KR102282703B1 - 친환경 2액형 페인트 조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

친환경 2액형 페인트 조성물 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 2액형 페인트 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다. 상기 2액형 페인트 조성물은, 우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여 식물 진액 혼합물 23 내지 24 중량부, 젤 형태의 보강제 혼합물 8 내지 10 중량부, 고무 분말 10 내지 25 중량부 및 안료 5 내지 30 중량부를 포함하는 주재; 및 트리에틸아민 및 테트라에틸렌디아민으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 경화제를 포함한다. 상기 2액형 페인트 조성물은, 무독성의 친환경 소재로서 고부착성, 내충격성, 내수성, 내유성, 내열성, 내염수성, 내화학성, 내굴곡성 및 내마모성을 가져 우수한 도료 성능 및 내구성을 나타내는 효과가 있다.

Description

친환경 2액형 페인트 조성물 및 이를 이용한 시공방법{EC0-FRIENDLY TWO-COMPONENT PAINT COMPOSITION AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 친환경 2액형 페인트 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
종래 페인트 조성물은 납, 카드뮴, 비소 등과 같은 중금속을 함유하는 도료에 의한 중독, 휘발성 유기화합물의 증기에 의한 중독, 도장 후 증발되는 트리클로로에틸렌, 메틸알코올, 톨루엔 등에 의한 중독 문제로 도장 작업자와 일반 수요자의 건강을 크게 해칠 염려가 있다. 예를 들어, 휘발성 유기화합물은 대기 오염, 호흡기 질환, 알레르기, 암 등을 유발할 수 있다. 또한, 종래 페인트 조성물은 방수성, 미끄럼방지기능, 방청성, 절연성, 충격흡수성, 방음성, 내구성 등의 물성이 낮아 이의 보완을 필요로 한다. 예를 들어, 폴리에스테르 수지를 포함하는 페인트 조성물은 가공성이 우수하기 때문에 널리 사용되어 왔으나, 폴리에스테르 수지는 우수한 가공성을 갖는 반면 내알칼리성, 내식성 등이 좋지 않다. 또한, 폴리에스테르 수지는 높은 반응 온도에서 장시간 반응하여 형성되며 반응물 내에 수분을 포함하기 때문에, 산화, 열화 및 원하지 않는 부반응 등으로 인해 변색되거나 특성이 저하되는 등의 문제가 발생한다.
최근에는, 유해화학물질 (휘발성 유기화합물, 중금속 등)의 사용을 기피하면서 내구성 등의 물성이 강화된 친환경 페인트의 개발이 다수 진행되고 있으나, 아직까지 실제 시장에서 널리 이용되지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 고부착성, 내충격성, 내수성, 내유성, 내열성, 내염수성, 내화학성, 내굴곡성 및 내마모성 등의 도막 특성이 우수한 친환경 페인트 조성물의 개발이 요구되고 있다.
