KR101089051B1 - 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, (a) 물, 헥토라이트, 나트라졸(natrasol) , 분산제, 방부제, 우레탄 증점제, 크레이, 아질산 나트륨(NaNO2), 탄산칼슘, 리튬 염(LiCO3), 냉동안정제, 에멀전 가소제, 불소계 분산제, 아크릴 에멀전, 셀룰로오스계 증점제 및 코코졸을 포함하여 이루어지는 베이스 페이스트; (b) 물, 헥토라이트, 셀룰로오스계 점증제, 분산제, 방부제, 백색, 연회색, 진회색, 오렌지색, 갈색, 흑색 및 적색으로 이루어진 군에서 선택된 산화철 안료, 냉동안정제 및 에멀전 가소제를 포함하여 이루어지는 착색 안료; 및 (c) 피로인산나트륨 , 헥토라이트 및 물을 포함하여 이루어지는 알갱이 형성용 수상; 을 포함하여 이루어지는 헥토라이트를 이용한 천연화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물 및 이의 제조방법{COMPOSITION FOR GRANITE OR MARBLE MULTICOLOR PAINT WITH HECTORITE, IT'S MANUFACTURING}
본 발명은 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
건축물의 내, 외장재는 일반적으로 건물의 고급스러운 느낌을 부여하기 위하여, 천연석재 및 인조대리석을 사용하는 경우가 많다. 이중 천연 석재인 화강석이나 대리석의 경우에는 시공비가 매우 많이 소요되어 건축비 절감 차원에서 석재 뿜칠재, 인조 대리석 또는 천연석과 유사한 색상 및 재질을 갖는 수중유적형 또는 수중수적형 및 에멀전 수적형 다채 무늬 도료로 마감처리하고 있다.
하지만, 규사를 이용한 석재 뿜칠재는 재질감을 창출하는데 거친 표면으로 인체에 손상을 줄 수 있어서 안전성이 낮고 외부에서는 먼지나 자동차 공해로 인해 변색이 심하게 되는 문제점이 있다.
그리고, 천연석과 유사한 색상 및 재질을 갖는 수중유적형 또는 수중수적형 및 에멀전 수적형 다채 무늬 도료는 수용성 겔 상에 2개 이상의 수용성 알갱이를 혼합한 것을 고압 스프레이로 분무칠 하면 천연 화강석 또는 대리석 무늬를 표현할 수 있는 도료를 말하는데, 종래의 기술에 따른 화강석 또는 대리석 무늬도료는 아크릴 에멀전의 경우에는 2 노즐 건으로 뿜칠(이하, '분무칠'이라 한다)하거나 칼라 규사를 혼합하여 분무칠 하여 화강석 또는 대리석 다채무늬를 표현시키는데, 2 노즐건으로 분무칠하는 방법의 경우에는 특수건을 사용하여 도장해야 하고 점도 조절이 힘들어 일정한 무늬 형성이 어려운 문제점이 있었다.
또한, 외부 산성비나 대기 오염 등에 침착되어 내수성, 내오염성에 취약하며, 특히 시멘트 건축구조물이 산성비의 화학반응에 의해 중화되어 부식되면서 건축 수명이 단축되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자는 국내 특허등록 제10-0741480호(수용성 천연 화강석 또는 대리석 무늬 도료 조성물, 이의제조 방법 및 도장방법)를 개발한 바 있으나, 다채무늬도료 제조 후 약 7~20일 지나면 용기에서 무늬가 수상 삼투압에 의해 무늬가 뭉쳐져서 현장 도장시 다량(도료의 10~50%)의 물로 희석하여 도장해야하고, 물과 희석시 형성된 무늬가 잘게 부서지거나 도장 후 시간이 경과되면 접착력이 떨어져서 도막이 피도물에서 박리되는 문제점이 있다.
또한, 건축 내장재용 도료에 관련하여 국내 특허 등록 제10-1004657호에서는 천연 화강석 또는 대리석 무늬를 쉽고 자연스럽게 제조 및 도포할 수 있는 수용성 천연 화강석 또는 대리석 무늬 도료 조성물 도장 방법을 제안한 바 있으나, 접착력이 낮아서 입체 무늬의 칼라 알갱이가 피도물에서 떨어져 나가는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 다양한 색상과 무늬크기로 여러 종류의 아름다운 천연 화강석 무늬를 연출할 수 있고 일반적인 도장기구로 간단히 도장할 수 있어 초보자도 쉽게 도장이 가능하면서 저장 안정성과 건축물에 대한 접착력이 우수하고 외부 환경에 저항성을 갖는 수용성 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료를 개발하고자 하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 (a) 물, 헥토라이트, 나트라졸(natrasol) , 분산제, 방부제, 우레탄 증점제, 크레이, 아질산 나트륨(NaNO2), 탄산칼슘, 리튬 염(LiCO3), 냉동안정제, 에멀전 가소제, 불소계 분산제, 아크릴 에멀, 셀룰로오스계 증점제 및 코코졸를 포함하여 이루어지는 베이스 페이스트; (b) 물, 헥토라이트, 셀룰로오스계 점증제, 분산제, 방부제, 백색, 연회색, 진회색, 오렌지색, 갈색, 흑색 및 적색으로 이루어진 군에서 선택된 산화철 안료, 냉동안정제 및 에멀전 가소제%를 포함하여 이루어지는 착색 안료; 및 (c) 피로인산나트륨 , 헥토라이트 및 물을 포함하여 이루어지는 알갱이 형성용 수상; 를 포함하여 이루어지는 헥토라이트를 이용한 천연화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 