KR100866370B1 - 초자용 도료 조성물 및 이를 이용한 초자용 도료의 제조방법 - Google Patents

초자용 도료 조성물 및 이를 이용한 초자용 도료의 제조방법 Download PDF

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Abstract

고기능성의 초자용 도료 조성물 및 이를 이용한 초자용 도료의 제조 방법이 개시되어 있다. 상기 초자용 도료 조성물은 아크릴 수지 20 내지 50중량부와, 우레아-포름알데히드 수지 30 내지 60중량부와, 에폭시 당량 180 내지 240g/eq을 갖는 비스페놀-A형 에폭시 수지 4 내지 10 중량부와, 아민계 실란 0.2 내지 1.0 중량부와, 반응 촉매인 방향족 설폰산 0.2 내지 1.0 중량부 및 유기 용제 3 내지 15 중량부를 포함한다. 이와 같이, 아크릴 수지, 우레아-포름알데히드, 에폭시 수지로 구성된 조성물을 주체 수지로 하고, 여기에 선정된 반응 촉매인 방향족 설폰산과 아민계 실란을 도입한 초자용 도료 조성물을 이용하여 선영성, 염료 내용출성, 내수성, 부착성, 내용제성, 내약품성을 갖는 고기능성의 초자용 도료를 제조할 수 있다.

Description

초자용 도료 조성물 및 이를 이용한 초자용 도료의 제조 방법{Paint composition for a glass and method of manufacturing a paint for a glass using the same}
본 발명은 초자용 도료 조성물 및 이를 이용한 초자용 도료의 제조 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 공업용 초자에 도장되는 고경도, 내약품성, 부착성 등의 우수한 도막 물성을 갖는 초자용 도료 조성물 및 이를 이용한 초자용 도료의 제조 방법에 관한 것이다.
공업용 초자라 함은 화장품 및 주류 등의 포장용기를 말한다. 기존에 초자용 도료에 사용된 수지 조성물은 아크릴계 수지와 멜라민-포름알데히드 수지(이하, "멜라민 수지"라고 한다.)의 혼합 수지 조성물을 사용하고 있으나 선영성, 부착성, 내용제성이 저하되고, 특히 도료에 혼합하여 사용되고 있는 염료의 용출현상이 발생되는 문제점이 있다.
상기 염료의 용출성은 초자용 도료의 가장 중요한 물성 중의 하나이며, 공업용 초자에 색상을 부여하기 위하여 도료에 5% 내외의 염료를 혼합하여 도장하는데 도료에 사용된 수지 조성물이 완전 건조하여 도막에서 염료 성분이 용출되지 못하 도록 도막을 형성시켜 주어야만 한다. 이로 인해, 용기를 장기 방치할 경우 소비자가 사용하면서 발생되는 염료용출로 인한 불량을 방지할 수 있다.
일반적으로 공업용 초자류의 도장 공정을 살펴보면, 먼저 유리소지를 불산으로 처리하고(이때, 유리가 표면이 매끄러운 투명한 상태에서 표면이 거친 불투명한 상태로 변화됨), 물세척 후 건조하여 실란 프라이머를 사용한다. 이어서, 10분 방치 후 초자용 도료로 도장하고, 180℃에서 15분 건조 후 냉각하여 인쇄공정을 거쳐 완성품을 얻는다. 기존의 아크릴/멜라민계 수지(멜라민-포름알데히드) 조성물을 사용한 도료의 경우에는 일반적으로 약 200℃ 이상의 건조조건이 요구된다. 상기 약 200℃ 이하의 건조 조건에서는 미 건조 또는 불완전한 화학 반응에 의해 부착성 및 염료의 내용출성이 떨어지는 현상을 나타난다.
