WO2014104498A1

WO2014104498A1 - 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물

Info

Publication number: WO2014104498A1
Application number: PCT/KR2013/005155
Authority: WO
Inventors: 정민상
Original assignee: 김혁중
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2014-07-03
Also published as: EP2826823B1; EP2826823A4; US9249312B2; CN104185659A; KR101259773B1; JP5870437B2; ES2624411T3; JP2015519408A; US20150337142A1; EP2826823A1

Abstract

본 발명은 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물을 제공한다. 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 유해물질을 흡착하기 위한 규조토 3 ~ 6 중량%와; 탈취효과를 강화시키기 위한 이산화티탄 7 ~ 12 중량%와; 실내의 공기로부터 유래되는 유해한 균을 사멸시키는 항균제 마이크로 캡슐 0.4 ~ 1.5 중량%와; 실내 공기로부터 유래되는 진균의 번식을 방지하는 방부제 0.1 ~ 0.5 중량%와; 수성페인트 조성물의 각종 성분들을 서로 결합시키고 매끈한 표면을 형성하게 되는 무기바인더 30 ~ 40 중량%와; 수성페인트의 재료 배합을 수행하고 작업성을 조절할 수 있는 물 3 ~ 10 중량%와; 그리고 나머지는 수성페인트의 베이스물질로서 작업시 두께를 형성하게 되는 규사; 를 포함하고 있다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 30.07.2013]　건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물

본 발명은 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시멘트 건축물의 실내 벽면을 구성하는 시멘트 벽면 위에 도포하여 사용할 수 있고, 시멘트의 독성을 중화 흡수하고 실내의 습도 조절기능을 수행할 수 있으며, 항균 항곰팡이 탈취 및 악취 제거 등의 기능을 수행할 수 있는 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물에 관한 것이다.

오늘날 가장 많이 건설되는 건축물로서는 철골구조를 근간으로 한 시멘트 건조물이라고 할 수 있다. 시멘트 건조물은 철골 구조물을 포함하고 있으면서, 그 내 외장의 주재료를 시멘트 원료로 사용하는 건축물을 지칭하고 있다. 이러한 건축물은 가장 중요한 용도와 기능이 한정된 공간에 가능한 한 많은 실내 공간을 확보하도록 하는데 있다. 시멘트 건축물은 유동성을 보유한 시멘트 몰타르를 기본적으로 사용하게 되는데, 건축물의 용도에 따라 다양한 외부 구조 내지 다양한 실내 공간을 보유하게 되고, 상기 시멘트 몰타르는 이러한 건축물의 다양한 구조 내지 형상에 유연성있게 사용될 수 있는 것이어서, 가장 많이 사용되고 있는 건축 마감재 중의 하나로 평가되고 있다.

주지된 바와 같이, 건축마감재란 통상의 건축 내외장 자재를 의미하는 것으로, 시멘트 벽면을 기초로 하여 그 위에 타일이나 마루, 석재 판넬 등과 같이 건축물의 내벽, 바닥면, 외벽에 부착되어 각각 고유한 기능을 수행하기 위하여 사용되는 건축자재를 말한다.

이러한 건축 마감재는 건축물의 내벽, 바닥면, 외벽에 각각 부착되어 외관적 미려함이나 단열, 방수 등의 부가적인 기능을 수행하게 되므로, 필수적인 건축자재라고 할 수 있다. 상기 건축 마감재는 통상적으로 건축용 접착제에 의해 접착되어 사용되는데, 이러한 접착제는 일상생활이나, 산업활동의 여러 분야에서 폭 넓게 사용되고 있지만, 접착제의 용매 대부분이 건강에 해를 미치는 휘발성 유기물질을 포함하고 있는 것이어서, 그 사용이 줄어들고 있는 경향을 보이고 있다.

한편, 건축물의 가장 기본적인 마감재로서 시멘트 몰탈을 이용하거나, 시멘트 구조물에 의한 시멘트 벽면을 예시할 수 있다. 이러한 시멘트 벽면은 그 위에 각종의 마감재를 더욱 부가하여 내부 인테리어를 행하게 되고, 초기 시공시에는 시멘트 내부에서 발생되는 각종의 유해성분들이 실내로 뿜어져 나오게 되고, 어느 정도 시간이 경과되어질 경우에는 점차적으로 시멘트 자체의 열화현상이 발생되기도 한다.

최근에는 이러한 건축물에 의한 새집증후군이 문제되고 있어서, 그에 관한 일반인들의 관심이 증폭되고 있다. 새집증후군의 원인으로서는 크게 포름알데히드와 톨루엔, 자일렌 등의 휘발성 유기화합물(VOC)을 예시할 수 있는데, 이러한 포름알데히드와 휘발성 유기화합물은 오늘날 통상적으로 사용되고 있는 건축자재와 각종 마감재 등으로부터 유래되고 있다. 새집으로 이사하였을 경우, 각종의 유기 화합물들으로부터 야기되는 두통과 호흡기질환 등의 새집증후군 현상을 관리하기 위하여, 정부당국은 "실내 공기질 관리법"을 입법화하기에 이르렀다.

