KR100989823B1 - 기능성 벽지도료와 이를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및 기능성 벽지 - Google Patents

기능성 벽지도료와 이를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및 기능성 벽지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능성을 갖는 물질을 포함하는 기능성 벽지도료와 이를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및 기능성 벽지에 관한 것으로서, 수용성접착제 100중량부에 대하여, 평균입도가 100~500mesh인 황토석, 자옥석, 맥반석, 희토, 산호석 등의 제1기능성물질 40~60중량부와; 평균입도가 100~500mesh이고 황동석, 금홍석, 티탄철석 등의 전도성을 갖는 조성물을 포함하는 광물인 제2기능성물질 0.5~10중량부와; 분산제 0.5~4중량부를 혼합한 기능성 혼합액과; 상기 기능성 혼합액 100중량부에 대하여, 물 5~25중량부를 더 포함하여 혼합한 기능성 벽지도료 및; 이를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및 기능성 벽지에 관한 것이다.
또한 본 발명은 종래 기능성 벽지를 제조하기 위하여 이용하는 벽지도료가 단순히 항균성, 원적외선 방사성 등의 기능성만을 갖는 것에 비하여 항균성, 탈취성, 항습성, 흡유성 또는 원적외선 방사성 등의 기능성뿐만 아니라 벽지 자체에서 발생하는 정전기 또는 벽지가 시공된 공간의 공기 중에 존재하는 물질에 의하여 발생하는 정전기를 방지가능한 기능성 벽지도료를 제시하고 그에 바람직한 기능성 벽지제조방법, 그로서 제조된 기능성 벽지를 제시하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

기능성 벽지도료와 이를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및 기능성 벽지 {Functional paint for wallpaper, method for manufacturing functional wallpaper and functional wallpaper}
본 발명은 기능성을 갖는 물질을 포함하는 기능성 벽지도료와 이를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및 기능성 벽지에 관한 것으로서,
구체적으로, 항균성, 탈취성, 항습성, 흡유성 또는 원적외선 방사성을 갖는 제1기능성물질과, 전도성을 갖는 조성물을 포함하는 광물로서 정전기 방지효과를 갖는 제2 기능성 물질과, 수용성접착제 및 분산제를 혼합한 기능성 혼합액과 상기 기능성 혼합액에 희석제로서 물을 일정 비율 혼합하여 구성한 기능성 벽지도료와; 상기 기능성 벽지도료를 준비하는 도료 준비공정과, 기능성 벽지도료를 펄프재질의 벽지에 코팅하는 코팅공정과, 기능성 벽지도료가 코팅된 벽지를 건조하는 건조공정과, 건조된 벽지를 귄취하는 권취공정으로 구성되는 기능성 벽지도료를 이용한 기능성 벽지 제조방법과; 상기 제조방법 중 건조공정 처리한 펄프재질 벽지를 내면지(1차 건조공정 처리한 벽지)로 하여, 내면지의 코팅면 또는 외면지인 한지 일측면 중 어느 하나의 표면에 수용성접착제를 도포하여 내면지와 외면지를 합지하는 합지공정과, 합지공정 처리한 기능성 벽지를 건조하는 2차 건조공정 및 상기 건조공정으로 건조된 기능성 벽지를 귄취하는 권취공정을 포함하여 구성되는 기능성 벽지도료를 이용한 기능성 벽지 제조방법과; 상기 기능성 벽지도료 및 기능성 벽지 제조방법으로 제조된 기능성 벽지에 관한 것이다.
주거 또는 사무용 건축물의 실내 벽체 및 천장에 시공되는 벽지는 재질에 따라, 종이벽지, 합성수지벽지, 섬유벽지 등으로 구분되고, 각 재질에 따른 특징도 다양하여 시공장소의 환경에 따라 각각에 맞는 재질의 벽지를 이용하고 있으나, 합성수지 재질의 벽지는 VOC물질을 포함하여 인체에 해롭다는 것이 널리 알려진 후 그 사용이 줄어들고 인체에 유해한 성분이 적게 포함되는 종이벽지에 관한 관심이 증대되고 있는 추세이다. 다음은 종이벽지(펄프재질의 벽지)와 벽지의 기능성을 다양화하기 위한 이중벽지에 관한 종래기술이다.
국내등록특허 제10-0481036호는 벽지용 천연소재 조성물과 이로부터 천연 벽지를 제조하는방법에 관한 것으로서, 토르말린 분말 71∼80 중량%, 천연 접착제 20∼29 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 벽지용 천연소재 조성물을 제공하고, 상기 조성물을 이용하여, 벽지 원지에 도포하고, 이를 건조하는 것을 특징으로 하는 천연벽지의 제조방법을 제공하여, 인체에 유익한 음이온을 발생하고 원적외선을 다량 방출하며 인체에 유해한 휘발성 유기용제, 포름 알데히드, 중금속 등의 유해물질이 배출되지 않는 청정벽지를 제공하는 효과를 강조하고;
국내등록특허 제10-0636297호는 이중지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 제1초지기에서 초지되어 이송중인 습지의 일면에 기능성 물질 또는 잉크를 분포시킨 후 기능성 물질 또는 잉크가 분포된 종이의 일면이 내측이 되도록 제2초지기에 의해 초지된 습지와 합지하는 공정을 포함하여 이중지를 제조하는 이중지 제조방법을 제공하여, 기능성 물질을 분포시 별도의 바인더, 펄프 등이 요구되지 않아 제조공정이 간편하고 상대적으로 공정오염이 적으며, 또한 바인더, 펄프 등이 혼합되어 사용되지 않음으로 상대적으로 기능성 물질을 많이 도포시킬 수 있고 바인더, 펄프등이 기능성 물질의 기능을 저하시킬 우려가 없어 보다 효과적으로 기능성을 발휘할 수 있는 이중지를 제조할 수 있는 효과를 강조하고 있으나, 기능성을 갖는 물질이 제한적이고 보다 다양한 기능성을 추구하기 위한 구체적인 구성요소가 미미한 문제가 있어 그에 대한 지속적인 연구개발이 요구된다.
