KR100695273B1 - 수성 균열도료와 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물을 희석제로 사용하는 수성 균열도료에 관한 것이다.

본 발명의 수성 균열도료는, 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지 4.39∼21.31wt% 와, 수지 용해수 28.87∼62.19wt% 와, 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼 4.21∼15.29wt% 와, 소포제 0.08∼0.5wt% 와, 살균제 0.16∼0.66wt% 와, 수성 착색안료 0∼11.7wt% 와, pH 조절제 0.08∼0.33wt% 및 희석수 19.25∼49.75wt% 로 조성되며, 상기 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지와 수지 용해수를 교반 용기에서 가열 교반하여 수지를 용해시키는 단계와; 수지가 완전 용해된 용해수에, 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼, 소포제, 살균제, 수성 착색안료 및 희석수를 순차적으로 첨가하고 교반하여 균일한 조성물로 만든 후 pH 조절제를 첨가하여 조성물의 pH를 조절하는 단계를 통하여 제조된다.

본 발명의 수성 균열도료는, 시공이 간편하며 무독성일 뿐 아니라, 도막 부착력이 우수하고 균열 형성 시간이 짧은 장점이 있다.

도료, 수성도료, 유성도료, 균열도료

Description

수성 균열도료와 그 제조 방법{The cracking water paint, and the mixing method of the same}

본 발명은 수성 균열도료에 관한 것으로, 더 자세하게는 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지와, 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼 및 물을 주성분으로 하여 조성됨으로써, 종래의 유성 균열도료에 비하여 시공이 간편할 뿐만 아니라 독성이 없으면서도 균열 효과를 향상시킨 수성 균열도료에 관한 것이다.

도료는 각종 내·외장재의 표면을 보호하는 동시에 미관을 향상시키기 위한 것으로, 도료의 주성분은 도막 형성 성분인 전색제와 안료 성분으로 구성되는바, 안료는 도막에 색채를 부여하는 성분이며, 전색제는 안료 등을 분산시켜 도료에 유동성을 주는 투명도료에 해당한다.

상기와 같은 도료는, 단순히 각종 내·외장재의 표면을 보호하는 동시에, 주위 환경과 어울리는 적합한 색상을 부여함으로써 내·외장재의 미관도 개선할 수 있도록 사용되어 왔으며, 과학 기술의 발전과 함께 생활 수준이 향상됨에 따라 단순히 내·외장재의 표면을 보호하고 색상을 부여하는 정도 이상의 역할을 수행할 수 있도록 다양한 기능성 도료가 개발되어 왔다.

그러나, 종래 대부분의 도료는 그 표면이 매끄럽게 마무리되며, 건조 후 표면에 균열이 발생하여서는 안 되나, 오히려 도막 표면에 균열을 발생시키고, 균열이 형성된 표면 상태를 미적으로 이용하는 도료가 개발되었는 바, 이를 균열도료(또는 크래킹 도료)라 한다.

상기 균열도료는, 안료 분보다 수지 분을 적게 함유하도록 하여 용제가 도막으로부터 증발할 때 수지 분이 수축하면서 그 표면에 갈라지는 형상이 발생하도록 한 도료로서, 도막의 두께를 두껍게 도장하는 경우에는 갈라짐이 크고 많아지며, 얇게 하면 작고 적어진다.

그리고, 상기 균열도료는, 그 도막 표면에 미적인 균열 무늬가 형성되고, 그러한 균열 무늬에 의해 우아한 인테리어적 장식 효과가 얻어지도록 하게 되는바, 실내 인테리어, 도자기류, 목재 가구류 등의 각종 공예품이나 외장재의 표면 장식에 사용되며, 일반도료에 비하여 도막 접착력, 내구성 등이 떨어지기 때문에 균열도료층 표면에는 투명도료가 피복되는 것이 일반적이다.

상기와 같은 균열도료 역시 사용되는 용제에 따라 유성 도료와 수성 도료로 구분되며, 일반 유성 도료와 마찬가지로 종래의 유성 균열도료 역시 제조할 때뿐만 아니라 사용시에도 반드시 벤졸류, 에스테르류, 케톤류 등이 대량 함유된 유기 용제로 희석시켜야 하기 때문에 환경오염 및 인체 건강에 극히 유해로 울뿐만 아니라, 생산 및 시공 단계에서 화재 위험성이 상존하게 된다.

