KR101720662B1

KR101720662B1 - 곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트 조성물 제조방법

Info

Publication number: KR101720662B1
Application number: KR1020170011962A
Authority: KR
Inventors: 우광차; 김진목
Original assignee: 우광차
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2017-04-03

Abstract

본 발명은 곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트 조성물 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소정의 무기화합물과 유기화합물을 혼합한 혼합용액에 결로방지제와 경화조절제 및 항곰팡이제를 첨가하여 교반함으로써 이루어지는 곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트 조성물의 제조방법을 개시한다.

Description

곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트 조성물 제조방법{A method for preparing eco-friendly waterproof paint composit}

본 발명은 곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트 조성물 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소정의 화합물을 혼합한 혼합용액에 결로방지제와 경화조절제 및 항곰팡이제를 첨가하여 혼합함으로써 이루어지는 곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트 조성물의 제조방법을 개시한다.

일반적으로 널리 사용되고 있는 수성 페인트는 석유 화학 수지에 충진제, 안료, 분산제, 첨가제 등을 혼합하고 교반하여 생성되는데, 원료에 함유되어 있는 인체 유해 성분이 완전히 제거되지 않아, 도장 작업자 및 일반 수요자의 건강을 해칠 염려가 있다.

예를 들어, 이러한 종래의 페인트는 도장 시 납 함유 도료에 의한 중독, 도료나 시너에서 발생하는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds)의 증기에 의한 중독, 도장 후 증발되는 트리클로로에틸렌, 메틸알코올, 톨루엔, 벤졸 등에 의한 중독의 염려가 있다.

또한, 페인트에 함유되어 있는 다량의 휘발성 유기 화합물은 대기 오염, 호흡기 질환, 알레르기, 암 등을 유발할 수 있을 뿐만 아니라 새 집 증후군(Sick House Symptom)을 유발하여 새 집으로 이사한 사람들이 알레르기, 습진, 설사, 두통, 기침 등에 의한 고통을 호소하는 실정이다.

더욱이, 일반적으로 건축 구조물은 외벽에 수성 페인트를 칠하여 마감하지만, 수성 페인트는 방수 기능을 수행하는 내수성이 떨어져 빗물 등에 의해 도막이 손상되므로 다시 도포해야 하는 불편함이 있다.

한편, 콘크리트를 이용하여 건축 구조물을 형성하는 경우, 콘크리트 벽면은 콘크리트 고유의 유독성 가스 및 악취를 상당 기간 동안 배출하게 되며, 이때 배출되는 오염 물질은 실내로 스며들어 실내 환경을 오염시키게 된다.

*또한, 건축 구조물의 습한 부분에서는 그 환경 특성에 따라 각종 곰팡이 및 세균과 벌레들이 서식하게 되는데, 이는 건물 내부 환경을 오염시키는 주범이 된다. 따라서, 방수 기능이 강화되고, 친환경적이며, 항균 기능을 가진 방수제 및 방수 페인트가 요구된다.

곰팡이는 균주 중에서 진균(mold)류에 속하는 미생물을 말하며, 포자를 이루는 실처럼 생긴 균류로 대개 분열에 의한 홀씨번식을 하고 유성생식도 하며 약 6만 9천종에 달한다.

곰팡이는 건물 거주자의 호흡기 관련 증상, 호흡기 감염, 알레르기, 천식 등에 걸릴 위험도를 높이며, 몇 몇 곰팡이는 마이코톡신(mycotoxins)을 방출하여 인체에 독성이 있는 것으로 조사되고, 건물내 발생하는 주요 곰팡이의 발생조건은 건축자재에서 발생하는 곰팡이의 경우 기존의 많은 연구결과에서 보듯이 자재 표면의 수분량 또는 자재가 함유하는 수분량이 곰팡이의 성장에 큰 영향을 미치게 된다.

곰팡이의 발생조건 중 직접조건으로 온도와 습도 및 양분과, 자재의 함수율과 환기불량 및 밀폐공간과 우수유입과 같은 주변환경의 요인이 있고, 0∼40℃에서 생존하며 22∼35℃에서 최적의 온도를 제공하며, 상대습도가 71∼94%에 해당한다.

대부분 건물의 실내는 18∼24℃를 유지하여 곰팡이 생존에 충분한 조건이 되고, 건축자재는 석재, 콘크리트 등 대부분 자재에서 90%이상 실내습도와 충분한 환경에서의 노출기간이 확보되면 진균이 발아되는 것이다.

곰팡이는 포자(spdre)단계와 발아(gemmination)단계, 균사(hyphae)성장단계 및 생식(reproduction)단계의 생애를 지나게 되고, 공기중에 떠돌다 건축물 표면에 점착하여 습기와 영양분을 흡수하고 온도와 습도조건이 충족되면 포자단계에서 발아단계로 넘어가게 되므로 포자단계에서 발아단계로 넘어가지 않도록 하여 동면상태를 지속시키는 것이 가장 중요하게 되므로 건물 내에서는 습기와 영양분을 차단하는 방법이 있다.

