KR100903686B1 - The Compositions of Nanocomposite ECO Paint for Building Interior Decoration Using the Nanoclay and Its Preparation Method - Google Patents

The Compositions of Nanocomposite ECO Paint for Building Interior Decoration Using the Nanoclay and Its Preparation Method Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 층상실리케이트 점토군 중에서 선택된 벤토나이트, 헥토라이트, 사포나이트 및 몬모릴로나이트로 이루어진 군중에서 선택된 용액형 나노점토 20~50 중량%(층상실리케이트 나노점토 분말 5~15%), 충진제로 사용되는 탄산칼슘 또는 산화아연 20~40 중량%, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴-우레탄계 및 라텍스계로 이루어진 군중에서 선택되는 결합제 20~50 중량%, 은폐제로 사용되는 알루미늄 실리케이트 또는 이산화티탄(TiO2) 5~15 중량% 및 유기금속계 비누로 구성되는 속건제 1~10 중량%로 이루어진 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물 및 상기 도료 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 도료 조성물은 친환경 무독성이면서 천연 식물성 조색제를 사용하여 인체에 무해한 무독성으로 친환경성을 나타낼 뿐만 아니라 속건성, 항균 및 항곰팡이성, 난연성, -20℃ 이하의 내한성 및 내열성의 다기능성을 나타내므로 페인트 등으로 널리 사용할 수 있다.The present invention relates to a nano-composite coating composition for environmentally friendly building materials and a method for manufacturing the same, more specifically, solution type nano clay 20-50 selected from the group consisting of bentonite, hectorite, saponite and montmorillonite selected from the layered silicate clay group. Weight% (Laminated Silicate Nanoclay Powder 5-15%), 20-40% by weight calcium carbonate or zinc oxide used as filler, 20-50% by weight binder selected from the group consisting of acrylic, urethane, acrylic-urethane and latex , 5-15 wt% of aluminum silicate or titanium dioxide (TiO 2 ) used as a concealment agent and 1-10 wt% of a quick-drying agent composed of an organometallic soap, and an environmentally friendly nanocomposite coating composition for building interior materials and a method of preparing the coating composition It is about. The paint composition of the present invention is eco-friendly non-toxic and natural plant colorants, not only harmless to the human body, but also eco-friendly, quick-drying, antibacterial and anti-mildew, flame retardant, cold resistance below -20 ℃ and heat resistance multi-functionality It can be widely used as paint.
친환경, 나노복합, 도료조성물 Eco-Friendly, Nanocomposite, Paint Composition

Description

나노점토를 이용한 친환경 건축내장용 나노복합 도료 조성물 및 이의 제조방법{The Compositions of Nanocomposite ECO Paint for Building Interior Decoration Using the Nanoclay and Its Preparation Method}The composition of Nanocomposite ECO Paint for Building Interior Decoration Using the Nanoclay and Its Preparation Method}
도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예에 따라 제조된 나노복합 도료 조성물을 소형 챔버에 도포한 후, 총휘발성유기화합물(TVOC) 및 포름알데히드(HCHO)의 농도를 한국건자재연구원에서 측정한 시험성적서를 나타낸 도표이고, 1 is after applying the nanocomposite coating composition prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Example of the present invention in a small chamber, the concentration of total volatile organic compounds (TVOC) and formaldehyde (HCHO) This is a chart showing the test report measured by the researcher.
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예에 따라 제조된 나노복합 도료 조성물을 종이류에 도색한 후에 식약공전상의 인체무해성(내분비계 장애물질 외 5종)을 시험한 시험성적서이고, Figure 2 is a test report of testing the human harmlessness (5 types other than endocrine disruptors) on the food and pharmaceutical industry after coating the nanocomposite coating composition prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples of the present invention on paper ego,
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예에 따라 제조된 나노복합 도료 조성물을 폴리프로필렌(PP) 필름에 도색한 후에 중금속 함량 외 2종을 측정한 시험성적서이고, 3 is a test report of measuring the two kinds other than the heavy metal content after coating the nanocomposite coating composition prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples of the present invention on a polypropylene (PP) film,
도 4는 상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예에 따라 제조된 나노복합 도료 조성물의 항균성 및 방미도 효과를 테스트하기 위한 건축용 판넬(E12NC50)에 도색한 후의 항균 및 방미 시험조건 및 그 결과를 나타낸 시험성적서이다. Figure 4 shows the antimicrobial and flavor test conditions and results after coating on the building panel (E12NC50) for testing the antimicrobial and anti-fog effect of the nanocomposite coating composition prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples Test report shown.
본 발명은 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 층상실리케이트 점토군 중에서 선택된 벤토나이트, 헥토라이트, 사포나이트 및 몬모릴로나이트로 이루어진 군중에서 선택된 용액형 나노점토, 충진제로 사용되는 탄산칼슘 또는 산화아연, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴-우레탄계 및 라텍스계로 이루어진 군중에서 선택되는 결합제, 은폐제로 사용되는 알루미늄 실리케이트 또는 TiO2 및 유기금속계 비누로 구성되는 속건제로 이루어진 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물 및 상기 도료 조성물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nano-composite coating composition for environmentally friendly building materials and a method for manufacturing the same, more specifically, a solution type nano clay, filler selected from the group consisting of bentonite, hectorite, saponite and montmorillonite selected from the group of layered silicate clay Nanocomposite for environmentally friendly building materials consisting of calcium carbonate or a binder selected from the group consisting of zinc oxide, acrylic, urethane, acryl-urethane and latex, aluminum silicate used as a masking agent or quick drying agent composed of TiO 2 and organometallic soap It relates to a coating composition and a method for producing the coating composition.
