KR102040283B1

KR102040283B1 - 친환경 난연 도료 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102040283B1
Application number: KR1020190076727A
Authority: KR
Inventors: 유재형; 최동훈; 이정규
Original assignee: 주식회사 제이에스기술
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2019-11-04

Abstract

본 발명은 패각을 제 1 소성하여 제 1 소성체를 제조하는 제 1단계; 상기 제 1 소성체를 분쇄하여 제1 조분쇄물을 제조하는 제 2단계; 상기 제 1조분쇄물을 소성하여 제 2소성체를 제조하는 제 3단계; 상기 제 2소성체를 분쇄하여 제2 조분쇄물을 제조하는 제 4단계; 상기 제 2조분쇄물을 분쇄하여 패각 분말을 제조하는 제 5단계; 및 상기 패각 분말을 말단에 비닐기를 포함하는 실란 화합물로 표면처리하여 표면처리된 패각 분말을 제조하는 제 6단계;를 포함하며, 상기 제 2조분쇄물 제조 단계는 상기 제 2소성체와 함께 이산화티탄을 혼합하여 분쇄하는 것을 특징을 하는 친환경 난연 도료 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

친환경 난연 도료 및 그 제조방법{Manufacturing method of shell powder for paint and paint composition containing it}

본 발명은 도료에 이용되어 공기정화, 정전기 방지 및 항균성을 갖는 (또는 친환경 난연 도료 및 그 제조방법에 관한 것이다.

수십년 전부터 이어져 오던 주거 환경의 변화로 인하여, 현대인들은 다양한 건강상 위해를 받고 있다. 일반적으로 이용되는 주거 공간은 콘크리트 건축물인 경우가 대부분이며, 이러한 콘크리트 건축물의 시멘트 독성을 방출하여 현대인의 건강을 위협하고 있다.

뿐만 아니라 콘크리트에 도포되는 도료의 경우에도 인체에 위해한 성분을 다량 포함하고 있어, 건물 내로 인체에 위해를 가하는 물질을 지속적으로 방출하고 있다.

특히, 새집 증후군을 발생시키는 물질인 휘발성 유기화합물(Volatile Orgamic Compounds, VOCs)은, 증기압이 낮아 대기 중으로 쉽게 증발되는 유기 화합물을 총칭하는 것으로, 벤젠이나 포름알데히드, 톨루엔, 자일렌, 에틸렌, 스틸렌, 아세트알데히드 등과 같은 발암물질을 모두 포함하는 개념이다.

이러한 휘발성 유기화합물에 의한 위해를 저감하기 위하여, 도료에 숯 등과 같은 다공성 물질을 첨가하고 있으나, 숯을 첨가하여 내장재에 이용할 경우 특유의 색깔 때문에 미감이 훼손되는 문제점이 있다.

한편, 4계절이 뚜렷한 우리나라의 기후 특성상 여름과 겨울에는 냉, 난방기의 사용으로 환기가 어려우며, 봄이나 가을에는 미세먼지로 인해 환기가 어려운 문제점이 있다. 이러한 경우, 실내에 갇힌 공기에서 곰팡이나 세균 등이 번식하기 쉬운 환경이 조성되며, 이러한 실내 세균 번식을 예방하기 위한 대비책 또한 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0110878호

본 발명의 목적은 난연성, 라돈 저감이 우수한 친환경 난연 도료 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공기정화능 및 항균능이 우수한 친환경 난연 도료 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 친환경 난연 도료 제조방법은 패각을 소성하여 제 1 소성체를 제조하는 제 1단계;

상기 제 1 소성체를 분쇄하여 제1 조분쇄물을 제조하는 제 2단계;

상기 제 1조분쇄물을 소성하여 제 2소성체를 제조하는 제 3단계;

상기 제 2소성체를 분쇄하여 제2 조분쇄물을 제조하는 제 4단계;