문헌 1. 특허공개번호 제2011-0057316호(2011. 06. 01. 공개) 문헌 2. 특허등록번호 제1212566호(2012. 12. 07. 등록) 문헌 3. 특허등록번호 제1295115호(2013. 08. 05. 등록) 문헌 4. 특허등록번호 제0882840호(2009. 02. 03. 등록)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제공하는 것으로, 소정의 화합물로 이루어지는 혼합용액에 결로방지제와 경화조절제 및 항곰팡이제를 첨가하여 제조한 기능성 방수 페인트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 각 성분들이 가지는 특성을 활용해 결로방지 및 내수성을 향상시키고, 방수페인트 경화 조절이 가능할 뿐만 아니라 항곰팡이제를 통해 곰팡이 발생을 억제할 수 있는 친환경적인 방수페인트를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적을 이루기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 조성물은 천기토 5∼20 중량부, 토르마린 2∼7 중량부, 황토 2∼15 중량부, 이산화티타늄 2∼7 중량부, 활성탄 2∼10 중량부, 일라이트 2∼12 중량부, 아크릴계 모노머를 공중합체화 한 고분자 물질과 물 45 ~ 55 중량%를 포함하는 제 1 에멀전 15∼37 중량부, 및 아크릴계 모노머를 공중합체화 한 고분자 물질과 물 55 ~ 65 중량%를 포함하는 제 2 에멀전 15∼37 중량부를 혼합하여 이루어지는 혼합용액을 준비하는 단계; 및 상기 준비한 혼합용액에 이소파라핀왁스, 노르말 파라핀왁스, 폴리프로필렌왁스, 폴리에틸렌왁스, 칸델라왁스 및 카나우바왁스, 폴리에틸렌아크릴왁스 중 최소한 2 개 이상을 포함하는 혼합물과 글라스비드, 헥사풀루르실리케이트, 풀루르칼슘, 칼슘락테이트, 칼슘스트레이트, 질석파우다, 플라이애쉬 중 최소한 하나를 포함하는 혼합물로 이루어진 결로방지제를 첨가하는 단계; 글리콘산, 산화알루미늄, 활성규산, 탄산나트륨, 벤토나이트, 에틸셀롤로우스, 메틸셀롤로우스, 펙틴, 카르복시메틸셀롤로우스 중 최소한 하나를 포함하는 혼합물을 경화조절제로 첨가하는 단계; 및 산화아연, 산화마그네슘, 하이드록시아파타이트 중 최소한 하나를 포함하는 혼합물을 항곰팡이제로서 첨가하는 단계를 포함한다.

본 발명은 소정의 화합물을 혼합하여 이루어지는 혼합용액에 결로방지제, 경화조절제 및 항곰팡이제를 첨가하여 제조한 방수페인트 조성물을 통하여 방수 효과를 향상시킴으로써 건축물 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 천기토, 토르마린, 황토, 이산화티타늄, 활성탄, 일라이트, 각 성분들이 가지는 특성을 활용해 곰팡이를 방지하고, 친환경적이어서 인체에 무해한 방수페인트 조성물을 제공한다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 천기토 5∼20 중량부, 토르마린 2∼7 중량부, 황토 2∼15 중량부, 이산화티타늄 2∼7 중량부, 활성탄 2∼10 중량부, 일라이트 2∼12 중량부, 아크릴계 모노머를 공중합체화 한 고분자 물질 및 물 45∼55 중량%를 포함하는 제 1 에멀전 15∼37 중량부, 아크릴계 모노머를 공중합체화 한 고분자 물질 및 물 55∼65 중량%를 포함하는 제 2 에멀전 15∼37 중량부를 혼합하여 35∼45℃의 온도에서 3∼4시간 동안 교반하여 혼합용액을 준비한다.

상기 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 이소파라핀왁스, 노르말 파라핀왁스, 폴리프로필렌왁스, 폴리에틸렌왁스, 칸델라왁스, 카나우바왁스, 폴리에틸렌아크릴왁스 중 최소한 2 개 이상을 포함하는 혼합물과 글라스비드, 풀루르칼슘, 칼슘락테이트, 칼슘스트레이트, 질석파우다, 플라이애쉬 및 헥사풀루실리케이트 중 최소한 하나를 포함하는 혼합물을 혼합하여 준비한 에멀젼 혼합물을 결로방지제로서 20 ∼ 45 중량부를 첨가한다.

상기 결로방지제는 이소파라핀왁스, 노르말 파라핀왁스, 폴리프로필렌왁스, 폴리에틸렌왁스, 칸델라왁스, 카나우바왁스, 폴리에틸렌아크릴왁스 중 2 개 이상을 포함하는 혼합물을 상기 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 15 ~ 30 중량부와 글라스비드, 헥사풀루르실리케이트, 풀루르칼슘, 칼슘락테이트, 칼슘스트레이트, 질석파우다, 플라이애쉬 중 최소한 하나를 포함하는 혼합물 5 ~ 15 중량부를 혼합하여 만든다.

상기 결로방지제는 약간의 점성과 분산성이 좋기 때문에 고분자 수지의 에멀젼과 혼합성이 양호하고 방수를 나타내고자하는 표면에 대한 발수성이 좋다.

글리콘산, 산화알루미늄, 활성규산, 탄산나트륨, 벤토나이트, 에틸셀롤로우스, 메틸셀롤로우스, 펙틴, 카르복시메틸셀롤로우스 중 최소한 하나 이상을 포함하는 혼합물을 경화조절제로서 상기 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 0.1∼20 중량부를 첨가한다.

