KR100484405B1

KR100484405B1 - 다기능성 도료 조성물

Info

Publication number: KR100484405B1
Application number: KR10-2002-0052519A
Authority: KR
Inventors: 조남일; 조도연
Original assignee: 조남일
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2005-04-22
Also published as: KR20040021077A

Abstract

본 발명은 다기능성 도료 조성물에 관한것으로서, 항균, 탈취, 소취성능이 뛰어나고 인체에 무해한 천연식물 추출 원액조성물의 고형화한 복합입자를 활성탄과 규조토의 특성을 살린 기능성 도료에 첨가하여 장기간 동안 식물추출액의 효과를 극대화시킴은 물론이고 신선한 삼림향이 풍기는 다기능성 도료 조성물 및 그 제조방법으로 항균, 탈취, 소취성능이 뛰어나 도료자체에서 나는 중화제의 냄새가 탈취됨과 더불어 신선한 삼림향을 발산하므로 신축건축물에 채용하는 경우 시멘트 등의 냄새가 나지 않고, 신선한 삼림향을 발산하며, 원적외선방출, 음이온발생으로 흡착, 탈취, 습도조절, 결로방지, 부패방지, 방충의 효과가 있고, 내화성이 우수하고, 곰팡이나 진드기, 바퀴벌레, 해충의 번식을 막아 기관지염 또는 아토피성 피부염, 알레르기성 질병을 방지할 수 있으며, 다량의 원적외선 방출로 모세혈관의 운동을 강화시켜 체내에 쌓인 노폐물을 배출해 신체의 건강을 유지시켜 주는데 특별한 장점이 있는 것이다.

Description

다기능성 도료 조성물{A composite of paint having multi-function}

본 발명은 도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 항균, 탈취, 소취성능이 뛰어나고 인체에 무해한 천연식물 추출 원액조성물의 고형화한 복합입자를 숯과 규조토의 특성을 살린 기능성 도료에 첨가하여 장기간 동안 식물추출액의 효과를 극대화시킴은 물론이고 신선한 삼림향이 풍기는 다기능성 도료 조성물에 관한것이다.

일반적으로 도료는 그 조성물의 종류에 따라 천연수지도료와 합성수지도료, 수성도료 및 기타도료로 분류할 수 있으며, 조성성분의 함류량에 따라 건조, 광택, 경도, 부착성, 휨성, 발화성, 내후성 등 도막의 특성이 달라지게 된다.

최근에는 쾌적한 주거환경을 제공하기 위하여 기능성 도료에 대한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있는바, 본 발명의 발명자는 숯과 규조토의 효능을 살리고 천연식물들의 추출물에서 얻어지는 피톤치드(phytoncide)의 효능을 나타낼 수 있는 도료를 개발하고자 여러번의 실험을 거듭한 후 향균, 탈취, 소취성능이 뛰어나면서도 원적외선과 음이온을 방출함과 더불어 신선한 산림향이 풍기는 도료를 완성하게 되었다.

본 발명은 식물의 추출물을 도료에 함유시켜 항균, 탈취, 소취성능이 뛰어나면서 신선한 삼림향이 풍기는 다기능성 도료 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 숯 분말을 도료에 함유시켜 원적외선방출, 음이온발생으로 흡착, 탈취, 습도조절, 결로방지, 부패방지, 방충의 효과가 있는 도료 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 규조토를 도료에 함유시켜 내화성이 우수하고, 곰팡이나 진드기, 바퀴벌레, 해충의 번식을 막아 기관지염 또는 아토피성 피부염, 알레르기성 질병을 방지할 수 있고, 규조토에서 방사되는 다량의 원적외선으로 모세혈관의 운동을 강화시켜 체내에 쌓인 노폐물을 배출해 신체의 건강을 유지시켜 주는데 효과가 있는 도료 조성물을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 도료 조성물은 바인더 45 ~ 65 중량부와 350 ±50 메쉬의 활성탄 10 ~ 30 중량부를 포함하는 바인더 혼합물 95 중량%에 첨가제 5 중량 %를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바인더가 45 중량부 보다 적으면, 도료의 접착력이 약해 시공후 박리현상이 나타나게 되고, 65중량부 보다 많은 경우는 상대적으로 활성탄의 함유량이 줄어들게 되어 활성탄의 효과를 얻을 수 없으므로 45 ~ 65 중량부가 적합하다.

또한 본 발명 도료 조성물은 바인더 40 ~ 60 중량부와 규조토 15 ~ 35 중량부를 포함하는 바인더 혼합물 95 중량%에 첨가제 5 중량 %를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 경우 바인더가 40 중량부 보다 적으면, 도료의 접착력이 약해 시공후 박리현상이 나타나게 되고, 60중량부 보다 많은 경우는 상대적으로 규조토의 함유량이 줄어들게 되어 규조토의 효과를 얻을 수 없으므로 45 ~ 65 중량부가 바람직하다.

