KR100741422B1

KR100741422B1 - 황토가 함유된 자기정화성(自己淨火性) 코팅 조성물

Info

Publication number: KR100741422B1
Application number: KR1020010016694A
Authority: KR
Inventors: 김선정; 손원규; 문치엽
Original assignee: 린나이코리아 주식회사
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2007-07-20
Also published as: KR20020076663A

Abstract

본 발명은 자기정화성, 내열성, 내약품성, 내오염성, 항균·탈취능이 우수하도록 실리콘 특수내열수지 10∼20중량%와, 이산화망간 30∼40중량%와, 세라믹 안료 10∼20중량%와, 프리트(Frit) 15∼25중량%와, 황토 0.5∼1.5중량%와, 크실렌계 용제 10∼20중량%로 구성되는 황토가 함유된 자기정화성 코팅 조성물과, 상기 코팅 조성물을 각종 금속물에 도포시킨 후 소부 처리하여 금속 코팅물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기와 같이 제조된 금속 코팅물은 내열성, 내약품성, 자기정화성 등이 뛰어나 고온에서 기름을 자체 분해하는 능력이 우수할 뿐 아니라 황토의 뛰어난 흡착·분해능에 의해 항균성과 탈취성 또한 우수하다.

Description

황토가 함유된 자기정화성(自己淨火性) 코팅 조성물 및 이를 이용한 금속 코팅물의 제조방법{Self-cleaning coating composition containing loess and method for metal coated therewith}

본 발명은 황토가 함유된 자기정화성(自己淨火性, Self-cleaning) 코팅 조성물 및 이를 이용한 금속 코팅물의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실리콘 특수내열수지, 이산화망간, 세라믹 안료, 프리트(Frit), 황토 등으로 구성되는 코팅조성물과 이를 알루미늄 도금 금속, 스테인레스 스틸 등 각종 금속물에 도포시킨 후 소부 처리하여 내열성, 방식성, 내약품성, 내오염성, 2차 오염성, 자기정화성, 항균·탈취능 등이 우수하며 특히 고온에서 기름을 자체분해하는 자기정화성이 뛰어난 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 조리시 조리물로부터 나오는 동·식물성 기름 등이 내부에 달라 붙어 오염되었을 때 오염부위가 내부이므로 닦기가 용이하지 않았을 뿐 아니라 오염물질이 쉽게 제거되지 않아 이로 인해 곰팡이가 발생하는 등 위생적으로 많은 문제점이 있었다.

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

본 발명의 다른 목적은 자기정화성이 뛰어날 뿐 아니라 내열성, 내약품성, 내오염성, 항균·탈취능이 우수한 코팅 조성물 및 이를 이용한 금속 코팅물의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적들은 실리콘 특수내열수지, 이산화망간, 세라믹 안료, 프리트(Frit), 황토, 크실렌(Xylene)계 용제 등으로 구성되는 코팅 조성물을 제공함으로서 달성되는데, 상기 코팅 조성물은 소부 온도가 낮아 알루미늄 도금 금속, 스테인레스 스틸 등 각종 금속물에 코팅이 가능하며, 고온에서 기름의 자체 분해능이 뛰어나고, 황토를 함유하여 불순물, 오염물질 등의 흡착 분해능 또한 우수하므로 내부 상태를 항상 청결하게 유지할 수 있어 가스오븐렌지, 가스렌지, 전자렌지, 그릴 등의 내부 코팅에 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명은 실리콘 특수내열수지 10∼20중량%와, 이산화망간 30∼40중량%와, 세라믹 안료 10∼20중량%와, 프리트(Frit) 15∼25중량%와, 황토 0.5∼1.5중량%와, 크실렌계 용제 10∼20중량%로 구성되는 코팅 조성물과 이를 이용하여 고온에서 기름을 자체분해하는 자기정화성이 우수한 금속 코팅물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

상기 실리콘 특수내열수지는 밀착성, 내열성이 우수하며 코팅물의 광택 및 윤기를 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로 첨가후 색변화를 일으키지 않는 장점이 있다.

