KR101819011B1 - 건축 재료 조성물의 건식 혼합기를 위한 분진 제거제 - Google Patents

건축 재료 조성물의 건식 혼합기를 위한 분진 제거제 Download PDF

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Abstract

건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법으로서,
(a) 하나 이상의 분진 제거제를 하나 이상의 무기 담체에 적용하여, 담지형 분진 제거제를 형성하고,
상기 무기 담체는 ≥ 65%의 공극률을 가지며, 상기 분진 제거제는 지방산, 지방산 유도체, 천연오일, 탄화수소, 및 일반식 RcSi(OR')d(OH)eO(4-c-d-e)/2 의 유닛으로부터 제조된 폴리실록산을 포함하는 군으로부터 선택되고, 상기 식에서, c는 0 내지 3, d는 0 내지 3, e는 0 내지 3이고, 유닛당 c+d+e는 3.5 이하이고, 각각의 경우 R은 동일하거나 또는 상이하고, 분지형 또는 비분지형의 치환된 또는 치환되지 않은, 1 내지 22개의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 라디칼이고, R'는 동일하거나 또는 상이하고, 각각의 경우 치환된 또는 치환되지 않은 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 라디칼이고,
(b) (a) 단계에서 형성된 담지형 분진 제거제를 하나 이상의 미네랄 바인더, 하나 이상의 에틸렌성 불포화 모노머를 기초로 하는 하나 이상의 폴리머, 선택적으로 하나 이상의 충진제(filler), 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제와 혼합하는 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.

Description

건축 재료 조성물의 건식 혼합기를 위한 분진 제거제 {DUST REDUCER AGENT FOR DRY MIXERS OF BUILDING MATERIAL FORMULATIONS}
본 발명은 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물을 제조하기 위한 방법, 그방법에 의해 얻을 수 있는 건축 재료 조성물, 및 그의 용도, 특히 타일 접착제 또는 충진(filling) 화합물로서의 용도에 관한 것이다.
대부분의 건축 재료 조성물은 시멘트와 같은 수경성 바인더(hydraulically setting binder)를 포함하며, 또한 선택적으로 에틸렌성 불포화 모노머를 기반으로 하는 바인더(binder)와 같은 필러 및 보조제(adjuvant)를 포함한다. 이런 종류의 건축 재료 조성물은, 예를 들면 타일 접착제, 줄눈 재료(joint filler), 충진 화합물, 그라우트(grouts), 회반죽(plasters), 또는 스크리드(screed)로서 이용될 수 있다. 건축 재료 조성물은 주로 믹서 안에서 그들의 건조 성분을 혼합함으로써 건조 혼합물의 형태로 제조되고, 건축 현장에서 바로 사용될 수 있는 제품으로서 공급되는데, 건축 현장에서 이 제품은 물의 첨가에 의해 건축 현장에서 이 제품은 건축재로서 가공된다. 그러나, 건조 혼합물을 취급하는 경우, 예를 들면 건조 혼합물의 제조, 분배(dispensing), 충진(filling) 단계 등의 경우에, 건강에 해로운 분진이 배출되며, 이러한 분진 배출로부터 건설 노동자들을 보호하기 위해서는 상당한 비용의 작업장 안전 대책이 요구된다.
이러한 이유로, 건조 혼합물의 취급과정에서 유발되는 분진 배출을 줄이기 위해 수많은 방법이 행해지고 있다. 예를 들어, 수경성 바인더의 그라인딩 정도 및/또는 입자 조성(grain composition)에 의해 분진 배출을 줄이기 위한 시도가 있었다. 그러나 이러한 시도는, 분말 크기가 커질수록 가공 품질이 현저하게 조악해지는 문제가 있다. 또한, 분진 제거 효과를 가지는 첨가제를 첨가하는 방법도 알려져 있다. 이러한 분진 제거제는, 분무방식의(spray-applied) 콘크리트 또는 모르타르(mortar)의 적용시 발생하는 분진을 줄이기 위해, 혼합수(mixing water)와 함께 시멘트 건축 재료 조성물에 혼입될 수 있다. 이러한 목적으로, 폴리에틸렌 글리콜 또는 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 블록 코폴리머가 이용되었다. 그러나, 이런 종류의 첨가제는 건축 재료 조성물에 경화 지연 또는 흡습성 증가를 유발하기 때문에, 대부분 건축 재료 조성물의 가공 거동(processing behavior)에 부정적인 영향을 미친다.
WO 2006/084588에서는 건축 재료 조성물의 분진 제거제로서 미네랄 오일 또는 액체 파라핀과 같은 지방족 탄화수소를 사용하는 것에 대해 개시하고 있다. 탄화수소는 분사에 의해 건축 재료 조성물의 건조 혼합물에 적용된다. 그러나, 건조 혼합물 제조기는 이 공정 전용으로 특수한 분무 장치 및 미립화 장치를 필요로 하는데, 이것은 상당한 비용과 복잡한 문제를 수반한다. 동일한 공정에 대해, 다른 분진 제거제로서 DE 202006016797U1에서는 알콜, 셀룰로스 에테르, 또는 지방산 에테르의 사용을 권장하고 있고, WO 2010/119017에서는 헵타놀, 도데카놀, 또는 프로판디올과 같은 고비점 알콜과의 2-에틸헥산산의 에스테르의 사용을 권장하고 있다. WO 2010/097337에서는 분진 제거제로서 식물성 기름의 사용을 권장하고 있으며, 건축 재료 조성물의 다른 성분들과 함께 섞는 것을 개시하고 있다.
WO 2005/118684에서는 폴리실록산 또는 지방산 화합물은 건축 재료 조성물에 발수성을 부여하는데 사용된다고 기재하고 있다. EP 0919526에서는 액체 발수제를 사용할 때 고결(caking)의 발생을 방지하기 위해, 발수제를 실리카 담체(support)에 적용하여, 그 결과 고결되지 않는 고체 첨가제로 전환되는 것을 권장하고 있다. 이 특허 문헌에 개시된 발수제는 알콕시실란, 오르가노실록산, 또는 알칼리 금속 실리코네이트 등의 매우 다양한 실리콘 화합물이다. 그러나, 담체에 적용되는 폴리실록산을 포함하는 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물에 대한 직접적인 설명은 개시된 바 없다. EP　1120384에서는 발수제로서 H-실록산의 사용을 개시하고 있다. EP　0765899 또한 액체 보조제를 담체에 적용하고, 그 결과물인 고체 첨가제를 건축 재료 조성물에 혼합하는 것을 권장하고 있다.
본 발명의 목적은 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물을 제조하기 위한 방법, 그 방법에 의해 얻을 수 있는 건축 재료 조성물, 및 그의 용도, 특히 타일 접착제 또는 충진 화합물로서의 용도를 제공하는 것이다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 건축 재료 조성물의 제조에 있어서 추가적인 워크스텝(worksteps) 없이, 또는 분무 장치나 미립화 장치와 같은 추가적인 장비가 필요 없이, 건조 건축 재료 조성물에 분진 제거제를 통합할 수 있는 대체 수단을 제공하거나, 분진 제거제가 효율적으로 건조 제품에 통합될 수 있게 하는 것을 목적으로 한다. 또한, 건조 혼합물의 처리시 발생하는 분진을 줄이기 위해 분진 제거제가 제공되어야 한다. 분진 제거제를 포함하는 건조 건축 재료 조성물은 보관 시 안정성이 있어야 하고, 특히, 이러한 건조 제품의 분진 제거제는, 일반적인 분진 제거제에서 자주 발생하는 문제인, 보관하는 동안 분진 제거 기능을 상실하는 문제가 없어야 한다.
놀랍게도 상기 목적은, 분진 제거제를 65% 이상의 공극률을 갖는 무기 담체에 먼저 적용하고, 담지된 형태로 건축 재료 조성물에 혼합함으로써 달성되었다. 상기 분진 제거제는 폴리실록산, 지방산, 지방산 유도체, 천연 오일 및 탄화수소로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명은 건조 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법으로서,
(a) 하나 이상의 분진 제거제를 하나 이상의 무기 담체에 적용하여, 담지형(supported) 분진 제거제를 형성하고,
상기 무기 담체의 공극률은 65% 이상이고, 및
상기 분진 제거제는 지방산, 지방산 유도체, 천연 오일, 탄화수소, 및 폴리실록산을 포함하는 군으로부터 선택되며, 일반식 RcSi(OR')d(OH)eO(4-c-d-e)/ 2 의 유닛으로 구성되는 폴리실록산이고, 상기 식에서, c=0 내지 3, d=0 내지 3, e=0 내지 3이고, 유닛당 c+d+e는 3.5 이하이고, 각각의 경우 R은 동일하거나 또는 상이하고, 분지형 또는 비분지형의, 선택적으로 치환될 수 있는 1 내지 22의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 라디칼이고, R'는 동일하거나 또는 상이하고, 선택적으로 치환될 수 있는, 각각의 경우 1 내지 6의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 라디칼이며,
(b) (a) 단계에서 얻은 담지형 분진 제거제를 하나 이상의 미네랄 바인더, 하나 이상의 에틸렌성 불포화 모노머를 기초로 하는 하나 이상의 폴리머, 선택적으로 하나 이상의 필러, 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제와 혼합하는 것을 특징으로 하는, 제조 방법을 제공한다.
본원발명은 또한 상기 방법에 의해 얻어지는 건조 혼합물 형태의 건축 재료 조성물을 제공한다.
