KR101486058B1 - 수지조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수지조성물에 관한 것으로서 베이스수지와, 팽창된 상태로 베이스수지에 첨가되어 베이스수지에서 발생하는 수분 또는 가스를 제거하는 다공질 구조의 흡수제를 포함한다.
그리고 본 발명은 수지조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 베이스수지를 준비하는 준비단계와, 다공질 구조의 흡수제를 팽창시키는 팽창단계와, 베이스수지에서 발생하는 수분 또는 가스를 제거하기 위하여 팽창단계에서 팽창된 상태의 흡수제를 베이스수지에 첨가 및 혼합하는 혼합단계를 포함한다.
본 발명에 따른 수지조성물은 팽창단계에서 소정의 온도 이상으로 가열되는 흡수제는 내부에 포함되어 있던 수분 또는 가스가 제거되며, 이와 같이 수분 또는 가스가 제거된 상태에서 베이스수지에 첨가되므로 베이스수지에 혼입된 수분 또는 가스를 흡수할 수 있는 용적률을 능력을 늘릴 수 있다.
그리고, 다공질 구조를 갖는 흡수제 내부가 대기압보다 상대적은로 낮은 압력이 걸린 상태에 있게 되므로 도장 작업을 수행할 때 수지조성물과 공기 중의 수분이 서로 반응하여 생성된 이산화탄소를 용이하게 흡수할 수 있어 도장대상의 표면 또는 캐스팅을 이용한 제품의 표면을 매끄럽게 만들 수 있다.

Description

수지조성물 및 이의 제조방법{The liquid resin composition and produce method thereof}
본 발명은 수지조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 스프레이, 붓, 핸드레이업, 회전등 도장, 주조, 사출 등의 캐스팅 분야에서 사용되는 수지조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 철재는 고유 특성에 따라 강성은 뛰어나지만 수분에 노출시 녹이 발생하는 문제가 있으며, 플라스틱은 약품, 침식, 자외선, 또는 변색 등에 취약하여 외관에서 흐름, 흠, 색상의 제한, 또는 산화 등으로부터 오는 표면 결함을 갖는다.
이런 문제점들을 해결하기 위하여 종래부터 용제형이나 수용성 도료를 예를 들면, 오일계, 알키드계, 염화고무계, 비닐계, 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계, 실리케이트계, 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 아미노계 등 이들 외에도 다양한 수지들로 도료나 코팅제를 제조 소재 표면에 도장하여 철재 또는 플라스틱 소재가 갖는 결점을 보완하고 동시에 색상을 부여하여 외관을 향상시켜왔다.
그러나, 산업사회가 다양한 방면으로 발전하고 소득수준이 높아짐에 따라 소비자의 제품에 대한 요구수준도 높아지고 그와 더불어 점점더 다양한 기능을 가지는 도료, 코팅 소재를 필요로 하고 있는 추세이다.
이러한 다양한 요구를 수용하기 위하여 오일계, 알키드계, 염화고무계, 비닐계, 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계, 실리케이트계, 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 아미노계등 이외에도 다양한 소재를 사용하여 각종 도료, 코팅제를 연구개발 생산 판매를 하고 있다.
그러나, 거의 대부분의 사용 환경조건으로 제시하고 있는 공통점 중 하나로 높은 습도(상대습도 85%이하 이슬점+3 이상)하에서는 도장작업을 금하고 있는데 이는 습기나 수분이 도료, 코팅 물성에 나쁜 영향(접착, 표면, 색상불량 등을 초래)을 가져오기 때문이다.
이러한 제약조건은 모두 습기에 의한 영향으로 날씨가 흐리거나 우천시 또는 여름철 습도가 높거나 할 경우 도장, 코팅작업에 제약받기 때문에 생산성이 떨어지고 무리한 작업을 하는 경우가 허다하며 이로 인한 도막, 코팅막 불량이 발생하게 되어 이로 인한 물적 손실은 물론 추가적 비용의 발생 초래하며 여러 가지 부가적인 문제가 발생하기 때문에 이러한 제약조건에서도 작업 가능한 도료, 코팅제의 요구가 증대되고 있다.
