KR100362696B1 - 카슈도료를 포함하는 바닥재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카슈도료를 포함하는 바닥재에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 카슈오일과 유사한 성분의 페놀성 유도체 합성수지 20∼80중량부와 이에 대응하는 지방족 탄화수소계 카슈도료 희석제 80∼20중량부, 망간, 칼슘, 납 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되고 용제에 5%로 희석된 금속건조제 1∼3중량부, 실리콘 소포제 0.1∼0.3중량부 및 피막방지제 0.1∼0.3중량부를 혼합하여 제조된 카슈도료 100중량부에 대하여 헥사아민 1∼5중량부를 첨가하여 얻어진 카슈도료 조성물을 그라비아 인쇄 방식을 이용하여 다층구조의 바닥재의 최상층에 20∼30㎛의 두께로 도포한 것을 특징으로 하는 바닥재에 관한 것이다. 본 발명에 따른 바닥재는 천연도료와 같은 부드러운 색감을 연출할 수 있을 뿐만 아니라, 카슈도료에 의한 천연 옻칠의 효과와, 카슈도료 특유의 탁월한 내구성, 내열성, 내용제성, 내수성, 내약품성, 및 뛰어난 항균효과에 기인한 방오성과 방충효과까지 얻을 수 있고, 인체에 무해한 환경친화적 제품이다.

Description

카슈도료를 포함하는 바닥재 {Material for floor construction including cashew coating composition}
본 발명은 카슈도료를 포함하는 바닥재에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 카슈오일과 유사한 성분의 페놀성 유도체 합성수지와 이에 대응하는 지방족 탄화수소계 카슈도료 희석제, 망간, 칼슘, 납 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속건조제, 실리콘 소포제 및 피막방지제를 혼합하여 제조된 카슈도료에 경화촉진제인 헥사아민을 첨가하여 얻어진 카슈도료 조성물을 다층구조의 바닥재의 최상층에 도포함으로써 자연스러운 질감 또는 색감을 연출할 수 있는 바닥재에 관한 것이다.
일반적으로 건축용 바닥재는 인간의 실질적인 생활공간이기 때문에 다양한 기능성과 장식성이 요구되어 오고 있다. 이에 종래의 단순한 건물의 바닥 마무리에 그쳤던 바닥장식재의 역할이 생활수준이 높아지고 주거생활환경이 개선되면서 다양화되고 다중화되고 있다. 또한, 통상적인 바닥재는 하부로부터 하지층, 발포층, 함침층, 인쇄층, 상지층 및 UV 코팅층으로 순차적으로 적층된 구조를 가지며, 다양한 구조 또는 특성에 따라 다양한 용도로 사용되어 오고 있다.
이와 같이 종래 PVC 바닥재에서는 최상층에 우레탄 아크릴레이트계 UV 도료를 도포하여 인쇄층 등의 상지층을 보호하고, 내오염성을 부여하였다.
한편, 카슈도료는 자연에서 채취하는 카슈열매에서 추출한 액을 정제한 후, 합성처리하여 만든 천연 옻칠과 유사한 색상과 물성을 갖는 도료로서, 천연 옻칠과 동일하게 광택이 우수하고, 내열성, 내용제성, 내수성 및 내약품성이 뛰어나고 방오성 및 방충효과도 갖는다. 따라서, 상기 카슈도료는 나무, 금속, 종이 등에 도장하여 전통공예 분야의 도장이나 공업분야의 도장에 이용되어 왔고, 이미 일본에서는 카슈도료를 도장한 냉장고의 야채 보관성능이 일반도료를 사용한 냉장고에 비해 훨씬 더 싱싱한 상태로 음식물을 장기간 보관할 수 있음이 입증되었고, 또한 배의 밑바닥 도장재로서 우수한 내구성을 나타내는 사실이 공지이다.
