KR20140135481A - 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 이를 위하여 물 10 내지 20 중량부 바인더 10 내지 30 중량부; 제 1 무기안료 20 내지 40 중량부; 및 제 2 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 기능성 실내용 건축마감재 조성물을 벽이나 천장 등에 내장 건자재로 시공하는 벽지, 벽바름재 등으로 사용하면, 주변(실내)의 습도의 고저에 따라 자체적으로 수분을 흡수하거나 방출하여 습도를 조절하므로 실내의 습도가 높을 경우 습기를 흡수해 습도를 낮추고, 습도가 낮을 때는 반대로 습기를 방출하므로 생활공간의 최적습도(50% 내지 60%)를 유지시킬 수 있다.

Description

흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물 및 그 제조방법{FUNCTIONAL FINISHING MATERIAL COMPOSITION FOR BUILDING INTERIOR HAVING HYGROSCOPICITY AND MOISTURE PROOF PROPERTY, AND METHOD OF PREPARING THE SAME}
본 발명은 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주변 습도에 따라 흡습 또는 방습의 기능을 수행하여, 결로방지 성능, 항균성, 내오염성이 현저히 향상된 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반주택, 아파트, 및 업무용 또는 상업용 건물의 경우 사람이 거주하거나 각종 활동을 하는 공간이므로, 인간이 안전하면서도 쾌적하게 생활을 영위할 수 있는 조건을 만족시키도록 그 내장재 등이 개선되고 발전되어 오고 있다.
일반적으로 종전의 주택을 포함한 건물들은 조습성, 방로성은 양호하였지만, 최근에는 건축물의 고기밀화가 추진되고, 내화성, 기밀성을 중시한 새로운 건재가 많이 사용되고 있다.
그러나 이러한 새로운 건자재들은 다음과 같은 문제들을 야기하고 있다.
즉, 건재 표면에 결로가 발생되어 건물의 쾌적성 및 내구성을 저하시킬 뿐만 아니라, 결로에 의해 발생한 수분이 곰팡이나 진드기의 발생을 초래하여 인체의 건강에 나쁜 영향을 미친다.
특히, 겨울철에는 건물 내부의 밀폐성이 높아져 공기가 건조해질 수 있으며, 그에 따라 피부도 건조해져서 신체 일부에 각질이 생겨나고, 가려운 곳이 발생하여 아토피성 피부질환이 악화된다. 이러한 문제점을 다소나마 해결하기 위하여 일반적으로 빨래를 방안에 널어놓거나 가습기를 가동시키기도 하는데, 이 경우, 번거로울 뿐만 아니라 많은 에너지의 사용이 필요하게 된다.
최근에는 조습기능을 갖는 벽지, 타일 또는 패널들의 시공에 의해 피부질환을 완화시키고자 하는 시도가 있었다. 일반적으로 시중에서 탄성코트라고 불리우는 두꺼운 도막의 바름재와 같이 조습기능을 갖는 제품을 시공할 경우, 흡습에 따른 벽면의 결로를 방지할 수 있지만 높은 흡습 외 방습기능이 없어 곰팡이나 세균류의 번식이 촉진되어 기침, 감기, 비염 또는 천식과 같은 호흡기질환을 일으키는 문제점이 있었다.
또한 습도가 비교적 높은 여름철에도 제품의 과도한 흡습에 따른 문제점을 내포하고 있다.
이와 같은 종래의 각종 흡습기능을 갖는 기능성 타일 또는 패널의 경우, 흡착, 탈취, 흡습이라는 기능적인 면만을 강조하는 경향이 있었을 뿐, 곰팡이나 세균류의 번식의 억제할 수 있는 흡습 및 방습기능이 복합적으로 기능하는 제품은 없었다. 또한, 최근 널리 활용되고 있는 가습기에 흡착, 탈취, 흡습 등의 기능이 부가된 복합 기능의 제품을 사용하는 경우 제품 내부의 결로와 미 세척 등의 관리부실로 인하여 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 폐렴간구균(Klebsiella pneumoniae), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 알러지(allergy)와 천식(asthma) 등을 유발시키는 클래도스포리움균(cladosporium), 알터나리아균(Alternaria) 등의 병원성 미생물이 발생되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 실내 습도에 따라 흡습 작용 또는 방습 작용이 이루어짐으로써, 결로의 방지, 항균성, 내오염성 기능을 갖는 최적의 벽 또는 천장 바름용 기능성 실내용 건축마감재의 개발이 요구된다.
