KR101766510B1 - 내마모 생분해성 벽지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생분해성 수지를 이용하여 제조하되, 상부에 UV코팅을 해줌으로써 친환경적임은 물론 내마모성 및 내오염성을 향상시킬 수 있도록 한 내마모 생분해성 벽지에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 기재층(110); 상기 기재층(110)의 상부에 적층되며, 생분해성 수지 조성물로 이루어지는 수지 발포층(120); 상기 수지 발포층(120)의 상부에 적층되는 인쇄층(130); 및 상기 인쇄층(130)의 상부에 형성되는 UV코팅층(140);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

내마모 생분해성 벽지{Bio-plastic wallpaper with wear resistance property}

본 발명은 내마모 생분해성 벽지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생분해성 수지로 형성된 벽지의 상부에 UV코팅을 하여 내마모성 및 내오염성을 향상시킨 내마모 생분해성 벽지에 관한 것이다.

최근 인체에 무해한 제품들에 대한 관심이 높아지면서, 친환경, 유기농, 무공해 제품군들에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, 건축자재에서 나오는 유해물질들로 인한 피해가 커지면서, 이른바 새집 증후군을 피하기 위한 건축자재들에 대한 관심이 높다.

건축자재의 한 종류인 벽지는 새집 증후군의 원인을 제공할 수 있는 제품군 중 하나로 지목되어왔다. 이에 따라 최근 친환경 벽지에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다.

그러나 상기와 같은 종래의 일반 벽지는 표면에 인쇄층 또는 얇은 보호 코팅층으로 이루어져 있다. 이러한 일반 벽지는 내마모 및 내오염성이 떨어지는 등의 문제점이 있다.

한편, 일반적인 실크 벽지는 PVC 벽지라고도 불리며, 종이 위에 PVC 수지를 코팅한 벽지로 표면질감이 실크처럼 부드러워 현재 가장 선호되고 있는 벽지이다.

그러나 기존의 실크벽지는 PVC 수지를 사용하여 제조됨에 따라 석유자원의 고갈로 인하여 지속적인 가격 상승을 가져올 뿐만 아니라, 제조과정에서 많은 에너지를 소모하며, 다량의 CO₂ 등의 온실가스를 방출하게 된다.

또한 실크 벽지를 매립방식으로 폐기하면 생분해하는데 500년 이상의 시간을 필요로 하게 되고, 소각 방식으로 폐기하면 환경호르몬 및 유독가스 등 많은 유해물질을 방출함에 따라 심각한 환경오염을 야기하는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 생분해성 수지를 이용하여 제조하되, 상부에 UV코팅을 해줌으로써 친환경적임은 물론 내마모성 및 내오염성을 향상시킬 수 있도록 한 내마모 생분해성 벽지를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 내마모 생분해성 벽지는, 기재층; 상기 기재층의 상부에 적층되며, 생분해성 수지 조성물로 이루어지는 수지 발포층; 상기 수지 발포층의 상부에 적층되는 인쇄층; 및 상기 인쇄층의 상부에 형성되는 UV코팅층;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이 경우 상기 수지 발포층은, 캘린더 공법(Calendering)으로 제작되며, 화학 발포에 의해 발포되면서 표면이 균일하면서 평탄하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 생분해성 수지는, 폴리락트산, 생분해성 중축합형 지방족 폴리에스테르, 생분해성 중축합형 공중합 방향족 폴리에스테르, 락톤 수지, 생분해성 셀룰로오스에스테르, 폴리펩티드, 폴리비닐알코올, 전분, 셀룰로오스, 키틴·키토산질 및 천연 직쇄상 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 생분해성 수지는, 제1수지로서 폴리락트산 및 제2수지로서 폴리(부틸렌 숙시네이트), 폴리부틸렌 숙시네이트/아디페이트 공중합체, 폴리부틸렌 아디페이트/테레프탈레이트 공중합체 및 에틸비닐아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 포함하는 복합수지인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 수지 발포층은, 유기화학 발포제 및 친환경 가소제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 발포제는, 아조디카본아미드, 벤젠술포닐히드라지드, 디니트로소펜타메틸렌테트라민, 톨루엔술포닐히드라지드, 아조비스이소부티로니트릴, 아조디카르복실산 바륨 및 중탄산나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 수지 조성물 100 중량부 대비 1 ~ 50 중량부 범위 내로 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 친환경 가소제는, 트리에틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸 시트레이트, 트리부틸 시트레이트, 아세틸 트릴부틸 시트레이트, 트리옥틸 시트레이트, 아세틸 트리옥실 시트레이트, 트리헥실 시트레이트, 아세틸 트리헥실 시트레이트, 부티릴 트리헥실 시트레이트 및 트리메틸 시트레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 수지 조성물 100 중량부 기준으로 10 ~ 80 중량부 범위 내로 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 수지 발포층은, 생분해성 수지 100 중량부에 대하여 30 ~ 300 중량부의 무기충진제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 무기충진제는, 평균 크기가 1.0 ~ 100nm이고, 탈크, 운모, 탄산칼슘 및 점토로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 인쇄층은, 그라비아(Gravure) 인쇄, 전사인쇄, 디지털 인쇄 또는 로터리스크린(Rotary Screen) 중 어느 하나의 방식으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 구성에 따른 본 발명은, 생분해성 수지를 이용하여 제조하되, 상부에 UV코팅을 해줌으로써 친환경적임은 물론 내마모성 및 내오염성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 내마모 생분해성 벽지의 적층구조를 보여주는 단면도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 내마모 생분해성 벽지의 적층구조를 보여주는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 내마모 생분해성 벽지(100)는, 기재층(110)과, 상기 기재층(110)의 상부에 적층되며 생분해성 수지 조성물로 이루어지는 수지 발포층(120)과, 상기 수지 발포층(120)의 상부에 적층되는 인쇄층(130)과, 상기 인쇄층(130)의 상부에 적층되는 UV코팅층(140)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