특히 상기의 소재중에서 우레탄/우레아 소재는 이소시아네이트와 폴리올/폴리아민을 사용하기 때문에 코팅, 도장 과정에서 이소시아네이트 그룹과 물(H2O)과 화학반응으로 탄산가스를 발생시켜 코팅도막에 기포와 기공을 생성함으로 우레탄/우레아 소재의 우수한 물성에도 불구하고 사용에 제한을 받는다.
또한 에폭시수지, 아크릴수지, 알키드수지, 에스테르계수지 등도 습도가 높은 환경에서 작업시 습기의 영향에 의하여 코팅도막의 접착불량, 도막 성능의 저하 등 다양한 문제를 초래하기 때문에 이러한 고습 작업환경에서 발생되는 문제점을 극복하기 위하여 흡수, 흡착제나 극소수성 수지 등 다양한 방법이 제시되고 있지만 아직까지 만족스러운 결과를 얻지 못하고 있고 그 특성 또한 범용적이지 않아 극히 부분적인 부분에 적용되고 있으며 그 또한 가격이 고가로 사용에 한계성을 가지고 있다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 흡수, 흡착제를 사용하여 해결하고자 많은 분야에서 적용하고 있는데 주로 사용되고 있는 흡수, 흡착제로는 다수의 나노세공(nanopore)을 가지고 있고 기공의 크기가 약 2(ngstrm) 부터 10의 일정크기를 가지고 있는 광물들을 주로 사용하고 있는데 대표적으로 몰레큐라시브(Molecular Sieves), 제올라이트(Zeolite), 실리카(silica) 활성탄 등을 사용하고 있다
그러나, 기존의 사용방법은 흡수, 흡착제를 가열하여 나노세공(nanopore) 내에 있는 수분이나 기타 가스등을 제거한 후 냉각하여 포장되는 과정을 거친 흡수, 흡착제를 구입하여 사용하기 때문에 냉각되는 과정에서 나노세공(nanopore) 내부로 공기가 유입되고 미량이나마 대기중의 수분도 같이 유입되게 된다.
이렇게 제조 판매되는 흡수, 흡착제는 나노세공(nanopore) 내부에 있는 공기등으로 인하여 감압상태에 있는 나노세공(nanopore)에 비하여 흡수, 흡착능력이 떨어진다는 것을 발견하였으며, 그래서 본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하는 방안으로서 나노세공(nanopore) 내부를 감압상태로 유지시키면 흡수, 흡착 능력이 현저히 개선된다는 것을 발견하였고 이를 해결하기 위한 방안으로 수지에 흡수, 흡착제를 투입하기 직전에 나노세공(nanopore) 내부를 감압상태로 유지된 상태로 투입하므로 수지에 투입된 흡수, 흡착제의 나노세공(nanopore)입구를 나노세공(nanopore) 보다 상대적으로 크기가 더 큰 고분자 수지가 봉쇄하게 되므로 나노세공(nanopore) 내부를 감압상태로 유지 할 수 있음을 발견하였다.
이를 해결하기 위한 구체적인 방법의 한가지로 흡수, 흡착제를 가열하여 나노세공 내부에 있는 습기, 공기등을 제거하는 단계와 나노세공 내부를 팽창시켜 감압시키는 단계와 상기 단계에서 가열된 상태로 수지에 투입하여 수지 내부에 있는 흡수, 흡착제 나노세공 내부가 수지가 상온 또는 가열된 상태에서도 감압상태를 유지되는 방법이며 또다른 구체적인 방법으로는 흡수, 흡착제를 상온 또는 가열된 상태에서 진공펌프등을 사용하여 나노세공 내부에 있는 습기, 공기 등을 제거하는 단계와 나노세공 내부를 감압시키는 단계와 상기 단계에서 감압된 상태로 수지에 투입하여 수지 내부에 있는 흡수, 흡착제 나노세공 내부가 수지가 상온 또는 가열된 상태에서도 감압상태가 유지되는 방법이다.
