KR101270276B1 - 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면 석분, 유리 분말 또는 이들의 혼합물로 되는 무기입자 10~90중량부와 목분 90~10중량부의 입자혼합물 90 ~ 10중량%; 및 아크릴폴리올수지와 비황변성 이소시아네이트계 경화제를 주성분으로 하는 이액형 투명 폴리우레탄 수지 10 ~ 90중량%;를 함유하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물이 제공되며, 본 조성물은 내구성이 우수한 FRP 베이스에 천연의 색, 질감 등이 조화롭게 발현되는 그림을 부여할 수 있고 부여된 그림이 오랜 시간 동안 대기중에 노출되어 있어도 발현된 천연의 색, 질감 등이 손상되지 않고 안정적으로 유지될 수 있고 내충격성이 양호하여 옥내 및 옥외 벽화, 광고물 등의 제작에 매우 유용하다.

Description

섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물{Paint composition for fiber reinforced plastic base}

본 발명은 물감 조성물에 관한 것으로서, 특히 평면상 또는 입체상 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic: FRP) 베이스 위에 그림을 그리는데 이용하기 위한 물감 조성물에 관한 것이다.

그림물감은 넓은 뜻으로는 섬유를 물들이는 염료나 요업제품의 착색에 쓰이는 물감까지도 포함하는 경우가 있다. 여기에서는 그림에 쓰는 물감에 한정한다. 옛날에는 아름다운 색을 가진 천연광물의 분말을 적당한 액체에 풀어서 사용했으나, 오늘날에는 인공적으로 만든 무기·유기안료(有機顔料)를 주재료로 하여, 물, 아교, 고무질, 기름, 수지(樹脂), 초, 합성수지 등의 전색제(展色劑)와 섞어 개어서 고체 또는 반고체로 굳힌 것을 쓴다.

채료(彩料)의 발견과 그 사용법의 연구형태에 따라서 납화, 프레스코화, 템페라화, 데트랑프, 수채화(투명), 과슈(불투명), 파스텔화, 콘테화, 크레용화 등으로 분류되어 왔으나, 기본적으로는 안료나 염료가 사용된 것에는 변함이 없으며, 변화되어 온 것은 채료를 정착시키는 중개물의 용법이나 매재의 변천이다.

이 과정에서 채색효과로서 이들 채료는 크게 두 가지로 나누어 볼 수 있다. 하나는, 채색에 윤이 나는 발색(發色)을 구하여 마침내 유화의 그림물감으로 발전한 계열이고, 다른 하나는 윤을 죽이는 발색효과를 만들어 온 프레스코화와 동양화의 그림물감이다. 따라서 채료의 발견과 그것이 사용된 모습은 오래된 것으로는 유사 이전의 알타미라 동굴이나 라스코 동굴의 벽화 등에서 볼 수 있다.

이들의 주된 채료는 산화철을 정색(呈色) 성분으로 하는 천연토(天然土)이며, 색상은 황색·갈색·자색(紫色)을 나타내고, 흑색은 식물성 탄화물에 의한 것으로 생각된다. BC 2050년경 이집트의 제11왕조에 이르러 녹·청의 천연광물이 채료로서 나타났고, 그리스에서는 BC 4세기에 레드의 제조법이 알려졌으며, 버밀리언의 원료인 진사가 천연 출토되는 것도 알고 있었다. 또한 포도주를 짜낸 찌꺼기를 건조 탄화시켜서 포도탄을 만들었으며, 유리·황토·호박 등도 채료로 쓰였다. 한편, 의술용으로 기름에 대한 연구가 진척되어 아마, 양귀비, 호두에서 기름을 짜는 법, 기름의 건성을 늘리는 방법, 탈색법이나 기름의 건조를 촉진하는 일산화납이 알려져 있었다.

이와 같은 일은 후세의 유화물감의 완성에 커다란 기초가 되었다. 그리고 이집트의 관판화 및 그리스의 폴리그노토스와 아리스티드가 발명했다고 전해지는 납화법에서도 채료에 전색성과 고착력을 지니게 하고 투명효과를 줌으로써 심미성을 증대시키고 내구성을 유지시키려는 시도가 있었음을 알 수 있다.