대한민국 공개특허 제10-2008-76071 (2008.8.20. 공개) 대한민국 공개특허 제10-2010-50079 (2010.5.13. 공개) 대한민국 등록특허 제10-2000-75431 (2000.12.15. 공개)
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 실내의 습도에 따라 자동적으로 흡습 또는 방습작용을 함으로써, 결로 방지뿐만 아니라 항균성 및 내오염성의 기능을 제공하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물을 제공하는데 있다.
그리고 본 발명의 제 2 목적은 실내의 습도에 따라 자동적으로 흡습 또는 방습작용을 함으로써, 결로 방지뿐만 아니라 항균성 및 내오염성의 기능을 제공하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 제조방법을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 물 10 내지 20 중량부 바인더 10 내지 30 중량부; 제 1 무기안료 20 내지 40 중량부; 및 제 2 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물을 제공한다.
여기에, 증점제 0.1 내지 0.8 중량부; 및 첨가제 2 내지 3.0 중량부를 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서 제 1 무기 안료를 제조하는 단계; 제 2 무기 안료를 제조하는 단계; 및 물 10 내지 20 중량부, 바인더 10 내지 30 중량부, 상기 제 1 무기안료 20 내지 40 중량부, 및 상기 제 2 무기안료 10 내지 25 중량부를 혼합하는 단계를 포함하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 바인더로는 아크릴계 고분자, 실리콘계 고분자, 우레탄계 및 아크릴-실리콘 공중합 고분자물질로 이루어지는 군에서 하나 이상 선택되는 고분자 합성 에멀전을 사용할 수 있다.
그리고 제 1 무기안료는 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 15 내지 25 중량부와 소다장석 20 내지 30 중량부, 내화점토 20 내지 30 중량부, 도석 15 내지 25 중량부, 토르말린 5 내지 15 중량부, 그리고 흑활석 5 내지 15 중량부를 포함한다.
또한, 상기 제 2 무기안료는 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 70 내지 80 중량부 및 내화점토 20 내지 30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기능성 실내용 건축마감재 조성물을 벽이나 천장 등에 내장 건자재로 시공하는 벽지, 벽바름재 등으로 사용하면, 주변(실내)의 습도의 고저에 따라 자체적으로 수분을 흡수하거나 방출하여 습도를 조절하므로 실내의 습도가 높을 경우 습기를 흡수해 습도를 낮추고, 습도가 낮을 때는 반대로 습기를 방출하므로 생활공간의 최적습도(50% 내지 60%)를 유지시킬 수 있다.
이에 따라 각종 세균 등의 번식을 억제하여 알레르기, 아토피 질환 등을 예방할 수 있고, 곰팡이나 세균류의 번식이 억제되어 기침, 감기, 비염 또는 천식과 같은 호흡기질환을 일으키는 실내 환경의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 탈취 및 흡착기능을 나타낼 수 있는 흡습 및 방습기능을 갖는 기능성 실내용 건축마감재를 제공하며, 그에 따라 방안의 습도상태가 적절하게 하고, 거기에 더해 실내 마감재의 실내장식의 효과를 더해 주어 내부 장식 등을 돕는 기능을 하는 효과를 제공한다.
