KR101889258B1 - 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법 - Google Patents

폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법에 관한 발명으로, 폐해조류의 녹조류를 용매 추출한 클로로필추출액을 농축하여 건조한 후 3000메쉬 이하로 분쇄하여 천연 유기안료분을 수득하는 유기안료조성단계(S10)와, 폐각을 효소 처리하여 단백질 및 갈조류를 분해하고 폐각미분을 수득하는 폐각원료조성단계(S20)와, 이종색상을 가지는 복수의 천연광물을 3000메쉬 이하로 분쇄하여 색상별 천연 광물안료분을 수득하는 광물안료조성단계(S30)와, 안료에 점착성 및 접착성을 부여하는 접착수지와, 접착수지에 물성 및 보존성을 부여하는 보존조제를 혼합하여 첨가제를 수득하는 첨가제조성단계(S40)와, 도료의 총 중량을 기준으로 상기 폐각미분 7 ~ 25중량부와, 유기안료분 또는 광물안료분 5 ~ 10중량부를, 상기 첨가제에 혼합 교반하여 수성 천연착색도료를 제조하는 도료조성단계(S50)를 포함하여 구성함에 따라 친환경적이고 경제적인 방식으로 폐해조류 및 폐각을 주원료로 하는 고품질의 천연착색도료로 제조하는 것이 특징이다.

Description

폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING OF NATURAL COLORED PAINT USING WASTE SEAWEED CHLOROPHYLL GREEN PIGMENT}
본 발명은 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 해변에 밀려들어 방치되거나 폐기되는 폐해조류 및 폐각을 수거하여 수성 천연착색도료를 제조하도록 이루어짐으로써 친환경적이고 경제적인 방식으로 이루어진 고품질의 천연도료를 제공할 수 있는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 바다에는 녹조류, 갈조류 등으로 구분되는 다수의 해조류가 생육하고 있다. 해조류는 수중에 서식하면서 엽록소로 동화작용을 하여 포자에 의해 번식하는데 최근 기상이변 등으로 인해 대형 군락을 이루며 그 양이 급속도로 증가하고 있다.
이와 같은 해조류는 조류를 타고 해변으로 밀려들어와 흉물스럽게 방치되고 있어 주변 경관을 해치고 있는 실정이다. 특히 하절기에는 고온 다습한 기후로 인해 해조류가 쉽게 부패하고 악취 발생을 초래하므로 심각한 환경문제가 되고 있으며, 이들 대부분의 폐해조류는 인력을 동원하여 일일이 수거한 후 소각, 폐기 처리하고 있으므로 경제적 손실 역시 매우 큰 실정이다.
한편, 해조류 중에서도 파래, 청각, 해캄 등의 녹조류나 일부 갈조류에는 클로로필 a와 b, 및 카로틴, 크산토필 등의 색소를 함유하고 있다. 클로로필은 불용성으로 주로 시금치 등의 녹색식물에서 에탄올이나 유기용제로 녹색색소를 추출하여 껌이나 과자, 면류 제품의 착색에 사용하고 있으며, 최근에는 해조류로부터 클로로필을 추출하여 다양한 분야에 활용하기 위한 기술의 개발이 시도되고 있다.
예컨대, 한국공개특허 제 10 - 2009 - 0024938 호에는 모자반으로부터 클로로필과 베타-카로틴 색소를 추출하여 음료제조에 사용하도록 하는 기술이 공지된바, 모자반 해조류를 채취하고 맑은 물에 세척한 후 건조하는 과정과, 건조된 해조류를 분쇄하는 과정과, 분쇄된 해조류에 아세톤을 가한 후 교반하여 해조류에 함유된 색소를 추출하는 과정과, 색소가 추출된 해조류를 글라스 필터를 이용해 걸러낸 후 감압 농축하여 아세톤을 분리해내는 여과 과정과, 아세톤이 분리된 색소를 농축하는 과정과, 농축된 색소 추출물에 설탕, 아스파탐, 솔 비톨, 구연산 및 과일 농축액을 혼합하는 배합 과정으로 이루어진다.