상기와 같이 현재 일반적으로 사용되는 공업 초자용 도료의 염료 내용출성, 내용제성, 선영성, 부착성, 내약품성의 성능을 향상시키기 위하여 고기능성의 초자용 도료 조성물이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 공업 초자 소재에 대하여 선영성, 부착성, 염료 내용출성, 내용제성 및 내약품성 등이 우수한 초자용 도료를 제조할 수 있는 초자용 도료 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 초자용 도료 조성물을 이용한 고기능성의 초자용 도료의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초자용 도료 조성물은 초자용 도료 조성물 전체 중에서 아크릴 수지 20 내지 50 중량부와, 우레아-포름알데히드 수지 30 내지 60 중량부와, 에폭시 당량 180 내지 240g/eq을 갖는 비스페놀-A형 에폭시 수지 4 내지 10 중량부와, 아민계 실란 0.2 내지 1.0 중량부와, 반응 촉매인 방향족 설폰산 0.2 내지 1.0 중량부 및 유기 용제 3 내지 15 중량부를 포함하는 조성을 갖는다.
일 예로, 상기 아크릴 수지는 산 값이 3 내지 10mgKOH/g이고, 수산기 값이 80 내지 140mgKOH/g이고, 유리전이온도가 15 내지 40℃이고, 불휘발분 40 내지 70 중량%이고, 중량 평균 분자량이 15,000 내지 30,000인 특성을 갖는다.
또한, 상기 아크릴 수지는 방향족 용제에 아크릴 단량체과 유기 과산화물 개시제로서 벤조일퍼옥사이드 또는 t-부틸 퍼옥사이드를 투입 반응시킨 다음, 유기 과산화물 개시제를 재투입하여 반응시켜 제조된 것을 이용한다.
또한, 상기 초자용 도료 조성물에는 염료를 3 내지 15 중량부 더 포함시킬 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초자용 도료 조성물을 이용한 초자용 도료의 제조 방법은 산 값이 3 내지 10mgKOH/g이고, 수산기 값이 80 내지 140mgKOH/g이고, 유리전이온도가 15 내지 40℃이고, 불휘발분 40 내지 70 중량%이고, 중량 평균 분자량이 15,000 내지 30,000인 특성을 갖는 아크릴 수지를 제조한다. 초자용 도료 조성물 전체 중에서 상기 아크릴 수지 20 내지 50중량부와, 우레아-포름알데히드 수지 30 내지 60중량부와, 에폭시 당량 180~240g/eq을 갖는 비스페놀-A형 에폭시 수지 4 내지 10중량부와, 아민계 실란 0.2 내지 1.0중량부와, 반응 촉매인 방향족 설폰산 0.2 내지 1.0중량부 및 유기 용제 3 내지 15중량부를 교반한다. 그 결과, 초자용 도료가 완성된다.
상기와 같은 조성을 갖는 초자용 도료 조성물을 사용하여 제조된 공업용 초자 도료는 선영성, 염료 내용출성, 고경도, 내용제성, 부착성, 내약품성 등의 도막 물성이 우수하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 초자용 도료 조성물 및 이를 이용한 초자용 도료의 제조 방법을 상세히 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 상기 중량부와 중량%는 상호 교환적으로 사용될 수 있으며 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다.
초자용 도료 조성물
이하, 본 발명에 따른 초자용 도료 조성물에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 초자용 도료 조성물은 아크릴 수지와, 우레아 수지와, 비스페놀-A형 에폭시 수지와, 아민계 실란과, 반응 촉매로서 방향족 설폰산 및 유기 용제를 포함하는 조성을 갖도록 제조할 수 있다.
먼저, 초자용 수지 조성물의 주체인 아크릴 수지는 카르복실기와 하이드록실기를 포함하는 아크릴 백본 구조를 갖도록 제조한다. 상기 아크릴 수지의 함량이 초자용 도료 조성물 총 중량에 대하여 20 중량부 미만이면 도료의 고형분 조절 및 용제 선택에, 50 중량부를 초과하면 적정수지점도 및 분자량 조절이 어려워 바람직하지 않다. 따라서, 상기 아크릴 수지의 사용량은 초자용 도료 조성물의 총 중량대비 20 내지 50 중량부를 갖는 것이 바람직하다.
일반적으로 많이 사용하는 아크릴 단량체를 이용하여 수산기 값(hydroxyl value)이 80 내지 140mgKOH/g이고, 산 값(acid value)이 3 내지 10mgKOH/g이고, 중량 평균 분자량 15,000 내지 30,000이고, 불휘발분이 40 내지 70%이고 유리전이온도가 15 내지 40℃인 특성치를 갖는 아크릴 수지를 합성할 수 있다.
