KR100907046B1

KR100907046B1 - 친환경적인 수성페인트의 제조방법

Info

Publication number: KR100907046B1
Application number: KR1020080087144A
Authority: KR
Inventors: 최성수
Original assignee: 주식회사 비젼코리아
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2009-07-09

Abstract

본 발명은 친환경적인 수성페인트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수성페인트에 인체에 유익한 광물 분말이 포함되어 천연 광물이 갖는 음이온 및 원적외선 방출효과에 의하여 쾌적한 실내환경을 제공할 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.

전술한 본 발명은, 백운모(白雲母)를 채취하는 단계; 채취된 백운모를 굵은 입자들로 파쇄하여 불순물을 제거한 후 건조로에 투입하여 600∼700℃의 열을 가하면서 백운모에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 단계; 건조된 백운모를 곱게 분쇄하여 200메시 이상의 입도(粒度)를 유지하는 체로 걸러서 미세 분말의 백운모가루를 형성하는 단계; 수성페인트 89∼91중량％, 물 4∼6중량％, 백운모 분말 2∼4중량％, 식이유황 0.9∼1.1중량％, 구연산 0.4∼0.6중량％, 편백나무 분말 0.4∼06중량％를 고르게 섞어주는 혼합단계; 혼합물을 교반기에 투입한 후 회전용 익편을 고속 회전시켜 혼합물들이 겔(gel) 상태를 이루도록 고르게 섞여지도록 하는 단계; 고르게 혼합된 수성페인트를 용기에 주입한 후 밀봉하여 포장하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경적인 수성페인트의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

수성페인트, 백운모, 구연산, 식이유황, 편백나무 분말

Description

친환경적인 수성페인트의 제조방법{a manufacturing method for water paint}

일반적으로 수성페인트는 물로 희석해 사용하는 도료이다. 즉, 안료를 물로 용해하여 수용성 교착제와 혼합한 분말 상태의 도료인데 시판되는 것은 대부분 흰색이므로 원하는 색을 내고자 할 때는 수성 조색제나 아크릴물감을 사용하고, 주로 건물 외벽이나 콘크리트, 시멘트벽, 목재, 벽지 등에 주로 사용된다.

그러나, 전술한 수성페인트는 단순하게 건물의 내,외벽을 칠하는 용도 외에는 별도의 기능을 부여할 수 없었다.

따라서, 종래 수성페인트에서는 인체에 유익한 음이온 및 원적외선이 방출되 어 거주자의 건강을 증진시켜 주거나 실내환경을 쾌적하게 유지하는 효과는 기대할 수 없었으므로 결국 대외 경쟁력 높은 고품질의 수성페인트 제안이 절실히 요구되었다.

더욱이, 건축물의 구조물 이루는 시멘트는 강한 알칼리 성분으로 구성되어 장기간 유독성 물질을 분출하는 특성이 있고, 이러한 유독성 물질은 콘크리트 건물에서 생활하는 거주자들의 건강을 나쁘게 하는 등의 폐단이 있었을 뿐 아니라 현재에는 시멘트에서 발생되는 유독성 물질의 폐단으로부터 건강을 지키기 위한 노력이 사회적인 문제로 대두되고 있는 실정이므로 시멘트의 독성을 중화시킬 수 있는 수성페인트의 제안이 요구되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 수성페인트에 인체에 유익한 광물 분말이 포함되어 천연 광물이 갖는 음이온 및 원적외선 방출효과에 의하여 쾌적한 실내환경을 제공할 수 있는 친환경적인 수성페인트의 제조방법을 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 백운모(白雲母)를 채취하는 단계; 채취된 백운모를 굵은 입자들로 파쇄하여 불순물을 제거한 후 건조로에 투입하여 600∼700℃의 열을 가하면서 백운모에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 단계; 건조된 백운모를 곱게 분쇄하여 200메시 이상의 입도(粒度)를 유지하는 체로 걸러서 미세 분말의 백운모가루를 형성하는 단계; 수성페인트 89∼91중량％, 물 4∼6중량％, 백운모(白雲母) 분말 2∼4중량％, 식이유황(MSM) 0.9∼1.1중량％, 구연산 0.4∼0.6중량％, 편백나무 분말 0.4∼0.6중량％를 고르게 섞어주는 혼합단계; 혼합물을 교반기에 투입한 후 회전용 익편을 고속 회전시켜 혼합물들이 겔(gel) 상태를 이루도록 고르게 섞여지도록 하는 단계; 고르게 혼합된 수성페인트를 용기에 주입한 후 밀봉하여 포장하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경적인 수성페인트의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 전술한 제조과정을 통해 완성된 수성페인트로 칠을 하는 경우에는 백운모와 같이 자연상태에서 음이온과 원적외선을 방출하는 천연광물이 수성페인트에 포함되어 인체에 유해한 유,무기 화학약품 성분들이 전혀 포함되어 있지 않은 것이므로 거주자들의 건강을 안전하게 지켜줄 수 있고 실내환경을 쾌적하게 유지할 수 있는 등의 이점이 있는 것이다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예

