KR101164657B1

KR101164657B1 - 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물과 그 시공방법

Info

Publication number: KR101164657B1
Application number: KR1020120010622A
Authority: KR
Inventors: 김경혜
Original assignee: 주식회사 가성
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2012-07-11

Abstract

본 발명은 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물로서, 더욱 상세하게는 실리케이트 실버나노졸이 포함된 무기계 바인더를 통해 세라믹의 함유량을 높이고 도막 물성의 편차를 방지하며, 탈취 제거 및 항균 작용의 효과가 뛰어난 친환경적인 세라믹 코팅제 조성물에 관한 것이다. 이를 위하여, 고형분이 30~40 중량%인 실리카졸, 실리케이트 실버나노졸 및 수산화칼륨이 포함된 무기계 바인더 100 중량부에 금속산화물인 충진재 35~45 중량부로 포함되어 이루어지고, 상기 실리케이트 실버나노졸은 99.99% SiO₂ 성분으로 이루어진 흄드실리카, 정제수, 실버나노졸이 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물과 그 시공방법{CERAMIC COATING WITH ANTIBIOSIS AND DEODORIZATION COMPOSITION COMPRISING SILICATE SILVERNANOSOL AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물과 그 시공방법으로서, 더욱 상세하게는 실리케이트 실버나노졸이 포함된 무기계 바인더를 통해 세라믹의 함유량을 높이고 도막 물성의 편차를 방지하며, 탈취 제거 및 항균 작용의 효과가 뛰어난 친환경적인 세라믹 코팅제 조성물과 시공방법에 관한 것이다.

세라믹 도료는 무기물질인 실리카(SiO₂)가 주원료이고, 무기계인 금속산화물을 포함한다.

이는 금속재료, 유기재료에 비하여 내부식성, 내열성, 내마모성이 우수한 친환경 도료로서 그 기능이 다양하여 세라믹 도료의 활용이 첨단소재 산업으로 평가되고, 선진 외국의 경우 재래식 에멀전 도료에서 세라믹 도료로 30% 이상 대체되고 있으며, 특수한 기능이 요구되는 구조물과 세계적인 로하스(LOHAS: Lifestyles Of Health And Sustainbility) 요구에 따라 그 수요가 크게 늘어나고 있는 추세다.

지금까지의 세라믹 도료는 실리케이트가 바인더로 사용되고 소량의 수지가 경화제로 사용되고 있으며, 순수 무기물질로만 세라믹 도료를 구성하는 경우 바인더와 경화제가 별도로 제조되어 도장 공정에서 혼합하여 사용하는 2액형의 제품이 있으나 도장 공정시 제품의 균일화가 곤란하고 임의성이 자주 발생하여 품질의 균일화가 곤란하여 그 작업 또한 번거로운 문제점이 있다.

일액형의 세라믹도료의 경우는 도막 물성이 기존 유기 도료보다 질적인 감소가 있고, 친환경적인 기능을 증대시키기 위한 기능성 물질을 첨가하는 과정에서 도포 후의 형태 변형이나 들뜸, 도장 후의 접촉시 코팅제 표면이 소량이라도 묻어나오는 문제가 있어서 광범위하게 사용할 수 있는 친환경적인 무기계 세라믹 도료라는 기대 효과에 아직 미치지 못하고 있는 현실이다.

종래의 선행기술로는 대한민국 등록특허 제1102118호인 "환경친화성 무기계 세라믹 바인더 제조방법"과, 대한민국 공개특허 제2011-0067582호인 "환경친화성 세라믹 도료 조성물 및 그 제조방법"이 있다.

상기 선행기술은 증류수에 고형분을 포함하는 실리카졸을 반응시킨 제1반응액과 증류수에 KOH, Al₂(OH)₃를 반응시킨 제2반응액을 혼합하여 바인더를 형성하고, 충진재를 포함시켜서 세라믹 도료를 조성하는 것으로 일액형도료를 조성하는 기술이다.

