KR101280728B1 - 바이오매스로부터 유도된 복사선 경화성 액체 코팅 - Google Patents

바이오매스로부터 유도된 복사선 경화성 액체 코팅 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 폴리올과 폴리카복실산/무수물의 반응 생성물을 포함하는 복사선 경화성 코팅에 관한 것이다. 상기 반응 생성물은, 적어도 약간의 바이오매스로부터 유도된 화합물로 구성된다. 본 발명은 또한, 상기 반응 생성물이 추가로, 하이드록실-카복실산 및/또는 복사선 경화성 잔부를 갖는 화합물과 반응한 코팅, 및 이러한 코팅들 중 임의의 것으로 코팅된 기판에 관한 것이다.

Description

바이오매스로부터 유도된 복사선 경화성 액체 코팅{BIOMASS DERIVED RADIATION CURABLE LIQUID COATINGS}
본 발명은, 폴리올과 폴리카복실산/무수물의 반응 생성물을 포함하는 복사선 경화성 액체 코팅에 관한 것이며, 이때 상기 폴리올 및/또는 폴리카복실산/무수물의 적어도 일부는 바이오매스로부터 유도된 것이다.
다양한 제조 공정에서 사용되는 원료의 가격은 계속 오르고 있으며, 특히 이의 가격은 유가에 따라 상승 또는 하락한다. 이러한 이유에서, 또한 석유 매장량의 예측된 고갈로 인해, 재생가능한 공급원 또는 대체 공급원으로부터 유도된 원료가 요구될 수 있다. 가변적이고 변덕스러운 석유화학 시장의 불확실성과 함께, 환경 친화적 제품에 대한 증가된 요구는, 재생가능하고/하거나 저렴한 공급원으로부터의 원료 개발을 촉진시켰다. 이러한 증가된 요구는, 많은 산업이 생분해성 코팅 조성물에 관심을 갖게 하였다. 이는 특히, 증가하는 수의 핸드폰, PDA, MP3 등이 이들의 쓰레기 매립지를 찾고 있는 가전 제품 산업과 관련된다. 특히, 생분해성 하이징을 갖는 생분해성 코팅이 바람직하다. 또한, 다양한 산업, 특히 기재를 열 경화 처리하지 않는 것이 요구되는 산업에서는 UV 경화성 코팅이 종종 요구된다. 다시, 이러한 산업의 예는 가전 제품 산업, 자동차 산업의 특정 부문, 플라스틱 산업 및 목재 산업을 포함한다.
본 발명은, (a) 폴리올과 (b) 폴리카복실산/무수물의 반응 생성물을 포함하는 복사선 경화성 액체 코팅에 관한 것이며, 상기 (a) 및/또는 (b) 중 적어도 일부는 바이오매스로부터 유도되고; 상기 폴리올은 산 작용성 화합물과 하이드록시 작용성 화합물의 축합 반응 생성물이 아니고; 상기 반응 생성물은 상기 (a) 및/또는 (b)로부터 유도된 에틸렌형 불포화기를 포함하며, 이때 상기 에틸렌형 불포화기가 오로지 (b)만으로부터 유도되는 경우 (b)는 4개 초과의 탄소를 갖는다.
본 발명은, 폴리올과 폴리카복실산/무수물의 반응 생성물을 포함하는 복사선 경화성 액체 코팅에 관한 것이며, 이때 상기 폴리올 및/또는 폴리카복실산/무수물의 적어도 일부는 바이오매스로부터 유도된 것이다. 본원에서 이러한 반응 생성물은 종종 "폴리올/폴리카복실산 반응 생성물", 반응 생성물" 등의 용어로 지칭되며, 본원에서 "폴리올/폴리카복실산 반응 생성물"이라는 용어는 또한, 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물과 하나 이상의 추가적인 성분의 반응으로부터 생성된 생성물을 지칭한다. 상기 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물은 자체가 에틸렌형 불포화기(이는 당업자에게 복사선 경화성 잔부로 공지됨)를 함유하여, 코팅에 복사선 경화성을 부여한다. 본원에서 "바이오매스로부터 유도된"이라는 용어는, 살아있는 또는 최근 살아있는 유기체, 예컨대 식물(나무 포함) 또는 동물로부터 유도된 화합물로서, 석유계 공급원으로부터 유도된 화합물이 아닌 것으로 이해될 것이다.
임의의 적합한 폴리올이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 폴리올은, 2개 이상의 하이드록시 기를 갖는 화합물로서 당업자가 이해할 것이다. 적합한 폴리올은 비제한적으로, 하나보다 많은 하이드록실 기를 함유하는 소분자, 예컨대 네오펜틸 글리콜, 글리세롤, 아이소소르바이드, 펜타에리트리톨 및/또는 프로판다이올; 또는 중합체성 폴리올, 예컨대 폴리에스터 폴리올 또는 아크릴계 폴리올을 포함할 수 있다. 적합한 폴리올은 널리 시판된다. 특히 적합한 폴리올은, GPC로 결정시 500 내지 100,000, 예컨대 500 내지 10,000의 수평균 분자량("Mn")을 갖는다. 특정 실시양태에서, 상기 폴리올은 20 내지 400, 예컨대 40 내지 300의 하이드록실 가를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 하이드록실 가는 1200 내지 2100, 예컨대 1400 내지 1900 범위일 수 있다.
특정 실시양태에서, 상기 폴리올의 적어도 일부는 바이오매스로부터 유도된다. 이러한 폴리올은 천연 오일(예컨대, 피마자유, 땅콩유, 대두유 또는 카놀라유)로부터 유도될 수 있다. 상기 바이오매스로부터 유도된 폴리올에 존재하는 하이드록실 기는 자연발생적인 것이거나, 예를 들어 상기 오일에 존재하는 탄소-탄소 이중 결합의 개질에 의해 도입된 것일 수 있다. 천연 오일로부터 유도된 폴리올은, 미국 특허 출원 공개 제 2006/0041156 A1 호, 미국 특허 제 7,084,230 호, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2004/096882 A1 호, 미국 특허 제 6,686,435 호, 미국 특허 제 6,107,433 호, 미국 특허 제 6,573,354 호 및 미국 특허 제 6,433,121 호에 기술되어 있으며, 상기 특허들 전체를 본원에 참고로 인용한다. 하이드록실 기를 도입하기 위해 탄소-탄소 이중 결합을 개질하는 방법은 오존 처리, 공기 산화, 퍼옥사이드와의 반응 또는 하이드로폼일화(문헌["Polyols and Polyurethanes from Hydroformylation of Soybean Oil," Journal of Polymers and the Environment, Volume 10, Numbers 1-2 , pages 49-52, April, 2002]에 기술된 바와 같음; 상기 문헌 전체를 본원에 참고로 인용함)를 포함한다. 특히 적합한, 바이오매스로부터 유도된 폴리올은 대두 폴리올(soy polyol)이다. 대두 폴리올은 카르길 인코포레이티드(Cargill Inc.), 우레탄 소이 시스템스 캄파니(Urethane Soy Systems Co.) 및 바이오베이스드 테크놀로지스(BioBased Technologies)로부터 시판된다. 특정 실시양태에서, 상기 반응 생성물 중의 에틸렌형 불포화기는 폴리올로부터 유도될 수 있으며, 즉, 상기 폴리올은, 상기 반응 생성물의 형성시에 반응하지 않는 에틸렌형 불포화기를 갖는다.
