KR20050119142A - 기능성 부재, 그것을 제조하기 위한 방법 및 코팅액 - Google Patents

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KR20050119142A
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야스시 니이미
마코토 나카니시
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도토기키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 기능성 부재를 제공하고, 이것은 습도 조절 기능, 독성 화학물질 및 불쾌한 생활악취의 제거 기능, 오손방지특성, 오염 은닉성 및 가연성이 우수하다. 기능적 부재는 가연성 기재 상에 형성되고 무기 다공질체 및 유기 에멀젼을 포함하는 혼합물의 건조물을 포함하는 제1층, 및 유기 접합제에 의해 제1층의 거의 전체 표면에 걸쳐 고정된 무기 충전재를 포함하는 제2층이 제공되고, 여기서 유기 에멀젼 중의 유기물의 유리전이온도는 -5℃~-50℃이고; 제2층 중의 유기 접합제는 부기 충전재 100 부피부에 대해 30~300 부피부의 양으로 함유된다.

Description

기능성 부재, 그것을 제조하기 위한 방법 및 코팅액{FUNCTIONAL MEMBER AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF AND FLUID TO BE APPLIED}
본 발명은 공간에서의 상대습도를 자율적으로 조절하는 습도조절작용, 독성화학물질 및 불쾌한 생활악취의 제거, 오손방지 특성, 오염 은닉성, 가연성 등의 면에서 우수한 기능성 부재, 및 기능성 부재의 제조방법 및 코팅액에 관한 것이다.
수분 흡수/방출 성능을 갖는 습도 조절 건축재가 알려져 있다. 습도 조절 건축재는 공간의 상대습도를 자율적으로 조절하는 건축재로, 이것은 고습에서는 수분을 흡수하고 저습에서는 수분을 방출한다. 최근 생활 환경에서, 수분은 개선된 단열성 및 기밀성에 의해 실내에 축적되는 경향이 있기 때문에 습도 조절 건축재의 필요성이 높아졌다.
한편, 최근 독성 화학물에 의한 내부 환경 오염이 새집 증후군과 같은 건강 장애를 일으키는 문제점이 있다. 또한 화장실 악취, 음식쓰레기 악취, 또는 애완동물 악취와 같은 불쾌한 생활 악취를 없애기 위한 욕구가 여전히 강하다. 그로므로, 습도 조절 건축재는 수분 흡수/방출 성능 뿐만 아니라 실내공기중의 독성 화학물질 또는 불쾌한 악취의 흡수 및 제거 능력을 갖는 것이 바람직하다. 더우기 이와 같으 습도 조절재의 표면은 바람직하기는 오염-방지인 것은 당연하다.
일본특허 공개공보 2000-117916호는 수분 흡수/방출 수지층과 수분 흡수/방출 수지층의 표면에 적층된 폴리에틸렌의 투과성 필름 등을 포함하는 장식재를 기재한다. 또한, 일본 특허 공개공보 2001-1479호는 수분 흡수/방출 수지층과 수분흡수/방출 수지층의 표면에 형성된 수분 투과성 우레탄 수지를 포함하고, 그것에 의해 내오염성을 제공하는 표면 보호층을 포함하는 장식재를 기재한다.
발명의 요약
본 발명의 발명자들은 가연성 기재 상에 무기 다공질체와 특정 유기 에멀젼을 포함하는 혼합물의 건조물로 이루어진 제1층을 형성, 및 이에 더하여 무기 충전재와 유기 접합제를 제1층의 거의 전 표면에 걸쳐 특정 비율로 포함하는 제2층의 형성이 습도 조절 기능, 독성 화학물질 및 불쾌한 생활악취의 제거, 오손방지 특성, 오염 은닉성, 가연성에서 우수하다는 것을 발견하였다.
그러므로, 본 발명의 목적은 수분조절기능, 독성 화학물질과 불쾌한 생활악취의 제거기능, 오손방지특성, 오염 은닉성 및 가연성이 우수한 기능적 부재 및 그 기능성 부재를 제조하기 위한 방법 및 코팅액을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 기능성 부재는
가연성 기재,
기재 상에 형성되고, 무기 다공질체와 유기 에멀젼을 포함하는 혼합물의 건조물로 이루어진 제1층,
유기 접합제에 의해 제1층의 거의 전체 표면에 걸쳐 고정된 무기 충전재를 포함하는 제2층을 포함하고,
여기서 유기 에멀젼의 유리 전이온도는 -5 ~ -50℃이고, 그리고
여기서 제2층의 유기 접합제는 무기 충전재 100 부피부에 대해 30 ~ 300 부피부로 함유된다.
또한, 본 발명에 따른 기능성 부재의 제조방법은
가연성 기재를 제공하는 단계,
무기 다공질체 및 유기물의 유리전이 온도가 -5 ~ -50℃인 유기 에멀젼을 포함하는 코팅액을 기재에 도포하는 단계,
제1층을 형성하도록 코팅액을 건조시키는 단계, 및
제2층을 형성하도록 제1층의 거의 전체 표면에 걸쳐 무기 충전재와 유기 접합제의 혼합물을 도포하는 단계를 포함하고,
여기서, 제2층의 유기 접합제는 무기 충전재 100 부피부에 대해 30 ~ 300 부피부의 양으로 함유된다.
더우기, 본 발명에 다른 기능성 부재의 제1층을 형성하기 위한 코팅액은 무기 다공질체와 유기 에멀젼을 포함하고, 여기서 유기 에멀젼의 유기물의 유리전이 온도는 -5℃~-50℃이다.
도1은 본 발명에 따른 기능성 재료의 층구조물의 한 예를 나타내며 실시예 A1에서 제조된 샘플에 해당한다. 기능성 재료는 기재(1), 기재(1) 상에 형성된 제1층(2) 및 추가로 제1층(2) 상에 형성된 제2층(3)을 포함한다.
도2는 실시예 A1~A3 및 A7 그리고 비교예 A1 및 A3~A5에 생산된 각 샘플의 수분 흡수/방출 성능의 평가결과를 나타내는 그래프이다.
도3은 실시예 A2에서 제조된 기능성 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 기능성 재료는 기재(1), 제1층(2) 및 기재층(1) 상에 형성된 제2층(3), 및 추가로 제2층(3)상에 형성된 발수층(4)을 포함한다.
도4는 실시예 A3에서 제조된 기능성 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 기능성 재료는 기재(1), 제1층(2) 및 기재층(1) 상에 형성된 제2층(3), 및 추가로 제2층(3)상에 형성된 디자인 층(5) 및 발수층(4)을 포함한다.
도5는 실시예 A4에서 제조된 기능성 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 기능성 재료는 기재(1), 제1층(2) 및 기재층(1) 상에 형성된 제2층(3), 및 제2층(3)에 추가된 살균제(6)를 포함한다.
도6은 실시예 A5에서 제조된 기능성 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 기능성 재료는 기재(1), 제1층(2) 및 기재층(1) 상에 형성된 제2층(3), 및 제2층(3) 추가된 진균제(7)를 포함한다.
도7은 실시예 A6에서 제조된 기능성 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 기능성 재료는 기재(1), 제1층(2) 및 기재층(1) 상에 형성된 제2층(3), 및 추가로 제2층(3) 상에 형성된 디자인 층(5) 및 발수층(4)을 포함한다.
도8은 실시예 A7에서 제조된 기능성 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 기능성 재료는 기재(1), 제1층(2) 및 기재층(1) 상에 형성된 제2층(3), 그리고 제2층(3)상에 첨가된 발수 첨가제(9)를 포함한다.
도9는 실시예 A8에서 제조된 기능성 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 기능성 재료는 기재(1), 기재(1) 상에 형성된 제1층(2), 및 추가로 제1층(2) 상에 형성된 착색 제2층(10)을 포함한다.
도10은 실시예 A9에서 제조된 기능성 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 기능성 재료는 기재(1), 제1층(2) 및 기재(1) 상에 형성된 착색 제2층(10), 및 추가로 착색 제2층(10) 상에 형성된 디자인 층(5)과 발수층(4)을 포함한다.
도11은 비교예 A1에서 제조된 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 재료는 기재(1)와 기재(1) 상에 형성된 제1층(2)을 포함한다.
도12는 비교예 A2에서 제조된 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 재료는 기재(1), 기재(1) 상에 형성된 제1층(2), 및 추가로 제1층(2) 상에 형성된 발수층(4)을 포함한다.
도13은 비교예 A3에서 제조된 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 재료는 기재(1), 기재(1) 상에 형성된 제1층(2), 및 추가로 제1층(2) 상에 형성된 적층필름(11)을 포함한다.
도14는 비교예 A4에서 제조된 재료의 층상 구조물을 나타낸 도면이다. 재료는 기재(1), 기재(1) 상에 형성된 제1층(2), 및 추가로 제1층(2) 상에 형성된 우레탄 수지(12)를 포함한다.
기능성 부재
도1은 본 발명에 따른 기능성 부재의 예를 나타낸다. 본 발명에 따른 기능성 부재는 기재(1), 제1층(2) 및 제2층(3)을 포함한다. 가연성을 갖는 기재(1) 상에, 무기 다공질체와 유기 에멀젼을 포함하는 혼합물의 건조물을 포함하는 제1층(2)이 형성된다. 제1층(2)에 사용된 유기에멀젼의 유기물질은 -5~-50℃의 유리전이온도를 갖는다. 그 결과, 제1층(2)은 수증기의 수분 흡수/방출 성능 뿐 아니라 실내 독성 화학물질 가스와 불쾌한 생활악취의 흡수/제거 성능을 가지며, 이에 더하여 적절한 유연성을 갖는다.
