WO2022025466A1 - 박리 용이성 도료 조성물 - Google Patents

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WO2022025466A1
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easy
peel
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pvb
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김면수
신현종
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주식회사 해광
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    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives

Definitions

  • the present invention relates to an easy-to-peel coating composition, and more particularly, to an easy-to-peel coating composition that can be restored to its original state by easily peeling the coating layer when changing color and design preferences or wanting to use it again as an original product.
  • paint is a fluid material that is widely applied to the surface of an object to form a thin film layer and dries and hardens over time to protect the surface of the object as well as increase the aesthetics.
  • such paint is applied to various structures such as buildings to make the appearance of the structure beautiful, and is often used to improve durability by preventing damage such as corrosion.
  • paints mainly used for the protection of structures such as buildings there are oil-based paints, enamel paints, and water-based paints. These paints have the effect of not only protecting buildings and materials (materials), but also increasing aesthetics and improving insulation and heat resistance.
  • Paints such as general paints are being developed for the main purpose of improving adhesion to materials to improve durability, and have a characteristic that it is not easy to peel off after drying/curing after application to a work piece.
  • Paints such as general paints are being developed for the main purpose of improving adhesion to materials to improve durability, and have a characteristic that it is not easy to peel off after drying/curing after application to a work piece.
  • a material such as paper wallpaper
  • the peeling cannot be done at all or the paper is torn when peeled forcibly.
  • the object of the present invention is to maximize the effect of restoring the original state because it is easy to peel off the material on which the paint is applied, and at the same time, it is designed as a water-based type and developed for use in indoor interiors and in contact with the human body.
  • An object of the present invention is to provide an easy-to-peel coating composition having excellent protection and durability.
  • a paint composition that can be easily peeled off from an object according to the present invention includes 30 to 80 parts by weight of a PVB (polyvinyl butyral) resin; 1 to 5 parts by weight of an additive containing an antifoaming agent; and a water-soluble solvent containing water as the remainder.
  • a PVB polyvinyl butyral
  • the molecular weight of the PVB resin may be 100,000 to 210,000 g/mole, and the PVB resin may have a particle size of 170 to 240 ⁇ m.
  • the coating composition may further include an additional component including latex, acrylic copolymer, polyvinyl acetate, urethane or polyvinyl alcohol, wherein the weight ratio of the PVB resin to the additional component is 9 to 12: 1 day.
  • an additional component including latex, acrylic copolymer, polyvinyl acetate, urethane or polyvinyl alcohol, wherein the weight ratio of the PVB resin to the additional component is 9 to 12: 1 day.
  • the paint composition may include any one or more of a releasability additive and an inorganic material.
  • the releasability additive is selected from the group consisting of silicone oil, silicone polymer, silicone emulsion, modified silicone oil or polymer, siloxane and modified siloxane, silicone rubber, wax-type additive, surfactant, oil, and silane 1 to 20 It may contain parts by weight.
  • the inorganic material may include 5 to 40 parts by weight of at least one selected from the group consisting of SiO 2 , CaCO 3 , BaSO 4 , Talc, Al(OH) 3 , Al 2 O 3 and TiO 2 .
  • the aqueous solvent may further include any one or more of alcohols, cellosols, and carbitols.
  • the object may be made of paper, wood, or glass.
  • the present invention relates to an easy-to-peel paint composition, and it can be used as a functional paint with excellent durability while maximizing the effect of restoring the original state and protecting the material because it is easily peeled off from the material to which the paint is applied.
  • the easy-to-peel paint composition of the present invention is designed to be water-based and eco-friendly, so it can be safely used even when in contact with the human body, so it can be applied to indoor interiors. In this case, there is an advantage regardless of location and use.
  • the easily peelable paint of the present invention is applied and the dried/cured coating film can be peeled off, and the peeled coating film is dissolved in alcohol and can be recycled.
  • the heat insulating material is mixed or dispersed in the easy-to-peel paint of the present invention and applied to an external window, it is possible to obtain cold protection and thermal insulation effects.
  • FIG. 1 is a photograph comparing the state in which a paint containing PVB resin alone (A ⁇ ), a paint containing a releasability additive (B ⁇ ), and a paint containing an inorganic material (C ⁇ ) are applied to paper.
  • FIG 3 shows photographs showing before and after peeling from glass according to the content ratio of PVB and latex.
  • FIG 4 shows photographs showing before and after peeling from silk (PVC) wallpaper according to the content ratio of PVB and latex.
  • the present invention is an easily peelable paint composition
  • a polyvinyl butyral (PVB) resin comprising a polyvinyl butyral (PVB) resin, an additive including an antifoaming agent, and water, and may further include a releasability additive or an inorganic material.
  • the easy-to-peel paint composition protects the applied material and has excellent durability compared to the general paint that can be peeled off, and it is easy to peel off even from paper wallpaper, so it maximizes the restoration effect of the material. There is an advantage that it can be used safely regardless of place and purpose as it is used for indoor interiors.
  • the PVB (polyvinyl butyral) resin is dissolved in the water and painted on the surface of the material, and serves to protect the surface after the solvent is dried. It is desirable to have characteristics.
  • the PVB (polyvinyl butyral) resin is a resin having excellent flexibility, tensile strength, and toughness in the form of water dispersion, and has the advantage of enabling easy peeling of the easily peelable paint composition from the material.
  • the PVB (PolyVinyl Butyral) resin may be prepared by a condensation reaction of PVA and n-butyraldehyde.
  • the PVB resin may be of an aqueous or emulsion type, and when the solvent is dried after painting on the surface of the material, it serves to protect the surface of the material.
  • the PVB resin is a resin excellent in flexibility, tensile strength and toughness, and it is possible to easily peel the peelable paint composition from the material.
  • the structure of the PVB resin may include a butyral group, an acetyl group, and a hydroxyl group represented by Chemical Formula 1 below as repeating units.
