KR101823299B1 - 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 내후성 폴리에스터 수지, 경화제, 경화촉진제, 난연성 안료 및 축광성 안료를 혼합하여 혼합물을 제조하고 상기 혼합물을 90 내지 140℃의 온도에서 용융 분산시킨 후 냉각 롤러를 통해 1 내지 2mm의 두께로 얇게 펴 칩 형태로 제조하고, 칩 형태의 혼합물을 분쇄하여 평균 직경이 35 내지 75㎛인 도료 입자를 생성시키고, 이 도료 입자를 첨가제와 혼합하여 제조된 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 본 발명은 첫째, 베이스 분체도료 코팅면에 도장한 후, 부착성, 내식성, 내후성등의 기본적인 물성을 충족하고 친환경적이다. 둘째, 종래의 일반 축광용 분체도료에 비해 축광의 발광효과를 저하시키지 않고 월등히 뛰어난 난연 효과가 있다. 셋째, 칩분쇄시 각 칩입자 하나에 균일한 코팅을 시켜 도료의 유동성을 증가시킴으로써 균일한 도막 두께가 가능케 하는 정전스프레이 도장작업성을 우수하게 하여 축광의 발광성을 높게, 지속시간이 길게 하는 효과가 있다.

Description

난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재 및 그 제조방법{Display materials containing thermosetting powder coating having flame-retardant and luminescent properties and method for preparing the same}
본 발명은 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 내후성 폴리에스터 수지, 경화제, 경화촉진제, 난연성 안료 및 축광성 안료를 혼합하여 혼합물을 제조하고 상기 혼합물을 90 내지 140℃의 온도에서 용융 분산시킨 후 냉각 롤러를 통해 1 내지 2mm의 두께로 얇게 펴 칩 형태로 제조하고, 칩 형태의 혼합물을 분쇄하여 평균 직경이 35 내지 75㎛인 도료 입자를 생성시켜 이 도료 입자 내의 난연성 안료가 도료 입자의 외부로 이동되면서 도료 입자의 외부가 난연성 안료로 1~5㎛의 두께의 난연성 코팅막으로 코팅되고 사용시에 도료 입자의 외부에 코팅된 난연성 코팅막의 난연성 안료가 도료 입자의 내부로 침투되면서 난연 및 축광되는 도막이 형성되는 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재로서, 도막형성이 균일하게 도장될 수 있도록 하여 고도막을 올릴 수 있고 도료의 난연성을 부여하더라도 투명성을 유지하여 축광의 발광기능이 최대한 높게 지속되도록 하여 어둠 속에서 발광하여 안전하게 어둠 속에 갇힌 사람들에게 비상통로와 같은 안전한 표시신호를 제공하는 것이 가능한 난연 축광용 열경화 분체도료 함유 표시용 소재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
야간에 구조물을 쉽게 확인할 수 있도록 발광기능을 가지는 구조물들이 제공되고 있다. 예를 들면, 도로의 가이드레일이나 방음벽 또는 건축물의 외벽 등에 발광기능을 부여하는데, 이는 야간에 이들 구조물들이 쉽게 식별되도록 함으로써 안전사고를 방지하고자 하는 것이다. 이러한 경우에 가이드레일이나 방음벽 등에 축광성 도료를 도장하여 발광기능을 부여하는데, 기존에 제공되는 축광성 도료는 모두 액상도료이다.
그런데 축광성 도료를 도장하여 소요되는 수준의 발광효과를 얻기 위해서는 도막이 두껍게 형성되어야 하나, 액상도료로 도장하는 경우에는 액상도료의 유동성으로 인해 상대적으로 두꺼운 도막을 얻기가 곤란하므로, 기존의 축광성 액상도료로 형성된 도장면은 도장면의 두께가 얇아서 발광효과가 다소 미미한 수준에 불과하다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 축광용 분체도료가 제안되었으나, 축광용 분체도료는 안전과 관련된 부분에 도장되고 있으며, 축광용 분체도료로 난연성이 부여되어 있지 않고 티타늄디옥사이드(TiO2)나 피그먼트(Pigment)를 넣어 제조하거나, 칩 분쇄시 실리카디옥사이드(SiO2)를 이용하여 분쇄입자들을 코팅함으로써 도료의 투명성이 저하되어 일정시간 축광 후 발광효과가 현저히 떨어지거나 지속성이 감소되어 어두운 곳에서 인식을 하지 못하는 취약성을 가지고 있다.