최근에 생활수준과 건강에 관한 관심이 높아지면서 생활전반에 웰빙(well-being) 문화가 확산되고 있으며, 이에 따라 "새집증후군(Sick House Syndrome)"이라 하여 실내 공간에서의 공기질(IAQ; In door Air Quality)의 중요성이 국내외적으로 새로운 환경문제의 주제로 대두되고 있다. 상기 "새집 증후군"이란 화학물질과민증의 일종으로 실내공기 오염물질 중에서 특정한 화학물질 혹은 여러 가지 화학물질이 복합적으로 작용하여 인체에 영향을 미치는 현상을 말하는데, 이러한 현상은 새 집이나 수리한 집에 들어가 살다가 전에 없던 두통, 구토, 천식, 아토피성 피부염, 피부발진 등의 알레르기성 질환을 일으키는 증상을 말한다. 상기 증후군은 각종건물의 콘크리트, 가구, 접착제, 벽지, 페인트 등에서 발생되는 유해물질, 전자파, 포름알데히드, 기타 유기용제, 가스, 먼지 및 각종 휘발성유기화합물(V.O.Cs; Volatile Organic Compounds)을 환경오염물질을 비롯하여 화장품, 향수, 담배, 세탁된 의복, 염화비닐, 인쇄물의 잉크 등에서 배출되는 가스상 물질 등이 주요한 원인으로 제시되고 있다. 일반적으로 이러한 증상을 나타내는 사람은 세제, 향수, 비닐종이를 비롯한 실내환경을 구성하고 있는 물체에서 발생하는 화학물질 냄새에 매우 민감하게 반응하여 심각한 건강장애를 일으킬 수도 있다. 이와 같이, 실내 공기는 신축 건물이나 오래된 건물의 리모델링(remodeling)에 의한 공사시 사용되는 여러 건자재 및 페인트 등의 건축자재 및 인공적인 설비에 의해서 발생한 다양한 휘발성 유기화합물(VOC)에 의해서 오염되어 있으며, 이렇게 오염된 공기가 계속적으로 순환되면서 그 농도가 빠르게 증가하고 있는 실정이다. 이에 대안으로 주기적인 환기도 중요하나, 무엇보다 발생원의 제거, 대체 또는 개선 등의 보다 적극적인 방법의 제시가 요구되고 있다. 이에 따라 최근에는 가구, 접착제, 페인트, 벽지 등도 휘발성유기화합물을 함유하지 않은 친환경 제품들이 속속 등장하고 있으며 콘크리트, 벽지 및 페인트가 도장된 실내면에 도포하여 휘발성 유기화합물을 제거하며 인체의 기능을 활성화시키는 각종 바이오물성, 즉 원적외선, 음이온, 항균, 탈취기능을 발휘하는 도료 및 코팅제가 사용되고 있다. 상기 제품에는 광촉매코팅제, 바이오세라믹페인트 및 천연페인트가 주류를 이루고 있다.Recently, as interest in living standards and health has increased, a well-being culture has been spreading throughout the whole life. Therefore, "Sick House Syndrome" is called "IAQ (In door). The importance of air quality is emerging as a new environmental issue at home and abroad. The "new house syndrome" is a kind of chemical substance hypersensitivity, which refers to a phenomenon in which a specific chemical substance or various chemical substances are mixed in the indoor air pollutants and affect the human body. This phenomenon enters a new house or a repaired house. It is a symptom that causes allergic diseases such as headache, vomiting, asthma, atopic dermatitis, and skin rash. The syndrome includes environmental pollutants such as harmful substances generated from concrete, furniture, adhesives, wallpaper, paint, etc. of various buildings, electromagnetic waves, formaldehyde, other organic solvents, gases, dust, and various volatile organic compounds (VOCs). In addition, gaseous substances emitted from cosmetics, perfumes, tobacco, washed clothes, vinyl chloride, ink of printed matters, etc. have been suggested as main causes. In general, people with these symptoms can be very sensitive to chemical odors from objects that make up the indoor environment, including detergents, perfumes, and vinyl paper, which can cause serious health problems. As such, the indoor air is contaminated by various volatile organic compounds (VOCs) generated by building materials and artificial facilities such as various building materials and paints used in remodeling new buildings or old buildings. As the polluted air continues to circulate, its concentration is rapidly increasing. As an alternative, periodic ventilation is important, but above all, more active methods such as elimination, replacement or improvement of sources are required. Recently, eco-friendly products that do not contain volatile organic compounds have appeared one after another, and furniture, adhesives, paints, and wallpaper are applied one after another, and they are applied to indoor surfaces coated with concrete, wallpaper, and paint to remove volatile organic compounds and activate the function of the human body. Various bio-materials, ie, far infrared rays, anions, antibacterial, and deodorizing paints and coatings are used. Photocatalyst coatings, bioceramic paints and natural paints are the mainstream products.
일반적으로, 건축물의 내외장의 표면마감하기 위한 다양한 기능성 도료들이 개발되고 있다. 일 예로, 대한민국 특허공보번호 공고번호 제84-1678호 "음이온 전착도료용 합성수지 조성물", 국제특허출원 PCT/GB89/000514호 "외부녹물오손방지용페인트", 대한민국 특허등록 제10-46750호(1991.12.06) "방부도료조성물", 대한민국 특허 공개번호 제2003-76531호(2003.09.26) "바이오 세라믹과 한방약재(漢方藥材)를 이용한 수용성도료조성물", 대한민국 특허공개번호 제1999-10915호(1999.02.18) "수용성 도료 조성물" 등 그 용도와 가능을 전문화하고 그 기능을 향상시킨 다양한 기능성 도료가 제안되고 있다.In general, various functional paints have been developed for surface finishing of interior and exterior of buildings. For example, Korean Patent Publication No. 84-1678 "Synthetic Resin Composition for Anion Electrodeposition Coating", International Patent Application No. PCT / GB89 / 000514, "External Rust Pollution Prevention Paint", Republic of Korea Patent Registration No. 10-46750 (1991.12 .06) "Preservative paint composition", Republic of Korea Patent Publication No. 2003-76531 (2003.09.26) "Water-soluble coating composition using bio-ceramic and herbal medicine", Republic of Korea Patent Publication No. 1999-10915 ( 1999.02.18) Various functional paints, such as "water-soluble coating compositions", which specialize in their use and availability and have improved their function, have been proposed.
통상적으로 색을 표현하는데는 크게 염료(dye)와 안료(pigment)로 구분한다. 이러한 안료와 염료의 차이는 피착 소재와의 화학결합되는지 아니면 단순히 분산되는지 여부로 결정되는데, 일반적으로, 그 구분은 염료는 소지(素地)를 은폐시키지 못하는데 반하여 안료는 소지를 은폐시킴으로서 고유의 색상을 나타내는 것이라 할 수 있다. 또한, 바니쉬, 니스와 같은 투명 코팅에 상기와 같은 안료가 첨가됨으로써 유색을 띠는 페인트와 같은 도료가 형성된다. 건축자재용으로 사용되는 페인트 등의 도료는 소지를 은폐시켜야 하므로 도료는 소지를 은폐시키는(가리는) 1차적인 역할을 하고, 이를 위하여 안료가 이용된다. 이러한 안료는 크게 주안료와 체질안료로 구분할 수 있다. 주안료는 색상을 지닌 안료로 다시 무기안료와 유기안료로 구분한다. 구체적으로, 무기안료는 광물에서 채취하며 은폐력과 분산성(안료입자가 고르게 고유의 입자로 잘게 부숴지는 것)이 좋으나 일부안료는 중금속을 함유하는 단점이 있다. 유기안료는 화학적합성에 의한 색상을 나타내는데 은폐력과 분산성이 떨어지며 가격 또한 무기안료에 비해 상당히 고가이다. 또한, 내후성 및 내 구성 내알카리성 등이 모두 무기안료에 비해 떨어지나 무기안료가 나타낼 수 없는 명도가 뛰어난 색상을 지닌다는 특성이 있다. 은폐의 역할은 주로 주안료가 담당하는데 체질안료에 비하여 상당히 비싸기 때문에 주안료를 많이 사용한다면 은폐력은 상당히 좋아지나 가격이 비싸진다. 이에 따라, 도료는 PVC(Pigment Volume Concentration), 즉 전체적인 안료의 함량과 바인더 수지의 적정량이 결합되어야 은폐, 가격, 내구성 등을 최적의 조건으로 형성할 수 있다. 한편, 체질안료(filler)는 도료의 가격과 도막의 내구성을 높이는 보조역할을 하며, 적정의 주안료를 사용하고 PVC를 맞추기 위하여 사용한다. 따라서, 주안료와 체질안료를 적정하게 조합하여야 은폐력이 향상되고, 비용대비 효능이 높아진다.In general, color is divided into dye and pigment. The difference between these pigments and dyes is determined by whether they are chemically bonded to the deposited material or simply dispersed. In general, the distinction is that dyes do not cover the body, while pigments hide the body, thereby reducing the color. It can be said to represent. In addition, such pigments are added to transparent coatings such as varnishes and varnishes to form paints such as colored paints. Since paints, such as paints used for building materials, must conceal the material, the paint plays a primary role of concealing (hiding) the material, and pigments are used for this purpose. These pigments can be largely divided into main pigments and extender pigments. The main pigments are colored pigments, which are divided into inorganic pigments and organic pigments. Specifically, inorganic pigments are taken from minerals and have good hiding power and dispersibility (the pigment particles are broken into evenly inherent particles), but some pigments contain heavy metals. Organic pigments exhibit color due to chemical synthesis, which are less concealable and dispersible, and are more expensive than inorganic pigments. In addition, weather resistance and durable alkali resistance are both inferior to inorganic pigments, but has the characteristic that the inorganic pigments have excellent brightness. The role of concealment is mainly played by the main pigment, which is considerably more expensive than the constitution pigments, so if you use a lot of the main pigment concealment power is quite good, but the price is expensive. Accordingly, the paint must be combined with PVC (Pigment Volume Concentration), that is, the total amount of pigment and the appropriate amount of the binder resin to form concealment, price, durability, etc. under optimum conditions. On the other hand, sieving pigment (filler) serves as an auxiliary role to increase the price of paint and the durability of the coating film, it is used to match the PVC with the appropriate main pigment. Therefore, the appropriate combination of main pigment and sieving pigment is improved concealment power and cost-effectiveness.
