KR20110056414A - 염기성 첨가제를 포함하는 페인트 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 염기성 첨가제를 포함하는 코팅 재료에 관한 것이다.

Description

염기성 첨가제를 포함하는 페인트 조성물{PAINT COMPOSITION COMPRISING A BASIC ADDITIVE}
본 발명은 염기성 첨가제를 포함하는 코팅 재료에 관한 것이다.
석회도료 페인트는 오랜 시간 동안 실내 및 실외 적용을 위한 벽 커버링 재료로 사용되어 오고 있다. 그 가장 간단한 형태로, 석회도료 페인트는 어떠한 추가적인 첨가제 없이 소석회 및 물로 구성된다. 따라서, 석회도료 페인트는 생태적 측면 및 건축 생물학 측면의 관점에서 강하게 추천할 수 있다. 이러한 물로 희석가능한 코팅에서, 석회는 동시에 바인딩제 및 안료로서 기능한다. 코팅은 내습성(humidity resistant)이고 소독제 및 살진균제로 작용한다. 지하실 및 창고, 주방 및 욕실의 천장 및 벽에 대하여, 석회도료 페인트는 어떠한 문제점 없이 사용될 수 있다. 실외 적용을 위해, 그 페인트는 산성 비 때문에 더 이상 사용되지 않는다.
페인트는 석회 플라스터, 석회 시멘트 플라스터 및 시멘트 플라스터에, 거푸집공사 콘크리트에, 소성 벽돌(fired wall stone) 및 비소성 벽돌에, 벽 및 천장에 적용된다. 석회도료 페인트의 적용 도중에, 석회 및 시멘트는 강한 에칭 알칼리성 용액을 형성하기 때문에 보호 안경 및 보호 장갑을 사용해야 한다.
그러나, 이러한 석회도료 페인트로의 코팅은 높은 초킹(chalking)을 가져온다. 풍화와, 그에 따라 컬러의 표백을 가져오는 도중 코팅 필름의 표면에 미세하게 분산된 분말 형성의 경우에, 각각 초킹 또는 가루생성(farinage) 이라고 말한다. 일정한 정도의 초킹이 보통이고, 심지어 코팅의 바람직한 열화일지라도, 지나친 초킹은 코팅 필름의 과도한 부식을 초래할 수 있다.
지난 수십년 동안, 석회도료 코팅은 분산 페인트로 대체되어왔다. 초기에, 이들은 매우 염기성이지만; 그러나, 이들은 상대적으로 신속한 오염(fouling)을 나타낸다. 이들 페인트의 장점은 낮은 초킹 및 우수한 안정성에 기반한다.
따라서 본 발명의 목적은 한편으로는 오염의 형성에 대한 낮은 친화성을 나타내고, 다른 한편으로는 초킹하는 경향이 없는 코팅 재료를 제공하는 것이다.
놀랍게도, 코팅 재료, 바람직하게는 분산 페인트에 알칼리 티타네이트를 가하는 것에 의해 그러한 코팅 재료가 제공될 수 있다는 점이 본 발명자들에 의해 밝혀졌다. 게다가, 염기성 화합물을 도입하는 것에 의해 벽지와 같은 벽 커버링 및 코팅 재료의 안정성을 향상시키는 것을 본 발명자들이 제안하였다.
본 발명의 과제는 코팅 재료의 형성에 염기성 알칼리 티타네이트 화합물 또는 그 혼합물을 가하는 것에 의해 해결되며, 그에 의해 알칼리 티타네이트 또는 알칼리 티타네이트들이 무정형(amorphous), 예를 들어 비-결정성 형태로 존재한다. 일반적으로, M = 알칼리 금속이면서 형식적으로 (M2O)0.1TiO2 내지 (M2O)2TiO2에 상응하고, 따라서 디-, 트리-, 또는 펜타-티타네이트와 같은 오르토-, 메타- 및 폴리-티타네이트의 범위인, 식 M(0.2-4)O(0.1-2) TiO2의 무정형 알칼리 티타네이트(amorphous alkali titanate)가 본 발명에 따라 사용될 수 있다.
