KR20060035145A

KR20060035145A - 건출물 내·외장재용 무독성 마감재의 제조방법

Info

Publication number: KR20060035145A
Application number: KR1020040084500A
Authority: KR
Inventors: 홍사언
Original assignee: 프리바이오(주)
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2006-04-26

Abstract

본 발명은 건출물 내·외장재용 무독성 마감재의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도석, 납석 및 탄산칼슘로 이루어진 무기 화합물에 아크릴 에멀젼 수지를 혼합하여, 결합력이 강하고 내후성, 내부식성이 우수하면서 포름알데히드는 거의 방출하지 않는 건출물 내·외장재용 무독성 마감재의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 (a) 물 30∼35 중량%, 산성백토 0.6 ∼1 중량%, 셀룰로오즈계 증점제 0.5∼0.8 중량%, 방부재 0.3∼0.35 중량%, 이산화티타늄 0.5∼1.5 중량% 및 폴리카르복실산 나트륨 0.3∼0.7 중량%를 혼합하는 단계와; (b) 상기 (a) 단계의 혼합물에 325∼400 매쉬의 도석 22∼30 중량%, 납석 13∼ 20중량%, 탄산칼슘 19-25 중량%를 넣고 혼합하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 혼합물에 아크릴 수지 11∼20 중량%를 넣고 혼합하는 단계로 이루어지는 건출물 내·외장재용 무독성 마감재의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 마감재는 종래의 마감재 효과를 가지면서 새집증후군의 원인물질인 포름알데히드의 방출량은 인체에 해를 줄 정도 이하로 미미하기 때문에 시공시, 새집증후군을 발생시키는 빈도를 현저히 낮출 수 있게 되었다.

건출물 내·외장재용 무독성 마감재

Description

건출물 내·외장재용 무독성 마감재의 제조방법{Method for preparing non toxic mortar for interior and exterior of building}

도 1 은 본 발명의 마감재에 대한 포름알데히드의 방출량을 측정한 시험결과보고서를 나타낸 것이다.

통상적으로 새집 증후군(sick house syndrome)은 세계 보건기구(WHO)의 정의에 의하면, 일종의 화학 물질 과민증의 일종으로 현대 건축물에서 주로 사용하는 건축자재와 접착제에서 발생되는 포름알데히드와 휘발성 유기 화합물(VOCs)로 인해 일반적으로 나타나는 이상 증세로 크게 "자극반응"과 "알레르기반응"으로 나눌수 있는 데, 자극 반응은 눈과 코, 후두점막이 자극을 받아 일어나는 증상으로 목이 쉬고, 두통이 생기거나 심리적인 피로감을 느끼게 하고, 드물게는 원인을 알 수 없는 알레르기성 질환들로 두드러기, 아토피 피부염, 기관지 천식 등을 발병시키거나 악화시키는 데, 이런 제반 증상을 총칭하여 새집 증후군이라고 규정하고 있으며, 특히 건축을 신축한 후 6개월 때 가장 많이 배출되는 데, 벽지, 마룻바닥, 타일 등을 붙일 때 사용되는 접착제 등에서 시공 후 최장 10년까지 유해물질이 계속해서 방출되어 건강을 위해하는 요인으로 작용하는것으로 알려져 있다.

한편, 상기 휘발성 유기화합물은 대기중 상온(섭씨 20도)에서 가스형태로 존재하는 유기화합물의 총칭으로, 밝혀진 숫자만도 수백 종에 달하고 대부분이 발암 물질이 포함되어 있는데, 대표적으로는 벤젠을 비롯해 톨루엔, 클로로포름, 아세톤, 스틸렌, 포름알데히드 등이 잘 알려져 있다.

이러한 근거로 최근에 환경부는 새집증후군 예방을 위해 아파트 등 공동주택과 다중이용시설의 실내 공기 관리를 대폭 강화하는 내용의 「다중이용시설 등의 실내공기 질 관리법」에 대한 개정법을 시행하기로 하였는 데, 개정법에 따르면 2004년도 5월30일부터 공동주택, 다중이용시설 등을 건립할 때는 인체에 유해한 발암성 물질인 포름알데히드(HCHO)가 시간당 4㎍/㎡ 이상 뿜어져 나오는 접착제와 시간당 1.25㎍/㎡ 이상 배출되는 벽지ㆍ바닥재 등 일반자재를 실내 인테리어에 사용할 수 없게 된다.