이처럼 기능성을 강화시킨 특수도료들이 꾸준히 개발되고 있는데 최근 생활건강이 강조되면서 주거환경을 보다 쾌적하게 조성하기 위한 기능성이 강화된 각종 도료들이 개발되어지고 있다. 이를 위해 도료에 황토나 맥반석, 일라이트 같은 무기물이나 각종 아로마를 넣어 특수도료들이 만들기도 한다. 그러나, 이들 제품 및 특수도료들은 먼저, 광촉매코팅제의 경우 코팅도막이 항상 햇빛을 받아야만 물성을 발휘할 수 있으며 건축물의 경우 24시간 지속적인 햇빛의 유입이 힘들고 햇빛과 접촉되는 부분도 실내의 일부분에 지나지 않아 양호한 물성을 발휘하기 힘들다. 또한, 바이오세라믹페인트의 경우는 대부분 건물의 시멘트바닥, 벽체, 천정 등에 도포후 각종 바닥재(마루판,장판지,벽지 등)로서 마감처리 되므로 바이오기능이 저하되는 단점이 있다. 아울러, 천연페인트는 제품자체가 모두 천연물질로 조성되어 친환경제품 이기는 하나 가격이 비싸고 물성의 경우 접착력 및 내수성이 부족하고 건조시간이 느린 단점이 있다.As such, special paints having enhanced functionality have been steadily being developed. Recently, as health and health are emphasized, various paints have been developed with enhanced functionality to create a more comfortable living environment. To this end, special paints are made by adding various aromas or minerals such as ocher, elvan, and illite to the paint. However, these products and special paints can exhibit physical properties only when the coating film always receives sunlight in the case of the photocatalyst coating, and in the case of buildings, it is difficult for continuous inflow of sunlight for 24 hours and the part contacting with sunlight is only a part of the room, and thus has good physical properties. Hard to exert. In addition, in the case of bio ceramic paints, most of the floors (floorboard, floorboards, wallpaper, etc.) after finishing the coating on the cement floor, wall, ceiling of the building has a disadvantage in that the bio function is reduced. In addition, the natural paint is a product itself is made of all natural materials, but eco-friendly products, but the price is expensive, and in the case of physical properties, there is a disadvantage in the lack of adhesion and water resistance and slow drying time.
이에, 본 발명자들은 보다 친환경적이며 기타 다기능을 갖는 건축내장재용 도료 조성물을 개발하고자 노력하던 중, 본 발명자들이 개발한 대한민국 특허등록번호 제10-606976호(2006.02.02공개) 및 제10-614136호(2006.03.17공개)에 기술된 용액배합법(Solution compounding process; SCP)을 응용한 용해배합공정을 이용한 결과, 나노점토를 이용한 도료 조성물이 친환경 무독성 조색제를 이용하므로 인체에 무해한 친환경성 및 무독성을 나타낼 뿐만 아니라, 속건성, 항균/항곰팡이성, 내열/내한성, 난연성을 가지는 다기능을 가짐을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors are trying to develop a more environmentally friendly and other multi-functional coating composition for building interior materials, Korean Patent Registration No. 10-606976 (2006.02.02 published) and 10-614136 developed by the present inventors As a result of applying the solution compounding process (SCP) described in (Published on March 17, 2006), the coating composition using nano clay shows eco-friendly and non-toxic harmless to human body because it uses eco-friendly non-toxic colorant. In addition, the present invention was completed by confirming that it has a multifunction having quick-drying, antibacterial / antifungal, heat / cold resistance, and flame retardancy.
본 발명의 목적은 속건성, 항균/항곰팡이성, 내열/난연성, 내한성과 같은 기능뿐 아니라 인체에 무해한 친환경적인 건축내장재용 도료 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an environmentally friendly paint composition for building interior materials that is harmless to humans as well as functions such as fast drying, antibacterial / antifungal, heat / flame retardant, cold resistance.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 친환경적인 건축내장재용 도료 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for preparing the environmentally friendly paint composition for building interior materials.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 층상실리케이트 점토군 중에서 선택된 벤토나이트, 헥토라이트, 사포나이트 및 몬모릴로나이트로 이루어진 군중에서 선택된 용액형 나노점토 20~50 중량%(층상실리케이트 나노점토 분말 기준으로 5~15 중량%), 충진제로 사용되는 탄산칼슘 또는 산화아연 20~40 중량%, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴-우레탄계 및 라텍스계로 이루어진 군중에서 선택되는 결합제 20~50 중량%, 은폐제로 사용되는 알루미늄 실리케이트 또는 TiO2 5~15 중량% 및 유기금속계 비누로 구성되는 속건제 1~10 중량%로 이루어진 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is 20 to 50% by weight solution nanoclay selected from the group consisting of bentonite, hectorite, saponite and montmorillonite selected from the group of layered silicate clay (5 to 15 based on the layered silicate nanoclay powder) Wt%), 20-40 wt% calcium carbonate or zinc oxide used as filler, 20-50 wt% binder selected from the group consisting of acrylic, urethane, acryl-urethane and latex, aluminum silicate or TiO 2 used as a masking agent It provides an environmentally friendly nano composite coating composition consisting of 5 to 15% by weight and 1 to 10% by weight of a quick drying agent composed of an organometallic soap.
또한, 본 발명은 층상실리케이트 점토군 중에서 선택된 용액형 나노점토에 충진제로 사용되는 탄산칼슘 또는 산화아연을 첨가하여 나노점토를 분산 및 수화시키는 단계; 상기 수화된 나노점토에 층간에 결합제를 삽입하는 단계; 및 상기 결합제가 삽입된 나노점토에 은폐제 및 속건제를 비롯한 기타 첨가제를 첨가하는 단계를 포함하는, 상기 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of dispersing and hydrating the nanoclay by adding calcium carbonate or zinc oxide used as a filler to a solution-type nanoclay selected from the layered silicate clay group; Inserting a binder between layers in the hydrated nanoclay; And it provides a method for producing the environmentally friendly building composite nanocomposite coating composition comprising the step of adding other additives, including concealing agent and fast-drying agent to the nano-clay inserted.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 층상실리케이트 점토군 중에서 선택된 벤토나이트, 헥토라이트, 사포나이트 및 몬모릴로나이트로 이루어진 군중에서 선택된 용액형 나노점토 20~50 중량%(층상실리케이트 나노점토 분말 5~15 중량%), 충진제로 사용되는 탄산칼슘 또는 산화아연 20~40 중량%, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴-우레탄계 및 라텍스계로 이루어진 군중에서 선택되는 결합제 20~50 중량%, 은폐제로 사용되는 알루미늄 실리케이트 또는 TiO2 5~15 중량% 및 유기금속계 비누로 구성되는 속건제 1~10 중량%로 이루어진 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물을 제공한다.The present invention is 20 to 50% by weight solution nanoclay selected from the group consisting of bentonite, hectorite, saponite and montmorillonite selected from the group of layered silicate clay (5 to 15% by weight of layered silicate nanoclay powder), carbonic acid used as a filler 20-40% by weight of calcium or zinc oxide, 20-50% by weight of a binder selected from the group consisting of acrylic, urethane, acrylic-urethane and latex-based, 5-15% by weight of aluminum silicate or TiO 2 used as a masking agent and an organometallic soap It provides a nano-composite coating composition for environmentally friendly building interior materials consisting of fasteners 1 to 10% by weight.
