KR100404598B1

KR100404598B1 - 사문옥석 벽지 제조방법

Info

Publication number: KR100404598B1
Application number: KR10-2000-0046535A
Authority: KR
Inventors: 김윤정
Original assignee: 주식회사 사문옥나라
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2003-11-05
Also published as: KR20010000199A

Abstract

본 발명은 미세 파쇄된 사문옥석을 주재로 하여 이루어지는 옥벽지의 제조방법에 관한 것으로, 사문옥석의 천연적인 모양이 그대로 벽지에 재현되고, 제조방법이 간단하고 용이할 뿐만 아니라 대량생산이 가능한 옥벽지 제조방법을 제공한다.

그 구성은 벽지제조시 벽지원지를 제조도중 PVC용 원료수지 및 파쇄된 사문옥석 분말을 혼합하여 벽지를 제조하는 방법, 및

벽지를 제조함에 있어서, 파쇄된 사문옥석 입자를 완성된 벽지의 평균평량이 182∼220g/m²이 되도록 사문옥석층을, 우선 접착제를 평량 2~70g/m²이 되도록 도포한 다음 접착층이 형성된 벽지원지를 이송시킬 때 사문옥석 입자를 적당량 분무하여 형성하거나, 또는 사문옥석 입자와 접착제를 60:40~90:10의 중량비로 혼합한 혼합액을 도포하여 형성하여 80∼300℃에서 건조시키고, 존재하는 파쇄옥들은 브러쉬로 털어낸 다음 소망하는 두께의 옥벽지로 하기 위해 쇠로된 상,하 롤러의 이격거리를 조절함으로써, 이 과정에서 발생한 파쇄옥사이 계곡의 미분입자 또는 알맹이들을 2차 브러쉬처리를 거쳐 벽지를 제조하는 방법이 제공된다.

상기한 바에 따르면, 탈취, 항균, 항곰팡이, 시멘트파 차단, 유해전자파 차단, 신경 및 근육세포의 활성화 기능등의 잇점을 부여할 수 있다.

Description

사문옥석 벽지 제조방법{A PREPARING METHOD OF SERPENTINE WALLPAPER}

본 발명은 사문옥석 벽지 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사문옥석의 천연적인 모양이 그대로 벽지에 재현되고 제조방법이 간단하고 용이할 뿐만 아니라 대량생산이 가능한 옥벽지의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 적외선은 파장이 가시광선보다 길며 극초단파보다는 짧은 0.76∼1,000㎛범위의 전자파를 의미하는데, 이는 다시 파장대 길이에 따라 근,중,원적외선으로 구분되며, 통상 2.5㎛이상의 파장대를 지닌 적외선을 원적외선이라 하고, 그중에서도 5∼15㎛의 파장대가 인체에 가장 유익한 작용을 하는 것으로 알려져 있다.

이와같이 원적외선은 적외선 중에서도 파장이 긴 것으로, 상대적으로 파장이 짧은 근적외선이 유기물질등에 흡수되지 못하고 통과해버리는데 반하여 원적외선은 쉽게 유기물질에 흡수되어 여러가지 작용을 일으키게 되는데, 상온에서 보온, 숙성, 발효, 살균, 부패방지의 효과를 보이고, 인체에 방사될 경우에는 인체의 피하 40mm까지 침투하여 원자와 분자의 진동을 일으키게 되며, 체내에서는 열반응이일어나 피하조직의 온도가 상승하여 모세혈관의 확장, 혈액순환의 촉진, 신진대사의 증진, 세포조직의 재생등이 적정 체온을 유지시켜 온열작용, 숙성작용, 피로회복 작용등의 효과를 보인다. 또한 원적외선은 탈취 및 항균, 항곰팡이 작용이 있어 생활환경중에 산재되어 있는 유해균의 번식을 차단하는 효과를 발휘한다.

본 발명자는 위와 같은 효과에 부가하여 원적외선과 함께 MgO를 발생시켜 인체내에 무기이온 함량을 제어해줄 수 있는 벽지제조방법을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 제조공정이 간단하고 용이할 뿐만 아니라 대량 생산이 가능한 옥벽지 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 적용후 항균, 탈취, 유해파의 흡수등 오염된 공기를 정화할 수 있는 효과를 갖으며 이와동시에 MgO를 방사시켜 인체내 무기이온함량을 제어가능한 옥벽지 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일견지에 의하면,