그러나, 일반적으로는 옻 특유의 냄새가 나고 고유색상이 어두워서 색상적용에 한계가 있었으며, 자연건조에 의존할 수 밖에 없기 때문에 건조시간의 지연이라는 문제가 야기되었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 한국등록특허 제95917호에는 카슈오일 성분과 유사한 페놀성 유도체를 아민류를 촉매로 하여 포름 알데히드와 반응시켜 자연건조 타입의 도료용 수지를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 상기 수지를 천연카슈도료의 대용으로 사용하여 카슈도료의 특성을 함유하는 도료를 제조할 수 있다.
본 발명자들은 종래의 전통공예나 일부 공업용으로 사용되는 카슈도료 조성물을 연구한 결과 이를 바닥재에 적용하여 천연질감을 가지면서도 카슈도료의 우수한 물성을 지닌 바닥재를 제공할 수 있음을 발견하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 전통공예나 일부 공업용으로 사용되는 카슈도료 조성물을 바닥재에 적용함으로써, 천연 옻칠과 유사한 색조의 탁월한 선명성 뿐만 아니라, 카슈도료 자체의 탁월한 특성인 내오염성, 내약품성, 내구성, 및 항균효과 등을 갖는 바닥재를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바닥재는 페놀성 유도체 합성수지 20∼80중량부와 이에 대응하는 지방족 탄화수소계 카슈도료 희석제 80∼20중량부, 망간, 칼슘, 납 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되고 용제에 5%로 희석된 금속건조제 1∼3중량부, 실리콘 소포제 0.1∼0.3중량부 및 피막방지제 0.1∼0.3중량부를 혼합하여 제조된 카슈도료 100중량부에 대하여 헥사아민 1∼5중량부를 첨가하여 얻어진 카슈도료 조성물을 그라비아 인쇄 방식을 이용하여 다층구조의 바닥재의 최상층에 20∼30㎛의 두께로 도포하여 제조된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 바닥재는 우레탄 아크릴계 UV도료 조성물에 페놀성 유도체 합성수지 10∼20중량부를 첨가하여 제조된 UV 경화형 카슈도료 조성물을 다층구조의 바닥재의 최상층에 도포함으로써 제조된다.
도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 다양한 바닥재의 측단면의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다.
카슈도료는 적도지역에 분포되어 있는 카슈나무 열매에서 추출하는 카슈오일과 지방족 탄화수소계 희석제 및 기타 건조제와 도료 첨가제로 구성된 자연산 페놀 건성유이다. 초기에는 자연에서 추출하는 카슈오일을 그대로 사용하였으나, 일정한 조성과 물성을 얻기 힘들고, 도막의 광택, 영상 선명성이 떨어지는 단점이 대두되었다. 전술한 바와 같이, 이를 보완하기 위해 한국등록특허 제95917호에는 카슈오일 성분과 유사한 페놀성 유도체를 아민류를 촉매로 하여 포름알데히드와 함께 반응시켜 제조된 일단의 수지가 기재되어 있고, 이러한 수지를 가소제나 유변성 알키드 수지를 이용하여 변성시켜 카슈도료로서 사용하고 있다. 상기 카슈도료에 한정되는 것은 아니지만, 천연물질과 함께 전통공예나 공업 도장분야에 사용되고 있는 카슈도료를 바닥재에 적용하기 위해서는 우선 바닥재 인쇄층 색상과 부합하는 적절한 투명성의 카슈도료를 선택하여야 하고, 또한 종래의 UV도료와 혼합되어 동일하게 UV경화가 가능한 UV경화형 카슈도료를 제조할 수 있는 카슈도료를 선택해야 한다. 본 발명에서 사용하는데 바람직한 카슈도료는 카슈오일과 유사한 페놀성 유도체 합성수지 20∼80중량부, 지방족 탄화수소계 카슈도료 희석제 80∼20중량부, 망간, 칼슘, 납 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되고 용제에 5%로 희석된 금속건조제 1∼3중량부, 실리콘 소포제 0.1∼0.3중량부 및 피막방지제 0.1∼0.3중량부를 혼합하여 제조된 카슈도료 100중량부에 대하여 헥사아민 1∼5중량부을 첨가하여 얻어진다. 여기서, 페놀성 유도체 합성수지는 아나카르드산, 카다놀, 티르시올, 우르시올, 타롤 등의 페놀성 유도체 단량체로부터 선택된 하나 또는 이들의 혼합물을 출발물질로 하는 페놀성 유도체 수지 조성물이며, 이의 함량이 20중량부 미만이면 카슈도료로서의 특성을 나타내기 어렵고, 80중량부를 초과하면 카슈도료의 색상이 너무 짙게 되어 원하는 색을 얻기 어렵게 되며, 지방족 탄화수소계 카슈도료 희석제로는 일반적으로 도료업계에서 많이 사용하는 석유계 탄화수소인 미네랄 스피리트(mineral spirit)를 사용한다.
