KR101714590B1 - 유해물질 고흡착형 친환경 수성도료의 제조방법 - Google Patents

유해물질 고흡착형 친환경 수성도료의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방해석, 규조토 등 천연 미네랄 성분의 다공성 분말을 주원료로 하면서 물을 용매로 사용한 친환경 수성도료에 관한 것이다.
본 발명에 따른 친환경 수성도료 조성물은, 물 30~50중량%, 팽윤토 0.5~5중량%, 수용성 PVA 1.5~15중량%, 다공성 분말 20~60중량%, 분산제 0.5~5중량%, 소포제 0.5~3중량%, 방부제 0.5~3중량%를 포함하여 조성되되, 상기 다공성 분말은 300~1,500메쉬(mesh)의 입도를 가지는 것으로 방해석과 규조토를 1:0.2~0.8의 중량비로 조성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 친환경 수성도료 제조방법은, 상기한 도료 조성물로 유해물질 고흡착형 친환경 도료를 제조하는 방법으로, 교반기에 물, 팽윤토, 수용성 PVA, 분산제, 방부제를 투입 교반하여 용제를 제조하는 제1단계; 제1단계의 용제에 다공성 분말 중 규조토의 일부를 투입 교반하는 제2단계; 제2단계 교반물에 나머지의 다공성 분말을 투입 교반하는 제3단계; 제3단계 교반물에 소포제를 투입 혼합하는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

유해물질 고흡착형 친환경 수성도료의 제조방법{Process for Preparing Natural Water-based Paint}
본 발명은 방해석, 규조토 등 천연 미네랄 성분의 다공성 분말을 주원료로 하면서 물을 용매로 사용한 친환경 수성도료에 관한 것으로, 일정 수준 이상의 유해물질(VOCs, HCHO 등)의 흡착, 항균, 항곰팡이 기능을 발휘하는 친환경 도료 조성물과, 이러한 수성도료 조성물을 균일하게 분산시키면서 우수한 품질의 도료로 생산할 수 있는 친환경 수성도료의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물의 실내·외 표면은 부식, 노후로부터 보호하고 보존하면서 색채, 광택 등의 장식을 위하여 도료를 칠하는 도장공사를 실시한다. 도장공사용 도료의 종류로는 유성도료, 수성도료, 천연수지도료, 합성수지도료 등이 있으며, 도장목적, 공사기간, 기능성, 경제성 등을 고려하여 적절한 도료를 선택한다.
일반적으로 도료는 색소뿐만 아니라 휘발성 유기용제 등을 혼합 사용하는 유기화학 제품들이 주류를 이루는데, 이러한 도료는 휘발성 유기화합물의 독성이 방출됨으로써 환경오염문제를 일으킨다. 특히 실내에 사용되는 도료로부터 방출되는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound ; VOC)은 인체에 손상을 주거나 건강을 해치는 문제가 있으며, 이러한 문제는 신축건물, 신축아파트 등에서 심하게 나타나 소위 '새집증후군(Sick House Syndrome)'이라는 질병으로까지 인식되고 있다. 이러한 새집증후군 문제를 예방하고자 국내에서는 환경표지기준(의무기준), 건강친화형주택건설기준(권장기준) 등을 마련하여 친환경 건축자재의 사용을 의무화하거나 권장하고 있다.
유기화합물의 독성 방출 문제를 해결하기 위해 유기용제를 사용하지 않는 수성도료가 다양하게 개발되어 제안되고 있다. 수성도료와 관련한 선행기술로는 국내 공개특허 제10-2008-0101373호, 국내 등록특허 제10-0618075호, 국내 등록특허 제10-0955651호, 국내 등록특허 제10-1173007호 등이 있다. 이들 선행기술들을 포함하여 대부분의 수성도료는 휘발성 유기용제의 사용을 배제하면서 무기 세라믹의 음이온 방출에 의한 실내공기의 정화 등에 특징이 있으며, 다만 아크릴수지 등 유해성의 유기 바인더를 여전히 사용하기 때문에 유기 바인더 자체에서 유해성 물질은 여전히 방출되는 한계가 있다.
