KR20080060423A - 대전방지용 세라믹코팅 패널과 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대전방지용 세라믹코팅 패널과 그 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 소재의 표면을 표면처리한 후 소재표면에 표면저항 106~109Ω/square 을 구비하는 대전방지용 세라믹코팅층을 형성하여, 대전방지 패널의 소재 표면에 미장성, 내상처성, 내용제성, 변질 및 변색 방지, 불연성 및 미립자의 부착을 차단할 수 있는 대전방지용 세라믹코팅 패널과 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 소재의 표면을 표면처리하여 표면처리층을 형성하는 소재의 표면처리 단계; 상기 표면처리층의 건조 및 코팅하기 전 예열을 하는 건조 및 예열단계; 상기 표면처리층 표면에 대전방지 세라믹 코팅을 하는 세라믹코팅층 형성단계; 상기 코팅된 세라믹코팅층의 용제를 휘발시키고 도막을 경화시키는 건조 및 경화 단계를 통해 표면저항 106~109Ω/square 을 구비하도록 되어 있다.
대전방지, 패널, 표면저항, 세라믹코팅, 세라믹코팅층

Description

대전방지용 세라믹코팅 패널과 그 제조방법{Static electricity prevention ceramic coating panel and it's manufacturing method}
도 1 은 본 발명에 따른 세라믹코팅 패널의 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 세라믹코팅 패널의 제조과정을 보인 블록예시도
도 3 은 본 발명의 사용상태를 보인 설치예시도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
(1) : 소재층
(2) : 표면처리층
(3) : 세라믹코팅층
(4) : 대전방지 세라믹 코팅 패널
(5) : 크린룸에 커튼월로 부착된 대전방지 세라믹 코팅 패널
본 발명은 대전방지용 세라믹코팅 패널과 그 제조방법에 관한 것으로, 금속 또는 비금속의 소재 표면에 세라믹코팅층을 형성하여, 정전기 발생을 방지하고, 불 연성능을 구비하는 대전방지용 세라믹코팅 패널과 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 패널 소재로는 알루미늄, 스테인레스 스틸, 동, 티타늄, 알루미늄 도금강판, 아연도금강판 등의 금속 및 이의 합금의 금속이나 유리, 도자기, 내화물, 시멘트, 석고보드 등의 세라믹을 사용하거나, 메타크릴(PMMA), 폴리염화비닐(PVC), 폴리염화비닐리덴(PVDC), PET 수지, ABS 수지 등의 열가소성 수지(thermoplastic resin) 와 초산비닐(PVAC), 페놀수지(PF), 멜라민수지(MF), 에폭시수지 등 열경화성 수지(thermosetting resin) 그리고 열적, 기계적 강도를 높이기 위하여 열가소성 수지 또는 열경화성 수지에 유리섬유, 유리 분말, 세라믹 섬유, 세라믹 분말을 혼합한 엔지니어링 플라스틱(예: PET에 유리분말을 혼합한 PBT 소재)등의 플라스틱을 사용한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 패널소재들은 저항 및 마찰 등으로 인하여 잘 대전되는 문제점이 있으며, 이와 같이 대전현상이 발생 될 경우, 표면에 불순물이나 먼지가 부착되고, 소재의 가공시 방전현상이 일어나기 때분에 유기용제를 사용하게 될 경우, 인화위험이 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 소재를 전기 전자부품 등의 재료로 사용하게 될 경우, 정전기 파손을 일으키는 원인이 되기 때문에 이들의 사용시 대전방지 성능을 부여하는 것은 필수요건이 되고 있다.
상기와 같은 종래 소재의 문제점을 해소하기 위하여, 대전방지 기능을 부여한 분체도료(특허공개 10-2006-0002293), 유기도료(특허공고 10-0210287, 특허공개 10-2005-0092899) 및 세라믹도료(특허 10-0307190) 등을 패널에 도포하여 대전방지를 구비하도록 하고 있으나, 이와 같은 종래의 대전방지 분체도료는
첫째, 적어도 열을 직접 또는 간접적으로 열을 받는 패널은 시간이 지남에 따라 변색, 탈색, 탄화가 발생하게 되고, 햇빛 또는 강한 조명에 장기간 노출될 경우에도 변색, 탈색이 발생하게 되어, 패널의 제품가치 저하가 발생하게 되는 문제점이 있다.
둘째, 유기도료 소재의 단점인 낮은 표면 경도(연필경도 3B~2H)로 인하여 청소나 세척, 기타의 이유로 패널을 빈번히 접촉함에 따라 표면에 상처가 발생하여 광택감소가 되고 미장을 목적으로 분체도료, 유기도료를 처리한 경우도 쉽게 상처가 발생하게 되고 도막(途膜)의 벗겨짐(박리)이 발생하게 되어 패널의 제품가치 저하가 발생하게 되는 문제점이 있다.
셋째, 상술한 대부분의 분체도료, 유기도료는 벤젠, 톨루엔, 아세톤 등 유기용제에 쉽게 용해, 팽윤됨으로써 패널의 변형, 변색, 갈라짐(균열)이 발생하게 되고 미장을 목적으로 분체도료, 유기도료를 처리한 경우도 유성매직, 페인트 등에 오염시 쉽게 제거가 불가능하고 얼룩이 발생하며 쉽게 도막의 용해, 팽윤, 변색, 벗겨짐()이 발생하게 되어 플라스틱 기구의 제품가치 저하가 발생하게 되는 문제점이 있다.
넷째, 상술한 대부분의 분체도료, 유기도료를 처리한 도막은 인화물질로써, 불꽃에 접촉될 경우 쉽게 인화, 착화되어 화재가 빠르게 전파될 수 있고, 연소시에 인체에 유독한 가스발생을 하여 인명피해를 줄 수 있는 문제점이 있다.
다섯째, 분체도료, 유기도료를 처리한 도막이 그대로 노출됨으로써 사람의 땀에 함유된 염분이나 유분의 누출에 의해서 인체의 유해한 환경호르몬이 용출하게 되며, 직접 인체에 접촉하지 않더라도 포름알데히드, 벤젠 등의 환경호르몬 가스를 배출하여 장기간 노출시 인체 저항력, 대사능력 등에 악영향을 줄 수 있다.
여섯째, 정전기 등에 의한 미세먼지 등의 부착을 방지하는 대전방지 성능의 경우 절연성 소재인 유기수지와 도전성 카본이나 금속분말에 의존하여 미세구조상 절연물질과 도전성 물질이 경계를 이루어져 있어 온습도와 도막표면 부위별로 대전방지 성능차가 심하며 앞서 문제점으로 지적된 열, 경도, 유기용제 등의 노출에 도막의 손상뿐 아니라 대전방지 효과의 감소도 발생하게 되는 등 여러가지 문제점이 있었다.
