KR960011909B1

KR960011909B1 - 다공질체 세라믹 함유 벽지 제조방법

Info

Publication number: KR960011909B1
Application number: KR1019930029850A
Authority: KR
Inventors: 박충구; 정홍섭
Original assignee: 박충구
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1996-09-04
Also published as: KR950018950A

Abstract

내용없음.

Description

다공질체 세라믹 함유 벽지 제조방법

제 1 도는 다공질체 세라믹의 미세공 확대도 및 원적외선 변환 과정.

본 발명은 원적외선을 방사하는 다공질체 세라믹을 함유하는 벽지의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는, 일반적인 세라믹보다 더욱 강력한 바이오 효과를 지니고 백도(Whiteness)가 높은 다공질체 세라믹을 벽지 조성물에 함유시켜 항균, 탈취, 보온등의 효과를 증대시킨 벽지를 제조하는 방법에 관한 것이다.

근래들어 원적외선에 대한 관심의 고조와 함께 그 방사물질의 효능 및 용도등에 대한 연구가 활발히 진행되고 그 응용범위로 확대되고 있는데 예를들어, 프라스틱 가정용기나 비닐류 장판등의 플라스틱류, 침구류나 양말, 팬티등의 의류, 압력압솥, 요리기구, 고기판 등 식품용기류, 목재, 벽돌, 판지, 벽지 등 건축자재류등 수없이 많은 분야에 응용되어지고 있다.

일반적으로 적외선은 파장이 가시광선보다 길며 극조단파보다는 짧은 0.76∼1000㎛ 범위의 전자파를 의미하는데, 이는 다시 파장대 길이에 따라 근, 중, 원적외선으로 구분되며, 통상 2.5㎛ 이상의 파장대를 지닌 적외선을 원적외선으로 구분하는데, 그중에서도 5㎛∼15㎛의 파장대가 인체에 가장 유익한 작용을 하는 것으로 알려져 있다.

이와같이, 원적외선은 적외선 중에서도 파장이 긴 것으로, 상대적으로 파장이 짧은 근적외선이 유기물질등에 흡수되지 못하고 통과해버리는데 비하여 원적외선은 쉽게 유기물질에 흡수되어 여러가지 작용을 일으키게 되는데, 상온에서 보온, 숙성, 발효, 살균, 부패방지의 효과를 보이고, 탈취 및 방취 효과가 높으며, 인체에 방사될 경우에는 인체의 피하 40mm까지 침투하여 원자와 분자의 진동을 일으키게 되고 체내에서는 열 반응이 일어나 피하조직의 온도가 상승하여 모세혈관의 확장, 혈액순환의 촉진, 신진대사의 증진, 세포조직의 부활등이 일어나 적정의 체온을 유지시켜 주는 온열작용, 숙성작용, 피로회복작용 등의 효과를 보인다.

한편, 상기의 원적외선의 항균, 항박테리아, 방취 또는 보온등의 효능을 벽지에 응용이 가능하리라는 사고는 공지되어 있다고 볼 수 있으나, 이를 구체화하여 벽지에 사용한 기술문헌은 거의 공개되어 있지 않는데, 다만, 본 발명자가 고안하여 등록받은 한국 실용신안공고 93-3846호에서 원적외선을 방사하는 제올라이트를 벽지에 사용되는 발포 조성물 및 잉크 조성물에 0.1∼1wt% 함유시켜 제조되는 바이오 세라믹 적층 벽지에 관한 것이 고작이라 하겠다.

그러나, 위와 같이 제조된 벽지의 경우에는 사용되는 제올라이트가 원적외선 방사체로서의 효능이 다른 원적외선 방사체에 비하여 극히 떨어지며 사용되는 양도 너무 소량으로 실제 벽지에 응용시 효능에 문제가 있고 무엇보다도 제올라이트 자체의 색깔이 순백색이 아니어서 고도의 백도(Whiteness)를 요하는 벽지에서는 다량 사용할 수 없다는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상기 선행 발명을 개량하여 항균, 탈취, 보온등의 원적외선 효능이 크게 강화되고 분말의 색깔이 순백색으로 백도에 영향을 주지 않는 다공질체 세라믹을 발포 조성물 및 잉크 조성물에 혼입시켜 벽지를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 벽지를 도배시 사용되는 접착제나 풀에 함유되어 있는 방부제나 포르말린등의 화학적 물질에서 발생되는 냄새로 인해 작업자와 작업후 거주하는 사람들의 건강을 해치는 등의 문제점을 개선하여 쾌적한 분위기에서 작업할 수 있는 벽지를 제공하는데 있다.

