KR100564343B1 - 중성화, 염해 및 오염 방지 코팅공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중성화, 염해 및 오염을 방지할 수 있는 코팅공법에 관한 것으로서, (S1) 폴리올과 폴리이소시아네이트를 포함하는 고침투성 2액형 폴리우레탄 도료를 피도포체에 도포한 다음 경화시켜 제1 도막을 형성하는 단계; (S2) 도막 형성의 주성분인 바인더와 안료를 함유하는 수성도료로서, 상기 수성도료의 안료가 안료 총 중량을 기준으로 표면에 방수 코팅층이 형성된 코팅안료 10 내지 90중량% 및 구형의 중공 코어부와 고분자 쉘부로 이루어진 중공형 고분자 비드 10 내지 70중량%를 포함하되,수성도료에 함유된 물의 함량이 5 내지 15중량%인 속경화 수성도료를 상기 제1 도막 표면에 도포 및 건조하여 제2 도막을 형성하는 단계; 및 (S3) 조성물 총 중량을 기준으로, 아나타제형 이산화티타늄으로 이루어진 코어부 및 상기 코어부의 표면에 은수산화물로 이루어진 다공성 피복층을 구비하는 항균성 광촉매 성분 0.05 내지 12중량%, 무기 바인더 0.2 내지 18 중량% 및 용매 70 내지 99.5중량%를 포함하는 방오성 코팅제 조성물을 상기 제2 도막 표면에 도포 및 건조하여 제3 도막을 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명의 코팅공법으로 처리한 도막들은 콘크리트 구조물 등의 피도포체와 밀착되어 잘 들뜨지 않으며, 이산화탄소와 비래염분이 피도포체와 접촉하는 것을 박아 피도포체의 중성화와 염해를 방지할 수 있다. 또한, 형성된 도막은 방오성능이 뛰어날 뿐만 아니라 자외선이 적은 장소에서도 높은 항균성을 나타내며, 내충격성과 투명도 또한 우수하다.

Description

중성화, 염해 및 오염 방지 코팅공법{A coating process for preventing injury from salt, neutralization and contamination}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 고침투성 2액형 폴리우레탄 도료를 분무하는 초음파 도료 분무 장치를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 고침투성 2액형 폴리우레탄 도료를 분무하는 초음파 도료 분무 장치의 분무 생성 유니트를 나타낸 단면도.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ' 단면도.

도 4는 초음파 도료 분무 장치를 이용하여 고침투성 2액형 폴리우레탄 도료를 도포하는 방법을 나타낸 플로우 차트.

도 5는 본 발명의 코팅공법에 따라 형성된 도막(좌측)과 비교예에 따른 코팅공법에 따라 형성된 도막(우측)의 내오염성을 비교 시험한 결과를 나타낸 사진.

도 6은 본 발명의 코팅공법에 따라 형성된 도막(좌측)과 비교예에 따른 코팅공법에 따라 형성된 도막(우측)의 친수성을 비교 시험한 결과를 나타낸 사진.

본 발명은 중성화, 염해 및 오염을 방지할 수 있는 코팅공법에 관한 것이다.

콘크리트 구조물은 시멘트를 주재로 하여 형성된 구조물로서, 시멘트는 물과의 수화반응을 통하여 안정한 물질을 생성하는 수경성의 재료이다. 시멘트는 시간이 경과함에 따라 강도가 더욱 증가하는 반영구적인 내구성을 갖는다. 그러나, 콘크리트 구조물은 특성상 초기 양생과정에서 많은 미세 균열이 발생하게 된다. 균열의 틈 사이로 물이 침투하게 되면, 온도 변화에 따른 물의 동결융해의 반복에 의하여 콘크리트 구조물의 균열이 가속화되어 내구성이 현저히 저하된다.

또한, 비래염분이나 대기오염으로 인하여 증가 일로에 있는 이산화탄소와 같은 산성물질이 콘크리트 구조물 내부에 침입하면, 콘크리트 구조물의 염해 및 중성화가 진행되어 콘크리트 구조물의 강도유지를 위해 내부에 매설한 철근이 부식을 촉진한다. 철근이 부식되면 그 체적이 증가하는데, 철근의 체적증가는 구조물 표면에 인장력으로 작용하여 표면에 발생한 균열을 더욱 성장시킴으로써 구조물의 강도를 약화시킨다.

한편, 근래들어 산업과 건축기술이 발달함에 따라 아파트나 빌딩 등 건축물이 고층화되고 있으며, 건축물의 자체의 기능과 함께 주변 환경과의 조화 등 외관을 중시하는 경향이 늘어가고 있다.

이러한 건축물은 다양한 요인에 의해 그 외벽이 쉽게 오염되어 외관이 손상되거나 건물이 파손되기도 한다. 특히 도심의 건축물은 대기중의 미세먼지, 각종 유기물, 산성비 등에 의해 외벽의 오염이나 파손이 빈번하게 나타난다. 이에 따라서 건축물의 외벽을 청결하게 유지하기 위하여 각종 약품이나 세제를 이용하여, 또 작업자를 고용하여 건축물의 외벽을 세척하고 있다.

그런데, 종래의 이러한 방법들은 각종 약품이나 세제를 이용하고 있으므로, 그 횟수를 거듭할 수록 오히려 건물 외벽의 손상을 초래하게 된다는 문제점이 발생하였다. 뿐만 아니라, 고층 건물 외벽을 세척하는 작업자는 항상 위험에 노출되어 있어 잦은 인명사고를 초래하였다.

이렇듯 종래의 방법으로는 건물외벽의 일시적인 청결을 유지할 수 있으나, 반복적인 사용시에는 오히려 건물의 수명을 단축시키는 요인이 되어 왔으며, 뿐만 아니라 작업자가 항상 위험에 노출된다는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자, 최근에는 오염 자체를 미연에 방지하는 기능을 갖춘 건축자재를 건물 외벽에 시공하고자 하는 노력이 이루어지고 있다. 특히 오염을 방지하는 기능이 있는 방오성 코팅제를 이용하여 시공 전에 건축자재를 미리 코팅하거나 또는 기존의 건물 외벽을 코팅하는 기술이 개발되어 적용되고 있다.

현재 사용되고 있는 방오성 코팅제에는 발수성 코팅제와 친수성 코팅제가 있다. 이 중에서 불소성분을 함유한 발수성 코팅제로 건물외벽을 코팅한 경우에는 한시적으로는 오염방지의 효과가 있으나, 시간의 경과에 따라 오히려 건물 외벽이 오염된다는 문제점이 있다.

