KR20060109675A

KR20060109675A - 무공해 황토 도료 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20060109675A
Application number: KR1020050031918A
Authority: KR
Inventors: 김종표
Original assignee: (주)나인
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2005-04-18
Publication date: 2006-10-23
Also published as: KR100676899B1

Abstract

본 발명은 크랙의 발생이 없이 견고하게 밀착 도포되고, 시공이 용이하며 인체에 유익한 원적외선을 방출하는 건축물의 내, 외부용이나 산업용으로 사용되는 무공해 황토 도료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 도료 제조용 원료의 준비 단계; 최종적으로 얻어지는 조성물 총 중량에 대해, 도료 원료인 분말 황토 20 ~ 25%, 물 30 ~ 40%, 활석 또는 석회석 5 ~ 12%, 소성 알루미늄 실리케이트 5 ~ 6%, 이산화티타늄 3 ~ 6%, 불투명 폴리머 2 ~ 4%, 및 기타 첨가제 약 2~2.5%를 용기에 투입하여 1차적으로 저속으로 분산시키고, 이어서 고속으로 분산시켜 1차로 도료 혼합물을 제조하는 단계; 상기 얻어진 도료 혼합물에 최종 조성물 총 중량을 기준으로, 에틸렌 글리콜 1 ~3%, 아크릴산 에멀젼 10~20%, 및 첨가제 0.8~11.2%를 투입하며 30~60분간 회전시켜 도료 혼합물과 수지 원료를 배합하는 단계; 및, 얻어진 혼합물을 소정 규격으로 포장하는 단계를 포함하여 이루어지는 무공해 황토 도료 제조방법을 제공한다.

황토도료, 이산화티타늄, 황토, 아크릴산 에멀젼, 에틸렌글리콜, 무공해

Description

무공해 황토 도료 조성물 및 그 제조방법{Unharmful Painting Composites comprising Loess and Fabricating Method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 황토 도료 제조 공정의 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

S100: 준비단계 S200: 도료 혼합물 혼합단계

S300: 배합 단계 S400: 포장단계

본 발명은 건축물의 내, 외부용이나 산업용으로 사용되는 황토 도료 조성물에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 크랙의 발생이 없이 견고하게 밀착 도포되고, 시공이 용이하며 인체에 유익한 원적외선을 방출하는 무공해 황토 도료 제조방법에 관한 것이다.

황토란 일반적인 표층 상의 적토와는 구별되게 적토 하부층에서 채취되는 약 알카리성 흙으로써, 황토에 탄산칼슘이 많이 함유되어 있으며 그로 인해 쉽게 부서지지 않는다. 물을 섞으면 찰흙으로 변하는 것도 이 탄산칼슘 때문이다. 황토 입자의 크기는 대략 0.02∼0.05㎜이며, 석영, 장석, 운모 방해석 등 다양한 광물입자로 구성되어 있다. 화학적으로 보면 실리카, 철분, 알루미나, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 석회 등으로 조성된다. 또한 황토는 원적외선을 방출하는 물질로도 알려져 있다. 이러한 특성으로 인해 물을 정화시키는 효과, 꽃의 수명을 연장시키며 야채를 생생하게 소생시키는 효과, 냄새를 제거하는 효과, 몸을 따뜻하게 하고 혈액순환을 돕는 효과, 요통 및 어깨 결림의 완화효과, 피로회복 효과, 통증 완화 효과, 숙면을 돕는 효과 등을 나타내는것으로 알려져 있다.

황토는 지표의 약 10%를 차지하고 있는 붉은 색을 띄는 흙으로서 다량의 탄산칼슘(CaCO3)을 함유하고 있어 쉽게 부서지지않는 점력을 지니고 있으며 물을 가하면 찰흙으로 변하는 성질이 있다. 황토는 탄산칼슘외에 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 철분, 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등의 성분으로 구성되어 있으며, 이러한 성분들은 동, 식물의 성장에 필요하고 항균,탈취기능과 같은 유익한 작용을 일으키는 원적외선을 다량 방사하는 것으로 알려져 있다.

