JP2017537188A - 環境ホルモン分解組成物、これを用いたコーティング鋼板、及びその製造方法 - Google Patents

環境ホルモン分解組成物、これを用いたコーティング鋼板、及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物、これを用いたコーティング鋼板及びその製造方法に関するもので、より詳細には、紫外線硬化型アクリルオリゴマー、アクリルモノマー、光開始剤、光触媒、及び内部にフィトンチッド、ＴｉＯ２及び金属を含むフィトンチッドカプセルを含む環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物、これを用いたコーティング鋼板、及びコーティング鋼板の製造方法に関するものである。

Description

本発明は、環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物、これを用いたコーティング鋼板、及びその製造方法に関するもので、より詳細には、均一な分散状態を維持して、環境ホルモンの吸着及び分解効果に優れた環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物、上記組成物がインクジェット噴射されたコーティング鋼板、及びその製造方法に関するものである。
フィトンチッド（Ｐｈｙｔｏｎｃｉｄｅ）は、樹木が発散する芳香性物質であるテルペン（Ｔｅｒｐｅｎｅ）系の有機化合物を主としているが、香りがそのすべてではない。フィトンチッドを構成する数十種類の物質の中には香りとは無関係な成分もある。フィトンチッドは、揮発性のあるテルペン類以外にも、アルカロイド、グリコシド（配糖体）、フラボノイド、フェノール性物質などの不揮発性物質も多く含有しているため、包括的な意味で「植物に含有されている物質として微生物の繁殖または生長を抑制するすべての物質」と解釈することができる。
テルペン（Ｔｅｒｐｅｎｅ）は、多数のイソプレン（ｉｓｏｐｒｅｎｅ、Ｃ５Ｈ８）が結合してなる炭化水素の一種であり、植物は通常、太陽エネルギーの光合成作用を通じておおよそ０．０１〜５％のテルペンを合成する。一般に、テルペンは、水蒸気蒸留法、圧搾法または抽出法を通じて精油（ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｏｉｌ）の形態で得られる。
フィトンチッドの放出量とそれに含まれる成分は樹木ごとに異なる。針葉樹は広葉樹に比べて約２倍以上のフィトンチッドを発散することが知られている。また、フィトンチッドは、抗菌作用、消臭作用、鎮静作用、ストレス解消作用など数多くの機能を担うことで知られている。今日のように、様々な汚染及びストレスに悩まされている現代人にとっては何よりもその活用が期待されている物質であるが、その効能について明らかになったのは未だごく一部に過ぎないのが実情である。
かかるフィトンチッドの効果を、人間の生活に適用する努力が続けられているが、これは主に空気清浄器、揮散器のような分野に限られている。また、韓国特許登録第５１７９５５号公報には、フィトンチッド精油が内蔵されたマイクロカプセルを含有する組成物で処理された生地が開示されているが、その生地はフィトンチッドだけで処理され、消臭性及び抗菌性に優れるだけで、他の添加剤との混用による機能性を改善する技術は開示されていない。
一方、最近ではマンションなどの新築建物に使用された仕上げ材または建材から有毒化学物質が長期間にわたって持続的に排出されることが原因で発生するシックハウス症候群が社会問題となっている。
かかるシックハウス症候群の原因となる有害物質としては、ベンゼン、トルエン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどが挙げられる。これら有害物質のうちホルムアルデヒドは、仕上げ材または建材に広く使用されるだけでなく、発がん物質と判明されているため特に問題となっている。
シックハウス症候群を誘発するこれらの有害物質を遮断または除去するためには、吸着という物理的な方法及び酸化などの化学的な方法が提案されて使用されている。吸着を用いた物理的な方法としては、活性炭、木炭、黄土などの単純な吸着剤や活性白土などの多孔質吸着剤を用いることができる。しかし、かかる吸着を用いた物理的な方法は、吸着性能、持続性などの面において満足のいく効果を得ることが難しいことで知られている。
また、化学的な方法としては、二酸化チタン（ＴｉＯ２）が有する化学的特性を用いる光触媒剤が使用されている。光触媒剤は、二酸化チタンと二酸化チタン粒子を相互に結束するためのバインダーとを含み、スプレーガンを使用して壁体などに薄膜の形態でコーティングされる。
このようにコーティングされた光触媒剤は３８０〜４００ｎｍの波長の紫外線が照射されると、隣接する領域に存在する有害物質の酸化還元反応を急激に進行させる作用をするようになる。これにより、コーティングされた光触媒剤の表面に吸着された有害物質、すなわち、大気中の有害物質を分解して除去することができる。
