KR20160049168A - Uv 경화형 무광 도료 조성물, 이를 적용한 데코시트 및 데코시트 제조방법 - Google Patents

Uv 경화형 무광 도료 조성물, 이를 적용한 데코시트 및 데코시트 제조방법 Download PDF

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Abstract

선형 폴리에스테르 폴리올로부터 제조된 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 상기 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트보다 중량평균분자량이 큰 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 다관능기 아크릴레이트계 모노머; 및 광개시제를 포함하는 UV 경화형 무광 도료 조성물, 이를 적용한 데코시트 및 상기 데코시트 제조방법 등을 제공한다.

Description

UV 경화형 무광 도료 조성물, 이를 적용한 데코시트 및 데코시트 제조방법{UV CURING TYPE MATT PAINT COMPOSITION, A DECORATION SHEET APPLIED THE SAME AND METHODS FOR MANUFACTURING THE DECORATION SHEET}
본 발명은 광학 UV 경화형 무광 도료 조성물, 이를 적용한 데코시트 및 데코시트에 관한 것이다.
가구, 싱크대, 도어 등 소재에 있어서 데코레이션을 목적으로 주로 코팅이나 데코레이션 시트 또는 데코시트가 사용되고 있다.
코팅 소재로 UV 경화형 고광택 코팅 도료의 경우, 단색만 구현이 가능하며, 도포되어 있는 도료의 황변 발생 및 시간 경과에 따른 광택도 저하의 문제점이 있다. 종래 UV 경화형 무광 도료 조성물의 경우 이관능기 올리고머만 사용하여 코팅층의 경화율이 떨어져 미경화물이 남고, 견고성이 떨어져 오염물 흡수가 용이한 문제점이 있다.
또한, 실내에서 사용되는 데코시트는 오염물질 등에 취약한 환경에 노출되어 있으므로, 내오염성이 추가적으로 요구된다.
본 발명은 선형 폴리에스테르 폴리올로부터 제조된 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 상기 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 보다 중량평균분자량이 큰 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 다관능기 아크릴레이트계 모노머 및 광개시제를 포함하는 UV 경화형 무광 도료 조성물 등을 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 선형 폴리에스테르 폴리올로부터 제조된 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 상기 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머보다 중량평균분자량이 큰 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 다관능기 아크릴레이트계 모노머; 및 광개시제; 를 포함하는 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제공한다.
상기 UV 경화형 무광 도료 조성물 고형분 100중량부에 대하여, 상기 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 30 내지 40 중량부, 상기 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 5 내지 15 중량부, 상기 다관능기 아크릴레이트계 모노머 20 내지 40 중량부로 포함하는 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제공할 수 있다.
상기 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량이 10000 내지 20000인 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제공할 수 있다.
상기 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량이 20000 내지 30000인 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제공할 수 있다.
상기 다관능기 아크릴레이트계 모노머는 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트(PETIA), 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 (DPHA) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제공할 수 있다.
상기 광개시제는 벤조인메틸에테르, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α, α-메톡시-α-하이드록시아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐) 페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2, 2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제공할 수 있다.
분산제, 소광제, 소포제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 더 포함하는 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명은 기재층; 및 상기 기재층 상부에 형성된 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 상기 전술한 바와 같은 무광 도료 조성물이 UV 경화되어 형성된 데코시트를 제공한다.
상기 기재층은 반투명 PVC(Polyvinyl chloride) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; Polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; Polyethylene naphthalate), 폴리카보네이트(PC; Polycarbonate), 사이클릭 올레핀 중합체 또는 공중합체(Cyclic olefin polymer or copolymer) 또는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI; Methylene diphenyl diisocyanate) 재질인 데코시트를 제공할 수 있다.
상기 코팅층은 2 내지 6㎛ 의 두께인 데코시트를 제공할 수 있다.
상기 코팅층의 경화율은 80 내지 90%인 데코시트를 제공할 수 있다.
본 발명은 (a) 기재층 상부에 상기 전술한 바와 같은 무광 도료 조성물을 코팅하는 단계; (b) 상기 코팅된 무광 도료 조성물을 오븐에서 건조하는 단계; 및 (c) 상기 건조된 무광 도료 조성물을 UV 경화하는 단계;를 포함하는 데코시트 제조방법을 제공한다.
