KR101057023B1

KR101057023B1 - 수용성 도료 조성물

Info

Publication number: KR101057023B1
Application number: KR1020090129484A
Authority: KR
Inventors: 이대은
Original assignee: 조광페인트주식회사
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2011-08-16
Also published as: KR20110072514A

Abstract

본 발명은 아크릴 에멀젼 수지 20~30 중량%, 차열안료 10~20 중량%, 중공안료 10~20 중량% 및 첨가제 30~45 중량%를 포함하는, 자전거 전용 도로 인 아스콘, 투수콘 및 아스팔트 포장 또는 콘크리트 포장과 같은 바닥표면에 사용하는 수용성 도료 조성물로서, 특수 모노머로 구성된 수용성 아크릴 에멀젼 수지를 사용하고 다양한 색상의 칼라 코팅제를 함유함으로써, 주변 미관을 아름답게 하고 휘발성 유기화합물(VOC)을 최소화하고 냄새가 적으며 건조가 빠르고 은폐력, 내수성, 내오염성, 내마모성, 내구성, 내수성, 내알칼리성, 내후성이 우수하며 미끄럼 방지 기능 및 태양광선 중 적외선을 효과적으로 반사시켜 노면의 온도 상승을 억제하여 도심의 열섬현상을 억제할 수 있는 차열성능을 발휘할 수 있어 자전거 전용 도로용 으로 적합하다.

아크릴 수지, 도로포장

Description

수용성 도료 조성물{WATER-SOLUBLE PAINT COMPOSITION}

본 발명은 자전거 전용 도로인 아스콘, 투수콘 및 아스팔트 포장 또는 콘크리트 포장과 같은 바닥표면에 사용하는 수용성 도료 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 자전거 전용 도로인 아스콘, 투수콘 및 아스팔트 포장 또는 콘크리트 포장과 같은 바닥표면에 사용하는 수용성 도료 조성물로서,

이와 같은 도로 포장용 도료 조성물로는 유성 바닥재가 주로 사용되어 왔다. 이는 수용성/수성 바닥재 도료에 비해 유성 바닥재의 뛰어난 물리적, 화학적 특성에 기인한 것이다.

그러나, 유성 바닥재를 사용하는 경우 바닥면에 도포 후 제품 내의 희석제의 휘발에 의해 건조되며 희석제로 용제를 사용하기 때문에 환경에 유해한 유기 휘발 성분이 많이 발생한다.

그래서, 수도권 대기질 관리법, 친환경 등의 환경법규의 강화로 인해 휘발성 유기화합물(VOC), 포름알데히드, 중금속, 암모니아 등 인체에 유해한 성분이 없는 수성 바닥재 도료의 요구가 증가되고 있고, 기존에 사용해오고 있는 유성 바닥재와 동등 이상의 물성을 갖는 수용성/수성 바닥재의 개발이 계속되고 있다.

그런데, 바닥재용 수성 도료는 도료 내 희석제인 물의 고유한 특성인 표면장력 및 증발잠열로 인해 희석제인 물의 휘발에 의한 도막 형성에 수분의 응축 및 소지의 표면온도, 상대습도, 대기온도 등의 영향을 받아 건조 시 건조시간의 지연 및 도막형성이 불량해지는 경우도 있다. 또한 유성 코팅제에 비해 내수성, 내오염성, 내마모성, 내후성 및 내알카리성이 약한 단점이 있다. 또한 기존의 도료는 태양광선, 즉 자외선으로 인해 컬러의 변색 및 탈색의 단점이 있으며 열을 차단하는 효과가 미비하다.

그러므로, 이와 같은 수성 바닥재 도료의 단점을 보완하면서도 기존의 유성 도료와 동등 이상의 물리적, 화학적 물성을 발휘할 수 있는 수성 바닥재 도료의 개발이 여전히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 종래의 바닥 코팅제의 문제점을 해결하기 위해, 유성 도료와 동등 이상의 물성이 나타나고 자전거 전용도로 포장용으로 적합한 수성도료를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 수용성 도료 조성물은, 아크릴 에멀젼 수지 20~30 중량%, 차열안료 10~20 중량%, 중공안료 10~20 중량% 및 첨가제 30~45 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 아크릴 에멀젼 수지의 유리전이온도(Tg)는 0~30℃인 것을 구체적인 특징으로 하며,