ところが、従来の光触媒剤によると、紫外線照射が行われないか、またはコーティング層の表面に汚染物質が付着される場合、有害物質の吸着が十分に行われず、有害物質の分解効果が低下するという問題があった。
さらに、従来の環境にやさしいコーティング組成物を適用する方法においても、ロールコーティングや非接触カーテンコーティングなどのコーティング方式を用いる場合、環境ホルモン治癒物質が均一に分散され難く、一方に偏ってコーティングされる場合が発生するという問題もあった。特にロールコーティングの場合は、非常に高い圧力でコーティングを行うため、フィトンチッドカプセルを用いると、ロール圧力によってカプセルが破損する可能性もある。
したがって、均一に分散され、環境ホルモンの付着及び有害物質の分解効果を向上させたコーティング組成物が提供される場合、関連分野において有用に適用できると期待されている。
本発明の一側面は、フィトンチッドを含むフィトンチッドカプセル及びＴｉＯ２が均一に分散されるよう鋼板表面にインクジェットコーティングできるコーティング組成物、上記組成物がコーティングされたコーティング鋼板、及びその製造方法を提供することである。
本発明の他の側面は、コーティング組成物を均一にインクジェットコーティングすることにより、空気中の有害物質である環境ホルモンとの接触面積を最大化して、環境ホルモンを効果的に分解することができるインクジェットコーティング組成物、コーティング鋼板、及びその製造方法を提供することである。
本発明の一具現例は、コーティング組成物の総重量を基準として、紫外線硬化型アクリルオリゴマーを２〜３０重量％、アクリルモノマーを２５〜７０重量％、光開始剤を０．５〜１０重量％、光触媒を１〜３０重量％、及び内部にフィトンチッド、ＴｉＯ２及び金属を含むフィトンチッドカプセルを０．０１〜５重量％含む、環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物を提供する。
上記フィトンチッドカプセルは多孔性構造であることが好ましい。
上記金属は、鉄、コバルト及びニッケルからなる群より選択される１つ以上であることが好ましい。
上記紫外線硬化型アクリルオリゴマーの重量平均分子量は１，０００〜３，０００であることが好ましい。
上記紫外線硬化型アクリルオリゴマーは、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル、またはこれらの混合物からなり、上記アルキルは、炭素数１８個以下であることが好ましい。
上記アクリルモノマーは、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル、またはこれらの混合物からなり、上記アルキルは、炭素数１８個以下であることが好ましい。
上記光開始剤は、３６０〜３７０ｎｍ、３８０〜４００ｎｍ、またはこれらを混合した特性の波長で光重合を開始する特性を有することが好ましい。
上記光触媒は、３００〜４２０ｎｍの波長に反応する平均粒径０超過１００ｎｍ以下の二酸化チタン（ＴｉＯ２）であることが好ましい。
上記フィトンチッドカプセルは０．５〜５μｍの平均粒径を有することが好ましい。
上記環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物は、分散剤をさらに含むことが好ましい。
上記環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物の粘度は、２０〜２５℃の温度範囲で１〜５０ｃｐであることが好ましい。
本発明の他の具現例は、鋼板を提供する段階と、上記鋼板の少なくとも一面に、コーティング組成物の総重量を基準として、紫外線硬化型アクリルオリゴマーを２〜３０重量％、アクリルモノマーを２５〜７０重量％、光開始剤を０．５〜１０重量％、光触媒を１〜３０重量％、及び内部にフィトンチッド、ＴｉＯ２及び金属を含むフィトンチッドカプセルを０．０１〜５重量％含む環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物をインクジェット噴射する段階と、上記噴射されたコーティング組成物上に磁場を形成して、上記フィトンチッドカプセルをコーティング層の上部に移動させる段階と、を含む、環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされたコーティング鋼板の製造方法を提供する。
上記噴射する段階は、鋼板１ｃｍ２の面積当たり最低１０個の液滴が噴射されるように行われることが好ましい。
上記噴射する段階は、一つの液滴内にフィトンチッドカプセルと光触媒の合計が１〜１００個含まれるように行われることが好ましい。
上記鋼板は、亜鉛めっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミ鋼板、またはマグネシウム鋼板であることが好ましい。
本発明のさらに他の具現例は、鋼板と、上記鋼板の少なくとも一面に形成されたコーティング層と、を含み、上記コーティング層は、コーティング組成物の総重量を基準として、紫外線硬化型アクリルオリゴマーを２〜３０重量％、アクリルモノマーを２５〜７０重量％、光開始剤を０．５〜１０重量％、光触媒を１〜３０重量％、及び内部にフィトンチッド、ＴｉＯ２及び金属を含むフィトンチッドカプセルを０．０１〜５重量％含むコーティング組成物を含み、上記フィトンチッドカプセルは上記コーティング層の上部に位置する、環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされたコーティング鋼板を提供する。