일반적으로 다공질체 세라믹이라 하면 세라믹 입자내에 10∼수천Å인 미세공을 무수히 지니고 있어 비표면적이 수십∼수백m²/g에 이르는 세라믹을 의미하며, 이러한 다공성은 세라믹 제조시 세라믹 조성, 그라스(glass) 분상(分相)시 열처리 또는 산처리 조건에 따라 결정되는 것으로 알려져 있는데, 하기 표 1에 분상의 열처리 온도 및 시간에 따라 얻어지는 다공질체 세라믹의 미세공 직경과의 관계를 나타내었다.

[표1]

본 발명에서는 미세공의 직경이 30∼2500Å인 다공질체 세라믹이 사용되는데, 이와같이 다수의 미세공으로 된 다공질체 세라믹은 제 1 도에 나타나 있는 것처럼 미세공 내부로 빛이 흡수(a)된 경우에는 빛중에서 원적외선 이외의 근, 중적외선도 원적외선으로 변화시켜 방사(b)시키기 때문에 다공질체가 아닌 세라믹의 경우보다 원적외선 방사량이 월등히 증가되어 그 효능이 크게 증진되는 것이다.

다공질체 세라믹은 Sio₂계, ZrO₂-Sio₂계, CeO₂, 3Nb₃O₅계, SiO₂, P₂O₅계, SiO₂, GeO₂계, Al₂O₃계, SiO₂, Al₂O₃, B₂O₃계, 3Al₂O₃, 2SiO₂계, MgO, Al₂O₃, SiO₂계, MgO, ZrO₂, SiO₂계, MgO, ZnO, SiO₂계 등 조성에 따라 여러가지로 분류되는데, 본 발명에서 사용되는 다공질체 세라믹으로는 벽지의 백도에 영향을 주지 않는 순백색의 것은 어느것이나 사용가능하나 그중에서도 특히 백도가 우수한 SiO₂계, Al₂O₃계, Al₂O₃, SiO₂계, SiO₂, Al₂O₃, B₂O₃계, MgO, Al₂O₃, SiO₂계, ZrO₂, SiO₂계, MgO, ZnO, SiO₂계, MgO, ZrO₂, SiO₂계 등을 사용하는 것이 바람직하며, 40℃에서의 원적외선 방사율이 80% 이상이고 방사강도가 원적외선 영역에서 0.001∼0.18W/cm², ㎛ 범위의 것이 사용된다.

본 발명에 사용되는 다공질체 세라믹의 양은 세라믹 종류에 따라 다소 차이는 있으나 발포 조성물 및 잉크 조성물의 총 조성물 중량의 3∼25% 가량 사용되는데, 3% 이하로 사용되는 경우에는 원적외선 방사량이 적어 그 효능이 낮다는 문제점이 있고, 25% 이상 사용시는 원적외선 효율의 증가가 거의 없으며 입자분산등 제조공정상 문제와 코스트의 상승등으로 바람직하지 않다.

하기 표 2와 표 3에서는 본 발명에 사용되는 원적외선 방사체의 방사강도와 방사율을 일례를 들어 나타내었다.

[표 2]

[표 3]

(본 발명에 사용되는 원적외선 물질의 방사율)

또한, 상기와 같은 다공질체 세라믹은 다공체내에 미생물을 고정화시켜서 사용할 수도 있는데, 즉 수㎛의 유익한 세균 또는 미생물을 세라믹의 다공체의 내부에 고정화하여 그 미생물의 활동을 이용한 것으로서, 특히 곰팡이균과 같은 유기물을 분해하는 미생물을 고정화한 다공질체 세라믹을 벽지에 사용한 경우 곰팡이등 해로운 미생물의 번식을 방지하는데 월등한 효능을 지니게 된다.

한편, 발포 조성물 및 잉크 조성물에 다공질체 세라믹을 함유시켜 벽지를 제조하는 방법은 전술한 실용신안공고 93-3846에서 소개한 일반적인 벽지 제조방법을 그대로 사용하였으며, 다만 사용되는 세라믹의 양이 상기 문헌에 소개된 것보다 다량 사용하기 때문에, 그 사용양만큼 탄산칼슘의 양을 줄여서 분말성분의 양을 조절하였으며, 종래에는 벽지 조성물과 잉크 조성물에 동시에 제올라이트를 함유시켰으나, 본 발명에서는 다공성 세라믹 자체가 원적외선 효능이 매우 높고 다량 사용하므로 외부층에 도포되는 발포 조성물에만 함유 시키더라도 효과적일 수 있으나, 좋게는 양 조성물에 모두 함유시켜 벽지를 제조하는 것이 더욱 효과적인 방법이라 할 수 있는데, 이 경우에는 잉크 조성물에는 다공질체 세라믹을 총 조성물 중량의 0.02∼5wt%를 사용하며, 발포 조성물에는 1∼25wt%를 분말성분의 양이 총 조성물의 40% 이상이 되지 않는 범위내에서 사용하게 된다.

