KR20060112760A

KR20060112760A - 나노 철이온 수용액을 포함하는 양이온 세라믹 혼합도료의제조방법

Info

Publication number: KR20060112760A
Application number: KR1020050035339A
Authority: KR
Inventors: 홍상열; 심만기
Original assignee: 홍상열; 심만기
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-11-02
Also published as: KR100739397B1

Abstract

본 발명은 양이온 세라믹 도료에 복합나노 금속 수용액을 포함하여 화학적으로 활성인 친환경 양이온 세라믹 혼합도료의 제조방법에 관한것으로서, 도포력과 접착력이 강하고 우수하며, 또는 이들로 부터 원적외선과 음이온의 발산력을 높이며 각종 냄새나 오염물질의 분해등을 용이하게할 수 있는 것으로, 양이온 합성수지 40용량%와 원적외선 파우더 25용량% 및 음이온 파우더 25용량%에 이미다졸살린 화합물 10용량%를 혼합 교반시켜 나노철 이온 수용액이 혼합된 양이온 세락믹 도료를 제공하는 것에 관한 발명이다.

나노철이온 수용액, 이미다졸살린 화합물, 흑체 세라믹, 음이온 다공질파우더, 기능성 세라믹 분말

Description

나노 철이온 수용액을 포함하는 양이온 세라믹 혼합도료의 제조방법{An Manufacturing Method of Positive Ion Ceramic Mixed Pigment Including Nano-Iron Ion of An Aqueous Solufion}

본 발명은 나노금속 수용액이 포함된 양이온 세라믹(陽ion Ceramics)도료에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 양이온 세라믹 도료에 복합 나노금속 수용액을 첨가하여 화학적으로 활성인 친환경 양이온 세라믹 도료를 얻는 나노철이온 수용액을 포함하는 양이온 세라믹 혼합도료의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 음이온 세라믹 도료들은 소지에 도장하면 피도장 대상물인 소지가 음으로 대전(帶電)되여 있어서, 동일한 음이온끼리의 반발력(半撥力)에 의하여 접착력이 빈약하고 잘떨어지며 노화작용을 용이하게 함에 따라 도료막의 기능을 제대로 발휘(發揮)하지 못할 뿐만 아니라 쉽게 변색되는 문제점이 있었다.

또한 살균용 도료들은, 인체에 유해한 D.D.T와 같은 특성이 강한 화학약품을 살균제에 혼합 사용하고 있어서, 도료로서 기능저하와 인체에 피해를 주는 문제점이있어 왔다.

