KR101323878B1 - 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물 인체에 유해하지 않고 휘발성 유기 물질을 발생시키지 않아 환경친화적이고 건설현장에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다. 즉, 천연 물질인 침엽수 미세분말을 이용함으로써 스트레스 해소 및 피로회복, 이온화 소취, 탈취, 항균 및 제균 기능 등 실내환경을 개선시킬 수 있다. 또한, H-빔을 이용한 건축 구조물에 도포하여 미려하고 부드러운 외관을 유지할 수 있으며, 대형 콘크리트 건물의 건설 현장에서 사용하는 콘크리트 거푸집의 설치 및 해체 작업에서 발생하는 과다한 소음을 대폭 감소시켜 소음 공해를 방지할 수 있다.

Description

침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물 및 이의 제조방법{WATER―BASED COATING COMPOSITION CONTAINING POWDER MADE FROM NEEDLE LEAF TREES AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물 및 이의 제조방법이 개시된다. 더욱 상세하게는, 인체에 유해하지 않고 휘발성 유기 물질을 발생시키지 않아 환경친화적이고 건설현장에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있는 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물 및 이의 제조방법이 개시된다.
일반적인 주거 환경은 시멘트나 콘크리트 독성 등에서 인체 유해 물질이 방출되고, 합판 접착제 및 가구 등에서 장기간 동안 지속적으로 발생하는 미량의 휘발성 유기 물질, 포름 알데히드, 환경 호르몬 등에 대하여 실내 환경 개선의 필요성이 인식되고 있다. 또한, 벽지 및 바닥 접착제, 합판 접착제 등 인체에 악 영향을 끼치는 물질의 함량이 증가하고 있으며, 이러한 물질은 어린이들의 피부 발진 및 호흡기 악화에 주요 원인이 되기도 한다. 또한, 종이 벽지는 습기로 인한 곰팡이 발생, 얼룩 등으로 사용 기간이 단축되고 재시공 등으로 인한 경비 부담이 증가되고 있다.
최근에는 웰빙(wellbeing) 영향으로 수용성 에틸렌초산비닐(Ethylene Vinyl Acetate, EVA) 등을 이용한 친환경 제품이 출시되고 있으나, 이들 대부분은 휘발성 유기 물질 발생을 줄이는 것에 초점을 두고 있다. 또한, 기능성 친환경 제품으로서 황토, 숯, 옥, 세라믹 등을 혼합 사용한 제품도 있으나 대부분 상온에서 퍼티(putty) 상태가 되어 수성의 코팅제와는 차이가 있고 소음 발생의 완화 효과를 동시에 가지는 제품은 찾아 볼 수 없다.
따라서, 아파트 및 사무실, 학교, 실내 주차장 등의 내부 벽면 등의 주거 및 생활 환경을 향상시키고, 콘크리트 거푸집에 일정 피막을 도포하여 알루미늄 거푸집의 설치 및 철거 작업을 하는 과정에서 발생하는 소음 문제도 해결할 수 있는 친환경 제품의 개발이 필요한 실정이다.
