KR100691068B1 - 도료조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원적외선 방사 및 음이온 방출이 가능한 수성 무기질 바름재와 내오염성이 우수한 수용성 상도재를 포함하여 이루어지는 도료조성물에 관한 것으로서, 무기질 바름재와 수용성 상도재를 포함하여 이루어지며, 상기 무기질 바름재는 무기질 파우더 수지 30 내지 40중량%, 제올라이트, 옥, 황토, 화산재, 이산화티탄(나노 Type), 희토 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 세라믹 파우더 10 내지 20중량%, 이산화티탄(Anatase Type) 5 내지 10중량% 및 산화규소 5 내지 30 중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 수용성 상도재는 실리콘아크릴 에멀젼 20 내지 30중량%, 제올라이트, 옥, 황토, 화산재, 이산화티탄(나노 Type), 희토 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 세라믹 파우더 10 내지 20중량%, 탄산칼슘 20 내지 30중량%, 이산화티탄(RUTILE Type) 5 내지 10중량%, 미분 규소 3 내지 5중량% 및잔량으로서 물을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상도재, 바름재, 이산화티탄, 원적외선, 음이온, 세라믹 파우더, 실리콘아크릴 에멀젼

Description

도료조성물{Paint composition}

본 발명은 도료조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원적외선 방사 및 음이온 방출이 가능한 수성 무기질 바름재와 내오염성이 우수한 수용성 상도재를 포함하여 이루어지는 도료조성물에 관한 것이다.

일반적으로 건축용으로 사용되는 아크릴계 에멀젼 도료는 수용성의 아크릴 에멀젼 수지를 바인더 수지로 하고, 여기에 가소제, 분산제, 습윤제, 소포제, 증점제 등의 도막형성조제를 혼합하여 조제되는 비휘발성 비히클과 휘발성 비히클인 물 및 안료로 구성된 조성을 갖는 것으로서, 건물의 내외부 표면을 포함하여 물체의 표면에 도포되어 도막을 형성하여 피도체를 보호함과 동시에 색상을 부여하여 미려한 외관을 제공하도록 한다.

한편, 아크릴 에멀젼 계통의 도료로서 원적외선 방사효과와 같은 기능성을 부여하는 기술로서, 대한민국 특허출원 제 97-33794호에서는 원적외선 방사효과가 우수한 특성을 지닌 황토와 맥반석을 수용성 페인트, 퍼티, 본 타일과 같은 수용성 도료에 일정량을 함유시킨 수용성 도료 조성물이 제안되어 있다.

물리적 성질이 강하고, 열작용이 대단히 큰 전자파는 적외선(infrared)이며, 이 적외선은 파장의 범위에 따라 근적외선(near infrared), 중간적외선(mid infrared), 원적외선(far infrared)으로 구분되며, 맥반석, 옥, 숯, 황토 등에서 주로 방사되는 원적외선은 인체에 잘 흡수되는 최적의 파장 범위(5 내지 20㎛)에 속한다.

일반적으로 물체에 열에너지를 전달하는 전도, 대류, 복사의 세 가지로 구분되는데, 원적외선은 중간 매체 없이 직접적이고, 순간적인 복사에너지를 전달하고, 침투성이 우수하여 물체를 내부로부터 따뜻하게 해주며, 생체물질을 활성하는 것이 가능한 것으로 알려져 있다. 또한 그 파장의 진동수가 인체를 구성하는 분자의 진동수와 거의 같은 범위에 있기 때문에 인체에 투과되면 분자 내에서 공명현상이 일어나 그 진동이 활발해지고, 그러한 진동의 대부분이 열로 변하며, 일부 에너지는 ‘활성화’에너지로서 작용하는 것으로 알려져 있다. 원적외선 방사 물질로부터 기대할 수 있는 효과로는 원적외선 방사에 의한 항균성, 항곰팡이성, 냄새 제거, 음이온 방출, 혈액순환 촉진(혈류량 증가), 중금속 등의 유독성 물질의 제거, 자외선 차단, 열차단성 및 전자파 차단 등이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 원적외선을 방출하는 광물질로는 세라믹(맥반석), 게르마늄, 옥, 황토, 숯, 해조탄, 토르말린(전기석) 등이 있다.

또한 음이온의 정의 및 특징과 효능은 다음과 같다.

