KR100986262B1 - 나노 금속과 폴리페놀을 이용한 코팅제가 코팅된 코팅제품 - Google Patents

나노 금속과 폴리페놀을 이용한 코팅제가 코팅된 코팅제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 천연추출물인 폴리페놀을 이용한 기능성 코팅제가 코팅된 코팅제품에 관한 것으로서, 천연추출된 폴리페놀과 콜로이드상의 나노 구리(Cu), 나노 은(Ag), 나노 아연(Zn), 나노 백금(Pt), 나노 골드(Au)와, 첨가제 및 유무기 하이브리드 바인더를 포함하는 코팅제로 이루어진 코팅막과, 상기 코팅막의 하부에서 피코팅되는 기재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 금속과 폴리페놀을 이용한 코팅제가 코팅된 코팅제품을 기술적 요지로 한다. 이에 따라 천연추출물인 폴리페놀과 나노 금속을 융합하여 제조된 항균, 항곰팡이성, 항바이러스성에 대한 높은 효율을 가지는 기능성 코팅제를 각종 기재에 코팅하여, 항균, 항곰팡이성 뿐만 아니라 항바이러스성에 효율이 높은 코팅제품을 제공할 수 있는 이점이 있다.

Description

나노 금속과 폴리페놀을 이용한 코팅제가 코팅된 코팅제품{functional coating goods coated a coating material using nano metal and polyphenol}
본 발명은 천연추출물인 폴리페놀을 이용한 기능성 코팅제가 코팅된 코팅제품에 관한 것으로서, 금속 성분 특히 나노 금속과 천연추출물인 폴리페놀을 적절한 조건에서 융합하여 이를 각종 기재에 코팅하여, 항균, 항곰팡이성 뿐만 아니라 항바이러스성에 대한 높은 효율을 나타내는 나노 금속과 폴리페놀을 이용한 코팅제가 코팅된 코팅제품에 관한 것이다.
폴리페놀은 주로 야채나 과일, 식물의 잎, 줄기, 뿌리 등에 분포하며, 최근에는 항산화제로 널리 연구되고 있어 각종 건강보조식품, 식품, 화장품 등에 활용되고 있다. 또한, 폴리페놀은 항산화 성능뿐만 아니라, 항균 성능도 가지고 있어 항균용 필터나 악취 제거제 등에 사용되고 있다.
그러나, 이러한 식물체로부터 천연추출된 폴리페놀의 경우 일반적으로 항균 성능은 있으나, 항곰팡이성은 효율이 낮으며, 항바이러스성에는 효율이 거의 없어 다양한 분야에 적용이 어렵다.
한편, 금속 성분의 경우 일부 항균 기능성이 높은 은(Ag)과 같은 금속도 있고, 구리의 경우 항곰팡이성은 효율이 높은 것으로 나타나지만, 항바이러스에는 효율이 없다.
반면, 이러한 천연추출된 폴리페놀과 금속 성분을 혼합한 경우에는 특성에 따라 항균, 항곰팡이 각각에 대한 효율이 높게 나타나지만 효율은 그다지 높지 않은 것으로 알려지고 있다. 또한, 금속과 천연추출물인 폴리페놀과의 융합에 있어서 바인더 및 조건을 달리했을 경우에는 그 기능이 저하되는 문제점이 있다.
이와 같이, 금속 성분과 천연추출물인 폴리페놀과의 융합 조건에 따라 항균, 항곰팡이성은 효율이 높게 나타날 수 있으나, 단순 조합에 의해서는 항균, 항곰팡이 기능성은 높지만 항바이러스성에 대한 효율은 전혀 나타나지 않고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 금속 성분 특히 나노 금속과 천연추출물인 폴리페놀을 적절한 조건에서 융합하여 이를 각종 기재에 코팅하여, 항균, 항곰팡이성 뿐만 아니라 항바이러스성에 대한 높은 효율을 나타내는 기능성 코팅제를 각종 기재에 코팅하여 형성된 코팅제품의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 천연추출된 폴리페놀과 콜로이드상의 나노 구리(Cu), 나노 은(Ag), 나노 아연(Zn), 나노 백금(Pt), 나노 골드(Au)와, 첨가제 및 유무기 하이브리드 바인더를 포함하는 코팅제로 이루어진 코팅막과, 상기 코팅막의 하부에서 피코팅되는 기재를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 금속과 폴리페놀을 이용한 코팅제가 코팅된 코팅제품을 기술적 요지로 한다.