또 본 발명 도료 조성물은 바인더 40 ~ 60 중량부와 활성탄 10 ~ 15 중량부, 규조토 8 ~ 20 중량부를 포함하는 바인더 혼합물 95 중량%에 첨가제 5 중량 %를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 경우도 바인더가 40 중량부 보다 적으면, 도료의 접착력이 약해 시공후 박리현상이 나타나게 되고, 60중량부 보다 많은 경우는 상대적으로 규조토와 활성탄의 함유량이 줄어들게 되어 규조토와 활성탄의 효과를 기대할 수 없고, 활성탄과 규조토의 효과를 모두 얻기 위해서는 활성탄 10 ~ 15 중량부, 규조토 8 ~ 20 중량부의 비율이 바람직하고, 활성탄과 규조토중 효과를 많이 나타내고자 하는 것에 따라 함유량은 임으로 조절하여도 좋다.그리고 본 발명의 도료 조성물은 바인더와, 활성탄 및/또는 규조토와, 식물추출물 고형분이 혼합된 바인더 혼합물 95중량%에 첨가제 5중량%가 더 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 한다. 구체적으로 바인더 혼합물이 바인더, 활성탄 및 식물추출물 고형분이 혼합되어 이루어지거나, 또는 상기 활성탄 대신에 규조토가 사용되어 바인더, 규조토 및 식물추출물 고형분이 혼합되어 이루어질 수 있다. 그리고 활성탄과 규조토가 동시에 사용되어 바인더, 활성탄, 규조토 및 식물추출물 고형분이 혼합되어 이루어질 수 있다. 보다 상세하게는, 본 발명의 도료 조성물은 바인더 35 ~ 55 중량부와 350 ±50 메쉬의 활성탄 5 ~ 30 중량부, 식물추출물의 고형분 5 ~ 15 중량부를 포함하는 바인더 혼합물 95중량 %에 첨가제 5 중량 %를 혼합하여 이루어질 수 있다. 이 경우 바인더가 35 중량부 보다 적으면, 도료의 접착력이 약해 시공후 박리현상이 나타나게 되고, 55중량부 보다 많은 경우는 상대적으로 규조토와 활성탄 및 식물추출물의 함유량이 줄어들게 되어 규조토와 활성탄 및 식물추출물의 효과를 기대할 수 없다. 또한 식물추출물의 고형분이 5 중량부 보다 적으면, 식물추출물에 의한 탈취 효과가 미미하고, 15중량부 보다 많으면 상대적으로 활성탄의 비율이 줄어들게 되어 활성탄에 의한 효능을 얻을 수 없게 되어 활성탄과 식물추출물의 혼합비율은 활성탄 5 ~ 30 중량부, 식물추출물의 고형분 5 ~ 15 중량부가 바람직하다.

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또한, 본 발명의 도료 조성물은 바인더 30 ~ 50 중량부와 규조토 10 ~ 30 중량부, 식물추출물의 고형분 5 ~ 15 중량부를 포함하는 바인더 혼합물 95 중량 %에 첨가제 5 중량 %를 혼합하여 이루어질 수 있다.

이 경우 바인더가 30 중량부 보다 적으면, 도료의 접착력이 약해 시공후 박리현상이 나타나게 되고, 50중량부 보다 많은 경우는 상대적으로 규조토와 식물추출물의 함유량이 줄어들게 되어 규조토와 식물추출물의 효과를 기대할 수 없다. 또한 식물추출물의 고형분이 5 중량부 보다 적으면, 식물추출물에 의한 탈취 효과가 미미하고, 15중량부 보다 많으면 상대적으로 규조토의 비율이 줄어들게 되어 규조토에 의한 효능을 얻을 수 없게 되어 규조토와 식물추출물의 혼합비율은 규조토 10 ~ 30 중량부, 식물추출물의 고형분 5 ~ 15 중량부가 바람직하다.

아울러, 본 발명의 도료 조성물은 바인더 30 ~ 50 중량부와 규조토 5 ~ 15 중량부, 활성탄 5 ~ 15 중량부, 식물추출물의 고형분 5 ~ 15 중량부를 포함하는 바인더 혼합물 95 중량 %에 첨가제 5 중량 %를 혼합하여 이루어질 수 있다.

이 경우 바인더가 30 중량부 보다 적으면, 도료의 접착력이 약해 시공후 박리현상이 나타나게 되고, 50중량부 보다 많은 경우는 상대적으로 활성탄과 규조토및 식물추출물의 함유량이 줄어들게 되어 활성탄과 규조토 및 식물추출물의 효과를 기대할 수 없다. 또한 식물추출물의 고형분이 5 중량부 보다 적으면, 식물추출물에 의한 탈취 효과가 미미하고, 15중량부 보다 많으면 상대적으로 활성탄과 규조토의 비율이 줄어들게 되어 활성탄 및 규조토에 의한 효능을 얻을 수 없게 되어 활성탄과 규조토 및 식물추출물의 혼합비율은 규조토 5 ~ 15 중량부, 활성탄 5 ~ 15 중량부, 식물추출물의 고형분 5 ~ 15 중량부가 바람직하다.

