KR101646925B1 - 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물 및 이를 포함하는 건축용 패널 조성물 - Google Patents

건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물 및 이를 포함하는 건축용 패널 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물 및 이를 포함하는 건축용 패널 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석고보드와 같은 건축용 패널 표면에 수성도료 도장 시 발생되는 변색을 방지할 수 있는 킬레이트 조성물 및 이를 포함하는 건축용 패널 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 금속이나 금속염과 강력한 결합력을 발휘하여 석고보드 표면에 변색을 일으키는 성분을 봉쇄하여 변색을 근본적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라 염료를 적용함으로써 청색으로 발색을 유도할 수 있다 이에 따라 시각적으로 백색을 더 짙게 느끼도록 하는 효과를 나타낼 수 있게 하므로 보다 우수한 변색저감 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명에 따르면 페리시아나이드 칼륨과 달리 유독성 가스가 발생될 가능성이 없고 300~350℃에서 분해되어도 CO2 등으로 분해되므로 인체에 전혀 유해하지 않아 작업 안전성을 획기적으로 개선할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 조성물은 석고나 시멘트 등의 건축용 소지의 경화나 양생에 전혀 영향을 주지 않으면 우수한 변색 저감 효과를 나타낼 수 있다.

Description

건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물 및 이를 포함하는 건축용 패널 조성물{CHELATE COMPOSITION FOR PREVENTING DISCOLORATION OF SURFACE OF PANEL FOR CONSTRUCTION AND PANEL COMPOSITION FOR CONSTRUCTION CONTAINING THE SAME}
본 발명은 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물 및 이를 포함하는 건축용 패널 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석고보드와 같은 건축용 패널 표면에 수성도료 도장 시 발생되는 변색을 방지할 수 있는 킬레이트 조성물 및 이를 포함하는 건축용 패널 조성물에 관한 것이다.
석고보드, 시멘트보드 등은 건축물의 실내 벽, 천정, 칸막이 등에 많이 사용되는 건축 재료이다. 특히 석고보드는 물을 사용하지 않고 나사 못 등을 사용하여 간편하게 건식시공이 가능할 뿐만 아니라 벽체 구성 시 경량철골을 사용하여 뼈대를 설치하고 석고보드 판을 붙여 시공하기 때문에 시공속도가 빠른 장점이 있다. 또한 모르타르 대용으로 사용 시에는 평활도가 높은 시공 면을 얻을 수 있다. 불연성과 겹수 보온재와 조합에 따라 단열성과 방화·방음성능을 얻을 수 있고 무엇보다 다른 건축자재에 비해 무게가 가벼워 아파트, 상가, 상업용 빌딩 등에 많이 사용되고 확대되는 추세이다.
석고보드, 시멘트보드 등 건축용 패널을 시공 후 표면을 마감하는 방법은 크게 벽지를 부착하는 방법과 페인트를 칠하는 방법이 있다. 페인트의 경우는 크게 유성 페인트와 수성페인트 두 가지로 나눌 수 있다.
유성페인트는 신너와 희석해서 사용하는 페인트로 목재, 창문, 철재 등의 마감 면에 적합한 도료로 광택도가 높은 특성이 있다. 그러나 냄새가 강해 실내 도장 시에는 작업환경이 나빠질 수 있어 작업 중이나 작업 후에 환기를 잘 시켜 주여야 한다. 수성페인트는 물로 희석해서 사용하므로 간편할 뿐만 아니라 목재, 콘크리트, 시멘트, 벽지, 석고보드 등의 다양한 마감 면에 도장이 가능하다. 수성페인트의 경우 주로 백색으로 판매되며 유성페인트에 비해 냄새가 훨씬 적고 VOC(Volatile Organic Compound) 같은 유해물질이 들어가지 않은 친환경 성능을 갖고 있다는 장점이 있다. 이러한 장점으로 인해 주로 상업용 건물이나 상가, 오피스에 석고보드 등을 시공하는 경우 대부분 수성 페인트로 마감하는 경우가 많다.
