KR20190087066A - 페인트 조성물의 제조방법 - Google Patents

페인트 조성물의 제조방법 Download PDF

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KR20190087066A
KR20190087066A KR1020180005401A KR20180005401A KR20190087066A KR 20190087066 A KR20190087066 A KR 20190087066A KR 1020180005401 A KR1020180005401 A KR 1020180005401A KR 20180005401 A KR20180005401 A KR 20180005401A KR 20190087066 A KR20190087066 A KR 20190087066A
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Abstract

본 발명은 규산소다 1000g과 과산화수소 200g을 혼합한 후, 건조기에서 100℃에서 건조시키면, 수많은 기포가 생성되면서 건조시킨 다음, 볼밀로 이송시켜 500매쉬로 분쇄시켜 흡착 및 제습 효과가 우수한 다공질 실리카겔 분말을 제조한 다음,
규산소다 1000g, 산화티탄 300g을 반응기에 투입시켜 교반기로 서서히 교반하면 산화티탄이 강알카리염인 규산소다에 서서히 녹으면서 산화티탄이 침전되지 않고 백색의 점성과 접착이 우수한 규산소다 산화티탄조성물을 제조한 후,
상기에서 제조된 규산소다산화티탄 조성물 1000g과 상기에서 제조된 다공질 실리카겔 분말 200g을 볼밀에 이송시켜 24시간 분쇄하면 백색의 크림형태의 기능성 친환경 수성페인트 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

Description

기능성 친환경 페인트의 제조방법{ Method of manufacturing for fire retardant board}
본 발명은 인체에 유해한 유기화합물이 함유된 수성페인트로 널리 사용하고 있는 고분자수지 조성물을 완전 배제하고 무취, 무독 광물질 무기 화합물로 조성된 기능성 친환경 수성페인트의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 페인트는 피도물에 다양한 색상 및 광택을 부여하여 미려한 색상으로 아름답게 함은 물론 피도체가 도막에 의해 그 아름다움을 계속 유지시켜주는 환경미화, 환경보호의 기능을 부여하는 것 이외에 전기 절연, 방균, 방부, 방화, 내열 등의 특수 기능을 부여하기도 한다.
이러한 페인트의 종류는 다양하나 크게 수성과 유성 페인트로 나눌 수 있으며, 두 종류 모두 각기 고유의 특성과 용도를 가지고 있다.
이러한 페인트를 물체의 표면에 도장을 함으로써 도장된 물건의 표면이 오손이나 부식으로부터 보호되고 아름다움이 배가된다.
또한, 이러한 페인팅은 도금 등의 표면 처리와 비교할 때 솔과 도료가 있으면 누구나 간단하게 할 수 있으므로 가정에서도 많이 이용하고 있다.
기존 유기화합물이 함유된 수성페인트로 널리 사용하고 있는 고분자수지 조성물은 새집증후군을 일으키는 유기휘발성분을 발생시켜 도포 후 벽면에 고분자 수지 피막을 형성하여 제습 및 흡착기능이 없어 항곰팡이 등이 서식하고, 유기화합물 등 냄새를 흡착하지 못해 인체 및 환경에 미치는 유해성이 크다.
국내공개특허공보 공개번호 제 1020010069370(2001.07.25.)호에는 인체에 유익한 원적외선 방사물질인 황토를 주재료로 하여 참 숯 맥반석 게르마늄 옥 분말을 소량 첨가하여 매우 미세한 입자(100Mash이상)로 분쇄 혼합한 후 규토(Sillica)를 융융하여 용해해서 얻어진 응고제이면서 접착력이 있는 액상 및 분말 규산소다 (2Na2O.SIO2)와 1.5 : 1의 비율로 혼합하여 생산되는 황토 접착제 및 황토 페인트가 공개되어 있고,
국내공개특허공보 공개번호 제1020080016386 (2008.02.21.)호에는 제1공정으로 적색황토분말과 실리카겔분말 인동석을 분쇄한 분말을 혼합하여 황토조성물 700g을 제조하고 제2공정으로 은나노콜로이드(1,000ppm) 1,000g을 정량한 다음 제3공정으로 점도가 높은 초산비닐수지 고형분(40%) 점도 6,000 1,000g을 제조한 다음 제4공정으로 제1공정의 황토조성물 700g을 제3공정의 초산비닐수지에 혼합 믹스한 다음 제2공정의 은콜로이드를 혼합 믹스하여 밀로 밀링하여 점성 높은 황토조성물 기능성 페인트를 제조하는 방법이 기재되어 있으며,
국내공개특허공보 공개번호 제1020080016386(2008.02.21.)호에는 제1공정으로 적색황토분말과 실리카겔분말 인동석을 분쇄한 분말을 혼합하여 황토조성물 700g을 제조하고 제2공정으로 은나노콜로이드(1,000ppm) 1,000g을 정량한 다음 제3공정으로 점도가 높은 초산비닐수지 고형분(40%) 점도 6,000 1,000g을 제조한 다음 제4공정으로 제1공정의 황토조성물 700g을 제3공정의 초산비닐수지에 혼합 믹스한 다음 제2공정의 은콜로이드를 혼합 믹스하여 밀로 밀링하여 점성 높은 황토조성물 기능성 페인트를 제조하는 방법이 공개되어 있고,
국내등록특허공보 등록번호 제1013107760000(2013.09.13.)호에는 이산화규소와 알루미나를 원료로 한 결합제 45 내지 55 중량%; 알콜을 원료로 한 용매 15 내지 20 중량%; 방취제 25 내지 35 중량%; 운모와 알루미나를 포함한 필러 1 내지 7 중량%; 실리콘유를 원료로 한 증점제 1 내지 5 중량%; 실리카를 원료로 한 첨가제 0.5 내지 3 중량%; 로 이루어진 원적외선 세라믹 도료가 공개되어 있음을 알 수 있다.
