KR100354388B1

KR100354388B1 - 항균 코팅제

Info

Publication number: KR100354388B1
Application number: KR1020000015358A
Authority: KR
Inventors: 송희용
Original assignee: 주식회사 미래로바이오텍
Priority date: 2000-03-25
Filing date: 2000-03-25
Publication date: 2002-09-28
Also published as: KR20010089872A

Abstract

본 발명은 항균 능력, 접착성 및 탈취성능이 우수한 항균 코팅제를 제공하는데 있다.

본 발명은 조성물의 중량%로 포틀랜드 시멘트 분말40-60%, 항균재 분말1-3%, 접착제 분말0.5-1.5%, 증점제 분말0.2-0.5%, 유동화제 분말0.1-0.3%, 안정화제 분말0.3-0.7%의 조성물에 원적외선 방사재 분말, 탈취재 분말, 단열재 분말로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 첨가제를 포함하며; 여기서 상기 배합물들은 분말상태로 물과 혼합하여 일정한 점도로 기재에 도포하여 사용할 수 있는 항균 코팅제를 개시한다.

Description

항균 코팅제{Coating matter for anti bacteria}

본 발명은 건축물 내장재의 표면을 박막처리하기 위한 코팅제에 관한 것으로, 상세하게는 인체에 유해한 균 및 곰팡이를 멸균시키는 고기능성 항균 신소재와 원적외선 방사 및 탈취, 음이온을 발생하는 세라믹 신소재를 인체에 무해한 수지 및 바인더와 결합하여 기재에 코팅함으로써 반영구적인 내구성을 갖는 항균 코팅제에 관한 것이다.

일반적으로 코팅제는 다양하게 개발되어 사용되고 있는데 일 예로 폴리카보네이트와 같은 플라스틱 표면위에서 경화될 때 경질의 내마모성 코팅을 생성하는 알콜-물 매질중의 콜로이성 티타니아, 콜로이드성 실리카 및 하이드록실화된 실세스퀴옥산의 산성 분산액을 포함하는 코팅 조성물이 개시된 바 있다.

또한 코잉 조성물에 루이스산 화합물을 첨가하므로써 이룩한 개선된 열성 형성과 단축된 필요 숙성기간을 갖는 자외선 저항성 실리콘 수지 코팅재를 개시하고 있다.

우수한 내마모성 코팅 조성물이 코팅된 건축물 내장재는 일반적으로 주거 활동과 밀접한 관계를 갖는 것으로, 실내 습기등에 의해 손상 효과로부터 기재를 보호하기 위한 코팅을 필요로 하고, 더욱이 내장재에 기생하여 인체에 유해한 균 및 곰팡이의 서식을 방지할 필요가 있다.

통상적인 항균 코팅제는 세균 및 균사류로부터 인체에 미치는 영향에 대해 충분한 보호 능력을 제공하지 못하고 기재의 내구성을 저하시키게 되며 뿐만 아니라 접착성이 우수하지 못해 시간이 경과하면 기재로부터 코팅층이 박리되는 문제가 있다.

더욱이 기재에 세균이나 곰팡이가 서식할 경우 냄새를 유발하여 쾌적한 환경을 저해하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안한 것으로, 그 목적은 항균 능력, 접착성 및 탈취성능이 우수한 항균 코팅제를 제공하는데 있다.

본 발명은 수용성 분말 코팅제를 물과 혼합하여 일정한 점도가 유지되게 한 상태에서 기재의 표면에 노즐이나 스프레이 등을 통해 분사한 후 건조시킴으로써 세균이나 균사류로부터 기재를 보호함과 동시에 인체에 유해한 성분을 제거할 수 있다.

코팅 조성물은 통상적인 기법, 예를 들면, 분무, 침지, 흐름 코팅에 의해 적용할 수 있다. 조성물은 미세한 분말 상태로 기재에 대해 우수한 접착성을 갖는 균일 항균 코팅제를 제조한다.

본 발명은 조성물의 중량%로 포틀랜드 시멘트 분말40-60%, 항균재 분말1-3%, 접착제 분말0.5-1.5%, 증점제 분말0.2-0.5%, 유동화제 분말0.1-0.3%, 안정화제 분말0.3-0.7%의 조성물에 원적외선 방사재 분말, 탈취재 분말, 단열재 분말로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 첨가제를 포함하며; 여기서 상기 배합물들은 분말상태로 물과 혼합하여 일정한 점도로 기재에 도포하여 사용하는 것을 특징으로 하는 항균 코팅제를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시 태양에서는 포틀랜드 시멘트 분말에 원적외선 방사 및 음이온 발생재(이하, 원적외선 방사제라 약칭함), 탈취재, 항균제, 단열재, 접착제, 증점제, 유동화제 및 안정화제를 첨가한다.

바람직하게는 브레인 값이 2,800g/cm³포틀랜드 시멘트에 접착제, 증점제, 유동화제 및 안정화제를 첨가한다.

