KR20190023776A - 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법 - Google Patents

오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법 Download PDF

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Abstract

오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법은 이소시아네이트-작용성 실란, 하이드록실-작용성 수지 및 알콕시-작용성 실리콘을 유기용매에 혼합한 코팅 조성물을 제조하여 대상물의 표면을 원하지 않는 표시로부터 보호하고 낙서(오염)가 잘 되지 않거나, 낙서(오염)가 되더라도 휴지나 마른 걸레, 물 등으로 쉽게 제거가 되어 초기 상태의 외관을 그대로 유지하는 효과가 있다.

Description

오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법{Transparent Coating Composition for Preventing Contamination and Method for Coating Usin the Same}
본 발명은 코팅제 조성물에 관한 것으로서, 특히 대상물의 표면을 원하지 않는 표시로부터 보호하고 낙서(오염)가 잘 되지 않거나, 낙서(오염)가 되더라도 휴지나 마른 걸레, 물 등으로 쉽게 제거가 되어 초기 상태의 외관을 그대로 유지하는 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법에 관한 것이다.
종래의 낙서(오염) 방지 코팅제는 하기의 선행문헌에 고리형 카르복실산, 무기 중축합물 및 α,ω-관능성 선형 올리고실록산을 기재로 한 무기 코팅 조성물에 관한 것이며, 또한 그의 제조 방법 및 그의 용도 및 그로 인해 얻어지는 비점착층에 관한 것이 개재되어 있다.
상기 낙서(오염) 방지 코팅제는 아크릴락카 스프레이, 유성매직, 수성매직 등으로 낙서(오염)를 할 경우, 낙서(오염) 형태가 잔존하거나 쉽게 제거되지 않아 오염이 발생하는 문제가 있었다.
이를 해결하기 위하여 종래의 낙서(오염) 방지 코팅제는 낙서(오염)가 잘 되더라도 강한 용제를 이용할 경우 잘 지워지는 특성을 갖도록 설계되는 것이 일반적이었다. 그러나 이와 같은 방법은 낙서(오염) 제거용 용제를 상시 구비할 수 없고, 처음부터 낙서(오염)가 잘 되지 않도록 한 것이 아니어서 낙서(오염) 방지를 위한 근본적인 해결 방법이 될 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 낙서(오염) 방지 코팅제는 처음부터 낙서(오염)가 잘 되지 않거나, 낙서(오염)가 되더라도 휴지나 마른 걸레, 물 등으로 쉽게 제거가 되어 초기 상태의 외관을 그대로 유지할 수 있는 낙서(오염) 방지 코팅제의 개발이 필요하다.
한국 등록특허번호 제10-0697176호("발명의 명칭: 무기 코팅 조성물, 그의 제조 방법 및 그의 용도")
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 이소시아네이트-작용성 실란, 하이드록실-작용성 수지 및 알콕시-작용성 실리콘을 유기용매에 혼합한 코팅 조성물을 제조하여 대상물의 표면을 원하지 않는 표시로부터 보호하고 낙서(오염)가 잘 되지 않거나, 낙서(오염)가 되더라도 휴지나 마른 걸레, 물 등으로 쉽게 제거가 되어 초기 상태의 외관을 그대로 유지하는 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물은,
이소시아네이트-작용성 실란, 하이드록실-작용성 수지 및 알콕시-작용성 실리콘을 유기용매에 혼합하여 낙서와 오염을 방지하는 코팅제 조성물인 것을 특징으로 한다.