본 발명의 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물에 있어서, 나노점토는 기능화된 층상실리케이트를 사용하고, 탄산칼슘 또는 산화아연이 충진제(filler)로 기능을 함으로 별도의 충진제가 첨가될 필요가 없다. 아울러, 기타 동결방지제, 방부제, 증점제, 은폐제 등도 첨가되지 아니하여도 무방하다. 이러한 나노점토는 주안료 및 조색제로서의 기능을 하는 것으로 10~50 ㎚의 입경을 나타내며, 인체무해성, 내열성 및 -20℃ 이하에서도 기능이 유지되는 내한성의 특성이 나타난다. 아울러, 상기 나노점토는 수분산성이 우수하고 요변성(thixotropy)이 뛰어나 저장성이 우수하며, 기타 항균성 및 항곰팡이성의 특성이 있다.In the nanocomposite coating composition for environmentally friendly building materials of the present invention, the nanoclay uses a functional layered silicate, and calcium carbonate or zinc oxide functions as a filler, and thus no additional filler is required. In addition, other cryoprotectants, preservatives, thickeners, concealing agents and the like may not be added. These nanoclays function as main pigments and colorants, exhibiting particle diameters of 10 to 50 nm, and exhibiting harmlessness to human body, heat resistance, and cold resistance characteristics maintained at -20 ° C or lower. In addition, the nanoclay has excellent water dispersibility and excellent thixotropy, excellent storage properties, and other antimicrobial and antifungal properties.
아울러, 상기 결합제는 상기 기술된 종류 이외에 수분산 및 유화제품이면 특별히 제한되지 아니하고 사용가능하다. 본 발명의 나노점토 및 충진제로 이루어지는 안료는 상기에서 언급한 바와 같이 주안료 및 천연 식물성 조색제의 특성을 나타고 인체무해성의 특성을 나타낸다. 또한, 유기금속계 비누로 구성되는 속건제는 속건성능이 우수하여 상온에서 10분 이내에 수분이 건조되므로 생산성 및 현장 작업상의 속도의 증진을 가져온다. 아울러, 상기 속건제는 도료 조성물의 속건성 이외에 항균 및 항곰팡이 성능을 추가적으로 나타낸다. 그리고, 알루미늄 실리케이트 또는 TiO2는 은폐제로서의 기능 이외에 체질안료로의 기능도 있다.In addition, the binder is not particularly limited as long as it is a water dispersion and an emulsified product, in addition to the above-described type. Pigments made of nanoclays and fillers of the present invention, as mentioned above, exhibit the properties of main pigments and natural vegetable colorants and of human harmlessness. In addition, the quick-drying agent composed of an organometallic soap has excellent quick-drying performance, so that the moisture is dried within 10 minutes at room temperature, thereby improving productivity and speed in the field work. In addition, the quick-drying agent additionally exhibits antibacterial and antifungal performance in addition to the quick-drying of the coating composition. Aluminum silicate or TiO 2 also functions as a extender pigment in addition to its function as a hiding agent.
또한, 본 발명의 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물에 있어서, 상기 용액형 나노점토는 벤토나이트 점토, 충진제는 탄산칼슘, 결합제는 아크릴계 결합제 및 은폐제는 TiO2인 것이 바람직하다. In the nanocomposite coating composition for environmentally friendly building materials of the present invention, the solution type nanoclay is bentonite clay, the filler is calcium carbonate, the binder is an acrylic binder, and the concealment agent is TiO 2 .
또한, 본 발명의 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물에 있어서, 상기 조성물 100 중량부에 대하여 분산제 0.1~5 중량부, 소포제 0.1~8 중량부, 습윤제 0.05~4 중량부, pH 조절제 0.1~5 중량부 및 조막제(레벨링제) 0.2~12 중량부를 추가적으로 포함하는 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 도료 조성물은 상기에서 언급한 바와 같이 별도의 은폐제가 반드시 요구되는 것은 아니지만, 그 기능의 촉진을 위하여 추가적으로 넣어주어도 무방하다. 아울러, 본 발명의 도료 조성물에 추가적인 방부제가 첨가될 필요는 없으나, 상기 조성물 100 중량부에 대하여 0.1~0.5 중량부의 방부제를 추가적으로 첨가하여도 무방하다. 또한, 본 발명의 도료 조성물에 추가적인 증점제가 첨가될 필요는 없으나, 상기 조성물 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부의 증점제를 추가적으로 첨가하여도 무방하다.In addition, in the nanocomposite coating composition for environmentally friendly building materials of the present invention, 0.1 to 5 parts by weight of dispersant, 0.1 to 8 parts by weight of antifoaming agent, 0.05 to 4 parts by weight of wetting agent, 0.1 to 5 weight of pH adjusting agent, based on 100 parts by weight of the composition. It is more preferable to further include 0.2-12 weight part of parts and film-forming agent (leveling agent). The coating composition of the present invention is not necessarily required as a separate concealment agent as mentioned above, but may be added in order to promote the function. In addition, an additional preservative does not need to be added to the coating composition of the present invention, but may be additionally added 0.1 to 0.5 parts by weight of a preservative based on 100 parts by weight of the composition. In addition, although an additional thickener does not need to be added to the coating composition of the present invention, 0.1 to 5 parts by weight of a thickener may be added to 100 parts by weight of the composition.
본 발명에 사용되는 층상구조를 가지는 실리케이트계 점토는 천연의 벤토나이트, 헥토라이트, 사포나이트 또는 몬모릴로나이트 점토를 산 및 염기의 전처리 과정과 건조후 볼밀 등을 사용하여 분쇄하여 평균입경이 2.5 ㎛ 정도의 것을 사용 한다. 산-염기 처리법 등은 본 발명자의 대한민국 특허등록번호 제10-375888호(2003.02.28) 및 제10-0478776호(2005.03.16)에 상세히 기재되어 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.The silicate-based clay having a layered structure used in the present invention is a natural bentonite, hectorite, saponite or montmorillonite clay is ground by using a ball mill, etc. after pre-treatment of acid and base and drying, the average particle size of about 2.5 ㎛ use. The acid-base treatment method and the like are described in detail in Korean Patent Registration Nos. 10-375888 (2003.02.28) and 10-0478776 (2005.03.16) of the present inventors, and thus a detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 발명은 ⅰ) 층상실리케이트 점토군 중에서 선택된 용액형 나노점토에 충진제로 사용되는 탄산칼슘 또는 산화아연을 첨가하여 나노점토를 분산 및 수화시키는 단계; ⅱ) 상기 수화된 나노점토에 층간에 결합제를 삽입하는 단계; 및 ⅲ) 상기 결합제가 삽입된 나노점토에 은폐제 및 속건제를 비롯한 기타 첨가제를 첨가하는 단계를 포함하는, 상기 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of iii) dispersing and hydrating the nanoclay by adding calcium carbonate or zinc oxide used as a filler to a solution-type nanoclay selected from the group of layered silicate clays; Ii) inserting a binder between layers in the hydrated nanoclay; And iii) adding other additives including a concealment agent and a fast-drying agent to the nanoclay into which the binder is inserted, providing a method for preparing the eco-friendly building composite nanocomposite coating composition.
본 발명의 상기 도료 조성물의 제조방법은 상기 SCP법을 응용한 용해배합공정을 이용함으로써, 특히 친환경 무독성 조색제를 이용하므로 상기 방법에 의하여 제조된 나노점토를 이용한 도료 조성물은 인체에 무해한 친환경성 및 무독성을 나타낼 뿐만 아니라, 속건성, 항균/항곰팡이성, 내열/난한, 난연성을 가지는 다기능을 가진다.The method for preparing the coating composition of the present invention by using the dissolution and blending process applied to the SCP method, in particular using an environmentally friendly non-toxic colorant, the coating composition using nano clay prepared by the method is environmentally friendly and non-toxic harmless to human body In addition to having a quick-drying, antibacterial / antifungal, heat-resistant / flame retardant, has a multifunction.
본 발명의 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물의 제조는 기본적으로 3단계를 거치게 된다.The preparation of the nanocomposite coating composition for environmentally friendly building interior materials of the present invention is basically subjected to three steps.
