KR102062592B1 - 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 칼라보드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 칼라보드에 관한 것이다. 보다 상세하게는 착색된 칼라샌드가 항균력을 가지도록 함으로서 그 자체의 내오염성을 높이는 한편, 이를 이용하여 제조된 칼라보드에 대한 내오염성을 높이고 그 사용범위가 보다 넓어질 수 있도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법은 비금속광물을 일정한 크기로 선별하는 비금속광물 선별단계; 상기 선별단계에 따라 선별된 비금속광물에 열처리하여 수분을 제거하는 수분량 조절단계; 상기 수분량 조절단계에 따라 수분량이 조절된 비금속 광물에 착색용 조성물을 도포하여 상기 비금속광물을 착색하는 착색단계; 및 상기 비금속광물 착색단계를 거친 비금속광물을 120 내지 400℃에서 열처리하는 열처리 단계를 포함하는 것이고, 상기 비금속 광물에 착색용 조성물은 평균 직경이 10 내지 100nm인 구리(Cu) 입자를 포함하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법은 비금속광물을 일정한 크기로 선별하는 비금속광물 선별단계; 상기 선별단계에 따라 선별된 비금속광물에 열처리하여 수분을 제거하는 수분량 조절단계; 상기 수분량 조절단계에 따라 수분량이 조절된 비금속 광물에 착색용 조성물을 도포하여 상기 비금속광물을 착색하는 착색단계; 및 상기 비금속광물 착색단계를 거친 비금속광물을 120 내지 400℃에서 열처리하는 열처리 단계를 포함하는 것이고, 상기 비금속 광물에 착색용 조성물은 평균 직경이 10 내지 100nm인 구리(Cu) 입자를 포함하는 것이다.
Description
본 발명은 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 칼라보드에 관한 것이다. 보다 상세하게는 착색된 칼라샌드가 항균력을 가지도록 함으로서 그 자체의 내오염성을 높이는 한편, 이를 이용하여 제조된 칼라보드에 대한 내오염성을 높이고 그 사용범위가 보다 넓어질 수 있도록 하기 위한 것이다.
일반적으로 건축용 내·외장재는 건축물의 내·외부 공간의 기능과 미관에 적합하도록 다양한 재료가 사용된다. 이러한 내·외장재는 풍우, 한서, 햇볕, 불, 열 및 소음 등을 차단하는 역할을 하며, 그 재료로는 목재, 합성수지, 종이 및 석재로 구분된다.
종래 사용되던 건축용 내·외장재의 재료 중에서 석재는 내구성 및 친환경적인 재료로서 다양하게 이용되고 있다. 그러나, 기존에 사용되는 석재는 자연에서 얻어지는 질감이나 색감을 자연상태 그대로 이용하여 다양한 색상 및 질감을 요구하는 수요자들의 욕구를 충족시킬 수가 없었다.
또한, 현대의 건설에 있어서 석재는 건설물의 구조 또는 미적 기능을 더하는 내·외장재로써 이용되고 인구 증가 및 산업화의 영향으로 건설물의 수요가 증가함에 따라서 석재의 수요도 증가하고 있다. 또한 과거의 석재 수요자 대부분은 석재의 재질감에서 느끼는 자연미를 즐기기 위하여 사용하였지만 현대의 석재 수요자는 석재 고유 재질감에서 느끼는 자연미와 더불어 아름다운 색상에 대한 요구도 더해지고 그에 따라서 종래에 비하여 석재가 가지는 색감의 다양성에 대한 요구가 증대하고 있다.
이에 인공적으로 만들어진 석재 및 석재 분말에 색소와 시멘트 접착제를 일정 비율로 혼합하여 되는 혼합물을 성형하여 만들어진 석재와 유사한 색상 및 질감을 가지는 내·외장재를 사용하기도 하나, 이들은 사용기간이 경과함에 따라 표면의 색상이 탈색 또는 변색되는 문제점이 있으며, 작업과정에 분진 및 색소가 비산되어 작업환경이 악화되는 문제가 있었다.
