KR102319923B1

KR102319923B1 - 기능성 무기질 도료 조성물의 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 기능성 무기질 도료 조성물.

Info

Publication number: KR102319923B1
Application number: KR1020210072643A
Authority: KR
Inventors: 정기수; 김지연
Original assignee: (주)에스이에프코리아
Priority date: 2021-06-04
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2021-11-01

Abstract

본 발명은 기능성 무기질 도료 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 정제수가 충진된 교반기에 원료 분말을 투입하는 원료 투입 공정, 상기 원료 분말을 혼합하는 교반 공정, 상기 교반된 원료 분말을 안정화하는 안정화 공정을 포함하며, 상기 교반기(100)는 정제수에 와류를 발생시켜 투입된 원료 분말을 혼합하며, 와류에 의해 하부로 유도된 원료분말 및 와류에 혼합되어 이동하는 분말을 일정한 크기로 분쇄하는 것으로서 원료 분말의 균질 배합이 이루어지도록 함으로써 배치별 제품의 균일성과 생산성을 향상시키고 무기질 도료의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 나타낸다.

Description

기능성 무기질 도료 조성물의 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 기능성 무기질 도료 조성물.{MANUFACTURING METHOD OF INORGANIC COATING COMPOSITION AND INORGANIC COATING COMPOSITION MANUFACTURED THEREBY}

본 발명은 기능성 무기질 도료 조성물의 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 기능성 무기질 도료 조성물에 관한 것으로서, 무기질 도료의 제조공정에서 교반 공정을 최적화하여 배치별 제품의 균일성과 생산성을 향상시킨 기능성 무기질 도료의 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 기능성 무기질 도료 조성물에 관한 것이다.

주택에서 발생하는 화학물질 과민증이나 새집증후군과 같은 문제는 주택 시공 시 사용되는 도료에 함유되는 휘발성 유기 화합물(VOC)이 원인인 경우가 많다. 이러한 문제를 해결하기 위해 건축용으로 사용할 수 있는 다양한 기능성 도료가 개발되고 있다.

예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-2151227호에는 황토 및 규조토를 이용한 기능성 도료가 개시되어 있는데, 황토 및 규조토의 다공성 구조로 인해 건축물에서 방출되는 VOC나 습기를 저감시킬 수 있도록 하는 효과를 나타내고 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 10-1052608호에서는 규조토, 제올라이트 등의 다공성 무기분말을 함유하는 도료를 통해 실내 조습 및 탈취 효과를 얻고 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 10-1554027호에서는 일라이트, 제올라이트 등의 기능성 물질을 함유함으로써 도료 조성물의 유해물질 제거능력, 탈취성, 항균성, 항곰팡이성 및 흡방습성을 향상시키고 있다.

따라서 이러한 무기질 도료는 분말상의 기능성 물질을 균일하게 배합하는 공정이 제품의 품질에 직결된다. 일반적으로 상기 기능성 물질을 배합하는 교반 공정에서는 디졸바(dissolver)를 사용하며, 호모믹서나 패들믹서를 사용하기도 한다. 그러나 상기 무기질 도료를 구성하는 성분의 수가 많아질수록 균질 배합이 어려워지며 이를 개선하여야 고품질의 무기질 도료를 제조할 수 있게 된다.

대한민국 등록특허공보 10-2151227호 대한민국 등록특허공보 10-1052608호 대한민국 등록특허공보 10-1554027호

본 발명은 상기와 같은 종래기술을 감안하여 안출된 것으로, 제올라이트와 규조토 등의 다공성 물질을 함유하면서도 분산성이 우수하여 표면에 코팅할 때 균일한 유해물질 흡착성능과 조습성을 나타낼 수 있는 무기질 도료 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