제1층(2)의 거의 전체 표면에 걸쳐 제2층(3)이 형성된다. 제2층(3)은 유기 충전재와 무기 충전재를 고정하는 유기 접합제를 포함한다. 유기 접합제는 무기 충전재와 무기 충전재를 고정하는 유기 접합제를 포함한다. 유기 접합제는 무기 충전재 100 부피부에 대해 30 ~ 3000 부피부의 양으로 제2층(3)에 함유된다. 제1층(2)에 의해 수증기에 대한 수분 흡수/방출 성능과 오염에 대한 흡수/제거 성능이 충분히 안정적인 반면, 담배 타르와 같은 오염에 대한 오손방지특성 및 오염 은닉성은 제2층(3)에 따라 얻어질 수 있다. 즉, 제2층(3)은 수증기 전달을 방해함 없이 오염이 어느 정도 전달되는 것을 막고, 그러므로 오손방지 특성을 나타낸다. 그러나, 제1층(2)의 상기 특성을 충분히 달성하기 위해, 제2층(3)은 오염이 전달되는 것을 완전히 막기보다는 어느 정도 그것을 통해 전달되도록 허용한다. 그리고, 담배 타르와 같은 오염물이 제1층(2)에 접착되어질 제2층(3)을 통해 전달될 때, 그것의 오염은 미리 정해진 양에 의해 제2층(3)에 함유된 무기 충전재에 의해 감춰지고, 그것에 의해 오염이 드러나는 것을 막는다. 즉, 오염 은닉 특성이 얻어질 수 있다. 상기와 같이 본 발명의 기능성 재료에 따르면, 수분 흡수/방출 성능과 오염제거 성능은 낮은 가격에서 오손방지특성 및 오염 은닉 특성과 양립될 수 있다. 더우기, 본 발명의 기능성 부재는 다기능을 갖는 다층구조물이면서, 기능성 부재는 가연성이다. 이 이유로, 본 발명의 기능성 부재는 건물 내부재, 차량 내부재 등을 포함하여 다양한 범위의 적용에 사용될 수 있다.
기재
본 발명에 사용되는 기재는 가연성을 갖는 기재이고, 바람직하기는 180°로 접혔을 때에도 부러지지 않는 특성을 갖는 기재이다. 기재의 바람직한 예는 종이, 합성 수지 시트, 직물, 부직물, 유리섬유시트, 금속섬유, 난연 대지(backing paper), 벽지용 기재지, 복합물 또는 그것의 적층재, 또는 비닐직물 등의 벽지에 일반적으로 사용될 수 있는 다른 기재를 포함한다.
본 발명의 기능적 부재가 건축용 벽지로 사용되면, 벽지용 기재지(base material paper)는 바람직하기는 가격과 생산성의 측면에서 사용된다. 더욱 바람직하기는 대지, 필름, 및 부직포를 포함하는 3-층 구조를 갖는 기재지가 사용된다. 기재지의 부직포 상에 제1층이 형성되고, 그러므로 제1층의 점착은 소위 계류효과(anchoring effect)에 의해 개선된다. 더우기, 필름은 부직포와 대지 사이에 놓인다. 그러므로, 코팅액이 기재에 적용되면 기재지 상에 발생되는 주름을 예방할 수 있다. 대지로서, 벽지로서 통상의 작업능을 나타낼 수 있도록, 흡수지가 바람직하다. 필름은 폴리에틸렌과 같은 합성 수지로 제조되고, 내수층으로 작용하는 비-투과성 적층필름이 바람직하다.대지와 부직포 사이에 비-투과성 적층필름의 층을 놓는 것은 종이로부터 구조물의 제1층으로 수분이 이동하는 것을 막고, 이것은 일반 비닐섬유의 작업능과 비교가능한 작업능을 얻을 수 있게 한다. 이와 같은 기재는 주로 유기물질로 제조된 가연성 재료이고, 그러므로, 이것은 내화성 면에서 기재지의 중량이 150g/m2 이하인 것이 바람직하다.
제1층
본 발명의 제1층은 무기 다공질체와 유기 에멀젼을 포함하는 혼합물의 건조물을 포함한다. 제1층은 무기 다공질체로 인해 다공성이고 표면적이 크므로, 제1층은 수증기에 대한 우수한 수분 흡수/방출 성능과 독성 화학물질 또는 불쾌한 생활악취에 대한 우수한 흡수/제거 성능을 갖는다.
본 발명의 무기 다공성체는 수증기의 흡수/탈착에 의해 수분을 흡수/방출할 수 있는 미세구멍을 갖는 것일 수 있다. 무기다공질체의 바람직한 예는 알루미나-실리카 크세로겔 다공질체, 실리카겔, 활성 알루미나, 메조다공성 지올라이트, 메조다공성 실리카, 다공질유리, 인회석, 규조토, 세피올라이트, 알로판, 이모골라이트, 활성백토 등을 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 무기 다공질체의 질소 가스 흡착에 의해 측정된 직영이 4~14nm인 미세 구멍의 부피가 0.1ml/g 이상이고 무기 다공질체의 질소가스 흡착에 의해 측정된 직경이 1~200nm 인 모든 미세구멍의 총 부피가 1.5ml/g 이하인 것이 바람직하다. 상기에 의해, 타르 오염에 대한 우수한 오손방지특성과 수분 흡수/방출 성능이 얻어질 수 있다. 특히, 그것의 습도는 40%~70%의 상대습도 범위 내에 자동적으로 효율적으로 맞춰질 수 있고, 이것은 가장 쾌적하다고 간주된다.
무기 다공질체의 미세구멍 직경과 미세구멍 부피는 질소 가스 흡착에 의한 흡수/탈착 등온선의 측정 결과로부터 얻어진 탈착 등온선을 사용한 Barrett Joyner Halenda법으로 측정될 수 있다. 이 방법에 사용된 비표면적/미세구멍 분포 분석기는 시판중이고, 이와 같은 시판 분석기의 사용에 의해 무기 다공질체의 미세구멍직경 및 미세구멍 부피를 측정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따라, 무기다공질체의 부피평균 입자크기는 바람직하기는 20~60㎛이다. 입자크기는 레이저 회절/분산 입자크기 측정기로 측정할 수 있다. 그것에 의해, 크랙이 발생되지 않고, 표면 상에 평평하지 않는 부분이 거의 없고 개선된 외관이 얻어질 수 있다.
본 발명의 무기 다공질체는 시판 재료로서 얻을 수 있지만 또한 다음과 같이 얻어질 수 있다.
알루미나-실리카 크세로겔 다공질체의 제조법의 예를 아래에 기재하였다. 우선, 질산 알루미늄 9수화물과 테트라에틸 오르쏘실리케이트를 미리 정해진 SiO2 대 Al2O3의 비율로 에탄올 중에 용해시켰다. 이때, 필요에 따라 미리 정해진 양의 물을 첨가하여 용액을 조절할 수 있다. 용액을 3시간동안 교반하고, 그리고 나서, 25% 암모니아수를 여기에 첨가하고, 용액을 공침하여 겔화시켰다. 이와 같이 얻은 겔화물을 신속히 건조시키고 그 후 300℃에서 4시간 동안 소성시켜 알루미나-실리카 크세로겔 다공질체를 얻는다.
활성 알루미나의 제조방법의 예로서, 카올린 광물 선택 용해법이 기재된다. 이 방법에서, 카올린 광물은 900~1200℃에서 하소되어 무정형 실리카와 첨정석(spinel)층으로 상분리된다. 하소온도는 카올린 광물 등의 불순물에 따라, 일반적으로 950~1050℃이고, 카올린 광물은 약 1~24시간 동안 소성된다. 상기와 같은 열처리에 의해 얻어진 상분리 물질은 알칼리 또는 플로오르화수소산을 처리되고, 그것에 의해 무정형 실리카가 선택적으로 용해되고 용해된 부분은 미세구멍으로서 형성된다.
이 경우, 상분리 물질의 알칼리 처리로서, 약 1~5몰/l의 KOH 수용액이 사용된다. 또한, 알칼리 처리에서 약 1 ~ 100 시간 동안 약 50℃~150℃의 가열 조건을 유지함에 의해 무정형 실리카가 완전히 용해되고 충분한 부피를 갖는 미세 구멍이 형성될 수 있다.
활성 알루미나 제조법의 다른 예로서, pH 스윙 합성법이 기재된다. 이 방법에서, 알루미늄의 산성염과 염기성염의 수용액이 혼합되어 의사베이마이트(pseudoboemite) 겔을 석출한다. 구체적으로, 혼합은 pH를 2 ~ 10으로 조절하기 위해 알루미늄의 산성염과 염기성염을 선택적으로 첨가하여 실시하는 것이 바람직하다. 산성염의 바람직한 예는 질산 알루미늄이고, 염기성염의 바람직한 예는 알루민산나트륨이다. 이와 같이 생성된 의사베이마이트 겔은 pH 스윙을 반복함에 의해 성장된 입자를 가지고, 그리고 각 스윙의 수와 스윙 pH의 조절에 의해, 석출된 의사베이마이트 겔의 입자크기가 조절될 수 있다. 이 방법으로 얻어진, 입자 크기가 조절되는 의사베이마이트 겔은 가열/소성되고, 이것에 의해, 의사 베이마이트는 γ-알루민화되어 입자 구멍 공간을부터 그 위에 형성된 미세 구멍을 갖는 활성화된 알루미나를 얻는다. 즉, 의사베이마이트 겔의 석출된 입자크기를 조절함에 의해, 가열/소성 후에 활성화된 알루미나의 미세구멍크기가 조절될 수 있다.