1. 국내공개특허공보 공개번호 제 1020010069370(2001.07.25.)호 2. 국내공개특허공보 공개번호 제 1020080016386(2008.02.21.)호 3. 국내공개특허공보 공개번호 제 1020080016386(2008.02.21.)호 4. 국내등록특허공보 등록번호 제 1013107760000(2013.09.13.)호
종래의 기술은 고분자수지 접착제를 유화시킨 수성페인트는 각종 휘발성 유기화합물에 의해 인체에 유해하며, 고분자 수지는 피막을 형성시켜 벽면에 도포시, 제습기능과 흡착 기능이 없어 벽면에 습기가 존재하여 곰팡이나 유해 세균 등이 번식하여 인체 및 환경에 미치는 유해성 등의 문제점이 본 발명이 해결하고자 하는 과제인 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여,
규산소다 1000g과 과산화수소 200g을 혼합한 후, 건조기에서 100℃에서 건조시키면, 수많은 기포가 생성되면서 건조시킨 다음, 볼밀로 이송시켜 500매쉬로 분쇄시켜 흡착 및 제습 효과가 우수한 다공질 실리카겔 분말을 제조한 다음,
규산소다 1000g, 산화티탄 300g을 반응기에 투입시켜 교반기로 서서히 교반하면 산화티탄이 강알카리염인 규산소다에 서서히 녹으면서 산화티탄이 침전되지 않고 백색의 점성과 접착이 우수한 규산소다 산화티탄조성물을 제조한 후,
상기에서 제조된 규산소다산화티탄 조성물 1000g과 상기에서 제조된 다공질 실리카겔 분말 200g을 볼밀에 이송시켜 24시간 분쇄하여 제조하거나,
규산소다를 건조기에서 100℃에서 2시간 건조시킨 후, 볼밀로 이송시켜 500매쉬로 분쇄시켜 흡착 및 제습 효과가 우수한 다공질 실리카겔 분말을 제조하여 준비한 다음,
규산소다 1000g, 산화티탄 300g을 반응기에 투입시켜 교반기로 서서히 교반하면 산화티탄이 강알카리염인 규산소다에 서서히 녹으면서 산화티탄이 침전되지 않고 백색의 점성과 접착이 우수한 규산소다 산화티탄조성물을 제조하여 준비한 후,
상기에서 제조된 규산소다산화티탄 조성물 1000g과 상기에서 제조된 다공질 실리카겔 분말 100g 및 황토, 견운모, 게르마늄 중에서 선택된 어느 하나의 화합물 300g을 볼밀에 이송시켜 24시간 분쇄하면 백색의 크림형태의 기능성 친환경 수성페인트 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이 본 발명의 과제해결 수단인 것이다.
본 발명은 산화티탄과 실리카겔이 함유되어 탈취효과가 높을 뿐 아니라, 견운모와 같은 광물질성분이 포함에 인체에 유해한 유, 무기 화학약품성분들이 전혀 포함되어 있지 않았으며, 나아가, 원적외선 및 음이온의 효과로 실내환경을 쾌적하게 유지할 수 있는 효과가 있는 것이다.
