KR20140044534A - 친환경 무기 바름재 조성물. - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 광물 조성물을 포함하는 수용성 무기 바름재 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 희토류 60 ~ 65 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 10 ~ 15 중량%, 수용성 무기재 10 ~ 15 중량%를 포함하는 친환경 광물 조성물에 고로 슬래그, 유기 증점제, 안료를 포함하여 만든 친환경 수용성 무기 바름재 조성물에 관한 것이다.

Description

친환경 무기 바름재 조성물.{COMPOSITION OF E-CO FRIENDLY INORGANIC COATING MATERIALS}

본 발명은 친환경 무기 바름재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 양호한 부착성 및 내구성과 대기 오염 물질의 정화 기능을 가지는 광물 조성물을 포함하는 친환경 무기 바름재 조성물에 관한 것이다.

최근 삶의 질의 향상과 웰빙에 대한 관심이 높아지면서 주거 환경에 대한 중요성 또한 커지고 있는 추세에 맞추어 실내 환경 오염에 대한 문제가 최근 최대의 관심사로 지목되고 있다.

현대 사회에서 1970년대 세계 각국은 두 번에 걸친 오일 쇼크로 인한 유류가격의 급상승으로 인하여 에너지 사용을 줄이고 효율을 높이기 위한 빌딩을 포함한 각종 건축물의 에너지 절약화가 진행되었고, 이로 인해 유럽이나 미국에서는 건축물의 기밀화 또는 창문이나 틈새를 밀폐시킴으로써 외부 공기에 대한 냉·난방의 손실을 최소화하며, 단열재로 보강하여 벽체를 통한 열 손실을 줄이고, 단열재 내부의 결로를 방지하기 위한 방법을 사용하는 건축물의 밀폐화를 증가시켰다.

우리나라처럼 고도 산업 성장을 해온 국가일수록 산업화가 가져온 화학적 유해 배출물의 증가는 비례하여, 건축물의 시공 과정에서 소요되는 각종 화학 재료들로 인하여 실내의 공기 오염은 심각한 수준이라고 볼 수 있다.

이러한 에너지 절약형의 빌딩과 아파트 같은 대규모 주거 시설이 보편화 됨에 따라 시멘트를 비롯한 많은 화학 재료들의 건축에 사용되면서 빠른 시공과 편리한 공법을 추구하고, 본드와 같은 접착제가 벽지와 장판에 이용되고, 포름알데히드가 많은 목재로 가구를 만들어 집안에 각종 화학 물질이 가득 차게 되었다. 또한 실내의 난방을 위해 이중 창을 설치하여 나쁜 공기가 밖으로 빠져나가 못하는 밀폐된 환경에 따른 실내 환경 오염이 최근 도시화 지역에서 새로운 환경 문제로 대두 되고 있다.

그러므로 최근에는 단순한 구조적인 측면뿐만 아니라 환경적인 측면에서도 시멘트, 콘크리트 재료에 대하여 많은 관심이 집중되고 있다.

현대 사회의 도시 형태에서 건축된 주택이나 건물은 석면, 포름알데히드 및 기타 입자 등 실내 오염물질을 배출하면서 인체의 눈과 코, 목 등을 자극하고, 두통과 어지럼증을 유발하거나 거주자에게 쉽게 피로를 느끼게 한다. 또한 천식, 비염, 아토피 등 알레르기성 질환과 급성 폐렴, 고열등을 유발하기도 한다. 이처럼 건물내의 거주자들이 느끼는 건강상의 문제점 및 불쾌감 등의 현상을 새집 증후군 또는 빌딩 증후군이라 한다.

실내 공간의 여러 내장재에서 발생되는 포름알데히드 류와 유기성 휘발물질에 의한 새집 증후군의 문제를 해결하기 위한 친환경 무기질 도료의 개발 및 적용이 활발해지고 있다.

