KR100227977B1

KR100227977B1 - 건축물 내장용 도포제 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR100227977B1
Application number: KR1019970035658A
Authority: KR
Inventors: 한세희
Original assignee: 한세희; 주식회사켐코
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 1999-11-01
Also published as: KR19990012312A

Abstract

흑운모와 맥반석 파우더를 이용한 건축물 내장용 도포제 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 흑운모 및 맥반석을 320 메쉬(mesh) 이상으로 분쇄하고, 상기 분쇄한 흑운모 파우더 8∼13 중량부 및 맥반석 파우더 1∼4 중량부를 포함하여 이루어지는 혼합물에 기계적 물성 및 화학적 물성이 매우 우수한 UV 수지 또는 우레탄 수지를 60∼80 중량부 첨가하여 균일하게 혼합한다. 수득한 도포제를 건축물 내장재에 사용하면, 인체에 유익한 원적외선 방출 효과를 얻을 수 있으며, 살균, 탈취, 방습, 방균 효과 등을 얻을 수 있기 때문에 쾌적한 환경을 구현할 수 있다.

Description

건축물 내장용 도포제 및 이의 제조 방법

본 발명은 건축물 내장용 도포제 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 인체에 유익한 원적외선을 다량 방출하는 흑운모와 맥반석 파우더를 도막의 기계적 물성 및 화학적 물성이 대단히 우수한 자외선(UV) 도포제, 및 우레탄(urethane) 도포제와 혼합하여 얻어지는 건축물 내장용 도포제 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

종래에 건축물 보호를 위한 도포제로는 수성 페인트나 니스, 락카 등을 널리 사용하여 왔다. 이는 건축물의 미관을 좋게 하고 단열성, 난열성 등을 향상시키는 효과를 갖고 있다. 그러나 내구력과 내마모성이 적어서 이를 필요로 하는 곳, 특히 마루판에 사용하기 위한 용도로는 부적절하여 단기간만 사용하여도 보호막 자체가 벗겨지고 금(crack)이 생기는 단점이 있다. 또한 습도 조정, 살균, 방균, 원적외선 방출, 해독작용 등과 같은 인체에 유익한 효과는 극히 미비하다.

이에 더하여, 통상의 방법으로 제조된 건축용 재료를 사용하여 지은 건축물은 사람 또는 동물들이 거주함에 따라 여러 가지 냄새가 건축물 내부에 배어들어 곰팡이 썩는 냄새가 나며, 습도가 높을 경우 건축물 내부의 습도가 높아져 인체에 유해한 세균 등의 번식을 촉진하게 되어 전염병 등 질병을 유발하는 원인으로 작용하게 된다.

지금까지는 냄새를 없애거나 감소시키기 위해서 화학적으로 제조된 탈취제나 방향제를 사용하여 불쾌감을 주는 냄새를 감지할 수 없도록 하였으며, 건축물 내의 습기를 제거하기 위해서는 건축물의 방향을 남향으로 하거나 탈수제를 사용하여 왔다. 그러나, 이러한 방법으로는 근본적인 문제를 해결할 수 없으며, 이에 따라 이 문제를 해결하기 위한 노력이 계속되어 왔다.

한편, 흑운모와 맥반석은 외부로부터 열을 흡수하면 자체 내에서 복사열인 바이오 원적외선 에너지를 방출하여 인체의 건강 유지에 탁월한 효과가 있다는 것이 임상 실험을 통해서 밝혀져 현재 많은 사람들이 이와 유사한 제품을 구입하여 사용하고 있는 실정이다.

