KR101008220B1

KR101008220B1 - 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법

Info

Publication number: KR101008220B1
Application number: KR1020100085256A
Authority: KR
Inventors: 강원식; 강인식
Original assignee: 주식회사 태강
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2011-01-17

Abstract

칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법이 개시된다. 본 발명은 백색안료, 바인더, 물, 체질안료, 동결방지제, PH조정제, 촉진제로 혼합된 수용성 바인더를 생성한 다음, 칠보석 페이스트(Paste)와 피톤치드 마이크로캡슐을 교반하여 페인트 조성물을 생성함으로써, 대량 음이온을 발생시키고 시멘트의 독성을 중화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 산림욕과 같은 항균작용을 가져 친환경적인 실내공간을 연출할 수 있는 효과가 있다.

Description

칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법{MANUFACTURE METHOD OF PAINT COMPOSITION CONTAINED SEVEN PRECIOUSSTONE AND JAPANESE CYPRESS}

본 발명은 페인트 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 칠보석 분말과 마이크로캡슐화된 피톤치드로 페인트 조성물을 구성함으로써, 지속적으로 항균, 살균, 탈취가 가능하고 유기물분해 기능을 강화한 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

도료(Coatings)란 물체의 표면에 도포하여 건조된 피막층, 즉 도막을 형성하는 화학물질을 지칭하며, 소재의 보호와 미관을 얻기 위하여 사용된다.

이러한 도료는 결합제, 용제, 안료, 첨가제 등으로 구성되는데, 특히 페인트는 도료 중에서 착색 안료를 포함하고 있는 불투명한 도료를 통칭하거나 투명 또는 반투명 도료와 동일한 의미로 사용된다.

일반적으로 페인트(Paint)는 유동성의 물질로 물체의 표면에 넓게 도포되어 얇은 피막 층을 형성하고, 시간의 경과에 따라 건조, 경화됨으로써 물체의 표면을 보호할 뿐 아니라, 미감을 증대시키는 기능을 갖는다.

특히 건축물 등과 같은 구조물에 내외부에 도포되어 구조물의 외관을 미려하게 할 뿐만 아니라, 부식 등과 같은 손상을 방지하여 내구성을 향상시키는데 많이 이용되고 있다.

통상의 페인트는 석유화학 수지에 충진제, 안료, 분산제, 첨가제 등을 혼합하고 교반하는 등의 공정을 거쳐 생산되나 원료에 함유되어 있는 인체 유해 성분이 제거되지 않아 도장 작업자 및 일반 수요자들의 건강에 치명적 악영향을 미칠 수 있으므로 최근 사회적인 문제로 대두되고 있다.

구체적으로는, 화학 페인트는 도장시 납 함유 도료에 의한 중독, 도장시 도료나 신너에서 발생하는 휘발성 유기 화합물(VOC:Volatile Organic Compounds)의 증기에 의한 중독, 도장 후 증발되는 트리클로로에틸렌, 메틸알코올, 톨루엔, 벤졸 등에 의한 중독이 특히 문제가 되고 있다.

따라서 인체에 유익한 재료의 함유량을 높여서 실내의 공기 정화력 또는 인체의 건강 증진에 도움을 줄 수 있도록 페인트 조성물에 칠보석을 포함시키거나 편백나무 정유를 포함시켜 항균성을 강화하거나 독성을 제거하도록 하는 기술이 소개되어 있다.

공개특허 10-2004-0088324호(명칭 : 복합 무공해 기능성 기 도료 제조)에 사용된 칠보석은 기존 기능성 도료에서 찾아볼 수 없는 콘크리트 바닥이나 벽면에서 나오는 인체에 유해한 알카리염을 중화시키는 기능이 있고 또한 제습 효과가 우수하며, 세라믹 고유의 특성인 원적외선 방사량이 92% 이상이고 흡수 탈취, 항균성과 음이온 방사율도 기존 옥, 게르마늄 맥반석보다 매우 우수하다고 소개하고 있다.

그러나 칠보석을 함유시킨 이러한 기술도 기존의 도료에 분쇄한 칠보석 분말을 구성성분으로 단순히 추가한 기술에 불과할 뿐 칠보석의 기능을 보다 더 강화하기 위한 첨가물에 대한 기술은 소개되어 있지 않다.

또한 공개특허 10-2006-0005924호(명칭 : 수용성 도료 조성물)에 피톤치드를 포함시킨 도료가 소개되어 있다.

