KR20180098813A - 단열과 흡습을 통한 결로방지용 세라믹 도료 및 그의 제조방법 - Google Patents

단열과 흡습을 통한 결로방지용 세라믹 도료 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

단열과 흡습을 통한 결로방지용 세라믹 도료 및 그의 제조방법이 개시된다. 건축물 내벽의 마감제용 세라믹 도료의 제조방법에 있어서, 제1단계를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 정제수 27~40중량부에 실리카졸 60~73중량부를 75~85 ℃에 도달하도록 교반하에 가열하는 제1단계, 제2단계를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 정제수 57~69.3중량부에 소듐 또는 포타슘 중 선택되는 적어도 하나인 것 30~42중량부, 산화아연 0.1~0.4중량부, 알루미늄아이소프로프 산화물 0.1~0.4중량부 및 염화마그네슘 0.05~0.2중량부를 상온에서 5 내지 15분동안 교반하는 제2단계, 상기 제1단계에서 얻어진 용액과 상기 제2단계에서 얻어진 용액의 혼합물 100중량부에 대하여, 상기 제1단계에서 얻어진 용액은 71~81중량부, 상기 제2단계에서 얻어진 용액은 19~29중량부로 혼합한 후 75~85℃를 유지하며 55~65분간 교반하여 바인더를 제조하는 단계 및 상기 단계에서 얻어진 상기 바인더100중량부에 대해, 상기 바인더 100중량부에 규조토 5~20중량부로 넣고 상온에서 50 내지 70 분 동안 교반하여 세라믹 도료를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기와 같은 본 발명에 따른 단열과 흡습을 통한 결로방지용 세라믹 도료 및 그의 제조방법을 이용할 경우에는 아파트 베란다 등 외부와의 온도 차이로 인한 결로발생 구간에 적용하여 단열효과와 흡습 기능을 가지고 결로가 발생하는 것을 막으며, 곰팡이가 서식하는 조건이 발생하더라도 규조토, 소듐 및 포타슘이 가지는 항균기능으로 곰팡이가 발생하지 않도록 할 수 있는 장점이 있다.

Description

단열과 흡습을 통한 결로방지용 세라믹 도료 및 그의 제조방법{Anti-dew condensation ceramic coating composition by insulation and moisture absorption}
본 발명은 세라믹 도료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리카졸(Silica sol), 포타슘(Potassium;K) 및 소듐(Sodium;Na)을 이용하여 흡습효과를 최대로 하고 흡습이 진행되어도 물에 녹지 않게 하며, 규조토의 기공을 이용하여 항균 기능과 단열효과를 가지게 하여 온도차에 의한 결로를 방지하고 포타슘 및 소듐이 가지는 항균기능으로 인하여 곰팡이가 발생하지 않도록 하는 단열과 흡습을 통한 결로방지용 세라믹 도료 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 인간이 생활을 영위하는데 필요한 의, 식, 주 3요소의 하나인 주거공간이 건축물이며, 주거공간인 건축물은 비, 바람, 눈 등에서 보호되어 안전하고 편안한 공간이 되어야 하지만, 건축물이 발달되면서 결로라는 새로운 현상이 발생하여 주거공간을 불편하게 하는 요소가 되고 있다.
상기 결로현상은 주로 겨울철과 같이 건축물의 내부와 외부의 온도차가 큰 경우에 외부와 면한 실내의 안쪽 벽면 표면 및 전기박스 같은 구조물의 내부면에 물방울이 맺히는 현상을 일컫는데, 건물이나 구조물에서 결로현상이 발생되면 벽면에 곰팡이가 발생되거나 결빙과 동해 등의 현상을 유발시킴에 따라 건축물 구조체를 손상시키는 원인이 되고, 전기박스와 같은 구조물의 경우 물방울에 의한 전기누전으로 감전사고나 화재의 원인이 된다.
이와 같은 결로현상은 건축물이 대형화, 고층화됨에 따라 사용 자재가 밀실화 되고, 지하 구조물의 깊이가 증가함에 따라 지하 온도와 내부 온도차가 증가함에 의하여 점차 증가하고 있으며, 생활의 현상으로 인하여 생활공간의 온도를 필요 이상으로 높게 유지하는 것에 기인한 외부와의 온도차가 커지면서 결로현상이 증가하고 있는 실정이다.
우리나라의 결로조건을 살펴보면, 장마철에는 외부가 고온다습한 상태로 유지되고, 상대적으로 지하실 벽은 온도가 낮은 상태로 0℃ 이하로 떨어지는데 반하여 건축물 내부의 온도는 대략 20℃ 이상으로 유지되기 때문에 습기가 많은 지역의 지상층 건물 내부에서 결로현상이 발생된다.
