KR20110078320A

KR20110078320A - Ｕｖ 경화형 하도 및 상도 도장용 도료 조성물

Info

Publication number: KR20110078320A
Application number: KR1020090135098A
Authority: KR
Inventors: 이대은
Original assignee: 조광페인트주식회사
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2011-07-07
Also published as: KR101172141B1

Abstract

본 발명에 따른 UV 경화형 하도 도장용 도료 조성물은, UV 경화형 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40~70 중량%, TMPTA(3-관능 모노머, trimethyol propanetriacrylate) 1~5 중량%, DPGDA(dipropyleneglycol diacrylate) 1~5 중량%, 2-HPA(1-관능 2-hexyl propyl acrylate) 15~35 중량%, 광개시제 2~6 중량% 및 충진제 5~15 중량% 를 포함하고, 본 발명에 따른 UV 경화형 상도 도장용 도료 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40-60중량%, HDDA(2-관능 모노머 1.6-Hexandiol diacrylate) 1~5 중량%, 2-HPA(1-관능 2-hexyl propyl acrylate) 20~40중량%, 광개시제 2-6 중량% 및 실리카 소광제 0.1-10 중량% 를 포함하여 구성됨으로써, 천연무늬목시트 우드롤에 적용되어 경화된 UV 도막이 몰딩재의 구조에 관계없이 향상된 특성을 갖도록 할 수 있는 효과를 가진다.

무늬목시트, 우드롤, UV경화, 상하도 도료

Description

ＵＶ 경화형 하도 및 상도 도장용 도료 조성물{UV PHOTOCURABLE PAINT COMPOSITION}

본 발명은 천연무늬목시트 우드롤에 적용되는 UV 경화형 하도 및 상도 도장용 도료 조성물에 관한 것이다.

친환경의 대세와 웰빙의 요구에 맞춰 소비자들이 천연소재를 선호하는바, 무늬목 인테리어 자재와 몰딩재 시장이 많이 형성되기 시작하였다.

종래에 천연무늬목시트 우드롤 용으로 사용되는 도료와 도장방식은 락카나 우레탄 도료 등을 이용하여 통상적으로 수 차례(최소 4회 이상 : 무늬목소재에 따라 다름)의 스프레이 후 건조설비에서 일정시간(40℃이상에서 30분 이상)건조하여 완성되거나, 현장에서 인테리어자재나 몰딩자재에 접착제를 이용하여 무늬목을 접착하고 도장하여 자연상태(실온)에서 장시간(하루 이상)의 건조상태를 거쳐 후속 도장을 하는 방식으로 진행되었다.

하지만, 이러한 도장방식들은 특히 환경적인 문제와 많은 공정으로 인해 생산성 효율이 떨어지며 도료의 낭비 등이 항상 제기되어 왔다. 그래서, 이러한 문제점들을 해결하기 위해 UV 도료를 적용하기 위해 많은 개발이 시도되고 있으나, 이 또한 작업상 많은 문제점들을 가지고 있었다.

특히, 경화된 UV 필름 도막을 핫멜트 접착제 등을 이용하여 몰딩재에 접착할 시 몰딩의 소재형상이 너무나 다양하기 때문에 도막이 깨어지거나 90도 각도의 몰딩재에서는 적용이 불가능한 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경화된 UV 도막이 몰딩재의 구조에 관계없이 향상된 특성을 갖는 UV 경화형 하도 및 상도 도장용 도료 조성물을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 UV 경화형 하도 도장용 도료 조성물은, UV 경화형 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40~70 중량%, TMPTA(3-관능 모노머, trimethyol propanetriacrylate) 1~5 중량%, DPGDA(dipropyleneglycol diacrylate) 1~5 중량%, 2-HPA(1-관능 2-hexyl propyl acrylate) 15~35 중량%, 광개시제 2~6 중량% 및 충진제 5~15 중량% 를 포함하여 구성되고,

