KR20230171632A - 피톤치드와 나노 무기담체를 함유하는 항균코팅제 조성물 - Google Patents

피톤치드와 나노 무기담체를 함유하는 항균코팅제 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피톤치드와 나노 무기담체를 함유하는 항균코팅제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나노 무기담체와 피톤치드 및 실란화합물을 함유하고 이를 유기용매에 분산시켜 코팅용으로 구성한 항균성이 우수하고 소취성, 발수성 및 코팅 후 통기성 등의 우수한 물성을 장기간 유지할 수 있는 항균 코팅제 조성물에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 항균 코팅제는 실내 내장재, 다양한 구조물, 섬유 등에 용이하게 분무 사용할 수 있어서 사용이 편리하고 표면 경도가 우수하여 항균성과 내구성이 매우 우수하다.

Description

피톤치드와 나노 무기담체를 함유하는 항균코팅제 조성물 {Antibacterial coating composition containing phytoncide and nano inorganic carrier}
본 발명은 피톤치드와 나노 무기담체를 함유하는 항균코팅제 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나노 무기담체와 피톤치드 및 실란화합물을 함유하고 이를 유기용매에 분산시켜 코팅용으로 구성한 항균성이 우수하고 소취성, 발수성 및 코팅 후 통기성 등의 우수한 물성을 장기간 유지할 수 있는 항균 코팅제 조성물에 관한 것이다.
최근 코로나 등에 의한 감염성 질병으로 개인의 위생에 대한 중요성이 매우 강조되고 있는 시기이다. 세균과 바이러스는 호흡기뿐만 아니라 사람의 손이나 피부를 통한 접촉에 의해서도 전염되기 때문에 청결을 포함하여 살균, 항균의 필요성은 이제 일상생활 속에서도 필수 불가결한 것으로 인식되고 있다.
한편, 생활수준의 향상과 유해 미세먼지 차단을 위한 건축물의 밀폐화 추세에 따라 실내에 갇혀 지내는 시간이 길어지고 있고, 상대적으로 실내 건축재에서 휘발된 유해 화학물질 가스에 노출되는 경우가 많아져 새집증후군과 아토피, 알레르기와 같은 환경성 질환의 리스크가 커지고 있다. 더욱이 새집이나 새차의 경우 기준치의 몇 배가 되는 유해물질이 방출되고 있다.
또한, 사람이 일상생활을 하고 있는 주위 환경에는 다양한 균류가 기생하고 있으며, 특히 의류나 침구로 사용하고 있는 섬유에는 인체에서 분비되는 땀과 노폐물 등으로 인해서 세균이나 진드기가 서식하고 있다. 이 균류로 인해 증식된 미생물은 천식, 알레르기, 피부 질환과 같은 인체에 여러가지 해로운 질병을 유발하고 있다.
또한 의류, 소파, 이불, 베게, 의자와 같이 섬유로 구성되어 있는 생활용품 및 수분이 존재하는 욕실 타일, 주방시설 및 용품, 어린이 장난감, 반려동물용 물품, 그늘진 곳의 벽지 등에는 곰팡이가 발생하기 쉽고, 특히 통풍이 어려운 동절기에는 창문 틈새 문 틈새, 벽지 등에 결로에 의한 곰팡이 서식이 일반적이다.
이러한 실내 생활환경과 동반하여 서식하는 세균, 곰팡이 등의 균류를 제거하거나 집먼지, 진드기 등을 기피하기 위하여 화학물질을 함유한 제거제나 기피제를 사용하고 있지만, 이들 역시 인체에 이로운 물질이라고 할 수 없다. 또한, 친환경성 제거제로 편백추출수나, 이 편백수에 광촉매 TiO2졸 등을 함유하여 사용하기도 하지만, 이러한 제거제는 이용하고 나서 휘발한 후에는 효과가 지속적이지 않기 때문에 충분한 기능을 발휘한다고 할 수 없는 실정이다.
이와 같은 문제 해결을 위하여 다양한 항균코팅제가 개발되고 있는데, 예컨대 한국특허공개 제10-2005-0087756호에서는 금속수산화물, 제올라이트 등 무기흡착제, 은나노실버, 피톤치드오일 등을 혼합한 코팅제가 제안되어 있으며, 한국특허등록 제10-1677024호에서는 불소계 중합체와 기능성 실란화합물의 중축합 반응물과 키토산, 페오놀 등 항균물질을 이용한 항균코팅제가 제안되어 있다.
그러나 이러한 기존의 코팅제 조성물은 상기한 바완 간이 여전히 그 효과가 미미하고 생산이 어려운 비경제성으로 인해 실용화가 곤란한 문제가 있다.
또한, 한국특허공개 제10-2018-0065647호에서는 유기실란으로 표면처리된 판상형 무기충전물인 탈크에 피톤치드와 열분해 방지 오일 등을 혼합한 탈취용 조성물을 이용하여 자동차 내장부품을 제조하는 기술이 제안되어 있다.
그러나 이러한 조성물은 탈취 성능을 부여는 하지만 항균성을 발휘하지 못하고 있으며, 또 자동차 내장부품에 혼합 사용함으로 인해 일반 적용하기 어려운 문제가 있다.
따라서 기능성이 우수하고 인체 유해성이 전혀 없으면서, 일반적인 다양한 실내나 인체가 접촉하는 구조물에 용이하게 코팅하여 적용할 수 있는 친환경적인 항균코팅제 조성물이 절실히 요구되고 있다.
한국특허공개 제10-2005-0087756호 한국특허등록 제10-1677024호 한국특허공개 제10-2018-0065647호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고 급격하게 증가하고 있는 친환경적인 요구에 부응하기 위하여, 천연성분으로 인체에 여러 유익한 환경을 주면서 항균성이 우수하고, 코팅제로 적용하여 장기적인 항균활성을 유지할 수 있는 새로운 형태의 친환경적인 항균코팅제의 제공을 해결과제로 한다.
따라서 본 발명의 목적은 항균활성이 우수하고, 장기간 항균성을 유지할 수 있도록 내구성과 내마모성이 우수한 새로운 조성의 항균코팅제 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 항균특성과 더불어서 인체에 유익한 친환경적인 기능성을 가지면서, 제조가 용이하고, 사용성이 좋으며 경제적으로 제조가 가능한 항균코팅제를 제공하는데 있다.
