KR102338798B1 - A coating layer formed by using paint on steel and a steel coating method forming the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공업 및 건설 등의 재료로 쓰기 위해 제조된 강철인 강재의 표면의 도장된 도장층과 도장층을 이루는 도장방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 강재 표면으로부터 하도제층과 중도제층 및 상도제층으로 이루어지며, 강재 표면을 정리하고, 세척한 뒤 건조시키는 바탕처리 단계, 강재 표면에 프라이머를 도포하는 하도제층 형성 단계, 세라믹 코팅제를 도포하는 중도제층 형성 단계 및 페인트를 도포하는 상도제층 형성단계로를 포함하여 이루어지는 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층 및 이를 이루는 강재 도장방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coating method for forming a painted coating layer and a coating layer on the surface of a steel, which is a steel manufactured for use as a material for industry and construction, and more particularly, from the steel surface to a primer layer, an intermediate agent layer, and a top coating agent layer. It consists of a background treatment step of cleaning and drying the steel surface, a primer layer forming step of applying a primer to the steel surface, a middle coat layer forming step of applying a ceramic coating agent, and a top coat layer forming step of applying paint. It relates to a coating layer formed by using a paint on a steel material including the steel material, and a steel coating method forming the same.
강재는 강구조 공학에서 사용되는 철로 이루어진 균질한 재료로 철 성분이 98%이상으로 이루어지며, 그 종류로는 구조용 합금강, 탄소강에 비해 거의 두 배 높은 강도를 가지고, 상대적으로 파단이 일어나는 변형도가 작은 열처리강과 열처리 강에 비해 절반 정도의 강도, 탄소강에 비해 약간 더 높은 강도를 가지며, 열처리 강에 비하여 파단이 일어나는 변형도가 크고, 탄소강에 비해서는 약간 작은 변형도에서 파단이 일어나는 구조용 합금강과 구조용 합금강보다 약간 낮은 강도를 가지는 반면, 파단까지 변형도는 제일 큰 탄소강이 있다.Steel is a homogeneous material made of iron used in steel structural engineering. It has 98% or more of iron content. As a type, it has almost twice the strength compared to structural alloy steel and carbon steel, and has a relatively small degree of deformation due to fracture. Structural alloy steel and structural alloy steel, which have about half the strength of heat-treated steel and heat-treated steel, slightly higher than carbon steel, have a greater degree of strain at breakage compared to heat-treated steel, and break at a slightly smaller strain than carbon steel Carbon steel has the highest degree of strain to fracture while having slightly lower strength.
일반적으로 강재는 건축시공에 많이 사용하는 것으로 외부에 노출되는 강재의 경우 부식에 취약하여 주기적인 관리가 필요하고, 열에 의한 강도 저하가 크므로 화재에 약하며, 저온에서 충격하중이 작용하면 취성 파괴가 일어나고, 좌굴에 약하고, 반복 하중에 의한 강도 감소에 유의해야하는 단점을 가지고 있다. 이와 같은 단점들을 해소하기 위하여 다양한 방법으로 강재 외면에 도장을 실시하고 있으며, 도장은 여러개 층을 이루며, 다양한 방법으로 도장층을 형성시키는 시공법이 이루어지고 있다.In general, steel is widely used in building construction, and in the case of steel exposed to the outside, it is vulnerable to corrosion and requires periodic maintenance. It has the disadvantages of being prone to buckling, weak to buckling, and requiring attention to decrease in strength due to repeated loads. In order to solve these shortcomings, the outer surface of the steel is painted by various methods, and the painting is made in several layers, and a construction method of forming a painting layer by various methods is being performed.
강재 도장과 관련한 선행기술들로는 한국등록특허 제10-1031468호(2011. 04. 26.)는 난연성 방오 조성물로 수산화알루미늄, 목타르, 규산질계 수지, 증점제, 물, 안료 및 합성수지를 포함하여 이루어지고, 상기 목타르는, 침엽수타르 10중량% 내지 30중량%, 활엽수타르 30중량% 내지 50중량%, 옻타르 40중량% 내지 60중량%로 이루어지며, 상기 증점제는 에어로졸 형태이며, 실리카를 포함하여 이루어지는 목타르를 이용한 난연성 방오도료 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 및 강재구조물의 난연성 방오도장공법을 제공하고, 한국등록특허 제10-1866433호(2018. 06. 12.)는 강재 구조물(교량, 보도교 등)의 표면을 프라이머층과 중도층 및 하도층으로 다단계 코팅하여 부착강도와 방수성과 내구성 등을 향상하는 것으로 6단계를 거쳐 도장 공법을 제공하고 있다.As prior art related to steel coating, Korean Patent Registration No. 10-1031468 (April 26, 2011) is a flame retardant antifouling composition comprising aluminum hydroxide, wood tar, siliceous resin, thickener, water, pigment and synthetic resin, The wood tar is composed of 10% to 30% by weight of coniferous tar, 30% to 50% by weight of hardwood tar, and 40% to 60% by weight of lacquer tar, and the thickener is in the form of an aerosol, and wood tar comprising silica Provides a flame-retardant antifouling paint composition using The coating method is provided through six steps to improve adhesion strength, waterproofness and durability by multi-step coating with a primer layer, an intermediate layer, and an undercoat layer.
