KR101521624B1 - 가구패널의 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지 제조방법 및 이에 의해 제조된 불포화폴리에스테르 수지를 포함하는 수지도료 - Google Patents

가구패널의 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지 제조방법 및 이에 의해 제조된 불포화폴리에스테르 수지를 포함하는 수지도료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가구패널의 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지와 그 제조방법 및 이를 포함하는 수지도료에 관한 것으로, 그 목적은 가구용 패널의 필름코팅용으로 사용되는 종래 불포화폴리에스테르 수지도료의 물성을 그대로 유지하거나 보다 나은 성능을 가지면서도 유해물질의 방출량이 최소화된 가구패널의 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지 제조방법 및 이에 의해 제조된 불포화폴리에스테르 수지를 포함하는 수지도료를 제공하는 것이다.
본 발명은 알콜 100 중량부에 대하여, 염기산 80∼95중량부, 반응촉매 0.005∼0.1 중량부, 글리콜 에테르계 첨가제 40∼60중량부, 중합금지제 0.005∼0.04 중량부, 고비점 반응성희석제 11.5∼85 중량부를 포함하되, 상기 알콜은 알콜 100wt%내에 1가알콜 0.05∼25wt%가 포함되고, 상기 염기산은 염기산 100㏖％내에 1염기산 0.5∼50㏖％가 포함되도록 하여, 저점도화된 수지와 고비점의 반응성희석제에 의해 산가 5∼40(㎜KOH/g), 점도 2.0∼6.0 포이즈(poise)의 불폴화폴리에스테르수지가 생성되도록 되어 있다.

Description

가구패널의 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지 제조방법 및 이에 의해 제조된 불포화폴리에스테르 수지를 포함하는 수지도료{Polyester resin for film coating, method of producing the same and film coating paint composition for furniture panel by using the same}
본 발명은 가구패널의 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지 제조방법 및 이에 의해 제조된 불포화폴리에스테르 수지를 포함하는 수지도료에 관한 것으로, 가구용 목재, 합판 등의 표면에 필름코팅이 가능하고, 경화후 유해물질의 방출량이 적은 가구패널의 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지 제조방법 및 이에 의해 제조된 불포화폴리에스테르 수지를 포함하는 수지도료에 관한 것이다.
일반적으로, 싱크대 등에 사용되는 패널은 고광택(high glossy) 패널로, 매끄럽고 반사율이 높은 표면을 가져 싱크대 이외에 가구 또는 인테리어 용품 등의 제조시 고급스러운 분위기를 위해 널리 사용되고 있다.
상기 고광택 패널은 파티클 보드(particle board, PB) 또는 중밀도섬유판(medium density fiberboard, 이하 MDF 라 한다)과 같은 합성목, 합판, 원목 등의 원판 표면에 폴리에스테르 수지와 같은 합성수지 도료를 도포코팅하는 방법에 의해 제조되고 있으며,
상기 원판에 고광택용 코팅도료를 코팅하는 방식으로는 이른바 "하이그로시"공법의 일종으로 필름 코팅법이 사용되고 있으며, 상기 필름 코팅법은 대상물의 표면에 불포화폴리에스테르 수지도료를 도포하고 그 위에 이형필름을 부착시킨 다음, 롤러 등을 이용하여 표면에 일정한 도막을 형성시킨다.
상기 필름 코팅법에 사용되는 불포화폴리에스테르 수지는 말레인산, 푸말산 같은 불포화기를 가진 산을 사용하여 합성하고, 비닐모노머, 아크릴모노머등의 반응성 희석제를 사용하여 상온에서 액상으로 되도록 한 것으로, 이와 같은 불포화폴리에스테르 수지는 상업적으로 유용한 분자량을 가진 수지를 얻으려면 산(Acid)과 알콜(Alcohol)이 2개 이상의 반응성 관능기를 가지고 있을 때, 즉 다염기산과 다가알콜의 에스테르(ester)화 반응을 통하여 고분자량의 폴리에스테르 수지가 형성된다.