상기한 다기능성 도료 조성물에서 첨가제는 하기 표1, 2에 나타낸 바와 같은 비율로 혼합하여 5중량 %가 되도록 하였으며, 동결방지제로는 (주)동산C&G의 "Glycerin"제품을 사용하고, 가소제로는 HS chem(주)의 "DIBUTYL PHTHALATE" 제품을 각각 사용하며, 분산제로는 DANIEL사의 "DISPERSE AYD W-22"제품, 증점제로는 Hercules사의 "NATRASOL 250HR(HEC 계통)"제품, 그리고 소포제로는 HS chem(주)의 "Defoamer-EDW"제품, 방부제로는 ZENECA사의 "PROXEL XL - 2" 제품을 사용하였다.

첨가제의 혼합비

첨가제	중량비(중량부)
동결방지제	0.5 ±0.3
가소제	1.5 ±0.6
분산제	0.3 ±0.1
증점제	0.5 ±0.3
소포제	0.3 ±0.1
방부제	0.4 ±0.1

첨가제의 혼합비

첨가제	중량비(중량부)
동결방지제	0.5 ±0.2
가소제	2.0 ±0.5
분산제	0.2 ±0.1
증점제	0.5 ±0.2
소포제	0.3 ±0.1
방부제	0.3 ±0.1

이하 본 발명 다기능성 도료 조성물에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명 다기능성 도료 조성물의 주요 성분들에 대한 특징을 살펴보면 아래와 같다.

〈활성탄〉

숯은 "신선한 힘" 이라는 뜻을 지닌 우리말로써 목재를 공기의 공급을 차단하고 가열하거나, 또는 공기를 아주 적게 하여 가열하였을 때 생기는 고체 생성물로써 숯의 다공질 구조와 원적외선방출,음이온발생으로 흡착, 탈취, 습도조절, 결로방지, 부패방지, 방충등의 효과가 있는 것으로 널리 알려져 있다.

이와 같은 숯은 목재를 대기중에서 가열하면 우선 목재중의 수분이 제거되고 그 후 연소에 의해 목재중의 탄소, 산소, 수소등이 공기중의 산소화 화합하여 이산화탄소와 물로 변화되어 휘발하고 극미량의 회분만 남게 된다. 나무를 태우기만 하면 재가될 뿐이다. 즉, 숯은 열로서 나무속의 가스를 뽑아내어 탄화시킨 것으로서 목탄(木炭)이라고도 하며, 그 재료로는 일반적으로 재질(材質)이 단단한 나무가 사용되며, 국내에서는 참나무류(갈참나무, 굴참나무, 물참나무, 줄참나무 등)이 주로 사용된다.

활성탄이란 탄화된 숯의 가장 큰 특성인 흡착력을 더욱 활성화 시키기 위해 600℃ ~ 900℃의 수증기를 가하여 숯을 화학적, 물리적으로 열처리하여 재가공한 제품이다, 숯은 탄화과정에서 작은 구멍들이 생기게 된다. 숯의 효과를 높이기 위해서는 이 작은 구멍들이 많이 있어야 하기 때문에 다시 섭씨 600℃ ~ 900℃의 온도에서 같은 공정을 한 번 더 거치게 하는데, 이 과정을 활성화라고 하며, 시중에서 구할 수 있는 대부분의 숯은 탄화과정만 거치고, 활성화 과정은 거치지 않은 것인데 이는 재래식 숯가마에서 숯을 활성화 시킨다는 것은 거의 불가능하기 때문이다.

본 발명의 발명자는 여러번의 실험을 거듭하여 숯함유 도료의 효과를 극대화 시키기 위해서는 활성탄을 사용하고, 그 분말의 입자크기는 350 ±50 메쉬 정도가 되어야 활성탄의 다공성을 유지하며 가벼운 충격에도 도막이 파손되는 것을 막을 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성한 것이다.

〈규조토〉

규조토(diatomaceous earth, kieselguhr)는 규조(Diatoms-cell wall 이 SiO₂ 로 이루어짐)라는 단세포 조류의 유해가 해저(해수성)나 호저(담수성)에 퇴적한 퇴적물로서 체내의 성분들이 분해하여 규산이 주체인 유각이 쌓여 지층을 형성한 일종의 화석토이다. 생성될때 같이 퇴적한 점토, 모래, 화산회, 식물질의 부식물, 수산화철, 황화철등이 혼재하고 많은 수분도 함유한다.

이와 같은 규조토는 가루로 산출되는 규산질의 원료이며, 규조의 유해가 퇴적한 흙덩어리이다, 그러나 지압에 눌려 굳어서 연한 암석상태로 되어 있는 것도 있다. 순수한 규조유해의 화학조성은 SiO₂ 96.16 ~ 96.80%, Al₂0₃ + Fe ₂O₃ 1. 20 ~ 1.80%, 화합수 1.92 ~ 1.98%로 거의 SiO₂로 되어 있다. 그러나 실지로 산출되는 규조토는 규조의 유해가 바다 밑이나, 호수의 밑바닥에 침적해서 생긴 것이므로 이때 혼입된 불순물의 종류나 양에 따라서 화학적 조성도 다르고, 또 규조토를 구성한 규조의 종류에 따라서 물리적 성질도 다르게 된다.