한국 특허공개 2011-0087024 한국 특허공개 2009-0056610 미국 특허등록 6586516 미국 특허등록 5696174
인체에 유해하지 않고 휘발성 유기 물질을 발생시키지 않아 환경친화적이고 건설현장에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있는 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물 및 이의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물은, 증점제 0.2 ~ 1.6 중량%, 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질 20 ~ 80 중량%, 소포제 0.01 ~ 1.5 중량%, 순간 부식 방지제 0.5 ~ 5 중량%, 규산 칼륨계 규회석 1 ~ 10 중량%, 탄산 칼슘 2 ~ 10 중량%, 아연화합물 3 ~ 10 중량%, 탈이온수 5 ~ 40 중량%, 및 침엽수 미세분말 5 ~ 15 중량%를 포함한다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물에서, 색상 안료 0.01 ~ 2 중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물에서, 항균제 0.5 ~ 3 중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물에서, 상기 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질은, 에멀젼(emulsion) 상태일 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물에서, 상기 증점제는 졸(sol) 상태일 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물에서, 상기 아연 화합물은 산화아연 또는 인산아연일 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물에서, 상기 규산 칼륨계 규회석의 입자 크기는 1 ~ 10㎛일 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물에서, 상기 침엽수 미세 분말의 입자 크기는 5 ~ 50㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법은, 증점제 0.2 ~ 1.6 중량%를 탈이온수에 분산시켜 졸(sol) 상태의 제1 혼합물을 제조하는 단계, 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질 20 ~ 80 중량%, 소포제 0.01 ~ 1.5 중량%, 및 순간 부식 방지제 0.5 ~ 5 중량%를 혼합한 후 상기 제1 혼합물을 첨가하여 제2 혼합물을 제조하는 단계, 상기 제2 혼합물에, 규산 칼륨계 규회석 1 ~ 10 중량%, 탄산 칼슘 2 ~ 10 중량%, 및 아연화합물 3 ~ 10 중량%을 첨가하여 제3 혼합물을 제조하는 단계, 및 상기 제3 혼합물에 침엽수 미세분말 5 ~ 15 중량%를 첨가하여 제4 혼합물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법에서, 상기 제4 혼합물에 색상 안료 0.01 ~ 2 중량%를 첨가하여 제5 혼합물을 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법에서, 상기 제4 혼합물을 제조하는 단계에서, 상기 제3 혼합물에 항균제 0.5 ~ 3 중량%를 더 첨가할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법에서, 상기 제1 혼합물을 형성하는 단계, 상기 제2 혼합물을 형성하는 단계, 상기 제3 혼합물을 형성하는 단계, 및 상기 제4 혼합물을 형성하는 단계는 10 ~ 35℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법에서, 상기 침엽수 미세 분말의 입자 크기는 5 ~ 50㎛일 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법에서, 상기 아연 화합물은 산화아연 또는 인산아연일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물 인체에 유해하지 않고 휘발성 유기 물질을 발생시키지 않아 환경친화적이고 건설현장에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.
즉, 천연 물질인 침엽수 미세분말을 이용함으로써 스트레스 해소 및 피로회복, 이온화 소취, 탈취, 항균 및 제균 기능 등 실내환경을 개선시킬 수 있다. 또한, H-빔을 이용한 건축 구조물에 도포하여 미려하고 부드러운 외관을 유지할 수 있으며, 대형 콘크리트 건물의 건설 현장에서 사용하는 콘크리트 거푸집의 설치 및 해체 작업에서 발생하는 과다한 소음을 대폭 감소시켜 소음 공해를 방지할 수 있다.
이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐리는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 당업계의 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 인체에 유해하지 않고 휘발성 유기 물질을 발생시키지 않아 환경친화적이고 건설 현장에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있는 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 천연 재료인 침엽수 미세분말을 주성분으로 하는 액상 코팅 조성물을 제공함으로써, 콘크리트 건물의 내벽 또는 H-빔 등의 철재 건축물에 도포하여 미려한 환경을 제공하거나, 건설 현장에서 사용하는 알루미늄 거푸집에 도포하여 건설 작업 과정에서 발생하는 소음을 완화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물은, 증점제 0.2 ~ 1.6 중량%, 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질 20 ~ 80 중량%, 소포제 0.01 ~ 1.5 중량%, 순간 부식 방지제 0.5 ~ 5 중량%, 규산 칼륨계 규회석 1 ~ 10 중량%, 탄산 칼슘 2 ~ 10 중량%, 아연화합물 3 ~ 10 중량%, 탈이온수 5 ~ 40 중량%, 및 침엽수 미세분말 5 ~ 15 중량%를 포함한다.
