KR100876961B1 - 벽지 코팅용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벽지 코팅용 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 벽지 코팅용 조성물은 벽지 및 벽면의 습기 곰팡이 발생을 사전에 차단하고 포름알데히드를 방산하지 않음으로써 탈취, 통풍 및 항균 효과가 우수할 뿐만 아니라, 음이온 발생 원적외선을 방출하여 혈액순환을 촉진함으로써 인체 건강에 유익한 효과를 가져다준다.

Description

벽지 코팅용 조성물{Composition for wall paper coating}

본 발명은 벽지 코팅용 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 벽지는 건물의 시멘트 벽의 내부 및 외부 온도차에 의한 결로 현상을 차단하기 위하여 건물의 내벽면이나 천정 등에 도배되어 주거 환경을 개선하거나 소비자의 취향에 따라 건물이 주는 느낌이나 분위기를 전환하고자 할 때 인테리어 효과를 나타내기 위하여 사용되어 왔다.

최근에는 삶의 질 향상과 더불어 실내 인테리어의 고급화 추세에 따라, 소비자들은 고급스런 외관 효과를 가지며 동시에 기본 물성을 충족시킬 수 있는 제품을 선호하고 있다. 따라서, 최근 벽지는 내수성, 보온성, 흡음성, 시공성 등과 같은 기본적인 특성뿐만 아니라, 통기성, 미려함, 탈취 또는 온도 조절과 같은 특성도 보유하기 위하여 많은 연구가 행해지고 있다.

종래의 벽지들은 인테리어 효과를 높이기 위하여 합성수지를 원지의 표면에 코팅시키고, 이 수지의 표면에 인쇄하는 방법을 주로 사용하여 왔다. 또다른 방법으로는, 벽면에 발생되는 습기를 흡수하며, 보온 및 방음 방청의 효과를 증대시키기 위하여, 미장처리가 안된 벽면에 매끄러운 석고보드를 대고 그 석고보드의 표면 에 벽지를 바르는 방식이 많이 사용되고 있다.

그러나, 이러한 인테리어 마감 방식은 삶의 질을 높이고 시각적으로 좋은 효과를 가져오지만, 석고보드의 내부에 항상 따뜻한 기운이 감돌고 있으며, 적당한 수분이 함유된 상태로 부착되어 있기 때문에, 그 내부에 각종 세균이나 곰팡이 등의 발생으로 인하여 비위생적이며 인체에 유해하다는 문제점이 있다. 또한, 새로 지은 건물에서는 건축내장재, 가구 및 벽지로부터 포름알데히드, 휘발성 유기화합물(VOCs), 가스 및 먼지 등의 환경오염물질이 방출됨으로써, 새집 증후군이 사회적 문제로 대두되고 있다.

따라서, 인체에 유익한 음이온 발생 원적외선을 방출하여 환경친화적이며, 탈취, 통풍 및 항균 효과가 우수한 벽지의 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명자들은 환경친화적이며 탈취, 통풍 및 항균 효과가 우수한 벽지에 대해 연구하던 중, 천연 제올라이트, 편백나무, 솔잎, 양파껍질 및 폴리비닐 에틸렌을 포함한 조성물이 탈취, 통풍 및 항균 효과가 우수함을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 환경친화적이며 탈취, 통풍 및 항균 효과가 우수한 벽지 코팅용 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명은 천연 제올라이트 60~70 중량%, 편백나무 분말 1~5 중량%, 솔잎 분말 10~20 중량%, 양파껍질 10~20 중량% 및 폴리비닐 에틸렌 2~7 중량%를 포함하는 벽지 코팅용 조성물을 제공한다.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 조성물에서 제올라이트(Zeolite)는 알칼리 및 알칼리토금속의 규산알루미늄 수화물인 광물로서, 비석이라고도 한다. 제올라이트의 광물학적 특성으로는 양이온 교환 특성(Cation Exchange Capacity; CEC), 흡착 및 분자체 특성, 촉매 특성, 탈수 및 재흡수 특성 등이 있다. 제올라이트의 양이온 교환 특성은 다른 양이온들의 용액으로 단순히 씻어주는 정도의 처리로도 공동내의 양이온들이 쉽게 이온교환이 일어나는 성질을 의미한다. (-) 이온, (+) 이온 교환 능력은 많은 양의 물이 존재하지만 350~400℃로 몇 시간만 가열하면 쉽게 탈취성을 갖는 것이 특징이다. 제올라이트의 종류로는 클리놉틸로라이트(Clinoptilolite), 모데나이트 (mordermite), 휼란다이트(heulandite), 필립사이트(philipsite), 차바자이트 (chabazite) 및 페리어라이트(ferrierite) 등 10종 미만의 광종을 포함하고 있다. 상기 제올라이트의 화학조성을 파악하기 위하여 전자현미분석기(Electron Probe Micro Analysis; EPMA) 및 습식방법으로 클리놉틸로라이트, 모데나이트, 휼란다이트의 화학적 정량 분석을 하였으며, 하기 표 1에 나타내었다. EPMA의 정량분석은 하기 수학식 1을 이용하여 계산하였다.