이산화망간은 뛰어난 기름 분해력을 지니고 있어 가스오븐렌지 등에서 조리시 비산되는 오염물을 자체 분해하는 역할을 하고, 세라믹 안료는 금속과의 밀착성 및 내열성을 향상시키는 역할을 하며 이산화규소(SiO₂) 함량이 99% 이상인 것을 사용한다.

또한, 프리트는 고온에서 뛰어난 내열성을 발휘하고, 금속과의 밀착성을 강 화시키기 위하여 첨가되며, 불소(F₂) 5∼6중량부와, 산화붕소(B₂O₃) 18∼19중량부와, 산화칼슘(CaO) 12∼13중량부와, 산화바륨(BaO) 12∼13중량부와, 산화아연(ZnO) 5∼6중량부와, 산화니켈(NiO) 2∼3중량부로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 황토는 석영을 주성분으로 하며 그 밖에 휘석 ·각섬석 등을 함유하는 석회질로서, 산소가 풍부하고, 원적외선을 방출하며, 황토 입자 사이의 빈 공간이 불순물, 오염물질을 흡착 분해하는 역할을 한다.

또한, 금속물에 균일한 도포가 용이하도록 코팅 조성물에 흐름성을 제공하기 위해 첨가되는 크실렌계 용제는 미네랄 스프리트(Mineral Sprit), 크실렌 중 1종이상을 선택하여 10∼20중량%로 첨가하는데, 미네랄 스프리트 10중량%와 크실렌 5중량%를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 코팅 조성물은 실리콘 특수내열수지 14중량%와, 이산화망간 35중량%와, 세라믹 안료 15중량%와, 프리트 20중량%와, 황토 1중량%와, 크실렌계 용제 15중량%로 구성되는 것이 가장 바람직하다.

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

본 발명에 의한 코팅물 제조방법은 실리콘 특수내열수지 10∼20중량%와, 이산화망간 30∼40중량%와, 세라믹 안료 10∼20중량%와, 프리트(Frit) 15∼25중량%와, 황토 0.5∼1.5중량%를 상호 혼합하는 단계와; 상기 혼합물을 링밀(Ring Mill) 로 3시간 이상 분산시켜 분말을 얻는 단계와; 상기 분말 혼합물에 크실렌계 용제 10∼20중량%를 혼합하여 코팅 조성물을 제조하는 단계와; 상기 코팅 조성물을 금속물에 150∼180μ두께로 도포하는 단계와; 상기 도포 금속물을 360∼440℃(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 사용하는데, 이 때 코팅 조성물의 도포 두께가 100μ이하일 경우에는 자기정화성이 미약한 반면, 150±10μ이상일 경우에는 바람직한 자기정화성을 나타낸다.

본 발명의 소부 온도는 360∼440℃의 저온이어서 금속물에 고열로 인해 휘거나 하는 등의 손상을 주지 않으므로 금속 소재의 특성이 그대로 유지되어 제품의 불량률이 감소된다.

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

본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 제조된 코팅물의 도막물성을 시험한 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.

도막물성 1

NO	시험항목	시 험 조 건	결 과
1	외관	육안	이상없음
2	도막두께	도막측정기	건조도막 150∼220㎛
3	광택	60℃ 경면 반사	1 GLOSS ↓(무광)
4	부착성	5㎜ CROSS CUT 테이프 시험	100/100
5	경도	연필 경도	H↑
6	충격성	1/2"×500g×30㎝	떨어져 나가지 않았음
7	굴곡성	직경 100㎜×15°	벗겨짐이 없었음
8	내염수	5% NaCl×35℃×8시간 가동, 16시간 휴식 → 10 CYCLES	벗겨짐이 없었음
9	내비등수성	비등수(90∼100℃)×2시간 침적	벗겨짐이 없었음
10	내알칼리성	3% NaOH ×3시간 침적	벗겨짐이 없었음
11	내산성	3% CH₃COOH×3시간 침적	벗겨짐이 없었음
12	내알콜성	메탄올×2시간 침적	벗겨짐이 없었음
13	내가솔린성	휘발유(가솔린) 적신 목면×500g 무게로 20여회 문지름.	백화현상 없었음
14	내세제성	20% 중성세제(트리오)×3일간 침적	벗겨짐이 없었음