증점제는 조성물의 점도를 증가시키는 물질이며, 점토(clay) 형태일 수 있다. 증점제는 본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물에서 요변성(Thixotropy nature)을 효과적으로 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한, 요변성(Thixotropy nature)은 완성된 조성물을 피도체에 도포하였을 때 건조되지 않은 피막이 흘러내리지 않고 원래의 상태를 유지하게 해 줄 수 있다. 또한, 본 발명의 일 측에 사용되는 무기무질의 침강을 방지하고, 저장하는 데에 도움을 줄 수 있다. 본 발명의 일 측에서 증점제는 졸(sol) 형태일 수 있다.
증점제는 0.2 ~ 1.6 중량%로 함유될 수 있으며, 바람직하게는 0.4 ~ 0.8 중량%로 함유될 수 있다. 이때, 점토 형태의 증점제가 1.6 중량% 이상일 경우 과다한 분산으로 외관이 불균일해 질 수 있으며, 0.2 중량% 이하이면 점도가 낮아 도포할 때 도막 흐름이 발생할 수 있다. 증점제는 바인더로 사용되는 폴리머(polymer)에 가장 적합한 물질을 사용할 수 있다.
스티렌-아크릴 공중합체(styrene-acrylic copolymer) 및 스티렌-부타디엔 공중합체(styrene-butadiene copolymer)는 종이 및 각종 접착제의 용도로 사용된다. 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물은 물이 40 ~ 60% 함유된 에멀젼(emulsion) 상태일 수 있다. 상기 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물은 전체 조성물에서 바인더(binder) 역할을 수행할 수 있다.
특히, 스티렌-아크릴 공중합체는 스티렌 모노머(styrene monomer)와 아크릴레이트(acrylate)의 공중합체로서, 상기 스티렌 모노머와 아크릴레이트의 함량에 따라 다양한 성질을 나타낼 수 있다. 또한, 스티렌-아크릴 공중합체 및 스티렌-부타디엔 공중합체는 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)가 20 ~ 25℃인 실온 부근이고, 적절한 질감을 제공하기 위해 상혼 혼합하여 사용될 수 있다.
소포제는 유해한 기포를 제거하거나, 거품이 일어나는 것을 방지하는 물질이며, 알코올 계열의 수성 소포제일 수 있다. 이러한 소포제는 물을 함유한 에멀젼 상태의 스티렌-아크릴 공중합체와 상용성이 있다.
여기서, 상용성은 2개 이상의 물질이 서로 용해 또는 분산의 형태로 혼합되었을 때, 분리, 석출 또는 재결정 등의 현상이 발생하지 않으며, 물질 상호간의 물리적 또는 화학적 작용에 의하여 목적하는 기능을 발휘할 수 있는 것을 의미한다. 본 발명의 일 측에서 소포제가 목적하는 기능은 액상에서 기포를 비교적 빠른 시간 내에 소멸 또는 억제하여 기포가 없는 연속적인 피막을 형성하게 해 줄 수 있다.
순간 부식 방지제(Flash Rust Inhibitor)는 조성물이 도포되어 완전한 피막이 형성되기 전에 수분이 증발되어 건조되는 과정에서 발생되는 금속 표면의 부식을 방지하기 위한 것이다. 순간 부식 방지제는, 미량의 아질산염을 포함한 것과 포함하지 않은 것으로 크게 나누어지며, 아질산염을 포함한 것과 포함하지 않은 것 2가지 모두의 사용이 가능하다.
규산 칼륨계 규회석은 SiO2 및 CaO가 주성분이며, SiO2는 49%로 함유되고 CaO는 45%를 차지하고 있다. 규산 칼륨계 규회석은 대부분이 가로:세로의 비율을 의미하는 종횡비가 1:10인 것으로 1 ~ 10 ㎛ 입자 크기를 갖는다. 이러한 종횡비를 갖는 규산 칼륨계 규회석은 침상의 구조를 가지며, 용이하게 구입할 수 있다. 규산 칼륨계 규회석은 내부식성, 내마모성, 단열, 절연 등의 기능이 필요한 곳에 사용될 수 있다. 본 발명의 일 측에서 규산 칼륨계 규회석은 내마모성과 피막의 연속성을 제공하기 위하여 사용할 수 있다.
