KR100852094B1

KR100852094B1 - 기능성 천연페인트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100852094B1
Application number: KR1020080030890A
Authority: KR
Inventors: 주효연
Original assignee: 주효연
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2008-08-13

Abstract

주거공간의 내부 벽면에 시공하여 항균 및 항 곰팡이 기능으로 헌집증후군을 해결하는 동시에 음이온 방출과 원적외선에 의한 웰빙 효과를 갖고 공기를 맑게 하는 기능성 천연페인트가 개시되어 있다. 본 발명의 기능성 천연페인트는 이산화티타늄 7∼12wt%, 탈크 10∼20wt%, 아크릴수지 10∼15wt%, 천연펄프수지 10∼15wt% 및 물 25∼30wt%를 혼합하여 교반하고, 천연보존제 0.5∼1wt%를 추가로 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

천연, 페인트, 천연펄프수지, 키토에프, 천연보존제

Description

기능성 천연페인트 및 그 제조방법{NATURAL PAINT HAVING ANTIFUNGAL FUNCTION AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 천연페인트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 천연보존제를 혼합하여 제조함으로써 콘크리트나 시멘트 벽면에 단 한번의 시공으로 중금속 및 라돈 방사선 차단은 물론 각종 건축마감재에서 발생하는 포름알데히드를 탈취하여 새집증후군을 예방하고, 주거공간의 내부 벽면에 시공하여 항균 및 항 곰팡이 기능으로 헌집증후군을 해결하는 동시에 음이온 방출과 원적외선에 의한 웰빙 효과를 갖고 공기를 맑게 하는 기능성 천연페인트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 건강증진 및 쾌적한 환경의 조성을 위하여 음이온을 발생시키는 제품들이 많이 개발되어 시판되고 있으나, 인위적으로 발생시키는 제품들 중에 적지 않은 제품들에서 오존이 발생한다고 알려지고 있다. 오존은 산소의 동소체로서, 특유한 냄새 때문에 '냄새를 맡다'를 뜻하는 그리스어 ozein을 따서 명명되었다. 이와 같이 발생한 오존은 강한 산화제로서의 특성으로 살균, 소독, 탈취 등에 우수한 효과가 있어 정수처리시설, 음료수의 소독, 식품저장, 공기정화, 폐수처리 등 다양한 분야에서 응용되고 있으나, 과량의 오존은 점막조대, 폐세포 및 호흡기 장애를 유 발하는 것으로 알려져 있다.

이를 개선하기 위하여, 자연발생적으로 음이온을 방출하는 것으로 알려져 있는 신소재인 토르말린은 규산염 광물로 물질 자체의 특이한 구조로 인하여 미약 전하가 발생하는 물질로 알려져 있다. 이와 같은 특성을 지닌 토르말린을 이용하여 제조된 종전의 제품들을 살펴보면,

(1) 토르말린 층 위에 라미네이팅 층을 순차적으로 증착시켜 제품을 구성함으로써, 내부의 우수한 토르말린의 효능이 외부로 발산되는 것을 막는 문제점이 있고,

(2) 실리콘의 같은 고분자물질과 혼합하여 제조된 제품류는 과량의 고분자물질을 사용함으로써 상대적으로 토르말린의 혼합량이 적어져 목적으로 하는 음이온방출효과가 떨어지는 단점이 있고, 또한 절연성을 지닌 고분자물질이 토르말린 표면을 코팅하는 것에 의해 토르말린 고유의 효능을 떨어뜨리는 문제가 있다.

또한, 원적외선 방사제품들을 살펴보면, 원적외선은 이미 1800년 경에 그 존재가 발견되었으며, 산업적으로 이용하기 시작한 것은 1980년 경에 그 존재가 발견되었으며, 산업적으로 이용되기 시작한 것은 1930년대 미국의 포드 자동차의 도장 건조공정에서 시작되었고, 그 특징은 열에너지를 멀리까지 전달하는 기능이 우수하므로 균일가열, 가열시간의 단축, 에너지 절감효과, 열분해 억제 등에서 우수한 효과가 있으며, 조사 대상체의 표면을 파괴하지 않고, 물체 내부까지 흡수 및 침투되어 공명을 일으키므로 물체의 구성분자를 활성화하여 세포활성화, 혈행촉진, 발한 및 대사기능 촉진 작용 등에 효과가 있다고 공개되어 있고, 주로 원적외선을 방사 시키는 원소는 알루미늄이나 실리콘 등이 과량 함유된 광물질이 우수한 것으로 보고되고 있다.

