KR102262892B1

KR102262892B1 - 항바이러스, 항균, 항곰팡이 및 이지클리닝 특성을 갖는 친환경 수성 도료 조성물

Info

Publication number: KR102262892B1
Application number: KR1020200154471A
Authority: KR
Inventors: 김진국; 윤상우; 박현준
Original assignee: 삼화페인트공업주식회사
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2021-06-09

Abstract

본 발명은 아크릴 에멀젼 수지, 안료, 불소 첨가제, 기능성 첨가제 및 용제를 포함하는 수성 도료 조성물로서, 상기 기능성 첨가제가 은, 아연, 구리 및 이들의 산화물 또는 수산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상과, 제올라이트, 인산칼슘, 인산지르코늄 및 실리카겔로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 혼합물이고, 상기 기능성 첨가제가 수성 도료 조성물의 0.01~3중량%로 함유되는, 항바이러스, 항균, 방균, 항곰팡이 및 이지클리닝(easy-cleaning) 특성을 갖는 수성 도료 조성물에 관한 것이다.

Description

항바이러스, 항균, 항곰팡이 및 이지클리닝 특성을 갖는 친환경 수성 도료 조성물 {Eco-friendly aqueous coating composition with antiviral, antibacterial, antifungal and easy-cleaning properties}

본 발명은 항바이러스, 항균, 항곰팡이 및 이지클리닝 특성을 갖는 친환경 수성 도료 조성물에 관한 것이다.

2019년 12월 중국 우한지역에서 발발한 폐렴은 분석 결과 신종 코로나바이러스(SARS-CoV-2)로 나타났다. 코로나바이러스는 계절유행성 감기를 유발하는 바이러스 중 하나지만 가볍게 여길 것은 결코 아니다. 대규모 감염사태가 벌어졌던 사스(SARS; 중증급성호흡기증후군)와 메르스(MERS; 중동호흡기증후군)의 원인 역시 코로나바이러스였다. 이번에 발견된 신종 코로나바이러스도 빠른 전파와 함께 심각한 호흡기증후군 증상을 나타내는 환자 수가 늘어나면서 전 세계적으로 큰 사회적 문제를 야기하고 있다.

이러한 배경에 따라, 병원, 유치원, 학교 등의 공공 시설 및 많은 사람들이 모여드는 다중 이용 시설 등에 적용되는 도료에 있어서도 쾌적한 환경 유지를 위해 항바이러스 특성이 요구되고 있는 실정이다.

현재 시중에 항균 특성 등을 개선한 도료가 유통되고 있었으나, 현재까지 코로나바이러스 등의 바이러스에 대해서 우수한 항바이러스 특성을 갖는 도료는 전무한 실정이었다.

항균성에 관해, 실생활에서는 인체에 감염 시 병을 유발하는 다양한 유해균이 존재하며, 그 유해균의 종류는 더욱 증가하고 있다. 예들 들면 다양한 항생제에 내성을 갖는 병원 내 감염을 유발하는 MRSA 등이 있고 또한 박테리아 이외 흔한 곰팡이라 일컫는 진균에 의한 감염이 증가하고 있다. 종래에 다양한 무기 항균제가 개발되어 사용되고 있으나, 실제로 항균성이 균일하게 발휘되지 못하고 실생활에서 곰팡이에 대한 영향성이 미약한 실정이다. 또한 바이러스에 대한 시험이 전무하여 바이러스에 대한 저항성을 신뢰하지 못하는 상황이다.

현재 시중에 유통되는 항균 도료는 유기계, 은나노계, 산화티탄 광촉매 등의 원료를 사용하여 제조된다. 유기계 항균제를 사용한 도료는 사용 용도에 따라 특징에 맞게 유기계 항균제를 쉽게 선택할 수 있는 반면에 열에 약하고, 물에 용출되어 지속력이 떨어지며 투과성이 없는 단점이 있다. 은계 나노 항균제 도료는 내열성, 안정성이 있는 반면 항 곰팡이성이 떨어지고 작은 입자로 인하여 인체에 흡입될 경우 배출이 되지 않고 뇌나 생식기 등에 잔류하는 문제가 있다. 산화티탄 광촉매는 빛에 의해 탈취, 방오 기능이 있으나 빛 에너지가 있어야 하고 유기 바인더를 부식시키는 단점이 있다.