석고보드 등 건축용 패널의 바탕 위에 수성페인트로 마감하는 경우 수분 함유량이 높은 수성페인트 성분 중 수분이나 페인트 성분이 석고보드 등의 심재 내부로 흡수되고 페인트가 건조 시에는 수분기울기 차이에 의해 내부로 흡습된 수분이나 페인트 성분이 다시 수성페인트로 도장된 표면층으로 스며나온다. 스며나온 수분은 대기 중으로 증발되어 표면은 건조된다.
석고보드는 대부분 석고성분으로 구성되어 있으나 석고원료에 일부 함유된 실리카, 철분, 각종 염류 성분과 석고보드 제조 시 사용되는 경화제 및 유기물이 미량 함유되어 있다. 또한 시멘트 보드 등의 건축용 판넬에도 석고보드와 마찬가지로 실리카, 철분, 각종 염류 성분, 경화제, 유기물 등이 미량 함유될 수 있다. 이 중 철분의 경우 석고보드 등의 심재에 미량 포함되나 건조 시 수성도료에서 흡습된 수분 및 용해도가 높은 염류성분에 의해 쉽게 수성도료 도장층으로 이동하게 된다. 이내 내부에서 이동된 철분이나 염류 성분에 의해 대부분 백색으로 도장된 수성도료 마감층이 오염되어 옅은 황색이나 갈색 또는 적갈색으로 변색된다. 이를 방지하기 위해서 황산구리, 페리시안화 칼륨, 페로시안화 칼륨 등을 사용하여 이 물질과 강력한 배위결합을 하여 금속 착체를 형성한다. 이 물질은 금속 이온과 강력한 배위결합을 하여 변색을 방지하는 효과 외에 알카리 금속과 전이 금속등과 반응 시에 청색으로 발색하게 되어 수성도료를 옅은 청색으로 유도하여 시각적으로 백색을 더 짙게 느끼도록 하는 효과를 나타낸다. 그러나 이러한 우수한 변색방지 효과와 청색 반응에도 불구하고 이 물질들은 급성 독성이 매우 강하고 심한 중독성을 일으키며, 치사율도 높아 위험하기 때문에 사용상 많은 주의가 요구되는 단점이 있다.
또한 석고보드 등의 건축용 패널 위에 수성 도료 도장 시 수분 이동에 의해 석고보드 내부에 포함된 철분과 염류에 의해 수성 도료 표면이 변색되는 현상을 방지하고자 첨가되는 황산구리, 페리시안화 칼륨, 페로시안화 칼륨 등은 금속과 접촉 시 청색으로 설비를 오염시킬 뿐만 아니라 상기에서 설명한 것과 같이 급성독성을 갖는 물질로 취급·운반·보관 시 각별한 주의가 요구된다. 이러한 물질들을 취급·운반·보관 과정에서 삼켰을 때나 흡입 시에는 치명적이며 공기, 빛, 습기, 열, 산성 물질에 접촉 시에는 분해되기 쉽고 분해 시에는 시안화수소를 방출한다. 따라서 이러한 물질을 사용 시에는 작업장의 비산분진 발생에 따른 보호 장구를 반드시 착용하여야 한다. 페리시안화 칼륨, 페로시안화 칼륨 등은 건축자재로서 석고보드에 사용되어 화재발생시 유독성 물질인 시안화수소가 발생되고 이는 화재발생시 재산과 인명을 보호해야 하며 인체에 아무런 해가 없어야 하는 건축 내장재로서의 목적과 배치된다고 볼 수 있다. 아울러 이러한 물질이 석고보드 등에 함유되고 매립될 때는 2차 토양오염이나 수질오염을 발생시킬 수 있으며 수질 오염 시에는 물고기가 폐사될 수도 있다.
