KR101215268B1 - 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물, 이를 이용한 광경화 방법 - Google Patents

우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물, 이를 이용한 광경화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천연의옻 액으로부터 분리한 우루시올을 광경화형 코팅조성물의 광경화 반응의 개시제로 사용함으로써 일반적인 광경화 조성물에서 광개시제의 제거가 가능한 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물 및 이의 제조방법, 그리고 이를 이용하여 제조된 제품에 관한 것이다.
일반적인 광경화 조성물에서 필수 성분인 광경화 개시제를 우루시올이 대체 함으로써 광경화 개시제 미사용에 따른 비용절감 및 미반응된 잔류 개시제가 없기 때문에 식품포장 등 다양한 분야에 적용이 가능하다.

Description

우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물, 이를 이용한 광경화 방법{Photo-curable coating composition comprising urushiol, and a photo-curing process by using the same}
본 발명은 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천연 옻 액으로부터 분리한 우루시올을 광경화형 코팅조성물의 광경화 반응의 개시제로 사용함으로써 일반적인 광경화 조성물에서 광개시제의 제거가 가능한 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물 및 이의 제조방법, 그리고 이를 이용하여 제조된 제품에 관한 것이다.
폴리카보네이트, 폴리스타이렌, 스타이렌-아크릴로니트릴, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌 등의 플라스틱 성형품의 표면은 내마모성, 내스크래치성, 내용제성 등에 있어서, 유리 또는 금속제품보다 약하다는 단점이 있다. 따라서, 이러한 결함을 개량하기 위하여 상기 플라스틱의 표면에 실리콘 수지 또는 멜라민 수지 등으로 도포하는 방법 및 알루미늄 진공증착에 의해 금속 질감의 보호막을 형성하는 방법이 사용되어 왔다. 그러나, 상기 실리콘 수지 등은 열경화형 도료로서 도막을 형성하기 위해서는 장시간 열에 노출시켜야 하는데, 이와 같이 장시간의 가열로 인하여 생산성이 저하되고, 높은 온도로 인해 플라스틱 기재의 물성에 악영향을 미칠 수 있다는 단점이 있다. 또한, 상기 알루미늄 진공증착의 경우에는 도료와 알루미늄의 부착성에 문제가 있게 된다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 유기 용제에 폴리우레탄을 용해시킨 용액을 기재에 코팅하고 용제를 증발시킴으로써 코팅막을 형성하는 방법이 개발되었는데, 이러한 우레탄 코팅은 접착성 및 강도가 낮고 휘발성 유기물질(VOC, volatile organic compounds) 증발에 따른 대기 오염의 문제로 점차 그 사용이 제약을 받고 있다. 현재, 세계 각국에서 유기용제를 포함한 모든 유기 휘발 물질인 VOC의 규제가 가속화 되고 있으며, 미국에서 광학적 스모그 방지를 위해 캘리포니아주의 Rule66(1966년), 1977년 EPA(미환경보호청)으로부터 CAA(Clean Air Act : 대기환경정화법)가 제정되었고, VOC의 가이드라인으로서 RACT(Reasonably Available Control Technology)가 발효되었으며, 1990년 CAA의 전면적인 재평가인 HAPS(Hazardous Air Pollutants)를 제정하여, 배출되는 유기물질을 등급에 의해 분류하여 배출량과 농도를 규제하고 있다.
한편, 대한민국 특허공개공보 제93-13027호에는 염화 비닐 장판용 자외선 경화성 도막 조성물이 개시되어 있으나, 상기 조성물이 열가소성 아크릴 수지인 비반응성 올리고머를 더 포함하기 때문에 점도가 25 ℃에서 300-5,000 centi-poise로서 너무 높아서 작업성이 나쁘며, 광범위한 플라스틱 성형품의 코팅제로서 사용하기에는 내열성, 내마모성, 내스크래치성 및 유연성 등의 기계적 물성이 충분하지 않다는 문제점이 있었다.