상기 아크릴 에멀젼 수지는, 메틸 메타아크릴레이트, 메타아크릴릭 산, 부틸 메타아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 부칠렌글리콜 트리 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 트리 메타아크릴레이트, 펜타아크릴디올 트리메타아크릴레이트, 알킬 메타아크릴레이트, 사이클로알킬 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 이소부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타아크릴레이트, 트리에틸프로판트리 메타아크레이트, 트리메틸올프로판트리 메타아크레이트, 2-히드록시에틸메타크릴에이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 4-히드록시부틸 메타크릴레이트와 같은 아크릴 모노머의 공중합체 군 중에서 선택된 하나 이상이고,

상기 차열안료는, 무기계 차열안료(크롬계, 난크롬계), 유기계 차열안료(아조메틴아조계, 리렌계),　감색 혼합 안료(단색계) 중 산화 티탄이 사용된 안료이며,

상기 중공안료는, 코어셀 구조로서 실리카로 구성된 껍질과 공기로 가득찬 내부구조로 되어 있고 입자가 독립기포를 가지고 있는 세라믹 구형 분말로서 ㎛부터 mm까지 범위의 종류 중에서 하나 이상 선택하고, 입자 내부의 많은 공극들을 가지고 있으며 열전도율이 낮고 열에너지를 차단시키며 비중이 가볍고 우수한 강도를 가지는 중공안료인 것 중에서 선택된 하나 이상인 것을 구체적인 특징으로 한다.

그리고, 상기한 첨가제는, 전체 도료조성물 총중량을 기준으로, 소포제 0.1~0.5중량%, 유화제 0.1~0.5중량%, 표면 조절용 첨가제 0.1~0.5중량%, 분산제 0.5~1%중량, 무기안료(유색안료) 5~10%중량, 체질안료 20~30중량%, 부착 증진제 0.1~0.5%중량, 증점제 0.1~0.5% 중량, 동결방지제 1.~1.5%중량, 자외선 안정제 0.1~0.5%중량, 방부제 0.1~0.5%중량, 도막형성제 1~2%중량, 방충제 0.1~0.5% 중량, 항균제 0.1~0.5% 중량, PH 조절제 0.1~0.5%중량인 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 도료 조성물은, 휘발성 유기화합물(VOC)을 최소화하여 냄새가 거의 없으며 포름알데히드, 중금속, 암모니아 등 인체에 유해한 성분이 없다.

그리고, 은폐력, 내수성, 건조시간, 부착성, 내오염성, 내마모성, 내후성, 내알칼리성, 부착성, 방충성, 방오성 및 도막 경도가 우수하여 기존의 유성 바닥재와 동등 이상의 물성을 발휘할 수 있다.

또한, 도막 표면에 가해지는 태양열을 반사하여 열의 침입을 막아 태양광선으로부터 도막을 보호하여 도막의 탈색 및 변색을 방지하고 차열성능을 가지므로 자전거 전용 도로용으로 적합하다.

그리고, 비오는 날이나 젖은 바닥에서의 미끄럼 방지 기능이 뛰어나 보행자 및 자전거 도로에서의 안정성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 외부로부터의 빗물 침입을 막을 수 있으며 물 흡수계수 및 습기 투과성이 양호하여 장기간 투습성을 유지 할 수 있다.

나아가, 오염방지 기능이 있어 방오 효과를 장기간 지속시키면서 먼지나 오염물질로부터 도막을 보호하는 기능을 발휘하며 방충제가 첨가되어 있어 우수한 내 곰팡이성, 내 박테리아성 및 방충성을 나타낸다.

또한, 컬러의 탈색 및 백화노출 현상이 없으며 뛰어난 내변퇴색성, 내마모성이 우수하며 유기화합물(VOC)를 최소화하고 냄새가 적으며 신나 또는 환경에 유해한 성분을 포함하지 않아 매우 환경 친화적인 도료로서 건조가 빠른 효과가 있다.

본 발명에 따른 수용성 도료 조성물은 아크릴 에멀젼 수지 20~30 중량%, 차열안료 10~20 중량%, 중공안료 10~20 중량%, 및 첨가제 30~45 중량%를 포함하여 구성된다.

본 발명의 구성인 아크릴 에멀젼 수지는 메틸 메타아크릴레이트, 메타아크릴 릭 산, 부틸 메타아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 부칠렌글리콜 트리 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 트리 메타아크릴레이트, 펜타아크릴디올 트리메타아크릴레이트, 알킬 메타아크릴레이트, 사이클로알킬 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 이소부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타아크릴레이트, 트리에틸프로판트리 메타아크레이트, 트리메틸올프로판트리 메타아크레이트, 2-히드록시에틸메타크릴에이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 4-히드록시부틸 메타크릴레이트 등과 같은 아크릴 모노머의 공중합체 군 중에서 하나 이상 선택될 수 있다.

