KR102002832B1 - 내오염 코팅 조성물 - Google Patents

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Abstract

수분산형 폴리우레탄 수지; 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 수지; 무기 입자; 및 유기 입자, 왁스계 소광제, 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상;을 포함하는 내오염 코팅 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112014086766181-pat00016

상기 화학식 1 중,
R1 내지 R8은 서로 독립적으로, X, 탄소수 1 내지 3의 알킬기 할로겐화된 탄소수 1 내지 3의 알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기 중에서 선택되되, R1 내지 R8 중 적어도 1개는 반드시 X로 선택되고;
X는 아미노기, 에폭시기, 카비놀기, 디올기, 카르복실기, 페놀기 및 실란올기 중에서 선택되고;
n1은 0 내지 100의 정수이고, n1이 2이상의 정수인 경우 복수 개의

Description

내오염 코팅 조성물{ANTI-SOILING COATING COMPOSITION}
내오염 코팅 조성물에 관한 것이다.
종래의 경우, 어두운 색계열의 자동차용 내장재, 예를 들어 천연피혁 및 합석피혁이 주류였으나, 고급화 전략과 심미감, 디자인적 효과로 인해 밝은 색계열의 자동차용 내장재의 비중이 늘어남에 따라, 자동차용 내장재는 우수한 방오성을 가져야 하며, 부착된 오염물에 대해서 쉽게 제거할 수 있는 특성 발현이 요구되고 있다.
또한, 자동차용 내장재는 사용자와 직접적으로 접촉하는바, 일정수준 이상의 유연성을 확보하여야 하고, 천연가죽과 같이 비슷한 부드러운 감촉에 대한 중요성도 증가하고 있다.
본 발명의 일 구현예는 실록산계 수지를 포함하여 내오염성을 확보하고, 무기입자 외 유기 입자, 왁스계 소광제, 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상;을 포함함으로써 부드러운 질감 구현이 가능한 내오염 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 수분산형 폴리우레탄 수지; 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 수지; 무기 입자; 및 유기 입자, 왁스계 소광제, 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상;을 포함하는 내오염 코팅 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112014086766181-pat00001
상기 화학식 1 중,
R1 내지 R8은 서로 독립적으로, X, 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 할로겐화된 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기 중에서 선택되되, R1 내지 R8 중 적어도 1개는 반드시 X로 선택되고;
X는 아미노기, 에폭시기, 카비놀기, 디올기, 카르복실기, 페놀기 및 실란올기 중에서 선택되고;
n1은 0 내지 100의 정수이고, n1이 2이상의 정수인 경우 복수 개의
Figure 112014086766181-pat00002
로 표시되는 모이어티는 서로 동일하거나 상이하다.
상기 실록산계 수지는 1개 또는 2개의 X를 포함할 수 있다.
R4 또는 R5는 X이고, n1은 1 내지 100의 정수일 수 있다.
R1 내지 R3 및 R6 내지 R8 중에서 선택되는 2개는 X일 수 있다.
R1 내지 R3 중에서 선택되는 1개; 및 R6 내지 R8 중에서 선택되는 1개는 X일 수 있다.
상기 실록산계 수지는 하기 화학식 2 또는 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112014086766181-pat00003
[화학식 3]
Figure 112014086766181-pat00004
상기 화학식 2 및 3 중,
R21 내지 R26 및 R31 내지 R41는 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 3의 알킬기 할로겐화된 탄소수 1 내지 3의 알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기 중에서 선택되고;
X21, X22 및 X31은 서로 독립적으로, 아미노기, 에폭시기, 카비놀기, 디올기, 카르복실기, 페놀기 및 실란올기 중에서 선택되고;
n21은 0 내지 100의 정수이고;
n31은 1 내지 100의 정수이고;
m31 및 m32는 서로 독립적으로, 0 내지 100의 정수이되, n31, m31 및 m32의 합은 1 내지 100의 정수이다.
상기 수분산형 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해서, 실록산계 수지 약 1중량부 내지 약 30중량부, 무기 입자 약 1중량부 내지 약 10중량부; 및 유기 입자, 왁스계 소광제, 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상 약 5중량부 내지 약 30중량부;를 포함할 수 있다.
