KR100245290B1 - 방사물질이 함유된 벽지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토분, 일라이트분, 맥반석분 등을 물과 바인더, 소포제, 전분, 분산제 등과 함께 소정 비율로 혼합하여 된 방사물질 배면지의 표면에 일정 두께로 도포하여 건조시키고, 다시 그 상층부에 문양을 인쇄하고, UV, 우레탄, 투습성 우레탄 중의 하나를 탑코팅하여 만들어지는 방사물질이 함유된 벽지의 제조 방법이며, 이것은 상기 방사물질로부터 원적외선, 미네랄. 겔마늄 등의 인체에 유익한 성분 물질이 주거 환경으로 발산되는 것에 의해 사용자의 건강이 증진되고, 폐기 시에는 전분의 생분해 작용으로 공해를 일으키지 않게 되는 것이다.

Description

방사물질이 함유된 벽지의 제조 방법

본 발명은 황토나 일라이트(illite)에 함유된 미네랄 성분과 무기 겔마늄의 방사 효능, 그리고 맥반석의 원적외선 방사 효과를 두루 갖춤과 동시에 폐기 시에는 생분해 되어 공해를 일으키는 일이 없게 되어 있는 방사물질이 함유된 벽지의 제조 방법을 제공함에 목적을 두고 있는 것이다.

벽지는 통상적으로 직포나 종이로 된 배면지의 표면에 특정의 문양을 스크린 인쇄, 또는 동판이나 그라비아 인쇄하여 만들어지고 있으나, 어떤 종류를 막론하고 인쇄에 사용되는 잉크는 MEK(메탄올과 에틸알코올 혼합물), 톨루엔, 에탄올, 아세톤 및 페인트를 소정 비로 혼합한 것이 사용되고 있다.

상기 벽지에 인쇄된 잉크가 함유하고 있는 톨루엔은 공해 물질로 잘 알려져 있고, 최근에는 이것이 주거 환경으로 휘산되어서 기관지 천식의 원인으로 작용한다는 사실이 알려지면서 개선되어야 할 과제로 주목되고 있다.

게다가 상기 잉크를 구성하는 화학물질은 물에 용해되지 않는 성질을 가지고 있기 때문에 이 잉크를 사용하여 인쇄된 종이는 재생 시에 특별한 화학제 처리를 거쳐야 하는 등 많은 공해 유발 요인을 가지고 있다.

본 발명자는 상기 종래의 벽지가 가지고 있는 문제점을 해결함과 동시에 황토, 일라이트, 맥반석 등의 방사물질이 가지고 있는 특성을 주거환경에 이용하고자 예의 연구하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명자는 예전에 황토를 소재로 한 벽지의 제조 방법을 특허 출원한바 있으며, 이 벽지는 황토에서 얻을 수 있는 각종 미네랄 성분의 방사 효능으로 인체의 건강을 증진시켜 주고자 하는 의도를 가지고 있다.

황토에는 인체의 신진대사에 필요한 미네랄 성분이 다량 포함되어 있고, 그 자체의 성질은 흡착성, 생분해성이 강하여 현재에도 오수 등의 정화에 주로 활용되고 있다. 그런데 재래의 주거 방식에서는 방바닥과 벽 등이 모두 황토를 주소재로 하고 있었으므로 그 안에 거주하는 것만으로 자연히 황토로부터 방사되는 미네랄 성분이 인체에 흡취되어 신진대사 불안정으로 인한 신경통, 류머티스, 만성 관절염 등의 질환이 거의 발생하지 않았으나, 산업화의 결과로 모든 주거 환경이 시멘트, 콘크리트로 됨에 따라 상기 황토의 효능을 누리기가 불가능하게 되어 상기 질환에 시달리는 사례가 종종 발견되고 있는 추세에 있다.

그리고 일라이트와 맥반석은 인체에 유익한 무기 겔마늄, 원적외선 등을 발산하는 것으로 종래부터 알려져 있는 물질이다.