상기 수산기 값이 80mgKOH/g 이하이면 우레아-포름알데히드 수지와의 상용성 부족으로 건조된 도막에 흐림(dulling) 현상이 나타나며 내용출성이 떨어지고, 수산기 값이 140mgKOH/g을 초과하면 경화제의 양이 많이 필요하게 되어 저장성과 경제성에 문제가 된다. 그러므로 상기 수산기 값은 80 내지 140mgKOH/g인 것이 바람직하다.
상기 산 값이 3mgKOH/g 이하이면 염료의 분산성이 약화되고, 상시 산 값이 10mgKOH/g을 초과하면 내비등수성(boiling water resistance)이 취약해질 수 있다. 그러므로 상기 산 값은 3 내지 10mgKOH/g인 것이 바람직하다.
상기 중량 평균 분자량이 15,000 이하이면 분자량이 작아져 도막의 제반물성 약화와 도료 적용시 점도조절에 한계가 있고, 상기 중량 평균 분자량이 30,000을 초과하면 도료의 적정 점도조절의 한계 및 도료작업성이 취약해진다. 그러므로 상기 중량 평균 분자량은 15,000 내지 30,000인 것이 바람직하다.
상기 불휘발분의 적정범위 초과시 중량 평균 분자량과 같은 문제를 야기하고, 상기 유리전이 온도가 15℃ 이하이면 도막경도가 약해 스크레치성이 취약해지고, 상기 유리전이 온도가 40℃를 초과하면, 지나친 경도상승으로 도막의 깨짐 현상이 나타난다. 그러므로, 상기 유리전이 온도는 15℃ 내지 40℃인 것이 바람직하다.
상기 아크릴 단량체의 바람직한 예로는 메틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 스티렌, 2-에틸헥실아크릴레이트, 노말-부틸 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, 퓨마릭산 등을 들 수가 있다.
또한, 상기 우레아-포름알데히드 수지는 초자용 도료 조성물의 총 중량대비의 30 내지 60 중량부를 함유하는 것이 바람직하다. 이는 상기 우레아-포름알데히드 수지가 초자용 도료 조성물의 총 중량 대비 30 중량부 이하이면 화학결합의 결여로 전반적인 도막물성의 저하가 야기되고, 60 중량부를 초과하면 도막의 깨짐 현상 및 저장성 저하현상이 나타나기 때문이다. 그러므로 상기 우레아-포름알데히드 수지는 초자용 도료 조성물의 총 중량대비 30 내지 60중량부를 함유하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 이용되는 상기 우레아-포름알데히드 수지의 구체적인 예로서 (주)애경화학의 Beckamine P-138, Beckamine P-196M(제품명)을 들 수 있다. 위에서 제조된 아크릴 수지와 상기 우레아-포름알데히드 수지와의 혼합비율은 불휘발분 대비로 7/3, 8/2, 9/1 비율(아크릴 수지/우레아-포름알데히드 수지)로 적용하였다. 상기 아크릴 수지 또는 우레아-포름알데히드 수지만을 사용한 도료의 경우 도막성질에서 부착성, 내비등수성에서 취약한 물성을 나타낸다.
상기 부착성의 물성을 보완하기 위하여 에폭시 당량 180 내지 240g/eq을 갖는 비스페놀-A형 에폭시 수지를 아크릴 수지 및 우레아-포름알데히드 수지의 불휘발분 대비 3 내지 10 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 비스페놀-A형 에폭시 수지를 아크릴 수지 및 우레아-포름알데히드 수지의 불휘발분 대비 3 이하로 사용하면 부착성 향상 효과가 부족하고, 상기 비스페놀-A형 에폭시 수지를 아크릴 수지 및 우레아-포름알데히드 수지의 불휘발분 대비 10 초과하면 저장성과 도료점도 조절에 한계가 있기 때문이다. 상기 본 발명에 이용되는 에폭시 수지의 구체적인 예로서 국도화학(주)의 YD-127, 128(제품명)을 들 수 있다.