여기서, 아크릴 에멀젼 수지의 유리전이온도(Tg)가 낮으면 도막의 경도 및 부착성, 오염성, 점착성, 내마모성, 건조시간이 떨어지고 유리전이온도(Tg)가 높으면 도막의 경도, 크랙, 유연성(신축성) 등이 떨어지기 때문에, 유리전이 온도(Tg)가 0~30℃이고 내후성, 내오염성, 내수성 이 우수한 수지를 사용하는 것이 바람직한데, 상기 범위 내의 아크릴 에멀젼 수지를 사용함으로써 도막의 경도 및 내구성, 부착성, 유연성(신축성)이 적절해진다.

상기 아크릴 에멀젼 수지를 이용하여 도막의 경도 및 유연성(신축성), 건조시간 등을 적절히 조절함으로써, 아스팔트와 콘크리트 소지의 균열 및 부착력, 작업성, 저장성 등을 조절할 수 있다.

본 발명의 구성인 중공안료는 공동형 충진제로서 입자가 독립기포를 가지고 있는 세라믹 구형 분말로서 비중이 가볍고 우수한 강도를 가지는 중공안료인 것을 특징으로 한다.

또한 , 상기 중공안료는 코어셀 구조로서 실리카로 구성된 껍질과 공기로 가득찬 내부구조로 되어 있고 입자가 독립기포를 가지고 있는 세라믹 구형 분말로서 ㎛부터 mm까지 넓은 범위의 종류가 있으나 입자 내부의 많은 공극들을 가지고 있으며 열전도율이 낮고 열에너지를 차단시키며 비중이 가볍고 우수한 강도를 가지는 중공안료인 것 중에서 하나 이상 선택될 수 있다.

중공안료를 많이 사용하게 되면 점도조정 및 광택 저하의 문제점이 있고 적게 쓰게 되면 고유의 물성을 얻지 못하는 단점도 있다. 실험적으로 적정 사용량을 얻음으로써 우수한 물성을 얻을 수 있다.

본 발명의 구성인 차열안료는 태양열의 적외선 반사 특성을 가지고 있는 안료로서 산화 티탄의 뛰어난 광산란력을 응용하고, 태양광선 중에서도 특히 열에너지에 변환되기 쉬운 적외선을 반사하는 기능을 가지고 있는 차열안료인 것을 특징으로 한다.

상기 차열안료는 태양열의 적외선 반사 특성을 가지고 있는 안료로서 무기계 차열안료(크롬계, 난크롬계), 유기계차열안료(아조메틴아조계, 리렌계),　감색 혼합 안료 단색계 등의 여러 종류가 있으나 산화 티탄의 뛰어난 광산란력을 응용하고, 태양광선 중(안)에서도 특히 열에너지에 변환되기 쉬운 적외선을 반사하는 기능을 가지고 있으며 근적외선 영역의 파장 광선을 반사, 투과하는 열량을 감소시 키는 차열안료인 것 중에서 하나 이상 선택되는 것이 바람직하다.

일반 반사율 및 장파반사율이 높은 차열안료를 실험적으로 사용하여, 적정 사용량을 얻음으로써 우수한 물성을 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명에서의 첨가제는, 소포제, 유화제, 표면조절용 첨가제, 분산제, 무기안료(유색안료), 체질안료, 부착 증진제, 증점제, 동결방지제, 자외선 안정제, 방부제, 도막형성제, 방충제, 항균제, PH 조절제 등을 포함한다.

각 첨가제는 전체 도료 조성물 총중량을 기준으로, 소포제 0.1~0.5중량%, 유화제 0.1~0.5중량%, 표면 조절용 첨가제 0.1~0.5중량%, 분산제 0.5~1%중량, 무기안료(유색안료) 5~10%중량, 체질안료 20~30중량%, 부착 증진제 0.1~0.5%중량, 증점제 0.1~0.5% 중량, 동결방지제 1.~1.5%중량, 자외선 안정제 0.1~0.5%중량, 방부제 0.1~0.5%중량, 도막형성제 1~2%중량, 방충제 0.1~0.5% 중량, 항균제 0.1~0.5% 중량, PH 조절제 0.1~0.5%중량의 범위 내로 함유되는 것이 바람직하다.

소포제는 수성 실리콘계 소포제로서 도료의 제조시나 작업시 도료 내에 있는 기포를 제거함으로써 도막 건조시 도막의 외관을 양호하게 하는데, 소포제를 사용하지 않으면 도막에 기포가 발생하고 반대로 과량을 사용하면 분화구 현상이 나타나는 등 도막의 외관이 불량해진다.

