KR19990071901A - 방사선-경화성 코팅 조성물 및 코팅에서의 그의 용도 - Google Patents

방사선-경화성 코팅 조성물 및 코팅에서의 그의 용도 Download PDF

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베른하르트 클루트 ; 옌스 피셔 ; 한드룽스베볼매크티그테르 프로쿠리스트
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Abstract

본 발명은 50 내지 85, 바람직하게는 60 내지 75 중량%의 폴리에테르 아크릴레이트, 15 내지 40, 바람직하게는 20 내지 30 중량%의 충전제, 0 내지 10, 바람직하게는 0 내지 5 중량%의 물, 및 UV 배합제의 경우에는 0 내지 6, 바람직하게는 3 내지 5 중량%의 UV 개시제를 포함하는 방사선-경화성 코팅 조성물에 관한 것이다.

Description

방사선-경화성 코팅 조성물 및 코팅에서의 그의 용도
본 발명은 방사선-경화성 코팅 조성물, 및 목재, 목질 재료 및 종이 코팅 용으로 이 방사선-경화성 코팅 조성물의 용도에 관한 것이다.
방사선, 특히 UV선에 의한 아크릴레이트계 조성물의 경화는 공지되어 있다. 그러나, 여기서는 공기가 존재하면 표면 경화를 방해한다는 문제가 발생하였다.
독일 특허 제26 25 538호에는 환원제 및(또는) 연쇄 전달 화합물로서 아민을 포함하는 광중합성 코팅 조성물을 개시하고 있다. 상기 종류의 유리 아민의 사용은 유리 아민이 가소제로서 작용하여 표면상에 원치않은 막을 생성하고, 불쾌한 냄새를 나타낼 수 있다는 단점을 갖는다.
역시 중합성인 기를 포함하는 분자에 아미노기를 도입함으로써, 경화 과정 중의 중합에 의해 도입되며, 상기 언급한 단점을 가지지 않은 아민이 얻어진다. 공지된 도입 방법은 이중 결합이 충분한 분자에 아민을 부가하는 것으로, 이는 마이클 (Michael) 부가 반응에 의해 수행되며, 예를 들면 묄러, 후벤의 문헌 [F. Moeller, Houben-Weyl, Vol. 11/1 (1957), pp. 277-280]에 기재되어 있다. 미국 특허 제2,759,913호는 활성화된 올레핀성 불포화 화합물, 예를 들면 아크릴레이트에 등몰량의 아민을 부가하여 활성화된 에틸렌성 이중 결합의 완전한 반응을 일으키는 것을 교시하고 있다. 아크릴레이트에의 아미노 알콜의 부가에 대한 체계적인 연구는 오가타 및 아사하라 [N. Ogata and T. Asahara, Bull. Chem. Soc. Jap. 39, pages 1486-1490, 1966]에 의해 수행되어 왔다.
독일 특허 제2 346 424호에는 다가 알콜 및 2급 지방족 1관능성 아민의 아크릴산 에스테르로부터 출발하는 방사선-경화성 조성물의 제법을 기재하고 있다. 이 조성물은 저장시에 안정성이 저하된다는 단점을 가지고 있다. 또한, 2급 아민의 부가 반응은 분자의 아크릴산 에스테르 관능가를 감소시켜, 그에따라 방사선-유도 중합의 가교 가능성을 떨어뜨린다.
