KR20140024525A - 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명의 출원인이 권리자로 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-0381370호의 "마이크로 캡슐의 제조방법"을 활용하여 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료를 제조하고, 이를 페인트 조성물에 포함시킴으로써, 태양광, 자외선 등의 조사여부, 세기, 범위 등에 의해 페인트의 색상이 전부 표출 또는 일부 표출 또는 표출되지 않는 등 가변할 수 있도록 하는 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물에 관한 것이다.

Description

자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물{COLOR VARIABLE DECORATION PAINT COMPOSITION BY ULTRAVIOLET RAYS}
본 발명은 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 본 발명의 출원인이 권리자로 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-0381370호의 "마이크로 캡슐의 제조방법"을 활용하여 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료를 제조하고, 이를 페인트 조성물에 포함시킴으로써, 태양광, 자외선 등의 조사여부, 세기, 범위 등에 의해 페인트의 색상이 전부 표출 또는 일부 표출 또는 표출되지 않는 등 가변할 수 있도록 하는 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 페인트는 각종 공업품 및 건축물 등 다양한 피도포물의 최종 마감재로 사용되는 것으로, 피도포물을 완전히 은폐시켜 보호하는 기능과 그 외관에 다양한 색상을 부여하여 아름답게 꾸미는 역할을 하며, 특히, 산업 및 경제 전 분야가 발전하면서, 외관을 아름답게 꾸미는 미장 효과로서의 역할을 크게 담당하고 있다.
아울러, 각종 공업품 및 건축물 등의 고급화는 페인트의 색채에 의해 크게 좌우되는 경향이 있으며, 특히 페인트 색채의 다양성은 소비자에게 선택의 폭을 보다 광범위하게 제공한다.
하지만, 상기와 같은 경향에도 불구하고 종래의 페인트는 특정 색상만을 구현함에 따라 일정기간 후에는 피도포물에 대한 식상함을 느끼게 되는 문제점이 있었다.
이로 인해 각종 공업품의 경우, 해당 기능이 그대로 유지됨에도 불구하고 색체에 의한 식상함에 의해 새로운 색체의 공업품을 구매하게 되는 등 구매 자금에 대한 부담을 주고 있는 실정이며, 건축물의 경우, 새로운 색체의 페인트를 도포하기 위해서는 막대한 비용이 소모되는 문제점이 있었다.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허문헌 1에서는 비스페놀 에이(A) 또는 비스페놀 에프(F) 타입의 에폭시 0~70중량%, 변성에폭시 3~100중량%를 주제로 하고, 에폭시 경화제 2~40중량%에 이산화티탄, 경화촉매, 소포제, 평활제등에 감온, 시온성 원료 0.1~40중량%를 포함하는 분체도료로써, 온도변화에 따라 색상을 가변시킬 수 있는 분체도료를 제안하였다.
하지만 상기와 같은 종래의 기술은 그 차이가 미비한 온도라는 매개체로 색상을 변화시킴에 따라 그 색상의 가변성이 매우 미비한 문제점이 있었다.
: 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0097388호 "시온, 감온성(Thermochromic) 원료를 포함하는 에폭시타입, 에폭시-폴리에스테르 타입 분체도료의 제조 및 그 조성물"
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 본 발명의 출원인이 권리자로 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-0381370호의 "마이크로 캡슐의 제조방법"을 활용하여 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료를 제조하고, 이를 페인트 조성물에 포함시킴으로써, 태양광, 자외선 등의 조사여부, 세기, 범위 등에 의해 페인트의 색상이 전부 표출 또는 일부 표출 또는 표출되지 않는 등 가변할 수 있게 되며, 이로 인해 각종 공업품 및 건축물 등 다양한 피도포물에 대한 식상함의 주기를 초월하여 미적 아름다움을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물에 있어서,
수지 100 중량부에 대하여, 용제 30 ~ 50 중량부, 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료 20 ~ 30 중량부, 체질안료 50 ~ 80 중량부 및 첨가제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.
