KR20110008265A - 왁스 및 무기 나노입자의 분산물 및 그의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 첫째로, 적어도 하나의 왁스, 특히 왁스 입자를 포함하거나 그것으로 구성되는 적어도 하나의 유기 재료를 기재로 한 입자, 그리고 (b) 둘째로 적어도 하나의 무기 재료를 기재로 한 입자, 특히 무기 나노입자를 조합하여 -분산 매질에 더하여- 포함하는 분산물에 관한 것이고 상기 분산물의 사용에 관련된다.

Description

왁스 및 무기 나노입자의 분산물 및 그의 용도{DISPERSION OF WAXES AND INORGANIC NANOPARTICLES AND USE THEREOF}
본 발명은 첫째로, 적어도 하나의 왁스, 특히 왁스 입자를 포함하거나 그것으로 구성되는 적어도 하나의 유기 재료를 기재로 한 입자, 그리고 둘째로, 적어도 하나의 무기 재료를 기재로 한 입자, 특히 무기 나노입자를 조합하여 포함하는 분산물에 관한 것이고, 또한 특히 페인트, 잉크 등과 같은 코팅 재료 및 코팅 시스템으로서 및/또는 그러한 코팅 재료 및 코팅 시스템에, 화장품, 특히 매니큐어로서 또는 거기에, 접착제로서 또는 접착제에, 실란트로서 또는 실란트에, 이들 분산물의 사용에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 첫째로 왁스와 둘째로 무기 나노입자를 포함하는 분산물에 관한 것이고, 또한 상기한 바와 같이 그의 사용에 관한 것이다.
추가로 본 발명은 동등하게 이들 분산물을 포함하는 시스템, 특히 페인트, 잉크 등과 같은 코팅 재료 및 코팅 시스템, 플라스틱, 발포체, 그리고 특히 매니큐어와 같은 화장품에 관련된다.
최종적으로 본 발명은 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등에, 모든 종류의 분산물에, 플라스틱에, 발포체에, 화장품에, 특히 매니큐어에, 접착제에, 및 실란트에, 첫째로 적어도 하나의 왁스, 특히 왁스 입자를 포함하거나 그것으로 구성되는 적어도 하나의 유기 재료를 기재로 한 입자와 둘째로 적어도 하나의 무기 재료, 특히 무기 나노입자를 기재로 한 입자의 조합의 사용에 관련된다.
코팅 시스템 및 분산물 시스템(예를 들면, 페인트, 인쇄 잉크와 같은 잉크, 도료), 그리고 플라스틱의 기계적 성질을 개선하기 위해, 특히 구체적으로 내스크래치성 및 내마모성과 같은 그것들의 마모성질을 개선하기 위해, 첨가제 및 충전제의 포함은 원칙적으로 당업자에게 알려져 있다.
어떤 상황에서 종래 기술에서 알려진 충전제 입자는 예를 들어서, 그것들이 사용되는 관련 코팅 시스템(예를 들면, 페인트)의 내스크래치성 및/또는 내마모성과 같은 기계적 성질을 개선하는 한편, 그럼에도 불구하고, 도포 후, 결과된 코팅막에서(예를 들면, 페인트 막에서) 증가된 취성이 있을 수 있다. 추가로, 이들 충전제 입자의 포함은 종종 코팅 시스템의 원하지 않는 흐림 및 투명성 결핍을 가져온다. 추가로, 비교적 높은 충전제 수준은 빈번하게 원하는 효과를 달성하기 위해 필요하고, 이것은 결과된 분산 시스템을 안정화시키는 것을 더 어렵게 하고 또한 비용을 이유로 원하지 않게 된다.
WO 2007/072189 A2는 나노실리케이트를 더 포함하는 실릴화된 중합체 에멀션과, 코팅 시스템을 위한 그것의 용도에 관련된다. 거기에 기술된 에멀션으로는, 그러나, 원하는 성능 성질을 얻기가 항상 가능하지는 않다.
EP　0　960　871　A2는 광물 구성 재료의 처리를 위한 수성 제제에 관련되고, 수성 제제는 다작용성 카르보실란 및/또는 그것의 축합 생성물에 더하여, 오르가노폴리실록산, 및 수분산성 또는 수유화성 유기 중합체의 에멀션, 무기 나노입자를 또한 포함한다.
JP　07138484 A는 왁스, 오일 또는 수지와, 예를 들어서, 탈크 또는 실리카와 같은 분말 무기 재료의 혼합물로부터의 압출물의 생산에 관련된다. 포함된 추가의 성분들은 왁스와의 압출 과정에서 개선된 유동성을 포함하는 효과를 갖는다고 한다.
본 발명은 이제 상기한 종류의 충전제 입자와 이들 충전제 입자를 포함하는 분산 시스템, 특히 분산물을 제공하는 목적에 기초하며, 이들 충전제 입자는 상기한 시스템에서 사용하기에 적합하고 그것은 종래의 입자와 연관된 단점을 적어도 크게 회피하거나 또는 적어도 감소시킨다.
본 발명의 더 이상의 목적은 서두에서 명시된 유형의 충전제 입자를 포함하는 혁신적인 분산 시스템, 특히 분산물의 제공에 있고, 이것은 서두에서 명시된 시스템에 포함될 때, 효율적인 성능 상승을 일으키며, 코팅 시스템(예를 들면, 페인트, 인쇄 잉크와 같은 잉크, 도료, 등), 그리고 플라스틱의 기계적 성질을 개선하기 위해, 특히 구체적으로 그것들의 마모성질, 특히 내스크래치성 및 내마모성을 증가시키기 위해, 그러나 특히, 동시에 이들 시스템의 다른 요구되는 성능 성질(예를 들면, 광택특성, 표면 평활도, 접착성, 등)에 불리하게 영향을 주지 않고 그러기 위해 특히 적합하다.
상기한 문제의 해결을 위해, 본 발명은 따라서 청구항 1에 특허청구된 바와 같은 분산물을 제안하며, 또한 유리한 구체예들은 종속 청구항들의 주제이다.
본 발명은 또한 청구항 24 내지 26에 나타낸 바와 같이, 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등에, 모든 종류의 분산물에, 플라스틱에, 발포체에, 화장품에, 특히 매니큐어에, 접착제에, 및 실란트에, 본 발명의 분산물의 사용을 제공한다.
차례로, 본 발명은 본 발명에 따르는 분산물을 포함하는 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등, 플라스틱, 발포체, 화장품, 특히 매니큐어, 접착제, 및 실란트이다(청구항　27 및 28).
본 발명은 또한 최종적으로, 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등에, 모든 종류의 분산물에, 플라스틱에, 발포체에, 화장품에, 특히 매니큐어에, 접착제에, 및 실란트에, 첫째로 적어도 하나의 왁스, 특히 왁스 입자를 포함하거나 그것으로 구성되는 적어도 하나의 유기 재료를 기재로 한 입자와 둘째로 적어도 하나의 무기 재료, 특히 무기 나노입자를 기재로 한 입자의 조합의 사용을 제공한다(청구항　29 및 30).
이하의 본문에서, 본 발명의 개개의 양태와 관련하여서만 한 언급은 또한 명백히 언급할 필요없이 본 발명의 다른 양태에도 동등하게, 대응하여 적용된다는 것이 인정될 것이다.
본 발명은 따라서, 본 발명의 제 1 양태에 따르면,
(a) 첫째로, 적어도 하나의 왁스, 특히 왁스 입자를 포함하거나 그것으로 구성되는 적어도 하나의 유기 재료를 기재로 한 입자, 그리고
(b) 둘째로 적어도 하나의 무기 재료를 기재로 한 입자, 특히 무기 나노입자를 조합하여 -분산 매질에 더하여- 포함하는 분산물을 제공한다.
