KR101049756B1

KR101049756B1 - Ｅｐｓ, 우레탄발포체, ｐｐ, ｐｅ 파레트용 표면코팅 조성물

Info

Publication number: KR101049756B1
Application number: KR1020100025881A
Authority: KR
Inventors: 허권; 문경명; 김홍규; 이재훈
Original assignee: 이재훈; 강남화성 (주)
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2011-07-19

Abstract

본 발명은 고강도 및 고압축 강도, 저비중화를 실현한 물품적재용 EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트 표면코팅 조성물에 관한 것으로 고밀도(10~50kg/m³) 및 고압축강도(1.25~2.54kg/cm²)물성을 갖는 EPS, 우레탄발포체, PP, PE로 제조된 파레트 표면상부에 물품 적재시 및 하차시 하중에 의한 균열발생 및 취급시 흠집 등 손상을 방지하고자 액상 고분자 수지(폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리우레탄-폴리우레아)를 도포 후 경화시켜 내구성을 확보한 물품 운반용 파레트 표면코팅 조성물을 제공함으로서 그 목적이 달성된다.

Description

ＥＰＳ, 우레탄발포체, ＰＰ, ＰＥ 파레트용 표면코팅 조성물{Coating composites for EPS, foamed polyurethane, PP and PE pallets}

본 발명은 EPS(Expanded Polystyrene), 우레탄발포체, PP(polypropylene), PE(polyethylene) 파레트용 표면코팅 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 고밀도(10~50kg/㎥)물성을 갖는 EPS, 우레탄발포체, PP, PE로 제조된 파레트 표면상부에 물품 적재나 하차시 하중에 의한 균열발생 및 취급시 흠집 등 손상을 방지할 수 있는 액상 고분자 수지(폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리우레탄-폴리우레아)를 도포 후 경화시켜 내구성을 확보한 물품 운반용 파레트 표면코팅 조성물에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 운반 및 적측용 파레트는 그 재질이 주로 목재를 사용하여 왔으나, 우리나라의 경우 목재 생산량이 절대적으로 부족하여 외국에서 원목을 수입하여 사용하고 있는 실정이며 수출물품에 사용되는 목재 적측용 파레트에 대해서는 수입국과 상대국의 반입되는 물품검사 규정에 따라서 자국의 환경보호와 병원균의 전이를 방지하기 위해 고열의 열처리를 시행하거나 까다로운 위생과 소독검사 여부의 규정을 정하여 실시하고 있기 때문에 이와 같이 엄격한 규정을 면하기 위해서 파레트의 재질을 다른 물질로 대체하지 않으면 안되는 것이 현실이다. 또한 목재 파레트는 습기에 민감한 제품을 적측하는 경우에 목재의 수분함유율(최대 약 30%까지 함유)이 주위 환경에 따라 변하게 되어 제품의 손상을 초래할 수 있다.

상기의 대체재질로 선택된 것이 프라스틱 적측용 파레트 및 철제용 파레트가 제조되고 있으나 이것의 단점은 부피가 크고 중량이 무겁다는 것과 제조비용이 고가이며, 실제 항공화물로 운송시 실제 물품운송에서 차지하는 파레트 중량부분의 비용이 높은 점이라고 할 것이다.

이들과 관련해 종래기술에서 PCT공개 WO2007/056821 에서는 파레트 본체를 EPS로 구성하는 것을 공개하고 있으나 본 발명에서와 같은 EPS 파레트의 내구성과 강도를 향상시키기 위한 코팅 조성물은 공개하지 못하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고밀도 및 고강도를 갖는 EPS, 우레탄발포체, PP, PE로 제조한 파레트 표면 상부에 물품 적재 및 하차시 하중에 의한 균열발생 및 취급시 흠집 등 손상을 방지하고자 액상 고분자 수지(폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리우레탄-폴리우레아)를 도포 후 경화시켜 내구성을 확보한 물품 운반 적재용 EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면 코팅 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 목재 및 철재, 프라스틱 파레트에 비해서 약 1/10～1/2정도의 중량을 갖는 가볍고 완충성이 있는 파레트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 부식성이 없고 해충이나 곰팡이 등에 대한 방제작업을 요하지 않음으로써 환경측면이나 비용측면에서 우수한 파레트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제품의 손상을 방지하기 위해 난슬립 효과가 부여된 파레트를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은;

EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물로서, 우레탄 프리폴리머 30~70중량 %와 폴리아민, 다가알콜 및 쇄연장제 중에서 선택되는 1종 이상의 혼합물 70~30중량 %를 포함함을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물을 제공한다.

상기에서 우레탄 프리폴리머는 지방족 또는 방향족 일 수 있는 1종 이상의 폴리이소시아네이트계를 포함하는 것을 사용할 수 있고, 상기 지방족 폴리이소시아네이트계는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 테트라알킬 크실렌 디이소시아네이트, 시클로 헥산 디이소시아네이트, 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,3- 및 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-이소시아네이트-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이트메틸-시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트), 4,4′-, 2,2′- 및 2,4′-디시클로헥실-메탄 디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상을 사용함이 바람직하다.

또한, 상기 방향족 폴리이소시아네이트계는 2,4-또는 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 2,4- 또는 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, p-페닐린 디이소사네이트 및 폴리메틸렌폴리페닐 이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있고, 상기 폴리아민은 폴리옥시알킬렌 폴리아민을 사용함이 바람직하다.

또한, 상기 다가 알콜은 폴리에테르폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리카르보네이트폴리올 및 폴리카프로락톤폴리올 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있고, 상기 쇄연장제는 1-메틸-3,5-디에틸-2,4- 또는 2,6-디아미노벤젠(디에틸톨루엔 디아민 또는 DETDA으로도 지칭됨 : 미국 알버말, 스위스 론자) ; 1,3,5-트리에틸-2,6-디아미노벤젠; 3,5,3′,5′-테트라에틸-4,4′-디아미노디페닐메탄; 3,5-디(메틸티오)-2,4 및 2,6-톨루엔 디아민을 포함한 디(메틸티오)-톨루엔 디아민; N,N′-비스(t-부틸)에틸렌 디아민; 4,4′-메틸렌비스(2-이소프로필-6-메틸아닐린); 4,4′-메틸렌비스(2,6-디이소프로필아닐린), 클리어링크 1000(Clearlink 1000, UOP); 폴리클리어 136(Polyclear 136, 바스프) 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 코팅 조성물이 촉매를 더 포함할 수도 있는데 이 경우, 상기 촉매는 디부틸틴 디라우레이트, 디부틸틴 디아세테이트, 디에틸틴 디아세테이트, 디헥실틴 디아세테이트, 디-2-에틸헥실틴 옥시드, 디옥틸틴 디옥시드, 스타노우스 옥토에이트, 스타노우스 올레에이트, 트리알킬아민 (트리메틸아민, 트리에틸아민); N-알킬모르폴린 (N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린), 2,2′-디모르폴리노디에틸 에테르, 1,4-디메틸피페라진, N,N,N′,M′-테트라메틸-1,3-부탄디아민, 디메틸디아미노디에틸에테르, 트리에틸렌디아민 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에 의하면 본 발명의 코팅 조성물이 코팅된 EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트는 실시예 에서와 같이 물품의 운반·적재 또는 하차시 파레트에 요구되는 인장강도, 경도 등을 갖고 있고 크랙이 발생하지 않아 중량이 가벼우면서도 경제적인 파레트를 제공할 수 있고 또한 부식성이 없고 해충이나 곰팡이 등이 없어서 방제작업이 필요치 않아 환경측면이나 비용측면에서 우수한 파레트를 제공할 수 있게 된다.

본 발명의 폴리우레아 시스템에 적용된 A성분의 우레탄 프리폴리머는 지방족 또는 방향족일 수 있는 1종 이상의 폴리이소시아네이트를 포함한다.

