KR20160042202A - 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페라이트 15 내지 20중량%, 제오라이트 5 내지 10중량%, 란탄옥사이드 0.1 내지 5중량%, 에멀젼 수지 15 내지 25중량%, 이산화티타늄 8 내지 10중량%, 백향목 오일 2 내지 5중량%, 물 20 내지 25중량%, 세리사이트 10 내지 15중량%인 것을 특징으로 하는 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 페인트의 기본물성을 유지하면서 인체에 무해한 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 결로현상을 방지하여 사용효율 및 활용범위를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 특히 본 발명은 항균 및 항곰팡이 기능을 향상시켜 각종 환경성 질환을 사전에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트 조성물{Intelligent anti-fungal and anti-bacterial and condensation room paint composition}

본 발명은 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연재료를 이용하여 인체에 무해하며 항곰팡이와 항균기능은 물론 결로를 방지할 수 있도록 하는 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 페인트는 건축물의 내벽 또는 외벽에 마감재로 사용하여 단열성 및 난연성을 향상시킬 수 있으나, 이와 달리 건축물로부터 발생하는 유해성분을 차단할 수 없으므로 건축물에 거주하는 사람들에게 각종 환경성 질환을 야기할 뿐만 아니라 구조물의 표면에 인체에 해로운 각종 세균이나 곰팡이 등이 서식하는 심각한 문제점을 갖게 되었다.

특히 종래에는 페인트에 황토 및 숯 등과 같은 재료를 포함하여 실내 마감재로서 활용이 되고 있으나, 이 또한 항균 기능을 갖춘 페인트를 제공할 수 없는 기능상의 한계를 갖게 되었다.

또한, 종래에는 저독성인 친환경 페인트가 출시되고 있으나, 이러한 페인트는 단순히 기존 페인트에 비해 독성을 저감시켰을 뿐 기능성에 중점을 두지 않은 한계를 갖게 되었다.

아울러 종래에는 단열재를 이용하여 결로 방지하고 있으나, 이는 대부분 환경 공해 제품이므로 환경오염을 유발하며 건축물의 벽체와의 밀착이 어려워 접합부위에서의 결로의 방지효율을 저하하는 문제점을 갖게 되었다.

한국등록특허 제10-0497254호(2005.06.23) 한국등록특허 제10-0978228호(2010.08.26) 한국등록특허 제10-1184813호(2012.09.20) 한국등록특허 제10-1282298호(2013.07.10) 한국등록특허 제10-1294350호(2013.08.07)

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서,

본 발명은 페인트의 물성을 유지하면서 인체에 무해하고 결로현상을 방지하며 항균 및 항곰팡이 기능을 향상할 수 있는 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트 조성물을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트는,

페라이트 15 내지 20중량%, 제오라이트 5 내지 10중량%, 란탄옥사이드 0.1 내지 5중량%, 에멀젼 수지 15 내지 25중량%, 이산화티타늄 8 내지 10중량%, 백향목 오일 2 내지 5중량%, 물 20 내지 25중량%, 세리사이트 10 내지 15중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 페라이트의 입자 크기는 300 메쉬 이하이고, 제올라이트의 입자 크기가 325 메쉬 이하인 것을 특징으로 한다.

특히 상기 에멀젼 수지는 물과 1.2:0.8의 비율로 혼합한 후, 그 혼합물을 60 내지 65℃의 온도에서 3시간 이상 고속 분산시켜 12시간 정도 숙성한 다음, 상기 혼합물에 란탄옥사이드 1 내지 5중량%를 첨가하고, 다시 1 내지 2시간 고속 분산시킨 후, 약 12 내지 15 시간 동안 실온에서 숙성시켜 사용하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 세리사이트 입자의 크기가 325 내지 400메쉬인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 페인트의 기본물성을 유지하면서 인체에 무해한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 결로현상을 방지하여 사용효율 및 활용범위를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

특히 본 발명은 항균 및 항곰팡이 기능을 향상시켜 각종 환경성 질환을 사전에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트는,

페라이트(ferrite) 15 내지 20중량%, 제오라이트 5 내지 10중량%, 란탄옥사이드(La₂O₃) 0.1 내지 5중량%, 에멀젼 수지 15 내지 25중량%, 이산화티타늄(TiO₂) 8 내지 10중량%, 백향목 오일 2 내지 5중량%, 물 20 내지 25중량%, 세리사이트 10 내지 15중량%를 포함한다.