나아가, 본 발명의 실내용 건축마감재 조성물은 「주택법」 제22조 및 같은 법 시행령 제23조에 따라 「주택건설 기준 등에 관한 규정」제3조에 적용되는 청정건강주택 건설기준의 성능 건축자재 기준에 적합하여 건축용 실내마감재로 널리 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물에 사용되는 제 1 무기안료의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물에 사용되는 제 2 무기안료의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 및 비교예의 습도조절 성능을 나타내는 비교 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2 및 비교예의 습도조절 성능을 나타내는 비교 그래프이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물 및 그 제조방법을 상세하게 설명한다.
본 발명은 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재(이와 같이 벽이나 천장에 바르거나 벽지에 사용하는 것을 시중에서는 '탄성코트'라고 칭하기도 한다) 조성물을 제공한다. 상기 기능성 실내용 건축마감재 조성물은 물 10 내지 20 중량부, 바인더 10 내지 30 중량부, 제 1 무기안료 20 내지 40 중량부, 그리고 제 2 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함한다. 이하, 각 구성요소별로 구체적으로 살펴본다.
먼저 본 발명의 일실시예에 의한 기능성 실내용 건축마감재 조성물은 물 10 내지 20 중량부를 포함한다.
그리고 유기 또는 무기 바인더 10 내지 30 중량부를 포함한다. 상기 바인더로는 아크릴계 고분자, 실리콘계 고분자, 우레탄계 및 아크릴-실리콘 공중합 고분자물질로 이루어지는 군에서 하나 이상 선택되는 고분자 합성 에멀전을 사용할 수 있다. 상기 바인더를 10 중량부 미만의 양으로 사용하는 경우, 본 발명에 의한 조성물을 벽 바름재 형태로서 사용하는 경우 접착력 및 내수성, 내구성이 저하되고, 30 중량부를 초과하여 사용하는 경우 후술하는 제 1 무기안료 및 제 2 무기안료의 기능이 저하되어 결로 방지 성능을 저하시킨다.
그리고 본 발명의 일실시예에 의한 기능성 실내용 건축마감재 조성물은 제 1 무기안료 20 내지 40 중량부를 포함한다. 상기 제 1 무기안료는 다공질의 분상체 15 내지 25 중량부, 소다장석 20 내지 30 중량부, 내화점토 20 내지 30 중량부, 도석 15 내지 25 중량부, 토르말린 5 내지 15 중량부, 그리고 흑활석 5 내지 15 중량부를 포함한다.
먼저, 상기 제 1 무기안료는 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 15 내지 25 중량부를 포함한다.
상기 다공질의 분상체는 상기 성분들을 미세입자로 가공하여 다공질 표면적을 증대시켜 혼합 사용하는 것이다.
상기 규조토는 천연광물점토를 구성하는 주성분으로서, 다공질의 미세한 입자들로 구성되어 있으며, 새집증후군의 원인인 포름알데히드의 저감 기능이 뛰어나다. 특히, 일본에서는 실내공기 중의 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs)에 따른 오염을 저감시키는 건축재로 인증을 받았을 정도이다.
상기 백토, 황토, 차점토는 다공질 미세한 입자들로 뛰어난 습도조절기능을 지니고 있는 천연광물이다. 상기 세피올라이트와 제올라이트는 연구기관의 실험 결과, 냄새의 제거와 경감 효과가 단순한 규조토벽 및 다른 제품들보다도 뛰어난 것으로 확인되고 있다.
상기 알로펜은 화산재의 천연광물점토를 구성하는 주성분으로서, 다공질의 미세한 입자들로 구성되어 있으며, 새집증후군의 원인인 포름알데히드의 저감 기능이 뛰어나다는 장점을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.
그리고 알로펜은 다공질의 미세한 입자들로 뛰어난 습도조절기능을 지니고 있는 화산재를 주재료로 만들어져 규조토의 4내지 5배, 조습벽지의 15배에 이르는 흡, 방습 능력을 지닌 것으로 알려져 있다. 또한 알로펜은 실내의 습도가 높을 경우 습기를 흡수해 습도를 낮추고, 습도가 낮을 때는 반대로 습기를 방출한다. 때문에 생활공간의 최적습도(50% 내지 60%)를 유지, 잡균의 번식억제를 통한 알레르기, 아토피 질환 등을 예방할 수 있다. 한편 한국연구기관의 실험 결과 악취의 주성분인 암모니아, 트리메칠아민 등의 알카리성 냄새와 석화수소, 메틸머캡탄 등의 산성 냄새 성분에도 효과를 갖고 있다. 냄새의 제거와 경감 효과가 규조토벽 및 다른 제품들보다도 뛰어난 것으로 입증되고 있다.
