KR101700640B1

KR101700640B1 - 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법 및 그 수성 다채 무늬 도료 조성물과 이를 이용한 천연석 입체 무늬 도장방법

Info

Publication number: KR101700640B1
Application number: KR1020160122137A
Authority: KR
Inventors: 김학재; 김철기; 김재기; 채경숙
Original assignee: 미래피앤씨(주)
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2017-01-31

Abstract

본 발명은 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법 및 그 수성 다채 무늬 도료 조성물과 이를 이용한 천연석 입체 무늬 도장방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법은 합성 실리카 증점제와 수용성 입자 침강 방지제와 물을 혼합하여 제조되는 수상 겔 50.0~60.0중량%에 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트와 안료 페이스트를 혼합하여 제조되는 천연석 칼라 도료 40.0~50.0중량%를 혼합하고, 상하 이동하는 메시 망을 이용하여 천연석 칼라 도료가 3~8mm의 크기를 가지도록 절단하여 분산시키는 것으로 구성되며, 본 발명에 따르면 다양한 종류의 아름다운 색상과 무늬를 지니는 천연 화강석 또는 대리석과 같은 고급스러운 패턴과 질감을 다양한 자유도로 경제적 및 효율적으로 연출할 수가 있음과 아울러, 통상적인 도장 장치를 이용하여 간단하고 용이하게 도장할 수가 있고, 높은 저장 안정성과 부착력을 지니며, 수성제품유기 용제의 함량이 낮아 인체 유해성이 적고 보다 친환경적이다.

Description

수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법 및 그 수성 다채 무늬 도료 조성물과 이를 이용한 천연석 입체 무늬 도장방법{Manufacturing Method for Multi-Color Aqueous Paint Composition, Multi-Color Aqueous Paint Composition thereof and Coating Method Using the Same}

본 발명은 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법 및 그 수성 다채 무늬 도료 조성물과 이를 이용한 천연석 입체 무늬 도장방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 다양한 종류의 아름다운 색상과 무늬를 지니는 천연 화강석 또는 대리석과 같은 고급스러운 패턴과 질감을 경제적 및 효율적으로 연출할 수가 있음과 아울러, 통상적인 도장 장치를 이용하여 간단하고 용이하게 도장할 수가 있고, 높은 저장 안정성과 부착력을 지니며, 수성제품유기 용제의 함량이 낮아 인체 유해성이 적어 친환경적인 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법 및 그 수성 다채 무늬 도료 조성물과 이를 이용한 천연석 입체 무늬 도장방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물에 품격 있는 고급스러운 멋을 부여할 목적으로 건축물의 고급 내장 및/또는 외장 마감재로서 고가의 천연 대리석이나 화강석 등이 널리 사용되어 왔으며, 이러한 천연 대리석이나 화강석은 다양한 종류의 아름다운 색상과 무늬패턴을 보유하므로 높은 장식성과 고품격감을 가지는 분위기를 연출한다.

그러나 천연 대리석이나 화강석을 이용한 건축물의 내장 및/또는 외장 마감은 재료 자체가 고가일 뿐만 아니라 중량물이므로 운송 및 시공 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있다.

따라서 종래로부터 건축물의 내장 및/또는 외장 마감 장식성을 높이기 위한 경제적인 방안의 하나로서, 천연 대리석이나 화강석과 같은 아름답고 자연스러운 색상 및 문양과 질감을 나타낼 수 있는 수중유적형, 수중수적형, 또는 에멀전 수적형의 다양한 다채 무늬 도료가 제안되어 왔다.

일반적으로 다채 무늬 도료는 수용액 중에 유성 도료를 입자 상태로 분산시켜 놓은 도료를 일컬으며, 다양한 색상의 유성 입자를 하나의 수용액 중에 분산시킨 것으로서, 통상적으로 수용액:유성 입자의 비율이 중량비 4:6~6:4의 범위로 제조되며, 다채 무늬 도료에서 소지(素地) 은폐력을 발휘하는 것은 유성 입자이므로 도장 면적 범위는 유성 입자의 혼입량에 의존적이다.

여기서, 수중유적형 다채 무늬 도료는 외부상인 수성졸에 내부상인 유기용제를 분산시켜 제조되며, 유기용제를 상당량 포함하므로 휘발성 유기 화합물로 인하여 인체에 유해하고, 작업성 및 저장성과 부착력이 열등하다는 단점이 있다.

상기한 수중유적형 다채 무늬 도료의 단점을 해소하고자 에멀젼 수적형 다채 무늬 도료가 제안되었으며, 외부상으로서의 에멀젼화된 졸에 내부상으로서의 수성겔을 분산시켜 제조되는 에멀젼 수적형 다채 무늬 도료는 휘발성 유기 화합물 함량이 적어 인체에 덜 유해하고 저장성이 우수하다는 장점은 있으나, 도장을 위해서는 특수건인 더블 노즐건을 이용하여 도장하여야 하고 점도 조절이 곤란하여 일정한 무늬 패턴을 형성하기 곤란하다는 문제점이 있다.

상기한 에멀젼 수적형 다채 무늬 도료의 전형적인 예로서는 한국 공개특허공보 제10-2005-24076호(2005.03.10. 공개)를 들 수 있으며, 상기한 종래 기술은 물에 셀룰로오스계 증점제, 분산제, 고분자 안료 분산제, TiO₂, 마이카(Mica), 탄산칼슘(CaCO₃), 클레이(clay), 에멀젼 수지로서의 아크릴-스티렌 에멀젼, 우레탄 증점제, 클레이계 증점제, 응착제, 소포제, pH 조절제, 방부제 및 방균제를 혼합하여 수성겔상의 내부상 조성물을 제조하고, 물에 pH 조절제, 합성 크레이 미네랄, 증점제, 우레탄 증점제, 황산 바륨, 카복실레이티드 스티렌 아크릴레이트 코폴리머, 방부제, 부틸 벤질 프탈레이트 및 소포제를 혼합하여 에멀젼화된 졸상의 외부상 조성물을 제조하며, 이와는 별도로 안료와 프로필렌글리콜, 물, 분산제, 소포제, 평활제 및 침강방지제를 혼합하여 고농도 착색제를 제조한 다음, 상기 내부상 조성물과 외부상 조성물 및 고농도 착색제를 일정 비율로 혼합하여 얻어지는 에멀젼 수적형 다채 무늬 도료 조성물을 제안하고 있다.

