KR102380355B1 - 박리가 용이한 칠판 도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박리가 용이한 칠판 도료 조성물에 관한 것으로서, 마커펜, 분필, 물백묵 등으로 쓰고 지울 수 있을 뿐만 아니라, 벽면 등에 페인트를 도장하듯 간편하게 칠판을 형성하고 필요에 따라 손쉽게 박리가 가능하여 벽면 등을 원상태로 복원할 수 있는 칠판 도료 조성물에 관한 것이다.

Description

박리가 용이한 칠판 도료 조성물 {Peelable board paint composition}
본 발명은 박리가 용이한 칠판 도료 조성물에 관한 것으로서, 마커펜, 분필, 물백묵 등으로 쓰고 지울 수 있을 뿐만 아니라, 벽면 등에 페인트를 도장하듯 간편하게 칠판을 형성하고 필요에 따라 손쉽게 박리가 가능하여 벽면 등을 원상태로 복원할 수 있는 칠판 도료 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 페인트는 유동성의 물질로 물체의 표면에 넓게 도포되어 얇은 피막 층을 형성하고 시간의 경과에 따라 건조, 경화됨으로써 물체의 표면을 보호할 뿐만 아니라 미감을 증대시키는 기능을 갖는다. 이러한 페인트는 특히 건축물 등과 같은 각종 구조물에 도포되어 구조물의 외관을 미려하게 할 뿐만 아니라 부식 등과 같은 손상을 방지하여 내구성을 향상시키는데 많이 이용된다.
건축물과 같은 구조물의 보호를 위해 주로 사용되고 있는 페인트로는 유성페인트, 에나멜페인트 및 수성페인트 등이 있다. 이러한 페인트들은 건축물과 소재(재료)의 보호뿐만 아니라 미관을 증대시키고 단열성 및 난열성 등을 향상시키는 효과를 갖는다.
일반적인 페인트 등의 도료는 내구성 향상을 위해 소재와의 부착력 향상을 주요 목적으로 개발되고 있는 실정으로 피작물에 도포 후 건조/경화 후 박리가 용이하지 않는 특성을 가진다. 특히 벽지와 같은 종이 소재에 도포할 경우 박리를 전혀 할 수 없거나 억지로 박리할 경우 종이가 뜯어지는 문제점이 발생한다. 상기와 같이 일반적인 페인트 등의 도료는 원상 복구가 전혀 불가능한 실정이다.
한편, 화이트보드를 포함한 칠판은 상당한 무게를 가지므로 고정식의 경우 단단한 벽에 고정하여 사용하여야 하며, 이동식의 경우 스탠드에 지지하여 사용해야 하나, 상기 고정식의 경우 유리와 같은 소재에는 깨지기 쉬어 고정하기 어려운 문제가 있었으며, 이동식으로 경우 칠판을 두는 공간이 상당부분 필요하게 된다는 문제점이 있었다.
최근 페인트와 같이 도장하여 사용하는 칠판용 도료 조성물이 공개된 바 있으나, 마커펜 등으로 장시간 사용할 경우 글씨 자국이 남아 깨끗이 지워지지 않는 한계가 있었다. 또한, 페인트의 특성상 도장한 이후 이를 제거하지 못할 뿐만 아니라, 강제로 박리하여 제거하기가 매우 어려우며, 박리 과정에서 도막 조각들이 남게 되거나 도장된 소재가 훼손되는 문제가 있었다, 따라서, 글씨 자국이 남아 시안성이 좋지 않게 되는 경우 다시 재도장을 하게 되나, 계속되는 재도장을 할 경우 도막층이 두꺼워져 미관상의 문제가 발생할 우려가 있었다.
이에, 도장면에 표시성이나 지움성이 우수할 뿐만 아니라, 손쉽게 박리하여 원상 회복이 용이하고 필요에 따라 재도장 시 소재가 훼손되지 않고 깔끔하게 도장할 수 있는 칠판 도료 조성물이 필요하게 되었다.