따라서, 건축자재에서 배출되는 포름알데히드 또는 휘발성 유기 화합물를 제거하기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있는 실정이다.

한편, 보편적으로 건축물을 축조하고 난 다음에는 건축물의 수명을 연장시키 고, 외관을 아름답게 꾸미기 위해, 건출물 표면에 건출물의 내·외장용 마감재를 처리해 왔다.

가장 일반적인 건축용 내·외장 재료로서는 시멘트 몰탈(mortar, 마감재)이 가장 많이 사용되고 있는 실정이다.

그러나, 상기 마감재는 포름알데히드와 같은 새집증후군의 유기화합물이 상당량 방출되는 바, 상기와 같은 새집증후군에 대한 새로운 기준에 맞는 마감재의 개발이 필요한 실정이다.

이에, 본 발명자는 새집증후군을 발생시키는 유독성 유기 화합물의 방출량을 억제할 수 있는 건축물 내·외장재용 마감재를 개발하고자 하였으며, 포름알데히드가 거의 배출되지 않는 건축물 내·외장재용 마감재를 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 물, 산성백토, 증점제, 방부제, 이산화티타늄 및 폴리카르복실산 나트륨을 혼합기에 넣고 15분동안 균일하게 혼합하고, 상기 혼합물에 도석, 납석 및 탄산칼슘을 넣고 다시 균일하게 혼합하면서 마지막으로 아크릴 수지를 첨가하고 균일하게 교반하는 건축물 내·외장재용 무독성 마감재의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 물 30∼35 중량%, 산성백토 0.6 ∼1 중량%, 셀룰로오즈계 증점제 0.5∼0.8 중량%, 방부재 0.3∼0.35 중량%, 이산화티타늄 0.5∼1.5 중량% 및 폴리카르복실산 나트륨 0.3∼0.7 중량%를 혼합 하는 단계와; (b) 상기 (a) 단계의 혼합물에 325∼400 매쉬의 도석 22∼30 중량%, 납석 13∼ 20중량%, 탄산칼슘 19-25 중량%를 넣고 혼합하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 혼합물에 아크릴 수지 11∼20 중량%를 넣고 혼합하는 단계로 이루어지는 건출물 내·외장재용 무독성 마감재의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 무독성 바름재의 제조방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.

또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제조방법에서 (a)단계에 사용되는 상기 산성 백토는 점토광물인 몬모릴로나이트(montmorillonite)를 주성분으로 하는 극히 미세한 분말로 이루어진 점토로서 인체에 해(害)가 되는 물질을 방출하지 않으며, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화철 및 산화마그네슘 등으로 구성되어 있는데, 요변성(thixotropy)을 부여하고 고분자 수지를 분산시키는 역할을 한다.

그리고, 상기 백토는 구성성분의 유무 및 함량 차이에 의해 흰색, 노랑·파랑 색을 띄게 되는데, 본 발명에서는 어느 것을 사용해도 무방하다.

또한, 점도 조절을 위해 사용되는 상기 셀룰로오즈계 증점제는 히드록시프로필 메틸 셀룰로오즈, 히드록시 에틸 세룰로오즈, 히드록시에틸 메틸 셀룰로오즈, 카르복시메틸셀룰로오즈 및 메틸 셀룰로오즈를 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 히드록시프로필 메틸 셀룰로오즈를 사용한다.

그리고, 상기 이산화티타늄은 색도를 조절하기 위해 사용되며, 백토, 탄산칼슘, 이산화규소, 산화티탄, 등 각종 무기화합물의 표면을 개질하여 분산효율을 높이기 위해 폴리카르복실산 나트륨(sodium polycarboxylate)을 사용한다.

그리고, 본 발명에서 상기 방부재는 제품이 변질 또는 부패되는 것을 방지하기 위해 사용하는 데, 5-클로로-2메틸-4-이소티아졸린-3-원(5-Chloro-2-methyl-4-isothiazoline-3-one)계, 2-브로모-2-니트로-1,3-프로판 디올계(2-bromo-2-nitro-1,3-propane diol), 2-히드록시메틸 아미노 에탄올계 [Hydroxymethyl(amino)] ethanol] 등을 사용할 수 있으나, 통상적으로 본 발명의 분야에서 사용되는 방부제라면 어떠한 것이라도 사용해도 무방하다.

