KR20010014164A - 개선된 가소화 수성 피복 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수성 피복 조성물, 더욱 자세히는 가소제의 적어도 일부가 분자당 평균 탄소수가 6 내지 30개인 1종 이상의 3차 알킬 모노카르복실산인 것을 특징으로 하는, 물, 1종 이상의 중합체 필름 형성제 및 가소제를 함유하는 개선된 바닥 끝손질용 수성 조성물을 제공한다. 이러한 조성물은 트리부톡시에틸 포스페이트와 같은 통상적인 가소제만을 사용한 같은 조성물과 비교했을 때 경도의 증가, 도포 중 조성물에 의한 기재의 습윤화 개선, 피복 필름 평준화의 개선, 다중 피복 광택 발달의 개선 및 마모, 검은색의 구두 뒤축 자국 및 마멸에 대한 저항성 개선과 같은 하나 이상의 개선된 성질을 갖는다.

Description

개선된 가소화 수성 피복 조성물{Improved Plasticized Aqueous Coating Compositions}
수성 피복 조성물은 잘 알려져 있으며 목재, 금속, 플라스틱 등과 같은 여러 기재의 보호 피복의 용도로 사용된다. 전형적으로 이러한 조성물들은 아크릴계 중합체와 같은 필름 형성 중합체를 함유한다. 이 중합체는 종종 기타 중합체들, 안료, 염료, 자외선 흡수제 등과 같은 기타 첨가제 물질들과 함께 기재상에 연속적인 보호 피복을 형성하여 햇빛, 마모, 보행 통행, 압력 등으로부터 생기는 손상으로부터 기재를 보호하는데 도움을 준다. 통상 필름 형성 중합체는 보호될 기재와 피복이 사용되는 환경의 요구에 적합하도록 물에 대한 용해도, 유연성, 경도, 탄성, 강인도 등과 같은 그 물리적 특성에 따라 선택된다.
피복 조성물에 포함되는 중합체의 성질을 변경시키는 한 방법은 가소제를 포함시키는 것이다. 전형적으로 가소제는 중합체와 연합하여 중합체 또는 피복 조성물 자체의 물리적 성질을 변경시킬 수 있는 화합물이다. 예를 들면, 가소제는 중합체 또는 그로부터 형성된 피복의 경도, 유연성, 또는 연속적인 필름을 형성하는 능력을 변경시킬 수 있다. 따라서 가소제는 피복 조성물을 기재에 도포하고 건조시키는 것과 같은 방법으로 휘발성 성분들을 제거했을 때 남는 필름에 바람직한 성질을 부여하는 데에 사용된다. 이들 바람직한 결과는 중합체 자체의 성질을 변화시키거나 중합체 자체의 간단한 개조로는 얻을 수 없는 성질을 얻을 필요 없이 가소제를 사용함으로써 달성된다.
미국특허 제3,467,610호 (피아르만(Fiarman) 등), 제3,320,196호 (로저스 (Rogers)), 제3,308,078호 (로저스 등), 제4,013,607호 (드와이어(Dwyer) 등) 및 제4,317,755호 (그레고리(Gregory))의 검토로부터 알 수 있듯이 가소제는 통상 수성 바닥 끝손질 재료에 가한다. 사용되는 가소제는 휘발성이 불충분하여 건조 후 피복 필름에 남는 영구적인 유형 또는 건조 과정 중 물 및 피복 조성물의 기타 휘발성 성분들과 함께 실질적으로 증발하는 일시적인 유형일 수 있다. 가장 통상적으로 사용되는 가소제들 중 하나는 트리부톡시에틸 포스페이트로서 이는 가소제로 작용할 뿐 아니라 그레고리의 제4,317,755호 미국특허에 개시된 평준화제(leveling agent)로서 작용하여 양호한 피복 필름 형성을 용이하게 한다. 트리부톡시에틸 포스페이트는 다소 비싼 원료 물질이어서 이를 첨가하게 되면 조성물의 비용이 상당히 증가한다.
바닥 끝손질 재료에 트리부톡시에틸 포스페이트와 같은 가소제를 사용하는 것을 피하기 위한 시도 중 하나는 평준화제로 트리부톡시에틸 포스페이트를 사용할 필요가 없는 자기 평준화(self leveling) 수성 바닥 광택 조성물을 개시한 미국특허 제4,460,734호 (오웬스 (Owens) 등)이다. 그 대신, 오웬스 등은 평준화제로 폴리알콕실화 선형 지방족 알코올류를 사용한다.
지방산 및 그 염 또한 바닥 끝손질용 수성 조성물에 유용한 것으로 알려졌으나 지방산 염의 형태로 이들을 사용하는 목적은 로저스의 제3,320,196호, 로저스 등의 제3,308,078호 및 그레고리의 제4,317,755호 특허에 개시된 바와 같은 유화제 또는 평준화제로서의 역할을 하게 하기 위한 것이다. 그레고리의 제4,317,755호 특허에는, 유용한 지방산은 동물성, 식물성 또는 합성에 의한 C12-C18지방산을 포함하며 그러한 성분들이 사용될때 톨유 (tall oil) 지방산이 10% 이하의 양으로 사용되는 것이 바람직하다고 개시되어 있다.
뒤에 기술하게될 내용과 같이, 본 발명자는 특정 부류의 합성 지방산, C6-C303차 알킬 모노카르복실산이 수성 피복 조성물, 특히 바닥 끝손질용 수성 조성물 중의 전체 가소제 양의 일부로서 사용될 때 예기치 않게 수성 피복 조성물에 매우 유리한 성질들을 제공함을 발견하였다.
C6-C303차 알킬 모노카르복실산들은 이전에 알려져 왔고 이들 중 일부는 예컨대 분자당 평균 10개의 탄소원자를 가진 "네오 데칸산"과 같은 것으로서, "NeoAcids"라는 거래상 명칭으로 텍사스주 휴스턴에 소재한 엑손 케미칼 아메리카사로부터 구입 가능하다. 특정의 정제된 제품을 제외하고, 이 제품들은 통상적으로 구조 이성질체들의 혼합물로 제공된다. 이들의 성질 및 가능한 용도들은 "네오산의 성질, 화학 및 적용 (1982, 총16면)"이라는 제목의 엑손의 제품 안내 책자 번호 제SC89-134-500C에 기재되어 있다. 그러나, 이러한 산들을 가소제로서 개질하지 않은 형태로 사용하는 것은 그 책자에는 나타나 있지 않다. 분자당 평균 10개의 탄소 원자들을 갖는 3차 알킬 모노카르복실산은 또한 텍사스주 휴스턴에 소재한 쉘 케미칼사로부터 "Versatic Acid"라는 거래상 명칭으로 구입 가능하다.
미국특허 제3,037,955호 (카르만(Carman))는 유기용매 중의 열가소성 아크릴계 수지의 용액인 피복 조성물을 개시하고 있다. 이 조성물들은 180℉ (82.2℃) 이하에서 건조시켰을 때 기재에 대한 피복의 접착성을 증가시켜주기 위해 조성물내에 산 또는 무수물을 0.5% 내지 3.0% 포함할 수 있다. 여러가지 산 및 무수물 중에서 특히 유용한 것은 에틸 헥소산으로, 이는 3차 알킬 모노카르복실산이라기 보다는 C8이차 알킬 모노카르복실산이다.
인스킵(Inskip)의 두 미국특허 제4,180,620호 및 제4,210,705호는 폴리비닐부티랄에 대한 접착 조절제로서 네오 데칸산의 2가 금속염을 0.01 내지 0.5 중량% 사용하는 것을 개시하고 있다. 가소제로서 모노카르복실산을 단독으로 사용하는 점에 대해서는 기술하고 있는 바가 없다. 인스킵은 0.5%를 초과하는 양을 사용해도 추가의 이점은 거의 없거나 전혀 없다고 개시하고 있다.
