KR20230083114A - 코팅 조성물 및 이를 이용한 시트 - Google Patents
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Abstract
아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올 및 카프로락톤계 폴리올을 포함하는 혼합 폴리올; 및 경화제;를 포함하고, 상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올 대 상기 카프로락톤계 폴리올의 중량비는 5:1 내지 5:2인 코팅 조성물이 제공된다.
Description
본 발명은 코팅 조성물 및 이를 이용한 시트에 관한 것이다.
외부로부터의 기계적, 물리적, 화학적 영향에 따른 제품의 손상을 보호하고, 심미성을 부여하기 위하여 다양한 코팅층 또는 코팅 필름이 건물의 내외장재, 자동자의 내외장재, 또는 각종 플라스틱 제품 등 다양한 성형품의 표면에 적용되고 있다. 그런데, 제품 코팅 표면의 긁힘이나 외부 충격에 균열은 제품의 외관 특성, 주요 성능 및 수명을 저하시키게 되므로, 제품 표면을 보호하여 장기적인 제품의 품질 유지를 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다.
특히, 자가복원성(SELF-HEALING)을 갖는 코팅 소재에 대한 연구 및 관심이 최근 들어 급격히 증가하고 있다. 상기 자가복원성이라 함은 코팅층에 외부의 물리적 힘이나 자극이 가해짐에 따라, 상기 코팅층 상에 스크래치가 발생하는 등 손상이 생겼을 때, 이러한 스크래치 등의 손상이 자체적으로 서서히 치유되거나, 감소되는 특성을 지칭한다.
그런데, 이러한 자가복원성을 나타내는 기존의 코팅층의 경우, 경도, 내마모성 또는 도막 강도 등 코팅층의 기계적 물성이 충분치 못하게 되고, 내오염성이 현저히 떨어지는 단점이 있었다.
이에, 내오염성 향상을 위해 코팅층의 경도를 높이는 경우, 시공성이 저하되고, 늘림 시공시에 시트에 크랙이 발생하는 등의 문제가 있다.
본 발명의 목적은 자가복원성, 내오염성 및 시공성이 우수한 코팅층을 형성할 수 있는 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 자가복원성, 내오염성 및 시공성이 우수한 코팅층을 포함하는 시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올 및 카프로락톤계 폴리올을 포함하는 혼합 폴리올; 및 경화제;를 포함하고, 상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올 대 상기 카프로락톤계 폴리올의 중량비는 5:1 내지 5:2인 코팅 조성물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기재층; 및 상기 코팅 조성물의 열경화물을 포함하는 코팅층;을 포함하는 시트를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 자가복원성을 가질 뿐만 아니라, 기계적 물성이 우수하고, 또한, 내오염성이 우수하며 시공성이 우수한 코팅층을 형성할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 구현 예에 따른 시트의 단면을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현 예에 따른 시트의 단면을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현 예에 따른 시트의 단면을 모식적으로 나타낸 것이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른 코팅 조성물을 설명하도록 한다.
본 발명의 일 구현예에서, 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올 및 카프로락톤계 폴리올을 포함하는 혼합 폴리올; 및 경화제;를 포함하고, 상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올 대 상기 카프로락톤계 폴리올의 중량비는 5:1 내지 5:2인 코팅 조성물을 제공한다.
외부로부터의 기계적, 물리적, 화학적 영향에 따른 제품의 손상을 보호하고, 심미성을 부여하기 위하여 다양한 코팅층 또는 코팅 필름이 건물의 내외장재, 자동자의 내외장재, 또는 각종 플라스틱 제품 등 다양한 성형품의 표면에 적용되고 있다. 상기 코팅 조성물은 이와 같은 제품의 표면을 보호하기 위한 코팅층을 형성하는 코팅 조성물일 수 있다.
이러한 코팅층은 자가복원성(self-healing)이 요구된다. 한편, 자가복원성을 나타내는 통상의 코팅층의 경우, 경도, 내마모성 또는 도막 강도 등 코팅층의 기계적 물성이 충분치 못하게 되고, 내오염성이 현저히 떨어지는 단점이 있다. 이에, 코팅 조성물에 불소계 수지를 추가하여 내오염성 저하를 방지하고자 하는 경우가 있으나, 불소계 수지는 아크릴레이트와의 상용성이 낮아 늘림 시공시에 코팅층의 헤이즈(haze) 값이 높아지고 백탁현상이 발생하는 문제가 있다. 그리고, 경도를 높여 코팅층의 내오염성을 높이는 경우에는 신율이 낮아지고 시공성이 저하되어, 늘림 시공시에 시트에 크랙이 발생하는 문제가 있다.
