KR20160069826A

KR20160069826A - 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법, 이를 이용하여 제조되는 화학물질 감지용 도료 조성물 및 시트

Info

Publication number: KR20160069826A
Application number: KR1020140175920A
Authority: KR
Inventors: 김현순; 박길서
Original assignee: 주식회사 씨티에이
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-06-17
Also published as: KR101679419B1

Abstract

본 발명은 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는, 수용성 용제 100 중량부와, 상기 수용성 용제 100 중량부를 기준으로 0.5~10 중량부의 pH 지시제를 혼합·교반하여, pH 지시 용액을 제조하는 단계; 상기 pH 지시 용액과, 상기 pH 지시 용액 대비 무기흡착제 20~30 중량부를 혼합·교반하여 반응시킴으로써, 상기 무기흡착제에 pH 지시제가 흡착되도록 하는, pH 지시 흡착제 혼합 용액을 제조하는 단계; 상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액에, 상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액 대비 수용성 저점도 수지 5~10 중량부를 적가·교반하여 반응시킴으로써, 상기 저점도 수지를 상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액에 분산시키는, 수지 혼합 용액을 제조하는 단계; 상기 수지 혼합 용액을 열풍으로 건조시킨 후 분쇄함으로써, 상기 수지의 프리폴리머상 피막으로 pH 지시 흡착제를 캡슐화하는, 화학물질 감지용 분말을 제조하는 단계; 및 상기 화학물질 감지용 분말 100 중량부와, 상기 화학물질 감지용 분말 100 중량부를 기준으로 수용성 중점도 수지 2000~3000 중량부, 분산제 1~5 중량부를 첨가·교반하여, 도료 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는, 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법관한 것이다.

Description

화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법, 이를 이용하여 제조되는 화학물질 감지용 도료 조성물 및 시트{preparing method of a coating composition for detecting chemical material, coating composition prepared thereby and sheet for detecting chemical material using thereof}

본 발명은 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 수용성 저점도 수지를 pH 지시제가 흡착된 무기흡착제에 분산시킨 후 열풍건조하고 분쇄함으로써, 프리폴리머상의 피막으로 pH 지시 흡착제를 캡슐화하여 민감하게 화학물질을 감지할 수 있도록 함은 물론, 상기 캡슐화된 pH 지시 흡착제에 수용성 중점도 수지를 더 포함시킴으로써, 견고한 도막을 형성하도록 하는 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

산업현장에서는 유독성을 지닌 화학물질이 누출되면, 직접적으로 화학물질에 노출된 작업자들을 비롯하여 산업 현장 주변의 동·식물과 자연환경을 오염시켜 막대한 손해가 발생된다.

이에, 정부는 화학물질관리법안 관련 시행령 시행규칙 제정을 통해 유해물질 유출 예방과 사후대책까지 마련에 나섰다. 다가오는 2015년 1월부터 시행에 들어가는 '유해화학물질관리법'은 사고가 발생했을 경우 사업장 매출액의 5% 이하를 과징금으로 부과하는 것을 골자로 하고 있다.

그럼에도 불구하고, 매스컴을 통해, 불산, 염산, 질산 등 각종 유독성 화학물질이 작업자의 실수와 저장탱크, 이송배관, 접합부, 플랜지, 밸브 등의 기밀성 문제로 인해 시설물로 부터 누출되는 사고가 보고되고 있다. 또한, 산업현장에서 작업자가 감지하기 어려운 무색, 무취의 화학물질 또는 미량의 화학물질인 경우, 화학물질이 누출되었음에도 불구하고 인지하지 못해 2차적인 대형사고로 이어질 수 있는 위험이 있다.

이에 따라 고가의 측정 장비를 설치하여 화학물질 누출을 감지하고자 노력하고 있으나, 중소기업의 경우 고가의 측정 장비를 설치하는 것에 경제적 어려움이 있고, 또한 상기와 같은 측정 장비의 경우 설치할 공간 확보가 필요함에 따라 배관의 연결되는 이음부 및 밸브와 같은 협소한 곳에 설치하는 것에 어려움이 있다.

