KR100359379B1

KR100359379B1 - 옥(玉)을 이용하여 제조된 기능성 에폭시 도료

Info

Publication number: KR100359379B1
Application number: KR1019990050495A
Authority: KR
Inventors: 채수일
Original assignee: 유니온화학공업주식회사
Priority date: 1999-11-13
Filing date: 1999-11-13
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2019-11-13
Also published as: KR20010046643A

Abstract

본 발명은 옥(玉)의 특징을 이용한 기능성 에폭시 도료에 관한 것으로서 옥(玉)의 특성 및 기능성을 도료에 적용하여 새로운 기능을 갖는 도료의 제조 방법에 관한 것이다.

옥(玉)은 일반적으로 구성 물질이 실리카 (SiO₂), 산화마그네슘(MgO), 삼산화제이철(Fe₂O₃), 산화칼슘(CaO), 산화나트륨(Na₂O), 물(H₂O) 등으로 이루어진 물질이다. 이러한 구성 물질들은 원적외선을 다량 방사하고, 향균, 탈취, 정화작용등의 기능을 지니고 있으며 특히 우리 인체의 파장대와 유사한 6∼15㎛의 원적외선이 방출되어 체내에서 에너지화 되고 생체에 활성화 작용을 하며 물분자의 파장대인 10㎛ 전후에서 원적외선이 조사되면 공명 흡수 현상으로 물분자가 활성화되어 물의 용존 산소량이 증대되면서 물에 서식하는 균들을 사멸할 수 있는 효능을 가진다. 또한 원적외선은 공기를 음이온화하여 악취의 주 요인이 되는 양이온 물질을 중화시켜 공기의 정화 및 냄새를 제거할 수 있는 기능을 갖는다.

본 발명품은 전술한 바와 같이 옥(玉)의 기능과 무독성 원적외선 복사체 합성물질 그리고 무독성 무기 향균제의 기능을 도료에 응용하여 풀장, 실내 수영장, 음료수 저장탱크, 청수탱크 등의 내면 코팅용으로 사용하므로서 경수를 연수화 할수 있고 중금속 제거 및 물의 정화기능과 인체에 유익한 원적외선 방출 효과로 수질 개선이 가능하며 항균 및 내공팡이성이 우수하여 수질오염을 억제할 수 있는 기능을 부여한 뛰어난 제품이다.

본 발명을 요약하면 지방족 글리시딜에테르 변성(C₁₂∼C₁₄) 비스페놀A형 에폭시수지 40∼60 중량%에 300∼500메쉬로 분체된 순도 97% 이상, 수분 함유량이 0.1% 이하 되는 옥(玉)분말 10∼40중량%, 착색제로서 무독성 안료 5∼20중량%, 합성물질 중 다공성 결정체인 무독성 원적외선 복사체 (화학조성 SiO₂, Al₂O₃) 3∼5중량%, 분산제 0.5∼1중량%, 침강방지제 0.2∼1중량%를 물리적으로 혼합한 후 3본롤밀을 이용하여 분쇄, 분산공정을 거쳐 제조된 미립자화된 페이스트 상태의 1차 기능성 조성물에 합성물질인 무독성 무기 항균제(화학조성 Al₂O₃, SiO₂, Ag, Zn) 0.1∼1중량%, 흡습제 0.5∼1중량%를 첨가하여 2차 기능성 에폭시도료 주제 조성물을 얻는다.

그리고 본 발명에서 사용되는 기능성 경화제는 지환족 변성 아민 경화제 90∼95중량%에 산소 함유율이 높은 키시렌수지 5∼10중량%와 소포제 0.1∼0.5중량%, 레벨링제 0.1∼1중량%를 물리화학적인 반응공정을 거쳐 고분자 화합물로 제조된 기능성 경화제로 이 기능성 경화제를 2차 기능성 에폭시도료 주제 조성물 총중량에 20∼30중량%를 혼합 사용할 수 있도록 조성된 옥을 이용하여 제조된 2액형 타입의 기능성 에폭시 도료의 제조방법에 관한 것이다.

Description

옥(玉)을 이용하여 제조된 기능성 에폭시 도료 {Functional epoxy paint made use of Jade}

본 발명은 풀장, 실내수영장, 음료수탱크, 정수탱크 등의 내면에 코팅용으로 사용되는 옥을 이용하여 제조된 기능성 에폭시 도료에 관한 것으로서 좀더 상세히 설명하면 원적외선 방사 효과, 향균 작용, 탈취 효과와 중금속 제거 및 경수를 연수화 할 수 있는 물의 정화작용과 수질오염을 억제할 수 있는 기능 등의 인체에 유용한 효과를 지닌 옥(玉)분말과 옥(玉)의 이러한 기능을 극대화 할 수 있는 다공성 결정체인 원적외선 복사체(화학조성 SiO₂, Al₂O₃) 합성물질과 무독성 무기항균제(화학조성 Al₂O₃, SiO₂, Ag, Zn)를 비스페놀 A형 에폭시수지에 일정량 함유시킨 2액형 타입의 기능성 에폭시 도료의 제조방법에 관한 것이다.

