KR20060107246A - 생분해성 수용성 코팅졸 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생분해성 수용성 코팅졸 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가소제로서의 다가알콜 1 내지 20중량%, 물 10 내지 50중량%, 발포제로서의 이소펜탄 또는 이소부탄 1 내지 10중량%, 바인더로서의 EVA 또는 아크릴 공중합체 수용액 10 내지 50 중량%, 무기충진제 10 내지 60중량% 및 곡분 10 내지 60중량%를 포함하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물을 이용하여 발포벽지를 제조하는 경우 발포성, 성형성, 인쇄성, 내스크래치성 등을 비롯한 제반 물성이 기존의 PVC 코팅졸을 이용하여 제조한 발포벽지에 비해 전반적으로 비슷한 정도이거나 우수하고, 생분해가 가능하고 위험물질의 배출이 없는 친화경적 제품의 생산이 가능하며, 재료비가 저렴하고, 가공조건이 간단하여 원가를 절감할 수 있다.

코팅졸, 생분해성, 수용성, 곡분, 발포벽지

Description

생분해성 수용성 코팅졸 조성물{BIODEGRADABLE AQUEOUS COATING SOL COMPOSITION}

본 발명은 생분해성 수용성 코팅졸 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가소제로서의 다가알콜 1 내지 20중량%, 물 10 내지 50중량%, 발포제로서의 이소펜탄 또는 이소부탄 1 내지 10중량%, 바인더로서의 EVA 또는 아크릴 공중합체 수용액 10 내지 50 중량%, 무기충진제 10 내지 60중량% 및 곡분 10 내지 60중량%를 포함하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 벽지에 무늬를 부여하기 위하여 그 표면을 발포시킨 발포벽지(실크벽지)가 많이 사용되고 있다. 발포벽지는 원지에 합성수지를 주원료로 하는 졸(sol)형태의 발포원을 도포하는 방법으로 제조되고 있다. 현재 사용되는 있는 대부분의 발포원은 폴리비닐클로라이드(PVC)와 DOP(dioctyl phthalate) 및 유기발포제로 이루어져 있다.

상기한 종래의 기술은 PVC의 열분해를 방지하고 탄성을 부여하기 위하여 가소제인 DOP의 사용이 필수적이다. 즉, DOP의 사용에 의하여 PVC를 용매화하고 유동성을 향상시킴으로써 2차 전이온도를 낮추어 저온에서 PVC분자 세그먼트의 마이 크로 브라운 운동을 가능하게 하고, 상온에서 유연한 탄성을 가진 졸(sol)상을 얻을 수 있다. 그러나 이 기술은 사용된 유기 발포제의 발포온도인 150 내지 205℃에서 인체에 유해한 DOP 가스가 발생하므로 작업 환경을 크게 훼선시킴과 동시에 별도의 집진 장치가 필요하게 되는 문제점이 있다. DOP는 그 유해성으로 인하여 구미 제국 및 일본 등에서는 사용이 엄격하게 제한되고 있는 유독 물질이다. 또한 이 기술에 의하여 제조된 최종 제품은 그 표면에 잔류하고 있는 DOP가 상온에서 서서히 휘발하게 되므로 벽지로 사용되었을 경우에 실내는 수주일 내지 수개월간 허용치 이상의 DOP가 존재하게 되므로 인체에 매우 나쁜 영향을 미치게 될 뿐만 아니라, 화재시 유독가스인 염소가스를 발생시키므로 질식사의 주요원인이 되고 있다.

따라서, 최근에는 상기 PVC벽지를 대체하는 인공 또는 천연소재를 이용한 벽지가 개발되기 시작하였다. 대한민국 공개특허공보 제2001-0087057호에는 비닐아세테이트 아크릴산 에스테르 에틸렌 코폴리머, 폴리비닐알코올, 계면활성제 및 물 등으로 구성된 수용성 코팅제 조성물을 원지 또는 합지상에 전면도포하여 제조된 벽지의 제조방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허공보 제2002-0080054호에는 아크릴 수지 등과 같은 합성수지와 목분, 왕겨분, 콜크분, 건초분과 같은 천연재료를 혼합하여 만든 코팅제 조성물이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0280334호에는 배면지에 항균제, 세라믹이 함유된 바인더를 도포하고, 그 위로 목분, 왕겨, 낙엽, 건초분, 원두커피 찌꺼기 등에 열팽창한 질석을 첨가한 생분해성 미장재를 적층하며, 다시 그 위로 원적외선 방사물질과 향균제가 함유된 탑코팅층을 도포한 생분해성 벽지가 개시되어 있다.