본 발명자들은 이와 같은 점에 착안하여, 원거리에서도 육안으로 화학물질 누출을 감지할 수 있도록 하기 위하여, pH 지시제가 흡착된 무기흡착제에 수용성 저점도 수지를 분산시키고 열풍 건조시켜 상기 수지의 프리폴리머상 피막으로 pH 지시 흡착제를 캡슐화하고 미세하게 분쇄함으로써, 미세누출, 무색·무취의 유독성 물질을 원거리에서도 육안으로 용이하게 감지할 수 있도록 하는 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법을 발명하였다. 또한, 시공 공간에 제약을 받지 않으면서 화학물질을 용이하게 감지할 수 있도록 하기 위하여 상기 방법으로 제조된 도료 조성물 및 이를 포함하는 시트를 발명하였다.

따라서 본 발명은 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 화학물질 감지용 도료 조성물을 제공하는 것을 다른 해결과제로 한다.

또한, 본 발명은 상기 화학물질 감지용 도료 조성물을 포함하여 제조되는 화학물질 감지용 시트를 제공하는 것을 또 다른 해결과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면,

수용성 용제 100 중량부와, 상기 수용성 용제 100 중량부를 기준으로 0.5~10 중량부의 pH 지시제를 혼합·교반하여, pH 지시 용액을 제조하는 단계;

상기 pH 지시 용액과, 상기 pH 지시 용액 대비 무기흡착제 20~30 중량부를 혼합·교반하여 반응시킴으로써, 상기 무기흡착제에 pH 지시제가 흡착되도록 하는, pH 지시 흡착제 혼합 용액을 제조하는 단계;

상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액에, 상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액 대비 수용성 저점도 수지 5~10 중량부를 적가·교반하여 반응시킴으로써, 상기 저점도 수지를 상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액에 분산시키는, 수지 혼합 용액을 제조하는 단계;

상기 수지 혼합 용액을 열풍으로 건조시킨 후 분쇄함으로써, 상기 수지의 프리폴리머상 피막으로 pH 지시 흡착제를 캡슐화하는, 화학물질 감지용 분말을 제조하는 단계; 및

상기 화학물질 감지용 분말 100 중량부와, 상기 화학물질 감지용 분말 100 중량부를 기준으로 수용성 중점도 수지 2000~3000 중량부, 분산제 1~5 중량부를 첨가·교반하여, 도료 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는, 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법이 제공된다.

또한, 상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면,

상기 제조방법으로 제조되는 화학물질 감지용 도료 조성물이 제공된다.

또한, 상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

상기 화학물질 감지용 도료 조성물을 포함하여 제조되는 화학물질 감지용 시트가 제공된다.

본 발명의 제조방법에 따르면, pH 지시제가 흡착된 무기흡착제를 수용성 저점도 수지와 혼합하고 열풍건조 시킨 후 미세하게 분쇄함으로써, 프리폴리머상 피막으로 pH 지시 흡착제를 캡슐화하여, 화학물질의 침투가 용이하고 상기 pH 지시제의 고유기능이 유지되어 화학물질에 대한 우수한 민감도를 나타내도록 한다. 이에 따라, 사람이 감지하기 어려운 무색, 무취의 미량의 화학물질을 감지할 수 있고, 원거리에서 육안 식별이 가능함에 따라 화학물질 누출에 의한 위험으로부터 작업자를 보호하고 조기에 상기 누출을 감지하여 2차적인 사고로 이어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 미세하게 분쇄된 캡슐화된 pH 지시 흡착제에 수용성 중점도 수지를 더 포함하여 도료를 제조함으로써, 도료의 접착력을 향상시켜 견고하고 정착성이 우수한 도막을 형성하여 외부 환경으로부터 캡슐화된 pH 지시 흡착제를 보호하면서도 화학물질의 침투를 용이하게 하여 미량의 화학물질에 대해서도 민감하게 pH 지시제가 반응할 수 있도록 한다. 이에, 본 발명에 의해 제조된 도료는 열악한 환경 조건에서도 도막이 탈리되지 않는 도막의 안정성을 나타냄은 물론, 화학물질에 대한 우수한 민감도를 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 도료 조성물 및 상기 도료 조성물을 포함하는 화학물질 감지용 시트의 경우, 별도의 설치 공간이 요구되지 않음에 따라 시공성이 우수하다.

