KR0152127B1 - 스틸밴드(대강) 착색도장용의 수용성 소부도료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스틸밴드(대강) 착색도장용의 수용성 소부도료 조성물에 관한 것으로서, 융기용제 성분인 방향족탄화수소, 케톤, 알콜, 에스테르, 에테르류등이 중량비로 35%~50% 함유되어 있어서, 도막형성을 위한 건조과정에서 유해가스성분이 다량 유출되어 대기오염의 원인을 제공하고 이런 도료들은 도장작업시 유기용제 성분에 의한 악취로 작업자의 근무의욕을 저하시키며 건강위생에도 해를 끼치며, 유기용제 성분의 휘발에 의해 화재 및 폭발의 위험을 가지는 종래의 도료의 단점을 개선하기 위하여, 비히클로서 수용성알키드, 변성알키드, 아크릴, 변성아크릴, 수성에폭시 또는 수분산된 우레탄수지를 사용하며, 도료중에 물이 35%~60% 함유되어 있고, 유기용제 대신에 물을 혼합 희석하여 사용하는 수용성 소부도료 조성물을 제공한다.

Description

스틸밴드(대강) 착생도장용의 수용성 소부도료 조성물

본 발명은 스틸밴드(대강)에 착색 도장하는 수용성 소부도료 조성물에 관한 것이며, 보다 상세하게는 철강코일류의 포장시 결속용으로 쓰이는 스틸밴드(대강)의 도장시에 사용하는 수용성 도료 조성물로서 우수한 외장 효과 및 수명 연장 효과를 갖는 도료 조성물에 관한 것이다.

스틸밴드의 착색 도장 공정은 연속공정으로서, 냉간압연된 두께 0.6mm - 1.1mm의 폭 190mm - 320mm인 스크랩코일을 풀면서 450℃-500℃의 고온납로를 수초간 통과시켜서 열처리를 하여 블루잉화한다. 이것을 수조를 통과시켜 냉각 건조한 후 도료를 담아 놓은 침적조에 침적시켜서 도포되도록 하고, 이후 도막두게 및 도막 외관을 조정하기 위해 섬유 압착장치 사이를 통과시킨다. 도막 두께를 조정한 후에 고온의 열풍 순환식 건조로난 원적외선건조로에 5초-50초 동안 통과 건조시켜 금속소재의 표면 온도를 180℃-250℃에 도달하게 하므로서 단단하면서도 유연한 건조도막을 형성시킨 후, 냉각하여 왁스를 도포하고 다시 감는 공정으로 구성되어 있다.

이러한 스틸밴드의 착색도장은 종전까지는 유성계열의 오일프리폴리에스테르, 아크릴 혹은 에폭시수지를 비히클로 하고 여기에 착색안료를 분산시키고, 경화용 아미노수지를 섞은 후, 다량의 유기용제 및 첨가제를 혼합한 도료를 사용하거나 20% 미만의 극히 소량의 물이 함유되어 있는 유사수용성도료를 사용하였다.

따라서, 이러한 도료들 중에는 유기용제 성분으로 방향족탄화수소, 케톤, 알콜, 에스테르, 에테르류 등이 중량비로 35-50%가 함유되어 있어, 도막 형성을 위한 건조과정에서 이산화탄소 및 기타 유해가스 성분이 대기 중에 다량 유출되어, 지구대기 오염의 큰 요인이 되고 있다. 이러한 유해가스 물질들은 스모그 현상, 오존층 파괴, 지구온난화 현상을 유발시킴으로써 인간의 주거환경을 위협할 수 있는 것들이다.

또한, 이런 도료들은 도장 작업시 유기 용제 성분의 악취로 인하여 근로자들의 근무 의욕을 저하시키고, 작업자의 위생에도 해를 끼치며, 유기 용제 성분의 휘발성으로 인하여 화재 및 폭발의 위험의 단점을 갖고 있다.

그리하여, 업계에서는 스틸밴드 도장에 사용되는 소부도료에 유기 용제 대신에 물을 사용할 수 있는 수용성 도료의 개발을 시도하여왔으나 소부도료에 다량의 물을 함유시킬 경우 그 도막형성능이 떨어질 뿐만 아니라 장기 보존시 상분리와 같은 문제가 발생하는 단점이 있었다.