본 발명의 구체적인 특징은 따라서, 본 발명의 문맥에서, 구체적으로, (a)　첫째로, 적어도 하나의 왁스, 특히 왁스 입자를 포함하거나 그것으로 구성되는 적어도 하나의 유기 재료를 기재로 한 입자, 그리고 (b)　둘째로 적어도 하나의 무기 재료, 특히 무기 나노입자를 기재로 한 입자가 단일 분산물 내에 조합하여 단일화된다는 사실인 것으로서 보여져야 하는데, 이것은 그러면 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등에, 모든 종류의 분산물에, 플라스틱에, 발포체에, 화장품에, 특히 매니큐어에, 접착제에, 및 또한 실란트에 사용하기에 특히 적합하고, 특히, 그것들의 기계적 성질을 개선한다.
본 출원인은 놀랍게도, 이런 식으로 하여 각각의 개별 시스템과 비교하여 예를 들어서 내스크래치성 및 내마모성과 같은 특히 도막의 기계적 성질을 개선하기 위해 필요한 상기 언급한 성분들 및/또는 첨가제(즉, 첫째로 왁스함유 유기 입자 및 둘째로 무기 입자)의 양을 상당히 감소시키는 것이 가능해진다는 것을 놀랍게도 발견하였고, 이 사실은 첫째로 상기 언급한 왁스 재료와 둘째로 무기 재료, 특히 나노입자 간의 상승효과를 제안한다.
두 상기한 성분 (a) 및 (b)의 조합은 특히, 기계적 손상에 관하여 표면의 장기 안정성을 개선한다.
본 발명은 예를 들어서 무기 입자, 특히 무기 나노입자를 왁스 중에 미세한 분할로 포함시키고, 이어서 간단한 방식으로 열가소성 재료 또는 분말 도료와 같은 일반적으로 고점도인 높은 융점의 중합체 용융물에 포함시키는 것을 가능하게 만든다.
무기 입자, 특히 무기 나노입자의 왁스와의 조합은 구체적으로 또한 나노입자로 코팅된 왁스 입자가 초기에 액체의 표면에 확산하고 다음에 고체 중합체 매트릭스에 확산하며 이들 매트릭스를 계면에서 긍적적으로 변경 또는 개선한다는 것을 의미한다. 그런 왁스 입자에 대해, 이것은 당업자에게 오랫동안 있어온 현상이다.
본 발명에 따르는 기술은 융합가능 왁스를 기재로 한 고체 매트릭스에서 나노재료의 적용에 사용될 수 있다.
첫째로 왁스 입자와 둘째로 무기 입자, 특히 나노입자 간의 상기 개략한 상승효과는 따라서 예를 들어서, 페인트 및 플라스틱의 성질을 개선하기 위해 효율적으로 이용될 수 있다.
본 발명은 따라서 첫째로 입상, 왁스기재 유기 재료 및 둘째로 입상, 특히 나노입자상, 무기 재료와의 분산 무기-유기 하이브리드 시스템을 제공한다.
본 발명의 분산물은 그 결과, 첫째로 왁스의 긍정적 성질과 둘째로 관련 무기 재료, 특히 무기 나노입자의 긍정적 성질을 단일 시스템에서 단일화하며, 상기 언급한 유형의 코팅 재료 및 코팅 시스템에 포함시킬 때, 그것들의 기계적 성질의 상당한 개선, 특히 마모 저항성(wear resistance)의 증가, 특히 내스크래치성 및/또는 내마모성(abrasion resistance)의 증가를 가져오며, 다른 요구되는 성능 성질(예를 들면, 표면 평활도, 광택, 등)을 실질적으로 유지 또는 어떤 상황하에서는 개선하기도 하면서 그렇게 한다. 더욱이, 본 발명의 분산물은 전술한 시스템에 균질하고 안정하게 포함시킬 수 있다. 상기한 시스템에, 특히 페인트, 잉크, 등과 같은 코팅 재료 및 코팅 시스템에 그것들의 포함은 문제의 모든 시스템에서 특히 흐림 없음을 이끈다.
본 출원인은 이제 놀랍게도 (a)　첫째로, 유기 입자, 특히 왁스 입자, 그리고 (b)　둘째로 무기 입자, 특히 무기 나노입자가 바이모달(bimodal) 입자 크기 분포를 가질 때 특히 양호한 결과가 얻어질 수 있다는 것을 발견하였다.
입자 (a)의 평균 입자 직경, Ø입자(a)의 입자 (b)의 평균 입자 직경, Ø입자(b)에 대한 비율 V가
Figure pct00001
>1, 특히 >2, 바람직하게는 >3, 매우 바람직하게는 >5에 의해 지배된다면 특히 유리한 것으로 드러났다.
입자 (a)의 평균 입자 직경, Ø입자(a)의 입자 (b)의 평균 입자 직경, Ø입자(b)에 대한 비율 V가 1.05 내지 1000, 특히 2.05 내지 500, 바람직하게는 3.05 내지 250, 매우 바람직하게는 5.05 내지 100의 범위로 다양하다면 특히 유리하다.
본 발명의 분산물에 존재하는 유기 입자 (a), 특히 왁스 입자가 관여하는 한, 그 입자 크기는 넓은 범위내에서 다양할 수 있다. 일반적으로 말해서, 유기 입자 (a), 특히 왁스 입자는 5　nm 내지 500　㎛, 특히 10　nm 내지 200　㎛, 바람직하게는 20　nm 내지 150　㎛, 보다 바람직하게는 30　nm 내지 125　㎛, 매우 바람직하게는 50　nm 내지 100　㎛ 범위의 입자 크기를 갖는다. 입자 크기는 예를 들어서, 투과 전자 현미경, 분석용 초원심분리에 의해서, 또는 광산란 방법에 의해서 결정될 수 있다.
본 발명의 분산물에 존재하는 무기 입자 (b)가 관여하는 한, 그 입자 크기는 넓은 범위내에서 다양할 수 있다. 일반적으로 말해서, 무기 입자 (b)는 0.5 내지 1000　nm, 특히 2 내지 800　nm, 바람직하게는 5 내지 700　nm, 보다 바람직하게는 10 내지 600　nm, 매우 바람직하게는 15 내지 500　nm, 특히 바람직하게는 20 내지 100　nm 범위의 입자 크기를 갖는다. 상기한 바와 같이, 입자 크기는 예를 들어서, 투과 전자 현미경, 분석용 초원심분리에 의해서, 또는 광산란 방법에 의해서 결정될 수 있다.
본 발명의 문맥에서 주어진 모든 크기 및 범위 표시에 대하여, 어떤 경우에, 또는 이용분야에 기초하여, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 명시된 수치들로부터 벗어나는 것이 필요할 수도 있다는 것이 인정될 것이다.
더 나아가서, 본 출원인은 이제 놀랍게도 본 발명의 분산물에서, 입자 (b)의 입자 (a)에 대한 중량 기준의 비율 M이 적어도 0.01, 특히 적어도 0.5, 바람직하게는 적어도 1, 매우 바람직하게는 적어도 2일 때 특히 양호한 결과가 얻어질 수 있다는 것을 발견하였다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 분산물에서, 입자 (b)의 입자 (a)에 대한 중량 기준의 비율 M은 0.01 내지 500, 특히 0.5 내지 250, 바람직하게는 1 내지 150, 매우 바람직하게는 2 내지 100의 범위로 다양하다.
