KR101977565B1

KR101977565B1 - 친환경 페인트 조성물

Info

Publication number: KR101977565B1
Application number: KR1020180071571A
Authority: KR
Inventors: 황정식
Original assignee: 황정식
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2019-08-28

Abstract

본 발명은 친환경 페인트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황토, 지장수, 숯, 펄프, 목초액, 피톤치드 및 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 친환경의 페인트 조성물에 의하면, 새집증후군이 완화되고, 각종 화학적 독성물질들을 중화 및 제거하며, 항균 및 소취 작용을 통해 쾌적한 주거환경을 조성할 수 있다는 장점이 있다.

Description

친환경 페인트 조성물{ECO-FRIENDLY PAINT COMPOSITION}

본 발명은 친환경 페인트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황토, 지장수, 숯, 펄프, 목초액, 피톤치드, 바인더 등을 포함함으로써, 새집증후군을 최소화함은 물론, 콘크리트나 화학접착제로부터 발생하는 유해성분을 중화 및 제거하는 친환경 페인트 조성물에 관한 것이다.

새집증후군(Sick House Syndrome)은 신설되는 건축물 재료로부터 발생하는 각종 유독성 화학물질에 의해 내부에 주거하는 사람의 인체에 화학물질에 대한 과민증을 일으키고, 실내공기 오염물질 중에서 특정한 화학물질이나 이들이 상호 반응하여 새롭게 형성된 복합물질이 작용하여 거주하는 사람의 인체에 유해한 영향을 미치는 종합적인 현상을 일컫는 것을 의미한다.

통상적으로 이러한 새집증후군은 두통이나 천식, 아토피성 피부염 등의 알레르기성 질환에 걸리는 경우가 많으며, 경우에 따라서 특정 물질에 매우 민감한 사람의 경우 과민성 증상이나 피부 알레르기, 심지어는 정신적 도착 등에 이르기까지 매우 심각한 건강 장애를 일으킬 수도 있다.

한편, 페인트(Paint, 도료)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.

이러한 페인트는 특히 건축물 등과 같은 각종 구조물에 도포되어 구조물의 외관을 미려하게 할 뿐 아니라, 부식 등과 같은 손상을 방지하여 내구성을 향상시키는데 많이 이용된다.

최근에는 앞서 설명한 바와 같이 새집증후군을 완화하기 위하여 사용되기도 한다. 이러한 종래기술은 다음과 같다.

먼저, 대한민국 공개특허 제10-2006-0019081호에는, 탈취 및 흡착효과가 탁월한 인조 제올라이트와, 공기정화 및 흡착성, 원적외선 방사, 음이온 방출능력이 우수한 숯과, 항균, 살균, 악취 및 잡냄새 제거에 능력이 우수한 은이온을 서로 합성하여 새집증후군 현상을 최소화하기 위한 조성물이 게시되었다.

또한, 대한민국 공개특허 제10-2006-0056201호에는, 제올라이트 10~30중량%, 카오린 5~15중량%, 이산화티타늄 5~15중량%, 알루미나 10~30중량%, 실리카 10~30중량% 및 제올라이트계 무기 항균제 10~30중량%를 혼합하고 습식으로 미분쇄한 후 건조 및 마쇄하여 제조하는 것을 특징으로 하는 새집증후군 유발물질 저감용 조성물이 게시되어 있다.

그러나 이러한 종래 페인트들은 그 기능이 미약하여 만족할 만한 효과를 내지 못하고 있다.

KR 10-2006-0019081A KR 10-2006-0056201 A KR 10-1433528 B1 KR 10-1184813 B1

따라서, 본 발명의 목적은 황토, 지장수, 숯, 펄프, 목초액, 피톤치드, 바인더 등의 천연 재료들만을 이용하여 페인트 조성물을 제조함으로써, 새집증후군을 완화하는 것은 물론, 콘크리트나 화학접착제로부터 발생하는 유해성분을 중화 및 제거하는 친환경의 페인트 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 항균, 소취 기능이 우수하며, 인체에 안전한 친환경의 페인트 조성물을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 친환경 페인트 조성물은, 황토, 지장수, 숯, 펄프, 목초액, 피톤치드 및 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 황토 100중량부에 대하여, 지장수 50~150중량부, 숯 10~50중량부, 펄프 10~50중량부, 목초액 1~10중량부, 피톤치드 1~10중량부 및 바인더 10~50중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