미국특허 제4,274,973호 (스탠튼(Stanton))는 윤활제의 점도를 줄이고 윤활 효과를 개선하기 위하여 컨베이어 벨트 등의 수성 수용성 비누 윤활제 중에 네오데칸산과 같은 3차 알킬 모노카르복실산을 사용하는 것을 개시하고 있다. 스탠튼의 조성물은 필름 형성 중합체를 포함하고 있지 않으며 이는 지방산 비누 2-40 중량% 및 임의로 음이온 또는 양이온 계면활성제를 추가로 포함할 수 있는 네오데칸산 및 킬레이트화제의 수성 혼합물이다.
본 발명은 1종 이상의 3차(tertiary) 알킬 모노카르복실산을 포함하는 가소제를 함유하는 바닥 끝손질 재료(floor finish)와 같은 수성 피복 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 목적 중 하나는 트리부톡시에틸 포스페이트와 같은 통상적인 가소제만을 사용하는 같은 조성물과 비교했을 때 경도가 증가하고, 도포하는 동안 조성물에 의한 기재의 습윤화, 피복 필름의 평탄도, 다중 피복 광택이 개선되며, 마모, 검은색 발뒤축 자국(black heel marking) 및 마멸(scuffing)에 의한 손상에 대한 저항성이 개선된, 가소제를 함유하는 수성 피복 조성물, 특히 바닥 끝손질 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 값비싼 통상적인 가소제 일부를 덜 비싼 가소제로 대체하여 더욱 경제적인 조성물을 제공하는 것이다.
이들 및 본 발명의 기타 목적들은 수성 피복 조성물, 더욱 자세히는 물, 1종 이상의 중합체 필름 형성제 및 가소제를 함유하는 바닥 끝손질용 수성 조성물에 의하여 제공되며, 여기에서 개선점은 적어도 가소제의 일부를 분자당 탄소원자가 평균 약 6 내지 30개인 1종 이상의 3차 알킬 모노카르복실산으로부터 선택하는 것을 포함한다.
더욱 자세하게는, 모노카르복실산은 R, R' 및 R"기 각각이 1 이상의 탄소원자를 포함하는 알킬기이고 R, R' 및 R"기 각각의 평균 탄소원자 총 갯수가 4 내지 약 30 범위인 일반식 RR'R"CCOOH 로 표시되는 것들로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, R, R' 및 R"기 각각의 평균 탄소원자 총 갯수는 약 4 내지 20이다. 보다 더욱 바람직하게는, R, R' 및 R"기 각각의 평균 탄소원자 총 갯수는 약 7 내지 14이다. 가장 바람직하게는 R, R' 및 R"기 각각의 평균 탄소원자 총 갯수는 약 7 내지 10이다.
본 발명은 또한 수성 피복 조성물, 더욱 자세히는 물, 1종 이상의 중합체 필름 형성제 및 가소제를 함유하고 적어도 가소제의 일부를 분자당 탄소원자가 평균 약 6 내지 30개인 1종 이상의 3차 알킬 모노카르복실산으로부터 선택하는 것을 개선점으로 포함하는 바닥 끝손질용 수성 조성물의 물리적 성질을 개선시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 수성 피복 조성물은 통상적인 수성 피복 조성물, 특히 바닥 끝손질용 수성 조성물 또는 바닥 광택 조성물과 그러한 조성물을 제조하기 위해 사용되는 성분을 개시하고 있는 참고 문헌으로서 본 명세서에 인용된 미국특허 제3,467,610호 (피아르만 등), 제3,320,196호 (로저스), 제3,308,078호 (로저스 등), 제4,013,607호 (드와이어 등) 및 제4,317,755호 (그레고리)에 개시된 가소제 함유 피복 및 바닥 끝손질 조성물로서 예시되는, 당업계에 잘 알려진 바닥 끝손질용 수성 조성물 또는 바닥 광택 조성물 보다 개선된 것이다.
본 조성물은 가소제에 의해 가소화되는 1종 이상의 필름 형성 중합체를 포함하여야 하며 가소제는 필름 형성 중합체에 충분히 용해되어 중합체의 물리적 성질을 변화시킬 수 있어야 한다. 그러한 중합체로는 아크릴계 중합체 및 스티렌/아크릴계 중합체와 같은 부가 중합체 또는 폴리에스테르 중합체, 폴리우레탄 중합체, 폴리에테르 중합체, 폴리알데히드 중합체, 폴리카보네이트 및 폴리아미드와 같은 축합 중합체일 수 있다.
필름 형성 중합체는 예컨대 중성화되어 친수성 이온 염을 형성할 수 있는 카르복실기 또는 폴리에테르기와 같은 친수성인 작용기들을 충분히 포함하는 것과 같은 식으로 물에 용해될 수 있거나 분산될 수 있어야 하며 이에 의해 중합체가 물로 용매화되어 물에 용해되어 투명한 용액을 형성하거나 물에 분산되어 중합체의 수성 분산액을 형성할 수 있어야 한다. 당업계에 잘 알려진 바와 같이, 필름 형성 중합체, 특히 작용기를 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 상대적으로 분자량이 높은 중합체들 (예를 들면, 수 평균 분자량이 100,000보다 큰 것)은 표면 활성제의 도움을 받아 물에 유화되어 수성 유화액 또는 중합체의 라텍스를 형성할 수 있다.
필름 형성 중합체의 분자량은 수성 피복 조성물의 최종 용도에 따라 면할 수 있다. 스티렌 및 아크릴산의 중합체와 같은 저분자량의 필름 형성 중합체의 수 평균 분자량은 일반적으로 약 1,000 내지 6,000-10,000 범위이고 중합체 내에 카르복실산기가 충분한 농도로 존재하는 경우 수산화암모늄 또는 트리에탄올아민과 같은 무기 또는 유기 알칼리성 물질로 중성화되면 물에 용해될 수 있다. 그러나, 그러한 중합체들은 대개 필름을 형성하기 위해 폴리우레아 또는 멜라민 가교제와 같은 가교제를 추가로 필요로 한다. 바닥 끝손질 조성물에 있어서, 이러한 저분자량 중합체들은 종종 고분자량 유화 중합체에 추가로 포함되어 균일한 피복 필름의 형성을 돕는 평준화제로서 기여한다.
고분자량 필름 형성 중합체는 일반적으로 수 평균 분자량이 약 10,000 이상, 더욱 전형적으로는 50,000 이상, 가장 전형적으로는 약 100,000 이상이며 대체로 물에 불용성이다. 이러한 중합체들은 수성 유화 중합체로 제조되는 경우 수 평균 분자량이 1,000,000 이상에 까지 분포할 수 있다. 앞에서 기술한 바와 같이, 유화 중합체는 친수성 작용기를 포함할 필요가 없으며 따라서 폴리스티렌 라텍스를 필름 형성 중합체로 사용할 수 있다.
아크릴계 중합체와 같은 부가 중합체는 가소제와 함께 수성 피복 조성물에 종종 사용된다. 그러한 아크릴계 중합체들은 당업계에 잘 알려져 있으며 전형적으로는 아크릴산, 메타크릴산 및 그러한 산들의 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬 에스테르 (예컨대 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트 및 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트)와 같은 단량체들로부터 제조된다. 그러한 아크릴계 중합체들은 스티렌 및 α-메틸 스티렌과 같은 방향족 비닐 단량체를 추가로 포함할 수 있다. 단량체들은 당업계에 잘 알려진 바와 같이, 경도, 유리 전이 온도, 접착성 등과 같은 중합체로부터 형성되는 필름에 요구되는 바람직한 성질을 제공하기 위해 선택된다.
