KR20060055915A

KR20060055915A - 벽지용 바이오 바름재 및 이의 코팅방법

Info

Publication number: KR20060055915A
Application number: KR1020040095107A
Authority: KR
Inventors: 서해표
Original assignee: 한중바이오(주)
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2006-05-24

Abstract

본 발명은 벽지용 바이오 바름재 및 이의 코팅방법에 관한 것이다.

본 발명은 옥 5∼15 중량%, 맥반석 5∼15 중량%, 토르말린 5∼15 중량%, 장석 20∼25 중량%, 운모 20∼25 중량%, 히토류금속 20∼25 중량%, 및 은가루 1∼2 중량%로 이루어진 광물질 40∼60 중량%와; 폴리에틸렌수지(PE), 폴리비닐아세테이트수지(PVA), 아크릴 수지 및 수성 우레탄 수지로 이루어진 수용성 수지군에서 적어도 1개 이상 선택된 바인더 수지 30∼50 중량%; 및 물 5∼15 중량%로 이루어지는 벽지용 바름재 및 이의 코팅방법을 제공한다.

본 발명은 종래 기능성 벽지를 대체할 수 있으면서, 건축물 내부에서 발생되는 콘크리트의 유해물질이나 분진을 저감 또는 중화시키고, 악취는 흡착하거나 탈취하며, 벽면에 미생물의 번식을 원천적으로 억제하여 위생적이고, 인체에 유익한 원적외선 물질과 음이온을 다량 방출하여, 보다 건강하고 쾌적한 주거공간을 제공할 수 있다.

벽지, 바이오, 바름재

Description

벽지용 바이오 바름재 및 이의 코팅방법{Bio mortar for wallpaper and method for coating using the same}

도 1은 일반 시멘트모르타르(A)와 본 발명에 따른 바름재(B)에서 방출하는 적외선을 열화상으로 나타낸 도면.

본 발명은 벽지용 바이오 바름재 및 이의 코팅방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 새집증후군의 발생요인을 저감시키면서 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방출되도록 미분화(微粉化)한 광물질, 수용성 수지 및 물로 이루어진 벽지용 바름재와, 상기 바름재를 콘크리트 면에 코팅처리하는 코팅방법에 관한 것이다.

일반적으로 벽지(壁紙)는 건물의 내벽면이나 천정 등에 도배되어, 콘크리트나 합판 등의 노출을 방지하여 건축물 내부의 주거 환경을 미려하게 개선하거나, 소비자의 취향에 따라 느낌이나 분위기를 전환하고자 할때 사용되는 건물 마감재로 종이 외에도 천, 비닐계 시트 등 다양한 소재가 널리 사용되고 있다.

하지만, 종래의 벽지들은 합성수지를 원지의 표면에 코팅시키고, 이 수지의 표면에 인쇄를 하는 방법을 주로 사용하는 데, 주로 벽지에 사용되는 합성수지들은 염화비닐중량체(poly vinyl chloride;PVC)를 비롯한 실리콘, 멜라민, 폴리아미드, 아크릴산 에스테르로와 같은 화학합성수지들이 많이 사용됨으로써, 건물 안에 휘발성 유기용제(VOCs), 포름알데히드 등과 같은 유해성분이 방출되는 문제점이 있다.

이러한 유해성분은 새집증후군(sick house syndrome)의 원인 물질로 알려져 있으며, 세계보건기구(WHO)에서는 상기 새집증후군의 증상을 크게 "자극반응"과 "알레르기반응"에 대한 이상 증세로 나누어, 이중 자극 반응은 눈과 코, 후두점막이 자극을 받아 일어나는 증상으로 목이 쉬고, 두통이 생기거나 심리적인 피로감을 느끼는 증상이 나타나고, 드물게 원인을 알 수 없는 알레르기성 질환들로 두드러기, 아토피 피부염, 기관지 천식 등을 발병시키거나 악화시키는 데, 이런한 제반 증상을 총칭한다고 규정하고 있다.