상기에서 설명한 2액형 타입의 기능성 에폭시 도료 조성물 에 혼합 사용하는 무독성 무기물질들의 특성은 아래와 같다.

첫째, 옥(玉)은 동양의학의 고전인 동의보감, 본초강목 등에 기록되어 있는 바와 같이 초자연적이고, 신비로운 다양한 효능을 갖고 있으며 이러한 효능중에서현대의 과학적 실험으로도 그 효능(표1∼ 표5)이 증명된 원적외선 방사기능, 항균기능, 물체의 불순물 제거기능(중금속 제거) 및 경수를 연수로 변화시키는 기능 등을 이용하였다. 옥(玉)은 연옥(軟玉)과 경옥(硬玉)으로 대별되며 광물학적으로 연옥(軟玉)은 이노규산염의 단사정계 휘섬석의 광물체로서 연옥(軟玉)의 품질은 그의 미세한 구조 즉 투감각석-양기석정자가 속조와 섬유로 되는 조세한 정도로 결정되며 그 성분은 실리카, 칼슘, 철분, 마그네슘등이(SiO₂, MgO, Fe₂O, CaO, Na₂O, H₂O ) 주성분으로 구성되어 있으며 이러한 성분들은 동식물의 성장에 필요하고 항균, 내곰팡이성, 탈취 효과, 물의 정화 기능과 같은 유익한 작용을 일으키는 원적외선을 다량 방사하는 것으로 알려져있다.

둘째, 근간에 연구 조사 내용을 보면 원적외선 방사체 는 천연광물중 특정 원소 함유시 원적외선이 복사되며 그 특정 원소의 함량 및 순도가 높을수록 복사 에너지가 크게 방사되는 특성이 있음을 알게 되었다. 이러한 특성을 응용하여 천연 광물보다 약2배 높은 방사 강도를 갖는 다공성 결정체인 원적외선 복사체(화학조성 SiO₂,Al₂O₃)합성물질이 개발되었으며. 이 원적외선 복사체 합성 물질을 에폭시 도료 조성물에 첨가함으로서 옥이 가지고 있는 기능을 극대화 할수 있을뿐아니라 다공성인 특성으로 인하여 수질오염의 주원인인 공해물질의 흡착작용에 탁월한 효과를 발휘할 수 있다.

셋째, 합성물질인 무독성 무기 항균제는 (SiO₂, Al₂O₃, Zn, Ag) 제오라이트 담체(화학조성 : Me²/n, O, Al₂O₃, xSiO₂, yH₂O)에 항균금속(Zn, Ag)을 치환시킨 무독성 항균제로서 에폭시 도료 주제 조성물에 첨가하여 각종 균과의 접촉을 통한 강력한 성장 억제력과 사멸 능력을 발휘하고 또한 유기 항균제와는 달리 고온에서도 안정하며 휘발성 및 용출이 없기 때문에 항균력을 장기간 지속시킬 수 있다.

한편 기존의 에폭시 도료 조성물 에는 에폭시수지 주제 조성물에 무독성 안료, 탄석, 유산바륨 및 첨가제를 분산 혼합해서 제조되고 있으며 일반적인 용도는 철재, 목재 및 바닥면 그리고 콘크리트 구조물 및 수영장의 내면 코팅에 사용되고 있다. 그러나 이러한 기존의 에폭시 도료는 위에서 전술한 바와같이 원적외선 방사 효과, 항균 작용, 탈취, 물의 정화 작용과 같은 기능성을 갖고 있지 않는 도료이기 때문에 실내수영장 및 풀장, 음료용탱크의 내면에 코팅하였을 경우 병원성 세균의 성장을 억제할 수 없으며 또한 탈취, 중금속제거 및 정화 작용을 하지 못하여 인체에 나쁜 영향을 끼치는 문제점을 가지고 있다.

또한 각종 공업제품, 가전제품 및 위생제품에 많이 사용되는 항균코팅제는 얇은 피막형성의 코팅 방법으로서 근본적인 세균, 곰팡이의 번식을 억제하는 것에 한계가 있어 6개월 이상의 효과를 지속하기 어려우며 도료업계에서 사용되고 있는 항균 및 방미 도료는 살균제 및 방균제를 일부 도료에 첨가하여 제조한 것이 사용되고 있으나 이러한 항균제를 사용할 경우 인체에 유해한 성분을 포함하고 있어 밀폐된 공간에서 도장할 경우 건강을 해칠 수 있으며 방균 및 살균 효력이 장기간 지속되지 않고 소멸되어 고가의 시공비에 비해 상대적으로 그 성능을 지속하지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 에폭시 도료 조성물에 전술한 바와 같은 효능을 지닌 옥(玉)분말과 합성물질인 원적외선 복사체, 무독성 무기 항균제를 첨가하여 원적외선 방사효과, 항균기능, 탈취효과, 물의 정화기능 등을 극대화하고 인체에 유익한 작용을 발휘할 수 있는 2액형 타입의 옥(玉)을 이용하여 제조된 기능성 에폭시 도료를 제조하는데 그 목적이 있다.