반응성 실리콘 첨가제 1~2 중량% 및 침강방지제, 점착방지 표면연마제를 포함하는 첨가제 1~2 중량%를 더 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량은 2000 내지 8000인 것을 더 구체적인 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 UV 경화형 상도 도장용 도료 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40-60중량%, HDDA(2-관능 모노머 1.6-Hexandiol diacrylate) 1~5 중량%, 2-HPA(1-관능 2-hexyl propyl acrylate) 20-40중량%, 광개시제 2-6 중량% 및 실리카 소광제 0.1-10 중량% 를 포함하여 구성되고,

반응성 실리콘 첨가제 0.5~2 중량%, 첨가제 1~2 중량% 를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 자외선 경화형 하도 및 상도 도장용 도료 조성물에 따르면, 천연무늬목 우드롤 시트를 도장하여 몰딩재에 접착할 시, 기존도료들이 갖고 있었던 환경적인 문제나 작업성의 문제 등이 해결되었으며, 특히 다양한 몰딩재의 소재 등에 적용시 기존 도료 등은 크랙이나 오염 등의 발생으로 완제품으로서 많은 애로사항을 가지고 있었으나, 본 발명에 따른 도료 조성물은 고신장성을 가진 작업성이 우수한 도료이기 때문에 몰딩재의 소재 형상이 아무리 다양할지라도 적용이 가능하며, 크랙 등이 발생하지 않아 완제품으로 작업이 문제없이 가능하게 한다.

본 발명에 따른 하도 도장용 도료 조성물은, UV 경화형 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40~70 중량%, TMPTA(3-관능 모노머, trimethyol propanetriacrylate) 1~5 중량%, DPGDA(dipropyleneglycol diacrylate) 1~5 중량%, 2-HPA(1관능 2-hexyl propyl acrylate) 15~35 중량%, 광개시제 2~6 중량%, 충진제 5~15 중량% 및 반응성 실리콘 첨가제 1~2 중량%, 침강방지제, 점착방지 표면연마제를 포함하는 기타 첨가제 1-2 중량%를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 예로는 2관능기 이상을 가지는 무황변 방향족 및 지방족 우레탄올리고머 등을 예를 들 수 있으며 몰딩재의 형성에 관계없이 도막이 손상되거나 깨어짐이 없어야 하므로 신장성이 200%이상인 올리고머를 사용하며, 중량평균분자량은 2000 내지 8000인 것이 바람직하다.

또한 소비자의 요구조건이나 물성의 요구조건에 따라 2개 이상의 올리고머를 상호 보완하여 혼합하여 사용할 수 있는 특징을 가지고 있다.

UV 경화도료 사용시 도막을 경화시키기 위해서는 광개시제는 반드시 필요하다. 광개시제는 자외선에 의해 발생되는 라디칼을 활성화시켜 중합반응시킨다.

특히 광개시제는 변색에 강한 무황변 광개시제를 사용하고, 광개시제의 사용 예로는 여러 가지가 있으나 보편적으로 벤조페논계(B.P), 벤질케탈계(IC-651,BDK), 아세토페논(IC-184,HP-8) 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

충진제의 종류는 다양하다.(Talc,CaCo등) 사용목적은 하도 UV 경화 후 2회 도장이 필요하므로 도장과 도장 사이에 부착성이 중요하며 바로 자동연마기를 통해 소재가 말아지므로 연마성을 주기 위하여 사용한다.

표면점착성을 개선하고 연마를 좋게 하기 위해 사용되는 Zinc-stearate는 표면연마성의 개선뿐만 아니라 UV 도장된 소재가 텐션롤에 의해서 말 때 붙지 않도록(이하, '점착성'이라고 함) 하는 역할을 한다.

또한 UV 아크릴레이트 모노머의 사용은 도료의 점도와 작업성을 조절하는 매우 중요한 역할을 하며, 특히 2-HPA(1관능 모노머)의 사용은 소재(무늬목) 속에 있는 셀룰로오즈에 포함된 구조와 수소결합을 통해 부착을 향상시키는 역할을 한다.