  • the molecular weight of the PVB resin is 100,000 to 210,000 g/mole, it is excellent in terms of peelability and storage stability, and when the PVB resin has a particle size of 170 to 240 ⁇ m, peelability and storage stability are further improved has the effect of being
  • the easily peelable coating composition contains 20 to 80 parts by weight of the PVB resin, preferably 35 to 65 parts by weight.
  • the easily peelable paint composition may further include a thickener, and the thickener serves to improve storage stability and viscosity of the composition to improve applicability.
  • the thickener include cellulose, acrylic thickener, urethane thickener, wax, and clay. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the easy-to-peel paint composition contains 0.2 to 2 parts by weight of the thickener, preferably 0.3 to 1.5 parts by weight.
  • the additive may include, in addition to the antifoaming agent, a leveling agent, a wetting and dispersing agent, a preservative, an antifreezing agent, an antifoaming agent, and an additive having functionality. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the additive is generally used to uniformly maintain workability and physical properties of the easy-to-peel paint composition.
  • the easily peelable paint composition of the present invention may further include a releasability additive.
  • the releasability additive may be included in the easily peelable coating composition of the present invention to enable easy peeling of the easily peelable coating composition from the applied material, thereby improving peelability.
  • the releasability additive is for securing improvement in the peelability of the coating film, and may increase the peeling effect by increasing the releasability or improving the cohesive force of the resin to lower the adhesion between the paint and the material surface.
  • the release agent additive may be silicone oil, silicone polymer, silicone emulsion, modified silicone oil or polymer, siloxane and modified siloxane, silicone rubber, wax-type additive, surfactant, oil, silane, or the like.
  • Suitable mold release additives are silicone polymers or oils (modified silicone oils and polymers).
  • the easy-to-peel paint composition preferably contains 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 15 parts by weight, of the releasability additive.
  • the easily peelable paint composition of the present invention may further include an inorganic material.
  • the inorganic material is included in the easily peelable coating composition of the present invention to enable easy peeling of the easily peelable coating composition from the applied material, thereby improving peelability.
  • the inorganic material is for securing the releasability of the coating film, and by increasing the releasability of the easily peelable coating composition, the adhesion between the paint and the surface of the material is lowered, thereby enhancing the peeling effect.
  • the inorganic material may serve to improve the paint increase effect and coatability in addition to the peeling effect, and to improve the strength of the coating film.
  • the inorganic material may include or mix any one or more selected from the group consisting of SiO 2 , CaCO 3 , BaSO 4 and Talc, Al(OH) 3 , TiO 2 .
  • the easily peelable paint composition may contain 5 to 40 parts by weight of the inorganic material, preferably 10 to 30 parts by weight.
  • the easy-to-peel paint composition includes the above-mentioned composition, it has the advantage of being able to recover the original state of the material because it can be easily peeled off if necessary after being applied to a material such as wood or glass, including paper wallpaper.
  • a material such as wood or glass, including paper wallpaper.
  • a material such as paper, which has many pores (porous) and the internal cohesion between the material is weak, so that interlayer separation may occur, it is difficult to peel the coating layer from the paper because of its high adhesion with the paint.
  • the easy-to-peel paint composition may further include a pigment to identify the painted portion.
  • the pigment include extender pigments, colored pigments, and mixed pigments thereof.
  • the easily peelable paint composition may contain 5 to 30 parts by weight of the pigment, preferably 5 to 20 parts by weight.
  • the solvent included in the easily peelable coating composition is used to secure workability of coating the easily peelable coating composition.
  • the solvent may further include any one or more of cellosols and carbitols in addition to water. These two or more may be mixed and used. When the amount of the solvent applied to the paint is small, the drying time may be fast, and when the amount of the solvent applied to the paint is large, the drying time may be delayed.
  • Example 1 On the paper wallpaper specimen, the paint of Example 1 was coated with an airless spray or roller (brush) to a thickness of 50 to 100 ⁇ m, and then dried. After that, the peelability and physical properties of the formed coating film were checked by leaving it to stand for one month, and the results were derived as shown in Table 1. For reference, the evaluation of the physical properties was measured in the following way.
  • Examples 2 and 3 having a molecular weight of 100,000 to 210,000 g/mole of the PVB resin were confirmed to have an excellent peelability effect, and were also confirmed to have the best storage stability and tensile rate.
  • Examples 4 and 5 in which the molecular weight of the PVB resin was less than 100,000 or exceeded 210,000 it was confirmed that the peelability and storage stability effects were relatively poor.
  • the PVB emulsion resin having the particle size range as shown in Table 4 below was subjected to the same method as in Experimental Example 2
  • the coating compositions of Examples 6 to 9 were prepared, and thereafter, physical properties of each of the prepared coating compositions were measured.
  • Example 6 70-100 ⁇ ⁇ 80 to 100 ⁇
  • Example 7 100-160 ⁇ ⁇ 110-140 ⁇
  • Example 8 170-240 ⁇ ⁇ 150-180 ⁇
  • Example 9 240 ⁇ 300 ⁇ X 120 ⁇ 160 ⁇
  • Example 8 in which the PVB resin had a particle size of 170 to 240 ⁇ m, had the most excellent peelability as well as tensile rate and storage stability.
  • an easy-to-peel coating composition according to the present invention was prepared by high-speed stirring for at least 30 minutes.
  • An easily peelable paint composition was prepared in the same manner as in Example 22, but each of the easily peelable paint compositions according to Examples 23 to 29 was prepared at the content of the composition shown in Table 10 below.
  • the easy-to-peel paint composition according to the present invention was prepared by high-speed stirring for at least 30 minutes.
  • An easily peelable coating composition was prepared in the same manner as in Example 30, but each of the easily peelable coating compositions according to Examples 31 to 37 was prepared at the content of the composition shown in Table 11 below.