상기 무기 입자는 입자직경이 약 0.5um 내지 약 15um인 실리카 입자를 포함할 수 있다.
상기 유기 입자는 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리스틸렌 수지, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하고, 입자직경이 약 0.5um 내지 약 10um일 수 있다.
상기 왁스계 소광제는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오르에틸렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하고, 입자직경이 약 0.5um 내지 약 100um일 수 있다.
상기 실리카계 소광제는 실리카 고무파우더, 실리콘 수지 파우더, 실리콘 혼합 파우더 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 실리콘 고무 파우더는 직쇄상 디메틸폴리실록산을 가교한 형태의 구조를 가지며, 입자직경이 약 1um 내지 약 30um일 수 있다.
상기 실리콘 수지 파우더는 실록산 결합이 3차원 망상구조로 가교화된 구조를 가지며, 입자직경이 약 0.2um 내지 약 8um일 수 있다.
상기 실리콘 혼합 파우더는 표면에 실리콘 수지 파우더 돌기가 형성된 유기 입자를 포함할 수 있다.
상기 실리콘 혼합 파우더는 유기 입자를 실리콘 수지 파우더로 피복하여 형성되고, 입자직경이 약 0.5um 내지 약 20um일 수 있다.
상기 내오염 코팅 조성물은 내오염성 확보와 동시에, 무광 효과와 부드러운 질감 효과를 구현할 수 있다.
상기 자동차용 내장재는 내화학성, 내오염성 등을 향상되어, 밝은 색으로도 활용 가능하다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 수분산형 폴리우레탄 수지; 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 수지; 무기 입자; 및 유기 입자, 왁스계 소광제, 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상;을 포함하는 내오염 코팅 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112014086766181-pat00005
상기 화학식 1 중,
R1 내지 R8은 서로 독립적으로, X, 탄소수 1 내지 3의 알킬기 할로겐화된 탄소수 1 내지 3의 알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기 중에서 선택되되, R1 내지 R8 중 적어도 1개는 반드시 X로 선택되고;
X는 아미노기, 에폭시기, 카비놀기, 디올기, 카르복실기, 페놀기 및 실란올기 중에서 선택되고;
n1은 0 내지 100의 정수이고, n1이 2이상의 정수인 경우 복수 개의
Figure 112014086766181-pat00006
로 표시되는 모이어티는 서로 동일하거나 상이하다.
통상적으로, 코팅 조성물의 방오성 및 내오염성을 확보하기 위해서는 불소계 첨가제를 사용하였는바, 불소계 첨가제를 사용함으로써 자동차용 내장재의 표면 자유에너지를 증가시켜 발휘되는 발수성으로 인한 초기 오염물질의 부착을 방지할 수 있었다. 그러나, 그 효과가 정적인 차원에서 오염물질의 부착 방지로 한정되며, 자동차용 내장재와 같이 지속적으로 사용되는 동적인 차원에서의 한계점이 있었다.
이미 오염된 자동차용 내장재, 예를 들어 합성 피혁의 오염 물질을 제거하기 위해서, 솔비탄 지방산 에스테르, 파라핀계 탄화수소 및 야자유 등의 기름 성분을 혼합한 조성물 등의 클리너를 이용할 수 있으나, 처음부터 오염물질을 부착되지 않도록 하는 것이 보다 유리하다.
내오염성을 확보하기 위해서 발수성 코팅층에 불소계 첨가제를 사용하는 것이 보통이나, 불소계 첨가제는 오염 된 상태에서 오염물질을 클리너로 닦아 제거하는 것은 가능하나, 오염물질의 부착을 근본적으로 방지하는 데에는 어려움이 있다.
이에, 상기 내오염 코팅 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 수지를 포함함으로써 처음부터 장시간 동안 오염 방지에 우수하고 오염 물질의 제거가 쉬운 특성을 가질 수 있다.
상기 실록산계 수지는 실록산 결합에 관능기로 1개 이상의 X를 포함하는 화학식 1로 표시될 수 있고, 상기 X로 인하여 상기 실록산계 수지는 반응형일 수 있다. 반면, 상기 실록산계 수지가 X를 포함하지 않는 경우 비반응형일 수 있다.
