KR100867230B1 - 도료조성물의 제조방법 및 그 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 도료조성물의 제조방법 및 그 조성물이 개시된다.

본 발명에 따르는 도료조성물의 제조방법은 15 내지 21 중량부 규조토, 8 내지 12 중량부 용해제, 22 내지 26 중량부 천연식물성 수성수지, 24 내지 28 중량부 안료, 6 내지 10 중량부 중탄, 5 내지 11 중량부 음이온방출체 및 0.5 내지 2.0 중량부 첨가제를 가열하며 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이에 의할 때, 인체에 해로운 유해물질을 방출하지 않고, 오히려 항균작용을 하며 냄새를 없애고 인체활동의 활성화에 도움을 주는 음이온의 방출 및 중금속을 제거할 수 있게 된다.

규조토, 용해제, 천연식물성 수성수지, 중탄

Description

도료조성물의 제조방법 및 그 조성물{Method of manufacturing painting composite and the composite thereof}

본 발명은 도료조성물의 제조방법 및 그 조성물에 관한 것으로 더욱 상세하게는 인체에 해로운 유해물질을 방출하지 않고, 오히려 항균작용을 하며 냄새를 없애고 인체활동의 활성화에 도움을 주는 음이온의 방출 및 중금속을 제거할 수 있는 도료조성물의 제조방법 및 그 조성물에 관한 것이다.

현대사회는 경제발전에 힘입어 종래의 건축용 도료는 그 기능만 충실할 수 있다면, 그 성분의 유해여부에는 무관하게 사용되어 왔다. 최근에 와서 환경문제의 심각성이 대두되며 건축용 도료에 제한을 두는 움직임이 활성화되었다. 종래의 건축용 도료는 환경을 오염시키면 인체에 해로운 물질들이 다량 방출되기도 하였다.

또한, 요즘들어 새집 증후군은 심각한 사회 문제로 대두되고 있으며, 새집증후군에 시달리는 사람들은 간지러움 어지러움, 두통, 피부트러블등의 증상을 갖고있으며, 개인별에 따라 증상이 다양하다.

이러한 새집증후군에 대한 정확한 원인은 판명하기 어려우나, 건물내부에 있는 휘발성 물질들이 주요 원인물질로 간주되어지고 있는데, 포름알데히드(HCHO),휘 발성 유기화합물(VOC's) 등이 그 예이다.

이와 같은 유해물질은 새로운 벽지나 장판에서 발생되며, 약 6개월에서 2년정도의 시간동안 지속되는 것으로 알려져 있다.

이러한 건축물 내부에서는 유독성 염소가스도 방출되는 것으로 알려져 있는으며, 또한 포름알데히드도 방출되는데, 이는 방부제, 점착제, 합판 등에 널리 쓰이는 물질로서 신경계와 장기 등에 악영향을 주는 발암물질로 알려져 있다.

한편, 음이온은 인체에 유익하다고 알려져 있어서 이를 환경개선에 활용하기 위하여 음이온을 발생하는 제품들이 연구개발되고 있으나 음이온을 위주로 하는 여러 제품들은 환경소재로써 역할에 한계가 있으며 또한 인위적으로 음이온을 발생시키는 음이온 발생장치는 음이온 발생 원리상 대부분이 필연적으로 활성산소를 발생시키며 활성산소는 면역성저하 및 백혈병을 유발하는 건강 저해물질로 인식되고 또한 발생장치에서 발생되는 전자파는 신 공해물질로 심각한 건강장애요인으로 나타나고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 기술적 과제는 인체에 해로운 유해물질을 방출하지 않고, 오히려 항균작용을 하며 냄새를 없애고 인체활동의 활성화에 도움을 주는 음이온의 방출 및 중금속을 제거하는 도료조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 두번째 기술적 과제는 인체에 해로운 유해물질을 방출하지 않고, 오히려 항균작용을 하며 냄새를 없애고 인체활동의 활성화에 도움을 주는 음이온의 방출 및 중금속을 제거할 수 있는 도료조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 첫번째 기술적 과제를 해결하기 위하여,

