KR20210070769A - 시인성이 향상된 코팅 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우레탄계 도료, 변색 안료, 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물 및 경화제를 포함하는 코팅 조성물에 관한 것으로, 발색성 및 시인성 등이 우수하고, 시각적 심미감이 더욱 향상되는 것을 특징으로 한다.

Description

시인성이 향상된 코팅 조성물{Coating Composition}

본 발명은 코팅 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 우레탄계 도료, 변색 안료, 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물 및 경화제를 포함하여 온도에 변화에 따라 색상이 변화하는 온도 감응 변색 코팅 조성물에 관한 것이다.

최근 써모크로믹(thermochromic) 또는 포토크로믹(photochromic)과 같은 기능성 안료가 실생활에서 다양하게 이용되고 있다.

써모크로믹은 온도의 변화에 따라 색상이 가역적 또는 비가역적으로 변화하는 것을 의미하며, 구체적으로 시온 안료가 해당된다.

시온 안료는 기본적으로 안료 및 용매가 들어있는 마이크로 사이즈의 고분자 캡슐 형태이며, 캡슐 내부의 특정 온도 범위에서 electron donor와 electron acceptor가 결합하여 색상을 띠게 되며, 특정 온도 범위 밖에서는 분리되어 색을 잃게 되는 원리로 구동된다. 이와 같은 시온 안료는 페인트, 잉크, 기록지에 사용되는 등 그 활용분야가 확대되고 있는 현실이다.

그러나 이와 같은 기능성 안료는 코팅 조성물로 형성 시에 발색성과 같은 시각적 심미감이 저하되는 문제점이 있고, 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제2003-0044479호(2003.06.09)

본 발명의 목적은 발색 및 시인성이 우수하고, 시각적 심미감 특성이 더욱 향상되는 우수한 코팅 조성물을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 우레탄계 도료, 변색 안료, 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물 및 경화제를 포함하는 시인성이 향상된 코팅 조성물을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양태는 우레탄계 도료 60 ~ 95중량%, 변색 안료 1 ~ 30중량%, 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물 0.1 ~ 30중량% 및 경화제 1 ~ 30중량%를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태는 상기 변색 안료가 시온 안료인 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태는 상기 시온 안료는 가역성 시온 안료인 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태는 상기 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물이 2-(2'-하이드록시페닐)　벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-5'-메틸-페닐)벤조트리아졸, 3-(2 H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시페닐 프로판산C7-9 알킬 에스테르, β-[3-(2 H벤조트리아졸-2-일)-4-하이드록시-5-tert-부틸 페닐]프로판산 폴리(에틸렌글리콜) 300 에스테르, 비스{β-[3-(2 H-벤조트리아졸-2-일)-4-하이드록시-5-tert-부틸 페닐]프로판산}폴리(에틸렌글리콜) 300 에스테르 중 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태는 상기 코팅 조성물은 상온에서 투명한 것일 수 있다.

본 발명에 따른 코팅 조성물은 발색성과 같은 시각적 심미감이 더욱 향상되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 내구성이 우수하며, 간단하게 제조하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 변색 안료의 발색작용을 도시화한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 및 비교예 2의 반사도 그래프를 나타낸 것이다.

이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.

또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

또한 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.

또한, 본 발명에서 반사도라는 것은 특정 파장대의 반사 정도를 나타내는 것이고, 상기 반사도가 높을수록 해당되는 파장대의 색상이 뚜렷한 것을 의미할 수 있다.

본 발명은 우레탄계 도료, 변색 안료, 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물 및 경화제를 포함하는 코팅 조성물인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.

상기 우레탄계 도료는 공지된 우레탄계 도료를 제한 없이 사용할 수 있고, 작업의 편의성, 제조의 효율성, 저장 안정성 등을 고려하여, 가열 경화형 우레탄계 도료, 2액형 우레탄계 도료, 유변성 우레탄계 도료 등을 바람직하게 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 우레탄계 도료는 상기 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 60 ~ 95 중량%, 구체적으로는 65 ~ 95 중량%, 더 구체적으로는 70 ~ 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 코팅 조성물의 도포 작업성 및 발색성이 향상될 수 있어 바람직하다.

