KR100772977B1 - 내장재 코팅용 염화졸의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

견운모를 주성분으로 하여 문짝, 선반 가구 등의 내장재를 코팅 처리하는데 사용되는 염화졸의 제조 방법이 개시된다. 구체적으로 견운모 분말과 염화나트륨과 물을 혼합하여 일정한 주기로 나노분쇄하고, 상기 혼합물을 고/액 구분하여 견운모 수용액을 분리하고, 상기 견운모 수용액에 과산화수소와 메틸알콜을 혼합한 조성물을 일정한 속도로 승온하여 1차 팽윤시키고, 상기 1차 팽윤된 조성물에 과산화수소수를 혼합하여 2차 팽윤시키고, 상기 2차 팽윤된 조성물을 상온으로 급랭하여 이루어지는 염화졸의 제조 방법의 구성을 제공한다. 상기와 같이 견운모를 주성분으로 적용하여 제조된 염화졸을 나노분사하여 내장재의 표면에 박막을 형성함으로서 상기 내장재로부터 각종 유기화합물이나 휘발성 물질이 발산되는 것을 방지하는 효과가 있다.

견운모, 나노분쇄 주기 과산화수소, 나노분쇄, 박막, 유기화합물

Description

내장재 코팅용 염화졸의 제조 방법{PREPARING METHOD OF SALIFIED SOL FOR COATING INTERIOR MATERIALS}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 내장재 코팅용 염화졸의 제조 방법의 순서도

본 발명은 견운모를 주원료로 적용하여 문짝 등의 내장재를 코팅하는데 사용되는 염화졸의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내장재의 표면에 박막을 형성함으로서 내장재의 제조에 사용된 각종 유기화합물이 발산되는 것을 방지하는 염화졸의 제조 방법에 관한 것이다.

건축물에서 사람이 거주하고 활동하기 위해서는 실내의 벽체, 바닥 및 천정을 각종 마감재로 시공해야 하며, 문, 창문, 칸막이 등을 설치해야 하고 이외에도 각종 고정식 가구류를 설치하거나 또는 이동식 가구류를 거치해야 하기 때문에 건축물을 실제 사용하기 위해서는 각종 내장재가 다량으로 실내에 시공되거나 설치되어야 한다.

실내에 시공 또는 설치되는 각종 내장재는 주로 경제적인 이유로 인하여, 여 러 장의 합성수지판이나 목재판을 접착제로 접착하여 다층 구조를 형성하고, 다층 구조로 형성된 내장재의 표면을 도료로 채색하거나 무늬목 등을 접착하여 제조되는 내장재가 사용된다. 상기와 같은 방법으로 제조되는 내장재는 경량이고 가격이 저렴한데다 외관이 미려하여 광범위하게 사용되고 있다.

그러나, 이러한 내장재를 제조하는 단계에서 합성수지판이나 목재판을 다층 구조로 접합하기 위하여 접착과 관련된 각종 물성이 우수한, 합성수지 접착제가 사용되고, 내장재의 표면을 채색하기 위하여 도장과 관련된 각종 물성이 우수한 합성도료가 사용되므로 상기 합성수지 접착제와 합성도료에 포함되는 각종 유기화합물이나 휘발성 물질이 발산되어 건축물 내부에서 거주하거나 활동하는 사람들의 건강에 악영향을 미치게 된다.

이에 따라서, 사람들의 건강에 악영향을 미치는 각종 유기화합물이나 휘발성 물질의 발산을 방지하거나 억제하기 위하여 내장재의 표면을 코팅하여 피복하는 각종 화합물이 개발되었으나, 개발된 내장재 코팅용 화합물 역시 그 자체에서 인체에 유해한 물질을 발산하기 때문에 실제로 내장재에 적용하는 것이 곤란하다는 문제점이 있다.

