KR102225156B1 - 방화문 제조용 실크스크린 잉크 조성물 및 이를 이용한 방화문 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방화문 제조용 실크스크린 잉크 조성물 및 이를 이용한 방화문 제조방법에 관한 것으로서, 강판에 실크스크린 인쇄를 한 후 프레스 가공을 할 때, 가공부의 백화현상을 방지하고, 도막의 경도와 내스크래치성을 향상시킬 수 있으며, 프레임을 무용접 방식으로 조립할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 실크스크린 잉크 조성물은, 폴리에스테르 수지와, 가교제와, 경화촉매와, 용제와, 실리콘첨가제와, 소포제와, 폴리아미드 입자와, 소광제를 포함하여 구성되고, 상기 폴리에스테르 수지는, 선형 폴리에스테르 A수지와, 브랜치 폴리에스테르 B수지와, 선형 변성 폴리에스테르 C수지를 블렌딩하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

방화문 제조용 실크스크린 잉크 조성물 및 이를 이용한 방화문 제조방법{INK COMPOSITION OF SILKSCREEN PRINTING FOR FIRE DOOR AND MANUFACTURING METHOD OF FIRE DOOR USING THE SAME}

본 발명은 방화문 제조용 실크스크린 잉크 조성물 및 이를 이용한 방화문 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기아연도금강판을 사용하여 실크스크린 인쇄를 한 후에 프레스 가공을 한 다음, 방화문 몸체의 가장자리에 무용접 방식으로 프레임을 조립함으로써, 프레스 가공 및 용접 후에 분체도장을 하는 종래의 방식에 비해, 작업 공정을 단순화하여 생산성 향상 및 원가절감을 도모하고, 가공부의 백화현상을 방지할 수 있으며, 분체도장으로 인한 대기 오염을 방지하는 동시에, 방화문 몸체와 프레임에 다양한 색상 및 디자인을 구현할 수 있는 방화문 제조용 실크스크린 잉크 조성물 및 이를 이용한 방화문의 제조방법에 관한 것이다.

아파트 또는 대형 빌딩 등과 같이 대중이 이용하는 건축물에는, 화재의 발생시 연기 및 화염의 확산을 방지하기 위해 일정 장소에 방화문을 설치하여야 한다.

상기한 방화문은 건물의 면적 및 용도에 따라 그 설치장소가 정해져 있으며, 일반적으로 방화벽의 개구부, 피난계단 출입구, 옥외 피난계단 출입구 등에 설치되고 있다.

상기한 방화문은, 항상 닫힌 상태를 유지하거나, 화재로 인한 연기, 온도, 불꽃을 신속하게 감지하여 자동적으로 닫히는 구조로 설치된다.

상기한 방화문의 재질로는 일반적으로 스틸 재질이 많이 사용되고 있다.

상기 방화문은, 전면패널과 후면패널을 구비하는 일정 두께로 제조되며, 전면 패널과 후면패널 사이에는 불연재가 충진되고, 전면 패널과 후면 패널의 4면 모서리는 프레임으로 마감 처리된다.

도 1은 전기아연도금강판을 사용하여 방화문을 제조하는 종래 방식의 일례를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 종래의 방화문 제조방법은, 전기아연도금강판을 준비하는 단계(S1), 상기 전기아연도금강판을 프레스로 가공하는 단계(S2), 프레임을 용접에 의해 방화문 몸체에 조립하는 단계(S3), 도어 몸체 및 프레임을 스프레이 방식에 의해 분체도장하는 하는 단계(S4), 후도장을 하는 단계(S5)를 포함하여 이루어진다.

즉 상기한 종래의 방화문 제조방법은, 전기아연도금강판을 프레스로 가공을 하고, 도어 몸체의 모서리에 방화문 프레임을 용접한 후 분체도장을 실시하고 있다.

이와 같이 먼저 프레스 가공을 하고 프레임을 용접한 후에 분체도장을 실시하는 이유는, 분체도장을 실시한 후 프레스 가공을 하게 되면, 가공부위에 크랙(Crack)이 발생하고 도막 박리 현상이 발생하기 때문이다.

그런데 상기한 종래의 방화문 제조방법은, 강판에 프레스 가공을 한 후 프레임을 용접하여 도어 몸체에 조립하는 과정을 거치게 되므로, 작업공수가 증가되어 생산성이 저하되는 문제가 있다.

또한 스프레이 방식으로 분체도장을 실시하므로, 분진이 많이 발생하게 되어 근로자가 유해 작업환경에 노출되는 문제점이 있다.

또한 상기한 분체도장 방식에 의하면, 방화문에 다양한 색상 및 디자인 패턴을 구현하기가 어렵다.

상기한 분체도장 방식 외에, 피씨엠(PCM: Pre-Coated Metal) 강판을 이용하여 방화문을 제조할 수도 있다.

상기 피씨엠 강판은, 강판에 하도 도료와 상도 도료를 미리 도장한 제품으로, 이를 성형하여 가공하면 바로 완제품이 제조될 수 있다는 장점이 있다.

그러나 피씨엠 강판을 사용하여 방화문을 제조하게 되면, 통상의 전기아연도금강판에 비해 제조원가가 대폭 상승한다는 단점이 있다.

