KR102440750B1 - 항균성 및 방충성을 가지는 고분자 복합수지 코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 강판 - Google Patents

항균성 및 방충성을 가지는 고분자 복합수지 코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기피제가 담지된 호스트 화합물을 포함하여 적은 양으로도 우수한 항균성 및 방충성을 나타내는 고분자 복합수지 코팅 조성물 및 상기 조성물로 코팅된 강판을 제공하는 것으로서, 상기 조성물은 주제 수지, 경화제 및 내부식성 가교제를 포함하는 제1 조성물; 및 쿠쿠비추릴, 시클로덱스트린 또는 이들의 혼합인 호스트 화합물 및 상기 호스트 화합물에 담지된 해충 기피제를 포함하는 제2 조성물을 포함한다.

Description

항균성 및 방충성을 가지는 고분자 복합수지 코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 강판{Polymer composite resin coating composition having antibacterial and insect repellent properties, and steel sheet coated thereby}
본 발명은 항균성 및 방충성이 우수한 복합수지 코팅 조성물 및 상기 조성물로 코팅 처리된 강판에 관한 것으로서, 구체적으로는 적은 양의 해충 기피제를 사함하면서도 우수한 항균성 및 방충성을 나타내는 고분자 복합수지 코팅 조성물 및 상기 코팅 조성물로 코팅된 강판에 관한 것이다.
종래에 건축자재용으로 사용되는 방충성을 가지는 수지코팅 용액은 난용성인 해충 기피제로 인해 용액안정성이 낮아 코팅강판 제조 시 기피제가 도막 내에 묻혀 방충성이 효율적이지 못한 단점이 있었다.
예를 들어, 한국 등록 특허 제1313406호와 같이 해충 기피제를 포함하는 방충 수지 조성물을 이용하여 제조된 방충 강판이 기재되어 있다. 그러나, 상기와 같은 해충 기피제는 난용성을 갖는 것으로서, 용액 안정성이 낮아, 수지 조성물을 강판에 적용하는 경우에 해충 기피제가 코팅층의 내부로 묻히게 되며, 이로 인해, 효과적인 방충성을 발휘하지 못하게 되는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 해충 기피제가 포함된 PCM(Pre Coated Metal) 도장강판은 도막을 두꺼운 두께로 적용하는데, 많은 양의 해충 기피제를 첨가하더라도 도막 내부로 묻히게 되어 기피성능이 나쁜 단점이 있다.
더욱이, 통상 기피제는 난용성을 갖는 것이어서, 수용성 코팅용액에는 이러한 기피제를 첨가할 수 없어 강판에 해충 기피 성능을 제공할 수 없을 뿐만 아니라, 첨가하더라도 수용성 코팅용액이 쉽게 겔화되는 등, 용액의 안정성이 낮아 보관 시 문제가 생기는 단점이 있다.
본 발명은 적은 양의 기피제를 사용함으로도 우수한 항균성 및 방충성을 나타내는 고분자 복합수지 코팅 조성물 및 상기 코팅 조성물로 코팅된 강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 있어서, 본 발명은 주제 수지, 경화제 및 내부식성 가교제를 포함하는 제1 조성물; 및 쿠쿠비추릴, 시클로덱스트린 또는 이들의 혼합인 호스트 화합물 및 상기 호스트 화합물에 담지된 해충 기피제를 포함하는 제2 조성물이 혼합된, 고분자 복합수지 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 견지에 있어서, 본 발명은 강판 및 상기 강판의 적어도 일면에 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물로 코팅된 복합수지 코팅 강판을 제공한다.
본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물은 용액 안정성이 우수하며, 종래에 비해 적은 양의 기피제로도 우수한 항균성과 방충성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물로 코팅된 강판은 우수한 내식성과 프레스 가공성, 그리고 항균성 및 방충성을 가지므로, 건축자재분야의 판넬, 구체적으로는 난방, 환기, 냉방과 같은 설비에 사용되는 공조 시스템용 판넬로 사용될 수 있다.