특히, 교반 공정을 최적화함으로써 무기질 도료를 구성하는 각 성분들이 균질 배합되도록 함으로써 배치별 제품의 균일성과 생산성을 향상시키고 무기질 도료의 품질을 향상시킬 수 있는 무기질 도료 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기능성 무기질 도료 조성물의 제조방법은 정제수가 충진된 교반기에 원료 분말을 투입하는 원료 투입 공정, 상기 원료 분말을 혼합하는 교반 공정, 상기 교반된 원료 분말을 안정화하는 안정화 공정을 포함하는 것으로서, 상기 교반기는 정제수에 와류를 발생시켜 투입된 원료 분말을 혼합하며, 와류에 의해 하부로 유도된 원료분말 및 와류에 혼합되어 이동하는 분말을 일정한 크기로 분쇄 하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 원료 분말은 정제수 25 내지 30 중량부, 제올라이트 25 내지 30 중량부, 규조토 17 내지 25 중량부, 에틸렌초산비닐(EVA) 5 내지 12 중량부, 이산화티타늄 4 내지 7 중량부, 탈크 4 내지 7 중량부, 증점제 0.1 내지 0.5 중량부, 소포제 0.1 내지 0.5 중량부 및 분산제 0.1 내지 0.5 중량부로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제올라이트는 A형 제올라이트 및 Y형 제올라이트의 혼합물일 수 있다.

또한, 상기 교반 공정은 2,500 내지 3,500 rpm의 교반 속도로 20 내지 40분 간 수행할 수 있다.

또한, 상기 원료 투입 공정에서는 진공 상태의 교반기에 상기 원료 분말을 투입할 수 있다.

또한, 상기 교반기는, 지면에 설치되며, 중앙부분에 개방홈이 형성된 안착부와, 상기 안착부의 상단으로 승하강 가능하게 결합된 이동부로 이루어진 지지수단과, 상기 개방홈에 배치되며, 양측면이 상기 안착부에 회전가능하게 결합되는 연결축이 형성되고 상부가 개방된 몸체와, 상기 이동부에 결합되며, 승하강 이동하여 상기 몸체의 상부면을 개폐하는 커버와, 상기 몸체 및 상기 커버에 선태적으로 형성되어 정제수와 원료분말을 공급하는 다수개의 공급관과, 상기 커버의 하단으로 돌출된 제1회전축과, 상기 제1회전축의 길이방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 다수개의 제1교반날개로 이루어진 제1교반수단과, 상기 몸체의 하단에서 내부로 유입된 제2회전축과, 상기 몸체의 내부에 위치하도록 상기 제2회전축에 결합되며, 상면에 형성되어 정제수 및 원료분말이 유입되는 유입공과, 상기 유입공을 통해 유입된 정제수 및 원료분말을 측면으로 배출하는 배출공과, 상기 몸체의 내부에 저장된 정제수에 와류를 발생시키는 회전날개가 형성된 임펠러로 이루어진 분쇄수단으로 이루어진다.

상기 분쇄수단에서 결합되며, 상기 제1교반수단의 외주면에서 회전하여 정제수와 원료분말을 교반 및 배출하는 제2교반수단이 포함된다.

또한, 본 발명에 따른 기능성 무기질 도료 조성물은 상기와 같은 제조방법에 의해 제조됨으로써 기존 도료 조성물을 사용하여 벽면 시공을 할 때 도포막 두께가 0.5㎜ 이상이 되어야 하던 문제점을 해소하여 0.5㎜ 이하의 도포막 두께로 시공이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 무기질 도료 조성물의 제조방법을 적용하면 제올라이트와 규조토 등의 다공성 물질을 함유하면서도 분산성이 우수하여 표면에 코팅할 때 균일한 유해물질 흡착성능과 조습성을 나타낼 수 있는 무기질 도료 조성물을 제조할 수 있다.

특히, 교반 공정을 최적화함으로써 무기질 도료를 구성하는 각 성분들이 균질 배합되도록 함으로써 배치별 제품의 균일성과 생산성을 향상시키고 무기질 도료의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 교반 공정을 수행하기 위한 교반기의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 교반기의 교반상태를 도시한 작동도,
도 3은 본 발명에 따른 교반된 원료분말의 배출상태를 도시한 작동도이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 기능성 무기질 도료 조성물의 제조방법은 정제수가 충진된 교반기에 원료 분말을 투입하는 원료 투입 공정, 상기 원료 분말을 혼합하는 교반 공정, 상기 교반된 원료 분말을 안정화하는 안정화 공정을 포함하는 것으로서, 상기 교반기(100)은 정제수에 와류를 발생시켜 투입된 원료 분말을 혼합하며, 와류에 의해 하부로 유도된 원료분말 및 와류에 혼합되어 이동하는 분말을 일정한 크기로 분쇄 하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 교반기(100)은 지지수단(10), 몸체(20), 커버(30), 공급관(40), 제1교반수단(50) 및 분쇄수단(60)으로 구성된다.

