KR790001385B1 - 풀룰란을 함유하는 도료 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

풀룰란을 함유하는 도료

글루코스의 3량체인, 말토트리오스의 α－1,6－결합으로 결합된 반복단위체를 가지는 선상 고중합체이고

식

(여기서 n은 중합도를 표시하는 20내지 10,000의 정수)로 표시되는 분자구조를 가진 풀룰란을 주성분이나 또는 부성분(副成分)으로 함유하는 도료는, 필름 특성이 우수한 필름을 형성할 수 있다.

본 발명은 필름 특성이 우수한 필름을 형성할 수 있는 신규의 도료(塗料)에 관한 것이다.

종래에 사용한 도료는, 오일 페인트, 래커, 주정(酒精)와니스, 수성(水性)페인트, 전기절연 페인트 합성수지 페인트, 희석제와 그외의 각종 페인트가 포함된다. 비히클(Vehicle)로서 분류하면, 도료는 알키드수지, 아미노알키드수지, 아크릴수지, 염화비닐수지, 에폭시수지, 폴리우레탄수지, 불포화 폴리에스테르수지, 페놀수지, 멜라민수지, 스티렌－부타디엔 공중합체수지, 폴리비닐아세테이트수지, 비닐아세테이트아크릴에스테르 공중합체수지, 스티렌－아크릴에스테르나 아크릴로니트릴 공중합체의 수지, 불화비닐리덴수지와 그외의 많은 재료를 포함한다. 이들의 형태로 관찰하면, 이들 도료는, 액체형, 비수용, 액형(非水溶液型), 수용액형, 에멀전형과 분말형으로 분류된다.

상술한 도료를 도장하는 방법으로는, 종래에 사용한 여러 방법외에, 로울러 도장, 전착도장(電着塗欌), 분말도장과 자외선이나 방사선의 중합도장등의 신규방법이 채용된다.

상기한 도료중, 수성도료는 도장방법의 진보와 아울러, 작업환경의 개선과 작업환경을 화재위험에서 방비하는 견지에서 특히 중요성을 지녀왔다. 사용하는 비히클의 종류로 보면, 수성도료는 2종류로 대별되는데; 물에 용해되지 않는 수지가 미립자의 형태로 분산된 에멀션 페인트와, 물에 용해되는 수지를 비히클로서 사용하는 수용성 도료이다.

또한, 건조 조건에서 보면, 수성도료는, 상온에 방치하여 건조할 수 있는 상온건조 페인트와, 가열하여 완전한 필름을 형성할 수 있는 배소(焙燒)건조형 페인트로 대별된다. 대체로, 전분, 덱스트린, 아라비아고무, 아교, 나트륨알기네이트, 카르복시메틸 셀루로스, 폴리비닐알콜, 카세인과 같은 물에 용해되는 고분자 물질은 상온건조형 수성도료로서 사용되였다.

그러나 이들 도료는 우수한 필름 형성능력이 없으므로, 예를들어, 목재를 도장하는 경우에, 단지 봉합제나 밀도장(不塗)제인, 물에 용해되는 결합제로 사용하였다.

또한 페놀-포름알데히드, 멜라민-포름알데히드, 아미노 알키드와 그외의 동종의 수지는 배소-건조형 수성도료로 사용하였다.

그러나 작업환경의 안전성을 고려하여 이들 도료는 포르말린이나 아민의 유독성과 냄새에서 생기는 문제를 해결할 수 있게 개선되는 것을 요망하여 왔다.

한편 에멀션 페인트, 특히 에멀션 중합으로 얻어지는 합성수지의 에멀션 페인트는 안전하게 사용할 수 있고, 조작성(操作性)과 필름특성이 우수하다. 이러한 잇점으로 인하여, 에멀션 페인트는 소비량이 증가되여 왔다.

그러나, 이 에멀션 페인트는 이것으로 형성되는 필름이 완전한 연속필름이 되지않고 또 광택도가 불량한 결점을 가지고 있다.

또한, 에멀션 자체는 보관안전성과 도장 작업성이 충분하지 못하므로, 예를들어, 카르복시메틸, 셀루로스, 메틸셀루로스, 히드록시에틸 셀루로스, 나트륨 아기네이트, 카세인, 폴리아크릴레이트 또는 폴리비닐알콜과 같은 물에 용해되는 여러가지 고분자물질과 조합하여 사용하는 것이 필요하다.

본 발명의 목적은, 구성 성분으로서 풀룰란을 함유하는 도료를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 종래의 도장재료와 분자구성이 다르고, 또 브러시 도장성과 필름 형성능력이 높아서 보색성(保色性)과 광택도가 우수한 필름을 형성하는, 신규의 도장재료를 함유하는 도료를 제공하는 것이다.