위와 같은 본 발명의 과제해결을 위하여, 본 발명은 피톤치드와 무기금속 또는 무기금속산화물로 이루어진 나노 무기담체 및 실란화합물이 유기용매에 나노 분산되어 있으며, 유기용매 건조 후 함유된 실란화합물에 의해 피톤치드 및 나노 무기담체의 무기성분이 결합하여 항균성을 발휘하는 코팅층을 형성하는 피톤치드와 나노 무기담체를 함유하는 항균코팅제 조성물을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 피톤치드는 전나무, 구상나무, 잣나무, 측백나무, 편백나무, 화백나무, 소나무, 향나무, 옥향나무, 가문비나무에서 추출한 식물 정유에 함유된 것이 사용될 수 있으며, 더 바람직하게는 이러한 식물 정유 유래 피톤치드오일을 사용하고 전체 항균코팅제 중에 1~20 중량%로 함유될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 나노 무기담체로는 TiO2, Cu2O, SiO2, ZnO, ZnO2, SrTiO3, CdS, GaP, ZrPO4, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, Cu2O, Ag2O 중에서 선택된 하나 이상의 무기금속 또는 무기금속산화물이 사용될 수 있으며, 더 바람직하게는 TiO2, Cu2O, SiO2, Ag2O 중에서 선택된 하나 이상 무기산화물로서 평균입도가 50nm 이하의 나노 무기담체가 용매 나노 크기로 분산되어 함유될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 나노 무기담체는 TiO2, Cu2O, SiO2 가 1~3 : 0.5~2 : 0.1~1의 중량비율로 함유되며, 전체 조성물에 대해 0.05~10중량%로 포함할 수 있다. 또한, 여기에 은 산화물이나 은 나노분말을 추가 혼합하면 더 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 유기용매는 톨루엔, 크실렌, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤, 2-프로판올, 2-부탄올, 이소프로폭시 에탄올, 베헤닐알코올(Behenyl Alcohol), 스테아릴 알코올, 이소스테아릴 알코올, 세틸 알코올(Cetyl Alcohol), 페녹시에탄올 중에서 하나 이상을 사용할 수 있다. 더 바람직하게는 에탄올, 이소프로필알코올, 이소프로폭시 에틸알코올 중어서 선택된 하나 이상일 수 있다. 이러한 유기용매는 전체 조성물에 대한 함량비가 에탄올 30 중량% 미만, 이소프로필 알코올 70 중량% 미만로 함유되는 것이 더 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 항균코팅제 조성물은 기재 표면에 통기성을 가진 분자층막을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 항균코팅제는 발향과 항균성을 동시에 구현하며, 무독성 친환경적이면서 반영구적인 지속성을 나타내므로 실내환경의 표면처리나 다양한 구조물의 표면 코팅제로 유용한 효과가 있다.
이러한 본 발명의 항균코팅제는 종래와는 달리 대상 물체에 분무 코팅하게 되면 일차적으로 알코올류의 수산기(-OH)에 의해 살균이 되고, 이차적으로 건조 후 피톤치드가 발향되며, 삼차적으로 항균성의 피톤치드와 나노 무기담체가 실란에 의해 무기 결합하여 인체와 환경에 무해하면서 광범위한 유해 균류에 대해 강력하고 반영구적인 항균성을 발휘하는 우수한 효과가 있다. 이러한 항균성 이외에 강한 소취 효과도 있어서 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 항균코팅제가 적용된 코팅층은 통기성과 발수성을 가지고 있어 코팅층 내부의 습기 제거나 표면의 액적 형성을 최소화시켜 유해 균류와 곰팡이의 발생 및 번식을 억제하는 기능도 발현하는 효과가 있다.
그 외에도, 본 발명의 항균 코팅제는 증발성이 강한 알코올류를 용매로 사용하고, 물과 유사한 매우 낮은 점도를 가지기 때문에 작은 크기의 투명 용기에 소량으로 소분하여 휴대하기 용이하며, 분무방식으로 가볍게 코팅하여 사용의 편리성도 현저하게 우수한 효과가 있다.
도 1은 황색포도상구균에 대하여 본 발명에 따른 일 실시예의 항균코팅제 조성물 시료를 적용하기 전, 후의 항균활성 비교결과 사진이다.
도 2는 폐렴균에 대하여 본 발명에 따른 일 실시예의 항균코팅제 조성물 시료를 적용하기 전, 후의 항균활성 비교결과 사진이다.
도 3은 곰팡이에 대하여 본 발명에 따른 일 실시예의 항균코팅제 조성물 시료를 적용하기 전의 상태와 적용 후 1개월이 경과한 후의 항곰팡이 활성 비교결과 사진이다.
이하, 본 발명을 하나의 실시예에 의거 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 천연의 피톤치드와 나노 무기담체 및 실란화합물을 알코올류 용매에 나노 분산시킨 코팅액에 관한 것으로서, 이를 표면에 분무 코팅하여 편리하게 사용할 수 있는 인체 무해한 친환경적인 항균코팅제 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 피톤치드는 식물이 내뿜는 휘발성 항균물질로 여기에는 테르펜을 포함하는 탄화수소류, 알코올류, 페놀류, 케톤류 등 많은 물질을 함유하고 있다. 모든 식물은 어떤 형태로든 피톤치드를 함유하고 있다. 따라서 본 발명의 코팅제 조성물은 항균성이 우수함은 물론 소취, 중화, 진정작용, 기피작용 등 여러 가지 기능을 발휘할 수 있다.
예를 들어, 피톤치드가 다량 함유되어 있는 것으로 알려진 편백나무의 경우 메탄올 추출물을 이용하여 녹농균, 대장균, 황색포도상구균, 길초균에 대한 항균작용을 검토한 결과, 편백 목질부, 카이즈카향나무 잎, 측백나무 수피, 나한백 목질부가 황색포도상구균, 길초균에 대하여 강한 항균작용을 가지고 있다.
또한, 숲속의 경우 동물들의 부패한 동물들의 사체나 배설물이 많이 있는데도 악취가 나지 않는다. 이는 다양한 나무에서 발산되는 피톤치드가 부패하는 모든 냄새의 원인과 결합하여 악취의 원인을 원천적으로 분해하고 이를 나무에게 이로운 물질로 변환시키기 때문이다.
일반적으로 냄새를 숨기는 방법으로 흡착성이 높은 활성탄 등으로 냄새를 흡수하는 방법, 더욱 강한 향을 발산시켜 냄새를 숨기는 마스킹 방법, 오존으로 악취 성분을 산화 분해하는 방법, 미생물을 이용한 분해, 화학적인 중화, 연소나 세척 등이 있다. 이러한 여러가지 방법 중에서 피톤치드의 소취작용은 화학적 중화에 의한 방법이며, 냄새의 원인을 분해하는 것이기 때문에 완전할 뿐만 아니라 안전하다.