상기 코팅제 조성물은 전체 조성물 100 중량부를 기준으로
상기 알콕시-작용성 실리콘 60 내지 80 중량부;
상기 이소시아네이트-작용성 실란 1 내지 5 중량부;
상기 하이드록실-작용성 수지 5 내지 25 중량부;
부착증진제 0.5 내지 3 중량부;
경화촉진제 0.1 내지 1 중량부;
수분흡수제 1 내지 6 중량부; 및
유기용매 50 내지 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따른 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물을 이용한 코팅 방법은,
코팅제 조성물의 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 이소시아네이트-작용성 실란 1 내지 5 중량부와, 하이드록실-작용성 수지 5 내지 25 중량부를 상온에서 혼합 반응시켜 준비하는 단계;
알콕시-작용성 실리콘 60 내지 80 중량부와, 부착증진제 0.5 내지 3 중량부와, 경화촉진제 0.1 내지 1 중량부와, 수분흡수제 1 내지 6 중량부 및 및 유기용매 50 내지 60 중량부를 교반하면서 순차적으로 혼합하는 단계; 및
상기 코팅제 조성물은 1회 도장 공정으로 5 내지 50㎛로 대상물에 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 이소시아네이트-작용성 실란, 하이드록실-작용성 수지 및 알콕시-작용성 실리콘을 유기용매에 혼합한 코팅 조성물을 제조하여 대상물의 표면을 원하지 않는 표시로부터 보호하는 낙서 방지 기능을 수행하는 효과가 있다.
본 발명은 코팅제 조성물의 코팅으로 인해 낙서(오염)가 잘 되지 않거나, 낙서(오염)가 되더라도 휴지나 마른 걸레, 물 등으로 쉽게 제거가 되어 초기 상태의 외관을 그대로 유지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물을 제조하는 과정을 나타낸 도면이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 실시예의 따른 낙서(오염) 방지 코팅제는 대상물의 표면을 원하지 않는 표시로부터 보호하고 표면 위에 낙서(오염)이 생기기 건에 도포할 수 있는 코팅제 조성물이다.
낙서(오염) 방지 코팅제는 처음부터 낙서(오염)가 잘 되지 않거나, 낙서(오염)가 되더라도 휴지나 마른 걸레, 물 등으로 쉽게 제거가 되어 초기 상태의 외관을 그대로 유지할 수 있다.
본 발명의 특정 실시형태는 상온, 습기-경화형 1성분계 코팅제 조성물에 관한 것이다. 본 발명에서 1성분은 단일 성분 시스템의 형태로 제공되는 코팅제 조성물을 지칭하며, 이때 모든 코팅 성분들은 단일 용기 내에서 합쳐지거나 저장된다.
본 발명에서 상온 습기-경화형이라는 용어는 피도물에 적용된 후, 10 내지 100%, 예컨대 25 내지 80%의 상대 습도 및 -10 내지 120℃, 예컨대 5 내지 80℃, 일부 경우 10 내지 60℃, 또 다른 경우 15 내지 40℃ 범위의 온도를 갖는 주위 공기의 존재 하에 경화를 달성할 수 있는 코팅제 조성물을 지칭한다.
본 발명에서 저장 안정성이라는 용어는 장기간(예컨대, 주위 조건에서 3달 이상의 기간)에 걸쳐 겔화 또는 고화되지 않고 코팅제 조성물의 적용에 적합한 점도 및 액체를 유지하는 코팅제 조성물을 지칭한다.
본 발명에서 경화라는 용어는 조성물의 임의의 경화성 성분이 적어도 부분적으로 경화된 코팅을 지칭한다.
특정 실시형태에서, 경화성 성분의 가교 밀도, 즉 가교도는 완전한 가교의 5 내지 100%, 예컨대 35 내지 85%, 또는 일부의 경우 50% 내지 85% 범위이다. 가교의 존재 및 정도, 즉 가교 밀도는 다양한 방법, 예컨대 질소 하에 수행되는 폴리머 레보러토리즈(Polymer Laboratories) MK III DMTA 분석기를 사용하는 동적 기계적 열 분석(DMTA)에 의해 결정될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
또한, 당업자가 이해하는 바와 같이, 경화 정도는 메틸 에틸 케톤(MEK)의 왕복 마찰에 대한 코팅의 내용매성을 시험함으로써 결정될 수 있다. 코팅에 대한 손상이 없는 왕복 마찰의 횟수가 많을수록 경화 정도가 더 높은 것이다. 이 시험에서는 메틸 에틸 케톤으로 포화된 두겹의 치즈클로스(Cheesecloth)를 집게 손가락으로 잡고 코팅 표면에 대해 45°각도로 유지한다. 마찰은 적정 압력에서 1회 왕복 마찰/초의 속도로 수행된다. 본 발명에서 코팅이 "완전히 경화된다"라고 언급되는 경우, 이는 코팅에 대한 손상 없이 100회, 일부의 경우 200회의 전술된 절차에 따른 메틸 에틸 케톤의 왕복 마찰에 저항성임을 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물은 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 알콕시-작용성 실리콘 60 내지 80 중량부, 이소시아네이트-작용성 실란 1 내지 5 중량부, 하이드록실-작용성 수지 5 내지 25 중량부, 부착증진제 0.5 내지 3 중량부, 경화촉진제 0.1 내지 1 중량부, 수분흡수제 1 내지 6 중량부 및 유기용매 50 내지 60 중량부를 포함한다.