상기 코팅 조성물은 자가복원성을 가질 뿐만 아니라, 기계적 물성이 우수하고, 또한, 불소계 수지의 첨가 없이도 향상된 내오염성을 나타내어 백탁현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 이와 동시에 향상된 신율로 시공성이 우수한 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 폴리올 및 경화제를 포함하는 2액형 조성물이다.
상기 코팅 조성물은 폴리올로 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올 및 카프로락톤계 폴리올을 포함하는 혼합 폴리올을 포함하여, 우수한 자가복원성뿐만 아니라, 우수한 기계적 물성, 내오염성, 신율 그리고, 향상된 시공성을 동시에 부여할 수 있다.
상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올은 폴리에스테르계 폴리올에 (메타)아크릴레이트 모노머가 그라프트 중합되어 제조된 것일 수 있다.
상기 폴리에스테르계 폴리올은 예를 들면, 다가 알코올과 다가 카르복실산과의 중축합 반응물, 환상 에스테르의 개환 중합물, 다가 알코올, 다가 카르복실산 및 환상 에스테르의 3종류의 성분에 의한 반응물 등 일 수 있다.
상기 폴리에스테르계 폴리올 중 비닐기가 다른 비닐기 함유 모노머와 중합될 수 있다. 상기 다른 비닐기 함유 모노머는 (메타)아크릴레이트 모노머일 수 있다. 구체적으로, 상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 포함한 알킬 (메타)아크릴레이트 모노머, 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 포함한 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트, 에틸렌성 불포화 카르복실산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있고, 예를 들어, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산 등일 수 있다.
상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올 중 상기 다른 비닐기 함유 모노머에 의해 형성되는 아크릴레이트 그라프트 블록은 코팅 조성물에 의해 형성되는 코팅층의 가교 밀도, 주쇄의 길이, 경도를 조절할 수 있다.
상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올은 우수한 내후성 및 유연성을 나타내는 폴리에스테르계 폴리올에 아크릴레이트가 그라프트 중합되어 유연성을 가지면서도 향상된 기계적 강도를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올은 아크릴레이트 그라프트된 다관능 폴리에스테르계 폴리올일 수 있다. 예를 들어, 2 이상의 관능기를 갖고, 아크릴레이트 그라프트된 폴리에스테르계 폴리올일 수 있다. 상기 관능기는 히드록시기를 의미하며, 상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올의 관능기가 단관능일 경우 경화반응이 잘 이루어지지 않을 수 있고, 표면에 택기(tacky)가 남아 외부의 먼지 등이 잘 부착되는 등 내오염성이 저하될 수 있다.
상기 코팅 조성물은 상기 아크릴레이트 그라프트된 다관능 폴리에스테르계 폴리올을 포함하여 경화의 정도를 적절히 조절하고, 가교밀도를 높일 수 있다.
한편, 폴리올로 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올만을 포함하는 경우에는, 경도가 너무 높아 경화 및 수축시에 변형의 증가에 부착력이 감소하고 크랙이 생성되는 문제가 있을 수 있다.
상기 코팅 조성물은 상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올과 함께, 상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올와 상용성이 좋은 카프로락톤계 폴리올을 포함하여, 우수한 내오염성과 함께, 탄성을 향상시키고, 신율 및 시공성을 향상시킬 수 있다.
상기 카프로락톤계 폴리올은 카프로락톤과 폴리올을 포함하는 성분을 반응시켜서 형성할 수 있다. 상기 카프로락톤계 폴리올은 3 내지 6 관능 카프로락톤계 폴리올일 수 있으며, 상기 코팅 조성물은 상기 범위의 관능기인 히드록시기를 포함하는 카프로락톤계 폴리올을 포함하여 가교밀도를 높이면서도 탄성 및 시공성을 향상시킬 수 있다.