본 발명의 목적은 세라믹 도료를 제공함에 있어서, 도포시의 양호성과 접착 시의 접착력 강화성 및 도포된 도료로부터 원적외선과 음이온의 발산력(發散力)을 양호히 하고, 살균작용과 각종의 취미(臭味) 및 오염물질(汚染物質)을 분해제거시켜 주기 위해 양이온 합성수지 40용량%에 원적외선 파우더 25용량%와 음이온 파우더 25용량% 및 이미다졸살린(Glyoxline)화합물 10용량%를 첨가 교반혼합하여 나노철이온이 혼합된 양이온 세라믹 도료를 제공하는데 있고, 본 발명의 다른 목적은 살린화합물(나노철이온 수용액)100용량%에 같은량의 비타민 C액 5~10용량%가 존재하는 수용액이 첨가되어 화학적으로 활성인 세라믹 도료를 제공하는데 있으며, 본 발명의 또 다른 목적은 세라믹 도료는 양이온 합성수지에 원적외선 파우더와 음이온 파우더를 믹서기에 넣고 나노철이온 수용액을 첨가하여 믹서하므로서 용이하게 제조하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 도료를 제조하는 원료는 합성수지(수용성 아크릴 수지, 초산비닐공중합수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 실리콘 수지, 불소수지, SBR 라텍스)와 이미타졸살린 화합물(Au, Pt, Ce, Mn, Cu, Ag)이 나노상태로 존재하는 음이온 파우더[전기석 분말과 모자나이트 분말, 모자 나이트염(불순물 제거용)]또는 원적외선 분말(코디레라이트, MnO₂, Fe₂O₃,CuO,Co0,카오린, 제올라이트)을 사용할 수도 있도록 하는데 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하고 목적달성에 현저한 효과를 제공하기 위해 발명한 것으로, 수용성 합성수지 고형분 50용량% PH10에 대해 알베 타인형 양성계면 활성제(동남 합성제 아모겐 ＃15)1.5용량%를 투입하여 믹싱하고 알킬아민에포리 오키시 에틸렌 10몰(동남합성제)2용량%를 투입하고, 믹싱하여 완전히 혼합 분산된 후 염산 또는 초산 10용량%을 주입하여 PH를 3~2로 내리고 고형분 40용량%의 양이온합성 수지 에멀죤과; Au, Ce 촉매 15용량%, Cu촉매 15용량%, Mn촉매 10용량%, 제올라이트촉매 10용량%, Au, Pt, Ce촉매 15용량%, 아민계촉매15용량%, Ag촉매 20용량%을 순서대로 투입 믹싱하여 높은 활성의 화합물인 이미다졸 살린 화합물 촉매와; 코디어라이트(2Mg0, Al₂O₃,5Sio₂)15용량%, MnO₂분말 10용량%, CuO 10용량%, Fe₂O₃분말 10용량%, CuO 10용량%, 카오린(Al₂O₃가 30%이상인 것)20용량%, 제올라이트 10용량%에 바인더 15용량%를 혼합 믹싱하여 성형하고, 상온에서 건조후 소성로에 넣고 1000~1200℃의 고온에서 10시간 소성하고 냉각 분쇄하여 400~600메쉬(Mesh)의 흑체 세라믹 원적외선 파우더와; 불순물이 제거된(중국산과 인도산)모자나이트염을 각각 50용량%로 혼합하여 얻는 모자 나이트염과; Al₂O₃가 38%이상인 카오린 20용량%, 제올라이트 10용량%, 벤토나이트 25용량%에 바인더 15용량% 혼합 믹싱하여 성형하고, 상온에서 건조후 1300℃~1500℃의 고온에서 생성시켜 냉낙분쇄한 325~400메쉬(Mesh)의 다공질 파우더와; 전기석(電氣石)분말 30용량%, 향화석 분말 20용량%, 맥화석 분말 50용량%을 혼합하여서 된 기능성 세라믹 분말로 이루어지는 나노철이온 수용액을 포함하는 양이온 세라믹 혼합도료의 제조방법을 특징으로 한다.

본 발명에 적용되는 상기에서와 같은 기능성 세라믹 원료들은 여러가지 특이한 목적의 종류외에도 음이온 도료에도 적용될 수 있고, 또한 세라믹 도료에 포함되는 이미다졸살린 화합물은 여러가지 특이한 활성을 나타내는데 이는 비타민C액의 존재하에 있어서 나노철 이온의 작용에 의하여 철이온과 접촉하는 분자상태의 산소가 원래의 분자상태의 산소보다 산화력이 강한 슈퍼옥시드(O₂)로 변화되므로 세라믹 도료의 포함을 용이하게 한다.