이에 반하여, 주로 광촉매를 함유하고 있는 친수성 코팅제는 방오효과가 전술한 발수성 코팅제에 비해 우수하다는 장점이 있다. 이것은 광촉매가 자외선에 의해 스스로 광산화 작용을 나타내고, 2차 오염 부산물을 방출하지 않으며, 특히 유기물질에 대한 강력한 산화환원 작용, 초친수성 및 자기정화 능력이 우수하기 때문이다. 따라서 최근에는 이러한 광촉매를 이용한 코팅의 개발이 증가하는 추세이다.

그런데, 광촉매는 광조사량이 부족할 경우에는 그 기능을 제대로 발휘할 수 없다는 단점이 지적되어 왔는데, 이러한 단점을 극복하고자 광촉매 입자와 함께 각종 금속 성분이나 항균 성분을 첨가함으로써, 부족한 광조사량 하에서도 어느 정도 광촉매 활성 및 항균효과를 유지할 수 있다.

그러나, 이러한 형태의 광촉매를 포함하는 종래의 친수성 코팅제를 적용한다고 하여도 자외선 조사량이 극히 부족한 장마철이나 음지에서는 여전히 광활성도가 낮았으며, 이로 인해 이끼류나 곰팡이의 발생이 빈번한 실정이다. 또한, 광촉매와 다른 성분들이 단순히 혼합되어 있거나 물리적으로 결합되어 있을 뿐이어서, 이러한 형태의 코팅제는 안정성이나 내구성이 낮다는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 광촉매가 피도물과 직접 접촉하는 경우에는 광촉매의 광산화반응으로 인해 피도물 자체가 손상되는 역효과가 일어나는 문제점이 발생하고 있으며, 이를 방지하고자 프라이머를 이용한 도막을 피도물과 광촉매를 함유한 코팅제 사이에 적용하고 있으나, 이러한 별도의 도막을 형성하기 위해서는 시간과 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 시간 경과에 따른 들뜸 현상 없이 피도포체의 중성화 및 염해를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 광촉매에 의한 피도물의 손상이 최소화되어 프라이머 층 없이도 직접 피도물의 표면에 적용할 수 있는 등 작업성이 개선되고, 자외선이 부족한 공간에서도 우수한 항균성을 유지할 수 있는 코팅공법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 중성화, 염해 및 오염 방지 코팅공법은 (S1) 폴리올과 폴리이소시아네이트를 포함하는 고침투성 2액형 폴리우레탄 도료를 피도포체에 도포한 다음 경화시켜 제1 도막을 형성하는 단계; (S2) 도막 형성의 주성분인 바인더와 안료를 함유하는 수성도료로서, 상기 수성도료의 안료가 안료 총 중량을 기준으로 표면에 방수 코팅층이 형성된 코팅안료 10 내지 90중량% 및 구형의 중공 코어부와 고분자 쉘부로 이루어진 중공형 고분자 비드 10 내지 70중량%를 포함하되,수성도료에 함유된 물의 함량이 5 내지 15중량%인 속경화 수성도료를 상기 제1 도막 표면에 도포 및 건조하여 제2 도막을 형성하는 단계; 및 (S3) 조성물 총 중량을 기준으로, 아나타제형 이산화티타늄으로 이루어진 코어부 및 상기 코어부의 표면에 은수산화물로 이루어진 다공성 피복층을 구비하는 항균성 광촉매 성분 0.05 내지 12중량%, 무기 바인더 0.2 내지 18 중량% 및 용매 70 내지 99.5중량%를 포함하는 방오성 코팅제 조성물을 상기 제2 도막 표면에 도포 및 건조하여 제3 도막을 형성하는 단계를 포함한다.

이하 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 코팅공법에 따르면 먼저, 폴리올과 폴리이소시아네이트를 포함하는 고침투성 2액형 폴리우레탄 도료를 피도포체에 도포한 다음 경화시켜 제1 도막을 형성한다(S1 단계). 1액형 폴리우레탄 도료를 사용할 경우, 도료 내의 폴리우레탄의 분자량이 매우 커서 콘크리트와 같은 피도포체의 미세한 균열 사이까지 침투 하지 못하고 표면에만 도막을 형성하는데, 본 코팅공법과 같이 경화 전의 2액형 폴리우레탄 도료를 도포하면, 피도포체의 균열 사이로 깊숙히 침투가 가능하다. 이로 인해 피도포체에 대한 제1 도막의 밀착성이 높아져서 외부의 염소나 이산화탄소 등이 침투되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 폴리올과 폴리이소시아네이트 성분으로는 2액형 폴리우레탄 도료에 사용되는 공지의 성분들을 모두 사용할 수 있다.

상기 고침투성 2액형 폴리우레탄 도료는 스프레이 등의 방법을 통하여 피도포체에 도포할 수 있으나, 초음파 진동자를 이용하여 분무로 변환시킨 다음, 상기 분무를 분사 유니트를 통하여 피도포체에 분사하여 도포하는 것이 바람직하다.

도 1은 고침투성 2액형 폴리우레탄 도료를 도초하기 위한 초음파 도료 분무 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 상기 초음파 도료 분무 장치의 분무 생성 유니트를 나타낸 단면도이다. 아울러, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ' 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 초음파 도료 분무 장치(100)는 도료(22)를 분무로 변환시키는 분무 생성 유니트(20)와, 분무 생성 유니트(20)와는 소정의 호스(hose) 부재(30)에 의하여 연결되어 분무 생성 유니트(20)에서 생성된 분무를 소정의 피도포체에 분사하는 분사 유니트(40)를 포함한다.

상기 분무 생성 유니트(20)는, 도 2에 나타난 바와 같이, 소정 성분을 포함하는 도료(22)가 수용된 저장 탱크(23)와, 도료(22)를 분무로 변환시키는 초음파 진동자(25) 및, 초음파 진동자(25)에 의하여 발생된 분무를 호스 부재(30)로 배출하는 배출팬(27)을 구비한다.

상기 저장 탱크(23)는 소정량의 도료(22)를 저장하였다가 밸브(24)를 통하여 수조부(26)에 공급한다. 상기 초음파 진동자(25)는 수조부(26)에 설치되어 미세하고도 매우 잦게 진동함으로써 초음파를 발생시켜 저장 탱크(23)로부터 공급되는 도료(22)를 분무로 변환시킨다. 상기 배출팬(27)은 초음파 진동자(25)에서 발생된 분무를 호스 부재(30)로 배출한다.