대한민국 특허공개공보 제10-2006-0084341호(2006. 07. 24)
본 발명의 목적은 박리가 용이한 칠판 도료 조성물에 관한 것으로서, 마커펜, 분필, 물백묵 등으로 쓰고 지울 수 있을 뿐만 아니라, 벽면 등에 페인트를 도장하듯 간편하게 칠판을 형성하고 필요에 따라 손쉽게 박리가 가능하여 벽면 등을 원상태로 복원할 수 있는 칠판 도료 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 발명의 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 구체적으로 제시된다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 칠판 도료 조성물은 PVB 수지 30 내지 80 중량부; 소포제를 포함하는 첨가제 1 내지 5 중량부; 및 잔부인 물을 포함하는 수성 용제;를 포함하며, 추가로 경도 개선 무기소재 5 내지 20 중량부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 경도 개선 무기소재는 아크릴 비드, 실리카, 흄드 실리카, 탄산칼륨, 황산바륨 및 탈크로 이루어진 군 중 어느 하나 이상 일 수 있다.
상기 도료 조성물은 에멀젼 왁스, 레벨링제 및 슬립제로 이루어진 군 중 어느 하나 이상인 표면 개선 첨가제 0.5 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 PVB 수지의 분자량은 100,000 내지 210,000 g/mole일 수 있으며, 상기 PVB 수지는 170 내지 240 ㎛의 입자 크기를 가질 수 있다.
상기 도료 조성물은 증점제, 습윤 분산제, 방부제 또는 동결방지제를 더 포함할 수 있다.
상기 도료 조성물은 물에 용해되는 알코올류, 셀로솔부류 및 카비톨류로 이루어진 군 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
또 다른 본 발명인 칠판은 상기 칠판 도료 조성물을 포함하여 형성된 것으로서, 박리가 용이하고 마커펜, 분필, 물백묵 등으로 쓰고 지우기는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 칠판 도료 조성물은 PVB 수지 기반 도료 조성물에 표면 강도(내마모성)및 경도를 높여줄 수 있는 무기소재 및 선택적으로 표면 개선 첨가제를 더 포함하므로, 통상의 마커펜, 분필, 물백묵 등으로 쓰고 지울 수 있는 효과를 가진다.
기존 벽면 고정형 칠판과 달리, 도장 방식으로 칠판을 형성할 수 있으므로 벽면 뿐만 아니라 유리 등에도 칠판 형성이 가능하며, 필요시 손쉽게 박리가 가능하여 도포된 기재를 빠르게 원상 회복할 수 있다는 장점을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 칠판 도료 조성물로 만든 칠판은 표기성은 물론 지움성도 우수하므로, 손쉽게 쓰고 지울 수 있으며, 오랫동안 사용하더라도 자국이 남지 않는 장점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1(우측)과 비교예 1(좌측)에 따른 도료 조성물을 도포한 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1(우측)과 비교예 1(좌측)에 따른 도료 조성물의 표기성을 측정하는 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1(우측)과 비교예 1(좌측)에 따른 도료 조성물의 지움성을 측정하는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 1(우측)과 비교예 1(좌측)에 따른 도료 조성물의 박리성을 측정하는 사진이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명은 PVB 수지; 소포제를 포함하는 첨가제; 및 잔부인 물을 포함하는 수성 용제;를 포함하며, 추가로 표면 강도(내마모성) 및 경도를 높이기 위한 무기소재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로는 상기 PVB 수지는 30 내지 80 중량부; 상기 소포제를 포함하는 첨가제는 1 내지 5 중량부; 상기 경도 개선 무기소재는 5 내지 2O 중량부; 포함할 수 있다.
상기 조성으로 인해 본 발명은 PVB 수지 기반의 도료 조성물로 인해 대상체로부터 박리가 용이할 뿐만 아니라, 상기 경도 개선 무기소재를 더 포함하므로 마커펜, 분필, 물백묵 등에 의한 표기성 및 지움성이 우수하게 된다.
상기 경도 개선 무기소재는 도막의 표면의 강도(내마모성)을 향상시킬 수 있는 무기소재이면 이에 해당될 수 있으며, 대표적으로 아크릴 비드, 실리카, 흄드 실리카, 탄산칼륨, 황산바륨 및 탈크로 이루어진 군 중 어느 하나 이상일 수 있으며, PVB 수지 기반의 본 발명의 경우 아크릴 비드 또는 실리카, 황산바륨이 보다 표기성과 지움성이 우수하다는 점에서 바람직하다.
참고로, 상기 경도 개선 무기소재의 종류 및 입자 사이즈에 따라 표면 강도가 달라질 수 있고 입자 사이즈, 함량에 따라 페인트의 점도, 도포성, 칙소성 등이 달라질 수 있다.