뿐만아니라, 최근에 환경부는 새집증후군 예방을 위해 아파트 등 공동주택과 다중이용시설의 실내 공기 관리를 대폭 강화하는 내용의 「다중이용시설 등의 실내공기 질 관리법」에 대한 개정법이 시행되면서, 건축마감재에서 배출되는 포름알데히드와 같은 휘발성 유기 화합물를 제거하기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있는 실정이다.

이와같은 문제를 해결하고자, 최근에는 벽지 원지의 일면에 광물질로 이루어진 바이오 코팅제를 코팅한 기능성 벽지가 개발되고 출시되고 있다.

하지만, 도장(塗裝)방법을 이용하여 기존의 벽지를 대체하면서, 새집증후군의 발생을 저감하면서 쾌적하고 미려한 주거 공간을 제공하는 방법은 알려진 바가 없다.

이에, 본 발명자는 벽지 도배와 도장 공정을 결합하여 종래 바이오 벽지를 대체할 수 있으면서, 건축물 내부에서 발생되는 콘크리트의 유해물질이나 분진을 저감 또는 중화시키고, 악취는 흡착하거나 탈취하며, 벽면에 미생물의 번식을 원천적으로 억제하면서, 인체에 유익한 원적외선 물질과 음이온을 다량 방출할 수 있는 벽지용 바름재를 개발하고자 하였다.

따라서, 본 발명은 옥, 맥반석, 토르말린, 장석, 운모, 히토류금속, 및 은가루로 이루어진 광물질과; 바인더 수지 30∼50 중량%; 및 물로 이루어지는 벽지용 바름재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 바름재의 코팅방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 옥 5∼15 중량%, 맥반석 5∼15 중량%, 토르말린 5∼15 중량%, 장석 20∼25 중량%, 운모 20∼25 중량%, 히토류금속 20∼25 중량%, 및 은가루 1∼2 중량%로 이루어진 광물질 40∼60 중량%와;

폴리에틸렌수지(PE), 폴리비닐아세테이트수지(PVA), 아크릴 수지 및 수성 우레탄 수지로 이루어진 수용성 수지군에서 적어도 1개 이상 선택된 바인더 수지 30∼50 중량%; 및

물 5∼15 중량%로 이루어지는 벽지용 바름재를 제공한다.

또한, 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 콘크리트면 또는 벽지면을 평활하게 처리하는 소지면 정리단계; 및

상기 정리된 면에 상기의 바름재를 균일하게 도포하고 건조하는 코팅 단계를 포함하여 이루어지는 벽지용 바름재의 코팅 방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.

또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 벽지용 바름재는 미분화된 음이온과 원적외선을 방출하는 옥, 맥반석, 토르말린, 장석, 운모, 히토류금속과 항균작용을 하는 은가루로 이루어진 천연광물질과 상기 광물질 간의 결합을 유도하면서 도막을 형성하는 바인더 수지와 물이 적정비율로 혼합된 혼합물로, 상기 혼합물을 건축물 내부의 벽면이나 천장에 코팅을 하면, 미세한 광물질이 콘크리트 벽면이나 낡은 벽지면 사이에서 발생되는 유해물질이나 분진을 저감 또는 중화시키고, 실내에 발생되는 악취를 흡착하거나 탈취하고 벽면에 미생물의 번식을 원천적으로 억제하면서, 인체에 유익한 원적외선 물질과 음이온을 다량 방출하여 보다 건강하고 쾌적한 주거공간을 제공한다.

뿐만아니라, 본 발명은 고른 열 전도율과 복사열로 인하여, 난방비에 대한 에너지절감의 효과를 제공한다.

이때, 본 발명에서는 상기 형성된 코팅층에 미적감각을 부여하기 위하여, 수용성 도료를 사용하여 무늬와 색상을 인쇄 또는 양/음각화하는 도장 공정을 더 포 함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 인쇄 또는 양/음각화 방법으로 필름지, 전사지 또는 무늬 롤러를 실사시공하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 광물질은 벽면이나 천장 등에 사용되어 조직이 치밀하고 피부 접촉감이 부드러워야 하고 도장시, 스프레이를 사용하여 분사될 수 있도록, 옥의 경우 볼밀과 같은 분쇄기러 미세하게 분쇄한 다음 부유분리방식으로 분리하여 회수한 평균직경이 600∼1,000 매쉬인 미세분(微細粉)을 사용한다.

