본 발명의 친환경 PVE 벽지 조성물은, 수용성 PVE(Poly Vinyl Ethylene) 수지에, 대나무목분, 편백나무목분, 제올라이트 분말 및 조습항균제를 포함하여 이루어진다.
본 발명에서는 베이스 수지로서 PVC 수지 대신에 PVE 수지를 사용한다. 본 발명에서 사용되는 PVE 수지는 제조 공정에서 유해 화학물질을 사용하지 않는 친환경 수지이다. 이와 같이 제조된 수용성 PVC 수지는 수축성이 좋고 강도가 높기 때문에 늘어짐이나 우는 현상이 적어 벽지용으로 적합하여, 고품질의 우수한 벽지를 제조할 수 있다.
본 발명에서 조성물 중 PVE 수지의 함유량은 40∼55중량%이다. 함유량이 55중량%를 초과하면 경도가 높아져 벽지로의 형성이 어렵고, 함유량이 40중량% 미만이면 강도가 약하여 벽지로의 형성이 어렵다.
또한, 본 발명의 벽지 조성물에는 특히 인체에 유익한 친환경 성분으로서 대나무목분 및 편백나무목분이 사용된다. 이들 목분에는 테르펜 계통의 피톤치드가 풍부하게 함유되어 그 자체로서 음이온을 방출하며, 인체에 유익한 비타민과 미네랄이 다량으로 함유된 재료이다.
또한, 이 피톤치드 성분은 스트레스 해소 및 정신을 맑게 해주는 효과, 실내공기 정화 효과, 불면증 해소 효과, 자율신경을 안정시켜 혈액순환과 신진대사를 촉진시켜 주는 효과, 냄새 제거 및 탈취효과, 삼림욕의 상쾌함을 전해주는 리후레쉬 효과, 항균 및 방충효과, 체내 호르몬 분비 촉진 및 신체리듬 회복 효과, 운동 신경 단련 및 감각기능의 안정 효과, 원활한 산소의 공급 효과, 피부미용 및 뇌 건강에 좋은 효과, 습기조절 효과 등이 있다.
본 발명에서 조성물 중 대나무목분 및 편백나무목분의 함유량은 각각 20∼35중량% 및 5∼10중량%이다. 각 함유량의 상한을 초과하면 베이스 수지의 함유량이 저하되므로 벽지로 형성하는 것이 어렵고, 하한에 못미치면 각 목분의 기능이 충분히 발휘되지 않는다.
또한, 본 발명의 벽지 조성물에는 친환경 소재로서 제올라이트 분말이 사용된다.
본 발명에서 사용되는 제올라이트 분말은 미립자 물질을 흡착하는 기능을 한다. 조성물 중 제올라이트 분말의 함유량은 5∼10중량%이다. 함유량이 10중량%를 초과하면 베이스 수지의 함유량이 저하되므로 벽지로 형성하는 것이 어렵고, 함유량이 5중량% 미만이면 제올라이트의 기능이 충분히 발휘되지 않는다.
본 발명에서 제올라이트는 모데나이트에 나트륨(Na) 양이온을 치환시킨 활성 모데나이트를 타일러 표준체에 의한 메쉬 크기로 1000 메쉬로 분말화한 것을 사용한다.
제올라이트는 규소(Si)와 알루미늄(Al)으로 이루어진 다공성 결정체로서, 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 있으므로 다른 미립자 물질을 흡착할 수가 있다. 제올라이트의 이러한 성질을 이용해서 흡착제로 사용하면 크기가 다른 미립자 물질을 흡착시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 조성물은 제올라이트를 원료로 함유함으로써, 제올라이트의 흡착 성질로 인하여, 벽지로부터 방출되는 포름알데히드와 같은 유해물질이 자체적으로 흡착, 분해되므로 유해물질의 발산이 저감되어, 쾌적한 주거 환경을 조성할 수 있다.
본 발명에서는 항균 효과를 나타내는 조습항균제로서 조습 항균 자성 나노분말을 사용한다. 조성물 중 조습항균제의 함유량은 5∼10중량%이다. 함유량이 10중량%를 초과하면 베이스 수지의 함유량이 저하되므로 벽지로 형성하는 것이 어렵고, 함유량이 5중량% 미만이면 조습항균 기능이 충분히 발휘되지 않는다.