첨가제의 사용예로서는 소포제를 포함하여 침강방지제, 기타 분산제 및 증점 제 등을 사용하며, 작업조건에 따라 이들의 사용여부를 결정하여 혼합하여 사용할수 있다.

또한 주변온도 변화에 따른 계절적(하절기/동절기) 작업성을 고려하여 동절기, 하절기를 구분하여 점도를 조정하였다.

이와 같은 하도 도료를 1회 도장 후 일반수은 UV 램프를 이용 80Watt/㎠의 전력에 500mJ 이상의 UV에너지를 이용하여 경화를 시키고 연마를 하고 천연무늬목 우드롤에 2회 도장을 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 상도 도장용 도료 조성물은 코팅 중에 최종물성을 나타내므로 매우 중요하다. 소비자의 요구에 따라 다양한 광택과 기능성을 부여할 수 있다.

상도 도장용 도료 조성물은 우레탄 아크릴레이트올리고머 40-60중량%, HDDA 1-5 중량%(2관능 모노머 1.6-Hexandiol diacrylate), 2-HPA 20-40중량%(1관능 2-hexyl propyl acrylate), 광개시제 2-6 중량%(아세토페논계), 실리카소광제 0.1-10 중량% 및 반응성 실리콘 첨가제 0.5-2 중량%, 기타 첨가제 1-2 중량%(분산제) 등을 포함하는 배합이다.

여기서, 상기우레탄 올리고머는 2관능기 이상을 가지며 신장성이 200% 이상인 무황변 우레탄올리고머 등의 예를 들 수 있으며 소비자의 요구조건이나 물성의 요구조건에 따라 상호 보완하여 혼합하여 사용할 수 있는 특징을 가지고 있다.

소광제의 사용은 소비자의 요구광택의 수준에 따라 실리카(SiO₂) 계열의 소광제를 사용하며 표면처리된 소광제와 처리되지않은 소광제를 혼합하여 사용할 수 있다.

상기에서 반응성 실리콘 첨가제 등이 도막의 표면장력을 낮추어 표면의 슬립성을 향상시켜 점착성을 방지하며 핫멜트 접착제를 사용 몰딩작업시 접착제의 오염을 방지하여 작업성을 우수하게 만드는 특징을 가지고 있다.

이하 실시예를 통하여 천연무늬목시트 우드롤에 롤코터 방식으로 텐션도장방법을 이용, 경화된 도막을 몰딩소재에 관계없이 작업이 가능한 하도용 도료 조성물을 제조하였다.

하도용 도료 조성물에 관한 비교예 1

2관능기를 가지는 신장성 200% 이상의 우레탄 아크릴레이트 올리고머 60 중량%, 2관능 아크릴레이트 모노머 5 중량%, 1관능 아크릴레이트 모노머 20 중량%, 광개시제 4.3 중량%, 충진제 10 중량%, 침강방지제 0.5 중량%, 실리콘첨가제 0.2 중량%를 혼합하여 제조하였다.

하도용 도료 조성물에 관한 비교예 2

2관능기를 가지는 알리파틱 우레탄 아크릴레이트 올리고머 50 중량%, 아로마 틱 우레탄 아크릴레이트 10 중량%, 2관능 아크릴레이트 모노머 3 중량%, 1관능 아크릴레이트 모노머 20 중량%, 광개시제 4.3 중량%, 충진제 12 중량%, 침강방지제 0.5 중량%, 실리콘첨가제 0.2 중량%를 혼합하여 제조하였다.

하도용 도료 조성물에 관한 실시예 1

2관능기를 가지는 알리파틱 우레탄 아크릴레이트 올리고머 55 중량%, 아로마틱 우레탄 아크릴레이트 10 중량%, 3관능 아크릴레이트 모노머 2 중량%, 1관능 아크릴레이트 모노머 15 중량%, 광개시제 4,5 중량%,충진제 12 중량%, 표면 연마제 0.3 중량%, 침강방지제 0.5 중량%, 실리콘첨가제 0.2 중량%를 혼합하여 제조하였다.