제올라이트에 흡착되는 분자로는 분자체에 따라 다양하며, 하기 표 2에 나타난 바와 같다.

본 발명의 조성물에서 제올라이트는 천연 제올라이트를 사용하는 것이 바람직하다. 만일 합성 제올라이트를 사용할 경우 인체에 유해한 물질인 포름알데히드를 방산하지만, 천연 제올라이트를 사용할 경우 포름알데히드를 전혀 방산하지 않는다. 상기 천연 제올라이트의 함량은 조성물 총 중량에 대해 60~70 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 만일 제올라이트의 함량이 60 중량% 미만이면 탈취력이 저하되며, 70 중량%를 초과하면 탈취력은 좋으나 단가가 높아 경제적이지 못하다.

편백나무(Chamaecyparis obtusa)는 겉씨식물 구과목 측백나무과의 상록교목으로 일본이 원산지이며, 노송나무라고도 한다. 편백나무에는 피톤치드라는 성분이 생기면서 인체에 좋은 작용을 한다고 알려져 있다. 편백나무의 효능으로는 스트레스 해소 및 정신을 맑게 해주는 효과, 실내공기의 정화 효과, 불면증 해소 효과, 자율신경을 안정시켜 혈액순환과 신진대사를 촉진시켜주는 효과, 냄새 제거 및 탈취효과, 삼림욕의 상쾌함을 전해주는 리후레쉬 효과, 항균 및 방충효과, 체내 호르몬 분비 촉진 및 신체리듬 회복 효과, 음이온 방출 효과, 운동신경 단련 및 감각기능의 안정 효과, 원활한 산소의 공급 효과, 피부미용 및 뇌 건강에 좋은 효과, 습기조절 효과 등이 있다. 상기 편백나무 분말의 함량은 조성물 총 중량에 대해 1~5 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 만일 편백나무 분말의 함량이 1 중량% 미만이면 공기정화가 어렵고, 5 중량%를 초과하면 공기정화 효과는 좋으나 단가가 높아 비경제적이다.

솔잎은 비타민 A, C, K, 엽록소, 칼슘, 철분과 다양한 효소들이 함유되어 있으며, 맛은 쓰지만 성질은 따뜻하고 독이 없어 체질과 무관하게 두루두루 이용할 수 있다는 장점이 있다. 솔잎의 주성분인 테르펜은 불포화 지방산의 하나로 콜레스테롤을 저하시키고, 말초혈관을 확장시켜 호르몬 분비를 높이며, 피를 맑게 하여 고혈압과 동맥경화의 예방 및 치료 효과가 뛰어나다. 또한 솔잎에 함유되어 있는 글리코겐이라는 성분은 혈당을 낮추는 효과가 있어 항당뇨 효과가 있으며, 엽록소와 탄닌성분은 소화기능을 돕고 살균작용도 한다. 상기 솔잎 분말의 함량은 조성물 총 중량에 대해 10~20 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 만일 솔잎 분말의 함량이 10 중량% 미만이면 탈취력 및 항균성이 저하되며, 20 중량%를 초과하면 음이온이 너무 많이 발생되어 오히려 인체에 좋지않은 영향을 준다.

양파껍질은 알리신 성분과 비타민 A, B1, B2 등의 유효성분을 함유하고 있다. 상기 알리신 성분은 몸 안에서 비타민 B1과 결합하여 신진대사를 원활하게 해주며, 깊은 숙면을 유도하여 세포에 활력을 불어 넣어주고, 진통완화, 변비해소, 해독작용, 심근부 활동 등의 효능이 있다. 또한 양파껍질의 효능으로는 동맥경화 및 고혈압 등의 성인병 예방에 효과가 있고, 위와 장의 점막을 자극해 소화분비를 촉진시켜 소화제로 이용되기도 하고, 항산화 및 항당뇨 효과가 있다. 상기 양파껍질의 함량은 조성물 총 중량에 대해 10~20 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 만일 양파껍질의 함량이 10 중량% 미만이면 탈취력 및 항균성이 저하되며, 20 중량%를 초과하면 음이온이 너무 많이 발생되어 오히려 인체에 좋지않은 영향을 준다.

