KR20040061158A - 고조도 도료 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

고조도 도료 조성물 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 수평균분자량이 1000 내지 6000이고, 수산가가 40 내지 80이며, 산가가 5 내지 15인 저분자량 폴리에스테르 수지, 수평균분자량이 8000 내지 15000이고, 수산가가 5 내지 20이며, 산가가 1 내지 10인 고분자량 선형 폴리에스테르 수지, 이산화티타늄, 용제, 메틸레이티드 멜라민 경화제, 경화 촉매 및 첨가제를 포함하는 고조도용 도료 조성물을 제공한다. 상기 저분자량 폴리에스테르 수지 및 고분자량 선형 폴리에스테르 수지에 이산화티타늄, 용제, 메틸레이티드 멜라민 경화제 및 첨가제를 혼합한 혼합물을 분사한다. 상기 분사된 혼합물에 저분자량 폴리에스테르 수지 및 경화제를 교반시킨다. 상기 교반물에 용제, 첨가제 및 경화촉매를 교반시킨다. 이와 같이, 이산화티타늄을 임계농도에 가깝게 포함하고, 고분자 및 저분자량의 폴리에스테르를 사용함으로서 고반사율, 고가공성 및 고광택을 나타내는 고조도 도료 조성물을 제공할 수 있다.

Description

고조도 도료 조성물 및 그 제조방법{COATING COMPOSITION FOR HIGH-EFFICIENT REFLECTOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 고조도용 도료 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리에스테르를 포함하는 고조도용 도료 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 조명용 기구, 복사기계 및 액정 표시장치 등을 비롯하여 각종 구조물은 고조도 반사판을 구비하는 경우가 있다. 상기 반사판은 높은 반사율, 표면의 선영성, 내식성 및 가공성을 요구한다. 따라서, 상기 요소를 고려하여 상기 반사판을 제조하기 위한 도료가 요구된다.
예컨대, 조명용 기구 중 형광등의 경우에는 반사판의 역할을 하는 형광등갓을 구비한다. 종래의 형광등갓의 중에서 고효율 에너지 기자재 인증을 받지 않은 저가품의 경우, 상기 형광등갓으로 사용할 반사판을 상기 형광등갓 형태로 가공후 도장하였다. 이때, 도장용 도료로써 일반 소부에나멜 또는 분체도료를 사용하였다. 상기 소부에나멜로 도장하는 경우에는 퇴색이 심하며 반사율이 낮고, 상기 분체도료로 도장하는 경우에는 가루 상태의 도료를 피도장물에 칠한 후 열로서 가루를 용해하여 도장막을 형성하므로 평활성이 좋지 않아 반사율이 저하되므로 소비하는 에너지에 비해 충분한 밝기를 얻을 수 없는 단점이 있다.
또한 에너지관리공단으로부터 고효율 에너지 기자재로 인정받은 제품의 형광등갓은 고순도 알루미늄 소지를 기계 연마 및 전해 연마한 후 산화알루미늄 피막처리한 제품이 주를 이루고 있다. 상기 알루미늄 소지는 제품원단 자체를 전량 수입하고 있는 실정으로 제품이 가격이 상승하게 된다. 상기 알루미늄 소지의 경우에는 액체도장을 시행한 후, 형광등갓의 형태로 반사판을 가공한다. 상기 액체도장은 1회 도장으로 약 30 내지 40㎛의 후막도장을 형성할 수 있다. 이때, 상기 알루미늄 소지에 적용되는 액체도장의 도료는 상기 알루미늄 소지에 적용했을 때, 건조도막의 반사율이 약 90% 이상으로 나타내고, 형광등갓 규격에 맞게 가공된 반사판의 굴곡부위에 존재할 수 있는 크랙이 반사되지 않도록 설계되어야 한다. 따라서, 고 가공성 및 우수한 평활성을 갖는 고광택 PCM(pre coated metal)도료방식을 적용하고 있다. 그러나, 상기 도료는 안료의 함량, 수지의 선택 및 상기 물질들의 조성비가 도막물성을 크게 좌우한다.
즉, 안료의 함량이 임계농도 이상일 경우에는 반사율이 높으며 도막의 형성은 가능하나 도막의 가공성이 저하되고, 안료의 함량이 너무 낮을 경우에는 가공성은 향상되나 반사율이 저하된다.
