KR102009341B1 - 폴리프로필렌 필름 코팅용 친환경 무광 도료 조성물 및 이를 이용한 도장 방법 - Google Patents

폴리프로필렌 필름 코팅용 친환경 무광 도료 조성물 및 이를 이용한 도장 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 무광 도료 조성물 및 이를 이용한 도장 방법에 관한 것으로, 친환경 무광 도료 조성물은 광개시제 2~5 중량부; 제1아크릴레이트 올리고머 20~30 중량부; 제2아크릴레이트 올리고머 10~20 중량부; 제1아크릴레이트 모노머 20~30 중량부; 제2아크릴레이트 모노머 10~20 중량부; 소광제 8~12 중량부; 및 첨가제 1.5~3 중량부;를 포함하고, 그로 인해 난부착 소재인 폴리프로필렌에 자외선 경화형 도료를 코팅해도 부착성이 우수하고, 코팅 도막의 화학적 물성, 기계적 물성 및 내오염성 등이 우수한 친환경성 도료 조성물을 제공하며, 자외선 경화형 도료를 폴리프로필렌 소재 위에 코팅할 때, 폴리프로필렌의 표면과의 부착성이 뛰어나며, 도장 작업성이 좋고 도막 물성이 우수한 도장 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 본 발명은 난부착 소재인 폴리프로필렌 필름과의 부착성이 우수할 뿐만 아니라, 코팅 도막의 화학적 물성, 기계적 물성 및 내오염성 등이 뛰어나며, 친환경적인 장점이 있다.

Description

폴리프로필렌 필름 코팅용 친환경 무광 도료 조성물 및 이를 이용한 도장 방법{ECO-FRIENDLY MATT PAINT COMPOSITION FOR COATING POLYPROPYLENE FILM AND METHOD FOR COATING MATERIAL USING THE SAME}
본 발명은 친환경 무광 도료 조성물 및 이를 이용한 도장 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 바닥재는 건축물의 바닥면에 설치되는 자재로서, 종래에는 폴리염화비닐(PolyVinyl Chloride, PVC)을 기초 소재로 한 바닥재가 많이 활용되었다. 이와 관련하여, 대한민국 등록특허공보 제10-0440902호에는 염화비닐수지 바닥재에 대한 기술이 제시된 바 있다.
통상적인 폴리염화비닐 소재의 바닥재에는 폴리염화비닐의 유연성을 향상시키도록 프탈레이트(phthalate)계 가소제가 포함되며, 바닥재의 제조시 작업성을 위해 유기용제가 사용되었다.
그런데, 프탈레이트계 가소제는 환경호르몬을 유발하며, 소각시 다이옥신을 발생시켜 환경문제를 야기하고 있으므로 기존의 폴리염화비닐 바닥재를 대체할 수 있는 친환경성 재질의 바닥재에 대한 개발 필요성이 대두되고 있었다.
최근에는 친환경성 소재 중 하나로 폴리프로필렌이 각광받고 있으나, 폴리프로필렌 소재는 결정화도(crystallinity)가 높고, 표면 에너지가 낮으며 비극성이기 때문에 아크릴 수지, 우레탄 수지와 같이 극성을 가지는 수지나 도료와 친화성이 거의 없으므로 폴리프로필렌 기재의 표면에 자외선 경화형 도료를 코팅할 경우, 도료의 부착성이 떨어져 도장 작업이 곤란하고, 제품으로 상용화하기에 어려운 문제가 있었다.
그렇기에, 기존에는 폴리프로필렌 소재 위에 극성 수지를 코팅하기 위해 접착제와 유기용제를 이용하여 별도의 접착층을 형성해야만 했다. 하지만, 유기용제는 용제의 건조 과정에서 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)이 대기 중에 방출되어 작업자의 건강을 위협하고, 대기오염의 원인으로 작용함에 따라 친환경적이지 않고, 별도의 접착층의 형성으로 인해 생산성도 저하되어 기존의 제조 방식은 여러 가지 한계점들을 가지고 있었다.
따라서, 친환경성 소재인 폴리프로필렌에 자외선 경화형 도료를 코팅해도 높은 부착성을 확보할 수 있고, 코팅 도막의 화학적 물성, 기계적 물성 및 내오염성 등이 우수한 친환경성 도료의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 난부착 소재인 폴리프로필렌에 자외선 경화형 도료를 코팅해도 부착성이 우수하고, 코팅 도막의 화학적 물성, 기계적 물성 및 내오염성 등이 우수한 친환경성 도료 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 자외선 경화형 도료를 폴리프로필렌 소재 위에 코팅할 때, 폴리프로필렌의 표면과의 부착성이 뛰어나며, 도장 작업성이 좋고 도막 물성이 우수한 도장 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 전술한 과제로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 기술적 과제들은 후술할 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 친환경 무광 도료 조성물은 광개시제 2~5 중량부; 제1아크릴레이트 올리고머 20~30 중량부; 제2아크릴레이트 올리고머 10~20 중량부; 제1아크릴레이트 모노머 20~30 중량부; 제2아크릴레이트 모노머 10~20 중량부; 소광제 8~12 중량부; 및 첨가제 1.5~3 중량부;를 포함할 수 있다.
여기서, 제1아크릴레이트 올리고머는 2관능 또는 3관능 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 마련될 수 있다.
또한, 제2아크릴레이트 올리고머는 2관능 또는 3관능 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 마련될 수 있다.
그리고, 제1아크릴레이트 모노머는 하이드록시 프로필 아크릴레이트로 마련될 수 있다.
또한, 제2아크릴레이트 모노머는 이소보닐 아크릴레이트로 마련될 수 있다.
아울러, 첨가제는 분산제 0.5~1 중량부; 레벨링제 0.5~1 중량부; 및 소포제 0.5~1 중량부;를 포함할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 태양으로 전술한 친환경 무광 도료 조성물을 피도장물에 도포하는 코팅 단계; 상기 코팅 단계에서 형성된 코팅층에 자외선을 조사하는 가경화 단계; 및 상기 가경화 단계에서 조사된 광량보다 큰 광량으로 상기 코팅층에 자외선을 조사하는 완전 경화 단계;를 포함할 수 있다.
