KR100726980B1 - 2액형 유리 배면용 도료 및 이를 형성하기 위한 유리배면용 도료 제조 방법 - Google Patents

Abstract

유리의 고경도 및 고광택 등의 물성과, 도료의 색감을 동시에 나타낼 수 있는 2액형 유리 배면용 도료 및 이를 제조하기 위한 방법이 개시되어 있다. 상기 도료는 아크릴 수지 50 내지 80 중량%, 멜라민 수지 5 내지 30 중량%, 술폰산 0.1 내지 0.4 중량% 및 유기 용매 9 내지 15 중량%를 포함하는 1액과, 글리시딜기를 포함하는 실란 5 내지 20 중량%의 2액을 포함한다. 상기 1액을 형성한 후, 도장 작업 직전에 2액을 상기 1액에 혼합하여 2액형 유리 배면용 도료를 형성한다.

Description

2액형 유리 배면용 도료 및 이를 형성하기 위한 유리 배면용 도료 제조 방법{Two component type paint for a back of a glass and method of manufacturing the same}

본 발명은 2액형 유리 배면용 도료 및 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전자제품 및 인테리어용 유리 배면에 도장되는 2액형 유리 배면용 도료 및 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

유리 배면은 통상 유리와 도막이 접촉하는 부분을 말하는 것으로, 유리에 도장한 도료의 도막면의 반대 부분이다. 즉, 상기 유리 배면은 유리를 통해 나타나는 도료의 배면을 의미한다. 상기와 같은 유리 배면은 유리의 고경도 및 고광택 등의 물성과, 도료의 색감을 동시에 나타낼 수 있다는 장점이 있다.

일반적으로, 상기 유리 배면은 냉장고, 세탁기, 전자렌지 등의 고품질의 가전제품에 사용될 수 있으며, 광고판, 내장재 등의 인테리어용으로도 활용될 수 있다.

이때, 상기와 같은 유리 배면에 사용되는 유리는 강화 유리를 사용하여 표면을 보호하고, 도료로는 아크릴/멜라민계 수지를 사용한다. 그러나, 상기 수지는 부 착성, 내수성, 내비등수성 등에서 물성이 떨어지는 문제점을 갖고 있다.

특히, 상기 내비등수성은 유리 배면용 도료에서 중요한 물성 중의 하나로, 도료에 사용된 수지 조성물이 완전 건조하여 비등수 1시간동안 도막의 변형이 없어야 한다.

여기서 유리 배면용 도료의 도장 공정을 살펴보면, 우선 제조된 도료에 글리시딜기를 갖는 실란 5 내지 20 중량%을 투입하여 충분히 교반한 후 유리면에 잔류하는 먼지, 유분을 제거한다. 이어서, 상기 유리면에 도료를 도장하여 약 160℃에서 5분 정도 건조한 후 냉각한다. 이때, 기존 실란을 사용한 도료는 내비등수성, 내수성 등에 문제가 발생된다. 또한, 도료 제조 시, 실란과 상기 도료가 1액형으로 제조되어 저장성 및 상용성이 떨어지는 문제점이 발생된다.

위와 같이 유리 배면용 도료의 내비등수성, 부착성, 내수성 성능을 향상시키기 위하여 고기능성의 유리 배면용 도료가 필요한 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 내비등수성, 부착성, 내수성 등이 향상된 도막을 형성할 수 있는 2액형의 유리 배면용 도료를 제공하는데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 2액형 유리 배면용 도료를 제조하기 방법을 제공하는데 있다.

상기 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 2액형 유리 배 면용 도료는, 아크릴 수지 50 내지 80 중량%, 멜라민 수지 5 내지 30 중량%, 술폰산 0.1 내지 0.4 중량% 및 유기 용매 9 내지 15 중량%를 포함하는 1액과, 글리시딜기를 포함하는 실란 5 내지 20 중량%의 2액을 포함한다.

상기 아크릴 수지는, 산값이 5 내지 300, 수산기 값이 10 내지 100, 중량 평균 분자량이 5,000 내지 50,000, 불휘발분이 40 내지 70%, 유리전이온도가 10 내지 60℃일 수 있다. 상기 아크릴 수지는 카르복실기 및 하이드록실기를 포함할 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 2액형 유리 배면용 도료 제조 방법에 있어서, 아크릴 수지 50 내지 80 중량%, 멜라민 수지 5 내지 30 중량%, 술폰산 0.1 내지 0.4 중량% 및 유기 용매 9 내지 15 중량%를 포함하는 1액을 형성한다. 도장 작업을 수행하기 전에 상기 1액에 글리시딜기를 포함하는 실란 5 내지 20 중량%의 2액을 혼합하여 도료를 형성한다.