본 발명은 본 발명은 기능성을 갖는 물질을 포함하는 기능성 벽지도료와 이를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및 기능성 벽지에 따른 문제들을 개선하고자 안출된 기술로써,
기능성 벽지를 제조하기 위하여 이용하는 종래 벽지도료는 항균성 또는 원적외선 방사성 등의 기능성을 갖는 특성이 있으나, 상기 기능성을 포함하는 동시에 탈취성, 항습성, 흡유성 및 벽지 자체에서 발생하는 정전기 또는 벽지가 시공된 공간의 공기 중에 존재하는 물질에 의하여 발생하는 정전기를 방지가능한 특성 등 보다 다양한 기능성이 요구되는 기능성 벽지도료 및 이를 이용한 기능성 벽지제조방법과 기능성 벽지가 요구되는 문제를 해결하는 해결점을 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
수용성접착제 100중량부에 대하여, 평균입도가 100~500mesh인 황토석, 자옥석, 맥반석, 희토, 산호석 등의 제1기능성물질 40~60중량부와; 평균입도가 100~500mesh이고 황동석, 금홍석, 티탄철석 등의 전도성을 갖는 조성물을 포함하는 광물인 제2기능성물질 0.5~10중량부와; 분산제 0.5~4중량부를 혼합한 기능성 혼합액과; 상기 기능성 혼합액 100중량부에 대하여, 물 5~25중량부를 더 포함하여 혼합한 기능성 벽지도료 및; 이를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및 기능성 벽지를 제시한다.
본 발명에 의한 기능성을 갖는 물질을 포함하는 기능성 벽지도료와 이를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및 기능성 벽지는 상기의 과제 해결 수단으로써,
종래 기능성 벽지를 제조하기 위하여 이용하는 벽지도료가 단순히 항균성, 원적외선 방사성 등의 기능성만을 갖는 것에 비하여 항균성, 탈취성, 항습성, 흡유성 또는 원적외선 방사성 등의 기능성뿐만 아니라 벽지 자체에서 발생하는 정전기 또는 벽지가 시공된 공간의 공기 중에 존재하는 물질에 의하여 발생하는 정전기를 방지가능한 기능성 벽지도료를 제시하고 그에 바람직한 기능성 벽지제조방법, 그로서 제조된 기능성 벽지를 제시하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 기능성 벽지도료의 조성물 블럭도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 기능성 벽지 제조방법의 블럭도.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 의한 기능성 벽지 제조방법의 블럭도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 기능성 벽지 제조방법의 공정도.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 의한 기능성 벽지 제조방법의 공정도.
본 발명은 기능성을 갖는 물질을 포함하는 기능성 벽지도료와 이를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및 기능성 벽지에 관한 것으로서,
수용성접착제 100중량부에 대하여, 평균입도가 100~500mesh인 황토석, 자옥석, 맥반석, 희토, 산호석 등의 제1기능성물질 40~60중량부와; 평균입도가 100~500mesh이고 황동석, 금홍석, 티탄철석 등의 전도성을 갖는 조성물을 포함하는 광물인 제2기능성물질 0.5~10중량부와; 분산제 0.5~4중량부를 혼합한 기능성 혼합액과; 상기 기능성 혼합액 100중량부에 대하여, 물 5~25중량부를 더 포함하여 혼합한 기능성 벽지도료(30) 및;
상기와 같은 조성물로 이루어진 기능성 벽지도료(30)를 준비하는 도료 준비공정(S100)과; 상기 기능성 벽지도료(30)를 펄프재질의 벽지(10)에 코팅하는 코팅공정(S200)과; 120~150℃의 온도로 기능성 벽지도료(30)가 코팅된 벽지를 건조하는 건조공정(S300) 및; 상기 건조공정(S300)으로 건조된 벽지를 귄취하는 권취공정(S400);을 포함하여 구성되는 기능성 벽지도료(30)를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및;
상기 제조방법 중 건조공정(S300) 처리한 펄프재질 벽지를 내면지(10')로 하여, 내면지(10')의 코팅면 또는 외면지(20)인 25~45g/㎡의 평량(坪量)을 갖는 한지 일측면 중 어느 하나의 표면에 수용성접착제(30')를 도포하여 내면지(10')와 외면지(20)를 합지하는 합지공정(S500)과; 상기 합지공정(S500) 처리한 기능성 벽지를 건조하는 2차 건조공정(S600) 및; 상기 건조공정(S300)으로 건조된 기능성 벽지를 귄취하는 권취공정(S400);을 포함하여 구성되는 기능성 벽지도료(30)를 이용한 기능성 벽지 제조방법에 관한 것이다.