일곱째, 세라믹도료(특허 10-0307190)의 경우 세라믹코팅제에 함유된 무기산화물의 일반적인 대전방지 특성에 따라 표면 저항값이 대전방지 영역인 108Ω/square 정도가 가능하다고 하였으나 이는 색상에 따라 일정한 표면저항 값을 제어하기 힘들고 온도 및 습도가 낮은 환경에서는 표면저항값이 대전방지 영역을 넘어서는 등 민감하게 변화하기 때문에 의료 및 반도체의 크린룸 패널 등의 정밀분야에 이용이 곤란하고 소재가 부도체인 플라스틱 또는 세라믹 소재일 경우 도막은 대전방지 영역을 넘어선 표면저항값을 나타내기 때문에 사용이 곤란하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 소재의 표면을 표면처리한 후 소재표면에 표면저항 106~109Ω/square 을 구비하는 대전방지 용 세라믹코팅층을 형성하여, 소재의 도체 또는 부도체의 구분없이 그리고 다양한 칼라로 미장성을 부여하는 일정한 표면저항값을 갖는 대전방지 패널을 설계할 수 있으며, 내상처성과 내용제성을 부여하며, 가열 또는 햇빛으로 발생되는 변질 및 변색을 방지하여 장기간 미려한 상태를 유지할 수 있는 대전방지용 세라믹코팅 패널과 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 불연성을 구비하도록 하여 화재 발생시 패널의 불연효과 및 유독가스 발생을 억제하고, 어떠한 용제에도 용해되지 않아 소재에 함유한 인체의 유해한 물질의 용출을 차단할 수 있는 대전방지용 세라믹코팅 패널과 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 소재에 대전방지성 세라믹 코팅을 하여, 미립자의 부착을 원천적으로 차단하고자 하는 분야에 적용 가능한 대전방지용 세라믹코팅 패널과 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 소정의 면적 및 두께를 가진 소재층; 상기 소재층의 표면처리에 의해 형성된 표면처리층과; 표면처리층 위에 도포경화되어 형성된 대전방지 세라믹코팅층을 포함하도록 되어 있다.
즉, 본 발명은 소재의 표면을 표면처리하여 표면처리층을 형성하는 소재의 표면처리 단계(S100)와, 상기 표면처리층의 건조 및 코팅하기 전 예열을 하는 건조 및 예열단계(S200)와, 상기 표면처리층 표면에 대전방지 세라믹 코팅을 하는 세라 믹코팅층 형성단계(S300)와, 상기 코팅된 세라믹코팅층의 용제를 휘발시키고 도막을 경화시키는 건조 및 경화 단계(S400)를 통하여, 대전방지용 세라믹코팅 패널을 형성하도록 되어 있다.
이하 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 대전방지 세라믹코팅 패널의 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 대전방지 세라믹코팅 패널의 제조과정을 보인 블록 예시도를, 도 3 은 본 발명의 사용 상태를 보인 설치 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 소재층을 표면처리하고, 그 표면에 대전방지 세라믹코팅층을 형성하도록 되어 있다.
상기 소재층으로는 금속, 세라믹 또는 플라스틱 등 금속 또는 비금속 소재를 사용할 수 있다.
상기 소재층(1)의 금속으로는 스테인리스 스틸 합금, 티타늄 금속, 동, 황동, 청동, 알루미늄 및 알루미늄 합금, 철, 용융/도금 강판, 알루미늄 용융/도금 강판의 1종 또는 2종 이상을 함께 병용하여, 접합, 용접하여 사용한다.
또한, 소재층(1)의 세라믹으로는 시멘트, 콘크리트, 유리, 타일, 도자기, 석고보드, 운모, 천연 석재 등 의 1종 또는 2종 이상을 함께 병용하여, 접합하여 사용한다.
또한, 소재층(1)의 플라스틱으로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 메타크릴(PMMA), 폴리염화비닐(PVC), 폴리염화비닐리덴(PVDC), PET 수 지, ABS 수지 등의 열가소성 수지(thermoplastic resin)와, 초산비닐(PVAC), 불포화폴리에스테르(UP), 폴리우레탄(PUR), 페놀수지(PF), 우레아수지(UF), 멜라민수지(MF), 에폭시수지 등 열경화성 수지(thermosetting resin)를 사용한다.
또한 열적, 기계적 강도를 높이기 위하여 열가소성 수지 또는 열경화성 수지에 유리섬유, 유리 분말, 세라믹 섬유, 세라믹 분말을 혼합한 엔지니어링 플라스틱(예: PET에 유리분말을 혼합한 PBT 소재)등이며 이들 플라스틱의 1종 또는 2종 이상을 함께 병용하여 사출성형, 접합, 조합하여 사용한다.
상기 표면처리층은 소재층과 대전방지 세라믹코팅층의 부착성을 향상시키기 위하여 형성하는 것으로, 표면처리층 가공방법으로는 소재 특성에 따라 기계적인 표면처리층(연마, 샌드블라스트, 쇼트블라스트, 드라이아이스블라스트) 물리화학적 표면처리층(세정, 용해, 프라이머, 도금, CVD, PVD) 및 화학적 표면처리층(화염, 오존, 약품, UV, 방사선, 방전) 방법 등을 사용한다.
상기 기계적인 표면 처리층을 형성하는 방법을 세부적으로 보면,
연마는 샌드페이퍼, 연마석, 금속 브러쉬 등을 이용하여 소재 표면을 헤어라인, 바이브레이션 형태 등의 표면요철을 만드는 것을 말하며,
샌드블라스트는 10~200 메쉬 크기의 금강사, 알루미나 등의 세라믹 입자를 압축공기를 이용하여 소재의 표면 요철을 만드는 것을 말하며,
쇼트블라스트는 10~200 메쉬 크기의 글라스 비드, 세라믹 비드, 스테인레스 비드 등의 둥근형태의 입자를 압축공기를 이용하여 소재의 표면 요철을 만드는 것을 말하며,
드라이아이스블라스트는 10~200 메쉬 크기 드라이아이스 조각을 압축공기를 이용하여 소재의 표면 요철을 만드는 것을 말한다.
또한, 물리화학적 표면처리층을 형성하는 방법을 세부적으로 보면,
세정은 알칼리세제, 중성세제, 비용해성 유기용매, 증류수로 소재 표면의 오염을 제거하고 소재의 표면을 활성화 시키는 것을 말한다.
용해는 BTX(벤젠, 톨루엔, 크실렌), 핵산, 케톤(아세톤, MEK, MIBK), 2-메톡시프로판올과 같은 유기용매로 소재중에 플라스틱 표면을 용해 또는 팽윤시키는 것을 말한다.
프라이머는 대전방지 세라믹코팅층과의 화학적 결합력을 갖을 수 있도록 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실란 커프링제를 사용하여 소재 표면과 접착을 하고 세라믹코팅층과 화학적인 결합을 할 수 있도록 활성화 층을 형성하는 것을 말한다.
도금은 전기도금, 화학도금, 용융도금, 진공도금, 침투도금, 이온도금이 있으며 소재 표면에 세라믹코팅층과 결합할 수 있는 활성화 금속 피막을 형성하는 것을 말한다.
CVD 및 PVD은 화학적, 물리적으로 소재 표면에 대전방지 세라믹코팅층과 결합력을 갖는 활성화 금속 또는 활성화 금속 산화물을 증착하는 것을 말한다.