상기 내오염 코팅 조성물은 바인더로 수분산형 폴리우레탄 수지를 포함하는바, 상기 수분산형 폴리우레탄 수지와 첨가되는 경화제와의 배합에서 상기 화학식 1의 실록산계 수지가 반응에 적합하다.
상기 X는 아미노기, 에폭시기, 카비놀기, 디올기, 카르복실기, 페놀기 및 실란올기 중에서 선택될 수 있고, 아미노기, 에폭시기, 카비놀기, 디올기, 카르복실기를 사용하는 것이 반응성, 이형성, 유연성, 슬립성을 확보할 수 있다는 점에서 유리하고, 발수성에 의한 초기 오염물질의 부착 방지 기능을 발휘할 수 있고, 내마모성을 용이하게 구현할 수 있다.
상기 X가 카비놀기, 디올기, 카르복실기인 경우, 수분산형 폴리우레탄 수지에서 안정적으로 저장 안정성 및 상용성을 발휘할 수 있고, 경화제인 카르보디이미드 화합물, 이소시아네이트 화합물, 옥사졸린 화합물 등과 반응하여, 상기 조성물로 형성된 코팅층에 지속적으로 존재할 수 있어 초기 방오성뿐만 아니라 우수한 내구성을 발휘할 수 있다.
구체적으로, 상기 실록산계 수지는 1개 또는 2개의 X를 포함할 수 있다. 상기 실록산계 수지는 X를 1개 이상 포함함으로써 상기 수분산형 폴리우레탄 수지 및 경화제에 의해 블록 또는 그래프트 공중합되어, 오염 방지, 내마모성 및 슬립성의 효과를 용이하게 구현하는바, n1이 0인 경우에도 나머지 R1 내지 R3, R6 내지 R8이 1개 또는 2개의 X일 수 있다.
R4 또는 R5는 X이고, n1은 1 내지 100의 정수일 수 있다. R4 또는 R5는 X안 경우, 상기 실록산계 수지가 측쇄에 X를 가지는 것으로 측쇄형 반응성 실록산계 수지라 할 수 있고, 상기 측쇄형 반응성 실록산계 수지는 슬립성, 내마모성을 가질 수 있다. 또한, 그래프트 공중합된 분자구조로 인해 발수성이 발현되어 오염물질 부착이 최소화 될 수 있다.
다만, 코팅이 장기간의 오염 방지 특성에 있어서, 온도 및 습도가 변화하는 계절적 측면에서의 내구성이 부족할 수 있고, 자동차용 내장재에 사용되는 코팅 조성물로써 유연성을 충족시키기에는 어려움이 있다.
상기 측쇄형 반응성 실록산계 수지의 단점을 극복하기 위하여, 상기 실록산계 수지는 양말단에 X를 가질 수 있는바, R1 내지 R3 및 R6 내지 R8 중에서 선택되는 2개는 X일 수 있다. 상기 실록산계 수지가 양말단에 X를 가지는 것으로, 양말단형 반응성 실록산계 수지라 할 수 있고, 상기 양말단형 반응성 실록산계 수지는 유연성, 슬립성, 내열성, 내한성을 가질 수 있고, 경시 변화에 따른 오염을 방지할 수 있다.
구체적으로, R1 내지 R3 중에서 선택되는 1개; 및 R6 내지 R8 중에서 선택되는 1개는 X일 수 있다. 상기 양말단형 반응성 실록산계 수지는 n1에 따라 분자길이가 달라지는바, 분자길이에 따라 상기 내오염 코팅 조성물의 신율을 제어 할 수 있다. 신율은 상기 코팅 조성물의 유연성과 관련되는 값으로, n1에 따라 상기 코팅 조성물의 유연성을 조절할 수 있다. 예를 들어, n1이 20이상인 경우 상기 내오염 코팅 조성물이 향상된 유연성 및 내오염성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 실록산계 수지는 하기 화학식 2 또는 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112014086766181-pat00007
[화학식 3]
Figure 112014086766181-pat00008
상기 화학식 2 및 3 중,
R21 내지 R26 및 R31 내지 R41는 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 3의 알킬기 할로겐화된 탄소수 1 내지 3의 알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기 중에서 선택되고;
X21, X22 및 X31은 서로 독립적으로, 아미노기, 에폭시기, 카비놀기, 디올기, 카르복실기, 페놀기 및 실란올기 중에서 선택되고;
n21은 0 내지 100의 정수이고;
n31은 1 내지 100의 정수이고;
m31 및 m32는 서로 독립적으로, 0 내지 100의 정수이되, n31, m31 및 m32의 합은 1 내지 100의 정수이다.