KR 10-1720662 B1
일 측면에서, 본 발명은 친환경 2액형 페인트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 친환경 2액형 페인트 조성물을 이용한 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에서, 본원에는 주재와 경화제로 이루어진 2액형 페인트 조성물로서, 상기 주재는 우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여, 식물 진액 혼합물 23 내지 24 중량부, 젤 형태의 보강제 혼합물 8 내지 10 중량부, 고무 분말 10 내지 25 중량부 및 안료 5 내지 30 중량부를 포함하고, 상기 식물 진액 혼합물은 옻진액, 송진액, 다시마 진액, 고무나무 진액, 두릅나무 진액, 닥풀 진액, 벤자민잎 진액, 마늘 진액, 인진쑥 진액 및 매실 진액의 혼합물이고, 상기 젤 형태의 보강제 혼합물은 탄소나노튜브 기반 소재, 폴리락트산 수지, 셀룰로오스 나노섬유 및 탄소섬유를 혼합 및 교반하여 젤 형태로 제조한 것이고, 상기 탄소나노튜브 기반 소재는 탄소나노튜브, 폴리프로필렌 수지 및 열전도성 접착제를 포함하고, 상기 경화제는 트리에틸아민 및 테트라에틸렌디아민으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는, 2액형 페인트 조성물이 개시된다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 젤 형태의 보강제 혼합물은 탄소나노튜브 기반 소재, 폴리락트산 수지, 셀룰로오스 나노섬유 및 탄소섬유를 7 내지 8 : 18 내지 24 : 11 내지 15 : 5 내지 7의 중량비로 혼합한 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 탄소나노튜브 기반 소재는 나노 복합제 원료와 열전도성 접착제가 24 내지 27 : 9 내지 12의 중량비로 혼합된 것이고, 상기 나노 복합제 원료는 탄소나노튜브 100 중량부를 기준으로 PCM 캡슐 파우더 12 내지 13 중량부, 유기금속 폴리머 8 내지 9 중량부 및 폴리프로필렌 수지 17 내지 19 중량부를 포함하여 형성된 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 주재는 안료가 담지된 2중층 나노 캡슐을 더 포함하고, 상기 2중층 나노 캡슐은 안료를 양이온성 바이오폴리머로 1차 코팅한 후 음이온성 바이오폴리머로 2차 코팅한 것이고, 상기 안료가 담지된 2중층 나노 캡슐은 캡슐화되지 않은 안료와 각각 7 내지 8 : 10의 중량비 (안료가 담지된 2중층 나노 캡슐 : 캡슐화되지 않은 안료의 혼합 중량비)로 혼합하여 이들 혼합물을 안료 성분으로 사용하는 것일 수 있다.
다른 측면에서, 본원에는 도장 대상이 되는 피도물의 표면에 있는 이물질을 제거하는 단계; 상기 2액형 페인트 조성물의 주재와 경화제를 4 : 6의 중량비로 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 이물질이 제거된 피도물 표면에 도장하고 건조시키는 단계를 포함하는, 2액형 페인트 조성물을 이용한 시공방법이 개시된다.
일 측면에서, 본 발명은 친환경 2액형 페인트 조성물을 제공하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 친환경 2액형 페인트 조성물은 무독성의 친환경 소재로서 고부착성, 내충격성, 내수성, 내유성, 내열성, 내염수성, 내화학성, 내굴곡성 및 내마모성을 가져 우수한 도료 성능 및 내구성을 나타내는 효과가 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 친환경 2액형 페인트 조성물을 이용한 시공방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2액형 페인트 조성물의 제조 및 이를 이용한 도장 시공 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2액형 페인트 조성물의 제조 및 이를 이용한 도장 시공 방법의 흐름도를 나타낸 것이다. 이하 각 과정에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 2액형 페인트 조성물은 주재와 경화제로 이루어진다. 상기 주재는 우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여, 식물 진액 혼합물 23 내지 24 중량부, 젤 형태의 보강제 혼합물 8 내지 10 중량부, 고무 분말 10 내지 25 중량부 및 안료 5 내지 30 중량부를 포함하고, 상기 경화제는 트리에틸아민 및 테트라에틸렌디아민으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함한다.
먼저, (1) 식물 진액 혼합물을 제조한다.
상기 식물 진액 혼합물은 옻진액, 송진액, 다시마 진액, 고무나무 진액, 두릅나무 진액, 닥풀 진액, 벤자민잎 진액, 마늘 진액, 인진쑥 진액 및 매실 진액의 혼합물이다. 특히, 옻의 주성분은 폴리페놀 유도체인 우루시올이며 처음에는 무색투명하나 공기에 접촉하면 산화효소의 작용으로 검게 변하면서 도막을 이루는 물질로 화학식 C21H34O2이며 점성이 있는 무색 액체이고 끓는점은 210 내지 222 ℃ (0.4∼0.6mm Hg)이다. 공기 중에서는 검게 변하며 진득하게 되어 응고하는 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 페인트 조성물은 상기 10종의 식물 진액 혼합물을 포함하여 친환경적인 페인트 조성물의 제조가 가능하고 도장 대상이 되는 피도물의 종류에 상관 없이 높은 부착력 및 지속력을 보이는 효과를 제공한다. 상기 10종의 식물 진액 혼합물은 옻진액, 송진액, 다시마 진액, 고무나무 진액, 두릅나무 진액 및 닥풀 진액으로 이루어진 6종의 식물 진액 혼합물을 사용하였을 때보다 높은 부착 강도와 내곰팡이성을 보인다.