상술한 조성을 갖는 유리 배면용 도료를 상술한 제조 방법으로 형성함으로써, 도료의 저장성 및 상용성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 상기 도료에 의해 형성된 도막의 비등수성, 부착성 및 내수성 등이 향상된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 2액형 유리 배면용 도료 및 이를 제조하기 위한 2액형 유리 배면용 도료 제조 방법에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 가전제품 및 인테리어로 사용되는 2액형 유리 배면용 도료는 아크 릴 수지, 멜라민 수지, 술폰산을 포함하는 1액과, 글리시딜기를 갖는 실란을 포함하는 2액을 포함하는 조성을 갖는다.

구체적으로, 상기 2액형 유리 배면용 도료는 아크릴 수지 50 내지 80 중량%와, 멜라민 수지 5 내지 30중량%와, 설폰산 0.1 내지 0.4 중량%의 조성을 갖는 1액과, 글리시딜기를 갖는 실란 5 내지 20중량%의 조성을 갖는 2액을 포함한다.

상기 도료를 형성하는데 적용되는 상기 아크릴 수지는 2액형 유리 배면용 수지 조성물의 주체(binder)로써, 카르복실기와 하이드록실기를 포함하는 아크릴 백본 구조를 갖는다.

상기 도료에 포함된 상기 아크릴 수지의 함량이 50 중량%미만이면 형성되는 도료의 고형분 조절 및 용제 선택에 한계가 있고, 그 함량이 80 중량%를 초과하면 도료 점도 조절이 어려워진다.

따라서, 상기 아크릴 수지의 함량은 상기 유리 배면용 도료의 전체 중량%에 대해 50 내지 80중량%의 범위를 갖고, 바람직하게는 55 내지 75중량%는 것이 바람직하다.

특히, 상기 도료는 형성하는데 적용되는 아크릴 수지는 하기와 같은 수산기값(hydroxyl value), 산값(acid value), 중량 평균 분자량 및 유리 전이 온도의 특성을 갖는다.

상기 아크릴 수지의 수산기값이 15mgKOH/g이하이면 경화 반응 시, 화학 결합 부족으로 전반적인 도막 물성이 저하될 수 있으며, 상기 아크릴 수지의 수산기값이 60mgKOH/g을 초과하면 저장성등의 문제가 야기된다. 따라서, 상기 아크릴 수지의 수산기값은 10 내지 100mgKOH/g 범위를 갖고, 바람직하게는 15 내지 90mgKOH/g 범위를 갖는다.

상기 아크릴 수지의 산값이 5mgKOH/g이하이면 염료의 분사성이 약화될 수 있으며, 상기 산값이 30mgKOH/g을 초과하면 내비등수성, 내수성이 취약해질 수 있다. 따라서, 상기 아크릴 수지의 산 값(acid value)은 5 내지 30mgKOH/g 범위를 갖고, 바람직하게는 10 내지 20mgKOH/g 범위를 갖는다.

상기 아크릴 수지의 중량 평균 분자량은 5,000 내지 50,000인 것이 바람직하다. 상기 아크릴 수지의 중량 평균 분자량이 5,000이하이면 분자량이 작아져 도막의 제물성의 약화와 도료 적용시 점도 조절의 한계성이 있고 상기 중량 평균 분자량이 50,000을 초과하면 도료의 적정점도 조절의 한계 및 도료 작업성이 취약해진다. 따라서, 상기 아크릴 수지의 중량 평균 분자량은 5,000 내지 50,000 범위를 갖고, 바람직하게는 10,000 내지 30,000 범위를 갖는다.

상기 아크릴 수지의 유리 전이 온도가 10℃이하이면 도막 경도가 약해 스크레치성이 취약해지기고, 상기 유리 전이 온도가 60℃를 초과하면 지나친 경도 상승으로 도막의 깨짐 현상이 나타난다. 따라서, 상기 아크릴 수지의 유리 전이 온도는 10 내지 60℃ 범위를 가지며, 바람직하게는 20 내지 40℃ 범위를 갖는다.

