KR102011373B1 - 친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법 - Google Patents

친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주제 및 경화제를 중량비 50:50 내지 70:30로 포함하는 친환경 불연 조습성 마감재 조성물로 주제에 포함되는 합성 규조토는 담수 규조토, 가용성 실리케이트 및 산 성분으로 개질된 것을 특징으로 하는 친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 환경오염물질이 방출되지 않으면서 불연성 및 조습성이 우수한 효과가 있고 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있는 친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법을 제공하는 효과가 있다.

Description

친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법{ECO FRIENDLY FINISHING MATERIAL COMPOSITION HAVING NONFLAMMABE AND HUMIDITY CONTROLLING, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME AND SPARYING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부용 마감재로서 TVOC 및 포름알데히드 등의 환경유해물질이 발생하지 않으면서 불연성일 뿐만 아니라 습도에 따라 수분을 흡수 또는 방출하는 조습성을 갖는 친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법에 관한 것이다.
문화재 및 유물 등을 전시·보관하는 수장고(收藏庫)는 소장물을 장기간에 걸쳐 온전하게 보관하기 위하여 온도 및 습도 조건이 일정하게 유지되어야 하며, 일반적으로 온도 20℃, 습도 55%를 유지하는 것이 바람직하다.
이에 박물관 및 전시관 등에서는 내부에 공조기(空調器)를 설치하는 기계 공조방식을 이용하여 온도 및 습도를 일정하게 유지시키고 있다. 이처럼 수장고 내부를 동일한 온·습도로 유지시키기 위해서는 공조기를 1일 24시간 가동해야 하는데, 공조기 운영비용의 부담이 커짐에 따라 대부분 일정시간을 주기로 공조기를 가동 및 정지시키는 방법으로 운용하고 있는 실정이다.
그러나 공조기가 가동 중지 중이거나 오작동할 경우 수장고 내부의 온·습도 환경이 급격히 변화하기 때문에 보관 중인 소장물이 훼손되는 요인으로 작용하게 된다.
위와 같은 문제점을 고려하여, 박물관, 전시실 등에는 공조기의 가동 중지 시간동안 급격한 온·습도 변화를 완충할 수 있도록 수장고 내부 벽면을 조습(調濕) 패널로 마감 시공하고 있다.
상기 조습 패널은 수장 공간의 습도가 높을 때 습기를 흡수하고, 습도가 낮을 때 흡수했던 습기를 재방출 하는 특성을 가지고 있는 것이다. 종래에 사용되었던 조습 패널로의 예로는 오동나무, 삼나무 등 조습능이 있는 원목 조습 패널 및 상기 원목을 분쇄한 후 조습 성분과 혼합하여 압착 성형한 목질섬유계 조습 패널 등이 있다.
상기 조습 패널은 습기를 흡수 또는 방출하는 성능이 우수한 반면에, 화재시에 불에 매우 잘 타는 단점이 있고, 수장고 등의 내부 벽면에 시공할 때 그 공간에 맞추어 패널을 재가공해야 하는 번거로움이 있으며, 접합제 등의 화학물질을 이용하여 시공해야 하기 때문에 시공 후 휘발성 유기화합물 등의 유해가스가 발생하는 단점이 있다.
따라서, 조습성이 가지면서도 화재에 강하고 환경유해물질이 방출되지 않는 마감재의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
한국 특허공개 제10-2003-0058968호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 환경유해물질이 방출되지 않으면서도 불연성 및 조습성이 우수하고, 취급이 용이하고 현장에서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있어 작업이 용이한 친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 주제 및 경화제를 중량비 50:50 내지 70:30로 포함하는 친환경 불연 조습성 마감재 조성물로, 상기 주제는 주제 총 100 중량%를 기준으로 합성 규조토 30 내지 50 중량%, 무기질 바인더 30 내지 50 중량%, 증점제 0.1 내지 10 중량%, 기포제 0.1 내지 5 중량%, 백색 안료 5 내지 15 중량%, 재유화용 분산수지 1 내지 10 중량%, 무기 안료 0.5 내지 10 중량% 및 안료 분산제 0.1 내지 5 중량%를 포함하고, 상기 합성 규조토는 합성 규조토 총 100 중량%를 기준으로 규조토 30 내지 50 중량%, 가용성 실리케이트 45 내지 65 중량% 및 산 성분 1 내지 10 중량%를 포함하여 제조된 것이며, 상기 경화제는 농도 20 내지 30 중량%인 염화 마그네슘 수용액인 것을 특징으로 하는 친환경 