KR 10-1136124 B1 KR 10-2009-0131529 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 도료, 코팅제나 수지성형에 있어서, 도포나 성형시 수지로 혼입된 수분 또는 가스를 제거함으로써 고습한 환경에서도 작업이 가능하고, 접착력을 증가시키면서 코팅도막 및 성형품의 표면을 매끄럽게 할 수 있는 수지조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수지조성물은 베이스수지와; 팽창된 상태로 상기 베이스수지에 첨가되어 상기 베이스수지에서 발생하는 수분 또는 가스를 제거하는 다공질 구조의 흡수제;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 흡수제는 50℃ 내지 1000℃로 가열하여 팽창시킨 것을 특징으로 한다
상기 흡수제는 진공 분위기를 조성하여 팽창시킨 것을 특징으로 한다.
상기 흡수제는 진공 분위기를 조성하면서, 50℃ 내지 1000℃로 가열하여 팽창시킨 것을 특징으로 한다.
상기 흡수제는 제올라이트, 탈크, 실리카, 탄산칼슘, 플라이 애시 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수지조성물의 제조방법은 베이스수지를 준비하는 준비단계와; 다공질 구조의 흡수제를 팽창시키는 팽창단계와; 상기 베이스수지에서 발생하는 수분 또는 가스를 제거하기 위하여 상기 팽창단계에서 팽창된 상태의 상기 흡수제를 상기 베이스수지에 첨가 및 혼합하는 혼합단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 팽창단계에서는 상기 흡수제를 50℃ 내지 1000℃로 가열하여 팽창시키는 것을 특징으로 한다.
상기 팽창단계에서는 상기 흡수제에 진공분위기를 조성하여 팽창시키는 것을 특징으로 한다.
상기 팽창단계에서는 상기 흡수제에 진공분위기를 조성하면서 상기 흡수제를 50℃ 내지 1000℃로 가열하여 팽창시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수지조성물은 팽창단계에서 소정의 온도 이상으로 가열되는 흡수제는 내부에 포함되어 있던 수분 또는 가스가 제거되며, 이와 같이 수분 또는 가스가 제거된 상태에서 베이스수지에 첨가되므로 베이스수지에 혼입된 수분 또는 가스를 흡수할 수 있는 용적률을 능력을 늘릴 수 있다.
그리고, 다공질 구조를 갖는 흡수제 내부가 대기압보다 상대적으로 낮은 압력이 걸린 상태에 있게 되므로 도장 작업을 수행할 때 수지조성물과 공기 중의 수분이 서로 반응하여 생성된 이산화탄소를 용이하게 흡수할 수 있어 도장대상의 표면 또는 캐스팅을 이용한 제품의 표면을 매끄럽게 만들 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수지조성물의 제조방법을 나타낸 플로우차트.
도 2는 본 발명에 따른 수지조성물의 제조방법에 적용되는 가열유닛의 일 예를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 수지조성물의 제조방법에 적용되는 가열유닛의 다른 예를 나타낸 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 수지조성물 및 수지조성물의 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 수지조성물은 베이스수지와, 베이스수지에 첨가되어 베이스수지 내부에 포함되어 있거나 베이스수지와 공기 중의 수분의 반응에 의해 생성된 가스를 제거하기 위하여 팽창된 상태로 베이스수지에 첨가되는 다공질 구조의 흡수제 또는 흡착제를 포함한다. 상기 수지조성물은 도장용, 캐스팅용 등의 용도로 이용될 수 있으며, 이하에서는 도장용 수지조성물을 예로 들어 설명한다.