상기 제 2조분쇄물을 분쇄하여 패각 분말을 제조하는 제 5단계; 및

상기 패각 분말을 말단에 비닐기를 포함하는 실란 화합물로 표면처리하여 표면처리된 패각 분말을 제조하는 제 6단계;를 포함하며,

상기 제 2조분쇄물 제조 단계는 상기 제 2소성체와 함께 이산화티탄을 혼합하여 분쇄하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서 상기 이산화티탄은 평균 입경이 0.5 내지 30 ㎛일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서 상기 제 1조분쇄물은 평균 입경이 300 ㎛ 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서 상기 제 2조분쇄물은 평균 입경이 50 ㎛ 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서 상기 패각 분말은 평균 입경이 5 내지 30 ㎛일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 이한 친환경 난연 도료 제조방법에서 상기 이산화티탄은 상기 제1 조분쇄물 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부 혼합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법은 상기 제 6단계 후 표면 처리된 패각 분말, 아크릴 에멀젼 수지, 이산화티탄 및 클레이를 혼합하는 제 7단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서 상기 제 7단계는 아크릴 에멀젼 수지 100 중량부 대비 20 내지 50 중량부의 패각 분말, 5 내지 30 중량부의 클레이를 혼합하는 단계일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서 상기 클레이는 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 헥토라이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 사포나이트, 라포나이트 및 돌로마이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서 상기 제 6단계는 말단에 비닐기를 포함하는 실란 화합물 용액에 상기 패각 분말을 침지하는 단계일 수 있다.

본 발명은 또한 친환경 난연 도료를 제공하며, 본 발명에 의한 친환경 난연 도료는 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연도료 제조방법으로 제조된 것일 수 있다.

본 발명에 의한 친환경 난연 도료 제조방법은 패각 소성체와 이산화티탄을 혼합하여 분쇄함으로써, 분쇄 과정에서 발생하는 기공 파괴 등의 문제를 최소화하고, 입자 직경의 균질성을 확보함으로써, 난연성, 공기정화, 정전기 방지, 라돈 저감 및 항균이 우수한 유해환경 대응형 도료를 제조할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 도료의 항균성 시험 결과를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 도료의 조습성 시험결과를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 도료의 준불연성 시험결과를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 도료의 라돈 방출 시험결과를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명에 의한 친환경 난연 도료 제조방법은 패각을 제 1 소성하여 제 1 소성체를 제조하는 제 1단계;

상기 제 1조분쇄물을 소성하여 제 2 소성체를 제조하는 제 3단계;

본 발명에 의한 친환경 난연 도료 및 그 제조방법은 상술한 제 1 내지 제 5단계의 순차적인 소성 및 분쇄단계를 거치면서도, 상기 제 2소성체와 함께 이산화티탄을 혼합하여 분쇄함으로써, 제조되는 패각 분말의 기공이 분쇄 과정에서 파괴되는 문제를 예방하고, 균일한 입경 분포를 갖는 패각 분말을 제조할 수 있는 장점이 있다.

통상적으로 도료용 조성물은 충전재로서 탄산칼슘과 같은 무기질을 포함하는 경우가 많으며, 이러한 탄산칼슘의 대체로 패각 분말을 이용하기도 한다. 이러한 패각 분말은 그 자체로 일부 유해성분을 중화하는 중화능을 가지나, 본 출원인은 패각 분말의 제조과정을 제어함으로써, 추가적인 첨가제의 첨가 없이도 패각 분말이 갖는 고유의 특성을 현저히 향상시키고자 많은 연구를 수행하였다.

