KR100569803B1

KR100569803B1 - 수성 도료조성물

Info

Publication number: KR100569803B1
Application number: KR1020040027379A
Authority: KR
Inventors: 이상진; 정종원; 배순우; 임희춘
Original assignee: 휴켐스주식회사
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2006-04-10
Also published as: KR20050102212A

Abstract

300 ~ 400 메쉬의 갈렴석 1 ~ 10 중량부, 탄산칼슘 1 ~ 25 중량부, 이산화티탄 5 ~ 25 중량부, 탈크 13중량부 이하, 옥, 맥반석, 황토, 숯 및 전기석으로 이루어지는 혼합물인 기능성체질 1 ~ 10 중량부, 합성시 중화제로서 수산화칼륨을 사용한 아크릴에멀젼수지, 비닐아세테이트수지, 및 폴리우레탄에멀젼수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 1 이상의 수성바인더 8 ~ 37 중량부, 도막형성보조제 1 ~ 5 중량부, 물 잔부를 포함함을 특징으로 하는 수성 도료조성물이 개시된다.

이에 의하면 악취를 유발하는 암모니아계 중화제 및 발암물질로 알려진 아민계 중화제 또는 일킬페놀계 중화제를 사용하는 대신 수산화칼륨을 사용하여 제조한 수성바인더를 사용하여 악취가 발생되지 않고, 항균기능이 양호하고 음이온과 원적외선이 방사되는 수성도료조성물이 제공되는 효과가 있어 건축물의 내장용으로 그 산업적 이용이 기대된다.

휘발성유기화합물, 갈렴석, 도료

Description

수성 도료조성물{Paint composition}

도 1 및 도 2는 본 발명의 도료조성물의 시험성적서이고,

도 3 및 도 4는 본 발명의 도료조성물에 대한 원적외선 방사 그래프이다.

본 발명은 도료조성물에 관한 것으로, 더욱 상세히는 콘크리트 건축물의 벽면이나 건축물의 마감재에서 발생하는 포름알데하이드 등의 휘발성 유기화합물(VOC)이 발생하지 않는 수성 도료조성물에 관한 것이다.

아파트나 상가 등의 건축물에는 콘크리트를 구조물 형성의 재료로 사용하고있고, 마감재 작업의 재료로서 각종의 화학물질(바닥 접착제 등)이 사용되는바, 콘크리트에 혼입되는 시멘트와 더불어 이들로부터 인체와 환경에 유해한 각종의 유해물질이 배출된다. 이러한 유해물질, 즉 시멘트독(라돈)이나 유기화합물은 두통, 기침, 천식, 신경장애, 아토피성 질환 등을 유발하는 것으로 알려져 있다.

이에 따라 아파트, 일반주택, 사무실 등에 사용되는 각종 재료는 친환경, 바이오 기능 ,즉 항균, 탈취, 공기정화, 원적외선 방사 등의 기능이 요구되고 있으며 건축물 내부에 사용되는 도료의 경우에도 맥반석, 숯, 게르마늄, 황토 등을 사용한 기능성 바이오 세라믹 도료가 많이 개발되고 있다. 그런데, 현재 사용되고 있는 제품은 콘크리트 구조물의 근본적인 문제점인 시멘트 독성을 완전히 제거하기는 어려운 상태로 다만 표면에 도포하여 일정 두께의 도막을 형성한 후 기본적인 바이오 기능을 발휘, 또는 흉내만 내는 데 그치고 있는 실정이다.

또한 기존의 수성도료는 자체에 인체에 유해한 휘발성유기화합물을 함유하고 있고, 도료 제조시 암모나아계열의 중화제를 사용함으로 인해 악취를 발생시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기의 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 휘발성유기화합물이 포함되지 않는 수성도료조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 조성물 중에 필수적으로 포함되는 바인더를 수산화칼륨을 이용하여 제조하여 악취가 발생되지 않는 수성도료조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 조성물에 의하면, 콘크리트 건축물의 실내공간에 도장되어도 휘발성유기화합물의 발생이 되지 않으며, 조성물에 함유된 성분에 의해 항균, 탈취, 공기정화, 원적외선 방사, 음이온이 발생되어 쾌적한 실내환경을 제공하게된다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수성 도료조성물은 300 ~ 400 메쉬의 갈렴석 1 ~ 10 중량부, 탄산칼슘 1 ~ 25 중량부, 이산화티탄 5 ~ 25 중량부, 탈크 13중량부 이하, 옥, 맥반석, 황토, 숯 및 전기석으로 이루어지는 혼합물인 기능성체질 1 ~ 10 중량부, 아크릴에멀젼수지, 비닐아세테이트수지, 및 폴리우 레탄에멀젼수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 1 이상의 물질로서 합성시 수산화칼륨을 중화제로 사용한 수성바인더 8 ~ 37 중량부, 도막형성보조제 1 ~ 5 중량부, 물 잔부를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 수성 도료조성물을 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 수성 도료조성물은 냉장고의 악취제거나 항균력이 뛰어나 식품첨가물로도 사용되는 갈렴석을 조성물 중에 포함한다. 이러한 갈렴석은 본 발명의 조성물의 목적상 300 ~ 400 메쉬의 크기로 전체중량에 대해 1 ~ 10 중량부 포함한다. 갈렴석은 원적외선 및 음이온을 방사하여 인체에 유익한 기능을 수행하며 이러한 기능을 위해 본 발명의 조성물 중에 포함된다.

