KR20140044535A - 친환경 무기 바닥 마감재 조성물. - Google Patents

친환경 무기 바닥 마감재 조성물. Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 광물 조성물을 포함하는 무기 바닥 마감재 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 희토류 60 ~ 65 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 10 ~ 15 중량% 및 다공성 무기재 10 ~ 15 중량%를 포함하는 친환경 광물 조성물과 고로 슬래그, 유기계 증점제, 무기계 강화제 및 안료를 포함하여 만든 친환경 바닥 마감재 조성물에 관한 것이다.

Description

친환경 무기 바닥 마감재 조성물.{COMPOSITION OF E-CO FRIENDLY INORGANIC FLOOR COATING MATERIALS}
본 발명은 무기 바닥 마감재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 친화적인 특성을 가지면서도, 우수한 물성을 가짐과 동시에 오염 물질의 정화 기능을 가지는 친환경 광물 조성물을 포함하는 무기 바닥 마감재 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 주거공간, 건물등 건축물 내부의 콘크리트 바닥면을 보호하면서도 외형적인 미감을 향상시키기 위한 바닥재를 시공한다. 바닥재 재료로는 콘크리트 바닥면에 처리하는 마감재로서 에폭시 수지, 우레탄수지, 비닐수지 등 합성 수지 도료형 바닥 마감재와 시멘트계 바닥 마감재가 사용되고 있는 실정이다.
그러나 우레탄 또는 비닐 수지의 마감재는 대부분이 휘발성의 화합물을 포함하고 있어 거주자의 인체에 나쁜 영향을 미칠뿐만 아니라, 휘발성의 문제로 화재에 취약하다는 문제점을 가지고 있다.
시멘트계 바닥 마감재는 바닥에 사용시 튼튼하고 화재의 위험성이 없다는 장점이 있으나, 석면, 포름알데히드 등의 오염 물질을 배출하면서 인체에 악 영향을 미치고 두통과 어지럼증을 유발하거나 거주자에게 쉽게 피로감을 느끼게 한다는 단점이 있다. 또한, 천식, 비염, 아토피 등 알레르기성 질환과 급성 폐렴, 고열등을 유발하기도 한다. 이처럼 건물내의 거주자들이 느끼는 건강상의 문제점 및 불쾌감 등의 현상을 새집 증후군이라 부른다.
실내 공간의 여러 내장재에서 발생되는 포름알데히드 류와 유기성 휘발 물질에 의한 새집 증후군의 문제를 해결하기 위한 친환경 무기질 도료의 개발 및 적용이 활발해지고 있는 실정이다.
각종 도료용 합성 수지 도료형 바닥 마감재를 물에 용해하여 사용하거나 유기 용제에 용해하여 사용하고 있으며, 물에 용해되는 것을 수성, 유기 용제에 용해되는 것울 유성이라고 명명하고 있다.
그러나, 상기와 같은 도료형의 유기질계 바닥재는 수성, 유성을 불구하고 외기에 접촉되고 있는 철강 제품과 콘크리트 구조물, 동 구조물 등의 외부에서 사용되는 장소 및 온도 변화에 따른 신축성이 결여되고 균열, 박리등이 생겨 녹 등이 발생되는 원인이 되고 있다.
또한, 도료형의 바닥재 특유의 문제는 상기 유기계의 바닥재를 사용하는 한 해결을 할 수가 없어 유기계 바닥재의 주성분으로 사용되고 있는 도료용 합성 수지를 대체하거나 수경성 시멘트의 무기 재료를 주성분으로 하여 무기질계 바닥재를 사용하는 것에 주목하였다.
그러나, 무기 바닥재는 도료형의 유기질계 바닥재와 비교하여 접착성이 뒤떨어지고, 소재의 취약화로 말미암아 소재의 파괴가 일어나기 쉬워 방청 효과가 불충분한 문제점이 있었으며, 대기 오염의 정화 성능에도 문제점이 있다.
본 발명은 상기 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과 건축물 내외장재로써 사용 가능한 친환경 광물 조성물을 포함하는 무기 바닥 마감재를 개발하게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 무기질 재료를 첨가함으로써 내구성과 접착 특성이 우수한 친환경 무기 바닥 마감재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 폐자원인 무기재를 사용함으로써 폐기물의 처리 비용을 감소할 수 있고, 생산 원가가 절감되는 친환경 무기 바닥 마감재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 음이온을 발생시키고 오염 물질을 흡수 및 흡착하는 물질을 첨가함으로써 대기 오염의 NOx, CO2의 정화 기능을 가지는 친환경 무기 바닥 마감재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 무기계 강화제를 더 첨가함으로써 조성물의 내구성과 강도가 향상되는 친환경 무기 바닥 마감재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 물에 용해가 가능하며 사용하기 편리하고, 인체에 무해한 친환경 무기 바닥 마감재 조성물을 제공하는 것이다.