이와 같은 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지는 아파트 등의 붙박이가구에 사용되는 합판용 코팅제로 널리 사용되고 있으며, 고광택의 물성을 유지시키면서 경화성을 향상시키기 위하여 반응성희석제로 방향족 비닐계유도체인 스티렌(Styrene)이 30∼50중량% 첨가되고 있다.
그러나, 상기 스티렌(Styrene)은 폴리에스테르와 상용성이 좋고 경화성이 양호한 이점이 있지만, 비교적 비점이 낮고 독성이 있어, 상기 스티렌을 반응성희석제로 사용하여 제조된 불포화폴리에스테르 수지는 경화과정 또는 경화 후 상당한 포름알데히드, 유해물질(VOC)이 방출될 뿐 아니라, 경화후 도막은 딱딱하고 부서지기 쉬우면서 쉽게 변색이 되는 경향이 있는 등 여러 가지 문제점이 있었다.
국내 등록특허공보 등록번호 10-1098567(2011.12.19) 국내 등록특허공보 등록번호 10-1086860(2011.11.18) 일본 공개특허공보 특개2006-56975(2006.03.02) 국내 등록특허공보 등록번호 10-623640(2006.09.06)
본 발명의 목적은 가구용 패널의 필름코팅용으로 사용되는 종래 불포화폴리에스테르 수지도료의 물성을 그대로 유지하거나 보다 나은 성능을 가지면서도 유해물질의 방출량이 최소화된 가구패널의 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지 제조방법 및 이에 의해 제조된 불포화폴리에스테르 수지를 포함하는 수지도료를 제공하는 것이다.
본 발명은 알콜 100 중량부에 대하여, 염기산 85∼95중량부, 반응촉매 0.005∼0.1 중량부, 글리콜 에테르계 첨가제 40∼60중량부, 중합금지제 0.01∼0.04 중량부, 고비점 반응성희석제 12∼85 중량부를 포함하되, 상기 알콜은 100wt%내에 1가알콜 0.05∼25wt%가 포함되고, 상기 염기산은 염기산 100㏖％내에 1염기산 0.5∼50㏖％가 포함되도록 하여, 저점도화된 수지와 고비점의 반응성희석제에 의해 산가 5∼40(㎜KOH/g), 점도 2∼6 포이즈(poise)의 불폴화폴리에스테르수지가 생성되도록 되어 있다.
본 발명은 벤질알콜 등의 1가알콜과 염기산에 의해 수지의 저점도화를 구비하고, 상기 저점도의 수지에 경화성을 향상시키기 위한 다관능 모노머를 단독 또는 혼합한 고비점의 반응성희석제를 첨가하여, 최종 산가 5∼40(㎜KOH/g), 점도 2∼6포이즈(poise)를 구비하는 불포화폴리에스테르를 생성하도록 되어 있어, 가구용 목재, 합판 등의 표면에 필름코팅용으로 사용가능하다.
또한, 필름코팅법은 경화시간이 매우 빠른 것을 중요한 특징으로 하고 있으며, 경화를 빠르게 하게 되면 도료의 특성상 저장안정성이 극도로 나빠져서 도료를 사용하기도 전에 변질이 될 수 있으나, 본 발명은 상온에서 최소한 3개월 동안 품질의 변화 없이 사용가능하므로, 경화시간이 빠르면서도 우수한 저장안정성을 구비하고 있다.
본 발명의 불포화폴리에스테르 수지는 스티렌 대신 고비점 반응성 희석제(스티렌의 비점보다 높은 비점을 구비한 반응성 희석제)가 종래 스티렌 첨가량보다 현저하게 적게 첨가되도록 되어 있어, 종래제품의 여러 장점들을 훼손하지 않으면서 포름알데히드 등의 유해물질 배출량이 기존 불포화폴리에스테르 도료보다 현저하게 저감되는 친환경성을 구비하므로, 신축 아파트에서 발생되는 새집증후군의 발생이 방지된다.
본 발명은 목재, 합판등의 중도, 상도로 사용될수 있으며 경화시간, 점도등을 조절하여 붓도장, 스프레이 도장등으로도 사용될 수 있으며, 투명도장이나, 성형용도로도 사용되지만 안료를 첨가하여 유색용으로도 사용될 수 있다.
