KR101868102B1

KR101868102B1 - 창호용 항균 분체 도료 및 그 도료를 이용한 창호

Info

Publication number: KR101868102B1
Application number: KR1020170062496A
Authority: KR
Inventors: 이희정
Original assignee: 이희정
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2017-05-19
Publication date: 2018-06-18

Abstract

본 발명은 창호용 항균 분체 도료 및 그 도료가 적용된 창호에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 소재의 망사체; 상기 망사체를 지지하는 프레임;으로 구성되되, 상기 망사체는 카본 블랙, 산화규소, 황산바륨, 알루미노 실리케이트, 은 나노입자 및 폴리에스터 수지를 포함하는 항균 분체 도료로 도장된 것임을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 창호에 포함되는 망사체에 곰팡이나 세균 등이 서식하는 것을 방지하고, 상기 망사체를 통과하여 실내로 유입되는 공기의 오염수준을 낮출 수 있어, 사용자의 위생과 건강에 도움을 주는 효과가 있다.

Description

창호용 항균 분체 도료 및 그 도료를 이용한 창호{POWDER COATING COMPOSITIONS FOR ANTIBACTERIA AND ANTIMICROBIAL WINDOWS USING THE POWDER COATING COMPOSITIONS}

본 발명은 창호용 항균 분체 도료 및 그 도료를 이용한 창호에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 은 나노입자, 알루미노 실리케이트 등을 포함하는 항균 분체 도료를 조성하고, 상기한 도료로 창호의 망사체를 도장함으로써, 우수한 항균력을 갖도록 하는 것이다.

일반적으로, 아파트나 주택에는 창호가 구비된다. 이러한 창호는 방화문, 출입구, 창문 등을 포함하고, 상기 창문은 방충창, 방범창 등을 구비한다.

통상 상기 창문은 창문틀과, 상기 창문틀에 슬라이드 가능하게 결합된 유리창으로 구성되어, 사용자가 상기 유리창을 측방향으로 밀어서 창문을 열거나 닫을 수 있도록 구성된다. 그리고 이러한 창문에는 방충망(방충창)이 구비되어 환기를 위해 상기 유리창을 열었을 때 외부의 해충이 실내로 칩입하는 것을 방지할 수 있도록 하고 있다. 또한, 상기 창문에는 방범망(방범창) 역시 구비되어 외부인이 방충망을 찢거나 유리창을 깨고 가정으로 침입하는 것을 방지한다.

최근에는 대한민국 등록실용신안 제20-0481358호에서와 같이 상기 방충의 기능과 방범의 기능을 모두 갖는 방범방충망(방범방충창) 역시 개발되었다.

상기와 같은 방범망, 방충망 또는 방범방충망은 모두 해충 또는 외부인의 침입을 방지해야 하므로, 망사체를 포함한다. 그러나 이러한 망사체는 항시 외부에 노출되어 있으므로, 각종 대기 오염물질 등에 오염되고, 각종 곰팡이나 세균 등의 미생물이 번식하여 위생상 문제를 일으킬 염려가 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 대한민국 등록실용신안 제20-0389449호 에서는 방충망 재료(천연·합성섬유·철물 등)에 은나노 재료를 혼합, 교반시켜 방충망을 제조하는 기술이 게시되었다. 그러나 이러한 방법은 그 제조비용이 높은 문제가 있었다.

KR 20-0481358 Y1 KR 20-0389449 Y1

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 창호에 포함되는 금속 소재의 망사체에 적용될 수 있는 항균 분체 도료를 제공하는 것이다.