또한, 오늘날 각종의 건축물은 에너지 절약을 위하여 단열화, 기밀화를 강화하고 있는데, 이로 인한 실내공기의 오염이 문제로 등장하고 있다. 실내공기 오염의 경우에도, 건축물의 내장재 등에서 유래한 포름알데히드나 각종의 유기 화합물들에 의한 영향을 거론하지 않을 수 없다. 이러한 영향은 예컨대 식크하우스증후군, 또는 화학물질과민증이라는 질병을 야기시키는 원인으로 등장하고 있으며, 이에 따라 실내공기오염에 의한 질병이 사회적으로 커다란 문제가 되고 있다.

이와 같은 현상은 오늘날의 각종 건축물들이 시멘트 몰타르를 건축물의 마감재로서 사용하고 있거나, 각종 유기화합물을 포함하고 있는 유성 페인트와 같은 건축물 마감재를 사용하고 있는 한, 더 이상 회피할 수 없는 근본적인 문제점을 안고 있는 것으로 평가되고 있다.

(선행기술문헌)

(특허문헌)

대한민국 등록특허 제10-1044966호 "바이오타이트 함유 건축용 마감재 조성물" (2011. 6. 22.);

대한민국 등록특허 제10-701632호 "건축용 마감재 조성물 및 이 조성물을 함유한 건축용 마감재" (2007. 3. 23.);

대한민국 등록특허 제10-1009155호 "친환경 건축마감재 부착조성물" (2011. 1. 11.);

대한민국 등록특허 제10-362884호 "건축내장용 항균성 마감재 조성물" (2002. 11. 15.);

대한민국 공개특허공보 제2005-38358호 "건축용 실내 마감재 조성물" (2005. 4. 27.);

대한민국 공개특허공보 제2005-111443호 "건축용 실내 기능성 마감재" (2005. 11. 25.);

대한민국 공개특허공보 제2012-111090호 "슬래그를 이용한 건축용 실내 기능성 마감재" (2012. 10. 10.)

본 발명은, 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시멘트 건축물의 실내 벽면 위에 도포하여 사용할 수 있고, 시멘트의 독성을 중화 흡수하고, 실내의 습도 조절기능을 수행할 수 있으며, 항균 항곰팡이 탈취 및 악취 제거 등의 기능을 수행할 수 있는 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 유해물질을 흡착하기 위한 규조토 3 ~ 6 중량%와; 탈취효과를 강화시키기 위한 이산화티탄 7 ~ 12 중량%와; 실내의 공기로부터 유래되는 유해한 균을 사멸시키는 항균제 마이크로 캡슐 0.4 ~ 1.5 중량%와; 실내 공기로부터 유래되는 진균의 번식을 방지하는 방부제 0.1 ~ 0.5 중량%와; 수성페인트 조성물의 각종 성분들을 서로 결합시키고 매끈한 표면을 형성하게 되는 무기바인더 30 ~ 40 중량%와; 수성페인트의 재료 배합을 수행하고 작업성을 조절할 수 있는 물 3 ~ 10 중량%와; 그리고 나머지는 수성페인트의 베이스물질로서 작업시 두께를 형성하게 되는 규사; 를 포함하고 있는 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물을 제조하는데 있어서는 점성을 증진시키기 위한 소량의 증점제와, 재료의 혼합시 거품을 제거하기 위한 소량의 소포제와, 원재료의 혼합시 균일한 혼합 및 성형성을 개선시키기 위한 소량의 분산제를 각각 또는 동시에 투입하여 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물을 이용하여 건축물의 실내 벽면에 사용할 경우, 실내 공기로부터 오염되는 유해균의 번식을 차단할 수 있고, 역시 실내 공기로부터 오염되는 곰팡이균의 번식을 차단할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물을 이용하여 건축물의 실내 벽면에 사용할 경우, 새집증후군의 원인이 되고 있는 포름알데히드 성분과 유기휘발성 성분들을 흡착하여 제거할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물을 이용하여 건축물의 실내 벽면에 사용할 경우, 실내 공기의 정화 효과 및 실내 공기의 습도 조절능력을 발휘할 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물을 이용하여 건축물의 실내 벽면에 사용할 경우, 불연성 재질을 건축물의 외벽에 코팅하는 효과를 달성할 수 있게 된다.

도 1은 항균실험에 관한 전반적인 상황을 기록 및 정리한 시험성적서이고,

도 2는 항진균실험에 관한 전반적인 상황을 기록한 시험성적서이며,

도 3은 실내공기의 정화작용에 관한 시험성적서이고,

도 4는 실내공기의 유해 휘발성물질의 흡착제거작용에 관한 시험성적서이며,

도 5는 실내공기의 습도조절능력에 관한 시험성적서이며,

도 6은 실내용 얇은벽 바름재의 페인트 기본물성에 관한 시험성적서이며,

도 7은 수성페인트 조성물의 표면효과를 나타낸 전자현미경 사진들이며,

도 8은 수성페인트 조성물의 난연성 내지 불연성을 테스트하는 모습을 나타낸 사진자료이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 아래의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해될 수 있도록 설명된 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 건축물의 실내 벽면에 사용되는 친환경 수성페인트 조성물을 제공한다. 본 발명은 유성페인트와는 달리 수성페인트 조성물에 관한 것이므로, 그 자체의 성분이 유기용매를 필요로 하지 않으며, 인체에 해로운 휘발성 유기용매를 포함하고 있지 않다.

