KR102237532B1 - 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료 - Google Patents

분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도장 작업시 도료 주위에 공기막을 형성하여 도료의 비산을 방지함과 동시에 우수한 기계적 물성 및 화학적 물성을 나타내는 에폭시 도료에 의해 피도장물에 대한 부착성이 향상되도록 한 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료에 관한 것으로, 그 구성은 유동화 상태의 도료를 도료공급펌프로부터 공급받아 에어와 함께 혼합하여 피도장물에 분무하는 분무용 정전식 핸드건으로서, 내부에 고압의 에어와 에폭시 도료를 공급받아 이송시키는 유로를 형성시켜 된 몸체; 상기 유로에 설치되어 이 유로를 개방 또는 폐쇄시키는 개폐밸브; 상기 개폐밸브에 연결되어 이를 작동시키는 레버; 상기 개폐밸브에 연결되어 이 개폐밸브의 개방작동 또는 폐쇄작동에 요구되는 전기를 승압시키는 고전압 발생기가 구비된 제어유닛; 상기 에어와 함께 에폭시 도료가 분무되는 분무구의 일측에 구비되고, 제어유닛으로부터의 고압 전류를 이용하여 상기 에어와 에폭시 도료를 이온화시키는 토출유닛; 및 상기 토출유닛의 후방단부 표면에 적어도 2개 이상이 동일간격을 두고 형성된 에어토출공;을 포함하여 이루어진다.

Description

분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료{Electrostatic hand gun for spraying paint and epoxy paint sprayed using it}
본 발명은 도장 작업시 도료 주위에 공기막을 형성하여 도료의 비산을 방지함과 동시에 우수한 기계적 물성 및 화학적 물성을 나타내는 에폭시 도료에 의해 피도장물에 대한 부착성이 향상되도록 한 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료에 관한 것이다.
분무 방식 도장 방법으로서, 압축 공기로 도료를 분무하는 에어 스프레이(air spray) 방식, 도료를 직접 가압하여 분무하는 에어리스 스프레이(airless spray) 방식 등이 널리 사용되고 있다.
이들 분무 방식은 공통적으로 스프레이 건이라고 통칭되는 분무 장치가 사용되는데, 이러한 스프레이 건은 도료 입자가 분무되는 노즐과, 노즐로의 도료 또는 공기의 진행을 선택적으로 허용하거나 차단하는 밸브와, 파지 및 취급을 용이하게 하기 위한 손잡이를 구비한다.
그런데 상기 스프레이 건을 이용한 분무 방식 도장은 도장면에 대해 도료 입자를 분무하는 것이므로, 도장면에 정착되지 않고 주변으로 비산되는 도료 입자가 생길 수 있다. 이 같이 비산된 도료 입자는 그 자체로 재료의 낭비이기도 하거니와 작업자의 호흡기로 침투하여 건강을 해칠 우려가 있으며, 예기치 않은 곳에 정착되어 도장 품질을 저해하거나, 특히 야외에서의 도장인 경우 바람에 의한 도료의 비산이 더욱 심해지며 주변 환경으로 확산됨으로써 역한 냄새 등 민원의 원인을 제공하기도 한다.
따라서, 위와 같은 문제점을 방지하기 위해 스프레이 건의 노즐 끝단에 원뿔 또는 각뿔 형상의 커버를 부착하고, 이 커버의 내부 공간에서만 도료가 분무되도록 하는 기술들이 개발되고 있다.
일 예로, 한국 등록특허공보 제10-1237712호에 분사구에 근접된 위치에 방지커버를 설치하여 도료의 비산을 물리적으로 차단하는 기술을 개시하고 있다.
그러나 상기 방지커버는 작업자의 시야를 가리게 되므로, 작업자가 도장이 필요한 면을 확인하거나 도장이 충분한 정도로 진행되고 있는지 확인하는 것을 어렵게 한다. 또 이러한 문제는 커버 자체가 투명한 소재로 이루어져 있다 해도 동일한데, 이는 비산된 도료 입자가 커버의 내측면에 부착되어 결국 커버가 불투명해지기 때문이다.
또한, 이와 같은 문제점에 더해 커버가 도장면과 직접 접촉하는 경우 도장면에 자국을 남기는 문제도 생길 수 있으며, 커버의 무게가 증가된 만큼 작업자가 보다 쉽게 피로해질 수도 있는데, 이는 커버에 도료가 부착됨에 따라 더 심해질 우려가 농후하다.
한국 등록특허공보 제10-1237712호(스프레이용 건에 마련된 도료의 비산 방지 장치, 2013.02.21. 등록) 한국 등록특허공보 제10-1369665호(도료 비산 방지용 공기 분사 모듈, 2014.02.25. 등록) 한국 등록특허공보 제10-0993243호(상수도관 내부코팅용 폴리우레탄-폴리우레아 도료, 이의 제조 방법 및 상수도관 내부코팅막의 형성 방법, 2010.11.03. 등록)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 도장 작업시 도료 주위에 공기막을 형성하여 도료의 비산을 방지하고, 도료분자의 퍼짐성을 양호하게 하여 피도장물에 대한 부착성을 향상시킬 수 있는 정전식 핸드건을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 피도장물의 내수성, 내염수성, 내열성, 내후성 또는 내충격성을 향상시킬 수 있는 에폭시 도료를 제공함에 있다.