상기 (a) 단계에서 상기 코팅은 바 코팅(bar coating), 롤 코팅(roll coating), 커튼 코팅(curtain coating), 그라비아 코팅(gravure coating) 중 선택된 적어도 하나의 방법에 따라 수행되는 데코시트 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 (b)단계에서 상기 건조는 50 내지 80°C 의 온도로 1 내지 2분간 수행되는 데코시트 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 (c)단계에서 상기 경화는 200 내지 600mJ/cm2 광량으로 수행되는 데코시트 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 UV 경화형 무광 도료 조성물은 기존의 선형 폴리에스테르 폴리올로부터 제조된 우레탄 아크릴레이트 올리고머만을 포함하는 기본 도료에 보다 큰 중량평균분자량을 갖는 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 다관능기 아크릴레이트계 모노머를 일정 중량부 포함시켜 경화율을 조절함으로써 견고한 코팅층을 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 데코시트는 상기 UV 경화형 무광 도료 조성물이 경화되어 형성된 코팅층을 포함함으로써 우수한 신율을 구현하는 동시에 내오염성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데코시트의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명자들은 UV 경화형 무광 도료 조성물에 대하여 연구하던 중, 선형 폴리에스테르 폴리올이 베이스인 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머만을 포함하는 기본 도료에 보다 큰 중량평균분자량을 갖는 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 다관능기 아크릴레이트계 모노머의 중량부를 조절하여 첨가함으로써 상기 도료 경화시 경화율을 조절할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하에서 기재의 “상부 (또는 하부)” 또는 기재의 “상 (또는 하)”에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
UV 경화형 무광 도료 조성물
본 발명은 선형 폴리에스테르 폴리올로부터 제조된 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 상기 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 보다 중량평균분자량이 큰 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 다관능기 아크릴레이트계 모노머; 및 광개시제; 를 포함하는 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제공한다.
상기 UV 경화형 무광 도료 조성물은 시트, 강판, 필름 등에 코팅 용도로 사용될 수 있고 이 때, 피코팅체의 내오염성을 향상시키고 코팅층에 크랙이 발생하지 않도록 우수한 신율을 가져야 한다. 이를 위하여 상기 UV 경화형 무광 도료 조성물은 선형 폴리에스테르 폴리올로부터 제조된 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머에 이보다 중량평균분자량이 큰 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 다관능기 아크릴레이트계 모노머를 포함함으로써, 상기 도료 코팅 후 경화시 일정 수준의 경화율을 유지하는 동시에 내오염성을 향상시키는 특성을 구현할 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 UV 경화형 무광 도료 조성물은 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 포함하는데 이는 이소시아네이트계 모노머와 폴리올이 중합반응하여 형성된 것으로, 상기 이소시아네이트계 화합물은 지방족 이소시아네이트계 화합물, 방향족 이소시아네이트계 화합물 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 1종 이상을 포함하고, 상기 폴리올은 선형 폴리에스테르 폴리올 화합물일 수 있다.
상기 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 선형 폴리에스테르 폴리올을 이소시아네이트 화합물과 반응시켜 제조함으로써, 결정형 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에테르계 폴리올을 사용하여 제조되는 우레탄 아크릴레이트 올리고머보다 내마모성, 유연성, 내열성등이 뛰어난 장점이 있다.
상기 선형 폴리에스테르 폴리올로부터 제조된 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량이 약 10000 내지 약 20000일 수 있다. 중량평균분자량이 상기 범위 미만이면 신율에 문제가 생기거나 초과시 미경화의 우려가 있다.
상기 UV 경화형 무광 도료 조성물 고형분 100중량부에 대하여, 선형 폴리올 폴리에스터로부터 제조된 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 약 30 내지 약 40 중량부 포함될 수 있다. 상기 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 약 30 중량부 미만으로 포함하면 신율에 이상이 생길 수 있고, 약 40 중량부를 초과하여 포함하면 미경화에 따른 제대로 된 물성 발현을 할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 UV 경화형 무광 도료 조성물은 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 보다 중량평균분자량이 큰 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트를 포함한다. 기본 도료에 추가로 다관능기 모노머를 첨가 하였을 때 신율이 150%이하로 떨어지게 되어 코팅층에 크랙(crack)이 발생하게 되는데, 이러한 문제점은 중량평균분자량이 큰 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 추가로 첨가함으로써 예방 할 수 있다.