이어서, 상기 부착성에 영향을 주는 또 하나의 요소는 반응 촉매로서, 강산성의 방향족계 설폰산을 적용함에 따라 달라진다. 상기 반응 촉매인 산 촉매의 사용량은 초자용 도료 조성물의 총 중량 대비 0.2 내지 1.0중량부를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 초자용 도료 조성물에 포함된 방향족계 설폰산의 함량이 0.2중량부 이하일 경우에는 부착성이 떨어지고, 1.0중량부를 초과할 경우에는 상기 도료의 저장성이 용이하지 못한 문제가 발생된다. 따라서, 상기 방향족계 설폰산은 상기 초자용 도료 조성물의 총 중량 대비 0.2 내지 1.0중량부를 함유하는 것이 바람직하고, 0.3 내지 0.5중량부를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 상기 산 촉매인 방향족계 설폰산의 예로서는 시아나미드(Cyanamid)사 Cycat-4040, 500, 600(제품명)을 들 수 있다.
또한, 내용제성의 물성을 보완하기 위하여 아민계 실란(δ- aminopropyltrimethoxysilane)을 초자용 도료 조성물 중 중량 대비 0.2 내지 1.0중량부 범위를 갖는 것이 바람직하다. 이는 상기 아민계 실란의 함유량이 상기 범위를 초과 할 경우 상기 도료의 상용성에 문제가 발생하여 형성되는 도막의 투명성을 저하시키기 때문이다. 본 실시예에 적용되는 아민계 실란의 예로서는 CHISSO사의 APS-E(SS-330)를 들 수 있다.
이어서, 상기 초자용 도료를 형성하기 위해 적용되는 상기 유기 용제는 상기 수지의 용해도 파라미터를 고려하여 선정되어야 하며, 상기 초자용 도료 조성물에 사용되는 용제는 스프레이 코팅 공정시 작업성을 양호하게 하고, 건조시 표면이 균일한 도막을 형성하도록 점도를 설정하는 에틸렌글리콜계 용제인 부틸 셀로솔브 또는 에틸 셀루솔브를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 유기 용제는 상기 초자용 도료 조성물의 총 중량 대비 3 내지 15 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 4 내지 14 중량부를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
일반적으로 유기 용제는 에틸알콜, 프로필알콜, 부틸알콜 등의 알콜계, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 에틸프로필케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸아밀케톤 등의 케톤계, 그리고 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 노말프로필아세테이트, 이소프로필아세테이트, 부틸아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 카비톨아세테이트 등의 에스테르계 용제 등을 사용할 수 있다.
여기서, 상기 초자용 도료 조성물은 색을 부여하기 위하여 염료를 더 포함한다. 상기 염료는 상기 초자용 도료 조성물의 총 중량 대비 3 내지 10중량부를 포함 하는 것이 바람직하며, 4 내지 9중량부를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 초자용 도료 조성물에는 기존의 초자용 도료 조성물에 사용되는 첨가제를 추가적으로 사용할 수 있다. 즉, 일반적으로 첨가제란 도료에 있어서 제조물성, 작업물성에 미세하게 영향을 미치는 요소들을 최적화시키기 위해 극소량으로 첨가되기 때문에 그 사용이 제한되지 않는다. 상기 첨가제의 예로서는 소포제, 분산제, 흐름 방지제, 가소제 등을 들 수 있다. 상기 첨가제의 종류에 따라 그 사용량은 각각 다르기 때문에 본 실시예의 첨가제의 사용량은 본 발명을 제한하는 요소가 아니다.
초자용 도료의 제조 방법
이하, 본 발명의 초자용 도료 조성물을 이용한 초자용 도료의 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
우선, 선영성, 고경도, 내용출성 등의 물성을 갖고, 산 값이 3 내지 10이고, 수산기 값이 80 내지 140이고, 유리전이온도가 15 내지 40℃이고, 불휘발분 40 내지 70 중량%이고, 중량 평균 분자량이 15,000 내지 30,000인 특성을 갖는 아크릴 수지를 제조한다.