기존 수성도료의 유기 바인더 사용에 따른 한계를 개선하고자 개발된 것이 특허 제10-1254579호이다. 특허 제10-1254579호는 무독성의 세라믹 성분 및 유해성이 없는 수용성 유기 바인더를 선택한다. 하지만 특허 제10-1254579호에 따른 수성도료는 유해성 물질 방출문제를 개선하여 환경표지기준(의무기준)에 부합하나, 건강친화형주택건설기준(권장기준)에서 흡착성능은 만족시키지 못하는 것으로 확인되었다. 이에 따라 본 발명자들은 특허 제10-1254579호를 더욱 개선하고자 본 발명을 개발하기에 이르렀다.
공개특허 제10-2008-0101373호 등록특허 제10-0618075호 등록특허 제10-0955651호 등록특허 제10-1173007호 등록특허 제10-1254579호
본 발명은 종래 수성도료를 더욱 개선하고자 개발된 것으로서, 방해석, 규조토 등 천연 미네랄 성분의 다공성 분말을 주원료로 하면서 물을 용매로 사용한 친환경 수성도료로서 일정 수준 이상의 유해물질(VOCs, HCHO 등)의 흡착, 항균, 항곰팡이 기능을 발휘하는 친환경 도료 조성물과, 이러한 도료 조성물을 균일하게 분산시키면서 우수한 품질의 도료로 생산할 수 있는 친환경 수성도료의 제조방법을 제공하는데 기술적 과제가 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 방해석, 규조토 등 천연 미네랄 성분의 다공성 분말을 주원료로 하면서 물을 용매로 사용한 친환경 수성도료 조성물과, 이러한 수성도료 조성물을 가지고 균일상을 유지하면서 시공에 적절한 점도를 유지하는 수성도료 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 친환경 수성도료 조성물은, 물 30~50중량%, 팽윤토 0.5~5중량%, 수용성 PVA 1.5~15중량%, 다공성 분말 20~60중량%, 분산제 0.05~5중량%, 소포제 0.5~3중량%, 방부제 0.5~3중량%를 포함하여 조성되되, 다공성 분말은 300~1,500메쉬(mesh)의 입도를 가지는 것으로 방해석과 규조토를 1:0.2~0.8의 중량비로 조성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 친환경 수성도료 제조방법은, 상기한 도료 조성물로 유해물질 고흡착형 친환경 도료를 제조하는 방법으로, 교반기에 물, 팽윤토, 수용성 PVA, 분산제, 방부제를 투입 교반하여 용제를 제조하는 제1단계; 제1단계의 용제에 다공성 분말 중 규조토의 일부를 투입 교반하는 제2단계; 제2단계 교반물에 나머지의 다공성 분말을 투입 교반하는 제3단계; 제3단계 교반물에 소포제를 투입 교반하는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 수성도료 조성물은 무독성 내지 저독성의 성분들을 조합하기 때문에 친환경적이다. 특히 주요 성분이 무기질 성분이고 용매로 물을 사용하기 때문에, 휘발성 유기물질이 거의 없으며 실내의 공기 질을 개선하는데 효과가 있다. 실제 부착면에 도포되어 건조되면 유해물질(VOCs, HCHO 등)의 흡착, 항균, 항곰팡이 등에서 '건강친화형 주택건설기준'에 부합하는 성능을 발휘한다.
둘째, 본 발명은 수성도료 제조공정에서 매우 많은 기공을 가지는 고흡수성의 규조토를 2회에 나누어 투입 교반하기 때문에 규조토를 효과적으로 활성화하면서 적정 부피비를 유지하도록 제어할 수 있으며, 그 결과 1.0~1.2 수준의 비중으로 치밀한 조직구조를 가지는 수성도료로 제조할 수 있다. 이로써 기능성이 향상된 고품질의 친환경 수성도료를 안정적으로 생산할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 수성도료의 제조공정을 보여주는 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 수성도료의 제조방법에서 바람직하게 이용가능한 교반기와 교반과정을 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 친환경 수성도료의 SEM 분석 결과이다.