최근에는 황토의 이러한 특성 및 효과를 이용하기 위하여 다양한 형태로 제품화되고 있다. 예를들어 황토방, 황토 찜질방, 황토 사우나 등의 바닥 또는 벽면에 시공되는 반죽형태의 제품이 그것이다. 이와 같이 황토를 이용한 건축시공 제품은 황토와 백시멘트가 혼합된 반죽형태로 되어 있다. 그러나 이와같은 기존의 황토제품은 시공후에 크랙이 많이 발생하여 시공 면에서 쉽게 떨어져 나갈 뿐만 아니라 시공이 불편한 등의 단점이 있어 이에 대한 해결책의 모색에 많은 관심이 집중되고 있는 실정이다.

이러한 황토의 클랙의 이유는 자연상태에서 비교적 불균질한 재료에 황토와 더해서 가해지는재료의 혼합성에 관련되어 불균질함이 가중되어서 석인 재료와의 이질성과 더불어서 클랙이 쉽게 가는 문제가 있다.

한편, 최근에는 신축 건축물에서 내외장 시공시 사용하는 각종 화학 제품과 약품들로부터 포름 알데히드와 같은 인체에 유해한 성분이 다량 발생되어 신축 건축물에 주거하거나 사용하는 사람들에게 아주 나쁜 영향을 미치는 새집증후군(Sick House Syndrome)이 문제로 되고 있는 바, 이에 대한 개선책의 모색이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 인체의 혈액 순환을 원활하게 하여 점증하는 현대인의 성인병을 예방할 수 있고 유해 성분의 발생이 없는 무공해인 황토 도료 제조방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 제 2 목적은 크랙이 발생하지 않고 시공면에서 견고하게 밀착되며 시공이 간편한 새로운 무공해 황토도료 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서는 상기 목적을 달성하기 위하여, 도료 제조용 원료의 준비 단계;

최종적으로 얻어지는 조성물 총 중량에 대해, 도료 원료인 분말 황토 20 ~ 25%, 물 30 ~ 40%, 활석 또는 석회석 5 ~ 12%, 소성 알루미늄 실리케이트 5 ~ 6%, 이산화티타늄 3 ~ 6%, 불투명 폴리머 2 ~ 4%, 및 기타 첨가제 약 2~2.5%를 용기에 투입하여 1차적으로 저속으로 분산시키고, 이어서 고속으로 분산시켜 1차로 도료 혼합물을 제조하는 단계;

상기 얻어진 도료 혼합물에 최종 조성물 총 중량을 기준으로, 에틸렌 글리콜 1 ~3%, 아크릴산 에멀젼 10~20%, 및 첨가제 0.8~11.2%를 투입하며 30~60분간 회전시켜 도료 혼합물과 수지 원료를 배합하는 단계; 및,

얻어진 혼합물을 소정 규격으로 포장하는 단계를 포함하여 이루어지는 무공해 황토 도료 제조방법을 제공한다.

이하에서는 양호한 실시예와 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따라 제조된 무공해 황토 도료 조성물은, 중량%로, 분말 황토 20 ~ 25%, 물 30 ~ 40%, 활석 또는 석회석 5 ~ 12%, 소성 알루미늄 실리케이트 5 ~ 6%, 이산화티타늄 4 ~ 5%, 에틸렌 글리콜 1 ~ 3%, 아크릴산 에멀젼 10 ~ 20%, 불투명 폴리머 2 ~ 4%, 및 기타 첨가제 약 1.5~3.5%를 포함하여 이루어지는 구성이다.

한편, 상기와 같은 본 발명의 무공해 황토 도료 조성물은 도 1 도시와 같이, 다음과 같은 본 발명의 공정을 거쳐 제조된다.

