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KR102689861B1 - 항균성, 항곰팡이성 및 내세척성을 갖는 친환경 수성도료 조성물 - Google Patents

항균성, 항곰팡이성 및 내세척성을 갖는 친환경 수성도료 조성물 Download PDF

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KR102689861B1
KR102689861B1 KR1020230163846A KR20230163846A KR102689861B1 KR 102689861 B1 KR102689861 B1 KR 102689861B1 KR 1020230163846 A KR1020230163846 A KR 1020230163846A KR 20230163846 A KR20230163846 A KR 20230163846A KR 102689861 B1 KR102689861 B1 KR 102689861B1
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KR
South Korea
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weight
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antibacterial
fungal
water
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KR1020230163846A
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김진영
권성헌
이이규
권용민
손병욱
선다해
표성현
Original Assignee
한진케미칼 주식회사
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Abstract

본 발명은 항균성, 항곰팡이성 및 내세척성을 갖는 친환경 수성 도료 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 아크릴 에멀전 수지 20 내지 30 중량부; 체질안료 20 내지 25 중량부, 해조류분말 1 내지 10 중량부 및 칡 분말 1 내지 10 중량부을 포함하는 다공성 안료 35 내지 45 중량부; 수성 첨가제 1 내지 5 중량부; 및 물 35 내지 50 중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것을 기술적 요지로한다.
또한 본 발명은 수성도료로서, 항균성과 항곰팡이성도 동시에 특성을 가지면서, 내세척성까지 우수하여 작업자에게 편의성을 도모하는 도료 조성물을 제공한다.

Description

항균성, 항곰팡이성 및 내세척성을 갖는 친환경 수성도료 조성물{Eco-friendly water-based paint composition with antibacterial, anti-fungal and excellent cleaning resistance}
본 발명은 항균성, 항곰팡이성 및 우수한 내세척성을 갖는 친환경 수성 도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Chemicals; VOC)의 흡착을 위해 다공성 안료에 체질안료, 해조류 분말 및 칡 분말을 흡착원료로 포함함으로써 항균성, 항곰팡이성 및 우수한 내세척성을 동시에 갖는 수성도료 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 건축자재로 사용되는 화학제품의 내장재 및 마감재 들은 스티로폼, 석면, 우레탄폼 등이 사용되고, 접착제를 사용하여 결합 및 부착되며, 래커(lacquer), 페인트과 같은 도료를 사용하여 마감하게 됨으로써, 인체에 유해한 포르말린 등의 유해가스가 많이 발생되어 새집증후군으로 아토피성 피부염, 알레르기 비염, 두통, 호흡기질환 등이 발생하는 원인이 되고 있다.
건축물 내부에 실내 환경을 오염시키고 새집증후군, 천식 및 아토피 질환을 유발시키는 원인으로 지목되고 있는 휘발성 유기화합물은 벽에 칠해진 페인트나 벽지, 바닥재, 쇼파, 가구 등 집에서 사용하는 물건 중 접착제를 사용한 것들에서 방출된다. 휘발성 유기화합물 중에서도 프롬알데히드는 단열재 등의 건축자재, 가구 접착제, 페인트에서 발생하고 있는데, 특히 페인트는 다양한 유기화합물로 구성되고, 휘발성이 강하므로 건축물 실내의 환경 오염의 주범으로 인식되고 있다.
이러한 페인트의 독성이 실내에 축적되면 새집증후군(SHS), 빌딩병 증후군(SBS) 및 화학물질 과민증(MCS)등을 초래하게 된다.
수성페인트의 경우 제조시 이용되는 원재료들 중 수지에멀전 등과 같은 합성 수지계열은 수지자체의 미반응된 원료로부터 인체에 유해한 냄새가 장기간 발생되고, 또한 분산제와 소포제 및 유화제 등과 같은 각종 첨가제는 물론 유기용체로부터도 휘발성유기화합물(VOCs, volatile organic compounds)이 발생되는데 이러한 화합물들은 환경호르몬 계통으로서 요즘 큰 사회 문제화되고 있다. 특히, 포름알데하이드는 급성독성, 피부자극성, 발암성 등의 인체 유해성 물질이다.