물질을 구성하는 원자는 일반적으로 양의 원자핵과 음의 전자로 구성되며, 일반적으로는 이들이 함께 하나의 원자 또는 분자를 구성하여 전기적으로 중성으로 존재한다. 그러나 도시와 같이 자동차가 많고, 공장지대의 오염이 진행되는 지역 에서는 전자파와 배기가스 등의 에너지가 가해짐으로써 음의 전자가 부족하게 되어 전기적으로 중성이었던 원자 또는 분자가 양이온으로 변하게 된다. 음이온은 삼림과 폭포 주변, 초원, 공원의 분수 근처에서, 또는 해변에서 많이 발생하며, 특히 태풍이 지나간 후나, 눈이 내린 후에 많이 발생하는 것으로 알려져 있다. 인간의 신체는 대략 60조개 이상의 세포로 구성되어 있고, 인간이 질병에 걸리는 원인으로 세포의 산화를 들 수 있으며, 음이온은 세포의 산화작용을 억제하는 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 인체의 세포는 약알칼리성이며, 따라서 양이온이 체내에 많아지며, 활성산소의 증가를 촉진시켜 세포의 산화가 진행된다. 반면에 음이온은 음이온 자체의 전자를 활성산소에 주게 되어 치명적인 활성산소의 과잉발생과 세포의 산화작용을 억제시키는 환원작용을 하게 되어 건강유지활동을 활발하게 촉진시키는 것으로 알려져 있다. 음이온의 작용으로는 혈액의 정화작용, 세포의 활성작용, 저항력 증가작용, 자율신경계 조절작용 등이 있는 것으로 알려져 있다.

음이온 방출물질은 전기분극을 갖고 있는 결정으로서, 그 결정의 단위격자의 양전하의 중심과 음전하의 중심이 본래의 위치에서 약간 벗어나 있어 결정의 양단에 양전극과 음전극이 형성되며, 상기 음전극에서는 양전극으로 향하는 전자가 발생하고, 이 전자는 다른 원자와 결합하여 음이온을 형성하며, 상기 음이온은 양전극의 전기력선을 따라 방출되어 영구적인 전기의 흐름이 되는데, 이 전류는 0.06㎃ 정도의 미세 전류로서 인간의 신체기능 활성화에 가장 적합한 것으로 알려져 있다.

전술한 음이온 발생물질이 수분에 닿으면 순간적으로 방전되어 물분자(H2O)를 수소이온(H+)과 수산이온(OH-)으로 전기분해하게 되는데, 이때 수소이온은 음전 극에서 방출도는 전자에 의해 수소가스(H2)로 환원되어 대기 중으로 날아가고, 따라서 물은 알칼리로 이온화되게 된다. 또한 수산이온은 산성화된 인체를 환원시키는 역할을 하며, 물을 약알칼리화 시킴으로써 면역기능(살균기능, 항균능력)을 높이고, 혈액을 정화하며, 자율신경을 자극하여 교감신경의 흥분을 억제하는 것으로 알려져 있다. 이러한 음이온을 발생시키는 자연 광물질로는 천연광석으로서 자철광, 의왕석, 맥반석, 장석과 숯(비장탄, 죽탄, 송과탄, 과실탄, 곡탄) 등이 있으며, 이러한 물질을 적절한 조합으로 이용하여 이들 기능들을 누릴 수도 있다.

그러나 상기와 같이 황토와 맥반석을 사용하는 경우에는 화이트 칼라를 요구하는 도료로는 황토와 맥반석 고유의 색상 때문에 적용하기가 어렵다는 문제점이 있다.

또한 대한민국 공개특허공보 공개번호 2003-5733호에는 견운모 분말을 주성분으로 하고 여기에 무기질로서 규사, 석회, CSA 시멘트, 슬래그, 탄산칼슘, 프라이애쉬, 마이크로실리카, 백시멘트, 안료 그리고 유기질로서 수용성의 아크릴모노머, 멜라민, 셀룰로오스, 소포제를 첨가 조성한 기능성 세라믹 바름재 조성물이 개시되어 있다.

그러나 원적외선 방사, 음이온 방출 및 내오염의 기능을 동시에 부여할 수 있는 도료조성물은 아직 제공되지 못하고 있다.