일반적으로 건축물의 내부는 내후성, 내식성, 내약품성을 향상시키거나 미려한 표면을 형성하기 위하여 페인트 등의 일반적인 도장재로 도장하거나 시멘트 혼합물을 도포하고 있다. 이와 같은 기술과 관련된 종래의 바름재는 폐놀수지계, 알키드수지계, 아크릴 수지등의 각종 도료용 합성 수지를 주 원료로한 유기계 물질이 사용되고 있으며, 상기 마감재를 물에 용해하여 사용하거나 유기 용제에 용해하여 사용하고 있으며, 물에 용해되는 것을 수성, 유기 용제에 용해되는 것을 유성이라고 명명하고 있다.

그러나, 상기와 같은 유기질계 바름재는 수성, 유성을 불구하고 외기에 접촉되고 있는 철강 제품과 콘크리트 구조물, 동 구조물 등의 외부에서 사용되는 장소, 온도 변화에 따른 신축성이 결여되고 균열, 박리등이 생겨 녹 등이 발생되는 원인이 되었다.

또한, 상기 유기계 바름재는 유동성 있거나 혼합에 따른 유독성이 생김으로써 알레르기의 발생 원인이 되고 있으며, 안전 및 대기 오염의 커다란 문제가 되었다.

이와 같이 유기 바름재 특유의 문제는 유기계 바름재를 사용하는 한 해결 할 수가 없어 유기계 바름재의 주성분으로 사용되고 있는 도료용 합성 수지를 대체하거나 수경성 시멘트의 무기 재료를 주성분으로 하여 무기질계 바름재를 사용하는 것에 주목 하였다.

그러나, 무기 바름재는 유기질계 마감재와 비교하여 접착성이 뒤떨어지고, 소재의 취약화로 말미암아 소재의 파괴가 발생하기 쉬어 방청 효과가 불충분한 문제점이 있었으며, 대기 오염의 정화 성능에서도 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과 광물 조성물을 포함하는 건축물 내외장재로써 사용 가능한 바름재 조성물을 개발하게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 무기재를 첨가함으로써 내구성과 접착 특성이 우수한 친환경 무기 바름재 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 폐자원인 무기재를 사용함으로써 폐기물의 처리 비용을 감소할 수 있고, 생산 원가가 절감되는 친환경 무기 바름재 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 음이온을 발생시키고 오염 물질을 흡수 및 흡착하는 물질을 첨가함으로써, 대기 오염의 NO_x, CO₂의 정화 기능을 가지는 친환경 무기 바름재 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 물을 용제로 하여 사용함으로써, 사용하기 편리하고 인체에 무해한 친환경 무기 바름재 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 희토류 60 ~ 65 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 10 ~ 15 중량%, 무기재 10 ~ 15 중량%를 포함하는 친환경 광물 조성물, 고로 슬래그, 유기 증점제, 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 무기 바름재 조성물을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 희토류는 상기 희토류는 바스트네사이트 또는 제노타임이다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 무기재는 다공성이다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 무기재는 제올라이트, 벤토나이트, 활성 탄소, 실리카겔, 알루미나, 플라이애쉬(Flyash)중에서 선택되는 어느 하나이다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 유기계 증점제는 셀룰로오스에테르, 에틸셀롤로오스, 폴리비닐알콜 및 합성 수지 에멀젼 중에서 선택되는 어느 하나이다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 안료는 무기 안료이다.

바람직한 실시예에 있어서, 결합재 혼합물을 더 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 결합재 혼합물은 수경성 시멘트 와 골재의 1 : 1 ~ 3의 혼합물이다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 골재는 석영사, 폐유리 분말, 석분, 폐도자기분말 중에서 선택되는 어느 하나 이상이다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.

먼저, 본 발명의 친환경 무기 바름재 조성물에 의하면 조성물에 무기재를 첨가함으로써 내구성과 접착 특성이 우수해진다.

또한, 본 발명의 친환경 무기 바름재 조성물에 의하면 폐자원인 무기재를 사용함으로써 폐기물의 처리 비용을 감소할 수 있고, 생산 원가가 절감된다.

또한, 본 발명의 친환경 무기 바름재 조성물에 의하면 음이온을 발생시키고, 오염 물질은 흡수 및 흡착함으로써 대기 오염의 NO_x, CO₂의 정화 기능을 가진다.

