KR102502716B1 - 사판식 압축기의 사판 표면 코팅용 도료 조성물 - Google Patents
사판식 압축기의 사판 표면 코팅용 도료 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 폴리아미드이미드 14.72 내지 15.7 중량부, 14. 75 내지 15.65 중량부, 또는 14.8 내지 15.6 중량부; 폴리테트라플루오로에틸렌 2.3 내지 4.8 중량부, 2.5 내지 4.5 중량부, 또는 3 내지 4 중량부; 윤활제 0.8 내지 1.9 중량부, 1 내지 1.7 중량부, 또는 1.2 내지 1.5 중량부; 안료 0.5 내지 1.5 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부; 용제 73.6 내지 75.4 중량부, 73.8 내지 75.2 중량부, 또는 74 내지 75 중량부; 분산제 0.6 내지 1.4 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부; 레벨링제 0.1 내지 2 중량부, 0.38 내지 0.64 중량부, 또는 0.46 내지 0.56 중량부; 및 실란 커플링제 0.5 내지 2 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부;를 포함하는 도료 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 도료 조성물은 저마찰계수를 구현하여 도막 형성 시 내마모성 및 윤활성이 매우 우수하고 표면조도가 우수하다.
Description
본 발명은, 도료 조성물에 관한 것으로, 특히, 바인더와 윤활제를 포함하는 컴프레셔 부품용 코팅 도료 조성물에 관한 것이다.
차량 및 가전제품(냉장고, 에어컨)의 공조장치에 널리 사용되는 사판식 압축기에는 축에서 회전하고 접촉하는 부품에 왕복 운동을 제공하는 경사 디스크인 사판을 구비하는데, 사판 표면은 슬라이딩 특성을 위해 내마모성 및 윤활성이 필수적으로 요구된다.
사판의 손상을 줄이고 슬라이딩 특성을 향상시키기 위하여 사판의 형상에 변형을 주거나 사판식 압축기의 구조 변형, 또는 사판의 슬라이딩 소재 개량 등에 대한 개발이 진행되어 왔으며, 사판을 고체 윤활제가 포함된 슬라이딩 피막으로 코팅하여 사용할 경우 사판의 성능을 높게 유지하기에 유리하다.
고체 윤활제 중 하나인 불소수지는 낮은 표면 에너지로 인해 오일이나 물속에서 뭉쳐지지 않고 부유되어 안정된 상태로 존재할 수 있으며 불소수지는 판상형 구조로 되어 있지 않고 거시적 분자구조는 마치 라멜라 구조처럼 존재하여 각각의 분자로도 쉽게 미끄러지는 특성을 가지고 있다. 또한, 불소수지는 작업 온도가 약 260 ℃로 제한적이나, 정적 마찰과 동적 마찰에서 0.04 이하의 가장 작은 마찰계수를 가지는 장점이 있다.
불소수지를 함유하는 사판용 도료로서 한국등록특허 제 10-1786103 호는 PAI와 PTFE의 혼합액에 나노크기의 다이아몬드 입자를 혼합하여 저마찰, 내마모 특성을 가지는 표면처리 코팅액을 제공하고 있으며, 슬라이딩 피막 형성과 관련하여 한국등록특허 제 10-0709939 호는 슬라이딩 피막에 바인더 수지의 유리전이온도보다 더 낮은 융점을 가지는 저융점 재료를 포함시켜 바인더 수지의 열화를 지연시킬 수 있는 피막을 제시하고 있다.
그러나 여전히 압축기의 장기간 사용 시 코팅이 마모되어 윤활성이 떨어지는 문제가 발생하는 바 내마모성이 향상된 사판용 코팅 도료가 요구되는 실정이다.