본 발명은 방해석, 규조토 등 천연 미네랄 성분의 다공성 분말을 주원료로 하면서 물을 용매로 사용한 친환경 수성도료 조성물과, 이러한 수성도료 조성물을 가지고 균일상을 유지하면서 시공에 적절한 점도를 유지하는 도료로 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 용매인 물에 불용성 무기질 입자를 균일하게 분산시켜 겔화된 고분자 상태로 만드는 것이 매우 중요한데, 이를 고려하여 본 발명에서는 무기질의 종류, 무기질 입자의 크기, 분산제, 바인더 등을 적절하게 선택하여 최적의 제조공정을 수립하고 있다.
본 발명에 따른 친환경 수성도료 조성물은, 물 30~50중량%, 팽윤토 0.5~5중량%, 수용성 PVA 1.5~15중량%, 다공성 분말 20~60중량%, 분산제 0.5~5중량%, 소포제 0.5~3중량%, 방부제 0.5~3중량%를 포함하여 조성된다.
물은 기본적인 수성도료의 용매가 되며, 도료의 분산성과 점도를 고려할 때 30~50중량%가 적절하다. 팽윤토는 수화 팽창 후 겔상태를 형성하는 재료로서, 점성이 낮은 다른 재료들을 농축하고 침전을 방지하며 특유의 윤활성으로 분산제 역할도 한다. 팽윤토는 작업성을 고려한 도료의 점성 확보를 위해 0.5~5중량% 사용하는 것이 바람직하며, 점토광물 중에서 벤토나이트가 적당하다. 수용성 PVA는 유해물질 방출을 최소화하는 비휘발성의 수용성 바인더로서 1.5~15중량% 사용하는데, 1,5중량% 미만이면 바인더로서의 역할이 부족하여 도료 건조 후의 비산이 우려되고 15중량% 초과하면 작업성이 저하한다.
다공성 분말은 흡착, 흡·방습 효과를 도료에 기능성을 부여하기 위한 주재료가 되며, 균일한 수성 분산액을 얻기 위해 300~1,500메쉬(mesh)의 입도로 사용한다. 본 발명에서 다공성 분말은 방해석과 규조토를 주원료로 하여 1:0.2~0.8중량비로 포함하도록 조성하는데, 이러한 조성범위는 방해석이 가벼운 규조토의 부피를 제어하면서 규조토의 기공을 효과적으로 활성화하기 위한 범위이다. 방해석과 규조토를 포함하는 다공성 분말은 전체 수성도료의 20~60중량% 사용하는데, 이는 흡착성능 등의 기능성 발현을 고려한 범위이다. 방해석과 규조토는 백색 도료의 바탕이 되며, 여기에 다공성 분말로 고령토, 백운석, 제올라이트, 맥반석, 활성탄 중 하나 이상을 더 선택하여 포함시키면 다양한 색감의 도료가 된다. 방해석과 규조토 외에 다른 종류의 다공성 분말을 더 포함하는 경우에는 방해석과 규조토는 전체 다공성 분말의 50중량% 이상 포함하도록 하는 것이 일정이상의 흡착성능 확보하는데 유리하다.
분산제는 다공성 분말의 현탁시 적절한 적심성(침투성)을 갖게 하고 입자를 고르게 분산시키는 역할을 하는 구성으로, 본 발명에서는 도료의 독성을 최소화하기 하기 위해 폴리인산나트륨 등 식품첨가물 용도의 분산제를 바람직하게 사용하며, 전체 도료에서 0.05~5중량% 사용하는 것이 적당하다. 방부제는 도료의 부패방지와 함께 도료에 항균, 항곰팡이 기능을 부여하는 구성으로, 본 발명에서는 안식향산, 소르빈산, 아황산나트륨 등 식품첨가물 용도의 방부제를 바람직하게 사용하며, 전체 도료에서 0.5~3중량% 사용한다. 소포제는 도료 제조과정에서 거품을 억제하거나 제거하기 위해 사용하며, 감안하여 0.5~3중량% 사용한다. 소포제는 휘발성이 적은 수용성의 계면활성제로 low-voc 분말제품을 바람직하게 사용한다.