상기 지지수단(10)은 지면에 설치되며, 중앙부분에 개방홈(11a)이 형성된 안착부(11)와, 상기 안착부(11)의 상단으로 승하강 가능하게 결합된 이동부로 이루어진다.

상기 몸체(20)는 상기 개방홈(11a)에 배치되며, 양측면이 상기 안착부(11)에 회전가능하게 결합되는 연결축(21)이 형성되고 상부가 개방된다.

상기 커버(30)는 상기 이동부(12)에 결합되며, 승하강 이동하여 상기 몸체(20)의 상부면을 개폐한다.

상기 공급관(40)은 상기 몸체(20) 및 상기 커버(30)에 선태적으로 형성되어 정제수와 원료분말을 공급하는 다수개로 이루어진다.

상기 제1교반수단(50)은 상기 커버(30)의 하단으로 돌출된 제1회전축(51)과, 상기 제1회전축(51)의 길이방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 다수개의 제1교반날개(52)로 이루어진다.

상기 분쇄수단(60)은 상기 몸체(20)의 하단에서 내부로 유입된 제2회전축(61)과, 상기 몸체(20)의 내부에 위치하도록 상기 제2회전축(61)에 결합되며, 상면에 형성되어 정제수 및 원료분말이 유입되는 유입공(63)과, 상기 유입공(63)을 통해 유입된 정제수 및 원료분말을 측면으로 배출하는 배출공(64)과, 몸체의 내부에 저장된 정제수에 와류를 발생시키는 회전날개(65)가 형성된 임펠러(62)로 이루어진다.

즉, 상기 지지수단(10)은 상기 안착부(11)가 지면에 배치되며, 중앙부분에 상기 몸체(20)가 배치되는 상기 개방홈(11a)이 형성된다.

그리고 상기 이동부(12)는 상기 안착부(11)의 상단에서 실린더 등의 결합구조를 통해 상하 이동가능하게 결합된다.

이때, 상기 안착부(11)에는 상기 이동부(12) 및 상기 몸체(20)를 조작하며, 상기 제1교반날개(52) 및 상기 분쇄수단(60)을 제어할 수 있도록 이루어진다.

다음으로 상기 몸체(20)는 상기 개방홈(11a)에 배치되며, 상기 연결축(21)을 통해 상기 안착부(11)의 전,후 방향으로 회전가능하게 결합된다.

이러한 상기 몸체(20)는 상단부분이 개방되며, 내부에는 정제수 및 상기 원료분말을 저장하여 교반된다.

다음으로 상기 커버(30)는 상기 제1교반날개(52)가 결합되며, 상기 이동부(12)에 의해 상,하 이동하여 상기 몸체(20)의 상단을 개폐한다.

이때, 상기 커버(30)의 상,하이동시 상기 제1교반날개(52)는 상기 몸체(20)에서 이탈되어 상기 몸체(20)의 회전이 원활하게 이루어진다.

다음으로, 상기 공급관(40)은 상기 몸체(20) 또는 상기 커버(30)에 형성되며, 정제수와 원료 분말의 종류에 맞춰 개별적으로 공급할 수 있도록 다수개 형성된다.

여기서 상기 몸체(20) 또는 상기 커버(30) 중 정제수 및 원료 분말을 용이하게 공급할 수 있는 어느 한곳에 형성되되, 상기 몸체(20)는 상기 이동부(12)에 회전가능하게 안착됨에 따라, 승하강 이동하는 상기 커버(30)에 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 공급관(40)에는 개폐밸브가 형성되어 유입되는 정제수 및 원료분말의 유입양을 제어하여, 상기 몸체(20) 및 상기 커버(30)의 회전, 승하강시 연결이 가능하도록 주름관 등이 형성되어 이동 가능하게 연결된다.

이를 통해 상기 몸체(20)는 상기 안착부(11)에 회전가능하게 결합되며, 상기 연결축(21)을 중심으로 회전하여 교반된 원료분말을 외부로 배출할 수 있도록 이루어진다.