상기 PCM 도료의 조성물로 주로 사용되는 수지로는 폴리에스테르 수지를 들 수 있다. 상기 수지의 선택에 있어서, 저분자량의 폴리에스테르 수지만을 선택하여 사용하게 되면, 동일량의 안료를 사용한 고분자량의 선형 폴리에스테르를 사용한 경우에 비해서 반사율을 높일 수는 있으나 가공성이 저하되어 형광등갓의 형태로성형시 크랙이 나타날 수 있는 확률이 증가되며 일정각도 이상으로 성형하게 되면 크랙이 발생하게 된다. 반면, 가공성을 향상시키기 위해 고분자 선형 폴리에스테르 수지만을 사용하여 도료를 제조할 경우에는 동일량의 안료를 사용한 저분자형 폴리에스테르 수지로 제조한 도료보다 가공성의 측면에서는 우수한 물성을 나타낸다. 그러나, 상기 고분자 선형 폴리에스테르 수지를 사용한 도료는 분자량 증가하여 선영성 및 도료자체의 평활성이 저하되어 광택 및 반사율이 저하된다.
따라서, 본 발명의 제1목적은 고분자량의 폴리에스테르 수지 및 저분자량의 폴리에스테르 수지를 사용함으로서 반사율이 높고 성형이 용이한 고조도용 도료 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 제2목적은 고분자량의 폴리에스테르 수지 및 저분자량의 폴리에스테르 수지를 교반한 고조도용 도료 조성물의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 제1목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 수평균분자량이 1000 내지 6000이고, 수산가가 40 내지 80이며, 산가가 5 내지 15인 저분자량 폴리에스테르 수지, 수평균분자량이 8000 내지 15000이고, 수산가가 5 내지 20이며, 산가가 1 내지 10인 고분자량 선형 폴리에스테르 수지, 이산화티타늄, 용제, 메틸레이티드 멜라민 경화제, 경화 촉매 및 첨가제를 포함하는 고조도용 도료 조성물을 제공한다.
상기 제2목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 수평균분자량이 1000 내지 6000이고, 수산가가 40 내지 80이며, 산가가 5 내지 15인 저분자량 폴리에스테르 수지및 수평균분자량이 8000 내지 15000이고, 수산가가 5 내지 20이며, 산가가 1 내지 10인 고분자량 선형 폴리에스테르 수지에 이산화티타늄, 용제, 메틸레이티드 멜라민 경화제 및 첨가제를 혼합한 혼합물을 분사하는 단계, 상기 분사된 혼합물에 저분자량 폴리에스테르 수지 및 경화제를 교반시키는 단계 및 상기 교반물에 용제, 첨가제 및 경화촉매를 교반시키는 단계를 제공한다.
이와 같이, 이산화티타늄을 사용하여 조도를 향상시키면서, 저분자량의 폴리에스테르 수지 및 고분자량의 폴리에스테르 수지를 함께 사용하여 가공성도 동시에 향상시킨다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
먼저, 수평균분자량이 1000 내지 6000이고, 수산가가 40 내지 80이며, 산가가 5 내지 15인 저분자량 폴리에스테르 수지, 수평균분자량이 8000 내지 15000이고, 수산가가 5 내지 20이며, 산가가 1 내지 10인 고분자량 선형 폴리에스테르 수지, 이산화티타늄, 용제, 메틸레이티드 멜라민 경화제, 경화촉매 및 첨가제를 포함하는 조성물에 대해 설명한다.
본 발명에 사용된 폴리에스테르 수지는 폴리올 및 다염기산을 단량체(monomer)로 사용한 수지이다. 상기 폴리에스테르 수지 중 상기 저분자량 폴리에스테르 수지가 전체 조성물에 대해 약 5 중량% 미만인 경우에는 광택 및 반사율이 저하되며, 약 35 중량%를 초과하는 경우에는 가공성이 저하된다. 따라서, 상기 저분자량 폴리에스테르 수지는 전체 조성물에 대해 약 5 내지 35 중량%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 저분자량 폴리에스테르 수지의 수산가가 약 40 미만이거나, 약 80을 초과하고, 상기 저분자량 폴리에스테르 수지의 산가가 약 5 미만이거나, 약 15를 초과하는 경우에는 광택 및 경도가 저하된다. 따라서, 상기 수산가는 약 40 내지 80이고, 산가는 5 내지 15를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 저분자량 폴리에스테르 수지로는 D.P.I 사의 노루스터-0505 (Noruster-0505) 또는 노루스터-0503 (Noruster-0503) 등을 사용할 수 있다.