유럽 특허 공개 제280 222호에는 에스테르의 (메타)아크릴산 이중 결합에 대한 모노아민의 몰비가 0.05:1 내지 0.4:1인 1급 모노아민과 아크릴산 또는 메타크릴산 및 다가 알콜과의 에스테르 부가물을 개시하고 있다. 유럽 특허 제280 222호의 부가물은 공기 중에서 경화하는 방사선-경화성 조성물에 사용된다. 그러나, 유럽 특허 제280 222호로부터 공지된 생성물의 저장 안정성은 부적절하다. 따라서, 부가물을 저장하는 경우 점도가 현저히 증가한다. 또한, 1급 모노아민과 4가 폴리올 부가물의 경우에서도 상용성 문제가 발생하였다. 상기 종류의 생성물은 뿌옇고(거나) 유백색 외관을 갖는다. 이 유럽 특허 출원에 기재된 아민-개질 조성물의 또 다른 단점은, 생성되는 부가물이 반응계에 있어, 예를 들면 벤조페논으로 개시되는 반응계에 대해 충분히 높은 질소 함량을 확고히 하기 위해서는 비교적 고비율의 모노아민이 필요하다는 것이다. 충분하게 높은 질소 함량은 통상의 방사선 사용량으로의 실제 실행에서 완전히 수행되고, 충분한 광중합을 제공하기 위해서는 필수적이다.
유럽 특허 공개 제2457호에는 승온하에서 경화되는 예리한 플라스틱 부품을 기재하고 있다. 상기 플라스틱은 아크릴레이트 모노머와 3개 이상의 아민 수소 관능기를 갖는 아민의 마이클 부가물이다. 상기 성분들은 0.5 내지 2.0의 아민 수소에 대한 아크릴레이트의 당량비로 반응한다.
미국 특허 제4,547,562호 및 동 제4,675,374호는 폴리아크릴레이트 및 모노-, 디- 또는 폴리아민을 기재로 하는 방사선-경화성 무용매 조성물을 개시하고 있다. 적당한 것으로 예시된 디- 및 폴리아민은 1개가 넘는 1급 아미노기를 갖는 것이다. 사용시에, 폴리아민은 비교적 고분자량, 그에 따라 비교적 고점도의 고도로 가교된 코팅 조성물을 제공하여 반응 희석제 및 용매의 첨가 없이는 너무 높은 시용 점도를 갖거나 심지어 고형 생성물을 초래하게 된다.
마지막으로, 미국 특허 제4,045,416호 및 동 제3,845,056호는 폴리아크릴레이트와 1개 이상의 아민 수소를 갖는 아민을 반응시킴으로써 얻어진 아민 아크릴레이트계 방사선-경화성 코팅 조성물에 관한 것이다. 적당한 것으로 예시된 아민에는 1급 및 2급 모노아민 및 폴리아민도 있다. 이 미국 특허에 따르면, 예시된 폴리아민 성분에는 1개가 넘는 1급 아미노기를 갖는 폴리아민, 모두 2급 아미노기만을 갖는 폴리아민 또는 2급 및 3급 아미노기를 갖는 폴리아민이 있다. 1개가 넘는 1급 아미노기를 갖는 폴리아민을 사용하는 경우에는, 저장시에 낮은 안정성을 갖는 불균질 부가물이 얻어지는 한편 모두 2급 아미노기만을 갖는 폴리아민, 예를 들면 피페라진을 사용하는 경우에는 부적절한 반응성이나 비상용성 때문에 불균질 혼합물이 생성된다. 2급 및 3급 아미노기를 갖는 폴리아민의 사용은 그 분자의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 관능가의 감소만을 초래한다.
통상의 시판 결합제를 기재로 하여 지금까지 사용해온 배합물은 소위 충전제 및 첨가제, 예를 들면 왁스, 탈크, 규산염류 또는 탄산 칼슘, 황산 칼슘 및 황산 바륨이 비교적 적은 비율인 경우에만 대개의 목재 기재 (예를 들면, 호두나무, 참나무, 체리나무)에 대해 양호한 접착력을 나타낸다. 접착이 특히 중요하다고 여겨지는 기재는 멜라민 수지 (필름)로 코팅된 압축 목재 및 플라스틱, 예를 들면 PVC, 폴리프로필렌이다.
한편으로는, 특히 1차 코팅의 경우에는 고비율의 충전제가 목재 가공에 요구되는 양호한 샌드어빌리티 (sandability)를 확고히 하는데 필수적이다. 통상의 폴리에테르 아크릴레이트계 시판 배합물은 약 15 % 이하의 충전제 함량을 갖는다. 이러한 배합물 중의 충전제 비율이 보다 높아지면, 예를 들어 접착력 손실을 피할 수 없다.