상기 화학식 2로 표시되는 실록산계 수지는 양말단형 반응성 실록산계 수지로 유연성을 부여하여 자동차 내장재, 예를 들어 합성피혁으로 하여금 부드러운 질감을 구현하게 할 수 있고, 상기 화학식 3으로 표시되는 실록산계 수지는 측쇄형 반응성 실록산계 수지로 상기 조성물로 형성된 코팅층의 표면위에 위치하기 쉬운 구조로 발수성이 부여되어 초기 오염방지를 가능하게 할 수 있다.
바인더 수지로 수분산형 폴리우레탄 수지를 사용할 수 있는바, 상기 수분산형 폴리우레탄 수지는 폴리올 화합물, 이소시아네이트 화합물이 합성됨으로써 형성되는 것으로, 폴리카보네이트 디올, 이소포론 디이소사이네이트와 디메틸올 프로피오닉산이 합성되어 형성될 수 있다.
상기 수분산형 폴리우레탄 수지는 폴리올 성분의 조합에 따라 특성이 상이하며, 자동차 내장재로 요구되는 물성인 내열성, 내한성, 내마모성, 굴곡성, 가공성, 유연성, 내약품성, 내구성 등을 구현할 수 있다. 상기 수분산형 폴리우레탄 수지는 각종 가공법에 대한 적응성도 뛰어나 합성 인조 피혁용 재료, 각종 코팅제, 잉크, 도료 등의 바인더로서 필름, 시트 및 각종 성형품을 제조하는데 사용되고 있다.
상기 수분산형 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해서 상기 실록산계 수지 약 1중량부 내지 약 30중량부를 포함할 수 있다. 상기 실록산계 수지를 약 1중량부 미만으로 포함하는 경우 오염물질의 부착방지 및 내마모성의 효과가 발휘되지 않을 우려가 있고, 약 30중량부를 초과하는 경우 상기 조성물로 코팅층 형성시 광택이 상승하는 문제점이 있는바, 상기 범위를 유지하는 것이 무광효과와 동시에 내오염성을 구현할 수 있다는 점에서 유리하다.
통상적으로, 상기 실록산계 수지를 수분산형 폴리우레탄 수지와 혼합하여 사용하는 경우, 상기 실록산계 수지의 함량에 따라 코팅 조성물의 광택이 상승하였고, 광택이 상승하는 경우 내오염성이 저하되고, 자동차용 내장재, 예를 들어 천연피혁 및 합성피혁 등의 부드러운 질감 구현에 어려움이 있다.
이에 상기 내오염 코팅 조성물은 무기 입자; 및 유기 입자, 왁스계 소광제, 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상;을 포함함으로써, 광택도를 저하 시키고, 상기 실록산계 수지로 인해 향상된 내오염성을 유지할 수 있다.
또한, 상기 내오염 코팅 조성물은 무기입자 함유 함량을 감소하고, 감소된 무기입자를 유기입자, 왁스계 소광제, 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상으로 대체함으로써, 수분산형 폴리우레탄 수지와 무기입자, 유기입자, 상기 소광제의 굴절률 차에 의해 빛의 소멸 간섭 현상으로 인한 소광 효과가 향상되고, 이로 인해 무광 표면을 구현할 수 있다. 또한, 무기입자 함량 감소로 부드러운 질감을 유지할 수 있다.
통상적인 내오염 코팅 조성물은 수분산형 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해서 무기 입자를 약 15중량부 내지 20중량부 포함하였으나, 이 경우 상기 무기입자에 의해 부드러운 질감을 발현할 수 없어 사용자에게 부드러운 터치감을 느끼게 할 수 없었다.
