KR20140048175A - 비닐온실용 도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법 - Google Patents

Abstract

비닐온실용 도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법이 개시되어 있다. 도료 조성물은 안료 30~70 중량%, 전분을 유화 중합시켜 제조되는 수용성 바인더를 고형분으로 3~25 중량%, 분산제 0.1~0.7 중량%, 소포제 0.01~0.3 중량%, 습윤제 0.01~0.3 중량%, 점탄성 조절제 0.1~1 중량%, pH 조절제 0.1~2 중량%, 실란유도체 0.01~1 중량% 및 잔량의 물을 포함하여 이루어진다. 친환경적이면서도 차광 특성이 우수하여 특히 농업용 비닐 온실의 표면에 적용하여 도막을 형성하면 온실 내부의 온도 조절이 용이하다.

Description

비닐온실용 도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법{PAINT COMPOSITION FOR VINYL GREENHOUSE AND METHOD OF MANUFACTURING PAINT FILM USING THE SAME}

본 발명은 비닐온실용 도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법에 관한 것으로서, 상세하게는 태양열 차광 효과가 우수하고 이에 따라 온실 내부의 온도를 최적으로 조성할 수 있는 비닐온실용 도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로 식물들의 좋은 생육을 위해서는 적정한 수분과 온도 그리고 광합성 및 탄소동화작용에 절대적으로 필요한 광의 균형이 잘 맞아야 한다. 식물들도 일정한 온도 범위 내에서는 광합성 작용을 원활히 하여 고품질의 신선한 농산물을 공급해 주기 때문이다.

이러한 최적의 환경을 인위적으로 만들어 주기 위하여 다양한 노력이 기울여지고 있다. 식물의 성장에 최적 환경을 조성해 주기 위한 장치로서 대표적으로, 각종 플라스틱 피복류나 유리와 같은 재질을 이용하여 제작한 온실을 예로 들 수 있다. 온실은 식물의 성장을 위하여 매우 유용하게 활용되고 있으나 개선을 해야 할 사항도 많이 가지고 있는 것이 현실이다.

예를 들어, 광합성에 필요한 햇빛을 받기 위하여 투명한 재질을 이용하여 제조하는 온실은 햇빛(에너지)이 피복을 통과하면 빛에너지가 열에너지로 바뀌는 특징이 있는 관계로 외기 상황이 극한적인 동절기 또는 하절기에는 온실 내부의 온도를 관리하는데 있어서 많은 어려움이 수반된다.

특히, 봄부터 여름까지 광도가 강할 때 복사에 의해 온실로 들어오는 열은 작물에 고온 스트레스와 햇빛에 타는 일소 피해 현상을 초래한다. 고온 상태에서는 식물의 과도한 증산 작용으로 인하여 생육이 부진하고 품질이 저하되며 생산량이 급감하는 현상이 나타나는 것이다.

이러한 상황을 개선하기 위하여 여러 가지 방법을 사용하여 온실내 온도의 관리를 기하고 있다. 구체적으로 예를 들면, 온실내로의 햇빛 유입을 차단하는 스크린이나 커튼의 설치, 지붕이나 측벽의 환기구 개폐, 지붕 살수, 미세한 입자의 수분을 뿌려주는 포그앤팬 등이 있다.

식물의 재배에 활용되는 온실의 차광을 위해서 차광 조성물을 도포 처리하여 차광 도막을 형성하는 방법도 알려져 있다. 즉, 유리, 폴리카보네이트, 비닐, 플라스틱 등에 차광 도료 조성물을 도포 처리하여 차광 도막을 형성함으로써 과도한 광의 유입을 방지하는 것이다. 차광 도료 조성물은 통상 무기질 안료를 바인더에 혼합하여 제조된다. 그런데 이를 적용하여 형성된 도막은 박리가 너무 어렵거나 강우시 너무 쉽게 박리된다는 단점이 있다. 일반 도료와 같은 수준의 도료를 사용하여 도막을 형성하면 겨울철에는 용이하게 제거되어야 하는데도 제거가 되지 않아 햇빛량이 많지 않은 계절에 광합성에 필요한 햇빛을 충분히 공급치 못하게 되는 것이다. 또한 너무 쉽게 박리되면 여름철 동안 충분히 차광 효과를 제공받지 못한다는 단점이 있다.

