KR100623659B1 - 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물 - Google Patents

광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주제, 경화제 및 희석제가 일정비율로 혼합된 코팅액에 자외선 유무에 따라 변색되는 포토크로믹과 자외선 흡수제 등을 포함하는 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물을 제조하고, 이를 휴대폰, 악세서리 등의 다양한 플라스틱 사출성형물에 상도 또는 하도용으로 적용함으로써, 실내 등의 자외선을 받지 않는 경우에는 무색을 나타내고, 자외선을 받을 경우 유색으로 변화하며, 특히 자외선의 강도에 따른 색의 짙고 흐려짐을 판단 할 수 있어 자외선차단 지수를 확인 할 수 있고, 다양한 색상의 안료를 적용할 수 있으므로 디자인 측면뿐만 아니라 소비자의 다양한 구매 욕구를 충족시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
포토크로믹, 자외선, 휴대폰, 플라스틱, 사출성형물

Description

광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물{A Composition of Photochromic Plastic injection Mold　for Coating}
본 발명은 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물에 관한 것이다.
각종 성형물 예를 들면 사무용 바인더, 비디오 케이스, 금속, 유리, 연질비닐이나 셀로판, 우드, 종이 등에 색깔을 부여하기 위해 인쇄 또는 전사 등의 기법이 이용된다. 이러한 인쇄 또는 전사 등의 기법에 사용되는 다양한 코팅용 조성물이 공지되어 있다.
예를 들어, 태양광과 형광체등의 빛을 흡수, 축적해, 어두운 곳에서 이것을 서서히 방출, 발광하는 성질을 가진 것으로 다수 공지된 축광안료(PHOSPHORESCENT PIGMENTS)를 사용하는 다음과 같은 기술들이 공지되어 있다.
먼저, 한국특허 제0366785호는 투명우레탄잉크 88 ~ 95 중량%에 우레탄 경화제1~3중량% 및 분말상태의 자외선차단제(일명 UV안정제) 1 중량%를 혼합한 다음에, 메틸에틸케톤(Methyle Ethyle Ketone)3 ~ 10 중량%를 추가로 투입하여 균일하게 혼합한 후에, 축광 안료를 상기혼합물 중량대비 1:1로 하여 혼합기에서 충분히 교반시켜 제조함을 특징으로 하는 축광 인쇄 잉크조성물을 개시하고 있으나, 상기 특허 는 주로 종이류, 합성 수지류의 원단, 천 등의 원단소재에만 사용할 수 있을 뿐이고 그 밖의 다른 소재에는 유효하지 못한 문제점이 있다.
또한 한국특허출원번호 제1999-0013527호는 5 ~ 15미크론의 입도를 갖는 축광안료 70 ~ 90 중량부와 알키드 수지, 폴리우레탄 수지, 사이클릭 포스파젠, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 스티렌 변성 아크릴 수지로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 또는 두가지 이상의 화합물 10 ~ 30 중량부를 혼합하여 30분 ~ 3 시간 동안 밀링하여 얻은 축광 페이스트를 인쇄 잉크 전체 조성물에 대해 20-30중량%로 혼합하여 제조한 것을 특징으로 하는 투명 야광 인쇄잉크의 제조방법을 개시하고 있으나, 상기 특허출원에 의하면 상기 야광 인쇄 잉크로 인쇄하기 전에 먼저 원하는 디자인을 색채 인쇄하여야 하므로 원하는 제품을 제조하는 공정이 복잡하게 되는 문제점이 발생한다.
다른 한편으로, 햇빛이나 자외선을 포함하는 인공 조명 등 자외선 광선하에서는 색이 변하고, 자외선 차단하에서나 어둠속에서는 무색 투명한 색으로 되돌아오는 화합물에 의해 나타나는 가역적 광변색 현상인 광호변성을 잉크 조성물에 적용한 기술도 다수 존재한다.
상기 광호변성이 적용된 기술로서, 광호변성 화합물(PHOTOCHROMIC COMPOUNDS, 광호환성화합물, 광변색성 화합물 등으로 불림, 이하 광호환성 화합물 이라 함)은 자외선을 강하게 흡수하는 상태와 가시광선을 강하게 흡수하는 상태의 이중 바닥 상태로 존재함에 따라, 자외선 노출시에는 발색되었다가 자외선 차단시에는 무색 투명한 상태로 전환하는 가역적인 색변화를 일으킴으로써 자외선 유무에 따라 여러 가지 색깔을 제공하는 화합물로서, 그 종류로는 벤조피란계 화합물(대한민국 특허출원 제98-018556호), 나프토피란계 화합물(대한민국 공고특허 제99-0170432호), 스피록사진계 화합물, 스피로피란계 화합물(대한민국 특허출원 제90-701930호) 등이 있다.
