KR20210023207A

KR20210023207A - 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물 및 이를 포함하는 에어로졸형 수성 도료 조성물

Info

Publication number: KR20210023207A
Application number: KR1020190103099A
Authority: KR
Inventors: 황득규
Original assignee: (주)수
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2021-03-04
Also published as: WO2021033866A1

Abstract

본 발명은 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물 및 이를 포함하는 에어로졸형 수성 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에멀젼 타입 바인더 15~45중량부, 물 20~45중량부, 캡슐형 소화약제 15~50중량부와, 유색안료 3~25중량부, 체질안료 20~40중량부, 첨가제 0.1~10중량부 및 pH조절제 0.1~10 중량부로 포함하여 이루어지고,
상기 에멀젼 타입 바인더는 아크릴계 바인더 또는 비닐계 바인더 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물에 관하여 개시한다.

Description

캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물 및 이를 포함하는 에어로졸형 수성 도료 조성물{One-part waterborne paint composition for initial fire suppression using capsule-type fire extinguishing agent and aerosol-type waterborne paint composition}

본 발명은 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물 및 이를 포함하는 에어로졸형 수성 도료 조성물에 관한 것이다.

종래의 화재진압은 소화기를 이용하여 직접 불을 끄는 소화방식이 전부였으나 기술의 발전으로 인하여 소화시스템이 개발되었으며, 이 소화시스템은 기체 소화 시스템, 분말 소화 시스템, 수계 소화 시스템 등 다양한 종류로 개발되어 널리 이용되고 있다. 상기 소화시스템의 메커니즘에 대해 간략히 설명하면, 기체 소화 시스템은 주로 물리적 소화로 화재 발생지의 산소 농도를 절감시킴으로써 소화시키고, 분말 소화 시스템은 가압 기체의 작용으로 분사되는 분말을 불꽃에 접촉시켜 물리 화학 억제 작용을 통하여 소화하며, 수계 소화 시스템은 물안개의 냉각, 질식, 열 복사의 차단 등 3가지 작용으로 화재를 억제한다.

아파트와 같은 집단시설의 화재, 지하도 및 지하철 화재 등의 경우 유독물질 및 가스 발생으로 인하여 직접 상기 소화시스템에 의한 소화가 어렵다. 이에 화재가 확산되는 것을 저지하기 위하여 위 시설에 난연성 재료나 도료가 사용되어 수동적으로 화재 확산을 저지하고 있다.

관련하여 대한민국 공개특허 제 10-2011-0051395호에 발포 내화도료에 대하여 개시하고 있다. 구체적으로 유성 및 수성 바인더와 난연제, 불연성 무기화합물, 보강제, 발포제 및 팽창흑연을 포함함으로써, 단열성이 높고 발포 후 내화도료층이 풍압에 의해 탈락되는 것을 방지 할 수 있다고 개시하고 있으나, 화재가 확산되는 시간을 지연하는 기능을 가질 뿐 초기 화재를 진압하는 소화기능을 나타낼 수 없다는 한계가 있다. 이에 기존 소화시스템과 보다 초기 화재진압을 위한 소화기능과 화재예방이 가능한 소방기능을 가진 시스템이 요구되었다.

따라서 대한민국 공개특허 제10-2018-0043570호에 소방기능을 가지는 도료 조성물과 이를 이용한 소방기능을 가지는 시트가 개발되었으나, 이에 따르면 폴리우레탄수지, MMA 및 소화약제를 포함하도록 하고 있어, 다양한 소재의 표면에 사용하기에는 부착성에 문제가 발생 할 수 있다. 이에 상기 폴리우레탄 타입 도료의 도포 전에 사전 에폭시 하도 도장을 진행해야 하는 문제점이 있고, 소화약제가 직접 투입되는 경우에는 도료의 장기저장성에 문제점이 발생하게 된다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0051395호 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2018-0043570호

따라서 본 발명에서는 내화재료나 난연재 및 난연 도료의 사용으로 불에 타지 않고 고온에 견디도록 하는 수동적인 화재대비 방식과 달리, 소화물질이 함유된 캡슐형 소화약제가 주입되어 있는 도료를 화재발생 예상부위에 도장함으로써 화재시 발생되는 열에 의해 도료가 연소되는 과정에서 도료 조직 내부의 소화약제에 의하여 초기에 화재를 진압함으로써 능동적으로 화재를 예방할 수 있으면서, 소지면의 부착성을 높이고 장기저장성을 높인, 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물을 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.

