KR950011500B1 - 원적외선 방사 피막 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

원적외선 방사 피막 조성물

본 발명은 냉장고 내부부품 피복제로 사용할 수 있는 무기질계의 원적외선 방사 피막 조성물에 관계되는 것으로서, 특히 냉장고 내부의 유리램프에 피복하여 램프의 표면 온도로 원적외선을 방사하도록 한 원적외선 방사 피막 조성물에 관한 것이다.

이러한 용도로 사용할 수 있는 내열충격성이 우수한 도료로는 실리카졸이나 콜로이달 알루미나 계통의 무기수지를 바인다로 사용하는 도료가 알려져 있는바, 이러한 무기질계 도료는 유기 관능성 실란을 경화제로 사용하는 가수분해 반응형의 2액형 도료로서 내열성과 부착력이 우수한 반면 열팽창 수축에 취약하고 작업성이 까다로운 문제점을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 전술한 형태의 무기질계 도료를 원적외선 방상룡 램프에 피복하면 램프를 사용하는 중에 도막이 램프 표면으로 부터 박리되는 경우가 나타나고 작업성이 민감할 뿐 아니라 은폐력이 부족하여 램프의 광선이 외부로 새어나오는 경우가 있다.

예를들면 대한민국 특허 공개번호 제 90-4229호에는 유기 관능성 실란 화합물을 주제로하고 실리카졸 또는 알루미나 졸을 경화제로 하는 내열성 무기질 피막 조성물이 공개되었고 일본국 공개특허공고 제 54-139938호에는 실리카졸과 아크릴 에스테르 공중합체 에멀죤 혼합액을 이용한 무기질 피복 조성물이 공개되었다. 이러한 공지의 피막 조성물은 기존의 실리콘 도료에 비하여 내열성과 내마모성은 우수하지만 2액형 도료이므로 작업성이 나쁘고 도막이 균열되는 문제점을 갖고 있었다. 따라서 1액형으로 구성되면서도 고형분 70% 이상에서도 침강이 생기지 않고 내열성과 내마모성이 우수한 도막 조성물이 요구되고 있다.

또한 일본국 특허공고 공번 62-256875호에는 건조로 내부 벽면에 피복하는 원적외선 방사 도료가 기재되어 있는바, 이 도료는 결합제인 실리콘 수지에 원적외선 방사용 충전제가 배합된 것이다. 이 도료는 결합제로 실리콘 수지를 사용하므로 작업성이 우수한 반면 실리콘 수지에 함유된 메틸이 또는 패닐기에의하여 원적외선이 차단되어 원적외선 방사유이 저하되고 유리에 처리하였을 유리와의 열팽창계수가 상이하여 고온으로 가열되면 도막이 탈락되는 경우가 나타나고 내열온도가 400℃ 정도에 불과하여 400℃ 이상의 내열온도를 요구하는 곳에는 사용할 수 없었다.

본 발명의 목적은 고형분 70% 이상에서도 침강이 생기지 아니하면서 작업성이 우수하고 내열성과 내마모성이 우수하며 유리와의 부착력이 우수하고 후도막에의한 강한 내식성을 갖는 원적외선 방사피막을 형성하는 피막 조성물을 제공하는 것이다.

진술한 발명의 목적은 콜로이달 알루미나로 유기 관능성 실란 화합물을 가수분해 반응시켜 제조한 가수분해 생성물을 함유하는 무기 결합제에 유기 혼합 용제, 무기 안료 및 원적외선 방사 기능성 필러를 배합한 피막 조성물에 의하여 달성된다.

본 발명의 한 형태는 콜로이달 알루미나와 유기 관능성 실란 화합물을 가수분해 반응시켜 제조한 가수분해 생성물로 구성된 내열성 수지 결합제 10-30중량%, 동-크롬계 무기안료 20-40중량%, 원적외선 방사 기능성 충전체 40-60중량% 및 유기 혼합 용제 10-20중량%로 조성된 피막 조성물로 구성된다.