즉, 피씨엠 강판을 제조하기 위해서는 통상 2회 도장 및 2회 소부(2 Coating - 2 Baking)과정을 거쳐야 한다. 이는 도막의 기본 물성 및 기타의 조건을 고려하여 피씨엠 강판을 제조하는 최적의 방법으로 알려져 있다.

이에 따라 제조설비가 복잡해지고 많은 시간과 노동력이 요구된다는 문제가 있다.

또한 피씨엠 강판으로는 다양한 패턴과 색상을 구현하기가 어렵다는 단점이 있다.

또한 피씨엠용 하도 도료는, 약 200 ~ 220℃ 범위의 소부과정을 거쳐야 건조 및 경화가 된다. 이에 따라 많은 에너지가 소모되고, 결과적으로 피씨엠 강판의 비용을 상승시키는 요인이 된다.

이러한 이유로 대부분의 방화문은, 피씨엠 강판을 사용하지 않고 전기아연도금강판을 사용하고 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 검색해 본 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은 "방화문의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 방화문"에 관한 것으로, 전면패널과 배면패널의 대응 접합으로 인한 내부공간을 갖는 방화문에 있어 상기 내부공간 내에 하니콤 코어를 삽입하여 형성하되, 상기의 하니콤 코어의 사이사이 공극에는 친환경 소재인 펄라이트 또는 질석 분말을 충전 형성하고, 상기 하니콤 코어 및 충전물은 전면패널과 배면패널의 내면에 도포되는 우레탄 발포 접착층에 의해 고착되도록 구성한 방화문에 대해 기재하고 있다.

특허문헌 2는 "불연 단열성의 세라믹 샌드위치 방화문의 제조방법"에 관한 것으로, 금속소재인 스틸·스테인리스·알루미늄·마그네슘 중에서 선택되어 사용되는 두께 08 ~ 5mm의 제1판넬(100)과, 금속 또는 고분자 소재인 스틸·스테인리스·알루미늄·마그네슘·요소수지·멜라민수지 중에서 선택되어 사용되는 두께 08 ~ 5mm의 제2판넬(200)을 고정하는 고정단계(S100);와, 상기 고정단계(S100)를 거쳐 고정된 제1판넬(100)과 제2판넬(200)의 양 측면과 저면을 용접하여 밀봉하는 밀봉단계(S200);와, 상기 고정단계(S100) 및 밀봉단계(S200)를 거쳐 서로 고정되고 양 측면과 저면이 밀봉된 제1판넬(100) 및 제2판넬(200)의 개봉된 상면에 입자의 크기가 5nm~400㎛를 갖는 규산염·알루미늄염·마그네슘염·인산염·붕산염의 혼합조성물인 발포 세라믹분말이 20~70중량%가 혼합되고, 규조토·점토·석고·펄라이트·질석의 혼합조성물인 무기질바인더가 30~80중량%가 혼합된 충진혼합물(300)을 투입하는 충진하는 충진단계(S300);와, 상기 충진단계(S300)를 거쳐 제1판넬 및 제2판넬 사이에 충진된 발포 세라믹분말 및 무기물바인더 혼합물을 진동다지기나 단단한 소재의 나무막대와 같은 다지기부재로 상기 발포 세라믹분말과 무기물바인더 사이에 공간이 없도록 눌러 다지는 다짐단계(S400);와, 상기 제1판넬(100) 및 제2판넬(200)에 충진되어 다져진 발포 세라믹분말 및 무기물바인더의 충진혼합물(300)을

건조시키는 건조단계(S500);와, 상기 건조단계(S500)를 거친 후에 상기 제1판넬(100) 및 제2판넬(200)의 개봉된 상면을 봉합하는 밀폐단계(S600);로 구성되는 불연 단열성의 세라믹 샌드위치 방화문의 제조 방법에 대해 기재하고 있다.

국내 등록특허 제10-0982752호(2010. 09. 20. 공고) 국내 공개특허 제10-2013-0091045호(2013. 08. 16. 공개)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방화문을 제조하기 위해 강판에 실크스크린 인쇄를 한 후 프레스 가공을 할 때, 가공부의 백화현상을 방지하고, 도막의 경도와 내스크래치성을 향상시킬 수 있는 실크스크린 인쇄 잉크 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 전기아연도금강판을 사용하여 실크스크린 인쇄를 하면서도 가공성을 확보할 수 있는 실크스크린 인쇄 잉크 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 연속적인 자동화 인쇄방식에 의해 방화문을 제조함으로써, 제조공정을 단순화하여 생산성을 향상시키고 제조원가를 절감하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 실크스크린 인쇄에 의해 도어 몸체 및 프레임에 다양한 색상 및 디자인 패턴을 용이하게 구현하여 고품질의 방화문을 제조하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 도어 몸체의 가장자리에 조립되는 프레임의 용접작업을 생략할 수 있는 방화문 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전기아연도금강판에 색상 및 패턴 인쇄를 하여 방화문을 제조하는 데 사용되는 실크스크린 잉크 조성물에 있어서, 상기 실크스크린 잉크 조성물은, 폴리에스테르 수지와, 가교제와, 경화촉매와, 용제와, 실리콘과, 소포제와, 폴리아미드 입자와, 소광제를 포함하여 구성되고, 상기 폴리에스테르 수지는, 가공성 향상을 위한 선형 폴리에스테르 A수지와, 경도 향상을 위한 브랜치 폴리에스테르 B수지와, 백화현상 방지 및 유연성 개선을 위한 선형 변성 폴리에스테르 C수지를 블렌딩하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 선형 폴리에스테르 A수지는, 중량평균분자량 14,000 ∼ 16,000, 수산가 20 ∼ 30mgKOH/g, 산가 1∼5 mgKOH/g, 유리전이온도 5 ∼ 10℃로서, 전체 조성물에 대하여 30 ∼ 40 중량% 함유되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 브랜치 폴리에스테르 B수지는, 중량평균분자량 9,000 ∼ 12,000, 수산가 30 ∼ 40mgKOH/g, 산가 1∼5 mgKOH/g, 유리전이온도 25 ∼ 35℃로서, 브랜치 폴리에스테르 B수지 제조시 폴리에스테르 수지 배합에서 방향족 성분을 40 ~ 60중량%로 하여, 전체 조성물에 대하여 15 ∼ 25 중량% 함유되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 선형 변성 폴리에스테르 C수지는, 하이드록시(Hydroxy) 화합물과 탄산과의 축합반응에 의해 형성된 카보네이트(Carbonate) 결합을 갖는 폴리에스테르 수지로서, 중량평균분자량 18,000 ~ 20,000, 수산가 5 ~ 10mgKOH/g, 산가 1 ~ 5 mgKOH/g, 유리전이온도 0 ~ 5℃로서, 전체 조성물에 대해서 15 ~ 20 중량% 함유되는 것을 특징으로 한다.