또한 본 발명의 조성물에는 도료조성물 중에 일반적으로 포함되는 충진제(filler)로서 탄산칼슘과 이산화티탄 및 탈크를 소망하는 물성에 따라 일정량 포함한다. 먼저, 탄산칼슘은 충진제로 널리 사용되는 저렴한 물질로서 본 발명의 조성물에는 조성물 전체중량에 대해 1 ~ 25 중량부 포함한다. 이산화티탄은 도장시 은폐를 위한 충진제로서 피도장물에 도장하는 횟수 및 희망하는 조색에 따라 전체조성물 중 5 ~ 25 중량부 포함한다. 마지막으로 탈크(Talc)는 도장작업 시 작업성을 좋게 하고 은폐력을 좋게 해주는 것으로서 광택이 나타나지 않도록 하기 위해 사용되며, 전체조성물에 대해 13 중량부 이하로 포함된다.

다음으로 본 발명의 조성물은 바인더로서 수성바인더를 사용한다. 본 발명의 조성물에 사용가능한 수성바인더는 아크릴에멀젼수지, 비닐아세테이트수지 또는 폴 리우레탄에멀젼수지 또는 이들의 2이상의 혼합물로서 합성시 중화제로서 수산화칼륨을 이용한 것이다. 종래 도료조성물에는 악취를 유발하는 암모니아계 중화제, 발암물질로 알려진 아민계 중화제 또는 일킬페놀계 중화제를 사용하였으나 본 발명의 수성바인더(아크릴에멀젼수지, 비닐아세테이트수지 또는 폴리우레탄에멀젼수지)는 수산화칼륨 수용액을 사용하여 악취발생의 문제점을 해결하였다. 본 발명의 상기 아크릴에멀젼수지, 비닐아세테이트수지 또는 폴리우레탄에멀젼수지의 합성은 공지의 방법을 사용할 수 있으나, 중화제로서 수산화칼륨 수용액을 사용한다. 본 발명의 조성물에 포함되는 수성바인더의 양은 전체조성물에 대해 8 ~ 37 중량부이며 내수성과 내후성을 좋게 하기 위해 바람직하게는 20 중량부 이상 포함된다.

다음으로 도막의 유연성을 위해 본 발명은 도막형성보조제 1 ~ 5 중량부를 포함한다. 사용가능한 도막형성보조제로서 폴리하이드록시에틸글리세린(PHEG)가 있다. 이러한 도막형성보조제는 동결방지제 역할도 한다.

다음으로 본 발명의 조성물은 기능성 부여 여부에 따라 적절한 기능성 체질, 예컨대, 옥, 맥반석, 황토, 숯, 전기석 등의 물질을 포함한다. 본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 기능성 체질의 양은 전체조성물 중에 1 ~ 10 중량부이다.

아울러 본 발명의 조성물은 선택적으로 천연방부제(천연항균제)나 점도를 조절하기 위한 아크릴증점제를 조성물 중에 필요에 따라 선택적으로 포함한다. 또한 작업성을 위해 작업성개선제(PVA), 소포제, 표면분산제나 원하는 색상이 있으면 수성 착색제 등을 소량 첨가하여 사용할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 설명한다.

- 수성바인더(아크릴에멀젼수지) 합성

반응조에 물 386.1g, 비이온계면활성제(NP-40) 15.28g, 음이온계면활성제(K-565P) 13.39g 을 투입하여 완전용해 후 74℃로 승온시켰다.