그리고, 완전 경화 단계에서는 질소 분위기 하에서 자외선을 조사하여 상기 코팅층을 경화시키되, 경화시 반응가스 내의 산소 농도가 100~1000PPM이 되도록 질소량을 조절할 수 있다.
아울러, 코팅 단계에서는 상기 피도장물의 표면에 15~20㎛의 도막 두께로 코팅층을 형성할 수 있다.
또한, 피도장물은 폴리프로필렌 재질로 형성된 필름으로 마련될 수 있다.
상술한 과제의 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 도장시 솔벤트 등의 유기용제를 사용하지 않아 유기용제의 건조시 휘발성 유기화합물이 방출되지 않으며, 친환경성 소재인 폴리프로필렌을 코팅용 기재로 사용하므로 기존 폴리염화비닐 소재의 바닥재에 비해 친환경적인 바닥재를 제조하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 난부착 소재인 폴리프로필렌 필름과의 부착성이 우수할 뿐만 아니라, 코팅 도막의 화학적 물성, 기계적 물성 및 내오염성 등이 뛰어난 장점이 있다.
아울러, 본 발명은 도료와 폴리프로필렌 간의 부착성이 우수하므로 소재 위에 별도의 접착층을 형성하는 과정을 생략할 수 있다. 즉, 본 발명은 폴리프로필렌의 표면에 접착층을 형성하던 종래 공정에 비해 제조공정이 간소화되며, 유기용제와 접착제를 사용하던 기존 도장 공정에 비해 작업성과 생산성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다른 의미를 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정은 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다. 즉, 본 명세서에 기술된 방법의 각 단계는 명세서 상에서 달리 언급되거나 문맥상 명백히 상충되지 않는 한 임의의 순서로 적절하게 실시될 수 있다.
본원 명세서 전체에서 수치 앞에 사용되는 용어인 "약"은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때, 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
<친환경 무광 도료 조성물에 대한 설명>
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 무광 도료 조성물은 광개시제, 제1아크릴레이트 올리고머, 제2아크릴레이트 올리고머, 제1아크릴레이트 모노머, 제2아크릴레이트 모노머, 소광제 및 첨가제를 포함할 수 있다.
일 실시예에서 광개시제는 자외선 조사시 광중합을 개시하여 도막을 경화시키는 화합물이다. 일 실시예에서 사용될 수 있는 광개시제의 종류로는 1-하이드록시싸이클로헥실페닐케톤, 벤조페논 및 싸이클로헥실페닐케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나로 마련될 수 있으나, 이에 국한되지 않으며, 공지된 다른 광개시제 종류를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 일 실시예에서 상업적으로 이용 가능한 광개시제의 예로는 Irgacure 184, Irgacure 651, Iragacure 754(시바 게이지사)와 IHT-PI 1173, IHT-PI 184, IHT-PI MBF(IHT사), benzophenone(미원상사) 등을 사용할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
그리고, 일 실시예에 따른 광개시제의 함량은 전체 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 2~5 중량부로 적용될 수 있다. 구체적인 예로서, 광개시제의 함량은 약 2 중량부, 약 3 중량부, 약 4 중량부 또는 약 5 중량부로 마련될 수 있다. 또한, 광개시제의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 광개시제의 함량 범위는 약 2 중량부 내지 약 3 중량부, 약 3 중량부 내지 약 4 중량부, 약 4 중량부 내지 약 5 중량부 또는 약 2 중량부 내지 약 5 중량부의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 광개시제는 상기의 범위에서 코팅 도막의 경화성과 내황변성을 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 광개시제가 2 중량부 미만일 경우에는 도막의 경화성이 떨어지는 문제가 생기고, 5 중량부를 초과하면 도막에 황변 현상과 표면 잔취 문제가 발생할 우려가 있으므로 광개시제의 함량은 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
일 실시예에서 제1아크릴레이트 올리고머는 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 적용될 수 있다. 여기서, 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 폴리부타디엔 디올, 아크릴레이트 화합물(일 예로, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시부틸 메타크릴레이트 등) 및 이소시아네이트 화합물(일 예로, 이소포론 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 등)을 반응시켜 형성될 수 있다. 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 도막의 유연성과 탄성 및 코팅용 기재와의 부착성을 위해 친환경 무광 도료 조성물에 포함될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 한 분자 내에 존재하는 아크릴레이트기의 수가 2개 또는 3개로 적용될 수 있다. 1관능성 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 바닥재 제조시 요구되는 도막의 유연성과 부착성을 충분한 수준으로 확보하기가 어렵고, 4관능성 이상일 경우에는 신율 저하로 크랙이 발생하여 바닥재로서 제품화하기에 까다로운 문제가 있기 때문에 2관능 또는 3관능 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용하는 것이 도막의 유연성과 부착성을 향상시키는 측면에서 바람직하다.
아울러, 일 실시예에서 상업적으로 이용 가능한 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 예로는 SUO-H8628, SUO-H8328, SUO-H8800(SHIN-A T&C사) 등을 사용할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
그리고, 일 실시예에 따른 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량은 전체 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 20~30 중량부로 적용될 수 있다. 구체적인 예로서, 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량은 약 20 중량부, 약 21 중량부, 약 22 중량부, 약 23 중량부, 약 24 중량부, 약 25 중량부, 약 26 중량부, 약 27 중량부, 약 28 중량부, 약 29 중량부 또는 약 30 중량부로 마련될 수 있다. 또한, 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량 범위는 약 20 중량부 내지 약 24 중량부, 약 25 중량부 내지 약 30 중량부 또는 약 20 중량부 내지 약 30 중량부의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 상기의 범위에서 코팅 도막의 유연성, 탄성 및 부착성을 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 20 중량부 미만일 경우에는 폴리프로필렌 소재에 대한 도막의 부착성이 떨어지는 문제가 생기고, 30 중량부를 초과하면 도막의 경도 및 내오염성이 저하될 우려가 있으므로 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량은 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
일 실시예에서 제2아크릴레이트 올리고머는 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 적용될 수 있다. 이때, 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 실란화합물(일 예로, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 에톡시트리메톡시실란 등), 아크릴레이트 화합물(일 예로, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시부틸 메타크릴레이트 등) 및 이소시아네이트 화합물(일 예로, 이소포론 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 등)을 반응시켜 형성될 수 있다. 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 도막의 경도와 내오염성을 우수한 수준으로 확보하기 위해 친환경 무광 도료 조성물에 포함될 수 있다.