특정 실시양태에서, 폴리올들의 조합이 사용될 수 있다. 특히 적합한 실시양태에서, 상기 폴리올은 프로판다이올 및 글리세롤을 포함한다. 상기 프로판다이올은 1,3-프로판다이올일 수 있다. 1,3-프로판다이올 대 글리세롤의 임의의 적합한 비, 예를 들어 9:1 내지 1:9, 4:1 내지 1:4, 1.5:1 내지 1:1.5, 1:1 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 폴리올은, 산 작용성 화합물과 하이드록실 작용성 화합물의 축합 반응 생성물이 아니다. 이러한 맥락에서 사용되는 산 작용성 화합물은, 하나 이상의 산 작용 기 및 임의적으로 하나 이상의 추가적인 작용 기를 갖는 임의의 화합물을 지칭한다. 이러한 맥락에서 사용되는 하이드록실 작용성 화합물은, 하나 이상의 하이드록실 작용 기 및 임의적으로 하나 이상의 추가적인 작용 기를 갖는 임의의 화합물을 지칭한다. 산 작용성 화합물 및 하이드록실 작용성 화합물이 본 발명의 반응 생성물의 형성에 사용되는 경우, 이는 축합 중합을 통해 반응하지 않으며, 개환 중합에 의해 반응한다.
임의의 적합한 폴리카복실산/무수물이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 폴리카복실산은, 2개 이상의 산 작용 기 또는 이의 잔부, 예컨대 무수물 기를 갖는 산임을 당업자가 이해할 것이다. 적합한 폴리카복실산/무수물은 말레산/무수물, 퓨마르산/무수물, 및 이타콘산/무수물을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 폴리카복실산/무수물은, 바이오매스로부터 유도된 폴리카복실산/무수물이다. 이의 적합한 예는 이타콘산/무수물을 포함하며, 이는 카르길(Cargill), 알드리치(Aldrich), 아크로스(Acros) 등에서 시판된다. 따라서, 상기 반응 생성물 중의 에틸렌형 불포화기는 폴리카복실산/무수물로부터 유도될 수 있다. 상기 에틸렌형 불포화기가 단지 폴리카복실산/무수물로부터 유도되는 경우에는, 상기 산/무수물이 4개 초과의 탄소를 갖는다. 4개 초과의 탄소를 갖는 산/무수물의 예는 이타콘산/무수물이다.
특정 실시양태에서, 상기 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물은 추가로 하이드록실-카복실산과 반응한다. 임의의 적합한 하이드록실-카복실산이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 하이드록실-카복실산은, 하나 이상의 산 작용기 및 하나 이상의 하이드록실 기를 갖는 산이며 종종 하이드록시 산으로 불린다는 것을 당업자가 이해할 것이다. 이의 적합한 예는 12-하이드록시스테아르산을 포함하며, 이는 아리조나 케미칼 캄파니(Arizona Chemical Co.)로부터 시판된다.
본 발명의 반응 생성물 중에 존재하는 폴리올 및/또는 폴리카복실산/무수물 잔기 또는 잔부가, 상기 반응 생성물을 포함하는 코팅에 복사선 경화성을 부여하는 에틸렌형 불포화기를 가짐을 이해할 것이다. 특정 실시양태에서, 상기 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물은 추가로, 복사선 경화성 잔부를 갖는 또다른 화합물과 반응한다. 이러한 반응은 당분야의 임의의 표준 수단에 의해, 예를 들어 에스터교환반응 또는 하이드록시/NCO 반응을 통해 수행될 수 있다. 복사선 경화성 잔부를 갖는 적합한 화합물은 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 및 당분야에서 통상적인 바와 같이, "(메트)아크릴레이트"는, 아크릴레이트 및 대응 메타크릴레이트를 둘 다 지칭한다. 상기 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물과 추가로 반응할 수 있는 적합한 화합물의 예는 비제한적으로, 아크릴오일 아이소시아네이트, 예컨대 아이소포론 다이아이소시아네이트-하이드록시에틸 아크릴레이트 부가물, 및 아이소시아네이토에틸(메트)아크릴레이트("AOI")를 포함한다.
특정 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물은 총 고형분 중량을 기준으로 50 중량% 이상, 예컨대 80 중량% 이상 또는 90 중량% 이상의, 바이오매스로부터 유도된 물질을 함유할 수 있다. 상기 바이오매스로부터 유도된 물질은, 바이오매스로부터 유도된 폴리올, 바이오매스로부터 유도된 폴리카복실산/무수물, 또는 이들 둘 다의 결과물일 수 있다. 하이드록실-카복실산이 사용되는 경우, 이 역시 바이오매스로부터 유도된다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따라 사용되는 폴리올은, 산 작용성 성분과 하이드록시 작용성 성분의 축합 생성물을 포함하지 않는다. 따라서, 본원에 기술된 바와 같은 성분 (a)와 (b)의 반응 생성물 중의 폴리카복실산/무수물 잔기만이 성분 (b), 상기 폴리카복실산/무수물로부터 유도된다. 그러나, (a)와 (b)의 반응 생성물은 추가로, 다른 폴리카복실산/무수물과 반응할 수 있다. 따라서, 이러한 실시양태는 명백히 본 발명의 범주 이내이다.
전술된 바와 같이, 코팅에 본 발명의 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물을 사용하는 것은, 코팅에 복사선 경화성을 부여한다. 복사선 경화성 코팅은, 복사선, 예를 들어 화학선(이의 예는, UV 및 전자 빔 복사선을 포함함)에 대한 노출에 의해 경화되는 코팅으로 이해될 것이다. 상기 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물(이는 자체로 복사선 경화성임)이 추가로, 복사선 경화성 잔부를 갖는 화합물과 반응하는 경우, 생성 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물은 이러한 물질의 증가된 경화 속도를 가질 수 있으며, 경화된 필름의 증가된 가교결합 밀도를 가질 수 있다. 이러한 증가된 가교결합 밀도는 개선된 필름 특성, 예컨대 경도 및/또는 내마모성에 기여할 것이다.
