KR0129803B1 - Pvc 단면부의 코팅을 위한 폴리아미드 분말 기재의 페인트 - Google Patents

Pvc 단면부의 코팅을 위한 폴리아미드 분말 기재의 페인트

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KR0129803B1
KR0129803B1 KR1019940002127A KR19940002127A KR0129803B1 KR 0129803 B1 KR0129803 B1 KR 0129803B1 KR 1019940002127 A KR1019940002127 A KR 1019940002127A KR 19940002127 A KR19940002127 A KR 19940002127A KR 0129803 B1 KR0129803 B1 KR 0129803B1
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KR
South Korea
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pvc
coating
resin
medium
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KR1019940002127A
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브뤼노 데르베꾸르
띠에리 물랭
Original Assignee
앙리 니일
엘프 아토켐 에스. 에이.
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Publication date
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Abstract

본 발명은 매질, 가교결합제 및 열가소성 분말 기재의 PVC 단면부용 코팅 조성물에 관한 것이다.
조성물은 윈도우, 셔터 및 문의 PVC 단면부 코팅에 특히 유용하다.
코팅된 PVC 접합부는 예외적인 충격 강도 및 내마모성, 내마찰성 및 내후성을 지닌다.

Description

PVC 단면부의 코팅을 위한 폴리아미드 분말 기재의 페인트
폴리아미드 기재 페인트는 특히 목재(가구, 사무가구), 알루미늄(예비락커링 공업, 롤러블라인드용 코팅), 플라스틱 기재(데이타 처리장치, 오디오 및 비디오 장치) 및 바닥 덮개(주차장, 스포츠 경기장)의 코팅을 포함하여 공범위하게 사용된다.
이러한 용도에 특정된 일부 특허가 출원되어 있다 : 예비락커링 형태의 사용에 관하여 유럽특허 제0,047,508호에 기재되어 있다. 이 특허에는 벨트 락커링(코일 코팅)법을 사용하는 금속 물체 코팅용 코팅 조성물이 기재되어 있다. 이 코팅 조성물은 히드록실 작용기를 갖는 매질, 블록된 폴리이소시아네이트 및 폴리아미드 분말을 포함하는 것을 특징으로 한다. 코팅은 이어서 200~260℃의 온도에서 25~50초동안 가교 결합되지만, 이 온도는 변형 한계치가 60~80℃인 단단한 PVC 단면부에 사용하기에 너무 높다.
1980년 12월 9일에 제55-157661호로 공개된 일본국 특허 출원 제54-64945호에는 자동차 공업용 PVC 슬라이드 트랙에 사용가능한 폴리아미드 6,6.6 또는 6.10, 실리콘 오일 및 특정한 우레탄 예비 중합체 기재의 페인트가 기재되어 있다. 이 코팅물은 마찰 계수에 관련된 고 특이성을 수득하기 위해 사용된다.
프랑스공화국 특허 제1,469,096호는 바닥 덮개용 공기 건조되는 폴리우레탄/폴리아미드계를 청구하고 있으며 이의 목적은 미끄럼 방지 효과이다.
본 발명의 목적은 부드럽거나 균일한 외관의 착색 또는 투명한 필름 형태의 코팅물, 그의 제조방법, PVC 기재, 특히 PVC 접합부 및 그의 부속품(윈도우 지지체, 롤러 블라인드, 롤러 블라인드틀등)용 성형품에의 사용에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이렇게 코팅된 PVC로 제조된 단면부(sections)와 접합부 및 그의 부속품에 관한 것이다.
이들 단면부 및 부속품은 압출 또는 성형으로 얻어진다.
PVC 윈도우의 단점중 하나는 백색이라는 것이다.
착색된 PVC 접합부를 제조하기 위해서는 특히, 허용가능한 경제적 조건하에서 다양한 색의 범위에 걸쳐 미적인 특성의 균일성 및 내구성, 충격성에 관한 복잡한 기술적 문제를 해결해야 하는 과제를 안고 있다.
