KR20110131182A - 표면 조성물 및 적용 방법 - Google Patents

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KR20110131182A
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Abstract

수성 액체 중에서의 장기간의 침수에 처해진 표면의 분해 및 퇴색(fading)을 감소시키기 위한 표면 조성물이 제공된다. 상기 표면 조성물은 적어도 하나의 투명 장벽층 및 적어도 하나의 하층(under layer)을 포함하며, 여기서 투명 장벽층은 하층의 정상에 배치된 상태로, 그리고 수성 액체와 접촉된 상태로 사용됨으로써 투명 장벽층이 하층의 구조 및 외관을 보호한다. 상기 표면 조성물은 표면이 가수분해제 또는 산화제를 함유하는 액체 중에서의 장기간의 침수, 자외 방사선에의 노출 또는 그 조합에 처해지는 응용에 특히 유용한데, 이에 의하여 투명 장벽층은 화학적 공격으로부터 그리고 UV 노출로 인한 퇴색으로부터의 분해에 대하여 구조적 보호를 제공한다. 보트 또는 기타 워터크래프트 표면 조성물의 제조 방법이 또한 제공된다. 보트 또는 기타 워터크래프트의 제조시의 표면 조성물의 용도가 추가로 제공된다. 또한, 본 발명의 표면 조성물로 제조되는 보트 및 기타 워터크래프트가 추가로 제공된다.

Description

표면 조성물 및 적용 방법{SURFACE COMPOSITION AND METHOD OF APPLICATION}
본 발명은 일정 기간의 수성 환경에의 노출에 처해진 표면을 분해 및 퇴색(fading)으로부터 보호하는 데, 예를 들어 보트 및 기타 워터크래프트의 표면층 마감을 보호하는 데 사용하기 위한 표면 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 표면 조성물의 적용 방법 및 그로부터 제조되는 제품에 관한 것이다.
섬유 보강 플라스틱(fibre reinforced plastic, FRP) 보트 선체(hull)는 통상적으로 매끄러운 외부 젤코트 층 및 섬유, 통상 수지, 가장 통상적으로는 폴리에스테르 수지 내에 포매된 유리 섬유로 만들어진 구조적 층을 갖는다. 일부 경우에, 발포체 또는 목재(timber) 코어가 2개의 보강 섬유 층 사이에 캡슐화된다. 젤코트 및 수지는 초기에 액체인데, 이는 경화제(촉매)와 혼합되고 액체 상태로 주형 내에 적용된다. 적용 후, 액체는 고체 상태로 경화된다.
해양 환경에의 장기간 노출 후, 다수의 보트 선체는 외부 젤코트 표면 상에 나타나는 블리스터링을 겪는 것으로 확인된다. 이는 젤코트 층과 섬유/수지 층 사이의 유체의 축적에 의해 야기되는 것으로 나타난다. 이러한 손상은 하기 중 하나 이상에 기인할 수 있다: 물 침투; 물 침투에 기인한 분해 반응; 결함이 있는 제조에 기인한 열화; 성형 공정에 사용된 결함이 있는 재료에 기인한 열화; 발포체 또는 목재 코어의 파괴된 접합 또는 탈층(de-lamination)에 기인한 열화; 주형의 탈층. 그러한 손상의 조짐은 흔히 삼투압에 기인된다.
방오(antifouling) 페인트 층이 젤코트 층에 통상 적용된다. 방오 페인트는 조류, 미생물, 따개비 등이 하부 선체에 부착되는 것을 방지 또는 방해하는 물질을 포함하는데, 이는 하부 선체에 부착된 외래 요소가 선체를 따른 물의 흐름을 방해하고, 그래서 항해 특성(속력 및 방향조종성(manoeuvrability))을 악화시키기 때문에 필요하다.
선택된 표면 마감에 관계없이, 모든 섬유유리 보트 또는 기타 워터크래프트에 대하여, 일단 취항 중에 있으면, 표면이 물 속에 완전히 침지되거나 물에 부분적으로 노출되는 것이 일반적이다. 일부 경우에, 물은 결코 완전히 제거되지 않을 수 있으며, 항상 워터크래프트의 외부 표면과 접촉된 상태로 유지된다. 이는 필연적으로 두 배의 문제를 일으킨다. 첫 번째는 물 그 자체가 임의의 수용성 물질(water soluble material, WSM)을 용해시킬 수 있고 워터크래프트의 제조시에 사용되는 임의의 수용성 성분을 가수분해시킬 수 있는 가혹한 용매라는 것이다.
두 번째 문제는 물, 특히 해수가 극도로 부식성인 환경이라는 것이다.
해양 환경에 존재하는 염은 결국에는 워터크래프트 표면의 탈색 및 분해를 일으킨다. 시간이 지남에 따라 통상 워터크래프트 표면의 퇴색 및 열화의 조짐이 뚜렷하며, 이는 크래프트의 미적 외관을 상당히 손상시킨다. 퇴색 및 열화 문제는 다음과 같은 다양한 다른 요인에 의해 증가된다:
a) UV 광에의 노출;
b) 워터크래프트의 방치 및 잘못된 관리;
c) 수온의 상승.
이러한 문제에도 불구하고, 소비자의 기대는 장기간의 시간 동안, 그리고 비용이 많이 들고 시간이 걸리는 워터크래프트의 표면을 벗겨내고 재단장하는 일이나 심지어는 워터크래프트 그 자체를 교체(일단 워터크래프트 표면의 상당한 분해가 일어나면 영속적이고 소비자 용인가능한 유일한 처리방안이다)할 필요 없이 분해를 견딜 수 있으며, 중요하게는 원래의 색상을 유지할 수 있는 제품을 요구한다. 유사하게, 일반적으로 워터크래프트에 대해 어느 정도의 보증을 제공하는 워터크래프트의 제조업체는 워터크래프트 표면이 규정된 기간의 시간 동안 분해를 견딜 수 없다면, 수리 또는 교체에 대하여 책임을 지게 되기를 원치 않는다.
퇴색을 포함한 표면 분해의 문제는 매우 광범위한 문제이기 때문에, 그 문제를 처리하거나 적어도 완화시키기 위한 다양한 시도가 있어 왔다. 그러한 처리방안은 단순히 최소한의 퇴색 효과만을나타내는 백색, 크림색 또는 매우 옅은 청색과 같은 색상으로 워터크래프트를 제조하는 것을 포함한다. 그러한 처리방안의 불행한 결과는 그러면 색상 및 마감 선택사항이 심각하게 제한받게 된다는 것이다.
약간의 UV 저항 특성을 갖는 폴리에스테르 젤코트에 있어서 색상 및 장식 표면 마감을 적용함으로써 약간의 성공이 달성되어 왔다. 그러나, 공지된 젤코트가 표면 외관에 대하여 어느 정도의 저항성 및 긴 수명성(longevity)을 제공할 수 있긴 하지만, 약 6 내지 10년 후, 표면 마감 안료는 어쩔 수 없이 퇴색되기 시작하고, 워터그래프트의 표면의 외관은 손상되게 되고 씻겨져서 바랜 것처럼 보인다.
또한, 그것은 처음에는 추가의 보호층 또는 장벽층의 적용으로 워터크래프트 표면의 미적인, 특히 색상의 품질을 보호하기 위한 실행가능한 해결책인 것처럼 보일 수도 있지만, 지금까지 그러한 적용은 워터크래프트 표면이 장기간 수성 환경에의 노출에 처해지는 워터크래프트의 특유의 환경에서는 성공적이지 못했다.
