KR101749736B1 - 친환경 건축마감재용 바름재 조성물 및 이를 포함하는 친환경 건축마감재용 바름재 - Google Patents

친환경 건축마감재용 바름재 조성물 및 이를 포함하는 친환경 건축마감재용 바름재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 바름재 조성물 및 이를 포함하는 친환경 바름재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부착강도가 우수할 뿐만 아니라, 유해물질로 인한 아토피, 천식, 새집증후군과 같은 질환을 유발하지 않는 친환경 바름재 조성물 및 이를 포함하는 친환경 바름재를 제공할 수 있다.

Description

친환경 건축마감재용 바름재 조성물 및 이를 포함하는 친환경 건축마감재용 바름재{eco friendly mortar composition for construction and mortar comprising the same}
본 발명은 친환경 건축마감재용 바름재 조성물 및 이를 포함하는 친환경 건축마감재용 바름재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 부착강도가 우수할 뿐만 아니라, 유해물질로 인한 아토피, 천식, 새집증후군과 같은 질환을 유발하지 않는 친환경 바름재 조성물 및 이를 포함하는 친환경 바름재에 관한 것이다.
최근 삶의 질의 향상과 웰빙에 대한 관심이 높아지면서 주거 환경에 대한 중요성 또한 커지고 있는 추세에 맞추어 실내 환경 오염에 대한 문제가 최근 최대의 관심사로 지목되고 있다.
현대 사회에서 1970년대 세계 각국은 두 번에 걸친 오일 쇼크로 인한 유류가격의 급상승으로 인하여 에너지 사용을 줄이고 효율을 높이기 위한 빌딩을 포함한 각종 건축물의 에너지 절약화가 진행되었고, 이로 인해 유럽이나 미국에서는 건축물의 기밀화 또는 창문이나 틈새를 밀폐시킴으로써 외부 공기에 대한 냉·난방의 손실을 최소화하며, 단열재로 보강하여 벽체를 통한 열 손실을 줄이고, 단열재 내부의 결로를 방지하기 위한 방법을 사용하는 건축물의 밀폐화를 증가시켰다.
우리나라처럼 고도 산업 성장을 해온 국가일수록 산업화가 가져온 화학적 유해 배출물의 증가는 비례하여, 건축물의 시공 과정에서 소요되는 각종 화학 재료들로 인하여 실내의 공기 오염은 심각한 수준이라고 볼 수 있다.
이러한 에너지 절약형의 빌딩과 아파트 같은 대규모 주거 시설이 보편화 됨에 따라 시멘트를 비롯한 많은 화학 재료들의 건축에 사용되면서 빠른 시공과 편리한 공법을 추구하고, 본드와 같은 접착제가 벽지와 장판에 이용되고, 포름알데히드가 많은 목재로 가구를 만들어 집안에 각종 화학 물질이 가득 차게 되었다. 또한 실내의 난방을 위해 이중 창을 설치하여 나쁜 공기가 밖으로 빠져나가 못하는 밀폐된 환경에 따른 실내 환경 오염이 최근 도시화 지역에서 새로운 환경 문제로 대두 되고 있다.
그러므로 최근에는 단순한 구조적인 측면뿐만 아니라 환경적인 측면에서도 시멘트, 콘크리트 재료에 대하여 많은 관심이 집중되고 있다.
최근 들어, 건축물 내의 다양한 화학 소재를 활용한 바름재가 다량 소비되면서 새집증후군과 같은 피해 사례가 급증하고 있다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 실내 공기의 폐전달률은 실외 오염 물질에 비래 1000배나 높은 것으로 조사되었다. 환경부와 국민 의료 보험 공단에 따르면 과거 30년간 아토피 피부염은 3배, 천식은 5배 이상 늘었고 환경성 질환으로 인한 사회적 비용은 연간 2조원이 넘는 것으로 나타났다. 특히 소아, 청소년등의 질병 부담은 천식이 1위, 아토피 등 피부질환이 3위를 차지하며, 새집증후군으로 인한 질환도 증가 추세이다.
