KR20200040020A

KR20200040020A - 발수코팅조성물 및 이를 이용한 감시카메라의 발수코팅막 형성방법

Info

Publication number: KR20200040020A
Application number: KR1020180119733A
Authority: KR
Inventors: 최병권
Original assignee: 최병권
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2020-04-17

Abstract

본 발명은 발수성, 내오염성, 내스크랫치성, 투명성이 우수하여, 특히, 감시카메라의 렌즈를 보호하는 투시커버에 도포하면 발수성, 내오염성, 내스크랫치성, 투명성이 우수한 보호코팅막이 형성되어 물방울이나 먼지, 스크랫치 등으로 인한 화면흐림을 방지할 수 있는 새로운 조성의 발수코팅조성물 및 이를 이용하여 감시카메라에 발수코팅막을 형성하는 방법에 관한 것이다.

Description

발수코팅조성물 및 이를 이용한 감시카메라의 발수코팅막 형성방법{The composition of water-repellent coating agent and manufacturing method of water-repellent coating layer for CCTV}

본 발명은 발수코팅조성물 및 이를 이용한 감시카메라의 발수코팅막 형성방법에 관한 것으로서, 발수성, 내오염성, 내스크랫치성, 투광성이 우수한 새로운 조성의 발수코팅조성물 및 이를 이용한 감시카메라의 발수코팅막 형성방법에 관한 것이다.

흔히, 사무실, 주택, 공장, 병원, 은행 등과 같이 보안이 요구되는 장소에 는 출입관리 및 방범을 위해 감시카메라가 설치된다. 이러한 감시카메라에는 영상을 촬영하기 위한 카메라렌즈가 구비되고, 카메라렌즈를 보호하는 투시커버가 구비된다. 감시카메라 중에서도 사각형 감시카메라는 사각통형상의 하우징 내부에 카메라렌즈가 설치되고, 사각통의 전면에 판상의 투시커버가 끼워진다. 특히, 돔형 감시카메라는 실내 인테리어 조명장치 등에서 가장 친숙하게 접할 수 있는 반구형상을 기본 디자인요소로 가지기 때문에 피 감시자가 느끼는 거부감을 줄일 수 있고 또한, 실내 인테리어와 잘 어울린다는 장점으로 인해 가장 널리 사용되는 타입인데, 이러한 돔형 감시카레라는 카메라렌즈를 보호하는 투시커버가 돔형상으로 되어 감시카메라 외형에서 큰 비중을 차지한다.

한편, 이러한 감시카메라에 있어서, 카메라 렌즈를 보호하는 투시커버는 다음과 같은 문제점을 가진다.

첫째, 우천시 투시커버에 물방울이 맺혀서 촬영영상의 선명도가 떨어진다. 둘째, 감시카메라는 전기를 이용하기 때문에 투시커버에는 항상 정전기가 발생하기 때문에 먼지나 이물질이 쉽게 붙어서 촬영 영상의 선명도를 떨어뜨린다. 셋째, 투시커버의 표면이 장시간 외부환경에 노출됨에 따라 흠집이 발생하고, 황변되어 투명도가 저하됨에 따라 촬영 영상의 선명도를 떨어뜨린다.

한편, 이러한 문제점을 해결하기 위해 감시카메라의 투시커버에 코팅하여 투시커버의 발수성과 더불어 내오염성, 내스크랫치성, 항황변성 등을 향상시키기 위한 발수코팅제가 제공되고 있다.

그런데 종래의 발수코팅제 중에서 플루오르화 실란 및 실리카졸 조성물을 이용한 발수코팅제가 있는데, 이는 코팅 후 200℃ 이상의 고온에서 열처리를 하여야 하므로 열처리시에 폴리카보네이트수지로 성형된 감시카메라의 투시커버의 변형이 초래되는 문제점을 가지며, 폴리에스테르-실리콘 또는 실리콘-아크릴레이트 조성물로 이루어진 발수코팅제는 요구되는 수준의 발수성을 가지지 못하는 단점을 가진다.