상기 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량은 약 20000 내지 약 30000일 수 있다. 상기 중량평균분자량이 약 20000 미만인 경우 신율 테스트시 크랙이 발생할 수 있고, 약 30000을 초과하는 경우 미경화에 따른 제대로 된 물성 발현이 힘들 수 있어 경도 저하, 내오염성 저하, 공정 중 롤(roll)오염 등의 우려가 있다.
상기 UV 경화형 무광 도료 조성물 고형분 100중량부에 대하여, 상기 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 약 5 내지 15 중량부 포함될 수 있다. 상기 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 약 5 중량부 미만으로 포함하면 추가로 들어가는 다관능기 모노머에 의해 신율성이 떨어질 수 있고, 약 15 중량부를 초과하여 포함하면 경화가 잘 이뤄 지지 않아 미경화에 따른 내오염성 저하 등을 야기 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 UV 경화형 무광 도료 조성물은 다관능기 아크릴레이트계 모노머를 포함하는데, 이는 반응성이 빠른 모노머들을 첨가하여 상기 도료로 형성된 코팅층의 경화율을 높여 코팅도막을 더 견고하게 경화되게 하기 ?문에 오염물에 대한 흡수를 덜 하게 하여 내오염성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 다관능기 아크릴레이트계 모노머로는 광경화 가능한 다양한 아크릴레이트 모노머가 사용가능하고, 예를 들면, 1,2-에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,12-도데탄디올 아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트(neopentylglycol adipate) 디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산(hydroxyl puivalic acid) 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl) 디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메타)아크릴레이트, 디(메타)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴(allyl)화 시클로헥실 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메타)아크릴레이트 또는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌(fluorine) 등의 이관능기 아크릴레이트; 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 3 관능기 우레탄 (메타)아크릴레이트 또는 트리스(메타)아크릴록시에틸이소시아누레이트 등의 3관능기 아크릴레이트; 디글리세린 테트라(메타)아크릴레이트 또는 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트 등의 4관능기 아크릴레이트; 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트 등의 5관능기 아크릴레이트; 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 또는 우레탄 (메타)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트의 반응물 등의 6관능기 아크릴레이트 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 다관능기 아크릴레이트계 모노머의 관능기 수가 증가할수록 UV 경화 속도가 우수하고 반응성이 좋기 때문에, 4관능기 또는 6관능기 아크릴레이트 모노머가 바람직하고 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트(PETIA), 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 (DPHA)가 보다 바람직하다.
상기 UV 경화형 무광 도료 조성물 고형분 100중량부에 대하여, 다관능기 아크릴레이트계 모노머 약 20 내지 약 40 중량부로 포함할 수 있다. 약 20 중량부 미만을 포함하는 경우 상기 도료의 경화율은 65%에 미치지 못하여 오염물의 흡수가 용이하게 되어 내오염성이 저하될 우려가 있고, 약 40중량부 초과 첨가시 경화도가 너무 높아져 열성형시 코팅층에 크랙이 발생하는 문제점이 있다. 본 발명은 상기 범위의 중량부로 다관능기 아크릴레이트계 모노머를 포함함으로써 열성형을 견디며 내오염성을 향상시킬 수 있도록 일정 수준의 경화율을 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 UV 경화형 무광 도료 조성물은 광개시제를 포함하는데, 상기 광개시제는 벤조인메틸에테르, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐) 페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2, 2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 UV 경화형 무광 도료 조성물이 광개시제를 포함함으로써 광조사시에 상기 광경화성 단량체가 경화될 수 있고, 이로써 상기 UV 경화형 무광 도료 조성물로부터 경화물을 형성할 수 있다.