분진 제거제로서의 폴리실록산은 일반식 RcSi(OR')d(OH)eO(4-c-d-e)/2의 유닛으로 구성되고, 상기 식에서, c=0 내지 3, d=0 내지 3, e=0 내지 3이고, 유닛당 c+d+e는 3.5 이하이고, 각각의 경우 R은 동일하거나 또는 상이하고, 분지형 또는 비분지형의 1 내지 22개의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 라디칼, 3 내지 10개의 탄소 원자를 가지는 사이클로알킬 라디칼, 2 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 알킬렌 라디칼, 6 내지 18개의 탄소 원자를 가지는 알킬아릴 라디칼을 나타내고, R'는 각각의 경우 1 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 동일하거나 또는 상이한 알킬 라디칼 및 알콕시알킬렌 라디칼을 나타내고, 바람직하게는 메틸 및 에틸이며, 상기 R 및 R'는 또한 염소와 같은 할로겐, 및 에테르, 티오에테르, 에스테르, 아마이드, 니트릴, 히드록실, 아민, 카르복실, 설폰산, 카르복실 무수물, 및 카르보닐 기에 의해 치환이 가능하다.
폴리실록산은 특히 바람직하게는 일반식 R'''aR''3 - aSiO(SiR''2O)nSiR''3-aR'''a으로 표시되고, 상기 식에서, 각각의 라디칼 R''는 서로 독립적으로 상기 전술한 상기 R 및 (OR')에 대해 정의된 바와 같고, R'''는 OH이고, a는 0 내지 3의 정수이고, n은 0 내지 500의 정수이다.
바람직한 라디칼 R''는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 1-n-부틸, 2-n-부틸, 이소부틸, 터트-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, 터트-펜틸 라디칼, n-헥실 라디칼과 같은 헥실 라디칼, n-헵틸 라디칼과 같은 헵틸 라디칼, n-옥틸 라디칼과 같은 옥틸 라디칼, 2,2,4-트리메틸펜틸 라디칼과 같은 이소옥틸 라디칼, n-노닐 라디칼과 같은 노닐 라디칼, n-데실 라디칼과 같은 데실 라디칼, n-도데실 라디칼과 같은 도데실 라디칼, n-옥타데실 라디칼과 같은 옥타데실 라디칼, 및, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로 헵틸, 및 메틸사이클로헥실 라디칼과 같은 사이클로 라디칼이다. 특히 바람직하게는 R''은 메틸, 에틸, n-부틸, 이차 부틸, 아밀, 및 헥실 라디칼과 같은 1 내지 6개의 탄소 원자를 가진 1가의 탄화수소 라디칼이며, 메틸 라디칼이 가장 바람직하다.
바람직한 알콕시 라디칼 R''는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 및 n-부톡시 라디칼과 같은 1 내지 6개의 탄소 원자를 가진 라디칼이며, 선택적으로 옥시에틸렌 또는 옥시메틸렌 라디칼과 같은 옥시알킬렌으로 치환될 수 있다. 특히 메톡시 라디칼 및 에톡시 라디칼이 바람직하다. 상기 알킬 라디칼 및 알콕시 라디칼 R''는 선택적으로 할로겐, 메르캅토기, 에폭시-작용기, 카르복시기, 케토기, 엔아민기, 아미노기, 아미노에틸아미노기, 이소시아네이트기, 아릴옥시기, 알콕시실릴기, 및 수산화기가 치환될 수 있다.
a는 바람직하게는 1 또는 2의 정수이며, 보다 바람직하게는 1이다.
n은 바람직하게는 0 내지 200의 정수이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 100의 정수이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 50의 정수이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 25의 정수이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 15의 정수이다.
바람직한 폴리실록산은 디메틸폴리실록산이고, 보다 바람직하게는 트리메틸실록시기로 말단 처리된 디메틸폴리실록산 또는 말단 유닛에 Si-OH기를 갖는 디메틸폴리실록산이다. 또한, 관능기화 되지 않은 선형 또는 가지형 디메틸폴리실록산이 바람직하다. 상기 폴리실록산은 에틸렌성 불포화기를 가지고 있지 않은 것이 바람직하다.
폴리실록산의 동적 점도(dynamic viscosity)는 바람직하게는 0.1 내지 500 mPas, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 360 mPas, 매우 바람직하게는 1 내지 100 mPas, 좀 더 바람직하게는 1 내지 50 mPas, 그리고 가장 바람직하게는 2 내지 25 mPas이다(25℃에서 ISO3104에 따라 측정).
폴리실록산의 표면 장력은 바람직하게는 15 내지 45 mPas, 더욱 바람직하게는 15 내지 22 mPas, 매우 바람직하게는 16 내지 21 mPas, 좀 더 바람직하게는 16 내지 20 mPas, 그리고 가장 바람직하게는 16 내지 19 mPas이다(25℃에서 DIN53914에 따라 측정).
지방산 또는 지방산 유도체는 8 내지 22의 탄소 원자를 가지는 포화 및 불포화 지방산, 그들의 금속 비누(metal soaps), 그들의 아미드, 및 1 내지 14의 탄소 원자를 가지는 1가 알콜, 글리콜, 폴리글리콜, 폴리알킬렌 글리콜, 글리세롤, 모노-, 디-. 또는 트리에탄올아민, 단당류, 및 폴리히드록시 화합물을 가지는 그들의 에스테르를 포함하는 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
지방산은 라우린산(n-도데칸산), 미리스틴산(n-테트라데칸산), 팔미트산(n-헥사데칸산), 스테아린산(n-옥타데칸산), 및 올레산(9-도데신산)이 특히 바람직하다.
금속 비누는 원소 주기율표(PTE)의 1족 내지 3족 또는 전이 2족(transition)으로부터 선택되는 금속을 포함하는 C8 내지 C22의 지방산인 것이 특히 바람직하고, 암모늄 화합물 NX4 +를 포함할 수 있으며, 상기 X는 동일하거나 상이하며, H, C1 내지 C8의 알킬 라디칼, 및 C1 내지 C8 히드록시알킬 라디칼을 나타낸다.
금속 비누는 리튬, 나트륨(sodium), 칼륨, 망간, 칼슘, 알루미늄, 아연, 및 암모늄 화합물을 포함하는 것이 가장 바람직하다.
지방산 아미드는 모노- 또는 디에탄올아민과 상기 C8 내지 C22 지방산으로부터 얻을 수 있는 것이 특히 바람직하다.
지방산 에스테르는 상기 C1 내지 C14 알킬 에스테르와 상기 C8 내지 C22 지방산의 알킬아릴 에스테르가 특히 바람직하고, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 에틸헥실 에스테르 및 벤질 에스테르가 바람직하다. 또한, 지방산 에스테르는 C8 내지 C22 지방산의 모노-, 디-, 및 폴리글리콜 에스테르가 바람직하다. 지방산 에스테르는 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜과 같은, 20개 이하의 옥시알킬렌 유닛(unit)의 폴리글리콜 및/또는 폴리알킬렌 글리콜의 모노에스테르와 디에스테르가 더욱 바람직하다. 또한, 상기 C8 내지 C22 지방산을 가진 글리세롤의 모노-, 디-, 및 트리-지방산 에스테르가 더욱 바람직하고, 또한 상기 C8 내지 C22 지방산을 가진 모노-, 디-, 및 트리에타놀아민의 모노-, 디-, 및 트리-지방산 에스테르가 특히 바람직하다. 소르비톨(sorbitol) 및 만니톨(mannitol)의 지방산 에스테르가 특히 바람직하다. 라우르산 및 올레산의 C1 내지 C14 알킬 에스테르 및 알킬아릴 에스테르, 라우르산 및 올레산의 모노- 및 디글리콜 에스테르, 및 라우르산 및 올레산을 가진 글리세롤의 모노-, 디-, 및 트리-지방산 에스테르가 특히 바람직하다.
천연오일은 일반적으로 하나 이상의 카르복실산 또는 알콜과의 카르복실산 에스테르를 포함한다. 카르복실산은 주로 4 내지 28개의 탄소 원자를 포함한다. 알콜은 일반적으로 1 내지 12개, 더욱 바람직하게는 2 내지 12개의 탄소 원자를 포함한다. 천연오일은 네이티브(native)이거나, 냉압착(cold-pressed)되거나, 정제되거나, 또는 정제되지 않을 수 있다. 천연오일의 예로는 특히, 해바라기 오일, 유채 오일, 땅콩 오일, 호두 오일, 대마 오일, 코코넛 오일, 호박 오일, 아마씨 오일(linseed oil), 옥수수 배아 오일(maize germ oil), 양귀비 오일(poppy oil), 올리브 오일, 팜 오일, 참기름 오일, 면 오일(cotton oil), 겨자 오일 또는 콩 오일과 같은 식물성 오일이 있다.
탄화수소는 일반적으로, 필수적으로 탄소 및 수소 원자로 구성되는 물질을 나타낸다. 탄화수소는 주로 탄화수소 혼합물의 형태를 취한다. 탄화수소는 지방족 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물이 바람직하고, 선형 또는 분지형인 것이 더욱 바람직하고, 선형, 포화, 또는 불포화 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물이 바람직하며, 포화된 지방족 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물이 바람직하다.
탄화수소의 끓는 점은 1 bar의 압력하에 100 내지 400℃의 범위를 갖는 것이 바람직하고, 150 내지 350℃가 더욱 바람직하며, 200 내지 300℃가 더욱 바람직하다. 탄화수소는 10개의 탄소 원자를 갖는 것이 바람직하고, 15개 이상의 탄소 원자를 갖는 것이 더욱 바람직하며, 20개 이상의 탄소 원자를 갖는 것이 매우 바람직하다. 또한, 탄화수소는 10 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 것이 바람직하며, 10 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 것이 좀 더 바람직하고, 15 내지 30개 이상의 탄소 원자를 갖는 것이 가장 바람직하다. 탄화수소의 평균 분자량은 100 내지 4000 g/mol인 것이 바람직하고, 100 내지 2000 g/mol인 것이 더욱 바람직하며, 150 내지 1000 g/mol인 것이 좀 더 바람직하며, 250 내지 500 g/mol인 것이 가장 바람직하다.
분진 제거제로서, 지방산 또는 지방산 유도체가 바람직하고, 탄화수소가 특히 바람직하며, 폴리실록산이 가장 바람직하다.