상기 저장 탱크(23), 초음파 진동자(25), 및 배출팬(27)은 가습기 등에서 널리 사용되는 통상적인 것이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 상기 분무 생성 유니트(20)는 이동의 편의를 위해서 바퀴(21)를 구비할 수도 있다.

상기 분사 유니트(40)는 호스 부재(30)에 연결된 손잡이부(42)와, 손잡이부(42)에 연결되고 그 길이를 조절할 수 있는 연결 부재(44) 및, 연결 부재(44)의 끝단에 설치된 분사부(46)를 구비한다.

상기 손잡이부(42)는 분무량을 조절하는 분무량 조절 단자(42a)와, 배출팬(27)의 구동 속도를 조절하여 분무의 분출 속도를 조절하는 배출팬 조절 단자(42b)를 구비한다. 분무량 조절 단자(42a)는 초음파 진동자(25)의 작동을 조절함으로써 분무의 발생량을 조절하고, 배출팬 조절 단자(42b)는 배출팬(27)의 구동 속도를 조절하여 분무의 분출 속도 또는 분출 거리를 조절한다.

상기 연결 부재(44)는 그 내부가 비어있는 관으로서, 분무가 분사부(46)로 이동하는 통로이다.

바람직하게, 상기 연결 부재(44)는 그 길이를 조절할 수 있다. 즉, 작업자와 피도포체 사이의 거리에 따라 연결 부재(44)의 길이를 조절하여 작업의 편리성을 도모한다. 연결 부재(44)의 길이를 조절하는 것은 진공 청소기 등에서 널리 사용된 다. 즉, 다수의 관이 서로 나사 결합되어 연결되도록 함으로써 길이를 조절할 수 있고, 강제 끼움 방식에 의해 길이를 조절할 수도 있다.

상기 분사부(46)는 연결 부재(44)의 끝단에 설치되어 피도포체에 분무를 도포한다.

바람직하게, 상기 분사부(46)는 그 양측면에 착탈 가능하게 설치된 바퀴 부재(47)를 구비한다. 바퀴 부재(47)는 분사부(46)와 피도포체 사이의 거리를 일정하게 유지함으로써 피도포체에 도포되는 코팅층의 두께를 일정하게 할 수 있도록 한다. 즉, 도료를 두껍게 도포할 경우에는 작은 직경의 바퀴 부재(47)를 이용하고, 상대적으로 얇게 도포할 경우에는 큰 직경의 바퀴 부재(47)를 이용할 수 있다.

또한, 상기 분사부(46)는, 도 3에 나타난 바와 같이, 분무가 분사되는 분사구(48)를 구획하는 구획 부재(49)를 더 구비할 수 있다. 바람직하게, 상기 구획 부재(49)는 분사부(46)에 착탈 가능하게 설치된다. 도 3은 분사부(46)의 길이 방향을 따라 설치된 구획 부재(49)를 나타내고 있으나, 구획 부재(49)는 그물과 같은 형태로도 설치될 수 있다. 구획 부재(49)는 분무되는 도료가 나뉘어져 분사되도록 함으로써 더욱 균일하게 도포되도록 한다.

바람직하게, 상기 분사부(46)와 연결 부재(44)의 끝단 사이에는 분사부(46)의 방향을 조절하는 방향 조절 부재(45)가 설치된다. 상기 방향 조절 부재(45)는 소정의 강성을 가지는 재료를 이용하여 제조된다. 즉, 방향 조절 부재(45)는 소정의 가압력에 의하여 휘어진다. 이러한 방향 조절 부재(45)는 마이크 거치대, 전기 조명 스탠드 등에 널리 사용되는 부재이다. 더욱 바람직하게, 상기 방향 조절 부재 (45)는 분사부(46)와 연결 부재(44) 사이에 착탈 가능하게 설치된다. 이와 같이, 상기 초음파 도료 분무 장치(100)는 분사부(46)의 방향을 용이하게 조절할 수 있으므로 도포 작업을 더욱 용이하게 할 수 있다.

그러면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 도료 분무 장치(100)의 작동 과정을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 이것은 초음파 도료 분무 장치를 이용한 도료의 도포방법에 관한 설명이기도 하다.

먼저, 형성하고자 하는 코팅층의 두께에 따라 소정 크기의 바퀴 부재(47)를 분사부(46)의 양측면에 설치한다(S10). 즉, 형성하고자 하는 코팅층이 두꺼운 경우에는 작은 직경의 바퀴 부재(47)를 사용하고, 상대적으로 얇은 코팅층을 형성하고자 할 경우에는 큰 직경의 바퀴 부재(47)를 사용한다.

이어서, 작업자와 피도포체와의 거리에 따라 연결 부재(44)의 길이를 조절한다(S20). 관 형상의 부재를 나사 결합하거나 강제 끼움 방식에 의해 서로 연결함으로써 연결 부재(44)의 길이를 조절한다.

연결 부재(44)의 길이를 조절한 다음에는 방향 조절 부재(45)를 이용하여 분사부(46)의 방향을 조절한다(S30). 방향 조절 부재(45)는 소정의 강성을 지니도록 제조되어 원하는 방향으로 소정의 가압력을 가하면 휘어지게 된다.

다음, 초음파 진동자(25)를 작동시켜 도료(22)를 분무로 변환시킨다(S40).

상기 저장 탱크(23)에 수용된 도료(22)는 밸브(24)를 통하여 수조부(26)에 공급된다. 상기 밸브(24)는 수조부(26)의 수위가 항상 일정하게 유지되도록 수조부(26)에 도료(22)를 공급한다. 수조부(26)에 공급된 도료(22)는 초음파 진동자(25) 에 의하여 분무로 변하게 된다. 초음파 진동자(25)는 미세하게 진동하여 초음파를 발생시킴으로써 분무를 발생시킨다. 초음파 진동자(25)에 의해 발생되는 분무량은 분무량 조절 단자(42a)에 의하여 조절될 수 있다.

초음파 진동자(25)에 의하여 발생된 분무는 배출팬(27)에 의하여 호스 부재(30)로 배출된다. 이 때, 배출팬 조절 단자(42b)를 이용하여 배출팬(27)의 구동 속도를 조절함으로써 분무의 분출 속도 또는 분출 거리를 조절할 수 있다.

상기 호스 부재(30)를 통하여 이동된 분무는 연결 부재(44)와 분사부(46)를 통하여 피도포체에 도포된다(S50). 이 때, 분사구(48)에 설치된 구획 부재(49)는 분무가 나뉘어져 분사되도록 함으로써 분무가 균일하게 도포되도록 한다.

