KR101049885B1 - 건축구조물용 친환경 페인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축구조물용 친환경 페인트에 관한 것으로서, 건축구조물의 내외 표면을 친환경 페인트로 도포하되, 상기 친환경 페인트는 티탄산염과 폴리머수지를 배합한 합성물인 티탄산염 폴리머수지 배합물 35~40 중량%, 알루미늄분말 17~21 중량%, 아연분말 3 ~ 6중량%, 충전제 7~12 중량%, 첨가제 0.5~1.5 중량%, 실리콘 7~13 중량%, 아크릴 수지 18~23 중량%로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 건축구조물에 친환경 페인트를 양호하게 도포하면서 도색할 수 있을 뿐만 아니라 친환경 페인트를 구성하는 조성물을 통해 내구성 및 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

건축구조물용 친환경 페인트{The construction infrastructure the environment-friendly functional paint}

본 발명은 건축구조물용 친환경 페인트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축구조물에 도포시 양호한 부착성이 있으면서도 내구성 및 환경오염을 줄일 수 있도록 한 건축구조물용 친환경 페인트에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 벽면은 내후성, 내식성, 내약품성을 향상시키거나 미려한 표면을 형성하기 위하여 페인트 등의 바름재로 도장하거나 시멘트혼합물을 도포하여 마감하고 있다.

이와 같은 기술과 관련된 종래의 바름재는 폐놀수지계, 알키드수지계, 아크릴수지 등 각종 도료용 합성수지를 주원료로 한 유기질계 바름재가 사용되고 있으며 상기 바름재는 물에 용해하여 사용하거나 유기용제에 용해하여 사용하는 차이에 따라 물에 용해되는 것을 수성, 유기용제에 용해되는 것을 유성이라 지칭하고 있다.

그러나, 상기와 같은 유기질계 바름재는 수성, 유성을 불구하고 외기에 접촉되고 있는 철강제품과 콘크리트구조물, 동 구조물 등의 외부에서 사용되는 장소, 온도변화에 따른 신축성이 결여되고 균열, 박리 등이 생겨 녹 등이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 유기질계 바름재는 유동성 있거나 혼합에 따른 유독성이 생김으로써 알레르기의 발생원인이 되고 있으며, 안전 및 대기오염의 커다란 문제점이 있었다.

이와 같이 유기질계 바름재 특유의 문제는 유기질계 바름재를 사용하는 한 해결할 수가 없어 유기질계 바름재의 주성분으로 사용되고 있는 도료용 합성수지를 대체하거나 수경성시멘트의 무기재료를 주성분으로 하여 무기질계 바름재를 사용하는 것을 고려하게 되었다.

그러나, 상기와 같은 무기질계 바름재는 유기질계 바름재와 비교하면 접착성이 뒤떨어지고, 소재의 脆弱化(취약화)로 말미암아 소재의 파괴가 발생하기 쉬워 방청효과가 불충분한 문제점이 있었으며 대기오염의 정화성능에서도 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 건축구조물에 도포시 양호하게 부착할 수 있도록 하면서도 내구성 및 환경오염을 줄일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 땅속이나 물 또는 바닷물 속에 잠기는 건축구조물이 수분과 염분에 잘 저항할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 건축구조물의 내외 표면을 친환경 페인트로 도포하되, 상기 친환경 페인트는 티탄산염과 폴리머수지를 배합한 합성물인 티탄산염 폴리머수지 배합물 35~40 중량%, 알루미늄분말 17~21 중량%, 아연분말 3 ~ 6중량%, 충전제 7~12 중량%, 첨가제 0.5~1.5 중량%, 실리콘 7~13 중량%, 아크릴 수지 18~23 중량%로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충전제는 탄산 칼슘, 세라믹 분말, 고로슬래그미분말 중 택일하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 첨가제는 제올라이트, 벤토나이트, 활성탄소, 실리카겔, 알루미나, 산화아연, 황산바륨 중 선택되는 하나의 이상의 물질을 혼합하는 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 건축구조물에 친환경 페인트를 양호하게 도포하면서 도색할 수 있을 뿐만 아니라 친환경 페인트를 구성하는 조성물을 통해 내구성 및 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 땅속이나 물 또는 바닷물 속에 잠기는 건축구조물의 내면과 외면에 친환경 페인트가 도포 됨으로써 수분과 염분에 의한 건축구조물에 녹이 쉽게 발생하거나 부식되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 건축구조물의 내외 표면에 도포되는 건축구조물용 친환경 페인트를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본원발명인 건축구조물용 친환경 페인트는 티탄산염과 폴리머수지를 배합한 합성물인 티탄산염 폴리머수지 배합물 35~40 중량%, 알루미늄분말 17~21 중량%, 아연분말 3 ~ 6중량%, 충전제 7~12 중량%, 첨가제 0.5~1.5 중량%, 실리콘 7~13 중량%, 아크릴 수지 18~23 중량%로 구성된다.

