KR101779252B1

KR101779252B1 - 도료 조성물

Info

Publication number: KR101779252B1
Application number: KR1020150069967A
Authority: KR
Inventors: 신세준; 윤상혁; 마상찬
Original assignee: 주식회사 케이씨씨
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2017-09-27
Also published as: CN107667152A; KR20160136538A; WO2016186432A1

Abstract

본 발명은 도료 조성물 및 그 코팅층을 포함하는 스크린용 반사판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스프레이 도장이 가능하기 때문에 작업 공정 속도가 빠르고, 코팅 물품의 대량 및 저가 생산을 가능하게 하며, 대형 사이즈의 물품에 대해서 적용이 가능하면서도, 증착 수준 이상의 반사율을 나타낼 수 있고, 증착 대비 상대적으로 높은 명암비를 구현할 수 있으며, 도막의 유연성 및 부착성 또한 우수한 도료 조성물 및 그 코팅층을 포함하는 스크린용 반사판에 관한 것이다.

Description

도료 조성물{Paint composition}

본 발명은 도료 조성물에 관한 것으로서, 스크린에 적용되는 반사판 혹은 반사층에 관한 것이다.

프로젝터 혹은 이미지 프로젝터와 같은 광학장치는 이미지를 표시하는 스크린과 렌즈 등을 이용해서 이미지를 스크린에 표시하기 위해 빛을 내보내는 본체로 구성된다. 스크린은 렌즈 등을 통해서 받은 빛을 반사해서 이미지를 표시하기 위해 빛이 입사되는 표면에 광반사층을 구비한다.

광반사층의 광반사 성능은 빛의 전반사를 기준으로 평가된다. 즉, 빛을 INPUT 100%로 투입 시 OUTPUT으로 얻는 빛의 양을 측정하며, 얻어지는 빛(GAIN)이 많아질수록 전반사 특성이 높아져 광반사 성능이 우수한 것으로 평가된다.

물품의 표면에 광반사층을 형성하는 기존 기술로는 금속 증착 기술과 메탈릭 도료 기술이 있다.

그러나, 금속 증착 기술은 장비 인프라 구축 비용 및 증착 공정 비용이 고가일 뿐만 아니라 증착 대상의 사이즈가 커질수록 가격이 급격히 높아지는 문제가 있다. 또한, 3개 이상의 개별 공정들을 거쳐야 하기 때문에 생산 시간이 오래 걸려 대량 생산이 어렵다. 나아가, 증착 도막은 유연성이 없어 깨지기 쉬우며, 소지면/증착면/클리어면 간 부착 성능이 약하고, 색상 구현에도 한계가 있는 등 도막 특성 자체에도 문제가 있다.

메탈릭 도료 기술의 경우, 도막의 전반사 성능이 낮고, 증착 대비 외관이 떨어지며, 작업성이 낮아 넓은 부위에 도장이 어렵다는 단점이 있다.

본 발명의 기술적 과제는, 작업 공정 속도가 빠르고, 코팅 물품의 대량 및 저가 생산을 가능하게 하는 도료 조성물 및 그 코팅층을 포함하는 반사판을 제공하는 것이다. 본 발명의 도료 조성물은 대형 사이즈의 물품에 대해서 적용이 가능하면서도, 조성물이 적용되는 반사판의 반사율을 향상시키고 높은 명암비를 구현할 수 있으며, 조성물이 적용되는 도막의 유연성 및 부착성 또한 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면 도료 조성물은, 하나 이상의 폴리에스테르 수지 성분, 하나 이상의 이소시아네이트 경화제 성분, 100nm 이하의 입자 두께를 갖는 하나 이상의 알루미늄 안료 성분, 및 하나 이상의 용제 성분을 포함하며, 도료 조성물 총 100중량%를 기준으로 불휘발분 함량이 10% 이하이다.

본 발명의 다른 측면에 따라 제공되는 스크린용 반사판은, 기재와 상기 기재의 일 표면상에 형성된 코팅층을 포함하며, 코팅층은 하나 이상의 폴리에스테르 수지성분, 하나 이상의 이소시아네이트 경화제 성분, 100nm 이하의 입자 두께를 갖는 하나 이상의 알루미늄 안료 성분과 하나 이상의 용제 성분을 포함한다. 도료 조성물에서 불휘발분 함량은 도료 조성물 총 100중량%를 기준으로 10%이하일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따라 제공되는 스크린용 반사판의 제조방법은, 기재 상에 본 발명의 도료 조성물을 도장하고, 상기 도장된 도료 조성물 층을 건조시키는 것을 포함한다.