여기에서, 상기 기재는, 금속, 비철금속, 나무, 종이, 천, 부직포, 우레탄 폼, PE 메쉬 및 플라스틱 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 나노 금속과 폴리페놀을 이용한 기능성 코팅제는, 용매 90~100중량부에 대해, 폴리페놀 1~3중량부, 나노 구리 1~3중량부, 나노 은 0.2~0.4중량부, 나노 아연 0.6~0.8중량부, 나노 백금 0.3~0.5중량부, 나노 골드 0.1~0.3중량부, 첨가제 0.2~0.4중량부, 유무기 하이브리드 바인더 0.5~1.5중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 코팅막은, 딥 코팅법(Dipping Method), 롤 코팅법(Roll Method) 및 스프레이 코팅법(Spray Method) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의해 본 발명은 천연추출물인 폴리페놀과 나노 금속을 융합하여 제조된 항균, 항곰팡이성, 항바이러스성에 대한 높은 효율을 가지는 기능성 코팅제를 각종 기재에 코팅하여, 항균, 항곰팡이성 뿐만 아니라 항바이러스성에 효율이 높은 코팅제품을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1 - 황색포도상구균(S. aureus)에 대한 항균 결과를 나타낸 도.
본 발명은 금속 성분 특히 나노 금속 성분과 천연추출물인 폴리페놀, 첨가제 및 유무기 하이브리드 바인더를 적절한 조건에서 융합하여 이를 각종 기재의 표면에 코팅하여 항균, 항곰팡이성, 항바이러스성을 가지는 기능성 코팅막을 제공하게 된다. 그리고, 상기 코팅막의 하부에서 피코팅되는 기재로는 금속, 비철금속, 나무, 종이, 천, 부직포, 우레탄 폼, PE 메쉬 및 플라스틱 중 어느 하나이며, 이에 의해 항균, 항곰팡이성 뿐만 아니라 항바이러스성을 가지는 코팅제품을 제공하게 되는 것이다.
이러한 코팅제품으로는 예를 들어 건물 내장제, 가구내장제, 나무, 벽지, 의류(천), 부직포, 공기정화기나 에어컨 등의 필터가 있으며, 이의 표면에 코팅되어 항균, 항곰팡이, 항바이러스성과 같은 기능성을 가지게 된다.
특히, 상기 나노 금속으로는 나노 구리(Cu), 나노 은(Ag), 나노 아연(Zn), 나노 백금(Pt), 나노 골드(Au)를 모두 포함하는 것으로, 코팅막을 형성하는 코팅제는 용매 90~100중량부에 대해, 폴리페놀 1~3중량부, 나노 구리 1~3중량부, 나노 은 0.2~0.4중량부, 나노 아연 0.6~0.8중량부, 나노 백금 0.3~0.5중량부, 나노 골드 0.1~0.3중량부 그리고, 첨가제 0.2~0.4중량부, 유무기 하이브리드 바인더 0.5~1.5중량부로 이루어진다.
여기에서 폴리페놀은 일반적으로 천연추출물로 상업적으로 판매(상품명:comvita)하는 것을 구입하여 사용하고, 상기 나노 금속은 본 출원인이 출원하여 등록(등록번호 0865769호)된 "나노금속 입자의 제조방법"의 기술로부터 제조된 것을 사용하며, 여기에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 유무기 하이브리드 바인더는 본 출원인이 출원(공개번호 10-2009-0003708호)한 "유무기 하이브리드 바인더의 제조방법"에 의해 제조된 유무기 하이브리드 바인더를 사용하며, 여기에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 유무기 하이브리드 바인더는 기재에의 코팅막의 접착성과 코팅막의 경도를 향상시키게 된다. 그리고, 상기 첨가제로는 계면활성제 역할을 하는 감태를 사용하며, 감태의 농도는 5mg/ml로 조절하여 사용한다.
