KR101831236B1

KR101831236B1 - 음이온이 방출되는 기능성 시트지

Info

Publication number: KR101831236B1
Application number: KR1020170098502A
Authority: KR
Inventors: 장우진
Original assignee: 주식회사 신한양행
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2018-02-22

Abstract

본 발명은 음이온이 방출되는 기능성 시트지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 은 파우더를 포함하여 항균성을 갖게 함으로써 곰팡이가 서식하는 것을 막고, 냄새를 제거하며, 무엇보다도 내마모성과 방오성 및 내스크래치성을 구현시켜 볼펜 등을 통한 아이들 낙서를 예방하여 장식미를 해치지 않고 인테리어 효과를 높일 수 있도록 개선된 음이온이 방출되는 기능성 시트지에 관한 것이다.

Description

음이온이 방출되는 기능성 시트지{Functional sheets with negative ions}

본 발명은 음이온이 방출되는 기능성 시트지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 은 파우더를 포함하여 항균성을 갖게 함으로써 곰팡이가 서식하는 것을 막고, 냄새를 제거하며, 무엇보다도 내마모성과 방오성 및 내스크래치성을 구현시켜 볼펜 등을 통한 낙서를 예방하여 장식미를 해치지 않고 인테리어 효과를 높일 수 있도록 개선된 음이온이 방출되는 기능성 시트지에 관한 것이다.

최근 인테리어 시트지, 즉 기능성 시트지가 다양한 형태로 시판되고 있다.

기능성 시트지는 벽지의 특정 위치에 포인트를 주거나 혹은 다양한 형상, 문양, 그림, 문자, 질감을 표현하여 실내 장식미를 증대시키는 형태로 활용되고 있다.

이와 관련하여 최근에는 인체에 유익한 음이온, 원적외선 등을 방출시키는 기능성 시트지도 개시되고 있다.

한편, 화장실을 비롯하여 냄새 쉽게 제거되지 않는 비교적 협소한 공간에서는 이를 효과적으로 해소시킬 대안이 요구되고 있는데, 그 일환 중 하나로 탈취기능을 갖는 기능성 시트지가 주목되고 있다.

하지만, 이렇다할 기능성 시트지가 개시된 바 없는 것이 현실이다.

또한, 유아를 양육하는 가정에서는 아이들이 벽지에 낙서를 할 경우 실내가 지저분해 지는데, 특히 자가가 아닌 전세나 월세일 경우에는 상당한 문제가 된다.

뿐만 아니라, 기존 기능성 시트지는 가연성이 높은 소재로서 화재시 쉽게 불에 탈 수 있음은 물론, 불길을 증폭시키는 원인이 될 수 있기 때문에 이에 대한 개선도 요구되고 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0589735호(2006.06.07.) '장식용 시트지 및 그 제조방법' 대한민국 특허 등록번호 제10-0802316호(2008.02.01.) '기능성 시트지와 그 제조방법 및 이를 구비하는 시트패널' 대한민국 특허 등록번호 제10-0937092호(2010.01.07.) '친환경 기능성 시트지 및 그 제조방법'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 은 파우더를 포함하여 항균성을 갖게 함으로써 곰팡이가 서식하는 것을 막고, 냄새를 제거하며, 무엇보다도 내마모성과 방오성 및 내스크래치성을 구현시켜 볼펜 등을 통한 낙서를 예방하여 장식미를 해치지 않고 인테리어 효과를 높일 수 있도록 개선된 음이온이 방출되는 기능성 시트지를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 기재인 펠트지(10); 상기 펠트지(10)의 상면에 형성되고는 장식코팅층(20); 상기 장식코팅층(20)의 상면을 보호하도록 도포 형성되는 표면코팅층(30); 상기 펠트지(10)의 하면에 형성되며, 음이온방출 분말이 함유된 접착층(40); 상기 접착층(40)의 하면에 형성되고, 은 파우더가 함유된 채 피착부에 부착되는 점착층(50); 및 상기 점착층(50)의 하면에 형성되어 피착부에 점착시 분리제거되는 이형필름층(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 시트지를 제공한다.