이러한 피톤치드의 주성분인 테르펜류는 소취작용 이외에도 심신을 상쾌하게 한다. 피톤치드는 뇌의 알파파를 증가시켜 심신이 안정되어 집중력이 향상되고 기억력도 증가하는 것으로 알려져 있다. 흰쥐를 대상으로 한 운동량 측정 실험에 의하면 식물 정유가 중추신경계에 진정작용을 하여 운동량을 감소시킨 결과가 있다. 또한, 흰쥐에게 마취제를 주사한 후 식물 정유를 투입하면 마취시간이 연장되는 효과가 나타났다. 이것은 피톤치드가 수면시간을 연장시킴은 물론 숙면을 취하는 데 도움이 된다는 것을 의미한다.
이와 같이, 본 발명에서 사용하는 피톤치드는 효능이 우수한 식물 정유로서 가장 대표적인 물질로 알려져 있다.
이러한 피톤치드는 특히 피톤치드오일에 유효성분이 다량 함유되는데, 이러한 피톤치드오일로 대표되는 식물정유는 집먼지 진드기 등의 인체 유해 환경의 발생원인에 대한 강한 저항성으로 인해 다양한 환경성 질환에 대해서도 우수한 치료 효과를 나타낸다.
가정에서 발생되는 집먼지진드기는 각종 질병을 유발시키는 원인으로 지목되고 있으며 대표적인 것이 아토피성 피부염이다. 또한, 알레르기의 원인 중에는 진드기의 배설물, 박테리아, 곰팡이, 씨앗, 동물의 털, 꽃가루 등의 다양한 항원이 있는데 가장 해롭고 치명적인 것이 집먼지진드기의 배설물로 알려져 있다. 더욱이 집먼지진드기는 기관지 천식과 비염에도 상당한 원인을 제공하고 있는 것으로 알려져 있다. 실험에 의하면 식물정유를 사용한 결과, 집먼지진드기 수가 감소하고 가려움 등의 증상이 없어졌다고 보고하고 있으며, 집먼지진드기에 대해 번식억제 효과를 가지고 있는 편백 피톤치드에 대해 많은 연구가 진행 중이다. 또한, 편백 정유에 아토피 피부질환을 개선할 수 있는 물질이 다량 함유되어 있는 것으로 판단되어 이 물질을 추출하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다.
이와 같이, 본 발명에서 사용하는 피톤치드는 아토피, 알레르기 등 각종 피부질환의 원인이 되는 집먼지진드기의 생육 억제에 탁월한 효과가 있다. 또한, 피톤치드는 치료제도 아니면서 자연물질 그 자체만으로 살균, 충치예방, 비듬, 건선, 무좀 등의 각종 질환뿐만 아니라 유아들의 기저귀 발진, 상처 부위 등에 포괄적으로 사용할 수 있으며, 아무리 사용하여도 내성이 생기지 않아 다양한 분야에서 많은 응용 가능한 물질이다.
일반적으로 피톤치드. 특히 피톤치드오일과 같은 유효성분은 나무로부터 얻어지는 식물정유로 제조되는데, 식물정유는 잎, 꽃, 뿌리 열매 등의 부위에서 추출되지만, 천연물이므로 소량밖에 얻지 못하는 것으로 알려져 있고, 식물에서 정유를 얻는 방법은 수증기 증류법, 압착법, 휘발성 용매 추출법, 유지 흡수법, 초임계 유체추출법으로 얻을 수 있다.
수증기 증류법은 가장 경제적인 방법이며 짧은 시간에 많은 양 추출할 수 있으나 물질이 물이나 열 등에 의해 분해될 수도 있으며, 현재 가장 널리 사용되고 있는 방법이다.
압착법은 식물의 과피에 기름 주머니가 있어서 그 안에 정유가 함유되어 있으므로, 압착하거나 과피에 상처를 내어 정류를 얻는 방법이다.
휘발성 유기용제 추출법은 식물 정유 추출에 널리 이용하는 방법으로 메탄올, 에탄올, 벤젠 등과 같은 휘발성유기 용매에 식물을 침지시킨 후 정유 성분을 녹여 내고 용매는 저온에서 회수하여 얻는 방법이다. 다만, 이러한 식물정유의 제조에서는 휘발성 용매의 완전 제거가 관건이다.
유지 흡수법은 동식물의 지방유를 이용하여 꽃을 침지시킨 후 식물 정유를 고농도로 흡수시키고 고순도 알코올을 가하여 원하는 식물 정유만을 추출하고 알코올을 회수하여 순수 정유만 남기는 방법이 사용될 수 있다. 그러나 이러한 과정은 시간과 노동력이 많이 소요되는 단점이 있다.
그 외에 다른 방법으로, 초임계유체추출법은 최근 개발된 방법으로 초임계 유체인 액화 이산화탄소 등은 용매와 같은 작용을 하기 때문에 이것을 정유 추출에 사용하는데, 이 방법의 특징은 저온에서도 추출이 가능하므로 열에 매우 약한 정유 성분을 파괴하지 않고 추출할 수 있는 장점이 있다. 그러나 비용이 많이 드는 방법이다.
본 발명에서 사용되는 피톤치드로부터 얻을 수 있는 물질 가운데 가장 중요한 것으로 테르펜(Terpene)이 있다. 이것은 톡 쏘는 듯한 향기성 성분으로, 이것에 해당하는 것이 잘 알려진 알파-피넨(α-Pinene)을 비롯한 수십 가지의 물질이다.
이러한 피톤치드가 다량 함유된 편백나무의 성분은 GC-MS 분석에 의해 확인할 수 있으며, 그 구성성분으로 탄화수소류 α-pinene (C10H16), sabinene(C10H16), β-pinene(C10H16), phellandrene(C10H16), α-terpinene(C10H16), limonene (C10H16), γ-terpinene(C10H16), widdrene(C15H24), epi-biclosesquiphellandrene(C15H24), δ-cadinene (C15H24), α-gurjunene(C15H24), δ-selinene(C15H24), humulane(C15H24), 3-cyclohexen-1-ol (C6H10O), α-terpineol (C10H18O), α-fenchyl acetate(C12H20O2), α-terpinyl acetate(C12H20O2), elemol (C15H26O), cedrol(C15H26O), 알코올류 Linalool(C10H18O), α-Terpineol(C10H18O), Borneol(C10H18O), ρ-Cymene-3-ol(C10H14O), α-Cubebene(C15H24O), Farnesol(C15H26O), Elemol(C15H26O), Cedrol(C15H26O), T-Muurolol (C15H26O), α-Eudesmol(C15H26O), Globulol(C15H26O), 에스테르류 Linalyl acetate(C12H20O2), Borny acetate(C12H20O2), α-Terpinyl acertate(C12H20O2), 페놀류 Thymol methyl ether(C11H16O), 케톤류Camphore(C10H16O), 산화물류(C15H24O) 등이 있다.