上記フィトンチッドカプセルは多孔性構造であることが好ましい。
本発明によると、ＴｉＯ２粒子とフィトンチッドカプセルが均一に分散された環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物を得ることができる。
また、上記環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物をインクジェットコーティングを通じて鋼板にコーティングすることにより、インクの各液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）内にＴｉＯ２とフィトンチッドカプセルが均一にコーティングされて、空気中の環境ホルモン物質などの有害物質との接触面積を最大化することができる。その結果、かかる環境ホルモン物質などの有害物質の吸着及び分解効果を増大させることができる。
本発明の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がインクジェット噴射された形態を示す模式図である。 本発明の多孔性構造を示すフィトンチッドカプセルの製造方法を示す模式図である。 環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物が分散剤をさらに含む場合、分散剤が提供する静電反発力を示す模式図である。 環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物が分散剤をさらに含む場合、分散剤が提供する立体障害効果を示す模式図である。 本発明の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされた鋼板の製造方法において、磁場を形成してフィトンチッドカプセルをコーティング層の上部に位置させる段階を示す模式図である。
以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は、いくつかの他の形態に変形することができ、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
本発明によると、光触媒とフィトンチッドカプセルが均一に分散された環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物が提供される。
より詳細には、本発明は、コーティング組成物の総重量を基準として、紫外線硬化型アクリルオリゴマーを２〜３０重量％、アクリルモノマーを２５〜７０重量％、光開始剤を０．５〜１０重量％、光触媒を１〜３０重量％、及び内部にフィトンチッド、ＴｉＯ２及び金属を含むフィトンチッドカプセルを０．０１〜５重量％含む環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物を提供する。
フィトンチッド精油は、朝鮮モミ、ヒノキ、さわらぎ、モミ、松などの樹木から得ることができ、特にヒノキ及び松から得られることが好ましい。ヒノキとしては、韓国に自生する扁柏がフィトンチッド精油の供給源として非常に有効である。
本発明に含まれるフィトンチッドはカプセルの内部に含まれて提供されることが好ましく、フィトンチッドを含むカプセル、すなわち、フィトンチッドカプセルは、一定の圧力下で破壊されて、空気中に露出することができる形態であることが好ましい。すなわち、本発明に用いられるフィトンチッドカプセルは、フィトンチッドの効果を長期間維持して発散できるように、例えば、カプセルの表皮がメラミンからなるカプセルの内部にフィトンチッドを入れた液体形態のマイクロカプセルであることができる。
このようなフィトンチッドカプセルの製造方法は、当業界で知られている技術、例えば、高分子重合法のうちの乳化重合法を一般に用いることができる。より詳細には、韓国特許出願第２００９−００２６５９０号公報に開示されたカプセル製作方法を採用することができるが、これに限定されるものではない。
フィトンチッドが含まれたフィトンチッドカプセルは、平均粒径が０．５〜５μｍであることが好ましく、２〜４μｍの平均粒径を有することがより好ましい。フィトンチッドの機能を長く持続的に維持させるためには、フィトンチッドカプセルの平均粒径を調節する必要がある。フィトンチッドカプセルの平均粒径が５μｍを超えると、インクジェット噴射が難しくなるためインクジェットコーティング組成物を使用することが不適切となる。これに対し、上記平均粒径が０．５μｍ未満の場合は、フィトンチッドカプセルのサイズが小さすぎるためカプセル内に含まれ得るフィトンチッドの含有量が不十分となり、環境ホルモン分解などに関する効果の発現が難しくなるという問題がある。