나아가 본 발명에 따른 수성도료 조성물은 기타 첨가제로 올리고당(다당류)을 0.05~5중량% 더 포함하여 조성할 수 있는데, 올리고당은 도료의 부착강도 등 물성 증대에 기여한다.
위와 같은 재료조성에 따른 수성도료 조성물은 도 1과 같은 제조공정을 통해 우수한 품질의 안정적인 수성도료 제품으로 제조할 수 있다. 다만 실질적인 제조공정에 들어가기에 앞서 원재료를 준비하는 제0단계를 수행한다. 제0단계는 물 30~50중량%, 팽윤토 0.5~5중량%, 수용성 PVA 1.5~15중량%, 다공성 분말 20~60중량%, 분산제 0.5~5중량%, 소포제 0.5~3중량%, 방부제 0.5~3중량%를 포함하는 조성으로 유해물질 고흡착형 친환경 수성도료 조성물의 원재료를 준비하는 단계이다. 여기서 다공성 분말로 300~1,500메쉬(mesh)의 입도를 가지면서 방해석과 규조토를 1:0.2~0.8의 중량비로 조성한 것을 준비한다.
제1단계는 교반기에 물, 팽윤토, 수용성 PVA, 분산제, 방부제를 투입 교반하여 용제를 제조하는 단계이다. 분산제로는 폴리인산나트륨, 방부제로는 안식향산, 소르빈산 중에서 하나 이상을 선택하면 적당하다. 올리고당을 더 투입한다면 제1단계에서 투입하여 교반한다. 효과적인 혼합 교반을 위해 제1단계는 물을 80~100℃로 가열하여 나머지 재료들을 투입한 후 300~500RPM 10~30분 교반하면서 실시하는 것이 효과적인 겔화 진행과 재료들의 균일한 분산을 위해 바람직하다. 물은 교반기 내에 내장된 전기식 히터를 통해 가열하면 된다.
제2단계는 제1단계의 용제에 다공성 분말 중 규조토의 일부를 투입 교반하는 단계이다. 제2단계에서 투입하는 규조토량은 총 사용량의 절반 정도가 적당하다. 규조토는 매우 가볍고 연하며 부피의 5배에 달하는 액체를 흡수할 수 있을 정도로 매우 많은 기공을 가지는데, 이러한 다공질의 규조토는 부피 조절의 문제점으로 적정량을 활성화하여 적정 부피비를 유지하는 것이 중요한바, 이를 위해 본 발명에서는 규조토 투입 교반을 2회 공정으로 제2단계와 제3단계에서 나누어 실시한다. 제2단계는 750~900RPM 10~30분 교반하면서 실시하는 것이 규조토의 균일한 분산을 위해 바람직하다.
제3단계는 제2단계 교반물에 나머지의 다공성 분말을 투입 교반하는 단계이다. 방해석과 함께 규조토의 나머지(절반)를 투입 교반하는 것이다. 방해석과 규조토 외에 다른 다공성 분말(고령토, 백운석, 제올라이트, 맥반석, 활성탄 등)을 더 투입한다면 다른 다공성 분말의 투입 교반도 제3단계에서 실시한다. 제2단계는 규조토의 일부를 투입 교반함으로써 규조토를 활성화시키는 과정이라고 한다면, 제3단계는 나머지 규조토를 방해석 등과 함께 투입 교반함으로써 방해석으로 규조토의 부피를 제어하면서 최소화된 부피로 치밀한 조직구조(흡착공간의 구조화)를 형성시키는 과정이라고 할 수 있다.