상기 UV 경화형 무광 도료 조성물 고형분 100중량부에 대하여, 상기 광개시제는 약 0.1 내지 약 5중량부로 포함할 수 있다. 상기 범위 미만인 경우에는 빛을 조사하더라도 충분한 경화반응이 진행되지 않아 미반응 화합물이 남게되는 문제가 있으며, 상기 범위를 초과하면 경화율 조절이 어렵고 표면에 잔류하는 문제가 생긴다. 상기 분산제가 상기 범위의 중량부로 포함됨으로써, 상기 UV 경화형 무광 도료 조성물의 광경화 효율이 극대화될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 UV 경화형 무광 도료 조성물은 분산제, 소광제, 소포제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 UV 경화형 무광 도료 조성물은 고형분 100중량부에 대하여, 분산제, 소광제, 소포제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 5 내지 20 중량부 포함할 수 있다. 상기 분산제를 사용하여 소광제의 응집현상을 방지하고, 도료 저장성 및 도료와의 상용성을 향상시킬 수 있다. 상기 소광제를 사용하여 소광 효과를 부여하여 무광 구현이 용이할 수 있고, 소광제의 응집현상을 방지하고, 도료 저장성을 향상시키고 백화현상을 방지할 수 있다. 상기 소포제를 사용하여 소포성을 부여하고, 강한 실리콘의 소포제 사용하면서도 표면 레벨링성을 유지할 수 있다.
데코시트
또한, 본 발명은 기재층; 및 상기 기재층 상부에 형성된 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 전술한 무광 도료 조성물이 UV 경화되어 형성된 데코시트를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 데코시트의 단면을 간략히 나타낸 것이다.
도1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 데코시트(100)는 기재층(10) 및 본 발명에 따른 UV 경화형 무광 도료 조성물로 형성된 코팅층(20)으로 이루어진다.
상기 기재층(10)은 유리; 투명 필름; 또는 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리비닐수지 등의 중합체 시트일 수 있다. 상기 제1 기재층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; Polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; Polyethylene naphthalate), 폴리카보네이트(PC; Polycarbonate), 사이클릭 올레핀 중합체 또는 공중합체(Cyclic olefin polymer or copolymer) 또는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI; Methylene diphenyl diisocyanate) 재질일 수 있고, 바람직하게는 반투명 PVC(Polyvinyl chloride)일 수 있다. 반투명 PVC 필름을 사용하는 것이 경제적 측면, 가공성, 열안정성 및 투명성 측면에서 가장 바람직하다. 또한, 상기 기재층의 표면은 당업자에게 알려진 표면처리, 예를 들어 코로나, 플라즈마 등의 표면처리로 개질하여 후속 공정 시 부착성, 표면장력 등을 조절하는 것도 가능하다.
상기 기재층(10)의 상부 또는 하부에 프라이머층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 프라이머층은 기재층(10)과 인접한 층 사이의 온도 전달을 제어하고, 기재층(10)과 인접한 층과의 접착성을 향상시킬 수 있다. 이러한 프라이머층에 적합한 소재로는 아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 코팅층(20)의 두께는 약 2 내지 약 6㎛ 의 일 수 있고, 구체적으로 약 3 내지 약 4㎛ 일 수 있다. 상기 코팅층(20)의 두께가 약 2㎛ 미만인 경우, 형성에 따른 코팅층(20)의 두께 균일성을 확보하기 힘든 문제점이 있고, 약 6㎛ 초과하는 경우, 코팅층(20) 형성을 위한 경화성이 저하되며, 경화 이후 코팅층(20)이 크랙에 대해 취약해지는 문제점이 있어, 상기 범위에서 내오염성 및 경도가 우수한 코팅층(20)을 구현할 수 있다.
또한, 상기 코팅층(20)의 경화율은 약 80 내지 약 90%일 수 있다. 상기 경화율은 전술한 UV 경화형 무광 도료 조성물에 다관능기 아크릴레이트계 모노머를 첨가함으로써 조절할 수 있는 것으로, 본 발명에서는 상기 다관능기 아크릴레이트계 모노머, 바람직하게는 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트(PETIA) 또는 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 (DPHA)를 약 5 내지 약 15 중량부로 첨가함으로써 상기 경화율을 만족하는 코팅층(20)을 형성할 수 있어 우수한 내오염성 및 신율 특성을 구현할 수 있다.
데코시트 제조방법
또한 본 발명은, (a) 기재층 상부에 본 발명에 따른 무광 도료 조성물을 코팅하는 단계; (b) 상기 코팅된 무광 도료 조성물을 오븐에서 건조하는 단계; 및 (c) 상기 건조된 무광 도료 조성물을 UV 경화하는 단계;를 포함하는 데코시트 제조방법을 제공한다.