제 1단계는 점토의 수화와 양이온교환을 통한 점토를 박리하는 과정이다. 구체적으로, 점토의 분산 및 수화과정으로, 물에 층상실리케이트 나노점토가 섞여 있는 용액형 나노점토에 탄산칼슘(충진제 기능) 등을 투입하여 전동교반기(600 rpm)로 상온에서 30분간 분산시켜 점토를 분산 및 수화시킨다. 제 2단계는 나노점토입자의 층간에 결합제를 삽입하는 과정으로 1단계의 용액에 아크릴계 또는 라텍스계 등의 에멀젼 결합제 및 물을 투입하고 300 rpm 으로 1시간 동안 배합한다. 결합제를 점토입자의 무리사이에 안정적으로 그리고 상당량을 삽입하는 것은 고도의 기술이 필요한데 상기의 공정은 단순하면서도 획기적인 것으로 본 발명자가 SCP법이라고 명명한 것이다. 아울러, 상기 2단계의 결합제의 첨가시에는 추가적으로 소포제, pH 조절제를 첨가하여도 무방하다. 제 3단계는 상기 2단계의 결합제가 삽입된 나노점토 조성물에 속건제 및 은폐제를 첨가하는 것으로 2단계 용액에 속건제 및 은폐제를 넣어 1000 rpm 이상으로 20분간 교반한다. 상기 3단계의 속건제의 첨가시에 은폐제, 분산제, 습윤제, 소포제, 조막제(레벨링제) 등의 순서로 첨가하여도 무방하다.
반복적으로 언급하면, 상기 용액형 나노점토라는 것은 물에 점토의 분산 및 수화과정을 거침으로써, 물에 층상실리케이트 나노점토가 섞여 형태이므로, 좀더 구체적으로는 수용액형 나노점토라고 해도 될 것이다.
The first step is to remove the clay through hydration and cation exchange of clay. Specifically, as a dispersion and hydration process of clay, calcium carbonate (filler function) is added to a solution-type nanoclay in which layered silica nanoclay is mixed with water, and dispersed at room temperature with an electric stirrer (600 rpm) for 30 minutes. Disperse and hydrate. In the second step, a binder is inserted between the layers of the nanoclay particles, and an emulsion binder such as acrylic or latex-based water and water are added to the solution of step 1, and blended at 300 rpm for 1 hour. Stable and significant insertion of binders between groups of clay particles requires a high level of skill. The above process is simple and groundbreaking, which we have termed the SCP method. In addition, during the addition of the binder of the second step, an antifoaming agent and a pH adjusting agent may be additionally added. The third step is to add a quick-drying agent and a concealment agent to the nanoclay composition into which the binder of the second stage is inserted, and the fast-drying agent and the concealing agent are added to the two-stage solution and stirred at 1000 rpm or more for 20 minutes. At the time of adding the quick drying agent of the above three steps, it may be added in the order of a concealing agent, a dispersing agent, a wetting agent, an antifoaming agent, a film forming agent (leveling agent) and the like.
Repeatedly, the solution-type nanoclay is a form of a mixture of layered silicate nanoclay in water through a process of dispersing and hydrating clay in water, and more specifically, may be referred to as aqueous nanoclay.
3단계는 2단계와 3단계의 용액을 배합하여 박리된 본 발명의 기본적 단계도 이러한 SCP법을 따르고 있으나, 그 구체적인 목적과 구성 및 효과에 차이가 있는 것으로 이에 대해 좀더 상세히 설명한다. 다만, 이 SCP법은 본인의 상기 등록특허 등에서 공개하고 있는 것이므로 자세한 설명은 생략함으로써 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 하겠다.In the third step, the basic steps of the present invention, which are separated by mixing the two and three steps of the solution, also follow the SCP method. However, the specific purpose, composition, and effects of the present invention will be described in more detail. However, since the SCP method is disclosed in the above registered patents, the detailed description will be omitted so that the gist of the present invention will not be obscured.
용액형 나노점토의 사용량은 인체무해성과 내열/내한성과 상관관계가 있는 것으로 그 적정범위는 5 내지 15중량%으로 수분을 포함한 경우에는 20~50 중량%가 적절하다. 상기 범위 이하에서는 상기 성질이 급속도로 나빠지며 그 이상에서는 바인더의 상관성을 고려하여 도료 성질에 영향이 있게 된다.The amount of solution-type nanoclay is correlated with human harmlessness and heat / cold resistance. The appropriate range is 5 to 15% by weight, and 20 to 50% by weight is appropriate when moisture is included. Below the above range, the properties deteriorate rapidly, and above that, the properties of the paint are affected in consideration of the correlation of the binder.
건축내장용 도료 조성물의 재료로 사용하기 위하여, 수분을 증발시키기 위한 건조공정으로 생산속도가 상당히 떨어지게 되므로 속건 촉매를 사용하는 것이 낫다. 본인의 공개특허 2001-44349호에서 이러한 속건 촉매의 형태로 금속 비누계 건조제를 제시하였다. 그 일반식으로 [금속(배위자)n]m[RCOO]m을 제시하였었으나, 인체무해성이나 건조속도의 적절성이 유지되었으며, 별다른 문제는 발생하지 않았다. 또한, 속건제에 포함된 금속이 항균/항곰팡이성을 나타낸다. 본 발명에서는 인체에 유해한 바륨금속비누계를 사용하지 않는다. 같은 양의 이종의 속건제를 쓰더라도 건조속도에 차이가 있으며 너무 느려도 문제가 있지만 너무 빠른 경우에도 손실이 많게 된다. 열풍건조식으로는 60℃에서 10초 정도, 상온에서는 10분 이내가 적당한 건조속도로 보고 있다. 속건제가 많이 들어가면 건조속도가 당연히 빨라질 것이나 10 이상의 중량%에서는 건조속도가 너무 빠르기에 의미가 없게 된다. 속건제의 배합비율에 따라서 적은 양을 사용하여 탁월한 효과가 나올 수 있다. 속건제의 전체 중량%는 약 1 내지 10 중량%가 바람직하며 그 이하에서는 도료 조성물의 속건성이 떨어지며 그 이상은 속건이 너무 빨라 손실이 많으며 10 중량% 이상에서는 속건속도의 의미가 없다.In order to use it as a material for the interior coating composition, it is preferable to use a fast-drying catalyst because the production rate is significantly reduced by a drying process for evaporating moisture. In my Patent Publication No. 2001-44349, a metal soap-based desiccant is provided in the form of such a quick-drying catalyst. As a general formula, [metal (ligand) n] m [RCOO] m was proposed, but the harmlessness of the human body and the appropriateness of the drying rate were maintained, and no problem occurred. In addition, the metal contained in the quick-drying agent exhibits antimicrobial / antifungal properties. The present invention does not use barium metal soap system harmful to the human body. Even if the same amount of quick-drying agent is used, there is a difference in drying speed, and if it is too slow, there is a problem, but if it is too fast, there is a lot of loss. The hot air drying method is about 10 seconds at 60 ℃, within 10 minutes at room temperature is considered to be the appropriate drying speed. A lot of quick-drying agent will naturally increase the drying speed, but at more than 10% by weight, the drying speed is too fast, which makes no sense. Depending on the blending ratio of the quick-drying agent can be used an excellent effect by using a small amount. The total weight percentage of the quick-drying agent is preferably about 1 to 10% by weight, and below that, the paint composition is poorly dried, and more than that, the quick-drying is too fast and lossy.