제4단계는 제3단계 교반물에 소포제를 투입 혼합하는 단계이다. 적정량의 소포제는 기포 생성 억제와 치밀한 조직구조 형성에 기여하는데, 마지막 교반단계인 제4단계에서 투입함으로써 소포제의 투입 효과를 극대화시킬 수 있다. 나아가 제4단계는 도료에 항균, 항공팜성이 성능을 더욱 부가하기 위해 방부제로 아황산나트륨을 더 투입 교반하면서 실시할 수 있다.
제3단계와 제4단계는 각각 750~1500RPM 10~30분 교반하면서 실시하는 것이 바람직하며, 특히 변속 교반하는 것이 더욱 바람직하다. 이는 방해석과 규조토의 균일한 분산과 부피 제어를 위하는 한편, 소포제 등 재료의 균일한 분산과 함께 교반 중 기포 생성 억제 및 넘침 방지를 위함이다.
위와 같은 과정을 거치면 비중이 1.0~1.2수준을 유지하면서 견고하고 우수한 기능성(흡착, 흡방습 등)의 도료 제품으로 제조된다. 실제 아래 실시예에서 확인한 결과, 위와 같이 본 발명에 따라 제조된 도료는 건강친화형주택건설기준(권장기준)의 흡착성능을 만족하는 결과를 나타냈다.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 수성도료의 제조방법에서 바람직하게 이용가능한 교반기(도 2(a))와 교반과정(도 2(b))을 보여준다. 도 2(a)의 교반기는 도료의 제조공정에서 제3,4단계를 실시할 때 바람직하게 이용할 수 있으며, 물론 모든 단계에서 이용하는 것도 가능하다. 교반기는 보는 바와 같이, 교반조(110); 교반조(110) 내부 중앙에 교반조(110)보다 낮은 높이로 설치되는 회전축(120); 회전축(120) 하단에서 양쪽으로 뻗어 나오도록 회전축(120)에 고정되면서 경사지게 설치된 경사교반날개(130); 회전축(120) 상단에서 양쪽으로 뻗어 나오도록 회전축(120)에 고정되면서 수직으로 설치된 수직교반날개(140); 회전축(120) 위에서 교반조(110) 내부를 가로지르도록 교반조(110)에 고정되면서 수직으로 설치된 수직고정날개(150); 교반조(110) 외부에 마련되어 회전축(120)을 회전시키는 구동모터;를 포함하도록 구성된다. 구동모터의 구동으로 회전축(120)이 회전하면서 경사교반날개(130)와 수직교반날개(140)가 회전하면서 교반조(110) 내부의 교반물을 교반하는 방식이다.
교반기에서 경사교반날개(130)는 회전축(120) 하단 교반조(110) 바닥에 근접한 위치에서 회전축(120) 양쪽으로 서로 엇갈리는 경사각도(45°정도)로 설치되는데, 이러한 경사교반날개(130)는 다공성 분말의 침전을 방지하고 유체의 흐름을 생성한다. 수직교반날개(140)는 회전축(120) 상단에서 회전축(120) 양쪽으로 동일하게 수직각도(90°)로 설치되며, 이러한 수직교반날개(140)는 유체의 흐름을 활성화한다. 경사교반날개(130)와 수직교반날개(140)는 회전축(120)에 높이 조절가능한 구조로 설치될 수 있으며, 도 2(a)에서는 가운데가 슬리브관으로 마련됨으로써 원형봉 형상의 회전축(120)에 끼워져 고정볼트의 조임에 의해 회전축에 높이 조절가능하게 고정 설치되는 경사교반날개(130)와 수직교반날개(140)를 확인할 수 있다.
