KR910000985B1 - 소수성 복합물, 이의 제조방법 및 이를 함유하고 있는 조성물 - Google Patents

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Description

소수성 복합물, 이의 제조방법 및 이를 함유하고 있는 조성물

본 발명은 소수성 복합물의 제조방법, 생성된 복합물 및 이를 함유하는 피복조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 모래, 자갈 또는 슬래그와 같은 개개 응집입자에 소수성 콜로이드성 산화물을 물리적으로 결합시켜 제조한 개선된 소수성 복합물 응집체에 관한 것으로, 여러가지 방수응용과 오일얼룩의 제거에 유용한 생성물을 제공한다.

오일로 오염된 물로부터 오일 또는 오일막을 제거하는데 사용할 목적으로 유기실리콘조성물로 피복된 여러가지 흡수성 물질로 이루어진 다수의 발수성 복합물질이 제시되어 왔다. 그러한 물질중의 하나가 툴리등의 미합중국 특허 제3,562,153호에 "Absorbent compositions"이란 명칭으로 기술되어 있다. 툴리등의 오일흡수조성물은 입상, 과립 또는 섬유상일 수 있는 액체 흡수제물질을 유기-실리콘 화합물에 화학적으로 결합되어 금속 또는 금속성 산화물이 소수성으로되는 콜로이드성 금속 또는 금속성 산화물로 처리하므로써 수득된다. 소수성 산화물-처리 흡수제 조성물을 오일로 오염된 물과 접촉시켜 그로부터 오일을 선택적으로 제거한다. 툴리등의 오일 흡수제 조성물은 탁월한 발수성을 갖고 있어 장기간의 침수중에도 오일 흡수 효능을 유지할 수 있다고 주장하고 있다.

본 발명에 의한, 발수성이 우수한 소수성 복합물은 필름-형성 폴리우레탄 및 아스팔트로 이루어진 점착성이 있는 제1피복물을 임의 첨가제로서 코어물질에 부착하고, 이렇게 피복된 코어물질에 실리콘, 티탄, 알루미늄, 지르코늄, 바나듐, 크롬, 철 또는 이의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택한 소수성 콜로이드성 산화물 성분으로 이루어진 제2피복물을 피복하여 수득할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 방법으로 제조한 소수성 복합물은 물이 개개의 복합물의 입자 표면에 들어붙는 것을 방지할 뿐만 아니라 복합물의 응집체의 틈사이로 스며드는 것을 방지한다. 본 발명에 따라 제조한 소수성 복합물은 이제까지 사용 가능한 동종(同種)의 제품에서 수득할 수 있는 발수성보다 내구성이 양호한 것으로 생각된다.

앞서 언급한 툴리(Tully)등의 특허명세서에 기술되어 있는 오일흡수 조성물처럼 본 발명에 의한 소수성 복합물은 엎질러진 오일을 세척하는데에 유용하며, 물, 육지, 예를 들면, 해변 또는 포장면상에 엎질러진 오일을 세척하는데에도 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 소수성 복합물은 각종 방수용도에 특히 유용하다. 본 발명의 소수성 복합물은 빌딩 및 포장구조물에 방수제, 예를 들면, 콘크리트 슬라브밑에 사용하는 충전재료나 베드재료, 지상 및 지하의 벽 코팅, 또는 노상(路床)이나 인도(sidewalk)용 자갈충전제 또는 벨러스트로서 단독으로 사용할 수 있다. 또한, 복합물은 아스팔트 루핑이나 싱글(shingle), 또는 부착루핑에서 통상의 응집체에 대한 대체재로서 사용할 수도 있다.

이러한 용도에서 소수성 복합물은 물의 침투를 방지하는데에 효과적이며, 동결/해빙주기로 인한 피해뿐만 아니라 습윤 및 건조로 인한 치수변화를 방지하는데에 효과적이다. 또한, 본 발명에 의한 소수성 복합물은 아스팔트, 콘크리트노면 또는 교각데크등의 포장면에 상부피복물(top coat)로서 유용하며, 동결/해빙피해를 거의 줄이고, 얼음제거에 사용하는 염 조성물에 영향을 받지않는 방수가공물을 제공한다. 또한, 이들 소수성 복합물은, 페인트한 면에 사용하여, 목재, 금속, 콘크리트, 암석, 벽돌 및 특정한 합성기질상에 영구적인 방수 가공물을 제공할 수도 있다.