본 발명의 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물이 본 발명에 따라 사용되는 경우, 이는 상기 코팅의 필름-형성 수지의 전부 또는 일부를 형성할 수 있다. 특정 실시양태에서, 하나 이상의 추가적인 필름-형성 수지가 또한 상기 코팅에 사용된다. 예를 들어, 상기 코팅 조성물은, 당분야에 공지된 임의의 다양한 열가소성 및/또는 열경화성 조성물을 포함할 수 있다. 상기 코팅 조성물은 수계 또는 용매계 액체 조성물일 수 있다.
열경화성 또는 경화성 코팅 조성물은 전형적으로, 작용 기들끼리 반응성이거나 가교결합제와 반응성인 작용 기를 갖는 필름-형성 중합체 또는 수지를 포함한다. 이러한 추가적인 필름-형성 수지는, 예를 들어 아크릴계 중합체, 폴리에스터 중합체, 폴리우레탄 중합체, 폴리아마이드 중합체, 폴리에터 중합체, 폴리실록산 중합체, 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 일반적으로, 상기 중합체는, 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해 제조된 유형의 임의의 중합체일 수 있다. 이러한 중합체는 용매계 또는 수-분산성, 유화성 또는 제한된 수용성일 수 있다. 상기 필름 형성 수지 상의 작용 기는, 임의의 다양한 반응성 작용 기, 예를 들어 카복실산 기, 아민 기, 에폭사이드 기, 하이드록실 기, 티올 기, 카바메이트 기, 아마이드 기, 우레아 기, 아이소시아네이트 기(차단된 아이소시아네이트 기 포함), 머캅탄 기 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 또한, 필름-형성 수지들의 적절한 혼합물이 본 발명의 코팅 조성물에 사용될 수 있다.
추가적인 열경화성 필름 형성제가 상기 코팅 조성물에 사용되는 경우, 이는 자가-경화성이거나(즉, 서로 반응성인 작용 기들을 갖거나), 가교결합제가 첨가될 수 있다. 상기 가교결합제는 폴리아이소시아네이트, 아미노플라스트, 폴리에폭사이드, 베타 하이드록시알킬아마이드, 폴리산, 및 하이드라이드, 유기금속성 산-작용성 물질, 폴리아민, 폴리아마이드 및 이들 중 임의의 혼합물을 포함할 수 있다.
가교결합제가 사용되는 경우, 본 발명의 코팅은 총 고형분 중량을 기준으로 5 내지 60 중량%, 예컨대 10 내지 50 중량%, 또는 20 내지 40 중량%의 가교결합제를 포함할 수 있다.
본 발명이 코팅이 추가로, 열가소성 또는 열경화성인 추가적인 필름-형성 수지를 포함하는 경우, 상기 코팅은 "이중 경화성(dual cure)"이 됨을 이해할 것이다. 즉, 상기 코팅은 복사선 경화성 잔부를 통해 경화될 것이며, 또한 열가소성 또는 열경화성 경화를 통해 경화될 것이다. 다르게는, 본원에 기술된 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물은 추가로, 상기 반응 생성물 자체에 이중 경화성을 부여하는 작용기를 갖는 성분과 반응할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 반응 생성물은, 추가로 적절한 가교결합제와 반응할 수 있는, 예컨대 복사선 경화성 잔부 및 하이드록시 기를 포함할 수 있다. 본원에서 "열가소성 및/또는 열경화성 잔부" 및 이와 유사한 용어는, 열가소성 또는 열경화성인 추가적인 필름-형성 수지, 및/또는 상기 반응 생성물을 열가소성 및/또는 열경화성 경화성으로 만드는, 상기 반응 생성물 자체 상의 작용기를 지칭한다.
필요한 경우, 상기 코팅 조성물은, 배합 코팅 기술 분야에 널리 공지된 다른 임의적인 물질, 예를 들어 착색제, 가소제, 산화방지제, 입체장애 아민 광 안정화제, UV 광 흡수제 및 안정화제, 계면활성제, 유동성 조절제, 요변성제, 충전제, 유기 공용매, 내마모성 입자, 반응성 희석제, 촉매, 분쇄 비히클 및 기타 통상적인 보조제와 같은 임의의 성분을 포함할 수 있다.
"내마모성 입자"는, 코팅에 사용되는 경우, 이러한 입자가 없는 동일한 코팅에 비해 코팅에 일정 수준의 내마모성을 부여하는 입자이다. 적합한 내마모성 입자는 유기 및/또는 무기 입자를 포함한다. 적합한 유기 입자의 예는 비제한적으로, 다이아몬드 입자, 예컨대 다이아몬드 더스트 입자, 및 카바이드 물질로부터 형성된 입자를 포함하며, 카바이드 입자의 예는 비제한적으로, 티타늄 카바이드, 규소 카바이드 및 붕소 카바이드를 포함한다. 적합한 무기 입자의 예는 비제한적으로, 실리카, 알루미나, 알루미나 실리케이트, 실리카 알루미나, 알칼리 알루미노실리케이트, 보로실리케이트 유리; 나이트라이드, 예컨대 붕소 나이트라이드 및 규소 나이트라이드; 옥사이드, 예컨대 티타늄 다이옥사이드 및 아연 옥사이드; 석영; 네펠린 사이에나이트; 지르콘, 예컨대 지르코늄 옥사이드 형태; 부델루이트; 및 오우디알라이트를 포함한다. 임의의 크기의 입자가 사용될 수 있으며, 상이한 입자들의 혼합물 및/또는 상이한 크기의 입자들의 혼합물도 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 입자는, 0.1 내지 50 μm, 0.1 내지 20 μm, 1 내지 12 μm, 1 내지 10 μm 또는 3 내지 6 μm, 또는 전술된 임의의 범위 내의 임의의 조합의 평균 입자 크기를 갖는 마이크로입자일 수 있다. 상기 입자는, 0.1 μm 미만, 예컨대 0.8 내지 500 nm, 10 내지 100 nm 또는 100 내지 500 nm, 또는 이들 범위 내의 임의의 조합의 평균 입자 크기를 갖는 나노입자일 수 있다. 실리카 나노입자가 특히 적합하다. 이러한 나노입자는 분산액으로서, 예를 들어 복사선 경화성 단량체 중의 분산액 또는 유기 용매 중의 분산액으로서 도입될 수 있다.