본 발명에서 사용되는 피톤치드오일과 같은 식물정유의 특히 주요한 성분들은 테르펜(terpene)류로 이루어져 있는 것으로 나타났으며, 이중 모노테르펜 (monoterpaene, C10H16)과 세스퀴테르펜(sesquiterpene, C15H24)류가 주요 성분이다. 테르펜류는 (C5H8)n의 분자식을 갖는 쇄상 및 환상의 탄화수소로써, 모핵의 테르펜 탄화수소와 같은 탄소골격을 갖는 알코올, 알데하이드, 케톤 및 그 외의 유도체까지 포함하는 것으로 알려져 있다. 모노테르펜 탄화수소는 대부분 상온에서 액체이며, 비점은 통상 150~200℃이며 구조적으로 쇄상의 형태와 limonene과 같은 1환성 테르펜, 그리고 pinene과 같은 2환성 테르펜으로 분류되며 세스퀴테르펜탄화수소의 경우 비점이 250~300℃로 비교적 높다. 대부분 환상구조를 갖고 정유성분의 대부분을 차지하는 탄화수소류는 일반적으로 살균 소독작용 및 항염증 작용이 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명에 의하면, 식물정유 성분 중 리모넨(limonene)성분은 실제 가정용 천연 살균 및 살충제로 많이 응용되고 있는 것으로 확인되었다. 또한, 테르펜알코올류나 에스테르류도 살균, 소독, 진정작용이 있는 것으로 나타났다.
따라서 본 발명에 의하면, 위와 같이 추출된 편백나무의 피톤치드오일은 항균성 물질을 함유하고 있는 것으로 확인되며, 단일 성분이 아닌 테르펜(terpene)류의 여러 가지 성분들이 복합적으로 항균 작용을 하는 것으로 판단된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명의 항균코팅제는 상기와 같은 피톤치드와 함께 나노 무기담체를 사용한다. 이러한 나노 무기담체로서는 금속 또는 금속 산화물계 무기물로서 광촉매 반응을 유도하는 물질이 더욱 바람직한데, 예를 들면 TiO2, Cu2O, SiO2, ZnO, ZnO2, SrTiO3, CdS, GaP, ZrPO4, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, Ag2O 등이 사용될 수 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 나노 무기담체는 가장 좋기로는 TiO2, Cu2O, SiO2 가 1~3 : 0.5~2 : 0.1~1의 중량비율로 함유되어 있는 것이 바람직하고, 이러한 나노 무기담체의 함유량은 0.05~10 중량%가 바람직하며, 0.1~3.0 중량% 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 나노 입자의 함유량이 0.05 중량% 미만에서는 형성된 피막의 표면에서 단백질의 변성이 충분히 생기지 않아 항균 및 항바이러스 성능이 부족하고, 광촉매 기능이 불충분해질 우려가 있다. 한편 나노 입자의 함유량이 10 중량%을 초과하면 형성되는 피막이 너무 다공질로서 피막의 강도, 내구성 및 밀착성에 악영향을 미칠 우려가 있다. 또한, 여기에 은 나노분말이나 은산화물을 혼합 사용하면 더욱 바람직하다.
통상적으로 항균 기능성 도료에 적용되는 나노 입자로는 금속 나노 입자와 금속 산화물 나노 입자가 있다. 이들 입자는 예를 들면 은, 구리, 백금, 금, 게르마늄, 아연 등과 같은 물질로서 산화를 촉매하는 작용을 수행하여 미생물의 번식을 억제하거나 사멸시키는 기능을 가지고 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명의 항균코팅제 조성물에 사용한 항균성 나노 입자로서의 나노 무기담체는 예컨대, 아산화구리를 바람직하게 사용할 수 있다. 구리 화합물은 항균 활성을 나타내는 것으로 보고되고 있으며, 산화구리(CuO)와 비교하여, 아산화구리(Cu2O)는 항균 활성이 매우 높다. 즉, 아산화구리는 구리 이온을 용출하기 쉽기 때문에, 용출한 구리 이온이 미생물과 접촉함으로써 효소나 단백질과 결합하여 활성을 저하시켜, 미생물의 대사 기능을 저해하기 쉬워진다. 또한, 용출한 구리 이온의 촉매 작용에 의해 공기 중의 산소를 활성 산소화하여, 미생물의 유기물을 분해하기 쉬워진다. 그 때문에, 아산화구리 입자는, 산화구리(I)로 이루어지는 입자를 이용하는 것이 바람직하다.
아산화구리 입자의 결정구조는 특별히 제한되지 않으며, 결정구조 또는 비정질 구조 모두 무방하다. 아산화구리 입자가 결정구조를 가지는 경우, 그 결정구조에 상관없이, 세균이나 바이러스의 표면을 구성하는 단백질에 배위함으로써, 상기 단백질의 구조를 변화시켜, 세균이나 바이러스를 불활성화시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 나노 무기담체, 예컨대 아산화구리 입자의 평균 1차 입자 직경은, 5nm~50nm인 것이 바람직하고 20nm~30nm인 것이 보다 바람직하다. 입자 직경이 이 범위 밖이라도 항균효과를 발휘할 수는 있지만, 평균 1차 입자 직경이 5nm 미만인 경우에는 개개 입자의 표면적이 과소해져 구리 이온이 용출하기 어려워질 가능성이 있다. 그리고 아산화구리 입자의 평균 1차 입자 직경이 50nm를 넘는 경우에는 저장 중에 응집되어 침전하거나 이에 따른 도료의 투명도가 낮아질 우려가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 나노 무기담체로서 광촉매 기능의 나노 입자이면서 인체에 무해하고 광촉매활성이 탁월하며 내광부식성이 우수한 산화티탄을 바람직하게 사용할 수 있다. 산화티탄 입자는 아나타제형과 루타일형이 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 이용할 수 있다. 본 발명에 의하면 아나타제형 입자를 이용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 아나타제형 입자가 루타일형에 비해 밴드 갭이 크고 광촉매성이 우수하기 때문이다. 아나타제형 산화티탄은 무정형이 혼합되어 있어도 무방하지만 광촉매성이 부족하기 때문에 가능한 소량으로 혼합된 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 더욱이 광촉매 활성을 향상시키기 위해, 산화티탄의 표면에 철 및 구리의 산화물을 담지한 입자를 이용해도 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 나노 무기담체로 사용되는 산화티탄 입자의 평균 1차 입자 직경은, 5nm~50nm인 것이 바람직하고, 5nm~30nm인 것이 보다 바람직하다. 이러한 평균 1차 입자 직경인 것에 의해, 광촉매 입자의 표면적을 높은 상태로 유지하면서, 유기용매 중에서 고분산시키는 것이 가능하다.