규조토에는 여러 가지 협잡물이 혼입되어 있는데 대표적인 협잡물은 유기물질, 모래, 그리고 산화철이다. 유기물질은 하소하면 제거할 수 있고, 모래는 수비에 의하여, 또 산화철은 소금을 섞어서 700 ~ 800℃에 하소함으로써 염화철로 하여 제거할 수 있다. 화석 규조의 크기는 마이크론 단위 정도이고 현미경으로 수백배로 확대하여야만 확인될 정도이고 좋은 규조토는 매우 가볍고, 연하며, 매우 많은 기공 때문에, 부피의 5배에 달하는 액체를 흡수할 수 있을 정도로 다공질이다. 그 구조는 원형, 침상, 반원형 등의 다공질인 세포의 집합체이다. 규조토의 물질적 성질은 규조의 종류, 모양 등에 따라 다르나 유일한 특징은 규조의 셀에 무수한 틈이 있어서 어떤 불순물 입자도 걸러낼 수 있는 성능이 있다는 것이다. 규조토는 이와 같이 다공질로 인한 여러 가지 특성을 지니고 있으므로 용도가 다양하다. 규조토의 가열성상을 보면 일반적으로 700℃이하에서는 겉 비중이 0.5 ~ 0.7 정도이지만 1100℃ ~ 1400℃로 가열하면 1.4 정도가 되며, 1400 ~ 1600℃로 가열하면 2.2 정도로 되어 700℃로 하소한 것에 비하여 부피는 약 4분의 1 정도로 된다. 그리고 가열에 의한 수축은 온도와 거의 비례해서 증가 한다.

가장 좋은 규조토의 참비중은 2.05 ~ 2.15이고, 겉 비중은 0.2 ~ 0.3인데, 순도가 좀 떨어지는 것도 0.3 ~ 0.8이다. 용적기공율은 77 ~ 80%나 되므로, 저온에서 하소한 일반 점토의 6 ~ 8배나 되는 셈이다. 투수율은 1cm 두께의 층에서 0.0957㎖/㎠, 열전도율은 100℃ ~ 900℃에서 0.00013 ~ 0.00018 grㆍcal/㎠/sec/℃, 비열은 0.25 정도이다.

그리고 규조토는 일반적으로 거의 비정질로 되어있지만 1000 ~ 1600℃로 가열하면 비교적 용이하게 홍연석(cristobalite; 굳기 - 6.5, 비중 - 2.27, 조흔색 - 백색) 또는 인규석(tridymite; 굳기 - 6.7 ~ 7.0, 비중 - 2.28 ~ 2.33, 조흔색 - 백색)가 된다. 이렇게 만들어진 규조토의 화학적 성분은 SiO₂(이산화규소)가 99.5wt%인 순도 높은 제품이되며, 그 용도와 특징은 다음과 같다.

1) 생명이 다한 규조의 침전물 형태로된 무기화학물이므로 인체에 무해한 환경친화적인 물질이다.

2) 미세한 초다공질세포로 구성되어 밀도가 작고 열절연성이 크고 내화성 및 화학적으로 침해되지 않는 성질을 이용하여 보온재, 보습재, 단열재, 여과촉진재,탈취정화재, 흡음재로 사용된다.

3)규조의 극미세한 세포로 곰팡이나 진드기, 바퀴벌레, 해충의 번식을 방지하여 실내건축에 적용시 기관지염 또는 아토피성 피부염, 알레르기 등 민감한 체질에 효과적이며, 규조토에서 방사되는 다량의 원적외선으로 모세혈관의 운동을 강화시켜 체내에 쌓인 노폐물을 배출해 신체의 건강을 유지시켜 준다.

4) 조흔색이 백색이므로 도료의 원료로 사용시 인체에 무해한 무기안료의 사용과 여러 가지 롤러기법으로 미관 및 질감의 표현이 다양하다.

〈천연식물추출물〉

동서고금을 막론하고 시원한 삼림향이 풍기는 숲속을 가장 좋은 요양지로 생각하는 것은 피톤치드(phytoncide)때문이며, 피톤치드는 식물이 내는 항균성 물질의 총칭으로써 "식물의"라는 뜻의 "phyton"과 "죽이다"라는 뜻의 "cided"의 합성어로써(1952년 노벨의학상을 수상한 러시아태생 미국 세균학자 왁스만(S.A.Waksman)이 처음 만듬) 피톤치드란 수목이 내뿜는 시원한 삼림향으로써 수목 주위에 존재하는 연쇄상구균, 포도상구균, 디프테리아 등의 미생물을 죽이는 휘발성물질을 말한다.

모든 식물은 항균성물질을 가지고 있으며, 천연식물 추출물의 주성분인 정유(essential oil)는 주로 테르펜(terpene)류와 모노테르펜 (monoterpene, 톡 쏘는 듯한 방향성물질), 장뇌(camphor), 시트랄, 세스퀴테르펜, 디테르펜, 트리테르펜, 멘톨(mentol)과 제라니올 (geraniol), 베타-셀리넨(β-selinene), 베타-시트랄 (β-citral), 캠펜 (camphene)등 수십가지 물질로 구성되며, 정유는 바이오매스(Biomass)에 의한 중화작용으로 악취물질의 분자구조에 변화를 일으켜 악취물질을 분해, 제거시킨다.