본 발명에 따른 도료 조성물은 스프레이 도장이 가능하기 때문에 작업 공정 속도가 빠르고, 코팅 물품의 대량 및 저가 생산을 가능하게 한다. 따라서, 본 발명의 도료 조성물을, 예컨대, 반사판 제작용 도료로서 사용하면, 대형 사이즈의 물품에 대해서 적용이 가능하면서도, 증착 공정으로 얻어지는 코팅의 반사율 수준 이상의 반사율을 나타낼 수 있고, 증착 대비 상대적으로 높은 명암비를 구현할 수 있다. 아울러, 본 발명의 도료 조성물을 사용할 경우, 도막의 유연성 및 부착성 또한 우수하다. 한편, 본 발명의 도료 조성물을, 예컨대, 외관 도료로서 사용하면, 휘도가 높고, 메탈 입자감이 작아 고급스런 코팅 외관을 얻을 수 있으며, 조색제를 투입하여 다양한 색상을 구현할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 도료 조성물이 기재 표면에 스프레이 도장된 직후 코팅층 내의 알루미늄 안료 입자 분포 상태(WET 도막 상태), 및 이후 건조되면서 알루미늄 안료 입자들이 밀착하게 되어 전반사 성능을 발휘하는 상태(건조 도막 상태)를 개략적으로 나타낸 것이다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 도료 조성물은 하나 이상의 폴리에스테르 수지 성분을 포함한다. 상기 폴리에스테르 수지는 부착 수지로서, 알루미늄 안료 입자를 배열하는 기능을 한다.

상기 폴리에스테르 수지의 수산기가(OHv) 2 내지 200 mgKOH/g일 수 있고, 또는 5 내지 180 mgKOH/g일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 수지의 수평균분자량(Mn)은 500 내지 50,000일 수 있고, 또는 1,000 내지 20,000일 수 있다.

구체적으로, 상기 폴리에스테르 수지로는 다가 알코올 성분과 다가 카르복시산 성분의 축중합 반응 생성물인 폴리에스테르일 수 있으며, 상기 다가 알코올 성분의 예로는 1,6-헥산디올, 2,2''-[(메틸에틸리덴)비스(4,1-페닐렌옥시)]비스에탄올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 에탄-1,2-디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 들 수 있고, 상기 다가 카르복시산 성분의 예로는 1,4-부탄디카르복시산, 1,3-벤젠디카르복시산, 1,4-벤젠디카르복시산, 1,2,4-벤젠트리카르복시산, 이소벤조푸란-1,3-디온(프탈산 무수물), cis-4-사이클로헥센-1,2-디카르복시산 무수물 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 도료 조성물 내의 상기 폴리에스테르 수지의 함량은, 도료 조성물 100중량%를 기준으로, 예컨대, 0.1 내지 5중량%일 수 있다. 도료 조성물 내의 폴리에스테르 수지 함량이 상기한 범위보다 지나치게 적으면 도막물성 저하, 도장 작업성 문제가 있을 수 있고, 반대로 상기한 범위보다 지나치게 많으면 광학성능(휘도, 블랙휘도, 반사율) 저하, 도장 작업성 문제가 있을 수 있다.

또한, 본 발명의 도료 조성물은 하나 이상의 이소시아네이트 경화제 성분을 포함한다. 상기 이소시아네이트 경화제는 부착 수지를 경화시켜 도막을 형성하는 기능을 한다.

본 발명에서 사용가능한 상기 이소시아네이트 경화제로는, 예컨대, 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 도료 조성물 내의 상기 이소시아네이트 경화제의 함량은, 도료 조성물 100중량%를 기준으로, 예컨대, 0.1 내지 2중량%일 수 있다. 도료 조성물 내의 이소시아네이트 경화제 함량이 상기한 범위보다 지나치게 적으면 도막 물성 저하(부착성, 내굴곡성) 및 도장 작업성 문제가 있을 수 있고, 반대로 상기한 범위보다 지나치게 많으면 광학성능(휘도, 블랙휘도, 반사율) 저하, 도장 작업성 문제가 있을 수 있다.

또한, 본 발명의 도료 조성물은 하나 이상의 알루미늄 안료 성분을 포함한다. 상기 알루미늄 안료는 도막의 반사율을 구현하는 기능을 한다.