본 발명의 유기 에멀젼으로서, 유리전이 온도가 -5℃ ~ -50℃인 수지와 같은 유기물이 물 또는 알콜과 같은 분산 매질에 분산된 유기 에멀젼이 사용된다. 이것은 기능성 물질의 가연성을 개선한다. 유기물질의 바람직한 유리전이 온도는 -30℃ 이하이다. 유기 에멀젼의 바람직한 예로는 아크릴 에멀젼, 아크릴 스티렌 에멀젼, 아크릴 실리콘 에멀젼, 에틸렌 비닐 아세테이트 에멀젼, 실리콘 에멀젼, 비닐 아세테이트 아크릴 에멀젼, 비닐 아세테이트 에멀젼, 비닐 아세테이트 베오바(veova) 에멀젼, 우레탄 아크릴 복합물 에멀젼, 실리카 변형된 아크릴 공중합체 에멀젼, 스티렌 아크릴 우레탄 복합물 에멀젼, 에틸렌 비닐 아세테이트 아크릴 복합물 에멀젼, 비닐 아세테이트 말레이트 공중합체 수성 에멀젼, 에틸렌-비닐 에스테르 공중합체 수성 에멀젼, 플루오린 에멀젼 등을 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 유기 에멀젼의 건조물 100 중량부 대 무기 다공질체 200 ~ 500 중량부를 배합하는 것이 바람직하다. 이 방법에서, 우수한 수분 흡수/방출 성능과 가연성을 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 제1층을 형성하기 위한 혼합물 중의 배합비는 유기물의 에멀젼 건조물의 100 부피부 대 무기 다공질체 400 ~ 1200 부피부이다. 이것에 의해, 우수한 수분 흡수/방출 성능이 얻어질 수 있고, 또한 끈끈함의 느낌은 건조된 후 표면에 거의 남지 않고 또한 개선된다. 그러므로, 생활 환경 등과 같은 공간에서 상대습도를 사람들이 쾌적함을 느끼는 약 40 ~ 70%로 자동적으로 조절할 수 있고 추가로 가연성을 갖는 기능적 부재가 개선된 외관과 함께 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 무기 다공질체의 질소 가스 흡착에 의해 측정된 직경이 4 ~ 14nm인 미세 구멍의 부피는 0.2ml/g이상이고 직경이 1 ~ 200nm인 모든 미세 구멍의 총 부피는 1.3ml/g 이하이다. 이것에 의해, 인간이 쾌적함을 느끼도록 공간의 상대습도를 자동으로 조절하는 적절한 성능이 얻어질 수 있고 또한 유기 에멀젼의 수분은 미세구멍을 거의 채우지 않고, 그러므로 도포성이 개선된다. 또한, 코팅액으로서 바람직한 점도를 얻기 위해 수분 조절이 실시되는 경우, 제1층이 효과적으로 건조될 수 있고 생산성이 개선됨에 의해 다량의 수분이 필요하지 않다. 더우기, 건조 중에 제1층에 크랙이 발생하는 것을 막을 수 있다. 미세구멍 부피의 범위는 바람직하기는 1.0mg/l 이하이다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에 따라, 제1층이 비-다공성 충전재를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 비-다공성 충전재는 총 구멍 부피가 0.05ml/g 미만인 충전재를 의미한다. 비-다공성 충전재의 형태는 구형, 다각형, 박판형, 침상형 등 중 어느 하나일 수 있다. 비-다공성 충전재는 물을 흡수하지 않고, 그러므로 코팅액의 수분 조절은 더 용이하고 코팅 필름 건조시 제1층에 크랙이 발생하는 것을 막을 수 있다. 비다공성 충전재의 바람직한 예는 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 수산화알루미늄, 탈크, 운모, 규회석 등을 포함한다.
상기 비-다공성 충전재의 사용에 대한 구현예에서, 제1층을 형성하기 위한 혼합물 중의 배합비는 유기물의 에멀젼 건조물 100 부피부 대 무기 다공질체 400 ~ 1100 부피부 및 비-다공성 충전재 50 ~ 500 부피부이고, 무기 다공질체와 비-다공성 충전재의 총량은 400~1200 부피부가 바람직하다. 상기로 인해, 코팅액의 수분 조절에 다량의 수분이 필요하지 않고, 이것에 의해 제1층은 효과적으로 건조되고 생산성이 개선된다. 또한, 건조 중에 제1층에 크랙이 발생하는 것을 막을 수 있다.
더우기, 상기 비-다공성 충전재의 사용에 대한 구현예에서, 무기 다공질체의 질소 가스흡착에 의해 측정된 직경이 4 ~ 14nm인 미세 구멍의 부피는 0.4ml/g 이상이고 무기 다공질체의 질소 가스 흡착에 의해 측정된 직경이 1 ~ 200nm인 총 미세 구멍의 총 부피는 1.6ml/g 이하이다. 상기에 의해, 우수한 흡수/방출 성능이 얻어지고 또한 건조 후 표면에 끈적임이 거의 없고, 더우기 가연성이 개선된다. 그러므로, 생활환경으로서의 공간의 상태습도를 인간이 쾌적함을 느끼도록 하는 약 40 ~ 70%가 되도록 자동적으로 조절할 수 있는 기능적 부재가 개선된 외관을 가지고 제조될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따라, 비-다공성 충전재의 부피 평균 입자크기는 5~60㎛이다. 상기 때문에, 크랙이 발생되지 않고, 표면 위에 고르지 않은 부분이 거의 없고, 개선된 외관이 얻어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 제1층을 형성하기 위한 유기 에멀젼 중의 유기물의 입자 직경은 무기 다공질체의 입자크기보다 작고 또한 그것의 수평균 입자크기는 0.2㎛ 이상이 바람직하다. 이것은 에멀젼 중의 유기물이 지나치게 조밀한 것을 막고, 무기 다공질체로 침투 경로를 충분히 막고 그리고 수분 흡수/방출 특성을 충분히 나타낼 수 있다. 유기 에멀젼의 바람직한 입자 직경은 1㎛ 이하이다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예에 따르면, 무기 다공질체는 대략 구형입자인 것이 바람직하다. 개선된 가연성을 갖는 대략 구형 입자의 사용에 의해, 코팅 중의 무기 다공질체의 충전비가 증가하고, 따라서 이것은 수분 흡수/방출 성능을 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예에서, 제1층의 코팅 두께는 거의 50~500㎛인 것이 바람직하다. 그것에 의해, 적당한 수분 흡수/방출 특성이 나타날 수 있고, 그것의 단위 면적당 중량이 알맞게 되고, 그것의 가요성은 구조물에 알맞다. 더우기, 코팅 두께가 상기 범위일 때, 콤마 코팅기에 의한 코팅방법이 통상의 비닐 섬유 제조의 경우와 같이 사용될 수 있다. 그러므로, 그것의 생산성이 개선된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 제1층을 형성하기 위해 건조되기 전에 살균제 또는 진균제 0.1~5 중량부가 혼합물 100 중량부와 배합된다. 이것에 의해, 우수한 항균 특성 또는 항진균 특성이 기능성 부재에 제공될 수 있다. 특히, 본 발명의 기능성 부재는 우수한 수분 흡수/방출 특성을 가지고, 그러므로 불가피하게 수증기를 일정하게 함유하는 상태이고, 그것에 의해 세균 또는 곰팡이가 그 위에 발생되는 경향이 있다. 이 이유로, 기능적 부재의 제1층에 대한 살균제 또는 진균제의 배합이 특히 효과적이라고 말할 수 있다. 또한, 살균제 또는 진균제가 함께 사용되거나 또는 세균과 진균 모두에 효과적인 약제가 사용될 수 있다.
본 발명에서 살균제와 진균제는 유기계 또는 무기계일 수 있다.
유기 살균제 및 진균제의 예는 트리아졸, 알콜, 페놀, 알데히드, 카르복실산, 에스테르, 에테르, 니트릴, 과산화물, 에폭시, 할로겐, 피리딘 퀴놀린, 트리아진, 이소티아졸론, 이미다졸 티아졸, 아닐리드, 바이구아니드, 디설파이드, 티오카바메이트, 계면활성제 또는 유기 금속의 형태의 살균제 또는 진균제이다.
무기 살균제 및 진균제의 예는 오존, 염소화물계, 요오드화물계, 과산화물, 보론산, 황, 칼슘, 소듐 실리코플루오라이드 실리코 플루오로토 소듐 또는 금속이온 타입의 살균제 또는 진균제이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 살균제 또는 진균제로서, 금속이온 타입이 바람직하게 사용된다. 이와 같은 항균성 금속이온은 차아염소산, 오존 등과 비교하여 고형물에 쉽게 보존 및 고정된다. 또한, 필요한 이온의 양은 이온 용출 속도를 조절함으로써 추출된 수 있고, 따라서 금속이온은 장기간 사용에 알맞다. 항균금속의 바람직한 예는 은 이온, 구리 이온 등을 포함한다.
항균성 금속 이온을 방출하기 위한 물질의 예는 락트산은, 질산은, 아세트산은, 황산은, 아세트산 제1구리, 아세트산 제2구리, 질산구리, 황산제1구리, 황산제2구리, 아세트산아연, 질산아연, 염화아연 또는 황산아연을 포함하는 화합물을 포함한다. 특히, 은 이온은 세균에 대해 우수한 효과를 가지고, 또한 구리는 진균에 우수한 효과를 가지므로, 이중 한 이온을 적절히 선택하거나 또는 두 이온 모두를 함께 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 항균성 성분의 방출속도를 조절하기 위해, 은, 구리, 또는 아연의 이온, 이들의 화합물, 또는 단일 금속 콜로이드와 같은 항균 성분은 무기 산화물 등의 담체의 구멍 또는 결정격자 중에 전달될 수 있다. 더우기, 염소에 대한 내성은 염소에 고-반응성인 은이온의 양이온화에 의해 얻어지는 은 티오설페이트 복합물에 의해 안정화될 수 있다.
살균제 또는 진균제의 다른 예는 동물 또는 식물로부터 얻은 천연물-유도제 또는 진균제를 포함한다. 그들의 특별한 예는 키틴/키토산, 아미노글리코시드 화합물, 히노키티올, 쑥 추출물, 알로에 추출물, 페릴라 잎 추출물, 약모밀(Houttunia cordata), 감초, 동백나무과 식물 추출물, 천연 황, 머스타드/일본 서양고추냉이 추출물, 대나무 추출물 등을 포함한다. 이에 더하여, 광촉매가 또한 사용될 수 있다. 이들의 예는 아나타제 티타늄 옥사이드, 루타일 티타늄 디옥사이드, 삼산화텅스텐, 삼산화비스무트, 삼산화철, 티탄스트론튬, 산화주석, 산화아연 등을 포함한다. 이들은 구형 또는 비늘모양, 섬유상 분말, 또는 졸 상태일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 제1층에 첨가된 살균제 또는 진균제가 수용성인 것이 바람직하다. 그것에 의해, 저비용으로, 수분 조절 성능을 갖고, 제1층이 더 높은 수분함량을 가질지라도 그것의 다층 구조의 모든 층에 걸쳐 적절한 항세균특성 또는 항진균특성을 얻는 기능성 부재를 제공할 수 있다. 즉, 수용성 살균제 또는 진균제가 제1층에 첨가되고, 그것에 의해, 제1층이 더 높은 수분함량을 갖도록 수증기를 흡수할 때도, 수용성 살균제 또는 진균제는 흡수된 물의 매질을 통해 전체 제1층으로 확산된다. 그 결과, 적절한 항균특성 또는 항진균 특성이 제1층에 달성될 수 있다. 또한, 수용성 살균제 또는 진균제는 제1층에 더하여 다른 층으로도 확산된다. 결론적으로, 살균제 또는 진균제가 제1층에만 첨가됨에 의해, 적절한 항균특성 또는 항진균 특성이 기능성 부재의 모든 층에서 얻어질 수 있다. 수용성 진균제는 주로 유기물인 것이 바람직하다. 이들의 특정예는 트리아졸, 알콜, 페놀, 알데히드, 카르복실산, 에스테르, 에테르, 니트릴, 과산화물, 이소티아졸론, 이미다졸 티아졸, 아닐리드, 바이구아니드(biguanide), 이황화물, 티오카바메이트, 계면활성제, 유기금속 등의 형태와 같은 수용성 진균제를 포함한다.
