KR100635334B1 - 천연 단백질계 수지를 이용한 벽 바름재 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물 내벽 마무리용 벽 바름재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연 바인더를 이용한 인체 친화형 천연 벽 바름재에 관한 것이다. 본 발명은 물 2~10wt%, 단백질 섬유소 수지 10~30 wt%, 충전제 30~60wt%, 다공성 미네랄 재료 5~30wt%, 무기 안료 1~10wt%, 가시광 응답형 광촉매 분말 0.1~5wt%를 포함하는 천연 벽 바름재 조성물을 제공한다. 본 발명에 따르면, 인체 무해한 환경 친화성 벽 바름재를 제공할 수 있으며, 폐기 자원의 재활용을 통해 자원절약 효과도 크고, 벽 바름재의 제조 비용을 낮출 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 도막 두께의 증가에도 불구하고 균열 발생을 저감하는 등 도막의 기계적 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 결로 특성에 있어서도 종래의 벽 바름재에 비해 월등한 특성을 나타낸다.

천연 바인더, 단백질 섬유소 수지, 탄산칼슘, 난각막, 균열

Description

천연 단백질계 수지를 이용한 벽 바름재 조성물{WALL PAINT COMPOSITION USING NATURAL PROTEIN BINDER}

본 발명은 건축물 내벽 마무리용 벽 바름재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연 바인더를 이용한 인체 친화형 천연 벽 바름재에 관한 것이다.

현재 실내에서 사용되고 있는 대부분의 벽지로는 일반적으로 염화비닐 벽지가 많이 사용되고 있다. 그러나 벽지에는 가소제로 독성이 강하며 내분비 교란 물질로 알려진 프탈산화합물(DBP)과 접착제로서 포름 알데히드가 다량 함유되어 있다. 더욱이, 대부분의 벽지가 모노염화비닐벽지로서 유기 염소 화합물을 다량 함유하기 때문에 소각시 다이옥신이 발생될 우려가 많다. 또한 벽지는 통기성이 나쁘기 때문에 습기에 의한 곰팡이 발생으로 인한 2차 오염까지 유발할 수 있다.

이에 따라 벽지를 바이오 벽 바름재로 대체하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그 일례로는 일본특허공개공보 평10-183023호를 들 수 있는데, 상기 공보의 벽 바름재 조성물은 히드라진 유도체를 포함하는 카보닐기 함유 공중합체 에멀젼에 안료 및 무기 산화물을 포함하며, 상기 무기 산화물은 광촉매 활성을 갖는다. 그러나, 이와 같이 합성 수지 에멀젼을 갖는 조성물은 에멀젼 내부에 미반응의 모노머 가 일부 존재하여 휘발성 유기화합물을 발생하여 화학물질 과민증을 유발시킬 수 있다.

또, 일본특허공개공보 제2003-336374호는 대나무 숯, 바인더 및 안료를 포함하는 벽 바름재 조성물을 제시하고 있다. 그러나, 상기 특허에서도 바인더로 메틸 셀룰로오스, 비닐 아세테이트 에멀젼 또는 수용성 우레탄 수지를 사용하고 있어 전술한 문제점을 회피할 수 없다. 또한, 상기 특허는 규조토, 규사, 질석, 펄라이트 등을 포함하여 화학물질의 흡수 효과 원적외선 효과 및 전자파 조정 효과를 얻는 다고 하고 있지만 이를 인정할만한 구체적인 데이터를 제시하고 있지 못하다.

또한 상기 특허들은 시멘트 또는 콘크리트 벽면에 도포될 때 벽면에 대한 충분한 부착 강도를 나타내지 못하기 때문에 우리나라의 주택이나 건물에 적용하기에는 부적합하다.