한편 기존의 수성 무기질 몰탈재 또는 바름재 단독으로 음이온 방출 및 원적외선 방사 기능을 갖는 것은 개발되어 있기는 하나, 난연 1급으로 다양한 모재와의 우수한 부착성, 내후성, 방청성 및 다양한 건강적 기능(음이온 방출, 원적외선 방 사, 항균, 살균, 탈취, 질소산화물 제거능 등)을 동시에 제공하지는 못하고 있다. 상도재 또한 유사한 효과를 나타내는 것은 여러 가지 발명에서 볼 수 있지만, 수용성 제품으로 다양한 모재(콘크리트, 철, 비철, 목재 등)에 우수한 부착력, 방청성을 갖고, 또한 다양한 건강적 기능(음이온 방출, 원적외선 방사 항균, 살균, 탈취 등) 및 내오염성, 낙서방지기능 등을 동시에 나타내지는 못하고 있다.

또한 도장 시스템으로는 콘크리트 구조물에 있어서 기존 수성 무기질 몰탈재의 경우, 원적외선 방사 및 음이온 방출 효과를 나타낼 수는 있지만 내구성, 외관 및 내오염성 방지 및 내구성 증가를 위하여 별도의 상도재가 필요한 경우가 있는데, 이 경우에는 일반적인 수성 또는 유성의 코팅재를 사용하여 시공을 함으로서 몰탈재 자체의 기능은 차폐가 되며, 수용성 상도 코팅재의 경우에는 내구성, 내오염성, 내후성 등이 부족하다는 단점이 있다.

더욱이 철구조물의 도장 시스템에 있어서, 기존의 도장 방식은 유성이 주류를 이루고 있어 친환경적이지 못하고, 인체에 유해한 성분이 다량 포함되어 있어 역시 건강적 기능을 제공하지는 못하고 있으며, 특히 비철금속 구조물이나 비철금속 도장이 된 구조물에는 비철금속의 특징인 흑탁문제 및 오염에 따르는 문제가 있으며, 현존하는 수용성 도장재는 부착력, 내구성, 내오염성, 방청성 등이 문제가 되어 도장의 어려움이 있다.

본 발명의 목적은 원적외선 방사 및 음이온 방출이 가능한 수성 무기질 바름 재와 내오염성이 우수한 수용성 상도재를 포함하여 이루어지는 도료조성물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 무기질 바름재와 수용성 상도재를 포함하여 이루어지며, 상기 무기질 바름재는 무기질 파우더 수지 30 내지 40중량%, 제올라이트, 옥, 황토, 화산재, 중공 글래스 비드, 이산화티탄(나노Type), 희토 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 세라믹 파우더 10 내지 20중량%, 이산화티탄(Anatase Type) 5 내지 10중량% 및 잔량으로서 산화규소를 포함하여 이루어지고, 상기 수용성 상도재는 실리콘아크릴 에멀젼 20 내지 30중량%, 제올라이트, 옥, 황토, 화산재, 이산화티탄(나노Type), 희토 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 세라믹 파우더 10 내지 20중량%, 탄산칼슘 20 내지 30중량%, 이산화티탄(Rutile Type) 5 내지 10중량%, 미분 규소 3 내지 5중량% 및 잔량으로서 물을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 도료조성물에 의하여 달성된다.

본 고안의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 이하의 고안의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.

본 발명에 따른 도료조성물은, 무기질 바름재와 수용성 상도재를 포함하여 이루어지며, 상기 무기질 바름재는 무기질 파우더 수지 30 내지 40중량%, 제올라이트, 옥, 황토, 화산재, 중공 글라스 비드, 이산화티탄(나노 Type), 희토 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 세라믹 파우더 10 내지 20중량%, 이산화티탄(Anatase Type) 5 내지 10중량% 및 잔량으로서 산화규소를 포함하여 이루어진다.

상기 무기질 파우더 수지는 초산 비닐 수지계의 재 유화형 분말 수지로써 물에 넣어서 저어주었을 때 안정한 분산물질이 되며, 특성은 본래의 분산물질과 같은 효과를 낸다. 물에 분산된 분말수지는 건조나 경화 후에 물에 녹지 않는 비 가역적인 폴리머 필름을 형성하고, 안료나 충진재 등을 결합 시켜 유기 또는 무기계 하지와의 접착력을 증가 시킨다. 대표적인 효과는 다음과 같다.

