KR100918122B1 - 벽지용 결합제 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 벽지 및 이의 제조방법 - Google Patents

벽지용 결합제 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 벽지 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량%; 제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%; 음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%; 염화 나트륨 1 ~ 2 중량%; 전분 2 ~ 10 중량%; 및 총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 포함하는 벽지용 결합제 조성물 및 이의 제조방법이 개시된다. 또한, 이 조성물을 이용하여 제조된 벽지 및 이 벽지의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 벽지용 결합제 조성물은 용매 또는 분산매가 마일드한 물만으로 이루어져 있어서 새집증후군을 유발시키는 포름알데히드, 벤젠, 톨루엔과 같은 휘발성 유기화합물을 방출하지 않을 뿐만 아니라, 건축물에 시공되었을 때 건축물의 시멘트, 가구 등에서 발생하는 유독물질과 휘발성 유기화합물을 흡착제거하는 탈취성이 우수하며, 또한 인체에 유익한 음이온을 다량 방출하는 벽지를 안정적이고 효율적으로 제조할 수 있다.
벽지

Description

벽지용 결합제 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 벽지 및 이의 제조방법{Binder composition for wall paper, manufacturing method thereof, wall paper made using the same, and manufacturing method thereof}
본 발명은 벽지용 결합제 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 벽지 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 상세하게는 본 발명은 뽕잎 추출물을 활용하는 벽지용 결합제 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 벽지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 실내 인테리어의 고급화 추세에 따라, 소비자들은 고급스런 인테리어 효과뿐만 아니라 여러가지 기능성을 발휘할 수 있는 벽지를 선호하고 있다. 따라서, 최근의 벽지는 인테리어 장식성, 보온성, 방습성, 흡음성 등과 같은 기본적인 특성뿐만 아니라, 탈취성, 흡착성 또는 온도 조절과 같은 특성도 발휘할 수 있도록 많은 연구가 진행되고 있다.
종래의 벽지는 미장처리된 시멘트 벽면에 벽지를 바르는 방식으로 사용되고 있다. 또는 시멘트 벽면에서 발생되는 습기를 흡수하며, 보온, 방음, 및 방청의 효과를 증대시키기 위하여, 미장처리가 안 된 벽면에 석고보드를 대고 그 석고보드의 표면에 벽지를 바르는 방식으로도 사용되고 있다.
그러나, 이러한 벽지 사용 방식은 시각적으로 좋은 효과를 발휘할 수 있지만, 벽지, 합지 등이 시공되는 시멘트 벽면은 강한 알칼리 성분으로 구성되어 장기간 유독성 물질을 방출하는 특성이 있고, 이러한 유독성 물질은 인체에 매우 유해하다. 또한, 석고보드의 내부에 항상 따뜻한 기운이 감돌고 있으며, 석고보드는 적당한 수분이 함유된 상태로 부착되어 있기 때문에, 그 내부에 각종 세균이나 곰팡이 등이 발생할 수 있어서 비위생적이며 인체에 유해하다. 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, 인테리어 장식성, 보온성, 방습성, 흡음성 뿐만 아니라 휘발성 유기화합물 제거특성, 탈취성, 항균성 및/또는 음이온 방출성이 우수한 벽지의 개발이 절실히 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 요구를 만족시킬 수 있는 친환경 벽지를 효율적으로 제조할 수 있는 벽지용 결합제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 벽지용 결합제 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 요구를 만족시킬 수 있는 친환경 벽지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 요구를 만족시킬 수 있는 친환경 벽지의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은,
뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량%;
제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%;
음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%;
염화 나트륨 1 ~ 2 중량%;
전분 2 ~ 10 중량%; 및
총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 포함하는 벽지용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 벽지용 조성물은 항균제 0.1 ~ 1 중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 항균제는 디-n-데실-디메틸암모늄 클로라이드 또는 M2 / nO-Na2O-Al2O3-2SiO2-xH2O (M은 Ag+, Zn+ 이온)일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 뽕잎 추출물은 뽕잎을 압착하여 얻은 압착물을 실온에서 2시간 ~ 48 시간 동안 숙성한 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 제올라이트 입자는 평균입경 1 ~ 200㎛의 모데나이트 입자일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 음이온 방출 무기물 입자는 토르말린 입자, 견운모 입자 및 귀양석 입자로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 평균입경 1 ~ 100㎛의 무기물 입자일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 전분은 옥수수 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 및 타피오카 전분으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면은,
벽지용 조성물의 제조방법으로서,
(a) 상기 최종 조성물의 총중량을 기준(이하 동일)으로 뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량% 및, 제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%를 30 ~ 45℃의 온도에서 혼합하고 교반하면서 30분 ~ 3시간 동안 숙성시키는 단계;
(b) 상기 (a) 단계에서 제조된 결과물에 음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%를 혼합하고 교반하면서 30분 ~ 5시간 동안 숙성시킨 후 침전물을 제거하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계에서 제조된 결과물에 염화 나트륨 1 ~ 2 중량%를 혼합하고 교반하면서 30분 ~ 5시간 동안 숙성시키는 단계;
(d) 상기 (c) 단계에서 제조된 결과물의 온도를 10 ~ 30℃로 유지하면서 상기 결과물에 전분 2 ~ 10 중량% 및 총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 혼합하고 30분 ~ 3시간 동안 교반시키는 단계; 및
(e) 상기 (d) 단계에서 제조된 결과물의 온도를 10 ~ 30℃로 유지하면서 5 ~ 24시간 동안 숙성시키는 단계를 포함하는 벽지용 조성물의 제조방법을 제공한다.