상기 실시예와 비교예에 의해 제조된 하도용 도료 조성물의 구체적인 함량을 표1에 정리하였다. 함량의 단위는 중량%이다.

	비교예 1	비교예 2	실시예 1
알리파틱우레탄 아크릴레이트올리고머	60	50	55
아로마틱 우레탄 아크릴레이트올리고머		10	10
TMPTA(3관능모노머)			2
HDDA(2관능모노머)	5	3
2-HPA(1관능모노머)	20	20	15
증진제(탈크)	10	12	12
표면연마제(Zinc-stearate)			0.3
아세토페논(광개시제)	4.3	4.3	5
침강방지제	0.5	0.5	0.5
실리콘첨가제	0.2	0.2	0.2

상기의 비교예 1,2 및 실시예 1에 의해 제조된 하도용 도료 조성물을 현장시험을 통해 물성을 실험한 결과는 다음 표2와 같다.

	비교예 1	비교예 2	실시예 1
부착성(100/100)	100/100	100/100	100/100
몰딩시도막크랙성	◎	◎	◎
점착성	○	○	◎
연마성	○	○	◎
◎:우수 ○:양호 ×:불량

표2에서 참조되는 바와 같이,

비교예 1은 현장 시험시 가장 중요한 몰딩재 접착시 형상에 관계없이 도막의 손상이 없고 크랙 등을 발생하지 않아 아주 만족하였으나, 경화 후 무늬목 롤 말이시 점착성이 심하여 연속작업시 잘 떨어지지 않으며 연마기에 의한 샌딩성이 나빠 연마지의 사용량이 많이 소비되었다.

비교예 2는 현장시험시 가장 중요한 몰딩재의 크랙은 발생되지 않았으며 자동연마기에 의한 연마성도 개량되었으나 롤 말이 후 하도 2회 도장시 부분적으로 점착성이 있어 도장된 롤을 다시 작업할 시 잘 떨어지지 않은 단점이 있었다.

실시예 1은 현장시험시 가장 중요한 90도 각도의 몰딩재에서도 크랙이 발생되지 않았으며 도료의 작업성이 우수하고 및 자동기기 연마성이 우수하고 롤 말이 시 점착성이 우수하였다.

다음으로, 본 발명에 따른 상도용 도료 조성물을 아래와 같이 제조하였다.

상도용 도료 조성물에 관한 비교예 3

2관능기를 가지는 신장성 200% 이상의 알리파틱 우레탄 아크릴레이트 올리고머 35 중량%, 실리콘변성 알리파틱 우레탄 아크릴레이트 올리고머 17 중량%, 아크릴 2관능 아크릴레이트 모노머 3 중량%, 1관능 아크릴레이트 모노머 34 중량%, 광개시제 2.3 중량%, 첨가제 1.2 중량%, 실리카계 소광제 7.5 중량%를 혼합하여 제조하였다.

상도용 도료 조성물에 관한 실시예 2

2관능기를 가지는 신장성 200% 이상의 알리파틱 우레탄 아크릴레이트 올리고머 15 중량%,실리콘변성 알리파틱 우레탄 아크릴레이트 올리고머 35 중량%, 아크릴 2관능 아크릴레이트 모노머 3 중량%, 1관능 아크릴레이트 모노머 34.7 중량%, 광개시제 2.3 중량%, 첨가제 1.2 중량%,반응성 실리콘 1 중량%, 실리카계 소광제 7.8 중량%를 혼합하여 제조하였다.

상기 실시예2와 비교예3에 의해 제조된 상도용 도료 조성물의 구체적인 함량을 표3에 정리하였다. 함량의 단위는 중량%이다.

	비교예 3	실시예 2
알리파틱우레탄 아크릴레이트올리고머	35	15
실리콘변성알리파틱우레탄 아크릴레이트올리고머	17	35
2-HPA(1관능모노머)	34	34.7
HDDA(2관능모노머)	3	3
아세토페논광개시제	2.3	2.3
첨가제(반응성실리콘)		1
첨가제(소포제)	0.2	0.2
첨가제(분산제)	1	1
실리카계소광제	7.5	7.8

상기의 비교예 3 및 실시예 2에 의해 제조된 상도용 도료 조성물을 현장시험을 통해 물성을 실험한 결과는 다음 표4와 같다.