본 발명에 사용되는 콜로이달 알루미나와 유기 관능성 실란 화합물의 가수분해 반응에 의하여 생성되는 가수분해 생성물로 된 무기 결합제는 콜로이달 알루미나와 유기 관능성 실란 화합물을 중량으로 1:1-1:3의 비율로 반응시켜 제조하는바, 이 가수분해 반응은 예를들면 다음의 방정식으로 나타낼수 있다.

식중 R은 메틸기나 에틸기를 나타낸다.

전술한 가수분해 반응은 발열 반응으로서 pH5 정도에서 반응이 진행된다.

본 발명에 있어서 콜로이달 알루미나와 유기 관능성 실란 화합물을 가수분해 반응시킬 때 유기 관능성 실란 화합물의 양이 콜로이달 알루미나 보다 적으면 가수분해 반응후 수분이 반응생성물중에 잔류하게 되어 도료의 겔화가 촉진될 뿐 아니라 유기 용제와의 상용성이 저하되어 피막 형성시 곰보현상(createring)이 나타나게 되고 유기 관능성 실란 화합물의 양이 콜로이달 알루미나의 3배를 초과할 때는 도막의 조막성이 나쁘게 되어 도막의 균열 현상이 나타나게 된다.

가수분해 생성물은 Al(OH)₂SiR(OR)₃와 미량의 알루미늄졸의 반데이 발스결합에 의하여 공존되는 상태로서 수분이 완전히 제거되고 소량의 알콜이 존재하게 되므로 이러한 가수분해 생성물을 결합제로 사용하는 경우에는 분무 도장시 다스트(dust)현상에 의하여 도막이 균일하게 이루어지지 않게되고 겔화 시간이 1주일도 되지 못하는 문제점을 갖고 있다. 따라서 본 발명에서는 겔화 시간이 6개월 이상 될수 있도록 유기 혼합 용제를 조성물에 첨가하여야 한다.

본 발명의 결합제 제조에 사용되는 콜로이달 알루미나는 고형분 10% 짜리와 고형분 20% 짜리가 있는바, 고형분 20%의 콜로이달 알루미나를 사용하는 경우 은폐력과 내열성이 우수하게 나타난다.

또한 유기 관능성 실란 화합물로는 매틸트리메톡시실란, 매틸트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란등이 사용된다.

본 발명에 사용되는 혼합 유기 용제는 n-부타놀 10-20%, 톨루엔 30-50%, 키실렌 20-30%, 부틸셀룰솔브 15-25% 및 메틸에틸케톤 15-20%의 혼합액을 사용하는바, 이 혼합 용제는 결합제의 중량을 기준으로 40-50%로 되고 전체 조성물의 중량을 기준으로 10-20% 되게 첨가한다. 이와같은 혼합유기용제는 가수분해 반응물과의 상용성이 우수하여 결합제의 점도를 상승시킨다.

혼합 유기 용제의 첨가량은 도료의 침강을 방지하면서 분무 도장시 도막에 다스트 현상이 나타나지 않도록 하기 위하여 전체 조성물 중량을 기준으로 10-20중량%의 범위내에서 사용하여야 하며, 혼합용제의 양이 20중량%를 초과하는 경우에는 결합제와의 상용성이 좋지 못하여 곰보 현상이 나타나게 되고 10중량% 이하로 사용된 경우에는 도료의 침강이 나타나고 다스트 현상이 나타나므로 10-20중량%의 범위내에서 사용하여야 한다.

본 발명에서는 피막 조성물의 유색 안료로서 동-크롬계 흑색 안료를 사용하는바, 동-크롬계 흑색 안료는 빛의 흡수율이 높을 뿐 아니라 원적외선 방사성을 갖고 있는 이점이 있다. 또한 무기 기능성 필러로는 지르코늄 실리캐이트, 아연-망강계 페라이트, α-Al₂O₃무스코라이트, 석영등 원적외선 방사율이 높은 체질안료와 도막의 내열 충격성을 향상시키기 위한 월라스토나이트를 사용한다.