한편, 본 발명에 따르면, 상기 항균코팅제 구성을 위하여 세라믹 무기 바인더로 실란화합물을 사용할 수 있다. 여기서, 실란화합물은 실란과 그 유도체를 포함한다.
본 발명에서 사용되는 실란화합물은 규소(Si)를 주로 직접법이라고 하는 합성법에 의해 만들어진 유기규소 화합물의 모노머이다. 이 제조방법에 의해 여러가지 클로로실란류가 생성되며 그 중에서도 중요한 디메틸디클로로실란이 얻어진다. 실란에 특수기를 도입하게 되면 본 발명에서 유용한 기능을 발휘할 수 있는 실릴화합물로서 실릴화제나 실란커플링제 등의 역할을 할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서 사용되는 실란화합물은 나노 무기담체와 피톤치드를 함유하는 항균코팅제를 기재에 적용하는 과정에서 실릴화나 실란커플링을 통해 바람직한 기능을 발휘할 수 있다.
여기서, 실릴화제는 무기물이나 유기물에 올가노(organo)실릴화기를 도입하는 반응에 사용되는 재료이다. 수산기, 아미노기, 카르복실기, 아미드기, 멜캅토기 등의 활성수소는 실릴화제와 반응하여 규소에 치환된다. 또한, 각 실릴화제는 물에 의해 가수분해되어 본래의 활성수소를 가지는 화합물로 돌아갈 수도 있다. 이러한 실릴화제는 의약품 합성이나 개질에 주로 사용된다. 또한, 실릴화는 수산기(OH)를 보호하는 방법의 하나로 유기합성에서 널리 이용되고 있다. 활성 수산기를 실릴기로 치환하면 화합물의 극성 감소로 수소결합이 약해져서 실릴화 유도체가 되기 전의 화합물에 비해 휘발성은 높아지고 활성 수산기를 가진 반응 부위수가 감소하기 때문에 안정성이 높아진다는 특징이 있다.
또한, 실란커플링제는 분자 내에 유기재료와 결합할 수 있는 관능기와 무기재료와 결합할 수 있는 관능기를 함께 가진 화합물로서, 이러한 구조를 가지고 있기 때문에 일반적으로 결합시키기 어려운 유기재료와 무기재료에 실란커플링제를 사이에 넣어 용이하게 결합시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 코팅제 조성물에 사용되는 실란화합물이 다른 유기재료와 결합하는 반응기로는 비닐기, 메타크릴기, 아미노기, 에폭시기, 멜캅토기 등이 일반적이다. 특히, 실란은 규소원자 등 무기성분에 대하여 알킬렌기를 사이에 넣어 결합시키기 때문에 화학적으로 및 열적으로 안정하고, 복합재료에 응용하는 경우 우수한 보강성이나 내열성을 가져올 수 있다.
본 발명에 의하면, 코팅제 조성물에 실란을 이용하는 경우 이렇게 적용되는 유기 관능기로서 어떤 관능기를 선택할지는 무기재료 표면을 유기재료와 결합 또는 상용화한다는 목적으로부터 생각한다면 매우 중요하고, 복합재료의 특성 개량에 크게 기여할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 사용되는 실란화합물로서 실란커플링제를 이용하는 경우 그 기본적인 화학구조는 다음 화학식 1과 같다.
[화학식 1]
X3-nMenSi-R-Y n=0,1
상기 식에서, X는 CH3-O-(메톡시), CH3CH2-O-(에톡시) 또는 CH3OCH2CH2-O-(2-메톡시에톡) 등의 가수분해기를 의미하고,
Y는 -NH2(아미노), -CH=CH2(비닐), -OOC(CH3)C=CH2(메타크릴), -N=C-O(이소시아네이트), -SH(메르캅토), -S-(설파), -NHCONH2(우레이드) 또는 에폭시기 등의 유기관능기를 의미한다.
현재 일반적으로 시판되고 있는 실란커플링제의 종류는 비닐계, 에폭시계, 스티릴(styryl)계, 메타크릴계, 아크릴계, 아미노계, 이소시아누레이트(isocyanurate)계, 우레이드(ureido)계, 메르캅토계, 이소시아네이트계, 산무수물계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 사용할 수 있다.
한편, 무기재료와 결합하려는 반응성기는 가수분해성 시릴기라 하는 부분이며, 이 가수분해성 시릴기가 가수분해하여 무기재료와 반응할 수 있는 실라놀기를 만든다. 가수분해성기로는 메톡시기와 에톡시기와 같은 알콕시기가 일반적이다. 이 알콕시기의 종류에 따라 가수분해속도에 큰 차이가 있다. 메톡시기 쪽이 에톡시기에 비교하여 가수분해속도가 빠르다. 따라서 빠르게 가수분해시켜 사용할 경우는 메톡시기를 선택하면 좋다. 한편, 수지에 첨가하여 사용하는 경우 등 보존 안전성이 중요할 경우에는 에톡시기를 선택하는 쪽이 유리하다.
이들 가수분해성 시릴기가 가수분해하여 생기는 실라놀기는 무기재료 표면에 견고하게 흡착 또는 화학결합하여 고정된다. 이 실라놀기는 수용액 중에서 약산성을 나타내며 본질적으로 불안정 하지만 pH 3~5 부근에서는 거의 안정하다. 따라서 실란커플링제는 수용액에서 무기재료에 처리하는 경우 착산 등으로 계의 pH를 조정하면 처리액의 기간을 길게 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의한면, 실란커플링제가 관여하는 유기무기복합재료의 계면은 매우 복잡하기 때문에 실란커플링제의 사용방법이나 재료의 차이에 따라 그 작용도 크게 다르다. 실란커플링제와 무기재료의 작용은 Si-O-M 결합인 공유결합, 실라노기의 수소결합, 물리흡착, 커플링제 끼리에 의한 가교구조, 무기재료 표면 흡착수의 제거 등 여러가지 작용이 관여하고 있다.