피톤치드는 자신을 위협하는 각종 해충, 병균, 곰팡이, 박테리아 등에게는 킬러의 역할을 하여 인간에게는 도리어 이롭게 작용하는데, 특히, 화학합성 물질이 아닌 천연물질로 인간의 신체에 무리없이 흡수되며, 인간에게 해로운 균들을 선택적으로 살균하는 항균작용, 소취작용, 진정작용, 스트레스 해소 작용 등 수많은 기능을 하는 것으로 알려져 있기 때문에 최근에 친환경 도료로 많이 사용되고 있다.

그러나 이러한 피톤치드도 고가이기 때문에 일반 도료에 많이 사용할 수 없을 뿐만 아니라 피톤치드가 휘발성이므로 그 효과를 오래 지속시킬 수가 없고, 미량의 피톤치드 사용시 향을 발휘할 수 없다는 문제점에 대해서는 그 해결책을 제시하지 못하고 있다.

그리고 공개특허 10-2008-0098125호(명칭 : 전자파 및 수맥파 차단용 조성물 및 이를 함침 또는 코팅한 합판마루)에는 이러한 칠보석과 피톤치드를 동시에 함유한 조성물이 소개되어 있으나, 이러한 기술도 단순히 칠보석과 피톤치드를 구성성분으로 함유시킨 도료일 뿐 칠보석과 피톤치드의 각 기능을 배가시키거나 고가인 피톤치드를 미량 함유시켜도 그 기능을 발휘할 수 있는 기술이나 휘발성인 피톤치드의 기능을 지속시키기 위한 어떤 해결책도 제시하지 못하고 있다.

따라서, 친환경 소재인 칠보석과 피톤치드를 동시에 함유시키되 이들의 결합된 효능을 배가시키고 휘발성인 피톤치드의 기능을 지속시킴과 동시에 과량의 피톤치드가 함유될 경우 발생할 수 있는 악취제거에 대한 대안이 필요한 것이다.

본 발명은 상술한 점을 감안하여 칠보석과 피톤치드의 효능을 배가시킬 수 있는 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 피톤치드를 마이크로 캡슐화하여 도료에 첨가한 페인트 조성물의 제조 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 과량의 피톤치드 혼합 시 발생할 수 있는 악취를 제거할 수 있는 페인트 조성물의 제조 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법은 (a)칠보석을 분쇄하여 325메쉬 이하의 입자 크기로 분말화하는 단계와, (b)편백나무에서 추출된 피톤치드 정유를 마이크로캡슐화하는 단계, (c)반응탱크에 백색안료 10~20중량%, 이멀젼 112C 바인더 15~20중량%, QTUE 456 바인더 15~20중량%, 물 10~15중량%, SIATH 체질안료 5~10중량%, 동결방지제 1~3중량%, PH조정제 0.1~1중량%, 촉진제 1~5중량%를 혼합하여 수용성 바인더를 생성하는 단계 및 (d)상기 (c)단계에서 생성된 수용성 바인더에, 칠보석 페이스트(Paste) 15~25중량%를 교반하에 서서히 투입하고, 상기 (b)단계의 피톤치드 마이크로캡슐 0.01~5중량%를 서서히 적하하면서 교반하여 페인트 조성물을 생성할 수 있다.

한편, (b)단계에서 피톤치드의 향에 따라 별도의 캡슐로 저장함으로써, 소비자의 취향에 따라 피톤치드 오일향을 선택할 수 있도록 한다.

그리고, (c)단계의 촉진제는 피톤치드의 악취를 제거할 수 있는 텅스턴옥사이드(WO₃)가 함유된 산소촉매인 무기산화물로 하고, 희석재인 물은 상기 (b)단계의 피톤치드 추출과정에서 발생된 물을 사용하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법에 의하면, 칠보석과 편백나무의 원액을 함께 사용하여 페인트 조성물을 생성하기 때문에 대량 음이온을 발생시키고 시멘트의 독성을 중화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 산림욕과 같은 항균작용을 가져 친환경적인 실내공간을 연출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법에 의하면, 소비자의 취향에 따라 피톤치드 오일향을 선택할 수 있어 다양한 소비자의 욕구에 부흥할 수 있으며, 마이크로 캡슐화된 피톤치드를 사용함으로써, 휘발성인 피톤치드의 향을 오랫동안 지속시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법에 의하면, 과량 추가시 발생할 수 있는 역겨운 피톤치드 향을 산소 촉매제를 사용하여 희석시킴으로써 신선한 피톤치드 향만을 오래동안 느낄 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도,
그리고,
도 2는 본 발명의 페인트 조성물의 구성물질과 조성비를 일례로 도시한 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도시된 바와 같이 먼저 기능안료로 사용될 분말의 칠보석을 준비한다(S110).