관련하여, 대한민국 등록특허 제10-0978228호 새집증후군 제거 친환경 기능성 페인트 조성물에 따르면, 마그네슘, 유황, 칼슘, 견운모, 연옥분 등의 광물질을 포함함으로써 포름알데히드, 라온 등의 유해성분도 중화, 분해 및 탈취 작용에 의해 새집증후군을 방지하는 것을 기재하고 있다. 광물로만 이루어진 도료의 경우 침강, 재응집 및 장기저장성 문제가 발생하는 문제가 있다.
이처럼 최근 환경의 중요성이 강조되면서 정부에서도 친환경 정책을 추진하는 등 사람에게 유해한 물질이나 환경을 교체하고 있으며, 그동안 실내외 페인트로 인해 아토피 등 피부병과 호흡장애 및 암을 유발시키는 휘발성 유기화합물과 포름알데하이드 등 유해 화학물질로 인한 피해가 크므로 이에 대한 대책을 강구하고 있다. 또한 일반 도료 시공시 습기로 인한 곰팡이와 세균 번식, 습도에 약하고 갈라짐과 스크래치에 약한 문제점을 안고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서는 건물 실내외 내부 벽이나 천장에 병원성 세균 자체가 서식하지 못하고 포름알데하이드 및 토탈 유기화합물로부터 안전하고 냄새가 전혀없는 친환경 항균성 도료의 시공이 필요하다. 더욱이 부착력이 좋아 모체와 박리가 적으며 세척성이 좋아 물로 오염물질을 제거 할수 있어 항상 깨끗한 표면을 유지 할 수 있도록 하는 것이 실내용 도료로서 요구되는 사항이다.
이에 본 발명자들은 천연 소재를 이용하여 포름알데히드, 벤젠 등의 휘발성 유기화합물을 흡착하는 기능을 가지면서, 세균 자체가 서식하지 못하도록 하는 항균성 및 항곰팡이성이 우수하고, 오염을 제거할 수 있는 내세척성이 우수한 친환경 수계 도료 조성물을 개발하고 본 발명을 완성하였다.
대한민국 등록특허 제10-1213353호 대한민국 등록특허 제10-0978228호
따라서, 본 발명은 항균성, 항곰팡이성 및 우수한 내세척성을 갖는 친환경 수성도료 조성물을 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 아크릴 에멀전 수지 20 내지 30 중량부; 체질안료 20 내지 25 중량부, 해조류분말 1 내지 10 중량부 및 칡 분말 1 내지 10 중량부을 포함하는 다공성 안료 35 내지 45 중량부; 수성 첨가제 1 내지 5 중량부; 및 물 35 내지 50 중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 항균성, 항곰팡이성 및 우수한 내세척성을 갖는 친환경 수성도료 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 아크릴 에멀전 수지는 수성 에멀전형 아크릴 수지로써, 유리전이온도가 고체 아크릴계 수지보다 낮은 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 체질안료는 규조토, 실리카, 탄산칼슘, 카올린, 알루미노실리케이트, 샤모트, 몬모릴로나이트 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 해조류 분말 및 칡 분말은 3 : 1~10의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 수성 첨가제는 무기물로만 형성된 첨가제를 사용하되, 상기 첨가제는 항균제, 항곰팡이제, 분산제, 증점제, 소포제 및 pH조절제 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 아크릴 에멀전 수지에 주된 흡착원료인 다공성 안료에 체질안료, 해조류 분말 및 칡 분말을 같이 포함하여 항균과 항곰팡이 특성을 가지면서 내세척성이 우수한 효과가 있다. 특히 본 발명에 따르면, 항균성 및 항곰팡이 특성을 가지는 해조류 분말 및 칡 분말을 체질안료와 함께 다공성 안료에 포함하여 냄새, 세균, 곰팡이의 번식을 효율적으로 방지하거나 최소화할 수 있으며, 나아가 항균, 살균, 소취 등의 시너지 효과를 가지며 동시에 휘발성 유기화합물이 검출되지 않도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 콘크리트 벽체 등과 같은 실내에 직접 도포되어 도막을 형성함으로써 우수한 부착성능을 발휘하고, 상기 형성된 도막에 벽지 부착 및 기타 도료를 재도포 함으로써 소재간의 우수한 부착성을 발휘할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도료 조성물의 곰팡이 저항성 시험 전/후의 시험결과를 나타낸 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도료 조성물의 균주에 따른 항균력 시험 전/후의 시험결과를 나타낸 이미지이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항균성, 항곰팡이성 및 우수한 내세척성을 갖는 친환경 수성도료 조성물은 아크릴 에멀전 수지 20 내지 30 중량부; 체질안료 20 내지 25 중량부, 해조류분말 1 내지 10 중량부 및 칡 분말 1 내지 10 중량부을 포함하는 다공성 안료 35 내지 45 중량부; 수성 첨가제 1 내지 5 중량부; 및 물 35 내지 50 중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기 포함되는 각 조성물의 특징에 대하여 설명하고자 한다.