일 실시예에 따른 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 친환경 무광 도료 조성물 내에서 전술한 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 함께 적용됨으로써, 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 단독 사용시보다 도막의 경도 및 내오염성을 우수한 수준으로 확보하는 효과가 있다.
그리고, 일 실시예에서 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 한 분자 내에 존재하는 아크릴레이트기의 수가 2개 또는 3개로 적용될 수 있다. 1관능성 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 바닥재 제조시 요구되는 도막의 유연성과 부착성을 충분한 수준으로 확보하기가 어렵고, 4관능성 이상일 경우에는 신율 저하로 크랙이 발생하여 바닥재로 제품화하기 까다로운 문제가 있기 때문에 2관능 또는 3관능 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용하는 것이 도막의 유연성과 부착성을 향상시키는 측면에서 바람직하다.
아울러, 일 실시예에서 상업적으로 이용 가능한 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 예로는 SIU2400, SIU1004(Miwon Specialty사), SUO-S600NM, SUO-S3000제품(SHIN-A T&C사) 등을 사용할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
그리고, 일 실시예에 따른 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량은 전체 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 10~20 중량부로 적용될 수 있다. 구체적인 예로, 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량은 약 10 중량부, 약 11 중량부, 약 12 중량부, 약 13 중량부, 약 14 중량부, 약 15 중량부, 약 16 중량부, 약 17 중량부, 약 18 중량부, 약 19 중량부 또는 약 20 중량부로 마련될 수 있다. 또한, 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량 범위는 약 10 중량부 내지 약 14 중량부, 약 15 중량부 내지 약 20 중량부 또는 약 10 중량부 내지 약 20 중량부의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 상기의 범위에서 도막의 기계적 물성과 화학적 물성을 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 10 중량부 미만일 경우에는 폴리프로필렌 소재에 대한 도막의 부착성이 떨어지고, 20 중량부를 초과할 경우에는 도막의 경도와 내오염성이 저하될 우려가 있으므로 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함량은 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
한편, 일 실시예에서 제1아크릴레이트 모노머는 단관능성 모노머로 적용될 수 있고, 구체적으로는 하이드록시 프로필 아크릴레이트로 적용될 수 있다. 제1아크릴레이트 모노머로 다관능성 모노머를 적용할 경우에는 경화성은 좋은 반면에 신율 저하로 도막 표면에 크랙이 발생할 우려가 있으므로 단관능성 모노머를 적용하는 것이 바람직하다.
하이드록시 프로필 아크릴레이트는 전체 도료 조성물의 점도를 조절할 수 있으므로 별도의 유기용제를 사용하지 않아도 도료의 유동성을 확보할 수 있고, 도장 작업성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서 상업적으로 이용 가능한 하이드록시 프로필 아크릴레이트의 예로는 2-Hydroxypropyl Acrylate제품(NIPPON SHOKUBAI사), 2-Hydroxypropyl Acrylate제품(JinkeYu Polymer Material사) 등을 사용할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
그리고, 일 실시예에 따른 하이드록시 프로필 아크릴레이트의 함량은 전체 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 20~30 중량부로 적용될 수 있다. 구체적인 예로서, 하이드록시 프로필 아크릴레이트의 함량은 약 20 중량부, 약 21 중량부, 약 22 중량부, 약 23 중량부, 약 24 중량부, 약 25 중량부, 약 26 중량부, 약 27 중량부, 약 28 중량부, 약 29 중량부 또는 약 30 중량부로 마련될 수 있다. 또한, 하이드록시 프로필 아크릴레이트의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 하이드록시 프로필 아크릴레이트의 함량 범위는 약 20 중량부 내지 약 24 중량부, 약 25 중량부 내지 약 30 중량부 또는 약 20 중량부 내지 약 30 중량부로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 하이드록시 프로필 아크릴레이트는 상기의 범위에서 도료의 점도 조절이 용이하며, 도막의 부착성과 도장 작업성을 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 하이드록시 프로필 아크릴레이트가 20 중량부 미만일 경우에는 전체 도료 조성물의 점도가 너무 높아져서 작업성이 떨어지는 문제가 생기고, 30 중량부를 초과할 경우에는 경화성이 떨어져서 도막의 경도와 내오염성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로 하이드록시 프로필 아크릴레이트의 함량은 전술한 범위 이내에서 적용되는 것이 바람직하다.
일 실시예에서 제2아크릴레이트 모노머는 단관능성 모노머로 적용될 수 있고, 구체적으로는 이소보닐 아크릴레이트로 적용될 수 있다. 제2아크릴레이트 모노머로 다관능성 모노머를 적용할 경우에는 경화성은 좋은 반면에 신율 저하로 도막 표면에 크랙이 발생할 우려가 있으므로 단관능성 모노머를 적용하는 것이 바람직하다.
이소보닐 아크릴레이트는 도막 및 코팅 기재 간의 부착성을 향상시켜 도장 작업성을 높일 수 있다.
일 실시예에서 상업적으로 이용 가능한 이소보닐 아크릴레이트의 예로는 IBOA제품(NIPPON SHOKUBAI사), IBOA제품(WUXIACRYL TECHNOLOGY사) 등을 사용할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
또한, 일 실시예에 따른 이소보닐 아크릴레이트의 함량은 전체 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 10~20 중량부로 적용될 수 있다. 구체적인 예로서, 이소보닐 아크릴레이트의 함량은 약 10 중량부, 약 11 중량부, 약 12 중량부, 약 13 중량부, 약 14 중량부, 약 15 중량부, 약 16 중량부, 약 17 중량부, 약 18 중량부, 약 19 중량부 또는 약 20 중량부로 마련될 수 있다. 그리고, 이소보닐 아크릴레이트의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 이소보닐 아크릴레이트의 함량 범위는 약 10 중량부 내지 약 14 중량부, 약 15 중량부 내지 약 20 중량부 또는 약 10 중량부 내지 약 20 중량부로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 이소보닐 아크릴레이트는 상기의 범위에서 도막의 부착성과 도장 작업성을 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 이소보닐 아크릴레이트가 10 중량부 미만일 경우에는 폴리프로필렌 소재와 도막 간의 부착성이 떨어지는 문제가 생기고, 20 중량부를 초과하면 경화성이 떨어져서 도막의 내오염성이 저하되는 문제가 생길 수 있으므로 이소보닐 아크릴레이트의 함량은 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
일 실시예에서 소광제(matting agent)는 도막의 광택을 줄이거나 없애는 역할로 사용될 수 있다. 일 실시예에서 사용될 수 있는 소광제의 종류로는 무처리 실리카, 표면처리 실리카, 소성가공 실리카, 알루미나 및 합성 고분자 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나로 마련될 수 있으나, 이에 국한되지 않으며, 공지된 다른 소광제 종류를 사용할 수도 있다.
