KR102136303B1 - 박리성 도료 세정제 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 활성화제 0.1 내지 10중량%, 계면활성제 0.1 내지 10중량%, 유기 조용제 55 내지 95 중량% 및 잔부 용제를 포함하는 것인 박리성 도료 세정제 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 박리성 도료 조성물의 도장 작업 시 발생하는 도료의 비산 먼지(DUST)와 붓, 롤러 작업 시 발생하는 박리성 도료의 잔여물로 인한 소재의 오염 또는, 박리성 도료 도막 손상에 따라 제거가 불가능한 도막의 잔여물로 인한 오염으로부터 소재를 보호할 수 있는 박리성 도료 세정제 조성물을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 박리성 도료 세정제 조성물에 관한 것이다.
선박 및 해양구조물의 표면 또는 구조물의 도장된 면은 제작 및 조립과정에서 다양한 오염 및 손상 가능한 외부 환경에 노출되어 있다. 이에 따라, 각종 오염물질에 의해 오염될 수 있으며, 긁힘이나 마찰 등에 의해 시간이 경과함에 따라 표면 상태가 변질될 수 있다. 이러한, 여러 가지 외부환경으로부터 도막의 손상을 방지하고 소재의 표면을 보호하기 위한 목적으로 다양한 박리성 도료 조성물을 적용하기 위한 시도가 이루어지고 있다.
이러한 오염과 표면의 변질요인으로부터 소재를 보호하기 위하여 표면을 각종 왁스나 수지 등을 이용한 박리성 도료로 도장하는 경우가 많다. 그러나 이러한 도장처리를 하여도 시간이 지나면 표면은 오염되고, 도장된 물질은 벗겨지기 때문에 일정 시간 후에는 도장된 물질을 제거하고 다시 도장을 해야 한다.
통상적으로 사용되는 수성 박리성 도료 조성물은, 폴리비닐아세테이트, 폴리우레탄, 폴리비닐부티랄 등을 수지로 이용한다. 폴리비닐아세테이트는, 친수성 하이드록시기를 포함하고 있어, 분자량에 따라 물에 용해가 가능할 수 있으나, 도막을 통해 빗물이나 습기의 침투가 용이하고, 햇볕 등에 장기 노출될 경우, 융착 등이 발생하여 도막 제거가 어렵다.
이러한 종래의 박리성 도료 조성물의 도장 작업 시 발생하는 도료의 비산먼지(DUST)와 붓, 롤러 작업 시 발생하는 박리성 도료의 잔여물로 인한 소재의 오염 또는, 박리성 도료 도막 손상에 따라 제거가 불가능한 도막의 잔여물로 인한 오염으로부터 소재를 보호할 수 있는 세정제 조성물에 대한 요구가 증대되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 우수한 박리성도료 도막의 제거 성능과, 제거 시 발생 가능한 하부 도료의 손상을 막을 수 있는 박리성 도료 세정제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 활성화제 0.1 내지 10중량%, 계면활성제 0.1 내지 10중량%, 유기 조용제 55 내지 95 중량% 및 잔부 용제를 포함하는 것인 박리성 도료 세정제 조성물이 제공된다.
상기 유기 조용제의 극성이 물의 극성 이하인 것일 수 있다.
상기 유기 조용제가 프로필알콜, 이소프로필알콜, 메탄올, 에탄올, 부탄올, n-헥산올, 메틸아밀알콜, 시클로헥산올, 2-메틸시클로헥산올, 벤질알콜, 에틸렌글리콜, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸카비톨, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 및 시클로헥사논 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 유기 조용제가 이소프로필알콜 및 아세톤을 포함하는 것일 수 있다.
상기 활성화제가 알칼리성 활성화제일 수 있다.
상기 활성화제가 중크롬산나트륨, 중탄산나트륨, 수산화나트륨, 암모니아수 및 알킬아민 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 계면활성제가 비이온 계면활성제일 수 있다.
상기 계면활성제가 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 지방산 솔비탄에스테르, 지방산 디에탄올아민 및 알킬모노글리세릴에테르 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 용제가 탈이온수일 수 있다.