유화제는 하나의 계에 유상과 수상이 있을 경우 그것을 서로 혼합하지 않으면 2상간의 계면이 생기는데, 계면 활성제를 첨가하면 활성제의 극성기는 물에 녹고 비극성기는 유상에 용해하게 배합하여 수상과 유상간의 가교작용을 하므로, 이를 위해 유화제가 사용되며, 유화제를 사용하지 않을 경우 도료의 층 분리 및 도막 형성시 문제가 생길 수 있다.

표면조절용 첨가제로서, 수성 실리콘계 표면조절용 첨가제는 작업시 도막의 면을 평활하게 해주어 도막 건조시 도막의 외관을 양호하게 하며, 도막이 형성되는 동안 불충분한 습윤, 불량한 습윤성, 크래터링 형성, 안료의 색분리 등과 같은 문제를 개선시키는 역할을 한다.

무기안료(유색 안료)는 도료의 색상을 구현하는데 효과가 있으며, 도료의 착색과 은폐력의 부여 등에 효과가 있으며, 유색 안료로서 유색 안료 중에서 하나 이상 선택될 수 있다.

또한 이러한 무기안료는 특히 내구력이 좋을 것을 요구하는데. 도료 등에서 내구력 특히, 내광성, 내산성 등이 나쁘면 도료의 색은 수십일 내에 변색이 오기도한다. 최근에는 대기 오염으로 공기는 산성 물질로 오염되고 빗물에 섞여 산성물이 되어 도막을 적시면 내산성이 약한 안료는 변색이 일어난다. 이러한 점을 고려하여 내구성이 좋은 안료를 선택하여 좋은 물성을 얻을 수 있다.

체질안료는 충전물의 혼합물 및 탄산칼슘, 활석, 규사, 마이카, 카오린 등과 같은 체질 안료 중에서 하나 이상 선택될 수 있으며, 탄산칼슘, 활석, 규사, 마이카, 카오린 등과 같은 체질 안료는 도료의 유동성, 점도 등 물성의 조절 및 도막의 강도, 내구성, 광택 조절 등에 효과가 있다.

부착 증진제는 도막 건조시 소지와 도막간의 부착력을 증대시키는 역할을 하며 인산-아크릴계 및 숙시네이트 에스터계 , 아크릴레이티이드 폴리에스테르 올리고머, 감마-메타아크릴로옥사프로필트리메톡시실란, 트리스-오메가-메톡시에톡시 실란등이 사용되나 아크릴레이티이드 폴리에스테르 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다.

분산제는 도료 내에서 안료 및 체질안료의 분산을 향상 시켜줌으로서 도막의 시각적 효과 및 은폐력이 좌우되며 도료의 제조시나 저장 및 도장시에도 중요한 역할을 하는데, 분산제는 수성 도료용 습윤 분산제로 유기 무기 안료용 분산제를 사용하는 것이 바람직하다.

증점제는 점도조절, 증점 및 칙소성 부여 및 입자의 침강방지 및 재분산성 개선 및 흐름성 개선과 입자의 저장안정성 개선에 사용되어 도료의 물성 및 저장성 등에 효과가 있다.

동결 방지제는 수성 도료에서 사용하는 첨가제로서 수성 도료는 물을 대량 함유 하므로 저온에서 오랬동안 방치하면 동결현상이 발생하여 아크릴 에멀젼이 파괴 되는데 동결되어도 온도가 점차 올라가면서 복원하는 것이 바람직하므로 동결 방지를 목적으로 사용하며, 도료의 냉동안정성을 위한 첨가제로서 에틸렌 글리콜 프로필렌 글리콜 등의 글리콜류 중에서 하나 이상 선택될 수 있는데, 동결 방지제를 첨가하지 않을 경우 도료가 동결되어 도료의 제 기능을 잃게 된다.

자외선 안정제는 도막의 건조시나 건조후 자외선 및 공기와의 접촉에 의한 도막의 색이 바래는 현상을 막아주는데 자외선 안정제는 장기적으로 색이 바래는 현상과 노랗게 변화는 것을 조절하는데 가장 우수하여 자외선 및 공기에 의한 도막의 내후성 측면에서 좋은 물성을 얻을 수 있다. 또한 자외선 안정제는 작용기능별로 자외선 흡수제, 자외선 차단제 등으로 나누어지며 벤조트리아조계, 벤조페논계, 트리아진계, 오가노니켈계 및 자외선 차단제,자외선 흡수제 중에서 하나 이상 선택하는 것을 특징으로 한다.