패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 포졸란 등은 유기바인더 또는 무기바인더와 혼합하여 사용 할 수 있는 것이다.
마이크로시멘트는 자체의 수화작용으로 인하여 물과의 혼합에 의해 단단한 강도를 구성하며, 역시 수화작용에 의해 다양한 형상으로 성형할 수 있다. 마이크로시멘트는 무기질계 지반주입재와 각종 보수용재 또는 보강용재에 적합하도록 개발된 미립자 시멘트로서, 일반적인 미립자 시멘트의 특성인 조강성, 고강도, 고내구성은 물론 균일한 입경 크기가 요구되는 지반주입재와 보수보강재에 탁월한 성능을 발휘한다.
상기 마이크로시멘트의 특성으로는 미분말이므로 활성화가 빠르게 진행하여 조기강도가 우수하고, 치밀한 매트릭스를 조직하므로 강도 발현율이 우수하고, 입경이 고르고 최대입경 크기가 작아 침투성이 우수하고, 염과 산 등의 유해물에 대한 내화학성이 탁월하여 우수한 내구성을 가진다.
상기 다공질의 분상체를 15 중량부 미만의 양으로 사용하면 도막의 단위 면적당 특수 기능성 함량이 낮아져 제 1 무기안료의 물리적 특성인 내수성 및 내후성이 저하되며, 흡습 및 방습의 기능이 저하된다. 반대로 25 중량부를 초과하여 사용하면, 실내용 건축마감재의 내구성이 떨어지는 문제가 발생하며, 결로방지의 기능저하를 발생한다.
그리고 제 1 무기안료는 소다장석 20 내지 30 중량부를 포함한다. 상기 소다장석 총중량의 20 중량부 미만의 양으로 사용하면 내오염성 및 부착력이 저하되며, 30 중량부를 초과의 양으로 사용할 경우 실내용 건축마감재의 도막 내오염성이 떨어지는 문제가 발생한다.
또한, 상기 제 1 무기안료는 내화점토 20 내지 30 중량부를 포함한다. 이는 상술한 차점토와 달리 난연성능을 개선하기 위한 내화 성분이 있는 점토이다. 상기 내화점토를 20 중량부 미만으로 사용하면 내화성능이 저하되며, 30 중량부를 초과하여 사용하면 실내용 건축마감재의 내오염성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기 제 1 무기안료는 도석 15 내지 25 중량부를 가진다. 상기 도석은 본 조성물을 벽바름재 등으로 사용하는 경우 적은 횟수의 칠 작업으로도 일정한 두께를 형성하는 작용을 한다. 상기 도석의 사용량이 15 중량부 미만일 경우 실내용 건축마감재의 최적의 도막 두께를 나타낼 수 없으며, 25 중량부를 초과하면, 상기 실내용 건축마감재의 내구성, 내수성이 떨어져 본 발명의 목적을 달성하기 어렵다.
상기 제 1 무기안료는 토르말린 5 내지 15 중량부 및 흑활석 5 내지 15 중량부를 포함한다. 상기 토르말린 및 흑활석의 사용량이 각각 5중량부 미만일 경우 실내용 건축마감재의 물리적 특성 중 결로방지 성능이 저하되며. 사용량이 15 중량부를 초과하면 실내용 건축마감재의 내오염성이 열화되는 문제가 발생하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 기능성 실내용 건축마감재 조성물은 제 2 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함한다. 상기 제 2 무기안료는 다공질의 분상체와 내화점토를 포함한다.