  • Example 22 3 2 buried ⁇ X
  • Example 23 One 4 Good ⁇ ⁇
  • Example 24 3 One Good ⁇ ⁇
  • Example 25 3 One Good ⁇ ⁇
  • Example 26 3 2 slightly smeared ⁇ ⁇
  • Example 27 One 4 slightly smeared X ⁇
  • Example 28 4 One slightly smeared ⁇ ⁇
  • Example 29 4 One slightly smeared ⁇ ⁇
  • FIGS. 3 and 4 are tests of peelability by applying the paint of the present invention to paper wallpaper.
  • 3A and 4A' show the coating state of the paint (Example 1) that does not contain the release property additive and the inorganic material and the state in which it is peeled off.
  • FIGS. 3B and 4B' show the coating state of the paint (Example 26) including the release property additive and the state in which it is peeled off
  • FIGS. 3C and 4C' are the paint containing the inorganic material additive ( The application state of Example 33) and the state in which it was peeled are shown.
  • the peelability effect is more excellent when at least the releasability additive or inorganic material is included.

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Abstract

본 발명은 손쉽게 도막층을 박리하여 원상 복구가 가능한 박리 용이성 도료 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 박리 용이성 도료 조성물은 도료가 도포된 소재에서 박리가 용이하여 원상 복구 효과를 극대화함과 동시에 소재를 보호하고 내구성이 우수한 특성을 갖는다.

Description

박리 용이성 도료 조성물
본 발명은 박리 용이성 도료 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 색상 및 디자인 기호에 변화를 주거나 원래의 제품으로 다시 사용하고 싶을 경우 손쉽게 도막층을 박리하여 원상 복구가 가능한 박리 용이성 도료 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 페인트는 유동성의 물질로 물체의 표면에 넓게 도포되어 얇은 피막 층을 형성하고 시간의 경과에 따라 건조, 경화됨으로써 물체의 표면을 보호할 뿐만 아니라 미감을 증대시키는 기능을 갖는다. 이러한 페인트는 특히 건축물 등과 같은 각종 구조물에 도포되어 구조물의 외관을 미려하게 할 뿐만 아니라 부식 등과 같은 손상을 방지하여 내구성을 향상시키는데 많이 이용된다.
건축물과 같은 구조물의 보호를 위해 주로 사용되고 있는 페인트로는 유성페인트, 에나멜페인트 및 수성페인트 등이 있다. 이러한 페인트들은 건축물과 소재(재료)의 보호뿐만 아니라 미관을 증대시키고 단열성 및 난열성 등을 향상시키는 효과를 갖는다.
일반적인 페인트 등의 도료는 내구성 향상을 위해 소재와의 부착력 향상을 주요 목적으로 개발되고 있는 실정으로 피작물에 도포 후 건조/경화 후 박리가 용이하지 않는 특성을 가진다. 특히 종이벽지와 같은 소재에 도포할 경우 박리를 전혀 할 수 없거나 억지로 박리할 경우 종이가 뜯어지는 문제점이 발생한다. 상기와 같이 일반적인 페인트 등의 도료는 원상 복구가 전혀 불가능한 실정이다.
아울러, 목재나 유리 등에도 페인트가 많이 이용되고 있는 실정이나, 필요에 따라 도막을 제거해야 할 때 이를 박리하는 것이 어려울 뿐만 아니라 이물질 등이 남겨지게 되어 원상회복을 하기 어렵다는 한계가 있었다.
이에, 빠른 기호의 변화, 자신만의 아이템/공간에 요구 및 손쉬운 DIY 접근 등을 위하여 장소와 시간에 구애받지 않고 도포된 소재(종이, 목재, 유리 등)에서 박리가 가능하고, 박리 시 원 소재로 원상 복구가 가능한 페인트 또는 도료가 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 도료가 도포된 소재에서 박리가 용이하여 원상 복구 효과를 극대화함과 동시에 수성타입으로 설계하여 실내 인테리어, 인체와 접촉할 수 있는 용도로 개발하여 장소와 용도에 구애받지 아니하며 소재를 보호하고 내구성이 우수한 박리 용이성 도료 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 발명의 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 구체적으로 제시된다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 대상체로부터 박리가 용이한 도료 조성물은 PVB(폴리 비닐 부티랄) 수지 30 내지 80 중량부; 소포제를 포함하는 첨가제 1 내지 5 중량부; 및 잔부인 물을 포함하는 수용 용제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 PVB 수지의 분자량은 100,000 내지 210,000 g/mole일 수 있으며, 상기 PVB 수지는 170 내지 240 ㎛의 입자 크기를 가질 수 있다.
상기 도료 조성물은 라텍스, 아크릴 공중합체, 폴리비닐아세테이트, 우레탄 또는 폴리비닐 알코올을 포함하는 추가성분을 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 도료 조성물은 PVB 수지와 추가성분의 중량비는 9 ~ 12 : 1 일 수 있다.
상기 도료 조성물은 이형성 첨가제 및 무기소재 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 이형성 첨가제는 실리콘 오일, 실리콘 폴리머, 실리콘 에멀젼, 변성 실리콘 오일 또는 폴리머, 실록산 및 변성 실록산, 실리콘 고무, 왁스타입 첨가제, 계면 활성제, 오일 및 실란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 1 내지 20 중량부 포함할 수 있다.
상기 무기소재는 SiO2, CaCO3, BaSO4 , Talc, Al(OH)3 , Al2O3 및 TiO2 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 5 내지 40 중량부 포함할 수 있다.
상기 수성 용제는 알코올류, 셀로솔부류 및 카비톨류 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 대상체는 종이, 목재 또는 유리 소재일 수 있다.
본 발명은 박리 용이성 도료 조성물에 관한 것으로서, 도료가 도포된 소재에서 박리가 용이하여 원상 복구 효과를 극대화함과 동시에 소재를 보호하고 내구성이 우수한 기능성 도료로 사용될 수 있다.
