KR102175921B1 - 내구성 및 내미끌림성이 우수한 기능성 바닥 페인트용 조성물 - Google Patents

Abstract

시설물의 바닥에 시공되는 바닥재와 시설물 바닥면과의 접착력을 향상시킬 수 있고 바닥재의 들뜸 현상을 방지할 수 있는 기능성 바닥 페인트용 조성물이 개시된다. 이를 위하여 견운모 분말 40 내지 60 중량%와, 바인더 수지 9 내지 15 중량%와, 용매 25 내지 45 중량%, 및 백금족 금속 분말 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 내구성 및 내미끌림성이 우수한 기능성 바닥 페인트용 조성물을 제공한다. 본 발명에 의한 기능성 바닥 페인트용 조성물로 형성된 코팅층은 비나 습기, 고온, 혹한 등의 기후변화 또는 마찰에 따라 바닥면으로부터 탈리되지 않으며, 그 표면에 물기가 잔존하는 경우에도 사물과의 기본적인 밀착력이 발현되기 때문에 보행하는 사람이 미끄러져 넘어지는 사고가 억지된다.

Description

내구성 및 내미끌림성이 우수한 기능성 바닥 페인트용 조성물{COMPOSITION FOR FUNCTIONAL FLOOR PAINT WITH SUPERIOR DURABILITY AND SLIP RESISTANCE}

본 발명은 시멘트 콘크리트로 형성된 시설물의 바닥페인트로 주로 사용되는 기능성 바닥 페인트용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시설물의 바닥에 시공되는 바닥재와 시설물 바닥면과의 접착력을 향상시킬 수 있어 바닥재의 들뜸 현상을 방지할 수 있는 내구성 및 내미끌림성이 우수한 기능성 바닥 페인트용 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 화학 수지를 이용한 조성물에 있어서 코팅특성을 갖도록 하기 위해서는 내마모성과 원가절감을 목적으로 무기물을 충전하지만 그 사용량은 30% 이내이며, 이러한 조성물은 다량의 유기용제를 함유하고 있어서 수지 내에 무기물이 침지된 상태를 벗어나면 작업성이 없을 뿐만 아니라, 코팅제로서 제기능을 발휘하지 못한다.

특히, 콘크리트 구조물과 같은 표면의 바닥면을 코팅하고자 할 때 그 표면이나 바닥면에 프라이머가 도포되지 아니한 상태에서는 시멘트와 같이 비중이 무거운 무기물이 저점도 코팅제에 적용될 경우 1회 도포되는 두께가 0.2mm 내외로 유기용제가 휘발되면서 경화되어 남는 고형분의 두께는 0.07mm정도의 얇은 박막층으로만 형성되게 된다. 그러므로 함침 범위를 벗어난 무기물은 결속력을 갖지 못하고 분리되어 형상을 유지할 수 없기 때문에 보호 보수 성능이 크게 저하되는 것이 심각한 문제로 지적되고 있다.

지금까지 국내외에서는 전반적으로 콘크리트 구조물 표면을 코팅하기 위한 재료들로서는 대부분 화학수지나 화합물을 이용한 조성물을 사용하는 경우가 많았다.

예컨대, 종래에는 콘크리트 구조물의 표면에 우수한 부착성을 갖는 에폭시 수지를 주재료로 하는 바닥재 조성물이 많이 사용되었다.

이러한 에폭시 수지는 강도, 굳기, 가공성이 우수할 뿐만 아니라, 경화시에 휘발성 물질의 발생 및 부피의 수축이 없으며, 재료면과 우수한 접착력을 갖는다는 장점이 있다. 그러나, 이러한 에폭시 수지가 포함된 무용제 에폭시 바닥재는 일반적으로 시간이 지남에 따라 내후성이 떨어져 황변현상이 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 상기 에폭시 바닥재에 포함된 아민 경화제가 대기 중의 이산화탄소 및 습기 등과 반응하여 도막표면이 뿌옇게 변하는 브러싱(blushing)현상이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 브러싱 현상이 없는 우수한 도막 외관을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 경도, 작업성, 내마모성 및 내후성 등의 물성을 모두 향상시킬 수 있는 기능성 바닥 페인트용 조성물의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-0801553호(2008.02.12 공고) 대한민국 등록특허 제10-1882577호(2018.07.26 공고) 대한민국 등록특허 제10-1219828호(2013.01.09 공고) 대한민국 등록특허 제10-1858939호(2018.06.27 공고)

따라서, 본 발명의 목적은 초기 강도 발현성, 접착력, 내구성, 내식성, 내후성 등을 가지고 있을 뿐만 아니라 인체에 유익한 물질을 방사할 수 있으며 유해물질을 제거할 수 있는 기능성 바닥 페인트용 조성물을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 견운모 분말 40 내지 60 중량%와, 바인더 수지 9 내지 15 중량%와, 용매 25 내지 45 중량%, 및 백금족 금속 분말 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 내구성 및 내미끌림성이 우수한 기능성 바닥 페인트용 조성물을 제공한다.

