KR101478295B1 - 친환경 바이오 흙 마감재 조성물 및 이의 시공방법 - Google Patents

친환경 바이오 흙 마감재 조성물 및 이의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알루미노 실리케이트 100중량부를 기준으로, 고구마, 감자, 옥수수, 나무, 계란 흰자, 우유, 섬유질, 아교, 황촉규, 어교, 갓풀, 해조류 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물인 천연 접착제 10 내지 50중량부; 황토, 고령토, 일라이트, 제올라이트, 게르마늄 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 바이오 세라믹 20 내지 70중량부; 및 금속수산화물, 인계 난연제, 암모늄 피로인산 또는 이들의 혼합물인 난연제 5 내지 15중량부를 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물에, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부 기준으로, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 코폴리머 폴리올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들 중 선택된 적어도 두 개 이상의 혼합물 25 내지 30중량%와 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 70 내지 75중량%를 반응시켜 제조한 폴리우레탄 프리폴리머를 포함하는 베이스 60 내지 90중량% 및 피마자유, 수소화피마자유 또는 이들의 혼합물을 주원료로한 에멀젼 경화제 10 내지 40중량%로 이루어진 고분자 수지 혼합물을 20 내지 70중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 항균성 물질을 5 내지 30중량부로 더 포함하며, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 용제를 20 내지 80중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 폴리초산비닐, 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 멜라민-요소 공중합체 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 레조르시놀 수지, 요소 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 고분자 수지를 5 내지 20중량부로 더 포함하며, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 결합제로서 실리카 미립자를 15 내지 30중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 은폐제로서 이산화티타늄을 3 내지 10중량부로 더 포함하며, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 나노세라믹 입자로서 평균 입경이 300 내지 500nm인 실리콘카바이드 및 평균 입경이 500 내지 1000nm인 알루미나 분말을 5 내지 20중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 자외선 안정제를 0.5 내지 2중량부로 더 포함하며, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 자외선 차단제를 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제를 10 내지 30중량부로 더 포함하며, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 방부제를 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 아인산 에스테르계 화합물을 주성분으로 하는 노화방지제를 1 내지 20중량부로 더 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 친환경 바이오 흙 마감재 조성물은 마감재가 형성되는 대상표면에 물리/화학적으로 안정적인 패턴시공이 가능하도록 하고, 유해물질을 배출하지 않으면서, 공기정화, 습도조절이 가능하도록 하는 동시에 자정능력 및 난연성을 갖도록 하는 효과가 있다.

Description

친환경 바이오 흙 마감재 조성물 및 이의 시공방법{Eco-Friendly Bio Earth Finishing Composition and Constructing Methods Using Thereof}
본 발명은 친환경 바이오 흙 마감재 조성물 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중금속 등의 환경 유해물질을 배출하지 않는 환경친화적인 물질 및 자정능력을 갖는 물질을 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물, 특정적으로 친환경 바이오 흙 마감재 조성물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
마감재란 통상의 건축 내/외장 자재를 의미하는 것으로, 타일이나 마루, 석재, 판넬 등 건축물의 내벽, 바닥면, 외벽에 부착되는 것뿐만 아니라, 건축물의 내/외부 표면에 도포층, 예를 들면 도막을 형성하여 색상 및/또는 무늬나 구비된 패턴 등을 제공하는 것을 통칭한다.
이러한 마감재는 건축물의 내벽, 바닥면, 외벽에 각각 형성되어 외관적 미려함이나 단열, 방수 등의 부가적인 기능을 수행하게 되므로, 필수적인 건축공정이다.
하지만, 전술한 건축 마감재의 경우 휘발성 유기화합물 등이 지속적으로 배출되어 인체에 유해한 영향을 미치는 문제가 있다.
특히, 도료와 같은 건축 마감재 중 합성수지로 된 도료는 도장 후 도료에 함유된 각종 휘발성 성분이 장시간 발산되어 주위 공기를 오염시킴으로 환경친화적이지 못하다는 단점이 있었다.
더욱이, 휘발물질에 대한 환경규제가 심화되고 있는 상황에서, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 고도의 기능적 도료 또는 자연친화적인 도료의 개발이 요구되고 있다.