따라서 본 발명의 나노철 이온 수용액이 포함되고 화학적으로 활성인 양이온 세라믹 도료는 수용성 합성수지 고형분 50용량% PH10에 대해 베타인형 양성계면 활성제(동남합성제 아모겐 ＃15)1.5용량%를 투입하여 믹싱하고 알킬아민에포리오키시 에틸렌 10몰(동남합성제)2용량%를 투입 믹싱하여 완전히 혼합 분산된 후 염산 또는 초산 10용량%을 주입하여 PH를 3~2로 내리고 고형분 40용량%의 양이온 합성수지 에멀죤과; Au, Ce촉매 15용량%, Cu촉매 15용량%, Mn촉매 10용량%, 제올라이트촉매 10용량%, Au, Pt, Ct촉매 15용량%, 아민계촉매 15용량%, Ag촉매 20용량%을 순서대로 투입 믹싱하여 얻은 높은 활성의 화합물인 이미다졸살린화합물 촉매와; 코디어 라이트(2Mg0, Al₂0₃, 5Sio₂)15용량%, Mn0₂분말 10용량%, Fe₂0₃분말 10용량%, Cu0 10용량%, 카오린(Al₂0₃가 30%이상인 것)20용량%, 제올라이트 10용량%에 바인더 15용량%를 혼합 믹싱하여 성형하고, 상온에서 건조후 소성로에 넣고 1000~1200℃의 고온에서 10시간 소성하고 냉각분쇄한 400~600메쉬(Mesh)의 흑체 세라믹 원적외선 파우더와; 불순물이 제거된(중국산과 인도산) 모자나이트염을 각각 50용량%로 혼합하여 얻는 모자나이트염과; Al₂0₃가 38%이상인 카오린 20용량%, 제올라이트 10용량%, 벤토나이트 25용량%에 바인더 15용량% 혼합 믹싱하여 성형하고, 상온에서 건조후 1300℃~1500℃의 고온에서 핵생성시켜 냉낙분쇄시킨 325~400메쉬(Mesh)의 다공질 파우더와; 전기석(電氣石)분말 30용량%, 향화석 분말 20용량%, 맥화석 분말 50용량 %을 순서대로 믹서기에 넣고, 소포제, 분산제, 착색제, 증점제와 기타 첨가제를 혼합 믹싱하여 원적외선과 음이온을 방출하고, 또 철이온의 방출로 이루어지는 살균과 탈취작용으로 쾌적한 실내환경을 조성하는 나노철이온 수용액이 함유되고 화학적으로 활성인 양이온 세라믹 도료를 제조할 수 있었다.

이와 같이 제조된 상기의 양이온 세라믹 도료의 원적외선을 비롯하여 음이온과 항균 및 탈취기능을 한국건자재 시험연구소에 의해 측정 시험한 결과는 아래의 [표]와 같다.

원적외선

방사율 (5~20㎛)	방사 에너지 (W/㎡)
0.920	3.71×10²

상기 [표1]에 의한 원적외선 측정시험은 FT-IR Spectrometer를 BLACK BODY 대비측정한 것이다.

음이온

항목 시료명	음이온(10N/CC)
도료 (GLOBAL CATION GP＃200 -몰탈파워세라믹기능성도료)	1286

상기 [표2]에 의한 음이온 측정시험은 KCM-FIR-1042, 시험편은 내경44(㎜), 높이 297(㎜)의 원기둥-12.1g의 전하입자 측정장치를 이용하여 온도 21℃, 습도 42%, 대기중 음이온수 73/CC조건에서 시험하였으며, 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 10N수로 표시한 것이다.

항균

시험항목		시험결과			시험방법
시험항목		초기농도 (CFU/40p)	24시간후농도 (CFU/40p)	세균감소율 (%)	KICM-FIR- 1002
대장균에 의한 항균시험	BLANK	394	1968	-
대장균에 의한 항균시험	도료(GLOBAL CATION GP ＃100-파워세라믹 기능성 도료)	394	1	99.7
녹농균에 의한 항균시험	BLANK	398	1951	-
녹농균에 의한 항균시험	도료(GLOBAL CATION GP ＃100-파워세라믹 기능성 도료)	398	1	99.7

상기 [표3]에 의한 사용균주 Escherichia Coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442로 측정한 것이다.

