KR20030011432A

KR20030011432A - 도료조성물

Info

Publication number: KR20030011432A
Application number: KR1020010046848A
Authority: KR
Inventors: 박철우
Original assignee: 박철우
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2003-02-11

Abstract

본 발명은 무기물이 첨가된 종래의 도료조성물에 비하여 방진성이 매우 우수한 도료조성물에 관한 것으로, 무기물 전체중량에 대하여 SiO₂70 ~ 75 중량부, Al₂O₃12 ~ 16 중량부, Na₂O 2.5 ~ 5 중량부, K₂O 1 ~ 4 중량부 및 MgO 0.2 ~ 0.5 중량부로 구성되는 무기물이 도료조성물 전체중량에 대하여 10 ~ 20 중량부로 구성되는 도료조성물에 있어서, 수지로서는 역청계질 수지 25 ~ 40 중량부, 유기용제 40 ~ 55 중량부, 상기 무기물 10 ~ 20 중량부 및 첨가제로서는 흐름방지제 0.5 ~ 2 중량부, 소포제 0.1 ~ 2 중량부 및 분산제 0.1 ~ 2중량부로 구성되는 것을 특징으로 한다. 이로써 내수성, 내약품성 및 방청성이 우수한 진동, 소음흡수 도료가 제공된다.

Description

도료조성물{Paint cpmposition}

본 발명은 무기물을 함유한 도료조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무기질의 함유량을 종래에 대비하여 한정하여 구성하고 역청계질 수지를 사용함으로써 방청성 및 내후성과 더불어 방진방음성이 우수한 도료조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 도료는 비닐수지, 아크릴수지, 멜라민수지, 에폭시수지 등의 각종 중합체, 용제 및 기타 첨가제를 함유하고 있다. 비닐수지 등의 중합체는 도료 안에 모두 함유되어 있는 성분으로서, 도료의 성능을 좌우하는 중요한 성분이다.

또한, 용제는 중합체를 용해하여 도장할 때의 건조속도를 조절하거나 작업성을 양호하게 하거나 또는 도막에 평활성(유동성)을 부여하기 위해 사용된다. 기타첨가제로서는 안료, 가소제, 흐름방지제, 분산제, 소포제 등을 들 수 있고, 이들은 도료 안에 소량 첨가되어 도료의 성상을 조정하는 역할을 한다.

특히, 소포제는 도료조성물에 발생한 기공을 파쇄함으로써, 기포의 발생을 억제하여 소지면을 보호하고 외관을 좋게 하기 위하여 사용된다. 또한, 안료는 도료의 색을 부여하기 위해 사용되는 것이나, 이 외에도 내구력을 증가시키거나, 금속의 녹을 방지하거나, 광택을 조절하거나, 도막의 강도를 증가시키거나 또는 가격을 염가로 하기 위해서도 사용된다.

종래의 도료에는 탈크, 탄산칼슘과 같은 무기질이 사용되기도 하였는데, 이는 도료의 양을 보완하여 가격을 절감하거나, 광택을 조절하기 위한 충진제로서 사용되었다.

일반적으로, 도료를 도장하면 물리, 화학적인 변화에 의한 특별한 경우를 제외하고, 용제는 공기중으로 비산하고, 중합체 및 첨가제의 일부분이 남아서 도막을 형성하게 된다.

또한, 종래 특수한 용도의 도료로서는 내열도로, 방화도료, 불연성 도료(또는 난연성 도료), 방곰팡이도료, 전기절연도료, 내약품도료 등이 제조, 판매되어 왔으며, 더 나아가, 온도계 등으로 간단하게 측정하지 못하는 물체의 표면온도 측정이나 온도분포상태의 파악과 위험방지를 위한 시온도료(카멜레온도료), 도장막이 장파장, 자외선 등의 빛의 자극을 받게 되면 이 자극을 제거한 후에도 어느 시간 빛이 나는 형광도료, 자극이 없을 때에도 빛이 나는 야광도료 등의 특수 도료도 시판되고 있다.