특히, 축광 분체도료의 발광효과를 얻기 위해서는 유색의 베이스도료 위에 코팅해야 하는데 일반적으로 분체도료를 베이스도료로 사용할 경우, 도막의 표면전기저항치가 1012Ω 이상이어서 정전스프레이 도장 시 정전반발을 일으켜 도막을 일정하게 코팅하지 못하게 파우더를 베이스파우더 표면에서 밀어냄으로써 200㎛ 이상의 도막두께를 형성하지 못해 축광 효과를 기대하기 어렵다.
대한민국 등록특허 제10-0867617호
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 분체도료에 난연성을 부여하여 화염에 강하게 하면서도 난연 축광용 분체도료를 베이스 분체도료에 도막형성이 균일하게 도장될 수 있도록 하여 고도막을 올릴 수 있고 도료의 난연성을 부여하더라도 투명성을 유지하여 축광의 발광기능이 최대한 높게 지속되도록 하는 난연 축광용 열경화 분체도료 함유 표시용 소재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 이러한 목적은, 내후성 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여, 에폭시 당량이 60 내지 250g/eq인 경화제 2 내지 10중량부, 경화촉진제 0.1 내지 10중량부 및 난연성 안료 0.1 내지 10중량부 및 축광성 안료 10 내지 20 중량부를 포함하고, 상기 내후성 폴리에스터 수지는, 산가가 20 내지 40 mgKOH/g인 폴리에스터 수지이고, 상기 경화제는, 지방족 에폭시(Aliphatic epoxy), 방향족 에폭시(Aromaticepoxy), 및 하이드록시알킬 아미드(Hydroxyalkyl amide)로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것이 사용되며, 상기 경화촉진제는, 안티몬계, 게르마늄계 및 티탄계 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고, 난연 축광용 열경화성 분체도료 혼합물은, 0.1 내지 10중량부의 첨가제를 더 포함하고, 그 첨가제는 분산제, 웨팅제, 접착력 향상제, 광택조절제, 핀홀 방지제 및 경도 향상제 중 적어도 어느 하나인 것을 포함하는 본 발명에 따른 난연 축광용 열경화 분체도료 함유 표시용 소재에 의하여 달성된다.
또한, 본 발명의 이러한 목적은,
(a) 내후성 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여 에폭시 당량이 60 내지 250g/eq인 경화제 2 내지 10중량부, 경화촉진제 0.1 내지 10중량부 및 난연성 안료 0.1 내지 10중량부 및 축광성 안료 10 내지 20중량부를 혼합하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)로부터의 혼합물을 90 내지 140℃의 온도에서 용융 분산시켜 칩 형태로 제조하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)로부터 제조된 칩 형태의 혼합물을 분쇄하여 평균 직경이 35 내지 75㎛인 도료 입자를 생성시키는 단계; 및
(d) 상기 단계 (c) 후에 상기 도료 입자를 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재의 제조방법에 의하여 달성된다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 본 발명은 첫째, 베이스 분체도료 코팅면에 도장된 후, 부착성, 내식성, 내후성등의 기본적인 물성을 충족하고 친환경적이다.
둘째, 종래의 일반 축광용 분체도료에 비해 축광의 발광효과를 저하시키지 않고 월등히 뛰어난 난연 효과가 있다.