이때, 상기 펠트지(10)는 난연액에 함침하여 사용하되, 상기 난연액은 포타슘실리케이트 10-15중량%와, 펄라이트 10-12중량%와, 팽창흑연 4-8중량%와, 수산화알루미늄 1.5-2.5중량%와, 뮬라이트 4-6중량% 및 나머지 폴리우레탄수지로 이루어지고; 상기 표면코팅층(30)은 Ti와 경화반응하여 Si-O-Ti 결합을 갖는 폴리실록산 15-20중량%와, 5-15㎛ 입도를 갖는 분말상 인조다이아몬드 0.2-0.5중량%와, 3-15㎛ 입도를 갖는 구형실리카 5-15중량%와, 옥시비스(OXYBIS) 5-10중량%와, 벤조인 알킬 에테르 1-2중량% 및 나머지 우레탄아크릴레이트로 이루어진 코팅액이 도포되어 형성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 표면코팅층(30)을 형성하는 코팅액에는 방습성을 강화시키도록 상기 우레탄아크릴레이트 100중량부에 대해, 세바스산(sebace acid) 15-20중량부와, 2-머캅토벤즈이미다졸(MBI) 4-8중량부가 더 첨가되는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 은 파우더를 포함하여 항균성을 갖게 함으로써 곰팡이가 서식하는 것을 막고, 냄새를 제거하며, 무엇보다도 내마모성과 방오성 및 내스크래치성을 구현시켜 볼펜 등을 통한 낙서를 예방하여 장식미를 해치지 않고 인테리어 효과를 높이는 장점을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 음이온이 방출되는 기능성 시트지의 예시적인 층구조를 보인 단면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음이온이 방출되는 기능성 시트지는 기재인 펠트지(10)를 기준으로, 상기 펠트지(10)의 상면에 형성되는 장식코팅층(20)과, 상기 장식코팅층(20)의 상면에 형성되어 이를 보호하는 표면코팅층(30)과, 상기 펠트지(10)의 하면에 형성되는 접착층(40)과, 상기 접착층(40)의 하면에 형성되고 피착부에 부착되는 점착층(50)과, 상기 점착층(50)의 하면에 형성되는 이형필름층(60)을 포함한다.

이때, 상기 펠트지(10)는 양모를 고온에서 압력을 가해 압축한 천으로서, 부직포를 사용할 수도 있다.

이러한 펠트지(10)는 난연성을 강화시키기 위해 난연액에 함침시킨 것을 사용한다.

이 경우, 펠트지(10)의 난연성을 강화시키기 위한 난연액은 포타슘실리케이트 10-15중량%와, 펄라이트 10-12중량%와, 팽창흑연 4-8중량%와, 수산화알루미늄 1.5-2.5중량%와, 뮬라이트 4-6중량% 및 나머지 폴리우레탄수지로 이루어진다.

여기에서, 상기 포타슘실리케이트는 무기질로서 난연성을 부여하고 증대시키기 위해 첨가되며, 결로 및 그에 따른 곰팡이 번식 억제력을 구현하는데도 기여하게 된다.

또한, 상기 펄라이트는 차열 및 난연성을 강화시키기 위해 첨가되는 화산암의 하나로서 석영 조면암이 유리모양으로 된 것을 말한다.

아울러, 상기 팽창흑연(Exandable Graphite)은 그라파이트의 층상 구조를 갖기 때문에 그 층상 사이에 원자나 작은 분자를 집어 넣고 열을 가할 경우 아코디언처럼 분리가 되면서 입자가 수 백배 팽창하게 되는 현상을 이용하여 난연성, 방염성을 강화시킨다.

그리고, 상기 수산화알루미늄은 소수화를 막고 친수화를 유도하여 결합력을 높이기 위해 첨가된다.

또한, 상기 뮬라이트는 1500℃ 부근까지 고융점화시켜 난연성을 강화시키기 위해 첨가되며, 폴리우레탄수지는 기본성분으로 장식코팅층(20)과의 결합성을 증대시키기 위해 사용된다.

한편, 상기 장식코팅층(20)은 상기 펠트지(10)의 상면에 코팅 형성되어 펠트지(10)의 강도를 보호하고 장식미를 구현시키기 위한 층으로서, 폴리우레탄수지가 주성분이다.

이를 위해, 상기 장식코팅층(20)에는 주성분인 폴리우레탄수지 100중량부에 대해 펄 또는 안료가 2.5-5.0중량부 포함될 수 있다.

특히, 광반사 및 발광 효과를 주어 장식미를 강화시킬 수 있도록 상기 장식코팅층(20)에는 상기 폴리우레탄수지 100중량부에 대해 반사증강체를 10-15중량부 첨가될 수 있는데, 이러한 반사증강체는 산화나트륨(Na₂O) 5-8중량%와, 산화알루미나(Al₂O) 4-6중량%와, 탄산칼슘(CaCO₃) 2-3중량%와, 데옥시포도필로톡신(Deoxypodophyllotoxin)과 루시퍼라제(Luciferase)가 2:1의 중량비로 혼합된 혼합물 4-8중량% 및 나머지 규산(SiO₂)으로 이루어진다.