도 1은 본 발명에 따른 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 화학물질 감지용 시트를 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 감지용 시트의 색변화를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 감지용 도료가 코팅된 도막의 색 변화를 나타낸 사진이다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

일 측면으로 본 발명은,

상기 화학물질 감지용 분말 100 중량부와, 상기 화학물질 감지용 분말 100 중량부를 기준으로 수용성 중점도 수지 2000~3000 중량부, 분산제 1~5 중량부를 첨가·교반하여, 도료 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는, 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조 공정을 나타낸 것이다.

이를 참고하면, 먼저, pH 지시 용액을 제조하는 단계는, 수용성 용제 100 중량부와, 상기 수용성 용제 100 중량부를 기준으로 0.5~10 중량부의 pH 지시제를 혼합·교반하여, pH 지시 용액을 제조하는 것으로서, 상세하게는 상기 수용성 용제와 상기 pH 지시제를 혼합하고 2~5시간 동안 충분히 교반하여 pH 지시제가 용제에 완전히 용해되어 화학물질 감지에 대한 정확도가 유지될 수 있도록 하는 것이다.

보다 상세하게는 상기 수용성 용제는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 ,프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 티오디글리콜, 헥산-1,2,6-트리올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 모노에탄올아민, 글리세린 및 솔비톨 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 pH 지시제는 크레졸레드(cresol red), 메틸바이올렛(methyl violet), 크리스탈 바이올렛(crystal violet), 멜라카이트 그린(malachite green), 메틸 그린(methyl green), 2-피리딘(2-pyridine), 파라메틸 레드(paramethyl red), 4-페닐아조디페닐아민(4-phenylazodiphenylamine), 티몰 블루(thymol blue), 메타크레졸 퍼플(metacresol purple), 오렌지 IV(orange IV), 4-(o-톨일아조)-o-톨루이딘(4-(o-tolylazo)-o-toluidine), 퀴날딘 레드(quinaldine red), 2,4-디나이트로페놀(2,4-dinitrophenol), 에리트로신(erythrosin), 벤조펄퓨린 4B(benzopurpurine 4B), N,N'-디메틸-p-아닐린(N,N'-dimethyl-p-aniline), p-메틸아미노아조벤젠(p-methylaminoazobenzene), 테라브로모페놀프탈레인에틸에스터(terabromophenolphthalein ethyl ester), 포타시움 염(pottasium salt), 브로모페놀 블루(bromophenol blue), 콩코 레드(congo red), 메틸오렌지(methyl orange), 에틸 오렌지(ethyl orange), 4-3-메톡시벤젠설포닉산(4-3-methoxybenzenesulfonic acid), 브로모크레졸 그린(bromocresol green), 레자주린(resazurin),4-페닐아조-1-나프틸아민(4-phenylazo-1-naphthylamine), 에틸 레드(ethyl red), 4-m-페닐렌-디아민모노하이드로크로라이드(4-m-phenylene-diamine monohydrochloride), 레소신 블루(resocin blue), 알리자린 레드 S(alizalin red S), 메틸 레드(methyl red), 프로필 레드(propyl red), 브로모크레졸 레드(bromocresol red), p-나이트로페놀(p-nitrophenol), 알리자린(alizalin), 브로모티몰 블루(bromothymol blue), 브릴리언트 옐로(brilliant yellow), 페놀 레드(phenol red), 뉴트릴레드(neutral red), m-나이트로페놀(m-nitrophenol), 커큐민(curcumin), p-나프톨벤제인(p-naphtholbenzein), 페놀프탈레인(phenolphthalein), 에틸 비스탄오에이트(ethyl bisthanoate), o-크레졸프탈레인(o-cresolphthalein), 알리자린 옐로 R(alizarine yellow R), 인디고-5,5'-디설포닉 에시드 디소디엄 솔트(indigo-5,5'-disulfonic acid disodium salt), 2,4,6-트리나이트로톨루엔(2,4,6-trinitrotoluene), 1,3,5-트리나이트로톨루엔(1,3,5-trinitrotoluene), 크레이톤 옐로우(crayton yellow), 에틸 바이올렛(ethyl violet) 및 티몰프탈레인(thymolphthalein) 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하나, 본 발명의 pH 지시제는 이에 한정되는 것이 아니라, 감지하고자 하는 화학물질의 pH 범위에 따라 상기 기재한 pH 지시제 외에 통상적인 pH 지시제를 사용할 수 있다. pH 지시제의 변색 범위는 알려져 있으므로, 이를 반영하여 적절하게 단독 또는 혼합하여 사용함으로써 화학물질에 민감하게 반응하고 변색의 농도 및 색을 조절하여 육안으로 화학물질의 누출을 보다 용이하게 감지할 수 있도록 한다.

