KR102113126B1 - 완충제를 포함하는 벽지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 완충제를 포함하는 벽지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 벽지의 기재는 물성을 향상시키기 위해 충전제로 탄산칼슘을 포함할 경우 상기 탄산칼슘으로 인해 벽지가 염기성을 띄게 되어 이에 접촉 시 피부질환 유발 가능성이 있기 때문에, 벽지의 pH를 낮춤과 아울러 벽지 시공 후에 발생될 수 있는 pH 변화를 방지할 수 있는 완충제를 포함하는 벽지에 관한 것이다.

Description

완충제를 포함하는 벽지 {Wallpaper with buffer}
본 발명은 완충제를 포함하는 벽지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 벽지의 기재는 물성을 향상시키기 위해 충전제로 탄산칼슘을 포함할 경우 상기 탄산칼슘으로 인해 벽지가 염기성을 띄게 되어 이에 접촉 시 피부질환 유발 가능성이 있기 때문에, 벽지의 pH를 낮춤과 아울러 벽지 시공 후에 발생될 수 있는 pH 변화를 방지할 수 있는 완충제를 포함하는 벽지에 관한 것이다.
벽지와 같은 장식 제품은 통상 벽면과 같은 피착면을 보호하고, 장식적인 효과를 부여하기 위해 사용된다. 일반적인 벽지는 종이에 PVC층을 적층하고, 이 PVC층 표면에 인쇄 및 엠보싱 처리를 통해 다양한 디자인을 부여한 형태로 제조되었다.
종래에 벽지의 기재는 물성을 향상시키기 위해 충전제로 탄산칼슘, 이산화티탄, 클레이, 카올린, 탄산마그네슘, 산화아연 또는 산화규소 등을 포함하는 경우가 있다.
이 경우 충전제로서 탄산칼슘을 포함할 경우 가격이 저렴하고 기계적 물성이 우수한 효과는 있으나, 벽지가 염기성을 띄게 되어 이에 접촉 시 피부질환 유발 가능성이 있으며, 상기 탄산칼슘을 다른 원재료로 교체할 경우 기본 물성 저하 및 원가가 상승하는 단점이 있었다.
종래 벽지에 관한 선행기술문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0886068호가 있다.
KR 10-0886068 B (공고일: 2009.02.26)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 벽지의 기재에 충전제로 탄산칼슘을 포함할 경우 벽지가 염기성을 띄게 되어 이에 접촉 시 발생될 수 있는 피부질환 유발 가능성을 방지하고, 벽지 시공 후에 발생될 수 있는 pH변화를 방지하기 위해, 상기 기재를 완충제를 포함한 용액에 함침하거나 또는 완충제를 포함한 용액으로 코팅하여 pH가 중성화된 완충제를 포함하는 벽지를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 pH 6.5-7.5인 기재를 포함한 벽지를 제공한다.
본 발명에 따른 벽지는 완충제를 포함한 용액에 기재를 함침하거나 또는 완충제를 포함한 용액으로 기재를 코팅하여 큰 공정 변화 없이 중성화된 pH를 갖는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 벽지는 완충제를 포함함으로 인해 벽지 시공 후에 발생될 수 있는 pH 변화를 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 벽지는 중성화된 pH로 인해 피부질환 유발 가능성이 적은 효과가 있다.
본 발명은 pH 6.5-7.5인 기재를 포함한 벽지에 관한 것이다.
상기 기재는 종이 또는 부직포 일 수 있다.
상기 종이는 셀룰로오즈 70-90중량%, 탄산칼슘 5-25중량% 및 수분 0.5-10중량%를 포함한 조성물로 제조된 것일 수 있으며, 또는 셀룰로오즈 75-90중량%, 탄산칼슘 5-20중량% 및 수분 1-8중량%를 포함한 조성물로 제조된 것일 수 있다.