본 발명에 의한 소수성 복합물은 우수한 발수성을 갖는 피복조성물이 되도록 적절한 결합제와 혼합할 수 있다.

소수성 복합물의 코어물질로서 여러종류의 유기 또는 무기물질을 사용할 수가 있다. 코어물질은 고체 또는 다공질로서 모래, 자갈, 광미, 탄재, 천연암석, 용광로슬래그, 규조토, 분쇄된 목탄, 톱밥, 운모, 나무조각 및 견과 껍질등이 포함되는데, 그중 무기물질이 유효성과 경제성의 견지로 보아 바람직하나, 특히, 모래, 자갈 또는 슬래그와 같은 무기성 규토질을 사용하여 만족한 조성물을 제조한다. 이와 같은 물질은 통상적으로 어느곳에서나 구입용이하다.

코어물질의 물리적 형태는 입상 또는 과립형태로 다양하며, 입자의 크기는 25.0mm(1인치) 내지 125

(1/200인치) 정도가 바람직하다. 입자크기가 25.0mm 이상이면, 본 발명의 실시에서 사용한 피복물로 균일하게 피복하기가 어렵다. 입자크기가 125

이하가 되면 피복물이 과다하게 소요되어 비경제적이다. 바람직한 코어물질의 입자크기는 표준방법을 사용하여 용이하게 수득된다.

코어물질은 1중량% 이상의 습기를 함유해서는 안된다. 이러한 건조도는 공기 건조 또는 통상적인 가열방법에 의해 얻을 수 있다. 높은 습윤도는 코어 물질의 사이징(sizing)을 방해하며 코어물질 표면의 균일한 피복을 방해한다.

상기 기술한 바와 같이, 코어물질위에 점착되는 점착성 제1피복물은 연이어 적용되는 소수성 외부피복물질이 점착되도록 도와준다. 제1피복물은 단지 필름-형성 폴리우레탄 만으로 이루어지거나, 아스팔트와 혼합하여 이루어지며, 아스팔트와 혼합할 경우, 장기간 동안 제1피복물의 점착도가 증가되고 오일과 오일상 생성물에 대한 친유도가 증가된다. 통상적으로 피복분야에 사용되는 필름-형성 폴리우레탄을 본 발명에 사용할 수 있다. 이 범주에 속하는 것으로, 공지의 이성분계(two-component) 및 일성분계(one-component) 폴리우레탄 피복물이 있다. 이성분계는 지방족 또는 방향족 이소시아네이트를 아디프산, 프탈무수물, 에틴렌글리콜 및 트리에틸을 프로판에 근거한 다기능폴리에스테르와 같은 히드록실-함유 화합물과 반응시켜 형성한다. 제1피복물로서 사용할 수 있는 대표적인 일성분계 폴리우레탄 피복물로는 지방족 또는 방향족 이소시아네이트 및 다기능 폴리에테르 또는 폴리에스테르로부터 형성된 안정된 이소시아네이트-말단 중합체의 유도체가 있다. 이들 일성분계는 건조가 중합체의 유리-이소시아네이트 그룹과 물 또는 대기 습기와의 반응으로 이루어지기 때문에 통상적으로 "습윤경화된" 폴리우레탄 피복물로 불리워진다. 소수성 조성물의 제조에 사용할 수 있는 다른 일성분계 중합체 피복물로는 디이소시아네이트와 히드록실-함유 건조 오일 유도체(예를 들면, 불포화 글리세라이드와 트리메틸을 프로판과 같은 폴리올과의 알코올 분해에 의해 생성된다)와의 반응생성물인 "우레탄 오일" 또는 "우랄키드"가 C.I.L.Points, Inc.의 상품명 "Urethane clear 66 High Gloss"로 판매되는 통상의 폴리우레탄 조성물은 코어물질과 소수성 제2피복물과의 사이에 강한 결합을 형성하는 것으로 알려져 있다.