상기 알루미늄 안료의 입자 두께는 200nm 이하이며, 또는 100nm 이하, 혹은 60nm 이하일 수 있다. 또한, 알루미늄 안료의 입자 두께는 5nm 이상, 또는 10nm 이상일 수 있다. 알루미늄 안료의 입자 두께가 200nm를 초과하면, 광학성능 저하, 도장 작업성 문제가 있을 수 있다.

또한, 상기 알루미늄 안료의 평균입자크기는 1 내지 30μm일 수 있으며, 또는 6 내지 20μm, 경우에 따라서는 5 내지 15μm일 수 있다. 알루미늄 안료의 평균입자크기가 상기한 범위보다 지나치게 작으면 가격 상승, 은폐력 문제가 있을 수 있고, 반대로 상기한 범위보다 지나치게 크면 블랙휘도 상승(명암관련) 문제가 있을 수 있다.

구체적으로, 상기 알루미늄 안료로는 VMP(vacuum metalizing process)형 알루미늄을 사용할 수 있다.

본 발명의 도료 조성물 내의 상기 알루미늄 안료의 함량은, 도료 조성물 100중량%를 기준으로, 예컨대, 0.1 내지 3중량%일 수 있다. 도료 조성물 내의 알루미늄 안료 함량이 상기한 범위보다 지나치게 적으면 광학성능(휘도, 블랙휘도, 반사율) 저하 문제가 있을 수 있고, 반대로 상기한 범위보다 지나치게 많으면 도막 물성(부착성, 내굴곡성) 저하가 있을 수 있다.

또한, 본 발명의 도료 조성물은 하나 이상의 용제 성분을 포함한다. 상기 용제는 도막의 건조속도를 조절하고, 알루미늄 안료 입자를 배열하는 기능을 한다.

구체적으로, 상기 용제로는, 에스테르 용제, 에테르 용제, 알코올 용제, 케톤 용제 및 이들의 조합으로부터 선택된 것을 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는, 에틸 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, n-부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, 부틸 셀로솔브 아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 이소프로필 알코올, n-부탄올, 디이소부틸 케톤 및 이들의 조합으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 도료 조성물 내의 상기 용제의 함량은, 도료 조성물 100중량%를 기준으로, 예컨대, 90 내지 98중량%일 수 있다. 도료 조성물 내의 용제 함량이 상기한 범위보다 지나치게 적으면 도장 작업성 문제(DUST SPRAY), 과도막 문제가 있을 수 있고, 반대로 상기한 범위보다 지나치게 많으면 도장 작업성 문제(미건조), 은폐 부족 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 도료 조성물은 분산제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 분산제는 알루미늄 안료 입자를 배열하는 기능을 한다.

구체적으로, 상기 분산제로는 고분자량의 중합체 또는 블록 공중합체 타입 분산제, 고분자량 공중합체의 알킬암모늄염 타입 분산제 등과 같이 도료 조성물에 통상 사용되는 분산제를 단독으로 또는 조합하여 제한없이 사용할 수 있으며, 그 시판품의 예로는 DISPERBYK 163, BYK9076, DIPSERBYK 108, EFKA 4047 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 도료 조성물 내의 상기 분산제 함량은, 도료 조성물 100중량%를 기준으로, 예컨대, 0 내지 1중량%(예를 들어, 0.1 내지 1중량%)일 수 있다. 도료 조성물 내의 분산제 함량이 지나치게 많으면 광학성능(휘도, 블랙휘도, 반사율) 저하 문제, 도막 물성(부착성) 저하 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 도료 조성물은, 상기 설명한 성분들 외에, LEVELING 첨가제(불소계열 타입, 실리콘 계열 타입)와 같이 도료 조성물에 통상적으로 사용되는 첨가제 성분을 하나 이상 더 포함할 수 있다.

본 발명의 도료 조성물의 불휘발분 함량은, 도료 조성물 100중량%를 기준으로 10% 이하(예를 들어, 1 내지 10%)이며, 또는 1 내지 8%일 수 있다. 도료 조성물 내의 불휘발분 함량이 지나치게 많으면 도장 작업성 문제, 과도막 형성 문제가 있을 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 도료 조성물은 낮은 불휘발분 함량으로 인해 스프레이 도장이 가능하기 때문에 작업 공정 속도가 빠르고, 조성물이 적용되는 물품을 저비용으로 대량 생산할 수 있다. 또한 본 발명의 도료 조성물은 스프레이 도장이 가능하기 때문에 대형 사이즈의 물품에 대해서 적용이 가능하면서도, 증착 공정으로 얻어지는 코팅의 반사율 수준 이상의 반사율(증착 대비 120 내지 130% 수준)을 나타낼 수 있고, 증착 대비 상대적으로 높은 명암비(증착 대비 120% 수준)를 구현할 수 있다. 아울러, 본 발명의 도료 조성물을 사용할 경우, 도막의 유연성(휘거나 말수 있음) 및 부착성(CROSS CUT기준) 또한 우수하다.