본 발명은 규산소다 1000g과 과산화수소 200g을 혼합한 후, 건조기에서 100℃에서 건조시키면, 수많은 기포가 생성되면서 건조시킨 다음, 볼밀로 이송시켜 500매쉬로 분쇄시켜 흡착 및 제습 효과가 우수한 다공질 실리카겔 분말을 제조한 다음,
규산소다 1000g, 산화티탄 300g을 반응기에 투입시켜 교반기로 서서히 교반하면 산화티탄이 강알카리염인 규산소다에 서서히 녹으면서 산화티탄이 침전되지 않고 백색의 점성과 접착이 우수한 규산소다 산화티탄조성물을 제조한 후,
상기에서 제조된 규산소다산화티탄 조성물 1000g과 상기에서 제조된 다공질 실리카겔 분말 200g을 볼밀에 이송시켜 24시간 분쇄하면 백색의 크림형태의 기능성 친환경 수성페인트 조성물을 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 예는 규산소다 1000g과 과산화수소 200g을 혼합한 후, 건조기에서 100℃에서 건조시키면, 수많은 기포가 생성되면서 건조시킨 다음, 볼밀로 이송시켜 500매쉬로 분쇄시켜 흡착 및 제습 효과가 우수한 다공질 실리카겔 분말을 제조한 다음,
규산소다 1000g, 산화티탄 300g을 반응기에 투입시켜 교반기로 서서히 교반하면 산화티탄이 강알카리염인 규산소다에 서서히 녹으면서 산화티탄이 침전되지 않고 백색의 점성과 접착이 우수한 규산소다 산화티탄조성물을 제조하여 준비한 후,
상기에서 제조된 규산소다산화티탄 조성물 1000g과 상기에서 제조된 다공질 실리카겔 분말 100g 및 황토, 견운모, 게르마늄 중에서 선택된 어느 하나의 화합물 300g을 볼밀에 이송시켜 24시간 분쇄하면 백색의 크림형태의 부드럽고 기능성 친환경 수성페인트 조성물을 제조하는 방법인 것이다.
규산소다는 규산의 나트륨염. 규산소다라고도 한다.
조성에 따라 메타규산나트륨 Na SiO , 그 수화물인 오르토규산나트륨 Na SiO , 이규산나트륨 Na Si O 등 여러 가지가 있으나 보통은 메타규산나트륨을 말한다. 수화물도 있으나 무수물은 석영과 탄산나트륨의 혼합물을 1,000℃로 가열 융해하여 고화시켜서 만든다. 메타규산나트륨은 물에 잘 녹으며 수용액은 가수분해하여 알칼리성이 된다.[네이버 지식백과]
산화티탄은 타이타늄의 산화물로, 보통 산화타이타늄(Ⅳ)을 가리킨다. 고온에서 안정한 루틸형, 저온에서 안정한 예추형, 중간 온도에서 안정한 브루카이트형으로 나눌수 있다.
물리적 성질은 백색 고체로서, 녹는점 1843℃, 끓는점 2972℃, 화학식 TiO, 분자량 79.866g/mol임을 알 수 있다.
타이타늄의 산화물로는 산화타이타늄(Ⅳ)·산화타이타늄(Ⅱ)·산화타이타늄(Ⅲ)·과산화타이타늄 등이 있다. 흔히 산화타이타늄이라고 하면 산화타이타늄(Ⅳ)을 가리킨다.
산화타이타늄(Ⅳ)은 이산화타이타늄·타이타늄산무수물·티타니아라고도 한다. 화학식 TiO2. 천연으로는 브루카이트·예추석(銳錐石)·판(板)타이타늄석·타이타늄철석(일메나이트) 등의 광물로서 존재한다. 구조가 다른 3개의 변종이 알려져 있는데, 고온에서 안정한 형을 루틸형, 저온에서 안정한 형을 예추형, 중간 온도에서 안정한 형을 브루카이트형이라고 한다.
루틸형의 것은 각종 무기산·유기산·알칼리·가스 등에 침식되지 않으며, 열에도 1,800℃까지 녹지 않는다. 금속타이타늄을 공기 속에서 강열하면 생기는데, 공업적으로는 타이타늄철석 등의 광물을 분쇄·건조시켜 진한 황산을 가하고, 여과액에 쇠 부스러기를 가하여 위에 뜬 액체를 냉각시킨 후 물을 가해서 침전시켜 800∼900℃에서 배소하여 얻는다.
내산(耐酸)·내알칼리 도료, 은폐력이 강한 백색 안료, 인조견 ·스테이플파이버 ·화학섬유 등의 광택을 없애는 데 사용되는데, 도성이 없기 때문에 특히 화장품이나 그림물감, 완구의 도료, 식품의 포장용지 등에 사용된다. 또 금속제품의 연마, 유기 타이타늄화합물의 원료, 법랑(琺瑯)이나 도자기의 유약, 타이타늄 콘덴서, 치과용 재료 외에, 비누·날염·인쇄잉크·인조피혁 등에도 사용된다.
