KR20150073335A - 무광 도료 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무광 도료 조성물 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것으로서, 솔벤트가 없는 무용제 타입이어서 친환경적이고, 무광엠보가 처리된 PET를 필름을 이용한 PET Through Cure System으로 무광구현을 하기 때문에 소광제를 함유하지 않아서 광스크래치성 및 내오염성이 아주 우수한 효과를 가지고 있다. 또한 솔벤트가 없는 무용제 타입이어서 건조를 위해서 온도를 올릴 필요 없이 UV 경화 후 바로 건조가 가능하기 때문에 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이를 위해 특히, 광개시제 2내지 5중량부; 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40 내지 50중량부; Acrylic Acrylate Oligomer 20 내지 30중량부; 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 10 내지 20중량부; 헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 10 내지 20중량부; 및 레벨링제 1 내지 2중량부를 포함하는 무광 도료 조성물 및 이를 이용한 코팅방법이 개시된다.

Description

무광 도료 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법{MATT PAINT COMPOSITION AND COATING METHOD USING THE THEREWITH}

본 발명은 무광 도료 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 솔벤트(solvent)가 없는 무용제 타입이어서 친환경적이며, 내오염성이 우수한 제품을 구현하기 위해서 무광엠보가 처리된 PET를 필름을 이용하여 PET Through Cure System이 가능한 UV 경화형 무광 도료 조성물에 관한 것이다.

종래의 UV 경화형 무광 도료를 이용한 제품은 PVC Sheet의 일면에 UV 경화형 코팅액을 마이크로 그라비아 코팅방식으로 코팅하여 솔벤트를 함유하고 있기 때문에 솔벤트를 건조시키고, UV 경화시키는 단계로 이루어지며, 종래 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2007-0072643호 등이 있었다.

그러나 종래의 UV 경화형 무광 도료를 이용한 제품은 솔벤트를 함유하고 있기 때문에 친환경적이지 못하다는 문제가 있었다.

또한, 무엇보다도 무광구현을 위해서 소광제를 어느 정도 함유 하고 있기 때문에 광스크래치성(이광현상)이 떨어지고, 무엇보다 내오염성이 많이 떨어지는 문제점을 가지고 있었다.

따라서, 솔벤트가 없는 무용제 타입이어서 친환경적이고, 소광제를 함유하지 않아서 광스크래치성 및 내오염성이 아주 우수한 무광엠보가 처리된 PET를 필름을 이용한 PET Through Cure System이 가능한 UV 경화형 무광 도료의 개발이 요구된다 할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 필요에 의해 창출된 것으로서, 본 발명의 제1목적은솔벤트가 없는 무용제 타입이어서 친환경적이고, 건조를 위해서 온도를 올릴 필요 없이 UV 경화 후 바로 건조가 가능하기 때문에 에너지를 절감할 수 있으며, PVC Sheet에 대해 우수한 부착력을 가지는 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제공하는 데 있다.

또한, 제2목적은 소광제를 전혀 사용하지 않고 무광엠보가 처리된 PET필름 이용한 PET Through Cure System이기 때문에 내오염성과 광스크래치성이 아주 우수한 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제공하는데 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 광개시제 2 내지 5중량부; 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40 내지 50중량부; 아크릴 아크릴레이트 올리고머(Acrylic Acrylate Oligomer) 20 내지 30중량부; 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 10 내지 20중량부; 및 헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 10 내지 20중량부; 를 포함하는 무광 도료 조성물에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 무광 도료 조성물에는 레벨링제 1 내지 2중량부가 첨가될 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 광개시제 2 내지 5중량부와 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40 내지 50중량부와 아크릴 아크릴레이트 올리고머(Acrylic Acrylate Oligomer) 20 내지 30중량부와 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 10 내지 20중량부와 헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 10 내지 20중량부를 포함하는 무광 도료 조성물을 제조하는 A단계; 상기 무광 도료 조성물을 PVC Sheet에 코팅하는 B단계; 상기 코팅된 PVC Sheet를 무광처리된 PET 필름의 일면에 합지하는 C단계; 및 상기 합지된 PET 필름의 타면에서 UV 경화기로 경화하는 D단계;로 이루어지며, 상기 D단계는 UV 경화기를 300 내지 500(mJ)의 광량에서 5 내지 15(㎛)의 도막두께로 경화하는 단계로 마련되는 무광 도료 조성물을 이용한 코팅방법에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 B단계에서 상기 PVC Sheet의 표면에 코팅되는 무광 도료 조성물의 도막 두께는 5 내지 15(㎛)로 마련될 수 있다.