상기 변색 안료는 온도의 변화에 따라 색상이 구현 및 변경되는 안료를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 시온 안료일 수 있다.

상기 시온 안료는 기본적으로 안료 및 용매가 들어있는 마이크로 사이즈의 고분자 캡슐 형태이며, 특정 온도 범위에서 색을 발현하도록 하는 기능을 부여하는 안료로, 상기 시온 안료의 일 예로 도 1에 도시한 바와 같이 일정 온도 이하에서 캡슐 내부의 electron donor와 electron acceptor가 결합하여 색상을 띄게되며, 일정 온도 이상에서는 분리되어 색을 잃게 되는 것으로 색의 변화가 발현될 수 있다. 상기 시온 안료는 제한되지 않고 사용될 수 있지만, 바람직하게는 가역성 시온 안료를 사용할 수 있고, 구체적으로 금속착염, 코레스텔릭액정, 메타모컬러 및 크리스탈 바이올렛 락톤(crystal violet lactone)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것을 사용할 수 있다.

상기 시온 안료의 평균 입도 크기는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한에서 제한되지는 않지만, 예를 들면 0.01 ~ 20 ㎛ 일 수 있고, 구체적으로는 0.1 ~ 10 ㎛의 일 수 있다.

상기 시온 안료의 함량은 도포되는 기재의 바탕색에 따라 발색을 향상시키는 방향으로 조절될 수 있으며, 제한되는 것은 아니나, 상기 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 1 ~ 30 중량%, 구체적으로는 5 ~ 30 중량%, 더 구체적으로는 10 ~ 25 중량%로 포함될 수 있다.

상기 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물은 2-(2'-하이드록시페닐) 벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-5'-메틸-페닐)벤조트리아졸, 3-(2 H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시페닐 프로판산C7-9 알킬 에스테르, β-[3-(2 H벤조트리아졸-2-일)-4-하이드록시-5-tert-부틸 페닐]프로판산 폴리(에틸렌글리콜) 300 에스테르, 비스{β-[3-(2 H-벤조트리아졸-2-일)-4-하이드록시-5-tert-부틸 페닐]프로판산}폴리(에틸렌글리콜) 300 에스테르 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 사용할 수 있다.

상기 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물은, 본 발명의 우레탄계 도료 및 변색 안료와 함께 사용함으로써, 정확한 메커니즘은 알 수 없으나, 색상이 더욱 뚜렷하게 표현되는, 즉 발색성이 우수한 효과를 구현하는 점을 발견하였다.

또한, 상기 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물을 포함하여 본 발명의 코팅 조성물을 조성함으로써, 외부에 노출시에도 코팅 조성물의 색상이 변질되는 것을 억제할 수 있는 점을 발견하였다. 즉, 변색 안료가 발현하는 색상의 범주가 아닌 색으로 색상이 변질되는 것에 대하여 내구성이 향상되는 점을 발견하였다.

상기 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물은 상기 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 ~ 30 중량%, 구체적으로는 0.5 ~ 25 중량%, 더 구체적으로는 1 ~ 20 중량%로 포함될 수 있고, 상기 범위에서 발색 및 시인성이 더욱 향상될 수 있고, 내구성이 향상되어 바람직하다.

상기 경화제는 경화제는 공지된 경화제라면 제한되지 않고 분말 또는 액상 제형 모두 사용 가능할 수 있다.

상기 경화제의 함량은 제한되는 것은 아니나, 상기 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 1 ~ 30 중량%, 구체적으로는 1 ~ 20 중량%로 포함될 수 있다.