바닥 끝손질 조성물은 일반적으로 부틸 아크릴레이트, 스티렌, 로저스의 제3,320,196호, 로저스 등의 제3,308,078호 및 그레고리의 제4,317,755호 미국특허에서 검토된 것과 같은 단량체들과 함께 친수성 단량체로서 메타크릴산을 사용하여 제조되는 아크릴계 중합체를 사용한다.
본 발명의 조성물은 1종 이상의 가소제를 유효량 포함한다. 가소제는 경도 또는 유리 전이 온도와 같은 중합체의 물리적 성질을 바람직한 정도로 변경시키기 위해 하나 이상의 필름 형성 중합체에 충분히 용해되어야 한다. 건조 후에 남는 피복에 요구되는 특성에 따라, 사용하는 가소제의 양은 필름 형성 중합체 및 가소제의 전체 양을 기준으로 할 때 50 중량% 이상일 수 있다. 특히 바닥 끝손질용 수성 조성물에 있어서 더욱 전형적인 가소제의 농도는 가소제 및 필름 형성 중합체 전체 중량에 대해 가소제가 약 0.1 내지 25% 존재하는 경우이다.
통상적인 가소제의 예로는 건조 후에 필름에 남게되는 영구적인 가소제가 포함되며 이의 예로는 부틸 벤질 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 디메틸 프탈레이트, 트리페닐 포스페이트, 2-에틸헥실 벤질 프탈레이트, 부틸 시클로헥실 프탈레이트, 혼합 벤조산 및 펜타에리쓰리톨의 지방 오일 산 에스테르, 폴리(프로필렌 아디페이트) 디벤조에이트, 디에틸렌글리콜 디벤조에이트, 테트라부틸티오디-숙시네이트, 부틸 프탈릴 부틸 글리콜레이트, 트리에틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸 시트레이트, 트리부틸 시트레이트, 아세틸 트리부틸 시트레이트, 디벤질 세바케이트, 트리크레실 포스페이트, 트리부톡시에틸 포스페이트, 톨루엔 에틸 술폰아미드, 헥사메틸렌 글리콜 디프탈레이트의 디-2-에틸헥실 에스테르, 디-(메틸시클로헥실)프탈레이트 및 트리부틸 포스페이트가 포함된다.
충분히 휘발성이어서 건조시킬 때 피복 필름에서 실질적으로 사라지는 통상적인 일시적 가소제의 예로는 디에틸렌글리콜의 모노메틸 또는 모노에틸 에테르,이소포론, 벤질 알코올 및 3-메톡시-1-부탄올이 포함된다.
이러한 가소제의 유형 및 양은 건조 후에 남게되는 피복 필름의 경도 및 유연성에 영향을 미치는 작용제의 상용성 및 효율성의 요구에 기초하여 선택한다.
아크릴계 필름 형성 중합체에 기초한 통상적인 바닥 끝손질용 수성 조성물에 있어서, 트리부톡시에틸 포스페이트는 가소제로서만이 아니라 평준화제로서의 역할을 하므로 가장 좋은 가소제로 알려져왔다.
바닥 끝손질용 수성 조성물은 일반적으로 조성물을 어떻게 도포하는가와 결과로 얻은 마무리 상태를 이후에 어떻게 유지하는가에 따라 두 가지 유형으로 나뉜다.
첫 번째 유형의 바닥 끝손질용 수성 조성물은 사용자가 간단히 조성물을 바닥에 도포하고 실온에서 공기에 의해 건조되도록 방치하는 경우의 것이다. 이 경우, 바닥 마무리 상태는 건조되었을 때 광택 수준 및 외관이 가장 좋다. 더 이상 문질러 닦거나 광택을 내는 단계가 필요하지 않다. 이러한 유형의 조성물들은 때때로 세정(scrub) 및 재피복 바닥 끝손질 재료라고 불리며 대개 가정용으로 판매된다. 이러한 조성물들은 상대적으로 마모 및 긁힘에 대한 저항성이 강한 단단한 피복 필름을 특징으로 한다. 이들 조성물들은 가소제 및 필름 형성 중합체 전체 양을 기준으로 약 1 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 약 8 중량% 정도의 낮은 농도의 가소제를 함유한다.
두 번째 유형의 바닥 끝손질용 수성 조성물은 전형적으로 창고 및 사무실 건물에서와 같은 상업적인 용도로 사용되며 "UHS" 또는 "초고속(Ultra-High Speed)" 끝손질 재료로 불린다. 이러한 조성물들은 모터로 구동하는 고속 버핑(buffing) 또는 광택 작업에 보다 좋은 반응을 나타내 습기가 있어 보이는 외관을 갖는 높은 광택을 제공할 수 있도록 보다 무른 피복 필름을 갖는 조성으로 구성된다. 이러한 피복 필름은 더 쉽게 긁히기 때문에 그 광택을 쉽게 잃는 경향이 있고, 따라서 원하는 광택 및 외관을 유지하기 위해 매일 광택 또는 버핑 작업을 할 필요가 있다. 이러한 이유로, 이러한 조성물들은 가소제 및 필름 형성 중합체의 전체 양을 기준으로 약 10 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 20 중량%, 가장 바람직하게는 약 20중량%의 높은 농도의 가소제를 함유한다.
본 발명에 의해 제공되는 개선점은 일부 또는 전체의 가소제를 분자당 평균 약 6 내지 30개의 탄소원자를 포함하는 1종 이상의 3차 알킬 모노카르복실산인 가소제로 대체하는 것에 관한 것이다. 이러한 모노카르복실산은 R, R' 및 R" 각각이 1 이상의 탄소원자를 포함하는 알킬기이고 각각의 R, R' 및 R"기 중의 평균 탄소원자수가 4 내지 30인 화학식 RR'R"CCOOH로 표시될 수 있다. 더욱 바람직하게는 각각의 R, R' 및 R"기 중의 평균 탄소원자수는 4 내지 20이다. 보다 더욱 바람직하게는 각각의 R, R' 및 R"기 중의 평균 탄소원자수는 7 내지 14이다. 가장 바람직하게는 각각의 R, R' 및 R"기 중의 평균 탄소원자수는 7 내지 10이다.
앞에서도 밝힌 바와 같이, 이러한 모노카르복실산은 엑손 케미컬 아메리카사와 쉘 케미컬 캄파니사로부터 구입 가능하다. 이 모노카르복실산들은 합성에 의해 제조된 물질로서, 실질적으로 비교적 균일한 탄소 사슬 길이를 갖도록 정제된 몇몇 제품을 제외하고 전형적으로는 다양한 탄소 사슬 길이를 갖는 산의 이성질체 혼합물로서 제공된다. 이러한 정제된 제품의 일 예는 엑손사의 네오 데칸산, 1등급으로서 이는 탄소수 10개의 3차 알킬 모노카르복실산 98% 및 탄소수 9개의 3차 알킬 모노카르복실산 2%로 구성된다고 알려져 있다.
필름 형성 중합체는 3차 알킬 모노카르복실산의 중합체 용해도를 고려하여 선정해야 한다. 모노카르복실산이 중합체의 물리적 성질을 변경시키는 데에 효과적인 정도로 중합체 중에 용해될 수 없다면 모노카르복실산은 가소제의 일부를 대체하는 데에 유용하지 않을 것이다. 몇몇 적용분야에서 가소제 전체 양을 본 발명에 사용되는 모노카르복실산으로 대체하는 것이 허용되기는 하지만, 존재하는 가소제의 일부만을 본 발명의 모노카르복실산으로 대체하는 것이 바람직하다.