상기 부직포는 셀룰로오즈 60-80중량%, 폴리에스테르 섬유 10-30중량%, 탄산칼슘 3-10중량%, 및 수분 1-10중량%를 포함한 조성물로 제조된 것일 수 있으며, 또는 셀룰로오즈 65-80중량%, 폴리에스테르 섬유 10-25중량%, 탄산칼슘 5-10중량% 및 수분 1-8중량%를 포함한 조성물로 제조된 것일 수 있다.
상기 종이 및 부직포 내 셀룰로오즈 함량이 상기 범위 미만일 경우 수분 흡수력 및 습강도가 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우 강도가 저하되므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 종이 및 부직포 내 탄산칼슘의 함량이 상기 범위 미만일 경우 강도 등의 기계적 물성이 저하되며, 상기 범위를 초과할 경우 유연성이 부족해 딱딱해지므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 부직포 내 폴리에스테르 섬유 함량이 상기 범위 미만일 경우 유연성이 부족해 딱딱해지고, 상기 범위를 초과할 경우 상대적으로 탄산칼슘의 함량이 작아져 강도 등의 기계적 물성이 저하되므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 기재는 완충제를 포함한 용액에 함침 또는 코팅된 것일 수 있다.
상기 완충제는 약산성, 중성 및 약염기성 부근에서 완충 작용을 할 수 있는 물질로 인체에 해가 없는 화학물질을 이용하는 것이 바람직하며, 유기산 및 그 짝염기, 무기산 및 그 짝염기 또는 이들의 수화물을 포함할 수 있다.
상기 유기산은 예를 들면, 시트르산(citric acid), 아세트산(acetic acid), 2-[N-모르폴리노]-에탄설폰산(2-(N-morpholino)ethaneSulfonic acid)(MES), 2-에탄설폰산(piperazine-N,N-bis(2-ethanesulfonic acid)(PIPES), 2-((트리스(하이드록시메틸)메틸)아미노)에탄설폰산(2-((tris(hydroxymethyl)methyl)amino)ethanesulfonic acid)(TES), N-(2-하이드록시에틸)-피페라진-N'-(2-에탄설폰산)(N-(2-hydroxyethyl)piperazine-N'-(2-ethanesulfonic acid))(HEPES), N,N-비스(2-하이드록시에틸)-2-아미노에탄설폰산(N,N-bis(2-hydroxyethyl)-2-aminoethanesulfonic acid)(BES), 3-모르폴리노프로판-1-설폰산(3-morpholinopropane-1-sulfonic acid)(MOPS), 히스티딘(histidine) 및 카코딜산(cacodylate)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
보다 상세하게 상기 시트르산은 약 pH 2.1-7.4, 아세트산은 약 pH 3.8-5.8, 2-[N-모르폴리노]-에탄설폰산(MES)은 약 pH 5.5-6.7, 2-에탄설폰산(PIPES)은 약 pH 6.1-7.5, 2-((트리스(하이드록시메틸)메틸)아미노)에탄설폰산(TES)은 약 pH 6.8-8.2, N-(2-하이드록시에틸)-피페라진-N'-(2-에탄설폰산)(HEPES)은 약 pH 6.8-8.2, N,N-비스(2-하이드록시에틸)-2-아미노에탄설폰산(BES)은 약 pH 6.4-7.8, 3-모르폴리노프로판-1-설폰산(MOPS)은 약 pH 6.5-7.9, 히스티딘은 약 pH 5.5-6.5 및 카코딜산은 약 pH 5.0-7.4의 범위에서 완충작용을 할 수 있다.
상기 무기산은 예를 들면, 인산, 탄산 및 붕산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
보다 상세하게 상기 인산은 약 pH 5.8-8.0, 탄산은 약 pH 6.0-8.0 및 붕산은 약 pH 8.5-10의 범위에서 완충작용을 할 수 있다.
상기 유기산 및 무기산의 짝염기는 상기 짝염기의 나트륨염, 칼륨염 또는 암모늄염일 수 있다.