교반기에서 수직고정날개(150)는 회전축(120) 위에서 교반조(110) 내부를 가로지르면서 수직각도(90°)로 고정 설치되어 대기류를 제어하는 역할을 한다. 도료 재료는 도 2(b)(c)에서와 같이 수직고정날개(150) 아래 높이로 교반조(110) 내부에 채워지는데, 이로써 수직고정날개(150)는 교반과정에서 교반물(도료)의 넘침을 억제하면서 비중(부피)을 제어하는 역할을 하기도 한다. 비중이 제어된 도료는 다공성 분말이 치밀하게 구조화됨에 따라 기공이 증강된 상태가 된다.
또한 도 2(a)의 교반기에서는 교반조(110) 상단 내부에 연결 설치된 이송관(210)을 확인할 수 있다. 이송관(210))은 도료 재료의 투입이나 각 단계별 교반물 투입에 사용된다. 가령 도 2(a)의 교반기를 제3,4단계의 실시에만 사용하는 경우라면 이송관(210)은 제3단계의 교반물 투입을 위한 용도로 사용된다.
이하에서는 실시예에 의거하여 본 발명을 상세히 살펴본다. 다만, 아래의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이로써 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1] 친환경 수성도료의 제조
1. 친환경 수성도료의 재료조성
아래 [표 1]과 같은 조성으로 친환경 수성도료의 재료를 준비하였다.
수성도료의 재료조성(중량%)
구분 함량 비교
물 40 -
팽윤토 4 벤토나이트
수용성 PVA 6 -
방해석 30 1000메쉬
규조토 10 1000메쉬 고순도 규조토
분산제 2 폴리인산나트륨
소포제 1 비실리콘계 분말
방부제 5 안식향산:아황산나트륨=4:1
올리고당 2 -
합계 100 -
2. 친환경 수성도료의 제조공정
도 1의 제조공정에 따라 친환경 수성도료를 제조하였다. 먼저 교반기에 물과 팽윤토, 수용성 PVA, 분산제, 방부제 중 안식향산, 올리고당을 투입하고 400RPM의 조건으로 20분 교반하여 기본 용제를 제조하면서 제1단계를 실시하였다. 이어 제1단계의 교반물에 규조토 절반을 투입하고 750RPM의 조건으로 20분 교반하면서 제2단계를 실시하였다. 다음으로 제2단계의 교반물을 도 2(a)의 교반기로 이송하고 방해석과 규조토 나머지 절반을 투입하고 750RPM의 조건으로 20분 교반하면서 제3단계를 실시하였다. 마지막으로 도 2(a)의 교반기에서 그대로 제3단계의 교반물에 소포제와 방부제 중 아황산나트륨을 투입하여 1200RPM의 조건으로 20분 교반하면서 제4단계를 실시하였다. 이로써 친환경 수성도료가 제조 완성되었다.
[실시예 2] 친환경 수성도료의 특성
1. SEM 분석
위의 [실시예 1]에 따라 제조된 친환경 수성도료에 대하여 SEM 분석을 실시하였으며, 그 결과 도 3과 같이 나타냈다. 도 3에서 보는 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 친환경 수성도료는 입자크기가 600목, 비표면적 6.5㎡으로 나타냈으며, 이는 특허 제10-1254579호에 따른 도료보다 약 2배 증가한 결과이다.
2. 흡착시험
위의 [실시예 1]에 따라 제조된 친환경 수성도료(시편 두께:0.55mm(습도막))에 대하여 흡착시험(KS I 3547: 2012)을 실시하였으며, 그 결과는 아래 [표 2]와 같다. [표 2]에서 같이 흡착율과 적산흡착량에서 건강친화형주택건설기준에 부합하는 결과를 나타냈다.
흡착시험
항목 단위 시험결과 비고
1일 폼알데하이드 흡착율 % 76.1 (25.0±0.3)℃
(50±2)% R.H.
3일 폼알데하이드 흡착율 % 72.6
5일 폼알데하이드 흡착율 % 70.1
7일 폼알데하이드 흡착율 % 68.0
적산흡착량 ㎍/㎡/ 6,584
재방출 ㎎/(㎡·h) 0.005
3. 실내공기질공정시험
위의 [실시예 1]에 따라 제조된 친환경 수성도료에 대하여 실내공기질공정시험(환경부고시제2010-24호)을 실시하였다. 시험 결과는 아래 [표 3]과 같으며 보는 바와 같이 환경표지기준에 부합하는 결과이다.