이와 같이, 초음파 도료 분무 장치를 이용하여 고침투성 2액형 폴리우레탄 도료를 도포하는 방법을 상세히 설명하였으나, 도포방법은 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

이어서, 도막 형성의 주성분인 바인더와 안료를 함유하는 수성도료로서, 상기 수성도료의 안료가 안료 총 중량을 기준으로 표면에 방수 코팅층이 형성된 코팅안료 10 내지 90중량% 및 구형의 중공 코어부와 고분자 쉘부로 이루어진 중공형 고분자 비드 10 내지 70중량%를 포함하되,수성도료에 함유된 물의 함량이 5 내지 15중량%인 속경화 수성도료를 상기 제1 도막 표면에 도포 및 건조하여 제2 도막을 형성한다(S2 단계).

전술한 구성의 수성도료는 도료 안정성과 안료 분산성을 저해함이 없이 물을 15중량% 이하로 함유할 수 있게 됨으로서 콘크리트, 철, 비철금속, 목재 등 각종 재료로 이루어진 구조물에 도막 형성시 속경화가 가능해진다. 또한, 안료로서 함유된 중공형 고분자 비드를 함유한 본 발명의 수성도료를 이용하여 콘크리트 구조물에 도막 형성시, 콘크리트 구조물 내에서 생성된 물은 기체 상태로 중공형 고분자 비드를 통하여 투과하여 배출되나, 콘크리트 중성화의 주된 성분인 이산화탄소는 외부로부터 투과되지 않으므로, 형성된 도막은 시간 경과에 따른 들뜸 현상 없이 콘크리트 구조물의 중성화와 염해를 방지할 수 있다. 제2 도막 형성에 사용되는 속경화 수성도료의 기능에 대해서는 본 출원인의 등록특허 제10-486418호에 상세히 개시되어 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다. 상기 등록특허의 명세서 기재내용은 본 명세서에 통합된다.

마지막으로, 조성물 총 중량을 기준으로, 아나타제형 이산화티타늄으로 이루어진 코어부 및 상기 코어부의 표면에 은수산화물로 이루어진 다공성 피복층을 구비하는 항균성 광촉매 성분 0.05 내지 12중량%, 무기 바인더 0.2 내지 18 중량% 및 용매 70 내지 99.5중량%를 포함하는 방오성 코팅제 조성물을 상기 제2 도막 표면에 도포 및 건조하여 제3 도막을 형성한다(S3 단계).

본 발명의 제3 도막을 형성하는 방오성 코팅제 조성물에 포함되는 항균성 광촉매 성분은 아나타제형 이산화티타늄인 코어부와, 코어부의 표면에 은 수산화물로부터 형성된 다공성 형태의 피복층이 형성되어 있다.

이렇듯 아나타제형 이산화티타늄은 그 피복층으로 인하여 피도물과의 직접적인 접촉이 최소화될 수 있다. 이로써 종래의 광촉매 코팅제에서 문제시 되었던 광촉매에 의한 피도물의 손상이 방지될 수 있다는 특징이 있다. 따라서, 종래에는 광 촉매 성분과 피도물의 직접적인 접촉을 방지하기 위하여 광촉매 코팅층과 피도물 사이에 실리카 등을 이용한 프라이머 층을 형성하는 것이 일반적이었으나, 본 발명에 따른 코팅제 조성물을 이용하면 별도의 프라이머 층을 형성하지 않아도 피도물이 손상되지 않으므로, 작업성이 보다 향상된다고 할 수 있다. 또한, 피도물 뿐만 아니라, 코팅제 내에 포함될 수 있는 다른 성분들에 대한 광촉매의 영향도 최소화될 수 있으므로, 코팅제의 안정성과 효과가 장기간 유지될 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따라 형성된 제3 도막은 은 수산화물을 포함하여 이루어져 있다. 즉, 본 발명에 따라 형성된 제3 도막 형성에 사용되는 항균성 광촉매 성분은 아나타제형 이산화티타늄과 함께 항균효과가 우수한 은 성분을 동시에 함유하고 있으므로, 은의 우수한 항균 효과로 인해 광촉매가 제기능을 발휘할 수 없는 자외선이 부족한 음지에서도 곰팡이나 세균 그리고 이끼류 등의 번식을 막아주므로 항상 청결한 방오성 코팅 표면을 장기간 유지할 수 있게 된다는 장점이 있다.

나아가, 이러한 항균성분인 은 수산화물은 이산화티타늄의 표면에 피복층을 형성하고 있으므로, 다시 말하면 은 성분이 이산화타타늄과 단순히 혼합된 것이 아니라 이산화티타늄의 표면에 다공성 형태로 견고하게 부착 되어 있는 상태로 되어 있으므로, 이로 인하여 외부적 요인에 의한 은 수산화물의 편석 또는 불균질 현상이 발생하지 않으므로 조성물의 안정성이 향상될 수 있다. 또한, 은 수산화물과 광촉매인 이산화티타늄과의 근접성이 우수하므로, 자외선이나 산화반응에 의해 나타날 수 있는 은의 황변현상이 보다 효율적으로 방지되며, 따라서 항균력이 장기간 지속될 수 있다는 장점이 있다. 이것은 광촉매인 아타나제형 이산화티타늄이 자외 선을 잘 흡수하므로 상대적으로 그 표면에 피복층을 형성하고 있는 은 성분에 대한 자외선의 영향을 최소화시킬 수 있는 것으로 생각되며, 이러한 효과는 이산화티타늄과 은 성분을 단순히 혼합한 경우에는 기대하기 어려운 것이다.

본 발명에 따라 형성된 제3 도막 형성에 사용되는 항균성 광촉매 성분 중 은수산화물은 아나타제형 이산화티타늄 100중량부에 대하여 1 내지 30중량부 정도인 것이 바람직하고, 평균 입자 크기가 5 ~ 25nm인 것이 바람직하다. 이러한 비율과 입자 크기는 본 발명의 효과를 최적화하기 위한 것으로서, 광촉매의 효과, 항균효과, 은의 황변현상과 안전성, 경제성 등을 고려한 것이다. 또한, 본 발명에 따른 코팅제 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로 전술한 항균성 광촉매 성분을 0.05 내지 12중량% 포함하는데, 이것은 본 발명의 효과를 최적화하기 위한 것으로서, 아나타제형 이산화티탄의 광촉매로서의 역할, 즉 자정작용에 의한 오염방지 효과, 광산화 작용, 항균효과, 피도물 적용시 얻어진 코팅막의 투명도 및 얻어진 조성물의 안정성 등을 고려한 것이다.