그러나 이러한 에멀젼 수적형 다채 무늬 도료는 스프레이 작업을 통한 도막 형성 시 입자의 발달(development) 한계로 인하여 통상 무늬 크기가 3mm 이하에 불과하여 무늬 크기 5~10mm 범위의 화강석 질감을 가지는 도막을 얻기 곤란하다는 문제점이 있음과 아울러, 내부상과 외부상을 혼합한 후 고농도 착색제를 첨가하여 스프레이 도장으로 무늬를 형성하는 과정에서 수직 흐름성과 같은 도장작업성을 고려하여 점도를 높일 경우 무늬 입자가 지나치게 작게 형성되어 화강암의 자연스러운 질감을 얻을 수 없고, 역으로 화강암의 자연스러운 질감을 살리기 위해 에멀젼 수적형 다채 무늬 도료의 점도를 낮출 경우 현장 도장 작업 시 도료의 흐름성이 지나치게 높아져서 도막 품질이 열등하게 된다는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 종래의 방안으로서, 본 출원인에 의한 한국 등록특허공보 제10-0741480호(2007.07.13. 등록)는 외부상으로서의 수성졸에 내부상으로서의 수성겔을 분산시켜 제조되는 수중수적형 다채 무늬 도료를 제안한 바 있으나, 경시(經時) 안정성이 열등하여 수상 삼투압에 의한 무늬 뭉침 현상으로 인하여 도장 현장에서 다량(도료의 10~50%)의 물로 희석하여 도장하여야 한다는 문제점이 있음과 아울러, 물로 희석 시 형성된 무늬가 잘게 부서지는 외에, 부착성이 열등하여 도막이 피도물로부터 박리되거나 도장 후 시간 경과에 따라 부착력이 저하되어 도막이 피도물에서 박리될 염려가 있다는 문제점이 있다.

또한, 한국 등록특허공보 제10-1004657호(2010.12.22. 등록)는 건축 내장재용 도료에 관련하여 천연 화강석 또는 대리석 무늬를 쉽고 자연스럽게 제조 및 도포할 수 있는 수용성 천연 화강석 또는 대리석 무늬 도료 조성물 도장 방법을 제안한 바 있으나, 부착력이 낮아 입체 무늬 칼라 입자가 피도물로부터 탈락되기 쉽다는 문제점이 있다.

또한 본 출원인에 의한 한국 등록특허공보 제10-108951호(2011.11.28. 등록)는 헥토라이트를 이용한 천연 화강석 또는 대리석 다채 입체 무늬 도료 조성물 및 이의 제조방법을 개시(開示)하고 있으나, 천연석 패턴 및 질감이 충분히 만족스러운 정도는 못되었으며, 부착성이 열등하여 접착력 보완제를 첨가하여야만 한다는 문제점이 있었다.

한편, 수중수적형 다채 무늬 도료는 , 휘발성 유기 화합물로 인한 인체 유해성이 낮고 환경친화적이라는 장점을 가지나, 작업성 및 저장성과 부착력은 상대적으로 열등하다는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 제10-2005-24076호(2005.03.10. 공개) 한국 등록특허공보 제10-0741480호(2007.07.13. 등록) 한국 등록특허공보 제10-1004657호(2010.12.22. 등록) 한국 등록특허공보 제10-108951호(2011.11.28. 등록)

따라서 본 발명의 첫 번째 목적은 다양한 종류의 아름다운 색상과 무늬를 지니는 천연 화강석 또는 대리석과 같은 고급스러운 패턴과 질감을 경제적 및 효율적으로 연출할 수가 있는 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 상기한 첫 번째 목적에 더하여, 통상적인 도장 장치를 이용하여 간단하고 용이하게 도장할 수가 있는 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은 상기한 제반 목적에 더하여 높은 저장 안정성과 부착력을 지니며, 유기 용제의 함량이 낮아 인체 유해성이 거의 없고 친환경적인 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 네 번째 목적은 상기한 제조방법에 따른 수성 다채 무늬 도료 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다섯 번째 목적은 상기한 네 번째 목적에 따른 수성 다채 무늬도료 조성물을 이용한 효과적인 천연석 입체 무늬 도장방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 첫 번째 내지 세 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, (A) (a) 피로인산소다 1.0~2.0중량%와, 소포제 0.01~0.2중량%와, 합성실리카 10.0~20.0중량%와, 잔부가 물로 구성되는 합성 실리카 증점제 15.0~25.0중량%와, (b) 침강방지제로서의 잔탄검 1.5~5.0중량%와, 잔부가 물로 구성되는 수용성 입자 침강 방지제 10.0~25.0중량%와, (c) 물 50~75중량%를 혼합하는 수상 겔 제조 단계와; (B) (a) 피로인산소다 1.0~2.0중량%와 소포제 0.01~0.2중량%와 합성실리카 10.0~20.0중량%와 잔부가 물로 구성되는 합성 실리카 증점제 5.0~10.0중량%와, 셀룰로오스계 증점제 1.0~3.0중량%와, 우레탄계 증점제 1.0~5.0중량%와, 분산제 0.1~2.0중량%와, 소포제 0.2~2.0중량%와, 탄산칼슘 10.0~20.0중량%와, 실란계 발수제 0.1~5.0중량%와, 아크릴 에멀전 또는 아크릴-스티렌 에멀전 35.0~55.0중량%와, 아크릴 에멀전 조도막제 0.1~5.0중량%와, 잔부가 물로 구성되는 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트 85~95중량%와, (b) 피로인산소다 1.0~2.0중량%와 소포제 0.01~0.2중량%와 합성실리카 10.0~20.0중량%와 잔부가 물로 구성되는 합성 실리카 증점제 1.0~10.0중량%와, 분산제 1.0~5.0중량%와, 소포제 0.2~2.0중량%와, 안료 60.0~72.0중량%와, 잔부가 물로 구성되는 안료 페이스트 5~15중량%를 혼합하는 천연석 칼라 도료 제조 단계와; (C) 상기한 수상 겔 50.0~60.0중량%에 천연석 칼라 도료 40.0~50.0중량%를 혼합하고 메시 망을 상하로 이동시켜 천연석 칼라 도료가 3~8mm의 크기를 가지도록 절단하여 분산시키는 입자 형성 단계로 구성되는 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법이 제공된다.

