KR102285155B1 - 도료 조성물 및 그로부터 형성된 하이브리드 나노 도막 - Google Patents

도료 조성물 및 그로부터 형성된 하이브리드 나노 도막 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 가지화도가 0.5~1.5이고, 중합도가 100~800인 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자; 가지화도가 2.5~4이고, 중합도가 2,000~5,000인 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자; 및 도료를 포함하는, 도료 조성물과 그로부터 형성된 하이브리드 나노 도막을 제공한다.

Description

도료 조성물 및 그로부터 형성된 하이브리드 나노 도막{PAINT COMPOSITION AND HYBRID NANO COATING FILM FORMED THEREFROM}
본 발명은 도료 조성물 및 그로부터 형성된 하이브리드 나노 도막에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 소재에 적용이 가능하여 재활용 가구에 사용할 수 있는 도료 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 도료(paint)는 유동성의 물질로 도장물의 표면에 도포하여 박막 층을 형성하고, 시간의 경과에 따라 건조 및 경화시키며 생성된 피막이 도장물에 부착하여 표면을 보호하고, 외양 내지 형상을 변화시켜 심미성을 부여하는 용도로 사용된다.
이러한 도료는 크게 수성 도료와 유성 도료로 구별되며, 수성도료는 유기계 용제 대신 물을 사용한 것으로 경제적이고 취급이 간편하며, 안정성이 우수하여 건물의 벽 도장 내지 석재용 바탕도료로 사용된다. 대표적으로 에멀젼 도료, 수용성 베이킹수지 도료 등이 수성 도료에 해당한다. 유성 도료는 주료 천연 유지 등으로 제조되는 전색제를 이용하는 도료로서, 유성 페인트, 유성 에나멜 등이 대표적이다.
가구, 특히 목재 표면 도색에는 점도의 조절을 위하여 시너를 혼합한 유성 도료가 사용된다. 반면, 수성 도료는 소재의 특성 상 목재와의 부착성이 부족하다는 점과 도료에 포함되는 수분이 목재의 부패를 유발하여 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명의 개발자들은 이러한 견지에서 친환경성이 우수하며 적용이 편리한 수성 도료 내지 수용성 도료를 사용하면서도 부착성이 우수하여 다양한 소재에 적용 가능하고, 도막의 표면 보호 특성이 우수한 도료 조성물을 개발하였다.
또한, 상기 도료 조성물에 첨가되는 성분들은 유성 도료에도 적용이 가능하여 다양한 활용처를 가진다.
본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 부착성이 우수하여 다양한 소재에 적용 가능하면서도 도막의 표면 보호 특성이 우수한 도료 조성물을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 다른 일 목적은 자연발광을 구현하는 하이브리드 나노 코팅 도막을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면은 가지화도가 1~1.5이고, 중합도가 100~800인 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자; 가지화도가 2.5~4이고, 중합도가 2,000~5,000인 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자; 및 도료를 포함하는, 도료 조성물을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자 및 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자의 중량비는 각각 60~80 : 20~40일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자 및 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자 중 적어도 일부가 비닐알코올 단위 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도료는 아크릴계 도료, 에폭시계 도료, 우레탄계 도료 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도료는 유성페인트, 유성에나멜, 주정도료, 아마인유, 콩기름, 동유, 옻, 합성건성유, 쉘락, 코펄, 석회로진, 페놀수지니스, 말레산수지니스, 요소수지, 멜라민수지, 비닐수지, 나이트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 합성고무, 폴리비닐알코올, 폴리에스테르수지, 알키드수지, 스티렌 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도료 조성물은 산화아연, 이산화티탄, 적철, 흑철, 산화크롬, 코발트블루, 옐로티탄, 실리카, 화이트 알루미나, 옐로크롬, 징크크로메이트, 레드 몰리브덴, 감청, 카드뮴 옐로, 카드뮴 레드, 황산바륨, 탄산칼슘, 카본블랙, 알루미늄 분말, 브론즈 분말, 아연 분말, 마이카, 나프톨레드 및 벤즈이미다졸론으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 안료를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도료 조성물은 장잔광 형광체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면은 전술한 도료 조성물을 피도장물 표면에 도포 및 건조 경화하여 형성된 하이브리드 나노 도막을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 피도장물은 목재, 금속, 유리, 도기, 플라스틱 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 피도장물은 재활용 가구일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도료 조성물이 장잔광 형광체를 포함하여 자연발광성을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면은 (a) 전술한 도료 조성물을 준비하는 단계; 및 (b) 상기 도료 조성물을 피도장물 표면에 소정의 형상으로 도포하는 단계를 포함하는, 하이브리드 나노 도막의 형성방법을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 (b) 단계는 스텐실 기법으로 재활용 가구 표면에 소정의 형상으로 도포하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 측면은 부착성이 우수하여 다양한 소재에 적용 가능하면서도 도막의 표면 보호 특성이 우수한 도료 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명은 자연발광을 구현하는 하이브리드 나노 코팅 도막을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구 범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 도료 조성물에 대하여 보다 구체적으로 살펴보도록 한다. 단, 하기 기재사항들은 본 발명의 예시를 통해 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하는 것일 뿐으로 본 발명이 하기 기재사항들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
도료 조성물
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면은 가지화도가 1~1.5이고, 중합도가 100~800인 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자; 가지화도가 2.5~4이고, 중합도가 2,000~5,000인 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자; 및 도료를 포함하는, 도료 조성물을 제공한다.