광산에서 생산되고 있는 옥(玉)은 연옥(軟玉)과 경옥(硬玉)으로 구별하고 그 품질은 경도, 내인성, 색상, 광채에 다라 다르며, 그 품질 기준에 따라 여러 용도로 다양하게 사용되어 지고 있다. 그러나 옥(玉)을 분말 상태로 가공한 입자의 크기는 광산의 분쇄기술로는 300∼500메쉬이고 수분 함유량은 약3∼5% 정도의 옥(玉) 분말을 생산하고 있는 상황이며 이러한 품질수준으로는 도료용으로 적합하지 못하므로 본 발명에서는 재 건조공정을 거쳐서 가공된 옥분말 (수분함유량 0.1% 이하, 입도 300∼500메쉬)을 사용하여 더 미세한 분말로 가공하고 최종입자의 미세분포가 1000메쉬이상 도달하게 하므로서 얇은 박막형으로 도료를 코팅하여도 도막의 표면불량(즉, 거칠음, 기포 발생, 내수백화 현상등)이 발생하지 않으며 경화 건조후에도 도막물성에 영향을 주지 않게 하였다.

본 발명에서는 연옥(軟玉) 분말을 사용하였고, 연옥(軟玉)은 경옥(硬玉)보다는 낮은 경도를 갖고 있는 고유의 성질을 이용하여 3본롤밀에 입자의 크기를 1,000메쉬 이상으로 분산시키는 분산공정과 흡습제를 이용하여 연옥(軟玉)분말에 함유된수분을 제거하므로써 제품을 안정화시키는데 수년간 연구 개발하여 도료의 기본 성질 및 특성을 안정하게 유지시키면서 기능성을 발휘 향상 시키고자 하였다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서

본 발명에서는 지방족 글리시딜에테르 변성(C₁₂∼C₁₄) 비스페놀A형 에폭시수지 40∼60중량%에 착색제로서 무독성 안료 5∼20중량%, 300∼500메쉬로 분체된 순도 97%이상, 수분 함유량 0.1%이하 되는 옥(玉) 분말 10∼40중량%, 원적외선 복사체 3∼5중량%, 무기항균제 0.1∼1중량%, 침강방지제 0.2∼1중량%, 분산제 0.5∼1중량%를 함유시켜 제조된 에폭시도료 주제 조성물과 여기에 사용되는 경화제는 저 점도의 액상 수지로서 가사시간이 길어 작업성이 양호하고 높은 열변형 온도로 열에 의한 물성변화가 없으며 경화건조시 경화제에 의한 색상의 변화가 없기 때문에 원하는 색상을 그대로 발휘할수 있게 되며 우수한 내화학약품성과 탁월한 내후성으로 고광택을 장시간 지속 유지시켜 주며 또한 경화건조후에도 인체에 유해한 성분이 용출되지 않도록 개발된 기능성 경화제이다. 이러한 기능성 경화제를 본 발명에 응용하여 에폭시도료 주제 조성물의 총중량에 20∼30중량% 범위에서 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 2액형 타입의 기능성 에폭시 도료의 제조방법에 관한 것이다.

구체적으로 설명하면 본 발명에서 사용되는 지방족 글리시딜에테르 변성(C₁₂∼C₁₄) 비스페놀A형 에폭시수지는 당량이 190∼210(g/eq), 점도 500∼700 (cps at 25℃), 잔류 염소량 0.05 (wt, %) 이하, 색상 (가드너) 0.5이하, 비중 (20/20℃) 1.14 것을 사용하며 에폭시 도료 주제 조성물 총중량에 40∼60중량% 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 이때 40중량% 미만으로 사용시 접착력이 떨어지는 문제점과 광택소멸, 크랙발생등 도료 물성이 저하되고 60중량% 이상 사용시에는 도료의 원가가 상승되어 경제성이 떨어진다.