상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 수경성 시멘트와 골재 1 : 1 ~ 3 중량비의 결합재 혼합물과 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 친환경 광물 조성물 2 ~ 10 중량부, 고로 슬래그 5 ~ 10 중량부, 유기계 증점제 5 ~ 10 중량부, 무기계 강화제 5 ~ 10 중량부 및 안료 1 ~ 3 중량부를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 친환경 광물 조성물은 희토류 60 ~ 65% 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 10 ~ 15 중량%, 다공성 무기재 10 ~ 15 중량%을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 희토류는 바스트네사이트 또는 제노타임 중 어느 하나이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 다공성 무기재는 제올라이트, 벤토나이트, 활성 산소, 실리카겔, 알루미나, 플라이애쉬(Flyash)중에서 선택되는 어느 하나 이상이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 골재는 규조토, 석영사, 폐유리 분말, 석분, 폐도자기 분말 중에서 선택되는 어느 하나 이상이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 유기계 증점제는 셀룰로오스에테르, 에텔셀를로오스, 폴리비닐알콜 및 합성 수지 에멀젼 중에서 선택되는 어느 하나이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 무기계 강화제는 소디움 실리케이트계, 칼륨 실리케이트계 중에서 선택된 어느 하나이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 친환경 무기 바닥 마감재 pH 조정제를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, pH 조정제는 1 ~ 3 중량부로 포함된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 안료는 무기 안료 중 어느 하나이다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명의 친환경 무기 바닥 마감재 조성물에 의하면 조성물에 무기질 재료를 첨가함으로써 내구성과 접착 특성이 우수해진다.
또한, 본 발명의 친환경 무기 바닥 마감재 조성물에 의하면 폐자원인 무기재를 사용함으로써 폐기물의 처리 비용을 감소할 수 있고, 생산 원가가 절감된다.
또한, 본 발명의 친환경 무기 바닥 마감재 조성물에 의하면 음이온을 발생시키고, 오염 물질을 흡수 및 흡착함으로써, 오염 물질의 NOx, CO2의 정화 기능을 가진다.
또한, 본 발명의 친환경 무기 바닥 마감재 조성물에 의하면 무기계 강화제를 첨가시킴으로써, 무기 바닥재 조성물의 내구성과 강도가 향상된다.
또한, 본 발명의 친환경 무기 바닥 마감재 조성물에 의하면 물에 용해가 가능하여 사용이 편리하고 인체에 무해하다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임으로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
본 발명의 친환경 무기 바닥 마감재 조성물은 수경성 시멘트와 골재 1 : 1 ~ 3 중량비의 결합재 혼합물과 상기 결합재 혼합물 100 중량부에 대하여 친환경 광물 조성물 2 ~ 10 중량부, 고로 슬래그 5 ~ 10 중량부, 유기계 증점제 5 ~ 10 중량부, 무기계 강화제 5 ~ 10 중량부 및 안료 1 ~ 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 친환경 무기 바닥 마감재의 조성물은, 친환경 광물 조성물과 무기재 재료인 고로 슬래그, 수경성 시멘트, 유기계 증점제, 무기계 강화제 및 안료등을 포함하여 건축용 내외장재로써 사용할 수 있는 특징을 가진다.
이하 본 발명의 친환경 무기 바닥 마감재의 조성물을 각 성분별로 설명한다.
먼저, 결합재 혼합물은 수경성 시멘트와 골재를 포함하는데, 상기 수경성 시멘트는 포트랜트 시멘트, 고로 시멘트, 백 시멘트, 저 발열 시멘트 중에서 어느 하나가 사용될 수 있다. 또한 골재는 분말 형태의 재활용 무기 물질 중에서 사용 가능한데 특히, 규조토, 석영사, 폐유리 분말, 석분, 폐도자기 분말 중에서 선택되는 적어도 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 결합재 혼합물은 수경성 시멘트와 골재가 1 : 1 ~ 3 중량비로 혼합되어 준비되는 것이 바람직한데, 골재는 수경성 시멘트의 중량대비 1배 미만이면 결합력이 떨어지고, 3배를 초과하면 균일 및 압축 강도가 낮아져서 파괴 현상이 일어나기 때문이다.