베이스수지는 액상의 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시(epoxy), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐수지, 불포화폴리에스터수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 또는 도장 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 적용하며, 단일 소재 또는 서로 다른 두 가지 이상의 소재를 혼합한 것을 적용할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 베이스수지는 폴리우레탄수지를 적용하였으나 이에 한정하지 않는다.
또한, 본 실시 예에 따른 베이스 수지는 액상의 것을 적용하지만, 이에 한정하지 않고 분말 상의 수지 또는 분체도료를 적용할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 베이스수지는 경성 폴리우레탄 수지 20 ~ 50중량% 및 연성 폴리우레탄 수지 50 ~ 80중량%를 포함하는 것을 사용하며, 경성 폴리우레탄 수지는 톨루엔 디이소시아네이트를 이용한 트라이머 또는 트리올의 어덕터, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 트라이머 또는 뷰렛 반응으로 얻은 수지, 이소포론 디이소시아네이트의 트라이머 또는 트리올의 어덕터, 디페닐 메탄 디이소시아네이트의 트라이머 또는 트리올의 어덕터 수지 등을 이용할 수 있다. 연성 폴리우레탄 수지는 폴리에테르 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올과 네오펜틸 글리콜, 메틸프로판디올, 헥산디올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 부틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄 및 케스터오일 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 알콜류와 톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네트, 이소포론 디이소시아네이트, 디페닐 메탄 디이소시아네이트 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 이소시아네이트류를 반응시켜 얻을 수 있다.
바람직하게는, 경성 폴리우레탄 수지의 형성에 사용되는 알콜류는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 폴리올 및 네오펜틸 글리콜, 메틸프로판디올, 헥산디올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 부틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄 및 케스터 오일로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 수지조성물은 후술하는 가열유닛(200)에 의해 가열 및 팽창된 상태의 흡수제 또는 흡착제를 준비된 베이스수지에 첨가 및 혼합함으로써 만들어진다.
본 발명에 따른 수지조성물은 후술하는 가열유닛(200)을 통해 흡수제 또는 흡착제가 형태의 변형이 발생하지 않을 정도의 온도로 흡수제 또는 흡착제를 가열하여 베이스수지에 첨가한다. 일 예로, 흡수제 또는 흡착제는 50℃ 내지 1000℃, 바람직하게는 200℃ ~ 600℃, 더욱 바람직하게는 200℃ ~ 400℃의 온도를 유지한 상태로 베이스수지에 첨가하는 것이 바람직하다.
흡수제 또는 흡착제를 50℃이하로 가열하면 수분이나 가스가 흡수제 또는 흡착제 내부에 체류하게 되고, 흡수제 또는 흡착제를 1000℃이상으로 가열하면 흡수제 또는 흡착제의 형상 및 물성이 변하는 문제가 있다.
베이스수지에 첨가되는 흡수제 또는 흡착제는 다공성 구조 즉, 내부에 기공이 많이 형성된 것을 적용하며, 일 예로 Cage나 Channel 구조를 갖는 결정성 규산알루미늄의 제올라이트(zeolite), 실리카(silica), 몰레큐라시브(Molecular Sieves), 울라스토나이트(Wollastonite), 탈크(talc), 부석(pumice), 질석(버미쿨라이트; vermiculite), 활성탄(active carbon), 탄산칼슘(CaCO3), 숯, 플라이 애시(fly ash), 1~100Å의 미세기공을 갖는 다공성 유리(porous glass), 유기분자와 금속 이온을 결합시켜 나노다공성 하이브리드 화합물인 MOF(Metal-Organic Framework)를 적용할 수 있다. 일 예로, 상기 흡수제 또는 흡착제로서 제올라이트를 적용하는 경우, 상기 제올라이트는 크기가 300 ~ 3000mesh 인 것을 적용하는 것이 바람직하다. 상기 베이스수지에는 경화제 등의 다양한 첨가 물질을 포함할 수도 있다.