본 발명에서 사용되는 아나타제형 이산화티타늄은 잘 알려진 광촉매 성분으로서, 그 제조방법에 의해 제한되는 것은 아니며, 당업계에 공지된 방법에 의해 얻어질 수 있다. 이러한 방법으로서는 예를 들면 고상법, 액상법, 기상법 등으로 분류될 수 있으며, 이 중 가장 널리 이용되는 것은 액상법으로서 예를 들면 침전법, 공침법, 함침법, 졸겔법 등을 들 수 있는데, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 사용할 수 있는 아나타제형 이산화티타늄은 광산화성이 높고 투명한 박막을 얻기 위해 평균입자직경이 5 내지 20nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 은 수산화물은 중화적정법 등 당 업계에 잘 알려진 방법으로 제조될 수 있으며 그 제조방법에 있어서는 특별한 제한은 없다. 또한, 은 수산화물은 분산성과 박막의 투명도 향상을 위해 평균입자 직경이 2 내지 10nm 인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따라 형성된 제3 도막 형성에 사용되는 코팅제 조성물에는 무기 바인더가 조성물 총 중량을 기준으로 0.2 내지 18중량% 포함된다. 이러한 함량은 전술한 항균성 광촉매 성분 등 코팅제 유효 성분의 피도물과의 접착성능을 최적화하며, 또한 5㎛ 이하의 박막코팅까지도 가능하게 하기 위함이다. 본 발명에 있어서 무기 바인더는 산화알루미늄, 산화규소를 각각 단독으로 또는 이들을 혼합된 형태로서 사용될 수 있는데 이에 한정되는 것은 아니다.

바람직하게, 본 발명에 있어서의 무기 바인더는 항균성 광촉매 성분의 피복층을 이루고 있는 은 수산화물과 부분적으로 결합을 이루고 있다. 이것은 제조과정에 있어서 무기 바인더 전구체의 가수분해 과정 중 은 수산화물과 무기 바인더 전구체 간의 졸겔법에 의한 반응에 의해 형성될 수 있는 것인데, 이러한 경우 결정화된 실리카 졸 등 무기 바인더가 물리적으로 혼합된 코팅제에 비하여 코팅제 조성물의 안정성이 향상되며, 피도물의 표면에 형성된 코팅막의 물성, 광촉매활성, 항균효과 및 내구성에 있어서 우수함을 나타내었다.

또한, 본 발명에 따라 형성된 제3 도막 형성에 사용되는 조성물은 전술한 항균성 광촉매 성분과 무기 바인더를 안정하게 분산시킬 수 있는 용매 조성물 총 중량으로 70 ~ 99.5중량%를 포함한다. 이러한 함량은 조성물의 안정화와 작업시의 용 이성 등을 고려한 것이다. 이러한 용매는 친수성 용매라면 특별히 제한되지는 않는데, 예를 들면 물과, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올과 같이 탄소수 1 내지 4개인 저급 알코올 등이 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 이들을 혼합하여 사용될 수 있다.

이 외에도 본 발명에 따라 형성된 제3 도막 형성에 사용되는 조성물에는 방오성 코팅제에 통상적으로 사용될 수 있는 첨가제를 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물의 분산 안정성을 향상시키기 위하여 계면활성제를 더 첨가할 수 있는데, 사용가능한 계면활성제로서는 술폰산폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 지방산나트륨비누, 디옥틸술포석신산나트륨, 알킬설페이트, 폴리카르복실산, 디소듐라우릴폴리옥시에틸렌술포석시네이트, 아미드에테르설페이트, 소듐알킬에테르설페이트, 아실메틸타우린산나트륨, 도데실벤젠술폰산나트륨 등의 음이온성 계면활성제, 폴리옥시에틸렌솔비탄알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에스테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 솔비탄스테아레이트, 폴리에테르변성실리콘, 옥시에틸렌도데실아민, 폴리에스테르변성실리콘, 솔비탄라우레이트, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 솔비탄세스퀴올리에이트 등의 비이온성계면활성제, 디메틸알콜베타인, 알킬글리신, 이미다졸린 등의 양성계면활성제, 알킬디메틸벤질클로라이드, 테트라데실디메틸벤질암모늄클로라이드, 핵사데실트리메틸암모늄클로라이드, 베헤닐트리메틸암모늄클로라이드, 알킬프로필렌디아민아세테이트, 옥타데실아민이세테이트, 테트라데실아민아세테이트, 디데실디메틸암모늄클로라이드, 옥타데실디메틸벤질암모늄클로라이드 등의 양이온성 계면활성제등이 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따라 형성된 제3 도막 형성에 사용되는 방오용 코팅제 조성물은 조성물의 안정성과 작업성 등을 고려할 때 전체 고형분의 함량이 조성물 총 중량을 기준으로 0.5 ~ 30중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3 ~ 15중량%이다.

이러한 코팅제 조성물은 당업계에 잘 알려진 일반적인 방법에 의해 사용이 가능한데, 예를 들면 스핀코팅, 스프레이 코팅, 바코드법, 딥코팅법 등이 이용될 수 있는데 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 초음파 도료 분무 장치를 이용하여 도포하는 것이 바람직하다. 본 발명의 코팅제 조성물을 피도물의 표면에 코팅하고 상온 건조한 다음, 30 내지 200℃의 저온 소성에 의해 도막화가 가능하다. 이 때, 적용소재와 작업방법, 코팅횟수 및 코팅장비에 따라 도막 두께를 적절하게 조절할 수 있는데, 5㎛이하의 박막 코팅은 물론, 25㎛ 이상의 도막두께를 형성하는 것도 가능하다.

본 발명의 조성물로 코팅될 수 있는 피도물의 재질은 특별히 제한되지 않는데, 예를 들면 외장판넬면, 유리면, 플라스틱면, 페인트 도장면, 목재면, 간판시트면, 석재면, 금속면, 비철금속면 등이 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 건물외벽의 코팅에 사용되는 경우에 특히 효과적이나, 그 용도가 단지 여기에만 제한되는 것은 아니며 건축물의 실내공간인 바닥, 벽, 천정에도 적용이 가능하고, 또한 일반적인 가전제품, 가구, 차량, 주방제품 등의 표면처리에도 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명의 코팅제 조성물은 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.

먼저, 은 수산화물을 함유하는 분산액을 준비한다.