상기 선행기술들을 살펴보면 천연 목재에서 생산되는 타르를 사용하고 있고, 이는 대형 건축물의 강재 도장에 드는 도장의 량이 많을 경우 도장 조성물에 드는 비용이 많이 든다는 문제점이 있으며, 다른 선행기술은 복잡한 도장 공법을 이루어 도장 시공기간이 오래 걸린다는 문제점을 가져 도장에 드는 비용 및 시간이 많이 든다는 문제점을 가지고 있다.Looking at the prior art, tar produced from natural wood is used, which has a problem that the cost of the paint composition is high when the amount of paint required for painting steel of a large building is large, and other prior art uses a complex painting method. There is a problem that the painting construction period takes a long time, so there is a problem that it takes a lot of money and time for painting.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 강구조물, 철재로 이루어진 강재의 표면에 친환경 방수, 방식도장을 적용하여 부식을 막아주고, 외부로부터의 자외선 및 동결융해, 수분침투 등을 차단시켜 강재의 부식방지와 구조물의 내구성을 향상시키는 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층 및 이를 이루는 강재 도장방법을 제공하는 것이다.The technical task to be achieved by the present invention is to prevent corrosion by applying eco-friendly waterproofing and anticorrosive coating to the surface of steel structures and steel materials made of steel materials, and to block UV rays, freeze-thaw, and moisture penetration from the outside to prevent corrosion of steel materials and structures To provide a coating layer formed by using a paint on steel to improve the durability of the steel, and a steel coating method for forming the same.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층은 강재 표면에 프라이머를 도포하는 하도제층과 경화된 상기 하도제층 상부면에 세라믹 코팅제를 도포하는 중도제층과 경화된 상기 중도제층 상부면에 페인트가 도포되는 상도제층으로 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above technical problem, the coating layer formed on the steel material using a paint according to a preferred embodiment of the present invention is a primer layer for applying a primer to the surface of the steel material and a ceramic coating agent on the upper surface of the cured undercoat layer. It consists of a coating layer and a topcoat layer in which paint is applied on the upper surface of the cured intermediate agent layer.
상기 하도제층을 이루는 프라이머는 무기산을 포함하는 수용액 25~29 중량%, 킬레이트제 7~9 중량%, 유기산 4~6 중량%, 실리콘 25~29 중량%, 점도 조절제 2.5~2.9 중량% 및 유기용제 27~30 중량%를 포함한다.The primer constituting the primer layer is 25 to 29% by weight of an aqueous solution containing an inorganic acid, 7 to 9% by weight of a chelating agent, 4 to 6% by weight of an organic acid, 25 to 29% by weight of silicone, 2.5 to 2.9% by weight of a viscosity modifier, and an organic solvent 27 to 30% by weight.
상기 무기산은 황산, 염산 또는 인산 중 선택된 어느 하나로 산성 수용액에 포함된다.The inorganic acid is included in the acidic aqueous solution with any one selected from sulfuric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid.
상기 실리콘은 실록산 폴리머(polysiloxane polymer)와 실리케이트 레진(silicate resin)으로 이루어진 주제 60~85 중량%, 가교제 0.1~1.5중량%, 점증제로 디메치콘(dimethicone) 8~39 중량%, 지연제로 에틸사이클로헥사놀(1-Ethylcyclohexanol) 0.1~5 중량%, 사슬연장제로 1,4-부탄디올 0.2~1 중량% 및 경화제로 백금계 촉매0.5~2 중량%을 포함하여 이루어진다.The silicone is 60 to 85% by weight of a main agent consisting of a polysiloxane polymer and a silicate resin, 0.1 to 1.5% by weight of a crosslinking agent, 8 to 39% by weight of dimethicone as a thickener, ethylcyclohexa as a retarder 0.1 to 5% by weight of nol (1-Ethylcyclohexanol), 0.2 to 1% by weight of 1,4-butanediol as a chain extender, and 0.5 to 2% by weight of a platinum-based catalyst as a curing agent.