또한, 일 실시예에서 상업적으로 이용 가능한 소광제의 예로는 SS Chem사의 SS-250, SS-290, 에보닉사의 TS-100, OK-607 등을 사용할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
그리고, 일 실시예에 따른 소광제의 함량은 전체 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 8~12 중량부로 적용될 수 있다. 구체적인 예로서, 소광제의 함량은 약 8 중량부, 약 9 중량부, 약 10 중량부, 약 11 중량부 또는 약 12 중량부로 마련될 수 있다. 또한, 소광제의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 소광제의 함량 범위는 약 8 중량부 내지 약 9 중량부, 약 9 중량부 내지 약 10 중량부, 약 10 중량부 내지 약 11 중량부, 약 11 중량부 내지 약 12 중량부 또는 약 8 중량부 내지 약 12 중량부의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 소광제는 상기의 범위에서 도막의 광택을 용이하게 조절할 수 있다.
만일, 소광제가 8 중량부 미만일 경우에는 소광효과가 떨어져서 의도하는 무광 구현이 힘들고, 12 중량부를 초과하면 소광제의 응집현상으로 인해 도료 저장성이 나빠질 우려가 있으므로 소광제의 함량은 전술한 범위 이내에서 적용되는 것이 바람직하다.
한편, 일 실시예에서 첨가제는 전체 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 1.5~3 중량부로 적용될 수 있다. 첨가제는 분산제, 레벨링제 및 소포제를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 분산제는 하이드록시 프로필 아크릴레이트와 함께 전체 도료 조성물의 점도를 조절하며, 입자들끼리의 응집 현상을 방지하여 도장 작업성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서 사용될 수 있는 분산제의 종류로는 음이온계 분산제, 양이온계 분산제, 양쪽성 분산제 및 비이온계 분산제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나로 마련될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
또한, 일 실시예에서 상업적으로 이용 가능한 분산제의 예로는 BYK사의 BYK-110, BYK-102, BYK-107, BYK-164, BYK-180 등을 사용할 수 있으나, 언급되지 않은 다른 종류의 분산제를 사용할 수도 있다.
그리고, 일 실시예에 따른 분산제의 함량은 전체 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.5~1 중량부로 적용될 수 있다. 구체적인 예로, 분산제의 함량은 약 0.5 중량부, 약 0.6 중량부, 약 0.7 중량부, 약 0.8 중량부, 약 0.9 중량부 또는 약 1 중량부로 마련될 수 있다. 또한, 분산제의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 분산제의 함량 범위는 약 0.5 중량부 내지 약 0.6 중량부, 약 0.6 중량부 내지 약 0.7 중량부, 약 0.7 중량부 내지 약 0.8 중량부, 약 0.8 중량부 내지 약 0.9 중량부, 약 0.9 중량부 내지 약 1 중량부 또는 약 0.5 중량부 내지 약 1 중량부의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 분산제는 상기의 범위에서 입자들의 분산 효과가 우수하며, 도료 조성물의 점도를 용이하게 조절할 수 있다.
만일, 분산제가 0.5 중량부 미만일 경우에는 전체 도료 조성물의 점도 조절이 어려워 소광제의 응집현상이 발생하며, 도료 저장성이 다소 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고, 1 중량부를 초과하는 경우에는 도료와의 상용성(compatibility)이 떨어져 전반적인 도막 물성이 저하될 우려가 있으므로 분산제의 함량은 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
일 실시예에서 레벨링제는 도료의 작업성과 도막의 평활성을 적정 수준으로 유지할 수 있다. 일 실시예에서 사용될 수 있는 레벨링제의 종류로는 실리콘계, 불소계 및 폴리에테르계 레벨링제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나로 마련될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
일 실시예에 따른 레벨링제는 전술한 종류 중에서도 실리콘, 폴리디메틸실록산, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산, 폴리메틸알킬실록산 등의 실리콘계 레벨링제를 적용하는 것이 도막의 평활성을 우수한 수준으로 유지하는 측면에서 바람직하다.
또한, 일 실시예에서 상업적으로 이용 가능한 실리콘계 레벨링제의 예로는 무용제 타입인 BYK사의 Byk-307, Byk-321, Byk-322, Byk-333, Byk-348, Byk-377, Byk-378, Byk-3500, Byk-3510, Byk-3530, Byk-3570 등을 사용할 수 있으나, 언급되지 않은 다른 종류의 공지된 레벨링제를 사용하는 것도 가능하다. 레벨링제는 전술한 종류 중에서 Byk-3500, Byk-3530, Byk-3570 등을 사용하는 것이 도료의 자외선 반응성 측면에서 바람직하다.
그리고, 일 실시예에 따른 레벨링제의 함량은 전체 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.5~1 중량부로 적용될 수 있다. 구체적인 예로, 레벨링제의 함량은 약 0.5 중량부, 약 0.6 중량부, 약 0.7 중량부, 약 0.8 중량부, 약 0.9 중량부 또는 약 1 중량부로 마련될 수 있다. 또한, 레벨링제의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 레벨링제의 함량 범위는 약 0.5 중량부 내지 약 0.6 중량부, 약 0.6 중량부 내지 약 0.7 중량부, 약 0.7 중량부 내지 약 0.8 중량부, 약 0.8 중량부 내지 약 0.9 중량부, 약 0.9 중량부 내지 약 1 중량부 또는 약 0.5 중량부 내지 약 1 중량부의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 레벨링제는 상기의 범위에서 표면 웨팅(wetting)성과 부착성을 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 레벨링제가 0.5 중량부 미만이면 표면에너지가 높아서 기재인 폴리프로필렌 필름과의 표면 웨팅성이 떨어지는 문제점이 발생하며, 1 중량부를 초과하는 경우에는 전체 도료 내에 포함된 모노머 및 올리고머 골격과의 상용성이 떨어지므로 레벨링제의 함량은 전술한 범위 이내에서 적용되는 것이 바람직하다.