[네이버 지식 백과] 산화타이타늄 [titanium dioxide, 酸化─] (두산 백과)
본 발명에서는 규산소다 산화티탄조성물을 제조하기 위하여 규산소다와 산화티탄을 중량대비 10:3 중량부를 사용하였다.
실리카겔은 튼튼한 그물조직의 규산입자로, 표면적이 매우 넓어 물이나 알코올 등을 흡수하는 능력이 매우 뛰어나 제습제로 많이 사용된다.
시중에 판매되고 있는 김을 다 먹고 나면 플라스틱그릇 바닥에 하얀 종이가 있고 그 안에 작은 알갱이들이 들어 있는 것을 볼 수 있다. 이 알갱이들은 건조된 김이 수분을 흡수하여 눅눅해지는 것을 막기 위해 넣은 것으로, 스스로가 대신 수분을 흡수하는 역할을 한다. 이 알갱이들이 바로 실리카겔이다.
실리카겔은 SiO2·nH2O의 화학식을 가지며 작은 구멍들이 서로 연결되어 튼튼한 그물 조직을 이루고 그 사이에 용매인 물 등이 들어가 굳어버린 비결정형의 입자이다. 표면적이 매우 넓어 물이나 알코올 등을 흡수하는 능력이 매우 뛰어나 제습제로 많이 사용되는 물질이다.
꽃을 말릴 때에도 실리카겔을 이용하면 꽃의 수분이 빠져나가면서도 꽃의 색이나 모양을 잘 보존할 수 있다. 수분을 이미 많이 흡수한 실리카겔은 흡수능력이 떨어지지만, 이를 다시 가열하면 수분이 날아가 다시 흡습능력이 좋아지므로 재사용이 가능하다. 코발트화합물을 흡착시킨 실리카겔을 사용하면 수분을 흡수하지 않았을 때에는 실리카겔이 파란색을 띠고 수분을 흡수하면 담홍색으로 변한다. 따라서 색깔을 통해 실리카겔이 얼마나 수분을 머금고 있는지, 또 얼마나 더 수분을 흡수할 수 있는지 간단하게 파악할 수 있다.
실리카겔은 이 밖에도 크로마토그래피의 흡착제로도 사용되고 촉매의 운반체로 쓰이기도 한다
[네이버 지식 백과] 실리카겔 [silica gel] (두산 백과)
본 발명에서는 기능성 친환경 수성페인트 조성물 제조시 규산소다산화티탄 조성물 1000g당 실리카겔 분말을 100 ~ 200g을 사용하였다.
본 발명에서 사용되는 황토는 주로 실트 크기의 입자들로 구성되어 있으며, 탄산칼슘에 의해 느슨하게 교결되어 있는 연황색 퇴적물. 황토는 대개 균질하고 층리가 발달되어 있지 않으며, 공극률이 크다. 또한, 퇴적층을 수직방향으로 갈라지게 하는 수직한 열극들이 발달해 있다. 황토를 뜻하는 'loess'는 풍성퇴적(風成堆積 : 바람에 의한 퇴적작용) 기원이라는 의미를 내포하고 있는데, 어원은 독일어이며 '느슨하게 교결되어 있다'는 뜻이다. 이 용어는 1821년경 라인 계곡에 최초로 적용되었다. 두꺼운 황토층은 두께 1~5m의 황토단위층으로 구성되어 있는데, 각각의 황토단위층은 황토층 또는 황토와 유사한 퇴적층을 협재(挾在)하고 있으며, 고토양층(과거 지질시대의 토양층), 모래층 및 이들과 유사한 물질을 포함하고 있다. 황토복합체는 이러한 구성원들이 모여서 이루어졌다.
황토의 물리 화학적 성질을 살펴보면, 황토크기에 해당하는 입자크기는 0.02~0.05mm이며, 조립질과 중립질의 먼지를 포함한다. 다양한 방법들에 의한 입자크기 분석에 의하면, 이러한 크기의 비율은 무게비로 50％ 정도이다. 점토크기(0.005mm 이하)의 입자들은 5~10％를 구성한다. 일부 황토 지역에서 입자크기의 분포는 먼지의 공급지로부터 멀어짐에 따라 세립질 입자들로 전이해가는데, 예를 들면 미국 네브래스카 주의 샌드힐스에서는 동쪽으로 가면서 입자크기가 점차 세립화된다.
먼지 · 점토 · 모래의 상대적인 함량은 하나의 황토단위층에서 다른 황토단위층에 이르기까지 수평 하게 변할 뿐만 아니라 수직으로도 변한다. 황토 내의 수분 함량은 10~15％로 낮으며, 공극률이 감소함에 따라 증가한다. 황토의 공극률은 50~55％이며, 깊이 약 10m까지는 미약하게 감소한다. 이 깊이 이하에서는 공극률이 입자크기 분포에 따라 다양하게 변하는데, 황토 내에 점토가 풍부하면 공극률은 34~45％로 감소한다. 사질 황토의 공극률은 약 60％이고 밀도는 1.5g/㎤이며, 비중은 평균 2.7이다.