또한, 본 발명의 도료 조성물은 휘도가 높고, 메탈 입자감이 작아 고급스런 코팅 외관을 얻을 수 있으며, 조색제를 투입하여 다양한 색상을 구현할 수도 있다.

나아가, 본 발명의 도료 조성물을 사용하여 도장면을 선택적으로 코팅하면, 명암비(CONTRAST RATIO)를 조절할 수 있으며, 명암비가 높을수록 고성능이 된다.

따라서, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 기재와 상기 기재의 일 표면상에 형성되는 코팅층을 포함하는 반사판이 제공되며, 코팅층은 본 발명의 도료 조성물로 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 광학장치가 제공되며, 광학장치는 이미지를 발생하는 이미지 발생장치와 이로부터 빛을 받아서 이미지를 표시하는 스크린을 포함하며, 상기 스크린 상에는 본 발명에 따른 반사층 혹은 반사판이 더 포함될 수 있다.

이러한 반사층 혹은 반사판에 있어서, 본 발명의 도료 조성물은, 반사층 혹은 반사판의 중심에는 예컨대, 1 내지 3μm의 두께로, 반사층 혹은 반사판의 에지부분에는 예컨대, 0.5μm 이하의 두께로 코팅될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기재 상에 본 발명의 도료 조성물을 도장하며 상기 도장된 도료 조성물 층을 건조시키는 것을 포함하는, 스크린용 반사판의 제조방법이 제공된다.

상기 기재로는, 예컨대, PET, 우레탄 등의 재질로 된 기재를 사용할 수 있다. 또한, 기재의 표면상에 형성되는 도료 조성물의 코팅층 두께는, 기재의 중심에는 예컨대, 1 내지 3μm일 수 있고, 반사판용 기재의 에지부분에는 예컨대, 0.5μm 이하일 수 있다.

본 발명의 도료 조성물을 기재에 도장하는 방법에는 특별한 제한이 없으며, 이 기술분야에서 통상 사용되는 도장 방법, 예컨대 스프레이 도장, R2R(roll to roll 또는 screen 코팅법) 등의 방법 및 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 레시프로 스프레이 자동 도장 기기, 벨 스프레이 자동 기기, 매뉴얼 도장기기와 같은 장비를 사용하여 클린 룸 조건하에서 스프레이 도장이 수행될 수 있다.

또한, 도장된 도료 조성물 층을 건조시키는 방법에도 특별한 제한은 없으며, 이 기술분야에서 통상 사용되는 건조 방법 및 장치를 사용하여, 예컨대 60℃의 온도에서 도막의 건조가 수행될 수 있다.

본 발명의 도료 조성물이 기재 표면에 스프레이 도장된 직후 코팅층(1) 내의 알루미늄 안료 입자 분포 상태(WET 도막 상태), 및 이후 건조되면서 알루미늄 안료 입자들이 밀착하게 되어 전반사 성능을 발휘하는 상태(건조 도막 상태)를 도 1에 개략적으로 나타내었다. 즉, 스프레이 건에서 소지까지는 WET 도장되고, 도장 후 매우 빠른 건조 과정이 발생하며, 용제의 빠른 증발과정에서 소지쪽으로 힘이 발생하여, 알루미늄들은 빈틈없이 소지를 메우게 되고, 이 때, 소지는 벽으로 작용하여, 알루미늄들이 더욱 밀착하게 된다.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 ]

하기 표 1에 나타낸 조성으로 도료 조성물을 제조하였다. 제조된 도료 조성물 샘플을 소지(재질: PET//URETHANE 기재)에 스프레이 도장한 후 건조시켜 도막을 형성하고, 하기 물성들을 측정하였다. 물성 측정의 결과를 표 1에 나타내었다.

소지부착성

CROSSCUT(ASTM, ISO 규격) 방법으로 측정하였다.

층간부착성

CROSSCUT(ASTM, ISO 규격) 방법으로 측정하였다.