이때, 상기 첨가제는, 수지 100 중량부에 대하여, 증점제 1 ~ 5 중량부, 가소제 1 ~ 5 중량부, 분산제 1 ~ 5 중량부 및 소포제 1 ~ 5 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료는, 2 ~ 5% 젤라틴 수용액 100 중량부에 대하여, 색소 20 ~ 25 중량부를 첨가하고 5500 ~ 6500rpm으로 교반하면서 직경 1 ~ 2㎛의 유적(油滴)을 형성시킨 후, 15 ~ 20% 황산암모늄 수용액을 3 ~ 8 중량부로 투입하고 35 ~ 45℃에서 3 ~ 7분간 유화(乳化)한 후, 멜라민 수지 20 ~ 25 중량부를 투입하고, 55 ~ 65℃에서 교반속도 6500 ~ 7500rpm을 유지하면서 50분 ~ 1시간 교반하여 평균직경이 0.80 ~ 0.90㎛의 마이크로 캡슐타입으로 제조된 안료인 것이 바람직하다.
본 발명은 본 발명의 출원인이 권리자로 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-0381370호의 "마이크로 캡슐의 제조방법"을 활용하여 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료를 제조하고, 이를 페인트 조성물에 포함시킴으로써, 태양광, 자외선 등의 조사여부, 세기, 범위 등에 의해 페인트의 색상이 전부 표출 또는 일부 표출 또는 표출되지 않는 등 가변할 수 있게 되며, 이로 인해 각종 공업품 및 건축물 등 다양한 피도포물에 대한 식상함의 주기를 초월하여 미적 아름다움을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 페인트를 도포한 목재 판재의 색상변화를 확인하기 위한 실물사진
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하며, 상세한 설명에서 일반적인 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다.
본 발명은 수지 100 중량부에 대하여, 용제 30 ~ 50 중량부, 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료 20 ~ 30 중량부, 체질안료 50 ~ 80 중량부 및 첨가제로 이루어진 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물로써, 태양광, 자외선 등의 조사여부, 세기, 범위 등에 의해 페인트의 색상이 전부 표출 또는 일부 표출 또는 표출되지 않는 등 가변할 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 수지는, 후술되어질 각 조성물 및 피도포물에 접착력을 부여하는 바인더(binder)로써 아크릴 수지, 에나멜 수지, 우레탄 수지 또는 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 페인트의 사용 용도에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용제는, 상기 수지를 용해하여 페인트가 적정 점도를 갖도록 조절하는 것으로써, 자일렌, 톨루엔, 아세톤, 메탄올, 부탄올, 이소프로판올, 메틸이소부틸케톤, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 용제를 사용할 수 있다.
한편, 상기 용제는 수지 100 중량부에 대하여, 30 ~ 50 중량부가 사용되는데 상기 용제의 사용량이 30 중량부 미만이면 페인트의 점도가 높아 작업성이 불량해질 우려가 있으며, 50 중량부를 초과할 경우, 점도가 낮아 흐름현상으로 인한 작업 상태가 불량해질 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료는, 본 발명의 출원인이 권리자로 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-0381370호의 "마이크로 캡슐의 제조방법"을 활용하여 제조하는 것으로, 구체적으로는 2 ~ 5% 젤라틴 수용액 100 중량부에 대하여, 색소 20 ~ 25 중량부를 첨가하고 5500 ~ 6500rpm으로 교반하면서 직경 1 ~ 2㎛의 유적(油滴)을 형성시킨 후, 15 ~ 20% 황산암모늄 수용액을 3 ~ 8 중량부로 투입하고 35 ~ 45℃에서 3 ~ 7분간 유화(乳化)한 후, 멜라민 수지 20 ~ 25 중량부를 투입하고, 55 ~ 65℃에서 교반속도 6500 ~ 7500rpm을 유지하면서 50분 ~ 1시간 교반하여 평균직경이 0.80 ~ 0.90㎛인 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료를 제조한다.
이때, 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료의 제조 조건이 상기 범위를 벗어날 경우, 색상이 가변성이 미비해질 우려가 있다.