구체적으로, 상기 아크릴 수지는 방향족 용제에 아크릴 단량체와 유기 과산화물 개시제를 투입하여 반응시킨 다음, 유기 과산화물 개시제를 추가적으로 투입한다. 보다 구체적으로 설명하면, 방향족 용제로서 크실렌 및 노르말 부탄올 30 내지 40중량부를 투입한 후 승온한다. 이어서, 상기 방향족 용제에 적어도 하나의 아 크릴 단량체 40 내지 60중량부와, 유기 과산화물계 라디칼개시제로서 벤조일퍼옥사이드 또는 t-부틸 퍼옥사이드 0.5 내지 2.0중량부를 포함하는 혼합물을 투입한다. 이어서, 유기 과산화물 개시제 0.1 내지 0.4중량부를 재투입한다. 이어서, 소량의 용제를 투입한 후 냉각시켜 아크릴 수지를 제조된다.
이어서, 유기 용제 3 내지 15중량부에 상기 아크릴 수지 20 내지 50중량부, 우레아-포름알데히드 수지 30 내지 60중량부와, 에폭시 당량 180 내지 240g/eq을 갖는 비스페놀-A형 에폭시 수지 4 내지 10중량부와, 아민계 실란 0.2 내지 1.0중량부 및 반응 촉매인 방향족 설폰산 0.2 내지 1.0중량부를 투입하여 균일한 용액 상태가 될 때까지 교반한다. 그 결과 초자용 도료가 형성된다. 이때, 상기 초자용 도료 및 이를 구성하는 요소들은 상기 초자용 도료 조성물에서 구체적으로 설명하였기에 중복을 피하기 위해 생략한다.
상술한 조성 및 특성을 갖는 물질들로 제조되는 초자용 도료는 이하의 합성예 및 실시예로서 더욱 상세히 설명하는바, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되는 것은 아님을 밝혀 둔다. 하기 합성예 및 실시예에서 함량은 중량부를 의미한다.
아크릴 수지 합성
합성예 1
합성플라스크에 수지 전체 중에서 방향족 용제인 크실렌 30중량부 및 노르말 부탄올 5중량부를 투입한 후 약 110 내지 130℃로 승온하였다. 이어서, 스티렌 10중량부, 메틸메타아크릴레이트 7.6중량부, 부틸아크릴레이트 21.6중량부, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 10.5중량부, 아크릴산 0.5중량부, 유기 과산화물계 라디칼개시제인 벤조일퍼옥사이드 1.0중량부의 혼합물을 상기 합성플라스크로 약 2 내지 5 시간 걸쳐 균일 속도로 적하하였다. 적하 후 30분 내지 60분 동안 유지 반응시킨 후 유기 과산화물 개시제인 벤조일퍼옥사이드(75%) 0.5중량부 및 크실렌 5.0중량부를 투입하고, 1 내지 2시간 동안 유지 반응시켰다. 이후, 결과물에 크실렌 8.5중량부를 투입한 후 냉각함으로써 하기 표 1의 아크릴 수지를 수득하였다.
합성예 2
합성플라스크에 수지 전체 중에서 방향족 용제인 크실렌 28중량부 및 노르말 부탄올 7중량부를 투입한 후 약 110 내지 130℃로 승온하였다. 이후, 스티렌 12중량부, 메틸메타아크릴레이트 5중량부, 부틸아크릴레이트 14중량부, 이소부틸메타크릴레이트 5.5중량부 2-하이드록시에틸아크릴레이트 13중량부, 아크릴산 0.5중량부, 유기 과산화물계 라디칼개시제인 벤조일퍼옥사이드 1.0중량부의 혼합물을 2 내지 5 시간 걸쳐 상기 합성플라스크로 균일 속도로 적하하였다. 적하 후 30분 내지 60분 동안 유지반응 시킨 후 유기 과산화물 개시제인 벤조일퍼옥사이드(75%) 0.5중량부 및 크실렌 5.0중량부를 투입한 후 1 내지 2시간 동안 유지 반응시켰다. 이후 상기 결과물에 크실렌 8.5중량부를 투입시킨 후 냉각함으로써 하기 표 1의 아크릴 수지를 수득하였다.