상기 해결과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성은,
유동화 상태의 도료를 도료공급펌프(P)로부터 공급받아 에어와 함께 혼합하여 피도장물에 분무하는 분무용 정전식 핸드건(1)으로서,
내부에 고압의 에어와 에폭시 도료를 공급받아 이송시키는 유로(12)를 형성시켜 된 몸체(10);
상기 유로(12)에 설치되어 이 유로를 개방 또는 폐쇄시키는 개폐밸브(20);
상기 개폐밸브(20)에 연결되어 이를 작동시키는 레버(30);
상기 개폐밸브(20)에 연결되어 이 개폐밸브의 개방작동 또는 폐쇄작동에 요구되는 전기를 승압시키는 고전압 발생기가 구비된 제어유닛(40);
상기 에어와 함께 에폭시 도료가 분무되는 분무구의 일측에 구비되고, 제어유닛(40)으로부터의 고압 전류를 이용하여 상기 에어와 에폭시 도료를 이온화시키는 토출유닛(50); 및
상기 토출유닛(50)의 후방단부 표면에 적어도 2개 이상이 동일간격을 두고 형성된 에어토출공(60);을 포함하여 이루어진다.
본 발명의 추가 실시 예에 따르면, 상기 토출유닛(50)의 정면부 일측에 피도장물과의 거리를 측정하는 거리감지센서(52)가 설치되고, 상기 거리감지센서(52)를 통한 측정 거리 값이 설정 거리 값 이하일 경우, 상기 제어유닛(40)에 의해 전원이 강제 차단되도록 구성할 수 있다.
본 발명의 다른 추가 실시 예에 따르면, 상기 토출유닛(50)에는 고전압 하전 전극이 배치되고, 상기 고전압 하전 전극은 고전압 발생기로부터 고전압을 접속하여 에어와 혼합된 에폭시 도료를 대전시키도록 구성할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 상기 에폭시 도료는, 이소부탄올(isobutanol) 0.2 - 41.3중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르(propylene glycol methyl ether) 0.1 - 4.0중량%, 4-메틸-2-펜탄디올(4-methyl-2-pentanone) 0.1 - 4.0중량%, 이산화티타늄(titanium dioxide) 0.1 - 4.0중량%, 자일렌(xylene) 10.0 - 13.8중량%, 바륨설페이트(barium sulfate) 0.1 - 4.0중량%, 실리케이트(silicate) 6.0 - 9.0중량%, 탈크(talc) 21.0 - 24.0중량%, 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane] 21.0 - 25.0중량%, 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chlorimethyl)oxirane 0.1 - 4.0중량%, Quaternary ammonium compounds, bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl, salts with montmorillonite 0.1 - 4.0중량%, 수용성 침투재 0.1 - 4.0중량%로 조성된다.
여기서, 상기 수용성 침투재는 내충격성, 내마모성 등과 같은 기계적 물성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 물 45.0 - 56.5중량%, 계면활성제 1.0 - 10.0중량% 및 규산염 42.5 - 45.0중량%로 이루어진다.
본 발명의 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료에 의하면,
첫째, 도장 작업시 도료 주위에 공기막을 형성하여, 비산에 의해 손실되는 도료입자를 최소화할 수 있고,
둘째, 도료분자의 퍼짐성을 양호하게 하여 피도장물에 대한 부착성을 향상시킬 수 있으며,
셋째, 피도장물의 내수성, 내염수성, 내열성, 내후성 또는 내충격성을 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 분무용 정전식 핸드건의 개략적인 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분무용 정전식 핸드건의 사용상태를 나타낸 도면.
본 발명은 도장 작업시 도료 주위에 공기막을 형성하여 도료의 비산을 방지함과 동시에 우수한 기계적 물성 및 화학적 물성을 나타내는 에폭시 도료에 의해 피도장물에 대한 부착성이 향상되도록 한 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료에 관한 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 아래와 같다.
- 아 래 -
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 분무용 정전식 핸드건은,
유동화 상태의 도료를 도료공급펌프(P)로부터 공급받아 에어와 함께 혼합하여 피도장물에 분무하는 분무용 정전식 핸드건(1)으로서,
내부에 고압의 에어와 에폭시 도료를 공급받아 이송시키는 유로(12)를 형성시켜 된 몸체(10);
상기 유로(12)에 설치되어 이 유로를 개방 또는 폐쇄시키는 개폐밸브(20);
상기 개폐밸브(20)에 연결되어 이를 작동시키는 레버(30);
상기 개폐밸브(20)에 연결되어 이 개폐밸브의 개방작동 또는 폐쇄작동에 요구되는 전기를 승압시키는 고전압 발생기가 구비된 제어유닛(40);
상기 에어와 함께 에폭시 도료가 분무되는 분무구의 일측에 구비되고, 제어유닛(40)으로부터의 고압 전류를 이용하여 상기 에어와 에폭시 도료를 이온화시키는 토출유닛(50); 및
상기 토출유닛(50)의 후방단부 표면에 적어도 2개 이상이 동일간격을 두고 형성된 에어토출공(60);을 포함하여 구성된다.