내장재의 경우 주거환경에서 거주자와 가장 가깝게 노출되어 있으며 대부분의 생활을 하는 공간에서 유독성 물질에 노출되어서는 안 되며 인체에 무해한 친환경 자재로 시공되어야 한다.
변색저감 목적으로 황산구리, 페리시안화 칼륨, 페로시안화 칼륨 사용 시에는 건축용 소지(석고 등)과 물, 기타 첨가제로 슬러리를 반죽하고 건축용 패널(석고보드 등)을 성형할 때 퓸을 발생시킬 뿐만 아니라 건조과정에서도 외부 온도에 의해 분해되고 분해된 물질이 대기 중으로 배출 될 수 있어 문제된다.
따라서 이러한 문제를 개선할 수 있는 변색 방지용 조성물에 대한 연구가 필요한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 우수한 변색 저감 효과를 나타내면서 작업 안전성을 개선할 수 있는 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물 및 이를 포함하는 건축용 패널 조성물을 제공한다.
본 발명에 따르면, 킬레이트제; 안정제 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제; 및 염료를 포함하여 구성되는 건축용 패널 표면 변색방지용 킬레이트 조성물을 제공할 수 있다.
상기 건축용 패널에는 석고보드, 시멘트 보드 등이 포함될 수 있다.
석고보드 등의 표면을 수성 페인트로 도장하는 경우, 수성페인트가 도장된 표면에서 변색이 발생되는 메커니즘은 석고 등의 소지 원료에 포함된 철이 공기 중이나 물에 노출 시 몇 단계 산화과정을 거쳐 진행된다.
첫 번째 단계는 철성분이 Fe2+이온으로 산화되는 것과 공기 중의 산소가 OH-로 환원되는 2가지 과정이다. 이 산화-환원반응은 별개로 발생되지만 동시에 진행된다.
산화반응: Fe(s) → Fe2+(aq)+2e-
환원반응: O2(g)+2H2O(l)+4e-→4OH-(aq)
이런 철성분과 산소, 물에 의한 산화 환원반응을 종합하면,
2Fe(s)+ O2(g)+2H2O(1)→2Fe2+(aq)+4OH-(aq)
변색이 발생하는 원인은 Fe2+와 OH- 이온은 고체 수산화철(II)(iron(II) hydroxide Fe(OH)2)로 반응할 수 있고 수산화철(II)은 산소나 물과 더 오래 반응해서 적갈색의 수화된 산화철(III) (hydrated iron(III) oxide, Fe2O3·nH2O)을 생성하기 때문이다.
Fe2+(aq)+2OH-(aq)→Fe(OH)2(s)
4Fe(OH)2(s)+ O2(g)+xH2O(I)→2Fe2O3·(x+4)H2O(s)
변색방지를 위해 사용하는 기존의 페리시아나이드 이온은 Fe2+ 이온과 반응하여 프러시안 블루라고 알려진 Fe3[Fe(CN)6]2의 진한 청색 물질 형성된다.
3Fe2+(aq) + 2Fe(CN)6 3-(aq) → Fe3[Fe(CN)6]2(s)
황색 프러시안 블루
이것은 중앙에 금속이온을 중심으로 하나 이상의 분자나 음이온과 강력한 배위결합을 형성하여 금속 이온을 봉쇄하는 역할을 한다. 이러한 결합은 금속성분에 의한 변색을 효과적으로 방지할 뿐만 아니라 청색으로 발색을 일으켜 백색도를 향상시키는 효과가 있다. 그러나 앞서 설명한 것처럼 이러한 변색방지제는 급성독성을 갖는 물질로 취급·운반·보관 시 각별한 주의가 요구된다. 이러한 물질들을 취급·운반·보관 과정에서 삼켰을 때나 흡입 시에는 치명적이며 공기, 빛, 습기, 열, 산성 물질에 접촉 시에는 분해되기 쉽고 분해 시에는 시안화수소를 방출하는 문제 등이 있어 이를 대체할 수 기술이 요구된다.