이때, 상기 산화나트륨은 알칼리성 산화물로서 항장력을 증가시키기 위해 첨가되나 8중량%를 초과하면 강한 알카리성으로 전환시키고 5중량% 미만으로 첨가되면 항장력 증대 효과가 없기 때문에 상기 범위로 한정해야 한다.

또한, 상기 산화알루미나는 융점(Melting Point)을 낮춰 녹기 쉽게 하고 내구성을 강화시키기 위해 첨가되는 것으로, 6중량%를 초과하면 점성이 너무 커져 도포성이 떨어지고, 4중량% 미만으로 첨가되면 융점을 낮추는 기능이 떨어지므로 상기 범위로 한정해야 한다.

아울러, 상기 탄산칼슘은 일종의 필러 기능으로서 원료의 안정화를 유지하기 위해 첨가된다.

그리고, 상기 데옥시포도필로톡신은 항알레르기 및 항천식 특성이 효과적이고, 루시퍼라제는 단백질 효소형 발광물질로서 신체 접촉 특성이 있기 때문에 알레르기 발생을 억제하면서 자체적인 발광 특성도 함유토록 하여 안전하면서도 알러지 억제 효과와 함께 식별력을 높이기 위한 것이다.

이때, 상기 데옥시포도필로톡신과 루시퍼라제가 2:1의 중량비로 먼저 충분히 혼합 유지토록 하여 루시퍼라제의 소실을 최소화시킨 상태로 첨가되어야 효능 발현이 우수하다.

뿐만 아니라, 상기 규산은 산성산화물로서, 분산성을 증대시켜 균질화를 유도하기 위해 첨가된다.

다른 한편, 상기 표면코팅층(30)은 내마모성과 내스크래치성을 강화시켜 볼펜 등으로 낙서가 잘 되지 않게 하여 상기 장식코팅층(20)을 보호하도록 구성된다.

이를 위해, 상기 표면코팅층(30)은 Ti와 경화반응하여 Si-O-Ti 결합을 갖는 폴리실록산 15-20중량%와, 5-15㎛ 입도를 갖는 분말상 인조다이아몬드 0.2-0.5중량%와, 3-15㎛ 입도를 갖는 구형실리카 5-15중량%와, 옥시비스(OXYBIS) 5-10중량%와, 벤조인 알킬 에테르 1-2중량% 및 나머지 우레탄아크릴레이트로 이루어진다.

이때, 상기 폴리실록산은 Ti이 결합되어 있어 낮은 건조온도(상온)에서도 강력한 결합력을 제공하여 내마모성을 강화시키게 된다.

다만, 20중량%를 초과하면 점도가 높아지고, 15중량% 미만으로 첨가되면 내마모도를 높이는데 한계가 있으므로 상기 범위로 한정한다.

그리고, 상기 분말상 인조다이아몬드는 모스경도 10에 해당하는 고경도 물질로서, 높은 내산성과 활성화에너지를 가지고 있어 내화학성은 물론 내오염성도 우수하고 낮은 마찰계수로 인해 내스크래치성은 물론 오염물질 부착 방지기능도 우수하다.

다만, 충분히 분산시켜 사용하면 되므로 비용측면에서 상기 범위로 한정해야 한다.

뿐만 아니라, 상기 구형실리카는 발수성과 방수성을 증대시켜 내오염성을 강화시키기 위해 첨가되는 것으로, 15중량%를 초과하면 분산성과 교반성을 저해하고, 5중량% 미만으로 첨가되면 발수성과 방수성이 약화되므로 상기 범위로 한정해야 한다.

또한, 상기 옥시비스(OXYBIS)는 가교기능을 통해 경화피막을 형성함으로써 내마모성을 강화시키기 위해 첨가되는 것으로 이소프로필에테르(Iso-PropylEther)를 말한다.

이때, 10중량%를 초과하면 과경화가 일어나고, 5중량% 미만으로 첨가되면 내마모성 강화 기능이 떨어지기 때문에 상기 범위로 한정해야 한다.

아울러, 상기 벤조인 알킬 에테르는 자외선을 흡수하여 라디칼 혹은 양이온을 생성시켜 중합을 개시하는 역할을 한다.