기재층(110)은 벽지의 가장 기본이 되는 층으로, 상부에 적층되는 수지 발포층(120)과 인쇄층(130) 등을 지지해준다. 이러한 기재층(110)은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 일반적인 기재를 제한 없이 사용할 수 있다. 예컨대, 기재층(110)은 모조지, 부직포, 면직물 등으로 이루어질 수 있다. 모조지의 경우 펄프로 구성되며, 부직포이 경우에는 펄프와 폴리에스테르의 복합 구성을 갖는다.

또한 기재층(110)을 구성하는 모조지, 부직포, 면직물 등의 평량은 80 ~ 200g/㎡ 인 것이 바람직하다. 즉 기재층의 평량이 80g/㎡ 미만인 경우에는 시공 또는 사용 과정에서 벽지의 찢어짐 등의 손상이 발생할 우려가 있고, 200g/㎡을 초과하는 경우에는 기재가 무거워지고, 틈 벌어짐 및 컬링 형상이 발생할 우려가 있다.

이러한 기재층(110)의 상부에는 수지 발포층(120)이 형성된다. 수지 발포층(120)은 기재층(110)의 상부에 적층되어 벽지에 입체감을 부여해주는 역할을 하는 것으로, 생분해성 수지 조성물로 이루어진다. 이러한 수지 발포층(120)은 캘린더 공법(Calendering)으로 제작되며, 화학 발포에 의해 발포되면서 표면이 균일하면서 평탄하게 형성된다.

여기서, 바람직하게는 상기 생분해성 수지는 폴리락트산, 생분해성 중축합형 지방족 폴리에스테르, 생분해성 중축합형 공중합 방향족 폴리에스테르, 락톤 수지, 생분해성 셀룰로오스에스테르, 폴리펩티드, 폴리비닐알코올, 전분, 셀룰로오스, 키틴·키토산질 및 천연 직쇄상 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있다.

더욱 바람직하게는 상기 생분해성 수지는, 제1수지로서 폴리락트산 및 제2수지로서 폴리(부틸렌 숙시네이트), 폴리부틸렌 숙시네이트/아디페이트 공중합체, 폴리부틸렌 아디페이트/테레프탈레이트 공중합체 및 에틸비닐아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 복합하여 포함할 수 있으며, 이에 따라 폴리(락틱산)(PLA) 또는 특정 생분해성 상기 각각의 수지가 단독으로 사용되었을 경우에 비해 생분해성 및 유연성의 조정이 용이할 수 있는 이점이 있다.