또한 본 발명에서는 금속건조제로서 망간, 칼슘, 납 및 코발트 등의 통상적인 금속건조제를 사용하였으며 바람직하게는 망간, 코발트 계열이나 이에 한정되는 것은 아니며, 이러한 금속건조제는 석유계 탄화수소인 미네랄 스피리트와 같은 용제에 5%의 농도로 희석되어 있으며, 상기 금속건조체의 함량이 1중량부 미만이면 공기중의 산소와 페놀성 유도체 수지와의 산화 촉진반응이 느려져 건조시간이 길어지고 카슈도료 표면경화가 지나치게 가속되어 도료 표면과 내부의 건조 불균형을 야기하며, 재도장시 도장성이 현저히 떨어진다.
본 발명에서 사용가능한 실리콘 소포제의 함량은 0.1∼0.3중량부가 바람직하고, 상기 범위를 벗어나면 도료 내부의 기포제거가 곤란하거나 도장후 표면경도가 낮아지며, 피막방지제는 0.1∼0.3중량부를 혼합시키는데, 상기 범위를 벗어나면 도막의 투명성이나 재도상성을 저해하는 문제가 있다. 카슈도료의 경화를 촉진하고 빨리 건조시키기 위해 카슈도료 100중량부에 대하여 헥사아민 1∼5중량부를 첨가하는데, 헥사아민의 함량이 1중량부 미만이면 페놀성 유도체 합성수지의 경화반응을 개시시키기 어렵고, 5중량부를 초과하면 경화반응 중 헥사아민의 분해로 파생되는질소가스의 영향으로 기포생성 등의 불량원인이 된다.
이렇게 제조된 상기 카슈도료 조성물은 그라비아 인쇄법을 이용하여 다층구조의 바닥재의 최상층에 20∼30㎛의 두께로 도포되는데, 도포층의 두께가 20㎛ 미만이면 카슈도료 색상을 충분히 나타내기 어렵고, 30㎛를 초과하면 도막 표면과 내부의 건조 불균형을 야기하거나 건조시간이 길어진다. 또한, 카슈도료의 도장방법으로는 일반적으로 그라비아, 실크스크린, 메쉬롤 공법 등의 직접 인쇄법과 전사에 의한 전사인쇄법 모두가 적용가능하지만, 카슈도료의 색상 표출 측면에 있어서 그라비아 인쇄법에 의한 직접 인쇄법이 효과적이다.
또한, 본 발명에 따른 UV경화형 카슈도료층은 종래의 우레탄 아크릴계 UV도료 조성물에 아나카르드산, 카다놀, 티르시올, 우르시올, 타롤 등의 페놀성 유도체 단량체로부터 선택된 하나 또는 이들의 혼합물을 출발물질로 하는 페놀성 유도체 수지 조성물 10∼20중량부를 첨가하여 제조된다. 또한, 이러한 경우에는 UV도료의 도장법인 메쉬롤(mesh roll) 공법 또는 에어 나이프(air knife) 공법을 이용하여 다층구조의 바닥재의 최상층에 20∼30㎛의 두께로 도포된다.