여기서, 상기한 안료는 백색의 이산화티탄, 산화철 황색, 산화철 적색, 산화철 흑색, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.

상기한 수상 겔 및 천연석 칼라 도료는 각각 방부제를 1~5중량% 더 포함할 수 있다.

한편, 상기한 안료 페이스트는 냉동 안정제를 1.0~5.0중량% 더 포함할 수 있다.

또한 상기한 수용성 다채 무늬 도료 조성물에는 pH 조절제로서 인산 완충액을 첨가할 수도 있다.

상기한 네 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, 전술한 제조방법에 의하여 제조되는 수성 다채 무늬 도료 조성물이 제공된다.

상기한 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, (A) 소지(素地: substrate)의 바탕면에 아크릴 에멀전 또는 아크릴-스티렌 에멀전 하도 도장을 수행하는 단계; (B) 탄산칼슘과 규사 및 안료와 셀룰로오스 증점제를 포함하는 아크릴-스티렌 에멀전 도료를 천연석 표면과 유사한 질감을 가지도록 스프레이하여 중상도 볼륨 도장을 수행하는 단계; 및 (C) 상기한 제6항에 따른 수성 다채 무늬 도료 조성물을 스프레이하여 상도 다채 무늬 도장을 수행하는 단계를 포함하는 천연석 입체 무늬 도장방법이 제공된다.

상기한 상도 다채 무늬 도장 위에 투명 상도 또는 투명 무광 상도 도장을 더욱 수행할 수도 있음은 물론이다.

또한 상기한 하도 도장과 중상도 볼륨 도장 사이에 안료를 포함하는 아크릴-스티렌 에멀전 도료를 이용한 중도 도장을 수행할 수도 있다.

한편, 상기한 소지는 콘크리트, 합판, 석고 보드, 또는 아크릴판일 수 있다.

본 발명에 따른 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법 및 그 수성 다채 무늬 도료 조성물과 이를 이용한 천연석 입체 무늬 도장방법에 의하면, 다양한 종류의 아름다운 색상과 무늬를 지니는 천연 화강석 또는 대리석과 같은 고급스러운 패턴과 질감을 다양한 표현 자유도로 경제적 및 효율적으로 연출할 수가 있음과 아울러, 통상적인 도장 장치를 이용하여 간단하고 용이하게 도장할 수가 있고, 높은 저장 안정성과 부착력을 지니며, 수성제품유기 용제의 함량이 낮아 인체 유해성이 적어 친환경적이다.

도 1은 석고 보드 소지에 대한 하도 도장 상태도이다.
도 2는 도 1의 하도 처리 석고 보드에 대한 중도 도장 상태도이다.
도 3은 도 2의 중도 처리 석고 보드에 대한 중상도 볼륨 도장 상태도이다.
도 4는 도 3의 중상도 볼륨 도장 처리 석고 보드에 대한 상도 다채 무늬 도장 상태도이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법은 하기의 단계로 구성된다.

(A) 수상 겔 제조 단계:

수상 겔은 후술하는 천연석 칼라 도료와 혼합되어 도료 및 도막의 안정화와 도장 작업성을 향상시킬 목적으로 사용되며, 상기한 수상 겔은 합성(무정형) 실리카 증점제와 수용성 입자 침강 방지제와 물의 혼합물로 구성된다.

본 발명에 있어서 수상 겔은

(a) 합성 실리카 증점제의 제조

피로인산소다(tetrasodium pyrophosphate) 1.0~2.0중량%와, 소포제 0.01~0.2중량%와, 합성실리카 10.0~20.0중량%와, 선택적 성분으로서의 방부제 1.0~3.0중량%와, 잔부가 물로 구성된다.

한편, 본 발명에서 수상 겔은 후술하는 2가지 색상 이상의 천연석 칼라 도료를 첨가하여 혼합할 때 서로 다른 색상의 천연석 칼라 도료가 서로 용해 및 혼합되지 않도록 작용하는 불용성 용매로서, 일정한 속도로 균일하게 휘저으면 천연석 칼라 도료가 다채색의 입자상으로 형성함과 동시에 이를 유지시키는 역할을 하며, 상기한 피로인산소다는 수중에서 가수분해 되어 제2 피로인산나트륨으로 되며 합성 실리카 증점제 중의 양이온과 착염을 형성하여 수용액의 겔화를 제어하여 점도를 일정하게 제어하여 천연석 칼라 도료의 무늬 형성 및 유지에 중요한 작용을 함과 아울러, pH 조절제로서 본 발명에 따른 도료 조성물의 저장 안정성 향상에 기여한다.

피로인산소다의 첨가량이 1.0중량% 미만에서는 점도가 지나치게 높아질 우려가 있으며 역으로 2.0중량%를 초과하면 점도가 지나치게 낮아질 우려가 있으므로, 점도의 최적한 제어를 위해서는 전술한 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기한 소포제로서는 통상적인 실리콘 에멀전이나 계면활성제 또는 고급 알코올이 사용될 수 있다.