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본 발명의 일 구현예에서, 상기 염화나트륨을 혼합하는 (c) 단계와 상기 전분을 혼합하는 (d) 단계의 사이에 항균제 0.1 ~ 1 중량%를 더 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 항균제는 디-n-데실-디메틸암모늄 클로라이드 또는M2/nO-Na2O-Al2O3-2SiO2-xH2O (M은 Ag+, Zn+ 이온)일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 뽕잎 추출물은 뽕잎을 압착하여 얻은 압착물을 실온에서 2시간 ~ 48 시간 동안 숙성한 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 제올라이트 입자는 평균입경 1 ~ 200㎛의 모데나이트 입자가 20 ~ 60 중량%의 농도로 물에 분산된 수분산물 형태로 혼합될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 음이온 방출 무기물 입자는 토르말린 입자, 견운모 입자 및 귀양석 입자로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 평균입경 1 ~ 100㎛의 무기물 입자가 30 ~ 70 중량% 농도로 물에 분산된 수분산물 형태로 혼합될수 있다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면은,
수지층;
종이층; 및
상기 수지층과 상기 종이층을 합지하기 위한 결합제층을 포함하고,
상기 결합제층은 뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량%, 제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%, 음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%, 염화 나트륨 1 ~ 2 중량%, 전분 2 ~ 10 중량%, 및 총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 포함하는 벽지용 조성물이 도포되고 건조되어 형성된 것을 특징으로 하는 벽지를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 벽지는 상기 수지층의 표면에 형성된 인쇄층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 벽지는 상기 인쇄층의 표면에 형성된 표면보호층을 더 포함할 수 있다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면은,
뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량%, 제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%, 음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%, 염화 나트륨 1 ~ 2 중량%, 전분 2 ~ 10 중량%, 및 총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 포함하는 벽지용 결합제 조성물을 준비하는 단계;
상기 조성물을 결합제로서 이용하여 수지 필름과 종이를 합지하는 단계; 및
상기 합지된 벽지를 건조하는 단계를 포함하는 벽지의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 벽지용 결합제 조성물은 용매 또는 분산매가 마일드한 물만으로 이루어져 있어서 새집증후군을 유발시키는 포름알데히드, 벤젠, 톨루엔과 같은 휘발성 유기화합물을 방출하지 않을 뿐만 아니라, 건축물에 시공되었을 때 건축물의 시멘트, 가구 등에서 발생하는 유독물질과 휘발성 유기화합물을 흡착제거하는 탈취성이 우수하며, 또한 인체에 유익한 음이온을 다량 방출하는 벽지를 안정적이고 효율적으로 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 벽지용 결합제 조성물은 또한 숙성된 뽕잎 추출물을 포함하고 있으므로 이의 접착력, 항균력을 이용할 수 있어서 결합제로서 사용하는 전분 및 항균제의 사용량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 뽕잎 추출물로부터 은은한 방향성분이 방출되어 거주자의 심리적 안정성을 증진시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 벽지용 결합제 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 벽지 및 이의 제조방법을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에서 개시되는 벽지용 결합제 조성물은 뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량%; 제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%; 음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%; 염화 나트륨 1 ~ 2 중량%; 전분 2 ~ 10 중량%; 및 총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 포함한다.