상기 중도제층을 이루는 세라믹 코팅제는 이산화 티탄 졸 100 중량부, 세륨염 수용액 40 ~ 60 중량부, 징크염 수용액 20 ~ 60 중량부, 안료 분산액 1 ~ 10 중량부 및 알콕시 실란 50 ~ 60 중량부를 포함한다.The ceramic coating agent constituting the intermediate layer includes 100 parts by weight of titanium dioxide sol, 40 to 60 parts by weight of an aqueous cerium salt solution, 20 to 60 parts by weight of an aqueous zinc salt solution, 1 to 10 parts by weight of a pigment dispersion, and 50 to 60 parts by weight of an alkoxysilane. .
상기 상도제층을 이루는 페인트는 아크릴 에멀젼도료, 물, 에스터 알코올, 폴리우레탄 및 산화무기물이 코팅된 이산화티탄으로 이루어지는 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층을 제공한다.The paint constituting the top coat layer provides a paint layer formed by using the paint on a steel material made of titanium dioxide coated with an acrylic emulsion paint, water, ester alcohol, polyurethane, and an inorganic oxide.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 강재에 도장층을 형성시키는 강재 도장방법은 a) 강재 표면을 정리하고, 세척한 뒤 건조시키는 바탕처리 단계(S10); b) 상기 바탕처리 단계를 마친 강재 표면에 프라이머를 도포하는 하도제층 형성 단계(S20); c) 상기 하도제층이 경화된 이후 하도제층 상부면에 세라믹 코팅제를 도포하는 중도제층 형성 단계(S30); d) 상기 중도제층이 경화된 이후 페인트를 도포하는 상도제층 형성단계(S$0);로 포함하여 이루어진다.In addition, the steel coating method for forming a coating layer on the steel according to a preferred embodiment of the present invention includes: a) a background treatment step (S10) of cleaning the steel surface, washing and drying; b) a primer layer forming step (S20) of applying a primer to the surface of the steel material after the background treatment step; c) forming an intermediate agent layer (S30) of applying a ceramic coating agent to the upper surface of the primer layer after the primer layer is cured; d) a topcoat layer forming step (S$0) of applying paint after the intermediate layer is cured;
상기 프라이머의 실리콘은 실록산 폴리머(polysiloxane polymer)와 실리케이트 레진(silicate resin)으로 이루어진 주제, 가교제, 점증제로 디메치콘(dimethicone), 지연제로 에틸사이클로헥사놀(1-Ethylcyclohexanol), 사슬연장제로 1,4-부탄디올 및 경화제로 백금계 촉매를 포함하여 이루어지되 주제, 사슬연장제, 점증제, 지연제, 가교제 및 경화제 순서로 혼합순서로 이루어져 균일하게 혼합되는 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층을 이루는 강재 도장방법을 제공한다.The silicone of the primer is a main agent consisting of a polysiloxane polymer and a silicate resin, a crosslinking agent, dimethicone as a thickener, ethylcyclohexanol as a retarder, 1,4 as a chain extender -Butanediol and curing agent include a platinum-based catalyst, but the main agent, chain extender, thickener, retarder, crosslinking agent and hardener are mixed in the order of mixing to form a coating layer formed by using paint on steel that is uniformly mixed A steel coating method is provided.
본 발명에 따른 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층 및 이를 이루는 강재 도장방법은 다음과 같은 효과가 있다.The coating layer formed by using a paint on the steel according to the present invention and the steel coating method forming the same have the following effects.
(1) 본 발명은 강재 도장 층을 3개 층으로 이루고, 각 층에 사용되는 조성물이 간단하게 이루어져 강재도장 시공시 드는 비용 및 시간을 절감한다.(1) In the present invention, the steel coating layer is composed of three layers, and the composition used for each layer is made simple, thereby reducing the cost and time required for the steel coating construction.
(2) 본 발명은 하도제층에서 사용되는 실리콘은 인체에 무해한 성분으로 이루어져 친환경적이고, 도장층의 기본 바탕이 되는 하도제층의 점착력을 높여 도장층의 안정성을 향상시킨다. (2) In the present invention, silicone used in the undercoat layer is made of ingredients that are harmless to the human body, so it is eco-friendly and improves the stability of the paint layer by increasing the adhesion of the undercoat layer, which is the basic base of the paint layer.