또한, 탄산칼슘은 충진제로서 시멘트와의 부착성 및 강도를 향상시킬 수 있으며, 아연 화합물은 이온화 경향이 크므로 녹 방지, 방염 기능을 위하여 사용할 수 있다. 본 발명의 일 측에서, 아연 화합물은 산화아연 또는 인산 아연일 수 있다. 결국, 본 발명의 일 측에서는 규산 칼륨계 규회석, 탄산 칼슘, 및 인산 아연을 사용하여 피막의 내구성을 향상시킬 수 있다.
침엽수 미세분말은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌 등이 주성분으로 구성되며, 5 ~ 50 ㎛의 입자크기를 가질 수 있다. 침엽수 미세분말은 피톤치드가 많이 함유되어 있으며, 활엽수와 비교하더라도 많은 피톤치드가 함유되어 있다. 이로 인해, 스트레스 해소 및 피로회복, 항균 기능이 있으며, 아토피 등 피부질환에 우수한 효과를 나타낼 수 있다. 나무의 종류별 피톤치드 함량(ml/100g)을 살펴보면, 편백나무 5.5, 구상나무 4.8, 삼나무 4.0, 화백나무 3.3, 향나무 1.4, 소나무 1.3, 측백나무 1.3의 순서로 보고되고 있다.
본 발명의 일 측에서 침엽수 미세분말을 사용함으로써 상기와 같은 실내환경을 개선시킬 수 있다. 또한, 침엽수 미세분말을 탈이온수와 혼합하여 점도를 적절하게 유지할 수 있으며, 바람직하게는 일반인이 직접 붓 또는 롤러(roller) 등으로 도장을 할 수 있도록 8000 mPa·s 내외의 점도를 유지함으로써 손쉬운 사용이 가능할 수 있다. 이때, 탈이온수를 먼저 투입한 후 침엽수 미세분말을 나중에 첨가해야하며, 만일 탈이온수보다 침엽수 미세분말을 먼저 투입하는 경우 퍼티(putty) 상태로 되어 균일한 혼합이 불가능할 수 있으므로 투입 순서를 지켜야 할 것이다.
또한, 침엽수 미세분말로 인해 대형 콘크리트 건물의 건설 현장에서 사용하는 알루미늄 재질의 거푸집의 설치 및 해제 작업시 발생하는 과다한 소음을 대폭 감소시켜 소음 공해를 방지할 수 있다.
항균제는 조성물이 액상으로 보관될 때 부패를 방지하고 품질 상태를 유지시켜 주는 물질일 수 있으며, 완제품에 가장 적합한 항 박테리아를 배양 검사 및 개발하여 사용할 수 있다. 항균제의 예로는 곰팡이 방지제 또는 박테리아 방지제를 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 0.1 ~ 1 mm 크기로 미세하게 분쇄된 종이 입자가 1 ~ 5 중량%로 첨가될 수 있다. 본 발명의 일 측에서, 종이는 폐지 등의 재활용되는 종이를 사용할 수 있다. 이와 같이 미세하게 분쇄된 종이 입자를 사용함으로써 코팅의 표면에 미세하면서 독특한 무늬를 부여할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측에 따라 제조된 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물에서 색상이 필요한 경우 원하는 색상 안료가 더 포함될 수 있다. 사용되는 색상 안료는 미리 수성의 분위기에서 미세입자로 분산되어 장기간의 보관에도 분리되거나 침강되지 않은 것으로서, 본 발명에서 사용하는 바인더와 상호 혼합된 후에도 액상의 상태 변화가 없는 것일 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 측에 따라 제조된 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물은 인체에 유해하거나 휘발성 유기 물질의 발생이 거의 없고, 아파트 및 사무실, 학교, 실내 주차장 등의 내부 벽면에 사용하여 생활 환경을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다. 또한, 아파트 등의 건설현장에서 사용하는 금속 재질, 더욱 상세하게는 알루미늄 재질의 콘크리트 거푸집에 코팅하여 거푸집의 설치 및 해체 작업을 할 때 발생하는 소음을 완화하는 데에 상당한 효과를 얻을 수 있다.
