KR102621135B1 - 수계성분을 포함하고 독성이 없어 친환경적인 바인더 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수계성분의 원재료와 독성이 없는 성분을 포함하여 친환경적인 바인더 조성물에 관한 것으로써, 마감용 도료를 구성함에 있어 원재료 중에서 수계성분과 독성이 없는 성분을 포함하여 접착성이 강하고, 마모성이 최소화되며, 독성이 없어 친환경적으로 활용 가능한 수계성분을 포함하고 독성이 없어 친환경적인 바인더 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 바인더 조성물에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 수계성분의 원재료와 독성이 없는 성분을 포함하여 친환경적인 바인더 조성물에 관한 것이다.
우선, 종래기술을 살펴보면,
최근 들어 전기·전자 산업과 정보통신 기술이 급속하게 발전함에 따라 이동통신 및 무선 랜 등과 같은 무선 통신서비스 사용이 증가하고 있으며, 이로 인하여 현대인들은 일상생활에서의 편리함과 풍요로움을 누리게 되었다.
그러나, 전자파에 의한 통신의 장해, 가정·산업용 전기·전자기기의 오동작(malfunction), 그리고 이러한 기기들에 의한 인체에의 유해성과 같은 문제점들이 발생하고 있다.
또한, 세계무역기구 체제하에서 진행되어지는 세계화의 추세가 국가간의 장벽을 허물고, 세계를 하나의 시장으로 단일화하면서 기존의 관세 등과 같은 무역장벽의 영향력이 서서히 약화되고 있다.
반면 그 자리에 기술규격과 표준이 대신하면서 새로운 무역장벽의 수단으로 사용되고 있고, 이와 맞물려 각국의 전자파 장해 관련 기준이 점차 강화되어져 전자파 대책이 문제시 되고 있다.
이에 따라 전자파적합성(Electromagnetic Compatibility; EMC) 대책 관련 산업이 최근 급격한 성장세를 보여 왔으며, 휴대폰, 노트북, PC, PDA, 모니터 등 정보통신기기 뿐만 아니라 일상적인 생활용품에 이르기까지 전자파 차폐재 수요가 급성장하고 있다.
따라서, 정부 차원에서 EMC 대책 핵심 부품/소재 기술을 개발함으로서 국민소득 2만 불 시대를 이끌 전자파 대책용 전자파저감 부품에 대한 원천기술 확보가 필요한 실정이다.
차폐도료 제품과 관련된 종래기술에서는 은분말 또는 은분말이 코팅된 구리분말을 주원료로 하여 금속분말의 기재도포 코팅을 위해 유기용매계의 아크릴 수지 및 우레탄계 수지를 바인더로 사용함으로서 인체유해성 문제가 대두되고 있기 때문에, 향후 환경규제 강화시에 제품화에 대한 문제가 제기될 수 있다.
미국특허 제 4,382,981호에는 전자파 차폐를 위한 원료로서 바인더와 동분말을 사용하여 제조된 도전성 도료에 관한 기술이 개시되어 있다.
그러나, 동분말을 이용하게 되면 차폐 효과가 비교적 낮고 전기적 안정성도 떨어지는 문제점이 있다.
미국특허 제 4,517,118호에는 도전성 원료로서 니켈분말을 분산시킨 후 도료로 사용한 기술이 개시되어 있다.
그러나, 역시 차폐 효과가 낮은 문제점이 있다.
일본특허 제 3,556,024호에는 이러한 문제점을 해결하여, 도전성 원료로서 은분말을 사용하여 제조된 도료가 개시되어 있다.
은분말을 사용할 경우 동이나 니켈에 비해 차폐 효과가 우수하고 전기적 안정성도 우수하다는 장점이 있지만, 은분말을 분산시킨 후에는 안정성이 떨어져 도장시 도장면의 특성 차이가 발생하게 된다.
또한, 상기 특허에서 사용된 글리콜 계열의 셀로솔브아세테이트(cellosolve acetate) 등의 용매는 사용 후 코팅 막의 건조를 늦어지게 하기 때문에 소성온도를 80도 이상 유지해야하는 문제점이 있다.