(3) 본 발명은 도장층의 최외면을 이루는 상도제층에 가시광에서도 광촉매가 활성화되는 광촉매제를 포함시켜 대기중의 오염물질을 제거하는 페인트를 제공한다. (3) The present invention provides a paint that removes pollutants in the air by including a photocatalyst that activates a photocatalyst even in visible light in a topcoat layer forming the outermost surface of the coating layer.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층을 이루는 강재 도장방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층을 형성하는 실사도이다.1 is a process diagram of a steel coating method for forming a coating layer formed on steel using a paint according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of forming a coating layer formed by using a paint on a steel material according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 명칭은 "강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층 및 이를 이루는 강재 도장방법"으로 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있도록 구체적인 내용을 기재하고, 충분히 유추 가능한 별도의 기재는 생략하며, 필요 경우 실시예 및 도면을 기재한다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 정의된 용어들은 한정 해석하지 아니하며, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있고, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The title of the present invention is "a coating layer formed using a paint on steel and a steel coating method forming the same", so that a person skilled in the art can easily understand the specific content, and a separate description that can be sufficiently inferred is omitted, and if necessary Examples and drawings are described. In addition, terms defined in the present specification and claims are not limited to interpretation, and may vary according to the intention or custom of the operator, and should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.
본 발명의 일면에 있어서,In one aspect of the present invention,
강재 표면에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층에 있어서,In the coating layer formed using a paint on the steel surface,
상기 도장층은The coating layer is
강재 표면에 프라이머를 도포하는 하도제층과 경화된 상기 하도제층 상부면에 세라믹 코팅제를 도포하는 중도제층과 경화된 상기 중도제층 상부면에 페인트가 도포되는 상도제층으로 포함하여 이루어진다.A primer layer for applying a primer to the steel surface, a primer layer for applying a ceramic coating agent to the upper surface of the cured undercoat layer, and a topcoat layer to which paint is applied to the upper surface of the cured intermediate agent layer.
본 발명은 강재 표면의 상부로 3개 층을 이루는 것으로 하도제층에 강재의 산화 작용을 방지하기 위해 사용되는 일반적으로 사용되는 프라이머를 사용하되 하기와 같이 무기산 및 킬레이트제, 유기산 및 실리콘을 첨가하여 점착력 향상과 인체에 무해한 성분을 이루어 작업자가 안전하게 시공을 실시할 수 있다. The present invention is to form three layers on the top of the steel surface, and a primer used in general used to prevent oxidation of the steel material is used in the primer layer, but an inorganic acid and a chelating agent, an organic acid and silicon are added as follows. It is made of ingredients that are harmless to the human body and improved, so that workers can safely carry out construction.
또한, 중도제층은 세라믹 코팅제를 사용하여 강재를 보호하고, 친환경적으로 시공되며, 상도제층에는 광촉매제를 포함시켜 대기중의 오염물질을 제거하는 효과를 가진다.In addition, the intermediate layer uses a ceramic coating agent to protect the steel, and is environmentally friendly, and the top coating layer contains a photocatalyst to remove pollutants in the air.
상기 하도제층을 이루는 프라이머는 무기산을 포함하는 수용액 25~29 중량%, 킬레이트제 7~9 중량%, 유기산 4~6 중량%, 실리콘 25~29 중량%, 점도 조절제 2.5~2.9 중량% 및 유기용제 27~30 중량%를 포함한다.The primer constituting the primer layer is 25 to 29% by weight of an aqueous solution containing an inorganic acid, 7 to 9% by weight of a chelating agent, 4 to 6% by weight of an organic acid, 25 to 29% by weight of silicone, 2.5 to 2.9% by weight of a viscosity modifier, and an organic solvent 27 to 30% by weight.
상기 무기산은 황산, 염산 또는 인산 중 선택된 어느 하나로 산성 수용액에 포함된다.The inorganic acid is included in the acidic aqueous solution with any one selected from sulfuric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid.
상기 무기산 수용액, 유기산, 킬레이트제 및 유기용제는 가재의 산화를 치환하는 것이고, 실리콘, 점도 조절제 및 유기용제는 강재의 산화를 방지하는 것이다.The inorganic acid aqueous solution, organic acid, chelating agent and organic solvent are to substitute for oxidation of crayfish, and silicone, viscosity modifier and organic solvent are to prevent oxidation of steel.
상기 실리콘은 실록산 폴리머(polysiloxane polymer)와 실리케이트 레진(silicate resin)으로 이루어진 주제 60~85 중량%, 가교제 0.1~1.5중량%, 점증제로 디메치콘(dimethicone) 8~39 중량%, 지연제로 에틸사이클로헥사놀(1-Ethylcyclohexanol) 0.1~5 중량%, 사슬연장제로 1,4-부탄디올 0.2~1 중량% 및 경화제로 백금계 촉매0.5~2 중량%을 포함하여 이루어진다.The silicone is 60 to 85% by weight of a main agent consisting of a polysiloxane polymer and a silicate resin, 0.1 to 1.5% by weight of a crosslinking agent, 8 to 39% by weight of dimethicone as a thickener, and ethylcyclohexa as a retarder 0.1 to 5% by weight of nol (1-Ethylcyclohexanol), 0.2 to 1% by weight of 1,4-butanediol as a chain extender, and 0.5 to 2% by weight of a platinum-based catalyst as a curing agent.
