KR100987135B1 - 나노섬유 벽지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기능성 벽지의 제조방법에 관한 것이고, 구체적으로 표면지 위에 적층된 나노섬유층이 일정한 두께의 균일도를 가지고, 표면지와 나노섬유층이 벽지로서 사용되기에 적합한 정도의 결합력을 유지하는 기능성 벽지의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 기능성 벽지의 제조방법은 방사용액 및 표면지를 준비하는 단계; 컬렉터와 평행하게 설치되는 보조 기재의 재료와 두께를 결정하는 단계; 및 방사용액을 전기방사하여 표면지에 나노섬유층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

기능성 벽지, 나노섬유, 전기방사, 오염방지 물질

Description

나노섬유 벽지의 제조방법{Method for Producing Nano-fiber wallpaper}

본 발명은 나노섬유로 이루어진 기능성 벽지의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 표면지 위에 나노섬유층이 적층되어 있으며 표면지와 나노섬유층이 벽지로서 기능할 수 있을 정도의 일정한 접착력으로 결합된 벽지를 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 벽지는 종이나 직물 등으로 이루어진 표면지에 디자인적인 측면에서 특정 문양을 인쇄하거나 특정 문양의 요철을 가지도록 엠보싱 처리하여 제조된다. 또한 디자인적 측면의 일차적 기능에 부가하여 특정한 기능을 가지도록 표면지의 표면에 항균, 전자파 방지, 탈취, 방진, 방충과 같은 다양한 기능을 하는 물질들을 코팅하여 기능성 벽지를 제조할 수도 있다. 특히 최근에는 건축자재로 휘발성 유기물질을 포함하는 자재가 많이 사용된다. 따라서 새집증후군과 같은 인체에 유해한 반응을 억제하기 위한 기능성 벽지에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다.

또한 경우에 따라서는 디자인적인 측면이나 기능적인 측면에서 벽지가 부직포로 제조되는 것이 유리한 경우가 있다. 한국공개특허 제1997-059381호는 부직포로 이루어진 벽지의 제조방법에 관하여 개시하고 있다. 상기 특허는 폴리에스터나 폴리프로필렌 또는 그 혼합물로서 부직포를 만들고, 항균제나 방향제 중 적어도 하나와 난연제를 포함하는 수용액에 침지시키고, 이를 건조하고, 무늬를 인쇄를 하여 벽지를 제조하는 방법에 관하여 제안하고 있다. 다만 제안된 선행발명의 경우에는 부직포를 구성하는 섬유의 직경에 관한 한정이 없고, 선행발명의 제조방법을 나노섬유를 포함한 벽지에 적용하면 다음과 같은 문제점이 있다. 나노섬유는 전기방사와 같은 특정한 제조방법에 의하여만 생산이 가능하므로, 일반 벽지를 구성하는 부직포에 비하여 제조단가가 현저히 높고 또한 두께가 매우 얇다. 따라서 벽지로서 요구되는 기계적 강도나 대량 생산의 용이성과 같은 조건을 만족시키기 어려운 문제점이 있다.

본 발명에 적용되는 나노섬유의 제조방법에 관하여는 다양한 방법이 제안되어 있다. 일반적으로 나노섬유는 섬유 직경의 평균 직경이 50 내지 1,000 ㎚가 되는 섬유를 의미한다. 나노섬유는 고분자 수지를 포함하는 방사 용액 또는 방사 용융물을 전기방사하여 제조할 수 있다. 나노 섬유의 생산을 위한 다양한 기술이 개발되었지만 크게 분류하면 하향식 전기방사장치를 이용한 경우와 상향식 전기방사장치를 이용한 경우로 나눌 수 있다. 전기방사장치는 방사노즐을 통하여 방사용액이 공급되고 대향하는 방향으로 컬렉터가 설치되고 그 사이의 방사공간에 수십 kV의 고전압을 인가하여 이루어진다. 이러한 전기방사장치를 이용하여 방사용액을 방사시키고, 신장되고 일정 범위의 직경을 가지는 나노섬유를 제조하게 된다.