그 결과, 상술한 제 1 내지 제 5단계를 순차로 거치며, 제 4단계에서 이산화티탄을 혼합하여 함께 분쇄함으로써 예상치 못한 효과로 분쇄 과정에서 필연적으로 발생하는 기공 파괴를 최소화하여, 다른 물질의 첨가 없이도 패각 분말이 갖는 고유 특성을 극대화할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 본 발명에 의한 친환경 난연 도료 및 그 제조방법으로 제조된 패각 분말은 휘발성 유기화합물 등을 제거하는 공기정화능이 우수하여, 소량 사용으로도 공기정화 효과를 도모할 수 있으며 결과적으로 공기정화와 같은 기능성 첨가 과정에서 발생할 수 있는 도료 자체의 내구성 또는 부착성등의 저하와 같은 문제를 예방할 수 있는 장점이 있다.

더 나아가, 본 발명의 제조방법으로 제조된 패각 분말은 휘발성 유기화합물의 제거에 의한 공기 정화능 뿐만 아니라, 라돈 저감, 항균능이 우수하고, 정전기를 방지할 수 있으며, 난연성을 띠어 화재에도 안전한 장점이 있다.

본 발명에 의한 친환경 난연 도료 및 그 제조방법은 패각을 제 1 소성하여 제 1 소성체를 제조하는 제 1단계; 상기 제 1 소성체를 분쇄하여 제1 조분쇄물을 제조하는 제 2단계; 상기 제 1조분쇄물을 소성하여 제 2 소성체를 제조하는 제 3단계; 상기 제 2소성체를 분쇄하여 제2 조분쇄물을 제조하는 제 4단계; 및 상기 제 2조분쇄물을 분쇄하여 패각 분말을 제조하는 제 5단계;를 포함한다.

이때, 상기 제 1단계 또는 제 3단계의 소성은 각각 900 내지 1250 ℃, 구체적으로는 1000 내지 1200 ℃에서 수행될 수 있다. 상술한 범위에서 패각의 소성에 지나치게 많은 에너지를 소비하지 않으면서도, 패각에 잔류하는 유기물로 인한 부패 등의 문제를 예방할 수 있다. 더욱 구체적으로는 제 1단계 또는 제 3단계의 소성이 900 ℃ 이하에서 수행되는 경우, 잔류 유기물로 인하여 충분한 다공성을 확보하기 어렵고, 유기물이 잔류하여 부패하는 문제가 발생할 수 있으며, 제 1단계 또는 제 3단계의 소성이 1250 ℃ 이상에서 수행되는 경우, 탄산칼슘이 용해되어 기공을 막거나, 과소성에 의하여 분쇄 시 패각이 쉽게 부스러져 기공 구조가 파괴되는 문제가 발생할 수 있다. 이때 소성단계의 수행 시간은 사용되는 패각의 종류, 두께 및 양 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이나, 30분 내지 10시간, 구체적으로는 1 내지 5시간 동안 수행될 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서, 분쇄를 수행하는 제 2단계, 제 4단계 및 제 5단계는 각각 목표입경을 달리하여 분쇄가 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 단계를 거친 후 생성되는 제 1조분쇄물의 평균 입경은 300 ㎛ 이상, 구체적으로는 300 내지 1000 ㎛, 더욱 구체적으로는 500 내지 800 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 제 4단계를 거친 제 2 조분쇄물의 평균 입경은 50 ㎛이상, 구체적으로는 50 내지 300 ㎛, 더욱 구체적으로는 100 내지 250 ㎛일 수 있으며, 최종적으로 제조된 패각 분말은 평균 입경이 5 내지 30 ㎛일 수 있다.

상술한 바와 같이 분쇄를 수행하는 제 2단계, 제 4단계 및 제 5단계에서 제조되는 분쇄물 또는 패각 분말의 평균 입경이 상술한 범위를 만족하는 경우, 단시간 내에 적은 에너지로 균질한 입자의 형성이 가능하며, 나아가 상술한 제 1단계 및 제 3단계의 소성과 결합하여 패각이 지나치게 고운 분말로 부스러져 기공구조가 파괴되거나, 더 나아가 패각 분말의 기공을 막아 패각 분말이 갖는 고유의 특성을 현저히 저해시키는 문제를 예방할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법은 상술한 제 1단계 내지 제 5단계를 순차적으로 배열함으로써, 분쇄의 효율을 향상시키고, 나아가 분쇄과정에서 발생할 수 있는 문제점들을 현저히 저감시킬 수 있는 장점이 있다.