상기 관능기는 히드록시기를 의미하며, 카프로락톤계 폴리올의 관능기 수가 상기 범위 미만인 경우에는 경화반응이 떨어져 택기(tacky)가 남을 수 있고고, 관능기 수가 상기 범위를 초과하는 경우에는 자가 복원력이 저하되고, 코팅층의 유연성이 떨어져 신율이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
상기 카프로락톤계 폴리올의 수산기 값은 200mgKOH/g 초과 내지 600 mgKOH/g 이하일 수 있다. 카프로락톤계 폴리올의 수산기 값을 상기 범위로 가짐으로써, 코팅층의 가교밀도를 충분히 향상시키고, 향상된 내오염성과 함께, 동시에 신율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 카프로락톤계 폴리올의 수산기 값이 상기 범위 미만인 경우에는 경화밀도를 충분히 높일 수 없고, 이에 따라 내오염성이 저하될 수 있으며, 고온에서의 복원성이 저하될 수 있다. 수산기 값은 전위차적정기를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 카프로락톤계 폴리올의 중량평균분자량은 500g/mol 내지 2,000 g/mol일 수 있다. 상기 카프로락톤계 폴리올은 상기 범위의 중량평균분자량을 가짐으로써, 상기 코팅층에 자가복원성 및 내오염성을 유지한 채로 우수한 기계적 물성을 동시에 부여 할 수 있다. 본 발명의 중량평균분자량은 겔투과크로마토그래피(gel permeation chromatography, GPC)를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올 대 상기 카프로락톤계 폴리올을 5:1 내지 5:2의 중량비로 포함한다. 이에 따라, 상기 코팅 조성물에 의해 형성된 코팅층은 우수한 자가복원성뿐만 아니라, 우수한 기계적 물성, 내오염성, 신율 그리고, 향상된 시공성을 동시에 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 카프로락톤계 폴리올의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 유연성이 저하되어 자가복원성이 충분하지 못하고, 신율이 저하되어 늘림 시공시에 크랙이 발생할 수 있다. 그리고, 상기 카프로락톤계 폴리올의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 코팅층 표면에 택기(tacky)가 남아 외부의 오염물질이 잘 부착되고 세척 등으로 쉽게 제거되지 않으며, 신율이 저하되며, 늘림 시공시에 크랙이 발생하는 등 시공성이 충분하지 못 한 문제가 있을 수 있다.
상기 코팅 조성물은 경화제로 제1 경화제 및 제2 경화제를 포함하는 혼합 경화제를 포함할 수 있다. 상기 제1 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)계 트라이머형 3관능 폴리이소시아네이트이고, 연질 (soft)이며, 상기 제2 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트계 6관능 폴리이소시아네이트로, 경화도를 높이면서, 경도 수준은 3관능 HDI 수준을 유지해준다.
일 구현예에서, 상기 제1 경화제 및 제2 경화제의 중량비는 약 1.5 :1 내지 1.1 :1 일 수 있다.
상기 혼합 경화제를 상기와 같이 배합하여, 경화 밀도를 조절하고, 경도를 원하는 수준으로 조절하여, 우수한 내오염 성능을 부여할 수 있으며, 자가복원 성능 및 시공성도 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 경화제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 코팅층 신율이 떨어지는 문제가 있고, 상기 제1 경화제의 함량의 상기 범위를 초과하는 경우에는 경화밀도가 낮아 오염성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
상기 코팅 조성물은, 상기 혼합 폴리올에 포함된 히드록시기 및 상기 혼합 경화제 중의 NCO 기의 당량비를 조절하여 경화 밀도를 조절할 수 있게 되어, 코팅층의 탄성, 자가복원성, 신율, 경도 등의 물성이 조절될 수 있다.