또한 용제가 전체 조성물에 대하여 5 ~ 10 중량%, 실리콘 첨가제가 0.5 ~ 1.0 중량%, 소포제가 0.5 ~ 1 중량%, 폴리아미드 입자가 3 ~ 5 중량%, 소광제가 1 ~ 3 중량% 함유되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 방화문의 제조방법은, 전면패널 및 후면 패널과, 상기 전면패널 및 후면패널 사이에 충진되는 불연성 부재와, 전면패널 및 후면패널의 가장자리 부분에 조립되는 수평 프레임 및 수직 프레임을 포함하여 이루어지는 방화문의 제조방법에 있어서, (a) 전기아연도금강판을 준비하는 단계, (b) 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 기재된 잉크 조성물을 사용하여 실크스크린 인쇄를 하는 단계, (c) 실크스크린 인쇄가 완료된 강판을 프레스 가공하는 단계, (d) 전면패널 및 후면패널 사이에 불연성 부재를 충진한 후, 수평 프레임 및 수직 프레임을 무용접 방식으로 도어 몸체의 가장자리에 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 수평 프레임의 좌측 및 우측 단부에 수평방향으로 돌출부가 구비되고, 상기 돌출부에 고정핀이 삽입되기 위한 삽입홈이 형성되며, 상기 수직 프레임의 상측 및 하측 단부에 상기 돌출부가 삽입되기 위한 슬롯이 형성되어, 상기 수평 프레임의 돌출부를 상기 수직 프레임의 슬롯에 삽입한 후, 상기 돌출부의 삽입홈에 고정핀을 삽입하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 고정핀은 단면이 테이퍼 형상인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 방화문 제조용 강판에 실크스크린 인쇄를 한 후 프레스 가공을 할 때, 가공부의 백화현상을 방지하고, 도막의 경도와 내스크래치성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 전기아연도금강판을 사용하여 실크스크린 인쇄를 하면서도 가공성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 연속적인 자동화 실크스크린 인쇄방식에 의해 방화문을 제조하므로, 제조공정을 단순화하여 생산성을 향상시키고 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 실크스크린 인쇄방식에 의해 도어 몸체 및 프레임에 다양한 색상 및 디자인 패턴을 용이하게 구현할 수 있으므로, 고품질의 방화문을 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한 실크스크린 인쇄방식을 채택하면서도 피씨엠 강판과 동등한 물성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한 프레임을 용접하는 작업이 생략되므로 제조공정을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 종래와 같이 분체도장을 하지 않아도 되므로, 대기오염을 방지하고 근로자가 유해 작업환경에 노출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 분체도장 방식에 의한 방화문을 제조과정을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 방화문 제조과정을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 방화문의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 선형 변성 폴리에스테르 C수지의 제조과정을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 선형 변성 폴리에스테르 C수지와 일반 폴리에스테르 수지의 화학 구조식.
도 6은 본 발명에 따른 방화문 프레임의 조립상태를 나타낸 분해도.
도 7은 본 발명에 따른 방화문 프레임이 조립된 상태를 나타낸 사시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 실크스크린 인쇄 잉크 조성물은, 전기아연도금강판에 색상 및 패턴 인쇄를 하여 방화문 몸체 및 프레임을 제조하는 데 사용되는 것으로서, 상기 실크스크린 잉크 조성물은, 폴리에스테르 수지와, 가교제와, 경화촉매와, 용제와, 실리콘과, 소포제와, 폴리아미드 입자와, 소광제를 포함하여 구성된다.