따라서 이들을 이용한 제품들에 대한 요구가 증대되고, 또 끊임없이 연구되며, 일부 제품들에서 이들 토르말린을 이용하는음이온방출기능 등을 꾀하는 것이 나타나고 있기도 하다.

그러나 특히 페인트와 같은 마감재의 경우에서는 접착을 위한 고분자물질에 이러한 토르말린 등의 무기물질들을 혼합하여 도포하는데, 이 경우, 무기물질의 함량이 높아질 수록 마감재로서의 기능은 떨어지며, 이를 방지하기 위해서 무기물질의 함량을 낮추면 원래 의도한 음이온방출기능 등이 저하되는 상반된 특성으로 인하여 상업적으로 성공한 제품의 개발이 이루어지지 못하고 있다.

이외에도 천연광물을 소재로 한 다양한 특허들이 이미 공지되어 있다.

예를 들면, 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0042649호(2006.05.15)에는 "천연 단백질계 수지를 이용한 벽 바름재 조성물"이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허공보 제10-0406288호(2003.11.06)에는 "액체벽지조성물 및 상기 액체벽지조성물의 제조방법"이 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허공보 제10-0523276호(2005.10.14)호에는 "단백질 섬유소 도료의 제조방법"이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 특허 기술들은 그 효과가 미미하고 제조공정이 복잡하여 생산단가가 높다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 항균 및 항곰팡이 기능을 갖는 기능성 천연페인트 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 장기간 보관시에도 부패하거나 변질되지 않도록 한 기능성 천연페인트 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다량의 음이온 및 원적외선을 방출할 수 있도록 한 기능성 천연페인트 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 천연 소나무 추출물로 인한 '피톤치드 효과'로 소나무 숲속과 같은 쾌적한 환경을 연출할 수 있도록 한 기능성 천연페인트 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기능성 천연페인트는,

이산화티타늄 7∼12wt%, 탈크 10∼20wt%, 아크릴수지 10∼15wt%, 천연펄프수지 10∼15wt%, 물 25∼30wt%, 천연보존제 0.5∼1wt%를 포함하여 혼합교반함으로써 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기능성 천연페인트의 제조방법은,

펄프수지와 물을 중량대비 1:1로 혼합하여 2시간동안 고속분산시킨 후 키토에프를 천연펄프수지 전체 중량대비 0.5wt%를 1시간동안 고속분산시켜서 천연펄프수지를 제조하는 단계;

혼합된 천연펄프수지를 24시간동안 숙성시키는 단계;

물 25∼30wt%에 천연펄프수지 10∼15wt%, 아크릴수지 10∼15wt%, 이산화티타늄 7∼12wt% 및 탈크 10∼20wt%를 각각 순차적으로 투입한 후 교반시켜 페인트의 주원료를 제조하는 단계; 및

페인트의 주원료에 일라이트 분말 3∼5wt%, 소나무유 2∼5wt% 및 키토에프 0.5∼1wt%로부터 선택된 적어도 어느 하나의 성분을 포함하여 혼합교반하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기능성 천연페인트에 의하면, 천연보존제를 혼합하여 제조함으로써 콘크리트나 시멘트 벽면에 단 한번의 시공으로 중금속 및 라돈 방사선 차단은 물론 각종 건축마감재에서 발생하는 포름알데히드를 탈취하여 새집증후군을 예방할 수 있다.

또한, 본 발명은 주거공간의 내부 벽면에 시공하여 항균 및 항 곰팡이 기능으로 헌집증후군을 해결하는 동시에 음이온 방출과 원적외선에 의한 웰빙 효과를 갖고 공기를 맑게 하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 포름알데히드 탈취기능이 있어, 천연페인트 시공 후 1시간 만에 약 60%의 포름알데히드를 탈취하고, 점차적으로 1시간 마다 4%씩 탈취력을 증가시키는 능력이 있다. 따라서, 페인트 칠을 할 경우에 문이나 창문을 닫고 해도 인체에 해로움이 없으며, 담배연기나 불쾌한 냄새 등을 분해하여 숲속의 맑은 공기 느낌을 갖도록 하는 효능이 있다.