다음으로, pH 지시 흡착제 혼합 용액을 제조하는 단계는, 상기 pH 지시 용액과, 상기 pH 지시 용액 대비 무기흡착제 20~30 중량부를 혼합·교반하여 반응시킴으로써, 상기 무기흡착제에 pH 지시제가 흡착되도록 하는 단계이다.

상세하게는 상기 무기흡착제는 다공성 물질로, 상기 pH 지시 용액과 혼합·교반을 통해, pH 지시제를 상기 무기흡착제의 다공성에 흡착·고정함으로써, 화학물질에 대한 상기 pH 지시제의 감도를 향상시킴은 물론, pH 지시제에 의한 색 변화가 이루어진 이후, 변색된 상태로 유지될 수 있도록 고정시켜준다. 또한, 본 발명에 의해 제조되어지는 도료의 강도를 향상시켜준다.

바람직하게는 상기 무기흡착제는 활석, 이산화티타늄, 탄산칼슘, 황산칼슘, 제올라이트, 이산화규소, 이산화티타늄, 탄산마그네슘, 산화아연, 질산칼륨 및 규조토, 산화알루미늄, 황산바륨, 탄산칼슘 및 황산칼슘 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다. 보다 바람직하게는 착색력이 없는 무기흡착제를 사용하여 pH 지시제에 의한 색변화를 육안으로 명확히 확인 할 수 있도록 한다.

다음으로, 수지 혼합 용액을 제조하는 단계는, 상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액에, 상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액 대비 수용성 저점도 수지 5~10 중량부를 적가·교반하여 반응시킴으로써, 상기 저점도 수지를 상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액에 분산시키는 단계이다.

상세하게는 수용성 저점도 수지를 상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액에 분산시킴으로써, pH 지시 흡착제에 접착성을 부여하고 외부로부터 공급되는 화학물질이 pH 지시제에 침투되어 색 변화가 나타날 수 있도록 하여 상기 pH 지시제의 민감도를 향상시킨다.

상기 수용성 수지는 pH 지시약의 색 변화만을 나타내도록 하기 위하여, 투명 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 화학물질 감지용 분말을 제조하는 단계는, 상기 수지 혼합 용액을 열풍으로 건조시킨 후 분쇄함으로써, 상기 수지의 프리폴리머상 피막으로 pH 지시 흡착제를 캡슐화하여 화학물질 감지용 분말을 제조하는 것이다.

상세하게는, 상기 수지 혼합 용액을 열풍으로 건조시킴으로써, 상기 수지의 프리폴리머상 피막으로 pH 지시 흡착제를 캡슐화한 후, 미세하게 분쇄함으로써, 화학물질 감지용 분말을 제조하게 된다. 이때, 상기 프리폴리머상으로 캡슐화된 pH 지시 흡착제는 pH 지시제의 고유 성상을 장시간 유지할 수 있고, 외부로부터의 화학물질 침투를 용이하게 함은 물론, pH 지시제가 색이 변화한 후 색번짐이 나타나지 않도록 접착성을 부여한다. 또한 변색된 색이 다시 변색되지 않도록 고정화시킨다. 또한, 상기 캡슐화된 pH 지시 흡착제를 미세하게 분쇄함으로써, 외부 화학물질에 대한 접촉면적을 증대시켜 상기 화학물질에 대한 반응 속도 및 민감도를 향상시킨다.