그리고 본 발명에서 사용되는 옥분말은 연옥으로서 순도가 97%이상, 입도가 300∼500 메쉬, 수분 함유량이 0.1%이하, FT-IR 스펙트럼을 이용한 흑체대비 방사율(5∼20㎛) 0.93 방사에너지 (W/㎡, ㎛, 40℃) 3.74×10², 경도가 6∼6.5, 화학조성이 SiO₂45.6%, Fe₂O₃0.2%, CaO 3.59%, MgO 38.78%, K₂O 0.10%, Na₂O 0.20%, 강열감량 11.0%로 구성된 것을 사용한다.옥(玉) 분말은 전술한 바와 같이 원적외선 방사효과, 항균, 내곰팡이성, 탈취작용, 물의 정화작용은 물론 인체에 유익한 작용을 일으키는데 그 사용량은 에폭시도료 주제 조성물 총중량에 10∼40중량% 범위에서 사용하고 10중량% 미만 사용시는 본 발명에서 요구하는 기능의 효과가 미미하고 40중량% 이상 사용할 때는 도료의 물성저하 및 점도상승으로 인하여 분쇄 분산을 할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명에서는 특히 옥(玉)의 기능성을 극대화 시키기 위하여 합성물질인 다공성 결정체인 원적외선 복사체는 화학조성이 SiO₂, Al₂O₃으로 구성되어 있고 FT-IR 스펙트럼을 이용한 흑체대비 방사율 (5∼20㎛)이 0.92 방사에너지 (W/㎡, um, 40℃) 3.70×10²인 것을 사용하여 지방족 글리시딜에테르 변성 (C₁₂∼C₁₄) 비스페놀A형 에폭시 수지와 같이 혼합후 3본밀을 사용하여 1000메쉬 이상으로 분쇄한다.그 사용량은 에폭시도료 주제 조성물 총중량의 3∼5 중량% 범위에서 사용하고 3중량% 이하 사용시는 특정원소의 함량이 낮아 복사에너지의 방사 강도 저하를 가져오며 5중량% 이상 사용시 도료의 원가상승이 되는 문제점이 있다.

또한 본 발명에서 사용되는 무기항균제는 제오라이트담체 (화학조성 : Me²/n, O, AI₂O₃, xSiO₂, yH₂O)에 항균금속 (Zn, Ag)을 치환시켜 합성된 무독성 항균제로서 평균입도는 2.5㎛이고 화학조성은 실리카(SiO₂), 알루미나(Al₂O₃), 아연(Zn), 은(Ag)으로 구성되어 있으며 항균작용 형태로는 세라믹(Ceramic)의 활성 산소에 의한 살균작용과 금속이온 (Zn, Ag)에 의한 살균작용, 세라믹 기공에 의한 유기 가스의 흡착 및 탈취 작용을 하고 그 지속성은 도장된 도막이 제기능을 유지할 때까지 반영구적이라 할수 있으며 부수적으로 원적외선 방사효과 까지도 있다. 사용범위는 에폭시도료 주제 총중량에 0.1∼1중량% 범위에서 사용하며 0.1%이하 첨가시는 항균기능이 미미하고 그 지속성이 떨어지므로 적정량을 첨가하는 것이 중요하다.

그리고 흡습제는 제오라이트담체로서 파우더를 사용하고 이것은 옥(玉) 분말속에 함유되어 있는 수분을 제거하기 위하여 사용한다. 그 사용범위는 에폭시도료 주제 조성물 총중량에 0.5∼1중량%가 적당하며 0.5중량% 이하 사용시는 기포발생, 도료의 물성 저하등의 문제점이 발생하고 1중량% 이상 사용시는 경제적이지 못한 단점이 있다.

착색제로는 사용 용도, 요구물성 및 요구색상에 따라 이산화티탄늄(루틸형), 산화크롬, 산화철레드, 산화철그린, 산화철옐로우, 산화철흑색, 바이오렛, 시아닌그린, 시아닌부루등 무독성 안료를 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있고 그 사용량은 은폐력, 흡유량을 고려하여 에폭시도료 주제 총중량에 5∼20% 중량%가 적당하며 5중량% 이하 사용시는 착색력이 떨어지고 20중량% 이상 사용할때는 옥(玉)이 가지고 있는 기능성이 저하된다.침강방지제는 옥분말과 원적외선 복사체 및 무독성 안료의 침강방지뿐 아니라 에폭시도료 주제 조성물의 정적유동을 좋게 하고 또한 경화제와 혼합 사용시 고른 물성을 부여하기 위한 목적으로 사용한다.또한 본 발명에서는 침강방지제로 벤톤#38을 사용하고 그 첨가량은 에폭시도료 주제 조성물 총중량에 대하여 0.2∼1중량% 범위가 적당하며 사용량에서 0.2중량% 이하 사용시 목적하는 효과가 미약하고 1중량% 이상 사용시는 틱소성이 과다하게 부여되어 사용 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.분산제는 1차적인 역활로서 액상 에폭시수지에 파우더인 안료, 옥분말, 원적외선 복사체를 균일하게 분산 시키며 또한 분산후 분산물이 재응집하지 못하도록 안정화 시킨다. 또한 2차적인 기능으로서는 도료의 광택을 개선하고 색분리 버나드셀 현상을 방지한다. 부수적으로 침강방지제의 보조적인 역활로서 침전개선 및 도료의 흐름성, 레벨링성등 작업성을 개선 시킨다.본 발명에서는 분산제로 산성그룹을 가진 공중합체 용액 (Byk-110, Byk chemie 제품)을 사용하고 그 사용량은 에폭시도료 주제 조성물 총중량에 0.5∼1중량%가 적당하며 0.5중량% 이하 사용시는 분산제의 역활이 미미하고 1중량% 이상 사용시는 도료의 물성 저하를 초래한다.