이에 따라 거주공간을 항상 쾌적한 상태로 유지하고, 에너지손실을 감소시키는 한편, 건축물의 내장재 및 외장재가 습윤에 의하여 부패 및 훼손되는 것을 방지하기 위하여 결로현상을 방지할 필요가 있다.
상기와 같은 문제점을 보완하기 위한 종래의 기술을 살펴보면, 등록특허공보 제 10-1082652호 '결로방지용 세라믹 도료 조성물 및 그 제조방법'에서는, 증류수 35중량%, 메타규산나트륨(Na2O·SiO3·5H2O) 10중량%, 셀라이트(Sellaite: MgF2) 25중량%, 제오라이트(Zeolite) 10중량%, 실리카겔(SiO2·NH2O) 10중량%, 규산칼슘(CaSiO3) 5중량%, 촉매 5중량%를 함유하는 세라믹 도료로서, 건축물의 실내벽면에 도포되는 경우 결로현상이 방지되고, 그에 따라 곰팡이가 발생되지 않는 장점이 있다.
그러나, 상기와 같은 조성은 친수성을 가지는 물질로, 물에 약해 녹아버리는 문제가 발생되어 결로를 완벽하게 제거하는데 한계가 있고, 이로 인해 곰팡이가 발생하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 보완하기 위한 종래의 다른 기술을 살펴보면, 등록특허공보 제10-1504098호 '친환경 결로, 곰팡이 방지용 세라믹 도료 및 그 제조방법'에서는, 질석 세라믹 15∼40 중량%, 세라사이트 5∼25 중량%, 천연수지 5∼30 중량%, 편백나무 액 10∼60 중량%, 증점제 1∼5 중량%, 이산화티타늄 1∼6 중량%로 이루어진 세라믹 도료 조성물을 개시하고 있다.
상기와 같은 세라믹 도료 조성물은 질석 세라믹과 세라사이트, 천연수지, 편백나무 액, 증점제 및 이산화티타늄을 이용하여 결로와 곰팡이가 발생하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 상기와 같은 세라믹 도료에 곰팡이가 발생될 경우 곰팡이를 제거하는 데 어려움이 있었다.
등록특허공보 제10-1082652호 '결로방지용 세라믹 도료 조성물 및 그 제조방법' (2011.11.04) 등록특허공보 제10-1504098호 '친환경 결로, 곰팡이 방지용 세라믹 도료 및 그 제조방법' (2015.03.13)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 금속이온을 포타슘이나 소듐에 녹여 합성함으로써, 내수성이 향상되어 도료가 물에 쉽게 녹는 문제점이 개선되고, 이로써 항곰팡이성이 향상되며, 만약 곰팡이가 발생하더라도 상기 곰팡이의 제거가 용이한, 단열과 흡습을 통한 결로방지용 세라믹 도료 및 그의 제조방법을 제공한다.
또한, 흡습과 방습을 용이하게 하기 위해 규조토를 사용함으로써, 내부의 습도가 높을 때는 실리카, 소듐, 포타슘이 흡습하고, 규조토가 습기를 머금고 있도록 하고, 내부 습도가 낮을 때는 상기 규조토가 머금고 있는 습기를 외부로 방출할 수 있는 성질을 가지는, 단열과 흡습을 통한 결로방지용 세라믹 도료 및 그의 제조방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 건축물 내벽의 마감제용 세라믹 도료의 제조방법에 있어서, 제1단계를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 정제수 27~40중량부에 실리카졸 60~73중량부를 75~85 ℃에 도달하도록 교반하에 가열하는 제1단계, 제2단계를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 정제수 57~69.3중량부에 소듐 또는 포타슘 중 선택되는 적어도 하나인 것 30~42중량부, 산화아연 0.1~0.4중량부, 알루미늄아이소프로프 산화물 0.1~0.4중량부 및 염화마그네슘 0.05~0.2중량부를 상온에서 5 내지 15분동안 교반하는 제2단계, 상기 제1단계에서 얻어진 용액과 상기 제2단계에서 얻어진 용액의 혼합물 100중량부에 대하여, 상기 제1단계에서 얻어진 용액은 71~81중량부, 상기 제2단계에서 얻어진 용액은 19~29중량부로 혼합한 후 75~85℃를 유지하며 55~65분간 교반하여 바인더를 제조하는 단계 및 상기 단계에서 얻어진 상기 바인더100중량부에 대해, 상기 바인더 100중량부에 규조토 5~20중량부를 넣고 상온에서 50 내지 70분 동안 교반하여 세라믹 도료를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 교반속도는 600rpm 이상인 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 규조토의 입도는 3~12 ㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 단열과 흡습을 통한 결로방지 세라믹 코팅 조성물을 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 단열과 흡습을 통한 결로방지용 세라믹 도료 및 그의 제조방법을 이용할 경우에는, 상기 소듐 또는 포타슘의 알칼리 금속이온의 발열반응이 수행됨으로써, 후술될 금속이온들과 화학적으로 반응한 반응생성물이 나노화되어 내수성이 향상된 세라믹 도료를 만드는데 용이한 역할을 하여 내수성이 향상된 세라믹 도료를 제조할 수 있는 장점이 있다.
