 이어서 타일 접착제의 처짐 저항성을 혼합물로부터 들어올린 나무 교반 막대상에서 시각적으로 평가하였다. 타일 접착제가 나무 교반 막대상에서 움직이지 않는 완전한 처짐 저항성은 100% 처짐 저항성의 등급에 해당하고, 80% 미만의 값은 예컨대 접착제가 너무 묽은 점성을 가져 더 이상 나무 막대상에 감지할 수 있을 정도로 도포될 수 없음을 의미한다. 혼합을 시작한 지 5분 후, 시료를 추가로 1분간 철저히 교반하고 처짐 저항성(= 전단 저항성)을 두번째로 평가하였다.
전단 저항성 및 혼합 거동의 평가
표 6에 처방된 셀룰로오스 에테르의 혼합 거동의 평가는 모든 경우(= 97.5% 처짐 저항성)에 있어서 동일하다. 시료들을 통상적으로 혼합할 수 있고 일정하게 증가하는 증점 작용을 나타낸다. 30초 후의 처짐 또는 전단 저항성 값 및 5분 및 6분 후의 혼합 거동 평가는 모든 경우에 있어서 동일하다. 6분 후의 전단 저항성은 모든 경우에 동일한 수준이었다. 아무런 차이도 기록되지 않았다.
평가한 추가의 파라미터들은 다음의 것들을 포함한다.
함몰
이 시험은 빗으로 도포한 타일 접착제상에 10 ×10 cm 유리 시이트를 올려놓음으로써 혼합에 사용된 물의 양에 관한 함수로서 접착제 융기부(ridge)의 압축성을 평가한다. 일정량을 도포하고, 유리 시이트의 습윤 정도에 의해 타일 접착제 융기부의 압축성을 측정한다. 이를 위해, 상술한 바와 같이 타일 접착제를 혼합하고 30초 후 처짐 저항성 및 5분 후 전단 저항성을 측정하였다. 7분 후, 타일 접착제를 10 ×10 cm 아크릴 시이트 위에 놓고 빗 도포기(6 ×6 mm, 60°각도)로 잉여 부분을 제거하였다. 스톱 워치를 0으로 하였다. 빗으로 도포하고 10분 후, 바깥쪽 모서리들 모두 융기부의 중앙에 오도록 유리 시이트를 접착제 위에 놓았다. 곧바로 2.21 kg의 추를 시이트의 중앙에 30초 동안 올려놓았다. 자 또는 눈금 필름으로 측정한 유리 시이트의 습윤 정도를 퍼센트로 표시하였다.
미끄러짐 저항성
타일 접착제의 미끄러짐 저항성을 측정하기 위해, 미끄럼판(높이: 220 mm, 200 ×250 mm, 재료: PVC) 위에 빗(comb spreader 4 ×4 mm)으로 타일 접착제를 도포하였다. 이어서, 중량을 잰 타일 및 추가의 추(50 g 중량)를 사용하여 접착제에 의해 고정되는 타일(10 ×10 cm 석기 타일, 200 g)의 최대 중량을 측정하였다. 표시한 값들은 30초 후 추가의 중량없이 타일이 미끄러진 거리를 mm로 표시한 것이거나 또는 타일의 최대 중량을 평방 센티미터당 그램으로 표시한 것이다.
개방 어셈블리 시간
개방 어셈블리 시간은 빗으로 도포한 타일 접착제 층에 타일을 놓을 수 있는 기간을 측정하여 결정하였다. 빗으로 도포한 타일 접착제에 정해진 시간(5/10/15/20/25/30분)이 경과한 후 타일을 놓고 곧이어 제거하였다. 그 다음 타일 뒷면의 습윤 정도를 평가하였다. 시험은 200 ㎖ 비이커 중에 타일 접착제 100 g을 넣어 수행하였다. 정해진 양의 물을 첨가하였다. 스톱워치를 작동하고 비이커의 내용물을 1분간 교반하고, 3분간 방치하였다가 추가로 1분간 교반하였다. 이어서 타일 접착제를 에테르닛(Eternit) 석면 시멘트 시이트(40 ×20 cm) 상에 도포하고 빗 도포기(4 ×4 mm)로 빗질하였다. 스톱워치를 0으로 하였다. 5분 더 경과한 후, 첫 번째 타일을 놓고 그 위에 30초 동안 3 kg의 추를 놓았다. 5분 간격으로 추가의 타일들을 놓고 유사하게 3 kg 하중을 가했다. 40분 후, 모든 타일을 들어올려 뒤집었다. 타일 뒷면이 타일 접착제로 습윤된 정도를 눈금 필름으로 측정하고 퍼센트로 표시하였다(5% 단위로 반올림). 표시한 개방 어셈블리 시간은 타일 뒷면에서 50% 이상의 접착제 습윤이 관찰된 시간을 분으로 나타낸 것이다.