그리고, 상기 우레탄아크릴레이트는 베이스수지로서, 중합반응에 의해 고분자 결합을 형성하여 경화피막을 형성하여 내마모성과 내스크래치성을 강화시키기 위한 것이다.

이에 더하여, 내습성, 즉 방수성을 더 강화시키기 위해 상기 표면코팅층(30)을 형성하기 위한 코팅액에는 상기 우레탄아크릴레이트 100중량부에 대해, 세바스산(sebace acid) 15-20중량부와, 2-머캅토벤즈이미다졸(MBI) 4-8중량부가 더 첨가될 수 있다.

이때, 상기 세바스산은 이물부착성을 억제하는 기능을 강화시키기 위해 첨가되면, 상기 2-머캅토벤즈이미다졸(MBI)은 내크랙성 및 열화 방지를 위해 첨가된다.

한편, 상기 접착층(40)은 점착층(50)을 견고히 고정하기 위해 구비되는 층으로서, 디메틸테레프탈레이트와 아디픽산의 공중합체 75-85중량% 및 나머지 SEP(Polystyrene-b-polyethylene)로 이루어진 접착액을 사용하여 형성한다.

이때, 상기 공중합체는 75중량% 미만이면 접착후 결정화 숙성시간이 많이 소요되어 충분한 기계적 강도 및 내화학성, 내열성을 달성하지 못하고, 85중량%를 초과하면 초기 접착력이 떨어질 뿐만 아니라 결정화 후 수축에 의한 접착층 박리 현상이 생길 수 있으므로 상기 범위로 한정해야 한다.

또한, 상기 SEP(Polystyrene-b-polyethylene)는 열가소성 엘라스토머로서, 열용융 접착력과 수축방지 현상을 억제하기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 상기 접착액에는 음이온 방출을 통한 정화기능 및 탈취 기능을 구현할 수 있도록 상기 접착액 100중량부에 대해 1-2㎛의 입도를 갖는 일라이트분말, 이산화규소 분말, 숯분말을 각각 10중량부, 5중량부, 5중량부 더 첨가할 수 있다.

그리고, 상기 점착층(50)은 비스페놀 A계 에폭시 수지를 사용하여 접착층(40)과의 강한 접착력을 구현하도록 구성된다.

이때, 상기 점착층(50)에는 은 파운더(Ag Powder)가 상기 에폭시 수지 100중량부에 대해 5-8중량부 만큼 첨가 분산되게 하면 곰팡이 서식을 억제하고, 화장실 등의 암모니아 냄새를 제거하는데 매우 효과적이다.

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예 1]

본 발명에 따른 기능성 시트지의 표면에 볼펜 등에 의한 스크래치 발생 여부를 확인하기 위해 다음과 같이 실험하였다.

기능성 시트지 샘플은 상술한 층 구조를 갖도록 하되, 기재인 펠트지는 상술한 난연액에 함침시킨 것을 사용하였고, 장식코팅층은 폴리우레탄수지로 형성하였고, 표면코팅층을 Ti와 경화반응하여 Si-O-Ti 결합을 갖는 폴리실록산 18중량%와, 10㎛ 입도를 갖는 분말상 인조다이아몬드 0.3중량%와, 10㎛ 입도를 갖는 구형실리카 10중량%와, 옥시비스(OXYBIS) 8중량%와, 벤조인 알킬 에테르 1.5중량% 및 나머지 우레탄아크릴레이트로 이루어진 코팅액으로 도포 형성하였으며, 접착액과 점착액은 상술한 각 기본구성으로 하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일하게 하되, 표면코팅층을 내스크래치성이 우수하다고 일반적으로 알려진 투명 PET 필름으로 형성하였다.

[실시예 3]

실시예 1과 동일하게 하되, 상기 표면코팅층을 형성하는 코팅액에 상기 우레탄아크릴레이트 100중량부에 대해, 세바스산(sebace acid) 18중량부와, 2-머캅토벤즈이미다졸(MBI) 6중량부를 더 첨가하였다.

[실시예 4]

실시예 3과 동일하게 하되, 상기 접착액에는 접착액 100중량부에 대해 1-2㎛의 입도를 갖는 일라이트분말, 이산화규소 분말, 숯분말을 각각 10중량부, 5중량부, 5중량부 더 첨가하였고; 상기 점착액에는 점착액을 구성하는 에폭시 수지 100중량부에 대해 은 파우더(Ag Powder)를 6중량부 더 첨가하였다.