그리고 상기 커버(30)는 상기 이동부(12)에 결합되어, 상,하 이동을 통해 상기 몸체(20)의 상면을 개폐하되, 상기 커버(30)에 형성된 상기 제1교반수단(50)을 상기 몸체(20)의 내부에 삽입 및 이탈시킨다.

즉, 상기 몸체(20)의 내부에서 정제수와 원료분말의 혼합을 위해 상기 제1교반수단(50)을 삽입하고, 교반된 원료 분말을 배출시 상기 제1교반수단(50)을 상기 몸체(20)의 외부로 이탈시켜 상기 몸체(20)가 원활하게 회전할 수 있도록 작동이 이루어진다.

그리고 상기 제1교반수단(50)은 상기 커버(30)에 결합되어 상기 몸체(20)의 내부로 삽입 및 이탈되며, 상기 몸체(20)에 유입된 정제수 및 원료분말을 교반한다.

여기서 상기 커버(30) 또는 상기 이동부(12)의 상단에 형성되어 상기 제1회전축(51)에 동력을 전달하는 동력부가 부가된다.

이에 따라 상기 제1회전축(51)은 동력부에 회전하여, 상기 제1교반날개(52)를 통해 정제수 및 원료분말을 교반한다.

이때, 상기 제1교반날개(52)는 상기 제1회전축(51)에 다수개 형성되되, 와류를 형성하여 교반하는 날개판(53)과, 와류에 의해 회전하는 원료분말을 일정한 크기로 뭉치는 것을 방지하며, 교반하는 분쇄판(54)으로 형성된다.

따라서 상기 날개판(53)은 상기 제1회전축(51)의 측면으로 돌출되며, 일정각도로 형성되어 정제수 및 원료분말에 와유를 발생시킨다.

그리고 상기 분쇄판(54)은 상기 제1회전축(51)의 측면으로 돌출된 틀의 내부에 일정 규격의 메쉬망이 형성되어 와류에 의해 회전하는 원료분말이 통과하면서 메쉬망의 크기에 맞춰 원료분말을 분쇄한다.

이때, 상기 날개판(53)과 상기 분쇄판(54)을 정제수 및 원료분말에 와류를 형성하여 분쇄하기 위해 다양한 방법으로 배치된다.

즉, 상기 날개판(53)과 상기 분쇄판(54)이 교차배치되거나, 다수개의 상기 날개판(53) 사이에 소수의 상기 분쇄판(54)이 배치되는 것이 바람직하다.

이를 통해 상기 몸체(20)에 유입된 정제수 및 원료분말이 뭉치는 것을 방지하며, 원활하게 교반이 가능하다.

그리고 상기 분쇄수단(60)은 상기 몸체(20)의 하단에 형성되어 정제수 및 원료분말에 와류를 형성하며, 정제수 및 원료분말이 유입되어 일정한 입자로 분쇄한다.

여기서 상기 몸체(20)의 외측 하단에 형성되어 상기 제2회전축(61) 동력을 전달하는 동력부가 부가된다.

이를 통해 상기 제2회전축(61)은 동력부에 의해 회전하여, 상기 임펠러(62)는 회전시킨다.

따라서 상기 임펠러(62)의 회전시, 상기 회전날개(65)를 통해 상기 몸체(20)의 하부에 위치한 정제수 및 분말원료에 와류를 발생시킨다.

이렇게 발생된 와류에 의해 정제수 및 원료분말은 상기 임펠러(62)의 상단에 형성된 상기 유입공(63)을 통해 유입되며, 측면에 다수개 형성된 상기 배출공(64)을 통해 배출된다.

이때, 상기 임펠러(62)의 회전속도와 상기 유입공(63) 및 상기 배출공(64)을 통해 원료분말의 입자를 분쇄하여 균일한 크기로 배출한다.

이를 통해 원료분말이 뭉치는 것을 방지하고, 미세한 입자로 분쇄함에 따라 용이하게 교반이 가능하다.

그리고 상기 분쇄수단(60)에서 결합되며, 상기 제1교반수단(50)의 외주면에서 회전하여 정제수와 원료분말을 교반 및 배출하는 제2교반수단(70)이 포함된다.

