KR20100138342A - 데코시트용 무광 코팅 조성물 및 그것의 제조방법 - Google Patents

데코시트용 무광 코팅 조성물 및 그것의 제조방법 Download PDF

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KR20100138342A
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Abstract

본 발명은 물품의 외부 표면에 형성되는 데코시트용 무광 코팅 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 무광 코팅 조성물은 내오염성 및 내스크래치성이 우수하고, 글로스가 5% 이하인 낮은 광택도를 가지는 제품에 편리하게 적용할 수 있다.
코팅 조성물, 실리카, 불소실란, 폴리올

Description

데코시트용 무광 코팅 조성물 및 그것의 제조방법{LUSTERLESS COATING COMPOSITION FOR DECORATIVE SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 데코시트용 무광 코팅 조성물 및 그것의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 건물의 내 외장재, 책상, 의자, 가구 등에 사용되는 데코시트용 무광 코팅 조성물에 관한 것으로 내오염성 및 내스크래치성이 우수하고 광택도가 매우 낮은 물품에 적용 가능한 데코시트용 코팅 조성물 및 그것의 제조방법에 관한 것이다.
물품의 표면을 보호하고, 심미성을 부여하기 위해 플라스틱, 가전제품, 가구 및 자동차 등의 표면에 표면처리를 실시한다. 물품의 표면 처리는 제품의 용도와 디자인에 따라 다양하게 이루어지며, 경우에 따라 고광택 표면 처리를 하는 경우가 있고, 무광 표면 처리를 하는 경우가 있다.
또한, 물품의 표면처리에 사용되는 코팅제는 모래, 먼지에 의해 생긴 흠집에 대한 저항성(내스크래치성), 산성비에 대하여 화학적으로 변질되지 않는 성질(내산성), 가솔린 등의 유기 용제에 대하여 손상되지 않는 성질(내용제성) 등 다양한 성능이 요구되며, 물품의 표면에 최대한 균일하고 안정적으로 도포될 수 있도록, 충 분한 성형성도 확보되어야 한다.
물품의 표면에 무광 표면 처리를 하기 위해 사용되는 코팅제는 물품 표면의 글로스(gloss)가 5% 이하로 매우 낮은 광택도를 갖게 하는데 사용되며, 이러한 무광 효과를 내기 위해 소광제로서 실리카와 탄산칼슘 등의 첨가제를 포함시켜 제조한다.
그러나, 실리카와 탄산칼슘 등의 첨가제는 코팅제의 경화시 표면조도를 커지게 하고, 광택도의 불균일 현상을 유발하며, 코팅제 도막 표면의 내오염성을 저하시키는 문제점이 있다.
특히, 실리카를 첨가제로 포함하는 코팅제는 실리카의 표면에 잉크, 커피, 차 등의 이물질이 강하게 흡착하는 성질을 갖고 있으므로, 내오염성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 물품에 도포시 전체적으로 균일한 무광효과를 발휘하며, 내오염성, 내스크래치성 및 성형성이 우수한 데코시트용 코팅 조성물에 대한 필요성이 절실한 실정이다.
본 발명의 목적은 글로스(gloss)가 5% 이하의 균일한 무광효과를 발휘하며, 내오염성, 내스크래치성 및 성형성이 우수한 데코시트용 코팅 조성물 및 그것의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 열 또는 자외선 경화형 바인더 수지와 용매를 포함하는 코팅 조성물에 첨가제로서, 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자가 포함되어 있는 데코시트용 무광 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 데코시트용 무광 코팅 조성물은 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자를 포함하고 있으므로, 글로스(gloss)가 5% 이하의 균일한 무광효과를 발휘하면서도, 내오염성, 내스크래치성 및 성형성이 매우 우수한 효과가 있다.
본 발명은 또한, 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자가 포함된 실리카 용액에 열 또는 자외선 경화형 바인더 수지 및 용매를 혼합하여 상기 코팅 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 데코시트용 무광 코팅 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 열 또는 자외선 경화형 바인더 수지, 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자 및 용매를 포함하는 상기 무광 코팅 조성물이 포함되어 있는 데코시트용 무광 코팅 필름을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 코팅 필름이 외부 표면에 형성되어 있는 물품을 제공한다.
본 발명에 따르면, 글로스가 5% 이하의 균일한 무광효과를 발휘하며, 내오염성, 내스크래치성 및 성형성이 우수한 데코시트용 코팅 조성물 및 그것의 제조방법을 제공할 수 있다.
글로스(gloss)가 5% 이하로 매우 낮은 광택도를 가지는 제품에 적용하기 위한 무광 코팅 조성물은 일반적으로 실리카 입자를 소광제로 포함한다. 그러나 이러한 무광 코팅 조성물은 실리카 입자에 의한 우수한 무광 효과에도 불구하고, 실리카 표면에 잉크, 커피, 차 등의 이물질이 강하게 흡착하는 성질로 인하여, 내오염성이 매우 저하되는 문제가 있었다.
본 발명의 발명자들은 심도 있는 연구를 거듭한 끝에 실리카 입자의 표면에 불소 실란으로 표면 처리를 실시함으로써, 글로스가 5% 이하의 균일한 무광효과를 발휘하면서도 내오염성 및 내스크래치성이 현저하게 향상된 데코시트용 무광 코팅 조성물을 제조할 수 있었다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 무광 코팅 조성물은 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자를 포함함으로써 우수한 무광 효과를 발휘할 수 있다. 즉 상기 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자에 의해, 상기 무광 코팅 조성물의 도막 표면에 요철이 형성되며, 이러한 요철들로 인해 우수한 무광 효과가 나타나게 된다.