1) 아크릴 에멀전 수지
아크릴 에멀전 수지는 수성 에멀전형 아크릴 수지로써, 메틸이 없는 아크릴레이트 단량체를 사용한다. 상기 수지는 유리 전이온도가 고체 아크릴계 수지보다 낮음에 따라 다양한 용도로 적용된다. 특히 수계 수지중 비교적 저렴한 가격을 가졌을 뿐만 아니라 유기용제를 사용하지 않아 화재위험이 없어 건축용 내부 도료에 많이 사용되는 대표적인 수지중의 하나이다.
관련하여, 본 발명에서의 상기 아크릴 에멀전 수지는 비이온성의 포름알데히드가 포함되지 않는 고형분이 40 내지 50%의 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 만약 상기 고형분 범위 밖의 수지를 사용하는 경우 도료의 점성 변화에 의한 흐름성, 평활성 등이 문제가 되어 상대적으로 낮은 도막 형성으로 인한 기계적 물성 문제가 발생할 수 있다.
관련하여, 상기 아크릴 에멀전 수지는 20 내지 30 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 만약 20 중량부 미만으로 포함되는 경우 도료의 작업성 및 부족한 바인더로 인하여 기계적 물성이 떨어지는 문제가 있으며, 30 중량부 초과 포함되는 경우에는 도료 저장성에 문제가 발생할 수 있다.
2) 체질안료
체질안료는 휘발성 유기화합물의 흡착성능을 갖는 다공성 안료로써 후술되는 참숯이 상기 휘발성 유기화합물을 흡착하고 상기 체질안료를 이를 보조하는 역할을 한다. 또한, 도료의 비중 상승과 물성이 우수한 도막을 형성하는 역할을 한다.
관련하여, 상기 체질안료는 다공성 구조를 갖는 규조토, 실리카, 탄산칼슘, 카올린, 알루미노실리케이트, 샤모트, 몬모릴로나이트 및 이들로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 규조토를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 규조토의 경우 액상 원료물질을 0.5~4배까지 흡수하고도 분말 상태를 유지할 수 있다. 이는, 물리, 화학적으로 매우 안정적인 이산화규소(SiO2)를 주성분으로 포함하고 있기 때문이다.
한편, 상기 체질안료는 20 내지 25 중량부 포함되는 것이 바람직하다. 만약 상기 체질안료가 20 중량부 미만으로 포함되는 경우 도료의 낮은 비중으로 인하여 높은 도막 두께를 형성하는 것에 어려움이 있다. 반면, 25 중량부 초과 포함되는 경우 도료의 작업성 저하 및 평활한 도막을 형성하는 데 어려움이 있다.
3) 칡 분말
칡 분말은 항균, 항바이러스, 항염, 항곰팡이성을 나타내는 것으로서, 도료의 항균 및 항곰팡이성을 향상시킨다.
관련하여 상기 칡 분말은 1 내지 10 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 만약 1 중량부 미만으로 포함되는 경우 항균 및 항곰팡이성 효과가 미비하며 10 중량부 포함되는 경우 도료의 작업성이 떨어지거나 가격적으로 효율적이지 못하다.