상기 도료공급펌프(P)는 본 발명에 따른 에폭시 도료를 수용함과 동시에 상기 에폭시 도료를 펌핑시켜 정전식 핸드건(1)으로 공급한다.
상기 정전식 핸드건(1)으로 공급된 에폭시 도료는 몸체(10)의 내부에 형성된 유로(12)를 따라 이송되되, 정전식 핸드건(1)으로 흡입된 고압의 에어와 함께 혼합되는 메커니즘이다. 이때, 상기 유로(12) 상에는 개폐밸브(20)가 설치되어 상기 유로(12)를 개방시키거나 폐쇄시킬 수 있다.
상기 개폐밸브(20)는 레버(30) 및 상기 레버(30)의 작동에 의해 상기 개폐밸브(20)가 개방작동 또는 폐쇄작동되도록 전기를 승압시키는 제어유닛(40)과 연결된다.
한편, 상기 토출유닛(50)은 에어 및 에폭시 도료가 분무되는 분무구의 일측에 구비되며, 제어유닛(40)으로부터의 고압 전류를 이용하여 상기 유로(12)를 통과하는 에어와 에폭시 도료를 이온화시킨다.
상기 에어토출공(60)은 별도의 에어공급장치(미도시)와 연결될 수 있으며, 이 에어공급장치로부터 에어를 공급받아 에어토출공(60)을 통해 고압으로 분사시킨다.
상기 에어토출공(60)은 앞서 설명한 에폭시 도료와 혼합되는 에어와는 별개로, 상기 에어공급장치에서 공급되는 에어를 토출시키면서 에폭시 도료의 외측으로 공기막이 형성되도록 한다. 따라서, 에어가 토출되면서 형성하는 공기막에 의해 비산되며 손실되는 에폭시 도료 입자를 최소화할 수 있게 된다.
다시 말해, 상기 에어토출공(60)은, 상기 토출유닛(50)의 후방단부 표면에 원주방향을 따라 외측을 향해 일정각도 기울어진 형태로 형성하되, 적어도 2개 이상을 동일간격을 두고 형성하여, 에폭시 도료가 분무시 에폭시 도료를 감싸듯 고압의 에어를 토출시켜 에폭시 도료가 비산되는 현상을 방지하도록 할 수 있다.
본 발명의 추가 실시 예에 따르면, 상기 토출유닛(50)은 정면부 일측에 피도장물과의 거리를 측정하는 거리감지센서(52)가 설치되고, 상기 거리감지센서(52)를 통한 측정 거리 값이 설정 거리 값 이하일 경우, 상기 제어유닛(40)에 의해 전원이 강제 차단되도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 추가 실시 예에 따르면, 상기 토출유닛(50)에는 고전압 하전 전극이 배치되고, 상기 고전압 하전 전극은 고전압 발생기로부터의 고전압을 접속하여 에어와 혼합된 에폭시 도료를 대전시킬 수 있다.
상기한 구성에 의하면, 고전압 하전 전극에 고전압을 접촉하면 대극을 향하여 방전되고 그 전극 선단에는 고도의 이온화 권역이 형성되게 되는데, 이 이온화 권역을 통과하는 에폭시 도료 입자는 대전되고, 피도장물에 근접하였을 때, 정전 효과로 인해 피도장물에 흡착되게 된다. 따라서, 상기와 같은 메커니즘에 의해 높은 정전 효과가 얻어지게 되는 것이다.
본 발명에 있어서, 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 상기 에폭시 도료는 이소부탄올(isobutanol) 0.2 - 41.3중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르(propylene glycol methyl ether) 0.1 - 4.0중량%, 4-메틸-2-펜탄디올(4-methyl-2-pentanone) 0.1 - 4.0중량%, 이산화티타늄(titanium dioxide) 0.1 - 4.0중량%, 자일렌(xylene) 10.0 - 13.8중량%, 바륨설페이트(barium sulfate) 0.1 - 4.0중량%, 실리케이트(silicate) 6.0 - 9.0중량%, 탈크(talc) 21.0 - 24.0중량%, 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane] 21.0 - 25.0중량%, 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chloromethyl)oxirane 0.1 - 4.0중량%, Quaternary ammonium compounds, bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl, salts with montmorillonite 0.1 - 4.0중량%, 수용성 침투재 0.1 - 4.0중량%로 조성된다.