그리고, 유성 균열페인트로 도장하는 경우에는 반드시 일반 니트로셀루로즈 바니쉬(nitrocellulose varnish)로 하도를 실시한 후 그 하도 위에 균열도료를 칠하게 되는데, 이는, 균열도료 중의 유기 용제가 하도층의 니트로셀루로즈 바니쉬를 용해하게 되고, 균열도료보다 수축성이 큰 용해 니트로셀루로즈 바니쉬가 건조되는 과정에서 니트로셀루로즈 바니쉬의 수축력이 균열도료를 더욱 수축시키도록 함으로써 균열도료층에 균열이 발생하도록 하기 위해서이다.

따라서, 건조 온도가 균열정도에 큰 영향을 미치게 되기 때문에 시공 온도가 비교적 높을 때에는 용제의 휘발이 너무 빨리 이루어져 균열을 형성시키기 어려우며, 휘발성과 용해성이 서로 다른 희석제를 사용하여 시공하게 되는 경우 균열 형성 효과도 일치하지 않게 되기 때문에 종래의 유성 균열도료는 그 시공이 어렵고, 균열 형성 제어도 어렵다.

상기와 같은 유성 균열도료의 문제점을 해결할 수 있는 수성 균열도료가 국내 특허공보 73-107호에 개시되어 있으나, 이 균열도료 역시 그 성분 중에 포름알데히드가 함유되어 생산과 시공시 환경오염 및 인체 건강에 대한 유해성을 해소할 수가 없다.

본 발명은 종래의 유성 및 수성 균열도료가 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 제조 및 시공시 환경오염이나 인체에 대한 위해성이 없으면서도 누구나 손쉽게 시공이 가능한 수성 균열도료를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지와 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼에 의해 달성된다.

본 발명의 수성 균열도료는, 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지 4.39∼21.31wt% 와, 수지 용해수 28.87∼62.19wt% 와, 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼 4.21∼15.29wt% 와, 소포제 0.08∼0.5wt% 와, 살균제 0.16∼0.66wt% 와, 수성 착색안료 0∼11.7wt% 와, 암모니아수와 같은 pH 조절제 0.08∼0.33wt% 및 희석수 19.25∼49.75wt% 로 조성되는 바, 각 성분의 역할과 함량 범위에 대한 한정 이유를 살펴 보면 다음과 같다.

부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지는, 비닐 알코올이 중합된 고분자 화합물이며 물 이외에는 녹지 않는 분말로서, 물에 용해된 상태에서 갖는 강한 접착력에 의해 본 발명 균열도료의 도막을 형성하며 수축력을 발생시키는 역할을 하게 되는 바, 그 함량이 4.39wt% 에 미치지 못하면 도막의 기본적인 접착력이 떨어질 뿐 아니라, 균열 형성 시간이 지나치게 길어지거나 적절한 형태의 균열을 형성시키지 못하게 되며, 그 함량이 21.31wt% 를 초과하게 되면 균열 형성 시간이 너무 빨라져 오히려 균열 상태가 외관상 바람직하지 못하게 되거나, 그 크기가 필요 이상으로 커지게 될 수 있다.

가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼은, 상기 알코올 수지와 함께 도막 형성을 시키면서 균열의 크기를 조절하는 역할을 수행하는 동시에 도막에 내수성을 부여하는 역할을 수행하는 성분으로서, 그 함량이 4.21wt% 에 미치지 못하면 도막의 내수성이 떨어지게 되는 동시에 균열의 크기가 너무 작아져 특별한 경우를 제외하고는 바람직하지 않으며, 15.29wt% 를 초과하게 되면 내수성의 동반된 향상 효과는 없으면서 균열의 크기가 지나치게 커져 오히려 상대적으로 도막의 내수성이 떨어지게 될 뿐 아니라 외관적으로도 적절치 않을 수 있다.