본 발명의 박리 용이성 도료 조성물은 수성 타입의 친환경적으로 설계되어, 인체와 접촉 시에도 안전하게 사용할 수 있어 실내 인테리어에 적용이 가능하고 이 경우 장소와 용도에 구애받지 아니한 이점이 존재한다.
본 발명의 박리 용이성 도료가 도포되어 건조/경화된 도막은 박리가 가능하고, 박리된 도막은 알코올류에 용해되어 재활용이 가능하므로 무독성 소재로 친환경적인 특성을 갖는 이점도 존재한다.
또한, 본 발명의 박리 용이성 도료에 단열 소재를 혼합 또는 분산하여 외부 창에 도포 시 방한, 보온효과를 얻을 수 있다.
도 1은 PVB 수지 단독 첨가된 도료(A`) 및 이형성 첨가제가 포함된 도료(B`) 및 무기소재가 포함된 도료(C`)를 종이에 도포한 상태를 비교한 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 PVB 수지 단독 첨가된 도료(A`) 및 이형성 첨가제가 포함된 도료(B`) 및 무기소재가 포함된 도료(C`)가 도포된 종이로부터 박리된 상태를 비교한 사진이다.
도 3은 PVB와 라텍스의 함량비에 따른 유리에서의 박리 전후를 나타내는 사진을 나타낸다.
도 4는 PVB와 라텍스의 함량비에 따른 실크(PVC) 벽지에서의 박리 전후를 나타내는 사진을 나타낸다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명은 PVB(폴리 비닐 부티랄) 수지, 소포제를 포함하는 첨가제 및 물을 포함하는 박리 용이성 도료 조성물이며, 추가로 이형성 첨가제 또는 무기소재를 추가로 더 포함할 수 있다. 상기 박리 용이성 도료 조성물은 박리가 가능한 일반적인 도료와 대비하여 도포된 소재를 보호하고 내구성이 우수하며, 종이벽지에서도 박리가 용이하므로 소재의 원상 복구 효과를 극대화하며, 수성타입으로서 인체와 접촉 가능성이 존재하는 실내 인테리어에 사용되어 장소와 용도에 구애받지 않고 안전하게 사용할 수 있는 이점이 존재한다.
상기 PVB(폴리 비닐 부티랄) 수지는 상기 물에 용해되어 소재 표면에 도장되며 용제가 건조된 후 표면을 보호하는 역할을 하며, 소재 건조가 완료되어 도막의 박리가 필요할 때 쉽게 박리가 일어날 수 있는 특성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 PVB(폴리 비닐 부티랄) 수지는 수분산 형태로 유연성, 인장력 및 인성이 우수한 수지로서 박리 용이성 도료 조성물을 소재로부터 쉽게 박리가 가능하게 하는 이점이 있다.
상기 PVB(PolyVinyl Butyral) 수지는 PVA와 n-butyraldehyde의 축합반응(Condensation reaction)으로 제조될 수 있다. 상기 PVB 수지는 수성 또는 에멀젼 타입일 수 있으며, 소재 표면에 도장 후 용제가 건조되면 소재 표면을 보호하는 역할을 하게 된다. 상기 PVB 수지는 유연성, 인장력 및 인성이 우수한 수지로서 박리 용이성 도료 조성물을 소재로부터 쉽게 박리가 가능하게 된다.
상기 PVB 수지의 구조는 아래 화학식 1로 표시되는 부티랄(butyral)기, 아세틸기, 하이드록시기를 반복 단위로 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021008556-appb-img-000001
특별히, 상기 PVB 수지의 분자량이 100,000 내지 210,000 g/mole일 경우, 박리성 및 저장안정성 측면에서 우수하며, 상기 PVB 수지가 170 내지 240 ㎛의 입자 크기를 가질 때, 박리성 및 저장안정성이 더욱 향상되는 효과를 가진다.
상기 박리 용이성 도료 조성물에 포함된 PVB(PolyVinyl Butyral) 수지의 함량이 전체 중량부에 대하여 30 중량부 미만이면, 코팅액 안정성이 떨어지고 도포성이 나빠 도막 형성이 잘 되지 않는 어려움이 있으며, 80 중량부 초과할 경우 안료가 포함된 페인트를 제조할 수 없는 어려움이 발생된다. 따라서, 상기 박리 용이성 도료 조성물은 상기 PVB 수지를 20 내지 80 중량부 포함하고, 바람직하게는 35 내지 65 중량부 포함한다.
상기 박리 용이성 도료 조성물은 증점제를 더 포함할 수 있는데, 상기 증점제는 조성물의 저장 안정성 및 점도를 개선하여 도포성을 향상시키는 것 역할을 한다. 상기 증점제의 예로서는 셀롤로오스, 아크릴 증점제, 우레탄 증점제, 왁스, Clay 계 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 증점제의 함량이 2 중량부 이상이면 점도와 칙소성이 너무 높아 도막을 형성하지 못할 수 있다. 반면, 0.2 중량부 미만일 경우 점도가 너무 낮아 물처럼 흘러내려 도포가 되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 박리 용이성 도료 조성물은 증점제를 0.2 내지 2 중량부 포함하고, 바람직하게는 0.3 내지 1.5 중량부 포함하는 것이 유리하다.
상기 첨가제는 소포제 외에 레벨링제, 습윤 분산제, 방부제, 동결방지제, 소포제 및 기능성을 가지는 첨가제 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 첨가제는 박리 용이성 도료 조성물의 작업성 및 물성을 균일하게 유지시키 위해 일반적으로 사용되는 것이다.
또한, 본 발명의 박리 용이성 도료 조성물은 이형성 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 이형성 첨가제는 본 발명의 박리 용이성 도료 조성물에 포함되어 박리 용이성 도료 조성물을 도포된 소재로부터 쉽게 박리가 가능하게 함에 따라 박리성을 개선할 수 있다.