구체적으로, 상기 혼합 폴리올에 포함된 히드록시기 및 상기 혼합 경화제 중의 NCO 기의 당량비는 약 0.8:1 내지 약 1:1.3, 예를 들어, 약 1:1 내지 약 1:1.1 일 수 있다. 상기 범위의 당량비가 되도록 조절하여, 상기 코팅 조성물로 형성되는 코팅층은 우수한 자가복원성을 가지면서, 동시에 우수한 내오염성 및 우수한 시공성을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물은 용매를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 톨루엔, 크실렌, 코코졸, 사이클로헥사논, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 부틸셀로솔브, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 이소프로필알콜 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 코팅 조성물은 코팅층을 형성하고자 하는 기재층의 물질을 고려하여 상기 용매를 포함하고, 상기 기재층에 우수한 코팅성 및 밀착성을 부여할 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물은 UV 안정제, 반응 지연제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 코팅 조성물은 트리아졸계, 트리아진계 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 군으로부터 선택된 하나의 UV안정제를 더 포함하여 우수한 내후성을 부여할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 코팅 조성물은 트리아진계 UV 안정제를 포함하여 오랜 시간이 경과한 후에도 UV를 우수한 효율로 흡수하여 코팅층에 우수한 내후성을 부여할 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물은 반응 지연제를 포함하여 경화 반응의 속도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅 조성물은 아세틸아세톤을 반응지연제로 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물의 유리전이온도는 30℃ 내지 65℃일 수 있다. 상기 유리전이온도는 상기 혼합 폴리올과 경화제가 반응하여 형성된 수지의 유리전이온도일 수 있으며, 상기 코팅 조성물이 기재층에 코팅 후, 용매가 휘발된 후의 코팅층의 유리전이온도일 수 있다. 상기 유리전이온도는 상기 코팅 조성물에 포함된 폴리올 및 경화제의 종류 및 함량 등에 의해 조절할 수 있다. 유리전이온도를 시차 주사 열량측정법(DSC, differential scanning calorimetry) 을 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로, -60℃에서 분당 10℃씩 150℃까지 상승시키는 조건으로 측정하였다.
상기 코팅 조성물은 상기 범위의 유리전이온도를 가짐으로써, 우수한 자가복원성뿐만 아니라, 우수한 기계적 물성, 내오염성, 신율 그리고, 향상된 시공성을 동시에 부여할 수 있다. 예를 들어, 코팅 조성물의 유리전이온도가 상기 범위 미만인 경우에는 코팅층이 너무 연질(soft) 상태가 되어 시공성은 좋아질 수 있으나, 택기(tacky)가 높아지고 표면에 오염물질이 너무 잘 부착되고 잘 떨어지지 않아 내오염성이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 그리고, 유리전이온도가 상기 범위를 초과하는 경우에는 내오염성은 향상되나 신율이 낮아지고, 늘림 시공시에 크랙이 발생하고 내후성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 기재층; 및 상기 코팅 조성물의 경화물을 포함하는 코팅층;을 포함하는 시트를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에서 따른 시트(100)의 단면을 모식적으로 나타낸다.
도 1에서, 상기 시트(100)는 기재층(10) 및 코팅층(20)을 포함한다.
상기 코팅층(20)은 약 5㎛ 내지 약 20㎛의 두께를 가질 수 있으며, 구체적으로, 약 8㎛ 내지 약 10㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 코팅층은 상기 범위의 두께를 가짐으로써, 자가복원성 및 내오염성과 동시에 시공성을 향상시킬 수 있다. 상기 범위의 두께는 코팅 조성물의 고형분의 함량을 약 20wt% 내지 약 60wt%, 바람직하게는 30wt%내지 40wt% 로 조절하여 형성할 수 있다.
상기 코팅층은 우수한 내오염성 및 자가복원 성능과 함께 늘림 시공시에 향상된 내크랙성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 굴곡면을 시공하는 경우, 일정 수준(약 2~35%) 정도로 늘림 시공을 하는데, 코팅층이 경질이면 굴곡 시공 후 일정 시간 이후, 그리고 일정 온도에서 코팅층 표면에 크랙이 발생하는 문제가 발생할 수 있다. 그리고, 코팅층이 연질이면, 자가복원성과 크랙 방지 성능이 우수하나 내오염성이 저하되는 문제가 있다. 이와 같이 여러 물성들이 상보 관계이어서, 구현하는 경질의 정도를 적절히 맞출 필요가 있다.
상기 코팅 조성물은 상보적 관계에 있는 시공성(크랙 방지), 신율, 내오염성 및 자가복원 성능이 모두 우수하게 구현될 수 있는 경질도를 구현할 수 있다.
상기 코팅층은 30℃ 내지 65℃의 유리전이온도를 나타낼 수 있다
기재층(10)은 지지체 역할을 하는 것으로서, 상기 기재층은 산업에서 사용하는 기재라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리아마이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 열가소성 폴리우레탄 및 이들의 조합 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기재층은 폴리우레탄을 포함할 수 있으며, 폴리우레탄을 포함하는 상기 기재층에 상기 코팅 조성물을 코팅하여, 우수한 부차력을 나타내고, 보다 향상된 기계적 강도, 내화학성 및 내후성을 나타낼 수 있다. 상기 기재층(10)은 약 50 ㎛ 내지 약 300㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 시트(100)는 ASTM D638-95의 조건에 따른 파단신율 약 150% 내지 약 250%일 수 있다. 상기 시트는 상기 범위의 신율을 가짐으로써, 늘림 시공이 필요한 제품에 대해서 우수한 시공성을 부여할 수 있다. 따라서, 곡면 성형이 필요한 건물의 내외장재, 가구, 도어, 샤시 등의 표면 보호층, 굴곡이 있는 자동차용 외장재, 예를 들어 자동차 튜닝필름 등으로 사용하는데 적합할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 시트(200)의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 2를 참조할 때, 상기 시트(200)는 기재층(10) 및 기재층(10) 일면에 형성된 코팅층(20)을 포함하고, 상기 기재층(10)의 또 다른 일면에 점착제(30) 및 이형지(40)를 더 포함할 수 있다.