반면, 상기 내오염 코팅 조성물은 상기 무기입자를 상기 수분산형 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해서 약 1중량부 내지 약 10중량부 포함하는바, 부드러운 질감이 저해되지 않음과 동시에 소광효과를 용이하게 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 무기입자가 약 1중량부 미만으로 포함되는 경우 안티블록킹성이 저해될 우려가 있고, 약 10중량부를 초과하여 포함하는 경우 부드러운 질감이 저해되고 표면마찰력이 증가하여 이음방지가 낮아질 우려가 있다.
상기 무기 입자는 소광제로 무기입자 자체의 난반사에 의해 소광이 이루어지게 할 수 있다. 예를 들어, 무기입자로는 황산바륨, 이산화규소, 탄산칼슘, 이산화티탄, 탈크, 삼산화안티몬, 실리카 입자 등을 사용할 수 있다.
이때, 실리카 입자를 사용하는 것이 경제적으로 소광효과를 발휘할 수 있다는 점에서 유리한바, 상기 무기 입자는 입자직경이 약 0.5um 내지 약 15um인 실리카 입자를 포함할 수 있다. '입자직경'은 '평균입자직경'을 일컫는바, 입자의 임의의 영역에서 측정된 직경의 평균값을 의미한다. 구체적으로, 상기 실리카 입자의 입자직경이 약 0.5um미만일 경우 상기 조성물에 의해 형성된 코팅층의 두께에 미치지 못하여 안티블록킹성이 저해될 우려가 있고, 약 15um를 초과하는 경우 부드러운 질감 구현이 저하되고 표면마찰력이 상승할 우려가 있다.
상기 수분산형 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해서, 유기 입자, 왁스계 소광제, 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상 약 5중량부 내지 약 30중량부일 수 있다. 상기 내오염 코팅 조성물은 감소된 무기입자를 대체하여 상기 유기 입자, 왁스계 소광제 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 유기 입자, 왁스계 소광제, 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상을 약 30중량부를 초과하여 포함하는 경우 입자의 분산성이 저하될 염려가 있고, 약 5중량부 미만으로 포함하는 경우 무광의 발현이 어렵다는 문제점이 있다.
예를 들어, 상기 유기 입자, 왁스계 소광제, 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상을 약 7중량부 내지 약 15중량부를 포함하는 것이 부드러운 질감구현과 함께 소광효과를 구현할 수 있다는 점에서 유리하다.
상기 유기 입자는 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리스틸렌 수지, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하고, 입자직경이 약 0.5um 내지 약 100um일 수 있다.
상기 유기 입자는 구형의 형태로 부드러운 질감 구현에 있어서 유리하나, 단독으로 사용시, 무광 구현에 있어서는 한계가 있어, 실리카 무기 입자와 혼용하여 무광 표면의 코팅층 형성을 용이하게 구현할 수 있다.
예를 들어, 상기 아크릴 수지 입자는 수분산형 폴리우레탄 수지와의 굴절률 차이로 인해 광확산에 의한 소광효과를 구현할 수 있으나, 탄성율이 부족하여 부드러운 감촉과 내마모성을 확보하는데 불리할 수 있다. 반면, 상기 폴리우레탄 수지 입자는 탄성력이 양호하고, 천연가죽과 같은 촉촉한 감촉구현이 가능하여, 천연피혁 및 합성피혁이 사용되는 자동차용 내장재에 사용될 수 있다.
상기 왁스계 소광제는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오르에틸렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하고, 입자직경이 약 0.5um 내지 약 100um일 수 있다.
구체적으로, 상기 왁스계 소광제의 입자직경이 약 0.5um미만일 경우 상기 조성물에 의해 형성된 코팅층에서 무광에 기여하지 않는 입자가 증대하여 왁스계 소광제를 과량으로 첨가해야 되었다. 이 경우, 왁스계 소광제가 응집하기 쉬워져 분산성이 저하되며, 상기 코팅층 표면의 평활성을 저해하고, 상기 코팅 조성물의 점도를 상승시킬 염려가 있다. 한편 약 100um을 초과하는 경우, 상기 코팅층의 평활성이 저하되어 코팅공정 중 상기 왁스계 소광제가 침강하기 쉬어 균일한 코팅층을 얻을 수 없다.