대한민국 특허출원 제 1988-17056호에는 바인더용 우레탄 수지의 제조방법이 개시되어 있는데, 바인더 제조시 용매로 사용된 톨루엔, 크실렌 등은 유기용매로서 암을 유발한다고도 알려져 있어 인체 및 환경에 유해하다는 문제점이 있다.
대한민국 특허출원 제 1992-27152호에서는 이러한 유기용매 사용에 대한 문제점을 해결한 우레탄 접착제에 대한 기술이 개시되어 있지만, 전자파 차폐 효과는 없다.
따라서, 도료의 전자파 차폐 효과를 효율적으로 증대시킬 수 있으며, 동시에 환경친화적인 특성을 부여할 수 있는 바인더를 개발할 필요성이 증대되고 있는 실정이다.
이에 종래에는 등록번호 10-0643678호의 '가교된 우레탄-아크릴 공중합체 및 이를 함유하는 수계도료 조성물'과, 등록번호 10-0662510호의 '수계 우레탄 바인더의 제조방법 및 제조된 수계우레탄 바인더를 포함하는 전자파 차폐용 도료 조성물'과, 등록번호 10-2385074호의 '수계 폴리우레탄 수지조성물'과, 등록번호 10-2434783호의 '아크릴-변성 폴리우레탄 조성물 및 그 제조방법, 및 이로부터 제조된 수계 코팅액 조성물 및 그 제조방법 및 등록번호 10-2519549호의 '우레탄 변성 아크릴 단량체를 이용한 수계 아크릴 에멀젼 조성물'이 개시되어 있지만, 상기한 문제점에 대해서는 여전히 개선되고 있지 않는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출해낸 것으로써, 마감용 도료를 구성함에 있어 원재료 중에서 수계성분과 독성이 없는 성분을 포함하여 접착성이 강하고, 마모성이 최소화되며, 독성이 없어 친환경적으로 활용 가능한 수계성분을 포함하고 독성이 없어 친환경적인 바인더 조성물을 제공함에 주안점을 두고 기술적 과제로서 완성해낸 것이다.
이에 본 발명은 수계우레탄 25 ~ 35중량%, 티타늄 2 ~ 4중량%, 실리카 2 ~ 4중량%, 수계아크릴 15 ~ 25중량%, 리튬 5.5 ~ 7.5중량%, 세라믹 5 ~ 7중량%, 암모니아 2 ~ 6중량%, 멜라닌 4 ~ 8중량%, 물 10 ~ 20중량%, 소듐 5.5 ~ 7.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 수계성분을 포함하고 독성이 없어 친환경적인 바인더 조성물을 그 기술적 특징으로 한다.
삭제
본 발명인 수계성분을 포함하고 독성이 없어 친환경적인 바인더 조성물에 따르면, 수계 우레탄, 수계 아크릴을 통해 바인더에 대한 효과를 나타낼 수 있고, 암모니아, 크륨, 소듐으로 접착성을 상승시킬 수 있으며, 멜라닌을 통해 광택에 대한 효과를 나타낼 수 있고, 커피찌꺼기를 함유량을 통해 새활용이 가능한 제품이 될 수 있는 등 효과가 큰 발명이다.
도 1은 본 발명의 제조방법을 나타내는 순서도
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대해 도 1을 참고로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명인 수계성분을 포함하고 독성이 없어 친환경적인 바인더 조성물은,
수계우레탄 25 ~ 35중량%, 티타늄 2 ~ 4중량%, 실리카 2 ~ 4중량%, 수계아크릴 15 ~ 25중량%, 리튬 5.5 ~ 7.5중량%, 세라믹 5 ~ 7중량%, 암모니아 2 ~ 6중량%, 멜라닌 4 ~ 8중량%, 물 10 ~ 20중량%, 소듐 5.5 ~ 7.5중량%를 포함한다.