결국, 활엽수에 비해 피톤치드 발산과 항균 효과, 스트레스 해소 및 피로회복, 피부 질환, 탈취 효과 등이 우수한 것으로 알려진 침엽수를 이용한 수성의 코팅 조성물을 개발하여 실내 주거 생활 환경을 개선할 수 있으며, 상기와 같은 소음 완화 효과를 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법은, 증점제 0.2 ~ 1.6 중량%를 탈이온수에 분산시켜 졸(sol) 상태의 제1 혼합물을 제조하는 단계, 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질 20 ~ 80 중량%, 소포제 0.01 ~ 1.5 중량%, 및 순간 부식 방지제 0.5 ~ 5 중량%를 혼합한 후 상기 제1 혼합물을 첨가하여 제2 혼합물을 제조하는 단계, 상기 제2 혼합물에, 규산 칼륨계 규회석 1 ~ 10 중량%, 탄산 칼슘 2 ~ 10 중량%, 및 아연화합물 3 ~ 10 중량%을 첨가하여 제3 혼합물을 제조하는 단계, 및 상기 제3 혼합물에 침엽수 미세분말 5 ~ 15 중량%를 첨가하여 제4 혼합물을 제조하는 단계를 포함한다.
또한, 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법에서, 색상이 필요한 경우 원하는 색상 안료를 0.01 ~ 2 중량%를 첨가하여 제5 혼합물을 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
먼저, 증점제 0.2 ~ 1.6 중량%를 탈이온수에 분산시켜 졸(sol) 상태의 제1 혼합물을 제조한다. 증점제는 점토(clay) 형태 일 수 있으며, 조성물이 요변성(Thixotropy nature)을 효과적으로 얻는 데에 도움을 줄 수 있다.
증점제는 0.2 ~ 1.6 중량%로 함유될 수 있으며, 바람직하게는 0.4 ~ 0.8 중량%로 함유될 수 있다. 이때, 점토 형태의 증점제가 1.6 중량% 이상일 경우 과다한 분산으로 외관이 불균일해 질 수 있으며, 0.2 중량% 이하이면 점도가 낮아 도포할 때 도막 흐름이 발생할 수 있다.
제1 혼합물을 제조하는 과정은 10℃ ~ 35℃의 온도 범위에서 1000 ~ 1500 rpm의 회전 속도로 30분 ~ 60분간 수행될 수 있다. 이러한 공정 조건으로 인해 졸(sol) 형태의 제1 혼합물을 얻을 수 있다.
이후, 별도의 용기를 준비하여 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질 20 ~ 80 중량%, 소포제 0.01 ~ 1.5 중량%, 및 순간 부식 방지제 0.5 ~ 5 중량%를 혼합한 후 상기 제1 혼합물을 첨가하여 제2 혼합물을 제조한다. 이러한 혼합과정은 상호간의 용해가 아닌 균질한 분산 형태의 혼합일 수 있다. 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질은 물이 40 ~ 60% 함유된 에멀젼 상태일 수 있다.
제2 혼합물을 제조하는 과정은 10℃ ~ 35℃의 온도 범위에서 500 ~ 1500 rpm의 회전 속도로 30분 ~ 60분간 수행될 수 있다.