더욱이, 아파트 베란다 등 외부와의 온도 차이로 인한 결로발생 구간에 적용하여 단열효과와 흡습 기능을 가지고 결로가 발생하는 것을 막으며, 곰팡이가 서식하는 조건이 발생하더라도 규조토, 소듐 및 포타슘이 가지는 항균기능으로 곰팡이가 발생하지 않도록 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 금속이온을 포타슘이나 소듐에 녹여 합성함으로써 내수성을 가지게 하여 도료가 물에 녹는 문제점을 개선함과 동시에 친환경적이므로 환경오염 개선에 기여할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예1의 단열효과 시험 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예1의 결로발생 시험 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예1의 내수성 시험 사진이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공정도이다.
건축물 내벽의 마감제용 세라믹 도료의 제조방법에 있어서, 제1단계(S100)를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 정제수 27~40중량부에 실리카졸 60~73중량부를 75~85 ℃에 도달하도록 교반하에 가열하는 제1단계(S100), 제2단계(S200)를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 정제수 57~69.3중량부에 소듐 또는 포타슘 중 선택되는 적어도 하나인 것 30~42중량부, 산화아연 0.1~0.4중량부, 알루미늄아이소프로프 산화물 0.1~0.4중량부 및 염화마그네슘 0.05~0.2중량부를 상온에서 5 내지 15분동안 교반하는 제2단계(S200), 상기 제1단계(S100)에서 얻어진 용액과 상기 제2단계(S200)에서 얻어진 용액의 혼합물 100중량부에 대하여, 상기 제1단계(S100)에서 얻어진 용액은 71~81중량부, 상기 제2단계(S200)에서 얻어진 용액은 19~29중량부로 혼합한 후 75~85℃를 유지하며 55~65분간 교반하여 바인더를 제조하는 단계(S300) 및 상기 단계(S300)에서 얻어진 상기 바인더100중량부에 대해, 상기 바인더 100중량부에 규조토 5~20중량부로 넣고 상온에서 50 내지 70분 동안 교반하여 세라믹 도료를 얻는 단계(S400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 상세하게 설명하면, 건축물 내벽의 마감제용 세라믹 도료(이하, 세라믹 도료라한다.)의 제조방법에 있어서, 정제수에 실리카졸을 75~85℃에 도달하도록 교반하에 가열하는 상기 제1단계(S100)를 통하여 수분산실리카졸을 얻는다.
즉, 정제수가 투입된 교반기에 상기 실리카졸을 천천히 투입하면서 교반하거나 상기 실리카졸을 상기 정제수에 투입을 완료한 상태에서 교반하는 과정으로써 상기 실리카졸의 분산성을 최대로 달성할 수 있도록 하는 단계이다.
상기 제1단계(S100)에서 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 정제수는 27~40중량부, 실리카졸은 60~73중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
만약, 상기 정제수가 27중량부 미만으로 구비될 경우, 상기 실리카졸이 후술될 제2단계(S200)의 조성물의 분산성에 기여하지 못할 수 있으며, 40중량부 이상으로 구비될 경우, 최종으로 만들어지는 세라믹 도료의 물성이 저하되어 점도가 낮아질 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 실리카졸이 60중량부 미만으로 구비될 경우, 결로현상을 방지하기에 미비하여 최종으로 만들어지는 세라믹 도료의 결로방지효과를 충분히 낼 수 없고, 상기 세라믹 도료를 도포할 때 접착력이 떨어지는 단점이 있으며, 73중량부 이상으로 구비될 경우, 수분을 머금을 수 있는 특성을 나타내지 못하거나, 점도가 높아져 후술될 제2단계(S200)의 조성물의 분산이 용이하게 이루어지지 않는 단점이 있다.
이 때, 상기 실리카졸의 분산성을 최대로 달성하고, 후술될 제2단계(S200)를 구성하는 조성물이 상기 제1단계(S100)에서 얻어진 수분산실리카졸에 용이하게 분산되도록 온도가 75~85℃에 도달할 수 있도록 교반하에 가열한다.