상기 (a)단계는 기재층 상부에 본 발명에 따른 무광 도료 조성물을 코팅하는 단계이다. 무광 도료 조성물의 구체적인 물성은 전술한 바와 같다.
상기 (a)단계에서 상기 코팅층은 바 코팅(bar coating), 롤 코팅(roll coating), 커튼 코팅(curtain coating), 그라비아 코팅(gravure coating) 중 선택된 적어도 하나의 방법에 따라 수행될 수 있으나 이에 한정되지는 않으며, 바람직하게는 바 코팅법을 사용한다. Bar-coating 기법이란, bar coater를 사용하여 얇은 코팅을 형성시키는 것으로, 페인트, 코팅제들로 기재 표면에 정밀한 일정 두께의 코팅층을 형성할 수 있는 장점이 있다.
상기 (b)단계는 상기 코팅된 무광 도료 조성물을 오븐에서 건조하는 단계이다. 상기 건조는 약 50°C내지 약 80°C 의 온도로 약 1 내지 약 2분간 수행될 수 있다. 상기 온도 및 시간 범위를 만족함으로써 적절한 경화율을 구현하여 우수한 내오염성 및 신율 특성을 가지는 데코시트를 제조할 수 있다.
상기 (c)단계는 상기 건조된 무광 도료 조성물을 UV 경화하는 단계이다. 상기 (c)단계에서 상기 건조된 무광 도료 조성물은 약 200 내지 약 600mJ/cm2 광량으로 UV 경화될 수 있다. 약 200 mJ/cm2 미만의 광량으로 UV조사시 경화율이 떨어지는 문제가 있으며, 약 600 mJ/cm2 초과의 광량으로 광조사시 기재층이 열에 의해 손상 될 우려가 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 실시예 비교예 >
실시예
실시예 1
UV 경화형 무광 도료 조성물 고형분 100중량부 에 대하여, 선형 폴리에스테르 폴리올로부터 제조된 중량평균분자량이 15000인 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 35 중량부, 중량평균분자량이 25000인 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 10 중량부; 다관능기 아크릴레이트계 모노머 PETIA 25 중량부, 광개시제 4 중량부, 및 첨가제 15 중량부를 배합하여 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제조하였다.
이후, 반투명 PVC필름 상부에 상기 UV 경화형 무광 도료 조성물을 BAR COATING기법으로 4㎛ 두께로 도포하여 코팅층을 형성하고, 오븐에서 50~80°C의 온도로 1~2분간 건조하였다. 건조된 상기 시편을 200~600mJ/cm2의 광량으로 UV 조사하여 코팅층을 경화시켜 데코시트 시편을 제조하였다.
실시예 2
제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 고형분 기준 15 중량부 포함하는 점을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 데코시트를 제조하였다.
비교예 1
선형 폴리에스테르 폴리올이 베이스인 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 70 중량부, 광개시제 4 중량부, 및 첨가제 15 중량부를 배합하여 UV 경화형 무광 도료 조성물을 제조한 점을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 데코시트를 제조하였다.
비교예 2
다관능기 아크릴레이트계 모노머로 PETIA를 45 중량부 포함하는 점을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 데코시트를 제조하였다.
비교예 3
중량평균분자량이 25000인 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 대신 중량평균분자량이 2000인 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 10 중량부로 포함하는 점을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 데코시트를 제조하였다.
실험예
1) 경화율의 측정
Vertex 70 FT-IR 스펙트로미터(Bruker, Germany)를 이용하여 경화율을 측정하여 그 결과는 표2에 나타내었다.
2) 내오염성 평가
내오염 평가 기준(표1) DIN 68861-1: 1981-12에 따라 내오염성을 평가하였고, 그 결과는 표2에 나타내었다.
평가 Grade
변화없음 0
광택이나 색상의 극소 변화 1
표면층 변화없이, 광택이나 색상의 가벼운 변화 2
표면층 변화없이, 광택이나 색상의 심한 변화 3
표면층 손상 있고, 광택이나 색상의 심한 변화 4
표면층 벗겨지거나 파괴 5
3) 신율 측정
UTM-Zwick/Roell Z100을 이용하여 신율을 측정하였고, 그 결과는 표2에 나타내었다.