본원에서 "착색제"라는 용어는, 조성물에 색 및/또는 다른 불투명성 및/또는 다른 시각적 효과를 부여하는 임의의 물질을 의미한다. 착색제는 상기 코팅에 임의의 적합한 형태로, 예컨대 개별적인 입자, 분산액, 용액 및/또는 플레이크로서 첨가될 수 있다. 단일 착색제 또는 2종 이상의 착색제의 혼합물이 본 발명의 코팅에 사용될 수 있다.
착색제의 예는 안료, 염료 및 틴트, 예컨대 페인트 산업에서 사용되는 것들 및/또는 건조 색상 제조자 협회(Dry Color Manufacturers Association; DCMA)에 열거된 것들뿐만 아니라 특수 효과 조성물도 포함한다. 착색제는, 예를 들어 사용 조건 하에 불용성이지만 습윤성인 미분된 고체 분말을 포함할 수 있다. 착색제는 유기 또는 무기일 수 있고, 응집성이거나 비응집성일 수 있다. 착색제는 분쇄 또는 단순 혼합에 의해 코팅에 혼입될 수 있다. 착색제는 분쇄 비히클, 예컨대 아크릴계 분쇄 비히클을 사용하여 분쇄에 의해 코팅에 혼입될 수 있으며, 이의 사용은 당업자에게 익숙할 것이다.
안료 및/또는 안료 조성물의 예는 비제한적으로, 카바졸 다이옥사진 조질 안료, 아조, 모노아조, 디스아조, 나프톨 AS, 염 형태(레이크), 벤즈이미다졸론, 축합물, 금속 착체, 아이소인돌리논, 아이소인돌린과 다환형 프탈로시아닌, 퀸아크리돈, 페릴렌, 페리논, 다이케토피롤로 피롤, 티오인디고, 안트라퀴논, 인단트론, 안트라피리미딘, 플라반트론, 피란트론, 안탄트론, 다이옥사진, 트라이아릴카보늄, 퀴노프탈론 안료, 다이케토 피롤로 피롤 레드("DPPBO 레드"), 티타늄 다이옥사이드, 카본 블랙, 탄소 섬유, 흑연, 기타 전도성 안료 및/또는 충전제 및 이들의 혼합물을 포함한다. "안료" 및 "착색된 충전제"라는 용어는 상호교환적으로 사용될 수 있다.
염료의 예는 비제한적으로, 용매계 및/또는 수계 염료, 예를 들어 산 염료, 아조 염료, 염기성 염료, 직접 염료, 분산 염료, 반응성 염료, 용매 염료, 황 염료, 매염 염료, 예컨대 비스무트 바나데이트, 안트라퀴논, 페릴렌, 알루미늄, 퀸아크리돈, 티아졸, 티아진, 아조, 인디고이드, 나이트로, 나이트로소, 옥사진, 프탈로시아닌, 퀴놀린, 스틸벤 및 트라이페닐 메탄이다.
틴트의 예는 비제한적으로, 수계 또는 수-혼화성 담체에 분산된 안료, 예를 들어 데구사 인코포레이티드(Degussa Inc.)로부터 시판되는 아쿠아-켐(AQUA-CHEM) 896, 이스트만 케미칼 인코포레이티드(Eastman Chemical Inc.)의 애큐리트 디스퍼션 지부(Accurate Dispersions division)로부터 시판되는 카리스마 칼라런츠(CHARISMA COLORANTS) 및 맥시토너 인더스트리얼 칼라런츠(MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS)를 포함한다.
전술된 바와 같이, 상기 착색제는 비제한적으로, 나노입자 분산액을 비롯한 분산액의 형태일 수 있다. 상기 나노입자 분산액은, 목적하는 가시적 색상 및/또는 불투명성 및/또는 시각적 효과를 생성하는 하나 이상의 고도로 분산된 나노입자 착색제 및/또는 착색제 입자를 포함할 수 있다. 상기 나노입자 분산액은 착색제, 예를 들어 입경이 150 nm 미만, 예컨대 70 nm 미만, 또는 30 nm 미만인 안료 또는 염료를 포함할 수 있다. 상기 나노입자는, 원료(stock) 유기 또는 무기 안료를 0.5 mm 미만의 입경을 갖는 분쇄 매체로 밀링함으로써 제조될 수 있다. 상기 나노입자 분산액 및 이의 제조 방법의 예는 미국 특허 제 6,875,800 B2 호에서 확인되며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다. 상기 나노입자 분산액은 또한, 결정화, 침전, 기상 축합, 및 화학적 마멸(즉, 부분적 용해)에 의해 제조될 수 있다. 코팅 내에서 나노입자의 재응집을 최소화하기 위해서, 수지-코팅된 나노입자의 분산액이 사용될 수 있다. 본원에서 "수지-코팅된 나노입자의 분산액"이란, 나노입자 및 상기 나노입자 상의 수지 코팅을 포함하는 개별적인 "복합 마이크로입자"가 분산되어 있는 연속상을 지칭한다. 수지 코팅된 나노입자의 분산액 및 이의 제조 방법의 예는, 2004년 6월 24일자로 출원된 미국 특허 출원 제 10/876,031 호, 2004년 6월 24일자로 출원된 미국 특허 출원 공개 제 2005-0287348 A1 호 및 2006년 1월 20일자로 출원된 미국 특허 출원 공개 제 2006-0251897 호에서 확인되며, 상기 특허들 전체를 본원에 참고로 인용한다.
사용될 수 있는 특수 효과 조성물의 예는, 하나 이상의 외관상 효과, 예를 들어 반사, 진주광택, 금속성 광택, 인광, 형광, 광색성, 감광성, 열변색성, 입체변색성(goniochromism) 및/또는 색 변화를 유발하는 안료 및/또는 조성물을 포함한다. 추가적인 특수 효과 조성물은 다른 감지가능한 특성, 예를 들어 불투명성 또는 질감을 제공할 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 특수 효과 조성물은, 코팅을 상이한 각도에서 관찰하는 경우 코팅의 색이 변하도록 색 변화(color shift)를 유발할 수 있다. 이러한 색 효과 조성물의 예는 미국 특허 제 6,894,086 호에서 확인되며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다. 추가적인 색 효과 조성물은 투명한 코팅된 운모 및/또는 합성 운모, 코팅된 실리카, 코팅된 알루미나, 투명한 액정 안료, 액정 코팅, 및/또는 물질 표면과 공기 사이의 굴절률의 차이가 아니라 물질내의 굴절률의 차이로 인해 간섭이 유발되는 임의의 조성물을 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 하나 이상의 광원에 노출되었을 때 가역적으로 색이 변하는 감광성 조성물 및/또는 광변색성 조성물이 본 발명의 코팅에 사용될 수 있다. 상기 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 특정 파장의 복사선에 노출됨으로써 활성화될 수 있다. 상기 조성물이 여기되면, 분자 구조가 변하고, 변화된 구조는 조성물의 원래 색과는 다른 새로운 색을 나타낸다. 복사선에 대한 노출이 제거되면, 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 휴지 상태로 돌아갈 수 있으며, 여기서는 조성물의 원래의 색이 돌아온다. 하나의 비제한적인 실시양태에서, 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 비-여기 상태에서는 무색이고, 여기 상태에서는 색을 나타낼 수 있다. 완전한 색 변화는 밀리초 내지 수 분 이내, 예컨대 20초 내지 60초 내에 나타날 수 있다. 예시적인 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 광변색성 염료를 포함한다.