상기 이소부탄올(isobutanol)은 도료의 반응성, 도료의 화학적 물성, 도료의 부착성 및 도료의 방청성을 개량하기 위하여 함유되는 것으로, 총 중량%에 대해 0.2 내지 41.3중량%로 함유된다. 만약 상기 함량이 0.2중량% 미만이면 도막의 충분한 경화반응이 되지 않아 유기도막위에 부착성능 저하로 도막의 물성이 떨어지게 되고, 41.3중량%를 초과하면 부착성이 저하되고 이와 동시에 도료 저장성에 악영향을 미치게 된다.
상기 프로필렌글리콜메틸에테르(propylene glycol methyl ether)는 도막외관, 기포성, 퍼짐성, 건조성 등 도장 작업성 및 도료 물성에 영향을 미치는 성분으로, 총 중량%에 대해 0.1 내지 4.0중량%로 함유된다. 만일 상기 함유량이 상기 범위 미만이면 기포발생 및 도막 광택이 부족하고, 상기 범위를 초과하면 은폐불량과 흐름현상이 발생한다.
상기 4-메틸-2-펜탄디올(4-methyl-2-pentanone)은 에폭시 도료에 접착력 향상을 위한 목적으로 함유되는 성분으로, 총 중량%에 대해 0.1 내지 4.0중량%로 함유된다. 이때 상기 함유량이 0.1중량% 미만이면 도료의 접착성이 열등해지고, 4.0중량%를 초과하면 도막의 표면이 거칠어지게 된다.
상기 이산화티타늄(titanium dioxide)은 안료로서의 기능을 하는 성분으로, 그 함량은 총 중량%에 대해 0.1 내지 4.0중량%가 바람직하다. 상기 이산화티타늄의 함유량이 0.1중량% 미만이거나 또는 4.0중량%를 초과할 경우 물성이 저하됨과 동시에 안료로서의 기능을 발휘하지 못하게 된다.
상기 자일렌(xylene)은 용매로서의 기능을 하는 성분으로, 총 중량%에 대해 10.0 내지 13.8중량%로 함유된다. 만일 상기 함량이 10.0중량% 미만이면 에폭시 도료의 점도가 상승하는 문제가 있고, 13.8중량%를 초과하면 도막의 건조성이 저하되는 문제가 있다.
상기 바륨설페이트(barium sulfate)는 무기 충진제로서, 총 중량%에 대해 0.1 내지 4.0중량%로 함유된다. 상기 바륨설페이트의 함량이 상기 범위에서 0.1중량% 미만이면 도막의 sagging현상(휨 현상) 및 은폐력 저하의 문제가 있고, 4.0중량%를 초과하면 에폭시 도료의 물성이 크게 저하된다.
상기 실리케이트(silicate)는 에폭시 도료 저장 중 이산화티타늄(안료)이 침전하여 에폭시 도료의 물성이 저하되는 것을 방지하기 위한 목적으로 함유되는 성분으로, 총 중량%에 대해 6.0 내지 9.0중량%로 함유된다. 만약 상기 함량이 6.0중량% 미만이면 이산화티타늄의 침전을 억제하기 어렵고, 9.0중량%를 초과하면 에폭시 도료 작업시 외관 불량이 발생할 수 있다.
상기 탈크(talc)는 도막의 기계적 물성과 함께 내열성을 향상시키기 위한 목적으로 함유되는 것으로, 총 중량%에 대해 21.0 내지 24.0중량%로 함유된다. 만약 상기 함량이 21.0중량% 미만이면 내열성의 발휘 및 도막의 형성이 원활하지 못하고, 24.0중량%를 초과하면 도막의 물성이 저하된다.
상기 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane]는 부착력, 강도 및 내구성을 향상시키기 위한 목적으로 함유된다. 이때 함량은 총 중량%에 대해 21.0 내지 25.0중량%가 바람직한데, 이는 상기 함량이 21.0중량% 미만이면 무기물 간의 결합력 내지 부착력, 강도 및 내구성 개선의 효과가 미약하고, 25.0중량%를 초과하면 더 이상의 부착력, 강도 및 내구성의 향상을 기대하기 어렵기 때문이다.
상기 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chloromethyl)oxirane는 내열성 및 내구성을 향상시키기 위한 목적으로 함유되는 것으로, 총 중량%에 대해 0.1 내지 4.0중량%로 함유된다. 만약 상기 함량이 0.1중량% 미만이면 내열성 및 내구성 개선의 효과가 미약하고, 4.0중량%를 초과하면 필요 이상의 양이 함유됨에 따라 비경제적인 문제가 발생한다.
상기 Quaternary ammonium compounds, bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl, salts with montmorillonite은 자외선(UV)에 의한 노화방지와 더불어 대전방지 기능을 부여하기 위한 목적으로 함유되는 것으로, 총 중량%에 대해 0.1 내지 4.0중량%로 함유된다. 만일 상기 함량이 0.1중량% 미만이면 자외선에 의한 도장면의 손상이 발생되며, 4.0중량%를 초과할 경우에는 도장면의 품질이 저하된다.