이밖에도 현재 상품화되어 있는 대부분의 벽 바름재는 합성 수지 에멀젼을 바인더로 하고 바이오 특성을 나타내기 위해 맥반석, 옥, 황토, 일라이트, 스코리아 등과 같은 미네랄 원료를 첨가하여 제조되고 있다. 그러나 이러한 종래의 바름재는 일반 합성수지 에멀젼을 사용하기 때문에 휘발성 유기 화합물의 근원적 차단이 곤란하다. 또한 이러한 원료들은 고가의 제품으로서, 충분한 바이오 성능을 발휘하지 못하고 있으며, 맥반석, 옥 등의 천연 미네랄 원료의 바이오 특성 효과에 대한 검증된 데이터가 부족하다.

특히 최근 새집 증후군에 대한 법원의 배상 판결이 나오는 등 화학물질 과민증에 대한 국민적 관심이 높아지고 실내공기질관리법이 시행되면서 이에 대한 대책 으로서 천연 신소재 벽 바름재에 대한 요구가 절실한 실정이다.

한편, 새집 특유의 냄새는 시멘트 콘크리트 골조면에서 발생되는 냄새와 각종 건자재에서 내뿜어져 나오는 유해 가스들에 기인한 것으로서 재실자들에게 아토피성 피부염, 비염, 천식, 가려움증, 기침, 구토 등의 증상을 야기한다. 이러한 유해 가스를 저감시키기 위해 바이오 세라믹 코트라는 물질을 벽지 내부에 코팅을 하기도 하는데, 이러한 물질은 대부분이 무독성 혹은 저독성의 유무기 바인더와 옥, 황토, 맥반석 등과 같은 천연 원적외선 방사체 물질을 첨가하여 제조된다. 그러나 이 물질은 벽지 내부에 코팅하는 벽 바름재로서 시멘트의 독성을 억제시키는 역할을 기대할 수는 있으나, 벽지 접착제에서 방출되는 포름 알데히드를 억제하는 데에는 한계가 있다.

이와 같이, 종래의 벽 바름재는 한국적 주거 환경에 적합하지 않으며, 최근 요구되고 있는 친환경 특성, 바이오 특성, 탈취 특성 등에서 만족할만한 성능을 보여주고 있지 못하며, 이에 따라 새로운 벽 바름재에 대한 요구가 절실한 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 천연 바인더를 사용하여 인체에 무해하고, 저가이면서도 일정 두께 이상에서도 균열이 발생하지 않고, 작업성 및 접착성이 우수하며, 항균, 항곰팡이, 탈취, 결로 억제 성능이 우수한 기능성 천연 벽 바름재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 물 2~10wt%, 단백질 섬유소 수지 10~30wt%, 탄산칼슘 30~60wt%, 다공성 미네랄 재료 5~30wt%, 무기 안료 1~10wt%, 가시광 응답형 광촉매 분말 0.1~5wt%를 포함하는 천연 벽 바름재 조성물을 제공한다.

본 발명에서 상기 단백질 섬유소 수지는 난각막, 금속 착화합물 및 식물 타닌의 반응 혼합물인 것이 바람직하다. 또한, 상기 탄산칼슘은 입도 5~50㎛의 중질 탄산칼슘인 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 다공성 무기 안료는 규조토, 합성 칼슘 실리케이트, 합성 마그네슘 실리케이트, 시라스, 시라스 발룬, 제올라이트 및 스코리아로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 하나의 물질을 포함하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상술한다.

본 발명의 천연 벽 바름재 조성물은 단백질 섬유소 수지, 충전제, 다공성 미네랄 재료, 무기 안료 및 가시광 응답형 광촉매 분말을 포함하며, 본 발명의 조성물에서 각 성분의 구체적인 조성, 함량 및 각 성분이 본 발명의 조성물에서 수행하는 기능은 다음과 같다. 다만, 후술하는 본 발명의 조성물의 기능은 본 발명자들이 알고 있는 일반적인 사실에 입각하는 것이며, 이들 성분이 반드시 이 기능에 국한되어 작용하는 것을 의미하는 것은 아니다.

a. 단백질 섬유소 수지

본 발명의 조성물에서 단백질 섬유소 수지는 단백질 섬유소가 포함된 복합 고분자 입자로 바인더로 작용한다. 상기 단백질 섬유소 수지는 여러 원료로부터 제 조될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 단백질 섬유소 수지는 달걀의 생체 난각막으로부터 제조될 수 있다. 상기 단백질 섬유소 수지의 제조 방법의 예는 다음과 같다.