이러한 과정은 당 업계에 잘 알려진 방법에 의해 이루어질 수 있는데, 예를 들면 은의 질산염, 황산염과 같은 금속염의 수용액에 알카리 성분으로 중화적정하는 중화적정법을 통하여 얻어질 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 질산은 수용액을 알칼리 성분인 암모니아수, 탄산나트륨, 수산화나트륨 등의 용액을 이용하여 중화적정 함으로써 은 수산화물을 얻을 수 있다. 이어서, 얻어진 은 수산화물을 적절한 용매, 예를 들면 물이나 탄소수 1 내지 4개인 저급알코올 등에 분산시킴으로써 은 수산화물을 함유하는 분산액을 준비할 수 있다. 이 때, 분산액의 제조시에는 볼분쇄기, 유리비드 분쇄기, 마찰분쇄기, 유화혼합기 등 통상적으로 알려진 방법에 의할 수 있다. 이 때 분산액에서 은 수산화물의 함량은 분산액 총 중량을 기준으로 1 내지 20중량%인 것이 바람직하며, 미립자의 크기는 2 내지 10nm인 것이 바람직하다.

이어서, 앞서 준비된 은 수산화물을 함유하는 분산액 소정량과 아나타제형 이산화티타늄 입자를 포함하는 분산액(즉, 아나타제형 이산화티타늄 졸)을 혼합하한 다음, 일정시간 동안 서로 간 강력한 마찰력이 발생할 수 있도록 물리적 힘을 가하면서 분쇄하여 균일하게 분산혼합시키는 밀링(milling)을 함으로써 아나타제형 이산화티타늄의 표면에 은 수산화물로 이루어진 다공성 피복층이 형성되도록 한다. 이 경우 볼밀, 유리비드밀, 마찰분쇄기, 유화혼합기 등을 이용하는 것이 적합하다. 이 때, 아나타제형 이산화티타늄 졸은 당업계에 잘 알려진 방법에 의할 수 있는데 그 제조방법에 제한되지는 않으며, 여기서 이산화티타늄 고형분의 함량은 10 내지 40중량%이고, 이산화티타늄 입자의 평균 크기는 5 ~ 20nm인 것이 바람직하다. 또 한, 용매는 예를 들면 물이나 탄소수 1 내지 4개인 저급알코올을 각각 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 본 과정에서 생성된 혼합물의 조성은 고형분의 함량이 10 내지 20중량%정도 인 것이 바람직하다.

이렇게 형성된 혼합물, 즉, 은 수산화물로 피복된 아나타제형 이산화티타늄 졸에 무기 바인더를 더 포함시킨다. 이것은 무기 바인더를 더 첨가하고 혼합함으로써 이루어질 수도 있고, 바람직하게는 전술한 은 수산화물로 피복된 아나타제형 이산화티타늄 졸과 무기 바인더 전구체를 혼합하고, 가열교반 함으로써 가수분해가 이루어지게 함으로써 얻어질 수도 있다. 이 때, 혼합물의 적절한 분산상태와 농도를 조절하기 위하여 추가적으로 용매가 사용될 수 있는데, 이러한 용매로서는 물, 탄소수 1 내지 4인 저급 알코올을 사용하는 것이 바람직하다.

조성물 내에서 무기 바인더 전구체로부터 무기 바인더를 형성시키는 방법에 의하면 무기 바인더를 단순히 혼합하는 경우에 비하여 얻어진 조성물의 안정도가 향상되며, 피도물에 적용시 형성되는 코팅막의 물성 등이 보다 우수해질 수 있다. 이것은 무기 바인더 전구체의 졸겔법에 의한 가수분해 반응시에 무기 바인더 전구체와 이산화티탄의 피복층을 이루고 있는 은 수산화물 간에 졸겔법에 의한 화학적인 결합이 부분적으로 일어나기 때문인 것으로 보여진다. 이 때, 가수분해 반응의 촉매로서 염산, 질산, 아세트산 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서 무기 바인더로서는 산화알루미늄, 산화규소를 각각 또는 이들을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 무기 바인더 전구체로서는 알루미늄알콕사이드, 테트라알콕시실란을 단독으로 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 여기에서, 알루미늄알콕사이드의 예로서는 알루미늄 이소프로폭사이드, 알루미늄부톡사이드 등이 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 테트라알콕시실란의 예로서는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라부톡시실란 등이 있는데 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 제조방법에 있어서 각 성분의 함량이나 입자 크기 등은 전술한 방오성 코팅제 조성물에서와 같다.

전술한 본 발명의 코팅공법에 있어서, 필요에 따라 제1 도막, 제2 도막, 제3 도막은 각각 2층 이상 형성할 수 있음은 물론이다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

방오성 코팅제 조성물

실시예 1

먼저 이온교환수 1000mL를 비이커에 넣고 교반을 계속하면서 질산은 5g을 서서히 투입하고 충분히 용해하였다. 이어서 교반을 계속하면서 암모니아수(0.5mol/L)를 서서히 적하하여 pH가 7이 될 때 까지 일정량을 첨가 하였다. 침전물 이 생성되면 그 상태에서 교반을 멈추고 12시간 동안 유지하였다. 이어서 침전물을 여과한 후 이온교환수로 충분히 세척하여 은 수산화물을 얻었다. 이렇게 얻어진 은 수산화물에 증류수를 첨가하여 50wt% 수산화물이 되도록 하고, 유화믹서를 이용하여 3시간 동안 분산처리 하여 분산액을 얻었다.

여기에 아나타제형 이산화티타늄 졸(고형분 농도 20wt%) 500g을 첨가하고 이를 볼밀을 이용하여 1시간 동안 밀링 하였다. 그런 후 별도의 용기에 에탄올 5리터를 넣고 여기에 상기의 혼합 밀링용액을 교반하면서 서서히 첨가한다. 이어서 테트라에톡시실란(Si(OC₂H₅)₄) 50g을 서서히 첨가한 다음 약 80℃에서 5시간 동안 가열 교반한 다음, 상온으로 냉각하여 방오성 코팅제 조성물을 제조하였다.

실시예 2

먼저 이온교환수 1000mL를 비이커에 넣고 교반을 계속하면서 질산은 5g을 서서히 투입하고 충분히 용해하였다. 이어서 교반을 계속하면서 암모니아수(0.5mol/L)를 서서히 적하하여 pH가 7이 될 때 까지 일정량을 첨가 하였다. 침전물이 생성되면 그 상태에서 교반을 멈추고 12시간 동안 유지하였다. 이어서 침전물을 여과한 후 이온교환수로 충분히 세척하여 은 수산화물을 얻었다. 이렇게 얻어진 은 수산화물에 증류수를 첨가하여 50wt% 수산화물이 되도록 하고, 유화믹서를 이용하여 3시간 동안 분산처리 하여 분산액을 얻었다.