제2층
본 발명에 따른 제2층은 제1층의 거의 전 표면에 걸친 무기 충전재와 무기 충전재를 고정하는 유기 접합제를 포함하는 층이다. 제2층은 수증기의 투과를 막지않고 담배 타르와 같은 오염이 어느 정도 그것을 통과하는 것을 막을 수 있다. 또한, 담배 타르와 같은 오염물이 제2층을 통과하여 제1층에 흡수되는 경우에도, 오염물이 제2층에 함유된 소정의 양의 무기 충전재에 의해 감추어지므로, 제1층에 흡착된 오염물이 덜 보이도록 하는 것이 가능하다. 그러므로, 오손방지특성 및 외관이 개선된다.
제2층은 제1층의 거의 전 표면에 걸쳐 형성되고, 그러므로 기능성 부재의 거의 전 표면에 걸쳐 오손방지특성과 외관이 개선된다. 본 발명에서, 거의 전 표면이란 제1층의 90% 이상을 덮는 것을 의미한다.
본 발명의 제2층은 무기 충전재의 100 부피부에 대해 30 ~ 300 부피부의 양으로 유기 접합제를 함유한다. 이 범위에서, 저부층에 대한 충분한 점착이 얻어질 수 있고 또한 제1층에 점착된 오염을 감추는 은닉성이 개선되고, 그것에 의해 외관이 개선될 수 있다. 또한, 비용면에서도 유리하다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 제2층의 코팅 두께는 바람직하기는 1~100㎛이다. 이 범위에서, 적절한 오손방지 특성이 얻어질 수 있고 또한 수증기 투과에 대한 방해가 감소되고 수분 흡수/방출량에 거의 영향이 없다. 부가적으로, 비용면에서도 유리하다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 무기 충전재의 입자 직경은 바람직하기는 60㎛ 이하이다. 이 범위에서, 입자간의 공간이 작아지고, 그러므로, 오손방지특성이 개선되고 그것의 표면은 외관상 부드러워진다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 무기 충전재는 산화티탄 또는 탄산칼슘이 바람직하다. 각 물질은 은닉성이 우수한 백색 물질이고 제1층에 흡착된 타르 오염을 효과적으로 감춘다. 더우기, 산화티탄 또는 탄산칼슘 등과 같은 백색물질로 제2층을 형성함에 의해, 제2층 상에 우수한 고안이 유리하기는 부여된다. 또한, 착색안료가 제2 층에 첨가되어 제2층이 디자인 층으로서 기능할 수 있다. 또한, 디자인 층은 상기와 같이 우수한 고안이 부여된 제2층의 표면에 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 유기 접합제는 유기 에멀젼의 경화물이다. 이 방법으로, 산업적으로 저-비용방법으로 제2층을 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 유기 에멀젼은 유기 성분이 물에 균일하게 분산된 물질을 의미한다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 제2층을 형성하기 위한 유기에멀젼 상태의 유기물의 유리전이온도는 -10℃~30℃이다. 유리전이온도가 -10℃ 이상이면, 실제 사용 조건에서, 즉 실온 부근에서 끈끈한 느낌은 생기지 않고 타르는 제2층에 거의 점착되지 않는다. 더우기, 유리전이온도가 30℃ 이하이면, 제2층은 가연성이며, 그 결과, 제2층은 거의 부서지지 않고 가연성 기재가 접히는 때에도 접힌 자국이 남지 않는다.
본 발명에 따른 제2층에 사용되는 무기 충전재의 바람직한 예는 산화티탄, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 실리카, 알루미나, 지르코니아 등을 포함하며, 그 외에 규사 또는 자기석 분말화재와 같은 천연재를 포함한다. 착색안료의 예는 티탄 엘로우, 스피넬 그린, 아연 플라워, 철단(colcothar), 산화크롬, 코발트 블루 또는 철 블랙과 같은 금속 산화물; 알루미늄 화이트 또는 옐로우, 산화철과 같은 금속 수산화물; 프러시안 블루와 같은 페로시아나이드 화합물; 크롬 옐로우, 징크로메이트, 또는 몰리브덴 레드와 같은 레드 크로메이트; 황화아연, 진사, 카드뮴 옐로우 또는 카드뮴 레드와 같은 황화물; 셀레늄 화합물; 중정석 또는 침전된 황산바륨과 같은 황산염; 중탄산칼슘 또는 침전된 탄산칼슘과 같은 탄산염; 함수규산염, 점토 또는 울트라마린 블루와 같은 규산염; 카본블랙과 같은 탄소; 알루미늄 분말, 청동분말 또는 아연분말과 같은 금속 분말; 운모/티탄산화물과 같은 진주안료; 프탈로시아닌; 아조 안료 등을 포함한다.
본 발명에 따른 제2층에 사용되는 유기 접합제의 예는 유기 에멀젼, 수용성 수지, 광경화성 수지 등을 포함한다. 공업적으로 낮은 비용의 방법으로 제2층을 형성하는 면에서, 유기 에멀젼이 특히 바람직하다.
제2층을 형성하는데 사용되는 유기 에멀젼의 바람직한 예는 아크릴, 아크릴산 스티렌, 아크릴산 실리콘, 에틸렌 비닐 아세테이트, 실리콘, 아크릴 비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 베노바, 우레탄 아크릴, 스티렌 아크릴 우레탄 복합물, 에틸렌 비닐 아세테이트 아크릴 복합물, 비닐 아세테이트 말레이트 공중합체, 에틸렌-비닐-에스테르-기재 공중합체, 불소 또는 플루오로아크릴산염을 포함한다.
본 발명의 바람직한 예에서, 제2층 및/또는 발수층은 살균제 및 진균제 중 적어도 하나를 더욱 포함하고, 그러므로 추가의 항균특성 또는 항진균 특성을 더욱 갖게 된다. 제2층 및/또는 발수층에 사용되는 살균제 또는 진균제는 제1층에 사용되는 살균제 또는 진균제와 동일한 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 제2층은 추가로 발수성 첨가제를 포함하는 것이 바람직하다. 이것으로, 타르 오염에 대한 오손방지 특성과 수분 흡수/방출 특성 그리고 이에 더하여 액체 오염에 대한 오손방지특성을 갖는 기능성 부재를 용이하게 얻을 수 있다. 제2층 중의 발수성 첨가제의 바람직한 양은 무기 충전재 100 중량부 당 0.1 ~ 100 중량부이다.
발수성 첨가제의 바람직한 예는 실리콘 타입 또는 불소 수지 타입을 포함한다. 실리콘 타입 발수성 첨가제의 특정 예는 폴리실록산, 폴리메틸실록산, 폴리디메틸실록산 등의 분자에 실록산 사슬[-Si(R1, R2)-O-Si(R1, R2)-O-(식에서, 각 R1, R2는 독립적으로 수소원자 또는 알킬기를 나타낸다)], 또는 실란사슬 [-Si(R3, R4)-Si(R3,R4)-(식에서, 각 R3, R4는 독립적으로 수소원자 또는 알킬기를 나타낸다.)]을 갖는 실리콘 화합물, 또는 실리콘 수지 등을 포함한다.
불소 타입 발수성 첨가제의 특정예는 원료 단량체에 불소원자를 포함하는 유기 수지, 더욱 상세히는 폴리에틸렌 테트라플루오라이드, 테트라플루오르화-퍼플루오로-알콕시에틸렌 공중합체(PFA 수지), 폴리에틸렌 클로라이드 트리플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐 플루오라이드 또는 불소 고무와 같은 불소 수지, 또는 불소-함유 계면활성제를 포함한다. 상기 첨가제 중에서, 발수성능의 면에서, 불소수지 첨가제가 사용되는 것이 바람직하다.
디자인 층
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 디자인 층이 추가로 제2층의 표면에 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 디자인 층은 양각된 패턴 또는 고안을 갖는 층으로, 재료는 제한되지 않는다. 디자인 층은 통상의 비닐천의 제조에 사용되는 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄 등과 같은 방법으로 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 디자인 층은 발포인쇄에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이 방법으로, 양호한 의장이 부여되고 동시에 제2층의 경우와 같이 제1층의 오염조절층으로서의 효과가 달성된다. 발포 인쇄 페인트로서, 통상적으로 사용되는 벽지용 인쇄 페인트가 특별한 제한없이 사용될 수 있고, 특히, 그것의 예로는 수지와 발포제가 혼합된 페인트를 포함한다.
수지 성분의 바람직한 예는 아크릴 수지, 아크릴 스티렌 수지, 아크릴 실리콘 수지, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지, 실리콘 수지, 비닐 아세테이트 아크릴 수지, 비닐 아세테이트수지, 비닐 아세테이트 비오바 수지, 우레탄 아크릴 복합물 수지, 실리카 변형 아크릴 공중합체 수지, 스티렌 아크릴 우레탄 복합재 수지, 에틸렌 비닐 아세테이트 아크릴 복합물 수지, 비닐 아세테이트 말레이트 공중합체 수성 수지, 에틸렌-비닐 에스테르-기재 공중합체 수성수지, 불소수지 등을 포함한다.