본 발명자는 도막의 경도와 가공성을 동시에 만족하는 실크스크린 잉크 조성물을 개발하기 위해 연구 노력한 결과, 수지 백본(Backbone)의 유연성을 최대한 증가시켜 가공성을 높인 선형(Linear) 폴리에스테르 수지(이하 'A수지'라 한다)와, 경도 향상을 위한 브랜치(Branch) 폴리에스테르 수지(이하 'B수지'라 한다)와, 경도 향상을 위한 신규 변성 폴리에스테르 수지(이하 'C수지'라 한다)를 블렌딩(Blending)한 폴리에스테르 수지를 사용하면, 먼저 실크스크린 인쇄를 한 후 프레스 가공을 할 경우, 가공부에 백화현상이 발생하지 않고 가공성도 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.

상기 선형 폴리에스테르 수지(A수지)는, 선상 형태의 구조를 가지고 있어 도막에 유연성을 부여할 수 있다.

또한 상기 브랜치 폴리에스테르 수지(B수지)는, 체인(Chain) 형태의 구조로서 경도 및 내화학성을 부여할 수 있다.

즉 폴리에스테르 수지의 유연한 세그먼트(Segment) 부분과 강직한 세그먼트부분이 상호 보완적으로 작용하도록 하여, 도막이 유연성과 강직성을 모두 갖도록 할 수 있다.

또한 상기 변성 폴리에스테르 수지(C수지)는, 드로오잉(Drawing)성 및 가공성을 향상시킬 수가 있다.

또한 실리콘 첨가제와 폴리아미드 입자를 첨가함으로써, 경도를 유지하면서프레스 가공에 대한 가공성을 향상시킬 수가 있다.

이하 본 발명에 따른 실크스크린 잉크 조성물의 각 성분에 대하여 설명한다.

<폴리에스테르 수지>

본 발명의 폴리에스테르 수지는, 가공성 향상을 위한 선형 폴리에스테르 A수지와, 경도 향상을 위한 브랜치 폴리에스테르 B수지와, 백화현상 방지 및 유연성 개선을 위한 선형 변성 폴리에스테르 C수지를 블렌딩하여 제조된다.

상기 선형 폴리에스테르 A수지는, 중량평균분자량 14,000 ∼ 16,000, 수산가 20 ∼ 30mgKOH/g, 산가 1∼5 mgKOH/g, 유리전이온도 5 ∼ 10℃로서, 전체 조성물에 대하여 30 ∼ 40 중량% 함유되는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르 A수지의 중량평균 분자량이 16,000을 초과하게 되면 가공성이 저하되고, 14,000 미만이 되면 도막의 가공성 및 내구성이 저하된다.

상기 브랜치 폴리에스테르 B수지는, 중량평균분자량 9,000 ∼ 12,000, 수산가 30 ∼ 40mgKOH/g, 산가 1∼5 mgKOH/g, 유리전이온도 25 ∼ 35℃로서, 브랜치 폴리에스테르 B수지 제조시 폴리에스테르 수지 배합에서 방향족 모노머 성분을 40 ~ 60중량%로 하여, 전체 조성물에 대하여 15 ∼ 25 중량% 함유되는 것이 바람직하다.

상기 방향족 모노머의 함량이 60중량%를 초과하면 가공성이 저하되고, 40 중량% 미만이 되면 도막의 경도 상승을 기대하기가 어렵다.

상기 선형 변성 폴리에스테르 C수지는, 하이드록시(Hydroxy) 화합물과 탄산과의 축합반응에 의해 형성된 카보네이트(Carbonate) 결합을 갖는 폴리에스테르 수지로서, 중량평균분자량 18,000 ~ 20,000, 수산가 5 ~ 10mgKOH/g, 산가 1 ~ 5 mgKOH/g, 유리전이온도 0 ~ 5℃로서, 전체 조성물에 대해서 15 ~ 20 중량% 함유되는 것이 바람직하다.

일반적으로 폴리카보네이트의 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 비스페놀 A(Bisphenol A)의 알칼리 수용액과 유기용제와의 현탁액에 염화 카르보닐(Phosgene)을 붙여 중합시킴으로써 변성 폴리에스테르 C수지를 제조한다.

한편 도 5의 왼쪽 그림은 본 발명에 의해 제조된 변성 폴리에스테르 C수지의 화학 구조식, 오른쪽 그림은 일반 폴리에스테르 수지의 화학 구조식을 나타낸 것이다.

상기한 카보네이트 결합을 가진 폴리에스테를 수지(C수지)는, 내화학성, 내후성 및 내충격성이 우수하다는 특징이 있다. 특히 낮은 유리전이온도를 갖고 있어 가공부의 백화현상을 방지하는데 중요한 역할을 한다.

일반적으로 폴리에스테르 도료의 성형성을 개선하기 위하여 장쇄알킬(Long chain alkyl)을 갖고 있는 폴리카보네이트 디올(Polycarbonate Diol:PCDL)을 접목시키게 되면 드로오잉(Drawing)성 및 가공성이 향상되는 것으로 알려져 있는데, 본 발명은 이러한 특성을 응용하여 변성 폴리에스테르 C수지를 제조한 것이다.

본 발명의 폴리에스테르 수지는, 폴리에스테르 A수지만을 사용하거나, 폴리에스테르 A수지와 B수지를 혼합하여 사용하는 종래의 실크스크린 잉크 조성물에 비해, 상기 변성 폴리에스테르 C수지를 블렌딩하여 사용함으로써, 가공부에서 백화현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.

이에 따라 먼저 실크스크린 인쇄를 한 후 프레스 가공을 함으로써, 별도의 후도장 작업 없이 방화문을 제조할 수가 있다.