이러한 상기 제2교반수단(70)은 상기 몸체(20)의 내주면에 형성되어 정제수 및 원료분말을 교반하며, 교반된 원료분말을 용이하게 배출할 수 있도록 연결프레임(71), 제2교반날개(72) 및 분사부(73)로 이루어진다.

상기 연결프레임(71)은 상기 제2회전축(61)에서 상기 몸체의 내주면을 향해 연장되며, 내부에 제1중공(71a)이 형성된다.

상기 제2교반날개(72)는 상기 몸체(20)의 내부면에 밀착되도록 상기 연결프레임(71)의 끝단에 결합되며, 상하 방향을 따라 스크류형상으로 이루어진다.

그리고 상기 제2교반날개(72)의 내부에는 스크류형상을 따라 제2중공(72a)이 형성되며, 상기 제2중공(72a)에서 외면을 향해 일정한 간격으로 분사공(72b)이 형성된다.

이때, 상기 분사공(72b)은 상기 제2교반날개(72)의 상부를 향해 일정한 각도로 경사진 경이 바람직하다.

상기 분사부(73)는 상기 몸체(20)의 외부에서 고압공기를 발생시켜 상기 제2회전축(61)을 통해 상기 제1중공(71a) 및 제2중공(72a)으로 공급하는 공기발생부(74)와, 상기 분사공(72b)에 형성되어 고압공기를 분사하는 분사노즐(75)로 이루어진다.

이때, 상기 공기발생부(74)는 고압공기를 발생시켜 공급할 수 있는 콤프레샤 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서 상기 제2회전축(61)에는 상기 공기발생부에서 발생된 공기를 상기 제1중공(71a)으로 공급하기 위한 공급홈(61a)이 형성되는 것이 바람직하다.

따라서 상기 분사부(73)는 외부에서 발생된 고압공기를 상기 제2교반날개(72)를 통해 분사할 수 있다.

이에 따른 상기 제2교반날개(72)는 상기 분쇄수단(60)과 같이 회전하면서, 상기 몸체(20)의 외면에서 상기 제2교반날개(72)를 통해 정제수 및 원료분말에 와류를 발생시켜 교반이 이루어진다.

그리고 상기 몸체(20)의 내부에서 교반된 원료분말의 배출시 상기 제2교반날개(72)를 일정한 속도로 회전 및 상기 분사부(73)를 통해 공기를 분사하여 점성 등을 가지는 다양한 원료분말을 용이하게 배출할 수 있다.

즉, 상기 분사부(73)는 고압공기를 분사하여 상기 제2교반날개(72)를 따라 이동하는 교반된 원료분말을 용이하게 이동하여 용이하게 배출될 수 있도록 이루어진다.

이를 통해 상기 제2교반수단(70)은 상기 몸체(20)의 내주면에 밀착된 상태에서 회전함에 따라, 정제수 및 원료분말의 외측에서 와류를 발생시켜 교반이 용이하게 이루어지며, 상기 제2교반날개(72) 및 상기 분사부(73)를 따라 교반된 원료분말이 용이하게 배출한다.

이와 같이 상기 교반기(100)을 통해 정제수 및 원료분말의 교반을 통해 교반된 원료분말을 교반한다.

상기 기능성 무기질 도료 조성물은 유해물질 흡착성능, 탈취성, 흡방습성 등의 기능을 가진 것으로서, 건축물의 천정이나 벽면의 시공에 사용되는 실내용 건축자재에 도포함으로써 건축물에서 발생하는 각종 VOC를 제거하고 실내 습도를 조절하는 기능을 나타내게 된다. 이를 위하여 상기 무기질 도료 조성물은 흡착성능이 뛰어난 제올라이트 및 규조토를 포함하여 제조된다.

상기 무기질 도료 조성물은 분말상의 원료를 정제수에 균질 배합함으로써 제조되게 되는데, 이때 상기 원료 분말은 정제수 25 내지 30 중량부, 제올라이트 25 내지 30 중량부, 규조토 17 내지 25 중량부, 에틸렌초산비닐(EVA) 5 내지 12 중량부, 이산화티타늄 4 내지 7 중량부, 탈크 4 내지 7 중량부, 증점제 0.1 내지 0.5 중량부, 소포제 0.1 내지 0.5 중량부 및 분산제 0.1 내지 0.5 중량부로 이루어지도록 조성되는 것이 바람직하다.