자연에서 천연광물로 존재하는 백운모(白雲母)를 채취하였다.

이어서, 채취된 백운모를 각각 파쇄기에 투입하여 약 35mm 이하의 크기를 갖는 입자(粒子)들로 파쇄한 후 입자들을 선별하여 불순물을 제거하고 7일간 자연건조하였더니 백운모의 표피층에 함유된 수분이 건조되었다.

이어서, 채취된 백운모를 굵은 입자들로 파쇄하여 불순물을 제거한 후 건조로에 투입하여 600∼700℃의 열을 가하면서 백운모에 함유된 수분을 완전히 건조되도록 하였다.

이 단계에서는 파쇄된 백운모 입자들을 선별한 후 물로 세척하는 단계가 더포함되도록 하여 백운모의 표면에 함유된 미세한 이물질까지 제거하는 것이 바람직하다.

상기 건조로는 열 가마 형태의 건조로 형태로 구성되어 백운모를 투입하여 건조시켜도 무방하나 가마 내부를 통해 이동되는 컨베이어에 백운모를 투입하여 약10∼20분간 이동시키면서 약600℃ 이상의 열을 가하여 건조하는 방법이 대량생산이 가능하여 바람직하다.

물론, 경우에 따라서는 경사지도록 장착되어 가열되는 회전로에 백운모를 투입하여 열 건조시킬 수 있는 것이므로 본 발명에서는 상기 백운모의 건조방법에 국한되는 것은 아니다.

이어서, 건조된 백운모를 각각 분쇄기에 투입하여 곱게 분쇄하였더니 200메시 이상의 입도(粒度)를 갖는 미세 분말로 분쇄되었다.

이어서, 수성페인트 36Kg, 물 2000g, 백운모(白雲母) 분말 1200g, 식이유황(MSM) 400g, 구연산 200g, 편백나무 분말 200g을 친환경적인 수성페인트 40Kg을 제조하였다.

이어서, 혼합된 분말 40Kg을 포대에 투입한 후 포장하였더니 친환경적인 수성페인트 40Kg들이 1포대를 완성할 수 있었다.

시험 예 1 : 탈취효과의 측정

본 발명의 제조과정에 의하여 완성된 수성페인트를 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 탈취효과를 측정하였으며, 시험방법은 시료를 넣은 용기와 시료를 넣지 않은 용기의 내부에 암모니아가스 500ppm을 주입하여 탈취율을 검사하는 KFIG-191 시험규격을 사용하였다.

