KR102554387B1 - 옥외설치용 휀스의 도장방법 - Google Patents

옥외설치용 휀스의 도장방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 옥외설치용 휀스의 도장방법에 관한 것으로, (S1) 상기 옥외설치용 휀스의 표면을 전착도료 조성물을 이용하여 전착도장하는 단계; (S2) 상기 전착도장단계 후 건조시키는 단계; (S3) 상기 1차 건조단계 후 상기 옥외설치용 휀스의 표면을 분체도장용 조성물을 이용하여 분체도장하는 단계; 및 (S4) 상기 분체도장단계 후 건조시키는 단계를 포함하는 본 발명에 따라 옥외설취용 휀스를 도장할 경우 기존의 분체도료만을 사용하여 도장한 경우에 비하여 내구성이 크게 증대되는 이점이 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 계절에 따른 온도변화, 햇빛, 비바람 등 환경적인 요인에 의해 도장이 벗겨지거나 발하지 않아 당분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

옥외설치용 휀스의 도장방법 {Method painting fence for outdoor installation}
본 발명은 옥외설치용 휀스의 도장방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전착도장과 분체도장을 복합적으로 사용하여 환경적인 요인에 의한 내구성을 증대시킬 수 있는 옥외설치용 휀스의 도장방법에 관한 것이다.
일반적으로 철망펜스는 건축물, 공원, 학교 등에 경계를 구획토록 설치하는 울타리로써, 최근에는 도로 주변에 설치하여 동물들의 로드킬을 방지하기도 하는 등 다양한 용도로 사용되고 있다.
특히 철을 포함하는 구조물은 대부분 자연환경에 노출되어 부식되기 쉬우며 철구조물의 내후성을 증진하기 위해 부식을 방지할 수 있도록 철구조물 표면에 부식방지 처리하는 것이 일반적이다.
철구조물의 부식은 건식, 습식부식으로 나누는데 건식부식은 고온가스 등에 의한 부식이며, 습식부식은 수중(담수, 해수 등), 대기중부식, 산, 알카리, 염 등에 의한 부식이 발생할 수 있으며, 땅속에서의 부식은 습식부식이라고 표현할 수 있다.
상기와 같은 부식환경으로부터 철구조물을 보호할 수 있는 수성도료의 개발이 필요한 실정이다.
최근 강화되고 있는 대기환경 오염에 대한 국제적인 규제는 환경 친화성 도료의 개발을 요구하고 있다. 통상적으로 사용되어 왔던 유성도료의 수용성화 및 분체도료화 추세가 급속하게 이루어지고 있다. 최근 들어 작업장의 밀폐된 공간에서의 도장작업은 작업자들에게 유기용제의 무방비 노출에 의해서 유기용제에 의한 질식 등 작업자들의 건강을 위협하고 있을 뿐만 아니라 화재위험 등 위험요소가 산재되어 있어 더욱더 수성도료가 필요시 되고 있다.
일반적으로 분체도장은 종래 액상 페인트를 스프레이하는 방식과는 달리 솔벤트 등의 용제나 희석제 없이 고형화된 도료입자, 즉 분체도료를 피대상물의 표면에 고르게 입혀 코팅 처리하는 방식으로서, 에폭시 또는 폴리에틸렌계의 분말을 원료로 사용하여 철, 알루미늄 등에 정전기를 이용, 도장하는 방법으로 기존의 용제형(액체페인트)보다 내식성, 접착성, 내구성 등이 월등히 뛰어나고 특히 부식방지에 뛰어나 고품질의 제품을 만드는데 널리 사용되고 있으며, 도장부위의 강도가 강하고 표면을 매끄럽게 처리할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
이러한 분체도장에 사용되는 분체도료는 분말이기 때문에 저장이나 수송이 유리하고, 분체도료를 회수하여 재사용이 가능하기에 경제적일 뿐만 아니라 도장 공정을 단축할 수 있으므로 에너지가 절감할 수 있으며, 종래의 액상 페인트보다 우수한 내식성과 접착성 및 내구성 등을 발휘할 수 있고, 특히 매우 우수한 부식방지성을 제공할 수 있다.