상기 일라이트는 점토질 연질 운모광물이며 삼층 인편상 구조로서 물에 풀었을 때는 견사 현상을 독특한 성질이 있고, 그 주성분 SiO₂, Al₂O₃, K₂O, FEO₂등으로 된 황백색 합성광물이며, 물리 화학적 성질은 수중에서 다량의 용존 산소를 발산하는 효능이 있고, 또 수중에 용존하는 중금속 이온, 유기질 이온, 부패유기질의 악취 등을 흡착하는 흡착성이 좋으며, 이 흡착성은 공기 중에서도 발휘되어 유독가스, 악취 제거제의 원료로 사용가능하여 국내 특허공보 제4623호, 공고번호 96-12091호에 소개된 흡착 탈취제는 바로 이 일라이트를 주성분으로 하고 있을 정도이다. 게다가 일라이트에는 무기 겔마늄이 150ppm 이상 함유되어 있어서 인체의 신진대사를 촉진시켜 주는 효능을 가지고 있다.

상기 일라이트의 독성가스 흡착 및 탈착 시험은 한국 표준과학연구원에서 CO와 H₂S를 대상으로 하여 1996. 10. 21 ~ 11. 13 사이에 실험(시험번호 965-0925)한 결과, 상기 CO는 유속 10ml/min의 조건에서 15% 제거되었고, 흡착된 CO는 온도 280℃에서 탈착이 시작되는 것으로 나타났으며, 상기 H₂O는 유속 10ml/min의 조건에서 100% 제거되었고, 흡착된 H₂S의 탈착이 예측되는 결과로 나타났다.

또, 같은 연구소에서 1995. 12. 7에 행해진 원적외선 분광 분포시험은 3~14㎛ 파장대의 원적외선 복사량이 229℃의 측정 온도에서 평균 82.98%로 나타나 원적외선 방사효능도 우수한 것으로 밝혀진 광물이다.

맥반석은 잘 알려저 있듯이 SiO₂, Al₂O₃, FE₂O₃, CaO, MgO, K₂O, Na₂O, TiO₂, MnO, P₂O5를 주성분으로 하는 광물로서, 우수한 원적외선 방사 효능을 가지고 있으며, 특히 다공무기질체이기 때문에 항균 작용과 중화 작용이 우수한 물성을 가진 것으로서 알려져 있다.

본 발명은 상기 황토, 일라이트분, 맥반석분을 벽지에 적층 도포하여 상기 벽지로부터 미네랄, 원적외선, 겔마늄 등의 방사 효능이 작용되게 할 수 있는 방안을 강구한 결과로 완성된 것이며, 이것은 물 5~15중량%, 바인더 15~20중량%, 황토 또는 일라이트 10~20중량%, 맥반석 10~20%, 전분 4중량%, 소포제 0.1~0.5중량%, 분산제 0.05~0.1중량%, 중탄산칼슘 30~45중량%의 조성비로 고르게 믹싱하여 얻어지는 방사물질을 에어 나이프로 층두께를 조절하면서 배면지의 표면에 도포하고 건조시킨 다음, 도포된 방사 물질의 최상면으로 UV, 우레탄, 투습성 우레탄 중에서 선택된 1종을 탑코팅하여 방사물질층의 표면이 보호되게 하는 순서로 제조된다.

상기 제조 방법에서, 건조된 방사물질층의 상면으로 방사체가 함유된 잉크를 그라비아 인쇄법에 따라 특정의 문양으로 인쇄하는 공정이 더 포함될 수 있다.

제1도는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 공정도.

제2도는 본 발명에 의해 제조되는 벽지의 단층구조를 도시한 단면도.

제3도는 본 발명에 의해 제조되는 벽지의 단층 구조에 관한 제1 변화예를 나타내는 단면도.