만약, 상기 제1단계(S100)가 75℃미만으로 가열될 경우, 후술될 제2단계(S200)의 조성물이 상기 수분산실리카졸에 충분히 분산되지 않을 수 있는 단점이 있고, 85℃이상으로 가열될 경우, 세라믹 도료의 물성이 저하되어 점도가 낮아질 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.
다음으로는, 정제수에 소듐 또는 포타슘 중 선택되는 적어도 하나인 것, 산화아연, 알루미늄아이소프로프 산화물 및 염화마그네슘을 상온에서 5 내지 15분 동안 교반하는 제2단계(S200)가 수행될 수 있다.
상기 정제수는 상기 제2단계(S200)를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 57~69.3중량부가 포함될 수 있다.
만약, 57중량부 미만으로 포함될 경우, 상기 제2단계(S200)를 조성하는 조성물이 고르게 혼합되지 않고, 69.3중량부 이상으로 포함될 경우, 최종으로 만들어지는 세라믹 도료의 물성이 저하되어 점도가 낮아질 수 있는 문제점이 있다.
상기 소듐 또는 포타슘 중 선택되는 적어도 하나인 것은 상기 제2단계(S200)를 통해 얻어지는 조성물100중량부에 대하여, 30~42중량부가 포함될 수 있다.
상기 소듐 또는 포타슘의 알칼리 금속이온의 발열반응이 수행됨으로써, 후술될 금속이온들과 화학적으로 반응한 반응생성물이 나노화되어 내수성이 향상된 세라믹 도료를 만드는데 용이한 역할을 한다.
만약, 30중량부 미만으로 포함될 경우, 최종적으로 만들어지는 세라믹 도료에 의해 만들어지는 도막에 항균기능이 충분하지 않는 문제점이 발생될 수 있고, 금속이온의 합성이 용이하게 일어나지 않는 단점이 있으며, 42중량부 이상으로 포함될 경우, 발열반응이 과하게 수행되는 단점이 있다.
상기 산화아연은 상기 제2단계(S200)를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 0.1~0.4중량부가 포함될 수 있다.
만약, 0.1중량부 미만으로 포함될 경우, 최종적으로 만들어지는 세라믹 도료의 분산이 충분히 되지 않으며, 도막의 은폐력이 떨어지는 단점이 있고, 0.4중량부 이상으로 포함될 경우, 도막의 강도가 약해지는 단점이 있다.
상기 알루미늄아이소프로프 산화물(Aluminum Isopropoxide)은 상기 제2단계(S200)를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 0.1~0.4중량부가 포함될 수 있다.
만약, 0.1중량부 미만으로 구비될 경우, 도막에 단열효과가 충분하지 않은 단점이 있고, 0.4중량부 이상으로 구비될 경우, 도막의 경화속도가 오래 걸리게 되어 부착성, 표면강도 및 내수성이 저하될 수 있다.
또한, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘 및 염화마그네슘 중 선택되는 적어도 한가지가 첨가될 수 있는데, 바람직하게는 염화마그네슘이 첨가될 수 있다.
상기 염화마그네슘은 제2단계(S200)를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 0.05~0.2중량부가 포함될 수 있다.
만약, 0.05중량부 미만으로 포함될 경우, 상기 세라믹 도료의 내수성효과를 충분히 낼 수 없으며, 0.2중량부 이상으로 포함될 경우, 무기물의 함량이 높아 도막의 갈라짐이 발생할 수 있는 단점이 있다.
따라서, 상기 포타슘 또는 소듐에 금속이온을 녹여 합성함으로써 상기 세라믹 도료에 내수성을 가지게 하여 종래의 도료가 물에 녹는 문제점을 개선함과 동시에 환경에 영향을 주지 않는 장점이 있다.
더욱이 상기 제 2단계(S200)를 조성하는 조성물을 5 내지 15분동안 교반하게 되는데, 만약 5분미만으로 교반하게 되면, 포타슘과 소듐에 금속이온이 충분히 화학적으로 녹여지지 않아 최종 도막을 형성한 후 수분에 의해 도막이 녹아 버리는 경우가 발생하며, 도막의 흡습, 단열 또는 곰팡이 방지가 제대로 이루어지지 않을 수 있고, 15분이상으로 교반하게 되면, 화학반응이 과도히 이루어져 반응생성물이 과잉 생성됨으로써 투명에서 우윳빛으로 변하게 될 수 있다. 상기와 같이 우윳빛으로 변하게 될 경우, 최종적으로 만들어지는 세라믹 도료의 도막에서 금속이온이 석출될 수 있고, 공정시간이 길어지는 단점이 있다.