본 발명의 그외의 목적과 잇점은 아래에 기술하는 설명으로 명백하게 될것이다.

본 발명에 사용하는 풀롤란은 글루코스의 3량체이고 다음식으로 표시되는 분자구조를 가진, 말토트리오스의 α－1,6－결합으로 결합된 반복단위체를 가지는 선상(線狀) 고중합체이다.

여기서 n은 중합도를 나타내는데, 20내지 10,000의 정수(整數)이다.

풀룰란은 단지 물에 용해되는 점성물질로 알려져만 있었고 도료분야에는 전혀 알려지지 않은 신규물질이다.

본 발명자등은 이것을 연구한결과, 풀룰란은 도료로서 우수한 성질을 가지고 있는 것을 발견하였다.

이 발견을 근거로 하여 본 발명자등은 본 발명을 완성하였다.

본 발명에 사용하는 풀룰란은 분자에 글루코스 단위체가 들어있으나, 분자구조와 성질은, 전분, 덱스트린, 아라비아고무, 카르복시－메틸 셀루로스, 메틸 셀루로스, 나트륨 알기네이트와 그외의 동종의 다당류(多糖類)나, 또한 글루코스 단위체를 가지는 글루코스 유도체이고 이제까지 도료로서 사용하였든 다당류의 유도체와는 전혀 다르다.

이 점은 도료로서, 풀룰란의 우수한 성질에 관련된다. 풀룰란은 필름 형성능력이 극히 높고 강도, 탄성도, 경도 및 광택도가 우수한 필름을 이룰수 있게 하므로, 우수한 필름 형성능력의 기능이 없는 상술한 다당류나 이것의 유도체와는 전혀 다르다.

풀룰란은 필름 형성능력과 도료의 기본적 성질인 필름 특성에 현저한 특징을 가지고 있다.

또한, 풀룰란은 장기간 안정되는 용액을 만들수 있고, 또 전분의 경우와는 다르게, 겔화나 소위 "노화" 현상은 일으키지 않는다.

풀룰란으로 형성된 필름은 투명도가 극히 높고, 접착성, 내열성과 내후성(耐候性)이 우수하다.

또한, 풀룰란 필름은 현저하게 낮은 산소 침투계수를 나타내므로, 산화되기 쉬운 안료나 조제(助劑), 또한 산화열화(酸化劣化)가 되기쉬운 물건을 도장하거나 보호하는데 유효하다.

그외에, 풀룰란을 함유하는 도료는 도료에 대한 중요한 성능인, 브러시 도장성이 양호하다.

상술한 바와같은 특성으로 인하여, 풀룰란은 수성도료에 사용하는 비히클로서 우수하다.

또한, 합성수지 에멀션 페인트에 필름형성 부요소(副要素)로 사용하는 경우라도, 풀룰란은 필름 형성능력과 브러시 도장성이 우수할뿐 아니라 특성과 외관이 더욱 양호한 필름을 형성할 수 있으므로, 카르복시메틸 셀루로스, 메틸 셀루로스, 히드록시 에틸 셀루로스나 폴리비닐 알콜보다 더욱 우수하다.

그러므로, 풀룰란은 합성수지 에멀션 페인트와 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 합성수지 에멀션으로서 폴리비닐 아세테이트 에멀션과 폴리에틸아크릴레이트 에멀션을 사용할수 있다.

본 발명의 도료는 이것이 사용되는 물질의 종류에 특히 제한은 없다.

또한 본 도료는 종전도료에 사용하는 안료나 조제와 혼합할 수 있다.

풀룰란의 특성을 수성도료의 경우를 인용하여 설명하였으나, 풀룰란은 또한, 예를들어, 알키드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 페놀, 멜라민이나 아크릴 수지에 사용하는 폴리올(polyol)성분과 같은 반응성 시제(試劑) 또는 첨가제로서 사용된다.

이 경우에 무독하고 무취(無臭)한 풀룰란의 특징은, 작업안전성이 높은 도료에 대한 최근의 요구에 관련하여 큰 잇점이 된다.

본 발명에 의한 풀룰란을 사용하는데는, 도료로서의 이용도는, 이것에 내수성이 부여되면 더욱 향상된다. 이 용도의 목적으로, 상술한 폴리올을 사용하는 외에, 활성수소나 히드록실기를 가지는 다른 중합체를 물에 용해되지 않게하는 주지하는 어떠한 방법이라도 이용된다.

본 발명에 사용하는 풀룰란은 이것의 조제방법에 특히 제한되는 것은, 없고, 화학적 또는 생물화학적 합성방법(예를들면, 미국특허 No.3,827,937)으로 얻어진다.