본 발명에서는 바람직하게, 가공온도 200-240℃에서도 구조가 변하지 않고, 화재를 발생시키지 않고 또한 냄새가 나지 않으며 아울러 변색을 방지하는 무기산을 사용하는 것이 바람직하며 더욱 바람직하게는 수분과 같이 증발하지 않고 벽지 내에 잔류되는 고체 형태의 무기산인 완충제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 완충제는 용액 내에 1-20중량%, 바람직하게는 1-10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 완충 효과가 미미하며, 상기 범위를 초과할 경우 벽지의 원가가 상승함과 아울러 용액의 점도 상승으로 인해 완충 효과가 저하되므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용액은 천연 바인더를 더 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전분, 천연고무인 라텍스, 송진 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 천연 바인더는 수 분산 형태일 수 있으며, 용액 내에 5-40중량%, 보다 바람직하게는 5-30중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 용액의 보수성이 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우 용액의 점도가 상승하여 저장 시 점도의 안정성이 저하되므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용액은 물을 더 포함할 수 있으며, 상기 물은 용액 내에 10-60중량%, 바람직하게는 15-60중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 용액의 응집력과 부착력은 좋아지나 함침 또는 코팅된 기재 표면의 상태가 적절하지 못하고, 상기 범위를 초과할 경우 상대적으로 바인더 물질이 소량 사용됨에 따라 조성물의 부착력이 떨어져 기재를 건조한 후에 분진발생 및 갈라짐 발생이 심하므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 용액은 첨가제로 사용되고 있는 통상의 첨가제로 분산제, 소포제, 커플링제, 점도조절제, 항균제, 윤활제, 슬립제, 소광제 및 유기 안료 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제의 함량은 벽지에 물성을 미치지 않는 함량 범위 내에서 사용할 수 있다.
상기와 같이 제조된 용액의 pH는 4-6일 수 있다.
본 발명의 벽지는 상기 제조된 용액에 벽지의 기재를 함침하거나 상기 제조된 용액으로 벽지의 기재를 코팅한 후 상기 기재 상부에 순차적으로 PVC 발포층 또는 비발포층, 인쇄층 및 표면처리층을 형성하고 엠보무늬를 부여한 실크 벽지이거나, 또는 상기 제조된 용액에 벽지의 기재인 종이를 함침하거나 상기 제조된 용액으로 벽지의 기재를 코팅한 여러 장의 종이를 합지하고 그 상부에 인쇄층을 형성한 후 엠보무늬를 부여한 합지 벽지일 수 있다.
상기 용액에 상기 기재를 함침 후 건조시킨 기재 상에는 단위 면적 당(m2) 1-15g, 보다 바람직하게는 단위 면적 당(m2) 1-10g으로 전분을 포함할 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 기재의 강도 등 기계적 물성 및 표면 재질감이 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우 유연성이 부족해 기재가 딱딱해지므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 벽지는 완충제를 포함한 용액에 기재를 함침하거나 또는 완충제를 포함한 용액으로 기재를 코팅하여 큰 공정 변화 없이 중성화된 pH를 갖는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 벽지는 완충제를 포함함으로 인해 벽지 시공 후에 발생될 수 있는 pH 변화를 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 벽지는 중성화된 pH로 인해 피부질환 유발 가능성이 적은 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
<실시예>
1. 용액 제조
하기 표 1과 같은 조성 및 함량을 이용해 벽지의 기재인 종이를 함침시킬 용액을 제조하였다.
(중량 g) 실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3
완충제(인산나트륨, (주)영진) 10 - - -
염산(5% HCL) - - 10 -
벤젠술폰산 - - 10
천연바인더(전분) 30 30 30 30
물 55 55 55 55
분산제 3 3 3 3
소포제 2 2 2 2
2. 벽지 제조
실시예 2
상기에서 제조한 실시예 1 용액에 벽지의 기재인 셀룰로오즈 80중량% 및 탄산칼슘 20중량%를 포함한 종이를 함침한 후 건조장치인 챔버를 이용하여 115℃에서 건조시킨 후 전분 함량이 3g/m2인 종이를 권취하였다.
그 후 PVC 발포층, 인쇄층 및 표면처리층을 형성한 후 엠보무늬를 부여하여 엠보무늬가 구현된 실크 벽지를 제조하였다.