첫째, 수지가 가지고 있는 수용성 보호 콜로이드로 인하여 모르타르가 물을 보유할 수 있는 능력을 증가 시키고 , 필름을 형성 함 으로써 물의 증발을 방지한다. 둘째, 부재의 휨강도를 증가시키고, 시멘트 수축 등에 의해 생기는 크랙을 방지 한다. 셋째, 건조 또는 경화 과정에서 바인더로 작용 함으로써 유기 및 무기 바탕면과의 접착력, 모르타르의 내마모성 및 유연성을 증가 시킨다.)

상기에서 무기질 바름재를 구성하는 무기질 파우더 수지는 재유화형 무기질 재료이므로 유기의 유해한 물질을 외부로 방출하지 않으며, 물에 의해 재유화, 경화되는 형태이다. 이러한 무기질 파우더 수지는 본 발명에 따른 무기질 바름재의 베이스수지로 기능하여 수성의 안정한 도막을 형성한다. 상기 무기질 파우더 수지는 상기 무기질 바름재 총 중량에 대해 30 내지 40중량%의 범위로 포함된다.

상기 무기질 파우더 수지가 30중량% 미만으로 포함되는 경우, 하지와의 부착강도 저하 및 도막의 건조 시 크랙발생, 하지의 중성화 방지성 저하의 문제점이 있 을 수 있고, 반대로 40중량%를 초과하는 경우 도막의 골재와의 불균일로 인한 강도 저하 및 상대적으로 물이 많이 사용되어 점도 저하에 따른 작업상 문제, 경제성 문제 등의 문제점이 있을 수 있다.

상기에서 무기질 바름재를 구성하는 세라믹 파우더는 원적외선 방사량을 높이기 위하여 사용되는 것으로서, 이러한 세라믹 파우더는 바람직하게는 제올라이트, 옥, 황토, 화산재, 중공 글라스비드, 이산화티탄(나노 type), 희토 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 사용될 수 있으나, 본 발명이 이들에 제한되는 것은 아니다. 상기 세라믹 파우더는 상기 무기질 바름재 총 중량에 대해 10 내지 20중량%의 범위로 포함된다.

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상기 세라믹 파우더가 10중량% 미만으로 포함되는 경우, 원적외선 방사량의 증대효과가 미약하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 20중량%를 초과하는 경우, 도막의 골재와의 불균일로 인한 강도 저하 및 흡유량의 증가로 사용 시 높은 점도상승으로 상대적으로 물이 많이 사용 되고 이는 도막의 약화 및 크랙의 발생 요인이 되며 상대적으로 고가이어서 경제성 문제 등의 문제점이 있을 수 있다.

무기질 바름재를 구성하는 세라믹 파우더에 포함되는 이산화티탄은 나노입자로 형성된 이산화티탄 분말이 바람직하다. 이산화티탄(나노 Type)은 광촉매현상을 나타내는 물질로서, 햇빛 특히 햇빛 등 자연광 중의 자외선에 의해 활성화되어 유기물을 분해하는 광활성 반도체의 일종으로서, 이산화티탄의 광촉매효과는 현재 널리 알려져 있으며, 이산화티탄(나노 Type) 분말 등은 국내외 유수의 제조업자들로부터 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 바 있다. 상기 이산화티탄(나노 Type)의 특히 바람직한 입자크기는 7nm이다.

상기 이산화티탄(나노 Type)은 세라믹 파우더 총 중량에 대해 20 내지 30중량%의 범위로 포함된다. 20중량% 미만으로 포함되는 경우, 상기한 바와 같은 이산화티탄(나노 Type)의 광촉매효과가 크지 않게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 30중량%를 초과하는 경우, 경제적인 문제점 및 작업상 물을 많이 사용 됨에 따른 도막 강도 저하 등의 문제점이 있을 수 있다.

상기 세라믹 파우더에 포함되는 글래스비드는 단열효과를 향상시키는 역할 을 하며, 속이 빈 형태의 중공 글래스 비드가 바람직하다. 또한 그 함량은 세라믹파우더 총 중량에 대해 20 내지 30%의 범위로 포함된다. 20중량% 미만으로 포함되는 경우, 상기한 바와 같은 중공 글라스 비드의 단열효과가 크지 않게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 30중량%를 초과하는 경우 도막의 부착력 저하의 문제점이 있을 수 있다.
한편, 본 발명에서 무기질 바름재를 구성하는 이산화티탄(Anatase Type)은 상기한 나노 타입의 이산화티탄과 같이 광촉매로서의 역할을 하며, 그 함량은 무기질 바름재 총 중량의 5 내지 10 중량%가 바람직하다. 또한, 바람직한 평균입자 크기는 0.3㎛ 이다.

