KR101819526B1

KR101819526B1 - 조습과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR101819526B1
Application number: KR1020160037664A
Authority: KR
Inventors: 장성일; 김찬식
Original assignee: 주식회사 피움이노베이션
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2018-02-28
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: KR20170111704A

Abstract

본 발명은 조습과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무기질도료 조성물이 10 nm 이하의 기공크기를 갖는 다공성 실리카겔 및 아민 화합물을 가져, 다공성 실리카겔에 의해 물 또는 유기화합물을 흡착하고, 흡착된 유기화합물의 방출이 아민 화합물에 의해 억제됨에 따라, 조습 기능과 유해물질을 흡착하는 성능이 향상된 무기질도료 조성물 및 상기 무기질도료 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

조습과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물 및 이의 제조 방법 {INORGANIC COATING COMPOSITION WITH ENHANCED FUNCTION OF HUMIDITY CONTROL AND HARMFUL MATERIALS REDUCTION AND ITS PREPARING METHOD}

2014년 5월부터 시행되고 있는 「건강친화형 주택 건설 기준」에 따라, 실내 건축용 내장재는, 흡착, 흡·방습, 항균, 항곰팡이 기능성 건축자재 중 2 가지 항목 이상을 의무적으로 구비해야 한다.

이러한 상황과 함께, 건축 내장재료의 다양한 기능들 중 최근 대두되고 있는 기능으로는 조습 기능과 VOC 흡착 및 분해 기능을 들 수 있다. 주거환경에 적합한 습도는 40~70% R.H.로, 상대습도가 낮은 경우 감기 등의 바이러스 질환이 증가하게 되고, 상대습도가 높은 경우 곰팡이, 각종 미생물 또는 벌레의 번식이 증대되어 알레르기 질환이 증가하게 될 수 있다. 또한, 공기 중 VOC와 같은 유해물질의 함량이 높을 경우, 천식이나 아토피와 같은 알레르기 질환에 영향을 미칠 수 있어, 실내습도를 조절하고 공기 중 유해물질을 제거할 수 있는 건축 내장재료의 개발이 필요하다.

종래, 실내습도를 조절하고 공기 중 유해물질을 제거할 수 있는 기술로는 한국 등록특허 제10-0985119호가 있다. 상기 등록특허는 습도 조절 및 유해물질 흡착을 위한 제올라이트를 함유하는 무기질도료를 제시하고 있으며, 상기 무기질도료는 천연 옥을 함유함에 따른 원적외선 방출 효과 및 은 나노입자를 함유함에 따른 항균 효과까지 가지는 것으로 나타나 있다. 상기 등록특허에 개시되어 있는 제올라이트는 0.74 nm 이하 크기의 미세기공을 갖는 다공성 무기물질로, 물 분자 및 분자크기가 0.74 nm 미만인 작은 유기화합물을 흡착할 수 있지만, 1 nm 이상의 분자크기를 갖는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 스티렌 등의 고리형 유기화합물 등의 흡착은 불가능한 것이 사실이다. 또한, 천연 옥을 포함하여 도료를 형성할 경우, 경화속도가 너무 빨라 도막에서 크랙이 발생하는 문제가 있으며, 은 나노입자가 함유된 도막에서는 은 특성에 의한 도막 변색 현상이 관찰되기도 한다.

또한, 물 및 유기화합물 흡착에 직접 관여하는 다공성 무기물질이 도료 제품화 과정에서 바인더와 결합 시 표면의 기공이 막혀 흡착 기능을 제대로 발휘하지 못하게 되는 문제가 발생할 수 있으므로, 다공성 무기물질의 표면 기공을 유지하면서 도료를 제품화하는 기술이 필요하다.

한국 등록특허 제10-0985119호

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한, 본 발명의 목적은 10 nm 이하의 기공크기를 갖는 다공성 실리카겔 및 유기화합물과 친화력을 갖는 아민 화합물을 이용함에 따라, 조습 기능과 유해물질을 흡착하는 성능이 강화된 무기질도료 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 물 또는 유기화합물을 흡착하는 실리카겔의 열린 기공이 유지될 수 있도록 하는, 상기 무기질도료 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.