상기 이형성 첨가제는 도막의 박리성 향상을 확보하기 위한 것으로 이형성을 높이거나 수지의 응집력을 향상시켜 도료와 소재 표면과의 부착력을 낮추어 박리 효과를 높일 수 있다. 바람직하게, 상기 이형성 첨가제는 실리콘 오일, 실리콘 폴리머, 실리콘 에멀젼, 변성 실리콘 오일 또는 폴리머, 실록산 및 변성 실록산, 실리콘 고무, 왁스타입 첨가제, 계면 활성제, 오일 및 실란 등 일 수 있다. 다만, 박리성을 개선하기 위하여 이형성 첨가제로서 실리콘 오일 및 폴리머 외의 이형성 첨가제는 과량을 사용해야 하며, 박리 가능한 도료는 내구성, 도막 두께 및 도막 강도 등의 문제점이 발생하므로 본 발명의 박리 용이성 도료 조성물에 포함되는 이형성 첨가제는 실리콘 폴리머 또는 오일 (변성 실리콘 오일 및 폴리머)이 적합하다. 상기 박리 용이성 도료 조성물은 이형성 첨가제를 1 내지 20 중량부, 바람직하게는 3 내지 15 중량부 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 박리 용이성 도료 조성물은 무기소재를 추가로 포함할 수 있다. 상기 무기소재는 본 발명의 박리 용이성 도료 조성물에 포함되어 박리 용이성 도료 조성물을 도포된 소재로부터 쉽게 박리가 가능하게 함에 따라 박리성을 개선할 수 있다.
상기 무기소재는 도막의 박리성을 확보하기 위한 것으로 박리 용이성 도료 조성물의 이형성을 높여 페인트와 소재 표면과의 부착력을 낮추어 박리 효과를 높일 수 있다. 또한, 상기 무기소재는 박리 효과 이외에 페인트 증량 효과 및 도포성을 개선하는 역할과 도막의 강도를 향상시키는 역할을 할 수 있다. 바람직하게, 상기 무기소재는 SiO2, CaCO3, BaSO4 및 Talc, Al(OH)3 , TiO2 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하거나 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 무기소재 입자의 크기(㎛)를 조절하여 지지 효과를 높이고 침투성을 억제할 수 있고 수지/무기소재 비율 조절을 통해 내구성, 도막 강도, 도막 두께 등의 기존 물성을 유지하면서 박리성을 개선할 수 있다. 상기 박리 용이성 도료 조성물은 상기 무기소재를 5 내지 40 중량부, 바람직하게는 10 내지 30 중량부 포함할 수 있다.
상기 박리 용이성 도료 조성물은 위에서 언급한 조성을 포함하므로, 종이벽지를 비롯한 목재나 유리 등의 소재에 도포한 후 필요에 따라 쉽게 박리 제거가 가능하므로 소재의 원상회복이 가능하다는 장점을 가진다. 참고로, 종이와 같이 많은 기공(포러스)과 재료 간의 내부 응집력이 약해 층간 분리가 발생할 수 있는 소재의 경우, 도료와의 높은 부착력을 가져 도막층을 종이로부터 박리하기 어려움이 있다.
또한, 상기 박리 용이성 도료 조성물은 도장부분의 식별을 위하여 안료를 더 포함할 수 있다. 상기 안료의 예로서는 체질안료, 유색안료 및 이들의 혼합 안료들을 들 수 있다. 상기 박리 용이성 도료 조성물에 안료가 포함될 경우 포함되는 안료의 함량이 30 중량부 초과할 경우 페인트의 안정성이 떨어져 페인트의 역할을 하지 못하여 도막 박리가 불량해지는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 박리 용이성 도료 조성물은 상기 안료를 5 내지 30 중량부 포함하고, 바람직하게는 5 내지 20 중량부 포함할 수 있다.
상기 박리 용이성 도료 조성물에 포함되는 용제는 박리 용이성 도료 조성물의 도장의 작업성 확보를 위해 사용된다. 바람직하게, 상기 용제는 물 외에도, 셀로솔부류 및 카비톨류 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 이들은 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 도료에 적용되는 용제의 사용량이 작을 경우 건조 시간이 빠를 수 있으며, 상기 도료에 적용되는 용제의 사용량이 많을 경우 건조 시간이 늦어질 수 있다.
[ 실시예 ]
[ 실험예 1] : PVB 수지를 포함하는 박리 용이성 도료 조성물 제조
실시예 1
PVB 수분산 수지 PC-2 70 g을 교반하면서 색상을 발휘시킬 수 수분산 백색 안료 10 g을 첨가하였다. 이 후, 물 15 g을 첨가하고 10분 동안 혼합이 잘 되게 하였다. 계속 교반하면서 증점제인 TT-935D 4 g을 첨가하면서 도료의 점도가 상승하면 교반기의 rpm을 상승시켜 혼합을 용이하게 하였다. 30~60분 이상 고속으로 교반 후 기포 억제 및 발생된 기포를 파포시키는 소포제 F-810 1 g을 혼합한 후, 30분 이상 고속 교반하여 실시예 1의 도료를 제조하였다.
[실험 결과]
종이벽지 시편 위에 상기 실시예 1의 도료를 에어리스 스프레이나 롤러(붓) 등으로 50~100㎛ 두께로 도장한 후 건조하였다. 이후 1개월간 방치하여 형성된 도막의 박리성과 물성을 확인하였고, 그 결과가 표 1과 같이 도출되었다. 참고로, 상기 물성의 평가는 하기와 같은 방법으로 측정하였다.