이때, 본 발명에서는 물 30∼35 중량%, 산성백토 0.6 ∼1 중량%, 셀룰로오즈계 증점제 0.5∼0.8 중량%, 방부재 0.3∼0.35 중량% 및 이산화티타늄 0.5∼1.5 중량% 및 폴리카르복실산 나트륨 0.3∼0.7 중량%을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 상기 범위 미만으로 사용하면, 각 성분의 사용 효과가 미미하고, 초과를 하면 초과 사용량에 비해 작용효율에서 차이가 없으며, 증점제 경우에는 점도가 지나치게 증가할 수 있기 때문이다.

한편, 물은 상기 성분뿐만 아니라 하기 성분들과 혼합하기 위해서 사용하는 것으로, 30 중량% 미만으로 사용하면 모든 구성성분을 혼합하여 일액화하기 어려우며, 35중량%를 초과하면 다른 성분들의 적정량을 사용할 수 없게 된다.

이때, 사용하는 물은 황변 현상을 억제하기 위해 철분 성분을 제거시킨 증류수를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, (b) 단계에서 사용하는 도석, 납석 및 탄산칼슘은 매트릭스로 사용되는 주성분으로 물과 함께 포졸란 반응을 유도하여 강도를 부여하고, 내수성 및 내부식성을 향상시키며 소음이나 수분을 흡수하고 악취나 불순물을 흡착하며 원적외선을 방출하는 역할을 한다.

이때, 본 발명에서 도석 22∼30 중량%, 납석 13∼ 20중량%, 탄산칼슘 19-25 중량%를 사용하는 것이 바람직한 데, 이는 본 발명의 실험을 통해 가장 바람직한 배합량으로 도출되었기 때문이다.

좀더 구체적으로는 도석은 도자기 원료의 주원료가 되는 점토질, 규산질, 장석질을 포함하기 때문에 수분을 조절하고, 악취나 불순물을 흡착하며, 납석은 인체에 유익한 원적외선을 다량 배출하는 역할을 하며, 탄산칼슘은 매트릭스에 도석 및 납석과 함께 강도 및 알카리성을 부여하여 내부식성 및 내후성을 제공하고, 소음이나 진동을 감소시키는 역할을 한다.

그리고, 본 발명에서 사용되는 탄산칼슘은 경질탄산칼슈이나 중질탄산칼슘 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있는데, 이중 질탄산칼슘을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서 사용되는 도석, 납석 및 탄산칼슘의 평균입경은 특별히 한정하는 것은 아니고, 목적에 따라 변경될 수는 있지만, 노즐을 이용하여 분사할 시, 노즐에 막히는 것을 방지하기 위해서 325∼400 매쉬인 것을 사용하는 것이 바 람직하다.

한편, 상기 (a) 단계와 (b) 단계를 거친 혼합물에 무독성 아크릴 수지 11∼20 중량%를 혼합하여 접착성을 부여하면서 본 발명의 마감재를 완성하는 데, 이는 11 중량% 미만으로 사용할 경우에는 건물 내부의 벽, 천장 및 바닥에 사용할 시, 결합력이 저하되고, 20 중량%를 초과할 경우에는 완성품을 다양한 용도로 분사하거나 바를 시 작업성이 떨어지기 때문이다.

이와같이, 본 발명에 따른 건축용 마감재의 도막은 종래의 마감재와 같은 효과를 보이면서 다음과 같은 특징을 갖는다.

(1) 색상 안정성

대부분이 무기 화합물로 구성되고 자체의 강한 알카리성으로 우수한 내부식성 및 내후성으로 변색의 정도가 낮다.

(3) 내수성 및 원적외선 방출

외부 조건에 따라 수분을 흡수 또는 방출하여 습도를 조절할 수 있고, 인체에 유익한 원적외선을 방출하며 악취나 불순물을 흡착하여 제거한다.

(4) 친환경성

인체에 치명적인 접착성분을 사용하지 않고, 인체에 해가 적은 성분으로만 사용하여 친환경적이고, 유해물질인 중금속, 발암물질, 환경 호르몬을 거의 방출하지 않고 특히 새집증후군의 지표성분인 포름알데히드의 방출이 인체에 전혀 해가 없을 정도로 미미하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오 로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다.

[실시예 1] 본 발명의 내·외장재용 무독성 마감재 제조

본 발명의 내·외장재용 무독성 마감재는 하기 표 1과 같이 배합비율로 5㎏을 제조하였다.