알콕시-작용성 실리콘은 발수 발유 성능으로 낙서 방지 기능을 부여하고, 이소시아네이트-작용성 실란과 하이드록실-작용성 수지에 의한 우레탄 결합 폴리머는 부착성과 건조 속도의 성능을 부여한다. 코팅제 조성물은 전술한 함량 비율로 제조될 때 원하는 낙서 방지 기능과 부착, 건조 속도 증진 효과를 나타낼 수 있다.
투명 코팅제 조성물은 1회 도장 공정으로 5 내지 50㎛로 코팅하며, 바람직하게는 10 내지 30㎛로 코팅한다.
두께가 5㎛ 이하인 경우 내구성이 부족하여 낙서 방지 성능을 장기적으로 유지하기 어려우며 50㎛ 이상인 경우 평활성이 불량하여 균일한 도막을 형성하기 어려워 낙서 제거 성능이 저하된다.
알콕시-작용성 실리콘은 알콕시-작용성기(-OR, 이때 R은 알킬기 또는 아릴기임)만 포함하는 실리콘을 지칭한다. 본 발명의 과정에서 사용되는 가수분해될 수 있는 알콕시군을 포함하는 화학종은 적어도 하나의 유기적으로 개질된 알콕시실란 및/또는 그들로부터 유도된 예비 축합물을 포함한다. 본 발명에 적합한 유기적으로 개질된 알콕시실란의 일반식은 다음의 [화학식 1]과 같다.
Figure pat00001
상기 화학식 1에서 R3는 각각 독립적으로 탄소수 6 이하의 알킬기, 탄소수 6 이하의 아릴기, 탄소수 6 이하의 알콕시기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R4는 각각 독립적으로, 탄소수 6 이하의 알킬기 및 탄소수 6 이하의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특정 실시형태에서, R3 및 R4는 신속한 가수분해(이 반응은, 가수분해의 알콜 유사 생성물의 휘발성에 의해 유도됨)를 촉진하기 위해 6개 미만의 탄소 원자를 갖는 기를 포함한다.
특정 실시형태에서, "n"은, 상기 알콕시-작용성 실리콘이 400 내지 300,000, 바람직하게는 5,000 내지 100,000 범위의 중량 평균 분자량을 갖도록 선택된다.
특정 실시형태에서, 상기 알콕시-작용성 실리콘은 메톡시-작용성이다. 다른 실시형태에서, 상기 알콕시-작용성 실리콘은 페닐기, 메틸기 및 이들의 조합을 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 페닐기:메틸기의 비는 0.5:1 내지 1:1 범위이다.
본 발명에 사용하기 적합한 알콕시-작용성 실리콘은 시판되며, 비제한적으로, 예를 들어 메톡시-작용성 실리콘, 예컨대 다우 코닝사로부터 시판되는 DC-3074 및 DC-3037, 및 와커 실리콘스(Wacker Silicones)사로부터 시판되는 GE SR 191, SY-550 및 SY-231을 포함한다.