도 1은 호스트 화합물에 해충 기피제가 담지된 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물이 코팅된 복합수지 코팅 강판의 층 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 실시예 5, 10, 15, 20 및 비교예 2의 고분자 복합수지 코팅 조성물로 형성된 복합수지 강판에 대한 코팅층의 기피 성능 지속성을 평가한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 20 및 비교예 4의 고분자 복합수지 코팅 조성물로 형성된 복합수지 강판에 대한 장기 지속성에 대한 평가결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 종래에 비해 적은 양의 기피제로도 우수한 항균성 및 방충성을 제공할 수 있는 고분자 복합수지 코팅 조성물 및 상기 코팅 조성물로 코팅된 강판을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 고분자 복합 수지 코팅 조성물은 강판 상에 코팅층을 형성하기 위한 제1 조성물 및 상기 제1 조성물에 항균 및 방충 성능을 제공하는 제2 조성물을 포함한다.
상기 제1 조성물은 강판 상에 고분자 복합 수지 코팅층을 형성시키는 것으로서, 주제 수지, 경화제, 내부식성 가교제 및 순수를 포함한다.
상기 주제 수지는 에폭시 변성 우레탄 고분자 수지, 우레탄 고분자 수지, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 이때, 상기 주제 수지는 젤 투과　크로마토그래피(gel permeation chromatography, GPC)법에 의한 수평균 분자량이 2,000 내지 20,000인 것을 사용할 수 있다. 상기 주제 수지의 수평균 분자량이 2,000 미만이면 도막의 내용제성 및 가공성이 불충분하고 분자량이 20,000을 초과하면 용액의 저장 안정성이 낮아지며, 작업성 측면에서 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는 상기 주제 수지는 3,000 내지 15,000의 수평균 분자량을 갖는 것을 사용할 수 있다.
상기 주제수지는 제1 조성물 전체 중량에 대하여 5 내지 50중량%, 바람직하게는 10 내지 30중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 주제수지의 함량이 5중량% 미만인 경우에는 도막이 치밀하게 형성되지 않아 밀착력이 저하하는 문제가 생길 수 있으며, 50중량%를 초과하는 경우에는 도막의 가공성은 우수하나 내열성이 저하하는 문제가 생길 수 있다.
상기 경화제는 멜라민계 경화제일 수 있으며, 예를 들어, 멜라민, 부톡시메틸 멜라민, 이소프로폭시메틸멜라민, 헥사메톡시메틸 멜라민, 헥사에톡시메틸 멜라민, 트리메톡시메틸 멜라민 및 트리에톡시메틸 멜라민으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 경화제는 제1 조성물 전체 중량에 대하여 1 내지 20중량%, 바람직하게는 5 내지 10중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 경화제의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 도막의 경화도가 너무 낮아 도막이 치밀하지 않는 문제가 생길 수 있으며, 20중량%를 초과하는 경우에는 과경화에 의해 가공에 취약한 문제가 생길 수 있다.
상기 내부식성 가교제는 실란계 화합물, 티타늄 화합물, 지르코늄 화합물 또는 이들의 혼합일 수 있으며, 예를 들어, 상기 실란계 화합물은 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란, 감마-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 감마-아미노프로필트리메톡시실란, 감마-아미노프로필트리에톡시실란 및 감마-아미노프로필메틸디메톡시실란 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 티타늄 화합물은 이소프로필디트리에탄올아미노 티타늄, 락틱산 티타늄킬레이트 및 티타늄 아세틸아세토네이트 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 지르코늄 화합물은 이소프로필디트리에탄올아미노 지르코늄, 락틱산 지르코늄킬레이트 및 지르코늄 아세틸아세토네이트 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이 때, 상기 내부식성 가교제는 제1 조성물 전체 중량에 대하여 1 내지 15중량%, 바람직하게는 3 내지 5중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 내부식성 가교제의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 내부식성 강화에 효과가 낮은 문제가 생길 수 있으며, 15중량%를 초과하는 경우에는 제조비용의 지나친 상승으로 바람직하지 않다.
한편, 상기 제1 조성물은 물을 용매로서 잔부량으로 포함한다. 상기 물은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 정제수, 탈이온수 등의 순수를 사용할 수 있다.
