KR20050005781A - 무기 도료 조성물 - Google Patents

Abstract

투명하면서도 강인한 도막을 형성한다.

알칼리 금속 실리케이트에 붕산염을 첨가하고, 무기 충전재로서, 두께 0.01~0.5㎛ 면 직경 2~5㎛의 비늘 조각 모양의 투명 실리카를 더 혼합함으로써, 알칼리 금속 실리케이트를 붕산염 유래의 금속 이온으로 고화하여 도막화하고, 이같은 도막에 용출 붕산이 고화하여 생성한 유리를 함유시키는 동시에, 무수한 투명 실리카 박편을 거듭 적층 분산시켜, 투광성을 손상시키는 일 없이 도막을 강인화 한다.

Description

무기 도료 조성물{INORGANIC PAINT COMPOSITION}

본 발명은, 수광(受光) 또는 광반사에 의해 특성 발휘하는 물품, 예를 들면 태양광 발전 시스템의 태양 전지판이나, 거울 등의 표면 보호에 유용하고, 투명하면서도 강인한 도막을 얻을 수 있는 무기 도료 조성물에 관한 것이다.

종래, 알칼리 금속 실리케이트를 결합제로 한 무기 도료 조성물은, 많은 종류가 제안되어 있었다.

그렇지만, 대부분의 것은, 얻어지는 도막이 깨어지기 쉽고, 예를 들면 피도물이 온도 변화로 팽창 수축하면, 변형에 의해 도막에 미세한 균열이 발생하고, 그 결과 도막의 내후성 및 내오염성이 손상되어 버렸다.

그래서, 본원 발명자들은, 알칼리 금속 실리케이트에, 규산 칼슘, 인산 아연등의 다가 금속 함유 경화제를 첨가하고, 무기물 충전재로서, 콜레마나이트, 울렉사이트 등을 주성분으로 한 붕산 성분 용출 작용을 갖는 천연 유리의 미분말을 더 혼합한 무기 도료 조성물을 발명했다(특허 문헌 1 및 2 참조).

이 발명품은, 물과 혼합하는 것으로 붕산이 용출하고, 이 혼합액을 도포하여 건조시키면, 결합제의 경화와 함께 용출 붕산이 고화하여, 강인한 도막을 얻을 수있고, 그 우수한 내구성, 내후성 및 내오염성에 의해, 일반 건축 내외장재나 지하도 내장재의 표면 보호용의 도막 형성제로서 폭넓게 인지되기에 이르렀다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 제 3140611호 공보

[특허 문헌 2]

일본 특허 제 3140612호 공보

그런데, 상기 발명품은 천연 유리의 미분말을 함유하기 때문에, 당연하지만 빛을 대부분 투과할 수 없고, 수광에 의해 특성 발휘하는 물품, 예를 들면 태양광 발전 시스템의 태양 전지판이나, 광반사에 의해 특성 발휘하는 물품, 예를 들면 거울의 표면 보호에는 부적합했었다.

또, 다른 사람으로부터 제안된 무기 도료 조성물에서도, 도막 인성을 향상시키기 위해, 충전재로서, 카올린, 탈크, 벤토나이트 등의 천연 광물을 첨가하고 있고, 이 때문에 투광성이 불충분하다는데에는 전혀 변함이 없었다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 알칼리 금속 실리케이트에 붕산염을 첨가하고, 무기 충전재로서, 두께 0.01~0.5㎛ 면 직경 2~5㎛의 비늘 조각 모양의 투명 실리카를 더욱 혼합함으로써, 알칼리 금속 실리케이트를 붕산염 유래의 금속 이온으로 고화하여 도막화하고, 이같은 도막에 용출 붕산이 고화하여 생성한 유리를 함유시키는 동시에, 무수한 투명 실리카 박편을 거듭 적층 분산시켜, 투광성을 손상시키는 일 없이 도막을 강인화하도록 하여, 상기 과제를 해결한다.

이하 본 발명의 실시의 형태에 대하여 설명한다.