상기와 같이 흡수제 또는 흡착제를 가열한 상태로 베이스수지에 첨가한 수지조성물은 도장 작업중에 폴리우레탄의 우레탄기(-NHCOO-)와 공기 중의 수분(H2O)의 반응에 의해 이산화탄소(CO2)가 생성되는데, 이때 가열된 상태로 베이스수지에 첨가된 흡수제 또는 흡착제가 이산화탄소를 흡수함으로써 도장대상물의 표면을 매끄럽고 부드럽게 할 수 있는 것이다.
상기 가열된 상태로 베이스수지에 첨가된 흡수제 또는 흡착제가 이산화탄소를 흡수하는 과정은 가열유닛(200)을 통해 흡수제 또는 흡착제를 가열하도록 된 팽창단계에서 상세하게 설명하기로 한다.
한편, 본 발명에 따른 수지조성물은 가열유닛(200)을 통해 흡수제 똔 흡착제를 가열하지 않고, 단순히 흡수제 및 흡착제에 진공 분위기를 조성하여 흡수제 및 흡착제를 팽창시킬 수도 있을 뿐만 아니라, 이와 다르게 흡수제 또는 흡착제를 가열하면서 진공분위기를 조성하여 팽창시킬 수도 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 수지조성물을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 수지조성물의 제조방법은 크게 준비단계와, 팽창단계와, 혼합단계를 포함한다.
준비단계는 베이스수지(101)를 준비하는 과정으로 상기에서 언급한 경성 폴리우레탄 수지와 연성 폴리우레탄 수지 그리고 경화제 및 다양한 첨가 물질을 포함하는 것을 적용할 수 있다.
상기 준비단계에서는 베이스수지를 준비하기 위하여 상기에서 언급한 물질들을 저장탱크(100)에서 혼합하여 베이스수지를 준비한다.
팽창단계는 베이스수지(101)에 흡수제 또는 흡착제를 첨가하기 이전에 가열유닛(200)을 통해 흡수제 또는 흡착제를 팽창시켜 미세다공질 구조내에 존재하는 수분 또는 기체를 제거한다.
흡수제 또는 흡착제를 가열하기 위한 가열장치는 통상의 장치를 적용할 수도 있으나, 이하에서는 도 2에 도시된 가열유닛(200)을 예로 설명한다.
흡수제 또는 흡착제를 가열하기 위한 가열유닛(200)은 가열대상체가 투입되는 호퍼(10)와 내부에 호퍼(10)를 통해 투입된 가열대상체가 이송되게 경사지게 형성되며 가열된 가열대상체를 외부로 배출하는 배출부(20)가 구비된 본체(30)와, 본체(30)를 가열하는 가열부(50)를 구비한다.
본체(30)는 가열대상체가 통과할 수 있게 내부에 중공부가 마련된 관 형상으로 형성되어 있고, 상부에는 중공부로 가열대상체를 투입할 수 있게 호퍼(10)가 설치되어 있으며, 호퍼(10)가 설치된 위치와 대향하는 일 측 하부에는 중공부를 통과하는 가열대상체를 외부로 배출하는 배출부(20)가 마련되어 있다.
본체(30)는 가열대상체가 본체를 따라 이동하면서 가열부에 의해 충분한 온도로 가열될 수 있도록 일정 길이를 갖도록 형성된다.
본체(30) 내부로 투입되는 가열대상체는 경사진 본체를 따라 자중에 의해 미끄러지면서 배출부(20) 측으로 이동한다. 도시되어 있지 않지만, 가열대상체가 본체(30) 내부에서 용이하게 이동할 수 있도록 본체(30)에 불연속적인 진동을 가하는 진동장치가 더 구비될 수 있다.
가열부(50)는 중공부를 따라 이송되는 가열대상체를 가열할 수 있게 본체(30)에 열을 제공하는 것으로, 본체(30)의 외주면을 둘러싸도록 설치되어 있고, 그 외측에는 외부로 열이 방출되는 것을 차단할 수 있게 가열부(50)를 감싸는 단열부(55)가 더 구비된다.