황토의 광물조성은 다음과 같다. 60~70％의 석영을 함유하며 그 함량은 최저 40％에서 최고 80％까지 변화한다. 장석과 운모는 10~20％, 탄산염광물은 5~35％를 구성하고 있다. 약 2~5％의 실트는 각섬석 · 인회석 · 흑운모 · 녹니석 · 디스텐(남정석) · 녹렴석 · 석류석 · 해록석 · 휘석 · 금홍석 · 규선석 · 십자석 · 전기석 · 지르콘 등과 같은 중광물들로 구성되어 있으며, 입자들은 전형적으로 미약하게 풍화되어 있다. 세립질(0.002mm 이하)의 입자크기에서는 몬모릴로나이트 · 일라이트 · 캐올리나이트 등과 같은 점토 광물들이 쇄설성(파편성)인 것에 비해 우세하다. 점토광물은 황토가 쌓이는 동안이나 쌓인 후에 다양한 콜로이드 작용 또는 물리화학적 작용에 의해 생성된다. 황토의 광물조성은 매우 균질하지만, 입자크기와 기원지의 차이에 의해 약간씩 변화한다.
먼지크기 입자들의 기원지는 중광물조합에 대한 연구에 의해 밝혀지는데, 연구 결과 이들의 기원지는 퇴적이 일어나는 지역이거나 인접지역, 또는 멀리 떨어진 지역이라는 사실이 밝혀졌다. 황토의 화학조성은 50~60％의 실리카(SiO2), 8~12％의 알루미나(Al2O3), 2~4％의 산화철(Ⅲ)(Fe2O3), 0.8~1.1％의 산화철(Ⅱ)(FeO), 약 0.5％의 이산화티탄(TiO2)과 산화망간(MnO), 4~16％의 석회(CaO), 2~6％의 산화마그네슘(MgO) 등과 같은 비율로 가장 흔하게 나타난다. 황토 내에 있는 탄산염의 함량은 먼지 공급지의 특성, 먼지의 퇴적중이나 퇴적 후에 일어나는 지구화학적 · 생물학적 작용, 강수현상, 지하수에 의한 용탈작용 등에 의해 좌우된다. 탄산염들은 황토 내에 여러 가지 형태로 존재하는데, 주로 석영 · 점토 입자로 구성된 집합체 표면에 결각(結殼)으로 존재하거나 작은 크기의 입상체나 패각 파편의 형태로 존재한다. 탄산염들이 2차적으로 농집될 경우에는 단괴나 석회암층(칼크리드)을 형성한다. 석회는 식물뿌리, 열극충전물 및 이들과 유사한 통로를 따라 관 모양의 결각을 형성한다.
[네이버 지식 백과] 황토 [黃土, loess] (농식품백과사전, 농림수산식품교육문화정보원)
본 발명에서는 기능성 친환경 수성페인트 조성물 제조시 규산소다산화티탄 조성물 1000 중량부 당 황토 300중량부를 사용하였다.
견운모는 세리사이트라고도 한다. ‘sericite’라는 말은 비단이라는 뜻의 그리스어에서 연유한다. 단사정계(單斜晶系)에 속하며, 백색 또는 회백색에 진주광택이 있다. 원래는 결정편암, 특히 견운모편암의 주성분 광물을 말하였으나, 오늘날에는 열수작용(熱水作用)으로 생긴 점토 모양의 미세한 백운모를 가리킨다. 화학성분은 백운모와 거의 같으나, 일반적으로 칼륨 K는 백운모보다 적고 수분 H2O가 다소 많다.
장석 ·근청석(菫靑石) ·홍주석(紅柱石) 등의 2차적 변질물로서 생성되고, 가벼운 동력변성작용을 받은 천매암질 점판암 또는 천매암의 가장 흔한 구성광물이다. 도석(陶石)은 화산암의 변질로 인해 생기는데, 석영(70%)과 견운모(30%)로 이루어졌다. 견운모는 도자기나 내화벽돌의 혼입재로 쓰이며, 그 밖에 도료 ·전기절연체 ·활마재(滑摩材) ·화장품용 등 용도가 다양하다
[네이버 지식 백과] 견운모 [sericite, 絹雲母] (두산 백과)
본 발명에서는 기능성 친환경 수성페인트 조성물 제조시 규산소다산화티탄 조성물 1000 중량부 당 견운모 300중량부를 사용하였다.