따라서, 상기 분체도장은 상술한 장점들과 더불어 친환경 도장기술로 인정받고 있어 현재 다양한 산업분야에 많이 활용되고 있으며, 가전이나 자동차, 휀스, 기계장비, 건축자재, 전기제품 등 각종 산업분야에 적용되는 금속제품들 및 플라스틱제품들을 도막 처리하는 작업에 이용되고 있다.
그러나, 상기 분체도장만으로는 피도물이 소화기, 휀스 등을 도포할 경우에는 내구성이 좋지 못하여 도장이 쉽게 벗어지거나 탈색되게 되는 등의 문제점이 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 외부 환경요인에 대하여 내구성이 증대된 옥외설치용 휀스의 도장방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 옥외설치용 휀스의 도장방법을 제공한다:
(S1) 상기 옥외설치용 휀스의 표면을 전착도료 조성물을 이용하여 전착도장하는 단계;
(S2) 상기 전착도장단계 후 건조시키는 단계;
(S3) 상기 1차 건조단계 후 상기 옥외설치용 휀스의 표면을 분체도장용 조성물을 이용하여 분체도장하는 단계; 및
(S4) 상기 분체도장단계 후 건조시키는 단계.
바람직하게, 상기 전착도료 조성물은 베이스 수지인 아크릴 수지 20 내지 30 중량부, 경화제인 멜라민 수지 5 내지 20 중량부, 보조 수지인 알킬화된 멜라민 포름알데히드 수지 1 내지 5 중량부 및 주용제인 물 10 내지 40 중량부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단계 (S1)에서 전착도장은 25-35 ㎛ 두께로 수행하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단계 (S2)에서 건조는 170-190℃에서 19-25분 동안 수행하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 분체도료 조성물은 아크릴 에멀젼 수지 20 내지 30 중량부, 에폭시 수지 10 내지 20 중량부, 인계 단량체 5 내지 10 중량부, 에틸렌글리콜 1 내지 5 중량부, 탄산칼슘 2 내지 6 중량부, 순지트 분말 1 내지 2 중량부, 소성비드 0.5 내지 1.5 중량부, 방동제 0.1 내지 0.5 중량부, 분산제 0.3 내지 0.7 중량부 및 이소시아네이트 0.2 내지 0.6 중량부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단계 (S3)에서 분체도장은 270-400 ㎛의 두께로 수행되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단계 (S4)에서 건조는 170-190℃에서 20-25 분 동안 수행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명에 따라 옥외설취용 휀스를 전착도료를 사용하여 도장한 다음 다시 분체도료를 사용하여 도장할 경우 기존의 분체도료만을 사용하여 도장한 경우에 비하여 내구성이 크게 증대되는 이점이 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 계절에 따른 온도변화, 햇빛, 비바람 등 환경적인 요인에 의해 도장이 벗겨지거나 발하지 않아 당분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
이하 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 옥외설치용 휀스의 도장방법을 제공한다:
(S1) 상기 옥외설치용 휀스의 표면을 전착도료 조성물을 이용하여 전착도장하는 단계;
(S2) 상기 전착도장단계 후 건조시키는 단계;
(S3) 상기 1차 건조단계 후 상기 옥외설치용 휀스의 표면을 분체도장용 조성물을 이용하여 분체도장하는 단계; 및
(S4) 상기 분체도장단계 후 건조시키는 단계.
전착도장(電着塗裝)은, 복잡한 형상을 갖는 피도물(被塗物)이라도 세부에까지 도장을 실시할 수 있고, 자동적이고 연속적으로 도장할 수 있으므로, 자동차 차체 등의 대형이고 복잡한 형상을 가지고, 높은 녹방지성이 요구되는 피도물의 언더코팅 도장방법으로서 범용되고 있다. 또한, 다른 도장방법과 비교하여 도료의 사용효율이 매우 높다는 점에서 경제적이고, 공업적인 도장방법으로서 널리 보급되어 있다.