대부분 실내 바름재에서 방출되는 유해 물질인 포름알데히드, 휘발성유기화합물(volatile organic compounds, VOC), 톨루엔, 크실렌, 이산화탄소(CO2), 벤젠, 시멘트 독 등에 의한 것이 대부분이며, 이와 관련된 증상은 두통, 현기증, 수면장애, 안구건조증, 알르레기성 비염, 천식, 기관지염, 폐질환, 아토피성 피부염, 암, 생식기능 저하 등의 형태로 나타나고 있다. 이와 관련하여 건축물에 친환경성 재료를 도입하여 이들 문제를 해결하려는 시도가 이루어지고 있으며, 이러한 기법에는 천연 흡착재를 도입한 공기정화, 항균성 및 항곰팡이성 물질을 함유한 재료 등으로 나타나고 있다.
종래 기술 중 한국공개특허 제2010-0124396호에는 물에 숯가루가 10~30 중량%, 고형분 함량이 40 ± 5 %인 수용성 무기질 규산염 수용액이 40~70 중량%, 천연광물질이 3~15 중량%, 송진이 1~10 중량% 및 점도조절제로서 알긴산나트륨을 0.1~3 중량% 함유된 기능성 숯 바름재 조성물을 개시하고, 한국공개특허 제2014-0044534호에는 희토류 60 ~ 65 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 10 ~ 15 중량%, 수용성 무기재 10 ~ 15 중량%를 포함하는 친환경 광물 조성물, 고로 슬래그, 유기 증점제, 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 무기 바름재 조성물을 개시한다.
하지만, 종래의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물은 건축마감재용 바름재 조성물 자체에서 방출되는 유해 물질 제거효율이 낮을 뿐만 아니라, 친환경성 재료를 포함하지 않는 종래의 건축마감재용 바름재 조성물에 비해 접착성이 뒤떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하려는 첫번째 과제는 부착강도가 우수할 뿐만 아니라, 유해물질로 인한 아토피, 천식, 새집증후군과 같은 질환을 유발하지 않는 친환경 건축마감재용 바름재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 두 번째 과제는 일반적으로 건축마감재용 바름재 조성물로 많이 사용되는 포틀랜드 시멘트를 포함하지 않아, 유해물질의 방출을 최소화 할 수 있는 친환경 건축마감재용 바름재를 제공하는 것이다.
상술한 첫 번째 과제를 해결하기 위한 본 발명은 친환경 건축마감재용 바름재 조성물에 관한 것으로서, 석고 및 고로슬래그를 포함하는 혼합물, 골재, 목초액 함침 골재 및 분말 아크릴 수지를 포함하며, 상기 혼합물 100 중량부에 대하여, 골재 90 ~ 110 중량부, 목초액 함침 골재 0.5 ~ 5 중량부 및 분말 아크릴 수지 0.1 ~ 1.5 중량부를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물의 상기 석고 및 고로슬래그는 1 : 0.08 ~ 0.28 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물의 상기 골재 및 목초액 함침 골재는 1 : 0.005 ~ 0.04 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물의 상기 골재는 평균입경이 0.12 ~ 0.8mm인 모래일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물의 상기 목초액 함침 골재는 골재 및 목초액을 1 : 0.5 ~ 1 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물의 상기 목초액 함침 골재는 아크릴 수지로 코팅된 것이며, 상기 아크릴 수지는 7 ~ 10.5 중량%의 고형분을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물의 상기 목초액 함침 골재는 평균입경이 15 ~ 27.5㎛인 제올라이트 및 2.5 ~ 17㎛인 활성탄 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물의 상기 목초액 함침 골재는 제올라이트 및 활성탄을 1 : 0.8 ~ 1.2 중량비로 포함할 수 있다.
또한, 상술한 두 번째 과제를 해결하기 위한 본 발명은 앞서 언급한 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물을 포함하는 친환경 건축마감재용 바름재를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명의 상기 친환경 건축마감재용 바름재(재령 28일 기준)는 KS F 4716 규정에 의해 측정한 부착강도가 0.7 ~ 1.5 Mpa, KS L 1204 규정에 의해 측정한 휘발성유기화합물(Volatile organic compounds, VOCs) 제거율이 80% 이상일 수 있다.