아울러, 상기 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료는 수지 100 중량부에 대하여, 20 ~ 30 중량부가 사용되는데 상기 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료의 사용량이 20 중량부 미만이면 색상 및 색상의 가변성이 발현되지 않을 우려가 있으며, 30 중량부를 초과할 경우, 색상으로서의 기능향상 없이 다른 조성물들의 필수 함량을 감소시켜 조성물의 물성 등을 저해시킬 우려가 있다.
한편, 상기 색소는 자외선에 의해 발현하고자 하는 다양한 색상의 스피로옥사진(spiroxazine)계 색소 또는 오일을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 체질안료는 페인트의 피도포물에 대한 은폐력을 향상시키고 광택을 조절하기 위한 것으로써, 실리카, 바륨설페이트, 탄산 칼슘, 탈크, 마이카, 산화크롬, 산화철, 활석, 실리카, 황산바륨 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 체질안료는 수지 100 중량부에 대하여, 50 ~ 80 중량부가 사용되는데 상기 체질안료의 사용량이 50 중량부 미만이면 페인트의 점도가 낮아 흐름현상으로 인한 작업 상태가 불량해질 우려가 있으며, 80 중량부를 초과할 경우, 다른 조성물들의 필수 함량을 감소시켜 조성물의 물성 등을 저해시킬 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 첨가제는 페인트를 조성하기 위해 선택적으로 사용되는 첨가물로써, 공지된 다양한 첨가제를 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 일 실시예로써, 수지 100 중량부에 대하여, 증점제 1 ~ 5 중량부, 가소제 1 ~ 5 중량부, 분산제 1 ~ 5 중량부 및 소포제 1 ~ 5 중량부를 사용하였다.
상기 증점제는 페인트의 점도를 조절하고, 상기 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료의 침전을 방지하여 저장성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로써, 하이록시에칠셀룰로우즈, 하이드록시프로필세룰로우즈, 메칠셀룰로우즈, 폴리우레탄증점제, 람산검, 잔탄검, 하이드로우즈소디움리치움마그네슘실리케이트, 알루미늄옥테이트, 아크릴증점제 등을 사용할 수 있다.
또한, 가소제는 페인트의 피도물에 대한 접착력을 상승시키기 위해 첨가되는 것으로써, 에틸렌 비닐 아세트산, 솔벤트 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 분산제는 상기 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료의 분산이 용이하게 이루어지도록 하기 위해 첨가되는 것으로써, KOREMUL NP-10, MD-20(BASF), Nopcosperse44s, BYK-181, BYK-153, Orotan #731, Triton #CF-10, NP-08, Surfynol #502, SHMP, Surfynol #104H75 등의 제품을 적용할 수 있다.
또한, 상기 소포제는 각 조성물의 혼합단계에서 기포를 감소시켜 페인트의 도포 시, 기포에 의한 불량을 방지하기 위해 첨가되는 것으로써, 탄화수소폴리글리콜계 소포제나 실리카, 불화실리콘 등을 사용할 수 있다.
이때, 상기 각 첨가제의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우, 해당 첨가제에 의한 상기 효과가 미비해지거나 또는 다른 조성물들의 필수 함량을 감소시켜 조성물의 물성 등을 저해시킬 우려가 있다.
한편, 구체적으로 한정하지는 않았지만, 페인트의 사용 용도, 사용 환경 등에 따라 침강방지제, 방향제, 습윤제, 표면조정제, 동결방지제 등을 더 첨가할 수도 있다.
이하 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트의 제조
(실시예 1)
아크릴 수지 100 중량부에 대하여, 용제로써 이소프로판올 30 중량부, 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료 20 중량부, 체질안료로써 실리카 50 중량부, 증점제로써 하이록시에칠셀룰로우즈 1 중량부, 가소제로써 에틸렌 비닐 아세트산 1 중량부, 분산제로써 Triton #CF-10 1 중량부 및 소포제로써 탄화수소폴리글리콜계 소포제 1 중량부를 혼합하여 페인트를 제조하였다.