통상의 박리 가능한 도료 조성물로 제조된 칠판의 경우 펜이나 마커 펜 등에 의한 표기성은 일정 부분 가지게 되나, 본 발명과 같이 경도 개선 무기소재가 없을 경우 표면 강도(내마모성)가 낮고 도막의 평활도가 좋지 않으므로 지움성에 있어 크게 문제가 발생한다. 그렇다고 강도가 높은 수지를 혼합하는 경우 PVB 수지와의 상용성 및 박리성이 이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 경도 개선 무기소재를 더 포함하여, 마커펜, 분필, 물백묵 등에 의한 표기성 및 지움성을 모두 갖질 수 있다.
본 발명에 따른 도료 조성물은 에멀젼 왁스, 레벨링제 및 슬립제로 이루어진 군 중 어느 하나 이상인 표면 개선 첨가제 O.5 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있는데, 이를 통해 도막 표면에 슬립성을 부여하고 표면 평활도를 높여 기재된 마커 펜 등을 보다 잘 지울 수 있다.
본 발명에 따른 칠판 도료 조성물에 의해 형성된 칠판은 마커펜, 분필, 물백묵 등을 이용하여 글자 등을 쓸 수 있으며, 통상의 마커펜 지우개, 물수건 등을 이용하여 이를 지울 수 있다. 따라서 본 발명에서 의미하는 마커펜은 화이트보드에 사용하는 통상의 마커펜 뿐만 아니라 본 발명에 따른 도료 조성물로 형성된 칠판에 쓰고 지우기가 가능한 모든 필기도구를 포함한다.
상기 PVB(PolyVinyl Butyral) 수지는 PVA와 n-butyraldehyde의 축합반응(Condensation reaction)으로 제조될 수 있다. 상기 PVB 수지는 수성 또는 에멀젼 타입일 수 있으며, 소재 표면에 도장 후 용제가 건조되면 소재 표면을 보호하는 역할을 하게 된다. 상기 PVB 수지는 유연성, 인장력 및 인성이 우수한 수지로서 칠판 도료 조성물을 소재로부터 쉽게 박리가 가능하게 된다.
상기 PVB 수지의 구조는 아래 화학식 1로 표시되는 부티랄(butyral)기, 아세틸기, 하이드록시기를 반복 단위로 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112021075622559-pat00001
특별히, 상기 PVB 수지의 분자량이 100,000 내지 210,000 g/mole일 경우, 박리성 및 저장안정성 측면에서 우수하며, 상기 PVB 수지가 170 내지 240 ㎛의 입자 크기를 가질 때, 박리성 및 저장안정성이 더욱 향상되는 효과를 가진다.
상기 PVB 수지가 도료 조성물 전체 중량부에 대하여 30 중량부 미만이면, 코팅액 안정성이 떨어지고 도포성이 나빠 도막 형성이 잘 되지 않는 어려움이 있으며, 80 중량부를 초과할 경우 안료가 포함된 페인트를 제조할 수 없는 어려움이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 도료 조성물은 상기 PVB 수지를 30 내지 80 중량부 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 도료 조성물은 소포제를 포함하는 첨가제를 함유하며, 상기 소포제 외에도 증점제, 습윤 분산제, 방부제 또는 동결방지제 등의 기능성을 가지는 첨가제 등을 더 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 첨가제는 도료 조성물의 작업성 및 물성을 균일하게 유지시키기 위해 일반적으로 사용될 수 있는 것이면 상기 첨가제에 해당될 수 있다. 특별히, 상기 증점제는 조성물의 저장 안정성 및 점도를 개선하여 도포성을 향상시킬 수 있으며, 상기 증점제의 예로서는 셀롤로오스, 아크릴 증점제, 우레탄 증점제, 왁스, Clay 계 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 증점제 함량이 전체 조성물을 기준으로 0.2 내지 2 중량부 일 때 적절한 점도를 가지므로 도막 형성에 유리하다.
또한, 상기 필러블 도료 조성물은 일정한 색상 부여를 위해 유색안료를 더 포함할 수 있다. 상기 칠판 도료 조성물에 안료를 포함할 경우 5 내지 30 중량부 포함하고, 바람직하게는 5 내지 20 중량부 포함하는 것이 안정성 및 박리성 측면에서 유리하다.