게르마늄은 Ge, 원자 번호 32, 원자량 72.60. 동위 원소의 질량수(붕괴 형식, 존재비) 66(β＋(?)), 67(β＋, γ), 68(EC), 69(EC, β＋γ), 70(20.55%), 71(EC, γ), 72(27.37%), 73m(IT, γ), 73(7.67%), 74(36.74%), 75m(IT, γ), 75(β－, γ), 76(7.67%), 77m(β－, IT, γ), 77(β－, γ), 78(β－, γ). 1885년 C. Winkler가 아지로드광 중에서 발견하였다. 이것보다 먼저 D.I. Mendelejeff가 제Ⅳ족의 규소 밑에 위치하는 원소로서 에카규소라는 이름으로 예언하였다.
지표 부근에서는 규산염 중의 규소를 치환하여 비율이 넓게 분포하고 있다. 클라크수 : 6.5×10－4. 또 게르마늄은 친구리성을 갖고 있으며, 섬아연광, 사면동광, 황비동광 등 안에도 존재한다. 석탄 중에도 포함되어 있는 일이 많고, 석탄의 연소시에는 연기재로 모이며, 또 건류시에는 가스액으로 모인다. 이들은 게르마늄의 원료로서 이용된다.
황화 광물의 제련시의 부산물로 모인다. 또 석탄을 연소시킨 경우의 연기재(2%도 게르마늄을 포함하는 것이 있다)도 원료가 된다. 염화게르마늄(Ⅳ) GeCl4가 휘발성인 것을 이용해서 증류법에 의해 농축된다. 원소를 만들려면 산화물(염화물의 가수 분해로 만든다)의 수소 환원에 따른다.
실용에 쓰이는 게르마늄은 아주 순수한 것을 필요로 하기 때문에 정제는 특히 중요하다. 염화게르마늄(Ⅳ)을 정류함으로써 가능하면 순수한 염화물을 만들어 주의해서 정제한 물을 이용해서 순수한 산화물을 만들어 이것을 순수소로 환원한다. 이것을 진공 중에서 용해하여 한쪽 끝부터 점차 천천히(1℃를 낮추는데 약 1시간) 냉각하여(英 zone melting) 단결정을 생성시켜 고순도의 것을 얻는다. 99.99···%로 나열하는 9의 수로 순도를 표시한다. 9가 10개 나열된 것도 있다. 이와 같은 고순도의 것은 화학 분석에서 순도를 나타내는 것은 곤란하며, 전기 저항 또는 홀 효과의 측정으로 순도를 나타낸다. 그 때문에 결정 격자에 영향을 주지 않는 불순물은 측정되지 않기 때문에 유한의 크기를 갖는 결정 덩어리가 10－8% 정도의 불순물밖에 포함하지 않는다는 의미는 아니다.
등축 결정계, 다이아몬드 형 구조. 격자 상수 5.657Å, 결합 간격 2.44Å. 격자 상수는 미량의 불순물에 의해 약간 변화가 있다. 이 밖에 무정형의 것이 있으며, 진공 중에서 증발시킨 것이 냉각해서 석출한 경우는 무정형이 된다.
약간 푸르스름한 회백색의 단단한 금속. 녹는점 936±1℃, 끓는점 약 2700℃. d25 5.325. 경도는 순도에 따라 뚜렷한 차이가 있지만, 모어 경도 6, 선팽창률 0.592×10－6deg－1, 비열 0.63cal/degㆍg(20℃) ; 3.4cal/degㆍg(60℃) ; 5.45cal/degㆍg(200℃), 열전도율 0.14cal/cm(25℃), 용융열 98.3±4.9cal/g. 전형적인 반도체로 순수한 것은 충만대와 전도대의 에너지 간격은 0.72eV로 진성 반도체라고 생각할 수 있다. 3가 또는 5가의 불순물을 포함할 때는 각각 비정상, 정상 반도체가 되지만, 불순물 준위와 충만대 또는 전도대와의 차이는 0.05eV이다. 순수한 것이라도 극미량의 불순물로 전기 저항값은 2~40Ωcm의 범위로 뚜렷하게 변화한다. 유전율 16.1, 자화율 χ －0.122×10－6e.m.u.(20℃).
공기 중에서 안정. 적열 이상으로 비로소 산화된다. 산 알칼리에 상당히 안정하며, 왕수, 과산화나트륨에 의해 침투된다. 분말은 진한 질산의 작용으로 산화게르마늄(Ⅳ)으로 된다. 염산에는 녹지 않는다. 하이포아염소산나트륨에는 비교적 쉽게 녹는다.
