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KR20180110740A - 친환경 머드 페인트 및 그 제조방법 - Google Patents

친환경 머드 페인트 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20180110740A
KR20180110740A KR1020170040436A KR20170040436A KR20180110740A KR 20180110740 A KR20180110740 A KR 20180110740A KR 1020170040436 A KR1020170040436 A KR 1020170040436A KR 20170040436 A KR20170040436 A KR 20170040436A KR 20180110740 A KR20180110740 A KR 20180110740A
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South Korea
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mud
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additive
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김옥경
장태현
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(주)가이아
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Abstract

본 발명은 친환경 머드 펭ㄴ트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 혼합물 전체 100 중량부에 대하여, 기능성 세라믹재 30~60중량부; 천연 혹은 합성바인더 10 ~30 중량부; 분산제 0.1 ~0.3 중량부; 증점재 0.1~0.4 중량부; 항균 기능 첨가제 0.1~0.3 중량부; 탈취 기능 첨가제 10 ~ 15 중량부; 기능성 첨가재 0.3~2 중량부; 기타첨가재 0.2~0.5중량부 및 물 10 ~30 중량부를 포함하여 휘발성 유기화합물, 포름알데히드, 진드기 같은 미생물 등 각종 유해 화학물질을 흡착, 분해시켜 쾌적한 주거환경을 만들 수 있는 천연 머드 페인트를 제공한다.

Description

친환경 머드 페인트 및 그 제조방법{Nature friendly mud paint and the manufacturing method thereof}
본 발명은 친환경 머드 페인트에 관한 것으로, 상세하게는 전체 100 중량부에 대하여 천연머드와 황토, 맥반석, 제올라이트, 규조토, 규회석 등 기능성 세라믹 재료 30~60 중량부와, 천연 혹은 합성 바인더 10~30 중량부와, 분산제 0.1~0.3 중량부와, 증점재 0.1~0.4 중량부와, 항균 기능 첨가재 0.1~0.3 중량부와, 탈취 기능 첨가제 10~15 중량부와, 기능성 첨가재 0.3~2 중량부와, 기타 첨가재 0.2~0.5 중량부 및 물 10 ~30 중량부를 포함하여 실내공기오염의 주범인 휘발성 유기화합물, 포름알데히드, 진드기 같은 미생물 등 각종 유해 화학물질을 흡착, 분해시켜 쾌적한 주거환경을 만들기 위한 천연 머드 페인트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축자재로 사용되는 화학제품의 내장재 및 마감재 들은 스티로폼, 석면, 우레탄폼 등이 사용되고, 접착제를 사용하여 결합 및 부착되며, 래커(lacquer), 페인트과 같은 도료를 사용하여 마감하게 됨으로써, 인체에 유해한 포르말린 등의 유해가스가 많이 발생되어 새집증후군으로 아토피성 피부염, 알레르기 비염, 두통, 호흡기질환 등이 발생하는 원인이 되고 있다.
건축물 내부에 실내 환경을 오염시키고 새집증후군, 천식 및 아토피 질환을 유발시키는 원인으로 지목되고 있는 휘발성 유기화합물은 벽에 칠해진 페인트나 벽지, 바닥재, 쇼파, 가구 등 집에서 사용하는 물건 중 접착제를 사용한 것들에서 방출된다. 휘발성 유기화합물 중에서도 프롬알데히드는 단열재 등의 건축자재, 가구 접착제,페인트에서 발생하고 있는데, 특히 페인트는 다양한 유기화합물로 구성되고, 휘발성이 강하므로 건축물 실내의 환경오염의 주범으로 인식되고 있다.
이러한 페인트의 독성이 실내에 축적되면 새집증후군(SHS), 빌딩병 증후군(SBS) 및 화학물질 과민증(MCS)등을 초래하게 된다.
이에 따라, 새로운 미장재로서 기존의 도료를 대체하고자 하는 노력이 계속되고 있으며, 이에 여러 가지 천연재료를 사용하여 건축자재를 제조하는 발명이 다수 출원 및 등록되어 있다. 특히 원적외선이 방출되어 건강에 유익한 황토를 이용한 건축물 및 건축자재가 알려져 있다.
이러한 천연 원료들은 유독가스를 배출하거나 생태계를 오염시키는 폐기물들을 생성하지 않기 때문에 황토와 함께 천연재로인 머드를 이용한 건축자재에 관한 관심이 높아지고 있다.
머드는 현재 머드가 가지는 뛰어난 효과로 화장품, 염색, 건축 등 여러분야에서 사용되고 있다.
일반적인 머드의 장점으로, 갯벌에서 채취한 천연 바다 진흙인 머드 속에는 탄소, 질소, 인, 유항 등 수 많은 무기물질과 미량원소, 유기물질, 비타민 등이 풍부하게 들어있으며, 천연 미네랄, 게르마늄, 알루미늄, 벤토나이트 등의 성분이 함유되어 있어. 원적외선이 다량 방출되며 세포의 생리작용을 활발히 하고, 열에너지를 발생시켜 유해물질을 제거해주며, 음이온을 자연적으로 방출하는 효과가 있다.