그러나 실리카졸의 특성상 세라믹 도료의 조성시 세라믹의 함유율이 낮게 되어 세라믹 도료의 기능적인 효과가 기대한 것만큼 크게 나타나지 않는 비효과적인 문제점이 있다.

또한 부가된 기능의 세라믹 도료를 제조하기 위해서는 매 제조시마다 모든 제조공정을 항상 반복하여 진행해야 하기 때문에 제품의 다양성과 생산성의 향상에 한계가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 유기 성분을 전혀 포함하지 않고 실버나노졸이 포함된 실리케이트 실버나노졸 및 실리카졸의 무기계 바인더를 이용하여 탈취 제거, 항곰팡이 작용, 항균 작용 및 바이러스의 억제 등 친환경적이고, 결로방지, 불연에 탁월한 기능을 가진 세라믹 코팅제 조성물을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 흄드실리카가 포함된 초기 용제를 형성하여 바인더 제조시 실리카 함유율을 높일 수 있는 세라믹 코팅제 조성물을 제공하는 데에 있다.

본 발명인 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물은 고형분이 30~40 중량%인 실리카졸, 실리케이트 실버나노졸 및 수산화칼륨이 포함된 무기계 바인더 100 중량부에 금속산화물인 충진재 35~45 중량부로 포함되어 이루어지고, 상기 실리케이트 실버나노졸은 99.99% SiO₂ 성분으로 이루어진 흄드실리카, 정제수 및 실버나노졸이 혼합되어 이루어진다.

또한 본 발명인 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물의 시공방법은 콘크리트 구조물의 표면에 무기계 바인더를 1차로 도포하는 1차 도포단계, 상기 1차 도포단계 후 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 세라믹 코팅제 조성물을 2차로 도포하는 2차 도포단계가 포함되어 이루어지고, 상기 무기계 바인더는 청구항 1 또는 청구항 2의 무기계 바인더이다.

본 발명은 유기 성분을 전혀 포함하지 않고 실버나노졸이 포함된 실리케이트 실버나노졸 및 실리카졸의 무기계 바인더를 이용하여 탈취 제거, 항곰팡이 작용, 항균 작용 및 바이러스의 억제 등 친환경적이고, 결로방지, 불연에 탁월한 기능의 효과가 있다.

또한 흄드실리카가 포함된 초기 용제를 형성하여 바인더 제조시 실리카 함유율을 높일 수 있는 효과가 있다.

본 발명인 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 우리 생활과 밀접한 건축물의 내외부 마감재가 유기화합물에 의한 유해물질(VOC)로 인하여, 쾌적한 주거환경을 파괴하고 건강기능 저하를 가져오는 등 심각해지는 환경을 개선하기 위한 것이다.

특히 주택의 각종 곰팡이, 식품공장의 흑곰팡이, 병원을 감염시키는 포도상구균, 녹농균 등이 생물에 기생하면서 유기산을 방출하여 인간생활에 적지 않은 피해를 입히고 있다. 이와 더불어 심각한 악취로 인해 생활의 불편함은 물론이고 불쾌함도 일으키고 있다.

이러한 세균에 대하여 항균 작용과 탈취 제거의 효과가 뛰어난 실버나노졸은 곰팡이 생성을 방해하고 항균성과 탈취력을 향상시킨다. 또한 결로현상을 막고 유해 전자파와 시멘트 독성을 제거해 인체에 무해하며 반 영구적인 효과를 지닌다.

이를 위한 본 발명은 고형분이 30~40 중량%인 실리카졸, 실리케이트 실버나노졸, 및 수산화칼륨(KOH)이 포함된 무기계 바인더 100 중량부에 금속산화물인 충진재 35~45 중량부로 포함되어 이루어지고, 상기 실리케이트 실버나노졸은 99.99% SiO₂ 성분으로 이루어진 흄드실리카, 정제수 및 실버나노졸이 혼합되어 이루어진다.