본 발명의 분산물에 존재하는 유기 입자 (a), 특히 왁스 입자의 양이 관여하는 한, 이 양은 넓은 범위내에서 다양할 수 있다. 일반적으로 말해서, 본 발명의 분산물은, 분산물을 기준으로, 0.01중량% 내지 30중량%, 특히 0.05중량% 내지 20중량%, 바람직하게는 0.1중량% 내지 15중량%, 매우 바람직하게는 0.1중량% 내지 10중량%, 특히 바람직하게는 0.2중량% 내지 5중량%의 양으로 왁스함유 입자 (a)를 함유한다.
본 발명의 분산물에 존재하는 무기 입자 (b)의 양이 관여하는 한, 이 양은 넓은 범위내에서 다양할 수 있다. 일반적으로 말해서, 본 발명의 분산물은, 분산물을 기준으로, 0.01중량% 내지 50중량%, 특히 0.1중량% 내지 40중량%, 바람직하게는 0.2중량% 내지 30중량%, 매우 바람직하게는 0.3중량% 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 0.5중량% 내지 10중량%의 양으로 무기 입자 (b)를 함유한다.
입자 (b)의 무기 기재의 재료가 관여하는 한, 적어도 하나의 선택적으로 도핑된 무기 산화물(예를 들면, TiO2, ZnO, Al2O3, SiO2, CeO2, Fe2O3, Fe3O4, 등), 수산화물(예를 들면, Al[OH]3 등), 산화 수산화물(예를 들면, AlOOH 등), 황산염(예를 들면, 황산바륨, 황산칼슘, 등과 같은 알칼리 토금속 황산염), 인산염(예를 들면, 인산칼슘, 또는 인산 란탄, 등과 같은 알칼리 토금속 인산염), 황화물(예를 들면, 황화카드뮴, 황화아연, 등), 셀렌화물, 텔루르화물, 바나듐산염(예를 들면, BiVO4 또는 YVO4:Eu3+), 텅스텐산염(예를 들면, CaWO4 또는 Yb2(WO4)3), 티탄산염(예를 들면, BaTiO3), 플루오르화물(예를 들면, CaF2, CaF2:Eu2+, NaYF4 또는 YbF3:Yb3+,Er3+), 아파타이트, 붕산염, 탄산염(예를 들면, 탄산마그네슘 또는 탄산 칼슘, 등과 같은 알칼리 토금속 탄산염), 질화물(예를 들면, AlN, Si3N4, 등), 규산염(예를 들면, 규산칼슘, 층 실리케이트 및 필로실리케이트, 등과 같은 알칼리 토금속 규산염), 제올라이트, 탄화물(예를 들면, SiC 등), 단일벽 또는 다중벽 탄소 나노튜브 및/또는 금속/원소(예를 들면, 은, 구리, 풀러렌), 금속간 상으로 형성될 수 있고, 또는 이러한 화합물들의 혼합물 또는 조합물로 형성될 수 있고, 또는 상기 화합물(들)을 포함할 수 있다.
유리하게는, 선택적으로 도핑된 무기 산화물, 수산화물, 산화 수산화물, 황산염, 인산염, 황화물, 셀렌화물, 텔루르화물, 플루오르화물, 아파타이트, 제올라이트, 탄산염, 질화물, 규산염, 탄화물 및/또는 금속/원소의 군으로부터의 상기 언급한 입자 (b)의 무기 기재의 재료는 각각의 매질에서 낮은 용해도의 재료이다.
특히 입자 (b)의 무기 기재의 재료는 적어도 하나의 금속 또는 반금속의, 또는 제올라이트의, 또는 금속의 적어도 하나의 선택적으로 도핑된 산화물, 수산화물, 산화 수산화물, 황산염, 인산염, 황화물, 셀렌화물, 텔루르화물, 플루오르화물, 아파타이트, 탄산염, 질화물, 규산염, 탄화물로 형성될 수 있고, 또는 이러한 화합물들의 혼합물 또는 조합물로 형성될 수 있고, 또는 상기 화합물(들)을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 무기 입자 (b)의 무기 기재의 재료는, 알루미늄, 규소, 아연, 티타늄, 세륨 및/또는 철의 적어도 하나의 선택적으로 도핑된 산화물, 수산화물 및/또는 산화 수산화물, 선택적으로 도핑된 알칼리 토금속 황산염, 선택적으로 도핑된 알칼리 토금속 인산염, 천이 금속 인산염 또는 란탄족 인산염, 선택적으로 도핑된 알칼리 금속 바나듐산염, 알칼리 토금속 바나듐산염, 천이 금속 바나듐산염 또는 란탄족 바나듐산염, 선택적으로 도핑된 알칼리 금속 플루오르화물, 알칼리 토금속 플루오르화물, 천이 금속 플루오르화물 또는 란탄족 플루오르화물, 황화 카드뮴 또는 황화아연, 셀렌화 아연 또는 셀렌화 카드뮴, 텔루르화 카드뮴 또는 텔루르화 비스무트, 선택적으로 도핑된 알칼리 토금속 탄산염, 질화 알루미늄 또는 질화 규소, 선택적으로 도핑된 알칼리 토금속 규산염, 탄화 규소, 은, 탄소 동소체로 형성될 수 있고, 또는 이러한 화합물들의 혼합물 또는 조합물로 형성될 수 있고, 또는 상기 화합물(들)을 포함할 수 있다.
무기 입자 (b)의 무기 기재의 재료를 형성하기 위해 특히 바람직한 것은 다음의 화합물들이다: TiO2, ZnO, Al2O3, SiO2, CeO2, Fe2O3, Fe3O4, Al(OH)3, Al(O)OH, 알칼리 토금속 황산염 (예를 들면, 황산 바륨, 황산 칼슘, 등), 알칼리 토금속 인산염 (예를 들면, 인산 칼슘), 선택적으로 도핑된 YVO4, NaYF4:Yb3Er, 선택적으로 도핑된 YbF, 선택적으로 도핑된 CaF2, 선택적으로 도핑된 인산 세륨, 선택적으로 도핑된 인산 란탄, 인산 아연, 티탄산 바륨, 안티몬 주석 산화물, 인듐 주석 산화물, 산화 구리, 선택적으로 도핑된 CaWO4, 선택적으로 도핑된 Yb2(WO4)3, 선택적으로 도핑된 Y2(WO4)3, 황화 카드뮴, 황화 아연, 알칼리 토금속 탄산염 (예를 들면, 탄산 마그네슘, 탄산 칼슘, 등), AlN, Si3N4, 알칼리 토금속 규산염 (예를 들면, 규산 칼슘 등), SiC, 탄소 나노튜브 및/또는 은, 및 또한 이러한 화합물들의 혼합물 또는 조합물.
무기 입자 (b)의 무기 기재의 재료가 산화 알루미늄, 이산화 규소, 산화 아연, 산화 세륨, 보헤마이트 및/또는 이산화 티탄으로 형성되거나, 또는 상기 화합물(들)을 포함한다면 특히 바람직하다.
한 특정 구체예에 따르면, 무기 입자 (b)의 무기 기재의 재료가 표면 개질된 설계의 재료이도록 제공될 수 있는데, 이 경우에 이러한 표면 개질은 폴리실록산 기에 의해 유리하게 일어난다. 다시 말하면, 이 구체예로, 폴리실록산 기는 무기 입자 (b)의 무기 기재의 재료의 표면에서 또는 표면 위에, 바람직하게는 물리적 및/또는 화학적, 특히 화학적 공유, 결합에 의해 적용된다
폴리실록산 기에 의한 이러한 표면 개질의 효과는 본 발명의 분산물의 성능 성질에 있어서의 한층 더 큰 증가 또는 개선이며, 특히 그것들이 코팅 재료 및 코팅 시스템에 포함될 때 그러하다. 바람직하게는 폴리실록산기로의 표면 개질은 특히 본 발명의 분산물에 관해서는 침강 및 겔 형성에 대한 감소된 경향을 이끈다. 추가로, 건조된 및/또는 경화된 코팅 시스템의 취성은 효율적으로 상쇄된다. 표면 개질의 더 이상의 이점은 코팅 시스템으로의 포함 시에 바인더와의 상호작용이 유리하게 영향을 받고, 이런식으로 비표면개질 입자에 관하여 투명도 및 굴절 지수를 한층 더 개선시키며, 특히 굴절 지수의 감소된 차이 때문에 상당히 더 낮은 광산란이 일어난다.