현재 단면부에 색상을 부여할 수 있는 4가지 기술이 공지되어 있다.
-대량 착색
-공압출
-베니어링
-페인팅
대량 착색은 중합체의 일부 성분 및 안료 사이의 비혼화성에 기인하여 자외선에 대한 재료의 특성이 불량하게 되므로 사용하기가 어렵다.
공압출은 단면부의 외부상에 백색 PVC 구조 및 착색된 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 함께 압출시키는 것을 구성되어 있다. 이 기술은 완전히 숙련되어 있고 신뢰성이 있는 반면에, 근본적으로 경제적 문제와 같은 다수의 문제점이 있다. 제조 및 보관 비용이 고가이다.
베니어링은 현재 가장 광범위하게 사용되는 기술이다. 이는 중합체 필름이 압출기를 떠날때 단면부로 열접착되는 것으로 구성되어 있다. 이미 여러 해 동안 특기할만한 실수 없이 사용되어 양호한 품질의 착색된 단면부가 얻어진다.
그러나, 이 기술은 2가지 단점 : 작업 현장 조건이 어렵다는 면에서 종종 분명하지 않은 충격성 및 무엇보다도, 보관 비용이 높다는 점이 있다. 사실상, 다수의 색으로 다수의 기준물을 만들고 보관할 필요가 있다. 또한, 색범위는 종종 보관의 어려움으로 인하여 제한된다.
코팅은 유기용매에 가용인 가교결합제 및 하나 이상의 매질을 함유하는 착색된 또는 착색되지 않은 와니스액 내에서 대량으로 착색 또는 착색되지 않은 열가소성 수지의 분산액으로 구성된 1 이상의 페인트 층으로 이루어진 것으로 밝혀졌다. 이 페인트는 이어서 PVC 접합부 상에 부착되어 대부분의 경우 적외선 오븐 중에서 약 50℃에서 가교 결합한다.
이 폴리아미드 기재 페인트는, 특히, 미적인 측면, 자외선에 대한 특성 및 충격 강도에 관련된 다수의 제한을 극복할 수 있다. 사용에 있어 유연성이 높아 보관의 불편을 제거할 수 있다.
본 발명은, a) 매질, b) 가교 결합제, c) 현탁된 미분된 열가소성 수지, 임의적으로 안료, 염료 및 충진재, d) 용매를 함유하는 PVC 단면부용 코팅 조성물에 관한 것이며, 상기에서 매질은 PVC에 부착되는 필름을 형성하면서 상기 조성물을 가교 결합시켜 수득된 페인트 필름을 통해 PVC용 첨가제 및 가소제를 유출시키도록 한다.
본 발명에 따르는 코팅층은 입자 크기가 200㎛ 이하, 바람직하게는 0.5~60㎛인 분말 형태의 고형 열가소성 수지를 함유한다. 열가소성 수지는 건조 코팅물에 대해 0.5~80중량%, 바람직하게는, 0.5~40중량%를 나타낸다. 매질은 용매에 가용성인 중합체인 것이 바람직하다.
또한, 가교결합제도 용매에 가용성인 것이 바람직하다.
일단 가교결합되면, 전색제는 내후성, 내구성 및 세척제에 대하여 내성이 있어야만 한다. 또한 PVC에 부착될 수 있어야 한다.
코팅층은 PVC용 첨가제 및 가소제를 유출시키기에 충분히 큰 메쉬의 네트워크를 형성하는 것이 바람직하다.
매질은, 히드록실 및/또는 카르복실기를 함유하거나 또는 함유하지 않을 수 있으며, 예를 들면 폴리아크릴 레이트, 에폭시, 폴리에테르, 폴리에스테르, 카프로락톤 또는 비닐 형태일 수 있다.
본 발명의 장점에 따르면, 전색제는 A1 및 A2 두 수지의 혼합물이다.
A1은 예를 들면, 폴리아크릴레이트, 에폭시, 폴리에테르, 폴리에스테르 또는 카프로락톤형의 히드록실 및/또는 카르복실기를 함유하는 수지이다.
