KR101156629B1 - 미끄럼 방지 코팅층이 형성된 합성목재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미끄럼 방지 코팅층이 형성된 합성목재에 관한 것으로서, 합성목재 표면의 미끄럼 방지기능을 향상시킴으로서 등산로나 산책로 또는 보도 등에 설치시 보행 안전성을 극대화하는 효과를 나타내기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명의 합성목재는, 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 5~20중량%, 목분 50~75중량%, 셀룰로오스 화이버 2~15중량%, 우레탄 분말 5~20중량%, 규산염 2~10중량%, 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 2~10중량%, 유화제 1~5중량%가 포함된 조성을 이루는 합성목재(10)와; 상기 합성목재(10)의 표면에 미끄럼 방지를 위해 박막으로 코팅 형성되되, MMA(Methyl MethacrylAte) 55~70중량%, 세라믹 골재 25~40중량%, 경화제 1~10중량%의 조성을 이루는 코팅층(20);으로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

미끄럼 방지 코팅층이 형성된 합성목재{A SYNTHETIC WOOD COMPOSITION FOR ANTI SLIP}

본 발명은 합성목재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 합성목재의 표면에 미끄럼 방지 코팅층을 형성하여 목재 제품의 이용효율을 개선토록 하기 위한 것이다.

최근 천연목재에 대한 소비자의 선호도가 크게 증가하고 있으며 또한 목재의 벌목에 따른 이산화탄소 증가에 대한 환경파괴 우려가 증폭되면서 목재의 대체 소재 개발 목소리가 높아지고 있다. 특히 목재의 수요가 많은 건축자재 경우 더욱 그러하다.

이러한 배경하에 최근 천연목재와 유사한 질감 및 외관을 가진 합성목재에 관한 연구가 많이 이루어지고 있는데, 대표적인 사례가 폴리염화비닐, 폴리프로필렌 등 열가소성 수지에 목분, 왕겨분, 펄프 분말, 볏짚 분말 등 소위 리그노셀루로오즈계 분말을 혼합한 조성물을 압출가공에 의해 적당한 형상 및 크기의 합성목재 를 만들고 있다. 특히 폴리염화비닐과 리그노셀루로오즈계 분말에 의한 합성목재는 가공성이 우수하고 건자재로서 필수적인 난연성도 가지며 가격이 저렴한 장점이 있어 그 수요가 크게 확대되고 있다.

이러한, 합성목재는 폐목재의 재활용이 가능하며 일반 목재에 비해 별도의 처리가 없이도 내후성과 내충격성이 우수하고 다양한 형상, 색상, 무늬 및 질감을 표현할 수 있으며, 반영구적인 소재로서 환경친화적이어서 건축자재, 가구, 내후성이 요구되는 용도, 예를 들면, 바닷가 데크, 공원의 벤치나 계단재, 산책로 및 등산로의 계단재 등으로 그 이용이 널리 확산되고 있다.

최근 그 이용이 확산되고 있는 산책로 및 등산로의 계단재는 많은 사람들이 밟고 지나다니기 때문에 미끄럼 사고방지를 위한 설계가 중요하다. 특히, 야외에 설치되는 바닷가 데크나 산책로 및 등산로의 계단재는 습기가 높거나 비, 눈 등 미끄럼이 발생할 수 있는 요소가 많아 미끄럼 사고방지 기능이 무엇보다 중요하기 때문에 합성목재의 표면에 요철무늬를 형성시키거나 길이방향으로 홈을 형성하여 미끄럼 방지 기능을 부여하여 왔다. 그러나, 이러한 표면 가공방식은 설치 초기에는 미끄럼 방지 효과가 있으나, 많은 사람들이 밟고 지나다니다 보면 금방 표면이 마모되어 미끄럼 방지기능을 상실하고 마는 문제점을 갖고 있다.

또한, 종래의 합성목재는 내후성, 특히 열 안정성이 취약하여 형상이 뒤틀리는 변형을 일으켜 사고발생 위험이 높아지거나 기온 변화에 따른 수축 팽창이 반복되면서 고정구조가 풀리거나 파괴되어 불의의 각종 사고가 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 변색 또는 탈색되는 문제점을 내포하고 있으며, 여름철 뜨거운 햇볕이 내려 쪼이는 해변과 같은 야외에 설치된 데크는 표면온도가 너무 상승하여 맨발로 다니는 해수욕객들이 발바닥을 데는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 합성목재의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 합성목재 자체적인 미끄럼 방지기능을 부여함과 함께 외표면에 미끄럼 방지 코팅층을 형성하여 합성목재 제품의 이용효율을 향상시키도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 합성목재 조성물은, 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 5~20중량%, 목분 50~75중량%, 셀룰로오스 화이버 2~15중량%, 우레탄 분말 5~20중량%, 규산염 2~10중량%, 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 2~10중량%, 유화제 1~5중량%가 포함된 조성을 이루는 합성목재와; 상기 합성목재의 표면에 박막으로 코팅 형성되되, MMA(Methyl MethacrylAte)수지 55~70중량%, 세라믹 골재 25~40중량%, 경화제 1~10중량%의 조헝을 이루는 코팅층;으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 유화제는 디옥틸 소디윰 설포석시네이트와 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르가 동일 비율로 혼합 사용되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 합성목재 조성물은, 합성목재 표면의 미끄럼 방지기능을 향상시킴으로서 등산로나 산책로 또는 보도 등에 설치시 보행 안전성을 극대화하는 효과를 나타낸다.

특히, 미끄럼방지 코팅층의 부착력이 뛰어나 코팅층이 쉽게 벗겨지는 등의 현상이 방지되어 미끄럼 방지효과가 극대화 되어질 수 있게 된다.