또한, 상기 D단계에서 상기 PET 필름은 무광엠보 처리된 것으로 마련될 수 있다.

이에 의해, 본 발명에 따른 무광 도료 조성물은, 솔벤트가 없는 무용제 타입이어서 친환경적이고, 건조를 위해서 온도를 올릴 필요 없이 UV 경화 후 바로 건조가 가능하기 때문에 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 소광제를 전혀 사용하지 않고 무광엠보가 처리된 PET필름 이용한 PET Through Cure System이기 때문에 내오염성과 광스크래치성 등이 아주 우수한 물성을 부여할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 무광 도료 조성물은, 광개시제(IC-184), 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 아크릴 아크릴레이트 올리고머(Acrylic Acrylate Oligomer), 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA), 헥산디올 디아크릴레이트(HDDA), 레벨링제로 구성된다. 즉, 상기 무광 도료 조성물은 광개시제, 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머, Acrylic Acrylate Oligomer를 주성분으로 하고, 단관능성 모노머와 다관능성 모노머 및 레벨링를 첨가하여 구성된다.

여기서, 광개시제는 2 내지 5중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 광개시제가 2중량부 미만이면 경화성이 떨어지는 문제가 생기고, 5중량부를 초과하면 황변문제 및 고분자가 형성되지 않아서 오염성이 떨어지는 문제점이 생기기 때문이다.

또한, 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 40 내지 50중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 40중량부 미만이면 경화성 및 경도가 떨어지는 문제가 생기고, 50중량부를 초과하면 경도가 너무 높아서 무광엠보 구현이 잘 되지 않는 문제가 생기기 때문이다. 3관능 초과의 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용하면 부착성과 무광구현이 떨어지고, 2관능 이하의 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용하면 경도 및 오염성이 떨어지는 문제점이 발생한다. 따라서 코팅액 조성물에 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용함으로써 경도, 부착성, 오염성, 무광구현을 만족시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 아크릴 아크릴레이트 올리고머(Acrylic Acrylate Oligomer)는 20 내지 30중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 Acrylic Acrylate Oligomer가 20중량부 미만이면 전체적인 도막경도가 높아서 무광구현이 되지 않는 문제가 생기고, 30중량부를 초과하면 경도가 떨어지는 문제가 생기기 때문이다. 또한 상기 Acrylic Acrylate Oligomer의 Tg(유리전이온)는 25이상 40이하인 것이 바람직하다. 이는 25미만일 때는 오염성이 현저히 떨어지는 문제점이 발생하고, 40초과인 경우에는 무광구현이 되지 않는 문제점이 발생하기 때문이다.

또한, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA)는 10 내지 20중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA)가 10중량부 미만이면 도료 조성물의 점도가 너무 높아서 작업성이 떨어지는 문제가 생기고, 20중량부를 초과하면 단관능 모노머이기 때문에 경화성이 떨어져서 오염성, 경도가 떨어지는 문제가 생기기 때문이다.

또한, 헥산디올 디아크릴레이트(HDDA)는 10 내지 20중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 헥산디올 디아크릴레이트(HDDA)가 10중량부 미만이면 경화성이 떨어지는 문제가 생기고, 20중량부를 초과하면 도료 조성물의 모노머의 함량이 많아져서 경도가 떨어지는 문제가 생기기 때문이다.

한편, 본 발명에 따른 무광 도료 조성물에는 레벨링제가 1 내지 2중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 레벨링제가 1중량부 미만이면 표면 슬립성이 떨어져서 경도가 다소 떨어지는 문제점이 발생하며, 2중량부를 초과하면 소포성 및 경화성이 떨어지는 문제가 생기기 때문이다.