상기 수용성 침투재는 피도장물에 분무되어 도장되었을 때, 이 피도장물의 내충격성, 내마모성과 같은 기계적 물성은 물론 내부식성을 증대시키기 위해 함유되는 것이다.
이때, 상기 수용성 침투재는 물 45.0 - 56.5중량%, 계면활성제 1.0 - 10.0중량% 및 규산염 42.5 - 45.0중량%로 이루어진다.
상기 수용성 침투재를 구성하는 물질 중, 규산염(silicate)은 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 반응하여 칼슘실리콘케이트수화물(CSH)을 생성하는데, 피도장물 내부의 미수화 반응물인 수산화칼슘과 함께 반응하여 칼슘실리콘케이트수화물, 산화나트륨 및 물을 생성할 수 있다. 이때 발생된 상기 칼슘실리콘케이트수화물은 피도장물의 공극과 모세관을 메우고, 조직이 치밀한 피도장물을 강화시키며, 또한 상기 수용성 침투재를 구성하는 또 다른 물질은 계면활성제가 피도장물 내부로 깊이 침투되도록 하여, 물 보다 더욱 깊이 침투할 수 있게 된다.
즉, 상기 계면활성제는 물 자체에 비해 피도장물 내부로 더욱 깊이 들어갈 수 있도록 일조하는데, 그 침투 깊이는 피도장물 내부 공극의 양에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
한편, 수용성 침투재를 구성하는 물은 총 중량%에 대해 45.0 내지 56.5중량%가 함유됨이 바람직하다. 가령, 상기 물이 45.0중량% 미만이면 경화가 신속하게 이루어져 피도장물 표면에 도장이 곤란해지며, 56.5중량%를 초과하면 물의 함유량이 과다해져 규산염과 계면활성제의 기능 발휘가 저하될 수 있다.
상기 수용성 침투재를 구성하는 계면활성제는 총 중량%에 대해 1.0 내지 10.0중량%로 함유됨이 바람직하다. 이는 상기 계면활성제가 1.0중량% 미만이면 피도장물의 강도 증진에 유의한 기능을 발휘하기 어렵고, 10.0중량%를 초과하면 필요 이상의 양이 첨가되어 비경제적이기 때문이다.
상기 수용성 침투재를 구성하는 규산염은 총 중량%에 대해 42.5 내지 45.0중량%로 함유됨이 바람직하다. 상기 규산염이 42.5중량% 미만이면 구조적으로 화합물의 분자 배열이 불규칙성을 나타내게 되어 수밀성과 강도가 저하되고, 45.0중량%를 초과하면 규소의 양이온에 산소 원자가 매우 강하게 결합되고 거대 이온이 불안정한 상태로 변화하게 되어 안정성이 저하되게 된다.
이하, 실시 예 및 실험 예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
[실시 예 1]
콘크리트 구조물 시험체를 양생한 후 7일간 침수하고 상온(약 25℃)에서 2시간 동안 건조시켜 함수율 약 40%의 시험체를 제작한 후, 표면에 전처리 공정을 시행하였다. 전처리된 시험체의 표면에 이소부탄올 15.0중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르 3.0중량%, 4-메틸-2-펜탄디올 3.5중량%, 이산화티타늄 2.0중량%, 자일렌 12.5중량%, 바륨설페이트 3.0중량%, 실리케이트 8.0중량%, 탈크 22.0중량%, 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane] 22.0중량%, 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chloromethyl)oxirane 3.0중량%, Quaternary ammonium compounds, bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl, salts with montmorillonite 3.0중량%, 수용성 침투재 3.0중량%(규산염 430g, 계면활성제 50g, 물 520g 혼합)를 혼합하여 조성된 에폭시 도료를 본 발명에 따른 정전식 핸드건으로 시험체 표면에 도장하여 피막층을 형성한 후 약 24시간 동안 건조시켰다.
[실시 예 2]
콘크리트 구조물 시험체를 양생한 후 7일간 침수하고 상온(약 25℃)에서 2시간 동안 건조시켜 함수율 약 40%의 시험체를 제작한 후, 표면에 전처리 공정을 시행하였다. 전처리된 시험체의 표면에 이소부탄올 25.9중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르 4.0중량%, 4-메틸-2-펜탄디올 4.0중량%, 이산화티타늄 4.0중량%, 자일렌 12.5중량%, 바륨설페이트 0.05중량%, 실리케이트 8.5중량%, 탈크 23.0중량%, 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane] 12.0중량%, 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chloromethyl)oxirane 0.05중량%, Quaternary ammonium compounds, bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl, salts with montmorillonite 3.0중량%, 수용성 침투재 3.0중량%(규산염 430g, 계면활성제 50g, 물 520g 혼합)를 혼합하여 조성된 에폭시 도료를 본 발명에 따른 정전식 핸드건으로 시험체 표면에 도장하여 피막층을 형성한 후 약 24시간 동안 건조시켰다.