상기 옻진액, 송진액, 다시마 진액, 고무나무 진액, 두릅나무 진액, 닥풀 진액, 벤자민잎 진액, 마늘 진액, 인진쑥 진액 및 매실 진액은 3 내지 4 : 2 내지 3 : 2 내지 3 : 5 내지 6 : 1 내지 2 : 1 내지 2 : 2 내지 3 : 3 내지 4 : 2 내지 3 : 1 내지 2의 중량비로 혼합된 것이 바람직할 수 있다.
다음으로, (2) 젤 형태의 보강제 혼합물을 제조한다.
상기 젤 형태의 보강제 혼합물은 탄소나노튜브 기반 소재, 폴리락트산 수지, 셀룰로오스 나노섬유 및 탄소섬유를 혼합 및 교반하여 점도를 갖는 젤 형태로 제조한 것이다.
상기 젤 형태의 보강제 혼합물은 25 ℃에서 2,500 내지 3,500 cps의 점도를 갖는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 페인트 조성물은 탄소나노튜브 기반 소재, 폴리락트산 수지, 셀룰로오스 나노섬유 및 탄소섬유로 이루어진 복합체를 사용하여 피도물에 대한 부착력뿐만 아니라 내충격성, 내열성, 내화학성, 내굴곡성, 내마모성 등의 내구성을 크게 향상시켜 줄 수 있다. 상기 복합체는 다른 고분자 수지보다 폴리락트산 수지를 매트릭스 수지로 사용함으로써 부착력과 기계적 강도를 오랜 시간 동안 유지시켜 주는 효과가 있다.
상기 탄소나노튜브 기반 소재, 폴리락트산 수지, 셀룰로오스 나노섬유 및 탄소섬유는 7 내지 8 : 18 내지 24 : 11 내지 15 : 5 내지 7의 중량비로 혼합된 것이 페인트 조성물의 부착력, 기계적 강도 및 내구성 향상 면에서 우수한 효과를 제공할 수 있다.
상기 탄소나노튜브 기반 소재는 손상부 외면과의 부착력을 향상시키기 위해 사용되며, 탄소나노튜브, 폴리프로필렌 수지 및 열전도성 접착제를 포함한다.
상기 탄소나노튜브 기반 소재는 기계적 특성, 전도도 특성, 열 방산, 고강도, 경량화, 내마모성, 전자파 차폐 효과 등의 특성을 제공할 수 있다.
상기 탄소나노튜브 기반 소재는 나노 복합제 원료와 열전도성 접착제를 24 내지 27 : 9 내지 12의 중량비로 혼합하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 나노 복합제 원료는 탄소나노튜브 이외 PCM 캡슐 파우더, 유기금속 폴리머 및 폴리프로필렌 수지를 더 포함하고, 더욱 구체적으로 탄소나노튜브 100 중량부를 기준으로 PCM 캡슐 파우더 12 내지 13 중량부, 유기금속 폴리머 8 내지 9 중량부 및 폴리프로필렌 수지 17 내지 19 중량부를 포함하여 형성될 수 있다. 이에 따라 부착력 향상과 함께 PCM 캡슐 파우더에 의한 열 확산과 열 전달로 외부로의 열 방출 효율을 향상시키고 경화시 온도를 균일하게 유지시켜 견고한 도막 구조를 제공할 수 있다.
상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 및 다발형 탄소나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것일 수 있다.