* 이 때, 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자의 크기는 상기 무광 코팅 조성물의 무광 효과에 가장 큰 영향을 미치는 것으로서, 실리카 입자의 크기에 따라 무광 효과가 조절될 수 있다.
또한, 상기 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자는 불소 실란에 의한 표면 처리에 의해 이물질의 강한 흡착을 방지할 수 있으므로, 우수한 내오염성을 나 타낼 수 있다.
상기 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자의 입경크기는 1 내지 15 μm인 것이 바람직하며, 2 내지 10 μm인 것이 더욱 바람직하다. 입경크기가 1 μm 미만이거나, 15 μm 초과일 경우에는 무광 효과가 매우 저하되거나, 거의 나타나지 않는 문제점이 있다.
상기 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있으며, 바람직하게는 불소 알킬실란에 물과 산촉매를 첨가하고 가수분해 반응시킨 반응물에 실리카 입자를 혼합하여 표면처리 하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 또한, 상기 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자는 상기 조성물 전체 합계량 100 중량부를 기준으로 1 내지 50 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 조성물 전체의 바인더 100 중량부를 기준으로는 10 내지 40 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자 함량이 1 중량부 미만일 경우에는 무광 코팅 조성물의 무광 효과 및 내오염성 효과가 저하되는 문제점이 있으며, 50 중량부 초과일 경우에는 조성물의 성형성 및 내스크래치성이 나빠지는 문제점이 있다.
상기 불소 실란은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란 및 헵타데카플루오로데실트리이소프로폭시실란으로 이루어진 군에서 선택된 1 종이상을 사용을 사용할 수 있다.
상기 바인더 수지는 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 폴리올 화합물과 이소시아네이트계 화합물이 혼합된 바인더 수지를 사용할 수 있다.
상기 폴리올 화합물은 다수의 히드록시기를 포함하는 수지로서, 이소시아네이트계 화합물과 중합하여 성형성과 기계적 물성이 우수한 폴리우레탄 수지를 만드는 물질이다. 이러한 폴리올 화합물은 실리카와의 상용성이 우수하므로 실리카와 함께 무광 코팅 조성물에 포함될 경우, 무광 코팅 조성물 도막의 내스크래치성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 폴리올 화합물은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 폴리에스터 폴리올, 폴리에테르 폴리올 및 폴리아크릴 폴리올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 화합물은 특별히 제한되지 않으며, 1,6-헥사 메틸렌 디이소시아네이트(1,6-Hexamethylene diisocyanate), 트리메틸 헥사 메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트 (isophorone diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate)의 뷰렛(Biuret), 이소시아누레이트(Isocyanurate) 구조의 3관능 트리이소시아네이트(triisocyanate), 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(Methylenediphenyl diisocyanate), 1,6-헥사 메틸렌 디이소시아네이트(1,6-Hexamethylene diisocyanate) 계열의 폴리이소시아네이트(polyisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate) 계열의 폴리이소시아네이트(polyisocyanate) 및 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(Methylenediphenyl diisocyanate) 계열의 폴리이소시아 네이트(polyisocyanate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 바인더 수지는 조성물 전체 합계량 100 중량부를 기준으로 20 내지 80 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
바인더 수지의 함량이 20 중량부 미만일 경우에는 물품 표면에 안정적인 도막을 형성하기 어렵고, 내스크래치성이 저하되는 문제점이 있으며, 80 중량부 초과일 경우에는 실리카 입자 및 용매의 함량이 작아져, 무광 효과가 저하되고 성형성이 나빠지는 문제점이 있다.
바인더 수지는 열경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지 모두 사용할 수 있지만, 열경화형 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용매는 바인더 수지와 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자의 화학적, 물리적 특성에 영향을 주지 않으면서, 무광 코팅 조성물의 점도를 조절할 수 있는 용매이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 조성물의 저장 안정성, 희석율 등을 향상시키는 효과가 우수한 메틸에틸케톤(MEK), 디메틸포름아마이드(DMF), 톨루엔, 부틸아세테이트, 에틸아세테이트 및 이들의 혼합 용매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 무광 코팅 조성물의 경화방법은 특별히 제한되지 않으며, 열경화 방법, 자외선 경화 방법 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 열경화 방법을 사용할 수 있다.