상기 뽕잎 추출물은 뽕잎을 압착하여 얻은 압착물을 실온에서 2시간 ~ 48 시간 동안 숙성한 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 얻어진 숙성된 뽕잎 추출물은 특유의 접착력을 가지므로 결합제로서 작용할 수 있으며, 이에 포함된 N-메틸-1-디옥 시노지리마이신, 2-O-a-D-갈락토피라노실-디옥시노지리마이신 등의 1-디옥시노지리마이신 유도체는 강력한 항균작용을 발휘할 수 있다. 이는 또한 유해물질의 흡착력을 가지며 또한 사람의 기분을 좋게 하는 방향성분을 방출하여 인체에 이로운 작용을 한다고 알려져 있다.
뽕잎 추출물의 함량은 조성물의 총중량을 기준으로 30 ~ 50 중량%이다. 뽕잎 추출물의 함량이 30 중량% 미만이면 접착력, 항균력및 흡착력이 불충분할 수 있으며, 50 중량%를 초과하면 접착력, 항균력 및 흡착력 등이 더 이상 증가하지 않는 경향을 나타낸다. 뽕잎 추출물은 상기한 바와 같이 물을 사용하지 않고 뽕잎만을 압착하여 얻은 압착물을 실온에서 2시간 ~ 48 시간 동안 숙성하여 사용하는 것이 바람직하다.
제올라이트 입자는 알칼리 및 알칼리토금속의 규산알루미늄 수화물로서, 일반적으로 무색투명하거나 백색 반투명하며, 결정구조적으로 원자 사이의 결합이 느슨하여, 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격이 그대로 유지되므로 휘발성 유기 화합물, 냄새 성분, 기타 공기중의 유해물질 등을 용이하게 흡착하여 제거할 수 있다. 상기 제올라이트 입자로서는 천연 제올라이트 입자가 바람직하다. 특히 상기 제올라이트 입자는 평균입경 1 ~ 200㎛의 모데나이트 입자인 것이 입수용이성 및 흡착성 등의 관점에서 바람직하다. 이 모데나이트 입자의 평균입경은 분산매 중에서의 분산성 및/또는 흡착성 등이 만족할 만한 수준이 되도록 결정된다. 합성 제올라이트는 인체에 유해한 물질인 포름알데히드를 방출할 수 있지만, 모데나이트 입자는 포름알데히드를 거의 방출하지 않는다. 모데나이트 입자의 함량 은 조성물 총중량에 대해 5 ~ 10 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 모데나이트 입자의 함량이 5중량% 미만이면 벽지 제조후의 유해물질의 흡착력 및 탈취력이 불충분할 수 있고, 모데나이트 입자의 함량이 10 중량%를 초과하면 흡착력 및 탈취력은 크지만 모데나이트 입자의 과다사용으로 인한 낭비가 발생할 수 있다.
음이온 방출 무기물 입자는 토르말린 입자, 견운모 입자 및 귀양석 입자로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 평균입경 1 ~ 100㎛의 무기물 입자일 수 있다. 음이온 방출 무기물 입자는 음이온 및 경우에 따라서는 원적외선이 방출되도록 하기 위한 것이다. 이의 사용량은 상기 조성물의 총중량을 기준으로 2 ~ 5 중량%인 것이 바람직하다. 이 함량이 2중량% 미만이면, 음이온 및 원적외선의 방출량이 불충분하게 될 염려가 있으며, 5 중량%를 초과하면 비용이 상승하게 된다. 이러한 음이온 방출 무기물 입자는 평균입경 1 내지 100㎛의 토르말린 입자, 견운모 입자 및 귀양석 입자를 주성분으로 하여 구성된다. 토르말린은 일반적으로 붕소를 함유한 사이크로 규산염 결정구조로서, 태양광선이 조사된 경우, 인체에 유익한 약 0.06mA의 전류를 발생시키며, 인체와 동일한 약 4 내지 약 14 미크론의 원적외선을 방출할 수 있다. 본 발명에서는 인체에 이로운 전류, 음이온 및 원적외선을 방출하는 기능을 부가하기 위하여 사용된다. 견운모는 인체의 혈액 순환을 촉진하고 세포활성을 활성화하는 원적외선을 방사할 수 있으며 강력한 음이온을 발산하여 각종 유해 물질을 흡착할 수 있는 기능을 지닌다. 귀양석은 장석계 중에서 음이온을 가장 많이 방출(24.140 ed/cc.sec)하는 물질로서 상온인 25℃에서 원적외선을 가장 많이 방출할 수 있다. 이러한 귀양석은 높은 계면활성 효과를 보이며 뇌파 중에서 알파 파를 다량 증가시키고 혈류량을 증가시키는 반면, 혈류속도는 감소시킬 수 있다고 보고되고 있다.