불연 조습성 마감재 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 친환경 불연 조습성 마감재 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 친환경 불연 조습성 마감재 조성물을 이용한 뿜칠 시공방법을 제공한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 환경유해물질이 방출되지 않아 친환경적이면서 불연성이 우수하고 실내의 습도에 따라 습기를 증가시키는 증습 작용과, 습기를 감소시키는 감습 작용을 하여 습도를 일정하게 유지하도록 하는 조습성이 우수하고 작업현장에서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있는 친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법을 제공하는 효과가 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 친환경 불연 조습성 마감재 조성물은 주제 및 경화제를 중량비 50:50 내지 70:30로 포함하는 친환경 불연 조습성 마감재 조성물로, 상기 주제는 주제 총 100 중량%를 기준으로 합성 규조토 30 내지 50 중량%, 무기질 바인더 30 내지 50 중량%, 증점제 0.1 내지 10 중량%, 기포제 0.1 내지 5 중량%, 백색 안료 5 내지 15 중량%, 재유화용 분산수지 1 내지 10 중량%, 무기 안료 0.5 내지 10 중량% 및 안료 분산제 0.1 내지 5 중량%를 포함하고, 상기 합성 규조토는 합성 규조토 총 100 중량%를 기준으로 규조토 30 내지 50 중량%, 가용성 실리케이트 45 내지 65 중량% 및 산 성분 1 내지 10 중량%를 포함하여 제조된 것이며, 상기 경화제는 농도 20 내지 30 중량%인 염화 마그네슘 수용액인 것을 특징으로 하고, 환경유해물질이 방출되지 않아 친환경적이면서 불연성이 우수하고 실내의 습도에 따라 습기를 증가시키는 증습 작용과, 이를 감소시키는 감습 작용을 하여 습도를 일정하게 유지하도록 하는 조습성이 우수하고 작업 현장에서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있는 효과가 있다.
본 기재의 친환경 불연 조습성 마감재 조성물은 건축법 상 불연 재료에 해당하거나, 난연 1급의 재료에 해당한다.
상기 건축법 상 불연 재료란 불에 타지 아니하는 성질을 가진 재료를 의미한다.
본 발명의 친환경 불연 조습성 마감재 조성물을 구성하는 각 성분을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
상기 주제와 경화제는 일례로 중량비 50:50 내지 70:30, 바람직하게는 55:45 내지 65:35일 수 있고, 이 범위 내에서 실내의 습도에 따라 습기를 증가시키는 증습 작용과, 이를 감소시키는 감습 작용을 하여 습도를 일정하게 유지하도록 하는 조습성이 우수하고 작업 현장에서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있는 효과가 있다.
합성 규조토
상기 합성 규조토는 주제 총 100 중량%를 기준으로 일례로 30 내지 50 중량%, 바람직하게는 35 내지 45 중량%, 보다 바람직하게는 37 내지 42 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 증습작용 및 감습작용으로 조습성이 우수하고 균일하게 혼합되는 효과가 있다.
상기 합성 규조토는 일례로 합성 규조토 총 100 중량%를 기준으로 규조토 30 내지 50 중량%, 가용성 실리케이트 45 내지 65 중량% 및 산 성분 1 내지 10 중량%를 포함하여 제조된 것일 수 있고, 바람직하게는 규조토 35 내지 45 중량%, 가용성 실리케이트 53 내지 63 중량% 및 산 성분 2 내지 7 중량%를 포함하여 제조된 것일 수 있고, 이 경우에 초 다공성, 초 미세구조를 가져 증습작용 및 감습작용이 향상되는 효과가 있다.
상기 합성 규조토는 일례로 평균 입자 크기가 0.5 mm 이하, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 mm일 수 있고, 이 경우에 무기질 바인더와의 혼합성이 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 평균 입자 크기는 광학현미경으로 30개의 입자 크기를 측정한 평균값이거나, 또는 해당 범위의 체눈의 크기를 가진 메쉬를 이용하여 얻을 수 있다.
상기 합성 규조토는 숯의 5,000배 내지 6,000배의 다공성 및 미세구조를 가져 탈취, 및 항균성이 탁월한 규조토의 특성을 유지하면서, 규조토에 부족한 조습성을 개선시킨 것이다.
상기 규조토는 일례로 담수에서 생성된 규조토, 해수에서 생성된 규조토, 또는 이들의 혼합일 수 있고, 바람직하게는 담수에서 생성된 규조토일 수 있고, 이 경우에 입체구조를 형성하여 조습에 탁월한 효과가 있다.
상기 담수에서 생성된 규조토(이하 "담수 규조토"라 함)는 담수에서 퇴적된 규조토를 지칭하며, 해수 규조토와 다름은 당업자에게 자명한 사항이다.