또한 한국특허출원번호 제2002-0023256호는 0.1 ∼ 5 중량%의 광호변성 파우더, 0.5 ∼ 3 중량%의 희석제, 1 ∼ 10 중량%의 메틸렌 클로라이드 및 나머지는 플라스틱졸로 구성된 광호변성 의류 코팅제 및 이를 이용하여 의류에 사진 광학법에 의한 스크린 인쇄한 후, 130 ∼ 160 ℃의 온도에서 10 ∼ 15초간 건조시키는 광호변성 의류 코팅제를 이용한 프린팅 방법을 개시하고 있으나, 상기 특허출원에 의하면 메틸렌 클로라이드를 용매로 사용함으로써 광호변성 의류 코팅제가 쉽게 굳어지는 문제점이 있어 상기 코팅제를 제조한 즉시 사용할 수 있으나 시간이 경과하면 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
그런데, 상술한 바와 같이 종래의 공지된 잉크 조성물은 축광안료 또는 광호환성화합물 중 어느 하나 만을 포함하기 때문에, 축광안료를 포함하는 잉크조성물로 인쇄된 경우는 밤에는 야광의 효과를 누릴 수 있으나 낮에는 전혀 효과가 없었으며, 광호환성화합물만을 포함하는 잉크조성물로 인쇄된 경우는 낮에는 변색의 효과가 있으나 밤에는 그 효과를 전혀 누릴 수 없는 단점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로 한국공개특허 제10-2005-005286호는 는 잉크수지 100 중량부, 유기용매 5 ~ 10 중량부, 광호환성화합물 0.1 ~ 0.3 중량부 및 축광안료 0.1 ~ 1중량부를 포함하는 것으로 밤과 낮 등 시간 에 관계없이 항상 변색의 효과를 누릴 수 있는 잉크 조성물에 개시하고 있다.
그러나, 환경 오염으로 야기된 대기 오존층의 파괴와 이로 인하여 다량의 자외선에 노출될 수 밖에 없는 현재의 상황에서 각종 생필품에 대한 자외선 차단에 대한 요구는 점점 높아지고 있으나, 지금까지는 자외선 차단율을 극대화 시키면서도 미관에 대한 소비자의 기대를 충족시킬 수 있는 잉크 조성물에 대한 기술은 제시되지 않고 있다.
이에 본 발명의 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력하였으며, 그 결과 주제, 경화제 및 희석제가 일정비율로 혼합된 코팅액에 자외선 유무에 따라 변색되는 포토크로믹과 자외선 흡수제 등을 포함하되,　특히 상기 자외선 흡수제로서 포름아미딘계 또는 고분자 할스(HALS)계 성분을 선택 사용하고, 분말상의 포토크로믹을 선택 사용함으로써, 자외선 차단율이 극대화될 뿐만 아니라, 이를 휴대폰, 악세서리 등의 다양한 플라스틱 사출성형물에 상도 또는 하도용으로 적용함으로써, 플라스틱 사출성형물의 내구성이 극대화됨을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명은 자외선 정도에 따라 색변화가 달리 나타나고 자외선 차단율이 우수하며, 내구성이 우수한 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 주제, 경화제, 희석제를 포함하여 이루어지는 코팅액에 대하여,
포토크로믹, 포름아미딘계 자외선 흡수제, 고분자 할스계 자외선 흡수제 및,유기 용매를 포함할 수 있다.
상기 코팅액에서, 상기 주제는 아크릴우레탄수지, 폴리에스터수지,　메틸이소부틸케톤(MIBK),　메틸에틸케톤,　에틸아세테이트, 부틸 아세테이트 및 톨루엔 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물을 포함하며, 상기 경화제는 우레탄수지와 크실렌을 포함하며, 상기 희석제는 솔베소 100(solvesso 100), 초산에틸, 디이소부틸케톤(DIBK), 이소부틸아세테이트, 톨루엔, 메틸에틸케톤,　메틸이소부틸케톤(MIBK), 크실렌 및 부틸셀루솔브 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물을 포함할 수 있으며, 상기 코팅액에서, 상기 주제, 경화제 및 희석제가 2 : 1 : 1.1~1.5 중량비로 포함될 수 있다.
본 발명에서, 코팅액 100 중량부에 대하여, 포토크로믹 0.01 ~ 15 중량부, 포름아미딘계 자외선 흡수제 0.05 ~ 10 중량부, 고분자 할스계 자외선 흡수제 0.05 ~ 10 중량부 및 유기용매 30 ~ 150 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 주제가 아크릴우레탄수지 45 ~ 55 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 15 ~ 20 중량%,　메틸에틸케톤 1 ~ 10 중량%,　에틸아세테이트 10 ~ 20 중량% 및 톨루엔 15 ~ 20 중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 경화제가 우레탄수지 40 ~ 50 중량%, 크실렌 50 ~ 60 중량%를 포함하여 이루어지며, 상기 희석제가 메틸에틸케톤 25 ~ 35 중량%,　메틸이소부틸케톤(MIBK) 20 ~ 30 중량%, 크실렌 25 ~ 35 중량% 및 부틸셀루솔브 15 ~ 25 중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에서 상기 주제가 아크릴우레탄수지 55 ~ 65 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%, 크실렌 1 ~ 10 중량%, 톨루엔 1 ~ 10 중량%, 소광제 1 ~ 10 중량% 및 금속분안료 1 ~ 10 중량%를 포함하여 이루어지는 무광성 주제와, 아크릴우레탄수지 55 ~ 66 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%, 크실렌 1 ~ 10 중량%, 에틸아세테이트 1 ~ 10 중량%, 톨루엔 1 ~ 10 중량%, 부틸아세테이트 5 ~ 15 중량%, 메틸에틸케톤 1 ~ 10 중량%, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 1 ~ 10 중량%를 포함하여 이루어지는 유광성 주제가 100 ~ 1 : 1 ~ 100 중량비 범위로 포함하여 이루어지며, 상기 경화제가 우레탄수지 40 ~ 50 중량%, 크실렌 50 ~ 60 중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 희석제가 솔베소 100(solvesso) 5 ~ 10 중량%, 초산에틸 33 ~ 45 중량%, 디이소부틸케톤(DIBK) 15 ~ 25 중량%, 이소부틸아세테이트 25 ~ 35 중량% 및 톨루엔 1 ~ 10 중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에서, 상기 포토크로믹은 나프토피란계 화합물을 사용하는 것일 수 있으며, 상기 나프토피란계 화합물은 분말상일 수 있다.