이러한 변색방지제를 대체하기 위해서는 금속이온과 효과적으로 결합하여 착염을 형성하고 청색으로 발색을 일으킬 수 있는 물질이 필요하다. 이에 따라 본 발명자는 친환경적이면서 변색 방지 효과가 우수한 조성물을 구현하였다. 즉 본 발명에 따르면 킬레이트제; 안정제; 산화방지제; 및 염료를 포함하여 구성되는 건축용 패널 표면 변색방지용 킬레이트 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 킬레이트 조성물에는, 킬레이트 조성물 전체 중량 기준으로, 킬레이트제 25~60 중량%; 안정제 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제 35~70 중량%; 및 염료 1~5 중량%가 포함될 수 있다.
상기 킬레이트제는 주로 두 자리 이상의 배위결합을 갖는 화합물로 주로 아미노 카르본산계, 인산계, 킬레이트 금속염 등을 포함할 수 있다.
상기 아미노 카르본산계에는 NTA(Nitrilo Triacetic Acid), EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid), DTPA(Diethylene Triamine Petaacetic Acid), HEDTA(Hydroxyethyl Ethylene Diamine Triacetic Acid), TTHA(Triethylene Tetramine Hexaacetic Acid), PDTA(1,3-Propanediamine Tetraacetic Acid) 등이 포함된다.
상기 인산계에는 HEDP(Hydroxyethylidene Diphosphonic Acid), NTMP(Nitrilotris Methylene Phosphonic Acid), PBTC(Phosphonobutane Tricarboxylic Acid) 등이 포함된다.
상기 킬레이트 금속염에는 EDTA금속염, DTPA금속염, 글루콘산계 킬레이트 등이 포함된다.
상기 EDTA금속염은 EDTA·4H, EDTA·2H·2Na·2H2O, EDTA·H·3Na·3H2O, EDTA·4Na·4H2O, EDTA·4Na, EDTA·2H·2K·2H2O, EDTA·H·3K·2H2O, EDTA·H·3K, EDTA·4K, EDTA·2H·2（NH4）·H2O, EDTA·2H·2（NH4）및 EDTA·H·3（NH4）로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 킬레이트 조성물에 사용되는 킬레이트제에는 상기 킬레이트제 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.
상기 안정제는 알카리 금속 황산화물로서 K2SO4, Na2SO4, BaSO4, MgSO4 및 CaSO4로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 안정제는 수화물 또는 무수화물일 수 있다. 상기 안정제는 킬레이트제 및 산화방지제와 반응물을 형성할 때 안정화하는 역할을 한다.
상기 산화방지제는 알칼리 금속 산화물이나 수산화물을 포함한다. 상기 산화방지제는 K2O, CaO, MgO, Na2O, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2 및 NaOH로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 산화방지제는 알칼리도가 높아 중성화 및 산화를 방지하는 역할을 한다.
상기 염료는 인디고계 염료, 프탈산 아미드계 염료, 안트라 퀴논계 염료 및 디옥사진계 염료로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 염료는 청색 염료일 수 있다.
상기 염료는 인디고(indigo), 폴리 클로로 프탈로시아닌(poly chloro phthalocyanine blue), 폴리 클로로 프탈로시아닌 그린(poly chloro phthalocyanine green) 및 안트라센-9,10-다이온(anthracene-9,10-dione)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 킬레이트 조성물은 보조제를 더 포함할 수 있다.
상기 보조제에는 분쇄조제, 분산제 등이 포함될 수 있다.