먼저, 티탄산염 폴리머수지 배합물은 티탄산염과 폴리머수지를 배합한 합성물로 산업공정에 있어 중요한 촉매 및 지지체일 뿐만 아니라, 태양전지 소재, 수소 제조, 습도 센서, 자기 세척(self-cleaning), 환경 오염 물질 정화, 살균 등의 많은 응용분야를 가지는 산화물을 이용한 것이다.

특히, 티타늄 산화물 중 부분적으로 질화(nitridation)된 티타늄 옥시나이트라이드(TiO2-xNx)는 가시광 영역에서 가시광을 흡수하여 유기물을 분해하는 광촉매 특성이 있다.

그리고 본원발명에서 상기 티탄산염 폴리머수지 배합물은 35~40 중량%로 사용되는데, 그 이유는 상기 티탄산염 폴리머수지 배합물이 35 중량% 미인인 경우에는 도막의 부착성이 저하되고 알루미늄분말과 아연가루가 외부로 배출되는 문제가 있었고, 상기 티탄산염 폴리머수지 배합물이 40 중량% 이상인 경우에는 건축구조물에 친환경 페인트를 도포하는 작업성이 떨어지는 문제가 있었다.

다음으로 알루미늄분말은 건축구조물에 도포되는 친환경 페인트의 내에 균일하게 분포되어 광택뿐만 아니라 외부공기를 차단하여 표면을 보호하게 되는 것이다.

그리고 본원발명에서 상기 알루미늄분말은 17 ~ 21 중량%로 사용되는데, 그 이유는 상기 알루미늄분말이 17 중량% 미인인 경우에는 자외선과 외부 환경에 따른 코팅표면이 약화되고 화학적으로 오염된 물질이 침투되는 문제가 있었고, 상기 알루미늄분말이 21 중량% 이상인 경우에는 자외선과 외부 환경에 따른 건축구조물에 도포된 친환경 페인트의 색상이 변색되는 문제가 있었다.

다음으로 아연분말은 건축구조물을 구성하는 금속이 공기, 물, 이산화탄소 등의 작용에 의해 녹슬게 되는 것을 방지하고 화학적으로 철보다 이온화 경향이 강한 아연이 산화되면서 철의 산화를 방지하게 된다.

그리고 본원발명에서 상기 아연분말은 3~6 중량%로 사용되는데, 그 이유는 상기 아연분말이 3 중량% 미인인 경우에는 건축구조물을 구성하는 금속의 녹 방지효과와 철의 산화를 방지할 수 없는 문제가 있었고, 상기 아연분말이 6 중량% 이상인 경우에는 건축구조물에 도포된 아연분말이 땅속이나 물 또는 바닷물에 흘러들어가 환경오염을 일으킬 수 있는 문제가 있었다.

다음으로 충전제는 건축구조물의 내부 충격을 강화하면서 표면을 매끄럽게 하게 되는 것이다.

그리고 본원발명에서 상기 충전제는 7~12 중량%로 사용되는데, 그 이유는 상기 충전제가 7 중량% 미만인 경우에는 건축구조물의 충격을 강화할 수 없을 뿐만 아니라 표면이 거칠어지는 문제가 있었고, 상기 충전제가 12 중량% 이상인 경우에는 인장강도, 비례한도, 연신율은 증가하지만 신축율과 충격하중에 대응하기 힘든 문제가 있었다.

여기서, 상기 충전제는 탄산 칼슘, 세라믹 분말, 고로슬래그미분말 중 택일하여 형성되되, 상기 탄산 칼슘은 칼슘의 일종으로 대리석·석회석·방해석·조개 껍질 등의 주성분으로 순수한 물에는 녹지 않는 성질이 있으며, 상기 세라믹 분말은 염기성 산화물들로 구성되어 도막에 첨가되었을 때 산성환경에 대한 완충역활과 함께, 도막의 내열성, 내마모성, 내약품성, 도막의 경도 등을 증가시키는 성질이 있고, 상기 고로슬래그미분말은 경화시 치밀한 조직체가 형성되고 수밀성과 내구성을 향상시키도록 하고, 염소의 흡착성이 우수함으로 유리 수산화칼슘과 결합함으로써 수화생성물의 수산화기가 상대적으로 적어지게 되어 우수한 염기성(내해수성)이 있고 해변의 건축물이나 해양구조물, 선저부분의 바름재로서 사용하게 되는 성질이 있다.

다음으로 첨가제는 용도에 따라 제올라이트, 벤토나이트, 활성탄소, 실리카겔, 알루미나, 산화아연, 황산바륨 중 선택되는 하나의 이상의 물질을 혼합하여 구성되고 본원발명에서 상기 첨가제 0.5~1.5 중량%로 사용된다.

여기서, 제올라이트, 벤토나이트, 활성탄소, 실리카겔, 알루미나 중 선택되는 하나의 이상의 물질을 혼합하는 구성되는 첨가제는 흡착제의 역할을 수행하게 되고, 산화아연(ZnO)은 방부 및 항균의 역할을 수행하며, 황산바륨(BaSO₄)은 X선 등의 방사선 물질을 흡수하는 역할을 수행하게 된다.