발포제로서, 종래-사용된 분해 가스-발생 발포제 또는 팽창성 캡슐 발포제 등이 사용될 수 있다. 분해가스-생성 발포제의 바람직한 예는 아조디크라보나미드, 디니트로소 펜타-메틸렌 테트라민, 파라톨루엔술포닐 하이드라지드, 벤젠술포닐 하이드라지드, 소듐 바이카보네이트, 암모늄 카보네이트 등을 포함한다. 팽창성 캡슐 발포제의 예는 아크릴 에스테르, 비닐리덴 클로라이드, 아크릴로니트릴 또는 우레탄과 같은 열경화성 수지를 함유하는 미세한 입자 중의 에탄, 부탄, 펜탄, 네오펜탄, 헥산 또는 헵탄과 같은 탄화수소계 휘발성 팽창 성분을 함유하는 시약을 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 제1층에 대한 발포체 인쇄층의 면적 피복률은 60% 이상이 바람직하다. 그것에 의해, 오염 조절층으로서의 효과가 충분히 얻어진다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 발포인쇄층에 탈취제가 배합되는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 제1층에 의해 얻어진 독성 화학물질, 불쾌한 생활악취 등에 대한 제거 기능이 더욱 개선될 수 있다. 탈취제의 예로는 물리적 흡착에 의해 탈취하는 다공성 물질, 산화-환원 물질 및 화학반응에 의해 악취물질을 탈취하는 촉매물질을 포함한다. 물리적 흡착에 의해 탈취하는 다공질체의 예는, 상기 무기다공성 재료 이외에, 활성탄, 첨착 활성탄, 벤토나이트, 실리카-마그네시아 등을 포함한다. 산화-환원 물질과 촉매 물질의 예는 황산, 질산, 아세트산, 시트르산, 유기산염, 산화물, 수산화물, 프탈로시아닌 복합물 또는 망간, 구리, 아연, 코발트, 마그네슘, 철, 니켈 및 아연으로부터 선택된 금속을 함유하는 다른 킬레이트; 철-망간, 티탄, 실리카-알루미나, 금속 산화물 광촉매 등의 형태의 무기물질; 유기아민; 인공효소; 시클로덱스트린 또는 크라운 에테르와 같은 포접화합물; 피톤치드, 플라보노이드, 탄닌, 카테킨, 및 식물성 정유와 같은 식물 추출물을 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 디자인 층에 수지 콜로이드 분산물의 건조물의 피복층이 추가로 형성되는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 수분 흡수/방출 특성의 손상없이 오염 조절층을 형성하는 것이 가능하다. 수지 콜로이드 분산물의 바람직한 입자크기는 1~100nm, 더욱 바람직하기는 5~100nm 이다. 입자크기가 5nm 이상이면, 수분 흡수/방출 특성이 거의 손상이 없고, 입자크기가 100nm 이하이면, 담배 타르와 같은 오염이 거의 전달되지 안고, 따라서 오염 조절층으로서의 효과가 주어진다. 수지 콜로이드성 분산물의 바람직한 예는 아크릴, 아크릴 스티렌, 아크릴 실리콘, 에틸렌 비닐 아세테이트, 실리콘, 아크릴 비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 비오바, 우레탄 아크릴, 스티렌 아크릴 우레탄 복합물, 에틸렌 비닐 아세테이트 아크릴 복합물, 비닐 아세테이트 말레이트 공중합체, 에틸렌-비닐 에스테르-기재 공중합체, 불소, 불소아크릴레이트와 같은 콜로이드성 분산물을 포함한다.
발수층
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 제2층 표면 또는 디자인 층 표면에 발수층이 추가로 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 발수층은 표면이 물과 90°이상에서 접촉되어지는 층이다. 그것에 의해, 수증기 투과성이 방해됨 없이 물이 표면을 통해 전달되는 것을 막는 표면을 형성할 수 있다. 그러므로, 커피 등의 액체 오염에 대한 오손방지특성이 개선된다. 발수층은 예를 들면, 올레핀, 실리콘 또는 불소와 같은 형태의 발수성 수지, 또는 왁스와 같은 발수제를 적용하여 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 디자인 층이 제2층 표면에 형성되고 추가로 디자인 층의 표면에 발수층이 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 발수처리층은 바람직하기는 발포 인쇄층 위에 형성된다. 그것에 의해, 발포 인쇄층의 불균일 부분의 시너지 효과와 발수처리에 의한 발수특성에 의해, 즉 소위 프랙탈 효과에 의해, 특히 우수한 발수특성이 얻어지고, 그리고 액체 오염에 대한 오손방지 특성이 더욱 뛰어나게 얻어진다.
광촉매
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 기능성 재료의 최외부 층은 추가로 광촉매를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 최외층은 제2층, 디자인 층 및 발수층일 수 있다. 또한, 본 발명이 바람직한 또 다른 구현예에 따르면, 광촉매가 기능성재료의 최외부에 고정될 수 있다. 그것에 의해, 흡수된 독성 화학물질의 분해 기능이 부여될 수 있다.
광촉매의 예는 티탄 산화물, 아연 산화물, 스트론튬 산화물, 주석 산화물, 바나듐 산화물 또는 텅스텐 산화물을 포함한다. 티탄산화물은 금속 자체의 안정성, 광촉매활성, 입수용이성 등의 면에서 가장 바람직하고, 특히 아나타제 티탄 산화물이 바람직하다. 본 발명의 더욱 바람직한 구현예에서, 항균성/항진균성 성능을 부여하거나 또는 광촉매 활성을 개선하기 위한 금속은 광촉매화된다. 이와 같은 금속의 예는 금, 은, 구리, 아연, 백금 등을 포함한다.
발수층에 대한 광촉매 입자의 첨가량은 발수층의 고체 함량 100 중량부에 대해 1 ~ 40 중량부가 바람직하다.
적용
본 발명에 따른 기능성 부재의 적용을 특별히 제한되지 않으며 극히 넓은 범위의 적용이 고려된다. 바람직한 적용은 벽, 마루, 천정용 건축물 내장재, 자동차, 기차, 배, 비행기 등의 차량 내장재를 포함하고, 특히 바람직하기는 건축용 벽지를 포함한다.
본 발명의 기능성 부재가 건축용 벽지로서 사용될 때, 내화성을 보장하기 위해 제1층의 유기 에멀젼의 건조중량이 100g/m2 이하이고, 제2층의 유기 에멀젼의 건조중량이 50g/m2 이하이고, 기재를 포함한 총 유기물 중량이 300g/m2인 것이 바람직하다.
기능성 부재의 제조를 위한 방법 및 코팅액
본 발명의 기능성 부재의 제조방법에서, 제1층을 형성하기 위한 코팅액으로서, 무기다공성 재료와 유기 에멀젼을 포함하는 혼합물이 제공된다. 유기 에멀젼은 유리전이 온도가 -5℃ ~ -50℃인 유기물질을 포함한다. 코팅액은 추가로 비-다공성 충전재를 포함할 수 있다.
그 후, 코팅액이 제1층을 형성하기 위해 건조되어질 가연성 기재 위에 적용된다. 기재 위의 코팅액의 적용은 예를 들면, 디핑, 스핀 코팅, 분사, 인쇄, 플로우 코팅, 롤코팅, 그것들의 조합 등에 의해 실시될 수 있다. 제1층의 코팅 두께는 디핑에서 이동속도의 변화, 스핀 코팅에서 기판 회전속도의 변화, 코팅액의 고체함량농도 또는 점도의 변화 등에 의해 조절될 수 있다.
제1층을 형성하기 위한 코팅액이 콤마 코팅기 등에 의해 적용될 때, 코팅액에 함유된 물의 양이 그것의 고체 함량 100 중량부에 대해 20 ~ 80 중량부이고 점도는 2000 ~ 8000 mPa.s인 것이 바람직하다. 그것에 의해, 제1층이 기재층 표면에 알맞게 코팅될 수 있다.
제1층을 형성하기 위한 코팅액의 건조 및 경화는 실온건조 또는 강제가열에 의해 실시될 수 있다. 강제가열은 원적외선 방사, 열풍가열에 의한 건조 등에 의한 가열 및 건조에 의해 실시될 수 있다. 이 경우, 건조 온도는 생산성 측면에서 100℃ 이상이 바람직하다.
추가로, 무기 충전재와 유기 접합제의 혼합물이 제2층을 형성하기 위해 제1층의 거의 전체 표면에 걸쳐 적용된다. 혼합물은 유기 접합제가 무기 충전재 100 부피%에 대해 30 ~ 300 부피%의 양으로 함유되도록 조절된다.
제2층을 형성하기 위한 혼합물의 적용은 공지의 방법으로 실시될 수 있지만, 바람직하기는 그라비어 인쇄법, 스크린 인쇄법 또는 그들의 조합에 의해 실시될 수 있다. 이 경우, 그것의 코팅 두께는 고체 함량 농도 또는 무기 충전재를 함유하는 코팅액의 점도의 조절 또는 인쇄 속도의 조절에 의해 맞춰질 수 있다. 제2층을 박막으로 제조하기 위해 크라비어 인쇄법의 사용이 바람직하다.
제2층을 형성하기 위한 고체 함량의 농도 또는 코팅액의 점도를 조절하기 위한 바람직한 희석액은 물 또는 이소프로필알콜 또는 에탄올과 같은 알콜을 포함한다. 공업적으로 알콜 희석액이 사용하기 바람직하고, 그것에 의해, 코팅 후 건조온도가 낮아지고 건조시간도 역시 단축될 수 있다.
제2층을 형성하기 위한 코팅액의 건조 및 경화는 실온에서의 건조 또는 강제 가열에 의해 실시될 수 있다. 강제가열은 원적외선에 의한 가열 및 건조, 열풍가열에 의한 건조 등에 의해 실시될 수 있다. 이 경우, 가열 온도는 생산성의 측면에서 100℃ 이상이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 디자인 층 또는 발수층을 형성하기 위한 코팅액이 건조되어질 제2층 상에 추가로 적용되는 것이 바람직하다. 디자인 층 또는 발수층은 공지의 방법으로 형성될 수 있지만, 바람직하기는 그라비어 인쇄법, 스크린 인쇄법, 또는 그것의 조합에 의해 실시된다. 발수층의 건조 및 경화는 실온건조 또는 강제 가열에 의해 실시될 수 있지만, 생산성의 측면에서 강제가열에 의해 실시되는 것이 바람직하다. 강제가열은 원적외선에 의한 가열/건조, 열풍가열에 의한 건조 등에 의해 실시될 수 있다. 이때, 가열온도는 바람직하기는 생산성의 측면에서 100℃ 이상이다.
본 발명을 이하의 실시예를 들어 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예 및 비교예에 대하여, 원료의 물리적 특성값을 측정하는 방법은 다음과 같다.
측정 1: 무기 다공질체의 미세구멍 직경 및 미세구멍 부피의 측정
대략, 시료 0.2g에 대해, 표면적/미세구멍 분포 측정장치(ASAP 2000, Micromeritics, Inc. 제품)를 사용해서 미세구멍 직경 및 미세구멍 부피를 측정했다. 이 측정장치는 각 시료 내 질소가스의 흡/탈착 등온선을 측정하고, Barrett Joyner Halenda법을 이용해, 탈착 등온선을 사용해 미세구멍 직경 및 미세구멍 부피를 측정한다. 측정에 앞서, 장치 내를 110℃로 가온, 10-3Torr 미만이 되도록 탈기시켜, 수증기의 흡착성분을 제거한다.