또한 교질성분과 결정성분이 있어 향균과 억균작용이 있기 때문에 외상치료에도 뛰어난 효과가 있고, 미네랄과 미량원소들이 인체 내의 모세혈관확장과 혈액순환을 촉진시키고 세포조직을 활성화시키는 효능을 발휘한다.
또한, 수많은 무기물질과 미량원소, 유기물질, 비타민 등은 피부를 촉촉하고 탄력 있게 가꾸어 줄 뿐만 아니라 피부수축작용, 노폐물 제거, 혈액순환 등에도 효과가 뛰어나기 때문에 미용은 물론 피부 건강에도 좋다 머드가 가지는 이런 장점으로 화장품, 염색 등 여러 분야에 사용되고 있고, 근래에는 건축제품에 응용하기 위한 시도가 이루어지고 있다.
한편, 머드 고유의 그레이 색상은 건축자재로서 현대적인 인테리어 요소에도 부합되며 자연친화적인 아름다움을 제공해 줄 수 있다.
KR 10-0858517 B1 (2008. 09. 08.) KR 10-0990906 B1 (2010. 10. 25.)
본 출원인은 천연원료를 이용한 친환경페인트를 만들려고 천연머드에 주목하여, 바다에서 채취한 천연머드를 단독으로 사용하거나 황토, 맥반석, 제올라이트, 규조토 등 기능성 세라믹 재료들과 혼합 사용하게 된다면, 포름알데히드의 흡착성능을 높여 새집증후군을 예방하고, 세균 번식 억제 및 음이온 방출 효과를 극대화 시킬 수 있는 친환경 머드 페인트 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 페인트 수지의 사용을 배제하고, 상기한 기능성 세라믹 재료들을 천연바인더 등을 이용하여 제조함으로써, 실내공기오염의 주범인 휘발성 유기화합물, 포름알데히드, 진드기 같은 미생물 등 각종 유해 화학물질로부터 자유로운 쾌적한 주거환경을 만들 수 있는 친환경 머드 페인트 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 목적 및 그 기술적 과제는 앞서 기재한 기술적 과제에 한정되는 것이 아니다. 따라서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 친환경 머드 페인트의 기술적인 특징은 혼합물 전체 100 중량부에 대하여, 기능성 세라믹재 30~60중량부; 천연 혹은 합성바인더 10 ~30 중량부; 분산제 0.1 ~0.3 중량부; 증점재 0.1~0.4 중량부; 항균 기능 첨가제 0.1~0.3 중량부; 탈취 기능 첨가제 10 ~ 15 중량부; 기능성 첨가재 0.3~2 중량부; 기타첨가재 0.2~0.5중량부 및 물 10 ~30 중량부를 포함하는 것이다.
본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 친환경 머드 페인트의 제조 방법은
친환경 머드 페인트를 제조하기 위해 갯벌에서 채취한 천연 머드를 포함하는 기능설 세라믹재의 함수율이 10% 미만이 되도록 건조한 뒤 햄머밀(hammer mill)을 거쳐 조분쇄하는 1차 분쇄 단계와;
상기 1차 분쇄 단계에서 얻어진 머드 분쇄물을 볼 밀, 레이몬드 밀 등으로 원하는 입도가 나올 때까지 미분쇄하여 머드분말의 입도가 500~1500 메쉬가 되도록 분쇄하는 2차 분쇄 단계와;
혼합물 전체 100 중량 부에 대하여, 상기 2차 분쇄 단계에서 얻어진 천연머드 30~60중량부; 물 10 ~30 중량부; 천연 혹은 합성바인더 10 ~30 중량부; 분산제 0.1 ~0.3 중량부; 증점재 0.1~0.4중량부; 항균 기능 첨가제 0.1~0.3 중량부; 탈취 기능 첨가제 10 ~15 중량부 및 기능성 첨가재 0.3~2 중량부; 기타첨가재 0.2~0.5 중량부 및 물 10 ~30 중량부를 교반기에서 혼합하는 혼합 단계를 포함하는 것이다.
상기 혼합 단계는 물과 증점제, 분산제 및 기타 첨가재 투입이 완료되면 배합기를 저속으로 교반하면서 100~150분 동안 혼합하는 1차 혼합 단계와; 상기 1차 혼합 단계가 완료된 혼합물에 기능성 세라믹재, 항균 기능성 첨가재, 탈취 기능성 첨가재, 기능성 첨가재 및 바인더를 배합비에 따라 계량하여 교반기에 투입하고 고속으로 100~150분 동안 교반하는 2차 교반 단계와; 상기 2차 교반이 완료된 친환경 페인트 조성물에 대해 입도계를 사용하여 분산 상태를 검사하여 제조를 완성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 기능성 세라믹재는 천연머드, 또는 상기 천연머드에 황토, 맥반석, 제올라이트, 규조토가 각각 혼합된 것이 사용된다.
즉, 상기 기능성 세라믹재는 천연머드가 단독으로 사용되거나, 상기 천연머드와 황토가 혼합된 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 천연머드에 맥반석이 혼합된 것일 수 있다.