여기서 상기 페라이트의 입자 크기는 300 메쉬(Mensh) 이하이고, 제올라이트의 입자 크기가 325 메쉬 이하임이 바람직한데, 이러한 이유는 페라이트의 입자가 300 메쉬 이상이고, 제올라이트의 입자 크기가 325 메쉬 이상일 경우 다른 성분과의 상호 교반이 원활하지 않을 뿐만 아니라 제품의 균질도가 떨어지는 문제가 발생하기 때문이다.

이때 상기 페라이트는 철의 산화물로서 마그네타이트형태 산화철 성분이 다량 함유되어 있으며 주로 실리케이트상 또는 뷔스타이트 상으로 존재하며, 특히 결로 현상을 최소화하기 위해서 사용한다.

본 발명에서 상기 페라이트는 15 내지 20중량%을 사용함이 바람직한데, 이는 페라이트가 15%중량 미만이면 결로현상 방지가 어렵고, 반대로 20%중량 이상일 경우 중량의 과다로 효율이 떨어지고 교반효율을 저하하는 문제가 발생한다.

특히 상기 제올라이트는 가열하면 거품이 발생하는 성질을 이용하여 건축 자재용으로 사용한다.

본 발명에서 상기 제올라이트는 5 내지 10중량%를 사용하는데, 이는 제올라이트의 함량이 5중량% 미만일 경우 항균기능이 상대적으로 떨어지고, 반대로 20중량%를 초과할 경우 분산성이 떨어지는 문제가 발생한다.

아울러 상기 란탄옥사이드는 강력할 항균 및 항곰팡이 능력이 있다.

본 발명에서 상기 란탄옥사이드는 0.1 내지 5중량%를 사용하는데, 이는 란탄옥사이드의 함량이 0.1중량% 미안일 경우 항균 및 항곰팡이 능력을 저하하고, 반대로 5중량%를 초과할 경우 가격이 비싸 사용효율이 떨어지는 문제가 발생한다.

한편, 상기 에멀젼 수지의 함량은 15 내지 25중량%를 사용하는데, 이는 에멀젼 수지의 함량이 15중량% 미만이면 항균 기능이 떨어지고, 반대로 25중량%를 초과하면 페라이트 및 다른 조성 성분과의 분산력이 떨어지는 문제가 발생한다.

이때 상기 에멀젼 수지는 물과 1.2:0.8의 비율로 혼합한 후, 그 혼합물을 60 내지 65℃의 온도에서 3시간 이상 고속 분산시켜 12시간 정도 숙성한 다음, 상기 혼합물에 란탄옥사이드 1 내지 5중량%를 첨가하고, 다시 1 내지 2시간 고속 분산시킨 후, 약 12 내지 15 시간 동안 실온(20℃)에서 숙성시켜 사용한다.

또한, 상기 이산화티타늄은 8 내지 10중량%를 사용하는데, 이는 이산화티타늄의 함량이 8중량% 미만일 경우 페인트의 백색도가 떨어지고, 반대로 10중량%를 초과하면 물성의 변화로 인해 페인트의 기능을 발휘하지 못하는 문제가 발생한다.