본 발명은 또한, 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자가 포함된 실리카 용액에 열 또는 자외선 경화형 바인더 수지 및 용매를 혼합하여 상기 코팅 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 데코시트용 무광 코팅 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 데코시트용 무광 코팅 조성물의 제조방법은 내오염성 및 내스크래치성이 우수한 무광 코팅 조성물을 용이하게 제조할 수 있는 장점이 있다.
상기 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자가 포함된 실리카 용액은 다양한 방법으로 준비하여 사용할 수 있으며, 예를 들어, 불소알킬 실란에 물과 산촉매를 첨가하여 가수분해시킨 후, 실리카 입자를 혼합하여 제조한 것을 사용할 수 있다.
본 발명은 또한, 열 또는 자외선 경화형 바인더 수지, 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자 및 용매를 포함하는 상기 무광 코팅 조성물이 포함되어 있는 데코시트용 무광 코팅 필름을 제공한다.
본 발명에 따른 데코시트용 무광 코팅 필름은 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자가 포함되어 있어서, 내오염성 및 내스크래치성이 우수한 특징이 있다.
상기 코팅 필름의 두께는 물품의 표면에 용이하게 부착되어 내오염성 및 내스크래치성 등의 소망하는 물성을 나타내면서, 물품의 무게 및 부피에 미치는 영향은 최소화할 수 있도록, 1 내지 15 μm로 형성되는 것이 바람직하며, 5 내지 10 μm로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 코팅 필름의 두께가 1 μm 미만일 경우, 내스크래치성을 구현하기 어렵고, 15 μm 초과일 경우, 물품의 표면에 용이하게 부착될 수 있는 신율을 나타내기 어려운 문제점이 있다. 또한, 상기 코팅 필름의 신율은 물품의 표면에 부착이 용이할 수 있도록, 최소 100% 이상이 바람직하다.
또한, 상기 무광 코팅 필름은 표면에 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자에 의한 요철이 형성되고, 이러한 요철에 의해 무광 효과를 나타내는 것이 바람직하다.
상기 요철의 크기는 상기 코팅 필름에 포함된 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자의 입경크기에 비례하며, 상기 실리카 입자의 크기에 따라 요철의 크기 및 무광 효과가 조절될 수 있다.
상기 실리카 입자와 바인더 수지의 함량비는 실리카 입자가 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 10 내지 40 중량부인 것이 바람직하며, 15 내지 25 중량부인 것이 더욱 바람직하다.
실리카 입자의 함량이 10 중량부 미만일 경우, 5% 이하의 글로스를 구현하기 어렵고, 40 중량부 초과일 경우, 내스크래치성을 나타내기 어려운 문제점이 있다.
* 본 발명은 또한, 코팅 필름이 외부 표면에 형성되어 있는 물품을 제공한다.
상기 물품은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 핸드폰, 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 전자제품, 자동차용 내장재, 가구, 책상, 의자 및 건축용 자재로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예에만 한정되 는 것은 아니다.
실시예 1
폴리에스터 폴리올 3 중량부, 불소 실란 표면처리 실리카 용액 3 중량부, 이소시아네이트(isocyanulate)계 경화제 1 중량부, MEK (점도조절용) 5 중량부를 혼합하여 투명한 폴리비닐클로라이드(PVC) 기재에 코터 장비인 Meyer bar #8을 이용하여 코팅한 후에 40℃로 24시간 가열하여 무광 코팅 조성물의 도막을 형성하였다.
비교예 1
폴리에스터 폴리올 3 중량부, 표면처리 전 실리카 입자 0.5 중량부, 이소시아네이트(isocyanulate)계 경화제 1 중량부, MEK (점도조절용) 7 중량부를 혼합하여 투명한 폴리비닐클로라이드(PVC) 기재에 코터 장비인 Meyer bar #8을 이용하여 코팅한 후에 40℃로 24시간 가열하여 무광 코팅 조성물의 도막을 형성하였다.
비교예 2
폴리아크릴 폴리올 3 중량부, 표면처리 전 실리카 입자 0.5 중량부, 이소시아네이트(isocyanulate)계 경화제 1 중량부, MEK (점도조절용) 7 중량부를 혼합하여 투명한 폴리비닐클로라이드(PVC) 기재에 코터 장비인 Meyer bar #8을 이용하여 코팅한 후에 40℃로 24시간 가열하여 무광 코팅 조성물의 도막을 형성하였다.
실험예 1
<내 스크래치성 평가>
실시예 1과 비교예 1 및 비교예 2의 무광 코팅 조성물의 도막을 손톱을 이용하여 강하게 문지른 후에 여러 각도에서 스크래치 정도를 평가하여 그 결과를 표 1 에 나타내었다.
실험예 2
<내 오염성 평가>
실시예 1과 비교예 1 및 비교예 2의 무광 코팅 조성물의 도막을 네임펜 마킹후에 1일 경과 후 에탄올을 이용하여 지운 후에 네임펜의 흔적이 남는 정도를 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112009038530518-PAT00001
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 무광 코팅 도막은 내스크래치성 및 내오염성이 우수한 것으로 나타났으나, 비교예 1 및 2의 무광 코팅 도막은 내오염성 및 내스크래치성이 좋지 못한 것으로 확인되었다.