A1 및 A2 수지는 350~35,000의 수평균 분자량 및 0.5~6중량% 및, 바람직하게는, 0.8~4중량%인 히드록실 및/또는 카르복실 작용기를 가진 것이 바람직하다.
매질은 건조 코팅물의 20~99.5중량%를 구성한다.
본 발명의 바람직한 점에 따르면, A1 수지는 히드록실화된 폴리에스테르 수지이며 A2 수지는 히드록실화된 비닐 아세토클로라이드 공중합체이다.
약간 측쇄의 히드록실화된 폴리에스테르수지는 필름의 주된 특성에 기여한다(내후성, 내화학성, 시간에 대한 내구성) : 즉, 약간 측쇄인 것은, 경화제와 가교결합된 후, 시간에 따라 재료로부터 유출되고, 탈결합됨없이 코팅 필름을 통해 나오는 가소제를 PVC 내에 존재시키는 하는 비교적 큰 메쉬의 3차원 중합체 네트워크를 수득할 수 있게한다. 더 조밀한 메쉬의 중합체 네트워크는 가소제를 페인트 필름으로 이동시키지 못하여 시간이 경과함에 따라 코팅이 탈결합된다.
히드록실화된 비닐 아세토클로라이드 공중합체 수지는, 비교적 극성이며, 염소화되어(PVC와 유사) PVC 기재에 대한 접착력에 기여한다 : 즉, 히드록실화는 또한 이소시아네이트 경화제와 가교 결합을 가능하게 하여 공격에 대한 필름의 내성을 감소시키지 않는다.
사용된 가교 결합제는 방향족, 지방족 또는 지환족 이소시아네이트 화합물, 및 디이소시아네이트 및 트리이소시아네이트가 바람직하다. 이 경우에 히드록실(및/또는) 카르복실 작용기/이소시아네이트를 함유한 중합체 쌍을 폴리우레탄이라 한다.
블록되지 않은 폴리이소시아네이트 화합물도 가교 결합제로서 사용할 수 있다. PVC와 혼화되는 온도에서 탈블록될 수 있는 한, 블록된 폴리이소시아네이트를 사용하는 것도 본 발명의 범위를 벗어나는 것은 아니다.
디이소시아네이트의 예로서 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HTD), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(HMDI) 및 3-이소시아네이토메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥실 이소시아네이트(IPDI)를 언급할 수 있으며, 본 출원인에 의한 제조된 후자의 것이 특히 바람직하다.
카르복실화 아크릴계 중합체의 경우에, 가교결합제로서 에폭시드 아크릴레이트를 사용할 수 있다.
가교 결합제는 히드록실(및/또는) 카르복실기를 함유하는 중합체 중의 반응성기에 대한 가교결합제중의 반응성기의 몰비가 0.6~1.5, 바람직하게는 0.7~1.3인 양으로 첨가하는 것이 바람직하다.
열가소성 수지 연화점이 100~230℃인 열가소성 중합체, 바람직하게는 폴리아미드를 의미하는 것이다. 적당한 폴리아미드로서 1분자당 1이상의 탄소수 6~12의 ω-아미노모노카르복실산 또는 상응하는 락탐으로 구성된 중합체를 언급할 수 있으며, 예를 들면 : 폴리카프로락탐(PA-6), ω-아미노운데카노산의 중합체(PA-11) 및 폴리라우릴락탐(PA-12), 또는 카프로락탐과 ω-아미노운데카노산의 공중합체(PA-6/11), 카프로락탐과 라우릴락탐의 공중합체(PA-6/12) 및 카프로락탐, ω-아미노운데카노산 및 라우릴락탐의 공중합체(PA-6/11/12)가 있다.