예를 들면, 한국특허공개공보 제 2004-3528 호에서는 아크릴계 공중합물 에멀전, 수성 우레탄계 수지, 왁스 에멀전, 알칼리 가용성 수지, 자외선 흡수제로 이루어지는 코팅제 조성물이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 아크릴계 코팅제 조성물은 자체에서 인체에 유해한 물질을 발산하며 실제로 내장재에 적용하는 것이 곤란하다는 문제점이 있다.

또한, 한국 공개특허공보 제 10-2004-106327 호에서는 다관능성 중합체성 담체, 친수성 중합체, 다관능성 수성 콜로이드성 금속산화물, 다관능성 가교제를 포함하는 수성 코팅 조성물이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 수성 코팅 조성물은 중합을 하기 위하여 유기용매가 사용되므로 내장재 등에 코팅된 상태에서 유해한 물질을 발산한다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 견원모를 주원료로 사용하여 구성되며 내장재의 표면에 나노분사되어 박막을 형성함으로서 상기 내장재로부터 각종 유기화합물이나 휘발성 물질이 발산되는 것을 방지하는 코팅용 염화졸의 제조 방법을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 견운모 분말 8 내지 12 중량부, 염화나트륨 1.5 내지 2.5 중량부, 물 100 중량부를 혼합하고 나노분쇄하여 혼합물을 형성하는 단계와, 상기 혼합물을 방치하여 침전물과 상등액으로 고/액 구분하고 여과하여 상등액인 견운모 수용액을 수득하는 단계와, 상기 견운모 수용액 100 중량부에 과산화수소 15 내지 25 중량부, 메틸알콜 20 내지 25 중량부를 혼합 교반하여 조성물을 형성하는 단계와, 상기 조성물을 100 ℃로부터 350 ℃로 30 분간 일정하게 승온하면서 교반하여 1차 팽윤시키는 단계와, 상기 1차 팽윤된 조성물에 과산화수소를 혼합 교반하여 2차 팽윤시키는 단계 및 상기 2차 팽윤된 조성물을 상온으로 급랭시키는 단계로 이루어지는 코팅용 염화졸의 제조 방법을 제공한다.

또한, 상기 견운모 수용액, 염화나트륨, 물을 혼합하고 5 분간의 나노분쇄와 5 분간의 휴지로 이루어지는 나노분쇄 주기를 5 회 반복하여 혼합물을 형성한다. 또한, 상기 1차 팽윤된 조성물 화합물 100 중량부에 과산화수소 15 내지 25 중량부를 혼합하고 30 분간 교반하여 2차 팽윤된 조성물을 형성한다. 또한, 상기 견운모 분말의 평균입도는 2000 내지 2500 메쉬로 이루어진다.

본 발명의 내장재 코팅용 염화졸의 주원료인 견운모(Sericite)는 용수 중의 양이온 부유 입자와 전기적으로 중화응집되어 침전을 유발함으로써, 우수한 정수작용, 높은 보습 효과 및 활성도를 갖는다. 또한 인체의 혈액 순환을 촉진하고 세포활성을 활성화하는 원적외선을 90% 이상 방사하는 물질로서, 강력한 음이온을 발산하여 각종 유해 물질을 흡착하는 기능을 가지고 있으며, 습도 조절도 가능하다.

본 발명에서는 이러한 견운모 분말에 용매를 혼합하여 나노 분쇄하고 2차에 걸쳐 팽윤시켜서 이루어지는 코팅용 염화졸의 제조 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 내장재 코팅용 염화졸의 제조 방법의 순서를 도시한 것이다.

이하, 실시예와 도면을 참조하여 본 발명에 의한 내장재 코팅용 염화졸의 제조 방법을 각 단계별로 보다 구체적으로 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 내장재 코팅용 염화졸의 견운모를 분쇄하여 평균입도 2000 내지 2500 메쉬의 견운모 분말을 형성한다.