한편, 플루오르 아크릴레이트로 부터 유도된 폴리우레탄화합물을 이용한 발수코팅제들이 공지되어 있으나, 종래의 발수코팅제들은 발수성을 비롯하여 내오염성 등의 물성을 가지지 못하며, 아울러 경화시 고온의 열처리가 요구되어 폴리카보네이트로 이루어지는 감시카메라의 투시커버에 적용하는 경우에는 경화시 투시커버가 손상되거나 투명도가 저하되기 때문에 적용이 곤란한 문제점이 발생된다.

대한민국 공개특허 제10-1074877호(2011. 10. 12.)

본 발명은 상기의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 발수성, 내오염성, 내스크랫치성, 투광성이 우수하여, 특히, 감시카메라의 렌즈를 보호하는 투시커버에 도포하면 발수성, 내오염성, 내스크랫치성, 투광성이 우수한 보호코팅막이 형성되어 물방울이나 먼지 등으로 인한 화면흐림을 억제할 수 있는 새로운 조성의 발수코팅조성물 및 이를 이용한 감시카메라의 발수코팅막을 형성방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물 30~50 중량부; 선형 또는 분기형의 수소화된 이량체 폴리올레핀 폴리올 5~10중량부; 폴리이소시아네이트 화합물 10~20중량부; 및 유기용매 40~60중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발수코팅조성물이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물은 테트라플루오르 에틸렌, 비닐플로라이드, 비닐리덴플로라이드, 헥사플로로화에틸렌 중에서 1종 이상 선택되는 불소화된 비닐 모노머류와, 2-하이드록시 에틸아크릴레이트, 2- 하이드록시 에틸메타아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필메타아크릴레이트 중에서 1종 이상 선택되는 불소화되지 않은 하이드록시 아크릴 모노머류의 공중합체이다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물은 하이드록시기가 40~80, 분자량이 5,000~50,000이다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 선형 또는 분기형의 수소화된 이량체 폴리올레핀 폴리올은 탄소수가 C17~32이다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 감시카메라의 카메라렌즈를 보호하는 투시커버의 표면을 세정하는 과정; 상기 투시커버 표면에 하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물 30~50 중량부, 선형 또는 분기형의 수소화된 이량체 폴리올레핀 폴리올 5~10중량부, 폴리이소시아네이트 화합물 10~20중량부, 유기용매 40~60중량부를 포함하는 발수코팅조성물을 도포하여 발수코팅막을 형성하는 과정; 및 상기 발수코팅막을 80~100℃에서 30~60분 열처리하여 상기 발수코팅막을 경화시키는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시카메라의 발수코팅막 형성방법이 제공된다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 발수코팅조성물은 내오염성, 발수성, 내스크랫치성, 투광성 등의 물성이 우수하다. 이러한 본 발명에 의한 발수코팅조성물은 특히, 감시카메라에 유용한데, 감시카메라의 카메라 렌즈를 보호하는 투시커버에 코팅하면 투시커버 표면에 발수성, 내오염성이 우수하여 물방울이 맺히지 않고 먼지도 잘 달라붙지 않으며, 스크랫치발생이나 황변이 방지되어 투광성이 우수한 발수코팅막이 형성된다. 따라서 감시카메라를 장기간 사용하여도 선명한 촬영 영상을 얻을 수 있다.

이하에서 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 발수코팅조성물은 하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물, 선형 또는 분기형의 수소화된 이량체 폴리올레핀 폴리올, 폴리이소시아네이트 화합물 및 유기용매를 포함한다.

상기 하이드록시 불소화 아크릴 화합물은 테트라플루오르 에틸렌, 비닐플로라이드, 비닐리덴플로라이드, 헥사플루오르 에틸렌 등과 같은 불소화된 비닐 모노머류 중에서 선택되는 하나 이상과, 2-하이드록시 에틸아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸메타 아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 메타아크릴레이트 등과 같은 불소화되지 않은 하이드록시 아크릴 모노머류 중에서 선택되는 하나 이상이 공중합된 공중합체이다.