이때 칠보석은 300∼350메쉬 이하의 분말(Paste), 바람직하게는 325메쉬의 분말을 사용하고, 그 조성비로 15~25중량%를 첨가할 수 있도록 준비한다.

대략 325메쉬는 43.18㎛의 크기이므로 이후에 생성될 수용성 바인더에 쉽게 교반하여 희석되도록 하고 또 미분화된 칠보석 분말이 건축물의 벽면에 칠해져야만 곱게 칠해질 수 있기에 이렇게 고운 가루로 분말화시켜서 사용하는 것이다.

또한, 15~25중량%는 본 출원인이 아주 다양한 실험을 통해서 시험한 결과 가장 바람직한 함유비로서, 이러한 투입비를 유지시킴이 벽면에 페인팅되어 가장 오랜 시간, 칠보석 분말의 은은한 향이 가장 최적으로 분출될 수 있는 비율임을 확인하였다.

이러한 칠보석은 현재 건축에 널리 사용하고 있는 시멘트의 해로운 알카리염을 중화시키는 기능이 있고 또한 S_iO₂가 60%이상 함유되어 있어 제습 효과가 우수하고, 세라믹 고유의 특성인 원적외선 방사량이 92% 이상이고 흡수 탈취, 항균성과 음이온 방사율도 기존 옥, 게르마늄 맥반석보다 매우 우수한 편이므로 건축도료에 많이 사용되고 있다.

이하에서는 칠보석의 특성 및 공학적 물성에 대하여 간략하게 서술한다.

[표 1]에는 칠보석의 특징을 [표 2] 내지 [표 4]에는 칠보석의 공학적 물성을 표시하였다.

2. 공학적 물성

상기 참고 도면에서와 같이 칠보석은 흑색, 적색, 갈색, 홍색, 회색, 담회색, 녹색등 일곱 가지 영롱한 색깔을 지니고 있는 아름다운 광물로서, 화학적인 주성분은 SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, Na2O, TiO2, P2O5, MnO가 주성분으로 석영, 장석, 흑운모, 백운모,석류석, 인회석, 저어콘, 방해석, 녹니석, 견운모, 기타 광물로 구성되어 있으며, 에너지 방사 형태는 토션파인 좌파와 우파가 방사되는 형태이다.

특히 칠보석을 분석한 화합물을 보면 Sio2가 60%이상 함유되어 있어 제습효과가 우수한 것이 확인되고 있다. 또한 활성알루미나 등이 많이 함유되어 미네랄이 풍부하고, 시멘트에 함유되어 있는 알칼리염을 중화시키도록 작용한다.

단계 S110에서 칠보석 분말이 준비되면 다음으로 피톤치드 정유를 추출하여 캡슐화한다(S120).

즉 단계 S120은 편백나무에서 피톤치드 정유를 추출하고 추출된 피톤치드 정유를 마이크로캡슐화하는 과정이다.

광의의 피톤치드는 식물이 2차적으로 만들어 내는 여러 가지 화학성분으로 생물의 생활이나 행동에 어떠한 영향을 주는 물질로서, 결국 피톤치드는 생물활성을 갖는 식물의 2차 대사성분의 총칭이고 그 종류는 많으며 작용도 실로 다양하다고 볼 수 있다.

피톤치드란(Phytoncide) 그리스어로 식물을 뜻하는 Phyton=Plant(식물)과 살균력을 의미하는cide=Killer(살인자)를 합성한 말로 식물이 분비하는 살균물질이란 으로, 수목들은 이동하지 못하기 때문에 세균 및 곤충 등의 공격이나 자극을 피할 수 없어 방어용 물질을 발산하여 자신의 몸을 보호한다.

우리가 산림욕(또는 森林浴)을 할 때 숲속에서 뿜어져 나오는 미세한 향을 느끼게 되는데 이것이 바로 피톤치드이다.

피톤치드는 식물체가 주위의 미생물로부터 자신을 지키기 위해 발산하는 일종의 항생물질이라 할 수 있다. 그러나 항생물질은 죽이려고 하는 균을 즉시 사멸시키고, 그 활력이 지나쳐서 몸에 이로운 균도 함께 죽여 버리는 양면성을 지니고 있다. 휘발성 정유의 좋은 점은 수목이 가지고 있는 특성상 어떤 균을 죽일 것인가에 초점을 맞출 수 있고 인간의 신체에 무리 없이 부드럽게 흡수되는 점, 그리고 화학합성 물질이 아니라는 점이 특징이다.