그리고 상기 백향목 오일은 2 내지 5 중량%를 사용하는데, 이는 백향목 오일의 함량이 5중량% 미만이면 페인트의 점도가 낮아지고 내세척성에서 KS 기준인 300 회를 넘지 못하게 되어 페인트의 품질이 저하되는 단점이 있고, 반대로 5중량%를 초과하면 수지 성분과의 결합력이 떨어지는 문제가 발생한다.

이때 상기 백향목 오일은 맥향목의 잎, 가지 및 나무로부터 추출된다.

여기서 페인트에 적합한 수지를 얻기 위해서 나무와 잎 등을 채취하여 깨끗하게 세척한 후 증류법에 의한 방법을 통해 백향목 분쇄물 등을 탱크에 넣고 2 내지 3시간 동안 240℃로 가열하여 그 원액을 채취하는 방법을 사용하였다.

이렇게 얻어진 백향목 원액을 그대로 사용하지 않고 교반작업을 통해서 3시간 이상 물과 3:1 비율로 교반하여 에멀젼 형태로 페인트에 사용되는 수지를 얻을 수 있다.

본 발명에서 물은 20 내지 25중량%를 사용하는데, 이때 물의 함량이 20중량% 미만이면 페인트 조성 성분의 분산성이 낮아지고, 반대로 30중량%를 초과하면 페인트의 점도가 낮아지는 문제가 발생한다.

마지막으로 상기 세리사이트는 10 내지 15중량%를 사용하는데, 이는 세리사이트의 함량이 10 중량% 미만이면 페인트의 내구성이 떨어지는 단점이 있고, 반대로 15중량%를 초과하면 주도의 상승으로 페인트의 내세척성 및 은폐율이 떨어지는 문제가 발생한다.

이때 상기 세리사이트의 입자 크기는 325 내지 400 메쉬의 것을 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 제올라이트와의 혼합 충돌을 피할 수 있기 때문이며, 또한 공극률을 고려할 때 상기 입자 크기의 범위가 바람직하기 때문이다.

이러한 본 발명을 이하에서 실시예를 통해 더욱 상세히 살펴보기로 한다.

교반기가 설치된 100 ml-플라스크에 물 20g와 페라이트 15g를 차례로 넣고 3시간 동안 1,800rpm으로 교반하여 제올라이트 분산액 35g 을 얻었다.

상기 분산액에 수지로서 에멀젼 수지수지 15g, 이산화티타늄 10g, 백향목 오일로서 백향목오일 2g 및 세리사이트 10g을 순차적으로 혼합하여 기능성 페인트 72g을 제조하였다.

교반기가 설치된 100 ml-플라스크에 물 25g와 페라이트 20g를 차례로 넣고 5시간 동안 2,000rpm으로 교반하여 제올라이트 분산액 45g을 얻었다.

상기 분산액에 수지로서 에멀젼수지수지 24g, 이산화티타늄 12g, 백향목 오일로서 백향목 5g 및 세리사이트 14g을 순차적으로 혼합하여 기능성 페인트 100g을 제조하였다.

교반기가 설치된 100 ml-플라스크에 물 23g와 페라이트(ferrite) 17g를 차례로 넣고 4시간 동안 1,800rpm으로 교반하여 제올라이트 분산액 40g을 얻었다.

상기 분산액에 수지로서 에멀젼 수지수지 21g, 이산화티타늄 11g, 백향목 오일로서 백향목 3g 및 세리사이트 13g을 순차적으로 혼합하여 기능성 페인트 88g을 제조하였다.

교반기가 설치된 100 ml-플라스크에 물 22g와 페라이트 19g을 차례로 넣고 4시간 동안 2,000rpm으로 교반하여 제올라이트 분산액 41g을 얻었다.

상기 분산액에 수지로서 에멀젼수지수지 21g, 이산화티탄 10g, 백향목 오일로서 백향목 4g 및 세리사이트 13g을 순차적으로 혼합하여 기능성 페인트 89g을 제조하였다.