벽지를 제조함에 있어서,

벽지원지를 제조한 다음 100∼1300메쉬로 파쇄된 사문옥석 입자를 사용하여 완성된 벽지의 평균평량이 182∼220g/m²이 되도록 사문옥석층을, 우선 접착제를 평량 2~70g/m²이 되도록 도포한 다음 접착층이 형성된 벽지원지를 이송시킬 때 사문옥석 입자를 적당량 분무하여 형성하거나, 또는 사문옥석 입자와 접착제를 60:40~90:10의 중량비로 혼합한 혼합액을 도포하여 형성하는 단계;

이어서 80∼300℃에서 건조시킨 다음 잔류 파쇄옥을 브러쉬로 털어내는 단계; 및

0.2∼5mm두께의 옥벽지로 하기 위해 쇠로된 상,하 롤러의 이격거리를 조절함으로써, 이 과정에서 발생한 파쇄옥사이 계곡의 미분입자 또는 알맹이들을 2차 브러쉬처리하는 단계;를 포함하여 이루어지는 사문옥석벽지 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 벽지는 통상의 벽지 제조공정에 따라 제조한다.

본 발명에 사용되는 세라믹으로는 SiO₄및 MgO와 같은 특정 무기이온을 다량 함유하고 있는 사문옥석, 그중에서도 특히 경옥(Jadeite)보다는 연옥(Nephrite)를 사용하는 것이 바람직하다.

일반적으로 사문옥석은 미국, 중국, 캐나다등지의 수입산과 부여나 홍천, 대천 등지의 국산이 있으며, 특히 국내 부여산은 SiO₄44%와 MgO 43%이라는 조성을 갖고 있다.

이같은 사문옥석을 벽지로 제조시 입자 크기가 크면 그 부분이 튀어나와 다치게되는 문제로 인해 사문옥석은 벽지에 적용하기 전에 파쇄하는 것이 좋다. 그 파쇄도는 100∼1300메쉬인 것이 바람직한데, 100메쉬를 벗어나게 되면 적용시 문제가 발생하게 되며, 1300메쉬이하로는 실제 공정에서 분쇄하기 어렵기 때문이다.

이같은 범위내로 파쇄시킨 사문옥석 입자를 벽지원지 제조도중 뿐만 아니라 통상의 방법으로 벽지원지를 제조한 다음에 그 상부에 사문옥석층을 형성시킬 수 있다. 이 경우에는 부득이하게 접착제를 사용하게 되는데, 본 발명에 사용되는 접착제로는 천연수지 및 화학수지를 들 수 있으며, 이들 수지류는 상응하는 경화제와 1:1비로 혼합한 제품으로 시판되고 있다.

이중에서 천연수지 접착제는 적용후 불연성을 제공하기 위한 것으로, 그 종류로는 벤조인, Damar(상품명), 에스테르 검, 폰티아낙 산다라(Pontianac Sandara)등이 있으며, 화학수지 접착제로는 실리콘, 멜라민, 폴리아미드, 아크릴산 에스테르등을 들 수 있다. 여기서 실리콘, 멜라민, 폴리아미드는 파장특성 및 방사율이 특히 우수한 것이며, 아크릴산 에스테르의 경우는 7∼10미크롱 범위에서 방사율이 좋다. 따라서 원하는 방사율 및 파장특성에 따라 적절한 종류를 선택할 수 있다.

사문옥석층을 도포할 경우에는 벽지원지를 제조하고 상기 접착제를 평량 2~70g/m²이 되도록 도포한 다음, 100-1300메쉬로 파쇄시킨 사문옥석 입자를 사용하여 완성된 벽지의 평균평량이 180∼220g/m²이 되도록 사문옥석층을 접착층이 형성된 벽지원지를 이송시킬 때 사문옥석 입자를 적당량 분무하여 형성하게 된다.

이때 접착제 평량이 2g/m²미만일 경우에는 접착효과를 거의 얻을 수 없으며, 70g/m²이상 도포하게 되면 접착제가 너무 과다하여 서로 뭉치게 됨으로써 결과 벽지의 두께가 일정치않을 뿐만 아니라 차후 적용할 사문옥석과의 접착력이 떨어지게 되므로 바람직하지 않다.

또한 접착제를 도포한 다음 사문옥석층을 형성시키면 존재하는 접착층으로 인해 사문옥석층의 원적외선 방사효과등이 조금씩 저감되게 되므로 따라서 완성된 벽지의 평균 평량이 상기 범위내인 것이 가장 바람직하다.