한편, 유화조에는 물 339.3g, 비이온계면활성제(NP-40) 15.3g, 음이온계면활성제(K-565P) 7.22g을 투입하여 완전용해한 후 스티렌모노머 425.86g, 2-에틸헥실아크릴레이트 372.58g, 메타아크릴릭엑시드 25.78g, 아크릴아미드 7.67g을 투입하여 1시간 동안 유화시켰다.

다음 상기 반응조에 물 90.49g, 소디움바이설파이트 3.42g 혼합액을 투입하고 유화물의 1/15을 투입하여 80℃로 30분을 유지하였으며, 유화물을 적하하여 냉각시킨 후 수산화칼륨(2% 수용액) 13.05g, 소포제(EDW) 0.33g, 물 7.72g을 투입하여 중화한 후 여과시켜 아크릴에멀젼수지를 제조하였다.

- 도료의 제조

제조탱크에 물 22wt%를 넣고 저속교반하면서 셀룰로우스 침강방지제로서 Pangel-AD 0.1wt%, 수성 분산제 Orotan1288 0.3wt%, 탄산칼슘 18wt%, 이산화티탄 R-902 22.8wt%, 탈크 8wt%, 350 메쉬의 갈렴석 1wt%, 도막형성보조제 및 보습제인 PHEG 0.4wt%, 기능성 체질(옥, 맥반석, 황토, 숯 및 전기석 혼합물) 5wt%를 넣고 2시간 교반 후 연화도를 확인한 후, 위에서 제조한 아크릴 에멀젼수지 20wt%, 천연방부제 및 천연항균제로 사용되는 바이오크린엑트 0.4wt% 를 투입하여 30분간 고 속교반 후 아크릴증점제 DR-72 0.4wt%를 소량씩 투입하면서 원하는 점도를 맞추었다. 그 다음 작업성개선제 PVA 1wt%. 소포제 0.3wt%, 표면분산제 0.3wt%를 투입하고 수성 착색제를 첨가하여 조색하였다.

상기에서 제조한 도료저성물에 대해서 아래의 표에 제시된 시험방법에 따라 휘발성유기화합물(VOC)과 휘발성 방향족 탄화수소(VAC) 및 중금속 검출테스트를 시행하여 결과를 아래의 표에 나타 내었다.

시험결과(한국화학시험연구원)
시험항목	단위	시료구분	결과치	시험방법
VOC(휘발성유기화합물)	g/L		검출안됨	IS0 11890-2:2000
VAC(휘발성벙향족 탄화수소)	wt%		검출안됨	ASTM D 3257 :2001
Pb	mg/kg		검출안됨	ISO 3856/1 :1984
Cd	mg/kg		검출안됨	ISO 3856/4 :1984
Hg	mg/kg		검출안됨	ISO 3856/7 :1984
Cr⁶⁺	mg/kg		검출안됨	ISO 3856/5 :1984

또한 상기에서 제조한 도료저성물에 대해서 음이온 개수를 KFIA-FI-1042 시험방법에 따라 측정한 결과 1540개/cc가 발생하는 것으로 나왔으며, FT-IR 분광기에 의한 원적외선 방사에너지도 3.68ㅧ10²(w/㎡)방사에너지가 방사율 0.915㎛ 인 것을 확인할 수 있었다.(도 1 및 2 참조)

이상 설명한 본 발명에 의하면 악취를 유발하는 암모니아계 중화제 및 발암물질로 알려진 아민계 중화제 또는 일킬페놀계 중화제를 사용하는 대신 수산화칼륨을 사용하여 제조한 수성바인더를 사용하여 악취가 발생되지 않고, 항균기능이 양호하고 음이온과 원적외선이 방사되는 수성도료조성물이 제공되는 효과가 있어 건축물의 내장용으로 그 산업적 이용이 기대된다.

Claims

300 ~ 400 메쉬의 갈렴석 1 ~ 10 중량부, 탄산칼슘 1 ~ 25 중량부, 이산화티탄 5 ~ 25 중량부, 탈크 13중량부 이하, 옥, 맥반석, 황토, 숯 및 전기석으로 이루어지는 혼합물인 기능성체질 1 ~ 10 중량부, 합성시 중화제로서 수산화칼륨을 사용한 아크릴에멀젼수지, 비닐아세테이트수지, 및 폴리우레탄에멀젼수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 1 이상의 수성바인더 8 ~ 37 중량부, 도막형성보조제 1 ~ 5 중량부 및 물 잔부를 포함함을 특징으로 하는 수성 도료조성물.