또한, 상기 천연머드에 제올라이트가 혼합된 것일 수 있다.
또한, 상기 천연머드에 규조토가 혼합된 것일 수 있다.
또한, 상기 천연머드에 규회석이 혼합된 것일 수 있다.
바람직하게, 상기 기능성 세라믹재는 전체 100중량부에 대하여 천연머드 60~80중량부와 황토, 맥반석에서 선택되는 어느 하나가 20~40중량부가 혼합된다,
또한, 상기 기능성 세라믹재는 전체 100중량부에 대하여 천연머드 70~90중량부와 황토, 맥반석, 규회석에서 선택되는 어느 하나가 10~30중량부가 혼합된다,
즉, 상기 기능성 세라믹재는, 기능성 세라믹재 100중량%에 대하여 천연머드 60~80중량부와 황토 20~40 중량부가 혼합된다.
또한, 상기 기능성 세라믹재는, 기능성 세라믹재 100중량%에 대하여 천연머드 60~80중량부와 맥반석 20~40 중량부가 혼합된다.
또한, 상기 기능성 세라믹재는, 기능성 세라믹재 100중량%에 대하여 천연머드 70~90중량부와 제올라이트 10~30 중량부가 혼합된다.
또한, 상기 기능성 세라믹재는, 기능성 세라믹재 100중량%에 대하여 천연머드 70~90중량부와 규조토 10~30 중량부가 혼합된다.
또한, 상기 기능성 세라믹재는, 기능성 세라믹재 100중량%에 대하여 천연머드 70~90중량부와 규회석 10~30 중량부가 혼합된다.
천연 바인더는 젤라틴(gelatin), 규산소다(sodium silicate) 및 아마씨유 등과 같은 식물성 기름, 밀랍 같은 천연왁스, 카제인(casein) 등과 같은 동물성 단백질 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합된 것을 사용될 수 있다.
합성 바인더는 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합된 것이 사용될 수 있다.
분산제는 천연 식물성 고분자 화학 제품으로 수중에 현탁되어 있는 미세 입자를 흡착, 가교화하여 응집 분산 시키고, 특히, 습식 도장 점성제거 및 유기 분산에 효과적인 제품이 사용된다.
증점재는 셀룰로오스, 구체적으로 에틸 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸셀룰로오스, 카르복실 메틸셀룰로오스를 포함한다.
항균 기능 참가재는 목초액, 은나노 물질 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합된 것이 사용될 수 있다.
탈취기능 첨가재는 규조토, 제올라이트, 퍼라이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합된 것이 사용될 수 있다.
기능성 첨가재는 음이온을 발생하는 숯, 토르말린, 피톤치드, 평활성을 좋게하는 벤토나이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합된 것이 사용될 수 있다.
상기 벤토나이트는 상기한 기능성 세라믹재를 구성하는 천연머드에 포함되어 있으나, 천연머드에는 미세하게 포함되어 있으므로 이를 보완하기 위하여 추가로 사용되는 것이다.
기타첨가재는 소포재, 감수재, 표면강화재 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합된 것이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 천연머드 속에는 천연 미네랄, 게르마늄, 알루미늄, 벤토나이트등의 성분이 함유되어 있어. 원적외선이 다량 방출되어 세포의 생리작용을 활발히 하고, 열 에너지를 발생시켜 유해물질을 제거해주며, 음이온을 자연적으로 방출하는 효과가 있으며 또한 교질성분과 결정성분이 있어 향균과 억균작용을 하는 효과가 있다.
그리고 머드 고유의 그레이 색상은 현대적인 인테리어 요소에도 부합되며 자연친화적인 아름다움을 제공하며, 실내 환경을 오염시키는 주범인 휘발성 유기화합물 및 유해화학물질로부터 안전하여 새집증후군, 천식 및 아토피 질환을 예방할 수 있다.
또한, 규조토를 페인트의 첨가제로 사용하여 실내 공간의 습도조절을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 은나노 물질, 목초액, 송진 등을 사용하여 항균 성능을 높임으로써 세균 번식을 억제하고 청정한 환경을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 숯과 전기석을 함께 첨가함으로써 음이온을 효과적으로 방출하여 건강하고 쾌적한 실내 공간을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명 실시예에 대한 암모니아 탈취시험 결과 그래프.
도 2는 본 발명 실시예에 대한 포름알데히드 탈취시험 결과 그래프.
도 3은 본 발명 실시예에 대한 곰팡이 균주 배양사진.
도 4는 본 발명 실시예에 대한 대장균 배양사진.
도 5는 본 발명 실시예에 대한 녹농균 배양사진.
도 6은 본 발명 실시예에 대한 황색포도상구균 배양사진.
본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시 예에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다음에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 발명자가 발명의 용어와 개념을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념에 입각하여 기재한 것으로 해석하여야 한다.
그리고, 본 명세서에 기재된 설명과 내용들은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 관련된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
따라서 본 발명은 제시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여, 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능하다.