15 내지 21 중량부 규조토, 8 내지 12 중량부 용해제, 22 내지 26 중량부 천연식물성 수성수지, 24 내지 28 중량부 안료, 6 내지 10 중량부 중탄, 5 내지 11 중량부 음이온방출체 및 0.5 내지 2.0 중량부 첨가제를 가열하며 교반하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 규조토는 그 크기가 300 내지 350 메쉬크기일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 가열하는 과정은 240 내지 280℃일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 용해제는 물일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 천연식물성 수성수지는 오동유(tung oil), 아마인유(linseed oil), 송진, 콩기름, 천연고무, 코펄, 산다락고무, 치클, 젤루통, 소르바로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 안료는 이산화티탄(TiO₂), 황화수은(HgS), 수산화구리(Cu(OH)₃), 황화비소(As₂S₂), 산화납(Pb₃O₄), 탄산납(PbCO₃), 탄산칼슘(CaCO₃), 카본블랙(Carbon Black), 산화아연(ZnO) 및 황화구리(CuS)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 이산화티탄은 Rutile형 R-지당일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 음이온방출체는 모나자이트(Monazite), 터마린(Tourmalin) 및 맥반석으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 음이온방출체는 그 크기가 300 내지 350메쉬(mesh)일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 첨가제는 분산제, 소포제를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 첨가제에는 0.6 내지 1.4 중량부의 안식향산 나트륨을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 안료에는 2 내지 6 중량부의 보조안료가 더 포함될 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 두번째 기술적 과제를 해결하기 위하여,

상술한 도료조성물의 제조방법에 의하여 제조되는 도료조성물을 제공한다.

이하에서는 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 따르는 도료조성물의 제조방법 및 그 조성물은 인체에 유해한 기체(gas)를 생성하지 않을 뿐만 아니라, 오히려 항균작용을 하며 악취를 없애고 인체활동의 활성화에 도움을 주는 음이온의 방출 및 중금속을 제거할 수 있는 특징이 있다.

다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

본 발명에 따르는 15 내지 21 중량부 규조토, 8 내지 12 중량부 용해제, 22 내지 26 중량부 천연식물성 수성수지, 24 내지 28 중량부 안료, 6 내지 10 중량부 중탄, 5 내지 11 중량부 음이온방출체 및 0.5 내지 2.0 중량부 첨가제를 가열하며 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 가열하는 온도는 240 내지 280℃일 수 있는데, 만일 240℃미만이면, 액체상과 고체상이 균일하게 혼화되지 않아 본 발명에 따르는 도료조성물이 형성되지 않을 수 있으며, 반대로 280℃를 초과하면, 액체상이 기화가 가속되어 공정조절 이 어려워질 수 있다.

또한, 본 발명에 따르는 도료조성물의 제조방법은 15 내지 21 중량부 규조토를 포함하게 되는데, 상기 규조토는 해수와 담수에서 생성된 수중단세포 식물의 잔해가 퇴적한 집합체를 말하는 것으로 낮은 밀도, 높은 흡수성, 화학적 안정성을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 상기 규조토는 활성탄의 5000배 이상의 흡수력이 있는 초다공질물질로 포름알데히드(HCHO)와 같은 각종 유해기체(VOC's), 라돈가스 흡착 분해할 수 있는 물질인데, 이는 원통형의 공극 회로망을 가진 3차원적 구조로 높은 다공성을 가지고 있기 때문이며, 따라서 이러한 구조에 의해 양이온치환능력(CEC)이 49.3MEQ로 넓은 표면적을 가지고 , 유해성분을 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 상기 규조토는 15 내지 21 중량부를 사용하게 되는데, 만일, 15 중량부 미만이면, 위에서 언급한 특성이 발현되기 어려우며, 반대로 21 중량부를 초과하면, 상대적으로 다른 함유물들의 양이 줄어들게 되어 도료로서의 기능이 저감될 수 있다.

또한, 상기 규조토는 그 크기가 300 내지 350 메쉬 크기가 바람직한데, 만일 상기 규조토가 300메쉬 미만이면, 도막의 품위가 저감될 수 있으며, 반대로 350 메쉬를 초과하면 초기에 분진화될 수 있고, 다른 함유물들에 의하여 응집될 수 있다.

다음으로, 8 내지 12 중량부 용해제를 사용하게 되는데, 상기 용해제는 천연식물 수성수지를 용해시켜 상기 안료와 천연식물 수성수지의 혼합을 용이하게 하는 투명한 액체성분을 말하는데, 크게는 유성도료와 수성도료, 특수도료로 분류할 수 있으며, 바람직하게는 물을 사용할 수 있다.

이러한 물은 8 내지 12 중량부를 이용하는데, 만일 상기 물이 8 중량부 미만이면, 다른 함유물들의 균일한 혼합이 어려워져서 도료로서의 기능을 수행하기 어려운 문제가 생길 수 있고, 반대로 12 중량부를 초과하면, 상대적으로 다른 함유물의 함량이 감소하여 실제 시공시 흘러내림과 같은 불량이 발생할 수 있다.