이에 본 발명자는 종래 유기 용제를 사용하는 소부도료의 문제점을 주목하고 오랫동안 연구한 결과, 본 발명과 같이 물을 35-60중량%의 물을 함유시킨 수용성 소부도료를 개발하므로서 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 종래의 스틸밴드 착색도장용 도료의 상기와 같은 결점을 해결하기 위해 유기용제 성분으로 인한 유해가스의 방출을 방지하고, 화재발생의 위험을 줄이며, 환경오염을 막을 수 있는 도료를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 소부도료 조성물은 종래의 유사수용성 도료나 유성계 도료에 비하여 휘발성 유기용제 성분을 대폭 감소시킨 도료로서, 물이 전체 도료 조성 물중에 35-60중량%가 함유되어 있어서, 유기용제 성분으로 인한 냄새 문제가 현저하게 개선되며, 화재발생의 위험으로부터도 벗어날 수 있다.

또한, 도장 작업시에도 유기용제 성분 대신에 물을 10-50중량% 혼합 희석하여 사용하게 되므로, 기존 도료에 다량 함유되어 있는 유기용제 성분에 의한 작업장 내의 악취문제가 대폭 개선되어 근로자의 작업여건 및 건강위생 문제뿐만 아니라, 지구 환경오염문제 및 화재발생 위험성을 대폭 감소시킬 수 있는 자연 보호형의 도료를 제공한다.

본 발명의 수용성 스틸밴드 도장용 소부도료 조성물을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 수용성 소부도료 조성물은 고형분비로 10-60중량%의 수용성의 알키드, 변성알키드, 아크릴, 변성아크릴 수지 또는 수성에폭시수지, 수분산형 우레탄수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 수지성분, 상기 수지 일부에 수용성 또는 수분산성 안료 5-25중량%을 분산 습윤제, 침전방지제, 소포제를 함께 교반하여 분산시켜 분산 입자크기를 10-20마이크론 사이가 되도록 한 안료분산액, 헥사메톡시메틸화멜라민수지, 부분 알킬레이트 메틸화멜라민수지 또는 이들의 혼합물 1-10중량%, 폴레에테르실록한 또는 폴리에스테르실록산계 실리콘 첨가제 0.1-1중량% 및 물 35-60중량%을 교반혼합하면서 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 디메틸에타놀아민 또는 암모니아를 혼합하여 pH를 7-10 범위로 유지하면서 교반분산 시켜 분산 입자크기가 10-20마이크론이 되도록 하여 제조한다.

본 발명의 수용성 수부도료 조성물에 사용되는 안료는 착색성이 우수하면 수용액 중에서 안정성을 갖고 있는 것을 선택하여 사용한다. 즉, 흑색안료도는 카본블랙이나 산화철계의 안료가, 청색안료 및 녹색 안료로는 프탈로시아닌계의 유기안료가 적당하다. 황색 및 오렌지색계통으로는 크롬예로우, 황색산화철, 티탄옐로우, 크롬오렌지, 몰리브오렌지 등의 안료를 쓸 수 있다. 적색으로는 산화 철계무기안료, 아조계무기안료, 퀴나크로돈계 유기안료를 사용할 수 있다.

본 발명의 수용성 소부도료 조성물에 사용되는 분산 습윤제로는 안료와 친화력이 우수한 블록화된 공중합수지계열의 첨가제를 사용하는 것이 바람직하며, 침전방지제로는 폴리카복실산 암모늄 또는 실리카를 사용하는 것이 바람직하다. 소포제로는 폴리실록산계의 수용성 첨가제를 0.1-1.0중량% 사용하여 기포를 제거할 수 있다.

본 발명의 수용성 소부도료 조성물에 사용한 크로스링킹제로는 발명자가 다양한 아미노 수지계열의 수지들의 실험해 본 결과 멜라민 수지의 중합도 및 알킬화도에 따라서 도막의 유연성이 경도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명의 조성인 헥사메톡시메틸화멜라민수지, 부분알킬레이트 메틸화멜라민수지 또는 이들의 혼합물이 특히 단단하면서 유연한 건조도막을 형성시키는 기능을 하는 것으로 확인되었다.

본 발명에서 사용한 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 디메틸에타놀아민, 암모니아는 중화제로서 도료의 수용화에 중요한 역할을 하며, 도료의 pH를 7-10 범위로 조정, 투입하는 것이 바람직히다.

본 발명의 수용성 소부도료 조성물에 사용되는 폴레에테르실록산 또는 폴리에스테르실록산계 실리콘 첨가제는 도료의 도장작업시 레벨링성을 좋게 해주는 기능을 하며, 그 함량을 0.1-1중량%를 첨가한 경우 가장 수려한 도막외관을 얻을 수 있었다.

본 발명의 수용성 소부도료 조성물에는 소재의 습윤성을 높여주기 위한 것으로서 통상의 조용제를 사용할 수 있으며, 에틸렌그리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 3-메틸, 3-메톡시부탄올 또는 이들의 혼합물을 도료조성물 성분중 수지 제조시 수지 전중량의 1-20중량%를 함유하도록 하여 혼합사용하는 것이 바람직히다.