무기 담체는 천연 또는 합성 탄산염(carbonate), 규산염(silicate), 또는 다른 무기 산화물 또는 미네랄(mineral)을 기반으로 하는 것이 바람직하다.
탄산염의 예로는 탄산 마그네슘 또는 탄산 칼슘을 들 수 있다. 규산염의 예로는 석영(quartz), 크리스토발라이트(cristobalite), 소수성 또는 침전된 실리카, 특히 잘 분산된 실리카, 규조토(diatomaceous earth), 규조토(kieselguhr), 규조토(siliceous earth), 마그네슘 히드로실리케이트(magnesium hydrosilicate), 마이크로실리카(microsilica), 퍼라이트(perlite), 디칼라이트(dicalite), 제올라이트(zeolite) 또는 포레이버(poraver)(거품 유리)가 있다.
다른 무기 산화물로는 티타늄, 지르코늄, 알루미눔, 붕소, 또는 인 산화물이 바람직하다. 다른 무기 산화물이나 미네랄의 예로는 티타늄 디옥사이드, 알루미나, 표백토(bleaching earth), 고령토, 활석, 운모, 활성 산화 알루미늄, 벤토나이트와 같은 질석(vermiculute), 인산 나트륨과 같은 인산염이 있다.
무기 담체는 탄산 칼슘, 방해석(calcite), 쵸크(chalk), 백운석(dolomite), 석영, 크리스토발라이트, 고령토, 활석, 운모, 소수성 또는 침전된 실리카, 특히 잘 분산된 실리카, 규조토(diatomaceous earth), 규조토(kieselguhr), 규조토(siliceous earth), 마그네슘 히드로실리케이트, 마이크로실리카, 퍼라이트, 디칼라이트, 제올라이트 또는 포레이버(거품 유리)를 기반으로 하는 것이 바람직하다.
무기 담체는 퍼라이트, 디칼라이트, 제올라이트, 또는 소수성 또는 침전된 실리카와 같은 실리카를 기반으로 하는 것이 가장 바람직하다.
따라서, 무기 담체는 미네랄 바인더를 기반으로 하지 않는 것이 바람직하고, 특히, 추후 아래에서 서술되는 미네랄 바인더를 기반으로 하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에서 무기 담체의 물리적 품질은 중요하다. 요구되는 물리적 품질은 무기 담체의 기공에 의해 결정된다. 기공은 무기 담체 전체 부피에 대한 무기 담체 캐비티(cavity)의 부피비를 나타낸다. 기공은 10.3 kPa의 충전 압력을 사용하여 ISO 15901에 따라 마이크로메트릭스 오토포어 IV(Micrometrics Autopore IV) 수은 기공측정기(porosimeter)를 사용하여 수은 기공법에 의해 결정된다. 이와 같은 결정 방법을 이하에서 수은 기공법이라 한다.
무기 담체는 수은 기공법에 의해 측정하여 ≥ 70%의 기공을 갖는 것이 바람직하고, ≥ 75%인 것이 더욱 바람직하며, ≥ 80%인 것이 가장 바람직하다. 무기 담체의 기공은 ≤ 95%인 것이 바람직하고, ≤ 90%인 것이 더욱 바람직하다.
무기 담체에서, ≥ 2000 nm의 기공 직경을 갖는 기공의 분율은 기공 총 수에 대하여 ≥ 10%인 것이 바람직하고, ≥ 25%인 것이 더욱 바람직하고, ≥ 30%인 것이 좀 더 바람직하고, ≥ 35%인 것이 매우 바람직하며, ≥ 40%인 것이 가장 바람직하다. 무기 담체에서, ≥ 20000 nm의 기공 직경을 갖는 기공의 분율은 기공 총 수에 대하여 ≥ 5%인 것이 바람직하고, ≥ 15%인 것이 더욱 바람직하고, ≥ 20%인 것이 매우 바람직하며, ≥ 25%인 것이 가장 바람직하다. 각각은 수은 기공법에 의해 측정되었다.
무기 담체의 BET 표면은 ≥ 1 m2/g인 것이 바람직하고, ≥ 2 m2/g인 것이 더욱 바람직하고, ≥ 5 m2/g인 것이 좀 더 바람직하고, ≥ 10 m2/g인 것이 매우 바람직하며, ≥ 15 m2/g인 것이 가장 바람직하다(DIN EN ISO 9277:2003-5).
무기 담체의 밀도는 50 내지 300 g/dm3인 것이 바람직하고, 80 내지 250 g/dm3 인 것이 더욱 바람직하다(DIN EN ISO 787-10에 의한 측정).
무기 담체의 입자 크기는 0.005 내지 3000 ㎛인 것이 바람직하고, 1 내지 1000 ㎛인 것이 더욱 바람직하며, 10 내지 500 ㎛인 것이 가장 바람직하다.
무기 담체는 일반적으로 분말 형태로 존재한다.
무기 담체는 무기 담체 총 중량의 10 내지 75 중량%의 액체 흡수성(liquid absorption)을 갖는 것이 바람직하고, 15 내지 75 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 상기 담체의 액체 흡수성은 통상적인 방법에 의해 측정될 수 있으며, 예를 들면, DIN 53417을 적용하여 DOP 흡수를 측정하거나 또는 오토포어 IV(AutoPore IV)와 같은 장치를 이용하여 수은 기공을 측정하는 방법이다.
담지형 분진 제거제는 분진 제거제와 무기 담체의 총 중량에 대하여 5 내지 90 중량%의 무기 담체를 포함하는 것이 바람직하고, 10 내지 66 중량%인 것이 더욱 바람직하다.
담지형 분진 제거제는 분진 제거제와 무기 담체의 총 중량에 대하여 10 내지 95 중량%의 분진 제거제를 포함하는 것이 바람직하고, 20 내지 70 중량%인 것이 더욱 바람직하며, 40 내지 70 중량%인 것이 가장 바람직하다.
분진 제거제는 무기 담체에 분무(spraying), 적가 방식(dropwise application), 또는 전술한 구성 요소들의 혼합에 의해 적용될 수 있다. 분진 제거제는 무기 담체에 분무 또는 적가 방식에 의해 적용되는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 것은, 분진 제거제가 무기 담체에 분무 또는 적가 방식에 의해 적용되는 동시에 교반되거나 혼합되는 것이다.
특히 분진 제거제가 액체 또는 녹은 형태인 경우, 분진 제거제는 순수한 물질로 적용되는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로, 균일한 적용을 간단하게 확보할 수 있으며, 동시에 효과적인 부착 및 초기 접착이 가능해진다. 분진 제거제는 또한 고체 형태로 사용될 수 있다. 마지막으로, 비록 덜 바람직하기는 하지만, 분진 제거제는 또한 용액(solution), 현탁액(suspension), 또는 유화액(emulsion)의 형태이거나 선택적으로 물이 용매로(in water) 사용될 수 있다. 만약 용매가 사용된다면, 담지형 분진 제거제를 건조하는 것이 유용할 수 있다. 담지형 분진 제거제는 담지형 분진 제거제의 총 중량을 기준으로 ≤ 5 중량%의 물을 포함하는 것이 바람직하고, 실질적으로는 물을 포함하지 않는 것이 더욱 바람직하다. 물을 포함하지 않는다는 것은 담지형 분진 제거제의 제조를 위한 출발 물질에 물을 첨가하지 않는 것을 의미한다.
통상적인 분무 노즐을 사용하여 분진 제거제를 무기 담체에 분무 또는 적가 방식으로 적용할 수 있다.
혼합은 분말 혼합물에 적합한 장치를 이용하여 이루어질 수 있다. 적합한 믹서로는, 예를 들면, 연속 회분식-오퍼레이팅 리본 믹서(continuous and batchwise-operating ribbon mixer), 이중 나선 믹서, 블레이드 믹서(blade mixer), 쟁기 믹서(plowshare mixer), 및 패스트- 또는 슬로우-러닝 패들 믹서(fast- or slow-running paddle mixer)가 있다. 소용돌이 스크류 믹서(vortex screw mixer)와 팬 믹서(pan mixer) 또한 사용될 수 있다. 드럼 후프 믹서(drum hoop mixer), 텀블 믹서(tumble mixer), 더블 콘 믹서(double cone mixer), 및 V 믹서(V mixer)와 같은 회전 혼합 용기(rotating mixing vessel)를 갖는 믹서 또한 사용될 수 있다.
분진 제거제는 일반적으로 상온에서 무기 담체에 적용된다. 그러나, 다양한 예에서 볼 수 있듯이, 이러한 작업은 높은 온도에서 수행되는 것이 유리하다. 이는, 상온에서 액체 또는 페이스트형 분진 제거제의 점도가 균일한 결합을 하기에는 너무 높은 경우이거나, 분진 제거제의 녹는점이 실내 온도를 상회하거나, 또는 분진 제거제가 담체에 완전히 또는 부분적으로 용해되어야 하는 경우에 특히 그러하다.
일반적으로, 먼저 무기 담체를 도입하고, 분진 제거제를 계량하여 넣는 것이 유리하며, 분무 또는 적가 방식으로 적용하는 것이 매우 바람직하며, 연속적으로 적용될 수 있다.
담지형 분진 제거제는 일반적으로 고체 형태로 존재한다. 담지형 분진 제거제는 페이스트 형태일 수도 있다.
적절한 미네랄 바인더의 예로는, 시멘트, 특히 포틀랜드 시멘트, 알루미네이트 시멘트(aluminate cement), 특히 칼슘 설포알루미네이트 시멘트(calcium sulfoaluminate cement), 트래스 시멘트(trass cement), 슬래그 시멘트, 마그네시아 시멘트(magnesia cement), 인산 시멘트, 또는 고로 시멘트(blast furnace cement), 또한 혼합 시멘트, 충전물 시멘트, 플라이 애쉬, 슬래그 샌드(slag sand), 석회 수화물, 흰색 석회 수화물, 산화 칼슘(unslaked lime), 및 알파-반수화물, 베타-반수화물, 경석고, 또는 CaSO4 2수화물과 같은 석고(gypsum)이다. 포틀랜드 시멘트, 알루미네이트 시멘트 및 슬래그 시멘트, 그리고 또한 혼합 시멘트, 충전물 시멘트, 석회 수화물, 흰색 석회 수화물, 또는 알파-반수화물 또는 경석고와 같은 석고가 바람직하다.