또한, 충전제 함량이 지나치게 높으면, 그러한 조성물은 침강되기도 한다.
상기 문제를 피하는 한 가지 방법은 비교적 고분자량의 결합제를 첨가하는 것이다. 그러나, 결합제 첨가로 인한 배합물의 점도 증가를 모노머 (반응 희석제)의 첨가로 보상해야만 한다. 그러나, 이 생성물에 관계된 환경 문제로 인해 이는 바람직하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 기재한 단점을 없애고, 즉 다시 말해서 전구체로서 4관능성 (메타)아크릴레이트 에스테르를 사용해서도 저장시에 충분한 안정성을 갖고, 균질한 방사선-경화성 코팅 조성물을 제공하는 것이다. 상기 코팅 조성물은 외부 상조제, 예를 들면 아민의 사용하지 않아도 방사선-경화성이어야 한다. 본 발명의 코팅 조성물은 비교적 양호한 방사선-경화성 및 생성되는 필름의 비교적 양호한 성질, 특히 경도와 낮은 점도를 함께 갖는 올리고머이어야 한다. 또한, 상기 조성물은 반응 희석제 및 유기 용매를 사용하지 않을 수 있을 정도로 낮은 점도를 가져야만 한다. 결국, 양호한 접착력을 갖은 양호한 샌드어빌리티가 문제가 되는 기재에서도 보장되어야 한다.
본 발명의 목적은 50 내지 85, 바람직하게는 60 내지 75 중량%의 폴리에테르 아크릴레이트, 15 내지 40, 바람직하게는 20 내지 30 중량%의 충전제, 0 내지 10, 바람직하게는 0 내지 5 중량%의 물, 및 UV 배합제의 경우에는 0 내지 6, 바람직하게는 3 내지 5 중량%의 UV 개시제를 포함하는, 방사선-경화성 코팅 조성물에 의해 달성됨에 근거한다.
본 발명에 따라 사용되는 폴리에테르 아크릴레이트는 분자 당 2개 이상의 아크릴레이트 및(또는) 메타크릴레이트기를 갖는 올리고머와 폴리아민의 부가물이다.
적당한 아크릴레이트 및 메타크릴레이트에는, 예를 들면 2가 지방족 알콜류 (예를 들면, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 1,2- 및 1,3-글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2-펜탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,6-헥산디올, 2-메틸-1,5-펜탄디올, 2-에틸-1,4-부탄디올, 디메틸올시클로헥산 및 디에틸렌 글리콜), 3가 알콜류 (예를 들면, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판 및 트리메틸올부탄), 4가 알콜류 (예를 들면, 펜타에리트리톨), 및 그 이상의 다가 알콜류 (예를 들면, 디(트리메틸올프로판), 디(펜타에리트리톨) 및 소르비톨)이 있다.
또한, 지환족 알콜류 (예를 들면, 시클로헥산올 및 1,4-비스(히드록시메틸)시클로헥산), 아르지방족 알콜류 (예를 들면, 1,3-크실일렌디올), 및 페놀류 (예를 들면, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판(비스-페놀 A))도 적당하다.
올리고머로서 아크릴산 및(또는) 메타크릴산과 3- 내지 4가 알콜과의 에스테르를 사용하는 것이 바람직하다.
상기에서 기재한 다가 알콜은 아크릴산 또는 메타크릴산과 에스테르화되기 전에, 예를 들면 산화 에틸렌 또는 산화 프로필렌으로 알콕시화됨으로써 비교적 고분자량의 에테르 알콜로 전환되는 것이 바람직하다. 이로써 폴리에테르 아크릴레이트 또는 폴리에테르 메타크릴레이트가 생성된다. 이러한 폴리에테르 (메타)아크릴레이트가 본 발명의 부가물로 특히 바람직하게 사용된다.