염화 나트륨은 조성물에 방부력을 부여한다. 염화나트륨의 함량은 1 ~ 2 중량%로 조정되는 것이 바람직하다.
전분은 옥수수 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 및 타피오카 전분으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 전분은 결합제 및 증점제로서 기능한다. 즉 전분은 조성물의 점도를 증진시키고 구성성분들을 결합시키며 겔화를 촉진하여 후속 공정에서 합성수지 필름과 원지를 접착시키는 작업성을 좋게 한다. 전분으로서는 옥수수 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 타피오카 전분, 카사바 전분 등을 불문하고 어느 것이나 사용될 수 있다. 전분의 함량은 조성물의 총중량을 기준으로 2 ~ 10 중량%인 것이 바람직하다. 전분의 사용량이 조성물의 총중량을 기준으로 2 중량% 미만이면, 겔화도 및 결합력 등이 충분하지 않으며 후공정에서 직물이나 부직포에 코팅할 경우 저점도로 인하여 코팅면의 반대면까지 흘러내리므로 제품이 깔끔하지 못한 단점이 있다. 10 중량%를 초과하면 조성물의 점도가 필요 이상으로 높아져서 균일 혼합을 위한 교반 등에 소요되는 에너지가 증가할 수 있으며 후공정에서 코팅시에 침투를 방해하여 접착이 불량하게 될 수 있다.
상기 벽지용 조성물은 항균제 0.1 ~ 1 중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 항균제는 디-n-데실-디메틸암모늄 클로라이드 또는 M2/nO-Na2O-Al2O3-2SiO2-xH2O 입자(M은 Ag+, Zn+ 이온)일 수 있다. 디-n-데실-디메틸암모늄 클로라이드는 원액 및 고농도의 상태에서는 자극성이므로 취급을 용이하게 하기 위하여 물에 희석하여 사용하는 것이 바람직하다. M2/nO-Na2O-Al2O3-2SiO2-xH2O (M은 Ag+, Zn+ 이온)는 BACTOCIDE-200Z라는 상품명으로 구입할 수 있다. 이 무기 항균제는 광범위한 세균, 곰팡이, 조류 등에 효과를 나타낼 수 있으며, 내약품성, 내열성, 내후성이 우수하며, 환경오염이 없고 매우 저독성이고 활성금속인 Ag+, Zn+ 이온이 휘발되거나 용출되기 않아 장시간 효과가 뛰어난 장점이 있다. 항균제의 함량이 0.1 중량% 미만이면, 항균력이 부족하고, 1 중량%를 초과해도 항균력이 이에 비례하여 증가하지 않으며 제조원가의 상승으로 이어진다.
본 발명에 따른 벽지용 결합제 조성물은 다음과 같은 단계를 통하여 제조된다.
먼저, 최종 조성물의 총중량을 기준(이하 동일)으로 뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량%, 및 제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%를 30 ~ 45℃의 온도에서 혼합하고 교반하면서 30분 ~ 3시간 동안 숙성시킨다.
상기 뽕잎 추출물은 물을 사용하지 않고 순수한 뽕잎을 압착하여 얻은 압착물을 실온에서 2시간 ~ 48 시간 동안 숙성한 것을 사용하는 것이 조성물의 결합력 및 항균력의 측면에서 바람직하다. 제올라이트 입자는 평균입경 1 ~ 200㎛의 모데나이트 입자가 20 ~ 60 중량%의 농도로 물에 분산된 수분산물 형태로 혼합된 것을 사용하는 것이 공정용이성 측면에서 바람직하다.