본 발명에서, 상기 유기용매는 클로로포름, 메틸렌클로라이드 및 메틸에틸케톤 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물일 수 있으며, 상기 유기용매는 클로로포름 10 ~ 50 중량부, 메틸렌클로라이드 10 ~ 50 중량부 및 메틸에틸케톤 10 ~ 50 중량부의 혼합물일 수 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 플라스틱 사출성형물에 코팅 하므로써 실내 등의 자외선을 받지 않는 경우에는 무색을 나타내고, 자외선을 받을 경우 유색으로 변화하며, 특히 자외선의 강도에 따른 색의 짙고 흐려짐을 판단 할 수 있어 자외선차단 지수를 확인 할 수 있고, 다양한 색상의 안료를 적용할 수 있으므로 디자인 측면뿐만 아니라 소비자의 다양한 구매 욕구를 충족시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물은 상기 제시된 주제, 경화제 및 희석제가 2 : 1 : 1.1~1.5 중량비로 포함된 코팅액 100 중량부에 대하여, 포토크로믹 0.05 ~ 10 중량부, 포름아미딘계 자외선 흡수제 0.05 ~ 10 중량부, 고분자 할스계 자외선 흡수제 0.05 ~ 10 중량부 및 유기용매 30 ~ 150 중량부를 포함하여 이루어진다.
상기 포토크로믹은 가역적인 포토트로피(phototropy) 또는 포토크로미즘(photochromism) 을 나타내는 화합물로서, 광 반응에 의해 무색으로부터 유색으로 유색으로부터 무색으로 변하는 화합물을 의미하는데, 이러한 화합물은 용액 또는 고체 상태에서 특정 파장의 광을 조사하면 화학구조가 변화하며 이에 따라 흡수 스펙트럼도 변화하지만, 다른 파장의 광을 조사하거나 어두운 곳에 방치하면 처음 상태로 되돌아가는 특성을 지니고 있다.
본 발명에서는 상기 포토크로믹으로서 상술한 특징으로 가지는 화합물을 사용할 수 있으나, 특히 나프토피란계 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 광호환성 화합물은 당업계에서 중성용매에 사용할 수 있는 중성으로 가공되거나 수성용매에 사용할 수 있도록 수성상태로 가공되거나 자연 그대로인 파우더형태(유성임)로 제공되는데, 본 발명에서는 파우더 형태를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 포토크로믹의 사용량은 주제, 경화제 및 희석제를 포함하여 구성되는 코팅액 100 중량부에 대하여 0.05 ~ 10 중량부이며, 포토크로믹이 발현하는 색상에 따라 차이가 있으나 사용량이 상기 범위 미만이면 자외선에 의한 색변화가 제대로 일어나지 않으며, 10 중량부를 초과하면 제조과정 중 유기용매에 제대로 용해되지 않는 문제점이 있으므로 상기 범위를 유지하도록 하는 것이 좋다. 구체적으로 나프토피란계 옐로우를 사용할 경우에는 0.05 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명에서는 자외선 흡수제로서 포름아미딘계 화합물과 고분자 할스계 화합물을 선택 사용함에 그 특징이 있다.
상기 포름아미딘계 자외선 흡수제는 다음 화학식 1로 나타내어지는 포름아미딘계 고분자를 포함한다.
Figure 112006035491327-pat00001
상기 화학식 1에서, R은 각각 같거나 다른 것으로 탄소수 1 ~ 20의 알킬 또는 방향족 알킬이다.
또한, 상기 고분자 할스계 화합물로서 구체적으로 1,3.5-트리아진-2,4,6-트리아민(1,3.5-Triazine-2,4,6-triamine,), N, N'''-[1,2-에탄-디일-비스[[[4,6-비스-[부틸(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딘일)아미노]-1,3,5-트리아진-2-일]이미노]-3,1-프로판디일]]-비스-[N',N''-디부틸-N',N''-비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딘일(N'''-[1,2-ethane-diyl-bis[[[4,6-bis-[butyl(1,2,2,6,6-pentamethyl -4-piperidinyl)amino]-1,3,5-triazine-2-yl]imino]-3,1-propanediyl]]-bis-[N',N''-dibutyl-N',N''-bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 고분자의 분자량은 2,000 ~ 4,000 범위인 것이 좋다.