본 발명의 조성물을 제조하는 데에 있어서 안료혼합물 및 본 발명의 조성물의 분산에 사용되는 분산기로는 3본콜밀, 샌드밀, 볼밀 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 조성물의 제조에 있어서의 특징인 안료혼합물은 그 분산 입자가 10-20마이크론일 때에 최종 도료의 도막형성능 및 안정성이 가장 뛰어난 것으로 나타났다.

또한, 본 발명의 조성물은 그 제조방법에 있어서 물을 한 번에 혼합하여 교반 분산시킬 수도 있으나, 수지 자체에 물이 충분량 함유되어 있지 않은 경우에는 수지 성분에 물을 일부 가하여 분산시킨 후, 나머지 조성 성분과 물을 가하여 최종적으로 혼합분산시킬 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명하며, 다만 하기 실시예는 예시적인 것일 뿐 발명을 한정하는 것은 아니다.

아래의 표1은 수지합성배합의 예를 나타낸 것이다.

아래 표2는 발명에 따르는 소부도료의 실시예를 나타낸 것이다.

상기와 같이 제조한 본 발명의 소부도료 조성물은 표3에 나타낸 바와 같이 고형분이 중량비로 40-65중량%로써, 포드컵 #4 점도계로 60초-120초의 점도를 갖고 있었고, 비중은 1.0-1.3 범위이었으며, 상온에서 3개월간 저장한 후 침전정도를 조사한 결과 침전은 물론 상분리가 전혀 일어나지 않아 매우 높은 안정성을 갖는 수용성 소부도료임이 확인되었다.

본 발명의 소부 도료 조성물의 사용방법은 종래의 소부도료와는 달리 물을 10-50중량%로 첨가하여 희석시킨 후(포드컵 #4 점도계 20초-40초 정도의 점도로 조정) 스틸밴드 소재를 침적하고, 섬유 압착 장치를 통하여 도막두께 3-6마이크론이 되도록 조정한 후에 고온의 원적외선 건조로에 5-20초 동안 통과시켜 통상의 소부과정을 거쳐 건조 도막을 형성시킨다.

이와 같은 방법으로 형성된 도막 물성실험을 한 결과를 표3에 나타냈다. 즉, 상기와 같이 형성된 건조 도막은 미쓰비시 연필로 실험한 결과 F 이상의 경도를 가지는 단단한 성능을 나타냈으며, 광택도 및 유연성, 부착성 등이 우수하였다.

또한, 상온에서 물에 1개월동안 침적시키도 도막의 부풀음 현상이나, 발청현상이 나타나지 않았고, 옥외에 3개월 이상 폭로시켰을 때에도, 발청 현상 및 도막 부풀음, 박리 현상이 나타나지 않는 등 우수한 도막성능을 나타냈다.

이상과 같이 본 발명의 수용성 소부도료 조성물은 종래의 스틸밴드 도장용 도료와는 달이 유기 용제를 사용할 필요가 없는 다량의 물을 함유한 수용성 도료로서 경도, 광택도, 유연성 및 부착성이 우수한 도막을 형성시켜불 뿐만 아니라, 유기용제로 인한 유독 가스의 발생을 방지하여 작업환경의 개선 및 공해 방지에 지대한 기여를 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 고형분비로 10-60중량%의 수용성의 알키드, 변성알키드, 아크릴, 변성아크릴 수지 또는 수성에폭시수지, 수분산형 우레탄수지 또는 이들의 혼합물로 이우어진 수지성분, 상기 수지 일부에 수용성 또는 수분산성 안료 5-25중량%을 분산 습윤제, 침전방지제, 소포제를 함께 교반하여 분산시켜 분산 입자크기를 10-20마이크론 사이가 되도록 한 안료분산액, 헥사메톡시메틸화멜라민수지, 부분알킬레이트 메틸화멜라민수지 또는 이들의 혼합물1-10중량%, 폴레에테르실록산 또는 폴리에스테로실록산계 실리콘 첨가제 0.1-1중량% 및 물 35-60중량%을 교반 혼합하면서 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 디메틸에타놀아민 또는 암모니아를 혼합하여 pH를 7-10 범위로 유지하면서 교반분산시켜 분산 입자크기가 10-20마이크론이 되도록 하여 제조함을 특징으로 하는 스틸밴드 착색 도장용 수용성 소부도료 조성물.
2. 제1항에 있어서, 고형분이 중량비로 40-65중량% 함유되고, 포드컵 #4 점도계로 6-120초의 점도를 가지며, 비중이 1.0-1.3이고, 중량비로 10-50%의 물만을 혼합희석하여 참적 도장할 수 있는 것을 특징으로 하는 스틸밴드 착색도장용 수용성 소부도료 조성물.