한편, 종래 방진재로서는 고무류 및 방진패드가 사용되어 오고 있으나, 고무 및 방진패드는 부착 후 떨어지는 단점과 가격이 고가이며 굴곡진 부위의 시공의 어려움이 있다.

또한, 방음재로서는 암면, 스폰지, 고상으로 된 플레이트 등이 사용되어 오고 있으나, 시공시 별도의 접착작업이 필요하다는 단점이 있고 방진성이 미약하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 방진 및 방음효과가 우수한 무기질 함유 도료조성물(출원번호 20-2001-0003922)을 출원한 바 있다.

상기와 같은 선출원발명은 유동성 액체상 또는 반고체상으로 되어 있어 시공이 간편할 뿐만 아니라, 소지의 형태에 구애를 받지 않고 자유롭게 시공할 수 있고, 두께도 얇아 공간활용을 극대화할 수 있으며, 작업성도 편리한 장점이 있다.

그러나 선출원발명은 퍼티작업(Putty)은 가능하지만 붓작업, 스프레이 (spray)작업, 에어리스(airless)작업 등에 있어서는 50 % 정도의 희석이 필요하여 불편한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 붓작업, 스프레이 작업, 에어리스 작업 등에 있어서 작업성을 향상하여 자동차, 공작기계, 선박, 가전제품 등 공업용 철재소재에 내수성, 내후성, 내약품성 방청성이 우수한 진동, 소음 흡수도료를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 흐름방지제를 첨가하여 1mm 이상의 두꺼운도장에서도 흘러내리지 않는 작업성과 방진성이 뛰어난 도료를 제공하는 데 있다.

도 1은 방진효과를 측정하기 위한 실험장치의 개략도이다.

도 2는 도장되지 아니한 철판(두께 0.8mm)에 대한 도 1의 실험결과를 주파수응답함수로서 나타낸 것이다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 도료조성물의 두께에 따른 도 1의 시험결과를 주파수응답함수로서 나타낸 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 무기물 전체중량에 대하여 SiO₂70 ~ 75 중량부, Al₂O₃12 ~ 16 중량부, Na₂O 2.5 ~ 5 중량부, K₂O 1 ~ 4 중량부 및 MgO 0.2 ~ 0.5 중량부로 구성되는 무기물이 도료조성물 전체중량에 대하여 10 ~ 20 중량부로 구성되는 도료조성물에 있어서, 수지로서는 역청계질 수지 25 ~ 40 중량부, 유기용제 40 ~ 55 중량부, 상기 무기물 10 ~ 20 중량부 및 첨가제로서는 흐름방지제 0.5 ~ 2 중량부, 소포제 0.1 ~ 2 중량부 및 분산제 0.1 ~ 2중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 도료조성물에 의하여 달성된다.

여기서, 본 발명에서는 방청안료를 사용하지 않고 역청계질 수지를 사용함으로써 방청성 및 내수성을 향상시키는 기술을 도입하고자 한다. 그리고, 수직으로 된 한 면에 1mm 이상의 두꺼운 도장을 하더라도 흘러내리지 않도록 첨가제를 배합함으로써 이를 극복하고자 한다.

또한, 선출원발명의 경우 무기물의 함량이 20 ~ 40 중량부 이었으나, 본 발명에서는 무기물의 함량이 10 ~ 20 중량부인 경우 방진기능이 매우 우수한 점에 착안하여 상기 무기물의 수치를 한정함으로써 본 발명에 따른 도료조성물을 구성하고자 한다.