산화아연, 산화마그네슘, 하이드록시아파타이트 중 최소한 하나를 포함하는 혼합물을 항곰팡이제로서 상기 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 0.5∼10 중량부를 첨가하여 2∼3시간을 교반함으로써 곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트 조성물을 제조한다.

본 발명의 주요 구성 성분인 천기토는 경북 상주시 모서면 득수리 일대의 백학운모광산에서 출토되는 원료로서 사장석, 석영(수정), 견운모, 고령토, 백운모, 부석, 녹니석, 벤토나이트 등이 함유된 지하자원으로 이북의 3대 특산물의 하나인 금강약돌과 화학성분과 그 효능이 흡사한 국내유일의 지하자원이다. 음이온 발생으로 우리 피부에 영양을 공급하는 머드팩이나, 지혈에도 특효가 있고, 한약제로서도 이용되고 있을 뿐만 아니라 알카리성 아미노산 비료로서도 이용되고 있다.

약 오천만년 이전의 태고에 용암이 물과 온도, 압력등의 물리적, 화학적 작용에 의하여 생성된 것으로 특이한 결정을 지니고 있다. 물의 분자가 어떤 가열등에 의하여 탈수하더라도 그 구조는 파괴되지 않고 물의 분자가 그대로 공동으로 잔존하는데 그 공동의 크기는 대략 6∼8 옹스트롱 (1억분의 1cm)으로 이들 무수한 공동은 마치 스폰지와 같은 구조가 되어 이 공동에 다시 수분이나 개스 분자를 강력하게 흡착하는 특성이 있다.

성능으로는 방사성 폐기물 137CS 등의 처리, 오폐수물 중의 암모니아, 질소의 제거, 중금속 이온 Cd²₊Cu²등의 흡작제거, 자동차 폐기가스의 유해 성분의 제거, 돼지, 닭 등의 오수의 처리, 악취제거 등과 같이 정화 및 탈취에 뛰어난 효력을 나타내며, 알카리(ph 7.7)로 인한 토지의 산성화를 개선하는데에도 우수한 효과를 발휘할뿐 아니라 지중의 유해물질(중금속 이온, 암모니아 태, 질소등)을 흡착제거함으로서 농산물의 오염을 크게 줄이고 지질을 활성화하는 등의 다목적 효과를 나타내게 된다. 특히 이를 이용하여 제조된 유기질비료는 초류에 가장뛰어난 효과를 발휘함으로 잔디 양식을 주로 하는 골프장, 꽃을 재배하는 화해단지, 벼의 묘포, 인삼밭 등에는 최적의 비료로 이용할 수 있다.

활발한 이온 교환 작용의 결과 생체에 유해한 중금속 이온이나 양이온을 흡착하고 유익한 미네랄과 산소를 용출하는 전해질 이온 치환효과가 있다.

상기 천기토는 양이온 치환 용량(Consumer Electronics Control)을 지니고 있어, 수중에서 천기토가 전리하여 다른 전해질 이온을 치환하는 작용을 한다. 그 결과, 생체에 유해한 중금속 이온이나 양이온을 흡착하는 동시에, 인체에 유익한 미네랄과 산소를 용출한다.

따라서, 상기 천기토를 이용하는 경우, 상기 천기토가 방수 페인트 조성물에서 발생하는 유해한 가스 및 중금속이온 등을 흡착 제거하고 악취를 정화하기 때문에, 인체에 무해하고 환경 친화적인 탄성 방수 페인트 조성물을 제공할 수 있게 된다.

본 발명의 주요 구성 성분인 토르마린은 토르말린이라고도 하며, 화학성분은 철 ·마그네슘 ·알칼리금속 등과 알루미늄의 복잡한 붕규산염이다. 대개는 6각 또는 9각 때로는 3각 주상(柱狀)을 이루며, 주(柱)의 상하에서 결정형을 달리하는 경우도 있다. 또 상하가 편평한 능면체나 침상(針狀) ·모상(毛狀)을 나타내며, 때로 입상(粒狀) ·괴상(塊狀)을 이루기도 한다. 쪼개짐은 분명하지 않고, 단구(斷口)는 평탄하지 않거나 패각상(貝殼狀)이다. 굳기 7.0∼7.5, 비중 2.98∼3.20이다. 유리광택 또는 수지광택이 있다. 마찰에 의해서 전기가 생기며, 가열하면 양끝이 양 ·음으로 대전(帶電)하기 때문에 이 이름이 붙여졌다. 철이 많은 것을 철전기석이라 하며, 흑색을 띠며 육안으로는 불투명한 것이 많다.

석영 ·백운모 ·장석 등과 함께 화강암질 페그마타이트 속에서 산출된다. 마그네슘이 많은 것은 고토(苦土)전기석 또는 마그네슘전기석이라 하는데, 갈색을 띠며 반투명하다. 접촉변성암 ·광역변성암에서 산출된다. 알칼리금속이 많은 것을 귀전기석(貴電氣石) 또는 알칼리전기석이라 하며, 무색 ·홍색 ·청색 ·황색 등 여러 가지 색을 띠며 투명한 것이 많다. 그 중에서 특히 홍색인 것을 홍전기석(루벨라이트), 남청색(藍靑色)인 것을 남전기석(인디고라이트), 녹색인 것을 녹전기석(벨데라이트 또는 브라질에메랄드)이라 하여, 아름다운 것은 보석으로 사용된다. 흔히 결정주(柱)의 양끝이나, 안쪽과 바깥쪽에서 색을 달리하는 경우가 있다. 브라질 ·미국(캘리포니아주) ·남아프리카공화국 등지에서 아름다운 것이 산출된다. 화강암질 페그마타이트나 기성작용(氣成作用)에 의한 광맥 등에서 산출된다.