더욱 바람직하게는, 10분 동안 교반이 수행될 수 있다.
또한, 상기와 같은 비율 및 5 내지 15분으로 제2단계(S200)가 조성됨으로써, 상기 세라믹 도료에 의해 구비되는 도막의 은폐력을 향상시키고, 분산성, 단열성 및 내수성이 향상된 세라믹 도료가 구비될 수 있다.
다음으로는, 상기 제1단계(S100)에서 얻어진 용액과 상기 제2단계(S200)에서 얻어진 용액의 혼합물 100중량부에 대하여, 상기 제1단계(S100)에서 얻어진 용액은 71~81중량부, 상기 제2단계(S200)에서 얻어진 용액은 19~29중량부로 혼합한 후 75~85℃를 유지하며 55~65분간 교반하여 바인더를 제조하는 바인더제조 단계(S300)가 이루어질 수 있다.
만약, 상기 바인더 100중량부에 대하여, 상기 제1단계(S100)에서 얻어진 용액이 71중량부 미만으로 포함될 경우, 상기 세라믹 도료의 흡습성이 저하될 수 있는 문제점이 있고, 81중량부 이상으로 포함될 경우, 상기 제1단계(S100)에서 얻어진 용액에 상기 제2단계(S200)에서 얻어진 용액이 용이하게 분산되지 않는 문제점이 있다.
더욱이, 상기 바인더 100중량부에 대하여, 상기 제2단계(S200)에서 얻어진 용액이 19중량부 미만으로 포함될 경우, 상기 세라믹 도료에 의해 형성되는 도막이 내수성을 충분히 가질 수 없을 수 있고, 29중량부 이상으로 포함될 경우, 도막의 강도가 약해질 수 있는 단점이 있다.
상기 바인더 제조단계(S300)에서는, 75~85℃를 유지하며 55~65분간 교반이 이루어질 수 있다.
온도가 75℃ 미만으로 유지될 경우, 온도가 너무 낮아 상기 제1단계(S100)가 응결 또는 응고되어 교반이 용이하게 이루어질 수 없고, 85℃ 이상으로 유지될 경우, 고온에 의해 정제수가 날아가게 되어 상기 세라믹 도료의 점성이 높아지게 됨으로써 도막을 형성하는데 어려움이 있을 수 있다.
또한, 55분 미만으로 교반이 이루어질 경우, 충분히 교반되지 않아 최종적으로 만들어지는 세라믹 도료의 도막의 단열성, 내수성 및 흡습성이 저하될 수 있는 단점이 있고, 65분 이상으로 교반이 이루어질 경우, 최종적으로 만들어지는 세라믹 도료의 도막에서 금속이온이 석출될 수 있는 단점이 있다.
이로써, 상기 제1단계(S100)에서 얻어진 용액에 상기 제2단계(S200)에서 얻어진 용액을 혼합하여 친수성이면서 내수성을 가지는 바인더를 제조할 수 있다.
다음으로는, 상기 바인더 제조 단계(S300)에서 얻어진 상기 바인더 100중량부에 대하여, 상기 바인더 100중량부에 규조토 5~20중량부로 넣고 상온에서 50 내지 70분동안 교반하여 세라믹 도료를 얻는 단계(S400)가 이루어질 수 있다.
만약, 습도가 높을 때는 상기 실리카, 소듐 및 포타슘에 의해 흡습을 수행하여 상기 규조토가 습기를 머금고 있도록 하며, 습도가 낮을 때는 상기 규조토가 머금고 있는 습도를 외부로 방출할 수 있는 장점이 있다.
만약, 상기 규조토가 5중량부 미만으로 포함될 경우, 상기 세라믹 도료의 흡습이 용이하게 이루어지지 않는 단점이 있고, 20중량부 이상으로 포함될 경우, 내부 습도가 낮을 때 외부로 습기를 방출하는 것이 용이하지 않은 단점이 있다.
또한, 50분 미만으로 교반이 이루어질 경우, 상기 규조토가 바인더에 충분히 교반되지 않아 도막의 평활도가 저하되는 단점이 있고, 70분 이상으로 교반될 경우, 규조토의 흡습효과가 미미할 수 있는 단점이 있다.
더욱 바람직하게는, 60분 동안 교반이 이루어질 수 있다.
더욱이, 상기 규조토의 입도는 3~12 ㎛인 것을 포함하는 것이 바람직하다.