불소화된 비닐 모노머는 아크릴 모노머와 반응성이 좋아 공중합이 용이하고, 발수성과 더불어 유연성을 발현하기 때문에, 본 발명에서는 불소화된 비닐 모노머류와 불소화되지 않은 하이드록시 아크릴 모노머류가 공중합된 하이드록시 불소화 아크릴 화합물을 사용한다.

바람직하게는 불소화되지 않은 하이드록시 아크릴 모노머류는 하이드록시기가 40~80, 분자량이 5,000~50,000인 것이 사용된다. 하이드록시기가 40 미만인 경우에는 발수코팅조성물에 의한 발수코팅막의 경도가 저하되어 발수코팅막에 외력에 의한 스크랫치 발생 우려가 높아지고, 하이드록시기가 80을 초과하는 경우에는 하이드록시 불소화 아크릴 화합물의 가교도가 과도하게 높아져서 발수코팅막의 유연성이 저하되어 발수코팅막에 크랙이 발생될 우려가 높아진다. 또한, 불소화되지 않은 하이드록시 아크릴 모노머류의 분자량이 5000 미만인 경우에는 발수코팅조성물의 내약품성 및 기계적 강도가 과도하게 저하되고, 분자량이 50,000을 초과하는 경우에는 코팅조성물의 코팅가공성이 저하될 우려가 있다.

이러한 하이드록시 변성 불소화 아크릴 화합물로는 일본 다이킨사의 GK-500, GK-510, GK-550, GK-570, GK-580 등을 예로 들 수 있다.

그리고 상기 선형 또는 분기형의 수소화된 이량체 폴리올레핀 폴리올로는 시판되는 "크로다사" 의 Pripol 2033, Priplast 3162, Priplast 3192, Priplast 3172, Priplast 3187, Priplast 3190, Priplast 3196을 사용한다.

본 발명에서 선형 또는 분기형의 수소화된 분자구조를 가지는 폴리올을 사용함에 따라 발수코팅조성물은 내황변성, 투명성 등이 우수하다. 더욱이 이량체 폴리올레핀 폴리올을 사용함으로써, 폴리이소시아네이트와 안정적인 경화가교반응이 이루어져서 고품질의 발수코팅조성물이 제조된다.

바람직하게는 탄소수 17~32의 수소화된 선형 또는 분기형 이량체 폴리올을 사용하는데, 이러한 폴리올을 사용하면 코팅가공성과 발수성이 한층 더 우수한 코팅조성물이 제조된다.

상기 폴리이소시아네이트 화합물로는 헥사메틸렌 트리이소시아네이트, 이소포론 트리이소시아네이트 등이 사용되는데, 시판 중인 제품으로 '아사히카제이'사의 TPA-100, TKA-100, E402-80B, E405-70B 등이 단독 또는 혼합 사용된다.

또한. 본 발명에 사용되는 용제로는 부틸셀로솔브(butyl cellosolve), 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 사이클로헥사논, 톨루엔, 크실렌, 부틸이소부틸키톤등이 사용된다. 이러한 용제는 코팅조성물의 도포성, 용해성 등을 제공한다.

바람직하게는 발수코팅조성물의 발수성, 부착성, 투명성, 내스크랫치성 등의 물성을 고려할 때, 발수코팅조성물은 하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물 30~50 중량부, 선형 또는 분기형의 수소화된 이량체 폴리올레핀 폴리올 5~10중량부, 폴리이소시아네이트 화합물 10~20 중량부 및 유기용매 40~60 중량부로 이루어진다.

특히, 상기 하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물이 30중량부 미만으로 사용되면 발수코팅조성물의 발수성이 현저하게 저하되며, 50중량부를 초과하는 경우에는 발수코팅조성물에 의한 발수코팅막의 표면이 흐려지는 백화현상이 발생되어 외관이 나빠지고, 투명성이 저하될 우려가 있다.

이러한 조성을 가지는 본 발명은 하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물 30~50중량부를 유기용매에 용해시켜서 점조한 상태로 만들고, 이에 선형 또는 분기형의 수소화된 이량체 폴리올레핀 폴리을 5~10중량부, 폴리이소시아네이트 화합물 10~20 중량부를 혼합하고, 유기용매로 점도를 조절하여 제조된다.

