KR101445621B1 - 원적외선 및 음이온을 방출하는 항균 도료 조성물 및 이를 포함하는 항균도료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원적외선 및 음이온을 방출하는 항균 도료 조성물 및 이를 포함하는 항균도료에 관한 것으로, 보다 구체적으로 도료용 수용성 바인더, 수용성 희토류 원소 및 천연물 재료를 함유함으로써, 인체에 유효하게 작용하는 원적외선 및 음이온을 방출하여 콘크리트 건축물의 벽면이나 마감재에서 발생하는 포름알데하이드나 톨루엔 등의 유해화학물질을 효과적으로 흡수분해하면서도 건축물 등의 각종 구조물의 외관을 미려하게 하고, 부식 등과 같은 손상을 방지할 수 있는 원적외선 및 음이온을 방출하는 항균 도료 조성물 및 이를 포함하는 항균도료에 관한 것이다.

Description

원적외선 및 음이온을 방출하는 항균 도료 조성물 및 이를 포함하는 항균도료{ANTIMICROBIAL PAINT COMPOSITON EMITTING FAR INFRARED RAY AND ANION AND ANTIMICROBIAL PATINT CONTAINING THEREOF}
본 발명은 원적외선 및 음이온을 방출하는 항균 도료 조성물 및 이를 포함하는 항균도료에 관한 것으로, 보다 구체적으로 도료용 수용성 바인더, 수용성 희토류 원소 및 천연물 재료를 함유함으로써, 인체에 유효하게 작용하는 원적외선 및 음이온을 방출하여 콘크리트 건축물의 벽면이나 마감재에서 발생하는 포름알데히드나 톨루엔 등의 유해화학물질을 효과적으로 흡수분해하면서도 건축물 등의 각종 구조물의 외관을 미려하게 하고, 부식 등과 같은 손상을 방지할 수 있는 원적외선 및 음이온을 방출하는 항균 도료 조성물 및 이를 포함하는 항균도료에 관한 것이다.
물리적 성질이 강하고, 열작용이 대단히 큰 전자파는 적외선(infrared)이며, 이 적외선은 파장의 범위에 따라 근적외선(near infrared), 중간적외선(mid infrared), 원적외선(far infrared)으로 구분되며, 맥반석, 옥, 숯, 황토 등에서 주로 방사되는 원적외선은 인체에 잘 흡수되는 최적의 파장 범위(5 내지 20㎛)에 속한다.
일반적으로 물체에 열에너지를 전달하는 전도, 대류, 복사의 세 가지로 구분되는데, 원적외선은 중간 매체 없이 직접적이고, 순간적인 복사에너지를 전달하고, 침투성이 우수하여 물체를 내부로부터 따뜻하게 해주며, 생체물질을 활성하는 것이 가능한 것으로 알려져 있다. 또한 그 파장의 진동수가 인체를 구성하는 분자의 진동수와 거의 같은 범위에 있기 때문에 인체에 투과되면 분자 내에서 공명현상이 일어나 그 진동이 활발해지고, 그러한 진동의 대부분이 열로 변하며, 일부 에너지는 ‘활성화’에너지로서 작용하는 것으로 알려져 있다. 원적외선 방사 물질로부터 기대할 수 있는 효과로는 원적외선 방사에 의한 항균성, 항곰팡이성, 냄새 제거, 음이온 방출, 혈액순환 촉진(혈류량 증가), 중금속 등의 유독성 물질의 제거, 자외선 차단, 열차단성 및 전자파 차단 등이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 원적외선을 방출하는 광물질로는 맥반석, 게르마늄, 옥, 황토, 숯, 해조탄, 토르말린(전기석) 등이 있다.
또한 음이온의 정의 및 특징과 효능은 다음과 같다.