합성예 3
합성플라스크에 수지 전체 중에서 방향족 용제인 크실렌 25중량부 및 노르말 부탄올 10중량부를 투입한 후 약 110 내지 130℃로 승온하였다. 이후, 스티렌 13중량부, 메틸메타아크릴레이트 6.5중량부, 부틸아크릴레이트 9.0중량부, 이소부틸메타크릴레이트 6.0중량부, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 15중량부, 아크릴산 0.6중량부, 유기 과산화물계 라디칼개시제인 벤조일퍼옥사이드(또는 t-부틸퍼옥사이드) 1.0중량부의 혼합물을 상기 합성플라스크에 2 내지 5 시간 걸쳐 균일 속도로 적하한다. 적하 후 30분 내지 60분 동안 유지 반응시킨 후 유기 과산화물 개시제인 벤조일퍼옥사이드(75%) 0.5 중량부와 크실렌 5.0 중량부를 투입한 후 1 내지 2시간 동안 유지 반응시킨다. 이후 결과물에 크실렌 8.5 중량부를 투입시킨 후 냉각함으로써 하기 표 1의 아크릴 수지를 수득하였다.
[표 1] 아크릴 수지 합성
원 료 명 합성예 1 합성예 2 합성예 3
크실렌 30 28 25
노르말 부탄올 5 7 10
스티렌 10 12 13
메틸메타크릴레이트 7.6 5 6.5
부틸아크릴레이트 21.4 14 9
이소부틸아크릴레이트 - 5.5 6
2-하이드록시에틸아크릴레이트 10.5 13 15
아크릴산 0.5 0.5 0.5
벤조일퍼옥사이드 1.0 1.0 1.0
크실렌 5 10 10
벤조일퍼옥사이드(75%) 0.5 0.5 0.5
크실렌 8.5 5.5 5.5
합 계 100 100 100
불휘발분(%) 50 50 50
점도(가드너) W Y Z1
수산기 값(OH value) 90 112 130
초자용 도료 조성물의 제조
상기와 같이 합성예 1 내지 3에서 수득된 주체 수지인 아크릴 수지에 우레아-포름 알데히드 수지, 에폭시 수지, 산 촉매, 아민계 실란, 유기 용매 및 첨가제를 하기 표 2에 개시된 배합으로 교반함으로써 배합의 실시예 1~3 및 비교예 1, 2의 일액형 초자용 도료 조성물을 제조하였다.
[표 2] 초자용 도료 조성물의 배합비
배합 원료 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
유기 용제 7.1 7.1 7.1 7.4 13.1
합성예 1의 수지 합성예 2의 수지 합성예 3의 수지 35 - - - 35 - - - 35 35 - - - 35 -
우레아-포름알데히드 수지 50 50 50 - -
멜라민 수지 50 50
에폭시 수지 6 6 6 6 -
산 촉매 0.4 0.4 0.4 0.1 0.4
아민계 실란 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
첨가제 1 1 1 1 1
합 계 100 100 100 100 100
(위의 도료배합에서 사용된 조성물의 대표적인 예는 다음과 같다. 우레아-포름 알데히드 수지: Beckamine P-138, 멜라민 수지: Super Beckamine L-145-60, 유기 용제: Xylene, 산촉매: Cycat-4040, 에폭시 수지: YD-128, 첨가제(소포제: Byk-054, 표면조절제: Byk-306))
초자용 도료의 물성 평가
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~2의 배합비에 따라 합성예 1~3의 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 산 촉매, 아민계 실란 등을 넣고 교반함으로써 일액형 초자용 도료 조성물을 얻었다. 상기 얻어진 초자용 도료 조성물에 염료 용출성을 평가하기 위하여 상기 초자용 도료 조성물의 총 중량 대비 3 중량부의 황색염료와 청색염료를 각각 별도로 혼합한 후 물성 평가용 도료로 사용하였다.
본 발명의 물성 평가를 위하여 상기 염료가 혼합된 도료를 불산처리된 유리병에 15 내지 20 마이크론 두께로 도장하고, 180℃에서 15분 동안 건조시켜 도막을 형성하였다. 이어서, 아래의 표 3의 물성 평가 실험방법에 의해 상기 도막에 대한 부착성, 염료 내용출성, 내수성, 내용제성, 내비등수성, 내약품성 등을 평가하였다. 상기 초자용 도료의 물성 평가 항목에 대한 결과가 표 3에 개시되어 있다.