상기 왁스계 소광제를 단독으로 사용하는 경우 소광성이 떨어질 수 있으나, 상기 무기입자 또는 유기입자와 혼합하여 사용하는 경우 표면 슬립성 및 내용제성이 향상되는바, 내오염성이 향상되고, 부드러운 질감 구현에 유리하다. 또한, 전술한 함량을 유지하는 경우 내오염 코팅 조성물의 흐름성이 좋아져 코팅 작업시 유리하다.
상기 왁스계 소광제의 각 구성에 따라 비중이 달라질 수 있으나, 평균 비중은 약 0.7 내지 약 2.3, 구체적으로 약 0.8 내지 약 1.2일 수 있다.
또한, 상기 왁스계 소광제의 연화점 또한 각 구성에 따라 달라질 수 있으나, 평균 연화점은 약 70℃ 내지 약 320℃일 수 있다. 상기 왁스계 소광제의 연화점이 약 70℃미만인 경우, 건조 공정시 왁스계 소광제가 연화하여 상기 코팅층의 무광효과를 저하할 수 있고, 약 250℃을 초과하는 경우 입자직경의 조절이 어려워 상기 코팅층의 무광효과를 구현하기에 어려움이 있다.
상기 실리카계 소광제는 실리카 고무파우더, 실리콘 수지 파우더, 실리콘 혼합 파우더 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 실리카계 소광제는 실리카(SiO2)를 주성분으로 하는 것으로, 다량으로 사용하는 경우 무광을 구현할 수는 있으나, 표면이 거칠어지는 단점이 있어 상기 범위의 함량을 유지하는 것이 유리하고, 상기 조성물이 상기 실리카계 소광제를 포함함으로써 내오염성을 발휘할 수 있다.
상기 실리콘 고무파우더는 직쇄상 디메틸폴리실록산을 가교한 형태의 구조를 가지며, 입자직경이 약 1um 내지 약 30um일 수 있다. 상기 실리콘 고무 파우더는 일반 고무에 비하여 내후성, 내열성, 및 내한성을 가지는바, 넓은 온도 범위에서 탄성이 유지되어 부드러운, 촉촉한 감촉을 구현할 수 있다.
또한, 입자직경이 너무 작은 경우 응집력이 증가하여 분산시 어려움이 있는바, 상기 범위의 입자직경을 유지하는 것이 슬립성, 및 부드러운 질감 구현에 보다 유리하다.
상기 실리콘 수지 파우더는 실록산 결합이 3차원 망상구조로 가교화된 구조를 가지며, 입자직경이 약 0.2um 내지 약 8um일 수 있다.
구체적으로, 상기 실리콘 수지 파우더는 폴리메틸실세스퀴옥산의 분말 형태로, 일반 실리콘 수지에 비하여 내열성이 우수하며, 실록산 결합이 3차원 망상구조로 가교화된 구조를 가짐으로써 알콜계, 케톤계, 에스테르계 유기용제에 용해되거나 팽창하지 않아, 내용제성이 우수하다.
또한, 상기 실리콘 수지 파우더의 입자직경을 상기 범위로 유지함으로써 무광특성, 슬립성 및 내마모성을 구현할 수 있다.
상기 실리콘 고무파우더는 탄성으로 인해 부드러운 촉감을 유지하나, 이와 달리 상기 실리콘 수지 파우더는 탄성이 없는 딱딱한 재질로 슬립성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 바인더 수지와 굴절률이 다르기 때문에 광확산성이 부여되어 소광 효과를 향상시킬 수 있다.
상기 실리콘 혼합 파우더는 표면에 실리콘 수지 파우더 돌기가 형성된 유기 입자를 포함할 수 있다.