그 결과는 표 1의 탈취율(％) 시험결과에 나타난 바와 같이, 30분마다 가스검지관을 사용하여 가스농도를 측정하였더니 시료가 투입된 용기는 최초 30분 후 탈취율이 87％로 나타났고, 60분에서는 탈취율 91％, 90분에서는 탈취율 93％, 120분에서는 탈취율 94％로 나타나 점차적으로 탈취율(％)이 높아지면서 약 2시간이 지난 후에는 암모니아 가스의 대부분이 흡착 제거되어 탈취효율이 매우 높은 것으로 나타났다.

그리고, 시료가 주입되지 않은 용기는 가스검지관으로 시료를 채취함에 따라 자연적으로 소멸되는 암모니아가스의 양을 제외하고는 탈취율(％)이 변화되지 않는 것으로 나타났다.

시헝항목	경과시간(분)	Blank농도(ppm)	시료농도(ppm)	탈취율(%)
탈취시험	초기	500	500	-
	30	495	50	87
	60	490	35	91
	90	485	25	93
	120	480	20	94

(주) Blank : 시료를 넣지 않고 측정한 것임. 끝.

1) 시험방법 : KFIG-191

2) 시료 : 수성페인트

3) 시험가스명 : 암모니아

4) 가스농도측정 : 가스검지관

실험예 2 : 음이온 방출량의 측정시험

본 발명의 제조과정에 의하여 완성된 수성페인트를 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 실내온도 26℃, 습도 45％, 대기중 음이온 수 108/cc의 조건에서 음이온 방출량을 측정하였으며 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적 당 이온수로 표시하는 KFIA-FI-1042 시험규격을 사용하였다.

그 결과는 표 2의 결과에서 나타난 바와 같이 음이온 수가 186/cc로 나타나 대기중 음이온 수 108/cc보다는 2배 가까운 음이온을 방출하는 것으로 나타났다.

항목 시료명	음이온(ION/cc)
수성페인트	186

1) 시험방법 : KFIA-FI-1042

2) 시료 : 수성페인트 30g

실험예 3 : 원적외선 방사에너지의 측정시험

본 발명의 제조과정에 의하여 완성된 수성페인트를 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 실내온도 38℃의 조건에서 원적외선 방사에너지를 측정하였으며 그 결과는 표 3의 결과에서 나타난 바와 같이 원적외선 방사율(5∼20㎛)은 91.2％이고, 방사에너지(W/m²·㎛, 37℃)는 3.48×10²으로 나타나 원적외선의 방사율이 높고 방사에너지의 양이 큰 것으로 나타났다.

방사율(5~20㎛)	방사에너지(W/m²·㎛, 37℃)
0.912	3.48×10²

비고) 본 시험은 의뢰자의 요구에 의하여 38℃의 조건에서 시험하였으며, ET-IR Spectrometer를 이용한 BLACK BODY 대비 측정결과임.

실험예 4 : 정균감소효과의 측정시험

본 발명의 제조과정에 의하여 완성된 수성페인트를 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 정균 감소율을 측정하였더니 표 3의 결과에 나타나 있는 바와 같이 약 24시간 후에는 정균감소율이 99.9％로 나타나 매우 양호한 것으로 밝혀졌다.

시험항목	시료구분	초기농도	24시간 후 농도	정균감소율(%)
포도상구균에 의한 항균시험	Blank	1.7×10⁵	1.1×10⁶	-
포도상구균에 의한 항균시험	수성페인트	1.7×10⁵	≤1.0×10⁹	99.9

전술한 제조과정을 통해 완성된 수성페인트로 칠을 하는 경우에는 백운모와 같이 자연상태에서 음이온과 원적외선을 방출하는 천연광물이 수성페인트에 포함되어 인체에 유해한 유,무기 화학약품 성분들이 전혀 포함되어 있지 않은 것이므로 거주자들의 건강을 안전하게 지켜줄 수 있고 실내환경을 쾌적하게 유지할 수 있는 등의 이점이 있는 것이다.