아스팔트가 점착성 제1피복물에 함유될 경우, 아스팔트는 필름-형성 폴리우레탄의 300중량% 이상의 양(제1피복물의 약 75중량% 이상의 양)으로 존재할 수 있다. 본 발명에서 사용된 "아스팔트"라는 용어는 그 주된 성분이 천연적으로 생성되거나 석유 제조시 수득(이 경우의 용도가 더 크기때문에 바람직하다)되는 역청인암갈색 내지는 검은색의 시멘트성물질이다. 점착성 제1피복물의 아스팔트 성분은, 이것이 코어 물질상에 제1피복물 점착시키기 위해 사용된 휘발성 용매와 동질 조성물을 형성하는 한, 고체, 반-고체 또는 액체일 수 있다. 신속-경화성 유상액 및 커트백(cutback)으로 알려진 액체 아스팔트류는 취급이 용이하므로 본 발명의 방법에 특히 적당하다. 이러한 아스팔트는 통상적으로 표장면상의 밀폐 피복물로서 사용된다. 특히 바람직한 제1피복물은 상업적으로 구입용이한 아스팔트 실러(sealer)[Tone Craft Ltd., Toronto, Canada의 상품명 "Black Topper Driveway Resurfacer"로 판매된다]를 사용하여 제조할 수 있다.

통상적으로 점착성 제1피복물은, 피복되어야 할 전표면적을 결정하는 코어물질의 입자크기 및 표면 성질에 따라 완성된 복합물의 약 0.025 내지 약 1.00중량%의 정도를 구성한다.

점착성 제1피복물은 필름-형성용 폴리우레탄 및 아스팔트를, 필요한 경우, 휘발성 용매중에 용해시켜 균질의 피복 조성물을 형성시킨 후, 코어물질을 피복조성물과 접촉시킨 다음, 피복조성물로부터 휘발성 용매를 제거하여 코어물질의 표면상에 점착성 제1피복물을 균일하게 점착시킴으로써 코어물질에 쉽사리 적용된다. 휘발성용매는 통상적으로 가열 증발시킴으로써 제거된다. 휘발성 용매는, 코어 물질상에 제1피복물을 점착시킬 경우 부형제로서 작용할 뿐이므로, 제1피복물의 성분이 용해될 수 있는 용매는 거의 어떤 용매든지 사용할 수 있다. 무기 알콜 또는 페인트 희석제와 같은 석유 증류물을 사용하면 좋은 결과를 얻게된다. 이러한 용매는 비점이 약 200

내지 400

(93.3 내지 204.4

)이며, 통상의 가열방법에 의하여 코어물질 및 피복조성 물의 혼합물로부터 쉽사리 증발된다.

본 발명의 수행에 사용되는 소수성 제2피복물은 실리콘, 티타늄, 알루미늄, 지르코늄, 바나듐, 크롬, 철 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택한 성분의 소수성 콜로이드성 산화물이다. 통상적으로 1

미만의 평균입자 크기를 갖는 콜로이드성 산화물이 바람직하며, 0.5

이하의 것은 특히 바람직하다. 평균입자 크기보다 더 큰 산화물은 이들 입자의 감소된 유기표면적이 이들 입자의 표면에 부착된 소수성 실옥산그룹의 수를 감소시키기 때문에 피해야 하며 ; 평균 입자크기 보다 더 작은 산화물은 생산비가 증대되기 때문에 바람직하지 못하다. 산화물은 이러한 목적으로 오랫동안 사용되어온 공지의 유기-실리콘과 화학 흡착 반응함으로써 소수성이 된다.

산화물 표면은 유기-실리콘 화합물과 반응을 수행하기 위하여 반응성 하이드록시그룹을 충분히 함유하여야 한다. 일반적으로, 하이드록시그룹 그람당 약 0.25밀리당량 이상이 요구된다. 반응성 작용성분을 갖는 여러가지의 유기-실리콘 화합물은 산화물상에 있는 표면하이드록시그룹과 반응하여 유기-실리콘혼합물이 산화물에 화학적으로 결합되도록 할 수 있다. 이러한 화합물의 예로서, 유기-할로실산[예, (CH₃)₃SiCl, (CH₃)₂SiBr₂, (CH₃)₂SiCl₂또는 (C₄H₉)₃SiCl] 또는 유기실릴아민[예, (CH₃)₃Si(CH₂)₃NH(CH₂)₂NH₂또는(CH₃O)₂(CH₃)SiCH₂CH(CH₃)CH₂NHCH₂CH₂NH₂]등이 있다.