이러한 자외선 흡수제의 선택 사용으로 인하여 본 발명의 광호환성 포토크로믹 잉크 조성물은 내구성 및 자외선 차단율이 보다 우수해지며, 자외선 흡수량에 따라 색상 변화가 더욱 다양하게 나타나는 특징을 갖는다.
이러한 포름아미딘계 자외선 흡수제는 주제, 경화제 및 희석제를 포함하여 구성되는 코팅액 100 중량부에 대하여 0.05 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 상기 고분자 할스계 자외선 차단제는 0.05 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명은 상기 유기용매로서 클로로포름, 메틸렌클로라이드 및 메틸에틸케톤 중에서 선택된 1 종 또는 그 이상의 혼합물을 사용할 수 있는데, 클로로포름 10 ~ 50 중량부, 메틸렌클로라이드 10 ~ 50 중량부 및 메틸에틸케톤 10 ~ 50 중량부를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물을 하도용으로 사용할 경우에는 상기 주제가 아크릴우레탄수지 45 ~ 55 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%,　MIBK 15 ~ 20 중량%,　메틸에틸케톤 1 ~ 10 중량%,　에틸아세테이트 10 ~ 20 중량% 및 톨루엔 15 ~ 20 중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 경화제가 우레탄수지 40 ~ 50 중량%, 크실렌 50 ~ 60 중량%를 포함하여 이루어지며, 상기 희석제가 메틸에틸케톤 25 ~ 35 중량%,　MIBK 20 ~ 30 중량%, 크실렌 25 ~ 35 중량% 및 부틸셀루솔브 15 ~ 25 중량%를 포함하여 이루어지도록 하는 것이 좋다.
또한 본 발명의 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물을 상도용으로 사용할 경우에는 상기 주제가 아크릴우레탄수지 55 ~ 65 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%, 크실렌 1 ~ 10 중량%, 톨루엔 1 ~ 10 중량%, 소광제 1 ~ 10 중량% 및 왁스 1 ~ 10 중량%를 포함하여 이루어지는 무광성 주제와, 아크릴우레탄수지 55 ~ 66 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%, 크실렌 1 ~ 10 중량%, 에틸아세테이트 1 ~ 10 중량%, 톨루엔 1 ~ 10 중량%, 부틸아세테이트 5 ~ 15 중량%, 메틸에틸케톤 1 ~ 10 중량%, MIBK 1 ~ 10 중량%를 포함하여 이루어지는 유광성 주제가 100 ~ 1 : 1 ~ 100 중량비 범위로 포함하여 이루어지며, 상기 경화제가 우레탄수지 40 ~ 50 중량%, 크실렌 50 ~ 60 중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 희석제가 솔베소100(CAS NO. 64742-95-6) 5 ~ 10 중량%, 초산에틸 33 ~ 45 중량%, DIBK 15 ~ 25 중량%, 이소부틸아세테이트 25 ~ 35 중량% 및 톨루엔 1 ~ 10 중량%를 포함하여 이루어지도록 하는 것이 좋다.
상기 제시한 조성물을 구성하는 성분 외에, 본 발명이 속하는 분야의 당업자의 선택에 따라 열경화성수지 및 열가소성수지의 선택 사용할 수 있으며, 이러한 선택에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
이하 본 발명의 본 발명의 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물을 사용하여 플라스틱 사출성형물인 휴대폰 케이스에 코팅하는 방법을 예로 들어 구체적으로 설명한다. 본 발명의 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물은 사출성형물의 하도 또는 상도로 적용할 수 있다.
먼저, 사출성형한 휴대폰 케이스에 하도 코팅 후 상도 코팅을 수행한다.
하도코팅용 조성물 제조
주제, 경화제 및 희석제를 포함하는 조성물을 먼저 혼합한다.
즉, 주제로서 아크릴우레탄수지 45 ~ 55 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%,　MIBK 15 ~ 20 중량%,　메틸에틸케톤 1 ~ 10 중량%,　에틸아세테이트 10 ~ 20 중량%,　톨루엔 15 ~ 20 중량%와 기타 첨가제를 1 ~ 10 중량%를 혼합하는데, 이때 혼합방법은 특별히 한정하지 않는다.
경화제로서 우레탄수지 40 ~ 50 중량%와 크실렌 50 ~ 60 중량%, 필요에 따라 기타 첨가제 1 ~ 5 중량%를 사용하며, 희석제로서 메틸에틸케톤 25 ~ 35 중량%,　메틸이소부틸케톤(MIBK) 20 ~ 30 중량%, 크실렌 25 ~ 35 중량%, 부틸셀루솔브 15 ~ 25 중량를 혼합하는데, 이때 상기 주제, 경화제 및 희석제를 2: 1: 1.1 ~ 1.5 중량비 범위로 조정하는 것이 좋은데, 상기 비율범위를 벗어나면 밀착력이 떨어져 신뢰성 테스트시 불량을 상승한다.