본 발명에 의하면, 시설물의 바닥면에 도포되더라도 시설물 바닥면에 견고히 밀착되므로, 사용기간이 경과되더라도 바닥면으로부터 들뜨는 현상이 발생되지 않는다.

또한, 본 발명에 의한 기능성 바닥 페인트용 조성물로 형성된 코팅층은 비나 습기, 고온, 혹한 등의 기후변화 또는 마찰에 따라 바닥면으로부터 탈리되지 않는다.

아울러, 본 발명에 의한 기능성 바닥 페인트용 조성물로 형성된 코팅층은 표면에 물기가 잔존하는 경우에도 사물과의 기본적인 밀착력이 발현되기 때문에 보행하는 사람이 미끄러져 넘어지는 사고가 억지되며, 이동하는 차량의 제동거리가 짧아진다.

도 1은 본 발명의 기능성 바닥 페인트용 조성물과 기존의 바닥재 조성물이 각각 코팅된 바닥면을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 기능성 바닥 페인트용 조성물이 코팅된 바닥면을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 기능성 바닥 페인트용 조성물이 코팅된 바닥면의 단면을 촬영한 사진이다.
도 4 및 도 5는 종래의 바닥재 조성물이 코팅된 바닥면을 촬영한 사진이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 내구성 및 내미끌림성이 우수한 기능성 바닥 페인트용 조성물(이하, '기능성 바닥 페인트용 조성물'이라 약칭함.)을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 기능성 바닥 페인트용 조성물은 주차장, 수영장, 건물옥상, 선박 등 각종 시설물의 바닥면을 마감처리 하기 위해 사용된 것으로, 바닥면에 도포된 후 경화되어 바닥면의 상부에 코팅층을 형성하며, 견운모 분말과, 바인더 수지와, 용매, 및 백금족 금속 분말을 포함한다.

이하, 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 기능성 바닥 페인트용 조성물은 견운모 분말을 포함한다.

상기 견운모 분말은 시설물의 바닥면을 구성하는 소재들과 유사한 재질로, 기능성 바닥 페인트용 조성물이 바닥면으로부터 들뜨지 않도록 일체로 결합된다.

상기 견운모 분말은 신발 등을 신고 이동하는 보행자의 미끄럼을 방지하고, 바닥면과 우수한 결합력을 제공하며, 상기 코팅층의 내후성과 내구성을 향상시키는 기능을 제공한다.

상기 견운모 분말로는 코팅층에 일정수준 이상의 마찰력을 부여할 수 있도록 평균 입도가 18 내지 28㎛인 견운모 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 견운모 분말의 평균 입도가 18 ㎛ 미만이면 견운모 분말이 용매에 균일하게 분산되어 섞이지 않기 때문에 코팅층에 균일한 마찰력을 부여하기 어려워지는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 견운모 분말의 평균 입도가 28 ㎛를 초과하면, 코팅층의 마찰력은 증대되나 표면이 거칠어지고 돌출된 표면이 자동차나 보행자로부터 작용하는 압력에 의해 손상되기 때문에 사용기간이 늘어날수록 마찰력이 감소하는 문제가 발생될 수 있다.

한편, 견운모 분말은 기능성 바닥 페인트용 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 40 내지 60 중량%가 포함된다. 이때, 상기 기능성 바닥 페인트용 조성물에 견운모 분말의 함량이 40 중량% 미만이면 코팅층에 충분한 마찰력을 부여할 수 없기 때문에 물기가 잔존하는 경우 차량의 제동거리가 길어지며, 보행자가 넘어지는 사고가 발생될 수 있다. 그리고 기능성 바닥 페인트용 조성물에 견운모 분말의 함량이 60 중량%를 초과하면 전체 조성에서 바인더 수지와 물의 함량이 줄어들기 때문에 사용기간이 경과될수록 부스럼이 발생될 수 있다.