특히 폴리실록산 기에 의한 표면 개질은 원칙적으로 종래 기술로부터 당업자에게 공지이다. 이 점에 관해서, 특허 출원 DE　10　2005　006　870　A1 또는 EP　1　690　902　A2, 및 DE　10　2007　030　285　A1 또는 PCT/EP　2007/006273을 참고할 수 있는데, 이들은 본 출원인의 발명이고 이들 전체 명세서 내용이 참고로 여기에 포함된다. 상기한 간행물 모두는 유리하게는 화학적, 특히 공유, 결합의 형성을 통해 폴리실록산에 의해 금속- 또는 반금속-산화물 또는 수산화물 표면의 표면 개질에 관련된다.
왁스 기재의 유기 입자 (a)의 유기 기재의 재료가 관여하는 한, 이 유기 기재의 재료는 적어도 하나의 왁스로 형성되거나 또는 이러한 왁스를 포함한다. 왁스는 구체적으로 (i)　천연 왁스, 특히 식물, 동물, 및 광물 왁스; (ii)　화학적으로 변형된 왁스; (iii)　합성 왁스; 및 또한 이들의 혼합물의 군으로부터 선택된다.
본 발명의 한 특히 바람직한 구체예에 따르면, 왁스 기재의 유기 입자 (a)에 사용된 유기 기재의 재료는 합성 왁스, 특히 폴리올레핀 기재의 왁스, 바람직하게는 산화된 폴리올레핀 기재의 왁스이다.
왁스의 개념에 관한 한, 이 용어는, 천연에서 또는 인공적으로 또는 합성에 의해 얻어지고 일반적으로 다음의 성질들을 갖는 일련의 물질에 대한 현상학적 칭호로 되어 있다. 즉, 왁스는 20℃에서 혼련가능하고, 고체 내지 깨지기 쉽게 단단하고, 거칠게 내지 미세하게 결정성이고, 반투명 내지 불투명하고, 그러나 유리같지는 않으며, 40℃보다 위에서, 그러나, 융점보다는 단지 약간 위에서 분해없이 용융하며, 비교적 저점도이고 일반적으로 그리고 유리하게는 실처럼 늘어나지는 않으며; 그것들은 크게 온도 의존적인 밀도(consistency) 및 용해도를 갖고, 온화한 압력하에서 광택을 낼 수 있다. 위에서 열거한 품질 중 한가지 이상이 부재하면, 이 물질은 DGF (Deutsche Gesellschaft fur Fettwissenschaften [German Society for Fat Sciences])에 따르면 왁스가 아니다(DGF Standard Method M-I 1 (75) 참조).
왁스는 일반적으로 약 50 내지 90℃에서, 예외적인 경우에는 또한 약 200℃까지에서, 그것들이 변천하여 저점도의, 액체용융 상태로 되고 궁극적으로 회분형성 화합물이 없다는 점에서 주로 유사한 합성 또는 천연 생성물(예를 들면, 수지, 플라스틱 덩어리, 금속 비누, 등)과 다르다.
왁스는 페이스트 또는 겔을 형성하고 일반적으로 검댕이 생기는 불꽃을 내며 탄다.
왁스의 기원에 따라, 왁스는 세 그룹으로 나뉜다. 즉, (i)　식물 왁스 (예를 들면 칸델릴라 왁스, 카르나우바 왁스, 일본 왁스, 에스파르토 왁스, 코르크 왁스, 구아루마 왁스, 쌀배아유 왁스, 사탕수수 왁스, 오우리큐리 왁스, 몬탄 왁스, 등), 동물 왁스 (예를 들면, 밀랍, 셀락 왁스, 스페르마세티, 라놀린 또는 양모 왁스, 미지(uropygial) 그리스, 등), 및 광물 왁스 (예를 들면, 세레신, 오조케라이트 또는 지랍, 등)를 포함하는 천연 왁스; (ii) 경질 왁스 (예를 들면, 몬탄 에스테르 왁스, 사솔(Sasol) 왁스, 수소첨가 호호바 왁스, 등)를 포함하는 화학적으로 변형된 왁스; 및 (iii)　폴리알킬렌 왁스, 폴리알킬렌 글리콜 왁스 (예를 들면, 폴리에틸렌 글리콜 왁스)를 포함하는 합성 왁스, 등.
천연의 최신("재생성") 왁스의 주 구성요소는 장쇄 지방산(왁스산)의 장쇄 지방 알콜, 트리테르펜 알콜 또는 스테로이드 알콜과의 에스테르이고; 이들 왁스 에스테르는 또한 유리 카르복실 및/또는 히드록실 기를 함유하는데, 이것은 소위 왁스 비누에 그들의 유화 용량을 제공한다. 리그나이트 또는 석유로부터의 천연 화석 왁스는, 예를 들어서, - Fischer-Tropsch 합성로부터의 왁스 또는 폴리알킬렌 왁스(예를 들면, 폴리에틸렌 왁스) 같이 - 직쇄 탄화수소로 주로 구성되고; 전자는 그러나, 출처에 따라, 또한 분지된 또는 지환식 탄화수소를 포함할 수도 있다. 빈번히 이들 "탄화수소" 왁스는 후속 산화 등에 의해, 폴리올레핀 왁스의 경우에, 카르복실기를 갖는 공단량체에 의해 기능화된다.
왁스의 개념에 대해 더 상세한 내용은, 예를 들면, Rompp Chemielexikon, 10th edition, volume 6, 1999, Georg Thieme Verlag Stuttgart/New York, page 4906, entry heading: "Wachse"[Waxes] 및 또한 거기에 열거된 참고문헌들, 특히 Cosm. Toil. 101, 49 (1986), 그리고 또한 DGF Einheitsmethoden [Standard methods], department M-Waxes and Wax Products, 7th supplement 05/1999, Stuttgart: Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft를 참고할 수 있고, 상기 참고문헌들은 그 전체가 본원 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명에 따르면, 왁스 기재의 유기 입자 (a)의 유기 기재의 재료로서, 기능기를 함유하는 왁스가 사용된다면 바람직하다. 기능기는 바람직하게는 극성기, 특히 O, N 및/또는 S의 군으로부터의 헤테로원자, 바람직하게는 O를 함유하는 기, 바람직하게는 히드록실기, 폴리에테르기, 특히 폴리알킬렌 옥사이드기, 및/또는 카르복실기, 매우 바람직하게는 폴리에테르기 및/또는 히드록실기이다. 이들 왁스의 기능기는 개선된 또는 더 안정한 접착성을 가져온다.
원칙적으로 본 발명의 분산물은 수성 기재로 형성될 수 있고 및/또는 분산 매질로서 물을 포함할 수 있다.
그러나, 게다가, 원칙적으로 본 발명의 분산물에 대해 유기 기재에 형성될 가능성 및/또는 분산 매질로서 적어도 하나의 유기 용매를 포함할 가능성이 또한 존재한다.
게다가, 본 발명에 따르는 분산물은, 특히 유화제, 습윤제, 산화방지제, 안정제, 중화제, 증점제, 분산제, 유기 용매, 가용화제, 및 살생물제, 그리고 이들의 혼합물의 군으로부터 선택될 수 있는 적어도 하나의 추가의 성분 및/또는 적어도 하나의 첨가제를 또한 포함한다.