셋째, 칩 분쇄시 각 칩 입자 하나에 균일한 코팅을 시켜 도료의 유동성을 증가시킴으로써 균일한 도막 두께가 가능케 하는 정전스프레이 도장작업성을 우수하게 하여 축광의 발광성을 높게, 지속시간이 길게 하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
<분체도료 함유 표시용 소재>
난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재(이하, '분체도료 함유 표시용 소재'라 함)는 내후성 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여, 에폭시 당량이 60 내지 250g/eq인 경화제 2 내지 10중량부, 경화촉진제 0.1 내지 10중량부 및 난연성 안료 0.1 내지 10 중량부 및 축광성 안료 10 내지 20 중량부를 포함하여 이루어진다. 여기서, 내후성 폴리에스터 수지는 산가가 20 내지 40 mgKOH/g인 폴리에스터 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 내후성 폴리에스터 수지는 산가가 20 내지 40 mgKOH/g의 범위를 벗어나게 되면 조직에 무리가 가게 되어 쉽게 부숴지게 되므로 산가가 20 내지 40 mgKOH/g의 범위에서 최적의 상태를 유지할 수가 있게 되는 것이다.
본 발명의 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재에서는 내후성 폴리에스터 수지 중에 TGIC Free형 경화제를 사용하며, 이와 같이 TGIC free형 경화제를 사용함으로써 일반적으로 사용되고 있는 TGIC 경화제보다 취급시 인체에 무해하며 환경친화적인 도료를 얻을 수 있다. 폴리에스터 수지와 반응하는 일반 경화제의 반응비는 93:7이지만 TGIC free경화제 95:5로 반응성의 차이가 있다.
폴리에스터란 에스터기가 연결기가 된 고분자의 총칭이다. 에스터란 알코올
또는 페놀이 유기산 또는 무기산과 반응하여 물을 잃고 축합반응하여 생긴 화합물
의 총칭이다 (에스터란 산과 알코올로 된 것을 말하고, 산과 알코올이 2관능성 이
상이면 고분자화 된다. 이것을 폴리에스터(polyester)라 한다. 폴리에스터가 되기
위한반응은 축합반응이다. 에스터는 카르복실산과 알코올을 가열반응시켜 얻을 수
있다). 하기 화학식 1 참조.
[화학식 1]
Figure 112017060207029-pat00001
유기산의 관능기는 카르복실기(-COOH)이고 알코올의 관능기는 히드록시기(-
OH)이다.
산이 H+이온을 유지함으로써 산으로서의 성상을 나타내는 것이며, 1 분자 중에 유기산의 이온(H+이온) 1개를 함유한 산을 1염기산, 2개 함유한 것을 2염기산이라고 하며, 2염기산 이상을 다염기산이라 한다. 또한 알코올성 수산기 1개를 가진 것을 1가 알콜, 2개이면 2가 알콜(polyol)이라 한다. 유기산에는 카르복실산이 대표적이며, 좁은 의미로서 에스터라 할 때에는 카르복실산 에스터만을 의미한다. 폴리에스테르화(Polyesterification)는 단순한 에스터화 반응(Esterification)의 연속이다. 하기 화학식 2 참조.
[화학식 2]
Figure 112017060207029-pat00002
폴리에스터 분체도료는 폴리에스터 수지와 폴리에스터 경화제의 반응에 의해서 만들어진다.
본 발명의 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재에서 경화제로는 지방족 에폭시(Aliphaticepoxy), 방향족 에폭시(Aromatic epoxy) 및 하이드록시알킬 아미드(Hydroxyalkylamide (또는 Primid); HAA)로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 특히, 경화제로 하이드록시알킬 아미드가 사용될 수 있다.
경화제는 내후성 폴리에스터 수지를 경화시키기 위해 사용되며, 본 발명인 분체도료 함유 표시용 소재에서의 경화제로는 에폭시 당량이 60 내지 250g/eq이다. 경화제는 내후성 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여, 2 내지 10중량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 이는 경화제가 2중량부 미만이면 미경화의 문제가 발생하고, 10중량부를 초과하면 도막의 물성이 저하되는 문제가 발생하기 때문이다.