토르마린에는 항상 전기를 띠고 있는 전기작용과, 물 분자를 음이온화하고 약알칼리화 하는 연수화 작용, 물을 활성화 하는 작용, 원적외선을 방사하는 작용, 음이온의 계면 활성 효과를 제공하는 음이온 방사작용, 미네랄 용출에 의한 건강효과가 있다.

원적외선 열작용(자체적으로 열 발산)은 각종 질병의 원인이 되는 세균을 없애는데 도움이 되고, 중금속 제거, 탈취, 방균, 곰팡이 번식방지, 제습, 공기정화 등의 효과가 있어 주택 및 건축자재, 주방기구, 섬유의류, 침구류, 의료기구, 찜질방 등 여러 분야에 쓰이고 있으며, 안전한 자연에너지이다.

건축물의 곰팡이는 인체에 독성이 있는 진균으로, 건축물에 발생하는 곰팡이의 경우 자재 표면 또는 자재가 함유하는 수분량이 곰팡이 성장에 큰 영향을 미친다. 곰팡이가 서식하지 못하게 하는 방법은 건축물 자재에 습기와 영양분을 차단하는 것이다.

토르마린의 특성(이온효과, 원적외선 효과, 탈취효과, 항균효과)은 물론 발수력을 지닌 제품으로 공기는 유통시키고 수분은 차단하는 특성을 제공하게 되며, 친환경 제품으로 인체에 해가 없고 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방사함으로써 숲속에서 지내는 효과를 제공하게 된다.

실내에 습기, 냄새를 제거하는 것은 토르마린에서 영구히 방사되는 원적외선의 역할이다, 토르마린은 수분과 마찰에 의해 그 기능이 활발해지면서 풍부한 원적외선을 방사하여 수분을 없애고 냄새를 분해하며, 곰팡이, 세균 등을 제거하여 쾌적한 환경을 만든다.

토르마린은 수분침투를 차단하는 방수기능을 가고 있는데, 상기 방수기능에 더하여 실내와 실외의 온도차이로 발생하는 결로를 방지하며, 세균과 곰팡이 발생을 차단하는 천연재료이고, 색상이 미려하고 접착력이 좋으며 재질이 매끄러워 품격있는 분위기를 연출할 수 있는 장점이 있다.

상기 토르마린은 혼합용액 100 중량부에 대하여 2∼7 중량부를 함유하는 것이바람직하며, 이온효과, 원적외선효과, 계면활성, 산화방지, 탈취 효과를 가지고 있다.

본 발명의 주요 구성 성분인 황토는 수많은 다공성 형태의 분자 구조로서 다양한 함유물질의 구성속에 대표적인 4대효소로서 카탈라아제(Katalase), 디페놀옥시다아제(Diphenol oxydaes), 프로테아제 (Protease), 사카라아제(Saccharase)가 있다, 이들 성분은 인체의 대사과정에서 발생하는 과산화지질(노화촉진성분)을 중화시키며, 흙속의 미생물 분해력과 단백질 성분을 아미노산으로 가수분해 시키는 특징이 있다,

에너지 효율성을 가지는 황토의 분자특성은 수많은 다공성을 가진 특징과 결합성에 있다, 황토를 활용하여 습식양생과 압축결정체로 구성하여 주택의 벽체와 바닥재에 적용할 경우 여름철 냉방(에어컨)과 겨울철(난방)을 가동할시 황토분자는 내부온도와 자기몸의 온도가 일정 할 때까지 냉기, 온기를 지속적으로 흡수하며 내부의 온도가 내려가면 이를 다시 환원(열을 내뿜는다)하는 작용을 하며 냉방의 경우도 이와 같은 한편, 주거환경의 바람직한 습도기준 40∼60%에도 관여하여 황토를 조성하기 초기에 조절한다면 항상 쾌적한 습도조절이 자동으로 진행되는 특성과 함께 에너지 효율 30% 절감효가 있다,

이와 같은 황토가 가지는 기능성은 밀폐된 주거공간에서 발생하는 대표적인 4대 유해물질로서 프롬알데히드 아세트 알데히드 톨루엔 자일렌 등은 인체의 호흡기를 통하여 오랜 동안 체내에 축적되면서 이름모를 다양한 질병을 유발시키는 것으로 알려진 대표적인 한국인의 사례가 아토피 질환을 포함한 호흡기 페질환등이 있다, 뇌에 치명적인 문제점을 나타낼 수 있다는 보도가 있으므로 황토의 분자구조는 이러한 밀폐된 주거 공간내의 유해물질을 정화 시키는 기능으로서 중화 분해 흡수하여 청정한 맑은 공기를 만들어 준다,

상기 황토는 상기 준비하는 혼합용액 100 중량부에 대하여 2∼15 중량%를 함유하는 것이 바람직하며, 유해물질의 정화와 미생물 분해력, 원적외선 방사 등의 성능을 가지고 있다.