실내공기질공정시험
항목 단위 결과 비고
총휘발성유기화합물(TVOC) mg/(㎡·h) 0.007 도포량: 302g/㎡
온도: 24.8~25.2℃
상대습도 49~52%
시료부하율 0.4㎡/㎥
환기횟수 0.5회/h
경화시간 180분
톨루엔(Toluene) 불검출
(검출한계 0.001)
폼알데하이드(Formaldehyde)
4. 4대중금속시험
위의 [실시예 1]에 따라 제조된 친환경 수성도료에 대하여 4대중금속시험을 실시하였다. 시험 결과는 아래 [표 4]와 같으며, 보는 바와 같이 환경표지기준에 부합하는 결과이다.
항목 단위 시험방법 결과
납(Pb) mg/kg KS M ISO 3856-1: 2007 불검출(검출한계 5)
카드뮴(Cd) KS M ISO 3856-4: 2007 불검출(검출한계 1)
수은(Hg) KS M ISO 3856-5: 2007 불검출(검출한계 1)
육가크롬(Cr6 +) KS M ISO 3856-7: 2007 불검출(검출한계 1)
5. 항균시험
위의 [실시예 1]에 따라 제조된 친환경 수성도료에 대하여 항균시험(JIS Z 2801: 2012)을 실시하였다. 항균시험에서 사용균주는 Escherichia coli ATCC 8739, Staphylococcus aureus ATCC 6538P이며, 시험편은 5㎝×5㎝, 대조편은 Stomacher film 5㎝×5㎝이며, Covering film 표면적은 16㎠이며, 배양시간은 24시간이다. 이러한 항균시험 결과는 아래 [표 5]와 같다. [표 5]에서 같이 항균력에서 건강친화형주택건설기준을 월등히 상회하는 결과를 나타냈다.
항균시험
항목 단위 시험결과 비고
대장균-항균력 로그값 4.8 (35.0±0.1)℃
(94.5±0.2)% R.H.
황생포도상구균-항균력 로그값 4.6
6. 항곰팡이 시험
위의 [실시예 1]에 따라 제조된 친환경 수성도료에 대하여 항곰팡이시험을 실시하였다. 항곰팡이시험은 아래 [표 6] 및 [표 7]에서와 같이 2가지로 나눠 진행하였으며, 시험결과 항곰팡이 성능에서도 건강친화형주택건설기준을 월등히 상회하는 결과를 나타냈다.
항곰팡이시험
항목 단위 시험방법 시험결과 비고
곰팡이 저항성(4주후) 등급 ASTM G 21: 2013 0
(시험편의 접종한 부분에 균사의 발육이 인지되지 않음)		 (29.0±0.2)℃
(96.7±1.0)% R.H.
*곰팡이 균주(혼합균주)- ASpergillus niger ATCC 9642, Penicillium pinophilum ATCC 11797, Chaetomium globosum ATCC 94645, Aureobasidium pullelana ATCC 15233
*배양시간- 4주
항곰팡이시험
항목 단위 시험방법 결과 비고
곰팡이 포자수 CFU/plate ASTM D 6329: 2015(Quantitative test) <10 (29.0±0.2)℃
(96.7±1.0)% R.H.
곰팡이 저항력 로그값 ASTM D 6329: 2015(Quantitative test) 1.0
*CFU- Colony Forming Uint
*사용균주- Aspergillus niger ATCC 9642
*배양시간- 4주
7. 부착강도 및 품질관리 시험
위의 [실시예 1]에 따라 제조된 친환경 수성도료에 대하여 부착강도 시험(KS M ISO 4624: 2007)과 품질관리 시험(KS M 6010: 2014)을 실시하였다. 시험 결과는 아래 [표 8]과 같이 우수한 결과를 나타냈다.