특히, 최근 생활의 질이 향상되면서 환경에 대한 관심이 증가되고, 또한 실내공기의 청정성에 대한 개념이 부각됨과 동시에 각종 실내 마감재에서 발생되는 인체 유해물질에 의해 인체 유해성이 입증되면서 "Sick House 증후군"이 사회문제화가 되는 문제를 해결하기 위하여 실내 마감재로서의 환경 친화적이며 인체에 무해한 마감재가 요구되고 있다.
실내에서 사용되는 대부분의 건축자재는 유해화학 물질을 포함하고 있다. 특히, 대량생산 및 비용적인 측면에서 화학물질을 포함하는 건축자재의 사용이 늘어나면서, 실내공기질의 환경은 더욱 나빠지고 있는 상태이다.
근래에 들어, 건축자재의 경향은 인간 친화적이며, 새로운 기능을 보유하여 다기능성을 나타내며, 그 효능을 극대화할 수 있는 재료를 요구하고 있다.
특히, 건축용 페인트의 경우 건축물의 현대화와 인간친화적인 요소에 맞추어 그 색상, 냄새, 인체 유익성(향균, 탈취, 원적외선, 음이온 등) 등에서 새로운 물성을 요구하는 추세이다.
즉, 종래 페인트는 건축물 외벽보호기능과 외관 치장의 기능뿐만이 아니라 냄새가 없고, 환경 친화적이며 인체에 유익한 기능을 하는 다기능성이 요구되고 있다.
특히, 국내 도료산업은 국내 휘발성 유기화합물 (VOCs) 총배출량의 50％에 달하는 막대한 환경오염 부하량을 차지하고 있는 대표적인 공해산업 중의 하나이다.
이에, 전술한 문제점을 극복하기 위하여, 대한민국 특허공개 제2012-0021967호에는 새집증후군이 저감되고, 항균 및 항곰팡이 특성을 갖는 수성의 석회 바이오 흙 마감재 조성물이 개시되어 있고, 대한민국 특허등록 제10-0662510호에는 프리폴리머 수분산체에 물을 첨가한 후, 감압증류법을 이용하여 휘발성 유기화합물 함량을 5g/L 이하로 조절하는 단계를 포함하는 수계 우레탄 바인더를 이용한 바이오 흙 마감재 조성물이 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위해 창출된 것으로서, 마감재가 형성되는 대상표면에 물리/화학적으로 안정적인 패턴시공이 가능하도록 하고, 유해물질을 배출하지 않으면서, 공기정화, 습도조절이 가능하도록 하는 동시에 자정능력 및 난연성을 갖도록 하는 친환경 바이오 흙 마감재 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은
알루미노 실리케이트 100중량부를 기준으로,
고구마, 감자, 옥수수, 나무, 계란 흰자, 우유, 섬유질, 아교, 황촉규, 어교, 갓풀, 해조류 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물인 천연 접착제 10 내지 50중량부;
황토, 고령토, 일라이트, 제올라이트, 게르마늄 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 바이오 세라믹 20 내지 70중량부; 및
금속수산화물, 인계 난연제, 암모늄 피로인산 또는 이들의 혼합물인 난연제 5 내지 15중량부를 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물에,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부 기준으로, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 코폴리머 폴리올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들 중 선택된 적어도 두 개 이상의 혼합물 25 내지 30중량%와 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 70 내지 75중량%를 반응시켜 제조한 폴리우레탄 프리폴리머를 포함하는 베이스 60 내지 90중량% 및
피마자유, 수소화피마자유 또는 이들의 혼합물을 주원료로한 에멀젼 경화제 10 내지 40중량%로 이루어진 고분자 수지 혼합물을 20 내지 70중량부로 더 포함하고,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 항균성 물질을 5 내지 30중량부로 더 포함하며,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 용제를 20 내지 80중량부로 더 포함하고,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 폴리초산비닐, 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 멜라민-요소 공중합체 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 레조르시놀 수지, 요소 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 고분자 수지를 5 내지 20중량부로 더 포함하며,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 결합제로서 실리카 미립자를 15 내지 30중량부로 더 포함하고,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 은폐제로서 이산화티타늄을 3 내지 10중량부로 더 포함하며,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 나노세라믹 입자로서 평균 입경이 300 내지 500nm인 실리콘카바이드 및 평균 입경이 500 내지 1000nm인 알루미나 분말을 5 내지 20중량부로 더 포함하고,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 자외선 안정제를 0.5 내지 2중량부로 더 포함하며,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 자외선 차단제를 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제를 10 내지 30중량부로 더 포함하며,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 방부제를 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 아인산 에스테르계 화합물을 주성분으로 하는 노화방지제를 1 내지 20중량부로 더 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물을 제공한다.