일 실시예에서 소포제는 전체 도료 조성물 내에 포함된 기포를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서 사용될 수 있는 소포제의 종류로는 실리콘계 소포제를 사용할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
또한, 일 실시예에에서 상업적으로 이용 가능한 소포제의 예로는 BYK사의 Byk-051, Byk-1752, Byk-1790, Byk-053, Byk-054, Byk-057, Byk-065, Byk-066, Byk-070, Byk-077, Byk-085 등을 사용할 수 있으나, 전술한 종류 이외의 공지된 소포제를 사용할 수도 있다. 소포제는 Byk-1790, Byk-085 등을 사용하는 것이 기포 제거 효율면에서 바람직하다.
그리고, 일 실시예에 따른 소포제의 함량은 전체 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.5~1 중량부로 적용될 수 있다. 구체적인 예로, 소포제의 함량은 약 0.5 중량부, 약 0.6 중량부, 약 0.7 중량부, 약 0.8 중량부, 약 0.9 중량부 또는 약 1 중량부로 마련될 수 있다. 또한, 소포제의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 소포제의 함량 범위는 약 0.5 중량부 내지 약 0.6 중량부, 약 0.6 중량부 내지 약 0.7 중량부, 약 0.7 중량부 내지 약 0.8 중량부, 약 0.8 중량부 내지 약 0.9 중량부, 약 0.9 중량부 내지 약 1 중량부 또는 약 0.5 중량부 내지 약 1 중량부의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 소포제는 상기의 범위에서 기포 제거와 표면 레벨링성을 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 소포제가 0.5 중량부 미만일 경우에는 소포성이 떨어져서 기포 제거 효과가 미미하며, 1 중량부를 초과하는 경우에는 소포제가 중합도가 높은 강한 실리콘이기 때문에 표면 레벨링성이 떨어지고, 무엇보다 전체 도료 내에 포함된 모노머 및 올리고머 골격과의 상용성이 떨어지는 문제점이 발생할 우려가 있으므로 소포제의 함량은 전술한 범위 이내에서 적용되는 것이 바람직하다.
<친환경 무광 도료 조성물을 이용한 도장 방법에 대한 설명>
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 무광 도료 조성물을 이용한 도장 방법에 대하여 도1에 도시된 흐름도를 따라 설명하되, 편의상 순서를 붙여 설명하기로 한다.
1. 코팅 단계<S101>
본 단계에서는 전술한 친환경 무광 도료 조성물을 피도장물에 도포하여 피도장물의 표면에 코팅층을 형성하는 과정이 진행될 수 있다. 일 실시예에 따른 코팅 단계시 코팅층이 형성되는 피도장물은 폴리프로필렌 재질로 형성된 필름으로 적용될 수 있다.
폴리프로필렌 필름은 폴리염화비닐 재질의 필름에 비해 환경호르몬이나 기타 유해물질을 배출하지 않아 친환경적인 소재이므로 본 발명의 일 실시예에 따른 무광 도료 조성물을 폴리프로필렌 필름에 코팅할 경우, 친환경성 바닥재를 제조하는 것이 가능하다.
또한, 본 단계에서는 피도장물의 표면에 15~20㎛의 도막 두께로 코팅층을 형성할 수 있다.
구체적인 예로, 피도장물의 표면에 코팅되는 도막의 두께는 약 15㎛, 약 16㎛, 약 17㎛, 약 18㎛, 약 19㎛ 또는 약 20㎛로 적용될 수 있다. 또한, 코팅 도막의 두께는 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위로 적용될 수 있다.
예를 들어, 피도장물에 코팅되는 도막 두께의 범위는 약 15㎛ 내지 약 16㎛, 약 16㎛ 내지 약 17㎛, 약 17㎛ 내지 약 18㎛, 약 18㎛ 내지 약 19㎛, 약 19㎛ 내지 약 20㎛ 또는 약 15㎛ 내지 약 20㎛의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 코팅 도막의 두께는 상기의 범위 내에서 도막의 경화성과 표면물성을 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 본 단계에서 코팅되는 도막의 두께가 15㎛ 미만일 경우에는 도막의 경도, 광택, 내용제성이 저하될 우려가 있고, 20㎛를 초과할 경우에는 도막의 경화성, 부착성, 내오염성이 떨어질 수 있으므로 코팅 도막의 두께는 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
한편, 본 단계에서 수행되는 코팅방법은 피도장물인 기재 위에 도료를 코팅하여 코팅층을 형성하는 방법이라면 어느 특정한 방법에만 국한되지 않으며, 바 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 롤 코팅, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 침지법, 함침법, 그라비어 코팅 등 공지된 코팅 방법들 중에서 당업자가 임의로 선택하여 적용할 수 있다.
2. 가경화 단계<S102>
본 단계에서는 단계 S101에서 형성된 코팅층에 자외선을 조사하는 가경화 과정이 진행될 수 있다. 일 실시예에서는 일반적인 대기 조건 하에서 자외선을 코팅층에 조사할 수 있다.
예를 들어, 자외선 조사 장치인 수은 램프를 이용하여 150~200mJ/㎠의 광량으로 자외선을 조사할 수 있으나, 코팅층의 두께나 기타 상황을 고려하여 광량의 범위를 다르게 설정하는 것도 가능하다.
또한, 본 단계에서 이루어지는 자외선 조사 시간은 특별히 제한되지 않으며, 자외선 경화형 무광 도료 조성물이 충분히 경화될 수 있도록 적절한 범위 내에서 선택될 수 있다.