상기에서 무기질 바름재를 구성하는 상기 산화규소는 도막의 강도 향상 및 작업성 조절을 위하여 사용된다. 상기 산화규소는 상기한 무기질 바름재에서 상기한 성분들의 함량에 더해 잔량으로서, 즉 5 내지 30 중량% 범위에서 포함되며, 상기 산화규소의 함량이 너무 적으면 도막의 강도가 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 너무 많으면 점도 저하에 따른 작업성 문제 및 도막의 부착 강도 저하의 문제점이 있을 수 있다.

상기한 성분들 및 함량들을 사용하여 상기 무기질 바름재를 제조할 수 있으며, 이 무기질 바름재의 제조는 파우더용 혼합용기에 상기 성분들 중 무기질 파우더 수지 및 세라믹 파우더, 이산화 티탄(Anatase Type)을 서서히 투입한다. 이때 과량을 빠른 속도로 투입하는 경우, 세라믹 파우더의 비중이 물의 비중 보다 낮아 (나노 이산화 티탄 등 재료의 비중이 낮음) 주위로 날릴 수 있어 서서히 투입한다. 그 후에, 상기 산화규소, 등을 차례로 투입하고, 균질한 파우더가 될 때까지 교반한다. 교반속도는 30 내지 300rpm이 적절하다. 제조 중에 중요한 것은 각 입자가 균일하게 분산되도록 하는 것이다.
본 발명에서 상기 수용성 상도재는 실리콘아크릴 에멀젼 20 내지 30중량%, 제올라이트, 옥, 황토, 화산재, 이산화티탄(나노 type), 희토 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 세라믹 파우더 10 내지 20중량%, 탄산칼슘 20 내지 30중량%, 이산화티탄(RUTILE Type) 5 내지 10중량%, 미분 규소 3 내지 5중량% , 실버콜로이드 0.2 내지 0.5% 및 잔량으로서 물을 포함하여 이루어진다.
상기에서 수용성 상도재를 구성하는 실리콘아크릴 에멀젼는 본 발명에 따른 수용성 상도재의 베이스수지로 기능하여 수성의 안정한 도막을 형성한다. 상기 실리콘아크릴 에멀젼은 축합반응을 통한 실록산결합(-Si-O-Si-)을 형성하여 화학적으로 안정하며, 가교결합에 의해 강도가 높고, 화학적으로 매우 안정하여 불소결합(C-F) 다음으로 강하며, 알콕실기와 실릴기는 무기물 표면 흡착수 또는 수산기와 실란커플링제 등과 유사한 상호작용으로 강한결합을 이루어 다양한 모재에 우수한 부착력을 나타낸다. 이러한 고내구성, 고내후성을 갖는 실리콘아크릴 에멀젼에 다양한 기능을 갖는 충진재들을 균일하게 분산시키는 구성에 의하여 본 발명에 따른 수용성 상도재가 구성된다. 상기 실리콘아크릴 에멀젼으로서는 도료가 건조 되면서 도막을 형성 할때 공기중의 수분에 의해 가수분해를 통해 폴리머 가교 경화가 일어나 화학적으로 안정된 실록산 결합을 형성 할수 있도록 기본 아크릴 폴리머 말단에 -Si(OR)의 관능기를 부여한 고기능 실리콘아크릴 에멀젼을 사용한다. 본 에멀젼의 가교 결합 후의 화학결합 에너지는 443 kJ/mol로 불소(484 kJ/mol) 다음으로 강한 결합력을 지닌다. 본 에멀젼의 화학적 구조는 (CH3CH3O2-R)1-(C4H5O2-R)2-Si이다.
상기 실리콘아크릴 에멀젼은 상기 수용성 상도재 총 중량에 대해 20 내지 30중량%의 범위로 포함된다. 아크릴에멀젼 기본 구조에 결합된 실록산기가 도막 건조 후 에는 도막에 존재하여 아크릴에멀젼의 단점인 내후성, 내구성, 내오염성, 방청성을 보완하여 우수한 기능을 할 수 있도록 한다. 상기 실리콘아크릴 에멀젼이 20중량% 미만으로 포함되는 경우, 도막의 일반적인 물성인 강도, 부착성, 내오염성, 내 방청성 등의 문제점이 있을 수 있고, 반대로 30중량%를 초과하는 경우, 고가의 원재료로 경제적인 문제점이 있을 수 있다.
상기에서 수용성 상도재를 구성하는 세라믹 파우더는 원적외선 방사량을 높이기 위하여 사용되는 것으로서, 이러한 세라믹 파우더는 바람직하게는 제올라이트, 옥, 황토, 화산재, 이산화티탄(나노 Type), 희토 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 사용될 수 있으나, 본 발명이 이들에 제한되는 것은 아니다.
상기 세라믹파우더를 구성하는 회토는 화학원소 주기율표 중의 란탄계 15개 원소와 성질이 유사한 2개 원소 등 17개의 광물원소(La, Ce, Pr, Nd, Sm, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Y)를 말한다.
상기에서 수용성 상도재를 구성하는 이산화티탄(나노 Type)은 광촉매현상을 나타내는 물질로서, 햇빛 특히 햇빛 등 자연광 중의 자외선에 의해 활성화되어 유기물을 분해하는 광활성 반도체의 일종으로서, 이산화티탄(나노 Type)의 광촉매효과는 본 출원의 출원일 현재 널리 알려져 있으며, 이산화티탄(나노 Type) 분말 등은 국내외 유수의 제조업자들로부터 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것이다. 상기 이산화티탄(나노 Type)의 특히 바람직한 입자크기는 7nm이다.
상기 이산화티탄(나노 Type)은 상기 세라믹파우더 총 중량에 대해 30 내지 40중량%의 범위로 포함된다. 30중량% 미만으로 포함되는 경우, 상기한 바와 같은 이산화티탄(나노 Type)의 광촉매효과가 크지 않게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 40중량%를 초과하는 경우, 경제적인 문제점 및 작업상 물을 많이 사용됨에 따른 도막 강도 저하 문제점이 있을 수 있다.