폴리비닐 에틸렌 수지는 결합제로서 작용한다. 상기 폴리비닐 에틸렌 수지의 함량은 조성물 총 중량에 대해 2~7 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 만일 폴리비닐 에틸렌 수지의 함량이 2 중량% 미만이면 결합력이 미약하게 되며, 7 중량%를 초과하면 강도, 물성 및 기능성 등의 전반적인 기능이 좋지 않게 되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 벽지 코팅용 조성물은 필요에 따라 분산제, 항균제, 증점제, 발포제 또는 소포제 등의 통상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 조성물 총 중량에 대해 분산제 1.0~2.0 중량%, 항균제 1.0~2.0 중량%, 증점제 0.1~5.0 중량%, 발포제 1.0~3.0 중량% 또는 소포제 1.0~2.0 중량%를 포함할 수 있다.

상기 분산제는 윤활성과 흐름성을 조절하는 역할을 하며, 아크릴산 공중합체 소듐염(acrylic acid copolymer sodium salt)을 사용하는 것이 바람직하다. 만일 분산제를 과량 사용하면 분산속도가 빨라져 피도물인 직포나 부직포에 도포하는 경우 침투가 너무 많아져 제품의 품질저하의 원인이 되며, 분산제를 너무 소량 사용 하면 분산 능력이 떨어져서 균일한 조성물의 제조가 어려워진다.

상기 항균제는 곰팡이 방지 역할을 하며, 소량 사용 시에는 그 효력을 기대할 수 없고 과량 사용 시에는 물성변화는 물론 불필요한 원가가 상승되므로 적정량 이상은 사용하지 않는 것이 바람직하다.

상기 증점제는 균일한 점도유지, 윤활성 및 흐름성을 적절하게 유지시키는 역할을 하며, 종류로는 천연 고분자 물질인 알긴산, 키토산, 한청, 카제인 등을 사용하거나 합성고분자 물질인 PVA(폴리비닐알콜), PVP(폴리비닐피롤리돈), CMC(카르복시메틸셀룰로오스), HPC(히드록시프로필셀룰로오스), MC(메틸셀룰로오스), HEC (히드록시에틸셀룰로오스) 등을 사용하는 것이 바람직하다. 만일 증점제를 너무 소량 사용하면 그 효과가 미미하여 제품의 균일성을 보장할 수 없으며 천이나 부직포에 코팅할 경우 저점도로 인하여 코팅면의 반대면까지 흘러내리므로 제품이 깔끔하지 못한 단점이 있다. 반대로 증점제를 너무 과량 사용하면 코팅 시에 침투를 방해하여 접착이 불량하게 된다.

상기 발포제는 아조계 화합물, 니트로소계 화합물 및 술포닐히드라지드계 화합물로 이루어진 군으로부터 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 아조디카본아미드, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민, p-톨루엔술포닐히드라지드, p,p'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드), p-톨루엔술포닐 세미카바, 아조비스이소부티로니트릴 및 디아조아미노아조벤젠으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것이 바람직하다. 발포제를 너무 적게 사용하면 경도 및 비중이 매우 높아지고, 너무 과량 사용하면 과도한 발포에 의해 안정한 셀구조의 발포체를 얻을 수 없어서 발포체의 기계적 물성이 급격히 저하되는 단점이 있다.

상기 소포제는 유해한 기포를 제거하는 역할을 하며, 옥틸알콜, 시클로헥산올, 기타 고급알콜, 에틸렌글리콜, 소르비탄지방산에스테르를 주성분으로 하는 비이온성 계면활성제 또는 기타 비이온성 계면활성제 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 벽지 코팅용 조성물은 하기와 같은 방법으로 제조될 수 있다.

천연 제올라이트, 편백나무, 솔잎 및 양파껍질의 평균 입경이 800~4000 메쉬가 되게 분쇄한다. 상기 분쇄한 천연 제올라이트 60~70 중량%, 편백나무 분말 1~5 중량%, 솔잎 분말 10~20 중량% 및 양파껍질 10~20 중량%를 균일하게 혼합한다. 상기 혼합 분말과 폴리비닐 에틸렌 2~7 중량%를 액상 함침한다.