이는 600매쉬 미만에서는 감촉이 저하되면서 스프레이 노즐이 막히기 쉽고, 광물질간에 서로 분산도지 않기 때문에 시공면에 고르게 시공하기 어렵고, 1,000 매쉬를 초과하면 일부 광물질의 다공질이 분해되어 탈취 및 그 외 효과가 저하되는 원인이 발생될 수 있기 때문이다.

그리고, 상기와 동일한 방법으로 원석인 맥반석, 토르말린, 장석, 운모 및 은을 미분쇄한 것을 사용한다.

또한, 상기 희토류금속은 란탄늄(La), 세륨(Ce) 및 그들의 혼합물 중에서 선택된 금속을 상기와 같이 평균직경이 600∼1,000 매쉬로 분쇄된 미세분을 사용한다.

그리고, 상술한 성분의 배합은 옥 5∼15 중량%, 맥반석 5∼15 중량%, 토르말린 5∼15 중량%, 장석 20∼25 중량%, 운모 20∼25 중량%, 히토류금속 20∼25 중량%, 및 은가루 1∼2 중량%의 비율로 혼합하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 옥 10 중량%, 맥반석 10 중량%, 토르말린 10 중량%, 장석 23 중량%, 운모 23 중량%, 히토류금속 23 중량%, 및 은가루 1 중량%의 비율로 혼합하여 사용한다.

이때, 옥, 맥반석, 토르말린의 함량을 15 중량%를 초과하여 사용할 경우에는 사용량이 증가할수록 원적외선 및 음이온의 방출량이 증가되나 다른 성분을 감소시키게 되는 문제점이 있고, 5 중량% 미만으로 사용하면 상기 효과가 반감되기 때문이다.

그리고, 장석과 운모는 25 중량%를 초과하면 점토질성분으로 인하여 점도가 상승되어 도포하기가 어려워지고, 20 중량% 미만을 사용하면 다른 성분의 사용량을 증가시키게 되어 기능적인 적정한 효과를 기대하기 어렵기 때문이다.

그리고, 은(銀)은 항균효과가 나타나는 최소 사용범위인 1∼2 중량%를 사용하여 항균효과가 나타나게 한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

[실시예 1] 본 발명에 따른 벽지용 바름재의 제조

하기 표 1의 성분 사용량을 균일하게 혼합한 광물질 5㎏과 바인더 수지 4㎏ 및 물 1㎏을 균일하게 교반하여 본 발명의 벽지용 바름재를 완성하였다.

이때, 하기 구성성분은 평균입경은 600∼1,000 매쉬 정도의 미분을 균일하게 혼합하고, 희토류 금속은 세륨, 바인더 수지는 수용성 아크릴 수지를 사용하였다.

성분명	사용량(g)
옥	500g
맥반석	500g
토르말린	500g
장석	1,150g
운모	1,150g
세륨	1,150g
은	50g
합계	5,000g

[실시예 2] 벽지 시공

(1) 소지면 정리

시공 대상의 콘크리트 소지 0.5×0.5×0.5 m 를 준비한 다음, 소지면의 불순물을 완전히 제거하고 홈, 크랙과 같은 부위는 전용퍼티로 면을 평활하게 만들었다.

(2) 코팅

상기 정리된 소지면에 상기 실시예 1에서 완성된 벽지용 바름재를 균일하게 도포하고, 건조하여 도막을 형성시켰다.

[실험예 1] 원적외선 방출량 측정

본 실험예는 본 발명의 벽지용 바름재가 방사하는 원적외선의 방출량을 알아보고자, 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 원적외선의 방사율과 방사에너지를 측정하였다.

이때, 시료는 상기 실시예 1의 바름재를 사용하였으며, 40℃에서 FT-IR 스펙트로메타(spectrometer)를 이용한 블랙바디(Black body)대비 측정결과를 하기 표 2에 나타내었다.

방사율(5∼20㎛)	방사에너지(W/㎥·㎛, 40℃)
0.916	3.69×10²

[실험예 2] 음이온 방출량

본 실험예는 본 발명의 바름재가 방출하는 음이온의 양을 알아보고자, 한국원적외선응용평가원에 의뢰하여 음이온의 단위체적당 음이온수를 측정하였다.