본 발명에서 사용되는 경화제의 구성은 지환족 아민 변성 경화제 90∼95중량%에 키시렌수지 5∼10중량%와 소포제 0.1∼0.5중량%, 레벨링제 0.1∼1중량%의 조성물로 이루어진 기능성 경화제이다.구체적으로 설명하면 기능성 경화제의 구성물질중 지환족아민 변성경화제는 겉모양이 무색투명한 액상수지로서 점도가 400∼1000 (cps st 25℃), 아민가 330∼400(mg KOH/g), 활성수소당량 84 (g/eq), 색상 (가드너) 3이하 인것을 사용하고 그 사용량은 경화제 조성물 총중량에 90∼95중량%를 사용하는 것이 적당하고 90중량% 미만 사용시 에폭시 고유의 기계적 물성과 화학적인 물성이 떨어지고 95중량% 이상 과량 사용시 점도가 높아 에폭시 도료 주제와 혼합하여 사용할때 작업성이 불량하게 되는 문제점이 있다.

그리고키시렌 수지는 비반응성 희석제로서 점도가 50∼100( cps at 25℃)이고 산가가 0.3이하, 수산기가 20이하 , 산소 함유량이 14(wt%), 수평균 분자량이 250∼270인 수지로서 본 발명에서 기능은 내수성, 내알칼리성 및 밀착성을 증진시키고 점도를 저하시키는 목적으로 사용되었고 그 사용량은 경화제 총중량에 5∼10중량% 가 적당하다. 5 중량%미만 사용했을 때는 점도 저하 효과가 미미하고 10중량%이상 과량 사용했을때는 경화 도막이 연질화 되고 내후성이 저하되는 문제점이 있다.

첨가제로서 소포제는 폴리에테르 변성 메틸알킬 폴리실록산 중합용액과 고분자 중합체 (Byk-A501)를 혼합 사용하여 도료 제조과정 중에 기포가 형성 되지 못하도록 유도하고 또한 도장시 기포발생을 억제 및 탈포작용을 하여 표면 불량현상을 방지하고 피도면의 보호적 기능을 가진 도료의 성능을 저하 시키는 문제점을 제거하는 기능을 가진다.본 발명에서 사용량은 경화제 조성물 총중량%에 대하여 0.1∼0.5% 중량%가 적당하고 0.1중량% 이하 사용시 소포 및 탈포기능이 미약하고 0.5중량% 이상 첨가 되었을때는 도장시 도료 표면 불량 현상이 발생되며 경화된후 접착력이 떨어지는 문제점이 있다.

레벨링제는 아크릴 고분자 용액을 사용할 수 있으나 본 발명에서는 폴리에테르 실록산 공중합체용액 (TEGOGLIDE B-1484)을 사용하였다.레벨링제의 역활은 도막이 건조 되기전에 균일한 표면 장력을 유지 하므로서 도막을 평활하게 하고 또한 경화된 도막 표면의 슬립성을 향상 시키며 내 긁힘성, 내 오염성을 향상시키는 기능을 갖는다.사용량은 에폭시도료 경화제 조성물 총중량%에 대하여 0.1∼1중량% 범위가 적당하고 0.1중량%이하 첨가시는 목적하는 효과를 낼수 없고 1중량% 이상 과량 첨가시 옥의 기능이 반감되는 문제점이 있다.

경화제의 사용량은 에폭시수지 당량과 아민 당량과의 당량비율로 조절하고 본 발명에서는 에폭시도료 주제 조성물 총중량에 20∼30중량% 범위가 바람직 하며 상기 범위를 벗어나 에폭시 수지량이 과량이면 에폭시-카탈리스트의 부산물이 생성되고, 아민 경화제량이 과량이면 카탈리스트-아민의 저 분자량 올리고머가 생성되어 내습성, 내약품성, 내구성이 저하되며, 경화된 후 도막 물성에 여러가지 저해 요인으로 작용할 수 있다.