그러나, 상기 문헌에 개시된 합성수지 코팅제 조성물은 인쇄특성을 비롯한 제반 물성이 PVC벽지에 비해 다소 떨어지고, 또한 목분 등의 천연재료를 사용한 코팅제의 경우 라미네이트 코팅(탑코팅)을 다시 한 번 하지 않으면 사용이 불가할 정도로 물성이 매우 좋지 않아 제조공정이 복잡하고 경제성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 상기 문헌에 개시된 목분 등을 사용한 벽지의 경우 발포성이 거의 없어 발포벽지로는 사용할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 천연재료를 사용하여 친환경적으로 제조하면서도 별도의 탑코팅이 필요 없을 정도로 인쇄성, 내스크래치성 등의 물성이 우수하고, 경제성이 뛰어나며, 발포성이 우수하고, 생분해도가 높은 생분해성 수용성 코팅졸을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 가소제로서의 다가알콜 1 내지 20중량%, 물 10 내지 50중량%, 발포제로서의 이소펜탄 또는 이소부탄 1 내지 10중량%, 바인더로서의 EVA 또는 아크릴 공중합체 수용액 10 내지 50 중량%, 무기충진제 10 내지 60중량% 및 곡분 10 내지 60중량%를 포함하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 다가알콜이 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜 및 글리세린으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물을 제공한 다.

또한, 본 발명은 상기 무기충진제가 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 산화마그네슘, 이산화티탄으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 바인더와 무기충진제의 중량비율이 1:1 내지 1:2 범위인 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 곡분이 쌀, 옥수수, 타피오카, 고구마, 감자 및 밀로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 곡식을 분쇄하여 된 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 전체 조성물을 기준으로 소포제로서의 변성 실리콘 또는 실리콘 중합체 0.1 내지 2중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 무기충진제와 곡분의 중량 합계가 전체 조성물의 총중량을 기준으로 20 내지 70중량% 범위인 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물을 제공한다.

이하에서 본 발명에 대해 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물은 기존의 PVC 졸을 이용한 발포벽지를 대체하는 생분해성 발포벽지에 적용되는 코팅졸에 관한 것으로, 본 발명의 조성물을 이용하여 발포벽지를 제조하는 경우, 발포벽지의 주요한 물성인 발포성, 성형성, 인쇄성, 내스크래치성 등을 비롯한 제반 물성이 기존의 PVC 코팅졸을 이용하 여 제조한 발포벽지에 비해 전반적으로 비슷한 정도이거나 우수하고, 생분해가 가능한 수용성의 재질이고 위험물질의 배출이 없는 친화경적 재질이면서도 재료비가 저렴하고 가공조건이 간단하여 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물은 가소제로서의 다가알콜 1 내지 20중량%, 물 10 내지 50중량%, 발포제로서의 이소펜탄 또는 이소부탄 1 내지 10중량%, 바인더로서의 EVA 또는 아크릴 공중합체 수용액 10 내지 50 중량%, 무기충진제 10 내지 60중량% 및 곡분 10 내지 60중량%를 포함한다.

본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물은 위험물질인 DOP를 가소제로서 사용하는 기존의 PVC 코팅졸과 달리 가소제로서 다가알콜 1 내지 20중량%를 포함한다. 상기 다가알콜은 이가알콜인 글리콜(glycol)인 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜 및 삼가알콜인 글리세린으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. 상기 다가알콜은 전체 조성물의 총중량을 기준으로 1 내지 20중량% 범위인 것이 바람직하다. 상기 다가알콜이 전체 조성물의 총중량을 기준으로 1중량% 미만이면 가소제로서의 역할을 거의 수행하지 못하고, 반면 20중량%를 초과하는 경우에는 코팅졸을 도포한 후 코팅층의 건조가 되지 않는 문제가 발생하기 때문이다.