바닥 끝손질용 수성 조성물에 있어서, 특히 아크릴계 중합체를 기재로 한 조성물에 있어서 가소제의 전체 양이 가소제 및 필름 형성 중합체의 전체 양을 기준으로 0.1 내지 10 중량%인 경우 3차 모노카르복실산은 존재하는 가소제 전체 중량의 약 20 내지 40%인 것이 바람직하다. 현재 바닥 끝손질용 수성 조성물을 위한 가소제의 바람직한 조합은 상술한 양의 3차 모노카르복실산과 함께 가소제의 나머지로서 트리부톡시에틸 포스페이트를 사용하는 것이다.
이와 유사하게, 바닥 끝손질용 수성 조성물에 있어서, 특히 아크릴계 중합체를 기재로 한 조성물에 있어서 가소제의 전체 양이 가소제 및 필름 형성 중합체의 전체 양을 기준으로 10 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 중량%인 경우 3차 모노카르복실산은 존재하는 가소제 전체 중량의 약 20 내지 50%인 것이 바람직하다. 현재 바닥 끝손질용 수성 조성물을 위한 가소제의 바람직한 조합은 상술한 양의 3차 모노카르복실산과 함께 가소제의 나머지로서 트리부톡시에틸 포스페이트를 사용하는 것이다.
트리부톡시에틸 포스페이트를 함유하는 바닥 끝손질용 수성 조성물에 있어서, 상술한 최대 농도보다 많은 양의 3차 모노카르복실산을 사용하게 되면 조성물의 평준화 및 습윤화와 같은 성질이 바람직하지 않게 감소한다.
바닥 끝손질용 수성 조성물에 사용되는 트리부톡시에틸 포스페이트 가소제 대신 약간의 3차 모노카르복실산으로 대체하면 건조 후 남게 되는 피복의 경도가 사용된 가소제 농도로부터 예측되는 경도보다 예기치 않게 실질적으로 증가한다는 사실을 발견하였다. 대부분의 가소제는 피복 필름을 부드럽게 만들어 잘 긁히고 먼지가 잘 달라붙게 만드는 경향이 있기 때문에 이는 예기치 못한 이로운 결과이다.
필요한 조성물의 나머지는 물을 포함한다. 피복될 표면에 도포하기에 적당한 점도를 제공하기 위해 충분한 양의 물을 사용한다.
추가의 부수적인 양의 성분을 본 발명의 조성물의 성능을 개선시키기 위해 포함시킬 수 있다.
산가(酸價)가 수지 1g당 수산화칼륨 약 140 내지 350 mg이고 수평균 분자량이 약 1,000 내지 5,000인 아크릴산과 스티렌의 공중합체와 같은 바닥 끝손질용 수성 조성물에 통상적으로 사용되는 유형의 알칼리 가용성 수지를 피복 조성물, 특히 바닥 끝손질용 수성 조성물의 평준화 정도를 개선시키기 위해 조성물의 비휘발성 성분 전체를 기준으로 100% 이하의 양으로 사용할 수 있다.
존재하는 1종 이상의 중합체가 카르복실기와 같은 리간드를 포함하여 금속 일시 리간드 착물화제(metal fugitive ligand complexing agents)와 가역적으로 결합할 수 있다면, 아연 암모늄 카보네이트, 지르코늄 암모늄 카보네이트 및 기타 아연, 카드뮴, 구리 및 니켈 암모늄 카보네이트, 암모늄 포메이트 또는 암모늄 아세테이트 착물 및 이러한 금속들의 티타네이트 착물과 같은 후자의 화합물들이 로저스의 미국특허 제3,320,196호 및 로저스 등의 미국특허 제3,308,078호에 기재된 바와 같은 경화되었으나 벗겨낼 수 있는 바닥 끝손질 조성물을 제공하도록 포함될 수 있다. 이러한 지르코늄 이외의 착물화제와 함께 수산화암모늄과 같은 안정화제 또는 수용성인 비이온성 에틸렌옥사이드 축합물 유화제 또한 사용될 수 있다.
이와 유사하게, 피복 조성물, 특히 바닥 끝손질 조성물에 통상적으로 포함되는 기타 성분들을 본 발명의 개선된 조성물에 소량 포함시킬 수 있다. 이러한 유형의 성분들에는 조성물의 pH를 조정하기 위한 수산화암모늄, 무기 및 유기 염기 등과 같은 알칼리성 물질, 폴리에틸렌 왁스와 같은 왁스, 음이온성, 비이온성 또는 에톡실화 지방알코올, 알킬 술포네이트 및 에톡실화 알킬 술포네이트와 같은 양성이온성 계면활성제 (특히, 비포말(nonfoaming) 유형인 것), 불소 화합물 평준화제 및 유착화제(coalescing agent)로서 작용하고 폴리하이드록시 폴리에스테르, 저급 알칸올 또는 끓는점이 높은 글리콜과 같은 조성물의 건조 시간을 연장하고 평준화를 개선시키기 위한 유기용매가 포함된다.
본 발명은 더욱 바람직한 실시 태양에 있어서, 목재, 비닐, 콘크리트 및 기타 유형의 바닥 재질에 적용할 수 있는 바닥 끝손질용 수성 조성물을 제공한다. 이들 조성물들은 패드 애플리케이터(pad applicator), 스프레이, 동력화 도포 장치 등과 같은 통상적인 바닥 끝손질 재료 도포 장치를 사용하여 도포된다.
보다 넓은 면으로는, 목재, 금속, 유리, 플라스틱 등의 보호 피복으로서 사용될 수 있는 수성 피복 조성물이 제공되며 여기에서 피복 조성물의 물리적 성질은 피복될 기재의 필요 및 의도한 피복의 용도에 따라 3차 모노카르복실산 가소제의 종류 및 양을 선택함으로써 조절할 수 있다.
하기의 실시예들은 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 다양한 면을 나타내기 위하여 제공된다. 다르게 표시되지 않았으면, 이하의 실시예들에서 사용된 모든 부 및 퍼센트는 중량을 기준으로 한 것이다. n-데칸산, n-헵탄산, 2-에틸헥산산, 벤조산 및 시클로헥산카르복실산이 끝손질 조성물을 불안정하게 하여 필름 성질에 대해 시험하지 않은 점을 제외하고 다음의 성분들을 실시예에서 사용하였다. 이를 별표로 표시하였다.
화학명 화학식 거래상 명칭/기타 명칭 약어 공급원
네오(3차 )카르복실산:
2,2-디메틸 옥탄산(이성질체 혼합물 중 주성분) C6H13C(CH3)2CO2H 네오 데칸산 1등급 NDA 엑손 케미칼
2,2,4,4-테트라메틸 펜탄산(이성질체 혼합물 중 주성분) (CH3)3CCH2C(CH3)2CO2H 네오 노난산 NNA 엑손 케미칼
2-메틸-2-에틸펜탄산(이성질체 혼합물 중 주성분) C3H7C(CH2CH3)(CH3)CO2H 네오 옥탄산, 1등급ECR-938 NOA 엑손 케미칼
2-메틸-2-에틸부탄산(이성질체 혼합물 중 주성분) C2H5C(CH2CH3)(CH3)CO2H 네오 헵탄산, 1등급 NHA 엑손 케미칼
Neo 919 C10내지 C1375% 및 C14+네오산 20+%의 혼합물 N919 엑손 케미칼
포화 1차 지방산:
n-데칸산* CH3(CH2)8CO2H 카프르산 DA 알드리치 켐.
n-노난산 CH3(CH2)7CO2H 페라르곤산 NA 알드리치 켐.
n-옥탄산 CH3(CH2)6CO2H 카프릴산 OA 알드리치 켐.
n-헵탄산* CH3(CH2)5CO2H - HA 알드리치 켐.