상기 방향족 이소시아네이트계로는 2,4-또는 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 2,4- 또는 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, p-페닐린 디이소사네이트 및 폴리메틸렌폴리페닐 이소시아네이트 또는 그들의 혼합물 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.

지방족 이소시아네이트계로는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 테트라알킬 크실렌디이소시아네이트, 시클로헥산 디이소시아네이트, 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,3- 및 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-이소시아네이트-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이트메틸-시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트), 4,4′-,2,2′- 및 2,4′-디시클로헥실-메탄 디이소시아네이트, 및 이에 상응하는 이성질체 혼합물 등을 포함한다.

여기서 지방족/방향족 디이소시아네이트 혼용 또는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 적절한 다가 알코올의 예는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카르보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 및 기타 폴리올을 포함한다. 이들 폴리올은 독립적으로, 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

요구물성에 부응하기 위한 바람직한 방향족 및 지방족 이소시아네이트 NCO(%)는 18 내지 25%의 이소시아네이트 함량을 가진다.

또한, 본 발명의 B성분인 순수 폴리우레아를 제조하기 위해서는 폴리아민 및 아민계 쇄연장제를 사용한다.

폴리아민은 바람직하게는 폴리옥시알킬렌 폴리아민이다. 폴리옥시알킬렌 폴리아민은 통상적으로 약 200 내지 약 5000의 중량평균 분자량; 2 내지 6, 바람직하게는 2 내지 3의 관능기를 가진다.

본 발명의 전체 폴리우레아 시스템 중의 폴리아민 전체 양은 약 50 내지 약 90 wt%, 바람직하게는 약 70 내지 약 90 wt%범위 일 수 있다.

상기 함량의 이유는 상기 범위에서 신장율이 150% 이상이며 쇼어(shore) D 경도가 50이상이고 크랙 등의 불량품을 생성하지 않기 때문이다. 일반적으로 쇼어 D 경도가 70 이상이고 신장율이 크며 크랙 등의 문제가 발생하지 않으면 소량의 재료로 넓은 면적을 도포할 수 있을 것이다.

통상 사용되는 쇄연장제의 예는 1-메틸-3,5-디에틸-2,4- 또는 2,6-디아미노벤젠(디에틸톨루엔 디아민 또는 DETDA으로도 지칭됨 : 미국 알버말, 스위스 론자) ; 1,3,5-트리에틸-2,6-디아미노벤젠; 3,5,3′,5′-테트라에틸-4,4,′디아미노디페닐메탄; 3,5-디(메틸티오)-2,4 및 2,6-톨루엔 디아민을 포함한 디(메틸리오)-톨루엔 디아민; N,N′-비스(t-부틸)에틸렌 디아민; 4,4′-메틸렌비스(2-이소프로필-6-메틸아닐린); 4,4′-메틸렌비스(2,6-디이소프로필아닐린)등이 사용되며, 클리어링크 1000(Clearlink 1000, UOP); 폴리클리어 136(Polyclear 136, 바스프)을 포함한다.

본 발명의 전체 폴리우레아 시스템 중의 쇄연장제의 전체 양은 약 20 내지 약 40 wt%, 바람직하게는 약 25 내지 약 35 wt%범위일 수 있다.

그 이유는 앞에서 설명한 바와 같이 크랙 등의 불량을 만들지 않고 신장율을 유지할 수 있으며 쇼어 D 경도를 유지할 수 있는 최적의 함량범위이기 때문이다.

순수폴리우레아 시스템에서는 촉매를 사용하지 않았다.

본 발명의 B성분의 폴리우레탄-폴리우레아(일명 하이브리드)시스템을 생성할 수 있도록 바람직하게는 임의로 1종 이상의 다가 알코올과 블렌딩된 1종 이상의 폴리아민 및 쇄연장제를 포함하는 일부의 폴리우레탄기를 함유하는 폴리우레탄-폴리우레아(일명 하이브리드)시스템이 만들어진다. 이에 사용된 폴리아민 및 쇄연장제는 상기의 순수 폴리우레아에 기재되어 있다.