본 발명에 관계되는 무기 도료 조성물은, 기본적으로는 알칼리 금속 실리케이트에 붕산염을 첨가하고, 무기 충전재로서, 두께 0.01~0.5㎛ 면 직경 2~5㎛의 비늘 조각 모양으로 투명한 실리카를 혼합하고 있다.

또한, 상기 조성에 산화 티탄의 미분말을 배합해도 좋다.

알칼리 금속 실리케이트는, 알칼리 금속의 규산염으로, 예를 들면 규산 리튬, 규산 나트륨, 규산 칼륨 등을 들 수 있고, 하기의 붕산염을 첨가하는 것으로, 탈수 수축 반응 및 겔화 반응이 일어나 고화한다.

붕산염으로서는, 예를 들면 붕산 마그네슘, 붕산 칼슘, 붕산 바륨, 붕산 스트론튬, 붕산 아연, 붕산 알루미늄 등을 들 수 있고, 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

그리고, 상기와 같은 물성을 갖는 실리카로서는, 이같은 실리카를 물에 분산시킨 슬러리상의 상품이면서, 아사히 가라스 가부시키가이샤 시판의 산라부리(등록상표) LFS 등을 들 수 있다.

알칼리 금속 실리케이트 100 중량부에 대한 각 성분의 비율로서는, 붕산염이 0.5중량부 미만인 경우, 도막의 고화가 불충분하게 되고, 35중량부를 초과하면, 고화가 과잉으로 빨라 도막에 미세한 균열이 생겨 버리기 때문에, 붕산염의 비율은 0.5~35중량부의 범위가 좋다.

또한, 실리카가 0.5중량부 미만인 경우, 도막의 피복력이 불충분하게 되고,50중량부를 초과하면, 투명성이 저하되고, 게다가 또 도료로서의 점도가 크게 불안정하게 되어 균일한 두께로 도포할 수 없게 되어 버리기 때문에, 실리카의 비율은 0.5~50중량부의 범위가 좋다.

또한, 산화 티탄의 미분말은, 10~35중량부가 적량이다.

다음으로 본 발명의 무기 도료 조성물로 생성한 도막의 작용에 대하여 설명한다.

본 발명품에 의해 얻어진 도막은, 그 표면에 무수한 실라놀기(-Si0H)을 갖고, 이것에 의해서 초친수성이 발현한다.

따라서, 가령 기름 등의 완고한 더러움이 부착해도, 물세탁만으로 더러움은 용이하게 빠진다.

이것은, 도막의 초친수성으로 강하게 끌어당겨진 물이, 도막과 더러움 사이에 깊숙이 파고들고, 더러움이 도막으로부터 들떠 박리하기 때문이다.

또한, 산화 티탄의 미분말을 배합한 도막은, 초친수성이 향상된다.

이것은, 산화 티탄에는 화학 흡착수가 존재하고, 이 화학 흡착수에 물리 흡착수가 결합하여, 물리 흡착수가 표면 확산 등으로, 겔화하고 있는 알칼리 금속 실리케이트 유래의 실리카에 받아들여져 안정화되는 것과, 공기중에 떠돌고 있는 소수성의 유기질 불순물이나 세균이 도막에 부착해도, 산화 티탄의 광촉매 반응에 의해서 분해되어, 화학 흡착수가 항상 노출된 상태로 유지되는 것이 의한 것이라고 생각된다.

이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

규산 나트륨 100중량부, 붕산 칼슘 11중량부, 산라부리 LFS48 중량부(건조 실리카로서 7.2중량부)를 물와 함께, 볼 밀로 10분간 혼합하고, 얻어진 혼합물을 스테인레스 스틸 SUS304제의 시험용 판재와, 시험용의 유리판에 각각 스프레이 도포하고, 220~250℃의 열풍으로 약 50분간 건조하여, 두께 약 10㎛의 도막을 얻었다.