또한 본 발명은 자동차 보닛(bonnet) 내부, 전기 배전반 내부 등에 간편하고 용이하게 도장할 수 있도록 하는, 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 에어로졸형 도료 조성물을 제공하는 것을 다른 기술적 해결과제로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

에멀젼 타입 바인더 15~45중량부, 물 20~45중량부, 캡슐형 소화약제 15~50중량부와, 유색안료 3~25중량부, 체질안료 20~40중량부, 첨가제 0.1~10중량부 및 pH조절제 0.1~10 중량부로 포함하여 이루어지고,

상기 에멀젼 타입 바인더는 아크릴계 바인더 또는 비닐계 바인더 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물을 제공한다.

바람직하게는, 상기 캡슐형 소화약제는 코어-쉘 구조로 형성되고, 상기 코어는 플루오르화 케톤계 소화약제를 포함하고, 상기 쉘은 가교결합(Cross-link)된 고분자로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 에멀젼 타입 바인더는, 분산입자 직경이 10~100nm인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 도료 조성물은 pH 농도가 7.3~10.2인 것을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

상술한 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물 100중량부와, 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 액화석유가스(LPG) 또는 디메틸에테르(DME)인 액화가스 분사제 50~200 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 에어로졸형 수성 도료 조성물을 제공한다.

상기 본 발명에 따른 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물은, 캡슐형 소화약제를 이용함에 따라 도장시 도막 내에 포함되었다가 화재 발생 초기에 90~230℃의 열에 의해 캡슐이 반응하여 소화약제가 분사됨으로써 화재를 초기에 진압하게 되는 효과를 나타낸다. 뿐만 아니라 소화약제가 캡슐형태로 포함됨에 따라 저장성을 높이게 되는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 도료 조성물은 에멀전 타입 바인더를 포함함으로써 소재면에 대한 부착성을 향상시켜 다양한 소재면에 적용할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면 액화가스 분사제를 포함하여 에어로졸형 에폭시계 도료 조성물을 제공할 수 있어, 자동차 보닛(bonnet) 내부, 전기 배전반 내부 등의 복잡하면서 화재 위험이 있는 장소에 도장이 가능하기에 사용자의 편의를 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초기화재진압 실험 결과를 나타낸 사진이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

일 양태로서 본 발명은 에멀젼 타입 바인더 15~45중량부, 물 20~45중량부, 캡슐형 소화약제 15~50중량부와, 유색안료 3~25중량부, 체질안료 20~40중량부, 첨가제 0.1~10중량부 및 pH조절제 0.1~10 중량부로 포함하여 이루어지고, 상기 에멀젼 타입 바인더는 아크릴계 바인더 또는 비닐계 바인더 중 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 에멀젼 타입 바인더는 아크릴(Acryl) 수지계로서 아크릴(Acryl) 수지 에멀젼, 아크릴 실리콘(Acryl Silicon)수지 에멀젼, 염화비닐(Chrolinated Vinyl) 수지계로서, 에틸렌 비닐아세테이트(Ethylene Vinyl acetate)수지 에멀젼, 비닐아세테이트(Vinyl acetate) 하이브리드(Hybrid) 초산비닐(Vinyl) 수지 에멀젼, 비닐아세테이트-에틸렌(Vinylacetate Ethylene) 공중합 수지 에멀젼 등을 예시할 수 있다. 이러한 에멀전 타입 바인더를 사용함으로써 분산된 바인더 입자의 크기를 제조과정에서 온도나 pH 혹은 유화제 농도 등에 의하여 조절가능하므로, 보다 효과적으로 캡슐형 소화약제 및 안료들 상호간의 접착력을 효과적으로 제어하고 소재면에 대한 부착성을 향상시킬 수 있게 된다. 뿐만 아니라 도막 형성 시, 자연건조를 가능하게 하여 도장 시 작업성을 높이는 역할을 하고 내알칼리성 및 내후성을 향상시킬 수 있다.