부착강도 및 품질관리 시험
항목 단위 결과 비고
부착강도 N/㎟ 1.1 (23±2)℃
(45±5)% R.H.
내곰팡이성(4주후) - 9 (32.5±0.2)℃
(97.0±0.3)% R.H.
주도 K.U 96 (25±0.5)℃
비휘발분(도료 중의) % 48 (105±2)℃
건조시간(고화) min 20 (23±1)℃
(50±4)% R.H.
45°, 0° 확산반사율 % 88 (23±2)℃
(45±5)% R.H.
광택(85°) - 1
은폐율 % 91
내세척성 회 500회 이상
냉동안정성 - 이상없음 (-5±1)℃
용기 내에서의 상태 - 이상없음 (23±2)℃
(45±5)% R.H.
내알칼리성 - 이상없음
저장안정성 - 이상없음 (49±1)℃
냄새 - 이상없음 (23±2)℃
(45±5)% R.H.
110: 교반조
120: 회전축
130: 경사교반날개
140: 수직교반날개
150: 수직고정날개
210: 이송관

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 물 30~50중량%, 팽윤토 0.5~5중량%, 수용성 PVA 1.5~15중량%, 다공성 분말 20~60중량%, 분산제 0.5~5중량%, 소포제 0.5~3중량%, 방부제 0.5~3중량%를 포함하는 조성으로 유해물질 고흡착형 친환경 수성도료 조성물의 원재료를 준비하되, 다공성 분말로 300~1,500메쉬(mesh)의 입도를 가지면서 방해석과 규조토를 1:0.2~0.8의 중량비로 조성한 것을 준비하는 제0단계;
    교반기에 물, 팽윤토, 수용성 PVA, 분산제, 방부제를 투입 교반하여 용제를 제조하는 제1단계;
    상기 제1단계의 용제에 다공성 분말 중 규조토의 일부를 투입 교반하는 제2단계;
    상기 제2단계 교반물에 나머지의 다공성 분말을 투입 교반하는 제3단계;
    상기 제3단계 교반물에 소포제를 투입 교반하는 제4단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유해물질 고흡착형 친환경 수성도료 제조방법.
  6. 제5항에서,
    상기 제1단계는, 방부제로 안식향산, 소르빈산 중에 하나 이상을 선택하는 한편, 올리고당을 더 투입하면서 이루어지며,
    상기 제4단계는, 아황산나트륨을 더 투입 교반하면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 유해물질 고흡착형 친환경 수성도료 제조방법.
  7. 제5항 또는 제6항에서,
    상기 제3단계 및 제4단계는,
    교반조(110); 상기 교반조(110) 내부 중앙에 교반조(110)보다 낮은 높이로 설치되는 회전축(120); 상기 회전축(120) 하단에서 양쪽으로 뻗어 나오도록 회전축(120)에 고정되면서 경사지게 설치된 경사교반날개(130); 상기 회전축(120) 상단에서 양쪽으로 뻗어 나오도록 회전축(120)에 고정되면서 수직으로 설치된 수직교반날개(140); 상기 회전축(120) 위에서 교반조(110) 내부를 가로지르도록 교반조(110)에 고정되면서 수직으로 설치된 수직고정날개(150); 상기 교반조 외부에 마련되어 상기 회전축을 회전시키는 구동모터;를 포함하여 구성된 교반기를 이용하면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 유해물질 고흡착형 친환경 수성도료 제조방법.
  8. 제7항에서,
    상기 제1단계는, 물을 80~100℃로 가열하여 팽윤토, 수용성 PVA, 분산제, 방부제를 투입한 후 300~500RPM 10~30분 교반하면서 이루어지며,
    상기 제2단계는, 750~900RPM 10~30분 교반하면서 이루어지며,
    상기 제3단계 및 제4단계는, 각각 750~1,500RPM 10~30분 교반하면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 유해물질 고흡착형 친환경 수성도료 제조방법.
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