KR20140052698A - 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물. - Google Patents
친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물. Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수경성 시멘트와 골재를 포함하는 결합재, 광물 조성물, 탈크, 유기계 조성물, 흡착제, 무기재, 실리콘, 아크릴 및 안료를 포함하여 만든 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 재활용 가능한 친환경 폐자원을 포함하는 고기능의 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물에 관한 것이다.
산업화 사회가 진행되면서 현대인들은 하루 중 85% 이상을 밀폐된 실내 공간에서 생활하는 것으로 보고되고 있다.
이러한 밀폐된 공간에서의 생활 패턴은 실내 공기질에 관심을 가지게 된 원인이 되었고, 실내공기 오염의 주범인 휘발성 유기 화합물에 많은 이목을 집중 시키는 계기가 되었다. 휘발성 유기 화합물은 생활 환경 곳곳에서 발생되고 있으며, 특히 밀폐된 공간에서의 그 발생원은 대부분이 페인트, 접착제 및 각종 화학 물질 등에서 발생하는 것을 알 수 있다. 이러한 휘발성 유기 화합물은 인체에 많은 악영향을 끼치며 현대인의 건강을 위협하는 주요 원인으로 손꼽히고 있는 실정이다.
이러한 원인이 되고 있는 물질은 바름재에서 대량 발생하게 되는데, 기존의 유성 계열 바름재 제품은 우리의 생활 환경 뿐만 아니라, 일반 산업 공정에 사용되면서 많은 문제점을 야기하고 있으며, 이러한 문제점들은 유기 용제에 의해서 대기 오염 물질인 휘발성 유기 화합물을 배출하며, 도장 과정에서 발생하는 다양한 폐기물이 방출되고 있는 심각한 문제점으로 발견된다.
일반적으로 건축물의 벽면은 내후성, 내식성, 내약품성을 향상시키거나 미려한 표면을 형성하기 위하여 페인트로 도장하거나 시멘트 혼합물을 도포하고 있다. 이와 같은 기술과 관련된 종래의 바름재는 페놀수지계, 알키드수지계, 아크릴수지등 각종 도료용 합성 수지를 주원료로 한 유기질계 바름재가 사용되고 있으며, 상기 바름재는 물에 용해하여 사용하거나 유기 용제에 용해하여 사용하고, 물에 용해되는 것을 수성, 유기 용제에 용해되는 것을 유성이라고 한다.
그러나, 상기와 같은 유기질계 바름재는 수성, 유성을 불구하고 외기에 접촉되고 있는 철강 제품과 콘크리트 구조물, 동구조물 등의 외부에서 사용되는 장소, 온도 변화에 따른 신축성이 결여되고 균열, 박리 등이 생겨 녹 등이 발생되는 원인이 되고 있다.
또한, 유기질계 바름재는 유동성이 있거나 혼합에 따른 유독성이 생김으로써 알레르기의 발생 원인이 되고 있으며, 안전 및 대기 오염의 커다란 문제가 되고 있는 실정이다.
이러한 문제점은 유기질계의 바름재를 사용하는 한 해결 할 수가 없어 유기질계 바름재의 주성분으로 사용되고 있는 도료용 합성 수지를 대체하거나 수경성 바름재의 무기 재료를 주성분으로 하여 무기질계 바름재를 사용하는 것에 주목하였다.
그러나 무기질계의 바름재는 유기계 페인트와 비교하여 접착성이 뒤떨어지고, 소재의 취약화로 말미암아 소재의 파괴가 쉬워 방청 효과가 불충분한 문제점이 있었으며 대기 오염의 정화 성능에서도 문제점이 있었다.
본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과 재활용 가능한 친환경 폐자원을 포함하는 고기능의 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재조성물을 개발하게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 광물 조성물을 첨가함으로써 항균 효과와 대기 정화 기능을 가지는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 친환경 폐자원인 무기재를 사용함으로써 원적외선 및 음이온을 발생시키는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 재활용 가능한 친환경 폐자원 무기재을 첨가함으로써 생산 원가를 절감할 수 있는 환경 친화적인 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 물을 용제로 하여 사용이 용이하고 인체에 무해한 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물을 제공하는 것이다.