* 박리성 측정 : 종이 벽지에 도포된 피막을 1일 후 박리(제거)할 때 상태를 5단계로 구별하여 평가함(박리 후 소재의 상태 함께 평가) - 우수 5, 양호 4, 보통 3, 미흡 2, 불량 1
* 도막강도 측정 : 건조된 피막을 잡아 당길 때 탄성 및 찢어지는 상태를 5단계로 구별하여 평가 - 우수 5, 양호 4, 보통 3, 미흡 2, 불량 1
* 도막 평활도 측정 : 건조된 피막을 육안으로 표면의 평활도 및 도포된 ㅅ상태를 5단계로 구분하여 평가 - 우수 5, 양호 4, 보통 3, 미흡 2, 불량 1
* 상용성 측정 : 최종 도료를 투명한 샘플통에 보관하여 침전 및 층분리, 에멀젼 상태를 평가 - 우수 ◎, 양호 ○, 보통 ◇, 미흡 △, 불량 X
* 광택 측정 : 건조된 피막의 광택의 정도를 4단계로 평가 - 광택도가 아주 높음(High gloss) ◎, 높음(Egg shell gloss) ○, 보통(Semi gloss) △ 낮음(Matt) X
* 표면상태 측정 : 건조된 피막을 육안 및 촉감으로 입자 상태를 평가 - 양호, 보통, 불량
박리성 도막강도 도막 평활도 상용성 광택 표면상태
실시예 1 2 5 3 양호
위 표 1과 같이, PVB 수지를 포함하는 도료의 경우, 종이벽지에서 일정 부분 박리성을 가지는 것을 확인하였으며, 그 외에 도막강도, 상용성, 광택 및 표면 상태는 우수한 것으로 평가되었다. 참고로, 종이의 경우 많은 기공이 있고, 내부 응집력이 약해 층간 분리가 쉽게 발생할 수 있으므로, 유리 등에 비해 박리성이 상대적으로 좋지 않게 된다.
[ 실험예 2] : PVB 분자량에 따른 도료 조성물의 물성 비교
실시예 2 내지 5
분자량이 하기 표 2와 같은 분자량을 가지는 PVB 에멀젼 수지 60 g을 교반하면서, 물 11 g을 첨가하고 10분 동안 혼합하였다. 이후 계속 교반하면서 기포 억제 및 발생된 기포를 파포시키는 소포제 F-810(Tego) 1 g을 혼합하고, 30분 이상 고속 교반함으로써 본 발명에 따른 실시예 2 내지 5의 도료 조성물을 제조하였다.
구분 PVB 분자량 (g/mole)
실시예 2 100,000 ~ 160,000
실시예 3 160,000 ~ 210,000
실시예 4 50,000 ~ 90,0000
실시예 5 220,000 ~ 280,000
PVB 분자량에 따른 박리 용이성 도료 조성물의 물성을 테스트하였으며, 그에 따른 결과는 표 3과 같이 도출되었다. 참고로 상기 도료 조성물의 물성들은 아래와 같은 방법으로 측정하였다.
* 투명도 측정 : 투과율을 활용하여 측정, 파막의 투명한 상태를 5단계로 구별하여 판정함(상대 평과) - 투과율 우수 ◎, 양호 ○, 보통 ◇, 미흡 △, 불량 X
* 저장안정성 측정 : 최종 도료를 투명한 샘플통에 보관하여 침전 및 층분리, 에멀젼 상태 등을 평가함 - 저장안정성 우수 ◎, 양호 ○, 보통 ◇, 미흡 △, 불량 X
* 인장율 측정 : 건조된 피막(20 * 100 mm)을 잡아 당길 때 늘어나는 길이를 %로 비교함
* 유리전이온도 측정 : DSC(differential scanning calorimetry)장비로 측정
* 박리성 측정 : 실크(PVC) 벽지에 도포된 피막을 1일 후 박리(제거)할 때 상태를 5단계로 구별하여 평가함(박리 후 소재의 상태 함께 평가) - 박리성 우수 ◎, 양호 ○, 보통 ◇, 미흡 △, 불량 X
구분 투명도 저장안정성 인장율 Tg(℃) 박리성
실시예 2 160~180 70~76
실시예 3 160~180 70~76
실시예 4 120~150 65~72
실시예 5 140~160 77~84
상기 표 3의 실험 결과를 참조하면, PVB 수지의 분자량이 100,000~210,000 g/mole을 가지는 실시예 2,3은 우수한 박리성 효과를 가지는 것으로 확인되었으며, 저장안정성과 인장율도 가장 우수한 것으로 확인되었다. 반면 PVB 수지의 분자량이 100,000 미만이거나, 210,000을 초과하는 실시예 4, 5의 경우 박리성 및 저장안정성 효과가 상대적으로 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
[ 실험예 3] : PVB 입자 사이즈에 따른 도료 조성물의 물성 비교
실시예 6 내지 9
분자량이 100,000~160,000 g/mole 인 PVB 수지의 입자 사이즈에 따른 도료 조성물의 물성을 분석하기 위해, 하기 표 4와 같은 입자 사이즈 범위를 가지는 PVB 에멀젼 수지를 대상으로, 상기 실험예 2와 동일한 방법으로 실시예 6 내지 9의 도료 조성물을 제조하였으며, 이후 각각 제조한 도료 조성물에 대한 물성을 측정하였다.
구분 입자사이즈㎛ 투명도 저장안정성 인장율 박리성
실시예 6 70~100 80~100
실시예 7 100~160 110~140
실시예 8 170~240 150~180
실시예 9 240~300 X 120~160
상기 표 4의 실험 결과를 참조하면, PVB 수지의 입자사이즈가 170~240 ㎛을 가지는 실시예 8이 박리성은 물론 인장율 및 저장안정성이 가장 우수한 것으로 확인되었다.
[ 실험예 4] : 추가 함유 가능한 수지 성분 확인
실시예 10 내지 21
본 발명에 따른 박리 용이성 도료 조성물에 PVB 수지(실시예 8) 외에 추가로 더 함유 가능한 성분을 확인하기 위하여, 비닐계 공중합체(메타아크릴엑시드 MMA:아크릴엑시드AA:이타코닉엑시드itaconic acid 중량비 = 7:2:1인 아크릴 에멀젼)와 폴리아세테이트 에멀젼(PVAc, 아세테이트 함량 7중량%), 폴리비닐알코올(PVOH) 및 SBR 라텍스 에멀젼(KSL341)를 하기 표 5 내지 8과 같은 중량비로 혼합하였으며, 이후 상기 실험예 3와 동일한 방법으로 실시예 10 내지 21의 도료 조성물을 제조하였다. 이후 각각 제조한 도료 조성물에 대한 물성을 상기 실험예 3에 기재된 동일한 방법으로 측정하였으며, 추가된 도막 강도는 아래와 같은 방법으로 측정하였다.