이에 더하여, 차광 효과를 극대화시키기 위해 백색 안료인 티타늄 다이옥사이드나 플라스틱 폴리머 피그먼트 등을 사용하여 도막을 형성하면 환경에 유해한 물질이 유발되고, 우천시에는 절대적으로 부족한 빛에너지를 식물에게 충분하게 공급하지 못하게 되는 문제점들이 있다.

또한 표면 상태가 딱딱한 재질의 유리나 폴리카보네이트 표면 위에 도장시에는 문제가 없이 도막을 잘 형성할 수 있는 도료 조성물이라 할지라도 유연성이 있으며 항시 외기의 상태에 따라 유동성을 갖고 있는 폴리에틸렌이나 폴리비닐 등과 같은 필름지 표면에서는 도막을 형성하기도 어려울 뿐만 아니라 형성된 도막의 내구력을 유지하기도 어렵다.

일반적인 차광 도료나 수성 페인트류의 경우 비닐 재질 표면의 표면 장력이나 유연성 있는 필름막 등으로 인하여 이 위에 도장하고자 하는 수성 타입 차광제의 경우 도포가 어렵고 부착성을 기대하기는 더욱 어려운 것이 현실이다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 온실 내부로 들어오는 햇빛을 차단하고자 온실 마감재의 외부면에 도장하여 온실 내부로의 열에너지 유입을 차단하여 온실 내부 온도를 적절한 수준으로 조절할 수 있는 도료 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 도료 조성물을 사용하여 유연성이 있는 기재상에도 형성할 수 있으며 물성이 양호하면서도 차광효과가 우수하며 적절한 기간 동안 유지될 수 있는 도막을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 도료 조성물은 안료 30~70 중량%, 전분(starch)을 유화 중합시켜 제조되는 수용성 바인더를 고형분으로 3~25 중량%, 분산제 0.1~0.7 중량%, 소포제 0.01~0.3 중량%, 습윤제 0.01~0.3 중량%, 점탄성 조절제 0.1~1 중량%, pH 조절제 0.1~2 중량%, 실란유도체 0.01~1 중량% 및 잔량의 물을 포함하여 이루어진다.

일 실시예에 있어서, 상기 안료는 평균 입자 크기가 0.5~5㎛ 인 무기계 안료일 수 있다. 또한 상기 안료는 탄산칼슘(CaCO₃)일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 수용성 바인더는 전분과 아크릴산 에틸, 아크릴산 메틸, 아크릴산 부틸 및 메타크릴산 메틸 중 적어도 하나를 포함하는 아크릴 단량체를 공중합하여 제조되는 것일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 수용성 바인더의 유리전이온도는 -40℃ ~ -10℃ 범위일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 분산제는 폴리 아크릴산 및 암모늄염 중 적어도 하나일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 습윤제는 폴리에테르 변성 실록산일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 점탄성 조절제는 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 카르복실 메틸 셀룰로오드 및 메틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함하는 셀룰로오스 유도체일 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적은 안료 30~70 중량%; 전분(starch)을 유화 중합시켜 제조되는 수용성 바인더를 고형분으로 3~25 중량%, 분산제 0.1~0.7 중량%, 소포제 0.01~0.3 중량%, 습윤제 0.01~0.3 중량%, 점탄성 조절제 0.1~1 중량%, pH 조절제 0.1~2 중량%, 실란유도체 0.01~1 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 도료 조성물을 제조하는 단계;

상기 도료 조성물을 폴리에틸렌 필름 및 폴리비닐 필름 중 적어도 하나를 포함하는 탄성 기재상에 도포하는 단계; 및

건조하는 단계를 포함하는 도막의 형성방법에 의해 달성된다.

일 실시예에 있어서, 상기 탄성 기재는 온실용 비닐일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 전분은 상기 전분에 포함된 수산기를 아세트산, 지방산, 숙신산, 아디프산 및 이의 염류 중 적어도 하나를 포함하는 화합물과 에스테르화 반응시켜 에스테르화 변성 전분을 제조하는 단계; 및 상기 에스테르화 변성 전분을 α-아밀라아제, β-아밀라아제 및 글루코아밀라아제 효소 중 적어도 하나를 사용하여 분해시키는 단계를 수행하여 제조되는 호화 변성 전분일 수 있다.