또한, 대한민국 등록특허 제139881호에는 헥사메틸렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트 고리를 함유하는 지방족 다관능성 이소시아네이트와, 히드록시 알킬(메타)아크릴레이트 및 카프로락톤 변성 히드록시 에틸 아크릴레이트가 반응된 형태의 예비 중합체, 반응성 희석제, 광개시제 및 기타 첨가제로 구성된 광경화형 수지 조성물이 개시되어 있으나, 상기 대한민국 특허 공개정보 제93-13027호와 같은 문제점이 여전히 존재한다.
또한 상기의 특허기술의 광경화형 수지 조성물의 경우, 구성 성분중 가장 고가인 광개시제를 필수성분으로 사용하는 광경화 수지 조성물로서 자외선 조사 등을 이용한 광경화반응 후에도 미반응 광개시제와 낮은 반응성으로 인한 저분자량의 잔류물이 제조된 제품의 코팅층에 남게 되며, 사용 중 용출되어 환경적인 문제와 식품포장의 적용에 한계, 그리고 코팅층에 황변을 일으키는 주요 원인으로 작용하게 된다.
이와 같이 인공적인 화학제품은 환경 및 인체에 유해한 물질을 포함하고 있어 각종 질병 및 알레르기 반응을 유발하고, 생태계에서 쉽게 분해되지 않아 환경 오염에 의한 해로운 영향을 미쳐 보다 친환경적인 제품의 소비가 증가하고 있다. 이에 인공적인 화학반응이 아닌 옻나무로부터 옻을 얻어 제품에 이용함으로써 친환경적인 다양한 제품들에 적용되고 있다.
옻은 오래전부터 한방뿐만 아니라 식기 및 장롱 등에 응용한 생활용품들을 사용하여 그 안정성과 내염성, 내열성, 방수성, 방부성, 방충성, 절연성 및 항균성 등의 특성이 확인되었다. 또한, 최근에는 보존특성이 우수하며 항암효과도 탁월한 것으로 알려져 있으며, 다양한 분야의 제품에 응용되고 있다.
이러한 옻에 함유되어 있는 주성분인 우루시올을 정제하여 이를 다양한 제품에 적용하고자 하는 다양한 시도들이 실시되고 있으며, 대한민국특허 제0631489호(발명의 명칭: 옻추출액을 이용한 생칠의 제조방법), 대한민국 특허출원 제10-1999-0016473호(항암효과가 우수한 우루시올-에탄올 초미립자), 대한민국 특허출원 제10-2007-0075900호(우루시올 추출물을 포함하는 일액형 도료가 코팅된 도장품의 제조 방법), 대한민국 특허출원 제10-2006-0112485(우루시올 함유 종이 및 벽지용 코팅제의 제조 및 이를 이용한 기능성 종이 및 벽지의 제조 방법)에서 옻 액을 이용하여 다양한 소재에 적용을 개시한다.
옻 액에는 우루시올, 수분, 고무질, 라케이즈(Laccase), 함질소 물질을 함유하고 있으며, 옻 도막을 형성하는 주성분은 페놀기를 가진 우루시올(urushiol)로서 옻 액 중 약 70 중량 %를 차지하고 있다.
또한, 수분과 산소가 접촉되어 우루시올의 산화작용으로 경화가 이루어지므로 두꺼운 도막을 얻을 수 없어 옻칠공정과 경화공정을 수회 반복하여 제조된다. 이러한 반복 제조공정을 거치면서 대기중의 먼지와 같은 불순물이 묻을 수 있어 작업장을 청결하게 유지하는 것이 필수적이며, 옻칠공정과 경화공정의 반복 수를 줄이는 것이 옻을 이용한 다양한 제품에 확대 적용하는 것에 필요하다.