아크릴산 및(또는) 메타크릴산으로 에스테르화되는 히드록실 함유 폴리에테르는 공지된 방법 (예를 들면, 후벤의 문헌 [Houben-Weyl, Volume XIV, 2, Makromolekulare Stoffe II, (1963)]을 참조)에 따라 2- 및(또는) 다가 알콜과 다양한 양의 산화 에틸렌 및(또는) 산화 프로필렌을 반응시킴으로써 얻을 수 있다.
특히 바람직하게는, 본 발명은 아크릴산 및 프로폭시화된 트리메틸올프로판 폴리올로부터 4-디메틸아미노프로필아민과의 후속 반응으로 제조되는 폴리에테르 아크릴레이트를 제공한다.
또한, 테트라히드로푸란 또는 산화 부틸렌의 중합 생성물을 사용할 수도 있다.
추가의 적당한 올리고머에는 폴리에스테르 아크릴레이트 및(또는) 폴리에스테르 메타크릴레이트가 있다. 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트는 다가 알콜로서 히드록실-함유 폴리에스테르류 (폴리에스테르폴리올류)를 사용하여 제조된다. 이들은 공지된 방법 (예를 들면, 플로리의 문헌 [P. J. Flory, J. Am. Chem. Soc. 58, 1877 (1936) 및 J. Am. Chem. Soc. 63, 3083 (1953)])에 따라 디올류 및 트리올류와 디카르복실산의 에스테르화에 의해 제조할 수 있다.
폴리에테르 아크릴레이트 및 폴리에스테르 아크릴레이트의 제법은, 예를 들면 독일 특허 공개 제38 36 370호에 기재되어 있다.
폴리아민류는 (메타)아크릴산 이중 결합에 대한 1급 아미노기의 비율이 0.01:1 내지 0.2:1, 바람직하게는 0.03:1 내지 0.1:1인, 1급 및 3급 아미노기를 갖는 디아민류이다.
1급 및 3급 아미노기를 갖는 적당한 디아민류에는 N,N-디알킬디아미노알칸류 (예를 들면, 디메틸아미노-프로피오니트릴의 촉매적 수소화에 따라 얻을 수 있는 N,N-디메틸-1,3-디아미노프로판)이 있다. 상기 폴리아민의 제법은, 예를 들면 후벤의 문헌 [Houben Weyl, Vol. 11/1, 1957, p. 565], 유럽 특허 공개 제316 761호 또는 라페, 스프링거 및 웨버의 문헌 [P. Lappe, H. Springer and J. Weber, Chem. -ztg. 111 (4), pp. 117-125 (1987)]에 기재되어 있다.
추가의 적당한 디알킬아미노프로판류에는 N,N-디에틸-1,3-디아미노프로판, N,N-디-n-프로필-1,3-디아미노프로판, 4-모르폴리노프로필아민, 3-(N-피페리딘)-프로필아민, N,N-디페닐-1,3-디아미노프로판이 있다.
본 발명 부가물의 폴리아민 성분으로서 적당한 추가의 화합물에는 N,N-디알킬-1,2-디아미노에탄류 (예를 들면, 디메틸아미노에틸아민, 디에틸아미노에틸아민, N-β-아미노에틸모르폴린 (제법은, 예를 들면 후벤의 문헌 [Houben Weyl, Vol. 11/1, 1957, p. 563]을 참조), 및 1-시아노-1,3-부타디엔에 2급 아민의 1,4-부가로 니트릴을 형성하고, 이어서 촉매적 수소화시킴으로써 제조되는 N,N-디알킬-1,5-디아미노펜탄류 (제법은, 예를 들면 후벤의 문헌 [Houben Weyl, Vol. 11/1. 1957, P. 276]을 참조)이 있다. 적당한 N,N-디알킬-1,5-디아미노펜탄류의 예에는 디메틸아미노펜틸아민, 디에틸아미노펜틸아민, 4-모르폴리노펜틸아민이 있다.
사용하는 아민 성분이 N,N-디메틸-1,3-디아미노프로판인 경우에 특히 바람직한 생성물이 얻어진다.