상기 담수 규조토는 일례로 입자크기가 30 내지 50 ㎛, 바람직하게는 35 내지 46 ㎛일 수 있고, 이 범위 내에서 분산성이 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 담수 규조토의 입자크기는 메쉬(mesh)로 측정할 수 있고, 입자크기가 30 내지 50 ㎛는 300 내지 400 메쉬(mesh)로 분리하여 분리된 무게가 95 중량% 이상인 것이고, 입자크기가 35 내지 46 ㎛는 325 메쉬로 분리하여 분리된 무게가 95 중량% 이상인 것이다.
상기 가용성 실리케이트는 일례로 실리카(SiO2)와 알칼리 금속 산화물이 몰비 2~3:1, 바람직하게는 2.4~2.6:1로 결합된 것일 수 있고, 이 범위 내에서 규조토와 혼합이 용이하고 소성 시 팽창이 증가되는 효과가 있다.
상기 알칼리 금속 산화물은 일례로 Li2O, Na2O 및 K2O로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 Na2O일 수 있고, 이 경우에 규조토와 혼합이 용이하고 조습성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 산 성분은 일례로 포름산, 아세트산, 황산, 염산 및 질산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 포름산이며, 이 경우에 실리카와 알칼리 금속 산화물을 용이하게 겔화시키는 효과가 있다.
무기질 바인더
상기 무기질 바인더는 일례로 주제 총 100 중량%에 대해 30 내지 50 중량%, 바람직하게는 35 내지 45 중량%, 보다 바람직하게는 37 내지 42 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 경화시간을 지연시켜 가사 시간이 연장되어 작업이 용이한 효과가 있다.
상기 무기질 바인더는 일례로 마그네슘일 수 있고, 바람직하게는 탄산마그네슘, 경소 산화 마그네슘, 또는 이들의 혼합일 수 있고, 이 경우에 경화시간이 지연되고 가사시간이 연장되어 작업이 용이한 효과가 있다.
상기 경소 산화 마그네슘은 일례로 수산화 마그네슘을 800 내지 1000℃에서 소성한 것일 수 있고, 이 경우에 작업이 용이한 효과가 있다.
구체적인 예로, 상기 무기질 바인더는 BET 비표면적이 50 내지 200 m2/g, 바람직하게는 100 내지 180 m2/g, 보다 바람직하게는 130 내지 180 m2/g인 경소 산화 마그네슘일 수 있고, 이 범위 내에서 합성 규조토와 혼합이 용이하고 경화시간이 지연되고 가사시간이 연장되어 작업이 용이한 효과가 있다.
본 기재에서 BET 비표면적은 BET법에 의해 측정한 것으로서, 구체적으로는 BEL Japan사의 BELSORP-mino II를 이용하여 액체 질소 온도 하(77K)에서의 질소가스 흡착량으로부터 산출될 수 있다.
증점제
상기 증점제는 주제 총 100 중량%에 대해 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 7 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 5 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 점도 상승 효과가 우수하면서 물성밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 증점제는 일례로 셀룰로오스 에테르일 수 있고, 바람직하게는 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxy propyl methyl cellulose), 히드록시에틸 메틸 셀룰로오스(hydroxy ethyl methyl cellulose), 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose) 및 히드록시 에틸 셀룰로오스(hydroxy ethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 메틸 셀룰로오스이고, 이 경우에 점도 상승 효과가 우수하면서 물성밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 메틸 셀룰로오스는 친환경적 소재로 목재, 면화에서 얻어진 셀룰로오스(Cellulose)가 원료이며 셀룰로오스(Cellulose)는 분자간 수소 결합으로 인해 30~65%의 결정성을 갖는 불용성의 천연 고분자로, 물에 녹지 않는 셀룰로오스는 에테르화 반응(Etherification)을 통하여 셀룰로오스 분자 내의 수산화기(-OH)를 메톡실기(-OCH3)와 히드록시프로폭실기(-OCH2CH(OH)CH3)로 치환시켜 제조되는 수용성 고분자이다.
상기 메틸 셀룰로오스는 일례로 상온(23℃) 및 pH 7 하에서는 용해되지 않으나 경화제로 사용되는 염화 마그네슘에 완전 용해되는 특성을 지닌다.
상기 메틸 셀룰로오스는 일례로 2 중량% 수용액, 20℃, 20 rpm, pH 7 하에서 브룩필드 점도계(RV 타입)로 측정한 점도가 40 내지 40,000 cPs, 바람직하게는 100 내지 35,000 cPs, 보다 바람직하게는 1,000 내지 30,000 cPs 일 수 있고, 이 범위 내에서 벽바름 또는 뿜칠 시공시 벽에서 흘러내리는 현상을 방지하는 효과가 있다.
상기 메틸 셀룰로오스는 일례로 상업적으로 시판되는 삼성정밀화학사의 메셀로스(MECELLOS)를 사용할 수 있으나, 이에 제한받지 않는다.