방부제는 미생물(세균, 박테리아)의 작용에 의해 도료의 용기 속에서 부패되거나 도막의 붕괴를 막아주는 역할을 하며 부패하는 것을 막고 장기적인 보존을 목적으로 방부하기 위해서 첨가하는 첨가제로서 사용하지 않을 경우 도료의 부패 및 냄새 등으로 인해 도료의 제 기능을 잃게 된다.

도막형성제는 도료의 도막 형성, 도료 물성, 오염성, 점착성등에 중요한 물질이며 수성 도막 형성 조제 중에서 하나 이상 선택될 수 있으며, 아크릴 에멀전의 유리전이온도와 MFFT(최저도막형성온도)에 따라서 도료의 물성이 달라지므로 실험적인 적정 사용양을 사용하는 것이 바람직하다.

방충제 및 항균제는 내 곰팡이성, 내 박테리아성 및 방충성을 목적으로 하는 첨가제로서 도료의 보관 및 도막 형성후 장기적인 물성에 영향을 미친다.

PH 조절제는 도료 내에서 음이온이나 양이온 활성제는 각각 어느 일정한 PH 범위 내에서 안정하며 그범위 외 에서는 불안정 하다. 에멀젼 도료에 있어서도 안정한 PH 범위가 있다. 도료의 점도는 PH의 영향을 받고 비히클 이나 보호 콜로이드의 가수분해나 박테리아 번식을 막는 효과가 있다. 주로 휘발성의 염산이나 암모니아를 사용하며, 완충제로서 중탄소염류, 인산염류 등이 있다. 또한 수용성 수지 도료에 있어서도 카르본산기 혹은 슬폰산기 등으로 중화해서 수용화하는데 그 중화제로서는 암모니아, 유기아민류(3급 아민,알코올 아민류) 등이 있는데 PH 조절제를 사용함으로써 도료의 안정적인 고유의 물성을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 기재한다. 다만, 하기의 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예 일뿐, 본 발명이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

실시 예 1 내지 실시 예 6

먼저 상기 소포제 0.1~0.5중량%, 유화제 0.1~0.5중량%, 표면 조절용 첨가제 0.1~0.5중량%, 분산제 0.5~1%중량, 무기안료(유색안료) 5~10%중량, 중공안료 10~20%중량, 차열안료 10~20%중량을 범위 내에서 첨가하고 500~1000rpm으로 5~10분동안 교반하여 혼합되도록 하고, 1500~2000rpm으로 20~30분동안 교반하여 혼합되도록 한다. 상기 혼합물을 혼합 후 아크릴 에멀젼 수지 20~30%중량, 부착 증진제 0.1~0.5%중량, 증점제 0.1~0.5% 중량, 동결방지제 1.~1.5%중량, 자외선 안정제 0.1~0.5%중량, 방부제 0.1~0.5%중량, 도막형성제 1~2%중량, 방충제 0.1~0.5% 중량, 항균제 0.1~0.5% 중량, PH 조절제 0.1~0.5%중량의 500~1000rpm으로 20~30분동안 교반하여 혼합되도록 한다.

이때 각 조성함량은 하기 표1에 나타낸 바와 같다

성 분	실시 예1	실시 예2	실시 예3	실시 예4	실시 예5	실시 예6	실시 예7	실시 예8	비교 예1
증점제 1)	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
소포제 2)	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
유화제 3)	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
분산제 4)	1	1	1	1	1	1	1	1	1
표면조절 첨가제 5)	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
무기안료 6)	5	5	5	5	5	5	5	5	5
체질안료 7)	30.9	30.9	30.9	30.9	30.9	30.9	43.9	34.9	43.9
중공안료 8)-1	15	-	15	15	-	-	-	-	-
중공안료 8)-2	-	15	-	-	15	15	15		-
차열안료 9)-1	15	-	-	15	15	-	-	15
차열안료 9)-2	-	15	15	-	-	15	-	-	-
아크릴 수지 10)-1	25	-	25	-	25	25	35	35	40
아크릴 수지 10)-2	-	25	-	25	-	-	-	-	-
부착 증진제 11)	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
동결 방지제 12)	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
자외선 안정제 13)	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
방부제 14)	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
도막형성제 15)	2	2	2	2	2	2	3	3	4
항균제 16)	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
방충제 17)	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
PH 조절제 18)	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
증점제 19)	2	2	2	2	2	2	2	2	2
합 계	100	100	100	100	100	100	100	100	100
1) : HEC(신예츠) 2) : Silicone계 첨가제(BYK) 3) : 계면활성제(금환케미칼) 4) : 습윤 분산제(산노프코) 5) : Silicone계 첨가제(BYK) 6) : 무기안료(바이엘) 7) : 체질안료(우진케미칼) 8)-1 : 중공안료(3M) 8)-2 : 중공안료(3M) 9)-1 : 차열안료(ISK) 9)-2 : 차열안료(TAYCA) 10)-1 : 아크릴 에멀젼(롬앰하스) 10)-2 : 아크릴 에멀젼(바스프) 11) : 부착 증진제(성원소재) 12) : 동결방지제(에버켐) 13) : 자외선 안정제(시바스페셜티케미칼스) 14) : 방부제(THORS) 15) : 도막 형성제(이스트만) 16) : 항균제(THORS) 17) : 방충제(THORS) 18) : PH 조절제(이스트만) 19) : 증점제(롬앤하스)