상기 시트(200)는 외부로부터의 기계적, 물리적, 화학적 영향에 따른 손상으로부터 보호하고자 하는 건물의 내외장재, 자동자의 내외장재, 또는 각종 플라스틱 제품의 표면에 이형지를 제거한 후 부착하여 사용할 수 있다.
상기 시트는, 상기 코팅 조성물을 준비한 뒤, 이를 기재층 상부에 도포하고, 열경화하여 코팅층을 형성함으로써 제조될 수 있다.
통상적으로 기재층에 따라, 예를 들어, 폴리염화비닐을 포함하는 경우 상기 제조방법으로 시트를 제조하기 어려운 경우가 있다. 이 경우에는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 필름 상에 코팅 조성물을 도포 및 경화하여 전사 필름을 제조하고, 이를 기재층 상에 전사하여 제조한다. 그러나, 이러한 방법은 전사 필름을 제조하는 공정을 별도로 요구하므로, 공정 효율을 저하시키고 제조 비용을 증가시키는 문제가 생길 수 있다.
상기 코팅 조성물의 유리전이온도는 약 30℃ 내지 약 65℃이어서, 폴리염화비닐 등의 기재층의 종류와 무관하게 직접 도포 및 열경화하여 시트를 제조할 수 있어, 보다 경제적으로 시트를 제조할 수 있다.
상기 코팅 조성물을 기재층 상부에 도포하는 단계에서, 상기 코팅 조성물은 고형분을 약 20 중량% 내지 약 50 중량% 포함할 수 있으며, 구체적으로, 약 30 중량% 내지 약 40중량% 포함할 수 있다. 상기 고형분의 함량이 상기 범위를 만족함으로써, 상기 코팅 조성물이 우수한 코팅성을 확보할 수 있으며, 상기 기재층 상부에 균일하게 도포될 수 있다.
상기 코팅 조성물을 도포하는 방법은 예를 들어, 상기 고형분의 함량 범위를 유지하는 조건에서 그라비아 코팅 방법으로 수행될 수 있으며, 상기 조건 및 방법에 따라 도포함으로써 적절한 두께 조절이 가능할 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅 조성물은 그라비아 롤의 mesh size를 조절하여 코팅할 수 있다.
상기 기재층 상부에 도포된 상기 코팅 조성물을 열경화하여 코팅층을 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅 조성물을 상기 기재층 상부에 도포한 후, 이를 직접 열경화하여 상기 코팅 조성물을 경화시킬 수 있다. 상기 코팅 조성물은 상기 기재층 상부에 도포된 채로 열경화 가능하며, 상기 기재층이 폴리염화비닐을 포함하는 경우에도, 기재층을 손상시키지 않으면서 코팅층을 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 코팅층을 제조하는 단계는 상기 기재층의 상부에 도포된 코팅 조성물은 약 120℃ 내지 약 150℃ 에서 약 3 내지 약 5분 열경화하여 제조될 수 있다. 상기 열경화로 적절한 경화도를 갖는 코팅층을 형성할 수 있고, 우수한 자가복원성, 파단신율, 내오염성 및 우수한 시공성을 구현할 수 있다.
상기 시트는 자동차 외장재, 예를 들어, 자동차 도장 보호 필름 (paint protection film), 랩핑 필름으로 적용될 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐이고 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
실시예 1
메틸메타크릴레이트가 그라프트된 2관능 폴리에스테르계 폴리올 및 3관능 카프로락톤계 폴리올(분자량=540g/mol, 수산기 값=310mgKOH/g)을 5:1의 중량비로 포함하는 혼합 폴리올과, UV 안정제(UV absorber), 아세틸아세톤 및 부틸셀로솔브 (butyl cellosolve)를 추가 혼합하였고, 경화제를 첨가하여 코팅 조성물을 제조하였다.