이에 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 옻 액에서 추출한 안정성과 내염성, 내열성, 방수성, 방부성, 방충성, 절연성 및 항균성이 우수한 우루시올을 광경화형 코팅조성물의 광경화 반응의 개시제로 사용함으로써 일반적인 광경화형 코팅 조성물에서 광개시제를 제거가 가능한 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물 및 제조방법, 그리고 이를 이용한 제품을 제공하는 데 있다.
일 측면에 따르면, 본 발명은 (a) 우루시올; 및 (b) 하기 (b1) 프리폴리머와 (b2) 아크릴레이트 계열 모노머 성분을 포함하는 예비 조성물을 포함하는 광경화형 코팅 조성물을 개시한다.
(b1) 하기 화학식 1의 우레탄 아크릴레이트 프리폴리머:
Figure 112010004628061-pat00001
상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 에틸렌 또는 프로필렌이며, R3는
Figure 112010004628061-pat00002
,
Figure 112010004628061-pat00003
,
Figure 112010004628061-pat00004
,
Figure 112010004628061-pat00005
중에서 선택되며, Y는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜, 폴리카보네이트 디올 중에서 선택된 폴리올을 나타낸다; 및
(b2) 메틸메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타/헥사 아크릴레이트, 및 이들 하나 이상의 혼합물 중에서 선택된 아크릴레이트 계열 모노머 성분
상기 프리폴리머와 상기 아크릴레이트 계열 모노머 성분은 중량비가 10 : 10-50이며; 상기 예비 조성물 100 중량부를 기준으로 우루시올 0.01-100 중량부를 포함하는 것이 본 발명의 효과를 달성하는 면에서 바람직하다.
다른 바람직한 구현예에 있어서, 상기 아크릴레이트 계열 모노머 성분은 메틸메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타/헥사 아크릴레이트 중에서 선택된 2 이상의 혼합물인 것이 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다는 면에서 바람직하다.
또 다른 바람직한 구현예에 있어서, 상기 아크릴레이트 계열 모노머 성분은 메틸메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타/헥사 아크릴레이트의 혼합물인 것이 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다는 면에서 더욱 바람직하다.
상기 프리폴리머와 상기 아크릴레이트 계열 모노머 성분은 중량비가 10 : 20-40이며; 상기 예비 조성물 100 중량부를 기준으로 우루시올 0.5-80 중량부를 포함하는 것이 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다는 면에서 더욱 바람직하다.
다른 구현예에 있어서, 상기 광경화형 코팅 조성물은 색소, 안정화제, 계면활성제, 충진제, UV 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 (a) 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 광경화형 코팅 조성물을 롤 코팅, 침지 코팅, 스프레이 코팅, 플로우 코팅, 실크 스크린 또는 스핀 코팅, 인쇄의 방법으로 대상 소재의 표면에 도포하는 단계; 및
(b) 상기 도포된 조성물에 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화 방법을 개시한다.
일 구현예에 따르면, 상기 대상 소재는 금속류, 세라믹류, 플라스틱류, 목재류 중에서 선택되나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 옻 액에서 추출한 안정성과 내염성, 내열성, 방수성, 방부성, 방충성, 절연성 및 항균성이 우수한 우루시올을 광경화형 코팅조성물의 광경화 반응의 개시제로 사용함으로써 일반적인 광경화형 코팅 조성물에서 광개시제를 제거가 가능한 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물 및 제조방법을 통하여 친환경적이며, 기재와의 부착력 및 기계적 성질이 우수하다.
또한 일반적인 광경화 조성물에서 필수 성분인 광경화 개시제를 우루시올이 대체 함으로써 광경화 개시제 미사용에 따른 비용절감 및 미반응된 잔류 개시제가 없기 때문에 식품포장 등 다양한 분야에 적용이 가능하다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물은
(a) 옻 액에서 정제하여 얻어진 우루시올과
(b) 하기 화학식 1의 우레탄 아크릴레이트 프리폴리머;
[화학식 1]
Figure 112010004628061-pat00006
상기 식 중, R1은 수소 또는 메틸이고; R2는 에틸렌 또는 프로필렌이며; R3는
Figure 112010004628061-pat00007
,
Figure 112010004628061-pat00008
,
Figure 112010004628061-pat00009
, 또는
Figure 112010004628061-pat00010
이며; Y는 폴리올을 나타낸다.