[네이버 지식 백과] 게르마늄(저마늄) [germanium] (화학대사전, 2001. 5. 20., 세화)
본 발명에서는 기능성 친환경 수성페인트 조성물 제조시 규산소다산화티탄 조성물 1000 중량부 당 견운모 300중량부를 사용하였다.
이하 본 발명을 실시 예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시 예1
제1공정
규산소다 1000g과 과산화수소 200g을 혼합한 후, 건조기에서 100℃에서 건조시키면, 수많은 기포가 생성되면서 건조시킨 다음, 볼밀로 이송시켜 500매쉬로 분쇄시켜 흡착 및 제습 효과가 우수한 다공질 실리카겔 분말을 제조한 다음,
제2공정
규산소다 1000g, 산화티탄 300g을 반응기에 투입시켜 교반기로 교반하여
백색의 점성과 접착이 우수한 규산소다 산화티탄조성물을 제조한 후,
제3공정
상기 제2공정에서 제조된 규산소다산화티탄 조성물 1000g과 제1공정에서 제조된 다공질 실리카겔 분말 200g을 볼밀에 이송시켜 24시간 분쇄하면 백색의 크림형태의 기능성 친환경 수성페인트 조성물을 제조하였다.
실시 예2
제1공정
규산소다 1000g과 과산화수소 200g을 혼합한 후, 건조기에서 100℃에서 건조시키면, 수많은 기포가 생성되면서 건조시킨 다음, 볼밀로 이송시켜 500매쉬로 분쇄시켜 흡착 및 제습 효과가 우수한 다공질 실리카겔 분말을 제조한 다음,
제2공정
규산소다 1000g, 산화티탄 150g을 반응기에 투입시켜 교반기로 교반하여
백색의 점성과 접착이 우수한 규산소다 산화티탄조성물을 제조한 후,
제3공정
상기 제2공정에서 제조된 규산소다산화티탄 조성물 1000g과 제1공정에서 제조된 다공질 실리카겔 분말 100g 및 황토 300g을 볼밀에 이송시켜 24시간 분쇄하면 백색의 크림형태의 친환경 수성페트 조성물을 제조하였다.
실시 예3
제1공정
규산소다 1000g과 과산화수소 200g을 혼합한 후, 건조기에서 100℃에서 건조시키면, 수많은 기포가 생성되면서 건조시킨 다음, 볼밀로 이송시켜 500매쉬로 분쇄시켜 흡착 및 제습 효과가 우수한 다공질 실리카겔 분말을 제조한 다음,
제2공정
규산소다 1000g, 산화티탄 150g을 반응기에 투입시켜 교반기로 교반하여
백색의 점성과 접착이 우수한 규산소다 산화티탄조성물을 제조한 후,
제3공정
상기 제2공정에서 제조된 규산소다산화티탄 조성물 1000g과 제1공정에서 제조된 다공질 실리카겔 분말 100g 및 견운모 300g을 볼밀에 이송시켜 24시간 분쇄하면 백색의 크림형태의 기능성 친환경 수성페인트 조성물을 제조하였다.
실시 예4
제1공정
규산소다 1000g과 과산화수소 200g을 혼합한 후, 건조기에서 100℃에서 건조시키면, 수많은 기포가 생성되면서 건조시킨 다음, 볼밀로 이송시켜 500매쉬로 분쇄시켜 흡착 및 제습 효과가 우수한 다공질 실리카겔 분말을 제조한 다음,
제2공정
규산소다 1000g, 산화티탄 150g을 반응기에 투입시켜 교반기로 교반하여
백색의 점성과 접착이 우수한 규산소다 산화티탄조성물을 제조한 후,
제3공정
상기 제2공정에서 제조된 규산소다산화티탄 조성물 1000g과 제1공정에서 제조된 다공질 실리카겔 분말 100g 및 게르마늄 300g을 볼밀에 이송시켜 24시간 분쇄하면 백색의 크림형태의 기능성 친환경 수성페인트 조성물을 제조하였다.
실험 예1
한국건자재시험연구원에 상기 실시 예에서 제조한 기능성 친환경 수성페인트 조성물을 시멘트 벽돌에 약 0.3mm 도포하여 탈취 시험한 결과 다음 표1과 같은 결과를 얻었다.
2개의 2ℓ의 밀폐된 삼각 플라스크 용기 안에 시험하고자 하는 10×10㎠ 크기의 상기 조성물을 코팅한 여과지시편 1장과 4㎍의 암모니아와, 1㎍의 포름알데히드를 각각 투여한 다음, 60분경과 후의 잔류 암모니아 및 포름알데히드의 농도를 분석하여 탈취율을 산출하였으며, 얻어진 결과를 하기 표4에 나타내었다.