이하 본 발명을 적용한 실시예를 나타내는 첨부 도면 1내지 5를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
<기능성 벽지용 코팅조성물>
본 발명은 송진, 천연라텍스, 아교, 카제인, 알긴산 나트륨, 젤라틴, 천연아스팔트 또는 일반적으로 사용되는 합성수지계의 수용성접착제 등의 수용성접착제 100중량부에 대하여, 평균입도가 100~500mesh인 황토석, 자옥석, 맥반석, 희토, 산호석 등의 제1기능성물질 40~60중량부와; 평균입도가 100~500mesh이고 황동석, 금홍석, 티탄철석 등의 전도성을 갖는 조성물을 포함하는 광물인 제2기능성물질 0.5~10중량부와; 분산제 0.5~4중량부를 혼합한 기능성 혼합액 및; 상기 기능성 혼합액 100중량부에 대하여, 물 5~25중량부를 더 포함하여 혼합한 것을 특징으로 하는 기능성 벽지도료(30)를 제시함으로서, 종래 기능성 벽지를 제조하기 위하여 이용하는 벽지도료가 항균성, 탈취성, 항습성, 흡유성 또는 원적외선 방사성 등의 기능성만을 갖는 것에 비하여 벽지 자체에서 발생하는 정전기 또는 벽지가 시공된 공간의 공기 중에 존재하는 물질에 의하여 발생하는 정전기를 방지가능한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명의 수용성접착제는 VOC물질을 포함하지 아니한 일반적인 송진, 천연라텍스, 아교, 카제인, 알긴산 나트륨, 젤라틴, 천연아스팔트 또는 일반적으로 사용되는 합성수지계의 수용성접착제(초산비닐계, 아크릴계, EVA계) 등과 같은 수용성접착제를 이용가능한데, 이는 하기 희석제로 이용하는 물과의 혼합성을 용이하게 유도하고, 인체에 유해한 물질의 방출을 줄이기 위함이다.
또한 제1기능성물질은 일반적으로 항균성, 탈취성, 항습성, 흡유성 또는 원적외선 방사성 등의 기능성을 갖는 물질로 알려진 황토석, 자옥석, 맥반석, 희토, 산호석 등의 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
구체적으로 상기 황토석은 항균성, 탈취성이 우수하고 벌집 형태로 이루어져 습도 조절이 용이하며 카탈라아제, 디페놀 옥시다이제, 사카라제, 프로테아제의 4가지 효소가 포함되어 있어서 상기 효소들이 벽지가 부착된 벽, 천장 또는 실내에서 발생하는 각종의 독소를 분해하여 제거함으로써 실내의 공기를 정화시키는 작용을 한다. 특히 카탈라이제는 황토석의 효소 중에 가장 높은 활성을 보여주고 있는 것으로 알려졌으며 이 효소는 생물에게 독소로써 영향을 미치는 과산화수소를 제거하는 기능을 하기 때문에 벽지가 부착된 벽, 천장 또는 실내에 포함된 과산화수소를 제거하는 효과를 갖는다.
아울러 일반적으로 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 이산화규소(SiO2), 알루미나(Al2O2), 산화칼륨(K2O), 산화철(Fe2O3), 산화나트륨(Na2O)), 납(Pb) 등의 혼합물로 구성된 황토석의 구성 요소와 본 발명을 연관하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선 알카리성 무기 화합물인 상기 산화칼슘(CaO)은 생석회라고 불리며 일반적으로 시멘트 재질로 구성된 벽체 또는 목재로 구성되는 천장에서 발생하는 균을 제거하여 실내공기를 청정하게 유지하는 효과가 있다. 즉 상기 구성의 벽체 또는 천장은 계절의 변화 혹은 실내외의 온도 차이에 의하여 온도 및 습도가 상승하면서 곰팡이가 발생하고, 이 곰팡이에 의해 악취가 발생하는데 상기 산화칼슘(CaO)은 강력한 수분 포집 능력을 가진 산화칼슘(CaO)이 수분을 포집하여 습도를 조절하고, 수분과 결합하면서 강 알카리성 물질로 변화되어 세정력을 발휘하여 곰팡이, 생균 및 각종 부패균을 제거하는 것이다. 또한 황토석 성분 중에 산화마그네슘(MgO), 이산화규소(SiO2), 알루미나(Al2O2), 산화칼륨(K2O), 산화철(Fe2O3), 산화나트륨(Na2O)), 납(Pb) 등의 기타 성분은 각각 흡착제, 건습도조절제, 온도조절제의 역할로써 독성 가스를 흡착하여 악취를 제거하고 수분을 억제하여 건습도를 조절하며, 습도를 조절함으로써 습도의 변화에 따라 영향을 받는 실내공기의 온도도 적절하게 조절하는 역할을 한다.
상기 자옥석은 변성작용에 의하여 일반 퇴적암보다 암석이 9배로 농축되어 있고, 주성분의 구성이 상기 황토석과 유사하여 황토석과 더불어 흡착제, 건습도조절제, 온도조절제의 역할로써 독성 가스를 흡착하여 악취를 제거하고 수분을 억제하여 건습도를 조절하며, 습도를 조절하여 납골함의 온도를 조절하는 역할을 할 뿐만 아니라 화학적 안정성과 흡유성이 높은 산화철(Fe2O3)을 많이 포함하고 있기 때문에 공기 중의 산화 물질과 기름성분으로부터 벽지 자체를 보호하는 효과가 있다.
아울러 맥반석은 화성암류 중 석영반암에 속하는 암석으로써, 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O2), 산화철(Fe2O3)의 주성분으로 구성되고 1㎤당 3만~15만여 개의 많은 공극(다공질)을 갖는 특징이 있으며, 상기 특징을 갖는 맥반석은 강력한 흡착작용, 이온교환작용을 하기 때문에 습도를 조절하여 부패 원인균의 서식을 막고, 제거하는 효과가 있을 뿐만 아니라 원적외선 방사효과가 있어 인체에 유익한 효과도 얻을 수 있다.