콜로이드성 산화물과 유기실리콘과의 화학적 흡수반응에 유용한 방법에 대한 상세한 내용은 상기 특허명세서 및 참고문헌에 잘 기재되어 있으며 또한 당업자에게도 잘 알려져 있다.

콜로이드성 실리카는 구입용이하고 가격이 적절하다는 점에서 선택된 콜로이드성 산화물이다.

툴코회사(Tulco Inc., Talbot Mills Industrial Park, North Billerica, Mass., 상품명 "Tullanox 500"으로 시판)에서 만든 소수성 훈연실리카(hydrophobic fumed silica)는 우수한 소수성 제2피복물을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 이 제품은 훈연실리카(99.8% SiO₂)로부터 유도되며, 일반식(CH₃)SiO-를 갖는 그들의 표면 소수성 트리메틸실옥실그룹, 상품명 "툴란녹스 500"(일반적으로 입자직경이 0.5

이하임)에 화학적으로 결합된 각각의 입자는 점착성 제1피복물을 갖는 코어 물질에 비교적 저농도로 피복되었을 경우 우수한 발수성을 부여할 수 있도록 극히 큰 표면적을 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 "훈연 실리카"라는 용어는 수소-산소로(furnace)중에서 실리콘 테트라클로라이드를 연소시켜 만든 실리콘의 콜로이드성 형태를 말한다.

일반적으로, 피복할 총표면적을 결정하는 코어물질의 입자크기 및 표면특성에 따라서, 소수성 제2피복물은 가공조성물의 약 0.025% 내지 약 1.00중량% 정도로 구성된다.

소수성 조성물을 성분 또는 연속웨어(wear)에 장기간 노출시키는 피복실시예에 있어서, 분말형 연마제를 가공 조성물의 약 0.25중량% 정도로 혼합시키는 것이 바람직하다. 이 목적에 적절한 연마제는 입자크기가 50

(1/500인치) 미만인 분말형 강옥(Al₂O₃)이다.

본 발명에 의한 소수성 조성물을 제조하는 총괄적인 공정을 기술하면 하기와 같다.

상기에 기술한 바와 같이, 모래, 자갈 또는 슬래그(Slag)와 같은 바람직한 입상 또는 과립물질인 코어물질을 건조시켜 수분함량이 1중량% 미만이 되도록 하고 조성물의 목적용도에 필요한 크기로 만든다. 다음에, 코어물질을 약 5 내지 약 20중량%, 바람직하게는 약 10 내지 약 20중량%의 필름-형성폴리우레탄, 약 0 내지 약 20중량%, 바람직하게는 약 5 내지 약 10중량%의 아스팔트 및 약 60 내지 약 90중량%, 바람직하게는 약 70 내지 약 90중량%의 휘발성 용매(예, 석유증유액)로 이루어진 피복조성물과 함께 혼합한다(이때, 필름-형성폴리우레탄 아스팔트는 용해된다). 점착성 제1피복물을 침적시키기 위하여 사용된 피복조성물의 양은 무수 코어물질의 약 1.0중량% 정도까지 될 수 있다. 필요한 피복조성물의 양은 코어물질의 입자크기 및 성질에 따라 좌우된다. 예를 들어, 비교적 입자가 큰 코어 물질, 즉, 입자크기가 750

(1/32인치) 이상인 경우에는 1.0% 미만의 피복조성물이 필요하며, 코어물질이 연속기포(open-celled)일 경우에는 전체표면에 피복이 확실히 이루어지도록 하기 위해서 피복조성물을 증량해야 하므로 무수코어물질의 1.0중량% 이상의 피복조성물을 사용할 필요가 있다. 혼합은 편리하게는 드럼 믹서와 같은 통상의 텀블링장치(tumbling apparatus)내에서 코어물질과 피복조성물을 함께 회전시킴으로써 수행된다. 이렇게 한 다음, 이 혼합물을 200

내지 400

(93.3

-204.4

)의 온도로 가열하여 용매를 거의 완전하게 증발시키면 점착성 제1피복물로 균일하게 피복된 코어물질이 남는다. 점착성 제1피복물로 피복된 코어물질을 소수성 콜로이드성 산화물 및 분말형 연마제(사용 목적에 따라)와 접촉시켜서 점착성 제1피복물에 의해 코어물질에 결합되도록 한다. 이것을 다시, 소수성 제2피복물을 적용하기 위하여 회전시킨다. 이렇게하여 만들어진 소수성 복합물을 주위온도로 냉각시킨 후, 필요에 따라, 포장한다. 건조로부터 포장에 이르기까지, 상기 공정에 의해서 공업적 규모로 소수성 복합물을 제조하는데에는 약 30 내지 약 90분이 소요된다.