상기 분쇄조제로는 다이에틸렌 글라이콜(diethylene glycol), 트리이소프로판올 아민(triisopropanol amine), 소듐 헥사메타포스페이트(sodium hexametaphosphate), 스티렌 말레익 언하이드레이트(stylene maleic anhydrite) 등이 사용된다. 상기 분쇄조제는 상기 킬레이트 조성물 전체 중량 기준으로, 0.5~2 중량% 범위로 포함될 수 있다. 상기 킬레이트 조성물에 상기 범위의 분쇄조제가 더 포함되는 경우, 분쇄 효율을 획기적으로 증대시킬 수 있다. 이에 따라 상기 조성물을 분쇄하는 경우 보다 균질하게 미분쇄된 조성물을 얻을 수 있고, 이러한 조성물을 적용함으로써 건축용 패널 표면에 얼룩이 생기는 문제 등을 획기적으로 개선할 수 있어 결과적으로 보다 우수한 변색 저감 효과를 나타낼 수 있다.
상기 분산제로는 에틸렌 비스 스테아라미드(ethylene bis stearamide), 징크 스테아레이트(zinc stearate), 바이닐 아세테이트 에틸렌(vinyl acetate ethylene), 에틸렌 바이닐 클로라이드(ethylene vinyl chloride), 에틸렌 아크릴산(ethylene acryl acid), 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax) 등이 사용된다. 분산제의 첨가량은 상기 킬레이트 조성물 전체 중량의 0.1~0.5% 정도가 바람직하다.
상기 킬레이트 조성물의 입자 크기는 100㎛이하 일 수 있다. 더욱 바람직하게 40~60㎛일 수 있다. 상기 범위로 균질하게 미분쇄된 조성물을 적용함으로써 표면에 얼룩이 생길 수 있는 문제를 해결할 수 있다. 균질화를 위해서는 입도를 가늘게 분쇄할수록 유리하지만 비용, 시간 등이 과도하게 소비될 수 있으므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 킬레이트 조성물은 석고를 포함하여 이루어지는 소지 원료에 혼합되어 사용될 수 있고, 상기 소지 원료에는 시멘트, 모르타르 등이 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 킬레이트 조성물은 상기 소지 원료에 첨가되어 사용되는 경우 경화, 건조, 강도, 안정성 등에 불리한 영향을 주지 않는다. 즉 상기 킬레이트 조성물의 첨가 전과 비교할 때, 동등 이상의 물성을 확보할 수 있다.
상기 킬레이트 조성물은 상지 소지 원료 중량의 0.1~3.5%의 양으로 혼합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 킬레이트제, 안정제, 산화방지제 및 염료를 포함하는 건축용 패널 표면 변색 방지제를 제공할 수 있다. 상기 변색 방지제는 변색 방지제 전체 중량 기준으로, 킬레이트제 25~60 중량%; 안정제 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제 35~70 중량%; 및 염료 1~5 중량%가 포함될 수 있다.
상기 변색 방지제는 보조제를 더 포함할 수 있다.
상기 킬레이트제, 안정제, 산화방지제, 염료, 보조제 등에 관한 구체적 내용은 상기 킬레이트 조성물에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 생략한다.
본 발명에 따르면, 석고 및 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 소지 원료 및, 건축용 패널 표면 변색 방지제 또는 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물을 포함하여 구성되는 건축용 패널 조성물을 제공할 수 있다.
상기 건축용 패널 표면 변색 방지제 또는 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물에는, 변색 방지제 또는 변색 방지용 킬레이트 조성물 전체 중량 기준으로 킬레이트제 25~60 중량%; 안정제 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제 35~70 중량%; 및 염료 1~5 중량%가 포함될 수 있다.
상기 변색 방지제 또는 킬레이트 조성물은 보조제를 더 포함할 수 있다.
상기 건축용 패널 표면 변색 방지제 또는 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물은 상지 소지 원료 중량의 0.1~3.5%의 양으로 혼합될 수 있다.
상기 소지 원료는 석고, 시멘트, 또는 석고와 시멘트의 혼합물일 수 있다.
상기 건축용 패널에는 석고보드, 시멘트보드 등이 포함될 수 있다.
상기 킬레이트제, 안정제, 산화방지제, 염료, 보조제 등에 관한 구체적 내용은 상기 킬레이트 조성물에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 생략한다.