결합제를 상기 점토 울타리에 집어넣는 것이 매우 힘든 일인데 종래의 일반적인 기술로는 매우 힘든 일이며 이것이 SCP법에 의해 가능하게 되며, 본 발명에서는 도료 조성물에 맞는 결합제의 양을 고려한다. 기능성에 따라 결합제의 양을 조 절할 수 있겠지만 본 발명에서는 20~50 중량%의 결합제가 바람직하다. 결합제로는 아크릴계, 우레탄계, 아크릴-우레탄계, 라텍스계 등 여러 가지가 사용 가능한데, 아크릴계 결합제가 사용되는 것이 바람직하다.It is very difficult to put the binder into the clay fence, which is very difficult by the conventional general technique, which is possible by the SCP method, and the present invention considers the amount of the binder suitable for the coating composition. The amount of binder may be adjusted depending on the functionality, but in the present invention, 20 to 50% by weight of the binder is preferred. As the binder, acrylic, urethane, acrylic-urethane, latex or the like can be used in various ways, but an acrylic binder is preferably used.
소형챔버 설치후에 본 발명의 실시예 등을 통해 제조된 도료 조성물의 본 발명의 실시예 등을 통해 제조된 도료 조성물을 상기 소형챔버에 도포한 후, TVOC(총휘발성유기화합물) 및 HCHO(포름알데히드) 분석을 수행하여 포름알데히드 및 휘발성유기화합물(VOC; volatile organic compound) 발생 농도를 측정하였다. 그 결과, 본 발명의 도료 조성물을 도포하였을 때는 TVOC 및 HCHO가 대단히 미량만이 생성됨에 반하여, 기본적 구성 성분 중 어느 하나가 결여되었을 때는 그 효과가 크게 감소한다. 용액형 나토점토가 결여된 경우 특히 그 효과의 감소가 크다(도 1 및 표 2 참조). 본 발명에서는 나노점토와 물의 천연재료가 주성분이기 때문에 상기와 같은 결과가 얻어지며, 이러한 천연재료가 주성분이기 때문임과 아울러 점토의 박리 등을 통해 얻어진 용액형 나노점토의 특성으로 인해 인체무해성과 난연성, 내열 및 -20℃ 이하의 내한성 및 상용성이 뛰어나게 된다.After the small chamber is installed, the coating composition prepared by the embodiment of the present invention and the like is applied to the small chamber, followed by TVOC (total volatile organic compound) and HCHO (formaldehyde). An analysis was performed to determine the concentrations of formaldehyde and volatile organic compounds (VOCs). As a result, when the coating composition of the present invention is applied, only a very small amount of TVOC and HCHO are produced, and when one of the basic constituents is missing, the effect is greatly reduced. In the case of the lack of solution-type clay clay, the effect is particularly large (see Fig. 1 and Table 2). In the present invention, since the natural ingredients of nanoclay and water are the main components, the above-described results are obtained, and because the natural materials are the main ingredients, the harmlessness and flame retardancy of the human body are due to the properties of the solution-type nanoclay obtained through the separation of clay. It is excellent in heat resistance and cold resistance and compatibility of less than -20 ℃.
또한, 본 발명의 도료 조성물은 종이류 및 폴리프로필렌(PP) 필름에 도색한 후 식약공전상의 인체무해성(내분비계 장애물질 외 5종)을 시험한 결과, PCB(내분비계장애물질), 비소, 중금속의 잔류물이 적고, 기타 증발 잔류물 및 형광증백제 함유량이 대단히 낮다(표 4 및 표 5, 도 2 및 도 3 참조)In addition, the coating composition of the present invention after coating on papers and polypropylene (PP) film and tested human harmlessness (5 types other than endocrine disruptors) in the food and pharmaceutical industry, PCB (endocrine disruptors), arsenic, Low residues of heavy metals and very low content of other evaporation residues and fluorescent brighteners (see Tables 4 and 5, FIGS. 2 and 3)
아울러, 본 발명의 도료 조성물은 Aureobasidium pullulans ATCC 9348, Aspergillus niger ATCC 6275, Penicillium citrinum ATCC 9849 균주와 같은 곰팡이 및 세균에 대한 항균 및 방미도가 뛰어나다(표 6 및 도 4 참조).In addition, the coating composition of the present invention Aureobasidium pullulans ATCC 9348, Aspergillus niger ATCC 6275, Penicillium Excellent antibacterial and fungal resistance to fungi and bacteria such as the citrinum ATCC 9849 strain (see Table 6 and FIG. 4).
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.
< < 실시예Example 1 > 친환경 건축내장용 나노복합 도료 조성물의 제조 1> Preparation of environment-friendly building composite nanocomposite coating composition
전동교반기가 장착된 1ℓ 플라스크에 전처리된 용액형 벤토나이트 나노점토 35 중량%, 탄산칼슘 20 중량%를 넣고, 상온에서 30분간 600 rpm의 속도로 분산시켜 점토를 수화시켰다. 상기 수화된 점토에 아크릴계 결합제 30 중량%를 혼합하여 300 rpm의 속도로 1시간 동안 배합하였다. 여기에 속건제 5 중량% 및 TiO2 10중량%를 첨가하고, 1000 rpm 이상으로 20분간 교반하여 도료 조성물을 제조하였다. 상기 도료 조성물은 나노점토 입자가 고루 분산되어 침전현상이 없고, 우유빛을 나타내며 pH는 7.5이고, 25℃에서의 Brookfield 점도는 240 cps로 나타났다. In a 1 L flask equipped with a stirrer, 35 wt% of the pretreated solution type bentonite nanoclay and 20 wt% of calcium carbonate were dispersed and hydrated at a speed of 600 rpm for 30 minutes at room temperature. 30 wt% of the acrylic binder was mixed with the hydrated clay and blended at a speed of 300 rpm for 1 hour. 5% by weight of the quick-drying agent and 10% by weight of TiO 2 were added thereto, followed by stirring at 1000 rpm or more for 20 minutes to prepare a coating composition. The coating composition was uniformly dispersed in the nanoclay particles, there is no precipitation phenomenon, milky color, pH 7.5, and Brookfield viscosity at 25 ℃ was 240 cps.
< < 실시예Example 2 및  2 and 실시예Example 3 > 친환경 건축내장용 나노복합 도료 조성물의 제조 3> Preparation of eco-friendly building composite nanocomposite composition
실시예 2는 실시예 1과 동일한 조건에 속건제 첨가시에 상기 기본적 조성물을 기준으로 하여 기본적 조성물 100중량부에 대하여 추가적으로 방부제를 0.3 중량부를 첨가하고, 실시예 3은 실시예 2와 동일한 조건에서 속건제 첨가시에 상기 기본적 조성물을 기준으로 하여 기본적 조성물 100중량부에 대하여 추가적으로 분산제 0.2 중량부, 습윤제 0.1 중량부, 소포제 0.3 중량부, 셀룰로스계 증점제 0.37 중량부, 레벨링제(조막제) 0.4 중량부, pH 조절제 0.2 중량부의 순서로 수화된 점토용액에 추가하였다. 본 발명의 도료 조성물 3종(실시예 1 내지 실시예 3)의 각 성분의 투입함량 및 특성을 하기 표 1에 나타내었다.Example 2 adds 0.3 parts by weight of a preservative additionally to 100 parts by weight of the basic composition based on the basic composition when the fast-drying agent is added to the same conditions as in Example 1, and Example 3 is the same as in Example 2 0.2 parts by weight of dispersant, 0.1 parts by weight of wetting agent, 0.3 parts by weight of antifoaming agent, 0.37 parts by weight of cellulose thickener, and 0.4 parts of leveling agent (film forming agent) based on 100 parts by weight of the basic composition, based on the basic composition. Parts, added to the hydrated clay solution in the order of 0.2 parts by weight of pH adjuster. The content and properties of each component of the three coating compositions (Examples 1 to 3) of the present invention are shown in Table 1 below.
< < 비교예Comparative example > >
비교예는 실시예 1과 같은 도료 조성물로서 나노점토 및 속건제를 제외된 조성물이다. 상기 도료 조성물의 각 성분의 투입함량 및 특성을 하기 표 1에 나타내었다.Comparative Example is a coating composition as in Example 1, excluding nanoclay and quick-drying agent. The content and properties of each component of the coating composition are shown in Table 1 below.