또한, 상기 항균 분체 도료로 도장된 망사체를 제공함으로써, 망사체의 오염에 의한 곰팡이나 세균의 서식을 방지하고, 상기 망사체를 통과하여 실내로 유입되는 공기의 오염수준을 낮출 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 창호용 항균 분체 도료 는, 카본 블랙, 산화규소, 황산바륨, 알루미노 실리케이트, 은 나노입자 및 폴리에스터 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전체 100중량부에 대해 상기 카본 블랙 0.1~6중량부, 산화규소 0.1~9중량부, 황산바륨 20~45중량부, 알루미노 실리케이트 0.5~10중량부, 은 나노입자 0.001~4중량부 및 잔량의 폴리에스터 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

편백입자 1~5중량부 및 탄탈(Ta) 0.1~5중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 항균 분체 도료를 이용한 창호는 금속 소재의 망사체; 상기 망사체를 지지하는 프레임;으로 구성되되, 상기 망사체는 카본 블랙, 산화규소, 황산바륨, 알루미노 실리케이트, 은 나노입자 및 폴리에스터 수지를 포함하는 항균 분체 도료로 도장된 것임을 특징으로 한다.

상기 항균 분체 도료는, 전체 100중량부에 대해 상기 카본 블랙 0.1~6중량부, 산화규소 0.1~9중량부, 황산바륨 20~45중량부, 알루미노 실리케이트 0.5~10중량부, 은 나노입자 0.001~4중량부 및 잔량의 폴리에스터 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 항균 분체 도료는, 편백입자 1~5중량부 및 탄탈(Ta) 0.1~5중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 창호에 포함되는 망사체에 곰팡이나 세균 등이 서식하는 것을 방지하고, 상기 망사체를 통과하여 실내로 유입되는 공기의 오염수준을 낮출 수 있어, 사용자의 위생과 건강에 도움을 주는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 창호의 사시도이다.
도 2 내지 5는 본 발명에 따른 시험예 1은 결과를 나타낸 사진이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에서 상기 창호는 방범망, 방범창, 방충망, 방충창, 방충방범창, 방충방범망, 방충문, 방범문 중 어느 하나, 즉, 망사체를 포함하는 창호를 의미하는바, 그 종류, 형태 등을 제한하지 않는다.

종래, 창호 중 망사체를 포함하는 방충망, 방범망 등은 항시 외부에 노출되어 있어, 각종 대기 오염물질 등에 오염되고, 각종 곰팡이나 세균 등의 미생물이 번식하여 위생상 문제가 있음에도 불구하고, 관리가 용이하지 못하였다. 아울러, 이러한 창호가 각종 곰팡이, 세균 등의 미생물 번식으로 인하여 오염됨으로써, 창호를 통해 실내로 유입되는 공기 역시 미생물에 의해 감염되어 사용자의 건강을 해치게 되는 등의 단점이 있었다.

따라서, 발명에서는 이러한 단점을 개선하고자, 항균성을 갖는 창호, 즉 항균성의 망사체를 제공하는 것이다.

이하, 상기 창호에 항균성을 부여하기 위해 이용되는 창호용 항균 분체 도료에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 창호용 항균 분체 도료는, 카본 블랙, 산화규소, 황산바륨, 알루미노 실리케이트, 은 나노입자 및 폴리에스터 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 상기 카본 블랙은 착색안료로서 사용되며, 그 입자 크기는 제한하지 않는다. 예시적으로, 그 입자 크기는 1~10㎛ 정도면 족하다. 이러한 카본 블랙은 도료내에서 전체 100중량부에 대해 0.1~6중량부의 범위로 포함되는바, 상기 카본 블랙의 함량이 0.1중량부 미만이면 은폐력이 낮아지게 되고, 6중량부를 초과하면 제조단가가 높아져 경제적이지 못하게 된다.

상기 산화규소(SiO₂)는 인체에 유익한 음이온을 다량 발생시켜 항균성을 현저히 개선하는 것은 물론, 공기 정화 등의 사용환경을 제공할 수 있는 효과를 갖는다. 상기 산화규소는 도료내에서 전체 100중량부에 대해 0.1~9중량부의 범위로 포함되는바, 상기 산화규소가 0.1중량부 미만이면 그 효과가 미미하고, 9중량부를 초과하면 과량이 되어 제조비용이 증가하기 때문이다. 아울러, 상기 산화규소 역시 그 입자 크기를 제한하지 않는데, 예시적으로 1~10㎛ 정도일 수 있다.