다음에서 본 발명에 따른 친환경 머드 페인트 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 친환경 머드 페인트는 전체 100 중량부에 대하여, 기능성 세라믹재 30~60중량부; 천연 혹은 합성바인더 10 ~30 중량부; 분산제 0.1 ~0.3 중량부; 증점재 0.1~0.4중량부; 항균 기능 첨가제 0.1~0.3 중량부; 탈취 기능 첨가제 10 ~15 중량부; 기능성 첨가재 0.3~2 중량부; 기타첨가재 0.2~0.5 중량부; 물 10~30 중량부를 포함하여 제조된다.
상기 기능성 세라믹재는 천연머드, 황토, 맥반석, 제올라이트, 규조토, 규회석이 사용된다.
상기 천연머드는 해변갯벌에서 채취한 천연 머드로 천연 미네랄, 게르마늄, 알루미나 등의 성분이 함유되어 있어. 원적외선이 다량 방출되어 세포의 생리작용을 활발하게 하고, 열에너지를 발생시켜 유해물질을 제거해주며, 음이온을 자연적으로 방출하게 된다.
이러한 천연머드는 단독으로 사용될 수 있고, 상기 황토, 맥반석, 제올라이트, 규조토, 규회석과 각각 혼합된 것이 사용될 수도 있다.
천연머드는 갯벌에서 채취한 자연 상태의 것을 함수율이 10% 미만이 되도록 건조한 뒤 햄머밀을 거쳐 조분쇄하고, 볼 밀, 레이몬드 밀 등으로 원하는 입도가 나올 때까지 미분쇄하는 분쇄과정을 거친다.
본 발명에 따르면 도장시 페인트를 고르게 도포하고 도막의 두께가 최소치 이하로 떨어지지 않도록 하기 위해 상기 천연 머드의 입도(粒度)가 500~1500 메쉬로 분쇄되는 것이 바람직하다.
기타 기능성 세라믹재, 즉, 황토, 맥반석, 제올라이트, 규조토, 규회석의 입도 또한 500~800 메쉬인 것이 바람직하다.
입또는 작을수록 좋으나 입도가 너무 작은 경우 분쇄 등에 있어 많은 에너지 및 노력이 소요되어 생산성이 떨어지고, 입도가 너무 큰 경우 도료의 평활도가 떨어지고 미관상 울퉁불퉁하여 품질이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명에 있어서, 머드와 같이 쓸 수 있는 황토는 주로 실트 크기의 지름 0.002∼0.005mm인 입자로 이루어진 화강암과 편마암, 운모, 석영, 맥반석과 같은 광물질이 철분과 함께 다량함유 되어있는 광물이다.
일반적으로 황토는 카탈라아제, 디페놀 옥시다아제, 사카라제, 프로테아제의 4가지 효소성분이 포함되어 있고, 산화작용 및 풍화작용에 의해 염화칼륨과 칼슘 질 및 각종 유기질을 많이 함유하고 있어 원적외선이 활발하고, 열에너지를 발생시켜 유해 물질을 방출하는 광전효과가 있으며 정화력, 분해력이 있는 것으로 알려져 있다.
이러한 황토는 본 발명의 기능성 세라믹재를 구성하기 위하여 머드에 혼합되어 사용되며, 기능성 세라믹재 전체중량부에 대하여 10~40중량부, 바람직하게 20~30중량부 내에서 사용된다.
이러한 황토는 10 중량부 이하가 되거나, 너무 많이 함유되어 40 중량부 이상이 되면 적당한 부착력, 점도 등의 유지가 어려워진다.
맥반석 또한, 머드에 혼합되어 사용되며, 10~40 중량부, 바람직하게 20~30 중량부 내에서 사용된다.
이러한 맥반석은 10 중량부 이하가 되거나, 너무 많이 함유되어 40 중량부 이상이 되면 적당한 부착력, 점도 등의 유지가 어려워진다.
본 발명에 있어서, 제올라이트는 탈취효과가 좋은 재료이며, 또한 원적외선이 풍부하게 나오는 재료이다. 기능성 세라믹재 전체중량부에 대하여 10~30 중량부, 바람직하게 13~15 중량부 내에서 바람직하게 사용할 수 있으며, 30 중량부 이상에서는 머드 페인트 고유의 색상이 훼손될 수 있고, 10 중량부 이하에서는 색상 발현이 곤란해진다.
본 발명에 있어서, 규조토는 호수나 해양 퇴적물 속에 살던 규조가 죽은 후 바닥에 퇴적된 것이다. 규조토는 보통 80~90%의 SiO2,2~4%의 Al2O3,2%의 산화철로 이루어져 있다. 규조토의 크기는 1㎛~1mm의 범위에 걸쳐 있으나 보통 10~200㎛의 범위에 있다. 또한 미립의 다공질로 공극율(空隙率)은 60~90%에 이르러 휘발성 유기화합물 등 유해화학물질의 흡착력이 우수하다.
이러한 규조토는 비중이 가볍기 때문에 기능성 세라믹재 전체중량부에 대하여 10~30 중량부, 바람직하게 8~10 중량부내에서 사용할 수 있다. 10 중량부 미만의 경우 흡착성 증가 효과가 미미하고, 30 중량부 이상의 경우 도료의 비중이 증가하고 부착력 확보가 어려워지며 중량의 증가 대비 흡착력 증대 효과는 미미하다.