헥토라이트를 이용한 천연화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 물 30~50 중량%, 헥토라이트 0.5~1.5중량 %, 나트라졸(natrasol) 0.5~1.5 중량%, 분산제 0.5~1.5중량%, 방부제 0.2~1.2%, 우레탄 증점제 0.5~1.5 중량%, 크레이 1.0~2.0중량%, 아질산 나트륨(NaNO2)1.0~5.0 중량%, 탄산칼슘 5.0~15.0 중량%, 리튬 염(LiCO3) 0.5~5.0 중량%, 냉동안정제1.0~3.0중량%, 에멀전 가소제 0.2~2.0 중량%, 불소계 분산제 0.2~1.0 중량%, 아크릴 에멀전 20~40 중량%, 셀룰로오스계 증점제 0.5~1.5 중량% 및 코코졸 0.5~3 중량%를 포함하여 이루어지는 베이스 페이스트; (b) 물 20~30 중량%, 헥토라이트 0.1~2.0 중량%, 셀룰로오스계 점증제 0.1~1.0 중량%, 분산제 0.1~1.0 중량%, 방부제 0.1~1.0 중량%, 백색, 연회색, 진회색, 오렌지색, 갈색, 흑색 및 적색으로 이루어진 군에서 선택된 산화철 안료 50~60 중량%, 냉동안정제 3~10중량% 및 에멀전 가소제 0.5~2.0중량%를 포함하여 이루어지는 착색 안료; 및 (c) 피로인산나트륨 0.2~1.5 중량%, 헥토라이트 1.5~5.0 중량% 및 나머지는 물을 포함하여 이루어지는 알갱이 형성용 수상; 를 포함하여 이루어지는 헥토라이트를 이용한 천연화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물을 제공한다.
또한, 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 물 30~50 중량%, 헥토라이트 0.5~1.5중량 %, 나트라졸(natrasol) 0.5~1.5 중량%, 분산제 0.5~1.5중량%, 방부제 0.2~1.2%, 우레탄 증점제 0.5~1.5 중량%, 크레이 1.0~2.0중량%, 아질산 나트륨(NaNO2)1.0~5.0 중량%, 탄산칼슘 5.0~15.0중량%, 리튬 염(LiCO3) 0.5~5.0중량%, 냉동안정제1.0~3.0중량%, 에멀전 가소제 0.2~2.0 중량%, 불소계 분산제 0.2~1.0 중량%, 아크릴 에멀전 20~40중량%, 셀룰로오스계 증점제 0.5~1.5 중량% 및 코코졸 0.5~3중량%를 균일하게 혼합 분산하여 수득하는 베이스 페이스트 제조 단계; (b) 물 20~30중량%, 헥토라이트 0.1~2.0중량%, 셀로루스계 증점제 0.1~1.0중량%, 분산제 0.1~1.0 중량%, 방부제 0.1~1.0 중량%, 백색, 연회색, 진회색, 오렌지색, 갈색, 흑색 및 적색으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 산화철 안료 50~60 중량%, 냉동안정제 3~10중량% 및 에멀전 가소제 0.5~2.0중량%를 균일하게 혼합 분산하여 수득하는 착색 안료의 제조 단계; (c) 피로인산나트륨 0.2~1.5 중량%, 헥토라이트 1.5~5.0 중량% 및 나머지는 물을 혼합 분산하여 수득하는 알갱이 형성용 수상의 제조단계; 및 (d) 상기 (a) 단계에서 제조된 베이스 페이스트 90~98 중량%와 (b) 단계에서 제조된 3 내지 6 종의 착색안료 2~10 중량%를 각각 균일하게 혼합하여 제조한 3 내지 6 종의 칼라 도료를 전체 칼라 도료 중량 기준으로 상기 (c)단계에서 제조한 알갱이 수상과 1:1로 혼합하여 다채 입체 무늬 도료를 제조하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헥토라이트를 이용한 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.
또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 유기 용제를 최소한 사용하여 친환경적이고 기존 수중유적형 또는 수중수적형 및 에멀젼 수적형 다채 무늬도료와는 달리 제형의 장기 저장성이 우수하면서 도료 내 함유하고 있는 나트륨염, 마그네슘염, 실리카, 리튬염 및 불소 성분의 화학반응으로 인하여 시멘트 구조물이 아황산가스, 탄산가스 등을 포함한 산성비에 의해 시멘트가 중성화되어 부식되는 문제점을 방지할 수 있는 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물을 개발한 것이다.
본 발명에서 베이스 페이스트는 시멘트 구조물의 부식을 억제하는 성분을 포함하여 도료의 도막을 형성하는 역할을 하고, 착색 안료는 산화철 안료의 2 내지 6 가지 색으로부터 천연 화강석이나 대리석의 색감을 제공하는 역할을 한다. 이는 천연 화강석과 대리석에서 2 내지 6 가지의 색으로 이루어져 있기 때문이다.
본 발명에서 칼라 도료는 상기 베이스 페이스트와 착색 안료를 혼합하여 수득한 것으로, 알갱이 형성용 수상은 2가지 색 이상의 칼라 도료는 서로 용해 및 혼합되지 않는 불용성 용매로서, 2가지 색 이상의 칼라 도료가 알갱이 형성용 수상에서 일정한 속도로 균일하게 휘저으면, 다 채색의 입자상으로 형성시키는 역할을 수행하여, 본 발명에 따른 도료가 화강석이나 대리석의 질감을 나타낼 수 있는 역할을 한다.