상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 수경성 시멘트와 골재를 포함하는 결합재, 광물 조성물, 탈크, 유기계 증점제, 흡착제, 무기재, 실리콘, 아크릴 및 안료를 포함하는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 수경성 시멘트와 골재를 포함하는 결합재 100 중량부에 대하여 광물 조성물 2 ~ 10 중량부, 탈크 10 ~ 15 중량부, 유기계 증점제 5 ~ 10 중량부, 흡착제 5 ~ 10 중량부, 무기재 10 ~ 15 중량부, 실리콘 5 ~ 20 중량부, 아크릴 10 ~ 30 중량부 및 안료 1 ~ 3 중량부를 포함하는 친환경 실리콘-아크릴 페인트 조성물을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 결합재는 1 : 1 ~ 3 중량비로 혼합된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 유기계 증점제는 셀룰로오스에테르, 에틸셀룰로오스, 폴리비닐알콜 및 합성 수지 에멀젼 중에서 선택되는 어느 하나이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 흡착제는 제올라이트, 벤토나이트, 활성탄소, 실리카겔 및 알루미나 중에서 선택되는 어느 하나 이상이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 무기재는 석탄회, 석분, 고로슬래그 중에서 선택되는 어느 하나 이상이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 석탄회는 플라이애쉬, 바텀애쉬 중 어느 하나 이상이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 석분은 일라이트, 포졸란, 세라믹 분말, 옥, 황토, 백운석 및 운기석 분말 중 어느 하나 이상이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 광물 조성물은 희토류 65 ~ 70 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 15 ~ 20 중량%를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 희토류는 모나자이트, 바스트네사이트, 제노타임 중 어느 하나 이상이다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물에 의하면 광물 조성물을 첨가함으로써 항균 효과와 대기 정화 기능을 가진다.
또한, 본 발명의 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물에 의하면 친환경 폐자원인 무기재를 첨가함으로써 원적외선 및 음이온을 발생시킨다.
또한, 본 발명의 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물에 의하면 재활용 가능한 친환경 폐자원 무기재를 첨가함으로써 생산 원가가 절감된다.
또한, 본 발명의 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물에 의하면 물을 용제로 하여 사용함으로써 사용이 용이하고 인체에 무해하다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인인 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체활 될 수도 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물은 수경성 시멘트와 골재를 포함하는 결합재, 광물 조성물, 탈크, 유기계 증점제, 흡착제, 무기재, 실리콘, 아크릴 및 안료를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로는 본 발명의 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물은 수경성 시멘트와 골재를 포함하는 결합재 100 중량부에 대하여 광물 조성물 2 ~ 10 중량부, 탈크 10 ~ 15 중량부, 유기계 증점제 5 ~ 10 중량부, 흡착제 5 ~ 10 중량부, 무기재 10 ~ 15 중량부, 실리콘 5 ~ 20 중량부, 아크릴 10 ~ 30 중량부 및 안료 1 ~ 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물은 재활용 가능한 친환경 폐자원과 광물 조성물, 흡착제 및 유기계 증점제 등을 포함하여 건축용, 금속용 도료로 사용될 수 있는 특징을 가진다.
이하 본 발명의 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물을 각 성분별로 설명한다.
먼저, 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물은 수경성 시멘트와 골재로 이루어진 결합재를 포함한다.
수경성 시멘트는 보통의 포트랜트 시멘트, 백 시멘트, 저 발열 시멘트, 고로 시멘트 중에서 어느 하나가 포함되는 것을 특징으로 한다. 또한, 골재는 석영사, 폐유리 분말, 규조토, 폐도자기 분말 중에서 선택되는 적어도 하나 이상인 분말 형태의 재활용 무기 물질이 사용되는 것이 바람직하다.
상기 결합재의 수경성 시멘트와 골재는 1 :1 ~ 3 중량비로 혼합되어 준비되는데, 이 중량비의 비율은 수경성 시멘트 중량 대비 1 배 미만이면 결합재의 결합력이 떨어지고, 3 배를 초과하면 압축 강도와 균일해지지 않아 파괴 현상이 일어나기 쉬워지기 때문이다.
다음으로, 상기 광물 조성물은 희토류 65 ~ 70 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 15 ~ 20 중량%를 포함하여 이루어진다.
상기 희토류는 모나자이트, 바스트네사이트, 제노타임 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 세륨족의 희토류 원소를 지닌 인산염 광물인 모나자이트와 가장 많이 산출되는 탄산염 광물인 바스트네사이트 와 정방정계에 속하는 제노타임은 원적외선 및 음이온을 발생시키는 광물질로 기능성 광물과 혼합하여 도료 및 코팅제로 사용되고 있다.