따라서, 색상 및 마감 선택의 이용가능성을 해치지 않고서 워터크래프트 표면 마감의 변색 및 분해를 방지할 수 있는 제품에 대한 필요성이 있다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 적어도 하나의 투명 장벽층 및 적어도 하나의 하층(under layer)을 포함하며, 여기서 투명 장벽층은 하층의 정상에 배치된 상태로, 그리고 수성 액체와 접촉된 상태로 사용됨으로써 투명 장벽층이 하층의 구조 및 외관을 보호하는, 수성 액체 중에서의 장기간의 침수에 처해진 표면의 분해 및 퇴색을 감소시키기 위한 표면 조성물이 제공된다.
표면 조성물은 표면이 가수분해제 또는 산화제를 함유하는 액체에의 장기간의 노출, 자외 방사선에의 노출, 또는 그 조합에 처해지는 응용에 특히 유용한데, 이에 의하여 투명 장벽층은 화학적 공격으로부터 그리고 UV 노출로 인한 퇴색으로부터의 분해에 대하여 구조적 보호를 제공한다.
본 발명의 특히 바람직한 실시 형태에서, 하층은 원하는 시각적 또는 미적 외관을 부여하도록 제공된 하나 이상의 장식용 또는 관상용 제제(decorative or ornamental agent)를 함유하는 장식층이다. 장식용 또는 관상용 제제에는 안료, 입자 및 칩(chip)이 포함될 수 있지만 이로 한정되지 않는다.
표면 조성물은 워터크래프트, 예를 들어 보트, 선박, 카누, 카약, 래프트, 바지선(barge), 쌍동선(catamaran), 요트, 수중익선(hydrofoil), 윈드서퍼, 서프보드, 수상 스키, 제트 스키, 수중 로봇 또는 수상 비행기; 특히 섬유 보강 플라스틱(FRP) 보트 및 기타 워터크래프트에 대한 표면 마감의 생성에 있어서 특정 응용을 갖는다.
표면 조성물은 장벽층과 하층 사이에 강한 층간 접합을 제공한다. 그렇기 때문에, 유리하게 본 발명의 표면 조성물은 탈층(delamination)을 최소화하고 삼투압성 블리스터링(osmotic blistering)을 방지한다.
일 실시 형태에서, 조성물은 하나 이상의 UV 억제제, 흡수제 및/또는 안정제를 포함한다. 바람직하게 투명 장벽층은 하나 이상의 UV 억제제, 흡수제 및/또는 안정제를 포함한다.
다른 실시 형태에서, 투명 장벽층은 투명 폴리에스테르 젤코트이다. 바람직하게 투명 폴리에스테르 젤코트는 하나 이상의 프탈레이트 함유 폴리에스테르, 비닐 함유 폴리에스테르 또는 메틸 메타크릴레이트 함유 폴리에스테르를 포함한다. 더 바람직하게 투명 폴리에스테르 젤코트는 프탈레이트 함유 폴리에스테르, 특히 이소프탈릭 네오펜틸 글리콜(이소-NPG)로부터 유도되는 프탈레이트 함유 폴리에스테르를 포함한다.
유리하게 이소-NPG는 촉진제 및 UV 억제제/흡수제를 포함한 첨가제와 조합되는데, 이들은 이소-NPG를 보트 또는 기타 워터크래프트 주형에 적용하기 전에 첨가된다.
일 실시 형태에서, 장벽층은 트리아진계 UV 흡수제를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로 장벽층은 장해 아민 광 안정제를 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 장벽층은 하나 이상의 금속 촉진제, 바람직하게는 옥토산아연, 옥토산칼륨 또는 옥토산코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 촉진제를 포함한다. 특히 바람직한 촉진제는 옥토산아연과 옥토산칼륨의 혼합물이다.
하층은 하나 이상의 폴리에스테르, 비닐 에스테르 또는 테레프탈레이트계 수지를 포함한다. 바람직하게 하층은 하나 이상의 에폭시 비닐 에스테르, 브롬화 에폭시 비닐 에스테르, 노볼락 에폭시 비닐 에스테르 수지 또는 탄성중합체 개질된 비닐 에스테르 수지를 포함한다. 특히 바람직한 하층은 비스페놀-A 에폭시 비닐 에스테르 수지를 포함하는 에폭시 비닐 에스테르 수지이다.
일 실시 형태에서, 하층은 하나 이상의 금속 촉진제를 포함한다.
하층에는 유기 또는 무기 안료를 포함할 수 있는 안료와 같은 장식 첨가제 및 선택적으로 화강암, 대리석, 크리스털 또는 석영 외관을 부여하기 위하여 다른 장식 요소, 예를 들어 작은 칩 또는 입자가 제공된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 상기에 언급된 실시 형태 중 어느 하나에 기재된 하층을 적합한 표면에 적용하는 단계, 하층이 경화되게 하는 단계 및 이어서 상기에 언급된 실시 형태 중 어느 하나에 기재된 투명 장벽층을 적용하는 단계를 포함하는, 표면 조성물의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 상기에 언급된 실시 형태 중 어느 하나에 기재된 투명 장벽층을 주형에 적용하는 단계, 장벽층이 경화되게 하는 단계 및 이어서 상기에 언급된 실시 형태 중 어느 하나에 기재된 하층을 경화된 장벽층에 적용하는 단계를 포함하는, 표면 조성물의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 이러한 태양의 바람직한 실시 형태에서, 주형은 워터크래프트의 주형, 특히 워터크래프트 선체의 주형이다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 보트 또는 기타 워터크래프트의 제조시의 위에 언급된 실시 형태 중 어느 하나에 따른 표면 조성물의 용도가 제공된다. 본 발명의 이러한 태양의 일 실시 형태에서, 전체 선체는 본 발명의 표면 조성물을 포함할 수 있다. 대안적으로, 흘수선 위에 있는 선체의 부분만이 본 발명의 표면 조성물을 포함할 수 있다. 대안적으로 및/또는 추가적으로, 예를 들어 물 튀김(splashing)을 통해 주기적으로 물에 노출될 수 있는 워터크래프트의 부분이 본 발명의 표면 조성물을 포함할 수 있다. 원한다면, 흘수선 아래에 있는 선체의 부분이 방오 페인트로 추가로 처리될 수 있다.
본 발명의 이러한 태양의 일 실시 형태에서, 워터크래프트는 적어도 일부 섬유유리 보강 플라스틱 워터크래프트이다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 상기에 언급된 실시 형태 중 어느 하나에 기재된 적어도 하나의 투명 장벽층 및 상기에 언급된 실시 형태 중 어느 하나에 기재된 적어도 하나의 하층으로 구성되며, 여기서 투명 장벽은 하층의 정상에 배치된 상태로 사용됨으로써 투명 장벽층이 하층을 분해로부터 보호하는 표면 조성물을 갖는 워터크래프트가 제공된다. 본 발명의 이러한 태양의 일 실시 형태에서, 워터크래프트의 전체 선체는 본 발명의 표면 조성물을 포함할 수 있다. 대안적으로, 흘수선 위에 있는 워터크래프트 선체의 부분만이 본 발명의 표면 조성물을 포함할 수 있다. 대안적으로 및/또는 추가적으로, 예를 들어 물 튀김을 통해 주기적으로 물에 노출될 수 있는 워터크래프트의 부분이 본 발명의 표면 조성물을 포함할 수 있다. 선택적으로, 흘수선 아래에 있는 워터크래프트 선체의 부분이 방오 페인트로 처리될 수 있다.
본 발명의 이러한 태양의 일 실시 형태에서, 워터크래프트는 적어도 일부 섬유유리 보강 플라스틱 워터크래프트이다.