상기 결과물에 음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%를 혼합하고 교반하면서 30분 ~ 5시간 동안 숙성시킨 후 침전물을 제거한다. 음이온 방출 무기물 입자는 토르말린 입자, 견운모 입자 및 귀양석 입자로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 평균입경 1 ~ 100㎛의 무기물 입자가 30 ~ 70 중량% 농도로 물에 분산된 수분산물 형태로 혼합된 것을 사용하는 것이 공정용이성 측면에서 바람직하다. 이러한 수분산물은 예를 들면, 음이온 방출 무기물 입자를 물에 혼합하여 수분산물을 형성하는 단계; 상기 수분산물을 나노 분쇄기에 의하여 2000 내지 3000 rpm의 고속으로 70 내지 90 분간 미세하게 분쇄하고 방치하여 슬러리와 상등액으로 구분하는 단계; 및 상기 슬러리와 상등액을 여과하여 상등액인 음이온 방출 무기물 입자의 수분산물을 회수하는 단계에 의하여 제조될 수 있다.
이어서, 상기 결과물에 염화 나트륨 1 ~ 2 중량%를 혼합하고 교반하면서 30분 ~ 5시간 동안 숙성시킨다.
상기 결과물의 온도를 10 ~ 30℃, 바람직하게는 20 ~ 25℃로 유지하면서 상기 결과물에 전분 2 ~ 10 중량% 및 총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 혼합하고 30분 ~ 3시간 동안 교반시킨다.
이어서 상기 결과물의 온도를 10 ~ 30℃, 바람직하게는 20 ~ 22℃로 유지하면서 5 ~ 24시간 동안 저온숙성하면 본 발명에 따른 겔화된 벽지용 조성물을 얻을 수 있다.
상기 염화나트륨을 혼합하는 단계와 상기 전분을 혼합하는 단계의 사이에는 항균제 0.1 ~ 1 중량%를 더 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 항균제는 디 -n-데실-디메틸암모늄 클로라이드 또는M2/nO-Na2O-Al2O3-2SiO2-xH2O (M은 Ag+, Zn+ 이온)일 수 있다.
상기한 바와 같은 뽕잎 추출물, 제올라이트 입자, 음이온 방출 무기물 입자, 항균제, 및 전분 등의 투입순서를 지키는 것이 이들 첨가제의 침전을 방지하여 균일한 조성물을 얻는 측면에서 바람직하다. 만일 이들을 동시에 투입하는 경우에는 침전이 발생하기 쉽다.
상기한 본 발명의 벽지용 결합제 조성물은 필요에 따라 분산제, 윤활제, 발포제 및/또는 소포제 등의 통상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이들의 사용량은 조성물의 총중량에 대해 분산제 1 내지 2.5중량%, 발포제 1 내지 2.5 중량% 및/또는 소포제 1 내지 2.5 중량% 일 수 있다.
분산제는 윤활성과 흐름성을 조절하는 역할을 하며, 아크릴산 공중합체 나트륨염을 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.
발포제는 아조계 화합물, 니트로소계 화합물 및 술포닐히드라지드계 화합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 아조디카본아미드, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민, p-톨루엔술포닐히드라지드, p,p'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드), p-톨루엔술포닐 세미카바지드, 아조비스이 소부티로니트릴 및 디아조아미노아조벤젠으로 이루어진 군으로부터 1종 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.
소포제는 벽지용 결합제 조성물 중에 발생한 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 벽지는 상기한 벽지용 결합제 조성물을 이용하여 다음과 같은 단계를 통하여 제조된다.
먼저, 상기한 바와 같은 단계를 통하여 뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량%, 제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%, 음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%, 염화 나트륨 1 ~ 2 중량%, 전분 2 ~ 10 중량%, 및 총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 포함하는 벽지용 결합제 조성물을 준비한다.
다음으로 상기 조성물을 결합제로서 이용하여 수지 필름과 종이를 합지한다. 수지 필름은 비닐계 중합체, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 중 적어도 어느 하나의 수지로 이루어진 것일 수 있다. 폴리아미드는 천연 또는 인조 폴리아미드 모두를 포함한다. 천연 폴리아미드는 실크일 수 있다. 경제성, 인쇄성, 강도, 내후성 등의 측면에서 폴리비닐클로라이드 필름이 사용되는 경우가 많다.