상기 도료 조성물은 일반적으로 사용되는 도료에 희석제로서 작용하는 저분자량의 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자와 이질재료 간의 접착성을 향상시키는 고분자량의 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자를 혼합하여 각 성분이 균일하게 혼합되면서도 우수한 접착성을 구현할 수 있다.
상기 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자는 중합도가 100~800, 즉 비닐아세테이트 유래의 단위 구조가 100~800개이고, 가지도가 1~1.5인 저분자량의 선형성이 높은 고분자일 수 있다. 상기 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자는 도료 조성물의 점도를 감소시켜 적용성을 개선하면서 피도장물에 침투하여 접착성을 개선할 수 있다. 특히, 이러한 침투성은 가지도가 낮은 선형 고분자를 사용하여 구현될 수 있다.
상기 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자는 중합도가 2,000~5,000, 즉 비닐 아세테이트 유래의 단위 구조가 2,000~5,000개이고 가지도가 2.5~4인 고분자량의 분지도가 높은 고분자일 수 있다. 상기 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자는 가교 구조를 형성하여 접착성을 개선하고, 온도, 습도, 산 내지 알칼리에 대한 내구성을 개선할 수 있다.
상기 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자 및 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자의 중량비는 각각 60~80 : 20~40일 수 있다. 예를 들어, 60 : 40, 65 : 35, 70 : 30, 75 : 25, 80 : 20일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자 및 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자가 전술한 중량비를 벗어나면 도료 조성물의 점도가 과도하게 낮아져 적용성이 불량하거나, 뭉침 현상이 발생하는 등 도막이 제대로 형성되지 않을 수 있다.
상기 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자 및 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자 중 적어도 일부가 비닐알코올 단위 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수산화나트륨 및 메탄올로 반응시켜 비닐아세테이트 단위 구조 중 적어도 일부가 비닐알코올 단위 구조로 변경될 수 있고, 예를 들어 상기 비닐아세테이트 단위 구조 중 60~90%가 비닐알코올 단위 구조로 변경될 수 있다. 상기 폴리비닐아세테이트의 주쇄에 비닐알코올 단위 구조가 도입되면 용제, 예를 들어, 물에서 일종의 계면활성제로 작용하여 외부에 비닐알코올 단위 구조가 배열하고, 내부에 비닐아세테이트 단위 구조가 배열하여 소수성의 도료 성분을 현탁 상태로 유지시켜 수성 내지 수용성 라텍스 도료 조성물을 형성할 수 있다.
또한, 분지도가 높은 상기 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자가 포함하는 비닐알코올 단위 구조는 물과 수소 결합하여 일종의 매트릭스와 같은 연속상의 특성을 띠고, 이들 사이에 상기 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자와 상기 도료가 분산된 형태를 나타낼 수 있다.
상기 도료는 아크릴계 도료, 에폭시계 도료, 우레탄계 도료 중 적어도 하나의 수성 도료 또는 수용성 도료일 수 있다. 이러한 수성 도료 또는 수용성 도료는 용매로 물을 사용하여 희석할 수 있다.
상기 도료 조성물이 수성 내지 수용성 도료가 아닌 유성 도료를 포함하는 것이면 유기 용매 중에서 일종의 계면활성제로 작용하여 외부에 비닐아세테이트 단위 구조가 배열하고, 내부에 비닐알코올 단위 구조가 배열하여 현탁 상태를 형성하여 유성 도료 조성물로 사용할 수 있다.