물질을 구성하는 원자는 일반적으로 양의 원자핵과 음의 전자로 구성되며, 일반적으로는 이들이 함께 하나의 원자 또는 분자를 구성하여 전기적으로 중성으로 존재한다. 음이온은 삼림과 폭포 주변, 초원, 공원의 분수 근처에서, 또는 해변에서 많이 발생하며, 음이온은 세포의 산화작용을 억제하는 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 인체의 세포는 약알칼리성으로 양이온이 체내에 많아지게 되면, 활성산소의 증가를 촉진시켜 세포의 산화가 진행된다. 반면에 음이온은 음이온 자체의 전자를 활성산소에 주게 되어 치명적인 활성산소의 과잉발생과 세포의 산화작용을 억제시키는 환원작용을 하게 되어 건강유지활동을 활발하게 촉진시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 음이온의 작용으로는 혈액의 정화작용, 세포의 활성작용, 저항력 증가작용, 자율신경계 조절작용 등이 있는 것으로 알려져 있다.
이러한 음이온을 발생시키는 자연 광물질로는 천연광석으로서 자철광, 의왕석, 맥반석, 장석과 숯(비장탄, 죽탄, 송과탄, 과실탄, 곡탄) 등이 있으며, 이러한 물질을 적절한 조합으로 이용하여 이들 기능들을 누릴 수도 있다.
일반적으로 건축용으로 사용되는 수용성 도료 조성물은 폴리에스테르, 폴리초산비닐, 폴리우레탄 또는 셀룰로오스 고분자 등의 다양한 수용성의 고분자수지를 바인더 수지로 하고, 여기에 가소제, 분산제, 습윤제, 소포제, 증점제 등의 도막형성조제를 혼합하여 조제되는 것으로서, 건물의 내외부 표면을 포함하여 물체의 표면에 도포되어 도막을 형성하여 피도체를 보호함과 동시에 색상을 부여하여 미려한 외관을 제공하도록 한다.
이러한, 도료조성물의 경우, 도료의 도장 후 지속적으로 방출되는 벤젠, 톨루엔, 크실렌 및 포름알데히드 등의 휘발성 유기화합물(VOC, volatile organic compound) 및 중금속은 인체에 전신마비, 호흡기 질환, 두통, 알레르기 및 암 등을 유발시킬 수 있는 치명적인 유해성을 보유하고 있다.
이에 대한 대응방안으로써 용제를 휘발성 유기화합물이 아닌 물로 대체하거나 고형분을 향상시키는 등의 연구를 하였으나, 이는 유해물질을 근본적으로 감소시키거나 제거하기 어려운 문제점이 발생하였다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 원적외선 또는 음이온을 방출함으로써, 휘발성 유기화합물 등과 같은 유해화학물질을 효과적으로 흡수분해할 수 있는 항균 도료 조성물을 연구하게 되었다.
이 중에서, 아크릴 에멀젼 계통의 바인더를 사용하면서 원적외선 방사효과와 같은 기능성을 부여하는 기술로서, 대한민국 특허출원 제10-1997-0033794호(특허문헌 1)에서는 원적외선 방사효과가 우수한 특성을 지닌 황토와 맥반석을 수용성 페인트, 퍼티, 본 타일과 같은 수용성도료에 일정량을 함유시킨 수용성 도료 조성물이 개시된 바 있으며, 대한민국 특허출원 제10-2003-0019725호(특허문헌 2)에서는 원적외선 및 음이온을 방출하는 기능성 아크릴 수성도료에 관하여 개시하고 있다. 그러나 이들은 원적외선 방사 수치나 음이온의 방사수치가 미미하여 효과를 제대로 발휘하지 못하며, 오염물질이 도막에 쉽게 흡착될 뿐만 아니라 오염 흔적을 제거하기 어려운 문제가 발생하였다.
대한민국 특허출원 제10-1997-0033794호 대한민국 특허출원 제10-2003-0019725호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 도료용 수용성 바인더, 수용성 희토류 원소 및 천연물 재료를 함유함으로써, 인체에 유효하게 작용하는 원적외선 및 음이온을 방출하여 콘크리트 건축물의 벽면이나 마감재에서 발생하는 포름알데하이드나 톨루엔 등의 유해화학물질을 효과적으로 흡수분해할 수 있는 항균 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 건축물 등의 각종 구조물의 외관을 미려하게 하고, 부식 등과 같은 손상을 방지하며 원적외선 및 음이온을 방출됨으로써, 항균, 탈취 및 공기정화되어 쾌적한 실내외 환경을 조성할 수 있는 항균 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상술한 항균 도료 조성물을 포함하는 항균도료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도료용 수성바인더 및 할로겐화 희토류 원소 또는 질산화 희토류 원소 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수용성 희토류 원소;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 도료 조성물에 관한 것이다.