조습 항균 자성 나노분말은 습도 조절 및 항균 기능을 가진 자성 나노분말을 말한다. 자성 나노분말은 평균 입자 크기 30nm-100nm의 단자구 상태의 비자극성 분말로서, 물에 용해되며, 응집현상을 나타낸다. 응집현상을 줄이기 위해서는 계면활성제를 사용하며, 예를 들어 올레인 소다, 도데실벤젠술폰산 소다, 도데실아민, 카프린산, 라우린산, 미리스틴산 등이 사용될 수 있다.
특히, 자성 나노분말은 정자기 에너지를 발산하는데, 이러한 정자기 에너지는 항균 및 멸균성을 나타낸다. 또한, 정자기 에너지는 생명체에 유익한 에너지라고 알려져 있다. 따라서, 정자기 에너지를 발산하는 자성 나노분말은 연질 및 경질 pvc 플라스틱 성형물, 및 가정용품, 건축자재, 벽지 도료, 타일 장판 접착제 등의 다양한 기술 분야에서 사용되고 있다.
구체적으로, 정자기 에너지를 발산하는 자성 나노분말은 세라믹 자성 소재와 희토류계 금속 자성 소재로 나눌 수 있다. 본 발명에서는 보다 저렴하고 내산화성 이 우수한 산화물 세라믹계 자성 나노분말을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어 Sr-페라이트(Sr-Fe12O19), Ba-페라이트(Ba-Fe12O19), 마그네타이트(Fe3O4), 마그헤마이트(γ-Fe2O3), 니켈페라이트(Ni-Fe2O4), 코발트페라이트(Co-Fe2O4) 등이 사용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 벽지 조성물은 조습항균 자성 나노분말을 원료로 함유함으로써, 자성 나노분말은 습도 조절 및 항균 성질로 인하여, 시공된 벽지로부터 습도 조절과 항균 기능을 기대할 수 있고, 또한 인체에 유익하다고 알려진 정자기 에너지의 방출이 기대되므로, 쾌적한 주거 환경을 조성할 수 있다.
본 발명의 친환경 PVE 벽지 조성물을 제조하기 위해서, 40∼55중량%의 PVE 베이스 수지에 약 800 메쉬 입자로 분쇄한 대나무목분 및 편백나무목분을 전체 조성물 기준으로 각각 20∼35중량% 및 5∼10중량% 첨가하고 상온에서 1∼2시간 정도 700rpm으로 혼합한다.
이 혼합물에 약 1000 메쉬 입자로 분쇄한 제올라이트 분말과 조습항균제를 전체 조성물 기준으로 각각 5∼10중량%씩 첨가한다. 이 혼합물을 상온에서 1∼2시간 정도 700rpm으로 교반하여 최종 혼합물을 형성한다.
이와 같이 형성된 최종 혼합물을 25℃∼27℃에서 3∼4시간 동안 저온 숙성시킨다.
또한, 상기 최종 혼합물에, 필요에 따라 활성탄, 옥수수전분, 투습발포제, 난연제, 소포제, 분산제 및 증점제로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함시킬 수 있다.
이와 같이 제조된 조성물을 백상지 원지에 0.20∼0.25mm 두께로 도포한 후, 120∼130℃의 온도에서 건조시켜 친환경 PVE 벽지로 가공한다.
상기 설명한 대로, 본 발명의 벽지 조성물은 제조 공정에서 유해 화학물질이 사용되는 PVC 수지 대신 친환경 PVE 수지를 베이스 수지로서 사용하고, 각종 친환경 재료를 사용했기 때문에, 벽지로 가공하여 사용될 때, 화학 첨가제에 기인하는 유해물질의 배출이 저감되고, 오히려 음이온 및 피톤치드 등, 인체에 유익한 물질이 배출되는 이점이 있다.
본 발명의 친환경 PVE 벽지 조성물은 대나무목분 및 편백나무목분, 제올라이트, 조습 항균제를 사용하여 제조되므로, 건축물 내장재 등으로서 사용되었을 때, 유해물질 흡착성, 항균성 및 난연성을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라, 음이온 및 피톤치드를 방출하여 인체에 유익한 쾌적한 주거환경을 조성할 수 있다.