여기서, 본 발명은 색상이 부여된 유색타입 도료조성물로 구성되기 위해, 상기 수지는 탄성수지, 수용성수지, 유성수지 또는 이들의 혼합물 20 ~ 30 중량부,유기용제는 50 ~ 60 중량부, 흐름방지제는 0.1 ~ 2 중량부로 사용되고, 안료 5 ~ 10 중량부를 더욱 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의한 상기 도료조성물은 자동차, 선박, 전자제품, 엘리베이트 또는 보일러 등에 방음 방진용으로 붓, 스프레이(spray), 가스 충전 스프레이 또는 에어리스 (airless) 작업으로 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 발명의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하 본 발명에 따른 도료조성물의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 흑색타입 도료조성물은, 수지로서는 역청계질 수지 25 ~ 40 중량부, 유기용제 40 ~ 55 중량부, 무기물 10 ~ 20 중량부 및 첨가제로서는 흐름방지제 0.5 ~ 2 중량부, 소포제 0.1 ~ 2 중량부 및 분산제 0.1 ~ 2중량부로 구성된다.

상기 수지의 함량이 25 중량부 미만이면 부착성이 저하될 뿐만 아니라, 건조 도막의 경도가 저하된다. 상기 수지의 함량이 40 중량부를 초과하면 수지가 본 발명에 따른 도료조성물 내에 생성된 기공들을 채움으로써 무기물이 갖는 특성을 저하시킬 뿐만 아니라 화재 시 다량의 가스발생의 우려도 있다.

일반적으로 방청안료를 사용하여 방청성을 부여하는 것이 보통이나, 상기 발명에서는 방청성 및 내수성 향상을 위하여 역청계질 수지를 단독으로 사용하였다. 역청계질 이외의 수지에 대해서는 방청안료를 사용할 수도 있다.

상기 무기물은 무기물 전체 중량에 대하여 SiO₂70∼75 중량부, Al₂O₃12∼16 중량부, Na₂O 2.5∼5.0 중량부, K₂O 1.0∼4.0 중량부 및 MgO 0.2∼0.5 중량부를 함유하며, 상기 무기물은 본 발명에 따른 도료조성물 전체중량에 대하여 10 ~ 20 중량부로 구성된다.

상기 무기물을 20 중량부 이상 함유한 경우에는 방음, 단열의 효과는 뛰어나지만, 건조된 상태에서 도막이 견고하지 못하고, 방청성, 내후성 및 부착성을 만족하지 못하는 단점이 있다. 상기 무기물이 10 중량부 이하인 경우에는 무기물이 가진 성능인 방음, 방진, 단열의 기능을 제대로 수행하지 못하는 단점이 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유색타입 도료조성물은, 수지로서는 탄성수지, 수용성수지, 유성수지 또는 이들의 혼합물 20 ~ 30 중량부, 유기용제 50 ~ 60 중량부, 상기 무기물 10 ~ 20 중량부, 안료 5 ~ 10 중량부 및 첨가제로서는 흐름방지제 0.1 ~ 2 중량부, 소포제 0.1 ~ 2 중량부 및 분산제 0.1 ~ 2 중량부로 구성된다.

상기 수지의 예는 탄성아크릴 수지, 수용성아크릴 수지, 수용성우레탄 수지, 수용성에폭시 수지, 수용성 2액형탄성에폭시 수지, 유성에폭시 수지, 유성우레탄 수지, 유성아크릴 수지, 유성비닐 수지, 유성알키드 수지 등을 들 수 있다. 상기 수지의 수치를 한정한 이유는 상기 역청계질 수지에서 설명한 바와 같다.

상기 무기물은 무기물 전체 중량에 대하여 SiO₂70∼75 중량부, Al₂O₃12∼16 중량부, Na₂O 2.5∼5.0 중량부, K₂O 1.0∼4.0 중량부 및 MgO 0.2∼0.5 중량부를 함유하며, 상기 무기물은 본 발명에 따른 도료조성물 전체중량에 대하여 10 ~ 20 중량부로 구성되며, 상기 무기물이 도료조성물 전체중량에 대하여 10 ~ 20 중량부로 수치한정한 이유는 상술한 바와 같다.