나아가, 상기 패각 분말의 평균 입경이 5 내지 30 ㎛를 만족함으로써, 추후 도료 조성물과 혼합 시 균일한 혼합이 가능하며, 상안정성이 우수하고, 도료 조성물의 도포 시 미감을 해치지 않는 장점이 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 및 그 제조방법은 상기 제 1 내지 제 5단계 각각의 전, 후 또는 사이에 세척, 건조, 염분제거, 이물질 제거 또는 금속물질 제거 등의 추가적인 단계를 더 포함할 수 있음은 물론이며, 이는 본 발명의 권리범위에 영향을 미치지 않는다. 좋게는 상기 제 1단계 전 패각의 세척 및 염분 제거가 수행될 수 있고, 제 1단계 및 제 3단게의 소성체 제조 후 이물질을 제거하는 단계를 추가적으로 더 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서, 상기 이산화티탄은 평균 입경이 0.5 내지 30 ㎛, 구체적으로 1 내지 20 ㎛일 수 있다. 상술한 범위에서, 지나치게 작은 이산화티탄 입자크기에 의하여 패각의 기공이 막혀 휘발성 유기화합물 등과 같은 물질에 대한 흡착능이 낮아지는 문제를 예방하면서도, 지나치게 큰 입자크기에 의하여 추후 도료 조성물의 제조 시 분산성 및 상안정성이 낮아지는 문제를 예방할 수 있다. 나아가, 상기 제 4단계에서 투입되는 이산화티탄의 평균 입경이 상술한 범위를 만족함으로써, 분쇄되는 패각 분말의 표면에 작용하여 표면 거칠기를 저감시키면서도 분쇄 효율을 향상시키고, 분쇄기 내에서 입자크기에 이한 일부 완충작용에 의하여 패각이 지나치게 작은 분말로 부스러지는 문제를 예방할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점에 의하여 제조되는 패각 분말이 도료 조성물과 혼합 시 우수한 공기정화능, 라돈 저감, 항균성을 갖는 장점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서, 상기 2차 소성체와 함께 혼합되는 이산화티탄은, 상기 제 2 소성체 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부, 구체적으로는 2 내지 7 중량부 포함될 수 있으며, 이산화티탄이 1 중량부 이하로 소량 첨가되는 경우 상술한 이산화티탄 첨가에 의한 효과를 도모하기 어려우며, 10 중량부 이상 첨가되는 경우, 패각의 분쇄 시간이 증가하고, 도료 조성물과 혼합 시 물성에 영향을 주는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명에 의한 친환경 난연 도료 제조방법은 상기 제 5단계 후 상기 패각 분말을 말단에 비닐기를 포함하는 실란 화합물로 표면처리하여 표면처리된 패각 분말을 제조하는 제 6단계를 포함한다. 상술한 제 6단계를 거침으로써 추후 다른 도료 조성과의 혼합 시 균일한 혼합을 도모하며, 장기적인 안정성을 도모하고, 패각입자의 분리를 예방할 수 있는 장점이 있다.

구체적으로, 상기 말단에 비닐기를 포함하는 실란 화합물은 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐클로로실란, 메타아크릴옥시 프로필 트리에톡시실란 및 메타아크릴옥시프로필 트리에톡시실란에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.

또한 상기 제 6단계는 말단에 비닐기를 포함하는 실란 화합물 용액에 상기 패각 분말을 침지하는 방법으로 수행될 수 있으며, 이때 침지 시간은 침지된 패각 분말의 양 등에 따라 달라질 수 있으나 5 내지 60분, 구체적으로는 7 내지 40분일 수 있다. 나아가, 상기 말단에 비닐기를 포함하는 실란 화합물은 표면처리하고자 하는 패각 분말의 양에 따라 첨가량이 달라질 수 있으며, 구체적으로 상기 패각 분말 100 중량부 대비 2 내지 20 중량부, 좋게는 3 내지 15 중량부 첨가할 수 있다.