고형분이 5 내지 30%인 물에 혼합된 편상의 생체 난각막 100 중량부에 반응 결합 공정으로 착화합물, 황산 알루미늄 고형분 3 내지 30% 수용액을 1.3 내지 30 중량부 첨가하여 pH 3 내지 6, 20 ~ 100 ℃의 온도에서 배위 결합 단백질 고분자를 제조한다. 이어서, 식물 타닌을 0.5 내지 30 중량부 첨가하고 20 내지 100 ℃의 온도에서 상기 배위 결합된 단백질 고분자를 타닌 반응시킨다. 다음으로, 로진 수지를 비누화 반응시켜 제조된 로진 비누 0.5 내지 30 중량부와, 건성유와 설파 화합물 0.3 내지 30 중량부 첨가하여, 아마인유 100 중량부에, 코발트 나프텐산 금속염 0.05 내지 0.2 중량부 혼합하여 40 내지 100 ℃에서 24시간 중합하여 수지 충전 공정을 수행한다. 다음으로 에멀젼화를 위해 알칼리 금속염, 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨 수용액을 0.5 내지 30 중량부 첨가하여 30~120 ℃의 온도에서 1~72시간 개열 반응하여 단백질의 비극성 3차 구조의 펩티드 연쇄간의 수소 결합을 10 내지 50%만 일부 개열하여 변성 단백질화하여 미립자로 전단한 후 에멀젼에서 히드록시(OH)기의 친수성 계면 활성체로 작용시켜 미개열 펩티드 소수성 단백질 섬유소 입자의 수분산을 유도한다. 이어서, 통상의 날카로운 칼날의 회전이나 볼밀 등으로 간단하게 전단하여 50 내지 5,000 nm 입도의 에멀젼 상태의 단백질 섬유소 수지를 얻을 수 있다.

이와 같이 제조된 단백질 섬유소 수지는 악취를 마스킹하고 습윤 상태에서도 쉽게 부패되지 않으며, 수용액 내에서 분산이 용이한 특성을 갖는다.

또한, 본 발명의 조성물은 바인더로 기존의 벽 바름재와 달리 합성수지 에멀젼을 사용하지 않음으로써, 종래의 바인더에서 문제시 되던 인체 유해 물질의 방출이 전혀 없으며, 본 발명에 사용되는 난각막으로부터 제조된 천연 바인더는 알의 생합성시 자연적으로 형성된 해면체 구조의 폴리펩티드 섬유소 구조 특성으로 일반 합성수지 보다 우수한 통기성을 갖는다.

더욱이, 폐기되는 난각막을 재활용함으로써 자원절약의 효과뿐만 아니라, 기존의 벽 바름재보다 저렴한 벽 바름재를 제조할 수 있다. 본 발명의 천연 단백질 섬유소 수지는 조성물 전체 중량에 대해서 10~30 중량% 포함하는 것이 바람직하다.

b. 충전제

본 발명의 조성물에서 상기 충진제는 일정한 두께 이상으로 도포되더라도 균열의 발생을 억제하는 역할을 한다.

본 발명의 충전제는 균열의 발생을 억제하기 위해 다음의 설계 사항을 반영하여 설계될 수 있다. 먼저, 본 발명에서 상기 충전제는 넓은 입도 분포를 갖는 것이 바람직하다. 입도 분포가 넓을수록 벽 바름재의 충진 밀도가 높아지고, 공극률이 낮아지므로 도막 두께가 높게 올라가더라도 균열의 발생을 억제할 수 있다.