이러한 도료 조성물은 비닐온실과 같은 유연성 필름의 표면에 용이하게 적용할 수 있으며 이를 사용하여 형성된 도막은 태양열로 인하여 내부 온도가 상승하는 것을 방지해 주어 특히 비닐하우스 외부면에 적용하는 경우 식물이 생육하는 데 필요한 최적의 온도를 조성하고 적절한 작업 환경을 제공해 줄 수 있는 것이다. 또한 장마등과 같은 우천으로 인하여 햇빛의 조사량이 부족한 때에는 빗물에 의해 도막이 습윤 되면서 도막의 굴절율이 낮아질 수 있도록 티타늄 다이옥사이드나 플라스틱 안료 등을 사용하지 않아 우천시에는 식물이 필요로 하는 빛을 최대한 공급해 줄 수 있다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 도료 조성물은 유연한 탄성이 있는 비닐 온실 표면에서도 유연성 있는 도막을 형성할 수 있고 일정 기간 동안은 강우에도 도막의 손실 없이 유지가 가능한 도막을 제공할 수 있다. 또한 필요한 기간 동안 차광 효과를 유지시켜 주고 장마 등과 같은 우천시나 햇빛 등의 조사량이 절대적으로 부족한 흐린날 등에는 차광율을 낮춰서 식물이 필요로 하는 빛을 최대한 조사 시켜 주는 스마트한 차광 도막을 제공할 수 있다.

도료 조성물의 물성 특징에 있어서는 장기적인 사용이 가능한 종래의 도료 조성물을 사용하여 제조된 도막이 강염기성 제거제를 이용하여 강제로 제거해야만 하는 것에 비하여 본 발명의 도료 조성물을 사용하여 제조된 도막은 일정 기간 후에는 강우 등에 의하여 자연스럽게 도막이 제거 될 수 있다. 그리고 제거된 물질들은 친환경적인 자연 친화 물질들로서 환경에 부담을 주지 않으면서도 스마트하게 차광 기능을 부여하는 도료 조성물이다.

본 발명의 실시예에 따른 도료 조성물은 안료 30~70 중량%, 전분(starch)을 유화중합시켜 제조되는 수용성 바인더를 고형분으로 3~25 중량%, 분산제 0.1~0.7 중량%, 소포제 0.01~0.3 중량%, 습윤제 0.01~0.3 중량%, 점탄성 조절제 0.1~1 중량%, pH 조절제 0.1~2 중량%, 실란유도체 0.01~1 중량% 및 잔량의 물을 포함하여 이루어진다.

안료는 바람직하게 무기질 안료를 사용한다. 이는 차광 효과를 부여하는 성분으로서 통상적으로 적용가능한 다양한 안료가 예외 없이 사용될 수 있다. 많이 사용되는 무기질 안료의 예로서는 티타늄 디옥사이드, 탈크, 카오린 클레이, 탄산칼슘(CaCO₃) 등을 들 수 있다. 특히 탄산칼슘을 바람직한 예로 들 수 있다. 탄산칼슘은 입자의 크기가 3~20㎛ 정도인 것이 대체로 사용된다.

저렴한 비용으로 차광 효과를 극대화시키기 위해서는 안료 입자의 크기를 감소시키는 것이 중요하다. 본 발명의 실시예에서는 안료의 평균 입자의 크기를 0.5~5㎛, 더욱 바람직하게는 0.5~1.5㎛ 범위가 되도록 하는데 이는 안료의 표면적을 증가시켜 차광 효과를 증대시키기 위한 것이다.

상기 안료의 양은 조성물 총량을 기준으로 할 때 30~70 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 30 중량% 보다 적으면 차광 효과가 미미하며 70 중량%를 초과하면 차광 효과는 증가하지만 부착력이 감소되어 도료로서의 기능을 충분히 발휘하지 못할 수가 있기 때문이다.