본 발명은 국토교통부 아파트 붙박이 가구에 사용되는 가구용코팅합판의 새집증후군 유발물질의 허용기준(TVOC 방산량: 0.25㎎/(㎡·h)이하, 폼알데히드 방산량: 0.03㎎/(㎡·h)이하)을 만족하는 우수한 물성을 구비한다.
본 발명은 필름이형시간 단축, 저온경화성과 내스크래치성 및 광택 향상, 악취 저감, 황변성 개선 및, 우수한 가공성과 유연성을 구비하는 등 많은 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 제조방법을 보인 블록 예시도
본 발명의 불포화폴리에스테르 수지는 알콜 100 중량부에 대하여, 염기산 80∼95중량부, 반응촉매 0.005∼0.1 중량부, 글리콜 에테르계 첨가제 40∼60중량부, 중합금지제 0.005∼0.04 중량부, 고비점 반응성희석제 11.5∼85 중량부를 포함하되,
상기 알콜은 알콜 100wt%내에 1가알콜 0.05∼25wt%가 포함되고,
상기 염기산은 염기산 100㏖％내에 1염기산 0.5∼50㏖％가 포함되며,
상기 고비점 반응성 희석제는 AAEM(Acetoacetoxyethyl methacrylate), EHA(2-ETHYL HEXYL ACRYLATE), HEA(2-HYDROXY ETHYL ACRYLATE), 2HEMA(2-Hydroxyethyl methacrylate), HPA(2-HYDROXY PROPYLA ACRYLATE), BGDA(1.3 BUTANDIOLDIACRYLATE), BDDMA(1,3-Butanediol Dimethacrylate), BUDA(1.4 BUTANDIOLDIACRYLATE), HDDA(1.6 HEXANDIOL DIACRYLATE), DEGDA(DIETHYLENE GLYCOL DIACRYLATE), NPGDA(NEOPENTYL GLYCOLDIACRYLATE), PEG(POLY XRGYLENE), TMPTA(TRIMETHYLOLPROPATETRIACRYLATE), PETA(PENTAERITHRITOLTRIACRYLATE), DPHA(DIPENTAERITHRITOLHEXA ACRYLATE) 중 선택된 하나 이상이 혼합되도록 되어 있다.
상기 염기산은 염기산 100㏖％내에 1염기산이 0.5∼50㏖％, 나머지가 2염기산으로 이루어지고,
상기 1염기산은 안식향산(Benzoic acid) 또는 p-tert butyl benzoic acid(PTBBA)이며,
상기 2염기산은 phthalic anhydride(PAn), iso-phthlic acid(IPA), tetraphthalic acid(TPA), tetra hydro phthalicanhydride(THPAn), Maleic anhydride(MAn), Fumaric acid, Chlorendic(HET) anhydride, △phthalic anhydride, Succinic acid(anhydride), Adipic acid, Sebacic acid 중 선택된 하나 이상을 사용한다.
상기 염기산은 염기산 전체를 100㏖％로 할 경우, 상기 염기산 100㏖％내에 1염기산이 0.5∼50㏖％, 나머지가 2염기산으로 이루어지도록 되어 있다. 즉, 상기 염기산은 저점도의 수지를 생성하기 위하여, 1염기산 성분으로 안식향산 또는 p-tert butyl benzoic acid(PTBBA)이 전체 염기산 성분의 0.5∼50㏖％내에서, 바람직하게는 5∼50㏖％가 첨가된다.
상기 염기산은 1염기산이 5㏖％ 미만으로 첨가될 경우, 점도가 높게 되어 반응성 희석제의 사용량이 증가하게 될 뿐 아니라, 생성되는 불포화폴리에스테르를 필름코팅용으로 사용하기 곤란하게 되고, 50㏖％ 를 초과하도록 첨가될 경우, 경화시간에 영향을 미치게 되므로, 적정범위내에서 첨가된다.