[실시 예 3]
콘크리트 구조물 시험체를 양생한 후 7일간 침수하고 상온(약 25℃)에서 2시간 동안 건조시켜 함수율 약 40%의 시험체를 제작한 후, 표면에 전처리 공정을 시행하였다. 전처리된 시험체의 표면에 이소부탄올 16.95중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르 4.0중량%, 4-메틸-2-펜탄디올 0.05중량%, 이산화티타늄 4.0중량%, 자일렌 12.5중량%, 바륨설페이트 2.0중량%, 실리케이트 8.5중량%, 탈크 23.0중량%, 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane] 22.0중량%, 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chloromethyl)oxirane 3.0중량%, Quaternary ammonium compounds, bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl, salts with montmorillonite 1.0중량%, 수용성 침투재 3.0중량%(규산염 430g, 계면활성제 50g, 물 520g 혼합)를 혼합하여 조성된 에폭시 도료를 시중에서 입수한 핸드건(제조사: 티케이스프레이, 모델명: X-PRO 821)으로 시험체 표면에 도장하여 피막층을 형성한 후 약 24시간 동안 건조시켰다.
[실시 예 4]
콘크리트 구조물 시험체를 양생한 후 7일간 침수하고 상온(약 25℃)에서 2시간 동안 건조시켜 함수율 약 40%의 시험체를 제작한 후, 표면에 전처리 공정을 시행하였다. 전처리된 시험체의 표면에 이소부탄올 17.05중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르 4.0중량%, 4-메틸-2-펜탄디올 2.5중량%, 이산화티타늄 4.0중량%, 자일렌 12.5중량%, 바륨설페이트 2.0중량%, 실리케이트 8.5중량%, 탈크 23.0중량%, 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane] 22.0중량%, 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chloromethyl)oxirane 3.0중량%, Quaternary ammonium compounds, bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl, salts with montmorillonite 1.4중량%, 수용성 침투재 0.05중량%(규산염 430g, 계면활성제 50g, 물 520g 혼합)를 혼합하여 조성된 에폭시 도료를 본 발명에 따른 정전식 핸드건으로 시험체 표면에 도장하여 피막층을 형성한 후 약 24시간 동안 건조시켰다.
[실시 예 5]
콘크리트 구조물 시험체를 양생한 후 7일간 침수하고 상온(약 25℃)에서 2시간 동안 건조시켜 함수율 약 40%의 시험체를 제작한 후, 표면에 전처리 공정을 시행하였다. 전처리된 시험체의 표면에 이소부탄올 41.35중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르 0.05중량%, 4-메틸-2-펜탄디올 0.1중량%, 이산화티타늄 0.1중량%, 자일렌 10.0중량%, 바륨설페이트 0.1중량%, 실리케이트 6.0중량%, 탈크 21.0중량%, 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane] 21.0중량%, 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chloromethyl)oxirane 0.1중량%, Quaternary ammonium compounds, bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl, salts with montmorillonite 0.1중량%, 수용성 침투재 0.1중량%(규산염 430g, 계면활성제 50g, 물 520g 혼합)를 혼합하여 조성된 에폭시 도료를 본 발명에 따른 정전식 핸드건으로 시험체 표면에 도장하여 피막층을 형성한 후 약 24시간 동안 건조시켰다.
[실시 예 6]
콘크리트 구조물 시험체를 양생한 후 7일간 침수하고 상온(약 25℃)에서 2시간 동안 건조시켜 함수율 약 40%의 시험체를 제작한 후, 표면에 전처리 공정을 시행하였다. 전처리된 시험체의 표면에 이소부탄올 41.35중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르 0.1중량%, 4-메틸-2-펜탄디올 0.1중량%, 이산화티타늄 0.1중량%, 자일렌 10.0중량%, 바륨설페이트 0.1중량%, 실리케이트 6.0중량%, 탈크 21.0중량%, 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane] 21.0중량%, 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chloromethyl)oxirane 0.1중량%, Quaternary ammonium compounds, bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl, salts with montmorillonite 0.1중량%, 수용성 침투재 0.05중량%(규산염 430g, 계면활성제 50g, 물 520g 혼합)를 혼합하여 조성된 도료를 본 발명에 따른 정전식 핸드건으로 시험체 표면에 도장하여 피막층을 형성한 후 약 24시간 동안 건조시켰다.
[실시 예 7]
콘크리트 구조물 시험체를 양생한 후 7일간 침수하고 상온(약 25℃)에서 2시간 동안 건조시켜 함수율 약 40%의 시험체를 제작한 후, 표면에 전처리 공정을 시행하였다. 전처리된 시험체의 표면에 이소부탄올 41.39중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르 0.1중량%, 4-메틸-2-펜탄디올 0.1중량%, 이산화티타늄 0.1중량%, 자일렌 10.0중량%, 바륨설페이트 0.1중량%, 실리케이트 6.0중량%, 탈크 21.0중량%, 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane] 21.0중량%, 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chloromethyl)oxirane 0.1중량%, Quaternary ammonium compounds, bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl, salts with montmorillonite 0.1중량%, 수용성 침투재 0.01중량%(규산염 430g, 계면활성제 50g, 물 520g 혼합)를 혼합하여 조성된 에폭시 도료를 본 발명에 따른 정전식 핸드건으로 시험체 표면에 도장하여 피막층을 형성한 후 약 24시간 동안 건조시켰다.