또한 희토는 화학원소 주기율표상의 란탄계 15개 원소인 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Er, Tm, Tb, Lu 및 이들과 성질이 유사한 2개 원소인 Y와 Sc를 합한 17개의 희토류원소를 주성분으로 하는 산화물광물로써 대부분 희토류원소 간의 화학적 성질이 비슷하고 섞여서 산출되므로 이를 분리하는 공정 및 절차는 매우 까다로우며, 원자로에서의 열 중성자 흡수체의 경우와 같이 원소 하나하나의 특유한 성질을 이용하는 경우를 제외하고는 일반적으로 혼합 상태로 사용하는 경우가 많은 특성이 있다. 또한 희토의 주성분인 희토류원소는 살균과 항균성이 뛰어나고 원적외선을 방사율이 높기 때문에 본 발명의 제1기능성물질인 상기 황토석, 자옥석 및 희토와 더불어 벽체 또는 천장 등에서 발생가능한 세균의 번식을 방지하고, 실내공기의 악취를 제거하며, 세균을 살균하는 효과가 있다.
산호석은 산호초와 산호사 등과 같은 산호류를 다량함유하는 석회암의 일종으로서, CaCO3를 주성분으로 하여 SiO2, MgO, K2O, AL2O3 등을 포함하고 원적외선 방출(3.690×102(W/m2), FT-IR분석법, 조건-40℃)하는 특성을 갖는 광물로 알려져 있어 상기 희토와 더불어 인체에 유익한 효과를 얻을 수 있다.
아울러 본 발명의 제1기능성물질에 포함되는 물질들의 평균입도 크기는 100~500mesh가 바람직한데, 이는 제1기능성물질의 입자가 100mesh 초과의 크기를 갖으면 입자크기가 지나치게 작아 수용성접착제와의 혼합시 분산력이 떨어지는 문제가 발생하고, 입자의 크기가 500mesh를 미만이면 입자의 크기가 지나치게 커서 제1기능성물질을 포함하는 본 발명에 의한 기능성 벽지도료(30)가 펄프재질의 벽지(10, 10')에 효과적으로 코팅되지 못하여 제조완료된 기능성 벽지에서 제1기능성물질이 박리되거나, 제1기능성물질의 큰 입자로 인하여 기능성 벽지 표면이 지나치게 거칠어지는 문제가 발생하기 때문이다.
또한 기능성 혼합액의 제1기능성물질의 함량비는 수용성접착제 100중량부에 대하여 40~60중량부를 갖는 것이 바람직한데, 제1기능성물질의 함량비가 60중량부를 초과하면 무기질 재질의 제1기능성물질이 지나치게 많이 포함되어 기능성 혼합액의 혼합이 어려운 문제와 수용성접착제의 접착력이 떨어져 벽지에 코팅된 기능성 혼합액을 포함하는 기능성 벽지도료(30)가 박리되는 문제가 발생하고, 40중량부 미만으로 함유되면 기능적 효과가 미미해지는 문제가 발생하기 때문이다.
평균입도가 100~500mesh(제1기능성물질의 평균입도와 동일한 원리에 의함)이고 황동석, 금홍석, 티탄철석 등의 전도성을 갖는 조성물을 포함하는 광물인 제2기능성물질은 본 발명의 주된 기술적 사상으로서, Cu, Ti 또는 Fe 등을 포함하는 다량함유하는 광물을 이용하여 벽지 자체에서 발생하는 정전기 또는 벽지가 시공된 공간의 공기 중에 존재하는 물질에 의하여 발생하는 정전기를 방지가능한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 정전기는 물질을 구성하는 분자가 갖는 외곽전자에 여러 가지 원인에 의하여 에너지가 가해져 자유전자로 변화하고 상기 자유전자가 순간적으로 이동하면서 발생하게 되는데, 이러한 정전기는 발생원인에 따라 접촉대전, 마찰대전, 박리대전, 유동대전, 분출대전, 충돌대전, 파괴대전 및 기타의 대전원인으로 구분하며, 일상적인 환경에서는 서로 다른 물체가 접촉-분리하였을 때 자유전자의 이동이 발생하여 (+)와 (-)의 전하가 상대를 향하여 병행하는 전기 이중충이 형성되고, 이후 물체들이 분리하게 되면 이중층의 전하분리(전기적 편극)가 일어나 서로 다른 물체는 각각 다른 극성을 갖게 되는 접촉대전과 서로 다른 물체가 마찰을 일으켰을 때나 마찰에 의하여 접촉위치가 이동하여 전하분리가 일어나 서로 다른 물체가 각각 다른 극성을 갖게 되는 마찰대전에 의하여 발생하는 정전기가 많이 발생한다.
이를 본 발명과 연관하여 살펴보면, 본 발명에 의한 제2기능성물질의 황동석은 CuFeS2의 화학식을 갖는 구리와 철의 황화광물이고 전기전도성이 우수하기 때문에 전기공업에서 이용하는 구리의 원료 광물로 이용되고, 금홍석(TiO2) 및 티탄철석(FeTiO2)은 티타늄의 중요한 원료 광물로서 광물로서의 자체가 전도성을 갖지는 못하지만 광물을 구성하는 조성물 중에 전도성을 갖는 Cu, Ti 또는 Fe 등의 조성물을 다량함유하고 있기 때문에 접촉 또는 마찰대전에 의하여 발생가능한 자유전자를 제2기능성물질의 전도성 조성물 간으로 용이하게 이동-분산시킬 수 있어 전기적 편극을 예방하여 정전기 발생을 방지할 수 있으며, 벽지와 외부물체와의 접촉-마찰에 의하여 벽지 자체에서 발생하는 정전기 또는 벽지가 시공된 공간의 공기 중에 존재하는 물질에 의하여 발생하는 정전기를 제2기능성물질로 접지가능한 효과를 발휘하여 여러 가지 원인에 의하여 발생한 정전기를 쉽게 분산시는 효과를 얻을 수 있다. 또한 당업자는 본 발명에 의한 제2기능성물질을 상기에서 언급한 종류의 광물뿐만 아니라 전도성을 갖는 조성물(Cu, Ag, Al 등)을 다량 함유하는 어느 광물을 이용하여도 무방할 것임을 인지할 것이다.