	비교예 3	실시예 2
부착성(100/100)	100/100	100/100
몰딩시도막크랙성	◎	◎
점착성	○	◎
오염성	○	◎
◎:우수 ○:양호 ×:불량

표4에서 참조되는 바와 같이,

비교예 3은 현장시험시 가장 중요한 몰딩재 접착시 형상에 관계없이 크랙이 발생되지 않았으며, 접착 후 표면에 점착성으로 인해 오염 등이 발생하였다.

실시예 2는 현장시험시 가장 중요한 몰딩재 접착시 형상에 관계없이 크랙이 발생되지 않았으며, 접착 후 표면에 오염 등이 발생하지 않으며 소비자의 요구 광택을 만족하였다.

본 발명에 따른 하도 및 상도 도장용 도료 조성물을 적용한 도장방식

위 실시예에 따라 제조된 하도 및 상도 도장용 도료 조성물을 이용, 도막을 형성하고 도장하는 방법을 설명한다.

1차 공정은 보빈롤(텐션)을 이용 천연우드롤 시트를 말아가면서 RRC(Riverse Roll Coater)를 이용 25 gr/㎡로 도포하여 일반수은 UV 램프를 이용 80watt/㎠의 전력에 400mJ 이상의 UV 에너지를 이용하여 경화를 시키고 자동연마기를 이용하여 연마를거쳐 롤을 말아 보관한다.

이것을 다시 같은 방법으로 2회 도장을 한다.

하도 2회 도장이 끝나면 상도 도료의 조성물을 이용하여 보빈롤(텐션)을 이용, 하도 도장된 천연우드롤 시트를 말아가면서 DRC(Direct Roll Coater)를 이용 10 gr/㎡로 도포하여 일반수은 UV 램프를 이용 80watt/㎠의 전력에 500mJ 이상의 UV 에너지를 이용하여 경화시켜 최종 도막을 형성한다. 이때, 소비자의 요구 조건에 따라 다양한 광택과 칼라 등을 첨가하여 도장할 수 있다.

완성된 도막을 다양한 몰딩재에 핫멜트(Hot-Melt) 접착제를 이용하여 접착한다. 이때 몰딩재의 형상에 관계없이 도막이 깨어지거나(Crack), 오염이 발생하는 현상이 발생하지 않는다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가 개념으로 이해되어 져야 할 것이다.

Claims

UV 경화형 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40~70 중량%;

TMPTA(3-관능 모노머, trimethyol propanetriacrylate) 1~5 중량%;

DPGDA(dipropyleneglycol diacrylate) 1~5 중량%;

2-HPA(1-관능 2-hexyl propyl acrylate) 15~35 중량%;

광개시제 2~6 중량%; 및

충진제 5~15 중량%; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 경화형 하도 도장용 도료 조성물
제1항에 있어서,

반응성 실리콘 첨가제 1~2 중량%; 및

침강방지제, 점착방지 표면연마제를 포함하는 첨가제 1~2 중량%; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 경화형 하도 도장용 도료 조성물
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량은 2000 내지 8000인 것을 특징으로 하는 UV 경화형 하도 도장용 도료 조성물
우레탄 아크릴레이트 올리고머 40-60중량%;

HDDA(2-관능 모노머 1.6-Hexandiol diacrylate) 1~5 중량%;

2-HPA(1-관능 2-hexyl propyl acrylate) 20-40중량%;

광개시제 2-6 중량%; 및

실리카 소광제 0.1-10 중량%; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 경화형 상도 도장용 도료 조성물
제4항에 있어서,

반응성 실리콘 첨가제 0.5~2 중량%;

첨가제 1~2 중량%; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 경화형 상도 도장용 도료 조성물