KR101296285B1

KR101296285B1 - 친환경 분체도료 및 이를 이용한 조명등기구

Info

Publication number: KR101296285B1
Application number: KR1020130040480A
Authority: KR
Inventors: 최정학
Original assignee: 주식회사 엠.에스.라이팅
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2013-08-13

Abstract

본 발명은 친환경 분체도료 및 이를 이용한 조명등기구에 관한 것으로, 폴리에스테르 41∼50중량%, 비스페놀-A 11∼20중량%, 이산화티타늄 1∼10중량%, 자노사이드 1∼10중량% 및 방열필러인 산화 알루미늄 30∼50중량%를 포함하여 친환경 분체도료를 제조함으로써, 종래의 액상도료를 대체하면서 액상도료에 첨가되는 솔벤트를 배제함으로써, 인체에 발생할 수 있는 피부 트러블, 현기증, 메스꺼움 및 구토등이 미연에 방지하고, 음이온과 원적외선 방출은 물론 공기정화, 탈취 및 항균기능을 종래보다 더 향상시킴은 물론 광촉매기능, 방오기능, 탈취기능, 공기정화기능 또는 항균기능 등을 더욱 활발히 이루어지도록 한 것이다.

Description

친환경 분체도료 및 이를 이용한 조명등기구{Eco-friendly powdery paints and luminaire using thereof}

본 발명은 도료에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광(光)반사효율을 유지하면서 항균, 공기정화 및 방열 등의 기능성을 추가하고, 코팅시 액상도료에서 발생하는 공기오염 및 폐기물을 미연에 방지하기 위해 액상도료를 분체도료로 대체할 수 있도록 한 친환경 분체도료 및 이를 이용한 조명등기구에 관한 것이다.

일반적으로 조명등기구는 HID램프, 형광등, 나트륨등, 메탈할라이드램프등에 의한 등기구로 구분되고, 용도에 따라 거실등, 가로등, 스포트라이트, 다운라이트, 플라워스텐드등, 유도등으로 구분되며, 설치장소와 특수기능에 의해 터널등 및 치료등으로 구분된다. 또한, 조명등기구들은 조명방법에 램프광원이 직사하는 직접조명등과 램프광원을 반사체로 반사하는 간접조명등으로 구분된다.

현재에 이르러 이러한 모든 조명등기구들은 단순한 광조사(光照射)의 기능 이외에 기계적 강도, 기계적 물성, 전기적 특성 및 광반사율 향상은 물론, 음이온방출, 원적외선 방출, 광촉매기능, 방오기능, 탈취기능, 공기정화기능 또는 항균기능 등을 부가하기 위한 기술 개발이 이루어지고 있다.

일 예로, 대한민국 공개특허 제2009-0039014호에서와 같이 등기구의 판사패널에 UV경화도료를 코팅처리하여 도료층을 형성시킴으로써 에너지효율을 향상시키면서 산화방지 및 자외선을 차단하는 기능을 부가한 기술이 기재되어 있다.

또한 다른 예로, 수지와 이산화티타늄(TiO₂)을 포함한 첨가제를 혼합하여 액상의 도료를 제조한 다음 반사패널에 도포하고, 이후 건조된 후 광촉매제가 코팅하여 광촉매기능 및 항균기능을 포함한 다양한 기능을 부가하였다.

하지만, 이러한 상기된 도료를 액상으로 제조할 경우, 안료와 첨가제를 용해 및 혼합시키기 위해 반드시 솔벤트를 첨가하여야만 하고, 이로 인해 도장, 도포 또는 코팅시 인체의 피부에 묻거나 흡입할 경우 피부 트러블, 현기증, 메스꺼움 및 구토등이 유발되고, 심할 경우 의식을 잃거나 실신에 이르는 등의 문제점이 있었다.

KR2009-0039014 10

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 기계적 강도와 물성, 전기적 특성, 광반사율, 광촉매, 방오, 탈취, 공기정화 및 항균 등의 기능을 더욱 향상시키고, 액상도료를 분체도료로 대체하여 인체에 유해한 솔벤트를 배제하는 친환경 분체도료 및 이를 이용한 조명등기구를 제공함에 그 목적이 있다.

상기된 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 친환경 분체도료는, 폴리에스테르 41∼50중량%, 비스페놀-A 11∼20중량%, 이산화티타늄 1∼10중량%, 자노사이드 1∼10중량% 및 방열필러인 산화 알루미늄 30∼40중량%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 친환경 분체도료는 실란계의 커플링제, 표면평활제 및 소포제 등을 0.1∼3중량%와, 점도를 조절하기 위해 메틸이소뷰틸케톤을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 친환경 분체도료.