또한, 대리석의 경우 채취한 자연석의 표면을 기계적으로 가공하려면 수 차례에 걸친 연마공정을 거쳐야 하는데, 그 연마가공에 대단한 노력이 들어 원하는 석재를 얻기 위해서는 가공시간이 오래 걸리고, 그로 인하여 가공비용이 매우 고가인 단점이 있을 뿐 아니라, 연마과정에서 돌가루가 비산되어 작업환경이 악화되어 작업자들의 건강에 치명적인 해를 입히는 단점이 있었다.
종래의 내·외장재로 사용되는 칼라샌드나 인조석재의 경우 일반적으로 사용되는 가공된 석재의 표면에 다양한 색상을 구현하는 대리석 문양을 띠는 코팅제를 코팅하여 제조된 것을 사용하거나, 에폭시수지조성물에 합성수지필름, 칼라칩, 경화제 등을 소정 비율로 혼합하여 되는 혼합물을 성형하여 경화시킨 인조대리석이 알려져 있다. 이러한 예로서, 상기 코팅제의 경우 대한민국 등록특허 제10-0342176호에는 에폭시 수지조성물에 합성수지 필름칼라 칩을 혼합한 수지 혼합물에 경화제를 첨가한 조성물을 개시하고 있으며, 이를 이용하여 코팅대상의 표면에 소정 두께를 가지도록 도포하고 경화시켜 인조 대리석을 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 이 경우 코팅면이 외부자극에 의해 벗겨지거나 마모되는 단점이 있고, 또한 장시간 자외선에 노출시 탈색되는 현상이 발생하여 본래의 코팅색감을 잃어버리는 단점이 있다.
이에 따라 샌드를 포함하는 일정한 크기의 비금속광물에 직접 착색을 하고 이후 칼라샌드 기타, 건축용 자재로 생산하는 착색공법과 일정한 크기의 무기물과 안료를 혼합하고 고온에서 소성시켜 색상이 부여된 입자를 제조하고 이를 가공하여 칼라샌드 기타 건축용 자재를 생산하는 소성공법이 발달하게 되었다.
이 발명은 착색공법에 대한 것이다.
상기 착색공법에 의하는 경우 비교적 빠른 시간 내에 다양한 색상을 생산할 수 있고, 공정효율이 우수하다는 장점을 가진다. 다만, 착색층의 내구성이 낮고, 변색 가능성이 높다는 단점이 있다. 이에 따라 본 발명자들은 착색공법에 대한 단점을 보완할 수 있는 기술들을 꾸준하게 연구하였고, 우수한 색감과 함께 뛰어난 내구성을 가진 착색층이 형성되도록 하는 착색공법을 개발한 바 있다.
한편, 최근 들어 건축자재에 대한 항균 또는 항균 활성에 대한 수요가 높아지고 있으며, 내오염성이 우수한 칼라보드 기타 건축자재에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라 단순히 유기물로 이루어진 항균조성물을 완성된 칼라보드나 건축자재에 코팅하는 형태의 기술들이 개발되고 있다.
그러나 이러한 유기물 기반의 코팅 층은 일시적으로 항균활성을 내는 것에 불과하고 오랜 시간 항균활성을 가지도록 하여 궁극적으로 건축자재 자체의 뛰어난 내오염성을 내도록 할 수 없다는 문제를 가진다. 나아가 유기물로 이루어진 항균 성분이 휘발될 수 있기 때문에 그 사용범위 역시 제한적일 수 밖에 없다는 문제를 가진다.
본 발명자들은 위와 같은 문제점을 인식하고, 비금속 광물에 대한 착색층의 색감 및 내구성을 높이면서도 항균활성이 오랜 시간 지속되게 함으로서 2차 가공을 거친 칼라보드 기타 건축자재에 대한 내오염성이 우수하게 할 수 있는 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법을 연구하였고, 그 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 착색된 색감 및 착색층의 내구성이 우수하면서도 착색된 비금속 광물의 항균성이 부여될 수 있도록 하는 항균 활성을 가지는 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 무기물로 이루어진 항균 활성성분이 함유되도록 하여 착색층의 색감 및 내구성을 증진할 뿐만 아니라, 칼라샌드 및 기타 건축자재로 2차 가공되는 단계에서도 그 항균 활성이 유지될 수 있도록 하는 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법으로 제조된 칼라샌드를 이용하여 제조된 칼라보드 및 기타 건축자재에 대한 항균활성으로 내오염성을 높일 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법은 비금속광물을 일정한 크기로 선별하는 비금속광물 선별단계; 상기 선별단계에 따라 선별된 비금속광물에 열처리 하여 수분을 제거하는 수분량 조절단계; 상기 수분량 조절단계에 따라 수분량이 조절된 비금속 광물에 착색용 조성물을 도포하여 상기 비금속광물을 착색하는 착색단계; 및 상기 비금속광물 착색단계를 거친 비금속광물을 120 내지 400℃에서 열처리 하는 열처리 단계를 포함하는 것이고, 상기 비금속 광물에 착색용 조성물은 평균 직경이 10 내지 100 nm인 구리(Cu) 입자를 포함하는 것이다.