상기 열전도성 접착제는 그래핀 섬유를 추가 함유한 부착성 및 열전도성이 우수한 열전도성 접착제일 수 있다. 전도성 필러로 나노 크기의 미세한 그래핀 섬유를 소량 (열전도성 접착제 전체 중량의 5 중량% 이내)으로 함유할 수 있다. 이에 따라, 기존의 열전도성 접착제가 나타내지 못한 현저히 높은 열전도성을 나타내며, 동시에 우수한 부착성 및 방열 특성을 가지는 열전도성 접착제를 제공함으로써, 열안정화를 통해 도막 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 열전도성 접착제는, 페놀계 수지, 폴리에스테르 수지, 멜라민계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 바인더와 지방족 폴리아민계 화합물, 방향족 폴리아민계 화합물, 산무수물계 화합물, 이미다졸계 화합물, 이소시아네이트계 화합물 및 폴리페놀계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 경화제를 포함하는 것일 수 있다.
상기 에폭시계 수지는 비스페놀A 디글리시딜 에테르, 비스페놀F 디글리시딜 에테르, 페놀-노볼락 에폭시, 크레졸-노볼락 에폭시, 비스페놀A 노볼락 에폭시 및 디글리시딜 테레프탈레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상인 것일 수 있다.
상기 그래핀 섬유는 산을 이용하여 그래파이트를 산화시켜 산화 그래핀을 포함하는 반응 결과물을 수득하는 단계; 상기 반응 결과물을 증류수, 디메틸포름아미드, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, n-부탄올, tert- 부틸알코올, 이소프로필알코올, n-프로판올, 에틸아세테이트, 디메틸설폭사이드 및 테트라하이드로퓨란으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 용매에 분산시키는 단계; 및 상기 제조된 용액을 노즐을 통해 전기 방사하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 그래핀 섬유는 1 내지 1,000 μm의 평균 직경을 갖는 것일 수 있다.
상기 셀룰로오스 나노섬유는 목질계 (예컨대 활엽수, 침엽수 등) 또는 비목질계 (예컨대 대나무, 목화 등) 셀룰로오스를 기계적 해섬 공정으로 가공하여 제조된 것일 수 있다.
상기 셀룰로오스는 동결건조, 온풍건조, 오븐, 자연건조 등의 건조 방법을 이용하여 -130 ℃ 내지 30 ℃의 온도에서 15분 내지 36분 동안 건조될 수 있다. 이후, 건조된 셀룰로오스는 페인트 조성물의 기계적 강도와 내구성 향상을 위해 0.05 내지 200 nm, 0.05 내지 20 nm 또는 0.05 내지 2 nm 길이의 크기로 분쇄, 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 탄소섬유는 유기 고분자 섬유를 약 1000 내지 3000 ℃의 온도로 소성시킴으로써 생성될 수 있으며, 레이온 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 피치 섬유, 액정 피치 섬유로부터 제조될 수 있다. 탄소섬유는 고강도, 고강성 등의 기계적 성질이 우수하며, 높은 탄성률을 나타낸다.
상기 탄소섬유는 탄소 함유량이 90% 이상이고, 1 mm 이하의 길이 또는 0.1 내지 0.5 mm 길이의 크기를 갖는 것일 수 있다.
다음으로, (3) 상기 식물 진액 혼합물, 젤 형태의 보강제 혼합물, 고무 분말 및 안료를 포함하는 주재를 제조한다.
상기 주재는 우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여, 식물 진액 혼합물 23 내지 24 중량부, 젤 형태의 보강제 혼합물 8 내지 10 중량부, 고무 분말 10 내지 25 중량부 및 안료 5 내지 30 중량부를 포함하여 도장 면에 고무 코팅막을 형성함으로써 탁월한 방수, 방청 효과를 제공한다. 또한, 미끄럼 방지, 충격 흡수, 소음 감소 및 정전기 방지 효과를 제공한다.