이 때 상기 도료는 유성페인트, 유성에나멜, 주정도료, 아마인유, 콩기름, 동유, 옻, 합성건성유, 쉘락, 코펄, 석회로진, 페놀수지니스, 말레산수지니스, 요소수지, 멜라민수지, 비닐수지, 나이트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 합성고무, 폴리비닐알코올, 폴리에스테르수지, 알키드수지, 스티렌 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 이러한 유성 도료는 에탄올, 부탄올, 나프타, 등유, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세톤, 메틸에틸케톤, 뷰틸세로솔브, 시너 중 선택된 적어도 하나를 용제로 사용하여 희석하여 사용할 수 있다. 상기 도료 조성물은 별도의 바니시 없이도 유성 도료로 적합한 광택 특성을 구현할 수 있다.
상기 도료 조성물은 목적하는 명도, 채도에 따라 산화아연, 이산화티탄, 적철, 흑철, 산화크롬, 코발트블루, 옐로티탄, 실리카, 화이트 알루미나, 옐로크롬, 징크크로메이트, 레드 몰리브덴, 감청, 카드뮴 옐로, 카드뮴 레드, 황산바륨, 탄산칼슘, 카본블랙, 알루미늄 분말, 브론즈 분말, 아연 분말, 마이카, 나프톨레드 및 벤즈이미다졸론으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 안료를 더 포함할 수 있다.
상기 도료 조성물은 물, 알코올, 케톤 등의 용제를 더 포함할 수 있고, 친환경성 및 작업성의 측면에서 물을 더 포함할 수 있다.
상기 도료 조성물은 계면활성제, 알킬인산에스테르, 폴리아미노아미드, 폴리에틸렌글리콜 유도체 등의 습윤제를 더 포함하여 제조될 수 있다.
상기 도료 조성물은 미분 실리카, 아마이드 왁스, 유기 클레이, 셀룰로오스 유도체, 폴리아크릴산 중합체, 우레탄 분산제 등의 증점제를 더 포함하여 제조될 수 있다.
상기 도료 조성물은 실란 커플링제, 지르코늄 커플링제 등의 커플링제를 더 포함하여 제조될 수 있다.
상기 도료 조성물은 유기벤토나이트, 전술한 증점제 등을 침강방지제로 더 포함할 수 있다.
상기 도료 조성물은 옥심 화합물, 페놀계 산화방지제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 도료 조성물은 적용된 도료에 따라 경화제 내지 경화촉매를 더 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 도료가 에폭시계 또는 우레탄계이면 아민계 화합물일 수 있고, 인산에스테르, 술폰산 화합물, 금속염, 아조비스부틸니트릴, 벤조퍼옥사이드 등의 촉매를 더 포함할 수 있다.
상기 도료 조성물은 레벨링제로 폴리부틸아크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 변성 실리콘 화합물, 불소계 계면활성제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 도료 조성물이 외벽 등 가시광선에 노출되는 환경에 사용되면 힌더드 아민계 화합물을 더 포함하여 광안정성을 개선하고, 페놀계, 티오에테르계, 인계 화합물 등의 산화방지제를 더 포함할 수 있다.
상기 도료 조성물은 장잔광 형광체를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에서 "장잔광 형광체"란 태양광에 소정의 시간 동안 노출된 후 장시간의 잔광(Ambient Glow)을 유지하는 형광 조성물을 의미한다.
상기 장잔광 형광체는 평균 입도가 10~1,500 ㎛인 광입상체일 수 있으나, 도료의 사용성 측면에서 10~500 ㎛인 것이 바람직하다.
상기 장잔광 형광체는 15분 이하의 태양광 노출로 10시간 이상의 잔광을 발생시킬 수 있고, 30분 이하의 인공조명 노출로도 동일한 효과를 구현할 수 있다. 이러한 잔광은 휘도가 0.01~5.00 cd/m2인 것일 수 있다.
상기 장잔광 형광체는 고분자와 축광안료로 구성될 수 있고, 예를 들어, 폴리에스테르 고분자에 SrAl2O4가 혼합된 것일 수 있으나, 상기 특성을 만족하는 것이면 성분에 구애받지 않는다.
상기 도료 조성물은 투명성을 가지므로 이러한 장잔광 형광체를 혼합사용하여 자연발광을 구현할 수 있다.
하이브리드 나노 도막
본 발명의 다른 일 측면은 전술한 도료 조성물을 피도장물 표면에 도포 및 건조 경화하여 형성된 하이브리드 나노 도막을 제공한다.