이와 같은 경화제의 사용으로 베이스 분체도료가 피도물과의 부착력, 내후성, 내염수분무성, 경도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
폴리에스터와 하이드록시알킬 아미드(또는 프리미드)와의 반응식은 하기 화학식 3과 같다.
[화학식 3]
Figure 112017060207029-pat00003
경화촉진제는 내후성 폴리에스터 수지의 경화를 촉진시키기 위해 사용되며, 말단에 경화를 촉진시키는 효과가 있는 말단기가 함유된 것을 사용한다.
경화촉진제는 안티몬계, 게르마늄계, 티탄계 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으며, 대표적으로 티탄계(TC001)를 사용할 수 있다. 경화촉진제는 내후성 폴리에스터 수지 100중량부에 대해 0.1 내지 10중량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 이는 경화촉진제의 함량이 0.1중량부 미만이면 경화시간이 길어져 도료의 경화성 및 도막 외관에 문제를 야기할 수 있으며, 10중량부를 초과하면 경화시간은 줄일 수 있으나, 도막 외관의 레벨링(levelling) 및 코너 도장시의 침투성이 나빠지는 문제가 발생할 수 있다.
난연성 안료로는 알루미늄트리하이드로사이드(ATH)이며, 내후성 폴리에스터 수지 100중량부에 대해 0.1 내지 10중량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 이는 난연성 안료가 0.1중량부 미만이면 난연 효과가 없고, 10중량부를 초과하면 도료 용융점도에 영향을 주어 도막 표면이 나빠지는 문제가 발생하기 때문이다. 또한, 난연성 안료의 입자크기를 50 내지 100nm 미만인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 입자크기가 50nm 미만일 경우, 입자크기가 너무 작아 혼합된 원료가 집진기에 쉽게 포집되어 정량투입이 어렵고, 100nm 이상일 경우 축광의 발광에 간섭함으로써 발광효과가 현저히 떨어지게 된다.
축광성 안료로는, 현재 사용되어 지고 있는 ZnS계, 실리게이트 알루미네이트계(Silicate Aluminate), 알카라인 알루미네이트계(Alcaline Aluminate)가 있다. 그러나, 단독성분인 ZnS계는 실리게이트 알루미네이트계(Silicate Aluminate), 알 카라인 알루미네이트계(Alcaline Aluminate)에 비하여 휘도가 매우 낮고, 실리게이트 알루미네이트계(Silicate Aluminate)는 소지의 성분이 철분 및 중금속일 경우 검게 되는 산화현상이 일어나고 알카라인 알루미네이트계(Alcaline Aluminate)의 축광성 안료를 사용할 경우, 분체도료의 압출과정에서 RE-EXTRUDING을 할 경우, 강한 TWIN SCREW의 SHEAR STRESS에 의한 물리화학적 조직이 깨져 축광의 지속성이 현저히 떨어지기 때문에, 디디스프로시움트리옥시드(Didysprosium trioxide), ZnS, 스트론티움옥사이드, 알루미늄 옥사이드가 혼합 성분으로 이루어진 축광성 안료 사용이 바람직하며, 디디스프로시움트리옥시드(Didysprosium trioxide), ZnS, 스트론티움옥사이드, 알루미늄 옥사이드가 혼합 성분은 균등한 비율로 혼합된다.
내후성 폴리에스터 수지 100중량부에 대해 10 내지 20중량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 축광성 안료 함량이 10중량부 미만이면, 축광의 발광지속시간효과를 기대하기 어렵고, 20중량부를 초과할 경우 도료의 투명성이 떨어져 축광의 발광 최대치에 문제를 발생시킬 수 있다.
또한, 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재는, 0.1 내지 10중량부의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 도막에 조그만 분화구 모양의 구멍이 나타나는 분화구(catering) 현상, 핀홀(pinhole)방지, 흐름성 조절 등의 목적을 위해 적절히 택될 수 있으며, 여러 가지 목적을 위해 다양한 첨가제들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 수지와 안료의 분산효과를 높이기 위한 분산제, 도막의 광택을 조절하는 광택조절제, 도료 용융시의 흐름방지, 도료 분말의 유동성 개선을 위한 친수성 및 소수성계의 흄드 실리카 등을 선택적으로 사용할 수 있다.