본 발명에 따르면 금속이나 금속염과 강력한 결합력을 발휘하여 석고보드 표면에 변색을 일으키는 성분을 봉쇄하여 변색을 근본적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라 염료를 적용함으로써 청색으로 발색을 유도할 수 있다 이에 따라 시각적으로 백색을 더 짙게 느끼도록 하는 효과를 나타낼 수 있게 하므로 보다 우수한 변색저감 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명에 따르면 페리시아나이드 칼륨과 달리 유독성 가스가 발생될 가능성이 없고 300~350℃에서 분해되어도 CO2 등으로 분해되므로 인체에 전혀 유해하지 않아 작업 안전성을 획기적으로 개선할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 조성물은 석고나 시멘트 등의 건축용 소지의 경화나 양생에 전혀 영향을 주지 않으면 우수한 변색 저감 효과를 나타낼 수 있다.
이하, 시험예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 시험예를 통하여 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 시험예에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수 있다. 여기서 소개되는 시험예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 이하의 시험예에 의하여 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 안 된다.
시험예 1: 킬레이트 종류별 변색도(△b 값) 및 경화시간 분석
직경150mm 몰드에 소석고 150g와, 킬레이트제를 소석고 중량 대비 0.48%, 경화제로 K2SO4 0.4%를 각각 넣고 혼합한 다음 배합된 원료를 100㎛로 분쇄하고 물을 고형분 중량 대비 60% 넣어 혼련 경화시킨 다음 탈형하였다. 그 다음 150℃ 건조기에 50분 건조 후 항량 건조한 다음 한쪽 면에 물을 수성페인트 중량 대비 25% 투입하여 희석한 페인트를 도포하고 완전히 마른 다음 3회 침적하고 1일을 경과하여 시편(실험군)을 제조하였다.
상기 실험군과 대비하기 위하여 대조군으로 킬레이트제를 투입하지 않은 시편과 킬레이트제 대신 페리시아나이드 칼륨을 첨가한 시편을 제조하였다. 대조군은 상기 차이점을 제외하고는 실험군과 동일한 방법으로 제조되었다.
변색도는 미놀타 CR400 색차계를 사용하여 △b값을 측정하였다. +b 쪽은 yellow, -b쪽은 blue를 나타낸다.
경화시간 측정은 지름 80mm, 높이 40mm 크기의 몰드에 배합된 석고 슬러리를 붓고 비이카침(Vicat침, 지름 1mm, 가동봉의 중량 300g)을 사용하여 경화시간을 측정하였다. 초결은 몰드 하부에서 2mm에 도달하는 시간, 겉종은 상부에서 2mm 도달하는 시간, 종결은 슬러리 온도가 최고점에 도달하는 시간을 측정하였다.
킬레이트 종류별 변색도와 경화시간을 측정한 결과는 표 1에 나타내었다. 표 1에서 나타내는 바와 같이, 킬레이트제를 투입한 시편의 경우 킬레이트제를 투입하지 않은 경우에 비해 변색정도가 획기적으로 개선되었고 페리시아나이드를 투입한 경우보다는 변색도가 약간 높게 나타났다. 경화시간의 경우, 킬레이트제를 투입한 시편에서 경화속도가 다소 지연되는 것으로 나타났다.