또한 방부제는 유기성분의 부패 및 도막의 붕괴를 막아주는 역할을 하며 당업계 공지의 것을 임의로 선택하여 사용할 수 있다.

상기한 합성 실리카는 증점제로서 작용하여 점도를 증가시켜 흐름성을 방지하며 안용의 침강 방지와 도장 작업성을 원활히 하기 것으로서, 첨가량이 10중량% 미만인 경우에는 흐름성이 지나치게 증가될 우려가 있고 20중량%를 초과하면 도장 작업성이 열등해질 우려가 있어 바람직하지 못하다.

상기한 합성 실리카 증점제는 합성 실리카의 용해 속도를 높이기 위하여 약 60~85℃의 물에 피로인산소다와 소포제 및 방부제를 혼합하고 150~300rpm으로 저속 교반하여 혼합한 후, 합성실리카를 소량씩 투입하면서 700~1,000rpm으로 고속 교반하여 완전히 용해시켜 제조한다.

(b) 수용성 입자 침강 방지제의 제조

침강방지제로서의 잔탄검 1.5~5.0중량%와, 선택적 성분으로서의 방부제 0.1~2.0중량%와, 잔부가 물로 구성된다.

상기한 침강방지제는 도료 중의 안료가 저장 중에 침강하여 케이크상이 되는 것을 방지하기 위하여 사용되며 1.5중량% 미만에서는 침강 방지 효과가 만족스럽지 못하게 될 우려가 있고 역으로 5.0중량%를 초과하면 도막의 물성에 악영향을 초래할 우려가 있으므로 바람직하지 못하다.

상기한 잔탄검 외에도 스테아린산 알루미늄, 유기클레이, 폴리아마이드, 왁스 등도 사용 가능하다.

상기한 수용성 입자 침강 방지제는 50~60℃의 물을 100~300rpm으로 저속 교반하면서 잔탄검을 소량씩 투입하여 모두 투입한 후, 방부제를 첨가하고, 700~1,000rpm으로 고속 회전시켜 잔탄검을 완전히 용해시켜 제조한다.

(c) 수상 겔의 제조

상기한 합성 실리카 증점제 15.0~25.0중량%와 상기한 수용성 입자 침강 방지제 10.0~25.0중량%와 물 50~75중량%를 혼합하여 수상 겔을 제조한다.

수상 겔에 있어서, 상기한 합성 실리카 증점제의 첨가량이 15.0중량% 미만인 경우에는 증점 효과가 충분치 못하게 될 우려가 있으며 역으로 25중량%를 초과하면 도장 작업성이 열등하게 우려가 있고, 상기한 수용성 입자 침강 방지제의 첨가량이 10.0중량% 미만인 경우에는 안료의 케이크화가 발생할 우려가 있으며 역으로 25중량%를 초과하면 도막의 물리적 특성이 저하될 우려가 있으므로 역시 바람직하지 못하다.

상기한 수상 겔은 물을 100~300rpm으로 저속 교반하면서 상기한 합성 실리카 증점제를 투입하여 완전히 용해시킨 다음, 상기한 수용성 입자 침강 방지제를 투입하여 교반하면서 용해시켜 제조한다.

(B) 천연석 칼라 도료 제조 단계:

천연석 칼라 도료는 하기하는 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트와 적어도 2종의 선택된 칼라의 안료 페이스트의 혼합물로 구성된다.

(a) 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트의 제조

수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트는, 피로인산소다 1.0~2.0중량%와 소포제 0.01~0.2중량%와 합성실리카 10.0~20.0중량%와 잔부가 물로 구성되는 전술한 바와 같은 합성 실리카 증점제 5.0~10.0중량%와, 셀룰로오스계 증점제 1.0~3.0중량%와, 분산제 0.1~2.0중량%와, 선택적 성분으로서의 방부제 0.2~2.0중량%와, 소포제 0.2~2.0중량%와, 약 350 메시 정도의 탄산칼슘 10.0~20.0중량%와, 아크릴 에멀전 또는 아크릴-스티렌 에멀전 35.0~55.0중량%와, 실란계 발수제 0.1~5.0중량%와, 아크릴 에멀전 조도막제 0.1~5.0중량%와, 우레탄계 증점제 1.0~5.0중량%와, 잔부가 물로 구성된다.

본 발명에 있어서는 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트의 제조에 상기한 합성 실리카 증점제 외에, 셀룰로오스계 증점제와 우레탄계 증점제가 함께 사용되며, 이들 증점제는 점도를 일정하게 유지하여 천연석 칼라 도료의 일정한 크기의 칼라 입자 형성과 안정성 유지에 중요한 역할을 하며, 각 증점제의 서로 다른 특징의 상호 보완과 아울러, 비용 절감을 위하여 다양한 증점제를 혼합 사용한다.

상기한 셀룰로오스계 증점제와 우레탄계 증점제의 첨가량이 각각 1중량% 미만인 경우에는 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트의 점도가 지나치게 낮아져서 무늬 형성 후 무늬가 풀어지거나 도장 시 도료가 흘러내릴 염려가 있으며, 역으로 각각 3.0중량% 및 5.0중량%를 초과하면 점도가 지나치게 높아져 무늬의 분산성이 열등해지거나 스프레이 도장시 작업성이 열등하게 될 우려가 있다.