합지방법으로는 당업계에서 사용하는 통상의 코팅방법, 예를 들면 그라비아 코팅, 콤마 코팅, 롤 코팅, 바 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다. 코팅되는 벽지의 재질, 요구 조건 또는 면적 등에 따라 선택적으로 사용할 수 있고, 그 두께를 조절할 수 있다. 건조온도는 특별히 제한되지 않지만 생산성 등의 측면을 감안하여 통상적으로 열처리 챔버를 이용하여 80 내지 100℃에서 실시된다. 이후, 원하는 도안을 인쇄하고 권취한다. 인쇄는 합지전에 이루어질 수도 있다.
이와 같은 벽지 제조방법에 의하여 수지층; 종이층; 및 상기 수지층과 상기 종이층을 합지하기 위한 결합제층을 포함하고, 상기 결합제층은 뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량%, 제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%, 음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%, 염화 나트륨 1 ~ 2 중량%, 전분 2 ~ 10 중량%, 및 총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 포함하는 벽지용 조성물이 도포되고 건조되어 형성된 것을 특징으로 하는 벽지가 얻어진다.
상기한 바와 같이 수지층의 표면에는 인쇄층이 더 형성될 수 있다. 인쇄층은 그라비아 인쇄 또는 전사 방식의 인쇄 방식에 의하여 형성될 수 있다. 상기 인쇄층의 표면에는 표면보호층이 더 형성되어 있을 수 있다. 표면보호층은 아크릴 수지 도는 우레탄 수지의 표면처리제를 인쇄층상에 코팅 후 소정의 온도로 엠보싱 처리하여 형성될 수 있다. 표면보호층의 두께는 5 ~ 30㎛ 정도인 것이 효과적이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 벽지용 결합제 조성물은 용매 또는 분산매가 마일드한 물만으로 이루어져 있어서 새집증후군을 유발시키는 포름알데히드, 벤젠, 톨루엔과 같은 휘발성 유기화합물을 방출하지 않을 뿐만 아니라, 건축물에 시공되었을 때 건축물의 시멘트, 가구 등에서 발생하는 유독물질과 휘발성 유기화합물을 흡착제거하는 탈취성이 우수하며, 또한 인체에 유익한 음이온을 다량 방출하는 벽지를 안정적이고 효율적으로 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 벽지용 결합제 조성물은 또한 숙성된 뽕잎 추출물을 포함하고 있으므로 이의 접착력, 항균력을 이용할 수 있어서 결합제로서 사용하는 전분 및 항균제의 사용량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 뽕잎 추출물로부터 은은한 방향성분이 방출되어 거주자의 심리적 안정성을 증진시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 실시를 구체적으로 예시하기 위한 것 일뿐 본 발명이 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 : 벽지 조성물 및 벽지의 제조
뽕잎 추출물 50 kg, 평균입경 80㎛의 모데나이트 입자(밀도 2.12~2.15, 경도 4~5) 7 kg(고형분 기준)을 포함하는 수분산물(모데나이트 입자 농도 70%)을 약 40℃의 온도에서 혼합하고 균일하게 교반하면서 약 2.5 시간 동안 숙성시켰다. 뽕잎 추출물은 미세하게 분쇄한 한국산 뽕잎을 압착하여 얻은 압착물을 약 25℃의 온도에서 24 시간 동안 숙성한 것을 이용하였다.
상기 결과물에 평균입경 20㎛의 토르말린 입자 3.5 kg(고형분 기준)을 포함하는 수분산물을 혼합하고 교반하면서 약 3.5 시간 동안 숙성시킨 후 여과하여 침전물을 제거하였다.
상기 결과물에 염화 나트륨 1.5 kg을 혼합하고 교반하면서 약 3시간 동안 숙 성시켰다. 이어서 상기 결과물에 M2/nO-Na2O-Al2O3-2SiO2-xH2O 입자(M은 Ag+, Zn+ 이온) (상품명: BACTOCIDE 200Z) 0.2kg을 혼합하고 약 40분 동안 교반하였다.
상기 결과물의 온도를 약 20℃로 유지하면서 옥수수 전분 3 kg 및 총중량을 100 kg으로 하기 위한 물을 혼합하고 약 20 ~ 22℃의 온도를 유지하면서 약 1시간 동안 교반하였다. 이와 같이 하여 얻어진 벽지용 결합제 조성물의 온도를 약 20 ~ 22℃의 온도로 유지하면서 약 12시간 동안 숙성시킴으로써 겔화된 벽지용 결합제 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 하여 제조한 벽지용 결합제 조성물을 결합제로서 이용하여 두께 0.10 mm의 열가소성 폴리비닐클로라이드 필름과 벽지용 통풍성 원지에 콤마 코팅 방식으로 합지하였다. 이 결과물을 약 90℃의 건조 챔버를 통과시켜서 건조시킨 후 권취하였다.