또한, 화학적인 표면처리층을 형성하는 방법을 세부적으로 보면,
화염은 순간적으로 높은 온도의 화염을 접촉하여 안정한 플라스틱 유기 고분자 폴리머의 일부를 연소(CO2, H2O, NO3)시켜 활성화된 플라스틱 표면층을 형성시키 는 것을 말한다.
오존은 산화력이 강한 오존(O3)을 플라스틱 표면에 접촉시켜 안정한 유기 고분자의 탄소를 산화(CO2)시켜 활성화된 플라스틱 표면층을 형성시키는 것을 말한다.
약품은 과망간산(K2Cr2O7-H2SO4 계 등) 약품을 무극성 플라스틱 표면에 접촉하여 플라스틱 표면에 극성기(極性基)층(CO기, OH기, 알킬설페이드기 등)을 형성하는 것을 말한다.
UV는 자외선의 유기물을 분해시키는 작용을 이용하여 플라스틱표면의 탄소결합을 파괴하여 활성화된 플라스틱 표면층을 형성하는 것을 말한다.
방사선은 선의 방사선을 플라스틱 표면에 피폭시켜 표면의 분자결합을 분해시켜 활성화된 플라스틱 표면층을 형성하는 것을 말한다.
방전은 플라즈마 처리법과 코로나 방전 처리법이 있으며, 전자, 이온, 라디칼, 여기상태의 분자 등의 활성을 플라스틱 표면에 극성기 층을 형성하는 것을 말한다.
상기와 같은 표면처리층의 표면처리 방법에 의해 본 발명의 표면처리층의 형성을 특별히 한정하는 것은 아니며, 본 발명은 상기에 기재된 표면처리방법 이외에 소재의 표면을 표면처리할 수 있는 또다른 표면처리방법을 모두 포함한다.
상기 대전방지 세라믹코팅층은 표면처리층 위에 형성되어 실질적으로 대전방지 역할을 하는 것으로, 5~100㎛의 두께를 구비하고, 유색 또는 금속질감의 메탈릭 성 유색의 표면저항 106~109Ω/square 범위를 구비한다.
대전방지 세라믹코팅층의 도막두께가 5㎛ 미만일 경우 다양한 칼라의 은폐효과가 기대하기 어려워 미장효과가 감소하며, 도막두께가 100㎛을 넘을 경우 도막의 균열 또는 박리 우려가 있어 표면 저항값이 불균일해질 수 있다.
대전방지 세라믹코팅층의 표면저항이 106Ω/square 보다 낮을 경우 전기 전도체에 특성을 나타내어 접지에 의한 정전기 방전효과가 있으나 저전압(100V~360V의 전기) 누전에 의한 전기장치의 손상과 인체의 감전우려가 있으며, 109Ω/square 보다 높을 경우 부도체(절연체) 특성에 따른 정전기의 발생으로 크린룸 등의 먼지제거가 어렵고, 정전기 현상에 의한 전기장치 또는 전자부품의 높은 정전압(수천~수만 Volt) 쇼크에 의한 손상 또는 불량의 문제점을 발생할 수 있다.
또한, 상기 대전방지 세라믹코팅층은 다양한 칼라를 구비할 수 있으며, 미장성, 내오염성, 내세척성, 내용제성, 내마모성, 내후성, 난연성, 내 스크래치성 등을 부여하는 등의 기능적 특성을 구비한다.
상기 세라믹코팅층의 주성분으로는 세라믹 도전성 필러, 무기결합제, 기타 무기산화물 등으로 조성되어 있다.
상기 대전방지 세라믹코팅층의 조성은 세라믹 도전성 필러는 대전방지 세라믹코팅층 성분으로 환산하여 3~25 중량%이며, 무기결합제는 대전방지 세라믹코팅층 성분으로 환산하여 8~56 중량% 이며, 기타 무기산화물(이산화티타늄 등 무기안료, 알루미나 등 충전재) 함량은 대전방지 세라믹코팅층 성분으로 환산하여 35~89 중량% 이다. 또한, 본 발명에 따른 도막은 유기성분 7 중량% 미만을 구비한다.
상기 세라믹 도전성 필러는 대전방지 세라믹코팅층의 핵심성분으로, 대전방지 세라믹코팅층 성분으로 환산하여 3~25 중량%으로 사용하며, 바람직하게는 5∼15 중량%이다. 3 중량% 미만일 경우 도막의 표면저항 값이 109Ω/square를 초과하여 대전방지 효과가 없으며 25 중량% 초과시에는 도막의 표면저항 값이 106Ω/square 보다 낮아 대전방지 영역보다 낮은 전기 전도성을 나타내어 대전방지 세라믹코팅층의 목적으로 사용이 곤란하고 착색시의 색조조절이 불가능하다.
상기 세라믹 도전성 필러는 카본, 흑연 등의 연소성 유기물을 사용하지 않고, 기간경과에 따라 산화되고 부식되어 도전성이 저하되는 알루미늄 분말, 스테인레스스틸 분말 등 금속 분말을 사용하지 않는다.
또한, 상기 도전성 세라믹 필러는 고온 연소성을 나타내지 않으며, 부식되지 않으며 이미 산화되어 안정화된 도전성 세라믹으로 10-4~101Ω의 저항범위를 갖는 산화주석(SnO2), 산화안티몬(SbO2), SiC 복합체(MoSi2-SiC, TiB2-SiC 등)을 1종 또는 2종 이상을 5~80㎛크기의 입자 또는 직경 0.1~2㎛, 길이 5~30㎛의 침상형태로 제조된 것이나, 침상형 산화물(티탄산칼륨 휘스커, 붕산알루미늄 휘스커 등)에 산화주석(SnO2), 산화안티몬(SbO2), SiC 복합체(MoSi2-SiC, TiB2-SiC 등)을 1종 또는 2종 이상 표면 코팅된 것을 사용한다.
상기 무기결합제는 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 8~56 중량%첨가하며, 바람직하게는13~43중량% 첨가한다. 8 중량% 미만으로 얻어진 도막은 밀착성이 나쁘며 경도 등 물성이 만족스럽지 못하고, 56 중량%를 넘을 경우 도막의 균열 및 박리가 발생하기 쉽고 전기적인 절연성이 높아 대전방지 안정성이 나쁘기 때문에 피하는 것이 좋다.
이와 같은 무기결합제로는 오르가노알콕실란, 테트라알콕실란, 콜로이드산화물을 사용하며 구체적으로는 다음과 같다.
상기 오르가노알콕실란은 일반식 RSi(OR')3(식중 R은 탄소수 1∼8의 유기기, R'는 탄소수 1∼5의 알킬기 또는 탄소수 1∼4의 아실기를 표시)로 대표되는 것으로, 가수분해하여 생성된 가수분해물 및 부분축합물이 사용된다. 상기 오르가노알콕실란의 가수분해물과 부분축합물은 오르가노알콕실란을 가수분해시켜서 얻어진다. 오르가노알콕실란은 물과 산촉매로서 가수분해 반응이 일어나 가수분해물을 생성하며, 연속적으로 중축합반응이 일어나 부분축합물이 얻어진다.