다음으로 포토크로믹을 혼합한다.
상기 주제, 경화제 및 희석제를 포함하는 조성물 100 중량부에 대하여 포토크로믹 화합물 0.1 ~ 15 중량부, 유기용제 (클로르 포름 10 ~ 50 중량부, 메틸렌 클로라이드 10 ~ 50 중량부, 메틸에틸케톤 10 - 50 중량부 등)을 혼합하고, 포름아미딘계 자외선 흡수제 0.05 ~ 10 중량부, 고분자 할스(HALS)계 자외선흡수제 0.05 ~ 10 중량부를 혼합한다.
하도코팅
상기 제조된 하도코팅용 조성물을 휴대폰케이스 등의 플라스틱 사출성형물의 표면에 5 ~ 15 미크론 두께로 도포하여 50 ~ 150 ℃에서 1 ~ 60 분간 건조한다. 필요에 따라 경화제비율은 조정이 가능하다.
상도코팅용 조성물 제조
주제, 경화제 및 희석제를 포함하는 조성물을 먼저 혼합한다.
즉, 무광용 조성물 또는 유광용 조성물에 따라서 사용성분 및 그 비율이 다소 달라지며, 이들의 비율을 조정할 수 있다.
먼저, 주제를 구성함에 있어 무광용 조성물의 경우 아크릴우레탄수지 55 ~ 65 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%, 크실렌 1 ~ 10 중량%, 톨루엔 1 ~ 10 중량%, 소광제 1 ~ 10 중량%, 왁스 1 ~ 10 중량% 및 필요에 따라 기타 첨가제 1 ~ 10 중량%를 포함하여 제조하고, 유광용 조성물의 경우 아크릴우레탄수지 55 ~ 66 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%, 크실렌 1 ~ 10 중량%, 에틸아세테이트 1 ~ 10 중량%, 톨루엔 1 ~ 10 중량%, 부틸아세테이트 5 ~ 15 중량%, 메틸에틸케톤 1 ~ 10 중량%, MIBK 1 ~ 10 중량% 및 필요에 따라 기타 첨가제 1 ~ 10 중량%를 혼합하는데, 이때 혼합방법은 특별히 제한하지 않는다.
경화제로서 우레탄수지 40 ~ 50 중량%와 크실렌 50 ~ 60 중량% 및 필요에 따라 기타 첨가제 1 ~ 5 중량%를 혼합한다. 희석제로서 솔베소 100(CAS NO. 64742-95-6) 5 ~ 10 중량%, 초산에틸 33 ~ 45 중량%, 디이소부틸케톤(DIBK) 15 ~ 25 중량%, 이소부틸아세테이트 25 ~ 35 중량%, 톨루엔 1 ~ 10 중량% 및 필요에 따라 기타 첨가제 1 ~ 5 중량%를 혼합한다.
이때, 상기 주제의 경우 무광 및 유광의 비율은 100 ~ 1: 1 ~ 100 중량비 범위로 혼합하도록 하며, 주제, 경화제 및 희석제는 2: 1: 1.1~1.5 중량비 범위로 조정하는데, 상기 비율범위를 벗어나면 하도와 상도의 부착력이 떨어져 신뢰성이 떨어져 불량률이 상승한다.
다음으로 포토크로믹을 혼합한다. 상기 주제, 경화제 및 희석제를 포함하는 조성물 100 중량부에 대하여 포토크로믹 화합물 포토크로믹 화합물 0.05 ~ 10 중량부를 유기용제(클로르 포름 10 ~ 50 중량부, 메틸렌 클로라이드 10 ~ 50 중량부, 메틸에틸케톤 10 - 50 중량부 등)을 혼합하고, 포름아미딘계 자외선 흡수제 0.05 ~ 10 중량부, 고분자 할스(HALS)계 자외선흡수제 0.05 ~ 10 중량부를 혼합한다.
상도코팅
상기 제조된 상도코팅용 조성물을 미리 하도코팅용 조성물이 코팅된 휴대폰 케이스 등의 플라스틱 사출성형물의 표면에 5 ~ 20 미크론 두께로 도포하여 50 ~ 150 ℃에서 30 ~ 180 분간 건조한다. 필요에 따라 경화제비율은 조정이 가능하다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 하도코팅용 조성물의 제조
삼화페인트 MP-PU 베이스 2152 BLACK(A부)-아크릴 우레탄도료 [주제: 아크릴우레탄수지 50 중량%, 폴리에스터 수지 5 중량%, MIBK 15 중량%, 메틸에틸케톤(MEK) 5 중량%, 에틸아세테이트 10 중량%, 톨루엔 15 중량% )와, 경화제 MP 450 (우레탄수지 45 중량%, 크실렌 55 중량%)와, 희석제 SEWN 700 (솔베소 100 5 중량%, 초산에틸 40 중량%, DIBK 20 중량%, 이소부틸아세테이트 25 중량%, 톨루엔 10 중량%)를 주제 : 경화제 : 희석제 = 2 : 1 : 1.2 중량비로 혼합한 후 600 RPM의 헨젤 혼합기로 5 분간 1차 교반하여 코팅액 조성물을 제조하였다.