상기 항균 도료 조성물은 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 맥반석, 용암, 광명석, 옥 및 숯에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 천연물 재료;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 도료 조성물에 관한 것이다.
상기 할로겐화 희토류 원소는 브롬화 희토류 원소, 염화 희토류원소, 요오드화 희토류 원소 및 플루오르화 희토류 원소 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이며, 상기 희토류 원소는 란타늄, 세륨, 프로세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로품, 가돌리늄, 테르븀, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 스칸튬, 이트륨, 프로메듐 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있다.
상기 도료용 수성바인더는 폴리(메타)아크릴산 에스테르, 폴리초산비닐, 클로로프렌, 폴리비닐알콜, 셀룰로오스계 화합물, 실리콘계 화합물, 수분산 폴리우레탄 및 이들의 공중합체 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있다.
상기 항균 도료 조성물은 상기 도료용 수성바인더 50 내지 70중량%, 수용성 희토류 원소 0.01 내지 30중량% 및 천연물 재료 10 내지 40중량% 포함할 수 있다.
상기 항균 도료 조성물은 레벨링제, 계면활성제, 산화방지제, 분산제, 광촉매 및 충전제 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 첨가제를 추가로 더 포함할 수 있다.
상기 항균 도료 조성물은 카르복실기 또는 이들의 염에서 선택되는 하나 이상의 이온성기를 갖는 측쇄를 함유하는 폴리올레핀계 이오노머를 추가로 더 포함할 수 있으며, 상기 폴리올레핀계 이오노머의 주사슬은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이고, 상기 폴리올레핀계 이오노머의 이온성기는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 무수말레산 또는 무수말레산모노에스테르에서 유도되며, 상기 폴리올레핀계 이오노머에서 이온성기의 함량은 3 내지 25중량%이고, 주사슬의 함량은 75 내지 97중량%일 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상술한 항균 도료 조성물 및 경화제를 포함하며, 음이온 발생량이 230 내지 300 ION/cc이고, 원적외선 방사에너지가 3.5× 102 내지 5.0× 102 W/m2㎛ 인 항균 도료에 관한 것이다.
상기 항균 도료는 상도 코팅용 도료, 중도 코팅용 도료, 하도 코팅용 도료 및 벽지용 도료로 적용될 수 있다.
본 발명의 항균 도료 조성물 및 이를 포함하는 항균도료에 따르면, 원적외선 및 음이온을 방출시키는 수용성 희료류 원소와 도막 형성시 내구성 및 표면특성을 부여하는 도료용 수성바인더 및 원적외선 및 음이온을 방출시키며, 도막의 기계적 물성의 향상을 도움을 주는 천연물 재료를 포함함으로써, 종래의 친환경 도료 조성물에 비하여 현저히 많은 양의 원적외선 및 음이온의 방출이 가능하며, 이에 따라, 콘크리트 건축물의 벽면이나 마감재에서 발생하는 포름알데히드나 톨루엔 등의 유해화학물질을 효과적으로 흡수분해하면서도 건축물 등의 각종 구조물의 외관을 미려하게 하고, 부식 등과 같은 손상을 방지하고 내구성이 향상되는 장점이 있다.
또한, 붓도장, 스프레이 도장, 분체도장 등 도장 방법에 구애받지 않고, 다양하게 적용할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 항균 도료 조성물 및 이를 포함하는 항균 도료에 대하여 바람직한 실시형태 및 물성측정 방법을 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 발명의 항균 도료 조성물은 도료용 수성 바인더, 수용성 희토류 원소 및 천연물 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 도료용 수성 바인더는 당해 기술분야에 자명하게 공지된 수성 또는 수분산 수지이면 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들면, 폴리(메타)아크릴산 에스테르, 폴리초산비닐, 클로로프렌, 폴리비닐알콜, 셀룰로오스계 화합물, 실리콘계 화합물, 수분산 폴리우레탄 및 이들의 공중합체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 선택되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 에멀젼 타입 또는 서스펜션 타입으로 사용되는 것이 효과적이다.