상기 황산바륨(BaSO₄)은 충진제로서 사용되며, 도료내에서 전체 100중량부에 대해 20~45중량부로 포함된다. 이는 상기 황산바륨이 20중량부 미만이면 도료의 원가가 높아 경제적이지 못하고, 45중량부를 초과하면 작업성이 좋지 않기 때문이다. 상기 황산바륨 역시 그 입자 크기를 제한하지 않는데, 예시적으로 1~10㎛ 정도일 수 있다.

상기 알루미노 실리케이트는 다공성의 세라믹 물질로서, 은과 같은 금속이온과 함께 사용될 경우, 금속이온의 전달물질로서 작용한다. 즉, 상기 알루미노 실리케이트의 기공에 의해 은이온이 보호되며, 수분의 작용하여 은이온을 방출시킨다. 아울러, 상기 은이온 주변에 세균이 존재하면 교환작용을 통해 흡착하여 세균의 번식활동을 저해하여 강력한 살균효과를 나타낸다.

이러한 알루미노 실리케이트는 도료내에서 전체 100중량부에 대해 0.5~10중량부의 범위로 포함되는바, 상기 알루미노 실리케이트가 0.5중량부 미만이면 항균 효과가 좋지 못하고, 10중량부를 초과하면 도료의 부착성이 낮아져 오히려 항균성능이 감소할 수 있기 때문이다. 상기 알루미노 실리케이트의 입자크기는 1~10㎛ 정도가 바람직하다.

상기 은(Ag) 나노입자는 인체에 해가 없고 독성이 없으며, 미생물 체내의 신진대사 기능을 억제하여 650여 종류의 유해 세균을 죽이는 것으로 알려져 있다. 이러한 은 나노입자는 미생물의 세포벽을 공격함으로써, 소량으로도 표면적을 최대화하여 항균력을 극대화할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 약 1~5㎚ 크기의 은 나노입자를 사용함으로써, 도료의 항균력을 극대화시키는 것이다.

상기 은 나노입자는 도료내에서 전체 100중량부에 대해 0.001~4중량부의 범위로 포함되는바, 상기 은 나노입자가 0.001중량부 미만이면 항균 효과가 미미하고, 4중량부를 초과하면 과량이 되어 더 이상의 증진된 항균 효과를 갖지 못하면서도 제조비용이 상승하기 때문이다.

상기 폴리에스터 수지는 도료의 베이스 수지로서, 도료내에서 전체 100중량부에 대해 잔량으로서 포함되며, 그 종류를 제한하지 않는다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 항균 분체 도료는, 은 나노입자와 알루미노 실리케이트로 인해 우수한 항균성이 발휘되는 것은 물론, 망사체에의 접착력이 우수하다는 장점도 있다.

한편, 상기 항균 분체 도료의 항균력을 더욱 우수하게 하기 위하여, 상기 항균 분체 도료는 전체 100중량부에 대해 편백입자 1~5중량부 및 탄탈(Ta) 0.1~5중량부를 더 포함할 수도 있다.

상기 편백입자는 건조된 편백나무의 입 또는 줄기를 1~10㎛ 정도의 크기로 분쇄한 입자를 의미하는 것으로, 이러한 편백나무는 항균, 소취 및 유해물질의 중화 작용을 하는 피톤치드를 다량 함유한다. 이러한 피톤치드는 해충, 병균, 곰팡이, 박테리아 등에는 치명적인 제거 역할을 하지만, 인간에게는 유익한 효과를 부여하는 물질이다. 따라서, 상기한 편백입자가 도료 내 포함되면, 피톤치드에 의해 리스테리아균, 포도상구균, 캔디다균, 레지오넬라균 등에 대한 항균력이 한층 우수해질 뿐 아니라, 공기 중에 존재하는 포름알데히드, 톨루엔 등의 유기화합물을 중화시켜 청정한 실내 환경을 조성하는 데 도움을 준다.

