KR100629200B1

KR100629200B1 - 바이오 게르마늄 기능성 플라스터

Info

Publication number: KR100629200B1
Application number: KR1020030076287A
Authority: KR
Inventors: 이희돈
Original assignee: 지이엠산업개발주식회사
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2006-09-27
Also published as: KR20050041209A

Abstract

본 발명은 반도체성 원소인 게르마늄을 다량 함유하는 무기 충전제가 가지고 있는 원적외선 및 음이온 방출 효과와, 항균, 항곰팡이성, 탈취성은 그대로 유지 보존하면서, 콘크리트와의 혼화성을 향상시켜서, 건축물의 내부 마감재로 사용할 수 있는 바이오 게르마늄 기능성 플라스터를 제공하는 것으로서, 이 플라스터는 칼륨 실리케이트 수지 34중량 %와 아크릴계 에멀젼 15중량 %를, 섭씨 30 ~ 40도 분위기에서 30분 정도 교반 한 다음, 교반을 계속하고 있는 상태에서, 안료 5중량 %, 게르마늄 함유 충전제로서 견운모석 분말 22중량 %, 진정제(분산제, 증점제, pH조정제) 2중량 %, 물 22중량 %로 첨가하고, 총 시간 5시간 교반 하여 얻어지는 것이다.

항균 마감재, 바이오 마감재, 게르마늄 플라스터

Description

바이오 게르마늄 기능성 플라스터{FUNCTIONAL BIO-PLASTER WITH GERMANIUM}

본 발명은 바이오 게르마늄 기능성 플라스터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 반도체성 원소인 게르마늄을 다량 함유한 무기 충전제가 가지고 있는 원적외선 및 음이온 방출 효과와 항균, 항곰팡이성, 탈취성은 그대로 유지 보존하면서, 콘크리트와의 혼화성을 향상시켜서, 건축물의 내장 마감재로 사용할 수 있는 바이오 게르마늄 기능성 플라스터에 관한 것이다.

종래부터 건축물의 내장 마감을 위한 재료는 다양하게 제공되어 왔으며, 근자에는 환경 친화성, 건강 증진성, 내구성 등을 향상시키기 위한 목적에서, 황토, 옥, 맥반석 등과 같이 원적외선 방사량이 많은 물질을 첨가한 마감재가 주류를 이루고 있다.

상술한 종류의 내장 마감재는, 일액형 또는 이액형의 에멀젼 상으로 제공되어 사용되고 있으나, 콘크리트 및 소재 표면에 막이 형성되어 소재 자체의 음이온, 탈취 등의 일부 기능성을 발현시키는데 한계가 있고, 내수성이 약해 콘크리트와의 혼화성이 좋지 않아 시공 후 장시간 지나면, 물성의 변화 및 곰팡이 저항성의 약화, 항균, 항곰팡이, 탈취 효과가 저하되는 단점을 보이게 되며, 이 경우는 특히 벽지나 장판지가 첨부되는 부위에서 부분 부식 현상의 원인으로 작용하기도 하는 것이다.

본 발명자는 종래 내부 마감재의 문제점을 보완하기 위하여, 반도체성 원소인 게르마늄을 다량 함유하는 무기 충전재를 도입하여, 게르마늄이 가지는 이온화 및 이온 전달 능력을 이용하여 음이온 발생량을 배가하였으며, 악취, 휘발성 유기 화합물, 알데히드류 가스의 흡착 및 가스의 이온화에 의한 탈취 기능을 향상시켰다. 또한, 내수성, 콘크리트 침투성 및 콘크리트와의 이온 결합을 강화시킨 실리케이트 수지를 도입하여 콘크리트와의 혼화성을 증진시켰다.

플라스터를 구성하는 칼륨 실리케이트 및 게르마늄에서 방사되는 원적외선을 자연적으로 인체에 흡수되게 하여 인체를 구성하는 물 분자 및 근육 세포 분자 운동의 공명 현상을 활성화하여 활발한 신진 대사를 증대시켜 줄 수 있다. 무기 충전제에 포함되어 있는 게르마늄의 이온 활성화 능력에 의해 방사되는 음이온은 산성화된 공기를 중화시켜 주는 역할을 할 뿐 아니라 호흡기를 통한 흡입 시 활성 산소에 의한 인체의 산성화를 방지하여 인체의 이온 밸런스를 유지시켜 주는 역할을 한다. 게르마늄을 함유하는 무기 충전제의 곰팡이 저항성은 곰팡이 억제에도 상당한 효과를 보인다.