상기 코팅액 조성물 100 중량부에 대하여 포토크로믹화합물로서 나프토피란계 옐로우 1 중량부를 유기용제(클로르 포름 5 중량부, 메틸렌 클로라이드 5 중량부, 메틸에틸케톤 5 중량부) 15 중량부에 용해 후 포름아미딘계 자외선흡수제(화학식 1) 1 중량부와 고분자 할스계 자외선흡수제(1,3.5-트리아진-2,4,6-트리아민) 1 중량부를 각각 혼합 후 600 RPM에서 10분간 교반하여 하도 코팅용 조성물 A를 얻었다.
실시예 2. 하도코팅
상기 실시예 1에서 얻어진 조성물 A를 플라스틱 사출물에 10 마이크롬의 두께로 도포한 후 드라이오븐기를 이용하여 80 ℃에서 10 분간 건조하였다(코팅된 사출물 1).
실시예 3. 상도코팅용 조성물의 제조
삼화페인트 무광도료 MP-PU240 SG 크리어(아크릴우레탄수지 60 중량%, 폴리에스터 수지 5 중량%, 크실렌 10 중량%, 톨루엔 15 중량%, 소광제 5 중량%, 금속분안료 5 중량%)와, 유광도료 MP-PU240 (아크릴우레탄수지 60 중량%, 폴리에스터 수지 5 중량%, 크실렌 10 중량%, 톨루엔 5 중량%, 에틸아세테이트 5 중량%, 부틸아세테이트 5 중량%, 메틸에틸케톤 5 중량% 및 메틸이소부틸케톤 5 중량%)를 70 : 30 중량비 비율로 혼합한 주제와, 경화제 MP 450 (우레탄수지 45 중량%, 크실렌 55 중량%) 및 희석제 SEWN 700 (솔베소100 5 중량%, 초산에틸 35 중량%, 디이소부틸케톤 20 중량%, 이소부틸아세테이트 30 중량%, 톨루엔 10 중량%)를 주제 : 경화제 : 희석제 = 2 : 1 : 1.2 중량비로 혼합한 후 600 RPM의 헨젤 혼합기로 5 분간 1차 교반하여 코팅액 조성물을 제조하였다.
상기 코팅액 조성물 100 중량부에 대하여 포토크로믹화합물(나프토피란계 옐로우) 1 중량부를 유기용제(클로르 포름 5 중량부, 메틸렌 클로라이드 5 중량부, 메틸에틸케톤 5 중량부) 15 중량부에 용해 후 포름아미딘계 자외선흡수제(화학식 1) 1 중량부와 고분자 할스계 자외선흡수제(1,3.5-트리아진-2,4,6-트리아민) 1 중량부를 각각 혼합 후 600 RPM에서 10 분간 교반하여 상도 코팅용 조성물 B를 얻었다.
실시예 4. 상도코팅
상기 실시예 3에 의하여 제조된 조성물 B를 상기 실시예 3에 의하여 1차 코팅된 사출물에 10 마이크롬 두께로 도포한 후 드라이오븐기를 사용하여 80 ℃에서 120 분간 건조하였다.
비교예 1.
삼화페인트 MP-PU 베이스 2152 BLACK(A부)-아크릴 우레탄도료 [주제 (아크릴우레탄수지 50 중량%, 폴리에스터 수지 5 중량%, MIBK 15 중량%, 메틸에틸케톤 5 중량%, 에틸아세테이트 10 중량%, 톨루엔 15 중량%)와, 경화제 MP 450 (우레탄수지 45 중량%, 크실렌 55 중량%) 및 희석제 SEWN 700 (솔베소 100 5 중량%, 초산에틸 40 중량%, 디이소부틸케톤 20 중량%, 이소부틸아세테이트 25 중량%, 톨루엔 10 중량%)를 주제 : 경화제 : 희석제 = 2 : 1 : 1.2 중량비로 혼합한 후 600 RPM의 헨젤 혼합기로 5 분간 1차 교반하여 코팅액 조성물을 제조하였다.
상기 코팅액 조성물을 실시예 2에서 사용한 것과 동일한 플라스틱 사출물에 10 마이크롬 두께로 도포한 후 드라이오븐기를 이용하여 80 ℃에서 10 분간 건조하였다(코팅된 사출물 2).
비교예 2.
삼화페인트 무광도료 MP-PU240 SG 크리어[아크릴우레탄수지 60 중량%, 폴리에스터 수지 5 중량%, 크실렌 10 중량%, 톨루엔 15 중량%, 소광제 5 중량%, 금속분안료 5 중량%)와, 유광도료 MP-PU240 (아크릴우레탄수지 60 중량%, 폴리에스터 수지 5 중량%, 크실렌 10 중량%, 톨루엔 5 중량%, 에틸아세테이트 5 중량%, 부틸아세테이트 5 중량%, 메틸에틸케톤 5 중량%, 메틸이소부틸케톤 5 중량%)를 70 : 30 중량비 비율로 혼합한 주제와, 경화제 MP 450 (우레탄수지 45 중량%, 크실렌 55 중량%) 및 희석제 SEWN 700(솔베소100 5 중량%, 초산에틸 35 중량%, 디이소부틸케톤 20 중량%, 이소부틸아세테이트 30 중량%, 톨루엔 10 중량%)를 주제 : 경화제 : 희석제 = 2 : 1 : 1.2 중량비로 혼합한 후 600 RPM의 헨젤 혼합기로 5 분간 1차 교반하여 코팅액 조성물을 제조하였다.