이때 상기 실란 화합물 용액에 이용되는 용매는 유기 용매인 경우 제한없이 이용이 가능하며, 구체적이고 비한정적인 일예로 상기 유기 용매는 디클로로메탄, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아마이드, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 디메틸설폭시드 및 디메틸포름아마이드에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법은 상기 제 6단계 후 패각 분말, 아크릴 에멀전 수지, 이산화티탄 및 클레이를 혼합하는 제 7단계를 더 포함한다. 상술한 제 1단계 내지 제 6단계를 거쳐 표면처리된 패각 분말을 제조한 뒤, 이를 다른 도료 조성과 혼합 함으로써 기존 탄산칼슘 또는 종래의 방법으로 제조된 패각 분말을 이용하는 경우 대비 더욱 높은 기능성을 갖는 장점이 있다.

이때, 상기 클레이는 도료 등의 조성물에 사용가능한 클레이인 경우 제한이 없으나, 구체적으로 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 헥토라이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 사포나이트, 라포나이트 및 돌로마이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 좋게는 벤토나이트일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

더욱 좋게는, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 클레이는 평균 입경이 10 내지 100 ㎚, 구체적으로는 15 내지 80 ㎚일 수 있다. 이러한 범위에서 클레이의 분산성을 확보하면서도, 클레이의 혼합으로 인한 도료 조성물 자체의 부착성과 같은 특성 저하를 예방할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서 상기 제 6단계는 아크릴 에멀젼 수지 100 중량부 대비 20 내지 50 중량부의 패각 분말, 5 내지 30 중량부의 클레이를 혼합하는 단계일 수 있으며, 상술한 범위 내에서, 높은 공기정화능을 가지면서도 내구성 및 부착력이 우수한 도료 조성물의 제조가 가능하다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서 아크릴 에멀젼 수지 100 중량부 대비 20 내지 50 중량부, 더욱 구체적으로는 30 내지 45 중량부 포함될 수 있다. 이러한 범위에서 공기정화 및 항균성을 극대화 할 수 있으며, 도료용 패각 분말의 함량이 상기 범위 보다 적게 포함되는 경우 충분한 공기정화능 및 항균성 확보가 어려우며, 도료용 패각 분말이 상기 범위보다 다량 첨가되는 경우 발림성 등의 저하 문제가 발생할 수 있다.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법에서 상기 제 6단계는 상술한 물질 이외에 다양한 기능을 확보하기 위한 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적이고 비한정적인 일예로 상기 첨가제는 분산제, 증점제 및 레벨링제 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 첨가제의 첨가량은 각 첨가제의 종류, 구체적인 첨가물질 및 도료의 적용분야 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있음은 물론이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명은 또한 친환경 난연 도료를 제공하며, 본 발명에 의한 친환경 난연 도료는 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 난연 도료 제조방법으로 제조된 것일 수 있다. 본 발명에 의한 친환경 난연 도료는 상술한 성분을 포함함으로써, 휘발성 유기 화합물과 같은 물질을 흡수하여 공기 정화능력이 우수하고, 항균성이 우수하며, 정전기를 방지할 수 있고, 나아가 불연성을 띠어 화재예방 효과도 우수한 장점이 있다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 설명한다. 아래 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 아래 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[제조예 1]

대왕조개 패각 5 kg을 세척기에서 세척하고, 자갈, 모래와 같은 이물질을 제거하고, 이를 물에 48시간 동안 침지하여 소금기를 제거한다. 소금기가 제거된 대왕조개 패각을 소성로에서 1150 ℃, 3시간 소성하여 제 1 소성체를 제조한다.