따라서, 미네랄 바인더는 규산염을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 그러므로, 본 발명의 건축 재료 조성물은 규소 회반죽(silicate plaster)이 아닌 것이 바람직하다.
폴리머는 하나 이상의 에틸렌성 불포화 단량체를 기반으로 하고, 이러한 에틸렌성 불포화 단량체는, 예를 들면, 비닐 에스테르, (메타)아크릴 에스테르, 비닐아로마틱, 올레핀, 1,3-디엔, 및 비닐 할로겐화물를 포함하고 선택적으로 이들과 공중합가능한 모노머를 추가로 포함하는 그룹에서 선택된 하나 이상의 에틸렌성 불포화 단량체이다.
적절한 비닐 에스테르는, 예를 들면, 1 내지 15개의 탄소 원자를 가지는 카르복실산의 비닐 에스테르이다. VeoVa9R 또는 VeoVa10R(상표명)과 같이, 9 내지 11개의 탄소 원자를 가지는 α-치환된 모노카르복실산의 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트(vinyl propionate), 비닐 부티레이트(vinyl butyrate), 비닐 2-에틸 헥산, 비닐 라우린, 1-메틸비닐 아세테이트, 비닐 피발레이트(vinyl pivalate), 및 비닐 에스테르가 바람직하다. 특히 바람직한 것은 비닐 아세테이트이다.
아크릴 에스테르 또는 메타크릴 에스테르 그룹에서 적절한 단량체는, 예를 들면, 1 내지 15개의 탄소 원자를 가지는, 분지형 또는 비분지형의 에스테르이다. 메타크릴 에스테르 또는 아크릴 에스테르는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크리레이트가 바람직하다. 특히 바람직한 것은 메틸 크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트. 및 2-에틸헥실 아크릴레이트이다.
비닐방향족(vinylaromatic)으로는 스티렌, 메틸스티렌, 및 비닐톨루엔이 바람직하다. 할로겐화 비닐(vinyl halide)로는 염화 비닐이 바람직하다. 올레핀으로는 에틸렌, 프로필렌이 바람직하고, 디엔으로는 1,3-부타디엔 및 이소프렌이 바람직하다.
선택적으로, 단량체 혼합물 총 중량의 0 내지 10 중량%의 보조 모노머가 공중합될 수 있다. 0.1 내지 5 중량%의 보조 모노머를 사용하는 것이 바람직하다. 보조 모노머의 예로는 에틸렌성 불포화 모노 카르복실산 및 디카르복실산, 바람직하게는 아크릴 산, 메타크릴 산, 푸마르 산, 및 말레 산; 에틸렌성 불포화 카르복스아미드(carboxamide) 및 카르보니트릴(carbonitrile), 바람직하게는 아크릴아미드 및 아크릴로니트릴; 푸마르 산 및 말레 산의 디에틸 및 디이소프로필 에스테르 또는 말레산 무수물과 같은 모노에스테르 및 디에스테르; 에틸렌성 불포화 술폰산 및 그들의 염, 바람직하게는 비닐술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산. 추가적인 예로는 폴리에틸렌 불포화 코모노머와 같은 예비가교(precrosslinking) 코모노머이며 그 예로는, 디알킬 프탈레이트, 디비닐 아디페이트, 디알릴 말레이트, 알릴 메타크릴레이트, 또는 트리알릴 시아누레이트, 또는 후가교(postcrosslinking) 코모노머이며 그 예로는, 아크릴아미도글리콜 산(AGA), 메틸아크릴아미도글리콜 산(MAGME), N-메틸올아크릴아미드(NMA), N-메틸올메타크릴아미드, N-메틸올아릴 카바메이트, N-메틸올아크릴아미드 또는 N-메틸올메타크릴아미드 및 N-메틸올알릴 카바메이트의 이소부톡시 에테르 또는 에스테르와 같은 알킬 에테르이다. 글리시딜 메타크릴레이트 및 글리시딜 아크릴레이트와 같은 에폭시 기능성 코모노머도 또한 적당하다. 다른 예로는, 존재하는 알콕시 그룹이 에톡시 및 에톡시프로필렌 글리콜 에테르 라디칼인, 아크릴로일옥시프로필트리(알콕시)- 및 메타크릴로일옥시프로필 트리(알콕시)실란, 비닐트리알콕시실란 및 비닐메틸디알콕시실란과 같은 실리콘 기능성 코모노머가 있다. 히드록실 또는 CO 그룹을 가지는 모노머 또한 바람직하며, 그 예로는, 히드록시에틸, 히드록시프로필, 또는 히드록시부틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트와 같은 메타크릴 및 아크릴 히드록시알킬 에스테르, 및 디아세톤아크릴아미드 및 아세틸아세톡시에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트와 같은 화합물이다.
비닐 에스테르 호모폴리머 및, 비닐 에스테르, 올레핀, 비닐아로마틱, 비닐 할로겐, 아크릴 에스테르, 메타크릴 에스테르, 푸마르산 및/또는 말레산 모노에스테르 또는 디에스테르를 포함하는 그룹에서 선택된 하나 이상의 모노머 유닛을 포함하는 비닐 에스테르 코폴리머를 포함하는 그룹에서 선택된 하나 이상의 폴리머인 것이 바람직하고; (메타)아크릴 에스테르 호모폴리머 및, 메타크릴에스테르, 아크릴 에스테르, 올레핀, 비닐아로마틱, 비닐 할로겐, 푸마르산 및/또는 말레산 모노에스테르 또는 디에스테르를 포함하는 그룹에서 선택된 하나 이상의 모노머 유닛을 포함하는 (메타)아크릴 에스테르 코폴리머; 에텐 또는 프로펜과 같은 올레핀의 호모폴리머 또는 코폴리머인 것이 바람직하며, 여기서 디엔은, 예를 들면, 스티렌, (메타)아크릴 에스테르, 또는 푸마르산 또는 말레산의 에스테르와 함께 공중합될 수 있다; 비닐아로마틱, 예를 들면, 스티렌, 메틸스티렌, 비닐톨루엔의 호모폴리머 또는 코폴리머인 것이 바람직하고; 염화 비닐과 같은 비닐 할로겐의 호모폴리머 또는 코폴리머인 것이 바람직하며, 이 경우 폴리머는 추가적으로 보조 모노머를 포함할 수 있다.
코폴리머는 하나 이상의 비닐 에스테르 및 1 내지 50 중량%의 에틸렌의 코폴리머인 것이 특히 바람직하고; 비닐 아세테이트, 1 내지 50 중량%의 에틸렌, 및 하나 이상의 추가 코모노머를 포함하는 것이 특히 바람직하고, 상기 추가 코모노머는 카르복실산 라디칼에서 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 비닐 에스테르로 구성되는 군에서 선택되고, 그 예로는 VeoVa9, VeoVa10, VeoVa11과 같이 9 내지 13개의 탄소를 가지며 알파-가지를 가지는 카르복실산의 비닐 프로피오네이트, 비닐 라우레이트, 비닐 에스테르이고; 하나 이상의 비닐 에스테르, 1 내지 50 중량%의 에틸렌, 및 바람직하게는 1 내지 15개의 탄소 원자를 가지는 분지형 또는 비분지형 알콜의 (메타)아크릴 에스테르 1 내지 60 중량%, 더욱 바람직하게는 n-부틸 아크릴레이트 또는 2-에틸헥실 아크릴레이트의 코폴리머인 것이 바람직하고; 30 내지 75 중량%의 비닐 아세테이트, 1 내지 30 중량%의 비닐 라우레이트, 또는 9 내지 11개의 탄소 원자를 가지며 알파-가지를 가지는 카르복실산의 비닐 에스테르, 및 1 내지 15개의 탄소 원자를 가지는 분지형 또는 비분지형 알콜의 (메타)아크릴 에스테르 1 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 40 중량%의 에틸렌을 추가로 포함하는 n-부틸 아크릴레이트 또는 2-에틸헥실 아크릴레이트의 코폴리머인 것이 바람직하고; 하나 이상의 비닐 에스테르, 1 내지 50 중량%의 에틸렌, 및 1 내지 60 중량%의 염화 비닐의 코폴리머인 것이 바람직하고; 상기 폴리머는 상기 언급된 보조 모노머를 언급된 양으로 추가로 포함할 수 있으며, 중량%의 수치는 각각의 경우 전체의 합이 100 중량%이다.
(메타)아크릴 에스테르 폴리머, 예를 들면 n-부틸 아크릴레이트 또는 2-에틸헥실 아크릴레이트의 코폴리머 또는 메틸 메타크릴레이트와 n-부틸 아크릴레이트의 코폴리머 및/또는 2-에틸헥실 아크릴레이트인 것이 바람직하고; 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸 아크릴레이트의 그룹에서 선택되는 하나 이상의 모노머와 스티렌-아크릴 에스테르의 코폴리머; 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 및 선택적으로 에틸렌이 포함되는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 모노머와 비닐 아세테이트-아크릴 에스테르 코폴리머; 스티렌-1,3-부타디엔 코폴리머가 바람직하다; 상기 폴리머는 상기 언급된 보조 모노머를 언급된 양으로 추가로 포함할 수 있으며, 중량%의 수치는 각각의 경우 전체의 합이 100 중량%이다.
염화 비닐 코폴리머를 위한 코모노머의 바람직한 예로는, 에틸렌 또는 프로필렌과 같은 α-올레핀, 및/또는 비닐 아세테이트와 같은 비닐 에스테르, 및/또는 아크릴 에스테르, 및/또는 1 내지 15 탄소 원자를 가지는 알콜의 메타크릴 에스테르로서 예를 들면, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 및/또는 푸마르산 및/또는 말레산 모노에스테르 또는 디에스테르로서 예를 들면, 말레산 및/또는 푸마르산의 디메틸, 메틸 t-부틸, 디-n-부틸, 디-t-부틸, 및 디에틸 에스테르이다.
