KR100376561B1 - 알루미늄 피막제의 제조방법 및 동 방법에 의해 제조한 피막제를 이용한 알루미늄판의 피막방법 - Google Patents

알루미늄 피막제의 제조방법 및 동 방법에 의해 제조한 피막제를 이용한 알루미늄판의 피막방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알루미늄 피막제의 제조방법 및 동 방법에 의해 제조한 피막제를 이용한 알루미늄판의 피막방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 알루미늄판의 부식 및 곰팡이의 발생을 방지할 수 있는 아크릴계 피막제(Acryl resin coating)의 제조방법 및 이를 이용한 알루미늄판의 피막방법에 관한 것이다.
종래의 알루미늄판은 크롬 피막(Chromium coating)을 하여 왔으나 최근 들어 환경호르몬을 유발한다는 문제점이 지적되면서 대체품의 필요성이 요구되어 왔다. 본 발명은 합성수지 가운데 알루미늄과 접착력이 우수한 수용성의 폴리비닐알콜 수지(Polyvinyl alcohol resin)와 폴리아크릴산나트륨(Sodium Poly Acrylate)이 2가 이상의 금속에 의하여 비수용성으로 되는 특성을 이용하여 3가 이온을 발생하는 알루미늄 금속과 접촉시켜 내수성피막을 형성시킴과 동시에, 곰팡이를 강력하게 사멸시킬 수 있는 글리세린 저급지방산 에스테르를 폴리아크릴산 나트륨의 중합과정에 1∼2% 첨가하고 공중합(Copolymerization)하여 항미생물성 폴리아크릴산나트륨 수지를 제조한다.
본 발명은 알루미늄판의 부식방지 및 곰팡이 발생을 억제하므로 알루미늄판의 용도를 극대화할 수 있다.

Description

알루미늄 피막제의 제조방법 및 동 방법에 의해 제조한 피막제를 이용한 알루미늄판의 피막방법{Manufacturing Method for Coating Aluminium Plate and Coating Method Using Thereof}
본 발명은 알루미늄 피막제의 제조방법 및 동 방법에 의해 제조한 피막제를 이용한 알루미늄판의 피막방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 알루미늄 판의 부식방지 및 곰팡이 발생을 방지할 수 있는 아크릴계 피막제(Acryl resin coating)와 식음료 캔의 내장제의 제조방법에 관한 것으로 환경호르몬의 발생이 염려되는 크롬피막과 에폭시수지 내장 알루미늄 판의 대체물질로 식품첨가물로 사용되고 있는 폴리아크릴산나트륨을 이용한 내수성 알루미늄 피막제와 겸하여 항미성을 추가한 폴리아크릴산나트륨 수지의 발명에 목적을 두고 있다.
종래의 크롬(Chromium)계 피막제와 식음료 내장피막의 에폭시수지가 환경호르몬을 발생한다는 보고와 함께 이들에 대한 대체품이 시급히 요구되고 있으므로 식품첨가물로 허가되어 있는 폴리아크릴산나트륨을 이용한 알루미늄판 피막제를 발명함과 동시에 가정과 자동차에 많이 이용되고 있는 에어컨에 사용하고 있는 크롬피막 알루미늄 판과 식음료캔의 에폭시수지막 알루미늄 판의 단점인 곰팡이의 발생을 억제하는 항미성 폴리아크릴산나트륨 수지의 제법을 추가로 발명하였다.
최근에 환경호르몬의 문제가 대두되면서 지금까지 사용하여 왔던 크롬 피막(Chromium coating)과 에폭시수지막(Epoxy resin coating)이 환경호르몬을 유발하게 된다는 문제가 야기되면서 대체품의 필요성이 요구되고 있다.