제조된 제 1 소성체를 다목적 분쇄기에 넣고, 평균 입경이 550 ㎛가 되도록 1차적으로 분쇄를 수행한다. 제조된 제 1조분쇄물을 다시 소성로에 넣고, 1150 ℃에서 3시간 동안 소성을 수행하여 제 2소성체를 제조한다. 제조된 제 2 소성체를 초밀입자 분쇄기에 투입하여 평균 입경이 70 ㎛가 되도록 분쇄하였다. 이때, 평균 입경이 20 ㎛인 이산화티탄 입자를 제 2 소성체 100 중량부 대비 3 중량부 혼합하여 함께 분쇄를 수행하였다. 분쇄된 제 2 조분쇄물을 자석 선별기를 이용하여 금속성 이물질을 제거하고, 다시 초밀입자 분쇄기에 투입하여 평균 입경이 20 ㎛가 되도록 분쇄를 수행함으로써, 최종적으로 도료용 패각 분말을 제조하였다.

제조된 패각 분말이 잠길 정도의 디클로로메탄 용매에 패각 분말 대비 8 중량%의 비닐트리에톡시 실란을 첨가한 후 20분간 100rpm으로 교반하여 표면개질 처리를 수행하고, 유기용매를 분리한 뒤 건조시켜 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 2]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제 1 소성체 및 제 2 소성체의 제조를 위한 소성로의 온도를 1300 ℃로 설정하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 3]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제 1 소성체 및 제 2 소성체의 제조를 위한 소성로의 온도를 800 ℃로 설정하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 4]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 이산화티탄을 제 2 소성체 100 중량부 대비 0.5 중량부 혼합하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 5]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 이산화티탄을 제 2 소성체 100 중량부 대비 15 중량부 혼합하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 6]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 사용된 이산화티탄의 평균 입경이 10 ㎚인 것을 혼합하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 7]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 사용된 이산화티탄의 평균 입경이 50 ㎛인 것을 혼합하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 8]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제 1 조분쇄물의 평균 입경이 100 ㎛가 되도록 분쇄를 수행하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 9]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제 2 소성체를 초밀입자 분쇄기에 투입하여 바로 평균 입경이 20 ㎛가 되도록 분쇄를 수행하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 10]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제 2조분쇄물의 평균 입경이 30 ㎛가 되도록 분쇄를 수행하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 11]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 이산화티탄을 혼합하지 않고 분쇄를 수행하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 12]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제 2소성체를 제조하는 단계를 생략하고 바로 분쇄를 수행하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 13]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 이산화티탄을 제 1조분쇄물을 제조하는 단계에서 첨가하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 14]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 이산화티탄을 제 2조분쇄물을 분쇄하여 패각 분말을 제조하는 단계에 첨가하여 표면처리된 패각 분말을 제조하였다.

[제조예 15]

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 표면개질 단계를 생략하여 패각 분말을 제조하였다.

상술한 제조예 1 내지 14로 제조된 패각 분말을 이용하여, 아래 실시예 및 비교예의 도료용 조성물을 제조하였다.

[실시예 1]

플라스크에 아크릴 에멀젼 수지 조성물 100 g(고형분 함량 45중량%), 제조예 1에서 제조된 패각 분말을 각각 35 g, 벤토나이트 나노분말 15 g이 포함된 분산액 50 g, 분산제 0.5 g 및 증점제 0.5 g을 혼합하고, 이를 300 rpm으로 한시간 동안 교반하여 도료 조성물을 제조하였다.

[실시예 2 내지 10]

실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제조예 2 내지 10에서 제조된 패각 분말을 각각 이용하여 실시예 2 내지 10의 도료 조성물을 제조하였다.

[실시예 11]

실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제조예 1에서 제조된 패각 분말을 60 g 첨가하여 도료 조성물을 제조하였다.