탄산칼슘은 본 발명에 따른 도료 조성물에서 안료 페이스트에는 없는 체질 안료를 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트에 사용한 것으로, 10.0 중량% 미만을 사용하면 체질 효과가 열등하게 될 우려가 있고, 역으로 20.0 중량%를 초과하면 다른 주요 성분의 첨가량을 제한하게 되므로, 상기한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

아크릴 에멀전 또는 아크릴-스티렌 에멀전은 도막 형성제로서 35중량% 미만에서는 도막 형성에 문제점이 생길 수 있으며, 역으로 55중량%를 초과하여 사용하면 다른 주요 성분의 첨가량을 제한하게 되므로, 상기한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

또한 아크릴 에멀전 조도막제는 가소제로서 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트에 가소성을 제공하는 도막 형성 보조제로 사용되며, 0.1중량% 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하여 도장 후 형성된 도막에 크랙(crack)이 발생할 우려가 있고, 역으로 5.0중량%를 초과하여 사용하면 사용량 증가에 따른 효과가 미미하므로 바람직하지 못하다.

그 외, 방부제, 소포제, 분산제 및, 실란계 발수제는 당업계 공지의 것을 임의로 사용할 수 있으며, 전체 도료 조성물의 함량을 고려하여 당업자가 상기한 범위 내에서 적절히 사용할 수 있다.

상기한 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트의 제조는, 물을 700~1,000rpm으로 고속 회전 교반하면서, 상기한 성분들을 순차적으로 투입하여 분산시켜 제조한다.

(b) 안료 페이스트의 제조

안료 페이스트는, 피로인산소다 1.0~2.0중량%와 소포제 0.01~0.2중량%와 합성실리카 10.0~20.0중량%와 잔부가 물로 구성되는 전술한 바와 같은 합성 실리카 증점제 1.0~10.0중량%와, 분산제 1.0~5.0중량%와, 선택적 성분으로서의 방부제 0.2~2.0중량%와, 소포제 0.2~2.0중량%와, 냉동 안정제 1.0~5.0중량%와, 안료 60.0~72.0중량%와, 잔부가 물로 구성된다.

위 성분 중 냉동 안정제, 즉 동결융해안정제는 물을 다량 함유하는 수성 도료를 저온 보관 시 동결현상의 발생으로 에멀전이 파괴되지 않도록 하는 역할을 하며, 에틸렌글리콜, 디에틸렌 글리콜 등과 같은 당업계 공지의 것들을 상기한 범위 내에서 적절히 사용할 수 있다.

상기한 안료는 백색의 이산화티탄(TiO₂), 산화철 황색, 산화철 적색, 산화철 흑색일 수 있으며, 사용하고자 하는 색상의 소정의 조합에 따라 각각의 안료 페이스트 제조된다.

상기한 산화철(산화제이철: Fe₂O₃) 안료는 철강이나 도금 공업 분야의 폐액 중의 황산철을 원료로 하여 제조되며 입자의 크기, 혼입물의 종류, 결정격자의 완전성 정도 등에 따라 황색, 갈색, 적색, 흑색 등을 나타내며, 이들은 모두 상업적으로 입수 가능하다.

상기한 안료의 첨가량이 60중량% 미만인 경우에는 천연석 입자 무늬의 재현성이 충분히 만족스럽지 못하게 될 우려가 있으며, 역으로 72중량%를 초과하면 침강에 의한 케이크화 우려가 있으므로 역시 바람직하지 못하다.

상기한 안료 페이스트의 제조는 물에 합성 실리카 증점제, 분산제, 방부제, 소포제, 냉동 안정제를 투입하여 100~300rpm으로 저속 교반하면서, 안료를 서서히 투입하고, 투입 완료 후에는 1,000~1,600rpm으로 고속 교반하여 철저히 혼합한다.

(c) 천연석 칼라 도료의 제조

수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트 85~95중량%와, 의도하는 조색에 따라 서로 다른 안료가 포함된 안료 페이스트를 적어도 2종 이상으로 합계 5~15중량%를 혼합하여 천연석 칼라 도료를 제조한다.

본 발명에 있어서, 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트의 첨가량이 85중량% 미만인 경우에는 도막 형성이 불충분하게 되거나 형성된 도막의 물성이 저하될 우려가 있어 바람직하지 못하며, 역으로 95중량%를 초과하면 선명한 천연석 색상 패턴을 얻지 못하게 될 우려가 있으므로 역시 바람직하지 못하다.

또한 안료 페이스트의 첨가량이 5중량% 미만인 경우에는 앞서 언급한 바와 같이 선명한 천연석 색상 패턴을 얻지 못하게 될 우려가 있고, 역으로 15중량%를 초과하는 경우에는 도막 형성 성분의 첨가량 저하로 인하여 도막 형성이 불충분하게 되거나 형성된 도막의 물성이 저하될 우려가 있어 바람직하지 못하다.

(C) 입자 형성 단계:

상기한 수상 겔 50.0~60.0중량%에 천연석 칼라 도료 40.0~50.0중량%를 혼합하고 피아노선 등으로 제작된 메시 망을 상하로 이동시키는 것에 의해 천연석의 색상 평균 입자 크기와 유사한 3~8mm의 평균 입자 크기의 천연석 칼라 도료가 되도록 절단하여 분산시킨다.

상기한 수상 겔의 첨가량이 60.0중량%를 초과하거나 천연석 칼라 도료의 첨가량이 40.0중량% 미만인 경우에는 착색성이 충분히 만족스럽지 못하게 되어 천연 대리석이나 화강석과 같은 자연스러운 색상 및 무늬 패턴을 얻지 못하게 될 우려가 있고, 역으로 상기한 수상 겔의 첨가량이 50.0중량% 미만이거나 천연석 칼라 도료의 첨가량이 50.0중량%를 초과할 경우에는 도막의 물리적 특성 및 도막 부착성과 도료의 저장 안정성이 열등하게 될 우려가 있으므로 역시 바람직하지 못하다.

한편, 본 발명에 있어서는 pH 조절제로서 인산을 0.5 내지 5% 수용액으로 하여 본 발명에 따른 수성 다채 무늬 도료 조성물에 첨가할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법에 의하여 제조되는 수성 다채 무늬 도료 조성물을 이용한 천연석 입체 무늬 도장방법에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 천연석 입체 무늬 도장방법은 하기의 단계를 포함한다.