예시적인 워터크래프트에는 보트, 선박, 카누, 카약, 래프트, 바지선, 쌍동선, 요트, 수중익선, 윈드서퍼, 서프보드, 수상 스키, 제트 스키, 수중 로봇 또는 수상 비행기가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
본 명세서 전체에 걸쳐, 용어 "포함하다" 또는 "포함하는" 또는 그에 대한 문법적 변형의 사용은 언급된 특징부, 정수, 단계 또는 구성요소의 존재를 명시하는 것으로 받아들여지겠지만 구체적으로 언급되지 않은 하나 이상의 다른 특징부, 정수, 단계, 구성요소 또는 그 그룹의 존재 또는 추가를 제외시키지 않는다.
이제, 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 표면 조성물의 층들의 간략화된 도면이고;
도 2는 공지된 표면 조성물 및 본 발명의 표면 조성물의 FRP의 패널에 미치는 침수 및 화학적 노출의 영향을 비교하는 사진이며;
도 3 내지 도 14는 내후성을 비교하는 일련의 시험 패널의 사진이다.
이후에 기재되는 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대한 설명이며, 본 발명의 가능한 실시 형태의 비제한적인 예를 보여주기 위한 목적의 설명인 것으로 이해되어야 한다. 기재된 실시 형태 및 실시예는 본 발명의 보다 광범위한 전체 범주를 한정하지 않는다.
본 발명의 표면 조성물은, 장기간의 시간 동안 물, 특히 해수로부터 유래되는 것과 같은 가수분해제 및/또는 산화제를 함유하는 물 속에 그리고 물과 직접 접촉된 상태로 표면이 침수되는 FRP 보트 및 기타 워터크래프트에서의 표면 마감 또는 층의 생성에 있어서 특정 응용을 갖는다. 표면 조성물은 1차 목적이 물 속에 침지되는 동안에 FRP 제품의 구조적 완전성을 유지하는 것일 뿐만 아니라 물, 화학약품 및 UV 방사선에의 장기간 노출에 의해 야기되는 손상 또는 퇴색으로부터 색소와 같은 장식 요소를 보호하는 것이기도 하다.
표면 조성물은 투명 장벽 젤코트 표면층을 포함하는데, 이 층은 물 및 물이 함유할 수 있는 임의의 화학약품과 직접 접촉된 상태로 사용된다. 투명 장벽층의 목적은 제2 젤코트 층을 보호하는 것인데, 장식 성분 또는 첨가제, 예컨대 색소 및 칩 또는 입자를 함유하는 이러한 제2 또는 장식 층을 물, 화학약품 및 UV 광에 의한 분해로부터 보호하는 것이다. 즉, 제2, 장식 또는 착색 젤코트 층의 적용 전에 보트 또는 워터크래프트 주형에 적용되는 투명 장벽층은 제2 층 내의 장식 품질을 보호하기 위한 목적을 갖는데, 이러한 장식 품질의 유지는 보트 또는 기타 워터크래프트의 표면장식적(cosmetic) 또는 미적 품질을 보존하는 데 필수적이다.
지금까지, 표면이 장기간의 침수 및 또한 흔히 장기간의 UV 방사선 노출에 처해지는 특유의 환경에서 장식 하층의 품질을 보호하기 위한 투명 장벽층의 적용은 성공적이지 못했다. 투명 젤코트가 제2 착색 젤코트의 적용 전에 성공적으로 적용되지 못했는지에 대한 주된 이유 중 하나는 2가지 유사한 젤코트 물질을 서로의 상부에 적용하는 것은 물에 완전히 침수되고 가수분해 및 삼투압에 처해질 때 결국에는 실패할 것이라는 것이다. 이 문제를 악화시키는 것은, 안료 및 물리적 시약의 필요한 대량의 사용이 두 표면 사이의 적절한 접합을 방해한다는 것이다. 이전의 시도에서는 삼투압성 블리스터가 두 층의 계면에서 발생되었는데, 이는 보트 또는 기타 워터크래프트의 미적 품질을 손상시킬 뿐만 아니라 구조적 완전성을 해치기도 한다. 지금까지, 투명 폴리에스테르 젤코트를 또 하나의 다른 착색 또는 장식 폴리에스테르 젤코트 상에 적용하는 것은 보트 또는 기타 워터크래프트 표면에 대한 어떠한 적용에서도 실패하였다.
상이한 재료를 사용하려고 한 다른 시도에서는, 선택된 재료의 고유의 품질은 보트 또는 기타 워터크래프트 표면 조성물에 사용하기에 적합하고 필요한 구조적 품질을 갖지만, 실패에 일부 일조하였다. 젤코트를 제조하는 데 사용되는 베이스 수지는 제조 공정에 의해 갈색으로 착색된 품질이 수지에 부여되기 때문에 흔히 그 자체가 투명하지 않다. 또한, 실온에서 수지를 경화시키는 데 필요한 촉진제 또는 가속제는 일반적으로 코발트계인데, 이는 색상이 자주색이며, 따라서 또한 최종 수지의 색상을 변경시킨다. 또한, 수지의 촉매작용 및 경화의 실제 공정이 유사하게 색상을 변화시킨다. 짧게 말하면, 일단 수지가 분무용으로 가공되면, 수지는 더 이상 투명하지 않다. 일반적으로, 그러한 색상의 표면을 갖는 보트 또는 기타 워터크래프트를 제조하는 것은 바람직하지 않다. 어떠한 경우에도, 갈색 또는 자주색으로 변하는 수지의 사용은 소비자가 이용가능하고 원하는 모든 모음의 색상 및 표면장식적 효과의 사용을 방해한다.
착색층 상에 투명 보호층을 제공하려고 한 일부 다른 시도는 투명층이 일단 UV 광에 노출되면, 불투명하거나 흐리게 변하고 보호층의 투명성이 영구적으로 손실되기 때문에 실패하였다.
본 발명의 조성물은 투명 장벽층 및 바로 아래에 위치된 착색 장식층 각각에 특정 성분 및 첨가제를 이용함으로써 이러한 문제를 해결하였다.
본 발명의 현재 기재된 실시 형태에서, 본 발명의 표면 조성물의 투명 장벽층은 투명 이소프탈릭 네오펜틸 글리콜(이소-NPG)과 같은 투명 폴리에스테르 젤코트로서 제공된다. 바람직하게 이소-NPG는 고품질의 고분자량 이소-NPG이다. 적합한 이소-NPG의 비제한적인 예는 구매가능한 크레이 밸리(Cray Valley)(크레이 밸리 코리아 컴퍼니, 리미티드(Cray Valley Korea Co. Ltd)) 제형화된 젤코트인 폴리코르(Polycor) GPLY 9107-011로, 이는 스티렌 단량체 중 불포화 폴리에스테르 수지이다.
이는 투명 장벽층을 위한 바람직한 조성물이지만, 다른 적합한 제품의 선택이 또한 사용될 수 있음이 예상되며, 예를 들어 투명 오르토프탈릭 NPG계 젤코트, 투명 오르토프탈릭 젤코트, 투명 비닐 에스테르 젤코트 또는 투명 메틸 메타크릴레이트 개질된 젤코트와 같은 것이지만 이로 한정되지 않는다.
특정 첨가제가 촉진되지 않은 이소-NPG에 첨가되어 제2 장식층을 보호하는 데 필요한 품질을 부여한다. 이 실시 형태에서, 첨가제에는 특정 촉진제 및 UV 억제제 및/또는 UV 흡수제가 포함된다.
첨가된 촉진제(가속제)의 특정 선택은 투명 장벽 젤코트 층의 적용 및 본 발명의 표면 조성물 내의 그의 포함을 성공시키는 데 있어서의 주요 인자 중 하나이다. 통상 FRP 보트 또는 기타 워터크래프트 제조의 기술분야에서, 선택되는 촉진제는 코발트계, 즉 옥토산코발트인데, 이는 색상이 자주색이다. 이 성분의 단독 첨가는 수지의 색상을 변경시키기에 충분하며, 이는 수지를 전혀 투명하지 않게 한다.