실험 예 1

각각의 물성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 다음 표2에 나타내었다.

실험방법

1. 점도 : 25℃에서 점도계로 측정.

2. 비중 : 도료온도 25℃에서 규정화된 비중 컵에 도료를 부어 그 무게를 측정.

3. 용기내 상태 : 내용물에 딱딱한 덩어리, 이물질이 없어야 하며, 저었을때 쉽게 균일한 상태가 되어야 함

4. 건조시간 : 실온과 트인 공간에서 도장 후 경화 건조를 측정(엄지손가락으로 힘을 주어 비틀었을 때 손의 지문이 남지 않을 때의 시간).

5. 연필경도 : 연필 경도계로 도막의 경도 측정

6. 불 점착 건조성 : 20분후에 도료가 불점착 시험기의 타이어에 붙지 않아야 한다.

7. 열안전성 : 시험한 후 변질되거나, 점도가 5KU이상 증가하지 않아야 하며, 내 세척 시험에 합격하여야 한다.

8. 냉동안전성 : 시험한 후 변질되거나, 점도가 10KU이상 상승 또는 10% 이상의 저하가 없을 것

9. 도막의 겉모양 : 주름, 얼룩, 부풀음, 갈라짐, 점착성 등이 없고 핀홀, 작은 입자 등이 많지 않을 것.

10. 내마모성 : 마모 감량이 100회전에 대하여 500mg 이하일 것

11. 촉진 내후성 : 160 시간 촉진 내후성 시험한 후 갈라짐, 부풀음 등이 없고 변퇴색이 적을 것.

12. 미끄럼 저항성(BPN) : 미끄럼 저항치 수치가 50 이상 일것

13. Asphalt 부착성 : 아스팔트에 약 50~100μm으로 도장하여 건조 후 칼로 X 자로 긁은 후 모서리 부분을 칼로 도려내어 보아 아스팔트와 도막이 분리되는 것을 check.

14. 내수성 : 슬레이트 판에 도막을 50~100μm로 형성시켜 물에 담궈 박리나 탈색 등의 이상 여부를 check.

15. 내알카리성 : 슬레이트 판에 도막을 50~100μm로 형성시켜 10%가성소다 용액에 담궈 박리나 탈색 등의 이상 여부를 check.

16. 작업성 : 롤러 및 붓, 에어레스 스프레이로 도장 시 점도가 적절하지 않아 롤러 마크가 남는다거나 다른 외관상의 이상이 발견되는가를 check.

17. 콘크리트 부착성 : 콘크리트에 약 50~100μm으로 도장하여 건조 후 칼로 X자로 긁은 후 모서리 부분을 칼로 도려내어 보아 콘크리트와 도막이 분리되는 것을 check.

18. 차열성 : 콘크리트에 약 50~100μm으로 도장하여 옥외 일광에 약 1시간 동안 노출 시킨 후 도막의 최고 표면 온도를 체크.

실 험 항 목	실시 예1	실시 예2	실시 예3	실시 예4	실시 예5	실시 예6	실시 예7	실시 예8	비교 예1
점도(Ku/25℃)	89	88	89	87	89	89	90	90	95
비중	1.45	1.46	1.45	1.44	1.45	1.46	1.46	1.46	1.54
용기내 상태	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호
건조시간	20	20	25	25	20	20	25	25	30
연필경도	4H	4H	3H	2H	3H	4H	2H	2H	1H
불점착 건조성	양호	양호	양호	양호	양호	양호	-	-	-
열안정성	양호	-	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호
냉동안정성	양호	양호	양호	-	양호	양호	양호	양호	양호
도막의 겉모양	양호	-	양호	양호	양호	양호	양호	-	양호
내마모성	-	-	양호	-	-	양호	-	양호	-
촉진 내후성	양호	-	양호	양호	-	양호	양호	-	양호
미끄럼 저항성 (BPN)	60	65	50	65	70	70	35	40	55
아스팔트 부착성	양호	양호	양호	-	양호	양호	양호	-	-
내수성(침적)	양호	-	양호	양호	-	양호	-	양호	양호
내알칼리성(침적)	양호	양호	양호	양호	-	양호	양호	양호	-
작업성	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호
콘크리트 부착성	양호	양호	양호	양호	-	양호	-	양호	-
차열성(표면온도)	42	41	40	39	40	33	48	47	56