상기 고분자량 폴리에스테르 수지가 전체 조성물에 대해 약 10 중량% 미만인 경우에는 가공성이 저하되며, 약 50 중량%를 초과하는 경우에는 가공성은 향상되나 광택 및 반사율이 저하된다. 따라서, 상기 고분자량 선형 폴리에스테르 수지는 전체 조성물에 대해 약 10 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 고분자량 선형 폴리에스테르 수지의 수산가가 약 5 미만이거나, 약 20을 초과하고, 상기 고분자량 선형 폴리에스테르 수지의 산가가 약 1 미만이거나, 약 10을 초과하는 경우에는 고온에서 짧은 시간 동안 소부할 때 외관이 손상될 수 있다. 따라서, 상기 수산가는 약 5 내지 20으로 유지하고, 상기 산가는 약 1 내지 10을 유지하는 것이 바람직하다. 상기 고분자량 선형 폴리에스테르 수지로는 토요보사의 바이론-630 (Vylon-630), 바이론-600(Vylon-600) 또는 바이론-200(Vylon-200) 등을 예로 들 수 있다.
상기 저분자량 폴리에스테르 수지를 단독으로 사용하는 경우에는 기재에 도장 후, 가공하게 되면 크랙이 발생할 수 있다. 또한, 상기 고분자량 선형 폴리에스테르 수지를 단독으로 사용하는 경우에는 도막의 반사율 및 광택이 저하될 우려가 있다. 따라서, 상기 조성물은 저분자량 폴리에스테르 수지 및 고분자량 선형 폴리에스테르 수지를 병행하여 사용하였다. 상기 저분자량 폴리에스테르 수지는 도막 광택 및 반사율을 향상시키기 위해 높은 수산가를 적용하였으며, 고분자량 선형 폴리에스테르 수지는 조성물에 포함될 높은 안료함량에 의한 가공성의 저하를 방지하기 위해 적용하였다.
상기 저분자량 폴리에스테르 수지에 대한 고분자량 선형 폴리에스테르 수지의 비율은 약 1:1.5 내지 1:2.5인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 이산화티타늄(TiO2)을 포함한다. 상기 이산화티타늄은 약 350 내지 590nm 파장을 나타내는 물질로써, 조성물 총량에 대해 함량이 약 40 중량% 미만인 경우에는 반사율이 급격히 떨어지게 되며 약 60 중량%를 초과할 경우에는 가공성이 떨어진다. 따라서, 상기 이산화티타늄의 함량은 약 40 내지 60 중량%가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 약 45 내지 55 중량%이다. 일반적으로, PCM도료 조성물에서 착색안료인 이산화티타늄이 차지하는 함량은 약 21 내지 40 중량% 였으나, 본 발명에서 사용한 이산화티타늄의 함량은 약 40 내지 60 중량% 수준으로 사용하였다.
일반적으로, 반사율(Reflectivity)이란 빛이나 기타 복사가 물체의 표면에서 반사하는 정도를 나타낸다. 반사율은 물질의 종류와 표면의 상태로 결정되며, 유기화합물의 특성상 반사율을 높이기 위해서는 흡수율이 낮아야 한다. 따라서, 흡수율이 낮은 흡수 스펙트럼인 약 200 내지 800nm의 파장 중에서 특히 약 350 내지 590nm 파장이 많이 나타날수록 반사율은 높게 측정된다. 이산화티타늄은 약 350 내지 590nm 파장을 나타내는 물질이므로, 이산화티타늄의 함량을 높이게 되면 반사율이 90% 이상인 고조도용 도료를 제조할 수 있게 된다. 상기 이산화티타늄으로는 DuPont사의 제품 Ti-Pure R700 및 R960 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용제는 제조되는 도료 조성물의 점도가 비교적 높으므로 파핑현상 및 표면 평활성을 위해 주로 고비점을 갖는 용제를 사용한다. 상기 용제로는 방향족 탄화수소계, 글리콜에테르계, 글리콜에스테르계, 케톤계 용제 및 디메틸아디페이트, 디메틸글루타레이트 및 디메틸 썩시네이트의 혼합 용제 등을 사용할 수 있다. 상기 용제의 함량이 전체 조성물에 대해 약 10 중량% 미만이거나, 약 50 중량% 초과하면 건조도막의 불량을 발생시킨다. 따라서, 전체 조성물에 대한 용제의 함량이 약 10 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. 이때, 상기 디메틸아디페이트, 디메틸글루타레이트 및 디메틸썩시네이트의 혼합 용제가 전체 용제에 대해 약 5 중량% 미만이면, 파핑이나 레벨링 불량으로 건조도막의 외관이 저하되고, 약 20 중량% 초과이면, 잔류용제로 인한 도막물성이 저하된다. 따라서, 약 5 내지 20 중량% 사용하는 것이 바람직하다.