상기 알콜은 1가알콜 0.05∼25wt%를 포함하고, 나머지가 2가, 3가, 4가알콜 중 선택된 하나 이상의 알콜로 이루어져 있다. 즉, 본 발명은 1가알콜이 0.05∼25wt%, 바람직하게는 5∼20wt%를 포함한다. 일예로 상기 알콜은 1가알콜 5∼20wt%, 2가알콜 60∼85wt%, 3가알콜이 5∼20wt%로 이루어질 수 있다.
상기 1가알콜은 벤질알콜(Benzyl alcohol)을 사용하며, 이와 같은 1가알콜은 첨가시 반응성 저하 및 점도의 저하현상이 발생되므로, 경화가 느려지는 문제 즉, 필름코팅용 도료는 빠른경화의 특성을 구비하여야 하나, 1가알콜은 경화가 느려지게 되므로, 종래 불포화폴리에스테르 도료에서는 사용되지 않는다.
상기 2가알콜은 에틸렌 글리콜(ethylene glycol-EG), 프로필렌 글리콜(propylene glycol-PG), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol-DEG), 트리에틸렌 글리콜(Triethylene glycol-TEG), 부틸 글리콜(butyl glycol-BG), 네오펜틸 글리콜(Neopentyl glycol-NPG) 중 선택된 하나 이상을 사용하고,
상기 3가알콜은 글리세린(Glycerine), 트리메칠올 에탄(Trimethylol ethane-TME), 트리메칠올 프로판(Trimethylol propnae-TMP), 1,2,6-헥산 트리올(hexane triol) 중 선택된 하나 이상을 사용하며,
상기 4가알콜은 펜타에리스리톨(Pentaerythritol-PE), 솔비톨(Sorbitol), 디글리세롤(diglycerol), 디펜타에리스리톨(dipentaerythritol) 중 선택된 하나 이상을 사용한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 염기산 및 알콜은 본 발명의 반응성 희석제에 의해 최종 제품 즉, 불포화폴리에스테르 수지가 필름코팅용으로 사용가능한 물성을 구비하도록 하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 염기산과 알콜은 반응성 희석제로 사용되는 모노머의 사용량을 줄이고 점도가 높은 반응성 희석제 사용에도 최종제품이 필름용으로 접합한 물성을 구비하도록, 염기산 및 알콜의 반응에 의해 생성되는 수지가 저점도화를 구비하도록 하기 위한 것이다.
상기 수지의 저점도화는 종래 스티렌을 반응성 희석제로 하는 수지의 점도보다 낮은 상태의 점도를 의미하며, 좀더 상세하게는 본 발명에 따른 반응성 희석제를 적정범위내에서 첨가되어 최종 제품의 점도가 2∼6 포이즈(poise)가 되도록 할 수 있는 범위를 의미한다.
상기 반응촉매는 최종 결과물 즉, 불포화폴리에스테르 수지에 산성분이 많이 남아 있으면(산가가 높으면) 2차가공시 가공설비(분산장비)를 부식시키는 현상이 발생되므로, 빠른 반응과 보다 낮은 산가의 불포화폴리에스테르 수지를 얻기 위하여 또한, 공정시간의 단축, 부반응의 최소화를 위하여 첨가되는 것으로, 테트라부틸 지르코네이트(tetrabutyl zirconate), 모노부틸 틴옥사이드(monobutyl tinoxide), 지르코늄 나프테네이트(zirconium naphthenate), 테트라부틸 티타네이트(tetrabutyl titanate) 중, 선택된 하나 이상의 반응촉매를 첨가한다. 이때, 상기 반응촉매는 전체 원료성분의 50∼5000 PPM(무게비)로 사용하는 것이 바람직한다.
상기 글리콜 에테르계 첨가제는 공기 경화성을 향상시키기 위한 것으로, 트리메칠올-프로판디아릴에테르(Trimethylol-propanediallylether - TMPDE)을 사용한다.
