KR101599792B1

KR101599792B1 - 친환경 수성 세라믹 방수 페인트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101599792B1
Application number: KR1020150064726A
Authority: KR
Inventors: 차금순
Original assignee: 주식회사 엔씨페인트
Priority date: 2015-05-08
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2016-03-04

Abstract

본 발명은 콘크리트 또는 시멘트 건축물의 내외벽용 마감 페인트로서 희석제 및 환경유해물질을 사용하지 않아 친환경적이므로 작업자의 칠 및 방수작업이 용이하고 칠을 한 후에도 모재로부터 환경호르몬 등의 배출이 적고 칠해진 페인트가 모재 내부에 완전히 침투하여 우수한 방수성 및 발수성을 가짐으로써, 종래의 콘크리트 또는 시멘트와 같은 모재에 페인트를 칠하는 경우 먼저 방수제를 도포하고 양생 건조한 후 다시 그 위에 수성 페인트를 칠하고 2차 건조하는 복잡한 과정을 1번의 페인트칠로 단순화시킬 수 있어서 작업시간 및 인력을 크게 단축시킬 수 있는 효과를 갖는 친환경 수성 세라믹 방수 페인트 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

친환경 수성 세라믹 방수 페인트 및 그 제조방법{Eco-friendly water ceramic waterproof ceramic water paint and Manufacturing method thereof}

본 발명은 친환경 수성 세라믹 방수 페인트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 또는 시멘트 건축물의 내외벽용 마감 페인트로서, 친환경적이면서 우수한 방수성 및 발수성을 갖는 친환경 수성 세라믹 방수 페인트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

대부분의 현대식 건축물은 콘크리트 또는 시멘트를 재료로 지어지며, 상기 콘크리트 또는 시멘트 건축물은 건축 후 내외벽에 페인트로 칠을 하여 마감을 하게 되며, 이때 비 또는 건축물 자체의 결로 등에 의한 누수를 방지할 수 있도록 방수제를 사용하여 방수 및 발수 처리가 이루어진다.

종래의 방수 페인트는 대부분 유성 페인트로서, 콘크리트나 시멘트 표면에 칠을 하기 위해서는 시너(thinner)와 같은 희석제가 반드시 첨가되어야 하므로 친환경적이지 못하고 냄새가 강하며 인체에 해로운 화학물질들을 포함하고 있어서 작업시 보호도구가 반드시 필요하고, 특히 폐쇄공간에서 페인팅 작업을 하는 경우 보호복이 필수이며 그외에도 한정된 작업시간을 지키거나 환기가 요구되는 등 주의사항이 많아 작업성이 현저히 저하되는 문제가 있다.

이와 반대로, 수성 페인트는 상기 유성 페인트에 비해 환경오염물질의 발생은 적지만 콘크리트 또는 시멘트 모재에 칠을 하는 경우 모재의 수명을 연장하기 위해 먼저 방수성 및 발수성을 갖게 하는 방수제를 도포하여 모재에 침투시키고 양생 건조를 한 후, 그 위에 다시 수성 페인트를 칠하고 2차 건조하는 과정이 요구되므로 상기 유성 페인트에 비해 작업시간 및 인력이 크게 증가되는 문제가 있다.

또한, 종래의 방수제는 사용된 양에서 일부만 콘크리트 또는 시멘트 등의 모재와 반응하여 방수막을 형성하고 나머지 부분은 용출되는바 사용량 대비 효율성이 높지 않은 문제가 있다.