여기서 RSi(OR')3로 표시되는 오르가노알콕실란의 R은 탄소수 1∼8의 탄소를 가진 유기기로서, 그 예로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기 등의 알킬기, 이외의 γ-클로로프로필기, 비닐기, 3.3.3-트리플로로프로필기, γ-그리시드프로필기, γ-메타크릴록시프로필기, γ-메카프트프로필기, 페닐기, 3.4-에폭시시클로헥실에틸기, γ-아미노프로필기 등이다.
또 R'는 탄소수 1∼5의 알킬기 또는 탄소수 1∼4의 아실기로서 예로는 메틸 기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 아세틸기 등이다.
이러한 오르가노알콕실란의 구체적인 예로 메틸트리메톡실란, 메틸트리에톡실란, 에틸트리메톡실란, 에틸트리에톡실란, n-프로필트리에톡실란, i-프로필트리메톡실란, n-프로필트리에톡실란, γ-클로로프로필트리메톡실란, γ-클로로프로필트리에톡실란, 비닐트리메톡실란, 비닐트리에톡실란, 3.3.3-트리플로로프로필트리메톡실란, γ-그리시드키시프로필트리메톡실란, γ-메타크록시프로필트리메톡실란,γ-메카프트프로필트리메톡실란, 페닐트리메톡실란, γ-아미노프로필트리메톡실란, 3.4-에폭시시클로헥실에틸트리에톡실란 등을 들수가 있고 오르가노 알콕실란은 1종 또는 2종이상을 병용하여 사용한다.
여기서의 오르가노알콕실란으로는 특히 메틸트리메톡실란, 메틸트리에톡실란, 페닐트리메톡실란, 페닐트리에톡실란이 좋다. 그리고 오르가노알콕실란의 가수분해로 만들어진 부분축합물은 조성물 중에서 오르가노알콕실란에 물을 가하여 생성되는 것으로 별도로 가수분해시켜 얻는 것보다 좋다. 이 가수분해 축합물은 무기결합제 역할을 한다.
상기 오르가노알콕실란의 무기결합제로서 사용량은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 2.5∼24.7 중량%이며, 좋은 것은 10∼20 중량%로서 2.5 중량% 미만으로 얻어진 도막은 밀착성이 나쁘며 경도 등 물성이 만족스럽지 못하고, 24.7 중량%를 넘을 경우 도막의 균열 및 박리가 발생하기 쉽고 전기적인 절연성이 높아 대전방지 안정성이 나쁘기 때문에 피하는 것이 좋다.
상기 테트라알콕실란은 일반식 (OR")3Si-(OSi)n(OR")2n+1(식중:R"은 탄소수 1∼5의 알킬기 또는 탄소수 1∼4의 아실기 n=0, 1, 2, 3, ...n)로 대표되는 것으로, 테트라알콕실란을 가수분해하여 가수분해물 및 부분 축합물을 얻는다.
이식을 n=0,1,2,3, ...으로 하여 세부적으로 살펴보면
n=0 (OR")4Si
n=1 (OR")3Si-O-Si(OR")3
n=2 (OR")3Si-O-Si(OR")2-O-Si(OR")3
n=3 (OR")3Si-O-Si(OR")2-O-Si(OR")2-O-Si(OR")3
…
1종 또는 2종이상의 혼합체로 구체적으로는 메틸실리케이트로서 테트라메틸 오르소 실리케이트(TMOS), 테트라메틸 오르소 실리케이트를 가수분해 및 축합반응으로 합성된 2량체, 3량체 등의 폴리메틸 실리케이트가 있고, 에틸실리케이트로서 테트라에틸 오로소 실리케이트(TEOS)와 테트라에틸 오로소 실리케이트를 가수분해 및 축합반응으로 합성된 2량체, 3량체등의 폴리에틸실리케이트가 있다. 테트라알콕실란의 가수분해물과 부분축합물은 테트라알콕실란을 가수분해시켜서 얻어진다. 테트라알콕실란은 물과 산촉매로서 가수분해 반응이 일어나 가수분해물을 생성하며 연속적으로 중축합반응이 일어나 부분 축합물이 얻어진다.
테트라알콕실란의 무기결합제로서 사용량은 대전방지 세라믹 도막층 성분으 로 환산하여 0.1∼9.7중량%, 좋은 것은 1∼8중량%로서 0.1중량% 미만으로 얻어진 도막은 산 및 알칼리에 약하며 조막경도가 저하되고 첨가효과가 미미하며, 9.7중량% 이상일 경우 도막표면에 미세한 균열이 발생될 우려가 있어 피하는 것이 좋다.
상기 콜로이드산화물은 물 또는 유기용매를 분산매로 한 콜로이드산화물로 구체적으로 콜로이달 실리카, 콜로이달 지르코니아, 콜로이달 알루미나가 있으며 이를 1종 또는 2종이상의 혼합하여 사용한다. 콜로이드산화물은 피막의 경도, 접착력, 내마모성을 부여하기 위해 첨가하는 것으로, 평균 입경은 5∼150m㎛가 양호하고 더욱 좋은 것은 10∼50m㎛ 이다. 실리카 평균입경이 5m㎛미만일 경우에서 실용적인 의미가 없으며 150m㎛를 초과하는 것은 얻어진 피막의 내마모성이 저하된다.
상기 콜로이드산화물의 무기결합제로서 사용량은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 0.2∼18.3중량%이며 좋은 것은 2∼15중량% 이다. 콜로이드 산화물 배합량이 0.2중량% 미만일 경우 얻어지는 피막의 경도 접착력이 저하되며, 균열이 발생할 수 있으며 18.3중량% 이상일 경우 조성물 실리카 응집, 침강으로 안정한 분산액을 얻기가 곤란하며 가사시간(Pot life)이 짧아지고 대전방지 세라믹코팅층 코팅후 도막의 건조시에 물이 늦게 증발하기 때문에 핀 홀(pin hole)이 생겨 부식발생의 원인이 된다.
상기 무기산화물(이산화티타늄 등 무기안료, 무기항균제 등 충전재) 함량은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 35~89 중량% 이며 좋은 것은 47~77중량% 이다. 대전방지 세라믹 도막층을 형성하는 무기안료를 포함한 무기산화물이 35 중량% 미만인 경우는 은폐력이 떨어지고 표면저항값이 높아져서 대전방지 특성이 감소하며 89 중량%를 넘으면 무기결합제에서 얻어지는 도막의 연속성을 해치고 내오염성, 내비등수성 등이 나빠지고 비경제적이다.
상기 무기산화물에 있어서 다양한 칼라를 구비하는 무기안료는 광범위하게 시판되고 있는 평균 입자경 0.03∼20㎛의 산화티타늄, 산화아연, 산화철, 산화코발트, 산화크롬 등의 전이금속 산화물계 무기안료, 운모-산화티탄늄계 등의 펄안료 등을 사용하며, 보통 1종 또는 2종 이상을 사용한다.
상기 무기산화물에 있어서 다공성무기 항균미분말(대한민국 특허 제145990), 무기방청재 등이 사용된다.
상기 무기 항균미분말은 도막의 내오염성 및 항균능력이 증가시키고, 무기 방청제재는 내염수성을 좋게 하며, 금속의 부식 방지 효과가 있다. 이런 무기충전재를 1종 또는 2종 이상을 병용하여 사용한다.