가장 바람직한 코폴리머는 비닐 아세테이트 및 5 내지 50 중량%의 에틸렌의 코폴리머; 또는 코폴리머로서, 비닐 아세테이트, 1 내지 50 중량%의 에틸렌, 및 9 내지 13 탄소 원자를 가진 알파-가지를 가진 모노카르복실산의 비닐 에스터 1 내지 50 중량%; 또는 30 내지 75 중량% 비닐 아세테이트, 9 내지 11개의 탄소 원자를 가지며 알파-가지를 가진 카르복실산의 비닐 라우레이트 또는 비닐 에스테르 1 내지 30 중량%, 및 1 내지 15개의 탄소 원자를 가지며 분지형 또는 비분지형 알콜의 (메타)아크릴 에스테르 1 내지 30 중량%, 및 추가로 에틸렌 1 내지 40 중량%를 포함하는 코폴리머; 또는 코폴리머로서, 비닐 아세테이트, 에틸렌 5 내지 50 중량%, 및 염화 비닐 1 내지 60 중량%의 코폴리머인 것이 바람직하다.
가장 바람직한 코폴리머는 또한 염화 비닐 유닛 60 내지 98 중량% 및 에틸렌 유닛 1 내지 40 중량%를 포함하는 염화 비닐-에틸렌 코폴리머이고, 상기 중량 %는 코폴리머의 총 중량을 기준으로 한 것이며, 각각의 중량%는 100 중량%까지 증가할 수 있다. 이런 종류의 염화 비닐-에틸렌 코폴리머는 EP 0 149 098 A2에 개시되어 있다.
유리 전이 온도 Tg가 -50℃ 내지 +30℃, 바람직하게는 -40℃ 내지 +10℃, 더욱 바람직하게는 -30℃ 내지 0℃가 되도록 모노머를 선택하고 코모노머의 중량 분획을 선택한다. 상기 유리 전이 온도 Tg는 공지의 방법으로 시차 주사 열량계(differential scanning calorimetry)에 의해 측정될 수 있다. 또한 유리 전이 온도Tg는 폭스 방정식(Fox equation)을 통해 미리 대략적으로 계산될 수 있다. Fox T. G., Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, page 123 (1956)에 따르면, 1/Tg = x1/Tg1 + x2/Tg2 + ... + xn/Tgn이고, 여기서 xn은 모노머 n의 중량 분율이고(중량%/100), Tgn은 절대온도(kelvin)에서 모노머 n의 호모폴리머의 유리 전이 온도이다. 호모폴리머의 Tg값은 Polymer Handbook 2nd Edition, J. Wiley & Sons, New York (1975)에 기재되어 있다.
에틸렌성 불포화 모노머를 기초로 하는 폴리머는 벌크 또는 솔루션 중합 프로세스, 또는, 바람직하게는, 유화 또는 현탁 중합 프로세스에 의해 제조될 수 있다. 유화 또는 현탁 중합은 일반적으로, 예를 들면 DE-A 102008043988에 기재된 것과 같이, 수성 매질에서 수행된다. 이 경우, 분산액(aqueous dispersion)의 형태로 폴리머를 얻을 수 있다. DE-A 102008043988에 기재된 것과 같이, 중합은 일반적인 보호 콜로이드 및/또는 유화제를 사용하여 수행할 수 있다. 보호 콜로이드(protective colloid)는 음이온성 또는, 바람직하게는 양이온성, 또는 보다 바람직하게는 비이온성일 수 있다. 또한, 양이온성 및 비이온성 보호 콜로이드의 결합인 것도 바람직하다. 음이온성 보호 콜로이드는 폴리비닐 알콜이 바람직하다. 양이온성 보호 콜로이드는 1 이상의 양전하를 가지는 것이 바람직하고, 그 예는 E. W. Flick, Water Soluble Resins - an Industrial Guide, Noyes Publications, Park Ridge, N.J., 1991에 기재되어 있다. 보호 콜로이드는 가수 분해의 정도가 80 내지 100 몰%인, 부분적으로 가수분해되거나 완전히 가수분해된 폴리비닐 알콜이 바람직하고, 가수 분해의 정도가 80 내지 94 몰%인 부분적으로 가수분해된 폴리 비닐알콜로서 4% 강도 수용액(strength aqueous solution)에서 Hoppler 점도 1 내지 30 mPas을 갖는 것이 바람직하다(20℃에서의 Hoppler 방법, DIN 53015). 상기 보호 콜로이드는 당업자에게 알려진 방법에 의해 수득 가능하며, 중합 시 일반적으로 모노머의 총 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%의 양으로 추가된다.
수성 분산액(aqueous dispersion) 형태의 폴리머는, DE-A 102008043988에 기재된 바와 같이, 물을 용매로 재분산 가능한 분말(water-redispersible powder)로 변환될 수 있다. 폴리머 분산액의 적절한 건조를 통해 물을 용매로 재분산 가능한 분말 형태의 폴리머가 제공된다. 일반적으로 이 경우, 분산액의 폴리머 성분에 기초하여 총량이 3 내지 30 중량%의 건조 조제(drying aid)가 사용되고, 바람직하게는 5 내지 20 중량%가 사용된다. 건조 조제는 앞서 언급된 폴리비닐 알콜이 바람직하다.
폴리머는 물을 용매로 재분산 가능한 분말 형태로 사용되는 것이 바람직하다.
건축 재료 조성물을 위한 충진제(filler)의 적절한 예로는 규사(quartz sand), 미분말 석영(finely ground quartz), 미분말 석회석(finely ground limestone), 탄산 칼슘, 백운석, 점토, 쵸크(chalk), 흰색 석회 수화물, 활석, 또는 운모, 과입 고무(granulated rubber), 또는 알루미늄 실리케이트, 강옥(corundrum), 현무암, 카바이드, 예를 들면 실리콘 카바이드 또는 티타늄 카바이드, 같은 하드 필러(hard filler) 또는 플라이 애쉬, 메타카올린(metakaolin), 마이크로실리카(microsilica), 또는 규조토(diatomaceous earth)와 같이 포졸란 반응을 일으키는 필러가 있다. 바람직한 필러는 규사, 미분말 석영, 미분말 석회석, 탄산 칼슘, 탄산 칼슘 마그네슘(백운석), 쵸크, 또는 흰색 석회 수화물이다.
또한, 경량 충진제의 사용도 바람직하다. 경량 충진제는 일반적으로 500g/l 미만의 낮은 부피 밀도를 갖는다. 일반적인 경량 충진제는 합성 또는 천연 제품으로, 중공 글래스 마이크로 비드(hollow glass microbead)와 같은 물질, 폴리스티렌 비드와 같은 폴리머, 알루미늄규산염, 산화 규소, 알루미늄 산화 규소, 규산 칼슘 수화물, 이산화 규소, 규산 알루미늄, 규산 마그네슘, 규산 알루미늄 수화물, 칼슘 규산 알루미늄, 규산 칼슘 수화물, 알루미늄 철 규산 마그네슘, 칼슘 메타실리케이트(calcium metasilicate) 및/또는 화산 슬래그(volcanic slag)가 있다. 경량 필러의 형태는 제한되지 않으며, 구형, 플레이트형(plateletlike), 로들릿-형태(rodlet-shaped) 및/또는 층상(lamellar) 구조일 수 있다. 바람직한 경량 필러는 퍼라이트, 셀라이트(celite), 카보실(cabosil), 시르코실(circosil), 유로셀(eurocel), 필라이트(filite), 프로맥슨(promaxon), 베르멕스(vermex) 및/또는 규회석, 및 폴리스티렌이다.
공정의 일관성, 가공 품질, 개방 시간 또는 내수성을 향상시키기 위해 선택적으로 첨가제가 사용될 수 있다. 건축 재료 조성물을 위한 일반적인 첨가제로는 증점제(thickener)가 있으며, 그 예로는 셀룰로오스 에테르 및 개질 셀룰로오스 에테르, 전분 에테르, 구아 검(guar gum) 및 산탄 검(xanthan gum)과 같은 다당류, 폴리아크릴 산 및 이들의 부분적인 에스테르와 같은 폴리카르복실 산, 및 선택적으로 아세탈화되거나 소수성으로 개질된(modified) 폴리비닐 알콜; 카세인; 그리고 관련 증점제가 있다. 다른 일반적인 첨가제로는 금속 또는 반금속(semimetal) 산화물과 같은 가교제가 있으며, 더욱 구체적으로, 붕소산 또는 폴리보레이트(polyborate), 또는 글루타르알데히드(glutaraldehyde)와 같은 디알데히드가 있다. 일반적인 첨가제로는 또한, 하이드록시카르복실 산, 디카르복실산 또는 그것의 염, 당류 또는 폴리올, 더욱 구체적으로 옥살산, 호박산, 주석산, 글루콘산, 구연산, 자당, 포도당, 과당, 소르비톨 또는 펜타에리트리톨과 같은 지연제가 있다.
추가적인 첨가제로는 응결 촉진제(setting accelerator)가 있으며, 그 예로는 알루미늄 화합물, 규산염, 알칼리 금속 수산화물, 탄산염, 또는 카르복실 산의 염이 있다. 바람직한 응결 촉진제는 알루미늄 염, 알루민산 염, 알칼리 금속 또는 알칼리 토 금속 규산염, 예를 들면 물유리(waterglass), 예를 들면 알칼리 금속 또는 알칼리 토 금속 탄산염, 또는 수산화칼륨, 또는 무기 또는 유기 산의 알칼리 금속 또는 알칼리 토 금속 염이고, 예를 들면, 특히 유기 모노카르복실산의 염이다. 특히 바람직한 응결 촉진제는 황산 알루미늄, 알칼리 금속 알루민산 염이고 예를 들면, 알루민산 칼륨, 수산화 알루미늄, 탄산 칼륨, 칼슘 설포알루미네이트(calcium sulfoaluminate)와 같은 설포알루미네이트, 또는 탄산염 또는 포름산염의 알칼리 금속과 알칼리 토 금속염이다. 또한, 방부제, 필름 형성 보조제, 분산제, 거품 안정제, 소포제, 가소제, 유도제 및 난연제(예를 들면, 수산화 알루미늄)등의 첨가제도 있다.