본 발명에 따르는 분산물은 코팅 조성물 또는 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등으로서, 화장품, 특히 매니큐어로서, 접착제로서, 및 실란트로서 형성되거나 제공될 수 있다.
동등하게, 본 발명에 따르는 분산물은 코팅 조성물 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등에, 플라스틱에, 발포체에, 화장품, 특히 매니큐어에, 접착제에, 및 실란트에 포함시키기 위해 설계될 수 있다. 전형적으로 이 목적을 위해 본 발명에 따르는 분산물은, 결과되는 전체 시스템을 기준으로, 0.1중량% 내지 30중량%, 특히 0.5중량% 내지 20중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%의 양으로 사용된다.
본 발명에 따르는 분산물의 제조방법에 관한 한, 본 발명에 따라, 다음과 같이 과정을 채택하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명의 분산물을 제조하기 위해, 예를 들면 용융된 왁스, 물 또는 유기 용매 중의 무기 입자 분산물의 형태로 무기 입자, 특히 무기 나노입자와의 왁스 분산물 또는 왁스 에멀션에 대해, 그것들의 조합물로, 분산물의 형태로, 소위 이미 충분히 조합된 첨가제로서, - 예를 들어서 - 페인트, 인쇄 잉크, 플라스틱 등에, 혼합된 다음 첨가되거나, 또는 다르게는, 이들 이용분야에서, 인시튜로 혼합되는, 즉, 두 첨가제의 조합으로서 사용되는 것이 가능하다. 이 경우에, 첫째로 무기 나노입자와 둘째로 왁스 입자의 조합은 유리하게는 상기한 바와 같이, 더 큰 유기 재료를 더 미세하게 분할된 무기 재료와 조합하여 포함하는 바이모달 입자 크기 분포를 갖는다. 무기 입자, 특히 나노입자의 왁스와의 분할 또는 혼합 또는 균질화는 상기한 바와 같이, 예를 들어서, 필요한 에너지의 도입에 의해, 특히 간단한, 예를 들면, 저전단력 교반 또는 혼합에 의해서 뿐만아니라, 특히, 용해장치, 나노분산기(Dispermats), 비드밀 및 볼밀, 초음파, 등을 사용함으로써, 선택적으로 습윤 및 분산 첨가제의 추가 사용과 함께 일어날 수 있다. 무기 입자의 입자 크기는 일반적으로 사용된 출발 재료에 의해 결정되는 한편, 왁스 기재입자의 입자 크기는 사용된 출발 재료의 선택(예를 들면, 왁스 분산물 또는 왁스 에멀션 또는 마이크로나이즈된 왁스)을 통해서 결정될 수도 있고, 아니면 도입된 에너지(예를 들면, 전단력, 등)를 통해 표적 방식으로 조절될 수도 있다. 적합한 출발 재료는 충분한 선택 및 변동성을 가지고 당업자에게 통상적이며 상업적으로 이용가능하다.
본 발명의 분산물의 제제에 관한 더 자세한 내용에 대해서는, 불필요한 반복을 피하기 위해, 본 발명의 분산물에 관한 상기 언급한 내용을 참고하는 것이 가능하고, 이것은 제조방법에 관해서 동등하게 적용되고 이하에 뒤에서 작업실시예를 참고하는 것이 가능하다.
본 발명은 - 본 발명의 제 2 양태에 따르면 - 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등에, 모든 종류의 분산물에, 플라스틱에, 발포체에, 화장품, 특히 매니큐어에, 접착제에, 및 실란트에 본 발명의 분산물의 사용을 또한 제공한다.
본 발명의 분산물은 상기한 시스템에서, 기계적 성질을 개선하는 데에, 구체적으로 마모 저항성, 바람직하게는 내스크래치성 및/또는 내마모성을 증가시키는 데에 기여하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 - 본 발명의 제 3 양태에 따르면 - 본 발명의 분산물을 포함하는 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등, 플라스틱, 발포체, 화장품, 특히 매니큐어, 접착제, 및 실란트를 또한 제공한다.
전형적으로, 본 발명의 이 양태에 따르면, 본 발명에 따르는 분산물은 결과되는 전체 시스템을 기준으로, 0.1중량% 내지 30중량%, 특히 0.5중량% 내지 20중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%의 양으로 사용된다.
본 발명은 - 본 발명의 제 4 양태에 따르면 - 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등에, 모든 종류의 분산물에, 플라스틱에, 발포체에, 화장품, 특히 매니큐어에, 접착제에, 및 실란트에
(a) 첫째로, 적어도 하나의 왁스, 특히 왁스 입자를 포함하거나 그것으로 구성되는 적어도 하나의 유기 재료를 기재로 한 입자, 그리고
(b) 둘째로 적어도 하나의 무기 재료를 기재로 한 입자, 특히 무기 나노입자의 조합의 사용을 또한 제공한다.
본 발명의 조합물은 상기한 시스템에서, 기계적 성질을 개선하는 데에, 구체적으로 마모 저항성, 바람직하게는 내스크래치성 및/또는 내마모성을 증가시키는 데에 기여하기위해 사용될 수 있다.
본 발명의 분산물로, 첫째로 유기 왁스 입자와 둘째로 무기 입자, 특히 무기 나노입자를 기재로 한 유기-무기계 하이브리드 시스템이 제공되는데, 이것은 상기한 시스템에 포함될 때, 상당한 성능 상승, 특히 기계적 성질, 특히 마모 저항성, 바람직하게는 내스크래치성 및/또는 내마모성의 상당한 개선을 가져온다. 첫째로 유기 왁스 입자와 둘째로 무기 입자, 특히 무기 나노입자의 공동 포함은 단독 사용에 비하여 같은 효과를 얻기 위한 관계된 양이 상당히 감소될 수 있거나 또는 같은 양으로 증가된 효과를 낼 수 있도록 하는 상승적 상호작용을 낸다.
그러므로, 본 발명에 의해서, 첫째로 무기 기재의 나노입자와 둘째로 왁스 함유 입자의 성능 이점을 단일 분산물에서 단일화하는데 있어서 성공을 이루게 되었다.
특히, 전술한 시스템(즉, 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등, 플라스틱, 발포체, 화장품, 특히 매니큐어, 접착제, 및 실란트)에 포함될 때, 본 발명의 분산물은 효율적인 성능 상승을 일으키며 상기 시스템의 기계적 성질, 특히 그것들의 마모성질, 예를 들면 내스크래치성 및 내마모성을 증가시키기 위해, 그러나 특히, 이들 시스템의 다른 요구되는 성능 성질(예를 들면, 광택특성, 표면 평활도, 접착 용량, 등)에 불리하게 영향을 주지 않기 위해 특히 적합하다.
이런 식으로, 효과적인 충전제가 전술한 시스템에 제공되는데, 이것은 예를 들면, 코팅 시스템(예를 들면, 페인트 및 잉크)에 포함 시에, 예를 들어서 내마모성 및 내스크래치성과 같은 도막의 기계적 성질을 효율적으로 개선한다.
본 발명의 문맥에서, 그 결과, (a)　첫째로, 적어도 하나의 왁스, 특히 왁스 입자를 포함하거나 그것으로 구성되는 적어도 하나의 유기 재료를 기재로 한 입자, 그리고 (b)　둘째로 적어도 하나의 무기 재료, 특히 무기 나노입자를 기재로 한 입자가 단일 분산물 내에 조합하여 단일화되는데, 이것은 그러면 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등, 그리고 모든 종류의 분산물에, 플라스틱에, 발포체에, 화장품, 특히 매니큐어에, 접착제에, 및 또한 실란트에 사용하기에 특히 적합하고, 특히, 그것들의 기계적 성질을 개선한다. 이런 식으로, 놀랍게도, 예를 들어서, 각각의 개개 시스템에 관하여 특히, 내스크래치성 및 내마모성과 같은 도막의 기계적 성질을 개선하기 위해 필요로 하는 상기 언급한 성분 또는 첨가제(즉, 첫째로 왁스 함유 유기 입자 및 둘째로 무기 입자)의 양들에 있어서 상당한 감소를 달성하는 것이 가능해 지며, 이것은 첫째로 상기 언급한 왁스 재료와 둘째로 무기 입자, 특히 나노입자 간의 상승작용에 기인할 수 있다.