즉, 다음과 같은 반응에 의해 식물추출물이 악취를 제거하게 된다.

〈황화합물의 제거〉

SO₂가 물과 반응하면 수용성중간체인 H₂SO₃로 되고, H₂SO₃에 식물추출물을 투입하면, 식물추출물의 유기산(H⁺A^-) 성분에 의해 제거가 용이한 HSO₃가 형성되어 제거되게 되며, 이때의 반응식은 아래의 반응식 1과 같다.

SO₂ + H₂O ⇒ H₂SO₃

H₂SO₃ + H⁺A^- ⇒ H⁺ + HSO₃+HA

〈아민류의 제거〉

TEA(triethyl amine)과 DMEA(Dimethyl Ethyl Amine)의 경우 식물추출물을 투입하면, 식물추출물의 유기산(H⁺A^-) 성분에 의해 대기중 제거가 용이한 유기염으로 되어 제거되며, 이때의 반응식은 아래의 반응식 2, 3, 4와 같다.

DMEA + H⁺A^- ⇒ DMEAH⁺ + A^-

(CH₃)₂(CH₃CH₂)N + H⁺A^- ⇒ (CH₃)₂(CH₃CH₂)NH⁺A^-

TEA + H⁺A^- ⇒ TEAH⁺A^-

(CH₃CH₂)₃N + H⁺A^- ⇒ (CH₃CH₂)₃NH⁺A^-

〈메르캅탄류의 제거〉

메르캅탄류의 경우 식물추출물을 투입하면, 화학적으로 반응하지는 않으나, 식물추출물에 있는 물성분에 의해 용해되어 반응식 5와 같이 이온화됨으로써 일정한 시간이 지나면 쉽게 산화되어 제거된다.

CH₃CH₂SH ⇔ CH₃CH₂S^- + H⁺

CH₃SH ⇔ CH₃S^- + H⁺

계속해서 본 발명에 따른 각종 식물들로부터 식물추출물의 고형분을 얻는 방법에 대하여 설명한다.

먼저 하기 표 3의 식물을 균등한 비율(12.5 중량 %)로 투입한 후 메탄올로 열탕추출한 후 여과하여 1차식물추출물을 얻는다. 이어 하기 표 4에 나타낸 식물들 각각을 메탄올로 열탕추출한 후 여과하여 추출물을 얻고, 얻어진 추출물 각각과 상기 1차식물추출물을 표 5에 나타낸 혼합비로 투입하여 2차식물추출물을 얻은 후 동결건조하여 식물추출물의 고형분을 얻는다.

1차식물추출물조성에 사용된 식물

종류	품 명	종류	품 명
1	상추	5	황기
2	쑥	6	당귀
3	고수	7	동백나무
4	녹나무	8	정향

주요식물의 성분

종류	품 명	주 요 성 분
1	감나무	탄닌(tannin),올레아놀산(oleanolic)
2	감초	triterphene 화합물,사포닌(saponin)
3	개구리밥	플라보노이즈(flavonoids)화합물
4	개족도리풀	methyleugenol,사프로올(safrole)
5	개나리	사포닌(saponin),플라보노이즈(flavonoids)화합물
6	검양옻나무	탄닌(tannin)
7	광귤나무	레롤,게라리올,시나롤,네로리 돌,초산리사리루,쟈스몬
8	노간주나무	볼레롤,텔피네올,카지넨,세도렌,캄펜,밀센,피넨,사비넨
9	레몬	리나롤,시트랄,시토로넬,카지넨,비사보렌
10	라벤다	게라니올,리나롤,초산게라닐,초산리나닐,시네올,라모민,비넨
11	멀구슬나무	toosandanin
12	산초나무	산-아미드(acid amides)계 sanshool 1,2,3,4 정유성분
13	석류나무	탄닌(tannin),점액질,능금산(malic acid),갈산(gallic acid)
14	소나무	볼네올,초산볼빌,초산틸비닐,카지넨,칸펜,지펜틴,피넨,실베스트란
15	유카립투스	시트로네랄,시네올,페랜드랜,피넨
16	백선	dintamine,딕탐노락톤(dictamnolactone),리모닌(limonin)
17	작살나무	플라보노이즈(flavonoids)
18	장미	게란산,시트로넬,게라니올,네롤,오이게롤,밀센
19	쟈스민	베진알코올,게라니올,네롤,텔피네올,초산리나릴,안토랄산,메칠
20	제라늄	게라닐산,게라니올,시트로네롤,리나롤,미르테놀,테르페올,시트랄
21	차나무	틸피네올, 시네올, 시멘피넨, 텔피넨

식물추출액의 혼합비

종류	품 명	혼합비(중량부)
1	감나무	3 ±2
2	감초	2 ±1
3	개구리밥	2 ±1
4	개족도리풀	2 ±1
5	개나리	3 ±2
6	검양 옻나무	2 ±1
7	광귤나무	6 ±3
8	노간주나무	6 ±3
9	레몬	2 ±1
10	라벤다	2 ±1
11	멀구슬나무	3 ±1
12	산초나무	2 ±1
13	석류나무	3 ±1
14	소나무	6 ±3
15	유카립투스	6 ±3
16	백선	2 ±1
17	작살나무	2 ±1
18	장미	2 ±1
19	쟈스민	2 ±1
20	제라늄	2 ±1
21	차나무	3 ±2
22	1차식물추출물	6 ±1

이어 얻어진 식물추출물의 악취원인물질 처리효율을 가스검지관법으로 알아 보았다.