상기 공정에 의해서 제조되는 소수성 복합물은, 무독성, 무분진성이며 비피복된 출발 코어물질만큼 자유-유동성(free-flowing)이다. 물에 함침시키면, 소수성 복합물은 응집되어 퍼티와 같은 상태(Putty like consistency)로 되지만, 물에서 꺼내어 건조시키면 다시 자유-유동성으로 된다.

본 발명에 의한 방법은 출발코어(core)물질에 아무런 화학적 변화도 야기시키지 않는다. 초래되는 변화는 엄밀히 물리적이다. 따라서, 피복조성물을 코어물질의 표면에 적신 후, 가열하면 피복조성물의 휘발성 용매 성분이 증발하여 균질의 점착성 제1피복물이 코어물질상에 침적된다. 소수성의 콜로이드성 산화물 및 연마제(필요시)를 그 위에 제1피복물을 갖고 있는 코어물질과 혼합시키면 전자물질이 후자물질에 견고하게 결합된다.

본 발명에 의한 소수성 복합물은 분무, 도장, 흘려보내기(flowing)등과 같은 바람직한 방법으로 이와 함께 피복될 기질에 사용할 수 있다. 소수성 복합물의 사용비율은, 용도 및 기능에 따라, 두께가 다양하게 변화된다.

소수성 복합물을 포장표면(예 : 아스팔트 또는 콘크리트)상에 상부피복물로 사용할 경우, 우선 아스팔트 실러(sealer)의 침수피복물(flood-coat)을 표면상에 사용하여야 만하며, 그 직후에 소수성 복합물의 중(重)피복물을 분무하여 아스팔트 실러내로 압연시켜, 극히 방수성인 상부피복물로 만든다. 이와 동일한 상부피복방법을 도로내에 패어진 깊은 구멍(pot hole)수리에 사용할 수 있다. 또한 소수성 복합물로 깊은 구멍을 메우면 노반(roadbase)하의 침수성도 방지된다. 소수성 복합물의 상부 피복물을, 이와 유사한 방법으로, 도로면상의 교통표지판의 통상적 분무피복후에 사용하여, 우천시 및 밤에도 증진된 가시도를 갖는 발수성 및 내구성이 있는 가공물을 제공할 수도 있다. 또한 소수성 복합물은, 점착성물질(예 : 아스팔트 또는 페인트)의 피복층을 통하여, 금속의 산화방지를 위해서 여러가지 금속기질에 사용할 수 있으며, 이것은 특히 녹방지에 유용하다.

또한 본 발명은 상기 기술된 소수성 복합물과 액성 결합제와의 응집체로 이루어진 발수성 피복 조성물도 제공한다. 적절한 액성 결합제로는 소수성 복합물의 점착성 제1피복물에서 접착제로 사용한 바와 같은 동종의 아스팔트, 통상적인 도포 또는 루핑 공정에서 사용하는 코울타르나 아스팔트, 또는 소수성 복합물을 수용하고 지지하는 액성 결합제(예, 페인트, 와니스, 랙커, 액성 프라스틱 또는 접착제)등이 있다. 조성물 제조시에 사용되는 액성결합제의 양은 응집체의 평균입자크기에 따라 좌우되며, 일반적으로는 5% 내지 10중량% 정도이다. 응집체의 평균입자가 작을수록, 필요한 결합제의 양은 줄어든다. 피복조성물은, 피복될 물질(금속, 나무, 콘크리트, 아스팔트 등)상에 액성결합제를 분무, 붓질, 또는 부어는(fooding) 다음 소수성 복합물을 결합제상에 분무하거나 부어서 평행한 층으로 도포한 후, 복합물을 결합제에 침투시키기 위해서 통상적으로 압연하거나 그의 방법으로 압축시킨다.

