KR100721880B1

KR100721880B1 - 은나노를 포함하는 이액형 우레탄 도료를 도장하는 방법

Info

Publication number: KR100721880B1
Application number: KR1020050041064A
Authority: KR
Inventors: 박진수
Original assignee: 박진수
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2007-05-28
Also published as: KR20060118738A

Abstract

은나노를 포함하는 이액형 우레탄 도료를 도장하는 방법이 개시된다. 본 발명은 종래 은나노 용액의 경우 알콜을 분산액으로 이용함으로써 이액형 도료와 교반 시에 경화제와 상기 이액형 도료의 수지와의 반응속도보다 상기 알콜과의 반응속도가 빠름으로 인해 이액형 도료를 도장함에 있어 은나노 용액을 혼합하여 도장할 수 없는 문제점을 개선한 것으로 톨루엔을 분산액으로 하고 20,000ppm 이상으로 농축된 은나노 농축액을 이액형 우레탄 도료와 교반하여 피도장체를 도장함으로써 우레탄 도료가 도장된 피도장체에 항균 기능을 부가할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

따라서 밀착성, 내약품성, 내용제성(耐溶劑性), 내마모성(耐磨耗性), 내후성(耐候性)이 상대적으로 우수한 이액형 우레탄 도료를 이용하여 피도장체를 도장하는 경우에도 은나노 농축액을 교반하여 도장이 가능하도록하여 이액형 우레탄 도료가 도장된 도장체에 항균 기능을 부가 할 수 있는 효과가 있다.

은나노 농축액, 톨루엔, 도장체, 이액형 우레탄 도료, 우레탄 수지 경화제

Description

은나노를 포함하는 이액형 우레탄 도료를 도장하는 방법{METHOD FOR COATING TWO COMPONENT TYPED URETHANE PAINT COMPRISING NANO SILVER}

도 1은 본 발명 은나노를 포함하는 이액형 우레탄 도료를 도장하는 방법의 순서를 보인 도면.

도 2는 본 발명에 따른 항균력을 입증하기 위한 시험결과의 현미경 사진.

본 발명은 도료가 도장된 도장체에 항균 기능을 부가하는 도장 방법에 관한 것으로 특히 이액형 우레탄 도료를 도장하는 경우 은나노 농축액을 상기 이액형 우레탄 도료와 교반하여 도장하는 방법에 관한 것이다.

은나노란 은(銀/silver)을 나노(Nano/nm/10억분의1m/ 10-9) 즉 0.000000001미터의 단위로 쪼개놓은 미세한 은 입자를 말하는 것으로 나노테크놀로지를 이용하여 나노단위로 형성시키고 나노단위로 형성시키게되면 마이크로 단위 등의 큰 입자에서는 없던 새로운 기능이 형성되는데 주로 우수한 항균성이 형성된다.

은나노의 효능은 강력한 항균, 살균기능으로 650여 가지 이상의 병원균, 세 균, 박테리아, 곰팡이균 등의 번식을 억제 및 살균기능이 탁월하고, 병원균에 대한 2차 세균감염을 막을 수 있습니다.

또한, 인체에 무해하며, 항생제에 대한 내성이 없고, 소취 및 세균성 냄새에 대한 탈취기능을 갖고 있고, 동보다 수맥파나 전기전자파를 흡수 차단하는데 더욱 효과가 있다는 것이 과학적으로 입증되었다.

또한, 은나노는 금속 중에서도 금 다음으로 뛰어난 전기 전도성을 갖고 있으므로 정전기를 발생을 방지한다.

또한, 은나노는 자외선을 차단하는 특성을 갖고 있다.

상기와 같이 항균력 및 살균력이 우수하고 기타 특성을 갖는 은나노는 벌크상태의 은(Ag)을 외부 에너지를 가함으로써 대량의 나노입자 크기로 형성하여 용액에 분산시켜 생성된다. 이때 통상적으로 알콜이 분산액으로 이용된다.

따라서 은나노는 분산액에 포함된 용액 형태를 갖으므로 도료의 경우 상기 은나노 용액을 도료와 섞어서 사용이 가능하다.