건축 재료 조성물은 2 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 70 중량%의 미네랄 바인더, 특히 시멘트를 포함하며, 급결 시스템(quick-setting system)을 위해 선택적으로 알루미네이트 시멘트와 혼합될 수 있고; 바람직하게는 0.001 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 5 중량%, 및 가장 바람직하게는 0.1 내지 4 중량%의 담지형 분진 제거제를 포함하고; 바람직하게는 1 내지 60 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 중량%의 폴리머를 포함하고; 바람직하게는 10 내지 85 중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 85 중량%의 충진제를 포함하며; 상기 중량%는 건축 재료 조성물의 건조 중량을 기준으로 하며, 전체의 합이 100 중량%이다.
분진 제거제는 상기 제품의 건조 중량을 기준으로 건축 재료 조성물 중에 0.001 내지 5 중량%로 존재하는 것이 바람직하고, 0.01 내지 2 중량%로 존재하는 것이 더욱 바람직하다.
건축 재료 조성물 내에서 첨가제의 비율은, 건축 재료 조성물의 건조 중량을 기준으로, 일반적으로 총 0 내지 20 중량%이고, 0.1 내지 15 중량%인 것이 바람직하고, 0.1 내지 10 중량%인 것이 더욱 바람직하다.
상기 건축 재료 조성물은 그 제조 공정에 있어서 별도의 특정 절차나 혼합 장치를 필요로 하지 않는다. 건축 재료 조성물은 모르타르 믹서, 콘크리트 믹서, 또는 석고 기계나 교반기와 같은 종래의 분말 혼합 장치로 건축 재료 조성물의 각 성분을 혼합하고 균질화하여 얻을 수 있다. 따라서, 건축 재료 조성물은 하나 이상의 담지형 분진 제거제, 하나 이상의 미네랄 바인더, 선택적으로 하나 이상의 필러, 선택적으로 하나 이상의 폴리머, 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제를 혼합하여 얻을 수 있다.
따라서, 건축 재료 조성물은 건식 혼합물(dry mix)의 형태이다.
대안으로서, 먼저 예비혼합물(premix)이 제조된다. 예비혼합물은 하나 이상의 담지형 분진 제거제 및 물을 용매로 재분산 가능한 분말 형태의 폴리머, 필러, 및 첨가제 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 그 후, 건축 재료 조성물은 하나 이상의 예비혼합물을 하나 이상의 미네랄 바인더, 선택적으로 하나 이상의 필러, 선택적으로 하나 이상의 폴리머, 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제와 혼합하여 생산된다.
예비혼합물은 바람직하게는 하나 이상의 담지형 분진 제거제 및 물을 용매로 재분산 가능한 분말 형태의 폴리머, 필러, 및 첨가제 중 하나 이상을 함께 혼합하여 얻을 수 있다. 상기 성분들과 담지형 분진 제거제를 혼합하는 것은 연속적으로 또는 회분식(batchwise)으로 진행될 수 있고, 일반적으로 상온에서 전술한 혼합 장치(mixing assembly)에서 진행될 수 있다. 하나 이상의 담지형 분진 제거제가 수성 분산액 형태의 하나 이상의 폴리머와 혼합되고, 선택적으로 하나 이상의 첨가제와 혼합되고, 선택적으로, 예비혼합물을 형성하기 위해 전술한 수성 폴리머 분산액을 건조하기 위한 기술에 따라 건조될 수 있다.
후자의 경우, 담지형 분진 제거제는 폴리머 분산액이 건조되는 동안 첨가되는 것이 바람직하고, 분무 건조(spray drying)동안 첨가되는 것이 더욱 바람직하다. 그러나, 바람직하게는, 담지형 분진 제거제는 건조 이후에 첨가된다; 특히, 폴리머 분산액의 완전한 건조 이후, 담지형 분진 제거제를 분무 건조기에 연속적으로 계랑하여 첨가하는 것이 바람직하며, 선택적으로, 일반적으로 혼합될 수 있는 다른 첨가제, 예를 들면 블로킹 방지제(antiblocking agent), 탈포기(deformer), 거품 안정제, 필러, 염료, 살충제, 및 증점제가 함께 혼합될 수 있다.
폴리머 분산액 및 무기 담체의 존재하에 분진 제거제를 건조하는 경우, 본 발명에 따른 담지형 분진 제거제를 얻기 어렵다. 따라서, 먼저, 분진 제거제가 무기 담체에 적용된 후, 그 결과물인 담지형 분진 제거제가 건축 재료 조성물의 다른 성분 또는 예비혼합물의 추가적인 구성요소들과 혼합되어야 한다.
예비혼합물에서 담지형 분진 제거제의 비율은 임의적이며, 특정 적용 예에 따라 변동될 수 있다.
예비혼합물은 건축 재료 조성물의 다른 성분들과 혼합될 수 있다.
본 발명의 건축 재료 조성물이 적용되기 전에 일반적으로 물이 첨가될 수 있다. 결과물인 수성 건축 재료 조성물은, 건축 재료 조성물의 건조 중량을 기준으로 10 내지 90 중량%의 물을 포함하는 것이 바람직하고, 15 내지 50 중량%의 물을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 건축 재료 조성물은, 예를 들면 타일 접착제, 몰탈의 접합, 단열 복합 시스템 생산을 위한 접착제, 강화제, 셀프-레벨링제(self-leveling compound), 수리 몰탈(repair mortar)과 같은 용도 또는 회반죽, 미세 미네랄 회반죽, 그라우트(grout), 스킴 코트(skim coat) 또는 콘크리트와 같은 용도로 사용되는 것이 적합하다. 무기 담체는 건축 재료 조성물의 다른 성분들과 혼화가능하고, 그들의 성능 특성에 악영향을 미치지 않는다.
특별한 세분화장치 또는 분무장치를 구입하여 운영할 필요 없이, 일반적인 장비를 사용하여, 담지형 분진 제거제는 본 발명의 건축 재료 조성물에 혼합될 수 있다. 대신에, 담지형 분진 제거제는 건조형 건축제 믹스 제조 업체에서 제조된 장치를 이용하여 혼합될 수 있다. 담지형 분진 제거제는 일반적으로 자유 유동성(free-flowing)이고, 고결(caking) 성향이 없으며, 이러한 성질은 보관 또는 가공 처리를 용이하게 하고, 건조 건축 재료 조성물의 다른 성분과 정교하고 균일한 혼합이 용이하게 이루어지도록 한다.
분진 제거제가 담체 담지형인 경우에도 건조형 건축제 믹스에 대해 분진 제거 효과를 나타내는 것은 놀라운 것이다. 여기에서 특히 놀라운 것은, 일반적인 분진 제거제와는 달리, 담지형 분진 제거제가 그 보관 과정에서 건조 건축 재료 조성물에 대한 분진 제거제로서의 효과를 상실하지 않는다는 것이다. 담지형 분진 제거제를 사용하여 보관 과정에서 향상된 분진 제거 효과를 관찰할 수 있다. 담지형 분진 제거제는 폴리머를 포함하는 건조 건축 재료 조성물의 제진(dedusting)에 특히 적합하다. 건축 재료 조성물에서 담지형 분진 제거제의 양을 증가시킴으로서 분진 제거 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명은 효율적으로 분진 제거제가 혼입된 건축 재료 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 보관 시 안정하고, 보관하는 동안 분진 제거 기능을 상실하지 않는 분진 제거제를 포함하는 건조 건축 재료 조성물을 제공한다.
후술하는 실시예들은 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위해 제공되는 것으로서, 이로 인해 본 발명이 제한되어서는 안된다.
사용된 무기 담체의 성질:
무기 담체의 공극률(porosity) 측정 방법:
공극률은 ISO 15901에 따라, 마이크로메트릭스 오토포어 IV(Micrometrics AutoPore IV) 수은 기공측정기를 이용하여 10.3 kPa의 충전 압력(수은 기공법)에서 수은 기공법에 의해 측정되었다.
탄산 칼슘:
57.8%의 공극률(수은 기공법에 따라 측정);
탄산 칼슘의 총 기공 수에 기초하여, ≥ 2000 nm의 기공 직경을 갖는 기공의 분율은 35%이고, ≥ 20000 nm의 기공 직경을 갖는 기공의 분율은 15%(수은 기공법에 따라 측정);
평균 입자 직경 dpaverage는 4.5 ㎛;
2.1 m2/g의 BET 표면(DIN EN ISO 9277:2003-5에 따라 측정).
Sipernat 22 (Evonik Industries의 상표명):
85.7%의 공극률(수은 기공법에 따라 측정);
Sipernat 22의 총 기공 수에 기초하여, ≥ 2000 nm의 기공 직경을 갖는 기공의 분율은 43%이고, ≥ 20000 nm의 기공 직경을 갖는 기공의 분율은 32%(수은 기공법에 따라 측정);
190 m2/g의 BET 표면(DIN EN ISO 9277:2003-5에 따라 측정).
Dicalite (Dicalite Europe의 상표명):
88.7%의 공극률(수은 기공법에 따라 측정);
Dicalite의 총 기공 수에 기초하여, ≥ 2000 nm의 기공 직경을 갖는 기공의 분율은 96%이고, ≥ 20000 nm의 기공 직경을 갖는 기공의 분율은 55%(수은 기공법에 따라 측정);
1.8 m2/g의 BET 표면(DIN EN ISO 9277:2003-5에 따라 측정).