한편, 이와 같은 조성으로 이루어진 발수코팅조성물은 특히, 감시카메라에 유용한데, 감시카메라의 렌즈를 보호하는 투시커버에 도포하면, 투시커버에 발수성, 내오염성, 내스크랫치성, 투명성이 우수한 발수코팅막이 형성된다. 따라서 감시카메라의 투시커버가 물방울, 먼지 등에 의해 오염되고, 스크랫치가 발생되어 감시카메라의 촬영영상이 흐려지는 것을 방지할 수 있어서 고품질의 영상을 촬영할 수 있다.

본 발명에 의한 발수코팅조성물로 감시카메라에 발수코팅막을 형성하는 경우에는 먼저 감시카메라의 투시커버 표면을 세정하고 세정된 투시커버 표면에 스핀코터(spin coater)를 이용하여 발수코팅조성물을 도포한다. 그리고 80∼100℃에서 30∼60분 정도 열처리하여 발수코팅막을 형성한다.

발수코팅조성물을 80℃ 이하에서 열처리하면 경화에 과도한 시간이 소요되어 생산성이 저하되며, 100℃를 초과하여 열처리하면 발수코팅막이 과도하게 하드해져서 발수코팅막에 크랙이 발생될 우려가 높아질 뿐만 아니라 발수코팅막의 발수성 및 내오염성 등의 물성이 저하될 우려도 높아지므로 상기와 같은 조건으로 열처리하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 설명한다

실시예 1

일본 다이킨(DAKIN)사의 상품명 "GK-500" 30중량부에 톨루엔 50중량부와 시클로헥사논 50중량부를 첨가하고 상온에서 30분간 교반하여 점조한 형태의 하이드록시 변성 아크릴 화합물을 제조한다. 여기에 일본 크로다(CRODA)사의 상품명 "Pripol 2033" 10중량부를 첨가하고 온도를 50℃로 승온하여 30분간 균일하게 혼합하고, 상온으로 냉각시킨 다음에 아사히카세이(ASAHIKASEI)사의 상품명 "TKA-100" 15중량부와 부틸아세테이트 35중량부를 넣어 1시간 교반하고 필터링하여 발수코팅조성물을 제조하였다.

제조한 발수코팅조성물을 스핀코터를 이용하여 폴리카보네이트로 제조된 돔형 감시카메라의 투시커버에 건조도막기준 10미크론 두께로 도포 후 100℃에서 60분 열처리를 하여 발수코팅막을 형성하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 일본 다이킨(DAKIN)사의 상품명 "GK-500"을 35중량부 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 발수코팅조성물을 제조한 후, 동일한 방법으로 발수코팅막을 형성하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 일본 다이킨(DAKIN)사의 상품명 "GK-500"을 40중량부 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 발수코팅조성물을 제조한 후, 동일한 방법으로 발수코팅막을 형성하였다.

실시예 4

상기 실시예 1에서 일본 다이킨(DAKIN)사의 상품명 "GK-500"을 45중량부 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 발수코팅조성물을 제조한 후, 동일한 방법으로 발수코팅막을 형성하였다.

실시예 5

상기 실시예 1에서 일본 다이킨(DAKIN)사의 상품명 "GK-500"을 50중량부 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 발수코팅조성물을 제조한 후, 동일한 방법으로 발수코팅막을 형성하였다.

비교예1

크로다사의 "Pripol 2033 " 40중량부, 아사히카세이(ASAHIKASEI)사의 상품명 "TKA-100" 15중량부, 부틸아세테이트 35중량부를 넣어 1시간 교반하고 필터링하여 코팅조성물을 제조하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 비교 코팅막을 형성하였다.

비교예 2

시판되고 있는 실리콘변성-폴리에스테르 발수코팅제를 사용하여 동일한 방법으로 비교 코팅막을 형성하였다

비교예 3

시판되고 있는 실리콘변성-아크릴계 발수코팅제를 사용하여 동일한 방법으로 비교 코팅막을 형성하였다

비교예 4

시판되고 있는 불소실란-실리카졸 발수코팅제를 사용하여 동일한 방법으로 비교 코팅막을 형성하였다.