상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 있어서, 상기 비금속 광물에 착색용 조성물은 하기의 [화학식 A1] 내지 [화학식 A4] 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 경화제; 및 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 A1]
[화학식 A2]
[화학식 A3]
[화학식 A4]
상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 있어서, 상기 비금속 광물에 착색용 조성물은 조색제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 있어서, 상기 구리입자는 고분자체에 증착되어 있는 것일 수 있다.
상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 있어서, 상기 구리입자는 상기 경화제 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 있어서, 상기 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나는 10 내지 200 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 항균력을 가진 칼라보다는 상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 따라 제조된 칼라샌드를 이용하여 만들어진 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법은 비금속광물을 일정한 크기로 선별하는 비금속광물 선별단계; 상기 선별단계에 따라 선별된 비금속광물에 열처리하여 수분을 제거하는 수분량 조절단계; 상기 수분량 조절단계에 따라 수분량이 조절된 비금속 광물에 착색용 조성물을 도포하여 상기 비금속광물을 착색하는 착색단계; 및 상기 비금속광물 착색단계를 거친 비금속광물을 120 내지 400℃에서 열처리하는 열처리 단계를 포함하는 것이고, 상기 비금속 광물에 착색용 조성물은 평균 직경이 10 내지 100 nm인 구리(Cu) 입자를 포함하는 것이다.
본 발명에서 말하는 비금속광물은 금속광물 아닌 것을 의미하는 것으로 넓게 이해하는 것으로 정의하며, 좁은 의미로는 규사, 석재를 포함하는 것으로 본다.
본 발명에서 말하는 칼라샌드는 상기 비금속광물이 인위적으로 착색되어 그 표면에 착색층이 형성된 것을 말한다. 또한 관용적으로 규사 이외의 일정한 크기를 가지는 알갱이 형태를 착색하여 가공한 석재는 그 석재의 종류가 규사가 아니어도 칼라샌드라고 부르기 때문에 본 발명에서 말하는 칼라샌드 역시 이러한 관행에 따라 그 소재를 불문하고 착색된 비금속광물 전부를 말하는 것으로 정의한다.
본 발명에서 말하는 칼라보드는 건축용으로 사용되는 범위에서 사전적 의미뿐만 아니라 상기 칼라샌드를 가공하여 인조석재 또는 인조석재판, 인조무늬판 등으로 사용하는 건축용 자제를 모두 포함하는 것으로 정의한다.
상기 비금속광물 선별단계는 일정한 크기의 범위에 따라 비금속 광물을 선별하는 것으로 이는 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자가 사용할 수 있는 범위로 적용될 수 있다.
상기 수분량 조절단계는 상기 비금속광물에 포함된 수분을 제거하여 상기 비금속광물 착색용 조성물이 상기 비금속광물에 강하게 접착하여 상기 비금속광물에 대한 접착력 및 그 자체의 내구성이 우수한 착색층을 형성하게 할 수 있다.
상기 비금속광물 착색용 조성물을 도포하여 착색하는 비금속광물 착색단계에서 도포 방법은 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자가 사용할 수 있는 조성물의 도포방법을 모두 포함하는 것으로 본다.
상기 구리 입자를 사용하는 경우 나노 입자로 가공된 구리 입자에 의하여 환원력 및 원적외선 방출 등에 의하여 항균효과를 나타내게 할 수 있다.