본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물 및 이를 포함하는 친환경 건축마감재용 바름재는 부착강도가 우수할 뿐만 아니라, 유해물질로 인한 아토피, 천식, 새집증후군과 같은 질환을 유발하지 않는 친환경 건축마감재용 바름재 조성물 및 이를 포함하는 친환경 건축마감재용 바름재를 제공하는 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 종래의 친환경 실내마감재용 바름재 조성물은 실내마감재용 바름재 조성물 자체에서 방출되는 유해 물질 제거효율이 낮을 뿐만 아니라, 친환경성 재료를 포함하지 않는 종래의 실내마감재용 바름재 조성물에 비해 접착성이 뒤떨어지는 문제점이 있었다.
이에 본 발명에서는 석고 및 고로슬래그를 포함하는 혼합물, 골재, 목초액 함침 골재 및 분말 아크릴 수지를 포함하며, 상기 혼합물 100 중량부에 대하여, 골재 90 ~ 110 중량부, 목초액 함침 골재 0.5 ~ 5 중량부 및 분말 아크릴 수지 0.1 ~ 1.5 중량부를 포함하는 친환경 건축마감재용 바름재 조성물을 제공하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다.
이를 통해, 부착강도가 우수할 뿐만 아니라, 유해물질로 인한 아토피, 천식, 새집증후군과 같은 질환을 유발하지 않는 친환경 건축마감재용 바름재 조성물 및 이를 포함하는 친환경 건축마감재용 바름재를 제공할 수 있다.
본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물은 석고 및 고로슬래그를 포함하는 혼합물, 골재, 목초액 함침 골재 및 분말 아크릴 수지를 포함한다.
먼저, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물은 일반적으로 건축마감재용 바름재 조성물로 많이 사용되는 포틀랜드 시멘트(KS L 5201)를 포함하지 않는다.
상기 포틀랜드 시멘트는 주성분으로서 실리카, 알루미늄, 산화철 및 석회를 포함한 원료를 적당한 비율로 혼합하고, 이 혼합물을 소성하여 얻은 클링커에 적량의 석고를 가하여 분말화 한 것이다. 포틀랜드 시멘트의 종류는 1종 보통 포틀랜드 시멘트, 2종 중용열 포틀랜드 시멘트, 3종 조강 포틀랜드 시멘트, 4종 저열 포틀랜드 시멘트, 5종 내황산염 포틀랜드 시멘트로 나누어있다.
이와 같이, 포틀랜드 시멘트에 포함되는 많은 화학 물질들이 포름알데히드, 휘발성유기화합물(volatile organic compounds, VOC), 톨루엔, 크실렌, 이산화탄소(CO2), 벤젠, 시멘트 독 등의 유해물질을 방출하게 되는데, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물은 포틀랜드 시멘트를 포함하지 않아, 상기와 같은 유해물질의 방출을 최소화 할 수 있다.
나아가, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물은 상기와 같은 포틀랜드 시멘트의 역할을 대신 할 수 있는 혼합물을 포함함으로서 친환경 건축마감재용 바름재 조성물 내부에서 바인더와 같은 역할을 수행하여 접착강도를 향상시킬 수 있다.
상기 혼합물은 석고 및 고로슬래그를 포함한다.
상기 석고는 시멘트보다 월등히 우수한 친환경 건축 소재로서, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물의 경화제 역할을 수행할 수 있다.
상기 석고는 반수석고 및 이수석고 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 알파형 반수석고를 포함할 수 있다.
상기 반수석고는 노천광 또는 지하광으로부터 채굴된 이수석고를 가열한 뒤 대기 중에 수분을 흡수시켜 만든다. 이 때, 이수석고를 가압솥에 넣고, 결정화를 촉진시키기 위하여 소량의 유기산을 가한 다음 수증기와 물을 가하여 가열 반응시켜 알파형 반수석고를 제조할 수 있다. 또한, 이수석고를 분쇄한 후 솥에 넣어 약 130℃에서 1차 탈수를 한 다음, 190℃까지 온도를 올려서 2차 탈수하여 베타형 반수석고를 제조할 수 있다.
구체적으로, 알파형 반수석고는 오토클레이브 또는 수열 합성법으로 제조가능하고, 베타형 반수석고는 일정온도 범위에서 건조만으로 합성이 가능할 수 있다.
상기 알파형 반수석고는 상기 배타형 반수석고보다 경화시간, 인장강도 및 압축강도가 우수하기 때문에, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물은 석고 중 알바형 반수석고를 포함할 수 있어 더욱 우수한 물성을 보일 수 있다.