본 발명에서, 혼합된 금속 촉진제가 이소-NPG에 첨가된다. 바람직한 금속 촉진제는 옥토산아연(6%) 및 옥토산칼륨(12%)인데, 이는 이소-NPG에 첨가시, 색상을 변경시키지 않는다. 또한, 심지어는 촉매작용 및 경화시에도, 그들은 젤코트의 투명성을 변경시키지 않는다.
옥토산아연 및 옥토산칼륨은 바람직한 촉진제이지만, 다른 것들이 또한 적합할 수 있을 것이다. 본 발명의 방법에 적합하게 사용될 수 있는 다른 제품에는 셴(SHEN) 촉매 PC-6, EFKA-2020 소포제, 디메틸 아닐린 및 약간 소량의 옥토산코발트(6%)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
첨가되는 촉진제의 선택은 혼합된 금속 촉진제의 특정 선택이 이소-NPG의 적용과 관련된 경화의 어려움을 해결한다는 점에서 또한 중요하다. 오트토프탈릭 수지와 같은 다른 수지보다 더 가수분해적으로 안정한 것으로 알려져 있는 이소-NPG는 본 발명의 응용에 대하여 이상적인 물리적 품질을 갖지만, 적용하기가 더 어려우며 가공하기가 더 어렵다. 적어도 이러한 이유로, 이소-NPG는 투명 장벽 젤코트를 제공하기 위한 목적에, 또는 그야말로, 심지어는 FRP 보트 또는 기타 워터크래프트의 생성에 있어서의 일반적인 광범위한 응용에 부적합한 것으로 여겨져 왔다. 고분자량 이소-NPG는 보다 반응성이고 너무 두껍게 적용된다면 주형으로부터 수축되기 쉬우며, 또는 과도하게 촉매 작용되거나 촉진되거나, 또는 보다 덜 이상적인 상태에서 분무된다. 그러나, 옥토산아연 및 옥토산칼륨과 같은 혼합된 금속 촉진제의 선택은 경화 문제를 극복하였으며, 강한 확실한 경화를 갖는 투명층의 생성을 가능하게 하였다.
유리하게 투명 장벽 젤코트가 UV 퇴색으로부터 착색 젤코트 층을 보호할 품질을 갖도록, 적어도 하나의 UV 억제제 및/또는 흡수제 또는 광 안정제가 또한 이소-NPG에 첨가된다. 이 특정 실시 형태에서는, 2가지 UV 흡수제가 첨가되는데, 이들은 각각이 시바 스페셜티 케미칼스 주식회사(CibaTM Specialty Chemicals Inc.)에 의해 제조된 상표명 티누빈(Tinuvin)TM 및 치마소르브(Chimasorb)TM 상업적으로 알려져 있다. 바람직한 블렌드는 티누빈TM 384-2와 치마소르브TM 119FL이다. 특히 바람직한 블렌드는 티누빈TM 400과 티누빈TM 123이다. 이들 UV 흡수제 및 안정제는 변색, 균열 및 퇴색과 같은 UV 노출 손상에 대한 투명 장벽 젤코트의 저항성을 개선하도록 작용한다.
요변제(thixotropic agent)와 같은 추가의 첨가제가 요구된 대로 이소-NPG에 첨가된다. 요변제의 선택은 본 발명의 표면 조성물이 작용하는 데 그 자체가 중요하지는 않으며, 단지 미경화 성분을 적절하게 분무가능하게 만드는 것인데, 분무가능하게 만드는 것은 당업계에 공지된 FRP 보트 또는 기타 워터크래프트의 생성에 있어서 이소-NPG의 적용 방법에 필요하다. 그러나, 요변제는 수분에 반발하도록 하기 위하여 소수성이어야 한다. 투명 장벽 젤코트의 투명성을 유지하기 위하여 수분의 제거가 필요한데, 이는 수분에 의해 젤코트가 흐릿해지게 되고 미적 품질이 손상될 것이기 때문이다.
유리하게 상기에 기재된 특정 성분의 조합은 제2 착색 젤코트의 적용 전에 보트 또는 기타 워터크래프트 주형 상에 분무될 수 있는 투명 장벽 젤코트를 제공한다. 성분의 조합은 적용 전에 투명하며 적용 및 경화 후에 투명을 유지한다. 그러나, 투명 장벽 젤코트의 성공적인 생성은 그것이 또한 투명 코트의 주름 없이 제2 착색 젤코트의 적용을 용이하게 하지 않는다면, 보트 또는 기타 워터크래프트 표면 조성물로서 의도된 응용에 성공적일 수 없다. 또한, 인접한 젤코트 층 사이의 탈층 가능성을 제거하도록 하기 위하여 제1 젤코트와 제2 젤코트 사이에 강한 층간 접합이 생성되는 것이 필요하다.
이러한 이점을 달성하고 본 발명의 표면 조성물에 도달하기 위하여, 제2 착색 젤코트의 조성물은 중요하다. 본 발명의 실시 형태에서, 제2 착색 젤코트는 본질적으로 비닐 에스테르 수지로 구성된다.
비닐 에스테르 수지는 매우 강하며, 큰 가수분해 안정성을 가지고, 탁월한 인장 강도 및 굴곡 강도를 제공하며, 높은 열변형 온도를 가지고, 따라서 삼투압성 블리스터링에 저항할 수 있다는 점에서, 유리하게 그 자체를 본 발명의 응용에 제공하는 특성을 갖는다. 추가적으로, 그것은 탁월한 점착 및 접합 특성을 가지며, 매우 내화학성이다. 그러나, 이러한 품질을 가짐에도 불구하고, 비닐 에스테르는 보트 또는 기타 워터크래프트 표면 조성물이나 또는 표면이 장기간 동안 물에 노출되는 임의의 응용에서 안료 및 텍스처링제(texturising agent)와 같은 장식용 제제를 위한 담체로서 결코 사용되지 않았다. 비닐 에스테르는 끊임없는 침수 및 연속된 UV 방사선에 처해질 때 분해되는 것으로 알려져 있다. 그렇기 때문에, 비닐 에스테르로부터 제조되고 보트 또는 기타 워터크래프트 표면에 적용되는 임의의 젤코트는 제조시에, 적용시에, 그리고 특히 노화 및 물 및 UV 광에의 노출 후에 색상을 변화시킬 것이다.
또한, 비닐 에스테르는 젤코트로서 사용될 경우, 특징적으로 폴리에스테르 수지보다 더 연하게 경화된다는 사실로 인해, 보트 또는 기타 워터크래프트 표면에서의 응용에 본질적으로 부적합한 것으로 여겨져 왔다. 즉, 바콜 경도에 대하여 시험하기 위하여 바버 콜만 경도계(Barber Coleman impresser)를 사용할 경우, 비닐 에스테르 수지는 이소-NPG 또는 오르토-NPG계 젤코트의 경도보다 약 25% 더 낮은 경도에서 시험할 수 있다. 그렇기 때문에, 많은 긍정적인 속성을 가짐에도 불구하고, 비닐 에스테르 젤코트는 일반적으로 보트 또는 워터크래프트 사용의 혹독함, 특히 해양 환경, 세정 제품 및 세정 방법으로부터 유래되는 마모로부터의 혹독함을 견디지 못한다.
그러나, 착색된 비닐 에스테르가 투명 장벽 젤코트에 의해 그러한 요소에의 노출로부터 보호된다는 본 발명의 개념은 이러한 어려움을 해결하며, 비닐 에스테르의 유리한 품질이 본 발명의 응용에 사용될 수 있게 한다.