본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물은 다양한 기능을 동시에 수행할 수 있도록 하기 위하여, 각각의 구성요소들을 기본적으로 무기물질로 엄선하여 선정하였다.

본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물은 유해물질을 흡착하기 위한 규조토 3 ~ 6 중량%와; 탈취효과를 강화시키기 위한 이산화티탄 7 ~ 12 중량%와; 실내의 공기로부터 유래되는 유해한 균을 사멸시키는 항균제 마이크로 캡슐 0.4 ~ 1.5 중량%와; 실내 공기로부터 유래되는 진균의 번식을 방지하는 방부제 0.1 ~ 0.5 중량%와; 수성페인트 조성물의 각종 성분들을 서로 결합시키고 매끈한 표면을 형성하게 되는 무기바인더 30 ~ 40 중량%와; 수성페인트의 재료 배합을 수행하고 작업성을 조절할 수 있는 물 3 ~ 10 중량%와; 그리고 나머지는 수성페인트의 베이스물질로서 작업시 두께를 형성하게 되는 규사; 를 포함하고 있는 것을 기술적인 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물은 실내공기에 포함되어 있는 유해물질을 흡착하기 위하여 규조토 성분을 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 규조토는 화학적으로 비활성이고 유해물질을 함유하고 있지 않은 것으로서, 소성하지 않은 천연재료를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 규조토는 규조의 잔해를 주성분으로 하고 여기에 점토, 화산재, 유기물 등이 섞인 수 10미크론 정도의 다공성 물질로 형성되어 있어서, 흡착제, 여과제, 보온재, 연마재 등에 많이 사용되고 있는 것으로 알려져 있다.

본 발명에 있어서, 상기 규조토를 소성하지 않고 천연상태의 물질을 그대로 사용한 이유는, 상기 규조토의 미세한 공극을 그대로 활용하기 위함이다. 상기 규조토는 대략 300 메쉬 내지 400 메쉬 정도의 미세한 입자로 분말화하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기의 범위를 벗어나 너무 과도하게 분말화할 경우, 미세한 공극을 활용하기 어려운 측면이 있고, 너무 거칠 경우 건축물의 마감재료로서 바람직스럽지 못하기 때문이다. 또한, 상기 규조토는 전체 중량에 대하여 3 중량% 내지 6 중량% 의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 전체 중량에 대하여 3 중량% 미만일 경우, 유해물질의 흡착성능이 떨어지게 되는 반면에, 전체 중량에 대하여 6 중량% 이상일 경우에는 투입된 양에 대하여 유해물질의 흡착성능이 비례하여 상승하지 않기 때문이다.

본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물은 탈취효과를 강화시키기 위한 이산화티탄 성분을 전체 중량에 대해 7 중량% 내지 12 중량% 를 사용한다.

본 발명에 있어서, 상기 이산화티탄(TiO₂)은 광촉매로 잘 알려져 있으며, 아나타제형과 루틸제형으로 구분할 수 있다. 본 발명은 상기 아나타제형을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 상기 아나타제형이 보다 생물학적으로 또는 화학적으로 안정되어 있기 때문이다. 상기 이산화티탄(TiO₂)은 실내 공기 중의 유해물질을 분해하여 제거하고, 실내 공기의 질을 개선시키기 위하여 사용되어진다. 상기 이산화티탄 성분이 전체 중량에 대해 7 중량% 이하일 경우에는 실내 공기의 정화에 효과적으로 대응하지 못하고, 상기 이산화티탄 성분이 전체 중량에 대해 12 중량% 이상일 경우에는 투입된 양에 비하여 실내 공기를 그에 비례하여 정화시키지 못하므로 바람직스럽지 않다.