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본 발명에 따른 친환경 바이오 흙 마감재 조성물은 마감재가 형성되는 대상표면에 물리/화학적으로 안정적인 패턴시공이 가능하도록 하고, 유해물질을 배출하지 않으면서, 공기정화, 습도조절이 가능하도록 하는 동시에 자정능력 및 난연성을 갖도록 하는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 알루미노 실리케이트 100중량부를 기준으로, 천연 접착제 10 내지 50중량부; 황토, 고령토, 일라이트, 제올라이트, 게르마늄 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 바이오 세라믹 20 내지 70중량부; 및 난연제 5 내지 15중량부를 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 마감재 조성물을 적용하기 위한 대상표면을 깨끗하게 청소하는 청소단계; 상기 청소단계가 종료된 대상표면에 알루미노 실리케이트 100중량부를 기준으로, 천연 접착제 10 내지 50중량부; 황토, 고령토, 일라이트, 제올라이트, 게르마늄 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 바이오 세라믹 20 내지 70중량부; 및 난연제 5 내지 15중량부를 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물을 이용하여 패턴을 형성하는 패턴형성단계; 및 상기 패턴형성단계가 종료된 후 바이오 흙 마감재 조성물을 건조하는 마무리단계를 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물, 특정적으로 친환경 바이오 흙 마감재 조성물은 표면, 예를 들면 콘크리트 구조물, 교량, 주택, 펜션, 아파트, 상업시설, 막사, 교도소 등의 각종 시설물 내/외부에 도포되어 패턴을 형성시켜 그 표면을 보호하는 동시에 수려한 미감을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 흙 마감재 조성물이라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 알루미노 실리케이트(Alumino Silicate)는 흙 마감재 조성물에 포함되어 바인더로 사용된다. 이때, 상기 알루미노 실리케이트는 중금속 등과 같은 환경 유해물질이 없는 천연 시멘트이다.
본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물, 특정적으로 친환경 바이오 흙 마감재 조성물의 알루미노 실리케이트 외 나머지 성분들의 함량은 알루미노 실리케이트 100중량부를 기준으로 한다.
본 발명에 따른 천연 접착제는 흙 마감재 조성물이 시공, 예를 들면 패턴시공될 경우, 시공면에 용이하게 접착되도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 천연 접착제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 인체에 유해한 성분, 예를 들면 휘발성 유기화합물 등을 배출하지 않는 것을 사용하는 것이 좋다.
바람직한 천연 접착제로는 고구마, 감자, 옥수수, 나무, 계란 흰자, 우유, 섬유질, 아교, 황촉규, 어교, 갓풀, 해조류 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물, 또는 이들로부터 추출된 추출물을 포함할 수 있으며, 그 사용량은 알루미노 실리케이트 100중량부를 기준으로, 10 내지 50중량부인 것을 추천하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 상기 고구마, 감자, 옥수수 등은 전분으로 제조하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 해조류는 흙 마감재 조성물을 구성하는 구성성분들의 결합을 촉진시키고, 균열을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 해조류는 녹조류, 갈조류, 홍조류 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 바이오 세라믹은 자연계 스스로 환경 오염물질 등을 정화하는 자정작용을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 통상적인 바이오 세라믹이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 황토, 고령토, 일라이트, 제올라이트, 게르마늄 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 황토, 고령토, 일라이트, 제올라이트, 게르마늄은 그 자체에 고유한 색감, 예를 들면 황토는 황색; 고령토, 일라이트 및/또는 제올라이트는 백색 또는 회색; 게르마늄은 은색 또는 은회색의 색감을 제공하여, 바이오 흙 마감재 조성물을 이용하여 패턴시공을 할 경우, 그 고유의 색감을 부여할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 바이오 흙 마감재, 특정적으로 친환경 바이오 흙 마감재에 포함된 바이오 세라믹은 상기 자정작용을 통해 공기정화에 도움을 주고, 실내 공기의 습도를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 고유의 색감으로 색상을 띄는 다양한 패턴을 형성시킬 수 있도록 한다.