상기 중합금지제는 저장안정성의 확보 및, 경화시간의 조정을 위해서 첨가되는 것으로, 하이드로퀴논(HYDROQUINONE-HQ), THQ(TOLUHYDROQUINONE), TBC(Tertiary Butyl Catechol), HQMME(HYDROQUINONEMONOMETHYLETHER), PHQ(PARAHYDROQUINONE) 중 선택된 하나이상을 단독 또는 혼합하여 사용하며, 바람직하게는 HQ 또는 THQ 또는 TBC 를 단독 혹은 조합하여 사용한다.
상기 반응성 희석제는 다양한 종류의 고비점 반응성 희석제를 사용한다. 즉, 종래의 불포화폴리에스테르 수지는 반응성 희석제로 스티렌이 사용되어지고 있으나, 본 발명은 스티렌의 비점보다 높은 비점을 구비하는 고비점 반응희석제가 첨가되도록 되어 있으며, 상기 고비점 반응희석제는 저점도 수지에 첨가되어 저장성을 확보하면서 경화성을 향상시킴은 물론, 휘발성유기화합물(TVOC)의 발생이 최소화되고, 반응완료시 잔존성분이 없는 특성을 구비한다.
또한, 휘발성유기화합물(TVOC)의 발생을 최소화하기 위해서는 반응성 희석제 사용량이 최소화되어야 하나, 11.5 중량부 미만으로 첨가될 경우, 전체 점도가 높아져서 작업성이 나빠지고, 85 중량부를 초과하여 첨가될 경우, 필름코팅용으로 사용하기 곤란하게 된다.
즉, 본 발명은 반응희석제의 첨가량을 최소화하면서, 낮은 희석율을 구비하는 반응성 희석제에 의해 최종 제품이 점도가 적정점도를 구비하도록 저점도화된 수지에 반응성희석제가 배합되도록 되어 있다.
이와 같은 반응성 희석제는, AAEM(Acetoacetoxyethyl methacrylate), EHA(2-ETHYL HEXYL ACRYLATE), HEA(2-HYDROXY ETHYL ACRYLATE), 2HEMA(2-Hydroxyethyl methacrylate), HPA(2-HYDROXY PROPYLA ACRYLATE), BGDA(1.3 BUTANDIOLDIACRYLATE), BDDMA(1,3-Butanediol Dimethacrylate), BUDA(1.4 BUTANDIOLDIACRYLATE), HDDA(1.6 HEXANDIOL DIACRYLATE), DEGDA(DIETHYLENE GLYCOL DIACRYLATE), NPGDA(NEOPENTYL GLYCOLDIACRYLATE), PEG(POLY XRGYLENE), TMPTA(TRIMETHYLOLPROPATETRIACRYLATE), PETA(PENTAERITHRITOLTRIACRYLATE), DPHA(DIPENTAERITHRITOLHEXA ACRYLATE) 중에서 선택된 하나 이상의 모노머를 단독 또는 조합되여 사용한다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 불포화폴리에스테르는, 산가 5∼40(㎜KOH/g), 점도 2∼6(poise)를 구비하게 된다. 즉, 본 발명은 안식향산(Benzoic acid)등의 1염기산과 Adiphic acid 등의 2염기산을 주원료로 사용하여 저점도의 수지가 생성되도록 되어 있으며, 상기 저점도의 수지에 고비점의 반응성 희석제가 첨가되어, 우수한 저장안정성 및 경화성을 구비하면서 휘발성 유기화합물(이하 VOC라 한다)의 발생이 적고, 상온에서 풍부한 유동성이 있는 액체상태의 불포화폴리에스테르가 생성되게 된다.
상기에서와 같이, 본 발명은 종래 반응성 희석제의 사용량보다 적은 반응성 희석제의 사용량 즉, 종래의 수지는 스티렌 35∼60wt%의 사용량에 의해 점도 2∼6 포이즈(poise)를 구비하도록 되어 있으나, 본원발명은 종래 스티렌의 사용량보다 적은 반응성 희석제의 사용량(약 5∼25wt%)에 의해서도 최종 제품의 점도가 2∼6 포이즈를 구비하도록 되어 있다.