이후, 상기 제2 혼합물에 90% 이상이 1㎛ ~ 10㎛의 입자 크기를 갖는 규산 칼륨 1 ~ 10 중량%, 탄산 칼슘 2 ~ 10 중량%, 및 인산아연(Zn3PO4) 3 ~ 10 중량%를 각각 넣어 균질하게 분산될 때까지 혼합하여 제3 혼합물을 제조한다. 이때, 아연 화합물은 산화아연 또는 인산아연일 수 있다. 제3 혼합물을 제조하는 과정은 10℃ ~ 35℃의 온도 범위에서 5분 ~ 30분 동안 수행될 수 있다. 이러한 공정 조건으로 인해 균질한 액상의 제3 혼합물을 얻을 수 있다. 본 발명의 일 측에서 사용되는 규산 칼륨계 규회석, 탄산 칼슘, 및 인산 아연으로 인해 피막의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이후, 상기 제3 혼합물에 침엽수 미세분말 5 ~ 15 중량%를 첨가하여 제4 혼합물을 제조한다. 침엽수 미세분말은 피톤치드가 많이 함유되어 있다. 이로 인해, 스트레스 해소 및 피로회복, 항균 기능이 있으며, 아토피 등 피부질환에 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 침엽수 미세분말을 탈이온수와 혼합하여 점도를 적절하게 유지할 수 있으며, 바람직하게는 일반인이 직접 붓 또는 롤러(roller) 등으로 도장을 할 수 있도록 8000 mPa·s 내외의 점도를 유지함으로써 손쉬운 사용이 가능할 수 있다.
이때, 탈이온수를 먼저 투입한 후 침엽수 미세분말을 나중에 첨가해야한다. 그 이유는, 만일 탈이온수보다 침엽수 미세분말을 먼저 투입하는 경우 퍼티(putty) 상태로 되어 균일한 혼합이 불가능할 수 있기 때문에 투입 순서를 지켜야 할 것이다.
침엽수 미세분말의 입자 크기는 5 ~ 50㎛ 이하일 수 있다.
또한, 조성물이 액상으로 보관될 때 부패를 방지하고 품질 상태를 유지시키기 위해 항균제를 더 첨가할 수 있다. 항균제는 0.5 ~ 3 중량%로 첨가될 수 있다.
또한, 코팅의 표면에 미세하면서 독특한 무늬를 부여하기 위해 미세하게 분쇄된 종이 입자를 더 첨가할 수 있다. 이때, 미세하게 분쇄된 종이 입자는 그 크기가 0.1 ~ 1 mm이며, 1 ~ 5 중량%로 첨가될 수 있다.
또한, 색상이 필요한 경우에는 원하는 색상 안료가 더 첨가되어 제5 혼합물을 제조할 수 있다. 사용되는 색상 안료는 미리 수성의 분위기에서 미세입자로 분산되어 장기간의 보관에도 분리되거나 침강되지 않은 것으로서, 본 발명에서 사용하는 바인더와 상호 혼합된 후에도 액상의 상태 변화가 없는 것일 수 있다. 색상 안료는 0.01 ~ 2 중량%로 첨가될 수 있다.
제4 혼합물을 제조하는 단계 및 제5 혼합물을 제조하는 단계는 10 ~ 35℃의 온도 범위에서 500 ~ 1500 rpm의 회전속도로 수행될 수 있으며, 혼합 시간은 5분 ~ 30분일 수 있다.
결국, 본 발명의 일 측에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법에서는 10 ~ 35℃의 온도 범위에서 500 ~ 2000 rpm의 회전속도로 특정 시간 동안 혼합 공정을 수행함으로써 균질한 액상의 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물 및 이의 제조방법은 인체에 유해하지 않고 휘발성 유기 물질을 발생시키지 않아 환경친화적이고 건설현장에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.
즉, 천연 물질인 침엽수 미세분말을 이용함으로써 스트레스 해소 및 피로회복, 이온화 소취, 탈취, 항균 및 제균 기능 등 실내환경을 개선시킬 수 있다. 또한, 대형 콘크리트 건물의 건설 현장에서 사용하는 콘크리트 거푸집의 설치 및 해체 작업에서 발생하는 과다한 소음을 대폭 감소시켜 소음 공해를 방지할 수 있다.