이때, 물은 철분 설분을 제거한 증류수 물을 사용하였으며, 산성백토는 미누겔(Floridin Company, 미국), 증점제는 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오즈, 분산제는 폴리카르복실산계인 SN- 디스퍼산트 44-s(SN-Dispersant 44-s, 한국산노프코), 방부제는 5-클로로-2메틸-4-이소티아졸린-3-원 계인 KOCIDE5340(고려물산, 한국)를 사용하였다.

그리고, 평균 입도가 350매쉬인 중질탄산칼슘과 도석 및 납석과 아크릴 에멀젼 수지(S사)를 준비하였다.

구성성분	배합비(%)	중량(g)
물	30	1,500
산성백토	0.6	30
증점제	0.5	25
방부제	0.3	15
이산화티타늄	1.0	50
분산제	0.6	30
탄산나트륨	20	1,000
도석	23	1,150
납석	13	650
아크릴 에멀젼 수지	11	550
합계	100	5,000

그런다음, 먼저 상기 표 1의 중량으로 물, 산성백토, 증점제, 방부제, 이산화티타늄 및 폴리카르복실산 나트륨을 혼합기에 넣고 15분동안 균일하게 혼합하고, 상기 혼합물에 도석, 납석 및 탄산칼슘을 넣고 다시 균일하게 혼합하면서 마지막으로 아크릴 수지를 첨가하고 균일하게 교반한 후, 일정 규격의 용기에 포장하여 본 발명의 마감재를 완성하였다.

[실시예 2] 시공

(1) 소지면 정리

시공 대상의 콘크리트 소지 0.5×0.5×0.5 m 를 준비한 다음, 소지면의 불순물을 완전히 제거하고 홈, 크랙과 같은 부위는 전용퍼티로 면을 평활하게 만들었다.

(2) 마감재 도장

상기 정리된 소지면에 상기 실시예 1의 마감재를 에어리스 콤프레샤를 사용하여 골고루 분사한 다음 건조하여 마감재의 도장을 완성하였다.

한편, 수성 로울러를 이용하여 상기 실시예 1을 장판지에 균일하게 바른 다음 건조하여 도장을 완성하였다.

이의 결과, 본 발명의 마감재에 의해 형성된 도막이 종래 마감재에 의해 형성된 도막과 비교하여, 물리적인 특성(시각, 촉각 등의 관능적 테스트)이 거의 동일함을 알 수 있었다.

[실험예]

본 실험예는 본 발명에 따른 마감재가 배출하는 포름알데히드의 방출량을 확인하고자, (사) 일본도료검사협회에 의뢰하여 이를 측정하였다.

이때, 실험방법은 상기 실시예 1의 마감재 300g을 시료로 사용하였으며, JIS K 5601-4-1 : 2003(도료성분시험방법- 제4부: 도막으로부터 방산성분분석- 제1절 포름알데히드3 .디씨 케타법)에 따라 수행하였다(도 1 참조).

이의 결과는 하기 표 2에 나타난 바와 같이, 초기 방출 농도와 7일 후 방출농도가 일본의 포름알데히드 방출 기준인 0.12㎎/ℓ(별 4등급: 일본 포름알데히드 방출기준 최상위등급)보다 월등히 낮음을 알 수 있었다.

시험항목	성적	시험방법
포름알데히드 방산량(㎎/ℓ) 7일 후	1회목 0.03 2회목 0.03 평균 0.03	JIS K 5601-4-1 : 2003의 방법에 준함

이상과 같이, 본 발명의 마감재는 종래의 마감재 효과를 가지면서 새집증후군의 원인물질인 포름알데히드의 방출량은 인체에 해를 줄 정도 이하로 미미하기 때문에 시공시, 새집증후군을 발생시키는 빈도를 현저히 낮출 수 있게 되었다.

Claims

(a) 물 30- 35 중량%, 산성백토 0.6 ∼1 중량%, 셀룰로오즈계 증점제 0.5∼0.8 중량%, 방부재 0.3∼0.35 중량%, 이산화티타늄 0.5∼1.5 중량% 및 폴리카르복실산 나트륨 0.3∼0.7 중량%를 혼합하는 단계와;

(b) 상기 (a) 단계의 혼합물에 325∼400 매쉬의 도석 22∼30 중량%, 납석 13∼ 20중량%, 탄산칼슘 19-25 중량%를 넣고 혼합하는 단계; 및

(c) 상기 (b) 단계의 혼합물에 아크릴 수지 11∼20 중량%를 넣고 혼합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축물 내·외장재용 무독성 마감재의 제조방법.