또한, 본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물은 물 10 내지 50중량%을 포함한다. 본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물은 수용성 재료로 구성되며, 물은 용매로서의 역할은 수행한다. 상기 물이 전체 조성물의 중량을 기준으로 10중량% 미만이면 조성물의 점도가 지나치게 높아 도포가 어렵고 점탄성이 떨어져 작업 이 어렵고, 반면 50중량%를 초과하게 되면 점도가 낮아지고 코팅졸의 침강성이 커져 물성이 제대로 발현되지 않기 때문에, 상기 물은 전체조성물의 총중량을 기준으로 10 내지 50중량% 범위인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물은 발포제로서의 이소펜탄 또는 이소부탄 1 내지 10중량%를 포함한다. 상기 이소펜탄 또는 이소부탄은 발포제로서 공지의 물질이고, 일반적으로 캡슐화하여 사용한다.

또한, 본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물은 바인더로서의 EVA 또는 아크릴 공중합체 수용액 10 내지 50 중량%를 포함한다. EVA 또는 아크릴 공중합체는 수용성 중합체로 본 발명의 코팅졸 조성물에 사용하기 적합하다. 또한, 상기 EVA 또는 아크릴 공중합체 수용액은 본 발명의 조성물의 주요 성분인 무기충진제 및 곡분과 결합성이 우수하여 바인더로 사용하기 바람직하다. 상기 바인더로서의 EVA 또는 아크릴 공중합체 수용액은 전체 조성물의 총중량을 기준으로 10 내지 50중량% 범위인 것이 바람직하다. 상기 EVA 또는 아크릴 공중합체 수용액의 함량이 전체 조성물의 중량을 기준으로 10중량% 미만이면 상대적으로 충진제 및 곡분의 비율이 지나치게 높아져 과발포가 발생할 수 있고, 반면 50중량%를 초과하는 경우에는 코팅층 표면에서의 발포가 균일하게 되지 않아 결국 인쇄 및 성형성이 떨어지기 때문이다. 상기 EVA 또는 아크릴 공중합체 수용액은 사용상의 편의성 및 상업적 판매형태를 고려할 때 일반적으로 50%수용액의 형태가 많다. 따라서, 본 명세서에서 상기 EVA 또는 아크릴 공중합체 수용액은 50%(wt./wt.)수용액을 기준으로 한다. 본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물에 있어서 상기 바인더와 무기충진제의 중량비율은 1:1 내지 1:2 범위인 것이 바람직하다. 상기 바인더와 무기충진제의 중량비가 1:1 미만안 경우에는 발포가 균일하게 되지 않고, 반면 1:2를 초과하는 경우에는 과발포 현상이 발생할 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물은 무기충진제 10 내지 60중량%를 포함한다. 상기 무기충진제의 바람직한 예로는 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 산화마그네슘 및 이산화티탄으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. 상기 무기 충진제의 함량은 전체 조성물의 중량을 기준으로 10 내지 60중량%인 것이 바람직하다. 상기 무기충진제의 함량이 전체 조성물의 중량을 기준으로 10중량% 미만이면 발포가 균일하게 되지 않아 인쇄 및 성형성이 떨어지고, 반면 60중량%를 초과하는 경우에는 과발포가 될 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물은 곡분 10 내지 60중량%를 포함한다. 상기 곡분은 종래의 PVC 대신 적용되어 사용되는 것으로, 종래의 친수성 합성수지 또는 목분 등을 적용한 벽지는 사이징 효과나 슬립성이 거의 없어 탑코팅 등의 후가공처리가 불가결하였을 뿐 아니라 발포성이 양호하지 못하여 발포벽지에의 적용이 거의 불가능했던 반면, 상기 곡분은 사이징 효과가 뛰어나 인쇄성을 개선하고, 또한 벽지 표면으로 부상하여 슬립성을 부여해줌으로 인해 벽지의 내스크래치성을 향상시켜 별도의 탑코팅을 필요로 하지 않을 뿐 아니라 발포성을 향상시킨다. 상기 곡분의 바람직한 예는 쌀, 옥수수, 타피오카, 고구마, 감자 및 밀로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 곡식을 분쇄하여 된 것이 바람직하다. 상기 곡식은 가격이 쌀 뿐 아니라 가공이 용이하고 본 발명의 생분해성 수용성 코팅 졸 조성물에 적용하는 경우 물성이 우수하기 때문이다. 상기 곡분은 전체 조성물의 총중량을 기준으로 10 내지 60중량% 범위인 것이 바람직하다. 상기 곡분이 전체 조성물의 총중량을 기준으로 10중량% 미만인 경우에는 생분해성 효과가 미미하고, 반면 60중량%를 초과하는 경우에는 조성물이 졸(sol)의 형태를 유지할 수 없기 때문이다.