측정 2: 무기 다공질체 및 무기 충전재의 입자 평균 크기 측정
레이저 회절/산란도 분포 측정 장치(Laser micronsizer LMS-30, SEISHIN ENTERPRISE Co., LTD. 제품)를 사용해 입자의 평균 크기를 측정했다.
측정 3: 무기 다공질체, 비 다공성 충전재, 및 무기 입자의 벌크밀도
탭 밀도 측정기(Tap denser-KYT-4000, SEISHIN ENTERPRISE Co., LTD. 제품)를 사용해, 벌크밀도를 측정했다.
측정 4: 유기 에멀젼 입자의 평균 크기의 측정
레이저 회절/산란도 분포 측정 장치(Laser micronsizer LMS-30, SEISHIN ENTERPRISE Co., LTD. 제품)를 사용해 입자의 평균 크기를 측정했다.
측정 5: 수지 콜로이드 분산의 입자의 평균 크기 측정
동적 광 산란법에 의한 NIKKISO Co., LTD.의 마이크로 트랩 UPA 150을 사용해, 입자의 평균 크기를 측정했다.
측정 6: 유기 에멀젼 및 수지 콜로이드 분산의 유리 전이 온도의 계산
실시예에서 사용된 유기 에멀젼 내에서 유기물이 분산되거나, 수지 콜로이드 분산 내에서 분산된 수지가 공중합체인 경우, 유기물의 유리전이온도 Tg 및 수지를 동질중합체의 유리 전이 온도를 사용해, 다음의 식에 따라 계산했다.
(식 중, Tg : 공중합체의 Tg(K)
Tgi : 공중합모노머의 동질중합체의 Tg(K)
Wi : 공중합 모노머의 중량 비율)
공중합 단량체의 동질중합체의 Tg, 즉 Tgi는 일본 에멀젼 공업회의 기준에 따른 것을 사용했다.
측정 7: 유기 에멀젼의 건조물의 벌크밀도 측정
유기 에멀젼의 분산액을 건조시켜, 그 건조물을 아르키메데스법을 사용해, 벌크밀도를 측정했다. 그 후, 등유를 용매로 사용해서 다시 용해되지 않도록 측정했다.
이하의 실시예 및 비교예에 관해, 제조된 기능성 재료 시료의 평가 시험 방법은 아래와 같다.
시험 1: 담배 타르의 점착 촉진 시험
바닥 부분만을 개방한 용적 3600cm3의 상자를 준비한다. 이 상자의 측면에 시료(5×5cm)를 부착했다. 상자의 바닥 부분에 담배 연기를 모아두고, 30분간 시료에 타르를 점착시킨다. 타르를 점착시키기 전후의 오염 상태를 색차계(ND-300A, Nippon Denshoku Co., Ltd. 제품)를 사용해 측정했다. JT제 마일드 세븐 5개비 (타르 12mg/개비, 니코틴 0.9mg/개비)를 시험에 사용했다.
시험 2: 흡/방습의 특성치 측정 방법
우선, 측정 시료를 온도 23℃, 습도 33% R.H로 일정하게 유지된 관에서 평형하에 둔다. 온도 23℃, 습도 33% R.H로 일정하게 유지된 관에서 24시간에 걸쳐 흡습량을 측정했다. 그리고 나서, 온도 23℃, 습도 33% R.H로 일정하게 유지된 관에 다시 넣고, 방습량을 측정한다.
시험 3: 내오염성 평가시험
시료 표면(제2층을 형성한 면)에 오염성 물질을 적가하고, 24시간이 지난 후에 JK 와이퍼(150-S, CRECIA Corp. 제품)로 닦아내는 시험을 했다. 평가 기준은 아래와 같다.
오염성 물질로는, 커피, 간장, 수성 푸른 잉크를 사용했다.
A: 물로 닦아내자, 오염 자국이 사라졌다.
B: 물로 닦아내자, 오염 자국은 사라지지 않았다. 그러나 그 후에 시료 표면을 합성세제원액으로 닦아낸 후, 물로 닦고, 마른 걸레질을 하자 오염 자국이 사라졌다.
C: 시료 표면을 합성세제 원액으로 닦아내고 물로 닦아낸 뒤, 마른 걸레질을 해도 여전히 오염 자국이 남아있었다.
시험 4: 항균성 평가
JIS Z 2801 (2000년)에 명시된 필름 부착 방법에 따라 항균평가를 실시했다. 사용한 균주는 JIS Z 2801 (2000년)에 따라, 그램양성균으로는 황색구균, 그램음성균으로는 대장균을 사용했다. 결과의 판정방법은 JIS Z 2801에 의거하여, 항균활성치 2.0를 넘으면 항균성이 있다고 판정했다.
시험 5: 항진균성 평가
일본 건강 주택 협회에서 명기한 항진균성 시험 방법중, 영양부가 습식법에 준거해 시험을 행했다. 균주로는, Aspergillus niger를 사용했다. 결과의 판정은 일본 건강 주택 협회가 정한 항진균성 시험 방법에 의거하여 실행했다. 구부피인 평가 기준은 아래와 같다.
5: 40배율 현미경 하에서도 균사의 발육이 없음.
4: 육안으로는 균사의 발육을 확인할 수 없으나, 40배율 현미경 하에서 균사의 근소한 발육을 관찰할 수 있음.
3: 육안으로 발육을 간헐적으로 확인할 수 있고, 40배율 현미경 하에서 균사의 발육을 현저하게 관찰할 수 있음.
2: 육안으로 명백하게 시료의 한쪽 표면의 1/2 이상 곰팡이의 취락 발생 확인.
1: 육안으로 명백하게 곰팡이의 발육이 관찰할 수 있고, 시료의 한쪽 표면 전체에 걸쳐 균사가 넓게 퍼져있는 것을 관찰할 수 있음.
시험 6: 유연성 평가
시료를 180도로 접었다가, 접힌 부분의 외관을 관찰했다. 평가 기준은 아래와 같다.
A: 갈라짐 없음
B: 부분적인 갈라짐
C: 전체 표면이 갈라짐
시험 7: 방화성 평가
건물기준법에 명기된 콘칼로리 미터(concalory meter)로 시험을 행했다. 결과의 판정은 건물기준법에 따라, 8MJ/m2 이하를 합격으로 판정했다.
시험 8: 제조된 막상태 외관 평가
제1층의 제조된 막 상태의 외관을 평가했다. 평가 기준은 아래와 같다.
A: 양호
B: 다소 불량
C: 불량
시험 9: 접촉각 측정법
시료 표면에 증류수 10㎕를 적가했을 때의 접촉각을 접촉각 측정기(CA-X형, Kyowa InterFace Science Co., Ltd. 제품)를 사용해 측정했다.
실시예 A1
기재로는, 부직포, 필름 및 3겹으로 된 대지(backing paper)로 구성된 벽지용 기재지를 사용했다. 벽지용 기재지는 111g/m2의 중량이었다. 무기 다공질체로는, 시판되는 활성 알루미나를 사용했다. 이 활성 알루미나에 대해, 측정 1 및 측정 2을 실시했다. 그 결과 4 ~ 14nm의 직경을 갖는 미세구멍 부피는 0.41ml/g, 전체 미세구멍 부피는 0.50ml/g, 입자의 평균 직경은 30㎛였다. 유기 에멀젼으로는 시판되는 아크릴에멀젼을 사용했다. 이 에멀젼에 대해, 4회 및 6회 측정을 실시했다. 그 결과 유리 전이 온도는 -43℃, 입자의 평균 직경은 0.25㎛, 유효성분은 60%였다.
표 1에 나타낸 배합에 기초해 원료를 믹서에 넣고, 혼합하여 도포액을 얻었다. 이 도포액을 콤마 코팅기를 사용해, 건조 후의 막의 두께가 350㎛가 되도록 하고, 150℃에서 건조시켜 제1층을 형성했다. 건조 후 유기물의 중량은 80g/m2였다.
무기다공질체와 유기 에멀젼에 함유된 혼합물의 배합
배합 중량부
활성 알루미나 70
아크릴 에멀젼 30
분산제[Kyoeisya Chemical Co., Ltd. 제품 Flowlen TG-750W] 17.5
흡습제[Kyoeisya Chemical Co., Ltd. 제품 Flowlen D-90] 0.5
소포제[Kyoeisya Chemical Co., Ltd. 제품 Aqualen 8020] 0.5
물 40
표 2의 배합에 기초해 도포액을 제조했다. 이 도포액을 제1층 상에, 건조 후에 제2층의 두께가 10㎛가 되도록 스크린 인쇄법으로 도포했다. 계속해서, 150℃에서 건조시켜, 도 1에 나타낸 층구조를 갖는 시료를 얻었다. 건조 후 유기물의 중량은 10g/m2였다. 무기 충전재로는 산화티탄과 탄산칼슘을 사용했다. 산화티탄 입자의 평균 직경은 5㎛, 탄산칼슘 입자의 평균 직경은 3㎛였다. 유기 접합제로는, 에틸렌 비닐 아세테이트의 유기에멀젼을 사용했다. 이 유기 에멀젼의 유기물에 대한 유리전이 온도는 0℃였다.
배합 중량부
산화티탄 10
칼슘 카보네이트 20
유기물 에멀젼 25
분산제[Kyoeisya Chemical Co., Ltd. 제품 Flowlen TG-750W] 3
흡습제[Kyoeisya Chemical Co., Ltd. 제품 Flowlen D-90] 0.4
소포제[Kyoeisya Chemical Co., Ltd. 제품 Aqualen 8020] 0.2
물 10
실시예 A2
표 3의 배합에 기초해 도포액을 제조했다. 발수성 첨가제로는, Intec Corp.에서 만든 플루오르 아크릴레이트계 발수성첨가제 Ode KCRDOP 니스[유효성분 15 중량%]를, Intec Corp.에서 만든 이소프로필 알콜 및 물로 구성된 Ode KS 용매에 희석한 것을 사용했다. 이 도포액을 실시예 1로부터 얻은 시료의 제2층 상에, 건조 후에 제2층 상의 두께가 0.2㎛가 되도록 그라비어 인쇄법으로 도포하였다. 계속해서, 발수층이 그림 3의 형상이 되도록 150℃에서 건조시켰다.
