KR100368462B1 - 이형성 코팅 조성물 및 이를 이용한 금속 코팅물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 도금 금속, 스테인레스 스틸 등 각종 금속물에 견고한 코팅이 가능하고 오염물질 제거가 간단용이하도록 메틸페닐실리콘 수지 5∼15중량%와, 폴리테트라 플루오로 에틸렌 10∼30중량%와, 카본블랙 3∼7중량%와, 고비점 용제 40∼65중량%와, 톨루엔 5∼15중량%로 구성되는 이형성 코팅 조성물과, 상기 코팅 조성물을 각종 금속물에 도포시킨 후 소부 처리하여 금속 코팅물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기와 같이 제조되는 금속 코팅물은 부착성, 내마모성 등이 우수하여 코팅 조성물의 도포 두께를 얇게 하더라도 쉽게 박리되지 않으며, 내오염성, 내유성 등이 뛰어나 오염물질 제거가 용이하다.

Description

이형성 코팅 조성물 및 이를 이용한 금속 코팅물의 제조방법{Easy-cleaning coating composition and method for metal coated therewith}

본 발명은 이형성(불점착성; Non-stick성) 코팅 조성물 및 이를 이용한 금속 코팅물의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메틸페닐실리콘 수지(Methyl phenyl silicon resin), 폴리테트라 플루오로 에틸렌(Polytetra fluoro ethylene), 카본블랙, 고비점 용제, 톨루엔 등으로 구성되어 이형성(離形性)이 우수한 코팅 조성물과 이를 알루미늄 도금 금속, 스테인레스 스틸 등 각종 금속물에 도포시킨 후 소부 처리하여 오염물질 제거가 간단용이하고, 내오염성, 내유성, 내열성, 부착성, 내마모성 등이 우수한 금속 코팅물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가스렌지, 전자렌지, 그릴, 식기, 냉장고용기, 주방용기, 의료기기 등의 표면재로 사용되는 알루미늄 도금 금속, 스테인레스 스틸 등 각종 금속물은 그 표면에 녹이 스는 것을 방지하고 내산성, 내구성, 내부식성 등을 향상시키기 위하여 합성수지도료를 도포하거나 또는 산화착색을 실시하거나 무기질 법랑 등의 소성도료를 도장하여 사용하였다.

특히, 가스오븐렌지, 가스렌지, 전자렌지, 그릴 등의 외장에는 아크릴 수지와 유기안료를 배합한 소부용도료를 알루미늄 또는 기타 금속물 표면에 도장하여 소부시켜 사용하였다.

그러나, 상기 금속 코팅물들은 기름, 때 등으로 표면이 오염되었을 때 잘 닦이지 않아 오염물질 제거가 용이하지 않았으며 따라서 외관이 쉽게 더러워지는 문제점이 있었는데, 가스오븐렌지, 가스렌지, 그릴 등의 주방용품들이 항상 기름이나 음식물 등의 오염물질에 노출되어 있고 위생이 가장 중요함을 고려할 때 그 개선이 시급하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 알루미늄 도금 금속, 스테인레스 스틸 등 각종 금속물에 견고한 코팅이 가능하며, 오염물질 제거가 간단용이한 코팅 조성물 및 이를 이용한 금속 코팅물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 이형성이 뛰어날 뿐 아니라 내오염성, 내유성, 부착성, 내마모성이 우수한 코팅 조성물 및 이를 이용한 금속 코팅물의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적들은 메틸페닐실리콘 수지, 폴리테트라 플루오로 에틸렌, 카본블랙, 고비점 용제, 톨루엔 등으로 구성되는 코팅 조성물을 제공함으로서 달성되는데, 상기 코팅 조성물은 소부 온도가 낮아 알루미늄 도금 금속, 스테인레스 스틸 등 각종 금속물에 도포가 가능하며, 오염물질이 쉽게 제거되기 때문에 특히 이형성이 요구되는 가스오븐렌지, 가스렌지, 전자렌지, 그릴, 식기, 냉장고용기, 주방용기, 의료기기 등의 내·외장 코팅에 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명은 메틸페닐실리콘 수지 5∼15중량%와, 폴리테트라 플루오로 에틸렌 10∼30중량%와, 카본블랙 3∼7중량%와, 고비점 용제 40∼65중량%와, 톨루엔 5∼15중량%로 구성되는 코팅 조성물과 이를 이용하여 이형성이 우수한 금속 코팅물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

상기 메틸페닐실리콘 수지는 밀착성, 내열성이 우수하며 코팅물의 광택 및 윤기를 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로 첨가후 색변화를 일으키지 않는 장점이 있는데, 5중량% 보다 적게 첨가될 경우에는 코팅물의 광택 및 윤기가 향상되지 않으며 15중량% 보다 많이 첨가될 경우에는 그 첨가 효과가 더 이상 증대되지 않아 비경제적이다.