상기 가교제는 수산화알루미늄, 함수규산알루미늄, 카올린, 아세트산, 락트산, 알루미늄, 스테아르산알루미늄, 염화캄슘, 염화마그네슘, 염화알루미늄, 메타규산알루민산마그네슘, 규산알루민산마그네슘, 소듐폴리아크릴레이트 및 폴리아크릴아마이드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 가교제의 함량이 0.1 중량% 미만이면 가교반응이 충분하지 않아 주제 조성물이 현탁될 수 있으며, 1.5 중량% 초과이면 가교반응의 속도가 빨라져 겔조성물이 불균일하게 겔화될 수 있다.The crosslinking agent is aluminum hydroxide, hydrous aluminum silicate, kaolin, acetic acid, lactic acid, aluminum, aluminum stearate, calcium chloride, magnesium chloride, aluminum chloride, magnesium aluminate metasilicate, magnesium aluminate silicate, sodium polyacrylate and polyacrylamide. One or more selected from the group consisting of may be used. If the content of the crosslinking agent is less than 0.1% by weight, the crosslinking reaction may not be sufficient and the main composition may be suspended. If the content of the crosslinking agent is more than 1.5% by weight, the speed of the crosslinking reaction may be accelerated and the gel composition may be non-uniformly gelled.
상기 점증제는 디메치콘(dimethicone)으로 인체에 무해한 것으로 본 발명에서 하도제층 시공시 점착 성분으로 유해한 성분으로부터 작업자의 위험을 방지한다.The thickener is dimethicone, which is harmless to the human body, and is an adhesive component when constructing the undercoat layer in the present invention to prevent the operator from being dangerous from harmful components.
상기 지연제인 에틸사이클로헥사놀(1-Ethylcyclohexanol)은 경화를 지연시키는 것으로 가교 및 경화 이전 조성물의 혼합이 잘 이루지게 한다.Ethylcyclohexanol (1-Ethylcyclohexanol), which is the retardant, retards curing, so that crosslinking and mixing of the composition before curing are well achieved.
상기 실리콘은 주제, 사슬연장제, 점증제, 지연제, 가교제 및 경화제 순서의 제조순서로 이루어짐으로써 균일하게 혼합될 수 있다.The silicone can be uniformly mixed by forming the main agent, chain extender, thickener, retarder, crosslinking agent, and curing agent in the order of production.
상기 중도제층을 이루는 세라믹 코팅제는 이산화 티탄 졸 100 중량부, 세륨염 수용액 40 ~ 60 중량부, 징크염 수용액 20 ~ 60 중량부, 안료 분산액 1 ~ 10 중량부 및 알콕시 실란 50 ~ 60 중량부를 포함한다.The ceramic coating agent constituting the intermediate layer includes 100 parts by weight of titanium dioxide sol, 40 to 60 parts by weight of an aqueous cerium salt solution, 20 to 60 parts by weight of an aqueous zinc salt solution, 1 to 10 parts by weight of a pigment dispersion, and 50 to 60 parts by weight of an alkoxysilane. .
상기 이산화 티탄 졸은 알콕시 티탄을 용제, 산, 물의 존재 하에 가수분해 및 축중합을 통해 가수분해하여 제조되고, 상기 세륨염 수용액은 수용성 세륨염을 물에 용해하여 제조되되, 염화세륨(cerium chloride) 및 질화세륨(cerium Nitrate) 중에서 선택된 1종 이상으로 제조되며, 상기 징크염 수용액은 수용성 징크염을 물에 용해하여 제조되되 염화징크(Zinc chloride) 및 질화징크(Zinc Nitrate) 중 선택된 하나로 제조되고, 상기 안료 분산액은 안료를 물에 용해하여 제조하며, 상기 알콕시 실란은 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란 및 3-아미노프로필트리메톡시실란 중 선택된 1하나 이상인 것으로 이루어진다.The titanium dioxide sol is prepared by hydrolyzing titanium alkoxy through hydrolysis and polycondensation in the presence of a solvent, acid, and water, and the aqueous cerium salt solution is prepared by dissolving a water-soluble cerium salt in water, cerium chloride And it is prepared from one or more selected from cerium nitride, and the aqueous zinc salt solution is prepared by dissolving a water-soluble zinc salt in water, and is prepared from one selected from among zinc chloride and zinc nitride, The pigment dispersion is prepared by dissolving the pigment in water, and the alkoxysilane is made of at least one selected from tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and 3-aminopropyltrimethoxysilane.