상기 무기산화물에 있어서 체질안료로 사용되는 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 지르코니아(ZrO3), 지르콘(SiZiO4), 탈크 등은 도막의 경도, 내충격, 내마모성, 내열성, 내식성 등을 부여하고 경제성을 갖도록 한다.
상기 이산화티타늄(TiO2), 실리카, 알루미나 등 대부분의 무기산화물은 플라스틱 소재에 비해 1010Ω/square이하 낮은 저항값을 유지하기 때문에, 도전성 세라믹 필러를 사용하지 않아도 적정 대전방지 영역인 108~109Ω/square에 가깝게 유지 할 수 있으나, 안정된 대전방지 영역의 조절과 소재층, 온도, 습도에 따른 표면저항값의 차이를 조절하기 위하여 반드시 도전성 세라믹 필러를 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 성분들에 의해 형성된 대전방지 세라믹 도막층은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 7 중량% 미만의 유기성분을 구비한다. 이와 같은 도막의 유기성분은 도막에 포함되어 있는 오르가노알콕실란에 포함된 유기기, 오르가노알콕실란과 테트라알콕실란의 미반응 알콕시기, 건조 및 경화에 증발되지 않은 알코올류를 포함한다.
상기 오르가노알콕실란의 유기기는 일반식 RSi(OR')3(식중 R은 탄소수 1∼8의 유기기, R'는 탄소수 1∼5의 알킬기 또는 탄소수 1∼4의 아실기를 표시)로 대표되는 오르가노알콕실란의 R(탄소수 1∼8의 유기기)로서 가수분해, 건조 및 경화로도 연소되지 않는다. 이러한 오르가노알콕실란유기기의 구체적인 예로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-프로필기, γ-클로로프로필기, 비닐기, 3.3.3-트리플로로프로필기, γ-그리시드키시프로필기, γ-메타크록시프로필기,γ-메카프트프로필기, 페닐기, γ-아미노프로필기, 3.4-에폭시시클로헥실에틸기 등을 들수가 있다.
상기 가수분해 미반응 알콕시기는 일반식 RSi(OR')3(식중 R은 탄소수 1∼8의 유기기, R'는 탄소수 1∼5의 알킬기 또는 탄소수 1∼4의 아실기를 표시)로 대표되는 오르가노알콕실란의 알콕시기, OR'(R'는 탄소수 1∼5의 알킬기)와 일반식 (OR")3Si-(OSi)n(OR")2n+1(식중:R"은 탄소수 1∼5의 알킬기 또는 탄소수 1∼4의 아실기 n=0, 1, 2, 3, ...n)로 대표되는 테트라알콕실란의 알콕시기, OR"(R"은 탄소수 1∼5의 알킬기)로 대표되는 것으로 구체적으로는 메톡시기, 에톡시기 등이 있다.
상기 건조 및 경화에 증발되지 않은 알코오류로는 무기결합제 오르가노알콕실란과 테트라알콕실란의 가수분해로 생성되는 메탄올, 에탄올 등의 반응생성물과 무기결한제 콜로이드산화물의 분산매로 사용되는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등이 있으며, 대전방지 세라믹도료를 제조하는데 인위적으로 투여하는 알코올류의 용매 등을 포함한다.
상기 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 유기성분이 7 중량%를 넘을 경우 내열성, 내후성이 떨어지고, 고온 접촉 또는 화재발생시에 유독가스를 발생시키며, 도막이 연소되는 등 세라믹 도막물성의 특성보다는 유기도료의 특성이 나타나므로, 유기성분이 7중량% 미만을 구비하도록 한다.
이와 같이 조성되는 대전방지 세라믹 도료에 의한 대전방지 세라믹코팅층의 코팅방법은 스프레이코팅, 롤코팅, 딥코팅, 플로어코팅 방법이 있으며, 이 대전방지 세라믹코팅층 코팅방법은 일반적으로 공지된 도료의 코팅방법으로 상기 코팅방법만으로 본 발명의 대전방지 세라믹코팅 층을 형성하는 방법으로 한정하는 것은 아니다.
이러한 단면구성을 가진 본 발명에 따른 대전방지 세라믹코팅 패널은 다음과 같은 제조단계를 거쳐 제조된다.
도 2 는 본 발명에 따른 세라믹코팅 패널의 제조과정을 보인 블록예시도를 도시한 것으로, 소재의 표면을 표면처리하여 표면처리층을 형성하는 소재의 표면처리 단계(S100)와, 상기 표면처리층의 건조 및 코팅하기 전 예열을 하는 건조 및 예열단계(S200)와, 상기 표면처리층 표면에 대전방지 세라믹 코팅을 하는 세라믹코팅층 형성단계(S300)와, 상기 코팅된 세라믹코팅층의 용제를 휘발시키고 도막을 경화시키는 건조 및 경화단계(S400)로 이루어지고, 상기 건조 및 경화단계(S400)는 코팅된 도막의 용제를 휘발시키고 도막을 경화시키기 위해 60~250℃의 온도에서 2시간~15분동안 건조 및 경화하도록 한다.
60℃ 미만으로 2시간 초과하여 건조 및 경화하는 경우 경제성 및 작업성이 곤란해지고 최종 대전방지 세라믹 도막의 내수성, 내열성, 표면경도 등 원래 목적으로 하는 도막물성을 얻을 수 없으며 250℃이상으로 15분 미만으로 건조 및 경화할 경우 급격한 도막의 수축으로 도막의 표면상태가 좋지 못하고 급격한 온도상승에 따른 소재와 대전방지 세라믹층과의 열팽창계수차이로 인하여 대전방지 세라믹층의 미세균열 또는 소재의 변형이 발생할 수 있다.
상기와 같이 형성된 대전방지 세라믹코팅층은 유성물(有性物) 등으로 인한 오염방지효과를 구비하고, 트리클로로에틸렌(TCE), 메틸에틸케톤(MEK), 아세톤, 디메틸포름아미드(DMF) 등 어떠한 용제(Solvent)에도 용해되지 않으며, 대전방지성, 도막의 연필경도 5H이상, 내오염성, 난연성, 초내후성, 내용제성, 무독성 등의 물성을 구비한다.
이하 본발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1]
오르가노 알콕실란, 메틸트리메톡실란 16.0g과 테트라 알콕실란, 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS) 16.0g을 1:1로 혼합하여 b 액을 제조하고, 상기 메틸트리메톡실란 중, 테트라 알콕실란과 1:1로 혼합하고 남은 메틸트리메톡실란에 콜로이드 실리카, 콜로이드 알루미나 및 산을 넣어 반응시킨 다음, 알코올(메탄올, 이소프로필 알코올, 에탄올)과 물(증류수), 세라믹 도전성 필러, 기타 무기산화물(이산화티타늄 등 무기안료, 무기항균제 등 충전재)를 넣고 볼밀(Ball Mill), 샌드밀(Sand Mill)등으로 입도가 10㎛ 이하가 되도록 교반, 분산을 하여 a 액을 제조하며, 상기 a 액과 b 액을 혼합하여 25∼30℃에서 6∼24시간 숙성하여 대전방지 세라믹도료를 형성하였다.