본 발명에 따르면, 박리성 도료 조성물의 도장 작업 시 발생하는 도료의 비산먼지(DUST)와 붓, 롤러 작업 시 발생하는 박리성 도료의 잔여물로 인한 소재의 오염 또는, 박리성 도료 도막 손상에 따라 제거가 불가능한 도막의 잔여물로 인한 오염으로부터 소재를 보호할 수 있는 박리성 도료 세정제 조성물을 제공할 수 있다.
이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 박리성 도료 세정제 조성물에 관한 것이다.
통상적으로 적용되고 있는 박리성 도료 조성물의 특징으로는, 소재보호의 용도 완료 후 박리하여 제거가 용이해야 하고, 스프레이 도장작업 시 발생되는 비산먼지(이하 DUST)의 제거가 용이해야 한다.
또한, 붓 및 롤러 작업 시 발생하는 소재의 오염의 발생이 없어야 한다. 그러나, 박리성 도료 조성물은 대부분 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐부티랄, 폴리우레탄 수분산액을 주수지로 사용함으로 인해, 도막의 물성이 유성도료 조성물에 비해 물리적, 화학적 물성이 상대적으로 약하다는 한계가 있다.
이러한 이유로, 외부 자극에 쉽게 손상을 당할 수 있고, 그로 인해 제거 시, 손상 당한 부분에서의 박리가 용이하지 않고 또한, 박리성 도료 스프레이 작업 시 발생하는 미세하게 비산된 도료들과 붓, 롤러 작업 시 발생하는 박리성 도료의 잔여물로 인한 소재의 오염 복구가 어렵다는 문제점 등이 발생하고 있다.
본 발명은 우수한 박리성 도료 도막의 제거 성능과, 제거 시 발생 가능한 하부도료의 손상을 막기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 활성화제 0.1 내지 10중량%, 계면활성제 0.1 내지 10중량%, 유기 조용제 55 내지 95 중량% 및 잔부 용제를 포함하는 것인 박리성 도료 세정제 조성물이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 포함되는 활성화제는 박리성 세정제의 용해도와 극성을 극대화시켜 제거하고자 하는 도막의 제거를 용이하게 한다. 본 발명에서는 일반적으로 박리성 도료용 수지가 음이온성 수분산액이 사용되는 점을 감안하여 화학적인 결합력을 극대화해서 제거에 용이한 알카리성 활성화제를 사용하는 것이 바람직하다.
보다 상세하게는 음이온성 수분산액을 주 수지로 사용하는 박리성 도료 조성물의 음이온과, 양이온성 알카리 활성화제의 화학적인 인력을 통해 계면의 친화력을 극대화시키고, 이는 용해력을 향상시킬 수 있다.
상기 활성화제는 특별하게 한정하는 것은 아니나 예를 들어, 중크롬산나트륨, 중탄산나트륨, 수산화나트륨, 암모니아수 및 알킬아민 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 중탄산나트륨을 사용할 수 있다.
상기 활성화제의 함량은 0.1 내지 10중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%일 수 있다. 0.1 미만인 경우 세정제의 활성이 저하되어 도막의 제거성능이 저하될 수 있고, 10 초과인 경우 세정제의 극성이 너무 높아 도막의 제거성능이 저하될 수 있다.
계면활성제는 박리성 도료와 같은 수성 도료 조성물 시스템의 물 또는 수분과의 원활한 혼합을 위해 사용하는 것이 바람직한데 특히, 친수-친유기를 모두 포함하고, 친수성, 친유성 양쪽 물질과의 상용성 및 용해도(Solubility Parameter)를 향상시키는데 중요한 역할을 한다.
상기 계면활성제로는 비이온, 음이온, 양이온, 양쪽성 이온 계면활성제가 있고, 적절한 사용목적에 따라 구분 사용될 수 있다. 예를 들어, 소듐라우레스설페이트, 소듐라우릴설페이트, 라우릴황산나트륨, 암모늄라우레스설페이트, 암모늄아루릴설페이트, 프로필렌글리콜, 트리에탄올아민, 알킬벤젠설폰산나트륨, 알킬에스테르나트륨, 아실디알킬에틸렌디아민과 유도체, n-알킬 아미노산, 도데실황산나트륨, 아실글루타민산염, 아실펩티드, 살코시네이트, 알킬벤질디메틸암모늄염, 테트라알킬암모늄염, 폴리옥시에틸렌노닐페놀, 알킬폴리글리코시드 등을 들 수 있다.