상기 전착도료 조성물은 베이스 수지인 아크릴 수지 20 내지 30 중량부, 경화제인 멜라민 수지 10 내지 30 중량부, 보조 수지인 알킬화된 멜라민 포름알데히드 수지 1 내지 5 중량부 및 주용제인 물 10 내지 40 중량부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 베이스 수지로는 아크릴 수지를 사용하며, 자외선과 내열성이 확보된 아크릴 변성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴 수지는 분자 사슬 내 아크릴산 또는 메타크릴산과 같은 카르복실기를 갖는 아크릴 단량체를 이용하여, 말단에 카르복실기를 가지며 킬레이트 생성기를 갖는 단량체가 공중합되어 있는 물질로 구체적으로는 t-부틸아크릴레이트, 메타크릴레이트, 측쇄에 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 아크릴 수지를 예로 들 수 있으며, 이들 수지로 구성된 선택군 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 메틸아크릴레이트(methylacrylate), 메틸메타아크릴레이트 (methylmethacrylate, MMA), 아크릴로니트릴 (acrylonitrile, AN), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 (2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA), 글리시딜-메타크릴레이트 (glycidyl methacrylate, GMA), 및 에틸 메타크릴레이트 (ethyl methacrylate, EMA) 등의 단량체와 메타크릴산 (methacrylic acid, MAA) 및 아크릴산 (acrylic acid, AA) 등을 공중합하여 사용할 수도 있다.
이 때 아크릴 수지는 전체 도료 조성물의 중량을 기준으로 20 내지 30 중량부의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
상기 아크릴 수지가 20 중량부 미만이면 도장 표면의 표면 경도 및 내화학성이 저하될 수 있으며, 30 중량부를 초과하면 미반응 아크릴 수지가 많이 남아 가교밀도가 저하되어 가공성, 부착력, 내수성과 같은 다양한 물성들이 저하될 수 있다.
본 발명은 높은 투명도를 갖는 아크릴 수지를 베이스 수지로 쓰기 때문에 피도장물에 전착 도료에 의하여 도막이 형성되어도, 피도장물 소재 고유의 질감을 잘 표현해낼 수 있는 장점이 있다. 예를 들어 스테인리스강을 소재를 하는 제품을 본 발명의 전착 도료로 전착 도장을 하는 경우 아크릴 수지의 높은 투명도로 인해 스테인리스강 고유의 질감을 표현해 낼 수 있어 제품의 심미성을 다양하게 표현할 수 있는 장점이 있다.
상기 경화제로 멜라민 수지를 사용하며, 멜라민 수지는 아크릴 수지와 반응하여 아크릴 수지를 경화시켜 매우 견고하고 치밀한 그물망의 구조를 형성한다. 아크릴-멜라민 반응은 120 ℃ 이상의 고온에서 활발하게 반응이 진행되기 때문에 종래의 도막 형성 반응 대비 더욱 견고하고 치밀한 그물망의 도막을 얻을 수 있다.
따라서 아크릴-멜라민 반응에 의하여 형성되는 매우 견고하고 치밀한 그물망의 도막으로 인하여 본 발명의 전착 도료는 여러가지 다양한 소재, 특히 도막의 형성이 매우 어려운 소재인 스테인리스강에도 높은 부착성을 갖는다.
이 때 멜라민 수지는 전체 도료 조성물의 중량을 기준으로 10 내지 30 중량부의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 멜라민 수지가 10 중량부 미만인 경우에는 도막이 잘 형성되지 않으며, 30 중량부를 초과하는 경우 도막 형성에 관여하지 않는 멜라민 수지가 남을 수 있다.
상기 보조 수지는 취성이 강한 아크릴 수지의 물성을 보완하여 내충격성과 가공성을 부여해주는 역할을 해주는 물질로, 본 발명에서는 폴리에스터 수지를 보조 수지로 사용한다. 아울러 폴리에스터 수지는 내열성도 보강해주는 역할을 해준다.
폴리에스터 수지는 알킬화된 멜라민 포름알데히드 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
이 때 폴리에스터 수지는 전체 도료 조성물의 중량을 기준으로 1 내지 5 중량부 범위를 갖는 것이 바람직하다. 폴리에스터 수지가 1 중량부 미만인 경우 가공성이 부족해 질 수 있으며, 5 중량부를 초과하는 경우에는 아크릴 고유의 투명성 및 내지문성이 저해될 수 있다.