이하에서 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 하기 예들이 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

(실시예1)

(옥을 이용한 기능성 에폭시도료 주제 제조 방법)

지방족 글리시딜에테르변성 (C₁₂∼C₁₄) 비스페놀A형 에폭시수지 [에폭시당량 190∼210(g/eq), 점도 500∼700 (cps at 25℃), 잔류 염소량 0.05(wt, %) 이하, 색상 (가드너) 0.5이하, 비중 (20/20℃) 1.14] 30중량%에 옥(玉)분말 [연옥분말, 순도 97% 이상, 입도 325메쉬, 수분 0.1%이하, 화학조성 SiO 45.6%, Fe₂O₃0.2%, CaO 3.59%, MgO 38.78%, K₂O 0.2%, Na₂O 0.20%, 강열감량 11.0%, 방사율 (15∼20㎛) : 0.93, 방사에너지 (w/㎡, ㎛, 40℃) : 3.74×10², 경도 : 6∼6.5] 30중량%와 원적외선 복사체 [화학성분 SiO₂, Al₂O₃, 방사율 (5∼20㎛) 0.92, 방사에너지 (w/㎡, ㎛, 40℃) 3.70×10²] 4중량%, 착색제 [이산화 티탄늄 (루틸형 #902)] 10중량%, 침강방지제 [벤톤 #38 (미국 RHEOX 제품)] 1중량%, 분산제 [산성그룹을 가진 공중합체 용액 Byk-110 (독일 Byk chemie 제품)] 1중량%를 순서대로 1,800rpm으로 교반하면서 혼합탱크에 넣고 30분간 혼합교반한 후 3본롤밀을 이용하여 입도를 입도계 NO. 6 이상으로 분산공정을 거쳐 분산한다. 여기에 무기항균제 [평균입도 2.5㎛, 화학성분 SiO₂, Al₂O₃, Zn, Ag인 Anbigent-20 (코스모 소재(주)제품)] 0.5중량%, 흡습제 [성분은 제오라이트 담체이며 파우더 Baylith L powder (BAYER사 제품)] 1중량%, 분산공정에서 사용된 동일한 지방족 글리시딜에테르변성 (C₁₂∼C₁₄) 비스페놀A형 에폭시수지 22.5중량%를 차례로 넣고 교반기로 30분간 1,800rpm의 교반속도로 혼합한 후 기능성 에폭시도료 주제를 1부 제조하였다.※방사율 및 방사에너지 측정은 FT-IR 스펙트럼을 이용하여 흑체 대비 40℃에서 측정한 것임.

(기능성 에폭시도료 경화제 제조 방법)

지환족 아민 변성 경화제 [점도 400∼1000 (cps at 25℃), 아민가 330∼400 (mg KOH/g), 활성수소 당량 84(g/eq), 색상 (가드너) 3이하] 90중량%에 키시렌수지 [비반응성 희석제, 점도 50∼100 (cps at 25℃), 산가 0.3이하, 수산기가 20이하, 산소 함유량 14 (wt. %), 수평균 분자량 : 250∼270] 9중량%를 반응탱크에 넣고 100∼150rpm으로 60℃까지 가열 2시간 동안 저온 반응후 냉각수로 30℃까지 온도를 내린다음 소포제 [폴리에테르 변성 메틸알킬폴리실록산용액 Byk-A525 (독일 Byk사 제품) 0.3중량%와 고분자중합체 Byk-A501 (독일 Byk사 제품) 0.2중량%, 혼합사용] 0.5중량%, 레벨링제 [폴리에테르실록산 공중합체 용액 TEGO GLIDE B-1484 (독일 TEGO사 제품)] 0.5중량%를 순서대로 반응탱크에 넣고 계속 100∼150rpm의 교반속도로 20분간 교반하면 이 반응과정에서 가스 및 수분이 생성된다. 생성된 가스 및 수분을 진공기를 이용하여 진공상태에서 콘덴서 냉각기를 통과시켜 제거하는 공정을 거쳐 기능성 에폭시도료 경화제 1부를 제조하였다.

(비교예1)

(기존 에폭시도료 주제 제조 방법)

부틸글리시딜에테르변성 비스페놀A형 에폭시 수지 [에폭시당량 195∼215 (g/eq), 점도 800∼1,600(cps at 25℃), 잔류염소량 1.75∼1.95 (wt, %)] 30중량%에 유산바륨 [BaSO₄순도 98.8이상, 입도 325메쉬 이상] 20중량%, 탄산칼슘 [Ca CO₃평균입자경 1.88μ, 백색도 94%, 상품명 오라이트 #200, 제조사 중앙화학(주)] 14중량%, 착색제 [이산화티타늄 (루틸형 #902)] 10중량%, 침강방지제 [벤톤 #38 (미국 RHEOX 제품)] 0.5중량%, 분산제 [산성그룹을 가진 공중합체 용액 Byk-110 (독일 Byk Chemie 제품)] 1중량%를 순서대로 900rpm의 교반속도로 교반하면서 혼합탱크에 넣고 30분간 혼합교반후 3본롤밀을 이용하여 입도를 입도계 N0. 6 이상으로 분산공정을 거쳐 분산한다. 여기에 흡습제 1 중량%와 레벨링제 0.5중량%, 소포제 0.5중량%, 위 분산공정에서 사용된 부틸글리시딜에테르변성비스페놀A형 에폭시수지 23중량%를 순서대로 넣으면서 계속 900rpm의 교반속도로 30분간 혼합 교반하여 기존의 에폭시도료 주제 1부를 제조하였다.