국내등록특허 제10-474166호

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 친환경적이면서 방수성 및 발수성이 우수한 친환경 수성 세라믹 방수 페인트 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 물 15 내지 25중량%; 무기계 방수제 10 내지 15중량%; 이산화티타늄 안료 5 내지 15중량%; 아크릴에멀전 접착제 10 내지 15중량%; 충전제(필러) 40 내지 45중량%; 증점제 0.3 내지 0.5중량%; pH조절제 0.1 내지 0.2중량%; 소포제 0.05 내지 0.15중량%; 및 분산제 0.05 내지 0.1중량%; 를 포함하는 친환경 수성 세라믹 방수 페인트를 제공한다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 충전제는 탄산칼슘 또는 스노화이트 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 본 발명의 친환경 수성 세라믹 페인트는, 건조지연 냉동방지제 0.4 내지 0.6중량%; 및 방부제 0.05 내지 0.15중량%; 를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 5℃ 이상에서 물 15 내지 25중량%에 이산화티타늄 안료 5 내지 15중량%, 소포제 0.05 내지 0.15중량% 및 분산제 0.05 내지 0.1중량%를 첨가하고, 30분 이상 1차 교반하는 단계; 상기 1차 교반된 혼합물에 무기계 방수제 10 내지 15중량% 및 충전제 40 내지 45중량%를 첨가하고 90분 이상 2차 교반하는 단계; 상기 2차 교반된 혼합물에 pH조절제 0.1 내지 0.2중량%, 아크릴에멀젼 접착제 10 내지 15중량%, 건조지연 냉동방지제 0.4 내지 0.6중량% 및 방부제 0.05 내지 0.15중량%를 첨가하고 1800rpm으로 3차 교반하는 단계; 및 상기 3차 교반된 혼합물에 희석된 증점제 0.3 내지 0.5중량%를 첨가하고 4차 교반하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수성 세라믹 방수 페인트의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 수성 세라믹 방수 페인트에 따르면, 희석제 및 환경유해물질을 사용하지 않아 친환경적이므로 작업자의 칠 및 방수작업이 용이하고 칠을 한 후에도 모재로부터 환경호르몬 등의 배출이 적고 칠해진 페인트가 모재 내부에 완전히 침투하여 우수한 방수성 및 발수성을 가짐으로써, 종래의 콘크리트 또는 시멘트와 같은 모재에 페인트를 칠하는 경우 먼저 방수제를 도포하고 양생 건조한 후 다시 그 위에 수성 페인트를 칠하고 2차 건조하는 복잡한 과정을 1번의 페인트칠로 단순화시킬 수 있어서 작업시간 및 인력을 크게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수성 세라믹 방수 페인트의 특성을 시험한 결과를 나타낸 표이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.

덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

본 실시예의 친환경 수성 세라믹 방수 페인트를 제조하는 방법은, 먼저 5℃ 이상에서 15 내지 25중량의 물에 5 내지 15중량%의 이산화티타늄 안료, 0.05 내지 0.15중량%의 소포제 및 0.05 내지 0.1중량%의 분산제를 첨가하고 30분 이상 1차 교반하여 각 물질이 증류수에 완전히 용해되도록 한다. 상기 물은 각각의 물질을 혼합 및 용해시키는 역할을 하며, 이때 상기 1차 교반시간이 30분 미만이면 각 물질의 혼합상태가 균일하지 않게 되는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 상기 물에 타 성분을 혼합할 때의 온도가 5℃ 미만이 되면 상기 증류수와 상기 이산화티타늄 안료의 혼합이 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 물의 함량이 15중량% 미만이면 용해되지 않고 남는 물질이 발생되는 문제가 있고 25중량%를 초과하면 페인트가 지나치게 묽어져 도장시 모재 표면을 타고 흘러내려 페인트층의 두께가 균일하지 않게 되는 문제가 발생할 수 있다.

상기 이산화티타늄 안료는 친환경 착색제로서, 함량이 5중량 미만이면 백색도와 선명도가 저하하는 문제가 있고 함량이 15중량%를 초과하면 비용이 지나치게 상승되는 문제가 있다.

상기 소포제는 페인트 사용시 잔존하는 유해한 기포를 제거하는 역할을 하며, 0.05중량% 미만이면 이러한 유해기포제거효과가 저하되고 0.15중량%를 초과하면 사용량 대비 효율성이 낮은 문제가 있다.