천연 보존제를 1~10중량부 및 효소 처리된 불가사리 추출물 10~20중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 지장수는 물과 황토를 1:0.2~0.5중량비로 혼합한 후, 침전물을 필터링한 것이고, 상기 바인더는 식물성 수지임을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 친환경의 페인트 조성물에 의하면, 새집증후군이 완화되고, 각종 화학적 독성물질들을 중화 및 제거하며, 항균 및 소취 작용을 통해 쾌적한 주거환경을 조성할 수 있다는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 친환경 페인트 조성물은, 황토, 지장수, 숯, 펄프, 목초액, 피톤치드 및 바인더를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 황토는 살아있는 생명체라 불리는데, 황토 한 스푼에는 약 2억 마리의 미생물이 들어 있다. 상기 황토에는 철분(Fe), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 망간(Mn), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 셀레늄(Se), 게르마늄(Ge), 규소(Si), 바나듐(V), 스트론튬(Sr), 인(P), 칼슘(Ca) 및 생리활성 물질인 콘드로이틴(Chondroitin) 등과 같은 미네랄이 많이 함유되어 있고, 열을 가하면 바이오 원적외선을 방출한다. 또한, 황토에 함유된 카탈라아제, 디페놀옥시디아제, 사카라제, 프로테아제 등의 효소들과 인체에 유익한 미생물들은 유기물을 분해하여 무기화함으로서 정화시키며, 산성화의 주범이자 생물체의 독소로 작용하는 과산화지질과 과산화수소를 제거시키는 뛰어난 자정작용을 함은 물론, 황토는 자기 몸체의 100배 이상의 산소 공급능력이 있어 생리 활성화 작용을 한다. 특히, 황토는 중금속을 방출 분리시키고, 스스로 습도조절 능력이 우수하여 온도를 유지시키며, 전자파차단, 항균, 방충, 생리작용 활성화 및 제독 작용을 한다.

본 발명에서 상기 황토는 100중량부로 사용되는바, 이하 '중량부'는 상기 황토 100중량부를 기준으로 한다.

그리고 상기 지장수는 황토를 이용하여 제조되는 것인데, 더욱 구체적으로 물과 황토를 1:0.2~0.5중량비로 혼합한 후, 침전물을 필터링하여 제조된다. 따라서, 상기 지장수는 각종 미생물들을 포함하는바, 이러한 미생물들이 새집증후군을 완화시켜주고, 화학물질 등에서 발생하는 독성을 중화 및 제거하는 역할을 한다.

상기 지장수는 조성물 내 50~100중량부의 양으로 사용함이 바람직한데, 그 함량이 너무 적으면 그 효과가 미미하고, 과량이 되면 페인트 조성물의 물성에 좋지 못한 영향을 미치기 때문이다.

상기 숯은 이미 잘 알려진 바와 같이 흡착기능에 의한 탈취, 습도조절, 방부 효과와 축열 기능을 갖는다. 그리고 상기 흡착기능에 의한 탈취 효과로 인해 건축 자재에서 발생하는 유독물질인 포름알데히드, 휘발성 유기화합물, 암모니아가스 등을 제거함으로 실내를 쾌적하게 해주며, 음이온을 방출해 주는 역할을 한다.

상기 숯은 조성물 내 10~50중량부의 양으로 사용함이 바람직한데, 상기 숯이 10중량부 미만이면 탈취 및 유독물질의 제거 효능이 미미하고, 50중량부를 초과하면 분산성이 좋지 못하기 때문이다.

상기 펄프는 조성물의 물성 개선을 위한 것이다.

상기 펄프는 조성물 내 10~50중량부의 양으로 사용함이 바람직한데, 그 함량이 10중량부 미만이면 그 효과가 미미하고, 50중량부를 초과하면 분산성이 낮아지기 때문이다.

상기 목초액은 항균 및 살균작용을 함은 물론, 탈취기능을 하기 때문에 실내를 위생적으로 관리하여 쾌적하고 상쾌한 분위기를 조성하는 역할을 한다. 상기 목초액은 일반적으로 목재(주로 참나무과의 나무)를 탄화시킬 때 발생되는 연기를 포집하여 냉각시켜 생성되는 목초액을 다시 정치 및 여과시켜 만든 것이다.

상기 목초액은 조성물 내 1~10중량부의 양으로 사용함이 바람직한데, 그 함량이 1중량부 미만이면 항균 및 살균작용이 미미하고, 10중량부를 초과하더라도 더 이상의 증진된 효과를 나타내지 못하기 때문이다.