상기 방향족 탄화수소계 용제로는 (주)SK사의 KOCOSOL #100, KOCOSOL #150 및 KOCOSOL #200 등을 사용할 수 있으며, 상기 글리콜에테르계 용제로는 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 에틸렌글리콜 부틸에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 에틸에테르 및 디에틸렌글리콜 부틸에테르 등을 사용할 수 있다. 또한 상기 글리콜에스테르계 용제로는 에틸아세테이트, N-부틸아세테이트, 셀로솔브 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸아세테이트 및 3-메톡시부틸아세테이트 등을사용할 수 있다. 상기 케톤계 용제로는 디아세톤알코올, 시클로헥사논 및 이소포론 등을 사용할 수 있다.
상기의 디메틸아디페이트, 디메틸글루타레이트 및 디메틸 썩시네이트의 혼합용제로는 듀폰사의 Solvent D.B.E 및 로디아사의 RPDE를 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물은 메틸레이티드 멜라민 경화제를 포함한다. 상기 메틸레이티드 멜라민 경화제는 반응성 및 가공성이 우수한 물질로써 조성물 총 중량에 대해 약 2 중량% 미만이면, 도막의 내약품성, 내용제성 및 경도 등이 저하되며, 약 10 중량%를 초과하면, 가공성이 저하된다. 따라서, 메틸레이티드 멜라민 경화제는 약 2 내지 10 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 도막 경도와 반응성을 높이기 위한 경화제로서 메틸레이티드 멜라민을 사용하는 가교 시스템을 적용하며, 상기 메틸레이티드 멜라민 경화제로는 미국 Cyanamid사의 cymel-300, cymel-301, cymel-303 및 cymel-350 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물은 상기 경화제와 함께 경화촉매를 사용한다. 상기 경화촉매는 조성물 총량을 기준으로 할 때, 약 0.01 중량% 미만이면, 도막의 경화 밀도가 불충분하게 되어 경도 및 내오염성 등의 물성이 저하될 수 있으며, 약 1 중량% 초과히면, 건조 도막 내에 촉매의 분해 산물로 인한 파핑 현상이나 도막에 황변이 오는 가스-체킹 같은 현상이 나타나게 된다. 따라서, 약 0.01 내지 1 중량%가 바람직하다. 상기 경화 촉매로는 p-톨루엔 술폰산(p-TSA : para-toluene sulfonic acid), 디노닐나프탈렌 디술폰산(DNNDSA: dinonyl naphathalene disulfonic acid), 디노닐디나프탈렌 술폰산(DNNSA : dinonyl naphthalene sulfonic acid) 및플로로술폰산(fluoro sulfonic acid) 등의 물질 중에서 하나 이상 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물은 각종 첨가제를 포함한다. 상기 첨가제로는 분체도료의 반사효율을 극대화하기 위해 표면의 조도 및 광택을 높일 수 있는 분산제, 표면평활성을 향상시키는 평활제, 기포의 생성을 억제하거나 제거하는 소포제 및 점착시트와의 블로킹성을 개선하기 위한 블로킹 방지제 등을 사용할 수 있다. 상기 첨가제들은 조성물 총 중량에 대해 약 1 내지 5 중량%로 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 분산제는 첨가제 중 약 50 내지 60 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 상기 분산제로는 BYK CHEMI사의 DISPERBYK, DISPERBYK-170, DISPERBYK-115 및 DISPERBYK-160 등이 있다.
도장된 제품의 표면을 보호하기 위해 사용하는 상기 블로킹 방지제로는 TEGO GLIDE 410(TEGO사 제품) 및 EFKA 3031(EFKA사 제품)등이 있다.