[실시예 12]

실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제조예 1에서 제조된 패각 분말을 5 g 첨가하여 도료 조성물을 제조하였다.

[비교예 1]

실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제조예 1에서 제조된 패각 분말 대신 탄산칼슘 분말을 동량 혼합하여 도료 조성물을 제조하였다.

[비교예 2 내지 5]

실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제조예 11 내지 14에서 제조된 패각 분말을 이용하여 도료 조성물을 제조하였다.

[비교예 6]

실시예 1과 같은 방법으로 표면처리 되지 않은 패각 분말을 혼합하여 도료를 제조하였으나, 표면처리되지 않은 패각 분말에 의한 상분리가 일어나 추가적인 실험이 불가능함을 확인하였다.

실험예 1. 탈취능 평가

실시예 및 비교예에서 제조된 도료 조성물을 10*10 ㎝, 두께 10 ㎜로 도포하고, 24시간 동안 건조하여 시험편을 제조하였으며, 제조된 시험편을 이용하여 아래 탈취능 평가를 수행하였다.

실험예 1-1. 암모니아 탈취능 평가

KICM-FIR-1004 방법에 따라 암모니아에 대한 탈취 실험을 수행하고 그 결과를 표 1로 나타내었다. 이때, 초기농도는 500 ppm이고, blank 농도는 30 분 - 480 ppm, 60분 - 470 ppm, 90분 - 450 ppm, 120분 - 440 ppm으로 설정하여 실험을 수행하였으며, 가스의 농도는 가스 검지관으로 측정하였다. 측정된 암모니아 농도를 아래 식 1에 대입하여 탈취율(%)을 측정하고 이를 표 1로 나타내었다.

[식 1]

{(blank 농도)-(시료농도)}/(blank 농도)×100

실험예 1-2. 포름알데히드 탈취능 평가

KICM-FIR-1085 방법에 따라 포름알데히드에 대한 탈취 실험을 수행하고 그 결과를 표 1로 나타내었다. 이때 초기 농도는 81 ppm이고, 30 분, 60분, 90분 및 120분이 경과함에 따라 blank 농도는 78 ppm, 75 ppm, 72 ppm 및 70 ppm으로 각각 설정하여 실험을 수행하였으며, 측정된 포름알데히드 농도를 상기 식 1에 대입하여 탈취율(%)을 측정하고 이를 표 1로 나타내었다.

		암모니아 탈취율(%)				포름알데히드 탈취율(%)
		30분	60분	90분	120분	30분	60분	90분	120분
실시예	1	95.8	97.2	97.9	98.5	77.8	78.6	79.5	81.2
	2	78.5	80.4	82.2	84.4	59.4	60.3	61.7	62.2
	3	80.5	82.4	83.6	85.1	60.0	61.4	62.8	63.5
	4	81.4	83.6	84.2	85.9	61.3	62.1	63.4	64.2
	5	83.5	85.7	86.6	87.4	65.4	66.7	67.3	68.7
	6	75.8	76.1	77.2	77.9	57.2	58.1	59.2	59.9
	7	73.5	74.1	74.8	75.7	55.4	56.3	57.4	59.1
	8	78.1	79.2	79.9	80.5	58.7	59.6	60.3	61.4
	9	83.4	85.0	85.9	86.4	63.7	64.8	65.4	66.2
	10	80.2	81.5	82.4	83.5	62.7	63.4	63.9	65.2
	11	89.1	90.4	91.3	92.4	68.4	69.2	71.1	72.5
	12	71.5	72.1	72.5	74.1	66.2	67.9	68.4	71.2
비교예	1	59.1	60.4	62.4	63.2	47.1	50.2	51.4	51.9
	2	69.1	70.5	71.2	73.5	50.6	51.2	53.0	53.9
	3	52.3	53.6	54.7	55.1	49.7	48.3	49.2	50.1
	4	70.4	72.8	73.4	74.9	64.2	65.1	65.9	66.3
	5	71.2	71.9	72.2	73.5	65.1	65.9	66.4	67.0

표 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 의한 도료 조성물이 암모니아 및 아세트알데히드에 대한 탈취율이 높은 것을 확인할 수 있으며, 특히 제조예 1로 제조된 패각 분말을 포함하는 도료 조성물이 탈취효과가 우수함을 확인할 수 있다.