4) 해조류 분말
해조류분말은 도료의 조성물, 해조류를 이용한 친환경 수성도료 조성물에 포함되어 상기 수성도료 조성물의 건조 및 경화 시에 수축이 커져 갈라지거나 굴곡 및 충격강도가 약하여 용이하게 박리되는 것을 극복하기 위해 제공된다.
또한, 상기 해조류는 수성도료 조성물을 구성하는 구성성분들 간의 결합을 촉진하고, 균열을 방지하여 고내수성 및 고접착력을 갖도록 할 수 있다
해조류로 대표적인 것은 녹조류로는 가시파래, 홀파래, 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴, 염주말 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 갈조류로는 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이, 톳 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 홍조류로는 김, 우뭇가사리, 불등가사리, 코토니, 개도박, 둥근 돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목, 지누아리 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 해조류로 패각분말을 더 포함하여 사용할 수 있다. 상기 패각분말 사용 시 건조시키는 과정 없이 분쇄작업을 통해 분쇄한 분말 형태로 바로 사용가능하다.
본 발명에 따른 해조류는 건조된 해조류, 분말 형태의 해조류 또는 끊여서 농축시킨 농축액 형태를 사용할 수도 있지만, 추천하기로는 건조 후 분쇄한 분말 형태의 고형분을 사용하는 것이 좋다.
해조류 분말은 플로로탄닌을 다량으로 함류하고 있어, 항균성, 항곰팡이성, 항산화, 항염증, 항알러지 억제 효과 및 신경보호 등 다양한 생리활성 역할을 한다.
한편, 상기 해조류 분말은 1 내지 10 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 1 중량부 미만으로 포함되는 경우 해조류 분말의 항균성 및 항곰팡이성의 효과가 미비하며 10 중량부 초과 포함하는 경우 경제적으로 효과적이지 못하고, 도료의 조성비에 영향을 끼쳐 도료의 작업성이 떨어질 수 있다.
관련하여, 상기 칡과 상기 해조류 분말은 적정비율로 포함되어 흡착 보조 효과 그뿐만 아니라 항균성, 항곰팡이성, 내세척성의 개선과 및 도막의 유연성도 동시에 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 칡과 상기 해조류 분말은 각각 1 내지 10 중량부 포함되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 칡과 상기 해조류 분말의 합이 1 내지 15 중량부일 수 있다. 이 때 상기 해조류 분말, 및 칡 분말의 비율은 3 : 1~10의 중량비인 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 1 : 1의 중량비일 수 있다. 이는, 도료의 흡착성과 부착성을 같이 증가시키기 위함이다.
한편, 전술한 체질안료에 포함되는 해조류 분말, 및 칡 분말을 포함하는 다공성 안료의 총 함량은 35 내지 45 중량부를 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 이는, 도료의 불휘발분 함량이 45 내지 50% 안에 포함됨으로써, 우수한 기계적 물성을 갖는 도막을 형성할 수 있기 때문이다.
5) 수성 첨가제
수성 첨가제는 도료의 항균성, 항곰팡이성, 분산성, 소포성, 레벨링성 및 내세척성 등 도료의 물성을 향상하기 위해 포함된다. 본 발명에서 포함되는 수성 첨가제의 종류는 항균제, 항곰팡이제, 분산제, 증점제, 소포제 및 pH 조절제 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 무기물로만 형성된 첨가제를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 대표적인 텍사놀과 같은 유기물질을 포함하지 않기 위함이다.
관련하여, 상기 수성 첨가제는 1 내지 5 중량부 포함되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 수성 첨가제 함량이 1 중량부 미만으로 포함되는 경우 효과가 첨가제에 대한 효과가 미비하며, 5 중량부 초과 포함되는 경우 도료의 원가상승 및 과량 포함에 따른 효과가 미비하기 때문이다.