구체적으로, 상기 다공질의 분상체는 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것으로서, 70 내지 80 중량부를 사용한다.
상기 다공질 분상재료의 사용량이 70중량부 미만인 경우 본 발명의 기능성 특성인 흡습 및 방습성능의 특성이 저하되며, 80 중량부를 초과하면, 실내용 건축마감재의 수축력이 높아져 표면 크랙이 발생하는 원인이 된다.
그리고 본 발명의 제 2 무기안료는 내화점토 20 내지 30 중량부를 포함한다. 상기 내화점토의 사용량이 20 중량부 미만이면 내화성능이 저하되며, 30 중량부를 초과하면 실내용 건축마감재의 내오염성이 저하된다.
본 발명에서는 상기 두 종류의 무기안료가 구별되어 사용되고 있다.
상기 제 1 무기안료는 다공질 분상재료의 배합구성비를 적게 구성하고 기타 광물의 배합비를 높게 분산시킨 것으로, 본 실내용 건축마감재 조성물의 기본적인 물리적 특성(내오염성, 부착력, 내수성, 내후성, 결로방지 등) 및 기능성(흡습 및 방습)을 구현하는 구성성분이다.
반면 상기 제 2 무기안료는 다공질 분상재료의 배합구성비를 높게 하여 본 기술의 흡습 및 방습 및 성능의 특성인 기능성을 극대화시켜 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기능성 실내용 건축마감재 조성물에 점도를 증가시키기 위하여 일반적인 바름재 등에 사용되는 증점제 0.1 내지 0.8 중량부와 첨가제 2 내지 3.0 중량부를 더 포함시켜 사용할 수 있다.
상기 증점제는 셀루로오스 유도체와 폴리아크릴산 중합체를 포함하는 알카리계 증점제를 사용하며, 칙소인덱스 값이 1이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 첨가제로는 분산제, 동결방지제, 소포제, pH조절제 등을 예시할 수 있다. 구체적으로, 분산제로는 나프탈렌 술폰산염 포르말린 축합물, 멜라민 술폰산염 포르말린 축합물, 폴리카르복산 화합물, 폴리카르복산 에테르, 방향족 아미노술폰산 폴리머 및 리그닌 술폰산의 금속염으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질이 사용될 수 있으며, 동결방지제로는 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜을 사용할 수 있다. 또한, 소포제로는 미네랄 오일계, 실리콘계 또는 기타 계열의 소포제가 사용될 수 있으며 pH 조절제는 2-아미노-2-메틸-1-프로페놀을 사용할 수 있다.
그리고 본 발명은 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 제조방법을 제공한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 제조방법은 제 1 무기 안료를 제조하는 단계(S100), 제 2 무기 안료를 제조하는 단계(S200), 및 물 10 내지 20 중량부, 바인더 10 내지 30 중량부, 상기 제 1 무기안료 20 내지 40 중량부, 및 상기 제 2 무기안료 10 내지 25 중량부를 혼합하는 단계(S300)를 포함한다.
여기서, 상기 제 1 무기안료는 다음의 방법으로 제조된다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물에 사용되는 제 1 무기안료의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 15 내지 25 중량부, 소다장석 20 내지 30 중량부, 내화점토 20 내지 30 중량부, 도석 15 내지 25 중량부, 토르말린 5 내지 15 중량부; 및 흑활석 5 내지 15 중량부를 혼합하여 혼합물을 수득한다(S110).
이어서, 상기 혼합물에 물을 넣어 반죽하여 반죽물을 얻는다(S120).
그 다음 상기 반죽물을 습식 분쇄하여 습식분쇄물을 얻는 단계(S130)을 수행한다. 구체적으로 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 12 내지 15시간 동안 분쇄하여 직경이 75 내지 95 ㎛로 습식분쇄 한다.