(A) 하도 도장 단계:

콘크리트, 합판, 원목, 칩보드, 섬유보드, 석고보드, 아크릴판, 유리 등과 같은 소지(素地)의 바탕면에 아크릴 에멀전 또는 아크릴-스티렌 에멀전 하도를 붓이나 롤러, 또는 스프레이건을 이용하여 도장한다.

이때 우수한 은폐력을 나타낼 수 있도록 표현하고자 하는 대상 천연석에 가장 많은 주된 칼라의 색상으로 바탕면을 도장한다(도 1 참조).

상기한 하도 도료의 예로서는, 아크릴 에멀전 또는 아크릴-스티렌 에멀전 40~50 중량%와, 방부제 0.1~2.0중량%와, 소포제 0.1~2.0중량%와, 잔부가 물로 이루어지는 하도를 들 수 있다.

(B) 중상도 볼륨 도장 단계:

탄산칼슘과 규사 및 안료와 셀룰로오스 증점제를 포함하는 아크릴-스티렌 에멀전 도료를 천연석 표면과 유사한 질감과 볼륨(엠보싱)을 가지도록 하도 위에 스프레이하여 중상도 볼륨 도장을 수행한다(도 3 참조).

중상도 볼륨 도장의 색상은 우수한 은폐력을 나타낼 수 있도록 표현하고자 하는 대상 천연석에 가장 많은 주된 칼라의 색상으로 하는 것이 바람직하다.

중상도 볼륨 도료의 예로서는, 분산제 0.2~4.0중량%와, 방부제 0.1~2.0중량%와, 셀로루오스 증점제 0.05~0.5중량%와, 아크릴-스티렌 에멀전 15.0~20.0중량%와, 소포제 0.1~2.0중량%와, 콜로이드상 클레이 0.1~2.0중량%와, 고비점 솔벤트 0.1~2.0중량%와, 냉동안정제 0.1~3.0중량%와, 백색 체질 안료(TiO₂) 2.0~8.0중량%와, 탄산칼슘(150~250 메시) 25.0~30.0중량%와, 규사(80~150메쉬) 25.0~40.0중량%와, 아크릴-스티렌 에멀전 피막형성제 0.2~3.0중량%와, 아크릴계 증점제(고형분 함량 33%) 0.2~2.0중량%와 잔부가 물로 구성되는 것을 들 수 있으며, 결과물은 고점도 반죽 상태의 도료이다.

(C) 상도 다채 무늬 도장 단계:

천연석을 예컨대 50mm x 50mm 면적을 선택하고 각각의 색상을 육안으로 세어 분포도를 측정 결정한다.

상기와 같이 결정된 분포도에 따라 적어도 2종 이상의 색상으로 된 안료 페이스트를 선택하여 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트와 혼합 조색한, 본 발명에 따른 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법에 의하여 제조되는 수성 다채 무늬 도료 조성물을 압송건이나 스프레이건을 이용하여 도장하며, 상하 좌우로 빠짐없이 전면 도장한다(도 4 참조).

한편, 필요하다면 선택적으로, 상기한 하도 도장과 중상도 볼륨 도장 사이에 하도와 동일한 색상의 안료를 포함하되 탄산칼슘 및/또는 규사를 포함하지 않으며 중상도 볼륨 도료에 비하여 낮은 점도로 제조된 유사한 성분으로 된 아크릴-스티렌 에멀전 도료를 이용한 중도 도장을 수행할 수도 있음은 물론이다(도 2 참조).

또한 필요하다면 선택적으로, 상도 다채 무늬 도장 위에 투명 상도 또는 투명 무광 상도 도장을 더욱 수행할 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 영역 내이다.

투명 상도 도료의 예로서는, 아크릴 에멀전 50.0~70.0중량%와, 냉동안정제 1.0~5.0중량%와, 소포제 0.2~2.0중량%와, 방부제 0.1~2.0중량%와, 우레탄계 증점제 0.1~2.0중량%와, 아크릴 에멀전 조도막제 0.2~4.0중량%와 잔부가 물인 것을 들 수 있다.

또한 투명 무광 도료의 예로서는, 아크릴 에멀전 40.0~60.0중량%와, 냉동안정제 1.0~5.0중량%와, 방부제 0.1~2.0중량%와, 소포제 0.1~2.0중량%와, 우레탄계 증점제 0.1~2.0중량%와, 아크릴 에멀전 조도막제 0.2~4.0중량%와, 무광제로서의 실리카(500~1000㎛) 4.0~10.0중량%와, 분산제 0.2~2.0중량%와, 잔부가 물로 구성되는 것일 수 있으며, 물에 분산제와 소포제를 투입하여 교반하면서 실리카를 소량씩 투입하고 1~2시간 고속(700~1200rpm) 교반하고, 분산이 완료되면 아크릴에멀전 및 다른 원료를 투입하여 제조할 수 있다.

이하, 실시예 및 도장예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 하나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1:

하기와 같은 조성 및 조성비와 배합 방법으로 수성 다채 무늬 도료 조성물을 제조하였다.

(1) 수상 겔의 제조:

1) 합성 실리카 증점제의 제조

81.4중량%의 60~85℃의 물에 피로인산소다 1.5중량%, 소포제(NXZ) 0.1중량%, 방부제(100LA) 2.0중량%를 혼합하고 250rpm으로 교반하여 용해시켰다. 이어서, 합성실리카(LAPONATE) 15중량%를 소량씩 투입하면서 850rpm으로 고속 교반하여 용해시켜, 합성 실리카 증점제를 제조하였다.

2) 수용성 입자 침강 방지제의 제조

96.0중량%의 50~60℃의 물을 250rpm으로 교반하면서 침강방지제로서의 잔탄검 3.0중량%를 교반기로 교반하면서 소량씩 투입하고 투입 완료 후 방부제(100LA) 1.0중량%를 투입하고 850rpm으로 고속 교반하여 용해시켜, 수용성 입자 침강 방지제를 제조하였다.