또한 본 발명의 충전제는 낮은 흡유량을 갖는 것이 바람직하다. 흡유량(oil absorption)이란 안료에 정제 아마유를 가하여 이개어 페이스트로 만든 뒤, 일정한 유동도를 가진 페이스트를 만드는데 소요되는 아마유의 양(cc/100g의 안료)을 말한 다. 흡유량은 유기 안료의 표면을 둘러싸고 다시 안료 입자와 입자 사이의 공간을 채우는데 필요한 기름의 양으로 이해된다. 즉 안료의 입자가 미세할수록 흡유량은 크게 된다. 이것은 안료의 비표면적(단위중량당 표면적)이 크게 되기 때문이며, 흡유량과 비표면적은 서로 강한 양의 상관 관계에 있다.

전술한 점을 고려할 때 본 발명의 충전제는 낮은 흡유량과 낮은 비표면적을 갖는 것이 바람직하다. 흡유량은 작으면 벽 바름재의 건조 후 건조 수축이 작게 일어나므로 균열을 막을 수 있다.

본 발명에서 충전제로는 탄산칼슘이 사용될 수 있다. 탄산칼슘은 백색도 및 불투명도가 우수하여 색도 조절이 용이하고 친수성이 높고, 흡유성이 낮고, 제품의 균질성이 우수하다는 장점을 갖는다.

탄산칼슘은 입도와 제조 공정에 따라서 보통 탄산칼슘, 중질 탄산칼슘, 경질 탄산칼슘 등으로 구분될 수 있다. 보통 탄산칼슘은 주로 조립의 탄산칼슘을 말하며, 입자경은 수 mm ~ 400 mesh정도까지이다. 중질 탄산칼슘(Ground Calcium Carbonate)은 백색도가 높은 고순도의 결정질 석회석(Calcite)을 물리적으로 분쇄, 분급하여 제조된다. 중질 탄산칼슘의 입도범위는 명확치 않으나 대략 325mesh(45㎛)이하의 제품을 지칭하며 최근 분체 기술과 분급 설비의 발달로 평균입경이 1㎛ 이하의 제품까지 생산되고 있다. 경질 탄산칼슘(Precipitated Calcium Carbonate)은 석회석을 원료로 화학적제조법에 의해 생산된 경질탄산칼슘은 석회유와 탄산가스를 화학 반응시켜 합성한 탄산칼슘으로 침강 탄산칼슘이라고도 한다. 침강성 탄산칼슘은 제조 조건에 따라 입자형태, 입자경, 입도분포 등을 조절이 가능하다.

전술한 탄산칼슘이 갖는 물성을 아래 표 1에 열거하였다. 표 1에 나열된 탄산칼슘의 비표면적 및 흡유량 특성으로부터 이들 탄산칼슘 중 중질 탄산칼슘을 사용하는 것이 바람직함을 알 수 있다. 상기 중질 탄산칼슘은 넓은 입도 분포, 바람직하게는 5~50㎛의 넓은 입도를 갖는 것이 좋다. 상기 입도 범위에 있는 중질 탄산칼슘은 도막 두께 3㎜ 이상에서도 균열 발생을 억제할 수 있다. 본 발명의 충전제는 조성물 전체 중량에 대해 30~60wt% 포함되는 것이 바람직하다.

종류	보통 탄산칼슘	중질 탄산칼슘	경질탄산칼슘
			경미성 탄산칼슘	극미성 탄산칼슘	극미성활성화 탄산칼슘
비표면적(㎡/g)	6.6	2.5	4.8	31	31
흡유량(cc/100g)	28	28	42	45	30

c. 다공성 미네랄 재료

본 발명에서는 벽 바름재의 결로 특성을 향상시키기 위해서 다공성 미네랄 재료를 사용한다. 상기 다공성 미네랄 재료는 흡습 또는 조습 작용에 의해 결로 특성을 향상시키며, 인체에 유해한 가스를 흡착하여 벽 바름재의 탈취 성능을 향상시킨다.