상기 수지는 수용성 저점도 수지로서, 우레아수지, 멜라민수지, 폴리비닐알콜, 페놀수지, 폴리아크릴아마이드, 카르복시메틸셀룰로오스수지, 아크릴우레탄수지, 무수말레인산수지, 젤라틴수지 및 폴리에틸렌글리콜수지 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 수용성 저점도 수지는 cp가 200보다 낮을 경우, pH지시 흡착제를 캡슐화하는 프리폴리머상 피막이 약하여 pH 지시제의 보지력이 저하되어 최종 제품의 수명이 짧아지는 문제점이 있고, 상기 수용성 저점도 수지의 cp가 300보다 높을 경우 상기 pH 지시 흡착제를 캡슐화하는 프리폴리머상 피막이 강하여 화학물질 침투를 방해하게 됨으로써 pH 지시제가 본래의 기능을 발휘하는 시간이 길어져 화학물질을 감지하는 민감도 및 기능이 약화되는 문제점이 있다. 이에, 상기 수용성 저점도 수지는 cp가 200~300인 수지인 것이 바람직하다.

마지막으로, 도료 조성물을 제조하는 단계는, 상기 화학물질 감지용 분말 100중량부와, 상기 화학물질 감지용 분말 100 중량부를 기준으로 수용성 중점도 수지 2000~3000 중량부, 분산제 1~5 중량부를 첨가·교반하여, 도료 조성물을 제조하는 단계이다.

상기 화학물질 감지용 분말에 수용성 중점도 수지를 첨가함으로써, 상기 pH 지시제를 포함하는 물질에 막을 형성하여 외부 요인에 의한 오염을 방지하고, 도료의 접착력을 향상시키고 광 안정 효과를 부여한다.

바람직하게는 상기 수용성 중점도 수지는 우레아수지, 멜라민수지, 폴리비닐알콜, 페놀수지, 폴리아크릴아마이드, 카르복시메틸셀룰로오스수지, 아크릴우레탄수지, 무수말레인산수지, 젤라틴수지 및 폴리에틸렌글리콜수지 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이 때, 상기 수용성 중점도 수지는 cp가 1000 보다 낮은 경우, 상기 도료 도막의 접착력 및 강도가 약하여 도막이 벗겨지거나 외부 응력에 대한 내구성이 저하되는 문제가 있고, cp가 1500을 초과하는 경우 도막의 강도 및 내구성은 향상되나 화학물질 침투력이 저하되어 화학물질의 감지 민감도 및 기능이 저하되는 문제점이 있다. 이에, 상기 수용성 중점도 수지는 cp가 1000 내지 1500 인 수지인 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 도료 조성물 제조하는 단계에서 비스페놀계 에폭시 수지를 첨가하여 제조되는 도료 조성물의 정착성을 향상시킬 수 있고, 분산제를 첨가함으로써, 상기 도료 조성물을 균일하게 분산시킬 수 있다.

또한, 첨가제로서 소포제, 부착 증진제, 방청제, 방부제, 제균제를 더 포함할 수 있으며, 통상적인 도료 조성물에 사용되는 첨가제는 적용될 수 있다.

다른 측면으로 본 발명은, 상기의 어느 한 방법에 의하여 제조되는 화학물 감지용 도료 조성물이 제공된다.

상기 도료 조성물이 코팅된 도막은 열악한 환경에서도 견고한 도막으로 인해 탈리 현상이 나타나지 않음은 물론, pH 지시제로 화학물질이 용이하게 흡수될 수 있도록 함에 따라, 상기 화학물질 감지용 도료 조성물의 민감도 및 도막의 안정성이 향상된다.

또한, 상기 도료 조성물이 감지 가능한 화학물질로는 산과 알칼리 물질이 있고, 산에 있어서는 염산, 염소, 불산, 옥살산, 질산, 트리플루오로아세트산, 황산, 인산, 빙초산, 과염소산 및 구연산을 비롯한 pH 4 이하의 산과 상기 산의 기체 형태에 대해서도 감지할 수 있다. 또한, 알칼리 물질에 있어서는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 수산화리튬, 수산화암모늄, 수산화루비듐, 수산화세슘, 메타규산소다, 트리소듐포스페이트, 수산화바륨 및 수산화스트론튬을 비롯한 pH 9 이상의 알칼리 물질과 그 기체 상에 대해서 본 발명의 도료 조성물은 민감하게 반응하여 감지한다.

또 다른 측면으로 본 발명은, 상기의 화학물질 감지용 도료 조성물을 포함하여 제조되는 화학물질 감지용 도료 시트가 제공된다.