한편, 바다에서 수확한 굴, 조개 등의 패류는 석회질의 껍데기(패각)가 상당부분을 차지하고 있으며 대부분은 해변 근처의 작업장에서 패육을 채취하고 제거된 패각은 해변이나 어장에 폐기되고 있는 실정이다.
따라서, 폐해조류와 마찬가지로 폐각을 활용하기 위한 다양한 방안이 제시되고 있다.
예컨대, 한국공개특허 제 10 - 2008 - 0017068 호에는 폐각을 재활용한 친환경 건축내장재 제조기술을 공지한바, 폐각을 700 - 800℃의 온도에서 1시간 이상 고온으로 소성과정을 거친 다음, 소성이 끝난 폐각을 1차 파쇄하고, 2차 0.01mm 이하의 입자가 되도록 분쇄한 후, 멜라민 아크릴 또는 요소수지 등의 수용성 또는 분말형태의 열경화성 수지를 도포하고, 분말수지는 교반기에서 혼합한 다음 성형프레스에서 금형내부에 고르게 깔아주고 200℃의 고온 및 고압상태에서 성형하고 급속 냉각하여 건축내장재를 생산하도록 구성한다.
한국공개특허 제 10 - 2009 - 0024938 호 (2009.03.10) 한국공개특허 제 10 - 2008 - 0017068 호 (2008.02.25) 한국등록특허 제 10 - 0339027 호 (2002.05.31) 한국공개특허 제 10 - 2002 - 0000660 호 (2002.01.05)
일반적으로, 녹색식물로부터 추출하는 클로로필 색소는 엽록소를 주성분으로 하는 천연 녹색색소로써 주로 껌이나 과자류, 면류 등의 착색에 널리 이용되고 있다.
이와 같은 클로로필은 해조류에도 다량 함유되어 있는바, 종래 기술에서는 모자반으로부터 아세톤을 이용해 클로로필 색소를 추출하는 방법을 제시하고 있다.
그러나, 상기 종래 기술은 모자반을 바다에서 채취하여 추출 재료로 이용하도록 구성하는바, 갈조류인 모자반은 녹조류에 비해 비교적 심해에서 서식하므로 모자만의 채취 작업에만 상당한 시간과 비용이 소요될 수밖에 없어 경제성이 낮은 실정이다.
더불어, 모자반에는 클로로필 a 색소를 일부 포함하고는 있으나 그에 비해 광합성을 보조하는 카로티노이드 색소류인 갈조소를 다량 함유하고 있으며 갈조소는 추출된 후에는 빛에 의해 쉽게 파괴되는 특성이 있어 도료의 안료로 사용하기에는 부적합한 단점이 있다.
한편, 패육을 채취한 후 해변이나 어장 주변에 폐기되는 패각을 효과적으로 처리하기 위하여 종래 기술에서는 폐각을 소성한 후 파쇄 및 분쇄하여 수지와 함께 금형을 이용해 성형하여 건축내장재로 제조하는 방법을 제시하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술은 폐각을 단순히 소성 및 분쇄하여 합성수지에 혼합함으로써 콘크리트 소재 일부를 물리적으로 대체하는 수준에 그치고 있으며 폐각의 유용성분의 순도를 저하시키는 불순물이나 악취유발성분, 착색성분의 제거가 제대로 이루어지지 않은 채로 사용되는 단점이 있다.
이에 본 발명에서는 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,
폐해조류의 녹조류를 용매 추출한 클로로필추출액을 농축하여 건조한 후 3000메쉬 이하로 분쇄하여 천연 유기안료분을 수득하는 유기안료조성단계(S10)와,
폐각을 효소 처리하여 단백질 및 갈조류를 분해하고 폐각미분을 수득하는 폐각원료조성단계(S20)와,
이종색상을 가지는 복수의 천연광물을 3000메쉬 이하로 분쇄하여 색상별 천연 광물안료분을 수득하는 광물안료조성단계(S30)와,
안료에 점착성 및 접착성을 부여하는 접착수지와, 접착수지에 물성 및 보존성을 부여하는 보존조제를 혼합하여 첨가제를 수득하는 첨가제조성단계(S40)와,
도료의 총 중량을 기준으로 상기 폐각미분 7 ~ 25중량부와, 유기안료분 또는 광물안료분 5 ~ 10중량부를, 상기 첨가제에 혼합 교반하여 수성 천연착색도료를 제조하는 도료조성단계(S50)를 포함하여 구성함으로써, 폐해조류 및 폐각을 친환경적이고 경제적인 방식으로 활용하여 고품질의 천연착색도료로 제조할 수 있는 목적 달성이 가능하다.