상기 제조된 조성물을 벽지용 통풍성 원지에 코팅한다. 이때 코팅의 두께는 0.1 내지 1.0㎜, 바람직하게는 0.2 내지 0.5㎜ 이다. 그 다음 건조장치인 챔버를 이용하여 100~150℃, 바람직하게는 110~120℃에서 건조시킨 후 권취한다.

상기 코팅방법으로는 당업계에서 사용하는 통상의 코팅방법, 예를 들어 딥코팅, 스프레이 코팅, 그라비아 코팅, 콤마 코팅, 롤 코팅, 바 코팅 또는 자외선 경화코팅 등의 방법을 사용할 수 있으며, 코팅되는 벽지의 재질, 요구 조건 또는 면적 등에 따라 선택적으로 사용할 수 있고, 그 두께를 조절할 수 있다.

본 발명의 벽지 코팅용 조성물은 벽지, 초배지, 각종 매장용 섬유재, 목재, 합성수지재, 시멘트, 몰탈, 석고보드, 각종 기능성 코팅표면 등에 코팅하여 사용할 수 있으며, 벽면은 물론 바닥, 천정, 이동식이나 조립식 시트, 패널, 깔판, 가구, 내장설비 등에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물에 대한 조성 성분의 선택이나 조성 비율을 약간 조정하여 사용하는 경우 다른 내장재에 비하여 약간 두껍게 도포하여야 하는 카펫 등의 슬립방지용 코팅제로도 사용할 수 있다.

본 발명의 벽지 코팅용 조성물은 벽지 및 벽면의 습기 곰팡이 발생을 사전에 차단하고 포름알데히드를 방산하지 않음으로써 탈취, 통풍 및 항균 효과가 우수할 뿐만 아니라, 음이온 발생 원적외선을 방출하여 혈액순환을 촉진함으로써 인체 건강에 유익한 효과를 가져다준다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 : 벽지의 제조

천연 제올라이트는 평균 입경이 4000 메쉬, 편백나무는 평균 입경이 2000 메쉬, 솔잎은 평균 입경이 1000 메쉬, 양파껍질은 평균 입경이 800~1000 메쉬가 되게 분쇄하였다. 상기 분쇄한 천연 제올라이트 65g, 편백나무 3g, 솔잎 13.5g 및 양파껍질 13.5g을 균일하게 혼합하였다. 상기 혼합 분말과 폴리비닐 에틸렌 5g을 교반속도 800rpm으로 액상 함침하였다. 상기 제조된 조성물을 벽지용 통풍성 원지에 0.25㎜의 두께로 도포하였다. 그 다음 건조장치인 챔버를 이용하여 110~120℃에서 건조시킨 후 권취하였다.

실험예 1 : 항균성 시험

본 발명의 벽지 코팅용 조성물의 항균성을 측정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.

본 실험은 한국 건자재 시험연구원에서 시행하였으며, 시험방법으로는 KICM-FIR-1002를 사용하여 측정하였다. 즉, 상기 실시예 1에서 제조한 벽지에 대장균(E. coli, ATCC 25922)을 접종하고 24시간 경과 후, 벽지 표면에 존재하는 미생물 수를 측정하고 감소율을 계산하여 항균성을 측정하였다. 대조군으로는 본 발명의 조성물을 넣지 않고 제조한 벽지(BLANK)를 사용하였다.

결과는 표 3 및 도 1에 나타내었다.

	초기 농도 CFU/40P	24시간 후 농도 CFU/40P	세균 감소율(%)
BLANK	422	2865	-
실시예 1	422	1	99.8

표 3 및 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 벽지 코팅용 조성물은 대장균에 대하여 세균 감소율이 99.8%로 매우 우수한 항균성을 나타내었다.

실험예 2 : 탈취율 시험

본 발명의 벽지 코팅용 조성물의 탈취율을 측정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.

본 실험은 한국 건자재 시험연구원에서 시행하였으며, 시험방법으로는 KICM-FIR-1085를 사용하여 시료 농도의 탈취율(%)을 측정하였다. 즉, 상기 실시예 1에서 제조한 조성물에 포름알데히드(HCHO)를 넣고 30분 마다 가스 검지관을 사용하여 가스농도를 측정하였다. 대조군으로는 본 발명의 조성물을 넣지 않고 제조한 벽지(BLANK)를 사용하였다.

결과는 표 4 및 도 2에 나타내었다.