인장 결합 강도
인장 결합 강도는 EN 1348에 따라 표준조건, 고온, 다습 조건 및 동결/해동 사이클에 노출시켜 측정하였다.
경화 시간
타일 접착제의 혼합으로부터 경화 개시점을 거쳐 경화가 종료되는 때까지의 경화 과정을 시험하였다. 본 시험의 원리는 타일 접착제내로의 바늘(자동 비캣 경도측정기) 침투로 경화 시간을 측정하는 것이다. 이 시험을 위해 우선 물/고형분 계수를 측정 또는 확립하였다. 시험할 타일 접착제 400 g 이상을 측정한 양의 물과 1분 동안 손으로 혼합하고, 가능한 한 기포가 거의 포함되지 않도록 하면서 즉 시 미리 윤활유 처리한 경질 고무 원추형(높이: 40 mm)내로 부드럽게 저어주면서 옮겼다. 이어서 톱질 동작을 이용하여 넓은 주걱으로 압력을 가하지 않고 표면을 평평하게 하였다. 시료의 표면을 백색 미네랄 오일(P420 유형)로 덮기 전에 약 0.5 cm 두께의 타일 접착제를 외부 주변부에 도포하여 오일이 새는 것을 방지하였다. 이 오일은 경피가 생성되는 것을 방지하고 타일 접착제가 시험 바늘에 달라붙는 것을 방지한다. 상기 원추를 미리 윤활유 처리한 유리 시이트(직경: 120 mm) 상에 큰 개구부 쪽이 아래를 향하도록 놓았다. 원추로 채워진 유리 시이트를 비캣 용기의 시료대 바닥에 놓았다. 타일 접착제가 완전히 경화되고 바늘이 기껏해야 1 내지 2 mm 침투할 때까지 측정을 수행하였다. 측정간의 간격은 경화시간의 지속에 따라 5, 10 및 15 분 사이에서 연속적으로 선택하였다. 시간의 함수로서의 바늘 침투 깊이는 바늘이 타일 접착제 슬러리를 40 mm 깊이로 더이상 침투하지 못할 때 경화의 개시를 나타낸다. 바늘이 타일 접착제 슬러리내로 기껏해야 1 내지 2 mm 침투할 때 경화가 완료된다. 표시한 결과는 경화의 개시 및 종료를 시간 및 분으로 나타낸 경화시간이다.
타일 접착제 시험 결과를 표 8에 요약하였다.
| 시료 | 단위 | No.1 | No.2 | No.3 |
| MKX 40000 PP 01 (참고 시료) | % | 100 | - | - |
| 본 발명에 따른 시료 4 본 발명에 따른 시료 5 | % % | - - | 100 - | - 100 |
| 물/고형분 계수 | - | 0.23 | 0.23 | 0.23 |
| 함몰 습윤 | % | 96 | 96 | 96 |
| 미끄러짐 시험 30초 후 전체 중량 최대 타일 중량 | mm g g/㎠ | 1.4 50 <2.0 | 1.0 50 <2.0 | 1.0 50 <2.0 |
| 개방 어셈블리 시간, 5 분 10 분 15 분 20 분 25 분 30 분 | % % % % % % | 90 70 55 30 15 미량 | 90 60 40 20 10 미량 | 90 55 40 35 15 미량 |
| 인장 결합 강도 EN 1348 표준 조건에 노출 뜨거운 조건에 노출 수분에 노출 동결/해동 사이클에 노출 | N/㎟ N/㎟ N/㎟ N/㎟ | 1.55 0.28 1.22 0.60 | 1.74 0.63 1.23 0.64 | 1.81 0.73 1.41 0.97 |
| 비캣(Vicat) 경화 시간 시작 종결 지속 | h:min h:min h:min | 12:15 15:15 03:00 | 10:30 13:30 03:00 | 10:45 14:00 03:15 |
타일 접착제에 있어서, 동일한 물/고형분 계수 및 유사한 개방 어셈블리 시간에서, 본 발명의 조성물에 사용된 입상 셀룰로오스 에테르는 타일 미끄러짐면에서 이점을 나타냈고 개선된 인장 결합 강도를 나타내었으며, 특히 고온 조건에 노출되었을때(타일을 70℃ 온도에 노출) 높은 강도가 기록되었고 이는 특히 중요한 것으로 여겨진다.