적당한 폴리아미드는 예를 들면 헥사메틸렌디아민과 같은 디아민과, 예를 들면 아디프산, 세바스산, 도데칸디카르복실산 및 테레프탈산과 같은 디카르복실산과의 중축합 생성물이다. 이러한 폴리아미드의 대표적인 예로는 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드)(PA-6.6), 폴리(헥사메틸렌세바스아미드)(PA-6.10) 및 폴리(헥사메틸렌 도데칸디카르복스아미드)(PA-6.12)가 있다. 연화점이 110~230℃ 범위인 한, 폴리아미드의 혼합물도 임의로 사용할 수 있다. PA-11, PA-12, PA-6.12 및/또는 PA-12.12를 단독으로 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
열가소성 수지는 폴리아테르아미드도 의미하며, 이들 중에서 특히 프랑스공화국 특허 제2,273,021호 및 제2,401,947호에 기재된 폴리에테르에스테라미드가 있다.
분말은 중합체를 분쇄하거나 또는 유럽 특허 제192,515에 기재되어 있는 바와 같이 목적하는 입자 크기로 직접 중합함으로써 수득할 수 있다.
본 발명에 따르면, 열가소성 수지의 연화점은 110~230℃, 바람직하게는 120~210℃ 범위이다. 연화점은 일반적으로 쾨플러 벤치(Koelfler bench)를 사용하여 측정한다.
히드록실화 및/또는 카르복실화 중합체로 구성되는 매질 및 가교결합제를 용해시키는 용매로서 비점이 40~310℃, 바람직하게는 77~193℃인 유기용매를 사용할 수 있다. 이들 용매는 PVC를 취약하게 만들지 않아야 한다.
용매의 대표적인 예로는 크실렌 및 톨루엔과 같은 방향족 탄화수소 ; 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트 또는 에틸렌 글리콜 아세테이트, 에틸 에톡시프로피오네이트와 같은 지방족 에스테르, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 및 디아세톤 알콜과 같은 케톤, 부탄올, 이소프로판올, 메탄올, 에탄올 및 2-메톡시프로판올(도와놀(Dowanol) PM이라는 상표명으로 시판, Dow Chemical사 제조)과 같은 지방족 알콜, 비점이 30~160℃인 지방족 탄화수소(히드로졸 에센스(Hydrosol Essence) A, B, C, D, E, F, G, 또는 H이라는 상표명으로 시판, Companies Total or Shell Chimine 제조)이 있다. 용매 성분은 전체 조성물의 10~70중량%, 바람직하게는 30~50중량%이다.
코팅 조성물은 임의로 1 이상의 일반적인 보조제 및 첨가제, 예를 들면 분산제, 레올로지 특성을 변형시키는 유동 방지제, 소포제, UV에 대한 안정화제, 유동제, 가소제, 광택 조성제 및 P-톨루엔술폰산, 중금속염 및 아민과 같은 경화 촉진제가 있다.
열가소성 수지 및 페인트를 착색시키는데 적당한 안료는 일반적인 형태, 즉, 유기 또는 무기성일 수 있는 산성, 중성 또는 염기성 안료이다. 원한다면, 그들의 특성을 변형시키기 위해 안료를 예비처리할 수 있다. 적당한 안료의 예로는 이산화티타늄, 적색 산화철, 몰리브데이트 오렌지, 크롬산납, 카본 블랙 및 프탈로시아닌 안료가 있다. 안료는 알루미늄 및 스테인레스강과 같은 금속 안료를 의미하기도 한다. 총 건조 코팅물에 대한 안료의 비는 60%에 이를 수 있다.
코팅 조성물은 어떠한 실리콘 오일계 생성물도 함유하지 않는다. 실리콘 오일계 생성물은 코팅물을 매우 미끄럽게 만들어 마무리 손질(touch-up repairs)을 할 수 없도록 함으로써 손질 원료가 부착되지 않는다.
본 발명에 따른 다른 코팅층은 액체 도포용 여러가지 기술, 바람직하게는 혼합 공기를 사용하거나 또는 공기를 사용하지 않는 공기총을 이용한 분무 또는 공기총, 미니볼 또는 고속 디스크 종류의 정전기법을 사용함으로써 도포할 수 있다.