도료용 수성 바인더의 함량은 전체 항균 도료 조성물의 50 내지 70중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 55 내지 65중량%인 것이 효과적이다. 도료용 수성 바인더의 함량이 50중량% 미만일 경우에는 도료 도막이 충분히 형성되지 않은 문제가 발생할 수 있으며, 70중량% 초과일 경우에는 원적외선 및 음이온 방출이 미미해지는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 범위로 첨가됨으로써, 견고한 도막 형성이 가능하고 원적외선 및 음이온을 효과적으로 방출시킬 수 있으므로 바람직하다.
도료용 수성 바인더에는 용제가 추가로 더 포함될 수 있다. 용제는 알코올;, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 및 옥탄올, 에틸셀루솔브, 메틸셀루솔브; 케톤, 예를 들면 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 및 시클로헥사논; 에스테르, 예를 들면 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸 락테이트 및 γ-부티롤락톤; 에테르, 예를 들면 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르; 방향족 탄화수소, 예를 들면 벤젠, 톨루엔 및 크실렌; 및 아미드, 예를 들면 디메틸포름아미드, 디메틸 아세트아미드 및 N-메틸피롤리돈 등이 예시될 수 있으며, 예시된 용제들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용 가능하다. 용제의 함량은 제한되지는 않지만, 항균 도료 조성물 전체 100중량부에 대하여 0.1 내지 85중량부 포함되는 것이 바람직하다. 용제의 함량이 0.1중량부 미만이면 항균 도료 조성물의 점도가 높아 수분산시 작업성이 떨어지고, 85 중량부 초과일 경우에는 건조 및 경화 과정에서 많은 휘발성 유기 화합물 등의 유해물질이 다량 발생할 우려가 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 수용성 희토류 원소는 원적외선 및 음이온의 방출을 위하여 첨가되는 것으로, 할로겐화 희토류 원소 또는 질산화 희토류 원소 중에서 선택되는 1종 또는 2종으로써, 상기 할로겐화 희토류 원소는 브롬화 희토류 원소, 염화 희토류원소, 요오드화 희토류 원소 및 플루오르화 희토류 원소를 포함한다.
상기 희토류 원소는 화학원소 주기율표 중의 란탄계 15개 원소와 유사한 2개의 원소를 포함하여 17개의 광물원소를 포함하고, 구체적으로 란타늄, 세륨, 프로세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로품, 가돌리늄, 테르븀, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 스칸튬, 이트륨, 프로메듐 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있다.
수용성 희토류 원소의 함량은 전체 항균 도료 조성물의 0.01 내지 30중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 20중량%인 것이 효과적이다. 수용성 희토류 원소의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 원적외선 및 음이온 방출이 미미해지는 문제가 발생할 수 있으며, 30 중량% 초과일 경우에는 도료 도막이 충분히 형성되지 않고, 과량 첨가시에도 원적외선 및 음이온 방출량이 일정량 이상 증가되지 않고, 비용만 증가하게 되는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 범위로 첨가됨으로써, 견고한 도막 형성이 가능하고 원적외선 및 음이온을 효과적으로 방출시킬 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 천연물 재료는 원적외선 및 음이온을 방출시키며, 도막의 기계적 물성의 향상을 도움주기 위한 목적으로 첨가되는 것으로, 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 맥반석, 용암, 광명석, 옥 및 숯에서 1종 또는 2종 이상이 선택되는 것이 효과적이다.