이러한 견운모는 점토광물의 일종으로, 색깔은 은백색으로 견사광택이 강하게 나타난다. 광물학적으로는 운모족에 속하고 화학 조성과 결정구조는 백운모와 흡사하고, 원적외선 방사율이 93% 내외이며, 음이온 발생량이 700개/cc 내외이고, 가장 안전한 음이온, 예컨대 저선량 자연방사선을 방사하며, 각종 유해 물질을 흡착하는 기능을 지닌다.

상기 견운모로부터 발산된 원적외선은 피부 세포를 침투하여 각 세포의 물분자에 공조 진동을 일으켜 세포조직을 활성화시켜 인체의 신진대사를 촉진시키고, 혈액의 순환을 향상시키고, 소취력을 강화시킨다. 또한, 견운모는 알파(α)파를 방사하여 유해 박테리아 발생을 70% 이상 억제하고, 중금속, 유기물, 냄새 및 잡균을 흡착 분해시키며, 인체에 유익한 미네랄을 풍부하게 제공한다.

예컨대, 기능성 바닥 페인트용 조성물에 견운모 분말이 40 내지 60 중량%로 포함되면, 인체에 유용한 원적외선을 발산하고 유해 물질을 흡착하는 기능을 달성할 수 있는 수준의 음이온을 발산할 수 있다.

본 발명에 따른 기능성 바닥 페인트용 조성물은 바인더 수지를 포함한다.

상기 바인더 수지는 주원료인 견운모 분말 입자들 사이의 결합력을 증대시켜 용매가 증발된 후에도 견운모 분말들이 서로 흩어지지 않도록 하고, 견운모 분말이 바닥면에 고정되도록 견운모 분말과 바닥면 사이에 결합력을 부여하는 것으로, 견운모 분말과 함께 코팅층을 구성한다.

이러한 바인더 수지는 기능성 바닥 페인트용 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 9 내지 15 중량%가 포함된다. 상기 바인더 수지의 함량이 9 중량% 미만이면 접착력이 저하되어 시설물의 바닥면에 원활하게 부착되지 않는다. 그리고 바인더 수지의 함량이 15 중량%를 초과하면 코팅층이 건조된 이후에 크랙이 발생될 수 있으며, 견운모 분말의 사용량이 상대적으로 감소되어 견운모 분말에 의한 코팅층의 기능성이 저하된다.

상기 바인더 수지로는 수용성 아크릴계 수지를 사용하면 인체에 유해한 VOC의 방출이 없으므로 친환경적이다.

상기 수용성 아크릴계 수지로는 부틸 아크릴레이트/스티렌 중합체를 사용하는 것이 바람직하며, 특정적으로는 메틸메타크릴레이트 10 내지 50 중량%, 부틸아크릴레이트 2 내지 10 중량%, (메타)아크릴산 0.1 내지 2 중량%, 노르말 부틸아크릴레이드 5 내지 20 중량%, 에틸아크릴레이드 5 내지 10 중량%, 2-하이드록시 메타아크릴레이트 5 내지 10 중량%, 헥실에틸아크릴레이트 5 내지 10 중량%, 스티렌모노머 10 내지 30 중량%로 중합된 수지가 물에 분산된 에멀젼 폴리머를 사용하는 것이 좋다. 이때 상기 에멀젼은 고형분 함량이 45 내지 55 중량%인 아크릴계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 기능성 바닥 페인트용 조성물은 용매를 포함한다.

상기 용매는 견운모 분말과 바인더 수지를 혼합한 후 균일하게 분산시키기 위해 첨가되는 것으로 물, 에탄올 등이 사용될 수 있다.

이러한 용매는 시설물의 바닥면에 균일하고 원활하게 도포하기 위해 기능성 바닥 페인트용 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 25 내지 45 중량%가 포함된다. 이때, 상기 기능성 바닥 페인트용 조성물에 용매의 함량이 25 중량% 미만으로 사용되면 조성물의 각 구성성분이 용이하게 혼합되지 않을 뿐만 아니라 자체 점도가 높아져 시설물의 바닥면에 원활하게 도포하기 어렵게 된다. 반대로, 기능성 바닥 페인트용 조성물에 용매의 함량이 45 중량% 초과로 사용되면 점도가 낮아지고 바인더 수지의 접착력을 떨어뜨려 시설물의 바닥면에 균일하게 도포하기 어렵게 되며, 건조하는데 소요되는 시간이 증가하여 결과적으로 시공성이 저하된다.

본 발명에 따른 기능성 바닥 페인트용 조성물은 백금족 금속 분말을 포함한다.