본 발명에 따른 다채 입체 무늬 도료 조성물은 상술한 바와 같이 베이스 페이스트, 착색 안료 및 알갱이 형성용 수상의 3액형 도료 조성물로 구성된다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 도장 시 입체 무늬의 도막이 피도물에서 박리(剝離)되는 것을 억제하고자, 본 발명에 따른 도료 조성물에 알긴산소다 15.0~25.0 중량%, 셀룰로오스계 증점제 15.0~25.0 중량%, 아크릴 에멀전 30.0~50.0 중량%, 인산 3.0~10.0 중량%, 알카리 증점제 10.0~15.0 중량% 및 아크릴 가소제 1.0~5.0 중량%를 포함하여 이루어지는 접착력 보완제를 제공하여, 4액형 도료 조성물로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다채 입체 무늬 도료 조성물은 상술한 3액형 또는 4액형 도료 조성물을 혼합하여 제조된 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물은 3개월 이상을 저장할 수 있다.
본 발명에서는 상기 (a)의 베이스 페이스트 90~98 중량%와 (b)의 착색 안료 2~10 중량%로 혼합한 칼라 도료를 (c)의 알갱이 형성용 수상에 중량기준으로 1:1로 혼합하는 것이 바람직하다. 이는 입체 알갱이를 가지면서 천연 화강석 또는 대리석의 질감을 나타내기 위하여, 전체 도료 조성물에 함유될 특정 성분 및 이의 성분비를 예상하여 특정 구성성분과 배합 성분비로 이루어진 베이스 페이스트와 착색안료의 혼합 비율을 특정(特定)하였기 때문이다.
또한, 베이스 페이스트와 착색안료가 혼합된 칼라 도료와 알갱이 형성용 수상의 배합 비율은 칼라 도료가 수상 대비 혼합 비율이 높으면 알갱이 입자 형성과 일정한 크기 유지(1~10 mm)가 어렵고 수상은 칼라 도료 대비 혼합비율이 높으면 도료가 너무 희석되어 건조 시간과 도장 시 작업성(흘러내림) 등에 문제가 있기 때문에, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에서는 상기 칼라 도료 100 중량% 기준에 상기 접착력 보완제 5~15 중량%를 더 포함하여 혼합하는 것이 바람직하다. 이는 5 중량% 미만을 사용하면 접착력 효과가 미미하고 15 중량%를 초과하면 오히려 도장 시 점도가 높아서 작업성이 나빠지고 화강석 또는 대리석의 무늬 질감이 떨어지기 않기 때문이다.
본 발명에서 헥토라이트(hectorite)는 미국 캘리포니아 헥토(Hector) 지역에서 발견되어 그 지역의 이름에서 광물명이 유래된 것으로, 리튬과 불소가 함유된 열수가 단층대를 따라 올라오면서 트레버틴과 반응하여 이 마그네슘 삼팔면체 스멕타이트 광물인 헥토라이트를 생성시킨 것으로 알려져 있다(Ames et al., 1958)
본 발명에 따른 베이스 페이스트에서 점증제와 분산제의 헥토라이트(Na0.67(Mg5.33Li0.67)Si8O20(OH,F)4nH2O)는 무늬를 형성하고 도료에 강알칼리성을 제공하는데, 착색 안료에 사용되는 헥토라이트와 연계하여 베이스 페이스트 100 중량% 기준에서 0.5 중량% 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하고 1.5 중량%를 초과하면 무늬형성은 쉬우나 형성된 무늬가 도장시 무늬가 터지지 않고 점도가 높아 분산이 어려우면서 가격이 고가이기 때문에, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 나트라졸(natrasol), 우레탄 증점제, 셀룰로오스계 증점제는 베이스 페이스트에서 점도 유지하여 일정한 크기의 알갱이 입자 형성과 안정성에 큰 역할을 하는데, 다양한 증점제를 사용함으로써 각 성분의 장점을 적용하면서 비용을 절감하기 위해 다양한 증점제를 사용한다. 이때, 각 증점제는 동량을 사용하는 것이 바람직한데, 각 증점제별로 0.5 중량% 미만을 사용하면 페이스트점도가 낮아져서 무늬형성 후 풀어지고 도장 시 도료가 흘러내릴 수 있고, 1.5 중량%를 초과하여 사용하면 점도가 높아 무늬의 분산이 곤란해 지고 스프레이 도장 시 작업성이 나빠지기 때문에, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
크레이는 본 발명의 베이스 페이스트에서 중량 필러로서 배합 성분들의 침강방지 역할을 하는데, 1.0 중량% 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하고 2.0중량%를 초과하면 도장 표면이 거칠어지기 때문에, 상술한 사용 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
코코졸은 베이스 페이스트에서 색상 안정과 아크릴 에멀전의 용제로서 사용되는데, 0.5 중량% 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하고, 3중량%를 초과하여 사용하면 사용량 증가에 따른 효과가 미미하면서 아로마틱 용제로서 본 발명의 목적에 부합되지 않으므로, 상술한 사용범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
에멀젼 가소제는 베이스 페이스트에서 아크릴 에멀전의 가소성을 제공하고 도막 형성 보조제로 사용되는데, 0.2 중량% 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하여 도장 후 형성된 도막에 크랙(crack)이 발생할 수 있고 2.0 중량%를 초과하여 사용하면 사용량 증가에 따른 효과가 미미하면서 유기 용제로서 본 발명의 목적에 부합되지 않으므로, 상술한 사용범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
아질산 나트륨(NaNO2)은 방청효과와 강알칼리성 제공을 위해 베이스 페이스트에 사용하는데, 1.0 중량% 미만을 사용하면 효과가 미미하고 5.0 중량%를 초과하여 사용하면 사용량 대비 개선 효과가 없어서, 1.0~5.0 중량% 사용범위 내에서 사용한다.