첫째로 왁스 입자와 둘째로 무기 입자, 특히 나노입자 간의 상기 개요한 상승작용은 따라서 예를 들어서 페인트 및 플라스틱의 성질을 개선하기 위해 효율적으로 이용될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 분산물은 순수한 왁스 에멀션이나 순수한 무기 나노입자 분산물에 비교하여 도막의 기계적 성질을 상당한 방식으로 개선한다.
개개 성분들, 즉, 첫째로 왁스 입자 및 둘째로 무기 나노입자와 비교하여, 본 발명의 분산물은, 특히 도막의 기계적 성질과 관련하여 상승효과를 나타내며, 이것은 포함되는 입자의 전체량이 순수한 재료들과 비교하여, 특히 순수한 무기 나노입자 분산물과 비교하여 상당히 감소될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 분산물의 가능한 이용분야는 대단히 광범위하다. 본 발명의 분산물의 대단히 양호한 효율과 조합하여 이 광범위한 이용성은 종래 기술의 분산물을 훨씬 능가한다. 본 발명의 분산물은, 예를 들어서, 페인트, 접착제, 플라스틱, 등을 형성하기 위해 더 가공되는 현존하는 시스템에 예를 들어서 부가하여 사용될 수 있다. 본 발명의 분산물의 소량의 첨가로도 엄청나게 증가된 기계적 저항성을 산출한다. 놀랍게도, 문제의 시스템, 특히 페인트, 플라스틱, 등의 다른 가공성들은 전혀 영향을 받지 않거나 유의하게 영향을 받지 않으며, 따라서 이들 이용분야의 경우에 다른 변수들의 새로운 최적화의 필요가 없다.
본 발명의 분산물은 따라서 모든 종류의 코팅 재료, 플라스틱, 접착제, 실란트, 등에 사용에 뛰어나게 적합하다.
본 발명의 더 이상의 구체예, 변경, 및 변형은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상세한 설명을 읽음으로 당업자에게 쉽게 인식되고 실현될 수 있다.
본 발명을 이하에 작업예를 통해 예시하는데, 그러나 이것은 어떤 식으로든 본 발명을 제한하는 것을 의도하지 않는다.
작업예:
본 발명의 분산물의 제조
실시예 1: 수성 나노입자 분산물의 제조
174　g의 물에, 안료 친화성을 갖는 기들을 갖는 6　g의 중합체 습윤 및 분산 첨가제를 혼합한다. 이 혼합물에 교반하면서 일차 입자 크기 d50 = 40　nm를 갖는 120g의 시판 산화알루미늄 나노분말을 첨가한다. 이 혼합물은 다음에 대략 250　ml의 유리 비드(직경 1　mm)의 첨가 후, 대략 2000　rpm에서 3　시간 동안 Dispermat에 의해 분산시킨다. 다음에 유리 펄을 체질에 의해 제거하고 이와 같이 얻어진 분산물이 준비된다.
실시예 2: 용매 기재 나노입자 분산물의 제조
262　g의 비극성 용매(Exxsol D60)에, 안료 친화성을 갖는 기들을 갖는 18　g의 중합체 습윤 및 분산 첨가제를 용해시킨다. 이 혼합물에 교반하면서 일차 입자 크기 d50 = 10　nm를 갖는 120　g의 시판 보헤마이트를 첨가한다. 이 혼합물은 다음에 2시간 동안 초음파에 의해 분산시킨다. 이와 같이 얻은 분산물은 수많은 개월동안 안정하다.
실시예 3: 왁스 에멀션의 제조
압력 등급된 장치에, 1.3　g의 저분자량 음이온성 계면활성제가 용해된 150　g의 물을 예를 들어서 용해장치 디스크에 의해 고전단력을 사용하여 50　g의 용해된 산화된 PE 왁스와 서서히 혼합하여 안정한 수중유 에멀션을 형성한다. 분산물(제조 공정 때문에 에멀션으로도 부름) 점적 크기에 있어서 왁스 입자의 최종 크기는 광산란에 의해 d50 = 50　nm로서 결정된다.
실시예 4: 왁스 분산물의 제조
압력 등급된 장치에, 60　g의 카르나우바 왁스를 가열하면서 320　g의 용매 나프타에 용해시킨다. 이어서, 80　g의 n-부탄올을 강력한 교반으로 혼합물에 첨가한다. 이 혼합물에 불용성인 왁스는 크기 (d50) 10　㎛를 갖는 왁스 입자의 형태로 침전한다. 이와 같이 얻은 분산물은 수많은 개월동안 안정하다.
실시예 5: 나노왁스 프레믹스의 제조
치형 디스크를 사용하는 용해장치(2000　rpm)에서 실시예 1에서 제조된 나노분산물에 연속적으로 요구량을 첨가하여 원하는 왁스/나노-산화알루미늄 비율 및 분산물 3을 달성한다. 첨가 완결에 이어서, 혼합물을 20분 더 균질화시킨다.
상기한 방법을 사용하여, 본 발명의 분산물을 다양한 양의 왁스 입자 및 무기 나노 입자로 제조하였다.
본 출원인은 놀랍게도 이와 같이 얻은 분산물을 무기나노입자와 그리고 분산물 또는 에멀션을 왁스 입자와 혼합한 후 그것들을 어떤 종류의 후속 코팅 재료, 플라스틱, 접착제, 실란트, 등에 첨가하는 것이 특히 유리하다는 것을 발견하였다. 혼합 시에, 왁스 입자와 무기 나노입자의 조합이 일어나고, 이미 언급한 상승효과에 기여한다.
이런 식으로 얻어진 분산물은 이어서 2-성분 PU 코팅 시스템에 포함시킨 다음 코팅, 특히 광택, 내스크래치성, 및 윤활성의 관점에서 그것들의 성능 성질에 대해 시험하였다. 순수한 왁스 에멀션이나 순수한 나노입자 분산물에 비해, 본 발명의 분산물은 특히, 개선된 내스크래치성 및 내마모성을 나타낸다. 결과를 이후의 표에 요약한다.
성능 시험:
대조군 샘플과 순수한 왁스로 코팅된 샘플을 제외하고는, 모든 다른 샘플들은 코팅 조성물에 본 발명의 분산물을 포함한다.
내스크래치성은 500, 1000, 2000, 및 4000 사이클 후, Satra 시험 방법에 의해 결정하였고, 결과된 내마모성의 평가는 1 내지 5(1 = 매우 양호 내지 5 = 부족함)의 평가 등급으로 등수 시스템에 따라 일어난다. 이 목적으로, 도료를 같은 코트 두께로 각각 적용하였고, 같은 조건하에 24 시간동안 건조 및 경화를 야기시켰다. 그 후, 3일 더 보관 후, Satra 내스크래치성 시험을 당업자에게 공지된 조건하에서 상기 언급한 사이클로 도막의 표면에서 회전하는 마모 디스크에 의해 수행한다.
광택 값은 60°의 각도에서 ISO 2813에 대응하는 DIN EN 67530에 따라 결정하였다.