상기 제2 조성물은 상기 제1 조성물에 의해 형성되는 코팅층에 대하여 항균 및 방충 성능을 제공하는 것으로서, 해충기피제 및 상기 해충기피제가 담지되는 호스트 화합물 및 용매를 포함한다.
상기 해충 기피제는 피레스로이드(pyrethroid)계 해충 기피제를 사용할 수 있다. 상기 피레스로이드계 기피제로는 알레트린(Allethrins), 바이펜트린(Bifenthrin), 바이오알레트린(Bioallethrin), 사이플루트린(Cyfluthrin), 사이할로트린(Cyhalothrin), 사이퍼메트린(Cypermethrin), 사이페노트린(Cyphenothrin), 델타메트린(Deltamethrin), 엠펜트린(Empenthrin), 이미프로트린(Imiprothrin), 메토플루트린(Metofluthrin), 퍼메트린(Permethrin), 페노트린(Phenothrin), 피레트린(Pyrethrin), 레스메트린(Resmethrin), 테트라메트린(Tetramethrin) 등을 사용할 수 있으며, 이들 중 어느 하나를 단독으로 사용할 수 있음은 물론, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 해충 기피제는 제2 조성물 총 중량에 대하여 0.0001 내지 0.5중량%, 바람직하게는 0.001 내지 0.2중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 내부식성 가교제의 함량이 0.0001중량% 미만인 경우에는 항균 및 방충의 효과가 거의 없으며, 0.5중량%를 초과하는 경우에는 제조비용의 지나친 상승과 피부 접촉시 안전성에 문제가 생길 수 있다.
상기 호스트 화합물은 상기 해충 기피제를 담지하는 일종의 담지체로서 역할을 하는 것이다. 상기 호스트 화합물 내에 해충 기피제가 담지되어 있음으로써 강판의 사용 중의 장시간 동안 상기 호스트 화합물로부터 해충 기피제가 서서히 방출되어, 항균 및 방충성을 제공할 수 있다. 또한, 수용액 중에 해충 기피제가 분산성을 유지하도록 하여, 고분자 복합수지 코팅 조성물의 용액 안정성을 제공하며, 이에 의해 조성물이 보관 중에 겔화되는 것을 방지하며, 강판에 내부식성을 제공한다. 나아가, 상기 고분자 복합수지 코팅 조성물이 강판에 코팅될 때, 코팅층 표면으로 기피제가 부상할 수 있도록 도와주어, 항균 및 방충성을 효과적으로 발휘할 수 있도록 한다.
상기 호스트 화합물은 쿠쿠비추릴 화합물 또는 시클로덱스트린 화합물을 사용할 수 있으며, 이들을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 쿠쿠비추릴 화합물은 구체적으로, 쿠쿠비트[5]우릴, 쿠쿠비트[6]우릴, 쿠쿠비트[7]우릴, 쿠쿠비트[8]우릴, 쿠쿠비트[10]우릴 및 쿠쿠비트[14]우릴로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으며, 상기 시클로덱스트린 화합물로는 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린, 및 γ-시클로덱스트린으로부터 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 호스트 화합물의 구조를 나타내면 다음과 같다.
Figure 112020138343109-pat00001
상기에 나타낸 바와 같이, 호스트 화합물은 케이지 형태의 구조를 갖는 것이어서, 해충 기피제가 호스트 화합물 내에 담지될 수 있다. 호스트 화합물 내에 해충기피제가 담지되는 개념을 도 1에 개략적으로 나타내었다. 이에 의해, 수난용성의 해충 기피제가 수용성의 제1 조성물에 혼합되더라도, 해충 기피제가 안정적으로 분산되어, 존재할 수 있다.