첨가제는 내후성 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부의 양으로 포함될 수 있다. 이는 첨가제의 함량이 0.1중량부 미만이면, 첨가제 사용에 따른 적절한 효과를 얻을 수 없고, 10중량부를 초과하면 효과 없이 비경제적이며, 축광의 발광저하 및 도막 외관에 문제를 발생시키기 때문이다.
<분체도료 함유 표시용 소재의 제조방법>
분체도료 함유 표시용 소재는 아래의 방법에 의해 제조되며, 이하 분체도료 함유 표시용 소재의 제조방법에 대해 상세히 설명하되, 상기 분체도료 함유 표시용 소재에 대한 상세한 설명에서 중복되는 내용은 이를 생략한다.
1. 예비혼합단계
내후성 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여, 에폭시 당량이 60 내지 250g/eq인 경화제 2 내지 10중량부, 경화촉진제 0.1 내지 10중량부 및 난연성 안료 0.1 내지 10중량부 및 축광성 안료 10 내지 20중량부, 그리고 선택적으로 필요에 따라 0.1 내지 10중량부의 핀홀방지제 및 0.1 내지 10중량부의 첨가제중 적어도 어느 하나를 예비 혼합한다.
2. 용융분산, 냉각 및 칩 제조단계
혼합단계에서 제조된 혼합물을 60 내지 120℃의 온도에서 용융분산기(KNEADER OR EXTRUDER)를 통해 용융 분산시킨 후 냉각 롤러를 통해 1 내지 2mm의 두께로 얇게 펴고 냉각판과 크러셔(CRUSHER)를 거쳐 1 내지 2cm 내의 칩 형태로 분쇄기(GRINDER)로 에어 이송 및 투입에 문제가 되지 않을 정도의 일정한 크기로 하는 것이 바람직하다.
3. 도료입자 제조 분극단계
칩 제조단계에서 제조된 칩을 분쇄하여 80 내지 200메쉬 크기의 눈크기를 가진 FABRIC 여과체로 분체도료의 평균 입자 크기가 35 내지 75㎛, 미분입자 크기가 20㎛ 미만, 조분입자 크기가 90㎛ 이상인 것을 걸려내는 도료분극과정을 거친다. 이때, 칩은 고속 그라인더(GRINDER)를 이용하여 분쇄되는 ACM(AIR CLASSIFIER)이 사용될 수 있다.
20㎛ 미만 입자가 많으면 베이스도료표면에 정전반발이 심해져 균일한 도막
을 얻을 수 없으며 도막 불균일에 의한 축광의 발광차이가 발생된다.
상기 도료 입자의 표면에는 분쇄과정을 통하여 난연성 안료가 도료 입자의 표면으로 이탈되면서 축광성 안료가 포함된 도료 입자의 표면에 난연코팅막을 형성하게 되는 것이고, 이와 같이 상기 도료 입자의 표면에 난연코팅막이 코팅되어 있으므로 도료 입자의 표면이 매끄럽게 되어 도료 입자의 유동성이 월활하게 되어 도장의 평활면을 형성하게 되는 것이다.
상기 도료 입자는 약 21 내지 89㎛의 크기를 가지며, 바람직하게는 35 내지 75㎛의 크기를 가지며 외측의 난연코팅막은 1~ 5㎛ 두께로 형성되며, 상기 도료 입자의 도장면의 평활성이 보장되게 되는 것이다.