다만, 상기 구리입자를 기존의 착색 조성물에 그대로 사용하는 경우 착색층의 접착성 및 내구성이 낮아지거나 착색의 색감이 떨어지고 변색성이 촉진되는 문제가 있다. 이에 따라 상기 나노 사이즈로 가공된 구리 입자를 사용하여 착색층의 항균성을 부여하면서 착색 조성물의 내구성 및 접착성을 높이면서도 색감이 자연스럽게 연출되고, 변색을 억제하는 조성물을 개발하였다.
상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 있어서, 상기 비금속 광물에 착색용 조성물은 하기의 [화학식 A1] 내지 [화학식 A4] 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 경화제; 및 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 A1]
[화학식 A2]
[화학식 A3]
[화학식 A4]
종래의 유기물 기반의 항균제는 착색된 비금속광물 또는 칼라보드에 코팅하여 사용하였으나 이러한 유기반 기반의 향균제는 휘발성이 강하기 때문에 짧은 시간 동안 일시적으로 항균성이 부여되나, 지속되지 않는다는 문제가 있다.
또한 가공공정에서 미리 유기물 기반의 향균제를 사용하는 경우 열처리 공정에서 모두 휘발되어 향균성이 낮아지는 문제와 향균제 자체가 유기물이기 때문에 착색층의 색감을 훼손하는 문제가 있다. 따라서 나노사이즈로 가공된 구리 입자를 사용하여 위와 같이 유기물 기반의 향균제 사용에 따른 문제를 해결하는 한편, 상기 나노 사이즈로 가공된 구리 입자의 사용으로 발생하는 문제를 해소하기 위하여 착색 조성물의 성분을 모두 새롭게 개발하였다.
즉, 구리 입자를 혼합하면서 종래 착색 조성물로 사용하던 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate), 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트(polymethylene polyphenyl isocyanate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 경화제와 폴리옥시알킬렌 폴리올(polyoxyalkylene polyol)을 혼합하여 사용하는 경우 착색층의 접착성 및 내구성이 저하되고, 착색된 색감이 떨어질 뿐만 아니라 변색이 촉진되는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기 [화학식 A1] 내지 [화학식 A4] 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 경화제로 하였다. 상기 범위에 의하는 경우 구리 입자의 혼합하여도 착색층의 접착성 및 내구성이 우수할 뿐만 아니라 자연스러운 색감을 연출할 수 있고, 착색층의 변색을 억제하는 효과를 낼 수 있다.
바람직하게 본 발명의 착색용 조성물은 상기 [화학식 A1] 내지 [화학식 A4] 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 경화제; 및 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나; 및 평균 직경이 10 내지 100 nm인 구리(Cu) 입자를 포함하는 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 나노 사이즈의 구리입자를 포함하면서도 착색층의 내구성 및 변색 억제효과를 나타낼 수 있다.
상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 있어서, 상기 비금속 광물에 착색용 조성물은 조색제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 조색제는 유기안료 및 무기안료로서 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자가 사용할 수 있는 모든 범위의 안료를 포함하는 것으로 본다.
상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 있어서, 상기 구리입자는 고분자체에 증착되어 있는 것일 수 있다.
바람직하게 상기 고분자체는 작용기로 CO, NCO, COOH, OH, NOH, NH, NH2를 포함하는 고분자를 말한다. 상기 고분자체를 사용하는 경우 미세 사이즈로 이루어진 구리입자가 조성물에 고르게 분산될 수 있게 한다. 즉, 상기 고분자체 표면에 증착되어 붙어 있는 구리입자는 상기 조성물에 용해되면서 상기 구리입자가 분산되게 할 수 있다.
상기 구리입자가 나노 사이즈로 형성되게 하기 위한 증착방법은 물리적 기상증착법을 사용할 수 있다. 구체적으로 저항 가열법, 플라즈마 가열법, 유도가열법, 레이저 가열법 등의 열 증착, 디시 스퍼터링(DC Sputtering), 디시 알에프 스퍼터링(DC-RF Sputtering), 레이저 스퍼터링, 전자 빔 증착(E-Beam Evaproation) 등을 예로 들 수 있다.
본 발명에서 증착 시간은 10 분 내지 12000분일 수 있으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 적절하게 조정하여 정할 수 있다. 이 때 상기 시간을 조절함에 따라 초흡수성 고분자에 대한 금속 입자의 농도를 제어할 수 있다. 즉, 세균을 죽이는 적정 농도, 또는 용도에 따라 초흡수성 고분자에 대한 금속 입자의 농도를 100 내지 3000ppm로 만들어 주기 위하여 상기 시간 범위에서 증착시간을 조절할 수 있다.