이 때, 바람직하게는 상기 에멀전 타입 바인더는 15 내지 45 중량부를 포함하도록 한다. 이는 상기 에멀전 타입 바인더가 15중량부 미만인 경우 도막의 부착성, 내구성 등 물성이 저하될 수 있고, 45중량부를 초과하는 경우에는 상대적으로 다른 성분들의 함량이 낮아져 점도 및 흐름성의 저하에 따른 작업성 저하를 가져올 수 있기 때문이다.

본 발명에 적용이 가능한 에멀전 타입 바인더의 구체적인 예로서, 카르복실기 함유 아크릭 에멀젼 수지로 Setaqua-6802 (제조사: NUPLEX), NRCP2000 (제조사: 노루알앤씨) 등이 사용가능하다.

또 다른 예로, 상기 에멀전 타입 바인더로서 아크릴 수지 에멀전은 특별히 한정되지 않으나, 아크릴계 모노머, 유화제, 라디칼 중합 개시제, 이온교환수 존재 하에서 라디칼 중합하여 얻어진 수지일 수 있다. 여기서 아크릴 수지 에멀전을 얻기 위해 사용되는 아크릴계 모노머의 예로는 특별히 한정되지 않으나, 메타아크릴레이트 에스테르계 모노머, 아크릴레이트 에스테르계 모노머 등을 들 수 있다. 이때, 상기 메타아크릴레이트 에스테르계 모노머의 예로는 특별히 한정되지 않으나, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한 상기 아크릴레이트 에스테르계 모노머의 예로는 특별히 한정되지 않으나, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트 등을 들 수 있다.

한편 아크릴 수지 에멀전을 얻기 위해 사용되는 유화제의 예로는 특별히 한정되지 않으나, 이온성 유화제, 또는 비이온성 유화제 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. 이때, 상기 이온성 유화제와 비이온성 유화제를 혼합하여 사용할 경우, 혼합 비율은 특별히 한정되지 않으나, 이온성 유화제:비이온성 유화제를 4:6 내지 2:8의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 초기화재진압용 수성 도료 조성물은 액화가스 분사제를 혼합하여 에어로졸화할 수 있다. 이 경우 상기 혼합시의 겔화를 방지하기 위해서는 특히 에멀전 타입 바인더에 의한 입자간 결합력을 제어하는 것이 필요한 바, 상기 에멀전 타입 바인더의 분산입자 직경이 10 내지 100nm인 것이 적절하다. 보다 바람직하게는 50 내지 100nm인 것을 사용할 때, 혼합시 겔화를 방지하면서 에어로졸화되었을 때 분사되는 정도를 제어할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서 상기 캡슐형 소화약제는 외부는 가교결합(Cross-Link)된 젤라틴이 쉘의 형태로 포함되며, 상기 캡슐형 소화약제 내부는 플루오르화 케톤계 소화약제를 포함한다. 관련하여, 상기 캡슐형 소화약제는 화재발생에 의해 90~230℃ 온도 교차에 의하여 젤라틴 쉘이 파괴되며, 상기 캡슐형 소화약제 내부의 나노크기의 소화제가 외부로 노출되면서 소화가 유도되는 원리를 가진다. 또한 상기 캡슐형 소화약제는 10~400μm의 입자 크기를 가지도록 개발된 것으로, 이와 같은 축소된 마이크로 단위의 크기를 가짐에 따라 평활한 도막을 가진 초기화재진압용 도료에 효과적으로 적용시킬 수 있게 된다.