그림물감이 되는 안료의 색수(色數)는 중세까지는 그리 많지 않았다. 반 에이크 때에도 연백, 청(라피스라줄리), 녹토(테르벨트), 석황(올피멘트), 황토와 그것을 구운 적갈색 및 흑갈색, 그리고 매더의 7∼8색에 지나지 않았다. 르네상스 무렵부터 식물성 염료나 동물성 색소가 이용되었으며, 흑석도 화재로 나타났다. 실제로 안료가 인공적으로 개발된 것은 1704년 독일의 디스바흐가 청색염료를 만든 것이 시초이며, 산업혁명의 물결로 19세기에 이르러 염료공업이 갑자기 활발해지면서부터이다. 그때까지 화가의 공방에서 황토를 구워 색상을 변화시키거나, 약연으로 원색을 빻아서 수파정제를 하던 작업은 기계에 의한 공장작업으로 옮겨졌으며, 보존법도 크게 바뀌었다. 산화를 막기 위하여 동물의 장기인 소의 방광에 채워 물항아리에 저장해 두던 것이, 1824년 영국에서 금속 튜브가 발명됨으로써 오늘날과 같은 편리한 것이 되었다.

이 동안 화가의 팔레트에 나타난 라피스라줄리는 값이 비쌌기 때문에, 같은해 프랑스 정부가 장려금을 내놓고 화학적 합성법을 연구시킨 결과 기메가 오늘날의 울트라마린을 만들어냈다. 말라카이트도 변색이 빠르기 때문에 자연히 쓰지 않게 되고, 18∼19세기의 그림에 많이 나타난 비투민이나 텔드캐슬도 자연히 사라졌다. 이들에 비하여 그림물감 중에서 생명이 긴 안료는 실버화이트이다. 1845년 공업화되어 그림물감에 끼어든 징크화이트도 안정성이 있고 그 수요가 많지만, 유럽에서는 보조적인 위치에 머물러 있고, 실버화이트가 중요한 위치를 차지하고 있다. 레드라고 하던 실버화이트는 브랑드프롱이란 이름으로 오늘날에 이른다.

이와 같이 그림물감의 세계는 19세기 유기합성화학의 발달에 의하여 그 화학적 성질이나 내구성이 약한 천연유기질의 것은 인공적인 것으로 교체되었다. 그리고 천연자원의 소멸에 의하여 합성물로 바뀐 네이플스옐로나 테르벨트 등도 있다. 반 에이크 이래 사용된 올피멘트도 유독성과 불안정성 때문에 20세기에 접어들자 곧 모습을 감추었다. 1809년 보게란에 의하여 새로이 등장한 크롬옐로는 19세기 중반부터 채료로서 터너와 고흐에게 애용되었다. 이어서 1917년에 카드뮴옐로가 안정성 있는 것으로 채택되었다.

다시 석유화학의 발전에 따라 아조계, 프타로시아닌계의 미립자 안료가 만들어졌는데 이들의 착색력은 재래의 것의 300배 이상이었다. 그림물감의 색수는 각국의 제조회사에 의하여 다소의 차이는 있으나, 중요한 것만 해도 50∼60종이 넘고, 중간색 등을 합하면 100종 이상 된다. 그러나 화가가 상용하는 색수는 의외로 적어서 최저 7색에서 24색 정도이다. 이것만으로도 화면에 복잡한 뉘앙스가 나타나는 것은 그 혼색(混色)의 기술에 의하여 다채로운 효과를 나타내기 때문이다.

그림물감의 제조회사로는 프랑스·영국·벨기에·네덜란드·이탈리아·독일 등에 1세기 이상의 전통기술을 가진 회사가 있다. 품질의 첫째 조건은 안료의 품질이지만, 안료를 그림물감으로 처리하는 기술이나 안료 계열의 선정, 합성기술, 날련(捏練)기술 등도 중요하다.

동양에서는 원석을 분쇄하여 정제한 석채, 황토색에서 갈색의 정색성분을 갖는 풍화토를 원료로 하는 이채, 동물성 색소에서 만든 연지 등이 있다. 백색계에는 조개껍데기를 태워서 만든 탄산칼슘을 주성분으로 하는 호분과 백토, 연백이 사용된다. 연백은 서양물감의 실버화이트로, 황화해서 암색화하기 쉬운 단점이 있다. 그 외 금, 은니(銀泥), 먹, 수정말(水晶末), 산호말(珊瑚末), 연단(鉛丹), 석황(石黃) 등 특수한 것들이 있으며, 신암(新岩)이라는 의화물(擬和物)에 의한 것도 만들어지고 있다.

