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PVC 바닥상재용 광경화형 내오염 코팅액의 제조 및 응용에 관한 연구
Formulation and Application of UV-Cured Anti-stain Coating Compounds for PVC Tile 원문보기

한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집, 2009 Dec. 04, 2009년, pp.659 - 662  

윤현정 (순천향대학교 화학공학.환경공학과) ,  하진욱 (순천향대학교 화학공학.환경공학과)

초록
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본 연구는 건축자재로 널리 사용되는 PVC 바닥상재 표면의 오염성 및 정전기로부터 보호하기 위하여 기존에 사용하는 광경화형 우레탄-아크릴 수지에 내오염/대전성을 향상시킨 광경화형 내오염 코팅액 개발에 관한 것이다. PVC 바닥상재용으로 사용되는 내오염성이 없는 우레탄-아크릴 수지에 4가 암모늄을 사용한 수용성 대전방지제와 아크릴용 대전방지제, 폴리우리탄용 대전방지제를 수지의 양 대비 함량(wt%) 5~20%로 변화하여 첨가한 후 1000rpm에서 30분간 고속 배합하여 수지의 내오염/대전성을 향상시킨 내오염 코팅액을 제조하였다. 제조한 내오염 코팅액은 코팅 층의 두께조절이 가능한 코팅(Bar-coating)을 사용하여 PVC 바닥상재에 코팅 한 후 내오염성, 대전성, 부착력, 코팅두께 등의 코팅 층 표면물성을 평가하였다. 연구결과, 수지에 수용성대전방지제 15%를 혼합하여 제조한 코팅액을 Bar-coater No.12로 코팅한 코팅표면이 전기저항($3.24{\times}10^9{\Omega}/cm^2$), 내오염도(매직 Test, 먼지부착 Test) 및 부착력(100%) 모두 가장 좋은 물성을 보였으며, 전반적으로 함량이 많을수록 전기저항과 오염도에서 우수한 것으로 나타났다. 그러나 대전방지제가 과량으로 들어간 경우 migration 현상이 보이는 것을 알 수 있었다.

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제안 방법

  • PVC Tile의 내오염성을 증가시키기 위해 일반 UV코팅액(국산, (주)유진텍21)에 수용성 대전방지제 UJ-AS2006(국산, (주)유진텍21), UV경화 아크릴용 대전방지제 JISTA 411UV(국산, 중일유화주식회사), 폴리우레탄용 대전방지제 JISTA 2000NT(국산, 중일유화주식회사)를 수지의 양 대비 5%, 10%, 15%, 20% 함량으로 조절하여 첨가하였다. UV코팅액과 대전방지제를 배합하기 위해 고속 배합기를 사용하여 1000rpm으로 30분간 배합하여 내오염 코팅액을 제조하였다.
  • PVC Tile의 알맞은 내오염 코팅의 조건을 찾기 위하여 대전방지제의 함량을 조절하여 내오염 코팅액을 제조하였다. 시료는 대전방지제의 품명과 함량에 따라 각각 세 가지로 분류하여 표기하였고, 연구에 사용된 대전방지제 종류와 첨가된 함량은 표 1에 나타내었다.
  • PVC Tile의 내오염성을 증가시키기 위해 일반 UV코팅액(국산, (주)유진텍21)에 수용성 대전방지제 UJ-AS2006(국산, (주)유진텍21), UV경화 아크릴용 대전방지제 JISTA 411UV(국산, 중일유화주식회사), 폴리우레탄용 대전방지제 JISTA 2000NT(국산, 중일유화주식회사)를 수지의 양 대비 5%, 10%, 15%, 20% 함량으로 조절하여 첨가하였다. UV코팅액과 대전방지제를 배합하기 위해 고속 배합기를 사용하여 1000rpm으로 30분간 배합하여 내오염 코팅액을 제조하였다. 제조한 내오염 코팅액을 10cm×10cm 크기의 PVC Tile에 두께가 다른 두 가지 Bar-coater(No.
  • 그리고 먼지부착 Test는 입자 밀도가 낮은 담뱃재를 이용하여 PVC Tile 표면에 정전기를 발생시킨 후 담뱃재의 부착 유·무(Pass/Fail)로 평가 하였다.
  • 기존의 우레탄-아크릴 수지에 내오염성을 증가시키기 위하여 3가지 종류의 대전방지제(UJ-AS2006, JISTA 411UV, JISTA 2000NT)를 첨가하여 PVC Tile에 코팅한 후 그 물성을 관찰하였다.
  • 내오염성 평가 중 매직 Test는 코팅 표면에 유성매직으로 표시 후 Ethanol로 제거하였을 때 코팅층 표면에 남아있는 유성 매직 표시의 유·무(Pass/Fail) 관찰로 평가하였다.
  • 그리고 먼지부착 Test는 입자 밀도가 낮은 담뱃재를 이용하여 PVC Tile 표면에 정전기를 발생시킨 후 담뱃재의 부착 유·무(Pass/Fail)로 평가 하였다. 부착력 평가는 ASTM D 3359에 근거하여 코팅 표면에 1mm간격으로 칼집을 내어 100개의 정방형을 만들고 그 위에 테이프(3M Tape)를 잘 밀착시켜 일정한 힘으로 수회 떼어내어 코팅층과 기재와의 밀착정도를 관찰하였다. 코팅의 박리정도에 따라 박리가 없다면 5B, 5%미만은 4B, 5～15%는 3B, 15～35%는 2B, 35～65%는 1B, 65%초과는 0B로 측정하였다.
  • 수지에 수용성 대전방지제(UJ-AS2006)를 혼합하여 제조한 코팅액의 경우 전기저항성 109～1010Ω/㎠, 아크릴용 대전방지제(JISTA 411UV)를 혼합하여 제조한 코팅액의 전기저항성은 109～1011Ω/㎠, 폴리우레탄용 대전방지제(JISTA 2000NT)를 혼합한 코팅액의 전기저항성은 1010～1011Ω/㎠으로 측정되었다. 매직오염도와 먼지부착 Test는 함량이 증가할수록 코팅층 표면에 남아있는 매직과 담뱃재의 양이 적어지는 결과를 얻었으며 대전방지제 20%이상 첨가 시 migration 현상으로 코팅층 물성에 저하를 일으켰다.
  • PVC Tile의 알맞은 내오염 코팅의 조건을 찾기 위하여 대전방지제의 함량을 조절하여 내오염 코팅액을 제조하였다. 시료는 대전방지제의 품명과 함량에 따라 각각 세 가지로 분류하여 표기하였고, 연구에 사용된 대전방지제 종류와 첨가된 함량은 표 1에 나타내었다.
  • 일반 PVC상재의 가장 중요한 기능은 내오염성이나 현재 판매되고 있는 모든 PVC상재는 일반 유성잉크(유성매직, 네임 펜, 보드마커 등)에 쉽게 오염이 된다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 소재 표면을 코팅함으로써 청소가 쉽고, 내오염성이 탁월한 환경 친화적이며 복합기능성을 지닌 코팅제를 제조하였다.

데이터처리

  • 코팅두께의 측정은 초음파 multi-layer 코팅 두께측정기(미국, Defelsko, positector®100)로 5회 측정 후 평균값으로 평가하였다.

이론/모형

  • 코팅된 PVC Tile의 전기저항성 평가는 절연저항측정기(일본, HIOKI사)로 JIS K6911에 기준하여 PVC Tile 표면의 표면 저항 및 체적 저항 정도에 따라 평가하였다. 전기저항성 측정은 습도 35～45% 내에서 측정하였다.
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