그러나 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 물유리, 실리카겔, 및 아민 화합물을 포함하는, 조습 기능과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물을 제공한다.

상기 무기질도료 조성물이 물유리 약 80 중량부 내지 약 120 중량부, 실리카겔 약 10 중량부 내지 약 70 중량부, 및 아민 화합물 약 0.01 중량부 내지 약 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다.

상기 물유리는 고형분 함량이 약 10 중량% 내지 약 40 중량%인 것이고, 액상규산나트륨, 액상규산칼륨, 및 액상규산리튬으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

상기 실리카겔은 약 1000 nm 이하의 입자크기, 약 10 nm 이하의 기공크기, 및 약 0.6 g/CC 내지 약 1.5 g/CC의 기공용적을 갖는 다공성 실리카 입자를 포함하는 것일 수 있다.

상기 아민 화합물은 글라이신, 알라닌, 발린, 류신, 티로신, 트립토판, 세린, 아스파라긴, 글루타민, 아르기닌, 히스티딘, 라이신, 아스파틱산, 글루타믹산, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 프로필아민, 이소프로필아민, 부틸아민, 헥사메틸렌디아민, 우레아, 아닐린, 메틸아닐린, 및 아밀아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

상기 무기질도료 조성물이 경화제, 금속 나노입자 함유 제올라이트계 무기항균제, 에틸렌비닐아세테이트 (EVA) 공중합체 분말, 및 증점제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 물유리를 준비하는 제 1 단계, 상기 물유리에 아민 화합물을 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 2 단계, 및 상기 혼합물에 실리카겔을 혼합하고 균질 교반하는 제 3 단계를 포함하는, 무기질도료 조성물의 제조 방법을 제공한다.

상기 무기질도료 조성물이 증점제를 더 포함할 경우, 상기 증점제는 제 2 단계에서 상기 아민 화합물과 함께 물유리에 투입되어 혼합될 수 있다.

상기 무기질도료 조성물의 제조 방법은, 제 3 단계에 이어서, 경화제, 금속 나노입자 함유 제올라이트계 무기항균제, 및 EVA 공중합체 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 투입하여 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 무기질도료 조성물에 의하면, 무기질도료 조성물에 아민 화합물과 다공성 실리카겔을 도입함으로써, 조습 기능과 유해물질을 흡착하는 성능을 향상시키는 효과가 있다. 아울러, 본 발명의 일 구현예에 따른 무기질도료 조성물은 경화제를 더 포함함에 따라 물에 재용해 되는 현상이 방지될 수 있으며, 제올라이트 기공 내부에 함유된 금속(예를 들어, 은) 입자를 포함함에 따라 빛에 의한 변색을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 도막의 강도 및 유연성이 개선되어 도막 깨짐 현상을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조습과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물은 결로현상이 방지되고 도막부착성이 우수하여 베란다 벽체 코팅 또는 실내 벽지 코팅을 위한 페인트로 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 도막의 표면 상태를 나타내는 사시도 (위) 및 평면도 (아래)이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 명세서 전체에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 명세서 전체에 있어서, "A 및/또는 B"는, A 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명은, 물유리, 실리카겔, 및 아민 화합물을 포함하는, 조습 기능과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물을 제공한다.

상기 무기질도료 조성물은, 고형분 함량이 약 10 중량% 내지 약 40 중량%인 물유리가 약 80 중량부 내지 약 120 중량부로 포함되고, 실리카겔이 약 10 중량부 내지 약 70 중량부로 포함되고, 아민 화합물이 약 0.01 중량부 내지 약 10 중량부로 포함되는 것일 수 있다.

상기 물유리는 바인더의 역할을 하는 것으로, 무기질도료 조성물을 시공 대상이 되는 표면에 도포 시 점착성을 부여하고 기계적 강도 및 균질 접합성 등을 향상시키는 역할을 한다. 물유리는, 예를 들어, 액상규산나트륨, 액상규산칼륨, 및 액상규산리튬으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 상기 물유리는 규산칼륨 약 90 중량부 내지 약 99 중량부와 규산리튬 약 1 중량부 내지 약 10 중량부의 혼합물인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 물유리는 고형분 함량이 중요하며, 예를 들어, 고형분 함량이 40 중량%를 초과할 경우 도막에 크랙이 발생할 수 있고 10 중량% 미만일 경우 도막 필름의 강도가 약해질 수 있다.