규회석은 특별히 표면강도가 요구되는 용도를 위하여 머드와 함께 사용된다.
이러한 규회석은 기능성 세라믹재 전체중량부에 대하여 10~30 중량부, 바람직하게 8~10 중량부 내에서 사용할 수 있다. 10 중량부 미만의 경우 흡착성 증가와 강도 증가 효과가 미미하고, 30 중량부 이상의 경우 도료의 비중이 증가하고 부착력 확보가 어려워지며, 취성이 증가되는 원인이 된다.
또한 규회석은 도막 형성시 크랙 방지 및 도막감을 형성하기 위한 체질안료로 도 사용되는 것이다.
또한, 머드 페인트의 색상을 연하게 하기 위해 지당을 안료로써 사용할 수도 있다.
상기 바인더에는 천연 바인더와 합성 바인더 주에서 선택되는 어느 하나 또는 모두가 균등하게 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 바인더 중 천연바인더로는 젤라틴, 규산소다 및 아마씨유 등과 같은 식물성 기름, 밀랍 같은 천연왁스, 카제인 등과 같은 동물성 단백질 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합된다.
합성바인더로는 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합된다.
규산소다(water glass)란 이산화규소와 알칼리를 융해해서 얻은 규산알칼리염(鹽)을 진한 수용액으로 한 것이다. 규사(珪砂)와 소다회(灰)의 혼합물을 1,300∼1,500℃에서 용융해서 생긴 것을 저압증기 솥에서 처리하면 얻을 수 있다. 공기 속에서는 이산화탄소를 흡수해서 겔 모양의 규산이 석출되므로, 강한 접착력을 보인다. 따라서 제품의 접착력 향상을 위해서 사용되며, 천연 바인더 전체 10~30중량부에 대하여 3~6 중량부 내에서 사용되어질 수 있다.
이때 3 중량부 미만의 경우 도료의 부착력이 약하고 묻어나거나 갈라지는 문제점이 있으며, 최대 6 중량부 정도에서 규산소다의 효과를 충분히 누릴 수 있으며, 6 중량부 초과의 경우 규산소다 양 대비 부착력 증가 효과가 떨어지며 강도 확보가 어려워진다.
또한, 천연 바인더에는 접착력 증대를 위해 천연 바인더 전체 10~30중량부에 대하여 송진 2 ~ 5 중량부, 물유리 2 ~ 6 중량부가 사용될 수 있다. 너무 많이 함유되는 경우 흐름성이 저해되어 균일한 혼합이 어려워질 수 있다. 물유리는 젤라틴과 더불어 머드 페인트의 접착력 부착력을 향상시키는 기능을 한다.
상기 송진은 향균기능과 함께 머드 페인트의 접착력 및 부착력을 향상시키는 기능을 할 수 있다.
상기 물유리 또한 평활도를 증가시키는 기능을 한다.
본 발명에 따른 머드 페인트는 합성 바인더로서, 표면 강도 증대 및 방수효과를 위해 아크릴수지 3 ~ 10 중량부와 수성실리콘 오일 3 ~ 10 중량부중에서 선택된 하나 또는 둘 모두를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
아크릴수지 3 ~ 10 중량부와 수성실리콘 오일 3 ~ 10 중량부 정도에서 충분한 표면강도 증대 및 방수 효과를 누릴 수 있으며 10중량부 이상의 경우 플라스틱 수지가 갖는 자연 비친화적인 문제점이 발생할 수 있다.
상기 분산제는 천연 식물성 고분자 화학 제품으로 수중에 현탁되어 있는 미세 입자를 흡착, 가교화하여 응집 분산 시키고, 특히, 습식 도장 점성제거 및 유기 분산에 효과적인 제품을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 증점재는 셀룰로오스(cellulose)가 사용된다. 셀룰로오스란 에틸 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸셀룰로오스, 카르복실 메틸셀룰로오스를 포함하는 개념이다. 일반적으로 셀룰로오스는 고등식물 세포벽의 주성분으로 목질부의 대부분을 차지하는 다당류로 섬유소(纖維素)라고도 한다.
이러한 셀룰로오스는 도료의 점도를 향상시키고, 흐름성을 방지하며, 안료의 침강을 방지시키는 역할을 하는 것으로, 첨가량은 0.1~0.4 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 점증제의 첨가량이 0.1 중량부 미만이 될 경우에는 도료의 점도 조절에 어려울 뿐만 아니라 첨가된 안료가 침강할 우려가 있고, 증점제의 첨가량이 0.4 중량부를 초과할 경우에는 점도의 향상으로 흐름성을 저해할 우려가 있다.
항균기능 첨가재인 송진은 소나무과의 나무가 손상을 입었을 때 분비되는 진액으로서, 시공후의 접착력을 장기간 동안 유지시키고 항균작용을 위하여 첨가되는 성분이다.
항균 작용을 위한 목초액은 2~5중량부가 바람직하며 목초액이 들어가는 양만큼 상대적으로 물의 비율이 줄어야 한다, 2 중량부 미만인 경우 항균 작용이 너무 작고, 5 중량부 수준에서 충분한 항균 효과를 누릴 수 있다.