경과시간(분)	BLANK(ppm)	시료 농도(ppm)	탈취율(%)
0	82	82	-
30	78	8	89.7
60	75	5	93.3
90	71	2	97.2
120	67	1	98.5

표 4 및 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 벽지 코팅용 조성물의 농도는 시간이 지날수록 감소하였고, 탈취율은 시간이 지날수록 높아지면서 약 2시간 후에는 포름알데히드 가스의 대부분이 흡착 제거되어 탈취효율이 매우 높은 것으로 나타났다.

실험예 3 : 통풍성 시험

본 발명의 벽지 코팅용 조성물의 통풍성을 측정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.

본 실험은 한국 건자재 시험연구원에서 시행하였으며, 시험방법으로는 KICM-FIR-1085를 사용하여 통풍성(%)을 측정하였다. 대조군으로는 본 발명의 조성물을 넣지 않고 제조한 종이 벽지, PVC 벽지 및 천연 벽지를 사용하였다.

결과는 표 5에 나타내었다.

	통풍 전(%/ppm)	통풍 후(%/ppm)
종이 벽지	45.2	46.2
	45.2	47.2
PVC 벽지	39.2	39.2
	39.2	39.2
천연 벽지	54.9	64.9
	59.0	69.0
실시예 1(벽지)	66.3	84.3
	66.1	84.1

표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 조성물을 넣지 않고 제조한 종이 벽지 및 PVC 벽지는 통풍 전과 통풍 후의 통풍성이 거의 차이가 나타나지 않았고, 천연 벽지는 통풍 전에 비해 통풍 후의 통풍성이 약 10% 정도 증가하였으며, 본 발명의 조성물로 제조된 벽지는 통풍 전에 비해 통풍 후의 통풍성이 약 18% 정도 증가하였다. 따라서, 본 발명에 따른 벽지 코팅용 조성물은 통풍성이 매우 우수함을 알 수 있다.

실험예 4 : 포름알데히드 방산 시험

본 발명의 벽지 코팅용 조성물의 방출되는 포름알데히드를 측정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.

본 실험은 한국화학시험연구원에서 시행하였으며, 시험방법으로는 KS M 7305:2006을 사용하여 상기 실시예 1에서 제조한 벽지의 포름알데히드 방산량(㎎/ℓ)을 측정하였다.

측정 결과, 본 발명의 조성물에 의해 제조된 벽지는 포름알데히드를 방산하지 않았다.

실험예 5 : 음이온 방출 시험

본 발명의 벽지 코팅용 조성물에서 방출되는 음이온을 측정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.

본 실험은 한국 건자재 시험연구원에서 시행하였으며, 시험방법으로는 KICM-FIR-1042를 사용하여 방출되는 음이온을 측정하였다. 즉, 상기 실시예 1에서 제조한 벽지를 전하입자 측정 장치를 이용하여 실내온도 21℃, 습도 48%, 대기중 음이온수 68/cc 조건에서 시험하였으며, 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 이온수를 표시하였다. 대조군으로는 본 발명의 조성물을 넣지 않고 제조한 벽지(BLANK)를 사용하였다.

결과는 표 6에 나타내었다.

시료	음이온(Ion/cc)
BLANK	75
실시예 1	1040

표 6에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 벽지 코팅용 조성물은 음이온을 1040 Ion/cc 방출함으로써 반영구적으로 음이온 방출 효과가 우수함을 알 수 있다.

본 발명에 따른 벽지 코팅용 조성물은 벽지 및 벽면의 습기 곰팡이 발생을 사전에 차단하고 포름알데히드를 방산하지 않음으로써 탈취, 통풍 및 항균 효과가 우수할 뿐만 아니라, 음이온 발생 원적외선을 방출하여 혈액순환을 촉진함으로써 인체 건강에 유익한 효과를 가져다준다.

도 1은 본 발명에 따른 벽지 코팅용 조성물의 항균성을 나타낸 도이다.

도 2는 본 발명에 따른 벽지 코팅용 조성물의 시간에 따른 가스농도곡선을 나타낸 도이다.

Claims (3)

1. 천연 제올라이트 60~70 중량%, 편백나무 분말 1~5 중량%, 솔잎 분말 10~20 중량%, 양파껍질 10~20 중량% 및 폴리비닐 에틸렌 2~7 중량%를 포함하는 벽지 코팅용 조성물.
2. 삭제
3. 제 1항의 조성물을 원지에 0.1 내지 1.0㎜의 두께로 코팅하여 제조된 벽지.

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