다음으로 실리콘은 대부분의 산업분야에서 사용되는 고기능 재료로 유기성과 무기성을 겸비한 화학재료를 사용한 것으로서, 본원발명에서 상기 실리콘은 방수성과 내오염성이 뛰어나고, 인체에 무해한 성질이 있다.

다음으로 실리콘은 산업분야에서 사용되는 고기능 재료로 유기성과 무기성을 겸비한 화학재료로써 건축구조물의 방수성과 내오염성을 향상시키면서도 인체에 무해한 역할을 주게 된다.

그리고 본원발명에서 상기 실리콘은 실리콘 7~13 중량%으로 구성되는데 그 이유는 상기 실리콘이 7 중량% 미만인 경우에는 방수성과 내오염성이 저하되는 문제가 있었고, 상기 실리콘이 13 중량% 이상인 경우에는 다른 조성물과의 혼합이 어려울 뿐만 아니라 생산성과 안전성이 저하되고 친환경 페인트를 경화시키는데 문제가 있었다.

다음으로 아크릴 수지는 아크릴산, 메타크릴산 등의 에스터로부터의 중합체로써, 무색 투명하며 빛, 특히 자외선이 보통유리보다도 잘 투과되는 성질이 있으며, 옥외에 노출시켜도 변색하지 않고, 내약품성도 좋으며, 내수성이 모두 양호하다.

그리고 본원발명에서 상기 아크릴 수지는 18~23 중량%로 사용되는데, 그 이유는 상기 아크릴 수지가 18 중량% 미만인 경우에는 변색, 내약품성, 내수성이 저하되고 도막의 부착성이 저하되는 문제가 있었고, 상기 아크릴 수지가 23 중량% 이상인 경우에는 건축구조물용 친환경 페인트의 수분함량이 높아 수축과 함께 도포와 건조하는데 어려움이 있었다.

실시 예1

티탄산염 폴리머수지 배합물 37 중량%, 알루미늄분말 17 중량%, 아연분말 5 중량%, 충전제 10 중량%, 첨가제 1 중량%, 실리콘 11 중량%, 아크릴 수지 19 중량%를 혼합하여 건축구조물용 친환경 페인트를 형성한다.

다음으로 상기 조성물로 형성된 건축구조물용 친환경 페인트를 하기 시험조건에서 부착성, 내수성, 내알칼리성, 내염수성의 시험을 통해 [표 1]의 결과를 얻었다.

해보았다.

시험 예1

- 부착성, 내수성, 내 알칼리성, 내 염수성 시험

시험항목	시험결과	시험조건
부착성	100/100	JIS K-5400, 몰탈판
내수성	이상 없음	20℃ 수돗물에 1개월 침수
내 알칼리성	이상 업음	20℃ 포화Na₂CO₂에 1개월 침수
내 염수성	이상 없음	20℃ 5% NaCl에 1개월 침수

상기 시험결과를 통해 건축구조물용 친환경 페인트는 건축구조물에 용이하게 도포되면서 건축구조물에 부착이 잘됨을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 수분이 함유된 지반, 바닷물, 물 등에 대한 저항이 강하다는 것을 확인할 수 있었다.

실시 예1

티탄산염 폴리머수지 배합물 37 중량%, 알루미늄분말 17 중량%, 아연분말 5 중량%, 충전제 10 중량%, 첨가제 1 중량%, 실리콘 11 중량%, 아크릴 수지 19 중량%를 혼합하여 건축구조물용 친환경 페인트를 형성한다.

다음으로 상기와 같이 형성된 건축구조물용 친환경 페인트를 하기 시험조건에서 내오염성 여부의 시험을 통해 [표 2]의 결과를 얻었다.

시험 예2

- 내 오염성 시험

시험항목	시험결과	시험조건
매직적색	이상 없음	오염물질에 20℃로 4시간 접촉시킨 후 용제로 닦아냄
매직흑색	이상 없음
입술곤지색	이상 없음

상기 시험결과를 통해 건축구조물용 친환경 페인트가 도포된 건축구조물은 외부의 오염물질에 쉽게 오염되지 않는 우수성을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 내오염성의 우수함을 통해 비로 인한 원상 구현의 효과도 뛰어남을 확인할 수 있었다.

Claims (3)

1. 건축구조물의 내외 표면을 친환경 페인트로 도포하되, 상기 친환경 페인트는 티탄산염과 폴리머수지를 배합한 합성물인 티탄산염 폴리머수지 배합물 35~40 중량%, 알루미늄분말 17~21 중량%, 아연분말 3 ~ 6중량%, 충전제 7~12 중량%, 첨가제 0.5~1.5 중량%, 실리콘 7~13 중량%, 아크릴 수지 18~23 중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축구조물용 친환경 페인트.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 충전제는 탄산 칼슘, 세라믹 분말, 고로슬래그미분말 중 택일하여 형성되는 것을 특징으로 하는 건축구조물용 친환경 페인트.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 첨가제는 제올라이트, 벤토나이트, 활성탄소, 실리카겔, 알루미나, 산화아연, 황산바륨 중 선택되는 하나의 이상의 물질을 혼합하는 구성되는 것을 특징으로 하는 건축구조물용 친환경 페인트.