본 발명에 따른 무기물은 평균입경은 90∼130㎛, 입자크기는 1∼2500㎛, 부피비중은 0.09∼0.25g/cm³, 수분산시 pH는 6.5∼7.5, 융해점은 1250∼1350℃, 경도는 5∼6Mohs, 흡유량은 36∼40, 열전도성은 0.05Kcal/mh℃인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 도료조성물은 필요에 따라 방부제, 방균제 등을 더 포함하여 구성할 수도 있으며, 상기 안료는 원하는 색상을 얻기 위하여 더 첨가되는 것이다.

본 발명에서는 수직으로 된 면에 한 번에 1mm 이상의 두꺼운 도장을 해도 흘러내리지 않도록 하기 위하여 흐름방지제를 사용하였으며, 상기 유기용제의 예로서는 크실렌, 톨루엔, 부틸아세테이트, 케톤 등과 같은 것을 들 수 있으며, 저장안정성을 위하여 분산제를 사용하였다.

이하 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 도료조성물의 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

표 1에서는 역청계질 수지를 사용하여 방진 방음 방청을 목적으로 한 도료조성물의 배합성분비를 나타내었다.

원 료	시험배합	적용범위	비 고
브라운 아스팔트	30	25 ~ 40	한국석유
길소나이트	5	2 ~ 10	한국석유
모노랄 6600	0.8	0.5 ~ 1.5
분산제	0.5	0.1 ~ 1	BYK
소포제	0.5	0.1 ~ 1	BYK
유기용제	46	40 ~ 60	미네랄 스피리트
무기물	17	40 ~ 60	SB 403
표면조정제	0.2	0.1 ~ 1	BYK
합 계	100

*수지류 : 브라운 아스팔트, 길소나이트 - 역청계질 수지

*흐름방지제 : 모노랄 6600, 모다폴 3300 등의 왁스첨가제. BYK EFKA 등의 유동성 첨가제.

*유기용제 : 방향족 탄화수소계, 지방족 탄화수소계 용제

*무기물은 주식회사 삼손사의 SB 403

표 2에서는 탄성아크릴계 수지를 사용한 유색도료의 배합성분비를 나타내었다.

원료명	시험배합	적용범위	비 고
탄성아크릴 수지	18	16 ~ 30	EVA-40(상품명)
GUM 로진	6	4 ~ 10
분산제	0.5	0.1 ~ 1.5	BYK
흐름방지제	0.5	0.1 ~ 1	모노랄 6600
소포제	0.5	0.1 ~ 1	BYK
유기용제	59.3	55 ~ 65	크실렌, 톨루엔,부틸아세테이트
표면조정제	0.2	0.1 ~ 1	BKY
무기물	15	10 ~ 20	SB 4039(상품명:삼손)
합 계	100

*유기용제 : Cellusolve Acetate, Ketone류 등 - 온도, 작업성에 따라 조성의 차이가 있을 수 있음.

표 1에서와 같은 배합성분비를 갖는 도료조성물은 타르 및 탄성수지를 다공성 무기물과 혼합하여, 내수성, 내후성, 내약품성 및 방청성이 우수한 진동, 소음흡수 도료이다. 특히 1액형 형태로 되어 있어 시공하기 편리하며, 무게가 가벼워 피도물에 하중을 가하지 않는다는 장점을 가지고 있다. 주 적용대상으로서는 자동차, 공작기계, 선박, 전자제품 등 방진, 방음을 필요로 하는 물품이다.

표 1에서와 같은 배합성분비를 갖는 도료조성물의 물성은 표 3에 나타내었다.

물 성	내 용
점 도	100ku±5(25℃)
비 중	0.84±0.02
성 상	흑색 액상
고형분	55±1
새깅(sagging)	1000㎛ 이상
도장두께	2mm 이상
재도장 시간	2시간 이상(20℃이상)
건조시간	자연건조(20℃)	지촉건조 : 1시간 이내,고화건조 : 8시간 이내
건조시간	강제건조(60℃)	지촉건조 : 10분이내,고화건조 : 2시간이내
도장방법	붓 작업	5% 이내에서 희석가능
	에어리스(airless)작업	5% 이내에서 희석가능
	스프레이(spray)작업	20% 이내에서 희석가능
신 나	해당 신나(소부 신나 사용)
수분흡수율	24시간 침전시 5% 내외 흡수
내염수분무	250시간 이상

도 1은 방진효과를 측정하기 위한 실험장치의 개략도이다.