하나의 비제한적인 실시양태에서, 상기 감광성 조성물 및/또는 광변색성 조성물은 중합체 및/또는 중합가능한 성분의 중합체성 물질과 관련되고/되거나, 예를 들어 공유 결합에 의해 적어도 부분적으로 결합될 수 있다. 감광성 조성물이 코팅 밖으로 이동하거나 기재 내로 결정화될 수 있는 몇몇 코팅과는 달리, 본 발명의 비제한적인 실시양태에 따른 중합체 및/또는 중합가능한 성분과 관련되고/되거나 적어도 부분적으로 결합될 수 있는 감광성 조성물 및/또는 광변색성 조성물은 최소한으로 코팅 밖으로 이동한다. 예시적인 광감성 조성물 및/또는 광변색성 조성물, 및 이들의 제조 방법은, 2004년 7월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 제 10/892,919 호에서 확인되며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.
일반적으로, 착색제는 목적하는 시각적 및/또는 색 효과를 부여하기에 충분한 임의의 양으로 존재할 수 있다. 착색제는 조성물의 총 중량을 기준으로 본 발명의 조성물의 1 내지 65 중량%, 예컨대 3 내지 40 중량% 또는 5 내지 35 중량%를 차지할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물이 액체이기 때문에, 이는 또한, 용매 및/또는 반응성 희석제를 포함할 수 있다. 다르게는, 이는 100% 고체일 수 있다. 적합한 용매는 물, 유기 용매(들) 및/또는 이들의 혼합물을 포함한다. 적합한 유기 용매는 글리콜, 글리콜 에터 알코올, 알코올, 케톤, 방향족 화합물(예컨대, 자일렌 및 톨루엔), 아세테이트, 미네랄 스피릿, 나프타 및/또는 이들의 혼합물을 포함한다. "아세테이트"는 글리콜 에터 아세테이트를 포함한다. 상기 용매는 바이오매스로부터 유도된 것일 수 있다. 바이오매스로부터 유도된 용매의 예는, 락트산의 에스터 및 대두유 지방산의 에스터를 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 용매는 비-수성 용매이다. "비-수성 용매" 및 이와 유사한 용어는, 용매의 50% 미만이 물임을 의미한다. 예를 들어, 용매의 10% 미만 또는 심지어 5% 미만이 물일 수 있다. 50% 미만의 양의 물을 포함하거나 포함하지 않는 용매들의 혼합물이 "비-수성 용매"를 구성할 수 있음을 이해할 것이다. 다른 실시양태에서, 상기 코팅은 수성 또는 수계이다. 이는, 용매의 50% 이상이 물임을 의미한다. 이러한 실시양태는 50% 미만, 예컨대 20% 미만, 10% 미만, 5% 미만 또는 2% 미만의 용매를 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 상기 용매의 일부 또는 전부가, 상기 조성물 중의 다른 성분들과 공-경화되는 반응성 희석제일 수 있다. 상기 반응성 희석제는 바이로매스로부터 유도된 것일 수 있다.
또한, UV 복사선에 대한 노출에 의해 경화되는 경우, 본 발명의 조성물은 추가로, 광개시제, 예컨대 경화를 촉진하거나 가속하기 위해 당분야에서 표준적으로 사용되는 것을 포함할 수 있다. 임의의 적합한 광개시제가 사용될 수 있으며, 예를 들어 임의의 공지된 광개시제, 예컨대 벤조페논, 벤조인, 아세토페논, 벤조인 메틸 에터, 미힐러(Michler's) 케톤, 벤조인 부틸 에터, 잔톤, 티오잔톤, 프로피오페논, 플루오렌온, 카바졸, 다이에톡시아세토페논; 2-, 3- 및 4-메틸아세토페논 및 메톡시-아세토페논; 2- 및 3-클로로잔톤 및 클로로티오잔톤; 2-아세틸-4-메틸페닐 아세테이트, 2,2'-다이메톡시-2-페닐아세토페논, 벤즈알데하이드, 플루오렌, 안트라퀴논, 트라이페닐아민, 3- 및 4-알릴-아세토페논, p-다이아세틸벤젠, 3-클로로-2-노닐잔톤, 2-클로로벤조페논, 4-메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라클로로벤조페논, 2-클로로-4'-메틸벤조페논, 4-클로로-4'-메틸벤조페논, 3-메틸벤조페논, 4-3급-부틸벤조페논, 아이소부틸 에터-벤조산 아세테이트, 벤질 벤질산, 아미노 벤조에이트, 메틸 블루, 2,2-다이에톡시아세토페논, 9,10-페난트렌퀴논, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, 1-3급-부틸안트라퀴논, 1,4-나프타퀴논, 아이소프로필티오잔톤, 2-아이소프로필티오잔톤, 2-메틸티오잔톤, 2-데실티오잔톤, 2-도데실티오잔톤, 2-메틸-1, [4-(메틸 티오)페닐]-2-모폴리노프로판온-1, 이들의 조합물 등이다.
본 발명의 코팅은, 당분야에 공지된 임의의 적합한 기재, 예를 들어 자동차 기재 및 산업 기재에 적용될 수 있다. 이러한 기재는, 예를 들어 금속성 또는 비-금속성일 수 있으며, 예컨대 중합체, 플라스틱, 폴리카보네이트, 폴리카보네이트/아크릴로부타다이엔 스타이렌("PC/ABS"), 폴리아마이드, 목재, 베니어, 목재 복합체, 파티클 보드, 중간 밀도 섬유보드, 시멘트, 석재 등이다. 본 발명의 특히 적합한 실시양태에서는, 상기 기재 자체가 생분해성이다. 생분해성 기재는, 예를 들어 종이, 목재 및 생분해성 플라스틱, 예컨대 셀룰로스, 폴리(락트산), 폴리(3-하이드록시부티레이트) 및 전분계 플라스틱을 포함한다. 또한, 상기 기재는 재순환된 것일 수 있다. 상기 기재는 또한, 색 또는 다른 시각적 효과를 부여하는 몇몇 방식으로 처리된 것일 수 있다. 예를 들어, 염색된 목재 기재가 이어서 본 발명에 따라 코팅될 수 있고, 하나 이상의 다른 코팅 층이 이미 적용된 기재일 수도 있다.