표2에서 보는 바와 같이 실시 예6에서 가장 우수한 결과가 나타났으며, 반면에 중공안료 및 차열안료를 첨가하지 않은 비교예 1의 도료 조성물은 건조성, 내마모성, 아스팔트 부착성 ,내알칼리성, 콘크리트 부착성, 차열성등이 좋지 않아, 장기적인 물성 측면에서 문제를 초래 할 수 있다.

비교예 2

기존에 시판되고 있는 도로표지용 도료로서, 수성 아크릴 에멀젼을 주성분으로 수용성 아크릴 에멀젼에 소포제 및 유화제, 분산제, PH조절제, 증점제 및 백색안료, 체질안료 등을 포함한 수용성 도로 표지용 도료 조성물(KSM 6080 2종, 조광페인트)을 제조하였다.

비교예 3

기존에 시판되고 있는 유성 에폭시 도료로서, 유성 에폭시 수지를 주성분으로 유성 에폭시 수지에 소포제 및 , 분산제, 증점제 및 백색안료, 체질안료 등을 포함한 수용성 도로 표지용 도료 조성물(에피푸로아 밝은녹색#98, 조광페인트)을 제조하였다.

비교예 4

기존에 시판되고 있는 수용성 에폭시 도료로서, 수용성 에폭시 수지를 주성분으로 수용성 에폭시 수지에 소포제 및 유화제, 분산제, PH조절제, 증점제 및 백색안료, 체질안료 등을 포함한 수용성 도로 표지용 도료 조성물(아쿠아데크, 조광페인트)을 제조하였다.

실험 예 2

상기 실시예 6 및 비교예 2~4에 따라 제조된 도료 조성물에 대하여, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 각각의 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

실 험 항 목	실시 예 6	비교 예 2	비교 예 3	비교 예 4
건조시간	20	20	건조안됨	건조안됨
연필경도	4H	3H	4H	4H
불점착 건조성	양호	양호	건조안됨	건조안됨
도막의 겉모양	양호	양호	양호	양호
내마모성	양호	양호	양호	양호
촉진 내후성	양호	양호	불량	불량
미끄럼 저항성 (BPN)	70	45	50	50
아스팔트 부착성	양호	양호	양호	양호
내수성(침적)	양호	양호	양호	양호
내알칼리성(침적)	양호	양호	양호	양호
작업성	양호	양호	양호	양호
콘크리트 부착성	양호	양호	양호	양호
차열성(표면온도)	33	50	55	52
용기내 상태	양호	양호	양호	양호
비교 예2) 수용성 도로 표지용 도료 :KSM 6080 2종 - 조광페인트. 비교 예3) 용제형 에폭시 도료 : 에피푸로아 밝은녹색#98 - 조광페인트. 비교 예4) 수용성 에폭시 도료 : 아쿠아데크 - 조광페인트

상기 표3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예6은 건조시간이 빠르며 부착성, 약품성, 작업성 등이 우수함으로써, 장시 건조가 빠르고 소지와의 부착성 및 시인성, 내수성, 내마모성, 내후성 및 내알카리성, 내약품성 및 내구성, 차열성 등에서 우수한 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

반면에, 수용성 아크릴 에멀젼을 이용한 비교예 2의 도료 조성물은 경도, 미끄럼 저항성, 차열성 등이 좋지 않아, 물성 적인 측면에서 문제를 초래할 수 있다. 또한, 유성 에폭시 수지를 이용한 비교예 3의 도료 조성물은 건조시간 및 차열성 등이 좋지 않아, 물성 적인 측면에서 문제를 초래할 수 있다. 또한, 수용성 에폭시 수지를 이용한 비교예 4의 도료 조성물은 건조시간 및 차열성 등이 좋지 않아, 물성 적인 측면에서 문제를 초래할 수 있다.