바람직한 바이오 세라믹의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 추천하기로는 알루미노 실리케이트 100중량부를 기준으로, 20 내지 70중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 난연제는 바이오 흙 마감재 조성물에 난연성을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 사용되는 난연제, 특정적으로 난연제 혼합물이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 금속수산화물; 인계 난연제; 암모늄 피로인산; 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 알루미노 실리케이트 100중량부를 기준으로 5 내지 15중량부, 바람직하게는 6 내지 8중량부인 것이 좋다.
이때, 상기 난연제의 사용량이 5중량부 이하인 경우 바이오 흙 마감재 조성물의 난연성이 원하는 수준에 만족할 수 없고, 사용량이 15중량부 이상인 경우 제조되는 바이오 흙 마감재 조성물의 경도가 증가하여 쉽게 파손될 수 있다.
여기서, 상기 난연제, 특정적으로 난연제 혼합물에 사용되는 금속수산화물, 예를 들면 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 수산화마그네슘, 특정적으로 스테아린산, 비닐 실란, 지방산, 인산 또는 이들의 혼합물로 표면처리, 특정적으로 코팅되어 표면처리된 수산화마그네슘을 사용하는 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 난연제 혼합물은 적은 양의 난연제를 사용하여도 바이오 흙 마감재 조성물이 요구하는 난연성을 충족시키기 위해 암모늄 피로인산, 특정적으로는 액상 암모늄 피로인산을 난연 보조제로서 함께 사용할 수 있다.
이때, 상기 난연 보조제는 인계 난연제 및/또는 표면처리된 수산화마그네슘과 함께 사용할 경우 하나의 난연제만을 단독으로 사용하였을 경우 보다 난연효과를 상승시켜 적은 양의 난연제로 충분한 난연효과를 나타낼 수 있도록 한다.
그러나 상기 액상 암모늄 피로인산은 그 자체적으로 난연효과가 없는 것은 아니다.
특히, 본 발명에 따른 난연제 혼합물에 사용되는 인계 난연제의 경우, 난연효과는 우수하지만 바이오 흙 마감재 조성물에 적용되어 최종적인 제품을 제조하면 제품의 표면에서 백화현상이 발생함으로써 제품의 질을 감소시키게 되는바, 이러한 문제점을 극복하기 위해 적은 양의 인계 난연제를 사용하는 것이 바람직하다.
이에, 본 발명에서는 적은 양의 인계 난연제의 사용에도 불구하고, 원하는 난연성을 확보하기 위해 상기 암모늄 피로인산을 난연 보조제와 같이 사용할 수 있는바, 상기 암모늄 피로인산은 이를 구성하는 피로인산의 인에 의해 백화현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 분말 보다는 액상으로 사용하는 것이 좋다.
특히, 상기 액상 암모늄 피로인산은 친수형 억제제가 포함되어 바이오 흙 마감재 조성물을 이용하여 제조된 제품의 백화현상의 발생을 방지할 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 흙 마감재 조성물은 흙 마감재 조성물의 신속한 경화를 위하여 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 20 내지 70중량부의 고분자 수지 혼합물을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고분자 수지 혼합물은 당업계에서 통상적으로 사용하는 고분자 수지 혼합물이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 코폴리머 폴리올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들 중 선택된 적어도 두 개 이상의 혼합물 25 내지 30중량%와 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 70 내지 75중량%를 반응시켜 제조한 폴리우레탄 프리폴리머를 포함하는 베이스 60 내지 90중량%; 및 피마자유, 수소화피마자유 또는 이들의 혼합물을 주원료로한 에멀젼 경화제 10 내지 40중량%가 혼합되도록 구성되는 것이 좋다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물은 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 20 내지 80중량부의 용제, 예를 들면 물을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물은 바이오 흙 마감재 조성물의 접착력을 향상시키기 위하여 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 폴리초산비닐, 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 멜라민-요소 공중합체 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 레조르시놀 수지, 요소 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 고분자 수지 5 내지 20중량부를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물은 항균, 항곰팡이 성능을 제공하기 위하여 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 5 내지 30중량부의 항균성 물질을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 항균성 물질은 항균 및/또는 항취 성능을 갖는 물질로서, 통상 항균제 및/또는 항취제를 혼용하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 항균성 물질은 항균 및/또는 항취 성능을 갖는 당업계에서 통상적으로 사용하는 항균성 물질이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 무기계 및/또는 유기계 항균성 물질을 사용하는 것이 좋다.