상기 상도제층을 이루는 페인트는 아크릴 에멀젼도료, 물, 에스터 알코올, 폴리우레탄 및 산화무기물이 코팅된 이산화티탄으로 이루어진다.The paint constituting the top coat layer consists of an acrylic emulsion paint, water, ester alcohol, polyurethane, and titanium dioxide coated with an inorganic oxide.
상기 상도제층에서 산화무기물이 코팅된 이산화티탄을 제외한 나머지 조성물들은 일반적인 페인트 조성물로 상기 액상도료는 안료를 포함하는 아크릴 에멀젼도료 100중량부 기준으로 물 7.5 중량부, 에스터 알코올 9 중량부 및 폴리우레탄 4.6 중량부로 이루어진다.In the topcoat layer, the remaining compositions except for titanium dioxide coated with inorganic oxide are general paint compositions, and the liquid paint is based on 100 parts by weight of an acrylic emulsion paint containing a pigment, 7.5 parts by weight of water, 9 parts by weight of ester alcohol, and 4.6 parts by weight of polyurethane. consists of parts by weight.
한편, 상기 산화무기물이 코팅된 이산화티탄은 일반적으로 사용되는 루틸형의 이산화티탄으로 비표면적은 5 m2/g 이상이고, 평균 기공 크기는 50nm이하인 것이 바람직하다.On the other hand, the titanium dioxide coated with the inorganic oxide is a generally used rutile titanium dioxide, and preferably has a specific surface area of 5 m2/g or more, and an average pore size of 50 nm or less.
상기 산화무기물은 지르코니아(ZrO2) 및 알루미나(Al2O3)로 이산화티탄에 코팅된 것으로 이산화티탄이 가시광에서는 광촉매 활성이 일어나지 않으므로 산화무기물을 포함시킴으로써 가시광에서도 광촉매 활성을 증가시킬 수 있도록 밴드 갭 범위를 넓힌다. 다시말해서 이산화티탄 외면에 산화무기물을 코팅시켜 가시광 영역의 흡수를 증가시켜 가시광에서도 광촉매 활성이 일어나게 한다.The inorganic oxide is coated on titanium dioxide with zirconia (ZrO2) and alumina (Al2O3). Since titanium dioxide does not have photocatalytic activity in visible light, by including the inorganic oxide, the band gap range is widened so that the photocatalytic activity can be increased even in visible light. In other words, by coating the outer surface of titanium dioxide with an inorganic oxide, absorption of visible light is increased, so that photocatalytic activity occurs even in visible light.
본 발명의 일면에 있어서,In one aspect of the present invention,
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층을 이루는 강재 도장방법의 공정도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층을 형성하는 실사도로 상기 도 1 내지 도 2를 참고하여 강재 도장방법을 하기에 설명한다.1 is a process diagram of a steel coating method forming a coating layer formed on steel using a paint according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a steel material formed using a paint according to a preferred embodiment of the present invention. The steel coating method will be described below with reference to Figs.
강재에 도장층을 형성시키는 강재 도장방법에 있어서,In the steel coating method for forming a coating layer on steel,
상기 강재 도장방법은 The steel coating method is
a) 강재 표면을 정리하고, 세척한 뒤 건조시키는 바탕처리 단계(S10);a) a background treatment step of cleaning the steel surface, washing and drying (S10);
b) 상기 바탕처리 단계를 마친 강재 표면에 프라이머를 도포하는 하도제층 형성 단계(S20);b) a primer layer forming step (S20) of applying a primer to the surface of the steel material after the background treatment step;
c) 상기 하도제층이 경화된 이후 하도제층 상부면에 세라믹 코팅제를 도포하는 중도제층 형성 단계(S30);c) forming an intermediate agent layer (S30) of applying a ceramic coating agent to the upper surface of the primer layer after the primer layer is cured;
d) 상기 중도제층이 경화된 이후 페인트를 도포하는 상도제층 형성 단계(S40);로 포함하여 이루어진다.d) after the middle coat layer is cured, a top coat layer forming step (S40) of applying paint.
상기 바탕처리 단계(S10), 하도제층 형성 단계(S20) 및 중도제층 형성 단계(S30)은 각 세척수, 하도제 및 중도제가 도포된 이후 건조된 상태에서 다음 단계를 실시하는 것이 바람직하다.The background treatment step (S10), the primer layer forming step (S20), and the intermediate agent layer forming step (S30) are preferably performed in a dry state after each washing water, primer and intermediate agent are applied.