본 발명의 도료 조성물은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 폴리아미드이미드 14.72 내지 15.7 중량부, 14.75 내지 15.65 중량부, 또는 14.8 내지 15.6 중량부; 폴리테트라플루오로에틸렌 2.3 내지 4.8 중량부, 2.5 내지 4.5 중량부, 또는 3 내지 4 중량부; 윤활제 0.8 내지 1.9 중량부, 1 내지 1.7 중량부, 또는 1.2 내지 1.5 중량부; 안료 0.5 내지 1.5 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부; 용제 73.6 내지 75.4 중량부, 73.8 내지 75.2 중량부, 또는 74 내지 75 중량부; 분산제 0.6 내지 1.4 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부; 레벨링제 0.1 내지 2 중량부, 0.38 내지 0.64 중량부, 또는 0.46 내지 0.56 중량부, 또는 0.46 내지 0.56 중량부; 및 실란 커플링제 0.5 내지 2 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부;를 포함하는 도료 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여,
폴리아미드이미드 14.72 내지 15.7 중량부, 14.75 내지 15.65 중량부, 또는 14.8 내지 15.6 중량부;
폴리테트라플루오로에틸렌 2.3 내지 4.8 중량부, 2.5 내지 4.5 중량부, 또는 3 내지 4 중량부;
윤활제 0.8 내지 1.9 중량부, 1 내지 1.7 중량부, 또는 1.2 내지 1.5 중량부;
안료 0.5 내지 1.5 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부;
용제 73.6 내지 75.4 중량부, 73.8 내지 75.2 중량부, 또는 74 내지 75 중량부;
분산제 0.6 내지 1.4 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부;
레벨링제 0.1 내지 2 중량부, 0.38 내지 0.64 중량부, 또는 0.46 내지 0.56 중량부; 및
실란 커플링제 0.5 내지 2 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 윤활제는 그라파이트, 이황화몰리브덴, 질화붕소, 황화아연, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌에 대한 상기 폴리아미드이미드의 비는 3 내지 7, 3.2 내지 6.5, 또는 3.5 내지 6일 수 있다.
또한, 상기 안료는 카본블랙, 산화철, 카본나노튜브, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
또한, 상기 용제는 N-에틸-2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, 메틸에틸케톤, N,N-디메틸아세트아마이드, 자일렌, 메틸이소부틸케톤, 감마부틸로락톤, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
그리고, 상기 도료 조성물은 N-에틸-2-피롤리돈 31.3 내지 32.6 중량부, 31.4 내지 32.5 중량부, 또는 31.5 내지 32.4 중량부, 메틸에틸케톤 14 내지 33 중량부, 18 내지 29 중량부, 또는 21 내지 26 중량부, N,N-디메틸아세트아마이드 5 내지 11 중량부, 6 내지 10 중량부, 또는 7 내지 9 중량부, 및 자일렌 11.32 내지 11.7, 11.35 내지 11.68, 또는 11.4 내지 11.65 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 분산제는 2-메톡시-1-메틸에틸아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에터, n-부틸아세테이트, 인산, 솔벤트 나프타, 2-메톡시프로필아세테이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
그리고, 상기 분산제는 상기 안료 100 중량부에 대하여 10 내지 200 중량부, 30 내지 150 중량부, 또는 50 내지 120 중량부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 분산제는 산성 그룹을 갖는 공중합체, 안료친화적 고분자량 공중합체, 또는 산성 그룹을 갖는 공중합체 및 안료친화적 고분자량 공중합체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레벨링제는 2-메톡시-1-메틸에틸아세테이트, 2-메톡시프로필아세테이트, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산(Polyether modified polydimethylsiloxane), 자일렌, 에틸벤젠, 톨루엔, 2-페녹시에탄올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
그리고, 상기 레벨링제는 폴리아크릴레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 실란 커플링제는 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란((3-Glycidyloxypropyl)triethoxysilane), 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane), 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란(3-Glycidoxypropyl methyldiethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리에톡시실란(3-Glycidoxypropyl triethoxysilane), 감마-아미노프로필트리에톡시실란(Gamma-aminopropyl triethoxysilane), N-베타-(아미노에틸)-감마-아미노프로필트리메톡시실란(N-beta-(aminoethyl)-gamma-aminopropyltrimethoxysilane), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
그리고, 상기 도료 조성물은 사판식 압축기의 사판 표면 코팅용일 수 있다.