또한, 본 발명인 바인더 조성물의 제조방법은,
수계우레탄 30중량%, 티타늄 3중량%, 실리카 3중량%를 혼합하는 제 1혼합단계(100)와, 상기 제 1혼합단계에서 제조된 혼합물에 수계아크릴 20중량%, 리튬 6.5중량%, 세라믹 6중량%, 암모니아 4중량%를 혼합하는 제 2혼합단계(200) 및 상기 제 2혼합단계에서 제조된 혼합물에 멜라닌 6중량%, 물 15중량%, 소듐 6.5중량%를 혼합하는 제 3혼합단계(300)로 이루어진다.
상기한 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하면,
우선, 본 발명인 수계성분을 포함하고 독성이 없어 친환경적인 바인더 조성물은 상기 조성물을 단독적으로 사용하거나 또는 다른성분을 추가하여 사용할 수도 있다.
이를 활용하면, 방수재, 시멘트 강화재, 도로의 차선도장재, 벽체의 도장재, 자전거 전용도로의 도장재, 철판의 부식 마감용 도료, 목재의 부식 마감용 도료, 발수재, 바닥마감재, 주차장의 도포재 등 다양한 분야에 적용하여 사용할 수 있도록 하였다.
이하에서 조성물에 포함되는 성분의 함유량은 출원인이 평생을 거쳐 동일한 분야에서 작업과 개발을 통해 조성물에 대한 최대의 효과를 구현할 수 있도록 한 함유량이다.
이에 본 발명인 바인더 조성물은,
수계우레탄 25 ~ 35중량%, 티타늄 2 ~ 4중량%, 실리카 2 ~ 4중량%, 수계아크릴 15 ~ 25중량%, 리튬 5.5 ~ 7.5중량%, 세라믹 5 ~ 7중량%, 암모니아 2 ~ 6중량%, 멜라닌 4 ~ 8중량%, 물 10 ~ 20중량%, 소듐 5.5 ~ 7.5중량%를 포함한다.
삭제
본 발명에서는 상기한 각각의 성분에 따른 중량 중에서 최대의 효과를 나타낼 수 있는 함유량에 대해서는 아래와 같다.
본 발명의 최대 효과 함유량은,
수계우레탄 30중량%, 티타늄 3중량%, 실리카 3중량%, 수계아크릴 20중량%, 리튬 6.5중량%, 세라믹 6중량%, 암모니아 4중량%, 멜라닌 6중량%, 물 15중량%, 소듐 6.5중량%이다.
상기 조성물에는 커피찌꺼기가 포함될 수 있다.
상기 커피찌꺼기는 수분에 대한 유, 무에 맞게 자연건조하거나 또는 건조기를 사용하거나 또는 압착기를 사용여 건조하되 건조기를 이용 시에는 온도 120 ~ 160도, 시간 3 ~ 5시간 건조된 커피찌꺼기를 상기 조성물 전체 100 중량부 대비 20 ~ 55 중량부 추가로 포함된다.
상기 조성물에는 코코넛 장섬유가 포함될 수 있다.
상기 코코넛장섬유는 야자수의 코코넛 섬유를 80~130℃로 가열하여 코코넛 섬유의 수분 함유율이 5 ~ 16 중량%가 되도록 건조 시킨 후, 코코넛 장섬유 5 내지 25의 중량부가 추가로 포함된다.
부가적으로,
상기 조성물에는 기능성도료가 포함될 수 있다.
상기 기능성도료는 강질의 수지 100중량부를 기준으로 전기석 0.2~75중량부, 금속 0.05~10중량부, 미네랄 광물 0.1~45중량부, 숯 0.1~25중량부, 맥반석 0.1~55중량부, 버네듐 0.3~35중량부, 게르마늄 0.1~35중량부, 그리고 향료 0.0001-0.1중량부를 포함하고, 연질의 수지로 일레스토머, 폴리에틸렌, 폴리우레탄이 포함된다.
더불어,
물 20g, 아크릴수지 10g, 유브이커트 3g, 무기질안료 10g이 1차 혼합되고 침투제 3 ~ 7g이 2차 혼합된 제 1혼합물과,
바인더 15g, 실란 3g, 접착제 2g, 세라믹 20g, 티타늄 10g이 1차 혼합되고 증점제 3 ~ 7g이 2차 혼합되며 EVA수지가 5g이 3차 혼합된 제 2혼합물과,
폴리디메틸실록산 4 ~ 6g, 디오가노 폴리실록산(액상) 2 ~ 3g, 촉매제 0.05 ~ 0.1g, 비닐옥시미노실란(vinyl oximino silane : VOS) 0.05 ~ 1g, 연무질 실리카 5 ~ 10g 가 혼합된 제 3혼합물이 포함될 수도 있다.