상기 분산제는 상기 이산화티타늄 안료 및 다른 성분들을 분쇄하고 분산시켜 페인트 제조 후 도포시의 안전성을 확보하기 위한 것으로서, 0.05중량% 미만이면 상기 분쇄 및 분산 효과가 저하되고 문제가 있고 0.1중량%를 초과하면 사용량 대비 효율성이 낮은 문제가 있다.

다음으로, 상기 1차 교반된 혼합물에 10 내지 15중량%의 무기계 방수제 및 40 내지 45중량%의 충전제(필러; filler)를 첨가하고 90분 이상 2차 교반한다.

상기 무기계 방수제는 희석제를 1차 교반에 사용된 물을 사용하는 방수제로서 시공이 간편하고 접착력이 뛰어나며 탄성을 가지고 있어 붓이나 롤러 또는 스프레이 장비 등을 이용한 간단한 도포작업이 가능하며, 칠하고자 하는 대상이 콘크리트나 시멘트와 같은 재질에도 적용이 가능하여 이 경우 우수한 침투성과 발수/방수 효과를 기대할 수 있다. 또한, 도포된 시멘트 면의 강도를 일부 보강시키는 효과가 있고, 무취, 비휘발성이므로 페인트 칠을 하기 용이하고 균일하게 용해된 상태를 지속적으로 유지하므로 작업시 별도로 교반하거나 추가 희석작업이 필요 없는 이점이 있다.

이때, 상기 무기계 방수제의 함량이 10중량% 미만이면 상기 침투성과 발수성/방수성이 저하되는 문제가 있고 15중량%를 초과하면 사용량 대비 효율성이 낮은 문제가 있다.

또한, 상기 무기계 방수제는, 일례로서, 25 내지 35중량%의 증류수; 35 내지 45중량%의 포타슘실리케이트; 15 내지 25중량%의 포타슘실리코네이트; 5 내지 15중량%의 실란; 및 0.5 내지 1.5중량%의 계면활성제; 를 포함할 수 있다. 이때, 상기 증류수의 함량이 25중량% 미만이면 각 성분들을 혼합할 때 용해되지 않고 남는 물질이 일부 발생될 수 있고 35중량%를 초과하면 페인트가 너무 묽어져 도장시 모재 표면을 타고 흘러내리게 되는 문제가 발생할 수 있다.

그리고, 상기 포타슘실리케이트는 모재의 표면 구멍을 막고 피막을 형성하는 역할을 하며, 35중량% 미만이면 상기 작용이 제대로 구현되지 못할 수 있고 45중량%를 초과하면 사용량 대비 효율성이 낮은 문제가 있다.

상기 포타슘실리코네이트는 발수 기능을 부여하며, 15중량% 미만이면 발수력이 저하되는 문제가 있고 25중량%를 초과하면 사용량 대비 효율성이 낮은 문제가 있다.

상기 실란은 페인트 도장시 모재와의 점착성을 높이고 페인트 도포 및 양생 후에 모재 내부에 침투 및 방수막을 형성하면서 방수성을 향상시키는 역할을 한다. 이때, 상기 실란의 함량이 5중량% 미만이면 상기 점착성 및 방수성 향상효과가 제대로 구현되지 않을 수 있으며, 상기 실란의 함량이 15중량%를 초과하면 사용량 대비 효율성이 낮은 문제가 있다. 또한, 상기 실란은 예컨대 메틸 트리 메톡시 실란과 같은 알콕시실란을 사용하는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 계면활성제는 묽은 용액 속에서 계면에 흡착하여 그 표면장력을 감소시키는 물질로서, 0.5중량% 미만이면 모재에 침투되는 특정이 저하되어 방수막이 제대로 형성되지 않아 모재의 표면 강도를 향상시키는 효과가 제대로 구현되지 않고, 1.5중량%를 초과하면 사용량 대비 효율성이 낮은 문제가 있다.