다음으로, 22 내지 26 중량부 천연식물성 수성수지를 이용하는데, 상기 천연식물성 수성수지는 본 발명에 따르는 도료조성물의 제조방법에 의한 도료조성물의 접착성과 흡착성을 부여하기 위하여 사용하는 것이다.

일반적으로 수지라하면, 합성수지를 사용한 일반적인 합성도료 제품과 천연수지를 사용한 천연제품으로 구분할 수 있는데, 본 발명에서는 사용하는 수지는 천연식물성 수성수지로 한정한다. 상기 천연식물성 수성수지는 천연식물성인 한 특별하게 한정하여 사용할 것을 아니나, 오동유(tung oil), 아마인유(linseed oil), 송진, 콩기름, 천연고무, 코펄, 산다락고무, 치클, 젤루통, 소르바로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.

또한, 상기 천연식물성 수성수지는 22 내지 26 중량부가 사용되는데, 만일 22 중량부 미만이면, 본 발명에 따르는 도료조성물의 접착성, 흡착성 같은 물성이 저하될 수 있으며, 반대로 26 중량부를 초과하면, 상대적으로 다른 함유물의 양이 줄게 되어 실제 시공시 피착되는 도막의 특성이 저감될 수 있다.

다음으로, 24 내지 28 중량부 안료를 함유하는데, 상기 안료는 일반적으로 안료는 크게 무기계 안료(inorganic pigment)와 유기계 안료(organic pigment)로 나눌 수 있으며 유기안료의 경우 색감의 범위가 넓고 선명하며 착색력이 우수한 장점이 있으나 내구성, 내열성, 내광성 등의 물성이 무기안료에 비해 열등한 단점이기 때문에, 본 발명에서는 발색 무기물 성분으로 은폐력이 우수하고 선명한 색상이 구현이 가능하고 내열성, 내광성이 우수한 무기계 안료를 사용한다.

상기 무기계 안료는 특별히 한정할 것은 아니나, 이산화티탄(TiO₂), 황화수은(HgS), 수산화구리(Cu(OH)₃), 황화비소(As₂S₂), 산화납(Pb₃O₄), 탄산납(PbCO₃), 탄산칼슘(CaCO₃), 카본블랙(Carbon Black), 산화아연(ZnO) 및 황화구리(CuS)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 여기서, 상기 이산화티탄은 루타일(Rutile)형 R-지당일 수 있다.

또한, 상기 안료는 24 내지 28 중량부를 사용하는데, 만일 상기 안료가 24 중량부 미만이면, 실제 시공시 도막의 색감이 미미할 수 있으며, 반대로 28 중량부를 초과하면, 상대적으로 다른 함유물의 함량이 줄게 되어 시공시 도막의 특성이 저감될 수 있다.

다음으로, 5 내지 15 중량부 중탄을 사용하게 되는데, 상기 중탄은 도막의 내구성을 높여주며 도장시 도막의 평활성을 높여 핀홀이 생기는 것을 방지하며 도료의 건조성을 높여 도장 후 도막의 형성을 촉진시킨다.

또한, 상기 중탄이 5 중량부 미만이면, 도막의 내구성이 낮아져 도막이 쉽게 벗겨지며 평활성(도료를 평평하게 바를 수 있는 성질)이 떨어져 도포시 핀홀이 생길 수 있는 문제가 있고, 15 중량부를 초과하면, 건조성이 높아져 도포시 개봉된 도료가 쉽게 경화될 수 있는 문제점이 있다.

다음으로, 5 내지 11 중량부 음이온방출체를 포함하는데, 상기 음이온방출체는 인체세포를 활성화시켜 신진대사를 원활하게 하여 인간에게 활력을 주며 피를 맑게 할 뿐만 아니라, 피로회복, 신경안정 등 인간에게 매우 유익한데, 상기 음이온방출체는 모나자이트(Monazite), 터마린(Tourmalin) 및 맥반석으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 이러한 음이온 방출체는 외부의 압력에 의하여 약 0.06㎃의 미약전류를 방출할 수 있으며, 이에 의하여 중금속을 흡착할 수 있다.