또한, 광물질의 미립물질 흡착효과에 의하여 부패물질을 강하에 흡착하여 제거하면서도 점토광물들이 갖는 강한 음이온 치환능력에 의하여 산화반응을 일으키는 수산기(OH^-) 이온을 강력하게 환원시킬 수 있는 것이므로 수성페인트를 장기간 보관하더라도 부패 및 변질이 방지되어 겔(gel) 상태인 수성페인트의 유통기간을 늘려줄 수 있을 뿐 아니라 수성페인트에 포함된 식이유황, 구연산, 편백나무분말들이 갖는 강한 점성에 의하여 전체적인 수성페인트의 접착력을 높여줄 수 있는 동시에 광물질의 살균 및 항균효과에 의하여 도색 부위에 곰팡이가 발생되거나 습기에 의하여 부식되는 등의 폐단을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.

그리고, 칠 작업이 완료된 후에는 수성페인트에 포함된 광물질의 미립물질 흡착효과에 의하여 시멘트의 독성을 흡착하여 중화시킬 수 있을 뿐 아니라 시멘트에서 발산되는 자극성 냄새를 흡착하여 제거할 수 있는 것이므로 실내환경을 쾌적하게 유지하여 거주자의 건강을 안전하게 지켜줄 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 제조과정에 포함된 중요한 물질 중의 하나인 백운모(白雲母, muscovite)는 단사정계(單斜晶系)에 속하는 광물로 철과 마그네슘을 소량 함유하기도 하고 무색, 백색, 황색, 회색, 녹색, 갈색을 띠며 크롬 함유시, 선록색을 띄는 것으로서 백운모는 자연상태에서 음이온 및 원적외선을 방출할 뿐 아니라 시멘트의 독성을 흡착하여 중화시키고, 자극성 있는 냄새를 흡착하여 제거할 수 있는 것이다.

상기 식이유황(MSM)은 유황의 유기적 형태를 말하는 methyl sulfonyl methane의 단축어로 모든 살아있는 세포의 구조를 이루는데 필수적인 요소이며, 여기서는 수성페인트의 특성을 높여주는 역할을 수행한다.

상기 구연산은 히드록시기를 가지는 다염기(多鹽基) 카르복실산의 하나인 시트르산(citric acid)으로 화학식은 C₆H₈O₇이고, 많은 식물의 씨나 과즙 속에 유리상태의 산으로 함유되어 있다.

또한, 구연산은 화학적인 유기산이기 때문에 식품 원료의 이상발효에 의하여 발생되는 유해한 생성물과 반응하여 체외로 배설하는 역할도 겸하고 있어 해독작용을 하고 있는 것이므로 수성페인트의 접착력을 강화시켜 줄 수 있는 것이다.

상기 편백나무 분말도 수성페인트의 특성을 높여주고 접착력을 강화시켜 주는 역할을 수행한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 공정도

Claims

백운모(白雲母)를 채취하는 단계;

채취된 백운모를 굵은 입자들로 파쇄하여 불순물을 제거한 후 건조로에 투입하여 600∼700℃의 열을 가하면서 백운모에 함유된 수분을 완전히 건조시키는 단계;

건조된 백운모를 곱게 분쇄하여 200메시 이상의 입도(粒度)를 유지하는 체로 걸러서 미세 분말의 백운모가루를 형성하는 단계;

수성페인트 89∼91중량％, 물 4∼6중량％, 백운모(白雲母) 분말 2∼4중량％, 식이유황(MSM) 0.9∼1.1중량％, 구연산 0.4∼0.6중량％, 편백나무 분말 0.4∼0.6중량％를 고르게 섞어주는 혼합단계;

혼합물을 교반기에 투입한 후 회전용 익편을 고속 회전시켜 혼합물들이 겔(gel) 상태를 이루도록 고르게 섞여지도록 하는 단계;

고르게 혼합된 수성페인트를 용기에 주입한 후 밀봉하여 포장하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경적인 수성페인트의 제조방법.