상기 하이브리드 나노 도막은 광택을 띠고, 우수한 내구성을 가지므로 바니시 등의 별도의 마감재 작업 없이 활용할 수 있다.
상기 하이브리드 나노 도막의 형성 시 경화하는 용제로 물을 사용하면 밀폐된 실내 공간에서도 사용 가능하고, 환경오염의 걱정 없이 야외에서도 사용할 수 있다.
상기 하이브리드 나노 도막의 형성 시 경화하는 용제로 유기용매를 사용하면 도막의 표면이 보다 유려하게 형성될 수 있고, 용제가 빠르게 경화하여 작업성이 우수할 수 있다.
상기 하이브리드 나노 도막은 온도, 습도, 외력, 변색에 대한 저항성이 우수하고, 이는 중합도와 가지도가 상이한 폴리비닐아세테이트계 고분자를 혼합하여 도막 표면에 저항성이 우수한 성분이 배치되고, 내부에 성분 간의 상용성이 우수한 성분이 배치되었기 때문일 수 있다.
상기 피도장물은 목재, 금속, 유리, 도기, 플라스틱 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 도료 조성물이 우수한 이종 표면 간의 접착력을 가지므로 다양한 피도장물 소재에 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 피도장물은 재활용 가구일 수 있다. 재활용 가구는 목재, 플라스틱 등의 표면 일부에 잔류 도막 등으로 인하여 우수한 접착성이 필수적이므로, 상기 도료 조성물과 같이 이종 성분 간의 접착성이 우수한 것을 사용하여야 도막의 형성이 가능할 수 있다.
상기 하이브리드 나노 도막은 상기 도료 조성물이 장잔광 형광체를 포함하여 자연발광성을 가질 수 있다. 장잔광 형광체에 대하여는 전술한 바와 같고, 상기 도료 조성물이 투명성과 광택 특성이 우수하여 장잔광 형광체가 자연발광성을 구현할 수 있다.
하이브리드 나노 도막의 형성방법
본 발명의 일 측면에 따른 하이브리드 나노 도막의 형성방법은 (a) 전술한 도료 조성물을 준비하는 단계; 및 (b) 상기 도료 조성물을 피도장물 표면에 소정의 형상으로 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 도료 조성물에 대하여는 전술한 바와 같다.
상기 (b) 단계에서는 붓칠 외에도 판화 기법을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 스텐실 기법으로 피도장물 표면에 소정의 형상으로 도포하는 것일 수 있다.
예를 들어, 재활용 가구 표면에 스텐실 기법으로 하이브리드 나노 도막을 형성함으로써 다양한 미적 표현을 구현한 예술품을 제조할 수 있다.
실시예 1
아세틸기에 대한 가지화도가 1~1.5이고, 중합도가 150인 제1 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate); PVAc) 70중량부, 아세틸기에 대한 가지화도가 3~3.5이고, 중합도가 3,500인 제2 폴리비닐아세테이트 30중량부, 메틸메타크릴레이트 49중량부, n-부틸아크릴레이트 49중량부, 아조비스이소부틸니트릴 1중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 수산화나트륨과 메탄올로 반응시켜 고분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트) 매트릭스에 저분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트), 메틸메타크릴레이트 및 n-부틸아크릴레이트가 분산된 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 2
아세틸기에 대한 가지화도가 1~1.5이고, 중합도가 150인 제1 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate); PVAc) 70중량부, 아세틸기에 대한 가지화도가 3~3.5이고, 중합도가 3,500인 제2 폴리비닐아세테이트 30중량부, N-메틸피롤리돈 15중량부, 디메틸올프로피오닉산 5중량부, 톨루엔디이소시아네이트 25중량부, 폴리프로필렌 글리콜 40중량부 및 폴리에스테르 폴리올 15중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 수산화나트륨과 메탄올로 반응시켜 고분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트) 매트릭스에 저분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트)와 우레탄 프리폴리머가 분산된 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 3
아세틸기에 대한 가지화도가 1~1.5이고, 중합도가 150인 제1 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate); PVAc) 70중량부, 아세틸기에 대한 가지화도가 3~3.5이고, 중합도가 3,500인 제2 폴리비닐아세테이트 30중량부, 비스페놀 A형 에폭시 수지 1000중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 수산화나트륨과 메탄올로 반응시켜 고분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트) 매트릭스에 저분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트)와 에폭시 수지가 분산된 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 4
아세틸기에 대한 가지화도가 1~1.5이고, 중합도가 150인 제1 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate); PVAc) 60중량부, 아세틸기에 대한 가지화도가 3~3.5이고, 중합도가 3,500인 제2 폴리비닐아세테이트 40중량부, 메틸메타크릴레이트 49중량부, n-부틸아크릴레이트 49중량부, 아조비스이소부틸니트릴 1중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 수산화나트륨과 메탄올로 반응시켜 고분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트) 매트릭스에 저분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트), 메틸메타크릴레이트 및 n-부틸아크릴레이트가 분산된 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 5