상기 필러블 도료 조성물은 수성 용제를 포함하는 바 이를 통해 도장의 작업성을 보다 원활히 할 수 있다. 상기 수성 용제는 물을 포함하며, 추가로 알코올류, 셀로솔부류 및 카비톨류 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수도 있다. 상기 도료에 적용되는 수성 용제의 사용량이 적을 경우 건조 시간이 빠르고 점도가 높아 도포가 잘 안될 수 있으며, 상기 도료에 적용되는 수성 용제의 사용량이 많을 경우 건조 시간이 늦어지고 점도가 낮아 도포 시 도료가 흘러내려 작업이 어려울 수 있다.
[ 실시예 ]
1. 경도 개선 무기소재 유무에 따른 물성 측정
PVB 수분산 수지 PC-2(Shark-Solutions), 용제인 물, 증점제 N-250, 소포제 F-810(Tego) 및 경도 개선 무기소재를 하기 표 1의 함량(단위 : g)으로 혼합하여 본 발명에 따른 실시예 1 내지 7 및 비교예 1(경도 개선 무기소재 미포함)을 제조하였다.
구분 수지 용제 증점제 소포제 경도 개선 무기소재
조성 PC-2 H2O N-250 F-810 아크릴 비드
(6~ 11um ) 		실리카
( 8um ) 		실리카(20um) 흄드 실리카
(50㎚) 		탄산
칼륨
( 10um ) 		황산
바륨
( 10um ) 		탈크
( 10um )
실시예1 64 25 0.5 0.5 7 - - - - - -
실시예2 68 27 0.5 0.5 - 4 - - - - --
실시예3 67 25 0.5 0.5 - - 7 - - - -
실시예4 70 28 0.5 0.5 - - - 1 - - -
실시예5 64 25 0.5 0.5 - - - - 10 -
실시예6 64 25 0.5 0.5 - - - - - 10 -
실시예7 64 25 0.5 0.5 - - - - - - 10
비교예 1 64 20 0.5 0.5 - - - - - - -
이후 제조한 실시예 1 내지 7 및 비교예 1의 물성을 테스트하였고, 그 결과를 표 2에 정리하였다. 이를 통해 PVB 수지 기반의 도료 조성물인 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 모두 박리성 및 저장안정성이 우수함을 알 수 있었다. (도 4를 통해, 실시예 1(우측)과 비교예 1(좌측)의 박리성이 모두 우수함을 확인할 수 있다.)
그러나, 경도 개선 무기소재를 포함하는 실시예 1 내지 7는 표기성과 지움성과 관련하여 일정 이상의 우수성을 가지는 반면, 경도 개선 무기소재를 포함하지 않는 비교예 1의 경우 표기성은 일정 이상의 효과를 가지나, 지움성에 있어 매우 좋지 않음을 확인할 수 있었다. (도 2, 3 참조)
구분 박리성 저장안정성 내마모성 광택 표기성 지움성
실시예1 5 5 2H 90 5 4
실시예2 5 5 H 82 5 3
실시예3 5 5 B 77 5 3
실시예4 5 5 F 65 5 2
실시예5 5 5 H 87 5 2
실시예6 5 5 2H 90 5 3
실시예7 5 5 H 85 5 2
비교예1 5 5 2B 92 5 1
* 박리성 측정 : 유리에 도포된 피막을 1일 후 박리(제거)할 때 상태를 5단계로 구별하여 평가(박리 후 소재의 상태 함께 평가) / 우수 5, 양호 4, 보통 3, 미흡 2, 불량 1
* 저장안정성 측정 : 최종 도료를 투명한 샘플통에 보관하여 침전 및 층분리, 에멀젼 상태를 평가 / 우수 5, 양호 4, 보통 3, 미흡 2, 불량 1
* 내마모성: 도포된 피막을 1일 후 연필 경도를 측정(추 무게 500g)
* 광택 : 도포된 피막을 BYK사의 Gloss meter(광택기)로 측정 (60°기준)
* 지움성 : 도포된 피막에 마커펜을 이용하여 표기를 한 이후 지워지는 정도를 5단계로 평가 / 우수 5, 양호 4, 보통 3, 미흡 2, 불량 1
* 표기성 : 도포된 피막에 마커펜을 이용하여 글자 또는 숫자를 표기할 때 쓰여지는 상태를 5단계로 평가 / 우수 5, 양호 4, 보통 3, 미흡 2, 불량 1
2. 표면 개선 첨가제 포함 시 물성 측정
PVB 수분산 수지 PC-2(Shark-Solutions), 용제인 물, 증점제 N-250, 소포제 F-810(Tego), 경도 개선 무기소재 및 표면 개선 첨가제를 하기 표 3과 같은 함량(단위 : g)으로 혼합하여, 실시예 8 내지 12를 제조하였다.