일반적으로 다가알코올의 양은 전체 다관능성 이소시아네이트-반응성 화합물에 기초하여 50 wt%미만, 바람직하게는 10 내지 30 wt%이다. 그러한 다가 알코올의 첨가의 장점은 경화속도의 조절에 따른 표면의 매끄러움 및 경제적인 부분을 가진다.

상기 함량의 이유는 상기와 같은 하이브리드 시스템은 경제적 효과 뿐만 아니라 상호 폴리머(polymer)의 장점을 서로 보완할 수 있기 때문이다. 폴리우레아를 하이브리드 시켰을 때 신장율이 다소 감소될 수 있으나 쇼어 D 경도나 겔화 시간 등의 조절을 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 상기와 같은 범위로 다가알코올을 사용할 수 있다.

본 발명의 B성분의 폴리우레탄시스템을 생성할 수 있도록 바람직하게는 임의로 1종 이상의 다가알코올을 사용하고 여기에 일부 폴리아민 및 쇄연장제로 1종 이상의 아민을 포함하는 폴리우레탄기를 70% 이상 포함하는 시스템이 만들어진다. 이에 사용된 폴리아민 및 쇄연장제는 상기의 순수 폴리우레아에 기재되어 있다.

일반적으로 다가 알코올의 양은 전체 다관능성 이소시아네이트-반응성 화합물에 기초하여 40 wt%이상, 바람직하게는 40 내지 50 wt%이다. 그러한 다가 알코올의 첨가의 장점은 경제적인 부분과 도막의 유연성을 가진다.

적절한 다가 알코올의 예는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카르보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 및 기타 폴리올을 포함한다. 이들 폴리올은 독립적으로 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

우레탄시스템에는 촉매가 사용되며 이때 사용되는 촉매류로는 Pb계, 코발트계, 비스무스계, 및 3급 아민 또는 유기 주석 화합물로써 유기 부분의 유기기는 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 탄화수소기일 수 있다.

예를 들어, 디부틸틴 디라우레이트, 디부틸틴 디아세테이트, 디에틸틴 디아세테이트, 디헥실틴 디아세테이트, 디-2-에틸헥실틴 옥시드, 디옥틸틴 디옥시드, 스타노우스 옥토에이트, 스타노우스 올레에이트, 트리알킬아민 (트리메틸아민, 트리에틸아민); N-알킬모르폴린 (N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린), 2,2′-디모르폴리노디에틸 에테르, 1,4-디메틸피페라진, N,N,N′,M′-테트라메틸-1,3-부탄디아민, 디메틸디아미노디에틸에테르, 트리에틸렌디아민을 포함한다.

화학반응을 가속화 시켜주기 위해서 사용되는 양은 배합중에 5% 미만이 사용되며 바람직하게는 3 wt%미만이다.

본 발명의 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리우레탄-폴리우레아 엘라스토머 시스템을 제조하는데 요구되는 성분 A성분 (폴리이소시아네이트) 및 B성분 (폴리아민/폴리올 및 쇄연장제(들))의 일반적인 비율은 약 30-70 wt%의 성분 A 내지 약 70-30 wt%의 성분 B, 가장 바람직하게는 성분 A 및 성분 B의 50-50% 혼합물일 때 가장 양호한 물성을 나타낸다.

폴리우레아, 폴리우레탄-폴리우레아 엘라스토머 시스템을 손쉽게 적용하기 위해서는 기계장치가 필요하며 장비의 조건은 2액형 스프레이 장치로써 스태틱믹서를 가지는 기계이거나 2액형 고압 직접충돌 분사 기계이다. 이에 사용되는 장비의 최소 압력은 500psi 이상이며 바람직하게는 약 1500 내지 약 3500psi의 고압 하에서 작업을 할 수 있어야 한다. 또한 필요에 의해서 제품을 가온하여 사용할 수 있는 장치가 설치될 수 있다.