상기 백금족 금속 분말은 바닥면을 이동하는 차량으로부터 배출된 배기가스에 의해 오염된 공기를 정화시키는 것으로, 견운모 분말과 함께 코팅층을 구성한다. 그리고 백금족 금속 분말은 기능성 바닥 페인트용 조성물로 형성된 코팅층의 내마모성, 내식성, 내부식성을 높여주는 기능도 제공한다.

구체적으로, 백금족 금속 분말로는 백금, 팔라듐, 로듐, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 팔라듐은 오염된 공기 중에 잔존하는 일산화탄소와 탄화수소를 산화시키고, 코팅층의 내구성을 개선시키는 기능을 제공한다.

상기 로듐은 오염된 공기 중에 잔존하는 질소산화물을 질소와 산소로 분해시키며, 코팅층의 내마모성과 내식성을 개선시키는 기능을 제공한다.

상기 백금은 오염된 공기 중에 잔존하는 이산화황을 산화시키고, 코팅층의 내식성과 내마모성을 개선시키는 기능을 제공한다.

이러한 백금족 금속 분말은 시설물의 기능성 바닥 페인트용 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 1 중량%가 포함된다. 이때, 상기 기능성 바닥 페인트용 조성물에 백금족 금속 분말의 함량이 0.1 중량% 미만으로 사용되면 본연의 작용효과가 발현되기 어려워지며, 1 중량%를 초과하면 기대 효과는 상승되지만 기능성 바닥 페인트용 조성물의 제조비용이 지나치게 높아지는 문제가 발생된다.

본 발명에 따른 기능성 바닥 페인트용 조성물은 실란화합물을 더 포함할 수 있다.

상기 실란화합물은 바닥면과 코팅층 사이에서 접촉 불량이 발생되지 않도록 바인더 수지를 보조하여 바닥면과 코팅층 사이의 결합력을 높여주는 구성이다.

또한 실란화합물은 콘크리트의 미세공극 및 미세균열에 침투하여 밀봉층을 형성하여 콘크리트 바닥면의 내구성도 향상시킨다. 이에 따라, 콘크리트로 형성된 시설물의 바닥면에 강한 외력의 작용하더라도 바닥면의 손상이 억지되기 때문에, 바닥면의 손상에 따라 바닥면에 부착된 코팅층이 손상되는 문제도 예방할 수 있다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 실란화합물은 바닥재에 대한 코팅층의 부착강도를 향상시킬 수 있도록 에틸트리에톡시실란 및 메틸트리메톡시실란으로 구성될 수 있다.

이러한 실란화합물은 시설물의 기능성 바닥 페인트용 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 5 내지 10 중량%가 포함된다. 이때, 상기 기능성 바닥 페인트용 조성물에 실란화합물의 함량이 5 중량% 미만으로 사용되면 본연의 작용효과가 발현되기 어려워지며, 10 중량%를 초과하면 기능성 바닥 페인트용 조성물이 경화되는 시간이 증가하며 내수성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 기능성 바닥 페인트용 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 첨가제는 최종 혼합물의 유동성을 개선하거나 특성을 강화하기 위해 본 발명의 기능성 바닥 페인트용 조성물에 첨가되는 것으로서, 시설물의 바닥면에 도포되는 기능성 바닥 페인트용 조성물에 첨가되는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 증점제, 분산제, 소포제, 항균제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 혼합물을 포함한다.

특정 양태로서, 기능성 바닥 페인트용 조성물에는 전체 100 중량%를 기준으로 0.3 내지 0.6 중량%의 증점제, 0.3 내지 0.8 중량%의 분산제, 0.3 내지 0.7 중량%의 항균제, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 첨가제가 포함될 수 있다.

구체적으로, 상기 증점제는 기능성 바닥 페인트용 조성물의 점성을 증가시키기 위해 사용된 것으로서, 전분(starch), 또는 친수성 점토 겔화제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 증점제의 함량이 0.3 중량% 미만이면 기능성 바닥 페인트용 조성물의 점성이 저하되고, 증점제의 함량이 0.6 중량%를 초과하면 기능성 바닥 페인트용 조성물의 점도가 증가되어 균일한 도포가 어려워진다.

상기 분산제는 천연염료의 분산을 촉진하고, 견운모 분말과 바인더 수지의 분리현상을 억제하는 것으로서, 아크릴산 공중합체 소디움염(acrylic acid copolymer sodium salt), 카르복실산 에테르, 방향족 아미노 술폰산, 폴리알킬아릴 술폰산, 나프탈렌 술폰산을 사용할 수 있고, 바람직하게는 아크릴산 공중합체 소디움염을 사용하는 것이 좋다. 상기 분산제의 함량이 0.3 중량% 미만이면 분산 능력이 저하되어 균일한 조성물의 제조가 어렵게 되고, 분산제의 함량이 0.8 중량%를 초과하여 과량 사용하면 분산속도가 빨라져 품질이 저하될 수 있다.