여기서, 본 발명에 사용될 수 있는 레벨링제는 Byk-302, Byk-307, Byk-322, Byk-323, Byk-348, Byk-3455, Byk-3500, Byk-3570 등이 있으며, 바람직하게는 Byk-3500, Byk-3570 등을 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 무광 도료 조성물에 대한 각각의 실시예 1 내지 9에서는 하기와 같은 다양한 실험 방법들에 의해 무광 도료 조성물의 물성 등을 측정하였으며, 당업계의 기술자에게 자명한 수단에 의한 성질들을 정의하기 위한 목적으로 하기 실험 방법들을 이용하였다. 여기서, 각 실시예에 적용된 도료 조성물은 여러 종류의 배합비로 테스트 한 후, UV 경화기(메탈할라이드 Lamp) 조건, 도막두께에 따라 가장 양호한 배합으로 구성한 실시예이다.

실험환경 조건

실험환경, 즉 실험을 행하는 장소는 온도 20±2(℃), 습도 65±5(%) (이하 '실온'이라 함)에서 일광의 직사가 없고 가스, 증기, 먼지 및 통풍이 매우 적은 장소로 하고, 실험 시편은 원칙적으로 도장 후 72 시간 이상 방치된 것을 실험에 사용하였다.

경화성 평가

오염성 및 광스크래치성이 우수한 UV 무광 도료 조성물을 적용기재에 도포 시킨 후, 무광엠보가 처리된 50마이크론 PET Film으로 합지한 후 메탈할라이드 Lamp 300~500(mJ)로 PET Through Cure를 한 후에, 손톱 스크래치로 오염성 및 광스크래치성이 우수한 UV 무광 도료 조성물의 경화성을 평가하였다.

광택 평가

오염성 및 광스크래치성이 우수한 UV 무광 도료 조성물을 적용기재에 도포시킨 후, 무광엠보가 처리된 50마이크론 PET Film으로 합지한 후 메탈할라이드 Lamp 300~500(mJ)로 PET Through Cure를 한 후에, 광택기(60°Gloss)로 측정하여 평가하였다.

부착성 평가

오염성 및 광스크래치성이 우수한 UV 무광 도료 조성물을 적용기재에 도포시킨 후, 무광엠보가 처리된 50마이크론 PET Film으로 합지한 후 메탈할라이드 Lamp 300~500(mJ)로 PET Through Cure를 한 후에, 경화된 도막에 크로스 컷팅(Cross Cutting) 테스트 방법을 실시하였으며, 이때 유리 테이프를 사용하였다. 시편에 형성된 막 또는 층을 1mm*1mm 크기로 100개의 바둑판 모양의 절편으로 절단한 후 절편 상에 유리 테이프를 부착한 후 떼어내어 떨어지는 절편의 개수를 측정하여 부착성을 평가하였다.

오염성 평가

오염성 평가는 생활오염물질(커피, 녹차, 포도주 등)을 오염 4시간후, 휴지로 제거한 다음 육안 판정하여 평가하였다.

경도 평가

경도 평가는 미쓰비시 연필을 사용해 45°경사, 1Kg 하중을 적용하여 2cm 이동시 도막의 이상 여부를 평가하였다.

(H는 Hard(심의 단단한 정도)를 표시하고, B는 Black(심의 무른 정도)을 표시한다. 따라서, H숫자가 높을수록 단단하며 B의 숫자가 높을수록 부드럽다. 연필경도는 10H에서 8B까지 표시하는데, F는 HB와H의 중간정도를 나타낸다.)

광스크래치 평가

광스크래치 평가는 경화된 도막을 경화된 도막에 손톱으로 스크래치를 낸 후에 광택변화(이광현상)를 육안으로 판정하여 평가하였다.

표 1은 오염성 및 광스크래치성이 우수한 UV 무광 도료 조성물의 성분 및 함량을 나타낸 것이다.

성 분	함 량
광개시제(IC-184)	5 중량부
3관능 우레탄 아크릴레이트	43 중량부
Acrylic Acrylate Oligomer	20 중량부
테트라하이드로 퍼퓨릴 아크릴레이트	15 중량부
헥산디올 디아크릴레이트	15 중량부
레벨링제	2 중량부

표 2 내지 4는 오염성 및 광스크래치성이 우수한 UV 무광 도료 조성물의 물성평가 결과를 나타낸 것이다.