6) 물
한편, 본 발명의 수성도료 조성물은 유기용매 대신 물을 사용함에 따라 도료의 작업성 및 유동성을 향상시킨다. 관련하여, 상기 수성도료는 35 내지 50 중량부 포함되는 것이 바람직한데 만약 상기 물의 함량이 35 중량부 미만인 경우 도료의 점도가 높아 작업성이 떨어진다. 반면, 50 중량부 초과하는 경우 전술한 체질안료, 참숯 등이 침전됨에 따라 장기저장성이 떨어지고 한 번에 높은 도막을 형성하기에 어려움이 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
<실시예 1> 해조류 분말제조
자연산 해조류를 채취 후 염분이 30% 이상 함유된 물에서(상온30℃이상) 1분 이상 세척 후 탈수하고 상온 10℃의 정수로 염분 제거와 재세척한 후 재탈수한다. 탈수한 해조류를 자연풍을 이용하여 10시간 이상 건조시켜(수분 90% 이상 제거) 가로 x 세로 2㎝ 크기로 절단 가공한 후 병발 현상을 없애기 위해 섭씨 80℃ 상온에서 급격히 열풍 건조시켜 단백질 등의 영양소를 보호하며 분말화하였다.
<실시예 2> 칡 분말제조
생 칡을 깨끗이 1차 세척한 뒤 적당한 크기 약 20 ~ 25cm 정도로 절단하여 두 번의 세척과정을 거쳐 깨끗한 양질의 생 칡을 얻었다. 원료인 생 칡을 깨끗이 세척하여 확보한 원료를 온도가 자동 조절되는 건조기를 통하여 50℃의 온도에서 60 ~ 72시간 정도 1차 건조하여 양질의 칡 색깔을 얻는 다음 다시 한번 약 55℃ 정도의 온도에서 약 10~12시간 정도의 건조과정을 수분함량이 없는 양질이 아주 우수한 갈근을 얻었다. 두 차례의 건조공정에서 얻은 양질의 갈근을 1차 분쇄 과정을 통하여 작은 덩어리와 거친 가루를 얻었다. 제3차 분쇄를 용이하게 하기 위하여 제2차 분쇄공정에서 수분함량이 없는 고운 칡 분말을 얻었다.
<제조예 1> 도료 제조
다공성 안료의 비율 및 첨가제 비율에 따라 도료를 제조하고, 도료의 기본물성 및 휘발성 유기화합물 검출여부를 확인하였다. 배합비는 아래 표 1, 표 2에 나타내었다.
단위 : 중량부 원료명 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
아크릴 에멀전 수지 YJNF-600 20 20 20 20 20
다공성 안료 규조토 22 25 23 22 22
해조류 분말 3 4 7 8 8
칡 분말 10 8 7 6 4
소포제 Tego 845 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
분산제 SN44S 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
증점제 Natrosol 250HR 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
pH조정제 10% KOH 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
물 물 41.8 41.6 40.9 41.3 38.9
단위 : 중량부 원료명 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
아크릴 에멀전 수지 YJNF-600 20 20 20 20 20
다공성 안료 규조토 22 22 17 17 17
해조류분말 14 - 10 15 5
칡분말 - 14 10 5 15
소포제 Tego 845 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
분산제 SN44S 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
증점제 Natrosol 250HR 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
pH조정제 10% KOH 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
유화제 FL-10 0.3 - - - -
방부제 BIT10A 0.1 - - - -
항균제 ZDI 2.5 - - - -
점도
조절제 		RM825 0.2 - - - -
물 물 43.9 45.9 41.8 41.8 45.8
→ 각 비교예에 대한 설명
1) 비교예 1 : 실시예 대비 칡 분말 미첨가 도료 조성물
3) 비교예 2 : 실시예 대비 해조류 분말 미첨가 도료 조성물
5) 비교예 3 : 실시예 대비 칡 분말 및 해조류 분말 총합 비율이 15중량부 초과도료 조성물
6) 비교예 4 : 실시예 대비 칡 분말 및 해조류 분말 총합 비율이 15중량부 초과도료 조성물
7) 비교예 5 : 실시예 대비 칡 분말 및 해조류 분말 총합 비율이 15중량부 초과도료 조성물
<시험예 1> 도료의 기본물성 내세척성 및 유해물질 검출여부 확인 시험
상기 제조된 도료의 기본물성, 됴료의 내세척성 및 유해물질 검출여부를 확인하기 위하여 상기 실시예 3의 도료 조성물을 KTR(한국화학융합시험연구원)에 의뢰하여 시험성적을 받았다.