또한, 본 발명은 밀폐 공간 내부의 세균번식을 억제하여 청정한 환경을 유지하며, 습기가 많은 벽면에 곰팡이 발생을 차단하여 실내공기가 산뜻하고, 수분을 흡수했다가 방출하는 작용으로 곰팡이가 생성하지 못하도록 하며, 광촉매 무기광물의 살균작용에 의하여 실내공기를 정화시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기능성 천연페인트 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 기능성 천연페인트는 이산화티타늄(TiO₂), 탈크(Talc), 아크릴수지 및 천연펄프수지를 주성분으로 하고, 여기에 천연보존제, 일라이트 분말 및 소나무유로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상의 첨가제를 첨가하여 제조한다.

이때, 각 성분별로 최적의 투입량을 살펴보면, 이산화티타늄은 7∼12wt%, 탈크는 10∼20wt%, 아크릴수지는 10∼15wt%, 천연펄프수지는 10∼15wt%, 물 25∼30wt%, 일라이트 분말 3∼5wt%, 소나무유 2∼5wt%, 천연보존제 0.5∼1wt%인 것이 바람직하다.

상기와 같은 성분 이외에도 수분제, 소포제 또는 발산제 등이 추가로 첨가될 수 있다.

상기 성분 중에서 이산화티타늄, 탈크, 아크릴수지는 페인트를 제조하기 위한 기본 성분으로서 그 구체적인 설명은 하지 않도록 한다.

상기 천연펄프수지는 본 발명에서만 사용되는 필수구성요소로서, 펄프수지와 물을 중량대비 1:1로 혼합하여 고속분산시킨 후 천연보존제(키토에프)를 천연펄프수지 전체 중량대비 0.5wt%를 혼합하여 제조한다.

이때, 상기 천연보존제(키토에프)는 자몽씨추출물, 키토산 올리고당, 유기산 및 물을 중량대비 10:5:30:55의 비율로 혼합하여 제조한다.

이렇게 제조된 천연펄프수지는 항균성 및 항곰팡이성을 증대시킬 수 있으며, 그로 인해 액체상태로 보관되는 천연페인트에 방부효능을 향상시켜 천연페인트를 장기간 보관하여도 썩거나 변질되지 않도록 할 수 있는 것이다.

또한, 추가로 첨가되는 첨가제 중 일라이트 분말은 음이온 및 원적외선을 발생시킬 수 있고, 소나무유는 천연소나부 추출로서 피톤치드 효과를 강화시킬 수 있다.

상기 천연보존제는 상기에 언급된 바와 같이 키토에프로 명명된 것으로, 자몽씨추출물과 키토산올리고당 및 유기산의 합성에 의해 항균성 및 항곰팡이 성질을 크게 증대시키는 역할을 한다.

이하, 본 발명에 따른 기능성 천연페인트의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

1. 천연펄프수지를 제조한다.

펄프수지와 물을 중량대비 1:1로 혼합하여 2시간동안 고속분산시킨 후 천연보존제(키토에프)를 천연펄프수지 전체 중량대비 0.5wt%를 1시간동안 고속분산시킨다.

2. 혼합된 천연펄프수지를 숙성시킨다.

상기와 같이 혼합된 천연펄프수지를 24시간동안 숙성시켜 천연펄프수지를 완성한다.

3. 물 25∼30wt%에 천연펄프수지 10∼15wt%, 아크릴수지 10∼15wt%, 이산화티타늄 7∼12wt% 및 탈크 10∼20wt%를 각각 투입한 후 교반시켜 페인트의 주원료를 제조한다.

4. 페인트의 주원료에 일라이트 분말 3∼5wt%, 소나무유 2∼5wt% 및 천연보존제 0.5∼1wt%로부터 선택된 적어도 어느 하나를 혼합한다.

이때, 상기 천연보존제는 상기에 언급된 키토에프와 동일한 성분으로 제조된 것이다.

이하, 상기와 같은 성분 및 제조방법에 따라 제조되는 본 발명의 실시예와 비교예를 통해 본 발명의 효능을 살펴보도록 한다.