상기 주용제로 물을 사용하며, 물은 증류수나 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하다.
주용제는 전체 도료 조성물의 중량을 기준으로 10 내지 40 중량부의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 주용제가 10중량부 미만으로 포함되는 경우, 도막의 외관 불량이 발생하고 액안정성이 미흡한 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 전착 도료는 아크릴 수지를 멜라민 수지로 경화시키는 아크릴-멜라민 반응을 통해 매우 치밀한 그물막의 도막을 형성하기 때문에 스테인리스강과도 매우 높은 부착력을 갖는다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (S1)에서 전착도장은 25-35 ㎛ 두께로 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전착 도료는 하기의 전착 도장 공정 방법을 이용하여 피도장물에 도막을 형성한다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 피도장물에 부착되어 있는 보호비닐 점착제나 판금 가공유와 같이 잔존하는 이물질을 제거하기 위해 아세톤 침적 공정을 수행한다.
또한, 아세톤 침적 공정을 진행한 피도장물을 전해 탈지하기에 앞서 수세 공정을 통해 아세톤 침적 공정에서의 공정액을 수세하도록 한다. 즉, 수세 공정은 공정간 공정액이나 오염물들이 전이되지 않도록 해주는 것으로, 각각의 공정액과 불순물이 혼입되지 않도록 해준다.
또한, 수세 공정이 진행된 피도장물에 전압을 인가하여 산소 또는 수소를 발생시켜 피도장물 표면의 불순물을 제거하는 전해 탈지 공정을 진행한다. 탈지 공정은 피도장물의 표면에 잔존하는 오염물, 유분과 같은 이물질을 제거하고 피도장물의 표면을 균일하게 하여, 피도장물의 표면에 불균일한 표면 처리막이 형성되는 것을 방지하기 위한 공정이다. 전해 탈지에 사용되는 용액은 알카리성을 띄어 계면활성제 역할을 하도록 하는 것이 바람직한 것으로, 이러한 용액을 사용하는 것이 피도장물 표면의 유분 및 이물질 제거에 용이하다.
상기 탈지 온도는 45℃~55℃의 범위 내에서 진행하는 것이 바람직하다.
탈지 온도가 45℃ 미만인 경우 소재의 탈지(유분 및 산화피막 제거)가 제대로 되지 않아 전착 도장의 부착 불량 및 색상 불량이 발생할 수 있으며, 55℃를 초과하는 경우 탈지가 과처리 되어 색상 불량이 발생할 수 있다.
상기 탈지 시간은 100sec~140sec의 범위 내에서 진행하는 것이 바람직하다.
탈지 시간이 100 sec 미만인 경우 소재의 탈지(유분 및 산화피막 제거)가 제대로 되지 않아 전착 도장의 부착 불량 및 색상 불량이 발생할 수 있으며, 140sec를 초과하는 경우 탈지가 과처리 되어 색상 불량이 발생할 수 있다.
상기 인가 전압은 6.5V/㎡ ~ 8.5V/㎡ (400A)의 범위 내에서 진행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (S2)에서 건조는 170-190℃에서 19-25분 동안 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 분체도료 조성물은 아크릴 에멀젼 수지 20 내지 30 중량부, 에폭시 수지 10 내지 20 중량부, 인계 단량체 5 내지 10 중량부, 에틸렌글리콜 1 내지 5 중량부, 탄산칼슘 2 내지 6 중량부, 순지트 분말 1 내지 2 중량부, 소성비드 0.5 내지 1.5 중량부, 방동제 0.1 내지 0.5 중량부, 분산제 0.3 내지 0.7 중량부 및 이소시아네이트 0.2 내지 0.6 중량부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 아크릴 에멀젼 수지는 피막형성 온도가 낮고 가소제를 사용하지 않아도 유연성이 탁월할 뿐만 아니라 내후성, 내마모성이 우수한 장점을 가지고 있는데, 상기 아크릴 에멀젼 수지는 모노머 조성물, 가교성 모노머 및 안정제를 포함하여 제조되고, 상기 아크릴 에멀젼 수지는 모노머 조성물 100 중량부에 대하여 상기 가교성 모노머 1 내지 5 중량부 및 안정제 0.1 내지 1 중량부를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 모노머 조성물은 알케닐 방향족 모노머(alkenyl aromatic monomer); 아크릴로니트릴(acrylonitrile); 4~22개의 탄소원자를 가지는 아크릴산(acrylic acid) 및 메트아크릴산(methacrylic acid)의 알킬(alkyl) 에스테르, (헤테로)사이클로알킬((hetero)cycloalkyl) 에스테르 또는 아랄킬(aralkyl) 에스테르; 1~18개의 탄소원자를 가지는 알킬기, 사이클로알킬기 또는 아랄킬기로 N-치환된 아크릴아마이드(acrylamide) 및 메트아크릴아마이드(methacrylamide); 비닐 아세테이트(vinyl acetate); 및 비닐 버사테이트(vinyl versatate)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있다.