즉, 도료 제조용 황토 분말, 물, 이산화티타늄 등의 원료를 준비하고(S100), 우선 도료 혼합물을 제조하는 데, 이는 최종적으로 얻어지는 조성물 총 중량에 대해, 도료 원료인 분말 황토 20~25%, 물 30~40%, 활석 또는 탄산칼슘(CaCO) 5~ 12%, 소성 알루미늄 실리케이트(Calcined Aluminium Silicate) 5~6%, 이산화티타늄 3~6%, 불투명 폴리머(Opaque polymer) 2~4%, 및 기타 첨가제 약 2~2.5%를 교반기가 구비된 침전조와 같은 용기에 투입하여 30~90분간 우선 80RPM 정도의 저속으로 분산시키고, 이어서 500~1000RPM 속도로 고속으로 회전시켜 투입된 원료들을 혼합 분산시켜 1차로 도료 혼합물을 제조한다(S200).

이때 투입되는 첨가제는 산 놉코 코리아(San Nopco Korea)사에서 제조한 HDW 상표의 소포제 0.3~0.5%, Troysan 174 상표로 판매되는 트로이사(Troy) 제품의 방부제 0.1~0.3%, 롬앤하스사의 Acrysol RM 2020 상표로 판매되는 증점제 0.5~1.5%, 산 놉코 코리아사 제품인 Nopco SN 44-C 상표로 판매되는 분산제 0.6~0.8% 및 이스트만 케미칼사 제품인 Texanol 상표로 판매되는 유화제 0.5~0.8%를 포함한다.

다음에는, 상기 얻어진 도료 혼합물에 최종 조성물 총 중량을 기준으로, 에틸렌 글리콜 1~3%, 아크릴산 에멀젼 10~20%, 및 첨가제 0.8~11.2%를 투입하며 30~60분간 회전시켜 도료 혼합물과 수지 원료를 배합한다(S300).

이 때, 투입되는 첨가제는 버퍼(buffer)로서 수산화암모늄 0.15~0.25%, 및 헤라큘레스사 제품인 상표 Natrosol 250 HBR로 판매되는 증점제0.3~0.5%와, 유시시(UCC)사 제품인 Triton CF-10 상표로 판매되는 계면활성제 0.30~0.40%이다.

그리고 최종적으로 얻어진 도료 혼합물을 소정 부피, 예컨대 18ℓ의 크기로 진공 포장한다(S400).

물론, 상기와 같은 진공 포장에 앞서 도료 혼합물의 점도, 색상, 연화도, 및 비중을 검사하여 소정 규경에 부합하는 여부를 검사한다. 그리고, 진공 포장 후에도 최종적으로 검사를 실시한다.

다음에는 상기와 같은 본 발명의 무공해 황토 도료 조성물 제조 공정시 사용 되는 원료의 작용 및 공정 조건상의 수치 한정 이유를 설명하면 다음과 같다.

상기 설명한 바와 같이, 황토는 근래 많이 사용되는 바와 같이 인체에 유익한 원적외선을 발생하고 살균 및 탈취 효능을 발휘하므로 본 발명에서는 분말 형상의 600메시 정도의 고운 분말 황토를 최종 얻어지는 도료 조성물 총중량의 20 ~ 25% 범위로 첨가하는 데, 상기 수치범위는 가장 적절한 황토량의 범위로서 선정된 것이다.

한편, 물은 도료 조성물에 점도를 부여하기 위한 것으로서 본 발명에서는 순수를 30 ~ 40% 첨가하여 사용한다.

또한, 본 발명의 무공해 황토 도료 제조시 첨가하는 활석 또는 탄산칼슘은 도료에서 결합제로 작용하는 바, 최종 도료 조성물의 총중량에 대해 5 ~ 12%가 되도록 첨가하는 데, 상기 범위로서 첨가함에 따라 도료에 적절한 점도를 부여한다.

본 발명에서 도료 제조시 첨가되는 소성 알루미늄 실리케이트(Calcined Aluminium Silicate)는 단열 효과와 자외선 차단 및 부식 방지 작용을 수행하도록 총 중량에 대해 5 ~ 6% 범위로 첨가된다.

이산화티타늄(TiO₂)은 광촉매 작용을 발생하여 공기중의 오염 물질을 분해하여 정화시키는 효과가 탁월하여 최근의 문제시되는 새집 증후군 해결의 열쇠로 각광받고 있는 바, 건축물에 도료를 미장시 이러한 이산화티타늄 광촉매 성분이 인체에 유해한 유기 화합물을 분해하도록 도료에 포함시키는 바, 그 적절한 범위로서 총 중량의 3 ~ 6%를 사용한다.