3) 수상 겔의 제조

68.0중량%의 물을 250rpm으로 교반하면서 합성 실리카 증점제 20.0중량%를 투입하여 완전히 용해시킨 후, 수용성 입자 침강 방지제 20.0중량%를 투입하여 교반하여 용해시키고, 방부제(100LA) 2.0중량%를 첨가하여 용해시켜, 수상 겔을 제조하였다.

(2) 천역석 칼라 도료의 제조:

1) 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트의 제조

물 19중량%를 850rpm으로 고속교반하면서, 앞에서와 동일한 성분 및 성분비로 동일하게 제조한 합성실리카 증점제 8.0중량%와, 셀룰로오스 증점제(Bermocol 451FQ) 2.0중량%와, 분산제(N44S) 1.0중량%와, 방부제(100LA) 1.0중량%와, 소포제(NXZ) 1.0중량%와, 탄산칼슘(325메쉬) 15.0중량%와, 고형분 함량 46%의 아크릴-스티렌 에멀전 45.0중량%와, 실란계 발수제 2.0중량%와, 아크릴 에멀전 조도막제(TEXANOL) 3.0중량%와, 우레탄계증점제(622N) 3.0중량%를 순서대로 투입하여 고속 분산시켜 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트를 제조하였다.

2) 백색 안료 페이스트(1)의 제조

물 22.0중량%를 250rpm으로 교반하면서, 앞에서와 동일한 성분 및 성분비로 동일하게 제조한 합성 실리카 증점제 5.0중량%와, 분산제(N44S) 3.0중량%와, 방부제(100LA) 1.0중량%와, 소포제(NXZ) 1.0중량%와, 냉동안정제(E.G) 3.0중량%를 투입하여 용해시킨 후, 이산화티탄 백색 안료(TiO₂) 65.0중량%를 서서히 투입하면서 1200rpm으로 고속 교반하여, 백색 안료 페이스트(1)을 제조하였다.

3) 흑색 안료 페이스트(2)의 제조

안료 페이스트 1의 제조에서, 물을 30중량% 사용하고 이산화티탄 백색 안료(TiO₂) 대신에 산화철 흑색 안료(Fe₂O₃) 57.0중량%를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법 및 절차로 흑색 안료 페이스트(2)를 제조하였다.

4) 천연석 칼라 도료의 제조:

상기한 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트 안료 90중량%에 상기한 백색 안료 페이스트(1) 2중량%와 상기한 흑색 안료 페이스트(2) 8중량%를 혼합하여 천연석 칼라 도료를 제조하였다.

(3) 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조 및 칼라 입자 형성:

앞서 제조한 수상겔 50.0중량%와 앞서 제조한 천연석 칼라 도료 50.0중량%를

혼합하여 수성 다채 무늬 도료 조성물을 제조하였다. 이어서, 메시 망을 상하로 이동시켜 백색 및 흑색의 천연석 칼라 도료가 3~8mm의 크기를 가지도록 절단된 상태로 분산시켜 칼라 입자를 형성하였다.

실시예 2:

상기한 실시예 1의 (2), 2) 및 3)의 백색 안료 페이스트(1) 및 흑색 안료 페이스트(2)의 제조 외에, 흑색 안료 페이스트(2)에서의 산화철 흑색 안료(Fe₂O₃) 57.0중량% 대신에 산화철 황색 안료(Fe₂O₃) 57.0중량%를 사용하여 황색 안료 페이스트(3)을 더 제조하고, 상기한 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트 안료 90중량%에 상기한 백색 안료 페이스트(1) 1중량%와 상기한 흑색 안료 페이스트(2) 1중량%와 상기한 황색 안료 페이스트(3) 8중량%를 혼합하여 천연석 칼라 도료를 제조한 것을 제외하고는 동일한 절차 및 방법에 의하여 수성 다채 무늬 도료 조성물을 제조하고, 마찬가지 방법으로 칼라 입자를 형성하였다.

실시예 3:

상기한 실시예 1의 (2), 3)의 흑색 안료 페이스트(2)의 제조에 있어, 산화철 흑색 안료(Fe₂O₃) 57.0중량% 대신에 산화철 황색 안료(Fe₂O₃) 57.0중량%를 사용하여 황색 안료 페이스트(3)을 제조하고, 상기한 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트 안료 90중량%에 상기한 황색 안료 페이스트(3) 8중량%와 상기한 백색 안료 페이스트(1) 2중량%를 혼합하여 천연석 칼라 도료를 제조한 것을 제외하고는 동일한 절차 및 방법에 의하여 수성 다채 무늬 도료 조성물을 제조하고, 마찬가지 방법으로 칼라 입자를 형성하였다.

도장예:

30x60x2.5cm 치수의 석고 보드 시편을 준비하였다.

상기한 석고 보드 시편 상에, 고형분 함량 45%의 아크릴-스티렌 에멀전 45중량%와, 물 63중량%와, 방부제(procel XL-2) 1.0중량%와, 소포제(NXZ) 1.0중량%로 이루어지는 하도 도료를 붓으로 도포하고 경화시켜 하도를 형성함으로써 소지의 바탕면을 은폐하였다(도 1 참조).

이어서, 분산제 3.0중량%와, 방부제 1.0중량%와, 셀로루오스 증점제 0.3중량%와, 아크릴-스티렌 에멀전 18.0중량%와, 소포제 1.0중량%와, 콜로이드상 클레이 1.0중량%와, 고비점 솔벤트 1.0중량%와, 냉동안정제 2.0중량%와, 백색 체질 안료(TiO₂) 5.0중량%와, 아크릴-스티렌 에멀전 피막형성제 2.0중량%와, 아크릴계 증점제(고형분 함량 33%) 1.0중량%와 잔부가 물로 구성되는 중도를 스프레이건을 이용하여 스프레이하여 소지의 바탕면을 더욱 은폐하였다(도 2 참조).