경화율(%) 내오염 평가 결과(색칠 후 16시간 후 EtOH로 세척) 신율
실시예1 80~90 2~3 150%이상 無
실시예2 80-85 3~4 150%이상 無
비교예1 50~64 5 150%이상 無
비교예2 92~98 1~2 150%에서 Crack
비교예3 92~98 1~2 150%에서 Crack
상기 실시예 1 내지 2의 데이터를 통하여 비교예 1 내지 3 보다 본 발명에 따른 데코시트가 경화율 향상에 따른 내오염성이 우수한 점을 확인할 수 있다. 특히, 실시예1이 내오염성 평가 결과 및 신율에 있어서 가장 우수한 결과를 나타낸다. 비교예1은 경화율이 좋지 않아 오염물질이 코팅층 내부로 스며들어 내오염 평가 결과가 좋지 않음을 알 수 있고, 비교예2는 경화율은 좋은 반면, 과도한 경화로 인해 코팅층에 크랙이 발생하여 데코시트의 코팅층으로서 적합하지 않음을 알 수 있다. 비교예3은 중량평균분자량이 20000 내지 30000인 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 첨가하는 본 발명과 다르게, 중량평균분자량이 2000으로 작은 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 첨가한 경우로 신율에 문제가 있는 것을 확인하였다. 실시예의 경우 적정 경화율 80 내지 90을 유지함으로써 우수한 내오염성을 구현함과 동시에 코팅층에 크랙이 발생하지 않아 데코시트에 적용하기에 적합하다.

Claims (15)

  1. 선형 폴리에스테르 폴리올로부터 제조된 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머;
    상기 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머보다 중량평균분자량이 큰 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머;
    다관능기 아크릴레이트계 모노머; 및
    광개시제; 를 포함하는
    UV 경화형 무광 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 UV 경화형 무광 도료 조성물 고형분 100중량부에 대하여, 상기 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 30 내지 40 중량부, 상기 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 5 내지 15 중량부, 상기 다관능기 아크릴레이트계 모노머 20 내지 40 중량부로 포함하는
    UV 경화형 무광 도료 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량이 10000 내지 20000인
    UV 경화형 무광 도료 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 이관능기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량이 20000 내지 30000인
    UV 경화형 무광 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다관능기 아크릴레이트계 모노머는 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트(PETIA), 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 (DPHA) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나 이상을 포함하는
    UV 경화형 무광 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광개시제는 벤조인메틸에테르, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α, α-메톡시-α-하이드록시아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐) 페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2, 2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는
    UV 경화형 무광 도료 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    분산제, 소광제, 소포제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 더 포함하는
    UV 경화형 무광 도료 조성물.
  8. 기재층; 및
    상기 기재층 상부에 형성된 코팅층을 포함하고,
    상기 코팅층은 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 무광 도료 조성물이 UV 경화되어 형성된
    데코시트.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 기재층은 반투명 PVC(Polyvinyl chloride) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; Polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; Polyethylene naphthalate), 폴리카보네이트(PC; Polycarbonate), 사이클릭 올레핀 중합체 또는 공중합체(Cyclic olefin polymer or copolymer) 또는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI; Methylene diphenyl diisocyanate) 재질인
    데코시트.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 코팅층은 2 내지 6㎛ 의 두께인
    데코시트.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 코팅층의 경화율은 80 내지 90%인
    데코시트.
  12. (a) 기재층 상부에 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 무광 도료 조성물을 코팅하는 단계;
    (b) 상기 코팅된 무광 도료 조성물을 오븐에서 건조하는 단계; 및
    (c) 상기 건조된 무광 도료 조성물을 UV 경화하는 단계;를 포함하는
    데코시트 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 코팅은 바 코팅(bar coating), 롤 코팅(roll coating), 커튼 코팅(curtain coating), 그라비아 코팅(gravure coating) 중 선택된 적어도 하나의 방법에 따라 수행되는
    데코시트 제조방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 상기 건조는 50 내지 80°C 의 온도로 1 내지 2분간 수행되는
    데코시트 제조방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 (c)단계에서 상기 경화는 200 내지 600mJ/cm2 광량으로 수행되는
    데코시트 제조방법.

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