혹은 파쇄시킨 사문옥석 입자와 접착제를 60:40∼90:10의 중량비로 혼합한 다음 상기한 바와 같이 완성된 벽지의 평균 평량이 182∼220g/m²이 되도록 코팅 처리하여 사문옥석층을 형성할 수 있다. 이때 사문옥석과 접착제가 60:40중량비 이하일 경우에는 결과 제조된 벽지에 원하는 평량을 제공할 수 없으며, 90:10중량비를 벗어나게 되면 접착제량이 상대적으로 너무 적어 적절한 사문옥석의 접착을 기대할 수 없으므로 바람직하지 않다.

여기에 기타 첨가제로서 공지된 산화방지제, 전분, 소포제, 안정화제, 분산제, 가소제, 농후제, 현탁제, 자외선 흡수제, 증점제, 무기안료등을 필요에 따라 사용할 수 있으며, 이중에서 무기안료의 예로는 산화철, 산화티탄, 페릭 페로시아나이트, DC 옐로 No.5 알루미늄 레이크 및 DC 레드 No.6 바륨 레이크와 같은 레이크를 들 수 있다.

그런다음 상기 사문옥석층을 80-300℃의 온도범위에서 건조시킨다. 건조 온도가 80℃미만일 경우에는 접착제로서 화학수지를 적용할 경우에 완전한 건조를 도모할 수 없으며, 300℃이상과 같은 고온은 접착제가 되려 타버리게 되므로 바람직하지 않다.

건조후, 잔존 파쇄옥들은 브러쉬로 털어낸후 소망하는 두께의 옥벽지로 하기 위해 쇠로된 상,하 롤러의 이격거리를 조절함으로써, 이 과정에서 발생한 파쇄옥사이 계곡의 미분입자 또는 알맹이들을 2차 브러쉬처리하면 또한 옥벽지를 제조할 수 있다.

이때 그 전체두께는 0.2∼5mm 정도로 얇게 형성하여야 하며, 이 범위를 벗어나게 되면 방사 원전외선량이 1/3이하로 줄게 되므로 바람직하지 않다.

이와 같이 제조하면 실내의 오염된 공기를 정화하여 각종 냄새를 정화할 뿐만 아니라 시멘트파나 유해전자파를 차단하고 음이온을 방출하여 쾌적한 생활환경을 만들어주는 벽지를 제조하게 된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

<실시예 1>

벽지원지에 접착제로서 멜라민을 도포한 다음 100메쉬로 파쇄시킨 사문옥석(대한민국, 부여산)을 분무하여 0.2∼5mm두께로 접착시키고 잔류 옥입자는 브러쉬로 털어내었다. 그런 다음 80℃의 온도에서 건조시킨 다음 옥입자를 브러쉬로 다시 떨어내었다.

<실시예 2-4>

사문옥석(대한민국, 홍성산)을 600메쉬로 파쇄시킨후 여기에 접착제로서 벤조인, 및 임의의 첨가제로서 무기안료(본 발명에서는 산화철을 사용하였다.)를 하기표 1과 같은 비율로 배합하여 조성물을 제조하였다.

그런 다음 벽지원지에 상기 조성물을 도포하고 건조시켜 제조하는 통상의 벽지 제조방법에 의해 벽지를 제조하되 가장 양호한 분산성을 위해서는 그 도포두께를 0.2∼5mm정도로 하는 것이 좋다.

<비교예 1-3>

하기표 1에 기재한 바와 같이 각각 실시예 2-4에서 벗어난 범위로 벽지를 제조하였다.

	사문옥석(중량%)	벤조인(중량%)	산화철(중량%)
실시예 2	60	40	3
실시예 3	75	25	-
실시예 4	90	10	-
비교예 1	55	35	3
비교예 2	40	60	-
비교예 3	30	70	-

곰팡이 발생시험

이상과 같이 제조된 본 발명 벽지와 종래기술 벽지 및 일반벽지의 곰팡이 발생 대비 시험을 ASTM G-21하에 실시하고 그 결과를 관찰하였다.

먼저, 시험용 벽지를 1m²으로 절개하여 시편을 제조하였다. 그런 다음 곰팡이 균주로는 아스페르질루스 니게르(Aspergillus niger) ATCC 9542 및 페니실륨 피노필륨(Penicillium pinophilum) ATCC 11797 및 차에토미움 글로보섬(Chaetomium globosum) ATCC 6205의 혼합 균주를 도포용 브러쉬를 사용하여 고르게 시편에 도포하였다.