또한, 산화아연은 방부 및 항균 효과를 가져오는 역할을 수행하는 것으로써, 산화아연은 이산화티탄으로 대체가 가능하다. 황산 바륨은 X선 등의 방사선 물질들을 흡수하는 역할을 하고 있다.
본 발명의 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물은 광물 조성물을 포함 함으로써 대기 오염 물질을 제거하고 원적외선 및 음이온을 방출하는 능력을 탁월하게 나타내는데, 광물 조성물은 결합재 100 중량부에 대하여 2 ~ 10 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 광물 조성물의 첨가량이 2 중랑부 미만이면 대기 오염물질의 제거 능력이 떨어지게 되고, 10 중량부를 초과하면 내구성 및 부착 강도가 저하되기 때문이다.
다음으로, 상기 탈크는 모오스 경도 1의 연한 광물로써, 물이나 유기질 용액에 의한 팽윤성이 없고 이온교환도 거이 없으며 내산성을 가지는 특징이 있다. 또한, 분말화 할 경우 점도가 증가하며 페인트 광택 조절, 내구력 향상, 산화억제 및 내 부식성을 가진다.
탈크는 10 ~ 15 중량부를 첨가하는 것이 바람직한데, 10 중량부 미만이면 도막의 두께를 유지하기 어려워지며, 15 중량부를 초과하면 내구성이 저하되고 도막이 약해질 수 있기 때문이다.
다음으로 유기계 증점제는 셀룰로오즈 에테르, 에틸 셀룰로오스, 폴리 비닐알콜 및 합성 수지 에멀젼 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
유기계 증점제는 유기계 접착제로서 피 도장물이 금속, 콘크리트, 몰탈, 각종 보드, 비철금속과 같은 피 도장물에 접착할 때 접착성과 바름의 작업성이 향상되며 경화 후 도장막이 유연하고 인장력이 높아 안전한 피막을 형성하게 된다.
상기 유기계 증점제는 결합재 100 중량부에 대하여 5 ~ 10 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직한데, 5 중량부 미만이면 신축성과 굴곡 강도가 떨어지게 되고, 10 중량부를 초과하면 페인트 조성물의 강도가 저하된다.
다음으로, 상기 흡착제는 제올라이트, 벤토나이트, 활성탄소, 실리카겔 및 알루미나 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 오염 물질의 흡착 역할을 수행하게 된다.
흡착제는 유기성 휘발물질 및 중금속을 방출하지 않는 장점이 있으며, 실내의 항균, 향취 및 살충성을 높이는 효과가 있다.
한편, 흡착제는 내부의 미세한 기공을 통하여 습기를 흡수 방출함으로써 습도 조절이 가능하고 구조물과의 동일한 열 팽창계수를 가져 외부 조건 변화에 따른 내구성 및 접착특성이 우수한 장점을 지닌다.
다음으로, 상기 무기재는 석탄회, 석분, 고로슬래그 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
석탄회는 화력발전소에서 연소되어 나오며 배연가스와 함께 보일러로 부터 배출된다. 이때 집진기에 포집되는 것을 플라이애쉬, 보일러의 하부에 낙하되는 괴상 또는 큰 입경의 석탄회를 바텀애쉬라고 부른다.
상기 석탄회는 휘발성 유기화합물을 발생시키지 않으며 수은, 비소등의 유해 중금속을 포함하지 않은 친환경적인 물질이다. 또한 항균, 향취의 기능을 가지며 알칼리성이고 폐자원을 재활용하므로 친환경적이다.
무기재로 사용되는 석분은 천연 무기질 광물로써 일라이트, 포졸란, 세라믹 분말, 옥, 황토, 백운석 및 운기석 중 어느 하나인 분말 형태로 포함되는 것을 특징으로 한다. 석분은 열전도율, 열반사 및 단열 성능에서 우수한 성능을 타나낸다.
상기 고로 슬래그는 입경이 2 ~ 20μm 범위의 슬래그를 사용하는 것이 바람직하다. 고르 슬래그의 입경이 2μm 미만인 경우에는 용해할 시 경도와 강도가 저하된다. 고로 슬래그의 입경이 20μm를 초과하면 경고가 저하되고 증발성이 좋지 못하여 균일의 원인이 될 수 있다.