온실용 차광 도료 조성물은 전분을 유화 중합시켜 제조되는 수용성 바인더를 고형분으로 3~25 중량% 범위로 포함한다. 상기 수용성 바인더로서는 일정 기간 동안은 결합력을 유지하다가 빗물에 자연스럽게 제거될 수 있는 친환경 기능성 바인더를 사용하도록 한다. 예컨대, 생분해성이 좋으며 친환경적인 전분을 유화 중합하여 제조되는 바인더를 사용할 수 있다.

전분은 글루코스(포도당)로부터 구성되는 다당류로서 식물체에 의하여 합성되고 전분 입자로서 존재한다. 전분 입자를 구성하는 다당은 2종으로 대별되는데 알맹이의 골격을 이루며 70~80%를 점하는 아밀로펙틴과 안으로 싸여있는 아밀로스이다.

전분을 응용한 바인더를 사용하면 가소제의 사용 없이도 차광 도막의 형성이 가능하며 장기간 경과 후에도 차광 도막의 탈리 현상 없이 유연성 있는 비닐 표면에서 대처가 가능한 유연성 있는 탄성 차광막을 형성할 수 있는 바인더이다. 바람직하게 유리전이온도(Tg)가 -40 ~ -10℃ 범위인 것을 사용한다.

일반적인 도료나 차광제는 유리전이온도(Tg)가 약 10~30℃ 범위로서 도막형성조제(가소제, plasticizer)를 필수적으로 사용한다. 그런데 반복적으로 계속되는 낮과 밤사이의 온도 차이와 바람 등의 유동적 환경의 변화, 기후 변화 등을 포함하는 외기 상황의 변화에 따라 상기 도막형성조제가 점점 소실되어 감소하게 된다. 이로 인하여 도막은 탄성력을 잃고 딱딱하게 변하면서 탈리되는 현상이 발생된다.

바인더는 분자량이 작을수록, 바인더의 유리전이 온도가 낮을수록, 그리고 점착제가 유연할수록 차광 도막과 피도면과의 점착력이 증가하게 된다. 분자량이 작으면 분자의 운동이 용이하여 초기 점착력이 증가하나 분자량이 너무 작아지면 차광제 내부의 점착력이 감소하여 초기 점착력이 감소하게 된다.

본 발명에 사용된 바인더는 전분 분자를 산화하여 점도를 낮추고 전분의 수산기에 에스테르 반응을 시켜 전분의 경시안정성과 보수성을 개선시킨 변성전분을 라디칼 중합성 불포화 단량체와 공중합하여 제조할 수 있다. 이러한 수용성 바인더는 피막 형성 온도가 비교적 낮고 가역제를 사용하지 않아도 된다.

상기 수용성 바인더는 변성 전분을 포함하고 있으며 상기 변성 전분은 120 ~ 175℃에서 인산염과 반응시켜 점도를 낮추고 전분의 수산기에 아세트산, 지방산, 숙신산, 아디프산 등의 유기산, 무기산 혹은 그 염류 등을 에스테르화 반응시킴으로써 각종의 관능기를 결합시켜 전분의 경시 안정성과 보수성을 개선시킨 변성 전분을 사용한다.

수용성 바인더에 사용되는 변성 전분을 라디칼 중합성 불포화 단량체와 공중합시키기 위하여 분해해야 한다. 이의 분해를 위한 효소는 α-아밀라아제, β-아밀라아제, 글루코아밀라아제 중 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.

상기 수용성 바인더에 사용되는 라디칼 중합성 불포화 단량체를 가지는 단량체로서는 변성 전분을 제외하고는 유화중합에 사용되고 있는 것이면 모두 적용이 가능하다. 예를 들면 카르복시기 함유 모노머로 아크릴산, 메타크릴산, 푸마릭산, 말레인산 중 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.

구체적으로 연질 모노머는 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 i-부틸, 아크릴산 t-부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 2-에틸헥실 등을 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.

경질 모노머는 스타이렌, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 i-부틸, 메타르릴산 t-부틸 등을 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.

개시제로서는 대표적인 것으로 과황산칼륨, 과황산암모늄, 차아황산나트륨, 과황산나트륨, 과산화벤죠일 중 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.

바람직한 라디칼 중합 불포화 단량체로서는 아크릴산 에틸, 아크릴산 메틸, 아크릴산 부틸 및 메타크릴산 메틸 등 중 적어도 하나를 포함하는 아크릴 단량체를 예로 들 수 있다.