또한, 특히, 본 발명의 반응성 희석제는 스티렌에 비해 낮은 희석율을 구비하고 있어, 종래의 수지에 대하여 스티렌의 사용량과 동일한 량으로 본 발명에 따른 반응석 희석제가 첨가될 경우, 최종제품의 점도가 2∼6 포이즈로 조절되지 못하게 되므로, 염기산과 알콜의 반응에 의해 형성되는 수지의 점도조절을 통해 최종제품의 점도가 조절된다.
또한, 본 발명의 가구패널의 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지를 포함하는 수지도료는 상기 불포화폴리에스테르 100 중량부에 대하여, 촉진제 혼합물 0.3∼0.7 중량부, 경화제 1.5∼3 중량부를 포함한다.
상기 촉진제 혼합물은 나프텐산코발트(Cobalt naphthenate), 포타슘-옥토에이트(Potassium-octoate), 칼슘-나트테네이트(Cacium-naphthenate), 카퍼-옥토에이트(Copper-octoate) 중 선택된 하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 촉진제 혼합물은 코발트의 금속염(Cobalt-naphthenate, Cobalt-Octoate)을 단독으로 사용할 수 있으나, 색상, 가사시간 등을 고려할 경우, 나프텐산코발트(24％ Cobalt naphthenate)15∼25wt%, 포타슘-옥토에이트(19％ Potassium-octoate) 10∼20wt%, 칼슘-나프테네이트(4％Cacium-naphthenate) 5∼15wt%,, 카퍼-옥토에이트(5％Copper-octoate) 3∼8wt%, 스티렌 모노머(styrene monomer) 30∼60wt%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 경화제는 메틸에틸케톤퍼옥사이드(MEKPO; Methylethylketoneperoxide)를 디메틸프탈레이트(DMP; Dimethylphthalate)에 희석시킨 것을 사용하며, 이와 같은 경화제는 일예로 상품명 Butanox M-60, 금정악조노벨 주식회사 제품을 사용할 수 있다.
상기 촉진제 혼합물 및 경화제에 의한 상온경화(MEKP(Methyl Ethyl Ketone Peroxide)-Co 경화제계에 의한 상온경화)반응의 활성 라디칼 발생 메카니즘(mechanism)은 다음과 같은 산화, 환원 반응으로 나타나게 된다.
ROOH + CO2+ → RO.+OH + CO3+
ROOH + Co3+ → RO2.+ H+ + Co2+
따라서 Co(코발트)는 소비되지 않고 과산화물의 분해에 관여하게 되며, 디메틸아닐린(Dimethylaniline)와 같은 제3급 아민을 병용하게 되면 수지의 겔화 시간은 현저하게 짧아지고 또 겔화 개시부터 경화완료까지의 시간이 단축되게 된다.
이하, 본 발명의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 제조방법을 보인 블록 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 알콜과 염기산 및 반응촉매가 반응기내로 투입되고 질소가스가 연속적으로 주입공급되면서 40∼70분에 걸쳐 150℃∼170℃까지 승온시킨 후 50∼70분동안 유지시키는 제1단계;
상기 제1단계 이후, 180℃∼200℃ 까지 승온시킨 후 170∼190분동안 반응시켜 산가 100∼105 로 반응시켜 중간체를 생성하는 제2단계;
상기 중간체를 120℃ 이하로 냉각시킨 후, 글리콜 에테르계 첨가제를 투입하고 170∼180℃ 까지 230∼260분에 걸쳐 승온유지 반응시켜 산가 5∼40(㎜KOH/g)에서 반응종료하는 제3단계;
상기 제3단계 이후, 중합금지제를 투입하고 60℃ 이하로 냉각시킨 후, 고비점 반응성 희석제로 희석하여 점도 2.0∼6.0 포이즈(poise)의 불포화폴리에스테르를 생성하는 제4단계를 포함하도록 되어 있다.