리튬 염(LiCO3) 0.5~5.0중량%과 불소계 분산제 0.2~1.0 중량%을 베이스 페이스트에 사용하는 것은 상술한 헥토나이트의 마그네슘염, 실리카와 아질산나트륨의 나트륨염 외에도, 본 발명의 다채 입체 무늬 도료 조성물에 다양한 강 알카리 성분을 제공하여, 시멘트 구조물이 산성비에 중화되어 부식되는 것을 억제하는 역할을 하는데, 이때, 상술한 사용범위의 하한치 미만으로 사용하면 상술한 효과가 미미하고, 상한치를 초과하여 사용하면, 본 발명의 필수 성분을 충분히 사용하지 못하므로, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
냉동안정제는 베이스 페이스트에서 저온에 대한 냉동 안정성을 제공하는데, 1.0 중량% 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하고 3.0 중량%를 초과하여 사용하면 도장 시, 도료의 건조시간이 늘어나기 때문에 상술한 사용 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
아크릴 에멀전은 본 발명에서 도막 형성제로서 20 중량% 미만을 사용하면 도막 형성에 문제점이 생기고, 40 중량%를 초과하여 사용하면 다른 필수 구성 성분을 충분하게 사용하지 못하여, 20~40 중량%의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
탄산칼슘은 본 발명에 따른 도료 조성물에서 착색 안료에는 없는 체질안료를베이스 페이스트에 사용한 것으로, 5.0 중량% 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하고, 15.0 중량%를 초과하면 다른 필수 구성 성분을 충분하게 사용하지 못하므로, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
분산제 0.5~1.5중량%와 방부제 0.2~1.2%는 본 발명의 분야에서 당업자가 일반적으로 사용하는 사용 범위를 사용한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 도료 조성물의 전체 구성성분 및 그 조성비를 고려하면서 착색 안료 조성물과 베이스 페이스트가 균일하게 혼합되기 위하여, 헥토라이트는 점증제와 분산제의 용도로 사용하여 일반 분산제와 함께 산화철 안료가 균일하게 분산되도록 하면서 전체적인 도료 조성물에서는 화강석 또는 대리석의 무늬가 형성되도록 0.1~2.0 중량%의 범위 내에서 사용하고, 셀로루스계 증점제는 점증제로서 산화철 안료가 침강되지 않도록 0.1~1.0 중량% 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
에멀전 가소제는 베이스 페이스트와 혼합 시, 균일하게 혼합되게 하면서 아크릴 에멀전의 가소성을 보조적으로 제공하는 역할을 하는데, 베이스 페이스트 내 에멀전 가소제 함량을 고려하여 0.5~2.0 중량% 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
분산제 및 방부제는 전체 도료 조성물의 함량을 고려하여 당업자가 사용할 수 있도록, 착색 안료 내에 분산제는 0.1~1.0 중량%, 방부제는 0.1~1.0 중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
산화철 안료는 화강석 또는 대리석의 색감을 나타내기 위하여 50~60 중량%의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
냉동안정제는 착색 안료에 대한 저온 안정성을 제공하기 위하여, 3~10 중량% 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 이는 3 중량% 미만을 사용하면 저온 안정성 효과가 미미하고 10 중량%를 초과하여 사용하면 베이스 페이스트와 혼합하여 제조된 도료 조성물을 도장할 시 건조 시간이 증가하여 작업성이 저하되기 때문이다.
한편, 본 발명에서 알갱이 형성용 수상은 2가지 색 이상의 칼라 도료를 첨가하여 혼합할 시 서로 다른 색의 칼라 도료가 서로 용해 및 혼합되지 않는 불용성 용매로서, 일정한 속도로 균일하게 휘저으면, 다채색의 입자상으로 형성시키는 역할을 수행한다. 이때, 피로인산나트륨은 수용액 상의 겔을 유지하여 헥토나이트에 의한 알갱이 무늬 형성을 하고 pH 조절제로서 본 발명에 따른 도료 조성물의 저장 안정성을 제공하는데, 0.2 중량% 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하고 1.5 중량%를 초과하여 사용하면 수상의 지나친 산성화로 수상의 저장 안정성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있기 때문에, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
헥토라이트는 앞서 설명한 바와 같이, 수상에서도 본 발명의 따른 도료 조성물의 무늬 형성에 대한 효율성을 높이기 위해 사용되는데, 1.5 중량% 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하고 5.0 중량%를 초과하여 사용하면 무늬형성은 쉬우나 형성된 무늬가 도장시 무늬가 터지지 않고, 점도가 높아 분산이 어렵고 가격이 고가이므로, 상술한 사용 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에 따른 접착력 보완제에서 알긴산소다와 셀룰로오스계 증점제는 형성된 알갱이 칼라 도료와 유사한 점성을 유지하기 위하여 사용되는데,알칼리 증점제 10.0~15.0 중량%와 함께 15.0~25.0 중량% 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 알칼리 증점제는 도료 조성물 제조 후 pH를 유지하면서 점성을 유지함으로써, 2가지 색 이상의 칼라 알갱이의 침강을 방지하여 저장 안정성을 유지하는데 큰 역할을 하는데, 10 중량% 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하고 15 중량%를 초과하여 사용하면 전체 도료 조성물의 점성이 증가하여 칼라 알갱이가 부서지는 문제점이 발생할 수도 있기 때문에, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
아크릴 에멀전은 접착력 보완제에서 도막의 형성과 접착력을 증가시키기 위해서 사용되는데, 칼라 도료에 포함된 아크릴 에멀전을 고려하여 30.0~50.0 중량%의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 접착력 보완제에서 아크릴 가소제는 아크릴 에멀전 사용량 대비 1.0~5.0 중량%의 범위 내에서 사용해야 아크릴 에멀전에 가소성을 제공할 수 있으므로, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
인산은 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 도료 조성물에 포함된 피로인산나트륨과 같이 pH 조절제로서 3.0~10.0 중량% 범위를 사용하여, 본 발명에 따른 전체 도료 조성물의 pH를 일정하게 유지함으로써 저장 안정성을 유지하는 역할을 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 다채 입체 무늬 도료 조성물의 제조공정은 다음과 같다. 하지만, 아래의 공정 순서와 제법에 따라 본 발명이 국한되거나 제한되는 것은 아니다.