도 1a에 도시된 바와 같이 하향식 전기방사장치는 방사노즐(101)이 위쪽에 위치하고 컬렉터(103)가 아래쪽에 위치함을 특징으로 한다. 하향식 전기방사장치의 구성을 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다. 방사용액을 보관하는 방사용액 탱크(미도시)와 방사용액의 일정한 공급을 위한 계량펌퍼(미도시)와 방사용액을 토출하는 다수개의 방사노즐(101)이 배열된 노즐블록(102)과 상기 노즐 아래에 위치하여 방사되는 섬유들을 집적하는 컬렉터(103) 및 전압을 발생시키는 전압발생장치(미도시)들을 포함한다. 이러한 하향식 전기방사장치에서는 방사용액이 방사노즐(101)을 통해 정량적으로 공급되고, 고전압이 인가된 컬렉터(103) 방향으로 방사된다. 이러한 전기방사에 의하여 나노섬유(105)가 기재(104) 위에 형성된다. 전기방사 장치는 노즐의 구조, 방사용액의 공급방법, 방사공간의 구성, 인가된 고전압의 범위 등과 같은 다양한 공정 인자에 의하여 나노섬유의 물성을 조절할 수 있다.

도1b에는 상향식 전기방사장치가 도시되어 있다. 상향식 전기방사장치는 하향식 전기방사장치에서 방사용액이 물방울 형태로 낙하하는 드롭넷(droplet) 현상을 포함한 여러 문제점을 해결하기 위하여 개발된 기술이다. 상향식 전기방사장치의 구조적인 특징만을 살피면 하향식 전기방사장치를 수직방향으로 반대로 배치한 구조와 대체로 일치한다. 상향식 전기방사장치의 구조와 작동 원리에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서는 상기에서 설명한 전기방사장치를 이용하여 나노섬유 벽지의 제조하는 방법을 제안한다. 이는 나노섬유가 벽지 구성의 일부 구성요소로 사용되어 나노섬유의 기능적 특징을 그대로 유지하면서도 벽지로서의 기능을 방해하지 않고, 또한 벽지의 대량 생산에 적합한 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 나노섬유를 포함하는 벽지의 제조방법으로, 벽지로서 기능하는데 문제가 없고 대량생산이 가능한 벽지의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 기능성 벽지의 제조방법은 방사용액 및 표면지를 준비하는 단계; 컬렉터와 평행하게 설치되는 보조 기재의 재료와 두께를 결정하는 단계; 및 방사용액을 전기방사하여 표면지에 나노섬유층을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 기능성 벽지의 제조방법은 표면지에 나노섬유층을 형성하기 전에 접착층을 형성하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 기능성 벽지의 제조방법은 나노섬유층이 형성된 표면지를 열압착시키는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 기능성 벽지의 제조방법은 나노섬유층의 두께가 1 내지 100㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 기능성 벽지의 제조방법은 나노섬유층에 기능성 물질을 코팅하거나 증착하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 기능성 벽지의 제조방법에 사용되는 기능성 물질은 불소, Cu, Ag, 또는 Al 중 적어도 하나의 성분을 포함한다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 기능성 벽지의 제조방법은 방사용액 및 기재를 준비하는 단계; 컬렉터와 평행하게 설치되는 보조 기재의 재료와 두께를 결정하는 단계; 방사용액을 전기방사하여 기재에 나노섬유층을 형성하는 단계; 상기 기재와 나노섬유층을 분리하는 단계; 및 표면지에 나노섬유층을 결합하는 단계를 포함한다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 기능성 벽지의 제조방법은 열압착에 의하여 표면지와 나노섬유층을 결합하는 단계를 포함한다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 기능성 벽지의 제조방법은 나노섬유층이나 표면지에 접착층을 형성하여 표면지와 나노섬유층을 결합하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제조방법에 따라 제조된 기능성 벽지는 종이, 부직포, 기타 재질의 표면지 위에 일정한 두께를 가지는 나노섬유층이 형성되어 있고, 표면지와 나노섬유층이 벽지로서 사용되기에 적합한 정도의 결합력으로 결합된다. 이렇게 제조된 나노섬유벽지는 나노섬유 자체의 기능적 특징인 흡음 및 차음 효과를 가지고, 나노섬유에 항균 물질이나 광촉매 물질과 같은 기능성 재료를 첨가할 경우 기존 섬유에 비하여 현저히 넓은 표면적이 확보되어 기능성 벽지로서의 효과가 배가될 수 있다는 장점을 가진다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면을 참조하고 실시 예를 이용하여 상세하게 설명된다. 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

본 명세서에서 표면지란 벽지 구성요소의 일부로서 어느 한 면에 다양한 기능성 물질이 형성되거나 특정 문양 등이 인쇄될 수 있는 벽지의 기재를 의미한다. 표면지는 건물의 벽에 직접 접착되거나 초배지 위에 접착될 수도 있고, 경우에 따라서는 초배지와 결합한 형태의 다층 구조일 수도 있다. 표면지는 종이, 섬유, 고분자 수지와 같이 다양한 재질이 될 수 있고, 문언적 의미로서의 종이에 한정되지 않는다.