종래에 자동차나 가정용 에어컨에 많이 사용되고 있는 알루미늄판은 현재까지 크롬 피막에, 알루미늄 식음료캔의 내장은 에폭시수지막에 의존하여 왔고 이들을 대체할 만한 기술이 개발되지 못하고 있었다. 또한 크롬피막제나 에폭시수지를 대체하기 위해서는 첫째; 알루미늄과 접착력이 우수한 수지이어야 하고, 둘째; 피막을 형성한 다음 내수성이어야 하고, 셋째; 도포작업의 편리성과 용제의 유해성을 감안하여 수용성 수지가 적당하고, 넷째; 수용성수지가 경화(curing)과정에서 비수용성 수지로 전환될 수 있는 수지이어야 한다.
알루미늄판의 피막제에 관한 종래기술은 크롬을 위시한 무기성 피막제와 에폭시수지에 한정되어 있고 폴리아크릴산나트륨은 유기성 피막제이고 식품첨가물로 허용되어 있기 때문에 본 발명은 종래의 발명과는 기술적 구성이 다른 것들이다.
본 발명은 폴리아크릴산나트륨의 중합과정에 글리세린 저급지방산 에스테르를 첨가하고 공중합(Copolymerization)시켜 부식방지 및 항미생물성을 부여하여 알루미늄판의 내수성피막과 곰팡이 발생을 방지할 수 있는 알루미늄 피막제의 제조방법 및 동 방법에 의해 제조한 피막제를 이용한 알루미늄판의 피막방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 합성수지 중에서 알루미늄과 접착력이 우수한 수용성 수지로는 아크릴계 수지가 적합하고 조건에 따라 내수성으로 전환되는 특성을 가지고 있다는 사실을 알고 폴리아크릴산나트륨(Sodium Poly Acrylate)을 중합하는 과정에 글리세린 저급지방산에스테르(Glycerin low fatty acid ester)를 첨가하여 알루미늄판의 피막제로 사용하는 데 있다. 즉, 폴리아크릴산나트륨은 2가 이상의 금속에 의하여 비수용성으로 되는 특성을 가지고 있으므로 3가 이온을 발생하는 알루미늄 금속과 접촉하게 되면 내수성피막을 형성하게 되는데, 폴리아크릴산나트륨 피막에 항미생물성을 부여하고 자 곰팡이를 강력하게 사멸시킬 수 있는 글리세린 저급지방산에스테르를 폴리아크릴산나트륨의 중합과정에 1∼2% 첨가하고 공중합(Copolymerizatio n)하여 항미생물성 폴리아크릴산나트륨을 얻는다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 알루미늄 피막제로 사용하는 내수(耐水), 방미(防黴)성 아크릴계 수지는 정제수에 수산화나트륨을 용해하고 아크릴산을 가하여 실온에서 반응시켜 아크릴산나트륨을 얻는 단계와, 중합제인 과산화나트륨을 첨가하고 실온에서 중합하여 폴리아크릴산나트륨 용액을 제조한다.
보다 상세하게는 정제수에 수산화나트륨 1당량을 용해하고 아크릴산 1당량을 가하여 1시간∼3시간 동안 반응시킨 후, 글리세린 저급지방산에스테르 0.2당량을 가한 다음 충분히 용해시키고, 중합제인 과황산나트륨 0.001당량을 첨가하고 실온에서 2시간 교반하면서 공중합하여 글리세린 저급지방산에스테르-폴리아크릴산나트륨 용액을 제조한다. 본 발명의 알루미튬 피막제의 제조에 있어서 다양한 사용량으로 사용한바 수산화나트륨 1당량, 아크릴산 1당량, 글리세린 저급지방산에스테르 0.2당량 및 중합제인 과황산나트륨 0.001당량을 첨가시 본 발명의 목적에 부합하는 알루미늄 피막제를 제조할 수 있었다.