탈취율(%) = (Cb - Cs)/ Cb ×100
(Cb : 시험편을 넣지 않은 시험용기의 각 시간 경과 후 남아 있는 시험가스의 농도, Cs : 시험편을 넣은 시험용기의 각 시간 경과후 남아 있는 시험가스의 농도)
시험방법 : KICM-FIR-1085
가스며 : 암모니아
가스농도측정기기: FT-IR
비고 경과시간(분) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
실시 예 1 30 480 109 77.29
60 425 82 80.70
90 365 68 81.37
120 335 57 82.988
실시 예 2 30 484 110 77.27
60 430 85 80.23
90 370 70 81.08
120 350 60 82.85
실시 예 3 30 482 114 76.34
60 427 85 80.09
90 368 72 80.43
120 338 69 79.58
실시 예 4 30 480 108 77.50
60 422 77 81.75
90 368 72 81.34
120 340 59 82.64
실험결과 2시간 경과 후 가장 이상적으로 탈취효과가 나타났음을 알 수 있었으며, 전반적으로 탈취효과가 나타나므로 새집증후군의 주원인인 유해휘발성화합물을 탈취할 수 있는 기능성 친환경 수성페인트 조성물의 제조방법임을 알 수 있었다.
실험 예2
실시 예 에서 제조된 기능성 친환경 수성페인트 조성물을 주로 하는 벽돌을 40℃에서 FT-IR 스펜트로메타를 이용한 흑체(Black body)대비 측정한 결과는 다음과 같다.
구분 원적외선방사율
(5~20㎛)		 방사에너지
(W/㎡, u, 40℃)
실시 예1 0.90 3.9 × 102
실시 예2 0.90 3.8 × 102
실시 예3 0.90 3.77 × 102
실시 예4 0.90 3.82 × 102
실험 예3
상기 실시 예에 의해 제조된 기능성 친환경 수성페인트 조성물을 도포한 벽돌 및 패널의 음이온 방출량을 측정하였으며, 실내온도 20℃, 습도 45%, 대기중 음이온수 109/CC 조건에서 실험한 결과 다음과 같음을 알 수 있었다.
1)시험방법:KFIA-FI-1042
2)시험편:100 ×100mm
구분 음이온(이온/CC) 비고
실시 예1 1,075/cc
실시 예2 1,032/cc
실시 예3 1,082/cc
실시 예4 1,132/cc
상기와 같은 실험결과 본 발명의 기능성 친환경 수성페인트 조성물은
산화티탄과 실리카겔이 함유되어 탈취효과가 높을 뿐 아니라, 견운모와 같은 광물질성분이 포함에 인체에 유해한 유, 무기 화학약품성분들이 전혀 포함되어 있지 않았으며, 나아가, 원적외선 및 음이온의 효과가 나타나고 있음을 알 수 있다.

Claims (2)

  1. 기능성 친환경 수성페인트 조성물의 제조방법에 있어서,

    제1공정
    규산소다 1000g과 과산화수소 200g을 혼합한 후, 건조기에서 100℃에서 건조시키면, 수많은 기포가 생성되면서 건조시킨 다음, 볼밀로 이송시켜 500매쉬로 분쇄시켜 다공질 실리카겔 분말을 제조한 다음,

    제2공정
    규산소다 1000g, 산화티탄 300g을 반응기에 투입시켜 교반기로 교반하여
    백색의 규산소다 산화티탄조성물을 제조한 후,

    제3공정
    상기 제2공정에서 제조된 규산소다산화티탄 조성물 1000g과 제1공정에서 제조된 다공질 실리카겔 분말 200g을 볼밀에 이송시켜 24시간 분쇄하여 제조함을 특징으로 하는 기능성 친환경 수성페인트 조성물의 제조방법.


  2. 기능성 친환경 수성페인트 조성물의 제조방법에 있어서,

    제1공정
    규산소다 1000g과 과산화수소 200g을 혼합한 후, 건조기에서 100℃에서 건조시키면, 수많은 기포가 생성되면서 건조시킨 다음, 볼밀로 이송시켜 500매쉬로 분쇄시켜 다공질 실리카겔 분말을 제조한 다음,

    제2공정
    규산소다 1000g, 산화티탄 150g을 반응기에 투입시켜 교반기로 교반하여
    백색의 규산소다 산화티탄조성물을 제조한 후,

    제3공정
    상기 제2공정에서 제조된 규산소다산화티탄 조성물 1000g과 제1공정에서 제조된 다공질 실리카겔 분말 100g 및 황토, 견운모, 게르마늄 중에서 선택된 어느 하나의 화합물을 선택한 300g을 볼밀에 이송시켜 24시간 분쇄하여 제조함을 특징으로 하는 기능성 친환경 수성페인트 조성물의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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