[물성평가내용]

(1) 접촉각 : 1㎖ 1방울을 떨어뜨려 5초 후 접촉각 측정기로 평가

(2) 외관 : 경화 후에 피막을 육안으로 관찰하여 핀 홀이나 크랙의 발생 유무 및 황변여부 확인(◎: 이상없음, ○: 티가 약간 있음, △: 일부 필홀있음, ×: 다수의 핀홀 및 황변)

(3) 경도 : 연필경도계를 이용하여 하중 750g 조건하에서 평가(ASTM D-3363)

(4) 내오염성: 유성사인펜으로 도막표면을 오염시킨 후 2시간 후 세제로 도막세척(◎: 우수, ○: 양호, △: 보통 )

(5) 내스크래치성 : 스틸울로 하중 1kg 에서 10회 왕복 후, 표면 스크래치 평가(◎: 이상없음, ○: 미세한 스크랫치 발생, △: 일부 스크랫치 발생, ×: 다수의 스크래치 발생)

(6) 부착성 : 크로스 컷 박리시험(1㎜ 간격으로 크로스 컷을 넣고, 3M 테이프 박리시험)(◎: 탈락없음, ○: 10개 이내 탈락, △: 50개 이내 탈락, ×: 완전탈락)

항 목	실시예					비교예
항 목	1	2	3	4	5	1	2	3	4
외관	◎	◎	○	○	○	○	△	◎	×
부착성	PASS	PASS	PASS	PASS	PASS	PASS	PASS	PASS	Fail
접촉각	103	105	108	110	112	80	102	95	100
내오염성	○	○	◎	◎	◎	△	△	△	○
내스크랫치성	◎	◎	◎	◎	○	○	△	△	△
경도	2H	2H	2H	2H	H	H	F	HB	F

상기 표 1에 기재한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 발수코팅막은 발수성이 우수하며, 표면이 매끄러워 내오염성이 개선되었으며, 또한 내스크랫치성이 우수하여 흠집에 대한 저항력을 가졌음을 알 수 있다.

Claims

하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물 30~50 중량부;
선형 또는 분기형의 수소화된 이량체 폴리올레핀 폴리올 5~10중량부;
폴리이소시아네이트 화합물 10~20중량부; 및
유기용매 40~60중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발수코팅조성물.
제1항에 있어서,
상기 하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물은,
테트라플루오르 에틸렌, 비닐플로라이드, 비닐리덴플로라이드, 헥사플로로화에틸렌 중에서 1종 이상 선택되는 불소화된 비닐 모노머류와,
2-하이드록시 에틸아크릴레이트, 2- 하이드록시 에틸메타아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필메타아크릴레이트 중에서 1종 이상 선택되는 불소화되지 않은 하이드록시 아크릴 모노머류의 공중합체인 것을 특징으로 하는 발수코팅조성물.
제1항에 있어서,
상기 하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물은 하이드록시기가 40~80, 분자량이 5,000~50,000인 것을 특징으로 하는 발수코팅제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 선형 또는 분기형의 수소화된 이량체 폴리올레핀 폴리올은 탄소수가 C17~32인 것을 특징으로 하는 발수코팅제 조성물.
감시카메라의 카메라렌즈를 보호하는 투시커버의 표면을 세정하는 과정;
상기 투시커버 표면에 하이드록시 변성 불소화 아크릴화합물 30~50 중량부, 선형 또는 분기형의 수소화된 이량체 폴리올레핀 폴리올 5~10중량부, 폴리이소시아네이트 화합물 10~20중량부, 유기용매 40~60중량부를 포함하는 발수코팅조성물을 도포하여 발수코팅막을 형성하는 과정; 및
상기 발수코팅막을 80~100℃에서 30~60분 열처리하여 상기 발수코팅막을 경화시키는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시카메라의 발수코팅막 형성방법.