また、上記フィトンチッドカプセルは、粒径分布が均一で、４０〜６０重量％の高い固形含有量を有しながらも、粘度が低く、優れた分散安定性を有することが好ましい。さらに、このように得られたフィトンチッドカプセルは、日常生活で発生する圧力、摩擦などの外力によって適切な速度で破壊されることができる適切な硬さ及び柔軟性をともに有するため、フィトンチッドを持続的に放出することができる。
さらに、本発明のフィトンチッドカプセルは多孔性構造を有するカプセルであることが好ましい。すなわち、上記フィトンチッドカプセルが多孔性構造を示す場合、カプセルの内部に含まれるフィトンチッド、ＴｉＯ２などの環境ホルモンの分解に関与する物質がより容易にカプセルから放出されるため、上記環境ホルモンを分解する効果をさらに向上させることができる。
一方、上記フィトンチッドカプセルはフィトンチッド、ＴｉＯ２とともに金属を含むことにより、上記環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物を鋼板表面にインクジェットコーティングした後、磁場を用いて上記フィトンチッドカプセルがコーティング層の上部に位置するように調節することができる。この際、上記金属は、例えば、鉄、コバルト、及びニッケルからなる群より選択される１つ以上であることができるが、これに限定されるものではない。
本発明の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物に含まれることができる光触媒は、有機物質の分解処理に効果的である。この際、最小の量で分解処理の効果を効率的に向上させることができるかが重要である。本発明では、上記光触媒をフィトンチッドカプセルとともに用いることにより、人体に有害な有機物質である環境ホルモンを分解するのに効果的であり、これをインクジェットコーティング組成物として製造し、その効果を最大限にすることができる。
具体的には、上記光触媒は、空気中に露出して、大気中の紫外線３００〜４２０ｎｍの波長に反応する粒径０超過１００ｎｍ以下の二酸化チタン（ＴｉＯ２）であることが好ましい。上記二酸化チタン（ＴｉＯ２）の粒径が１００ｎｍを超えると、インクジェット噴射時の粒子が大きすぎるためインクジェットヘッドのノズルが詰まり噴射が容易でないという問題が発生することがある。
本発明において、上記光開始剤は、３６０〜３７０ｎｍ、３８０〜４００ｎｍ、またはこれらを混合した特性の波長を有することが好ましい。上記光開始剤は、紫外線硬化を開始することができるものであれば特に制限されるものではないが、例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ９０７、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３６９、ＴＰＯ、Ｔｉｎｕｖｉｎ ４００、Ｔｉｎｕｖｉｎなどを用いることができる。
また、上記光開始剤の場合は、インクジェットコーティング組成物に粒子形態の成分が含まれるため、短波長が塗膜を透過することが困難となり得る。これにより、長波長の特性を最大限に生かすために、３８０〜４００ｎｍの範囲、特に３９０ｎｍの波長で光重合を開始する特性を有する光開始剤を用いることが好ましい。但し、本発明では、表面の硬化に役立つ短波長領域である３６０〜３７０ｎｍの波長で光重合を開始する特性を有する光開始剤を混合して用いることがより好ましい。
上記アクリルモノマーは、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル、またはこれらの混合物であることが好ましく、上記アルキルは、炭素数１８個以下であることが好ましい。例えば、上記アクリル酸のアルキルエステルは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、イソペンチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ノニルアクリレート、イソノニルアクリレート、ドデシルアクリレート、及びステアリルアクリレートからなる群より選択されることができる。また、上記メタクリル酸のアルキルエステルは、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、プロピルメタアクリレート、イソプロピルメタアクリレート、ブチルメタアクリレート、イソブチルメタアクリレート、ｔ−ブチルメタアクリレート、ペンチルメタアクリレート、イソペンチルメタアクリレート、２−エチルヘキシルメタアクリレート、イソオクチルメタアクリレート、ノニルメタアクリレート、イソノニルメタアクリレート、ドデシルメタアクリレート、及びステアリルメタアクリレートからなる群より選択されることができる。
但し、これに制限されるものではないが、ポリオキシエチレングリコールモノアクリレート系、ポリプロピレングリコールモノアクリル系、ポリオキシエチレングリコールモノメタアクリレート系、ポリプロピレングリコールモノメタアクリル系、及びアクリルまたはメタアクリルの側鎖に環状の構造を有するアクリレート及びメタアクリレートからなる群より選択される１種または２種以上の混合物も用いることができ、さらに好ましくはエトキシル化ビスフェノールＡジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、２−フェノキシエチルメタクリレート、及びイソデシルアクリレートからなる群より選択される１種以上を用いることができる。