견운모 분말의 평균입도가 2000 메쉬 미만이면 견운모 분말의 크기가 과다하여 견운모 분말과 염화나트륨과 물의 혼합물에서 견운모 분말이 제대로 중화응집되 지 않으며, 입도가 2500 메쉬를 초과하면 견운모 분말의 분쇄에 소요되는 비용에 비하여 견운모 분말과 염화나트륨과 물의 혼합물에서 더 이상의 중화응집 효과가 발생하지 않는다.

견운모 분말과, 상기 견운모 분말의 중화응집력을 조절하기 위한 염화나트륨과, 상기 견운모 분말을 용해시키는 용매인 물을 혼합하여 혼합물을 형성하고 나노분쇄하여 혼합물을 형성한다(단계 S10).

구체적으로, 평균입도 2000 내지 2500 메쉬로 분쇄한 견운모 분말 8 내지 12 중량부, 염화나트륨 1.5 내지 2.5 중량부, 물 100 중량부를 혼합한 후에, 5500 rpm의 고속으로 교반하여 견운모 분말을 미세하게 분쇄하는 동시에 상기 견운모 분말의 중화응집 현상을 촉진하여 혼합물을 형성한다.

상기 혼합물의 구성에 있어서, 물 100 중량부에 대한 견운모 분말의 함량이 8 중량부 미만이면 내장재 코팅용 염화졸의 조직이 약화되어 유기화합물이나 휘발성 물질이 발산되는 것을 방지하는 효과가 저하되고, 견운모 분말의 함량이 10 중량부를 초과하면 혼합물의 점도가 너무 증가되어 취급이 곤란해진다.

또한, 혼합물의 구성에 있어서, 물 100 중량부에 대한 염화나트륨의 함량이 1.5 중량부 미만이면 견운모 분말이 제대로 중화응집되지 않으며, 염화나트륨의 함량이 2.5 중량부를 초과하면 내장재 코팅용 염화졸의 물성에 영향을 미친다.

그런데, 혼합물을 형성할 때, 나노분쇄 작업을 장시간 계속하여 실시하게 되면 혼합물의 점도가 갑자기 증가되어 더 이상의 나노분쇄 작업이 곤란해지기 때문에, 5 분간의 나노분쇄와 5분간의 휴지를 하나의 나노분쇄 주기로 적용하고, 상기 와 같은 나노분쇄 주기의 과정을 5 회 반복 실시하여 페이스트 형태를 이루는 혼합물을 형성한다.

상기 혼합물을 방치하여 침전물과 상등액으로 고/액 구분하고, 여과하여 침전물을 분리하고 상등액인 견운모 수용액을 수득한다(단계 S20).

구체적으로 혼합물을 일정한 시간동안 방치하여 견운모의 미분쇄물인 침전물과, 견운모의 미립자가 용해된 상등액으로 고/액 구분한다. 상기와 같이 고/액 구분된 혼합물을 여과하여 상등액인 견운모 수용액을 회수하는 것이다.

상기 회수된 견운모 수용액에 과산화수소와 메틸알콜을 일정한 함량으로 혼합 교반하여 조성물을 형성한다(단계 S30).

즉, 견운모 수용액 100 중량부에 견운모 미립자의 조직을 약화시켜서 팽윤을 촉진하는 과산화수소 15 내지 25 중량부와, 상기 여과액의 농도 조절을 위한 메틸알콜 20 내지 25 중량부를 혼합한다.

견운모 수용액 100 중량부에 포함되는 과산화수소의 함량이 15 중량부 미만이면 상기 견운모 수용액이 제대로 팽윤되지 않으며, 과산화수소의 함량이 25 중량부를 초과하면 상기 견운모 수용액에 포함되는 견운모 미립자의 물성이 저하된다.

또한, 견운모 수용액 100 중량부에 포함되는 메틸알콜의 함량이 20 중량부 미만이면 혼합액의 점성이 높아져서 제대로 교반되지 않으며, 메틸알콜의 함량이 25 중량부를 초과하면 조성물의 1차 팽윤이 과도하게 발생한다.

상기 과산화수소와 메틸알콜이 혼합되어 이루어지는 조성물을 일정한 속도로 승온하면서 교반하므로서 1차 팽윤시킨다(단계 S40).