제 1 공정: 베이스 페이스트
물 30~50 중량%, 헥토라이트 0.5~1.5중량 %, natrasol 0.5~1.5 중량%, 분산제 0.5~1.5중량%, 방부제 0.2~1.2%, 우레탄 증점제 0.5~1.5 중량%, 크레이 1.0~2.0중량%, 크레이3000 1.0~2.0 중량 %, 아질산 나트륨 1.0~5.0 중량%, 탄산칼슘 5.0~15.0중량%, 리튬 염(LiCO3) 0.5~5.0중량%, 냉동안정제1.0~3.0중량%, 에멀전가소제 0.2~2.0 중량%, 불소계 분산제 0.2~1.0 중량%, 아크릴에멀전 20~40중량%, 셀룰로오스계 증점제 0.5~1.5 중량%, 코코졸 0.5~3중량%를 주성분으로 혼합 분산한다.
제 2 공정: 착색안료
물 23~30 중량%, 헥토라이트 0.1~2.0중량%, 셀룰로오스계 증점제 0.1~1.0중량%, 분산제 0.1~1.0 중량%, 방부제 0.1~1.0 중량%, 산화철안료 53~60 중량%, 냉동안정제 3~10중량% 및 에멀전가소제 0.5~2.0중량%를 균일하게 분산하여 혼합한다.
제 3 공정: 알갱이 형성용 수상
피로인산나트륨 0.2~1.5 중량%, 헥토라이트 1.5~5.0 중량% 및 나머지는 물을 첨가하여 혼합 분산한다.
제 4 공정: 칼라 도료
제 1 공정의 베이스 페이스트 90~98 중량%와 제 2 공정의 착색 안료 2~10 중량%을 혼합 분산하여 칼라 도료를 제조한다. 이때, 본 발명에서는 2 내지 6 가지 색의 칼라 도료를 제조하여 천연 화강석 또는 대리석의 색감을 갖도록 한다.
제 5 공정: 다채 입체 무늬 도료 조성물
제 4 공정의 2 내지 6가지 색의 칼라 도료를 제 3 공정의 알갱이 형성용 수상에 중량 기준으로 1:1로 첨가하고 10~30 rpm의 속도로 교반하여 1~10 mm 크기의 다양한 칼라 알갱이 입자와 무늬를 형성하여, 본 발명에 따른 다채 입체 무늬 도료 조성물을 조제한다.
제 6 공정: 접착력 보완제
알긴산소다 15.0~25.0중량%, 셀룰로오스계 증점제 15.0~25.0중량%, 아크릴에멀전 30.0~50.0중량%, 인산 3.0~10.0중량%, 알카리 증점제 10.0~15.0 중량% 및 아크릴 가소제 1.0~5.0 중량%를 혼합 분산한다.
제 7 공정: 접착력 보완
제 5 공정의 다채 입체 무늬 도료 조성물 100 중량부 기준으로 제 6 공정의 접착력 보완제 5~15 중량부를 혼합하여, 본 발명에 따른 접착력 보완 다채 입체 무늬 도료 조성물을 조제한다.
본 발명에 따라 제조된 수용성 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물은 스프레이 도장, 로울러 도장 등 다양하고 간편한 방법으로 건축물 내외장재로서 사용할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 도료 조성물은 바람직하게 소지면 상에 도막 두께가 1-5 mm 형성시키는 것이 외형적으로 바람직하다. 하지만, 본 발명이 상술한 도장 조건으로 국한되는 것은 아니다.
본 발명은 유기 용제를 최소한 사용하여 친환경적이고 제형의 장기 저장성이 우수하면서 도료 내 함유하고 있는 헥토나이트를 비롯한 강알칼리성 성분으로 인하여 시멘트 구조물의 소지면이 아황산가스, 탄산가스 등을 포함한 산성비에 의해 시멘트가 중성화되어 부식되는 문제점을 방지할 수 있는 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물을 제공하게 된 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 도장되어 형성된 표면 상태의 사진이다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예에 의해 보다 더 상세히 설명하고자 한다.
하지만, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 여러 가지 변형 또는 수정할 수 있음은 이 분야에서 당업자에게 명백한 것이다.