본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물은 실내의 공기로부터 유래되는 유해한 균을 사멸시키는 항균제 마이크로 캡슐을 전체 중량에 대하여 0.4 중량% 내지 1.5 중량% 정도 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 항균제 마이크로 캡슐은 미세한 구형의 벽면 내부에 항균제 성분을 가지고 있는 것으로서, 외부의 충격이 가해질 경우, 미세한 구형의 벽면이 파괴되어지고, 그 결과 그 내부의 항균제 성분이 외부로 퍼져나오도록 구성되어 있다. 상기 항균제 성분은 유기계 항균제와 무기계 항균제를 포함하고 있다. 유기계 항균제는 항균력의 범위가 넓고 효과속도가 빠른 장점이 있는 반면에, 인체에 대한 안전성이 약한 단점이 있다. 바람직한 유기계 항균제로서는 대체적으로 인체에 무해한 OBPA(10-10-oxybisphenox arsine)를 예시할 수 있다. 한편 무기계 항균제는 제올라이트, 실리카, 알루미나 등의 무기 담체에 은, 구리, 아연 등과 같이 항균성이 뛰어난 금속이온을 치환시킨 것으로 미세한 기공을 가진 3차원의 골격구조를 지니기 때문에 비표면적이 크고 내열성이 우수할 뿐만 아니라, 인체에 무해한 장점이 있다. 상기 마이크로캡슐은 그 내부에 상기 항균제 성분을 봉인하고 있는 것으로서, 필요할 때에 꺼내 사용할 때까지 외부로부터 더럽혀지거나 손상되지 않도록 보호하거나 다른 물질과 반응하지 않도록 격리하기 위한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 항균제 마이크로 캡슐은 시간의 경과에 따라 그 내부에 봉인된 항균제 성분이 외부로 서서히 방출될 수 있도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다. 이는 본 발명의 수성페인트를 건축물의 실내벽면에 바르거나 도포하는 순간에 상기 항균제 성분이 퍼져나오는 것은 물론이고, 본 발명의 수성페인트를 도포한 이후 상당한 기간이 경과된 이후에도, 시간의 경과에 따라 서서히 상기 항균제 성분이 수성페인트의 표면으로 지속적으로 퍼져나옴으로써 실내의 유해균으로부터 거주자들을 보호할 수 있도록 하기 위함이다.

본 발명은, 이를 위하여, 상기 마이크로 캡슐의 미세한 구형 벽면을 알칼리성 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 마이크로 캡슐의 구형 벽면을 알칼리성 재질로 형성할 경우, 시간이 경과함에 따라, 수성페인트의 성분 중에서 상기 규조토 성분 등이 실내 공기로부터 이산화탄소(CO₂)를 흡착하게 되는데, 상기 이산화탄소(CO₂)가 화학적으로 약산성의 성질을 가지고 있으므로, 아직도 파괴되지 않고 그 내부에 상기 항균제를 봉인하고 있는 알칼리성 재질의 구형 벽면에 접촉하게 되어, 상기 알칼리성 재질의 구형 벽면을 파괴시키게 되고, 그 내부의 항균제를 외부로 발산시키게 되기 때문이다. 또한, 시간의 경과에 따라서, 건축물의 시멘트 벽면이 서서히 열화되어지는 과정에서 중성화 경향을 보이게 되는데, 이러한 중성화 과정에서도 상기 마이크로 캡슐의 구형 벽면이 파괴됨으로써, 그 내부의 항균제 성분이 서서히 외부로 방출될 수 있는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 항균제 마이크로 캡슐이 전체 중량에 대하여 0.4 중량% 이하로 포함되어 있을 경우에는, 실내 공기로부터 유래되는 유해 세균의 번식을 방지하기 어려운 반면에, 상기 항균제 마이크로 캡슐이 전체 중량에 대하여 1.5 중량% 이상 포함되어 있을 경우에는, 경제적인 측면에서 바람직스럽지 못하다. 한편, 상기 항균제는 마이크로 캡슐에 봉인되어 사용되는 통상의 항균제를 사용할 수 있으므로, 이에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물은 실내 공기로부터 유래되는 진균의 번식을 억제 내지 방지하는 방부제를 전체 중량에 대해 0.1 중량% 내지 0.5 중량%를 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 진균은 곰팡이균을 의미하며, 실내공기가 고온하에서 습윤할 때 벽면이나 실내 바닥에 나타나는 각종의 곰팡이의 번식을 억제하고 소멸시키기 위함이다. 본 발명에 있어서, 상기 곰팡이의 억제 및 방제는 통상적으로 수행되는 방식 및 방법으로 진행될 수 있으므로, 이에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물은 수성페인트 사용 이후 매끈한 표면을 형성하게 되는 무기바인더를 전체 중량에 대하여 30 중량% 내지 40 중량%를 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 무기바인더는 아래와 같이 적어도 3가지의 기능을 동시에 수행하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 무기바인더는 수성페인트 조성물의 각종 성분들을 서로 결합시키는 기능을 1차적으로 수행하고 있다. 상기 무기바인더는 무기화합물에 속하는 알칼리계 실리케이트 용액과 강산성을 나타내는 무기산을 중량비로 1 : 0.5 ~ 2 의 비율로 혼합하여 제조된 무기 결합제 용액을 사용한다. 또한, 상기 알칼리계 실리케이트 용액은 칼륨이온을 포함한 실리케이트 용액이 바람직한 반면에, 상기 강산성의 무기산은 황산(H₂SO₄), 염산(HCl), 그리고 질산(HNO₃) 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 무기성분에 의한 무기바인더는 수성페인트를 건축물의 벽면에 도포하거나 분사하여 피복시킬 경우 경화되어짐으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 무기성분 바인더의 경화 원리는, 상기 알카리계 실리케이트 성분과 상기 무기산이 서로 혼합되었을 경우, 칼륨이온(K⁺)이 황산에 결합하게 되고, 황산에서 유리된 수소산(H⁺)이 상기 알칼리계 실리케이트의 수산화이온(OH^-)과 결합하여 물분자(H₂O)를 형성함으로써, 축합반응을 일으키게 된다. 그 결과, 상기 알칼리계 실리케이트는 그와 인접한 다른 알칼리계 실리케이트 성분과 결합하게 되고, 이러한 결합관계는 계속적 반복적으로 진행하게 되어지며, 이를 통하여 전체적으로 실리콘 성분의 결합에 의한 네트워크를 형성하게 되는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 무기바인더는 수성페인트 조성물의 각종 성분들을 서로 결합시킨 이후 그 표면을 평평하고 매끈하게 유지하는 표면의 평활화 기능을 수행한다. 이는 상기 바인더 성분의 2차적인 기능이라고 할 수 있다. 상기 무기바인더 수지의 평활화 기능은 수성페인트를 건축물의 벽면 등에 도포할 경우, 단순히 도포시의 평활화를 의미할 뿐만 아니라, 수성페인트의 수분이 완전히 증발된 이후에도, 그 표면이 갈라지거나 찌그러지지 않고, 처음과 동일하게 평활한 표면을 계속적으로 유지하게 됨을 의미한다.