그러나 현재는, 불완전 미생물인, 풀룰라리아속에 속하는 균종(菌種)을 배양하여 분리되는 점성물질로서 얻을 수 있다.

[H. Bender, J. Lehmann 등의 : Biochem. Biophys. Acta 36, 309(1959) ; 우에다 세이노스지공업화학잡지, 67, 757(1964)], 즉, 균종 풀룰라리아 풀룰란즈을, 10%의 일부 가수분해한 전분, 0.5%의 인산카륨(K₂HPO₄), 0.1%의 염화나트륨(NaCl), 0.02%의 황산마그네슘 MgSO₄·7H₂O, 0.06%의 황산암모늄(NH₄) SO₄와 0.04%의 효모엑기스를 함유하는 배기에 접종(接種)하여 5일간 24℃로 진탕배양을 행하여서, 풀룰란을 균체에서 배양액에 분비한 점성물질로서 얻는다.

필요에 따라, 배양액에서 원심분리하여 균체를 제거하고, 이 부상물(浮上物)에 메타놀을 주입하여 풀룰란 침전을 이루게 하고, 그 다음 이 침전물을 물로의 분해와 메타놀로의 침전을 반복하여 행하고 건조하여서, 정제(精製)풀룰란을 당류(糖類)에 대하여 60내지 70%의 수율로 얻는다.

이러하게 얻은 풀룰란은, 사용한 균종은 종류에 따라서 물성(物性)이 어느정도 다르나, 어떠한 균종에서든지 얻은 풀룰란은 본 발명에 사용된다.

본 발명에 사용하는 풀룰란의 분자량은 특히 제한은 없으나, 적당한 것은 10,000내지 5,000,000이고 더욱 적당한 것으로는 50,000내지 1,000,000이 된다.

본 발명의 도료는 형태와 사용방법에 특히 제한은 없어서 종래의 도료의 경우와 같이 사용된다. 도료로서의 풀룰란의 특징을 하기의 실시예에 의하여 설명한다.

그러나 본 발명은, 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

유리판에, 풀룰란(분자량 150,000)과, 폴리비닐알콜 니혼고세이 가각구(日本合成化學)회사제 고세놀(Gosenol) GH－23의 3%씩의 각 수성용액으로부터 필름을 투하하고 70℃로 18시간 건조하여 두께 50미크론의 필름을 제조하였다. 이 필름을 23℃와 77%의 상대습도로 24시간 방치하게 하고, 그다음 물성을 측정하여 표 1에 나타낸바와 같은 결과를 얻었다.

상술한 것과 동일한 조건하에 전분과 나트륨 알기네이트에서는 어느것에서나 물성측정에 감당할만한 강도를 가지는 필름을 얻지 못하였다.

[표 1]

주 : 인장강도와 영윤은 시마즈 세이사구쇼(島津製作所)제 오토그라프

형 IM－100으로 ASTM D－887－67에 의한 측정을 하였다.

연필경도는 야스다 세이기(安田製機)회사제 연필경도시험기를 사용하여 GIS K－5400에 의한 측정을 하였다.

[실시예 2]

실시예 1에서 제조한 필름을 개별적으로 재논 페이드 시험기(xenon fade tester)를 사용하여 40℃와 상대습도 40%로 내후도를 측정하였다.

그 결과는 표 2에 개재한바와 같다.

[표 2]

주 : 극한신장도 : 오토그라프

IM－100으로 측정.

[실시예 3]

폴리비닐 아세테이트형 라텍스를 함유하는 100부의 백색페인트[간사이(關西)페인트 회사제]에 2.5부의 풀룰란(분자량 70,000)을 혼합한다음 상온에 교반하여 풀룰란을 용해시켰다.

이렇게 처리한 페인트를 목판(木板)에 1차 브러시로 도장하여서 이 페인트는 19㎝의 길이까지 균일하게 도장되였다.

비교하기위해, 풀룰란을 함유하지 않은 페인트를 상술한 것과 동일한 방법으로 도장하였으나, 이 페인트는 12㎝의 길이 이외에는 도장되지 않았다.

Claims (1)

1. 다음식으로 표시되는 분자구조를 가진 글루코스의 3당량체이고, 말토트리오스의 α－1,6－결합으로 된 반복단위체를 가지는 선상고중합체로서 분자량이 10,000－5,000,000인 풀룰란을 비히클로서 수성페인트나 또는 합성수지 에멀션페인트와 혼합하여 된 도료.

   식

   

   (식중 n는 중합도 20－10,000의 정수임)