먼저, 가로 30cm, 세로 30 cm, 두께 0.8mm인 철판에 표 1에 따른 도료조성물을 도포하고 자연건조시킨 후, 한 모퉁이에 센서(1)가 부착된 시편(3)들을 각각 공중에 설치해 놓고, 철판에 충격을 가한 후, 소음진동측정기 HP35665A(휴렛팩커드사 제조)를 사용하여 1Hz 간격으로 주파수 응답의 크기를 측정하였다.

도 2는 도장되지 아니한 시편인 철판(두께 0.8mm)에 대한 도 1의 실험결과를 주파수응답함수로서 나타낸 것이며, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 도료조성물의 두께에 따른 도 1의 시험결과를 주파수응답함수로서 나타낸 것이다. 도 3에서는 도료의 두께가 0.5mm이며, 도 4에서는 도료의 두께가 1mm이며, 도 5에서는 도료의 두께가 1.5mm이며, 도 6에서는 도료의 두께가 2mm이다.

도 2 내지 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 도료주성물이 도장된 시편의 각 주파수별 주파수 응답의 크기가 도장되지 아니한 시편의 경우와 비교하여 현저히 낮음을 알 수 있으며, 도료의 두께가 두꺼울수록 주파수 응답이 낮음을 알 수 있다.

이는 본 발명에 따른 도료조성물에 포함된 무기물의 적정한 수치한정에 의하여 생성된 수많은 기공에 의해, 조성물 내에 많은 공간들이 확보되고, 이로 인해 엠보싱 효과가 유발되어 조성물내 유기질의 탄성을 극대화시킴으로써, 내외부에서 오는 진동을 최소화시킬 수 있기 때문이다.

상기 언급한 바와 같이 본 발명에 따른 도료조성물에 의하면, 종래의 도료조성물에 비하여 방진, 방음효과가 매우 우수하며 이는 특히, 자동차, 공작기계, 선박, 가전제품, 철도차량 등의 기기에 유용하게 적용될 수 있는 특징이 있다.

그리고, 본 발명에 따른 도료조성물은 붓, 스프레이, 에어리스 작업시 매우 유용하게 사용될 수 있으며 또한, 역청계질 수지를 배합구성함으로써 방청성 및 내수성에 있어서도 우수한 효과를 거둘 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

Claims

무기물 전체중량에 대하여 SiO₂70 ~ 75 중량부, Al₂O₃12 ~ 16 중량부, Na₂O 2.5 ~ 5 중량부, K₂O 1 ~ 4 중량부 및 MgO 0.2 ~ 0.5 중량부로 구성되는 무기물이 도료조성물 전체중량에 대하여 10 ~ 20 중량부로 구성되는 도료조성물에 있어서,

수지로서는 역청계질 수지 25 ~ 40 중량부, 유기용제 40 ~ 55 중량부, 상기 무기물 10 ~ 20 중량부 및 첨가제로서는 흐름방지제 0.5 ~ 2 중량부, 소포제 0.1 ~ 2 중량부 및 분산제 0.1 ~ 2중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 도료조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 수지는 탄성수지, 수용성수지, 유성수지 또는 이들의 혼합물 20 ~ 30 중량부, 유기용제는 50 ~ 60 중량부, 흐름방지제는 0.1 ~ 2 중량부로 사용되고, 안료 5 ~ 10 중량부를 더욱 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도료조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 도료조성물이 자동차, 선박, 전자제품, 엘리베이트 또는 보일러 등에 방음 방진용으로 붓, 스프레이(spray), 가스 충전 스프레이 또는 에어리스 (airless) 작업으로 사용되는 것을 특징으로 하는 도료조성물.