[표 3] 초자용 도료 물성 평가 시험
시험항목 실험방법 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
선영성 도막선영도(육안) 양호 양호 양호 약간흐림 약간흐림
염료 내용출성 에탄올에 24시간 침지 양호 양호 양호 용출* 용출*
부착성 1mm cross cut 100/100 100/100 100/100 80/100 90/100
내용제성 크실렌침지 24시간 양호 양호 양호 박리 박리
내비등수성 끊은물에 1시간 침지 양호 양호 양호 부풀음 부풀음
내알칼리성 5% NaOH, 24시간 (spot test) 양호 양호 양호 부풀음 부풀음
내산성 산성 용액에 침지 양호 양호 양호 부풀음 부풀음
내염수 분무성 Salt spray 양호 양호 양호 양호 양호
내수성 상온수에 240시간 침지 양호 양호 양호 양호 양호
연필경도 미쓰비시 연필 2H 2H 2H+ H H+
(* 황색 염료, 청색 염료가 동일하게 용출됨)
상기 표 3을 참조하면, 상기 실시예 1 내지 3에 대한 물성 평가 결과에서 알 수 있듯이 수득된 초자용 도료 막 형성시 요구되는 부착성을 비롯하여 염료 내용출성, 선영성, 내용제성, 내비등수성, 내약품성 등의 제반 물성이 우수하거나 양호하다.
본 발명에 따른 초자용 도료 조성물을 사용함으로 인해 선영성, 염료 내용출성, 내약품성을 갖는 고기능성의 초자용 도료를 제조할 수 있다. 또한, 상기 초자용 도료는 유리병에 도장되어 종래의 아크릴 및 멜라민계 도료 조성물이 갖는 문제점인 염료 내용출성의 취약성과 부착성, 내약품성의 저하 현상을 해소할 수 있는 고기능성 도막을 형성할 수 있다. 즉, 상기 초자용 도료 조성물로 형성된 도막은 상기 유리병에 대하여 부착성이 우수할 뿐만 아니라 염료의 내용출성, 내비등수성, 내용제성, 내약품성, 고경도, 도막 선영성 등이 우수한 도막 물성을 갖는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 초자용 도료 조성물 전체 중에서 아크릴 수지 20 내지 50중량부, 우레아-포름 알데히드 수지 30 내지 60중량부, 에폭시 당량 180~240g/eq을 갖는 비스페놀-A형 에폭시 수지 4 내지 10중량부, 아민계 실란 0.2 내지 1.0중량부, 반응 촉매인 방향족 설폰산 0.2 내지 1.0중량부 및 유기 용제 3 내지 15 중량부를 포함하며, 상기 아크릴 수지는 산 값이 3 내지 10mgKOH/g이고, 유리전이온도가 15 내지 40℃이고, 불휘발분 40 내지 70 중량%이고, 중량 평균 분자량이 15,000 내지 30,000이고, 수산기 값이 상기 우레아-포름알데히드 수지와의 상용성 저하를 방지하기 위하여 80 내지 140mgKOH/g인 것을 특징으로 하는 초자용 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 아크릴 수지는 방향족 용제에 아크릴 단량체과 유기 과산화물 개시제로서 벤조일퍼옥사이드 또는 t-부틸 퍼옥사이드를 투입 반응시킨 다음, 유기 과산화물 개시제를 재투입하여 반응시켜 이루어진 것을 특징으로 하는 초자용 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 초자용 도료 조성물은 염료 3 내지 15 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초자용 도료 조성물.
  5. 산 값이 3 내지 10mgKOH/g이고, 유리전이온도가 15 내지 40℃이고, 불휘발분 40 내지 70 중량%이고, 중량 평균 분자량이 15,000 내지 30,000이고, 수산기 값이 우레아-포름알데히드 수지와의 상용성 저하를 방지하기 위하여 80 내지 140mgKOH/g인 특성을 갖는 아크릴 수지를 제조하는 단계; 및
    초자용 도료 조성물 전체 중에서 상기 아크릴 수지 20 내지 50중량부, 상기 우레아-포름알데히드 수지 30 내지 60중량부, 에폭시 당량 180~240g/eq을 갖는 비스페놀-A형 에폭시 수지 4 내지 10중량부, 아민계 실란 0.2 내지 1.0중량부, 반응 촉매인 방향족 설폰산 0.2 내지 1.0중량부 및 유기 용제 3 내지 15중량부를 교반하는 단계를 포함하는 초자용 도료의 제조 방법.
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