상기 호스트 화합물은 제2 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 5중량%, 바람직하게는 2 내지 4중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 호스트 화합물의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 다량의 해충기피제가 호스트 화합물에 담지되지 않은 채로 존재하게 되어, 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물이 강판에 코팅될 때 상기 해충 기피제의 대부분이 코팅층의 표층에 농화됨으로써, 경화반응과 같은 열이 가해지는 공정에서 표층부의 해충 기피제가 기화되어 호스트 화합물로부터 다량 방출될 수 있으며, 이로 인해 장기간 동안 서서히 방출되어 항균 및 방충성을 제공하기 어렵고, 5중량%를 초과하는 경우에는 도막이 너무 딱딱하고 내부식성이 나빠지는 문제가 생길 수 있다.
본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물은 제1 조성물과 제2 조성물의 혼합물로서, 제1 조성물 중량 100에 대하여, 제2 조성물을 1 내지 30의 중량비로 혼합될 수 있다. 상기 제1 조성물에 대한 제2 조성물의 혼합비가 1 미만인 경우에는 기피제 화합물의 투입량이 작아 방충성능을 발휘하기 어렵고, 30을 초과하는 경우에는 반대로 호스트 화합물과 기피제의 투입량이 너무 많아 문제가 생길 수 있다.
상기 제2 조성물은 잔부로, 용매를 포함하며, 상기 용매는 수난용성인 해충 기피제의 용해를 위해 알코올 성분, 구체적으로, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 페놀, 헥산올 및 시클로 헥산올로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
본 발명의 고분자 복합 수지 코팅 조성물은 상기 제1 조성물에 제2 조성물을 첨가함으로써 얻어지며, 얻어진 고분자 복합 수지 코팅 조성물을 강판 표면에 코팅함으로써 항균 및 방충성을 갖는 강판을 얻을 수 있다.
상기 고분자 복합 수지 코팅 조성물을 강판 표면에 코팅함에 있어서의 작업성을 확보하고, 나아가, 피막 부착량을 용이하게 제어할 수 있도록, 브룩필드 점도계로 측정하였을 때, 5 내지 100cps의 범위의 점도를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물의 점도가 5cps 미만인 경우에는 균일한 코팅이 어려운 문제가 생길 수 있으며, 100cps를 초과하는 경우에는 코팅이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 생길 수 있다. 점도를 조절하는 것이 바람직하다.
상기 범위의 점도에 도달하지 않는 경우에는 필요에 따라, 상기 고분자 복합 수지 코팅 조성물의 점도 조절을 위해 용매를 추가로 투입할 수 있다. 점도 조절을 위해 추가되는 용매로는 제1 조성물 및 제2 조성물 중 어느 하나에 사용된 용매를 사용할 수 있는 것으로서, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 페놀, 헥산올 및 시클로 헥산올로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 고분자 복합수지 코팅 조성물의 점도는 상기 조성물 내 고형분 함량이 5 내지 30중량%, 바람직하게는 5 내지 20중량%가 되는 범위일 수 있으며, 상기 범위의 고형분의 함량을 갖는 경우에, 강판에 대한 내식성, 가공성, 항균성 및 방충성과 함께, 제조시 용이하게 부착량을 제어할 수 있는 등, 우수한 작업성을 확보할 수 있다.
한편, 본 발명은 강판; 및 상기 강판의 적어도 일면에 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물에 의한 복합수지 코팅층을 포함하는 강판을 제공한다.
즉, 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물을 강판의 일면 또는 양면에 적용하여 복합수지 코팅층을 형성할 수 있다. 상기 강판은 아연도금강판을 사용할 수 있는 것으로서, 예를 들어 Al-45%Zn, Al-8%Zn-0.3%Si, Zn-1.5%Al-1.5%Mg, 및 Zn-2.5%Al-3.0%Mg 용융도금강판 중 어느 하나일 수 있다.
상기 복합수지 코팅층은 건조 후 두께가 0.1~5㎛, 바람직하게는 0.3~3㎛를 갖는 것이 바람직하다. 복합수지 코팅층의 두께가 0.1㎛ 미만이면 상기 복합수지 코팅층의 내부식성 및 프레스 가공성이 저조하며, 3㎛를 초과하는 경우 제조비용이 증가하고 생산성이 낮아지는 문제가 생길 수 있다.