* 도막 강도 : 건조된 피막을 잡아 당길 때 탄성 및 찢어지는 상태 등을 5단계로 평가함 - 도막강도 우수 ◎, 양호 ○, 보통 ◇, 미흡 △, 불량 X
구분 PVB : 아크릴수지
(중량비)
투명도 저장안정성 도막강도 박리성
실시예 10 9:01
실시예 11 7:03 X X X X
실시예 12 5:05 X X X X
구분 PVB : PVAc
(중량비)
투명도 저장안정성 도막강도 박리성
실시예 13 9 : 1
실시예 14 7 : 3
실시예 15 5 : 5 X X X X
구분 PVB : PVOH
(중량비)
투명도 저장안정성 도막강도 박리성
실시예 16 9 : 1
실시예 17 7 : 3
실시예 18 5 : 5
구분 PVB : 라텍스
(중량비)
투명도 저장안정성 도막강도 박리성
실시예 19 9 : 1
실시예 20 7 : 3
실시예 21 5 : 5 X
표 5 내지 8을 참고로 하면, PVOH 또는 라텍스 성분을 PVB 수지와 일정 중량비로 혼합하는 경우, 투명도, 저장안정성, 도막 강도 또는 저장안정성 중 어느 하나 이상에서 동등 또는 더 나은 효과를 가짐을 확인할 수 있었다. 특별히, PVB : PVOH 또는 PVB : 라텍스의 중량비가 9 : 1인 경우 혼합 사용한 것 중에서 가장 우수한 박리성 효과를 가짐을 알 수 있었다. 그러나 상기 추가 성분 함량이 일정 기준 이상으로 증가하여 PVB 함량이 일정 이하가 될수록 투명도, 저장안정성, 도막 강도 또는 저장안정성 중 어느 하나 이상의 효과가 저하될 수 있음을 확인할 수 있었다. 도 1 내지 도 2는 하기 표 9에 열거된 바와 같이 PVB(실시예 8)와 라텍스의 함량비에 따른 유리 및 실크(PVC) 벽지에서의 박리성 및 투명도를 실험한 사진을 나타낸다.
구분 PVB:라텍스 (중량비)
# 1 PVB 단독
# 11 PVB:라텍스=9:1
# 12 PVB:라텍스=7:3
# 13 PVB:라텍스=5:5
도 1에서와 같이, 유리에서의 투명도 우수성은 # 1 > # 11 > # 12 > # 13 순이었으며, 박리성 우수성은 # 1 > # 11 > # 12 >> # 13의 순임을 확인할 수 있었다. 도 2에서와 같이, 실크(PVC) 벽지에서의 투명도 우수성은 # 1 > # 11 > # 12 > # 13 순이었으며, 박리성 우수성은 # 1 >> # 11 >> # 12 >>> # 13 의 순임을 확인할 수 있었다.
[ 실험예 5] : 이형성 첨가제가 포함된 박리 용이성 도료 조성물 제조
실시예 22
PVB 수분산 수지 PC-2(Shark-Solutions) 60 g을 교반하면서 색상 및 무기 소재의 특성을 발휘시킬 수 있는 수분산 백색 안료(우신피크먼트) 15 g을 첨가하였다. 이 후, 물 11 g을 첨가하고 10분 동안 혼합이 잘 되게 하였다. 계속 교반하면서 증점제인 TT-935D(Dow chemical) 5.5 g을 첨가하면서 도료의 점도가 상승하면 교반기의 rpm을 상승시켜 혼합을 용이하게 하였다. 30~60분 이상 고속으로 교반 후 박리성을 향상시킬 수 있는 실리콘 이형성 첨가제 PMX200F(새한실리켐) 7.5 g 및 기포 억제 및 발생된 기포를 파포시키는 소포제 F-810(Tego) 1 g을 혼합한 후, 30분 이상 고속 교반함으로써 본 발명에 따른 박리 용이성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 23 내지 29
상기 실시예 22와 동일한 방법으로 박리 용이성 도료 조성물을 제조하되, 하기 표 10에 기재된 조성의 함량으로 실시예 23 내지 29에 따른 각각의 박리 용이성 도료 조성물을 제조하였다.
구분 수지 H2O 증점제 안료 소포제 이형성 첨가제
자재명 PC-2 - TT-935D 백색안료 F-810 PMX200F MEM3345 PMX 50 HV495 PMX 0345 PMX 0245
실시예22 60 11 5.5 15 1.0 7.5
실시예23 60 11 5.5 15 1.0 7.5
실시예24 60 11 5.5 15 1.0 20
실시예25 60 11 5.5 15 1.0 25
실시예26 60 9 5 15 1.0 10
실시예27 60 9 5 15 1.0 10
실시예28 60 9 5 15 1.0 10
실시예29 60 9 5 15 1.0 10
[ 실험예 6] 무기소재가 포함된 박리 용이성 도료 조성물 제조
실시예 30
PVB 수분산 수지 PC-2(Shark-Solutions) 60 g을 교반하면서 색상 및 무기 소재의 특성을 발휘시킬 수 수분산 백색 안료(우신피크먼트) 20 g을 첨가하였다. 이 후, 물 14 g을 첨가하고 10분 동안 혼합이 잘 되게 하였다. 계속 교반하면서 증점제인 TT-935D(Dow chemical) 3 g을 첨가하면서 도료의 점도가 상승하면 교반기의 rpm을 상승시켜 혼합을 용이하게 하였다. 30~60분 이상 고속으로 교반 후 박리성을 향상시키고 도료의 도포성 개선할 수 있는 무기소재 SiO2(5μm)(SOLVAY) 2 g을 첨가하여 고속으로 60분 이상 교반한 후, 기포 억제 및 발생된 기포를 파포시키는 소포제(Tego) F-810 1 g을 혼합한 후, 30분 이상 고속 교반함으로써 본 발명에 따른 박리 용이성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 31 내지 37
상기 실시예 30과 동일한 방법으로 박리 용이성 도료 조성물을 제조하되, 하기 표 11에 기재된 조성의 함량으로 실시예 31 내지 37에 따른 각각의 박리 용이성 도료 조성물을 제조하였다.