(단위 : 용액형 나노점토, 탄산칼슘, 결합제, 속건제, 은폐제는 중량%이고, 방부제 및 기타 첨가제는 상기 기본적 조성물을 기준으로 기본적 조성물 100중량부에 대한 중량부임) (Unit: solution type nanoclay, calcium carbonate, binder, quick-drying agent, concealing agent by weight, preservative and other additives by weight based on 100 parts by weight of the basic composition based on the basic composition)
구분division 성분ingredient 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예Comparative example
용액형 벤토나이트 나토점토Solution Bentonite Nato Clay 3535 3535 3535 물 40Water 40
탄산칼슘(충진제)Calcium Carbonate (Filling Agent) 2020 2020 2020 2020
결합제Binder 아크릴계Acrylic system 3030 3030 3030 3030
속건제Quick-drying agent 55 55 55 ..
은폐제Concealment TiO2 TiO 2 1010 1010 1010 1010
방부제antiseptic -- 0.30.3 0.30.3 0.30.3
기타Etc 분산제 소포제 습윤제 증점제 pH 조절제 조막제Dispersants Defoamers Wetting Agents Thickeners pH Controls Films -- -- 0.2 0.3 0.1 0.37 0.2 0.40.2 0.3 0.1 0.37 0.2 0.4 0.2 0.3 0.1 0.37 0.2 0.40.2 0.3 0.1 0.37 0.2 0.4
7.5 7.5 7.3 7.3 7.2 7.2 7.4 7.4
pHpH
용액점도(cps)Solution viscosity (cps) 240240 245245 260260 210210
< < 실험예Experimental Example 1 > 친환경성의 탈취 및  1> Eco-friendly deodorization and 정화능Purification 테스트 Test
상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예에서와 같이 제조한 도료 조성물을 소형챔버에 도색하여 TVOC 및 HCHO(포름알데히드) 분석을 수행하였다.The coating compositions prepared as in Examples 1 to 3 and Comparative Examples were painted in a small chamber to perform TVOC and HCHO (formaldehyde) analysis.
구체적으로, 소형챔버를 설치하여 24.9~25.2℃ 온도, 상대습도 47~49%의 조건에서 3일 동안의 시험기간동안 2시간에 1번씩 환기시켰으며, 시료 부하율은 0.40 ㎡/㎥이고, 도표량은 302 g/㎡이었다. 각각의 TVOC의 분석 및 HCHO의 분석조건은 자동흡입식 방법에 의하여 측정하였다.Specifically, a small chamber was installed to ventilate once every 2 hours during the test period for 3 days under the conditions of 24.9 ~ 25.2 ℃ temperature and 47 ~ 49% relative humidity, and the sample loading rate was 0.40 ㎡ / ㎥ Was 302 g / m 2. The analysis of each TVOC and the analysis conditions of HCHO were measured by the auto-suction method.
환경부령 "다중이용시설 등의 공기질 관리법 시행규칙" 제189호에 의한 건축자재에서 방출되는 오염물질(제10조제1항 관련) 중에서 포름알데히드(HCHO) 및 휘발성유기화합물(VOC; volatile organic compound)의 하기 표 2의 방출농도 이상인 경우에는 오염물질이라 한다.Formaldehyde (HCHO) and volatile organic compounds (VOCs) are among the pollutants (related to Article 10 (1)) released from building materials under the Ministry of Environment Directive "Enforcement Rules of Air Quality Management Act of Multi-use Facilities, etc." No. 189. In the case of more than the emission concentration of Table 2 below is referred to as contaminants.
(단위 : ㎎/㎡ㆍh)(Unit: mg / ㎡ · h)
오염물질pollutant 접착제glue 일반자재General Materials
포름알데히드Formaldehyde 4 이상4 or more 1.25 이상1.25 or more
VOCVOC 10 이상over 10 4 이상4 or more
비고 : 1. 일반자재란 벽지, 도장재, 바닥재, 목재 및 그 밖에 건축물 내부에 사용되는 건축자재를 말한다.Remarks: 1. General materials are wallpaper, paint, flooring, wood and other building materials used inside the building.
2. VOC는 총휘발성유기화합물을 말하며, 총휘발성유기화합물의 자세한 정의는 법 제4조의 규정에 의한 실내공기질 공정시험방법에서 정한다.2. VOC refers to total volatile organic compounds, and the detailed definition of total volatile organic compounds is defined in the indoor air process test method under Article 4 of the Act.
그 결과, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 도료 조성물에서는 TVOC 및 HCHO 발생량이 극히 미량으로 친환경적인 건축자재로 사용가능함을 확인하였다(도 3 및 표 4). 그에 반하여, 용액형 벤토나이트 나토점토가 결여된 비교예에서는 다량의 TVOC 및 HCHO가 발생함을 확인하였다.As a result, it was confirmed that the coating composition prepared in Examples 1 to 3 of the present invention can be used as an environmentally friendly building material with a very small amount of TVOC and HCHO generation (Fig. 3 and Table 4). On the contrary, it was confirmed that a large amount of TVOC and HCHO occurred in the comparative example lacking the solution type bentonite natto clay.
(단위 : ㎎/㎡ㆍh)(Unit: mg / ㎡ · h)
시험항목Test Items 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예Comparative example 시험방법Test Methods
포름알데히드(HCHO)(㎎/㎡ㆍh)Formaldehyde (HCHO) (mg / m 2 · h) 0.0020.002 0.0020.002 0.0020.002 1.21.2 실내공기질공정시험법(한경부고시 제2004-80호)Indoor Air Quality Process Test (Hankyungbu 2004-80)
TVOC(총휘발성유기화합물)(㎎/㎡ㆍh)TVOC (Total Volatile Organic Compound) (mg / ㎡ · h) 0.1700.170 0.1690.169 0.1670.167 3.753.75
상기 도 1 및 표 3에 기재된 바와 같이, 상기 실시예 1 내지 실시예 3의 본 발명의 도료 조성물이 나노점토와 물만으로 이루어진 천연재료가 주성분이기 때문에 탈취, 정화능 등 그 기능이 우수하며, 상기 결과는 비교예를 통하여 보다 확실히 입증된다.As shown in FIG. 1 and Table 3, since the coating composition of the present invention of Examples 1 to 3 is a natural ingredient consisting only of nanoclay and water, its main components are excellent deodorizing, purifying ability, and the like. The results are more clearly demonstrated through the comparative examples.
< < 실험예Experimental Example 2 > 친환경성의 무독성 테스트 2> Eco-friendly nontoxic test
상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예에서와 같이 제조한 도료 조성물의 각종 중금속 함유량을 측정함으로써, 상기 조성물의 무독성 여부를 테스트였다. 하기 표 4 및 도 2는 상기 도료를 종이류에 도색한 후에 식약공전상의 인체무해성(내분비계 장애물질 외 5종)을 시험한 것이고, 하기 표 5 및 도 3은 폴리프로필렌(PP) 필름에 도색한 후의 중금속 함량 외 2종을 측정한 것이다.The nontoxicity of the composition was tested by measuring various heavy metal contents of the coating compositions prepared as in Examples 1 to 3 and Comparative Examples. Table 4 and Figure 2 is to test the human harmlessness (five kinds of endocrine system obstacles) in the Food and Drugs after coating the paint on paper, Table 5 and Figure 3 is a coating on polypropylene (PP) film After the heavy metal content of the two species were measured.