그리고, 상기 도료 조성물은 퍼플루오로옥탄산 (perfluoro octanoic acid, PFOA)을 포함하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 도료 조성물은 저마찰계수를 구현하여 도막 형성 시 내마모성 및 윤활성이 매우 우수하고 표면조도가 우수하다. 또한, 본 발명에 따르면 퍼플루오로옥탄산(PFOA)가 검출되지 않는 사판식 압축기의 사판 표면 코팅용 코팅 도료 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 비교예에 따른 도막의 마찰계수 평가 결과이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도막의 마찰계수 평가 결과이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도막의 마찰계수 평가 결과이다.
도 4는 본 발명의 일 비교예에 따른 도막의 마찰계수 평가 결과이다.
도 5는 본 발명의 일 비교예에 따른 도막의 마찰계수 평가 결과이다.
도 6은 본 발명의 일 비교예에 따른 도막의 내마모성 평가 결과이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도막의 내마모성 평가 결과이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도막의 내마모성 평가 결과이다.
도 9는 본 발명의 일 비교예에 따른 도막의 내마모성 평가 결과이다.
도 10은 본 발명의 일 비교예에 따른 도막의 내마모성 평가 결과이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도막의 마찰계수 평가 결과이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도막의 마찰계수 평가 결과이다.
도 4는 본 발명의 일 비교예에 따른 도막의 마찰계수 평가 결과이다.
도 5는 본 발명의 일 비교예에 따른 도막의 마찰계수 평가 결과이다.
도 6은 본 발명의 일 비교예에 따른 도막의 내마모성 평가 결과이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도막의 내마모성 평가 결과이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도막의 내마모성 평가 결과이다.
도 9는 본 발명의 일 비교예에 따른 도막의 내마모성 평가 결과이다.
도 10은 본 발명의 일 비교예에 따른 도막의 내마모성 평가 결과이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
다만, 아래는 특정 실시예들을 예시하여 상세히 설명하는 것일 뿐, 본 발명은 다양하게 변경될 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에, 예시된 특정 실시예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 출원에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, '포함하다', '함유하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소(또는 구성성분) 등이 존재함을 지칭하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
컴프레셔 부품용 코팅 도료의 주 원료인 PTFE(Polytetrafluoroethylene)는 생산하는 과정에서 PFOA(Perfluorooctanoic acid)가 발생하게 되는데, 이는 잔류성 유기오염물질에 관한 스톡홀름 협약(한국, 미국, 중국, 일본, EU, 환경단체 등)과 EU REACH 기준에 의거하여 사용금지물로 분류된다. 그러나 아직까지 기존에 쓰이는 사판용 도료의 경우 퍼플루오로옥탄산(PFOA)가 검출이 되고 있는 실정이다.
본 발명은 퍼플루오로옥탄산(PFOA)가 검출되지 않는 컴프레셔 부품용 코팅 도료 조성물에 관한 것으로서, 폴리아미드이미드 및 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 도료 조성물을 제시한다.