그리고, 상기된 성분들을 교반하여 컴파운드로 제조하고, 이 컴파운드를 분쇄기로 20∼70㎛로 분쇄한 후 건조한 것을 특징으로 하는 친환경 분체도료.

여기서, 자노사이드는 티타늄 옥사이드 400∼6000ppm, 구리 1500∼2500ppm, 아연 1200∼1700ppm, 및 은 10∼20ppm을 포함하는 제1코팅액; 금 800∼1200ppm을 포함하는 콜로이드 상태의 제2코팅액; 백금 800∼1200ppm을 포함하는 콜로이드액 상태의 제3코팅액;을 마련하고, 제1코팅액 100중량부, 제2코팅액 0.5∼1.5중량부 및 제3코팅액 0.5∼1.5중량부를 혼합하여 제조한 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 몸체도료가 코팅된 반사패널 또는 몸체를 갖는 조명등기구를 제공한다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 분체도료가 종래의 액상도료를 대체하면서 액상도료에 첨가되는 솔벤트를 배제함으로써, 도료를 도장, 도포 또는 코팅하거나 도료가 공기 중에 장시간 노출되었을 때 인체에 발생할 수 있는 피부 트러블, 현기증, 메스꺼움 및 구토등이 미연에 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 분체도료에 의해 도장, 도포 또는 코팅된 물품의 기계적 강도, 기계적 물성, 전기적 특성 및 광반사율등이 최대로 향상되어 조명등기구의 내구성 및 반사효율이 상승하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 분체도료에 의해 도장, 도포 또는 코팅된 물품으로부터 음이온과 원적외선 방출은 물론 공기정화, 탈취 및 항균기능을 종래보다 더 향상시키고, 광촉매기능, 방오기능, 탈취기능, 공기정화기능 또는 항균기능 등을 더욱 활발하게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 분체도료를 조명등기구의 반사패널 및 몸체에 도장, 도포 또는 코팅함으로써, 세척시 광분해효과에 의해 물의 자정작용으로 오염물질이 깨끗이 제거하는 효과가 있다.

또한, 신축 건물의 조명등기구에 도장되어 휘발성 유기물(VOCs)의 방출이 없음은 물론, 탈취, 항균 및 공기정화 기능에 의해 실내 공기를 인체에 무해하게 정화하는데 도움을 주는 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안된다.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 분체도료를 조명등 기구의 반사패널에 도포한 상태가 도시된 측단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

<분체도료>

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 친환경 분체도료에 대해 자세히 설명한다. 이에 앞서, 종래의 액상도료 및 분체 도료에 대한 비교예를 기재하고, 본 발명의 다양한 실시예를 기재한 다음, 본 발명에 따른 최적의 분체도료를 제조하기 위한 조성물을 제시하기로 한다. 또한, 이하에 기재된 비교예1,2 및 실시예1,2의 실험결과로 방열성(열전도도), 항균성 및 소취성을 비교한다. 여기서, 방열성은 W/m˚K 단위로 한다. 또한, 항균성은 대장균(Escherichia ATCC8739)을 대상으로 하고, 정균감소값(R) = log(B/C), B:120분 후 대조편의 균수, C:120분 후 시험편의 균수로 한다. 또한, 소취성은 등기구의 반사패널에 묻은 암모니아(NH₃)를 대상으로 가스검지관법으로 120분 후의 소취율(%)을 측정한다. 이때, 소취율(%)은 [식 1]로 구한다.

[식 1]

소취율(%) = {(Blank가스의 농도-Sample가스의 농도)/Blank가스의 농도}×100

먼저, 종래의 액상도료에 대해 살펴보자.(아래 [표 1]에서 비교예1 참조)

비교예1인 종래의 액상도료는 폴리에스테르(polyester) 41∼50중량%, 비스페놀-A(bisphenol-A diglycidylether polymer) 11∼20중량%, 황산바륨(barium sulfate) 1∼10중량%, 이산화규소(silicon dioxide) 1∼10중량%, 수산화알루미늄(aluminium hydroxide) 1∼10중량%, 이산화티타늄(titanium dioxide) 21∼30중량% 및 용제(solvent) 11∼20중량%를 혼합하여 이루어진다. 이와 같이 제조된 액상도료에 대해 방열성, 항균성 및 소취성을 실험해본 결과, 방열성 0.2, 항균성 16, 소취성 15가 측정되었다.