비교예 4
상기에서 제조한 비교예 1 용액에 벽지의 기재인 셀룰로오즈 80중량% 및 탄산칼슘 20중량%를 포함한 종이를 함침한 후 건조장치인 챔버를 이용하여 115℃에서 건조시킨 후 전분 함량이 3g/m2인 종이를 권취하였다.
그 후 PVC 발포층, 인쇄층 및 표면처리층을 형성한 후 엠보무늬를 부여하여 엠보무늬가 구현된 실크 벽지를 제조하였다.
비교예 5
상기에서 제조한 비교예 2 용액에 벽지의 기재인 셀룰로오즈 80중량% 및 탄산칼슘 20중량%를 포함한 종이를 함침한 후 건조장치인 챔버를 이용하여 115℃에서 건조시킨 후 전분 함량이 3g/m2인 종이를 권취하였다.
그 후 PVC 발포층, 인쇄층 및 표면처리층을 형성한 후 엠보무늬를 부여하여 엠보무늬가 구현된 실크 벽지를 제조하였다.
비교예 6
상기에서 제조한 비교예 3 용액에 벽지의 기재인 셀룰로오즈 80중량% 및 탄산칼슘 20중량%를 포함한 종이를 함침한 후 건조장치인 챔버를 이용하여 115℃에서 건조시킨 후 전분 함량이 3g/m2인 종이를 권취하였다.
그 후 PVC 발포층, 인쇄층 및 표면처리층을 형성한 후 엠보무늬를 부여하여 엠보무늬가 구현된 실크 벽지를 제조하였다.
<실험예>
1. 기재(종이) 및 완제품(벽지) pH 측정
상기에서 제조한 실시예 1 및 비교예 1-2의 용액으로 각각 함침한 벽지의 기재(종이)의 pH를 측정하고, 상기 함침한 기재를 포함한 실시예 2 및 비교예 4-5의 벽지(완제품)의 pH를 측정하여 그 결과를 다음의 표 2에 나타내었다.
실시예 2 비교예 4 비교예 5
기재(종이) pH 7 9 7
벽지(완제품) pH 7 9 7
상기 표 2에서 확인된 바와 같이, 실시예 2의 벽지의 기재 및 완제품인 벽지는 무기산 완충제(인산나트륨)를 포함한 용액에 함침함으로 인해 중성화된 pH(pH 7)를 갖는 반면, 비교예 4의 벽지의 기재 및 벽지는 산을 포함하지 않아 염기성을 나타내었다. 또한, 강산인 염산을 포함한 용액에 함침한 비교예 5의 벽지의 기재는 중성화된 pH(pH 7)을 갖으며, 벽지 또한 중성화된 pH(pH 7)을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
2. 시간의 경과에 따른 완제품(벽지)의 pH 변화 측정
상기에서 제조한 실시예 2 및 비교예 4-5의 벽지를 벽면에 시공 후 6개월의 시간 경과 후의 pH를 측정하여 그 결과를 다음의 표 3에 나타내었다.
실시예 2 비교예 4 비교예 5
0일 pH 7 9 7
6개월 후 pH 7 9.5 8
상기 표 3에서 확인된 바와 같이, 실시예 2의 벽지는 6개월의 시간 경과 동안 벽면으로 방출되는 수분이나 공기 중의 수분을 흡수함에 의해 기재 내 탄산칼슘이 용해된다 하더라도 완충제를 포함함으로 인해 pH 변화가 유지되는 반면, 비교예 4의 벽지는 기재가 완충제를 포함하지 않으므로 pH가 더 높아지는 결과를 나타내었다.
또한, 염산을 포함한 용액에 함침한 기재를 포함하는 벽지인 비교예 5는 완충효과가 없어 시간 경과에 따라 pH가 더 높아지는 결과를 나타내었다.
3. 완제품(벽지)의 냄새 및 변색 측정
상기에서 제조한 실시예 2 및 비교예 4-6의 벽지의 냄새 및 변색을 측정하여 그 결과를 다음의 표 4에 나타내었다.
- 냄새는 직접 냄새를 맡아 평가하였다.