대조군 실험군
무투입 Ferricyanide NTA EDTA DTPA HEDTA TTH PDTA
△b값 5.48 0.8 1.2 1.3 1.5 1.2 1.4 1.3
경화
시간
(분-초)		 초결 2-10 2-13 2-33 2-45 2-45 2-39 2-41 2-37
겉종 3-22 3-24 4-34 4-56 4-39 4-45 4-52 4-41
종결 7-09 7-12 9-43 10-09 9-53 9-57 10-03 9-55
시험예 2: 킬레이트 종류별 변색도(△b 값) 및 경화시간 분석 2 (안정제와 산화방지제 추가 투입)
직경150mm 몰드에 소석고와, 소석고 중량 대비 킬레이트제 0.48%, 경화제로 K2SO4 0.4%, 안정제로 K2SO4 0.24%, 산화방지제로 CaO 0.24%를 각각 넣고 혼합한 다음 배합된 원료를 100㎛로 분쇄하고 물을 고형분 중량 대비 60% 넣어 혼련 경화시킨 다음 탈형하였다. 이후 공정은 상기 시험예 1과 동일한 방법으로 수행하여 변색도와 경화시간을 분석하여 그 결과를 표 2에 나타내었다. 시험예 1의 결과와 비교할 때, 실험군의 변색도가 다소 감소하였고 경화시간도 단축되었다.
대조군 실험군
무투입 Ferricyanide NTA EDTA DTPA HEDTA TTH PDTA
△b값 5.48 0.8 0.9 1.1 1.2 1.0 0.9 0.9
경화
시간
(분-초)		 초결 2-10 2-13 2-22 2-34 2-35 2-28 2-30 2-27
겉종 3-22 3-24 3-45 3-52 3-56 3-47 3-50 3-46
종결 7-09 7-12 8-36 8-48 9-03 8-42 9-50 8-40
시험예 3: 킬레이트 종류별 변색도(△b 값) 및 경화시간 분석 3 (안정제, 산화방지제 및 염료 추가 투입)
직경 150mm 몰드에 소석고와, 소석고 중량 대비 킬레이트제 0.48%, 경화제로 K2SO4 0.4%, 안정제로 K2SO4 0.24%, 산화방지제로 CaO 0.24%, 염료로 폴리 클로로 프탈로시아닌 블루(Poly chloro phthalocyanine Blue) 0.04%를 각각 넣고 혼합한 다음 배합된 원료를 100㎛로 분쇄하고 물을 고형분 중량 대비 60% 넣어 혼련 경화시킨 다음 탈형하였다. 이후 공정은 상기 시험예 1과 동일한 방법으로 수행하여 변색도와 경화시간을 분석하여 그 결과를 표 3에 나타내었다. 표 3에서 나타내는 바와 같이, 실험군은은 △b값 및 경화시간에 있어서 대조군인 페리시아나이드를 첨가한 시편과 동등성능을 나타내었다.
대조군 실험군
무투입 Ferricyanide NTA EDTA DTPA HEDTA TTHA PDTA
△b값 5.48 0.8 0.8 0.9 0.8 0.8 0.8 0.8
경화
시간
(분-초)		 초결 2-10 2-13 2-14 2-15 2-15 2-14 2-15 2-14
겉종 3-22 3-24 3-24 3-26 3-25 3-24 3-26 3-25
종결 7-09 7-12 7-22 7-28 7-15 7-22 7-28 7-26
시험예 4: 킬레이트 종류별 변색도(△b 값) 및 경화시간 분석 4 (안정제, 산화방지제, 염료 추가 투입 및 배합된 원료 50㎛로 분쇄로 분쇄)
상기 시험예 3과 동일한 공정으로 수행하되 배합된 원료의 분쇄크기만 차이를 두어 분석하였고 그 결과를 표 4에 나타내었다. 시험예 4 결과와 비교할 때, 실험군의 △b값은 더욱 감소되었고 경화시간도 단축되었다.