제4도는 본 발명에 의해 제조되는 벽지의 단층 구조에 관한 제2 변화예를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 종이 1a : 배면지

2, 3 : 함침 롤 4 : 함침조

5 : 에어 나이프 6 : 그라비아 롤

7 : 스프레이 노즐 8 : 합지부

9 : 방사물질층 10 : 탐코팅층

11 : 문양층

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음 같다.

[실시예 1]

물 5중량%

바인더 15중량%

황토 10중량%

맥반석 20중량%

전분 4중량%

소포제 0.1중량%

분산제 0.1중량%

중탄산칼슘 45.8중량%

상기 조성비로 고르게 믹싱된 방사물질을 제1도에 도시한 리버스 타입 코팅기를 이용하여 종이(1)의 표면에 적층 도포한다.

종이(1)가 마주 접촉되게 배치된 함침 롤(2)(3) 사이를 통과할 때 함침조(4)에 수용된 방사물질이 불규칙하게 그 표면으로 도포되고, 이 방사물질은 다음의 에어 나이프(7)에 의해 두께 조절되면서 상기 방사물질의 적층도포가 이루어지게 된다. 예로서 방사물질의 적절한 두께는 0.3~0.7mm이다.

방사물질이 적층 도포된 종이(1)는 이송 도중에 건조되고, 다시 그라비아 롤(6)을 통과함에 따라 그 상층부로 특정의 문양의 인쇄되며, 다시 스프레이 노즐(7)을 지남으로써 탑코팅층이 그 최상층부에 도포되고, 다음에 합지부(8)를 거쳐 부직포와 함께 합지된 배면지(1a)를 가진 벽지로 된다. 또 부직포는 방사물질이 합침된 것일 수 있다.

상기와 같은 공정에서 벽지는 단지 방사물질이 적층 도포된 다음에 그라비아 인쇄를 생략하고 그대로 탑코팅층이 도포되는 방식으로 제조할 수 있다.

상기 실시예 1에서 바인더는 당 업계에서 상업적으로 입수 할 수 있는 재료로도 족하지만, 바람직하게는 아크릴계통, PE계통, 수성 우레탄 계통, 투습성 우레탄 계통 중에서 1종을 선택하여 상용하는 것이 좋다. 또 전분은 폐기되었을 때에 토양 중의 박테리아 등에 의해 생분해 되도록 하기 위하여 첨가되는 것이며, 이것이 생분해로 방사물질은 응집력을 잃고 부스러져 흙으로 환원된다.

소포제는 믹싱 중에 거품을 억제하는 작용을 하고, 분산제는 각종의 조성성물질이 고르게 섞이도록 보조하는 작용을 하는 것이며, 이들은 모두 바인더의 종류에 따라 선택되는 것으로서 당 업계에서 상업적으로 입수하여 적용할 수 있는 것들이다.

또, 황토나 일라이트는 사전에 1~10μ또는 10~50μ로 선별된 것을 열풍 건조한 뒤에 700~1400℃에서 4~12시간 소성시킨 것을 사용한다. 맥반석은 1~10μ또는 10~50μ로 분쇄 선별된 것을 바인더에 혼합하여 사용한다.

다공 무기질체로 되는 맥반석분은 사용 중에 원적외선의 방출은 물론, 항균 작용을 나타내어 전분이 박테리아에 의해 오염되지 않게 하는 작용을 한다.

제2도는 상기 공정을 통해 얻어진 벽지의 단층도이며, 이것은 종이와 부직포가 합지된 배면지(1a)표면에 적층 도포된 방사물질층(9)이 탑코팅층(10)으로 피복 보호된 구조를 나타낸다.

또, 제3도는 방사물질층(9)의 상면에 다시 방사체를 함유한 잉크로 특정의 문양층(11)을 그라비아 인쇄하고, 그 위로 탑코팅층(10)을 도포한 구조의 벽지를 나타낸다. 이 구조에서 초기의 방사물질층(9)은 두께 및 표면 평활도를 조절하는 작용을 겸하게 한다.