본 발명에서는 상기 성능을 확보하면서, 피부자극 등, 부작용이 상대적으로 낮은 비이온 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하며, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 지방산 솔비탄에스테르, 지방산 디에탄올아민 및 알킬모노글리세릴에테르 등을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
상기 계면활성제의 함량은 0.1 내지 10 중량%일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1 내지 5 중량%일 수 있다. 0.1 미만인 경우 용해도가 저하되어 도막의 제거성능이 저하될 수 있고, 10 초과인 경우 과도한 계면활성제 성분이 하도의 물성을 저하 시킬 수 있다.
본 발명에서는 잔부 용제로서 물, 탈이온수 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 탈이온수를 사용할 수 있다. 상기 용제의 함량은 1 내지 20 중량일 수 있으며, 보다 바람직하게는 5 내지 15 중량%일 수 있다. 5 미만인 경우 세정제의 강한 친유성으로 하도표면의 광택저하 및 스크래치가 발생할 수 있고, 10 초과인 경우 세정제의 강한 극성으로 인해 도막 제거성능이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 박리성 도료 세정제 조성물은 유기 조용제를 포함한다. 상기 유기 조용제의 종류로는, 물과 혼합 시 충분한 용해도(Solubility in H2O (g/100g)) 확보를 통해 상용성에 문제가 없는 알콜계 용제, 다가알콜계 용제, 케톤계 용제를 사용한다. 보다 상세하게는, 프로필알콜, 이소프로필알콜, 메탄올, 에탄올, 부탄올, n-헥산올, 메틸아밀알콜, 시클로헥산올, 2-메틸시클로헥산올, 벤질알콜, 에틸렌글리콜, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸카비톨, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등으로 이루어진 화합물 중에서 선택된 1개 이상의 유기 조용제를 사용할 수 있다.
이 때, 상기 유기 조용제는 제거할 피도막의 다양한 구성 성분들로부터 보다 유리한 상용성을 확보하기 위해, 물의 극성(Polarity, 1)을 기준으로 그 이하의 물질을 선택하는 것이 보다 유리하다.
또한, 상기 조용제의 증기압이 너무 낮은 경우, 하부도료의 도막을 용해할 수 있고, 너무 높은 경우, 과도한 휘발을 통해 제거하고자 하는 피도막의 용해력이 저하되고 또한, 과도한 용제가스의 발생으로 문제를 야기할 수 있으므로 용해력과 하부도막의 손상을 방지하기 위한 균형조절을 통해 선택된 1개 이상의 유기 조용제를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 각 성분의 혼합 시 서로의 상용성이 확보되고, 극성과 증기압(Vapor pressure) 제어를 통해 우수한 피도막 제거력과 하부도막손상을 최소화할 수 있는 이소프로필알콜 및 아세톤을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유기 조용제의 함량은 55 내지 95 중량%일 수 있으며, 보다 바람직하게는 75 내지 95 중량일 수 있다. 상기 조용제의 함량이 75 미만인 경우 세정제의 친유성이 저하되어 도막 제거성능이 떨어질 수 있고, 95 초과인 경우 세정제의 강한 친유성으로 하도표면의 광택저하 및 스크래치가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 박리성 도료 세정제 조성물은 유기 조용제, 계면활성제, 활성화제를 포함하여 박리성 도료에 적용 시, 다양한 경로를 통해서 발생하는 오염 물질을 제거하기 위한 새롭고 효과적인 방법을 제공할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
박리성
도료용 세정제 조성물의 제조
용제로 탈이온수, 활성화제로 중탄산나트륨, 계면활성제로 ER-20, SR-20(ADEKA社, 日本), 유기 조용제로 메탄올, 이소프로필알콜, 메틸에틸케톤, 아세톤을 사용하고, 하기 표 1의 조성으로 하여, 박리성 도료 세정제 조성물을 제조하였다.