또한, 상기 첨가제는 도막의 레벨링 및 도장시 발생되는 기포를 제거하기 위해 사용되는 소포제로써 아크릴계 또는 실리콘계 첨가제를 약 10 내지 40 중량% 포함한다. 상기 아크릴계 또는 실리콘계 첨가제로는 BYK CHEMI사의 BYK-356, BYK-358, BYK-333 및 BYK-331 등이 있다.
상기된 첨가제들의 사용량이 범위를 벗어날 경우 작업성이 불량해지거나, 건조도막의 외관이 불량해지므로 바람직하지 않다.
이하, 본 발명의 도료 조성물 제조방법을 설명한다.
상기 조성물 중 수평균분자량이 1000 내지 6000이고, 수산가가 40 내지 80이며, 산가가 5 내지 15인 저분자량 폴리에스테르 수지 및 수평균분자량이 8000 내지 15000이고, 수산가가 5 내지 20이며, 산가가 1 내지 10인 고분자량 선형 폴리에스테르 수지를 깨끗한 용기에 넣고, 일부 용제, 메틸레이티드 멜라민 경화제, 이산화티타늄 및 첨가제를 혼합한다.
상기 혼합물을 일정 입도가 되도록 고속 분사한다.
상기 혼합물을 교반하는 상태에서 저분자량 폴리에스테르 수지 및 경화제를 투입한다.
상기 혼합물에 용제, 첨가제 및 경화촉매를 투입하고 교반하여 도료 조성물을 수득한다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
실시예 1
고분자량 선형 폴리에스테르 수지 30g 및 저분자량 폴리에스테르 수지10g이 담긴 용기에 KOCOSOL#150 2g, 셀로솔브 아세테이트 4.5g, 분산제 1g 및 이산화티타늄 40g을 넣고 상기 물질들의 입도가 10㎛ 이하가 되도록 고속분산한다. 분산 후 저분자량 폴리에스테르 수지 5g 및 메틸레이티드 멜라민 3g을 교반하며 투입하고 RPDE 1g 및 싸이클로헥사논 1g의 용제, 소포제 1g, 평활제 0.5g, 블로킹방지제 0.5g 및 경화촉매 0.5g을 순서대로 투입하고 교반하여 도료 100g을 수득하였다.
실시예 2
고분자량 선형 폴리에스테르 수지 22.5g 및 저분자량 폴리에스테르 수지 7.5g이 담긴 용기에 KOCOSOL#150 2g, 셀로솔브 아세테이트 4.5g, 분산제 1g 및 이산화티탄늄 50g을 넣고 상기 물질들의 입도가 10㎛ 이하가 되도록 고속분산한다. 분산 후 저분자량 폴리에스테르 수지 5g 및 메틸레이티드 멜라민 3g을 교반하며 투입하고 RPDE 1g 및 싸이클로헥사논 1g의 용제, 소포제 1g, 평활제 0.5g, 블로킹방지제 0.5g 및 경화촉매 0.5g을 순서대로 투입하고 교반하여 도료 100g을 수득하였다.
실시예 3
고분자량 선형 폴리에스테르 수지 15g 및 저분자량 폴리에스테르 수지 에스테르 수지 5g이 담긴 용기에 KOCOSOL#150 2g, 셀로솔브 아세테이트 5g, 분산제 1g 및 이산화티탄늄 60g을 넣고 상기 물질들의 입도가 10㎛ 이하가 되도록 고속분산한다. 분산 후 저분자량 폴리에스테르 수지 5g 및 메틸레이티드 멜라민 3g을 교반하며 투입하고 RPDE 1g 및 싸이클로헥사논 1g의 용제, 소포제 1g, 평활제 0.5g, 블로킹방지제 0.5g 및 경화촉매 0.5g을 순서대로 투입하고 교반하여 도료 100g을 수득하였다.
비교예 1
저분자량 폴리에스테르 수지 30g을 용기에 넣고 KOCOSOL#150 2g, 셀로솔브 아세테이트 5g, 분산제 1g 및 이산화티탄늄 50g을 넣고 상기 물질들의 입도가 10㎛ 이하가 되도록 고속분산한다. 분산 후 저분자량 폴리에스테르 수지 5g 및 메틸레이티드 멜라민 3g을 교반하며 투입하고 RPDE 1g 및 싸이클로헥사논 1g의 용제, 소포제 1g, 평활제 0.5g, 블로킹방지제 0.5g 및 경화촉매 0.5g을 순서대로 투입하고 교반하여 도료 100g을 수득하였다.