불투명 폴리머(Opaque polymer)는 백색의 안료인 바, 2 ~ 4% 정도 첨가한다.

한편, 에틸렌 글리콜(Ethylene Glycol)은 폴리에스테르섬유의 원료 혹은 여러 종류의 수지의 원료로 사용되며, 기타 접착제나 페인트의 원료로 사용되고 있다. 이러한 에틸렌글리콜은 통상 에틸렌옥사이드가 물과 반응하여 제조된 것을 사용한다. 본 발명에서는 도료 원료의 일종으로서 1~3% 첨가하였다.

아크릴 에멀젼(Acrylic Emulsion)은 유화제를 포함한 수중에서 아크릴 모노머를 중합반응시켜 생성되는 고분자의 총칭인 아크릴 수지의 분산상으로서 점성을 갖는 유백색의 액체이다. 수분 증발에 의해 아크릴 폴리머의 미분자가 결합하여 무색 투명한 필름을 형성하며, 내후성이 우수하기 때문에 도료의 원료, 자동차, 건축용 및 플라스틱 접착제 등에 사용되는 바, 본 발명에서는 도료의 주원료의 하나로서 10 ~ 20%를 포함시킨다.

기타 본 발명에서 사용되는 각종 첨가제는 통상의 경우와 동일한 종류의 것이라 할 것이며, 이들의 총량은 1.5~3.50%이다.

다음에는 실시예와 관련하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

실시예 1

상기와 같은 본 발명의 제조공정을 통하여 총량 1Kg이 되도록, 분말 황토 26.0중량%, 아크릴 에멀젼 17중량%, 소성 알루미늄 실리카 6중량%, 이산화티타늄 4.7중량%, 불투명 폴리머(opaque polymer) 3.5중량%, 탄산칼슘5중량%, 에틸렌글리콜 2중량%, 및 소포제 (NOPCO HDW) 0.4중량%, 방부제(Troysan 174) 0.2중량%, 수산 화암모늄 0.2중량%, 나트로졸(Natrosol) 증점제 0.4중량%, 아크로졸(Acrysol) 증점제 0.1중량%, 분산제(NOPCO SN-44C) 0.7중량%, 계면활성제(Triton CF-10) 0.7중량% 및 유화제(Texanol) 0.7중량% 및 물 32.75중량%를 첨가하여 황토 도료 조성물 1Kg을 제조하였다.

실시예 2

실시예 1에서 분말황토의 양을 25중량%로 하고, 탄산칼슘 대신에 활석을 6중량% 첨가하는 외에는 실시예 1과 동일하게 황토 도료 조성물 1kg을 제조하였다.

실시예 3

실시예1과 달리 본 실시예에서는 분말 황토 25.0중량%, 아크릴 에멀젼 10중량%, 소성 알루미늄 실리카 5중량%, 이산화티타늄 4.0중량%, 불투명 폴리머(opaque polymer) 2.0중량%, 탄산칼슘 11.4중량%, 에틸렌글리콜 2중량%, 및 소포제 (NOPCO HDW) 0.4중량%, 방부제(Troysan 174) 0.2중량%, 나트로졸(Natrosol) 증점제 0.5중량%, 아크로졸(Acrysol) 증점제 0.1중량%, 분산제(NOPCO SN-44C) 0.8중량%, 계면활성제(Triton CF-10) 0.4중량% 및 유화제(Texanol) 0.5중량% 및 물 37.70중량%를 첨가하여 황토 도료를 제조하였다.

비교예 1

본 비교예에서는 이산화티타늄의 투입 대신에 통상 사용하는 소성 알루미늄 실리카를 9.0중량% 사용하는 외에는 실시예 3과 동일한 조성으로 황토 도료를 제조하였다.

비교예 2

본 비교예에서는 황토 분말의 양을 총 중량에 대해 29.0중량%로서 배합하여 도료를 제조하고, 이산화티타늄을 배합하지 않는 외에는 실시예 3과 동일하게 도료를 제조하였다.