즉 선 실크스크린 인쇄, 후 프레스 가공 공정에 의해 방화문을 제조할 수가 있다.

또한 본 발명은 도막의 가공성을 향상시키기 위해, 상기 폴리에스테르 수지의 분자 구조에, 프로판디올(Propanediol), 1,6 헥산디올(Hexanediol), 1,4 부탄디올(Butanediol) 중 어느 하나가 폴리에스테르 수지 배합내에 25 ~ 40 중량% 함유되는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르 A수지, B수지 및 C수지는, 전체 도료 조성물에 대하여 60 ∼ 85 중량% 범위로 함유시키는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르 수지의 전체 함량이 85 중량%를 초과하게 되면 도료 내에 수지분이 많아져 도막의 건조도가 저하되고, 60 중량% 미만이 되면 도막의 점도 및 작업성이 저하된다.

아래의 [표 1]은 종래의 Clear 수지와 본 발명에 따른 폴리에스테르 A수지, B수지 및 C수지의 물성을 비교한 것이다.

구분	종래 Clear 수지	A수지	B수지	C수지
고형분(%)	60	50	40	85
점도	V-X	W-Y	Z3-Z5	V
분자량	11,000-13,000	14,000-16,000	9,000-12,000	18,000-20,000
수산기값	10-60	20-30	30-40	5-10
Tg	20-40℃	5-10℃	25-35℃	0-5℃

종래의 Clear 수지와 본 발명에 따른 폴리에스테르 A수지, B수지 및 C수지의 물성 비교표

위 [표 1]에서 알 수 있듯이, 본 발명의 폴리에스테르 C수지는, 종래의 클리어 수지, 본 발명의 폴리에스테르 A수지 및 B수지에 비해, 분자량이 크고, 수산기값이 작으며, 유리전이온도가 낮다는 특징이 있다. 특히 본 발명의 폴리에스테르 수지는, 분자량, 수산기값 및 유리전이온도가 서로 다른 폴리에스테르 A수지, B수지 및 C수지를 블렌딩하여 제조함으로써, 경도와 가공성을 모두 확보할 수가 있다.

이에 따라, 종래와 같이 선 프레스 가공, 후 도장을 하는 방식이 아니라, 선 실크스크린 인쇄, 후 프레스 가공 방식으로 고품질의 방화문을 제조할 수가 있다.

또한 프레임을 도어 몸체에 용접하는 작업이 생략되므로, 프레임의 용접과정에서 도막이 손상되는 것을 원천적으로 방지할 수 있고, 후 도장작업을 할 필요도 없다(방화문의 제조방법에 대해서는 후술하기로 한다).

<가교제>

본 발명에서는 상기한 수지성분과 도막을 형성하기 위한 가교제로서 멜라민 수지를 적용하였다.

멜라민 수지로는, 아미노기 또는 부톡시기를 함유하는 멜라민 수지와 메톡시기를 함유하는 멜라민 수지가 있다.

상기 아미노기 또는 부톡시기를 함유하는 멜라민은, 도막의 경도 등에서 유리하나, 산촉매를 사용할 경우, 메톡시 멜라민에 비해 소부시 반응 속도가 다소 느리며 가공성이 저하되는 단점이 있다.

상기 메톡시 멜라민수지는, 산촉매와 함께 사용할 경우 경화반응 속도가 빠르고 도막의 가공성이 우수한 특성이 있지만, 도막의 경도가 이미노기 또는 부톡시기를 함유한 멜라민 수지에 비해 저하된다.

본 발명에서는 상기 메톡시 멜라민 수지를 5 ~ 10% 중량% 함유시키는 것이 바람직하다. 상기 메톡시 타입의 멜라민 수지로는, CYTEC사의 CYMEL303, CYMEL301, BIP사의 BE3747, BE3747, CHANG CHUN사의 MR-603 등이 있다.

<경화 촉매>

경화 촉매로는, p-톨루엔 술폰산(p-TSA)또는 디노닐나프탈렌 술폰산(DNNSA), 디나프탈렌 디술폰산(DNNDSA), 플루오로 술폰산 중에서 선택된 어느 하나의 술폰산을 아민 또는 에폭시로 중화시켜 사용하는 것이 바람직하다.

상기 경화촉매는, 전체 도료 조성물에 대하여 0.5 ∼ 1.0 중량% 범위로 함유시키는 것이 바람직하다.

상기 p-톨루엔 술폰산의 예로는 KING사의 NACURE2500, NACURE2510 등이 있고, 디노닐나프탈렌 술폰산으로는 NACURE1323, NACURE1419, NACURE1953이 있으며, 플루오로 술폰산으로는 3M사의 FC520 등이 있다.

<용제>

본 발명의 실크스크린 잉크 조성물은, 취급 및 인쇄작업의 특성을 고려하여 적당량의 유기 용제를 함유한다. 상기 용제는 전체 도료 조성물에 대하여 5 ∼ 10 중량% 범위로 함유시키는 것이 바람직하다.

상기 유기용제로는, 방향족 탄화수소계, 글리콜 에스테르계, 글리콜 에테르계, 알코올계 용제 등을 적절히 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 방향족 탄화수소계 용제로는, SK사의 코코졸 #100, 코코졸 #150이 있고, 글리콜 에스테르계 용제로는 유니온 카바이드사의 에틸 아세테이트, n-부틸 아세테이트, 셀로솔브 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 아세테이트, 3-메톡시 부틸 아세테이트 등이 있다.