본 발명에 의한 수성페인트가 시간이 경과하여 수분이 증발할 경우에도 그 표면의 평활도를 최초와 동일하게 유지할 수 있는 이유는, 위에서 설명한 바와 같이, 상기 무기성분 바인더의 경화 원리에 근거하게 된다.

이를 좀더 구체적으로 살펴보면, 본 발명에 의한 수성페인트는 통상의 수성페인트와는 달리, 황산에서 유리된 수소산(H⁺)이 상기 알칼리계 실리케이트의 수산화이온(OH^-)과 결합하여 물분자(H₂O)를 형성하여 축합반응을 일으키고, 그 결과, 상기 알칼리계 실리케이트가 그와 인접한 다른 알칼리계 실리케이트 성분과 결합하게 됨으로써, 전체적으로 실리콘 성분의 결합에 의한 네트워크를 형성하게 되는 것이기 때문이다. 즉, 축합반응에 의해 나타난 수분은 그대로 공기 중으로 증발하게 되는 것이고, 이러한 수분은 본 발명의 수성페인트의 결합관계에 어떠한 영향도 미치지 못하고 있기 때문이며, 또한 나중에 추가되는 물의 경우에도 역시 본 발명의 수성페인트의 결합관계에 어떠한 영향도 미치지 못하고 있기 때문이다.

이에 반하여, 통상의 수성페인트는 수분이 증발하게 됨에 따라, 그 표면이 갈라지거나 미세한 금이 가게 되는데, 이 점은 본 발명에 의한 친환경 수성페인트와 현저하게 다른 점이라고 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 또한 상기 무기바인더는 건축물의 벽면 등에 수성페인트 성분으로서 사용되었을 경우, 수성페인트의 불연성 기능을 보조하게 되는 3차적인 기능을 가지고 있다. 통상적으로, 페인트의 바인더 내지 결합제 성분은 유기화합물을 사용하게 되는데, 이러한 유기화합물은 고온의 열에 취약할 뿐만 아니라, 고온의 열에 의해 유독가스를 발생하게 된다. 이런 점에서, 페인트의 바인더 내지 결합체 성분으로서 유기화합물은 난연제로서 기능하기 어려운 측면을 내포하고 있다. 이에 반하여, 본 발명은 실리케이트 성분을 사용함으로써, 무기성분을 바인더로서 선정하였고, 유기화합물로서는 불가능하였던 불연성 재질로서의 기능을 유감없이 발휘할 수 있게 된 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 무기바인더는 전체 중량에 대하여 30 중량% 이하로 사용할 경우에는, 상대적으로 하기의 규사성분이 다량 포함될 수밖에 없고, 또한 무기성분의 함유량이 낮아질 가능성이 있으므로 바람직스럽지 못하고, 전체 중량에 대하여 40 중량% 이상 포함되어 있을 경우에는 상대적으로 무기성분이 과다하여 바람직스럽지 못하다.

본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물은 수성페인트의 재료 배합을 수행하고 작업성을 조절할 수 있는 물 3 ~ 10 중량% 를 포함하고 있다. 상기 물은 수성페인트의 배합재로서의 기능을 수행하며, 건축물의 벽면 등에 도포하거나 분사하여 작업할 경우, 그 작업성을 조절할 수 있도록 해준다. 상기 물은 수성페인트의 배합에서 통상적으로 이루어지고 있는 것이므로, 이에 대해서는 역시 상세한 설명을 생략한다.