이와 같이 형성된 대전방지 세라믹 도료의 불휘발분은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 50.8 중량%이며, 도전성필러 5.0 중량%, 무기결합제 30.0 중량%, 기타 무기산화물 65.0 중량%이며, 유기함량은 약 1.7 중량%를 갖는다.
이때, 상기 대전방지 세라믹 도료의 구성성분 및 첨가량은 아래의 [표1]과 같고, 이를 이용한 소재도막화 방법은 [표3]과 같으며, 이에 대한 물성시험결과는 [표4] 내지 [표6]과 같다.
[실시예 2]
b액 및 a액의 제조 및 다음순서를 실시예1과 동일하게 한다. 다만 b액의 제 조에 있어서 콜로이드 알루미나 대신 콜로이드 지르코니아를 투여하여 대전방지 세라믹 도료를 형성하였다.
이와 같이 형성된 대전방지 세라믹 도료의 불휘발분은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 48.4 중량%이며, 도전성필러 15.0 중량%, 무기결합제 30.0 중량%, 기타 무기산화물 55.0 중량%이며, 유기함량은 약 1.7 중량%를 갖는다.
이때, 상기 대전방지 세라믹 도료의 구성성분 및 첨가량은 아래의 [표1]과 같고, 이를 이용한 소재도막화 방법은 [표3]과 같으며, 이에 대한 물성시험결과는 [표4] 내지 [표6]과 같다.
[실시예 3]
b액 및 a액의 제조 및 다음순서를 실시예1과 동일하게 한다. 다만 b액의 제조에 있어서 콜로이드 알루미나를 투여하지 않고 대전방지 세라미 도료를 형성하였다.
이와 같이 형성된 대전방지 세라믹 도료의 불휘발분은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 53.3 중량%이며, 도전성필러 10.0 중량%, 무기결합제 13.0 중량%, 기타 무기산화물 77.0 중량%이며, 유기함량은 약 1.1 중량%를 갖는다.
이때, 상기 대전방지 세라믹 도료의 구성성분 및 첨가량은 아래의 [표1]과 같고, 이를 이용한 소재도막화 방법은 [표3]과 같으며, 이에 대한 물성시험결과는 [표4] 내지 [표6]과 같다.
[실시예 4]
아래의 [표1]과 같은 구성성분 및 첨가량에 따라 b액 및 a액의 제조 및 다음순서를 실시예3과 동일하게 하여 대전방지 세라미 도료를 형성하였다.
이와 같이 형성된 대전방지 세라믹 도료의 불휘발분은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 48.8 중량%이며, 도전성필러 10.0 중량%, 무기결합제 30.0 중량%, 기타 무기산화물 60.0 중량%이며, 유기함량은 약 1.7 중량%를 갖는다.
이때, 상기 대전방지 세라믹 도료를 이용한 소재도막화 방법은 [표3]과 같으며, 이에 대한 물성시험결과는 [표4] 내지 [표6]과 같다.
[실시예 5]
아래의 [표1]과 같은 구성성분 및 첨가량에 따라 b액 및 a액의 제조 및 다음순서를 실시예1과 동일하게 하여 대전방지 세라믹 도료를 형성하였다. 다만 b액의 제조에 있어서 콜로이드 지르코니아를 추가하여 투여하고, 기타 무기산화물로서 무기항균제를 추가로 투여하였다.
이와 같이 형성된 대전방지 세라믹 도료의 불휘발분은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 45.3 중량%이며, 도전성필러 10.0 중량%, 무기결합제 43.0 중량%, 기타 무기산화물 47.0 중량%, 무기항균제 3.0 중량%이며, 유기함량은 약 2.2 중량%를 갖는다.
이때, 상기 대전방지 세라믹 도료를 이용한 소재도막화 방법은 [표3]과 같으며, 이에 대한 물성시험결과는 [표4] 내지 [표6]과 같다.
[실시예 6]
오르가노 알콕실란, 페닐트리메톡실란 11.3g, 메틸메톡실란 11.3g, 테트라 알콕실란, 폴리실리케이트 11.5g을 혼합하여 균질하게 교반한 후 콜로이드 실리카 및 산을 넣어 반응시킨 다음, 알코올(메탄올, 이소프로필 알코올, 에탄올)과 물(증류수), 세라믹 도전성 필러, 기타 무기산화물(이산화티타늄 등 무기안료, 무기항균제 등 충전재)를 넣고 볼밀(Ball Mill), 샌드밀(Sand Mill)등으로 입도가 10㎛ 이하가 되도록 교반, 분산을 하여 25∼30℃에서 6∼24시간 숙성하여 대전방지 세라믹 도료를 형성하였다.
이와 같이 형성된 대전방지 세라믹 도료의 불휘발분은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 51.0 중량%이며, 도전성필러 10.2 중량%, 무기결합제 28.6 중량%, 기타 무기산화물 61.2 중량%이며, 유기함량은 약 5.0 중량%를 갖는다.
이때, 상기 대전방지 세라믹 도료의 구성성분 및 첨가량은 아래의 [표2]와 같고, 이를 이용한 소재도막화 방법은 [표3]과 같으며, 이에 대한 물성시험결과는 [표4] 내지 [표6]과 같다.
[실시예 7]
오르가노 알콕실란, 페닐트리메톡실란 7.5g, 메틸메톡실란 15.0g, 테트라 알콕실란, 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS) 16.0g을 혼합하여 균질하게 교반한 후 콜로이드 실리카, 콜로이드 지르코니아 및 산을 넣어 반응시킨 다음, 제조 및 다음 순서를 실시예6과 동일하게 하여 대전방지 세라믹 도료를 형성하였다.
이와 같이 형성된 대전방지 세라믹 도료의 불휘발분은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 52.3 중량%이며, 도전성필러 10.3 중량%, 무기결합제 28.1 중량%, 기타 무기산화물 61.6 중량%이며, 유기함량은 약 3.8 중량%를 갖는다.
이때, 상기 대전방지 세라믹 도료의 구성성분 및 첨가량은 아래의 [표2]와 같고, 이를 이용한 소재도막화 방법은 [표3]과 같으며, 이에 대한 물성시험결과는 [표4] 내지 [표6]과 같다.
[실시예 8]
아래의 [표2]와 같은 구성성분 및 첨가량에 따라 b액 및 a액의 제조 및 다음순서를 실시예1과 동일하게 하여 대전방지 세라믹 도료를 형성하였다.
이와 같이 형성된 대전방지 세라믹 도료의 불휘발분은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 50.1 중량%이며, 도전성필러 10.0 중량%, 무기결합제 30.0 중량%, 기타 무기산화물 60.0 중량%이며, 유기함량은 약 1.7 중량%를 갖는다.
이때, 상기 대전방지 세라믹 도료를 이용한 소재도막화 방법은 [표3]과 같으며, 이에 대한 물성시험결과는 [표4] 내지 [표6]과 같다.
[실시예 9]
아래의 [표2]와 같은 구성성분 및 첨가량에 따라 b액 및 a액의 제조 및 다음순서를 실시예3과 동일하게 하여 대전방지 세라믹 도료를 형성하였다.