물은 35~45 중량부, 바람직하게 10~30 중량부가 사용되는데, 너무 적으면 도료의 흐름성이 너무 약하고 45 중량부가 초과되는 경우 도료의 흐름성이 너무 강한 문제점이 있다.
상기 항균 기능 첨가재는 0.1~0.3 중량부가 사용되며, 목초액, 송진, 은나노 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되어 사용될 수 있다.
항균 및 탈취제로 은 나노는, 은 나노 입자를 함침시켜 제조되는 은 나노 용액을 항균 첨가제로 사용한다.
나노기술의 새로운 첨단과학으로 개발한 "은 용액"으로 은 순도 99.9% 이상의 순수한 은 이온(Ag+)이 나노입자(nm)로 몇 개씩 뭉쳐 정제수에 분산(콜로이드 상태)되어 있는 용액은 이온의 작용으로 650여종의 세균박멸 및 유해성분을 분해하며, 또한 냄새를 제거하는 탁월한 효과가 있고, 나노 크기에서 구현되는 거대한 표면적으로 통해 항균성을 극대화시킨다.
이러한 항균 기능 첨가제가 0.1중량부 이하에서는 항균 기능이 저하되고, 0.3 중량부 이상에서는 상승 효과의 차이가 미미하다.
상기 탈취기능 첨가재는 10~15중량부가 사용되며, 규조토, 제올라이트, 퍼라이트 중에서 서낵되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되어 사용된다.
이러한 탈취기능 첨가재는 10중량부 이하에서는 탈취기능이 저하되고, 15중량부 이상에서는 향상 효과가 미미하다.
또한, 원적외선 방사량을 늘리기 위해 sio2 함량이 높은 견운모 혹은 석영분말을 더 포함하여 구성될 수 있다. 견운모, 석영은 머드분말과 더불어 도료의 원적외선 방사량을 늘리는 기능을 한다.
기능성 첨가재는 0.2~2중량부가 사용된다. 기능성 첨가재에는 음이온을 발생하는 숯, 토르말린, 평활성을 좋게 하는 벤토나이트, 피톤치드 등이 사용될 수 있다.
기능성 첨가재로서 벤토나이트는 운모와 같은 결정구조를 하는 단사정계에 속하는 광물인 몬모릴로나이트가 주로 들어있는 점토를 말한다. 빛깔은 백색, 회색, 담갈색, 담녹색 등을 나타내며, 점착성과 윤활성이 좋아 도장표면이 매끄러우며 강도가 강해진다. 규조토, 제올라이트와 함께 균등하게 혼합해서 사용할 수 있다.
상기 피톤치드는 삼림욕 효과가 뛰어나며 인체에 무해한 삼림욕 오일이다. 상기 피톤치드는 나무와 식물이 해충이나 곰팡이에 저항하기 위해 스스로 만들어 발산하는 휘발성 물질이며, 수십 종의 성분이 혼합되어 있는 기름상의 액체이다.
기능성 첨가재는 0.2중량부 이하에서는 음이온 방출 효과가 적고, 2 중량부 이상에서는 혼합량 대비 비효율적이다.
음이온 방출량 실험에 대한 결과로 숯, 피톤치드와 토르마린을 혼합하여 사용한 본 발명의 천연페인트의 음이온 방출량은 2,150 ion/cc로써, 숯, 피톤치드와 토르마린을 함께 사용하는 것이 음이온 방출 효과가 더 높다는 것으로 확인되었다.
기타 첨가재는 0.2 중량부~0.5 중량부가 사용되며, 소포재, 감수재, 표면강화재 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되어 사용된다.
상기 소포제는 도료 도장 후 도막 형성시에 발생하는 기포의 형성을 억제하거나 발생한 기포를 제거하는 첨가제이며, 상기 도막강화재는 도막 형성시에 도막 표면의 강도를 강화시키는 첨가재이다.
이러한 기타 첨가재는 0.2 중량부 이하에서는 기포 발생이 많고, 표면강도가 저하되며, 0.5 중량부 이상에서는 기포발생량과 표면강도의 증대 효과가 적다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 각 재료들의 친환경 교반방법에 대하여 상세히 설명한다.
교반순서는 우선 물과 증점제, 분산제 및 기타 첨가재 투입이 완료되면 배합기를 100rpm이하로 교반하면서 일정 시간 배합한다. 100~150분 동안 배합이 완료되면 배합기를 정지시키고 머드와 탈취기능성 첨가재를 배합비에 따라 계량한 후 투입한다. 각 재료가 고르게 배합되도록 교반속도를 고속으로 조정하고 교반한다. 100~150분 동안 100rpm이상으로 교반 후 기능성 첨가제인 음이온 첨가제, 항균 기능 첨가제를 첨가한다.