본 발명에서 상기 다공성 미네랄 재료로는 5 ~ 30 중량% 첨가되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용 가능한 다공성 미네랄로는 규조토, 합성 실리케이트류, 시라스, 시라스 발룬, 제올라이트, 스코리아 등이 사용될 수 있으며, 이들 재료는 단독 또는 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.

본 발명에서 다공성 미네랄 재료로는 비정질 실리카를 주성분으로 하여 물리화학적으로 안정하며 다공성을 갖는 규조토를 사용하는 것이 바람직하다. 규조토는 가볍고, 흡수성과 단열성이 뛰어나다는 장점을 갖는다.

또한, 상기 다공성 미네랄 재료로 사용되는 실리케이트류로는 규조토와 소석회(Hydrated lime)를 열수 반응시켜 제조되는 칼슘 실리케이트나 마그네슘 실리케이트가 사용될 수 있다. 이들 실리케이트는 낮은 겉보기 비중, 높은 흡수성 및 흡유성, 높은 비표면적, 다양한 입자 형상 및 구조를 갖기 때문에 본 발명의 충전제로 사용되기에 적합하다.

본 발명에서 첨가된 다공성 미네랄 재료는 무기 안료로서의 기능도 수행할 수 있다.

d. 무기 안료

또한 본 발명의 조성물은 무기 안료를 포함한다. 무기안료를 도료에 사용함으로써 도료를 착색할 뿐만 아니라, 도막을 불투명하게 하여 하지를 은폐시킨다. 또한 무기 안료는 화학적으로 안정하여 일광이나 대기의 작용에 대하여 색을 온전히 보전하는 장점을 갖는다. 아래 표 2는 본 발명에 사용 가능한 백색안료의 은폐력을 나타낸다. 아래 표를 참조하면, 열거된 백색 안료 중 루틸형의 산화티탄이 은폐력이 가장 높으므로 본 발명의 벽 바름재 조성물에 사용되기에 가장 적합함을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 무기 안료는 아래 표 2에 나열된 안료 외에도 탄산칼슘, 탈크, 카올린 등의 체질 안료를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 무기 안료는 조성물 전체 중량에 대해서 1 ~ 10중량% 첨가되는 것이 바람직하며, 안료의 평균 입도는 40 μm이하인 것이 바람직하다.

종류	산화티탄 (루틸)	산화티탄 (아나타제)	유화아연	연백	리토폰	아연화
은폐력 (㎠/g)	294	230	116	30	54	40

e. 가시광 응답형 광촉매 분말

본 발명의 조성물에 포함된 가시광 응답형 광촉매 분말은 벽표면에 부착된 세균 등을 살균하거나 인체에 유해한 물질을 분해하여 실내 오염을 감소시킨다. 상기 광촉매로는 일반적으로 아나타제상의 결정 구조를 갖는 이산화티탄을 사용하지만, 상기 아나타제상의 이산화티탄이 자외선 영역에서 광활성이 우수한 반면 가시광 영역에서의 광활성은 미미한 편이다. 따라서 본 발명에서는 실내의 미약광에서 탈취 및 바이오 특성을 향상시키기 위해 산화티탄에 금속 양이온을 도핑하거나 음이온을 도핑하여 만든 산소결핍형 이산화티탄을 사용하거나, 부루카이트상의 결정 구조를 갖는 이산화티탄을 이용한 분말형의 제품을 사용할 수 있다. 이밖에도 유기물에 의한 특성 저하가 발생하지 않도록 이산화티탄에 실리카 코팅 처리를 하거나, 아파타이트와 복합화한 하이브리드 광촉매를 사용하는 것도 가능하다.

상기 가시광 응답형 광촉매 분말은 전체 천연 벽 바름재 조성물에 대해서 약 0.1~5 중량%이 첨가되는 것이 바람직하다.

f. 기타 첨가제

본 발명에서 필수적인 것은 아니지만 도막 특성의 향상을 위해 통상 도료에서 사용되는 분산제 및 소포제, 방부제 등이 첨가될 수 있으며, 이들 첨가제는 전체 중량에 대해서 0.5~3 중량% 포함되는 것이 바람직하다.