상기 고분자 복합수지 코팅 조성물은 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 방법, 예를 들어, 특별히 한정하지 않으나 침지, 스프레이, 바-코터, 롤 코터, 스롯 다이(Slot-Die) 코팅 혹은 커튼 코터 방법을 적용하여 강판의 일면 또는 양면이나, 또는 하도 도막 상에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 의해 제공되는 강판은 도 2에 나타낸 바와 같은 구조를 가질 수 있다.
강판 상에 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물을 도포한 후, 통상적인 방법으로 건조하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 건조 방법은 특별히 한정하지 않으며, 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 어떠한 방법을 사용할 수 있는 것으로서, 예를 들어, 열풍가열방식, 적외선 및 근적외선 가열방식 또는 유도가열방식을 들 수 있다.
상기 건조는 PMT(Peak Metal Temperature)으로 80-200℃로 건조하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 열풍가열 방식을 사용하여 건조를 수행하는 경우에는 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물을 200~340℃ 분위기 온도에서 5~50초 동안 열풍처리하여 건조할 수 있다. 유도가열 방식인 경우에는 주파수 범위 5~50MHz 및 전력 3~15KW의 조건 하에서 5~20초 동안 건조시킬 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물을 다음과 같이 제조하였다.
주제 수지로 에폭시 변성 우레탄 수지(수평균 분자량이 6000, Tg=10℃), 경화제로 에톡시메틸 멜라민, 내부식성 가교제로 티타늄 트리에탄올아민 이소프록포시드와 순수를 혼합하여 제1 조성물을 제조하였다. 나아가 해충 기피제로 λ-사이할로트린, 호스트 화합물로 쿠쿠비트[8]우릴과 용매로 물을 사용하여 제2 조성물을 제조하였다.
상기 제1 조성물 및 제2 조성물을 10:2의 중량비로 혼합하여 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물을 하기 제조하였다. 하기 표 1에는 제조된 고분자 복합수지 코팅 조성물 내의 성분 함량을 나타내었다.
　 제1조성물(중량%) 제2 조성물(중량%) 고형분
(중량%)
주제
수지		 경화제 내부식성 가교제 순수 해충
기피제		 호스트
화합물		 용매
실시예 1 10 2 1 87 0.0001 1 98.9999 14
실시예 2 10 2 1 87 0.0005 1 98.9995 14
실시예 3 10 2 1 87 0.001 1 98.999 14
실시예 4 10 2 1 87 0.0001 2 97.9999 15
실시예 5 10 2 1 87 0.0005 2 97.9995 15
실시예 6 10 2 1 87 0.001 2 97.999 15
실시예 7 10 2 2 86 0.0001 1 98.9999 15
실시예 8 10 2 2 86 0.0005 1 98.9995 15
실시예 9 10 2 2 86 0.001 1 98.999 15
실시예 10 10 2 2 86 0.0001 2 97.9999 16
실시예 11 10 2 2 86 0.0005 2 97.9995 16
실시예 12 10 2 2 86 0.001 2 97.999 16
실시예 13 10 4 1 85 0.0001 1 98.9999 16
실시예 14 10 4 1 85 0.0005 1 98.9995 16
실시예 15 10 4 1 85 0.001 1 98.999 16
실시예 16 10 4 1 85 0.0001 2 97.9999 17
실시예 17 10 4 1 85 0.0005 2 97.9995 17
실시예 18 10 4 1 85 0.001 2 97.999 17
실시예 19 10 4 2 84 0.0001 1 98.9999 17
실시예 20 10 4 2 84 0.0005 1 98.9995 17
실시예 21 10 4 2 84 0.001 1 98.999 17
실시예 22 10 4 2 84 0.0001 2 97.9999 18
실시예 23 10 4 2 84 0.0005 2 97.9995 18
실시예 24 10 4 2 84 0.001 2 97.999 18
비교예 1 10 2 1 87 0 2 98 15
비교예 2 10 2 2 86 0.0005 0 99.9995 14
비교예 3 10 4 1 85 0 2 98 17
비교예 4 10 4 2 84 0.001 0 99.999 16
상기 제조된 각 고분자 복합수지 코팅 조성물에 대하여 용액안정성을 평가하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.상기와 같이 제조된 고분자 복합수지 코팅 조성물을 Zn-1.5%Al-1.5%Mg 용융아연도금강판(편면 도금량 40~200g/m2)에 0.3 내지 2㎛의 건조도막 두께가 되도록 롤-코팅하고, PMT=170℃로 소부건조한 후 냉각하여 복합수지 코팅강판을 제조하였다.