만약, 상기 규조토의 입도가 3㎛미만이면, 상기 규조토에 의한 흡습효과가 미미한 단점이 있고, 12㎛이상이면, 도막의 평활도가 저하되어 매끄러운 도막을 형성하는데 어려움이 있을 수 있는 단점이 있다.
더욱 바람직하게는, 입도가 5㎛인 규조토를 사용할 경우, 상기 규조토는 상기 바인더 100중량부에 대해 15중량부를 사용하는 것이 바람직하고, 입도가 10㎛인 규조토를 사용할 경우, 상기 규조토는 상기 바인더 100중량부에 대해 10중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 각 단계별 교반속도는 600rpm 이상으로 교반하는 것이 바람직하다.
만약, 600rpm미만로 교반될 경우, 교반이 충분히 이루어지지 않는 단점이 있고, 물리적인 힘에 의한 분산이 제대로 이루어지지 않아 도막형성에 있어서 오렌지 필 현상이 발생할 수 있는 단점이 있다.
선택적으로, 건축물의 용도 및 주변환경에 따라 난연제, 침강 방지제, 건조제, 색분리 방지제, 안료, 가소제, 방부제 등 중 하나 이상이 더 첨가될 수 있다.
예를들어, 상기 난연제는 최종적으로 제조되는 세라믹 도료가 불에 잘 타지 않도록 하는 장점이 있다.
더욱이, 상기 침강 방지제는 도료가 저장중에 응집하여 침전되는 것을 방지하고, 상기 건조제는 도막의 건조를 촉진하여 건조시간 단축 및 경화성이 용이한 장점이 있다.
또한, 상기 색분리 방지제는 도료의 저장 중에 분산된 안료가 응집하여 색이 변하거나, 도장시 색 분리 현상을 방지하여 목적하는 색상을 얻는데 용이한 장점이 있다.
더욱이, 상기 안료는 최종적으로 제조되는 세라믹 도료의 색을 부여하여 도막의 색과 도막 주변의 색이 이질감이 들지 않도록 하는 장점이 있다.
또한, 상기 가소제는 최종적으로 제조되는 세라믹 도료에 유연성, 내구성 및 내한성을 부여하며, 상기 방부제는 최종적으로 제조되는 세라믹 도료의 보관시 부패를 방지할 수 있는 장점이 있다.
더욱이, 상기 첨가되는 첨가물은 최종적으로 만들어지는 세라믹 도료 100중량부에 대해 0.1중량부 이하로 첨가될 수 있다.
만약, 상기 첨가물이 0.1중량부 이상으로 첨가될 경우, 과반응이 일어나게 되어 최종적으로 만들어지는 세라믹도료의 단열성, 내수성 및 흡습성이 저하될 수 있는 단점이 있다.
상기와 같이 제조된 세라믹도료의 도포 두께는 100 내지 300㎛로 도포하는 것이 바람직한데, 100㎛미만으로 도포될 경우, 상기 세라믹도료의 단열효과 및 흡습효과가 용이하게 구현되지 않는 단점이 있고, 300㎛이상으로 도포될 경우, 도막의 두께가 너무 두꺼워 깨지는 현상이 발생되고, 여러 번 시공해야 하는 번거로움이 있으며, 시공시간과 비용이 높아지는 단점이 있다.
더욱 바람직하게는, 100 내지 200㎛의 두께로 도포될 수 있다.
상기와 같이 제조된 세라믹 도료를 아파트 베란다 등 외부와의 온도 차이로 인한 결로발생구간에 적용하여 단열효과와 흡습기능를 향상시키는 동시에 결로가 발생되는 것을 용이하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 세라믹 도료에 곰팡이가 발생 되어도 곰팡이를 쉽게 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 결로방지용으로 제조되는 세라믹 도료에 일반적으로 사용되는 염화칼슘을 포함하지 않음으로써, 건물을 구성하는 시멘트의 파괴가 발생되지 않게 되는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 대한 실시예를 들어보면 다음과 같다.
<실시예 1> 본 발명에 따른 결로방지용 세라믹 도료 제조.
1. 상기 제1단계(S100)어서 얻어지는 용액 100중량부에 대하여, 정제수 33중량부에 실리카졸 67중량부를 넣고 80℃에 도달하도록 교반하에 가열하는 제1단계(S100)를 수행한다.
2. 상기 제2단계(S200)를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 정제수 63.5중량부, 소듐 36중량부, 산화아연 0.2중량부, 알루미늄아이소프로프 산화물 0.2중량부 및 염화마그네슘 0.1중량부를 넣고 10분동안 교반하는 제2단계(S200)를 수행한다.