구체적으로, 조성물을 100 ℃로 예열하고 30 분간에 걸쳐 350 ℃로 일정하게 승온하면서 일정한 속도로 교반하여 혼합액을 1차 팽윤시킨다. 조성물의 예열온도를 100 ℃ 미만으로 적용하면 상기 조성물의 1차 팽윤에 과도한 시간이 소요되고, 조성물의 최종 온도가 350 ℃를 초과하면 상기 조성물에 포함된 과산화수소가 분해된다. 또한, 상기와 같은 온도로 조성물을 승온하는 시간이 30 분 미만이면 1차 팽윤된 조성물의 물성이 저하되고, 조성물을 승온하는 시간이 30 분을 초과하면 조성물의 1차 팽윤이 더이상 진행되지 않는다.

상기와 같이 1차 팽윤된 조성물에 다시 일정한 함량의 과산화수소를 혼합하고 일정한 속도로 교반하여 2차 팽윤시켜서 염화졸을 형성한다(단계 S50).

구체적으로, 1차 팽윤된 조성물 100 중량부와 과산화수소 15 내지 25 중량부를 혼합하고, 상기 1차 팽윤의 최종 온도인 350 ℃를 계속 유지하면서 30 분간 교반하여 2차 팽윤시키는 것이 염화졸의 물성 측면에서 바람직하다.

즉, 1차 팽윤된 조성물 100 중량부에 포함되는 과산화수소의 함량이 15 중량부 미만이면 염화졸이 경화될 수 있으며, 과산화수소의 함량이 25 중량부를 초과하면 반대로 염화졸이 해리될 가능성이 발생한다.

상기와 같이 2차 팽윤된 염화졸을 상온으로 급속냉각하여 내장재 코팅용 염화졸을 제조한다(단계 S60).

상기와 같이 제조되는 내장재 코팅용 염화졸은 인체에 악영향을 미치는 각종 유기화합물이나 휘발성 물질을 포함하지 않는다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

단, 아래의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지, 이것만으로 한정하는 것은 아니다.

[실시예]

1. 견운모를 분쇄하여 평균입도 2500 메쉬의 견운모 분말을 형성하였다.

2. 나노분쇄 반응기인 GLOBA LAB/Model HHZ-20DN에 상기 견운모 분말 400 g, 염화나트륨 80 g, 정제수 4 ℓ를 주입하였다.

3. 상기 나노분쇄 반응기를 5500 rpm으로 고속회전하여 견운모 분말을 나노분쇄하여 균일하게 혼합하되, 5 분간의 나노분쇄와 5분간의 휴지로 이루어지는 나노분쇄 주기를 5 회 반복 실시하여 페이스트 형태를 이루는 혼합물을 형성하였다.

4. 상기와 같이 형성된 혼합물을 40 분간 방치하여 견운모의 미분쇄물인 침전물과, 견운모의 미립자가 용해된 견운모 수용액인 상등액으로 고/액 구분하였다.

5. 상기 고/액 구분된 혼합물을 여과하여 침전물을 분리하고 상등액인 견운모 수용액을 회수하였다.

6. 상기 회수된 견운모 수용액 2 ㎏에 과산화수소 400 g, 메틸알콜 500 g을 혼합하고 450 rpm으로 50 분간 교반하여 조성물을 형성하였다.

7. 상기 조성물을 100 ℃로 예열된 반응기에 주입하고 30 분간에 걸쳐 350 ℃로 일정하게 승온하면서 450 rpm으로 교반하므로서 상기 조성물을 1차 팽윤시켰다.

8. 상기 1차 팽윤된 조성물 2 ㎏에 과산화수소 400 g을 혼합하고, 상기 1차 팽윤의 최종 온도인 350 ℃를 계속 유지하면서 450 rpm으로 30 분간 교반하여 2차 팽윤시킴으로서 염화졸을 형성하였다.