이 때, 상기 시트는 다량의 도료 물질을 흡수할 수 있는 소재가 사용되며, 특별히 한정되지 않으며, 다만 다량의 도료물질을 흡수할 수 있도록 요철이 있는 구조가 요구되고, 화학물질이 상기 시트와 접촉 시 신속한 반응을 나타내도록 하기 위하여 기공성을 갖는 핀 홀(pin hole)이 있는 구조의 시트가 요구된다. 바람직하게는, 상기 시트로는 펄프, 부직포, 면섬유, 모섬유, 마섬유, 나일론섬유, PET 섬유, 아크릴 섬유, PP섬유, 비스코스섬유, 아세테이트 섬유, 유리섬유, 탄소섬유 중 선택되는 어느 하나 이상인 것이다.

또한, 화학물질을 감지하기 위하여 시트를 제조함으로써, 배관의 이음새, 밸브, 니쁠, 플랜지 등과 같이 공간이 협소하거나 설치에 어려움이 있는 공간에도 용이하게 부착할 수 있어, 시공성이 우수한 특징이 있다.

또한, 상기 본 발명의 화학물질 감지용 도료 시트는 접착 필름과 상기 접착 필름에 도포되는 화학물질 감지용 도료를 포함하는 것으로서, 도 2를 참고하면, (1)는 접착 필름 평면도를 나타낸 것으로서, 상기 접착 필름은 이형지를 포함하는 수지 접착 필름(A)으로서, 상기 접착 필름으로부터 이형지를 분리하여 필요한 공간에 상기 필름을 부착할 수 있도록 한다. 또한, (2) 및 (3)은 각각 화학물질 감지용 도료 시트의 평면도 및 측면도를 나타낸 것으로서, 상기 시트는 본 발명의 화학물질 감지 도료(B)가 도포된 상기 이형지를 포함하는 수지 접착 필름(A)를 포함함으로써, 설치공간에 제약없이 이형지를 분리하여 용이하게 화학물질을 감지할 수 있는 시트를 부착할 수 있도록 한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

<실시예>

< 실시예 1> 화학물질 감지용 도료조성물의 제조

에틸알콜, 이소부탄올 및 에틸렌글리콜을 혼합한 용제 1000g과 티몰블루 20g 및 페놀프탈레인 3g을 40~50℃의 교반기에서 2~5시간 동안 충분히 교반시켜 pH 지시 용액을 제조하였다.

다음으로, 활석 및 탄산칼슘을 혼합한 흡착제 250g에 상기에서 제조한 pH 지시 용액을 혼합하고 2~3시간 동안 충분히 교반시켜 pH 지시 흡착제 혼합 용액을 제조하였다.

상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액에 셀룰로오스계 수용성 저점도 수지 100g을 적가하고 1~2시간 동안 교반시킨 후, 70~80℃에서 200~250분간 열풍건조시킴으로써, 상기 수지의 프리폴리머상 피막으로 pH 지시 흡착제를 캡슐화하였다.

이 후, 건조된 상기 캡슐화된 pH 지시 흡착제를 스크류 교반기, 볼밀 및 호모나이져 순으로 사용하여 45~75㎛ 의 미세한 분말을 제조하였다.

상기 미세한 분말에 미리 제조된 중점도의 수용성 수지 5500g과 약간의 비스페놀계 에폭시 수지 500g를 첨가하였으며, 분산제 10g 및 첨가제로서 광안정제를 10g을 첨가하여 교반기에서 12시간 동안 충분히 교반하여 도료 물질을 안정화시켜 층분리나 침전물이 발생되지 않는 도료 조성물을 제조하였다.

< 실시예 2> 화학물질 감지용 시트의 제조

엠보싱 형태의 부직포80g/m²을 시트로 사용하여, 10~40mm로 제단한 후, 상기 실시예 1에서 제조한 화학물질 감지용 도료 조성물이 담긴 용기에 상기 시트를 침적시킨 후 일정한 선압이 유지되는 롤러 사이를 통과시켜 흡수시트에 일정한 양의 상기 도료 물질이 흡수되어지도록 하였다. 이후, 20~24시간 동안 자연 건조시켜 테이프 상태의 시트로 제작하였다.