이때, 실험방법은 상기 실시예 1의 바름재 시험편 100×100㎜을 KFLA-FI-1042 방법에 준하여 측정하였으며, 전하입자 측정 장치의 조건은 실내온도 27℃, 습도 52%, 대기중 음이온수 98/cc로 한 다음 측정대상물에서 방출하는 음이온을 측정하여 단위체적당 이온수로 표시하였다.

이의 결과 단위체적당 음이온수는 1,660(ION/cc)로 측정되었다.

[실험예 4] 항균력

본 실험예는 본 발명의 바름재의 유해 균주에 대한 항균력을 확인하고자, 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 대장균 및 녹농균에 대한 항균력을 측정하였다.

이때, 실험방법은 상기 실시예 1의 조성물을 배지에 첨가하고, KFLA-FI-1002에 준하여 수행하였으며, 사용균주는 대장균 ATCC 25922(E-coli ATCC 25922)와 슈도모나스 애루지노사 ATCC 15442(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442)를 사용하였다.

이의 결과는 하기 표 3과 같이 대장균에 대한 항균력은 99.9%, 녹농균에 대한 항균력은 99.9%로 나타났다.

시험항목	시료구분	초기농도	24시간 후 농도	정균감소율(%)
대장균에 의한 항균시험	블랭크(blank)	2.4×10⁶	5.9×10⁶	-
대장균에 의한 항균시험	본 발명	2.4×10⁶	＜1.0×10⁴	99.9
녹농균에 의한 항균시험	블랭크(blank)	1.8×10⁷	4.1×10⁷	-
녹농균에 의한 항균시험	본 발명	1.8×10⁷	＜1.6×10⁵	99.9

[실험예 5] 유해물질 용출실험

본 실험예는 본 발명의 벽지용 바름재가 유해물질을 용출하는 지의 여부를 확인하고자 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 KS L 1204-2001의 실험방법에 준하여 지정된 중금속 항목을 측정하였다.

그 결과, 하기 표 4와 같이 중금속이 전혀 용출되지 않음을 알 수 있었다.

	납(Pb)	카드뮴(Cd)	비소(As)
본 발명	불검출	불검출	불검출

[실험예 6] 탈취력 실험

본 실험은 본 발명에 따른 바름재의 탈취능력을 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여, 검증하고자 하였다.

이때, 실험은 KFIA의 방법으로, 시험편 40×40×10(㎜)에 암모니아가스를 주입하고 난 다음, 시험편 안에 있는 암모니아의 농도를 시간별로 측정하여 탈취율을 측정하였다. 이때, 가스농도측정은 가스검지관으로 하였다.

그 결과, 하기 표 5와 같이, 본 발명의 바름재는 30분 경과 후에는 암모니아를 82% 제거하였으며, 2시간이 지난후에는 88%의 암모니아 탈취율을 나타내, 탈취능이 우수한 것을 알 수 있었다.

시험항목	경과시간(분)	블랭크농도(ppm)	시료농도	탈취율(%)
탈취시험	초기	500	500
	30	490	90	82
	60	480	70	85
	90	460	60	87
	120	450	55	88

[실험예 7] 휘발성 유기화합물의 용출실험

본 실험예는 본 발명의 벽지용 바름재가 휘발성 유기화합물을 용출하는 지의 여부를 확인하고자 한국생활환경시험연구원에 의뢰하여 KS L 1204-2001의 실험방법에 준하여 지정된 유기 화합물 항목을 측정하였다.

이때, 실험은 가스 크로마토그래피(GC)를 사용하여 농도를 측정하였다.

그 결과, 하기 표 6과 같은 휘발성 유기 화합물은 전혀 용출되지 않음을 알 수 있었다.

측정항목	실험결과
벤젠	불검출
포름알데히드	불검출
에틸알코올	불검출
부탄	불검출
톨루엔	불검출
아세트알데히드	불검출
크실렌	불검출
에틸렌	불검출

[실험예 8] 적외선열화상 측정

본 실험예는 콘크리트벽에 본 발명의 바름재를 코팅한 다음, 열화상을 통해 복사열을 측정하여, 열전도율과 열효율을 알아보고자하였다.