상기 무기질도료 조성물에는 실리카겔이 약 10 중량부 내지 약 70 중량부로 함유될 수 있다. 70 중량부를 초과하여 실리카겔이 상기 무기질도료 조성물에 포함될 경우, 도막 강도가 낮아질 수 있고 10 중량부 미만으로 포함될 경우 흡·방습 효과가 기대에 미치지 못하게 된다.

본 발명에 있어, 상기 실리카겔의 입자크기는 약 1000 nm 이하인 것일 수 있으며, 약 250 nm 이하인 것이 바람직하고, 특히 약 80 nm 내지 약 120 nm인 것이 더욱 바람직하나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 실리카겔의 입자크기가 1000 nm를 초과할 경우 도막 표면이 거칠어 질 수 있고 1 nm 미만일 경우에는 도막 필름에 크랙이 발생할 수 있다.

본 발명에 있어, 상기 실리카겔은 기공크기가 약 1 nm 내지 10 nm인 다공성 실리카겔이 바람직하고, 특히 약 4 nm 내지 7 nm인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 실리카겔은 분자크기가 10 nm 이하인 비교적 큰 유기화합물과 물 분자의 흡착이 가능하다. 상기 실리카겔은, 제올라이트에 비해 기공크기가 커, 예를 들어, 물과 포름알데하이드와 같이 작은 분자 화합물뿐만 아니라, 메탄올, 아세틸렌, 아크릴로나이트릴, 클로로포름, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 디클로로벤젠, 스티렌 등의 휘발성 유기화합물의 흡착이 가능하다.

본 발명에 있어, 상기 실리카겔의 기공용적은 물 및/또는 유기화합물의 흡착 용량을 설명할 수 있는 인자로서, 약 0.6 g/CC 내지 약 1.5 g/CC인 것, 특히, 약 0.8 g/CC 내지 약 1.2 g/CC인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

상기 무기질도료 조성물에는 아민 화합물이 약 0.01 중량부 내지 약 10 중량부로 함유될 수 있다. 10 중량부를 초과하여 아민 화합물이 상기 무기질도료 조성물에 포함될 경우, 도막 강도가 약해질 수 있고 0.01 중량부 미만으로 포함될 경우 유기화합물 흡착 효과가 미미해 진다.

상기 아민 화합물은 유기화합물을 흡착하고 재방출되는 것을 억제하는 역할을 하는 것으로서, 유기화합물과 친화력을 가진 것을 선택하여 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 아민 화합물로는, 예를 들어, 글라이신, 알라닌, 발린, 류신, 티로신, 트립토판, 세린, 아스파라긴, 글루타민, 아르기닌, 히스티딘, 라이신, 아스파틱산, 글루타믹산, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 프로필아민, 이소프로필아민, 부틸아민, 헥사메틸렌디아민, 우레아, 아닐린, 메틸아닐린, 및 아밀아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상이 사용될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조습 기능과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물은 약 1 중량부 내지 약 20 중량부의 경화제, 약 0.1 중량부 내지 약 5 중량부의 무기항균제, 약 0.5 중량부 내지 약 5 중량부의 EVA 공중합체 분말, 및 0.1 중량% 내지 0.3 중량% 농도인 증점제 수용액 약 1 중량부 내지 약 30 중량부로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 경화제는, 예를 들어, 수산화마그네슘 (Mg(OH)₂)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 경화제는 바인더 (물유리)를 경화하기 위해 사용될 수 있다. 상기 무기질도료 조성물에 경화제가 포함될 경우, 액상의 바인더와 경화제가 반응하여 바인더가 경화되므로, 건조된 후에는 물에 재용해 되지 않게 된다. 상기 무기질도료 조성물에 경화제가 20 중량부를 초과하여 함유될 경우 초기 경화가 너무 빨라 도막의 크랙 발생이 심화될 수 있다.