상기 고로글래그는 미분말 형태로서, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물에 포함되어 압축강도를 향상시키는 역할을 하며, 고로수쇄슬래그를 건조 및 분쇄하여 제조하며, 급냉시켜 유리화한 것이기 때문에 반응성이 높다.
상기 고로글래그는 품질규격 KS F 2563에 의거하여 고로글래그 미분말 1종, 고로글래그 미분말 2종, 고로글래그 미분말 3종으로 나눌 수 있으며, 본 발명의 고로글래그는 상기 고로글래그 미분말 1종, 2종 및 3종을 모두 포함할 수 있으며, 바람직하게 3 종을 포함할 수 있다.
상기 석고 및 고로슬래그는 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물에 1 : 0.08 ~ 0.28 중량비, 바람직하게는 0.11 ~ 0.25 중량비로 포함할 수 있으며, 만일 상기 고로슬래그가 석고 1 중량비에 대하여 0.08 중량비 미만으로 포함된다면, 표면의 분진 발생의 문제점이 발생할 수 있고, 0.28 중량비를 초과하여 포함된다면, 공극이 과다하게 충진되어 흡착성능 저하의 문제점이 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 골재는 콘크리트, 모르타르, 선회반죽, 역청질 혼합물 등과 같이 결합재에 의하여 뭉쳐서 한 덩어리는 이룰 수 있는 건설용 광물질 재료로서 화학적으로 안정한 것을 사용한다.
골재는 하천, 산림, 공유수면, 기타 지상, 지하 등에 부존되어 있는 쇄석용 암석, 모래, 자갈, 슬래그를 포함하며, 골재의 평균입경에 따라 5mm 이상인 조골재(粗骨材), 5mm 이하의 세골재(洗骨材)로 나눌 수 있는데, 본 발명의 골재는 평균입경이 0.12mm ~ 0.8mm, 바람직하게는 0.3mm ~ 0.6mm인 모래를 포함할 수 있다. 만일, 골재의 평균입경이 0.12mm 미만이면 미분량 증가로 인한 작업성 저하와 수축균열의 문제가 발생할 수 있고, 0.8mm를 초과하면 골재 입형이 굵어 부착력 저하와 골재가 친환경 바름재 성형체 상부 표면으로 돌출하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 골재는 혼합물 100 중량부에 대하여, 90 ~ 110 중량부, 바람직하게는 95 ~ 105 중량부를 포함할 수 있다. 만일 골재가 혼합물 100 중량부에 대하여 90 중량부 미만으로 포함되면 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물의 강도가 저하하는 문제가 있을 수 있고, 110 중량부를 초과하면 재료분리가 나타나는 문제가 있을 수 있다.
상기 목초액 함침 골재는 목초액에 침지되어 제조된 골재를 말한다.
구체적으로, 상기 목초액 함침 골재는 골재에 목초액이 1 : 0.5 ~ 1 중량비로 포함하여 침지되어 있으며, 만일, 목초액이 골재 1 중량비에 대하여 0.5 중량비 미만으로 침지되어 있다면 목초액에 의한 공기질 제어 성능을 기대하기 어려운 문제점이 있을 수 있고, 1 중량비를 초과하여 침지되어 있다면 가격이 높아져 경제성이 저하하고, 건조시간을 장시간 요하는 문제점이 있을 수 있다.
상기 목초액은 나무로 숯을 만드는 과정에서 나오는 연기를 액화시켜 채취한 뒤, 6개월 이상 숙성시켜 독성과 유해물질을 제거한 것을 말하며, 옅은 붉은색이 나고 냄새가 강하다. 채취방법은 목재를 태우다가 황백색 연기가 나면 작은 통기구만 남기고 가마 입구를 폐쇄한 후, 연기가 외부 공기와 접촉하여 자연 냉각되어 떨어지는 액체를 수집한다. 숯가마 굴뚝의 온도는 85 ∼ 120℃가 되었을 때가 가장 좋으며, 채취한 목초액을 6개월 이상 숙성·분리시킨다. 그리하여 상기 목초액은 수용성과 유용성으로 분리되는데, 수용성의 액체는 목초액으로 사용하고, 유용성 액체는 공업용으로 사용할 수 있다.