본 발명은 상술한 반도체성 원소인 게르마늄을 다량 함유한 무기 충전제가 가지고 있는 원적외선/음이온 방출 효과와 항균, 항곰팡이성, 탈취성은 그대로 유지 보존하면서, 콘크리트와의 혼화성을 향상시켜서, 건축물의 내부 벽면에 도포하 여 소기의 효과를 얻을 수 있는 바이오 게르마늄 기능성 플라스터를 제공함에 그 목적을 두고 있다.

상기의 목적을 구현하는 본 발명의 플라스터는, 칼륨 실리케이트 수지 34중량 %, 아크릴 에멀젼 15중량 %를, 30 ~ 40℃ 분위기에서 30분 정도 교반 한 다음, 교반을 계속하고 있는 상태에서, 안료 5중량 %, 게르마늄 함유 충전제 22중량 %, 진정제 2중량 %, 물 22중량 %로 첨가하고, 총 시간 5시간 교반 하여 얻어진다.

본 발명은 칼륨 실리케이트 수지, 아크릴계 수지, 안료, 게르마늄 함유 무기질 충전제를 물과 혼합하여 만들어진다. 상기 아크릴 수지는 에멀젼상의 것이 채용되고, 이것은 무기질 실리케이트 수지와 함께 전색제로써 첨가된다.

혼합은 먼저, 칼륨 실리케이트 수지와 아크릴 에멀젼을 혼합하여 교반 하면서 안료를 첨가하고, 다음에 게르마늄 함유 무기질 충전제, 그리고 적당량의 진정제와 물을 교반 상태에서 첨가하여 혼합하면, 소망의 플라스터를 얻을 수 있다.

안료는 소망하는 색상의 플라스터를 얻기 위하여 첨가되고, 첨가물 중에서 게르마늄이 가장 비중이 크기 때문에 이것이 고르게 분포되도록 하는 분산제, 및 플라스터의 피막 형성, 점도 향상 및 pH조정을 위한 증점제와, pH조정제에 의해 상기 진정제가 구성된다.

교반은 5시간 이상 지속하여야 하고, 칼륨 실리케이트 수지와 아크릴계 수지의 혼합 과정에서는 30 ~ 40℃ 분위기에서 30분 정도 교반 한 다음, 교반이 계속되고 있는 상태에서 안료를 첨가하고, 이어서 게르마늄 함유 충전제, 그리고 진정제 및 물의 순서로 첨가된다. 상기 칼륨 실리케이트 수지는 34중량 %, 아크릴 에멀젼은 15 중량 %이다.

안료는 사용 용도에 따라 적절히 선택된 색상으로 첨가되며, 바람직하게는 5중량 %의 범위로 첨가된다.

게르마늄이 함유된 무기질 충전제로는 견운모석 분말을 예로 들 수 있으며, 이것의 첨가량은 22중량 %이다.

또, 진정제는 2중량 % 이하로도 교반 중에 침전이 발생하지 않는 효과와 증점 효과를 나타내며 물은 22중량 %를 첨가한다.

상술한 구성의 본 발명 플라스터는 반투명 액상물로 얻어지며, 포장 후의 저장은 실온하에서 6개월 정도를 보장할 수 있다.

또, 본 발명의 플라스터는 소지면으로서 콘크리트, 시멘트, 모르타르, 석고보드 등에 도포하여 사용되고, 도포 작업은 도막 두께 60 ~ 80㎛ 정도로 1회 도포하고 4시간 방치한 다음 재차 도포하여 2회 도포로 성막이 형성되게 한다.

도포 된 막의 건조는 1시간이면 족하지만, 안정화를 위하여 4시간 대기한 다음에 재도포 한다.

도포 된 막은 칼륨 실리케이트 수지와 콘크리트의 Ca(OH)₂가 상호 반응하는 것에 의해 우수한 흡착력을 나타내게 된다.

이하, 본 발명을 더욱 구체적인 실시 예로서 설명하면 다음과 같다.