[ 실시예 1]
1. 베이스 페이스트 제조
물 35 중량%, 헥토라이트 2.0 중량 %, 나트라졸(natrasol 250 NHR) 1.0 중량%, 분산제(shmp-30%) 1.0 중량%, 방부제(Proxel XL-2) 0.5 중량%, 우레탄 증점제(622n) 1.0 중량%, 크레이(pangel ad) 1.0 중량%, 크레이 3000 1.0 중량%, 아질산 나트륨 3.0 중량%, 탄산칼슘(OM-1) 10.0 중량%, 탄산리튬(LiCO3) 3.0 중량%, 냉동안정제(EG) 2.0 중량%, 에멀전 가소제(texanol) 1.0 중량%, 불소계 분산제(f 87-20%) 0.5 중량%, 아크릴 에멀전(대길고분자 8443) 35 중량%, 셀룰로오스계 증점제(40hs 0.9%) 1.0 중량%, 코코졸(Kocosol-200, SK) 2.0 중량%를 주성분으로 혼합 분산하여 베이스 페이스트를 제조하였다.
2. 착색안료 제조
물 27 중량%, 헥토라이트 2.0 중량%, 셀룰로오스계 증점제 1.0 중량%, 분산제(shmp-30%) 1.0 중량%, 분산제 (byk019) 1.0 중량%, 방부제(b95) 1.0 중량%, 산화철 안료 55 중량%, 냉동안정제(EG) 10.0 중량%, 에멀전가소제(texanol) 2.0 중량%를 고속 분산 믹서 한다. 이때, 산화철은 백색, 연회색, 진회색, 흑색을 사용하여 총 4가지의 착색 안료를 제조하였다.
3. 알갱이 형성용 수상 제조
물 97.5 중량%, 피로인산나트륨 1.0 중량%, 헥토라이트 1.5 중량%를 혼합분산하여, 본 발명의 알갱이 형성용 수상을 제조하였다.
4. 다채 입체 무늬 도료 조성물
상기 실시예 1-1의 베이스 페이스트 90 중량%에 각각의 백색 착색 안료 10 중량%, 연회색 착색 안료 10 중량%, 진회색 착색 안료 10 중량% 및 흑색 착색 안료 10 중량%를 첨가하여 균일하게 혼합 분산하여, 4가지 색의 칼로 도료를 제조하였다.
그리고, 상기 분산하여 제조한 칼라 도료를 백색 칼라 도료 82 중량%, 연회색 칼라 도료 8 중량%, 진회색 칼라 도료 5 중량% 및 흑색 칼라 도료 5 중량%의 비율로 하여, 전체 칼라 도료를 수상에 중량 기준으로 1:1로 하여 첨가한 다음 20rpm으로 균일하게 혼합하여 직경이 약 3~7 mm 정도인 칼라 알갱이를 포함하는 본 발명에 따른 헥토라이트를 이용한 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물을 제조하였다.
[ 실시예 2]
1. 베이스 페이스트 제조
물 40 중량%, 헥토라이트 2.0 중량 %, 나트라졸(natrasol 250 NHR) 1.0 중량%, 분산제(shmp-30%) 1.0 중량%, 방부제(Proxel XL-2) 0.5 중량%, 우레탄 증점제(622n) 1.0 중량%, 크레이(pangel ad) 1.0 중량%, 크레이 3000 1.0 중량%, 아질산 나트륨 2.0 중량%, 탄산칼슘(OM-1) 6.0 중량%, 탄산리튬(LiCO3) 3.0 중량% 냉동안정제(EG) 2.0 중량%, 에멀전 가소제(texanol) 1.0 중량% 불소계 분산제(f 87-20%) 0.5 중량%, 아크릴 에멀전(대길고분자 8443) 40 중량% 셀룰로오스계 증점제(40hs 0.9%) 1.0 중량%, 코코졸(Kocosol-200, SK) 2.0 중량%를 주성분으로 혼합 분산하여 베이스 페이스트를 제조하였다.
2. 착색안료 제조
물 25 중량%, 헥토라이트 2.0 중량%, 셀룰로오스계 증점제(40hs 0.9%) 1.0 중량%, 분산제(shmp-30%) 1.0 중량%, 분산제 (byk019) 1.0 중량%, 방부제(b95) 1.0 중량%, 산화철 안료 60 중량%, 냉동안정제(EG) 7.0 중량%, 에멀전 가소제(texanol) 2.0 중량%를 고속 분산 믹서 한다. 이때, 산화철은 백색, 연회색, 진회색, 흑색을 사용하여 총 4가지의 착색 안료를 제조하였다.
3. 알갱이 형성용 수상 제조
물 93.5 중량%, 피로인산나트륨 1.5 중량%, 헥토라이트 5.0 중량%를 혼합분산하여, 본 발명의 알갱이 형성용 수상을 제조하였다.
4. 다채 입체 무늬 도료 조성물
상기 실시예 1-1의 베이스 페이스트 95 중량%에 각각의 백색 착색 안료 5 중량%, 연회색 착색 안료 5 중량%, 진회색 착색 안료 5 중량% 및 흑색 착색 안료 5 중량%를 첨가하여 균일하게 혼합 분산하여, 4가지 색의 칼라 도료를 제조하였다.
그리고, 상기 분산하여 제조한 칼라 도료를 백색 칼라 도료 82 중량%, 연회색 칼라 도료 8 중량%, 진회색 칼라 도료 5 중량% 및 흑색 칼라 도료 5 중량%의 비율로 하여, 전체 칼라 도료를 수상에 중량 기준으로 1:1로 하여 첨가한 다음 30rpm으로 균일하게 혼합하여 직경이 약 5~8 mm 정도인 칼라 알갱이를 포함하는 본 발명에 따른 헥토라이트를 이용한 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물을 제조하였다.