본 발명인 조성물의 제조방법은,
[제 1혼합단계](100)
수계우레탄 30중량%, 티타늄 3중량%, 실리카 3중량%를 혼합한다.
[제 2혼합단계](200)
상기 제 1혼합단계에서 제조된 혼합물에 수계아크릴 20중량%, 리튬 6.5중량%, 세라믹 6중량%, 암모니아 4중량%를 혼합한다.
[제 3혼합단계](300)
상기 제 2혼합단계에서 제조된 혼합물에 멜라닌 6중량%, 물 15중량%, 소듐 6.5중량%를 혼합한다.
상기 제 1혼합단계(100)에는 건조된 커피찌꺼기가 함유되는데, 조성물 전체중량 100% 기준 대비 20 ~ 55%가 함유된다.
상기 제 2혼합단계(200)에는 기능성도료가 포함되는데, 강질의 수지 100중량부를 기준으로 전기석 0.2~75중량부, 금속 0.05~10중량부, 미네랄 광물 0.1~45중량부, 숯 0.1~25중량부, 맥반석 0.1~55중량부, 버네듐 0.3~35중량부, 게르마늄 0.1~35중량부, 그리고 향료 0.0001-0.1중량부를 포함하고, 연질의 수지로 일레스토머, 폴리에틸렌, 폴리우레탄이 포함된다.
상기 제 3혼합단계(300)에는 코코넛장섬유가 포함되는데, 야자수의 코코넛 섬유를 80~130℃로 가열하여 코코넛 섬유의 수분 함유율이 5 ~ 16 중량%가 되도록 건조 시킨 후, 코코넛 섬유 5 내지 25의 중량부가 포함된다.
또한, 제 1혼합단계(100)에는 제 1혼합물이 포함되고, 제 2혼합단계(200)에는 제 2혼합물이 포함되며, 제 3혼합단계(300)에는 제 3혼합물이 포함된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 수계 우레탄, 수계 아크릴을 통해 바인더에 대한 효과를 나타낼 수 있고, 암모니아, 크륨, 소듐으로 접착성을 상승시킬 수 있으며, 멜라닌을 통해 광택에 대한 효과를 나타낼 수 있고, 커피찌꺼기를 함유량을 통해 새활용이 가능한 제품이 될 수 있다.
100 : 제 1혼합단계
200 : 제 2혼합단계
300 : 제 3혼합단계
200 : 제 2혼합단계
300 : 제 3혼합단계
Claims (4)
- 수계우레탄 25 ~ 35중량%, 티타늄 2 ~ 4중량%, 실리카 2 ~ 4중량%, 수계아크릴 15 ~ 25중량%, 리튬 5.5 ~ 7.5중량%, 세라믹 5 ~ 7중량%, 암모니아 2 ~ 6중량%, 멜라닌 4 ~ 8중량%, 물 10 ~ 20중량%, 소듐 5.5 ~ 7.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 수계성분을 포함하고 독성이 없어 친환경적인 바인더 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 조성물에는 수분에 대한 유, 무에 맞게 자연건조하거나 또는 건조기를 사용하거나 또는 압착기를 사용여 건조하되 건조기를 이용 시에는 온도 120 ~ 160도, 시간 3 ~ 5시간 건조된 커피찌꺼기를 상기 조성물 전체 100 중량부 대비 20 ~ 55 중량부 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수계성분을 포함하고 독성이 없어 친환경적인 바인더 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 조성물에는 야자수의 코코넛 섬유를 80~130℃로 가열하여 코코넛 섬유의 수분 함유율이 5 ~ 16 중량%가 되도록 건조 시킨 후, 코코넛 장섬유 5 내지 25의 중량부가 추가로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 수계성분을 포함하고 독성이 없어 친환경적인 바인더 조성물.
- 삭제
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