상기 제조된 코팅액 조성물을 상기 비교예 1에서 1차 코팅된 사출물에 10 마이크롬 두께로 도포한 후 80 ℃에서 120 분간 건조하였다.
실험예 1 : 자외선에 강도에 따른 색변화 측정
본 발명의 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물의 자외선에 대한 안정도를 측정하기 위하여 상기 실시예 2 및 4에 의하여 코팅된 플라스틱 사출 성형물과 비교예의 포토크로믹 화합물과 자외선 흡수제가 포함되지 않은 조성물로 코팅된 플라스틱 사출성형물을 동일한 조건의 자외선에 노출시킨 후 육안으로 색상의 변색 여부와 자외선 차단시 원상태로 회복 여부를 살펴보았다.
그 결과, 비교예 1에 의하여 하도코팅 후 비교예 2에 의하여 상도코팅된 플라스틱 사출물은 자외선 노출 및 차단에 따른 색변화가 없는 반면, 실시예 2에 의해 하도코팅 후 실시예 4에 의해 상도코팅을 실시한 플라스틱 사출물은 자외선 노출시 변색된 색상이 자외선 차단시 원상태로 회복됨을 알 수 있었다.
실험예 2 : 자외선 차단율
본 발명의 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물의 자외선에 대한 안정도를 측정하기 위하여 상기 실시예 2 및 4에 의하여 코팅된 플라스틱 사출 성형물과 비교예 1 및 2의 포토크로믹 화합물과 자외선 흡수제가 포함되지 않은 조성물로 코팅된 플라스틱 사출성형물을 사용하여 자외선 차단율을 측정하였다.
그 결과 실시예 2 및 4에 의하여 코팅된 플라스틱 사출 성형물의 경우 자외선 차단율이 90 % 이상으로 나타나 우수한 자외선차단의 기능성을 확인 할 수 있었다.
실험예 3 : 화학적 안정성 및 내구성 측정
본 실험예는 제시된 조성물의 침염, 내약품성, 화장품에 대한 내성, 염수에 대한 내성 및 플라스틱 사출물에 대한 접착력을 알아보기 위하여 수행되었다.
즉, 침염, 내약품성, 화장품에 대한 내성, 염수에 대한 내성 및 플라스틱 사출물에 대한 접착력의 측정을 위하여 다음 표 1에 제시된 방법으로 그 물성을 측정 한 다음 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[표 1]
검사항목 테스트 방법 결과
실시예 2 침염 - 수성 PEN : 모나미 Plus pen3000(수성) BLACK COLOR 시편에 칠함 → 50℃, 95% 항온항습기에 1시간방치 → 상온에서 1시간 방치 → 메칠알콜(99.3%)을 묻혀 닦아 냄 - 침염되지 않을 것 이상 없음.
실시예 4 이상 없음.
비교예 2 이상 없음.
실시예 2 침염 - 유성 PEN : 모나미 Namepen(유성) BLACK COLOR 시편에 칠함 → 50℃, 95% 항온항습기에 1시간방치 → 상온에서 1시간 방치 → 메칠알콜(99.3%)을 묻혀 닦아 냄 - 침염되지 않을 것 이상 없음.
실시예 4 이상 없음.
비교예 2 불량.
실시예 2 내약품성 - 연필지우개 500g + 왕복 250회 +메칠알콜 - 벗겨짐 없을 것 이상 없음.
실시예 4 이상 없음.
비교예 2 불량
실시예 2 X-CUTTING - 1mm(X-CUTTING), TAPE 착탈 3회 - 들뜸 없을 것 이상 없음.
실시예 4 이상 없음.
비교예 2 이상 없음.
실시예 2 내화장품 - 크림→챔버(80℃/80%/24hr)→수세→ 상온4hr→X-CUTTING(2mm/TAPE 착탈 1회) - 표면불량, 들뜸 없을 것 이상 없음.
실시예 4 이상 없음.
비교예 2 이상 없음.
실시예 2 염수분무 - 5%NaCl, 35℃, 72hr 방치→수세→상온4hr →X-CUTTING(2mm/TAPE 착탈 1회) - 표면불량, 들뜸 없을 것 이상 없음.
실시예 4 이상 없음.
비교예 2 불량
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물을 적용할 경우 제품상의 문제점이 발생되지 않으며, 자외선 차단 및 자외선 유무에 따른 변색 등의 기능성을 부가 하더라도 제품의 화학적 내구성 및 접착력이 우수함을 확인할 수 있다.