또한, 상기 무기충진제와 곡분은 전체 조성물의 총중량을 기준으로 20 내지 70중량% 범위인 것이 바람직하다. 상기 무기충진제와 곡분의 함량이 전체 조성물의 중량을 기준으로 20중량% 미만이면 발포가 균일하게 되지 않아 인쇄 및 성형성이 떨어지고 생분해성 효과가 미미하고, 반면 70중량%를 초과하는 경우에는 과발포 및 졸의 형태가 유지되기 어려운 문제가 있을 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸은 전체 조성물을 기준으로 소포제로서의 변성 실리콘 또는 실리콘 중합체 0.1 내지 2중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 소포제는 필요없는 기포의 발생을 억제하고 발포제의 효과를 적절히 조절하여 발포벽지의 품질을 좋게 한다. 상기 변성 실리콘 또는 실리콘 중합체의 소포제로서의 역할 및 첨가량 등은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 공지의 사실이므로 본 명세서에서는 더 이상의 상세한 설명은 하지 않겠다.

본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물은 공지의 첨가제, 즉 소량의 증점제, pH 조절제 등을 더 포함할 수 있음은 물론이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 태양인 실시예를 참조하여 본 발명에 대해 보다 자세히 설명한다.

실시예 1(생분해성 수용성 코팅졸의 제조)

글리세린 5중량부, 물 10중량부, 이소펜탄 캡슐 4중량부, 50% EVA 수용액 30중량부, 구형 탄산칼슘 15중량부, 미분 35중량부 및 기타 첨가제인 소포제 0.5중량부, 증점제 0.3중량부와 pH조절제 0.2중량부를 혼합, 교반하여 코팅졸 조성물을 제조하였다. 제조된 코팅졸 조성물의 점도를 브룩필드(Brookfield) 점도계를 이용하여 20℃에서 측정한 결과 1,800cps이었다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 생분해성 수용성 코팅졸 조성물을 이용하여 발포벽지를 제조하는 경우, 발포성, 성형성, 인쇄성, 내스크래치성 등을 비롯한 제반 물성이 기존의 PVC 코팅졸을 이용하여 제조한 발포벽지에 비해 전반적으로 비슷한 정도이거나 우수하고, 생분해가 가능하고 위험물질의 배출이 없는 친화경적 제품의 생산이 가능하며, 재료비가 저렴하고, 가공조건이 간단하여 원가를 절감할 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (7)

1. 가소제로서의 다가알콜 1 내지 20중량%, 물 10 내지 50중량%, 발포제로서의 이소펜탄 또는 이소부탄 1 내지 10중량%, 바인더로서의 EVA 또는 아크릴 공중합체 수용액 10 내지 50 중량%, 무기충진제 10 내지 60중량% 및 곡분 10 내지 60중량%를 포함하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 다가알콜이 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜 및 글리세린으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물.
3. 제1항에 있어서,

   상기 바인더와 무기충진제의 중량비율은 1:1 내지 1:2 범위인 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물.
4. 제1항에 있어서,

   상기 무기충진제는 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 산화마그네슘 및 이산화티탄으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 곡분은 쌀, 옥수수, 타피오카, 고구마, 감자 및 밀로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 곡식을 분쇄하여 된 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물.
6. 제5항에 있어서,

   전체 조성물을 기준으로 소포제로서의 변성 실리콘 또는 실리콘 중합체 0.1 내지 2중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물.
7. 제5항에 있어서,

   상기 무기충진제와 곡분의 중량 합계가 전체 조성물의 총중량을 기준으로 20 내지 70중량% 범위인 것을 특징으로 하는 생분해성 수용성 코팅졸 조성물.