여기에서, 상기 코팅막은, 딥 코팅법(Dipping Method), 롤 코팅법(Roll Method) 및 스프레이 코팅법(Spray Method) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성된다. 이러한 코팅방법은 각 기재의 종류에 따라, 코팅막의 두께, 내부로의 코팅율, 픽업율 등을 고려하여 적절하게 선택한다. 상기 코팅막의 두께는 수 나노(nm) 내지 수 마이크로미터(㎛)로 균일하게 형성한다.
몇 가지 기재에 대한 코팅성에 대해서 방법을 달리하여 적용하고자 한다.
코팅제는 용매(순수) 92.7중량부에 대해 폴리페놀 2중량부, 나노 구리 2중량부, 나노 은 0.3중량부, 나노 아연 0.7중량부, 나노 백금 0.4중량부, 나노 골드 0.2중량부, 유무기 하이브리드 바인더 1중량부, 첨가제 0.3중량부로 혼합하여 제조하였다.
1)딥 코팅시 에어메쉬, 폼 필터의 경우 픽업율 100%로 했을 경우 효율이 안정적으로 나타나지만 50% 이하로 했을 경우에는 효율이 감소가 되었다. 딥 코팅 후 건조는 60~70℃에서 20~30분 건조하였다.
2)스프레이 코팅시에는 흡수성이 높은 제품에 대해서는 픽업율이 높아지는 특성상 스프레이 코팅으로 하였다. 점도가 20cPs 이하로서 저점도를 가지는 제품으로 스프레이 코팅법이 유리하다. 제조 공정에 있어서는 컴퓨레서 압력을 5~7 기압으로 설정을 하였으며, 스프레이 코팅에 있어서 가장 큰 요인은 분사량과 분사압이므로 이들을 적절히 제어 조절하여 코팅막을 형성하였다. 최적의 조건을 적용하여 스프레이 코팅을 적용하였으며 이러한 코팅함량은 픽업율을 기준으로 약 100%로 맞추었으며, 건조는 60~70℃에서 20~30분 동안 하였다.
3)기재의 특성상 부직포의 경우에는 스프레이 코팅에서는 최상층만 코팅이 이루어져 내부로의 코팅성이 낮아져 효율이 감소하는 형태로 적용되며, 또한 딥 코팅으로 할 경우에는 코팅액의 함침량이 높아져 비경제적인 측면으로 나타났다. 이에 대해 내부로의 코팅과 픽업율을 맞추기 위해서는 롤 코팅이 가장 좋은 방법으로 나타났다. 롤 코팅시 코팅 함량 조절은 롤과 롤 사이를 코팅된 부직포가 지나가면서 액의 함량을 제어해 줌으로서 제어가 된다. 코팅 후 건조 조건은 위와 같다. 이렇게 제조된 부직포의 항균, 항곰팡이성은 매우 높은 것으로 나타났다.
다음은 상기 코팅막이 코팅된 부직포와 우레탄 폼에 대한 항균 <표 1>, <표 2>, 항곰팡이성 <표 3>, 항바이러스성 <표 4>에 대해 shaking flask 법을 통해 알아보았다.
①시험에 사용할 균주를 9㎖ 희석수를 이용하여 십진법으로 희석한 뒤 멸균된 중화용액 100㎖에 105cfu/㎖가 되도록 균을 접종시킨다.
②각 삼각 flask마다 1x1cm로 잘라놓은 filter를 30개씩 넣는다.
③삼각 flask를 35℃(곰팡이의 경우, 25℃)에서 shaking incubator에서 150rpm으로 24시간 반응시킨다.