이에 상술한 단점이 있는 재료를 채용하지 않으면서도, 우수한 항균 특성 뿐만 아니라, 최근 요구되고 있는 항바이러스 특성을 가지면서도 도료로서의 고내구성, 고내열성, 이지클리닝성을 겸비한 도료의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제10-1995-0026951호

본 발명의 목적은 전술한 종래의 항균 도료의 기술적 한계를 극복하기 위한 것으로, 항균, 항곰팡이 특성 뿐만 아니라 항바이러스 특성을 나타내며, 도장 후 일정 시간이 흘러도 항바이러스 기능을 유지할 수 있을 뿐 아니라, 이지클리닝성을 갖는 도료를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

아크릴 에멀젼 수지, 안료, 불소 첨가제, 기능성 첨가제 및 용제를 포함하는 수성 도료 조성물로서, 상기 기능성 첨가제가 은, 아연, 구리 및 이들의 산화물 또는 수산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상과, 제올라이트, 인산칼슘, 인산지르코늄 및 실리카겔로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 혼합물이고, 상기 기능성 첨가제가 수성 도료 조성물의 0.01~3중량%로 함유되는, 항바이러스 및 이지클리닝(easy-cleaning) 특성을 갖는 수성 도료 조성물을 제공한다.

상기 아크릴 에멀젼 수지는 15~50중량%, 상기 안료는 20~40중량%, 상기 불소 첨가제는 0.001~3중량%을 포함하나 이에 제한되지 않는다.

상기 안료는 색상 안료 및 체질 안료를 포함하며, 색상 안료가 이산화 티타늄 안료이고, 체질 안료가 알루미늄 실리케이트계 안료, 탈크, 벤토나이트, 퍼라이트 및 탄산칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이다.

상기 혼합물은 상기 은, 아연, 구리, 이들의 산화물 또는 수산화물이 상기 제올라이트, 인산칼슘, 인산지르코늄 또는 실리카겔에 점착되거나 이온교환되어 형성된다.

상기 아크릴 에멀젼 수지는 메틸 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 아크릴산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체 및 디아세톤 아크릴아마이드를 포함하는 단량체를 중합하여 얻어진다.

상기 수성 도료 조성물은 증점제, 분산제, 소포제, 도막조제, pH 조절제, 방부제, 조용제 및 유화제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 1종 이상을 더 포함한다.

본 발명의 구체 예에서, 상기 기능성 첨가제는 은, 아연 및 제올라이트의 혼합물이다. 이때, 상기 은, 아연 및 제올라이트의 혼합비가 은:아연:제올라이트에 대해서 0.01~10 : 1~30 : 60~90 이다.

상기 항바이러스 특성은 피코나바이러스(Picornavirus), 리노바이러스(Rhinovirus), 코로나바이러스(Coronavirus), 인플루엔자바이러스(Influenza virus), 파라인플루엔자바이러스(Parainfluenza virus), 아데노바이러스(Adenovirus), 에볼라 바이러스(Ebola virus) 및 이들의 변종에 대해 나타난다.

본 발명의 수성 도료 조성물은 항균성 및 항곰팡이 특성을 더 갖는다.

본 발명의 도료는 항균, 방균, 항곰팡이, 항바이러스 특성을 나타낸다. 따라서, 코로나바이러스 감염증-19(COVID-19) 대유행에 따라 항균, 방균, 항곰팡이, 항바이러스 기능이 필요한 병원, 유치원, 학교 등의 공공 시설 및 많은 사람들이 모여드는 다중 이용 시설, 해썹(HACCP)인증 공장에 대한 도장을 적용함으로써, 보다 쾌적한 환경을 유지할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 도료는 이지클리닝(easy-cleaning) 특성을 가지므로, 오염이 쉽게 묻지 않을 뿐만 아니라, 오염물질에 대한 저항이 강해, 빗물 등으로도 오염물질이 쉽게 제거되는 바 경제적이다.

본 발명의 도료는 PCM, 바닥 방수, 중방식 도장 등 다양한 도장 기술에 적용하여 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 구체예에 따른 도료의 항바이러스 성능을 나타내는 도이다.
- 도료 Blank: 본 발명의 구체예에 따른 참고예 1의 도료
- #6: 실시예 1의 도료, #7: 실시예 2의 도료, #8: 실시예 3의 도료

이하, 본 발명에 대하여 자세히 설명한다.