실험예 2. 도료 조성물의 항균성 확인

실시예 1의 도료 조성물의 항균성을 시험분석 의뢰하여, 그 결과를 도 1로 나타내었다. 도 1을 참고하면, 실시예 1의 도료는 대장균 및 황색포도상구균에 대하여 99% 이상의 균 감소율을 가져, 항균성을 가짐을 확인할 수 있다.

실험예 3. 도료 조성물의 조습성 확인

실시예 1의 도료 조성물의 조습성을 시험분석 의뢰하여, 그 결과를 도 2로 나타내었다. 도 2를 참고하면, 실시예 1의 도료 조성물은 흡습 및 방습능을 가져 실내 습도조절능을 갖는 것을 확인할 수 있으며, 이러한 흡습 및 방습에 의해 정전기방지 효과를 더불어 가짐을 확인할 수 있다.

실험예 4. 도료 조성물의 불연성 확인

실시예 1의 도료 조성물에 대한 준불연성 실험 검사를 의뢰하여, 그 결과를 도 3으로 나타내었다. 도 3을 참고하면, 실시예 1의 도료 조성물이 준불연성을 갖는 것을 확인할 수 있다.

Claims

패각을 제 1 소성하여 제 1 소성체를 제조하는 제 1단계;
상기 제 1 소성체를 분쇄하여 제1 조분쇄물을 제조하는 제 2단계;
상기 제 1조분쇄물을 소성하여 제 2 소성체를 제조하는 제 3단계;
상기 제 2소성체를 분쇄하여 제2 조분쇄물을 제조하는 제 4단계;
상기 제 2조분쇄물을 분쇄하여 패각 분말을 제조하는 제 5단계; 및
상기 패각 분말을 말단에 비닐기를 포함하는 실란 화합물로 표면처리하여 표면처리된 패각 분말을 제조하는 제 6단계;를 포함하며,
상기 제 2조분쇄물 제조 단계는 상기 제 2소성체와 함께 이산화티탄을 혼합하여 분쇄하는 것을 특징으로 하는 친환경 난연 도료 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 이산화티탄은 평균 입경이 0.5 내지 30 ㎛인 친환경 난연 도료 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제 1조분쇄물은 평균 입경이 300 ㎛ 이상인 친환경 난연 도료 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제 2조분쇄물은 평균 입경이 50 ㎛ 이상인 친환경 난연 도료 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 패각 분말은 평균 입경이 5 내지 30 ㎛인 친환경 난연 도료 제조방법.
제 2항에 있어서,
상기 이산화티탄은 상기 제 2소성체 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부 혼합되는 친환경 난연 도료 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제 6단계 후 패각 분말, 아크릴 에멀젼 수지 및 클레이를 혼합하는 제 7단계를 더 포함하는 친환경 난연 도료 제조방법.
제 7항에 있어서,
상기 제 7단계는 아크릴 에멀젼 수지 100 중량부 대비 20 내지 50 중량부의 패각 분말, 및 5 내지 30 중량부의 클레이를 혼합하는 것을 특징으로 하는 친환경 난연 도료 제조방법.
제 7항에 있어서,
상기 클레이는 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 헥토라이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 사포나이트, 라포나이트 및 돌로마이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 친환경 난연 도료 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제 6단계는 말단에 비닐기를 포함하는 실란 화합물 용액에 상기 패각 분말을 침지하는 단계인 친환경 난연 도료 제조방법.
제 1항 내지 제 10항에서 선택되는 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 친환경 난연 도료.