시험조건은 방출시험기간 7일, 시료부하율 0.4m2 /m3이고, 도료의 도포면적은 63mm X 63mm X 2ea, 도포량 0.495g으로 시험하였다. 또한 각 유해물질의 검출한계는 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자이렌, 스티렌, 포름알데히드 0.005 mg/m2·h, Pb 0.002%, Cd 0.0001%, Hg 0.0001%, Cr6+ 0.0001%였다.
관련하여, 표 3은 도료의 물성을 의뢰한 결과에 대한 것이다:
시험항목 단위 결과치 시험방법
주도((25±0.5)℃) K.U 69 KS M 5000 : 2019
지촉건조시간((25±1)℃) h 1 KS M 5000 : 2019
비휘발분 ((150±3.5)℃, 30min) % 38.2 KS M ISO 3251:2019(준용)
내세척성 회 370 KS M 5000 : 2019
냄새 - 이상없음 KS M 5000 : 2019
Pb % 검출안됨 KS M ISO3856-1:1984
Cd % 검출안됨 KS M ISO3856-1:1984
Hg % 검출안됨 KS M ISO3856-1:1984(준용)
Cr6+ % 검출안됨 KS M ISO3856-1:1984
TVOC 방출량 mg/m2·h 0.022 KS I IOS 16000-9:2006
벤젠 방출량 mg/m2·h 0.005 미만 KS I IOS 16000-9:2006
톨루엔 방출량 mg/m2·h 0.005 미만 KS I IOS 16000-9:2006
에틸벤젠 방출량 mg/m2·h 0.005 미만 KS I IOS 16000-9:2006
자일렌방출량 mg/m2·h 0.005 미만 KS I IOS 16000-9:2006
스티렌 방출량 mg/m2·h 0.005 미만 KS I IOS 16000-9:2006
포름알데하이드 방출량 mg/m2·h 0.005 미만 KS I IOS 16000-9:2006
상기 표 3을 참조하면, 주도는 69 K.U로, 비휘발분이 약 38.4%수준으로 확인되었다. 지촉건조시간은 1시간으로, 단시간에 건조시킬 수 있어 작업성이 개선됨을 확인할 수 있고, 내세척성이 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 도료 내 납, 카드뮴, 육가 크롬과 같은 중금속이 검출되지 않았고, 총휘발성유기화합물(TVOCs), 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 스티렌 및 포름알데히드의 방출량이 기준치 미만으로 확인되었다.
<시험예 2> 도막 항균력 시험
도막 항균력 시험을 위하여 상기 실시예 3의 도료 조성물을 FITI시험연구원에 도료의 곰팡이 저항성 및 항균력을 의뢰하여 시험성적을 받았다.
관련하여, 표 4, 표 5 및 도 1은 도료의 곰팡이 저항성을 의뢰한 결과에 대한 것이다:
곰팡이 저항성(ASTM G21-15(2021)e1) #1
등급 0
#1
곰팡이 포자수(CFU/sample) <10
곰팡이 저항성(Log CFU/sample) 1.0
표 4를 참조하면, 먼저 곰팡이 저항성 등급은 28~30 ℃, 85 % R.H. 이상, 28일의 배양조건에서 시험하였다. 곰팡이 균주 Aspergillus basiliensis, Chaetomium globosum, Talaromyces pinohilus, Trichoderma virens, 및 Aureobasidium pullulans 균을 사용하였다.
그 결과 곰팡이 등급은 0(없음)으로 나타났다.
표 5를 참조하면, 도료면에 대한 곰팡이 포자수 및 저항성을 시험하였으며, 접종 균수는 9.5 x 104 CFU/sample, 시료면적은 4x4 cm이었다. 배양조건 28±2 ℃, 85 % R.H. 이상, 28일의 배양조건에서 Aspergillus basiliensis균주로 시험하였다.