3. 완전 경화 단계<S103>
본 단계에서는 단계 S102에서 조사된 자외선 광량보다 큰 광량으로 코팅층에 자외선을 조사하는 과정이 수행될 수 있다. 일 실시예에서는 질소 분위기(Nitrogen Atmosphere) 하에서 자외선을 조사하여 코팅층을 경화시키되, 경화시 반응가스 내의 산소 농도가 100~1000PPM이 되도록 질소량을 조절할 수 있다.
여기서, 질소 분위기란 자외선 조사에 의한 경화 공정이 이루어지는 특정 공간(일 예로, 챔버)에 질소가스를 지속적으로 유입시켜 형성된 대기 상태이거나 상기 공간에 이미 존재하는 질소 기체의 대기 상태를 의미하며, 상기 공간에 유입되는 질소가스의 양에 따라 전체 반응가스 중에 포함된 산소의 농도를 조절할 수 있다.
이때, 전술한 반응가스는 상기 공간 내에 존재하는 모든 기체를 의미할 수 있다. 일 실시예에서는 반응가스 내에 포함된 산소 농도를 실시간으로 측정하면서 산소 농도가 100~1000PPM이 되도록 질소가스의 유량을 조절할 수 있다.
구체적인 예로, 본 단계에서 적용 가능한 산소 농도는 약 100PPM, 약 200PPM, 약 300PPM, 약 400PPM, 약 500PPM, 약 600PPM, 약 700PPM, 약 800PPM, 약 900PPM 또는 약 1000PPM으로 적용될 수 있다. 또한, 산소 농도는 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위로 적용될 수 있다.
예를 들어, 산소 농도의 범위는 약 100PPM 내지 약 300PPM, 약 300PPM 내지 약 500PPM, 약 500PPM 내지 약 700PPM, 약 700PPM 내지 약 900PPM, 약 100PPM 내지 약 500PPM, 약 500PPM 내지 약 1000PPM 또는 약 100PPM 내지 약 1000PPM의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 완전 경화 단계의 진행시, 산소 농도가 상기의 범위 내에서 유지될 때 도막의 경화성, 기계적 물성 및 화학적 물성을 우수한 수준으로 확보할 수 있다.
만일, 본 단계에서 산소 농도가 100PPM 미만일 경우에는 상대적으로 질소가스가 챔버 내에 다량으로 투입되어야 하므로 제조 비용이 증가하는 문제가 있고, 산소 농도가 1000PPM을 초과할 경우에는 도막이 산화되어 도막의 경화성, 내오염성, 경도가 불량해질 우려가 있으므로 산소 농도는 전술한 범위 이내에서 적용되는 것이 바람직하다.
한편, 본 단계에서는 수은 램프를 이용하여 500~1000mJ/㎠의 광량으로 자외선을 조사할 수 있으나, 이에 국한되지 않으며, 자외선의 광량과 조사 시간은 코팅층이 완전히 경화되는 수준에서 적절하게 선택될 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예 및 실험예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예시에 불과하므로 본 발명의 권리범위가 이에 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
1. 친환경 무광 도료 조성물의 제조
하기 표1에서와 같은 조성으로 혼합하되, 1L의 용기에 하기 표1에 기재된 함량(단위: g)으로 각 광개시제, 제1아크릴레이트 올리고머, 제2아크릴레이트 올리고머, 제1아크릴레이트 모노머, 제2아크릴레이트 모노머, 소광제, 분산제, 레벨링제 및 소포제를 배합하고, 1시간 동안 교반한 뒤, 친환경 무광 도료 조성물을 완성하였다.
성 분 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3
1광개시제 5 2 3 4 5 1 6 10
2제1아크릴레이트 올리고머 25 30 22 20 30 31 19 32
3제2아크릴레이트 올리고머 20 16 19 15.5 10 9 21 23
4제1아크릴레이트 모노머 25 20 25 30 30 19 31 18
5제2아크릴레이트 모노머 12 17.5 18.5 20 10 21 9 8
6분산제 1 1 1 0.5 1 2 0 1
7레벨링제 1 1 0.5 1 1 2 0 1
8소포제 1 0.5 1 1 1 2 0 0
9소광제 10 12 10 8 12 13 14 7

주)
1: 광개시제 - 벤조페논(benzophenone, 미원상사)
2: 제1아크릴레이트 올리고머 - 2관능 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머(SUO-H8628, SHIN-A T&C사)
3: 제2아크릴레이트 올리고머 - 3관능 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머(SUO-S3000, SHIN-A T&C사)
4: 제1아크릴레이트 모노머 - 하이드록시 프로필 아크릴레이트(2-HPA, NIPPON SHOKUBAI사)
5: 제2아크릴레이트 모노머 - 이소보닐 아크릴레이트(IBOA, NIPPON SHOKUBAI사)
6: 분산제 - 음이온계 분산제(Byk-180, BYK사)
7: 레벨링제 - 폴리디메틸실록산(Byk-307, BYK사)
8: 소포제 - 실리콘계 소포제(Byk-085, BYK사)
9: 소광제 - 실리카 분말(SS-250, SS Chem사)
2.시험용 시편의 제작
10cm X 10cm 크기의 폴리프로필렌 필름에 표1과 같은 조성으로 제조한 코팅 조성물을 스프레이를 이용하여 도막의 두께가 15㎛가 되도록 각각 도포하였다. 그 후, 자외선 조사 장치(수은 램프)를 이용하여 일반 대기 조건 하에서 150~200mJ/㎠의 광량으로 자외선을 조사하여 가경화하였다. 이후, 질소분위기 하에서 산소 농도가 300ppm이 되도록 질소가스의 유량을 조절하고, 500mJ/㎠의 광량으로 도막을 완전 경화시켜 시험용 시편을 제조하였다.
3.시험 및 평가 방법
상기와 같이 제작된 시험용 시편에 대해서는 하기 기재된 방법을 통하여 도막의 광택, 경화성, 부착성, 내오염성, 내용제성 및 경도를 평가하여, 그 결과를 표2에 나타내었다.
실험환경 조건
실험환경, 즉 실험을 행하는 장소는 온도 20±2℃, 습도 65±5% (이하 '실온'이라 함)에서 일광의 직사가 없고 가스, 증기, 먼지 및 통풍이 매우 적은 장소로 하고, 실험 시편은 원칙적으로 도장 후 72시간 이상 방치된 것을 실험에 사용하였다.