담지형 분진 제거제의 제조(분진제거기( deduster ))
분진제거기 1: 담체로서 탄산 칼슘을 가짐(본 발명이 아님):
탄산 칼슘 400 g을 Siliconol AK 10 (점도 10 mm2/s, 평균 분자량 800 g/mol인 디메틸폴리실록산 (CH3)3Si[OSi(CH3)2]8-9OSI(CH3)3; Wacker Chemie의 상표명) 실리콘 유체 100 g과 함께 패들(paddle) 믹서에 넣고 교반하여 혼합함. 그 결과 분진제거기 1은 분진제거기 1의 총 중량을 기준으로 75 중량%의 탄산 칼슘을 포함함.
분진제거기 2: 담체로서 침전된 실리카를 가짐(본 발명):
Siliconol AK 10 실리콘 유체 100 g이 적가 깔때기(dropping funnel)를 통해 Sipernat 22 100 g에 첨가되고 교반됨.
분진제거기 3: 담체로서 침전된 실리카를 가짐(본 발명):
Siliconol AK 10 실리콘 유체 200 g이 적가 깔때기를 통해 Sipernat 22 100 g에 첨가되고 교반됨.
분진제거기 4: 담체로서 침전된 실리카를 가짐(본 발명):
Siliconol AK 350 (점도 350 mm2/s, 평균 분자량 7000 g/mol인 디메틸폴리실록산 (CH3)3Si[OSi(CH3)2]100OSI(CH3)3; Wacker Chemie의 상표명) 실리콘 유체 200 g이 적가 깔때기를 통해 Sipernat 22 100 g에 첨가되고 교반됨.
분진제거기 5: 담체로서 Dicalite를 가짐(발명):
Siliconol AK 10 실리콘 유체 200 g이 분사 노즐(spray nozzle)(gardening accessory)을 통해 Dicalite 100 g에 적용됨.
분진제거기 6: 담체로서 Dicalite를 가짐(발명):
Siliconol AK 10 실리콘 유체 100 g이 분사 노즐을 통해 Dicalite 100 g에 적용됨.
분진제거기 7: 담체로서 Dicalite를 가짐(발명):
Siliconol AK 350 실리콘 유체 100 g이 분사 노즐을 통해 Dicalite 100 g에 적용됨.
분진제거기 8: 담체로서 Dicalite를 가짐(발명):
Rapsol/Rubol-Raffinat (D.L.R. Warenhandelsgesellschaft mbh의 상표명) 정제된 유채 기름(rapeseed oil)/평지 기름(colza oil) 200 g이 적가 깔때기를 통해 Dicalite 100 g에 첨가되고 교반됨.
분진제거기 9: 담체로서 Dicalite를 가짐(발명):
Catenex T121 (미네랄 오일; Shell AG의 상표명) 200 g이 적가 깔때기를 통해 Dicalite 100 g에 첨가되고 교반됨.
건축 재료 조성물:
조성물 1: 건조 모르타르 조성물:
시멘트 CEM I 42.5 336.0 부
석영 모래 (0.1 - 0.4 mm) 620.2 부
셀룰로오스 에테르 3.8 부
VINNAPAS 8034 H (폴리비닐 알콜 안정화된 비닐 클로라이드-비닐 라우레이트-에틸렌 코폴리머; Wacker Chemie의 상표명) 분산 분말 약 40 부, 선택적으로 1% 내지 30%의 담지형 분진 제거제가 혼합됨.
조성물 2: C1 타일 접착제 조성물:
시멘트 CEM I 42.5 N 420.0 부
석영 모래 (dpaverage 0.2 mm) 480 부
탄산 칼슘 (dpaverage 0.065 mm) 80 부
셀룰로오스 에테르 5 부
개미산 칼슘(calcuim formate) 5 부
VINNAPAS 5044 N (폴리비닐 알콜 안정화된 비닐 아세테이트-에틸렌 코폴리머; Wacker Chemie의 상표명) 분산 분말 10 부,
선택적으로 10 부의 담지형 분진 제거제.
조성물 3: C2 타일 접착제 조성물:
시멘트 CEM I 52.5 N 400 부
석영 모래 (dpaverage 0.17 mm) 270 부
석영 모래 (dpaverage 0.33 mm) 275 부
셀룰로오스 에테르 5 부
개미산 칼슘(calcuim formate) 5 부
VINNAPAS 5044 N (폴리비닐 알콜 안정화된 비닐 아세테이트-에틸렌 코폴리머; Wacker Chemie의 상표명) 분산 분말 45 부,
선택적으로 10 부의 담지형 분진 제거제.
건축 재료 조성물의 생산
방법 A:
분진이 빠져나갈 수 없도록, 각각의 건축 재료 조성물에 대해 개별 성분의 무게는 밀폐 용기(약 3 내지 4 kg의 총량) 안에서 측정되었다. 혼합물은 1 kg의 강철 공과 함께 롤 믹서 어셈블리(roll mixer assembly)에 적용되어, 한 시간 동안 혼합되었다. 각각의 실시예 및 비교예에 따른 제조법은 후술한다.
방법 B:
먼저, 밀폐된 패들 믹서 안에서 각각의 VINNAPAS 분산 분말에 대한 각각의 담지형 분진 제거제(분진제거기)를 혼합함으로써 예비혼합물을 제조한다.
그 후, 상기 예비혼합물은 상기 언급된 롤 믹서 어셈블리에서 각각의 건축 재료 조성물의 추가 성분들과 혼합되었다.
각각의 실시예 및 비교예에 따른 제조법은 후술한다.
비교예 및 실시예 1 내지 11 및 16 내지 18:
비교예 1 내지 실시예 11 및 실시예 16 내지 실시예 18은 조성물 1을 기초로 한다. 분산 분말 및 담지형 분진 제거제(분진제거기)의 양, 및 건축 재료 조성물의 제조 방법은 아래에 기술한다.
비교예 1:
비교예 1의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포함하지만, 담지형 분진 제거제(분진제거기)는 포함하지 않는다. 건축 재료 조성물은 방법 A에 의해 제조되었다.
비교예 2:
비교예 2의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포함하였다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 5 중량%의 분진제거기 1을 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 비교예 2의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.05 중량%의 Siliconol AK 10을 포함하였다.
비교예 3:
비교예 3의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포함하였다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 10 중량%의 분진제거기 1을 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 비교예 3의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.1 중량%의 Siliconol AK 10을 포함하였다.
실시예 4:
실시예 4의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포함하였다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 2 중량%의 분진제거기 6을 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 4의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.04 중량%의 Siliconol AK 10을 포함하였다.
실시예 5:
실시예 5의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포함하였다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 4 중량%의 분진제거기 6을 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 5의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.08 중량%의 Siliconol AK 10을 포함하였다.
실시예 6:
실시예 6의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포함하였다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 3 중량%의 분진제거기 5를 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 6의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.08 중량%의 Siliconol AK 10을 포함하였다.
실시예 7:
실시예 7의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포함하였다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 30 중량%의 분진제거기 5를 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 7의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.8 중량%의 Siliconol AK 10을 포함하였다.
실시예 8:
실시예 8의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포함하였다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 3 중량%의 분진제거기 7을 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 8의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.06 중량%의 Siliconol AK 350을 포함하였다.
실시예 9:
실시예 9의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포함하였다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 4 중량%의 분진제거기 7을 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 9의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.08 중량%의 Siliconol AK 350을 포함하였다.
실시예 10:
실시예 10의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포함하였다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 3 중량%의 분진제거기 8을 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 10의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.08 중량%의 정제된 유채 기름/평지 기름을 포함하였다.
실시예 11:
실시예 11의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포함하였다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 30 중량%의 분진제거기 8을 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 11의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.8 중량%의 정제된 유채 기름/평지 기름을 포함하였다.
실시예 12:
건축 재료 조성물은 조성물 2에 기초하였으며, 실시예 12의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 1 중량%의 분산분말 및 1 중량%의 분진제거기 5를 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 12의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.67 중량%의 Siliconol AK 10을 포함하였다. 상기 건축 재료 조성물은 방법 A에 의해 제조되었다.
비교예 13:
분진제거기 5가 사용되지 않았다는 점을 제외하고, 실시예 12와 동일하다.
실시예 14:
건축 재료 조성물은 조성물 3에 기초하였으며, 실시예 14의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 4.5 중량%의 분산분말 및 1 중량%의 분진제거기 5를 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 14의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.67 중량%의 Siliconol AK 10을 포함하였다. 상기 건축 재료 조성물은 방법 A에 의해 제조되었다.
비교예 15:
분진제거기 5가 사용되지 않았다는 점을 제외하고, 실시예 14와 동일하다.
실시예 16:
실시예 16의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포하는 조성물 1이 사용되었다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 4 중량%의 분진제거기 2를 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 16의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.08 중량%의 Siliconol AK 10을 포함하였다.
실시예 17:
실시예 17의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포하는 조성물 1이 사용되었다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 3 중량%의 분진제거기 9를 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 17의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.08 중량%의 Catenex T121을 포함하였다.
실시예 18:
실시예 18의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 분산 분말 4 중량%를 포하는 조성물 1이 사용되었다.
상기 건축 재료 조성물은 방법 B에 의해 제조되었다.
예비혼합물은, 예비혼합물의 총 중량에 기초하여, 30 중량%의 분진제거기 9를 포함하였다. 따라서, 건축 재료 조성물은, 실시예 18의 건축 재료 조성물의 총 중량에 기초하여, 0.8 중량%의 Catenex T121을 포함하였다.