기포제
상기 기포제는 일례로 주제 총 100 중량%에 대해 0.1 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.3 내지 4 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 조성물 내에 무수한 미세 기포를 일정하게 분포시키어 작업성(workability)을 개선시키는 효과가 있다.
상기 기포제는 일례로 수산화 나트륨, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화암모늄, 탄산 알칼리 금속, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 규불화소다, 질산칼륨, 질산나트륨, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산마그네슘, 질산마그네슘, 탄산나트륨 및 탄산칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 황산나트륨일 수 있고, 이 경우에 조성물 내에 무수한 미세 기포를 일정하게 분포시키어 작업성(workability)을 개선시키는 효과가 있다.
백색 안료
상기 백색 안료 일례로 주제 총 100 중량%에 대해 5 내지 15 중량%, 바람직하게는 6 내지 13 중량%, 보다 바람직하게는 7 내지 12 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 은폐력 및 발색성이 우수한 효과가 있다.
상기 백색 안료는 일례로 이산화 티타늄일 수 있고, 이 경우에 은폐력이 우수한 효과가 있다.
상기 이산화 티타늄은 일례로 굴절율이 높고 분산성이 우수하고, 화학적 및 물리적으로 안정된 물질이다.
본 기재에서 은폐력은 안료, 인쇄 잉크, 도료 등으로 물체 표면을 도공한 경우, 그의 바탕색을 은폐시키는 능력을 가리키는 것으로, 은폐력이 나쁘면 아무리 겹쳐 발라도 바탕색이 들여다보인다.
재유화형 분산수지
상기 재유화형 분산수지는 일례로 주제 총 100 중량%를 기준으로 1 내지 10 중량%, 2 내지 8 중량%, 또는 3 내지 7 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 부착력 및 혼합성이 우수한 효과가 있다.
상기 재유화형 분산수지는 일례로 아크릴계 재유화형 분산수지, 에틸렌-비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate), 폴리비닐아세테이트-비닐카복시레이트(VaVeoVa), 및 스티렌-부타디엔 고무(SBR)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 아크릴계 재유화형 분산수지이고, 이 경우에 부착력 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 재유화형 분산수지는 일례로 검화도가 85 내지 99.5몰% 및 평균 중합도가 200 내지 1000인 폴리비닐알코올을 유화제로 하여 아크릴계 모노머와 관능성 모노머를 유화중합하고 건조하여 수득한 평균 입경 0.1 내지 4.0㎛, 바람직하게는 0.2 내지 2.0㎛인 아크릴계 합성수지 에멜젼 분말 수지일 수 있고, 이 경우에 페인트의 접착력 및 도료 혼합물과의 혼합성이 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 재유화형 분산수지는 일례로 용매, 바람직하게는 물 100 중량부에 아크릴계 재유화형 수지 50 내지 80 중량부, 바람직하게는 55 내지 75 중량부, 보다 바람직하게는 60 내지 70 중량부가 분산된 수지일 수 있고, 이 범위 내에서 부착력이 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 검화도는 JIS K6726에 의해 측정될 수 있다.
본 기재에서 평균중합도는 ASTM D1 243-79에 의해 측정될 수 있고, 평균입경은 다이나믹 레이져 라이트 스케터링 방법으로 미국 Nicomp 사의 Nicomp 370HPL 기기를 이용하여 가우시안 모드로 인텐시티(intensity) 값으로 측정될 수 있다.
무기 안료
상기 무기 안료는 일례로 주제 총 100 중량%를 기준으로 0.5 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 8 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 5 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 발색성 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 무기안료는 통상적으로 페인트에 적용 가능한 무기 안료인 경우 특별히 제한되지 않으나, 일례로 카본블랙, 산화물, 크롬산염, 황화물, 산화물, 페르시안화물, 규산염 및 인삼염으로 이루어진 군으로 선택된 1종 이상일 수 있다.
안료 분산제
상기 안료 분산제는 일례로 주제 총 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 2 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 안료의 분산성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 안료 분산제는 일례로 폴리카르복실산계의 분산제일 수 있고, 구체적인 예로 폴리카르복실산 소다염, 폴리카르복실산 암모늄염, 폴리카르복실산 아민염, 폴리카르복실산일 수 있고, 이 경우에 안료 분산이 우수하고 안료 슬러리의 점도를 낮추는 효과가 우수하다.