천연물 재료의 함량은 전체 항균 도료 조성물의 10 내지 40중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 30중량%인 것이 효과적이다. 천연물 재료의 함량이 10중량% 미만일 경우에는 원적외선 및 음이온 방출이 미미해지는 문제가 발생할 수 있으며, 40 중량% 초과일 경우에는 도료 도막이 충분히 형성되지 않고, 항균 도료 조성물의 응집력이 부족하여 약간 충격을 가해도 쉽게 크랙이 형성되거나, 도막 표면이 균일하게 형성되지 않고, 손상될 우려가 있으므로, 상기 범위로 첨가됨으로써, 견고한 도막 형성이 가능하고 원적외선 및 음이온을 효과적으로 방출시킬 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 수용성 희토류 원소와 천연물 재료를 함께 사용함으로써, 도료용 수용성 바인더가 가지는 기계적 물성의 한계를 극복하고 내구성을 극대화할 수 있으며, 수용성 희토류 원소와 천연물 재료를 통하여 방출하는 음이온 및 원적외선으로 인하여, 인체의 공명, 공진, 침투작용 등으로 혈액순환 및 신진대사를 촉진시켜 인체의 면역력을 향상시키고, 알러지를 유발하는 세균들의 생육을 억제하고 사멸시키는 특징을 가진다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 항균 도료 조성물은 레벨링제, 계면활성제, 산화방지제, 분산제, 광촉매 및 충전제 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 첨가제를 추가로 더 포함할 수 있다.
첨가제의 함량은 전체 항균 도료 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 100중량부 첨가되는 것이 바람직하며, 광촉매 및 충전제로써 이산화티탄(TiO2)를 첨가하는 것이 유해물질을 분해할 수 있으며, 기계적 물성을 향상시킬 수 있어 효과적이다.
본 발명의 일실시예에 따르는 항균 도료 조성물은 카르복실기 또는 이들의 염에서 선택되는 하나 이상의 이온성기를 갖는 측쇄를 함유하는 폴리올레핀계 이오노머를 추가로 더 포함할 수 있다. 이는 도료용 수성 바인더와 수용성 희토류 원소 또는 천연물 재료와의 상용성을 향상시키기 위하여 첨가되는 것을 목적으로 하는 것으로, 폴리올레핀계 이오노머의 함량은 전체 항균 도료 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 20중량부 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 10중량부 포함되는 것이 효과적이다.
폴리올레핀계 이오노머는 이온성기는 수용성 희토류 원소 또는 천연물 재료와 결합하고, 폴리올레핀계 탄소 사슬은 도료용 수성 바인더와 결합함으로써, 항균 도료 조성물의 상용성 및 안정성을 향상시키고, 도막을 형성했을 때 표면 평활성 및 내구성이 현저히 향상되는 장점이 있다. 폴리올레핀계 이오노머의 주사슬은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이고, 상기 폴리올레핀계 이오노머의 이온성기는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 무수말레산 또는 무수말레산모노에스테르에서 유도되는 것이 바람직하다.
폴리올레핀계 이오노머에서 이온성기의 함량은 3 내지 25중량%이고, 주사슬의 함량은 75 내지 97중량%인 것이 바람직하다. 상기 함량을 벗어날 경우, 항균 도료 조성물의 상용성이 감소하여 도막을 형성했을 때 균일하지 않거나, 약한 자극에도 쉽게 크랙이 생기는 등의 내구성이 감소할 수 있는 우려가 있으므로, 상기 함량으로 포함되는 것이 항균 도료 조성물의 상용성 및 안정성 향상에 효과적이다.
또한, 항균 도료 조성물을 도포 또는 코팅하는 방법은 특별히 제한하지 않으며, 예를 들면, 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 마이크로 그라비아 또는 스핀코팅 등에서 선택되는 적당한 방식으로 실시할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상술한 항균 도료 조성물 및 경화제를 포함하며, 음이온 발생량이 230 내지 300 ION/cc이고, 원적외선 방사에너지가 3.5× 102 내지 5.0× 102 W/m2㎛ 인 항균 도료에 관한 것이다.
상기 항균 도료는 상도 코팅용 도료, 중도 코팅용 도료, 하도 코팅용 도료 및 벽지용 도료로 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 원적외선 및 음이온을 방출하는 항균 도료 조성물 및 이를 포함하는 항균 도료를 실시예 및 비교예를 통하여 자세히 설명하고자 한다.
물성측정
1) 원적외선 측정
한국원적외선응용평가원의 평가규격 KFIA-FI-1005 규격에 따라 50℃에서 FI-IR Spectrometer를 이용하여 흑체(black body) 대비 측정한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
2) 음이온 측정
한국원적외선응용평가원의 평가규격 KFIA-FI-1042 규격에 따라 전하입자 측정장치를 이용하여 실내온도 27℃, 상대습도 36%, 대기중 음이온수 104/cc 조건에서 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위 체적당 ION수로 표시하여, 하기 표 2에 나타내었다.