실시예 1 순수 폴리우레아 시스템

실시예 2 폴리우레탄-폴리우레아 시스템, 하이브리드

실시예 3 폴리우레탄 시스템

상기 표 중에서 D2000 및 T5000 은 폴리에틸아민으로 상품명이다.

* 작업방법

도포: 0.7mm

기계장치명 : GUSMER H-3500 사용

스프레이 건 : GX-7 100건

호스히터온도 : A성분, B성분 모두 70℃

정지압력 : 2,400psi

Claims

EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물로서, 우레탄 프리폴리머 30~70중량 %와; 폴리아민, 다가알콜 및 쇄연장제 중에서 선택되는 1종 이상의 혼합물 70~30중량 %를 포함함을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 우레탄 프리폴리머는 지방족 또는 방향족 일수 있는 1종 이상의 폴리이소시아네이트계를 포함함을 특징으로 하는 EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제2항에 있어서, 상기 지방족 폴리이소시아네이트계는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 테트라알킬 크실렌 디이소시아네이트, 시클로 헥산 디이소시아네이트, 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,3- 및 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-이소시아네이트-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이트메틸-시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트), 4,4′-, 2,2′- 및 2,4′-디시클로헥실-메탄 디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상임을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제2항에 있어서, 상기 방향족 폴리이소시아네이트계는 2,4-또는 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 2,4- 또는 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, p-페닐린 디이소사네이트 및 폴리메틸렌폴리페닐 이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상임을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리아민은 폴리옥시알킬렌 폴리아민임을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리아민은 혼합물 중 70~90중량 %를 함유함을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 다가 알콜은 폴리에테르폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리카르보네이트폴리올 및 폴리카프로락톤폴리올 중에서 선택되는 1종 이상임을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 다가 알콜은 혼합물중 10~30중량 %를 함유함을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 쇄연장제는 1-메틸-3,5-디에틸-2,4- 또는 2,6-디아미노벤젠(디에틸톨루엔 디아민 또는 DETDA으로도 지칭됨 : 미국 알버말, 스위스 론자) ; 1,3,5-트리에틸-2,6-디아미노벤젠; 3,5,3′,5′-테트라에틸-4,4′-디아미노디페닐메탄; 3,5-디(메틸티오)-2,4 및 2,6-톨루엔 디아민을 포함한 디(메틸티오)-톨루엔 디아민; N,N′-비스(t-부틸)에틸렌 디아민; 4,4′-메틸렌비스(2-이소프로필-6-메틸아닐린); 4,4′-메틸렌비스(2,6-디이소프로필아닐린), 클리어링크 1000(Clearlink 1000, UOP); 폴리클리어 136(Polyclear 136, 바스프)중에서 선택되는 1종 이상임을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 쇄연장제는 혼합물 중 25~35중량 %를 함유함을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 코팅조성물은 촉매를 더 포함함을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제11항에 있어서, 상기 촉매는 전체 코팅조성물 대비 5중량부 이하를 함유함을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.
제11항에 있어서, 상기 촉매는 디부틸틴 디라우레이트, 디부틸틴 디아세테이트, 디에틸틴 디아세테이트, 디헥실틴 디아세테이트, 디-2-에틸헥실틴 옥시드, 디옥틸틴 디옥시드, 스타노우스 옥토에이트, 스타노우스 올레에이트, 트리알킬아민 (트리메틸아민, 트리에틸아민); N-알킬모르폴린 (N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린), 2,2′-디모르폴리노디에틸 에테르, 1,4-디메틸피페라진, N,N,N′,M′-테트라메틸-1,3-부탄디아민, 디메틸디아미노디에틸에테르, 트리에틸렌디아민 중에서 선택되는 1종 이상임을 특징으로 하는, EPS, 우레탄발포체, PP, PE 파레트용 표면코팅 조성물.