시험항목Test Items 규격기준Standard 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 Comparative example
PCBsPCBs 10 이하(㎎/㎏)10 or less (mg / kg) 불검출Not detected 불검출Not detected 불검출Not detected 검출detection
비소arsenic 0.1 이하(㎎/ℓ)0.1 or less (mg / l) 적합fitness 적합fitness 적합fitness 적합fitness
중금속heavy metal 1.0 이하(㎎/ℓ)(납으로서)1.0 or less (mg / L) (as lead) 적합fitness 적합fitness 적합fitness 2.22.2
증발잔류물Evaporation residue 30 이하(㎎/ℓ)30 or less (mg / l) 0.10.1 0.110.11 0.120.12 0.070.07
포름알데히드Formaldehyde 4.0 이하(㎎/ℓ)4.0 or less (mg / l) 0.50.5 0.450.45 0.430.43 5.35.3
형광증백제Fluorescent Whitening Agent 불검출Not detected 불검출Not detected 불검출Not detected 불검출Not detected 검출detection
시험항목Test Items 규격기준Standard 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 Comparative example
중금속heavy metal 1.0 이하(㎎/ℓ)1.0 or less (mg / l) 1.0 이하1.0 or less 1.0 이하1.0 or less 1.0 이하1.0 or less 2.22.2
과망간산칼륨소비량Potassium Permanganate Consumption 10 이하(㎎/ℓ)10 or less (mg / l) 44 33 33 1313
증발잔류물Evaporation residue 30 이하(㎎/ℓ)30 or less (mg / l) 1010 1111 1212 77
상기 결과에서와 같이, 본 발명의 도료 조성물은 각종 중금속이나 노폐물을 제거하는 작용 효과로 실내에 신진대사를 촉진시켜 혈액순환이나 신진대사를 활성화시킬 수 있는 작용효과를 제공한다.As in the above results, the coating composition of the present invention provides the effect of activating blood circulation or metabolism by promoting metabolism in the room to the effect of removing various heavy metals or wastes.
< < 실험예Experimental Example 3 > 항균성 및 방미도 테스트 3> antimicrobial and antibacterial test
상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예에서와 같이 제조한 도료 조성물 각각의 항균성 및 방미도 효과를 테스트하였다. 구체적으로, 하기 시험곰팡이 균주를 혼합하여 사용하였고, 건축용 판넬(E12NC50)에 상기 도료를 각각 칠한 후 건조시켜 ASTM G-21의 시험방법에 따라 4주 동안 시험하였다(표 6 및 도 4). 구체적인 시험 조건은 도 4와 같다.The antimicrobial and antimicrobial effects of each of the coating compositions prepared as in Examples 1 to 3 and Comparative Examples were tested. Specifically, the following test mold strains were mixed and used, and each of the paints on the building panel (E12NC50) and dried to test for 4 weeks according to the test method of ASTM G-21 (Table 6 and Figure 4). Specific test conditions are as shown in FIG. 4.
사용한 시험곰팡이 혼합균주는 다음과 같다. Aureobasidium pullulans ATCC 9348, Aspergillus niger ATCC 6275, Penicillium citrinum ATCC 9849이다.The test mold mixture strain used was as follows. Aureobasidium pullulans ATCC 9348, Aspergillus niger ATCC 6275, Penicillium citrinum ATCC 9849.
시험항목Test Items 시험균Test bacteria 1주 1 week 2주2 weeks 3주3 weeks 4주 4 Weeks
실시예 1Example 1 곰팡이균주(혼합균주)  Fungal strains (mixed strains) 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0
실시예 2Example 2 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0
실시예 3Example 3 0.00.0 0.00.0 0.00.0 0.00.0
비교예Comparative example 0.10.1 0.50.5 2.52.5 2323
상기 표6의 결과에서와 같이, 본 발명의 도료 조성물은 비교예와는 다르게 유기금속비누계 속건제가 포함되어 있어 항균 및 방미 작용이 뛰어나, 곰팡이나 각종 세균의 번식이나 생장을 억제시킨다.As shown in the results of Table 6, unlike the comparative example, the coating composition of the present invention contains an organometallic soap-based quick-drying agent, which is excellent in antibacterial and anti-fungal activity, and inhibits the growth and growth of molds and various bacteria.
상기 실험예 1 내지 실험예 3에 기재된 바와 같이, 본 발명의 도료 조성물은 포름알데히드와 같은 VOC 발생량이 극히 적은 친환경 도료 조성물로 비소와 같은 중금속 함유량이 대단히 적은 무독성 특성을 나타낼 뿐만 아니라 항균 및 항곰팡이성이 뛰어나다. 또한, 비교 실험을 위하여, 종래기술에 기술된 공개특허 제2005-0115047호 "광 및 무광하에서 탈취, 항균 밀 방곰팡이성을 갖는 무광형 다기능성 도료 조성물", 공개특허 제2005-0034681호 "바이오세라믹과 아로마테라피기능을 이용한 새집증후군방지 도료 조성물" 및 공개특허 제2006-0017354호 "원적외선과 음이온이 발생되는 수용성 도료 제조방법"을 통하여 제조된 도료의 경우에 있어서, 본 발명의 도료 조성물에 비하여 탈취, 정화능, 무독성, 항균성 및 방미도가 없거나 대단히 미약함을 확인하였다.As described in Experimental Examples 1 to 3, the coating composition of the present invention is an eco-friendly coating composition having a very low VOC generation amount such as formaldehyde, exhibits nontoxic properties with a very low content of heavy metals such as arsenic, and antibacterial and antifungal Excellent sex In addition, for comparative experiments, Korean Patent Publication No. 2005-0115047 "Deodorizing under light and matt, matte multifunctional coating composition having antimicrobial wheat mold resistance", Patent Publication No. 2005-0034681 "Bio In the case of the paint prepared through the new house syndrome prevention coating composition using ceramic and aromatherapy function and "Patent preparation method for generating far-infrared rays and anions", compared to the coating composition of the present invention. Deodorization, purifying ability, non-toxicity, antibacterial, and no taste or very weak was confirmed.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 도료 조성물은 친환경 무독성이면서 천연 식물성 조색제를 사용하여 인체에 무해한 무독성으로 친환경성을 나타낼 뿐만 아니라 속건성, 항균 및 항곰팡이성, 난연성, -20℃ 이하의 내한성 및 내열성의 다기능성을 나타내므로 페인트 등으로 널리 사용할 수 있다.As described above, the coating composition of the present invention is eco-friendly and non-toxic and harmless to humans using natural vegetable colorants, as well as quick-drying, antibacterial and anti-mildew, flame retardant, cold resistance and heat resistance below -20 ℃ Because of its multifunctionality, it can be widely used as paint.

Claims (5)

  1. 벤토나이트, 헥토라이트, 사포나이트 및 몬모릴로나이트로 이루어진 군중에서 선택되어 물에 분산, 수화된 수용액형 나노점토 20~50 중량%, 충진제로 사용되는 탄산칼슘 또는 산화아연 20~40 중량%, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴-우레탄계 및 라텍스계로 이루어진 군중에서 선택되는 결합제 20~50 중량%, 은폐제로 사용되는 알루미늄 실리케이트 또는 TiO2 5~15 중량% 및 유기금속계 비누로 구성되는 속건제 1~10 중량%로 이루어진 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물.20-50% by weight of aqueous clay nanohydrate, dispersed in water, selected from the group consisting of bentonite, hectorite, saponite and montmorillonite, 20-40% by weight of calcium carbonate or zinc oxide used as a filler, acrylic, urethane, Eco-friendly construction consisting of 20-50% by weight of binder selected from the group consisting of acryl-urethane and latex, 5-15% by weight of aluminum silicate or TiO 2 used as concealment agent and 1-10% by weight of quick-drying agent composed of organometallic soap Nanocomposite coating composition for interior materials.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수용액형 나노점토는 벤토나이트 점토를 사용한 것이며, 충진제는 탄산칼슘, 결합제는 아크릴계 결합제 및 은폐제는 TiO2인 것을 특징으로 하는 친환경 건축내장재용 나노복합 도료 조성물.The method of claim 1, wherein the aqueous nanoclay is a bentonite clay, the filler is calcium carbonate, the binder is an acrylic binder and the concealing agent is a nano composite coating composition for environmentally friendly building materials, characterized in that the TiO 2 .
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