2) 항균력 측정
고정농도시험법을 이용하여 항균 도료의 대장균과 포도상구균에 대한 항균력 시험을 실시하였으며, 하기 식과 같이 계산하여 하기 표 2에 나타내었다.
[계산식]
Figure 112013013662949-pat00001
A : 24시간 접촉 후 대조시험액으로부터의 균수
B : 24시간 접촉 후 시험액으로부터의 균수
3) 탈취력 측정
일정 농도의 포름알데히드가 존재하는 소정의 챔버 내에 시료를 놓아 탈취시험을 수행하였으며, KICM-FIR-1085의 시험방법에 의하여 탈취량을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
4) 도막특성 측정
세정된 알루미늄 기재의 표면에 본 발명의 일실시예에 따른 항균 도료를 30㎛ 두께로 도포하고 완전 경화 후 연필경도, 밀착성(cross cut test), 내용제성(아세톤, 톨루엔, MEK, IPA 각 1000시간 침적), 내염수분무성(1000시간 침적)을 시험하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[제조예 1]
도료용 수성 바인더 제조
네오펜틸 글리콜 1kg, 부탄디올 2kg, TMP 0.5kg, m-프탈산 2kg, 헥산디옥산 2kg, 말레산 무수물 0.5kg을 중량비로 반응기에 투입하고 온도를 180-190℃로 상승시키면 30분간 환류(reflux)를 유지한 후 배수(effluent)하였다. 증기(vapor)의 온도는 100℃를 유지해야 하며 반응물의 온도는 230℃ 이하를 유지하면서 약 10시간동안 반응을 시켰다. 배수량이 이론치에 도달하면 반복적으로 산가(acid value)를 측정하였다. 산가(acid value)가 50± 5에 도달하면 온도를 60℃이하로 하강 시킨 후 500g의 에탄올을 첨가하고 균일하게 교반한다. 온도를 75℃로 상승시키고 메틸메타크릴레이트 1kg, 부틸아크릴레이트 1kg, 2-프로페논산 1kg, 메타아크릴산 0.5kg, 아조비스이소부티로니트릴 0.4kg의 혼합물을 점차적으로 첨가하면서 2시간 반응시킨 후 1시간 보온 시키며 온도가 50℃로 하강되면 N-디메틸에탄올아민으로 pH를 7-8로 조절하여 폴리에스테르 아크릴레이트 수지를 제조하고, 탈이온수 1kg에 희석하여 준비하였다.
고속 교반기에 탈이온수 1kg를 투입하고 분산제(폴리카르복실레이트) 100g를 첨가하여 고속으로 균일하게 분산시켰다. 이를 800rpm의 속도로 교반하면서 상술한 바와 같이 제조된 희석된 폴리에스테르 아크릴레이트 0.3kg를 천천히 투입하고, 0.5kg 탈이온수 및 폴리디메틸실록산 200g을 넣고 30분간 균일하게 교반하고 여과하여 도료용 수성 바인더를 제조하였다.
[실시예 1]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 제조예 1에서 제조한 도료용 수성 바인더 60 중량부, 염화란탄(LaCl3) 10중량부, 질산세륨 6수화물(Ce(NO3)36H2O) 10중량부를 상온에서 30분간 균일하게 혼합하여 항균 도료 조성물을 제조한 다음, 500Mesh의 망을 통과시켜 걸러진 조성물을 항균 도료로 사용하였으며, 항균도료의 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 2]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 조성물에 황토 10중량부, 토르말린 5중량부, 귀양석 5중량부를 더 추가하고 상온에서 30분간 균일하게 혼합하여 항균 도료 조성물을 제조한 다음, 500Mesh의 망을 통과시켜 걸러진 조성물을 항균 도료로 사용하였으며, 항균도료의 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 3]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 수용성 희토류 원소 및 천연물 재료의 함량을 변화시킨 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 항균도료를 제조하였으며, 항균도료의 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 4]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 항균 도료 조성물에 폴리올레핀계 이오노머를 추가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 항균도료를 제조하였으며, 항균도료의 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 1]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 도료용 수성 바인더 단독으로 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 항균도료를 제조하였으며, 항균도료의 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 2]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 수용성 희토류 원소를 첨가하지 않고, 천연물 재료의 함량을 변화시킨 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 항균도료를 제조하였으며, 항균도료의 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112013013662949-pat00002
[표 2]
Figure 112013013662949-pat00003

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4는 비교예 1 내지 2에 비하여 원적외선 및 음이온 방출량 뿐 만 아니라 항균력, 탈취력이 우수하고 도막 특성도 우수한 것을 알 수 있습니다.