본 발명의 코팅 조성물은 피페리딘 유도체 화합물을 더 포함할 수 있으며, 구체적으로는 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘, 2,2,6,6-테트라메틸피페라디놀, N-부틸 피페리딘을 포함할 수 있다. 상기 피페라딘 유도체 화합물은 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 ~ 30 중량%, 구체적으로는 0.5 ~25 중량%, 더 구체적으로는 1 ~ 20 중량%로 포함될 수 있고, 상기 범위의 함량에서 상기 우레탄계 도료, 발색 안료, 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물과 함께 사용됨으로써 본 발명의 코팅 조성물의 시인성, 발색성 및 내구성이 더욱 향상되어 바람직하다.

본 발명의 코팅 조성물은 상온에서 투명한 것일 수 있다.

본 발명의 코팅 조성물은 우레탄계 도료, 변색안료, 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물 및 경화제를 포함하여 조성됨으로써, 반사도가 향상되고, 시인성이 더욱 향상될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 코팅 조성물은 상기 우레탄계 도료, 변색안료, 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물 및 경화제를 포함함으로써 반사도가 10% 이상 향상될 수 있고, 더 구체적으로는 반사도가 20% 이상, 더욱 더 구체적으로는 25% 이상으로 향상될 수 있다.

본 발명의 코팅 조성물은 사용하는 우레탄계 도료에 따라 작업성 향상을 위하여, 물성을 저해하지 않는 범위에서 추가의 희석제를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 코팅 조성물은 그 물성이 저하되지 않는 범위에서 추가의 첨가제를 더 포함할 수 있고, 상기 첨가제는 경화촉진제, 소포제, 레벨링제, 산화방지제, 분산제 등을 더 포함할 수있다.

이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.

[물성 측정 방법]

(1) 반사도

반사율 측정기(Ocean Optics 사)를 이용하여 측정하였다. 이때, 변색 안료의 변색 조건은 Cooling plate(Cyroplate 3X; Gordiamkey 사)를 이용하여, 온도를 조절하였다.

(2) 색차(delta E)

색차계 Spectrophotometer CM-508i(Minolta, co., Lid, Japan) 를 이용하여 L*, a*, b* 의 값을 측정하고 이들 값으로부터 △E* 값을 하기 수학식 1에 의해 산출하였다.

[수학식1]

[실시예 1]

우레탄계 도료(SI-M; 조광페인트 사)와 경화제(SI-M400; 조광페인트 사)를 10:1의 혼합비율로 혼합한 혼합물 100 mL에, 시온안료(10℃)블루(Thermo Chromic Powder Dark Blue; 카멜케미칼 사) 15g와 2-(2'-하이드록시페닐)　벤조트리아졸 5g를 혼합하여 코팅 조성물을 형성하였다.

상기 코팅 조성물을 투명 PET 필름위에 바코팅으로 25 ㎛　두께로 코팅하고, 드라이 오븐에서 경화시킨 후, 가로세로 3cm로 절단하여 샘플을 제작하였다.

상기 샘플을 5℃의 조건에서 파란색으로 변화된 색의 반사도를 측정하여, 도 2에 나타내었고, 상기 샘플을 5℃의 조건에서 외부에 30일간 노출시킨 후의 색차값을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

우레탄계 도료(SI-M; 조광페인트 사)와 경화제(SI-M400; 조광페인트 사)를 10:1의 혼합비율로 혼합한 혼합물 100 mL에, 시온안료(10℃)블루(Thermo Chromic Powder Dark Blue; 카멜케미칼 사) 15g와 2-(2'-하이드록시페닐)　벤조트리아졸 5g, 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 5 mL를 혼합하여 코팅 조성물을 형성하였다.

상기 코팅 조성물을 투명 PET 필름위에 바코팅으로 25 ㎛　두께로 코팅하고, 드라이 오븐에서 경화시킨 후, 가로세로 3cm로 절단하여 샘플을 제작하였다.

상기 샘플을 5℃의 조건에서 외부에 30일간 노출시킨 후의 색차값을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

상기 실시예 1의 코팅 조성물에서 2-(2'-하이드록시페닐)　벤조트리아졸을 제외하고는 동일하게 코팅 조성물을 형성하였다.

상기 코팅 조성물을 투명 PET 필름위에 바코팅으로 25 ㎛　두께로 코팅하고, 드라이 오븐에서 경화시킨 후, 가로세로 3cm로 절단하여 샘플을 제작하였다.