본 발명은 폐해조류 및 폐각을 수거하여 유기안료 및 폐각원료를 수득하고 이들을 효과적으로 도료화하기 위한 첨가제를 배합하여 수성 천연착색도료를 제조할 수 있는 효과를 도출한다.
따라서, 본 발명은 해변 등에 방치되어 환경문제를 야기하고 폐기에도에 막대한 비용이 소요되는 폐해조류 및 폐각을 재활용하여 천연도료의 원료로 사용할 수 있으므로 보다 친환경적이면서 경제적으로 자원처리 및 원료수급이 이루어질 수 있는 이점이 있다.
특히, 본 발명은 종래 기술에 비해 폐각에 잔존하는 불순물이나 악취유발성분, 착색성분을 보다 효과적으로 제거하여 고순도의 천연 탄산칼슘을 수득하여 천연안료를 이용한 도료화가 용이할 뿐만 아니라, 유기안료 및 광물안료를 적절히 혼용하여 천연착색도료를 제조할 수 있으므로 저비용, 고품질, 고부가가치를 가지는 제품을 제공하는 등 산업상 이용가능성이 매우 큰 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법의 공정 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법에서 폐각원료조성단계의 공정 흐름도.
이하, 본 발명의 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기의 설명에서 당해 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법의 공정 흐름도, 도 2는 본 발명에 따른 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법에서 폐각원료조성단계(S20)의 공정 흐름도를 도시한 것이다.
본 발명의 기술이 적용되는 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법은 폐해조류 및 폐각을 주원료로 사용하여 수성 천연착색도료를 제조하도록 이루어짐으로써 폐해조류 및 폐각으로 인한 각종 환경문제 및 처리비용문제를 해소하여 친환경적이고 경제적인 방식으로 고품질의 천연도료를 제조하는 기술에 관한 것임을 주지한다.
이를 위한 본 발명의 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법은 도 1에 도시한 바와 같이 크게 유기안료조성단계(S10)와, 폐각원료조성단계(S20)와, 광물안료조성단계(S30)와, 첨가제조성단계(S40), 및 도료조성단계(S50)를 포함하여 이루어지며 구체적으로는 하기와 같다.
상기 유기안료조성단계(S10)는 폐해조류에서 수거한 녹조류를 용매 추출한 클로로필추출액을 농축하여 건조한 후 3000메쉬 이하로 분쇄하여 천연 유기안료분을 수득하는 단계이다.
본 발명에서는 시판의 목적으로 선박을 출항하거나 양식 등의 방법에 의해 채취한 해조류 및 패류를 사용하지 않고, 조류에 의해 밀려들어와 바닷가 주변에 흔히 적치되는 해조류나, 패육 채취후 폐기되어 방치되는 패류를 도료의 주재료로 사용한다. 따라서, 상기 유기안료조성단계(S10)에서는 해변에 방치된 폐해조류 중에서 녹조류를 수거하여 염분 및 모래와 특유의 점액질 성분을 세척한다.
녹조류에 함유된 녹색 색소성분인 클로로필 성분은 불용성이므로 상기 유기안료조성단계(S10)에서는 에탄올 혹은 메탄올, 아세톤을 용매로 녹조류와 교반하여 클로로필추출액을 추출한다.
상기 추출된 클로로필추출액은 일정 시간 안정화한 다음 고형물은 여과하여 제거하고 감압 농축기를 이용해 농축액을 수득한다.
농축된 클로로필추출액을 스프레이 건조 등의 방식을 이용해 건조하여 고형화한 후 분쇄기에 투입하여 분쇄한다. 분말입자의 크기는 착색도료용 안료의 입도에 적합한 3000메쉬 이하의 크기로 분쇄하여 녹색의 천연 유기안료분을 수득한다.
상기 폐각원료조성단계(S20)는 폐각을 효소 처리하여 단백질 및 갈조류를 분해하고 폐각미분을 수득하는 단계이다.