이와같이 제조한 시편을 동일 조건, 즉 온도 30℃, 습도 80%에서 1,2,3, 및 4주 간격으로 곰팡이 발생여부를 육안관찰후, 그 결과를 하기표 2에 나타내었다,

	1주후	2주후	3주후	4주후
실시예 1	0	0	0	0
실시예 2	0	0	0	0
실시예 3	0	0	0	0
실시예 4	0	0	0	0
비교예 1	0	0	0	1
비교예 2	0	0	1	2
비교예 3	0	1	2	3
일반벽지	1	1	2	3

*0:곰팡이 발생없음

*1:곰팡이 발생

*2:전체 시편의 1/10으로 퍼짐

*3:전체 시편의 1/6으로 퍼짐

*4:전체 시편의 1/3으로 퍼짐

*5:전체 확산됨.

상기표 2에 나타난 바와 같이 일반벽지의 경우에는 1주일후 곰팡이가 발생하고, 4주후에는 시편의 1/6에 곰팡이가 퍼진 반면, 본 발명에 의해 제조된 벽지의 경우에는 곰팡이가 발생하기 가장 좋은 조건하에서도 4주후에도 곰팡이 발생이 전혀 관찰되지 않았다.

세균 감소율 시험

이상과 같이 제조된 본 발명 벽지와 종래기술 벽지 및 일반벽지의 세균 감소율 시험을 KICM-FIR-1003(한국 건자재 시험 연구원내 시험방법)하에 실시하고 그결과를 관찰하였다.

먼저, 시험용 벽지를 1m²으로 절개하여 시편을 제조하였다. 그런 다음 곰팡이 균주로는 에스케리챠 콜리(Escherichia coli) ATCC 25922(대장균 항균시험용) 및 슈도모나스 아에루지노사(Pseudomonas aeruginosa) ATCC 15422(녹농균 항균시험용)를 각각 도포용 브러쉬를 사용하여 고르게 시편에 도포하였다.

이와같이 제조한 시편을 동일 조건, 즉 온도 30℃, 습도 80%에서 초기농도와 24시간후 세균 농도를 측정하고 그 세균 감소율을 계산하여 하기표 3에 기재하였다.

시험항목	시료구분	초기농도(CFU/㎖)	24시간후 농도(CFU/㎖)	세균감소율(%)
대장균에 의한 항균 시험	블랭크	219	590	-
대장균에 의한 항균 시험	실시예 1	219	1	99.8
녹농균에 의한 항균 시험	블랭크	210	562	-
녹농균에 의한 항균 시험	실시예 2	210	1	99.8

*블랭크:시료를 넣지 않은 상태하에 측정한 것임

*CFU(colony forming unit):군체 형성 단위

*배지상의 균수는 희석배수를 곱하여 산출한 것임.

상기표 3에서 보듯이, 본 발명의 벽지를 적용한 경우 주변환경에서 세균 감소 효과또한 현저한 것을 확인할 수 있었다.

소취율 시험

제조된 각각의 벽지의 소취율(%)을 가스검지관법에 의해 KFIA-FI-1004(한국원적외선협회 측정방법)하에 시험후 그 결과를 하기표 4에 나타내었다.

시료 무게:2,043g

주입된 암모니아 수성액량 2㎕

스트로크시 주입된 가스량:100㎖

시험에 사용된 비커 부피:2ℓ

*소취율(%):

경과시간(분)	블랭크 농도(ppm)	실시예 3농도(ppm)	소취율(%)	비교예 3농도(ppm)	소취율(%)	일반벽지농도(ppm)	소취율(%)
초기	500	500	-	500	-	500	-
30	490	75	85	460	6	480	2
60	480	55	89	420	13	460	4
90	460	35	92	415	10	445	3
120	450	25	94	395	12	435	3

상기표에 의하면, 그 소취율 개선효과 또한 현저한 것을 확인할 수 있었다.

원적외선 분광복사율

본 발명의 실시예 3에 의해 제조된 벽지의 원적외선 분광복사율(spectral emissivity)을 분광 복사계(spectroradiometer)와 흑체를 사용하여 186℃, 50%RH하에서 측정하고 그 결과를 하기표 5에 나타내었다.

파장(㎛)	분광복사율	파장(㎛)	분광복사율
3.000	0.915	8.600	0.951
3.300	0.906	8.800	0.943
3.400	0.901	9.000	0.937
3.600	0.911	9.300	0.924
3.800	0.917	9.400	0.906
4.000	0.923	9.600	0.882
4.300	0.926	9.800	0.859
4.400	0.921	10.000	0.849
4.600	0.929	10.300	0.841
4.800	0.956	10.400	0.844
5.000	0.947	10.600	0.847
5.300	0.932	10.800	0.863
5.400	0.926	11.000	0.877
5.600	0.928	11.300	0.890
5.800	0.933	11.400	0.899
6.000	0.926	11.600	0.908
6.300	0.925	11.800	0.913
6.400	0.930	12.000	0.919
6.600	0.927	12.300	0.922
6.800	0.929	12.400	0.925
7.000	0.934	12.600	0.925
7.300	0.936	12.800	0.928
7.400	0.940	13.000	0.921
7.600	0.939	13.300	0.928
7.800	0.941	13.400	0.926
8.000	0.963	13.600	0.929
8.300	0.952	13.800	0.930
8.400	0.952	14.000	0.930

상기 표에서 보듯이, 본 발명의 벽지의 경우는 186℃의 고온에서도 3.000∼14.000㎛의 파장대 전역에 걸쳐 원적외선 분광복사율이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.