메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate:MMA), 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(trimethylol propane triacrylate:TMPTA), 다이펜타에리트리톨 펜타/헥사 아크릴레이트(dipentaerythritol penta/hexa acrylate:DPHA)를 포함하는 또는 이들의 혼합물로부터 얻어지는 광개시제를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 광경화 조성물과 혼합하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물 및 제조방법, 그리고 이를 이용한 제품을 제공하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 광경화 반응은 자외선과 같은 광에너지의 조사에 의하여 광에너지를 흡수한 광개시제가 라디칼을 형성함으로써 개시하지만, 본 발명의 경우 옻 액에서 정제한 우루시올이 하기의 식 2와 같이 광에너지 조사에 의하여 광에너지를 흡수하여 라디칼을 형성하게 되는 것을 특징으로 한다.
[반응식 1]
Figure 112010004628061-pat00011
여기서 R4는 C15H31 -2n를 나타내며, n은 0, 1, 2, 또는 3을 나타낸다.
본 발명에서 얻어지는 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물의 조성은 상기의 광개시제를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 광경화 조성물 100 중량부에 대하여, 우루시올 0.01 내지 100 중량부를 함유하는 것이 바람직하며, 1 내지 50 중량부를 함유하는 것이 더욱 바람직하다. 우루시올의 함유량이 1 중량부 이하인 경우 우루시올의 효과를 발현하기 힘들며, 또한 광중합 반응 개시제의 역할이 부족하며, 50 중량부 초과인 경우 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물의 환경변화에 대한 경시변화가 크다.
본 발명의 우루시올을 옻 액으로부터 정제하여 얻게 되며, 정제방법은 일반적으로 n-헥산, 메탄올,에탄올, 이소프로판올 또는 부탄올과 같은 유기용매를 사용한 추출법을 주로 이용하나 이 방법에 국한하지는 않는다. 먼저 옻 액과 친수성 유기용매를 혼합한 후, 원심분리하여 상기 친수성 유기용매에 용해된 상태에 있는 우루시올 층을 분리한다. 상기 분리된 우루시올 층에 대해 에탄올과 수분을 제거하기 위해 가열하여 우루시올을 추출하는 우루시올 추출단계를 통해서 옻 액에서 정제하여 얻어진 우루시올을 얻게 된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 광경화 조성물은 상기 우레탄 아크릴레이트 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 메틸메타크릴레이트 200 내지 800 중량부와 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 또는 다이펜타에리트리톨펜타/헥사 아크릴레이트 혼합물 80 내지 150 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 폴리올은 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol:PEG), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol:PPG), 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(polytetramethylene ether glycol:PTMG) 또는 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol:PCBD)일 수 있다. 또한, 상기 폴리올의 중량평균분자량은 500 내지 2,000인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광경화 조성물은 광중합 개시제를 포함하지 않는 것이 바람직하나, 필요에 따라서는 광중합 개시제를 포함하는 것도 바람직하다. 광중합 개시제는 히드록시 사이클로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐, 아세토페톤, 벤조페논, 페닐-2-히드록시 2-프로필 케톤 등을 들 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 우레탄 아크릴레이트의 중량평균분자량은 100-30,000, 바람직하게는 500-5,000, 더욱 바람직하게는 1,000-3,000이고, 상기 광경화 조성물의 상온에서의 점도는 1-300 centi-poise인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물은 옻 액에서 정제하여 얻어진 우루시올과 광경화 조성물을 혼합하여 얻어진다. 혼합방법은 우루시올과 광경화 조성물이 완변하게 혼합된다면 혼합방법을 국한하지 않으니, 주로 교반기를 사용하여 200 rpm 이상의 속도로 30 분 이상 실시한다.