上記アクリルモノマーの含有量は、本発明の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物内の粘度及び物性の維持において意味を有するもので、上記アクリルモノマーの含有量が２５重量％未満の場合は、比較的、紫外線硬化型アクリルオリゴマーの含有量が増加するため粘度が高くなり、その結果、インクジェット噴射が難しくなるという問題がある。これに対し、上記アクリルモノマーの含有量が７０重量％を超えると、インクジェットコーティング組成物を噴霧した後の塗膜の物性が弱くなるという問題がある。
本発明において用いることができる紫外線硬化型アクリルオリゴマーは、１，０００〜３，０００の重量平均分子量を有することが好ましい。上記重量平均分子量が１，０００未満の場合は、硬化度が増加し、硬化後の塗膜加工性が弱くなる可能性があり、塗膜の密着力などが低下するおそれがある。これに対し、上記重量平均分子量が３，０００を超えると、粘度が急速に増加して作業性が低下するか、または硬化度の低下が原因で硬化に問題が発生する可能性がある。
紫外線硬化型アクリルオリゴマーは、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル、またはこれらの混合物からなることが好ましく、上記アルキルは、炭素数１８個以下であることが好ましい。よって、上述のアクリルモノマーが重合されたオリゴマーであることが好ましい。より詳細には、ポリエステルアクリレートオリゴマーであることができ、例えば、上記紫外線硬化型アクリルオリゴマーは、商業的に得ることができるサートマー（ＳＡＲＴＯＭＥＲ）社のＣＮ２３０、ＣＮ２３０１、及びＣＮ３８４；サイテック（Ｃｙｔｅｃ）社のＥＢ８１、ＥＢ８９３、ＥＢ１１３、及びＥＢ８３から選択される１種以上であることができる。
上記紫外線硬化型アクリルオリゴマーの含有量は、コーティング組成物の総重量を基準として２〜３０重量％であることが好ましい。上記含有量が２重量％未満の場合は、インクジェットコーティング後の塗膜加工性が弱くなって塗膜が割れるか、または加工性不良が発生するという問題がある。これに対し、３０重量％を超えると、インクジェットコーティング組成物の粘度が高すぎるようになり、インクジェット噴射時に困難が発生するという問題がある。
さらに、本発明の上記環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物は、分散剤をさらに含むことが好ましい。上記分散剤をさらに含むことにより、図３のように光触媒及びフィトンチッドカプセルの表面に互いに同一の電荷を付与し、静電反発力により粒子と粒子の間の間隔を一定に維持させることで、互いに凝集しない効果を与えることができる。これにより、分散性を増加させることができる。また、図４に示すように、ＴｉＯ２またはフィトンチッドカプセルの表面に、上記ＴｉＯ２またはフィトンチッドカプセルとの親和性を有する長鎖を含む化合物を吸着させることにより、粒子間の立体障害により凝集を抑制することもできる。
この際、用いることができる分散剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、ＢＹＫケミー（Ｃｈｅｍｉｅ）社のＢＹＫ−Ｐ１０４、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０９１、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０９０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１６０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１７０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８０などの分散剤を用いることができる。
一方、上記環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物の粘度は、２０〜２５℃の温度範囲で、１〜５０ｃｐ（ｃｅｎｔｉｐｏｓｅ）であることが好ましく、３〜１０ｃｐであることがより好ましい。具体的には、上記コーティング組成物の粘度が５０ｃｐを超えると、コーティング組成物のインクジェット噴射が難しく、製品化することが困難となるという問題がある。
本発明の他の側面によると、上述のような本発明の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物を用いてコーティング鋼板を製造する方法が提供される。