상기 가열부(50)는 철과 크로뮴의 합금, 니켈과 크로뮴의 합금 등의 전열선을 적용할 수도 있고, 이와는 다르게 면상 발열체를 밴드 형태로 본체(30)의 외주면을 감싸도록 설치할 수도 있다.
상기와 같은 가열유닛(200)을 통해 흡수제 또는 흡착제를 가열 및 팽창시키는 과정을 살펴보면 먼저, 가열부(50)를 구동하여 본체(30)를 소정 온도로 예열시킨 후 호퍼(10)를 통해 본체(30)의 중공부로 흡수제 또는 흡착제를 투입한다.
본체로 투입된 흡수제 또는 흡착제는 본체를 따라 서서히 이동하면서 소정의 온도 이상으로 가열되며, 가열 도중 내부에 포함되어 있던 수분 또는 가스가 제거된다. 즉, 흡수제 또는 흡착제에 포함되어 있던 수분 또는 가스를 제거함으로써 상온 상태의 흡수제 또는 흡착제보다 수분 또는 가스를 흡수할 수 있는 용적률을 늘리는 것이다.
또한, 가열된 상태의 흡수제 또는 흡착제는 자체적인 부피가 팽창되고, 무수한 기공 내에 체류하고 있던 공기, 가스 분자들이 열 운동에 의해 흡수제 또는 흡착제 외부로 이동함으로써 흡수제 또는 흡착제 내부에 있는 가스 분자들의 수는 상온일 때의 가스 분자들의 수보다 적게 되어 가스 분자들이 희박한 상태가 된다.
혼합단계는 팽창단계에서 가열을 통해 팽창된 상태의 흡수제 또는 흡착제를 베이스수지(101)에 첨가 및 혼합시키는 단계로서, 가열유닛(200)을 통해 가열되어 내부의 기공이 팽창된 상태(수분이 제거되고 진공상태를 형성)의 흡수제 또는 흡착제가 배출부(20)를 통해 배출될 때 저장탱크(100)로 직접 투입한다.
베이스수지에 가열 및 팽창된 상태의 흡수제 또는 흡착제를 첨가 및 혼합한 후에는 흡수제 또는 흡착제가 열 운동에 의해 가스 분자들의 수가 상온보다 적은 상태에서 베이스수지와 함께 상온으로 냉각되므로, 흡수제 또는 흡착제 내부의 공간은 상온보다 상대적으로 압력이 낮은 상태가 된다.
이와 같이 가열 및 팽창된 상태의 흡수제 또는 흡착제는 상온으로 냉각되는 과정에서 내부의 압력이 상온일 때보다 낮아지게 되며, 상술한 바와 같이 수지조성물을 도장대상의 표면에 도포할 때 자체에 포함되어 있는 수분 또는 대기중의 수분과 반응하여 생성되는 이산화탄소 가스를 용이하게 흡수할 수 있는 것이다.
즉, 수지에 투입되는 흡수제 또는 흡착제는 미세다공질 구조가 감압상태를 유지하여 코팅, 도장, 성형시 수지에 발생하는 수분이나 발생가스 등을 흡착하기 때문에 코팅, 도장시 습기 및 수분으로부터 발생하는 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.
본 실시 예에서 상기의 팽창단계는 흡수제 또는 흡착제를 가열하여 팽창시킨 것으로만 설명하였으나, 이와 다르게 팽창단계에서는 흡수제 또는 흡착제를 감압상태를 유지 즉, 진공분위기에 노출시켜 팽창시킬 수도 있으며, 흡수제 또는 흡착제를 가열과 함께 진공분위기를 조성하여 팽창시킬 수도 있음은 물론이다. 즉, 경우에 따라 흡수제 또는 흡착제를 가열하지 않고 상온에서 진공펌프 등을 이용하여 미세기공 내부를 감압시킨 후 흡수제 또는 흡착제를 수지에 투입할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 흡수제 또는 흡착제를 가열 및 팽창시키기 위한 가열유닛(210)에는 흡수제 또는 흡착제를 가열하는 도중에 흡수제 또는 흡착제에 포함되어 있던 수분이 증발하면서 발생하는 기체나 가스를 배출하는 가스배출부(60)가 구비되어 있다.