패육을 채취하고 폐기물로 버려지는 패각은 표면에 부착된 각종 불순물의 제거가 어려워 변질 및 변색, 악취발생의 원인이 된다. 더욱이 폐각이 방치된 채로 시간이 경과하여 건조가 이루어지면 불순물의 제거는 더욱 어렵다.
이에, 본 발명의 상기 폐각원료조성단계(S20)에서는 폐각에 잔존하는 단백질 및 알긴산 성분을 효과적으로 제거하기 위하여 하기와 같은 처리과정을 실시한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 폐각원료조성단계(S20)는 구체적으로 파쇄단계(S21)와, 1차분해단계(S22) 및 2차분해단계(S23)와, 폐각미분수득단계(S27)로 이루어진다.
상기 파쇄단계(S21)에서는 해변 또는 어장에서 수거한 폐각을 분쇄기에 투입하고 1 ~ 10cm로 파쇄한다. 파쇄단계(S21)는 후속되는 1차분해단계(S22) 및 2차분해단계(S23)에서의 효과적인 효소처리를 위하여 1차적인 조파를 실시한다.
상기 1차분해단계(S22)에서는 파쇄된 폐각의 중량대비 5 ~ 10배 중량의 물에 폐각을 함침하고, 프로테아제 서브틸리신과 리파아제 혼합물 0.2 ~ 5중량부를 첨가하여 단백질을 분해한다.
폐각에 잔존하는 단백질이나, 요소, 염분 등은 포도구균(Staphylococcus aureus) 및 프로테우스균(Proteus vulgaris)과 같은 미생물에 의해 분해되면서 암모니아나 황화수소와 같은 악취 유발물질을 생성한다.
따라서, 상기 1차분해단계(S22)에서는 단백질과 펩티드결합을 가수분해하는 효소인 프로테아제 서브틸리신과, 지질분해효소인 리파아제를 이용해 단백질 및 요소 등의 성분을 분해한다.
상기 2차분해단계(S23)에서는 1차분해단계(S22)를 거친 폐각에 알긴산 분해효소를 폐각 중량대비 0.2 ~ 5중량부를 첨가한다.
폐각의 거친 표면에는 각종 갈조류 부착물이 미세하게 자리잡고 있어 세척만으로는 잔여물질을 완벽히 제거하기 어렵다. 특히 갈조류의 세포막을 구성하는 다당류인 알긴산은 유기용매에 불용성이며 점성질이므로 물리적인 처리에 의한 제거가 어렵다.
따라서, 상기 2차분해단계(S23)에서는 알긴산 분해 효소인 Alginate lyase(EC4.2.23)을 이용해 폐각에 잔존하는 알긴산을 화학적으로 분해하여 제거한다.
상기 폐각미분수득단계(S27)에서는 2차분해단계(S23)를 거친 폐각을 40 ~ 70℃에서 40분 내지 24시간 열처리하고 분쇄하여 폐각미분을 수득한다. 열처리하여 고형화된 폐각은 마멸분쇄기(Attrition mill) 또는 제트 밀을 이용하여 300 ~ 400메쉬 입도의 미분 또는 3000메쉬 이하의 초미세분으로 분쇄한다.
상기 폐각미분수득단계(S27)에 의해 형성된 폐각미분에는 패각의 구성성분에서 약 80~90%를 차지하는 천연 탄산칼슘을 고순도로 조성한다. 일반적으로 도료의 충진제로 사용하는 탄산칼슘은 석회석을 분쇄하거나 화학적으로 합성하여 제조하며 도장 시 도막의 두께를 두껍게 하는 등의 물성을 부여한다. 본 발명에서는 폐각미분을 상기와 같은 일련의 폐각원료조성단계(S20)를 거쳐 고순도의 천연 탄산칼슘으로 조성하여 사용하도록 구성한다.
한편, 상기 2차분해단계(S23)와 폐각미분수득단계(S27)의 사이에는, 폐각 표면의 착색물질을 제거하기 위한 과정으로써 표면탈색단계(S24)와, 중화단계(S25), 및 소성단계(S26)를 추가로 실시한다.
