KR20050101545A

KR20050101545A - 수성 피복 제제

Info

Publication number: KR20050101545A
Application number: KR1020057014448A
Authority: KR
Inventors: 루돌프 예틀릭카; 율리우스 부르클; 마르쿠스 샤프오이틀레; 에드문트 우르바노
Original assignee: 주르파체 슈페치알티스 오스트리아 게엠베하
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2005-10-24
Also published as: CN1747906A; ZA200506279B; US20060135649A1; WO2004069759A1; JP2006520406A; BRPI0407297A; EP1594811A1; NO20054088L; CA2513832A1; NO20054088D0

Abstract

본 발명은 다가 알콜의 하이드록실 그룹을 포함하는 지방산 에스테르로부터 선택된 화합물(B)과 수용성 또는 분산된 결합제(A)를 포함하는, 흐림 방지 효과를 갖는 수성 피복 제제에 관한 것이다. 본 발명은 또한 흐림 방지된 유리에 대한 이의 용도에 관한 것이다.

Description

수성 피복 제제{Aqueous coating agents}

발명의 분야

본 발명은 수성 피복 물질에 관한 것이다.

발명의 배경

창, 거울, 광학 렌즈, 안경 렌즈 및 얼굴 마스크 또는 보호 실드에서 사용되는 유리 및 투명 중합체성 물질은 노점 이하에서 대기 수분의 존재하에 흐려진다. 극미세 수분 액적이 표면에 부착되어 투명도를 상당히 감소시킨다.