정유는 강력한 항균력을 가지는 외에도, 우리 인간에게는 악취제거, 스트레스 해소, 긴장완화, 구충, 이뇨, 거담, 강장, 항염증, 쾌적효과등 다양한 기능을 제공한다. 아울러 자폐증세가 있는 어린이나 우울증에 시달리는 노인들에게 자신감과 적극성을 갖게 해 주며 여성들의 피부미용에도 특별한 효과가 있어 갈수록 각광을 받고 있다. 최근 독일, 러시아, 일본 등에서는「산림요법」이라는 건강법이 행해지고 있는데, 이것은 숲 속에 들어가서 나무가 발산하는 향기를 마심으로써 정신의 안정효과, 진정효과를 기대하려는 것이다.

수목의 향기성분인 정유는 다양한 용도로 사용되고 있으며, 통상 물에 불용, 유기용제에 가용인 액체로서 방향 또는 취기가 있다. 대부분이 물보다 가벼우나 그 중에는 정자유, 계피유 등과 같이 물보다 무거운 것도 있으며 비중은 0.7∼1.07의 범위에 있다. 상온에서 액체이지만 냉각하면 결정을 석출하는 것이 있으며,그 결정을 stearoptene(腦分)이라 하며 결정화되지 않는 부분을 oleoptene(油分)이라 한다. 비점은 통상 150∼350의 범위이다. 정유의 주요 용도는 향료이며 각종 방향제원료, 식품첨가제, 탈취제, 식품향료(flavor), 과향 엣센스(fruit essence), 화장품향료(cosmetic perfumes), 공기청향제(air freshener) 등에 이용된다. 이 외에도 약용, 공업용, 부유선광제(floatation oil) 등의 용도가 있다.

이러한 피톤치드의 기능으로는 뇌의 α파를 증가시켜 집중력 및 기억력 강화, 숙면에 도움이 되고 자기 면역력을 높여 환경성 질환(아토피, 암)에 대한 저항력을 높여준다고 알려져 있다.

구체적으로는 포름알데히드 등 화학적 유해물질을 제거하기 때문에 새집 증후군, 아토피 등 원인이 확실치 않은 환경성 질환을 예방할 수 있고, 소취 / 탈취효과와 더불어 내성이 생기지 않는 천연 항균작용 및 스트레스 감소효과(코르티솔) 등이 있는 것으로 또한 보고되고 있다.

일례로 건자재시험연구원에서 피톤치드 캡슐을 벽지에 넣어 실험한 결과 새집증후군을 유발하는 실내의 포름알데히드의 97%가 제거되었고 피톤치드 제품은 진드기 등 집안 세균을 없애는 효과도 있는 것으로 실험되었다.

피톤치드라는 단어는 식물이 2차적으로 대사하는 생물활성물질의 총칭이고 협의로는 수목이 휘산하는 휘발성물질(terpene류)을 의미한다(표 5참조).

식물의 2차 대사성분	생물활성물질 ①약리작용 ②식물생장작용 ③동물행동제어 ④항균물질	iso prenoid (terpenoid)	terpene	휘발성	monoterpene
					sesquiterpene
				비휘발성	diterpene
					triterpene
		방향족 amino acid
		페닐프로파노이드(phenylpropanoid)
		탄닌(tannin)
		카로티노이드(carotenoid)
		플라보노이드(flavonoid)
		알카로이드(alkaloid)

[표 5]를 참조하면 피톤치드 정유는 여러 종의 성분이 혼합되어 있는 기름 상의 액체이며 구성성분 모두는 물에 불용성인 동시에 유기용매에 가용성인 성분들로 구성되어 있으며, 피톤치드의 구성성분 중에는 향으로 느껴지기 어려운 성분들도 있음을 알 수 있다.

이러한 피톤치드 정유는 전나무, 구상나무, 소나무, 잣나무, 리기다나무, 삼나무, 편백나무, 화백나무, 향나무, 측백나무 등의 수목으로부터 얻을 수 있으나, 특히 편백나무로부터 얻어지는 것이 바람직하다.

편백나무의 경우 우리나라에 자생하는 편백이 피톤치드 정유의 공급원으로 매우 효과적이다.

참고로 [표 6]에 각 수종별 피톤치드의 함유량이 개시되어 있다.