상기 제올라이트는 다공성 물질로서 세공 구조를 이용하여 각종 유기화합물을 흡착할 수 있고 수분의 흡탈착이 가능하기 때문에 건축용 도료에 널리 사용되고 있는 성분이다. 제올라이트는 결정구조에 따라 세공의 크기나 용적이 달라지게 되는데, VOC의 효과적인 흡착을 위하여 본 발명에서는 A형 제올라이트 및 Y형 제올라이트를 혼합하여 사용하고 있다. 상기 A형 및 Y형 제올라이트는 나트륨 이온을 함유하는 NaA형 및 NaY형 제올라이트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 결정구조가 상이한 제올라이트를 혼합할 때 A형 및 Y형 제올라이트를 0.5:1 내지 1:0.5의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제올라이트는 5 내지 50㎛, 바람직하게는 5 내지 20㎛의 크기로 분쇄된 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 입자의 크기가 너무 크면 균질 배합이 어렵고 입자의 크기가 너무 작으면 비산되거나 반응기에 잔존하여 조성물의 함량비의 편차를 발생시킬 수 있으므로 상기 크기의 입자를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 규조토로는 소성 규조토와 천연 규조토를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 소성 규조토와 천연 규조토는 1:1.5 내지 1:2의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 에틸렌초산비닐은 바인더로서 부가되는 성분이며, 도료 조성물의 표면강도, 부착력, 탄성계수 등을 고려하고 교반 공정에서 균질 혼합이 가능한 수지를 선택한 것으로서, 일반적으로 바인더로 사용되는 아크릴계 수지에 비해 수득되는 도료 조성물의 물성을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

또한, 이산화티타늄은 백색 안료로서 사용되는데, 굴절율 2.60 내지 2.90이므로 은폐력이 우수하여 도료 조성물에 함유되어 도료 조성물의 백색도를 향상시키는 기능을 나타내게 된다.

또한, 탈크는 도료 조성물로 도포 작업을 수행핼 때의 칠, 로울러, 헤라 등에 의한 작업성을 향상시킬 수 있도록 첨가된다.

또한, 증점제는 셀룰로오스 유도체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 증점제를 부가함으로써 도료 조성물의 저장 안정성을 높여줄 수 있다. 또한, 상기 증점제로서 폴리우레탄계 증점제를 사용할 수도 있는데, 이는 레올로지성이 높아 낮은 전단응력에서도 흐름성이 좋으므로 작업성이 향상될 수 있다. 따라서 상기 증점제로는 이러한 공지의 증점제를 적절히 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 소포제로는 미네랄 오일계 소포제 또는 실리콘계 소포제를 사용할 수 있다.

또한, 분산제로는 나프탈렌 술폰산염 포르말린 축합물, 멜라민 술폰산염 포르말린 축합물, 폴리카르복산 화합물, 폴리카르복산 에테르, 방향족 아미노술폰산 폴리머 또는 리그닌 술폰산의 금속염 중에서 선택된 분산제를 사용할 수 있다.

상기 도료 조성물을 구성하는 각각의 분말은 입자 크기가 5 내지 50㎛가 되도록 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다. 이는 교반 공정에서 균질 혼합이 가능하며 혼합 속도를 높이기 위한 것으로서 입자의 크기 차이가 너무 크면 균질 혼합이 어려우므로 각 성분의 입자 크기의 편차가 5㎛ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 교반 공정을 통해 혼합된 원료 물질을 안정화함으로써 도료 조성물을 제조할 수 있다.

본 발명의 교반기를 사용한 교반 공정에서는 2,500 내지 3,500 rpm의 교반 속도로 20 내지 40분 간 교반을 수행함으로써 균질 혼합이 가능해 진다. 이는 통상의 디졸바를 사용할 때에 비해 교반 공정 시간을 단축하고 혼합의 균질도를 높일 수 있는 것이다. 특히, 본 발명의 교반기는 진공 상태를 유지하고 원료를 투입하기 때문에 원료가 진공에 의해 상기 교반기 내로 흡입되어 원료의 정량 투입이 가능하고 진공 상태의 교반에 의해 분산 수용액 내에서의 분말의 분산도가 높아지는 효과를 나타내게 된다. 상기 교반기는 400 내지 600psi의 진공도를 유지하도록 함으로써 이러한 원료의 투입과 교반 효율을 높일 수 있다. 진공도를 너무 높이게 되면 공정비용이 상승하고 원료의 투입시 발생하는 역류나 용액의 요동으로 인해 혼합 효율이 저하되고 진공도가 너무 낮아도 충분한 교반 효과를 얻을 수 없게 된다.