상기 표면탈색단계(S24)에서는 상기 2차분해단계(S23)를 거친 폐각을 물에 함침하고, 백도조절제를 폐각 중량대비 1 ~ 5중량부를 첨가하여 70 ~ 100℃에서 30 ~ 60분간 처리한다.
상기 백도조절제는 과산화탄산염, 과산화황산염, 과산화물, 금속아염소산염으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 조합으로 구성하여 폐각의 표면을 탈색한다.
상기 중화단계(S25)에서는 표면탈색단계(S24)를 거친 폐각에 중화제를 첨가하여 중화한다.
상기 중화제는 소듐하이드록사이드, 포타슘하이드록사이드, 구연산, 구연산나트륨, 인산나트륨으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 또는 그 이상으로 구성한다.
상기 소성단계(S26)에서는 중화단계(S25)를 거친 폐각을 수세하여 소성로에 투입하고 120 ~ 1100℃의 온도로 단계적으로 승온하면서 2 ~ 24시간 동안 소성함으로써 폐각의 백도를 향상시킨 상태로 폐각미분수득단계(S27)에 투입하도록 한다.
한편, 상기 광물안료조성단계(S30)는 이종색상을 가지는 복수의 천연광물을 3000메쉬 이하로 분쇄하여 색상별 천연 광물안료분을 수득하는 단계이다.
상기 광물안료조성단계(S30)에 사용하는 천연광물은 예컨대, 적·자색을 발현할 수 있는 천연 산화철, 초록색을 발현하는 뇌록, 황·갈·녹색을 발현하는 운모, 자연상태의 황토나, 노랑토, 분홍토, 밤색토, 흑색토, 자색토, 백색토 등을 포함한다.
상기 천연광물은 분쇄기에 투입하여 착색도료용 안료의 입도에 적합한 3000메쉬 이하의 크기로 분쇄하여 다양한 색상의 천연 광물안료분을 수득한다.
상기 첨가제조성단계(S40)는 안료에 점착성 및 접착성을 부여하는 접착수지와, 접착수지에 물성 및 보존성을 부여하는 보존조제를 혼합하여 첨가제를 수득하는 단계이다.
상기 접착수지는 천연안료에 응집력 및 점성을 보강하고 도막 형성에 적합한 조성을 이루도록 셀락, 카제인, 구아검, 알긴산소다, 젤라틴, 린시드 오일, 콩오일, 해바라기오일, 잇꽃오일, 테레핀유, 생고무, 아라비아검, CMC(Carboxymethylcellulose), 에탄올, 메탄올 중에서 선택 조합하여 형성한다. 산도 조절용으로 알칼리, 유기산을 포함한다.
상기 보존조제는 접착수지에 균일한 물성과 보존 혹은 침투성을 부여하기 위하여 유화분산제, 침투제, 소포제, 건조제, 방부제, 경화제, 및 휨방지제 중에서 선택 조합하여 형성한다.
본 발명의 실시 예에서는 상기 침투제는 시트러스유와 에탄올과 황산나트륨 중에서 선택된 1종 이상으로 구성하며, 소포제는 실리콘계 소포제 또는 에탄올 중에서 선택한다. 건조제는 금속비누 중에서 코발트비누와 망간비누 중에서 선택하며, 유화분산제는 트윈(Tween)류 유화제와 메타인산칼륨과 효소유화분산제 중에서 선택된 1종 이상으로 구성한다. 방부제는 Borax(붕사), Bron 중에서 선택하며, 경화제는 헥사메틸렌트라민과 파라포름알데히드 중에서 선택한다. 휨방지제는 동유(Tung oil)와 탄산나트륨 중에서 선택한다. 상기한 각각의 제품의 화학적 성질은 주지된 기술을 참고하면 될 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 첨가제조성단계(S40)에 의해 조성되는 첨가제의 성분비는, 도료의 총 중량을 기준으로, 알긴산소다 3 ~ 6중량부, 셀락 0.1 ~ 2.4중량부, 카제인 0.5 ~ 3.2중량부, 붕사 0.1 ~ 0.5중량부, 카르복시메틸셀룰로오스 0.3 ~ 3중량부, 린시드오일 0.3 ~ 3중량부, 콩오일 0.5 ~ 0.9중량부, 생고무 0.1 ~ 1.9중량부, 글리세롤 1 ~ 2.2중량부, 키토산 0.2 ~ 0.5중량부, 유기산 0.1 ~ 0.4중량부, 에탄올 1 ~ 6중량부로 조성되는 접착수지와, 유화분산제, 침투제, 소포제, 건조제, 방부제, 경화제, 휨방지제로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 또는 그 이상의 보존조제 0.5 ~ 4중량부와, 물 10 ~ 31중량부를 배합하고, 30 ~ 120분간 200 ~ 5000rpm으로 교반하여 혼합한다.