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본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물은 수성페인트의 베이스물질로서 작업시 두께를 형성하게 되는 규사를 그 나머지 성분으로 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 규사의 함유량은 위에서 언급된 각종 성분들을 모두 합산한 후 전체적으로 100 중량%를 이루는 나머지로 구성되어진다. 통상적으로 대략 30 중량% 내지 대략 70중량% 의 범위로 한정될 수 있지만, 구체적인 함유량은 각 성분들의 배합비율에 따라 서로 달라질 수 있다. 또한, 상기 규사는 대략 300 메쉬 내지 400 메쉬 정도의 미세한 입자로 분말화하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기의 범위를 벗어나 너무 과도하게 분말화시킬 필요가 거의 없고, 너무 거칠 경우 건축물의 마감재료로서 바람직스럽지 못하기 때문이다.

본 발명에 있어서, 상기 규사는 역시 무기재료로서 본 발명의 수성페인트의 두께를 형성하는데 사용되어진다. 또한, 상기 규사는 본 발명의 수성페인트가 건축물의 벽면에 사용되었을 경우, 불연성을 부여하는데 크게 기여하게 된다. 이는 상기 실리케이트 성분과 더불어 불연성을 부여하는 무기재료로서 가장 큰 성분비율을 가지고 있기 때문이다. 결과적으로, 상기 규사는 본 발명의 수성페인트의 베이스 물질로서의 1차적인 기능과 본 발명의 수성페인트에 대해 불연성 성질을 부여하는 2차적인 기능을 동시에 가지고 있음을 의미한다.

이하, 본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물의 구체적인 실시예 및 그에 관한 실험결과를 살펴보기로 한다.

<< 제조 실시예 1 >>

알칼리계 실리케이트 용액 15 kg과 황산 16 kg으로 구성된 무기바인더 용액 31kg에 대하여, 300 메쉬의 규사 45kg 과 320 메쉬의 규조토 4 kg을 투입하고, 다시 그 위에 물 7kg을 더욱 투입한 다음, 서서히 교반하고, 다시 이산화티탄 10 kg과 마이크로 캡슐타입의 항균제 (Aseptic^TM-N) 1.1 kg을 더욱 투입하고 서서히 교반하여 균일한 수성페인트 조성물 98.1 kg을 얻었다. 상기 수성페인트 조성물은 묽은 회반죽 형태를 띠고 있었다.

<< 제조 실시예 2 >>

상기 제조 실시예 1에 있어서, 방부제 (Proxel^TM-XL2) 0.2 kg을 더 추가로 투입한 것을 제외하고, 그 나머지 사항은 상기 제조 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 역시, 상기 수성페인트 조성물은 묽은 회반죽 형태를 띠고 있었다.

<< 항균성 실험 1 ~ 3 >>

상기 제조 실시예 1에 의한 수성페인트 조성물의 항균성을 확인하기 위하여, 서울특별시 금천구 가산동 459-28번지 한국건설생활환경시험연구원에 항균시험을 의뢰하였다. 한국건설생활환경시험연구원에서는 사용 균주를 각각 대장균(Escherichia coli ATCC 25922), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442), 그리고 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)으로 선정하고, 이들을 대상으로 하여 자체 실험방법(KCL-FIR-1002: 2011)에 의해 항균실험을 진행하였다.

이들은 초기 농도에 비하여 세균감소율이 99.9% 이상을 나타내는 것으로 확인되었다.

도 1a는 상기 항균실험 성적서에 관한 표지를 나타낸 것이고,

도 1b는 상기 대장균, 상기 녹농균, 상기 황색포도상구균 및 그들 각각의 대조군에 의한 항균실험을 진행하는 모습을 나타낸 것이며,

도 1c는 상기 항균실험에 관한 최종적인 결과를 시험성적서의 형태로 나타낸 것이다.

<< 항진균성 실험 >>

상기 제조 실시예 2에 의한 수성페인트 조성물의 항진균성을 확인하기 위하여, 상기 한국건설생활환경시험연구원에 항진균시험을 의뢰하였다. 한국건설생활환경시험연구원에서는 사용 균주를 혼합 곰팡이 균주로서 Aapergillus niger ATCC 9642, Penicillium pinophilum ATCC 11797, Chaetomium globosum ATCC 6205, Gliocladium virens ATCC 9645, 그리고 Aureobasidium pullulans ATCC 15233 으로 선정하고, 이들을 대상으로 하여 ASTM G 21: 2009 실험방법에 의해 항진균실험을 진행하였다.

실험결과, 1주 이후 4주에 이르기까지 곰팡이 균은 거의 발육되지 않은 것으로 확인되었다.

도 2a는 상기 혼합 곰팡이균에 의한 실험의 시험성적서 표지이고, 도 2b는 상기 혼합 곰팡이균에 의한 항진균실험의 진행 모습을 나타낸 것이다.

<< 휘발성유기화합물 등의 흡수 성능 실험 (1) >>

상기 제조 실시예 1에 의한 친환경 수성페인트 조성물을 이용하여, 실내공기 중에 포함된 휘발성유기화합물 등을 흡수하여 실내공기를 정화시키는 능력을 확인하기 위하여, 상기 한국건설생활환경시험연구원에 휘발성유기화합물의 흡수 시험을 의뢰하여 측정하였다. 한국건설생활환경시험연구원에서는 시험항목으로 총휘발성유기화합물(TVOC), 톨루엔(Toluene), 그리고 포름알데히드(Formaldehyde)를 선정하였고, 이들을 대상으로 하여 실내공기질 공정시험기준(환경부고시 제2010-24호)에 의해 실내공기의 정화작용 실험을 진행하였다.