전자파의 일종인 원적외선은 5.6 내지 1000㎛ 파장 영역에 위치하는 열선으로서 열 작용 및 비열 작용이라는 두 가지 형태로 물체에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 열작용에서는 열에너지의 제공원, 비열 작용에서는 광양자의 제공원이 되는 것으로 보고되어 있는데, 이 원적외선은 균일한 가열, 가열 시간의 단축, 에너지 절약 효과, 선택적 가열 기능, 열분해 억제 기능, 생체의 육성 촉진, 세포의 활성화, 식품의 향미 보존, 생체의 가온 기능, 진통 작용 등 생활 주변에서 갖가지 효과를 갖고 있는 것으로 또한 알려져 있다. 이에 따라, 원적외선을 각종 생활 용품, 가정 기기 등에 적용하여 이들로부터 고유 기능 외에 원적외선 효과를 부가적으로 부여하고자 하는 기술이 지속적으로 개발되고 있다.

본 발명의 목적은 상기에 열거한 건축 내장재의 단점들을 보완하고 해결하기 위한 것으로, 표면 내구력, 내약품성, 기계적 물성이 우수하여 목재, 특히 마루판에 대한 부착력이 우수하고, 인체에 유익한 원적외선 에너지를 방출할 뿐만 아니라, 살균, 탈취, 방습, 단열, 방균 효과가 있는 건축물 내장용 UV 도포제 및 우레탄 도포제를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 바와 같이 우수한 물성을 갖는 건축물 내장용 도포제의 제조 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 흑운모 및 맥반석을 320 메쉬(mesh) 이상으로 분쇄하는 단계 및 상기 분쇄한 흑운모 파우더 8∼13 중량부 및 맥반석 파우더 1∼4 중량부를 포함하여 이루어지는 혼합물에 UV 수지 또는 우레탄 수지 60∼80 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합하는 단계를 포함하는 건축물 내장용 도포제의 제조 방법을 제공한다.

특히, 상기 분쇄한 흑운모 파우더 및 상기 맥반석 파우더 40 중량%에, 습윤제 10 중량% 및 용제 또는 단량체 또는 물 50 중량%를 첨가하여 혼합하는 것에 의해 상기 흑운모 파우더 및 상기 맥반석 파우더를 습윤시키는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 습윤시키는 단계는 바람직하게, 진공 고속 배합기를 사용하여 약 3000∼4000rpm으로 약 30분 내지 1시간 동안 혼합하는 것에 의해 수행된다.

또한, 상기 혼합하는 단계는 일반 교반기를 사용하여 약 1000∼1500rpm으로 약 1시간 내지 1시간 30분 동안 교반하는 것에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 다른 목적은 분쇄한 흑운모 파우더 8∼13 중량부, 맥반석 파우더 1∼4 중량부 및 UV 수지, 에폭시 수지 또는 우레탄 수지 60∼80 중량부를 포함하는 건축물 내장용 도포제에 의해 달성된다.

본 발명에서는 신축성, 강인성, 내마모성, 목재 소재에의 부착성이 우수하여 현재 목공 도장 분야에서 널리 사용되고 있는 우레탄 도포제 및 내구성, 내마모성이 우수하여 목재, 마루판, 합판 등에 부착성이 우수한 UV 도포제를 주성분으로 한다.

여기에 인체에 유익한 6∼20㎛ 범위의 원적외선 에너지를 다량 방출할 뿐만 아니라, 방균, 방습, 살균, 탈취, 중금속 흡착 기능까지 갖고 있는 흑운모와 맥반석을 320 메쉬 이상의 크기로 분쇄하여 상기의 UV 도포제 및 우레탄 도포제와 배합함으로써 소망의 도포제를 얻도록 한다.

먼저, 본 발명의 도포제에 채용되며 원적외선 방사 효과를 갖는 흑운모와 맥반석의 제반 특성을 살펴보기로 한다.