코팅전에, 코팅의 접착성을 향상시키기 위해 기재에 1 이상의 표면 처리를 행할 수 있다. 예를 들면, 기재 표면의 탈지, 불꽃 연소와 같은 산화 처리, 코로나 방전 및 플라즈마 처리를 언급할 수 있다.
코팅을 사용한 기재의 코팅후, 코팅을 일반적으로 20~80℃, 바람직하게는 40~60℃로 가열된 오븐 중에서 2~24시간 동안, 또는 표면 온도가 50~100℃인 적외선 스토빙 하에서 5~30분 동안 경화시킨다.
본 발명에 따른 코팅을 사용하여 수득한 복합재는
-두께가 10~100㎛, 바람직하게는 10~40㎛일 수 있는 1 이상의 코팅,
-단면부 형태에서 두께가 다른 기재, 바람직하게는 PVC로 구성되어 있다.
본 발명에 따라 코팅된 PVC 단면부와 접합부는
-내후성(UV, 습기등)이 높고
-저온에서도 충격강도(벗겨져 떨어지지 않음)가 높으며,
-스크래치(scratch)에 대한 내성이 높고
-에리쉔 모델(Erichsen model) 435 시험에서의 내성이 15N 보다 크다는 잇점이 있다.
-페인트칠된 단면부는 페인트칠이 변하지 않는 상태로 굽혀지거나 변형될 수 있다.
또한, 하기의 3가지 특성이 관찰된다 :
-위도우 시일에서 마모(열고 닫는 동안의 마모)에 대한 내성.
-페인트칠 되지 않은 PVC의 인장 레질리언스의 유지(코팅이 PVC를 보호하고 표면의 미세균열을 방지하므로 노화 후 이 인장 레질리언스는 향상될 수도 있다), 및
-PVC 웰딩의 유지 기능(웰딩 부분과 그 주변부는 페인트칠 될 수 있으며, 용접의 기계적 강도는 페인트 칠 되지 않은 PVC와 같이 우수하다).
접합부를 수득하기 위해 단면부를 페인트칠, 절단 및 조립할 수 있다. 페인트칠은 웰딩에 의해 변화되지 않는다.
본 출원인은 이렇게 코팅된 PVC 접합부 품목이 샌드 블래스트(sand blast)로 인한 마모에 대해 내성이 높고, 예를 들면, 윈도우의 이동 부분 또는 문의 이동부분이 닿게 되는 틀(frame)에 존재할 수 있는 방풍물의 마모에 대해 내성이 높다는 것을 알아내었다.
샌드 블래스트(sand blast)시험 :
80psi의 기압 및 40 내지 60CFM의 유속하에서 6㎝의 일정한 거리에서 유리구슬(크기 : 53~105μ)로 15초 동안 실시한다.
일반적인 폴리우레탄은 6~8초후 페인트가 벗겨진다.
15초후 모든 폴리우레탄이 떨어져 나간다.
폴리아미드로 채운 폴리우레탄은 :
광택이 약간 줄어들고 색변화가 관찰된다.
방풍 브러쉬의 마찰에 대한 저항성 시험 :
20,000회 슬라이딩 개시 : 생성물은 약간 윤이 나기 시작하나 10,000회 후에는 그대로 있다.
또한, 이 PVC 접합부의 코팅은 세제 및 유리 세척 제품 뿐만 아니라 충격에도 매우 잘 견딘다.
이 페인트는 어떠한 손상이나 미세균열 없이 열로 인한 팽창 및 접합부의 뒤틀림에 적응한다.
하기 실시예들은 제한없이 본 발명을 설명하고 있다.
특별한 언급이 없으면, 양은 중량으로 나타낸다.
실시예 1
A) 코팅의 제조
1이상의 용매내에서 코팅 조성물의 일부를 분산시켜 혼합하여 밀 베이스(mill base)를 제조한다.
볼 밀(ball mill)내에서 조작을 수행한다.