상기 프라이머의 실리콘은 실록산 폴리머(polysiloxane polymer)와 실리케이트 레진(silicate resin)으로 이루어진 주제, 가교제, 점증제로 디메치콘(dimethicone), 지연제로 에틸사이클로헥사놀(1-Ethylcyclohexanol), 사슬연장제로 1,4-부탄디올 및 경화제로 백금계 촉매를 포함하여 이루어지되 주제, 사슬연장제, 점증제, 지연제, 가교제 및 경화제 순서로 혼합순서로 이루어져 균일하게 혼합된다.The silicone of the primer is a main agent consisting of a polysiloxane polymer and a silicate resin, a crosslinking agent, dimethicone as a thickener, ethylcyclohexanol as a retarder, 1,4 as a chain extender -Butanediol and a curing agent include a platinum-based catalyst, but the main agent, chain extender, thickener, retarder, crosslinking agent and curing agent are uniformly mixed in the order of mixing.
상기 혼합순서는 실리콘 제조시 분자들이 균일하게 혼합되기 위한 순서로 주제 분자들 사이로 사슬연장제와 점증제를 균일하게 분산시키고, 지연제로 점도상승을 지연시킨 다음 가교제를 주입하여 상기 분산된 사슬연장제와 반응하면서 경화제로 경화되는 순서로 이루어진다.In the mixing order, the chain extender and the thickener are uniformly dispersed between the main molecules in an order for the molecules to be uniformly mixed during silicone manufacturing, and the viscosity increase is delayed with a retarder, and then a crosslinking agent is injected to the dispersed chain extender. It is made in the order of curing with a curing agent while reacting with it.
본 발명에 따른 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층 및 이를 이루는 강재 도장방법은 강재 도장 층을 3개 층으로 이루고, 각 층에 사용되는 조성물이 간단하게 이루어져 강재도장 시공시 드는 비용 및 시간을 절감하며, 하도제층에서 사용되는 실리콘은 인체에 무해한 성분으로 이루어져 친환경적이고, 도장층의 기본 바탕이 되는 하도제층의 점착력을 높여 도장층의 안정성을 향상시키며, 도장층의 최외면을 이루는 상도제층에 가시광에서도 광촉매가 활성화되는 광촉매제를 포함시켜 대기중의 오염물질을 제거하는 페인트를 제공한다.The coating layer formed by using a paint on the steel according to the present invention and the steel coating method forming the same are made of three layers of the steel coating layer, and the composition used for each layer is made simple, thereby reducing the cost and time required for steel coating construction. The silicone used in the primer layer is eco-friendly because it consists of ingredients that are harmless to the human body. Provided is a paint that removes pollutants in the air by including a photocatalyst that activates the photocatalyst even in visible light.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술은 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technology to which the present invention belongs is within the scope of equivalents of the technical spirit of the invention and the claims to be described below. Of course, various modifications and variations are possible.
Claims (8)
상기 도장층은
강재 표면에 프라이머를 도포하는 하도제층과 경화된 상기 하도제층 상부면에 세라믹 코팅제를 도포하는 중도제층과 경화된 상기 중도제층 상부면에 페인트가 도포되는 상도제층으로 포함하여 이루어지고,
상기 하도제층을 이루는 프라이머는 무기산을 포함하는 수용액 25~29 중량%, 킬레이트제 7~9 중량%, 유기산 4~6 중량%, 실리콘 25~29 중량%, 점도 조절제 2.5~2.9 중량% 및 유기용제 27~30 중량%를 포함하며,
상기 실리콘은 실록산 폴리머(polysiloxane polymer)와 실리케이트 레진(silicate resin)으로 이루어진 주제, 가교제, 점증제로 디메치콘(dimethicone), 지연제로 에틸사이클로헥사놀(1-Ethylcyclohexanol), 사슬연장제로 1,4-부탄디올 및 경화제로 백금계 촉매를 포함하여 이루어지되 주제, 사슬연장제, 점증제, 지연제, 가교제 및 경화제 순서로 혼합순서로 이루어져 균일하게 혼합되는 것을 특징으로 하는 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층.In the coating layer formed using a paint on the steel surface,
The coating layer is
A primer layer for applying a primer to the steel surface, a primer layer for applying a ceramic coating agent to the upper surface of the cured undercoat layer, and a topcoat layer to which paint is applied to the upper surface of the cured intermediate agent layer.
The primer constituting the primer layer is 25 to 29% by weight of an aqueous solution containing an inorganic acid, 7 to 9% by weight of a chelating agent, 4 to 6% by weight of an organic acid, 25 to 29% by weight of silicone, 2.5 to 2.9% by weight of a viscosity modifier, and an organic solvent 27 to 30% by weight,
The silicone is a main agent consisting of a polysiloxane polymer and a silicate resin, a crosslinking agent, dimethicone as a thickener, ethylcyclohexanol as a retarder, 1,4-butanediol as a chain extender And a coating layer formed by using a paint on steel, characterized in that it comprises a platinum-based catalyst as a curing agent, but is uniformly mixed by mixing in the order of main agent, chain extender, thickener, retarder, crosslinking agent and hardener .