아세틸기에 대한 가지화도가 1~1.5이고, 중합도가 150인 제1 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate); PVAc) 80중량부, 아세틸기에 대한 가지화도가 3~3.5이고, 중합도가 3,500인 제2 폴리비닐아세테이트 20중량부, 메틸메타크릴레이트 49중량부, n-부틸아크릴레이트 49중량부, 아조비스이소부틸니트릴 1중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 수산화나트륨과 메탄올로 반응시켜 고분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트) 매트릭스에 저분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트), 메틸메타크릴레이트 및 n-부틸아크릴레이트가 분산된 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 6
아세틸기에 대한 가지화도가 1~1.5이고, 중합도가 300인 제1 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate); PVAc) 70중량부, 아세틸기에 대한 가지화도가 3~3.5이고, 중합도가 3,000인 제2 폴리비닐아세테이트 30중량부, 메틸메타크릴레이트 49중량부, n-부틸아크릴레이트 49중량부, 아조비스이소부틸니트릴 1중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 수산화나트륨과 메탄올로 반응시켜 고분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트) 매트릭스에 저분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트), 메틸메타크릴레이트 및 n-부틸아크릴레이트가 분산된 도료 조성물을 제조하였다.
비교예 1
아세틸기에 대한 아세틸기에 대한 가지화도가 2이고, 중합도가 1,000인 폴리비닐아세테이트 100중량부, 메틸메타크릴레이트 49중량부, n-부틸아크릴레이트 49중량부, 아조비스이소부틸니트릴 1중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 수산화나트륨과 메탄올로 반응시켜 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트) 매트릭스에 메틸메타크릴레이트 및 n-부틸아크릴레이트가 분산된 도료 조성물을 제조하였다.
비교예 2
아세틸기에 대한 가지화도가 1~1.5이고, 중합도가 150인 제1 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate); PVAc) 50중량부, 아세틸기에 대한 가지화도가 3~3.5이고, 중합도가 3,500인 제2 폴리비닐아세테이트 50중량부, 메틸메타크릴레이트 49중량부, n-부틸아크릴레이트 49중량부, 아조비스이소부틸니트릴 1중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 수산화나트륨과 메탄올로 반응시켜 고분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트) 매트릭스에 저분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트), 메틸메타크릴레이트 및 n-부틸아크릴레이트가 분산된 도료 조성물을 제조하였다.
비교예 3
아세틸기에 대한 가지화도가 2이고, 중합도가 2,000인 제1 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate); PVAc) 70중량부, 아세틸기에 대한 가지화도가 3~3.5이고, 중합도가 3,000인 제2 폴리비닐아세테이트 30중량부, 메틸메타크릴레이트 49중량부, n-부틸아크릴레이트 49중량부, 아조비스이소부틸니트릴 1중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 수산화나트륨과 메탄올로 반응시켜 고분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트) 매트릭스에 저분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트), 메틸메타크릴레이트 및 n-부틸아크릴레이트가 분산된 도료 조성물을 제조하였다.
실험예 1
70 mm×150 mm의 유리, 목재, 철, 주석, 알루미늄, 도기, ABS 시편에 상기 실시예 내지 비교예의 도료 조성물에 물, 필요에 따라 경화제 등을 혼합하여 도포하고 건조시켰다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1 비교예 2 비교예 3
유리 ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × ×
목재 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ × × △
철 ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × ×
주석 ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × ×
알루미늄 ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × ×
도기 ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × ×
ABS ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ × × ×
콘크리트 ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○
실시예 1 내지 6의 도막은 별도의 투명 도료(varnish) 없이도 투명성과 광택을 나타내었다.
비교예 1 및 2의 도료 조성물은 흘러내려 도막을 형성하지 못하였다.
비교예 3의 도막은 목재에 적용은 가능하였으나, 덩어리 뭉침 현상이 발생하였다.