상기 실리콘 혼합 파우더는 유기 입자를 실리콘 수지 파우더로 피복하여 형성되는 것으로, 예를 들어, 폴리우레탄 수지 입자를 폴리메틸실세스퀴옥산으로 피복함으로써, 폴리우레탄 수지 입자 표면에 폴리메틸실세스퀴옥산의 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 실리콘 혼합 파우더의 입자직경은 약 0.5um 내지 약 20um일 수 있고, 상기 범위의 입자직경을 유지하는 것이 무광효과, 안티블록킹성, 및 내마모성을 구현할 수 있다는 점에서 유리하다.
상기 실리콘 혼합 파우더는 상기 유기수지 및 실리콘 수지 파우더의 혼합 형태로, 상기 실리콘 혼합 파우더는 파우더끼리의 응집이 잘되지 않아 분산성이 우수하고, 부드러운 촉감 실현도 가능하다.
또한, 상기 내오염 코팅 조성물은 이소시아네이트 경화제, 에폭시 경화제, 점도 조절제, 소포제, 레벨링제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 상기 조성물의 성질을 해야지 않는 범위에서 제한이 없으나, 예를 들어 상기 바인더 수지 100중량부에 대해서 0.1중량부 내지 10중량부 포함할 수 있다.
상기 내오염 코팅 조성물은 실록산계 수지를 포함함으로써 내오염성을 확보할 수 있고, 무기 입자의 함유함량을 감소시키고, 감소시킨 무기 입자를 유기 입자, 왁스계 소광제, 및 실리카계 소광제 중에서 선택되는 1종 이상으로 대체함으로써, 무광 효과와 부드러운 질감 효과를 구현함과 동시에 실록산계 수지로 인한 내오염성을 유지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 실시예 비교예 >
실시예 1
수분산형 폴리우레탄 수지 100중량부에 대하여, 하기 [화학식1]로 표시되는 실록산계 수지 10중량부, 입자직경이 5um인 실리카 입자 8중량부, 입자직경이 5um인 실리콘 혼합 파우더 10중량부, 가교제로써 이소시아네이트 화합물 5중량부, 레벨링제로써 실리콘계 수지 1중량부, 점도 조절제로써 HEUR(Hydrophobically modified polyethylene oxide urethane) 1중량부, 및 소포제로써 실리콘계 수지 0.5중량부를 혼합하여 내오염 코팅 조성물을 형성하였다.
[화학식 1]
Figure 112014086766181-pat00009
상기 R1, R3 내지 R7은 -CH3이고, R2 및 R8은 카비놀기이고, n1은 20이상이다.
실시예2
상기 [화학식 1]이 하기의 [화학식 1]인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 내오염 코팅 조성물을 제조하였다.
[화학식 1]
Figure 112014086766181-pat00010
상기 R1 내지 R3, R5 내지 R8은 -C2H5이고, R4는 카비놀기이고, n1은 20이상이다.
실시예3
상기 실시예 1의 [화학식 1], 상기 실시예 2의 [화학식 1]을 6:4의 비율로 혼합한 것을 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 내오염 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 1
상기 [화학식1]로 표시되는 실록산계 수지 외, 수분산형 폴리우레탄 수지 100중량부에 대하여 10중량부 테트라플루오로에틸렌(TFE) 공중합체 분산체(Lanxess, Aquaderm X-Shield L)를 포함하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 내오염 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 2
상기 [화학식1]로 표시되는 실록산계 수지 외, 수분산형 폴리우레탄 수지 100중량부에 대하여 10중량부 불소화 폴리우레탄 수성 분산체(3M, SRC-220)를 포함하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 내오염 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 3
상기 [화학식 1]이 하기의 [화학식 1]인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 내오염 코팅 조성물을 제조하였다.
[화학식 1]
Figure 112014086766181-pat00011
상기 R1 내지 R8은 -CH3이고, n1은 20이상이다.
< 실험예 > - 내오염 코팅 조성물의 내오염성
상기 실시예 및 비교예의 내오염 코팅 조성물을 폴리염화비닐 수지층에 10um의 두께로 도포 및 건조하여 내오염 코팅층이 형성된 자동차용 내장재를 제조하였다.