상기 샘플을 5℃의 조건에서 파란색으로 변화된 색의 반사도를 측정하여, 도 2에 나타내었고, 상기 샘플을 5℃의 조건에서 외부에 30일간 노출시킨 후의 색차값을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

상기 실시예 1의 코팅 조성물에서 2-(2'-하이드록시페닐)　벤조트리아졸 대신 2-(2-H-벤조트리아졸-2-일)-6-도데실-4-메틸페놀 5g로 사용한 것을 제외하고는 동일하게 코팅 조성물을 제조하였다.

상기 코팅 조성물을 투명 PET 필름위에 바코팅으로 25 ㎛　두께로 코팅하고, 드라이 오븐에서 경화시킨 후, 가로세로 3cm로 절단하여 샘플을 제작하였다.

상기 샘플을 5℃의 조건에서 외부에 30일간 노출시킨 후의 색차값을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
색차(△E*)	0.24	0.12	2.75	1.89

도 2에서, Blue 영역대(파란색 점선으로 표시)에서 실시예 1의 반사도가 약 13%, 비교예 1의 반사도가 약 9% 인 것을 확인하였다. 즉, 동일한 시온 안료를 사용하였음에도, 하이드록시기를 가지는 벤조페논계 화합물을 포함하는 실시예 1의 경우, 비교예 1에 대비하여 반사도가 25% 이상 더 향상되어, 파란색이 더욱 뚜렷하고, 시인성이 향상되어, 심미감이 향상되는 점을 알 수 있었다.

상기 표 1에서 실시예 1, 2의 경우 색차 값이 0.5 미만이고, 비교예 1, 2의 경우, 색차 값이 1 초과 값을 갖는 것을 확인하였다. 즉, 실시예 1, 2의 경우, 30일간 외부 노출 후의 색의 변화가 크지 않으며, 이를 육안으로 식별하지 못할 정도의 미세한 차이인 점을 알 수 있었고, 비교예 1, 2의 경우, 30일간 외부 노출 후의 색의 변화가 매우 커서, 이를 육안으로 식별이 가능한 정도로 변색이 됨을 알 수 있었다. 더욱이 피페리딘 유도체 화합물을 더 포함하는 실시예 2의 경우, 색차 값이 실시예 1 보다 더 작은 것을 통하여, 변색에 대한 내구성이 더욱 향상될 수 있는 점을 알 수 있었다.

이상의 결과를 종합하면, 본 발명의 코팅 조성물은 우레탄계 도료, 변색 안료, 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물 및 경화제를 포함함으로써, 변색 안료의 발색성 및 시인성이 향상되고, 코팅 조성물의 내구성이 향상되는 점을 알 수 있었다.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (6)

1. 우레탄계 도료, 변색 안료, 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물 및 경화제를 포함하는 시인성이 향상된 코팅 조성물.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 우레탄계 도료 60 ~ 95중량%, 변색 안료 1 ~ 30중량%, 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물 0.1 ~ 30중량% 및 경화제 1 ~ 30중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 코팅 조성물.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 변색 안료는 시온 안료인 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 코팅 조성물.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 시온 안료는 가역성 시온 안료인 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 코팅 조성물.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 히드록시기를 가지는 벤조트리아졸 화합물은 2-(2'-하이드록시페닐)　벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-5'-메틸-페닐)벤조트리아졸, 3-(2 H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시페닐 프로판산C7-9 알킬 에스테르, β-[3-(2 H벤조트리아졸-2-일)-4-하이드록시-5-tert-부틸 페닐]프로판산 폴리(에틸렌글리콜) 300 에스테르, 비스{β-[3-(2 H-벤조트리아졸-2-일)-4-하이드록시-5-tert-부틸 페닐]프로판산}폴리(에틸렌글리콜) 300 에스테르 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 코팅 조성물.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 코팅 조성물은 상온에서 투명한 것을 특징으로 하는 것인 시인성이 향상된 코팅 조성물.

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