바람직하게는 첨가-중합 또는 축합-중합반응을 할 수 있는 상기 그룹을 포함하는 알콕시실란과 함께 사용될 수 있는 알콕시실란으로서 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라-n-프로폭시실란, 테트라-n-부톡시실란, 시클로헥실트리메톡시실란, 시클로펜틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 페닐에틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, 시클로헥실메틸디메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디이소프로필디메톡시실란, 페닐메틸디메톡시실란, 페닐에틸트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 페닐메틸디에톡시실란 및 페닐디메틸에톡시실란이 있다.
본 발명에 따른 알콕시실란 수지는 첨가-중합 또는 축합-중합반응에 의해 중량 평균 분자량이 5,000 내지 100,000 범위의 것을 사용한다.
낙서(오염)방지 코팅제 조성물에는 여러 가지 성분들이 혼합, 사용되는데 알콕시-작용성 실리콘은 코팅제 조성물의 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 50 내지 90 중량부, 바람직하게는 60 내지 80 중량부를 함유하는 것이 적당한 비율이며, 50 중량부 미만인 경우 발수·발유 성능이 떨어져 낙서(오염)방지 성능이 불량하고, 90 중량부를 초과하는 경우 건조가 느려져 작업성이 불량하게 된다.
본 발명의 하이드록실-작용성 수지와의 반응물로서 이소시아네이트-작용성 실란을 포함한다. 이소시아네이트-작용성 실란의 적합한 예는 시판되며, 예를 들어 이소시아네이토알킬옥시실란, 예컨대 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈(Momentive Performance Materials)사로부터 A-링크(Link)라는 제품명 하에 시판되는 이소시아네이토프로필트리에톡시실란(A-링크 25 및 A-링크 35)을 포함하며, 다른 것들은 예를 들어 신-에츠(Shin-Etsu)사로부터 KBE-9007이라는 제품명으로 시판된다.
특정 실시형태에서, 이소시아네이트-작용성 실란들의 조합이 사용될 수 있다. 이소시아네이트-작용성 실란은 γ-이소시아네이토프로필트리에틸옥시실란을 포함한다.
(상기 이소시아네이트-작용성 실란의 이소시아네이트):(상기 하이드록실-작용성 수지의 하이드록실)의 당량 비는 0.5:1 내지 1.5:1(중량비), 일부의 경우 0.8:1 내지 1.2:1(중량비) 범위이다.
다른 실시예로서, 상기 이소시아네이트-작용성 실란의 이소시아네이트는 자유 이소시아네이트기가 존재하지 않도록 상기 하이드록실-작용성 수지의 하이드록실과 반응할 수 있다.
본 발명의 코팅제 조성물은 하이드록실-작용성 수지와 이소시아네이트-작용성 실란을 반응시켜 제조된 임의의 조합이 사용된다.
예를 들어, 하이드록실-작용성 아크릴계 수지와 이소시아네이트-작용성 실란을 반응시켜 제조된 우레탄 결합 폴리머는 피도물과의 부착성 및 건조속도 증진에 기여하게 된다.
본 발명의 코팅제 조성물은 하이드록실-작용성 폴리에스터와 이소시아네이트-작용성 실란을 반응시켜 제조된 우레탄 결합 폴리머와 조합될 수도 있다. 이외에 다른 조합도 고려될 수 있다.
본 발명의 코팅제 조성물의 건조증진제는 하이드록실-작용성 수지와 이소시아네이트-작용성 실란의 반응 생성물을 포함한다.
하이드록시-작용성 수지는 하이드록실 작용기(-OH)를 포함하는 수지를 지칭한다. 이소시아네이트-작용성 실란은 이소시아네이트 작용기(-N=C=O)를 포함하는 실란을 지칭한다.
하이드록실-작용성 수지의 적합한 예는, 아크릴계 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스터 수지, 알키드 수지, 폴리에스터 수지, 페놀계 수지, 페놀계 실란 수지, 폴리카프로락톤 수지, 폴리실록산 수지, 및 이들의 조합으로 부터 선택될 수 있다.
다른 실시형태에서, 적합한 건조유(Drying Oil) 지방산을 하이드록실-작용성 수지로서 사용할 수 있으며, 예를 들어, 특히 아마인유, 대두유, 톨유, 피마자유 또는 동유를 포함한다.