여기서, 볼밀의 분쇄시간을 12 시간미만으로 할 경우 목표로 하는 평균적인 입경의 크기(75 내지 95 ㎛)보다 크게 분쇄되어 다공질 미세입자들의 표면적이 적게 되므로 흡습 및 방습기능이 저하되는 원인이 된다. 반대로 15시간을 초과하여 분쇄하는 경우 목표의 입경의 크기(95 ㎛)로 보다 작은 입경의 광물들로 분쇄되어 미세입자들의 다공질 특성이 저하되어 흡습 및 방습 기능이 저하되는 원인이 되며, 실내용 건축마감재의 제조시 혼합 및 분산시간의 증가로 열이 발생되어 물리적 특성의 변화 원인이 된다.
계속하여, 상기 습식분쇄물을 건조하여 건조파우더를 얻는 단계를 수행한다(S140).
구체적으로 설명하면, 고압 분사 건조기(spray dryer)에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 4.5 내지 5.5중량% 되도록 건조 파우더를 제조한다. 여기서 파우더의 수분이 4.5 중량% 미만이면 물질에 있는 무해한 미생물들이 활동이 저하되며, 실내용 건축마감재 조성물의 제조시 바인더의 고형분외 수분을 흡수하여 표면의 미세 크랙을 발생시키는 원인이 된다. 5.5 중량%를 초과하면 물질의 미세한 입자들의 다공질 특성을 저하시켜 습도조절기능을 저하시키는 문제가 발생된다.
그 디음 단계로, 상기 건조파우더를 숙성시키는 단계(S150)를 거친다. 예를 들면, 상기 건조파우더를 사일로(silo)로 이송시켜, 사일로안에서 약 24시간 동안 숙성 시킬 수 있다.
마지막으로, 상기 숙성파우더를 성형하여 안료를 제작한다(S160). 이 단계에서는 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(press)에 투입하여 상기 제 1 무기안료를 제조한다.
그리고 상기 제 2 무기안료는 다음의 방법으로 제조된다. 상기 제 2 무기안료의 제조방법은 사용되는 원재료나 일부 공정조건 등을 제외하면, 상기 제 1 무기안료의 제조방법과 유사한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물에 사용되는 제 3 무기안료의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 먼저, 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 70 내지 80 중량부, 내화점토 20 내지 30 중량부를 혼합하여 혼합물을 수득한다(S210).
이어서, 상기 혼합물에 물을 넣어 반죽하여 반죽물을 얻는다(S220).
그 다음 상기 반죽물을 습식 분쇄하여 습식분쇄물을 얻는 단계(S230)을 수행한다. 구체적으로 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 12 내지 15시간 동안 분쇄하여 직경이 75 내지 95 ㎛로 습식분쇄한다.
여기서, 볼밀의 분쇄시간을 12 시간미만으로 할 경우 목표로 하는 평균적인 입경의 크기(75 내지 95 ㎛)보다 크게 분쇄되어 다공질 미세입자들의 표면적이 적게 되므로 흡습 및 방습기능이 저하되는 원인이 된다. 반대로 15시간을 초과하여 분쇄하는 경우 목표의 입경의 크기(95 ㎛)로 보다 작은 입경의 광물들로 분쇄되어 미세입자들의 다공질 특성이 저하되어 흡습 및 방습 기능이 저하되는 원인이 되며, 실내용 건축마감재의 제조시 혼합 및 분산시간의 증가로 열이 발생되어 물리적 특성의 변화 원인이 된다.
계속하여, 상기 습식분쇄물을 건조하여 건조파우더를 얻는 단계를 수행한다(S240).
구체적으로 설명하면, 고압 분사 건조기(spray dryer)에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 5.5∼6.5중량(%) 되도록 건조 파우더를 제조한다. 여기서 파우더의 수분이 5.5 중량% 미만이면 물질에 있는 무해한 미생물들이 활동이 저하되며, 실내용 건축마감재 조성물의 제조시 바인더의 고형분외 수분을 흡수하여 표면의 미세 크랙을 발생시키는 원인이 된다. 6.5 중량%를 초과하면 물질의 미세한 입자들의 다공질 특성을 저하시켜 습도조절기능을 저하시키는 문제가 발생된다.