비교예 2
고분자량 선형 폴리에스테르 수지 30g을 용기에 넣고 KOCOSOL#150 2g, 셀로솔브 아세테이트 5g, 분산제 1g 및 이산화티탄늄 50g을 넣고 상기 물질들의 입도가 10㎛ 이하가 되도록 고속분산한다. 분산 후 저분자량 폴리에스테르 수지 5g 및 메틸레이티드 멜라민 3g을 교반하며 투입하고 RPDE 1g 및 싸이클로헥사논 1g의 용제, 소포제 1g, 평활제 0.5g, 블로킹방지제 0.5g 및 경화촉매 0.5g을 순서대로 투입하고 교반하여 도료 100g을 수득하였다.
비교예 3
고분자량 선형 폴리에스테르 수지 37.5g 및 저분자량 폴리에스테르 수지 12.5g을 넣은 용기에 KOCOSOL#150 2g, 셀로솔브 아세테이트 5g, 분산제 1g 및 이산화티탄늄 30g을 넣고 상기 물질들의 입도가 10㎛ 이하가 되도록 고속분산한다. 분산 후 저분자량 폴리에스테르 수지 5g 및 메틸레이티드 멜라민 3g을 교반하며 투입하고 RPDE 1g 및 싸이클로헥사논 1g의 용제, 소포제 1g, 평활제 0.5g, 블로킹방지제 0.5g 및 경화촉매 0.5g을 순서대로 투입하고 교반하여 도료 100g을 수득하였다.
비교예 4
고분자량 선형 폴리에스테르 수지 11.5g 및 저분자량 폴리에스테르 수지 3.5g을 넣은 용기에 KOCOSOL#150 2g, 셀로솔브 아세테이트 5g, 분산제 1g 및 이산화티탄늄 65g을 넣고 도료의 입도가 10㎛ 이하가 되도록 고속분산한다. 분산 후 저분자량 폴리에스테르 수지 5g 및 메틸레이티드 멜라민 3g을 교반하며 투입하고 RPDE 1g 및 싸이클로헥사논 1g의 용제, 소포제 1g, 평활제 0.5g, 블로킹방지제0.5g 및 경화촉매 0.5g을 순서대로 투입하고 교반하여 도료 100g을 수득하였다.
이하, 본 발명의 실시예에 의해 제조된 도료 조성물을 이용하여 형성한 도막의 특성 시험에 대해 설명한다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4의 도료 조성물의 도장점도를 포드컵#4(25℃)로 약 55 내지 65초 되도록 희석하였다. 상기 도료 조성물들을 약 0.45 T의 알루미늄판으로 제조된 소지에 건조 도막 두께 약 35 내지 45 ㎛가 되도록 커튼 플로우 도장기를 이용하여 도장한 후, PMT(Panel measure temperature) 약 210 내지 232℃로 약 130 내지 160초의 조건으로 소부하여 시편을 제작하였다.
* 형광등갓으로서의 효율 시험
건조도막의 반사율(%), 등기구효율(%), 퇴색성 방지(%), 등기구 설치간격비 및 융점변화(℃)
KS A-0061, KS A-0062, KS A-0074, KS C-7603, ASTM E308-96 및 고효율에너지 기자재 보급 촉진에 관한 규정(산업자원부 고시 제2001-153호, 형광램프용 고조도반사갓 기술 기준)에 기술된 측정방법에 의해 측정하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
반사율(%) 92.5 94.0 95.0 95.0 91.9 89.2 95.1
등기구효율(%) 90.1 91.9 92.2 92.3 89.2 87.5 92.4
퇴색성방지(%) 91.1 92.1 93.1 92.0 90.1 88.1 92.2
등기구설치간격비 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
융점변화(℃) 0 0 0 0 0 0 0
표1을 참조하면, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에 걸쳐 등기구 설치간격비 및 융점변화는 변동이 없었다. 반사율에 있어서, 실시예 1 내지 3은 모두 90%의 기준점을 통과하여 반사특성이 우수한 것으로 확인되었고, 비교예 1 내지 2 및 4 또한 기준점에 부합하는 것으로 나타났다. 이산화티타늄이 65 중량% 사용된 비교예 4는 가장 높은 반사율을 나타내었다. 또한, 상기 비교예 3에 의해 제조된 도료 조성물은 이산화티타늄을 30 중량% 포함함으로서, 착색안료로써 충분히 빛을 반사시키기 못하고 일부 투과시켜 다른 실시예 및 비교예들과 비교하여 기준점에 미치지 못하는 반사력을 나타내었다.