상기 수용성 바인더에 사용되는 유화제로서는 일반적으로 유화중합에 사용되고 있는 것이 모두 사용가능하며, 음이온성, 양이온성 및 비이온성 유화제 중 적어도 하나가 적용 가능하다.

상기의 원료들을 이용하여 수용성 바인더 에멀젼의 구체적인 제조방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 다음과 같은 방법을 들 수 있다.

예를 들면 반응기에 전분, 효소, 이온교환수를 넣고 전분의 호화를 위해 반응기 온도를 약 80~100℃ 에서 약 1시간 동안 교반하면서 전분의 호화액을 얻는다. 라디칼 중합성 불포화 단량체를, 유화제를 녹여 넣은 이온교환수에 첨가하여 단량체의 유화액을 얻는다. 전분호화액이 들어있는 반응기 온도를 약 80℃로 유지시키고, 여기에 단량체의 유화액과 중합 개시제의 혼합물을 각각 약 2~4 시간 동안 적하하고, 적하 종료 후에도 약 30분 ~ 1시간 30분간 유지 반응한다. 이후 미반응 단량체 제거를 위한 중합개시제를 약 10분 ~ 1시간 30분간 적하한다. 적하종료 후 약 1~2시간 동안 교반하고, 그 후 냉각함으로써 본 발명에 사용되는 수용성 바인더 에멀젼을 얻을 수 있다.

수용성 바인더는 조성물 총량을 기준으로 할 때 3~25 중량% 범위로 사용하도록 한다. 만약 이의 사용량이 3 중량% 보다 적으면 소지면과의 점착력이 떨어져 바람직하지 못하고 만약 이의 사용량이 25 중량%를 초과하면 차광도막의 과도한 점착력으로 표면의 끈적임이 생겨 내오염성이 취약해져 바람직하지 못하기 때문이다.

본 발명의 도료 조성물은 분산제 0.1~0.7 중량%를 포함한다. 분산제는 무기질 탄산칼슘과 같은 안료의 분산을 최적화 시켜 주고 차광 효과와 저장안정성을 부여하는 역할을 한다. 분산제의 예로서는 폴리 아크릴산, 암모늄염 등을 들 수 있다.

상기 분산제의 사용량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.1~0.7 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 0.1 중량% 보다 적으면 분산 효과가 저하되어 바람직하지 못하며 만약 이의 사용량이 0.7 중량%를 초과하면 도료제조나 안료 분산 과정에서 기포가 많이 발생하고 도막에서는 내수성이 저하되어 바람직하지 못하기 때문이다.

본 발명의 도료 조성물은 또한 소포제를 포함한다. 소포제는 도료 제조 과정중이나 안료의 분산 과정 또는 차광제의 도포 과정 중에서 발생할 수 있는 기포의 발생을 억제하고 기포 자국으로 인한 차광 효과 손실을 최소화 하기 위한 목적으로 사용한다. 소포제의 종류로는 지방산류, 고급 알콜류, 고급 지방산 글리세라이드, 디메틸 폴리실록산, 폴리프로필렌 글리콜, 소수성 실리카 등을 예로 들 수 있다.

상기 소포제는 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.01~0.3 중량% 범위로 첨가하도록 한다. 만약 이의 사용량이 0.01 중량% 보다 적으면 소포력이 약하여 바람직하지 못하며 만약 이의 사용량이 0.3 중량% 보다 많으면 불필요한 비용 발생으로 인하여 바람직하지 못하기 때문이다.

본 발명의 도료 조성물은 습윤제를 포함한다. 비닐 등과 같은 일종의 플라스틱류나 오랜 기간 동안 외기에 폭로되어 기름이나 각종 오염 물질 등이 많이 묻어 있는 경우와 같이 표면 장력이 낮은 소지에는 물을 많이 함유한 수계 도료 도포시에 도포가 용이하지 않은 문제점이 발생한다. 이 때, 표면 장력이 높은 수계 차광제와 표면 장력이 낮은 소재면과의 표면 장력 차이를 없애 주어야 하는데 이를 위하여 필요한 물질이다. 구체적인 예로서는 폴리에테르 변성 실록산을 들 수 있다.