본 발명의 주요 구성 성분인 이산화티타늄은 비타르계 색소로 과거에는태블릿 코팅에 쓰이는 설탕시럽에 착색료로 사용된다.

무색 또는 백색 분말로서 냄새와 맛이 없다. 화학식은 TiO₂이다. 물, 염산, 묽은 황산, 알코올 및 다른 유기용매에도 녹지 않으며 뜨거운 진한 황산 이외의 산에는 녹지 않는 음폐력이 매우 큰 백색 색소이다. rutile형과 anatase형이 있는데 주로 anatase형이 쓰인다.

이산화티타늄은 캐나다, 덴마크, 프랑스, 독일, 영국, 미국 등 많은 나라에서 사용이 인정되고 있는 비타르계 색소이다. 1969년 제13회 FAO·합동식품첨가물전문가위원회에서 이산화티타늄의 ADI설정은 필요하지 않다고 결정하였다.

상기 이산화티타늄는 상기 혼합용액 100 중량부에 대하여 2∼7 중량부를 함유하는 것이 바람직하며, 음폐력이 매우 큰 성능을 가지고 있다.

본 발명의 주요 구성 성분인 활성탄은 흡착성이 강하고, 대부분의 구성물질이 탄소질로 된 물질로, 흡착제로 기체나 습기를 흡수시키는데, 또는 탈색제로 사용된다. 목재나 갈탄 등을 염화아연 등의 약품으로 처리, 건조시켜 제조한다.

제조방법은 목재·갈탄·이탄(泥炭) 등을 활성화제인 염화아연이나 인산과 같은 약품으로 처리하여, 건조시키거나 목탄을 수증기로 활성화시켜 만든다. 일반적으로 활성탄은 가루상태나 입자상태로 제조되는데, 가루인 것은 입자상태로 만들어 사용하기도 한다. 용도는 주로 흡착제로서 기체나 습기를 흡수시키는 데 사용되며, 그 밖에 용제(溶劑)의 회수제와 가스의 정제용 또는 탈색제로 쓰이는 등 용도가 다양하다.

원래 활성화란 복사(輻射)의 흡수나 고속입자선의 충격 등으로 인하여 원자나 분자 또는 이온 등이 고에너지 상태로 되어 화학반응이나 결정격자(結晶格子)를 일으키기 쉬운 상태로 변하는 것을 말한다. 또 촉매작용으로 그 표면상태의 변화나 다른 물질의 첨가로 그 기능이 훨씬 높아지는 것을 뜻하는 것이므로, 활성탄도 이와 같은 활성화제를 첨가하여 탄소질의 기능이 향상된 것을 뜻한다.

활성탄은 숯을 원료로하여 미세공을 10배이상 발달시킨 것으로서 여러 용도가 있다.

상기 활성탄은 상기 혼합용액 100 중량부에 대하여 2∼10 중량부를 함유하는 것이 바람직하며, 페인트의 부착성, 내약품성, 내마모성이 우수하고 우수한 도막 성능을 가지고 있다.

본 발명의 주요 구성 성분인 일라이트(Lllite)는 다공성 운모 광물로, 얇은 판상 구조를 지녔으며 다른 광물에 비해 탄성과 흡착성이 뛰어나다.

건축, 미용, 농업 등 다양한 분야에서 폭넓게 사용될 수 있을 것으로 보이고, 원적외선과 음이온을 방사해 실내환경을 쾌적하고 신선하게 유지하는데 도움을 준다.

또한, 광물 자체에 세균이 존재하지 않고, 바이러스와 박테이라 등을 제거하는 정균작용이 탁월하며, 인체에 유해한 유독가스와 중금속 흡착, 탈취하는 특성이 있다.

본 발명의 주요 구성 성분인 에멀전(emulsion)은 서로 녹지 않는 두 가지 액체의 한편이 다른 쪽에 작은 입자 상태로 분산된 상태를 에멀전이라 총칭한다. 실제 서로 녹지 않는 두 가지 액체는 물(water)과 기름(oil)을 의미하기 때문에 에멀전 상태에는 수중에 기름이 분산한 수중유적형(oil-in-water, O/W형), 및 그 반대의 유중수적형(water-in-oil, W/O형)이 존재한다. O/W형 식품으로는 우유, 아이스크림, 마요네즈가 있고 W/O형 식품으로는 버터, 마가린이 있다. 그러나 물과 기름이 혼합된 상태를 지속시키는 것은 본질적으로 불가능하기 때문에 에멀전 상태를 만들 때, 제3성분으로서 계면활성물질을 첨가할 필요가 있다. 이 경우 계면활성물질을 유화제라 한다. 첨가된 유화제는 기름과 물계면에 배향흡착하여 계면자유 에너지를 저하시켜 유화조작을 쉽게 하는 동시에 물과 기름의 상분리속도를 억제하여 에멀전 상태를 지속시키는 작용을 한다.

유화제는 그 HLB 값에 의해 수용성인 것과 지용성인 것으로 대별할 수 있는데, 전자는 O/W형, 후자는 W/O형 에멀전의 조제에 각각 유효하다(Bancroft의 규칙). 비이온유화제로 조제된 에멀전의 온도를 바꾸거나 다시 수용성 또는 지용성유화제를 가하여 전체 HLB가를 연속적으로 변화시키면 에멀전의 형이 변하는데 이것을 에멀전의 상전이(phase inversion)라고 한다. 최근, 상전이 전후에 다상에멀전이 생성되는 경우가 정량적으로 확인되었다. O/W 형이 W/O형으로 상전이 직전에는 분산되어 있는 유적 중에 다시 수상이 존재하고, W/O 형이 O/W 형으로 상전이 이전에는 분산되어 있는 수적 중에 다시 유상이 존재하는 상태이다. 각각 전자를 W/O/W형, 후자를 O/W/O형의 다상 에멀전이라고 한다.