소포제와 살균제는, 액상 또는 겔상의 각종 조성물에 일반적으로 첨가되는 것으로, 그 함량이 각각 0.08wt% 및 0.16wt% 에 미치지 못하면 첨가 효과를 거의 얻을 수 없으나, 각각의 상한치인 0.5wt% 및 0.66wt% 를 초과하게 되어도 첨가 효과가 더 이상 향상되지는 않고 오히려 도료의 안정성을 저해할 수 있으며, 특히, 본 발명의 균열도료는 수용성이기 때문에 장시간 보관에 따른 도료의 부패와 열화를 방지하기 위하여 반드시 상기 살균제가 첨가되는 것이 바람직하다.

수성 착색안료는, 도료에 색상을 부여하기 위한 것으로, 투명한 균열 상태를 얻기 위하여 첨가되지 않을 수도 있으며, 그 함량이 11.7wt% 를 초과하게 되면 수지 또는 잉크 에멀젼의 상대적인 비율 저하로 인하여 균열이 부족하거나 작아질 수가 있고, 부착력도 저하하게 된다.

pH 조절제는, 도료의 pH를 8.0∼9.0 범위로 조절하여 도료가 안정화되도록 하기 위한 역할을 수행하는 성분으로서, 그 함량이 0.08wt% 에 미치지 못하면 pH 조절 효과가 거의 없으며, 0.33wt%를 초과하게 되면 pH 가 필요 이상 상승하게 되어 오히려 도료의 안정성을 해치게 된다.

상기의 pH 조절제의 함량은 암모니아수를 기준으로 한 경우로서, 그 함량이 0.33wt%를 초과하게 되면 암모니아수 특유의 냄새가 심해져 시공시 불쾌감을 초래하게 되는 문제도 발생하게 된다.

그리고, 수지 용해수 및 희석수는 모두 동일한 물이나, 본 발명 도료의 제조 과정 중 서로 다른 단계에서 사용되기 때문에 구분한 것으로, 상기 용해수는 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지 4.39∼21.31wt% 를 용해하기 위하여 사용되는 물이며, 수지가 용해된 물에 기타의 다른 성분과 함께 물을 다시 혼합하여 최종적인 균열도료를 제조하게 되는바, 이때, 다른 성분들과 함께 추가되는 물을 희석수라 칭하였으며, 상기 용해수와 희석수, 특히, 용해수의 경우 도료의 안정성을 위하여 탈이온수(deionized water)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 조성되는 본 발명 도료의 성분들 중 상기 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지는, 부분 알코올화 폴리에틸렌 수지, 전부 알코올화 폴리비닐 알코올 수지 등으로, 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼은 폴리비닐 아세테이트 에멀젼, 아크릴 라텍스, 스티렌 아크릴 라텍스 등으로 대체 할 수 있다.

그리고, 소포제는 광물유계통의 표면 활성제로, 살균제는 벤지소티아졸린(benzisothiazolin)으로, 암모니아수는 친환경 pH 조절제인 디엠에이이(DMAE, dimethylaminoethanol)로도 대체 할 수도 있으며, 각 대체 성분의 중량 백분율은 대체되기 전의 각 해당 성분들과 동일한 효과를 얻을 수 있도록 상기의 함량 범위가 조절될 수 있다.

상기와 같은 본 발명 도료의 제조 방법을 살펴 보면, 먼저 설정된 중량 백분율에 따라 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지와 수지 용해수를 교반 용기에 투입 한 상태에서 80∼100℃ 범위로 가열하면서 상기 수지를 물에 완전히 용해시킨 후 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼, 소포제, 살균제, 수성 착색안료 및 희석수를 첨가하고 교반하여 균일하게 혼합되도록 한다.

그리고, 각 성분들이 균일하게 혼합된 조성물에 암모니아수와 같은 pH 조절제를 투입하여 조성물의 pH 를 8∼9로 조절함으로써, 본 발명의 도료가 제조되는 바, 본 발명의 도료는 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼이 채용됨으로써 도막의 부착력이 향상되어 하도층과 상도층 사이의 접착 강도가 높아지는 동시에 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지의 내수성을 조절할 수 있기 때문에 균열의 대소 크기를 조절 할 수 있게 되는 바, 본 발명 도료의 구체적 실시예는 다음과 같다.