상기 도료조성단계(S50)에서는 도료의 총 중량을 기준으로 상기 폐각원료조성단계(S20)에 의해 조성한 폐각미분 7 ~ 25중량부와, 상기 유기안료조성단계(S10) 및 광물안료조성단계(S30)에 의해 조성한 유기안료분 또는 광물안료분 5 ~ 10중량부를, 상기 첨가제조성단계(S40)에 의해 조성한 첨가제에 혼합 교반하여 수성 천연착색도료를 제조한다.
이하에서는 전술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명을 포함하는 실시 예를 구성하고 그에 따른 사용상태 및 효과를 살펴보고자 한다. 이하의 설명은 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 들어 설명하는 것이므로 본 발명은 하기 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니며 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 제공될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
<실시 예>
상기 폐각원료조성단계(S20)에 의해 수득한 폐각미분 25g, 상기 유기안료조성단계(S10)에 의해 수득한 녹색 유기안료분 및 백색토와 상기 광물안료조성단계(S30)에 의해 수득한 광물안료분을 혼합하여 생성한 연녹색 천연안료 10g을, 상기 첨가제조성단계(S40)에 의해 알긴산소다 6g, 셀락 2.4g, 카제인 3.2g, 붕사 0.5g, 카르복시메틸셀룰로오스 3g, 린시드오일 3g, 콩오일 0.9g, 생고무 1.9g, 글리세롤 2.2g, 키토산 0.5g, 유기산 0.4g, 에탄올 6g, 및 보존조제 4g, 물 31g을 혼합하여 제조한 첨가제에 혼합하고, 4000rpm으로 120분간 교반하여 수성 천연착색도료를 제조한다.
<실험 예>
상기 실시 예에 따라 제조된 본 발명의 수성 천연착색도료를 이용해 0.5m2 넓이의 콘크리트 시편에 1차 도장 및 건조, 2차 도장 및 건조를 실시하고, 도막의 부착성, 평활성, 경도, 박리성, 발색도, 및 은폐력을 관찰하였다. 그 결과 하기 표 1에 기재한 바와 같이 상기 전 항목에서 착색도료로 사용하기에 적합한 성능을 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다.
항목 부착성 평활성 경도 박리성 발색도 은폐력
실험 예 우수 양호 이상없음 이상없음 양호 양호
이상에서와 같은 본 발명에 따른 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법은 지금까지 별다른 효과적인 활용방안이 마련되지 않아 환경문제 및 처리비용문제를 야기하던 폐해조류와 폐각을 재활용하여 천연착색도료의 주원료로 사용하도록 하는 이점이 있다.
따라서, 자원 재활용적인 측면에서 친환경적인 이점과, 동시에 자원처리비용 및 원료수급비용을 절약할 수 있는 측면에서 경제적인 이점을 가진다.
특히, 본 발명은 종래의 폐각을 이용한 제품 제조기술과 차별하여 폐각에 잔존하는 변질 및 악취 유발성분, 착색성분을 효율적으로 제거하여 고순도의 천연 탄산칼슘을 수득하고, 천연재료들의 조합으로 이루어진 첨가제를 조성하여 천연안료를 안정적으로 도료화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 폐해조류로부터 수득하는 녹색 유기안료와 다양한 색상을 도출하는 광물안료를 필요에 따라 혼용하여 천연착색도료를 제조할 수 있으므로 착색도료로서의 활용범위가 넓은 이점이 있다.
따라서, 본 발명은 저비용, 고부가가치를 가지는 고품질의 천연착색도료 제조방법을 제공하므로 산업상 이용가능성이 매우 클 것으로 기대된다.