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상기 세라믹 파우더는 상기 수용성 상도재 총 중량에 대해 10 내지 20중량%의 범위로 포함된다. 상기 세라믹 파우더가 10중량% 미만으로 포함되는 경우, 원적외선 방사량의 증대효과가 미약하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 20중량%를 초과하는 경우, 고가의 원재료로 인한 경제적 문제와 높은 흡유량으로 도막 강도의 저하 및 내오염성의 저하의 문제점이 있을 수 있다.

상기에서 수용성 상도재를 구성하는 탄산칼슘은 도막의 강도를 나타내기 위하여 사용된다. 상기 탄산칼슘은 상기한 수용성 상도재 총 중량에 대해 20 내지 30중량%의 범위로 포함된다. 상기 탄산칼슘이 20중량% 미만으로 포함되는 경우, 도막의 강도 저하 및 방청성 저하의 문제점이 있을 수 있고, 반대로 30중량%를 초과하는 경우, 내오염성 저하 및 높은 흡유량으로 인한 작업성 저하와 이에 따르는 물 사용량의 증가로 인한 도막의 강도 및 부착성 저하의 문제점이 있을 수 있다.
상기 수용성 상도재를 구성하는 이산화티탄(Rutile type)은 도료의 색상 및 은폐력 향상을 위한 일반적 Rutile Type의 이산화 티탄을 의미하며, 평균입자 크기는 0.3㎛ 이다. 본 발명에서는 수용성 상도재 총 중량의 5 내지 10 중량%로 함유함이 바람직하다.
상기에서 수용성 상도재를 구성하는 상기 미분 규소는 탄산칼슘과 더불어 도막의 강도를 발현하는 충진재의 역할로 탄산칼슘보다 흡유량이 적은 특징이 있다. 상기 미분 규소는 상기 수용성 상도재 총 중량에 대해 3 내지 5중량%의 범위로 포함된다. 상기 미분 규소가 3중량% 미만으로 포함되는 경우, 도막의 강도 저하의 문제점이 있을 수 있고, 반대로 5중량%를 초과하는 경우, 도막의 부착력 저하의 문제점이 있을 수 있다.