본 발명에 위해 선택되는 비닐 에스테르 수지는 투명하며, 중요하게는 통상의 비닐 에스테르 수지의 특징적인 갈색 톤을 나타내지 않도록 제형화되는 것이다. 표준 비닐 에스테르 수지는 갈색이며, 따라서 이용가능한 다양한 상이한 색소의 적용에 있어서 우수한 베이스를 제공하지 못한다. 본 발명의 목적 중 하나는 보트 또는 기타 워터크래프트에 표준 색상뿐만 아니라 확대된 모음의 색상도 사용가능하게 하고, 게다가 작은 칩 또는 입자의 첨가에 의한 색상의 컬처링 및 텍스처링도 사용가능하게 하는 것이기 때문에, 선택된 비닐 에스테르는 적용 및 경화 후에도 가능한 한 투명한 채로 유지할 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 비닐 에스테르 수지가 투명 장벽 젤코트만큼이나 투명한 채로 유지될 필요는 없지만, 어두운 비닐 에스테르는 일부 색상의 효과 및 칩 및 입자의 효과를 압도하는 효과를 가질 것이며, 따라서 바람직하지 않다. 따라서, 베이스 비닐 에스테르는 바람직하게는 적용 및 경화 후에도 가능한 한 투명하게 유지된다.
본 발명에 응용하기에 적합한 것으로 확인된 비닐 에스테르의 비제한적인 예는 비스페놀-A 에폭시 비닐 에스테르 수지, 예를 들어 맑고 투명한 액체 수지인 크레이 밸리 에포비아 카약(Cray Valley Epovia Kayak)TM KRF-1001MV이다. 비닐 에스테르 젤코트의 탁월한 경화를 제공할 수 있고, 투명 장벽 젤코트 뒤에서 매우 내수성이고 내화학성인 비닐 에스테르 수지의 공존을 가능하게 할 수 있는 한, 임의의 적합한 비닐 에스테르가 이용될 수 있다.
투명 장벽 젤코트를 위한 조성물의 선택과 유사하게, 다른 제품이 또한 착색 젤코트 층에 사용하기에 적합할 수도 있음이 예상된다. 가능한 비제한적 예는 폴리에스테르, 비닐 에스테르 또는 테레프탈레이트계 수지 또는 안료 및/또는 텍스처링 성분을 혼입시킬 수 있는 젤코트의 선택이며, 이에는 임의의 비스페놀-A 에폭시 비닐 에스테르 수지, 브롬화 에폭시 비닐 에스테르 수지, 노볼락 에폭시 비닐 에스테르 수지 또는 탄성중합체 개질된 비닐 에스테르 수지가 포함된다.
이소-NPG와 마찬가지로, 비닐 에스테르에 첨가되는 첨가제의 선택은 전체적인 표면 조성물에 원하는 품질을 부여하는 데 중요하다. 비닐 에스테르에 근접한 투명 품질을 유지하기 위하여, 촉진제로서 옥토산코발트의 사용을 피하는 것이 역시 바람직하다. 옥토산아연 및 옥토산칼륨과 같은 혼합된 금속 촉진제가 사용되는 것이 역시 바람직하다. 그러나, 적합한 첨가제의 추가의 예에는 셴 촉매 PC-6, 디메틸 아닐린, EFKA-2020 소포제 및 스티렌 단량체가 포함된다. 착색층의 최종 색상이 비교적 어두운 응용에서는, 옥토산코발트(6% 및 8%)를 첨가하는 것이 적절할 수 있다.
적합한 요변제가 또한 분무성(sprayability)을 가능하게 하기 위하여 첨가된다.
본 발명은 또한 표면 조성물의 제조 방법 및 보트 또는 기타 워터크래프트와 같은 FRP 제품의 제조 방법을 포함한다. 당해 방법은 본질적으로 주형의 표면에의 투명 폴리에스테르 젤코트 액체, 이 경우에는 투명한 고분자량 이소-NPG의 적용을 포함한다. 상기에 기재된 첨가제를 함유하는 이소-NPG는 당업계에 공지된 방법으로 주형 상에 고르게 분무되어 0.65mm의 최소한의 습윤 두께를 달성한다. 경화된 젤코트는 바람직하게는 적용한지 24시간 내에 최소한의 바콜 경도 35를 달성한다. 그렇기 때문에, 투명 장벽층은 가장 가혹한 해양 환경에서도 보트 또는 기타 워터크래프트의 통상의 일상 사용을 견디도록 내구성 및 내마모성을 제공할 수 있다.
투명 장벽층을 형성하도록 하기 위하여 일단 이소-NPG가 적절하게 경화되었으면, 상기에 기재된 첨가제를 함유하는 비닐 에스테르, 이 경우에는 비스페놀-A 에폭시 비닐 에스테르 수지가 젤코팅된 주형 상에 분무되어 제품에 그의 착색된, 그리고 선택적으로 텍스처링된 외관을 제공한다. 이어서, 비닐 에스테르는 또한 요구된 대로 경화되게 한다.
추가의 구조적 및 화학적 및/또는 부식 장벽층이 제품의 특정 의도된 용도에 의해 요구된 대로 그리고 지시된 대로 추가된다. 예를 들어, 보트 또는 기타 워터크래프트의 제조시에, 추가의 층은 내충격성 및 단열을 개선하기 위한 추가의 비닐 에스테르 부식 장벽, 이소프탈릭 부식 및 구조적 층, 섬유유리 라미네이션 및 또한 추가의 보강 층을 포함할 수 있다. 경화된 최종 제품은 주형으로부터 이형되고, 다듬어지고 그것이 사용될 장소로 운송된다.
본 발명의 표면 조성물을 사용하여 보트 또는 기타 워터크래프트와 같은 제품을 생성할 경우, 당업게에서 아직 달성되지 않은 제품의 품질 및 탄력성을 제공한다. 본 발명의 표면 조성물은 보트 또는 기타 워터크래프트가 옥외에 자리잡고 있으며, 따라서 장기간의 태양광에 노출될 때 경험되는 것과 같은 UV 방사선이나 또는 물 및 해양 환경에 존재하는 화학약품의 조합의 유해한 영향 하에서 변색되거나 손상되지 않을 투명 장벽 층 또는 젤코트를 제공한다. 또한, 이 투명 장벽층은 바로 아래에 배치되는 제2 착색 또는 장식 층이 색소의 퇴색 또는 변색 없이 이전에 가능했던 것보다 훨씬 더 장기간의 시간 동안 지속할 수 있을 정도로 증가된 정도의 보호를 제공한다. 중요하게는, 투명 장벽층에 의해 제공되는 보호의 정도는 보다 더 넓은 범위의 안료가 착색층에 사용될 수 있도록 하는 것이다. 즉, 유기 안료(이는 그렇지 않으면 특히 UV 및 산화제에 노출시 파괴되거나 손상될 것이다)가 착색 젤코트 층 내에 포함될 수 있다.
보트 및 기타 워터크래프트 등에서의 본 발명에 따른 표면 조성물의 응용은 제조업체가 보트 또는 기타 워터크래프트의 보수 및 교체를 위하여 비용을 지불해야 할 위험 없이 제조업체가 소비자에게 보다 긴 제품 보증을 제공하게 할 수 있음이 제안된다. 즉, 제품은 보다 나아 보일 것이며, 훨씬 더 오랜 기간의 시간 동안 그의 새롭고 강렬한 외관을 유지할 것이다.
본 발명의 표면 조성물의 내구성 및 탄력성은 하기에 기재된 바와 같이 화학적 분해에 대한 표면 조성물의 저항성을 시험한 실험 데이터에 의해 입증된다.