이하에서, 실시예를 들어 본 발명을 좀더 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

(1) 발포제 조성물

1. PVC 페이스트레진 : 140부

2. 가소제(DOP) : 77부

3. 2차 가소제(MAB) : 10부

4. 탄산칼슘(CaCO₃) : 20부

5. 발포제(Azodicarbonamide) : 6부

6. 이산화티탄(TiO₂-R) : 12부

7. 산화아연(ZnO) : 0.6부

8. 안정제(Ba-Zn 유기복합체) : 6부

9. Al₂O₃, SiO₃: 35부

(2) 잉크 조성물

1. 안료 : 10부

2. 투명바인다 수지(염화비닐/비닐이소부틸에테르 코폴리머) : 70부

3. 톨루엔 : 10부

4. Al₂O₃, SiO₃: 5부

(3) 벽지 제조공정

원지에 잉크 조성물(2)로 인쇄후 발포 조성물(1)로 발포 건조시켜 제조하는 통상의 벽지 제조에 의해 순백색 계통의 벽지를 제조하였다.

[실시예 2]

실시예 1에서 조성물(1) 중에서 Al₂O₃, SiO₃의 양을 40부로 증가시키고 잉크 조성물(2)에는 Al₂O₃, SiO₂를 사용하지 않은것 외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 순백색 계통의 벽지를 만들었다.

[비교예 1]

비교예 1에서는 본 발명자의 최초 발명인 실용신안공고 93-3846에 기재되어 있는 실시예와 동일한 방법에 의하여 총 제올라이트 첨가량 2.5wt%로 하여 벽지를 제조하였다.

하기 표 4에서는 상기 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 벽지와 일반벽지와의 백도(Whiteness)의 결과 비교와 곰팡이 발생대비 시험을 행한 결과를 나타내었는 바, 백도에 있어서는 세라믹 제재를 사용하지 않고 백도를 강조한 일반벽지의 백도를 A로 보았을 때 비교치로서 실시예 1과 실시예 2의 경우에는 백도가 A로 동일한 결과를 얻었으나 제올라이트를 사용한 경우 비교예 1에는 B로서 백도가 낮았다.

또한, 항곰팡이 실험에서도 본 발명에 의한 실시예 1과 실시예 2의 경우 90일이 경과시까지 곰팡이 발생이 나타나지 않았으나 일반벽지의 경우에는 2일부터, 비교예 1의 경우에는 45일 이후부터 곰팡이 발생을 인지할 수 있었다.

[표 4]

(백도) A : 우수 B : 보통 C : 열등

(곰팡이 발생도) 1 : 곰팡이 발생시작

2 : 전체 시험편의 1/10 퍼짐

3 : 1/6 퍼짐

4 : 1/3 퍼짐

5 : 전체로 퍼짐

상기 실시예에서도 확인되듯이, 본 발명에 의해 제조된 벽지는 백도가 우수하고 곰팡이 발생이 억제되는 등의 벽지로서 요구되는 물성을 만족시키는 한편 습기흡착과 조절능력이 크고 산소의 담체로도 작용해 용존 산소를 발생시키고 음이온을 방출하는 등의 효과로 쾌적한 실내를 유지시켜 주고 단열 보온 효과로 열손실을 최소화시켜 주는 등의 여러가지 이점을 지닌 벽지이다.

Claims

원지에 잉크 조성물로 인쇄한 후 그 위에 발포 조성물을 도포하여 발포 건조시켜 제조되는 벽지에 있어서, 미세공의 직경이 30∼2500Å의 범위에 있고 잉크 조성물 및 발포 조성물에 순백색이고 40℃에서의 원적외선 방사율이 80% 이상이고 방사강도가 원적외선 영역에서 0.001∼0.18W/cm², ㎛ 사이에 있는 다공질체 세라믹을 총 조성물에 대하여 3∼25wt% 를 함유시켜 제조됨을 특징으로 하는 다공질체 세라믹 함유 벽지 제조방법.
제 1 항에 있어서, 다공질체 세라믹은 SiO₂계, Al₂O₃계, Al₂O|₃, SiO₂계, Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂계, SiO₂, GeO₂계, MgO, ZnO, SiO₂계, MgO, ZrO₂, SiO₂계 SiO₂, Al₂O₃, B₂O₃계 중에서 선택됨을 특징으로 하는 다공질체 세라믹 함유 벽지 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 다공질체 세라믹은 다공질체의 미세공내에 미생물이 자연발생적으로 고정화된 것이나 인위적으로 고정화하여 제조된 것을 사용함을 특징으로 하는 다공질체 세라믹 함유 벽지 제조방법.