상기 무기산은 황산, 염산 또는 인산 중 선택된 어느 하나로 산성 수용액에 포함되는 것을 특징으로 하는 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층.According to claim 1,
The inorganic acid is any one selected from sulfuric acid, hydrochloric acid and phosphoric acid. A coating layer formed by using a paint on steel, characterized in that it is contained in an acidic aqueous solution.
상기 실리콘은 실록산 폴리머(polysiloxane polymer)와 실리케이트 레진(silicate resin)으로 이루어진 주제 60~85 중량%, 가교제 0.1~1.5중량%, 점증제로 디메치콘(dimethicone) 8~39 중량%, 지연제로 에틸사이클로헥사놀(1-Ethylcyclohexanol) 0.1~5 중량%, 사슬연장제로 1,4-부탄디올 0.2~1 중량% 및 경화제로 백금계 촉매0.5~2 중량%을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층.According to claim 1,
The silicone is 60 to 85% by weight of a main agent consisting of a polysiloxane polymer and a silicate resin, 0.1 to 1.5% by weight of a crosslinking agent, 8 to 39% by weight of dimethicone as a thickener, ethylcyclohexa as a retarder Using a paint for steel, characterized in that it contains 0.1 to 5% by weight of 1-Ethylcyclohexanol, 0.2 to 1% by weight of 1,4-butanediol as a chain extender, and 0.5 to 2% by weight of a platinum-based catalyst as a curing agent. The coating layer that forms.
상기 중도제층을 이루는 세라믹 코팅제는 이산화 티탄 졸 100 중량부, 세륨염 수용액 40 ~ 60 중량부, 징크염 수용액 20 ~ 60 중량부, 안료 분산액 1 ~ 10 중량부 및 알콕시 실란 50 ~ 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층.According to claim 1,
The ceramic coating agent constituting the intermediate layer comprises 100 parts by weight of titanium dioxide sol, 40 to 60 parts by weight of an aqueous cerium salt solution, 20 to 60 parts by weight of an aqueous zinc salt solution, 1 to 10 parts by weight of a pigment dispersion, and 50 to 60 parts by weight of an alkoxysilane. A coating layer formed by using a paint on a steel material, characterized in that.
상기 상도제층을 이루는 페인트는 아크릴 에멀젼도료, 물, 에스터 알코올, 폴리우레탄 및 산화무기물이 코팅된 이산화티탄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층.According to claim 1,
The paint forming the top coat layer is formed by using a paint on steel, characterized in that it consists of an acrylic emulsion paint, water, ester alcohol, polyurethane, and titanium dioxide coated with an inorganic oxide.
상기 강재 도장방법은
a) 강재 표면을 정리하고, 세척한 뒤 건조시키는 바탕처리 단계;
b) 상기 바탕처리 단계를 마친 강재 표면에 프라이머를 도포하는 하도제층 형성 단계;
c) 상기 하도제층이 경화된 이후 하도제층 상부면에 세라믹 코팅제를 도포하는 중도제층 형성 단계;
d) 상기 중도제층이 경화된 이후 페인트를 도포하는 상도제층 형성단계;를 포함하여 이루어지고,
상기 프라이머는 실리콘을 포함하며, 상기 실리콘은 실록산 폴리머(polysiloxane polymer)와 실리케이트 레진(silicate resin)으로 이루어진 주제, 가교제, 점증제로 디메치콘(dimethicone), 지연제로 에틸사이클로헥사놀(1-Ethylcyclohexanol), 사슬연장제로 1,4-부탄디올 및 경화제로 백금계 촉매를 포함하여 이루어지되 주제, 사슬연장제, 점증제, 지연제, 가교제 및 경화제 순서로 혼합순서로 이루어져 균일하게 혼합되는 것을 특징으로 하는 강재에 도료를 이용하여 형성시키는 도장층을 이루는 강재 도장방법.In the steel coating method for forming a coating layer on steel,
The steel coating method is
a) a background treatment step of arranging the steel surface, washing and drying;
b) forming a primer layer by applying a primer to the surface of the steel material after the background treatment step;
c) forming an intermediate agent layer by applying a ceramic coating agent to the upper surface of the primer layer after the primer layer is cured;
d) a top coat layer forming step of applying paint after the intermediate coat layer is cured;
The primer includes silicone, the silicone is a main agent consisting of a polysiloxane polymer and a silicate resin, a crosslinking agent, dimethicone as a thickener, ethylcyclohexanol as a retarder, 1,4-butanediol as a chain extender and a platinum-based catalyst as a hardener, but the main agent, chain extender, thickener, retarder, crosslinking agent and hardener are mixed in the order of mixing. A steel coating method that forms a coating layer formed by using a paint.
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