탈취

시험항목 (시험가스)	경과시간(분)	Blank농도(ppm)	시료농도(ppm)	탈취율(%)
탈취시험(NH₃)	30	194	53	72.7
	60	152	35	77.0
	90	131	29	77.9
	120	116	25	78.4

상기 [표4]에 의한 탈취측정 시험은 Blank(시료를 넣지 않은 상태로 측정)을 시험편 40×40×10(㎜)로 시험방법은 KICM-FIR-1085로 측정한 것이다.

상기 [표1]~[표4]에 의한 시험결과를 요약해 보면 파워세라믹 기능성 도료(GLOBAL CATION GP ＃100)를 대장균(Escherichia Coli ATCC 25922)과 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442)에 대하여 세균감소율을 시험한 결과 대장균의 경우 BLANK는 24시간후 균수가 증가하였고, 파워세라믹 기능성 도료 24시간후의 균수가 감소하여 99.7%의 세균감소율은 보였다.

한편 녹농균의 경우는 BLANK는 24시간후 균수가 증가하였고 파워세라믹 기능성 도료는 24시간후의 균수가 감소하여 99.7%의 세균감소율을 보였다.

이하 본 발명을 실시예에 의거보다 상세히 설명한다.

{실시예1}

음이온과 원적외선을 다량으로 방출하는 양이온 세라믹 도료는 H₂0 20㎏과 N-44S 0.12㎏, 267-A 0.2㎏에 음이온 파우더 12.2㎏, Ti0₂ 10㎏및 원적외선 파우더 5㎏을 교반기에 투입하여 저속으로 교반시켜 주면서, 여기에 양이온 합성수지 40㎏과 나노철이온 수용액 12㎏ 및 TEXnol 0.2㎏을 투입하여 30분정도 고속으로 교반시킨 혼합물을 0.2㎏ 9532로 점도를 조절하여 양이온 세라믹 도료를 포장 제조하였다.

따라서, 산소폭도주변보다 음이온이 더 많다(1260/cc).

{실시예 2}

양이온 세라믹 살균도료는 양이온 합성수지 35㎏을 투입기로 투입 믹싱하면서 N-44S 0.2㎏과 267-A 0.2㎏, 원적외선 파우더 15㎏, 음이온 파우더 10㎏, 나노철이온 수용액 20㎏을 순서대로 투입하여 30분정도 믹싱한 후에 다시 다공질 파우더 50㎏과 TEXanol 0.3㎏을 투입시켜 5분정도 믹싱하고, 0.3㎏ 9532로 점도를 조절하여 양이온 세라믹 살균도료를 포장 제조하였다.

{실시예 3}

양이온 탄성세라믹 다체무늬 도료는 H₂0 15㎏과 N-45S 0.12㎏, 267-A 0.2㎏, Tio₂ 25㎏ 및 S.B.R 양이온 수지 25㎏을 배합하여 넣고 저속믹싱하면서 알키드 양이온 수지 15㎏과 원적외선 파우더 3㎏, 음이온 파우더 6.2㎏, 나노철이온 수용액 15.44㎏ 및 NOPCO-NDW 0.2㎏을 투입하고 30분간 고속으로 믹싱시켜 범어콜 0.2㎏으로 점도를 조절하여 포장 제조하였다.

이렇게 제조된 양이온 탄성세라믹 다체무늬 도료는 인테리어 및 벽지대용으로 사용할 경우 원적외선과 음이온의 방출로 살균탈취, 유해전자파 차단, 공기정화 등의 기능이 뛰어나다.

{실시예 4}

양이온 세라믹 기능성 도료는 투입기에 H₂0 5㎏과 N-44S 0.2㎏, 267-A 0.2㎏, Tio₂ 15㎏ 및 양이온 합성수지 30㎏을 투입하여 완전 분산 후 알루미나실리게이트 15㎏과 탄소섬유 파우더 15㎏, 나노철이온 수용액 5㎏, NOPCO-NDW 0.2㎏, 버어콜 0.2㎏ 및 9532을 0.2㎏을 서서히 투입하여 30분간 믹싱하고 9532로 점도 조절하여 포장 제조하므로서, 차열(遮熱)과 단열(斷熱) 및 보온(保溫), 결로(結露)등을 방지하는 도료로 얻었다.