상기 편백입자는 도료내에서 전체 100중량부에 대해 1~5중량부의 범위로 포함되는바, 상기 편백입자가 1중량부 미만이면 그 효과가 미미하고, 5중량부를 초과하면 과량이 되어 제조비용이 상승하기 때문이다.

그리고 상기 탄탈(Ta)은 공기 중에서는 잘 산화되지 않으며, 표면에 전기 저항이 큰 안정된 피막을 가져 정전기를 방지한다. 따라서, 공기 중 존재하는 미세먼지 등이 도장된 망사체에 쉽게 흡착되어 오염되는 것을 방지한다. 이러한 탄탈(Ta)은, 1~5nm 정도의 나노입자로서 포함됨이 바람직하며, 도료내에서 전체 100중량부에 대해 0.1~5중량부의 범위로 포함된다. 이는 상기 탄탈이 0.1중량부 미만이면 그 효과가 미미하고 5중량부를 초과하면 과량이 되어 제조비용만 상승하기 때문이다.

상기와 같이, 편백입자 및 탄탈을 더 포함하는 본 발명의 항균 분체 도료는 항균력이 더욱 상승되며, 도장면의 오염을 방지하는 효과가 우수하다는 장점이 있다.

이하, 본 발명에 의한 항균 분체 도료를 이용한 창호를 설명한다.

앞서 설명된 바와 같이 상기 창호는 망사체를 포함하는 것으로, 더욱 구체적으로는 도 1과 같이, 금속 소재의 망사체(1)와, 상기 망사체(1)를 지지하는 프레임(2);으로 구성된다. 이때, 상기 망사체(1)와 프레임(2)의 구성은 이 기술이 속하는 분야에서 공지된 것인바, 상기 프레임(2)은 망사체(1)의 테두리에 결합된다.

본 발명의 특징은 상기 망사체(1)가 앞서 설명한 항균 분체 도료로서 도장된 것인데, 상기 항균 분체 도료에 대해서는 앞서 충분히 설명되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

즉, 본 발명은 공기의 유입통로인 망사체(1)를 항균 분체 도료로 도장함으로써, 상기 망사체(1)의 오염을 방지하고, 실내로 유입되는 공기의 질을 좋게 하는 것이다.

여기서, 상기 망사체(1)는 그 재질이 금속이라면 그 형태 등을 제한하지 않는바, 철, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 티타늄 등일 수 있다. 아울러, 상기 망사체(1)의 테두리에 결합되어 상기 망사체(1)를 지지하는 프레임(2) 역시 그 재질 및 형태를 제한하지 않는바, 공지된 다양한 종류의 프레임(2)이 적용될 수 있다.

본 발명에서 상기 망사체(1)를 항균 분체 도료로서 도막하는 방법은, 정전 분체도장(electrostatic powder painting)방법을 이용하는 것이다, 상기 정전분체도장을 간단하게 설명하면, 분무기로 도료를 분출하고 무화상태로 된 미립자를 정전유도작용으로 대전시킴으로써 발생하는 인력에 의하여 피도물의 표면에 흡착시키는 방법이다.

더욱 구체적으로는 망사체(1)를 향하여 정전 Spray-gun으로 항균 분체 도료를 안개 상으로 분사하는데, 상기 정전 Spray-gun의 선단에 고전압을 걸어 도출되는 항균 분체 도료의 입자가 (-)전하를 띠게 하고, 피도물인 망사체(1)에는 (+)전하를 띠도록 접지하여서 항균 분체 도료 입자가 정전기적으로 망사체(1)의 표면에 흡착하게 하는 것이다. 이러한 방법에 의하면 도포면에 기포가 없고 도료의 손실이 적다는 장점이 있다.

본 발명에서 상기 도막을 형성하는 방법, 즉 도장방법으로 정전분체도장이 아닌 기타 다른 방법을 이용하는 것도 가능한바, 그 방법을 제한하지 않는다. 그리고 상기 도막의 두께 및 도료의 사용량 역시 제한하지 않는바, 상기 항균 분체 도료의 사용량이 1~200g/㎡ 정도이면 족하다.