그 디음 단계로, 상기 건조파우더를 숙성시키는 단계를 거친다(S250). 예를 들면, 상기 건조파우더를 사일로(silo)로 이송시켜, 사일로안에서 약 24시간 동안 숙성 시킬 수 있다.
마지막으로, 상기 숙성파우더를 성형하여 안료를 제작한다(S260). 이 단계에서는 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(press)에 투입하여 상기 제 1 무기안료를 제조한다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시례를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시례 및 실험례는 예시적인 것으로 본 발명의 권리범위 등이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
[실시예 1]
가. 제 1 무기안료 제조
규조토, 차점토, 알로펜, 패분, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 제올라이트, 포졸란 또는 마이크로시멘트를 균일한 무게로 혼합하여 준비한 다공질의 분상체 20g, 소다장석 22g, 내화점토 24g, 도석 22g, 토르말린 9g, 흑활석 3g을 혼합하였다.
이어서, 물 50g을 넣어 반죽한 다음, 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 15시간 동안 분쇄하여 직경크기가 90 ㎛로 습식분쇄 하였다.
계속하여, 고압 분사 건조기에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 4.8중량(%) 되게 건조 파우더를 제조하였다.
그 다음 사일로로 이송시켜, 사일로안에서 24시간 동안 숙성 시킨 후에, 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(PRESS)에 투입하여 제 1 무기안료를 제조하였다.
나. 제 2 무기안료 제조
규조토, 차점토, 알로펜, 패분, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 제올라이트, 포졸란 또는 마이크로시멘트를 균일한 무게로 혼합하여 준비한 다공질의 분상체 76g, 내화점토 24g을 혼합하였다.
이어서, 물 50g을 넣어 반죽한 다음, 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 15시간 동안 분쇄하여 직경크기가 90 ㎛로 습식분쇄 하였다.
계속하여, 고압 분사 건조기에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 5.2중량(%) 되도록 건조 파우더를 제조하였다.
그 다음 사일로로 이송시켜, 사일로 안에서 24시간 동안 숙성 시킨 후에, 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(PRESS)에 투입하여 제 1 무기안료를 제조하였다.
다. 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 제조
상기 제 1 무기안료 80g, 상기 제 2 무기안료 50g, 물 40g, 바인더인 천일워터텍스8000/9000 60g 을 투입하여 기능성 실내용 건축마감재 조성물을 제조하였다. 이때 측정된 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 함수율은 14%이었다. 제조된 기능성 실내용 건축마감재 조성물에 통상의 도료용 증점제(점도조절제) 0.5g 투입하여 점도를 조절한 후 벽 및 천장에 도포하였다.
[비교예 1]
기존의 제품인 주식회사 네오케미컬의 실내용 건축마감재를 상술한 동일한 조건으로 벽 및 천장에 도포하였다.
실험례 1
흡습 및 방습성능 측정 장치는 전자저울, 항온 항습조, 온도측정기, 습도측정기, 온습도 조절장치 및 이를 제어할 수 있는 컴퓨터로 구성되어 청정건강주택 평가방법인 ISO 24353 의거 실험하였다. 흡습 및 방습성능 측정장치를 이용하여 천정재와 벽재의 습도변화에 따른 흡습 및 방습량을 실험하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1에 의한 시험편은 크기 250 ㎜ ㅧ 250 ㎜로 제작하여 노출면적 이외의 옆면은 알루미늄 테잎, 뒷면은 알루미늄 호일을 이용하여 차단처리하고 항온 항습조 내부에 설치하였다. 시료 안정화 조건은 온도 (23∂1)℃, 습도 (50∂2)%에서 24시간 동안 시험체의 질량차가 0.01g 이하가 될 때까지 양생하였다. 측정조건은 온도 (23∂1)℃조건에서 습도 (75∂2)%와 (50∂2)% 조건으로 24시간, 48시간동안 흡습 및 방습량을 측정하였고 그 결과를 도 3에 나타내었다.