또한, 종래의 분체도료에 대해 살펴보자.(아래 [표 1]에서 비교예2 참조)

비교예2인 종래의 분체도료는 액상도료는 폴리에스테르(polyester) 41∼50중량%, 비스페놀-A(bisphenol-A diglycidylether polymer) 11∼20중량%, 황산바륨(barium sulfate) 1∼10중량%, 이산화규소(silicon dioxide) 1∼10중량%, 수산화알루미늄(aluminium hydroxide) 1∼10중량% 및 이산화티타늄(titanium dioxide) 21∼30중량%를 혼합하여 이루어진다. 액상도료에서의 용제를 배제하여 제조된다. 이와 같이 제조된 종래의 분체도료는 방열성 0.2, 항균성 16, 소취성 15가 측정되었다. 즉, 종래의 액상도료와 분체도료의 방열성, 항균성 및 소취성은 동일하게 측정되었다.

한편, 본 발명에 따른 분체도료의 일예에 대해 살펴보자.(아래 [표 1]에서 실시예1 참조)

본 발명의 실시예1의 분체도료는 폴리에스테르(polyester) 41∼50중량%, 비스페놀-A(bisphenol-A diglycidylether polymer) 11∼20중량%, 황산바륨(barium sulfate) 1∼10중량%, 이산화규소(silicon dioxide) 1∼10중량%, 이산화티타늄(titanium dioxide) 21∼30중량% 및 자노사이드 1∼10중량%를 혼합하여 이루어진다. 여기서, 비교예2와의 차이점은 수산화알루미늄을 배제하고 자노사이드를 첨가하였다. 이 자노사이드는 도료를 제조하는 국내 기업체의 상품명으로, 기타 요소를 혼합하기 위한 코팅액이고, 기본적으로 항균 및 공기청정 기능을 가지고 있어 자노사이드 단독으로 사용할 수도 있다. 이러한 자노사이드의 조성물은 티타늄 옥사이드 400∼6000ppm, 구리 1500∼2500ppm, 아연 1200∼1700ppm, 및 은 10∼20ppm을 포함하는 제1코팅액; 금 800∼1200ppm을 포함하는 콜로이드액 상태의 제2코팅액; 백금 800∼1200ppm을 포함하는 콜로이드액 상태의 제3코팅액;을 마련하고, 제1코팅액 100중량부, 제2코팅액 0.5∼1.5중량부 및 제3코팅액 0.5∼1.5중량부를 혼합하여 제조한다.

이와 같이 제조된 실시예1의 분체도료는 방열성 0.2, 항균성 26, 소취성 36으로 측정되었고, 종래의 액상 및 분체도료보다 더 훨씬 월등한 항균성과 소취성을 얻을 수 있었다.

한편, 본 발명에 따른 분체도료의 다른 예에 대해 살펴보자.(아래 [표 1]에서 실시예2 참조)

본 발명의 실시예2의 분체도료는 폴리에스테르(polyester) 41∼50중량%, 비스페놀-A(bisphenol-A diglycidylether polymer) 11∼20중량%, 이산화티타늄(titanium dioxide) 1∼10중량%, 자노사이드 1∼10중량% 및 산화 알루미늄(aluminium trioxide) 30∼40중량%를 혼합하여 이루어진다. 여기서, 실시예1과의 차이점은 황산바륨 및 이산화규소를 배제하고, 이산화티타늄을 감소시키면서 알루미늄 트리옥사이드를 첨가한 것이다. 이와 같이 제조된 실시예2의 분체도료는 방열성 1.2, 항균성 26, 소취성 39로 측정되었고, 자노사이드를 첨가한 실시예1보다 방열성 및 소취성에서 우월한 효과를 얻을 수 있었다.

	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
polyester	41∼50	41∼50	41∼50	41∼50
bisphenol-A diglycidylether polymer	11∼20	11∼20	11∼20	11∼20
bariumsulfate	1∼10		1∼10	1∼10
silicondioxide	1∼10		1∼10	1∼10
aluminum hydroxide			1∼10	1∼10
titaniumdioxide	21∼30	1∼10	21∼30	21∼30
자노사이드	1∼10	1∼10
aluminum trioxide		30∼40
용제			11∼20

방열성(열전도도)	0.2W/m˚K	0.2W/m˚K	0.2W/m˚K	0.2W/m˚K
항균성(120분)	26	26	16	16
소취성(120분)	36	39	15	15

상술된 비교예 및 실시예를 기초로 하여 제조된 본 발명에 따른 분체도료는 폴리에스테르(polyester) 41∼50중량%, 비스페놀-A(bisphenol-A diglycidylether polymer) 11∼20중량%, 이산화티타늄(titanium dioxide) 1∼10중량%, 자노사이드 1∼10중량% 및 방열필러인 산화 알루미늄(aluminium trioxide) 30∼40중량%를 포함하고, 이에 추가하여 첨가제로 실란(silane)계의 커플링제(coupling agent), 표면평활제(leveling agent) 및 소포제 등을 0.1∼3중량%와, 점도를 조절하기 위한 용제로 메틸이소뷰틸케톤(Methylisobutyl ketone:MIBK)가 첨가되어 이루어진다. 이들 성분을 투인압출기에 투입하여 교반하여 컴파운드로 제조하고, 이 컴파운드를 분쇄기로 20∼70㎛로 분쇄한 후 건조함으로써, 친환경 분체도료를 얻는다.

