KIC News, Volume 23, No. 2, 2020 65
용제를 사용하지 않고 벗길 페인트 재료의 제조 기술을 개발
간편하게 제거할 수 있는 젤 네일 등의 응용에 기대
국립연구개발법인 산업기술종합연구소(이사장 中鉢良治, 이하 산종연) 기능화학연구 부문(연구부문장 北 本大) 스마트재료그룹 山本貴広 주임연구원은 주식회사 TAT (대표 이사 髙野芳樹, 이하 TAT)와 공동으로 용제를 사용하지 않고 제거할 수 있는 페인트 재료의 제조기술을 개발했다.
본 연구에서 아크릴수지 및 우레탄수지 등의 액정재료를 균일하게 혼합한 새로운 수지를 개발했다. 이 수지에 특정 파장의 근자외선을 조사하면 균일하게 혼합된 액정성분의 응집 구조가 변화하고 수지에서 상 분리 되는 것으로 나타났다. 이 기술을 페인트재료에 적용하면 근자외선에 의한 액정성분의 상분리에 의 해, 페인트재료의 접착력이 크게 약화되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 젤 네일에 적용이 가능할 수 있도 록 경도의 향상과 무색화를 실현했다.
그동안 용제를 사용하지 않고 페인트재료를 벗기는 것은 어렵고 오랜 과제였지만, 이번에 개발한 기술은 이러한 요구에 직접적으로 부응 것이다. 특히 젤로 적용하면 유기 용제를 많이 사용하지 않고 간편하게 제 거할 수 있게 되어, 젤이용자와 네일 아티스트의 건강과 안전의 향상을 기대할 수 있다.
빛이 물질을 제어하는 기술을 젤에 적용하려면 문제가 있고, 그 해결을 위해 연구를 실시하였다. 우선, 기존의 수지와 액정혼합물은 부드러운 젤에 사용하기 위해서는 경도가 부족했다(경도의 지표인 저장탄성 률이 약 104 Pa). 그래서 이번 연구에서는 광중합성 조성물을 포함하는 수지원료를 이용하여 빛에 의한 중 합경화 시에 가교구조를 도입하여 경도의 향상을 시도했다. 수지원료 및 액정혼합물을 가시광선(파장 405 nm, 조사시간 3분)의 조사에서 광경화하면 저장탄성률은 107 Pa 정도까지 향상시킬 수 있었다. Figure 1 에 표현되어 있다.
한편, 혼합물의 무색화에 관한 연구를 수행했다. 기존의 수지와 액정혼합물은 액정 성분으로 아조벤젠계 화합물을 함유하고 있기 때문에 황색으로 착색되어 있다. 이를 젤네일에 적용하기 위해서는 별도로 다양한 색상으로 착색이 가능하도록 무색이 바람직하다. 그래서 아조벤젠계와는 다른 화합물을 이용한 새로운 액 정재료를 개발하고 재료의 무색화를 진행했다.
광학특성 및 열물성을 지표로 수십 종류의 액정재료를 검토하여 무색투명의 혼합물을 얻는 데 성공했다 (Figure 2①). 본 혼합물에 근자외선(파장 365 nm, 조사시간 10분)을 조사하면 액정성분의 응집구조가 변 하고 수지와 상분리되고 백탁화하는 것을 확인하였다(Figure 2②). 이 상태가 되면 알루미늄 기재에 대한 혼합물의 밀착성이 조사 이전의 1/10까지 내려갔다(Figure 2).
KIC News, Volume 23, No. 2, 2020
신기술소개
http://www.ksiec.or.kr
66 공업화학 전망, 제23권 제2호, 2020
Figure 1. 광경화에 의한 저장탄성률 변화와 기존의 혼합물의 경도 비교
Figure 2. 접착력 변화의 간이 평가 결과
출처: 2019. 10. 28 AIST (https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2019/pr20191028/pr20191028.html) 작성: 김 선 회 (상지대학교)