이하에 기재하는 구성 요건의 설명은 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있으나, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은, 아크릴 에멀젼 수지, 안료, 불소 첨가제, 기능성 첨가제 및 용제를 포함하는 수성 도료 조성물로서, 상기 기능성 첨가제가 은, 아연, 구리 및 이들의 산화물 또는 수산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상과, 제올라이트, 인산칼슘, 인산지르코늄 및 실리카겔로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 혼합물이고, 상기 기능성 첨가제가 수성 도료 조성물의 0.01~3중량%로 함유되는, 항바이러스 및 이지클리닝(easy-cleaning) 특성을 갖는 수성 도료 조성물을 제공한다.

본 발명의 도료는 항바이러스 특성을 갖는 특수 기능성 첨가제를 통하여 기존의 일반적인 항균 도료의 항균성 이외에도 항균, 항곰팡이, 항바이러스 성능을 나타낼 뿐 아니라, 특수 기능성 아크릴 에멀젼 수지 및 불소 첨가제 등을 함유함으로써 고내구성, 고내열성 기능이 있으면서 물에 용출되지 않고, 이지클리닝성을 가지며, 반영구적 수성 도료의 특성을 갖는다.

우선 수지는 종래 아크릴 에멀젼 수지와 비교해 현저한 이지클리닝성을 나타내는 특수 기능성 아크릴 에멀젼 수지를 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 에틸렌 비닐 아세테이트 에멀젼 수지, 아크릴 실리콘 에멀젼 수지, 포타슘실리케이트 무기계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 그 이상으로 구성된 수지를 상기 특수 기능성 에멀젼 수지와 함께 혹은 이를 대체하여 제한 없이 사용할 수 있다.

상기 특수 기능성 아크릴 에멀젼 수지는 메틸 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 아크릴산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체 및 디아세톤 아크릴아마이드를 포함하는 단량체를 중합하여 얻어지는 수성 도료 조성물일 수 있다. 바람직하게는 메틸 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 아크릴산을 포함하는 모노머와 디아세톤 아크릴아마이드를 중합하여 얻어질 수 있다.

본 발명의 특수 기능성 에멀젼 수지는 수지 합성시 반응성 유화제를 사용한다. 에멀젼 수지 건조 후 도막 상의 유화제가 도막 형성 시 참여하여 표면에 잔존하는 유화제의 양이 최소화 됨으로써 오염물에 대한 저항성이 우수해진다. 또한, 에멀젼 수지 제조 공정 상에 REDOX 반응을 도입하여 미반응 모노머의 함량을 최소화하여 냄새의 발생이 거의 없고, 에멀젼 수지 자체에 SELF-CROSSLIKING 시스템을 도입하여 도막을 견고하게 하여 오염물에 대한 저항성을 향상시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용하는 유화제는 음이온 타입 유화제와 비이온 타입 유화제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용 가능한 음이온 타입 유화제로는 알릴옥시 메틸알콕시에틸 폴리옥시에틸렌 설페이트(allyloxy methylalkoxyethyl polyoxyethylene sulfate), 비스(폴리옥시에틸렌 폴리사이클릭 페닐 에테르)메타크릴화 설포네이트 [bis(polyoxyethylene polycyclic phenyl ether)methacrylated sulfonate], 프로페닐-알킬설포석시네이트(propenyl-alkylsulfosuccinate), (메타)아크릴산 폴리옥시에틸렌 설포네이트[(meth)acrylic acid polyoxyethylene sulfonate], 알릴옥시메틸 알킬옥시 폴리옥시에틸렌 설포 네이트(allyloxymethyl alkyloxy polyoxyethylene sulfonate), 폴리옥시알킬렌 알케닐 에테르 암모늄 설페이트(polyoxyalkylene alkenyl ether ammonium sulfate) 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 비이온 타입의 유화제로는 알릴옥시메틸 알콕시 에틸 하이드록시 폴리옥시에틸렌 (allyloxymethyl alkoxy ethyl hydroxy polyoxyethylene), 폴리옥시알킬렌 알케닐에테르(polyoxyalkylene alkenyl ether), 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르(polyoxyalkylene alkyl ether), 폴리옥시에틸렌 알킬 페닐 에테 르(polyoxyalkylene alkyl phenyl ether) 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 구체예에서, 상기 특수 기능성 아크릴 에멀젼 수지는 음이온 타입 반응성 유화제 1 내지 5 중량%, 비이온 타입의 반응성 유화제 0.01 내지 5중량%를 사용할 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 본 발명의 이지클리닝성이 저하된다.

