KR100853475B1

KR100853475B1 - 친환경 도료 조성물

Info

Publication number: KR100853475B1
Application number: KR1020080032977A
Authority: KR
Inventors: 김황평
Original assignee: 주식회사 휴다임건축사사무소
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2008-08-28

Abstract

본 발명은 친환경 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아크릴계 수지 에멀젼 30∼40 중량%, 이산화티탄 1∼15 중량%, 음이온 세라믹 20∼30 중량%, 일라이트 1∼20 중량%, 급결 방지제 1∼3 중량%, 침강 방지제 1∼2 중량% 및 잔부로 물을 포함하는 친환경 도료 조성물에 관한 것이다.

상기 친환경 도료 조성물은 아파트, 병원 호텔, 일반가정 등의 실내에 손쉽게 도장하여 납과 같은 중금속을 흡착하고, 유독가스를 흡착 탈취하며, 상온에서 93% 이상의 원적외선을 방사할 뿐만 아니라 음이온을 생성하고 실내 공기 정화 및 항균성을 부여하여 쾌적한 실내 공간과 환경 조성이 가능하다.

친환경 도료, 일라이트, 중금속 흡착, 음이온 생성

Description

친환경 도료 조성물{PAINT COMPOSITION WITH ECO-FRIENDLY}

본 발명은 아파트, 병원 호텔, 일반가정 등의 실내에 손쉽게 도장하여 납과 같은 중금속을 흡착하고, 유독가스를 흡착 탈취하며, 상온에서 93% 이상의 원적외선을 방사할 뿐만 아니라 음이온을 생성하고 실내 공기 정화 및 항균성을 부여하여 쾌적한 실내 공간과 환경 조성이 가능한 친환경 도료 조성물에 관한 것이다.

VOC(Volatile Organic Compounds)라 불리우는 휘발성 유기화합물은 대기오염물질 중 발암성을 지닌 독성 화학물질로서 지구온난화의 원인물질이며 악취를 일으키기도 한다. 이들 물질은 대기 중에서 햇빛의 작용으로 광화학 스모그를 유발하는 물질을 통틀어 일컫는다.

이러한 VOC는 접착 물질이나 페인트의 안료 성분을 녹여서 쉽게 바를 수 있도록 해주는 휘발성 유기화합물이 시간이 지나면서 느린 속도로 증발해서 실내 공기를 오염시킨다.

새집 증후군(sick house syndrome)에 시달리는 사람들은 간지러움 어지러움, 두통, 피부 트러블 등의 증상이 있으며, 개인별에 따라 증상이 다양하다.

새집 증후군에 대한 정확한 원인은 판명하기 어려우나, 건물 내부에 있는 휘 발성 물질들이 주원인으로 간주하여지고 있다. 새로운 벽지나 장판에서 유해물질들이 빠져나가는데 약 6개월에서 2년이란 시간이 걸린다.

이러한 내부 건축물에는 유독성 염소가스를 내뿜고 있으며, 가장 큰 주범인 포름알데히드는 방부제 점착제, 합판 등에 널리 쓰이는 화학 물질로 신경계와 장기 등에 영향을 주는 발암물질로 알려져 있다.

일례로, 거실 마룻바닥에 포함된 포름알데히드 및 붕산염으로 인해 두통, 눈 자극 및 생식기능 저하하고, 새 가구 접착제의 포름알데히드로 인해 두통, 눈 따가움, 불면증이 발생한다. 또한, 소파와 카펫의 집먼지진드기 및 곰팡이와 염화메틸렌으로 인해 호흡기질환, 피부자극, 및 아토피성 피부염이 악화된다. 그리고 욕실 구석에 있는 곰팡이나 방향제로 인해 피로, 무력감, 기억력 저하, 두통이 발생한다.

또한, 건축자재에서도 독성이 방출되는 것으로 우리는 하루 종일 오염물질을 마시고 있는 것이다. 이들은 염증이라든가 알레르기, 천식의 발작을 일으킬 수 있으며, 휘발성 유기 화합물은 발암성이어서 오랜 시간 노출 시 발병률이 증가 될 수 있다.

최근 환경에 대한 인식, 웰빙(well-being), 새집 증후군 등의 영향으로 새집 증후군을 일으키는 유해ㆍ오염물질에 대한 연구가 활발해지고 있다.