Claims (16)

  1. 열 또는 자외선 경화형 바인더 수지, 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자 및 용매를 포함하는 데코시트용 무광 코팅 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자의 입경은 1 내지 15 μm인 것을 특징으로 하는 데코시트용 무광 코팅 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자는 불소 알킬실란에 물과 산촉매를 첨가하고 가수분해 반응시킨 반응물에 실리카 입자를 혼합하여 표면처리 하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 데코시트용 무광 코팅 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 바인더 수지는 폴리올 화합물과 이소시아네이트계 화합물이 혼합된 바인더 수지인 것을 특징으로 하는 데코시트용 무광 코팅 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 폴리올 화합물은 폴리에스터 폴리올, 폴리에테르 폴리올 및 폴리아크릴 폴리올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 데코시트용 무광 코팅 조성물.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 이소시아네이트계 화합물은 1,6-헥사 메틸렌 디이소시아네이트(1,6-Hexamethylene diisocyanate), 트리메틸 헥사 메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트 (isophorone diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate)의 뷰렛(Biuret), 이소시아누레이트(Isocyanurate) 구조의 3관능 트리이소시아네이트(triisocyanate), 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(Methylenediphenyl diisocyanate), 1,6-헥사 메틸렌 디이소시아네이트(1,6-Hexamethylene diisocyanate) 계열의 폴리이소시아네이트(polyisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate) 계열의 폴리이소시아네이트(polyisocyanate) 및 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(Methylenediphenyl diisocyanate) 계열의 폴리이소시아네이트(polyisocyanate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 데코시트용 무광 코팅 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 디메틸포름아마이드(DMF), 톨루엔 및 이들의 혼합 용매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 데코시트용 무광 코팅 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 열 또는 자외선 경화형 바인더 수지는 열경화 형인 것을 특징으로 하는 데코시트용 무광 코팅 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자는 상기 조성물 전체 합계량 100 중량부를 기준으로 1 내지 50 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 데코시트용 무광 코팅 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 바인더 수지는 조성물 전체 합계량 100 중량부를 기준으로 20 내지 80 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 데코시트용 무광 코팅 조성물.
  11. 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자가 포함된 실리카 용액에 열 또는 자외선 경화형 바인더 수지 및 용매를 혼합하여 청구항 1 내지 청구항 10에 중 어느 하나에 따른 코팅 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 데코시트용 무광 코팅 조성물의 제조방법.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자가 포함된 실리카 용액은 불소알킬 실란에 물과 산촉매를 첨가하여 가수분해시킨 후, 실리카 입자를 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 데코시트용 무광 코팅 조성물의 제조방법.
  13. 열 또는 자외선 경화형 바인더 수지, 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자 및 용매를 포함하는 청구항 1 내지 청구항 10중 어느 하나에 따른 무광 코팅 조 성물이 포함되어 있는 데코시트용 무광 코팅 필름.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 무광 코팅 필름의 표면에는 불소 실란으로 표면 처리된 실리카 입자에 의한 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 데코시트용 무광 코팅 필름.
  15. 청구항 13의 코팅 필름이 외부 표면에 형성되어 있는 물품.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 물품은 핸드폰, 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 전자제품, 자동차용 내장재, 가구, 책상, 의자 및 건축용 자재로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 물품.
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