<실시예>

먼저 펄프수지 1kg과 물 1kg을 혼합하여 2시간동안 고속분산시킨 후, 키토에 프 천연보존제를 5g을 추가로 투입하여 1시간동안 고속분산시켜 천연펄프수지를 제조한다. 상기 키토에프는 자몽씨추출물 10g, 키토산 올리고당 5g, 유기산 30g 및 물 55g을 혼합하여 제조한다.

이렇게 제조된 천연펄프수지를 24시간동안 숙성시켜 천연펄프수지를 완성한다.

그 후, 물 2,5kg에 천연펄프수지 1kg을 넣고 교반시켜 혼합되면, 아크릴수지 1kg, 이산화티타늄 0.9kg 및 탈크 1.1kg를 각각 시차를 두고 투입한 후 교반시켜 페인트의 주원료를 제조한다.

이렇게 완성된 상기 페인트의 주원료에 일라이트 분말 50g, 소나무유 30g 및 키토에프 5g를 추가로 투입하여 본 발명에 따른 천연페인트를 완성한다.

본 발명의 실시예에 따라 제조된 기능성 천연페인트의 항균성 시험에 대한 결과가 각각 표 1에 기재되어 있고, 항균성 시험결과 사진이 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.

<비교예>

본 발명에 따른 키토에프를 첨가하지 않고 천연펄프수지를 제조한다. 상기 실시예의 배합량에 따라 물, 천연펄프수지, 아크릴수지, 이산화티타늄 및 탈크를 투입하여 페인트를 제조한다.

이때, 본 발명에 첨가되었던 일라이트분말, 소나무유 및 키토에프는 전혀 첨가하지 않았다.

<시험예>

1. 시험목적 : 키토에프(키토-F) 함유 천연 페인트의 방부효능 확인 시험

2. 시험 제품 개요 : 한국신화 페인트에서 제조된 키토-F 함유(0.5wt%) 천연 페인트

3. 시험 방법

■ 사용균주

① 대장균(Escherchia coli)

② 황색포도상 구균(Staphylococcus aureus)

③ 녹농균(Pseudomonas aeruginose)

④ 칸디다 알비칸스 (Candida albicans)

⑤ 흑곰팡이 (Aspergillus niger)

■ Shaking Flask 법 (진탕 플라스크 법)

(1) 키토에프 함유 방부제가 첨가된 페인트 80mL와 균주별 액상배지 20mL 각각을 삼각플라스크에 놓고 각 균주별로 균농도를 맞추어 접종한다. (각각 10^5~6 cfu/g)

(2) 위의 용액에서 1mL를 취해 9mL의 saline액(0.9% NaCl solution)에 연속 희석하여 단계별로 3중복으로 도말한다.

(3) 세균은 35℃ 항온 배양기에서 24시간, 곰팡이는 25℃에서 72시간 이상 배양 후 군락의 수를 계수한 후 희석배수를 곱하여 1mL 당 균수를 환한다.

(4) 위 삼각플라스크에 담긴 액을 1, 3, 7, 14일 간격으로 균의 사면여부를 확인한다.

(5) 사멸율 산출 계산식 : (초기 균수-나중 균수)/초기 균수 × 100

■ Plate Inhibition 법 (저지환 법)

(1) NA배지위에 균주별로 균농도를 맞추어 도말한다. (각각 10^5~6 cfu/g)

(2) 아래의 페인트 샘플들을 각각 1mL씩 떨어뜨린다.

- 방부제 미첨가 페인트 원액

- 기존 방부제 첨가 페인트 원액

- 키토-F 방부제 첨가 페인트 원액

(3) 세균은 35℃ 항온 배양기에서 24시간, 곰팡이는 25℃에서 72시간 이상 배양 후 저지환 확인

4. 시험결과

(1) Shaking Flask 법 (진탕 플라스크 법)

구분	균주명	초기접종균수	1일차	3일차	7일차	12일차
세균	대장균	7.0×10⁵	0	0	0	0
	황색포도상 구균	8.0×10⁵	0	0	0	0
	녹농균	3.0×10⁵	0	0	0	0
진균	칸디다 알비칸스	4.0×10⁵	0	0	0	0
진균	흑곰팡이	6.0×10⁵	0	0	0	0

상기 표 1에 기재된 바와 같이, 대장균, 황색포도상구균, 녹농규, 칸디다 알비칸스, 흑곰팡이 모두 1일차부터 완전히 제거된 것을 알 수 있다. 또한, Shaking Flask 법에 대한 결과 사진이 도 1에 도시되어 있다.