이들에 관한 실험결과는 총휘발성유기화합물(TVOC)의 경우 0.140 mg/(㎡ㆍh) 이었고, 톨루엔(Toluene)의 경우에는 검출되지 않았으며, 포름알데히드(Formaldehyde)의 경우에는 0.002 mg/(㎡ㆍh) 인 것으로 확인되었다.

도 3a는 상기 실내공기의 정화작용에 관한 시험성적서 표지이고, 도 3b는 상기 실내공기의 정화작용에 관한 시험성적서를 나타내고 있다.

<< 휘발성유기화합물 등의 흡수 성능 실험 (2) >>

상기 제조 실시예 2에 의한 친환경 수성페인트 조성물을 이용하여, 실내공기 중에 포함된 포름알데히드를 흡착하여 실내공기를 정화시키는 능력을 확인하기 위하여, 상기 한국건설생활환경시험연구원에 흡수 시험을 의뢰하여 측정하였다. 한국건설생활환경시험연구원에서는 시험항목으로 포름알데히드(Formaldehyde)를 선정하였고, 실험방법을 「ISO 16000-23: 2009」 방식으로 진행하였으며, 각각 1일, 3일, 5일, 7일 경과한 후, 그 흡착율을 측정하였다.

이에 관한 실험결과는 각각 1일째 흡착율은 66.3%, 3일째 흡착율은 62.9%, 5일째 흡착율은 63.3%, 7일째 흡착율은 59.3% 등으로 확인되었다.

도 4a는 상기 포름알데히드의 흡착시험에 관한 시험결과 내역서 표지이고, 도 4b는 상기 포름알데히드의 흡착시험에 관한 시험조건을 나타내고 있다.

<< 실내공기의 습도조절 능력의 성능 실험 >>

상기 제조 실시예 1에 의한 친환경 수성페인트 조성물을 이용하여 실내벽면을 마감처리하였을 경우, 실내공기의 습도조절 능력을 어느 정도 발휘할 수 있는 것인지의 여부를 확인하기 위하여, 상기 한국건설생활환경시험연구원에 시험의뢰하여 측정하였다. 한국건설생활환경시험연구원에서는 시험항목으로 흡습량과 방습량을 선정하였고, 이들을 대상으로 하여 「ISO 24353 : 2008」 방식에 의해 실내공기의 습도조절 능력 실험을 진행하였다.

이들에 관한 실험결과는 실내온도 23±0.5℃ 에서 흡습량이 71.5 g/㎡ 이었고, 방습량이 53.3 g/㎡ 이었으며, 흡방습량의 차는 18.2 g/㎡ 으로 확인되었다.

도 5a는 상기 실내공기의 습도조절 능력에 관한 시험성적서 표지이고, 도 5b는 상기 실내공기의 습도조절 능력에 관한 시험조건 및 그 결과 데이터이며, 도 5c는 상기 실내공기의 습도조절 능력에 관한 그래프를 나타내고 있다.

<< 실내용 얇은벽 바름재의 기본물성 실험 >>

상기 제조 실시예 1에 의한 친환경 수성페인트 조성물을 이용하여 실내벽면을 마감처리하였을 경우, 건축물의 실내용 얇은벽 바름재로서 적합하게 사용할 수 있는지의 여부를 확인하기 위하여, 상기 한국건설생활환경시험연구원에 시험의뢰하여 측정하였다. 상기 한국건설생활환경시험연구원에서는 시험항목으로 저온안정성, 초기건조에 따른 내잔갈림성, 부착강도, 온랭반복작용에 의한 저항성, 물흡수계수, 내세척성, 내충격성, 내알칼리성, 내변퇴색성, 그리고 습기투과성 등을 선정하였고, 이들을 대상으로 하여 「KSF 4715 : 2007」 방식에 의해 실내용 페인트로서의 기본물성을 측정하였다.

이들에 관한 실험결과, 본 발명에 의한 친환경 수성페인트 조성물은 실내용 도료로서의 물성을 완전하게 보유하고 있음을 보여주었다.

도 6은 상기 「KSF 4715 : 2007」 방식에 의한 시험항목과 시험결과 등을 보여주는 시험성적서의 사본이다.

<< 표면의 평활도 실험 (1) >>

상기 제조 실시예 1에 의한 수성페인트 조성물을 사용하여 건축물의 표면에 도포하였을 경우, 그 표면의 갈라짐 내지 미세한 파편 현상을 확인하기 위하여, KSF 4715 시험방식에 의거하여 실험을 진행하였다.