아울러 제2기능성물질의 함량비는 수용성접착제 100중량부에 대하여 0.5~10중량부를 갖는 것이 바람직한데, 제1기능성물질의 함량비가 0.5중량부 미만으로 포함되면 정전기 방지효과를 갖는 전도성 조성물의 함량이 미미하여 제2기능성물질이 갖는 정전기 방지효과가 떨어지고, 10중량부를 초과하여 포함되면 제1기능성물질이 갖는 자연색의 발현효과가 제2기능성물질이 갖는 조흔색(황동석-녹흑색, 금홍석-황갈색, 티탄척설-흑색)에 의하여 탁해지는 문제가 발생하며, 10중량부 정도의 함량비만으로도 일반적인 환경에 놓인 벽지에서 발생가능한 정전기를 충분히 방지가능한 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
또한 본 발명은 기능성 혼합액의 제조에 있어서, 제1기능성물질 및 제2기능성물을 수용성접착제에 혼합시킴에 있어서 보다 우수한 분산효과를 얻기 위하여 분산제를 이용하는데, 상기의 제1, 2기능성물질은 평균입도가 100~500mesh인 비교적 큰 입자를 갖는 것이 가능하기 때문에 수용성의 일반적인 분산제를 이용가능하고, 이때 분산제의 함량이 수용성접착제 100중량부에 대하여 분산제를 0.5중량부 미만으로 기능성 혼합액에 함유되면 기능성물질(제1, 2)의 분산력이 떨어질 수 있으며 4중량부를 초과하여 함유되면 수용성접착제의 접착력이 떨이질 수 있는 문제가 있기 때문에 수용성접착제 100중량부에 대하여 0.5~4중량부를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 수용성접착제, 제1기능성물질, 제2기능성물질 및 분산제로 구성되는 기능성 혼합액은 수용성접착제의 종류 및 수용성접착제 자체의 점도에 따라서 기능성 혼합액 100중량부에 대하여, 희석제인 물 5~25중량부를 혼합하여 기능성 벽지도료(30)를 제조되는데, 제조완료된 기능성 벽지도료(30)를 일정의 방법으로 분사, 도포 또는 흡착하는 방법으로 벽지에 코팅처리하기 위해서는 일정의 접착력과 점도가 요구되고 본 발명에서 제시한 수용성접착제에 있어서는 물을 5중량부 미만으로 함유하면 기능성 벽지도료(30)의 점도가 지나치게 강하여 기능성 벽지도료(30)의 벽지에 대한 코팅처리가 난해하고, 물을 25중량부를 초과하여 희석하면 수용성접착제의 접착력이 떨어져 기능성 벽지도료(30) 코팅된 기능성 벽지를 건조시 벽지에서 기능성 벽지도료(30)가 박리되는 현상이 발생하기 때문이다.
이상의 본 발명에 의한 기능성 벽지도료(30)는 황토석, 자옥석,또는 희토가 갖는 색을 갖기 때문에 각각의 제1기능성물질 및 제2기능성물질의 물리-화학적 특성뿐만 아니라 자연미를 느낄 수 있는 기능성 벽지의 색상 구현이 가능한 효과가 있다.
아울러 본 발명은 상기 기능성 벽지도료를 이용하여 다음과 같은 벽지 제조방법으로서 기능성 벽지 제조가 가능하다.
<기능성 벽지 제조방법>
[실시예 1]
본 발명의 실시 예1에 의한 기능성 벽지 제조방법은 상기 기능성 벽지도료(30)를 준비하는 도료 준비공정(S100)과; 상기 기능성 벽지도료(30)를 펄프재질의 벽지(10)에 코팅하는 코팅공정(S200)과; 120~150℃의 온도로 기능성 벽지도료(30)가 코팅된 벽지를 건조하는 건조공정(S300) 및; 상기 건조공정(S300)으로 건조된 벽지를 귄취하는 권취공정(S400);을 포함하여 구성된다.
기능성 벽지도료(30)를 준비하는 도료 준비공정(S100)은 상기에서 언급한 기능성 벽지도료(30)에 관한 기재로 갈음한다.
준비된 기능성 벽지도료(30)를 펄프재질의 벽지(10)에 코팅하는 코팅공정(S200)은 일반적으로 알려진 롤러코팅, 스크린코팅, 스프레이코팅 등의 방법 중 어느 것을 채택하여 수행하여도 무방하나, 본 발명에 있어서는 기능성 벽지도료(30)를 코팅용 흡착롤러(40)의 표면에 흡착시키고 흡착롤러(40)에 흡착된 기능성 벽지도료(30)를 이송라인에 의하여 이송되는 펄프재질의 벽지(10)의 일측면에 코팅시키고 기능성 벽지도료(30)가 코팅되는 펄프재질의 벽지(10)의 반대측면은 압력롤러(50)로써 일정의 압력을 가하여 코팅두께를 조절하고 가해지는 일정의 압력에 의하여 기능성 벽지도료(30)가 펄프재질 벽지(10)의 내부 소정까지 흡착(침투)가능한 롤러코팅 방법을 이용하는 것이 바람직하다.