그리고 나노섬유란 통상적 의미로서 나노미터 단위의 직경을 가지는 섬유를 의미하며, 일반적으로 섬유의 직경이 50 내지 1000㎚인 섬유를 의미한다. 나노섬유는 열가소성 또는 열경화성 수지인 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 나일론 수지, 폴리(글리콜라이드/L-락티드)공중합체, 폴리(L-락티드) 수지, 폴리비닐알콜 수지, 폴리비닐클로라이드 수지 중 적어도 하나로 이루어질 수 있고, 경우에 따라 불소와 같은 소수성 성분이 함유될 수 있다. 벽지에 특정 기능을 부가하기 위하여 필요에 따라 나노섬유에 광촉매물질, 도전성 물질, 항균성 물질, Cu, Ag, Al 등을 포함시킬 수 있다. 또한 나노섬유는 나노섬유의 추가적인 표면적의 증가를 위하여 다공성 섬유로 이루어 질 수도 있다.

아래에서 도 2a 내지 도 2f를 이용하여 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 나노섬유 벽지의 제조방법에 대하여 자세히 설명한다.

도 2a는 본 발명에 따른 나노섬유의 제조방법에 대한 제1 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2a를 참조하면 전기방사장치는 방사노즐(201)과 컬렉터(202) 그리고 그 사이의 방사공간(203)을 포함하며, 전기방사에 의하여 나노섬유가 코팅될 표면지(205)가 이동할 수 있도록 컬렉터(202)의 면을 따라 형성된 로울러(204)가 추가된다. 방사용액 저장소(미도시)에는 미리 준비된 일정 성분의 방사용액이 저장되어 있고, 방사용액은 방사노즐(201)로 공급된다. 표면지(205)는 로울러(204)를 따라 컬렉터(202)의 면과 평행하게 이동하고, 방사노즐(201)과 컬렉터(202) 사이의 방사공간(203)에서 전기방사가 이루어진다. 전기방사에 의하여 표면지(205)에는 나노섬유층(206)이 형성되기 시작하며 형성되는 나노섬유의 두께는 로울러(204)의 이송속도를 포함한 다양한 공정인자의 조절에 의하여 조절이 가능하다. 이때의 공정인자는 표면지의 이송속도, 방사용액의 공급속도, 방사공간에 형성되는 전기장의 세기와 같은 다양한 인자가 될 수 있다. 표면지(205)에 나노섬유층(206)이 형성될 때 나노섬유층은 어느 정도의 결합력을 가진다. 용융되거나 용매에 녹아 있는 고분자 수지가 표면지에 도달한 후 일정 정도의 유동성을 가지는 액체에서 고체로 변화되면 표면지와 나노섬유 사이에는 결합력이 발생한다. 이러한 결합력은 액체(또는 어느 정도의 점도를 가지는 점성액) 상태의 고분자 수지가 표면지의 기공에 어느 정도 흡수된 후 고화되기 때문에 발생하는 물리적 결합과 표면지와 나노섬유간의 반데르발스 인력에 기인한다. 상기 결합력에 의하여 나노섬유가 코팅된 표면지는 벽지로 사용될 수 있다. 본 발명에 사용되는 방사용액은 다양한 종류의 열가소성 또는 열경화성 수지가 용매에 녹아서 이루어진다. 열가소성 또는 열경화성 수지는 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 나일론 수지, 폴리(글리콜라이드/L-락티드)공중합체, 폴리(L-락티드) 수지, 폴리비닐알콜 수지, 폴리비닐 클로라이드 등이 선택될 수 있다. 용매는 물, 에탄올, 초산, 디메틸포름아마이드 등의 유기용매이거나 이들을 일정 비율로 혼합한 것일 수 있다. 다만 이러한 예시로서 본 발명이 한정된다는 것을 의미하지는 않는다. 도 2a에는 본 발명에 사용되는 전기방사장치로서 상향식 전기방사장치를 도시하고 있으나 하향식 전기방사장치 또한 본 발명에 동일한 개념으로 적용이 가능하다. 본 발명에서는 벽지에 포함되는 섬유의 직경이 50 내지 1000㎚인 것을 특징으로 하고, 후술될 바이지만 이러한 나노섬유는 종래의 섬유벽지에 비하여 벽지의 기능적 측면에서 여러 장점을 가지고 있다.