여기에 아나타제형 이산화티타늄 졸(고형분 농도 20wt%) 500g을 첨가하고 이 를 볼밀을 이용하여 1시간 동안 밀링 하였다. 그런 후 별도의 용기에 에탄올 5리터를 넣고 여기에 상기의 혼합 밀링용액을 교반하면서 서서히 첨가한다. 이어서 알루미늄이소프로폭사이트([(CH₃)₂CHO]₃Al) 1g과 테트라에톡시실란(Si(OC₂H₅)₄) 45g을 서서히 첨가한 다음 약 80℃에서 5시간 동안 가열 교반한 다음, 상온으로 냉각하여 방오성 코팅제 조성물을 제조하였다.

실시예 3

먼저 이온교환수 1000mL를 비이커에 넣고 교반을 계속하면서 질산은 5g을 서서히 투입하고 충분히 용해하였다. 이어서 교반을 계속하면서 암모니아수(0.5mol/L)를 서서히 적하하여 pH가 7이 될 때 까지 일정량을 첨가 하였다. 침전물이 생성되면 그 상태에서 교반을 멈추고 12시간 동안 유지하였다. 이어서 침전물을 여과한 후 이온교환수로 충분히 세척하여 은 수산화물을 얻었다. 이렇게 얻어진 은 수산화물에 증류수를 첨가하여 50wt% 수산화물이 되도록 하고, 유화믹서를 이용하여 3시간 동안 분산처리 하여 분산액을 얻었다.

여기에 아나타제형 이산화티타늄 졸(고형분 농도 20wt%) 500g을 첨가하고 이를 볼밀을 이용하여 1시간 동안 밀링 하였다. 그런 후 별도의 용기에 에탄올 5리터를 넣고 여기에 상기의 혼 합 밀링용액을 교반하면서 서서히 첨가한다. 이어서 알루미늄이소프로폭사이트([(CH₃)₂CHO]₃Al) 3g과 테트라에톡시실란(Si(OC₂H₅)₄) 40g을 서서히 첨가한 다음 약 80℃에서 5시간 동안 가열 교반한 다음, 상온으로 냉각하여 방오성 코팅제 조성물을 제조하였다.

비교예

먼저 이온교환수 1000mL를 비이커에 넣고 교반을 계속하면서 질산은 5g을 서서히 투입하고 충분히 용해하였다. 이어서 교반을 계속하면서 암모니아수(0.5mol/L)를 서서히 적하하여 pH가 7이 될 때 까지 일정량을 첨가 하였다. 침전물이 생성되면 그 상태에서 교반을 멈추고 12시간 동안 유지하였다. 이어서 침전물을 여과한 후 이온교환수로 충분히 세척하여 은 수산화물을 얻었다. 이렇게 얻어진 은 수산화물에 증류수를 첨가하여 50wt% 수산화물이 되도록 하고, 유화믹서를 이용하여 3시간 동안 분산처리 하여 분산액을 얻었다.(용액 A)

별도의 2리터 용기에 에탄올 1리터를 투입하고 알루미늄이소프로폭사이트([(CH₃)₂CHO]₃Al) 1g과 테트라에톡시실란(Si(OC₂H₅)₄) 45g을 서서히 첨가한 다음 약 80℃에서 5시간 동안 가열 교반한 다음, 상온으로 냉각하였다.(용액 B)

상기의 용액 A를 마그네틱 스터러(magnetic stirrer)를 사용하여 서서히 교반 하면서 용액 B를 첨가한다. 그리고 여기에 아나타제형 이산화티타늄 졸(고형분 농도 20wt%) 500g을 첨가하고 1시간동안 교반을 계속하여 방오성 코팅제 조성물을 제조하였다.

시험예

전술한 실시예와 비교예에서 얻어진 코팅제를 이용하여 다음과 같은 물성평가를 하였다.

내오염성, 친수성, 피도물 표면의 손상정도, 박막의 투명도 및 황변현상 발생 유무

먼저. 유기페인트가 도장된 재질의 피도물의 표면에 실시예와 비교예에서 제조된 코팅제를 적용하여 각각 두께가 약 5㎛인 코팅막을 형성시켰다. 그런 다음 이 코팅된 피도물을 실외에 수직으로 세워서 90일간 방치하였다. 그런 다음 내오염성, 피도물 표면의 손상정도, 박막의 투명도에 대해서 외관으로 판단하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 한편, 추가적으로 친수성능 평가를 위해서 코팅제를 적용한 피도물의 표면에 물을 분사하였으며 물방울의 생성 정도를 육안으로 관찰하였으며 결과는 표 1에 정리하였다. 한편, 도 5는 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 코팅제를 적용한 경우에 내오염성을 나타내는 사진으로서, 왼쪽은 실시예 1의 코팅제를, 오른쪽은 비교예 1의 코팅제를 각각 적용한 것이다. 또한, 도 6은 도 5의 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 코팅제를 적용한 경우에 친수성을 나타내는 사진으로서, 왼쪽은 실시예 1의 코팅제를, 오른쪽은 비교예 1의 코팅제를 각각 적용한 것이다.

항균성(피도물 표면에 이끼나 곰팡이 등의 생성여부)

먼저. 화강석 재질의 피도물에 실시예 1 ~ 3에서 제조된 코팅제와 비교예에 서 제조된 코팅제를 적용하여 각각 두께가 약 5㎛인 코팅막을 형성시켰다. 그런 다음 이 코팅된 피도물을 빛이 들지 않는 음지인 실외에 수직으로 세워서 90일간 방치하였다. 그런 다음 표면에 생성된 이끼류나 곰팡이 등의 생성 여부를 육안으로 판단하였다.

한편, 본 발명으로 얻어진 방오성 코팅제가 노출환경의 외장재에 적용되는 경우, 노출환경에 장기간 기능을 발휘하기 위해서는 코팅제의 내구성이 필연적으로 요구된다. 이러한 목적으로 코팅제의 내구성과 물성을 알아보기 위해 전술한 실시예 1에서 제조된 코팅제를 공인시험기관인 한국화학시험연구원 또는 한국생활환경시험연구원에 의뢰하여 코팅제의 물성을 알아보았으며, 그 결과를 하기 표 2에 정리하였다.

촉진 내후성 시험

KS M 5000:2003에 의거하여 촉진 내후성 시험(WS-A, 300시간) 후 부풀음, 균열, 박리 유무를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2 (항목 1)에 나타내었다. 촉진내후성시험은 기후변화에 문제가 없는지 알아 보기위한 것이다.