2차 카르복실산:
2-메틸헥산산 C4H9CH(CH3)CO2H - MHA 알드리치 켐.
2-프로필펜탄산 (CH3CH2CH2)2CHCO2H - PPA 알드리치 켐.
2-에틸헥산산* C4H9CH(CH2CH3)CO2H - EHA 알드리치 켐.
방향족 카르복실산:
벤조산* C6H5CO2H - BA 알드리치 켐.
시클릭 카르복실산:
시클로헥산카르복실산* C6H11CO2H - CHCA 알드리치 켐.
통상적인 가소제들:
올레산 (불포화 1차 카르복실산) CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H Priolene 6900 OLA 유니켐 켐.
이소데실 벤조에이트(벤조에이트 유도체) C6H5CO2CH(CH3)CH2(CH2)6CH3 Velate™262 V262 벨시콜 케미컬 토포레이션
트리부톡시에틸 포스페이트 (포스페이트 유도체) CH3CH2P(OC4H9)3 KP-140TBXP KP140 롱 프랑 인크.
실시예에 사용된 기타 물질들
이름 공급원 추가 정보
AC-316 왁스 유화액 알라이드-시그날 물 중의 고체 35%로 유화시킨 폴리에틸렌 왁스
E-43 왁스 유화액 이스트만 케미컬 물 중의 고체 40%로 유화시킨 폴리프로필렌 왁스
KP-140 롱 프랑 인크. 트리부톡시에틸 포스페이트
아연 암모늄 카보네이트 하이드라이트 케미컬 15 중량% 수성 산화아연용액
ZonylFSE 이.아이.듀퐁 드 네무어 & 캄파니 스페셜티 케미컬스 불소화합물 계면활성제
FluoradFC-120 3엠 캄파니 불소화합물 계면활성제
유화 중합체 A 물 중의 고체 35%, 산가가 약 100, 유리전이 온도가 약 78℃, 중량 평균 분자량이 약 200,000 이상인 메타크릴산/부틸 아크릴레이트/메틸 메타크릴레이트/α-메틸 스티렌/스티렌 (15/31/16/8/30)의 유화 중합체.
유화 중합체 B 물 중의 고체 33%, 산가가 약 85, 유리전이 온도가 약 97℃, 중량 평균 분자량이 약 200,000 이상인 메타크릴산/이소부틸 메타크릴레이트/스티렌/메틸 메타크릴레이트 (13/40/30/17)의 유화 중합체.
유화 중합체 C 물 중의 고체 40%, 산가가 약 60, 유리전이 온도가 약 39℃, 중량 평균 분자량이 약 200,000 이상인 메타크릴산/부틸 아크릴레이트/메틸 메타크릴레이트 (9/48/43)의 유화 중합체.
유화 중합체 D 물 중의 고체 40%, 산가가 약 100, 중량평균 분자량이 약 200,000 이상인 메타크릴산/부틸 아크릴레이트/스티렌 (15/52/33)의 유화 중합체
레진 X 산가가 약 250, 유리전이 온도가 약 95℃, 중량평균 분자량이 약 5,000 인 아크릴산/스티렌/α-메틸 스티렌 (33/32/35)의 부가 중합체
레진 분산액 Y 고체 28%인, 레진 X의 암모니아-중성화 수성 분산액
레진 분산액 Z 고체 28%인, 산가가 약 250, 유리전이 온도가 약 95℃, 중량평균 분자량이 약 7,500 인 아크릴산/스티렌/α-메틸 스티렌 (30/32/28) 중합체의 암모니아-중성화 수성 분산액
실시예 1
본 실시예는 상술한 네오 카르복실산, 수 개의 1차 및 2차 카르복실산 및 통상적인 가소제들을 각각 "첨가제"로서 도입한 스크리닝 원형 바닥 끝손질 재료 (Screening prototype floor finish)를 예시한다. 이들을 결과로 얻어지는 필름의 물리적 성질에 대해 비교하였다. 비교 시험을 위한 내부 표준은 첨가제로서 후에 KP-140으로 표시한 트리부톡시에틸 포스페이트로 제조된 바닥 끝손질 재료이다.
스크리닝 바닥 끝손질 재료의 조성
성분명생수 % 활성성분- 100당 질량41.639 건조 필름 중량%-
디에틸렌글리콜 n-에틸에테르 100% 4.000 -
디프로필렌글리콜 n-프로필에테르 100% 2.000 -
Zonyl FSE 14% 0.057 0.04%
Fluorad FC-120 25% 0.008 0.01%
유화중합체 A 35% 31.788 60.09%
유화중합체 C 40% 4.625 9.99%
레진 X 98% 1.887 9.99%
생수 - 6.980 -
수산화암모늄 28% 0.626 -
산화아연 100% 0.134 0.72%
아연 암모늄 카보네이트 15% ZnO 2.641 2.14%
첨가제 100 1.300 7.02%
E-43 왁스 유화액 40% 2.313 5.00%
AC-316 왁스 유화액 35% 2.643 5.00%
합계 100.00 100.00%
%NVM, 계산치 18.52%
실시예 1-6에 나타낸 제품을 제조하기 위하여 이하의 일반적인 절차를 사용하였다. 적당한 혼합 용기를 생수, 용매(예컨대 DE, DPM 및 DP) 및 플루오로화합물(예컨대 FSE, FC-120)로 채운다. 충분히 교반하여 물/용매/플루오로화합물을 최소한 3분간 혼합한다. 중합체 유화액 A, B, C 및(또는) D와 같은 아크릴계 유화 중합체를 가하고 최소 3분간 혼합을 계속한다. 그 다음 레진 분산액 Y 또는 Z (또는 암모니아 중성화를 통하여 물 중에 분산된 레진 X)와 같은 평준화 레진 분산액을 가하고 최소 3분간 혼합을 계속한다. 최소 3분간 계속 교반해주면서 AC-316 왁스 유화액과 같은 폴리에틸렌 왁스 유화액을 가한다. 아연 암모늄 카보네이트 용액을 천천히 안정된 흐름 또는 수면하의 첨가로 연속적으로 가하고 최소한 10분간 혼합을 계속한다. 그 다음 KP-140과 같은 가소제(들), NDA, NNA 및 Neo 919를 포함하는 실시예 1에 언급된 모든 첨가제들을 가한다. 가소제는 안정된 흐름 또는 일부씩 천천히 가할 필요가 있고 충분히 혼합하여 최종 조성물내로 확산되도록 해야 한다. 가소제(들)을 너무 빨리 가하면 응고물 또는 겔 또는 미립자가 형성될 수 있다. 모든 가소제들을 가하고 난 다음, 최소 10분간 혼합을 계속한다. 마지막으로 E-43 폴리프로필렌 왁스 유화액을 가한다. 폴리프로필렌 왁스 유화액을 가한 다음, 최소 20분간 혼합을 계속한다. 그 다음 결과로 얻은 바닥 끝손질 재료를 50 마이크론 필터를 통해 여과하고, 평가하기 전에 최소 72시간 동안 평형상태에 이르도록 방치한다.
이하의 실시예에서는 엑손사 제조 네오 데칸산(1등급), 네오 노난산 및 Neo 919 산 혼합물을 실시예 1에 나타낸 유형의 스크리닝 원형 바닥 끝손질 재료에 각각 도입시켰다. 네오산 대 트리부톡시에틸 포스페이트의 비율은 건조 필름 고체의 0 내지 20 중량%로 달리하였다.