도 2b는 본 발명의 따른 나노벽지의 제조방법에 대한 제2 실시 예를 도시한 것이다. 도 2b를 참조하면, 제2 실시 예에서는 표면지(205)가 컬렉터(202)의 면을 따라 이동함에 있어, 방사공간(203)에 들어가기 전에 먼저 접착제(207)가 코팅되는 단계를 거치게 된다. 접착제(207)는 도시된 바와 같이 접착액의 분사장치(208)에 의하여 코팅이 될 수도 있으나, 접착제(207)가 표면지(205) 표면에 고르게 도포되는 것이 가능한 모든 코팅방법을 사용하는 것이 가능하다. 본 발명에서 다양한 종류의 접착제가 사용될 수 있는데, 고분자를 용액으로 사용하는 접착제인 물에 녹인 녹말풀, 가솔린에 녹인 고무풀, 시너에 녹인 플라스틱계 접착제나, 저분자의 액상이 후에 중합반응으로 고분자가 되는 아크릴 접착제 등이 사용될 수 있다. 도 2b에는 접착제(207)의 코팅과 방사공간(203)으로의 표면지(205)의 이동이 연속적으로 이루어지는 공정이 도시되어 있지만, 이와 달리 접착제(207)의 코팅은 전기방사와는 별도의 공정과정에서 미리 이루어질 수도 있다. 제2 실시 예에서는 표면지(205) 와 나노섬유층(206) 사이에 접착층(207)이 추가로 존재하는 벽지를 제조하는 것을 특징으로 한다. 전술한 바와 같이 전기방사에 의하여 표면지에 나노섬유를 코팅하면 일정정도의 접착력이 발생한다. 일반적인 가정이나 사무실에서 벽지의 사용 태양을 고려하면 벽지는 외부의 문지름이나 충격에 대한 내구성이 요구된다. 따라서 표면지와 그 위에 코팅된 기능성 재료 사이에 특별한 결합력이 요구되는 경우도 있다. 본 발명의 제2 실시 예에서는 이러한 요구를 만족시키기 위하여 표면지와 나노섬유층 사이에 추가적인 결합력을 부가하는 접착층을 형성하는 것이다. 접착제와 나노섬유의 결합구조를 살펴보면, 접착층 내부에 나노섬유의 일부가 침투하여 결합력을 유지하면서도 일정 비율의 나노섬유는 외부로 노출되는 것이 보장되어야 한다. 전기방사에 의한 나노섬유의 제조공정의 안정성, 즉 나노섬유층 두께의 균일도 확보와 같은 인자를 고려하면 통상적으로 나노섬유의 두께는 수 내지 수백 미크론인 것이 일반적이고 바람직하게는 1 내지 100㎛이다. 따라서 접착층의 두께는 이보다 얇은 것이 바람직하다. 다만 반드시 접착층의 두께에 해당하는 깊이만큼 나노섬유가 접착층에 파묻히는 것은 아니므로, 접착제의 점도나 종류를 조절하여 접착층의 두께를 두껍게 하면서도 앞에서 설명한 적절한 결합구조를 유지하는 것도 가능하다.