실시예
혼합한 원료의 양은 아래의 표 1과 같으며, 혼합되는 각 성분의 양은 중량(g)으로 나타내었으며, 혼합되는 양은 많은 실험들 중에서 대표적인 것을 나타낸 것이다.
구성성분 중량(g)
증점제 4.8
스티렌-아크릴 공중합체 + 스티렌-부타디엔 공중합체 600.0
소포제 12.0
순간부식 방지제 12.0
규산 칼륨계 규회석 36.0
탄산칼슘 48.0
인산아연 36.0
항 박테리아제 + 물 319.2
침엽수 미세분말 96.0
종이 미세분말 24.0
상기 조성으로 제조된 시료를 시험한 결과 아래 표 2와 같은 결과를 얻게 되었다.
시험항목 요구품질 결과
고형분 50% 이상일 것 50%
건조시간 지촉건조 시간 60분 이내일 것 50분 내외
냉동 안정성 영하 5℃(-5℃)에서 응고 변질되지 않을 것 이상 없음
냄새 도포나 건조 중에 시너와 같은 자극적인 냄새가 없을 것 이상 없음
내마모성 너트 낙하 시험(너트 5 mm, 높이 2m) 35 kg 내외
상기와 같이 본 발명은 냉동 안정성, 냄새, 내마모성 등의 좋은 결과를 얻게 되었다.
본 발명에서는 수분 건조시간을 30분 경과 후부터 10분 단위로 측정하였는데 20 ~ 25℃, 상대습도 50% 이하에서 대부분 50분 이내에서 지촉 건조가 이루어졌으며, 24시간 이내에 대부분의 경화 건조가 완료되는 것으로 확인되었다. 또한, 기타 물성을 위한 시편 작성은 액상을 시편에 도포하여 3일 경과 후 내마모성을 측정하였다.
또한, 점도는 건조 상태가 아닌 물에 분산된 상태의 액상에서 점도를 측정하였고, 아래 표 3은 점도 측정 결과를 나타낸 것이다.
항목 시험방법 결과
점도(cps) 25℃, Brookfield 7000 ~ 15000 cps
점도는 도장공정에서 대단히 중요한 성질의 하나이다. 점도가 낮으면 도막 유지가 어렵고 점도가 높으면 흐름성이 나빠져서 작업이 어려우며 균일하게 도장이 되지 않는다.
본 발명에서는 브룩필드(Brookfield)사의 회전식 점도계를 사용하여 측정하였으며 25℃에서 점도를 측정하였다. 스핀들은 3 ~ 5번 스핀들을 사용하여 측정하였으며, 즉 높은 점도는 5번, 낮은 점도는 3번을 사용하였으며, 대부분의 시료는 회전 속도를 20 rpm으로 하였다. 그 결과 침엽수의 미세분말의 함량이 많을수록, 고형물질의 함량이 높을수록 점도가 증가하는 것을 알 수 있다.
또한, 표 4에서와 같이 내마모성의 결과를 얻었다.
항목 시험방법 결과
내마모성 2m 높이에서 너트 낙하하고, 낙하한 너트의 총 무게 35 kg
내마모성은 도막이 마찰 등으로 훼손되는 정도를 나타내는 수치로서, 일반적인 건축용 코팅제는 1 kg 이하의 너트 낙하시험에서도 도막의 훼손이 쉽고, 잘 벗겨지나 본 발명의 일 측에 따른 조성물은 내마모성이 우수하여 도막이 단단하고 훼손이 적어 장기간에 걸쳐 원형을 유지할 수 있을 것으로 확인되었다.