S10: 유기안료조성단계
S20: 폐각원료조성단계
S21: 파쇄단계
S22: 1차분해단계
S23: 2차분해단계
S24: 표면탈색단계
S25: 중화단계
S26: 소성단계
S27: 폐각미분수득단계
S30: 광물안료조성단계
S40: 첨가제조성단계
S50: 도료조성단계

Claims (4)

  1. 폐해조류의 녹조류를 용매 추출한 클로로필추출액을 농축하여 건조한 후 3000메쉬 이하로 분쇄하여 천연 유기안료분을 수득하는 유기안료조성단계(S10)와,
    폐각을 효소 처리하여 단백질 및 갈조류를 분해하고 폐각미분을 수득하는 폐각원료조성단계(S20)와,
    이종색상을 가지는 복수의 천연광물을 3000메쉬 이하로 분쇄하여 색상별 천연 광물안료분을 수득하는 광물안료조성단계(S30)와,
    안료에 점착성 및 접착성을 부여하는 접착수지와, 접착수지에 물성 및 보존성을 부여하는 보존조제를 혼합하여 첨가제를 수득하는 첨가제조성단계(S40)와,
    도료의 총 중량을 기준으로 상기 폐각미분 7 ~ 25중량부와, 유기안료분 또는 광물안료분 5 ~ 10중량부를, 상기 첨가제에 혼합 교반하여 수성 천연착색도료를 제조하는 도료조성단계(S50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐각원료조성단계(S20)는,
    해변 또는 어장에서 수거한 폐각을 분쇄기에 투입하고 1 ~ 10cm로 파쇄하는 파쇄단계(S21)와,
    파쇄된 폐각의 중량대비 5 ~ 10배 중량의 물에 폐각을 함침하고, 프로테아제 서브틸리신과 리파아제 혼합물 0.2 ~ 5중량부를 첨가하는 1차분해단계(S22)와,
    1차분해단계(S22)를 거친 폐각에 알긴산 분해효소를 폐각 중량대비 0.2 ~ 5중량부를 첨가하는 2차분해단계(S23)와,
    2차분해단계(S23)를 거친 폐각을 40 ~ 70℃에서 40분 내지 24시간 열처리하고 분쇄하여 폐각미분을 수득하는 폐각미분수득단계(S27)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 2차분해단계(S23)와 폐각미분수득단계(S27)의 사이에는,
    2차분해단계(S23)를 거친 폐각을 물에 함침하고, 백도조절제를 폐각 중량대비 1 ~ 5중량부를 첨가하여 70 ~ 100℃에서 30 ~ 60분간 처리하는 표면탈색단계(S24)와,
    표면탈색단계(S24)를 거친 폐각에 중화제를 첨가하는 중화단계(S25)와,
    중화단계(S25)를 거친 폐각을 수세하여 소성로에 투입하고 120 ~ 1100℃의 온도로 단계적으로 승온하면서 2 ~ 24시간 동안 소성하는 소성단계(S26)를 추가하는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 첨가제조성단계(S40)에서는,
    도료의 총 중량을 기준으로, 알긴산소다 3 ~ 6중량부, 셀락 0.1 ~ 2.4중량부, 카제인 0.5 ~ 3.2중량부, 붕사 0.1 ~ 0.5중량부, 카르복시메틸셀룰로오스 0.3 ~ 3중량부, 린시드오일 0.3 ~ 3중량부, 콩오일 0.5 ~ 0.9중량부, 생고무 0.1 ~ 1.9중량부, 글리세롤 1 ~ 2.2중량부, 키토산 0.2 ~ 0.5중량부, 유기산 0.1 ~ 0.4중량부, 에탄올 1 ~ 6중량부로 조성되는 접착수지와; 유화분산제, 침투제, 소포제, 건조제, 방부제, 경화제, 휨방지제로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 또는 그 이상의 보존조제 0.5 ~ 4중량부와; 물 10 ~ 31중량부를 배합하고; 30 ~ 120분간 200 ~ 5000rpm으로 교반하여 혼합하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐해조류 클로로필 녹색안료를 활용한 천연착색도료 제조방법.
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