구체적인 실시예로서 설명하지는 않으나 본 발명의 특허 청구범위내의 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물은 플라스틱 사출성형물의 하도 및 상도용 코팅용 조성물로 사용되어 자외선에 대한 높은 안정성과 내구성을 나타냄을 알 수 있다.
따라서 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물은 주제, 경화제 및 희석제가 일정비율로 혼합된 코팅액에 자외선 유무에 따라 변색되는 포토크로믹과 자외선 흡수제 등을 포함하되, 특히 상기 자외선 흡수제로서 포름아미딘계 또는 고분자 할스(HALS)계 성분을 선택 사용하고, 분말상의 포토크로믹을 선택 사용함으로써, 자외선 차단율이 극대화될 뿐만 아니라, 이를 휴대폰, 악세서리 등의 다양한 플라스틱 사출성형물에 상도 또는 하도용으로 적용할 수 있음을 확인하였다.
이러한 본 발명의 조성물을 사용할 경우 플라스틱 사출성형물의 내구성이 극대화되며, 또한, 포토크로믹, 자외선 흡수제 사용량 및 자외선 조사량에 따라 색상의 진하기가 변하는 등의 다양한 칼라변화 효과를 얻을 수 있어 다양한 소비자의 구매 욕구를 만족시킬 수 있는 고급화된 제품을 제조할 수 있다.

Claims (10)

  1. 삭제
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  3. 삭제
  4. 주제, 경화제, 희석제를 포함하여 이루어지는 코팅액에 대하여,
    포토크로믹, 포름아미딘계 자외선 흡수제, 고분자 할스계 자외선 흡수제 및유기 용매를 포함하되,
    상기 코팅액에서, 상기 주제는 아크릴우레탄수지, 폴리에스터수지,　메틸이소부틸케톤(MIBK),　메틸에틸케톤,　에틸아세테이트, 부틸 아세테이트 및 톨루엔 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물을 포함하며,
    상기 경화제는 우레탄수지와 크실렌을 포함하며,
    상기 희석제는 솔베소 100(solvesso 100), 초산에틸, 디이소부틸케톤(DIBK), 이소부틸아세테이트, 톨루엔, 메틸에틸케톤,　메틸이소부틸케톤(MIBK), 크실렌 및 부틸셀루솔브 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물을 포함하고,
    상기 코팅액에서, 상기 주제, 경화제 및 희석제가 2 : 1 : 1.1~1.5 중량비로 포함되며,
    상기 코팅액 100 중량부에 대하여,
    포토크로믹 0.01 ~ 15 중량부, 포름아미딘계 자외선 흡수제 0.05 ~ 10 중량부, 고분자 할스계 자외선 흡수제 0.05 ~ 10 중량부 및 유기용매 30 ~ 150 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 주제가 아크릴우레탄수지 45 ~ 55 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 15 ~ 20 중량%,　메틸에틸케톤 1 ~ 10 중량%,　에틸아세테이트 10 ~ 20 중량% 및 톨루엔 15 ~ 20 중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 경화제가 우레탄수지 40 ~ 50 중량%, 크실렌 50 ~ 60 중량%를 포함하여 이루어지며, 상기 희석제가 메틸에틸케톤 25 ~ 35 중량%,　메틸이소부틸케톤(MIBK) 20 ~ 30 중량%, 크실렌 25 ~ 35 중량% 및 부틸셀루솔브 15 ~ 25 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 주제가 아크릴우레탄수지 55 ~ 65 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%, 크실렌 1 ~ 10 중량%, 톨루엔 1 ~ 10 중량%, 소광제 1 ~ 10 중량% 및 왁스 1 ~ 10 중량%를 포함하여 이루어지는 무광성 주제와, 아크릴우레탄수지 55 ~ 66 중량%, 폴리에스터수지 1 ~ 10 중량%, 크실렌 1 ~ 10 중량%, 에틸아세테이트 1 ~ 10 중량%, 톨루엔 1 ~ 10 중량%, 부틸아세테이트 5 ~ 15 중량%, 메틸 에틸케톤 1 ~ 10 중량%, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 1 ~ 10 중량%를 포함하여 이루어지는 유광성 주제가 100 ~ 1 : 1 ~ 100 중량비 범위로 포함하여 이루어지며,
    상기 경화제가 우레탄수지 40 ~ 50 중량%, 크실렌 50 ~ 60 중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 희석제가 솔베소 100(solvesso) 5 ~ 10 중량%, 초산에틸 33 ~ 45 중량%, 디이소부틸케톤(DIBK) 15 ~ 25 중량%, 이소부틸아세테이트 25 ~ 35 중량% 및 톨루엔 1 ~ 10 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포토크로믹은 나프토피란계 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는, 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 나프토피란계 화합물은 분말상인 것을 특징으로 하는, 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물.
  9. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기용매는 클로로포름, 메틸렌클로라이드 및 메틸에틸케톤 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 유기용매는 클로로포름 10 ~ 50 중량부, 메틸렌클로 라이드 10 ~ 50 중량부 및 메틸에틸케톤 10 ~ 50 중량부의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광호환성 플라스틱 사출성형물 코팅용 조성물.
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