이와 같은 제조방법에 의해 생성된 불포화폴리에스테르는 알콜 100 중량부에 대하여, 염기산 80∼95중량부, 반응촉매 0.005∼0.1 중량부, 글리콜 에테르계 첨가제 40∼60중량부, 중합금지제 0.005∼0.04 중량부, 고비점 반응성희석제 11.5∼85 중량부를 포함하되, 상기 알콜은 알콜 100wt%내에 1가알콜 0.05∼25wt%가 포함되고, 상기 염기산은 염기산 100㏖％내에 1염기산 0.5∼50㏖％가 포함되도록 되어 있으며,
이와 같이 제조된 불포화폴리에스테르 100 중량에 대하여 촉진제 혼합물을 0.3∼0.7 중량부, 경화제 1.5∼3 중량부가 첨가되어 수지도료가 생성되게 된다.
상기 수지도료는 가구용 패널의 표면에 코팅하기 위한 현장에서 불포화폴리에스테르, 촉진제혼합물 및 경화제의 배합에 의해 생성되며, 가구용 패널의 표면에 도포한 후, 이형필름을 씌우고 25℃에서 약 3시간동안 경화시킨 후, 상기 이형필름을 제거하게 되면, 가구용 패널에 불포화폴리에스테르 도막이 형성되게 된다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예 1
4구 라운드 플라스크에 DEG(diethylene glycol) 142g, TMP(Trimethylol propnae) 71g, Benzylalcohol 71g, TEG(Triethylene glycol) 284g, FA(Fumaric acid) 511g, tetrabutyl titanate 0.43g을 각각 투입하고 질소가스를 연속적으로 주입한 후, 1시간에 걸쳐서 160℃까지 승온후 1시간 유지한 다음, 195℃까지 3시간에 걸쳐서 승온 유지 반응하면서 산가 100∼105 에 반응을 종료하여 중간체를 생성하였다.
상기 중간체를 120℃ 까지 냉각한 후 TMPDE(Trimethylolpropanediallylether) 284g을 투입하고 175℃까지 4시간에 걸쳐서 승온 유지 반응하여 산가 25에서 반응 종료하였다.
반응종료후 THQ 0.14g을 투입하고 60℃ 이하로 냉각후 TMPTA(TRIMETHYLOLPROPATETRIACRYLATE) 200g, 2HEMA(2-Hydroxyethyl methacrylate) 100g, BDDMA(1,3-Butanediol Dimethacrylate) 100g, AAEM(Acetoacetoxyethyl methacrylate) 54g으로 희석하여 불포화폴리에스테르 수지를 생성하였으며, 이에 대한 최종산가 및 점도를 측정하였다.
그 결과 합성된 불포화폴리에스테르 수지는 최종산가 24, 점도 4.2 포이즈를 구비하여, 필름도막코팅용으로 사용가능함을 확인하였다.
실시예 2
실시예1에 의해 생성된 불포화폴리에스테르 수지에, 촉진제 혼합물(24% Cobalt naphthenate 20wt%, 19% K-octoate 15wt%, 4% Ca-naphthenate 10wt%, 5% Cu-octoate 5wt%, Styrene monomer 50wt%)을 100 : 0.5의 중량비율로 섞은 다음, 사용 직전에 과산화물 경화제 55%MEKPO(DMP)을 불포화폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 2중량부로 첨가하여 유리판(160ㅧ160㎜)에 도포(도포량 : 4.1g)한 후, 필름을 씌우고 25℃에서 2시간 경화(겔타임(gel time): 3분 30초)시키고 필름을 이형하여 시편 4개를 제조하였다. 이때, 시편은 알미늄호일로 밀폐 포장(필름 붙인채로)하였다.
이와 같이 제조된 시면에 대하여, 후처리로, 25℃/상대습도 50% 항온항습조에서 24시간 방치한 후, 코팅된 유리판에 테프론 판을 사용 가운데 64×64㎜ 공간 도려내고 유리판에 압착(볼트로 체결)하여 유해물질 방산량시험방법(KS M 1998 : 2009 소형챔버법 25℃/상대습도 50% 챔버에서 7일간 노출 후 기기분석)에 의해 TVOC, Form aldehyde 방산량을 측정하였다.