상기 진공 증착은 증착조의 진공도, 스크류의 속도, 증착 시간, 증착 파워 등을 조절함으로써 나노 사이즈의 구리입자의 성장을 제어하여 초흡수성 고분자에 증착되는 금속 나노입자의 크기 및 양을 조절할 수 있다.
상기 구리입자는 평균 직경이 10 내지 100 nm인 것이어야 한다. 상기 구리입자의 직경이 10 nm 미만인 경우 상기 착색 조성물이 가지는 점도 등의 물성에 의하여 상기 착색 조성물 내에서 분산성이 저하되면서 뭉쳐진 덩어리가 발생한다. 따라서 착색층의 물성 및 색감 저하가 발생하며, 상기 구리입자에 의한 항균성이 저하되는 문제가 있다. 반면, 평균 직경이 100nm를 초과하는 경우에도 상기 착색 조성물 내에서 낮은 분산성과 착색 조성물에 직접적인 영향으로 착색층의 물성과 색감이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 또한 상대적으로 큰 입자상으로 인하여 항균성 역시 저하되는 문제가 발생하게 된다.
바람직하게 상기 구리 입자의 평균직경은 35 내지 65 nm인 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 상기 착색 조성물에 고르게 분산되고 형성된 착색층의 물성과 색감이 저하되지 않으면서도 우수한 항균성을 발휘하게 할 수 있다.
상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 있어서, 상기 구리입자는 상기 경화제 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 있어서, 상기 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나는 10 내지 200 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
상기 구리입자가 0.01 미만으로 포함되는 경우 향균성이 발휘되지 않는 문제가 있고, 10 중량부를 초과하는 경우 착색층에 영향을 미쳐 착색층의 내구성, 접착성의 저하와 색감 저하 및 변색성이 높아지는 문제가 있다.
바람직하게 상기 구리 입자는 0.05 내지 1.3 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 우수한 항균성과 함께 착색층의 물성 및 색상 저하를 방지할 수 있다.
상기 범위에 의하는 경우 구리입자를 포함하면서도 우수한 물성과 색감을 가지는 착색층이 형성되게 할 수 있다.
상기 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 용제가 10 중량부 미만인 경우 분산에 문제가 생길 수 있어, 상기 상도 코팅층이 상기 착색층과 강하게 결합되기 어려울 뿐만 아니라 착색층의 변색을 막는 효과가 저하되는 문제가 있고, 200 중량부를 초과하는 경우 상기 착색층에 대한 결합력 접착력 감소 및 기계적 내구성 저하의 문제가 있다. 또한 색감의 표현이 달라져 착색층의 자연스러운 연출이 어렵다는 문제가 있다.
바람직하게는 상기 용제는 30 내지 110 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 형성된 상기 착색층과 강하게 결합될 수 있는 장점이 있고, 상기 착색층의 변색을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 항균력을 가진 칼라보다는 상기 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법에 따라 제조된 칼라샌드를 이용하여 만들어진 것일 수 있다
본 발명은 착색된 색감 및 착색층의 내구성이 우수하면서도 착색된 비금속 광물의 항균성이 부여될 수 있도록 하는 항균 활성을 가지는 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 무기물로 이루어진 항균 활성성분이 함유되도록 하여 착색층의 색감 및 내구성을 증진할 뿐만 아니라, 칼라샌드 및 기타 건축자재로 2차 가공되는 단계에서도 그 항균 활성이 유지될 수 있도록 하는 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법으로 제조된 칼라샌드를 이용하여 제조된 칼라보드
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 향균력 평가 시험결과에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 비교하기 위한 비교예의 향균력 평가 시험결과에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 비교하기 위한 비교예의 향균력 평가 시험결과에 관한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[제조예 1: 구리입자를 포함하는 착색된 비금속 광물의 제조]
하기의 [표 1]과 같은 구성의 조성물을 사용하여 하기의 조성으로 만들어진 착색용 조성물을 제조하였다. 구체적인 착색된 비금속광물의 제조방법은 본 발명에서 기재된 방법에 따라 각 착색용 조성물을 이용하여 제조하였다. 또한 하기에서 비금속광물은 15 내지 20 mm인 규사를 사용하였다. 한편, 비교예로서, 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트, 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트 및 폴리옥시알킬렌 폴리올을 사용하여 제조하였다.