흑운모 편마암은 다공질의 구조를 가지며, 색은 회색이고, 흑색의 반점이 박혀 있는 것이 특징이다. 이의 구성 성분을 보면 이산화규소(SiO₂), 산화알루미늄(A1₂O₃), 산화철(Fe₂O₃), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화티타늄(TiO₂), 오산화인(P₂O₅), 산화칼륨(K₂O), 산화나트륨(Na₂O), 삼산화망간(MnO₃) 등과 같은 산화물로 이루어져 있어 93% 정도의 높은 원적외선 방사율을 갖는다. 이와 함께 냄새를 흡착하고, 이온 교환에 의해 물을 정화하며, 실내에서 수분을 흡수하는 역할을 한다. 이에 더하여, 체내에 유해한 카드뮴, 수은, 납 등의 유해한 중금속을 이온 조정 작용으로 흡착하여 제거하기 때문에 해독의 효과를 갖는다.

맥반석은 옛날 중국에서 처음 발견되었고, 우리 나라 남해안 일대의 섬, 육지 등 여러 곳에 분포되어 있음이 확인되었다. 이는 진흙과 갯벌, 해저층의 해초, 어패류, 용암분 등 바다의 모든 물질이 수억 년간 퇴적되어 응회암으로 형성된 바위 덩어리로서, 각종 미네랄 등 45종 이상 원소의 집합체이며, 인체에 해로운 물질을 흡착, 분해하며 냄새를 없애는 탈취 효과가 뛰어나다.

이 또한, 다공질의 구조를 가지며 색은 황백색이고 모양은 맥반 모양이며, 백색의 반점이 박혀있는 것이 특징이다. 약 20% 수용성으로 알려져 있고, 규소(Si), 나트륨(Na), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 등과 같은 필수 성분의 풍부한 공급원이 되며 몰리브덴(Mo), 아연(Zn), 구리(Cu) 등의 미량 요소 성분을 공급하는 것으로 알려져 있다.

또한, 맥반석은 향에 대한 흡착 효과 때문에 화장품 산업에 사용되고 있을 뿐만 아니라, 담배의 니코틴 제거에도 사용되고 있다. 또한, 맥반석 중에 함유된 미네랄이 용출되기 때문에 인체에 유용한 물질로서 사용되고 있으며, 미네랄이 물에 용출되어 수질이 조절된다. 즉, pH가 조절되므로 물의 산도를 조절할 수 있으며 각 미네랄 상호간의 종류나 농도의 균형을 맞추어 준다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 특성을 갖는 흑운모와 맥반석을 건축물 내장용 도포제에 채용하는 것에 의해 원적외선 방사, 방균, 방습, 살균, 탈취, 중금속 흡착 기능 등의 특성을 부여하도록 한 것이다.

다음에, UV 도포제 및 우레탄 도포제에 관하여 살펴보기로 한다. UV 도포제는 도포제 조성 중에 포함된 광증감성 물질이 특정 파장의 광을 흡수, 분해하여 활성 라디칼을 발생시킨다. 이 활성 라디칼이 중합 반응을 수반하여 도막의 주요소로 되는 고분자간에 가교 반응을 일으키며, 이에 의해 도막이 경화, 건조된다. 이에 따라 내구성, 내마모성이 우수하여 목재, 마루판, 합판 등에 대한 부착성이 우수하다.

일반적으로 우레탄 도포제는 신축성, 강인성, 내마모성, 목재 소재에의 부착성이 우수하여 현재 목공 도장 분야에서 널리 사용되고 있다. 우레탄 도포제가 이러한 특성을 갖는 이유는 하이드록실기(-OH)와 이소시아네이트기(-NCO)와의 반응으로 우레탄 결합(-NH-CO-O)이 완벽하게 이루어지기 때문이다.

이하, 본 발명에 따른 건축물 내장용 도포제를 제조하는 방법을 개략적으로 설명한다.