| 번호 | 성분 | 실시예 | 비교예 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| 1 | 탈이온수 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 2 | ER-20 | - | - | - | 4 | 4 | 4 | 4 | - | 4 | - |
| 3 | SR-20 | 4 | 4 | 4 | - | - | - | - | - | - | - |
| 4 | 중탄산나트륨 | 0.2 | 0.5 | 1 | 0.2 | 0.5 | 1 | - | - | - | - |
| 5 | 메탄올 | 45.8 | 45.5 | 45 | - | - | - | - | - | 45 | 45 |
| 6 | 이소프로필알콜 | - | - | - | 45.8 | 45.5 | 45 | - | - | 46 | 50 |
| 7 | 메틸에틸케톤 | 45 | 45 | 45 | - | - | - | 45 | 45 | - | - |
| 8 | 아세톤 | - | - | - | 45 | 45 | 45 | 46 | 50 | - | - |
| 합계 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
Rubbing Test 성능의 평가 및 결과
평가방법은 다음과 같다.
박리성 도료 조성물을 가로 x 세로 x 두께가 100mm x 300mm x 2mm 로 전처리 된 Steel 판에 각각 도장하여 일주일간 건조시킨 후, 도막을 세정제로 적신 헝겊으로 문질러서 세정제의 제거 성능을 확인하였다.
A : 5회 이하의 Rubbing으로 도막 제거
B : 5회 이상 15회 이하의 Rubbing으로 도막 제거
C : 15회 이상 25회 이하의 Rubbing으로 도막 제거
D : 25회 이상 50회 이하의 Rubbing으로 도막 제거
E : 50회 이상의 Rubbing으로 도막 제거 또는, 도막 제거 힘듦
상기 제거 성능의 평가에 따른 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
| 실시예 | 비교예 | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 제거 성능 |
C | C | B | B | B | A | C | D | D | E |
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 박리성 도료 세정제 제조 시, 비이온 계면활성제를 4 중량%를 포함하고, 알카리성 활성화제를 포함하여 제조된 실시예 1~6의 경우에는, 적어도 C 이상의 양호한 제거 성능을 나타내고, 이 중에서도 특히, 유기 조용제로 이소프로필알콜, 아세톤을 포함하고, 비이온 계면활성제를 4 중량%를 포함하고, 알카리성 활성화제를 포함하여 제조된 실시예 4~6의 경우에는, 적어도 B 이상의 우수한 제거 성능을 나타내며, 이 중에서도 알카리성 활성화제를 1 중량%를 포함하여 제조 된 실시예 6의 경우에는, 제거 성능이 가장 우수한 것을 확인할 수 있었다.
반면, 계면활성제 및 알카리성 활성화제 성분을 포함하지 않고 제조 된 비교예 2~4의 경우에는 상대적으로 제거 성능이 떨어지고 특히, 유기 조용제로 알콜계 조용제 단독으로 사용하여 제조 된 비교예 4의 경우가 제거 성능이 현저하게 떨어지는 것으로 확인되었다.
도막
부풀음
성능의 평가 및 결과
평가방법은 다음과 같다.
박리성 도료조성물을 가로 x 세로 x 두께가 70mm x 150mm x 2mm 로 전처리 된 Steel 판에 각각 도장하여 일주일간 건조시킨 후, 도막을 세정제에 침적하여 시간 경과별 세정제의 제거 성능을 확인하였다.
A : 도막 표면에 시편 유효면적 전체에 대한 부풀음 및 Blister 발생
B : 도막 표면에 시편 유효면적의 50% 이하의 부풀음 및 Blister 관찰
C : 도막 표면에 시편 유효면적의 30% 이하의 부풀음 및 Blister 관찰
D : 도막 표면에 시편 유효면적의 10% 이하의 부풀음 및 Blister 관찰
E : 도막 부풀음 및 Blister 발생 없음
상기 내수성능의 평가에 따른 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
| 침적 기간 |
실시예 | 비교예 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 1일 | B | B | B | A | A | A | B | B | C | C |
| 2일 | B | B | A | A | A | A | B | B | B | B |
| 3일 | A | A | A | A | A | A | B | B | B | B |
상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 박리성 도료 세정제 제조 시, 상기 표 1과 같이, 제조 시 비이온 계면활성제를 4 중량%를 포함하고, 알카리성 활성화제를 포함하여 제조된 실시예 1~6의 경우에는, 적어도 B 이상의 양호한 제거 성능을 나타내고, 이 중에서도 특히, 유기 조용제로 이소프로필알콜, 아세톤을 포함하고, 비이온 계면활성제를 4 중량%를 포함하고, 알카리성 활성화제를 포함하여 제조된 실시예 4~6의 경우에는, 적어도 A 이상의 우수한 제거 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
반면, 계면활성제 및 알카리성 활성화제 성분을 포함하지 않고 제조된 비교예 1~4의 경우에는 상대적으로 제거 성능이 떨어지고 특히, 유기 조용제로 알콜계 조용제 단독으로 사용하여 제조 된, 비교예 3~4의 경우가 제거 성능이 가장 떨어지는 것으로 확인되었다.