본 발명의 부가물은 실온에서는 액상이다. 본 발명의 부가물은 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 또는 그의 에스테르의 혼합물에 디아민류를 마이클 반응으로 부가함으로써 제조된다. 생성된 아민-개질 올리고머는 여전히 미반응된 아크릴레이트 및(또는) 메타크릴레이트기, 및 3급 아미노기를 포함한다.
부가 반응은 촉매 부재하의 적당한 온도에서 액체상으로 수행한다. 적정량의 디아민을 실온에서 교반하면서 에스테르에 부가한다. 상기 부가 과정 중에 온도가 약 40 ℃로 상승될 수 있다. 온도를 상승시킴으로써 반응을 가속화시킬 수 있으며, 60 ℃에서는 12시간 후에 반응이 가라앉는다. 그 뒤, 생성된 혼합물의 점도는 시간에 대해 일정하였다.
재현성을 위해서는, 반응을 40 ℃ 초과의 반응 온도에서 수행하여 가능한 완벽하게 진행시켜야 한다.
반응을 용매 없이 진행시키는 것이 일반적이나, 고상 아민을 용액으로 계량하기 위해서는 특별히 용매를 사용할 수도 있다. 그 뒤, 마이클 부가 반응을 수행한 뒤에 용매를 제거한다.
부가 반응 과정에서 발생하는 원치않은 중합을 없애기 위해서는, 중합 억제제를 반응 혼합물에 첨가하는 것이 일반적이다. 적당한 중합 억제제에는 공지된 생성물, 예를 들면 치환 페놀류 (예를 들면, 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸), 히드로퀴논류 (예를 들면, 메틸히드로퀴논), 및 티오에테르류 (예를 들면, 티오디글리콜 또는 페노티아진)이 있다.
기재된 아민-개질 부가물을 본 발명의 방사선-경화성 코팅 조성물 중에 필름 형성 성분으로서 사용한다. 본 발명의 아미노 개질된 올리고머 외에도, 이러한 방사선-경화성 코팅 조성물은 에스테르의 점도에 따라 방사선-경화성 코팅 조성물용으로 공지된 추가의 공중합성 화합물, 예를 들면 (메타)아크릴레이트, 특히 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 이소아밀(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-에톡시헥실(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 3,5,5-트리메틸헥실(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 헥사데실(메타)아크릴레이트, 옥틸데실(메타)아크릴레이트, 옥타데세닐(메타)아크릴레이트, 및 또한 말레산, 푸마르산, 테트라히드로프탈산, 크로톤산, 이소크로톤산, 비닐아세트산 및 이타콘산의 대응하는 에스테르를 포함할 수 있다. 분자당 1개가 넘는 이중 결합을 갖는 모노머, 예를 들면 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,4-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥사메틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,10-데카메틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 및 펜타 에리트리톨 트리아크릴레이트 및 대응하는 메타크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및 프로폭시화 트리메틸올프로판의 아크릴레이트를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
그러나, 상기의 모노머성 공중합성 화합물 (종종 반응 희석제라고도 불리움)을 첨가하는 것이 일반적으로는 필요치 않은데, 이는 본 발명의 아민-개질 에스테르의 점도가 낮기 때문이다.
또한, 상기 기재한 부가물의 잇점은 부가물이 3급 아미노기를 포함하므로 물 중에서 분산성이 있다는 사실, 즉 다시 말해서 유기 용매의 사용으로 완전히 분산될 수 있다는 사실에서 구체적으로 볼 수 있다. 3급 아미노기는 산과의 적어도 부분적인 반응에 의해 하전된 기로 전환할 수 있다. 염기성기를 중화시키는데 적당한 산류에는, 예를 들면 젖산, 아세트산, 포름산, 인산 및 염산이 있다.
UV 조사를 위해서는, 방사선-경화성 코팅 조성물이 방사선 경화성 코팅 조성물 중에 일반적으로 사용하는 광개시제, 예를 들면 벤조페논, 벤조인 또는 벤조인 에테르를 포함하기도 한다. 코팅 조성물 중에 존재하는 에스테르가 아민 개질되어 있어, 그에따라 상승 효과를 나타내므로 상조제를 따로 사용할 필요가 없다.