상기 아크릴 수지의 불 휘발분이 40중량% 미만일 경우 도막을 형성하기 위한 고형분의 함량이 상대적으로 작기 때문에 도장 공정 시 적정한 두께를 갖는 도막을 형성하기 어렵다. 반면에 불휘발분이 70중량% 초과할 경우 형성하고자 아크릴 수지의 점도가 높아 목적하고자 하는 도료를 얻기 힘든 문제점이 초래된다. 따라서, 상 기 아크릴 수지의 불 휘발분은 40 내지 70중량%이고, 바람직하게는 50 내지 65중량%이다.

상기 도료를 형성하는데 적용되는 상기 멜라민 수지는 상기 유리 배면용 도료의 총 중량%에 5 중량%이하이면 화학 결합의 결여로 전반적인 도막 물성 저하가 야기된다. 한편, 상기 멜라민 수지가 30 중량%를 초과하면 도막의 깨짐 현상 및 저장성 저항 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 멜라민 수지는 5 내지 30 중량% 범위를 가지며, 바람직하게는 10 내지 20 중량% 범위를 갖는다.

상기 도료를 형성하는데 적용되는 반응 촉매는 형성되는 도막의 내비등수성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 반응 촉매의 예로서는 강산성의 술폰산 등을 들 수 있다.

상기 도료에 포함된 상기 반응 촉매의 함량이 2액형 유리 배면용 도료의 0.1 내지 0.4 중량%의 범위를 벗어날 경우 미 반응 혹은 저장성과 같은 문제점들이 초래된다. 따라서, 상기 반응 촉매는 0.1 내지 0.4 중량% 범위를 가지며, 바람직하게는 0.2 내지 0.4 중량% 범위를 갖는다.

상기 도료를 형성하기 위한 주 용매로써 유기 용매가 사용된다. 상기 유기 용매의 예로서는 크실렌, 톨루엔, 프로판올, 부탄올 등을 들 수 있다.

상기 2액형 유리 배면용 도료를 형성하는데 적용되는 상기 유기 용매의 함량이 9 중량% 미만일 경우 형성되는 도료의 점도가 높아지는 문제점이 초래되고, 그 함량이 15 중량%를 초과할 경우 형성되는 도료의 점도가 현저하게 낮아지는 문제점이 초래된다. 따라서, 상기 유기 용매는 약 9 내지 15중량% 범위를 갖는다.

상기 아크릴 수지, 멜라민 수지 및 술폰산을 포함하는 도료에 유기 용매를 첨가함으로써 1액을 형성할 수 있다.

상기 2액은 글리시딜기를 포함하는 실란이다. 이때, 상기 2액형 유리 배면용 도료에 포함되는 글리시딜기를 갖는 실란의 함량이 5 중량% 이하이면 부착성, 내비등수성, 내수성 향상 효과가 부족하다. 반면, 20 중량% 초과이면 상용성과 도막의 투명성에 영향을 미친다. 따라서, 상기 글리시딜기를 포함하는 실란은 5 내지 20 중량% 범위를 가지며, 바람직하게는 10 내지 15 중량% 범위를 갖는다.

또한, 2액형 유리 배면용 도료는 기존의 유리 배면용 도료에 사용되는 첨가제를 모두 사용할 수 있다. 즉, 일반적인 첨가제란 도료에 있어서, 제조물성, 작업물성에 미세하게 영향을 미치는 요소들을 최적화시키기 위해 극소량으로 첨가되기 때문에 그 사용이 제한되지 않는다. 또한, 상기 첨가제의 종류에 따라 그 사용량은 각각 다르기 때문에 본 실시예의 첨가제의 사용량 및 그 종류는 본 발명을 제한하는 요소가 아니다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

아크릴 수지 63중량%, 유기 용제 12.8 중량%, 멜라민 수지 16중량%, 산촉매 0.2 중량% 및 첨가제 2 중량%을 포함하는 1액과, 글리시딜기를 갖는 실란 6 중량%를 포함하는 2액을 혼합하여 2액형 유리 배면용 도료를 제조하였다. 이때, 상기 첨가제에 표면 조절제 및 소포제가 포함되었다. 상기 도료를 제조하기 위하여 적용되는 물질의 조성이 하기 표 1에 개시되어 있다.

실시예 2

아크릴 수지 66 중량%, 유기 용제 12.7 중량%, 멜라민 수지 5중량%, 산촉매 0.3 중량% 및 첨가제 2 중량%을 포함하는 1액과, 글리시딜기를 갖는 실란 14 중량%를 포함하는 2액을 혼합하여 2액형 유리 배면용 도료를 제조하였다. 이때, 상기 첨가제에 표면 조절제 및 소포제가 포함되었다. 상기 도료를 제조하기 위하여 적용되는 물질의 조성이 하기 표 1에 개시되어 있다.