건축 재료 조성물의 테스트
건축 재료 조성물의 분진 거동(dusting behavior)을 측정하였다. 이를 위해, 각 건축 재료 조성물 1000 g 을 토니 믹서(Tony mixer)에 조심스럽게 투입하였다. 분진 수집 및 측정 장치(로터미터(rotameter) 및 분진 수집 헤드를 갖춘 Gilian 5000, Deha Haan & Wittmer GmbH)를 토니 믹서의 교반 용기 내의, 용기의 가장자리에 장착하였다. 그리고 나서 토니 믹서의 스위치를 켜고, 2분간 레벨 2에서 분진 회오리가 눈에 보일 수 있게 하면서 교반을 진행시켰다. 이 과정 동안, 분진은 분진 수집 및 측정 장치를 통해 검출되었다. 분진 수집 및 측정 장치의 펌프는 3.5 l/min 의 유량(flow-through rate)으로 설정되어, 그 주변의 공기를 흡입했다. 분진 수집 및 측정 장치에 의해 흡입된 분진은 필터((Macherey-Nagel MN 85/90, 37 mm diameter, Ref. No. 406 0037)에 흡착되었다. 상기 2분간의 측정기간 종료시 필터에 축적된 분진의 양은 중량분석에 의해 분석되었다. 즉, 토니 믹서로 2분간 교반 후, 무기 분획(fraction)과 유기 분획은 열 무게 측정(DIN EN ISO 11358)에 따라 분석되었다.
더스트 에볼루션(dust evolution)에 대한 건축 재료 조성물의 보관 효과를 조사하기 위해, 실시예 및 비교예 12 내지 15의 추가적인 실험을 실시하였다. 각각의 건축 재료 조성물은 전술한 바와 같이 제조된 직후 40℃에서 56일간 보관되었다. 그 후, 전술한 분진 거동에 대한 측정을 실시하였다.
측정 결과는 표 1 및 2와 같다. 표에 나타난 ppm단위의 더스트 에볼루션 수치는 필터에 축적된 분진의 양을 중량분석에 의해 측정한 것이며, 토니 믹서에 도입된 각각의 건축 재료 조성물 1000 g을 기준으로 한다.
조성물 1에 대한 더스트 에볼루션 테스트
분진 [ppm] 분진 감소율a) [%] 분진 내 유기물 분율b) [%]
비교예 1 27.7 - 3.0
비교예 2 22.3 20 2.0
비교예 3 14.1 50 2.0
실시예 4 22.0 20 2.1
실시예 5 13.1 50 2.2
실시예 6 10.4 60 2.0
실시예 7 1.3 95 측정불가c)
실시예 8 23.8 15 2.0
실시예 9 20.9 25 2.2
실시예 10 13.2 20 측정안됨
실시예 11 1.3 90 측정안됨
실시예 16 17.3 40 2.2
실시예 17 8.2 70
실시예 18 1.1 95 측정불가c)
a) 비교예 1에서 측정된 분진의 양을 기준으로, 각각의 실시예에 의해 감소된 분진의 정도를 나타냄
b) 각각의 경우 검출된 분진의 총량을 기초로 하였음
c) 분진의 양이 너무 적어 측정이 불가능함
조성물 2 및 3에 대한 더스트 에볼루션 테스트
분진 [ppm] 분진 감소율a) [%] 분진 내 유기물 분율b) [%]
w.s.c) 56일d) w.s.c) 56일d) w.s.c) 56일d)
비교예 12 1.6 1.5 80 95 3.1 1.4
실시예 13 8.7 32.6 5.2 1.5
비교예 14 3.6 1.7 80 >95 6.3 3.3
실시예 15 16.9 62.8 9.7 2.2
a) 비교예 1에서 측정된 분진의 양을 기준으로, 각각의 실시예에 의해 감소된 분진의 정도를 나타냄
b) 각각의 경우 검출된 분진의 총량을 기초로 하였음
c) w.s.: without storage(보관 없이): 건축 재료 조성물을 제조한 직후 바로 테스트하였음
d) 건축 재료 조성물의 제조 후, 56일간 40℃에서 보관한 뒤 테스트하였음

Claims (15)

  1. 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법으로서,
    (a) 하나 이상의 분진 제거제를 하나 이상의 무기 담체에 적용하여, 담지형 분진 제거제를 형성하고,
    상기 무기 담체는 ≥ 65%의 공극률을 가지며, 상기 분진 제거제는 지방산, 지방산 유도체, 천연오일, 탄화수소, 및 일반식 RcSi(OR')d(OH)eO(4-c-d-e)/2 의 유닛으로 이루어진 폴리실록산으로 구성된 군으로부터 선택되고, 상기 식에서, c는 0 내지 3, d는 0 내지 3, e는 0 내지 3이고, 유닛당 c+d+e는 3.5 이하이고, 각각의 경우 R은 동일하거나 또는 상이하고, 분지형 또는 비분지형의 치환된 또는 치환되지 않은, 1 내지 22개의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 라디칼이고, R'는 동일하거나 또는 상이하고, 각각의 경우 치환된 또는 치환되지 않은 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 라디칼이고,
    (b) (a) 단계에서 형성된 담지형 분진 제거제를 하나 이상의 미네랄 바인더, 하나 이상의 에틸렌성 불포화 모노머를 기초로 하는 하나 이상의 폴리머, 선택적으로 하나 이상의 충진제(filler), 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제와 혼합하는 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 담지형 분진 제거제 및, 하나 이상의 에틸렌화 불포화 모노머에 기초하는 폴리머, 충진제 및 첨가제를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 혼합하여 예비혼합물(premix)를 제조한 다음,
    상기 예비혼합물을 하나 이상의 미네랄 바인더, 선택적으로 하나 이상의 충진제, 선택적으로 하나 이상의 에틸렌화 불포화 모노머를 기초로 하는 하나 이상의 폴리머, 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제와 함께 혼합하는 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 분진 제거제는 폴리실록산, 지방산 또는 지방산 유도체, 천연오일, 및 탄화수소로 구성된 군에서 선택되며,
    상기 폴리실록산은 일반식 R'''aR'' 3-aSiO(SiR''2O)nSiR''3-aR'''a으로 표시되고, 상기 식에서, 각각의 라디칼 R''는 독립적으로 상기 전술한 상기 R 및 (OR')에 대해 정의한 바와 같고, R'''는 OH이고, a는 0 내지 3의 정수이고, n은 0 내지 500의 정수이고,
    상기 지방산 또는 지방산 유도체는 8 내지 22개의 탄소 원자를 가지는 포화 및 불포화 지방산, 그들의 금속 비누(metal soaps), 그들의 아미드, 및 그들의 에스테르로서 1 내지 14개의 탄소 원자를 가지는 1가 알콜, 글리콜, 폴리글리콜, 폴리알킬렌 글리콜, 글리세롤, 모노-, 디-, 또는 트리에탄올아민, 단당류, 및 폴리히드록시 화합물과의 에스테르를 포함하는 군에서 선택되고,
    상기 천연오일은 하나 이상의 카르복실산 또는 그들의 에스테르를 포함하며, 상기 카르복실산은 4 내지 28개의 탄소 원자를 포함하고 알콜은 1 내지 12개의 탄소 원자를 포함하고,
    상기 탄화수소는 (1 bar의 압력하에) 100 내지 400℃의 끓는 점을 가지며, 10개 이상의 탄소 원자를 갖는 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 분진 제거제는 디메틸폴리실록산, 트리메틸실록시기로 말단 처리된 디메틸폴리실록산, 및 말단 유닛에 Si-OH기를 갖는 디메틸폴리실록산으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무기 담체는 탄산염, 규산염, 또는 무기 산화물 또는 미네랄을 기초로 하는 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무기 담체는 탄산 마그네슘, 탄산 칼슘, 석영, 크리스토발라이트(cristobalite), 실리카, 규조토(diatomaceous earth), 규조토(kieselguhr), 규조토(siliceous earth), 마그네슘 히드로실리케이트(magnesium hydrosilicate), 마이크로실리카(microsilica), 퍼라이트(perlite), 디칼라이트(dicalite), 제올라이트(zeolite) 포레이버(poraver)(거품 유리), 티타늄 디옥사이드, 알루미나, 표백토(bleaching earth), 고령토, 활석, 운모, 활성 산화 알루미늄, 질석(vermiculute), 및 인산염을 포함하는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 무기 담체에서, ≥ 2000 nm의 기공 직경을 갖는 기공의 분율은, 상기 무기 담체의 기공 총 수를 기준으로 ≥ 10%인 것(수은 기공법에 의해 측정)을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무기 담체에서, ≥ 2000 nm의 기공 직경을 갖는 기공의 분율은, 상기 무기 담체의 기공 총 수를 기준으로 ≥ 5%인 것(수은 기공법에 의해 측정)을 특징으로 하는, 건식혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무기 담체의 밀도는 50 내지 300 g/dm3인 것(DIN EN ISO 787-10에 의해 측정)을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 담지형 분진 제거제는 분진 제거제 및 무기 담체의 총 중량을 기준으로 5 내지 90 중량%의 무기 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 담지형 분진 제거제는 무기 담체의 총 중량을 기준으로 10 내지 95 중량%의 분진 제거제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 건축 재료 조성물은, 2 내지 70 중량%의 미네랄 바인더, 0.001 내지 10 중량%의 담지형 분진 제거제, 1 내지 60 중량%의 폴리머, 선택적으로 10 내지 85 중량%의 필러를 포함하며; 상기 중량%는 건축 재료 조성물의 건조 중량을 기준으로 하고, 전체의 합이 100 중량%인 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 분진 제거제는 상기 건축 재료 조성물의 건조 중량을 기준으로 건축 재료 조성물 중에 0.001 내지 5 중량%로 존재하는 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물의 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 얻어지는 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물.
  15. 제14항에 있어서,
    타일 접착제, 접합 모르타르(jointing mortar), 단열 복합 시스템 생산을 위한 접착제, 강화제, 셀프-레벨링제(self-leveling compound), 보수 모르타르(repair mortar), 회반죽(plaster), 미세 미네랄 회반죽(fine mineral plaster), 그라우트(grout), 스킴 코트(skim coat), 또는 콘크리트의 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는, 건식 혼합물 형태의 건축 재료 조성물.
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