상기 무기항균제는 도막에 항균 및 항곰팡이 활성을 부여하기 위해 사용될 수 있다. 상기 무기항균제는 제올라이트의 기공 내부에 은, 구리, 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 포함하는 금속 나노입자가 삽입된 것을 포함할 수 있다.

일반적으로, 은 나노입자는 항균 성능을 갖는 것으로 알려져 있으나, 빛에 의해 변색되기 쉬운 성질을 가져 도막 변색을 초래하기 쉬우므로, 실제로 도료에 적용하기에 적합하지 않다. 이에, 본 발명에서는, 은 또는 구리 또는 아연 나노입자가 기공 내부에 삽입된 제올라이트를 무기항균제로서 이용하며, 이로 인하여 빛에 의해 변색되기 쉬운 은 또는 구리 또는 아연이 제올라이트 내부에 존재하므로, 빛과 직접 접촉하는 것을 막아 도막 변색을 방지할 수 있다. 상기 무기질도료 조성물에 무기항균제가 5 중량부를 초과하여 함유될 경우 재료비 상승을 초래할 수 있고 0.1 중량부 미만으로 함유될 경우 항균 및 항곰팡이 성능이 떨어지게 된다.

상기 EVA 공중합체 분말은 도막에 유연성을 부여하기 위해 사용될 수 있다. 상기 무기질도료 조성물에 EVA 공중합체가 5 중량부를 초과하여 함유될 경우 도막의 기공을 막아 물 및/또는 유기화합물 흡착 성능이 저하될 가능성이 있으며, 0.5 중량부 미만으로 함유될 경우 도막의 유연성 효과를 구현하지 못할 수 있다.

상기 증점제는 무기질도료 조성물의 점도를 조절하기 위해 사용할 수 있다. 증점제로는, 예를 들어, 메틸셀룰로오스 (MC), 소듐카르복시메틸셀룰로오스, 하이드록시메틸셀룰로오스, 나트라졸, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 아라빅검, 소듐폴리아크릴레이트, 및 폴리아크릴아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다. 상기 무기질도료 조성물에 0.1 중량% 내지 3 중량%인 증점제 수용액이 1 중량부 미만으로 함유될 경우 무기분말 (고형분)의 침전이 나타나고 도포 시 피도포물에 점착되지 않고 흘러내려 도막 두께가 균일하게 형성되지 않을 수 있고, 30 중량부를 초과하여 함유될 경우 도포 작업성이 떨어지고 도막에 크랙이 발생할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조습 기능과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물은 약 3 중량부 내지 약 50 중량부의 이산화규소분말, 약 3 중량부 내지 약 50 중량부의 맥반석분말, 약 3 중량부 내지 약 50 중량부의 규조토분말, 약 3 중량부 내지 약 50 중량부의 고령토분말, 및 약 3 중량부 내지 약 50 중량부의 세피올라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 맥반석분말, 이산화규소분말, 규조토분말, 고령토분말 또는 세피올라이트는 도막의 강도를 보강하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조습 기능과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물은 안료를 더 포함할 수 있다. 상기 안료는 색을 부여하기 위해 사용할 수 있으며, 예를 들어, 황토, 금강사, 화산재, 및 운모로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

또한, 발명은 물유리를 준비하는 제 1 단계, 상기 물유리에 아민 화합물을 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 2 단계, 및 상기 혼합물에 실리카겔을 혼합하고 균질하게 교반하는 제 3 단계를 포함하는, 무기질도료 조성물의 제조 방법을 제공한다.

상기 무기질도료 조성물이 증점제를 더 포함할 경우, 상기 증점제는 제 2 단계에서 상기 아민 화합물과 함께 물유리에 투입되어 혼합될 수 있다. 상기 증점제로는, 예를 들어, 메틸셀룰로오스 (MC), 소듐카르복시메틸셀룰로오스, 하이드록시메틸셀룰로오스, 나트라졸, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 아라빅검, 소듐폴리아크릴레이트, 및 폴리아크릴아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다.

이하, 본원에 대하여 실시예를 이용하여 좀 더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 및 비교예의 제조 >

실시예

하기 표 1에 기재된 중량비를 갖도록 각 원료 물질을 혼합하여 무기질도료 조성물을 제조하였다.