하기의 [표 1]과 같은 구성의 조성물은 구매하여 사용하였다.
| 경화제 | 용제 | 구리입자 | 조색제 | |
| Con | MP1 (100) | U (90) | Cu (1.2) | 유기조색제 |
| M1 | A1 (100) | U (90) | Cu (1.2) | 유기조색제 |
| M2 | A2 (100) | U (90) | Cu (1.2) | 유기조색제 |
| M3 | A3 (100) | U (90) | Cu (1.2) | 유기조색제 |
| M4 | A4 (100) | U (90) | Cu (1.2) | 유기조색제 |
(단위: 중량부 *(괄호표시))
- MP1: 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트 : 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트 = 4 : 6 중량비로 혼합
- A1: [화학식 A1]로 표시되는 화합물
- A2: [화학식 A2]로 표시되는 화합물
- A3: [화학식 A3]로 표시되는 화합물
- A4: [화학식 A4]로 표시되는 화합물
- U: 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone) 혼합물
- Cu: 고분자에 증착되어 형성되고 평균직경이 50nm인 구리입자.
[실험예: 착색된 비금속 광물에 대한 물성평가]
상기 제조예에 따라 제조된 것과 비교예(con)에 대한 구리입자의 분산성과 상기 착색조성물을 이용하여 제조된 착색된 비금속 광물의 내열성, 착색된 색채, 질감 및 색지속성을 비교하여 지수로 표현하였다.
상기 지수는 M1의 값을 50으로 하고, 상기 M1과 비교하여 1 내지 100점 척도로 평가하여 지수 표현하였다. 따라서 상기 지수가 높을수록 평가항목에 대한 결과가 우수한 것이다.
그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.
| 분산성 | 내구성 | 내열성 | 색채 | 질감 | 색지속성 | |
| Con | 10 | 30 | 30 | 30 | 20 | 20 |
| M1 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| M2 | 40 | 40 | 40 | 50 | 40 | 50 |
| M3 | 60 | 50 | 50 | 40 | 50 | 50 |
| M4 | 70 | 80 | 80 | 60 | 60 | 70 |
(단위: 지수)
상기 [표 2]를 참조하면, 상기 비교예로 구성된 제형은 본 발명자들이 이전에 제시한 착색 조성물 중 물성이 우수한 범위로 제공한 것인데, 나노사이즈의 구리 입자를 포함하는 경우 분산성의 문제로 전체적인 착색층에 문제가 발생할 수 있다는 것을 알 수 있다.
따라서 상기 같이 제공되는 범위로 사용되는 경우에 구리입자 사용에 불구하고 우수한 물성과 색감을 가지는 착색 조성물을 제조할 수 있다는 사실을 알 수 있다. 또한 M4에 의하는 경우 우수한 물성과 색감을 가지는 착색층이 형성된다는 사실을 알 수 있다.
나아가 M4에 의하는 경우 착색층의 우수한 물성과 함께 색감과 질감이 매우 우수하다는 점을 알 수 있다.
[제조예 2: 구리입자의 평균 입경 범위에 다른 분산성 및 물성평가]
구리 입경에 따른 효과를 확인하기 위하여 상기 M4에 대하여 하기의 [표 3]과 같이 포함되는 구리입자의 입경을 달리하면서 착색용 조성물을 제조하였다. 다른 구성과 각 구성의 함량은 M4과 동일하게 되게 하였다.
| 실시예 | 구리 입자 평균입경(nm) |
| M4 | 50 |
| M4-A | 10 |
| M4-B | 25 |
| M4-C | 35 |
| M4-D | 65 |
| M4-E | 80 |
| M4-F | 100 |
[실험예 2: 분산성 및 물성평가]
상기 M4-A 내지 M4-F를 사용하여 실험예 1와 같은 방법으로 규사를 착색하고 M4을 사용한 경우와 비교하면서, 분산성 및 착색층의 물성을 평가하여 하기의 [표 4]에 나타내었다. 객관적인 비교를 위하여 효과가 가장 우수한 M4의 값을 10으로 고정하여 기준으로 삼고 이와 비교하여 1 내지 10의 지수로 평가하였다. 상기 지수는 그 숫자가 높을수록 효과가 우수한 것이다.