9. 상기 2차 팽윤된 염화졸이 담겨진 반응기를 25 ℃의 물이 담겨진 대용량의 수조의 표면에 부유하여 상온으로 냉각시키므로서 내장재 코팅용 염화졸을 제조 완료하였다.

상기와 같은 실시예에 의거하여 제조된 내장재 코팅용 염화졸을 나노분사기인 DONG-A D-707 스프레이건에 충전하였다. 상기 나노분사기에 충전된 염화졸을 합성수지판을 접착제로 접착하여 제조된 문짝의 표면에 분사하여 상기 문짝의 표면에 염화졸의 박막을 형성하였다.

그리고, 휘발성 유기물 검출 장치인 일본 COSMOS사 XP-309B(일본 후생노동성 지정 휘발성 유기물 측정 장비)를 사용하여 문짝의 표면에 염화졸의 박막을 형성하기 전과 염화졸의 박막을 형성한 후에 포름알데히드(HCHO) 방출량을 측정 비교하였다. 측정 결과, 염화졸의 박막을 형성하기 전의 포름알데히드(HCHO) 검출량이 0.04 ppm인 반면, 염화졸의 박막을 형성한 후에는 포름알데히드(HCHO)가 전혀 검출되지 않았다(HCHO : 세계보건기구 기준치 0.08 ppm 이하, 일본 후생노동성 기준치 0.05 ppm 이하).

따라서, 본 발명에 의하여 제조된 내장재 코팅용 염화졸을 내장재의 표면에 코팅하여 박막을 형성하면 상기 내장재로부터 각종 유기화합물이나 휘발성 물질이 발산되는 것을 완전히 방지할 수 있는 것으로 나타났다.

본 발명에 의하여 제조되는 내장재 코팅용 염화졸은 내장재의 표면에 나노분 사되어 박막을 형성하여 상기 내장재의 제조에 사용된 각종 유기화합물이나 휘발성 물질이 발산되는 것을 방지함으로서 거주자의 건강을 향상시키도록 지원하는 효과가 있다.

또한, 상기 방법에 의하여 제조된 내장재 코팅용 염화졸은 인체에 무해한 물질을 적용하여 제조되기 때문에 친환경적이고, 염화졸 자체에서 포름알데히드와 같은 유해물질의 배출이 원천적으로 차단된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 견운모 분말 8 내지 12 중량부, 염화나트륨 1.5 내지 2.5 중량부, 물 100 중량부를 혼합하고 나노분쇄하여 혼합물을 형성하는 단계;

   상기 혼합물을 방치하여 침전물과 상등액으로 고/액 구분하고 여과하여 상등액인 견운모 수용액을 수득하는 단계;

   상기 견운모 수용액 100 중량부에 과산화수소 15 내지 25 중량부, 메틸알콜 20 내지 25 중량부를 혼합 교반하여 조성물을 형성하는 단계;

   상기 조성물을 100 ℃로부터 350 ℃로 30 분간 일정하게 승온하면서 교반하여 1차 팽윤시키는 단계;

   상기 1차 팽윤된 조성물에 과산화수소를 혼합 교반하여 2차 팽윤시키는 단계; 및

   상기 2차 팽윤된 조성물을 상온으로 급랭시키는 단계로 이루어지는 내장재 코팅용 염화졸의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 견운모 수용액, 염화나트륨, 물을 혼합하고 5 분간의 나노분쇄와 5 분간의 휴지로 이루어지는 나노분쇄 주기를 5 회 반복하여 혼합물을 형성하는 것을 특징으로 하는 내장재 코팅용 염화졸의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 팽윤된 조성물 화합물 100 중량부에 과산화수소 15 내지 25 중량부를 혼합하고 30 분간 교반하여 2차 팽윤된 조성물을 형성하는 것을 특징으로 하는 내장재 코팅용 염화졸의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 견운모 분말의 평균입도는 2000 내지 2500 메쉬인 것을 특징으로 하는 내장재 코팅용 염화졸의 제조 방법.

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