얻어진 강판에 대하여, 내부식성, 가공성, 항균성, 항곰팡이성 및 방충성을 평가하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
용액안정성, 내부식성, 가공성, 항균성, 항곰팡이성 및 방충성 평가방법 및 평가기준은 다음과 같다.
<용액안정성>
조성물을 상온에서 30일간 보관한 후, 겔화 현상의 발생 유무를 관찰하고, 점도상승 값을 측정하여 다음 기준으로 평가하였다.
◎: 겔화 현상이 일어나지 않고, 점도 상승이 5% 미만인 경우
○: 겔화 현상이 일어나지 않으나 점도 상승이 5% 이상, 10% 미만인 경우
△: 겔화 현상이 일어나지 않으나 점도 상승 10% 이상, 20% 미만인 경우
×: 겔화 현상이 일어나거나, 점도 상승이 20% 이상인 경우
<내부식성>
강판 시편에 염수분무장치(일본공업표준 시험법 JIS E2731)를 이용하여 35℃, 5% 염수를 1Kg/m2의 분사압력으로 강판에 분사한 후, 120시간 경과 후의 강판 표면의 백청 발생 면적%를 측정하고, 다음 기준으로 평가하였다.
◎: 백청이 발생하지 않은 경우
○: 백청 면적 5% 미만인 경우
△: 백청 면적 5% 이상, 20% 미만인 경우
×: 백청 면적 20% 이상인 경우
<벤딩부 가공성>
복합수지 코팅강판 표면을 180°구부린 다음, 바이스에 넣어서 평면이 될 때까지 조인후(0T-벤딩(bending) 실시), 구부러진 코팅층에 스카치 테이프를 부착시켰다가 떼어냈을 때, 코팅층 표면의 크랙유무를 관찰하고, 다음 기준으로 평가하였다.
◎; 박리 및 크랙발생 없음
○: 박리는 없으나 미세 크랙
△: 미세 점 박리
×: 도막박리
<항균 및 항곰팡이성 >
한국건설생활환경시험연구원에서 표준시험법(KCL FIR-1003:2011)에 따라 3종의 박테리아(Escherichia coli., Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus)와 5종의 곰팡이 (Aspergillus niger, Penicillium pinophilum, Chaetomium globosum, Gliocladium virens, Aureobasidium pullulans)에 대해 수행하였다. 상기 곰팡이 균주를 강판(크기 50×50mm)의 표면에 접종한 후 4주 경과 시 곰팡이 균사의 발육 면적율을 측정하고, 다음 기준으로 평가하였다.
◎: 시험편의 접종 부분에 균사 발육부분의 면적이 전 면적의 3% 미만
○: 시험편의 접종 부분에 균사 발육부분의 면적이 전 면적의 3% 이상, 10% 미만
△: 시험편의 접종한 부분에 균사 발육부분의 면적이 전 면적의 10% 이상 20% 미만
×: 시험편의 접종한 부분에 균사 발육부분의 면적이 전 면적의 20% 이상
<방충성>
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 정사각형의 복합수지 코팅강판(한 변의 길이 80mm) 2장과 실시예 1의 제1 조성물만이 코팅된 정사각형의 복합수지 코팅강판(한 변의 길이 80mm) 2장을 대조용 강판(대조재)으로 각각 준비하였다.
가로×세로×높이가 각각 300mm×300mm×50mm 크기의 장치를 제작하고, 각각의 모서리에 80mm×80mm×10mm 크기의 셀터(shelter)를 만들어 배치하고, 셀터의 입구는 20mm×10mm의 크기로 만들어 바퀴벌레가 이동할 수 있도록 한 해충 기피성능 평가장치를 제조하였다.