より詳細には、本発明の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされたコーティング鋼板の製造方法は、鋼板を提供する段階と、上記鋼板の少なくとも一面に、コーティング組成物の総重量を基準として、紫外線硬化型アクリルオリゴマーを２〜３０重量％、アクリルモノマーを２５〜７０重量％、光開始剤を０．５〜１０重量％、光触媒を１〜３０重量％、及び内部にフィトンチッド、ＴｉＯ２及び金属を含むフィトンチッドカプセルを０．０１〜５重量％含む環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物をインクジェット噴射する段階と、上記噴射されたコーティング組成物上に磁場を形成し、上記フィトンチッドカプセルをコーティング層の上部に移動させる段階と、を含む。
上記本発明の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされたコーティング鋼板の製造方法において、上記環境ホルモン分解インクジェット組成物の成分及び含有量と関連した内容は、環境ホルモン分解インクジェット組成物と関連して既に記述したとおりである。
一方、コーティング鋼板の製造で用いられる従来のロールコーティングまたは非接触カーテンコーティングなどの方法を用いて鋼板をコーティングする場合は、環境ホルモンを分解するのに用いられる物質が鋼板表面に均一に分散され難く、一方に偏ってコーティングされる場合が発生する可能性がある。特にロールコーティングの場合は、非常に高い圧力でコーティングを行うため、本発明にロールコーティングを適用すると、フィトンチッドカプセルがロール圧力によって損傷するという問題がある。
しかし、本発明によると、環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物をインクジェット噴射を通じて鋼板に塗布することで、一定の領域に適量のインクが噴射されるため均一な分散が可能となり、その結果、均一な効能を発揮することができるようになる。
この際、上記噴射する段階は、一つの液滴内にフィトンチッドカプセルと光触媒の合計が１〜１００個含まれるように行われることが好ましい。上記一つの液滴内に含まれる上記フィトンチッドカプセルと光触媒の合計が１００個を超えると、コーティング塗膜の耐久性が低下して塗膜が割れる現象が発生するという問題がある。
さらに、上記噴射する段階は、鋼板１ｃｍ２の面積当たり最低１０個の液滴が噴射されるように行われることが好ましい。鋼板１ｃｍ２の面積当たり１０個未満の液滴が噴射される場合は、環境ホルモン物質の吸着及び分解効果が不十分であるという問題がある。これに対し、鋼板１ｃｍ２の面積当たりの最大の液滴数は特に制限されないが、１０，０００個を超えると、環境ホルモンの分解能がそれ以上向上せずに一定の状態を維持するため、過量の液滴を用いることは無意味であり、経済的な面において１０，０００個以下で含まれることが好ましい。
また、本発明のコーティング鋼板として用いることができる鋼板は、亜鉛めっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミ鋼板、マグネシウム鋼板などであることが好ましいが、これに特に限定されるものではない。
一方、本発明の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされたコーティング鋼板の製造方法は、上記環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物を鋼板表面にインクジェット噴射した後、上記噴射されたコーティング組成物上に磁場を形成し、上記フィトンチッドカプセルをコーティング層の上部に移動させる段階を含む。この場合、上記磁場により、フィトンチッドカプセルに含まれる金属が磁場に反応して、上記フィトンチッドカプセルがコーティング層の上部に移動するようになる。これにより、フィトンチッドカプセルに含まれるフィトンチッドの拡散を最大化することができる。さらに、上記フィトンチッドカプセルに金属を含ませることにより、電気伝導度が向上する効果を得ることができる。
さらに、本発明によると、鋼板と、上記鋼板の少なくとも一面に形成されたコーティング層と、を含み、上記コーティング層は、コーティング組成物の総重量を基準として、紫外線硬化型アクリルオリゴマーを２〜３０重量％、アクリルモノマーを２５〜７０重量％、光開始剤を０．５〜１０重量％、光触媒を１〜３０重量％、及び内部にフィトンチッド、ＴｉＯ２及び金属を含むフィトンチッドカプセルを０．０１〜５重量％含むコーティング組成物を含み、上記フィトンチッドカプセルは、上記コーティング層の上部に位置する、環境ホルモン分解インクジェット組成物がコーティングされたコーティング鋼板を提供する。
この際、上記フィトンチッドカプセルは多孔性構造であることができる。これにより、上記フィトンチッドカプセルの内部に含まれるフィトンチッド、ＴｉＯ２などの環境ホルモンの分解に関与する物質がより容易にカプセルから放出されるため、上記環境ホルモンを分解する効果がさらに向上することができる。
以下、具体的な実施例を通じて本発明をより具体的に説明する。下記実施例は、本発明の理解を助けるための例示に過ぎず、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。
＜実施例及び比較例＞
１．フィトンチッドカプセルの製造