수용성 희토류 원소와 천연물 재료가 도료용 수용성 바인더와 최적의 결합비로 혼합될 때, 원적외선 및 음이온 방출량이 최대가 되며, 실시예 4와 같이, 폴리올레핀계 이오노머를 추가로 더 첨가됨으로써, 원적외선 및 음이온 방출량은 그대로 유지하면서 도막특성을 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있는 것을 알 수 있었다.
반면, 비교예 1과 같이, 수용성 희토류 원소 및 천연물 재료를 사용하지 않았을 경우, 원적외선 및 음이온 방출량 뿐 만 아니라 전반적인 물성이 감소됨을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명은 도료용 수성 바인더, 수용성 희토류 원소, 천연물 재료 및 폴리올레핀계 이오노머를 포함하는 항균도료를 제조함으로써, 원적외선 및 음이온 방출량이 월등히 우수하고, 탈취력 및 항균력을 가지면서도 도료로써의 도막 특성이 우수한 항균도료를 제조할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 균등물을 사용할 수 있으며, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (10)

  1. 도료용 수성바인더;
    할로겐화 희토류 원소 또는 질산화 희토류 원소 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수용성 희토류 원소; 및
    폴리올레핀계 이오노머를 포함하며,
    상기 폴리올레핀계 이오노머는 카르복실기 또는 이들의 염에서 선택되는 하나 이상의 이온성기를 갖는 측쇄를 함유하는 것을 특징으로 하는 항균 도료 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 항균 도료 조성물은
    토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 맥반석, 용암, 광명석, 옥 및 숯에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 천연물 재료;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 도료 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 할로겐화 희토류 원소는 브롬화 희토류 원소, 염화 희토류원소, 요오드화 희토류 원소 및 플루오르화 희토류 원소 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이며,
    상기 희토류 원소는 란타늄, 세륨, 프로세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로품, 가돌리늄, 테르븀, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 스칸튬, 이트륨, 프로메듐 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 항균 도료 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 도료용 수성바인더는 폴리아크릴산 에스테르, 폴리초산비닐, 클로로프렌, 폴리비닐알콜, 셀룰로오스계 화합물, 실리콘계 화합물, 수분산 폴리우레탄 및 이들의 공중합체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 항균 도료 조성물.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 항균 도료 조성물은 상기 도료용 수성바인더 50 내지 70중량%, 수용성 희토류 원소 0.01 내지 30중량% 및 천연물 재료 10 내지 40중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 도료 조성물.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 항균 도료 조성물은 레벨링제, 계면활성제, 산화방지제, 분산제, 광촉매 및 충전제 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 첨가제를 추가로 더 포함하는 항균 도료 조성물.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀계 이오노머의 주사슬은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이고, 상기 폴리올레핀계 이오노머의 이온성기는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 무수말레산 또는 무수말레산모노에스테르에서 유도되며,
    상기 폴리올레핀계 이오노머에서 이온성기의 함량은 3 내지 25중량%이고, 주사슬의 함량은 75 내지 97중량%인 항균 도료 조성물.
  9. 제 1항 내지 제 6항 및 제 8항에서 선택되는 어느 한 항의 항균 도료 조성물 및 경화제를 포함하며, 음이온 발생량이 230 내지 300 ION/cc이고, 원적외선 방사에너지가 3.5× 102 내지 5.0× 102 W/m2㎛ 인 항균 도료.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 항균 도료는 상도 코팅용 도료, 중도 코팅용 도료, 하도 코팅용 도료 및 벽지용 도료로 적용되는 것을 특징으로 하는 항균 도료.
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