하기의 예에서 본 발명의 사용과 제조공정 및 방법에 대해서 더욱 상세히 기술하였으며, 이것은 본 발명을 수행하기 위해서 최선의 방법으로 수행하였으나, 이것으로 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

[실시예 1]

시판용 모래로부터 수득한 통상의 모래 및 자갈(Victoria, B.C., Canada)을 전기 용광로중에서 가열시키는 방법으로 수분함량이 1중량% 미만이 되게한다. 모래의 크기를 틸러스크린(Tyler screen)을 사용하여 측정하고 1.5mm(1/16인치) 이상의 입자를 제거한 후, 남은 모래를 수거한다. 수거한 모래 1000g을 필름-형성 폴리우레탄(Urethane Clear 66 High Gloss) 1/2g, 아스팔트(Black Topper Driveway Resurfacer) 1/2g, 휘발성석유 증류액(Shell Canada Limited, Don Mills, Ontario, Canada의 "Shell sol") 4g을 함유하는 피복 조성물 5g을 첨가한 밀폐금속 실린더에 넣는다. 피복조성물의 양은 건조모래의 0.5중량%이다. 모래 및 피복 조성물을 밀폐금속용기에서 5분간 함께 섞는다. 그런 다음 모래 및 피복조성물을 텀블링장치내에서 약 200

의 온도까지 가열하여 용매를 증발시켜서 폴리우레탄 및 아스팔트의 균일한 점착성 피복물을 각 모래입자에 점착시킨다. 용매 증발에는 약 30분이 걸린다. 소수성 훈연 실리카(Tullanox 500) 1g 및 분말형 강옥 1g을 금속 실린더에 가하고 피복된 모래 입자와 혼합하여 거기에 소수성 외부 피복층이 점착되게 한다. 생성된 소수성 모래를 실온으로 냉각시킨다. 다음 실시예는 본 발명의 소수성 조성물의 내구성을 평가한 시험결과를 기술한 것이다.

[실시예 2]

주어진 특정 발수성 입자물질을 물에 침지시키고 그 물질이 측정가능량의 물을 흡수하는데 필요한 시간을 측정하는 시험은 사실상 시간의 낭비일 수 있다. 이 물질은 특히 수개월 또는 수해동안 물 흡수에 대해 내성일 수 있는 우수한 발수물질이다. 본 실시예에서 기술한 시험은 물 흡수속도를 촉진시켜 흡수가 적절한 시간내에 일어나도록 함으로써 하기 범위내에서 발수성 물질을 평가하기 위한 것이다. 이 시험의 실시에 있어서, 세척제가 소수성 물질의 발수성을 파괴하며 물질의 흡수속도를 급격히 증가시키는 경향이 있다는 사실은 공지되어 있다.

통상의 가정용 세제 7.5중량%(카나다, 토론토의 레버세제사에서 제조하는 "선라이트 디터전트") 및 증류수 92.5%를 사용하여 온화한 세제용액을 제조한다. 이 용액을 잘 진탕시킨 후, 24시간 이상 방치한다.

입자크기가 125

(1/200inch) 내지 1500

(1/16inch)이고 수분함량이 1% 이하로 건조된 통상의 모래를 사용하여 3개의 분리시험용 샘플을 만든다. 각 샘플을 100g씩 잰다. 샘플 A는 미처리된 모래이며, 대조용으로 사용한다. 샘플 B는 상기에서 기술한 툴리등의 특허명세서에 기술된 방법으로 소수성 훈연실리카(Tullanox 500) 0.10중량%를 건조상태에서 모래와 혼합하여 처리한 것이다. 샘플 C는, 본 발명에 의한 방법에 따라, 고광택 우레탄 클리어 66(Urethane Clear 66 High Gloss) 및 블랙토퍼 드라이브웨이 리서페이서(Black Topper Driveway Resurfacer)를 50:50의 혼합물로 제조한 점착성 제1피복물 0.10중량% 및 소수성 훈연실리카(Tullanox 500)의 외부피복물 0.10중량%를 사용하여 처리한 것이다(용매 증발후).

각 샘플 20g씩을 직경이 약 1 1/4인치(3.2cm)이고, 높이가 2 1/2인치(6.4cm)인 투명한 플라스틱바이알에 넣고 진탕시켜서 균질하게 만든다. 직경이 약 3/4인치(2cm)인 오목자극(凹)을 각 바이알내의 물질상부에 만든다. 세제용액 1ml을 점안기구(eye dropper)에 넣어, 이 점안기구로 샘플의 상부표면 1/8인치(0.3cm)내로 세제용액을 오목자국에 조심스럽게 분배한다.