표면 평활도("슬립")를 슬립 저항성의 백분률 감소를 통해, 슬립 성질의 측정에 의해 측정하였다. 이 측정 방법에서, 코팅 표면 위의 규정된 물품의 마찰력을 측정하고; 이 경우에, 규정된 펠트 깔개를 갖는 500　g 추를 일정 속력으로 코팅 표면 위로 인장 시험기에 의해 전진시킨다. 이것을 달성하는데 요구되는 힘을 전자 힘 변환기를 사용하여 측정한다. 대조군 샘플에 비하여, 요구된 힘의 감소를 힘 값들로부터 대조군 샘플과 비교하여 %로 계산한다. 양의 값의 경우에, 샘플은 대조군보다 더 평활하고, 음의 값의 경우에, 샘플은 대조군보다 더 거칠다.
내마모성을 500g 하중하에 ASTM D 4060 (중량 손실의 산정)의 Taber 마모 방법에 따라 구하였다. 산정된 변수는 mg 질량 손실이다.
이하에, 수성의 공기건조 폴리우레탄 코팅 재료에서의 시험 결과의 표를 제시한다.

내스크래치성 (Satra) 		광택
(60°) 		표면 평활도
("슬립") 		Taber 내마모성 (% 헤이징)
500
사이클 		1000
사이클 		2000
사이클 		4000
사이클
대조군 1 3 5 5 95 - 12.2
실시예 1로부터 순수한 Al2O3 분산물 (Ø= 40 nm) 0.5중량%
(비교용)		 1 2 4 5 95 -8% 11.9
실시예 1로부터 순수한 Al2O3 분산물 (Ø= 40 nm) 1중량% (비교용) 1 2 3 5 93 -13% 11.4
실시예 3으로부터 순수한 왁스 에멀션 0.5% 왁스 (비교용) 1 3 4 5 85 +12% 6.8
실시예 1: Al2O3 (Ø= 40 nm) 0.5중량% +　실시예 3으로부터 0.5% 왁스 에멀션 (본 발명) 1 1 2 2-3 86 -2% 3.9
실시예 1: Al2O3 (Ø= 40 nm) 1.0중량% +　실시예 3으로부터 0.5% 왁스 에멀션 (본 발명) 1 1 1 2 83 -7% 3.6
중량 백분율은 사용된 코팅 시스템의 전체 고형물 중의 입자의 대응하는 유형의 양을 기준으로 한다.
상기 결과는 본 발명의 분산물의 포함을 통해 내마모성 및 내스크래치성에 있어서 상당한 개선을 달성하는 것이 가능하다는 것을 나타낸다.
상기 시험은 본 발명의 시스템의 증가된 성능을 강력하게 증명한다.
본 발명의 분산물의 성능에 대한 바이모달 입자 크기 분포의 영향
본 발명의 분산물의 성능에 관하여 바이모달 입자 크기 분포의 영향에 대한 조사를 수행하였다. 이 목적으로, 첫째로 왁스 기재 입자의 평균 입자 직경과 둘째로 무기 나노입자의 다른 비율 V를 갖는 본 발명의 분산물을 상기한 폴리우레탄 기재 코팅 시스템에 포함시켰고(각 경우의 양: 1.0중량% 나노입자(대략 40　nm의 평균 입자 직경을 갖는 Al2O3 나노입자와 0.5중량% 왁스 입자), V에 대해 선택된 값들은 약 1.05, 약 3.1, 약 5.2, 및 약 10.1이다.
최상의 결과는 높은 V값으로 달성된다. 결과를 이하 표에 요약한다.
이하에 시험 결과의 표를 나타낸다.
내스크래치성 (Satra)


Taber 내마모성
(mg)
500
사이클 		1000
사이클 		2000
사이클 		4000
사이클
V = 1.05 1-2 2-3 2-3 3 5.8
V = 3.1 1-2 2 2-3 2-3 5.2
V = 5.2 1 1-2 2 2-3 4.9
V = 10.1 1 1-2 1-2 2 3.8
본 발명의 분산물의 성능에 대한 비율의 영향
첫째로 무기 나노입자와 둘째로 왁스 기재 입자의 비율 M의 영향에 관하여 조사를 수행하였다. M에 대한 값들을 변화시켜 작업하였다(M = 약 0.6 또는 약 5.2 또는 약 10.4).
이 목적으로, 다른 비율 M을 갖는 본 발명의 분산물을 상기한 폴리우레탄 기재 코팅 시스템에 포함시켰다(Al2O3 나노입자의 양: 각 경우에 1.0중량%; 상기한 비율 M을 가져오도록 왁스 입자의 양을 변화시킴). 최상의 결과는 높은 M값으로 달성된다.
결과를 이하 표에 요약한다.
내스크래치성 (Satra)


Taber 내마모성
(mg)
500
사이클 		1000
사이클 		2000
사이클 		4000
사이클
M = 0.6 1-2 2-3 2-3 3 12.3
M = 5.2 1 2 2 2-3 8.9
M = 10.4 1 1 1-2 2 4.6

Claims (30)

  1. (a) 첫째로 적어도 하나의 왁스, 특히 왁스 입자를 포함하거나 그것으로 구성되는 적어도 하나의 유기 재료를 기재로 한 입자, 그리고
    (b) 둘째로 적어도 하나의 무기 재료를 기재로 한 입자, 특히 무기 나노입자를 조합하여 -분산 매질에 더하여- 포함하는 분산물.
  2. 제 1 항에 있어서, (a)　첫째로, 유기 입자, 특히 왁스 입자, 그리고 (b)　둘째로 무기 입자, 특히 무기 나노입자가 바이모달(bimodal) 입자 크기 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 분산물.
  3. 제 2 항에 있어서, 입자 (a)의 평균 입자 직경, Ø입자(a)의 입자 (b)의 평균 입자 직경, Ø입자(b)에 대한 비율 V가
    Figure pct00002
    >1, 특히 >2, 바람직하게는 >3, 매우 바람직하게는 >5에 의해 지배되는 것을 특징으로 하는 분산물.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 입자 (a)의 평균 입자 직경, Ø입자(a)의 입자 (b)의 평균 입자 직경, Ø입자(b)에 대한 비율 V가 1.05 내지 1000, 특히 2.05 내지 500, 바람직하게는 3.05 내지 250, 매우 바람직하게는 5.05 내지 100의 범위로 다양한 것을 특징으로 하는 분산물.
  5. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 유기 입자 (a), 특히 왁스 입자는 5　nm 내지 500　㎛, 특히 10　nm 내지 200　㎛, 바람직하게는 20　nm 내지 150　㎛, 보다 바람직하게는 30　nm 내지 125　㎛, 매우 바람직하게는 50　nm 내지 100　㎛ 범위의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 분산물.
  6. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 무기 입자 (b), 특히 무기 나노입자는 0.5 내지 1000　nm, 특히 2 내지 800　nm, 바람직하게는 5 내지 700　nm, 보다 바람직하게는 10 내지 600　nm, 매우 바람직하게는 10 내지 500　nm, 특히 바람직하게는 20 내지 100　nm 범위의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 분산물.
  7. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 입자 (b)의 입자 (a)에 대한 중량 기준의 비율 M이 적어도 0.01, 특히 적어도 0.5, 바람직하게는 적어도 1, 매우 바람직하게는 적어도 2인 것을 특징으로 하는 분산물.
  8. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 입자 (b)의 입자 (a)에 대한 중량 기준의 비율 M은 0.01 내지 500, 특히 0.5 내지 250, 바람직하게는 1 내지 150, 매우 바람직하게는 2 내지 100의 범위로 다양한 것을 특징으로 하는 분산물.
  9. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 분산물은, 분산물을 기준으로, 0.01중량% 내지 30중량%, 특히 0.05중량% 내지 20중량%, 바람직하게는 0.1중량% 내지 15중량%, 매우 바람직하게는 0.1중량% 내지 10중량%, 특히 바람직하게는 0.2중량% 내지 5중량%의 양으로 입자 (a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산물.