일단 분산액을 제조하면, 코팅의 잔류물을 가하고 조성물을 완전히 혼합하여 코팅 점도를 조절한다.
B) 코팅 성분
폴리이소시아네이트 경화제 15중량부를 사용시에 이 조성물 100중량부에 가한다(폴리이소시아네이트의 특성 : 헥사메틸렌 디이소시아네이이트 기재의“뷰렛(biuret)”형의 지방족 폴리이소시아네이트(HMDI), 고형물 함량 : 75%, NCO 함량 :16.4%, 23℃에서의 점도 : 250mPa.s).
C) 사용
적절한 용매의 혼합물로 PVC 기재를 탈지한 후, 공기총으로 코팅층을 도포하고 50℃에서 12시간 동안 가교결합시킨다 : 코팅된 기재를 옥외에서 냉각시킨다.
하기로 구성되는 복합재를 수득한다 :
-PVC 단면부
-약 25 내지 40㎛ 두께의 표면층
시험 1 :
-타베르(Taber) 마모시험기(NET 30015) : CS17 밀 휠 1000주기
하중 : 500g ; 중량 손실 110mg
-접착성 : NFT 30038-0등급
-QUV(NFT 30036) :
QUV에서 1600시간후 회색도에 대하여 4~5감소되었다.
접착성은 양호하다 : 0등급
-충격(NFP 24500) :
냉각(-10℃)하에 1kg을 1m 낙하시킨 충격(즉, -10℃에서 2J의 에너지)에 대해 손상이 없다.

Claims (9)

  1. a) 건조 코팅물을 기준으로, 히드록실화 및/또는 카르복실화된 중합체로 구성되는 매질(medium) 20 내지 99.5중량%, b) 히드록실기 및/또는 카르복실기를 함유하고 있는 상기 중합체의 반응성기에 대해 가교제의 반응성기의 몰비가 0.6 내지 1.5가 되도록 첨가되는 가교 결합제, c) 건조 코팅물을 기준으로, 미분된 열가소성 수지 0.5 내지 80중량%, 여기에서 전체 조성물을 기준으로 a)+b)+c)성분의 합은 30 내지 90중량%임, d) 전체 조성물을 기준으로, 상기 매질과 가교 결합제를 용해시킬 수 있으며, 40 내지 310℃의 비점을 갖는 용매 10 내지 70중량%를, 함유하는 PVC 단면부용 코팅 조성물로서, 상기 열가소성수지를 조성물내 현탁되어 있으며, 상기 매질은 PVC단면부에 부착되는 필름을 형성하면서 상기 조성물을 가교결합시켜 수득된 페인트 필름을 통해 PVC용 첨가제 및 가소제를 유출시키도록 하고, 상기 조성물은 어떠한 실리콘오일도 함유하고 있지 않는 것을 특징으로 하는 PVC 단면부용 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 매질이 폴리아크릴레이트, 에폭시, 폴리에테르, 폴리에스테르, 카프로락톤 또는 비닐 형태임을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 매질이, 히드록실 및/또는 카르복실기를 함유하고 있는 약간 측쇄인 수지(A1)과, 히드록실 및/또는 카르복실기를 함유하고 있는 염소화된 비닐 수지(A2)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 히드록실 및/또는 카르복실기를 함유하고 있는 약간 측쇄인 수지(A1)는 히드록실화된 폴리에스테르 수지이며, 히드록실 및/또는 카르복실기를 함유하고 있는 염소화된 비닐 수지(A2)는 히드록실화된 비닐 아세토클로라이드 공중합체임을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가교 결합제가 블록되지 않은 폴리이소시아네이트 화합물임을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 미분된 열가소성 수지가 폴리아미드 분말임을 특징으로 하는 조성물.
  7. PVC 단면부 또는 접합부 및 PVC로된 그 부속품용 제1항에 따른 조성물.
  8. 제1항의 조성물로 코팅된 PVC로 된 단면부 또는 접합부 및 그의 부속품.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 안료, 염료 및 충진재를 추가로 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 조성물.
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