여기서, 폴리에스테르는 광반사율과 기계적 강도의 증진을 위하여 바인더로서 첨가되는 것으로, 이외에도 내약품성, 내후성이 좋고, 기계적 강도가 크며, 내식성이 우수하다. 이 폴리에스테르는 가시광선 투과율이 높은 포화 폴리에스트레인 것이 바람직하다.

또한, 비스페놀-A diglycidylether polymer는 열경화성 수지로서, 기계적 특성, 열적특성, 내수성, 내약품성 및 전기특성이 우수하다.

또한, 비스페널-F는 비스페널-A 타입에 비해 저점도이고, 고반응성이면서 타수지와의 상용성이 우수하며, 저온경화성과 가소성이 우수하다.

또한, 이산화티타늄은 반사층의 광촉매 효과와 고반사율 구현을 위한 성분으로, 첨가 비율에 따라 코팅층(110)의 경화속도를 조절할 수 있다. 이러한 이산화티타늄은 광촉매로서 화합물의 분해 및 세균억제의 효과를 얻을 수 있다. 그리고, 미세한 이산화티타늄 입자는 태양광이나 형광등 빛에 포함된 자외선에 의해 활성산소를 발생시키고, 이 활성산소가 산화환원작용을 나타내어 유기물의 분해, 살균작용, 방오작용, 친수성의 기능을 수행한다. 또한, 이산화티타늄은 균이 사멸되지 않는 약한 자외선 광량에서도 항균력을 보이고, 보다 자세하게는 대장균, O-157, 황색포도상구균 및 MRSA 등의 세균류나 바이러스 등을 사멸시키며, 대기 중의 질소산화물, 황산화물 등의 유기물을 이온화시키고, 포름알데이드는 물론 담배냄새, 음식냄새 및 암모니아 냄새 등을 분해한다.

또한, 산화알루미늄은 알루미늄과 산소의 화합물로 공업적으로 알루미나라고도 하고, 기계적으로 강하면서 내약품성이 뛰어나며, 녹는점이 높아 내열제 및 방열제로 사용한다.

그리고, 표면평활제는 난반사를 방지하고, 반사율을 높이기 위한 성분으로, 일반 분체도료는 그 입자가 불균일하여 평활된 면을 형성하는 것이 어렵고, 이 불균일한 면은 난반사의 원인이 되므로 이를 방지하기 위해 첨가된다.

<조명등기구>

상기된 된 본 발명에 따른 분체도료를 조명등기구의 몸체 또는 반사패널(100) 위에 도포하여 코팅층(110)을 형성한 후 일정 온도로 경화시켜 친환경 분체도료가 도장, 도료 또는 코팅된 조명등기구를 제조한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100:반사패널
110:코팅층

Claims

폴리에스테르 41∼50중량%, 비스페놀-A(bisphenol-A diglycidylether polymer) 11∼20중량%, 이산화티타늄 1∼10중량%, 자노사이드 1∼10중량% 및 방열필러인 산화 알루미늄 30∼40중량%를 포함하여 이루어지되, 상기 자노사이드는 티타늄 옥사이드 400∼6000ppm, 구리 1500∼2500ppm, 아연 1200∼1700ppm, 및 은 10∼20ppm을 포함하는 제1코팅액; 금 800∼1200ppm을 포함하는 콜로이드 상태의 제2코팅액; 백금 800∼1200ppm을 포함하는 콜로이드액 상태의 제3코팅액;을 마련하고, 제1코팅액 100중량부, 제2코팅액 0.5∼1.5중량부 및 제3코팅액 0.5∼1.5중량부를 혼합하여 제조한 것을 특징으로 하는 친환경 분체도료.
제1항에 있어서,
실란계의 커플링제, 표면평활제 및 소포제를 0.1∼3중량%로 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 친환경 분체도료.
제2항에 있어서,
점도를 조절하기 위해 메틸이소뷰틸케톤을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 친환경 분체도료.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성분들을 교반하여 컴파운드로 제조하고, 이 컴파운드를 분쇄기로 20∼70㎛로 분쇄한 후 건조한 것을 특징으로 하는 친환경 분체도료.
삭제
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항으로 선택된 분체도료를 몸체 또는 반사패널에 코팅한 후 경화시켜 제조된 것을 특징으로 하는 친환경 분체도료가 코팅된 조명등기구.