상기 분산제로는 나프탈렌 술폰산염 포르말린 축합물, 멜라민 술폰산염 포르말린 축합물, 폴리카르복산 화합물, 폴리카르복산 에테르, 방향족 아미노 술폰산 폴리머 및 리그닌 술폰산의 금속염으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질이 사용될 수 있으며, 상기 기포제로는 미네랄 오일계, 실리콘계 및 기타 계열의 소포제가 사용될 수 있다.

g. 분산매

본 발명의 조성물을 균일하게 혼합하기 위해 조성물 전체 중량에 대해 약 2~10중량%의 물이 포함될 수 있다.

전술한 성분들을 포함한 본 발명의 천연 벽 바름재는 액상 퍼티(putty)형으로 도장 방법에 따라서 롤러, 붓, 흙손, 에어 스프레이 등 여러 방법에 의해 벽면에 도포될 수 있다. 이 때 원활한 작업성을 얻기 위해 붓 도장의 경우에는 5중량% 이내 롤러 도장의 경우 10중량% 이내, 스프레이 도장의 경우 20 중량% 이하의 물을 추가로 혼합하여 사용할 수도 있다.

한편, 종래의 벽 바름재는 기존의 벽지를 제거하고 도장을 해야 하지만, 본 발 명의 천연 벽 바름재는 벽지 위에서도 쉽게 도장이 가능하므로 신축은 물론, 기존의 건축물의 리모델링시에도 시공이 가능하다는 장점을 갖는다.

실시예

아래 표 3과 같은 3가지 배합의 조성물을 도포하여 본 발명의 충진제 종류와 입도 분포에 따른 균열에 대해서 파악하기 위해서 다음과 같이 3가지 배합비율로 설정했으며, 다공성의 무기 안료에 따른 결로 및 작업성도 평가했다. 균열과 흙손의 작업성, 외관에 따른 표면도 평가했다. 아래 표 3에서 탄산칼슘-A, 탄산칼슘-B, 탄산칼슘-C는 입도가 다른 중질 탄산 칼슘이다. 또한, 무기 안료로는 루틸형의 이산화티탄과 탄산칼슘, 탈크 및 카올린의 혼합물을 사용하였다.

또한, 본 실시예에서 광촉매로는 가시광 응답형 광촉매 분말은 일본 에코디바이스(Ecodevice) 사의 산소 결핍형의 이산화티탄 광촉매 분말을 사용하였고, 무기 안료로는 루틸상의 이산화티탄을 사용하였으며, 기타 첨가제로는 나프탈렌 술폰산염 포르말린 축합물과 미네랄 오일계 소포제를 사용하였다.

성분		실시예 1(중량%)	실시예 2(중량%)	실시예 3(중량%)
단백질 섬유소 수지		20	20	20
충전제	탄산칼슘-A (평균입도 44㎛)	40	30	20
	탄산칼슘-B (평균입도 21㎛)	-	5	10
	탄산칼슘-C (평균입도 10㎛)	-	5	10
다공성 미네랄 재료	규조토	20	15	10
	칼슘실리케이트	-	5	10
	시라스발룬	5	5	5
광촉매		3	3	3
무기 안료		10	10	10
기타 첨가제		2	2	2
합계		100	100	100

도막 물성은 기계 화학적 특성, 작업성, 친화경 특성, 바이오 특성, 결로 특성 및 탈취 특성으로 구분하여 실험하였다. 기계 화학적 특성을 위해 부착 강도, 내세척성, 내알칼리성 및 초기 건조에 따른 잔갈림 저항성을 각각 KS F 4715 규격에 따라서 측정하고, 도막두께 3mm 이상의 균열 발생 여부의 평가는 다음과 같이 평가하였다.