상기 목초액 함침 골재의 골재는 평균입경이 15 ~ 27.5㎛, 바람직하게는 18 ~ 27.5㎛인 제올라이트 및 평균입경이 2.5 ~ 17㎛, 바람직하게는 2.5 ~ 14㎛인 활성탄 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있는데, 만일 목초액 함침 골재의 골재로 상기와 같은 평균입경을 가지는 제올라이트 및 활성탄이 아닌 상기와 같은 평균입경을 벗어난 기타 모래 등과 같은 일반적인 골재를 사용하게 된다면 공기질을 개선할 수 있는 목초액의 함침이 제대로 이루어지지 않아 목초액에 의한 효과를 기대할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 목초액 함침 골재는 제올라이트 및 활성탄을 1 : 0.8 ~ 1.2 중량비, 바람직하게는 1 : 0.9 ~ 1.1 중량비로 포함할 수 있으며, 만일, 상기 활성탄이 제올라이트 1 중량비에 대하여 0.8 중량비 미만으로 포함된다면, VOC흡착성능이 저하할 수 있는 문제가 발생할 수 있고, 1.2 중량비를 초과하여 포함된다면, 작업성 저하로 인한 마감재의 시공성능 저하의 문제가 발생할 수 있다.
상기 목초액 함침 골재는 아크릴 수지로 코팅될 수 있다.
구체적으로, 상기 목초액 함침 골재는 용매와 아크릴 수지를 포함하는 코팅액을 목초액 함침 골재의 표면에 분사하여 아크릴 수지로 구성된 코팅막을 형성할 수 있다.
상기 아크릴 수지는 7 ~ 10.5 중량%, 바람직하게는 8 ~ 10 중량%의 고형분을 포함할 수 있다. 이 때, 아크릴 수지에 포함된 고형분의 함량이 7 중량% 미만일 경우, 목초액 함침 골재 표면에 코팅을 제대로 형성하지 못해서 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물의 강도를 저하시킬 수 있으며, 아크릴 수지에 포함된 고형분의 함량이 10.5 중량%를 초과할 경우, 아크릴 수지간의 결합에 의하여 목초액 함침 골재가 조대해지면서 충진 불량에 의한 강도 저하현상이 나타날 수 있다.
상기 아크릴 수지는 합성 유기 고분자 물질로서, 열에 의하여 유동성이 생기므로 열가소성 수지라고도 할 수 있다. 통상적으로 친환경 건축마감재용 바름재 조성물에 사용되는 아크릴 수지는 제한없이 사용될 수 있으며 바람직하게는, 상기 아크릴 수지는 알킬 아크릴레이트 또는 알킬 메타크릴레이트를 포함하는 소수성 아크릴 단량체, 아크릴아미드 화합물, 비닐 피롤리돈 화합물 및 아미노에틸 아크릴레이트 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 단량체, 에틸렌옥사이드 부가 아크릴 단량체, 불포화 카르복시산 단량체 및 히드록시기 또는 글리시딜기를 함유하는 아크릴 단량체를 포함하는 친수성 단량체 및 중합개시제를 반응시켜 제조할 수 있다. 이 때, 분자량은 100 ~ 100만일 수 있다.
상기 용매는 물, 헵탄, 옥탄, 톨루엔, 크실렌과 미네날 스피리트와 같은 탄화수소 용매; 에틸 아세테이트, n-부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, 메틸 셀로솔브 아세테이트와 부틸 카비톨 아세테이트와 같은 에스테르 용매; 메틸에틸 케톤, 메틸이소부틸 케톤과 디이소부틸케톤과 같은 케톤 용매; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올과 sec-부탄올과 같은 알콜 용매; n-부틸 에테르, 디옥산, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르와 에틸렌글리콜 모노에틸에테르와 같은 에테르 용매;의 군 중에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다.