상기 하이드록실-작용성 수지는 폴리에스터 주쇄에 부착된 하이드록실기를 포함하는 폴리에스터 수지를 포함한다. 하이드록실-작용성 폴리에스터 수지는 예를 들어, 바이엘사로 부터 데스모펜이라는 상표명으로 시판되는 데스모펜 651A, 데스모펜 670A, 데스모펜 800, 데스모펜 1100 및 데스모펜 670이다.
다른 실시형태에서, 상기 하이드록실-작용성 수지는 아크릴성 주쇄에 부착된 하이드록실기를 포함하는 아크릴계 수지를 포함한다. 하이드록실-작용성 아크릴계 수지는 예를 들어, 바스프(BASF)사로부터 존크릴(Joncryl)이라는 제품명으로 시판되는 존크릴 948; 바이엘사로부터 데스모펜이라는 제품명으로 시판되는 데스모펜 A160, 데스모펜 A760 및 데스모펜 A450; 및 롬 앤 하스(Rohm & Haas)사로부터 시판되는 UCD-191HS이다.
본 발명은 전술한 하이드록실-작용성 수지의 임의의 조합이 부착 및 건조 증진제에 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예의 하이드록실-작용성 수지와 이소시아네이트-작용성 실란을 반응시켜 제조된 우레탄 결합 폴리머는 코팅제 조성물의 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 3 내지 40 중량부, 바람직하게는 6 내지 30 중량부를 함유하는 것이 적당한 비율이다.
코팅제 조성물은 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 3 중량부 미만인 경우 건조 속도를 촉진하기 어렵고, 40 중량부를 초과하는 경우 상대적으로 알콕시-작용성 실리콘의 함량이 낮아 낙서(오염) 방지 성능이 불량하게 된다.
본 발명의 코팅제 조성물에 사용하기 적합한 아미노실란 부착증진제는 하기의 [화학식 2]의 화합물을 나타낸다.
Figure pat00002
여기서, n은 2 또는 3이고, X는 각각 독립적으로 탄소수 6 미만의 알킬기, 하이드록시알킬기, 알콕시알킬기 및 하이드록시알콕시알킬기로부터 선택되고, Y는 H(HNR)c이고, 이때 c는 1 내지 6의 정수이고, R은 각각 아릴기, 알킬기, 다이알킬아릴기, 알콕시알킬기 및 사이클로알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R은 각각 Y 분자 내에서 다를 수 있다.
본 발명에 적합한 아미노실란은 비제한적으로, 아미노에틸아미노프로필트리에톡시실란, n-페닐아미노프로필트리메톡시실란, 트리메톡시실릴프로필디에틸렌트리아민, 3-(3-아미노페녹시)프로필트리메톡시실란, 아미노에틸아미노메틸페닐트리메톡시실란, 2-아미노에틸-3-아미노프로필트리에톡시실란, 트리스-2-에틸헥스옥시실란, n-아미노헥실아미노프로필트리메톡시실란, 트리스아미노프로필트리스메톡시에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-베타-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-베타-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리에톡시실란 및 N-베타-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란을 포함한다.
전술된 임의의 아미노실란들의 조합이 본 발명의 코팅제 조성물에 사용될 수 있다. 상기 아미노실란은 γ-아미노프로필트리알콕시실란을 포함한다.
본 발명에 유용한 몇몇 아미노실란의 제조사 및 제품명은 예를 들어, 다우 코닝사에서 제조한 Z6020, Z6011, XI-6100 및 X16150; GE사에서 제조한 실퀘스트 A1100, A1101, A1102, A1108, A1110, A1120, A1126, A1130, A1387, Y9632, A1637, A-2120 및 A2639, 및 코트오실(CoatOSil) 2810; 와커(Waker)사에서 제조한 ED117; 데구사(Degussa)사에서 제조한 다이나실란(Dynasylan) AMMO, AMEO-P, AMEO-T, DAMO, TRIAMO, 1122, 1126, 1146, 1189, 1204, 1411 및 1505; 및 신-에츠사에서 제조한 KBE-602, KBE-603 및 KBE-903를 포함한다.