<실시예 3> 화학물질 감지 시트 및 도막의 화학물질 감지 시험

<실시예 3-1> 화학물질 감지용 시트

배관이 이어지는 플랜지에 실시예 2에서 제조한 화학물질 감지용 시트를 부착하고, 0.1ml의 HCl 증기를 누출시켰다.

상기 부착된 시트의 색 변화를 관찰하였다.

도 3은 상기 시트의 색 변화를 나타낸 것으로서, HCl 증기를 누출시킴으로써, 1초 안에 노란색에서 붉은색으로 색이 변화됨을 관찰할 수 있었는 바, 본 발명에 따라 제조된 화학물질 감지용 시트의 감도가 우수함을 알 수 있었다.

또한, 변색된 색이 고정되어 유지되고, 색번짐이 나타나지 않음도 확인할 수 있었다.

<실시예 3-2> 화학물질 감지용 도막

상기 실시예 1에서 제조한 화학물질 감지용 도료 조성물을 철판에 코팅하여 도막을 형성한 후, 0.1ml의 HCl 증기를 도막에 공급하였다.

이때, 상기 도막의 색 변화를 관찰하였다.

도 4는 상기 도막의 색 변화를 나타낸 것으로서, HCl 증기를 공급함으로써, 1초 안에 노란색에서 붉은색으로 색이 변화되어 나타남을 관찰할 수 있었다. 즉, 본 발명에 따라 제조된 화학물질 감지용 도료 조성물의 감도가 우수함을 알 수 있었다.

상기의 결과로 부터, 본 발명 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법에 따르면, 무취, 무색을 비롯한 미량의 화학물질에 대해 육안으로도 용이하게 화학물질 누출을 확인할 수 있는 민감도가 우수한 도료 조성물을 제조할 수 있다. 이는, pH 지시제를 무기흡착제에 흡착하고 수용성 저점도 수지를 혼합한 후 열풍건조시킴에 따라, pH지시 흡착제를 함유하는 프리폴리머상의 캡슐을 제조하고 분쇄하여 미세화함으로써, 상기 pH지시제의 고유기능이 유지되고 화학물질의 침투가 용이하여 화학물질에 대한 우수한 민감도를 나타낼 수 있도록 하는 것으로 판단된다.

또한, 본 발명의 제조방법에 따르면, 상기 pH 지시 흡착제를 함유하는 프리폴리머상의 캡슐에 중점도 수지를 더 포함하여 도료를 제조함에 따라, 상기 도료의 접착력, 정착성을 향상시켜 외부 응력에 대해 도막이 벗겨지지 않는 견고한 도막을 형성함은 물론, 상기 pH 지시제 성분을 외부 오염으로부터 보호하면서도 화학물질에 대해서는 민감하게 반응할 수 있도록 하는 것으로 판단된다.

이에 따라, 본 발명에 의해 제조된 화학물질 감지용 도료 조성물은 도막이 안정하고 화학물질에 민감하게 반응하여 감지할 수 있도록 한다. 또한, 상기 화학물질 감지용 도료 조성물을 포함하여 제조되는 화학물질 감지용 시트의 경우, 화학물질에 대한 민감도를 가짐은 물론, 별도의 설치 공간이 요구되지 않아, 시공성이 우수하다.