밤라이트판에 표 3의 벽 바름재 조성물을 3mm의 두께로 도포하였다. 24 시간의 상온 건조 후 도막 두께 측정기를 이용해서 건조 도막두께를 측정하고, 육안으로 균열의 발생과 외관을 평가하였다. 작업성은 흙손을 이용해서 직접 도장하면서 평가하였다.

친환경 특성의 측정을 위해 유해 가스인 TVOC, HCHO의 방출량을 패시브 샘플러(passive sampler)를 이용한 소형 챔버법으로 측정하였다. 바이오 특성의 측정을 위해 가압 밀착법에 의한 균감소율과 ASTM G 21에 의한 항곰팡이성을 측정하였다.

탈취 특성은 KICM-FIR에 의해 120분 경과 후의 암모니아의 탈취율에 의해 측정하였다.

또한, 도막의 결로 특성은 다음과 같은 측정 방법을 사용하였다. 먼저, 높이 27. 5 cm, 원지름 15 cm 및 두께 400 ㎛인 청동 재질의 콘을 제작하고, 상기 콘 상에 건도막 두께가 200 ~ 300 ㎛가 되도록 3 ~ 4회 붓도장한 후 상온에서 방치하여 이틀간 건조하였다. 건조 후 도막 두께를 측정하고 수성 싸인펜으로 잉크 번짐 확인을 위한 마크를 표기하였다. 이어서, 습도 60 ~ 70 %, 내부 온도 18 ~ 20 ℃로 유지되는 항온 항습기에 청동콘을 설치하고, 결로수의 무게를 측정하기 위해 비이커를 상기 청동콘 하부에 배치하였다. 상기 청동콘 내부는 얼음물을 지속적으로 투입하여 5 ℃내로 유지하였으며, 콘 표면의 최초 결로 시작 시간 및 잉크 번짐 여부를 육안으로 관찰하여 그 시간을 기록하였다. 시험 시작 후 3시간 경과 후 시험을 종료하였다. 결로수의 무게는 비이커에 포집된 물의 량과 도막에 함유된 수분의 중량을 포함하여 계산하였다. 도막에 함유된 수분의 중량은 테스트 전후에 있어서 도막이 도포된 청동콘의 무게 변화로부터 계산하였다. 이 방법은 본 출원인의 한국특허출원 제10-2001-0049635호에 기재된 방법과 동일하다.

비교예 1로서 합성 수지 에멀젼을 바인더로 화산재를 주원료로 한 일본엠텍스(NIHON M TECS)사의 제품명 비너스 코트(Venus-coat)를 사용하여 전술한 실시예와 동일한 방법으로 도막을 제조하고, 그 물성을 측정하였다.

비교예 2로서 후지와라화학(Fujiwara Chemical Co.,Ltd.)의 제품명 클린업(clean-up)인 규조토 벽 바름재를 사용하여 고형분 대비 80 중량%의 물과 함께 슬러리 믹서에서 혼합한 후 전술한 실시예와 동일한 방법으로 도막을 제조하고 그 물성을 측정하였다.

전술한 실시예와 비교예에 대한 물성 측정 결과를 표 4 및 표 5에 나타내었다.

구분	항목	실험 결과					측정 방법
		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
도막 특성	저온안정성	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상없음	KS F 4715
	초기 건조에 따른 내잔갈림성	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상없음
	부착강도(n/㎟)	0.65	0.70	0.75	0.60	0.10
	내세척성	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 있음
	내알칼리성	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음
	균열(3㎜이상)	발생하지 않음	발생하지 않음	발생하지 않음	발생함	발생함	자체 실험
	작업성(흙손)	양호	양호	양호	양호	양호
	외관	양호	양호	양호	양호	보통
환경 특성	TVOC(㎎/㎡h)	0.2미만	0.2미만	0.2미만	0.4미만	0.2미만	소형 챔버법
	HCHO(㎎/㎡h)	0.01미만	0.01미만	0.01미만	0.05미만	0.01미만
바이오 특성	균감소율(%)	99%이상	99%이상	99%이상	99%이상	99%이상	가압 밀착법
	항곰팡이성	자라지 못함	자라지 못함	자라지 못함	자라지 못함	곰팡이 발생	ASTM G 21
탈취율(암모니아)		99.9%	99.9%	99.9%	90%	88.2%	KICM -FIR