JP-56093772 및 JP-2002194294로부터, 알칼리 티타네이트의 함량을 갖는 마린 코팅(marine coating)이 알려져 있다. 그러나 상기에 기재된 제형에서는, 그러한 알칼리 티타네이트는 결정성 형태로 존재하고, 태양 복사에 대한 내성, 충격 내성 및 마모 내성을 향상시키는 역할을 한다.
다른 알칼리 티타네이트 외에, 소듐 티타네이트 Na(0.2-4)O(0.1-2)TiO2가 특히 본 발명에 따라 바람직하게 사용된다. 조성에 따라, 소듐 티타네이트는 일반적으로 50 내지 67% NaOH를 함유한다. 본 발명에 따라 제조된 모든 조성물은 무색이고, 11을 넘는 pH-값을 갖는 강한 염기성이다. 본 발명자들은, 본 발명의 코팅제를 갖는 코팅은 적용 후, 심지어 가장 강한 세척에 의해서도 중화될 수 없다는 것을 발견하였다.
제형에 대한 알칼리 티타네이트의 첨가는 코팅의 표면이 오랜 시간 동안 강한 염기성으로 남아 있고, 그에 따라 항-오염(anti-fouling)으로서 작용하도록 한다.
따라서 본 발명은 또한 코팅 재료의 첨가제로서 알칼리 티타네이트 또는 그 혼합물의 용도에 관한 것이다.
알칼리 티타네이트가 첨가될 수 있는 코팅 재료는, 코팅제로도 불리며, 표면에 적용되어, 물리적 또는 화학적 건조 코팅을 가져오는 액체 또는 페이스트형 물질 또는 혼합물로 구성된다. DIN 55945에 따라, 코팅제는 "페인팅 또는 롤링에 의해 바람직하게 적용되는 액체 내지 페이스트-형 코팅제"로 정의된다. 기본적으로, 코팅제는 : 바인딩제, 착색제 또는 안료, 각각, 필링제(filling agent), 용매, 및 임의의 첨가제, 예컨대 증점제(thickening agent), 분산제 및 보존제로 구성된다. 안료(백색 안료 또는 착색된 안료)를 함유하는 코팅제는 코팅 페인트 또는 착색제(stain)으로서 지칭된다.
점성 코팅(viscous coating)은 분산 페인트로 지칭되고, 화학적 분산제(대부분 에멀전), 바인딩제 및 용매, 착색제(대부분 안료) 및 첨가제로 구성된다. 이러한 이해에 따라, 대부분의 액체 코팅제(래커, 페인트 등)는 분산물이다. 주요 성분은 통상적으로 용매로서 물, 바인딩제로서 미네랄 오일로부터 얻어진 수지 또는 유사한 플라스틱, 착색제 또는 안료, 예컨대 이산화티탄, 필링제, 예컨대 탄산칼슘, 실리케이트 및 석영 분말이다. 본 발명에 따르면, 기술적인 특성을 향상시키는 기능을 하는 보조 물질(소위 첨가제), 예컨대 습윤제 및 분산제, 소포제, 증점제 및 보존제가 추가적으로 사용될 수 있다. 사용되는 수지는, 예를 들어 아크릴레이트 또는 폴리비닐아세테이트이다. 시스템이 높은 함량의 바인딩제와 함께 사용되는 경우(PVC (Particle-Volume-Concentration - PVK) 40 내지 50%의 고체 함량(FK)에서 대략 25-40%) 이들은 라텍스-시스템으로 지칭된다. 이들은 대부분 아크릴레이트/스티롤-분산물을 포함한다.
실외 영역 및 외장 영역 뿐 아니라 집의 습한 영역을 위한 특히 높은 내습성을 가지는, 수지 분산물로 구성된 벽 페인트는, 증가된 부분의 합성 수지를 갖는 라텍스 페인트로서 종종 지시된다. 장식용 첨가제(예컨대 클리터)를 갖는 합성 수지 분산 페인트도 또한 유사하게 지칭된다. 액체 합성 수지 분산 페인트 외에, “Feste Farbe”®로 더 잘 알려진 틱소트로픽(소위 컴팩트) 코팅 또한 이용가능하며; 이들은 페인팅 도중 더 낮은 블롯팅(blotting) 및 스플래싱(splashing)을 보일 것으로 생각된다.