[ 실시예 3]
1. 접착력 보완제 제조
알긴산소다(1.6%) 20 중량%, 셀룰로오스계 증점제(40hs 0.9%) 20 중량%, 아크릴 에멀전(대길고분자 8443) 40 중량%, 인산(2.8%) 5.0 중량%, 알카리 증점제(롬앤해스 tt615) 10 중량% 및 아크릴 가소제(texanol) 5.0 중량%를 혼합 분산하여, 본 발명의 접착력 보완제를 제조하였다.
2. 접착 보완제 첨가
상기 실시예 1과 2의 도료 조성물 100 중량부에 상기 3-1의 접착력 보완제를 각각 15 중량부를 첨가하여, 혼합 분산하여 본 발명에 따른 다채 입체 무늬 도료 조성물(실시예 3-1, 실시예 3-2)을 완성하였다.
[ 비교예 ]
물 35.6 중량%, 합성실리카계 증점제(Optigel; Rockwood사) 4 중량%, 분산제(BYK-183) 0.6 중량%, 소포제(Sannopco NXZ) 0.3 중량%, 착색안료(백색) 8 중량%, 벤토나이트계 증점제(Attagel;Engelhard사) 0.3 중량%, 탄산칼슘 7 중량%, 변성아크릴에멀젼수지(한국포리머) 43 중량%, 셀룰로오스계 증점제(methyl cellulose) 0.5 중량%, 방부제(TROI 174) 0.2 중량% 및 방균제 0.5 중량%의 비율로 혼합하여 수용성 입자용 색상 페이스트를 제조하였다.
그리고, 별도로 물 92.7 중량%, 피로인산나트륨 0.8 중량%, 합성실리카계 증점제 4.5 중량%, 셀룰로오스계 점증제 0.2 중량%, 우레탄 증점제 0.3 중량%, 소포제 0.3 중량%, 방부제 0.3 중량%, 방균제 0.4 중량% 및 동결안정제 0.5 중량%를 혼합하여 수성 졸을 제조하였다.
그리고, 상기 수용성 입자용 색상 페이스트와 수성 졸을 중량 기준으로 1:1 의 비율로 분산시켜 다채무늬 도료 조성물을 얻었다.
[ 실험예 ]
1. KSM 5000
상기 실시예에서 제조된 다채 입체 무늬 도료 조성물을 건물 내벽에 스프레이 도장을 하였으며, KSM 5000에 기재된 방법에 따라 화강석 입체 무늬 형성 유무와 작업성 및 기타 항목을 측정하였고, 이의 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 도장 후 상온에서 건조되는 시간은 실시예와 비교예에서 모두 4~ 5시간 내로 나타났다.
구분 입체 무늬 형성 표면상태 작업성 유기용제냄새
실시예 1 양호 부드러움 양호 약호(약간)
실시예 2 양호 부드러움 양호 약호(약간)
실시예 3-1 양호 부드러움 양호 약호(약간)
실시예 3-2 양호 부드러움 양호 양호(약간)
비교예 양호 부드러움 양호 양호(약간)
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예와 비교예는 유사한 성능을 나타내었다.
2. 저장 안정성
상기 실시예에서 제조된 다채무늬 도료 조성물을 상온에서 6개월간 보관하고, 침전 유무를 확인하여 저장성을 평가하였다.
이의 결과, 비교예의 경우에서는 수상 삼투압에 의해 무늬가 뭉쳐서 침전이 발생하고, 희석을 많이 해서 도장을 해야하므로, 형성된 무늬가 잘게 부서지는 현상이 나타났으나, 본 발명에 따른 실시예에서는 전혀 침전 현상이 발생하지 않았다.
3. 내수성(耐水性)
다채무늬도료 조성물을 20cm×20cm의 유리표면에 도장한 후 물에 5일간 침수시킨 다음 도막에 함유된 칼라 알갱이 입자의 박리(剝離) 유무를 육안으로 확인하여, 본 발명에 따른 도료 조성물에 대한 외장재로서의 안정성을 평가하였다.
이의 결과, 비교예의 경우에서는 칼라 알갱이 입자의 박리 현상이 나타났으나, 실시예 3-1과 3-2의 경우에서는 접착력 보완제의 효과로 매우 안정적인 결과를 나타내었다.
상술한 결과로 보아, 상기 비교예는 본 발명에 따른 실시예와 비교하여 칼라 알갱이 입자가 수상에 물을 흡수하여 저장안정성이 1주일밖에 되지 않고 수상에 접착력 보완제가 포함되지 않아 내수성이 떨어져 비가 오거나 도장 후 일정기간이 지나면 피도막과 박리(떨어짐 현상)가 발생되는 것으로 판단된다.