다음으로, 친환경 광물 조성물은 희토류 60 ~ 65 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 10 ~ 15 중량% 및 다공성 무기재 10 ~ 15 중량%를 포함하여 이루어진다.
상기 희토류는 바스트네사이트와 제노타임 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
세계적으로 가장 많이 산출되는 탄산염 광물인 바스트네사이트 와 정방정계에 속하는 제노타임은 음이온을 발생시키는 광물질로 기능성 광물과 혼합하여 도료 및 코팅제로 사용되고 있다. 또한 상기 산화 아연은 방부 및 향균의 역활을 수행하는 것으로서 이산화티탄으로 대체가 가능하다. 황산바륨은 X선 등의 방사선 물질을 흡수하는 역할을 하고 있다.
상기 다공성 무기재는 제올라이트, 벤토나이트(Bentonite), 활성탄소, 실리카겔, 알루미나, 플라이애쉬(Flyash)중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 흡착제의 역할을 수행하게 된다.
한편, 무기질 재료는 일반적인 합성 수지류와는 달리 내부의 미세한 기공을 통하여 습기를 흡수 방출함으로써 습도 조절이 가능하고 구조물과의 동일한 열팽창 계수를 가져 온도 변화나 기타의 외부조건 변화에 따른 내구성 및 접착특성이 매우 우수한 장점을 가지고 있다. 도막의 알카리적 특성에 의하여 기본적으로 항균 특성을 보유하고 있다는 장점 및 원료 자체의 개질과 표면재로써의 특성을 부여하기 위한 첨가제 등의 기능성에 의해 일반적인 합성 수지 도료와 동일한 시공성을 보유하는 특성을 가지고 있다.
이와 같이 친환경 광물 조성물은 철강 구조물이나 목조 구조물 및 콘크리트 구조물의 내외부 표면에 도포될 때 양호한 부착성을 가지며, 내구성 및 대기 오염 물질인 NOx, CO2의 정화 기능을 갖도록 하는 특성을 가지고 있다.
본 발명의 친환경 무기 바닥 마감재 조성물은 친환경 광물 조성물을 포함함으로써 대기 오염중 NOx의 제거 능력을 탁월하게 나타내는데, 친환경 광물 조성물이 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 2 ~ 10 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 친환경 조성물의 첨가량이 2 중량부 미만이면 NOx의 제거 능력이 떨어지고, 10 중량부를 초과하면 부착 강도 및 내구성의 저하가 발생되기 때문이다.
다음으로, 상기 친환경 무기 바닥 마감재 조성물은 고로 슬래그가 첨가되는 것을 특징으로 하는데, 고로 슬래그의 입경은 2 ~ 16μm 범위의 슬래그를 사용하는 것이 바람직하다. 고로 슬래그는 입경이 2μm 미만으로 작으면 용해할 때 물의 양에 따라 경도와 강도가 저하될 수 있고 가격면에서도 고비용이 될 수 있으며, 입경이 16μm를 초과하면 경도가 저하되고 증발성이 좋지 못하여 균일의 원인이 될 수 있다.
상기 고로 슬래그는 어떤 방법으로도 제조할 수 있으나 특히 제철 과정에서 생기는 융용 슬래그를 급냉하여 분말화된 것을 사용하면 되고, 그 슬래그 자체가 잠재 수경성을 보유하고 있으며, 시멘트의 알카리 결합으로서 물과 반응하여 경화된다. 상기 고로 슬래그는 석영사, 폐유리 분말, 석분, 폐도자기 분말 등의 무기 분말과 광물 조성물, 수경성 시멘트, 수용성인 유기계 증점제에 물을 첨가하여 페이스트 모양 만들어 시멘트의 수화 반응이 시작될 때에 발생하는 유리 수산화 칼륨으로 결합시키는 결합재로써의 역할을 하게 된다.
상기 고로 슬래그는, 경화시 치밀한 조직체가 형성되고 수밀성과 내구성을 향상시키며 염소(Cl)의 흡착성이 우수하다. 따라서 유리 수산화칼슘과 결합시킴으로써 수화생성물의 수산화기(OH)가 상대적으로 적어지게 되어 우수한 내해수성을 갖게 되므로 고로 슬래그를 포함하는 친환경 무기 바닥 마감재 조성물은 해변의 건축물이나 해양 구조물, 선저 부분의 바름재로서도 사용을 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
다음으로, 유기계 증점제는 유기계 접착제가 사용되는 것을 특징으로 하는데 특히, 셀룰로오즈 에테르, 에틸 셀룰로오스, 폴리비닐 알콜, 기타 합성수지 에멀젼 중에서 사용하는 것이 바람직하다. 유기계 증점제는 피도장물이 금속, 콘크리트, F.R.P 목질 비철금속과 같은 피도장물에 접착할 때 접착성과 바름의 작업성이 향상되며 경화 후 도장막이 유연하고 인장력이 높아 안전한 피막을 형성하게 된다.