수종	겨울	여름	수종	겨울	여름
전나무	2.9	3.3	삼나무	3.6	4.0
구상나무	3.9	4.8	편백나무	5.2	5.5
소나무	1.7	1.3	화백나무	3.1	3.3
잣나무	1.6	2.1	향나무	1.8	1.4
리기다나무	0.7	0.8	측백나무	1.0	1.3
국내산 침엽수잎의 정유함량(단위 : ml/100g) 자료 : 박재철, 1991, <환경과 조경>중에서

피톤치드를 추출할 수종이 결정되면 해당 수종으로부터 피톤치드 정유를 추출하게 된다.

현재 많이 사용되고 있는 피톤치드 추출방법은, 수증기 증류법(steam distillation)이 있고 이외에 압착법 (expression), 추출법(extraction) , 유지흡수법(fat adsorption), 휘발성 유기용제 추출법(organic solvent extraction), 초임계유체 추출법(supercritical fluid extraction, SFE) 등이 있다.

본 발명에서는 수증기 증류법을 이용하여 추출하는 과정을 간략하게 설명한다.

수증기증류법(steam distillation)은 정유의 대부분이 물에 녹지 않으므로 수증기의 열에 의해 향기성분이 변화되지 않게 하기 위하여 사용되는 것으로 가장 보편적으로 사용되고 있다.

서로 불용인 혼합물 증기의 전 압력은 순성분 각각의 증기압의 합과 같으므로, 정유의 증기압과 물의 증기압의 합이 증류조내의 압력과 같아지면, 정유는 수증기와 함께 비등하여 유출하게 되는 원리를 이용하는 것이다.

정유성분의 비점(150~350℃)보다 훨씬 낮은 온도에서 유출시킬 수 있으므로 성분의 분해나 변질의 염려가 거의 없는 장점이 있다. 그러나 head space를 수증기증류 초기에 놓쳐버릴 위험이 있다. Ross oil, Orange flower oil 등 꽃 정유는 수용성 성분을 다량 함유하고 있으므로 수증기 증류 시 수용성 성분은 물 쪽으로 이동한다. 일반적으로 장미수라 하는 것은 이 물을 일컫는다.

또한, 피톤치드는 향기성분이 변화되지 않도록 잎, 줄기를 수확한 직후 또는 중량의 1/3 내지 1/4 정도로 건조한 것을 사용하며, 목질부의 가지나 줄기, 근주는 절삭기로 잘게 부수어 사용하고, 종자나 열매는 분쇄기로 분말화하여 수증기로 증류하여 투명 액상의 피톤치드 정유를 추출한다.

이때 피톤치드 정류를 추출하는 과정에서 다량의 물이 나오게 된다. 이 물에는 많은 양의 피톤치드가 녹아있으며 나무속에 있는 많은 양의 이로운 물질 등이 함께 녹아 있기 때문에 본 발명에서는 수용성 바인더를 만드는 과정에 희석재로 이 물을 사용한다.

이러한 투명 액상의 피톤치드 정유는 대략 100℃에서 20분간 멸균처리하고, 냉각, 탈포하여 피톤치드 추출물을 마이크로 캡슐화시킨다.

이때 피톤치드의 기능을 오래도록 지속적으로 유지시키기 위해서는 마이크로캡슐의 평균 입경을 관리할 필요가 있다. 입자의 크기가 지나치게 클 경우 건물벽에 바인더로 고착하기 어려우며, 크기가 지나치게 작을 경우 적절한 피톤치드의 효능효과를 지속적으로 발휘하기 어렵기 때문이다.

따라서 입자의 크기를 1∼5㎛, 특히 바람직하게는 2∼3.8㎛로 하여 캡슐화할 경우, 피톤치드의 양에 관계없이 피톤치드의 기능을 지속적으로 발휘할 수 있는 것으로 실험되었다.

이러한 크기의 피톤치드가 내재된 마이크로캡슐은 평균 입경이 매우 작고, 입경의 분포가 매우 고르며, 점도가 낮고 우수한 분산 안정성을 가질 수 있다.

뿐만 아니라, 마이크로캡슐 자체가 적절한 경도와 유연성을 동시에 지니므로 일상생활에서 발생하는 압력, 마찰 등 외력에 의하여 적절한 속도로 파괴되어 피톤치드를 방출할 수 있는 것이다.

피톤치드의 구성 성분 중 대부분을 차지하는 것이 테르펜류이다. 그 외의 성분으로는 알칼로이드, 배당체, 플라보노이드, 페놀성 물질 등이 있다. 이 테르펜류는 식물의 종류에 따라 특유의 향기를 내는 휘발성 물질이기 때문에, 피톤치드를 식물의 향으로 표현되는 경우가 있다.