본 발명에 사용되는 흑색 안료와 무기 기능성 필러는 1:1-1:2의 비율로 사용하는 것이 좋으며, 흑색 안료의 사용량은 전체 무기 기능성 필러의 양에 비하여 1/2 이하로 되는 경우에 은폐력이 부족하여 피막 조성물을 램프등에 도장한 후 램프 내부로부터 불빛이 밖으로 새어나오게 되고 필러의 양보다 많이 사용한 경우에는 도막이 균열될 수 있으므로 안료는 전체 무기 기능성 필러의 0.6-0.8% 범위에 들도록 사용하는 것이 가장 바람직하다. 전술한 무기 기능성 필러와 안료는 그 합계량이 전체 조성물의 중량을 기준으로 40-50% 범위로 되게 첨가하여야 하는바, 40% 이하인 경우에는 원적외선 방사 효율이 저조하고 60%를 초과할때는 도막의 부착력이 약화되므로 전술한 40-60%의 범위내에서 사용하여야 한다.

본 발명에 의한 피막 조성물을 결합제, 혼합 유기 용제, 무기 기능성 충전제 흑색 안료를 앞에서 설명한 비율로 배합하고 볼밀에서 30RPM으로 1-5일동안 밀링하여 제조한다.

본 발명에 의한 피막 조성물은 원적외선 방사용 램프나 철판등에 도장하여 150-200℃ 로 20분간 경화시키면 탈수 축합 반응에 의하여 내열성과 내충격성이 우수한 피막층이 얻어진다. 이와같이 형성된 피막은 100℃ 이하의 저온에서도 원적외선 방사율이 0.8% 이상을 나타내게 된다.

[실시예 1]

표1의 배합 비율에 따라 콜로이달 알루미나 10g과 메틸트리메톡시실란 20g을 교반하면서 배합하여 상온에서 가수분해 반응시키고 반응 생성물에 Cu-Cr계 안료와 기능성 필러 및 혼합용기 용제를 첨가하여 배합한 다음 볼 밀에서 30RPM으로 3일간 밀링하여 피막 조성물을 얻는다.

제조된 피막 조성물을 탈지한 철판 표면과 소형 전구에 30㎛의 도막 두께로 도장하고 물성 시험을 하였다.

시험결과는 표2에 기재한다.

[실시예 2]

실시예 1의 방법을 이용하되 표1의 성분과 배합량에 따라 피막 조성물을 제조하고 피막의 물성을 시험하여 시험 결과를 표2에 기재한다.

[비교예 1, 2]

표1의 성분을 그 배합량에 따라 배합하여 피막 조성물을 얻고 물성 시험하여 그 결과를 표2에 기재한다.

[표 1]

[표 2]

(주)

1. 부착성 : 2mm×2mm×10 크로스 캇트 후 테이프 박리 시험결과.

2. 내열성(1) : 꼬마전구에 도장후 220v/5w의 전원을 인가한 후 30일 후의 도막상태.

3. 내열성(2) : 마강판(0.8t×65mm×150mm)에 TCE탈지만으로 도장한 시편을 600℃/lhr 가열후 급냉후의 도막상태.

4. 내열사이클 : 꼬마전구에 도장후 200v/5w의 전원을 인가한 후 3시간 유지후 냉각 ×20회 후의 도막상태.

5. 은폐력 : 꼬마전구에 도장후 200v/5w의 전원을 인가한 후 빛이 밖으로 세어나오는 여부.

6. 원적외선 방사율 : 유리시편에 도장 후 온도 75℃, 파장 1~25㎛, 디지랩사의 FT-IR기로 측정.

Claims (2)

1. 결합제 10-30중량%, 동-크롬계 흑색 안료 20-40중량%, 원적외선 방사 무기 기능성 필러 40-60중량% 및 유기 혼합 용제 10-20중량%로 이루어진 원적외선 방사피막조성물에서, 결합제가 콜로이달 알루미나와 유기 관능성 실란 화합물을 1:1-1:3의 중량비로 가수분해 반응시켜 제조한 가수분해 생성물로 된 것임을 특징으로 하는 피막 조성물.
2. 청구범위 1항에서, 유기 혼합 용제가 n-부타놀 10-20중량%, 키실렌 20-30중량%, 톨루엔 20-30중량%, 부틸셀루솔브 15-25중량% 및 메틸에틸케톤 15-20중량%을 혼합하여서 된 것임을 특징으로 하는 피막 조성물.