상기 식물 진액 혼합물의 함량이 23 중량부 미만이면, 식물 진액 혼합물에서 제공되는 점착 기능 효과가 미미해질 수 있고, 식물 진액 혼합물의 함량이 24 중량부를 초과하게 되면, 페인트 조성물의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
상기 주재는 페인트 조성물에 요구되는 특성을 고려하여 계면활성제, 레벨링제, 소포제, 경화 촉진제, 자외선 차단제, 희석제, 증점제, 가소제, 난연제 및/또는 분산제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 희석제로는 3-메타크릴옥시프로필-트리스(트리메틸실옥시)실란, 3-메타크릴옥시프로필-비스(트리메틸실옥시)메틸실란 또는 3-메타크릴옥시프로필-펜타메틸디실옥산 등을 사용할 수 있다. 또한, 레벨링제로는 폴리에테르 변성 디메틸폴리실록산 또는 변성 우레아 혼합물 등을 사용할 수 있다. 또한, 분산제로는 아크릴계 또는 폴리에스테르계 분산제 등을 사용할 수 있다.
상기 주재는 우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여 희석제 3 내지 5 중량부, 증점제 2 내지 3 중량부, 가소제 3 내지 4 중량부, 그래핀 5 내지 7 중량부 및 난연제 5 내지 7 중량부를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 우레탄 프리폴리머는 폴리올과 폴리이소시아네이트가 중합 반응하여 생성된 것으로, 200 g/mol 이상 내지 4000 g/mol 이하의 수 평균 분자량을 갖는 것일 수 있다.
상기 폴리올은 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 주재는 우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여 식물 진액 혼합물 23 내지 24 중량부 및 젤 형태의 보강제 혼합물 8 내지 10 중량부와 함께 고무 분말 10 내지 25 중량부를 포함하여 고부착성, 내충격성, 내수성, 내유성, 내열성, 내염수성, 내화학성, 내굴곡성 및 내마모성을 가져 우수한 도료 성능 및 내구성을 제공할 수 있다.
상기 주재는 우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여 10 내지 25 중량부의 고무 분말을 사용하여 내굴곡성, 내충격성 및 내열성 확보 면에서 더욱 유리한 효과를 제공한다. 고무 분말 함량이 10 중량부 미만일 경우 유연성이 떨어져 도막 일부가 박리되는 문제가 있을 수 있고, 고무 분말 함량이 25 중량부를 초과할 경우 페인트 조성물의 피도물 표면에 대한 부착력이 떨어질 수 있다. 따라서, 고무 분말은 우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여 10 내지 25 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 고무 분말은 타이어 고무 분말, 천연 고무 분말, 이소프렌 고무 분말, 폴리부타디엔 고무 분말, 스티렌부타디엔 고무 분말, 아크릴로나이트릴뷰타다이엔 고무 분말, 클로로프렌 고무 분말, 부틸 고무 분말, 에틸렌-프로필렌-디엔 (EPDM) 고무 분말, 폴리아크릴레이트 고무 분말, 실리콘 고무 분말, 불소 실리콘 고무 분말 및 불소 고무 분말으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상인 것일 수 있다.
상기 고무 분말은 0.5 mm 이하 또는 0.01 내지 0.5 mm의 입자 크기를 갖는 것일 수 있다.
상기 안료는 물 및 대부분의 유기용제에 녹지 않는 분말상의 착색제로서, 당해 기술분야의 페인트 조성물에 사용되는 물질을 당해 기술분야의 통상의 기술자가 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 상기 안료는 1 종을 단독으로 사용하거나, 2 종 이상의 안료를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 안료는 무기 안료, 유기 안료, 금속 안료, 합성 안료, 펄 안료 및 운모계 안료로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상인 것일 수 있다.
예를 들어, 상기 안료는 이산화티타늄 (Titanium Dioxide), 고령토 (Kaolin), 탄산칼슘 (Calcium Carbonate) 및 규산 알루미늄 (Aluminum Silicate)으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 사용할 수 있다.