상기 가교성 모노머는 상기 아크릴 에멀젼 수지에 가교 기능을 부여하는 역할을 수행하고, 상기 아크릴 에멀젼 수지의 부착성을 증진시킬 수 있는데, 상기 가교성 모노머는 하이드록시(hydroxy) 기능성 모노머, 아미노(amino) 기능성 모노머, 에폭시(epoxy) 기능성 모노머, 카르보닐(carbonyl) 기능성 모노머 및 메티올(methyol) 기능성 모노머로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 하이드록시 기능성 모노머는 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate 및 2-hydroxybutyl acrylate로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있고, 상기 아미노 기능성 모노머는 N,N-dimethyl aminoethyl methacrylate, N,N-dimethyl aminoethyl acrylate 및 N,tert-butyl aminoethyl methacrylate로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있으며, 상기 에폭시 기능성 모노머는 glycidyl methacrylate가 사용될 수 있고, 상기 카르보닐 기능성 모노머는 diacetone acrylamide 또는 acetoacetoxyrthyl metacrylate 중에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있으며, 상기 메틸올 기능성 모노머는 N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide 및 N-n-isobutoxymethyl acrylamide로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있다.
상기 안정제는 상기 아크릴 에멀젼 수지의 물리적, 화학적 안정성을 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로, 상기 안정제는 알릴 알킬 황산염(allyl alkyl sulfonate) 또는 공중합성 황산염 모노머(copolymerizable sulfonate manomer) 중에서 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 아크릴 에멀젼 수지는 분체도료 조성물 전체 함량 중에서 20 내지 30 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 아크릴 에멀젼 수지가 20 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 도로 구조물에 코팅된 도막의 경도 조정이나 광택 및 평활성이 충분히 부여되기 어렵고, 30 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 상대적으로 다른 조성물들의 성분이 줄어들어 전체적인 물성의 균형이 맞지 않으므로 제조되는 도로 구조물 도막의 전체적인 물성이 저하될 수 있다.
상기 에폭시 수지는 열경화성 플라스틱의 일종으로 접착력이 우수하다. 상기 에폭시 수지는 비스페놀(Bisphenol) A형 에폭시 수지, 비스페놀(Bisphenol) F형 에폭시 수지, Brominated 에폭시 수지, Hydrogenated bisphenol-A형 에폭시 수지, Novolac 에폭시 수지, Phenol 에폭시 수지, 그 밖에 분자 내 2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지를 이용할 수 있는데, 바람직하게는 비스페놀(Bisphenol) A형 에폭시 수지가 사용될 수 있다.
상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 185 내지 190인 비스페놀 A형 에폭시 수지와 에폭시 당량이 500 내지 600인 비스페놀 A형 에폭시 수지의 1:1 중량 비율로 혼합한 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 에폭시 수지는 도료 조성물 전체 함량 중에서 10 내지 20 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 에폭시 수지가 10 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 충분한 접착력을 제공하기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 20 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 접착성은 증가하나 기타 첨가제의 양이 상대적으로 감소하여 시공성 및 내구성을 감소시키는 문제가 발생할 수 있다.