안료는 입자를 잘게 할수록 색이 엷어지는 것으로 가령, 녹청·군청을 더욱 미립자로 만들면 백록(白綠), 백군(白群)의 색이 된다. 또 안료는 분말 그대로의 색과 젖어 있는 색을 비교해 보면 젖은 색 쪽이 발색하여 짙게 보인다. 수성과 유성의 젖은 색에서는 유성 쪽이 더 짙게 보인다. 동양화에서는 대부분의 채료가 불투명하게 칠해지는데, 그것은 중개물이 교수(膠水)인 까닭이며 안료의 종류에 따라 교수의 농도는 정착과 발색에 큰 관계가 있다.

최근 건축물의 내부나 외부에 벽화를 그려 장식하고 있으며, 이러한 벽화용 그림물감으로 대부분 수성 페인트를 사용한다. 부분적으로 아크릴을 사용하기도 하지만 그 면적이 넓은 경우에는 거의 수성을 사용한다. 수성을 사용하는 이유는 말 그대로 수성이기 때문에 목조, 시멘트 콘크리트에서 온도, 날씨에 의한 수축, 팽창에 탄력이 더 있기 때문이다. 벽화의 내용이 완성되면 그 보존 수명연장을 위하여 보통의 경우 코팅을 한다. 종류 역시 수성 페인트를 사용하였으면 수용성 코팅제를 사용하게 된다. 외부에 그려진 벽화라면 외부용 수용성 코팅제를 사용하고 내부 벽화라면 내부용 수용성 코팅제를 사용한다. 벽화를 그리기 전에도 코팅 역할을 하는 재료를 발라주고 벽화를 제작한 후 코팅제를 다시 발라 준다면 보통 수명이 5 ~ 10년 정도이다.

본 발명의 주된 목적은 보다 향상된 내구성으로 건축물의 내부나 외부에 벽화나 광고 등을 그려 장식할 수 있는 새로운 물감 조성물을 제공하는데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명자는 내구성이 우수한 FRP로 벽화 베이스나 광고 베이스를 구성하고 여기에 색, 질감 등이 잘 어우러진 그림을 부여할 수 있고 부여된 그림이 오랜 시간 동안 노출되어 있어도 색, 질감 등이 안정적으로 유지될 수 있는 물감에 대하여 연구하였으며, 그 결과 상기한 연구 타겟에 부합하는 물감을 개발하게 되어 본 발명을 안출하게 된 것이다.

그러므로 본 발명에 의하면 판상 또는 입체상의 섬유강화플라스틱 베이스에 그림을 그리기 위한 물감에 있어서, 석분, 유리 분말 또는 이들의 혼합물로 되는 무기입자 10~90중량부와 목분 90~10중량부의 입자혼합물 90 ~ 10중량%; 및 아크릴폴리올수지와 비황변성 이소시아네이트계 경화제를 주성분으로 하는 이액형 투명 폴리우레탄 수지 10 ~ 90중량%;를 함유하는 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 목분은 입자크기 0.01 ~ 1 mm, 보다 바람직하게 0.05~0.3 mm인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 무기입자는 입자크기 0.01 ~ 2 mm, 보다 바람직하게 0.05 ~ 1 mm인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 안료를 더 함유하며, 상기 안료가 천연 안료 또는 합성 안료인 것을 특징으로 하는 FRP 베이스용 물감조성물이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 석분은 무색 석분, 유색 석분 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 유리 분말은 무색 유리분말, 유색 유리분말 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 아크릴폴리올수지는 고형분의 함량이 40~80중량%이며, 중량평균 분자량이 3000~80000, 수산기가(OH Value)가 40~180mgKOH/g, 산가(Acid Value)가 3~30mgKOH/g, 유리전이온도(Tg)가 -30~60℃인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물이 제공된다.

바람직하게 본 발명에 의하면 상기 비황변성 이소시아네이트계 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,6-디이소시아네이트메틸캅로이트 및 다이마린디이소시아네이트와 같은 지방족 이소시아네이트; 또는 디시클로헥실메탄-4,4-디이소시아네이트, 메틸시클로헥실렌디이소시아네이트, 및 3-이소시아네이트메틸-1,3,5,5-트리메틸시클로헥실이소시아네이트와 같은 지환족 이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물이 제공된다.