원료	실시예 1	실시예 2	실시예 3
무기액상바인더	100	100	100
실리카겔	40	40	40
글라이신	0.2	0.5	1.0
수산화마그네슘	4	4	4
EVA분말	2.5	2.5	2.5
은 함유 제올라이트	1	1	1
맥반석분말	10	10	10

<과정>

제 1 단계: 물유리의 준비

반응조에서 규산칼륨 27 중량% 수용액 95 g과 규산리튬 27 중량% 수용액 5 g을 혼합하고 균질하게 교반하여 무기액상바인더 (물유리)를 제조하였다.

제 2 단계: 혼합물 제조

별도의 용기에서 물 14 g과 글라이신 0.2 g, 0.5 g, 1 g 각각을 혼합하여 완전히 용해시켜 아민 용액을 제조하였다. 이어서, 상기 제조된 아민 용액을 앞서 제조된 무기액상바인더에 투입하고 30 분 동안 균질하게 교반하여 혼합물을 각각 제조하였다.

제 3 단계:　무기질도료 조성물 제조

별도의 용기에서 60 메쉬 (mesh)로 체질된 실리카겔 40 g, 60 메쉬로 체질된 맥반석분말 10 g, EVA분말 2.5 g, 수산화마그네슘 4 g 및 60 메쉬로 체질된 은 함유 제올라이트 (무기 항균제) 1 g을 혼합한 다음, 이를 제 2 단계까지 진행된 상기 반응조에 투입하고 균질하게 교반하여 무기질도료 조성물을 제조하였다.

비교예

하기 표 2에 기재된 중량비를 갖도록 각 원료 물질을 혼합하여 비교용 무기질도료 조성물을 제조하였다. 비교예는, 아민화합물인 글라이신을 사용하지 않고 제조되었으며, 실시예 2의 조성에서 실리카겔 대신에 제올라이트 (4A형과 X형이 1:1 (w/w)로 혼합된 것)를 사용하고 은 함유 제올라이트 대신에 입자크기가 10 nm인 은 나노입자를 사용하였으며, 그 외 제조과정은 실시예 1과 동일하였다.

원료	비교예 1
무기액상바인더	100
제올라이트	40
글라이신	0
수산화마그네슘	4
EVA분말	2.5
은 나노입자	1
맥반석분말	10

실험예 1: 조습 기능 평가

실시예 및 비교예에서 제조된 무기질도료 조성물을 각각 250 mm×250 mm 크기의 시험편을 3 mm 두께로 도색하고 건조한 후, 도색된 실험편을 밀폐된 실험 조건에서 ISO 24353:2008 시험법에 의거하여 일정시간 (예를 들어, 48 시간)의 양생과정을 거치고 이어서 12 시간 흡습과정과 12 시간 방습과정으로 이루어진 흡·방습 실험을 통해 실내에서의 습도조절 효과를 비교 확인하는 실험을 실시하였다. 이때, 실험 조건은 하기 표 3에 나타낸 바와 같다.

온도	23±0.5℃
상대습도 (R.H.)	양생과정	흡습과정	방습과정
	양생과정	step 1	step 2
	50±1%	75±1%	50±1%
1회 주기	48 시간	12 시간	12 시간

조습 기능 평가 실험 결과는 하기 표 4에 나타내었다.

시험항목		실시예 1	비교예 1
흡·방습 성능 측정	흡습량	81.4	49.3
	방습량	78.7	45.9
	흡·방습량의 평균치	80.1	47.6
	흡·방습량의 차	2.7	3.4

표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 2에서 제조된 무기질도료 조성물이 비교예 1에서 제조된 조성물에 비해 흡습량에서 165.1%, 방습량에서 171.5% 각각 현저하게 증대되었다. 이에 따라, 실시예 2에서 제조된 무기질도료 조성물이 습도조절 효과가 있을 뿐만 아니라, 다공성 실리카겔을 포함함에 따라 흡·방습 성능이 더욱 향상되었음을 알 수 있다.