광량		300mJ
도막두께		실시예1(5마이크론)	실시예2(10마이크론)	실시예3(15마이크론)
광택		7	15	19
경화성		불량	불량	불량
부착성		90/100	85/100	85/100
연필경도		HB	HB	HB
오염성	커피	불량	불량	불량
	녹차	양호	양호	양호
	포도주	불량	불량	불량
광스크래치		불량	불량	불량

광량		400mJ
도막두께		실시예4(5마이크론)	실시예5(10마이크론)	실시예6(15마이크론)
광택		8	17	21
경화성		양호	양호	양호
부착성		100/100	95/100	95/100
연필경도		F	F ~ H	H
오염성	커피	불량	불량	불량
	녹차	양호	양호	양호
	포도주	양호	양호	양호
광스크래치		양호	양호	양호

광량		500mJ
도막두께		실시예7(5마이크론)	실시예8(10마이크론)	실시예9(15마이크론)
광택		9	19	25
경화성		양호	양호	양호
부착성		100/100	100/100	95/100
연필경도		H~2H	2H	2H
오염성	커피	양호	양호	양호
	녹차	양호	양호	양호
	포도주	양호	양호	양호
광스크래치		양호	양호	양호

표 2 내지 4의 오염성 및 광스크래치성이 우수한 UV 무광 도료 조성물의 물성평가 결과에서 알 수 있듯이, 오염성 및 광스크래치성이 우수한 UV 무광 도료 조성물은 광량은 500mJ에서 도막두께는 5마이크론일 때 가장 이상적인 요구물성을 만족함을 알 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 무광 도료 조성물을 이용한 코팅방법에 대해 설명한다.

먼저, 3관능 우레탄 아크릴레이트 및 Acrylic Acrylate Oligomer를 이용한 UV 무광 도료 조성물을 제조한다.(A단계)

여기서, 상기 A단계를 통해 제조되는 무광 도료 조성물은 광개시제 2 내지 5중량부와 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40 내지 50중량부와 아크릴 아크릴레이트 올리고머(Acrylic Acrylate Oligomer) 20 내지 30중량부와 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 10 내지 20중량부와 헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 10 내지 20중량부를 포함한다.

다음, 상기 A단계에서 제조된 무광 도료 조성물은 PVC Sheet에 코팅한다.(B단계)

여기서, 상기 B단계에서 상기 PVC Sheet의 표면에 코팅되는 무광 도료 조성물의 도막 두께는 5~15(㎛)이다.

다음, 상기 B단계에서 코팅된 PVC Sheet를 무광처리된 PET 필름의 일면에 합지시킨다.(C단계)

다음, 상기 C단계에서 합지된 PET 필름의 타면에서 UV 경화기로 경화시킨다.(D단계)

여기서, 상기 D단계는 UV 경화기를 300 내지 500(mJ)의 광량에서 5 내지 15 마이크론 도막두께로 경화하는 단계이며, 상기 PET 필름은 무광엠보 처리된 필름으로 마련될 수 있다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (5)

1. 광개시제 2 내지 5중량부;
   3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40 내지 50중량부;
   아크릴 아크릴레이트 올리고머(Acrylic Acrylate Oligomer) 20 내지 30중량부;
   테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 10 내지 20중량부; 및
   헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 10 내지 20중량부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
   무광 도료 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 무광 도료 조성물에는 레벨링제 1 내지 2중량부가 첨가되는 것을 특징으로 하는
   무광 도료 조성물.
3. 광개시제 2 내지 5중량부와 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40 내지 50중량부와 아크릴 아크릴레이트 올리고머(Acrylic Acrylate Oligomer) 20 내지 30중량부와 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 10 내지 20중량부와 헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 10 내지 20중량부를 포함하는 무광 도료 조성물을 제조하는 A단계;
   상기 무광 도료 조성물을 PVC Sheet에 코팅하는 B단계;
   상기 코팅된 PVC Sheet를 무광처리된 PET 필름의 일면에 합지하는 C단계;
   상기 합지된 PET 필름의 타면에서 UV 경화기로 경화하는 D단계;로 이루어지며,
   상기 D단계는 UV 경화기를 300 내지 500(mJ)의 광량에서 5 내지 15(㎛)의 도막두께로 경화하는 단계인 것을 특징으로 하는
   무광 도료 조성물을 이용한 코팅방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 B단계에서 상기 PVC Sheet의 표면에 코팅되는 무광 도료 조성물의 도막 두께는 5 내지 15(㎛)인 것을 특징으로 하는
   무광 도료 조성물을 이용한 코팅방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 D단계에서 상기 PET 필름은 무광엠보 처리된 것을 특징으로 하는
   무광 도료 조성물을 이용한 코팅방법.