광택 평가
경화된 시험용 시편을 광택기(60°Gloss, BYK-Gardner Gloss Meter)로 측정하여 도막의 광택을 평가하였다. 평가시, 광택기에 의해 측정된 수치 값이 작을수록 무광 효과가 우수함을 의미한다.
경화성 평가
경화된 시험용 시편의 도막을 손톱으로 긁어 손톱 스크래치가 발생하는지 여부를 확인하였다. 손톱 스크래치가 발생하면 경화성 불량, 발생하지 않으면 양호로 평가하였다.
부착성 평가
경화된 시험용 시편의 도막에 크로스 컷팅(Cross Cutting) 테스트 방법을 실시하였으며, 이때 유리 테이프를 사용하였다. 즉, 시편에 형성된 막 또는 층을 1mm*1mm 크기로 100개의 바둑판 모양의 절편으로 절단하고, 절편 상에 유리 테이프를 부착한 후, 떼어낼 때 떨어지는 절편의 개수를 측정하여 부착성을 평가하였다.
내오염성 평가
내오염성 평가는 시험용 시편에 형성된 도막의 표면을 유성매직으로 오염시키고 30초 후, 마른 걸레로 매직 자국을 제거한 다음에 도막의 표면 상태를 육안 판정하여 평가하였다.
내용제성 평가
거즈에 MEK(methyl ethyl ketone)를 묻힌 후, 거즈를 도막이 형성된 시편에 일정한 힘을 가해 문지른 후, 도막이 벗겨져 기재가 드러날 때까지 문지른 횟수를 측정하였다.
경도 평가
경도 평가는 미쓰비시 연필을 사용해 45°경사, 1Kg 하중을 적용하여 2cm 이동시 도막의 이상 여부를 평가하였다. 5회 평가시 5회 모두 스크래치가 없을 때의 최대 연필경도값을 기록하였다.
4.시험용 시편의 추가 제작 및 물성 평가
10cm X 10cm 크기의 폴리프로필렌 필름에 [표 1]의 실시예 1과 같은 조성으로 제조한 코팅 조성물을 스프레이를 이용하여 각각 도포한 후, 자외선 조사 장치(수은 램프)를 이용하여 일반 대기 조건 하에서 150~200mJ/㎠의 광량으로 자외선을 조사하여 가경화하였다. 이후, 질소분위기 하에서 산소 농도를 일정하게 설정하여 500mJ/㎠의 광량으로 도막을 완전 경화시켜 시험용 시편을 제조하였다. 시편 제조시 구체적인 코팅 도막의 두께와 산소 농도는 하기 표3 내지 표9에 기재된 수치대로 설정되었고, 전술한 물성 평가 방법에 의거하여 각 시편의 물성 평가 결과를 표3 내지 표10에 기재하였다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
광택 6~7 6~7 6~7 6~7 6~7 6~7 6~7 7~9
경화성 양호 양호 양호 양호 양호 불량 불량 불량
부착성 100/100 100/100 100/100 100/100 100/100 0/100 50/100 40/100
내오염성 양호 양호 양호 양호 양호 불량 불량 불량
내용제성 70회 80회 70회 75회 70회 20회 60회 50회
경도 F F F F F HB HB HB
표2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 5는 도막의 표면물성인 경화성, 부착성, 내오염성, 내용제성(내약품성) 및 경도가 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 5는 도막의 광택을 낮은 수준으로 유지할 수 있어 무광 구현이 용이함을 알 수 있다.
도막의 광택이 너무 높으면 난반사로 인하여 자외선 경화도막의 선영성이 떨어지고, 여러 가지 무늬가 인쇄된 잉크층이 선명하게 보이지 않아 바닥재의 미관이 저하될 우려가 있으나, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무광 도료 조성물은 무광 구현이 용이하므로 타 도료에 비해 도막의 고선영성을 확보할 수 있다.
아울러, 비교예 1 내지 3의 실험 결과를 통해서, 도료 조성물에 포함된 각 성분의 함량이 성분별 투입량 범위를 초과하거나 미만일 경우에는 도막의 표면물성이 저하되고, 무광 구현이 제한적임을 확인할 수 있다.
산소농도(PPM) 100 PPM
도막두께 실험예1
(14㎛)		 실험예2
(15㎛)		 실험예3
(17㎛)		 실험예4
(20㎛)		 실험예5
(21㎛)
광택 6~7 6~7 6~7 6~7 7~9
경화성 양호 양호 양호 양호 양호
부착성 90/100 100/100 100/100 100/100 95/100
내오염성 불량 양호 양호 양호 양호
내용제성 60회 70회 70회 70회 80회
경 도 F F F F F
산소농도(PPM) 200 PPM
도막두께 실험예6
(14㎛)		 실험예7
(15㎛)		 실험예8
(17㎛)		 실험예9
(20㎛)		 실험예10
(21㎛)
광택 6~7 6~7 6~7 6~7 7~9
경화성 양호 양호 양호 양호 양호
부착성 90/100 100/100 100/100 100/100 98/100
내오염성 불량 양호 양호 양호 양호
내용제성 60회 70회 70회 70회 80회
경 도 F F F F F
산소농도(PPM) 300 PPM
도막두께 실험예11
(14㎛)		 실험예12
(15㎛)		 실험예13
(17㎛)		 실험예14
(20㎛)		 실험예15
(21㎛)
광택 6~7 6~7 6~7 6~7 7~9
경화성 양호 양호 양호 양호 양호
부착성 90/100 100/100 100/100 100/100 98/100
내오염성 불량 양호 양호 양호 양호
내용제성 60회 70회 70회 70회 80회
경 도 F F F F F
산소농도(PPM) 500 PPM
도막두께 실험예16
(14㎛)		 실험예17
(15㎛)		 실험예18
(17㎛)		 실험예19
(20㎛)		 실험예20
(21㎛)
광택 6~7 6~7 6~7 6~7 7~9
경화성 불량 양호 양호 양호 양호
부착성 80/100 100/100 100/100 100/100 95/100
내오염성 불량 양호 양호 양호 양호
내용제성 50회 70회 70회 70회 75회
경 도 F F F F F
산소농도(PPM) 800 PPM
도막두께 실험예21
(14㎛)		 실험예22
(15㎛)		 실험예23
(17㎛)		 실험예24
(20㎛)		 실험예25
(21㎛)
광택 6~7 6~7 6~7 6~7 7~9
경화성 불량 양호 양호 양호 양호
부착성 75/100 100/100 100/100 100/100 95/100