④24시간 후 반응액을 십진법으로 희석하여 pour plate법으로 생균수 시험을 진행한다. 도 1은 황색포도상구균(S. aureus)에 대한 항균 결과를 나타낸 것으로, 부직포와 우레탄 폼의 항균 효율이 높은 것으로 나타났다.
그리고, 항바이러스 시험 방법은 다음과 같다.
eline calicivirus(FCV)의 항바이러스 시험은 end point dilusion assay방법인 50% tissue cultere infectious dose(TCID50)으로 바이러스 감염가를 측정한다.
①96well-plate에 CrFKcell이 6.3x103cell/well되도록 분주한 후 37℃, 5%CO2 조건에서 48시간 배양하여 monolayer을 얻는다.
②약 105TCID50/㎖로 희석된 FCV를 시험코팅액과 최종농도가 1,3,5㎎/㎖가 되도록 1:1로 혼합하여 실온에서 시간별로 반응시킨다.
③반응이 종료 되는대로 바이러스를 maintenance medium(2% FBS, DMEM)에 10진법으로 희석한다.
④monolayer로 형성된 96well-plate에 growth medium을 aspirate를 이용하여 제거한 후, 희석된 바이러스를 25㎕씩 8개의 well에 접종한다.
⑤37℃, 5% CO2 incubator에서 90분 동안 바이러스를 흡착시킨 뒤, 각 well에 100㎕의 maintenance medium을 각각 첨가한다.
⑥바이러스 역가는 일정 시간 추출물과 반응시킨 후 남아있는 바이러스의 양을 대조군과 비교하여 CrFKcell에서 측정된 50% Tissue Culture Infectious Dose(TCID50)를계산하여결정한다.
⑦바이러스 배양 5일째에 바이러스에 의해 lysis된 세포를 가시화한 후 50% 이상 CPE가 나타난 well의 희석단계를 Reed-Muench method로 산정하고 Log TCID50로 표시하였다.
Figure 112010018299543-pat00001
Figure 112010018299543-pat00002
Figure 112010018299543-pat00003
Figure 112010018299543-pat00004
상기 표에서와 같이 본 발명에 따른 기능성 코팅제로 이루어진 코팅막이 형성된 부직포와 우레탄 폼에 대한 항균, 항곰팡이성, 항바이러스성 시험에 대해 그 효율이 높은 것으로 나타났다.

Claims (4)

  1. 천연추출된 폴리페놀과 콜로이드상의 나노 구리(Cu), 나노 은(Ag), 나노 아연(Zn), 나노 백금(Pt), 나노 골드(Au)와, 첨가제 및 유무기 하이브리드 바인더를 포함하는 코팅제로 이루어진 코팅막과;
    상기 코팅막의 하부에서 피코팅되는 기재;를 포함하되,
    항균, 항곰팡이성 및 항바이러스성을 가짐을 특징으로 하는 나노 금속과 폴리페놀을 이용한 코팅제가 코팅된 코팅제품.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기재는,
    금속, 비철금속, 나무, 종이, 천, 부직포, 우레탄 폼, PE 메쉬 및 플라스틱 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노 금속과 폴리페놀을 이용한 코팅제가 코팅된 코팅제품.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 나노 금속과 폴리페놀을 이용한 기능성 코팅제는,
    용매 90~100중량부에 대해, 폴리페놀 1~3중량부, 나노 구리 1~3중량부, 나노 은 0.2~0.4중량부, 나노 아연 0.6~0.8중량부, 나노 백금 0.3~0.5중량부, 나노 골드 0.1~0.3중량부, 첨가제 0.2~0.4중량부, 유무기 하이브리드 바인더 0.5~1.5중량부로 이루어지되 첨가제는 감태인 것을 특징으로 하는 나노 금속과 폴리페놀을 이용한 코팅제가 코팅된 코팅제품.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 코팅막은,
    딥 코팅법(Dipping Method), 롤 코팅법(Roll Method) 및 스프레이 코팅법(Spray Method) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 나노 금속과 폴리페놀을 이용한 코팅제가 코팅된 코팅제품.
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