[실시예]
실시예 1
염소 변색 시험
본 발명의 실시 형태에 따른 표면 조성물과 공지된 표면 조성물의 효과를 비교하기 위하여, FRP 제조에 적용할 수 있는 공지된 제조 기술, 절차 및 제형을 사용하여 제조된 섬유유리 보강 플라스틱(FRP)의 패널에 대하여 일련의 시험을 실시하였다.
공지된 표면 조성물(대조 패널)이 그 위에 적용된 2개의 FRP 변형물로부터, 그리고 또한 본 발명의 실시 형태의 표면 조성물이 그 위에 적용된 2개의 FRP 변형물로부터 약 200mm x 200mm인 일련의 정사각형 패널을 잘랐다. 이들 변형물은 하기 표 1에 기재된 바와 같다:
패널 유형 및 식별
패널 코드 장벽층 하층 색상/효과 대조 또는 시험
PAC 이소프탈릭 네오펜틸 글리콜 비스페놀-A 에폭시 비닐 에스테르 수지 "파라마운트" (대리석 효과) 시험
PBC 이소프탈릭 네오펜틸 글리콜 비스페놀-A 에폭시 비닐 에스테르 수지 "라이트 사파이어 블루(light sapphire blue)
(담청색, 텍스처링된 효과 없음)		 시험
PC 이소프탈릭 네오펜틸 글리콜 없음 "파라마운트" (대리석 효과) 대조
PD 이소프탈릭 네오펜틸 글리콜 없음 "라이트 사파이어 블루"
(담청색, 텍스처링된 효과 없음)		 대조
각각의 패널을 별개의 물탱크 내에 넣고 트리클로르이소시아누레이트를 생성하는 염소 정제(tablet)를 각각의 패널의 표면과 직접 접촉된 상태로 놓았으며, 이때 패널 및 정제 둘 모두는 물 속에 완전히 침수되었다. 정제를 각각의 패널 상에 직접 놓아서 다년의 물 및 소독제에 의한 보트 또는 기타 워터크래프트 표면의 분해 및 탈색의 영향을 시뮬레이션하였다. 각각의 탱크 내의 정제는 무겁게 내리눌러, 기체의 방출 및 표면 상호작용으로 인해 정제가 패널의 표면을 가로질러 이동하는 것을 방지하였다.
각각의 탱크 내의 물을 매일 비우고 깨끗한 새로운 수돗물로 교체하여, 시험수(test water) 중의 염소 잔류물이 과도하게 높지 않고 패널의 조기 퇴색에 일조하지 않음을 확실히 하였다. 물의 배수시에, 각각의 패널을 세척하고, 사진 촬영하고, 색상 또는 표면 분해의 조짐에 대하여 검사하였다. 각각의 탱크 내의 물 및 패널의 교체 후, 동일한 정제를 패널 표면 상의 정확히 동일한 위치에 다시 놓았다. 2시간 후 각각의 패널을 체크하여 정제가 그 위치로부터 움직이지 않았음을 확실히 하였다.
이 과정을 최대 7일 동안 매일 반복하였다. 각각의 패널에 대하여 관찰된 외관이 하기 표 2에 개략적으로 설명되어 있다:
염소 정제에의 노출 후 관찰된 결과
일수 패널 PAC 패널 PBC 패널 PC 패널 PD
1 양호한 외관.
희미한 정제 윤곽		 매우 희미한 정제 윤곽 가시적인 약간의 정제 윤곽 정제의 분명한 원 형상
2 양호함. 약간의 변색 변화 없음 보통, 표면이 약간 부식됨(etched) 매우 퇴색되고 젤코트 표면이 부식됨
3 가시적 변화 없음 - 가시적 변화 없음 -
4 약간의 변색 - 정제 영역이 퇴색되고 표면이 약간 부식됨 -
5 약간의 변색 - 퇴색되고 표면이 상당히 부식됨 -
6 - 표면이 심각하게 부식됨
7 - - 색상이 약간 더 퇴색됨 -
패널 PD(본 발명의 표면 조성물을 갖지 않음)는 보수할 수 없을 정도로 퇴색되고 열화되었기 때문에, 노출 2일 후 패널 PBC 및 PD를 시험 프로그램으로부터 탈락시켰다.
노출 5일 후, 패널 PAC를 꺼내고 세정하였으며 표면을 가볍고 온화하게 문질러 곱게 샌드연마하였다(600 그리트 웨트 앤드 드라이(600 grit wet and dry)). 거의 힘이 들지 않은 이 행동으로 변색이 즉시 제거되었다. 이어서, 패널을 폴리싱하고 시험 과정으로 되돌려 보냈다.
추가의 PAC 패널에 대하여 어떠한 중간 폴리싱 또는 세정 없이 시험 과정을 거쳤다.
시험 과정의 종료 시점에서 패널 PC를 조사하였는데, 여기서는 정제와 접촉된 표면의 극심한 피팅(pitting) 및 산화를 보여주여, 표면이 상당히 분해되었음을 규명하였다. 표면에 야기된 손상의 정도는 수리 불가능하고 되돌릴 수 없는 그러한 것이었다.
이와 대조적으로, 패널 PAC는 염소로부터의 약간의 착색(이용가능한 유리 염소의 녹색) 및 아주 약간의 표면 피팅 이외에는 표면에 대하여 거의 변화를 나타내지 않았다. 패널 그 자체에서의 실제의 색소의 분해는 관찰되지 않았다. 600 그리트 웨트 앤드 드라이에 의한 가벼운 연마 후, 표면 피팅 및 염소 변색의 대부분이 제거되었다.
상기의 결과는 본 발명의 표면 조성물의 능력으로 물 및 화학약품에 의한 분해로부터 전체 구조물의 완전성 및 색상을 보호할 수 있음을 입증한다.
실시예 2
고도로 촉진된( advanced accelerated ) 80℃ 시험
실시예 1에 기재된 패널 PAC 및 PBC에 대하여 "AS/NZS 1838-1994 수영 풀 - 예비성형된 섬유보강 플라스틱 - 설계 및 제작(AS/NZS 1838-1994 Swimming pools - premoulded fibre-reinforced plastics - design and fabrication)" 규격에 따라 내수성 시험을 거쳤다. 패널을 자연 해수 환경에서 접하는 것보다 더 극단적인 극한의 환경에 처해지도록 하기 위하여 이 시험을 선택하였다. 이 규격은 규정된 분해 등급(당해 규격으로부터의 표 E1)에 따라 패널이 80℃에서 30일을 통과할 수 있을 것을 요구한다. 두 패널 모두를 요구된 조건에 처하게 하였으며, 이 둘 모두는 예외적인 결과를 갖고서 시험을 통과하였다. 표면 분해 및 삼투압성 블리스터링이 없었다. 75일 후, 가시적인 삼투압성 블리스터링은 여전히 없었으며 내부 표면 분해는 무시할 만하였다.
따라서, 수영 풀을 위하여 설계된 엄격한 시험에서 탁월하게 기능한 본 발명의 표면 조성물은 유리하게 본질적으로 완전히 내퇴색성으로 현재의 업계 표준을 뛰어넘는 보트 및 기타 워터크래프트의 제조를 가능하게 할 수 있음이 명백하다.
실시예 3
내후성 및 내자외선성에 대한 제품 시험
12개의 별개의 패널을 제조하였으며, ASTM G154-06 "비금속 재료의 UV 노출을 위한 형광등 장치의 작동에 대한 표준 실무(Standard practice for operating fluorescent light apparatus for UV exposure of non-metallic materials)" 를 사용하여 시험하였다. 동일한 샘플의 일부로서 제조된 대조 패널을 또한 비교의 목적으로 공급하였다.