상기 아크릴 모노머로는 전체 조성물 중 메틸 메타크릴레이트 10 내지 40 중량%, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 5 내지 13 중량%, 부틸 아크릴레이트 5 내지 15 중량%, 아크릴산 0.1 내지 5 중량%을 배합하여 사용할 수 있다. 본 발명에서는 SELF-CROSSLINKING 시스템이 가능하도록 디아세톤 아크릴아마이드를 전체 조성물 중 0.01 내지 1.0 중량%로 추가로 배합하여 사용할 수 있다. 산화개시제로서 암모늄퍼설페이트(APS), t-부틸 하이드로퍼록사이드(TBHPO), 아스코르브산(ascorbic acid)을 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 특수 기능성 아크릴 에멀젼 수지는 고형분 함량이 약 30 내지 55 중량%이며, 유리전이온도가 약 0~25 ℃ 이고, 산가가 약 10 내지 25 인 것이 이지클리닝성을 발휘하는데 바람직하다. 더욱 바람직하게는 고형분 함량이 약 40 내지 50 중량%이며, 유리전이온도가 약 10~20 ℃ 이고, 산가가 약 13 내지 20 인 것을 사용할 수 있다.

상기 불소 첨가제는 불소화된 알킬 사슬을 포함하는 화합물을 사용할 수 있다. 본 발명의 구체예에서 상업적으로 입수가능한 불소 첨가제를 사용할 수 있으며, Chemours 社의 Capstone™ FS-22, Capstone™ FS-30, Capstone™ FS-3000, Capstone™ FS-31, Capstone™ FS-3100, Capstone™ FS-34, Capstone™ FS-35, Capstone™ FS-50, Capstone™ FS-51, Capstone™ FS-60, Capstone™ FS-61, Capstone™ FS-63, Capstone™ FS-64, Capstone™ FS-65, Capstone™ FS-66, Capstone™ FS-81, Capstone™ FS-83, Capstone™ FS-87, Capstone™ FS-93을 사용할 수 있으며, 이를 부가함으로써 우수한 이지클리닝 성능이 발휘된다.

본 발명의 수성 도료 조성물에 있어서, 상기 아크릴 에멀젼 수지는 전체 수성 도료 조성물 중 15~50중량%, 상기 안료는 20~40중량%, 상기 불소 첨가제는 0.001~3중량%을 포함한다.

상기 아크릴 에멀젼 수지의 함량은 전체 수성 도료 조성물 중 15~50중량% 이며 15중량% 미만일 경우 항바이러스, 항곰팡이 성능이 떨어지고 50중량% 초과 시에는 박리 현상이 발생하고 이지클리닝성이 떨어진다.

상기 불소 첨가제의 함량은 전체 수성 도료 조성물 중 0.001~3중량% 이며, 상기 범위를 벗어나는 경우, 이지클리닝성이 떨어진다.

본 발명에서 사용하는 안료는 색상 안료 및 체질 안료를 포함하며, 색상 안료로는 이산화 티타늄 안료를 사용할 수 있으며, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 시중에 유통되는 색상 안료를 제한없이 사용할 수 있다. 체질 안료로는 알루미늄 실리케이트계 안료, 탈크, 벤토나이트, 퍼라이트 및 탄산칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 체질 안료는 색상을 내는 역할과 함께 시멘트로 된 다습한 곳에 도장 시 물방울이 맺혀 알카리 성분이 용출하여도 그 색상이 변하지 않는 특이 안료이다.

본 발명의 수성 도료 조성물에 있어서, 상기 안료는 전체 수성 도료 조성물 중 20~40중량%을 포함하며, 20중량% 미만이면 은폐력이 떨어지고, 40중량% 이상이면 항바이러스성 및 항곰팡이성 불량해진다.