상기와 같은 방법으로 제조된 카슈도료를 통상의 바닥재 층구조에 적용한 예를 도 1 내지 도 8에 구체적으로 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 1은 하부로부터 순차적으로 하발포층, 유리섬유층, 발포함침층, 상발포층, 상지층이 적층되며, 최상층에 본 발명에 따른 카슈도료층, 또는 UV경화형 카슈도료층이 형성된 바닥재의 측단면을 나타내는 개략도이다. 도 2는 하부로부터 순차적으로 백킹층(backing층), 유리섬유층, 발포함침층, 발포층, 상지층이 적층되며,최상층에 본 발명에 따른 카슈도료층, 또는 UV 경화형 카슈도료층이 형성된 바닥재의 측단면을 나타내는 개략도이다. 도 3은 하부로부터 순차적으로 백킹층, 하발포층, 유리섬유층, 발포함침층, 상발포층, 상지층이 적층되며, 최상층에 본 발명에 따른 카슈도료층, 또는 UV 경화형 카슈도료층이 형성된 바닥재의 측단면을 나타내는 개략도이다. 도 4는 하부로부터 순차적으로 압출발포층, 유리섬유층, 발포함침층, 발포층, (G/X) 상지층, 및 2차 상지층이 적층되며, 최상층에 본 발명에 따른 UV 경화형 카슈도료층, 또는 카슈도료층이 형성된 바닥재의 측단면을 나타내는 개략도이다. 도 5는 하부로부터 순차적으로 백킹층, 하발포층, 유리섬유층, 발포함침층, 상발포층, 알루미늄 칩 상지층, 2차 상지층이 적층되며, 최상층에 본 발명에 따른 카슈도료층, 또는 UV 경화형 카슈도료층이 형성된 바닥재의 측단면을 나타내는 개략도이다. 도 6은 하부로부터 순차적으로 캘린더 하지층, 캘린더 발포층, 유리섬유함침층, 졸 상지층, 캘리더 상지층이 적층되며, 최상층에 본 발명에 따른 카슈도료층, 또는 UV 경화형 카슈도료층이 형성된 바닥재의 측단면을 나타내는 개략도이다. 도 7은 하부로부터 순차적으로 캘린더 하지층, 캘린더 발포층, 유리섬유 인쇄(함침)층, 캘린더 상지층이 적층되며, 최상층에 본 발명에 따른 카슈도료층, 또는 UV 경화형 카슈도료층이 형성된 바닥재의 측단면을 나타내는 개략도이다. 도 8은 하부로부터 순차적으로 T-다이 압출층, 유리섬유층, 컴팩트층, 유색 졸 상지층, 상지층이 적층되며, 최상층에 본 발명에 따른 카슈도료층, 또는 UV 경화형 카슈도료층이 형성된 바닥재의 측단면을 나타내는 개략도이다.
또한, 카슈도료는 옻칠과 같이 공기중의 산소에 의해 중합반응이 진행되어도장 후 시간이 지남에 따라 강인한 도막이 형성되고 기재와의 부착성도 우수한 특성을 갖는다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
아나카르드산 및 카다놀을 출발물질로 하는 페놀성 유도체 합성수지 60중량부와 희석제인 미네랄 스피리트 40중량부 및 코발트 금속건조제 2.3중량부, 실리콘계 소포제(KF-69) 0.2중량부, 피막방지제(MEK-옥신) 0.2중량부를 혼합하여 반응시키고, 여기에 카슈도료 전체 100중량부에 대해 3중량부의 헥사아민이 용해시켜 카슈도료 조성물을 제조하였다.
제조된 카슈도료 조성물을 하부로부터 하지층, 유리섬유층, 발포함침층, 상발포층, 및 상지층으로 이루어진 바닥재의 최상층에 UV층 대신 20㎛ 두께로 도포하여 바닥재를 제조하였으며, 1개월후의 물성의 변화, 내오염성, 내약품성, 및 항균성 등을 분석하여 하기 표 1 및 표 2에 각각 비교예와 함께 비교하였다.