그러나, 등기구효율에 있어서, 비교예 2 또한, 기준에 부합하지 못하는 낮은 효율을 나타내었다. 비교예 2는 반사율은 기준에 부합하였으나, 고분자 선형 폴리에스테르 수지만을 사용함으로서 분자량이 증가하여 선영성 및 도료자체의 평활성이 저하되어 충분한 등기구효율을 나타낼 수 없었다.
* 물리적 특성 시험
1. 광택
60°광택기(BYK-GARDNER사)을 이용하여 광도를 측정하였다.
2. 가공성
시편을 90°프레스굴곡 시험 후 도막의 상태를 육안을 사용하여 관찰해 크랙(crack)의 발생유무를 비교하였다.
3. 부착성
2mm 간격으로 도막을 가로 세로 100칸으로 자른(cross-cutting)후, 가볍게 두들겨서(taping) 박리되지 않고 남아있는 사각형의 수를 비교하였다.
4. 내용제성
시편을 메틸에틸케톤을 적신 거즈를 가지고 1kg의 하중으로 왕복하며 마찰시켰을 때 도막이 박리되는 왕복회수로 상태를 평가하였다.
5. 내알칼리성
5%의 수산화나트륨 수용액을 도막면에 떨어뜨리고 수용액이 증발되지 않도록 두껑을 씌운 뒤, 25℃의 온도에서 48시간이 경과한 후 도막면의 상태를 평가하였다.
6. 내산성
5%의 아세트산 수용액을 도막면에 떨어뜨리고 수용액이 증발되지 않도록 두껑을 씌운 뒤, 25℃의 온도에서 48시간이 경과한 후 도막면의 상태를 평가하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
광택(60°) 94 102 103 105 92 98 80
가공성 ◎ ◎ Ｏ △ ◎ ◎ △
부착성 100/100 100/100 100/100 100/100 100/100 100/100 97/100
내용제성 ◎ ◎ ◎ Ｏ ◎ ◎ △
내알칼리성 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
내산성 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
표2를 참조하면, ◎는 외관의 변화가 전혀 없는 상태를 의미하고, ○는 미세한 자욱이 나타난 상태를 의미하고, △는 미세한 블리스터 또는 부풀음을 의미하며, ×도막박리를 의미한다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에서 내알칼리성 및 내산성은 거의 동일한 특성을 보이며 양호하게 판명되었다. 그러나, 가공성면에서는, 비교예 1 미 비교예 4에서 기준에 부합하지 못하는 결과를 얻게되었다. 상기 비교예 1에서는 고분자 선형 폴리에스테르 수지를 사용하지 않고 저분자 폴리에스테르 수지만을 단독으로 사용하여 가공성이 저하되었으며, 상기 실시예 4에서는 이산화티타늄을 과다하게 사용하여 가공성이 저하되었다.
표 1 및 2를 참조하면, 비교예 1 및 2와 같이, 폴리에스테르 수지를 제외한 동일한 도료 조성비에서, 저분자량 폴리에스테르 수지만을 사용하면, 광학적인 효율은 향상되나 가공성이 매우 저하된다. 또한, 고분자 선형 폴리에스테르 수지만을 사용하면, 가공성등 도막물성은 향상되나, 반사율 및 등기구효율이 저하된다.
비교예 3과 같이, 저분자 폴리에스테르 수지 및 고분자 선형 폴리에스테르 수지를 모두 사용하여도, 이산화티타늄의 양이 적으면 반사율 및 등기구효율 등이 저하되고, 비교예 4와 같이, 저분자 폴리에스테르 수지 및 고분자 선형 폴리에스테르 수지의 비율이 맞지 않고, 이산화티타늄의 함량이 과다하면 가공성과 같은 도막의 물리적 특성이 저하된다.
저분자 폴리에스테르 수지 및 고분자 선형 폴리에스테르 수지의 비율이 약 1:1.5 내지 1:2.5 이며, 이산화티타늄의 함량이 약 45 내지 55 중량%일 때, 도막의 광학적 효율 및 물리적 특성이 향상되었다.