유해물질 검출시험

본 발명의 실시예 3에 의해 제조된 벽지의 유해물질 검출시험을 KSl3128-94, KSl1204-97의 조건하에 실험하고 그 결과를 하기표 6에 나타내었다. 여기서 참고로 Pb, Cd, As, Hg, Cr, Cu, Ni 용출시험은 시료 145g에 4% 아세트산 250㎖를 첨가하고 24시간 용출시킨 다음 용출여부를 측정한다.

시험항목

SiO₂,%

Al₂O₃,%

Fe₂O₃,%

CaO,%

MgO,%

K₂O,%

Na₂O,%

Pb,ppm

Cd,ppm

As,ppm

Hg,ppm

Cr,ppm

Cu,ppm

Ni,ppm

함량

57.2

2.53

1.70

0.64

20.3

0.38

2.24

<0.01

불검출

0.04

0.07

0.96

상기표에서 보듯이, As나 Hg와 같은 유해물질은 전혀 검출되지 않았으며, SiO₂와 MgO의 함량이 제일 큰 것으로 확인되었다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 벽지를 제조하는 경우에는 원적외선 분광복사율이 매우 우수할 뿐만 아니라 곰팡이가 번식하기 가장 좋은 조건하에서도 90일이상 곰팡이의 발생이 관찰되지 않았으며, 암모니아를 이용한 소취율 시험 또한 30분 경과시부터 소취 효과가 현저하며 원하는 파장대에서 고온에서도 원적외선을 충분히 방사하는 벽지를 제조할 수 있다.

Claims

벽지를 제조함에 있어서,

벽지원지를 제조한 다음 100∼1300메쉬로 파쇄된 사문옥석 입자를 사용하여 완성된 벽지의 평균평량이 182∼220g/m²이 되도록 사문옥석층을 우선 접착제를 평량 2∼70g/m²이 되도록 도포한 다음 접착층이 형성된 벽지원지를 이송시킬 때 사문옥석 입자를 적당량 분무하여 형성하는 단계;

이어서 80∼300℃에서 건조시킨 다음 잔류 파쇄옥을 브러쉬로 털어내는 단계; 및

0.2∼5mm두께의 옥벽지로 하기 위해 쇠로된 상,하 롤러의 이격거리를 조절함으로써, 이 과정에서 발생한 파쇄옥사이 계곡의 미분입자 또는 알맹이들을 2차 브러쉬처리하는 단계;를 포함하여 이루어지고,

상기 접착제로는 벤조인, Damar, 에스테르 검, 폰티아낙 산다라(Pontianac Sandara)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 천연수지 및 실리콘, 멜라민, 폴리아미드, 아크릴산 에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화학수지중 1종을 사용함을 특징으로 하는 사문옥석 벽지 제조방법
벽지를 제조함에 있어서,

벽지원지를 제조한 다음 100∼1300메쉬로 파쇄된 사문옥석 입자를 사용하여 완성된 벽지의 평균평량이 182∼220g/m²이 되도록 사문옥석층을 사문옥석 입자와 접착제를 60:40∼90:10의 중량비로 혼합한 혼합액을 도포하여 형성하는 단계;

이어서 80∼300℃에서 건조시킨 다음 잔류 파쇄옥을 브러쉬로 털어내는 단계; 및

0.2∼5mm두께의 옥벽지로 하기 위해 쇠로된 상,하 롤러의 이격거리를 조절함으로써, 이 과정에서 발생한 파쇄옥사이 계곡의 미분입자 또는 알맹이들을 2차 브러쉬처리하는 단계;를 포함하여 이루어지고,

상기 접착제로는 벤조인, Damar, 에스테르 검, 폰티아낙 산다라(Pontianac Sandara)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 천연수지 및 실리콘, 멜라민, 폴리아미드, 아크릴산 에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화학수지중 1종을 사용함을 특징으로 하는 사문옥석 벽지 제조방법
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