가스배출부(60)는 본체(30)에 설치되어 가열부(50)에 의해 흡수제 또는 흡착제에 포함된 수분이 증발하면서 발생하는 증기를 본체(30) 외부로 배출할 수 있도록 중공부로부터 본체(30) 및 단열부(55)를 관통하여 외측으로 연장되 흡입관(61)과, 흡입관(61)의 단부에 연결된 이송관(62)과, 이송관(62)에 연결된 흡입펌프(63)와, 이송관(62)의 유로를 개폐하는 차단밸브(64)를 포함한다.
도면에 도시되어 있지 않지만 상기 가스배출부에는 흡입관을 통해 미세한 크기의 흡수제 또는 흡착제가 배출되는 것을 방지할 수 있도록 필터부재를 더 구비할 수 있다.
상기 가열유닛(210)에는 본체(30)의 중공부로 외기가 유입되는 것을 차단할 수 있도록 호퍼(10)에 개폐부(11)가 설치되어 있다. 도면에 도시되어 있지 않지만 배출부 측에도 개폐부를 설치하는 것이 바람직하다.
개폐부(11)는 본체(30) 내부공간을 밀폐시키도록 호퍼(10)의 상단에 회전가능하게 결합되어 있다. 상기 개폐부(11)는 가스배출부(60)의 작동상태와 연동하여 호퍼(10)의 통로를 개폐하여 본체(30)의 중공부를 외기와 연통시키거나, 외기와 격리되게 밀폐시킨다. 배출부(20)는 본체(30) 내부로 외기가 유입되는 것을 방지할 수 있게 단부측이 저장탱크(100)와 밀봉결합되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 가스배출부(60), 개폐부(11)를 갖는 가열유닛(210)을 이용하여 흡수제 또는 흡착제를 가열과 함께 진공분위기를 조성하여 팽창시키는 과정을 설명한다.
먼저, 호퍼(10)에 흡수제 또는 흡착제를 투입하게 되면 중공부로 유입된 흡수제 또는 흡착제가 중공부를 따라 배출부(20) 측으로 이송된다. 이때, 개폐부(11)는 호퍼(10)의 통로를 개방하는 상태를 유지한다.
호퍼(10)를 통해 일정량의 흡수제 또는 흡착제가 투입되면 개폐부(11)를 통해 호퍼(10)의 통로를 폐쇄한다. 중공부가 밀폐된 상태에서 흡입펌프(63)를 통해 중공부의 공기를 흡입하여 중공부에 진공분위기를 조성하며, 설정된 압력이 될 때 흡입을 중단하고 차단밸브(64)를 통해 이송관(62)을 폐쇄한다.
진공분위기가 조성된 중공부에서는 흡수제 또는 흡착제에 포함된 수분이 100℃ 이하의 온도에서 기화되며, 기화된 증기는 중공부의 상부에 모이게 된다. 이때, 가스배출부(60)의 차단밸브(64)를 개방하고 흡입펌프(63)를 통해 중공부에 모인 증기를 빨아들여 본체(30) 외부로 배출한다.
도면에 도시되어 있지 않지만, 팽창단계에는 본체(30) 내부로 열풍을 공급하면서 가열할 수도 있다.
상기와 같이 준비단계, 팽창단계, 혼합단계를 거쳐 조성된 수지조성물은 팽창단계에서 수분 또는 가스가 제거되고, 흡수제 또는 흡착제 내부에는 대기압보다 상대적으로 낮은 압력이 작용하고 있으므로 본 발명에 따른 수지조성물을 이용하여 도장 작업을 수행할 때 수지조성물과 공기 중의 수분이 서로 반응하여 발생하거나 수지조성물에 자체적으로 포함되어 있는 수분이나 가스를 용이하게 흡수할 수 있는 것이다.