Claims

수용성 용제 100 중량부와, 상기 수용성 용제 100 중량부를 기준으로 0.5~10 중량부의 pH 지시제를 혼합·교반하여, pH 지시 용액을 제조하는 단계;
상기 pH 지시 용액과, 상기 pH 지시 용액 대비 무기흡착제 20~30 중량부를 혼합·교반하여 반응시킴으로써, 상기 무기흡착제에 pH 지시제가 흡착되도록 하는, pH 지시 흡착제 혼합 용액을 제조하는 단계;
상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액에, 상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액 대비 수용성 저점도 수지 5~10 중량부를 적가·교반하여 반응시킴으로써, 상기 저점도 수지를 상기 pH 지시 흡착제 혼합 용액에 분산시키는, 수지 혼합 용액을 제조하는 단계;
상기 수지 혼합 용액을 열풍으로 건조시킨 후 분쇄함으로써, 상기 수지의 프리폴리머상 피막으로 pH 지시 흡착제를 캡슐화하는, 화학물질 감지용 분말을 제조하는 단계; 및
상기 화학물질 감지용 분말 100 중량부와, 상기 화학물질 감지용 분말 100 중량부를 기준으로 수용성 중점도 수지 2000~3000 중량부, 분산제 1~5 중량부를 첨가·교반하여, 도료 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는, 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 수용성 용제는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 ,프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 티오디글리콜, 헥산-1,2,6-트리올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 모노에탄올아민, 글리세린 및 솔비톨 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 pH 지시제는 크레졸레드(cresol red), 메틸바이올렛(methyl violet), 크리스탈 바이올렛(crystal violet), 멜라카이트 그린(malachite green), 메틸 그린(methyl green), 2-피리딘(2-pyridine), 파라메틸 레드(paramethyl red), 4-페닐아조디페닐아민(4-phenylazodiphenylamine), 티몰 블루(thymol blue), 메타크레졸 퍼플(metacresol purple), 오렌지 IV(orange IV), 4-(o-톨일아조)-o-톨루이딘(4-(o-tolylazo)-o-toluidine), 퀴날딘 레드(quinaldine red), 2,4-디나이트로페놀(2,4-dinitrophenol), 에리트로신(erythrosin), 벤조펄퓨린 4B(benzopurpurine 4B), N,N'-디메틸-p-아닐린(N,N'-dimethyl-p-aniline), p-메틸아미노아조벤젠(p-methylaminoazobenzene), 테라브로모페놀프탈레인에틸에스터(terabromophenolphthalein ethyl ester), 포타시움 염(pottasium salt), 브로모페놀 블루(bromophenol blue), 콩코 레드(congo red), 메틸오렌지(methyl orange), 에틸 오렌지(ethyl orange), 4-3-메톡시벤젠설포닉산(4-3-methoxybenzenesulfonic acid), 브로모크레졸 그린(bromocresol green), 레자주린(resazurin),4-페닐아조-1-나프틸아민(4-phenylazo-1-naphthylamine), 에틸 레드(ethyl red), 4-m-페닐렌-디아민모노하이드로크로라이드(4-m-phenylene-diamine monohydrochloride), 레소신 블루(resocin blue), 알리자린 레드 S(alizalin red S), 메틸 레드(methyl red), 프로필 레드(propyl red), 브로모크레졸 레드(bromocresol red), p-나이트로페놀(p-nitrophenol), 알리자린(alizalin), 브로모티몰 블루(bromothymol blue), 브릴리언트 옐로(brilliant yellow), 페놀 레드(phenol red), 뉴트릴레드(neutral red), m-나이트로페놀(m-nitrophenol), 커큐민(curcumin), p-나프톨벤제인(p-naphtholbenzein), 페놀프탈레인(phenolphthalein), 에틸 비스탄오에이트(ethyl bisthanoate), o-크레졸프탈레인(o-cresolphthalein), 알리자린 옐로 R(alizarine yellow R), 인디고-5,5'-디설포닉 에시드 디소디엄 솔트(indigo-5,5'-disulfonic acid disodium salt), 2,4,6-트리나이트로톨루엔(2,4,6-trinitrotoluene), 1,3,5-트리나이트로톨루엔(1,3,5-trinitrotoluene), 크레이톤 옐로우(crayton yellow), 에틸 바이올렛(ethyl violet) 및 티몰프탈레인(thymolphthalein) 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법.
상기 제 1 항에 있어서,
상기 무기흡착제는 활석, 이산화티타늄, 탄산칼슘, 황산칼슘, 제올라이트, 이산화규소, 이산화티타늄, 탄산마그네슘, 산화아연, 질산칼륨 및 규조토, 산화알루미늄, 황산바륨, 탄산칼슘 및 황산칼슘 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 저점도 수지 또는 중점도 수지는 우레아수지, 멜라민수지, 폴리비닐알콜, 페놀수지, 폴리아크릴아마이드, 카르복시메틸셀룰로오스수지, 아크릴우레탄수지, 무수말레인산수지, 젤라틴수지 및 폴리에틸렌글리콜수지 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 화학물질 감지용 도료 조성물의 제조방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 화학물질 감지용 도료 조성물.
제 6 항의 화학물질 감지용 도료 조성물을 포함하여 제조되는 화학물질 감지용 시트.