접착제는 비닐 아세테이트(Vinyl Acetate)와 에틸렌(Ethylene)의 공중합체로서 수용성 분말수지를 사용한다. 이 접착제는 가수분해에 대해 매우 우수한 내성을 가지고 있고, 비교적 에틸렌의 함유량이 많아 수지가 부드럽고 탄력이 있으며, 점도는 -5℃의 Tg를 가지고 있는 수용성 분말수지를 첨가하는 것이 좋다.

증점제는 백색 분말로 연화점이 650-670℃을 유지하고, 바람직하게는 물에 완전히 용해되고 저농도에서 높은 점성을 갖고 불연성 재료이면 좋다.

유동화제는 리그닌설폰산을 주로 이용하며, 이 리그닌설폰산은 수중에서 설폰산 음이온과 칼슘 양이온으로 전리하여 강한 음이온 활성을 나타내고 응집상태에서 입자계면에 흡착하여 입자를 전기적으로 반발 분산시키는데 이용된다.

안정화제는 Zn(C17H35COO)2로 구성되어 있으며, 백색 미분말, 유리지방산(1.0% 이하), 수분(1.0%이하), 유점(120℃), 입도(325메쉬 99% 통과)의 분말상태로 포틀랜드 시멘트에 혼합한다.

실시태양에서는 상기한 분말상태의 혼합 조성물에 원적외선 방사 및 음이온 발생재, 탈취재, 항균제, 단열재의 군으로부터 적어도 하나 또는 그 이상을 선택하여 혼합함으로써 원하는 성질의 코팅 조성물을 조성할 수 있다.

원적외선 방사재는 원적외선을 방사하는 원료인 맥반석을 주제로 하며, 실시예에 적용되는 맥반석은 소성로에 넣고 750-800℃의 고온분위기로 가열한 것을 이용하며, 이러한 맥반석은 천연 맥반석보다 더 많은 량의 원적외선을 방사할 수 있다.

원적외선 방사재는 맥반석 대신 황토, 게르마늄, 옥 등 일반적으로 잘 알려진 원적외선 방사물질중 적어도 하나 또는 그 이상을 선택하여 치환하거나 또는 개시제로부터 맥반석을 혼합할 수 도 있다.

탈취재는 세라믹 자체에 Mn₂O₃, Fe₂O₃, TiO₃등의 금속촉매와 다공성이며 흡착성분이 강한 원료를 사용하는 것이 좋으며, 산화, 환원반응이 원활이 이루어지게 하므로서 악취를 중화시키게 된다.

항균제는 무기계 항균제인 금속이온을 함유한 유리분말과 활성산온에 의한 오존파괴(살균) 유기항균제를 결합하여 지속적으로 항균을 99.9이상 유지할 수 있도록 한다.

단열재료는 입자가 독립기포를 갖고 있는 세라믹의 비정질인 구형분말로 저밀도 0.3g/cc이며, 열전도율이 0.03kcal/mh℃ 이하인 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 의한 코팅 조성물은 분말상태를 유지되도록 함으로써 운반 및 보관의 편리성을 강조한다. 분말 코팅 조성물은 물과 혼합하여 다양한 방법에 의해 기재에 코팅 처리할 수 있다.

통상의 내장 기재에 본 발명의 항균성 조성물을 코팅시키기 위한 구체적인 실시예는 이하의 설명으로부터 명확해질 수 있다.

(실시예 1)

포틀랜드 시멘트 분말을 주제로 하는 항균 코팅재를 다음과 같이 제조한다. 바람직하게는 포틀랜드 시멘트 500g, 단열재 30g, 접착재 10g, 증점제 3g, 유동화제 2g, 안정화제 5g을 혼합기에서 혼합하고, 이러한 조성물에 원적외선 방사 및 음이온 발생재 330g, 탈취재 100g, 항균재 20g를 적어도 하나 또는 그 이상 선택하여 혼합할 수 있다.

조성물 1000g을 기준하여 시멘트 400-600g, 단열재 20-40g, 접착재 5-15g, 증점제 2-5g, 유동화제 1-3g, 안정화제 3-7g 원적선 방사재 230-430g, 탈취재 50-200g, 항균재 10-30g을 적절히 배열한다.

주재료인 시멘트의 중량을 400g 이하로 배합될 경우에는 코팅 부착강도가 저하되어 기재로부터 탈리현상이 일어날 수 있고, 600g 이상일 경우에는 코팅 부착강도는 우수하나 다른 배합물과의 배합비를 조절하기 어렵기 때문에 바람직하게는500g을 기준으로 하여 나머지 배합물을 배합하는 것이 좋다.

원적외선 방사 및 음이온 발생재는 전체 배합량에서 230g 이하일 경우에는 원적외선 방사량이 줄어들고, 반대로 430g 이상일 경우에는 원적외선 방사량은 증가할 수 있으나 다른 배합물과 배합비를 조절하기 힘들다. 따라서 전체 중량에서 330g을 배합하는 것이 좋다.

탈취재의 경우에는 배합중량이 50g 이하일 경우에는 탈취기능이 현저하게 저하되고, 반대로 200g 이상일 경우에는 상술한 예와 동일하게 전체적인 코팅 조성물 배합비와 밸런스가 어긋나므로 바람직하게는 100g 정도의 배합량이면 좋다.