상기 체질 안료는 전체 수성 도료 조성물 중 1~20중량%을 포함하며, 1중량% 미만이면 도료의 저장성이 불량해지고 20중량% 초과 시 작업성이 불량해진다.

본 발명의 기능성 첨가제는 항바이러스제의 역할을 하며, 독성을 함유하지 않는 무기계로서 제올라이트, 인산칼슘, 인산지르코늄, 실리카겔로 이루어진 군에서 1종 또는 그 이상으로 구성된 다공성 무기물에 은, 구리, 아연 및 이들의 산화물 또는 수화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 그 이상을 이온교환 혹은 점착 시킨 것을 사용할 수 있다. 상기 이온교환 혹은 점착 방법은 당업계에서 잘 알려진 통상적인 이온교환 방법 혹은 점착 방법에 의해 수행될 수 있다.

상기 기능성 첨가제는 전체 수성 도료 조성물 중 0.01~3중량%으로 포함되며, 0.01중량% 미만이면 항바이러스, 항균, 항곰팡이 성능이 저하되고, 3중량% 초과 시 상기 항바이러스, 항균, 항곰팡이 성능 뿐 아니라 작업성 및 저장성이 불량해진다. 더욱 바람직하게 0.01~1.5중량%를 사용할 수 있다.

본 발명의 상기 불소 첨가제는 특수 이지클리닝 첨가제로서 사용되며, 불소 대신 실리콘을 사용할 수 있으며, 조성물의 총 중량을 기준으로 0.001~3중량%로 사용할 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 이지클리닝성이 저하된다.

본 발명의 수성 도료 조성물은 증점제, 분산제, 소포제, 도막조제, pH 조절제, 방부제, 조용제 및 유화제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 1종 이상을 일반 첨가제로서 더 포함할 수 있다. 상기 일반 첨가제는 최적의 도료 상태 및 도장 상태를 유지하기 위한 적정 비율로 사용할 수 있고, 바람직하게 수성 도료 조성물의 총 중량을 기준으로 10~40중량%로 사용할 수 있다.

본 발명의 수성 도료 조성물에 있어서, 바람직하게는 상기 기능성 첨가제가 은, 아연 및 제올라이트의 혼합물인 것을 사용함으로서 소망하는 항바이러스 기능이 종래 항균 도료에 비해 현저히 높게 발휘될 수 있다. 상기 은, 아연 및 제올라이트의 혼합비는 은:아연:제올라이트에 대해서 0.01~10 : 1~30 : 60~90 으로 사용할 수 있고 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 혼합비에서 소망하는 항바이러스, 항균, 항진균 효과가 더 우수하게 나타난다.

상기 항바이러스 특성은 피코나바이러스(Picornavirus), 리노바이러스(Rhinovirus), 코로나바이러스(Coronavirus), 인플루엔자바이러스(Influenza virus), 파라인플루엔자바이러스(Parainfluenza virus), 아데노바이러스(Adenovirus), 에볼라 바이러스(Ebola virus) 및 이들의 변종에 대해 나타날 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 시설물에 노출되는 질환 유발 바이러스에 제한 없이 발휘된다.

특히, 본 발명의 항바이러스 특성은 볼티모어 분류법을 사용해서 분류되는 바이러스 중, 홑가닥 RNA 바이러스에 해당되며 IV군, V군 바이러스에 특히 적용된다. IV군의 대표적인 경우가 피코나바이러스인데, 소아마비를 일으키는 폴리오바이러스, 감기를 일으키는 리노바이러스, A형 간염 바이러스, 수족구병을 일으키는 콕사키바이러스, 수막염을 일으키는 에코바이러스, C형 간염 바이러스, 풍진 바이러스 등이 속한다. 또한, 코로나바이러스도 IV군에 속한다. V군의 경우　대표적인 것은 인플루엔자바이러스다. 에볼라바이러스도 V군이다.　

본 발명의 구체예에서는 피코나바이러스에 대한 수성 도료 조성물의 항바이러스 활성을 확인하였으며, 이를 통해, 홑가닥 RNA 바이러스에 해당되는 코로나 바이러스를 포함하는 IV군 바이러스에 대해서도 적용할 수 있다.