또한, 상기 음이온방출체는 그 크기가 300 내지 350메쉬(mesh)인데, 만일 음이온방출체의 크기가 300메쉬 미만이면, 시공시 형성되는 도막의 품위가 저하될 수 있으며, 350메쉬를 초과하면 가공이 어려울 뿐만 아니라 제조원가가 현격히 상승하여 경제성이 떨어지는 문제가 생길 수 있다.

다음으로, 0.5 내지 2.0 중량부 첨가제를 함유하는데, 상기 첨가제는 분산제, 소포제를 포함할 수 있다. 상기 분산제는 상기 안료 입자의 균일한 분산을 위하여 사용되는 것이며, 상기 소포제는 기포의 발생을 억제하여 실제 시공시 균일한 도막의 형성에 기여하게 된다. 만일 상기 첨가제가 0.5 중량부 미만이면, 상기 안료 입자의 균일한 분산이 어려워 실제 시공후 도막의 색감이 불균일한 문제가 생길 수 있으며, 동시에 핀홀(pin-hole)이 발생되어 도막의 품위가 떨어지며, 반대로 2.0 중량부를 초과하면, 시공후 도막의 기능이 저하될 수 있다.

다음으로, 상기 첨가제에는 안식향산 나트륨을 더 포함될 수 있는데, 상기 안식향산 나트륨은 일반적으로 식용 방부제로 사용되는 성분으로 본 도료조성물의 용해제인 물의 변질을 막기 위해 0.6 내지 1.4 중량부를 사용할 수 있으며, 상기 안식향산 나트륨이 0.6 중량부 미만이면, 도료의 용해제인 물의 변질로 도료의 유통기한이 짧아질 수 있으며, 반대로 1.4 중량부를 초과하면, 도료자체의 경제성이 떨어지며 상대적으로 다른 조성물의 비율이 감소하여 본 도료의 특성을 살리기가 힘들어진다.

한편, 상기 안료에는 2 내지 6 중량부의 보조안료를 사용할 수 있다. 상기 보조안료는 실제 시공시 도막의 균열을 방지하며 백색도를 확보하기 위하여 사용한다. 이러한 보조안료는 특별하게 한정하여 사용할 것은 아니나, 활석을 사용할 수 있다.

상기 보조안료는 2 내지 6 중량부를 사용하게 되는데, 만일 2 중량부 미만이면, 도료의 광택이 유광이 되면서 내구성이 떨어져 도장후 도막이 쉽게 벗겨지는 문제가 생길 수 있고, 반대로, 6 중량부를 초과하면, 보조안료로 사용된 활석자체의 백색도가 85% 이하가 될 수 있어 도료자체의 백색도가 낮아질 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르는 도료조성물의 제조방법에 의하면 인체에 해로운 유해물질을 방출하지 않고, 오히려 항균작용을 하며 냄새를 없애고 인체활동의 활성화에 도움을 주는 음이온을 방출할 수 있는 도료조성물을 제조할 수 있다.

본 발명에 따르는 도료조성물의 제조방법 및 그 조성물은 인체에 해로운 유 해물질을 방출하지 않고, 오히려 항균작용을 하며 냄새를 없애고 인체활동의 활성화에 도움을 주는 음이온의 방출 및 중금속을 제거하는 효과가 있다.

본 발명에 대해 상기 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

실시예 1

18 중량부의 규조토를 325 메쉬 크기로 분쇄하여 준비하고, 8중량부 음이온 방출체로서 325 메쉬의 토르말린, 10 중량부의 용해제로서의 물, 24 중량부의 천연식물성 수성수지로서 벨기에산 아마인유, 26 중량부의 안료로서 루타일형 R-지당, 보조 안료로서 활석을 4 중량부, 중탄을 8 중량부, 안식향산 나트륨 1 중량부, 분산제 및 소포제를 각각 0.5 중량부를 260℃ 환경에서 1100rpm 속도로 18시간 교반하여 도료조성물을 제조하였다.

실험예 1 암모니아 탈취 실험

실시예 1에 의한 도료조성물을 40 × 40 × 10(mm)의 크기로 준비하고, 가스검지관을 이용하여 규격시험(KICM-FIR-1004)방법에 따라 암모니아 기체를 대상으로 탈취 실험을 수행하여 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

시 험 항 목	경과시간(분)	Blank농도(ppm)	실시예 1(ppm)	탈취율(%)
탈 취 시 험	초 기	500	500	-
	30	490	90	88
	60	480	70	92
	90	460	40	96
	120	450	10	98

상기 <표 1>를 참조하면, 위 실험에서 탈취율은 (Cb-Cs)/Cb×100(Cb : 일정 시간경과후의 바탕시험용 플라스크의 농도(ppm), Cs : 일정한 시간경과후의 투입된 플라스크의 농도(ppm))로 계산한 것이며, 초기 30분에 88%의 비율로 탈취되며 이후 98%의 높은 탈취율을 보여줌을 알 수 있다.