상기 충전제는 상기 무기계 방수제에 첨가시 방수제의 증량, 물성개선 및 성형 가공성을 향상시키는 역할을 하는 것이다. 이때, 상기 충전제의 함량이 40중량% 미만이면 방수제의 중량, 물성개선 및 성형 가공성 향상 효과가 미비해지는 문제가 있고 45중량%를 초과하면 사용량 대비 효율성이 낮은 문제가 있다. 이때, 상기 충전제는 저가이면서 비중이 작은 탄산칼슘 또는 스노화이트 중 어느 하나이거나, 상기 탄산칼슘 및 스노화이트의 혼합물일 수 있다. 상기 스노화이트는 도료의 점성을 올려주고 안료의 침강을 방지하는 효과가 있다.

다음으로, 상기 2차 교반된 혼합물에 0.1 내지 0.2중량%의 pH조절제 및 10 내지 15중량%의 아크릴에멀전 접착제를 첨가하고 약 1,800rpm의 고속회전으로 으로 3차 교반한다. 이때, 교반 회전속도가 1750rpm 미만이면 물성의 입자형성시 분산효과 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 상기 pH조절제는 산성 또는 알칼리성에 대항할 수 있도록 pH수치를 적절히 조정하여 페인트의 제형 안정화 작용을 하며, 그 함량이 0.1중량% 미만이면 pH가 상승되어 알칼리성에 대항하는 성능이 저하되고 0.2중량%를 초과하면 pH가 하강되어 산성에 대항하는 성능이 저하되는 문제가 있다. 그리고, 상기 아크릴에멀젼 접착제는 콘크리트나 시멘트 등의 피도막에 대한 접착이 용이한 특성을 가지며, 그 함량이 10중량% 미만이면 피도막으로부터 박리되거나 페인트가 도포 후 아래쪽으로 흘러내리게 되는 문제가 있고 15중량%를 초과하면 페인트 중 일부가 뭉치게 되는 문제가 있다.

이때, 필요시 0.4 내지 0.6중량%의 건조지연 냉동방지제 및 0.05 내지 0.15중량%의 방부제를 더 첨가할 수 있다.

상기 건조지연 냉동방지제는 -5℃의 추운 온도에서도 물성의 안정성을 확보하면서 빠른 건조를 지연시켜 페인트 도포작업이 용이해지도록 하는 효과를 제공하는 것으로서, 0.4중량% 미만이면 이러한 효과들이 저하되는 문제가 있을 수 있고 0.6중량%를 초과하면 사용량 대비 효율성이 낮은 문제가 있을 수 있다.

또한, 상기 방부제는 상온에서의 저장안정성을 확보하는 역할을 하며, 0.05중량% 미만이면 이러한 상온에서의 저장안정성이 저하되어 보관 중에 제품의 물성이 변화되는 문제가 있을 수 있고 0.15중량%를 초과하면 사용량 대비 효율성이 낮은 문제가 있을 수 있다.

다음으로, 상기 3차 교반된 혼합물에 0.3 내지 0.5중량%의 증점제를 첨가하고 4차 교반하여 방수 페인트를 완성한다. 이때, 상기 증점제는 페인트의 점도를 적절히 조절한 후 체질계안료나 제품을 장기간 오랫동안 안정적으로 보관할 수 있는 특성을 부여하기 위한 것이다. 이때, 상기 증점제는 증류수에 희석한 후 사용하는 것이 바람직하며, 상기 증점제의 함량이 0.3중량% 미만이면 장기 보관시 안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고 0.5중량%를 초과하면 사용량 대비 효율성이 낮은 문제가 있다.

실험예

위와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 의한 방수 페인트는 아래 표 1과 같은 성분함량으로 제작되었다.