실시예

부분 알카리화 폴리비닐 알코올 수지 15.0wt%, 수지 용해수 40.0wt%, 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼 5.0wt%, 광물유 표면활성제 0.2wt%, 벤지소티아졸린 0.2wt%, 수성 착색안료 5.5wt%, 희석수 34.0wt%, 암모니아수 0.1wt%

상기의 함량 비율에 따라 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지와 수지 용해수를 교반 용기에 투입하고 온도를 90℃까지 가열하여 수지가 물에 완전히 용해될 때 까지 교반한 후 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼, 광물유 표면활성제, 벤지소티아졸린, 수성 착색안료, 희석수의 순으로 교반 용기에 투입 교반하여 균일하게 혼합한 다음 암모니아수를 교반 용기에 투입하여 조성물의 pH를 8.5로 조절하였다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 도료를 도자기, 목재, 실내외 벽면 등에 사용시에는 먼저 본 발명의 도료로서 하도칠을 한 상태에서 30분 이상 상온 건조시킨 후 그 위에 수성 균열도료 상도용으로 제조된 수성도료를 도포하거나 고형분 함량이 60% 이상인 일반 합성수지 에밀션 페인트를 도포하는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 수성 균열도료는 종래의 유성 균열도료에 비하여 시공이 간편할 뿐만 아니라 무독성 수성 계열 도료로서 시공자의 신체에 유해한 영향을 끼치지 않으며, 물을 희석제로 사용함으로써 무독, 무해, 무오염 특성을 가질 뿐 아니라, 화재의 위험성도 없고, 도막의 표면 부착력이 우수하며 균열 형성 시간이 짧고 균열 크기의 자유로운 제어가 가능한 장점이 있다.

Claims (9)

1. 물을 희석제로 사용하는 수성 균열도료에 있어서, 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지 4.39∼21.31wt% 와, 수지 용해수 28.87∼62.19wt% 와, 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼 4.21∼15.29wt% 와, 소포제 0.08∼0.5wt% 와, 살균제 0.16∼0.66wt% 와, 수성 착색안료 0∼11.7wt% 와, pH 조절제 0.08∼0.33wt% 및 희석수 19.25∼49.75wt% 를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 수성 균열도료.
2. 제 1항에 있어서, 상기 pH 조절제는 암모니아수 또는 디엠에이이 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수성 균열도료.
3. 제 1항에 있어서, 상기 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지는, 부분 알코올화 폴리에틸렌 수지 또는 전부 알코올화 폴리비닐 알코올 수지 중의 어느 하나로 대체 가능한 것을 특징으로 하는 수성 균열도료.
4. 제 1항에 있어서, 상기 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼은, 폴리비닐 아세테이트 에멀젼, 아크릴 라텍스, 스티렌 아크릴 라텍스 중의 어느 하나로 대체 가능한 것을 특징으로 하는 수성 균열도료.
5. 제 1항에 있어서, 상기 소포제는 광물유계통의 표면 활성제로 대체 가능한 것을 특징으로 하는 수성 균열도료.
6. 제 1항에 있어서, 상기 살균제는 벤지소티아졸린으로 대체 가능한 것을 특징으로 하는 수성 균열도료.
7. 제 1항에 있어서, 상기 수지 용해수와 희석수는 탈이온수인 것을 특징으로 하는 수성 균열도료.
8. 물을 희석제로 사용하는 수성 균열도료의 제조 방법에 있어서, 부분 알칼리화 폴리비닐 알코올 수지 4.39∼21.31wt% 와와 수지 용해수 28.87∼62.19wt%를 교반 용기에 투입하는 단계와;

   상기 수지와 수지 용해수를 80∼100℃ 범위로 가열, 교반하여 수지를 용해수에 완전 용해하는 단계와;

   수지가 완전 용해된 용해수에, 가교결합형 옵셋 잉크 에멀젼 4.21∼15.29wt%, 소포제 0.08∼0.5wt%, 살균제 0.16∼0.66wt%, 수성 착색안료 0∼11.7wt% 및 희석수 19.25∼49.75wt% 를 순차적으로 첨가하고 교반하는 단계와;

   상기의 조성물에 pH 조절제 0.08∼0.33wt% 를 첨가하여 pH를 조절하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수성 균열도료의 제조 방법.
9. 제 7항에 있어서, 상기 pH 조절제는 암모니아수 또는 디엠에이이 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수성 균열도료의 제조 방법.