상기 글리콜 에테르계 용제로는, 유니온카바이드 사의 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸에테르, 디에틸렌 글리콜부틸 에테르 등이 있고, 알코올계 용제로는, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, 아밀알콜, 사이클로 헥산올 등이 있다..

<실리콘 첨가제>

본 발명에서는 실리콘계 레벨링제를 전체 조성물에 대하여 0.5 ∼ 1.0 중량% 함유시키는 것이 바람직하다.

상기 실리콘계 레벨링제는, 도막의 평활성을 유지시켜 도막 표면의 슬립성 및 내지문성을 향상시킨다.

이러한 레벨링제로는, BYK-306, BYK-310, BYK-410와 소포제로는 쿠수모토 케미칼사의 디스파론 L-1980, 디스파론 L-1984, 디스파론 AP-30, BYK사의 BYK-053, BYK-054 등이 있다.

<소포제>

본 발명에서는 소포성 향상을 위하여, 아크릴계 소포제를 전체 조성물에 대하여 0.5 ∼ 1.0 중량% 함유시키는 것이 바람직하다.

<폴리아미드 입자>

본 발명에 적용되는 폴리아미드 입자의 평균 크기는 30 ~ 50um 인 것이 바람직하며, 전체 조성물에 대해 3 ∼ 5 중량% 함유시키는 것이 바람직하다.

상기 폴리아미드 입자의 첨가에 의해, 종래 실크스크린 인쇄에 사용되는 클리어(Clear) 잉크에 비해, 표면 경도를 향상시켜 가공부의 백화현상을 방지할 수가 있다.

또한 도막의 경도 및 내스크래치성을 향상시켜, 프레스 가공 및 프레임 조립시 외관이 손상되는 것을 방지할 수가 있다. 이에 따라 별도의 도장작업을 필요로 하지 않게 된다.

상기 폴리아미드로는 AKEMA사의 ORGASOL 2002 및 EVONIK DEGUSSA사의 VESTOSINT 2157 등을 사용할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 실크스크린 잉크 조성물의 시험 결과를 설명한다.

먼저 아래의 [표 2]와 같이 수지의 함량을 변화시켜 가면서 시험도료를 제조하였다.

조성(중량%)	본 발명에 따른 시험도료의 실시예
	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
A수지	400	350	400	380
B수지	250	250	230	250
C수지	150	200	200	200
멜라민	85	80	55	55
레벨링제	10	10	10	10
소포제	5	5	5	5
산촉매	10	10	10	10
입자	50	50	50	50
소광제	15	15	15	15
CYCLOHEXANONE	10	10	10	10
KOCOSOL 100	10	10	10	10
KOCOSOL 150	10	10	10	10

시험도료 실시예

이어서 0.6T의 GI 강판을 메틸에틸케톤으로 탈지하고, [표 2]의 실시예 1 ∼ 4에 따라 제조된 도료를 건조도막두께 15㎛가 되도록 BAR 코팅한 뒤, 280℃의 분위기 온도에서 35초간 소부하여 물성 시험시편을 작성하였다.아래의 [표 3]은 그 시험결과를 나타낸 것이다(◎은 아주 우수, ○은 우수를 나타낸다).

조성(중량%)	도료 시험 결과
	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
비중	1.09	1.10	1.09	1.10
고형분	57.6	59.5	58.5	57.6
점도(KU/25'C)	85	90	86	85
광택	30	30	30	30
경화도	50	50	50	50
연필경도	H-	2H-	H	H
가공성	◎	◎	◎	◎
가공부(백화)	○	◎	○	○
내스크래치성	○	◎	○	○
약품성	◎	◎	○	○
부착성	○	○	○	○
내식성	○	○	○	○

도료 시험 결과

위 [표 3]에서 알수 있듯이, [표 2]의 실시예 2가, 가공성, 가공부(백화), 내스크래치성, 약품성에서 아주 우수한 결과를 나타내었다.

*이에 따라 실시예 2의 수지를 선정하여 도료 개발을 진행하였으며, 아래의 [표 4]는 본 발명의 실시예 2와 비교예(종래)의 조성을 나타낸 것이다.

조성(중량%)		본 발명(실시예 2)	비교예(종래)
폴리에스테르	A	350	580
	B	250	160
	C	200	-
경화 수지	멜라민	80	130
첨가제	레벨링제(Silicone)	10	-
	레벨링제(Acrylic)	-	20
	소포제	5	5
경화 촉매	산촉매	10	25
입자	폴리아미드	50	-
	소광제	15	50
용제	CYCLOHEXANONE	10	10
	KOCOSOL 100	10	10
	KOCOSOL 150	10	10
도료 성상	비중	1.10	1.05
	고형분	59.5	55.7
	점도(KU/25℃)	90	85

본 발명의 실시예 2와 비교예의 조성

아래의 [표 5]는 본 발명의 실시예 2와 비교예의 시험결과를 나타낸 것이다(◎은 아주 우수, ○은 우수, △은 보통을 나타낸다).