수지 조성물 중의 전체 수지 성분에 대한 생분해성 수지의 비율은 특별히 한정되지 않지만 최소 50%, 바람직하게는 70% 이상이다. 생분해성 수지량이 증가하면 분해속도가 빨라지고, 또한 분해 후의 형태 붕괴성이 향상된다.

나아가 발열반응을 수행하는 열분해형 발포제로서 예를 들면 아조디카본아미드, 아조디카르복실아미드, 벤젠술포닐히드라지드, 디니트로소펜타메틸렌테트라민, 톨루엔술포닐히드라지드, 아조비스이소부티로니트릴, 아조디카르복실산 바륨, 중탄산나트륨 등의 중탄산염 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 이용할 수도 있고, 병용할 수도 있으며, 수지 조성물 100 중량부에 대하여 바람직하게는 1 내지 50 중량부의 비율로 사용되고, 보다 바람직하게는 4 내지 25 중량부이다. 발포제의 첨가량은 너무 적으면 수지 조성물의 발포성이 저하되고, 너무 많으면 얻어지는 수지 발포층의 강도, 및 내열성이 저하하는 경향이 있다.

이러한 발포제는 입경이 작아지면 발포제의 열분해 속도가 빨라져 기포가 커지고, 입경이 커지면 열분해 속도가 느려져 기포가 작아지기 때문에 기포 직경이 균일한 수지 발포층을 얻기 위해서는 평균 입경이 3 ~ 30㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ~ 28㎛이다.

또한 발포제의 분해 온도와 생분해성 수지의 융점이 온도차가 큰 경우는 발포제의 분해 촉진제를 이용하면 좋다. 분해 촉진제로서는 특별히 한정되지 않지만 종래 공지된 것, 예를 들면 산화 아연, 산화마그네슘, 스테아르산칼슘, 글리세린, 요소 등의 화합물을 들 수 있다.

또한, 친환경 가소제로는 트리에틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸 시트레이트, 트리부틸 시트레이트, 아세틸트리부틸 시트레이트, 트리옥틸 시트레이트, 아세틸 트리옥실 시트레이트, 트리헥실 시트레이트, 아세틸 트리헥실 시트레이트, 부티릴 트리헥실 시트레이트, 트리메틸 시트레이트 등의 시트레이트계 혹은 당 알코올류 등을 수지 조성물 100 중량부 기준으로 10 내지 80 중량부 범위로 사용하는 것이 유연성 및 가소제 번짐(bleeding)되지 않는 수준이 되어 바람직하다.

이때 상기 생분해성 수지 조성물은 첨가제로서 산화방지제, 활제, 무기충진제 등을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 산화방지제는 가공 혹은 완제품에서 발생되는 산화를 막기 위한 것으로, 상기 생분해성 수지 함유조성물 총 100 중량부 기준으로 0.5 내지 5 중량부 범위 내로 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 활제는 가공성을 향상시키기 위한 것으로, 상기 생분해성 수지조성물 총 100 중량부 기준으로 0.2 내지 3 중량부 범위 내로 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 무기충진제는 물성 향상을 위한 것으로, 평균 크기가 1.0 내지 100 ㎛이고 탈크, 운모 및 탄산칼슘으로부터 선택된 1종 이상을 상기 생분해성 수지조성물 총 100 중량부 기준으로 30 내지 300 중량부 범위 내로 사용되는 것이 바람직하다.