본 발명에 따른 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물은 색소, 안정화제, 계면활성제, 마이크로 단위의 금속 입자 등과 같은 충진제, UV 흡수제 등의 통상적인 첨가제들을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물은 그 적용분야에 따라 다양한 도포작업과 경화작업을 수행할 수 있다. 도포작업은, 예컨대 롤 코팅, 침지 코팅, 스프레이 코팅, 플로우 코팅, 실크 스크린 또는 스핀 코팅, 인쇄 등의 방법들이 사용된다.
또한, 적용 가능한 기재는 금속류, 세라믹류, 플라스틱류, 목재류 등 도막형성이 가능한 모든 소재에 적용가능하며, 한 번의 도포작업으로 우수한 옻칠 제품을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅조성물을 도포한 후 경화작업은 자외선을 조사함으로써 경화시켜 제조되는 것을 특징으로 한다.
실시예
이하의 실시예는 본 발명을 더욱 상세하기 설명하기 위한 것이며, 이에 의해서 본 발명의 범위가 축소되거나 제한될 수 없다.
제조예 1: 우루시올의 정제
삼각 플라스크에 준비된 중국산 생옻 200 g에 n-헥산 600 g을 첨가하여 격렬히 교반한 다음, 증류수 200 g을 첨가하여 잘 교반하여 실온에서 60 분간 방치한 후 냉동실에 보관하였다. 이때, 두 층으로 분리가 되며, 물을 포함한 하층이 응고되면 냉동실로부터 꺼내어 상층의 용액을 분리하여 필터링하였다. 상기 공정에서 얻어진 용액 600 g을 60 ℃C의 반응기에서 증류하여 250 g의 우루시올을 얻었다.
제조예 2: 광경화 예비 조성물 제조(1)
플라스크 안에 중량평균분자량이 500인 폴리프로필렌 글리콜(Aldrich사) 0.01 mol과 자일렌 다이이소시아네이트 0.02 mol(Aldrich사)을 넣고 오일 배쓰(oil bath)의 온도를 80 ℃로 맞춘 후 2 시간 동안 혼합한 다음, 촉매인 디부틸틴 디라우레이트(dibutyltin dilaurate) 2-3 방울을 넣고 다시 1 시간 동안 반응시켰다. 다음으로, 상기 용액을 60 ℃로 냉각한 다음, 하이드록시에틸아크릴레이트 0.02 mol을 첨가하고, 3 시간 동안 반응시켜 중량평균분자량이 1,000인 우레탄 아크릴레이트 프리폴리머를 얻었다. 상기에서 얻어진 우레탄 아크릴레이트 프리폴리머 10 g을 삼각 플라스크에 넣은 다음, 메틸메타크릴레이트(Aldrich사) 30 g을 첨가하고 60 ℃의 온도에서 60 분간 혼합하여 광경화 예비 조성물을 제조하였다.
제조예 3: 광경화 예비 조성물 제조(2)
메틸메타크릴레이트(Aldrich사) 30 g을 사용하는 대신에 메틸메타크릴레이트(Aldrich사) 20 g과 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(Aldrich사) 10 g을 사용하는 것을 제외하고는 상기 제조예 2와 동일하게 실험을 진행하여 광경화 예비 조성물을 제조하였다.
제조예 4: 광경화 예비 조성물 제조(3)
메틸메타크릴레이트(Aldrich사) 30 g을 사용하는 대신에 메틸메타크릴레이트(Aldrich사) 10 g과 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(Aldrich사) 10 g, 및 다이펜타에리트리톨 펜타/헥사 아크릴레이트 10 g을 사용하는 것을 제외하고는 상기 제조예 2와 동일하게 실험을 진행하여 광경화 예비 조성물을 제조하였다.