그러나 이러한 피톤치드도 무조건 좋은 물질이라고 볼 수 없기 때문에 향을 발산하는 양과 기간이 매우 중요하다.

즉, 먼저 휘발되는 성분과 나중에 휘발되는 성분이 있기 때문에 후각으로 느낄 수 있는 성분들은 먼저 휘발되고 나중에는 향이 미미하게 느껴질 수 있다.

따라서 본 발명에서는 사용되는 피톤치드의 양에 관계없이 그 향기를 지속적으로 발산시킬 수 있도록 마이크로 캡슐화하는 것이다.

그리고 본 발명은 소비자의 기호에 맞게 페인트 색상을 현장에서 소비자의 기호에 맞추어서 작업하듯이 피톤치드 오일 향도 소비자의 취향에 맞는 것을 사용할 수 있도록 한다.

예를 들어 장미향은 기분을 밝고 유쾌하게 만들며 숙취제거 및 피부미용에 효과가 뛰어나며, 솔잎향은 스트레스해소 긴장완화 진해 거담 효과가 있고, 라벤더향은 숙면을 도와주고 가벼운 화상에 좋다는 등 각각의 향기가 갖고 있는 특별한 기능을 치료에 활용하는 것이다.

이러한 피톤치드의 함유량은 0.01~10중량%를 사용하도록 한다.

통상 피톤치드의 사용량이 0.1 중량% 미만이면 그 량이 미비하여 항균, 소취, 항스트레스 등의 효과 발현이 이루어지지 않는다고 알려져 있으나, 이는 미량의 향이 단시간 내에 휘발되어 없어지기 때문으로 본 발명에서는 미량의 피톤치드를 마이크로캡슐화하고 휘발성인 성분을 캡슐로 보호하여 지속적으로 향을 발휘할 수 있도록 하는 것이다.

따라서 본 발명에서는 0.1중량%이하인 0.01중량%~0.09중량%의 피톤치드도 사용가능하다.

또한, 피톤치드 함유량이 8 중량%를 초과하는 경우에는 다량의 첨가로 악취가 발생하여 오히려 역효과를 일으키기 때문에 사용할 수 없다고 알려져 있으나, 본 발명에서는 피톤치드의 악취를 제거할 수 있는 텅스턴옥사이드(WO₃)가 함유된 산소촉매인 무기산화물을 사용하기 때문에 8 중량% 이상을 사용할 수도 있다.

마찬가지로 캡슐화하면 일정량의 피톤치드 향이 지속적으로 휘발되도록 할 수 있으므로 다량의 피톤치드도 캡슐화하면 산소촉매제를 사용하지 않고서도 악취가 발생하지 않도록 할 수 있다.

즉, 단계 S130에서는 피톤치드의 함유량이 일정 량을 초과하는 지 판단하여 일정량(대략 8중량%)을 초과하는 경우에는 이후 생성될 수용된 바이더에 산소촉매제를 사용하고(S132), 단계 S130에서 피톤치드의 함유량이 일정량을 초과하지 않는 경우에는 산소촉매제를 굳이 사용할 필요없이 수용성 바인더를 생성할 수 있는 것이다.

이러한 산소촉매제를 추가한 경우의 항균성과 냄새 검사에 대한 실험데이터를 아래에 도시하였다.

항균성 시험은 JIS Z 2801-2000 항균가공제품-항균성 시험방법에 의해서 다음의 조건으로 시험하였다.

- 시험균종: Staphylococcus aureus ATCC 6538(공시균1),

Escherichia coli ATCC 8739(공시균2)

- 접종균의 농도 및 접종량: 3.2 * 10 6 개/mL, 0.1mL (공시균2)

3.5 * 10 6 개/mL, 0.1mL (공시균2)

- 시험편의 종류:도자기

- 시험편의 크기: 50 x 50mm

- 비이온계면활성제 : Tween 80, 접종균액에 0.05% 첨가

[표 7]은 항균성 결과에서 산소촉매 무첨가시의 데이터이며, [표 8]은 항균성 결과에서 산소촉매 첨가시의 데이터이며, [표 9]는 암모니아와 포름알데히드 수용액에 산소촉매 무첨가시의 데이터, [표 10]은 암모니아와 포름알데히드 수용액에 산소촉매 첨가시의 데이터이다.