예를 들어, 상기 안료는 카본 블랙 계열의 FW285, Raven Ultra 5000, Raven 3500, Blanc Fixe Micro, Hostaperm Violet RL-S, Heliogen Green L8730, Manstral Blue FNX, Sicopal Yellow L1100, Paliotan Yellow L1945, Irgazin DPP BO, Hostaperm Red E3B 등을 사용할 수 있다.
상기 안료는 1 ㎛ 이하 또는 0.01 내지 0.1 ㎛의 입자 크기를 갖는 것일 수 있다.
상기 안료는 양이온성 및 음이온성 바이오폴리머로 각각 1차 및 2차 막이 형성된 이중층 나노 캡슐로 캡슐화하는 과정을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 안료를 양이온성 바이오폴리머 용액에 첨가하여 1차 코팅막을 형성할 수 있다.
상기 양이온성 바이오폴리머는 젤라틴, 덴드리머, 폴리아미도아마인, 키토산, 폴리에틸렌이민, 폴리-L-라이신, 폴리디알릴디메틸염화암모늄, 폴리아릴아민, 염산염, 폴리오르니틴, 폴리비닐아민염산염 및 이들의 혼합물 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.
상기 양이온성 바이오폴리머는 안료와 정전기적 결합에 의하여 젤 형태를 형성할 수 있다. 이때, 젤 형태는 점성 액체이거나 고체이거나 또는 그 사이의 임의의 상태일 수 있다.
상기 양이온성 바이오폴리머는 양이온성 바이오폴리머 용액의 총 중량에 대하여 7 내지 8 중량%로 포함되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 7 내지 8 중량% 범위 이외의 함량에 해당하는 양이온성 바이오폴리머를 사용하는 경우 안료에 막이 균일하게 형성되지 않아 안료의 산패 또는 변색을 억제하는 효율이 떨어질 수 있다.
이후, 상기 1차 코팅막으로 코팅된 안료를 음이온성 바이오폴리머 용액에 첨가한 후 균질화하여 2차 코팅막을 형성할 수 있다.
상기 음이온성 바이오폴리머는 덱스트란황산염, 헤파린, 카복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스황산염, 폴리글루탐산, 폴리아크릴산, 알긴산, 카라기난, 구아검, 고메톡실 펙틴, 저메톡실 펙틴, 히알루론산, 폴리스타이렌술폰산염, 헤파린황산염 및 이들의 혼합물 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.
상기 음이온성 바이오폴리머는 양이온성 바이오폴리머와 가교, 수소 결합, 소수성 상호 작용 또는 정전기적 결합에 의하여 젤 형태를 형성할 수 있다. 이때, 젤 형태는 점성 액체이거나 고체이거나 또는 그 사이의 임의의 상태일 수 있다.
상기 음이온성 바이오폴리머는 음이온성 바이오폴리머 용액의 총 중량에 대하여 5 내지 6 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 5 내지 6 중량% 범위 이외의 함량에 해당하는 음이온성 바이오폴리머를 사용하는 경우 양이온성 바이오폴리머와 상 분리가 이루어지지 않을 수 있다.
상기와 같이 제조된 2중층 나노 캡슐은 240 내지 2,600 nm의 크기 및 -7 내지 -9 mV의 제타전위를 가지며, pH, 온도, 시간, 빛, 산화 등의 외부 환경으로부터 안료의 저장 안정성을 크게 향상시켜 주는 효과를 제공한다. 또한, 상기 안료를 2중층으로 캡슐화한 나노 캡슐은 시간이 지남에 따라 점진적으로 분해되어 안료 성분이 도막 부위에 스며들어 발색 효과를 오래 지속시켜 주는 효과를 제공한다. 따라서, 상기 안료를 2중층으로 캡슐화한 나노 캡슐을 캡슐화 처리하지 않은 안료와 함께 사용하여 보강된 도막 성능을 부여하는 효과가 있다.