또한, 도료입자 분극단계는 분체도료 혼합물을 최종 검사한 후, 포장하여 분체도료 혼합물을 완성하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제조방법으로 제조된 난연 축광용 열경화성 분체도료는 80 내지 100℃, 바람직하게는 85 내지 95℃의 그 유리전이온도(Tg)를 가진다. 이는 80℃ 미만이면 도료 흐름성이 좋아 베이스도료 위에 도막 형성 시 도료가 베이스도료 가장자리면으로 모이는 현상이 발생되어 표면이 볼록하게 발생되는 SAGGING 현상으로 외관이 나빠지고, 도료 저장성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 유리전이온도가 100℃를 초과하면, 저장성은 좋아지나 베이스 도료와의 층간 접촉면의 증가로 도료 평활성(levelling)이 나빠져서 축광의 난반사를 일으켜 축광 효과를 저하시키기 때문에 도막의 유리전이온도의 적당한 선택제어는 매우 중요하다.
또한, 난연 축광용 열경화성 분체도료의 에찌 커버레지(EDGECOVERAGE)는 35 내지 55%, 바람직하게는 40 내지 50%를 가진다. 이는 에찌 커버레지가 35% 미만이면 베이스도료 위에 200㎛ 이상의 건조 도막 두께를 얻기 어려워 축광의 발광지속시간이 떨어지고 55%를 초과할 경우 도료의 점도가 높아 흐름성이 낮아져 도료 표면의 웨이브 현상과 같은 외관불량 및 용융분산성이 나빠져 축광의 투명성이 떨어져 축광의 발광수치가 낮아질 수 있는 문제가 있다.
본 발명의 난연 축광용 열경화성 분체도료는 상기 범위의 입자분포도, 유리전이온도, 에찌커버레지를 가지며, 분체도장라인에서 베이스도료 위에 도장시 정전작업성, 도막흐름성이 양호하여 축광의 발광지속시간 및 피크수치가 우수하게 나타난다.
한편, 이와 같이 제조된 난연 축광용 열경화성 분체도료는 베이스도료 위에 도장하기 위한 단계, 베이스도료 위에 정전스프레이 도장하는 단계, 열풍건조로를 이용해서 경화시키는 단계 및 냉각시키는 단계에 의해 도장될 수 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 난연 축광용 열경화성 분체도료가 효과적으로 도료의 난연 및 축광기능을 발휘하기 위해서는 난연 축광용 열경화성 분체도료의 하도로 사용되는 베이스도료의 도막은 50㎛ 내지 100㎛으로 도장한다. 도막이 50㎛ 미만이면 외관의 평활성이 떨어져 상도 도장되는 난연 축광용 열경화성 분체도료의 축광의 발광기능이 떨어지고 100㎛를 초과할 경우 난연 축광용 열경화성 분체도료와의 도막에 의한 기계적물성이 저하된다. 또한 베이스 도료는 도막 표면에 난연 축광용 열경화 분체도료, 더욱 정확하게는 내후성 폴리에스터수지와의 층간 부착성을 형성할 수 있도록 조정한다.
다음으로, 베이스도료가 코팅된 피도물 형태에 따라 수직 및 수평방향으로 콘베이어에 행거를 이용해 걸은 후, 지면과 수직 및 수평방향으로 이동시키면서 정전도장 스프레이건을 이용하여 베이스도료 위에 난연 축광용 열경화성 분체도료를 도장한다.
다음으로, 열풍건조로 및 전기건조로를 이용하여 열경화 건조시킨다. 한편, 건조로의 온도는 200 내지 220℃로 설정하며, 이때 베이스도료의 표면온도가 200도가 되었을 때 난연 축광용 열경화성 분체도료를 도장하여 10분 내지 15분 동안 유지시킨다. 이와 같이 열경화 건조시에 분체도료내에 포함된 도료 입자의 난연코팅막이 파괴되면서 축광성 안료와 혼합되면서 도장면이 축광기능과 함께 난연기능이 부가되게 되는 것이다.
끝으로, 건조로를 통과한 난연 축광용 열경화성 분체도료 코팅 피도물은 냉각과정을 거쳐 포장작업을 진행한다.
<실험결과>
1. 분체도료의 제조
하기 표 1의 조성으로 난연 축광용 열경화성 분체도료를 제조하였다.