구 분	본 발명(실시예2)	비교예(종래)
광택	30	30
경화도	50	50↑
연필경도	2H-	F
가공성	◎	○
가공부(백화)	◎	△
내스크래치성	◎	△
약품성	◎	○
부착성	○	◎
내식성	○	◎

본 발명의 실시예 2와 비교예의 시험결과

시험결과 본 발명은, 종래의 비교예에 비해 부착성과 내식성은 약간 떨어지나, 가공성, 가공부의 상태(백화현상의 발생유무), 내스크래치성 및 약품성이 아주 우수한 것으로 나타났다.이에 따라 본 발명에 따른 실크스크린 잉크 조성물은, 선 실크스크린 인쇄, 후 프레스 가공을 하는 방화문 제조방식에 아주 적합함을 확인할 수 있다.

이어서 본 발명에 따른 무용접 방화문의 제조과정을 도 2, 도 6 및 도 7을 참고로 하여 설명한다.

본 발명에 따른 무용접 방화문의 제조과정은, 전면패널 및 후면 패널과, 상기 전면패널 및 후면패널 사이에 충진되는 불연성 부재와, 전면패널 및 후면패널의 가장자리 부분에 조립되는 수평 프레임 및 수직 프레임을 포함하여 이루어지는 방화문의 제조방법에 있어서, (a) 전기아연도금강판을 준비하는 단계(S1), (b) 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 잉크 조성물을 사용하여 실크스크린 인쇄를 하는 단계(S2), (c) 실크스크린 인쇄가 완료된 강판을 프레스 가공하는 단계(S3), (d) 전면패널 및 후면패널 사이에 불연성 부재를 충진한 후, 수평 프레임(100) 및 수직 프레임(200)을 도어 몸체의 가장자리에 무용접 방식으로 조립하는 단계(S4)를 포함하여 이루어진다.

또한 상기 S4 단계에서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 수평 프레임(100)의 좌측 및 우측 단부에 수평방향으로 돌출부(110)가 구비되고, 상기 돌출부(110)에 고정핀(120)이 삽입되기 위한 삽입홈(110a)이 형성되며, 상기 수직 프레임(200)의 상측 및 하측 단부에 상기 돌출부(110)가 삽입되기 위한 슬롯(210)이 형성된다.

상기한 구조에 의해, 상기 수평 프레임(100)의 돌출부(110)를 상기 수직 프레임(200)의 슬롯(210)에 삽입한 후, 상기 돌출부(110)의 삽입홈(110a)에 고정핀(120)을 삽입하면, 방화문의 제조를 완료할 수 있다.

즉 본 발명에 의하면, 프레임을 용접하지 않는 무용접 방식에 의해 방화문을 제조할 수가 있다.

또한 상기 고정핀(120)은 단면이 사각형인 테이퍼 형상인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다. 상기 고정핀은 단면이 원형이 테이퍼 형상으로 이루어질수도 있다.

상기한 구조에 의해 고정핀(120)을 삽입홈(110a)에 용이하게 삽입할 수 있다. 그리고 상기 고정핀(120)을 길게 형성하여 삽입홈(110a)에 삽입한 후 구부릴 수도 있다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이, 수평 프레임(100)과 수직 프레임(200)의 단부를 볼트(220) 및 너트(230)로 더 고정시키는 것이 바람직하다.

방화문을 제조하는 종래의 방식에 의하면, 강판을 먼저 프레스 가공을 하고 불연재를 충진한 후 프레임을 도어 몸체의 가장자리에 용접한 다음, 스프레이 방식의 분체도장에 의해 방화문을 제조하고 있다. 즉 프레스 가공 ⇒ 용접 ⇒ 도장 공정을 거쳐 방화문을 제조하고 있다.

이에 따라 도장에 작업시간이 많이 소요되고, 분체도장에 의해 대기가 오염되며 작업자가 유해 작업환경에 노출된다는 문제가 있다.

위와 같은 문제점을 해결하는 방안으로, 강판에 먼저 실크스크린 인쇄를 한 후 이를 프레스 가공하는 방안을 생각해 볼 수 있다.

그러나 이 경우에는, 프레스 가공시 가공부위에서 이른바 백화현상이 발생하게 되고, 손상된 도막 부분에 추가 도장을 실시해야 한다는 단점이 있다.

한편, 강판을 출시하기 전에 먼저 도장을 하는 피씨엠(Pre-Coated Metal) 강판을 사용하여 방화문을 제조할 수도 있지만, 이 경우에는 제조원가가 상승하게 되고, 프레스 가공시 굴곡진 부위에서의 백화현상을 피할 수가 없다.

또한 피씨엠 강판에 의해서는 다양한 색상과 패턴을 구현하기가 어렵다는 문제가 있다.

그러나 본 발명에 의하면, 강판의 경도와 가공성을 모두 확보할 수 있도록, 폴리에스테스 A수지와, B수지 및 C수지를 블렌딩하여 제조한 폴리에스테르 수지를 사용함으로써, 프레스 가공시의 경도 및 가공성을 모두 만족시킬 수가 있다.

즉 폴리에스테르 A수지, B수지 및 C수지의 최적의 조합에 의해, 프레스 가공시 적합한 경도유지 및 가공성 향상이라는 서로 상반된 물성을 모두 만족시킬 수가 있다.

또한 실리콘 첨가제와 폴리아미드 입자의 첨가에 의해, 도료 표면의 강직성을 향상시키고, 프레스 가공시 외관이 손상되는 것을 방지할 수가 있다.