도 2c에는 본 발명의 제3 실시 예가 도시되어 있다. 도 2c를 참조하면, 전기방사에 의하여 표면지(205)에 나노섬유(206)가 코팅된 후, 나노섬유가 코팅된 표면지는 압착로울러(209)를 통과한다. 압착로울러(209)는 일정한 온도로 가열된다. 가열된 압착로울러(209)는 표면지(205)와 나노섬유층(206) 사이에 추가적인 결합력을 부가하고, 각각의 나노섬유들 사이의 간격을 줄여 나노섬유층(206) 조직을 조밀하게 만드는 역할도 수행한다. 압착로울러(209)가 표면지(205)와 나노섬유층(206) 사이에 추가적인 결합력을 부가하기 위한 적절한 가열온도는 나노섬유벽지의 층 구성에 따라 달라질 것이다. 표면지와 나노섬유층만으로 이루어진 경우에는 나노섬유층을 이루는 나노섬유가 일정 정도 용융될 수 있을 정도의 가열 온도가 요구될 것이고, 이는 선택된 나노섬유의 용융점에 따라 달라진다. 만약 표면지와 나노섬유층 사이에 접착층이 형성되어 있고, 상기 접착층의 용융점이 나노섬유의 용융점보다 낮은 경우라면 접착층이 일부 용융될 수 있을 정도의 가열 온도에서 압착로울러의 가열 온도가 선택될 수 있다. 전기방사에 의하여 표면지와 나노섬유층 사이에 벽지로서 기능하기에 충분한 결합력이 확보된 경우라면, 압착로울러는 나노섬유층 조직을 조밀하게 만드는 역할만을 수행할 수 있다. 이 경우 압착로울러의 가열 온도는 나노섬유의 용융점이 아닌 이보다 낮은 유리전이온도(glass transition temperature) 이상의 온도만 유지하면 충분하다. 나노섬유층 조직을 조밀하게 만드는 것의 효과는 나노섬유층의 기능적 측면과 관련된다. 나노섬유층은 개개 나노섬유가 불규칙하게 적층된 구조로서 공기나 인체에 유해한 휘발성 유기분자들의 통과가 가능하다. 그러나 나노섬유층 조직이 조밀하게 구성되어 있으면 이보다 직경이 현저히 큰 물방울은 통과할 수 없다. 따라서 공기나 휘발성 유기분자들은 통과가 가능하고 액체상태의 물은 통과할 수 없는 특별한 기능을 가질 수 있다. 이러한 기능성은 표면지와 나노섬유 사이에 항균 물질이나 광촉매 물질과 같은 기능을 하는 재료들이 채워진 경우, 공기 중에 있는 유해한 물질은 흡착시키고 외부의 물에는 젖지 않는 기능을 의미한다.

도면으로 설명되지는 않았지만, 본 발명의 제2 실시 예의 접착층 형성단계와 제3 실시 예의 압착로울러에 의한 압착 단계는 하나의 벽지 제조방법에 동시에 적용되는 것도 물론 가능하다.

도 2d에는 본 발명의 제4 실시 예가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 기재(210)에 코팅된 나노섬유층(206)은 나노섬유층만 따로 분리되어 권취장치(211)에 의해 권취된다. 이를 위해 기재(210)와 나노섬유층(206)의 결합 정도는 약한 힘에 의하여 분리될 정도로 약한 것이 유리하다. 이렇게 권취된 나노섬유는 부직포 형태로 이루어지고, 도면으로 제시되지는 않았지만 별도의 공정을 통하여 표면지에 부착된다. 상기 부착은 표면지나 나노섬유층에 접착제를 도포하여 이루어지거나, 접착제의 사용없이 열압착에 의하여 이루어질 수 있다.

도 2e에서는 나노섬유층에 기능성 물질을 코팅하거나 증착하는 방법에 대하여 설명한다.

도시된 바와 같이 나노섬유층(206)이 코팅된 표면지(205)가 이송장치(212)에 의하여 기능성 물질 도포장치(213)의 주변을 통과하며 기능성 물질(215)이 나노섬유층(206) 위에 코팅된다. 이러한 기능성 물질(215)의 코팅은 제1 내지 제4 실시 예에 의한 벽지 제조공정에 연속하여 이루어지거나, 이와는 별도의 공간에서 이루어질 수도 있다. 또한 도 2e에서는 스프레이 방식에 의한 코팅을 도시하였지만 기능성 물질이 고르게 코팅될 수 있는 경우라면 그 외에 다양한 방법이 사용될 수 있다. 기능성 물질은 다양한 종류가 사용될 수 있는데, 예를 들어 에멀전 상태로 분 산된 불소수지인 PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene, 테플론), FEP(Fluorinated Ethylene Propylene copolymer), PFA(tetra fluoro ethylene-PerFluoro Alkylvinyl ether copolymer), Modifiedfluorineresin(One-coat enamel) ,ETFE(Ethylene Tetra Fluoro Ethylene) 등이 오염방지 물질로 사용될 수 있다. 상기 불소수지는 고분자 사슬에 불소원자가 결합한 것이 특징이며, 오염방지 특성은 불소의 큰 전기음성도에 기인한다. 또한 이러한 오염방지 물질 외에 Cu, Ag, Al 등이 코팅되거나 증착될 수 있는데, 이러한 물질들은 항균작용과 같은 다양한 기능을 벽지에 부과할 수 있다.