상기 피톤치드는 그리스어로 식물'을 의미하는 phyton=plant과 '살균력'을 의미하는 cide=killer의 합성어로서, 삼림욕 효과가 뛰어나며 인체에 무해한 삼림욕 오일을 말한다. 즉, 상기 피톤치드는 나무와 식물이 해충이나 곰팡이에 저항하기 위해 스스로 만들어 발산하는 휘발성 물질이며, 수십 종의 성분이 혼합되어 있는 기름 상의 액체로, 우수한 살균 효과가 있다. 이러한 피톤치드의 예로는, 측백나무의 hinokitiol, 편백나무의 α-cadinol, 녹나무의 camphore, 장미의 ctiral, 박하의 menthol 등이 있는바, 이들 중 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

상기 피톤치드는 조성물 내 1~10중량부의 양으로 사용함이 바람직한데, 그 함량이 1중량부 미만이면 그 효과가 미미하고, 과량이 되면 페인트 조성물의 물성에 좋지 못한 영향을 미치기 때문이다.

상기 바인더는 페인트 조성물의 베이스 물질로서, 본 발명에서는 식물성 수지를 사용하여 인체에 안정하면서도 화학적 독성물질의 배출이 없도록 한다. 또한, 식물성 수지 이외에도 다양한 종류의 천연 바인더를 사용할 수도 있으며, 통상 사용되는 아크릴 수지 등을 사용할 수도 있다.

예시적으로, 상기 식물성 수지는 소나무, 편백, 전나무, 리기테다 소나무 등의 잎, 가지 및 나무로부터 추출할 수 있는바, 소나무, 편백, 전나무, 리기테다 소나무 등의 침엽수로부터 원액을 추출하여 가공을 통해 페인트에 적합한 수지를 얻는 것이다. 상기 식물성 수지의 추출 방법으로는, 가지와 잎 등을 채취하여 깨끗하게 씻어낸 후, 증류법에 의해 그 잎과 가지 등을 탱크에 넣어 2∼3시간 동안 200~250℃로 가열하여 그 원액을 채취하는 방법을 사용하게 된다. 여기서 얻어진 원액 그대로를 사용하지 않고, 재 교반작업을 통해서 3~5시간 동안 물과 3:0.5~1.5 (원액:물)중량비로 교반하여 항균 페인트에 사용되는 수지를 얻는 것이다.

상기 바인더는 조성물 내 10~50중량부의 범위로 포함됨이 바람직하나, 추가적으로 가감하여 사용할 수도 있음은 당연하다.

본 발명에서 사용된 상기 황토, 숯, 펄프 등은 그 입도를 제한하지 않는 것으로, 통상 페인트 조성물에 사용될 수 있는 정도, 예시적으로 300~10,000mesh 정도면 족하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 친환경 기능성 페인트 조성물은, 새집증후군을 완화해주고, 콘크리트나 화학접착제로부터 발생하는 유해성분을 중화 및 제거해줘 쾌적한 실내환경을 유지시켜 준다는 장점이 있다. 또한, 소취 및 항균 기능 역시 가진다는 장점이 있다.

한편, 상기 친환경 기능성 페인트 조성물은 천연 보존제 1~10중량부 및 효소 처리된 불가사리 추출물 10~20중량부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 천연 보존제는 페인트 조성물의 방부력을 높이기 위한 것으로, 구체적으로는 토코페롤, 키토에프 중 1종 이상을 사용할 수 있다.

이들 천연 보존제는 조성물 내 1~10중량부의 양으로 사용될 수 있는데, 1중량부 미만이면 그 효과가 미미하고, 10중량부를 초과하면 수지 성분과의 결합력이 떨어지는 문제가 있기 때문이다.

그리고 상기 효소 처리된 불가사리 추출물은 우수한 중금속 흡착기능을 갖는 것으로, 그 제조방법은 불가사리에 물을 첨가한 후, 단백질 분해 효소로 상기 불가사리 내 단백질 성분을 분해하고, 무기성분인 탄산칼슘만을 수득하여 건조하는 것이다. 이때, 상기 불가사리는 그 종류를 제한하지 않는바, 별불가사리 등을 사용할 수 있다.

상기 효소 처리된 불가사리 추출물은 조성물 내 10~20중량부로 사용 가능한바, 10중량부 미만이면 그 효과가 미미하고, 20중량부를 초과하면 분산성이 좋지 못하기 때문이다.

아울러, 본 발명에 의한 페인트 조성물은 증점제, 분산제 등을 추가로 포함할 수 있다.

상기 증점제는 페인트에 점도를 부여하여 페인트의 코팅성을 향상시키기 위해 사용되는 것으로, 메틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸메틸셀룰로오스 및 하이드록시프로필메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 것을 1~3중량부의 범위로 사용할 수 있다.