이때 기능성 벽지도료(30)를 흡착롤러(40)에 흡착시키는 방법에 있어서는 도4와 같이 지능성 벽지도료를 내재하는 수조에 롤러의 일부를 침적시켜 흡착롤러(40)의 표면에 기능성 벽지도료(30)가 흡착되도록 하는 방법 또는 분사체를 이용하여 기능성 벽지도료(30)를 흡착롤러(40)의 표면에 분사하여 흡착시키는 방법 등 일반적으로 이용하는 롤러코팅의 도료 흡착방법을 이용하는 것이 가능하다.
아울러 상기 코팅공정(S200) 처리된 펄프재질 벽지를 120~150℃의 온도로 건조하는 건조공정(S300) 은 기능성 벽지도료(30)가 흡착된 벽지를 건조하기 위한 공정으로서, 일반적인 벽지 제조의 건조방법 중 어느 것이나 이용가능하나, 고온의 건조풍을 발생시켜 기능성 벽지도료(30)가 흡착된 벽지를 건조하면 벽지 이외의 공간으로 유출되는 건조풍이 많아 에너지 효율이 떨어지는 문제가 발생하기 때문에 본 발명에 의한 건조공정(S300)은 내부에 고온의 스팀을 내재하여 외부의 표면이 120~150℃로 가열된 가열롤러(60)를 이용하는 것이 바람직하다. 이때, 건조공정(S300)에서 이용하는 가열롤러(60)는 한 개만을 이용하여도 무방하나 도4와 같이 다 수개로 구성되는 건조롤러를 이용함으로써 이송라인의 속도를 빠르게 하여 생산성을 향상시킬 수도 있고, 건조롤러의 표면온도가 120℃미만이면 기능성 벽지도료(30)가 미흡하게 건조되어 기능성 벽지도료(30)와 펄프재질의 벽지(10)가 어울어진 자연미가 높은 색상과 문향의 기능성 벽지를 제조하기 어려운 문제와 하기 권취공정(S400)으로 다수 층을 형성하며 권취된 기능성 벽지의 상하면이 붙거나 기능성 벽지도료(30)의 색상 및 문향이 손상되는 문제가 발생하며, 150℃을 초과한 온도로 건조하면 수용성접착제가 급격하게 경화되어 기능성 벽지도료(30) 코팅층이 갈라지거나 수용성접착제의 색이 변색되어 황변현상이 일어나기 때문이다.
상기 건조공정(S300)으로 건조된 벽지를 권취롤러(90)로서 귄취하는 권취공정(S400)은 도4와 같이 벽지 이송라인에 연계된 권취롤러에 의하여 수행한다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에 의한 기능성 벽지 제조방법은 펄프재질 벽지(10)의 일측면에 기능성 벽지도료(30)를 코팅하는 방법으로 제조하는 것을 특징으로 하나, 본 실시예는 기능성 벽지도료(30)를 준비하는 도료 준비공정(S100)과; 상기 기능성 벽지도료(30)를 펄프재질의 내면지(10', 실시 예1의 펄프재질 벽지(10)과 동일)의 일측면에 코팅하는 코팅공정(S200)과; 120~150℃의 온도로 기능성 벽지도료(30)가 코팅된 벽지를 건조하는 1차 건조공정(S300')과; 상기 1차 건조공정(S300') 처리한 내면지(10')의 코팅면 또는 외면지(20)인 25~45g/㎡의 평량(坪量)을 갖는 한지 일측면 중 어느 하나의 표면에 수용성접착제(30')를 도포하여 내면지(10')와 외면지(20)를 합지하는 합지공정(S500)과; 상기 합지공정(S500) 처리한 기능성 벽지를 건조하는 2차 건조공정(S600) 및; 상기 2차 건조공정(S600)으로 건조된 기능성 벽지를 귄취하는 권취공정(S400);을 포함하여 구성된다.
기능성 벽지도료(30)를 준비하는 도료 준비공정(S100), 코팅공정(S200) 및 1차건조공정(S300)(실시예 1의 건조공정(S300)과 동일함)은 상기에서 언급한 실시예 1의 각 공정에 관한 기재로 갈음한다.
상기 1차 건조공정(S300') 처리한 내면지(10')의 코팅면 또는 외면지(20)인 25~45g/㎡의 평량(坪量)을 갖는 한지 일측면 중 어느 하나의 표면에 수용성접착제(30')를 도포하여 내면지(10')와 외면지(20)를 합지하는 합지공정(S500)은 도5와 같이 수용성접착제(30', 제조의 용이성을 위하여 기능성 벽지도료(30)의 수용성접착제와 동일한 것을 이용하는 것이 바람직함)를 내면지(10')의 코팅면 또는 외면지(20)의 일측면에 도포(또는 분사)하고, 서로 대응하는 고정롤러(70)와 압력롤러(80, 합지용)를 이용하여 내면지(10')와 외면지(20)를 합지하는 공정이다. 본 공정은 내면지(10')에 비교적 적은 평량(25~45g/㎡의 평량(坪量))을 갖아 일정의 투명성을 갖는 펄프재질의 벽지(한지, 외면지(20))를 결착시킴으로서 내면지(10')에 코팅된 기능성 벽지도료(30)의 제1기능성물질과 제2기능성물질이 직접적으로 외부에 노출되어 벽지시공 이후 가해질 수 있는 외부의 물리적인 요인에 의하여 손상(이탈)되는 것을 방지하는 효과, 기능성물질(제1 및 제2)이 갖는 기능성을 장기간 지속시키는 효과 및 기능성물질(제1 및 제2)이 갖는 자연의 색상을 보다 부드럽게 연출가능한 효과가 있다.