내오염성 불량 양호 양호 양호 양호
내용제성 50회 70회 70회 70회 70회
경 도 HB F F F F
산소농도(PPM) 1000 PPM
도막두께 실험예26
(14㎛)		 실험예27
(15㎛)		 실험예28
(17㎛)		 실험예29
(20㎛)		 실험예30
(21㎛)
광택 6~7 6~7 6~7 6~7 7~9
경화성 불량 양호 양호 양호 양호
부착성 70/100 100/100 100/100 100/100 95/100
내오염성 불량 양호 양호 양호 양호
내용제성 50회 70회 70회 70회 70회
경 도 HB F F F F
산소농도(PPM) 1010 PPM
도막두께 실험예31
(14㎛)		 실험예32
(15㎛)		 실험예33
(17㎛)		 실험예34
(20㎛)		 실험예35
(21㎛)
광택 6~7 6~7 6~7 6~7 7~9
경화성 불량 불량 불량 불량 불량
부착성 60/100 95/100 95/100 90/100 85/100
내오염성 불량 불량 양호 양호 양호
내용제성 40회 60회 60회 65회 65회
경 도 HB HB HB HB HB
표3 내지 표9에 기재된 바와 같이, 다수의 실험예들 중에 본 발명의 산소농도 범위인 100~1000PPM과 도막 두께 범위인 15~20㎛를 만족하는 실험예들의 도막의 기계적 물성과 화학적 물성은 전술한 산소농도 범위와 도막 두께 범위를 벗어난 다른 실험예들에 비해 전반적으로 우수한 물성을 가지고 있음을 확인할 수 있다.
결국, 본 발명은 솔벤트 등의 유기용제를 사용하지 않아도 점도 조절이 용이함에 따라, 유기용제의 사용을 생략할 수 있으므로 도장시 휘발성 유기화합물이 방출되지 않으며, 용제의 건조 공정을 생략할 수 있다. 즉, 본 발명은 친환경적이며, 유기용제가 포함된 도료 조성물을 사용한 도장 작업에 비해 공정시간이 대폭 축소되어 생산성 향상 효과가 있다.
또한, 본 발명은 친환경성 소재인 폴리프로필름을 코팅용 기재로 사용할 수 있으므로 기존 폴리염화비닐 소재의 바닥재에 비해 친환경적인 바닥재를 제조하는 것이 가능하다. 일 실시예에 따른 친환경 무광 도료 조성물은 폴리프로필렌 소재와의 부착성이 높고, 도막 물성이 우수하여 폴리프로필렌 소재에 특화된 코팅 조성물로 사용될 수 있고, 폴리프로필렌 필름 코팅용 광경화형 무광 도료 조성물(photo-curable matt paint composition for coating polypropylene film)로 적용될 수 있다.
그리고, 본 발명은 난부착 소재인 폴리프로필렌 필름과의 부착성이 우수할 뿐만 아니라, 코팅 도막의 화학적 물성, 기계적 물성 및 내오염성 등이 뛰어난 장점이 있다.
아울러, 본 발명은 도료와 폴리프로필렌 간의 부착성이 우수하므로 소재 위에 자외선 경화형 도료를 코팅하기 위해 별도의 접착층을 형성하는 과정을 생략할 수 있다. 즉, 본 발명은 폴리프로필렌의 표면에 접착층을 형성하던 종래 공정에 비해 제조공정이 간소화되며, 유기용제와 접착제를 사용하던 기존 도장 공정에 비해 작업성과 생산성이 향상되는 효과가 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 광개시제 2~5 중량부;
    제1아크릴레이트 올리고머 20~30 중량부;
    제2아크릴레이트 올리고머 10~20 중량부;
    제1아크릴레이트 모노머 20~30 중량부;
    제2아크릴레이트 모노머 10~20 중량부;
    소광제 8~12 중량부; 및
    첨가제 1.5~3 중량부;를 포함하고,
    상기 제1아크릴레이트 올리고머는 2관능 또는 3관능 폴리부타디엔 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 마련되고,
    상기 제2아크릴레이트 올리고머는 2관능 또는 3관능 실리콘 변성 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 마련되고,
    상기 제1아크릴레이트 모노머는 하이드록시 프로필 아크릴레이트로 마련되고,
    상기 제2아크릴레이트 모노머는 이소보닐 아크릴레이트로 마련되는 것을 특징으로 하는
    폴리프로필렌 필름 코팅용 친환경 무광 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제는
    분산제 0.5~1 중량부;
    레벨링제 0.5~1 중량부; 및
    소포제 0.5~1 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    폴리프로필렌 필름 코팅용 친환경 무광 도료 조성물.
  7. 제1항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 도료 조성물을 피도장물에 도포하는 코팅 단계;
    상기 코팅 단계에서 형성된 코팅층에 자외선을 조사하는 가경화 단계; 및
    상기 가경화 단계에서 조사된 광량보다 큰 광량으로 상기 코팅층에 자외선을 조사하는 완전 경화 단계;를 포함하고,
    상기 피도장물은 폴리프로필렌 재질로 형성된 필름인 것을 특징으로 하는
    폴리프로필렌 필름 코팅용 친환경 무광 도료 조성물을 이용한 도장 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 완전 경화 단계에서는 질소 분위기 하에서 자외선을 조사하여 상기 코팅층을 경화시키되, 경화시 반응가스 내의 산소 농도가 100~1000PPM이 되도록 질소량을 조절하는 것을 특징으로 하는
    폴리프로필렌 필름 코팅용 친환경 무광 도료 조성물을 이용한 도장 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 코팅 단계에서는 상기 피도장물의 표면에 15~20㎛의 도막 두께로 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는
    폴리프로필렌 필름 코팅용 친환경 무광 도료 조성물을 이용한 도장 방법.
  10. 삭제
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