또한, 페인트의 작업성을 개선하기 위해 소포제, 도막강화재 및 물을 더 첨가하여 교반한 다음 견본을 채취하고 입도계를 사용하여 분산상태를 검사하여 교반을 완성한다
상기한 친환경 머드 페인트를 제조하는 방법은 기능성 세라믹재를 함수율이 10% 미만이 되도록 건조한 뒤 햄머밀을 이용하여 조분쇄하는 1차 분쇄 단계와; 상기 1차 분쇄 단계에서 얻어진 머드 분쇄물을 입도가 500~1500 메쉬가 되도록 분쇄하는 2차 분쇄 단계와; 전체 100 중량 부에 대하여, 상기 2차 분쇄 단계에서 얻어진 천연머드 30~60중량부; 물 10 ~30 중량부; 천연 혹은 합성바인더 10 ~30 중량부; 분산제 0.1 ~0.3 중량부; 증점재 0.1~0.4중량부; 기타첨가재 0.2~0.5 중량부; 항균 기능 첨가제 0.1~0.3 중량부; 탈취 기능 첨가재 10 ~15 중량부 및 기능성 첨가재 0.3~2 중량부를 교반기에서 혼합하는 혼합 단계를 포함하여 이루어진다.
상기에서 혼합단계는 교반순서는 우선 물과 증점제, 분산제 및 기타 첨가재 투입이 완료되면 배합기를 60~100rpm으로 교반하면서 100~150분 동안 1차 혼합한다.
그리고 100~150분 동안 배합이 완료되면, 배합기를 정지시키고 머드와 항균 기능성 첨가재, 탈취 기능성 첨가재 및 바인더를 배합비에 따라 계량한 후 투입한다.
각 재료가 고르게 배합되도록 교반속도를 1차 혼합 단계보다 빠르게 100rpm 이상이 되도록 조정하고 교반한다. 이후 100~150분 동안 고속교반 후 견본을 채취하고 입도계를 사용하여 분산상태를 검사하여 제조를 완료한다.
아래의 표 1를 통하여 본 발명에서의 최적의 실시예를 제시한다. 하기 실시예의 성분비를 통하여 만족할 수 있는 음이온 방출과 휘발성 유기화합물, 포름알데히드, 진드기 같은 미생물 등 각종 유해 화학물질을 흡착, 분해시킬 수 있는 친환경 페인트를 얻었다.
실시예 1 ~ 실시예 6 (단위: 중량부)
실시예 기능성
세라믹재		 천연/합성
바인더		 분산제 증점재 항균기능
첨가재		 탈취기능
첨가재		 기능성
첨가재		 기타
첨가재		 물
실시예 1 75 8 0.05 0.05 0.2 9 2.6 0.1 5
실시예 2 65 11.5 0.1 0.1 0.1 10 2 0.2 11
실시예 3 51 14.6 0.2 0.2 0.2 12 1.5 0.3 20
실시예 4 40 20.4 0.25 0.3 0.15 13 0.5 0.4 25
실시예 5 26 28.5 0.3 0.4 0.1 15 0.2 0.5 29
실시예 6 13 33 0.4 0.5 0.3 17 0.1 0.7 35
본 발명의 실시예 3에 의한 시료에 대하여 암모니아 탈취시험을 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰한 결과가 아래의 표 2와 같으며, 결과 그래프를 도 1에 나타내었다.
시험항목
 단위
 시험
방법		 시험결과 시험환경
Blank농도 샘플농도 농도
감소율(%)

탈취
시험
NH3 		0분 % (1) 50 50 0.0 (22.5±0.6)℃
(41.8±0.9)%R.H.
30분 % 49 6 87.8
60분 % 49 5 89.8
90분 % 49 4 91.8
120분 % 49 4 91.8
* 시험방법
1. 가로×세로, 100mm×100mm 크기의 시트 양면에 도포 및 건조 후 시료를 5L 반응기에 넣고 밀봉하였다.
2. 시험가스 암모니아 초기농도를 50μmol/mol 으로 주입하고 시험가스의 농도를 초기(0분), 30분, 60분, 90분, 120분에서 측정하고 이를 샘플로 농도라 함.
3. 시험가스의 농도는 가스검지관(구 KS I 2218:2009)에 의해 측정함.
4. 시험 중 온도는 (23.0±5.0)℃, 습도는 (50±10)%R.H.를 유지함.
5. 이와 별도로 시료가 없는 상태에서 위의 2~4에 의해 시험을 진행하고, 이를 Blank 농도라 함.
6. 각 시험대별 시험가스의 농도 감소율은 다음식에 의해 계산함.
시험가스의 농도 감소율(%) = [{(Blank 농도)-(샘플농도)}/(Blank 농도)}×100
본 발명의 실시예 3에 의한 시료에 대하여 암모니아 탈취시험을 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰한 결과가 아래의 표 3과 같으며, 결과 그래프를 도 2에 나타내었다.
시험항목
 단위
 시험
방법		 시험결과 시험환경
Blank농도 샘플농도 농도
감소율(%)

탈취
시험
HCHO		 0분 % (1) 20 20 0.0 (22.5±0.6)℃
(41.8±0.9)%R.H.
30분 % 20 6 70.0
60분 % 20 4 80.0
90분 % 20 3 85.0
120분 % 20 3 85.0
* 시험방법
시험가스 포름알데히드 초기농도를 20μmol/mol 으로 주입한 것 이외에, 상기 표 1의 암모니아 탈취시험과 동일한 방법으로 진행하였다.