생분해성 수지층을 형성하는 방법은 생분해성 수지와 열분해형 발포제와 가교 촉진제를 포함하는 수지 조성물을 단독 압출기, 이축 압출기, 벤버리 믹서, 니이더 믹서, 믹싱 롤 등의 혼련 장치를 이용하여 열분해형 발포제의 분해 온도에서 혼련한다. 이때의 용융 혼련 온도는 발포제의 분해 개시 온도보다도 10 ℃ 이상 낮은 온도인 것이 바람직하다. 혼련 온도가 너무 높으면 혼련시에 열분해형 발포제가 분해되어 버려 양호한 발포체가 얻어지지 않는다. 가교 촉진제의 바람직한 첨가 방법으로는 용융 혼련하기 전에 헨쉘 믹서나 벤버리 믹서, 니이더 믹서 등으로 첨가하여 혼합하는 방법, 압출기의 원료 공급구로부터 첨가하는 방법, 벤트가 부착된 압출기에서는 벤트 입구로부터 첨가하는 방법 등을 들 수 있다.

혼련에 의해 얻어진 생분해성 수지 혼합물은 단독 압출기 혹은 이축 압출기를 통해 T-다이로 압출을 시켜 혼합물은 시트 형태로 벽지용 기재 위에 토출되어 부착을 시킬 수 있다. 상기 도포 과정에서는 공급되는 벽지용 기재 시트에 일정한 응력(tension)을 부여하여 그 상태를 평평하게 유지할 수 있으며, 이를 통하여 보다 효율적인 도포 공정이 가능하다. 이때 기재 시트에 응력을 부여하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 EPC(Edge Point Control) 등의 기기를 사용하면 된다.

또한, 상기 수지 발포층의 두께는 바람직하게는 0.01 mm 내지 50 mm, 보다 바람직하게는 0.02 mm 내지 40 mm, 더욱 바람직하게는 0.05 mm 내지 30 mm이다. 수지층의 두께가 O.01 mm 미만이면 발포 성형시에 수지층 표면에서의 가스 누설이 많아 균일한 발포체가 되기 어렵고, 50 mm을 초과하면 수지층의 강성이 높아져 연속 생산시의 권취성 등에 지장을 주는 수가 있다.

이 같은 수지층을 앞서 설명한 바와 같이 T-다이 공법으로 압출시켜 제작하는 것은 기재 표면에 코팅된 수지와 부착을 시키기 위해 별도의 접착제가 필요 없고, 또한 두께 편차 및 평활도를 균일하게 얻을 수 있어 바람직하다.

그런 다음, 인쇄층을 수지층 상에 형성하고, 상술한 화학 발포제에 의해 화학 발포되어 요철 형상을 갖는 것이 표면의 평활도가 좋고 엠보 공정이 용이하게 이루어져 바람직하다. 이 경우 상기 인쇄층(130)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 그라비아(Gravure) 인쇄, 전사인쇄, 디지털 인쇄 또는 로터리스크린(Rotary Screen) 등 공지의 인쇄 방법을 사용하여 형성할 수 있다.

또한 인쇄층(130)의 상부에는 UV코팅층(140)이 형성됨에 따라 내마모성 및 내오염성을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 내마모 생분해성 벽지(100)의 제조 과정을 정리해보면, 우선 적용하고자 하는 기재층(110) 상에 생분해성 수지를 함유하는 수지 조성물을 사용하여 수지 발포층(120)을 형성한다. 그런 다음, 수지 발포층(120)의 상부에 인쇄층(130)을 형성하고 발포시킨다. 그리고 인쇄층(130)의 상부에 UV코팅층(140)을 형성해준다.

상술한 바와 같이, 상기 생분해성 수지를 함유하는 수지 조성물은 생분해성 수지, 화학 발포제 및 친환경 가소제를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수지층은 T-다이 방식으로 코팅되는 것이 바람직하며, 인쇄층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지않고, 예를 들면, 그라비어 인쇄, 전사인쇄, 디지털 인쇄 또는 로터리 인쇄 등의 공지의 인쇄 방법을 사용하여 형성할 수 있다.

특히 본 발명에 따르면, 상기 발포는 화학적 발포 방식을 사용하고 120 내지 250℃ 발포 온도 조건에서 화학발포제를 사용하여 발열 반응에 의해 질소, 이산화탄소와 같은 가스가 생성되면서 발포배율 100 내지 200%를 갖는 발포 셀을 형성할 수 있어 유연성을 갖는다. 또한 본 발명의 수지 발포층(120)의 평균 기포 직경은 50 ㎛ 이상을 만족한다.