그 후, 분산제 3.0중량%와, 방부제 1.0중량%와, 셀로루오스 증점제 0.3중량%와, 아크릴-스티렌 에멀전 18.0중량%와, 소포제 1.0중량%와, 콜로이드상 클레이 1.0중량%와, 고비점 솔벤트 1.0중량%와, 냉동안정제 2.0중량%와, 백색 체질 안료(TiO₂) 5.0중량%와, 탄산칼슘(150~250 메시) 25.0중량%와, 규사(80~150메쉬) 30.0중량%와, 아크릴-스티렌 에멀전 피막형성제 2.0중량%와, 아크릴계 증점제(고형분 함량 33%) 1.0중량%와 잔부가 물로 구성되는 고점도 반죽 상태의 중상도 볼륨 도료를 나팔 건을 이용하여 스프레이하고 경화시켜 천연석의 표면 바탕 질감의 예비 처리를 하였다(도 3 참조).

이어서, 실시예 2의 수성 다채 무늬 도료 조성물을 메시 망을 상하 이동시켜 백색, 흑색, 황색의 천연석 칼라 도료가 3~8mm의 크기를 가지도록 절단된 상태로 분산 유지된 칼라 입자를 형성하였으며, 압송 건을 이용하여 스프레이 도장하여 천연 화강석과 유사한 표면 질감 및 패턴과 색상을 지니는 상도 다채 무늬 도장 처리를 수행하였다(도 4 참조).

여기서 필요하다면 상도 투명 보호 처리 또는 상도 투명 무광 보호 처리를 수행할 수 있음은 물론이다.

이상, 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 이로부터 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이나, 이 또한 본 발명의 영역 내이다.

Claims

하기의 단계로 구성되는 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법:
(A) (a) 피로인산소다 1.0~2.0중량%와, 소포제 0.01~0.2중량%와, 합성실리카 10.0~20.0중량%와, 잔부가 물로 구성되는 합성 실리카 증점제 15.0~25.0중량%와, (b) 침강방지제로서의 잔탄검 1.5~5.0중량%와, 잔부가 물로 구성되는 수용성 입자 침강 방지제 10.0~25.0중량%와, (c) 물 50~75중량%를 혼합하는 수상 겔 제조 단계와;
(B) (a) 피로인산소다 1.0~2.0중량%와 소포제 0.01~0.2중량%와 합성실리카 10.0~20.0중량%와 잔부가 물로 구성되는 합성 실리카 증점제 5.0~10.0중량%와, 셀룰로오스계 증점제 1.0~3.0중량%와, 우레탄계 증점제 1.0~5.0중량%와, 분산제 0.1~2.0중량%와, 소포제 0.2~2.0중량%와, 탄산칼슘 10.0~20.0중량%와, 실란계 발수제 0.1~5.0중량%와, 아크릴 에멀전 또는 아크릴-스티렌 에멀전 35.0~55.0중량%와, 아크릴 에멀전 조도막제 0.1~5.0중량%와, 잔부가 물로 구성되는 수용성 다채 무늬 도료 입자 형성용 페이스트 85~95중량%와, (b) 피로인산소다 1.0~2.0중량%와 소포제 0.01~0.2중량%와 합성실리카 10.0~20.0중량%와 잔부가 물로 구성되는 합성 실리카 증점제 1.0~10.0중량%와, 분산제 1.0~5.0중량%와, 소포제 0.2~2.0중량%와, 안료 60.0~72.0중량%와, 잔부가 물로 구성되는 안료 페이스트 5~15중량%를 혼합하는 천연석 칼라 도료 제조 단계와;
(C) 상기한 수상 겔 50.0~60.0중량%에 천연석 칼라 도료 40.0~50.0중량%를 혼합하고 메시 망을 상하로 이동시켜 천연석 칼라 도료가 3~8mm의 크기를 가지도록 절단하여 분산시키는 입자 형성 단계.
제1항에 있어서, 상기한 안료가 백색의 이산화티탄, 산화철 황색, 산화철 적색 및, 산화철 흑색으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 안료인 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기한 수상 겔 및 천연석 칼라 도료가 각각 방부제를 1~5중량% 더 포함하는 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기한 안료 페이스트가 냉동 안정제 1.0~5.0중량%를 더 포함하는 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기한 수용성 다채 무늬 도료 조성물에 pH 조절제로서 인산 완충액을 첨가하는 수성 다채 무늬 도료 조성물의 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의하여 제조되는 수성 다채 무늬 도료 조성물.
하기의 단계를 포함하는 천연석 입체 무늬 도장방법:
(A) 소지(素地: substrate)의 바탕면에 아크릴 에멀전 또는 아크릴-스티렌 에멀전 하도 도장을 수행하는 단계;
(B) 탄산칼슘과 규사 및 안료와 셀룰로오스 증점제를 포함하는 아크릴-스티렌 에멀전 도료를 스프레이하여 중상도 볼륨 도장을 수행하는 단계;
(C) 상기한 제6항에 따른 수성 다채 무늬 도료 조성물을 스프레이하여 상도 다채 무늬 도장을 수행하는 단계.
제7항에 있어서, 상기한 상도 다채 무늬 도장 위에 투명 상도 또는 투명 무광 상도 도장을 더욱 수행하는 천연석 입체 무늬 도장방법.
제7항에 있어서, 상기한 하도 도장과 중상도 볼륨 도장 사이에 안료를 포함하는 아크릴-스티렌 에멀전 도료를 이용한 중도 도장을 수행하는 천연석 입체 무늬 도장방법.
제7항에 있어서, 상기한 소지가 콘크리트, 합판, 석고 보드, 또는 아크릴판인 천연석 입체 무늬 도장방법.