먼저, 흑운모와 맥반석을 320 메쉬 이상으로 물성 변화 없이 곱게 분쇄시키기 위하여 진공 충돌 분쇄기(vacuum-crash pulverizer)로 분쇄하여 미립자 파우더를 얻는다. 다음에, 흑운모와 맥반석 파우더가 서로 뭉치지 않도록 하기 위해 습윤제, 예를 들면 디스파론-6900(Disparlon-6900: 상품명, 코스모토사 제품)과 용매를 진공 고속 배합기에서 약 3000∼4000rpm으로 약 30분 내지 1시간 동안 믹싱하여 습윤시킨다. 이후, 하기 제조 방법에 따라 제조된 UV 도포제 또는 우레탄 도포제와 혼합하여 일반 교반기에서 약 1000∼1500rpm으로 약 30분 내지 1시간 동안 배합하여 본 발명의 방법에 따른 도포제를 얻도록 한다. 얻어지는 도포제를 건축물 내장재에 도포하도록 한다.

이하, 본 발명은 하기 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하지만 본 발명은 이에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 1

먼저, 흑운모 30 중량%와 맥반석 10 중량%를 진공 충돌 분쇄기를 사용하여 320 메쉬 이상으로 곱게 분쇄시켰다. 여기에 습윤제로서 디스파론-6900(Disparlon-6900: 상품명, 코스모토사 제품) 10 중량% 및 용매로서 헥사디올 디아크릴레이트 50 중량%를 첨가하여 진공 고속 배합기를 사용하여 약 3000∼4000rpm에서 약 30분 내지 1시간 동안 믹싱하여 습윤시켰다.

헥사메틸렌디이소시아네이트와 2-하이드록시에틸아크릴레이트를 승온 합성한 폴리에스테르에 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트를 30% 희석한 우레탄 아크릴 수지 60 중량부, 단량체 35 중량부, 광개시제 4 중량부, 및 용매 1 중량부를 투입 분산하여 UV 도포제를 제조하였다. 본 실시예에 사용된 단량체는 헥사디올디아크릴레이트 또는 트리메틸올프로판트리아크릴레이트를 사용하였으며, 광개시제는 1-184(1-184: 상품명, 시바가이사 제품)를 사용하였으며, 용매는 메틸에틸케톤을 사용하였다. 제조된 UV 도포제 70 중량%에 습윤된 흑운모 및 맥반석 30 중량%(순수 흑운모 8∼13 중량부, 순수 맥반석 1∼4 중량부)를 혼합하여 교반기를 사용하여 약 1000∼1500rpm에서 약 1시간 내지 1시간 30분 동안 믹싱하였다. 상기 방법으로 제조한 UV 도포제를 롤코터(roll coater)를 이용하여 마루판이나 건축물 내장재에 도포하였다.

실시예 2

흑운모 30 중량%와 맥반석 10 중량%를 진공 충돌 분쇄기를 사용하여 320 메쉬 이상으로 곱게 분쇄시켰다. 여기에 습윤제로서 디스파론-6900(Disparlon-6900: 상품명, 코스모토사 제품) 10 중량% 및 용제로서 크실렌 50 중량%를 첨가하여 진공 고속 배합기를 사용하여 약 3000∼4000rpm에서 약 30분 내지 1시간 동안 믹싱하여 습윤시켰다.

피마자유(caster oil) 40 중량%, 트리메틸올프로판 30 중량%, 및 무수프탈산 30 중량%를 고온 합성한 알키드 수지에 희석제로서 크실렌 35 중량%로 희석하여 하이드록실기(-OH)를 함유한 알키드 수지를 제조하였다. 제조된 알키드 수지 50 중량%에 습윤된 흑운모 및 맥반석 30 중량%(순수 흑운모 8∼13 중량부, 순수 맥반석 1∼4 중량부) 및 용제 20중량%를 혼합하여 교반기를 사용하여 약 1000∼1500rpm에서 약 1시간 동안 믹싱하였다. 본 실시예에서 사용한 용제는 메틸에틸케톤 5 중량%, 메틸이소부틸케톤 5 중량% 및 톨루엔 10 중량%를 혼합하여 사용하였다. 이소시아네이트기(-NCO)를 함유한 수지 50 중량%와 용제로서 부틸 아세테이트 50 중량%를 합하여 경화제를 제조하였다. 상기 방법으로 제조한 우레탄 도포제를 사용시 주제:경화제를 2:1로 섞어 마루판이나 건축물 내장재에 도장하였다.