상기 항균성 물질로서 사용 가능한 무기계 항균성 물질로는 은, 구리, 아연 등의 금속 또는 상기 은, 구리, 아연 등의 금속을 무기질 재료에 담지한 무기계 항균성 물질을 사용할 수 있다.
상기 항균성 물질로서 사용 가능한 유기계 항균성 물질은 CAS(Chemical Abstracts Service) 및 EPA(Environmental Protection Agency)에 등록된 화학물질 중 2-피리디오티올-1-옥사이드 소듐염(2-Pyridiothiol-1-oxide sodium salt), N,N-디메틸-N'-페닐-(N'-플로로-디클로로메틸-티올)-설포마이드(N,N-dimethyl-N'-phenyl-(N'-fluoro-dichloromethyl-thio)-sulfoamide), 디오도메틸-P-토릴 설폰(Diiodomethyl-P-tolyl Sulfone), 이소프로필메틸페놀(Isopropylmethylphenol), 메틸이소시아졸리논(Methylisothiazolinone) 또는 메틸디브로모 글루타로니트릴(Methyldibromo Glutaronitrile) 등의 화합물을 단독 또는 둘 이상 혼합하여 사용한다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 항균성 물질은 패턴마감시 표면에 용이하게 도포되기 위해 분말 형태, 추천하기로는 초미립자 분말 형태로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 초미립자 분말로 이루어진 항균성 물질, 특정적으로 항균성 초미립자 분말은 항균성 물질, 특정적으로 유기계 항균성 물질을 금속 및/또는 금속산화물계 무기물 입자에 커플링하여 제조할 수 있다.
상기 금속 및/또는 금속산화물계 무기물의 평균입도는 커플링되어 제조되는 항균성 초미립자 분말의 크기를 고려하여 볼 때, 5 내지 15nm, 바람직하게는 8 내지 12nm인 것이 좋다.
이때, 상기 금속 및/또는 금속산화물계 무기물은 통상적으로 사용되는 금속산화물계 무기물이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 광촉매 반응을 유도하는 물질 예를 들면, TiO2, ZnO2, ZnO, SrTiO3, CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO3, KNbO3, ZrPO4, Fe2O3, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, NiO, Cu2O, SiO, SiO2, MoS2, InPb, RuO2, CeO2 등을 단독 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있고, 내광부식성, 유해성, 광촉매활성 등을 고려하여 볼 때, 인체에 무해하고 광촉매활성이 탁월하며, 내광부식성이 우수할 뿐만 아니라 가격 또한 저렴한 이산화티탄이 좋다.
이때, 상기 이산화티탄은 아나타제 형태와 루틸 형태의 두 가지 결정구조를 가지고 있는데, 상기 루틸 형태의 경우 비활성으로서 항균 효과가 부족하다. 그러므로 더욱 바람직하게는 아나타제형의 이산화티탄 결정을 사용하는 것이 좋다.
한편, 상기 이산화티탄은 388㎚ 이하의 자외선을 흡수하여 반응함으로써 전자(전도대)와 정공(가전자대)이 생성되며, 상기 반응에서 생성된 전자와 정공은 10-12 내지 10-9 초 만에 재결합하지만, 재결합하기 전에 오염물질 등이 표면에 흡착하게 되면 상기 전자와 정공에 의해 분해된다.