韓国公開特許第２０１０−０１０８１０４号公報に開示されたカプセルの製造方法に基づいて、連続乳化重合法を用いてカプセルを製造した。外部が疎水性重合体層で取り囲まれているカプセルを製造するために、カルボン酸ラテックスコアをシードとして用いた。合成された重合カプセルは両親媒性内部層と疎水性外壁層で構成された二重層からなる。重合体セルの主な成分は、メチルメタクリレート及びスチレンであり、アミン系耐腐食剤としてはトリエタノールアミンを用いた。また、封入効率を高めるために、疎水性セルの重合過程中に封入させた。トリエタノールアミンは、コア−疎水性セルの総重量に対して１．３７重量％添加した。すべての化合物は精製せずに用いており、重合過程は窒素下で行った。ここに、フィトンチッド、ＴｉＯ２、金属、及び沸点が低いワックスをさらに混合し、高速で攪拌させてフィトンチッドを均一に分散させることで、カプセルの表面にワックスが均一に分散され、内部にフィトンチッド、ＴｉＯ２及び金属鉄を含むフィトンチッドカプセルを形成した。
その後、上記形成されたフィトンチッドカプセルを１００℃に昇温し、ワックスを溶かすことで、多孔性構造を示すフィトンチッドカプセルを製造した。
２．環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物の製造
コーティング組成物の総重量を基準として、紫外線硬化型ウレタンアクリルオリゴマーを２０重量％、アクリルモノマーを６０重量％、３６０〜３７０ｎｍ及び３８０〜４００ｎｍの特性の波長を有する光開始剤を１０重量％、光触媒を５重量％、及び上記製造されたフィトンチッドカプセル５重量％を混合し、高速攪拌機において１０００ｒｐｍの速度で混合攪拌して、環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物を製造した。
３．環境ホルモン分解インクジェット組成物がコーティングされたコーティング鋼板の製造
上記環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物を鋼板表面１ｃｍ２当たりの液滴（Ｄｒｏｐｌｅｔ）数を１、１０、１００、１，０００、１０，０００、５０，０００個に変化させて、それぞれインクジェット噴射した。
その後、上記コーティング組成物が噴射されたコーティング層を乾燥させる前に、図５のように、上記コーティング層上に、一定時間の間磁場を形成させ、金属を含むフィトンチッドカプセルを磁場によってコーティング層の上部に移動させた後、乾燥させてコーティング鋼板を製造した。
＜実験例＞
コーティング鋼板の環境ホルモン分解能を実験するために、インクジェット噴射されたコーティング試料３００ｍｍ×３００ｍｍを５リットルの容量のガスバック下端部に配置し、実験ガスとして環境ホルモンの一つであるホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）ガスを一定の濃度（１００〜１２０ｐｐｍ）で注入し、２時間経過した後、ガスバックに存在するホルムアルデヒドガスの濃度を測定した。
Figure 2017537188
上記表１において、比較例１は、フィトンチッドカプセル及び光触媒であるＴｉＯ２が含まれない一般のインクを用いたものである。
上記表１の実施例１〜６の結果から分かるように、光触媒であるＴｉＯ２粒子及びフィトンチッドカプセルが含まれる本発明は、環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物を鋼板にインクジェットで噴射する際に、１ｃｍ２の面積に最低１０個以上の液滴（Ｄｒｏｐｌｅｔ）が含まれる場合には、環境ホルモン（ＨＣＨＯ）物質の吸着及び分解効果が現れることが確認できる。
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で様々な修正及び変形が可能であることは、当技術分野における通常の知識を有する者には自明である。

Claims (17)

  1. コーティング組成物の総重量を基準として、
    紫外線硬化型アクリルオリゴマーを２〜３０重量％、
    アクリルモノマーを２５〜７０重量％、
    光開始剤を０．５〜１０重量％、
    光触媒を１〜３０重量％、及び
    内部にフィトンチッド、ＴｉＯ２及び金属を含むフィトンチッドカプセルを０．０１〜５重量％含む、環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物。
  2. 前記フィトンチッドカプセルは多孔性構造である、請求項１に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物。
  3. 前記金属は、鉄、コバルト、及びニッケルからなる群より選択される１つ以上である、請求項１に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物。
  4. 前記紫外線硬化型アクリルオリゴマーの重量平均分子量は、１，０００〜３，０００である、請求項１に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物。