본 발명의 도료 조성물은, 폴리아미드이미드 14.72 내지 15.7 중량부, 14. 75 내지 15.65 중량부, 또는 14.8 내지 15.6 중량부; 폴리테트라플루오로에틸렌 2.3 내지 4.8 중량부, 2.5 내지 4.5 중량부, 또는 3 내지 4 중량부; 윤활제 0.8 내지 1.9 중량부, 1 내지 1.7 중량부, 또는 1.2 내지 1.5 중량부; 안료 0.5 내지 1.5 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부; 용제 73.6 내지 75.4 중량부, 73.8 내지 75.2 중량부, 또는 74 내지 75 중량부; 분산제 0.6 내지 1.4 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부; 레벨링제 0.1 내지 2 중량부, 0.38 내지 0.64 중량부, 또는 0.46 내지 0.56 중량부; 및 실란 커플링제 0.5 내지 2 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 도료 조성물은 바인더인 폴리아미드이미드 14.72 내지 15.7 중량부, 14. 75 내지 15.65 중량부, 또는 14.8 내지 15.6 중량부를 포함하며, 폴리아미드이미드의 함량이 상기 범위 미만인 경우 고형분 감소 및 점도 하락을 초래하여 작업성 및 스프레이 분사력이 감소되고 흘러내림, 끝부분 맺힘 현상이 발생할 수 있다. 또한, 도막의 경도를 감소시켜 고하중, 고속으로 윤활 및 마모 진행 시 도막이 소프트하여 마모 및 박리가 쉽게 발생할 수 있다. 반면에 상기 폴리아미드이미드의 함량이 상기 범위를 초과할 경우 고형분 증가 및 점도 상승을 초래하여 작업성 및 스프레이 분사력 감소시키고 도장이 잘 퍼지지 않아 레벨링이 감소할 수 있다. 또한, 도막의 경도를 상승시켜 고하중, 고속으로 윤활 및 마모 진행 시 쉽게 깨져 마모 및 박리가 촉진될 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 고체윤활제인 폴리테트라플루오로에틸렌 2.3 내지 4.8 중량부, 2.5 내지 4.5 중량부, 또는 3 내지 4 중량부를 포함하며, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 함량이 상기 범위 미만인 경우 도막 내 폴리테트라플루오로에틸렌 함량이 감소하여 윤활 담당 주 원료 부족으로 마모가 촉진될 수 있고 윤활 부족으로 급격한 마모 및 박리가 촉진될 수 있다. 반면에 폴리테트라플루오로에틸렌의 함량이 상기 범위를 초과할 경우 도막 내 폴리테트라플루오로에틸렌 함량이 증가하여 윤활 및 마모 시 이탈하는 폴리테트라플루오로에틸렌 이물질로 인하여 마모가 촉진될 수 있고 급격한 마모가 발생할 수 있다.
그리고, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌에 대한 상기 폴리아미드이미드의 비(B/F ratio)는 3 내지 7, 3.2 내지 6.5, 또는 3.5 내지 6일 수 있다. 폴리아미드이미드에 대한 폴리테트라플루오로에틸렌의 함량이 상기 범위 미만인 경우 저마찰계수 구현에 어려움이 있어 내마모성, 윤활성이 나빠질 수 있고, 반면에 상기 범위를 초과할 경우 도막의 표면 조도가 악화될 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 윤활제 0.8 내지 1.9 중량부, 1 내지 1.7 중량부, 또는 1.2 내지 1.5 중량부를 포함하며, 상기 윤활제는 그라파이트, 이황화몰리브덴(MoS2), 질화붕소(BN), 황화아연(ZnS), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 특히 상기 윤활제는 그라파이트일 수 있고, 이 경우 그라파이트의 함량이 상기 범위 미만인 경우 높은 폴리테트라플루오로에틸렌 함량에 의하여 고하중, 고속 윤활 시 제역할을 하지 못하여 쉽게 폴리테트라플루오로에틸렌 이탈에 동조하는 문제점이 발생한다. 반면에 상기 그라파이트의 함량이 상기 범위를 초과할 경우 폴리테트라플루오로에틸렌과의 간섭으로 윤활 시 마모 및 박리가 촉진될 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 안료 0.5 내지 1.5 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부를 포함하며, 안료의 함량이 상기 범위 미만인 경우 은폐력 약화로 인한 코팅 기재 노출 문제가 발생할 수 있고, 반면에 상기 범위를 초과할 경우 도막 내 이물질로 판명되어 윤활 및 마모를 촉진시킬 수 있다. 상기 안료는 카본블랙, 산화철(Fe3O4), 카본나노튜브(CNT), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 용제 73.6 내지 75.4 중량부, 73.8 내지 75.2 중량부, 또는 74 내지 75 중량부를 포함하며, 상기 용제는 도료의 점도를 조정하기 위한 재료로 요구되는 규격에 맞추어 함량을 조절할 수 있다. 각 용제마다 비점과 비중이 다르기 때문에 스프레이 도장을 고려하여 비율을 조정할 수 있다.
상기 용제는 N-에틸-2-피롤리돈(NEP), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 메틸에틸케톤(MEK), N,N-디메틸아세트아마이드, 자일렌, 메틸이소부틸케톤(MIBK), 감마부틸로락톤(GBL), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 이들 중 2 종 이상, 3 종 이상, 또는 4 종 이상 선택될 수 있다.