측정결과 본 발명에 의한 실시예 1의 경우 비교예 1과 비교하여 볼 때, 외기온도의 변화에 따른 절대습도의 변화가 없이 실내 습도의 조절이 탁월하게 이루어지고 있음을 확인할 수 있었다.
[실시 예2]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 기능성 실내용 건축마감재 조성물을 제조하되, 하지층 은폐력을 제공하기 위하여 이산화타이타늄(TiO2) 30g을 상기 '다. 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 제조' 과정에서 추가 첨가하였다.
이는 상기 실시예1과 구분하여 본 발명에 의한 기능성 실내용 건축마감재 조성물을 시공시 하지층이 선 시공되어 마감층이 존재하는 층에 시공시 필요한 은폐력을 갖기 위하여 흔히 사용되는 백색안료인 이산화타이타늄을 추가한 경우에 흡습 및 방습력 차이를 확인하기 위한 실시례이다,
실험예 2
상기 실시예 2에 따른 시편 및 비교예 1에 의한 시편을 대상으로 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 실시하여 그 결과를 도 5에 나타내었다.
측정결과, 본 발명의 실시예에 흔히 사용되는 백색안료인 이산화타이타늄을 추가한 경우라도, 외기온도의 변화에 따른 절대습도의 변화가 없이 실내 습도의 조절이 탁월하게 이루어지고 있음을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 물 10 내지 20 중량부
    바인더 10 내지 30 중량부
    제 1 무기안료 20 내지 40 중량부; 및
    제 2 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 바인더가 아크릴계 고분자, 실리콘계 고분자, 우레탄계 및 아크릴-실리콘 공중합 고분자물질로 이루어지는 군에서 하나 이상 선택되는 고분자 합성 에멀전인 것을 특징으로 하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 무기안료가
    규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 15 내지 25 중량부;
    소다장석 20 내지 30 중량부;
    내화점토 20 내지 30 중량부;
    도석 15 내지 25 중량부;
    토르말린 5 내지 15 중량부; 및
    흑활석 5 내지 15 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 무기안료가
    규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 70 내지 80 중량부; 및
    내화점토 20 내지 30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    증점제 0.1 내지 0.8 중량부; 및
    첨가제 2 내지 3.0 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물.
  6. 제 1 무기 안료를 제조하는 단계;
    제 2 무기 안료를 제조하는 단계; 및
    물 10 내지 20 중량부, 바인더 10 내지 30 중량부, 상기 제 1 무기안료 20 내지 40 중량부, 및 상기 제 2 무기안료 10 내지 25 중량부를 혼합하는 단계를 포함하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 무기 안료의 제조가
    규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 15 내지 25 중량부, 소다장석 20 내지 30 중량부, 내화점토 20 내지 30 중량부, 도석 15 내지 25 중량부, 토르말린 5 내지 15 중량부; 및 흑활석 5 내지 15 중량부를 혼합하여 혼합물을 수득하는 단계;
    상기 혼합물에 물을 넣어 반죽하여 반죽물을 얻는 단계;
    상기 반죽물을 습식 분쇄하여 습식분쇄물을 얻는 단계;
    상기 습식분쇄물을 건조하여 건조파우더를 얻는 단계;
    상기 건조파우더를 숙성시키는 단계; 및
    상기 숙성파우더를 성형하여 안료를 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 무기 안료의 제조가
    규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 70 내지 80 중량부, 내화점토 20 내지 30 중량부를 혼합하여 혼합물을 수득하는 단계;
    상기 혼합물에 물을 넣어 반죽하여 반죽물을 얻는 단계;
    상기 반죽물을 습식 분쇄하여 습식분쇄물을 얻는 단계;
    상기 습식분쇄물을 건조하여 건조파우더를 얻는 단계;
    상기 건조파우더를 숙성시키는 단계; 및
    상기 숙성파우더를 성형하여 안료를 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡습성 및 방습성을 가지는 기능성 실내용 건축마감재 조성물의 제조방법.
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