이때, 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트계 트라이머형 3관능 폴리이소시아네이트인 제1 경화제 및 헥사메틸렌디이소시아네이트계 6관능 폴리이소시아네이트인 제2 경화제를 1.1: 1의 중량비로 혼합하여 제조하였다.
상기 코팅 조성물에서 히드록시기 : 상기 경화제 중의 폴리이소시아네이트 중 NCO 기의 당량비가 1 : 1.1 이 되는 비율로 상기 혼합 경화제를 혼합하였다. 이때, 상기 코팅 조성물의 유리전이온도는 40℃ 이고, 상기 코팅 조성물은 30중량%의 고형분을 포함하도록 하였다.
상기 코팅 조성물을 폴리우레탄 기재층 위에 약 30㎛의 두께로 그라비아 코팅하여 도포한 후, 130℃ 오븐에서 3.5분 동안 열경화시켰다. 따라서, 폴리우레탄 기재층 위에 약 10㎛의 두께를 갖는 코팅층 포함하는 시트를 제조하였다.
실시예 2
상기 메틸메타크릴레이트가 그라프트된 2관능 폴리에스테르계 폴리올 및 상기 3관능 카프로락톤계 폴리올을 5:2의 중량비로 혼합한 혼합 폴리올을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시트를 제조하였다. 이때, 상기 코팅 조성물의 유리전이온도는 35℃ 이었다.
비교예 1
상기 메틸메타크릴레이트가 그라프트된 2관능 폴리에스테르계 폴리올 대 상기 3관능 카프로락톤계 폴리올을 6:1의 중량비로 혼합한 혼합 폴리올을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시트를 제조하였다. 이때, 상기 코팅 조성물의 유리전이온도는 43℃ 이었다.
비교예 2
상기 메틸메타크릴레이트가 그라프트된 2관능 폴리에스테르계 폴리올 대 상기 3관능 카프로락톤계 폴리올을 5:3의 중량비로 혼합한 혼합 폴리올을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시트를 제조하였다. 이때, 상기 코팅 조성물의 유리전이온도는 22℃ 이었다.
평가
실험예 1: 카본블랙에 대한 내오염성 시험(△E)
실시예 및 비교예의 시트를 코팅층이 상부에 오도록 화이트 도장판 기재에 시공하였다. 그리고, 상기 시트 위에 솜을 이용하여 카본블랙을 고르게 바른 후, 70℃ 오븐에 한 시간 방치하였다. 이 후 샘플을 꺼내어 흐르는 물에 세제를 이용하여 상기 시트 표면을 닦았다. 그 후, 색차계(CM-5)를 이용하여 상기 시트 표면의 △E(=[(ΔL*)2 + (Δa*)2 + (Δb*)2]1/2)를 측정하였고, 표 1의 평가 기준에 따라 등급을 측정하여 하기 표 3 에 기재하였다. 이때, 등급이 낮을수록 내오염성이 좋은 것을 의미한다.(여기서, ΔL*는 테스트 전후의 L* 값의 차이(L1 *-L0 *)이고, Δa* 는 테스트 전후의 a* 값의 차이(a1 *- a0 *) 이며, Δb*는 테스트 전후의 b* 값의 차이(b1 *- b0 *)을 의미한다.)
상기 평가 기준은 하기와 같다.
| 등급 | 1 등급 | 2 등급 | 3 등급 | 4 등급 |
| △E | 2 이하 | 5 이하 | 7 이하 | 9 이상 |
실험예 2: 네임펜에 대한 내오염성 시험(△E)
실시예 및 비교예의 시트를 유리 기재(50㎜ X 100㎜ X 1㎜)에 시공하였다. 그리고, 상기 시트를 50℃에서 30분 방치 후 상온에서 다시 30분 방치하였다. 그 후, 상기 시편 위에 네임펜(모나미사, 네임펜)으로 40㎜ X 40㎜ 마킹하고 하루 방치 후 에탄올로 표면을 세척하였다. 그 후, 색차계(CM-5)를 이용하여 상기 시트 표면의 △E(=[(ΔL*)2 + (Δa*)2 + (Δb*)2]1/2)를 측정하였고, 표 2의 평가 기준에 따라 등급을 측정하여 그 결과를 표 3에 기재하였다.
| 등급 | 1 등급 | 2 등급 | 3 등급 | 4 등급 |
| △E | 1 | 2 | 4 | 8 이상 |
실험예 3: 고온 자가 복원성
상기 실시예 및 비교예의 시트를 Wire brush 표면에 대고 10회 긁은 후에, 상기 시트의 표면에 스크래치가 발생한 것을 육안으로 확인하였다. 그리고, 70℃ 고온의 물을 시트에 뿌리고, 1 분 후에 하기 평가 기준에 따라 상기 시트의 스크래치가 복원되는지 여부를 육안으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.