본원에서 기재와 관련하여 "폴리아마이드"라는 용어는, 하기 구조식의 반복 단위를 포함하는 중합체로부터 제조된 기재를 의미한다:
Figure 112011023965067-pct00001
상기 식에서, R은 수소 또는 알킬 기이다.
상기 폴리아마이드는, 쇄가 지방족, 지환족 또는 방향족 기에 기초한 많은 부류의 폴리아미드 중 임의의 것일 수 있다. 이는 형식적으로는, 2염기성 아민과 이산 및/또는 이산 염화물의 축합 생성물; 아미노산(예컨대, 오메가-아미노운데칸산)의 자가-축합 생성물; 또는 환형 락탐(예컨대, 카프로락탐, 라우릴락탐 또는 피롤리돈)의 개환 반응의 생성물로 나타내어질 수 있다. 이는, 하나 이상의 알킬렌, 아릴렌 또는 아르알킬렌 반복 단위를 함유할 수 있다. 상기 폴리아마이드는 결정질이거나 비정질일 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 폴리아마이드 기재는, 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 반복 단위의 결정질 폴리아마이드, 예컨대 폴리(카프로락탐), (나일론 6), 폴리(라우릴락탐), (나일론 12), 폴리(오메가-아미노운데칸산), (나일론 11), 폴리(헥사메틸렌 아디프아마이드), (나일론 6.6), 폴리(헥사메틸렌 세바크아마이드), (나일론 6.10) 및/또는 알킬렌/아릴렌 코폴리아마이드, 예컨대 메타-자일릴렌 다이아민 및 아디프산으로부터 제조된 것(나일론 MXD6)을 포함한다. "나일론"이라는 용어는, 이러한 모든 생성물뿐만 아니라, 당분야에서 나일론으로 지칭되는 임의의 다른 화합물도 포함한다. 비정질 폴리아마이드, 예컨대 아이소포론다이아민 또는 트라이메틸사이클로헥산다이아민으로부터 유도된 것들도 사용될 수 있다. 폴리아마이드들의 블렌드도 사용될 수 있다.
본원에서 기재와 관련하여 사용되는 "폴리아마이드"라는 용어는, 강화된 폴리아마이드 기재를 포함하며, 강화된 폴리아마이드 기재는, 예를 들어 이러한 강화 물질을 포함하지 않는 유사한 폴리아마이드에 비해 증가된 강성, 강도 및/또는 내열성을 갖는 폴리아마이드를 제조하기 위해, 섬유질 물질(예컨대, 유리 섬유 또는 탄소 섬유) 또는 무기 충전제(예컨대, 칼슘 카보네이트)의 혼입을 통해 강화된 폴리아마이드로부터 제조된 폴리아마이드 기재이다. 본 발명의 특정 실시양태에 따른 기재 물질로서 사용하기에 적합한 강화된 폴리아미드는 시판되고, 예컨대 익세프(IXEF)라는 명칭으로 솔베이 어드밴스드 폴리머스(Solvay Advanced Polymers)로부터 시판되는 물질, 예를 들면 익세프 1000, 1500, 1600, 2000, 2500, 3000 및 5000 시리즈 제품; 그릴아미드(GRILAMID), 그리보리(GRIVORY), 그릴론(GRILON) 및 그릴플렉스(GRILFLEX)라는 상표명으로 이엠에스-케미 인코포레이티드(EMS-Chemie Inc.)(미국 사이우캐롤라이나주 섬터)로부터 입수가능한 물질; 및 듀퐁 엔지니어드 폴리머스(DuPont Engineered Polymers), 예를 들면 텀스(Thermx) 및 민론(Minlon)이라는 상표명 하에 시판되는 것들을 포함한다.
본 발명의 코팅 조성물은 당분야의 임의의 표준 방법, 예컨대 전기코팅, 분무, 정전기적 분무, 침지, 롤링, 브러싱 등에 의해 적용될 수 있다.
상기 코팅은, 임의의 건조 필름 두께, 예컨대 0.1 내지 2.0 mil, 0.2 내지 0.8 mil, 또는 0.3 내지 0.6 mil로 본 발명의 코팅 조성물로부터 적용될 수 있다. 본 발명의 코팅은 단독으로 또는 하나 이상의 다른 코팅과 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 코팅은 착색제를 포함하거나 포함하지 않을 수 있으며, 프라이머, e-코트, 베이스코트, 탑코트, 자동차 보수 코트 등을 포함할 수 있다. 다중 코팅으로 코팅된 기재의 경우, 이들 코팅 중 하나 이상은 본원에 기술된 바와 같은 코팅일 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅은, 하나 이상의 다른 코팅 상에 적용된 투명 코트일 것이다.
본 발명의 복사선 경화성 코팅은 고에너지 또는 화학선에 노출시 경화될 수 있다. 고에너지 조사(bombardment)의 부류는, 에너지를 갖는 전자, 예를 들어 동위원소(스트론튬-90)로부터 유도된 것들, 또는 입자 가속기에 의해 생성된 강한 전자 빔을 포함한다. 매우 빠르고 경제적인 속도가 요구되는 용도에서는, 전자 빔 경화가 가장 유용하다. 몇몇 시스템에서는, 약 1 초 미만의 경화 시간(이는 약 0.25 메가라디안 미만의 총 복사선 조사량임)이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 유용한 화학선의 부류는 자외선 광이며, 태양 또는 인조 광원(예컨대, 타입 알에스 선램프(Type RS Sunlamp), 탄소 아크 램프, 제논 아크 램프, 수은 증기 램프, 텅스텐 할라이드 램프 등)으로부터 방출된 복사선에서 통상적으로 발견되는 다른 화학선의 형태도 적합할 수 있다. 코팅이 광경화 속도 촉진제를 포함하는 경우, 자외선이 가장 효과적으로 사용될 수 있다. 경화 시간은 1초 내지 15분이 전형적이다.