또한, 본 발명의 친환경 무기 바름재 조성물에 의하면 조성물이 물에 용해하여 사용함으로써 사용이 편리하고 인체에 무해하다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 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 구체화 될 수도 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 친환경 무기 바름재 조성물은 희토류 60 ~ 65 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 10 ~ 15 중량%, 무기재 10 ~ 15 중량%를 포함하는 친환경 광물 조성물에 고로 슬래그, 유기 증점제, 안료가 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 친환경 무기 바름재 조성물은, 친환경 광물 조성물과 재활용 무기재 재료인 고로 슬래그 및 유기 증점제 등을 포함하여 건축용 내외장재로써 사용될 수 있는 특징을 가진다.

또한, 본 발명의 친환경 무기 바름재 조성물은 사용 용도에 따라 수경성 시멘트와 골재의 결합으로 이루어진 결합재 혼합물을 더 포함할 수 있다.

이하 본 발명의 친환경 무기 바름재 조성물을 각 성분별로 설명한다.

먼저, 친환경 광물 조성물은 희토류 60 ~ 65 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 10 ~ 15 중량% 및 다공성 무기재 10 ~ 15 중량%를 포함하여 이루어진다.

상기 희토류는 바스트네사이트와 제노타임 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

세계적으로 가장 많이 산출되는 탄산염 광물인 바스트네사이트 와 정방정계에 속하는 제노타임은 음이온을 발생시키는 광물질로 기능성 광물과 혼합하여 도료 및 코팅제로 사용되고 있다. 또한 상기 산화아연은 방부 및 항균의 역할을 수행하는 것으로서 이산화티탄으로 대체가 가능하다. 황산바륨은 X선 등의 방사선 물질을 흡수하는 역할을 하고 있다.

상기 다공성 무기재는 제올라이트, 벤토나이트(Bentonite), 활성탄소, 실리카겔, 알루미나, 플라이애쉬(Flyash)중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 흡착제의 역할을 수행하게 된다.

다공성 무기재는 휘발성분이 발생되지 않는 친환경 소재로써, 실내공기가 더욱 쾌적해지고 신진 대사를 촉진시키는 역할을 하며 실내의 항균, 향취 및 살충성을 높이는 효과가 있다.

한편, 무기질 재료는 일반적인 합성 수지류와는 달리 내부의 미세한 기공을 통하여 습기를 흡수 방출함으로써 습도 조절이 가능하고 구조물과의 동일한 열팽창 계수를 가져 온도 변화나 기타의 외부 조건 변화에 따른 내구성 및 접착 특성이 매우 우수한 장점이 있다. 도막의 알카리적 특성에 의하여 기본적으로 항균 특성을 보유하고 있다는 장점 및 원료 자체의 개질과 표면재로써의 특성을 부여하기 위한 첨가제 등의 기능성에 의해 일반적인 합성 수지 도료와 동일한 시공성을 보유하는 특성이 있다.

본 발명의 친환경 광물 조성물은 철강 구조물이나 목조 구조물 및 콘크리트 구조물의 내외부 표면에 도포될 때 양호한 부착성을 가지며, 내구성 및 대기 오염 물질인 NO_x, CO₂의 정화 기능을 갖도록 하는 특성이 있다.

다음으로, 상기 첨가되는 고로 슬래그의 입경은 2 ~ 16μm 범위의 슬래그를 사용하는 것이 좋다. 상기 고로 슬래그는 입경이 2μm 미만으로 작으면 바름재에 넣는 물의 양에 따라서 바름재의 경도와 강도가 저하될 수 있고, 가격면에서도 고비용이 될 수 있으며, 입경이 16μm를 초과하면 바름재의 경도가 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 보유하고 있으며, 시멘트의 알카리 결합으로서 물과 반응하여 경화된다. 상기 고로 슬래그는 석영사, 폐유리 분말, 석분, 폐도자기 분말 등의 무기 분말과 광물 조성물, 수경성 시멘트, 수용성인 유기계 증점제에 물을 첨가하여 페이스트 모양 만들어 시멘트의 수화반응이 시작될 때에 발생하는 유리 수산화 칼륨으로 결합시키는 결합재로써의 역할을 하게 된다.