이때, 상기 실험은 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 실내온도 19℃, 습도 45%조건에서 측정대상물에서 방사되는 적외선 방사에너지를 영상과 온도데이 타로 처리한 것을 나타내었으며, 실험군(본 발명)은 상기 실시예 2를, 대조군은 시멘트 모르타르를 코팅한 것을 시료로 사용하였다.

그 결과, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 복사열이 대조군과 비교하여 2∼3℃의 높은 열을 가지고 있음을 알 수 있었다.

[실험예 9] 도막의 특성

본 실험예는 본 발명의 바름재가 형성하는 도막의 특성을 알아보고자, 한국건설품질연구원에 의뢰하여 지정된 측정항목의 특성을 KS F 4715-'01 실험방법을 수행하여 알아보고자 하였다.

이때, 양생조건은 온도 20±2℃ 습도 65±10%이었으며, 시험체의 도장조건은 에어스프레이를 2회 분사하여 1회 도막건조 두께는 60∼70㎛, 총도막두께는 135㎛가 되게 하였다.

그 결과, 하기 표 7에 나타난 바와 같이, 도막 특성이 우수한 것을 알 수 있었다.

측정항목	조건	단위	결과치	실험방법
저온안정성 (3cycle)	-5±2℃항온조 18hr 양생실 6hr⇒ 1cycle	"	덩어리가 없음, 도료의 분리·응집 없음	KS F 4715-'01
초기건조에따른 내잔갈림성	공기유속3m/s±10%, 6hr	"	잔갈림이 표면에 생기지 않음
부착강도	표준상태	N/㎟	1.4
내세척성	300회	"	도막의 벗겨짐, 밑판 노출이 없음
내충격성	W2·500, 높이30㎝	"	잔갈림, 두드러진 변형 및 벗겨짐이 없음
내알카리성	Ca(OH)₂ 포화용액24hr	"	도막의 갈라짐, 부풀음, 손상이 없으며 침수부분의 변색이 없음
내퇴색성	자외선 카본페이드미터 48hr 노출	"	이상없음(표준회색색표 5호)
가요성	지름10㎜강봉, 90˚굴곡	"	잔갈림 및 벗겨짐이 없음

이상과 같이, 본 발명은 종래 기능성 벽지를 대체할 수 있으면서, 건축물 내부에서 발생되는 콘크리트의 유해물질이나 분진을 저감 또는 중화시키고, 악취는 흡착하거나 탈취하며, 벽면에 미생물의 번식을 원천적으로 억제하여 위생적이고, 인체에 유익한 원적외선 물질과 음이온을 다량 방출하여, 보다 건강하고 쾌적한 주거공간을 제공할 수 있다.

뿐만아니라, 본 발명은 고른 열 전도율과 복사열로 인하여, 난방비에 대한 에너지절감의 효과가 있다.

Claims

옥 5∼15 중량%, 맥반석 5∼15 중량%, 토르말린 5∼15 중량%, 장석 20∼25 중량%, 운모 20∼25 중량%, 히토류금속 20∼25 중량%, 및 은가루 1∼2 중량%로 이루어진 광물질 40∼60 중량%와;

폴리에틸렌수지(PE), 폴리비닐아세테이트수지(PVA), 아크릴 수지 및 수성 우레탄 수지로 이루어진 수용성 수지군에서 적어도 1개 이상 선택된 바인더 수지 30∼50 중량%; 및

물 5∼15 중량%로 이루어지는 벽지용 바이오 바름재.
콘크리트면 또는 벽지면을 평활하게 처리하는 소지면 정리단계; 및

상기 정리된 면에 제 1 항 기재의 바름재를 균일하게 도포하고 건조하는 코팅 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 벽지용 바이오 바름재의 코팅 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 코팅층에 도료에 필름지, 전사지 또는 무늬 롤러를 실사시공하여 무늬와 색상을 인쇄 또는 양/음각화하는 도장단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벽지용 바이오 바름재의 코팅 방법.