배합 중량부
플루오르 아크릴레이트계 발수첨가제 100
Ode KS 용매 30
실시예 A3
실시예 A1에서 얻은 시료의 제2층 위에 그라비어 인쇄법으로 인쇄하고, 디자인 층을 형성했다. 도 4에 나타낸 시료는 상기 디자인 층에 실시예 A2와 같은 발수층을 형성시켜 얻은 것이다.
실시예 A4
제2층을 형성하기 위해, 도포액 68.6 중량부에 제올라이드에 은이 담지된 시판되는 항균제를 3중량부로 첨가한 것을 제외한 나머지는 실시예 1과 동일하게 한 뒤, 도 5에 나타낸 시료를 제조했다.
실시예 A5
제2층을 형성하기 위해 도포액 68.6중량부에 시판되는 트리아졸 항진균제를 0.5 중량부 첨가한 것을 제외한 나머지는 실시예 A2와 동일하게 한 뒤, 도 6에 나타낸 시료를 제조했다.
실시예 A6
발수층을 형성하기 위해 도포액 130 중량부에 시판되는 광촉매 산화티탄 분말을 5 중량부 첨가한 것을 제외한 나머지는 실시예 A2와 동일하게 한 뒤, 도 7에 나타낸 시료를 제조했다.
실시예 A7
제2층을 형성하기 위해 도포액 68.6 중량부에 불소 수지계 발수성 첨가제를 5 중량부 첨가한 것을 제외한 나머지는 실시예 A1과 동일하게 한 뒤, 도 8에 나타낸 시료를 제조했다.
실시예 A8
제2층을 형성하기 위해 도포액 68.8 중량부에 착색안료로서 프탈로시아닌 블루를 1 중량부 첨가한 것을 제외한 나머지를 실시예 A1과 동일하게 한 뒤, 도 9에 나타낸 시료를 제조했다.
실시예 A9
실시예 A8에서 얻은 시료의 제2층 상에 그라비어 인쇄법으로 인쇄하고, 디자인 층을 형성했다. 상기 디자인 층에 실시예 A2와 동일하게 만든 발수층을 형성시켜 도 10에 나타낸 시료를 제조했다.
비교예 A1
제2층을 형성하지 않은 것을 제외한 나머지는 실시예 A1과 동일하게 한 뒤, 제1층만 형성된 도 11에 나타낸 샘플을 제조했다.
비교예 A2
비교예 A1에서 얻은 시료의 제1층에 실시예 A2와 동일하게 만든 발수층을 형성해서 도 12에 나타낸 샘플을 제조했다.
비교예 A3
제2층을 형성하지 않은 것을 제외한 나머지는 실시예 A1과 동일하게 만들어, 제1층만 형성된 시료를 제조했다. 이 제1층에, 유습/방수성 필름을 얇게 잘라서 도 13에 나타낸 시료를 제조했다. 유습/방수성 필름으로는, 폴리에틸렌계 다공성 필름(토쿠야마 (주식회사) 제품, 상품명: Polum PUH35, 두께 35㎛, 최대 직경 1.1㎛)을 사용했다.
비교예 A4
제2층을 형성하지 않은 것을 제외한 나머지는, 실시예 A1과 동일하게 만들어, 제1층만 형성된 시료를 제조했다. 이 제1층에, 건조 후에 두께가 5㎛가 되도록 수성 우레탄 수지를 그라비어 인쇄법으로 도포하고, 건조시켜 도 14에 나타낸 시료를 얻었다. 수성 우레탄 수지로는 Dainichiseika Color & Chemicals (주) 제품 명 Daiplacoat AQW용 표면처리제를 사용했다.
비교예 A5
시판되는 비닐 옷감을 시료로 사용했다.
상기 준비한 실시예 A1 ~ A9 및 비교예 A1 ~ A5의 각 시료에 관해서, 시험1 ~ 7을 행했다. 그 결과를 아래와 같이 나타냈다.
시험 1: 표 4에 나타낸 것처럼, 제1층과 제2층을 갖는 실시예 A1~A9의 시료는, 제2층을 갖지 않는 비교예 A1 및 A2의 시료와 비교해서, 담배의 타트에 대한 방염성이 뛰어나다는 것을 발견했다.
시험 2: 표 4에 나타낸 것처럼, 실시예 A1~A9의 시료는, 제2층을 갖지 않는 비교예 A1의 시료와 비교해서, 수분흡수/방출 특성이 감소하지 않는다는 것을 발견했다. 또한. 도 1에 표시한 것처럼, 수분 흡수/방출 특성 감소하지 않는다는 것을 발견했다.
또한, 제2층에 살균제 또는 오염방지제를 배합시킨 실시예 A4 및 실시예 A5에 관해서, 살균제 또는 오염방지제를 첨가해도, 타르의 방염성 및 수분흡수/방출 특성은 양호했다. 또한 제2층과 발수층 간에 디자인 층을 형성한 실시예 A3, 제2층에 착색안료를 첨가한 실시예 A8, 실시예 A8의 시료에 디자인 층과 발수층을 형성한 실시예 A9에 대해서도, 타르의 방염성 및 수분 흡수/방출 특성이 양호했다.
유습방수성(moisture permeable/water proofing) 필름이 적층된 비교예 A3의 시료, 우레탄 수지를 사용한 비교예 A4의 시료에서는, 타르 방염성이 어느 정도까지는 금지되고, 실시예와 비교해 보았을 때, 효과가 감소하고, 또한 흡수유지성도 떨어졌다. 그리고, 도 1에서 기재한 바와 같이, 유습흡수도의 감소가 두드러졌다.
시험 3: 표 4에 표시한 것처럼, 제2층에 발수층을 형성시킨 실시예 A2및 A6, 제2층에 디자인 층 및 발수층을 형성한 실시예 A3 및 A9, 그리고 제2층에 발수성 첨가제를 배합한 실시예 A7에 대해서, 커피 등의 액성 오염에 관한 방염성에도 뛰어난 것을 알 수 있다.
시험 4: 표 5에 항균성능의 평가결과를 표시한다.
예 항균활성치
황색구균 대장균
실시예 A4 4.1 6.5
비교예 A1 0.1 0.2
비교예 A5 0.2 0.1
표 5에서 명기한 것처럼 항균제를 배합한 실시예 A4의 시료는 황색 구균과 대장균에 대해, 항균활성치가 2.0을 크게 웃돌고, 항균성이 양호함이 확인되었다. 한편, 항균제를 배합시키지 않은 비교예 A1, 및 비교예 A5의 시판되는 비닐 옷감에서는 항균성이 확인되지 않았다.
시험 5: 표 6에 항진균제 성능을 평가한 결과를 나타냈다.
예 판정
실시예 A5 균사의 발육 없음
비교예 A1 시험 표본의 한쪽면에 곰팡이가 발육
비교예 A5 시험 표본의 1/2면에 곰팡이가 발육
표 6에서 나타낸 바와 같이, 항진균제를 배합한 실시예 A5의 시료는, 40배율의 현미경에서는 균사를 관찰할 수 없었지만, 항진균 성능이 양호함이 확인되었다. 한편, 항진균제를 배합시키지 않은 비교예 A1, 및 비교예 A5의 시판되는 비닐 옷감에서는 항진균 성능이 확인되지 않았다.
시험 6: 유연성 평가
실시예 A1~A9의 시료를 평가한 결과 전부 「A (갈라짐 없음)」이었다.
시험 7: 방화성 평가
실시예 A1~A9의 시료의 총 발열량은 8MJ/m2 이하로, 전부, 「합격」이었다.
실시예 B1
기재로는, 부직포, 필름, 3겹으로 된 대지로 구성된 벽지용 기재지를 사용했다. 벽지용 기재지는 111g/m2의 중량이었다. 수용성 항진균제로는, 시판되는 트리아졸계 항진균제를 사용했다. 무기 다공질체로는 시판되는 활성 알루미나를 사용했다. 이 활성 알루미나에 대해, 1회 및 2회 측정을 실시했다. 그 결과 4 ~ 14nm의 직경을 갖는 미세구멍 부피는 0.41ml/g, 전체 미세구멍 부피는 0.50ml/g, 입자의 평균 직경은 30㎛였다. 유기 에멀젼으로는 시판되는 아크릴 에멀젼을 사용했다. 이 에멀젼에 대해, 측정 4 및 측정 6을 실시했다. 그 결과 유리 전이 온도는 -43℃, 입자의 평균 직경은 0.25㎛, 유효성분은 60%였다.
표 7에 나타낸 배합량에 기초해 원료를 믹서에 넣고, 혼합시켜, 도포액을 얻었다. 이 도포액을 콤마 코팅기를 사용해, 건조 후에 막 두께가 350㎛이 되도록 하고, 150℃에서 건조시켜 제1층을 형성했다.
습도-조절층의 코팅 조성물의 조성식
조성식 중량부
활성 알루미나 70
아크릴 에멀젼 30
트리아졸계 항진균제 0.5
분산제[Kyoeisya Chemical Co., Ltd.제품 플로렌 TG-750W] 17.5
습윤제[Kyoeisya Chemical Co., Ltd.제품 플로렌 D-90] 0.5
소포제[Kyoeisya Chemical Co., Ltd.제품 플로렌 8020] 0.5
물 40
표 8에 나타낸 배합량에 기초해 도포액을 제조했다. 이 도포액을 제1층 상에 스크린 인쇄법으로 도포한 뒤, 제2층을 형성했다.
배합물 중량부
산화티탄 10
탄산칼슘 20
유기 에멀젼 20
분산제 3
습윤제 0.4
소포제 0.2
물 10
다음으로, 표 9에 나타낸 배합량에 기초해 발포 인쇄용 도료를 제조했다. 이 도료를 스크린 인쇄법으로 도포한 후, 150℃에서 가열하고 도료를 발포시켜 제2층에 디자인 층이 형성된 기능성 벽지를 얻었다.
발포 인쇄용 도료의 조성식
조성식 중량부
에틸렌-폴리비닐 아세테이트 공중합체 에멀젼[KURARAY Co., LTD. 제품 Panflex OM 4200] 100
발포제 [Otsuka Chemical Co., LTD. 제품 AZ# 3051] 6
탄산칼슘 20
안료용 산화 티탄 15
물 20
실시예 B1로부터 얻은 시료에 대해 시험 1, 2, 5 및 시험 6을 실시했다. 그 결과를 아래와 같이 나타냈다.
시험 1: 담배 얼룩에 대한 시험결과는 색깔차이 △E*가 8.4 였다.
시험 2: 흡습성은 101g/m2, 방습성은 100g/m2였다.