상기 아미노실란은 2작용성 실란, 예컨대 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란 및 아미노프로필트리에톡시실란을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 상기 아미노실란은 GE사로부터 A1110 및 A1120이라는 제품명으로 시판되는 것들을 포함한다.
본 발명의 아미노실란은 코팅제 조성물의 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 3 중량부를 함유하는 것이 적절한 비율이며, 0.5 중량부 미만인 경우 부착증진의 효과가 거의 없고, 3 중량부를 초과하는 경우, 상대적으로 부착증진의 상승 효과가 거의 나타나지 않는다.
본 발명의 코팅제 조성물은 경화촉진제, 예컨대 유기금속성 경화촉진제를 포함한다. 유기금속성 경화촉진제는 넓은 온도 범위에 걸쳐 상기 코팅제 조성물로부터 보호성 필름 코팅으로의 경화 속도를 촉진시킨다.
상기 유기금속성 촉진제는 코팅제 조성물의 주위 온도 경화를 필요로 하는 경우, 주위 온도 경화 조건에서 가속화된 경화 속도를 제공하는 데 유용하다. 적합한 촉진제는 하기의 [화학식 3]의 화합물을 나타낸다.
Figure pat00003
여기서, R5 및 R6은 각각 독립적으로 탄소수 11 이하의 알킬기, 아릴기 및 알콕시기이고, R7 및 R8은 각각 독립적으로 R5 및 R6과 동일한 군으로부터 선택되거나, 할로겐, 황 및 산소와 같은 무기 원자로 이루어진 군으로부터 선택된다.
촉진제는 유기주석 물질, 예컨대 디부틸틴디라우레이트, 디부틸틴디아세테이트, 디부틸틴디아세틸디아세토네이트, 및 유기티타네이트를 포함한다.
다른 실시예의 유기금속성 촉진제는 납 옥토에이트, 납 네오데카노에이트, 비스무트 나이트레이트, 비스무트 옥토에이트, 비스무트 네오데카노에이트, 비스무트 나프테네이트, 비스무트 베르살레이트, 망간 나프테네이트/펜탄다이온, 망간 옥토에이트, 바나듐 아세틸아세토네이트, 아연 아세틸아세토네이트, 틴 네오데카노에이트, 제1주석 2-에틸 헥사노에이트, 리튬 네오데카노에이트, 제2주석 클로라이드, 제1주석 옥토에이트, 아연 나프테네이트, 아연 옥토에이트, 제1철 아세틸아세토네이트, 아연 아세틸아세토네이트, 코발트 옥토에이트, 지르코늄 아세틸아세토네이트, 지르코늄 옥토에이트, 지르코늄 베르살레이트, 알루미늄 아세틸아세토네이트, 수은 아세테이트, 페닐수은 아세테이트, 페닐수은 프로피오네이트, 오가노폴리수은 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명에 유용한 촉매의 시판되는 혼합물은 코큐어(Cocure), 코틴(Cotin) 및 코스카트(Coscat) 촉진제(캐스켐 인코포레이티드(Caschem Inc.)); 니액스 (Niax) 촉진제(유니온 카바이드(Union Carbide)); 폴리카트(Polycat) 촉진제(아보트 래보러토리즈(Abbott Laboratories)); 다브코(Dabco) 촉진제(에어 프로덕츠 앤드 케미칼스 인코포레이티드(Air Products and Chemicals Inc.)); 탄카트(Thancat) 촉진제(텍사코 케미칼 캄파니(Texaco Chemical Co.))를 포함한다.
상기 촉진제는 코팅제 조성물의 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 3 중량부 이하, 예를 들어 0.1 내지 1 중량부를 함유하는 것이 바람직한 비율이다.
본 발명의 코팅제 조성물은 예를 들어, 과량의 물이 바람직하지 않은 코팅제 조성물의 형성 단계 동안 과량의 물의 존재를 의도적으로 줄이기 위해 수분흡수제를 포함한다.