여기서 가장 단순화한 계로서 예컨대 무기질 표면에 실란커플링제가 단분자층으로 부착된 경우를 보면 다음 반응식 1과 같다.
[반응식 1]
본 발명의 항균코팅제는 실란화합물을 적용하므로 인해, 기재에 코팅하는 경우 상기 반응식 1과 같은 메커니즘으로 매우 바람직한 코팅 효과를 기대할 수 있다.
즉, 본 발명의 실란화합물로 적용되는 실란커플링제를 희박한 수용액으로 조성하면 가수분해성기는 보다 가수분해되어 실라놀기가 되고 부분적으로 축합하여 올리고머 상태가 된다. 다음으로 이 수용액에 무기재료를 접촉시키면 표면에 빠르게 흡착하여 수소결합하게 된다. 그 후 무기재료를 수용액으로부터 취출하고 가열처리함으로써, 무기질 표면의 M-OH와 부분적으로 탈수축합 반응하여 강고한 화학결합이 형성되는 것이다. 이 화학결합은 전부는 아니지만 부분적으로는 수소결합도 잔존하기 때문에 열응력 등에도 유연하게 대응할 수 있다.
그러므로 본원발명의 항균코팅제는 특히 나노 무기담체와 피톤치드를 함유하면서 이러한 실란 화합물의 적용으로 인해 코팅제를 기재표면에 코팅처리하는 경우 매우 바람직한 표면처리 효과를 나타내는 것이다. 이러한 본 발명의 작용 효과는 3가지 성분을 복합 적용함으로 인해 예측하기 어려운 마우 우수한 효과를 보이는 것으로 평가된다. 특히 본 발명에서는 이러한 성분들이 유기용매에 분산되어 존재하고, 코팅처리 이후에는 상기와 같은 반응메카니즘으로 표면의 처리 효과를 발현함과 동시에, 특히 항균성 등 기능성이 매우 우수하게 발휘하여 매우 유용한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기와 같은 실란커플링제의 알콕시기나 가수분해하여 생긴 실라놀기는 각종 무기재료 표면에 복잡하게 흡착, 결합되어 있다고 생각되며, 표면에 OH기를 가진 무기재료에 대하여 강한 흡착성, 반응성을 가지고 있다. 그러나 표면에 OH기를 가지지 않은 재료에 대해서는 효과를 얻기 어렵다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예로서, 실란화합물로 인하여 형성된 실란놀기는 무기 바인더로서 나노 무기담체 입자간의 응집효과를 상승시키고, 소수성 결합으로 발수효과를 향상시켜 오염의 부착을 억제하는 기능을 한다.
항균코팅제를 적용하는 경우, 통상적으로 피막 표면이 오염으로 피복되어 있으면, 세균 및 바이러스와 본 발명에서 적용된 나노 무기담체의 압자와 접촉이 저해되며, 또한 나노 무기담체에 함유될 수 있는 무기성분에 대하여 광촉매 입자로의 여기광의 조사가 저해될 수 있다. 그러므로 본 발명에서 항균효과를 위해 첨가된 나노 무기담체에 함유될 수 있는 예컨대 광촉매 입자 및 아산화구리 입자 등에 의한 항균, 항바이러스 등의 기능이 크게 저하된다.
그러나, 본 발명에 따른 항균코팅제 조성물은 일련의 바람직한 성분 구성으로 인하여, 본 발명의 항균 코팅제에 함유되는 실란화합물의 실라놀기에 의해 기재표명에 바람직한 코팅 효과를 발휘하게 된다. 즉, 본 발명의 항균 코팅제를 기재에 코팅하게 되면, 항균 코팅제에 함유된 실랄화합물의 실라놀기에 결합된 피막이 표면 자유에너지를 저하시키므로 오염의 부착에 의한 항균·항바이러스 기능의 저하를 억제할 수 있는 놀라운 효과를 발휘한다. 또한, 이와 더불어서 기재 표면에 부착된 오염의 제거도 용이하게 되므로, 항균, 항바이러스 기능이 효과적으로 발휘될 수 있는 환경이 만들어질 수 있다. 또한, 이종 소재간의 부착력 개선과 이에 수반되는 기계적 강도, 내수성, 내후성, 내열성 등의 특성을 향상시키는데 중요한 역할을 한다.
특히, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명에서 무기 바인더로서 사용되는 실란화합물은 나노 무기담체의 나노입자 및 피톤치드의 표면을 밀도 높게 완전히 피복되도록 작용하지 않는다. 이것은 코팅제 조성물의 효과적인 분산 상태를 유지하도록 구성하고 또 조성성분들의 화학적인 반응에 의한 상승작용으로 달성이 가능해질 수 있는 것이다.
따라서 본 발명의 항균코팅제를 기재에 코팅하는 경우 기재 표면에 코팅된 이후에 통기성을 가진 분자층막을 형성하게 되며, 이런 상태로 나노 무기담체의 무기 나노입자가 직접 세균 및 바이러스와 접촉하게 할 수 있어서 항균기능 발휘를 저해하지 않으며, 이와 동시에 바람직하게도 기재 표면에 얇은 분자층막을 형성하여 기재의 통기성을 유지할 수 있게 해준다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 유기용매를 사용하여 상기 성분들을 용액화하고 분산성을 유지시켜서 코팅 특성을 좋게 한다. 이와 같이 본 발명에서 사용되는 유기용매는 나노 무기담체, 더 바람직하게는 광촉매 입자, 아산화구리 입자 등의 기능성을 발휘하는 무기성분 및 실란화합물을 균일하게 혼합 및 분산되도록 하고 그 분산 상태를 유지하도록 코팅제의 점도나 고형분 분산을 조정하기 위해 사용한다.