이와 같이 형성된 대전방지 세라믹 도료의 불휘발분은 대전방지 세라믹 도막층 성분으로 환산하여 51.1 중량%이며, 도전성필러 9.0 중량%, 무기결합제 27.0 중량%, 기타 무기산화물 63.9 중량%이며, 유기함량은 약 1.5 중량%를 갖는다.
이때, 상기 대전방지 세라믹 도료를 이용한 소재도막화 방법은 [표3]과 같으며, 이에 대한 물성시험결과는 [표4] 내지 [표6]과 같다.
[비교예 1]
도전성 세라믹필러 및 기타 무기산화물인 무기항균제는 투여하지 않고 제조 및 다음순서를 실시예4와 동일하게 하여 세라믹 도료를 형성하였다. 이때, 첨가되는 구성성분 및 첨가량은 [표2]와 같다. 이와 같이 형성된 세라믹 도료의 불휘발분은 환산하여 48.8 중량%이였으며, 상기세라믹 도료를 이용한 소재도막화 방법은 [표3]과 같고, 이에 대한 물성시험결과는 [표4] 내지 [표6]과 같다.
[표1]
Figure 112006096708729-PAT00001
[표2]
Figure 112006096708729-PAT00002
*a) 日本 大塚化學(株) DENTALL WK-200B
*b) 日本 大塚化學(株) DENTALL WK-500
*c) 日本 住友金屬鑛山(株) SUFP 및 SCP
*d) 日本 COLCOT(株) Polysilicate-40
*e) 日本 NISSAN 化學(株) SNOWTEX -30
*f) USA DuPont Ludox collidal sillica HS-30
*g) 日本 日産化學工業(株) Al2O3 zol-520
*h) 日本 日産化學工業(株) NZS-30A
*i) 大韓民國 특허 제145990호 다공성 무기 항균미분말
*j) 日本 四國化成(株) ALBOREX Y 및 GERMANY Degussa Al2O3 oxcide-C
*m) 日本 觸媒化成工業(주)OSCAL IPA-ST
*o) Phosphoric Acid(H3PO4=98.00)
*p) Sulfuric Acid(H2SO4=98.00)
*q) Nitric Acid (HNO3=62.00)
*r) Hydrochloric Acid (HCl=35.00)
*s) Formic Acid (HCOOH=46.03)
*t) Acetic Acid(CH3COOH=60.05)
[표3]
Figure 112006096708729-PAT00003
[표4]
Figure 112006096708729-PAT00004
○ 도막 미관 이상없음, △ 미세한균열 또는 미미한 부식, ㅧ 균열,박리 부식발생(불량)
[표5]
Figure 112006096708729-PAT00005
[표6]
Figure 112006096708729-PAT00006
[실시예 10]
상기 실시예 4 와 같이 대전방지 세라믹도료를 형성하였으며, 이를 GI강판에 도장한 후, 불소도료를 도장한 것과 그 물성을 비교하였으며, 그 결과는 아래의 [표7]과 같다.
[표7]
Figure 112006096708729-PAT00007
상기와 같이 기존 유기도료, 특히 불소수지 도료는 풍화에 의한 오염물의 자정작용(self-cleaning)이 없기 때문에 쉽게 오염이 되어 미관을 해치는 반면 본 발명 도료의 경우 친수기(Si-OH)작용에 의해 유기오염물질이 부착되지 않고 빗물로도 쉽게 세척되는 자정작용이 있어 장기간의 내후성과 함께 오염물이 부착되지 않아 항상 깨끗하고 미려한 건축물을 유지시켜 준다. 이는 표면저항 측정에서도 확인이 되는데 불소도료의 경우 1014Ω로 대전방지 효과가 없어 자동차 배기가스. 공기중의 매연등이 바람에 의한 건물 표면의 마찰에 의한 정전기 발생으로 오염물이 달라 붙어 쉽게 오염 되지만, 본 도료 도막의 표면저항 값이 1.3ㅧ108Ω을 나타내어 대전방 지 가능 표면저항 값인 107∼109Ω에 만족한다.
이하 본 발명을 불소 도료와 비교하면 다음과 같다.
Figure 112006096708729-PAT00008
[비교예 2]
전기한 실시예4에 따라 제조된 대전방지 세라믹 도료를 아연도강강판(0.6t)를 샌딩블라스트 처리한 표면처리층에 본 발명에 따라 대전방지 세라믹코팅층을 형성하여 물성을 측정하였으며, 이를 종래의 대전방지 분체(유기)도료 도막을 형성시킨 것과 대비하였다. 그 결과는 [표8]과 같다.
[표8]
Figure 112006096708729-PAT00009
1. 표면저항 : 표면저항 측정기(ACL-800)로 표면저항측정(25, 50%RH), 또는 대전방지 범위(106~109Ω/square) 적합 여부
2. 연필경도 : 연필경도시험기를 1kgf의 힘으로 1/sec 속도로 10 그어 5회 반복 측정
3. 부착성 : 1 간격으로 100개의 바둑판을 만든 후 셀로판테이프로 점착, 박리후 박리되지 않은 바둑판의 수
4. 내충격성 : 3001g Steel Ball을 30 위에서 낙하, 도막의 박리여부
5. 내열성 : 300, 24시간 가열 후 도막의 균열, 박리여부 및 소재의 변색여부
6. 내열충격성 : 260/30min 경과 후 수중침적 1hrs(1 cycle), 10 cycle 실시 후 도막의 균열, 박리여부
7. 난연성 : 전열 1.5kw: 프로판가스 350/min 10분, 발연계수(CA)
8. 내수성 : 수도물에 침적 72시간 후 팽윤, 박리여부
9. 내습성 : 502, RH955% 72시간 후 팽윤, 박리여부
10. 내마모성 : Taber 마모시험기 wheel 재질 GS-17로 1kg의 하중에서 60rpm 속도로 1,000회전 시킨 후 외관
11. 내오염성I : 액상오염은 오염재료를 직경 15~20 적하 후 뚜껑을 덮어 18시간 방치 후 흐르는 물 또는 용제로 제거, 고체오염은 약 2의 3개의 선을 교차하여 4의 면적에 칠한 후 용제로 제거
12. 내오염성II : 유성매직을 묻힌 후 24시간 후에 용제로 제거후 얼룩여부
13. 내오염성III : 카본/물 혼합액을 바른 후 60/24시간후 세척시 오염이 적을 것
14. 내용제성 : BTX계, Alcohol계, KETON류 등의 유기용제 침적 720시간 후 팽윤, 박리여부(소재가 플라스틱인 경우 TCE, 아세톤 용제를 면봉에 묻혀 50회 왕복하여 문질러 용해, 팽윤, 박리여부)
15. 염수분무 : 5% 염수를 8 hrs 분무 후 16 hrs 휴지(1cycle), 1,000hrs
16. 내산성(내초산) : 98% 초산용액 침적 24시간 후 도막의 평윤, 박리, 균열, 변색여부
17. 내산성(내황산) : 5% 황산용액 침적 24시간 후 도막의 평윤, 박리, 균열, 변색여부
18. 내알카리성 : 5% 탄산나트륨용액에 침적 24시간 후 도막의 평윤, 박리, 균열, 변색여부
19. 촉진 내후성 : 션사인웨더메터 2,000시간 후 도막의 균열, 변색여부, 광택유지율(%), 색차(E)
20. 원적외선 방사율 : 흑체를 100%으로 하였을 경우 원적외선 방사율
21. 독성시험 : 화재성능시험 규격(BS 6853 Cat. La Annex B)의 독성지수(R) = 1 이하일 것