그런후, 세제용액이 각 시료의 오목자국에 완전히 흡수되는데 소요되는 시간을 정확히 측정한다. 흡수는 오목자국 내의 용액으로부터 반사되는 광선이 더 이상 보이지않을때에 완전한 것으로 한다. 세척제 용액을 완전히 흡수하는데 소요되는 각 1분이 통상의 물, 즉 세척제를 함유하지 않은 물을 흡수하는데 소요되는 최소 100일과 상응한다고 해도 무방한다. 이러한 대략적인 시간등량은 0.01중량%(0.10중량% 보다는)의 툴라녹스 500(.Tullanox 500)으로 처리된 시료 B의 물질을 장기간 시험하여 얻어진 것인데, 이 시료를 보통의 물에 4inch의 깊이로 침지시켰을 때 150일이 지난 후에 물의 흡수를 보이지 않았으나(물에서 회수한 부분이 건조되어 있으며, 자유-유동성 상태이다), 200일 동안 침지한 후에는 시료무게에 대하여 2중량%의 물이 흡수되었다. 물에 침지시키지 않은 동일 물질의 시료에 대하여 상기에서 기술한 바와 같이 세제 용액으로 시험한 결과 시험한 시료 5개에서 얻은 평균 흡수 시간은 1.2분 이었다.

하기 표에 시료 A, B, C 각각에 대하여 상기에서 기술한 바와 같이, 5번 시험하여 얻은 평균값을 나타내었다.

상기 시험결과는 소수성 외부 피복층이 점착성 중간 피복층에 의해 코어물질에 결합된 본 발명에 의해 제조된 소수성 복합물이 점착성 중간피복층이 없는 이와 유사한 소수성 물질보다 더 영구적인 발수성을 제공한다는 것을 나타낸다.

상술한 실시예에서 사용한 코어물질은 필요에 따라, 자갈, 광미, 탄재, 천연암석, 용광로 슬래그, 규조토, 분쇄된 목탄, 톱밥, 운모, 나무토막 또는 견과껍질 등으로 대치시킬 수도 있다. 이와 마찬가지로, 점착성 제1피복물에 점착시키기 위해 사용된 피복조성물의 성분은 이와 동등한 물질로 대치시킬 수도 있다. 예를 들어, 대부분의 빨리 건조하는 액성플라스틱은 고광택 우레탄 클리어 66의 대응물로 사용될 수 있으며, 대부분의 컷-벡(Cut-back) 및 유화된 액성아스팔트 또는 코울타르는 블랙토퍼 드라이브웨이 라서페이서의 대응물로 사용될 수 있고, 대부분의 페인트 희석제 또는 무기 주정제는 셀졸(shell sol) 용매의 대용물로 사용될 수도 있다. 또한, 소수성 콜로이드성 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 바나디아, 크로미아, 또는 산화철도 소수성 훈연실리카 대신 사용할 수도 있다.

상술한 명세서에 사용되고 예시된 특정예로서 본 발명을 한정하려는 것은 아니며, 하기 특허청구의 범위에서 언급하는 바와 같이, 본 발명의 범위에 이탈함이 없는 여러가지 변형을 본 발명에 포함시킬 수도 있다.

Claims (27)

1. 필름-형성 폴리우레탄으로 이루어진 점착성 제1피복층과, 점착성 제1피복층에 의해 코어물질에 결합되며 실리콘, 티타늄, 알루미늄, 지르코늄, 바나듐, 크로뮴, 철 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 성분의 소수성 콜로이드성 산화물로 이루어진 제2피복층으로 피복된 입자 및 과립물질로부터 선택된 코어물질로 이루어진 소수성 복합물.
2. 제1항에 있어서, 코어물질이 모래, 자갈, 광미, 탄재, 천연 암석, 용광로 슬래그, 규조토, 분쇄된 목탄, 톱밥, 운모, 나무조각 및 견과껍질로 이루어진 그룹중에서 선택되는 소수성 복합물.
3. 제1항에 있어서, 코어물질의 입자크기가 25mm 내지 125

   