또한, 상기 폴리테트라 플루오로 에틸렌은 코팅물에 불점착성을 제공하기 위하여 첨가되는 것으로 300℃ 이상에서 녹기 때문에 코팅물에 도포후 소부시켰을 때 소부 과정에서 코팅물의 표면으로 부상하여 뛰어난 이형성을 제공한다.본 발명에 있어서, 폴리테트라 플루오로 에틸렌이 10중량% 보다 적게 첨가되면 이형성이 나타나지 않으며 30중량% 보다 많이 첨가되면 이형성이 너무 커져 코팅조성물과 금속물이 분리되는 문제점이 있다.

고비점 용제는 경화 온도를 높여 팝핑(popping) 현상을 방지하여 코팅물의 외관 하자를 방지하는 효과가 있으며, 코코졸-150(Kocosol-150) 또는 부틸 셀솔브(butyl cellsolve)를 사용한다.

이 때, 상기 고비점 용제가 40중량% 보다 적게 첨가되면 코팅물의 외관 하자가 방지되지 않으며 65중량% 보다 많이 첨가되면 팝핑 현상 방지 효과가 더 이상 향상되지 않아 비경제적이다.그리고, 카본블랙은 코팅물에 부식에 대한 저항성(내후성)을 제공하는데 3중량% 보다 적게 첨가되면 코팅물의 부식에 대한 저항성이 약하며 7중량% 보다 많이 첨가되면 내후성이 더 이상 증대되지 않는다.톨루엔은 금속물에 균일한 도포가 용이하도록 코팅 조성물에 흐름성을 제공하기 위해 첨가되며, 5중량% 보다 적게 첨가되면 흐름성이 약화되고 15중량% 보다 많이 첨가되면 흐름성이 과도하게 커지는 문제점이 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 코팅 조성물은 메틸페닐실리콘 수지10중량%와, 폴리테트라 플루오로 에틸렌 20중량%와, 카본블랙 5중량%와, 고비점 용제 55중량%와, 톨루엔 10중량%로 구성되는 것이 가장 바람직하며, 상기 조성비로 구성된 코팅 조성물의 제반물성을 하기 표 1에 나타내었다.

코팅 조성물의 제반물성

NO	항 목	물 성
1	비중(25/25℃)	1.03±0.05
2	점도(KU/25℃)	65±3
3	색 상	흑색
4	불휘발분(%)	20↑

이하, 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 이형성 금속 코팅물을 제조하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 코팅물 제조방법은 메틸페닐실리콘 수지 5∼15중량%, 폴리테트라 플루오로 에틸렌 10∼30중량%, 카본블랙 3∼7중량%, 고비점 용제 40∼65중량%를 상호 혼합하는 단계와; 상기 혼합물을 링밀(Ring Mill)로 7시간 이상 분산시켜 분산입도 25μ의 분말을 얻는 단계와; 상기 분말 혼합물에 톨루엔 5∼15중량%를 혼합하여 코팅 조성물을 제조하는 단계와; 상기 코팅 조성물을 금속물에 15∼25μ두께로 도포하는 단계와; 상기 도포 금속물을 380∼420℃(바람직하게는 400℃)의 온도에서 20∼30분간 소부처리하는 단계와; 상기 코팅물을 냉각처리하는 단계로 구성된다.

본 발명의 금속 코팅물 제조시 상기 금속물의 표면은 불순물을 제거하고 코팅 조성물이 균일하게 잘 융착될 수 있도록 샌드블라스트(Sandblast) 처리를 하는 것이 바람직하며, 본 발명의 코팅 조성물을 금속물에 도포할 때에는 액 자동 도포기(Spray) 또는 정전기 도장 방법을 사용한다.

상기 코팅 조성물의 금속물에의 도포 두께가 15μ보다 얇으면 접착력이 떨어지고, 25μ보다 두꺼우면 크랙이 발생되어 코팅 조성물과 금속물이 분리(탈리)되는 문제점이 있다.본 발명의 소부 온도는 380∼420℃의 저온이어서 금속물에 고열로 인해 휘거나 하는 등의 손상을 주지 않으므로 금속 소재의 특성이 그대로 유지되어 제품의 불량률이 감소되는데, 380℃ 보다 낮게 소부처리하면 충분한 표면 경화가 이루어지지 않으며, 420℃ 보다 높은 온도에서 소부처리하면 과열 소부로 코팅된 금속물이 깨지거나 변색되는 등의 변형이 초래된다.그리고 열처리 시간이 20분보다 짧으면 경화가 제대로 이루어지지 않으며, 30분을 경과하면 과소부로 도막이 깨지는 문제점이 있다.

한편, 소부 처리후 냉각 처리 과정은 도포된 코팅 조성물과 금속물의 팽창계수가 서로 잘 조화를 이루게 하여 박리현상을 극소화시키기 위한 것이다.