상기 인계 단량체는 본 발명에 따른 도료 조성물이 도포되는 도로 구조물에 대한 부착성을 향상시키고 도로 구조물, 특히 금속의 방청성을 향상시키기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 인계 단량체로는 모노 알킬 포스페이트(Mono alkyl phosphate) 또는 디알킬 포스페이트(Di alkyl phosphate) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
구체적으로 예를 들어, 상기 인계 단량체로는 비스[2-(메타크릴옥시)에틸]포스페이트(Bis[2-(methacyloyloxy)ethyl] phosphate, DMEP), 2-(메타크릴옥시)에틸포스페이트 (2-(methacryloyloxy) ethyl phosphate, MMEP) 및 트리스 2-(메타크릴옥시)에틸 포스페이트(Tris(2-methacryloyloxy)ethyl phosphate, TMEP)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.
상기 단계에서 상기 에폭시 혼합 수지액은 추후 공정에서 안료 등을 혼합하여 결합하는 바인더로 작용할 수 있는데, 상기 에폭시 혼합 수지액은 자기유화형 에폭시 수지, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 및 폴리비닐알콜을 혼합하여 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 에폭시 혼합 수지액은 자기유화형 에폭시 수지 20 내지 30 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 10 내지 20 중량부 및 폴리비닐알콜 5 내지 15 중량부를 배합한 후 혼합함으로써 제조될 수 있다.
상기 자기유화형 에폭시 수지는 자체 내에 유화시킬 수 있는 활성기를 가지고 있는 에폭시 수지로, 상기 자기유화형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 200 내지 220g/eq인 자기유화형 변성 에폭시 수지가 사용됨으로써, 강도, 내후성, 내수성 등의 물성을 현저히 개선할 수 있다.
상기 자기유화형 에폭시 수지는 20 내지 30 중량부가 사용되는데, 상기 자기유화형 에폭시 수지가 20 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 충분한 강도, 내후성, 내수성 등의 물성을 얻을 수 없고, 30 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 건조성이 지연되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 디올 80~90 중량% 및 트리올 10~20 중량%를 포함하는 다가 알코올을 무수산 40~50 중량% 및 지방족산 50~60 중량% 포함하는 다염기산과 축합 중합시켜 수산기값이 45~65mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 유리전이온도가 5~20℃이며 중량평균분자량(Mw)이 2,500~3,500인 폴리에스테르 수지를 제조하고, 상기 폴리에스테르 수지 50~60 중량% 및 아크릴 단량체 40~50 중량%를 그래프트(graft) 시켜서 중량평균분자량(Mw) 5,000~7,000, 수산기값이 50~60mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 및 유리전이 온도가 10~20℃ 범위인 아크릴 변성 폴리에스테르 수지를 제조할 수 있다.
상기 폴리비닐알콜은 친환경적인 재료로, 유화성, 내수접착성, 점도안정성 부여할 수 있는 장점을 가지고 있고, 상기 수지와의 좋은 상용성을 가지고 있으며 야광 장신구 제조시 점도조절에 적합할 수 있다. 본 발명에서 상기 폴리비닐알콜은 20,000 내지 80,000의 분자량을 가지는 폴리비닐알콜을 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 에폭시 혼합 수지액에 안료 및 가공유리를 혼합할 수 있다.
상기 단계에서는 안료를 포함하여 다양한 색상을 구현하고, 빛의 반사성 및 시인성을 향상시킬 수 있는데, 상기 안료(Pigment)는 요구하는 색상을 충분히 나타내기 위하여 사용되고, 철, 동, 망간, 코발트, 크롬, 니켈, 아연, 칼슘 및 은 중에서 선택된 어느 하나의 성분을 포함하는 금속 산화물, 복합산화물, 금속황화물 또는 금속 탄산염, 카본블랙, 티탄블랙 및 이산화티탄으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 안료가 사용될 수 있다.