본 발명의 실시예 3의 시료에 대한 음이온 방출 시험 결과는 표 4와 같다.
시험항목 단위 시험방법 시험결과 비고
음이온:blank 개/㎠ (1) 70 (21.2±0.1)℃
(47.1±0.4)%R.H.
음이온:샘플 개/㎠ (1) 2442 (21.2±0.1)℃
(47.1±0.4)%R.H.
시험방법
(1) KCL-FIR-1042:2011
본 발명의 실시예 3의 시료에 대한 곰팡이균주(혼합균주) 시험 결과는 표 5와 같고, 배양사진은 도 3에 나타내었다.
Figure pat00001
본 발명의 실시예 3의 시료에 대한 대장균, 녹농균, 황색포도상균에 대한 시험 결과는 표 6과 같고, 배양사진은 도 4 내지 도 6에 나타내었다.
Figure pat00002
지금까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 관련된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
따라서 본 발명은 제시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능한 실시 예가 있을 수 있다.

Claims (12)

  1. 전체 100중량부에 대하여 천연머드 60~80중량부와, 황토, 맥반석에서 선택되는 어느 하나가 20~40중량부가 혼합되거나 또는 천연머드 70~90중량부와, 제올라이트, 규조토, 규회석에서 선택되는 어느 하나가 10~30중량부가 혼합되는기능성 세라믹재를 함수율이 10% 미만이 되도록 건조한 뒤 햄머밀을 이용하여 조분쇄하는 1차 분쇄 단계와;
    상기 1차 분쇄 단계에서 얻어진 머드 분쇄물을 입도가 500~1500 메쉬가 되도록 분쇄하는 2차 분쇄 단계와;
    전체 100 중량 부에 대하여, 상기 2차 분쇄 단계에서 얻어진 천연머드 30~60중량부; 물 10 ~30 중량부; 젤라틴, 규산소다 및 아마씨유, 밀랍, 카제인 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 천연바인더, 또는 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 합성바인더 10 ~30 중량부; 분산제 0.1 ~0.3 중량부; 증점재 0.1~0.4중량부; 소포재, 감수재, 표면강화재 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 기타첨가재 0.2~0.5 중량부; 목초액, 은나노 물질 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 항균 기능 첨가제 0.1~0.3 중량부; 규조토, 제올라이트, 퍼라이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 탈취 기능 첨가재 10 ~15 중량부 및 숯, 토르말린, 피톤치드, 벤토나이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 기능성 첨가재 0.3~2 중량부를 교반기에서 혼합하는 혼합 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 단계는,
    물과 증점제, 분산제 및 기타 첨가재 투입이 완료되면 배합기를 저속으로 교반하면서 100~150분 동안 혼합하는 1차 혼합 단계와;
    상기 1차 혼합 단계가 완료된 혼합물에 기능성 세라믹재, 항균 기능성 첨가재, 탈취 기능성 첨가재, 기능성 첨가재 및 바인더를 배합비에 따라 계량하여 교반기에 투입하고 고속으로 100~150분 동안 교반하는 2차 교반 단계와;
    상기 2차 교반이 완료된 친환경 페인트 조성물에 대해 입도계를 사용하여 분산상태를 검사하여 제조를 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트의 제조 방법.
  3. 혼합물 전체 100 중량부에 대하여, 기능성 세라믹재 30~60중량부; 천연 혹은 합성바인더 10 ~30 중량부; 분산제 0.1 ~0.3 중량부; 증점재 0.1~0.4 중량부; 항균 기능 첨가제 0.1~0.3 중량부; 탈취 기능 첨가제 10 ~ 15 중량부; 기능성 첨가재 0.3~2 중량부; 기타첨가재 0.2~0.5중량부 및 물 10 ~30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트.
  4. 제3항에 있어서,
    기능성 세라믹재는,
    전체 100중량부에 대하여 천연머드 60~80중량부와, 황토, 맥반석에서 선택되는 어느 하나가 20~40중량부가 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기능성 세라믹재는,
    전체 100중량부에 대하여 천연머드 70~90중량부와, 제올라이트, 규조토, 규회석에서 선택되는 어느 하나가 10~30중량부가 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트.
  6. 제3항에 있어서,
    천연 바인더는,
    젤라틴, 규산소다 및 아마씨유, 밀랍, 카제인 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트.
  7. 제3항에 있어서,
    합성 바인더는,
    아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트.
  8. 제3항에 있어서,
    증점재는,
    셀룰로오스로 되는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트.
  9. 제3항에 있어서,
    항균 기능 참가재는,
    목초액, 은나노 물질 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트.
  10. 제3항에 있어서,
    탈취기능 첨가재는,
    규조토, 제올라이트, 퍼라이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트.
  11. 제3항에 있어서,
    기능성 첨가재는,
    숯, 토르말린, 피톤치드, 벤토나이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트.
  12. 제3항에 있어서,
    기타첨가재는,
    소포재, 감수재, 표면강화재 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 균등하게 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 머드 페인트.
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