(기존 에폭시도료 경화제 제조 방법)

지방족아민변성 경화제 [아민가 310∼370(mg KOH/g), 점도 250∼500 (cps at 25℃) 색상 (가드너) 7이하] 90중량%에 노닐페놀(nonyl phenol) [C₉H₁₉C₆H₄OH 수분 0.1% 이하, 점도 2100 (cps at 25℃),비중 (20/4℃) 0.95] 8중량%를 혼합탱크에 넣고, 100∼150rpm의 교반속도로 20분간 교반한 후 소포제 [폴리에테르변성메틸알킬폴리실록산용액 Byk-A525 (독일 Byk제품) 0.35중량%와 고분자 중합체 Byk-A-501 (독일 Byk 제품) 0.2중량% 혼합사용] 0.5중량%, 레벨링제 [폴리에테르실록산공중합체용액 TEGO GLIDE B-1484 (독일 TEGO 제품)] 0.5중량%, 경화촉진제로 방향족 3급 아민 [경화촉진제: 상품명 K-54 (국도화학(주)제품)] 1중량%를 순서대로 첨가하고 900rpm의 교반속도로 30분간 교반하여 기존의 에폭시도료 경화제 1부를 제조하였다.

실시예(1)은 본문에서 설명한 본 발명품의 제조방법에 따라 여러번의 다양한 실험을 통해 전술한 기능성이 탁월하게 나타나는 가장 적절한 조성비율을 결정하여 2액형 타입의 기능성 에폭시도료를 제조하였다.

비교예(1)에서는 일반적으로 사용되는 2액형 타입의 에폭시 도료 조성물로서 특수한 기능이 배제된 원료(유산바륨, 탄산칼슘)를 사용하여 제조하므로서 실시예(1)과 비교 시험하고자 함이 목적이다.

실시예(1)과 비교예(1)에 제조된 에폭시도료 주제와 에폭시도료 경화제의 사용비율은 4:1(중량비율)로 혼합 사용하여 피도면에 코팅한 후 7일간 건조시키는 공정을 거쳐서 실험용 시편을 제작하였다.

각 항목별로 실험하기 위하여 표(1)∼표(5)까지 시험 항목 시편을 제작 표에 아래와 같이 나타내었다.

실험1)

결론 : 표(1)에서 나타난 결과로 보아 비교예(1)은 기존에 사용되고 있는 에폭시도료 로서 탈취율이 9%로 미미하게 나타났으며 실시예(1)은 에폭시도료에 옥(玉)분말과 원적외선 복사체, 무기 항균제를 일정량 함유시킨 결과 탈취율이 95%로 유해 가스의 흡착 능력이 탁월함을 알 수 있다.

실험2)

(1) 시험 벙법 : ASTM G-21

(2) 곰팡이균주 : Aspergillus niger ATCC 9642

(3) 결과의 판독 : 시료에서 균의 성장을 인지할 수 없음.

결론 : 본 발명에서 사용하고자 하는 용도에 맞게 습한 지역에서 서식하는 균주를 선택하여 실험된 결과로 보아 옥(玉)을 이용한 기능성 에폭시 도료가 내곰팡이성에서 큰 효과를 발휘하고 있음을 알 수 있다.

실험3)

항균 시험용으로 제작된 0.5ℓ 원통 캔을 사용하여 품질이 균일한 우유를 250㎖씩 채우고 상온에서 48시간동안 방치한 다음 우유를 분석하여 그 결과는 하기 표(3)에 나타내었다.

결과 : 본 발명에서 제조된 옥(玉)을 이용한 기능성 에폭시 도료 조성물을 코팅하여 사용하면 물에 함유되어 있는 인체에 유해한 미생물이 감소됨을 알수 있다.

실험4)

실시예(1)을 사용하여 제작된 중금속 제거 시험용 0.5ℓ 원통 캔을 사용하여 시료 용액(증류수) 250㎖에 표(4)에 나타난 중금속 분을 넣고 측정한 초기 함량과 48시간 경과후 측정한 초기함량과 48시간 경화후 측정한함량의 변화를 표(4)에 나타내었다.

결과 : 표(4)의 결과로 보아 수질은 산성에서 중성으로 변하고 인체에 해로운 중금속(Cr, Ni, Pb)중 크롬(Cr), 납(Pb) 성분은 완전히 제거 되었고 니켈(Ni) 성분은 현저하게 줄어 들고 인체에 유익한 성분 마그네슘 (Mg)과 같은 성분은 증가 된것으로 보아 옥(玉)을 이용한 기능성 에폭시 도료가 탁월한 중금속 제거 기능과 물의 정화기능 및 인체에 유익한 성분이 방사됨을 알수 있다.