비교 제조예 1: 광경화 예비 비교 조성물 제조(1)
메틸메타크릴레이트(Aldrich사) 30 g을 사용하는 대신에 부틸메타크릴레이트(Aldrich사) 30 g을 사용하는 것을 제외하고는 상기 제조예 2와 동일하게 실험을 진행하여 광경화 예비 비교 조성물을 제조하였다.
비교 제조예 2: 광경화 예비 비교 조성물 제조(2)
메틸메타크릴레이트(Aldrich사) 20 g과 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(Aldrich사) 10 g을 사용하는 대신에 메틸메타크릴레이트(Aldrich사) 20 g과 트리메틸올 프로판 테트라아크릴레이트(Aldrich 사) 10 g을 사용하는 것을 제외하고는 상기 제조예 3과 동일하게 실험을 진행하여 광경화 예비 비교 조성물을 제조하였다.
실시예 1: 광경화형 코팅 조성물 및 광경화 필름 제조(1)
상기 제조예 1에서 정제한 우루시올 1 g과 제조예 2에서 제조한 광경화 예비 조성물 100 g을 기계적 교반기를 이용하여 상온에서 30 분간 300 rpm의 속도로 혼합하여 우루시올을 함유하는 광경화형 코팅 조성물을 얻었다. 얻어진 광경화형 코팅 조성물을 닥터 블레이드 코팅법을 이용하여 폴리카보네이트 필름 위에 코팅한 후 자외선 조사기를 이용하여 1,400 mJ/cm2, 조사거리 15 cm에서 약 60 초간 조사하여 광경화를 실시하여 두께 10 ㎛의 필름을 제작하였다.
실시예 2: 광경화형 코팅 조성물 및 광경화 필름 제조(2)
제조예 2에서 제조한 광경화 예비 조성물 100 g을 사용하는 대신에 제조예 3에서 제조한 광경화 예비 조성물 100 g을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실험을 진행하여 광경화형 코팅 조성물 및 광경화 필름을 제조하였다.
실시예 3: 광경화형 코팅 조성물 및 광경화 필름 제조(3)
우루시올 1 g을 사용하는 대신에 우루시올 10 g을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일하게 실험을 진행하여 광경화형 코팅 조성물 및 광경화 필름을 제조하였다.
실시예 4: 광경화형 코팅 조성물 및 광경화 필름 제조(4)
우루시올 1 g을 사용하는 대신에 우루시올 50 g을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일하게 실험을 진행하여 광경화형 코팅 조성물 및 광경화 필름을 제조하였다.
실시예 5: 광경화형 코팅 조성물 및 광경화 필름 제조(5)
제조예 2에서 제조한 광경화 예비 조성물 100 g을 사용하는 대신에 제조예 4에서 제조한 광경화 예비 조성물 100 g을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실험을 진행하여 광경화형 코팅 조성물 및 광경화 필름을 제조하였다.
비교예 1: 광경화형 코팅 비교 조성물 및 광경화 비교 필름 제조(1)
제조예 1에서 제조한 우루시올 1 g을 사용하는 대신에 하이드록시싸이클로 헥실페닐케톤(1-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone) 3 g을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실험을 진행하여 광경화형 코팅 비교 조성물 및 광경화 비교 필름을 제조하였다.
비교예 2: 광경화형 코팅 비교 조성물 및 광경화 비교 필름 제조(2)
제조예 2에서 제조한 광경화형 예비 조성물을 사용하는 대신에 비교 제조예 1에서 제조한 광경화형 예비 비교 조성물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실험을 진행하여 광경화형 코팅 비교 조성물 및 광경화 비교 필름을 제조하였다.
비교예 3: 광경화형 코팅 비교 조성물 및 광경화 비교 필름 제조(3)
제조예 2에서 제조한 광경화형 예비 조성물을 사용하는 대신에 비교 제조예 2에서 제조한 광경화형 예비 비교 조성물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실험을 진행하여 광경화형 코팅 비교 조성물 및 광경화 비교 필름을 제조하였다.