그 결과, 상기 제조 실시예 1에 의한 수성페인트를 사용하였을 경우, 매우 매끈하고 수분이 증발한 이후에도 그 표면이 갈라지지 아니하였음을 확인할 수 있었다.

도 7a는 상기 제조 실시예 1에 의한 수성페인트 조성물을 사용한 경우와, 바인더 성분을 통상적인 실리케이트 제품으로 사용한 경우에, 각각의 표면에 관한 EDS 분석결과를 나타낸 것이다.

<< 표면의 평활도 실험 (2) >>

그 결과, 역시 상기 제조 실시예 1에 의한 수성페인트를 사용하였을 경우, 매우 매끈하고 수분이 증발한 이후에도 그 표면이 갈라지지 아니하였음을 확인할 수 있었다.

도 7b는 상기 제조 실시예 1에 의한 수성페인트 조성물을 사용한 경우와, 바인더 성분을 통상적인 실리케이트 제품으로 사용한 경우에, 각각의 표면에 관한 SEM 분석결과를 나타낸 것이다.

<< 불연성 실험 >>

상기 제조 실시예 1에 의한 수성페인트 조성물을 사용하여 건축물의 표면에 도포하였을 경우, 그 건축물에 관한 난연성 내지 불연성을 확인하기 위하여, 토치를 이용하여 그 표면 위에 직접 고온의 불꽃을 접촉시켰다.

그 결과, 화원을 건축물의 표면에 직접 접촉시킬 경우, 가스를 거의 발생시키지 않았으며, 화원을 건축물의 표면에서 제거하였을 경우, 불씨가 잔존하지 않고 즉시 소멸되는 것으로 확인되었다. 이러한 실험결과에 근거할 때, 본 발명에 의한 수성페인트 조성물을 건축물의 마감재로 사용하였을 경우, 난연 1급에 속하는 불연재의 성능을 발휘할 것으로 예상되었다. 다만, 현재의 시점에서 수성페인트에 관한 난연 1급 내지 불연재에 관한 성능시험을 공식적으로 수행할 수 있는 시험방법이 존재하지 않는 관계로 공식적인 시험성적서를 첨부할 수 없었음을 밝혀둔다.

도 8은 상기 제조 실시예 1에 의한 수성페인트 조성물을 사용하여 건축물의 표면에 도포한 후, 그 표면에 대해 토치의 화원을 직접 접촉시키는 모습을 나타낸 것이다.

이상에서 본 발명에 의한 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물 및 그 사용에 의한 효과를 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다.

또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

Claims

유해물질을 흡착하기 위한 규조토 3 ~ 6 중량%와;

탈취효과를 강화시키기 위한 이산화티탄 7 ~ 12 중량%와;

실내의 공기로부터 유래되는 유해한 균을 사멸시키는 항균제 마이크로 캡슐 0.4 ~ 1.5 중량%와;

수성페인트 조성물의 각종 성분들을 서로 결합시키고 매끈한 표면을 형성하게 되는 무기바인더 30 ~ 40 중량%와;

수성페인트의 재료 배합을 수행하고 작업성을 조절할 수 있는 물 3 ~ 10 중량%와; 그리고

나머지는 수성페인트의 베이스물질로서 작업시 두께를 형성하게 되는 규사; 를 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 실내의 공기로부터 유래되는 진균의 번식을 억제 내지 방지하기 위하여 전체 중량에 대해 방부제 0.1 중량% 내지 0.5 중량%를 더욱 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 규조토는 300 메쉬 내지 400 메쉬의 입자로서, 화학적으로 비활성이고 유해물질을 함유하고 있지 않은 것이며, 소성하지 않은 천연재료를 사용하는 것을 특징으로 한, 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 항균제 마이크로 캡슐은 미세한 구형의 벽면 내부에 항균제 성분을 가지고 있는 것으로서, 상기 마이크로캡슐의 미세한 구형 벽면을 알칼리성 재질로 형성하여 시간의 경과에 따라 실내 공기 중의 이산화탄소(CO₂)를 흡착하고, 그 이산화탄소(CO₂)가 상기 마이크로캡슐의 알칼리성 벽면을 파괴함으로써, 그 내부에 봉인된 항균제 성분을 외부로 서서히 방출될 수 있도록 하여, 지속적인 항균성능을 발현할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한, 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 무기바인더는 수성페인트 조성물의 성분들을 서로 결합시키는 1차적인 기능과, 수성페인트 조성물의 성분들을 서로 결합시킨 이후 그 표면을 평평하고 매끈하게 유지하는 2차적인 표면의 평활화 기능과, 건축물의 실내 벽면에 사용되어 불연성 기능을 보조하게 되는 3차적인 기능을 가지고 있는 것을 특징으로 한, 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물.
제 5 항에 있어서,

상기 무기바인더는 무기화합물에 속하는 알칼리계 실리케이트 용액과 강산성을 나타내는 무기산을 중량비로 1 : 0.5 ~ 2 의 비율로 혼합하여 제조된 무기 결합제 용액을 사용하는 것을 특징으로 한, 건축물의 실내 마감재용 친환경 수성페인트 조성물.