보다 바람직하게는 상기 캡슐형 소화약제는 15 내지 50 중량부 포함되도록 한다. 이는 상기 캡슐형 소화약제가 15중량부 미만의 경우 소화 기능을 충분히 발휘 하지 못하고, 50중량부를 초과하는 경우에는 저장성이 감소 할 뿐만 아니라, 점도가 상승하며, 심한 경우에는 도료가 겔화되는 현상이 발생하기 때문이다.

또한 본 발명에 있어서 상기 유색안료로는 산화티타늄, 산화철, 수산화철 및 산화크롬 등을 사용할 수 있으며, 유색안료가 3중량부 미만으로 포함시 은폐력이 감소하여 도료로써의 기능을 발휘하지 못하고, 25중량부 초과시 안료의 흡유량이 높아 점도가 높은 문제점이 있으므로, 충분한 색상을 구현하면서 작업성을 가지기 위해서는 3 내지 25중량부 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 적용가능한 안료의 구체적인 예로서, 레드 계열 안료는 퀴나크리돈 성분의 CINQUASIA MAGENTA RT-343 (제조사: CIBA)이, 황색/오렌지 계열 안료는 이소인돌리논 성분의 PALIOTOL YELLOW L-2140HD (제조사: BASF)이, 블루 계열 안료는 쿠퍼-프탈록시아민 계열의 IRGAZIN BLUE X-3367 (제조사: CIBA)이 적용 가능하다. 백색 안료는 이산화 티타늄이 적합하며, R-902 (제조사: DUPONT)가 대표적이다.

또한 본 발명에 있어서 상기 체질안료는 에멀전 타입 바인더에 의하여 도막을 형성할 때 충분한 도막 두께를 형성할 수 있도록 하여 도막의 강도를 향상시키는 것으로, 20 내지 40 중량부 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 체질안료는 일라이트-운모(Illite-Mica), 이산화티타늄, 제올라이트(Zeolite), 규사, 맥반석, 황토석, 감람석, 고령토, 규산염 광물, 규조토, 규회석, 납석, 돌로마이트, 리튬광물, 마그네사이트, 보크사이트, 벤토나이트, 세피오라이트, 산화철, 흑연, 탈크, 점토광물, 티타늄광물, 전기석, 플라이애쉬 및 고로슬래그 중 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서 상기 pH 조절제는 특히 도료 조성물의 분산성을 제어하기 위하여 포함되는 것으로, 도료의 겔화를 방지하기 위해는 pH가 7.3 내지 10.2가 되도록 조절제를 첨가하는 것이 중요하다. 본 발명에 적용가능한 PH 조절제의 구체적인 예로는, 디메틸에탄올아민 (제조사: NIPPON NYUKAZAI CO., LTD.) 등이 있다.

또한 본 발명에 있어서 상기 첨가제는 안료의 특성 및 도료의 용도에 맞게 포함하는게 바람직하며, 일반적으로는 분산제, 소포제, 유동성 조절제, 부착증진제 및 방청제를 포함한다. 관련하여 상기 첨가제는 0.1 내지 10 중량부 포함하는 것이 바람직하다. 이는, 첨가제의 사용 비율이 0.1중량부 미만의 겨우 분산제 효과를 제대로 발휘 할 수 없으며, 첨가제 비율이 10 중량부 초과하는 경우 핀홀, 색분리, 건조불량 등의 문제점을 일으킬 수 있기 때문이다.