본 발명에 따른 도료 조성물의 물성을 평가하기 위하여 정제수 30 중량부를 담은 교반기에 제올라이트 28 중량부, 규조토 20 중량부, 에틸렌초산비닐(EVA) 8 중량부, 이산화티타늄 5 중량부, 탈크 5 중량부, 증점제 0.2 중량부, 소포제 0.2 중량부 및 분산제 0.2 중량부를 투입하고 이를 교반 및 안정화하는 공정을 통해 도료 조성물을 제조하였다.

실시예에서는 상기 교반 공정에서 본 발명의 교반기를 사용하되 3,000rpm의 교반 속도로 30분 간 교반한 후, 600rpm에서 15분 간 안정화 공정을 수행하였다. 또한, 교반기의 압력을 500±10psi로 유지한 상태로 교반 및 안정화 공정을 수행하였다.

또한, 비교를 위하여 일반 교반기(디졸바)를 사용하여 상기 원료를 교반하였다. 정제수 30 중량부를 담은 교반기에 상기 원료를 투입하고 1,500rpm의 교반 속도로 3시간 교반한 후, 800rpm에서 20분 간 안정화 공정을 수행하여 도료 조성물을 제조하였다(비교예 1).

또한, 상기 디졸바를 사용하여 교반 공정을 수행하되 1,500rpm의 교반 속도로 30분 간 교반한 후, 800rpm에서 15분 간 안정화 공정을 수행하여 도료 조성물을 제조하였다(비교예 2).

실시예 및 비교예 1, 2에 따른 도료 조성물에 대한 물성을 평가하기 위하여 건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 VOC 흡착 성능, 흡방습 성능, 항균 및 항곰팡이 성능을 분석하였다.

각 도료 조성물에 대한 포름알데히드 흡착 시험을 실시하였다. 온도 25.0±1.0℃, 습도 50±3%R.H., 공급공기농도 213.3±14.5㎍/㎥의 조건으로 7일간 흡착율을 측정하였으며 시험결과는 표 1과 같다.

	실시예	비교예 1	비교예 2
1일차 흡착율(%)	77.5	69.0	61.2
3일차 흡착율(%)	76.9	67.8	59.6
5일차 흡착율(%)	73.0	65.6	58.8
7일차 흡착율(%)	71.7	64.4	57.5
적산 흡착량(㎍/㎡)	6,716	6,359	5,892
재방출(㎎/(㎡·h))	0.001	0.001	0.001

표 1의 결과를 살펴보면, 실시예의 도료 조성물에서는 7일차에 71.7%의 포름알데히드 흡착율을 나타내어 가장 높은 VOC 제거 성능을 나타내는 것으로 평가되었다. 이에 비해 비교예 1에서는 64.4%, 비교예 2에서는 57.5%로 VOC 제거 성능이 부족한 것으로 평가되었다. 특히, 동일한 디졸바를 사용하여 교반 공정을 수행하더라도 교반 시간이 부족하면 제조된 도료 조성물의 물성이 저하되는 것으로 나타나 디졸바를 사용하여 교반 공정을 수행하는 경우 장시간 교반이 필요한 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 분말 형태의 원료를 사용한 무기질 도료 조성물의 제조공정에서는 교반 공정의 최적화가 물성에 크게 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제조방법을 적용하면 분말 형태 원료에 대한 균질 배합이 가능하기 때문에 향상된 물성을 나타내는 도료를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.