상기 항균제로는 프로폴리스, 피톤치드 추출물 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 이러한 성분들은 보다 나은 쾌적한 환경을 조성하기 위하여 곰팡이 방지는 물론 생활환경에 의한 악취를 순화시키는데 중요한 역할을 한다. 또한, 항균제 분말의 함량이 0.3 중량% 미만이면 기능성 바닥 페인트용 조성물의 항균력이 저하되고, 항균제 분말의 함량이 0.7 중량%를 초과하면 기능성 바닥 페인트용 조성물의 기계적 물성이 저하될 뿐만 아니라 원가가 상승된다.

이하, 본 발명을 바람직한 일 실시예를 참조하여 다음에서 구체적으로 상세하게 설명한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것이며, 이것만으로 한정하는 것은 아니다.

[실시예] 기능성 바닥 페인트용 조성물의 제조

1. 평균입도가 20㎛인 견운모 분말 5㎏, 팔라듐 분말 50g을 반응기에 투입하고, 이를 30분간 800rpm으로 교반하여 광석물 혼합물을 형성하였다.

2. 상기 광석물 혼합물이 담겨져 있는 반응기에 용매인 물 4㎏, 아크릴 수지[ACRONAL 296D, 바스프사, 독일] 950g을 투입한 후 잘 혼합하여 균일하게 점성이 있는 10㎏의 바닥재 조성물을 수득하였다.

[비교예]

에폭시 수지가 주재료이며 시중에 유통 중인 바닥재 조성물[에포코트]을 사용하였다.

[실험예]

시설물의 주차장을 2구획으로 나누고, 제1 구획에 실시예 의하여 제조된 기능성 바닥 페인트용 조성물을 0.5㎜의 두께로 도포하여 코팅층을 형성하였고, 제2 구획에 시중에서 유통 중인 바닥재 조성물을 0.5㎜의 두께로 도포한 후 경화시켜 코팅층을 형성하였다.

제1 구획과 제2 구획에 형성된 코팅층을 1년 동안 사용한 후 그 상태를 관찰하였으며, 그 결과를 도 1 내지 도 5로 나타낸다.

상기 도 1 내지 도 3에 의하면, 본 발명의 기능성 바닥 페인트용 조성물로 형성된 코팅층은 1년이 경과되는 동안 갈라짐이나 들뜸 현상이 발생되지 않는 것으로 관찰되었다.

상기 도 4 및 도 5에 의하면, 시중에 유통 중인 바닥재 조성물로 형성된 코팅층은 1년이 경과되는 동안 갈라짐과 들뜸 현상이 발생되어 코팅층이 손상된 것으로 관찰되었다.

결과적으로, 본 발명의 기능성 바닥 페인트용 조성물로 형성된 코팅층은 기존 바닥재 조성물로 형성된 코팅층에 비해 긴 사용기간을 나타내었다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 미끄럼을 방지하고 바닥면과의 우수한 결합력을 제공하며 상기 바닥면의 상부에 형성될 코팅층의 내후성과 내구성을 향상시키기 위해 40 내지 60 중량%로 포함된 견운모 분말;
   9 내지 15 중량%로 포함된 바인더 수지;
   25 내지 45 중량%로 포함된 용매;
   차량으로부터 배출된 배기가스에 의해 오염된 공기를 정화시키기 위해 0.1 내지 1 중량%로 포함된 백금족 금속 분말; 및
   상기 바닥면과 코팅층 사이에서 접촉 불량이 발생되지 않도록 상기 바인더 수지를 보조하여 바닥면과 코팅층 사이의 결합력을 높여주고, 콘크리트의 미세공극 및 미세균열에 침투하여 밀봉층을 형성하여 바닥면의 내구성을 향상시키기 위해 5 내지 10 중량%로 포함된 실란화합물을 포함하며,
   상기 백금족 금속 분말은 백금, 팔라듐, 로듐, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 내구성 및 내미끌림성이 우수한 기능성 바닥 페인트용 조성물.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서, 상기 실란화합물은
   에틸트리에톡시실란 및 메틸트리메톡시실란으로 구성된 것을 특징으로 하는 내구성 및 내미끌림성이 우수한 기능성 바닥 페인트용 조성물.

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