본 발명의 목적은 생활 공간에서 여러 가지 악취에 대해서 뛰어난 소취 효과를 나타내며, 특수 방균제 및 방충제가 첨가되어 있어 우수한 내곰팡이성, 내박테리아성 및 방충성을 나타내므로 내부 벽면 마감 공사에 탁월한 친환경 도료 조성물을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아크릴계 수지 에멀젼 30∼40 중량%, 이산화티탄 1∼15 중량%, SiO₂: 60중량%, Al₂O₃: 30중량%. Fe₂O₃ 3중량%: 및 K₂O 7중량%로 구성된 음이온 세라믹 20∼30 중량%, 일라이트 1∼20 중량%, 급결 방지제로서 케톡시알킬 암모늄 0.2∼1.5 중량%, 침강 방지제 1∼5 중량% 및 잔부로 물을 포함하는 친환경 도료 조성물을 제공한다 .

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본 발명에 따른 친환경 도료 조성물은 아파트, 병원 호텔, 일반가정 등의 실내에 손쉽게 도장하여 납과 같은 중금속을 흡착하고, 유독가스를 흡착 탈취하며, 상온에서 93% 이상의 원적외선을 방사할 뿐만 아니라 음이온을 생성하고 실내 공기 정화 및 항균성을 부여하여 쾌적한 실내 공간과 환경 조성이 가능하다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 친환경 도료 조성물은 아크릴계 수지 에멀젼, 이산화티탄, 음이온 세라믹, 일라이트, 급결 방지제, 침강 방지제 및 물을 특정 함량으로 포함 한다.

먼저, 아크릴계 수지 에멀젼은 본 발명에 따른 친환경 도료 조성물의 주원료로 각종 피도체에 도포 후 경화를 통해 도막을 형성한다.

상기 아크릴계 수지 에멀젼은 방수성 및 통풍성, 흡수성과 강도, 탄력성 및 오염방지 등 다양한 기능을 하며, 이러한 아크릴계 수지 에멀젼은 이 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 수지면 어느 것이든 가능하다.

상기 아크릴계 수지 에멀젼은 친환경 도료 조성물 총 중량에 대해 30∼40 중량%로 사용한다. 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 도막 형성이 어렵고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 상대적으로 다른 첨가제 등의 함량이 줄어들어 본 발명에서 나타내고자 하는 도막 특성 확보가 어렵다.

또한, 본 발명의 친환경 도료 조성물은 백색 안료 및 광촉매 효과를 확보하기 위해 이산화티탄(TiO₂)을 사용하며, 이는 하기 효과를 가진다.

첫째로, 본 발명에 따른 도료 조성물은 이산화티탄의 광촉매 효과를 통해 포름알데히드를 비롯한 휘발성 유기화합물(VOCs)을 제거한다.

둘째로, 광촉매에서 발생하는 슈퍼옥사이드 음이온(O² ^-)과 히드록시레디칼(-OH)은 박테리아 세포막에 달라붙어 세포막을 파괴해 항균, 살균 효과가 있다. 일반 항균제에 비해 박테리아와 접촉 가능성이 크고 박테리아의 잔해물까지 분해하는 뛰 어난 항균 능력이 있다.

셋째로, 광촉매의 산화, 환원반응을 통해 실내에서 발생하는 악취의 원인이 되는 물질을 분해하는 탈취 효과가 있어 공기질을 개선한다. 이는 일반 탈취제에 비해 악취성분의 탈리 현상이 없고 2차 오염 방지와 교체 비용에 없어 경제적이다.

넷째로, 상기 광촉매가 포함된 도료 조성물을 이용하여 코팅한 표면에 부착된 유기물이나 NO_x, SO_x, Cl₂, NH₃ 등의 분자들을 광촉매에 의해 발생된 활성산소로 분해하여 자연적으로 소멸하게 하는 셀프클리닝 효과가 있다.

상기 광촉매인 이산화티탄은 친환경 도료 조성물 총 중량에 대해 1∼15 중량%로 사용한다. 만약 그 함량이 상기 범위를 벗어나게 되면, 전술한 바의 효과를 얻을 수 없으므로 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.

또한, 본 발명에 따른 도료 조성물은 음이온 세라믹을 포함한다.

공기 중에는 존재하는 여러 가지 오염물질 즉, 담배연기 아황산가스, 질소산화물, 일산화 타소, 오존 및 각종 유기물질은 양이온을 형성하고 있는데 음이온은 이들 양이온을 경화 침전시켜 제거하므로 공기를 깨끗하고 신선하게 유지해준다. 또한, 양이온은 세균이나 먼지, 꽃가루 곰팡이, 오염된 입자들을 자유롭게 떠다니도록 해 공기를 혼탁하게 하는 반면, 음이온은 이들을 중화, 제거하는 효과가 있다.