한편 상기 아크릴계 수지 폴리아크릴산나트륨 용액을 이용하여 알루미늄판의 피막방법은 알루미늄판 표면을 3%-염산용액에 침지하여 알루미늄판의 오염물질을 제거하고 정제수로 세척한 후, 건조하여 상기의 방법에 의해 제조된 아크릴계 수지인 5% 글리세린 저급지방산에스테르-폴리아크릴산나트륨 용액 중에 알루미늄판을 1분간 침지한 후, 아크릴산나트륨 피막판을 30∼40℃에서 2시간 건조한 후, 80℃에서 1시간 동안 알루미늄판 표면을 경화하는 단계를 포함한다.
이하 본 발명을 다음의 실시예 및 시험예에 의하여 설명하고자 하며 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
＜실시예 1＞
정제수에 수산화나트륨 1당량을 용해하고 아크릴산 1당량을 가하여 아크릴산 나트륨을 반응시킨 후, 중합제인 과황산나트륨 0.01당량을 첨가하고 실온에서 2시간 교반하면서 중합하여 40%의 폴리아크릴산나트륨 용액을 제조하였다.
＜실시예 2＞
정제수에 수산화나트륨 1당량을 용해하고 아크릴산 1당량과 글리세린 저급지방산에스테르 0.2당량을 가한 다음 충분히 용해하고 중합제인 과황산나트륨 0.001당량을 첨가하고 실온에서 2시간 교반하면서 공중합하여 40%의 글리세린 저급지방산에스테르-폴리아크릴산나트륨 용액을 제조하였다.
＜실시예 3＞
알루미늄판의 표면을 3%-염산용액에 침지하여 오염물질을 제거하고 정제수로 세척한 후, 건조하여 실시예 1에서 제조한 5%-폴리아크릴산나트륨의 용액 중에 알루미늄판을 1분간 침지하여 꺼낸 다음 아크릴산나트륨 피막판을 30∼40℃에서 2시간 건조한 다음 80℃에서 1시간 알루미늄판 표면을 경화시켰다.
＜실시예 4＞
실시예 2의 공중합물 5%용액에 염산처리한 알루미늄판을 1분간 침지하고 꺼낸 피막판을 30∼40℃에서 2시간 건조한 다음 80℃에서 1시간 알루미늄판 표면을경화시켰다.
＜시험예＞
본 발명의 공중합물을 대상으로 알루미늄(1cm×10cm×0.3cm)판에 각각 실시예 3과 4와 같은 방법으로 코팅하여 내식성과 항미생물성을 측정한 결과를 다음의 표 1에 나타냈다.
표 1. 내식성 및 항미성 결과
코팅품 내식성 (30일 후) 항미성 (30일 후)
실시예 3의 코팅품 부식되지 않음 발생이 없음
실시예 4의 코팅품 부식되지 않음 발생이 없음
본 발명의 폴리아크릴산나트륨 공중합물을 알루미늄판에 코팅하면 내식성이 전혀 나타나지 않고 광택성이 양호하며 곰팡이도 발생되지 않으므로 종래 알루미늄판에 크롬피막 코팅으로 인한 환경호르몬 문제를 해결할 수 있다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 정제수에 수산화나트륨 1당량을 용해하고 아크릴산 1당량을 가하여 1∼3시간 동안 실온에서 반응시켜 아크릴산나트륨을 얻는 단계와, 글리세린 저급지방산에스테르 0.2당량을 가한 다음 충분히 용해시키고 중합제인 과황산나트륨 0.001당량을첨가하고 실온에서 2시간 교반하면서 공중합하여 글리세린 저급지방산에스테르-폴리아크릴산나트륨 용액을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 피막제의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 알루미늄판의 피막방법에 있어서,
    특허청구범위 제2항의 5% 글리세린 저급지방산에스테르-폴리아크릴산나트륨 용액 중에 표면의 오염물질을 제거한 알루미늄판을 1분간 침지한 후, 알루미늄판의 아크릴산나트륨 피막을 30∼40℃에서 2시간 건조한 다음 80℃에서 1시간 알루미늄판 표면을 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄판의 피막방법.
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