실시예 3

흑운모 30중량%와 맥반석 100중량%를 진공 충돌 분쇄기를 사용하여 320 메쉬 이상으로 곱게 분쇄시켰다. 여기에 습윤제로서 디스파론-6900(Disparlon-6900: 상품명, 코스모토사 제품) 10 중량% 및 크실렌 50 중량%를 첨가하여 진공 고속 배합기를 사용하여 3000∼4000rpm으로 약 30분 내지 1시간 동안 믹싱하여 습윤시켰다.

이렇게 습윤시킨 흑운모 및 맥반석 혼합물 15 중량%에 비스페놀 A형 에폭시 수지 18중량%, 탄산칼슘 16중량%, 침강방지제 등의 첨가제 1중량%를 1000∼1500rpm으로 약 2시간 동안 교반하여 에폭시 도포제의 주제를 제조하였다.

또한, 습윤시킨 흑운모 및 맥반석 혼합물 15 중량%에 폴리아마이드계 수지 18 중량%, 탄산칼슘 16 중량%, 및 침강방지제 등의 첨가제 1 중량%를 1000∼1500rpm으로 약 2시간 동안 교반하여 에폭시 도포제의 경화제를 제조하였다.

이 에폭시 도포제의 사용비는 주제와 경화제를 1:1의 비율로 사용하였다.

상기한 각 실시예에 따라 제조된 건축물 내장용 도포제를 건축물 내장재에 도포한 결과 원적외선 방출 효과, 탈취 효과, 살균 효과, 방습 효과, 방균 효과 등을 얻을 수 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같이 건축물 내장용 도포제의 내구력, 내마모성을 한층 강화시킴은 물론 건조 시간 단축에 따른 생산성 향상을 기할 수 있을 뿐만 아니라, 인체에 유익한 원적외선이 방출되는 효과를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 살균, 탈취, 방습, 방균 효과에 의한 쾌적한 주거 환경을 제공받는 효과가 있다. 또한, 신축성, 강인성, 내마모성 및 목재 소재에의 부착성이 우수한 우레탄 도포제, 및 내구성 및 내마모성이 우수하여 목재, 마루판, 합판 등에 대한 부착성이 우수한 UV 도포제를 사용하기 때문에 이들이 가진 상기 특성을 그대로 구현할 수 있다. 이에 따라 건축물 내장용으로, 특히 목재 부분, 마루판 등에 대량으로 도포하여 쾌적하고 편리하게 사용할 수 있는 것이다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

흑운모 및 맥반석을 320 메쉬(mesh) 이상으로 분쇄하는 단계;

상기 분쇄한 흑운모 파우더 8∼13 중량부 및 상기 분쇄한 맥반석 파우더 1∼4 중량부를 포함하는 파우더 혼합물 40 중량%에 습윤제 10 중량% 및 용매 50 중량%를 첨가한 후, 혼합하여 상기 흑운모 파우더 및 상기 맥반석 파우더를 습윤시키는 단계; 및

상기 습윤시킨 파우더 혼합물에 UV 수지 또는 우레탄 수지 60∼80 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합하는 단계를 포함하는 건축물 내장용 도포제의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 습윤시키는 단계는 진공 고속 배합기를 사용하여 3000 내지 4000rpm으로 30분 내지 1시간 동안 혼합하는 것에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 건축물 내장용 도포제의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 혼합하는 단계는 일반 교반기를 사용하여 1000 내지 1500rpm으로 1시간 내지 1시간 30분 동안 교반하여 수행되는 것을 특징으로 하는 건축물 내장용 도포제의 제조 방법.
분쇄한 흑운모 파우더 8∼13 중량부, 맥반석 파우더 1∼4 중량부, 및 UV 수지 또는 우레탄 수지 60∼80 중량부를 포함하는 건축물 내장용 도포제.