기능	성분	제조사/상품명	함량(중량%)
H₂O	증류수	-	19.62
분산제	분산제	SHMP	0.08
소포제	HDM	흥산화성	0.1
안료	이산화티타늄	(안료)302# / 듀퐁	10
필러	탄산칼슘	1200메쉬 / 오미야	38.5
필러	스노화이트	86 cmp tianjin co.,ltd	3.6
방수제	무기 화합물	-	13
건조지연 냉동방지	메틸렌글리졸(MEG)	honam petrochemical	0.48
방부제	Mergal K9N	Troy Siam Company	0.1
ph조절제	PHLEX110	250HBR / ASHLAND	0.13
접착제	아크릴에멀젼	50%천호포리마	14
중점제	나트라졸	250HBR / ASHLAND	0.39

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수성 세라믹 방수 페인트의 KS 규격에 따른 시험결과를 나타낸 표이다. 여기서, 사용된 수성 세라믹 방수 페인트의 도포량은 1㎠당 0.3g이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 상기의 수성 세라믹 방수 페인트는 내흡수성능이 0.23이고, 내투수성능이 0.07로 나타나 우수한 방수성 및 발수성을 가짐을 확인할 수 있다. 그리고, 냄새와 맛 테스트 결과, 색도 테스트 결과, 중금속 테스트 결과, 및 pH 테스트 결과를 볼 때 친환경적 성분임을 확인할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims

물 15 내지 25중량%;
무기계 방수제 10 내지 15중량%;
이산화티타늄 안료 5 내지 15중량%;
아크릴에멀전 접착제 10 내지 15중량%;
충전제(필러) 40 내지 45중량%;
증점제 0.3 내지 0.5중량%;
pH조절제 0.1 내지 0.2중량%;
소포제 0.05 내지 0.15중량%; 및
분산제 0.05 내지 0.1중량%; 를 포함하며
상기 무기계 방수제는 25 내지 35중량%의 증류수; 35 내지 45중량%의 포타슘실리케이트; 15 내지 25중량%의 포타슘실리코네이트; 5 내지 15중량%의 실란; 및 0.5 내지 1.5중량%의 계면활성제;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 친환경 수성 세라믹 방수 페인트.
제1항에 있어서, 상기 충전제는 탄산칼슘 또는 스노화이트 중 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 수성 세라믹 방수 페인트.
제1항에 있어서, 건조지연 냉동방지제 0.4 내지 0.6중량%; 및 방부제 0.05 내지 0.15중량%; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수성 세라믹 방수 페인트.
5℃ 이상에서 물 15 내지 25중량%에 이산화티타늄 안료 5 내지 15중량%, 소포제 0.05 내지 0.15중량% 및 분산제 0.05 내지 0.1중량%를 첨가하고, 30분 이상 1차 교반하는 단계;
상기 1차 교반된 혼합물에 무기계 방수제 10 내지 15중량% 및 충전제 40 내지 45중량%를 첨가하고 90분 이상 2차 교반하는 단계;
상기 2차 교반된 혼합물에 pH조절제 0.1 내지 0.2중량%, 아크릴에멀젼 접착제 10 내지 15중량%, 건조지연 냉동방지제 0.4 내지 0.6중량% 및 방부제 0.05 내지 0.15중량%를 첨가하고 1800rpm으로 3차 교반하는 단계; 및
상기 3차 교반된 혼합물에 희석된 증점제 0.3 내지 0.5중량%를 첨가하고 4차 교반하는 단계; 를 포함하며
상기 무기계 방수제는 25 내지 35중량%의 증류수; 35 내지 45중량%의 포타슘실리케이트; 15 내지 25중량%의 포타슘실리코네이트; 5 내지 15중량%의 실란; 및 0.5 내지 1.5중량%의 계면활성제;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 친환경 수성 세라믹 방수 페인트의 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 충전제는 탄산칼슘 또는 스노화이트 중 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 수성 세라믹 방수 페인트의 제조방법.