상기 고로 슬래그는 어떤 방법으로도 제조할 수 있으나 특히 제철 과정에서 생기는 융용 슬래그를 급냉하여 분말화된 것을 사용하면 되고, 그 슬래그 자체가 잠재 수경성을 지니고 있어, 시멘트의 알카리 결합으로서 물과 반응하여 경화하게 된다. 경화시, 치밀한 조직체가 형성되고 수밀성과 내구성을 향상시키며 염소(Cl)의 흡착성이 우수한 특징을 가지고 있다.
다음으로, 첨가되는 실리콘은 산업 분야에서 사용되는 고기능의 재료로써 유기성과 무기성을 겸비한 화학재료를 사용한 것으로서, 방수성과 내오염성이 뛰어나고, 인체에 무해하다.
상기 실리콘은 5 ~ 20 중량부로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 실리콘은 5 중량부 미만으로 첨가되면 방수성과 내오염성이 저하되는 문제점이 있고, 20 중량부를 초과할 경우에는 바름재 조성물 내에서 혼합이 어려울 뿐만 아니라 생산성이 낮아지고 친환경 바름재를 경화시키는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.
다음으로, 아크릴은 자외선이 잘 투과되는 성질이 있으며, 변색 되지 않고 내약품성도 좋으며, 내수성도 양호한 편이다.
아크릴은 10 ~ 30 중량부로 첨가되는 것이 바람직한데, 아크릴이 10 중량부 미만으로 첨가될 시에는 변색, 내약품성, 내수성이 저하되게 되고 도막의 부착성이 저하되는 문제점이 있으며, 30 중량부를 초과하여 첨가될 시에는 바름재의 수분 함량이 높아져 수축과 함께 도포와 건조하는데 어려움이 따르기 때문이다.
다음으로, 안료는 무기 안료를 첨가하는 것을 특징으로 하는데 특히, 산화티탄을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 결합재 조성물 100 중량부에 대하여 1 ~ 3 중량부 범위로 첨가되는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만으로 첨가될 시, 페인트의 착색 상태가 양호하지 않을 수 있으며 조성물의 표면에 색상 발현을 못할 수 있고, 3 중량부 이상으로 첨가될 시 잔류분이 생성되어 조성물 결합력과 침투성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물은 물을 용제로 하여 사용하는 것이 바람직한데, 첨가되는 물의 비율이 작으면 바름재의 사용시 페이스트 형상이 고체화되어 사용이 용이하지 않으며, 물의 비율이 너무 크면 기능성이 떨어지게 되어 바름재 조성물의 사용시 너무 묽어 흐르는 현상이 나타나게 된다.
Claims (10)
- 수경성 시멘트와 골재를 포함하는 결합재, 광물 조성물, 탈크, 유기계 증점제, 흡착제, 무기재, 실리콘, 아크릴 및 안료를 포함하는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 결합재 100 중량부에 대하여 상기 광물 조성물 2 ~ 10 중량부, 상기 탈크 10 ~ 15 중량부, 상기 유기계 증점제 5 ~ 10 중량부, 상기 흡착제 5 ~ 10 중량부, 상기 무기재 10 ~ 15 중량부, 상기 실리콘 5 ~ 20 중량부, 상기 아크릴 10 ~ 30 중량부 및 상기 안료 1 ~ 3 중량부를 포함하는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 결합재는 수경성 시멘트와 골재가 1 : 1 ~ 3 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유기계 증점제는 셀룰로오스 에테르, 에틸셀룰로오스, 폴리비닐알콜 및 합성 수지 에멀젼 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 흡착제는 제올라이트, 벤토나이트, 활성탄소, 실리카겔 및 알루미나 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 무기재는 석탄회, 석분, 고로슬래그 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물.
- 제 6항에 있어서, 상기 석탄회는 플라이애쉬, 바텀애쉬 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물.
- 제 6항에 있어서, 상기 석분은 일라이트, 포졸란, 세라믹 분말, 옥, 황토, 백운석 및 운기석 분말 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 광물 조성물은 희토류 65 ~ 70 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 15 ~ 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물.
- 제 9항에 있어서, 상기 희토류는 모나자이트, 바스트네사이트, 제노타임 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 실리콘-아크릴계 바름재 조성물.
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