<평가 방법>
O: 스크래치가 하나도 없는 경우,
△: 빛을 비춰서 시트를 육안으로 보았을 때, 너비 0.2㎜ 이하의 미세한 스크래치가 있는 경우
X: 육안으로 보았을 때, 너비 0.5mm 이상의 스크래치가 있는 경우
실험예 4: 내크랙성
상기 실시예 및 비교예의 시트를 4×20 cm 크기로 재단한 후, 페인트 도장 표면에 상기 시트를 연신 전 길이(20cm) 대비 25%, 30% 및 35%씩 늘려 시공한다. 시공 후 고온 오븐을 사용하여, 90℃에서 각 30분씩 방치 후 표면에 크랙이 발생하는지 육안으로 확인하였다. 그리고, 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.
<평가 기준>
O : 크랙 미발생
Δ : 미세 크랙(길이 0.5㎜ 이하) 발생한 경우
X : 크랙(길이 1㎝ 이상) 발생한 경우
| 구분 | 실험예 1(등급) (카본블랙) |
실험예 2(등급) (네임펜) |
자가복원성 (70℃) |
| 실시예 1 | 1 | 1 | O |
| 실시예 2 | 1 | 1 | O |
| 비교예 1 | 1 | 1 | △ |
| 비교예 2 | 3 | 2 | O |
| 구분 | 90℃ | ||
| 25% | 30% | 35% | |
| 실시예 1 | O | O | O |
| 실시예 2 | O | O | O |
| 비교예 1 | O | Δ | X |
| 비교예 2 | O | Δ | Δ |
상기 표 3 및 4에서 보는 바와 같이, 실시예의 시트는 우수한 자가복원성, 내오염성 및 우수한 신율에 의한 내크랙성을 동시에 나타내었다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100, 200: 시트
10: 기재층
20: 코팅층
30: 점착제
40: 이형지
10: 기재층
20: 코팅층
30: 점착제
40: 이형지
Claims (9)
- 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올 및 카프로락톤계 폴리올을 포함하는 혼합 폴리올; 및
경화제;를 포함하고
상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올 대 상기 카프로락톤계 폴리올의 중량비는 5:1 내지 5:2인
코팅 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 아크릴레이트 그라프트 폴리에스테르계 폴리올은 아크릴레이트 그라프트된 다관능 폴리에스테르계 폴리올인
코팅 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 카프로락톤계 폴리올은 3 내지 6 관능 카프로락톤계 폴리올인
코팅 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 카프로락톤계 폴리올의 수산기 값은 200mgKOH/g 초과 내지 600OH/g 이하인
코팅 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 카프로락톤계 폴리올의 중량평균분자량은 500g/mol 내지 2,000 g/mol 인
코팅 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 경화제는 제1 경화제 및 제2 경화제를 포함하는 혼합 경화제이고,
상기 제1 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트계 트라이머형 3관능 폴리이소시아네이트이고,
상기 제2 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트계 6관능 폴리이소시아네이트인
코팅 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 코팅 조성물의 유리전이온도는 30℃ 내지 65℃인
코팅 조성물.
- 기재층; 및
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물의 열경화물을 포함하는 코팅층;을 포함하는 시트.
- 제8항에 있어서,
상기 기재층은 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리아마이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 열가소성 폴리우레탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
시트.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210171226A KR20230083114A (ko) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 코팅 조성물 및 이를 이용한 시트 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210171226A KR20230083114A (ko) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 코팅 조성물 및 이를 이용한 시트 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230083114A true KR20230083114A (ko) | 2023-06-09 |
Family
ID=86765363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210171226A KR20230083114A (ko) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 코팅 조성물 및 이를 이용한 시트 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230083114A (ko) |
-
2021
- 2021-12-02 KR KR1020210171226A patent/KR20230083114A/ko not_active Application Discontinuation
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