[실시 예]

칼륨 실리케이트 수지(규산카리, (주) 영일화성 제품, PS-P100) 34중량 %

아크릴 에멀젼 15중량 %

안료 5중량 %

게르마늄 함유 충전제(견운모석 분말) 22중량 %

진정제 (카르복실 폴리머, 태창물산(주) 제품 TCD-30) 0.5중량 %
(인산아연, 한창산업(주) 제품) 0.5중량 %
(인산칼륨, 영진화학(주) 제품) 1중량 %

물 22 중량%

상기 원료 중에서, 먼저 칼륨 실리케이트 수지와 아크릴 에멀젼을 교반기에 투입하고 30분 정도 교반 하여 잘 혼합되게 한다. 이때 주변 분위기는 30 ~ 40℃를 유지시킨다. 이와 같이 교반 하면서 안료를 첨가하고, 다음에 게르마늄 함유 충전제로서 견운모석 분말 22중량 %와, 진정제 2중량 %를 물 22중량 %와 함께 투입하고, 총 5시간 정도 교반 하여 반투명체 액상물로 되는 본 발명의 플라스터를 얻었다.

플라스터의 색상은 첨가되는 안료에 따라 결정된다.

칼륨 실리케이트 수지와 아크릴 에멀젼은 전색제로써 투여되며, 전자의 칼륨 실리케이트 수지는 30중량 % 미만에서 전색 효과가 나타나지 않았으며, 35중량 %를 초과하면 표면이 경화 후에 갈라진 금이 발생하므로 그 미만으로 제한하는 것이 바람직하고, 아크릴 에멀젼은 7중량 % 이하에서는 플라스터의 연성이 저하되어, 도포하기가 좋지 않게 되고, 16중량 %를 초과하면, 플라스터가 너무 연하게 되어 도포 후의 막 상태가 균질 하게 유지되지 않았다.

본 발명의 플라스터에서 견운모석 분말이 사용된 게르마늄 함유 충전제는, 20 중량 % 미만에서 항균, 항곰팡이성과 탈취성에 손색이 있었으며, 22중량 %를 초과하면서부터 항균, 항곰팡이성과 탈취성의 향상이 정체되어, 더 이상의 효과를 기대할 수 없었다. 또 22중량 %를 초과하였을 때는 게르마늄의 비중이 다른 물질에 비해 너무 높기 때문에 교반 중에도 바닥으로 침전되는 문제가 발생한다.

본 발명에서는 진정제가 상기 게르마늄의 침전을 막아 주어 액상물로 형성되는 본 발명의 플라스터에는 고르게 게르마늄이 분포하고 있게 되고, 또, 진정제는 조성물의 분산, 증점, pH 조절효과를 나타낸다.
진정제는 상기 카르복실 폴리머(Carboxylic Polymer)와, 한창산업(주) 제품 인산아연(Zinc-Phosphate)과 영진화학(주) 제품 인산칼륨을 사용하며, 그 혼합비율은 예시한 범위로 한정되는 것은 아니며, 총량 2중량 % 범위 내에서는 적절히 혼합될 수 있다.
본 발명의 플라스터는 상술한 바에 따라, 실리케이트 수지 34중량 %, 아크릴 에멀젼 15중량 %, 안료 5중량 %, 게르마늄이 함유된 무기질 충전제 22중량 %, 진정제 2중량 %, 물 22중량 %로 제한한다.

상술한 실시 예에서 얻어진 플라스터를 시료에 성막하고, 한국 건자재 시험 연구원(이하의 특성 시험 모두 동일 기관에서 행하였음)에서 FT-IR 스펙트로미터로, 40℃ 분위기에서 원적외선 방사 테스트를 행한 결과, 5 ~ 20 ㎛ 범위의 원적외선 방사율이 0.918, 방사 에너지는 3.70 X 10²로 나타났다.

또, 40 X 40 X 10 mm의 시편에 본 발명의 플라스터를 성막한 것을 사용하여 KICM-FIR-1085 시험 방법에 따른 탈취 시험의 결과는, 30분 경과 후의 탈취율 61.3%, 60분 경과 후는 63.8%, 90분 경과 후는 64.1%, 120분 경과 후는 65.5%로 측정되었으며, 상기 % 수치는 같은 시료에 본 발명의 플라스터를 도포하지 않고 측정한 것을 100으로 하였을 때의 비교 수치이다.