일반적으로 대표적인 악취원인물질은 하기 표 6에 나타낸 바와 같은 바, 이와 같은 악취원인물질을 식물추출물이 얼마나 제거하는지를 가스검지관법으로 알아 보고, 그 결과를 하기 표 7에 나타냈다. 이 시험에서 시료로서 식물추출물 1ℓ를 3ℓ의 용기에 넣고, 악취물질을 각각 주입 후 기화시켜 각 시간 경과 후 가스검지관을 사용하여 용기에 남아 있는 농도를 측정하여 탈취율을 구하였다.

대표적인 악취원인물질

분 류	물질명	분자식	냄새특성
아민류	암모니아	NH₃	자극성냄새
메르캅탄류	에틸메르캅탄	C₂H₅SH	썩은 양파냄새
메르캅탄류	메틸메르캅탄	CH₃SH	썩은 양파냄새
황화합물	황화수소	H₂S	썩은 달걀냄새
황화합물	이산화황	SO₂	자극성냄새

식물추출물의 악취제거효율

원인물질	발생농도(PPM/V)	접촉시간
원인물질	발생농도(PPM/V)	접촉직후	5분후	15분후
암모니아(NH₃)	48	40	7	〈2
에틸메르캅탄(C₂H₅SH)	97	68	5	〈1
메틸메르캅탄(CH₃SH)	26	〈0.01	-
황화수소(H₂S)	3.20	〈0.01	-
이산화황(SO₂)	3.32	〈0.01	-

표 7로부터 알 수 있는 바와 같이 식물추출물로 처리후 15분이 경과하면, 악취원인물질들의 농도가 거의 측정되지 않아 악취원인물질들이 거의 제거되었음을 알 수 있었다.

본 발명에서는 식물추출물의 효과를 장기간 유지시키기 위해 식물추출물을 캡슐화 하여 사용하였는데 식물추출물의 캡슐화는 다음과 같이 하였다.

상기한 식물추출물과 케리어 및 피막형성제를 중량비 100 : 35 : 6으로 배합한 후 150 ~ 190℃의 온도에서 순간적으로 분사, 건조하여 250 ±50 메쉬 정도의 캡슐화(incapsulation)한 고형화 분말을 얻었다.

케리어로는 사이클로텍스트린, 말토텍스트린, 소디움폴리아크릴레이트중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용하고, 피막형성제로는 아라비안껌, 아밀로팩틴, 젤라틴중 어는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용하였다.

이때 분사가 가능한 점성까지 케리어를 더 많이 투입하면 고형분 분말을 더 많이 얻을 수 있으나, 고형분내 원액조성물의 농도가 저하되고 케리어를 너무 적게 투입하면 농도는 증가하나 고형분화 작업이 용이하지 않으므로 상기 배합율이 바람직하다.

상기 고형화 분말을 현미경으로 관찰하고, 도식화하여 도 2에 나타냈으며, 이 고형화 분말은 도료 외에 벽지(초배지포함)등의 제조시 첨가하여 사용할 수도 있다.

본 발명에서 바인더로는 초산비닐계 수성바인더, 아크릴공중합체 바인더 및 E.V.A.에멀젼계 바인더로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나를 사용한다. 구체적으로, 목재나 종이용 도료의 제조시에는 초산비닐계 수성바인더를 사용하고, 콘크리트면이나 석고보드용 도료의 제조시에는 아크릴공중합체 바인더를 사용하며, 섬유에 도포할 도료의 제조시에는 E.V.A.에멀젼계 바인더를 사용하게 되며, 첨가제로는 표 1, 2에 나타낸 첨가제의 혼합량을 줄이고, 그 만큼 광촉매로 각광받는 산화티타늄이나, 음이온을 발생하는 터마린(전기석), 응착제(텍사놀) 등으로 대체할 수 있다.

실시예 1

바인더 50 중량부와 350 ±50 메쉬의 활성탄 20 중량부를 교반기에 투입 1시간 교반하여 혼합한 바인더 혼합물 95 중량 %에 첨가제 5 중량 %를 추가로 투입하여 1시간 교반하고, 30분간 정치시켜 기능성 도료를 제조하여 용기에 충진하였다.

이 경우 첨가제로는 하기 표 8에 나타낸 비율의 첨가제들을 순차 투입하였다.

첨가제의 혼합비

첨가제	중량비(중량부)
동결방지제	0.8
가소제	2.1
분산제	0.4
증점제	0.8
소포제	0.4
방부제	0.5

실시예 2

바인더 50 중량부와 규조토 25 중량부를 교반기에 투입 1시간 교반하여 혼합한 바인더 혼합물 95 중량 %에 첨가제 5 중량 %를 추가로 투입하여 1시간 교반 하고, 30분간 정치시켜 기능성 도료를 제조하여 용기에 충진하였다.