본원에서, 달리 명백히 명시되지 않는 한, 모든 수치, 예컨대 값, 범위, 양 또는 %를 나타내는 수치는, "약"이라는 용어가 명백히 제시되어 있지 않더라도 상기 용어가 앞에 있는 것처럼 읽혀질 수 있다. 또한, 본원에 인용된 임의의 수치 범위는 이에 함유된 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 의도된다. 복수는 단수를 포함하며, 그 역도 성립한다. 예를 들어, 특허청구범위를 비롯하여 본원에서, 폴리올, 폴리카복실산/무수물, 폴리올/폴리카복실산 반응 생성물, 하이드록실-카복실산, 가교결합제, 복사선 경화성 잔부를 갖는 화합물 등이 언급되지만, 이들 각각이 하나 이상 사용되거나, 임의의 다른 성분이 사용될 수도 있다. "포함하는"은 "~을 포함하지만 이에 한정되지 않는"을 의미한다. 본원에서 "중합체"라는 용어는, 올리고머 및 단독중합체 및 공중합체를 둘 다 지칭하는 것이다. 접두어 "폴리"는 2 이상을 지칭한다.
[실시예]
하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 의도되며, 본 발명을 어떠한 방식으로도 제한하지 않는 것으로 해석되어야 한다.
실시예 1
폴리에스터 1 내지 4를 하기와 같이 제조하였다.
[표 1]
Figure 112011023965067-pct00002
1듀퐁-테이트 앤 라일 인코포레이티드(DuPont-Tate & Lyle, Inc.)로부터 시판됨,
2카르길 인코포레이티드(Cargill, Inc.)로부터 시판됨,
3센왁스(Cenwax), 아리조나 케미칼스(Arizona Chemicals)로부터 시판되는 브랜드,
4카르길 인코포레이디으로부터 시판됨.
모터-구동식 강(steel) 교반 블레이드, 질소 주입구 및 온도계를 장착하고, 온도 피드백 제어 장치를 통해 온도계에 의해 제어되는 맨들로 가열되고, 수냉식 응축기에 의해 토핑된 딘-스타크(Dean-Stark) 트랩을 사용하여 공비 증류용으로 설정된 5L의 4구 플라스크에 충전물 #1을 가했다. 세라믹 헬릭스(helix)로 충전된 칼럼을 상기 플라스크와 상기 딘-스타크 트랩 사이에 장착하여, 공비 증류 속도에 대한 추가적인 제어를 제공하였다.
교반 및 0.2 scft/분의 질소 흐름을 개시하고, 충전물 #2를 가하여 현탁액을 생성하였다. 이어서, 온도를 140℃로 설정하고 가열을 시작하였다. 내부 온도가 133 내지 135℃에 도달하였을 때, 물 및 자일렌이 딘-스타크 트랩에 수집되기 시작하였다. 상기 트랩의 하부에 수집된 물을 약 10분 주기로 인출하였으며, 180℃의 온도에 도달할 때까지 정상(steady) 환류를 유지하고 분 당 약 1 g의 물을 수집하는 것이 필요한 경우에는, 온도 설정을 5℃ 간격으로 증가시켰다. 이 시점에서는, 상기 트랩에 물이 더이상 수집되지 않았으며, 산 가는 떨어졌다. 이 반응물을 100℃로 냉각시키고, 이어서 5 내지 9 inHg의 진공 하에 자일렌을 증발시켰다.
실시예 2
우레탄-아크릴레이트 1 내지 3을 하기와 같이 제조하였다.
[표 2]
Figure 112011023965067-pct00003
5아크릴올 옥시에틸 아이소시아네이트의 다양한 단량체, 일본의 쇼와 덴코(Showa Denko)로부터 시판됨,
ND = 측정 안됨.
모터-구동식 강 교반 블레이드, 수냉식 응축기, 온도계, 반응 혼합물의 표면 아래로 질소-공기 혼합 스트림을 전달하는 살포 관, 및 헤드 공간 내의 기상의 산소 함량을 측정하기 위한 산소 프로브를 장착한 2L의 4구 플라스크에, 상기 실시예 1의 대응 폴리에스터로 이루어진 충전물 #1을 가했다. 교반 및 0.2 scft/분의 질소 흐름을 개시하고, 헤드 공간에서 질소-산소 흐름을 5 부피% 농도의 산소로 조절하였다.
산소 농도가 5%로 안정해졌을 때, 80℃ 미만, 예컨대 50 내지 70℃의 온도를 유지하는 속도로 충전물 #2를 적가하였다.
충전물 #2의 첨가가 완료되었을 때, 70℃의 최종 반응 온도가 내려가기 시작했으며, 이는, 충전물 #2를 가하는 동안 AOI가 빠르게 반응했음을 나타낸다. 15분 후, NCO 함량을 IR로 모니터링하였다. 2267 cm-1에서의 밴드는 사라졌다.
이 생성물을 눈금이 없는 금속 캔에 부었다.
실시예 3 내지 5
하기 표 3에 열거된 성분들로부터 실시예 3 내지 5의 복사선 경화성 코팅 조성물을 제조하였다. 이어서, 교반 하에, 이 플라스크에 충전물 V 및 이어서 충전물 I 및 충전물 II를 가했다. 이어서, 교반 하에, 충전물 III 및 IV를 순서대로 가했다. 이 혼합물을, 투명한 용액이 형성되기에 적절한 시간 동안 교반했다. 생성 조합물을 0.45 μm 필터로 2회 여과하였다.
[표 3]
Figure 112011023965067-pct00004
6시바 스페셜티 케미칼스(CIBA Specialty Chemicals)로부터 시판되는 광개시제,
7시바 스페셜티 케미칼스로부터 시판되는 광개시제,
8란 인코포레이티드(Rahn, Inc.)로부터 시판되는 광개시제,
9시바 스페셜티 케미칼스로부터 시판되는 입체장애 아민 광 안정화제,
10사이텍 서피스 스페셜티스(Cytec Surface Specialties)로부터 시판되는 유동성 개질제,
11독일 에쎈의 테고 케미(Tego Chemie)로부터 시판되는 유동성 개질제,
12독일 기스타흐트의 한제 케미에 아게(Hanse Chemie AG)로부터 시판되는 실리카 오가노 졸(트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 중의, 약 20 nm의 평균 주 입경을 갖는 비정질 실리카 입자의 50/50 중량% 분산액).
전술된 조성물로 샘플을 코팅하기 위해, 마크롤론(MAKROLON) 투명 폴리카보네이트 플라크(바이엘 아게(Bayer AG))를 2-프로판올로 닦았다. 이 코팅 용액을, 프라이머-처리되지 않은 플라크 상에 스핀 적용하고, 공기 중에서, 1 J/cm2의 UVA 조사량 및 0.6 W/cm2의 강도를 갖는 H 전구로 경화시켰다. 10 내지 20 μm 범위의 최종 건조 필름 두께를 갖는 샘플을 제조하였다. 코팅된 샘플을 접착성, 광학 투명성, 및 테이버 내마모성에 대해 평가하였다.