상기 목초액 함침 골재는 혼합물 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 5 중량부, 바람직하게는 1 ~ 3 중량부를 포함할 수 있는데, 만일 목초액 함침 골재가 혼합물 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 미만으로 포함된다면, 본 발명의 친환경 바름재 조성물의 목초액의 함유량의 적어 유해물질 제거능에 대한 효율이 미미하고, 5 중량부를 초과하면 친환경 바름재 조성물의 강도가 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물에 포함되는 골재 및 목초액 함침 골재는 1 : 0.005 ~ 0.04 중량비, 바람직하게는 0.01 ~ 0.031의 중량비로 포함될 수 있다. 만일, 상기 목초액 함침 골재가 골재 1 중량비에 대하여 0.005 중량비 미만을 포함된다면, 목초액에 의한 공기질 개선 효과를 기대할 수 없는 문제가 발생할 수 있고, 0.04 중량비를 초과하여 포함된다면 미분 상태의 목초액 함침 골재로 인해 작업성이 저하되어 시공의 건전성을 기대할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물은 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 분말 아크릴 수지 0.1 ~ 1.5 중량부, 바람직하게는 0.5 ~ 1.0 중량부를 포함할 수 있다.
상기 분말 아크릴 수지는 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물에서 각종 물리적 성능을 개선하는 혼화용 폴리머의 역할을 하는데, 만일 분말 아크릴 수지가 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 미만으로 포함된다면 바름재의 표면의 분진 발생의 문제가 발생할 수 있고, 1.5 중량부를 초과하여 포함된다면 바름재의 표면의 공극이 충진되어 유해 물질 흡착 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 분말 아크릴 수지의 소재는 앞서 언급한 아크릴 수지의 소재와 동일 또는 상이할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 조성물은 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 증점제 및 물을 더 포함할 수 있다.
상기 증점제는 본 발명의 건축마감재용 친환경 바름재의 점성을 시공상황에 맞게 조절해주고, 수분의 급격한 증발을 막고 일정하게 유지하는 보습작용을 할 수 있다.
증점제는 메틸셀룰로오즈(methyl cellulose), 에틸셀룰로오즈(ethyl cellulose) 및 폴리사카라이드(polysaccharide)계 증점제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 메틸셀룰로오즈가 포함될 수 있다.
증점제는 혼합물 100 중량부에 대하여 0.8 ~ 1.2 중량부, 바람직하게는 0.9 ~ 1.1 중량부가 포함될 수 있다. 만일, 증점제가 혼합물 100 중량부에 대하여 0.8 중량부 미만으로 포함되면 본 발명의 친환경 바름재의 수분의 급격한 증발을 막을 수 없고, 1.2 중량부를 초과하여 포함되면 본 발명의 친환경 바름재의 점도를 증가시키며 시공상 많은 어려움을 초래한다.
물은 혼합물 100 중량부에 대하여 48 ~ 72 중량부, 바람직하게는 54 ~ 66 중량부로 포함될 수 있다. 만일, 물이 시멘트 100 중량부에 대하여 48 중량부 미만으로 포함되면 작업성 저하의 문제점이 발생할 수 있고, 72 중량부를 초과하여 포함되면 친환경 바름재를 시공할 때 흘러내림의 문제가 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재는 앞서 설명한 친환경 바름재 조성물을 포함한다.
이를 통해 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재는 재령 28일 기준으로 KS F 4716 규정에 의해 측정시, 0.7 ~ 1.5 Mpa의 부착강도를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재는 재령 28일 기준으로 KS L 1204 규정에 의해 측정한 휘발성유기화합물(volatile organic compounds, VOCs) 제거율이 80% 이상일 수 있다.
결론적으로, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재는 부착강도가 우수할 뿐만 아니라, 휘발성유기화합물과 같은 유해물질 제거 효율이 우수하여, 유해물질로 인한 아토피, 천식, 새집증후군과 같은 질환을 유발하지 않을 수 있다.
한편, 본 발명의 친환경 건축마감재용 바름재 제조방법은 (1) 목초액 함침 골재 제조 단계 및 (2) 제조된 목초액 함침 골재에 석고, 고로슬래그, 골재 및 분말 아크릴 수지를 투입한 후 믹싱(mixing)하여 친환경 건축마감재용 바름제를 제조하는 단계를 포함한다.
먼저, (1) 단계에서 골재를 목초액에 침지하여 목초액 함침 골재를 제조한다. 구체적으로, 골재를 목초액에 25 ~ 35 분간 침지한 다음, 목초액에서 골재를 꺼낸 후 90 ~ 110℃, 바람직하게는 100 ~ 105℃에서 건조시켜 목초액 함침 골재를 제조할 수 있다.
상기 목초액 함침 골재는 골재에 목초액이 1 : 0.5 ~ 1 중량비, 바람직하게는 1 : 0.5 ~ 0.8 중량비로 침지될 수 있다.