유리판을 고함량의 하이드록실 그룹을 갖는 특정한 중합체로 피복시키는 방법이 제안되어 왔다. 미국 특허 제5,075,133호에는, 특별한 산화알루미늄 입자를 포함하는 폴리비닐 알콜 피막이 공지되어 있다. 이것은 투명도를 영구적으로 감소시킨다. 미국 특허 제5,578,378호에는, 유리판을 아크릴 단량체 혼합물로 피복시키고 당해 혼합물을 UV 광으로 조사하여 경화시키는 방법이 공지되어 있다. 이러한 유형의 방법은, 이러한 단량체가, 예를 들면, 응력 균열의 형성에 의해 부분적인 용해 또는 기타의 손상을 발생시키지 않는 기판의 경우에만 사용될 수 있다. 일본 공개특허공보 제01-069 688호에는, 비닐 아세테이트, 스티렌, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 에틸렌 또는 비닐 클로라이드 및 왁스 에멀젼을 기본으로 한 수지의 수성 에멀젼 혼합물을 98 내지 50 대 2 내지 50의 질량비로, 예를 들면, 첨가제에 대한 혼합물의 질량비가 98 내지 50 대 2 내지 50으로 되도록 하는 양으로 흐림방지제, 폴리글리세롤 지방산 에스테르, 스테아릴 락트산 또는 알칸설포네이트로서 작용하는 첨가제와 혼합하는 방법이 공지되어 있다. 이러한 혼합물은 플라스틱 물질 표면에 도포되며 흐림방지제 효과, 접착력, 사출 성형능이 우수하고 차단성이 낮다. 그러나, 이러한 왁스 함량 때문에, 이러한 유형의 혼합물은 탁도를 상승시키며, 이는 투명 기판의 경우에는 붕괴된다. 또한, 일본 공개특허공보 제53-018 641호에는, 즉 슈크로즈 및 고급 지방산의 에스테르와 셸락과의 혼합물을 파괴하지 않으면서 폴리올레핀 막에 우수한 미끄럼 특성을 부여하는 폴리올레핀 막용 피복 물질이 공지되어 있다. 이러한 유형의 피복 물질은 소수성이고 수성 피복 물질 속으로 혼입될 수 없다. 일본 공개특허공보 제63-241 056호에는, 다가 알콜, 알킬렌 옥사이드, 고급 지방산 및 이염기산 또는 (메트)아크릴산의 코올리고머의 반응 생성물인 사출 성형 PVC 제품용 흐림방지제가 기재되어 있다. PVC와 관련하여, "흐림"이란 휘발성 가소화제의 삼출 및 인접 표면, 예를 들면, 자동차 앞유리 내면에의 휘발성 가소화제의 부착을 언급하는 데 사용되는 용어이다. 쿨러 표면에 극미세 수분 액적의 부착을 억제하는 것은 당해 문헌에는 공지되지 않았다. 일본 공개특허공보 제56-043 383호에는, 흐림방지제로서 작용하며 유리 표면 또는 광학 렌즈 표면의 흐림을 방지하고, 계면활성제와 가교결합제 및 분자당 2개 이상의 폴리옥시알킬렌 쇄를 갖는 물질의 혼합을 포함하는 수지 조성물이 기재되어 있다. 이 혼합물은 유리 또는 합성 수지로 제조된 물체에 도포되며 50 내지 200℃에서 5분 내지 6시간 동안 가열함으로써 경화된다. 이 경우, 감열성 기판을 사용하는 것이 중요하며; 또한 이러한 감열성 기판이 필수적인 가열 장치 속으로 도입될 수 없기 때문에 거대 표면적의 기판을 처리할 수 없다. 미국 특허 제3,957,707호에는, 파괴되지 않으며 수분 노출의 결과로서 흐려지지 않는 막 제조용 아크릴 조성물을 사용하는 것이 공지되어 있으며; 알킬 (메트)아크릴레이트 40 내지 80부는 비닐 니트릴 20 내지 60부와 공중합되고, 소르비톨 일지방산 에스테르와 폴리옥시에틸렌 일지방산 에스테르를 포함하는 복합제 혼합물이 사용된다. 수성 피막 물질용의 이러한 유형의 혼합물 또는 유사한 혼합물의 적합능은 언급되지 않았다. 마지막으로, 일본 공개특허공보 제08-188 770호에는, 소르비톨, 1,5-소르비탄, 1,4-소르비탄 및 이소소르비톨로부터 선택된 다가 알콜과 탄소수 8 내지 18의 지방산의 모노에스테르와 소르비톨, 1,5-소르비탄, 1,4-소르비탄 및 이소소르비톨로부터 선택된 하나 이상의 다가 알콜과 탄소수 8 내지 18의 지방산의 디에스테르의 혼합물을 모노에스테르 대 디에스테르의 질량비가 3:7 내지 9:1로 되도록 포함하는, 중합체성 막용 흐림방지제가 기재되어 있다. 인용 문헌의 어디에도 이러한 혼합물이 물리적 건조, 공기 건조 및 자가 가교결합용 결합제가 사용되는 수성 피복 물질용 첨가제인 가능성은 추측하지 않았다. 이는 추가로 막을 코로나 방전시켜 처리한 다음, 이를 에톡시화 다가 알콜(당 알콜)을 갖는 지방산 에스테르와 같은 특정한 친수성 첨가제로 피복시키는 것이 공지되어 있다(유럽 공개특허공보 제1 041 105호). 코로나 처리는 비용이 많이 들고 불편하며 연속 기계적 수행에는 막 형태의 기판으로 한정된다.

발명의 요약

따라서, 본 발명의 목적은 미리 조립된 투명 시트 뿐만 아니라 미형성 투명 기판, 예를 들면, 흐림을 억제하는 피막을 갖는 판을 제공하기 위해 단순화된 공정을 제공하는 것이다(여기서, 임의의 목적하는 물질의 기판이 처리될 수 있다).

본 발명에 따르면, 당해 목적은 다가 알콜의 하이드록실 함유 지방산 에스테르로부터 선택된 화합물(B)과 물리적 건조, 공기 건조 및 자가 가교결합용 결합제로부터 선택된 결합제(A)의 수성 용액 또는 분산액을 포함하는 흐림 방지 효과를 갖는 수성 피막 물질을 사용함으로써 달성된다.

피막 물질은 먼저 상응하는 개질제를 포함하는 막을 제조하는 데 필수적이지 않은 통상의 도포 방법 중의 하나로 기판에 직접 도포될 수 있다.