Claims (8)

  1. (a) 물 30~50 중량%, 헥토라이트 0.5~1.5중량 %, 나트라졸(natrasol) 0.5~1.5 중량%, 분산제 0.5~1.5중량%, 방부제 0.2~1.2 중량%, 우레탄 증점제 0.5~1.5 중량%, 클레이(clay) 1.0~2.0중량%, 아질산 나트륨(NaNO2)1.0~5.0 중량%, 탄산칼슘 5.0~15.0중량%, 리튬 염(LiCO3) 0.5~5.0중량%, 냉동안정제1.0~3.0중량%, 에멀전 가소제 0.2~2.0 중량%, 불소계 분산제 0.2~1.0 중량%, 아크릴 에멀전 20~40중량%, 셀룰로오스계 증점제 0.5~1.5 중량% 및 코코졸 0.5~3중량%를 포함하여 이루어지는 베이스 페이스트;
    (b) 물 23~30중량%, 헥토라이트 0.1~2.0중량%, 셀룰로오스계 증점제 0.1~1.0 중량%, 분산제 0.1~1.0 중량%, 방부제 0.1~1.0 중량%, 백색, 연회색, 진회색, 오렌지색, 갈색, 흑색 및 적색으로 이루어진 군에서 선택된 산화철 안료 53~60 중량%, 냉동안정제 3~10중량% 및 에멀전 가소제 0.5~2.0 중량%를 포함하여 이루어지는 착색 안료; 및
    (c) 피로인산나트륨 0.2~1.5 중량%, 헥토라이트 1.5~5.0 중량% 및 나머지는 물을 포함하여 이루어지는 알갱이 형성용 수상;
    를 포함하여 이루어지는 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a)의 베이스 페이스트 90~98 중량%와 (b)의 착색 안료 2~10 중량%로 혼합한 칼라 도료를 (c)의 알갱이 형성 수상에 중량기준으로 1:1로 혼합한 것임을 특징으로 하는 헥토라이트를 이용한 천연화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 (a)의 베이스 페이스트에 (b)의 착색 안료 3 내지 6 종을 각각 혼합한 칼라 도료를 (c)의 알갱이 형성 수상에 혼합한 것임을 특징으로 하는 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (a)의 베이스 페이스트에 (b)의 착색 안료를 혼합한 칼라 도료를 (c)의 알갱이 형성 수상에 혼합한 도료에
    (d) 알긴산소다 15.0~25.0 중량%, 셀룰로오스계 증점제 15.0~25.0 중량%, 아크릴에멀전 30.0~50.0 중량%, 인산 3.0~10.0 중량%, 알카리증점제 10.0~15.0 중량% 및 아크릴 가소제 1.0~5.0 중량%를 포함하여 이루어지는 접착력 보완제를 더 포함하여 혼합한 것임을 특징으로 하는 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 (a)의 베이스 페이스트에 (b)의 착색 안료를 혼합한 칼라 도료를 (c)의 알갱이 형성 수상에 혼합한 도료 100 중량부에 상기 (d)의 접착력 보완제 5~15 중량부를 더 포함하여 혼합한 것임을 특징으로 하는 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물.
  6. (a) 물 30~50 중량%, 헥토라이트 0.5~1.5중량%, 나트라졸(natrasol) 0.5~1.5 중량%, 분산제 0.5~1.5중량%, 방부제 0.2~1.2 중량%, 우레탄 증점제 0.5~1.5 중량%, 클레이(clay) 1.0~2.0중량%, 아질산 나트륨(NaNO2)1.0~5.0 중량%, 탄산칼슘 5.0~15.0중량%, 리튬 염(LiCO3) 0.5~5.0중량%, 냉동안정제1.0~3.0중량%, 에멀전 가소제 0.2~2.0 중량%, 불소계 분산제 0.2~1.0 중량%, 아크릴 에멀전 20~40중량%, 셀룰로오스계 증점제 0.5~1.5 중량% 및 코코졸 0.5~3중량%를 균일하게 혼합 분산하여 수득하는 베이스 페이스트 제조 단계;
    (b) 물 23~30중량%, 헥토라이트 0.1~2.0중량%, 셀룰로오스계 증점제 0.1~1.0 중량%, 분산제 0.1~1.0 중량%, 방부제 0.1~1.0 중량%, 백색, 연회색, 진회색, 오렌지색, 갈색, 흑색 및 적색으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 산화철 안료 53~60 중량%, 냉동안정제 3~10 중량% 및 에멀전 가소제 0.5~2.0중량%를 균일하게 혼합 분산하여 수득하는 착색 안료의 제조 단계;
    (c) 피로인산나트륨 0.2~1.5 중량%, 헥토라이트 1.5~5.0 중량% 및 나머지는 물을 혼합 분산하여 수득하는 알갱이 형성용 수상의 제조단계; 및
    (d) 상기 (a) 단계에서 제조된 베이스 페이스트 90~98 중량%와 (b) 단계에서 제조된 3 내지 6 종의 착색안료 2~10 중량%를 각각 균일하게 혼합하여 제조한 3 내지 6 종의 칼라 도료를 전체 칼라 도료 중량 기준으로 상기 (c)단계에서 제조한 알갱이 수상과 1:1로 혼합하여 다채 입체 무늬 도료를 제조하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 칼라 도료를 알갱이 형성용 수상과 혼합하는 것은 10~30 rpm의 속도로 교반하는 것을 특징으로 하는 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물의 제조방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    알긴산소다 15.0~25.0 중량%, 셀룰로오스계 증점제 15.0~25.0 중량%, 아크릴에멀전 30.0~50.0 중량%, 인산 3.0~10.0 중량%, 알카리증점제 10.0~15.0 중량% 및 아크릴 가소제 1.0~5.0 중량%를 혼합하여 수득하는 접착력 보완제의 제조단계를 더 포함하고, 상기 접착력 보완제를 상기 다채 입체 무늬 도료 100 중량부 기준에 5~ 15 중량부를 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물의 제조방법.
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