특히 용제는 N-에틸-2-피롤리돈(NEP), 메틸에틸케톤(MEK), N,N-디메틸아세트아마이드, 및 자일렌을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 도료 조성물은 N-에틸-2-피롤리돈 31.3 내지 32.6 중량부, 31.4 내지 32.5 중량부, 또는 31.5 내지 32.4 중량부, 메틸에틸케톤 14 내지 33 중량부, 18 내지 29 중량부, 또는 21 내지 26 중량부, N,N-디메틸아세트아마이드 5 내지 11 중량부, 6 내지 10 중량부, 또는 7 내지 9 중량부, 및 자일렌 11.32 내지 11.7, 11.35 내지 11.68, 또는 11.4 내지 11.65 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 도료 조성물은 폴리아미드이미드, N-에틸-2-피롤리돈, 및 자일렌을 포함하는 폴리아미드이미드 수지를 포함하는 것일 수 있다. 상기 폴리아미드이미드 수지는 폴리아미드이미드 30 내지 40 중량부, N-에틸-2-피롤리돈 40 내지 60 중량부, 및 자일렌 10 내지 20 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 메틸에틸케톤(MEK)은 비점이 낮아 그 함량이 상기 범위를 초과할 경우 스프레이 도장을 하자마자 증발하여 도막 세팅력이 낮고 부풀음, 끓음 현상이 발생할 수 있다.
상기 N-에틸-2-피롤리돈(NEP)는 바인더를 용해시키는 용제로서, 함량이 상기 범위 미만인 경우 도료화가 불가능하고, 반면에 함량이 상기 범위를 초과할 경우 비점이 높아져 건조 시간을 지연시키는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 분산제 0.6 내지 1.4 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부를 포함하며, 분산제의 함량이 상기 범위 미만인 경우 안료 미분산으로 색상 구현이 되지 않아 은폐력 감소 및 코팅 표면조도를 상승시키는 요인이 되고, 반면에 상기 분산제의 함량이 상기 범위를 초과할 경우 도료 자체 엉김 및 이물질 발생을 초래하여 코팅 표면조도를 상승시킬 수 있다. 이러한 측면에서 상기 분산제는 상기 안료 100 중량부에 대하여 10 내지 200 중량부, 30 내지 150 중량부, 또는 50 내지 120 중량부를 포함할 수 있다.
상기 분산제는 산성 그룹을 갖는 공중합체, 안료친화적 고분자량 공중합체, 또는 산성 그룹을 갖는 공중합체 및 안료친화적 고분자량 공중합체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 분산제는 2-메톡시-1-메틸에틸아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에터, n-부틸아세테이트, 인산, 솔벤트 나프타, 2-메톡시프로필아세테이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 레벨링제 0.1 내지 2 중량부, 0.38 내지 0.64 중량부, 또는 0.46 내지 0.56 중량부를 포함하며, 레벨링제의 함량이 상기 범위 미만인 경우 도료 유동성 저하로 코팅 불량을 초래하고 표면조도를 상승시키며 윤활 및 마모성이 감소될 수 있고, 반면에 상기 레벨링제의 함량이 상기 범위를 초과할 경우 해당 물질의 높은 표면장력으로 인하여 도료를 밀어내 도막 자체에 크래터링(분화구) 발생을 초래하고 바인더와의 결합으로 점도 상승을 초래할 수 있다. 이러한 측면에서 상기 레벨링제의 함량은 총량 대비 0.01 내지 4 중량%, 0.05 내지 3 중량%, 또는 0.1 내지 2 중량%일 수 있다.