상기 경화제는 상기 염료가 혼합된 에폭시 혼합 수지액에 포함되어 경화시키는 기능을 수행하며, 상기 경화제로는 경화제수지 및 경화촉진제가 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 경화제수지로는 변성 지방족 폴리아민이 사용될 수 있고, 상기 경화촉진제로는 2,4,6-트리디메칠아미노메칠 페놀이 사용될 수 있는데, 상기 경화제수지와 경화촉진제는 각각 경화제수지 10 내지 20 중량부 및 경화촉진제 5 내지 10 중량부의 중량비율로 혼합되어 제조될 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (S3)에서 분체도장은 270-400 ㎛의 두께로 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 분체도료 조성물에는 방동제, 분산제 등을 추가로 첨가할 수 있다.
상기 방동제는 방동성을 부여하기 위하여 사용되는 것으로, 상기 방동제는 분체도료 조성물 전체 함량 중에서 0.1 내지 0.5 중량부가 포함될 수 있다.
상기 방동제로는 질산칼슘 및 아질산칼슘의 혼합물이 사용될 수 있는데, 상기 방동제는 질산칼슘 5 내지 10 중량부 및 아질산칼슘 3 내지 7 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조될 수 있다.
상기 분산제는 분체도료 조성물의 침전을 방지하고 분산 특성을 갖도록 하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 분산제는 분체도료 조성물 전체 함량 중에서 0.3 내지 0.7 중량부가 포함될 수 있다.
예를 들어, 상기 분산제로는 폴리에스터 폴리디메틸실록산 공중합체(Polyether-polydimethylsiloxane copolymer), 디메틸올 부타논산(DMBA), 디메틸올 프로피온산(DMPA), 메틸렌디에탄올아민 및 폴리에틸렌옥사이드 유도체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (S4)에서 건조는 170-190℃에서 20-25 분 동안 수행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명에 따라 옥외설취용 휀스를 전착도료를 사용하여 도장한 다음 다시 분체도료를 사용하여 도장할 경우 기존의 분체도료만을 사용하여 도장한 경우에 비하여 내구성이 크게 증대되는 이점이 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 계절에 따른 온도변화, 햇빛, 비바람 등 환경적인 요인에 의해 도장이 벗겨지거나 발하지 않아 당분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<시험예 1>
본 발명에 따라 철 구조물의 표면을 전착도료를 이용하여 도장한 다음 분체도료를 이용하여 도장하여 도막을 형성하였다.
표준상태에서의 안정도, 표면경도, 방수성, 부착성 및 박리성 등을 측정하였고, 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 비교를 위해 일반 분체도료 조성물을 비교예 1로 사용하였다.
실시예 1 비교예 1
안정도(kg/f) 1346 1266
표면경도 이상무 약함
방수성(%) 99% 54%
부착성 좋음 보통
박리성 미박리 박리
상기한 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따르면 방수성 및 부착성이 좋을 뿐만 아니라, 표면으로부터 쉽게 박리되지 않고 안정도도 우수한 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 2>
(1) 표면 경도 평가
KS D 6711에 따라 연필경도를 측정하였다.
(2) 내수성 평가
90℃ 열수에서 연속으로 표면 변형(균열, 블리스터 등)이 일어나는 시간을 측정하였다.
상기 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 1 비교예 1
표면경도 4H 4H
내수성 716hr 304hr
상기한 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 철 구조물의 표면에 도막을 형성한 경우 표면경도 및 내수성이 현저하게 우수함을 확인할 수 있었다.
<시험예 3>
하기와 같은 도막의 물성을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다(◎ : 매우양호, ○ : 양호, : 보통, △ : 부족, × : 불량).
1. 부착성
ASTM D 3359 시험규격 방식으로, 시험체의 도막 위에 cross cutter를 커팅 가이드나 적당한 자 등에 대고 바둑판 모양과 같이 100개의 칸(가로 X 세로)을 1mm 간격으로 칼로 커팅한 후 브러시를 대각선 방향으로 5회 정도 문지르고 테이프를 시험체의 도막 면에 붙였다 떼어 떨어진 면의 상태를 조명 확대경 아래에서 관찰하여 판단하였다.
2. 충격성
ASTM D 2794 시험규격 방식으로, 지름 15.9㎜ 쇠구슬로 받쳐진 시험체의 도막 면 위, 30㎝ 높이에서 듀폰식 충격시험기의 직경 1/2″의 500g 펀칭 햄머를 1회 낙하한 후 시편의 돌출 부분에 도막의 깨어짐, 벗겨짐 등의 발생 유무를 조사하였다.