또한 본 발명은 스프레이 도장과정이 없으므로, 작업공정이 단순해지고 대기오염의 우려가 없으며 작업자가 유해 작업환경에 노출되지 않는다.

또한 본 발명은 프레임을 용접에 의해 조립하지 않고 무용접 방식에 의해 조립하므로, 용접작업에 의해 도막이 손상되는 것을 원천적으로 방지할 수 가 있다.

이로써 실크스크린 인쇄 ⇒ 프레스 가공 ⇒ 무용접 조립 공정에 의해 다양한 색상과 패턴을 갖는 고품질의 방화문을 제조할 수가 있다.

이상은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 보호범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 전기아연도금강판 20: 전처리층
30: 프라이머(Primer)층 40: 베이스(Base)층
50: 패턴(Pattern)인쇄층 60: 보호필름(Film)
100: 수평 프레임(Frame) 110: 돌출부
110a: 삽입홈 120: 고정핀(Pin)
200: 수직 프레임 210: 슬롯(Slot)
220: 볼트(Bolt) 230: 너트(Nut)

Claims (6)

1. 전기아연도금강판에 색상 및 패턴 인쇄를 하여 방화문을 제조하는 데 사용되는 실크스크린 잉크 조성물에 있어서,
   상기 실크스크린 잉크 조성물은, 폴리에스테르 수지와, 가교제와, 경화촉매와, 용제와, 실리콘과, 소포제와, 폴리아미드 입자와, 소광제를 포함하여 구성되고,
   상기 폴리에스테르 수지는,
   가공성 향상을 위한 선형 폴리에스테르 A수지와, 경도 향상을 위한 브랜치 폴리에스테르 B수지와, 백화현상 방지 및 유연성 개선을 위한 선형 변성 폴리에스테르 C수지를 블렌딩하여 제조되고,
   상기 선형 폴리에스테르 A수지는,
   중량평균분자량 14,000 ∼ 16,000, 수산가 20 ∼ 30mgKOH/g, 산가 1∼5 mgKOH/g, 유리전이온도 5 ∼ 10℃로서, 전체 조성물에 대하여 30 ∼ 40 중량% 함유되고,
   상기 브랜치 폴리에스테르 B수지는,
   중량평균분자량 9,000 ∼ 12,000, 수산가 30 ∼ 40mgKOH/g, 산가 1∼5 mgKOH/g, 유리전이온도 25 ∼ 35℃로서, 브랜치 폴리에스테르 B수지 제조시 폴리에스테르 수지는 방향족 성분을 40 ~ 60중량%로 포함하고, 전체 조성물에 대하여 15 ∼ 25 중량% 함유되며,
   상기 선형 변성 폴리에스테르 C수지는,
   하이드록시(Hydroxy) 화합물과 탄산과의 축합반응에 의해 형성된 카보네이트(Carbonate) 결합을 갖는 폴리에스테르 수지로서, 중량평균분자량 18,000 ~ 20,000, 수산가 5 ~ 10mgKOH/g, 산가 1 ~ 5 mgKOH/g, 유리전이온도 0 ~ 5℃로서, 전체 조성물에 대해서 15 ~ 20 중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 방화문 제조용 실크스크린 잉크 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   용제가 전체 조성물에 대하여 5 ~ 10 중량%, 실리콘첨가제가 0.5 ~ 1.0 중량%, 소포제가 0.5 ~ 1 중량%, 폴리아미드 입자가 3 ~ 5 중량%, 소광제가 1 ~ 3 중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 방화문 제조용 실크스크린 잉크 조성물.
3. 제1항 또는 제2항에 기재된 실크스크린 잉크 조성물을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 방화문 제조용 아연도금강판.
4. 전면패널 및 후면 패널과, 상기 전면패널 및 후면패널 사이에 충진되는 불연성 부재와, 전면패널 및 후면패널의 가장자리 부분에 조립되는 수평 프레임 및 수직 프레임을 포함하여 이루어지는 방화문 제조방법에 있어서,
   (a) 전기아연도금강판을 준비하는 단계(S1),
   (b) 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 기재된 잉크 조성물을 사용하여 실크스크린 인쇄를 하는 단계(S2),
   (c) 실크스크린 인쇄가 완료된 강판을 프레스 가공하는 단계(S3),
   (d) 전면패널 및 후면패널 사이에 불연성 부재를 충진한 후, 수평 프레임(100) 및 수직 프레임(200)을 무용접 방식으로 도어 몸체의 가장자리에 조립하는 단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방화문 제조방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 S4 단계에서,
   상기 수평 프레임(100)의 좌측 및 우측 단부에 수평방향으로 돌출부(110)가 구비되고, 상기 돌출부(110)에 고정핀(120)이 삽입되기 위한 삽입홈(110a)이 형성되며,
   상기 수직 프레임(200)의 상측 및 하측 단부에 상기 돌출부(110)가 삽입되기 위한 슬롯(210)이 형성되어,
   상기 수평 프레임(100)의 돌출부(110)를 상기 수직 프레임(200)의 슬롯(210)에 삽입한 후, 상기 돌출부(110)의 삽입홈(110a)에 고정핀(120)을 삽입하는 것을 특징으로 하는 방화문 제조방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 고정핀(120)은 단면이 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 방화문 제조방법.

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