보통 유화제는 물 또는 기름에 대하여 미셀(유화제분자의 일정수가 규칙적으로 집합한 것)을 형성하여 용해한다. 수용성 유화제 미셀 내부는 소수성이고 지용성 유화제 미셀(이것을 역미셀이라고 하는 경우가 있다)의 내부는 친수성이므로 각각의 내부에 기름 또는 물을 용해시킬 수 있다(가용화현상). 어느 것이나 유화제 미셀을 사이에 두고 물과 기름이 혼합된 계이지만 각 성분의 상평형으로 나타나는 상태이기도 하기 때문에 이들을 마이크로 에멀전(micro emulsion)이라고 부르고 앞에서 설명한 비평형 상태에 있는 에멀전과는 구별한다.

상기 에멀전은 CM-23과 CM-51은 아크릴계 모노머를 공중합체(Copolymer)화 시킨 수분산 고분자 물질로서, 상기 에멀전은 고분자 물질로 폴리 아크릴산 에스테르(PolyAcrylic Acid Ester)이다.

에멀전 CM-23은 아크릴계 모노머를 공중합체화 시킨 수분산 고분자 물질 및 물 45∼55 중량%를 포함하는 에멀전이며, 에멀전 CM-51은 아크릴계 모노머를 공중합체화 시킨 고분자 물질 및 물 55∼65 중량%를 포함하는 에멀전이다.

상기 에멀전 CM-23과 CM-51을 혼합한 방수용 에멀전(바인더)은 탄성을 갖게 되는데, 이 경우 외부에서 충격이 가해진다 하더라도 충격을 흡수 또는 완화할 수 있어, 방수제 페인트에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 방수제 페인트가 변형된다 하더라도 복원력을 제공하여 원래의 상태로 복원할 수 있게 된다.

상기 아크릴계 모노머를 공중합체화 시킨 고분자 물질 및 물 45∼55 중량%를 포함하는 에멀전은 영진화학공업 주식회사의 "CM-23"을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 아크릴계 모노머를 공중합체화 시킨 고분자 물질 및 물 55∼65 중량%를 포함하는 에멀전은 영진화학공업 주식회사의 "CM-51"을 사용하는 것이 바람직하다.

① 결로방지 및 내수성 향상

결로현상은 대기 중에 수분을 함유하고 있는 상태에서 대기의 온도가 노점 온도 이하로 내려가게 되면 대기 중에 함유하고 있던 수분이 물체의 표면에 물방울이 맺히는 현상이다. 건축물 내에서의 결로 현상은 건축물 품질에 대한 믿음과 품질에 대한 신뢰성을 저하시킬 뿐만 아니라, 결로로 인하여 생성되는 곰팡이로 인하여 인체에 나쁜 영향을 미치게 된다.

이러한 결로가 발생되는 것을 방지를 하기 위해서는 내수성을 향상시키어 발수 방수성을 높이거나 단열성을 높이어 온도차를 줄여서 결로가 생성되는 것을 막는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서는 이러한 두가지 방법이 다 발현이 되어 결로가 생성되는 것을 방지하고자 한다.

발수 방수성을 높이기 위해서는 이소파라핀왁스, 노르말 파라핀왁스, 폴리프로필렌왁스, 폴리에틸렌왁스, 칸델라왁스 및 카나우바왁스, 폴리에틸렌아크릴왁스 중 2 개 이상을 포함하는 혼합물을 상기 혼합용액 100 중량부에 대하여 15 ~ 30 중량부를 첨가하고 단열성을 높이기 위한 단열제로서 글라스비드, 헥사풀루르실리케이트, 풀루르칼슘, 칼슘락테이트, 칼슘스트레이트, 질석파우다, 플라이애쉬 중 최소한 하나를 포함하는 혼합물을 상기 혼합용액 100 중량부에 대하여 5 ~ 15 중량부를 첨가하여 에멀젼 혼합물을 제조하여 결로방지제를 준비한다. 상기 왁스 화합물을 15 중량부 이하로 첨가할 경우에는 발수성이 떨어지는 반면 30 중량부 이상 사용하는 경우에는 작업성이 떨어지기 때문에 15 ~ 30 중량부가 바람직하다. 또한 단열제를 5 중량부 미만으로 사용하는 경우에는 단열성이 열화되는 반면 15 중량부를 초과하는 경우에는 작업성이 떨어진다.

상기 결로방지제를 20 중량부 미만으로 혼합하는 경우 결로가 발생하는 것을 방지하기 어려운 문제점이 있으며, 45 중량부를 초과하여 혼합하는 경우 결로를 방지하는 효과는 크지만 다른 기능성의 저하를 가져오기 때문에 한정치 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

②방수페인트 경화 조절제

다양한 첨가제를 가하여 제조한 방수 페인트를 건축 내외장에 뿜질 작업을 하여 경화를 시키는데는 자연경화가 이루어진다. 이렇게 자연경화가 이루어진 상태에서 내수성의 특성이 나타나야 하고 또한 백화현상이 나타나지 않아야 한다.