수성 도료의 경우 유성 도료와 달리 용제가 물로 구성되어 있어 도장 후 표면 고화가 지연되어 흐름 및 얼룩 등의 현상이 발생할 수 있다. 따라서 건조 도막에서의 흐름 및 얼룩 등의 문제점을 해결하면서 충분한 도막이 형성될 수 있도록 하는 것이 중요하다. 이에 본 발명의 경우에는 에멀젼 타입 바인더 15~45중량부, 물 20~45중량부, 캡슐형 소화약제 15~50중량부와, 유색안료 3~25중량부, 체질안료 20~40중량부, 첨가제 0.1~10중량부 및 pH조절제 0.1~10 중량부로 포함하여 이루어지도록 하여, 상술한 바와 같이 에멀전 타입 바인더에 의하여 캡슐형 소화약제, 유색안료, 체질안료 등 간의 상호간 접착력을 증대시켜 도막의 소재면에 대한 부착성과 도막 물성, 작업성 등을 향상시키고, 특히 pH조절제에 의하여 pH를 조절함으로서 도료의 겔화를 방지하면서 충분한 도막이 형성될 수 있도록 구성되었다. 이에 따라 본 발명의 초기화재진압용 도료는 수성 도료로서 희석이 용이하고 끈적거림이 적어서 붓으로 칠하기도 쉽고 표면정리를 위해 물청소를 한 후 습기가 약간 남아있어도 도장이 가능하다는 장점이 있으며, VOC를 감소시키면서 친환경적인 도료를 제공하면서도 초기화재진압을 효과적으로 수행할 수 있게 된다.

다른 양태로서 본 발명은 상술한 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물과 액화가스 분사제를 포함하여 이루어지는, 초기화재 진압용 에어로졸형 수성 도료 조성물에 관한 것이다. 구체적으로 상기 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물 100 중량부와, 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 액화석유가스(LPG) 또는 디메틸에테르(DME)인 액화가스 분사제 50~200 중량부를 포함하는 것이 중요하다. 이는, 상기 액화가스 분사제가 50 중량부 미만의 경우 분사가스의 양이 적어 도료가 제대로 분사되지 않아 도막의 두께가 얇아지게 되고, 그 만큼 도막의 기계적, 화학적 물성을 발휘하지 못하는 문제점이 발생하고, 200중량부 초과시에는 도료가 과량 분사되어 원하는 도막의 두께를 형성하기가 어려운 문제점이 있기 때문이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 캡슐형 소화약제가 포함된 수성 도료 조성물

아크릴 에멀전 바인더 30 중량부와 물 30 중량부, 캡슐형 소화약제(파이로 치미카 社) 35 중량부, 백색 안료인 이산화티탄(TiO₂) 20 중량부와 탈크(Talc) 15 중량부, 마이카(Mica) 10 중량부 및 첨가제인 분산제 1.5 중량부, 레벨링제 1.5 중량부, 소포제 2 중량부 및 pH조절제 3 중량부를 혼합 및 교반하여 제조하였다.

<비교예 1> 일반 소화약제가 포함된 수성 도료 조성물

아크릴 에멀전 바인더 30 중량부와 물 30 중량부, 분말 소화약제인 탄산수소나트륨 20 중량부, 탄산수소칼륨 15 중량부, 백색 안료인 이산화티탄(TiO₂) 20 중량부와 탈크(Talc) 15 중량부, 마이카(Mica) 10 중량부 및 첨가제인 분산제 1.5 중량부, 레벨링제 1.5 중량부, 소포제 2 중량부 및 pH조절제 3 중량부를 혼합 및 교반하여 제조하였다.

<비교예 2> 일반 수성 도료 조성물

아크릴 에멀전 바인더 30 중량부와 물 30 중량부, 백색 안료인 이산화티탄(TiO₂) 20 중량부와 탈크(Talc) 30 중량부, 마이카(Mica) 30 중량부 및 첨가제인 분산제 1.5 중량부, 레벨링제 1.5 중량부, 소포제 2 중량부 및 pH조절제 3 중량부를 혼합 및 교반하여 제조하였다.

<실험예 1> 도료 기본 물성 측정

상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조된 수성도료 조성물을 점도, 비중 SVR, 건조시간 및 재도장 간격을 측정하였다. 이 때, 상기 건조 시간은 건도막 50㎛ 기준으로 온도 25℃, 습도 45%의 상태에서 측정하였다.