상기 자동차용 내장재를 25mm(가로)X220mm(세로)의 시편으로 제조하였고, 상기 시편에 오염 시험포인 일반1 ), 데님2 )을 30회/분의 속도로 100mm이동시켰고, 500gf의 하중으로 100회 왕복 후 오염 정도를 그레이 스케일(Grey scale, KSK 0910)로 판단하여 등급으로 나타내었다. 이때, "5등급: 오염 없음, 3등급: 보통, 2등급: 오염 있음"으로 표시하였다.
실시예 1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
반응형 실록산계 수지 불소계 첨가제 비반응형
실록산계 수지
일반1 ) 5 3 5 2 2 2
데님2 ) 3 3 3 2 2 2
1) Testfabrics社 EPMA 106 (Cotton soiled with IEC carbon black/mineral oil)
2) Testfabrics社 EPMA 128/1 (Cotton Jeans, indigo/sulfur black, soil with carbon black/olive oil)
상기 표 1을 참고하면, 반응성 실록산계 수지를 포함하는 실시예 1 내지 3이 불소계 첨가제를 포함하는 비교예 1 및 2, 비반응성 실록산계 수지를 포함하는 비교예 3에 비해 내오염성이 우수함을 알 수 있었다.

Claims (15)

  1. 수분산형 폴리우레탄 수지 100 중량부;
    하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 수지 1중량부 내지 30중량부;
    경화제 0.1중량부 내지 10중량부;
    무기 입자 1중량부 내지 10중량부; 및
    실리콘 혼합 파우더 7중량부 내지 15중량부;를 포함하고,
    상기 수분산형 폴리우레탄 수지는 폴리카보네이트 디올, 이소포론 디이소사이네이트 및 디메틸올 프로피오닉산이 중합되어 형성되고,
    상기 경화제는 카르보디이미드 화합물, 이소시아네이트 화합물, 옥사졸린 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    상기 무기 입자는 입자직경이 0.5um 내지 15um인 실리카 입자이고,
    상기 실리콘 혼합 파우더는 표면에 실리콘 수지 파우더 돌기가 형성된 유기 입자를 포함하고, 상기 유기 입자를 실리콘 수지 파우더로 피복하여 형성되고, 상기 실리콘 혼합 파우더의 입자직경은 0.5um 내지 20um이고,
    상기 유기 입자는 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리스틸렌 수지, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 유기 입자의 입자직경이 0.5um 내지 10um인
    내오염 코팅 조성물.

    [화학식 1]
    Figure 112019022850786-pat00018

    상기 화학식 1 중,
    R1 내지 R8은 서로 독립적으로, X, 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 할로겐화된 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기 중에서 선택되되, R1 내지 R8 중 적어도 1개는 반드시 X로 선택되고;
    X는 카비놀기, 디올기 및 카르복실기 중에서 선택되고;
    n1은 0 내지 100의 정수이고, n1이 2이상의 정수인 경우 복수 개의
    Figure 112019022850786-pat00019
    로 표시되는 모이어티는 서로 동일하거나 상이하다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실록산계 수지는 1개 또는 2개의 X를 포함하는
    내오염 코팅 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    R4 또는 R5는 X이고, n1은 1 내지 100의 정수인
    내오염 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    R1 내지 R3 및 R6 내지 R8 중에서 선택되는 2개는 X인
    내오염 코팅 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    R1 내지 R3 중에서 선택되는 1개; 및
    R6 내지 R8 중에서 선택되는 1개는 X인
    내오염 코팅 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 실록산계 수지는 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는
    내오염 코팅 조성물:
    [화학식 2]
    Figure 112019022850786-pat00020

    [화학식 3]
    Figure 112019022850786-pat00021

    상기 화학식 2 및 3 중,
    R21 내지 R26 및 R31 내지 R41는 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 3의 알킬기 할로겐화된 탄소수 1 내지 3의 알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기 중에서 선택되고;
    X21, X22 및 X31은 서로 독립적으로, 카비놀기, 디올기 및 카르복실기 중에서 선택되고;
    n21은 0 내지 100의 정수이고;
    n31은 1 내지 100의 정수이고;
    m31 및 m32는 서로 독립적으로, 0 내지 100의 정수이되, n31, m31 및 m32의 합은 1 내지 100의 정수이다.
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