본 발명에 따르면, 코팅의 안정성을 향상시키기 위하여 알칼리 티타네이트가 이러한 모든 코팅제에 첨가될 수 있다.
본 발명의 코팅제용 용매로서, 물이 일반적으로 사용된다. 그럼에도 불구하고, 유기 용매의 함량을 갖는 코팅 페인트도 가능하다.
거기에 무기 및 유기 안료도 첨가될 수 있다. 안료는 그들의 광 산란 특성의 관점에서 사용된다. 이들은 광의 선택적 또는 완전한 흡수에 의해 또는 반사에 의해 코팅에 컬러 인상(colour impression)을 부여한다.
기본적으로, 가격을 낮출 뿐 아니라 코팅 페인트의 특성을 변형시키기 위해 필링제가 사용된다. 코팅 페인트에 필링제를 사용할 때, 입자-부피-농도 PVC (PVK)는 임계 PVC보다 높은 값으로 조정될 수 있고, 이는 건조-차폐-효과(Dry-Hiding-Effect)를 유발한다.
대부분, 코팅 페인트에 상이한 필링제의 조합이 사용되어, 필름의 기계적 특성에 좋은 영향을 미친다. 전형적인 필링제는 탄산칼슘, 카올린, 활석(talcum) 및 글리머(glimmer)이다.
본 발명의 코팅제는 또한 상이한 상들 간의 경계 층에 물리적으로 영향을 미치는 표면 활성 물질을 함유할 수 있다. 일반적으로 습윤제가 사용되고, 이는 각각 안료 및 필링제의 분산을 용이하게 하거나, 또는 우선적으로 허용한다. 이들은 또한 안료 및 필링제의 안정화를 위한 기능을 하여, 응집 또는 침전과 같은 원치 않는 현상을 회피한다.
본 발명에 따르면, 주로 물을 바인딩할 수 있는 증점제를 사용할 수 있다. 바인딩되지 않은 물을 제거하는 것에 의해, 점도가 증가된다. 각각의 증점제에 대해 특징적인 농도를 넘으면, 점도의 과도한 증가를 가져오는 네트워크 효과가 이러한 효과에 합해진다. 그들 증점제는 일반적으로 분자간 상호작용, 예컨대 수소 결합, 소수성 상호작용 또는 이온 관계에 의해 상호작용하는 선형 또는 분지형 거대분자(예를 들어 다당류 또는 단백질)이다. 증점제의 예로는 시트 실리케이트(벤토나이트, 헥토라이트) 또는 수화된 SiO2-입자이고, 이는 분산된 입자로서 존재할 수 있고 또한 그들의 고체-상태-유사 구조 내에서 물과 결합할 수 있거나 또는 전술한 상호작용에 기인하여 상호작용할 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 유연제에 대한 예는 디부틸 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트 및 트리프로필렌 글리콜 모노-이소부티레이트이며, 이들은 MFFT (최소 필름 형성 온도(minimum film forming temperature))를 낮추기 위해 첨가된다. 유연제는 재료와 어떠한 화학적 반응도 하지 않고 단지 물리적으로 변화한다. MFFT를 감소시키기 위하여 용매가 종종 사용된다. 이들은 필름 형성 보조 수단 또는 융합 수단으로 지칭된다. 전형적인 용매는 글리콜 에테르 및 그 아세테이트와 점점 더 높은 비등 용매(increasingly high boiling solvent), 예컨대 텍사놀 또는 디카르복시산의 에스테르이다.
본 발명의 소포제로서, 원치않는 거품 형성을 억제 가능하고 또는 이미 생성된 거품을 파괴하는 탁월한 표면 활성을 가지는 실리콘 소포제 및 미네랄 오일 소포제와 같은 제형이 사용될 수 있다. 거기에 도입된 왁스 입자 또는 소수성 규산 입자 및 실리콘 오일로부터 만들어진 화합물이 이종(heterogeneous) 소포제로 사용될 수 있다.