한편 발포를 위하여 CO₂를 사용한 발포법, 자외선 조사를 통한 발포법, 수지에 발포제를 포함시킨 다음 겔화시킨 발포법 등 다양한 발포법이 가능한데, 본 발명에서는 후술하는 인쇄층의 가공성 및 벽지의 내열성을 감안하여 화학적 발포법을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.

100 : 내마모 생분해성 벽지 110 : 기재층
120 : 수지 발포층 130 : 인쇄층
140 : UV코팅층

Claims (10)

1. 기재층(110);
   상기 기재층(110)의 상부에 적층되며, 생분해성 수지 조성물로 이루어지는 수지 발포층(120);
   상기 수지 발포층(120)의 상부에 적층되는 인쇄층(130); 및
   상기 인쇄층(130)의 상부에 형성되는 UV코팅층(140);을 포함하며,
   상기 생분해성 수지 조성물은 첨가제로서 산화방지제, 활제, 무기충진제를 포함하되,
   상기 산화방지제는 상기 생분해성 수지조성물 총 100 중량부 기준으로 0.5 내지 5 중량부 포함하고,
   상기 활제는 상기 생분해성 수지조성물 총 100 중량부 기준으로 0.2 내지 3 중량부 포함하며,
   상기 무기충진제는 상기 생분해성 수지조성물 총 100 중량부 기준으로 30 ~ 300 중량부를 포함하는 내마모 생분해성 벽지.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수지 발포층(120)은,
   캘린더 공법(Calendering)으로 제작되며, 화학 발포에 의해 발포되면서 표면이 균일하면서 평탄하게 형성되는 것인 내마모 생분해성 벽지.
3. 제1항에 있어서,
   상기 생분해성 수지는,
   폴리락트산, 생분해성 중축합형 지방족 폴리에스테르, 생분해성 중축합형 공중합 방향족 폴리에스테르, 락톤 수지, 생분해성 셀룰로오스에스테르, 폴리펩티드, 폴리비닐알코올, 전분, 셀룰로오스, 키틴·키토산질 및 천연 직쇄상 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 것인 내마모 생분해성 벽지.
4. 제3항에 있어서,
   상기 생분해성 수지는,
   제1수지로서 폴리락트산 및 제2수지로서 폴리(부틸렌 숙시네이트), 폴리부틸렌 숙시네이트/아디페이트 공중합체, 폴리부틸렌 아디페이트/테레프탈레이트 공중합체 및 에틸비닐아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 포함하는 복합수지인 것인 내마모 생분해성 벽지.
5. 제1항에 있어서,
   상기 수지 발포층(120)은,
   유기화학 발포제 및 친환경 가소제를 더 포함하는 것인 내마모 생분해성 벽지.
6. 제5항에 있어서,
   상기 발포제는,
   아조디카본아미드, 벤젠술포닐히드라지드, 디니트로소펜타메틸렌테트라민, 톨루엔술포닐히드라지드, 아조비스이소부티로니트릴, 아조디카르복실산 바륨 및 중탄산나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 수지 조성물 100 중량부 대비 1 ~ 50 중량부 범위 내로 사용하는 것인 내마모 생분해성 벽지.
7. 제5항에 있어서,
   상기 친환경 가소제는,
   트리에틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸 시트레이트, 트리부틸 시트레이트, 아세틸 트릴부틸 시트레이트, 트리옥틸 시트레이트, 아세틸 트리옥실 시트레이트, 트리헥실 시트레이트, 아세틸 트리헥실 시트레이트, 부티릴 트리헥실 시트레이트 및 트리메틸 시트레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 수지 조성물 100 중량부 기준으로 10 ~ 80 중량부 범위 내로 사용하는 것인 내마모 생분해성 벽지.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 무기충진제는,
   평균 크기가 1.0 ~ 100nm이고, 탈크, 운모, 탄산칼슘 및 점토로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것인 내마모 생분해성 벽지.
10. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄층(130)은,
    그라비아(Gravure) 인쇄, 전사인쇄, 디지털 인쇄 또는 로터리스크린(Rotary Screen) 중 어느 하나의 방식으로 형성된 것인 내마모 생분해성 벽지.

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