상기 습윤제의 사용량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.01~0.3 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 0.01 중량% 미만이면 습윤 효과가 미흡하여 바람직하지 못하며 만약 이의 사용량이 0.3 중량% 보다 많으면 도료 제조 공정중 과도한 기포의 발생으로 인하여 바람직하지 못하기 때문이다.

본 발명의 도료 조성물은 점탄성 조절제를 포함한다. 이는 점도를 증가시켜 유화제와 같이 분산 수지 입자의 안정화에 기여하고 도료 저장중 안료의 침강방지, 차광제 도포시의 흐름방지 등의 효과를 부여한다. 점탄성 조절제의 예로서는 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스 유도체를 들 수 있다.

상기 점탄성 조절제는 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.1~1 중량% 범위로 포함시키도록 한다. 만약 이의 첨가량이 0.1 중량% 미만이면 증점력이 부족하여 바람직하지 못하며 만약 이의 첨가량이 1 중량%를 초과하면 과도한 증점으로 고점도 상태가 되어 도료 제조가 어려워져 바람직하지 못하기 때문이다.

본 발명의 도료 조성물은 pH 조절제를 포함한다. pH 조절제는 차광제의 pH를 적절히 조절하여 저장 안정성 및 분산 안정성을 부여하는데 기여한다. 예를 들면 암모니아수, 수산화칼슘, 수산화나트륨, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 등을 예로 들 수 있다.

상기 pH 조절제의 사용량은 도료 조성물의 전체 pH를 약 7.0 ~ 9.0 정도의 적절한 수준으로 조절할 수 있는 정도의 양을 첨가하도록 하며 특별히 제한적이지는 않다. 바람직하게는 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.1~2 중량% 범위로 사용하도록 한다.

본 발명의 도료 조성물은 실란 유도체를 포함한다. 실란 유도체는 부착력 증진 및 내수성의 향상에 기여하며 필요한 내구력의 조절에도 기여한다. 상기 실란 유도체는 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.01~1 중량% 범위로 첨가하도록 한다. 만약 이의 첨가량이 0.01 중량% 미만이면 내수성이나 부착력 증진 효과가 미흡하여 바람직하지 못하고 만약 이의 첨가량이 1 중량%를 초과하면 과도한 재료비의 투자로 비경제적이어서 바람직하지 못하기 때문이다.

본 발명의 도료 조성물은 수성으로서 잔량의 물을 포함한다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

<실시예 1>

안료로서 옴야의 옴야-N 50 중량%, 수용성 전분 바인더로서 노루케미칼사의 SE-57 15 중량%, 분산제로서 한국산노프코의 NOPCO-44 0.5 중량%, 소포제로서 한국산노프코의 NOPCO-8034 0.2 중량%, 습윤제로서 BYK사의 BYK-346 0.2 중량%, 점탄성 조절제로서 다우케미칼의 ER-4400 0.7 중량%, pH 조절제로서 동광화학의 암모니아수 0.3 중량%, 실란 유도체로서 다우코닝의 XIAMETER OFS-6040 0.1 중량% 및 물 33 중량%를 혼합하여 본 발명의 실시예에 따른 도료 조성물을 제조하였다. 제조되는 조성물의 유리전이온도는 13℃ 였다.

<실시예 2>

안료로서 옴야의 옴야-N 50 중량%, 수용성 전분 바인더로서 노루케미칼사의 SE-57 18 중량%, 분산제로서 한국산노프코의 NOPCO-44 0.5 중량%, 소포제로서 한국산노프코의 NOPCO-8034 0.2 중량%, 습윤제로서 BYK의 BYK-346 0.2 중량%, 점탄성 조절제로서 다우케미칼의 ER-4400 0.7 중량%, pH 조절제로서 동광화학의 암모니아수 0.3 중량%, 실란 유도체로서 다우코닝의 XIAMETER OFS-6040 0.1 중량% 및 물 30 중량%를 혼합하여 본 발명의 실시예에 따른 도료 조성물을 제조하였다. 제조되는 조성물의 유리전이온도는 13℃ 였다.