또한, 수지조성물 즉, 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시(epoxy), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐수지, 불포화폴리에스터수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 등과 같은 수지를 하나 또는 둘 이상을 포함하는 고분자 화합물에 제올라이트(zeolite), 실리카(silica), 몰레큐라시브(Molecular Sieves), 울라스토나이트(Wollastonite), 탈크(talc), 부석(pumice), 질석(버미쿨라이트; vermiculite), 활성탄(active carbon), 탄산칼슘(CaCO3), 플라이 애시(fly ash), 1~100Å의 미세기공을 갖는 다공성유리(porous glass), 유기분자와 금속 이온을 결합시켜 나노다공성 하이브리드 화합물인 MOF(Metal-Organic Framework)와 같은 흡수제 또는 흡착제를 투입함으로써 흡수제 또는 흡착제에 형성된 기공보다 작은 크기를 갖는 분자들은 흡수제 또는 흡착제의 기공으로 흡수되고, 기공보다 작은 크기를 갖는 분자들은 흡수제 또는 흡착제의 주변에서 기공을 폐쇄하게 되므로 수지조성물에 의해 흡수제 또는 흡착제가 캡슐화(encapsulation)되는 것이다.
즉, 상기와 같이 수지조성물의 분자들이 흡수제 또는 흡착제의 기공 내부로 침투되어 있는 구조는 수지조성물이 경화 시 구조적인 강도를 증진시킬 수 있게 하고, 수지조성물의 분자들에 의해 캡슐화된 흡수제 또는 흡착제는 내부의 기공들이 지속적으로 부압이 발생된 상태를 유지할 수 있으므로, 도장 및 도포와 같은 작업 중 발생하는 가스 또는 수분을 용이하게 흡착할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 수지조성물과 이의 제조방법 및 이것을 이용한 도장방법은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 수지조성물은 상술한 바와 같이 도장, 도막 분야에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 퍼터, 분체도료, 주조, 사출 등의 캐스팅 분야에서도 적용할 수 있다.
10 : 호퍼
20 : 배출부
30 : 본체
40 : 구동모터
50 : 가열부
60 : 가스배출부
100 : 저장탱크
200 : 가열유닛

Claims (9)

  1. 베이스수지와;
    팽창된 상태로 상기 베이스수지에 첨가되어 상기 베이스수지에서 발생하는 수분 또는 가스를 제거하는 다공질 구조의 흡수제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡수제는 50℃ 내지 1000℃로 가열하여 팽창시킨 것을 특징으로 하는 수지조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 흡수제는 진공 분위기를 조성하여 팽창시킨 것을 특징으로 하는 수지조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 흡수제는 진공 분위기를 조성하면서, 50℃ 내지 1000℃로 가열하여 팽창시킨 것을 특징으로 하는 수지조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 흡수제는 제올라이트, 탈크, 실리카, 탄산칼슘, 플라이 애시 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지조성물.
  6. 베이스수지를 준비하는 준비단계와;
    다공질 구조의 흡수제를 팽창시키는 팽창단계와;
    상기 베이스수지에서 발생하는 수분 또는 가스를 제거하기 위하여 상기 팽창단계에서 팽창된 상태의 상기 흡수제를 상기 베이스수지에 첨가 및 혼합하는 혼합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지조성물의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 팽창단계에서는 상기 흡수제를 50℃ 내지 1000℃로 가열하여 팽창시키는 것을 특징으로 하는 수지조성물의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 팽창단계에서는 상기 흡수제에 진공분위기를 조성하여 팽창시키는 것을 특징으로 하는 수지조성물의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 팽창단계에서는 상기 흡수제에 진공분위기를 조성하면서 상기 흡수제를 50℃ 내지 1000℃로 가열하여 팽창시키는 것을 특징으로 하는 수지조성물의 제조방법.
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