도 2f는 보조 기재가 형성된 기능성 벽지의 제조방법 및 장치를 도시한다. 도 2f를 참조하면, 보조 기재(216)는 컬렉터(202)와 로울러(204) 사이에 형성된다. 보조 기재(216)는 그 두께나 재료의 선택에 의하여 나노섬유의 물성을 변화시킨다. 전기방사에 의하여 표면지(205)나 기재에 나노섬유(206)를 형성하면, 표면지(205)나 기재의 두께나 재료에 따라 나노섬유(206)의 물성이 변화된다. 따라서 적절한 보조 기재(216)를 사용하면 표면지(205) 또는 기재의 재료나 두께에 상관없이 요구되는 물성으로 나노섬유를 제조할 수 있다. 예를 들면 보조 기재의 사용없이 폴리프로필렌으로 이루어진 표면지에 나노섬유를 제조하면 통기성이 9 CFM(Cubic Feet per Minute) 정도가 되지만, 실질적으로 요구되는 통기성이 7 CFM이 된다면 셀룰로오스로 이루어진 보조 기재를 사용하여 요구되는 통기성을 가지는 나노섬유를 제조할 수 있다. 상기에서는 나노섬유 물성의 예로서 통기성을 들었으나, 나노섬유의 두께나 직경과 같은 물성도 조절이 가능하다. 도 2f에서는 보조 기재(216)가 컬렉 터(202)와 로울러(204) 사이에 형성되어 있지만, 보조 기재(216)를 로울러(204)에 부착시켜도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 보조 기재의 두께는 컬렉터 두께의 1/20 내지 1이 되도록 결정할 수 있지만, 구체적으로 형성되는 나노섬유의 물성을 실시간으로 측정하여 두께를 조절할 수 있다. 상기 보조 기재의 두께 조절은 두께가 서로 다른 동일 소재의 보조 기재로 교체하거나, 다층으로 형성될 수 있는 보조 기재의 적어도 한 층을 추가하거나 제거하여 이루어질 수 있다. 이러한 보조 기재의 사용은 방사용액의 공급 조건, 방사 전압, 방사공간의 구성과 같은 공정변수를 변화시키지 않고도 안정적으로 기능성 벽지에 사용되는 나노섬유층의 물성을 손쉽게 조절할 수 있는 역할을 한다.

나노섬유 벽지에 오염방지 물질을 코팅하면 특별히 더 유용한 이유는 다음과 같다. 나노섬유가 코팅된 벽지는 외부에 직접 나노섬유층이 노출되어 있다. 섬유층은 미세하게 관찰하면 중력방향과 수직한 면이 외부로 노출되어 있는 구조이므로 중력에 의하여 낙하하던 먼지가 쉽게 달라붙을 수 있는 구조이다. 또한 벽지의 사용에 있어 실내등의 스위치 주변 등은 손때가 쉽게 묻을 수 있는 환경에 있다. 따라서 나노섬유 벽지의 경우에는 이러한 오염을 방지할 수 있는 물질을 추가로 코팅하는 것이 유리하다. 다만 상기 코팅은 나노섬유층 외부에 국한되어야 한다. 나노섬유층 내부까지 코팅이 이루어지면 나노섬유 표면에 형성될 수 있는 기능성 물질의 활성이 감소될 수 있기 때문이다.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 기능성 벽지 제조방법에 의하여 제조된 다양한 적층구조의 벽지 단면을 도시하고 있다.

도 3a는 본 발명의 제1 실시 예에 의하여 제조된 기능성 벽지의 단면을 도시한 것으로서, 표면지(301) 위에 나노섬유층(302a)이 형성된 적층구조를 나타낸다.