종래의 무기계 바인더는 실리카졸과 정제수 및 수산화칼륨이 혼합되어 이루어지는 반면에, 본 발명은 상기 정제수를 대신하여 본 발명에서 개발한 상기 실리케이트 실버나노졸을 사용한다.

상기 실리카졸의 평균 입경은 10~20㎚인 것이 바람직하다.

상기 무기계 바인더는 상기 실리카졸 100 중량부에 대하여 상기 실리케이트 실버나노졸이 20~40 중량부로 혼합되고, 상기 수산화칼륨은 15~30 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 실리케이트 실버나노졸은 상기 흄드실리카 2~5 중량%와 상기 정제수 95~98 중량%를 혼합하여 음이온 전위를 띄도록 제조된 혼합 수용액에 농도가 100~500ppm인 양이온 전위를 가진 상기 실버나노졸을 이온결합시켜 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 흄드실리카가 5 중량% 초과인 경우에는 점도가 증가되기 때문에 바인더로 사용되는 상기 실리케이트 실버나노졸이 용제로서의 작용력이 떨어지게 되고, 2 중량% 미만인 경우에는 실리카가 지닌 친환경적인 기능이 약화된다.

상기 실버나노졸의 농도가 500ppm 초과인 경우에는 항균, 탈취, 전자파 차단 등의 은나노 물질이 가진 기능은 향상되지만, 은의 특성상 색상이 쉽게 변하게 되는 품질상의 문제가 있게 된다. 또한 농도가 100ppm 미만인 경우에는 은나노의 기능이 현저히 약화되어 친환경 코팅제로서 효과를 기대하기가 어렵다.

상기 무기계 바인더는 상기 무기계 바인더 100 중량부에 칼슘메타실리케이트 5~12 중량부, 카오린 2~7 중량부, 미뉴겔 5~15 중량부가 더 포함되어 이루어질 수 있다.

상기 칼슘메타실리케이트는 본 발명의 세라믹 성분을 높여주는 기능을 하고, 상기 카오린과 상기 미뉴겔은 세라믹의 교반 후 세라믹의 침강방지를 위해 혼합한다. 침강방지제인 상기 카오린과 상기 미뉴겔을 혼합하지 않으면 세라믹의 비중이 각각 달라서 침강되게 되는데, 상기 카오린과 상기 미뉴겔이 혼합됨에 따라 물에서 팽창되면서 다른 세라믹의 침강이 억제된다.

상기 충진재는 상기 충진재 100 중량%를 기준으로 하여 산화티타늄 16~32 중량%, 산화아연 8~16 중량%, 탄산칼슘 8~16 중량%, 산화알루미나 16~24 중량%, 질화규소 1.6~16 중량%, 탄화규소 1.6~16 중량%가 포함되어 이루어진다.

상기 질화규소 및 상기 탄화규소는 내마모성과 내열충격에 더욱 효과적이다.

본 발명을 콘크리트의 탈락이나 철근의 노출 부위에 도포하게 되면 구체를 강화시킬 수 있고, 철근의 방청 효과도 얻을 수 있다.

한편 본 발명의 시공방법은 콘크리트 구조물에 또한 본 발명에 따른 무기계 바인더를 1차로 도포한 다음에 본 발명인 세라믹 코팅제 조성물을 2차로 도포하여 시공을 하면 된다.

본 발명에 따른 무기계 바인더를 먼저 1차로 도포하는 것을 통해 기존 콘크리트의 보수시 접착성이 뛰어남에 따라 우수한 강도를 확보할 수 있고, 본 발명의 세라믹 코팅제 조성물로 이루어진 도료를 2차로 도포하여 탈취 제거, 항균 작용의 효과를 얻게 되고, 원적외선 및 음이온이 발생되어 친환경적인 세라믹 코팅제 조성물로 이루어진 도료의 시공을 완료한다.

다음은 본 발명이 탈취 제거, 항곰팡이 작용 및 항균 작용에 효과적인지를 검사한 결과를 나타낸다.

하기 표 1은 탈취 제거 시험의 결과를 나타낸다. 시험 가스명은 암모니아고, 가스농도측정법은 가스검지관법을 이용하였다.