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또한, 상기 수용성 상도재에는 기타 첨가제로서 실버 콜로이드(은나노 콜로이드로서 항균, 방균, 살균 효과가 있음), 분산제, 소포제, 증점제, 반응안정제, PH조절제 등이 더 포함될 수 있다. 이러한 첨가제들에는 통상의 도료 등의 제조에 사용되는 것과 동일 또는 유사한 것이 될 수 있다. 또한, 기타 첨가제로서 소포제(Agitan P803, 케미콘) 0.3중량%, 증점재(Bermocoll M10, 케미콘) 0.1중량%, 유동화제(Permin SMF30, 케미콘) 0.3중량%가 포함될 수 있다.

상기한 성분들 및 함량들을 사용하여 상기 수용성 상도재를 제조할 수 있으 며, 이 수용성 상도재의 제조는 혼합용기에 일정량의 물과 안정제 및 증점제, 분산제, PH 조절제 를 먼저 투입하고 계속 교반 하면서 세라믹 파우더를 서서히 투입하고, 그 후에 이산화티탄(Rutile Type), 미분 규소, 탄산칼슘을 차례로 투입하고, 균일한 액상이 될 때까지 교반한다. 교반속도는 155 내지 2,300rpm이 적절하다. 여기에 실리콘아크릴 에멀젼, 기타 첨가제를 먼저 투입하고, 계속해서 서서히 물을 투입한 다음, 균일하게 교반한다.

또한 본 발명에 따른 도료조성물은 상기한 바의 무기질 바름재를 중도로 하고, 용도에 따라 에폭시수지, 아크릴수지, 우레탄수지, 수성도료 등 기존의 도료를 상도로 코팅하여도 상도 및 중도의 특성을 그대로 유지할 수 있어 다른 도료와의 혼용이 가능하다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이며, 이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.

* 실시예 1(바름재)

무기질 파우더 수지 35㎏, 세라믹 파우더 5㎏, 이산화티탄(Anatase Type) 7㎏, 기타 첨가제 5㎏ 및 미분규소40㎏, 탄산칼슘8kg 을 혼합하되, 파우더용 혼합용기에 상기 성분들 중 무기질 파우더 수지 및 세라믹 파우더를 먼저 서서히 투입하고, 계속해서 상기 미분규소,탄산칼슘,이산화티탄(Anatase Type),기타 첨가제를 차례로 투입하고, 균질한 파우더가 될 때까지 150rpm의 교반속도로 교반하여 각 입자 들이 균일하게 분산된 무기질 바름재를 수득하였다.

* 실시예 2(수용성 상도재)

실리콘아크릴 에멀젼 25㎏, 세라믹 파우더 15㎏, 탄산칼슘 25㎏, 이산화티탄(Rutile Type) 7㎏, 미분 규소 4㎏, 기타 첨가제(실버콜로이드 0.3% 포함) 4㎏ 및 물 10㎏을 혼합하되, 혼합용기에 일정량의 물과 안정제 및 증점제, 분산제, PH 조절제 를 먼저 투입하고 계속 교반 하면서 세라믹 파우더를 서서히 투입하고, 그 후에 이산화티탄(Rutile Type), 미분 규소, 탄산칼슘을 차례로 투입하고, 균일한 액상이 될 때까지 교반한다. 교반속도는 155 내지 2,300rpm이 적절하다. 여기에 실리콘아크릴 에멀젼, 기타 첨가제를 먼저 투입하고, 계속해서 서서히 물을 투입한 다음, 균일하게 교반한다. 그 결과로서 상기한 수용성 상도재를 수득하는 것에 의해 본 발명에 따른 도료조성물을 제조하였다.

* 실험예 1

표 1 및 표 2에서는 종래의 일반제품의 물성과 본 발명에 따른 친환경 수성도료인 바름재의 물성을 비교하여 나타내었다.