특히, 본 발명의 도료 조성물은 상기 표 2 및 3에 나타낸 바와 같이 콘크리트 및 아스팔트소지에 부착성이 우수한 아크릴 에멀젼 수지와 내후성이 뛰어난 안료를 주성분으로 한 자전거 전용 도로용 도료조성물로서, 휘발성 유기화합물(VOC)을 최소화하여 냄새가 거의 없으며 포름알데히드, 중금속, 암모니아 등 인체에 유해한 성분이 없으며 도장 시 경화속도가 빨라 30분안에 도료의 건조가 가능하다. 또한 30분이내에 도료의 건조가 가능하므로 작업시간을 최소한으로 할 수 있다. 상기 건조시간에서의 우수성과 함께 부착성, 은폐력, 내수성, 내오염성, 내마모성, 내후성 , 내알칼리성, 부착성, 내구성 등이 우수하여 종래의 유성 도료와 동등 이상의 물리적, 화학적 물성을 발휘한다. 더욱이 도막 표면에 가해지는 태양열을 반사하여 열의 침입을 막아 태양광선으로부터 도막을 보호 하여 도막의 탈색 및 변색을 방지하며 미끄럼 방지 기능 및 차열성능을 나타낸다. 특히 본 발명의 도료 조성물은 용제를 사용하지 않는 환경 친화적인 도료이며 또한 비오는 날이나 젖은 바닥에서의 미끄럼 방지 기능이 뛰어나 보행자 및 자전거 도로에서의 안정성을 확보할 수 있다. 더욱이 외부로부터의 빗물 침입을 막을 수 있으며 물 흡수계수 및 습기 투과성이 양호하여 장기간 투습성을 유지 할 수 있으며 오염방지 기능이 있어 방오 효과를 장기간 지속시키면서 먼지나 오염물질로부터 도막을 보호 하는 기능을 발휘하며 방충제가 첨가되어 있어 우수한 내 곰팡이성, 내 박테리아성 및 방충성을 나타낸다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가 개념으로 이해되어 져야 할 것이다.

Claims

아크릴 에멀젼 수지 20~30 중량%;

차열안료 10~20 중량%;

중공안료 10~20 중량%; 및

첨가제 30~45 중량%; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 도료 조성물.
제1항에 있어서,

상기 아크릴 에멀젼 수지의 유리전이온도(Tg)는 0~30℃인 것을 특징으로 하는 수용성 도료 조성물.
제1항에 있어서,

상기 아크릴 에멀젼 수지는, 메틸 메타아크릴레이트, 메타아크릴릭 산, 부틸 메타아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 부칠렌글리콜 트리 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 트리 메타아크릴레이트, 펜타아크릴디올 트리메타아크릴레이트, 알킬 메타아크릴레이트, 사이클로알킬 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 이소부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타아크릴레이트, 트리에틸프로판트리 메타아크레이트, 트리메틸올프로판트리 메타아크레이트, 2-히드록시에틸메타크릴에이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 4-히드록시부틸 메타크릴레이트와 같은 아크릴 모노머의 공중합체 군 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 수용성 도료 조성물.
제1항에 있어서,

상기 차열안료는, 무기계 차열안료(크롬계, 난크롬계), 유기계 차열안료(아조메틴아조계, 리렌계),　감색 혼합 안료(단색계) 중 산화 티탄이 사용된 안료인 것을 특징으로 하는 수용성 도료 조성물.
제1항에 있어서,

상기 중공안료는, 코어셀 구조로서 실리카로 구성된 껍질과 공기로 가득찬 내부구조로 되어 있고 입자가 독립기포를 가지고 있는 세라믹 구형 분말로서 ㎛부터 mm까지 범위의 종류 중에서 하나 이상 선택하고, 입자 내부의 많은 공극들을 가지고 있으며 열전도율이 낮고 열에너지를 차단시키며 비중이 가볍고 우수한 강도를 가지는 중공안료인 것 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 수용성 도료 조성물.
제1항에 있어서,

상기 첨가제는, 전체 도료조성물 총중량을 기준으로,

소포제 0.1~0.5중량%, 유화제 0.1~0.5중량%, 표면 조절용 첨가제 0.1~0.5중량%, 분산제 0.5~1%중량, 무기안료(유색안료) 5~10%중량, 체질안료 20~30중량%, 부 착 증진제 0.1~0.5%중량, 증점제 0.1~0.5% 중량, 동결방지제 1.~1.5%중량, 자외선 안정제 0.1~0.5%중량, 방부제 0.1~0.5%중량, 도막형성제 1~2%중량, 방충제 0.1~0.5% 중량, 항균제 0.1~0.5% 중량, PH 조절제 0.1~0.5%중량인 것을 특징으로 하는 수용성 도료 조성물.