상기 유기계 증점제는 결합재 혼합물 100 중량부에 대하여, 5 내지 10 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직한데, 사용량이 5 중량부 미만이면 굴곡 강도와 신축성이 떨어지고, 10 중량부를 초과하면 상기한 바와 같이 바름재의 강도가 저하된다.
다음으로, 무기계 강화제는 콘크리트 표면에 침투하여 표면의 강도를 증진시키고, 불순물의 침입을 막는 강화제를 사용하는데 특히 소디움 실리케이트, 칼륨 실리케이트계 중 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
친환경 무기 바닥 마감재 조성물에 무기계 강화제를 포함시킴으로써 강도의 증가와 함께 열화 방지도 이루어지며, 콘크리트의 석회분과 이온 교환 반응에 의하여 표면에 유리 상태의 물질을 형성하게 된다.
무기계 강화제는 혼합물 100 중량부에 대하여 5 ~ 10 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다. 사용량이 5 중량부 미만이면 강도 증진의 효과가 저하되고, 10 중량부가 넘으면 오히려 조성물에 침투되어 혼합되는데 어려움이 생긴다.
다음으로, 안료는 무기 안료를 첨가하는 것을 특징으로 하는데 특히, 산화티탄을 사용하는 것이 바람직하며,상기 결합재 조성물 100 중량부에 대하여 1 ~ 3 중량부 범위로 첨가되는 것이 바람직하다.
안료가 첨가되는 중량부는 1 중량부 미만으로 첨가될 시, 착색 상태가 양호하지 않을 수 있으며 조성물의 표면에 색상을 거이 발현하지 못할 수 있고, 3 중량부 이상으로 첨가될 시 잔류분이 생성되어 조성물 결합력과 침투성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
경우에 따라서는 본 발명인 친환경 무기 바닥 마감재 조성물은 pH 조정제를 더 포함할 수 있는데 특히, 석회, 탄산나트륨, 탄산칼륨 중 어느 하나를 배합하는 것을 특징으로 하며, 결합재 혼합물 100 중량부에 대하여 1 ~ 5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 친환경 광물 조성물을 포함하는 친환경 무기 바닥 마감재 조성물은 물에 희석하여 사용하는 것이 바람직하며, 첨가되는 물의 양의 비율이 작으면 사용시 패스트 형상이 고체화되어 용이하지 못하게 되며, 첨가되는 물의 양의 비율이 너무 크면 기능성이 떨어지게 되어 바닥 마감재 조성물의 사용시 흐르는 현상이 나타나게 된다.

Claims (10)

  1. 수경성 시멘트 와 골재 1 : 1 ~ 3 중량비의 결합재 혼합물과
    상기 혼합물 100 중량부에 대하여 친환경 광물 조성물 2 ~ 10 중량부, 고로 슬래그 5 ~ 10 중량부, 유기계 증점제 5 ~ 10 중량부, 무기계 강화제 5 ~ 10 중량부 및 안료 1 ~ 3 중량부를 포함하는 친환경 바닥 마감재 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 친환경 광물 조성물은 희토류 60 ~ 65 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 10 ~ 15 중량%, 다공성 무기재 10 ~ 15 중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 바닥 마감재 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 희토류는 바스트네사이트 또는 제노타임인 것을 특징으로 하는 친환경 바닥 마감재 조성물.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 다공성 무기재는 제올라이트, 벤토나이트, 활성탄소, 실리카겔, 알루미나, 플라이애쉬(Flyash)중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 바닥 마감재 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 골재는 규조토, 석영사, 폐유리 분말, 석분, 폐도자기분말 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 바닥 마감재 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 유기계 증점제는 셀룰로오스에테르, 에틸셀롤로오스, 폴리비닐알콜 및 합성 수지 에멀젼 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 바닥 마감재 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 무기계 강화제는 소디움 실리케이트계, 칼륨 실리케이트계 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 바닥 마감재 조성물.
  8. 제 1 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, pH 조정제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 바닥 마감재 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서, pH 조정제는 1 ~ 3 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 친환경 바닥 마감재 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 안료는 무기 안료인 것을 특징으로 하는 친환경 바닥 마감재 조성물.
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