본 발명에서 유효 성분인 페라이트(ferrite), 제올라이트, 란탄옥사이드(La₂O₃), 백향목오일을 첨가하지 않은 페인트를 제조하였다. 상기 첨가하지 않은 성분들 중 나머지 성분들을 투입하여 배합비율에 따라 페인트를 제조하였다.

<비교예 1> 페라이트 미사용

교반기가 설치된 100 ml-플라스크에 물 20g에 수지로서 상기에서 얻어진 에멀젼수지 15g, 이산화티탄 10g, 백향목 오일로서 백향목오일 2g 및 세리사이트 10g 을 순차적으로 혼합하여 식물성 페인트 57g 을 제조하였다.

<비교예 2> 제오라이트 미사용

교반기가 설치된 100 ml-플라스크에 물 25g와 페라이트(ferrite) 20g를 차례로 넣고 5 시간 동안 2000rpm으로 교반하여 제올라이트 분산액 45g 을 얻었다. 상기 분산액에 이산화티탄 12g, 에멀젼 수지 10g, 백향목오일 5g 및 세리사이트 14g 을 순차적으로 혼합하여 식물성 페인트 86 g 을 제조하였다.

<비교예 3> 란탄옥사이드 미사용

교반기가 설치된 100 ml-플라스크에 물 23g와 제올라이트 17g를 차례로 넣고 4 시간 동안1800 rpm으로 교반하여 제올라이트 분산액 40g 을 얻었다. 상기 분산액에 수지로서 에멀젼수지수지 21g, 백향목오일 3g 및 세리사이트 13g 을 순차적으로 혼합하여 식물성 페인트 77g 을 제조하였다.

<비교예 4> 백향목 오일 미사용

교반기가 설치된 100 ml-플라스크에 물 22g와 제올라이트 19g를 차례로 넣고 4 시간 동안 2000 rpm으로 교반하여 제올라이트 분산액 41g 을 얻었다. 상기 분산액에 수지로서 에멀젼수지수지 21g, 이산화티타늄 10g, 및 세리사이트 13g 을 순차적으로 혼합하여 식물성 페인트 85 g 을 제조 하였다.

항균성 비교 시험

본 발명에 따라 실시예에서 제조된 항균성 페인트와 비교 대상 페인트에 대한 항균성을 비교하기 위해서 항균성 시험을 <KICM-FIR-1002:2006>에 따라 실시하였다.

비교 시험을 위해 사용된 균주는 대장균(Escherichia coli ATCC 25922), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC15442), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538) 및 살모넬라균(Salmonella typhimurium IFO 14193)이었다.

페인트의 물성 시험

본 발명에 따라 실시예에서 제조된 항균성 페인트와 비교 대상 페인트에 대한 페인트의 물성(주도, 은폐율, 내세척성)을 비교하기 위해서 일반적으로 사용되는 KS 규격인 <KS M 6010 2종>에 따라 실시하였다.

주도는 KS M 5000의 시험방법에 따라 주도시험측정기를 통해 실시하였으며, 은폐율은 KS M ISO 2814에 따라 젖은 도막 두께 65㎛로 하여 실시하였고, 그리고 내세척성은 KS M 5000의 시험방법 3351에 따라 24시간 자연 건조 후에 그 벗겨짐 정도를 관찰하여 실시하였다.

시험 평가

상기 표 1(대장균에 의한 항균 시험), 표 2(녹농균에 의한 항균 시험), 표 3(황색포도상구균에 의한 항균 시험), 표 4(살모넬라균에 의한 항균 시험)에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 페인트 조성물(실시예 1 내지 4)을 사용했을 때, 대장균, 녹농균, 황색포도상구균 및 살모넬라균에 대한 초기 농도가 각각 약 400 CFU/40P 이상이었으나, 24 시간이 지난 후 그 균들에 대한 농도가 모두 1 CFU/40P 정도로 크게 감소하였다.