본 발명의 바람직한 유기용제로서는, 예를 들면 방향족 탄화수소류(톨루엔 및 크실렌 등), 알코올류(메탄올, 에탄올 및 이소프로필알코올 등), 케톤류(아세톤, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤 등) 중에서 하나이상을 사용할 수 있다. 더 바람직하게는 에탄올과 이소프로필알코올을 혼합 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
여기서, 본 발명에서 적용되는 나노 무기담체의 표면은 극성이 높기 때문에, 이들 입자의 응집을 억제하고 고분산성을 유지하기 위해 유기용매를 사용하는데 그 유기용매로서 극성이 높은 유기용제를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 극성이 높은 유기용제 중에서도 실내 적용하는 경우 유해성 문제와 코팅성, 작업의 용이성 등을 고려한다면 냄새가 비교적 약하며, 공기 중에서 빠른 휘발성을 가진 알코올계 유기용제를 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1급 알코올(메탄올, 에탄올, 프로판올 등), 제2급 알코올(2-프로판올, 2-부탄올, 이소프로폭시 에탄올 등) 및 다가 알코올(베헤닐알코올(Behenyl Alcohol), 스테아릴 알코올, 이소스테아릴 알코올, 세틸 알코올(Cetyl Alcohol), 페녹시에탄올 등) 중에서 하나 이상을 바람직하게 이용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 이러한 유기용매의 사용으로 상기 나노 무기담체는 평균입자 크기가 50nm 이하의 크기로 유기용매에 나노 분산되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 무기 바인더로 작용하는 실란화합물을 코팅제 조성물의 고형분 100 중량부에 대해 0.1~5중량부로 함유하는 것이 바람직하다. 실란화합물의 첨가량이 상기 범위 내인 것에 의해, 피막의 표면 자유에너지를 충분히 저하시키는 것이 가능하다. 만일 실란화합물을 과량 첨가하게 되면 기재 코팅시에 나노 무기담체의 표면이 과도한 두께로 피복되므로 항균, 항바이러스 기능을 저해하게 된다.
본 발명에 따르면 이러한 본 발명의 항균코팅제는 광범위한 균류, 곰팡이의 항균 및 집먼지 진드기를 기피할 수 있는 친환경 천연 항균제로 바람직하게 사용할 수 있으며. 특히 인체와 환경에 대해 안심하고 사용할 수 있는 항균 코팅제로 사용이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 항균코팅제는 상기와 같은 바람직한 구성으로 인하여 기재에 코팅한 후에 항균성 물질과 무기 바인더의 강력한 결합에 의해 내구성과 내마모성을 가진 코팅층을 형성하여 반영구적인 지속성을 나타낼 수 있다.
이러한 본 발명의 항균 코팅제는 1차적으로 살균이 되면서 피톤피드가 발향되며 건강에도 유익하고, 그 외에 소취성, 발수성 등의 다양한 부수적 기능도 발휘할 수 있는 것이다.
또한, 상기 본 발명의 조성물 구성은 분산성이 우수하여 항균 코팅제를 소포장하여 용이하게 분무 등의 방법으로 편리하게 사용할 수 있으며, 투명성이 우수하여 실내 내장재나 인체 접촉이 빈번한 구조물 등에 다양하고 광범위하게 적용이 가능할 것이다. 또, 대량생산 공정에도 적용하여 공산품 자체의 항균 표면처리제로도 매우 유용할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예에 의거 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ~ 8
나노 무기담체로 평균입도 10~20nm를 가지는 TiO2, Cu2O, SiO2 나노입자를 2 : 1 : 0.5 중량비로 혼합하여 준비하였다. 유기용매로 에탄올(Et)과 이소프로필알코올(IPA)을 혼합하여 유기용매를 준비하고, 여기에 상기 나노 무기담체와 피톤치드 오일 및 실란을 하기 표의 혼합비율(중량부)로 혼합하여 하기 표와 같이 항균코팅제를 제조하였다.
비교예 1 ~ 6
상기 실시예와 동일하게 실시하되, 일부 성분을 사용하지 않거나 성분의 변경 또는 사용 함량의 범위를 달리하여 항균코팅제 시료를 비교군으로 제조하였다.
구분 나노무기담체 피톤치드오일 실란 Et/IPA 제올라이트 키토산 탈크
실시예1 0.5 1 1 30/70 - - -
실시예2 0.5 1.5 1.5 30/70 - - -
실시예3 0.5 1 1.5 30/70 - - -
실시예4 1 1 1.5 30/70 - - -
실시예5 1 0.5 1.5 30/70 - - -
실시예6 1 1 2 30/70 - - -
실시예7 1.5 0.5 2 30/70 - - -
실시예8 0.5+은나노0.5 1 1 30/70 - - -
비교예1 - 1 1 30/70 1 - -
비교예2 1 - 1 30/70 - 1 -
비교예3 1 1 - 30/70 - - 1
비교예4 - 1 1 30/70 - 1 -
비교예5 1 - 2 30/70 - - -
비교예6 1 2 - 30/70 - - -
실험예 1 : 물성 실험
상기 실시예와 비교예에서 제조된 항균 코팅제 시료에 대하여 다양한 물성과 기능성을 확인하기 위하여, 유리기재 표면과 부직포 표면에 스프레이 방식으로 코팅처리한 다음 피톤치드 향의 강도와 잔류량, 코팅층의 표면경도, 일반 세균, 곰팡이 등에 대한 항균 활성, 유리기재에서의 발수성, 투명도 등을 측정하였다. 그 결과는 다음 표에 나타내었다.
상기 측정 항목에 대한 각각 측정 방법은 다음과 같다.
<피톤치드 향의 강도와 잔류량 측정>
후각을 이용하여 상대평가로 관능평가를 시행한 결과로 제시함
<코팅층의 표면경도>
표면경도는 연필경도 측정법을 이용하였음
<항균 활성>
육안 관찰로 곰팡이균이나 일반세균의 발생 여부를 확인하였음.
<발수성>
유리기재 표면의 물방울에 대한 접촉각(수접촉각)측정하여 표기함
<투명도>
코팅처리 이후에 시각을 이용하여 투명정도를 상대평가하고 그 결과를 제시함
구분 피톤치드 향 강도/잔류(hr) 표면경도
(연필경도) 		균발생 여부 발수성
(접촉각 °) 		투명도
실시예1 강/48시간 H 미발생 95.9 O
실시예2 강/60시간 H 미발생 96.7 O
실시예3 강/48시간 H 미발생 96.2 O
실시예4 강/48시간 H 미발생 96.4 O
실시예5 강/40시간 H 미발생 97.1 O
실시예6 강/48시간 H 미발생 96.9 O
실시예7 강/40시간 H 미발생 96.8 O
실시예8 강/48시간 H 미발생 95.7 O
비교예1 강/24시간 B 상당발생 43.4 △
비교예2 - HB 약간발생 52.2 O
비교예3 강/12시간 2B 약간발생 - △
비교예4 강/24시간 B 극미발생 39.6 △
비교예5 - HB 약간발생 56.9 O
비교예6 강/36시간 2B 약간발생 - X
실험예 2 : 항균성 확인 실험
시료에 대한 시간별 항균력을 확인하기 위하여, 상기 실시예와 비교예에서 제조된 시료에 대하여 항균코팅 적용 후 무기담체에 형성된 항균 코팅막의 항균 효과를 평가하기 위하여 항균 분석 시험(ISO 20743 균액흡수법-평판배양법)을 실시하였으며 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
실험에 사용된 균은 Staphylococcus aureus를 사용하였으며, 접종 균액에는 0.07%의 비이온계면활성제(TWEEN 80)을 첨가하여 실험하였다. 하기 표에서 균수에 대하여 ‘없음’은 실질적으로 완전하게 멸균된 것을 의미하며, 균수가 표기되지 않은 빈 곳은 실험이 이루어지지 않은 경우이다.