또한 항균제는 10g 이하로 배합할 경우에는 항균효과가 떨어지는 반면에 30g 이상의 항균제를 배합할 경우에는 항균효과는 다소 높아질수 있으나 실시예에서 제시한 20g 과의 차이는 항균효과면에서 큰 차이를 보이지 않았다.

표 1. 항균제를 이용한 항균성을 테스트한 결과

균감소율(%)	시험균
99.9	Staphyicoccus aureus ATCC 6538(네지오넬라)
99.9	Escherichia coli ATCC 43888(O-157)
99.9	Salmoneila typhimurium ATCC 14028(살모넬라)

표1을 참조하면 한국의류 시험연구원(KATRI)에서 실시예의 항균제를 이용한 여러 가지 세균(네지오넬라, O-157, 살모넬라)에 대한 항균성을 테스트하였으며, 시료무게 1g, 진창조건 320 r.p.m의 조건에서 12시간 이내에 99.9%의 균 감소율을 보였다.

표 2. 원적외선 방사율

	원적외선 방사율	원적외선 방출 에너지량(W/m².μm )(al 40℃)
파장(5-20μm)	0.94	3.79×10₂

표 2는 테크노분석 연구센서(KATRI)에서 맥반석 분말을 시료로 하여 온도 40℃에서 블랙바디 대비 FT-IR(미국 니콜렛사) 측정장비로 원적외선을 측정한 결과 0.94의 원적외선 방사율을 보였다.

표 3 합성고분자 물질의 곰팡이 저항성

시료상의 성장	멸균등급
없음	0
10%이하	1
10-30%	2
30-60%	3
60%이상	4

표 3은 한국의류 시험연구원(KATRI)에서 실시한 항곰팡이에 대한 시험결과를 보인 것으로, 시험용 곰팡이 애스퍼길리어스 나이거 9642(Aspergilius niger)를 28-30℃의 온도범위로 85%R.H 이상에서 21일간 배양한 후 성장을 관측한 결과 멸균등급 0등급 즉 곰팡이에 대해서 저항성이 매우 우수함을 입증하였다.

표 4. 탈취율 시험결과

시험시간(분)	블랙 농도(ppm)	샘플 농도(ppm)	소취율(%)
초기	480	480	-
30분후	470	40	91
60분후	460	30	94
90분후	450	10	98
120분후	430	0	100

표 4는 한국의류 시험연구원(KATRI)에서 실시한 탈취재에 대한 시험결과를 보인 것으로, 시료의 크기를 10×10cm, 주입된 암모니아 수용액의 양 1μl, 시험에 사용된 용기의 부피 500ml 의 시험조건하에서 가스검지관법에 의해 시험한 결과 소취율이 120분이 경과하면서 샘플 농도가 거의 확인되지 않는 100%임을 확인할 수 있었다.

소위율(%)=(블랙가스의 농도-시험편 가스의 농도/블랙가스의 농도)×100이다.

상기한 시험결과들은 본 발명을 예시하고자 제공된 것으로, 이러한 시험결과를 갖는 배합성분들을 포틀랜드 시멘트에 혼합하였으며, 예시한 바와 같이 본 발명은 원적외선재, 탈취재, 항균재, 단열재를 선택적으로 혼합할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 비율로 조합할 수 있다. 상기 코팅 조성물은 물과 혼합하여 액상 상태로 다양한 기재에 도포한 후 건조시킴으로써 항균 코팅제로의 실현이 가능하며, 조성물의 범위는 특허청구범위에 의해 규정된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 포틀랜드 시멘트와 항균제를 주제로 하고 여기에 새로운 첨가물을 배합하는 항균 코팅제 조성물을 개시한 것으로, 물과 혼합하여 기재에 도포하여 사용할 경우 실험결과와 같이 항균 및 항곰팡이에 매우 탁월하였으며, 더욱이 원적외선 방사재 및 탈취재를 첨가함으로써 인체에 유익한 원적외선을 제공함과 동시에 탈취로 인한 쾌적한 환경을 제공할 수 있다.

Claims

조성물의 중량%로 포틀랜드 시멘트 분말40-60%, 항균재 분말1-3%, 접착제 분말0.5-1.5%, 증점제 분말0.2-0.5%, 유동화제 분말0.1-0.3%, 안정화제 분말0.3-0.7%의 조성물에 원적외선 방사재 분말, 탈취재 분말, 단열재 분말로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 첨가제를 포함하며;

여기서 상기 배합물들은 분말상태로 물과 혼합하여 일정한 점도로 기재에 도포하여 사용하는 것을 특징으로 하는 항균 코팅제.
제 1항에 있어서, 상기 포틀랜드 시멘트 분말은 브레인 값이 2,800g/cm²인 것을 특징으로 하는 항균 코팅제.
제 1항에 있어서, 상기 원적외선 방사재는 맥반석, 황토, 게르마늄, 옥으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 것을 특징으로 하는 항균 코팅제.
제 1항에 있어서, 상기 항균제는 무기계 항균제와 유기계 항균제를 혼합하여 분말상태로 배합된 것을 특징으로 하는 항균 코팅제.