비교예 3

본 비교예에서는 황토 분말의 양을 20 중량% 배합하고 아크릴 에멀젼을 15중량%로 하며, 이산화티타늄을 제외하고 그 대신 소설 알루미늄 실리카를 9.0중량% 배합하여 황토 도료를 제조하였다.

다음에 상기 실시예와 비교예를 통해 제조된 황토 도료의 물성을 시험하기 위한 검사에서 분석된 본 발명의 도료 성능에 대한 비교 결과를 설명하면, 실시예들의 경우는 원적외선 방사율 및 소정 공간에서의 유해 성분 분해 효과가 우수하였으며, 부착성 및 표면강도도 양호하였다.

그러나 비교예들의 경우는 이산화티타늄이 배제된 비교예들에서 건축 공간에서의 유해 성분의 분해 효과가 보통 정도에 불과하나, 원적외선 방사율은 우수하였으며, 부착성 및 표면강도는 보통이었다.

따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명의 공정을 통해 제조된 황토 도료 조성물을 건축물의 페인팅에 사용시 다음과 같은 효과가 얻어진다.

즉, 황토의 특성을 충분 살리면서 도료로서의 성능 저하를 방지할 수 있어, 각종 건축용 내장 도료 및 외장 도료로써 널리 활용되는 효과가 있다.

또한, 이산화티타늄 성분에 의해 건축물에 미장시 건축 공간에서 발생하는 유해 성분을 분해제거하여 공기를 정화하는 등 인체에 유익한 여러 작용을 발생할 수 있다.

Claims

중량%로, 분말 황토 20 ~ 25%, 물 30 ~ 40%, 활석 또는 석회석 5 ~ 12%, 소성 알루미늄 실리케이트 5 ~ 6%, 이산화티타늄 3 ~ 6%, 에틸렌 글리콜 1 ~ 3%, 아크릴산 에멀젼 10 ~ 20%, 불투명 폴리머 2 ~ 4%, 및 기타 첨가제 1.5~3.0%를 포함하여 이루어지는 무공해 황토 도료 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 첨가제는 중량%로, 소포제 0.3~0.5%, 방부제 0.1~0.3%, 아크리졸 증점제 0.5~1.5%, 분산제 0.6~0.8%, 유화제 0.6~0.8%, 수산화암모늄 0.15~0.25%, 및 나트로졸 증점제0.3~0.5%, 계면활성제 0.30~0.40%를 포함하여 이루어지는 무공해 황토 도료 조성물.
도료 제조용 원료의 준비 단계;

최종적으로 얻어지는 조성물 총 중량에 대해, 도료 원료인 분말 황토 20 ~ 25%, 물 30 ~ 40%, 활석 또는 석회석 5 ~ 12%, 소성 알루미늄 실리케이트 5 ~ 6%, 이산화티타늄 3 ~ 6%, 불투명 폴리머 2 ~ 4%, 및 기타 첨가제 약 2~2.5%를 용기에 투입하여 1차로 저속으로 분산시키고, 이어서 고속으로 분산시켜 1차 도료 혼합물을 제조하는 단계;

상기 얻어진 도료 혼합물에 최종 조성물 총 중량을 기준으로, 에틸렌 글리콜 1 ~3%, 아크릴산 에멀젼 10~20%, 및 첨가제 0.8~11.2%를 투입하며 회전시켜 도료 혼합물과 수지 원료를 배합하는 단계; 및,

얻어진 혼합물을 소정 규격으로 포장하는 단계를 포함하여 이루어지는 무공해 황토 도료 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 1차 도료 제조 공정에서 가해지는 첨가제는 중량%로, 소포제 0.3~0.5%, 방부제 0.1~0.3%, 아크리졸 증점제 0.5~1.5%, 분산제 0.6~0.8%, 유화제 0.6~0.8%이며, 2차 배합시 가해지는 첨가제는 수산화암모늄 0.15~0.25%, 및 나트로졸 증점제0.3~0.5%, 계면활성제 0.30~0.40%를 포함하여 이루어지는 무공해 황토 도료 제조방법.