산소촉매 무첨가

시험시료	공시균1	공시균2
정균감소율	75%	65%

산소촉매 첨가

시험시료	공시균1	공시균2
정균감소율	99.9 %	99.9 %

(시험 조건)

- 시료량 : 1g

- 시험가스: 암모니아(NH3), 포름알데히드(HCHO)

- 주입된 암모니아 수용액의 양: 2 ㎕

- 용기의 부피: 1000 mL

산소촉매 무첨가

	30분	60분	90분	120분	비고
암모니아	56%	58%	67%	75%
포름알데히드	53%	60%	72%	77%

산소촉매 첨가

	30분	60분	90분	120분	비고
암모니아	96%	99%	99.5%	99.5%
포름알데히드	97%	98%	99%	99.5%

[표 11]과 [표 12]는 냄새 관능시험에서 산소촉매 무첨가시의 데이터, 그리고 [표 12]는 산소촉매 첨가시의 데이터이다.

<냄새 관능시험>

산소촉매 무첨가

	30분	60분	90분	120분	비고
역겨운 피톤치드향	역겨움	역겨움	역겨움	역겨움

산소촉매 첨가

	30분	60분	90분	120분	비고
역겨운 피톤치드향	역겨움	향기로움	향기로움	향기로움

상술한 표를 참고하면 항균성 검사에서는 산소촉매를 첨가하였을 경우가 공시균1과 공시균2 모두 정균감소율이 99.9%인 것을 알 수 있고, 냄새관능검사에서는 산소촉매를 첨가하지 않은 경우는 약 2시간이 경과하여도 역겨운 냄새가 유지되었으나 산소촉매를 첨가하면 약 1시간 경과 후부터는 역겨운 냄새가 사라져 고유의 향기로운 냄새가 나는 것으로 실험되었다.

결국 본 발명에서는 피톤치드를 직접 함유시킬 때보다 미량으로도 고유의 향을 지속적으로 발휘할 수 있도록 마이크로캡슐화하고 과량 첨가시 발생할 수 있는 악취를 제거할 수 있도록 산소촉매제를 사용하는 것을 특징으로 한다.

단계 S110 내지 S120에서 칠보석 분말과 피톤치드 캡슐이 준비되면 단계 S132와 단계 S134에서는 칠보석과 피톤치드에 혼합할 수용성 바인더를 생성한다.

수용성 바인더는 반응 탱크에 백색안료 10~20중량%, 이멀젼 112C 바인더 15~20중량%, QTUE 456 바인더 15~20중량%, 물 10~15중량%, SIATH 체질안료 5~10중량%, 동결방지제 1~3중량%, PH조정제 0.1~1중량% 그리고 촉진제 1~5중량%를 혼합하여 수용성 바인더를 생성한다.

백색안료로는 구성물질인 T_iO₂를 사용하고, 바인더로는 구성물질이 스타일렌 아크릴레이트(Stryene Acrylate)인 이멀전(Emulsion) 112C와 구성물질이 불투명 폴리머(Opeque polymer)인 QTUE 456를 사용하고, 물은 희석재로 사용되고, 체질안료로는 구성물질이 규산알루미늄(Aluminum silicate)인 SIATH를 사용하고, 동결방지재로는 구성물질이 Glycol인 MEG를 사용하고, PH조정제로는 구성 물질이 Amonium hydroxide를 사용하고, 촉진제로는 구성물질이 inorganic oxide인 산소촉매제를 사용한다.

이때 단계 S120에서의 피톤치드 함유량이 일정량(약 8중량%)을 초과하는 경우에는 촉진제를 1~5중량% 첨가하도록 하여 과량의 피톤치드로 인한 냄새를 제거하도록 하는 것이 바람직하고, 일정량 이하의 피톤치드가 사용된 경우라면 굳이 촉진제를 사용하지 않아도 된다.

촉진제로는 상술한 바와 같이 텅스턴옥사이드(WO₃)가 함유된 산소촉매인 무기산화물을 사용할 수 있다.

또한 단계 S130에서 수용성 바인더의 조성물로 사용되는 물은 단계 S120에서 추출된 물을 사용하도록 한다.

이는 피톤치드를 추출하는 과정에서 다량의 물이 나오게 되는 데 이 물에는 많은 양의 피톤치드가 녹아있으며 나무속에 있는 많은 양의 이로운 물질 등이 함께 함유되어 있기 때문이다.