상기 안료 분산제에 일례로 가교된 폴리카르복실산계 공중합체를 더 포함할 수 있다. 상기 가교된 폴리카르복실산계 공중합체는 상기 주제 총 100 중량%에 대해 0.05 내지 1.5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%로 더 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 분산성이 더욱 우수하고 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 가교된 폴리카르복실산계 공중합체는 일례로 상기 공중합체 전체 총 100 중량% 기준으로 알콕시폴리알킬렌글리콜모노(메타)아크릴산 에스테르 단량체 50 내지 97.5 중량%, (메타)아크릴산계 단량체 1 내지 48.5 중량% 및 5 내지 20개의 알킬렌옥사이드기를 함유하고, 2개 이상의 아크릴레이트기 또는 비닐기를 가지는 가교제 0.1 내지 10 중량%를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체일 수 있고, 이 범위 내에서 분산성 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
경화제
상기 경화제는 일례로 농도 20 내지 30 중량%인 염화 마그네슘 수용액, 바람직하게는 농도 23 내지 27 중량%인 염화 마그네슘 수용액일 수 있고, 상기 범위 내에서 주제와 용이하게 혼합되고 작업성이 우수한 효과가 있다.
상기 염화 마그네슘 수용액은 일례로 염화 마그네슘과 물, 탈이온수, 또는 이온교환수를 액상 교반기에서 용해시켜 수용액으로 제조할 수 있다.
상기 염화 마그네슘은 일례로 염화 마그네슘 6수화물(MgCl2·6H2O)일 수 있다.
본 발명의 친환경 불연 조습성 마감재 조성물은 일례로 국토교통부 고시 제2015-744호의 불연재료 시험기준을 통과하는 것일 수 있고, 이 경우에 화재 시에 인명과 재산 피해를 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 친환경 불연 조습성 마감재 조성물은 일례로 온도 30℃, 상대습도 40% 조건 하의 항온항습기에 넣어 무게의 변화가 없을 때까지 방치한 후 무게를 측정한 다음 이를 온도 30℃, 상대습도 90% 조건 하의 항온항습기에 24시간 동안 방치한 후 무게를 측정하여 이들 무게의 차이로 구한 흡수량이 600 g/m2 이상, 바람직하게는 600 내지 800 g/m2일 수 있고, 이 경우에 습기를 흡수하고 방출하는 효과가 우수하다.
본 발명의 친환경 불연 조습성 마감재 조성물의 제조방법은 주제를 프리믹스 형태로 준비하는 단계; 경화제로 염화 마그네슘을 농도 25 중량%의 수용액으로 준비하는 단계; 및 상기 주제 및 경화제를 중량비 50:50 내지 70:30로 혼합하는 단계;를 포함하되, 상기 주제는 주제 총 100 중량%를 기준으로 합성 규조토 30 내지 50 중량%, 마그네슘 30 내지 50 중량%, 증점제 0.1 내지 10 중량%, 기포제 0.1 내지 5 중량%, 백색 안료 5 내지 15 중량%, 재유화용 분산수지 1 내지 10 중량%, 무기 안료 0.5 내지 10 중량% 및 안료 분산제 0.1 내지 5 중량%를 포함하고, 상기 합성 규조토의 제조방법은 합성 규조토 총 100 중량%를 기준으로 담수 규조토 30 내지 50 중량%와 가용성 실리케이트 45 내지 65 중량%를 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계; 생성된 혼합물에 산 성분 1 내지 10 중량%를 투입하여 탈수 겔화시키는 단계; 상기 겔화된 혼합물을 소성하여 팽창시키는 단계; 및 상기 팽창된 혼합물을 분쇄하는 단계;를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하고, 환경유해물질이 방출되지 않아 친환경적이면서 불연성이 우수하고 실내의 습도에 따라 습기를 증가시키는 증습 작용과, 이를 감소시키는 감습 작용을 하여 습도를 일정하게 유지하도록 하는 조습성이 우수하고 작업 현장에서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있는 효과가 있다.
상기 주제 및 경화제를 혼합하는 단계는 일례로 반응기 온도 40 내지 70℃ 및 교반속도 100 내지 150 rpm에서 5 내지 10시간 동안 혼합할 수 있고, 이 경우에 균일하게 혼합되어 작업성이 용이한 효과가 있다.
상기 주제는 일례로 프리믹스(premix) 형태일 수 있다.
본 발명에서 프리믹스 형태란 분말의 원료를 균일하게 섞은 혼합물을 의미한다.
상기 합성 규조토의 제조방법에서 혼합물을 생성하는 단계는 일례로 디졸바 믹서에서 교반속도 200 내지 400 rpm, 바람직하게는 250 내지 350 rpm 하에서 30분 내지 90분, 바람직하게는 50분 내지 70분 동안 교반할 수 있고, 이 경우에 담수 규조토에 가용성 실리케이트가 충분히 침투되는 효과가 있다.
상기 합성 규조토의 제조방법에서 탈수 겔화시키는 단계는 일례로 생성된 혼합물에 산 성분을 10 내지 90분, 바람직하게는 20 내지 70분 동안 연속 투입할 수 있고, 이 경우에 중합반응에 의해 pH가 낮아지고, 가용성 실리케이트간에 실록산 결합이 진행되어 점도가 상승하면서 겔이 형성되는 효과가 있다.