그 결과, 시편4개에 대한 평균값으로 총휘발성 유기화합물(TVOC): 0.083 ㎎/(㎡·h) 및 포름알데히드(Formaldehyde) : not dedetected 으로 나타났다.
실시예 3
실시예1에 의해 생성된 불포화폴리에스테르 수지에, 촉진제 혼합물(24% Cobalt naphthenate 20wt%, 19% K-octoate 15wt%, 4% Ca-naphthenate 10wt%, 5% Cu-octoate 5wt%, Styrene monomer 50wt%)을 100 : 0.5의 중량비율로 섞은 다음, 사용 직전에 과산화물 경화제 55%MEKPO(DMP)을 불포화폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 2중량부로 첨가하여 E0등급의 LPM(Low pressure melamine)치장 합판(가로 120㎜, 세로 240㎜)에 도포(도포량 : 800g/합판1장)한 후, 필름을 씌우고 25℃에서 2시간 경화(겔타임(gel time): 3분 30초)시키고 필름을 이형하였다.
이와 같이 제조된 합판에 대하여, 후처리로, 25℃/상대습도 50% 항온항습조에서 24시간 방치한 후, 유해물질 방산량시험방법(KS M 1998 : 2009 소형챔버법, 25℃/상대습도 50% 챔버에서 7일간 노출 후 기기분석)에 의해 TVOC, Form aldehyde 방산량을 측정하였다.
그 결과, 총휘발성 유기화합물(TVOC): 0.083 ㎎/(㎡·h) 및 포름알데히드(Formaldehyde) : not dedetected 으로 나타났다.
실시예 4
상기 실시예 3 에 따른 합판의 도막에 대한 물성을 측정하였으며, 그 결과는 아래 [표1]에 나타내었다. 이때, 대조군은 종래 사용되어지고 있는 불포화폴리에스테르(스티렌사용)수지를 합판에 도포하여 필름코팅법에 의해 형성된 도막이다.
[표2]
Figure 112014103323113-pat00001
상기 [표2]에서와 같이, 본 발명은 대조군(스티렌사용)과 점도 및 경화시간(겔타임)이 유사하고, 연필경도, 황변성,악취, 광택등은 대조군보다 매우 양호함을 알 수 있으며, 유해물질방산량(총휘발성유기화합물, 폼알데히드)은 현저히 감소되었음을 알 수 있다.
특히, 국토교통부 아파트 붙박이 가구에 사용되는 가구용코팅합판의 새집증후군 유발물질의 허용기준은 TVOC방산량: 0.25㎎/(㎡·h)이하, 폼알데히드 방산량: 0.03㎎/(㎡·h)이하임을 고려할 경우, 본 발명은 이러한 기준에 부합됨을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 알콜과 염기산 및 반응촉매가 반응기내로 투입되고 질소가스가 연속적으로 주입공급되면서 40∼70분에 걸쳐 150℃∼170℃까지 승온시킨 후 50∼70분동안 유지시키는 제1단계;
    상기 제1단계 이후, 180℃∼200℃ 까지 승온시킨 후 170∼190분동안 반응시켜 산가 100∼105 로 반응시켜 중간체를 생성하는 제2단계;
    상기 중간체를 120℃ 이하로 냉각시킨 후, 글리콜 에테르계 첨가제를 투입하고 170∼180℃ 까지 230∼260분에 걸쳐 승온유지 반응시켜 산가 5∼40(㎜KOH/g)에서 반응종료하는 제3단계;
    상기 제3단계 이후, 중합금지제를 투입하고 60℃ 이하로 냉각시킨 후, 고비점 반응성 희석제로 희석하여 점도 2.0∼6.0 포이즈(poise)의 불포화폴리에스테르를 생성하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가구패널의 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지 제조방법.
  6. 청구항 5 에 의해 제조된 불포화폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 촉진제 혼합물 0.3∼0.7 중량부, 경화제 1.5∼3 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가구패널의 필름코팅용 불포화폴리에스테르 수지를 포함하는 수지도료.
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WO2000023495A1 (en) * 1998-10-19 2000-04-27 Dynea Chemicals Oy Unsaturated polyester resins

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