시험예 1 : 포름알데히드 방출 시험
상기 실시예에서 설명한 방법으로 얻은 벽지에서 대표적인 유해한 휘발성 화합물인 포름알데히드가 어느 정도 방출되는지 측정하였다. 이 측정은 한국화학시험연구원에서 EPA 8315A에 의거하여 이루어졌다.
측정결과 본 벽지에서는 특히 새집증후군의 주범으로 보고되고 있는 포름알데히드가 검출되지 않았다.
시험예 2: 암모니아 탈취시험
상기 실시예에서 설명한 방법으로 얻은 벽지의 탈취 성능을 확인하기 위하여 암모니아 가스 탈취 시험을 실시하였다. 이 측정은 한국건자재시험연구원에서 KICM-FIR-1085에 의거하여 이루어졌다.
표 1은 그 결과를 나타낸다.
[표 1]
구 분 암모니아 가스 탈취시험
경과시간(분) 블랭크 농도(ppm) 시료 농도(ppm) 탈취율(%)
시험결과 0 200 200 -
30 176 79 55.1
120 145 57 99.7
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 결합제 조성물을 이용하여제조된 벽지는 휘발성 화합물의 탈취능이 우수한 것을 알 수 있다.
시험예 3: 항균성 시험
상기 실시예에서 설명한 방법으로 얻은 벽지에 대하여 이 벽지의 항균성을 측정하였다. 이 측정은 한국건자재 시험연구원에서 일반적으로 사용되는 실험방법인 KICM-FIR-1002(사용균주: Escherichia coli ATCC 25922 대장균)에 의거하여 실시하였으며, 그 결과를 아래 표 2에 나타낸다.
[표 2]
시험항목 시험결과
초기농도 (CFU/40p) 24시간후 농도 (CFU/40p) 세균감소율
대장균에 의한 항균시험 블랭크 424 2888 -
시료 벽지 424 4 99.8
표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조된 벽지는 Escherichia coli ATCC 25922 대장균을 24시간 경과후 99.8% 감소시킬 수 있었다. 따라서 본 발명에 따라 제조된 벽지는 항균성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
시험예 4: 음이온 방출 시험
실시예에 의하여 제조된 벽지에 대하여 음이온 방출 실험을 실시하였다. 음이온 방출 실험은 한국건자재시험원에서 일반적으로 사용되는 음이온 방출 실험 방법인 KICM-FIR-1042에 의거하여 실시하였다.
그 결과를 3에 나타낸다.
[표 3]
시험항목 음이온 방출량(Ion/cc)
음이온 방출시험 블랭크 75
시료 벽지 1060
표 3을 보면 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조된 벽지는 통상적인 대기중의 음이온수 보다 약 14배 이상의 음이온을 방출하는 것을 확인할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 따르면 아래와 같은 우수한 특성을 갖는 벽지를 안정적이고 효율적으로 대량생산할 수 있다.
(1) 용매 또는 분산매가 마일드한 물만으로 이루어져 있어서 새집증후군을 유발시키는 포름알데히드, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠과 같은 유해한 용매를 원천적으로 포함하지 않는다.
(2) 어떠한 이유에서 벽지중에 포함된 포름알데히드, 벤젠 등의 유독한 휘발성 유기화합물 및 벽체의 시멘트로부터 발산되는 유해물질은 제올라이트의 흡착특성에 기인하여 제거될 수 있다. 따라서 탈취성이 우수하다.
(3) 인체에 유익한 음이온을 다량 방출하므로 본 발명에 따라 제조된 벽지는 거주자의 건강을 향상시킬 수 있다.
(4) 전분이 뽕잎 추출물에 의하여 보강되어 있으므로 결합력이 강하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량%;
    제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%;
    음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%;
    염화 나트륨 1 ~ 2 중량%;
    전분 2 ~ 10 중량%; 및
    총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 포함하는 벽지용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 항균제 0.1 ~ 1 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벽지용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 뽕잎 추출물은 뽕잎을 압착하여 얻은 압착물을 실온에서 2시간 ~ 48 시간 동안 숙성한 것을 특징으로 하는 벽지용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제올라이트 입자는 평균입경 1 ~ 200㎛의 모데나이트 입자인 것을 특징으로 하는 벽지용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 음이온 방출 무기물 입자는 토르말린 입자, 견운모 입자 및 귀양석 입자로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 평균입경 1 ~ 100㎛의 무기물 입자인 것을 특징으로 하는 벽지용 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전분은 옥수수 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 및 타피오카 전분으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 벽지용 조성물.