바람직한 양태의 상세한 설명

결합제(A)의 수성 용액 또는 분산액은 바람직하게는 폴리우레탄, 폴리에스테르, 에폭시 수지 및 폴리아크릴레이트의 수성 분산액이며; 폴리우레탄의 수성 분산액이 특히 바람직하다. 수중 용해도 또는 수중 분산능은 친수성 그룹(자가 유화 수지)의 혼입을 통해 또는 외부 유화제의 첨가(외부 유화 수지)를 통해 수득될 수 있다. 본 발명에 적합한 결합제는 용매 또는 분산 매질을 증발시켜 가교결합제를 첨가하지 않고 압축 막을 형성하는 결합제(물리적 건조, 공기 건조 또는 자가 가교결합용 결합제)이다. 결합제는 추가의 가교결합제, 예를 들면, 다관능성 이소시아네이트, 아미노 수지, 아민, 폴리카복실산 또는 이의 무수물을 가함으로써 경화될 수 있으며, 적합한 추가의 가교결합제는 결합제의 관능성 그룹에 따라 선택될 수 있다. 이는 용매 또는 분산 매질을 증발시켜 가교결합제를 첨가하지 않고 압축 막을 형성하는 유형의 결합제(물리적 건조, 공기 건조 또는 자가 가교결합용 결합제)만 포함하는 피복 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 적합한 자가 가교결합용 결합제는 화합물, 특히 저분자량 화합물을 적합한 관능성 그룹, 예를 들면, (케톤 그룹 또는 알데히드 그룹 형태의) 카보닐 그룹 함유 수지에 첨가함으로써 제형화될 수 있으며, 예를 들면, 첨가되는 화합물은 바람직하게는 아민 또는 하이드라진 유도체, 특히 바람직하게는 탄소수 4 내지 20, 보다 바람직하게는 탄소수 6 내지 12의 지방족 디카복실산의 디하이드라진이다. 물론, 형성된 막은 더이상 수용성이 아니어야 하며 물 또는 수분과 접촉되어 부분적으로 팽윤되지 않아야 하며, 이러한 방식으로 기계적 민감성으로 되거나 투명도가 상실된다. 이러한 투명도의 상실은, 예를 들면, 당해 문헌에서 공지된, 왁스 또는 왁스 에멀젼을 포함하는 혼합물의 경우에 발생한다.

화합물(B)은 에스테르이거나 지방산(B2)과 다가 알콜(B1)의 에스테르의 혼합물이며, 평균적으로 바람직하게는 다가 알콜(B1) 분자당 하이드록실 그룹 0.2개 이상, 보다 바람직하게는 하이드록실 그룹 0.4개 이상, 특히 하이드록실 그룹 0.6개 이상이 에스테르화되지 않는다. 다가 알콜(B1)은 분자당 하이드록실 그룹 2개 이상, 바람직하게는 3개 이상, 보다 바람직하게는 4 내지 6개를 갖는다. 다가 알콜은 탄소원자를 2 내지 40개 포함하며 바람직하게는 지방족 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭 알콜이다. 바람직한 알콜은 글리콜, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 에리트리톨, 트레이톨, 펜타에리트리톨, 아도니톨, 아라비톨, 크실리톨, 소르비톨, 둘시톨 및 만니톨이며, 또한 이는 당의 환원 동안에 수득되는 이러한 최종적으로 언급한 알콜(당 알콜)의 혼합물을 사용할 수 있다. 본 발명의 상황에서, 2개 이상의 연속 옥시알킬렌 단위로 이루어진 단위를 포함하는 방식으로 1,2-에폭사이드, 예를 들면, 옥시란, 메틸옥시란 또는 이들의 혼합물과 반응시켜 알콜을 개질시키는 것이 또한 가능하며 바람직하다. 알콜 분자당 평균 2 내지 40개의 옥시알킬렌 단위가 바람직하다.

적합한 지방산(B2)은 탄소수 8 내지 40의 불포화 및 포화 지방산, 바람직하게는 탄소수 10 내지 30의 직쇄 지방족 모노카복실산을 포함한다. 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산, 리그노세르산, 세로틴산 및 멜리스산이 포화 산으로서 특히 적합하다. 이는 또한 불포화 지방산을 이량체화하여 수득되며 탄소원자를 20 내지 60개 갖는 지방산 디카복실산(이량체 지방산으로서 공지된 디카복실산)을 사용하는 것이 가능하다. 적합한 불포화 지방산은 팔미톨레산, 올레산 및 에루스산, 소르브산 및 리놀레산, 리놀레산 및 엘레오스테아르산이다.