상기 음이온 세라믹으로는 SiO₂: 60중량%, Al₂O₃: 30중량%. Fe₂O₃ 3중량%: 및 K₂O 7중량%로 구성으로 이루어진 세라믹을 사용한다. 상기 음이온 세라믹의 사용으로 인해 본 발명에 따른 도료 조성물은 중금속이나 유독가스를 흡착 탈취 분해하며 93% 이상의 원적외선과 112 ions/cc 음이온이 이중으로 방사되어 인체의 건강을 촉진한다.

상기 음이온 세라믹은 친환경 도료 조성물 총 중량에 대해 20∼30 중량%로 사용하며, 그 함량이 상기 범위를 벗어나게 되면, 전술한 바의 효과를 얻을 수 없으므로 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.

특히 본 발명에 따른 도료 조성물은 일라이트를 소정 함량으로 포함한다.

상기 일라이트는 (K,H₃O)Al₂(Si,Al)₄O₁₀(H₂O,OH)₂의 화학조성을 가진다. 이러한 일라이트는 유해 중금속을 흡착, 분해하고, 유해가스를 흡착, 분해하여 탈취한다. 또한, 상온(40℃)에서 높은 원적외선을 방사하며, 외부의 반응 없이도 자체에서 다량의 음이온을 발생한다. 더욱이 다량의 산소를 발산하고, 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등의 정균 작용을 한다. 또한, 자체 함수기능으로 보습효과가 크고, 직사광선을 방지하며, 활용도가 높은 이점이 있다.

상기 일라이트는 친환경 도료 조성물 총 중량에 대해 1∼20 중량%로 사용하며, 그 함량이 상기 범위를 벗어나게 되면, 전술한 바의 효과를 얻을 수 없으므로 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.

본 발명에 따른 도료 조성물은 도막의 경화 속도를 제어하기 위해 급결 방지 제를 사용한다. 이는 본 발명의 도료 조성물이 적용되는 도료가 수용성 도료이기 때문이다. 수용성 도료는 주변의 습도 온도에 따라 도료 피막형성에 영향을 받는다. 따라서 온도와 습도에 영향을 덜받고, 효율적이고 일정한 피막을 형성하기 위하여, 급결 방지제를 사용하여야 한다.

상기 급결 방지제로는 이 분야에서 사용하는 통상의 급결 방지제가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 케톡시알킬 암모늄을 사용한다.

상기 급결 방지제는 시공조건, 사용재료 등을 고려하여 친환경 도료 조성물 총 중량에 대해 0.2∼1.5 중량%로 사용한다. 그 함량이 상기 범위를 벗어나게 되면, 전술한 바의 효과를 얻을 수 없으므로 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.

본 발명에 따른 도료 조성물은 장기간 동안에 비교적 비중이 큰 충진제와 안료 등과 같은 원료들이 침전(沈澱)되는 현상을 방지하기 위해 침강 방지제를 사용한다.

상기 침강 방지제로는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 어느 것이든 가능하고, 일례로 폴리아마이드 계열, 변성 우레아 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 침강 방지제를 사용한다.

이러한 침강 방지제는 친환경 도료 조성물 총 중량에 대해 1∼5 중량%로 사용하며, 그 함량이 상기 범위를 벗어나게 되면, 전술한 바의 효과를 얻을 수 없으므로 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.

또한, 본 발명에 따른 친환경 도료 조성물은 잔부로 물을 포함하며, 전체 조성을 100 중량%로 조절한다.

전술한 바의 조성을 포함하는 친환경 도료 조성물은 혼합기에 아크릴계 수지 에멀젼, 이산화티탄, 음이온 세라믹, 일라이트, 급결 방지제, 침강 방지제 및 물을 특정 함량으로 첨가하여 균일하게 혼합하여 1액형으로 제조된다.

이때 사용되는 혼합기 및 혼합 조건 등은 도료 조성물 분야에서 공지된 바를 따르며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.

상기 1액형의 친환경 도료 조성물은 각종 피도체의 면에 코팅(시공) 후 경화하여 도막을 형성한다.

상기 도료 조성물은 콘크리트, 시멘트, 석고보드 등의 내부 벽면, 병원, 전원 및 일반주택, 아파트, 학교, 공공건물, 농수산물 센터 및 백화점, 슈퍼마켓, 식음료 제조공장 및 상업시설에 시공이 가능하다.

이때 친환경 도료 조성물은 25∼50%, 바람직하기로 33%의 부피 고형분을 갖고, 10 m/L의 도포 면적에 20∼50 ㎛의 두께로 도막을 형성한다. 또한, 상기 형성된 도막은 무광이며, 약 30분 내에 건조하고, 약 1시간 정도 경화 건조를 수행하여 얻어진다.