또한 본 발명의 조성물에 사용되는 셀룰로오스 에테르는 타일 접착제의 경화 개시를 촉진한다. 이들로 처방된 타일 접착제는 참고 시료에 비해 모두 약 1 내지 2시간 빠르게 경화되었고 그 결과 타일은 보다 신속히 마무리할 준비 또는 도보 통행할 수 있는 상태가 된다. 경화 개시로부터 경화 종결까지의 경화 과정 지속은 모든 경우 약 3시간 정도이다.
시멘트 압출 시험 결과
본 발명의 조성물에 사용된 입상 셀룰로오스 에테르로 시멘트 압출에 관한 시험을 수행하였다. 사용한 참고 시료는 Walocel
VP-M-20678(= 볼프 발스로데 아게사 시판 제품)이었다.
본 발명의 조성물에 사용한 메틸히드록시에틸셀룰로오스 에테르의 점도는 표준과 비교하여 표 9에 요약하였으며, 모두 유사한 수준이다.
| 번호 | 시료 | 점도 (mPaㆍs) |
| 1 | Walocel |
92330 |
| 2 | 본 발명에 따른 시료 6 | 96330 |
| 3 | 본 발명에 따른 시료 7 | 93090 |
| 4 | 본 발명에 따른 시료 8 | 93980 |
1) 참고 시료 (= 비교 시료)
스크린 분석 결과를 표 10에 나타내었다.
| 번호 | 시료 | 스크린 분획(%)2) | |||||
| <0.25 mm | <0.20 mm | <0.16 mm | <0.125 mm | <0.10 mm | <0.063 mm | ||
| 1 | Walocel |
99.98 | 99.92 | 95.38 | 87.08 | 75.24 | 49.64 |
| 2 | 본 발명에 따른 시료 6 | 99.74 | 99.32 | 98.32 | 94.83 | 79.04 | 55.48 |
| 3 | 본 발명에 따른 시료 7 | 99.46 | 98.69 | 96.63 | 91.44 | 73.93 | 50.32 |
| 4 | 본 발명에 따른 시료 8 | 99.36 | 98.23 | 95.39 | 88.00 | 76.68 | 52.69 |
1) 참고 시료 (= 비교 시료)
2) 메쉬 크기가 0.25 mm, 0.20 mm, 0.16 mm, 0.125 mm, 0.100 mm, 0.063 mm인 체들을 통해 스크리닝하여 얻은 입도 평가 결과
본 발명의 건축 재료 조성물에 사용된 셀룰로오스 에테르는 표 10에 2 내지 4번으로 표시된 것이며, 사용된 참고 시료와 비교할 때 입도 분석과 관련하여 오직 미미한 정도로 상이할 뿐이고, 따라서 표준 물질에 매우 용이하게 견줄 수 있다.
혼합물 및 압출 성형품을 제조하는 절차는 위에 기술하였다. 각각의 경우 2 내지 13분의 시험 기간에 걸쳐 컴퓨터 조절하에서 압출기의 다양한 기계적인 파라미터들(압축 압력, 압출물의 배출 속도, 예비 압축 및 스크류 압축의 전력 소모, 압축 헤드 및 실린더의 온도, 진공)을 기록하였다. 참고 시료와 비교하여 어떠한 유형의 변화도 관찰되지 않았다.
성형품의 평가는 성형품의 시각적인 외형에 집중하고 압출된 재료의 습윤 벌크 밀도를 취하였다. 이 평가의 결과를 표 11에 요약하였다.
| 번호 | 시료 | 습윤 중량 (g) | 습윤 벌크 밀도 (g/㎖) | 압출 평가 | 최초 균열까지의 시간 |
| 1 | Walocel |
512 | 1.86 | 응집 구조, 13분 30초부터 비교적 큰 균열 | 11분 40초 |
| 2 | 본 발명에 따른 시료 6 | 548 | 1.88 | 초기에는 1번보다 다소 열등하나 곧 1과 유사, 1보다 열등한 영역이 적음, 전체적으로 1번보다 다소 우수, 더 매끄러움 | 12분 30초 |
| 3 | 본 발명에 따른 시료 7 | 501 | 1.87 | 초기에는 1번과 유사, 매끄러운 표면, 12분 55초부터 비교적 작은 균열, 2번보다 약간 열등하나 1번 보다 우수 | 11분 50초 |
| 4 | 본 발명에 따른 시료 8 | 462 | 1.90 | 초기에는 3번보다 열등하나(고르지 않은 표면이 많음), 사실상 구멍이 없이 연속적으로 좋아짐, 전체적으로 가장 우수한 시료 | 13분 |
1) 참고 시료 (= 비교 시료)
종합적으로, 본 발명에 따른 셀룰로오스 에테르로 제조한 압출 성형품이 비교 시료에 비해 현저히 우수한 평가를 받았다. 본 발명에 따른 조성물에 사용된 셀룰로오스 에테르로 우수한 가소화 및 보다 적은 압출물의 균열을 달성할 수 있었다. 이는 본 발명에 따른 건축 재료 조성물을 사용할 때 최초 균열이 발생할 때까지의 시간이 현저하게 증가할 수 있기 때문에 사용자에게 개선된 가공 신뢰성을 줄 수 있음을 의미한다.