시험 5: 항진균 성능에 대한 평가는 [5]였다.
시험 6: 유연성 평가는 "A"(갈라짐 없음)이었다.
비교예 B1
실시예 B1에서 수용성 항진균제 대신에, 시판되는 산화티탄에 구리를 고정화시킨 난용성 항진균제를 사용하고, 제2층이 형성되지 않은 실시예 B1의 제1층을 형성했다.
비교예 B1로부터 얻은 시료에 대해, 시험 1, 2, 5 및 6을 실시했다. 그 결과를 아래와 같이 나타냈다.
시험 1: 담배 얼룩에 대한 시험결과는 색깔차이 △E*가 15.8이었다.
시험 2: 흡습성은 100g/m2, 방습성은 99g/m2였다.
시험 5: 항진균 성능에 대한 평가는 "1"였다.
시험 6: 유연성 평가는 "A"(갈라짐 없음)이었다.
실시예 C1
유연성을 갖는 기재로는, 부직포, 라미네이트 필름, 3겹으로 된 대지로 구성된 벽지용 기재지를 사용했다. 무기 다공질체로는 시판되는 활성 알루미나를 사용했다. 이 활성 알루미나에 대해, 측정1 및 측정3을 실시했다. 그 결과 4~14nm의 직경을 갖는 미세구멍 부피는 0.46ml/g, 전체 미세구멍 부피는 0.50ml/g, 벌크성 밀도(bulkiness density)는 680g/L, 입자의 평균 직경은 30㎛였다. 유기 에멀젼으로는, 시판되는 아크릴 에멀젼을 사용했다. 이 에멀젼에 대해, 측정 4 및 측정 6을 실시했다. 그 결과 유리 전이 온도는 -43℃, 유효성분은 60%, 건조물의 벌크성 밀도는 1200g/L, 입자의 평균 직경은 0.25㎛였다.
표 10에 나타낸 배합량에 기초해 원료를 믹서에 넣고, 혼합한 뒤, 도포액을 얻었다. 이 도포액을 콤마 코팅기를 사용해, 건조 후 막의 두께가 300㎛이 되도록 기재 상에 도포하고, 제1층을 형성했다.
조성식 중량부(부피부)
활성 알루미나 75(441)
아크릴에멀젼(유효성분) 30(100)
분산제 17.5
습윤제 0.5
소포제 0.5
물 40
무기 입자로는, 산화티탄과 탄산칼슘을 사용했다. 이 무기입자에 대해 측정2를 실시한 결과, 산화 티탄의 입자 평균 직경은 5㎛, 탄산칼슘 입자의 평균 직경은 3㎛였다. 유기 접합제로는, 유기 에멀젼(에틸렌 비닐 아세테이트)를 사용했다. 이 유기 에멀젼에 대해 측정 6을 실시한 결과, 유리 전이 온도는 0℃였다. 다음으로 표 11에 나타낸 배합량에 기초해 도포액을 제조했다. 이 도포액을 제1층 상에, 건조 후 제2층의 두께가 10㎛가 되도록 스크린 인쇄로 도포했다. 계속해서 150℃로 건조시키고, 제1층 상에 제2층이 형성된 기능성 부재를 얻었다.
조성식 중량부
산화티탄 10
탄산칼슘 20
유기 에멀젼 20
분산제 3
습윤제 0.4
소포제 0.2
물 10
실시예 C2
실시예 1과 동일하게 하여, 제1층 상에 제2층이 형성된 기능성 부재를 제조했다. 다음으로, 표 12에 나타낸 배합량에 기초하여 발포인쇄용 도료를 제조했다. 이 도료를 스크린 인쇄에 의해 도포한 후, 150℃로 가열시킨 도료를 발포시켜 제2층 상에 디자인 층이 형성된 기능성 부재를 얻었다.
조성물 중량부
에틸렌 폴리비닐 아세테이트 공중합체 에멀젼[KURARAY CO., LTD. 제품 Panflex OM 4200] 100
발포제 [Otsuka Chemical Co., Ltd. 제품 AZ # 3051] 6
탄산칼슘 20
안료용 산화 티탄 15
물 20
실시예 C3
실시예 C2와 동일하게 하고, 제1층 상에 제2층 및 디자인 층이 형성된 기능성 부재를 제조했다. 다음으로, 표 13에 나타낸 배합량에 기초해, 발수처리제를 제조했다. 이 발수처리제를 그라비어 인쇄로 도포한 뒤, 디자인 층 상에 발수처리층이 형성된 기능성 부재를 얻었다.
조성식 중량부
발수처리제 [Asahi Glass Corp. 제품 아사히 가드 AG-533] 9
증점제 0.5
물 200
실시예 C1 ~ C3에서 얻은 시료에 대해, 시험 1~3, 6, 8, 및 9를 실시했다. 그 결과를 아래와 같이 표시했다.
외관 유연성 흡습성(g/m2) 방습성(g/m2) 담배 얼룩 내오염성 접촉각(도)
실시예 C1 A A 109 108 8.1 A 84
실시예 C2 A A 103 101 6.7 A 92
실시예 C3 A A 102 101 6.4 A 121

Claims (28)

  1. 가연성 기재,
    상기 기재 상에 형성되고, 무기 다공질체와 유기 에멀젼을 포함하는 혼합물의 건조물을 포함하는 제1층,
    제1층의 거의 전체 표면에 걸쳐 유기 접합제에 의해 고정된 무기 충전재를 포함하는 제2층을 포함하는 기능성 부재로,
    여기서 상기 유기 에멀젼 중의 유기물은 -5 ~ -50℃의 유리 전이온도를 가지며,
    상기 제2층의 유기 접합제는 무기 충전재 100 부피부에 대해 30~300 부피부로 함유되는 기능성 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2층의 코팅 두께가 1~100㎛인 기능성 부재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 무기 충전재는 입자크기가 60㎛ 이하인 기능성 부재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 충전재가 하나 이상의 산화티탄과 탄산 칼슘을 포함하는 기능성 부재.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 접합제가 유기 에멀젼의 경화물인 기능성 부재.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유기 에멀젼 중의 유기물의 유리전이온도가 -10℃ ~ 30℃인 기능성 부재.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2층의 표면 상에 형성된 디자인 층을 추가로 포함하는 기능성 부재.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2층의 표면 상 또는 디자인 층의 표면 상에 형성된 발수층을 추가로 포함하는 기능성 부재.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2층이 추가로 하나 이상의 살균제 및 진균제를 포함하는 기능성 부재.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 발수층이 추가로 하나 이상의 살균제 및 진균제를 포함하는 기능성 부재.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2층이 추가로 광촉매를 포함하는 기능성 부재.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발수층이 추가로 광촉매를 포함하는 기능성 부재.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2층이 추가로 발수 첨가제를 포함하는 기능성 부재.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 무기 다공질체의 질소가스흡착법으로 측정한 직경이 4~14nm인 미세구멍의 부피가 0.1ml/g 이상이고; 무기 다공질체의 질소가스흡착법으로 측정한 각각의 직경이 1~200nm인 모든 미세구멍의 총 부피가 0.5ml/g 이하인 기능성 부재.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1층은 유기 에멀젼중의 건조물 100 중량부에 대해 무기 다공질체 200~500 중량부를 포함하는 다공성 부재.
  16. 제5항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제1층의 유기 에멀젼의 건조중량은 100g/m2 이하이고; 제2층의 유기 에멀젼의 건조중량은 50g/m2 이하이고; 그리고 기능성 부재의 기재를 포함한 모든 유기물의 중량은 300g/m2 이하인 기능성 부재.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1층은 추가로 수용성 살균제를 포함하는 기능성 부재.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1층은 유기 에멀젼 중의 건조물 100 부피부에 대해 무기 다공질체 400~1200 부피부를 포함하는 기능성 부재.
  19. 제18항에 있어서, 무기 다공질체의 질소가스흡착법으로 측정한 직경이 4~14nm인 미세구멍의 부피가 0.2ml/g 이상이고; 무기 다공질체의 질소가스흡착법으로 측정한 각각의 직경이 1~200nm인 모든 미세구멍의 총 부피가 1.3ml/g 이하인 기능성 부재.
  20. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1층이 추가로 비-다공성 충전재를 포함하는 기능성 부재.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1층은 유기 에멀젼 중의 건조물 100 부피부에 대해 무기 다공질체 400~1100 부피부 및 비-다공성 충전재 50~500 부피부를 포함하고; 그리고 무기 다공질체와 비-다공성 충전재의 총량은 400~1200 부피부인 기능성 부재.
  22. 제 20항 또는 제21항에 있어서, 무기 다공질체의 질소가스흡착법으로 측정한 직경이 4~14nm인 미세구멍의 부피가 0.4ml/g 이상이고; 무기 다공질체의 질소가스흡착법으로 측정한 각각의 직경이 1~200nm인 모든 미세구멍의 총 부피가 1.6ml/g 이하인 기능성 부재.
  23. 제7항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 디자인 층의 표면에 형성된 수지 콜로이드성 분산물의 건조물의 코팅층을 추가로 포함하는 기능성 부재.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 최외표면층 상에 고정된 광촉매를 추가로 포함하는 기능성 부재.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재가 종이, 합성수지 시트, 직물, 부직물, 유리섬유 시트, 금속 섬유, 방염성 대지(backing paper), 벽지용 기재지, 복합물 및 그들의 적층재로 이루어진 군으로부터 선택되는 기능성 부재.
  26. 제1항 내지 제25항에 따른 기능성 부재의 제1층을 형성하기 위한 코팅액으로, 무기 다공질체와 유기 에멀젼을 포함하고, 여기서 상기 유기 에멀젼 중의 유기물은 -5℃ ~ -50℃의 유리전이온도를 갖는 코팅액.
  27. 제26항에 있어서, 추가로 비-다공성 충전재를 포함하는 코팅액.
  28. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 기능성 부재의 제조방법으로,
    가연성 기재를 제공하는 단계,
    상기 기재 상에 제26항 또는 제27항에 따른 코팅액을 적용하는 단계,
    제1층을 형성하기 위해 코팅액을 건조시키는 단계, 및
    제1층의 거의 전 표면에 걸쳐 무기 충전재와 유기 접합제의 혼합물을 적용하여 제2층을 형성하는 단계로 이루어지고, 여기서 제2층 중의 유기 접합제는 무기 충전재 100 부피부에 대해 30 ~ 300 부피부의 양으로 함유되는 제조방법.
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