초기 물성	점도 (KU)	비중	SVR (%)	흐름성 (㎛)	건조 (분)
실시예 1	93	1.44	42	60	지촉	23
					고화	54
비교예 1	96	1.42	39	60	지촉	36
					고화	71
비교예 2	87	1.38	35	60	지촉	31
					고화	59

상기 표 1을 참고하면, 캡슐형태의 소화약제를 사용한 본 발명의 실시예 1과 분말 소화약제를 사용한 비교예 1 및 일반수성 도료인 비교예 2의 기본물성 확인 결과 비중, 흐름성, SVR은 수치상 크게 차이가 나지 않음을 확인하였으나, 초기점도와 건조성의 비교 결과에서는 본 발명의 실시예 1의 경우 일반수성 도료인 비교예 2와는 물성적인 차이가 없으나, 분말 소화약제를 사용한 비교예 1의 경우 초기 점도도 높으며, 지촉은 약 13분, 고화건조는 약 17분 정도 차이가 있음을 확인하였다. 이에 따라 본 발명의 수성 도료 조성물의 경우 도료로서의 물성을 갖추면서 작업성이 있는 것을 확인할 수 있었다.

<실험예 2> 도료 저장성 시험

상기 실험예 1과 동일한 도료 1,000g을 각각 밀폐상태의 PE용기에 담아 60℃ 오븐, 냉장 저온 -10~0℃ 및 상온의 환경에서 초기에는 1일 간격, 7~8일 간격으로 총 30일간 점도 및 Gel현상 도료의 변화를 관찰하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

저장성	온도	검사	1일 경과	7일 경과	15일 경과	22일 경과	30일 경과
실시예 1	60℃	점도	93KU	97KU	102KU	104KU	106KU
	60℃	Gel	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음
	상온	점도	93KU	95KU	97KU	99KU	103KU
	상온	Gel	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음
비교예 1	60℃	점도	96KU	110KU	131KU	141KU	측정불가
	60℃	Gel	이상없음	이상없음	Soft Gel	Soft Gel	Gel
	상온	점도	96KU	104 KU	111KU	124KU	138KU
	상온	Gel	이상없음	이상없음	이상없음	Soft Gel	Soft Gel
비교예 2	60℃	점도	87KU	90KU	94KU	98KU	105KU
	60℃	Gel	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음
	상온	점도	87KU	89KU	92KU	97KU	99KU
	상온	Gel	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음

상기 표 2를 참고하면 캡슐형태의 소화약제를 사용한 본 발명의 실시예 1과 일반수성 도료인 비교예 2는 장기저장성, 상온 및 60℃의 환경에서 무리없이 사용이 가능한 것을 확인하였으나, 분말 소화약제가 포함된 비교예 1의 경우 1주일 간격으로 점도가 약 10~20KU 상승하였으며, 2주 경과 후에는 도료의 Soft Gel현상이 발생하기 시작한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 발명의 수성 도료 조성물의 경우 장기저장성이 있는 것을 확인할 수 있었다.

<실험예 3> 도막 종류에 따른 도막 부착성(호환성) 시험

구도막과의 본 발명 수성 도료 조성물과의 부착성을 확인하기 위해 150mm×150mm 크기의 2T 강판에 실시예 1을 이용한 도막, 에폭시도막(KCC, ET5740) 우레탄도막(노루페인트, 애니탄), 에나멜도막(삼화페인트, 속건에나멜 상도) 및 일반 강재에 100㎛ Spray 1회 도포한 뒤, 7일간 자연건조 하였다.

다음으로, 상기 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 수성도료 조성물을 50㎛ Spray를 통하여 도포하여 7시간 자연건조하여 시편을 제작 하였다.

제작된 시편은 ASTM D 3359에 의거하여 Cross Cut 방법을 통하여 부착성을 확인 하였다. 그 결과는 하기 표 3에 나타냈다.