(2) Plate Inhibition 법 (저지환 법)

Plate Inhibition 법에 대한 결과 사진이 도 2에 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 키토에프가 첨가된 페인트 근처의 세균들은 그 크기가 작아지거나 없어진 반면에, 비교예의 페인트들은 원상태 그대로 이거나 곰팡이에 의해 없어지는 모습을 볼 수 있다.

5. 시험평가

(1) 상기 실험 천연페인트 원액을 20% 희석하여 사용함 (80% 원액사용)

(2) 액상배지에 80% 페인트 원액 혼용 시 미생물이 전혀 자라지 않음.

(3) 키토에프를 방부제로 사용한 샘플에서는 1일차 이후 계속해서 세균과 진균(곰팡이 포함)에서 균의 활성화를 발견할 수 없었음.

(4) 저지환 법 시험 결과 키토에프는 모두 세균 및 곰팡이에 대하여 방부 효과를 확인하였고, 기존 방부제가 들어간 샘플에 비해서도 방부효과가 우수한 것으로 확인되었음.

(5) 기존방부제 및 방부제 미첨가군은 세균과 특히, 곰팡이에 대한 방부력이 취약함이 관찰되어 사용상 및 보관 시 제품 관리에 문제점이 많이 발생할 수 있을 것으로 사료됨.

본 발명에 따른 천연페인트의 포름알데히드 및 총 휘발성 유기화합물의 안전시험을 검사한 결과가 표 2에 기재되어 있다.

비교구분	환경부 권장	환경마크	HB마크 (최우수등급)	본 발명의 천연페인트
HCHO (포름알데히드)	1.25 이상	0.05	0.015	0.005
TVOC (총휘발성유기화합물)	4.0 이상	0.2	0.1	0.069

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 천연페인트는 그 탈취력이 우수하여 인체에 해로움이 없는 친환경 천연페인트임이 입증되었다.

도 1은 Shaking Flask법에 의해 대장균, 황색포도상구균, 녹농균, 칸디다 알비칸스 및 흑곰팡이의 일자별 변화추이를 촬영한 사진이다.

도 2는 Plate Inhibition법에 의해 황색포도상구균, 녹농균 및 흑곰팡이의 일자별 변화추이를 촬영한 사진이다.

Claims

이산화티타늄 7∼12wt%, 탈크 10∼20wt%, 아크릴수지 10∼15wt%, 천연펄프수지 10∼15wt%, 물 25∼30wt%, 및 천연보존제 0.5∼1wt%를 포함하여 혼합교반함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 기능성 천연페인트.
제 1항에 있어서,

상기 천연펄프수지는 펄프수지와 물을 중량대비 1:1로 혼합하여 고속분산시킨 후 천연보존제를 천연펄프수지 전체 중량대비 0.5wt%를 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 기능성 천연페인트.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 천연보존제는 키토에프로서, 자몽씨추출물, 키토산 올리고당, 유기산 및 물을 중량대비 10:5:30:55의 비율로 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 기능성 천연페인트.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

일라이트 분말 3∼5wt% 또는 소나무유 2∼5wt% 중 선택된 적어도 하나의 성분을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 천연페인트.
펄프수지와 물을 중량대비 1:1로 혼합하여 2시간동안 고속분산시킨 후 키토에프를 천연펄프수지 전체 중량대비 0.5wt%를 1시간동안 고속분산시켜서 천연펄프수지를 제조하는 단계;

혼합된 천연펄프수지를 24시간동안 숙성시키는 단계;

물 25∼30wt%에 천연펄프수지 10∼15wt%, 아크릴수지 10∼15wt%, 이산화티타늄 7∼12wt% 및 탈크 10∼20wt%를 각각 순차적으로 투입한 후 교반시켜 페인트의 주원료를 제조하는 단계; 및

페인트의 주원료에 일라이트 분말 3∼5wt%, 소나무유 2∼5wt% 및 키토에프 0.5∼1wt%로부터 선택된 적어도 어느 하나의 성분을 포함하여 혼합교반하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 천연페인트의 제조방법.
제 5항에 있어서,

상기 키토에프는 자몽씨추출물, 키토산 올리고당, 유기산 및 물을 중량대비 10:5:30:55의 비율로 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 천연페인트의 제조방법.