본 발명에 따른 항균성 유기물과 금속 및/또는 금속산화물계 무기물을 커플링하여 복합화하는데 사용되는 커플링제로는 실라놀 화합물을 쉽게 형성하는 실란계 커플링제 예를 들면, 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, (3,4 에폭시사이크로헥실)-에틸트리메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 테트라에톡시실란 또는 메틸트리에톡시실란 등을 선택하여 사용한다. 항균성 유기물과 금속 및/또는 금속산화물계 무기물을 실란계 커플링제로 커플링시킬 경우에는 발열반응이 발생하므로 계속하여 가수 분해와 탈수축합 반응이 연속적으로 일어나고 이에 따라 물과 알코올이 생성된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 흙 마감재 조성물은 흙 마감재 조성물의 물리/화학적 특성을 향상시키는 동시에 마감재 조성물의 결합제로 사용될 수 있도록, 실리카미립자를 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 15 내지 30중량부 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 실리카미립자의 크기는 실리카 입자가 수나노미터 내지 수마이크로미터 단위의 입자크기를 갖는 것을 지칭한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물, 특정적으로 친환경 바이오 흙 마감재 조성물은 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 3 내지 10중량부의 은폐제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 은폐제로는 알루미늄 실리케이트, 이산화티타늄 또는 이들의 혼합물로 이루어진 혼합물을 사용하는 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물은 나노세라믹 입자를 더 포함할 수 있다.
바람직한 나노세라믹 입자는 실리콘카바이드, 알루미나, 실리카, 지르코니아-실리카, ZnO, TiO2 및/또는 CaCO3가 포함된다.
이들 세라믹입자는 평균 입경이 나노 범위인 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 실리콘카바이드의 평균 입경은 300 내지 500nm, 상기 알루미나의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 실리카의 평균 입경은 700 내지 1500nm, 상기 지르코니아-실리카의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 ZnO의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 TiO2의 평균 입경은 100 내지 300nm, 그리고 CaCO3의 평균 입경은 500 내지 1000nm인 것이 바람직하다.
이 중에서도 실리콘카바이드는 천연광물로 존재하지 않으므로 인공적으로 합성하며, 고온에서의 화학적 안정성 및 내식성이 뛰어나고 높은 경도를 갖는다.
이러한 실리콘카바이드와 알루미나 초미립자 분말이 건조 중에 패턴시공이 종료된 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 도막을 형성하기 때문에, 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성이 뛰어나고 도장면은 빛을 반사하여 자외선으로부터 도막을 보호하게 된다.
또한, 실리콘카바이드와 알루미나의 뛰어난 열적 안정성으로 인하여 피착물의 온도상승을 방지함으로써 콘크리트의 수축, 팽창을 감소시키며 수지의 중성화/염화를 방지하여 도장의 내구성을 장기간 유지시킨다.
상기 나노세라믹 입자의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능 하지만, 추천하기로는 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부인 것이 바람직하다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물은 자외선 안정제 및/또는 자외선 차단제를 더 포함할 수 있다.
상기 자외선 안정제는 패턴시공면이 외부에 노출될 경우, 자외선에 의해 불안정하게 되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 자외선 안정제라면 특별히 한정되지 않고, 그 사용량은 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부 기준으로 0.5 내지 2중량부를 사용하는 것을 추천한다.
또한, 본 발명에 따른 자외선 차단제는 외부의 자외선으로부터 도막을 보호함으로써, 자외선 차단성을 제공하는 동시에 도막의 변색 및 들뜸 현상을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 자외선 차단제라면 특별히 한정되지 않고, 그 사용량은 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부를 사용하는 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물은 패턴시공 대상면으로부터 쉽게 박리되는 것을 방지하기 위해 박리방지제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 박리방지제는 폴리인산계, 아민계, 또는 인산 에스테르계 박리방지제를 사용하는 것이 좋다.
특정적으로, 상기 박리방지제는 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제; 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 내지 400㎎HCl/g인 아민계 박리방지제일 수 있다.
바람직한 박리방지제의 사용량은 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부인 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물은 부가적으로 방부제, 당업계에서 통상적으로 사용하는 방부제를 더 포함할 수 있으며, 그 사용량은 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부인 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물, 특정적으로 친환경 바이오 흙 마감재 조성물은 부가적으로 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 점감제, 안료, 소포제 및/또는 노화방지제일 수 있다.
여기서, 상기 첨가제로 사용되는 점감제, 안료, 소포제 또는 노화방지제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 사용량은 전체 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 1 내지 20중량부를 사용하는 것이 좋다.
상기 점감제는 트리메산에스테르, 안식향산에스테르, 에틸사이클로헥산, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올디이소부틸레이트 중에서 하나를 사용하는 것이 좋다.