그러나 경화제를 이용하지 않는 일액형 도료의 경우에는 상기 설명한 바와 같이 도료와 은나노 용액을 섞어서 사용할 수 가 있으나, 주제와 경화제로 이루어진 이액형 도료의 경우 상기 은나노 용액이 분산액으로 알콜을 이용함으로 인해 상기 경화제가 주제와 반응하는 시간보다 상기 알콜과 반응하는 시간이 빠름으로 인해 주제가 경화되지 않는 문제점이 있다. 따라서 은나노 용액과 이액형 도료의 경우 교반하여 도장하는 것이 불가능하였고, 설사 가능하다고 해도 이액형 도료의 경우 은나노 용액을 부가하는 양에 제한이 있어 은나노에 의한 항균력 및 살균력이 실제 효과를 발휘하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 창안된 것으로 은나노 용액을 분산액으로 톨루엔(Toluene)을 이용하고 20,000ppm 이상의 농축하여 이액형 도료인 우레탄 도료와 교반이 가능하고, 이를 피도장체에 도장함으로써 우레탄 도료가 도장된 도장체에 항균기능 및 살균기능을 부가할 수 있는 도장 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 발명이 이루고자하는 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명 은나노를 포함하는 이액형 우레탄 도료를 도장하는 방법은 a) 피도장체의 피도장면을 세척 및 건조하는 피도장체 표면 정화단계; b) 상기 a) 단계를 거친 피도장체의 피도장면에 도료를 5㎛~8㎛의 도막 두께로 도포하는 하도 도장단계; 및 c) 상기 b) 단계에서 도포된 도료를 경화하는 하도 도장 도료 경화단계;를 포함하는 이액형 우레탄 도료를 피도장체에 도장하는 방법에 있어서, d) 분산액으로 톨루엔을 사용하며 20,000ppm 이상으로 농축된 은나노 농축액과 우레탄 수지 및 우레탄 수지 경화제를 교반하는 은나노 우레탄 도료 교반단계; e) 상기 d) 단계에서 교반된 은나노 우레탄 도료를 상기 c) 단계를 거친 피도장체의 피도장면에 20㎛~25㎛의 도막두께로 도포하는 상도 도장단계; 및 f) 상기 e) 단계에서 도표된 은나노 우레탄 도료를 경화하는 은나노 우레탄 도료 경화단계;를 더 포함하며, 상기 은나노 우레탄 도료의 혼합에 따른 중량비는 우레탄 수지:우레탄 수지 경화제:은나노 농축액이 50:10:1인 것을 특징으로 한다.

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이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 은나노를 포함하는 이액형 우레탄 도료를 도장하는 방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 은나노를 포함하는 이액형 우레탄 도료를 도장하는 방법의 순서를 보인 도면이다. 상기 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명은 피도장체 표면 정화단계(S10), 하도 도장단계(S20), 하도 도장 도료 경화단계(S30), 은나노 우레탄 도료 교반단계(S40), 상도 도장단계(S50) 및 은나노 우레탄 도료 경화단계(S60)로 이루어진다.

상기 피도장체 표면 정화단계(S10)는 은나노 우레탄 도료를 도장하기 위한 피도장체의 표면을 정화하는 단계로 상기 단계에서는 용제를 이용하여 피도장체를 세척하고, 세척된 피도장체를 실내 상온에서 30분 가량 방치하여 자연 건조시킨다.

상기 하도 도장단계(S20)는 상기 피도장체 표면 정화단계(S10)에서 정화된 피도장체에 은나노 우레탄 도료를 도장하기 전에 1차적으로 피도장체에 도료를 도포하는 단계로 피도장체에 도료를 분사하여 피도장체의 피도장면에 도료를 도포한다. 이때 도포되는 도료막의 두께는 5㎛~8㎛가 바람직하다.