3. 상기 제1단계(S100)에서 얻어진 용액과 제2단계(S200)에서 얻어진 용액의 혼합물 100중량부에 대하여, 상기 제1단계(S100)에서 얻어진 용액 76중량부와 상기 제2단계(S200)에서 얻어진 용액 24중량부를 혼합한 후 80℃를 유지하며 60분 동안 교반하여 바인더를 제조(S300)한다.
4. 상기 단계(S300)를 거쳐 만들어진 바인더 100중량부에 대해 입도 5㎛인 규조토를 15중량부를 상기 바인더에 넣고 상온에서 60분동안 교반하여 세라믹 도료를 제조한다.
5. 상기 세라믹 도료를 200㎛로 도포한다.
<실시예2> 포타슘을 포함하는 세라믹 도료 제조.
상기 세라믹 도료 제조시 소듐 대신 포타슘을 첨가하는 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<실시예 3> 입도 10㎛인 규조토를 포함하는 세라믹 도료 제조.
상기 세라믹 도료 제조시 입도 5㎛인 규조토 15중량부 대신 입도 10㎛인 규조토 10중량부를 첨가하는 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<실시예 4> 포타슘과 입도 10㎛인 규조토를 포함하는 세라믹 도료 제조
상기 세라믹 도료 제조시 소듐 대신 포타슘을 첨가하고, 입도 5㎛인 규조토 15중량부 대신 입도 10㎛인 규조토 10중량부를 첨가하는 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<비교예1> 소듐 중량부에 따른 물성 비교를 위한 세라믹 도료제조.
상기 세라믹 도료 제조시 상기 제2단계(S200)를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 소듐을 36중량부 대신 25중량부를 넣고 정제수를 73.5중량부 넣는 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<비교예2> 알루미늄아이소프로프 산화물 중량부에 따른 물성 비교를 위한 세라믹 도료제조.
상기 세라믹 도료 제조시 상기 제2단계(S200)를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 알루미늄아이소프로프 산화물 0.2중량부를 넣는 대신 0.05중량부를 넣고 정제수를 65.0중량부 넣는 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<비교예 3> 염화마그네슘 중량부에 따른 물성 비교를 위한 세라믹 도료제조.
상기 세라믹 도료 제조시 상기 제2단계(S200)를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 염화마그네숨 0.1중량부를 넣는 대신 0.01중량부를 넣고 정제수를 63.59중량부 넣는 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<비교예 4> 규조토 입도에 따른 물성 비교를 위한 세라믹 도료제조.
상기 세라믹 도료 제조시 상기 바인더 100중량부에 대하여, 입도 5㎛인 규조토 대신 입도 2㎛인 규조토를 넣는 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 제조하였다.
<성능시험>
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 각 세라믹 도료에 대하여 단열효과, 내수성, 표면강도 및 불연성을 시험한 다음 그 결과를 다음 표1에 나타내었다.
1. 단열효과 시험
80℃의 정제수를 채운 알루미늄캔의 표면에 상기 실시예1 내지 4 및 비교예1 내지 3을 부분 도포하여 5분 경과 후 각 도포층의 표면온도(℃)를 측정하였다.
2. 결로발생 시험
5℃의 정제수를 채운 알루미늄 캔에 상기 실시예1 내지 4 및 비교예 1 내지 3을 부분 도포하여 15분 경과 후 결로가 발생 여부를 상기 도포층에 흡습력이 뛰어난 휴지를 붙여 상기 휴지가 표면에 붙는 범위에 따라 탁월(1)>우수(2)>양호(3)>보통(4)>미흡(5)으로 측정하였다.
3. 내수성 시험
벽돌표면에 상기 실시예1내지 4 및 비교예1 내지 3을 도포하여 정제수에 넣고 20일간 경과후 표면이 갈라지는 범위에 따라 탁월(1)>우수(2)>양호(3)>보통(4)>미흡(5)으로 평가하였다.
제2단계(S200) 조성물에 따른 단열효과, 결로발생여부 및 내수성 비교.
두께(㎛) 도포횟수 표면온도(℃) 결로발생여부 내수성
실시예 1 200 2 70.6 2 2
실시예 2 200 2 71.7 2 2
실시예 3 200 2 72.0 2 2
실시예 4 200 2 71.4 2 2
비교예 1 200 3 75.0 5 4
비교예 2 200 3 77.2 4 3
비교예 3 200 2 70.2 4 4
비교예 4 200 2 71.3 5 3
상기 표1에 나타낸 바와 같이, 전반적으로 도포횟수에 따른 두께는 비슷하지만, 비교에 1및 2의 도포횟수가 두께에 비해 많은 것으로 나타났다.