본 기재에서 연속 투입은 연속적으로 적하(drop by drop)하거나 스트림(stream)으로 투입하는 것을 의미한다.
상기 산 성분은 일례로 포름산, 아세트산, 황산, 염산 및 질산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 포름산이며, 이 경우에 실리카와 알칼리 금속 산화물의 겔화가 용이한 효과가 있다.
상기 산 성분은 일례로 산 성분을 농도 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 3 내지 7 중량%의 수용액 형태로 투입할 수 있고, 이 경우에 갤화가 균일하게 형성되는 효과가 있다.
상기 합성 규조토의 제조방법에서 소성하여 팽창시키는 단계는 일례로 겔화된 혼합물을 온도 300 내지 500℃, 바람직하게는 350 내지 450℃인 소성로에 투입하여 소성 및 팽창시킬 수 있고, 이 경우에 겔화된 혼합물 내에 남아 있던 수분에 의해 스팀이 발생하며, 이로 인해 20배 이상 부풀어 오르고 스팀에 빠져나오면서 수많은 기공층이 형성된 합성 규조토가 제조되는 효과가 있다.
상기 합성 규조토의 제조방법에서 분쇄하는 단계는 일례로 팽창 후 수득된 합성 규조토를 함마크라샤로 입자크기 0.5 mm 이하, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 mm로 분쇄할 수 있고, 이 경우에 조성물 내에서 균일하게 분산되고 조습성이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 마감용 뿜칠 시공방법은 기재 표면의 불순물, 레이턴스 또는 열화된 부위를 핸드워터 젯 또는 고압수 세척기로 제거하는 단계; 제거된 부위에 상기에 기재된 친환경 불연 조습성 마감재 조성물을 뿜칠 장비를 이용하여 시공하는 단계; 및 시공된 결과물을 표면마무리하고 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고, 내부 마감재로서 친환경적이면서 불연성이 우수하고 실내의 습도에 따라 습기를 증가시키는 증습 작용과, 습기를 감소시키는 감습 작용을 하여 습도를 일정하게 유지하도록 하는 조습성이 우수하고 시공할 공간의 형태에 구애받지 않고 용이하게 시공할 수 있는 효과가 있다.
상기 기재는 일례로 건축물의 바닥 또는 벽면일 수 있고, 상기 바닥 또는 벽면은 일례로 강판, 시멘트 또는 콘크리트일 수 있고, 이 경우 기재의 재료나 형태에 구애받지 않고 용이하게 시공하여 조습성 및 불연성을 부여할 수 있다.
상기 뿜칠 장비로 시공하는 단계는 일례로 도막 두께 1 내지 8 mm, 2 내지 6nm, 또는 2 내지 3 mm로 시공할 수 있고, 이 범위 내에서 불연성 및 조습성이 우수한 효과가 있다.
상기 뿜칠 장비로 시공하는 단계는 1회 이상, 바람직하게는 1 내지 5회, 보다 바람직하게는 1 내지 3회 실시할 수 있고, 이 범위 내에서 불연성 및 조습성이 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 뿜칠(spray coating)은 도장법의 하나로 압축 공기를 통해 도료를 안개 상태의 미립자 상태로 분무하여 도포하는 공법을 의미한다.
본 기재에서 벽바름은 건출물의 내외·벽을 미장칼 또는 흙손으로 도료를 도포하는 공법을 의미한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예 1]
주제의 제조
합성 규조토 40 중량%, 경소 산화 마그네슘 40 중량%, 증점제로 메틸 셀룰로오스 2 중량%, 기포제로 황산나트륨 1 중량%, 백색 안료로 이산화티타늄 10 중량%, 재유화용 분산수지 5 중량%, 무기 안료 1.5 중량% 및 안료 분산제 0.5 중량%를 리본 믹서기에 투입하여 교반 속도 50 rpm 하에서 30분간 교반하여 프리믹스 형태로 준비하였다.
상기 합성 규조토는 담수에서 생성된 규조토 37 중량% 및 가용성 실리케이트로 소디움 실리케이트를 58 중량%를 디졸바 믹서에 투입 후 300 rpm으로 1시간 교반시킨 후 포름산을 5 중량%를 연속투입하여 겔화시키고 400℃에서 소성하여 팽창시킨 후 햄머크라샤로 0.1 내지 0.5mm로 분쇄한 것이다.
상기 소디움 실리케이트는 실리카와 Na2O의 몰비가 2.4~2.6:1인 것이다.
경화제 제조
액상 교반기에서 물에 염화마그네슘을 농도 25 중량%가 되도록 용해하여 염화마그네슘 수용액으로 제조하였다.