구분 수지 용제 증점제 소포제 경도개선
무기소재 		표면 개선 첨가제
조성 PC-2 H2O N-250 F-810 아크릴 비드
(6~11um) 		실리카
( 8um ) 		Licomer W19
(PE 에멀젼 왁스) 		실리콘계
레벨링제 		파라핀
슬립제
실시예8 69 25 0.5 0.5 7 - 4 -
실시예9 73 25 0.5 0.5 7 - - 1
실시예10 72 25 0.5 0.5 - 4 4 -
실시예11 74 25 0.5 0.5 - 4 - 1
실시예12 74 25 0.5 0.5 - 4 - - 1
이후 제조한 실시예 8 내지 12의 물성을 테스트하였고, 그 결과를 표 4에 정리하였다. 표면 개선 첨가제 중 왁스를 혼합 사용하는 실시예 8 및 실시예 10은 저장안정성과 내마모성이 다소 저하되었으나, 지움성은 향상됨을 알 수 있었다.
또한, 표면 개선 첨가제 중 실리콘계 레벨링제를 혼합 사용하는 경우 내마모성이 다소 저하되고, 지움성에서는 약간의 개선 효과는 있으나 큰 차이는 없는 것으로 확인하였다.
또한, 표면 개선 첨가제 중 슬립제를 혼합 사용하는 경우 지움성에서 크게 개선 효과가 나타나지 않았다.
참고로, 표면 개선 첨가제의 함량이 증가할수록 표기성과 지움성이 상호 트레이드 오프 관계를 가지므로, 너무 많은 함량을 사용하는 것을 바람직하지 않을 수 있다.
구분 박리성 저장안정성 내마모성 표기성 지움성
실시예8 5 4 H 4 5
실시예9 5 5 H 4 4
실시예10 5 4 F 4 4
실시예11 5 5 F 4 3
실시예12 5 5 F 4 3

Claims (6)

  1. PVB 수지 30 내지 80 중량부;
    소포제를 포함하는 첨가제 1 내지 5 중량부; 및
    잔부인 물을 포함하는 수성 용제;를 포함하는 칠판 도료 조성물에 있어서,
    상기 도료 조성물은 경도 개선 무기소재 5 내지 2O 중량부;를 더 포함하고,
    상기 PVB 수지는 분자량이 100,000 내지 210,000 g/mole이고, 입자 크기가 170 내지 240 ㎛이며,
    상기 도료 조성물에 의해 형성되는 도막 위에 마커펜을 포함하는 필기도구를 이용하여 글자를 쓸 수 있고, 마커펜 지우개를 포함하는 지우개를 이용하여 상기 쓰여진 글자를 지울 수 있는 것을 특징으로 하는 칠판 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경도 개선 무기소재는 아크릴 비드, 실리카, 흄드 실리카, 탄산칼륨, 황산바륨 및 탈크로 이루어진 군 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 칠판 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도료 조성물은 에멀젼 왁스, 레벨링제 및 슬립제로 이루어진 군 중 어느 하나 이상인 표면 개선 첨가제 O.5 내지 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 칠판 도료 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도료 조성물은 증점제, 습윤 분산제, 방부제 또는 동결방지제를 더 포함하며,
    상기 수성 용제는 알코올류, 셀로솔부류 및 카비톨류로 이루어진 군 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 칠판 도료 조성물.
  6. 제1항에 따른 칠판 도료 조성물을 포함하여 형성되는 칠판.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05171068A (ja) * 1991-12-18 1993-07-09 Denki Kagaku Kogyo Kk 易剥離性塗料組成物
KR20060084341A (ko) 2005-01-19 2006-07-24 주식회사 지엔씨 천연광물을 이용한 친환경 페인트제조방법
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