실시예 4 및 5에서 카르복실에 대한 아연의 당량을 변경시킨 것과는 달리 실시예 2 및 3에서는 그 당량을 일정하게 하였다. 결과로 얻은 필름의 물리적 성질을 평가하고 이하의 표에 나타내었다. 비교 시험의 표준은 각각 KP140-STD1, KP140-STD2 및 KP140-STD3로 표시한, 첨가제로서 트리부톡시에틸 포스페이트만으로 제조한 바닥 끝손질 재료이다.
실시예 2 - 네오 데칸산
성분 %활성성분 NDA-100A NDA-75A NDA-50A NDA-35A NDA-25A KP140-STD1
생수 - 37.467 37.867 38.267 38.507 38.667 39.067
디에틸렌글리콜 n-에틸 에테르 100% 3.900 3.900 3.900 3.900 3.900 3.900
디프로필렌글리콜 n-메틸 에테르 100% 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000
수산화암모늄 28% 1.600 1.200 0.800 0.560 0.400 0.000
Zonyl FSE 0.14% 0.060 0.060 0.060 0.060 0.060 0.060
Fluorad FC-120 0.25% 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020
중합체 유화액 B 33% 41.667 41.667 41.667 41.667 41.667 41.667
AC-316 왁스 유화액 35% 1.143 1.143 1.143 1.143 1.143 1.143
아연 암모늄 카보네이트 15% ZnO 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000
네오 데칸산, 1등급 100% 4.000 3.000 2.000 1.400 1.000 0.000
트리부톡시에틸 포스페이트 100% 0.000 1.000 2.000 2.600 3.000 4.000
E-43 왁스 유화액 40% 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000
레진 분산액 Z 28% 2.143 2.143 2.143 2.143 2.143 2.143
합계 100.000 100.000 100.000 100.000 100.000 100.000
%NVM 20% 20% 20% 20% 20% 20%
NDA:KP-140 100:0 75:25 50:50 35:65 25:75 0:100
실시예 3 - 네오 노난산
성분 %활성성분 NNA-100 NNA-75 NNA-50 NNA-35 NNA-25
생수 - 37.467 37.867 38.267 38.507 38.667
디에틸렌글리콜 n-에틸 에테르 100% 3.900 3.900 3.900 3.900 3.900
디프로필렌글리콜 n-메틸 에테르 100% 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000
수산화암모늄 28% 1.600 1.200 0.800 0.560 0.400
Zonyl FSE 0.14% 0.060 0.060 0.060 0.060 0.060
Fluorad FC-120 0.25% 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020
중합체 유화액 B 33% 41.667 41.667 41.667 41.667 41.667
AC-316 왁스 유화액 35% 1.143 1.143 1.143 1.143 1.143
아연 암모늄 카보네이트 15% ZnO 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000
네오 노난산 100% 4.000 3.000 2.000 1.400 1.000
트리부톡시에틸 포스페이트 100% 0.000 1.000 2.000 2.600 3.000
E-43 왁스 유화액 40% 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000
레진 분산액 Z 28% 2.143 2.143 2.143 2.143 2.143
합계 100.000 100.000 100.000 100.000 100.000
%NVM 20% 20% 20% 20% 20%
NNA:KP-140 100:0 75:25 50:50 35:65 25:75
실시예 4 - 네오 데칸산 및 네오 데카노에이트*
성분 %활성성분 NDA-100B NDA-75B NDA-50B NDA-35B NDA-25B KP140-STD2
생수 - 38.568 38.768 38.968 39.088 39.168 39.368
디에틸렌글리콜 n-에틸 에테르 100% 3.900 3.900 3.900 3.900 3.900 3.900
디프로필렌글리콜 n-메틸 에테르 100% 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000
수산화암모늄 28% 0.800 0.600 0.400 0.280 0.200 0.000
Zonyl FSE 0.14% 0.060 0.060 0.060 0.060 0.060 0.060
Fluorad FC-120 0.25% 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020
중합체 유화액 B 33% 41.918 41.918 41.918 41.918 41.918 41.918
AC-316 왁스 유화액 35% 1.143 1.143 1.143 1.143 1.143 1.143
아연 암모늄 카보네이트 15% ZnO 2.448 2.448 2.448 2.448 2.448 2.448
네오 데칸산 100% 2.236 1.677 1.118 0.782 0.559 0.000
아연 네오 데카노에이트* 100% 1.764 1.323 0.882 0.618 0.441 0.000
트리부톡시에틸 포스페이트 100% 0.000 1.000 2.000 2.600 3.000 4.000
E-43 왁스 유화액 40% 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000
레진 분산액 Z 28% 2.143 2.143 2.143 2.143 2.143 2.143
합계 100.000 100.000 100.000 100.000 100.000 100.000
%NVM 20% 20% 20% 20% 20% 20%
NDA:KP-140 100:0 75:25 50:50 35:65 25:75 0:100
* 아연 네오 데카노에이트는 산화아연 및 네오 데칸산의 혼합물을 120℃로 60분간 가열하고 염이 형성되도록 방치한 다음 남은 물 전부를 증발시켜 제조하였다.
실시예 5 - NEO 919
성분 %활성성분 N919-100 N919-75 N919-50 N919-35 N919-25 KP140-STD3
생수 - 37.091 37.726 38.742 38.742 38.996 39.631
디에틸렌글리콜 n-에틸 에테르 100% 3.900 3.900 3.900 3.900 3.900 3.900
디프로필렌글리콜 n-메틸 에테르 100% 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000
수산화암모늄 28% 0.800 0.600 0.400 0.280 0.200 0.000
Zonyl FSE 0.14% 0.060 0.060 0.060 0.060 0.060 0.060
Fluorad FC-120 0.25% 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020
중합체 유화액 B 33% 41.667 41.667 41.667 41.667 41.667 41.667
AC-316 왁스 유화액 35% 1.143 1.143 1.143 1.143 1.143 1.143
아연 암모늄 카보네이트 15% ZnO 4.176 3.741 3.306 3.045 2.871 2.436
Neo 919 100% 4.000 3.000 2.000 1.400 1.000 0.000
트리부톡시에틸 포스페이트 100% 0.000 1.000 2.000 2.600 3.000 4.000
E-43 왁스 유화액 40% 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000
레진 분산액 Z 28% 2.143 2.143 2.143 2.143 2.143 2.143
합계 100.000 100.000 100.000 100.000 100.000 100.000
%NVM 20% 20% 20% 20% 20% 20%
Neo 919:KP-140 100:0 75:25 50:50 35:65 25:75 0:100
실시예 1-5의 조성물의 물리적 성질을 측정하기 위해 이하의 시험 절차들을 사용하였다. 시험 결과들을 이하의 표 1-6에 나타내었다.
재피복 평준화 및 습윤화:
각각의 원형 끝손질 재료들을 밀링 마무리 손질을 제거한 새 암스트롱 (Armstrong) 백색 비닐 조성물 타일상에 피복하였다. 각 타일의 반을 원형 재료로 피복하고 타일의 반을 KP-140 첨가제 (KP-140 표준)로 제조한 표준 끝손질 재료로 피복하였다. 도포는 72℉, 상대습도 60%에서 행하였다. 각 끝손질 재료들을 평방 피트당 2㎖로 무명(cheesecloth)으로 도포하였다. 각 끝손질 재료의 평준화 및 습윤화를 육안으로 비교하고 '뛰어남', '매우 우수', '우수', '불량' 또는 '매우 불량'으로 주관적인 등급을 매겼다.
코닉(Konig) 경도
각 원형 끝손질 재료의 2분의 1 그램을 평평한 75㎜×38㎜ 유리 슬라이드 상에 골고루 분무하고 72℉, 상대습도 50%에서 1일, 7일 및 28일간 각각 경화되도록 방치하였다. 각 경화 필름의 코닉 경도를 BYK 말린크로트(Mallinckrodt)사가 제조한 진자 경도 시험기(pendulum hardness tester)를 사용하여 측정하였다.