또한, 본 발명의 코팅 재료는 전자빔 (electron beam)으로 경화시킬 수도 있다. 대응하는 배합물에서는 UV 개시제의 첨가없이도 가능하다.
에스테르 및 디아민의 아민-개질 반응 생성물 외에도, 본 발명의 방사선-경화성 조성물은 아민 개질에서와 마찬가지로 광중합성 결합제를 추가로 함유할 수 있다. 이러한 추가의 아민 개질 결합제의 적당한 예에는 유럽 특허 공개 제280 222호, 미국 특허 제4,045,416호, 동 제4,547,562호 및 동 제4,675,374호로부터 공지된 방사선-경화성 결합제가 있다.
아민-개질이 되지 않은 적당한 추가 결합제에는 올리고머 성분의 예로 상기에 기재한 에폭시 아크릴레이트, 에폭시 메타크릴레이트, 우레탄 메타크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 메타크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에테르 메타크릴레이트 및 폴리에테르 아크릴레이트가 있다.
본 발명의 방사선-경화성 코팅 조성물은 통상의 보조제 및 첨가제, 예를 들면 증량제, 소포제, 균염제 (levelling agent) 및 필름 형성 보조제, 윤활제, 접착 촉진제를 포함한다.
적당한 충전제에는 본 발명에 따른 규산염류, 탄산염 및 황산염이 있다. 전자에는 특히 고령토, 탈크, 규산질 쵸오크, 운모류 (예를 들면, 운모질 철광석, 탄화규소 및 석영분)이 있다.
적당한 탄산염 충전제에는 탄산 칼슘 및 탄산 마그네슘 칼슘 (돌로마이트)가 있다.
황산 바륨 (중섬광석) 및 황산 칼륨 (경섬광석)이 황산염 충전제로서 사용된다
상기 언급한 재료외에도, 목재분 및 셀룰로오스 유도체를 사용할 수도 있다.
색상을 제공하는 물질도 본 발명에 적당할 수 있다. 그 예로는 무기 염료 (예를 들면 카본 블랙, TiO2) 및 유기 염료가 있다.
20 내지 30 중량%가 넘는 충전제 함량이 본 발명의 배합물 중에 가능하였다. 선행 기술에서는, 이러한 충전제 고함량이 불가능하다고 여겨졌다.
본 발명은 15 중량% 초과 범위의 충전제 함량으로도 접착력에 손실이 없으므로 놀라운 것이다. 또한, 본 발명의 코팅 조성물은 비가역적인 침강의 경향을 전혀 보이지 않는다. 또한, 놀랍게도 이로운 특성은 좋은 샌드어빌리티 및 심지어 문제가 있는 기재, 예를 들면 플라스틱 또는 멜라닌 수지로 코팅된 목질 재료 상에서도 매우 좋은 접착성을 갖는다.
본 발명의 한가지 변형으로는, 도포 전에 아민의 간단한 부가로 특정 범위 내의 점도 및 반응성을 달성할 수 있다. 만일, 아민의 부가와 코팅 조성물의 도포 사이에 약 48시간이 경과되는 경우에는, 아민은 더 이상 유리 상태로 존재하지 않고, 코팅 조성물의 다른 구성분에 물리적으로 또는 화학적으로 결합한다. 이 경우에 아민의 부가로 생성된 혼합물의 반응성은 상기 기재한 기본 배합물에 비하여 증가한다. 실험에서는 양에 따라 약 2배의 반응 속도가 UV선 하에서 보여짐을 나타낸다. 또한, 점도도 거의 2배에 가까이될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에는, 코팅 조성물이 95 내지 100 중량%, 바람직하게는 98 내지 100 중량%의 상기 기재한 코팅 재료 및 0 내지 5 중량%, 바람직하게는 0 내지 2 중량%의 시용 전에 첨가되는 폴리아민을 포함한다.