본 발명에 의하면 내구성이 우수한 FRP 베이스에 천연의 색, 질감 등이 조화롭게 발현되는 그림을 부여할 수 있고 부여된 그림이 오랜 시간 동안 대기중에 노출되어 있어도 발현된 천연의 색, 질감 등이 손상되지 않고 안정적으로 유지될 수 있어 옥내 및 옥외 벽화, 광고물 등의 제작에 매우 유용하다.

도 1은 실시예 4에 따라 제작된 지도의 사진이다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 따르는 FRP 베이스용 그림물감 조성물은 판상 또는 입체상의 섬유강화플라스틱 베이스에 도포되어 높은 내구성으로 안정적으로 고착되고 색, 질감 등을 조화롭게 발현할 수 있다.

본 발명의 FRP 베이스용 그림물감 조성물은 석분, 유리 분말 또는 이들의 혼합물로 되는 무기입자와 목분으로 되는 입자혼합물과 투명 폴리우레탄 수지를 함유한다.

본 조성물에 사용되는 입자혼합물에서 무기 입자는 천연 질감의 발현을 위한 이펙트재와 원가절감을 위한 충전재로 사용되며, 원할 경우 착색제로도 사용될 수 있는 것으로서 석분, 유리 분말 또는 이들의 혼합물로 된다.

상기 무기입자의 입자크기는 0.01 ~ 2 mm, 보다 바람직하게 0.05 ~ 1 mm이다. 무기입자의 크기가 너무 작으면 본 조성물의 균질한 배합에 다소 어려움이 있고, 너무 크면 본 조성물의 도포성과 질감이 다소 불량하게 되는 단점이 있어, 상기한 범위의 입자크기를 갖는 무기입자를 사용하는 것이 바람직하다.

본 조성물에 사용되는 입자혼합물에서 목분은 FRP 베이스에 대한 고착성, 무기입자에 대한 결속력, 탄성 질감 등을 부연하기 위한 것으로서 칩, 셰이빙, 톱밥 등과 같은 재활용 물질을 미세한 가루의 형태로 분쇄하여 준비할 수 있다.

목재의 화학적 조성분은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 및 저분자량의 왁스, 탄닌, 로진 등이며, 셀룰로오스는 미소섬유(microfibrils)로 이루어져 있다. 본 조성물을 FRP 베이스에 도포할 때는 전처리로서 FRP 베이스의 표면을 샌딩 등의 방법으로 연마하는 것이 바람직한데, 그 이유는 FRP 베이스의 표면 연마에 의해 FRP 제조에 사용된 강화 섬유(예: 유리섬유, 탄소섬유)가 드러나고 이와 같이 드러난 섬유(기모된 섬유)와 목분의 미소섬유가 결합하면서 본 조성물의 FRP에 대한 강한 고착을 가능하게 하기 때문이다.

또한 목분의 미소섬유는 폴리우레탄수지와의 협력작용으로 무기입자가 이탈하지 않도록 견고하게 잡아주는 역할과, 경화된 그림의 내충격성을 보강하는 역할도 한다.

본 조성물에서 목분의 입자크기는 0.01 ~ 1 mm, 보다 바람직하게 0.05~0.3 mm이다. 목분의 입자크기가 너무 작으면 본 조성물의 FRP에 대한 고착력, 무기입자의 결속력 및 경화된 그림의 내충격성이 다소 미흡하게 되는 단점이 있고, 너무 크면 본 조성물의 도포성, 작업성이 다소 불량하게 되는 단점이 있어, 상기한 범위의 입자크기를 갖는 목분을 사용하는 것이 바람직하다.

본 조성물의 입자혼합물에서 무기입자와 목분의 배합비율은 무기입자 10~90중량부와 목분 90~10중량부, 바람직하게 무기 입자 50~90중량부와 목분 50~10중량이다. 천연질감을 강조하고자 하는 경우에는 상기한 범위내에서 무기입자의 비율을 높이는 것이 적당하고, 탄성질감, FRP에 대한 고착력, 무기입자의 결속력을 높이기 위해서는 상기한 범위내에서 목분의 비율을 높이는 것이 바람직하다.

본 조성물에 사용되는 투명 폴리우레탄 수지는 이액형 투명 폴리우레탄 수지로서 아크릴폴리올수지와 비황변성 이소시아네이트계 경화제를 주성분으로 한다.