스넬 캡슐 저항 특성 (Snell Capsule Resistence Properties)
각각의 원형 끝손질 재료들을 밀링 마무리 손질을 제거한 새 암스트롱 백색 비닐 조성물 타일상에 피복하였다. 각 타일의 반을 원형 재료로 피복하고 타일의 반을 KP-140 첨가제로 제조한 표준 끝손질 재료로 피복하였다. 각각의 피복작업 사이에 40분간의 경화시간을 두었다. 도포는 72℉, 상대습도 60%에서 행하였다. 각 끝손질 재료들을 평방 피트당 2㎖로 무명으로 도포하였다. 자국(mark) 및 마멸 (scuff) 저항 시험을 일본 도쿄에 소재한 테스터 산교사가 제조한 스넬 캡슐 드럼을 사용하여 행하였다. 원형 필름들을 72℉, 상대습도 50%에서 24시간 동안 경화시켰다. 각 원형 피복을 스넬 캡슐내에서 100회 순환시켰다. 자국 및 마멸 저항성을 표준물질과 육안으로 대비하여 '>> (표준보다 뛰어남)', '> (표준보다 우수)', '= (표준과 같음)', '< (표준보다 불량)' 또는 '<< (표준보다 매우 불량'으로 주관적인 등급을 매겼다.
점도
각 원형 바닥 끝손질 재료의 점도를 브룩필드(Brrokfield) LVT-E 점도계 및 분당 60회 주기의 #1 스핀들 세트(spindle set)를 사용하여 측정하였다.
광택 발달
각각의 원형 끝손질 재료들을 밀링 마무리 손질을 제거한 새 암스트롱 백색 비닐 조성물 타일상에 피복하였다. 각 타일의 반을 원형 재료로 피복하고 타일의 반을 KP-140 첨가제로 제조한 표준 끝손질 재료로 피복하였다. 각각의 피복작업 사이에 40분간의 경화시간을 두었다. 도포는 72℉, 상대습도 60%에서 행하였다. 각 끝손질 재료들을 평방 피트당 2㎖로 무명으로 도포하였다. 각 피복의 광택을 헌터랩 프로글로스 글로스미터 (HunterLab ProGloss Glossmeter)로 20 및 60도에서 측정하였다.
pH
각 끝손질 재료의 pH는 보정된 라디오미터 코펜하겐 (Radiometer Copenhagen) PHM82 표준 pH미터 및 표준 수산화칼륨 전극을 사용하여 측정하였다.
(실시예 1) 물리적 성질
*이 시료에 대해서는 유리상의 필름 표면의 평활도가 불량하고, 양호한 경도 측정이 불가능하였다. 이 시험들은 네오산 단독과 통상적인 KP140, OLA 및 V262 가소제와 비교하기 위해 수행하였다.
(실시예 1) 20 및 60도 에서의 광택 발달 측정
타일# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
첨가제 NDA NNA NOA NHA NA OA MHA PPA OLA V262 KP14010 타일의 평균
피복0,비피복타일 2 9 2 10 2 10 2 9 2 9 2 9 2 9 2 9 2 9 2 9
표준, 비피복타일 2 9 2 10 2 10 2 9 2 9 2 9 2 9 2 9 2 9 2 9 2±09±0
피복1 10 41 13 44 11 41 8 35 7 32 8 35 8 34 7 32 8 36 9 37
KP140 표준 10 41 11 41 10 40 9 39 8 34 8 36 8 35 9 37 9 37 8 36 9±138±2
피복2 29 67 31 67 25 62 19 55 24 62 22 58 22 60 20 57 24 63 25 64
KP140 표준 27 66 28 66 29 68 26 65 22 61 25 64 24 63 26 64 24 63 23 62 25±264±2
피복3 50 82 45 79 38 74 30 67 32 69 37 74 32 69 30 68 43 78 45 79
KP140 표준 50 82 45 78 46 81 49 82 42 77 47 80 45 79 48 81 42 78 48 81 46±380±2
피복4, 초기 61 86 47 80 45 79 40 75 36 69 42 77 40 76 37 74 52 82 58 86
KP140 표준 62 88 59 86 60 87 61 87 55 84 58 87 58 86 58 86 56 86 59 86 59±286±1
피복4, 다음날 36 76 32 72 31 71 29 69 24 64 28 68 28 69 27 66 35 74 40 79
KP140 표준 37 78 37 77 36 77 40 79 36 76 38 78 43 81 38 79 35 76 38 78 38±278±1
이 시험들의 결과는 네오산이 통상적인 KP140, OLA 및 V262 가소제에 필적하는 광택 발달을 가짐을 나타낸다.
(실시예 2) 물리적 성질
끝손질 재료 코드 전체 카르복실에 대한 아연 당량 재피복 평준화 재피복 습윤화 코닉 필름 경도 7일 경화 스넬 캡슐 끝손질 재료 점도 (센티포아즈) pH 4 피복 광택 24시간 경화 건조 필름 중의 NDA 중량%
자국 마멸 20° 60°
NDA-100A 0.12 << < 52 >> >> 6.90 8.40 42 81 20%
NDA-75A 0.14 < = 66 >> >> 6.90 8.40 35 77 15%
NDA-50A 0.16 = = 88 > > 6.90 8.39 37 78 10%
NDA-35A 0.18 = = 77 > > 6.80 8.39 39 80 7%
NDA-25A 0.20 = = 91 = = 6.90 8.40 40 80 5%
KP140-STD1 0.25 표준 표준 63 표준 표준 7.00 8.41 41 81 0%
(실시예 3) 물리적 성질
끝손질 재료 코드 전체 카르복실에 대한 아연 당량 재피복 평준화 재피복 습윤화 코닉 필름 경도 7일 경화 스넬 캡슐 끝손질 재료 점도 (센티포아즈) pH 4 피복 광택 14시간 경화 건조 필름 중의 NDA 중량%
자국 마멸 20° 60°
NNA-100 0.12 << << 61 >> >> 6.50 8.27 40 79 20%
NNA-75 0.13 < = 85 >> >> 6.40 8.28 46 82 15%
NNA-50 0.16 < = 106 > > 6.60 8.28 46 83 10%
NNA-35 0.18 = = 93 = = 6.90 8.29 46 83 7%
NNA-25 0.19 = = 89 = = 6.90 8.31 45 83 5%
KP140-STD1 0.25 표준 표준 63 표준 표준 7.00 8.41 45 82 0%
(실시예 4) 물리적 성질
끝손질 재료 코드 전체 카르복실에 대한 아연 당량 재피복 평준화 재피복 습윤화 코닉 필름 경도 7일 경화 스넬 캡슐 끝손질 재료 점도 (센티포아즈) pH 4 피복 광택 14시간 경화 건조 필름 중의 NDA 중량%
자국 마멸 20° 60°
NDA-100B 0.20 << < 65 >> >> 13.00 8.22 30 71 20%
NDA-75B 0.20 < = 62 >> >> 8.30 8.22 38 78 15%
NDA-50B 0.20 = = 88 >> >> 7.00 8.22 38 79 10%
NDA-35B 0.20 = = 74 > > 7.00 8.22 36 78 7%
NDA-25B 0.20 = = 89 = = 6.90 8.23 36 78 5%
KP140-STD2 0.20 표준 표준 60 표준 표준 6.50 8.24 39 80 0%
(실시예 5) 물리적 성질
끝손질 재료 코드 전체 카르복실에 대한 아연 당량 재피복 평준화 재피복 습윤화 코닉 필름 경도 7일 경화 스넬 캡슐 끝손질 재료 점도 (센티포아즈) pH 4 피복 광택 24시간 경화 건조 필름 중의 NDA 중량%
자국 마멸 20° 60°
N919-100 0.20 < < 52 >> >> 8.40 8.47 39 77 20%
N929-75 0.20 < = 79 >> >> 7.20 8.41 42 79 15%
N919-50 0.20 = = 98 >> >> 7.00 8.37 44 81 10%
N919-35 0.20 = = 99 > > 7.00 8.36 44 82 7%
N919-25 0.20 = = 95 = = 6.60 8.35 43 82 5%
KP140-STD3 0.20 표준 표준 64 표준 표준 6.60 8.23 47 84 0%
상기 표3-6의 코닉 경도 시험에 관해서 볼때, 네오 카르복실산과 트리부톡시에틸 포스페이트의 혼합물이 각 제품 단독의 경우보다 현저하게 개선된 점을 볼 수있다.