한편, 본 발명의 조성물과 성분을 달리하여 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 비교대상 페인트는 초기농도가 위에서와 마찬가지로 약 400 CFU/40P 이상이었으나, 24 시간이 지난 후 그 균들에 대한 농도가 비교예 1 및 2의 경우 무려 약 4.7배 내지 7.1배 증가하였다.

다만, 비교예 3의 경우에 페인트 조성물의 성분 중 페라이트(ferrite)를 사용하지 않은 페인트를 사용하여 실험한 것인데 대장균, 녹농균, 황색포도상구균 및 살모넬라균에 대한 초기 농도가 본 발명의 페인트 조성물에서처럼 약 400 CFU/40P 이상에서 24 시간 후의 농도가 모두 1 내지 2 CFU/40P 로 감소하였다. 이는 이산화티탄을 사용하지 않은 페인트가 항균 작용에는 전혀 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다.

또한, 비교예 4의 경우에 페인트 조성물의 성분 중 란탄옥사이드(La₂O₃) 나 백향목오일을 사용하지 않은 페인트를 사용하여 실험한 것인데 대장균, 녹농균, 황색포도상구균 및 살모넬라균에 대한 초기 농도가 본 발명의 페인트 조성물에서처럼 약 400 CFU/40P 이상에서 24 시간 후의 농도가 모두 13 내지 43 CFU/40P 로 감소하였다. 이는 백향목 오일을 사용하지 않은 페인트가 항균 작용에는 약간만 영향을 미친다는 것을 의미한다.

상기 표 5((페인트의 주도, 은폐율, 내세척성 및 결로성 시험)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 페인트 조성물(실시예 1 내지 4)을 사용했을 때와 비교대상 페인트(비교예 1 내지 4)를 사용했을 때를 비교해 보면, 주도, 은폐율 및 내세척성에 있어서 본 발명에 따른 페인트가 비교대상 페인트에 비해 비슷하거나 오히려 높아졌다.

이는 본 발명에 따른 페인트 조성물이 비교대상 페인트 조성물에 비해 주도, 은폐율, 내세척성 등의 물성을 해치지 않고 결로방지와 항균성을 높일 수 있다는 것을 의미한다.

이상, 본 발명을 실시예 및 비교예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 구성에 한정되지 않으며, 특허청구의 범위에 기재되어 있는 사항의 범위 내에서 생각할 수 있는 그 밖의 실시예나 변형 예도 포함한다.

예를 들면, 전술한 각각의 실시예나 변형 예의 일부 또는 전부를 조합하여, 본 발명의 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트 조성물을 구성하는 경우, 역시 본 발명의 권리범위에 포함됨은 당연하다.

Claims (4)

1. 페라이트 15 내지 20중량%, 제오라이트 5 내지 10중량%, 란탄옥사이드 0.1 내지 5중량%, 에멀젼 수지 15 내지 25중량%, 이산화티타늄 8 내지 10중량%, 백향목 오일 2 내지 5중량%, 물 20 내지 25중량%, 세리사이트 10 내지 15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 페라이트의 입자 크기는 300 메쉬 이하이고, 제올라이트의 입자 크기가 325 메쉬 이하인 것을 특징으로 하는 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트.
3. 제 1항에 있어서, 상기 에멀젼 수지는 물과 1.2:0.8의 비율로 혼합한 후, 그 혼합물을 60 내지 65℃의 온도에서 3시간 이상 고속 분산시켜 12시간 정도 숙성한 다음, 상기 혼합물에 란탄옥사이드 1 내지 5중량%를 첨가하고, 다시 1 내지 2시간 고속 분산시킨 후, 약 12 내지 15 시간 동안 실온에서 숙성시켜 사용하는 것을 특징으로 하는 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트.
4. 제 1항에 있어서, 상기 세리사이트 입자의 크기가 325 내지 400메쉬인 것을 특징으로 하는 항곰팡이와 항균 및 결로방지능을 갖는 기능성 페인트.