다음으로, (4) 상기 주재와 경화제를 4:6으로 혼합하여 피도물 표면에 도장 및 건조하는 도장 시공을 실시한다.
상기 경화제는 상기 우레탄 프리폴리머의 경화를 촉진하는 경화제로서, 트리에틸아민 및 테트라에틸렌디아민으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함한다. 상기 경화제는 당해 기술분야에서 상기 우레탄 프리폴리머의 경화를 촉진하기 위해 사용되는 것을 당해 기술분야의 통상의 기술자가 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
상기 도막 시공은 도장 대상이 되는 피도물의 표면에 있는 이물질을 제거하는 단계; 상기 주재와 경화제를 4 : 6의 중량비로 혼합하여 3분 정도 아주 천천히 잘 저어 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 이물질이 제거된 피도물 표면에 도장하고 건조시키는 단계를 포함한다. 상기 주재와 경화제가 혼합된 혼합물은 액상이다.
상기 이물질 제거 단계는 피도물의 표면에 있는 기름, 페인트, 먼지 등의 제거를 위해 필요 시 토치램프로 연소시킨 뒤 와이어 브러쉬로 깨끗하게 이물질을 제거하는 것일 수 있다. 또한, 고르지 않은 표면은 그라인더로 갈아낼 수 있다.
상기 피도물이 아크릴이나 금속일 경우 부착력을 강화시키기 위해 사포 등으로 피도물 표면에 스크레치를 내주는 것이 바람직하다.
상기 주재 및 경화제를 혼합하여 제조한 페인트를 도장한 후 경화건조에 걸리는 시간은 2시간 내지 10시간, 바람직하게는 10시간일 수 있고, 완전건조에 걸리는 시간은 1일 내지 2일인 것일 수 있다. 건조시간은 작업 장소의 기후 및 환경 등에 따라 다소 차이가 발생할 수 있으며, 5 ℃ 이상, 바람직하게는 10 ℃ 이상 또는 20 ℃ 이상의 온도에서 작업하는 것이 좋다.
상기 도장은 롤러, 붓 또는 레이크 (rake)를 사용하여 도장할 수 있다.
상기 피도물이 벽면인 경우 얇은 막이 형성되도록 1차 도포한 후 건조시킨 다음 2차 도포하여 건조시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 주재와 경화제를 혼합한 혼합물을 롤러의 3분의 1 이상 묻지 않도록 양을 적게 하여 롤러를 좌우 방향으로 여러 번 왕복하여 0.3 내지 0.4 mm의 두께로 얇게 1차 도장한다. 10시간 경과 후 동일한 방법으로 2차 도장한다. 혼합할 때에는 깨끗한 봉이나 전기드릴 또는 에어드릴을 이용하여 40 rpm 이하로 혼합하는 것이 바람직하며, 도장을 완료한 후 건조 과정에서는 덧칠하지 않는 것이 바람직하다.
상기 피도물이 바닥면인 경우 1차 도포한 후 건조시킬 수 있다. 구체적으로, 2 mm 이상의 레이크를 이용하여 도장 면에 일정한 방향으로 반복하여 고르게 펴준다.
상기 페인트 조성물은 프라이머를 사용하지 않아도 목재, 섬유, 플라스틱, 고무, 금속, 콘크리트, 석재, 타일류, 도기류 등을 피도물로 사용하여 우수한 도막 성능 및 내구성을 나타내는 효과가 있다.