상기 안료는 무기계 안료 및/또는 유기계 안료를 사용하는 것이 좋다.
상기 무기계 안료는 산화철, 수산화철, 산화크롬, 산화티탄 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
이때, 산화철, 수산화철은 적갈색을 나타내고, 산화크롬은 녹색을 나타내고, 산화티탄은 백색을 나타낸다.
상기 유기계 안료는 카본 블랙, 아조피그먼트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
상기 소포제는 저온에서도 소포성, 분산성 및 유화성 등이 탁월한 실리콘계 소포제, 예를 들면 폴리실록산을 주성분으로 하는 소포제를 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 노화방지제는 방향족 아민계, 페놀계, 아인산 에스테르계 화합물 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 바이오 흙 마감재 조성물, 특정적으로 친환경 바이오 흙 마감재 조성물의 시공방법을 설명하면 다음과 같다.
여기서, 상기 바이오 흙 마감재 조성물의 시공방법은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 마감재 조성물을 적용하기 위한 대상표면을 깨끗하게 청소하는 청소단계;
상기 청소단계가 종료된 대상표면에 알루미노 실리케이트 100중량부를 기준으로, 천연 접착제 10 내지 50중량부; 황토, 고령토, 일라이트, 제올라이트, 게르마늄 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 바이오 세라믹 20 내지 70중량부; 및 난연제 5 내지 15중량부를 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물을 이용하여 패턴을 형성하는 패턴형성단계; 및
상기 패턴형성단계가 종료된 후 바이오 흙 마감재 조성물을 건조하는 마무리단계를 포함할 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
알루미노 실리케이트 100g, 천연 접착제로서 전분 25g, 황토분말 35g 및 수산화알루미늄 10g을 혼합하여 바이오 흙 마감재 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 바이오 흙 마감재 조성물에 용제로서 물 50g을 더 부가하여 바이오 흙 마감재 조성물을 제조하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리에테르 폴리올 28g 및 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 72g을 반응시켜 제조한 폴리우레탄 프리폴리머 70g에 피마자유를 포함하는 에멀젼 경화 30g(피마자유와 물의 혼합비는 1:1중량비 임)을 혼합한 고분자 수지 혼합물 90g을 더 부가하여 바이오 흙 마감재 조성물을 제조하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 바이오 흙 마감재 조성물에 항균성 물질로서 은 분말 35g을 더 부가하여 바이오 흙 마감재 조성물을 제조하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 바이오 흙 마감재 조성물에 실리카 미립자 35g을 더 부가하여 바이오 흙 마감재 조성물을 제조하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알루미늄 실리케이트을 주성분으로 하는 은폐제 9g을 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아인산 에스테르계 화합물을 주성분으로 하는 노화방지제 7g을 더 포함시켜 바이오 흙 마감재 조성물을 제조하였다
[실 험]
실시예에 따라 제조된 바이오 흙 마감재 조성물을 이용하여 0.2평방미터의 콘크리트 표면상에 약 4mm 두께의 패턴층을 형성한 후 표준상태에서의 안정도, 소성변화 및 박리성, 부착성 등을 측정하여 표 1로 나타냈다.