수분흡수제는 칼슘 화합물, 예를 들어 CaSO4-1/2H2O 및 칼슘-금속 알콕사이드, 예를 들어 테트라아이소프로필티타네이트, 테트라 n-부틸 티타네이트-실란, 비닐실란, 및 유기 알콕시 화합물, 예를 들어 트리에틸오르소포메이트, 트리메틸오르소포메이트, 디메톡시프로판을 포함한다.
상기 수분흡수제는 코팅제 조성물의 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 이하, 예를 들어 1 내지 6 중량부를 함유하는 것이 바람직하다.
수분흡수제는 1 중량부 미만인 경우 코팅제의 저장 안정성이 불량하여 겔화하는 현상이 발생하고, 6 중량부를 초과하는 경우 건조가 느려지는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명의 코팅제에 사용되는 희석제인 유기용매는 톨루엔, 키실렌 등의 방향족계 탄화수소, 노말부틸아세테이트, 에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트 등의 에스테르류, 메틸이소부틸케톤, 메틸노말아밀케톤 등의 케톤류, 이소프로판올, 노말부탄올, 이소부탄올 등의 알콜류 및 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 글리콜 에테르류를 사용할 수 있다.
희석제는 코팅제 조성물의 전체 중량의 50 중량부 내지 60 중량부를 함유한다. 유기용매는 전체 중량의 50 중량부 이하인 경우 희석 효과가 떨어져 점도가 높고 교반이 불가하여 코팅 작업이 곤란하고, 60 중량부를 초과하는 경우 코팅제 조성물의 점도가 지나치게 감소하여 도막 두께를 확보하기 곤란하며 부착성이 저하된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물을 제조하는 과정을 나타낸 도면이다.
본 발명의 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물의 제조 과정을 설명하면 다음과 같다.
아래의 [표 1]과 같이, 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물은 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 알콕시-작용성 실리콘 75 중량부, 이소시아네이트-작용성 실란 3 중량부, 하이드록실-작용성 수지 15 중량부, 부착증진제 2 중량부, 경화촉진제 2 중량부, 수분흡수제 3 중량부, 유기용매 50 내지 60 중량부를 포함한다.
먼저, 코팅제 조성물의 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 이소시아네이트-작용성 실란 3 중량부와, 하이드록실-작용성 수지 15 중량부를 상온에서 혼합 반응시켜 준비한다(S100).
알콕시-작용성 실리콘 75 중량부와, 부착증진제 2 중량부와, 경화촉진제 2 중량부와, 수분흡수제 3 중량부를 교반하면서 순차적으로 혼합하여 투명 코팅제 조성물을 제조한다(S102).
코팅제 조성물은 1회 도장 공정으로 10 내지 30㎛로 대상물에 코팅한다(S102).
Figure pat00004
1. 건조시간 측정
건조시간은 ASTM D1640의 도료의 건조시간시험 방법에 따라 도료를 젖은 막 두께가 0.038㎜가 되도록 Doctor film applicator(0.003 inch)로 목재(책상 및 테이블류)판에 코팅을 한 다음 수평으로 놓고 자연 건조시켰다. 평가방법은 경화건조법(dry through method)을 사용하여 건조시간을 측정하였다.
2. 접착성 시험
접착성 시험은 ASTM 3359의 cross-cut tape test에 따라 건조된 목재(책상 및 테이블류)시편 도막위를 열십자 모양으로 간격이 1mm가 되도록 가로 세로로 6줄을 긋고 그 위에 테이프를 붙인 다음 떼어보아서 전혀 박리가 안된 경우 5B, 박리 5%미만인 경우 4B, 박리가 5~15%인 경우 3B, 박리가 15~35%인 경우 2B, 박리가 35~65%인 경우 1B, 박리가 65%이상인 경우 0B로 표시하였다.