구 분	실시예(친환경 수성도료 바름재)	비교예 1(종래제품)	비 고
음이온 방출량	606 ION/cc	없음
원적외선 방사량	3.72 × 102W/㎡	없음
항균력	99.7%감소/24시간	없음	대장균, 화농균
탈취력	92%/120분	없음	NH3
촉진내후성	이상없음	양호	1000시간, 초킹성 여부
염수분무시험	이상없음	불량	1000시간, 녹발생 여부

구 분	실시예	비교예 2(종래제품)	비 고
음이온 방출량	606(ION/cc)	100(ION/cc) 이하
내약품성	이상없음	보통	내알카리성, 내산성, 168시간 침지
항균력	99.7%감소/24시간	없음	대장균, 화농균
탈취력	92%/120분	없음	NH3
내오염성	이상없음	없음	주택공사 기준
염수분무시험	이상없음	불량	120시간, 갈라짐, 부풀음, 벗겨짐, 녹발생
내후성	이상없음	양호	1000시간, 초킹성 여부
내염수성	이상없음	불량	720 시간 침수
중성화 저항성	0mm	불량	부풀음, 균열, 변색
내수성	이상없음	양호	24 시간 침지, 갈라짐, 부풀음, 떨어짐, 변색

상기한 실시예들을 종합한 결과, 본 발명에 따른 상기 무기질 바름재는 5 내지 20㎛의 파장대에서 최대파장을 나타내며, 원적외선 방사율은 약 0.94로 매우 높아 원적외선 방사에 의한 효능을 극대화 시킬 수 있으며, 음이온 방출량도 매우 높아 인체의 건강 증진에 유용하게 활용될 수 있다.

특히, 본 발명에 따라 제조된 무기질 바름재는 콘크리트, 철제 및 비철금속의 보호와 외관을 미려하게 하면서 이들 피착체를 부식 등으로부터 보호하고, 특히 상도재의 내오염성 강화에 의해 쉽게 오염되지 않는 도막을 형성할 수 있어 이러한 기능을 갖는 본 발명에 따른 도료의 코팅에 의해 건축물 등 시설의 표면을 항상 청결한 상태를 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 도료조성물을 사용하여 건축 내외장 도장을 하는 경우, 콘크리트 구조물의 독성을 완벽히 차단하고, 포름알데히드를 제거할 수 있는 기능을 제공하고, 우수한 방식성, 난연성, 내구성, 내후성 및 내오염성, 스티커부착방지 등을 가능하게 한다. 또한, 철구조물의 방식 도장에도 사용되어, 기존의 철구조물에 도장을 함으로써 우수한 방청성, 난연성(난연 1급), 내오염성, 내구성 등을 부여하여 모재로서의 철구조물의 부식을 막고, 외부의 물리적, 화학적 영향으로부터 구조물을 반영구적으로 보호하는 기능을 한다.

특히, 도로의 가드레일 등의 철구조물에 비철금속 도장 대신 본 발명의 도료조성물을 사용하는 경우, 상도재의 우수한 자기정화기능에 의해 오염이 쉽게 되지 않으며, 오염된 후에라도 빗물 등에 의해 쉽게 씻겨나가 기존의 비철금속 도장에서 오는 흑탁문제 및 오염문제를 완벽히 해소할 수 있어 항상 미려한 외관을 유지하며, 청소작업에 따르는 관리비 등을 절약할 수 있다.

상기 언급한 바와 같은 본 발명에 따른 도료조성물에 의하면, 원적외선 방사 및 음이온 방출이 가능한 수성 무기질 바름재와 내오염성이 우수한 수용성 상도재를 포함하여 이루어지는 도료조성물을 제공하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

1. 무기질 바름재와 수용성 상도재를 포함하여 이루어지며,

   상기 무기질 바름재는, 초산비닐계 무기질 파우더 수지 30 내지 40중량%, 제올라이트, 옥, 황토, 화산재, 글래스 비드, 이산화티탄(나노Type), 희토 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 세라믹 파우더 10 내지 20중량%, 이산화티탄(Anatase Type) 5 내지 10중량% 및 산화규소 5 내지 30 중량%를 포함하여 이루어지고,

   상기 수용성 상도재는, 실리콘아크릴 에멀젼 20 내지 30중량%, 제올라이트, 옥, 황토, 화산재, 이산화티탄(나노Type), 희토 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 세라믹 파우더 10 내지 20중량%, 탄산칼슘 20 내지 30중량%, 이산화티탄(Rutile Type) 5 내지 10중량%, 미분 규소 3 내지 5중량%, 및 잔량으로서 물을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 도료조성물.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 세라믹 파우더로서의 글래스 비드가 속이 빈 형태의 중공 글래스 비드임을 특징으로 하는 도료조성물.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 세라믹 파우더로서의 이산화티탄(나노Type)이 7nm 의 평균입경을 갖는 나노입자로 된 이산화티탄 분말임을 특징으로 하는 도료조성물.
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