실험5)

실시예(1)을 사용하여 제작된 시편을 용출 시험한 그 결과를 표(5)에 나타내었다.

주(1): 탁도, 색도, 과망간산칼륨 소비량 및 잔류염소 감량치는 대조수(수도물)와의 차이다.

시험 방법 : KSD 8502-94

결과 : 위 결과로 보아 기능성 에폭시 도료는 물을 저장하여 사용되고 있는 시설의 내면에 코팅하였을때 코팅면에서 물에 용출되어 나오는 유해성분이 품질규정치 이하로 검출되므로 본 발명에서 제조된 옥(玉)을 이용한 기능성 에폭시도료는 인체에 무해함을 알수 있다.

상기의 실시 예와 같이 본 발명에 따라 제조된 에폭시도료는 옥(玉)을 다량 함유하고 원적외선 복사체 및 무기 항균제 등의 성분이 포함되어 있기 때문에 인체에 유익한 원적외선을 방출하며 균을 사멸할 수 있는 항균기능과 탈취 및 정화작용을 동시에 발휘할 수 있고 다양한 효과를 갖고 있는 기능성 에폭시 도료로서 풀장, 실내 수영장, 음료수 저장탱크, 청수탱크등 물을 저장하는 곳의 내면에 코팅하면 저장된 물이 코팅된 도막으로 부터 방사되는 기능을 받게 되며 그 물을 이용하므로서 인체에 들어오는 세균을 줄일 수 있고 질병을 막을수 있으며 깨끗한 물을 사용하므로서 건강을 유지시켜 주는 효과를 갖는다. 뿐만아니라, 콘크리트 구조물로 이루어진 벽의 내부 및 바닥에 도장할 수 있고 특히 병원, 사무실, 건물의 지하실등 위생을 요하는 곳에 응용하므로서 대기중에 포함되어 있는 유해한 성분을 탈취 및 정화작용을 하여 인체에 유익한 작용을 일으키는 효과를 지닌다.

Claims

지방족 글리시딜에테르변성 (C₁₂∼C₁₄) 비스페놀A형 수지 [에폭시 당량 190∼210(g/eq), 점도 500∼700 (cps at 25℃), 잔류염소량 0.05 (wt. %) 이하, 색상 (가드너) 0.5이하, 비중 (20/20℃) 1.14] 40~60중량%에 옥분말 [연옥 입도가 300∼500메쉬, 순도가 97% 이상, 수분 함유량이 0.1% 이하, FT-IR 스펙트럼을 이용한 흑체대비 방사율 (5∼20㎛) 0.93, 방사에너지 (W/㎡, ㎛, 40℃) 3.74×10², 경도가 6∼6.5 화학조성이 SiO₂45.6%, Fe₂O₃0.2%, CaO 3.59%, MgO 38.78%, K₂O 0.1%, Na₂O 0.20%, 강열감량 11.0%] 10∼40중량%,

착색제로서 무독성 안료 (이산화티탄늄루틸형, 산화크롬, 산화철레드, 산화철그린, 산화철옐로우, 산화철흑색, 바이오렛, 시아닌그린, 시아닌부루) 5∼20중량%,

원적외선 복사체 [화학조성 SiO₂, Al₂O₃, FT-IR 스펙트럼을 이용한 흑체대비 방사율 (5∼20㎛) 0.92, 방사에너지 (w/㎡, ㎛, 40℃) 3.70×10²] 3∼5 중량%,

무독성무기항균제 (평균 입도 2.5㎛ 화학성분 SiO₂, Al₂O₃, Zn, Ag) 0.1∼1중량%,

침강방지제 (벤톤 #38) 0.2∼1중량%, 분산제 (산성 그룹을 가진 공중합체용액) 0.5∼1중량%를 사용하여 제조된 옥을 이용한 기능성 에폭시도료 주제 제조 방법
지환족 아민 변성경화제 [점도 400∼1000 (cps at 25℃), 아민가 330∼440 (mg KOH/g), 활성수소 당량 84 (g/eq) 색상 (가드너) 3이하] 90∼95 중량%에 키시렌수지 [점도 50∼100 (cps at 25℃), 산가 0.3이하, 수산기가 20이하, 산소함유량이 14 (wt. %), 수평균분자량이 250∼270] 5∼10중량%,

소포제 (폴리에테르변성메틸알킬폴리실록산 중합용액과 고분자중합체를 혼합사용) 0.1∼0.5중량%, 레벨링제 (폴리실록산공중합체 용액) 0.1∼1중량% 사용하여 제조된 기능성 에폭시도료 경화제 제조방법
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