안정도
(kg/f)		 표면경도 유해물질배출
여부		 소성변화
(변형량,mm)		 부착성 박리성
실시예 1 1043 이상무 이상무 0.010433 좋음 미박리
실시예 2 1134 이상무 이상무 0.010552 좋음 미박리
실시예 3 1132 이상무 이상무 0.010378 좋음 미박리
실시예 4 1148 이상무 이상무 0.010434 좋음 미박리
실시예 5 1137 이상무 이상무 0.011573 좋음 미박리
실시예 6 1054 이상무 이상무 0.010443 좋음 미박리
실시예 7 1064 이상무 이상무 0.010533 좋음 미박리
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예에 따른 바이오 흙 마감재 조성물은 소성변화가 적고, 유해물질을 방출하지 않으면서도 부착성 등이 좋을 뿐만 아니라, 표면으로부터 쉽게 박리되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 알루미노 실리케이트 100중량부를 기준으로,
    고구마, 감자, 옥수수, 나무, 계란 흰자, 우유, 섬유질, 아교, 황촉규, 어교, 갓풀, 해조류 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물인 천연 접착제 10 내지 50중량부;
    황토, 고령토, 일라이트, 제올라이트, 게르마늄 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 바이오 세라믹 20 내지 70중량부; 및
    금속수산화물, 인계 난연제, 암모늄 피로인산 또는 이들의 혼합물인 난연제 5 내지 15중량부를 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물에,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부 기준으로, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 코폴리머 폴리올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들 중 선택된 적어도 두 개 이상의 혼합물 25 내지 30중량%와 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 70 내지 75중량%를 반응시켜 제조한 폴리우레탄 프리폴리머를 포함하는 베이스 60 내지 90중량% 및
    피마자유, 수소화피마자유 또는 이들의 혼합물을 주원료로한 에멀젼 경화제 10 내지 40중량%로 이루어진 고분자 수지 혼합물을 20 내지 70중량부로 더 포함하고,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 항균성 물질을 5 내지 30중량부로 더 포함하며,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 용제를 20 내지 80중량부로 더 포함하고,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 폴리초산비닐, 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 멜라민-요소 공중합체 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 레조르시놀 수지, 요소 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 고분자 수지를 5 내지 20중량부로 더 포함하며,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 결합제로서 실리카 미립자를 15 내지 30중량부로 더 포함하고,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 은폐제로서 이산화티타늄을 3 내지 10중량부로 더 포함하며,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 나노세라믹 입자로서 평균 입경이 300 내지 500nm인 실리콘카바이드 및 평균 입경이 500 내지 1000nm인 알루미나 분말을 5 내지 20중량부로 더 포함하고,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 자외선 안정제를 0.5 내지 2중량부로 더 포함하며,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 자외선 차단제를 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제를 10 내지 30중량부로 더 포함하며,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 방부제를 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 아인산 에스테르계 화합물을 주성분으로 하는 노화방지제를 1 내지 20중량부로 더 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물.
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  5. 마감재 조성물을 적용하기 위한 대상표면을 깨끗하게 청소하는 청소단계;
    상기 청소단계가 종료된 대상표면에 알루미노 실리케이트 100중량부를 기준으로,
    고구마, 감자, 옥수수, 나무, 계란 흰자, 우유, 섬유질, 아교, 황촉규, 어교, 갓풀, 해조류 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물인 천연 접착제 10 내지 50중량부, 황토, 고령토, 일라이트, 제올라이트, 게르마늄 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 바이오 세라믹 20 내지 70중량부, 및 금속수산화물, 인계 난연제, 암모늄 피로인산 또는 이들의 혼합물인 난연제 5 내지 15중량부를 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물에, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부 기준으로, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 코폴리머 폴리올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들 중 선택된 적어도 두 개 이상의 혼합물 25 내지 30중량%와 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 70 내지 75중량%를 반응시켜 제조한 폴리우레탄 프리폴리머를 포함하는 베이스 60 내지 90중량% 및 피마자유, 수소화피마자유 또는 이들의 혼합물을 주원료로한 에멀젼 경화제 10 내지 40중량%로 이루어진 고분자 수지 혼합물을 20 내지 70중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 항균성 물질을 5 내지 30중량부로 더 포함하며, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 용제를 20 내지 80중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 폴리초산비닐, 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 멜라민-요소 공중합체 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 레조르시놀 수지, 요소 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 고분자 수지를 5 내지 20중량부로 더 포함하며, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 결합제로서 실리카 미립자를 15 내지 30중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 은폐제로서 이산화티타늄을 3 내지 10중량부로 더 포함하며, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 나노세라믹 입자로서 평균 입경이 300 내지 500nm인 실리콘카바이드 및 평균 입경이 500 내지 1000nm인 알루미나 분말을 5 내지 20중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 자외선 안정제를 0.5 내지 2중량부로 더 포함하며, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 자외선 차단제를 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제를 10 내지 30중량부로 더 포함하며, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 방부제를 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 바이오 흙 마감재 조성물 100중량부를 기준으로 아인산 에스테르계 화합물을 주성분으로 하는 노화방지제를 1 내지 20중량부로 더 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물을 이용하여 패턴을 형성하는 패턴형성단계; 및
    상기 패턴형성단계가 종료된 후 바이오 흙 마감재 조성물을 건조하는 마무리단계를 포함하는 바이오 흙 마감재 조성물의 시공방법.
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