  7. 제2항에 있어서, 상기 항균제는 디-n-데실-디메틸암모늄 클로라이드 또는M2/nO-Na2O-Al2O3-2SiO2-xH2O 입자(M은 Ag+, Zn+ 이온)인 것을 특징으로 하는 벽지용 조성물.
  8. 벽지용 조성물의 제조방법으로서,
    (a) 상기 최종 조성물의 총중량을 기준(이하 동일)으로 뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량% 및, 제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%를 30 ~ 45℃의 온도에서 혼합하고 교반하면서 30분 ~ 3시간 동안 숙성시키는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계에서 제조된 결과물에 음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%를 혼합하고 교반하면서 30분 ~ 5시간 동안 숙성시킨 후 침전물을 제거하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계에서 제조된 결과물에 염화 나트륨 1 ~ 2 중량%를 혼합하고 교반하면서 30분 ~ 5시간 동안 숙성시키는 단계;
    (d) 상기 (c) 단계에서 제조된 결과물의 온도를 10 ~ 30℃로 유지하면서 상기 결과물에 전분 2 ~ 10 중량% 및 총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 혼합하고 30분 ~ 3시간 동안 교반시키는 단계; 및
    (e) 상기 (d) 단계에서 제조된 결과물의 온도를 10 ~ 30℃로 유지하면서 5 ~ 24시간 동안 숙성시키는 단계를 포함하는 벽지용 조성물의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 염화나트륨을 혼합하는 (c) 단계와 상기 전분을 혼합하는 (d) 단계의 사이에 항균제 0.1 ~ 1 중량%를 더 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벽지용 조성물의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 뽕잎 추출물은 뽕잎을 압착하여 얻은 압착물을 실온에서 2시간 ~ 48 시간 동안 숙성한 것을 특징으로 하는 벽지용 조성물의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제올라이트 입자는 평균입경 1 ~ 200㎛의 모데나이트 입자가 20 ~ 60 중량%의 농도로 물에 분산된 수분산물 형태로 혼합되는 것을 특징으로 하는 벽지용 조성물의 제조방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 음이온 방출 무기물 입자는 토르말린 입자, 견운모 입자 및 귀양석 입자로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 평균입경 1 ~ 100㎛의 무기물 입자가 30 ~ 70 중량% 농도로 물에 분산된 수분산물 형태로 혼합되는 것을 특징으로 하는 벽지용 조성물의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 항균제는 디-n-데실-디메틸암모늄 클로라이드 또는M2/nO-Na2O-Al2O3-2SiO2-xH2O 입자(M은 Ag+, Zn+ 이온)인 것을 특징으로 하는 벽지용 조성물의 제조방법.
  14. 수지층;
    종이층; 및
    상기 수지층과 상기 종이층을 합지하기 위한 결합제층을 포함하고,
    상기 결합제층은 뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량%, 제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%, 음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%, 염화 나트륨 1 ~ 2 중량%, 전분 2 ~ 10 중량%, 및 총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 포함하는 벽지용 조성물이 도포되고 건조되어 형성된 것을 특징으로 하는 벽지.
  15. 제14항에 있어서, 상기 수지층의 표면에 형성된 인쇄층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벽지.
  16. 제15항에 있어서, 상기 인쇄층의 표면에 형성된 표면보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벽지.
  17. 뽕잎 추출물 30 ~ 50 중량%, 제올라이트 입자 5 ~ 10 중량%, 음이온 방출 무기물 입자 2 ~ 5 중량%, 염화 나트륨 1 ~ 2 중량%, 전분 2 ~ 10 중량%, 및 총함량을 100중량%로 하기 위한 나머지 량의 물을 포함하는 벽지용 결합제 조성물을 준비하는 단계;
    상기 조성물을 결합제로서 이용하여 수지 필름과 종이를 합지하는 단계; 및
    상기 합지된 벽지를 건조하는 단계를 포함하는 벽지의 제조방법.
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