본 발명의 도료는 공기 중 바이러스가 붙은 후 30분 경과 후부터 바이러스 감소효과를 보이기 시작한다. 이후 24시간 내 99.9%의 바이러스가 사멸될 수 있다. 본 발명의 구체예에서는, 비피막바이러스(non-enveloped virus)인 돼지엔테로바이러스(porcine enterovirus, 피코나 바이러스 계열)에 대한 항바이러스 효과를 확인하였다. 미국 환경청(US EPA) 백서에 따르면 항바이러스제에 대한 내성이 강한 비피막 바이러스인 피코나바이러스 등에 항바이러스 효과가 있으면 이보다 내성이 약한 피막바이러스(enveloped virus)인 코로나바이러스, 에볼라바이러스 등에 효과가 있다고 보고되어 있다.

본 발명의 수성 도료 조성물은 항균성, 방균성 및 항곰팡이 특성을 더 나타낸다.

이와 같이, 따라서 본 발명은 물에 용출되지 않으면서 도장된 페인트 도막 위에 사람의 비말, 손 등의 접촉 시 전이될 수 있는 바이러스를 사멸시킬 수 있으며 그 외에도 항균, 항곰팡이 성능이 유지되며 이지클리닝 기능을 구비한 반영구적인 친환경 도료를 제공한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1~3. 수성 도료의 제조

본 발명의 수성 도료는 물 188 중량부, 불소 첨가제 0.1 중량부, 셀룰로오스계 및 벤톤계 증점제, pH 조절제, 방부제, 조용제, 분산제, 유화제, 소포제 합계 23.7 중량부를 혼합하여 교반하고, 다음으로 TiO2 안료 210 중량부, 알루미늄실리케이트계 안료 50 중량부, 탈크 55 중량부를 상기 혼합액에 혼합하여 분산시키며, 이 후, 본 발명의 특수 기능성 아크릴에멀젼 450 중량부, 우레탄 증점제 9 중량부, 물 13.3 중량부를 혼합하여 교반하고, 상기 혼합액에 본 발명의 기능성 첨가제 0.9 중량부를 혼합하고 교반하여 제조하였다.

상기 특수 기능성 아크릴 에멀전은 다음과 같이 제조하였다.

에멀젼 합성이 가능한 4구 플라스크에 이온교환수 51.02 중량부를 배합하고 반응성 유화제 중 음이온 타입의 REASOAP SR-10(ADEKA社) 2.5중량부, 비이온 타입의 REASOAP ER-10(ADEKA社) 0.5중량부 유화제를 사용하고, 아크릴 모노머로는 메틸 메타크릴레이트 25.0 중량부, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 8.0 중량부, 부틸 아크릴레이트 10.0 중량부, 아크릴산 0.98 중량부, 암모늄퍼설페이트(APS) 0.3 중량부를 배합하고 특히 SELF-CROSSLINKING 시스템이 가능하도록 디아세톤 아크릴아마이드 1.0 중량부를 추가로 배합하여 만들어진 모노머 단량체 혼합물을 80℃ 온도에서 적하하고 숙성한 다음 미반응 모노머를 최소화 하기 위해 t-부틸 하이드로퍼록사이드(TBHPO) 0.1 중량부, 아스코르브산(ascorbic acid) 0.1 중량부의 개시제를 각각 이온교환수 0.5 중량부에 혼합하여 순서대로 주입하고 숙성하여 아크릴 에멀젼을 합성하였다. 제조된 아크릴 에멀젼은 고형분 함량이 약 48 중량%이며, 유리전이온도가 약 14 ℃ 이고, 산가가 약 17 이다.

상기 기능성 첨가제는 본원발명의 항바이러스 특성을 발휘하는 성분으로서 이하의 표의 조성으로 도료에 첨가하여 배합하였다.

시료	기능성 첨가제 성분 (총량 100wt%)
참고예 1	없음
실시예 1	Ag(0.5wt%), Zn(15wt%), 제올라이트
실시예 2	Ag(0.3wt%), Zn(11wt%), 제올라이트
실시예 3	Ag(100wt%)

[시험예]

1. 일반 물성 시험, 항곰팡이 시험, 이지클리닝 시험

가. 일반 물성 테스트

KSM 5000 시험 방법에 의거 도료의 일반적인 물성테스트 실시했다.