22. 내화규격 : BS 6853 / DIN 5510-2 등 국제 내화 규격 적합여부
23. 항균성 : 가압 밀착법[시험균액을 25에서 24시간 정치 배양 후 균수 측정, 시료표면적 60, 공시시험 균주: Escherichia coli (ATCC 25922)]의 균 사멸율(%)
상기에서와 같이, 본 발명은 금속 또는 비금속 표면에 세라믹 코팅을 하여 항균 기능을 부여하고 대전방지 기능을 부여하며 유해 미생물의 번식을 방지하고 오염물의 정전기에 의한 부착을 방지하여 장기간 위생적이고 깨끗한 표면 상태를 유지하고 세라믹패널의 불연성능으로 화재 등의 재난발생시 유독가스 발생을 억제 할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 대전방지 세라믹 코팅된 대전방지 세라믹 패널은 용도에 따라, 대전방지성 세라믹 코팅을 하여 반도체/바이오 클린룸용 패널, 칸막이재 관련, 수술실 내장패널, 건설자재 관련을 포함하여 미립자의 부착을 원천적으로 차단하고자 하는 분야에 적용 가능한 금속, 세라믹, 플라스틱등 대부분의 소재표면에 코팅한 내오염성 건축 내외장 패널등으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 대전방지 세라믹 코팅된 대전방지 세라믹 패널은 전기 또는 가스 등 열기기 부품에 적용되는 대전방지 히팅 플레이트(Heating Plate)로써, 구체적으로는 미용기기(헤어 드라이어, 고데기 등) 히팅 플레이트에 사용될 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 소재층의 표면처리된 표면처리층과 상기 표면처리층에 5~100㎛의 두께를 구비하고, 유색 또는 금속질감의 메탈릭성 유색의 106~109Ω/square 범위를 구비하는 대전방지 세라믹코팅된 대전방지 세라믹코팅층으로 이루 어진 단면형태를 구비하도록 되어 있으며, 이를 통해, 반도체 및 전자기기와 관련된 컴퓨터, 클린룸용 패널, 칸막이재 관련, 바이오 및 식품설비 기기관련, 약품 및 의료설비 기기관련, 각종 커버, 건설자재 관련을 포함하여 미립자의 부착을 원천적으로 차단하고자 하는 분야에 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 첫째, 전술한 바와 같이 정전기 등에 의한 미세먼지 등의 부착을 방지하는 대전방지 성능의 경우 세라믹 고유의 도전성 및 대전방지 원료로 구성되어, 즉 미세구조상 대전방지물질과 도전성 물질이 이루어져 있어 온습도와 도막표면 부위별로 대전방지 성능차가 거의 없고,
둘째, 도포된 대전방지 분체도료 또는 기타 유기도료에 비하여 내열성, 내스크래치성, 고경도, 내후성이 우수하기 때문에 열악한 외부 노출된 환경이나 비교적 고온의 환경에서도 미려한 외관을 유지하는 등의 품질향상을 도모할 수 있으며,
셋째, 내오염성, 내용제성이 우수하여 유분이나 오염물의 부착이 잘되지 않고 물수건 등으로 쉽게 세척이 되며, 모든 용제(Solvent)에 대해 용해되지 않아 페인트나, 매니큐어, 오일의 오염만을 쉽게 제거할 수 있고,
넷째, 불소, 에폭시, 아크릴, 우레탄 등의 유기도료를 코팅하는 방법에 비하여 쉽게 긁히지 않고, 세라믹코팅층이 완전 불연이기 때문에 플라스틱의 경우 난연효과가 있으며 금속 또는 세라믹 소재의 경우 불연으로 지하철, 기차, 선박 등의 내화 규격인 영국규격 BS 6853, 독일 DIN 5510-2에 부합되며, 환경 호르몬 물질이 없고 소재가 플라스틱인 경우 발생되는 유해물질을 차단, 용출하지 않기 때문에 건강으로 매우 유익한 점을 구비하고 있는 등 많은 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 소재층;
    상기 소재층의 표면처리에 의해 형성된 표면처리층과;
    표면처리층 위에 도포경화되어 표면저항 106~109Ω/square를 구비하는 대전방지 세라믹코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지용 세라믹코팅 패널.
  2. 제 1 항에 있어서;
    상기 세라믹코팅층은 5~100㎛의 도막두께를 구비하는 것을 특징으로 하는 대전방지용 세라믹코팅 패널.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서;
    상기 대전방지 세라믹코팅층은 대전방지 세라믹코팅층 성분으로 환산하여 세라믹 도전성 필러 3~25 중량%,
    대전방지 세라믹코팅층 성분으로 환산하여 무기결합제 8~56 중량%,
    대전방지 세라믹코팅층 성분으로 환산하여 무기산화물 35~89 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 대전방지용 세라믹코팅 패널.
  4. 제 3 항에 있어서;
    상기 도전성 세라믹 필러는 10-1~101 저항범위를 갖는 산화주석(SnO2), 산화안티몬(SbO2), SiC 복합체(MoSi2-SiC, TiB2-SiC 등)을 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 대전방지용 세라믹코팅 패널.
  5. 제 4 항에 있어서;
    상기 도전성 세라믹 필러는 5~80㎛크기의 입자 또는, 직경 0.1~2㎛, 길이 5~30㎛의 침상형태인 것을 특징으로 하는 대전방지용 세라믹코팅 패널.
  6. 제 3 항에 있어서;
    상기 도전성 세라믹 필러는 침상형 산화물에 산화주석(SnO2), 산화안티몬(SbO2), SiC 복합체(MoSi2-SiC, TiB2-SiC 등)를 1종 또는 2종 이상 표면코팅한 것을 특징으로 하는 대전방지용 세라믹코팅 패널.
  7. 제 3 항에 있어서;
    상기 세라믹코팅층은 유기성분이 7% 미만을 구비하는 것을 특징으로 하는 대전방지용 세라믹코팅 패널.
  8. 제 1 항에 있어서;
    상기 소재층은 금속 또는 비금속 소재인 것을 특징으로 하는 대전방지용 세라믹코팅 패널.
  9. 소재의 표면을 표면처리하여 표면처리층을 형성하는 소재의 표면처리 단계;
    상기 표면처리층의 건조 및 코팅하기 전 예열을 하는 건조 및 예열단계;
    상기 표면처리층 표면에 대전방지 세라믹 코팅을 하는 세라믹코팅층 형성단계;
    상기 코팅된 세라믹코팅층의 용제를 휘발시키고 도막을 경화시키는 건조 및 경화 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 대전방지용 세라믹코팅 패널 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서;
    상기 건조 및 경화단계는 60~250℃의 온도에서 2시간~15분 건조 및 경화하는 것을 특징으로 하는 대전방지용 세라믹코팅 패널 제조방법.
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