탄소수 3 내지 6의 3 내지 6가 알콜과 산(B2)의 모노에스테르가 특히 적합하며, 특히 에틸렌 옥사이드와의 반응에 의해 포화 또는 일불포화 지방산과 분자당 약 5 내지 20개의 옥시에틸렌 단위를 갖는 4 내지 5가 알콜의 모노에스테르가 적합하다.

본 발명의 피복 물질은 바람직하게는 화합물(B) 0.1 내지 50%, 보다 바람직하게는 0.2 내지 10%, 특히 0.25 내지 5%, 결합제(A) 2 내지 98%, 보다 바람직하게는 5 내지 80%, 특히 10 내지 70%와, 경우에 따라, 물로 희석 가능한 용매 20% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하, 물 0.1 내지 98%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 80%, 특히 1 내지 70%의 질량 분획을 포함한다. 결합제(A)의 고체 질량에 대한 화합물(B)의 질량비는 바람직하게는 0.1:9.9 내지 3:7이다.

피복 조성물은 특히 바람직하게는 0.1 내지 5%, 특히 0.2 내지 1%의 질량 분획의 습윤능 증강용 통상의 첨가제(기판 습윤제)와 보다 바람직하게는 0.1 내지 2%, 특히 0.2 내지 1%의 질량 분획의 소포제를 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 언급한 질량 분획은 명백히 100%가 될 때까지 첨가한다.

피복 물질은 임의의 목적하는 투명 기판, 예를 들면, 유리, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르 설폰 및 폴리설폰과 또한 폴리(메트)아크릴레이트, 예를 들면, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리(메트)아크릴이미드, 예를 들면, 폴리메틸메타크릴이미드 및 기타 아크릴레이트 유리에 분무, 롤링, 브러슁 및 나이프 피복 등의 통상의 방법으로 도포될 수 있으며 투명 막에 고화된다. 이들을 사용하여 처리되는 표면은 대기 수분과 접촉되는 경우 흐려지지 않으며 습한 공기 중에서 노점 이하의 온도로 된다. 이들을 사용하여 제조되는 막은 수분에 의해 공격받지 않으며, 특히 세척하여 개질제(B)를 제거함으로써 대기 수분과의 접촉이 연장되는 경우 목적하는 효과가 감소되지 않는다. 특히, 폴리우레탄이 결합제로서 사용되는 경우, 피복시켜 제조된 막에서 개질제의 결합이 유효하게 삼출을 억제하는 것으로 밝혀진다. 따라서, 이렇게 하여 처리된 투명 기판은 모든 종류의 유리에 크게 유리하게 사용될 수 있다.

아래 실시예는 본 발명을 설명한다.

실시예 1

폴리우레탄 분산액을 아래 표에 따라 사용하여 결합제(A)와 화합물(B)(흐림방지제)로부터 본 발명의 피복 물질을 제조한다. 피복 물질에서 각각의 고체의 질량 분획이 언급된다.

표 1

피복 물질의 조성(%)(g/100g)

폴리우레탄⁴ 62.25%

흐림방지제¹ 1.99%

메톡시프로판올 1.99%

습윤제² 0.33%

소포제³ 0.33%

총 66.89%

물 33.11%

1. 올레산으로 모노에스테르화된 에톡시화 소르비톨(소르비톨 1mol당 옥시에틸렌 단위 20mol)

2. 습윤제 ^RByk 346

3. 소포제 ^RAdditol XW 376

4. 고체 질량 분획이 36%인 수성 폴리에스테르-우레탄 분산액 ^RDaotan VTW 6462[주르파체 슈페치알티스 오스트리아 게엠베하(Surface Specialties Austria GmbHH 제조]

언급한 성분은 5분 동안 고속 교반기로 혼합한다.

실시예 2

실시예 1에 따라 제조한 건조막 두께 7㎛의 피복 물질 3종을 폴리카보네이트 시트에 서로 나란히 도포시킨다(층 두께 0.45mm). 피복 시트는 80℃에서 30분 동안 건조시킨다.

실시예 3

실시예 2에서와 같은 폴리카보네이트 시트를 코로나 방전시켜 표면 활성화하고 실시예 1에서 특정한 흐림방지제의 수용액으로 피복시킨다. 적절한 비율을 선택하여 흐림방지제의 양이 폴리카보네이트 시트의 면적에 대하여 동일하게 되도록 한다. 피복 시트는 실시예 2에서와 같이 건조시킨다.