이 경우 첨가제로는 하기 표 9에 나타낸 비율의 첨가제들을 순차 투입하였다.

첨가제의 혼합비

첨가제	중량비(중량부)
동결방지제	0.7
가소제	2.5
분산제	0.3
증점제	0.7
소포제	0.4
방부제	0.4

실시예 3

바인더 50 중량부와 활성탄 13 중량부, 규조토 15 중량부를 교반기에 투입 1시간 교반하여 혼합한 바인더 혼합물 95 중량 %에 첨가제 5 중량 %를 추가로 투입하여 1시간 교반 하고, 30분간 정치시켜 기능성 도료를 제조하여 용기에 충진하였다.

이 경우 첨가제로는 상기 표 9에 나타낸 비율의 첨가제들을 순차 투입하였다.

실시예 4

바인더 45 중량부와 350 ±50 메쉬의 활성탄 13 중량부, 식물추출물의 고형분 10 중량부를 교반기에 투입 1시간 교반하여 혼합한 바인더 혼합물 95중량 %에 첨가제 5 중량 %를 추가로 투입하여 1시간 교반하고, 30분간 정치시켜 기능성 도료를 제조하여 용기에 충진하였다.

이 경우 첨가제로는 상기 표 8에 나타낸 비율의 첨가제들을 순차 투입하였다.

실시예 5

바인더 40 중량부와 규조토 15 중량부, 식물추출물의 고형분 10 중량부를 교반기에 투입 1시간 교반하여 혼합한 바인더 혼합물 95 중량 %에 첨가제 5 중량 %를 추가로 투입하여 1시간 교반하고, 30분간 정치시켜 기능성 도료를 제조하여 용기에 충진하였다.

실시예 6

바인더 40 중량부와 규조토 10 중량부, 활성탄 10 중량부, 식물추출물의 고형분 12 중량부를 교반기에 투입 1시간 교반하여 혼합한 바인더 혼합물 95 중량 %에 첨가제 5 중량 %를 추가로 투입하여 1시간 교반하고, 30분간 정치시켜 기능성 도료를 제조하여 용기에 충진하였다.

다음으로 상기 실시예 1 ~ 6으로부터 얻어진 도료조성물의 암모니아, 에틸메르캅탄, 메틸메르캅탄, 황화수소, 이산화황 각각에 대한 악취 탈취율을 가스검지관법으로 시험하고 그 결과를 하기 표로 나타 냈다.

이 시험에서 시료로서 도료1ℓ를 3ℓ의 용기에 넣고, 악취물질 8ｇ을 주입 후 기화시켜 각 시간 경과 후 가스검지관을 사용하여 용기에 남아 있는 농도를 측정하여 탈취율을 구하였다.

암모니아의 탈취율

경과시간(분)	탈취율(%)
경과시간(분)	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6
30	92.3	79.1	80.7	95.0	89.1	90.2
60	94.5	85.4	86.3	96.5	94.4	95.4
90	94.8	89.7	90.1	97.1	96.2	96.8
120	95.0	91.6	92.5	97.3	97.0	97.0

표 10으로 부터 규조토를 함유한 도료(실시예2) 보다 활성탄을 함유한 도료(실시예1,3,5)의 암모니아의 탈취율이 높고, 활성탄과 식물추출물을 함유한 도료(실시예 4)의 탈취율이 활성탄 만을 함유한 도료(실시예 1) 보다 높다는 것을 알 수 있었다.

에틸메르캅탄의 탈취율

경과시간(분)	탈취율(%)
경과시간(분)	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6
30	94.3	80.7	81.6	97.0	91.1	92.3
60	96.5	87.5	88.4	98.5	96.4	97.5
90	96.8	91.4	92.3	99.1	98.2	98.5
120	97.0	93.2	94.7	99.3	99.0	99.1

표 11로 부터 에틸메르캅탄의 탈취율의 경우 규조토를 함유한 도료(실시예2)보다 활성탄을 함유한 도료(실시예1,3,5)의 탈취율이 높고, 활성탄과 식물추출물을 함유한 도료(실시예 4)의 탈취율이 활성탄 만을 함유한 도료(실시예 1) 보다 높다는 것을 알 수 있었다. 또한 규조토와 활성탄 및 식물추출물을 함유한 도료(실시예 6)가 활성탄과 식물추출물을 함유한 도료(실시예 4) 보다 탈취율이 낮게 나타났다.

메틸메르캅탄의 탈취율

경과시간(분)	탈취율(%)
경과시간(분)	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6
30	93.4	80.3	81.5	95.0	90.1	91.2
60	95.6	85.6	86.8	97.5	96.4	96.8
90	95.8	92.5	93.7	98.1	97.3	97.9
120	97.0	94.7	95.4	98.8	97.5	98.2

표 12로 부터 규조토를 함유한 도료(실시예2)보다 활성탄을 함유한 도료(실시예1,3,5)의 메틸메르캅탄의 탈취율이 높고, 활성탄과 식물추출물을 함유한 도료(실시예 4)의 탈취율이 활성탄 만을 함유한 도료(실시예 1) 보다 높다는 것을 알 수 있었다. 또한 활성탄과 규조토 및 식물추출물을 함유한 도료(실시예 6)가 탈취율에 있어서 활성탄과 식물추출물을 함유한 도료(실시예 4) 보다 탈취율이 낮았으나, 규조토와 식물추출물을 함유한 도료(실시예 5) 보다는 높게 나타났다.