상기와 같이 구성되는 항균 창호는, 망사체(1)가 항균 분체 도료로서 도장되어 우수한 항균력을 가지므로, 각종 미생물의 번식을 방지하는 것은 물론, 각종 오염물질로부터 보호되며, 실내 유입 공기의 질을 좋게 할 수 있다는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예로서 설명한다.

(실시예 1)

먼저, 카본 블랙 5g, 산화규소 5g, 황산바륨 25g, 알루미노 실리케이트 10g, 은 나노입자 2g 및 폴리에스터 수지 53g을 혼합하여 항균 분체 도료를 준비하였다. 이때, 카본 블랙, 산화규소, 황산바륨, 알루미노 실리케이트의 입자 크기는 1~4㎛ 였고, 은 나노입자의 입자 크기는 1~2nm 였다.

그리고 철재 망사체 1m×1m에 상기 도료 100g을 정전 Spray-gun을 이용하여 분사하고, 220℃의 건조로에서 30분간 건조시켜 도막을 형성하였다.

(시험예 1)

실시예 1에 따라 형성된 도막의 항균력을 테스트하였다.

상기 항균력은 FITI 시험연구원에 의뢰하여, JIS Z 2801:2010, 필름밀착법으로 테스트하였는바, 시험조건은 시험균액을 35±1℃, RH 90%에서 24시간 동안 정치 배양한 후의 균수를 측정하였으며, 사용된 표준필름은 Stomacher 400 POLY-BAG이었다.

그리고 테스트에 사용된 시험균주는 Staphylococcus aureus ATCC 6538P(균주 1) 및 Escherichia coli ATCC 7392(균주 2)였다.

그리고 그 결과를 하기 표 1 및 도 2 내지 5에 나타내었다.

시험예 1 결과.

구분		BLANK	SAMPLE
균주 1	초기균수	1.7×10⁴	1.7×10⁴
	24 시간후	2.4×10⁴	4.3×10
	항균활성치	-	2.8
균주 2	초기균수	1.4×10⁴	1.4×10⁴
	24 시간후	1.1×10⁶	5.1×10⁴
	항균활성치	-	1.3

상기 표 1 및 도 2 내지 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 도막은 균주 1, 2에 대해 우수한 항균활성을 가짐을 확인하였다.

상기와 같은 설명에 따른 본 발명은 상기 설명에 의해서 그 범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능하며, 그러한 응용 및 변형은 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다.

1: 망세체 2: 프레임

Claims

카본 블랙, 산화규소, 황산바륨, 알루미노 실리케이트, 은 나노입자 및 폴리에스터 수지를 포함하되,
전체 100중량부에 대해 상기 카본 블랙 0.1~6중량부, 산화규소 0.1~9중량부, 황산바륨 20~45중량부, 알루미노 실리케이트 0.5~10중량부, 은 나노입자 0.001~4중량부 및 잔량의 폴리에스터 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 창호용 항균 분체 도료
삭제
제 1항에 있어서,
전체 100중량부에 대해 편백입자 1~5중량부 및 탄탈(Ta) 0.1~5중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 창호용 항균 분체 도료.
금속 소재의 망사체(1); 상기 망사체(1)를 지지하는 프레임(2);으로 구성되고,
상기 망사체(1)는 카본 블랙, 산화규소, 황산바륨, 알루미노 실리케이트, 은 나노입자 및 폴리에스터 수지를 포함하는 항균 분체 도료로 도장되되,
상기 항균 분체 도료는,
전체 100중량부에 대해 상기 카본 블랙 0.1~6중량부, 산화규소 0.1~9중량부, 황산바륨 20~45중량부, 알루미노 실리케이트 0.5~10중량부, 은 나노입자 0.001~4중량부 및 잔량의 폴리에스터 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 항균 분체 도료를 이용한 창호.
삭제
제 4항에 있어서,
상기 항균 분체 도료는,
전체 100중량부에 대해 편백입자 1~5중량부 및 탄탈(Ta) 0.1~5중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 분체 도료를 이용한 창호.