본 발명의 제형은 일반적으로 충분히 내성을 가짐에도 불구하고, 본 발명의 코팅제는 코팅제의 저장 및 수송 도중 박테리아, 진균(곰팡이) 및 이스트와 같은 미생물에 의한 분산물의 감염을 막는 보존제를 추가적으로 함유할 수 있다(포트 보존). 외부 코팅을 위해, 미생물에 의한 감염을 저지하기 위한 필름 보존제로서 코팅제에 제제가 첨가될 수 있다.
본 발명의 코팅제는 페인트, 플라스터, 그라우트 매스, 벽지 또는 벽지 페이스트의 형태로 존재할 수 있다. 선택된 성분이 알칼리성 환경에 내성인 한 유용성을 제한하는 것으로 알려진 어떠한 제한도 없다. 본 발명은 하기 제조 실시예에 의해 보다 더 상세히 설명될 것이다.
제조 실시예 1
3% Na-티타네이트를 포함하는 하우스 페인트를 하기 제형에 따라 제조하였다.
성분 중량부
물 31.400
습윤제 0.400
살생물제(biocide) 0.400
증점제 0.500
소포제 0.300
pH-값-조절제 0.100
Na-티타네이트 3.000
홈비탄(Hombitan) R 210 12.000
필링제(filling agent) 33.100
실리콘 수지 9.300
스티롤 아크릴레이트 9.500
------------------
중량부의 합 100.000
제조 실시예 2
5% Na-티타네이트를 포함하는 하우스 페인트를 하기 제형에 따라 제조하였다.
성분 중량부
물 31.400
습윤제 0.400
살생물제 0.400
증점제 0.500
소포제 0.300
pH-값-조절제 0.100
Na-티타네이트 5.000
홈비탄 R 210 12.000
필링제 31.100
실리콘 수지 9.300
스티롤 아크릴레이트 9.500
------------------
중량부의 합 100.000
비교예
Na-티타네이트를 포함하지 않는 하우스 페인트를 하기 제형에 따라 제조하였다.
성분 중량부
물 31.400
습윤제 0.400
살생물제 0.400
증점제 0.500
소포제 0.300
pH-값-조절제 0.100
홈비탄 R 210 12.000
필링제 36.100
실리콘 수지 9.300
스티롤 아크릴레이트 9.500
------------------
중량부의 합 100.000
제조 실시예 및 비교예의 제형을 사용하여, 코팅을 테스트 시트에 적용하고 풍화 테스트를 수행하였다. 그에 의해, 본 발명의 제형은 어떠한 오염 또는 초킹도 보이지 않은 반면, 이는 비교예에 따른 제형을 사용했을 때 짧은 시간의 기간 직후에 발생했다.

Claims (8)

  1. 무정형 알칼리 티타네이트(amorphous alkali titanate)를 함유하는 코팅 재료.
  2. 청구항 1에 있어서, 식 M(0.2-4)O(0.1-2)TiO2의 무정형 알칼리 티타네이트 10중량% 이하의 함량을 갖고, M은 알칼리 금속을 나타내는 것인 코팅 재료.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 10중량% 이하의 소듐 티타네이트 함량을 갖는 코팅 재료.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 벽 페인트, 벽 플라스터 또는 컴팩트 페인트의 형태인 코팅 재료.
  5. 제조된 코팅의 안정화를 위한 코팅 재료용 첨가제로서 알칼리 티타네이트 또는 상이한 알칼리 티타네이트의 혼합물의 용도.
  6. 청구항 5에 있어서, 식 M(0.2-4)O(0.1-2)TiO2의 무정형 알칼리 티타네이트가 사용되고, M은 알칼리 금속을 나타내는 것인 용도.
  7. 청구항 5에 있어서, 무정형 알칼리 티타네이트가 10중량% 이하의 양으로 상기 코팅 재료에 첨가되는 것인 용도.
  8. 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 티타네이트가 소듐 티타네이트인 것인 용도.
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