특히, 3일 경과 후 관찰결과 실시예 1~6과 비교예 1~4의 성능 차이가 확연하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
하도손상
성능의 평가 및 결과
평가방법은 다음과 같다.
가로 x 세로 x 두께가 70mm x 150mm x 2mm 로 전처리 된 금속판에 에폭시(6~70), 우레탄(8~90), 실록산(6~70) 하도를 도장하여 일주일간 건조시키고, 박리성 도료조성물을 각각 도장하여 일주일간 건조된 도막을 세정제에 침적하여 3일 경과 후, 하도별 광택 저하를 확인하였다.
A : 하부도막 표면의 손상 및 광택 저하가 관찰되지 않음
B : 하부도막 표면의 광택저하가 5% 이내
C : 하부도막 표면의 광택저하가 5% 이상 25% 이내
D : 하부도막 표면의 광택저하가 25% 이상 50% 이내
E : 하부도막 표면의 손상 및 광택저하가 50% 이상
상기 하도손상 성능 평가에 따른 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
| 침적 기간 |
실시예 | 비교예 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 에폭시 | B | B | B | A | A | A | C | C | C | C |
| 우레탄 | B | B | A | A | A | A | C | C | B | B |
| 실록산 | A | A | A | A | A | A | B | B | B | B |
※에폭시 도료(J社, Gross : 63)
우레탄 도료(K社, Gross : 88)
실록산 도료(K社, Gross : 65)
상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 박리성 도료 세정제 제조 시, 상기 표 1과 같이, 제조 시 비이온 계면활성제를 4 중량%를 포함하고, 알카리성 활성화제를 포함하여 제조된 실시예 1~6의 경우에는, 적어도 B 이상의 하도손상 방지 성능을 나타내고, 이 중에서도 특히, 유기 조용제로 이소프로필알콜, 아세톤을 포함하고, 비이온 계면활성제를 4 중량%를 포함하고, 알카리성 활성화제를 포함하여 제조된 실시예 4~6의 경우에는, 적어도 A 이상의 우수한 하도손상 방지 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
반면, 유기 조용제로 케톤계 성분의 메틸에틸케톤을 포함하여 비교예 1~2의 경우에는 상대적으로 하도손상이 심하고 특히, 유기 조용제로 케톤계 조용제 단독으로 사용하여 제조 된, 비교예 1~2의 경우가 하도손상이 가장 심한 것으로 확인되었다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Claims (9)
- 활성화제 0.1 내지 10중량%, 계면활성제 0.1 내지 10중량%, 유기 조용제 55 내지 95 중량% 및 잔부 용제를 포함하고,
상기 유기 조용제가 이소프로필알콜 및 아세톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 박리성 도료 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 유기 조용제의 극성이 물의 극성 이하인 것을 특징으로 하는 박리성 도료 세정제 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 활성화제가 알칼리성 활성화제인 것을 특징으로 하는 박리성 도료 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 활성화제가 중크롬산나트륨, 중탄산나트륨, 수산화나트륨, 암모니아수 및 알킬아민 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 박리성 도료 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 계면활성제가 비이온 계면활성제인 것을 특징으로 하는 박리성 도료 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 계면활성제가 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 지방산 솔비탄에스테르, 지방산 디에탄올아민 및 알킬모노글리세릴에테르 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 박리성 도료 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 용제가 탈이온수인 것을 특징으로 하는 박리성 도료 세정제 조성물.
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