상기 분산제는 페인트 조성물 내 각종 성분이 고루 분산되도록 하기 위한 것으로, 벤토나이트, 천연제오라이트, 메타규산소다, 규조토, 퍼라이트 및 칼슘실리케이트 중 선택된 1종 이상의 것을 1~5중량부의 범위로 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명한다.

(실시예 1)

물과 황토를 1:0.3중량비로 혼합한 후, 침전물을 필터링하여 지장수를 제조하였다. 그리고 교반기가 달린 2L 비이커에 상기 지장수 200ml, 황토 200g 및 숯 50g을 투입하고, 2시간 동안 1,000rpm으로 교반하였다. 그리고 이에 펄프 40g, 목초액 20g, 피톤치드 5g, 식물성 수지 80g를 서서히 첨가하면서 800rpm으로 1시간 추가 교반하여 친환경 페인트 조성물을 제조하였다.

이때, 상기 식물성 수지로는 소나무로 부터 추출된 수지를 사용하였는바, 소나무의 가지와 잎 100kg을 채취하여 물로 씻어낸 후, 씻어낸 소나무의 잎과 가지를 물 10kg과 함께 탱크에 넣어 2시간 동안 240℃로 가열, 증류하여 원액을 수집하고, 실온까지 냉각하였다. 이때, 냉각기에 의해 응축된 성분은 따로 배출 통로를 통해 수집하였으며, 상기 수집된 원액 5kg을 물 1.5kg과 혼합하고, 3시간 교반하여 제조하였다.

상기 실시예 1에서 사용된 황토, 숯 등의 분말 재료는 모두 300~500mesh 입도의 것을 사용하였다.

(실시예 2)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 분산액에 천연 보존제인 토코페롤 10g 및 효소 처리된 불가사리 추출물 20g을 더 혼합하였다.

이때, 상기 효소 처리된 불가사리 추출물은, 별불가사리 500g에 물 1.5L를 넣은 후, 단백질 분해 효소(Protamex^TM, 노보엔자임 社, 덴마크) 15g을 가하고 55℃로 10시간 동안 유지하여 단백질을 충분히 분해시켰다. 그리고 침지된 탄산칼슘 성분만을 수거하고, 상기 수거된 탄산칼슘 성분 30g을 100℃의 끓는 물 300ml에 넣어 10분간 가열한 후, 그늘에서 충분히 건조시키고, 300~500mesh로 분쇄하여 제조하였다.

(시험예 1)

포름알데히드 탈취율

4cm×4cm×1cm의 크기로 절단한 석고 보드의 전면에 상기 실시예 1 또는 실시예 2의 페인트 조성물을 3회 도포하였다. 그리고 이 시편의 포름알데히드 탈취율을 측정하였다. 이때, 그 시험방법은 KICM-FIR-1085에 따랐다.

그리고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

시험예 1의 결과

구분	경과시간
구분	0분	60분	120분
Blank 농도(ppm)	84	75	68
실시예 1 시편 농도(ppm)	84	10	5
실시예1의 탈취율(%)	-	88	94
실시예 2 시편 농도(ppm)	84	7	3
실시예 2의 탈취율(%)	-	91	96

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1, 2는 포름알데히드의 탈취율이 매우 우수하여 새집증후군을 완화할 것으로 판단되었다.

(시험예 2)

원적외선 방출량

4cm×4cm×1cm의 크기로 절단한 석고 보드의 전면에 실시예 1 또는 2의 페인트 조성물을 3회 도포하였다. 그리고 이 시편의 원적외선 방출량을 측정하였다. 이때, 그 시험방법은 KICM-FIR-1005에 따랐다.

그리고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

시험예 2의 결과

구분	방사율(5~20㎛)	방사에너지(W/㎡)
실시예 1(20℃)	91.4%	9.69×10²
실시예 2(20℃)	93.5%	3.71×10²

상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1, 2는 실온 수준에서 충분한 양의 원적외선이 방출됨을 확인할 수 있었다.

(시험예 3)

음이온 측정

30cm×30cm×1cm의 크기로 절단한 석고 보드의 전면에 실시예 1 또는 2의 페인트 조성물을 3회 도포하였다. 그리고 이 시편의 음이온 측정 시험을 하였다. 이때, 그 시험방법은 KICM-FIR-1042에 따랐다.

그리고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

시험예 3의 결과

구분	음이온
실시예 1(cc당)	1201
실시예 2(cc당)	1215

상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1, 2는 충분한 양의 음이온이 방출됨을 확인할 수 있었다.