구분 접종 직후 균수(개) 12시간 이후 균수(개) 24시간 이후 균수(개)
무처리 대조군 3.6×104 4.7×106 3.2×108
실시예1 2.2×104 <40 없음
실시예2 2.0×104 <20 없음
실시예3 2.1×104 <30 없음
실시예4 - - -
실시예5 - - -
실시예6 - - -
실시예7 2,0×104 <20 없음
실시예8 2,0×104 <20 없음
비교예1 3.5×104 2.1×103 1.9×102
비교예2 - - -
비교예3 3.1×104 2.1×102 1.1×102
비교예4 3.0×104 1.5×102 1.0×102
비교예5 - - -
비교예6 3.1×104 2.0×102 1.2×102
상기 실험결과, 실시예의 시료의 경우 12시간 경과하면 거의 멸균이 이루어지고, 24시간 이후는 완전한 멸균상태를 보인다. 반면에, 비교예의 경우 12시간 경과 이후에도 멸균이 제대로 이루어지지 않으며, 24시간 이후에도 상당수의 균이 잔류함을 보이고 있다. 따라서 실시예의 시료가 월등하게 우수한 항균성을 보이는 것으로 확인되었다.
실험예 3 : 항균 적용 실험
실시예 2에 따른 시료를 이용하여 황색포도상구균에 대하여 항균코팅제 조성물 시료를 적용하기 전, 후의 항균활성 비교결과 사진은 도 1에 나타내었다.
도 2는 폐렴균에 대하여 항균코팅제 조성물 시료를 적용하기 전, 후의 항균활성 비교결과 사진이다.
또한, 도 3은 곰팡이에 대하여 본 발명에 따른 일 실시예의 항균코팅제 조성물 시료를 적용하기 전의 상태와 적용 후 1개월이 경과한 후의 항곰팡이 활성 비교결과 사진이다.
상기 도 1 내지 도 3의 실험 결과, 실시예의 시료가 우수한 항균활성이 있는 것임이 실험적으로 입증되었다.
상기 실험결과로부터, 실시예의 시료는 비교예의 시료에 비하여 항균성과 발수성, 표면경도 등 모든 물성에서 매우 우수한 특성을 나타내는 것으로 확인되었다. 이러한 실시예 시료의 우수성은 사용성분의 조성으로 인한 상승효과로 분성성 및 화학적 물성으로 인해 가능한 것으로 평가된다.
특히, 실시예의 경우 무기 담체를 이용하여 피톤치드 오일과 실란을 적용함으로써 다른 담체의 사용에 비해 월등하게 우수한 놀라운 효과를 보이는 것으로 확인되었다.
본 발명에 따른 항균코팅제는 실내 다양한 부분의 코팅제로 유용하고, 인체 접촉이 발생하는 다양한 구조물, 섬유 등에 용이하게 코팅하여 사용할 수 있다.
또한, 발수성, 소취성 등이 우수하여 항균성과 더불어 각종 오염 가능한 구조물의 친환경 표면 처리제로 사용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 피톤치드와 무기금속 또는 무기금속산화물로 이루어진 나노 무기담체 및 실란화합물이 유기용매에 나노 분산되어 있으며, 유기용매 건조 후 함유된 실란화합물에 의해 피톤치드 및 나노 무기담체의 무기성분이 결합하여 항균성 코팅층을 형성하는 피톤치드와 나노 무기담체를 함유하는 항균코팅제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 피톤치드는 전나무, 구상나무, 잣나무, 측백나무, 편백나무, 화백나무, 소나무, 향나무, 옥향나무, 가문비나무에서 추출한 식물 정유 유래의 피톤치드오일로 전체 항균코팅제 조성물 중에 1~20 중량% 로 함유하는 항균코팅제 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 나노 무기담체는 TiO2, Cu2O, SiO2, ZnO, ZnO2, SrTiO3, CdS, GaP, ZrPO4, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, Ag2O 중에서 선택된 하나 이상인 항균코팅제 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 나노 무기담체는 TiO2, Cu2O, SiO2, Ag2O 중에서 선택된 하나 이상 무기금속산화물인 항균코팅제 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 나노 무기담체는 TiO2, Cu2O, SiO2 가 1~3 : 0.5~2 : 0.1~1의 중량비율로 함유되어 있는 항균코팅제 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 나노 무기담체는 평균입도가 50nm 이하이고, 유기용매에 나노 크기로 분산되어 전체 조성물에 대해 0.05~10 중량%로 함유되어 있는 항균코팅제 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 유기용매는 톨루엔, 크실렌, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤, 2-프로판올, 2-부탄올, 이소프로폭시 에탄올, 베헤닐알코올(Behenyl Alcohol), 스테아릴 알코올, 이소스테아릴 알코올, 세틸 알코올(Cetyl Alcohol), 페녹시에탄올 중에서 하나 이상을 함유하는 항균코팅제 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 기재 표면에 코팅된 이후에 통기성을 가진 분자층막을 형성하는 항균코팅제 조성물.
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KR20050087756A (ko) 2005-08-08 2005-08-31 (주)포사이버 항균 탈취성 상온 촉매 코팅제 및 그의 제조방법
KR101677024B1 (ko) 2015-03-20 2016-11-17 주식회사 쎄코 항균력을 갖는 진공증착용 발수형 나노 코팅제 및 이를 이용한 코팅 방법
KR20180065647A (ko) 2016-12-08 2018-06-18 현대자동차주식회사 탈취성능과 방향성이 지속적으로 유지되는 폴리프로필렌 복합수지 조성물

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