나. 항곰팡이 시험

① 시편 준비: ASTM G 21-09(2009))에 맞게 시편을 준비하여 물에 15일 동안 침적하여 꺼내 1일 건조 후 실시예 1의 도료를 60㎛로 도장하여 24 시간 건조 후 시험한다.

② 방미도 시험 (ASTM G 21-09(2009))

- 등급: 0~4 등급

(0: 자라지 못함, 1: 10% 성장, 2: 30%이하 성장, 3: 60% 이하 성장, 4: 60% 이상 성장)

-사용공시 균주: Aspergillus niger ATCC 9642

Chaetomium globosum ATCC 6205

Penicillium pinophilum ATCC 11797

Gliocladium virens ATCC 9645

Aureobasidium pullplans ATCC 15233

다. easy cleaning 시험

- Leneta 필름에 5-mil로 도장한다.

- 7일 건조한다(상온 건조).

- 바세린 브랜드의 baby jelly에 카본블랙 5% 혼합 교반하여 오염원 제조한다.

- 상기 오염원을 사용하여 Leneta 필름 위 도료를 오염시킨다.

- 1 시간 후 과잉 오염원을 제거한다.

- 시편을 좌우 왕복기계(세척성 측정기계)에 설치 후 1% 희석한 중성 세제물을 사용하여 거즈로 닦아낸다(5회 왕복).

- 시편 건조 후 Cleanability Rating 을 측정한다.

※ Cleanability Rating 가 8 이상이면 PASS

R= (L (WASHED) - L (UNWASHED)) / (L (INITIAL) - L (UNWASHED)) X 10

라. 시험 결과

구분	규격	실시예1
주 도 (KU)	82~110 KU	103 KU
건 조 시 간 (분)	1시간 이내(고화)	40분
VOC 방출량	환경마크기준 1 mg/m²hr 이하	0.02 미만
항곰팡이 성능 시험	-	0 등급
easy cleaning 시험	8 이상	9

상기와 같이 본 발명의 수성 도료 조성물은 내구성이 우수하고, 친환경적이면서, 항곰팡이 성능이 우수할 뿐만 아니라, 이지클리닝 성능 역시 우수한 것으로 나타났다.

2. 항바이러스 시험

가. 세포 및 바이러스 배양 조건

- 필요장비: CO₂ incubator (세포용 및 바이러스용), Cell culture bench, 현미경 (세포 관찰용), Cell counter, Centrifuge

- 세포 배양 조건

: Vero E6 cell (전남대 수의대 제공)

: DMEM-HG (High glucose), 1% PS, 10% FBS, 0.25% Trypsin

- 바이러스 배양 조건

: picornavirus(porcine entero virus)는 고려대학교 병원성바이러스 은행에서 제공받음

: 75T flask 5개에 각각 Vero cell 50~60% 밀도로 배양 후 picornavirus(PEV)으로 감염 (정상 세포 안에 바이러스가 잘 침투되면 응집 반응이 발생함)

: 2일 후 cytopathic effect (CPE) 확인하여 배양액 수집

: 배양액을 원심분리 (1500rpm, 10min) 후 상층액을 수집하여 바이러스 원액으로 사용

나. 평가도료에 대한 항바이러스 성능 평가

- 페트리 디쉬에 참고예 1 및 실시예 1 내지 3의 도료를 도장한 후 바이러스 배양액을 도포하였다. 도포 이후 시간(0분, 30분, 1시간, 3시간, 6시간, 24시간, 최대 96시간) 별로 바이러스 배양액을 회수하고 회수된 바이러스 배양액에 대한 바이러스 증식 억제 효과를 확인했다. 바이러스 증식 억제 평가, 즉, 항바이러스 효과는 TCID50 분석으로 확인하였다(도 1).

다. 시험 결과

도 1에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 기능성 첨가제가 포함된 실시예 1 내지 3의 수성 도료는 기능성 첨가제가 포함되지 않은 참고예 1에 비해 단기간에 현저한 항바이러스 활성을 나타냈다.

3. 항균 시험

가. 시험방법

표준 필름(Stomacher® 400 POLY-BAG)에 참고예 1 및 실시예 1 내지 3의 도료를 도포한 후, 시험균액을 도포하고 35 ±1 °C, 90% R.H에서 24시간 정치 배양 후 균수를 측정하였다. 항균활성치 2.0 log 이상이면, 항균효과가 있는 것으로 판단한다. 사용균주는 균주 1: 황색포도상구균(Staphylococcus aureus　ATCC 6538P), 균주 2: 대장균(Escherichia coli ATCC 8739)을 사용하였다.