또한, 표 5에서와 같이 건설 현장에서 사용되는 콘크리트 거푸집에 도포하여 소음 감소 효과를 측정하였다. 실험은 아파트 등의 슬라브(slab)와 동일한 형태로 실제의 콘크리트 거푸집을 설치하고, 그 위에 지름 10 mm, 길이 2 m의 철근 4개를 한 묶음으로 하여 콘크리트 거푸집에 1 m 높이에서 떨어뜨렸을 때 충격에 의하여 발생하는 소음을 측정하여, 본 발명의 조성물이 도포된 경우와 도포되지 않은 경우를 상대적으로 비교하였다. 소음의 측정은 소음의 발생 지점으로부터 15 m 떨어진 지점에서 실시하였다. 소음 측정 단위는 dB이다.
[단위: dB]
도포 피막 두께 거푸집 두께의 1/14 거푸입 두께의 1/7 거푸집 두께의 1/2
도포 후 90.8 69.6 56.4
도포하지 않은 상태 103.9 103.9 103.9
소음 감소의 효과는 금속 재질의 두께에 대한 비가 클수록 우수한 것으로 확인되었지만, 콘크리트 거푸집의 두께가 보통 7 mm인 점을 고려할 때, 도포 방법상의 문제가 경제성을 고려할 때 어느 정도 제한될 필요는 있으므로 본 발명에서는 거푸집 두께의 1/2 까지만 도포하여 그 효과를 확인하였다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 증점제 0.2 ~ 1.6 중량%, 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질 20 ~ 80 중량%, 소포제 0.01 ~ 1.5 중량%, 순간 부식 방지제 0.5 ~ 5 중량%, 규산 칼륨계 규회석 1 ~ 10 중량%, 탄산 칼슘 2 ~ 10 중량%, 아연화합물 3 ~ 10 중량%, 탈이온수 5 ~ 40 중량%, 및 침엽수 미세분말 5 ~ 15 중량%를 포함하는 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    색상 안료 0.01 ~ 2 중량%를 더 포함하는 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    항균제 0.5 ~ 3 중량%를 더 포함하는 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질은, 에멀젼(emulsion) 상태인 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증점제는 졸(sol) 상태인 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아연 화합물은 산화아연 또는 인산아연인 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 규산 칼륨계 규회석의 입자 크기는 1 ~ 10㎛인 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 침엽수 미세 분말의 입자 크기는 5 ~ 50㎛인 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물.
  9. 증점제 0.2 ~ 1.6 중량%를 탈이온수 5~40중량%에 분산시켜 졸(sol) 상태의 제1 혼합물을 제조하는 단계;
    스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질 20 ~ 80 중량%, 소포제 0.01 ~ 1.5 중량%, 및 순간 부식 방지제 0.5 ~ 5 중량%를 혼합한 후 상기 제1 혼합물을 첨가하여 제2 혼합물을 제조하는 단계;
    상기 제2 혼합물에, 규산 칼륨계 규회석 1 ~ 10 중량%, 탄산 칼슘 2 ~ 10 중량%, 및 아연화합물 3 ~ 10 중량%을 첨가하여 제3 혼합물을 제조하는 단계; 및
    상기 제3 혼합물에 침엽수 미세분말 5 ~ 15 중량%를 첨가하여 제4 혼합물을 제조하는 단계를 포함하는 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제4 혼합물에 색상 안료 0.01 ~ 2 중량%를 첨가하여 제5 혼합물을 제조하는 단계를 더 포함하는 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제4 혼합물을 제조하는 단계에서, 상기 제3 혼합물에 항균제 0.5 ~ 3 중량%를 더 첨가하는 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 혼합물을 형성하는 단계, 상기 제2 혼합물을 형성하는 단계, 상기 제3 혼합물을 형성하는 단계, 및 상기 제4 혼합물을 형성하는 단계는 10 ~ 35℃의 온도 범위에서 수행되는 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 침엽수 미세 분말의 입자 크기는 5 ~ 50㎛인 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 아연 화합물은 산화아연 또는 인산아연인 침엽수 미세분말을 함유한 수성의 코팅 조성물의 제조방법.
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