본 발명의 플라스터에 의한 음이온 방출을 알아보기 위하여, 40 X 40 X 297mm 규격의 시편에 도포하고, KICM-FIR-1042 시험방법에 따라 전하입자 측정 장치로 측정한 결과, 718 ION/cc 로 측정되었다. 측정 조건은 온도 22℃, 습도 58%, 대기중 음이온 수 63/cc인 분위기에서 측정 대상물로부터 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 ION 수로 표시하였다.

또, 물 : 시멘트 : 모래 : 자갈 = 168 : 300 : 910 : 1030의 배합비로 하여 콘크리트 판상 시료 2개를 성형하고, 이를 14일간 수중 양생시키고 꺼내어 판상 시료 하나의 표면에는 본 발명의 플라스터를 0.15ℓ/㎡의 도포량으로 1회, 4시간 경과 후 같은 양으로 1회 더 도포하고, 다른 하나의 판상 시료는 도포하지 않은 비교 대상으로 하여, 양 시료를 14일간 상온에서 기건 양생시킨 것을, 다시 200℃ 분위기에 3시간 정치시킨 다음, 꺼내고 증류수에 1시간 침지시켜 압축강도/부착강도/네잔갈림성/열균열 등의 특성을 측정한 결과는 다음과 같이 나타났다.

KS F 2405-97 시험 방법에 의한 압축강도는 플라스터를 도포한 시료가 27.5 N/㎟, 미도포 시료는 26.9 N/㎟로 측정되었으며, KS F 2476-02 시험 방법에 따른 도포 막의 부착강도는 0.7㎟, KS F 4928-98 시험 방법에 의한 내잔갈림성과, 육안 관찰을 통한 표면 균열 유무는 이상 없는 것으로 판정 되었다.

그리고 항균, 항곰팡이성 시험에 있어서도, 사용 균주를 Aspergillus niger ATCC 9642, Penicillium pinophilum ATCC 11797, Chaetomium globosum ATCC 6205, Gliosiadium virens ATCC 9645, Aureobasidum pullulans ATCC 15233 등의 혼합 균주를 ASTM G-21 시험 방법에 따라 본 발명의 플라스터가 도포된 시료를 배지로 하여 배양하고 1주후, 2주후, 3주후, 4주후로 구분하여 균의 성장을 점검한 결과, 균 의 성장을 인지할 수 없는 결과로 나타났다.

상술한 본 발명의 플라스터는, 내수성, 콘크리트 침투성 및 콘크리트와의 이온 결합을 강화시킨 칼륨 실리케이트 수지를 도입하여 콘크리트와의 혼화성을 증진시켜 시공 후에도 변색, 변질 없이 장기간 유지되고, 콘크리트, 모르타르, 시멘트 면, 석고보드, 목재 면 등에도 무리 없이 도포 되는 특성이 있다.

특히, 콘크리트와의 혼화성이 우수하여 초기 도포에서 벽면으로 침투되어 그 표면 강도를 증강시켜 주는 효과가 있다.

휘발성 유기용제 등을 사용하지 않는 것이므로 시공 후에 불쾌한 냄새 등의 환경을 저해하는 물질을 풍기지 않고, 원적외선/음이온 방출 효과로 항상 쾌적한 주거 환경을 조성하여 준다.

게다가, 안료를 선택 사용할 수 있는 것이므로 건축물의 내 벽면 마감재로도 활용이 가능하고, 도포 된 상태가 미려하여 벽지/장판 등의 도배 작업에서 본 발명의 플라스터 시공 후에는 초배 없이 바로 도배작업을 수행할 수 있으며, 시공된 벽지나 장판은 항균, 항곰팡이성과 탈취성 작용으로 그 수명이 연장될 뿐 아니라, 도배 후에 풍기는 냄새 등도 음이온 방출 효과로 분해하기 때문에 생활환경을 쾌적하게 유지하는 효과도 나타낸다.

Claims

칼륨 실리케이트 수지 34중량 %와 아크릴계 에멀젼 15중량 %를, 섭씨 30 ~ 40도 분위기에서 30분 정도 교반 한 다음, 교반을 계속하고 있는 상태에서 안료 5중량 %, 견운모석 분말 22중량 %, 진정제 2중량 %, 및 물 22중량 %를 함께 첨가하고 5시간 교반 하여 얻되, 상기 진정제는 카르복실 폴리머 0.5중량 %, 인산 아연 0.5중량 %, 인산 칼륨 1중량 %의 비율로 첨가되는 것을 특징으로 하는 바이오 게르마늄 기능성 플라스터.
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