비록 본 발명을 앞에서 예시의 목적으로 자세히 기술하였으나, 상기 내용은 오직 예시하기 위한 목적일 뿐이고 특허청구범위로 제한될 수 있는 것을 제외하고는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 변형이 가능하다는 점을 이해해야 할 것이다.
본 발명에 따라 사용되는 다당류 또는 다당류 유도체, 바람직하게는 셀룰로오스 에테르류, 특히 바람직하게는 메틸히드록시에틸셀룰로오스 에테르류는 예컨대 바탕칠로 사용될 때 특히 특별한 임계적인 조건(예컨대 40℃)하에서 통상적으로 제조된 메틸히드록시에틸셀룰로오스 에테르류에 비해 개선된 수분 보유 용량을 나타낸다. 본 발명에 따라 특허 청구된 제품을 타일 접착제에 사용하는 경우 개선된 인장 결합 강도 및(또는) 더욱 신속한 접착제 경화 개시를 얻을 수 있다. 본 건축 재료 조성물은 본 발명에 따른 입상 다당류 또는 다당류 유도체로부터 제조되며, 압출 성형품의 균열 감소와 함께 현저히 우수한 가소화 및 치수 안정성을 나타내는 시멘트 성형 재료이다.
Claims (9)
- 입상 다당류 및 입상 다당류 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 입상 물질로부터 제조되며, 여기에서 상기 입상 물질은(a) 다당류 및 다당류 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 구성성분 및 피드(feed) 조성물 전체의 중량을 기준으로 35 중량% 내지 99 중량%의 물을 포함하는 피드 조성물을 제조하는 단계(여기에서, 상기 구성성분은 피드 조성물 중에서 적어도 팽윤되거나 용해된다),(b) 분쇄기 중에서 상기 피드 조성물을 가스 기류와 접촉시켜 상기 피드 조성물의 수분을 수증기로 전환시키는 동시에 상기 피드 조성물의 구성성분을 미세한 입상 물질의 고체 형태로 전환시키는 단계,(c) 상기 가스 기류로부터 상기 입상 물질을 분리하는 단계, 및(d) 임의로 상기 입상 물질을 건조시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조하는 것인, 건축 재료 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 피드 조성물은 그 전체 중량을 기준으로 50 중량% 내지 80 중량%의 물을 포함하고, 상기 분쇄기는 고속 회전 가스 기류 충격 분쇄기(high rotary speed, gas stream impact mill)이며, 상기 가스 기류는 증기 및 불활성 기체, 및 증기 및 공기로부터 선택된 혼합물을 포함하는 과열 증기 기류이고, 상기 과열 증기 기류의 증기 함량은 과열 증기 기류의 전체 중량을 기준으로 40 중량% 내지 99 중량%인 건축 재료 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 다당류 유도체는 다당류 에스테르, 다당류 에테르 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 건축 재료 조성물.
- 제3항에 있어서, 상기 다당류 에테르는 셀룰로오스 에테르, 전분 에테르, 구아르(guar) 에테르 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 건축 재료 조성물,
- 제3항에 있어서, 상기 다당류 에스테르는 셀룰로오스 에스테르, 전분 에스테르 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 건축 재료 조성물.
- 제1항에 있어서, 수동으로 또는 기계로 도포하는 바탕칠, 타일 접착제, 플로어 평준화 조성물, 접합 충전재, 모르타르, 스프레이크리트(spraycrete) 조성물, 스크리드(screed), 시멘트 또는 석회/모래 압출물, 충전재 조성물 또는 수성도료(distemper), 규산염 페인트, 미네랄 페인트 및 에멀젼 페인트로부터 선택되는 것인 건축 재료 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 입상 물질은 각각의 경우에 입자들의 전체 중량을 기준으로 입자 크기 15 ㎛ 미만의 입자를 5 중량% 미만, 10 ㎛ 미만의 입자를 2 중량% 미만, 그리고 5 ㎛ 미만의 입자를 1 중량% 미만으로 함유하는 것인 건축 재료 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 구성성분이 상기 피드 조성물의 전체 중량을 기준으로 1 중량% 내지 65 중량%의 양으로 피드 조성물 내에 존재하는 건축 재료 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 구성성분이 상기 피드 조성물의 전체 중량을 기준으로 20 중량% 내지 50 중량%의 양으로 피드 조성물 내에 존재하는 건축 재료 조성물.
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