구분 수지 H2O 증점제 안료 소포제 무기소재
자재명 PC-2 - TT-935D 백색안료 F-810 SiO2
(5μm)
CaCO3
(5μm)
CaCO3
(20μm)
BaSO4
(2μm)
BaSO4
(10μm)
Talc
실시예30 60 14 3 20 1.0 3          
실시예31 60 15 2 20 1.0 3          
실시예32 60 9.5 5 18 1.0   7.5        
실시예33 60 9.5 5 17 1.0     7.5      
실시예34 60 7 5 17 1.0   10        
실시예35 60 7 5 17 1.0       10    
실시예36 60 7 5 17 1.0         10  
실시예37 60 7 5 17 1.0           10
종이벽지 시편 위에 실험예 5 및 6에 따른 실시예 22 내지 29 및 실시예 30 내지 37의 도료를 에어리스 스프레이나 롤러(붓) 등으로 50~100㎛ 두께로 도장한 후 건조하였다. 이후 1개월간 방치하여 형성된 도막의 박리성과 물성을 확인하였다. 상기 물성의 평가는 실험예 1과 동일한 평가 방법에 의해 평가되었고, 그 평가 결과를 표 12[이형성 첨가제가 포함된 박리 용이성 도료] 및 표 13[무기소재가 포함된 박리 용이성 도료]에 개시하였다. (숫자가 높을수록 박리성 및 도막강도가 우수함: 1 ~ 5점)
박리성 도막강도 표면상태 상용성 광택
실시예22 3 2 묻어남 X
실시예23 1 4 양호
실시예24 3 1 양호
실시예25 3 1 양호
실시예26 3 2 약간 묻어남
실시예27 1 4 약간 묻어남 X
실시예28 4 1 약간 묻어남
실시예29 4 1 약간 묻어남
박리성 도막강도 도막 평활도 상용성 광택 액상태
실시예30 2 2 1 X 크림상
실시예31 3 2 3 X X 액상
실시예32 3 4 2 크림상
실시예33 3 4 3 액상
실시예34 4 3 2 크림상
실시예35 4 3 2 크림상
실시예36 4 3 2 크림상
실시예37 3 3 3 액상
상기 표 12 내지 표 13을 참조하면, 이형성 첨가제 또는 무기소재를 포함하는 경우 더 우수한 박리성을 가짐을 확인할 수 있다. (이형성 첨가제 또는 무기소재를 포함하지 않는 실시예 1과 비교하여 보다 높은 박리성 효과를 가진다.)
참고로, 도 3 및 도 4는 종이벽지에 본 발명의 도료를 도포에 의한 박리성을 테스트한 것이다. 도 3의 A 및 도 4의 A'는 이형성 첨가제 및 무기소재를 포함하지 아니한 도료(실시예 1)의 도포 상태와 이를 박리한 상태를 나타낸다.
도 3의 B 및 도 4의 B'는 이형성 첨가제를 포함한 도료(실시예 26)의 도포 상태와 이를 박리한 상태를 나타내며, 도 3의 C 및 도 4의 C'는 무기소재 첨가제를 포함한 도료(실시예 33)의 도포 상태와 이를 박리한 상태를 나타낸다.
이를 통해서도, 종이벽지에서는 적어도 이형성 첨가제 또는 무기소재를 포함하는 것이 박리성 효과가 보다 우수함을 알 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 박리 용이성 도료 조성물을 설명하였으나, 본 발명은 상기 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

Claims (10)

  1. PVB(폴리 비닐 부티랄) 수지 30 내지 80 중량부;
    소포제를 포함하는 첨가제 1 내지 5 중량부; 및
    잔부인 물을 포함하는 수용 용제를 포함하는,
    대상체로부터 박리가 용이한 도료 조성물인 것을 특징으로 하는 박리 용이성 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PVB 수지의 분자량은 100,000 내지 210,000 g/mole인것을 특징으로 하는 박리 용이성 도료 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 PVB 수지는 170 내지 240 ㎛의 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 박리 용이성 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도료 조성물은 라텍스, 아크릴 공중합체, 폴리비닐아세테이트, 우레탄 또는 폴리비닐 알코올을 포함하는 추가성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박리 용이성 도료 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 도료 조성물은 PVB 수지와 추가성분의 중량비가 9 ~ 12 : 1 인 것을 특징으로 하는 박리 용이성 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도료 조성물은 이형성 첨가제 및 무기소재 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 박리 용이성 도료 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이형성 첨가제는 실리콘 오일, 실리콘 폴리머, 실리콘 에멀젼, 변성 실리콘 오일 또는 폴리머, 실록산 및 변성 실록산, 실리콘 고무, 왁스타입 첨가제, 계면 활성제, 오일 및 실란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 1 내지 20 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 박리 용이성 도료 조성물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 무기소재는 SiO2, CaCO3, BaSO4 , Talc, Al(OH)3 , Al2O3 및 TiO2 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 5 내지 40 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 박리 용이성 도료 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수성 용제는 알코올류, 셀로솔부류 및 카비톨류 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박리 용이성 도료 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 대상체는 종이, 목재 또는 유리 소재인 것을 특징으로 하는 박리 용이성 도료 조성물.
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