<비교예 1>

안료로서 옴야의 옴야-N 50 중량%, 아크릭 에멀젼 바인더로서 동일산업의 DC-324 15 중량%, 분산제로서 한국산노프코의 NOPCO-44 0.5 중량%, 소포제로서 한국산노프코의 NOPCO-8034 0.2 중량%, 습윤제로서 BYK의 BYK-346 0.2 중량%, 점탄성 조절제로서 다우케미칼의 ER-4400 0.7 중량%, pH 조절제로서 동광화학의 암모니아수 0.3 중량%, 실란 유도체로서 다우코닝의 XIAMETER OFS-6040 0.1 중량% 및 물 33 중량%를 혼합하여 비교예에 따른 도료 조성물을 제조하였다. 제조되는 조성물의 유리전이온도는 21℃ 였다.

상기 각 실시예 및 비교예에서 사용된 성분 및 이의 사용량을 요약하여 표 1에 나타내었다.

<표 1>

상기 각 실시예 및 비교예에 따라 제조된 도료 조성물에 대한 물성 시험을 수행하였다. 결과를 표 2에 나타내었다. 시험 시편은 농업용 폴리에틸렌 필름에 도료 조성물을 스프레이 도장한 후 건조하여 제조하였다.

내수성은 도장 시편을 상수도물에 24 시간 동안 담근 후 꺼내어 3 시간 동안 상온에서 건조시킨 후 육안으로 도막의 변화나 탈락 등을 관찰한 결과이다. 내알칼리성은 내수성과 유사한 방법으로 테스트 하되 시편을 상수도 물 대신에 Ca(OH)₂ 포화 용액에 침지하였다. 차광도막 지속성은 조성물을 농업용 필름에 도장한 후 옥외에서 2개월 동안 자연 폭로 후 필름에 도장된 차광 도포막의 탈리 등을 육안으로 관찰하여 비교 평가한 것이다.

<표 2>

이상과 같은 물성 시험 결과를 통하여 볼 때, 본 발명의 도료 조성물은 물성이 양호하면서도 작업성이 우수하고 차광 도막 지속성이 우수하다는 것을 확인할 수 있다.

특히 본 발명의 도료 조성물에는 도막형성조제인 가소제(plasticizer)를 사용하지 않기 때문에 이를 사용하여 도막을 형성하고 장시간이 경과한 후에도 도막의 탈리 현상이 없이 유연성 있는 비닐 표면에서 대처가 가능한 유연성 있는 탄성 차광막을 형성할 수 있다.

형성된 도막은 도장된 도막 두께 등에 따라 차이는 있지만 약 50일 정도 경과한 후 강우 등에 의하여 자연스럽게 제거되고 제거된 물질들은 친환경적인 자연친화 물질들이기 때문에 환경에 부담을 주지 않는다. 이는 종래의 도막이 강염기성 제거제 등을 이용하여 강제로 도막을 제거해야 하던 것과 비교할 때, 작업량을 줄이고 환경 오염 원인을 제거할 수 있다는 측면에서도 매우 바람직하다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 차광용 안료 및 바인더로 전분(starch) 또는 이의 분해물 또는 이의 공중합체를 함유하는 것이 특징인, 강우에 의해 제거가능한 옥외용 차광 도막 형성용 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 공중합체는 전분 또는 이의 분해물과 아크릴산 에틸, 아크릴산 메틸, 아크릴산 부틸 및 메타크릴산 메틸 중 적어도 하나를 포함하는 아크릴 단량체를 공중합하여 제조되는 것이 특징인, 옥외용 차광 도막 형성용 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 전분은 전분에 포함된 수산기를 아세트산, 지방산, 숙신산, 아디프산 및 이의 염류 중 적어도 하나를 포함하는 화합물과 에스테르화 반응시켜 에스테르화 변성 전분인 것이 특징인 옥외용 차광 도막 형성용 조성물.
4. 제1항에 있어서, 전분의 분해물은 α-아밀라아제, β-아밀라아제 및 글루코아밀라아제로 구성된 군에서 선택된 효소를 사용하여 전분을 분해시킨 것이 특징인 옥외용 차광 도막 형성용 조성물.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 차광 도막 형성용 조성물로 도막이 형성된 옥외용 기재.
6. 제5항에 있어서, 상기 옥외용 기재는 비닐하우스 기재인 것이 특징인 옥외용 기재.