실시예 6
본 실시예는 전체 가소제가 8-12%이고 네오산 대 트리부톡시에틸 포스페이트의 비율이 21:79 및 30:70인, 네오 데칸산을 이용한 처방을 예시한다. 이들 조성에 대한 시험결과는 표 아래 부분에 나타내었다.
성분 처방 1 처방 2 처방 3 처방 4
생수 72.95 72.95 70.06 75.81
디에틸렌글리콜 n-에틸 에테르 3.96 3.96 3.96 3.96
디프로필렌글리콜 n-메틸 에테르 4.60 4.60 4.60 4.60
프로필렌글리콜 n-페닐 에테르 1.64 1.64 1.64 1.64
Zonyl FSE w/30% DE 1.40 1.40 1.40 1.40
Fluorad FC-120 w/30% DE 1.00 1.00 1.00 1.00
유화중합체 A 60.89 60.89 64.18 57.62
유화중합체 D* 22.84 22.84 24.08 21.60
AC-316 왁스 유화액 11.70 11.70 11.70 11.70
아연 암모늄 카보네이트 용액 9.24 9.24 9.24 9.24
트리부톡시에틸 포스페이트 (KP-140) 2.58 2.30 1.15 3.45
네오 데칸산 0.70 0.98 0.49 1.48
레진 분산액 Y 6.50 6.50 6.50 6.50
합계 200.00 200.00 200.00 200.00
% 비휘발성 20.50% 20.50% 20.50% 20.50%
% 최종 고체상의 전체 가소제 8% 8% 4% 12%
네오산:트리부톡시에틸 포스페이트의 비율 21:79 30:70 30:70 30:70
코닉 경도 7일 경화 73 76 78 61
스넬 캡슐 결과, 100 사이클, 75℉/상대습도 50%에서 24시간 경화
검은색 고무 자국 저항성 wrt E5-1 표준 = + <
Scuff 저항성 wrt W5-1 표준 = > <
다음날 재피복 뛰어남 우수 불량 우수
4 피복 광택, 24시간 경화, 20°및 60° 43 80 42 81 51 85 36 75
이들 시험 결과에 근거하여, 다음날 재피복 특성이 우수하고 고무 자국 및 마멸에 대한 표준의 저항성을 가지고 있으므로 처방 1이 바람직하다.
앞의 시험에서 볼 수 있듯이, 수성 피복 조성물 중의 또다른 가소제와 함께 네오산을 사용하는 경우 이들 물질을 각각 단독으로 사용하는때 보다 우수한 성질을 갖는다. 나아가, 네오산 대 가소제의 비율을 21:79로 하면 다음날 재피복 특성이 우수한 것과 같은 예기치못한 이점을 제공한다.
본 발명의 수성 중합체 피복 조성물은 알려진 절차에 따라 제조할 수 있다. 이들은 보호 피복으로서 사용되고 목재, 금속, 플라스틱 등과 같은 다양한 기재 상에 표준적인 방법을 사용하여 피복할 수 있다. 피복 조성물은 특히 바닥 끝손질 조성물로서 유용하다. 이들은 다음날 재피복 및 자국과 마멸에 대한 저항성과 같은 개선된 성질을 제공하는 가소제 혼합물을 포함한다.
본 발명의 기타 변형 및 수정은 당업자에게 자명할 것이다. 본 발명은 이하의 특허청구범위에 나타낸 것을 제외하고 달리 제한되지 않는다.

Claims (26)

  1. 가소제의 적어도 일부를 분자당 평균 탄소수가 약 6 내지 약 30개인 1종 이상의 3차(tertiary) 알킬 모노카르복실산으로부터 선택하는 것을 특징으로 하는, 물, 1종 이상의 중합체 필름 형성제 및 가소제를 포함하는 개선된 수성 피복 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 3차 알킬 모노카르복실산이 RR'R"CCOOH의 화학식으로 표시되며 여기에서 각각의 R, R' 및 R"기는 1 이상의 탄소원자를 포함하는 알킬기이고 각 R, R' 및 R"기의 평균 탄소원자 총 갯수는 4 내지 약 30인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가소제는 조성물의 비휘발성 고체의 전체 함량의 0.1 내지 25 중량%이고 3차 알킬 모노카르복실산은 전체 가소제의 20 내지 50%인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 2,2-디메틸 옥탄산인 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 2,2-디메틸 옥탄산이 가소제 나머지 부분의 약 21 내지 약 79부의 비율로 존재하는 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 2,2,4,4-테트라메틸 펜탄산인 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 2-메틸-2-에틸펜탄산인 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 2-메틸-2-에틸부탄산인 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 모노카르복실산의 혼합물인 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 혼합물이 분자당 탄소원자가 10 내지 13개인 산 약 75% 및 분자당 탄소원자 14개인 산 약 20%를 함유하는 모노카르복실산의 혼합물을 포함하는 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산의 아연염을 추가로 함유하는 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 2,2-디메틸 옥탄산인 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 중합체 필름 형성제가 아크릴계 중합체인 조성물.
  14. 가소제의 적어도 일부를 분자당 평균 탄소수가 약 6 내지 약 30개인 1종 이상의 3차 알킬 모노카르복실산으로 대체하는 것을 포함하는, 물, 1종 이상의 중합체 필름 형성제 및 가소제를 포함하는 수성 피복 조성물의 물리적 성질을 개선시키기 위한 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 3차 알킬 모노카르복실산이 RR'R"CCOOH의 화학식으로 표시되며 여기에서 각각의 R, R' 및 R"기는 1 이상의 탄소원자를 포함하는 알킬기이고 각 R, R' 및 R"기의 평균 탄소원자 총 갯수는 4 내지 약 30인 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 가소제는 조성물의 비휘발성 고체의 전체 함량의 0.1 내지 25 중량%이고 3차 알킬 모노카르복실산은 전체 가소제의 20 내지 50%인 방법.
  17. 제14항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 2,2-디메틸 옥탄산인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 2,2-디메틸 옥탄산이 가소제 나머지 부분의 약 21 내지 약 79부의 비율로 존재하는 방법.
  19. 제14항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 2,2,4,4-테트라메틸 펜탄산인 방법.
  20. 제14항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 2-메틸-2-에틸펜탄산인 방법.
  21. 제14항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 2-메틸-2-에틸부탄산인 방법.
  22. 제14항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 모노카르복실산의 혼합물인 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 혼합물이 분자당 탄소원자가 약 10 내지 13개인 산 약 75% 및 분자당 탄소원자 14개인 산 약 20%를 함유하는 모노카르복실산의 혼합물을 포함하는 방법.
  24. 제14항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산의 아연염을 추가로 함유하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 3차 알킬 모노카르복실산이 2,2-디메틸 옥탄산인 방법.
  26. 제14항에 있어서, 상기 중합체 필름 형성제가 아크릴계 중합체인 방법.
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