하기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 코팅으로 코팅된 폴리카보네이트 샘플들은 고도로 투명하고, 낮은 초기 헤이즈 및 상이한 수준의 바이오 함량(bio-content)을 가졌다. 특히, 실시예 5의 경우, 20% 초광의 바이오 함량으로 더 우수한 내마모성이 달성되었다. 이러한 바이오계 코팅은 또한, 우수한 접착성 및 내마모성을 제공하였다.
[표 4]
Figure 112011023965067-pct00005
13바이오 함량: 건조 필름 중의 총 코팅 중량에 대한 바이오-물질의 중량%,
14접착성: 크로스해치, 니치반(Nichiban) LP-24 접착 테이프, 0 내지 5(접착성 없음 내지 테이프를 당긴 후 100% 접착성)의 등급 크기,
15헌터 랩(Hunter Lab) 분광기로 헤이즈%를 측정함,
16테이버 마모(Taber Abrasion): 테이버 5150 마모기, CS-10 휠, S-11 리페이싱(refacing) 디스크, 500 g 중량, 300 테이버 사이클 후 헤이즈%를 측정함, 300 테이버 사이클 후 25% 미만의 헤이즈%는 허용가능함.
실시예 6 내지 8
하기 표 5에 열거된 성분들로부터 표준 바이오계 코팅 조성물을 제조하였다. 충전물 I을 적합한 플라스크에 가하고, 교반하였다. 이어서, 교반하에, 이 플라스크에 충전물 II 및 이어서 충전물 III 및 IV를 가했다. 이 혼합물을, 투명한 용액이 형성되기에 적절한 시간 동안 교반하였다.
[표 5]
Figure 112011023965067-pct00006
17미국 펜실베니아주 엑스톤 소재의 사르토머 캄파니 인코포레이티드(Sartomer Company, Inc.)로부터 시판되는 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트,
18미국 펜실베니아주 엑스톤 소재의 사르토머 캄파니 인코포레이티드로부터 시판되는 에톡실화된 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트,
19다우 코닝(Dow Corning)으로부터 시판되는 유동성 개질제.
전술된 조성물로 샘플을 코팅하기 위해, 마크롤론 투명 폴리카보네이트 플라크(바이엘 아게)를 2-프로판올로 닦았다. 이 코팅 용액을, 프라이머-처리되지 않은 플라크 상에 스핀 적용하고, 공기 중에서, 1 J/cm2의 UVA 조사량 및 0.6 W/cm2의 강도를 갖는 H 전구로 경화시켰다. 15 내지 18 μm 범위의 최종 건조 필름 두께를 갖는 샘플을 제조하였다. 코팅된 샘플을 접착성, 광학 투명성, 및 테이버 내마모성에 대해 평가하였다.
하기 표 6에 나타낸 바와 같이, 폴리카보네이트 샘플을 이러한 바이오계 UV 투명 코트로 코팅하였다. 본 발명에서, 상이한 수준의 바이오 함량을 갖는 이들 코팅은 고도로 투명하고, 낮은 초기 헤이즈, 우수한 접착성 및 내마모성을 가졌다.
[표 6]
Figure 112011023965067-pct00007
본 발명의 특정 실시양태가 예시의 목적으로 전술되었지만, 첨부된 특허청구범위에서 정의된 바와 같은 본 발명으로부터 벗어나지 않고 본 발명의 세부사항의 다양한 변형이 가능함이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (24)

  1. (a) 폴리올과
    (b) 폴리카복실산, 폴리카복실산 무수물, 또는 이들의 혼합물의
    반응 생성물을 포함하는 복사선 경화성 액체 코팅으로서,
    상기 (a) 및/또는 (b) 중 적어도 일부는 바이오매스로부터 유도되고,
    상기 폴리올은 산 작용성 화합물과 하이드록시 작용성 화합물의 축합 반응 생성물이 아니고,
    상기 반응 생성물은 상기 (a) 및/또는 (b)로부터 유도된 에틸렌형 불포화기를 포함하며, 이때 상기 에틸렌형 불포화기가 오로지 (b)만으로부터 유도되는 경우 (b)는 4개 초과의 탄소를 갖는, 코팅.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리올이 대두 폴리올을 포함하는, 코팅.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리올이 1,3-프로판다이올을 포함하는, 코팅.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 폴리올이 추가로 글리세롤을 포함하는, 코팅.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 폴리카복실산, 폴리카복실산 무수물, 또는 이들의 혼합물이 이타콘산, 이타콘산 무수물, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 코팅.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 생성물이 추가로 하이드록실 카복실산과 반응한, 코팅
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하이드록실 카복실산이 12-하이드록시 스테아르산을 포함하는, 코팅.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 생성물이 추가로, 복사선 경화성 잔부(moiety)를 갖는 화합물을 포함하되, 상기 복사선 경화성 잔부를 갖는 화합물이 (메트)아크릴레이트, 및 아이소포론 다이아이소시아네이트-하이드록시에틸 아크릴레이트 부가물 및 아이소시아네이토에틸(메트)아크릴레이트를 포함하는 아크릴오일 아이소시아네이트로부터 선택되는, 코팅.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복사선 경화성 잔부를 갖는 화합물이 아크릴오일 옥시에틸 아이소시아네이트를 포함하는, 코팅.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅이 추가로 내마모성 입자를 포함하고, 상기 내마모성 입자가 다이아몬드, 카바이드, 실리카, 알루미나, 알루미나 실리케이트, 실리카 알루미나, 알칼리 알루미노실리케이트, 보로실리케이트 유리, 나이트라이드, 옥사이드, 석영, 네펠린 사이에나이트, 지르콘, 부델루이트 및 오우디알라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는, 코팅.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 입자가 나노 크기를 갖는, 코팅.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 입자가 실리카를 포함하는, 코팅.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅이 이중 경화 코팅인, 코팅.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅이 투명 코트인, 코팅.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅이, 바이오매스로부터 유도된 생성물을 50 중량% 이상 포함하는, 코팅.
  16. 제 1 항에 따른 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기재.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기재가 플라스틱인, 기재.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 기재가 목재인, 기재.
  19. 프로판다이올과 이타콘산의 반응 생성물을 포함하는 코팅.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 반응 생성물이 추가로 글리세롤을 포함하는, 코팅.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 반응 생성물이 추가로 12-하이드록시 스테아르산을 포함하는, 코팅.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리올이 피마자유를 포함하는, 코팅.
  23. 제 8 항에 있어서,
    상기 폴리올이, 폴리카복실산, 폴리카복실산 무수물, 또는 이들의 혼합물과 반응하기 전에 복사선 경화성 잔부를 포함하는 화합물과 반응한, 코팅.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 복사선 경화성 잔부를 포함하는 화합물이 아이소시아네이트-아크릴레이트를 포함하는, 코팅.
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