항목		실험 결과
		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
최초결로 발생시간	육안관찰	2:00	관찰되지 않음	관찰되지 않음	1:10	1:45
	잉크번짐	2:20	관찰되지 않음	관찰되지 않음	1:30	1:32
도료에 포집된 결로수량(g)		12.5	15.7	18.3	13.5	15.3
비이커에 수집된 결로수량(g)		3	없음	없음	20.4	10.5

표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 천연 벽 바름재는 기존의 벽 바름재 조성물에 비해 부착강도가 우수하고, 일정한 도막 두께 이상에서도 균열이 발생하지 않는다. 또한 환경 특성에 있어서도, 비교예 1 및 2에 비해 유해 가스의 발 생량이 대폭 감소된다는 것을 알 수 있다. 또한 본 발명의 벽 바름재 조성물은 비교예 1 및 2에 비해 뛰어난 탈취 효과를 나타낸다.

표 5를 참조하면, 비교예가 본 발명의 실시예들보다 결로 특성이 떨어지는 것을 알 수 있다. 실시예 2 및 3의 경우 결로의 잉크 번짐과 육안 관찰도 되지 않고, 비이커에 포집된 결로수가 없는 것으로 보아, 규조토의 단독 사용보다는 칼슘 실리케이트 및 시라스 발룬의 첨가에 의해서 결로 억제 효과의 증진이 있음을 알 수 있다. 또한 규조토의 함량이 많아질수록 점착성이 높아져 흙손의 작업이 어려우므로 규조토의 배합 비율을 잘 조절해야 한다는 것을 확인할 수 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 천연 벽 바름재는 바인더로 단백질 섬유소 수지 천연 바인더를 사용함으로써, 종래에 비해 인체 무해한 환경 친화성 제품을 얻을 수 있다. 또한 상기 천연 바인더의 원료로 생체 난각막을 사용하는 경우 기존에 폐기해 오던 자원을 활용함으로서 자원절약 효과도 크고, 벽 바름재의 제조 단가를 낮출 수 있다.

또한, 본 발명의 천연 벽 바름재는 충전제의 입도 분포 및 흡유량을 조절함으로써 종래에 두꺼운 도막을 형성할 수 있으며, 도막 두께의 증가에도 불구하고 균열 발생을 저감된다.

또한, 본 발명의 조성물은 인체에 유해한 성분의 방출이 거의 없으며, 도막의 기계적 특성 뿐만 아니라 친환경 특성 및 결로 특성에 있어서도 종래의 벽 바름재에 비해 월등한 특성을 나타낸다.

Claims (4)

1. 물 2~10wt%;

   난각막으로부터 제조되는 단백질 섬유소 수지 10~30wt%;

   탄산칼슘 30~60wt%;

   규조토, 합성 칼슘 실리케이트, 합성 마그네슘 실리케이트, 시라스, 시라스 발룬, 제올라이트 및 스코리아로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종의 물질로 구성되는 다공성 미네랄 재료 5~30wt%;

   무기 안료 1~10wt%; 및

   가시광 응답형 이산화티탄 광촉매 분말 0.1~5wt%을 포함하는 천연 벽 바름재 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 단백질 섬유소 수지는 난각막, 금속 착화합물 및 식물 타닌의 반응 혼합물인 것을 특징으로 하는 천연 벽 바름재 조성물.
3. 제1항에 있어서,

   상기 탄산칼슘은 입도 5~50㎛의 중질 탄산칼슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 천연 벽 바름재 조성물.
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