이 때, 상기 침지는 각종 액체에 재료를 담가 그 표면에 액체를 부착 또는 기공 등의 내부까지 침투시키는 조작 또는 재료를 물속에 담가 적시는 조작 또는 식물섬유의 줄기를 물, 온탕 및 약품 등에 적시는 일을 말할 수 있다.
나아가, 상기 건조는 온도를 90℃ 미만으로 건조할 경우, 건조시간이 길어지는 문제가 발생할 수 있으며, 110℃를 초과하여 건조할 경우, 골재에 흡착된 목초액이 휘발되는 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 목초액 함침 골재를 아크릴 수지로 코팅한다. 구체적으로, 용매 및 아크릴 수지를 포함하는 코팅액을 목초액 함침 골재의 표면에 분사하여 코팅막을 형성할 수 있다. 이 때, 아크릴 수지는 7 ~ 10.5 중량%, 바람직하게는 8 ~ 10 중량%의 고형분을 포함할 수 있다.
마지막으로, (2) 단계에서 상기 (1) 단계에서 제조된 목초액 함침 골재에 석고, 고로슬래그, 골재 및 분말 아크릴 수지를 투입한 후 믹싱(mixing)하여 친환경 건축마감재용 바름재를 제조한다.
이 때, 믹싱되는 조성물들은 석고 및 고로슬래그를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여 골재 90 ~ 110 중량부, 목초액 함침 골재 0.5 ~ 5 중량부 및 아크릴 수지 0.1 ~1.5 중량부가 포함될 수 있다.
(2) 단계에서 상기 믹싱(mixing)은 30 ~ 90초, 바람직하게는 45 ~ 75초 동안 50 ~ 70rpm으로 수행될 수 있고, 만일 믹싱을 30초 미만으로 수행되면, 상기 친환경 건축마감재용 바름재에 포함되는 조성물들이 균일하게 혼합되지 않는 문제점이 있고, 90초를 초과하여 수행되면 경제성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
한편, (2) 단계에서 제조된 친환경 바름재에는 혼합물 100 중량부에 대하여 0.8 ~ 1.2 중량부, 바람직하게 0.9 ~ 1.1 중량부의 증점제가 더 포함될 수 있다.
또한, (2) 단계에서 제조된 친환경 바름재에는 혼합물 100 중량부에 대하여 48 ~ 72 중량부, 바람직하게 54 ~ 66 중량부의 물이 더 포함될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 구현예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명의 구현예를 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 구현예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시예
준비예 1
평균입경이 7㎛인 활성탄을 30 분간 목초액에 침지시킨 다음, 목초액에서 활성탄을 꺼낸 후 105℃에서 건조시킨다. 건조된 활성탄을 분산시킨 후, 분산된 골재 표면에 고형분 8 중량%를 함유한 아크릴 수지(주식회사 수산고분자, SA-120) 용액을 분사하여 표면에 코팅막을 형성시킨 목초액 함침 골재를 제조하였다.
준비예 2
활성탄 대신 평균입경이 21㎛인 제올라이트를 사용하였으며, 이를 제외한 나머지 조건은 준비예 1과 동일하게 실시하여 제조하였다.
실시예 1
석고(유성테크, 알파형 반수석고) 및 고로슬래그가 혼합된 혼합물 100 중량부에 골재인 모래(평균 입경 0.6mm) 99 중량부, 준비예 1에서 제조된 목초액 함침 골재 1 중량부, 분말 아크릴 수지(주식회사 수산고분자, SA-120) 0.5 중량부 및 증점제인 메틸셀룰로오즈(삼성정밀화학, 메셀로스) 1 중량부를 혼합한 후 1분 동안 62rpm으로 믹싱(mixing)한다. 그 뒤, 혼합물 100 중량부에 대하여 물 60 중량부를 투입한 후 30초 동안 62rpm으로 저속 믹싱(mixing)한 후, 30초 동안 정지한다. 마지막으로, 다시 1분 동안 125rpm으로 고속 믹싱(mixing)하여 친환경 건축마감재용 바름재를 제조하였다.
실시예 2 ~ 11
실시예 2 ~ 11은 하기 표 1의 배합비로 제조하였으며, 배합비를 제외한 나머지 조건은 실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하였다.