아울러 상기 고정롤러(70)와 압력롤러(80) 사이로 인입되는 외면지(20)와 내면지(10')는 압력롤러(80)에 의하여 합지에 요구되는 압력을 전달받는데, 이때 압력롤러(80)에 의하여 전달되는 압력의 세기에 의하여 합지되는 기능성 벽지의 두께 및 내면지(10')에 코팅된 기능성 벽지도료(30)에 의한 자연의 색상을 외면지(20) 표면에 표출 정도를 조절할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상기와 연관하여 본 실시예 2에 의한 기능성 벽지 제조방법은 기능성 벽지도료(30)가 코팅된 기능성 벽지(내면지, 10')를 1차 건조하여 기능성 벽지도료(30)를 안정화시킨 후, 합지공정-2차 건조공정-권취공정을 수행하기 때문에 기능성 벽지도료(30)가 포함하는 기능성물질(제1 및 제2)이 수용성접착제와 함께 완전히 경화되어 기능성물질(제1 및 제2)이 합지공정 중에 압력롤러(80)에 의하여 가해지는 압력에 의하여 유동(가해지는 압력에 의하여 일측으로 몰리는 현상)되는 종래 이중벽지 제조방법의 문제를 해결함으로써, 기능성물질(제1 및 제2)이 고르게 분산된 기능성 벽지 제조를 가능하게 하는 효과가 있다.
또한 합지공정(S500) 처리한 기능성 벽지에 처리된 수용성접착제를 경화시켜 외면지(20)와 내면지(10')를 완고하게 결착시키기 위한 2차 건조공정(S600)은 건조롤러(60')로서 1차 건조공정(S300', 실시 예1의 건조공정(S300)과 동일)과 동일한 원리 및 방법으로 수행가능하고, 2차 건조공정(S600) 이후 수행하는 권취공정(S400) 역시 실시 예1의 권취롤러(90)를 이용한 권취공정(S400)과 동일하게 수행가능하다.
다음은 본 발명의 바람직한 실시 예1 및 2에 의한 각각의 실험 예이고, 하기의 실험 예뿐만 아니라 상기에서 언급한 기능성 벽지도료(30)를 포함하는 다양한 제조방법에 의한 기능성 벽지의 제조가 가능할 것이다.
[실험 예1] - 실시 예1에 의한 기능성 벽지제조방법
1. 도료 준비공정(S100)
(1) 재료준비
- 수용성접착제(Y사, YP-900, 초산비닐계) 10kg과;
- 평균입도 450mesh인 황토석(내몽고산) 4kg과 자옥석(경북, 예천산) 0.5kg 및 희토(내몽고산) 0.5kg을 혼합한 제1기능성물질 5kg과;
- 평균입도 450mesh인 황동석(충북 제천산) 0.5kg과;
- 분산제(Y사, NANOX DSP) 0.5kg을 교반 혼합하여 기능성 혼합액을 준비하고;
- 상기 준비된 기능성 혼합액 16kg에 물 1.5kg을 혼합(희석)하여 기능성 벽지도료를 준비한다.
2. 코팅공정(S200), 건조공정(S300) 및 권취공정(S400)
- 준비한 기능성 벽지도료를 수조에 넣고, 권취된 한지(전북, 전주산)를 이송라인에 인입시킨 후 코팅공정(S200), 건조공정(S300) 및 권취공정(S400)을 수행한다.
- 이때, 흡착롤러, 건조롤러, 권취롤러 및 벽지이송라인의 속도는 60m/min으로 하고;
- 코팅롤러에 대응하는 압력롤러의 기준압력은 2kgf/cm2으로 하고;
- 건조롤러의 히팅온도는 130℃로 한다.
[실험 예2] - 실시 예2에 의한 기능성 벽지제조방법
1. 도료 준비공정(S100)
(1) 재료준비
- 실험 예1과 동일한 기능성 벽지도료를 준비한다.
2. 코팅공정(S200), 1차 건조공정(S300'), 합지공정(S500), 2차 건조공정(S600) 및 권취공정(S400)
- 준비한 기능성 벽지도료를 수조에 넣고, 권취된 한지(내면지, 전북, 전주산)를 이송라인에 인입시킨 후 코팅공정(S200), 1차 건조공정(S300')을 진행하고;
- 수용성접착제(Y사, YP-900, 초산비닐계) 5kg을 접착제 도포용기에 넣고 1차 건조공정(S300') 완료된 내면지의 코팅면 표면에 수용성접착제를 도포시키고;
- 상기 수용성접착제가 도포된 내면지의 상면에 평량이 35g/㎡인 한지(외면지)를 합지용 고정롤러와 압력롤러 사이로 인입시켜 합지공정(S500)을 수행하고;
- 합지완료된 기능성 벽지를 건조롤러를 이용하여 건조시키고, 권취공정(S400)을 수행한다.
- 이때, 코팅공정(S200), 1차 건조공정(S300'), 합지공정(S500), 2차 건조공정(S600) 및 권취공정(S400)은 일체의 벽지 이송라인에 의하여 수행하므로 전체 흡착롤러, 1차 건조롤러, 합지용 고정롤러, 2차 건조롤러, 권취롤러 및 벽지이송라인의 속도는 60m/min으로 동일하게 하고;
- 코팅롤러에 대응하는 압력롤러의 기준압력은 2kgf/cm2으로 하고;
- 1차 건조롤러의 히팅온도는 130℃로 하고;
- 합지용 압력롤러의 기준압력은 3kgf/cm2으로 하고;
- 2차 건조롤러의 히팅온도는 130℃로 한다.