3. 낙서(오염) 방지 성능
낙서(오염) 방지 성능은 ASTM 7089의 high pressure cold water wash에 따라 건조된 목재(책상 및 테이블류)시편 도막위를 아크릴락카, 유성매직 및 수성매직으로 낙서(오염)하고 23℃에서 3일 방치한 다음 낙서(오염)제거 성능을 평가하여 완전히 제거된 경우 pass로, 잔상이 남은 경우 semi-pass로, 낙서(오염)가 제되지 않은 경우를 not-pass로 평가하였다.
전술한 [표 1]에 나타난 결과를 보면, 이소시아네이트-작용성 실란과 하이드록실-작용성 수지에 의한 우레탄결합 폴리머가 증가할수록 건조시간이 단축되나 낙서(오염) 방지 성능이 떨어지며, 전혀 사용하지 않을 경우 건조시간이 매우 길게 나타났으며 접착성과 낙서(오염) 방지 성능 또한 저하하였다,
따라서, 이소시아네이트-작용성 실란과 하이드록실-작용성 수지에 의한 우레탄결합 폴리머가 낙서(오염)방지 코팅제의 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 6 내지 30 중량부인 실시예 1의 경우 건조시간, 접착력 및 낙서(오염) 방지 성능이 양호한 것을 알 수 있다.
본 발명의 코팅제 조성물은 목재류(책상 및 테이블류)에 1회 도장 공정으로 10 내지 30㎛로 코팅하여 낙서(오염)가 잘 되지 않거나, 낙서(오염)가 되더라도 휴지나 마른 걸레, 물 등으로 쉽게 제거가 되어 초기 상태의 외관을 그대로 유지하는 기능을 수행한다. 물론 코팅 대상물은 목재류에 한정하지 않으며, 금속류, 플라스틱류, 석재류 등 다양한 대상물에 코팅이 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (8)

  1. 이소시아네이트-작용성 실란, 하이드록실-작용성 수지 및 알콕시-작용성 실리콘을 유기용매에 혼합하여 낙서와 오염을 방지하는 코팅제 조성물인 것을 특징으로 하는 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅제 조성물은 전체 조성물 100 중량부를 기준으로
    상기 알콕시-작용성 실리콘 60 내지 80 중량부;
    상기 이소시아네이트-작용성 실란 1 내지 5 중량부;
    상기 하이드록실-작용성 수지 5 내지 25 중량부;
    부착증진제 0.5 내지 3 중량부;
    경화촉진제 0.1 내지 1 중량부;
    수분흡수제 1 내지 6 중량부; 및
    유기용매 50 내지 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이소시아네이트-작용성 실란의 이소시아네이트 대 상기 하이드록실-작용성 수지의 하이드록실의 당량 비는 0.5:1 내지 1.5:1 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코팅제 조성물은 하이드록실-작용성 폴리에스터와 이소시아네이트-작용성 실란을 반응시켜 제조된 우레탄 결합 폴리머이고, 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 3 내지 40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코팅제 조성물에 사용되는 건조증진제는 상기 하이드록실-작용성 수지와 상기 이소시아네이트-작용성 실란의 반응 생성물로 부착성 및 건조 속도 증진에 사용되는 것을 특징으로 하는 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물.
  6. 코팅제 조성물의 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 이소시아네이트-작용성 실란 1 내지 5 중량부와, 하이드록실-작용성 수지 5 내지 25 중량부를 상온에서 혼합 반응시켜 준비하는 단계; 및
    알콕시-작용성 실리콘 60 내지 80 중량부와, 부착증진제 0.5 내지 3 중량부와, 경화촉진제 0.1 내지 1 중량부와, 수분흡수제 1 내지 6 중량부 및 유기용매 50 내지 60 중량부를 교반하면서 순차적으로 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물을 이용한 코팅 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 코팅제 조성물은 1회 도장 공정으로 5 내지 50㎛로 대상물에 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물을 이용한 코팅 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 혼합 반응시켜 준비하는 단계는,
    상기 이소시아네이트-작용성 실란의 이소시아네이트 대 상기 하이드록실-작용성 수지의 하이드록실의 당량 비는 0.5:1 내지 1.5:1 중량비로 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염 방지를 위한 투명 코팅제 조성물을 이용한 코팅 방법.
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