상기 도료막의 두께가 5㎛미만인 경우에는 1차 도장막이 너무 얇게 형성되어 1차 도장막으로써의 역할을 수행하기 어렵고, 상기 도료막의 두께가 8㎛를 초과하는 경우에는 도포된 도료의 양이 많아져 하도 도장된 도료막을 건조하는데 시간이 많이 소요되고 전체적인 도장작업 시간이 늘어나는 문제점이 있다.

이때, 도료를 피도장체에 분사하기 전에 피도장체를 정전 이온 처리하여 피도장면에 부착된 먼지 및 이물질을 제거하는 것이 바람직하다.

상기 하도 도장 도료 경화단계(S30)는 상기 하도 도장단계(S20)에서 1차적으로 도포된 도료를 경화시키는 단계로 하도 도장된 도장체를 고온으로 설정된 콘베어로 1차 경화를 시키고, 열풍 순환 방식으로 2차 경화를 시킨다.

이때 상기 1차 경화는 콘베어의 온도를 45℃로 하고 경유시간을 4분 가량으로 하여 이루어지도록 하는 것이 바람직하고, 상기 2차 경화는 60℃의 열풍을 30분가량 순환시켜 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이후 실내 상온에서 10분가량 방치하여 도장체를 냉각시킨다.

상기 은나노 우레탄 도료 교반단계(S40)는 이액형인 우레탄 도료와 은나노 농축액을 교반하는 단계로 이액형 도료의 주제에 해당하는 우레탄 수지와 경화제에 해당하는 우레탄 수지 경화제를 교반하고, 여기에 은나노 농축액을 첨가하여 함께 교반한다.

이때 상기 은나노 농축액은 분산액으로 톨루엔을 사용하며 20,000ppm 이상으로 농축된 것이고, 상기 우레탄 수지, 우레탄 수지 경화제 및 은나노 농축액이 50:10:1의 중량비로 교반된다. 즉 우레탄 수지 1000g당 우레탄 수지 경화제가 200g, 은나노 농축액이 20g 교반된다.

이때 상기와 같이 은나노 농축액이 20,000ppm 이상으로 농축된 것이어야만 상기와 같은 중량비로 교반할 경우 우레탄 도료에 영향을 주지않고 원하는 항균력과 살균력을 제공할 수 있다.

다시 말해 은나노 농축액이 20,000ppm 미만인 경우에는 원하는 항균력과 살균력을 제공하기 위해 은나노 농축액을 상대적으로 많이 교반해야 하고 이로 인해 우레탄 도료가 우레탄 도료로써의 기능적 문제점이 발생할 수 있다.

상기 상도 도장단계(S50)은 상기 은나노 우레탄 도료 교반단계(S40)에서 교반된 은나노 우레탄 도료를 하도 도장된 피도장체에 도장하는 단계로 하도 도장된 피도장체에 은나노 우레탄 도료를 분사하여 1차로 하도 도장된 피도장체의 피도장면에 2차로 상기 은나노 우레탄 도료를 도포한다. 이때 도포되는 은나노 우레탄 도료막의 두께는 20㎛~25㎛가 바람직하다.

상기 은나노 우레탄 도료막의 두께가 20㎛미만인 경우에는 도장막이 너무 얇게 형성되어 은나노 우레탄 도료 도장막으로써의 역할을 수행하기 어렵고, 은나노 입자의 함유량이 상대적으로 적어 원하는 항균력과 살균력이 나오지 못하는 문제점이 있다.

이때, 은나노 우레탄 도료를 하도 도장된 피도장체에 분사하기 전에 하도 도장된 피도장체를 정전 이온 처리하여 피도장면에 부착된 먼지 및 이물질을 제거하는 것이 바람직하다.

상기 은나노 우레탄 도료 경화단계(S60)는 상기 상도 도장단계(S50)에서 2차적으로 도포된 은나노 우레탄 도료를 경화시키는 단계로 상도 도장된 도장체를 고 온으로 설정된 콘베어로 1차 경화를 시키고, 열풍 순환 방식으로 2차 경화를 시킨다.