제4도는 상기 제3도의 구조에서 최상층의 탑코팅층(10)이 생략된 구조를 나타내고 있다.

이와 같이 본 발명에 의해 얻어지는 벽지는 그 단층 구조를 다양하게 할 수 있으나 근본적으로는 황토분, 일라이트분, 맥반석분의 혼합물질 주성분으로 하는 방사물질이 첨가되는 점에 있는 것이다.

그리고 상기 방사체가 함유된 잉크는 물 5중량%, 바인더 15중량%, 황토분, 일라이트분, 맥반석분 중에 선택된 1종 20중량%, 전분 4중량%, 소포제 0.1중량%, 분산제 0.1중량%, 중탄산칼슘 45.8중량%, 수용성 염로 0.5~1.0중량%, 티탄 5~10중량%의 조성비로 된 것이 적용된다.

[실시예 2]

물 10중량%

바인더 20중량%

황토 15중량%

맥반석 10중량%

전분 4중량%

소포제 0.1중량%

분산제 0.1중량%

중탄산칼슘 40.8중량%

상기 조성비로 한 것을 제외하고 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 소망의 벽지를 얻었다.

얻어진 벽지의 물성은 상기 실시예 1과 동등한 것으로 나타났다.

[실시예 3]

물 15중량%

바인더 25중량%

맥반석 15중량%

전분 4중량%

소포제 0.1중량%

분산제 0.1중량%

중탄산칼슘 25.8중량%

상기 조성비로 한 것을 제외하고 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 소망의 벽지를 얻었다.

얻어진 벽지의 물성은 상기 실시예 1과 동등한 것으로 나타났다.

상기의 같은 본 발명은 조성물질 중에 중금속이 함유되어 있지 않은 것이므로 인체에 전혀 무해하다. 또, 함유된 전분은 사용된 벽지를 폐기하였을 때에 흙속에서 박테리아 등에 용이하게 생분해 되어 폐기물로 인한 공해문제가 생기지 않는다. 전문은 방사체가 함유된 잉크에도 함유되어 있기 때문에 상기 잉크로 인한 공해도 유발되지 않는다.

그리고 방사물질이 가지는 특성, 즉 공기 중의 유독가스, 악취 등을 흡착제거하는 성질과, 강력한 음이온을 발산하는 성질, 무기 겔마늄과 원적외선 방사 효과 및 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등이 서식하지 못하게 하는 항균 효과를 나타내며, 합성 화학물질을 분해하는 성질이 있어서 벽면 등을 구성하는 시멘트가 지니고 있는 pH13 정도의 강알칼리 성분이 난방 중에 휘산될 때에 이를 흡착하여 중화시키는 효과도 나타내어 벽지의 부식을 방지함으로써 사용 수명도 길어지는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 물 5~15중량%, 바인더 15~20중량%, 황토 또는 일라이트 10~20중량% 맥반석 10~20중량%, 전분 4중량%, 소포제 0.1~0.5중량%, 분산제 0.05~0.1중량%, 중산탄칼슘 30~45중량%의 조성비로 고르게 믹싱하여 얻어지는 방사물질을 에어 나이프로 층 두께를 조절하면서 배면지의 표면에 도포하고 건조시킨 다음, 도포된 방사물질의 최상면으로 UV, 우레탄, 투습성 우레탄 중에서 선택된 1종을 탑코팅하여 방사물질층의 표면이 보호되게 하는 순서로 행해짐을 특징으로 하는 방사물질이 함유된 벽지의 제조 방법.
2. 청구항1에 있어서, 상기 건조된 방사물질층의 상면으로 방사체가 함유된 잉크를 그라비아 인쇄법에 따라 특정의 문양으로 인쇄하는 공정이 더 포함됨을 특징으로 하는 방사물질이 함유된 벽지의 제조 방법.

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