NATA 승인 실험실인 오스트레일리아 빅토리아주 3175 단데농 소재의 치솜 인스티튜트(Chisholm Institute)의 중합체 시험 실험실(Polymer Testing Laboratory)에서 시험을 실시하였다.
각각의 패널을 4시간 동안 50℃에서의 응축에 노출시킨 후, 8시간 동안 60℃에서의 UV-A에 노출시켰다. 이 패턴을 2000시간 시험의 지속시간 동안 반복하였다.
각각의 패널에는 상이한 식별 문자가 부여되었으며, 패널 G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q 및 R이었다.
각각의 패널은 본질적으로 상이하였다. 본 발명의 실시 형태에 따른 표면 조성물을 사용하여 10개의 패널을 제조하였으며, 2개의 패널은 비교용이었다.
12개의 모든 패널은 다양한 양을 갖고/갖거나 상이한 자외선 억제제 및 흡수제를 이용하였다.
어느 첨가제가 하기와 관련하여 표면 조성물에 유리한 효과를 부여할 것인지를 다루기 위하여 시험의 이 특정 측면을 실시하였다:
a) 수지 매트릭스 내에 사용되어 분무가능하고 젤코트의 리올로지에 영향을 미치지 않을 수 있는 능력;
b) 경화 공정을 억제하지 않음;
c) 투명 젤코트에 어떠한 특유의 색조 또는 변색을 초래하지 않음;
d) 충분히 확산된 미세하거나 현미경적 크기의 기포는 젤코트 내에 혼탁(cloudiness) 또는 유상(milkiness)을 일으키게 될 것이기 때문에 젤코트의 폭기(aeration)를 증가시키지 않음;
e) 젤코트의 바콜 가혹도(harshness)를 억제하지 않고, 따라서 제품의 내연마성 및 전체 내구성을 감소시키지 않음;
f) ASTM G 154-06에 대하여 2000시간 후 최적의 내후성 및 UVA 저항성을 제공함;
g) 최적의 첨가제 농도를 확립함;
h) 젤코트에 대하여 UV 광 흡수제 대 안정제의 가장 적합한 비율을 확립함.
하기의 첨가제를 각각의 패널에 적용된 투명 젤코트 장벽층에 첨가하였다:
시바 티누빈TM 400
액체 하이드록시페닐-트리아진(HPT) UV 흡수제.
시바 티누빈TM 384-2
하이드록시페닐-벤조트리아졸 부류의 액체 UV 흡수제.
시바 티누빈TM 123
장해 아미노에테르 작용성을 기재로 한 액체 HALS 안정제.
패널을 준비하고 ASTM G 154-06에 따라 시험하며 500시간, 1000시간, 1500시간 및 2000시간 후에 평가하였다.
표 3은 12개의 패널에 대한 색상, 코팅, 첨가제 및 시험 결과를 요약한다.
내후성 및 자외선 시험의 결과
널색상 장벽층 하층 티누빈 TM 첨가제
(중량%) 		결과
500시간 1000시간 1500시간 2000시간
123 384-2 400 외관 텍스처 외관 텍스처 외관 텍스처 외관 텍스처
스털링(stirling) 이소-NPG VE 0.33 0.67 변화 없음 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 약간의 황색 기(yellow tinge) 변화 없음 변화 없음 변화 없음 약간의 광택 손실 변화 없음
스털링 이소-NPG VE 0.50 1.00 변화 없음 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 약간의 황색 기 변화 없음 변화 없음 변화 없음 약간의 광택 손실 변화 없음
스털링 이소-NPG VE 0.67 1.33 변화 없음 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 약간의 황색 기 변화 없음 약간의 광택 손실 변화 없음 약간 혼탁한 외관 변화 없음
스털링 이소-NPG VE 0.33 0.67 변화 없음 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 약간의 황색 기 변화 없음 약간의 광택 손실 변화 없음 변화 없음 변화 없음
스털링 이소-NPG VE 0.5 1.00 변화 없음 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 약간의 황색 기 변화 없음 약간의 광택 손실 변화 없음 약간 혼탁한 외관 변화 없음
스털링 이소-NPG VE 0.67 1.33 변화 없음 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 약간의 황색 기 변화 없음 약간의 광택 손실 변화 없음 약간 혼탁한 외관 변화 없음
라이트 사파이어 블루 이소-NPG 없음 0.98 옅고 작은 백색 점(dot) 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 더 옅고 작은 백색 점 약간 거친 표면 상당히 더 옅어짐 백악질 잔류물로 인해 거침 상당히 더 옅어짐 변화 없음
발틱 블루(baltic blue) 이소-NPG VE 0.67 1.33 변화 없음 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 약간의 황색 기 변화 없음 약간의 광택 손실 변화 없음 혼탁한 외관 변화 없음
스털링 이소-NPG VE 1.00 1.00 변화 없음 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 약간의 황색 기 변화 없음 약간의 광택 손실 변화 없음 혼탁한 외관 변화 없음
스털링 이소-NPG VE 0.75 0.75 변화 없음 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 약간의 황색 기 변화 없음 약간의 광택 손실 변화 없음 혼탁한 외관 변화 없음
스털링 이소-NPG VE 0.5 0.5 변화 없음 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 약간의 황색 기 변화 없음 약간의 광택 손실 변화 없음 광택의 손실/혼탁한 외관 약간 거침
실버 메디터레이니언(silver mediterranean) 이소-NPG 없음 0.98 황색 기를 띠면서 칙칙함(dull), 매끄럽지만 표면 마찰이 증가함 황색 기를 띠면서 칙칙함 약간 거친 표면 상당히 더 옅어짐 백악질 잔류물로 인해 약간 거침 상당히 더 옅어짐 백악질 잔류물로 인해 더 거침
패널 M 및 N은 색상이 거의 동일하였다.
실버 메디터레이니언 색상의 패널 R은 스털링 패널과 색상이 거의 동일하였다.
"변화 없음" 이라는 표기는 패널의 외관에 있어서 그의 원래의 상태로부터 또는 이전 검사로부터의 변화가 없었음을 나타낸다.
이소-NPG = 이소프탈릭 네오펜틸 글리콜.
VE = 비스페놀-A 에폭시 비닐 에스테르.
도 3 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 조성물을 갖는 10개의 패널은 2개의 비교용 시험 패널 M 및 R보다 명백히 그리고 유의하게 더 나은 결과를 내었다. 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다:
1. 패널 M 및 R은 시험 과정에 걸쳐 표면 외관 및 텍스처에 대하여 상당한 분해를 보여주었다.
2. 최상의 결과를 낸 패널은 패널 G, H, J 및 K이었다. 모두 단지 약간의 광택 손실 및 약간의 황색기를 보여주었다. 표면 마찰의 초기 변화는 모든 패널에 걸쳐 분명하였지만, 패널 G, H, J 및 K는 모두 이전 시험으로부터의 변화를 보여주지 않았는데, 이는 매우 약간의 초기 변화 후에는 보다 장기간의 안정성을 보이고 추가의 변화가 없음을 나타낸다.
3. 보다 높은 농도의 티누빈TM 첨가제를 함유하는 패널은 보다 낮은 농도의 첨가제를 갖는 것보다 더 저조한 결과를 나타내었다. 따라서, 1.5% 첨가제를 함유하는 패널이 2.0% 첨가제를 함유하는 패널보다 더 나은 결과를 나타내었다.
4. 2% 비율의 첨가제를 함유하는 패널은 뿌연/혼탁한 외관을 보여주었다.
5. 2부 흡수제 대 1부 안정제의 비를 갖는 패널은 1부 흡수제 대 1부 안정제를 갖는 패널보다 더 나은 결과를 나타내었다.
6. 패널 G, H 및 K 사이의 차이는 무시할 만하였다.