본 발명에서 사용되는 아크릴폴리올수지는 고형분의 함량이 40~80중량%이며, 중량평균 분자량이 3000~80000, 수산기가(OH Value)가 40~180mgKOH/g, 산가(Acid Value)가 3~30mgKOH/g, 유리전이온도(Tg)가 -30~60℃인 것이 바람직하다.

중량평균 분자량이 3000 미만이면 내오염성 및 내용제성 등의 물성이 저하되고, 중량평균 분자량이 80000을 초과하면 용제와의 상용성 저하로 도포시 외관 및 작업성이 저하된다. 또한 수산기가가 40mgKOH/g 미만이면 가교밀도가 적게 되어 물성의 저하를 초래하고, 180mgKOH/g을 초과하면 가교밀도가 향상되어 물성은 향상되지만, 표면장력이 높아지므로 인해 퍼짐성이 저하되며, 용제와의 상용성이 저하되고, 경화 반응시 외관이 나빠지며, 부착이 불량하여 바람직하지 않다. 또한, 산가가 3mgKOH/g 미만이면 산의 내부 촉매작용이 저하되어 경화가 느리게 진행되며, 부착성이 저하된다. 산가가 30mgKOH/g을 초과하면 경화반응은 빨라지지만 내수성, 내후성이 저하되므로 바람직하지 않다. 유리전이 온도가 -30℃ 미만이면 도포시의 외관 및 작업성은 향상되나 물성이 물러지므로 내오염성이 저하되며, 유리전이 온도가 60℃를 초과하면 지나치게 단단해져 내충격성 및 부착성이 저하된다.

상기 아크릴폴리올 수지는 예를 들어 용제의 존재하에 열분해형 개시제를 이용한 자유라디칼 메카니즘에 의해 반응 온도 80~180℃ 사이에서 모노머를 용액 중합법으로 중합하여 제조될 수 있다.

아크릴폴리올 수지의 제조에 사용될 수 있는 비관능성 모노머로는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 터셔리부틸메타크릴레이트, 노말헥실메타크릴에이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 이소보닐메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 터셔리부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 노말옥틸아크릴에이트, 이소보닐아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트 등이 바람직하다.

비관능성 모노머는 아크릴폴리올 수지 고형분중 20~60중량%가 바람직하다. 비관능성 모노머가 20중량% 미만이면 광택이 저하될 수 있으며, 비관능성 모노머가 60중량%를 초과하면 물성이 지나치게 물러지므로 내오염성이 저하되어 바람직하지 않다.

비닐계 모노머로는 스티렌, 비닐톨루엔, 비닐아세테이트, α-메틸스티렌 등이 있으며, 아크릴폴리올 수지 고형분중 0~50중량%가 바람직하다. 비닐계 모노머가 50%를 초과하면 내약품성 등의 물성은 향상되나 경화물성이 지나치게 단단해져 부착 및 내충격성이 저하되며, 또한 내후성도 저하되므로 바람직하지 않다.

수산기 모노머로는 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 카두라아크릴레이트, 카두라메타크릴레이트, 카프로락톤아크릴레이트, 카프로락톤메타크릴레이트, 2,3-디하이드록시프로필아크릴, 2,3-디하이드록시프로필메타크릴레이트, 폴리프로필렌변성 아크릴레이트, 폴리프로필렌변성 메타크릴레이트, 4-히드록시메틸시클로헥실-메틸아크릴레이트, 4-히드록시메틸시클로-메틸메타크릴레이트, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노아크릴레이트, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노메타크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 이소보닐메타아크릴레이트 등이 바람직하다.

수산기 모노머는 아크릴폴리올 수지 고형분중 10~70중량%가 바람직하다. 수산기 모노머가 10중량% 미만이면 경화가 지연될 수 있으며, 수산기 모노머가 70중량%를 초과하면 경화성은 향상되나 가사시간이 짧아지므로 바람직하지 않다.

카르복실기 모노머로는 아크릴산, 메타크릴산, 말레인산, 이타코닌산, 크로토닌산 등이 있으며, 아크릴폴리올 수지 고형분중 1~10중량%가 바람직하다. 카르복실기 모노머가 1중량% 미만이면 경화가 지연될 수 있으며, 카르복실기 모노머가 10중량%를 초과하면 경화성은 향상되나 가사시간이 짧아지므로 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용가능한 비황변성 이소시아네이트계 경화제의 예로는 지방족 이소시아네이트와 지환족 이소시아네이트가 있으며, 지방족 이소시아네이트로는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,6-디이소시아네이트메틸캅로이트, 다이마린디이소시아네이트 등이 있고; 지환족 이소시아네이트로는 디시클로헥실메탄-4,4-디이소시아네이트, 메틸시클로헥실렌디이소시아네이트, 3-이소시아네이트메틸-1,3,5,5-트리메틸시클로헥실이소시아네이트 등이 있다.