   범위인 소수성 복합물.
4. 제1항에 있어서, 제1피복층이 제1피복층의 약 50중량%까지의 아스팔트를 함유하고 있는 소수성 복합물.
5. 제4항에 있어서, 점착성 제1피복층과 제2피복층이 각각 소수성 복합물의 약 0.025 내지 1.00중량%를 이루고 있는 소수성 복합물.
6. 제5항에 있어서, 제2피복층이 주로 소수성 훈증 실리카 및 훈증 실리카의 약 100중량%까지의 강옥으로 이루어진 소수성 복합물.
7. 제6항에 있어서, 코어물질이 규토질 물질인 소수성 복합물.
8. 제7항에 있어서, 규토질 물질이 모래, 자갈 및 슬래그로 이루어진 그룹중에서 선택된 물질인 소수성 복합물.
9. 제1항에 있어서, 제2피복층이 분말형 연마 물질을 함유하는 소수성 복합물.
10. 제9항에 있어서, 분말형 연마 물질이 분말형 강옥인 소수성 복합물.
11. 제9항에 있어서, 분말형 연마 물질의 입자크기가 50

    

    미만인 소수성 복합물.
12. a) 예정된 크기 범위내의 입자 및 과립물질로 구성되는 그룹중에서 선택된 코어물질을 준비하고 ; b) 코어물질을 약 10 내지 20중량%의 필름-형성 폴리우레탄, 0 내지 약 10중량%의 아스팔트 및 필름-형성 폴리우레탄과 아스팔트가 용해될 수 있는 휘발성 용매 약 70 내지 90중량%로 이루어진 피복 조성물과 혼합한 다음, 코어물질과 피복조성물과의 혼합물로부터 거의 모든 용매를 제거하여 코어물질상에 점착성의 제1피복층을 침적시키고 ; c) 점착성 제1피복층으로 피복된 코어물질에 점착성 제1피복층에 의해 코어물질에 결합되며 실리콘, 티타늄, 알루미늄, 지르코늄, 바나듐, 크로뮴, 철 또는 이의 혼합물로부터 선택된 성분의 소수성 콜로이드성 산화물로 이루어진 제2피복층을 적용시킴을 특징으로 하여 소수성 복합물을 제조하는 방법.
13. 제12항에 있어서 ; 코어물질이 모래, 자갈, 광미, 탄재, 천연암석, 용광로 슬래그, 규조토, 분쇄된 목탄, 톱밥, 운모, 나무조각 및 견과 껍질로부터 선택되는 방법.
14. 제12항에 있어서, 코어물질의 입자크기가 25mm 내지 125

    

    범위내인 방법.
15. 제12항에 있어서, 점착성 제1피복층의 적용시 코어물질을 코어물질의 0.5중량%까지(휘발성 용매 제외)의 피복 조성물과 혼합시키는 방법.
16. 제15항에 있어서, 점착성 제1피복층의 적용시에 사용되는 피복조성물의 용매 성분을 가열증발시켜 제거하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 코어물질이 모래이고, 제2피복층이 소수성 훈증 실리카인 방법.
18. 제16항에 있어서, 제2피복층을 점착성 제1피복층으로 피복된 코어물질에 승온에서 적용시킨 다음, 생성된 소수성 복합물을 주위온도로 냉각시키는 방법.
19. 제12항에 있어서, 코어물질이 규토질 물질인 방법.
20. 제19항에 있어서, 규토질 물질이 모래, 자갈 및 슬래그로부터 선택되는 방법.
21. 제12항에 있어서, 제2피복층이 분말형 연마 물질을 함유하는 방법.
22. 제21항에 있어서, 분말형 연마물질이 분말형 강옥인 방법.
23. 제21항에 있어서, 분말형 연마물질의 입자크기가 50

    

    미만인 방법.
24. 제5항의 소수성 복합물의 응집체와 결합제로 이루어진 발수성 피복조성물.
25. 제24항에 있어서, 결합제가 아스팔트, 코올타르, 페인트, 와니스, 랙커, 액상플라스틱 또는 점착성 물질로부터 선택된 액상 결합제인 조성물.
26. 제24항에 있어서, 결합제가 조성물의 10중량% 미만으로 함유되어 있는 조성물.
27. 주로 제8항의 소수성 복합물로 구성되는 응집체.