상기 해충 기피성능 평가장치의 각각 대각선 방향으로 코팅강판과 비교재 강판을 배치하고, 강판 위에 각설탕 1개(5g)씩 올려놓고, 해충 기피성능 평가장치의 중앙에 물을 묻힌 탈지면을 두었다.
제작한 장치에 독일 바퀴벌레(차바네고부리) 20마리를 넣고 24시간 동안 비디오 카메라를 통해 관찰하였다. 매 시간마다 카메라 사진을 촬영하여 방충성능을 다음 식으로 계산하였다.
방충성능(%) = [대조재 강판상 개체수 - 코팅강판상 개체수]×100 / 대조재 강판상 개체수
24시간 경과 후의 방충성능을 표 2에 나타내었다. 한편, 비교예 2, 실시예 5, 10, 15 및 20에 대하여는 시간 경과에 따른 방충성능을 도 3에 나타내었다.
도 3에서 X축은 시간(Hr)이고, Y축은 방충성능(%)를 나타낸다.
구분 사용
조성물		 코팅량(g/m2) 품질 특성
용액
안정성		 내부식성 가공성 항균성 항곰팡이성 방충성
실험예 1 실시예 1 0.5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 90<
실험예 2 실시예 2 1.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 3 실시예 3 2.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 4 실시예 4 0.5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 90<
실험예 5 실시예 5 1.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 6 실시예 6 2.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 7 실시예 7 0.5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 90<
실험예 8 실시예 8 1.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 9 실시예 9 2.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 10 실시예 10 0.5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 90<
실험예 11 실시예 11 1.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 12 실시예 12 2.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 13 실시예 13 0.5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 90<
실험예 14 실시예 14 1.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 15 실시예 15 2.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 16 실시예 16 0.5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 90<
실험예 17 실시예 17 1.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 18 실시예 18 2.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 19 실시예 19 0.5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 90<
실험예 20 실시예 20 1.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 21 실시예 21 2.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 22 실시예 22 0.5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 90<
실험예 23 실시예 23 1.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
실험예 24 실시예 24 2.0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 95<
비교실험예 1 비교예 1 0.5 ◎ △ △ × × 0
비교실험예 2 비교예 2 1.0 △ ◎ ◎ × × 0
비교실험예 3 비교예 3 2.0 ◎ △ △ × × 0
비교실험예 4 비교예 4 1.0 △ ◎ ◎ × × 0
표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물에 의한 코팅층을 포함하는 복합수지 코팅강판은 우수한 내식성, 가공성과 함께 항균성과 방충성성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 특히 기피제 함량이 적음에도 코팅층의 표면에 부상된 기피제에 의해 우수한 기피성능을 나타냄을 확인할 수 있었다. 또한, 도 3으로부터, 비교예 2의 강판은 3시간 경과 후부터 방충성능이 감소하고, 8시간 경과 후에는 방충성능이 거의 소실되는 결과를 나타내었으나, 실시예 5, 10, 15 및 20의 강판은 24시간 경과시에 95% 이상의 방충성능을 나타내어, 현저히 우수한 방충 효과를 나타내었다.
<지속성>
본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물에 의해 코팅층이 형성된 복합수지 코팅강판을 60°C, 80%의 상대습도에서 4개월 동안 방치 후 상기와 동일한 방법으로 방충성을 평가하여 지속성을 확인하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
그 결과, 도 4에 보이는 바와 같이, 실시예에 해당하는 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물은 지속성이 우수한 것을 확인할 수 있었으나, 비교예에 해당하는 조성물은 지속성이 현저히 떨어진 것을 확인할 수 있었다.