GLOSS

광택기로 측정하였다.

휘도(반사율)

CM-2500 기기로 측정하였다.

블랙휘도

CM-2500 기기로 측정하였다.

도막 건조속도(상대크기)

OHP 필름에 DRAW DOWN한 후, 건조 시간 측정 방법으로 측정하였다. 표 1에 제시된 건조속도 결과는 부틸 아세테이트 용제의 건조속도를 1로 하였을 때를 기준으로 한 상대 건조속도이다.

한편, 하기 표 2에 나타낸 바와 같이 용제를 달리하며 도료 조성물을 제조하였다. 제조된 도료 조성물 샘플을 소지(재질: PET//URETHNAE)에 스프레이 도장한 후 건조시켜 도막을 형성하고 GLOSS를 측정하였다. 물성 측정의 결과를 표 2에 나타내었다.

한편, 하기 표 3에 나타낸 바와 같이 알루미늄 안료를 달리하며 도료 조성물을 제조하였다. 알루미늄 안료의 종류를 제외한 나머지 조성들은 표 1의 #1과 동일하였다. 제조된 도료 조성물 샘플을 소지(재질: PET//URETHANE)에 스프레이 도장한 후 건조시켜 도막을 형성하고 물성들을 측정하였다. 물성 측정의 결과를 표 3에 나타내었다.

1: 코팅층

Claims

하나 이상의 폴리에스테르 수지 성분 0.1 내지 5 중량%,
하나 이상의 이소시아네이트 경화제 성분 0.1 내지 2 중량%,
100nm 이하의 입자 두께를 갖는 하나 이상의 알루미늄 안료 성분 0.1 내지 3 중량%, 및
하나 이상의 용제 성분 90 내지 98 중량%를 포함하고,
상기 폴리에스테르 수지는 수산기가(OHv)가 2 내지 50 mgKOH/g이며,
상기 알루미늄 안료가 VMP(vacuum metalizing process)형 알루미늄이고,
도료 조성물 총 100중량%를 기준으로 불휘발분 함량이 10% 이하인,
도료 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 폴리에스테르 수지의 수평균분자량(Mn)이 500 내지 50,000인 도료 조성물.
제1항에 있어서, 폴리에스테르 수지가 다가 알코올 성분과 다가 카르복시산 성분의 축중합 반응 생성물인 도료 조성물.
제4항에 있어서, 다가 알코올 성분이 1,6-헥산디올, 2,2''-[(메틸에틸리덴)비스(4,1-페닐렌옥시)]비스에탄올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 에탄-1,2-디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 및 이들의 조합으로부터 선택되고, 다가 카르복시산 성분이 1,4-부탄디카르복시산, 1,3-벤젠디카르복시산, 1,4-벤젠디카르복시산, 1,2,4-벤젠트리카르복시산, 이소벤조푸란-1,3-디온, cis-4-사이클로헥센-1,2-디카르복시산 무수물 및 이들의 조합으로부터 선택되는 도료 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 이소시아네이트 경화제가 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로부터 선택되는 도료 조성물.
제1항에 있어서, 알루미늄 안료의 평균입자크기가 1 내지 30μm인 도료 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 용제가 에스테르 용제, 에테르 용제, 알코올 용제, 케톤 용제 및 이들의 조합으로부터 선택되는 도료 조성물.
제1항에 있어서, 용제가 에틸 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, n-부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, 부틸 셀로솔브 아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 이소프로필 알코올, n-부탄올, 디이소부틸 케톤 및 이들의 조합으로부터 선택되는 도료 조성물.
제1항에 있어서, 분산제를 추가로 포함하는 도료 조성물.
기재; 및
상기 기재의 일 표면상에 형성된 코팅층을 포함하며,
상기 코팅층은, 제1항, 제3항 내지 제5항, 제7항 내지 제8항, 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항의 도료 조성물의 코팅층을 포함하는,
반사판.
이미지를 발생하는 이미지 발생장치; 및 이로부터 빛을 받아서 이미지를 표시하는 스크린을 포함하며, 상기 스크린 상에 제13항의 반사판을 포함하는, 영상장치.
기재를 제공하며,
상기 기재의 일 표면상에 제1항, 제3항 내지 제5항, 제7항 내지 제8항, 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항의 도료 조성물을 도장하며,
상기 도장된 도료 조성물 층을 건조시키는 것을 포함하는,
스크린용 반사판의 제조방법.