적당한 폴리아민류는 이미 상기에 기재한 화합물이다. 다시 말해서, 1급 및 3급 아미노기를 갖는 디아민류를 우선적으로 언급할 수 있다. 상기 문맥에서 디메틸아미노프로필아민의 부가가 특히 바람직하다.
윤활제는 0.8 내지 1.2 중량%의 양으로, 균염제는 0.2 내지 0.8 중량%의 양으로 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 이 경우에 잔량의 충전제가 따라서 감소된다.
다양한 기재에서 언급된 양호한 접착성이 통상의 접착 촉진제 없이도 얻을 수있음은 놀라운 것이다. 그러나 특정 경우에서는, 추가의 접착 촉진제를 사용할 수도 있다. 그 예로는 알콕시실란류 (예를 들면, N-β-아미노에틸, -아미노프로필트리메톡시실란, N-메틸-β-아미노프로필트리메톡시실란 또는 트리아미노-개질 프로필트리메톡시실란) (예를 들면, 다이나미트 노벨 케미 (Dynamit Nobel Chemie)사에서 시판하는 접착 촉진제 다이나실란 (DYNASYLAN; 상품명) 유형의 "트리아모 (TRIAMO)")가 있다.
코팅 필름은 방사선을 이용하여, 바람직하게는 UV 또는 전자 방사에 의해 경화된다. 따라서, 본 발명의 UV-경화성 코팅 조성물은 UV 개시제를 포함한다. 그 예로는 벤조페논, 벤조인 알킬 에테르, 벤질 케탈, 히드록시알킬페논, 티옥산톤, 및 산화 포스핀 유도체 및 산화 비스아크릴포스핀 유도체가 바람직하다.
코팅 필름의 경화는 시용 후에 또는 존재하는 모든 물을 증발시킨 후에 UV 또는 전자빔을 이용하여 직접 수행한다. 이러한 경화 방법 용의 장치 및 조건들은, 예를 들면 홀메스의 문헌 [R. Holmes, U.V. and E.B. Curing Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA Technology, Academic Press, London, United Kingdom 1984, pp. 79-111]로부터 공지되어있어, 추가로 설명하지 않았다.
코팅 조성물을 기재, 바람직하게는 목재, 목질 재료 또는 종이에 분무, 로울 도포, 유동도포, 침지, 나이프도포, 스프레딩시키거나, 캐스팅 또는 바쿠매트 (Vakumat) 장치를 이용하여 도포할 수 있다.
본 발명의 방사선-경화성 코팅 조성물은 저장시에 탁월한 안정성을 나타내며, 투명한 외관 및 좋은 방사선-경화성을 가지며, 또한 방사선 경화 후에 탁월한 성능을 갖는 필름을 형성한다. 수득된 필름은 탁월한 투명성에서 주목할 만하다.
하기의 내용에서는, 실시예를 참고하여 본 발명을 추가로 설명하려 한다. 부는 다른 언급이 없는 한은 중량부이다.
〈실시예 1〉
기본 배합물
1. 폴리에테르 아크릴레이트프로폭시화 트리메틸올프로판 폴리올 (바이엘 (Bayer)사에서 시판하는 데스모펜 (Desmophen) 550U), 아크릴산으로부터 4 %의 디메틸아미노프로필아민과의 후속 반응으로 제조됨 68.5 %
2. 필로실리케이트 2.0 %
3. 탈크 10.0 %
4. 탄산 칼슘 10.0 %
5. 윤활제 (란코 왁스 : Lanco wax) 1.0 %
6. 균염제 (Byk 306) 0.5 %
7. 물 4.0 %
8. 벤조페논 4.0 %
합계 100 %
DIN6/20 ℃에 따르면 점도는 42 내지 45초 유동 점도 (flow viscosity)로 측정되었다.
〈실시예 2〉
점도 조정, 반응성 조절
1. 상기의 기본 배합물 99.5 %
2. 디메틸아미노프로필아민 0.5 %
합계 100 %
1. 및 2.를 서로 혼합한 뒤, 48시간 동안 방치하였다.