도막물성 2

NO	시험항목	시 험 조 건	결 과
15	내열성	① 450℃×3시간 가열 ② 700℃×3시간 가열	벗겨짐이 없었음
16	냉열 CYCLE	450℃×5분 가열후 찬물에 급냉 → 10 CYCLES	벗겨짐이 없었음
17	내오염성	시험도편위에 ① 양념간장(불고기), ② 20%설탕물, ③ 식용유, ④ 버터, ⑤ 닭기름, ⑥ 돼지기름, ⑦ 토마토 케찹, ⑧ 계란, ⑨ 밀가루를 1 DROP (약 0.1g) 떨어뜨린 후 300℃×1시간 가열	도막 박리 및 부풀음이 없었음
18	도막감량성	350℃×1시간 예비 가열후 분당 20℃ 속도로 승온시켜 300℃까지 가열후 도막층의 무게손실 측정	1% 이하였음
19	자기정화성 (Self- cleaning성)	① 시험도편을 350℃×1시간 예비가열후 데시케 이터에서 서냉. ② 예비가열 도편에 식용유를 1 DROP(약 2㎎) 적하후 분당 20℃ 속도로 승온하여 오일분해율 측정(열분석기기 이용)	100℃ : 1.5% 150℃ : 3.0% 200℃ : 5.0% 250℃ : 10% 300℃ : 30% 분해가능
20	2차 오염성	시험도편을 400℃×50시간 1차 가열후 ① 버터, ② 식용유, ③ 닭기름, ④ 돼지기름을 도편에 1 DROP(약 0.1g) 적하하여 300℃×1시간 가열	벗겨짐이 없었음
21	항균성 시험	1. 시험조건 시험균액을 25℃에서 -24시간 배양후 균수측정 (시료표면적은 60㎠) 2. 사용공시균주 대장균 : Escherichia ATCC 25922 고초균 : Bacillus niegaterium ATCC 10773 장티프스균 : Salmmella typhimurium KCTC1925	항균군 배양시험 기준인 KSM5000-3431 통과

상기 시험 결과에서 본 발명의 금속 코팅물이 내열성, 방식성, 내약품성, 항균·탈취 기능이 뛰어나며, 특히 고온에서의 기름의 자체분해능이 매우 우수함을 알 수 있다.

본 발명의 실리콘 특수내열수지, 이산화망간, 세라믹 안료, 프리트(Frit), 황토, 크실렌(Xylene)을 주성분으로 하는 코팅 조성물을 알루미늄 도금 금속, 스테인레스스틸 등 각종 금속물에 도포 후 소부처리하여 제조되는 금속 코팅물은 내열성, 내약품성, 자기정화성 등이 뛰어나 고온에서 기름을 자체 분해하는 능력이 우수할 뿐 아니라 황토의 뛰어난 흡착·분해능에 의해 항균성과 탈취성 또한 우수하다.

따라서, 가스오븐렌지, 가스렌지, 전자렌지, 그릴 등 위생적인 환경조성을 요구하는 주방용품의 내장 코팅에 유용하게 사용되어 기름 등의 오염물질 제거가 용이하지 않은 내부를 항상 청결하게 유지시킬 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims

실리콘 특수내열수지 10∼20중량%와, 이산화망간 30∼40중량%와, 세라믹 안료 10∼20중량%와, 프리트(Frit) 15∼25중량%와, 황토 0.5∼1.5중량%와, 크실렌계 용제 10∼20중량%로 구성되는 황토가 함유된 자기정화성 코팅 조성물에 있어서, 상기 프리트가 불소(F2) 5∼6중량부와, 산화붕소(B2O3) 18∼19중량부와, 산화칼슘(CaO) 12∼13중량부와, 산화바륨(BaO) 12∼13중량부와, 산화아연(ZnO) 5∼6중량부와, 산화니켈(NiO) 2∼3중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는, 황토가 함유된 자기정화성 코팅 조성물.
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