SUS304제의 판재에 형성한 도막의 물성 시험 결과를 표 1에, 비젖음성의 시험 결과를 표 2에, 내약품성의 시험 결과를 표 3에, 내오염성의 시험 결과를 표 4에 나타낸다.

결과의 판정◎ 변화없음 ○ 약간 변화한다 △ 상당히 확실하게 변화한다 × 완전히 침해된다

시험 방법

각 약품 약 0.2㎕를 표면에 적하하여 시계접시로 덮고, 실온에서 24시간 방치후 물 세척하고, 표면을 깨끗하게 닦아내고 표면 상태를 관찰했다.

결과의 판정◎ 변화없음 ○ 약간 변화한다 △ 상당히 확실하게 변화한다 × 완전히 침해된다

시험 방법

각 오염물질 0.2㎕를 표면에 적하하여 시계접시로 덮고, 실온에서 24시간 방치후 물 세척하고, 표면을 깨끗하게 닦아내고 표면 상태를 관찰했다.

시험:아이치켄 고교 기쥬츠 센터

또한, JISZ8722(2000)(색의 측정 방법-반사 및 투과물체색)에 규정된 방법에 준하여, 도막형성 전에서의 유리판의 분광 투과율의 변화를 측정하여, 도막의 투명도를 평가했다.

미도장품의 분광 투과율 측정 결과를 표 5에, 도장품의 분광 투과율 측정 결과를 표 6에 나타낸다.

이상과 같이 본 발명의 무기 도료 조성물에 의해서 형성된 도막은, 우수한 내구성, 내후성 및 내오염성을 나타내고, 또 유리 표면에 도막 형성해도, 분광 투과율은 도막 형성 전후에 거의 변화하지 않고, 극히 우수한 투광성을 나타내었다.

요컨대, 본 발명은 알칼리 금속 실리케이트에 붕산염을 첨가하고, 무기 충전재로서, 두께 0.01~0.5㎛ 면 직경 2~5㎛의 비늘 조각 모양으로 투명한 실리카를 더욱 혼합했기 때문에, 이것을 햇빛, 바람, 비에 계속해서 노출되는 태양광 발전 시스템의 태양 전지판의 외장판에 도포하면, 얻어진 도막의 투광성은 극히 높고, 내구성 및 내오염성에도 우수하기 때문에, 발전 효율을 전혀 저해하는 일 없이, 태양 전지판을 보호할 수 있다.

또한, 도막이 초친수성을 갖기 때문에, 도막에 더러움이 부착해도, 빗물을 뒤집어 쓰는 것만으로 자기 정화할 수 있다.

그 밖에도, 예를 들면 욕실용 거울에 도포하면, 도막 표면에서 온기가 결로하여도, 초친수성에 의해서, 부착수는 확산해 버려, 거울은 전혀 흐려지지 않는다.

알칼리 금속 실리케이트 100중량부에 대하여, 붕산염을 0.5~35중량부, 실리카를 0.5~50중량부로 했기 때문에, 내구성, 내후성 및 내오염성의 각 특성을 균형있게 겸비시킬 수 있다.

광촉매인 산화 티탄의 미분말을 배합했기 때문에, 도막의 초친수성 및 자기 정화력이 향상되고, 더욱이 향균성도 겸비하기 때문에, 양로원의 실내벽, 병원내벽 등에 최적이고, 보다 광범위하게 적용할 수 있는 등 그 실용적 효과가 몹시 크다.

Claims (3)

1. 알칼리 금속 실리케이트에 붕산염을 첨가하고, 무기 충전재로서, 두께 0.01~0.5㎛ 면 직경 2~5㎛의 비늘 조각 모양으로 투명한 실리카를 더 혼합한 것을 특징으로 하는 무기 도료 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 알칼리 금속 실리케이트 100중량부에 대하여, 붕산염을 0.5~35중량부, 실리카를 0.5~50중량부로 한 것을 특징으로 하는 무기 도료 조성물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 산화 티탄의 미분말을 배합한 것을 특징으로 하는 무기 도료 조성물.