경화 조절제는 방수페인트를 뿜칠기계를 사용하여 건축내·외장에 일정한 두께로 도포를 하여 경화를 시키게 되는데 이때 작업공정 중에 경화가 일어나지 않고 작업이 원만하게 진행이 되어 일정한 두께로 도포를 한 후에 경화가 이루어 지는 것이 중요하다.

작업을 하여 도포를 하기 전에 경화가 이루어지면 뿜칠 기계를 사용하여 작업을 할 수가 없게 되고, 도포를 한 후에 경화시간이 너무 느리면 작업의 진행상이나, 도포된 방수페인트 표면의 형태가 미려하지 못하기 때문에 경화시간의 조절은 대단히 중요하게 된다.

이때 사용되는 경화 조절제는 상기에서 사용되는 내수성 향상 물질과 경화 조절제의 정량적인 질량비가 이루어져야 한다.

본 발명에서 사용되는 경화 조절제는 글리콘산, 산화알루미늄, 활성규산, 탄산나트륨, 벤토나이트, 에틸셀롤로우스, 메틸셀롤로우스, 펙틴, 카르복시메틸셀롤로우스 중 최소한 하나를 포함하는 혼합물을 상기 준비한 혼합용액 100 중량부에 대해서 0.1 내지 20 중량부를 첨가제로 하여 사용하는 것이다.

상기 경화 조절제 0.1 중량부 미만으로 혼합하는 경우 경화시간이 길어 경화되지 않는 문제점이 있으며, 20 중량부를 초과하여 혼합하는 경우 경화가 너무 빨리 이루어져 다른 기능성의 저하를 가져오기 때문에 가장 바람직하게는 5 중량부이다.

③. 항곰팡이제

본 발명의 항 곰팡이성의 기능성 부여는 건축물 증후군의 오염된 물질인 유기휘발성 물질(VOCs : 벤젠, 톨루엔, 아세톤, 스티렌, 자이렌 등 ), 포름알데히드, 먼지, 담배연기, 연소가스를 흡착 분해하여 공기의 질을 높여서 쾌적한 생활을 할 수 있을 뿐만 아니라, 방수 페인트에서 발생 할 수 있는 곰팡이 발생을 막고자 하는 것이다. 물론 본 발명에서 제품을 구성하고 있는 원료의 측면에서도 곰팡이 발생을 억제시킬 수가 있지 만, 보다 기능성을 높이고자 다음과 같은 물질을 첨가를 하여 제조를 하고자 한다.

본 발명에서 사용한 항균제는 산화아연, 산화마그네슘, 하이드록시아파타이트 중 최소한 하나를 포함하는 혼합물을 첨가한다.

특히, 본 발명에서는 곰팡이제로서의 내구성과 지속성을 높이고자 고체성의 항곰팡이제인 유/무기 하이브리드 졸-겔 공정법을 이용하여 제조를 한 하이드록시아파타이트 TiCa₁₀(PO₄)₆(OH)₂ 항곰파이제를 다량 사용을 하였다. 사용량은 상기 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 0.5∼10 중량부를 사용하였다.

상기 항곰팡이제 0.5 중량부 미만으로 혼합하는 경우 항 곰팡이성의 기능성이 제공되지 않는 문제점이 있으며, 10 중량부를 초과하여 혼합하는 경우 함 곰팡이성의 기능성을 제공할 수 있지만, 다른 기능성이 저하되는 결과를 가져올 수가 있다. 가장 바람직하게는 5 중량부이다.

항곰팡이성 및 결로방지성이 기능성 방수페인트를 제조를 하기 위해서 천기토 10 중량부, 토르말린 3 중량부, 황토 5 중량부, 이산화티탄 3 중량부, 활성탄 3 중량부, 일라이트 7 중량부, CM-23 35 중량부, 및 CM-51 34 중량부를 혼합하여 온도를 40℃로 조정하여 3∼4시간 동안 교반함으로써 혼합용액을 준비한다.

다시 상기 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 결로방지제로서 이소파라핀왁스과 카나우바왁스 혼합물 30 중량부 및 질석파우다와 플라이애쉬 혼합물 10 중량부를 60 ~ 70 ℃를 유지하면서 400 ~ 500 rpm의 속도로 교반하여 혼합한다. 경화조절제로서 글리콘산 및 펙틴 혼합물 5 중량부, 및 항곰팡이제로서 산화아연 5 중량부를 첨가하고 2∼3시간 교반하여 기능성 방수 페인트를 제조하였다.

항곰팡이성 및 결로방지성이 있는 기능성 방수페인트를 제조하기 위해서 천기토 10 중량부, 토르말린 3 중량부, 황토 5 중량부, 이산화티탄 3 중량부, 활성탄 3 중량부, 일라이트 7 중량부, CM-23 35 중량부, 및 CM-51 34 중량부를 혼합하여 온도를 40℃로 조정하여 3∼4시간 동안 교반함으로써 혼합용액을 준비한다.