이렇게 형성된 도막은 생활 공간에서 여러 가지 악취에 대해서 뛰어난 소취효과를 나타내며, 특수 방균제 및 방충제가 첨가되어 있어 우수한 내곰팡이성, 내박테리아성 및 방충성을 나타내므로 내부 벽면 마감 공사에 탁월한 도료 조성이다.

구체적으로, 본 발명에 따른 도료 조성물은 하기의 효과를 나타낸다.

첫째로, 일라이트, 음이온 세라믹의 최적 배합으로 건강기능이 다양하다.

둘째로, 포름알데히드, 휘발성 유기화합물, 시공시 냄새가 거의 없다.

셋째로, 탈취율 및 흡착능력(수명)이 우수하다.

다섯째로, 롤러, 붓, 스프레이로 누구나 쉽게 시공할 수 있는 DIY 제품이다.

여섯째로, 부착력이 강해 수명이 오래간다.

일곱째로, 도장면이 거칠지 않고 묻어나지 않아 표면 특성이 우수하다.

여덟째로, 도막의 품질이 우수하다.

아홉째로, 도장면적이 넓고 시공시간이 짧아 경제적이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. 이때 실시예에서 기재된 %는 특별히 언급하지 않는 한 중량%를 의미한다.

(실시예 1)

혼합기에 아크릴계 수지 에멀젼(Acryl copolymer) 30 중량%, 이산화티탄(Tio2, 듀폰/한국티타늄) 5 중량%, SiO₂: 60중량%, Al₂O₃: 30중량%. Fe₂O₃ 3중량%: 및 K₂O 7중량%로 구성으로 이루어진 세라믹인 음이온 세라믹 20 중량%, 일라이트((K.H3O)Al2(SiO)4O10) 5 중량%, 급결 방지제(케톡시알킬 암모늄, BYK) 1.5 중량%, 침강 방지제(변성우레아, BYK) 5 중량% 및 물 33.5 중량%을 첨가한 후, 균일하게 혼합하여 친환경 도료 조성물을 제조하였다.

(실험예 1)

상기 실시예 1에서 제조된 조성물에 대해 대표적 악취 원인물질에 대한 처리효율(단위 : PPM / V)을 측정하고 얻어진 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때 시험 방법은 공지된 가스검지관법을 사용하였으며, Blank는 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것이며, 시험편은 40 X 40 X 10 (mm)의 크기로 제작하였다.

시험항목	결과시간 (분)	Blank 농도(ppm)	시료 농도(ppm)	탈취율(%)
탈취시험	초기	500	500	-
	30	480	140	71
	60	470	100	79
	90	450	80	82
	120	440	70	84

(실험예 2)

상기 실시예 1에서 얻어진 조성물을 이용하여 도막 시편을 제조하고, 이를 이용하여 ASTM G-21에 의거하여 항균 시험을 수행하였으며, 얻어진 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때 사용된 균주는 혼합 균주를 사용하였다: 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger) ATCC 9642, 페니실리움 피노필럼(Penicillum pinophilum) ATCC 11797, 채토미움 글로보섬(Chaetomium globosum) ATCC 6205, 글리오시아디움 비렌스(Gliosiadium virens) ATCC 9645, 아우레바시디움 풀루란스(Aureobasidium pullulans) ATCC 15233

시험항목	배양 시험의 기간
항곰팡이 시험	1주 후	2주 후	3주 후	4주 후
	0	0	0	0

결과판독: 0 : 시료에서 균의 성장을 인지할 수 없음

상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 시편의 경우 각종 항곰팡이에 대한 항균 효과가 매우 우수함을 알 수 있다.

(실험예 3)

상기 실험예 1에서 제조된 시편의 원적외선 방출량을 측정하였고, 얻어진 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때 본 시험은 40℃에서 시험하였으며 FT-IR 분광기를 이용한 BLACK BODY 대비 측정결과이다.

방사율 (5 ∼ 20㎛)	방사 에너지 ( W/㎡ )
0.902	3.64X10²

상기 표 3을 참조하면, 본 발명에 따른 시편의 경우 원적외선을 방출함을 알 수 있다.

Claims

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아크릴계 수지 에멀젼 30∼40 중량%, 이산화티탄 1∼15 중량%, SiO₂: 60중량%, Al₂O₃: 30중량%. Fe₂O₃ 3중량%: 및 K₂O 7중량%로 구성된 음이온 세라믹 20∼30 중량%, 일라이트 1∼20 중량%, 급결 방지제로서 케톡시알킬 암모늄 0.2∼1.5 중량%, 침강 방지제 1∼5 중량% 및 잔부로 물을 포함하는 친환경 도료 조성물.
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