상기 제조한 안료를 2중층으로 캡슐화한 나노 캡슐을 사용하는 경우, 캡슐화되지 않은 안료와 상기 안료가 담지된 2중층 나노 캡슐을 10 : 7 내지 8의 중량비로 혼합한 다음 이들 혼합물을 안료 성분으로써 주재에 첨가하여 사용할 수 있다. 상기 안료가 함유된 2중층 나노 캡슐은 시간이 지남에 따라 점진적으로 분해되어 안료 성분이 도막 부위에 스며들어 발색 효과를 오래 지속시켜 준다. 1차적으로, 캡슐화되지 않은 안료와 상기 안료가 담지된 2중층 나노 캡슐을 10 : 7 내지 8의 중량비로 혼합하여 이들 혼합물을 안료로 사용한 페인트 조성물을 분사형 또는 롤러형 도포 장치를 이용하여 도포한 다음, 2차 및 3차 도포에서는 캡슐화되지 않은 안료와 상기 안료가 담지된 2중층 나노 캡슐을 2 : 3 내지 4의 중량비로 혼합하여 이들 혼합물을 안료로 사용한 페인트 조성물을 도포함으로써, 도막 성능을 오래 유지시킬 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 페인트 조성물은 식물 (나무, 풀 등 10종)의 잎, 줄기 등에서 진액을 추출하여 만든 무독성의 친환경 소재로 작업상 안전성, 환경오염 문제를 해소하는 효과가 있다. 또한, 고부착성, 내충격성, 내수성, 내유성, 내열성, 내염수성, 내화학성, 내굴곡성 및 내마모성을 가져 우수한 도료 성능 및 내구성을 갖는 특징이 있다.
상기 페인트 조성물은 완전 건조시 99% 이상의 고형성을 갖는다.
상기 페인트 조성물은 친환경성, 즉 무독성, 무취성으로, ① 포름알데히드 불검출 : T-VOC (총 휘발성 유기화합물) 방출량 0.1 mg/m2, h 미만 (한국 화학융합시험연구원 시험 완료), ② 중금속 불검출, 냄새 없음 (한국 화학융합시험연구원 시험 완료), ③ 고시기준 : 포름알데히드 0.12 mg/m2, 톨루엔 0.08 mg/m2, 총 휘발성 유기화합물 4 mg/m2 이하(한국 기술표준원 2010년 7월 이후 적용 고시 기준), ④ 우수한 내구성 : 고탄성, 내충격성, 내수성, 내유성, 내열성, 내염수성, 내화학성, 내굴곡성, 내마모성을 갖는다.
이상, 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시 태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims (3)

  1. 주재와 경화제로 이루어진 2액형 페인트 조성물로서,
    상기 주재는 우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여, 식물 진액 혼합물 23 내지 24 중량부, 젤 형태의 보강제 혼합물 8 내지 10 중량부, 고무 분말 10 내지 25 중량부 및 안료 5 내지 30 중량부를 포함하고,
    상기 식물 진액 혼합물은 옻진액, 송진액, 다시마 진액, 고무나무 진액, 두릅나무 진액, 닥풀 진액, 벤자민잎 진액, 마늘 진액, 인진쑥 진액 및 매실 진액의 혼합물이고,
    상기 젤 형태의 보강제 혼합물은 탄소나노튜브 기반 소재, 폴리락트산 수지, 셀룰로오스 나노섬유 및 탄소섬유를 혼합 및 교반하여 젤 형태로 제조한 것이고,
    상기 탄소나노튜브 기반 소재는 탄소나노튜브, 폴리프로필렌 수지 및 열전도성 접착제를 포함하고,
    상기 경화제는 트리에틸아민 및 테트라에틸렌디아민으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는, 2액형 페인트 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 젤 형태의 보강제 혼합물은 탄소나노튜브 기반 소재, 폴리락트산 수지, 셀룰로오스 나노섬유 및 탄소섬유를 7 내지 8 : 18 내지 24 : 11 내지 15 : 5 내지 7의 중량비로 혼합한 것인, 2액형 페인트 조성물.
  3. 도장 대상이 되는 피도물의 표면에 있는 이물질을 제거하는 단계;
    제 1항 또는 제 2항에 따른 2액형 페인트 조성물의 주재와 경화제를 4 : 6의 중량비로 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
    상기 혼합물을 이물질이 제거된 피도물 표면에 도장하고 건조시키는 단계를 포함하는, 2액형 페인트 조성물을 이용한 시공방법.
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