결과 : 혼합물의 반응성은 80 W 머큐리 UV 라디에이터 당 9 m/분의 기본 배합물에 비하여 15 m/분으로 증가하였다. 점도는 44 내지 72초로 증가하였다 (DIN6/20 ℃에 따른 유동 점도).
〈실시예 3〉
1. 실시예 1에 따른 결합제 70.30 부
2. 벤조페논 4.10 부
3. 탈크 8.30 부
4. 쵸오크 (CaCO3) 10.30 부
(5. 매팅 (matting) 용의 필로실리케이트 3.00 부)
(6. 필로실리케이트 3.50 부)
5. 필로실리케이트 6.50 부
6. 균염제 0.50 부
합계 100.0 부
상기 언급한 잇점 외에도, 본 배합물은 DIN68861 B의 화학 시험을 만족시킨다.
실시예 1에 대한 통상의 시판 결합제에 의한 비교예
1) 항목 1 : 라로머 (Laromer) PO84F (바스프 아게 제조) 68.50 부
필로실리케이트 2.0 %
탈크 10.0 %
탄산 칼슘 10.0 %
윤활제 (란코 왁스) 1.0 %
균염제 (Byk 306) 0.5 %
물 4.0 %
벤조페논 4.0 %
결과 : 점도가 매우 높아 (DIN6＞120 초.), 실제로 가공할 수 없었다.
2) 항목 2 : 라로머 PO83F 68.50부
결과 : 점도는 허용할 만 하였으나, 코팅 재료가 저장 시에 안정하지 못하고, 침강되려는 극한 비가역적 경향을 나타내었다.

Claims (10)

  1. 폴리에테르 아크릴레이트 50 내지 85, 바람직하게는 60 내지 75 중량%;
    충전제 15 내지 40, 바람직하게는 20 내지 30 중량%;
    물 0 내지 10, 바람직하게는 0 내지 5 중량%; 및
    UV 배합제인 경우에는 UV 개시제 0 내지 6, 바람직하게는 3 내지 5 중량%
    를 포함하는, 방사선-경화성 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르 아크릴레이트가 분자당 2개 이상의 아크릴레이트 및(또는) 메타크릴레이트기를 갖는 올리고머와 폴리아민의 부가물임을 특징으로 하는 방사선-경화성 코팅 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리아민이 1급 및 3급 아미노기를 갖는 디아민이고, 올리고머의 (메타)아크릴산 이중 결합에 대한 폴리아민의 1급 아미노기의 비율이 0.01:1 내지 0.2:1, 바람직하게는 0.03:1 내지 0.1:1임을 특징으로 하는 방사선-경화성 코팅 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 올리고머가 아크릴산 및(또는) 메타크릴산 및 3 및(또는) 4가 알콜의 에스테르임을 특징으로 하는 방사선-경화성 코팅 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 폴리에테르 아크릴레이트 및(또는) 폴리에테르 메타크릴레이트를 올리고머로서 사용함을 특징으로 하는 방사선-경화성 코팅 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 상기 폴리아민이 N,N-디메틸-1,3-디아미노프로판임을 특징으로 하는 방사선-경화성 코팅 조성물.
  7. 제3항에 있어서, 제1 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 코팅 재료 95 내지 100 %, 바람직하게는 98 내지 100 %, 및 폴리아민 0 내지 5 %, 바람직하게는 0 내지 2 %를 사용하는 것임을 특징으로 하는 방사선-경화성 코팅 조성물.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 폴리아민이 1급 및 3급 아미노기를 갖는 디아민임을 특징으로 하는 방사선-경화성 코팅 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 폴리아민이 디메틸아미노프로필아민임을 특징으로 하는 방사선-경화성 코팅 조성물.
  10. 목재, 목질 재료, 종이 및 플라스틱 코팅 용의, 제1 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방사선-경화성 코팅 조성물의 용도.
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