실시예 3

아크릴 수지 54 중량%, 유기 용제 11.6 중량%, 멜라민 수지 16중량%, 산촉매 0.4 중량% 및 첨가제 2 중량%을 포함하는 1액과, 글리시딜기를 갖는 실란 16 중량%를 포함하는 2액을 혼합하여 2액형 유리 배면용 도료를 제조하였다. 이때, 상기 첨가제에 표면 조절제 및 소포제가 포함되었다. 상기 도료를 제조하기 위하여 적용되는 물질의 조성이 하기 표 1에 개시되어 있다.

삭제

삭제

삭제

삭제

[표 1]

	원료	실시예1	실시예2	실시예3
1액	아크릴수지	63	66	54
	용제	12.8	12.7	11.6
	멜라민수지	16	5	16
	산촉매	0.2	0.3	0.4
	첨가제	2	2	2
2액	에폭시실란	6	14	16
	아미노실란	-	-	-
합계		100	100	100

(단위 : 중량 %)

유리 배면용 도료의 도막 평가

상기 실시예 1 내지 3에 의해 제조된 각각의 유리 배면용 도료를 탈지, 건조된 유리면에 15 내지 20㎛두께로 도포하고, 160℃에서 5분 동안 건조시켜 경화된 도막 시편을 얻었다. 또한, 상기 각각의 경화 도막 시편에 대해 하기의 물성 측정 방법에 따라 물성을 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2에 개시되어 있다.

[표 2]

시험항목	실시예1	실시예2	실시예3
내비등수성	블리스터	블리스터	양호
부착성	95/100	100/100	100/100
내용제성	양호	양호	양호
내수성	백화	양호	양호

(1) 내비등수성 : 끓은 물에 1시간동안 침지한 후, 도막 상태를 관찰하였다.

(2) 부착성 : JIS D0202에 따라서 측정하였다.

(3) 내용제성 : 크실렌에 24시간동안 침지한 후, 도막 상태를 관찰하였다.

(4) 내수성 : 상온수에 240시간동안 침지한 후, 도막 상태를 관찰하였다.

상기 표 2를 참조하면, 상기 실시예 1 내지 3에 대한 물성 평가 결과에서 알수 있듯이 수득된 유리 배면용 도료는 내비등수성, 부착성, 내용제성 등의 제반 물성 등이 비교예에서 수득된 도료보다 우수하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 유리 배면용 도료는 유리에 대한 부착성을 우수할 뿐 아니라, 내비등수성, 내수성 및 내용제성 등이 우수한 특성을 갖는다. 따라서, 냉장고, 세탁기, 전자렌지 등의 고품질의 가전제품 및 광고판, 내장재 등의 인테리어에 유용하게 사용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 아크릴 수지(acrylic resin) 50 내지 80 중량%, 멜라민 수지(melamine resion) 5 내지 30 중량%, 술폰산(sulfonic aicd) 0.1 내지 0.4 중량% 및 유기 용매 9 내지 15 중량%를 포함하는 1액; 및

   글리시딜기(glycidyl group)를 포함하는 실란(silane) 5 내지 20 중량%의 2액을 포함하는 2액형 유리 배면용 도료.
2. 제 1항에 있어서, 상기 아크릴 수지는, 산값이 5 내지 300mgKOH/g, 수산기값이 10 내지 100mgKOH/g, 중량 평균 분자량이 5,000 내지 50,000, 불 휘발분이 40 내지 70 중량%, 유리전이온도가 10 내지 60℃인 것을 특징으로 하는 2액형 유리 배면용 도료.
3. 제1항에 있어서, 상기 아크릴 수지는 카르복실기(carboxyl group) 및 하이드록실기(hydroxyl group)를 포함하는 것을 특징으로 하는 2액형 유리 배면용 도료.
4. 아크릴 수지 50 내지 80 중량%, 멜라민 수지 5 내지 30 중량%, 술폰산 0.1 내지 0.4 중량% 및 유기 용매 9 내지 15 중량%를 포함하는 1액을 형성하는 단계; 및

   도장 작업을 수행하기 전에 상기 1액에 글리시딜기를 포함하는 실란 5 내지 20 중량%의 2액을 혼합하여 도료를 형성하는 단계를 포함하는 2액형 유리 배면용 도료 제조 방법.