(시험예 4)

항균 시험

5cm×5cm×1cm의 크기로 절단한 석고 보드의 전면에 실시예 1 또는 2의 페인트 조성물을 3회 도포하였다. 그리고 이 시편의 항균 시험을 하였다. 이때, 그 시험방법은 KICM-FIR-1002에 따랐으며, 시험균주로는 대장균(Escherichia coli ATCC 25922), 녹농균(Pseudomonasaeruginosa ATCC 15442), 포도상구균 (Staphylococcus aureus ATCC 6538)을 사용하였다.

그리고 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

시험예 4의 결과

구분	대장균 감소율(%)	녹농균 감소율(%)	포도상구균 감소율(%)
실시예 1	99.9	99.7	99.9
실시예 2	99.9	99.8	99.9

상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1, 2는 대장균, 녹농균, 포도상구균에 대해 우수한 항균 활성을 보임을 확인할 수 있었다.

(실시예 5)

곰팡이 저항성

5cm×5cm×1cm의 크기로 절단한 석고 보드의 전면에 실시예 1 또는 2의 페인트 조성물을 3회 도포하였다. 그리고 이 시편의 곰팡이 저항성 실험을 하였다. 이때, 그 시험방법은 ASTM G-21에 따랐으며, 시험 곰팡이 균주로는 혼합균주로서 Aspergillus niger ATCC 9642, Penicillium pinophilum ATCC 11797, Chaetomium globosum ATCC 6205, Gliosiadium virens ATCC 9645, Aureobasidium pullulans ATCC 15233을 사용하였다.

그리고 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

시험예 5의 결과

구분	배양시험 기간
구분	1주 후	2주 후	3주 후	4주 후
실시예 1	0	0	0	0
실시예 2	0	0	0	0

상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1, 2는 4주 후까지 균사의 발육이 인지되지 않아 곰팡이 저항성이 우수함을 확인할 수 있었다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 예에 불과할 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아니며, 제반 권리가 보호되는 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항 및 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

삭제
황토 100중량부에 대하여,
물과 황토를 1:0.2~0.5중량비로 혼합한 후, 침전물을 필터링한 지장수 50~150중량부; 숯 10~50중량부; 펄프 10~50중량부; 목초액 1~10중량부; 피톤치드 1~10중량부; 식물성 수지 또는 아크릴 수지 중 어느 하나로 이루어지는 바인더 10~50중량부; 천연 보존제 1~10중량부 및 효소 처리된 불가사리 추출물 10~20중량부; 페인트에 점도를 부여하여 페인트의 코팅성을 향상시키기 위해 사용되는 증점제; 및 페인트 조성물 내 각종 성분이 고루 분산되도록 하기 위한 분산제; 를 포함하되,
상기 황토, 숯, 펄프는 300~10,000mesh의 입도로 마련되며,
상기 식물성 수지는,
소나무, 또는 편백, 또는 전나무, 또는 리기테다 소나무 중 어느 하나의 침엽수로부터 원액을 추출하여 가공을 통해 제조하되,
상기 식물성 수지는 소나무, 또는 편백, 또는 전나무, 또는 리기테다 소나무 중 어느 하나의 침엽수 가지와 잎을 채취하여 깨끗하게 씻어낸 후, 증류법에 의해 해당 침엽수 잎과 가지를 탱크에 넣어 2∼3시간 동안 200~250℃로 가열하여 원액을 채취하며, 재 교반작업을 통해서 3~5시간 동안 원액 : 물을 3:0.5~1.5 중량비로 교반하여 제조하는 것을 특징으로 하는 친환경 페인트 조성물.
제2항에 있어서,
상기 천연 보존제는 페인트 조성물의 방부력을 높이기 위한 것으로, 토코페롤, 키토에프 중 1종 이상을 사용하며,
상기 불가사리 추출물은 중금속 흡착기능을 갖는 것으로, 불가사리에 물을 첨가한 후, 단백질 분해 효소로 불가사리 내 단백질 성분을 분해하고, 무기성분인 탄산칼슘만을 수득하여 건조하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 친환경 페인트 조성물.
제2항에 있어서,
상기 증점제는 메틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸메틸셀룰로오스 및 하이드록시프로필메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 것을 1~3중량부의 범위로 사용하며,
상기 분산제는 벤토나이트, 천연제오라이트, 메타규산소다, 규조토, 퍼라이트 및 칼슘실리케이트 중 선택된 1종 이상의 것을 1~5중량부의 범위로 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경 페인트 조성물.