실험예 2: 유해물질 저감 기능 평가

실시예 및 비교예에서 제조된 무기질도료 조성물을 각각 160 mm×160 mm 크기의 시험편을 1 mm 두께로 도색하고 건조한 후, 도색된 실험편을 흡착챔버에 놓고 KS I 3547:2012 시험법에 의거하여 하기 표 5 (흡착챔버 시험조건) 및 표 6 (포름알데하이드 분석조건)의 조건에서 포름알데하이드 흡착 성능을 비교 확인하는 실험을 실시하였다.

온도	24.7℃~25.3℃	환기횟수	0.5 회/h
상대습도	48%R.H.~52%R.H.	시료부하율	2 m²/m³
공급공기농도	228.9 ㎍/m³~230.3 ㎍/m³	시험기간	7일

검출기	UV/Vis 360 nm
컬럼	C₁₈, 컬럼ID: 2.0 mm, 길이: 150 mm
이동상	아세토나이트릴/물 (30/70 v/v →100/0 v/v (10분))
분석시간	20 분
포름알데하이드 공급부피	5 μL
컬럼 온도	40℃
이동속도	0.4 mL/분

유해물질 저감 기능 평가 실험에 앞서, 제조된 도막의 표면 상태를 나타내는 이미지를 도 1에 나타내었다. 제조된 도막에서는 가장자리 들뜸이나 크랙이 관찰되지 않았다.

유해물질 저감 기능 평가 실험 결과는 하기 표 7에 나타내었으며, 흡착률 (%)은 "(공급농도-출구농도)/공급농도 × 100"의 식으로 계산된 값이다.

시험항목	실시예 1	비교예 １
1일차 포름알데하이드 흡착률	81.6%	83.9%
3일차 포름알데하이드 흡착률	78.9%	74.6%
5일차 포름알데하이드 흡착률	73.7%	64.2%
7일차 포름알데하이드 흡착률	69.6%	65.7%
적산흡착량	7239 ㎍/m²	6918 ㎍/m²
재방출	0.001 mg/m²·h	0.008 mg/m²·h

표 7에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 무기질도료 조성물이 비교예 1에서 제조된 조성물에 비해 포름알데하이드 흡착 성능이 우수한 것으로 확인되었다. 실시예 1에서 제조된 무기질도료 조성물의 경우, 2일차부터 비교예 1 보다 흡착률이 증가하였으며, 특히 7일까지의 적산흡착량에서는 1 m² 당 321 ㎍ 의 포름알데하이드를 더 흡착한 것으로 나타났다. 또한, 재방출량에서도 실시예 1에서 제조된 무기질도료 조성물은 0.001 mg/m²·h로 나타났지만, 비교예 1은 이보다 8배 더 많이 포름알데하이드가 재방출된 것으로 확인되었다.

이에 따라, 실시예 1에서 제조된 무기질도료 조성물은 포름알데하이드 흡착 효과가 있을 뿐만 아니라, 포름알데하이드와 결합하는 아민 화합물을 포함함에 따라 흡착 성능이 더욱 향상됨을 알 수 있다.

실험예 3: 항곰팡이 활성 평가

무기질도료 조성물의 항곰팡이 활성을 확인하기 위하여 ASTM D 6329:2008에 의거하여 실시예 1에서 제조된 무기질도료 조성물이 함유된 평판배지에 흑곰팡이 균주인 Aspergillus niger ATCC9642를 접종하고, 29±1℃ 온도, 90±5%의 상대습도 조건에서 4 주 동안 배양한 후, 콜로니 (colony) 수를 확인하여 항곰팡이 활성을 확인하였다. 그 결과는 하기 표 8에 나타내었다.

시험항목	단위	실시예 1
곰팡이 포자 수	CFU/mL	< 10
항곰팡이 저항력	로그값	1.0

표 8에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 무기질도료 조성물은 항곰팡이 활성이 있었으며, 항곰팡이 저항력 로그값이 1인 것으로 확인되었다.

실험예 4: 곰팡이 저항성 평가

무기질도료 조성물의 곰팡이 저항성을 확인하기 위하여 ASTM G 21:2009에 의거하여 실시예 1에서 제조된 무기질도료 조성물이 함유된 평판배지에 곰팡이 균주인 Aspergillus niger ATCC9642, Penicillium pinophilum ATCC11797, Chaetomium globosum ATCC6205, Gliocladium virens ATCC9645, Aureobasidium pullulans ATCC15233의 혼합 균주를 접종하고 29±1℃ 온도, 90±5%의 상대습도 조건에서 4 주 동안 배양한 후, 접종한 부분에서의 균사 발육 정도를 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.