내굴곡성

KS D 6711:1992에 의거하여 내굴곡성을 시험(굴곡지름:10mm)하였으며, 그 결과를 하기 표 2 (항목 2)에 나타내었다. 외장재질은 온도변화에 따라 수축과 팽창 을 반복적으로 하게 되므로 외장 코팅재로 사용하기위해서는 방오성 코팅제가 내굴곡성에 문제가 없어야한다.

내충격성

KS D 6711:1992에 의거하여 내충격성을 시험 하였으며(1kg, 50cm, 1/2"-약 1.27cm), 그 결과를 하기 표 2 (항목 3)에 나타내었다. 외부충격에서도 코팅제가 문제가 없어야한다.

내세척성

KS M 5000:2003에 의거하여 내세척성을 측정하였으며(4000회), 그 결과를 하기 표 2 (항목 4)에 나타내었다. 빗물이나 폭우, 청소 등에 의한 세척에도 코팅제가 유실되어서는 안 된다.

연필경도

KS D 6711: 1992에 의거하여 연필경도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2(항목 5)에 나타내었다.

내오염성

주택공사시방서: 2004에 의거하여 내오염성을 측정하였다. 내오염성(HB연필), 내오염성(적색유성매직), 내오염성(적색크레용)으로 시험하였으며, 그 결과를 하기 표 2(항목 6)에 나타내었다.

자외선 차단율

KS K 0850:1999에 의거하여 자외선 차단율시험을 하였다. 자외선(290~400nm)로 시험하였으며, 그 결과를 하기 표 2(항목 7)에 나타내었다.

내약품성

KS M ISO 2812-1:2002에 의거하여 내약품성을 측정하였다. 상온, 10% 수산화나트륨 또는 10% 황산, 168시간 후의 부풀음, 갈라짐, 벗겨짐 유무 등으로 판단하였으며, 그 결과를 하기 표 2(항목 8)에 나타내었다. 산업발달과 교통량증가로 인해 산성비와 외부세척시 사용하는 세제에도 문제가 없어야한다.

이와 같은 물성측정에 대한 결과를 도 5, 도 6 및 하기 표 1, 표 2 에 나타내었다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
내오염성	양호	양호	양호	불량
친수성	양호	양호	양호	불량
원 피도물 표면의 손상도	없음	없음	없음	있음
박막의 투명도	양호	양호	양호	불량
황변현상	없음	없음	없음	있음
항균성 (피도물 표면에 이끼나 곰팡이 등의 생성여부)	없음	없음	없음	생성됨

상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 실시예의 코팅제 조성물로 이루어진 코팅막은 원 피도물의 표면 손상이나 황변현상도 나타나지 않았으며, 자외선이 부족한 경우에도 우수한 항균성을 나타냈다. 뿐만 아니라, 내오염성, 친수성, 촉진 내후성, 내마모성, 내굴곡성, 내충격성, 내세척성, 내약품성 등도 우수하였다. 그러나, 단순한 혼합물 형태인 비교예의 코팅제를 사용한 경우에는 원 피도물의 표면이 손상되었으며, 또한 항균성 등 다른 물성도 실시예에 비하여 저하됨을 알 수 있다.

본 발명의 코팅공법 적용예

적용예 1 ~ 3

전술한 초음파 도료 분무 장치를 이용하여 통상적인 2액형 폴리우레탄 도료를 피도포체에 도포 및 경화시켜 제1 도막을 형성하였다. 그런 다음, 등록특허 제10-486418호의 실시예 1에 기재된 수성도료를 제1 도막 표면에 1차 및 2차 도포하여 제2 도막을 형성하였다. 이어서, 전술한 방오성 코팅제 조성물의 실시예 1에 따라 제조한 조성물을 제2 도막 표면에 도포 및 건조하여 제3 도막을 형성하였다. 하기 표 3에 형성된 제1 ~ 제3 도막의 코팅량 또는 도막두께를 나타냈다.

	제1 도막 (g/M2)	제2 도막 (1차도포, ㎛ )	제2 도막 (2차도포, ㎛ )	제3 도막 ((g/M2)
적용예 1	3	60	60	1
적용예 2	5	60	60	1
적용예 3	10	60	60	1

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 코팅공법으로 처리한 도막들은 콘크리트 구조물 등의 피도포체와 밀착되어 잘 들뜨지 않으며, 이산화탄소와 비래염분이 피도포체와 접촉하는 것을 박아 피도포체의 중성화와 염해를 방지할 수 있다. 또한, 형성된 도막은 방오성능이 뛰어날 뿐만 아니라 자외선이 적은 장소에서도 높은 항균성을 나타내며, 내충격성과 투명도 또한 우수하다.

Claims (3)

1. (S1) 폴리올과 폴리이소시아네이트를 포함하는 고침투성 2액형 폴리우레탄 도료를 피도포체에 도포한 다음 경화시켜 제1 도막을 형성하는 단계;

   (S2) 도막 형성의 주성분인 바인더와 안료를 함유하는 수성도료로서, 상기 수성도료의 안료가 안료 총 중량을 기준으로 표면에 방수 코팅층이 형성된 코팅안료 10 내지 90중량% 및 구형의 중공 코어부와 고분자 쉘부로 이루어진 중공형 고분자 비드 10 내지 70중량%를 포함하되,수성도료에 함유된 물의 함량이 5 내지 15중량%인 속경화 수성도료를 상기 제1 도막 표면에 도포 및 건조하여 제2 도막을 형성하는 단계; 및

   (S3) 조성물 총 중량을 기준으로, 아나타제형 이산화티타늄으로 이루어진 코어부 및 상기 코어부의 표면에 은수산화물로 이루어진 다공성 피복층을 구비하는 항균성 광촉매 성분 0.05 내지 12중량%, 무기 바인더 0.2 내지 18 중량% 및 용매 70 내지 99.5중량%를 포함하는 방오성 코팅제 조성물을 상기 제2 도막 표면에 도포 및 건조하여 제3 도막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중성화, 염해 및 오염 방지 코팅공법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 고침투성 2액형 폴리우레탄 도료는 초음파 진동자를 이용하여 분무로 변환시킨 다음, 상기 분무를 분사 유니트를 통하여 피도포체에 분사하여 도포하는 것을 특징으로 하는 중성화, 염해 및 오염 방지 코팅공법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 무기 바인더는 산화알루미늄, 산화규소 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 중성화, 염해 및 오염 방지 코팅공법.

Images