이때, 상기 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료는 2% 젤라틴 수용액 100 중량부에 대하여, 핑크색 색소 20 중량부를 첨가하고 5500rpm으로 교반하면서 직경 1㎛의 유적(油滴)을 형성시킨 후, 15% 황산암모늄 수용액을 3 중량부로 투입하고 35℃에서 3 분간 유화(乳化)한 후, 멜라민 수지 20 중량부를 투입하고, 55℃에서 교반속도 6500rpm을 유지하면서 50분 교반하여 평균직경이 0.80㎛의 마이크로 캡슐타입으로 제조된 안료를 사용하였다.
(실시예 2)
에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 용제로써 메틸이소부틸케톤 50 중량부, 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료 30 중량부, 체질안료로써 바륨설페이트 80 중량부, 증점제로써 하이드록시프로필세룰로우즈 5 중량부, 가소제로써 솔벤트 5 중량부, 분산제로써 Surfynol #502 5 중량부 및 소포제로써 불화실리콘 5 중량부를 혼합하여 페인트를 제조하였다.
이때, 상기 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료는 5% 젤라틴 수용액 100 중량부에 대하여, 연노랑 색소 25 중량부를 첨가하고 6500rpm으로 교반하면서 직경 2㎛의 유적(油滴)을 형성시킨 후, 20% 황산암모늄 수용액을 8 중량부로 투입하고 45℃에서 7분간 유화(乳化)한 후, 멜라민 수지 25 중량부를 투입하고, 65℃에서 교반속도 7500rpm을 유지하면서 1시간 교반하여 평균직경이 0.90㎛의 마이크로 캡슐타입으로 제조된 안료를 사용하였다.
(실시예 3)
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 페인트를 제조하되, 상기 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료에 보라색 색소를 적용하였다.
(실시예 4)
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 페인트를 제조하되, 상기 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료에 하늘색 색소를 적용하였다.
2. 자외선에 의한 색상의 변화 확인
상기 실시예 1 내지 4에 따른 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트를 도포한 목재 판재를 실외와 실내에 위치시킨 결과, 도 1에 도시된 바와 같이 자외선(태양광)이 조사되는 환경(실외)에서 색상이 점점 선명하게 표출되었고, 자외선이 조사되지 않는 환경(실내)에서 색상이 표출되지 않는 가변성을 보였다.
즉, 본 발명은 본 발명의 출원인이 권리자로 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-0381370호의 "마이크로 캡슐의 제조방법"을 활용하여 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료를 제조하고, 이를 페인트 조성물에 포함시킴으로써, 태양광, 자외선 등의 조사여부, 세기, 범위 등에 의해 페인트의 색상이 전부 표출 또는 일부 표출 또는 표출되지 않는 등 가변할 수 있게 되며, 이로 인해 각종 공업품 및 건축물 등 다양한 피도포물에 대한 식상함의 주기를 초월하여 미적 아름다움을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물을 설명하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물에 있어서,
    수지 100 중량부에 대하여, 용제 30 ~ 50 중량부, 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료 20 ~ 30 중량부, 체질안료 50 ~ 80 중량부 및 첨가제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 첨가제는,
    수지 100 중량부에 대하여, 증점제 1 ~ 5 중량부, 가소제 1 ~ 5 중량부, 분산제 1 ~ 5 중량부 및 소포제 1 ~ 5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 색가변성 마이크로 캡슐타입 안료는,
    2 ~ 5% 젤라틴 수용액 100 중량부에 대하여, 색소 20 ~ 25 중량부를 첨가하고 5500 ~ 6500rpm으로 교반하면서 직경 1 ~ 2㎛의 유적(油滴)을 형성시킨 후, 15 ~ 20% 황산암모늄 수용액을 3 ~ 8 중량부로 투입하고 35 ~ 45℃에서 3 ~ 7분간 유화(乳化)한 후, 멜라민 수지 20 ~ 25 중량부를 투입하고, 55 ~ 65℃에서 교반속도 6500 ~ 7500rpm을 유지하면서 50분 ~ 1시간 교반하여 평균직경이 0.80 ~ 0.90㎛의 마이크로 캡슐타입으로 제조된 안료인 것을 특징으로 하는 자외선에 의해 색상이 변하는 페인트 조성물.
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