비교예 1
하부로부터 하지층, 유리섬유층, 발포함침층, 상발포층, 및 상지층으로 이루어진 바닥재의 최상층에 우레탄 아크릴레이트 경화제를 20㎛ 두께로 도포하여 바닥재를 제조하였으며, 1개월후의 물성의 변화, 및 내오염성, 내약품성, 및 항균성 등을 분석하여 하기 표 1 및 표 2에 각각 비교예와 함께 비교하였다.
분석내용 단위 비교예 1 실시예 1 비고(KS규격)
잔류 압입도 % 7.58 4.66 20이하
압입도 mm 0.85 0.91 0.3이상
경도 shore A 84 85
내마모성 g 0.168 0.163
가열감량 % 1.32 0.72 2.5이하
가열길이변화 % 종(0.02), 횡(0.03) 종(0.02), 횡(0.02) 종횡, 0.5이하
인장강도 kgf/cm 종(69.4), 횡(55.6) 종(74.1), 횡(58.3)
인열강도 kgf/cm 종(30.6), 횡(27.0) 종(31.3), 횡(28.7)
광택 85도 38.8 42.6
분석내용 비교예 1 실시예 1 비교
내오염성 유성매직 약간 오염 미세 흔적 오염정도:심한오염약간오염미세흔적양 호
요오드 팅크 심한 오염 심한 오염
김치국물 양 호 양 호
수성잉크 심한 오염 약간 오염
크레파스 양 호 양 호
구두약 약간 오염 양 호
볼펜 양 호 양 호
내약품성 양 호 양 호 KS 항목에 준함
항균성 균감소율 24% 62% 가압밀착법 적용
상기 표 1은 실시예 1과 비교예 1의 바닥재를 1개월 경과후의 기계적인 물성을 나타낸 것으로, 카슈도료를 도장한 실시예 1의 바닥재의 물성이 기존 UV도료를 도장한 비교예 1에 비해 전반적으로 향상되었고, 카슈도료의 산소에 의한 건조도막의 형성반응이 도장후 반년이상 계속 진행됨을 감안하면 시간이 지남에 따라 카슈도료 도장 제품의 기계적 물성은 더욱 증가할 것임을 알 수 있다.
또한, 상기 표 2는 종래 PVC 바닥재인 비교예 1과 카슈도료를 적용한 실시예 1의 내오염성과 내약품성 및 항균성능을 비교한 것으로, 내오염성 비교시험은 바닥재의 내오염성 테스트에 보편적으로 적용되는 오염물질로 표 2와 같이 시험하였으며, 대체적으로 비교예 1의 UV도료 제품과 유사하거나 약간 우수한 결과를 보였고, KS항목에 준한 내약품성 비교결과도 유사한 결과를 나타내었다.
단, 가압밀착법으로 대장균(Escherichia Coli ATCC25922)을 대상으로 측정한 24시간 후의 균감소율에 있어서는 기존제품에 비해 훨씬 양호한 항균성을 나타내었다.
상기 실시예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 바닥재는 천연 옻칠과 유사한 색조의 탁월한 선명성 뿐만 아니라, 카슈도료 자체의 탁월한 특성인 내오염성, 내약품성, 내구성, 및 항균효과 등을 갖는다.

Claims (4)

  1. 페놀성 유도체 합성수지 20∼80중량부와 이에 대응하는 지방족 탄화수소계 카슈도료 희석제 80∼20중량부, 망간, 칼슘, 납 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되고 용제에 5%로 희석된 금속건조제 1∼3중량부, 실리콘 소포제 0.1∼0.3중량부 및 피막방지제 0.1∼0.3중량부를 혼합하여 제조된 카슈도료 100중량부에 대하여 헥사아민 1∼5중량부를 첨가하여 얻어진 카슈도료 조성물을 그라비아 인쇄 방식을 이용하여 다층구조의 바닥재의 최상층에 20∼30㎛의 두께로 도포한 것을 특징으로 하는 바닥재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
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