시험예 1: 광경화 관찰 결과
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 광경화 필름에 대해서 광경화를 관찰한 결과, 광경화 필름의 최종 경화 상태, 경화 속도, 경화에 필요한 경화제의 양 측면에서 실시예의 경우가 비교예의 경우보다 향상된 효과를 보임 확인하였다.
시험예 2: 내스크레치성 및 내마모성 테스트
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 광경화 필름에 대해서 HSD-025 측정기를 사용하여 각도 45°와 가압하중 500 g?f로 내스크래치성을 테스트하였고, 3,000 rpm에서 사포(AA-400 및 AA-150)를 이용하여 내마모성을 테스트하고 나서, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
측정 물성 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2 비교예 3
내스크래치성 5H 5H 6H 6H 7H 5H 4H 4H
내마모성 AA-400 9 9 9 9 10 9 8 8
AA-150 8 9 9 9 10 7 7 7
* 상기 표에서 내마모성은 10점을 최고점으로 하여 수치가 낮아질수록 내마모성이 나빠지는 것을 의미하도록 상대 평가한 결과를 나타내었다.
상기 표 나타낸 것과 같이, 우루시올을 함유한 광경화성 조성물을 이용하여 필름을 제작할 경우 우루시올 미함유 광경화성 조성물보다 동등 또는 그 이상의 내스크레치성과 내마모성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1에 비하여 실시예 2, 3, 4의 경우가 내스크래치성 및 내마모성이 더욱 우수함을 확인하였으며, 특히 실시예 5의 경우에는 매우 우수한 내스크래치성 및 내마모성을 보임을 확인하였다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. (a) 우루시올; 및
    (b) 하기 (b1) 프리폴리머와 (b2) 아크릴레이트 계열 모노머 성분을 포함하는 예비 조성물을 포함하는 광경화형 코팅 조성물로서:
    (b1) 하기 화학식 1의 구조를 가지고 중량평균분자량이 100-30,000인 우레탄 아크릴레이트 프리폴리머:
    [화학식 1]
    Figure 112011090628225-pat00017

    상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 에틸렌 또는 프로필렌이며, R3는
    Figure 112011090628225-pat00018
    ,
    Figure 112011090628225-pat00019
    ,
    Figure 112011090628225-pat00020
    ,
    Figure 112011090628225-pat00021
    중에서 선택되며, Y는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜, 폴리카보네이트 디올 중에서 선택되고 중량평균분자량이 500-2,000인 폴리올을 나타낸다; 및
    (b2) 메틸메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타/헥사 아크릴레이트, 및 이들 하나 이상의 혼합물 중에서 선택된 아크릴레이트 계열 모노머 성분;
    상기 프리폴리머와 상기 아크릴레이트 계열 모노머 성분은 중량비가 10 : 10-50이며; 상기 예비 조성물 100 중량부를 기준으로 우루시올 0.01-100 중량부를 포함하고;
    상기 아크릴레이트 계열 모노머 성분은 메틸메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타/헥사 아크릴레이트의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광경화형 코팅 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 프리폴리머와 상기 아크릴레이트 계열 모노머 성분은 중량비가 10 : 20-40이며; 상기 예비 조성물 100 중량부를 기준으로 우루시올 0.5-80 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화형 코팅 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 광경화형 코팅 조성물은 색소, 안정화제, 계면활성제, 충진제, UV 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화형 코팅 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 상기 광경화형 코팅 조성물은 상온에서 점도가 1-300 cP인 것을 특징으로 하는 광경화형 코팅 조성물.
  7. (a) 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 광경화형 코팅 조성물을 롤 코팅, 침지 코팅, 스프레이 코팅, 플로우 코팅, 실크 스크린 또는 스핀 코팅, 인쇄의 방법으로 대상 소재의 표면에 도포하는 단계;
    (b) 상기 도포된 조성물에 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 대상 소재는 금속류, 세라믹류, 플라스틱류, 목재류 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광경화 방법.
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