먼저, 하기 표 1에 기재된 배합비가 되도록 구성성분들을 평량한 후, 혼합기(premixer)에 투입하고, 2000 RPM의 저속에서 2분 및 3500 RPM의 고속에서 2분간 UP & DOWN 교차 혼합하였다. 다음으로, 용융분산기(twin screw, ZSK-32MV)에 혼합물을 투입시켜 110℃의 온도로 용융분산시킨 분산물은 냉각 롤러(choolingroller)와 냉각 벨트(cooling belt)로 냉각시킨 후, 두께 1 내지 2㎜, 크기 10 내지 30㎜ 크기의 칩 형태로 제조하고, 이 칩을 ACM30 분쇄기(grinder)를 이용하여 분쇄하고, 분쇄된 분말을 초음파 여과체(sieve) 150메쉬(mesh)로 걸러 평균 입자 크기가 30내지 50㎛인 난연 축광용 열경화성 분체도료를 제조하였다.
[표 1]
Figure 112017060207029-pat00004
2. 난연 축광용 열경화성 분체도료의 물성 결과
상기 실시예와 비교예에서 제조된 난연 축광용 열경화성 분체도료의 물성 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112017060207029-pat00005
3. 난연 축광용 열경화성 분체도료의 도장 시편 제작 및 물성시험 결과
본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 난연 축광용 열경화성 분체도료 를 이용하여 베이스 도료가 코팅된 도장 시편을 제작하고, 다음과 같은 방법으로 물성시험을 실시하여 하기 표 3에 나타내었다.
1) 베이스도료가 코팅된 도장 시편의 제작
① 시편조건 - 75㎜ × 150㎜ × 0.7㎜ 두께 철판 및 알루미늄 재질
② 도장 방법 - 상기 제작된 베이스 도료 도장 시편에 정전 스프레이 도장건을 이용하여 두막 두께 70~80㎛로 도장한 후, 열풍건조로를 이용하여 200℃의 온도에서 10분(베이스도료가 코팅된 도장시편 온도 기준) 동안 경화시킨 후, 냉각시켰다.
2) 물성 시험 방법
① 내충격성 : KSD 6711 시험방법에 따름.
② 내염수분무성 : KSD 9502 시험방법에 따름.
③ 유리전이온도 : CAN/CSA 245.2 시험방법에 따름.
④ (층간)부착성 : KSM ISO 2409 시험방법에 따름.
⑤ 에찌커버레지 : 시험방법에 따름.
⑥ 난연성 : KS F 2271 시험방법에 따름.
⑦ 휘도 : KFI 시험방법에 따름.
3) 시험 결과
하기 표 3은 상기 표 1의 조건으로 제조한 분체도료 함유 표시용 소재의 물성을 시험한 결과이다. 하기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명인 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재의 실시예에 대한 물성 시험 결과는 비교예에 대한 물성 시험 결과에 비해 우수한 효과를 나타내었다. 하기 표 3에서 "○"는 우수한 것을 나타내고, "×"는 불량인 것을 나타낸다.
[표 3]
Figure 112017060207029-pat00006
내충격성 시험으로, 500g × 50cm × 1/2", DUPONT 방식으로 측정한 충격성에서 양호하였으며, 베이스도료에 도장한 후 실시한 충격성 시험에서도 양호한 결
과를 얻었다.
층간 부착성 시험으로, 베이스도료의 부착성이 100/100(1mm) 시험기준에 통과된 것을 확인한 후 베이스도료 위에 도장한 후 실시한 층간 부착성 시험, 100/100(1mm)에서도 양호한 결과를 얻었다.
비교예 1 및 비교예 2의 경우에는 난연성 및 휘도가 많이 떨어져, 난연성 및 축광 능력 물성이 적합하지 않았다.
내염수분무성은 5% NaCl 수용액을 35℃에서 분무하는 시험기에서 500시간 시험 후 발청 및 박리상태를 살펴 본 결과, 실시예는 모두 양호하였으나 비교예 3 및 4의 경우에는 불량하였다.