본 발명의 특성을 확인하기 위해, 상기 실시예1,2,3,4의 각 시료의 표면을 볼펜으로 눌러 긁었을 때 표면 스크래치성 여부를 확인하였다.

시험결과, 실시예1,3,4의 표면에서는 스크래치가 생기지 않았으나, 실시예2의 경우는 볼펜으로 긁은 자국이 선명하게 확인되었다.

또한, 상기 실시예1,2,3,4의 각 시료의 표면에 분무기로 물을 분무한 후 더스트를 분사하여 더스트가 시료 표면에 부착되는지를 확인하였다.

실시예1은 수분을 포함한 더스트가 흘러내리기는 했지만 잔여분이 조금 있었고, 실시예2는 잔여분이 더 많았으며, 실시예3,4의 경우에는 수분과 더스트가 거의 붙어있지 못하고 다 흘러내리는 것을 확인하였다. 이를 통해, 내오염성 특성이 있는 것으로 판단되었다.

뿐만 아니라, 곰팡이 서식 억제 및 탈취 효과가 있는지를 확인하기 위해 밀폐된 4개의 투명박스에 암모니아를 넣었다 빼 암모니아 냄새로 채워지게 한 다음 10일간 방치한 후 탈취 여부를 확인하여다.

확인 결과, 실시예1,2는 냄새가 여전하였고, 실시예3은 냄새가 줄어들었으며, 실시예4는 냄새가 거의 없었다. 이를 통해, 실시예4의 경우는 탈취효과가 있는 것으로 확인되었다.

또한, 실시예1,2,3,4의 시료 표면에 곰팡이균을 분무한 후 30일간 방치하여 곰팡이 균의 활성여부를 확인하였다.

확인 결과, 실시예1,2,3의 경우 곰팡이균의 활성도가 완만하게 떨어졌으며, 실시예4는 곰팡이 균이 사멸하였다.

이를 통해, 실시예1,2,3,4는 항곰팡이성도 있는 것으로 확인되었다.

뿐만 아니라, 난연성 테스트는 난연액에 함침된 펠트지에 대해서만 실시하였고, 난연성 시험방법(KS F2271)에 따라 난연성을 테스트한 결과, 상기 실시예1,2,3,4 모두 준불연성으로 판정되었다.

따라서, 본 발명에 따른 기능성 시트지의 층을 구성할 때 용도에 맞춰 층 조성을 달리하면 원하는 목적을 달성할 수 있는 기능성 시트지를 제공할 수 있을 것으로 확인되었다.

10: 펠트지
20: 장식코팅층
30: 표면코팅층
40: 접착층
50: 점착층
60: 이형필름

Claims

기재인 펠트지(10);
상기 펠트지(10)의 상면에 형성되는 장식코팅층(20);
상기 장식코팅층(20)의 상면을 보호하도록 도포 형성되는 표면코팅층(30);
상기 펠트지(10)의 하면에 형성되며, 음이온방출 분말이 함유된 접착층(40);
상기 접착층(40)의 하면에 형성되고, 은 파우더가 함유된 채 피착부에 부착되는 점착층(50); 및
상기 점착층(50)의 하면에 형성되어 피착부에 점착시 분리제거되는 이형필름층(60)을 포함하되,
상기 펠트지(10)는 난연액에 함침하여 사용하되, 상기 난연액은 포타슘실리케이트 10-15중량%와, 펄라이트 10-12중량%와, 팽창흑연 4-8중량%와, 수산화알루미늄 1.5-2.5중량%와, 뮬라이트 4-6중량% 및 나머지 폴리우레탄수지로 이루어지고;
상기 표면코팅층(30)은 Ti와 경화반응하여 Si-O-Ti 결합을 갖는 폴리실록산 15-20중량%와, 5-15㎛ 입도를 갖는 분말상 인조다이아몬드 0.2-0.5중량%와, 3-15㎛ 입도를 갖는 구형실리카 5-15중량%와, 옥시비스(OXYBIS) 5-10중량%와, 벤조인 알킬 에테르 1-2중량% 및 나머지 우레탄아크릴레이트로 이루어진 코팅액이 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 기능성 시트지.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 표면코팅층(30)을 형성하는 코팅액에는 방습성을 강화시키도록 상기 우레탄아크릴레이트 100중량부에 대해, 세바스산(sebace acid) 15-20중량부와, 2-머캅토벤즈이미다졸(MBI) 4-8중량부가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 기능성 시트지.