[실험 예 1]
실시 예 1 내지 실시 예 7에서 제조된 시험체의 성능을 시험하고자 내충격성, 부착성, 내마모성, 내식성, 내산성 및 내알칼리성 항목으로 구분하여 정해진 시험방법에 따라 시험을 진행하였고, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
시험항목 내충격성 부착성 내마모성 내식성 내산성 내알칼리성
시험조건 지름 12.6㎜, 질량 500g의
공을 높이
60㎝에서 투하		 KS 규격
테이프로 테스트		 CS 100, 1000g, 1000회 168시간 5% 염산, 120시간 5% 가성소다,
60시간
시험결과 실시예 1 이상없음 7.0MPa 93.1㎎ 이상없음 이상없음 이상없음
실시예 2 파손 6.8MPa 92.8㎎ 이상없음 이상없음 이상없음
실시예 3 이상없음 1.2MPa 92.5㎎ 이상없음 이상없음 이상없음
실시예 4 이상없음 6.5MPa 205.0㎎ 이상없음 이상없음 이상없음
실시예 5 이상없음 7.1MPa 93.1㎎ 표면 전체에 걸쳐 부식발생 이상없음 이상없음
실시예 6 이상없음 6.7MPa 92.1㎎ 이상없음 녹 발생 이상없음
실시예 7 이상없음 7.0MPa 93.0㎎ 이상없음 이상없음 침식 반응 발생
시험방법 KS M ISO 6272-2:2013 KS M ISO 4624:2012 ASTM D 4624-14 KS D 9052:2009 KS M ISO 2812-1:2012 KS M ISO 2812-1:2012
상기 표 1을 살펴보면, 본 발명의 에폭시 도료를 조성하는 각 물질의 함량 범위를 충족함은 물론 상기 에폭시 도료를 본 발명의 정전식 핸드건으로 분무하여 제조한 실시 예 1의 경우 모든 시험항목에서 양호한 결과를 나타냈으나, 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane], 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chloromethyl)oxirane 및 바륨설페이트를 함량 범위에 미달되게 함유하여 제조한 실시 예 2에서는 내충격성 시험에서 시험체가 파손되는 결과가 나타났다.
실시 예 3의 경우 4-메틸-2-펜탄디올을 함량 범위에 미달되게 함유함과 아울러 시중에서 입수한 핸드건을 통해 시험체를 제조하였는데, 부착성 시험에서의 결과 값이 1.2MPa로 나타나 다른 실시 예들의 결과보다 현저히 낮은 수치를 보였다. 이 같은 시험 결과는 4-메틸-2-펜탄디올의 화학적 성능 저하와 함께 핸드건의 물리적 성능 저하가 결합된 것에 기반한 것으로 예상된다.
한편, 실시 예 4의 경우 수용성 침투재를 함량 범위에 미달되게 함유하였는데, 그 결과 내마모성 시험에서 결과 값이 205.0㎎으로 나타나 다른 실시 예들 보다 높은 수치를 보임을 확인하였다.
실시 예 5의 경우 이소부탄올은 함량 범위를 초과하여 함유하였고, 프로필렌글리콜메틸에테르는 함량 범위에 미달되게 함유하였는데, 그 결과 내식성 시험에서 시험체 표면 전체에 걸쳐 부식이 발생됨을 확인하였다.
그리고 수용성 침투재와 이소부탄올을 함량 범위에 미달되게 함유한 실시 예 6 및 실시 예 7의 경우 각각 녹 발생과 침식 반응이 발생함을 확인하였다.
따라서 상기와 같은 시험 결과로 미루어 보아, 본 발명의 에폭시 도료를 정전식 핸드건을 이용하여 분무하였을 때, 내충격성, 부착성, 내마모성, 내식성, 내산성 및 내알칼리성에서 유의미한 효과가 있다는 결론을 도출할 수 있다.