나. 시험 결과

시험균	균주 1	균주 2	비고
참고예 1	1.7	1.3	효과 없음
실시예 1	4.6	6.1	효과 있음
실시예 2	4.6	6.1	효과 있음
실시예 3	4.6	6.1	효과 있음

4. 이지클리닝 시험

가. 시험방법

불소 첨가제 및 본 발명의 특수 아크릴에멀젼의 첨가 유무에 따른 이지클리닝 효과를 확인하기 위한 추가실험을 실시하였다. 이지클리닝 시험은 시험예 1에 기재된 cleanability test 방법을 사용하였다. 하기 비교예에서 조성물의 총량은 용매로 맞추었다.

- 비교예 1: 실시예 1의 도료 조성물과 동일하게 하되, 불소 첨가제를 포함시키지 않고, 특수 기능성 아크릴에멀젼 대신 일반 아크릴에멀젼(Seratex 302, 삼화페인트제)을 사용

- 비교예 2: 실시예 1의 도료 조성물과 동일하게 하되, 특수 기능성 아크릴 에멀젼 대신 일반 아크릴 에멀젼(Seratex 829, 삼화페인트제)을 사용

- 비교예 3: 실시예 1의 도료 조성물과 동일하게 하되, 불소 첨가제를 포함시키지 않음

나. 시험결과

원료명	비교예 1	비교예 2	비교예 3
CLAENABILITY TEST 결과	5.5	7.2	8.2

비교예 1 내지 3의 경우 이지클리닝 시험 결과 값이 실시예 1과 비교하여 떨어지는 것으로 나타났다. 특히, 본 발명의 특수 기능성 아크릴 에멀젼과 불소첨가제를 사용하지 않은 비교예 2의 경우, 이지클리닝 특성이 현격히 낮았다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위의 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

아크릴 에멀젼 수지, 안료, 불소 첨가제, 기능성 첨가제 및 용제를 포함하는 수성 도료 조성물로서,
상기 기능성 첨가제가 은, 아연 및 제올라이트의 혼합물이고, 상기 은, 아연 및 제올라이트의 혼합비가 은:아연:제올라이트에 대해서 0.01~10 : 1~30 : 60~90 이며,
상기 기능성 첨가제가 수성 도료 조성물의 0.01~3중량%, 상기 아크릴 에멀젼 수지가 15~50중량%, 상기 안료가 20~40중량%, 상기 불소 첨가제가 0.001~3중량%으로 함유되고,
상기 아크릴 에멀젼 수지가 메틸 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 아크릴산으로 이루어지는 아크릴 모노머, 디아세톤 아크릴아마이드, 음이온 타입 유화제 및 비이온 타입 유화제를 포함하는 혼합물을 REDOX 중합개시제의 존재 하에 중합하여 얻어지고,
상기 불소 첨가제는 불소화된 알킬 사슬을 포함하는 화합물인,
항바이러스 및 이지클리닝(easy-cleaning) 특성을 갖는 수성 도료 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 상기 안료가 색상 안료 및 체질 안료를 포함하며, 색상 안료가 이산화 티타늄 안료이고, 체질 안료가 알루미늄 실리케이트계 안료, 탈크, 벤토나이트, 퍼라이트 및 탄산칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 수성 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 기능성 첨가제는 상기 은 및 아연이 상기 제올라이트에 점착되거나 이온교환되어 형성되는 수성 도료 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 증점제, 분산제, 소포제, 도막조제, pH 조절제, 방부제, 조용제 및 유화제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 1종 이상을 더 포함하는 수성 도료 조성물.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 항바이러스 특성은 피코나바이러스(Picornavirus), 리노바이러스(rhinovirus), 코로나바이러스(coronavirus), 인플루엔자바이러스(influenzavirus), 파라인플루엔자바이러스(parainfluenza virus), 아데노바이러스(adenovirus) 및 이들의 변종에 대해 나타나는 수성 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 수성 도료 조성물은 항균성 및 항곰팡이 특성을 더 갖는 수성 도료 조성물.