상기 레벨링제는 2-메톡시-1-메틸에틸아세테이트, 2-메톡시프로필아세테이트, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산(Polyether modified polydimethylsiloxane), 자일렌, 에틸벤젠, 톨루엔, 2-페녹시에탄올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. 그리고, 상기 레벨링제는 폴리아크릴레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 실란 커플링제 0.5 내지 2 중량부, 0.8 내지 1.3 중량부, 또는 0.9 내지 1.1 중량부를 포함하며, 상기 실란 커플링제의 함량이 상기 범위 미만인 경우 도료와 기재 사이의 부착력 감소로 윤활, 마모 시 코팅 떨어짐 문제가 발생할 수 있고, 반면에 상기 실란 커플링제의 함량이 상기 범위를 초과할 경우 바인더와 결합하여 도료 엉김 및 점도 상승을 초래할 수 있다. 이러한 측면에서 상기 실란 커플링제의 함량은 총량 대비 0.1 내지 4 중량%, 0.25 내지 3 중량%, 또는 0.5 내지 2 중량%일 수 있다.
또한, 상기 실란 커플링제는 유기물과 무기물 결합보조제로서, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란((3-Glycidyloxypropyl)triethoxysilane), 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane), 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란(3-Glycidoxypropyl methyldiethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리에톡시실란(3-Glycidoxypropyl triethoxysilane), 감마-아미노프로필트리에톡시실란(Gamma-aminopropyl triethoxysilane), N-베타-(아미노에틸)-감마-아미노프로필트리메톡시실란(N-beta-(aminoethyl)-gamma-aminopropyltrimethoxysilane), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
그리고, 상기 도료 조성물은 사판식 압축기의 사판 표면 코팅용일 수 있다.
그리고, 상기 도료 조성물은 퍼플루오로옥탄산 (perfluoro octanoic acid, PFOA)을 포함하지 않을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예]
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3: 사판 도료 및 도막 제조
하기 표 1과 같이 폴리아미드이미드 바인더와 폴리테트라플루오로에틸렌의 배합비(B/F ratio)를 달리하여 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3의 사판 도료를 제조한 후 각각 도막을 형성하였다.
| 중량% | |||||
| 물질명 | 비교예1 | 실시예1 | 실시예2 | 비교예2 | 비교예3 |
| 폴리아미드이미드 | 15.75 | 15.4 | 15.05 | 14.7 | 14.35 |
| 폴리테트라플루오로에틸렌 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 그라파이트 | 1.3 | ||||
| 카본블랙 | 1 | ||||
| N-에틸-2-피롤리돈 | 32.7 | 32.2 | 31.7 | 31.2 | 30.7 |
| 메틸에틸케톤 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 |
| N,N-다이메틸아세트아마이드 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| 자일렌 | 11.75 | 11.6 | 11.45 | 11.3 | 11.15 |
| 분산제 | 1 | ||||
| 레벨링제 | 0.5 | ||||
| 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란 | 1 | ||||
| 계 | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 |
| B/F ratio | 7.88 | 5.13 | 3.76 | 2.94 | 2.39 |
상기 표 1에 있어서 상기 분산제는 2-메톡시-1-메틸에틸아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에터, 및 n-부틸아세테이트를 포함하는 분산제를 사용하고, 상기 레벨링제는 2-메톡시-1-메틸에틸아세테이트 및 2-메톡시프로필아세테이트를 포함하는 레벨링제를 사용하였다.
시험예 1: 마찰계수 평가
바인더와 불소수지의 비율 변화에 따른 마찰계수(Friction coefficient) 평가를 실시하였으며, 비교예 1, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 2, 및 비교예 3의 평가 결과는 각각 도 1 내지 도 5와 같다. 도 1 내지 도 5에서 알 수 있듯이, 고체윤활제인 불소수지의 함량이 높을수록 마찰계수는 낮아지는 경향을 보였다.
시험예 2: 내마모성 평가
바인더와 불소수지의 비율 변화에 따른 내마모성(Wear resistance) 평가를 실시하였으며, 비교예 1, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 2, 및 비교예 3의 평가 결과는 각각 도 6 내지 도 10과 같다. 비교예 1의 경우, 도 6과 같이 평가 시작 후 2,500초 부근에서 도막 박리가 발생하였다. 실시예 1의 경우 도 7과 같이 평가 시작 후 2,100초 및 2,900초 부근에서 도막 박리가 발생하였다. 실시예 2의 경우 도 8과 같이 평가 시작 후 11,000초 및 18,000초 부근에서 도막 박리가 발생하였다. 비교예 2의 경우 도 9와 같이 평가 시작 후 12,500초 및 14,000초 부근에서 도막 박리가 발생하였다. 비교예 3의 경우 도 10과 같이 평가 시작 후 14,000초 및 18,500초 부근에서 도막 박리가 발생하였다.