3. 경도
ASTM D 3363 시험규격 방식으로, 경도를 알고 있는 연필로 시험체의 도막 면 위를 그으면서 측정하였다.
4. 굴곡성
시험체의 도막면을 180° 굴곡시킨 후 셀로판테이프로 접착하여 도막이 벗겨지는 정도를 확인하였다.
5. 내염수침적성
5% 염화나트륨 수용액에 시험체를 침적하여 40℃ 항온조에 72시간 방치 후 꺼내어 도막 박리, 도막 부풂 등 도막 결함을 관찰하였다.
6. 내염수분무성
시험체를 X 자로 cross cut 한 후 35℃, 5% 염화나트륨 수용액이 분무되는 염수분무기에서 72시간 동안 유지시킨 후, X선 부위 발청 정도를 관찰하였다.
7. 내저장침강성
도료 조성물을 용기에 담고 뚜껑을 닫아 밀폐한 후 상온에서 1개월간 방치하여 후 도료 조성물의 침강 상태 및 침강물이 굳은 정도를 관찰하였다.
실시예 1 비교예 1
부착성 ◎ △
충격성 ◎ ×
경도 ◎ ×
굴곡성 ◎ △
내염수침적성 ◎ △
내염수분무성 ◎ △
내저장침강성 ◎ △
상기 표 3을 참고하면 본 발명의 실시예에 의한 도료 조성물이 물리적 성질, 내구성이 우수한 것을 확인할 수 있으며, 분체도료만을 한 경우 전반적인 도료의 물성 저하를 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 옥외설치용 휀스의 도장방법:
    (S1) 상기 옥외설치용 휀스(피도장물)의 표면을 전착도료 조성물을 이용하여 전착도장하는 단계;
    (S2) 상기 전착도장단계 후 건조시키는 단계;
    (S3) 상기 건조시키는 단계 이후 상기 옥외설치용 휀스의 표면을 분체도장용 조성물을 이용하여 분체도장하는 단계; 및
    (S4) 상기 분체도장단계 후 건조시키는 단계를 포함하되,
    상기 전착도료 조성물은 베이스 수지인 아크릴 수지 20 내지 30 중량부, 경화제인 멜라민 수지 5 내지 20 중량부, 보조 수지인 알킬화된 멜라민 포름알데히드 수지 1 내지 5 중량부 및 주용제인 물 10 내지 40 중량부로 이루어지고,
    상기 분체도장용 조성물은 아크릴 에멀젼 수지 20 내지 30 중량부, 에폭시 수지 10 내지 20 중량부, 인계 단량체 5 내지 10 중량부, 에틸렌글리콜 1 내지 5 중량부, 탄산칼슘 2 내지 6 중량부, 순지트 분말 1 내지 2 중량부, 소성비드 0.5 내지 1.5 중량부, 방동제 0.1 내지 0.5 중량부, 분산제 0.3 내지 0.7 중량부 및 이소시아네이트 0.2 내지 0.6 중량부로 이루어지며,
    상기 전착도장하는 단계 이후, 상기 피도장물에 부착되어 있는 보호비닐 점착제나 판금 가공유와 같이 잔존하는 이물질을 제거하기 위해 아세톤 침적 공정을 수행하고, 상기 아세톤 침적 공정을 진행한 피도장물을 전해 탈지하기에 앞서 수세 공정을 통해 상기 아세톤 침적 공정에서의 공정액을 수세하는 것을 특징으로 하는 옥외설치용 휀스의 도장방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (S1)에서 전착도장은 25-35 ㎛ 두께로 수행하는 것을 특징으로 하는 옥외설치용 휀스의 도장방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (S2)에서 건조는 170-190℃에서 19-25분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 옥외설치용 휀스의 도장방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (S3)에서 분체도장은 270-400 ㎛의 두께로 수행되는 것을 특징으로 하는 옥외설치용 휀스의 도장방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (S4)에서 건조는 170-190℃에서 20-25 분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 옥외설치용 휀스의 도장방법.
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