또한, 기존 도료 조성물은 벽면 시공시 도포막 두께가 0.5㎜ 이상이었으나, 본 발명의 도료 조성물을 사용하면 0.5㎜ 이하의 도포막 두께로 시공이 가능한 것으로 나타나 도료의 물성이 향상되는 것을 알 수 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시형태를 통해 설명하였으나, 상기 실시형태에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

100: 교반기
10: 지지수단 11: 안착부 11a: 개방홈
12: 이동부
20: 몸체 21: 연결축
30: 커버
40: 공급관
50: 제1교반수단 51: 제1회전축 52: 제1교반날개
53: 날개판 54: 분쇄판
60: 분쇄수단 61: 제2회전축 61a: 공급홈
62: 임펠러 63: 유입공
64: 배출공 65: 회전날개
70: 제2교반수단 71: 연결프레임 71a: 제1중공
72: 제2교반날개 72a: 제2중공
72b: 분사공 73: 분사부
74: 공기발생부 75: 분사노즐

Claims

정제수가 충진된 교반기에 원료 분말을 투입하는 원료 투입 공정;
상기 원료 분말을 혼합하는 교반 공정;
상기 교반된 원료 분말을 안정화하는 안정화 공정;
을 포함하며,
상기 교반기(100)는 정제수에 와류를 발생시켜 투입된 원료 분말을 혼합하며, 와류에 의해 하부로 유도된 원료분말 및 와류에 혼합되어 이동하는 분말을 일정한 크기로 분쇄하되,
상기 교반기(100)는,
지면에 설치되며, 중앙부분에 개방홈이 형성된 안착부(11)와, 상기 안착부(11)의 상단으로 승하강 가능하게 결합된 이동부(12)로 이루어진 지지수단(10)과,
상기 개방홈(11a)에 배치되며, 양측면이 상기 안착부(11)에 회전가능하게 결합되는 연결축(21)이 형성되고 상부가 개방된 몸체(20)와,
상기 이동부(12)에 결합되며, 승하강 이동하여 상기 몸체(20)의 상부면을 개폐하는 커버(30)와,
상기 몸체(20) 및 상기 커버(30)에 선태적으로 형성되어 정제수와 원료분말을 공급하는 다수개의 공급관(40)과,
상기 커버(30)의 하단으로 돌출된 제1회전축(51)과, 상기 제1회전축(51)의 길이방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 다수개의 제1교반날개(52)로 이루어진 제1교반수단(50)과,
상기 몸체(20)의 하단에서 내부로 유입된 제2회전축(61)과, 상기 몸체(20)의 내부에 위치하도록 상기 제2회전축(61)에 결합되며, 상면에 형성되어 정제수 및 원료분말이 유입되는 유입공(63)과, 상기 유입공(63)을 통해 유입된 정제수 및 원료분말을 측면으로 배출하는 배출공(64)과, 상기 몸체(20)의 내부에 저장된 정제수에 와류를 발생시키는 회전날개(65)가 형성된 임펠러(62)로 이루어진 분쇄수단(60)으로 이루어지고,
상기 분쇄수단(60)에서 결합되며, 상기 제1교반수단(50)의 외주면에서 회전하여 정제수와 원료분말을 교반 및 배출하는 제2교반수단(70)이 포함되고,
상기 제2교반수단(70)은,
상기 제2회전축(61)에서 상기 몸체(20)의 내주면을 향해 연장되며, 내부에 제1중공(71a)이 형성되는 연결프레임(71)과,
상기 몸체(20)의 내부면에 밀착되도록 상기 연결프레임(71)의 끝단에 결합되며, 상하 방향을 따라 스크류형상으로 형성되는 제2교반날개(72)와,
상기 제2교반날개(72)의 내부에는 스크류형상을 따라 제2중공(72a)이 형성되며, 상기 제2중공(72a)에서 외면을 향해 일정한 간격으로 분사공(72b)이 형성되고,
상기 몸체(20)의 외부에서 고압공기를 발생시켜 상기 제2회전축(61)을 통해 상기 제1중공(71a) 및 제2중공(72a)으로 공급하는 공기발생부(74)와, 상기 분사공(72b)에 형성되어 고압공기를 분사하는 분사노즐(75)로 형성되는 분사부(73)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능성 무기질 도료 조성물의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 교반 공정은 2,500 내지 3,500 rpm의 교반 속도로 20 내지 40분 간 수행하는 것을 특징으로 하는 기능성 무기질 도료 조성물의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 원료 투입 공정에서는 진공 상태의 상기 교반기에 상기 원료 분말을 투입하는 것을 특징으로 하는 기능성 무기질 도료 조성물의 제조방법.
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청구항 1의 이의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 기능성 무기질 도료 조성물.