또한 상기 실험 예1 및 2를 통하여 제조한 기능성 벽지의 항균성 및 탈취성 시험을 하여 표1과 같은 결과를 얻었고, 정전기 방지 효과를 시험하여 표2와 같은 결과를 얻었다.(벽지에 관한 규정(KS M 7305) 중 정전기에 관한 특별히 정한 규정이 없어, 일반 섬유의 마찰 대전압에 관한 규정(KS K 0555;2005 B법)으로 대체 시험함)
[표1]
Figure 112010019449899-pat00001

[표2]
Figure 112010019449899-pat00002

[결과]
본 발명에 의한 기능성 벽지도료(30), 기능성 벽지의 제조방법에 의하여 제조된 기능성 벽지는 표1의 항곰팡이 시험과 탈취시험에 관한 결과에서 알 수 있듯이 제1기능성물질을 포함하고 있어 항균성, 탈취성을 갖아 우수한 항균성 및 탈취성을 갖는 것을 알 수 있고, 정전기의 발생가능성을 알 수 있는 대전성 시험의 결과를 나타내는 표2와 같이 본 발명의 제2기능성물질을 포함하지 아니한 종래 기능성 벽지에 비하여 매우 우수한 정전기 방지효과를 갖는 것을 알 수 있다. 또한 당업자는 비록 본 발명의 실험 예에서는 언급하지는 아니하였으나 본 발명에 의한 제1기능성물질을 포함하는 기능성 벽지도료(30)는 혼합 및 준비과정에서 제1기능성물질의 화학-물리적인 변형을 가할만한 특별한 처리조건(온도, pH 등)을 가하지 않아 일반적인 제1기능성물질이 갖는 항습성, 흡유성 또는 원적외선 방사성 등의 효과는 변함없이 발휘 가능한 것을 용이하게 인지가능할 것이다.
<기능성 벽지>
상기에서 언급한 본 발명에 의한 기능성 벽지도료(30) 및 이를 이용한 기능성 벽지의 제조방법에 의한 기능성 벽지는 기능성 벽지도료(30)의 기술적 사상과 기능성 벽지 제조방법의 기술적 사상을 통하여 제조된 것을 특징으로 하여 항균성, 탈취성, 항습성, 흡유성 또는 원적외선 방사성 등의 비롯하여, 정전기 방지의 효과를 얻을 수 있다.
또한 상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
10 : 펄프재질의 벽지 10' : 내면지
20 : 외면지 30 : 기능성 벽지도료
40 : 흡착롤러 50 : 압력롤러(코팅용)
60 : 가열롤러 70 : 고정롤러
80 : 압력롤러(합지용) 90 : 권취롤러
S100 : 도료 준비공정 S200 : 코팅공정
S300 : 건조공정 S400 : 권취공정
S500 : 합지공정 S600 : 2차 건조공정

Claims (9)

  1. 수용성접착제 100중량부에 대하여,
    평균입도가 100~500mesh인 황토석, 자옥석, 맥반석, 희토, 산호석 중 어느 하나 이상의 제1기능성물질 40~60중량부와;
    평균입도가 100~500mesh이고 전도성을 갖는 조성물을 포함하는 광물인 제2기능성물질 0.5~10중량부와;
    분산제 0.5~4중량부를 혼합한 기능성 혼합액 및;
    상기 기능성 혼합액 100중량부에 대하여, 물 5~25중량부를 더 포함하여 혼합한 것을 특징으로 하는 기능성 벽지도료.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2기능성물질은 황동석, 금홍석, 티탄철석 중 어느 하나 이상의 광물인 것을 특징으로 하는 기능성 벽지도료.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항의 기능성 벽지도료(30)를 준비하는 도료 준비공정(S100)과;
    상기 기능성 벽지도료(30)를 펄프재질의 벽지(10)에 코팅하는 코팅공정(S200)과;
    120~150℃의 온도로 기능성 벽지도료(30)가 코팅된 벽지를 건조하는 건조공정(S300) 및;
    상기 건조공정(S300)으로 건조된 벽지를 귄취하는 권취공정(S400);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 벽지도료를 이용한 기능성 벽지 제조방법.
  4. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항의 기능성 벽지도료(30)를 준비하는 도료 준비공정(S100)과;
    상기 기능성 벽지도료(30)를 펄프재질의 내면지(10')의 일측면에 코팅하는 코팅공정(S200)과;
    120~150℃의 온도로 기능성 벽지도료(30)가 코팅된 벽지를 건조하는 1차 건조공정(S300')과;
    상기 1차 건조공정(S300') 처리한 내면지(10')의 코팅면 또는 외면지(20)인 일정 평량(坪量)을 갖는 한지 일측면 중 어느 하나의 표면에 수용성접착제를 도포하여 내면지(10')와 외면지(20)를 합지하는 합지공정(S500)과;
    상기 합지공정(S500) 처리한 기능성 벽지를 건조하는 2차 건조공정(S600) 및;
    상기 2차 건조공정(S600)으로 건조된 기능성 벽지를 귄취하는 권취공정(S400);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 벽지도료를 이용한 기능성 벽지 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 외면지(20)인 한지의 일정 평량(坪量)은 25~45g/㎡인 것을 특징으로 하는 기능성 벽지도료를 이용한 기능성 벽지 제조방법.
  6. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항의 기능성 벽지도료로 제조된 것을 특징으로 하는 기능성 벽지.
  7. 제3항의 기능성 벽지 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 기능성 벽지.
  8. 제4항의 기능성 벽지 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 기능성 벽지.
  9. 제5항의 기능성 벽지 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 기능성 벽지.
KR1020100027388A 2010-03-26 2010-03-26 기능성 벽지도료와 이를 이용한 기능성 벽지 제조방법 및 기능성 벽지 KR100989823B1 (ko)

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