하기 표 2는 항곰팡이 작용 시험의 결과를 나타낸다. 시험에 사용된 곰팡이 균주는 혼합균주로 Aspergillus niger ATCC 9642, Penicillum pinophilum ATCC 11797, Chaetomium globosum ATCC 6205이 사용되었다.

하기 표 3은 항균 작용 시험의 결과를 나타낸다. 시험에 사용된 균주는 Escheria coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 6205이 사용되었다.

상기 시험의 결과는 한국건설산업품질연구원의 품질시험을 통한 2011년 11월 30일자 검사성적서의 결과이다.

본 발명은 광범위한 세균에 작용하고, 뛰어난 항균력을 발휘하며, 약품 및 공해물질 등의 환경오염적 부식물에 대해 항균성이 뛰어나기 때문에 안전도가 높다.

또한 세라믹을 바탕으로 하여 인간에게 가장 유익한 파장대인 10㎛ 전후의 원적외선이 방사되고, 이는 원적외선 방사의 특징인 공명흡수현상으로 용존산소를 활성화시켜 박테리아의 침투를 억제하는 효과를 나타내어 결로현상 및 곰팡이 생성을 방해하고, 유해 전자파와 시멘트의 독성을 제거해 주며, 원적외선 방사를 통해 건조로 및 열기기용, 농산물 저장창고에 적용이 가능하고, 부식방지 및 결로방지를 통해 학교, 병원, 식품창고, 스포츠센타 등의 내외벽 건축물, 주택 내외장 마감재, 방염 방화용, 상하수도 시설 및 저수시설의 콘크리트 열화방지, 해안 콘크리트 구조물의 내염해용, 일반콘크리트 구조물의 동결?융해 및 결로방지 등의 용도로 사용할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 유기 성분을 전혀 포함하지 않고 실버나노졸이 포함된 실리케이트 실버나노졸 및 실리카졸의 무기계 바인더를 이용하여 탈취 제거, 항곰팡이 작용, 항균 작용 및 바이러스 등을 억제하는 친환경적이고, 결로방지, 불연에 탁월한 기능의 효과가 있다.

본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 안되고, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 하나의 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims

고형분이 30~40 중량%인 실리카졸, 실리케이트 실버나노졸 및 수산화칼륨이 포함된 무기계 바인더 100 중량부에 금속산화물인 충진재 35~45 중량부로 포함되어 이루어지고,
상기 실리케이트 실버나노졸은 99.99% SiO₂ 성분으로 이루어진 흄드실리카, 정제수 및 실버나노졸이 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 무기계 바인더는,
상기 실리카졸 100 중량부에 대하여 상기 실리케이트 실버나노졸은 20~40 중량부, 상기 수산화칼륨은 15~30 중량부로 혼합되는 것을 특징으로 하는 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 실리케이트 실버나노졸은 상기 흄드실리카 2~5 중량%와 상기 정제수 95~98 중량%를 혼합하여 제조된 혼합 수용액에 농도가 100~500ppm인 상기 실버나노졸을 혼합하는 것을 특징으로 하는 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 무기계 바인더 100 중량부에 칼슘메타실리케이트 5~12 중량부, 카오린 2~7 중량부, 미뉴겔 5~15 중량부가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 충진재는 산화티타늄 16~32 중량%, 산화아연 8~16 중량%, 탄산칼슘 8~16 중량%, 산화알루미나 16~24 중량%, 질화규소 1.6~16 중량%, 탄화규소 1.6~16 중량%가 포함된 것을 특징으로 하는 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물.
콘크리트 구조물의 표면에 무기계 바인더를 1차로 도포하는 1차 도포단계,
상기 1차 도포단계 후 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 세라믹 코팅제 조성물을 2차로 도포하는 2차 도포단계가 포함되어 이루어지고,
상기 무기계 바인더는 청구항 1 또는 청구항 2의 무기계 바인더인 것을 특징으로 하는 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물의 시공방법.