이러한 수용성 바인더의 각 구성 성분과 그 함유량은 그 범위를 벗어나는 경우에는 본 발명이 목적으로 하는 효과를 발현할 수 없으며, 또한 기본적인 수용성 도료로서의 물성을 유지할 수 없으므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용된 수용성 바인더의 첨가제는 상술한 바와 같으나, 이에 국한되지 않고 통상적인 성분을 사용할 수도 있으며 이외에 본 발명의 목적이 벗어나지 않는 범위에서 다른 효과 발현을 위해 다른 첨가제를 추가할 수 있음은 물론이다.

이후 단계 S132와 단계 S134에서 수용성 바인더가 생성되면 단계 S140에서는 단계 S132내지 S134에서 생성된 수용성 바인더에, 단계 S110에서 생성된 칠보석 페이스트(Paste)와 단계 S120에서 생성한 피톤치드 마이크로캡슐을 교반하여 페인트 조성물을 생성하도록 한다.

즉, 단계 S132내지 S134에서 생성된 수용성 바인더에 먼저 단계 S110에서 준비된 칠보석 페이스트(Paste) 15~25중량%를 교반하에 서서히 투입하고, 단계 S120에서 생성한 피톤치드 마이크로캡슐 0.01~10중량%를 서서히 적하하면서 교반하여 페인트 조성물을 생성하는 것이다.

이때 각 성분들의 균질한 혼합을 위하여 밀타입(Mill type) 또는 분산용 블레이드(Blade)를 장착한 임펠라를 사용하며, 교반시간은 10시간 이상 혼합하고, 모든 조성물을 혼합한 후 조성물의 안정적인 혼합성과 균질한 분산성을 가지도록 교반속도를 200~800rpm으로 회전시키면서 약 1일 정도 숙성시간을 거쳐 제조하는 것이 바람직하다.

그리고 수용성 바인더에 칠보석 분말과 피톤치드를 교반할 경우 먼저 칠보석 분말을 교반하고 그 후에 피톤치드 마이크로 캡슐을 혼합하는 것이 바람직하다.

이는 칠보석 분말의 크기는 325메쉬 이하로 약 43.18㎛ 이하의 크기이므로 피톤치드 캡슐의 크기(1∼5㎛)보다 입자가 굵다. 따라서 입자가 큰 칠보석 분말을 먼저 교반하여 충분히 희석시키고 이후에 입자가 작은 피톤치드 캡슐을 교반하면 손쉽게 입자들을 희석시킬 수가 있기 때문이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 칠보석 분말과 피톤치드가 함유된 캡슐을 페인트 조성물로 사용하기 때문에, 칠보석의 효능과 피톤치드의 효능을 배가시킬수가 있고, 피톤치드의 사용량에 관계없이 사용할 수 있을 뿐더러 소비자의 기호에 맞추어 향을 선택할 수 있기 때문에 보다 효과적인 친환경 페인트 조성물이 될 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

(a)칠보석을 분쇄하여 325메쉬 이하의 입자 크기로 분말화하는 단계;
(b)편백나무에서 추출된 피톤치드 정유를 마이크로캡슐화하는 단계;
(c)반응탱크에 백색안료 10~20중량%, 바인더로는 스타일렌 아크릴레이트(Styrene Acrylate)공중합체 15~20중량%와 불투명폴리머(Opaque Polymer) 15~20중량%, 물 10~15중량%, 체질안료로 규산 알루미늄(Aluminum silicate) 5~10중량%, 동결방지제 1~3중량%, PH조정제 0.1~1중량%, 촉진제 1~5중량%를 혼합하여 수용성 바인더를 생성하는 단계;및
(d)상기 (c)단계에서 생성된 수용성 바인더에, 상기 (a)단계에서 분말화된 칠보석 페이스트(Paste) 15~25중량%를 교반하에 서서히 투입하고, 상기 (b)단계의 피톤치드 마이크로캡슐 0.01~10중량%를 서서히 적하하면서 교반하여 페인트 조성물을 생성하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 (b)단계는
피톤치드의 향에 따라 별도의 캡슐로 저장하는 것을 특징으로 하는 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법.
제 2항에 있어서,
상기 (c)단계의 촉진제는
피톤치드의 악취를 제거할 수 있는 텅스턴옥사이드(WO₃)가 함유된 산소촉매인 무기산화물인 것을 특징으로 하는 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 (c)단계에서 희석재로 사용되는 물은
상기 (b)단계의 피톤치드 추출과정에서 발생된 물을 사용하는 것을 특징으로 하는 칠보석과 편백나무 원액이 포함된 페인트 조성물의 제조 방법.