황화수소의 탈취율

경과시간(분)	탈취율(%)
경과시간(분)	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6
30	94.3	79.3	80.2	97.0	91.1	92.1
60	96.5	85.4	86.9.	98.5	96.4	97.3
90	96.8	89.6	90.7	99.1	98.2	98.7
120	97.0	91.2	92.5	99.3	98.9	99.5

표 13으로 부터 황화수소의 탈취율에 있어서도 규조토를 함유한 도료(실시예 2)보다 활성탄을 함유한 도료(실시예1,3,5)의 탈취율이 높고, 활성탄과 식물추출물을 함유한 도료(실시예 4)의 탈취율이 활성탄 만을 함유한 도료(실시예 1) 보다 높다는 것을 알 수 있었다. 또한 활성탄과 규조토 및 식물추출물을 함유한 도료(실시예 6)가 탈취율에 있어서 활성탄과 식물추출물을 함유한 도료(실시예 4) 보다 탈취율이 낮았으나, 규조토와 식물추출물을 함유한 도료(실시예 5) 보다는 높게 나타났다.

이산화항의 탈취율

경과시간(분)	탈취율(%)
경과시간(분)	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6
30	94.3	79.6	80.1	97.0	91.1	92.2
60	96.5	85.7	86.7	98.5	96.4	97.5
90	96.8	89.3	90.3	99.1	98.2	98.9
120	97.0	91.5	92.4	99.3	99.0	99.1

표 14로 부터 이산화항의 탈취율의 경우 규조토를 함유한 도료(실시예2)보다 활성탄을 함유한 도료(실시예1,3,5)의 탈취율이 높고, 활성탄과 식물추출물을 함유한 도료(실시예 4)의 탈취율이 활성탄 만을 함유한 도료(실시예 1) 보다 높다는 것을 알 수 있었다. 또한 이 경우도 활성탄과 규조토 및 식물추출물을 함유한 도료(실시예 6)가 탈취율에 있어서 활성탄과 식물추출물을 함유한 도료(실시예 4) 보다 탈취율이 낮았으나, 규조토와 식물추출물을 함유한 도료(실시예 5) 보다는 높게 나타났다.

상기한 본 발명에 의하면 그 조성 성분에 따라 다기능성을 갖는 도료가 얻어지게 되는 바, 본 발명은 식물의 추출물을 도료에 함유시킨 경우 항균, 탈취, 소취성능이 뛰어나 도료자체에서 나는 중화제의 냄새가 탈취됨과 더불어 신선한 삼림향을 발산하므로 신축건축물에 채용하는 경우 시멘트 등의 냄새가 나지 않고, 신선한 삼림향을 발산하는 효과가 있다.

또한 도료에 활성탄을 함유시킨 경우 활성탄의 작용으로 원적외선방출, 음이온발생으로 흡착, 탈취, 습도조절, 결로방지, 부패방지, 방충의 효과가 있다.

뿐만 아니라 도료에 규조토를 함유시킨 경우 규조토의 작용으로 내화성이 우수하고, 곰팡이나 진드기, 바퀴벌레, 해충의 번식을 막아 기관지염 또는 아토피성 피부염, 알레르기성 질병을 방지할 수 있고, 규조토에서 방사되는 다량의 원적외선으로 모세혈관의 운동을 강화시켜 체내에 쌓인 노폐물을 배출해 신체의 건강을 유지시켜 주는데 특별한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 식물추출물을 250 ±50 메쉬로 캡슐화

(incapsulation)한 고형화 분말의 현미경사진을 도식화한 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 피막, 2 : 케리어

3 : 식물추출 고형화 분말

Claims

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바인더와, 활성탄 및/또는 규조토와, 식물추출물이 혼합된 바인더 혼합물에 첨가제가 더 혼합되어 이루어진 다기능성 도료 조성물에 있어서,

상기 바인더 혼합물 95중량%에 첨가제 5중량%가 혼합되어 이루어지되, 상기 바인더는 초산비닐계 수성바인더, 아크릴공중합체 바인더 및 E.V.A.에멀젼계 바인더로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나이고, 상기 첨가제는 동결방지제, 가소제, 분산제, 증점제, 소포제 및 방부제로 이루어지며, 상기 식물추출물은 고형분으로서 식물을 추출한 후 건조하여 얻은 고형화 식물추출물과 캐리어 및 피막형성제를 중량비 100 : 35 : 6으로 배합한 후 150 ~ 190℃의 온도에서 순간적으로 분사, 건조하여 250 ±50 메쉬로 캡슐화 (incapsulation)한 고형화 분말인 것을 특징으로 하는 다기능성 도료 조성물.
제 13항에 있어서, 상기 캐리어는 사이클로텍스트린, 말토텍스트린, 소디움폴리아크릴레이트중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이고, 피막형성제는 아라비안껌, 아밀로팩틴, 젤라틴중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 다기능성 도료 조성물.
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