[실험 예 2]
상기 실시 예 1에서 제조된 시험체를 실험군으로, 상기 실시 예 1과 동일한 방법으로 시험체를 제작하되, 수용성 침투재를 함유하지 않은 시험체를 대조군으로 하여 염화이온 침투 저항성, 염화물 이온 침투 저항성 및 콘크리트의 촉진 부식에 대한 항목으로 구분하여 정해진 시험방법에 따라 시험을 진행하였고, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
시험항목 시험조건 결과 시험방법
염화이온(Cl-)
침투 저항 성능		 대조군 (20±2)℃, (50±5)% R.H. 7.9㎜ KS F 4930:2012
실험군 (20±2)℃, (50±5)% R.H. 1.0㎜ KS F 4930:2012
염화물 이온 침투
저항 성능		 대조군 (20±2)℃, (50±5)% R.H. 959
coulombs		 KS F 2711:2002
실험군 (20±2)℃, (50±5)% R.H. 483
coulombs		 KS F 2711:2002
철근 콘크리트의
촉진 부식 시험		 대조군 (20±2)℃, (50±5)% R.H. 부식 발생 KS F 2599-1:2013
실험군 (20±2)℃, (50±5)% R.H. 부식이
발생하지
않음		 KS F 2599-1:2013
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 염화이온 침투 저항 성능에서 실험군이 1.0㎜, 대조군이 7.9㎜의 침투력을 보임으로서, 염화이온 침투 저항 시험 부문에서 실험군이 우수함을 알 수 있고, 염화물 이온 침투 저항 성능에서는 실험군이 483coulombs, 대조군이 959coulombs로 보여, 염화물 이온 침투 저항능 또한 실험군이 우수함을 알 수 있다. 한편, 철근 콘크리트의 촉진 부식 시험에서는 실험군에서는 부식이 발생하지 않았으나, 대조군에서는 부식이 발생하였다.
상기한 시험 결과를 종합해보면, 본 발명에 따른 도료는 기계적 물성 및 화학적 물성, 그리고 부착력이 우수함과 아울러, 부식 방지에도 유의미한 효과가 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료는,
첫째, 도장 작업시 도료 주위에 공기막을 형성하여, 비산에 의해 손실되는 도료입자를 최소화할 수 있고,
둘째, 도료분자의 퍼짐성을 양호하게 하여 피도장물에 대한 부착성을 향상시킬 수 있으며,
셋째, 피도장물의 내수성, 내염수성, 내열성, 내후성 또는 내충격성을 향상시킬 수 있는 이점을 제공하는 매우 유용한 발명이다.
P : 도료공급펌프 1 : 정전식 핸드건
10 : 몸체 12 : 유로
20 : 개폐밸브 30 : 레버
40 : 제어유닛 50 : 토출유닛
52 : 거리감지센서 60 : 에어토출공

Claims (5)

  1. 유동화 상태의 도료를 도료공급펌프(P)로부터 공급받아 에어와 함께 혼합하여 피도장물에 분무하는 분무용 정전식 핸드건(1)으로서,
    내부에 고압의 에어와 에폭시 도료를 공급받아 이송시키는 유로(12)를 형성시켜 된 몸체(10);
    상기 유로(12)에 설치되어 이 유로를 개방 또는 폐쇄시키는 개폐밸브(20);
    상기 개폐밸브(20)에 연결되어 이를 작동시키는 레버(30);
    상기 개폐밸브(20)에 연결되어 이 개폐밸브의 개방작동 또는 폐쇄작동에 요구되는 전기를 승압시키는 고전압 발생기가 구비된 제어유닛(40);
    상기 에어와 함께 에폭시 도료가 분무되는 분무구의 일측에 구비되고, 제어유닛(40)으로부터의 고압 전류를 이용하여 상기 에어와 에폭시 도료를 이온화시키는 토출유닛(50); 및
    상기 토출유닛(50)의 후방단부 표면에 적어도 2개 이상이 동일간격을 두고 형성된 에어토출공(60);을 포함하여 구성되고,
    상기 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 상기 에폭시 도료는,
    이소부탄올(isobutanol) 0.2 - 41.3중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르(propylene glycol methyl ether) 0.1 - 4.0중량%, 4-메틸-2-펜탄디올(4-methyl-2-pentanone) 0.1 - 4.0중량%, 이산화티타늄(titanium dioxide) 0.1 - 4.0중량%, 자일렌(xylene) 10.0 - 13.8중량%, 바륨설페이트(barium sulfate) 0.1 - 4.0중량%, 실리케이트(silicate) 6.0 - 9.0중량%, 탈크(talc) 21.0 - 24.0중량%, 4,4'-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)bis[oxirane] 21.0 - 25.0중량%, 4,4-(1-methylethylidene)bisphenol polymer with (chloromethyl)oxirane 0.1 - 4.0중량%, Quaternary ammonium compounds, bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl, salts with montmorillonite 0.1 - 4.0중량%, 수용성 침투재 0.1 - 4.0중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 토출유닛(50)의 정면부 일측에 피도장물과의 거리를 측정하는 거리감지센서(52)가 설치되고,
    상기 거리감지센서(52)를 통한 측정 거리 값이 설정 거리 값 이하일 경우, 상기 제어유닛(40)에 의해 전원이 강제 차단되는 것을 특징으로 하는 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 토출유닛(50)에는 고전압 하전 전극이 배치되고, 상기 고전압 하전 전극은 고전압 발생기로부터의 고전압을 접속하여 에어와 혼합된 에폭시 도료를 대전시키도록 작용되는 것을 특징으로 하는 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 수용성 침투재는,
    물 45.0 - 56.5중량%, 계면활성제 1.0 - 10.0중량% 및 규산염 42.5 - 45.0중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 분무용 정전식 핸드건을 이용하여 분무되는 에폭시 도료.
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