곰팡이 포자수는 10 CFU/sample 미만으로 확인되었으며, 곰팡이 저항성 값은 1.0 Log CFU/sample로써, 곰팡이 저항성이 우수함을 확인하였다.
하기 표 6 및 도 2는 도료의 항균력을 의뢰한 결과에 대한 것이다.
control #1
균주 1
(황색포도상구균)		 접종 직후의 균수 1.4 x 104 -
24h 배양 후의 균수 6.0 x 104 < 0.63
항균활성치 - 5.0
균주 2
(대장균)		 접종 직후의 균수 1.7 x 104 -
24h 배양 후의 균수 1.3 x 106 < 0.63
항균활성치 - 6.2
균주 3
(폐렴균)		 접종 직후의 균수 1.3 x 104 -
24h 배양 후의 균수 5.1 x 105 <0.63
항균활성치 - 6.0
항균력을 확인한 표 6을 참조하면, 항균력(JIS Z 2801:2010/AMENDMENT1:2012):세균수/CM2, 항균활성치 log조건으로 시힘하였다. 항균효과는 항균활성치가 2 이상인 것을 의미하고, 본 발명의 도료는 균주 1(황색포도상구균), 균주 2(대장균) 및 균주 3(폐렴균)에 대하여 각각 5.2, 6.2, 5.9의 항균활성치를 보이는바, 도막 항균력이 우수함을 확인하였다.
<시험예 3> 도막 탈취성능 시험
도막 탈취성능 평가를 위하여 상기 실시예 3의 도료 조성물을 FITI시험연구원에 도료의 탈취성능을 의뢰하여 시험성적을 받았다.
관련하여, 표 7은 도료의 탈취성능을 의뢰한 결과에 대한 것이다:
탈취율 단위 :%
암모니아 30 분 경과 후 95.8
60 분 경과 후 97.1
90 분 경과 후 97.9
120 분 경과 후 97.8
아세트산 30 분 경과 후 97.9
60 분 경과 후 98.4
90 분 경과 후 98.4
120 분 경과 후 98.3
시험편 면적 100cm2 ± 5 cm2, 플라스틱백 부피 5L, 시험가스 주입 부피 3L로 시험하였고, 암모니아의 초기농도는 100ppm, 아세트산의 초기농도는 50ppm이었다.
탈취성능을 평가한 표 6을 참조하면, 가스 암모니아 및 아세트산에 대한 탈취성능이 각각 97.9% 및 98.4%를 보이는바, 도막의 탈취성능이 우수함을 확인하였다.
요약하면, 본 발명은 수성도료로서, 조성물에 유기물질을 포함하지 않아 VOCs와 같은 유해물질이 적게 발생하는 친환경 도료이면서, 우수한 내세척성을 나타냄은 물론이고, 항균성 및 항곰팡이성 효과를 갖는 것을 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 수성 에멀전형 아크릴 수지 20 내지 30 중량부;
    규조토 23 중량부, 해조류 분말 7 중량부 및 칡 분말 7 중량부를 포함하는 다공성 안료 37 중량부;
    수성 첨가제 1 내지 5 중량부; 및
    물 35 내지 50 중량부;를 포함하여,
    KS M 5000: 2019의 조건에 따른 내세척성이 370회이고, 지촉 건조시간((25±1)℃)이 1시간이며,
    암모니아 및 아세트산에 대한 탈취성능을 갖는 것을 특징으로 하는,
    항균성, 항곰팡이성 및 내세척성을 갖는 친환경 수성도료 조성물.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 수성 에멀전형 아크릴 수지는, 유리전이온도가 고체 아크릴계 수지보다 낮은 것을 특징으로 하는 항균성, 항곰팡이성 및 내세척성을 갖는 친환경 수성도료 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 수성 첨가제는 무기물로만 형성된 첨가제를 사용하되,
    상기 첨가제는 항균제, 항곰팡이제, 분산제, 증점제, 소포제 및 pH 조절제 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 항균성, 항곰팡이성 및 내세척성을 갖는 친환경 수성도료 조성물.
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