상기 탈취율은 종래의 수성도료나 친환경도료가 가지지 않거나 61% 정도의 탈취율보다 우수함을 보이고 있다.

또한, 이러한 탈취율은 밀폐된 공간에서 실험하여 얻은 것으로 실제로 사용시 사용자는 완벽한 탈취효과를 경험할 수 있다.

실험예 2 포름알데히드 탈취 실험

위 실험예와 동일한 실험방법으로 하되, 규격시험(KICM-FIR-1085)방법에 따라고, 대상 기체를 포름알데히드로 하여 탈취실험을 수행하여 아래 표 2에 나타내었다.

시 험 항 목	탈 취 시 험 ( H C H O )
	경과시간(분)	Blank농도(ppm)	실시에 1(ppm)	탈취율(%)
시 험 결 과	0	20	20	-
	30	19	1.4	93
	60	19	1	95
	90	18	0.5	97.5
	120	17	0.3	98.5
시 험 방 법	KICM - FIR - 1085

상기 <표 2>를 참조하면, 초기에 93%의 비율로 탈취가 시작되어 시간의 흐름에 따라 98.5%의 높은 탈취율을 보이고 있다.

이는 종래의 수성도료나 친환경도료가 가지지 않거나 60%정도의 탈취율을 가지는 것보다 우수한 탈취율임을 알 수 있다.

실험예 3 중금속 흡착실험

중금속인 납, 카드늄, 수은 및 크롬에 대하여 규격시험(ISO 3865/1 : 1984, ISO 3865/4: 1984, ISO 3865/7: 1984, ISO 3865/5: 1984(E))방법을 적용하여 상기 중금속의 함유량을 측정하여 아래 표 3에 나타내었다.

시 험 항 목	단위	결과치	시험방법
Pb	mg/kg	n	ISO 3865/1 : 1984
Cd	mg/kg	n	ISO 3865/4: 1984
Hg	mg/kg	n	ISO 3865/7: 1984
Cr(VI)	mg/kg	n	ISO 3865/5: 1984(E)

상기 <표 3>을 참조하면, 본 발명의 규조토의 미세기공으로 중금속이 흡착되어 중금속 함유량 기준치 미만으로 중금속이 관찰되지 않음을 알 수 있다.

Claims (13)

15 내지 21 중량부 규조토, 8 내지 12 중량부 용해제로서 물, 22 내지 26 중량부 천연식물성 수성수지로서 오동유(tung oil), 아마인유(linseed oil), 송진, 콩기름, 천연고무, 코펄, 산다락고무, 치클, 젤루통 및 소르바로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나, 24 내지 28 중량부 안료, 6 내지 10 중량부 중탄, 5 내지 11 중량부 음이온방출체로서 모나자이트(Monazite), 터마린(Tourmalin) 및 맥반석으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 및 0.5 내지 2.0 중량부 첨가제로서 분산제, 소포제를 가열하며 교반하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료조성물의 제조방법.

삭제

제 1 항에 있어서,

상기 가열하는 과정은 240 내지 280℃인 것을 특징으로 하는 도료조성물의 제조방법.

삭제

삭제

제 1 항에 있어서,

상기 안료는 이산화티탄(TiO₂), 황화수은(HgS), 수산화구리(Cu(OH)₃), 황화비소(As₂S₂), 산화납(Pb₃O₄), 탄산납(PbCO₃), 탄산칼슘(CaCO₃), 카본블랙(Carbon Black), 산화아연(ZnO) 및 황화구리(CuS)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 도료조성물의 제조방법.

제 6 항에 있어서,

상기 이산화티탄은 Rutile형 R-지당인 것을 특징으로 하는 도료조성물의 제조방법.

삭제

삭제

삭제

제 1 항에 있어서,

상기 첨가제에는 0.6 내지 1.4 중량부의 안식향산 나트륨을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도료조성물의 제조방법.

제 1 항에 있어서,

상기 안료에는 2 내지 6 중량부의 활석이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 도료조성물의 제조방법.

제 1 항, 제 3 항, 제 6 항, 제7 항, 제 11 항 및 제 12 항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 제조되는 도료조성물.