본 조성물에 있어서, 이액형 투명 폴리우레탄 수지중 아크릴폴리올 수지와 경화제의 배합비는 아크릴폴리올 수지 40~95 중량%와 경화제 60~5 중량%가 적당하다.

본 조성물을 구성하는 입자혼합물과 이액형 투명 폴리우레탄 수지는 입자혼합물 90 ~ 10중량%와 이액형 투명 폴리우레탄 수지 10 ~ 90중량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 상기한 배합 범위내에서 입자혼합물의 비율이 너무 많으면(즉, 수지의 비율이 너무 적으면) 조성물의 경화물성이 취약해지는 단점이 있으며, 입자혼합물의 비율이 너무 적으면(즉, 수지의 비율이 너무 많으면) 질감이 다소 미흡하고 제조코스트가 비경제적인 단점이 있어 상기한 범위 내에서 물성, 질감, 코스트 등을 감안하여 입자혼합물과 이액형 투명 폴리우레탄 수지의 배합비율을 적절히 선정하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 본 발명의 FRP 베이스용 물감조성물은 아크릴폴리올 수지, 입자혼합물 및 용제를 포함하는 주제 조성물을 제조하고, 경화제와 용제를 포함하는 경화제 조성물을 제조한 후, 상기 주제 조성물과 경화제 조성물을 혼합하여 제조할 수 있다.

이때, 상기 주제 조성물에는 안료, 침강방지제, 경화촉매, 저장 안정제, 자외선 안정제 등의 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다.

본 발명의 물감조성물에 있어서 무기입자로는 무색 무기입자, 유색 무기입자 또는 이들의 혼합물을 이용할 수 있다. 즉 본 발명의 물감조성물은 무기입자의 선정에 의해서 색을 정할 수도 있고, 안료의 배합에 의해서 색을 정할 수도 있다. 예를 들어 무기입자로 유색의 석분과 유색의 유리 분말의 조합, 무색의 석분과 유색의 유리분말의 조합, 유색의 석분과 무색의 유리분말의 조합 등으로 색을 정할 수 있고, 무색의 석분과 무색의 유리분말을 사용하여 클리어 상태로 사용할 수 있으며, 유색 또는 무색의 석분 및 유리분말과 안료의 조합에 의해서 색을 정할 수도 있다. 안료를 첨가할 경우, 안료의 사용량은 발현하고자 하는 색상을 고려하여 적절히 선정하면 된다. 사용가능한 안료로는 천연 안료와 합성안료가 있으며, 이러한 안료는 당 분야에 잘 알려져 있는 통상의 것을 사용할 수 있다.

본 조성물에는 아크릴폴리올 수지를 용해 또는 희석하여 본 조성물의 작업 및 도포를 용이하게 하기 위한 용제가 배합될 수 있다. 사용가능한 용제의 예로는 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소계 용제; 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 에틸프로필케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸아밀케톤 등의 케톤계 용제; 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 노말프로필아세테이트, 이소프로필아세테이트, 이소프로필아세테이트, 부틸아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 카비톨아세테이트 등의 에스테르계 용제 등이 있다.

[실시예 1]

혼합기에 아크릴폴리올수지 100중량부와 용제로서 크실렌 25중량부 및 에틸아세테이트 20중량부를 투입하고 1000rpm으로 10분간 교반한 후 여기에 5mm 이하의 석분, 0.5mm 이하의 유리분말 및 0.3mm 이하의 목분이 표 1에 나타내는 비율로 혼합된 입자혼합물 200중량부와 안료 10중량부를 넣고, 다시 30분간 1000rpm에서 교반하여 주제 조성물을 제조하였다.

이와는 별도로 이소시아네이트 35중량부에 에틸아세테이트 65중량부를 혼합하여 경화제 조성물을 제조하였다. 제조된 주제 조성물과 경화제 조성물을 7:3의 중량비로 배합하여 그림물감조성물을 제조하였다.