이는, 상기 소듐 및 알루미늄아이소프로프 산화물의 양이 줄어든 대신 정제수의 양이 늘어남에 의해 물성이 저하되어 도포횟수가 늘어난 것으로 판단된다.
또한, 단열효과 시험에 의한 표면온도를 비교하면, 도2의 사진과 같이, 비교예1 및 2의 표면온도가 실시예 1 내지 4와 비교예 1 및 2에 비해 높게 나타남을 알 수 있다.
특히, 비교예 2가 비교예 1보다 높게 나타났는데, 이는 상기 세라믹 도료에서 알루미늄아이소프로프의 양이 줄어듦에 의해 단열성이 저하되었기 때문이라 판단된다.
결로발생여부와 내수성을 비교하면, 도 3의 사진과 같이, 시간에 따른 알루미늄캔의 결로발생 여부를 살펴본 결과, 코팅하지 않은 면에는 15분 후 결로가 발생하기 시작하여, 휴지를 붙이자 결로에 의해 휴지가 알루미늄 캔에 붙었다.
이 시점을 기준으로 상기 실시예 1 내지 4에 의해 제조된 세라믹 도료부분을 휴지를 붙여 비교해본 결과, 실시예 1 내지 4의 범위는 우수(2)로 동일하게 나타남을 알 수 있었다.
그러나, 비교예 1내지 4는 실시예 1 내지 4에 비해 결로발생여부는 현저히 저하된 것으로 나타났다.
또한, 비교예1 및 4의 결로발생여부 값이 비교예 2 및 3에 비해 높게 측정되었다. 이는 소듐과 규조토양이 적어져 최종적으로 제조되는 도료의 흡습성이 저하됨으로써 결로발생율이 높아지는 것으로 생각된다.
이는 소듐과 포타슘으로 인하여 금속이온들과 화학적으로 반응한 반응생성물이 나노화되어 내수성이 살아남으로써 결로발생률이 현저히 저하되었기 때문이라 생각된다.
더욱이, 내수성을 비교해 보면, 도4의 사진과 같이, 실시예 1에 비하여 비교예 1 내지 4의 내수성은 현저히 떨어지는 것으로 나타났다.
이는 소듐과 포타슘으로 인하여 알카리성 세라믹 도료는 대부분이 물에 녹지만, 금속이온을 포타슘이나 소듐에 녹여 이온화함으로써 실시예 1의 내수성이 살아났기 때문이라 판단된다.
또한, 비교예 1 및 3의 내수성 값이 비교예 2 및 4에 비해 높게 측정되었다. 이는 알루미늄아이소프로프 산화물과 규조토의 단열성에 의해 내수성이 낮게 측정되는 것으로 사료된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 통상의 기술자는 아래의 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.
S100: 제1단계
S200: 제2단계
S300: 바인더 제조단계
S400: 세라믹 도료 제조단계

Claims (4)

  1. 건축물 내벽의 마감제용 세라믹 도료의 제조방법에 있어서,
    제1단계를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 정제수 27~40중량부에 실리카졸 60~73중량부를 75~85℃에 도달하도록 교반하에 가열하는 제1단계;
    제2단계를 통해 얻어지는 조성물 100중량부에 대하여, 정제수 57~69.3중량부에 소듐 또는 포타슘 중 선택되는 적어도 하나인 것 30~42중량부, 산화아연 0.1~0.4중량부, 알루미늄아이소프로프 산화물 0.1~0.4중량부 및 염화마그네슘 0.05~0.2중량부를 상온에서 5 내지 15분 동안 교반하는 제2단계;
    상기 제1단계에서 얻어진 용액과 상기 제2단계에서 얻어진 용액의 혼합물 100중량부에 대하여, 상기 제1단계에서 얻어진 용액은 71~81중량부, 상기 제2단계에서 얻어진 용액은 19~29중량부로 혼합한 후 75~85℃를 유지하며 55~65분간 교반하여 바인더를 제조하는 단계; 및
    상기 단계에서 얻어진 상기 바인더100중량부에 대해, 상기 바인더 100중량부에 규조토 5~20중량부로 넣고 상온에서 50 내지 70분 동안 교반하여 세라믹 도료를 얻는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열과 흡습을 통한 결로방지용 세라믹 도료의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    교반속도는 600rpm 이상인 것을 특징으로 하는 단열과 흡습을 통한 결로방지 세라믹 도료의 제조방법.
  3. 제1항에 었어서,
    상기 규조토의 입도는 3~12㎛인 것을 특징으로 하는 단열과 흡습을 통한 결로방지 세라믹 도료의 제조방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 단열과 흡습을 통한 결로방지 세라믹 코팅 조성물.
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