다시 상기 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 칸델라왁스 10 중량부, 폴리프로필렌왁스 10 중량부 및 글라스비드 10 중량부를 60 ~ 70 ℃를 유지하면서 400 ~ 500 rpm의 속도로 교반하여 혼합한다. 경화조절제 벤토나이트 및 메틸셀롤로우스 혼합물 5 중량부, 하이드록시아파타이트 5 중량부를 더 첨가하여 다시 2∼3시간의 교반으로 기능성 방수 페인트를 제조하였다.

항곰팡이성 및 결로방지성이 기능성 방수페인트를 제조를 하기 위해서 천기토 10 중량부, 토르말린 3 중량부, 황토 5 중량부, 이산화티탄 3 중량부, 활성탄 3 중량부, 일라이트 7 중량부를 CM-23, 35 중량부와 CM-51, 34 중량부를 혼합하여 온도를 40℃로 조정, 3∼4시간 동안 교반을 하여 혼합용액을 제조한다.

다시 상기 혼합용액 100 중량부에 대하여 이소파라핀왁스 10 중량부, 칸델라왁스 10 중량부 및 헥사풀루르실리케이트 10 중량부를 60 ~ 70 ℃를 유지하면서 400 ~ 500 rpm의 속도로 교반하여 혼합한다. 제올라이트 및 카르복시메틸셀롤로우스 혼합물 5 중량부, 및 산화아연 5 중량부를 첨가하여 다시 2∼3시간 교반하여 기능성 방수 페인트를 제조하였다.

상기 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 칸델라왁스 15 중량부 및 폴리에틸렌 아크릴 왁스 15 중량부를 교반하여 혼합한다. 이때의 온도는 60 ~ 70℃를 유지하는 것이 바람직하고 교반속도는 400 ~ 500 rpm을 유지하는 것이 바람직하다. 상기 혼합하는 과정에 풀루오르 칼슘 5 중량부 및 질석파우다 5 중량부를 첨가하여 2~ 3 시간 교반하여 혼합하면서 산화알루미늄 5 중량부 및 하이드록시아파타이트 2 중량부를 첨가하여 최종 조성물을 얻는다.

상기 실시예4에서 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 카나우바왁스 15 중량부, 노르말 파라핀왁스 왁스 15 중량부를 교반하여 혼합한다. 이때 온도는 60 ~ 70℃ 정도로 하고 교반속도는 400-500 rpm으로 한다. 교반을 하면서 풀루오르칼슘 10 중량부, 플라이애쉬 10 중량부 및 , 글리콘산 10 중량부와 산화아연 5 중량부를 2 ~ 3시간 교반하여 첨가하여 최종 조성물을 얻는다.

상기 실시예4에서 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 칸델라왁스 10 중량부, 카나우바왁스 10 중량부, 폴리에틸렌 아크릴 왁스 10 중량부를 교반하여 혼합한다. 이때 온도는 60 ~ 70℃ 정도로 하고 교반속도는 400-500 rpm으로 한다. 교반을 하면서 풀루오르칼슘 글라스비드 10 중량부, 에틸셀룰오스 10 중량부 및 산화아연 5 중량부를 첨가하여 2 ~ 3시간 교반을 하여 최종 조성물을 얻는다.

본 발명의 곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트는 상기 조성물을 용기에 넣고 교반하여 제조할 수 있으며, 현장에서 직접 제조하여 사용할 수 있는 것이다.

상기 곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트는 시멘트의 표면에 칠을 하는 경우 3회 수행하여 도막두께가 1.5mm 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

Claims

곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트 조성물의 제조방법에 있어서,
천기토 5∼20 중량부, 토르마린 2∼7 중량부, 황토 2∼15 중량부, 이산화티타늄 2∼7 중량부, 활성탄 2∼10 중량부, 일라이트 2∼12 중량부, 폴리아크릴산에스테르와 45 ~ 55 중량% 물을 포함하는 제 1 에멀전 15∼37 중량부, 및 폴리아크릴산에스테르와 55 ~ 65 중량% 물을 포함하는 제 2 에멀전 15∼37 중량부를 혼합하여 혼합용액을 준비하는 단계; 및
상기 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 결로방지제 20 ~ 45 중량부, 경화조절제 0.1 ~ 20 중량부, 및 항곰팡이제 0.5 ~ 10 중량부를 첨가하는 단계를 포함하되, 상기 결로방지제는 이소파라핀왁스, 노르말 파라핀왁스, 폴리프로필렌왁스, 폴리에틸렌왁스, 칸델라왁스, 카나우바왁스, 폴리에틸렌아크릴왁스 중 최소한 2 개 이상을 포함하는 혼합물을 상기 준비한 혼합용액 100 중량부에 대하여 15 ~ 30 중량부와 글라스비드, 헥사풀루르실리케이트, 풀루르칼슘, 칼슘락테이트, 칼슘스트레이트, 질석파우다, 플라이애쉬 중 최소한 하나를 포함하는 혼합물 5 ~ 15 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트 조성물 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 경화 조절제는 글리콘산, 산화알루미늄, 활성규산, 탄산나트륨, 벤토나이트, 에틸셀롤로우스, 메틸셀롤로우스, 펙틴, 카르복시메틸셀롤로 중 최소한 하나 이상을 포함하는 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트 조성물 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 항곰팡이제는 산화아연, 산화마그네슘, 하이드록시아파타이트 중 최소한 하나 이상을 포함하는 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 곰팡이 방지를 위한 친환경 천기토를 이용한 방수페인트 조성물 제조방법.