비교예 3 및 비교예 4의 경우에는 에찌커버레지, 평활성, 투명성 등에서 만
족할 만한 수준은 아니었다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 내후성 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여, 에폭시 당량이 60 내지 250g/eq인 경화제 2 내지 10중량부, 경화촉진제 0.1 내지 10중량부 및 난연성 안료 0.1 내지 10중량부 및 축광성 안료 10 내지 20 중량부를 포함하는 혼합물을 제조하고,
    상기 혼합물을 90 내지 140℃의 온도에서 용융 분산시킨 후 냉각 롤러를 통해 1 내지 2mm의 두께로 얇게 펴 칩 형태로 제조하고,
    칩 형태의 혼합물을 분쇄하여 평균 직경이 35 내지 75㎛인 도료 입자를 생성시켜 제조된 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재로서,
    상기 난연성 안료는 입자크기가 50 내지 100㎚인 알루미늄트리하이드로사이드(ATH)이며,
    상기 축광성 안료는 디디스프로시움트리옥시드(Didysprosium trioxide), ZnS, 스트론티움옥사이드, 알루미늄 옥사이드가 혼합 성분으로 이루어져,
    그 유리전이온도(Tg)는 80 내지 100℃를 가지고,
    그 에찌 커버리지(EDGE COVERAGE)는 35 내지 55%를 가지는 것을 특징으로 하는 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내후성 폴리에스터 수지는 산가가 20 내지 40mgKOH/g인 폴리에스터 수지인 것을 특징으로 하는 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 경화제는 지방족 에폭시(Aliphatic epoxy), 방향족 에폭시(Aromatic epoxy) 및 하이드록시알킬 아미드(Hydroxyalkyl amide)로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 경화촉진제는 안티몬계, 게르마늄계 및 티탄계 화합물로 구성된 군으로 부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재.
  5. 제 1항에 있어서,
    첨가제가 추가로 혼합되며,
    상기 첨가제의 함량은 0.1 내지 10중량부이며, 분산제, 접착력 향상제, 광택조절제 및 핀홀방지제, UV안정제, 경도향상제 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 난연축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재.
  6. 삭제
  7. (a) 내후성 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여 에폭시 당량이 60 내지 250g/eq인 경화제 2 내지 10중량부, 경화촉진제 0.1 내지 10중량부 및 난연성 안료 0.1 내지 10중량부 및 축광성 안료 10 내지 20중량부를 혼합기에 투입하여 2000rpm의 속도로 2분, 3500rpm의 속도로 2분간 혼합하는 단계;
    (b) 상기 단계 (a)로부터의 혼합물을 90 내지 140℃의 온도에서 용융 분산시킨 후 냉각 롤러를 통해 1 내지 2mm의 두께로 얇게 펴 칩 형태로 제조하는 단계;
    (c) 상기 단계 (b)로부터 제조된 칩 형태의 혼합물을 분쇄하여 평균 직경이 35 내지 75um인 도료 입자를 생성시키는 단계; 및
    (d) 상기 단계 (c) 후에 상기 도료 입자를 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재의 제조방법으로서,
    상기 난연성 안료는 입자크기가 50 내지 100㎚인 알루미늄트리하이드로사이드(ATH)이며,
    상기 축광성 안료는 디디스프로시움트리옥시드(Didysprosium trioxide), ZnS, 스트론티움옥사이드, 알루미늄 옥사이드가 혼합 성분으로 이루어져,
    그 유리전이온도(Tg)는 80 내지 100℃를 가지고,
    그 에찌 커버리지(EDGE COVERAGE)는 35 내지 55%를 가지는 것을 특징으로 하는 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재의 제조방법.
KR1020170079412A 2016-08-18 2017-06-23 난연 축광용 열경화성 분체도료 함유 표시용 소재 및 그 제조방법 KR101823299B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108822699A (zh) * 2018-05-17 2018-11-16 广东涂亿科技有限公司 一种耐候性发光粉末涂料及其制备方法和应用、工件

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