친환경 불연 조습성 마감재 조성물의 제조
상기에서 제조한 주제 60 중량%와 농도 25 중량%인 염화 마그네슘 40 중량%를 리본 믹서기에서 혼합하여 제조하였다.
친환경 불연 조습성 마감재 조성물의 뿜칠 시공
상기 친환경 불연 조습성 마감재 조성물을 콘크리트 표면에, 핸드워터 젯으로 표면의 불순물을 제거한 다음, 뿜칠 장비를 이용하여 도막 두께 3 mm로 시공한 후 초결은 3시간 하였고, 그 후 24시간 동안 양생하였다.
[비교예 1]
실시예 1에서 주제의 제조 시 합성 규조토 대신 규조토를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
[실험예]
[실험 1]
상기 실시예 1에서 제작된 친환경 불연 조습성 마감재 조성물의 환경 유해성 검출을 한국산업기술시험원(18-057002-01-2)에서 측정 후 발행된 시험결과를 하기 표 1에 정리하였다.
시험명 시험방법 품질기준 시험결과 비고
TVOC(mg/㎡·h) EL241:2017
(환경표지인증 기준)		 2.0mg/㎡·h 이하 불검출 검출한계
:0.0025
VACs(질량분량%) EL241:2017
(환경표지인증 기준)		 0.15% 이하 불검출 검출한계
:0.01
포롬알데히드 EL241:2017(환경표지인증 기준) 2.0mg/㎡·h 이하 불검출 검출한계
:0.0025
납(Pb)카드뮴(Cd) EL241:2017
(환경표지인증 기준)		 무게합이
1,000mg/kg 이하		 불검출 검출한계
: 0.0001
냄새 KM M 5000 도장중, 건조 후
냄새없음		 냄새없음 -
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 수득된 친환경 불연 조습성 마감재 조성물은 TVOC, VACs, 포름알데히드, 납, 카드륨 등의 환경오염물질이 검출되지 않아 친환경 제품임을 확인할 수 있었다.
[실험 2]
상기 실시예 1에서 수득한 친환경 불연 조습성 마감재 조성물의 불연성능을 한국건설자재시험연구원(KCM180-01272)에서 측정 후 발행한 시험결과를 하기 표 2에 정리하였다.
No. 시험검사종목 시험검사방법 시험검사결과
S1 S2 S3
1 질량감소율(%)(불연) KSK F ISO
1182:2016		 19.0 17.6 16.2
2 최고온도와 최종평형온도차(K)(불연) KSK F ISO
1182:2016		 0.6 0.6 1.1
3 평균행동정지시간(min:s) KSK F2271:2016 14:59 14:53 -
상기 표 2에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 친환경 불연 조습성 마감재 조성물은 불연성을 가짐을 확인할 수 있었다.
[실험 3]
상기 실시예 1에서 수득한 친환경 불연 조습성 마감재 조성물 및 비교예 1에서 수득한 마감재 조성물의 흡수량을 한국건설자재시험연구원(KCM016-14035)에서 측정 후 발행한 시험결과를 하기 표 3에 정리하였다.
상기 흡수량 측정은 10cm × 10 cm인 시료를 온도 30℃, 상대습도 40% 조건 하의 항온항습기에 넣어 무게가 변화가 없을 때까지 방치한 후 무게를 측정한 다음, 이를 온도 30℃ 및 상대습도 90% 조건 하의 항온항습기에 24 시간 방치한 후 무게를 측정하여 상기 무게의 차이로 흡수량을 계산하였다.
구분 시험·검사종목 시험·검사결과
실시예 1 흡수량(g/m2) 645.7
비교예 1 417.3
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 합성 규조토를 포함한 실시예 1은 흡수량이 645.7 g/m2으로 규조토를 포함한 비교예 1 대비 흡수량이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

Claims (9)

  1. 주제 및 경화제를 중량비 50:50 내지 70:30로 포함하는 친환경 불연 조습성 마감재 조성물로,
    상기 주제는 주제 총 100 중량%를 기준으로 합성 규조토 30 내지 50 중량%, 무기질 바인더 30 내지 50 중량%, 증점제 0.1 내지 10 중량%, 기포제 0.1 내지 5 중량%, 백색 안료 5 내지 15 중량%, 재유화용 분산수지 1 내지 10 중량%, 무기 안료 0.5 내지 10 중량% 및 안료 분산제 0.1 내지 5 중량%를 포함하고,
    상기 합성 규조토는 합성 규조토 총 100 중량%를 기준으로 규조토 30 내지 50 중량%, 가용성 실리케이트 45 내지 65 중량% 및 산 성분 1 내지 10 중량%를 포함한 혼합물을 탈수 겔화시키는 단계; 상기 겔화된 혼합물을 소성하여 팽창시키는 단계; 및 팽창된 혼합물을 분쇄하는 단계;를 통해 제조된 것이며,
    상기 경화제는 농도 20 내지 30 중량%인 염화 마그네슘 수용액인 것을 특징으로 하는
    친환경 불연 조습성 마감재 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가용성 실리케이트는 실리카와 알칼리 금속 산화물이 몰비 2~3:1로 결합된 것을 특징으로 하는
    친환경 불연 조습성 마감재 조성물.