  10. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 분산물은, 분산물을 기준으로, 0.01중량% 내지 50중량%, 특히 0.1중량% 내지 40중량%, 바람직하게는 0.2중량% 내지 30중량%, 매우 바람직하게는 0.3중량% 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 0.5중량% 내지 10중량%의 양으로 입자 (b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산물.
  11. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 입자 (b)의 무기 기재의 재료는, 적어도 하나의 선택적으로 도핑된 무기 산화물, 수산화물, 산화 수산화물, 플루오르화물, 아파타이트, 붕산염, 황산염, 인산염, 황화물, 셀렌화물, 텔루르화물, 티탄산염, 바나듐산염, 텅스텐산염, 비스무트산염, 탄산염, 질화물, 규산염, 탄화물, 및/또는 금속, 금속간 상, 금속염, 또는 이러한 화합물들의 혼합물 또는 조합물로 형성되거나, 또는 상기 화합물(들)을 포함하는 것을 특징으로 하는 분산물.
  12. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 입자 (b)의 무기 기재의 재료는 적어도 하나의 금속 또는 반금속의, 또는 금속/원소의 적어도 하나의 선택적으로 도핑된 산화물, 수산화물, 산화 수산화물, 아파타이트, 플루오르화물, 붕산염, 셀렌화물, 텔루르화물, 티탄산염, 바나듐산염, 텅스텐산염, 비스무트산염, 황산염, 인산염, 황화물, 탄산염, 질화물, 규산염 및/또는 탄화물, 금속간 상, 금속 염, 탄소 나노튜브, 탄소 동소체, 또는 이러한 화합물들의 혼합물 또는 조합물로 형성되거나, 또는 상기 화합물(들)을 포함하는 것을 특징으로 하는 분산물.
  13. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 입자 (b)의 무기 기재의 재료는, 알루미늄, 규소, 아연, 티타늄, 세륨 및/또는 철의 적어도 하나의 선택적으로 도핑된 산화물, 수산화물 및/또는 산화 수산화물, 알칼리 토금속 황산염, 알칼리 토금속 인산염, 알칼리 금속 인산염, 또는 천이 금속 인산염 또는 란탄족 인산염, 알칼리 금속 바나듐산염, 알칼리 토금속 바나듐산염, 천이 금속 바나듐산염 또는 란탄족 바나듐산염, 황화 카드뮴 또는 황화아연, 셀렌화 카드뮴 또는 셀렌화 아연, 텔루르화 카드뮴 또는 텔루르화 아연, 알칼리 토금속 탄산염, 질화 알루미늄 또는 질화 규소, 알칼리 토금속 규산염, 탄화 규소, 탄소 동소체, 예를 들어서 은, 백금, 팔라듐 또는 금과 같은 귀금속, 또는 이러한 화합물들의 혼합물 또는 조합물로 형성되거나, 또는 상기 화합물(들)을 포함하는 것을 특징으로 하는 분산물.
  14. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 입자 (b)의 무기 기재의 재료가 산화 알루미늄, 이산화 규소, 산화 아연, 산화 세륨, 은, 탄소 나노튜브 및/또는 이산화 티탄으로 형성되거나, 또는 상기 화합물(들)을 포함하는 것을 특징으로 하는 분산물.
  15. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 입자 (b)의 무기 기재의 재료가, 특히 폴리실록산 기에 의해, 표면 개질되어 있는 것을 특징으로 하는 분산물.
  16. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 입자 (a)의 유기 기재의 재료는 적어도 하나의 왁스로 형성되거나 또는 상기 왁스를 포함하고, 왁스는 (i)　천연 왁스, 특히 식물, 동물, 및 광물 왁스; (ii)　화학적으로 변형된 왁스; (iii)　합성 왁스; 및 또한 이들의 혼합물의 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 분산물.
  17. 제 16 항에 있어서, 왁스는 합성 왁스, 특히 폴리올레핀 기재의 왁스, 바람직하게는 산화된 폴리올레핀 기재의 왁스인 것을 특징으로 하는 분산물.
  18. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 입자 (a)의 유기 기재의 재료, 특히 왁스는 기능기를 포함하고, 특히 기능기는 극성기이고, 특히 O, N 및/또는 S의 군으로부터의 헤테로원자, 바람직하게는 O를 함유하는 기, 바람직하게는 히드록실기, 폴리에테르기, 특히 폴리알킬렌 옥사이드기, 및/또는 카르복실기, 매우 바람직하게는 폴리에테르기 및/또는 히드록실기인 것을 특징으로 하는 분산물.
  19. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 분산물은 수성 기재로 형성되고 및/또는 분산물은 분산 매질로서 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 분산물.
  20. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 분산물은 유기 기재에 형성되고 및/또는 분산물은 분산 매질로서 적어도 하나의 유기 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산물.
  21. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 분산물은, 특히 유화제, 습윤제, 산화방지제, 안정제, 중화제, 증점제, 분산제, 유기 용매, 가용화제, 및 살생물제, 그리고 또한 이들의 혼합물의 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 추가의 성분 및/또는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산물.
  22. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 분산물은 코팅 조성물 또는 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등으로서, 화장품, 특히 매니큐어로서, 접착제로서, 또는 실란트로서 형성되는 것을 특징으로 하는 분산물.
  23. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 분산물은 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등에, 플라스틱에, 발포체에, 화장품, 특히 매니큐어에, 접착제에, 및 실란트에 포함시키기 위해 설계되는 것을 특징으로 하는 분산물.
  24. 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등에, 모든 종류의 분산물에, 플라스틱에, 발포체에, 화장품, 특히 매니큐어에, 접착제에, 및 실란트에 전술한 항들 중 어느 한 항에 청구된 분산물의 사용.
  25. 제 24 항에 있어서, 기계적 성질을 개선하기 위한, 구체적으로 마모 저항성, 바람직하게는 내스크래치성 및/또는 내마모성을 증가시키기 위한 것을 특징으로 하는 사용.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 분산물은 결과되는 전체 시스템을 기준으로, 0.1중량% 내지 30중량%, 특히 0.5중량% 내지 20중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 사용.
  27. 전술한 항들 중 어느 한 항에 청구된 분산물을 포함하는 코팅 재료 또는 코팅 시스템, 보다 구체적으로 페인트, 잉크 등, 플라스틱, 발포체, 화장품, 특히 매니큐어, 접착제, 또는 실란트.
  28. 제 27 항에 있어서, 분산물은 결과되는 전체 시스템을 기준으로, 0.1중량% 내지 30중량%, 특히 0.5중량% 내지 20중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 코팅 재료 또는 코팅 시스템, 보다 구체적으로 페인트, 잉크 등, 플라스틱, 발포체, 화장품, 특히 매니큐어, 접착제, 또는 실란트.
  29. 코팅 재료 및 코팅 시스템, 특히 페인트, 잉크 등에, 모든 종류의 분산물에, 플라스틱에, 발포체에, 화장품, 특히 매니큐어에, 접착제에, 및 실란트에
    (a) 첫째로, 적어도 하나의 왁스, 특히 왁스 입자를 포함하거나 그것으로 구성되는 적어도 하나의 유기 재료를 기재로 한 입자, 그리고
    (b) 둘째로 적어도 하나의 무기 재료를 기재로 한 입자, 특히 무기 나노입자의 조합의 사용.
  30. 제 29 항에 있어서, 기계적 성질을 개선하기 위한, 구체적으로 마모 저항성, 바람직하게는 내스크래치성 및/또는 내마모성을 증가시키기 위한 것을 특징으로 하는 사용.
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