또한, 본 발명의 친환경 PVE 벽지 조성물은 제조 공정에서 유해 화학물질을 사용하지 않고, 교반 혼합 및 저온 숙성의 단계를 거치므로, 미량의 유해물질이라도 분해되어 제거되기 때문에, 유기화합물(TVOC), 포름알데히드, 톨루엔, 자일렌, 스티렌, 이소부틸벤젠, 에틸벤젠 등의 통상의 도료, 수지 등에 포함되어 있는 유해 화학물질들이 배출될 가능성이 없다.
따라서, 본 발명의 친환경 PVE 벽지 조성물을 사용하여, 다양한 기능을 가진 다기능성 벽지를 제조할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예
친환경 PVE 벽지 조성물의 제조
PVE 베이스 수지 45중량%(전체 조성물 기준)에 800 메쉬 입자로 분쇄한 대나무목분 및 편백나무목분을 각각 30중량% 및 5중량% 첨가하고, 상온에서 1시간 정도 700rpm으로 교반하였다. 이 혼합물에 1000 메쉬 입자로 분쇄한 활성 모데나이트 분말과 조습항균제로서 니켈페라이트(Ni-Fe2O4)를 각각 10중량%씩 첨가하였다. 이 혼합물을 상온에서 1시간 정도 700rpm으로 교반하여 잘 혼합하였다. 형성된 최종 혼합물을 25℃에서 3시간 동안 저온 숙성시켰다.
친환경 PVE 벽지 제조
상기 제조된 조성물을 백상지 원지에 0.20mm 두께로 도포한 후, 120℃의 온도에서 건조시켜 친환경 PVE 벽지로 가공하였다.
실험예 1 : 항균 성능 시험
상기 제조된 친환경 PVE 벽지 조성물의 시간 경과에 따른 항균 성능 시험(KICM-FIR-1002 시험방법)의 결과, 본 발명의 벽지 조성물은 98.8%의 우수한 항균 성능을 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다 (표 1 및 도 1).
|
시험결과 |
초기 대장균 농도 (CFU/40P) |
24h 후 대장균 농도 (CFU/40P) |
대장균 감소율 (%) |
대조군(블랭크) |
415 |
2878 |
- |
친환경 PVE 벽지 조성물 |
415 |
1 |
98.8 |
* 사용된 대장균 균주 : Escherichia coli ATCC 25922 |
실험예 2 : 탈취 성능 시험
상기 제조된 친환경 PVE 벽지 조성물의 시간 경과에 따른 탈취 성능 시험(KICM-FIR-1085 시험방법)의 결과, 본 발명의 벽지 조성물은 시간경과에 따라 66.7% 내지 84.3%의 우수한 탈취 성능을 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다 (표 2 및 도 2).
시험결과 |
경과시간 (분) |
대조군(블랭크)의 시료 가스 농도 (ppm) |
친환경 PVE 벽지 조성물의 시료 가스 농도 (ppm) |
탈취율 (%) |
0 |
81 |
81 |
- |
30 |
78 |
26 |
66.7 |
60 |
75 |
19 |
74.7 |
90 |
72 |
15 |
79.2 |
120 |
70 |
11 |
84.3 |
* 사용된 시료 가스 : HCHO |
실험예 3 : 음이온 방출량 시험
상기 제조된 친환경 PVE 벽지 조성물의 음이온 방출량 시험(KICM-FIR-1042 시험방법)의 결과, 본 발명의 벽지 조성물은 우수한 음이온 방출 성능을 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다 (표 3).
시험결과 (음이온 방출량) |
대조군(블랭크) |
75 Ion/cc |
친환경 PVE 벽지 조성물 |
1050 Ion/cc |
실험예 4 : 유해물질 방출량 시험
상기 제조된 친환경 PVE 벽지 조성물의 유해물질 방출량 시험(실내공기질공정시험기준 : 환경부고시 제2008-73호)의 결과, 본 발명의 벽지 조성물은 톨루엔 및 포름알데히드와 같은 유해물질이 방출되지 않음을 확인할 수 있었다 (표 4).
시험결과 (유해물질 방출량) |
톨루엔 (mg/l) |
검출되지 않음 |
포름알데히드 (mg/l) |
검출되지 않음 |
상기 시험 결과로부터, 본 발명의 벽지 조성물은 항균, 탈취, 음이온 방출 성능이 우수하고, 유해물질이 저감하는 것으로 확인되었다.