비교예 1 ~ 8
비교예 1 ~ 8은 하기 표 2의 배합비로 제조하였으며, 배합비를 제외한 나머지 조건은 실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하였다.
Figure 112015008823573-pat00001
Figure 112015008823573-pat00002
실험예 1
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 친환경 바름재에 대한 시험체를 제조하였다. 상기 시험체의 시험 규격은 KS F 2476에 근거하여 제조하였다.
실험예 2
상기 시험예 1에서 제조한 각 시험체를 대상으로 KS F 4716 규정에 의해 부착강도를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
실험예 3
상기 시험예 1에서 제조한 각 시험체를 대상으로 KS L 1204 규정에 의해 휘발성유기화합물(VOCs) 제거율을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
Figure 112015008823573-pat00003
상기 표 3에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1 ~ 11은 비교예 1 ~8보다 부착강도 및 휘발성유기화합물(VOCs) 제거율이 우수함을 확인할 수 있었다.
구체적으로, 실시예 4의 건축마감재용 바름재와 본 발명의 포함될 수 있는 분말 아크릴 수지가 중량부를 벗어나게 포함되어 제조된 비교예 6의 건축마감재용 바름재를 비교하면, 실시예 4는 비교예 6보다 휘발성유기화합물(VOCs) 제거율이 현저하게 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 4의 건축마감재용 바름재와 석고 및 고로슬래그의 함유량을 달리한 비교예 7의 건축마감재용 바름재를 비교하면, 실시예 4는 비교예 7보다 휘발성유기화합물(VOCs) 제거율이 현저하게 우수함을 확인 할 수 있었다.
또한, 실시예 6의 건축마감재용 바름재와 본 발명의 포함될 수 있는 목초액 함침 골재가 중량부를 벗어나게 포함되어 제조된 비교예 8과 비교하면 실시예 4는 비교예 8보다 접착 강도가 현저히 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 6 ~ 8의 건축마감재용 바름재를 비교하면, 석고 및 고로슬래그를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여 목초액 함침 골재로 활성탄 및 제올라이트가 각각 1중량부로 포함된 실시예 7의 건축마감재용 바름재가 활성탄만 포함하는 실시예 6 및 제올라이트만 포함하는 실시예 8 보다 부착강도 및 휘발성유기화합물(VOCs) 제거율을 동시에 만족할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Claims (10)

  1. 석고 및 고로슬래그를 포함하는 혼합물, 골재, 목초액 함침 골재 및 분말 아크릴 수지를 포함하며,
    상기 혼합물의 석고 및 고로슬래그는 1 : 0.08 ~ 0.28 중량비로 포함하며,
    상기 혼합물 100 중량부에 대하여, 골재 90 ~ 110 중량부, 목초액 함침 골재 0.5 ~ 5 중량부 및 분말 아크릴 수지 0.1 ~ 1.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 건축마감재용 바름재 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 골재 및 목초액 함침 골재는 1 : 0.005 ~ 0.04 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 건축마감재용 바름재 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 골재는 평균입경이 0.12 ~ 0.8mm인 모래인 것을 특징으로 하는 친환경 건축마감재용 바름재 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 목초액 함침 골재는 골재 및 목초액을 1 : 0.5 ~ 1 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 건축마감재용 바름재 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 목초액 함침 골재는 아크릴 수지로 코팅된 것이며,
    상기 아크릴 수지는 7 ~ 10.5 중량%의 고형분을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 건축마감재용 바름재 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 목초액 함침 골재는 평균입경이 15 ~ 27.5㎛인 제올라이트 및 2.5 ~ 17㎛인 활성탄 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 건축마감재용 바름재 조성물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 목초액 함침 골재는 제올라이트 및 활성탄을 1 : 0.8 ~ 1.2 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 건축마감재용 바름재 조성물.
  9. 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 친환경 바름재 조성물을 포함하는 친환경 건축마감재용 바름재.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 친환경 건축마감재용 바름재는 KS F 4716 규정에 의해 측정한 재령 28일 기준의 부착강도가 0.7 ~ 1.5 Mpa, KS L 1204 규정에 의해 측정한 재령 28일 기준의 휘발성유기화합물(Volatile organic compounds, VOCs) 제거율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 건축마감재용 바름재.
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