7. 패널 G는 패널 J보다 더 나은 결과를 나타내었는데, 이는 티누빈TM 400이 티누빈TM 384-2보다 우수한 성능을 제공하였음을 나타낸다.
패널 H는 첨가제를 1.5% 함유한 것과 비교하여 패널 G는 1%를 함유하였다. 2000시간 후 패널 H에 대한 어떠한 부정적인 영향은 없었으며, 패널 H는 2000시간보다 더 긴 기간 동안 ASTM G154-06의 조건 하에서 거의 확실히 패널 G보다 더 나은 결과를 나타낼 것이라는 결론을 내렸다.
전체적으로, 본 발명의 조성물은, 특히 티누빈TM 400 및 티누빈TM 123 흡수제 및 안정제의 유리한 특성과 조합될 때, 표준 코팅에 비하여 하기의 주요 개선 및 효과를 제공한다는 결론을 내렸다.
종합적 결과는 하기의 개선 및 이점이 본 발명의 표면 조성물의 사용으로부터 얻어질 수 있음을 나타낸다:
1. 아주 다년간 강렬하고 선명한 색상을 퇴색시키지 않고 유지하는 보트 또는 기타 워터크래프트.
2. 탈색 마크, 황변 또는 백악화가 없음.
3. 보트 또는 기타 워터크래프트 색상이 장벽층의 적용에 의해 화학약품의 탈색 효과로부터 분리되게 됨.
4. 조류, 착색에 저항하고 보다 청소하기가 쉬우며, 그 결과 보트 또는 기타 워터크래프트의 유지관리가 줄어들게 되는 선명하고 지속적인 광택 마감.
5. 미적 및 구조적 라미네이트는 물의 공격적인 성질로부터 완전히 보호됨.
6. 탁월한 층간 접착력에 의해 본 발명의 코팅 조성물의 모든 특정 응용을 확보하며, 보트 또는 기타 워터크래프트 라미네이트는 구조적으로, 기계적으로, 그리고 화학적으로 함께 접합되어 보트 또는 기타 워터크래프트에 보다 큰 강도, 내구성 및 내블리스터성을 제공함.
7. 개선된 가수분해 안정성.
8. "삼투압성 블리스터링" 의 기회가 극적으로 최소화됨.
9. UV 광 방사선에 의한 분해에 저항하고 UV 노출로부터 균열되는 경향을 제거함. 높은 열적 안정성을 가지며, 극한 환경 조건에 안정함.
본 발명의 표면 조성물은 보트 또는 기타 워터크래프트의 제조에 있어서의 특정 응용을 갖지만, 임의의 상당한 기간의 시간을 물 속에 침수되고/되거나 UV 방사선에 노출된 상태로 보내는 임의의 제품, 특히 FRP 제품에 대하여 동일하게 적용가능하고 유용하다.

Claims (29)

  1. 적어도 하나의 투명 장벽층 및 적어도 하나의 하층(under layer)을 포함하며, 여기서 투명 장벽층은 하층의 정상에 배치된 상태로, 그리고 수성 액체와 접촉된 상태로 사용됨으로써 투명 장벽층이 하층의 구조 및 외관을 보호하는, 수성 액체 중에서의 장기간의 침수에 처해진 표면의 분해 및 퇴색(fading)을 감소시키기 위한 표면 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 하층은 하나 이상의 장식용 또는 관상용 제제(decorative or ornamental agent)를 포함하는 장식층인 표면 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 조성물은 하나 이상의 UV 억제제, 흡수제 및/또는 안정제를 포함하는 표면 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 투명 장벽층은 하나 이상의 UV 억제제, 흡수제 및/또는 안정제를 포함하는 표면 조성물.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 투명 장벽층은 투명 폴리에스테르 젤코트인 표면 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 투명 폴리에스테르 젤코트는 하나 이상의 프탈레이트 함유 폴리에스테르, 비닐 함유 폴리에스테르 또는 메틸 메타크릴레이트 함유 폴리에스테르를 포함하는 표면 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 투명 폴리에스테르 젤코트는 프탈레이트 함유 폴리에스테르를 포함하는 표면 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 투명 폴리에스테르 젤코트는 이소프탈릭 네오펜틸 글리콜로부터 유도되는 표면 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 투명 폴리에스테르 젤코트는 폴리에스테르 내의 디하이드록시 화합물의 총 몰%를 기준으로 70 몰% 초과의 네오펜틸 글리콜로부터 유도되는 표면 조성물.
  10. 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 장벽층은 트리아진계 UV 흡수제를 포함하는 표면 조성물.
  11. 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 장벽층은 장해 아민 광 안정제를 포함하는 표면 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 장벽층은 하나 이상의 금속 촉진제를 포함하는 표면 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 금속 촉진제는 옥토산아연, 옥토산칼륨 또는 옥토산코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 표면 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 하층은 하나 이상의 폴리에스테르, 비닐 에스테르 또는 테레프탈레이트계 수지를 포함하는 표면 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 하층은 하나 이상의 에폭시 비닐 에스테르, 브롬화 에폭시 비닐 에스테르, 노볼락 에폭시 비닐 에스테르 수지 또는 탄성중합체 개질된 비닐 에스테르 수지를 포함하는 표면 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 에폭시 비닐 에스테르 수지는 비스페놀-A 에폭시 비닐 에스테르 수지를 포함하는 표면 조성물.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 하층은 하나 이상의 금속 촉진제를 포함하는 표면 조성물.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 하층을 적합한 표면에 적용하는 단계, 하층이 경화되게 하는 단계 및 이어서 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 장벽층을 적용하는 단계를 포함하는, 표면 조성물의 제조 방법.
  19. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 장벽층을 주형에 적용하는 단계, 장벽층이 경화되게 하는 단계 및 이어서 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 하층을 경화된 장벽층에 적용하는 단계를 포함하는, 표면 조성물의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 주형은 워터크래프트의 주형인 방법.
  21. 제20항에 있어서, 워터크래프트는 적어도 일부 섬유유리 보강 플라스틱 워터크래프트인 방법.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 워터크래프트는 보트, 선박, 카누, 카약, 래프트, 바지선(barge), 쌍동선(catamaran), 요트, 수중익선(hydrofoil), 윈드서퍼, 서프보드, 수상 스키, 제트 스키, 수중 로봇 또는 수상 비행기로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  23. 워터크래프트의 제조시의 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 표면 조성물의 용도.
  24. 제23항에 있어서, 워터크래프트는 적어도 일부 섬유유리 보강 플라스틱 워터크래프트인 용도.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서, 워터크래프트는 보트, 선박, 카누, 카약, 래프트, 바지선, 쌍동선, 요트, 수중익선, 윈드서퍼, 서프보드, 수상 스키, 제트 스키, 수중 로봇 또는 수상 비행기로 이루어진 군으로부터 선택되는 용도.
  26. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 투명 장벽층 및 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 하층으로 구성된 표면 조성물을 갖는 워터크래프드로, 여기서 투명 장벽은 하층의 정상에 배치된 상태로 사용됨으로써 투명 장벽층이 하층을 분해로부터 보호하는 워터크래프트.
  27. 제26항에 있어서, 표면 조성물은 수성 환경에 적어도 주기적으로 노출되는 워터크래프트.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 상기 워터크래프트는 적어도 일부 섬유유리 보강 플라스틱 워터크래프트인 워터크래프트.
  29. 제26항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 보트, 선박, 카누, 카약, 래프트, 바지선, 쌍동선, 요트, 수중익선, 윈드서퍼, 서프보드, 수상 스키, 제트 스키, 수중 로봇 또는 수상 비행기로 이루어진 군으로부터 선택되는 워터크래프트.
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