[비교예 1~3]

표 1에 제시되는 비율로 혼합된 입자 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하여 그림물감조성물을 제조하였다.

부착성 시험

FRP 시편을 샌드페이퍼로 표면연마한 후 실시예 1~3 및 비교예 1~3의 조성물을 나이프를 사용하여 3mm 두께로 도포하고 상온에서 10일간 건조한 후 도포면에 커터로 가로 세로 2mm 간격으로 각각 11개의 줄을 그어 10 x 10개의 칸을 만든 다음 셀로판 점착 테이프를 압착한 후 재빨리 떼어냈을 때 시편 중에 도포 조성물의 떨어진 정도를 10회 실시하여 평가하였다. 부착성에 대한 기준은 다음과 같으며, 평가결과는 표 1에 제시된다.

10점 : 선을 그은 부분은 양쪽이 가늘고 평활하며 교차점이 정사각형 눈금에 하나라도 벗겨짐이 없는 것,

8점 : 선을 그은 교차점에 약간의 벗겨짐이 있고 각 정사각형에는 벗겨짐이 없으며 손상부분의 면적이 정사각형 면적의 5% 이내,

6점 : 선을 그은 부분의 양쪽과 교차점에 벗겨짐이 있고 손상부분의 면적이 정사각형 면적의 5~15%,

4점 : 선을 그은 부분의 벗겨짐이 있고 손상부분의 면적이 정사각형 면적의 15~35%,

2점 : 선을 그은 부분의 벗겨짐이 있고 손상부분의 면적이 정사각형 면적의 35~65%,

0점 : 벗겨진 면적이 정사각형 면적의 65% 이상.

내충격성시험

FRP 시편을 샌드페이퍼로 표면연마한 후 실시예 1~3 및 비교예 1~3의 조성물을 나이프를 사용하여 3mm 두께로 도포하고 상온에서 10일간 건조한 후 2m 높이에서 떨어뜨리는 시험을 10회 실시하여 도포 조성물의 훼손 정도를 도포전의 조성물의 양과 도포후의 조성물의 양을 측정하여 평균손실량을 백분율로 나타내었다. 측정결과는 표 1에 제시된다.

구분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3
입자혼합물	광물분말	85중량%	43중량%	30중량%	100중량%	50중량%	40중량%
	유리분말	-	43중량%	40중량%	-	50중량%	60중량%
	목분	15중량%	16중량%	30중량%	-	-	-
부착성	점수	10	10	10	4	4	4
내충격성	손실율(%)	1 이하	1 이하	1 이하	16.7	17.2	17.4

[실시예 4]

표면연마된 FRP 베이스에 본 발명의 조성물을 나이프를 이용하여 도포하는 방법으로 지구 넓이 및 고도를 축척한 지도를 그리고 30일간 건조하였다. 제작된 지도는 도 1에 제시된다.

Claims (8)

1. 판상 또는 입체상의 섬유강화플라스틱 베이스에 그림을 그리기 위한 물감에 있어서, 석분, 유리 분말 또는 이들의 혼합물로 되는 무기입자 10~90중량부와 목분 90~10중량부의 입자혼합물 90 ~ 10중량%; 및 아크릴폴리올수지와 비황변성 이소시아네이트계 경화제를 주성분으로 하는 이액형 투명 폴리우레탄 수지 10 ~ 90중량%;를 함유하는 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 목분은 입자크기 0.01 ~ 1 mm인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 무기입자는 입자크기 0.01 ~ 2 mm인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 안료를 더 함유하며, 상기 안료가 천연 안료 또는 합성 안료인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 석분은 무색 석분, 유색 석분 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 유리 분말은 무색 유리분말, 유색 유리분말 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 아크릴폴리올수지는 고형분의 함량이 40~80중량%이며, 중량평균 분자량이 3000~80000, 수산기가(OH Value)가 40~180mgKOH/g, 산가(Acid Value)가 3~30mgKOH/g, 유리전이온도(Tg)가 -30~60℃인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 비황변성 이소시아네이트계 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,6-디이소시아네이트메틸캅로이트 및 다이마린디이소시아네이트와 같은 지방족 이소시아네이트; 또는 디시클로헥실메탄-4,4-디이소시아네이트, 메틸시클로헥실렌디이소시아네이트, 및 3-이소시아네이트메틸-1,3,5,5-트리메틸시클로헥실이소시아네이트와 같은 지환족 이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 베이스용 물감조성물.
   

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