도 3b는 본 발명의 제2 실시 예에 의하여 제조된 기능성 벽지의 단면을 도시한 것으로서, 표면지(301) 위에 접착층(303)이 형성되고 상기 접착층 위에 나노섬유층(302a)이 형성된 적층구조를 나타낸다.

도 3c는 본 발명의 제3 실시 예에 의하여 제조된 기능성 벽지의 단면을 도시한 것으로서, 표면지(301) 위에 압착로울러에 의해 압착된 나노섬유층(302b)이 형성된 적층구조를 나타낸다.

도 3d는 본 발명의 제4 실시 예에 의하여 제조된 기능성 벽지의 단면을 도시한 것으로서, 표면지(301) 위에 접착층(303)과 압착된 나노섬유층(302b)이 형성된 적층구조를 나타낸다.

도 3e는 본 발명의 제4 실시 예에 의하여 제조된 기능성 벽지의 단면을 도시 한 것으로서, 표면지(301) 위에 접착층(303)과 압착된 나노섬유층(302b)이 형성되고, 나노섬유층 위에 기능성 물질(304)이 코팅된 적층구조를 나타낸다.

위에서 본 발명은 실시 예를 사용하여 상세하게 설명이 되었다. 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 다양한 변형 또는 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 이러한 변형 또는 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

도 1a는 하향식 전기방사 장치를 도시한 것이다.

도 1b는 상향식 전기방사 장치를 도시한 것이다.

도 2a는 본 발명의 제1 실시 예를 도시한 것이다.

도 2b는 본 발명의 제2 실시 예를 도시한 것이다.

도 2c는 본 발명의 제3 실시 예를 도시한 것이다.

도 2d는 본 발명의 제4 실시 예를 도시한 것이다.

도 2e는 본 발명의 나노섬유층에 오염방지 물질을 코팅하는 방법을 도시한 것이다.

도 2f는 본 발명의 보조 기재를 사용한 기능성 벽지의 제조방법을 도시한 것이다.

도 3a는 본 발명의 제1 실시 예에 의하여 제조된 기능성 벽지의 적층구조를 도시한 것이다.

도 3b는 본 발명의 제2 실시 예에 의하여 제조된 기능성 벽지의 적층구조를 도시한 것이다.

도 3c는 본 발명의 제3 실시 예에 의하여 제조된 기능성 벽지의 적층구조를 도시한 것이다.

도 3d는 본 발명의 제4 실시 예에 의하여 제조된 기능성 벽지의 적층구조를 도시한 것이다.

도 3e는 본 발명의 제4 실시 예에 의하여 제조된 기능성 벽지에 오염방지 물질이 코팅된 적층구조를 도시한 것이다.

Claims (10)

1. 기능성 벽지의 제조방법에 있어서,

   방사용액 및 표면지를 준비하는 단계;

   컬렉터와 평행하게 설치되는 보조 기재의 재료와 두께를 결정하는 단계;

   방사용액을 전기방사하여 표면지에 나노섬유층을 형성하는 단계; 및

   상기 나노 섬유층에 기능성 물질을 코팅하거나 증착하는 단계를 포함하는 기능성 벽지의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   표면지에 나노섬유층을 형성하기 전에 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 벽지의 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   나노섬유층이 형성된 표면지를 열압착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 벽지의 제조방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 나노섬유층은 두께가 1 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 기능성 벽지의 제조방법.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 기능성 물질은 불소, Cu, Ag, 또는 Al 중 적어도 하나의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 벽지의 제조방법.
7. 기능성 벽지의 제조방법에 있어서,

   방사용액 및 기재를 준비하는 단계;

   컬렉터와 평행하게 설치되는 보조 기재의 재료와 두께를 결정하는 단계;

   방사용액을 전기방사하여 기재에 나노섬유층을 형성하는 단계;

   상기 기재와 나노섬유층을 분리하는 단계; 및

   표면지에 나노섬유층을 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 벽지의 제조방법.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 표면지에 나노섬유층을 결합하는 단계는 열압착에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능성 벽지의 제조방법.
9. 청구항 7에 있어서,

   상기 표면지에 나노섬유층을 결합하는 단계는 나노섬유층이나 표면지에 접착층을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능성 벽지의 제조방법.
10. 청구항 1 내지 청구항 4 또는 청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 하나의 제조방법으로 제조된 기능성 벽지.

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