이와 같은 결과는 호스트 화합물에 담지된 기피제가 장기간 후에도 안정적으로 존재하기 때문인 것으로 판단된다. 따라서, 상기 평가 결과에 의해 본 발명의 고분자 복합수지 코팅 조성물에 의해 코팅층이 형성된 복합수지 코팅강판은 최소 10년 동안은 항균성과 방충성을 나타낼 수 있을 것으로 판단된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (17)

  1. 주제 수지, 경화제 및 내부식성 가교제를 포함하는 제1 조성물; 및
    쿠쿠비추릴, 시클로덱스트린 또는 이들의 혼합인 호스트 화합물 및 상기 호스트 화합물에 담지된 해충 기피제를 포함하는 제2 조성물;
    을 포함하는, 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주제수지는 에폭시 변성 우레탄 고분자 수지, 우레탄 고분자 수지, 또는 이들의 혼합인, 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주제수지는 수평균 분자량이 2,000 내지 20,000인, 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 멜라민, 부톡시메틸 멜라민, 이소프로폭시메틸멜라민, 헥사메톡시메틸 멜라민, 헥사에톡시메틸 멜라민, 트리메톡시메틸 멜라민 및 트리에톡시메틸 멜라민으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 내부식성 가교제는 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란, 감마-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 감마-아미노프로필트리메톡시실란, 감마-아미노프로필트리에톡시실란 및 감마-아미노프로필메틸디메톡시실란 중 어느 하나인 실란계 화합물, 이소프로필디트리에탄올아미노 티타늄, 락틱산 티타늄킬레이트 및 티타늄 아세틸아세토네이트 중 어느 하나인 티타늄 화합물, 이소프로필디트리에탄올아미노 지르코늄, 락틱산 지르코늄킬레이트 및 지르코늄 아세틸아세토네이트 중 어느 하나인 지르코늄 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 해충 기피제는 알레트린(Allethrins), 바이펜트린(Bifenthrin), 바이오알레트린(Bioallethrin), 사이플루트린(Cyfluthrin), 사이할로트린(Cyhalothrin), 사이퍼메트린(Cypermethrin), 사이페노트린(Cyphenothrin), 델타메트린(Deltamethrin), 엠펜트린(Empenthrin), 이미프로트린(Imiprothrin), 메토플루트린(Metofluthrin), 퍼메트린(Permethrin), 페노트린(Phenothrin), 피레트린(Pyrethrin), 레스메트린(Resmethrin), 테트라메트린(Tetramethrin)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 피레스로이드(Pyrethroid)계 화합물인, 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 쿠쿠비추릴은 쿠쿠비트[5]우릴, 쿠쿠비트[6]우릴, 쿠쿠비트[7]우릴, 쿠쿠비트[8]우릴, 쿠쿠비트[10]우릴, 및 쿠쿠비트[14]우릴로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나이며, 상기 시클로덱스트린은 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린, 및 γ-시클로덱스트린으로부터 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 조성물은 주제 수지 5 내지 50중량%, 경화제는 1 내지 20중량%, 내부식성 가교제 1 내지 15중량%를 포함하는 것인 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 조성물은 해충 기피제 0.0001 내지 0.5 중량%, 호스트 화합물 1~5중량%를 포함하는 것인, 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 조성물은 잔부 물을 더 포함하는 것인 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 조성물은 잔부 용매를 더 포함하며, 상기 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 페놀, 헥산올, 및 시클로 헥산올로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 조성물 및 제2 조성물은 제1 조성물 100에 대하여 제2 조성물을 1 내지 30의 중량비로 혼합된 것인, 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 고분자 복합수지 코팅 조성물은 고형분의 함량이 5 내지 30중량%인, 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  14. 제12항에 있어서, 상기 고분자 복합수지 코팅 조성물은 5 내지 100cps의 점도를 갖는 것인 고분자 복합수지 코팅 조성물.
  15. 아연도금강판; 및
    상기 아연도금강판의 적어도 일면에 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 고분자 복합수지 코팅 조성물에 의한 코팅층을 포함하는 복합수지 코팅 강판.
  16. 제15항에 있어서, 상기 고분자 복합수지 코팅 조성물에 의한 코팅층은 제1 조성물 100에 대하여 제2 조성물을 1 내지 30의 중량비를 갖는 것인 복합수지 코팅 강판.
  17. 제15항에 있어서, 상기 아연도금강판은 Al-45%Zn, Al-8%Zn-0.3%Si, Zn-1.5%Al-1.5%Mg 또는 Zn-2.5%Al-3.0%Mg의 아연도금층을 포함하는 것인, 복합수지 코팅강판.
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