  3. 제2항에 있어서
    상기 알칼리 금속 산화물은 Li2O, Na2O 및 K2O로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    친환경 불연 조습성 마감재 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산 성분은 포름산, 아세트산, 황산, 염산 및 질산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    친환경 불연 조습성 마감재 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 재유화용 분산수지는 아크릴계, 에틸렌-비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate), 폴리비닐아세테이트-비닐카복시레이트(VaVeoVa), 및 스티렌-부타디엔 고무(SBR)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    친환경 불연 조습성 마감재 조성물.
  6. 주제를 프리믹스 형태로 준비하는 단계;
    경화제로 염화 마그네슘을 농도 25 중량%의 수용액으로 준비하는 단계; 및
    상기 주제 및 경화제를 중량비 50:50 내지 70:30로 혼합하는 단계;를 포함하되,
    상기 주제는 주제 총 100 중량%를 기준으로 합성 규조토 30 내지 50 중량%, 무기질 바인더 30 내지 50 중량%, 증점제 0.1 내지 10 중량%, 기포제 0.1 내지 5 중량%, 백색 안료 5 내지 15 중량%, 재유화용 분산수지 1 내지 10 중량%, 무기 안료 0.5 내지 10 중량% 및 안료 분산제 0.1 내지 5 중량%를 포함하고,
    상기 합성 규조토의 제조방법은 합성 규조토 총 100 중량% 기준으로 규조토 30 내지 50 중량%와 가용성 실리케이트 45 내지 65 중량%를 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계; 생성된 혼합물에 산 성분 1 내지 10 중량%를 투입하여 탈수 겔화시키는 단계; 상기 겔화된 혼합물을 소성하여 팽창시키는 단계; 및 팽창된 혼합물을 분쇄하는 단계;를
    포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는
    친환경 불연 조습성 마감재 조성물의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주제 및 경화제를 혼합하는 단계는 반응기 온도 40 내지 70 ℃ 및 교반속도 100 내지 150 rpm에서 5 내지 10시간 동안 혼합하는 것을 특징으로 하는
    친환경 불연 조습성 마감재 조성물의 제조방법.
  8. 기재 표면의 불순물, 레이턴스 또는 열화된 부위를 핸드워터 젯 또는 고압수 세척기로 제거하는 단계;
    제거된 부위에 제1항에 기재된 친환경 불연 조습성 마감재 조성물을 뿜칠 장비를 이용하여 시공하는 단계; 및
    시공된 결과물을 표면마무리 하고 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    마감용 뿜칠 시공방법.
  9. 주제 및 경화제를 중량비 50:50 내지 70:30로 포함하는 친환경 불연 조습성 마감재 조성물로,
    상기 주제는 주제 총 100 중량%를 기준으로 합성 규조토 30 내지 50 중량%, 무기질 바인더 30 내지 50 중량%, 증점제 0.1 내지 10 중량%, 기포제 0.1 내지 5 중량%, 백색 안료 5 내지 15 중량%, 재유화용 분산수지 1 내지 10 중량%, 무기 안료 0.5 내지 10 중량% 및 안료 분산제 0.1 내지 5 중량%를 포함하고,
    상기 합성 규조토는 합성 규조토 총 100 중량%를 기준으로 규조토 30 내지 50 중량%, 가용성 실리케이트 45 내지 65 중량% 및 산 성분 1 내지 10 중량%를 포함한 혼합물을 탈수 겔화시키는 단계; 상기 겔화된 혼합물을 소성하여 팽창시키는 단계; 및 팽창된 혼합물을 분쇄하는 단계를 통해 제조된 것이며,
    상기 경화제는 농도 20 내지 30 중량%인 염화 마그네슘 수용액이고,
    상기 친환경 불연 조습성 마감재 조성물은 온도 30℃, 상대습도 40% 조건 하의 항온항습기에 넣어 무게의 변화가 없을 때까지 방치한 후 무게를 측정한 다음 이를 온도 30℃, 상대습도 90% 조건 하의 항온항습기에 24시간 동안 방치한 후 무게를 측정하여 이들 무게의 차이로 구한 흡수량이 600 내지 800 g/m2인 것을 특징으로 하는
    친환경 불연 조습성 마감재 조성물.
KR1020180165412A 2018-12-19 2018-12-19 친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법 KR102011373B1 (ko)

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