상기 도료의 열전도율을 시험한 결과는 [표5]와 같다.

시험항목		결과	시험방법
열전도율 (Kcal/m.h.c)	평균온도 20℃	0.083	KSL 9016-95

{실시예 5}

수성에폭시 양이온 세라믹 도료는 H₂0 15㎏과, N-44S 0.2㎏, 267-A 0.2㎏, Tio₂ 15㎏ 및 양이온 수성에폭시 40㎏을 배합하여 투입기에 넣어 완전 분산후 기능성 세라믹 파우더 10㎏과 전기석 파우더 6.2㎏, 나노철이온 수용액 10.44㎏ 및 NOPCO-NDW 0.2㎏을 서서히 투입하고 30분간 고속 믹싱시켜 버어콜 0.2㎏으로 점도 조절하여 포장제조한 도료로서 수처리조(水處俚措) 및 APT 지하조(地下槽) 또는 양어장등에 응용 가능하고, 또한 물을 전기분해(電寄分解)하고, 물이끼의 클리닉과 물의 활성화 기능도 제공하는 도료를 얻을 수 있었다.

{실시예 6}

시멘트가 포함된 양이온 세라믹 도료는 양이온 합성수지 70용량%에 나노철이온 수용액 30용량%을 혼합하여 제조한 기능성 양이온 합성수지와 원적외선 세라믹 80~100목 50중량% 및 백시멘트 40중량%, 산화크롬 3중량%, 시멘트 강도제(强度制) 0.5중량%, 분산제 0.5중량%, 셀프레벨링 파우더(Selt-Ceveling Powder)0.5중량%를 혼합 믹싱하여 바이오(Bio)세라믹 파우더를 제조하고, 상기의 양이온 합성수지 20중량%와 바이오 세라믹 파우더 50중량%와 바이오 세라믹 파우더 50중량%에 물 10중량%를 혼합시켜 공사현장에서 직접 믹서하여 제조하였다.

이렇게 제조된 양이온 세라믹 도료는 건물의 내,외벽과 바닥 및 옥상 등에 몰탈에어리스로 스프레이하여 간단히 시공할 수 있고, 또한 원적외선과 음이온 방출로 탈취, 살균, 작용은 물론 공기를 정화시켜줌에 따라 장기간에 걸친 신선도를 유지할 수 있다.

{실시예 7}

옥상 슬라브용 양이온 노출방수제는 H₂0 15㎏과 N-44S 0.2㎏, 267A 0.2㎏ 및 Tio₂ 20㎏을 배합하여 투입기로 투입시켜 완전히 분산후 양이온 S.B.R 35㎏을 투입한 후 다시 다공질 세라믹 파우더 25㎏과 탄소파우더 9.46㎏ 및 NOPCO-NDW 0.2㎏을 배합하여 천천히 투입하여 30분간 고속으로 믹싱하고 9532로 점도를 조절하여 제조하였다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 바와 같은 상세한 설명 및 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로 부터 벗어나지 않는 범위내에서 해당기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변형시킨 것 또한 본 발명의 범위내에 포함됨은 물론이다.

상기와 같은 방법으로 제조되는 양이온세라믹 혼합도료는 양이온합성수지 에멀죤과 이미다졸 살린화합물(촉매제) 및 흑체세라믹 원적외선파우더, 모자나이트염, 다공질파우더 및 세라믹순을 혼합하여 제조하므로서 강력한 접착력으로 인한 시공물의 하자발생을 해소한다. 특히 나노철이온 수용액을 도료에 첨가하여 화학적으로 활성 도료로 제조한 것이어서, 각종 악취의 제거작용은 물론 살균작용이 용이하여 장기간에 걸친 신선도를 유지하는 효과와 음이온 원적외선의 방출로 공기를 정화시켜 쾌적한 환경을 제공한다.