부착성 결과	구도막 종류
부착성 결과	일반강재	우레탄	에폭시	에나멜
실시예 1	5B	5B	5B	5B
비교예 1	3B	3B	2B	3B
비교예 2	5B	4B	4B	5B

상기 표 3을 참고하면, 캡슐형태의 소화약제를 사용한 본 발명 실시예 1과 일반수성 도료인 비교예 2는 4B~5B로 양호한 부착성능을 보였으나, 일반 소화약제가 포함된 비교예 1의 경우에는 2B~3B의 부착력으로 도막이 일부 떨어짐을 확인 하였다. 따라서 본 발명의 수성 도료 조성물의 경우 구도막과의 부착성도 우수한 것을 확인할 수 있었다.

<실험예 4> 소화성 시험

상기 실시예 1 및 비교예 1,2에서 에어로졸 형태의 도료를 150mm × 150mm 크기의 2T 강판에 건도막 100㎛ 도장하여 상온에서 7일간 건조하여 시편을 제작하였다.

상기 제작된 시편은 부피 30L의 문개방이 가능한 철재 실험상자 내부에 상기 제조된 시편과 가로 80mm × 세로 80mm × 높이 50mm(소재: 철, 두께: 3mm)의 소화모형에 노르말헵탄(n-heptane)을 높이 30mm까지 채워 넣고 철재 실험상자에 같이 위치 시켰다. 다음으로 노르말헵탄(n-heptane)에 점화하여 30초간 예비연소 후 문을 닫고 소화되는 시간을 총 5번 측정하였다. 그 결과는 하기 표 4 및 도 2에 나타냈다.

소화성	시간 (sec)
실시예 1	30~90
비교예 1	100~150
비교예 2	소화되지 않음

상기 표 4를 참고하면, 측정결과 일반수성 도료인 비교예 2는 초기 화재에 대응하여 소화가 이루어지지 않았고, 분말형 소화약제를 사용한 비교예 1의 경우 짧게는 100초에서 길게는 150초 정도 소화시간이 필요하였으며, 본 발명의 캡슐형 소화약제를 사용한 실시예 1의 경우에는 짧게는 30초 길게는 90초에 소화가 완료된 것을 확인할 수 있었다. 이로써 본 발명의 수성도료 조성물이 초기화재에 대응하여 소화가 가능한 것을 확인할 수 있었다.

이와같이 본 발명에 따르면, 소화물질이 함유된 캡슐형 소화약제를 포함하고, 주입되어 있는 도료를 화재발생 예상부위에 도장함으로써 화재시 발생되는 열에 의해 도료가 연소되는 과정에서 도료 조직 내부의 소화약제에 의하여 초기에 화재를 진압함으로써 능동적으로 화재를 예방할 수 있으면서, 소지면의 부착성을 높이고 장기저장성을 높인, 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물을 제공할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 본직적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능 할 것이다. 따라서 본 발명에 개신된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

에멀젼 타입 바인더 15~45중량부, 물 20~45중량부, 캡슐형 소화약제 15~50중량부와, 유색안료 3~25중량부, 체질안료 20~40중량부, 첨가제 0.1~10중량부 및 pH조절제 0.1~10 중량부로 포함하여 이루어지고,
상기 에멀젼 타입 바인더는 아크릴계 바인더 또는 비닐계 바인더 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 캡슐형 소화약제는 코어-쉘 구조로 형성되고, 상기 코어는 플루오르화 케톤계 소화약제를 포함하고, 상기 쉘은 가교결합(Cross-link)된 고분자로 형성되는 것을 특징으로 하는, 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 에멀젼 타입 바인더는, 분산입자 직경이 10~100nm인 것을 특징으로 하는, 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 도료 조성물은, pH 농도가 7.3~10.2인 것을 특징으로 하는, 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 1액형 수성 도료 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 수성 도료 조성물 100 중량부와,
상기 조성물 100 중량부를 기준으로 액화석유가스(LPG) 또는 디메틸에테르(DME)인 액화가스 분사제 50~200 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 캡슐형 소화약제를 이용한 초기화재진압용 에어로졸형 수성 도료 조성물.