시험예 3: 표면 조도 평가
상기 비교예 1, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 2, 및 비교예 3에 대하여 미쓰도요 조도 측정기(Mitutoyo SJ-210)를 통해 임의의 네 곳의 조도를 측정한 후 평균 값을 산출하였으며, 그 결과는 하기 표 2와 같다. 표면 조도가 0.75 Ra 이하일 경우 SPEC IN, 초과할 경우 SPEC OUT으로 분류하여 기준에 부합하는지 평가하였다.
| 표면 조도( Ra ) | Binder / Fluoro resin Ratio | 비고 | |
| 비교예 1 | 0.457 | 88.7/11.3 ( 약 90/10 ) | SPEC IN |
| 실시예 1 | 0.618 | 83.7/16.3 ( 약 85/15 ) | SPEC IN |
| 실시예 2 | 0.677 | 79/21 ( 약 80/20 ) | SPEC IN |
| 비교예 2 | 0.791 | 74.6/25.4 ( 약 75/25 ) | SPEC OUT |
| 비교예 3 | 0.912 | 70.5/29.5 ( 약 70/30 ) | SPEC OUT |
비교예 1, 실시예 1, 및 실시예 2의 표면 조도는 기준에 부합하는 결과를 나타내었으나, 비교예 2 및 비교예 3의 경우 표면 조도가 악화된 것을 확인하였다. 이를 통해 불소수지의 함량이 증가할수록 저마찰계수 구현에 유리하고, 내마모성 및 윤활성에 유리할 수 있으나, 표면 조도는 악화됨을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 마찰계수가 낮아 내마모성 및 윤활성이 우수하면서도 표면 조도가 우수한 도막을 형성할 수 있는 도료 조성물을 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (7)
- 도료 조성물로서,
폴리아미드이미드 14.8 내지 15.6 중량부;
폴리테트라플루오로에틸렌 3 내지 4 중량부;
윤활제 1.2 내지 1.5 중량부;
안료 0.9 내지 1.1 중량부;
용제 74 내지 75 중량부;
분산제 0.9 내지 1.1 중량부;
레벨링제 0.46 내지 0.56 중량부; 및
실란 커플링제 0.9 내지 1.1 중량부
를 포함하고,
상기 폴리테트라플루오로에틸렌에 대한 상기 폴리아미드이미드의 비는 3.5 내지 6이고,
상기 윤활제는 그라파이트, 이황화몰리브덴 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 안료는 카본블랙이고,
상기 용제는 N-에틸-2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, 메틸에틸케톤, N,N-디메틸아세트아마이드, 자일렌, 메틸이소부틸케톤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 분산제는 2-메톡시-1-메틸에틸아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에터, n-부틸아세테이트, 인산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 분산제는 상기 안료 100 중량부에 대하여 50 내지 120 중량부를 포함하고,
상기 분산제는 산성 그룹을 갖는 공중합체, 안료친화적 고분자량 공중합체, 또는 산성 그룹을 갖는 공중합체 및 안료친화적 고분자량 공중합체를 포함하고,
상기 레벨링제는 2-메톡시-1-메틸에틸아세테이트, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산(Polyether modified polydimethylsiloxane), 자일렌, 에틸벤젠 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되고,
상기 레벨링제는 폴리아크릴레이트를 포함하고,
상기 실란 커플링제는 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란((3-Glycidyloxypropyl)triethoxysilane), 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane), 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란(3-Glycidoxypropyl methyldiethoxysilane), 감마-아미노프로필트리에톡시실란(Gamma-aminopropyl triethoxysilane) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 도료 조성물은 사판식 압축기의 사판 표면 코팅용이고,
상기 도료 조성물은 퍼플루오로옥탄산 (perfluoro octanoic acid, PFOA)을 포함하지 않는, 도료 조성물. - 삭제
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