또한 다공질세라믹을 사용함에 따라 단열효과를 높이하고 건물외부에 시공할 경우 음이온의 방출로 공기의 정화와 각종유해물질을 분해제거하는 효과도 있다.

Claims

세라믹도료를 제조함에 있어서 상기 세라믹도료의 원료인 양이온 합성수지에멀죤 40용량%와 이미다졸살린화합물 5용량%와 원적위선파우더(흑체세라믹) 10용량%와 다공질파으더 20용량% 및 기능성세라믹분말 15용량% 을 순서대로 믹서기에 투입하고 여기에 소포제, 분산제, 착색제, 중점제 및 첨가제를 혼합 믹싱하여 원적외선과 음이온 및 철이온을 방출시키는 활성, 살균과 탈취기능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 나노철이온 수용액을 포함하는 양이온세라믹 혼합도료의 제조방법.
제 1항에 있어서 상기의 양이온 함성수지 에벌죤은 수용성 합성수지 고형물 50용량%와 PH10에 대해 알킬베타인형 양성 계면활성제 1.5용량%를 투입기에 투입 믹싱하고 알킬아민 에포리오키시에틸렌 10몰을 2용량%을 투입하여 완전혼합분산된 후 염산 또는 초산 10용량%을 주입하여 PH을 3~2로 하향하고 고형분 40용량%의 혼합물로 이루어진 세라믹도료원료를 특징으로 하는 나노철이온 수용액을 포함하는 양이온 세라믹 혼합도료의 제조방법.
제 1항에 있어서 상기의 이미다졸살린화합물은 Au,Ce 촉매 15용량%와 Ou촉매 15용량%,Mn촉매 10용량%, 제올라이트촉매 10용량%, Au, Pt, Ct촉매 15용량%, 아민계촉매 15용량%, Ag촉매 20용량%을 순서대로 투입기에 투입, 믹싱하여 높은 활성의 화합물로 이루어진 세라믹도료원료를 특징으로 하는 나노철 이온세라믹 촌합도료의 제조방법.
제 1항에 있어서 상기의 원적외선파우더(흑체세라믹)는 코디어라이트(2Mgo, Al₂O₃, 5Sio₂) 15용량%와, MnO₂ 분말 10용량%, Fe₂O₃분말 10용량%, CuO 10용량%, CoO 10용량%, Al₂O₃가 38%이상인 가오린 20용량%와 제올라이트 10용량%에 바인더 15용량%를 혼합믹싱시켜 성형하고 상온에서 건조후 소성로에 넣고 1000~1200°C 의 고온에서 10시간 소성하여 400~600메쉬로 냉각분쇄 된 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 나노철이온 수용액을 포함하는 양이온 세라믹 혼합도료의 제조방법.
제 1항에 있어서 상기 음이온의 방출은 불순물이 제거된 모자나이트염 50용량%로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 나노철이온수용액을 포함하는 양이온 세라믹 혼합도료의 제조방법.
제 1항에 있어서 상기의 다공질파우더는 Al₂O₃가 38% 이상인 가오린 20 용량%와 제올라이트 10용량%, 벤트나이트 55용량%에 바인더 15용량%를 혼합믹싱시켜 성형하고 상온에서 건조후 1300~1500°C의 고온에서 핵을 생성하여 325~400매쉬로 냉각분쇄 된 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 나노철 이온 수용액을 포함하는 양이온세라믹 혼합도료의 제조방법.
제 1항에 있어서 상기의 기능성 세라믹 분말은 전기석분말 30용량%와, 향화석 분말 20용량%, 맥화석 분말 50용량%의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 나노철이온 수용액을 포함하는 양이온 세라믹 혼합도료의 제조방법.