실험예 2
상기 실험예 1에서 목재 표면에 형성된 도막의 표면 특성을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 3
온도 ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○
습도 ○ ○ ◎ ○ ○ ○ ×
외력 ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○
변색 ◎ ○ ◎ ○ ○ ○ ×
(◎: 우수, ○: 양호, ×: 미흡)
-온도 특성: 온도 80℃의 오븐에서 6시간 동안 방치하여 도막 표면 이상 여부를 확인하였다.
-습도 특성: 온도 50℃, 상대습도 100%의 조건에서 6시간 동안 방치하여 도막 표면 이상 여부를 확인하였다.
-외력 특성: 500 g의 추를 50 cm 높이에서 낙하시켜 도막의 파괴 여부를 확인하였다.
-변색 특성: 시편 절반에만 파장 320 nm의 UV를 72시간 동안 조사하여 변색 정도를 확인하였다.
실시예 7
아세틸기에 대한 가지화도가 1~1.5이고, 중합도가 300인 제1 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate); PVAc) 70중량부, 아세틸기에 대한 가지화도가 3~3.5이고, 중합도가 3,000인 제2 폴리비닐아세테이트 30중량부, 유성페인트 100중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 시너로 희석하여 고분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트) 매트릭스에 저분자량 폴리(비닐알코올-co-비닐아세테이트) 및 유성페인트가 분산된 도료 조성물을 제조하였다.
상기 도료 조성물로 실험예 1과 동일한 방법으로 도막을 형성하였고, 유리, 목재, 철, 주석, 알루미늄, 도기, ABS, 콘크리트 모두에 적용이 가능함을 확인하였다.
실시예 8
장잔광성 형광체인 반디스톤 20중량부를 더 혼합하여 혼합물을 제조한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 도료 조성물을 제조하였다.
콘크리트 시편 상에 도료 조성물을 적용하고, 태양광에 15분간 노출시키자 약 11시간 동안 잔광을 발광하였다.

Claims (13)

  1. 가지화도가 1~1.5이고, 중합도가 100~800인 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자;
    가지화도가 2.5~4이고, 중합도가 2,000~5,000인 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자; 및
    도료를 포함하는 도료 조성물로서,
    장잔광 형광체를 더 포함하고,
    상기 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자 및 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자의 중량비는 각각 60~80 : 20~40인, 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴리비닐아세테이트계 고분자 및 제2 폴리비닐아세테이트계 고분자 중 적어도 일부가 비닐알코올 단위 구조를 포함하는, 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도료는 아크릴계 도료, 에폭시계 도료, 우레탄계 도료 중 적어도 하나인, 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도료는 유성페인트, 유성에나멜, 주정도료, 아마인유, 콩기름, 동유, 옻, 합성건성유, 쉘락, 코펄, 석회로진, 페놀수지니스, 말레산수지니스, 요소수지, 멜라민수지, 비닐수지, 나이트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 합성고무, 폴리비닐알코올, 폴리에스테르수지, 알키드수지, 스티렌 중에서 선택된 적어도 하나인, 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    산화아연, 이산화티탄, 적철, 흑철, 산화크롬, 코발트블루, 옐로티탄, 실리카, 화이트 알루미나, 옐로크롬, 징크크로메이트, 레드 몰리브덴, 감청, 카드뮴 옐로, 카드뮴 레드, 황산바륨, 탄산칼슘, 카본블랙, 알루미늄 분말, 브론즈 분말, 아연 분말, 마이카, 나프톨레드 및 벤즈이미다졸론으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 안료를 더 포함하는, 도료 조성물.
  7. 삭제
  8. 제1항, 및 제3항 내지 제6항 중에서 선택된 하나의 도료 조성물을 피도장물 표면에 도포 및 건조 경화하여 형성된, 하이브리드 나노 도막.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 피도장물은 목재, 금속, 유리, 도기, 플라스틱 중 적어도 하나인, 하이브리드 나노 도막.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 피도장물은 재활용 가구인, 하이브리드 나노 도막.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 도료 조성물이 장잔광 형광체를 포함하여 자연발광성을 가지는, 하이브리드 나노 도막.
  12. (a) 제1항, 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 도료 조성물을 준비하는 단계; 및
    (b) 상기 도료 조성물을 피도장물 표면에 소정의 형상으로 도포하는 단계를 포함하는, 하이브리드 나노 도막의 형성방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 스텐실 기법으로 재활용 가구 표면에 소정의 형상으로 도포하는, 하이브리드 나노 도막의 형성방법.

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