실시예 4

실시예 2 및 실시예 3으로부터의 시트를 실온(22℃)에서 30℃로 가열시킨 증류수 함유 탱크에 대해 60°의 각도로 위치시킨다. 잠시 후, 응축 점적이 시트의 피복되지 않은 면적에 형성되어 시트 위의 스트라이프와 평행하게 된다. 피복된 스트라이프 위에는, 하나의 거대 점적이, 각각의 경우, 하부 영역에서만 형성된다. 2일 후, 실시예 3으로부터의 시트의 피복 영역 위에도 소량의 응축 액적이 형성된다. 추가로 2일 후, 실시예 3으로부터의 시트는 응축 액적으로 균일하게 피복된다. 실시예 2로부터의 시트 위에는, 시트 위에 피복 스트라이프들 사이의 피복되지 않은 영역 위에서만 응축 액적이 관찰된다. 관찰한 지 20일 후에도, 피복된 스트라이프 위에서 액적 형성이 조금도 관찰되지 않으며; 실험의 개시시와 마찬가지로 형성되는 액적은 모두 하부 영역의 하나의 거대한 점적이다. 이후에, 실험이 중단된다.

피막이 흐림방지 피막으로서 효과적인 반면, 습윤 공기와 접촉되는 피복된 스트파이프는 투명하다. 명백하게, 실시예 3에서 시트의 피막은 점차 응축수로 씻어내는 반면, 결합제 막에서 본 발명의 결합된 흐림방지제의 활성은 변하지 않는다.

Claims

다가 알콜의 하이드록실 그룹 함유 지방산 에스테르로부터 선택된 화합물(B)과 결합제(A)의 수성 용액 또는 분산액을 포함하는, 흐림방지 효과를 갖는 수성 피복 물질.
제1항에 있어서, 결합제(A)의 고체 질량에 대한 화합물(B)의 질량비가 0.1:9.9 내지 3:7임을 특징으로 하는 수성 피복 물질.
제1항에 있어서, 결합제(A)가 폴리우레탄, 폴리에스테르, 에폭시 수지 및 폴리아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 수지의 수성 분산액을 포함함을 특징으로 하는 수성 피복 물질.
제1항에 있어서, 결합제(A)가 물리적으로 건조되거나, 공기 건조되거나, 자가 가교결합됨을 특징으로 하는 수성 피복 물질.
제4항에 있어서, 결합제(A)가 카보닐 그룹 함유 수지의 수성 용액 또는 분산액과 지방족 디카복실산의 디하이드라지드를 포함함을 특징으로 하는 수성 피복 물질.
제1항에 있어서, 화합물(B)이 지방산(B2)과 다가 알콜(B1)의 에스테르이며, 다가 알콜(B1) 분자당 평균 0.2개 이상의 하이드록실 그룹이 에스테르화되지 않음을 특징으로 하는 수성 피복 물질.
제6항에 있어서, 다가 알콜(B1)이 하이드록실 그룹을 분자당 2 내지 6개 가짐을 특징으로 하는 수성 피복 물질.
제6항에 있어서, 다가 알콜(B1)이 1,2-에폭사이드와 반응하여 개질됨을 특징으로 하는 수성 피복 물질.
제6항에 있어서, 지방산(B2)이 탄소수 10 내지 30의 포화 및 일불포화 직쇄 지방족 모노카복실산으로 이루어진 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 수성 피복 물질.
제6항에 있어서, 화합물(B)이 옥시에틸렌 단위를 분자당 5 내지 20개 갖는, 탄소수 3 내지 6의 에톡시화 지방족 3 내지 6가 알콜(B1)의 모노에스테르임을 특징으로 하는 수성 피복 물질.
제1항의 수성 피복 물질을 투명 기판에 도포시키고, 가교결합시켜 당해 기판 위에 막을 형성시킴을 특징으로 하는, 투명 기판과 이의 위에 부착되어 있는 막을 포함하는 흐림 방지된 유리의 제조방법.
제11항의 방법으로 제조된 흐림 방지된 유리.