대조군 실험군
무투입 Ferricyanide NTA EDTA DTPA HEDTA TTHA PDTA
△b값 5.48 0.8 0.7 0.8 0.7 0.7 0.7 0.7
경화
시간
(분-초)		 초결 2-10 2-13 2-12 2-13 2-13 2-13 2-13 2-12
겉종 3-22 3-24 3-22 3-24 3-21 3-22 3-23 3-21
종결 7-09 7-12 7-10 7-13 7-12 7-11 7-13 7-14
이상의 결과에서 변색을 일으키는 철분이나 금속성분을 킬레이트제 성분으로 강력한 결합력을 확보하기 위해서는 CN성분을 함유하지 않은 다양한 킬레이트제가 적용가능하나 킬레이트제 적용 시에는 건축자재를 구성하는 석고나 시멘트의 경화나 양생시 지연작용이 나타날 수 있고 변색도 또한 기존 페리시아나이드 칼륨에 비해 성능이 하락함을 확인할 수 있었다. 따라서 경화를 동등수준으로 유지하고 변색도를 만족시키기 위해서는 안정제, 산화방지제, 염료가 필요하며, 이 원료들을 균질하게 혼련 후 평균 입경 50㎛으로 미분 시에는, 페리시아나이드 칼륨을 적용하는 경우와 비교할 때 동등 이상의 변색 저감 효과를 나태내고 경화 또한 동등 수준으로 유지됨을 확인할 수 있었다.

Claims (11)

  1. 하기 성분을 포함하는 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물:
    상기 킬레이트 조성물 전체 중량 기준으로,
    (a) 킬레이트제 25~60 중량%;
    (b) 안정제 및 산화방지제로 이루어지고,
    상기 산화방지제는 K2O, CaO, MgO, Na2O, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2 및 NaOH로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 첨가제 35~70 중량%; 및
    (c) 청색으로 발색을 유도하는 염료 1~5 중량%.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 킬레이트 조성물은, 상기 킬레이트 조성물 전체 중량 기준으로 분쇄조제 0.5~2 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 킬레이트제는 니트릴로 트리아세틱 애시드, 에틸렌 다이아민 테트라아세틱 애시드, 다이에틸렌 트리아민 펜타아세틱 애시드, 하이드록시에틸 에틸렌 다이아민 트리아세틱 애시드, 트리에틸렌 테트라아민 헥사아세틱 애시드, 1,3-프로판다이아민 테트라아세틱 애시드, 하이드록시에틸리덴 다이포스포닉 애시드, 니트릴로트리스 메틸렌 포스포닉 애시드, 포스포노부탄 트리카복실릭 애시드, EDTA금속염, DTPA금속염 및 글루콘산염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 안정제는 K2SO4, Na2SO4, BaSO4, MgSO4 및 CaSO4로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 염료는 인디고계 염료, 프탈산 아미드계 염료, 안트라 퀴논계 염료 및 디옥사진계 염료로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 킬레이트 조성물의 입자 크기는 0.1 ~ 100㎛인 것을 특징으로 하는 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물.
  8. 하기 성분을 포함하는 건축용 패널 표면 변색 방지제:
    상기 변색 방지제 전체 중량 기준으로,
    (a) 킬레이트제 25~60 중량%;
    (b) 안정제 및 산화방지제로 이루어지고,
    상기 산화방지제는 K2O, CaO, MgO, Na2O, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2 및 NaOH로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 첨가제 35~70 중량%; 및
    (c) 청색으로 발색을 유도하는 염료 1~5 중량%.
  9. 석고 및 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 소지 원료 및 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물을 포함하여 구성되는 건축용 패널 조성물로서,
    상기 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물은
    상기 킬레이트 조성물 전체 중량 기준으로,
    (a) 킬레이트제 25~60 중량%;
    (b) 안정제 및 산화방지제로 이루어지고,
    상기 산화방지제는 K2O, CaO, MgO, Na2O, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2 및 NaOH로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 첨가제 35~70 중량%; 및
    (c) 청색으로 발색을 유도하는 염료 1~5 중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축용 패널 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 건축용 패널 표면 변색 방지용 킬레이트 조성물은 석고, 시멘트 또는 석고와 시멘트의 혼합물 중량의 0.1~3.5%의 양으로 포함되는 것을 특징으로 하는 건축용 패널 조성물.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 건축용 패널은 석고보드 또는 시멘트보드인 것을 특징으로 하는 건축용 패널 조성물.
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