- 변색은 6개월 후의 벽지의 색깔 변화를 보고 평가하였다.
실시예 2 비교예 4 비교예 5 비교예 6
냄새 나지 않음 나지 않음 남 남
변색 변하지 않음 변하지 않음 변하지 않음 변함
상기 표 4에서 확인된 바와 같이, 실시예 2의 벽지는 무기산 완충제(인산나트륨)를 포함한 용액에 함침한 기재를 포함하여 완제품인 벽지가 냄새가 나지 않고 색깔 또한 변하지 않은 반면, 비교예 4의 벽지는 산을 포함하지 않는 용액에 함침한 기재를 포함하여 냄새가 나지 않고 색깔 또한 변하지 않았다.
또한, 비교예 5 의 벽지는 일반 강산인 염산을 포함한 용액에 함침한 기재를 포함하여 불쾌한 냄새가 나지만 무기산인 염산으로 인해 변색은 되지 않았고, 비교예 6의 벽지는 유기산을 포함한 용액에 함침한 기재를 포함하여 불쾌한 냄새가 나며 색깔 또한 변하는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (18)

  1. pH 6.5-7.5인 기재를 포함한 벽지로,
    상기 기재는 완충제를 포함한 용액으로 함침 또는 코팅된 종이 또는 부직포인 것인 벽지.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 종이는 셀룰로오즈 70-90중량%, 탄산칼슘 5-25중량% 및 수분 0.5-10중량%를 포함한 조성물로 제조된 것인 벽지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 부직포는 셀룰로오즈 60-80중량%, 폴리에스테르 섬유 10-30중량%, 탄산칼슘 3-10중량%, 및 수분 1-10중량%를 포함한 조성물로 제조된 것인 벽지.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 완충제는 유기산 및 그 짝염기, 무기산 및 그 짝염기 또는 이들의 수화물인 것인 벽지.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 유기산은 시트르산(citric acid), 아세트산(acetic acid), 2-[N-모르폴리노]-에탄설폰산(2-(N-morpholino)ethaneSulfonic acid)(MES), 2-에탄설폰산(piperazine-N,N-bis(2-ethanesulfonic acid)(PIPES), 2-((트리스(하이드록시메틸)메틸)아미노)에탄설폰산(2-((tris(hydroxymethyl)methyl)amino)ethanesulfonic acid)(TES), N-(2-하이드록시에틸)-피페라진-N'-(2-에탄설폰산)(N-(2-hydroxyethyl)piperazine-N'-(2-ethanesulfonic acid))(HEPES), N,N-비스(2-하이드록시에틸)-2-아미노에탄설폰산(N,N-bis(2-hydroxyethyl)-2-aminoethanesulfonic acid)(BES), 3-모르폴리노프로판-1-설폰산(3-morpholinopropane-1-sulfonic acid)(MOPS), 히스티딘(histidine) 및 카코딜산(cacodylate)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것인 벽지.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 무기산은 인산, 탄산 및 붕산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상 인 것인 벽지.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 유기산 및 무기산의 짝염기는 상기 짝염기의 나트륨염, 칼륨염 또는 암모늄염인 것인 벽지.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 완충제는 용액 내에 1-20중량%로 포함되는 것인 벽지.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 용액은 전분, 천연고무인 라텍스 및 송진으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 천연 바인더를 더 포함하는 것인 벽지.
  12. 삭제
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 천연 바인더는 용액 내에 5-40중량%로 포함되는 것인 벽지.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 용액은 물을 10-60중량% 더 포함하는 것인 벽지.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 용액은 분산제, 소포제, 커플링제, 점도조절제, 항균제, 윤활제, 슬립제, 소광제 및 유기 안료로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 벽지.
  16. 제1항, 제3항, 제4항, 제6항 내지 제11항, 제13항 내지 제15항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 용액은 pH 4-6인 것인 벽지.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 벽지는 실크 벽지 또는 합지 벽지인 것인 벽지.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 기재는 단위 면적 당(m2) 1-15g의 전분을 포함하는 것인 벽지.
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