| 분산성 | 내구성 | 내열성 | 색채 | 질감 | 색지속성 | |
| M4 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| M4-A | 2 | 2 | 3 | 1 | 1 | 3 |
| M4-B | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 |
| M4-C | 10 | 9 | 9 | 10 | 10 | 9 |
| M4-D | 10 | 10 | 9 | 10 | 10 | 10 |
| M4-E | 4 | 5 | 3 | 4 | 2 | 2 |
| M4-F | 2 | 2 | 3 | 3 | 1 | 1 |
(단위: 지수)
상기 [표 4]를 참조하면, 구리 입자 사이즈에 따라 착색층의 물성과 색감에 영향이 미쳐진다는 점을 알 수 있다. 특히 M4-A 및 M4-F에 의한 경우에는 착색층의 물성과 색감이 저하되어 제품화될 수 없다는 사실을 확인하였다.
한편, M4, M4-C, M4-D를 참조하면, 구리 입자의 평균 입경이 35 내지 65nm에 의하는 경우 상기 착색 조성물에 대하여 고른 분산성을 가지면서, 착색층의 물성과 색감이 우수하게 유지될 수 있다는 사실을 확인하였다.
[실험예 3: 항균성 평가]
상기 M4, M4-A 및 M4-F를 이용하여 칼라보드를 제조하였고, 이에 대한 항균성을 평가할 수 있도록 하였다. 그런데 M4-A 및 M4-F의 경우 칼라보드로 제조하는 과정에서 착색층이 이탈되어 제품화 될 수가 없었다. 이에 따라 상기 M4에 대한 항균성을 평가하였다.
상기 M4에 대한 항균성은 KS M ISO 22196:2011에 따라 진행되었으며, 비교예로 상기 [표 1]의 비교예(con)과 동일한 조성으로, 구리입자가 포함되지 않은 착색된 규사로 제조된 칼라보드를 사용하였다. 항균성 실험에 사용된 배양 균주는 Esherichia coli ATCC 8739를 사용하였다.
그 결과로서, 상기 M4에 미생물이 처리된 경우를 [도 1], 상기 구리입자가 포함되지 않은 비교예에 미생물이 처리되어 배양된 경우를 [도 2]에 나타내었다.
상기 [도 1] 및 [도 2]를 참조하면 본 발명에 따른 구리입자를 사용하는 경우 미생물 균주의 번식을 억제함으로서 우수한 향균활성이 나타나게 할 수 있다는 점을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (7)
- 비금속광물을 일정한 크기로 선별하는 비금속광물 선별단계;
상기 선별단계에 따라 선별된 비금속광물에 열처리하여 수분을 제거하는 수분량 조절단계;
상기 수분량 조절단계에 따라 수분량이 조절된 비금속 광물에 착색용 조성물을 도포하여 상기 비금속광물을 착색하는 착색단계; 및
상기 비금속광물 착색단계를 거친 비금속광물을 120 내지 400℃에서 열처리하는 열처리 단계를 포함하는 것이고,
상기 비금속 광물의 착색용 조성물은 평균 직경이 10 내지 100 nm인 구리(Cu) 입자를 포함하는 것이고,
상기 비금속 광물의 착색용 조성물은
하기의 [화학식 A1] 내지 [화학식 A4] 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 경화제; 및
톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인
항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법.
[화학식 A1]
[화학식 A2]
[화학식 A3]
[화학식 A4]
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 비금속 광물의 착색용 조성물은
조색제를 더 포함하는 것인
항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 구리입자는 고분자체에 증착되어 있는 것인
항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법. - 제 4항에 있어서,
상기 구리입자는 상기 경화제 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부로 포함되는 것인
항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법. - 제 5항에 있어서,
상기 경화제 100 중량부에 대하여 상기 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나는 10 내지 200 중량부로 포함되는 것인
항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법. - 제 1항, 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 항균력을 가진 착색된 칼라샌드의 제조방법으로 제조된 칼라샌드를 이용하여 만들어진 칼라보드.
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2019
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