상기와 같이 제조되는 본 발명에 의한 금속 코팅물은 코팅 조성물의 도포 두께가 얇기 때문에 표면에 균열이 잘 생기지 않고 절곡시에도 박리 현상이 잘 발생하지 않는데, 이는 코팅 조성물을 구성하는 메틸페닐실리콘 수지가 금속과의 밀착성이 매우 뛰어나 견고한 코팅을 이루기 때문이다.

본 발명의 가장 바람직한 실시예인 상기 표 1의 코팅 조성물을 이용하여 제조된 코팅물의 도막물성을 시험한 결과는 하기 표 2와 같다.

도막물성

NO	시험항목	시 험 조 건	결과
1	외관	육안	흑색
2	광택	60℃ 경면반사	10 GLOSS↓
3	부착성	2㎜ GROSS CUT 테이프 시험	100/100
4	충격성	듀퐁 충격시험기 1/2"×500g×50㎝	이상 없음
5	내비등수성	100℃×100시간 침적	이상 없음
6	내알칼리성	5% NaOH×2시간	이상 없음
7	내산성	5% CH3COOH×2시간	이상 없음
8	내오염성	조미료, 식품, 유성매직-180℃×20분	이상 없음
9	내유성	가솔린, 구리스, 등유에 2시간동안 침적	이상 없음
10	내마모성	200℃에 식용유를 적신나무주걱으로 가볍게 문지름(약 50여회)	이상 없음

상기 시험 결과에서 본 발명의 금속 코팅물이 부착성, 충격성, 내비등수성,내알카리성, 내산성, 내마모성 등이 매우 우수하며, 내오염성, 내유성도 뛰어나 오염물질의 제거가 용이한 이형성 코팅물임을 알 수 있다.

본 발명의 메틸페닐실리콘 수지, 폴리테트라 플루오로 에틸렌, 카본블랙, 고비점 용제, 톨루엔을 주성분으로 하는 코팅 조성물을 알루미늄 도금 금속, 스테인레스스틸 등 각종 금속물에 도포 후 소부처리하여 제조되는 금속 코팅물은 부착성, 내마모성 등이 우수하여 코팅 조성물의 도포 두께를 얇게 하더라도 쉽게 박리되지 않으며, 내오염성, 내유성 등이 뛰어나 오염물질 제거가 용이하다.

따라서, 가스오븐렌지, 가스렌지, 전자렌지, 그릴 등 위생적인 환경조성을 요구하는 주방용품의 내·외장, 기타 이형성을 요구하는 기계·기구 등에 유용하게 사용될 수 있다.

특히, 본 발명자의 다른 특허출원인 자기정화성 금속 코팅물위에 본 발명의 코팅 조성물을 도포 후 소부처리하여도 벗겨지거나 들고 일어남이 없이 견고하게 코팅되므로 가스오븐렌지 등의 내부와 외부의 경계면 코팅에도 유용하다.

Claims (6)

1. 메틸페닐실리콘 수지 5∼15중량%와, 폴리테트라 플루오로 에틸렌 10∼30중량%와, 카본블랙 3∼7중량%와, 코코졸-150(Kocosol-150) 또는 부틸 셀솔브 40∼65중량%와, 톨루엔 5∼15중량%로 구성되는, 이형성 코팅 조성물.
2. 제1항에 있어서, 메틸페닐실리콘 수지 10 중량%, 폴리테트라 플루오로 에틸렌 20중량%, 카본블랙 5중량%, 코코졸-150 또는 부틸 셀솔브 55중량%, 톨루엔 10 중량%인 것을 특징으로 하는, 이형성 코팅 조성물.
3. 삭제
4. 메틸페닐실리콘 수지 5∼15중량%와, 폴리테트라 플루오로 에틸렌 10∼30중량%와, 카본블랙 3∼7중량%와, 코코졸-150(Kocosol-150) 또는 부틸 셀솔브 40∼65중량%를 상호 혼합하는 단계와; 상기 혼합물을 링밀(Ring Mill)로 7시간 이상 분산시켜 분산입도 25μ의 페이스트를 얻는 단계와; 상기 분말 혼합물에 톨루엔 5∼15중량%를 혼합하여 코팅 조성물을 제조하는 단계와; 상기 코팅 조성물을 금속물에 15∼25μ두께로 도포하는 단계와; 상기 도포 금속물을 380∼420℃의 온도에서 20∼30분간 소부처리하는 단계와; 상기 코팅물을 냉각처리하는 단계로 구성되는, 이형성 금속 코팅물의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 메틸페닐실리콘 수지 10 중량%, 폴리테트라 플루오로 에틸렌 20중량%, 카본블랙 5중량%, 코코졸-150(Kocosol-150) 또는 부틸 셀솔브 55중량%, 톨루엔 10 중량%인 것을 특징으로 하는, 이형성 금속 코팅물의 제조방법.
6. 삭제