  5. 前記紫外線硬化型アクリルオリゴマーは、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル、またはこれらの混合物からなり、前記アルキルは、炭素数１８個以下である、請求項１に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物。
  6. 前記アクリルモノマーは、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル、またはこれらの混合物からなり、前記アルキルは、炭素数１８個以下である、請求項１に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物。
  7. 前記光開始剤は、３６０〜３７０ｎｍ、３８０〜４００ｎｍ、またはこれらを混合した特性の波長で光重合を開始する特性を有する、請求項１に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物。
  8. 前記光触媒は、３００〜４２０ｎｍの波長に反応する平均粒径０超過１００ｎｍ以下の二酸化チタン（ＴｉＯ２）である、請求項１に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物。
  9. 前記フィトンチッドカプセルは０．５〜５μｍの平均粒径を有する、請求項１に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物。
  10. 前記環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物は、分散剤をさらに含む、請求項１に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物。
  11. 前記環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物の粘度は、２０〜２５℃の温度範囲で１〜５０ｃｐである、請求項１に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物。
  12. 鋼板を提供する段階と、
    前記鋼板の少なくとも一面に、コーティング組成物の総重量を基準として、紫外線硬化型アクリルオリゴマーを２〜３０重量％、アクリルモノマーを２５〜７０重量％、光開始剤を０．５〜１０重量％、光触媒を１〜３０重量％、及び内部にフィトンチッド、ＴｉＯ２及び金属を含むフィトンチッドカプセルを０．０１〜５重量％含む環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物をインクジェット噴射する段階と、
    前記噴射されたコーティング組成物上に磁場を形成し、前記フィトンチッドカプセルをコーティング層の上部に移動させる段階と、
    を含む、環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされたコーティング鋼板の製造方法。
  13. 前記噴射する段階は、鋼板１ｃｍ２の面積当たり最低１０個の液滴が噴射されるように行われる、請求項１２に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされたコーティング鋼板の製造方法。
  14. 前記噴射する段階は、一つの液滴内にフィトンチッドカプセルと光触媒の 粒子の合計が１〜１００個含まれるように行われる、請求項１２に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされたコーティング鋼板の製造方法。
  15. 前記鋼板は、亜鉛めっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミ鋼板、またはマグネシウム鋼板である、請求項１２に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされたコーティング鋼板の製造方法。
  16. 鋼板と、
    前記鋼板の少なくとも一面に形成されたコーティング層と、を含み、
    前記コーティング層は、コーティング組成物の総重量を基準として、紫外線硬化型アクリルオリゴマーを２〜３０重量％、アクリルモノマーを２５〜７０重量％、光開始剤を０．５〜１０重量％、光触媒を１〜３０重量％、及び内部にフィトンチッド、ＴｉＯ２及び金属を含むフィトンチッドカプセルを０．０１〜５重量％含むコーティング組成物を含み、
    前記フィトンチッドカプセルは、前記コーティング層の上部に位置する、環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされたコーティング鋼板。
  17. 前記フィトンチッドカプセルは多孔性構造である、請求項１６に記載の環境ホルモン分解インクジェットコーティング組成物がコーティングされたコーティング鋼板。
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