상기 고로 슬래그는, 경화시 치밀한 조직체가 형성되고 수밀성과 내구성을 향상시키며 염소(Cl)의 흡착성이 우수하다. 따라서 유리 수산화칼슘과 결합시킴으로써 수화생성물의 수산화기(OH)가 상대적으로 적어지게 되어 우수한 내해수성을 갖게 되므로 해변의 건축물이나 해양 구조물, 선저 부분의 바름재로써 사용을 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

다음으로, 유기계 증점제는 셀룰로오즈 에테르, 에틸 셀룰로오스, 폴리비닐 알콜, 기타 합성수지 에멀젼 등의 유기계 접착제로서 피 도장물이 금속, 콘크리트, F.R.P 목질 비철금속과 같은 피 도장물에 접착할 때 접착성과 바름의 작업성이 향상되며 경화 후 도장막이 유연하고 인장력이 높아 안전한 피막을 형성하게 된다.

다음으로, 안료는 무기 안료를 사용하는 것을 특징으로 하는데 특히, 산화티탄을 사용하는 것이 바람직하다.

경우에 따라서는 본 발명인 친환경 무기 바름재 조성물은 결합재 혼합물을 더 포함할 수 있는데 수경성 시멘트와 골재의 결합으로 이루어진 결합재 혼합물이다.

수경성 시멘트는 포트랜트 시멘트, 고로 시멘트, 백 시멘트, 저 발열 시멘트 중에서 어느 하나가 첨가되는 것을 특징으로 한다. 또한, 골재는 규조토, 석영사, 폐유리 분말, 석분, 폐도자기 분말 중에서 선택되는 적어도 하나 이상인 분말 형태의 재활용 무기 물질이 사용되는 것이 바람직하다.

상기 결합재 혼합물의 수경성 시멘트와 골재는 1 : 1 ~ 3 중량비로 혼합되어 준비되는데, 수경성 시멘트의 중량대비 1 배 미만이면 결합력이 떨어지고, 3 배를 초과하면 균일 및 압축 강도가 낮아져서 파괴 현상이 일어나기 때문이다.

상기 친환경 광물 조성물을 포함하는 무기 바름재 조성물은 물에 희석하여 사용하는 것이 바람직한데, 첨가되는 물의 양의 비율이 작으면 바름재의 사용시 패스트 형상이 고체화되어 사용이 용이하지 못하게 되며, 첨가되는 물의 양의 비율이 너무 크면 기능성이 떨어지게 되어 바름재 조성물의 사용시 흐르는 현상이 나타나게 된다.

Claims (9)

1. 희토류 60 ~ 65 중량%, 산화아연 또는 이산화티탄 10 ~ 15 중량%, 황산바륨 10 ~ 15 중량%, 수용성 무기재 10 ~ 15 중량%를 포함하는 친환경 광물 조성물, 고로 슬래그, 유기 증점제, 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 무기 바름재 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 희토류는 바스트네사이트 또는 제노타임인 것을 특징으로 하는 친환경 무기 바름재 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 수용성 무기재는 다공성인 것을 특징으로 하는 친환경 무기 바름재 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 수용성 무기재는 제올라이트, 벤토나이트, 활성 탄소, 실리카겔, 알루미나, 플라이애쉬(Flyash)중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 무기 바름재 조성물.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 유기계 증점제는 셀룰로오스에테르, 에틸셀롤로오스, 폴리비닐알콜 및 합성 수지 에멀젼 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 무기 바름재 조성물.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 안료는 무기 안료인 것을 특징으로 하는 친환경 무기 바름재 조성물.
7. 제 1 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 결합재 혼합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 무기 바름재 조성물.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 결합재 혼합물은 수경성 시멘트 와 골재의 1 : 1 ~ 3의 혼합물인 것을 특징으로 하는 친환경 무기 바름재 조성물.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 골재는 석영사, 폐유리 분말, 석분, 폐도자기분말 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 무기 바름재 조성물.