또한, 평활제 및 블로킹방지제와 같은 첨가제도 일정 비율 사용하여야 한다. 상기 첨가제가 일정 비율 포함되어 있지 않으면, 동일한 조성을 갖는 도료의 경우에도 반사율이 저하될 수 있다. 또는 접착시트에 묻어나는 점착제 성분이 접착시트 제거시 도막면에 일부 잔존하게되어도 반사율이 저하된다. 빠르게 움직이는 소지에 도료를 커튼처럼 떨어뜨리는 커튼 플로우 방식의 도장방법이 건조도막의 두께 조절이 가능하여 원하는 반사율을 얻는데 유리하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고분자 선형 폴리에스테르 수지 및 저분자 폴리에스테르 수지를 병행하여 사용하는 것을 우선으로 하며 가공성을 해치지 않는 범위내에서 최대량의 이산화티탄 및 각종 첨가제를 사용하여 도료 조성물을 제공한다.
이와 같이, 이산화티타늄을 임계농도에 가깝게 포함하고, 고분자 및 저분자량의 폴리에스테르를 사용함으로서 고반사율, 고가공성 및 고광택을 나타내는 고조도 도료 조성물을 제공할 수 있다.
따라서, 기재에 도막을 형성한 상태에서도 크랙이 발생하지 않도록 가공이 용이하며 가공물의 광학적 효율을 증가시킬 수 있으므로, 우수한 형광등갓용 반사갓을 제조할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 수평균분자량이 1000 내지 6000이고, 수산가가 40 내지 80이며, 산가가 5 내지 15인 저분자량 폴리에스테르 수지, 수평균분자량이 8000 내지 15000이고, 수산가가 5 내지 20이며, 산가가 1 내지 10인 고분자량 선형 폴리에스테르 수지, 이산화티타늄, 용제, 메틸레이티드 멜라민 경화제, 경화 촉매 및 첨가제를 포함하는 고조도용 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물 전체 중량에 대해 상기 저분자량 폴리에스테르 수지는 5 내지 35 중량%이고, 상기 고분자량 선형 폴리에스테르 수지는 10 내지 50중량%이고, 상기 이산화티타늄은 40 내지 60 중량%이고, 상기 용제는 10 내지 50 중량%이고, 상기 메틸레이티드 멜라민 경화제는 2 내지 10 중량%이고, 상기 경화 촉매는 0.01 내지 1 중량%이며, 상기 첨가제는 1 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는 고조도용 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 평활제, 소포제, 블로킹방지제 및 분산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조도용 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 저분자량 폴리에스테르 수지에 대한 고분자량 선형 폴리에스테르 수지의 비율은 1:1.5 내지 1:2.5인 것을 특징으로 하는 고조도용 도료조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 용제는 방향족 탄화수소계, 글리콜에테르계, 글리콜에스테르계, 케톤계 용제 및 디메틸아디페이트, 디메틸글루타레이트 및 디메틸 썩시네이트의 혼합용제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고조도용 도료 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 디메틸아디페이트, 디메틸글루타레이트 및 디메틸썩시네이트의 혼합용제는 전체 용제 중에 5 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 고조도용 도료 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 경화 촉매는 p-톨루엔 술폰산, 디노닐나프탈렌 디술폰산, 디노닐디나프탈렌 술폰산 및 플로로술폰산으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고조도용 도료 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 아크릴계 첨가제 또는 실리콘계 첨가제를 10 내지 40 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 고조도용 도료 조성물.
  9. 수평균분자량이 1000 내지 6000이고, 수산가가 40 내지 80이며, 산가가 5 내지 15인 저분자량 폴리에스테르 수지 및 수평균분자량이 8000 내지 15000이고, 수산가가 5 내지 20이며, 산가가 1 내지 10인 고분자량 선형 폴리에스테르 수지에 이산화티타늄, 용제, 메틸레이티드 멜라민 경화제 및 첨가제를 혼합한 혼합물을 분산하는 단계;
    상기 분사된 혼합물에 저분자량 폴리에스테르 수지 및 경화제를 교반시키는 단계; 및
    상기 교반물에 용제, 첨가제 및 경화촉매를 교반시키는 단계로 이루어지는 고조도용 도료 조성물 제조방법.
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