이때 상기 1차 경화는 콘베어의 온도를 45℃로 하고 경유시간을 4분 가량으로 하여 이루어지도록 하는 것이 바람직하고, 상기 2차 경화는 80℃의 열풍을 3시간 가량 순환시켜 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이후 실내 상온에서 10분가량 방치하여 도장체를 냉각시킴으로써 피도장체에 대한 은나노 우레탄 도료 도장 작업이 완료된다.

도 2는 본 발명에 따른 항균력을 입증하기 위한 시험결과의 현미경 사진이다. 상기 도 2에 도시한 현미경 사진은 상기 도 1에서 설명한 바와 같은 방법으로 도장된 도장체의 항균력을 실험한 실험예를 보인 것으로, 이하 표는 플라스틱에 본 발명에 따른 방법으로 은나노 우레탄 도료를 도장하여 항균력(세균수/㎖, 세균감소율 %)에 대한여 한국원사직물시험연구원에 의뢰한 시험(접수번호 41-62-05-00949) 결과이며, 상기 도 2에 도시한 현미경 사진은 본 실험에 따른 결과를 보인 사진이다.

		BLANK	SAMPLE
균주 1	초기 균수	1.9 ×10⁵	1.9 ×10⁵
	24시간 후 균수	1.2 ×10⁷	1.0 ×10²
	세균 감소율	--	99.9
균주 2	초기 균수	1.1 ×10⁵	1.1 ×10⁵
	24시간 후 균수	4.0 ×10⁷	< 10
	세균 감소율	--	99.9

상기 시험결과표에서 나타난 바와 같이 본 발명에 따라 은나노 우레탄 도료가 도장된 도장체의 경우 초기 균수가 1.9×10⁵개인 균주 1의 경우 24시간이 경과하면 균수가 1.0×10²로 감소하여 세균감소율이 99.9%임을 확인할 수 있고 이는 상기 도면에 도시한 균주 1에 대한 현미경 사진을 통하여도 확인이 가능하다.

또한 초기 균수가 1.1×10⁵개인 균주 1의 경우 24시간이 경과하면 균수가 10개 미만으로 감소하여 세균감소율이 99.9%임을 확인할 수 있고 이는 상기 도면에 도시한 균주 1에 대한 현미경 사진을 통하여도 확인이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 톨루엔을 분산액으로 이용하고 20,000ppm 이상으로 농축한 은나노 농축액을 이용하여 종래 이액형의 도료와 교반할 수 없는 문제점을 해결하여 상기 본 발명에 따른 은나노 농축액과 우레탄 도료를 교반하여 이를 피도장체에 도장함으로써 상기 은나노 농축액과 교반된 우레탄 도료가 도장된 도장체의 경우 우레탄 도료가 갖는 장점과 더불어 나노은을 통한 항균력 및 살균력을 부가할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었으나 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

a) 피도장체의 피도장면을 세척 및 건조하는 피도장체 표면 정화단계;

b) 상기 a) 단계를 거친 피도장체의 피도장면에 도료를 5㎛~8㎛의 도막 두께로 도포하는 하도 도장단계; 및

c) 상기 b) 단계에서 도포된 도료를 경화하는 하도 도장 도료 경화단계;를 포함하는 이액형 우레탄 도료를 피도장체에 도장하는 방법에 있어서,

d) 분산액으로 톨루엔을 사용하며 20,000ppm 이상으로 농축된 은나노 농축액과 우레탄 수지 및 우레탄 수지 경화제를 교반하는 은나노 우레탄 도료 교반단계;

e) 상기 d) 단계에서 교반된 은나노 우레탄 도료를 상기 c) 단계를 거친 피도장체의 피도장면에 20㎛~25㎛의 도막두께로 도포하는 상도 도장단계; 및

f) 상기 e) 단계에서 도표된 은나노 우레탄 도료를 경화하는 은나노 우레탄 도료 경화단계;를 더 포함하며,

상기 은나노 우레탄 도료의 혼합에 따른 중량비는 우레탄 수지:우레탄 수지 경화제:은나노 농축액이 50:10:1인 것을 특징으로 하는 피도장체에 은나노를 포함하는 이액형 우레탄 도료를 도장하는 방법.
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