시험항목	단위	실시예 1
곰팡이 저항성	등급	0

표 9에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 무기질도료 조성물은 곰팡이 저항성이 0등급으로, 곰팡이 저항성이 있는 것으로 확인되었다. 곰팡이 저항성 0등급은 접종한 부분에 균사의 발육이 인지되니 않았음을 나타낸다.

실험예 5: 항균 활성 평가

실시예 1의 무기질도료 조성물이 도포된 5 cm×5 cm 크기의 시험편을 준비하고, JIS Z 2801:2012 (필름밀착법)에 의거하여 상기 시험편에 각각 대장균 균주(Escherichia coli ATCC8739) 및 황색포도상구균 균주(Staphylococcus aureus ATCC6538P)를 접종하고, 그 위에 16 cm²의 필름을 덮어 35±0.1℃ 온도, 96.8±0.2%의 상대습도 조건에서 24시간 동안 배양한 후 항균 활성을 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 10에 나타내었다. 대조편으로 5 cm×5 cm 크기의 Stomacher film을 사용하였다.

시험항목	단위	실시예 1
항균시험(대장균)-항균력	로그값	4.8 (99.9% 이상)
항균시험(황색포도상구균)-항균력	로그값	4.7 (99.9% 이상)

표 10에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 무기질도료 조성물은 대장균에 대하여 4.8의 항균 활성치를 나타내었으며, 황색포도상구균에 대하여 4.7의 항균 활성치를 나타내었다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

물유리, 실리카겔, 및 아민 화합물을 포함하고,
상기 아민 화합물은 글라이신, 알라닌, 발린, 류신, 티로신, 트립토판, 세린, 아스파라긴, 글루타민, 아르기닌, 히스티딘, 라이신, 아스파틱산, 글루타믹산, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸 아민, 프로필아민, 이소프로필아민, 부틸아민, 헥사메틸렌디아민, 우레아, 아닐린, 메틸아닐린, 및 아밀아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 포함하며,
금속 나노입자 함유 제올라이트계 무기항균제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무기질도료 조성물로서,
상기 무기질도료 조성물이 물유리 80 중량부 내지 120 중량부, 실리카겔 10 중량부 내지 70 중량부, 및 아민 화합물 0.01 중량부 내지 10 중량부를 포함하는 것인, 조습과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 물유리는 고형분 함량이 10 중량% 내지 40 중량%인 것이고, 액상규산나트륨, 액상규산칼륨, 및 액상규산리튬으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것인, 조습과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 실리카겔은 1000 nm 이하의 입자크기, 1 nm 내지 10 nm의 기공크기 및 0.6 g/CC 내지 1.5 g/CC의 기공용적을 갖는 다공성 실리카 입자를 포함하는 것인, 조습과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 무기질도료 조성물이 경화제, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 분말, 및 증점제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 더 포함하는 것인, 조습과 유해물질 저감 기능이 강화된 무기질도료 조성물.
제1항에 따른 무기질도료 조성물의 제조 방법에 있어서,
물유리를 준비하는 제 1 단계;
상기 물유리에 아민 화합물을 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 2 단계; 및
상기 혼합물에 실리카겔을 혼합하고 균질 교반하는 제 3 단계
를 포함하는, 무기질도료 조성물의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 무기질도료 조성물이 증점제를 더 포함할 경우, 상기 증점제는 제 2 단계에서 상기 아민 화합물과 함께 혼합되는 것인, 무기질도료 조성물의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 무기질도료 조성물의 제조 방법이,
제 3 단계에 이어서, 금속 나노입자 함유 제올라이트계 무기항균제와 함께,에틸렌비닐아세테이트 공중합체 분말 및 경화제 중 적어도 하나 이상을 투입하여 혼합하는 단계를 더 포함하는 것인, 무기질도료 조성물의 제조 방법.