또한, 이에 더하여 합성목재 자체의 강도보강 및 경량화를 이루도록 하여 제품의 신뢰성을 향상시키게 된다.

도 1은 본 발명 미끄럼방지 합성목재의 단면 개략도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 합성목재(10) 조성물을 살펴보면, 합성수지 재료로서 주 성분을 이루는 폴리프로필렌(PP) 10중량%에 소나무(백송)을 원재료로 하여 컴파운드 상태로 가공한 목분 60중량%, 식물성 섬유인 셀룰로오스 화이버 10중량%, 우레탄을 분쇄하여 제조된 우레탄 분말 10중량%, 규산염 5중량%, 혼합물의 점도 향상을 위한 디에틸렌 글리콜 3중량%, 그리고 셀룰로오스 화이버와 디에틸렌 글리콜의 혼합 안정화를 위한 유화제 2중량%를 혼합하였다.

상기 셀룰로오스 화이버는 주로 단열재료로 사용되는데, 목재의 압출 성형시 제품 강도강화의 기능을 수행하게 된다.

또한, 규산염은 입자들이 결정상 형태를 이루고 있기 때문에 표면 마찰력을 증대시키는 기능을 수행하게 된다.

그리고, 유화제는 디옥틸 소디윰 설포석시네이트와 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르가 50:50으로 혼합된 조성물을 사용하였다.

그리고, 이와 같이 혼합이 이루어진 조성물을 통상의 합성목재 제작과정에 따라, 냉각 및 용융압출하여 성형 하고, 최종적으로 이를 소정 크기로 절단하는 과정을 통해 합성목재 제품이 완성되어지게 된다.

이러한 제작공정은 이미 널리 알려져 있는 공지의 기술이므로 제작 과정에 대한 구체적인 설명은 생략키로한다.

한편, 상기 합성목재(10)의 표면에 미끄럼 방지를 위해 본 발명에서는 코팅층(20)이 박막으로 코팅 형성되어지게 되는데, 이러한 코팅층(20)은 MMA(Methyl MethacrylAte) 65중량%, 세라믹 골재 30중량%, 경화제 5중량%의 미끄럼 방지 조성을 이루게 된다.

상기 코팅층(20)은 합성목재(10)의 표면 전체를 덮어주는 것이 아닌 부분적으로 점형태 또는 스트라이프 형태로 코팅이 이루어지도록 함으로서 합성목재(10)의 표면이 부분적으로 노출되어지도록 함이 바람직하다.

이와 같은 성분 함유 및 코팅층(20)이 부분적으로 형성되어 제작되어진 합성목재(10)는 실내 장식 및 인테리어 내장재는 물론 산책로나 등산로의 발판 및 계단의 용도로 설치가 이루어지게 되는데, 조성물에 함유되어져 있는 우레탄 분말 그리고 디에틸 글리콜 성분으로 인해 제품의 경량화와 함께 어느정도의 미끄럼 방지 기능을 갖게 된다.

특히, 표면 코팅층(20)의 작용에 의해 표면 미끄럼 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

즉, 용융 압출 과정에서 우레탄 입자가 제품 표면에 배치되어지게 됨으로서 표면 미끄럼이 저감되어지게 되며, 또한 코팅층(20)에 함유된 MMA수지가 합성목재(10)에 포함된 디에틸 글리콜 성분과 작용하여 윤활성을 저감시킴으로서 미끄럼 저감기능을 더욱 극대화 할 수 있게 됨을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 합성목재는 셀룰로오스 화이버 특성으로 인하여 제품의 고강도성을 유지할 수 있게 된다.

즉, 분자량이 큰 물질인 셀룰로오스 화이버가 합성목재 조성물에 일정 비율로 함유되어짐으로 인해 제작되어진 합성목재의 탄력성 및 강도가 크게 증강되어질 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 합성목재 조성물은, 폴리에틸렌(PE) 10중량%에 목분 70중량%, 식물성 섬유인 셀룰로오스 화이버 3중량%, 우레탄을 분쇄하여 제조된 우레탄 분말 5중량%, 규산염 5중량%, 디에틸렌 글리콜 2중량%, 그리고 셀룰로오스 화이버와 디에틸렌 글리콜의 혼합 안정화를 위한 유화제 1중량%, 소듐 비설페이트 2중량%, 경량필러 2중량%로 혼합 실시하였다.

상기 소듐 비설페이트와 경량필러는 각각 1~5중량% 범위로 첨가되어짐이 바람직하며, 특히 경량필러는 우레탄 분말과의 혼합 안정화를 위해 SODA-LIME-BOROSILICATE GLASS를 사용함이 바람직하다.

그리고, 코팅층(20)은 MMA(Methyl MethacrylAte) 60중량%, 세라믹 골재 35중량%, 경화제 5중량%의 미끄럼 방지 조성을 이루도록 하였다.

이와 같은 조성 및 코팅층(20)이 코팅 형성된 본 발명의 합성목재(10)는 SODA-LIME-BOROSILICATE GLASS 경량필러로 인한 제품의 경량화를 이룰 수 있게 됨과 함께 소듐 비설페이트가 냉각 과정에서 SODA-LIME-BOROSILICATE GLASS의 응고현상을 방지할 수 있게 됨으로 내부 응력 증가에 따른 크랙 발생을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제3 실시예로서 폴리프로필렌(PP) 15중량%에 목분 55중량%, 식물성 섬유인 셀룰로오스 화이버 5중량%, 우레탄을 분쇄하여 제조된 우레탄 분말 5중량%, 규산염 5중량%, 디에틸렌 글리콜 5중량%, 그리고 셀룰로오스 화이버와 디에틸렌 글리콜의 혼합 안정화를 위한 유화제 5중량%, 분산제인 폴리아크릴레이트 또는 소디움 헥사메타포스페이트 5중량%로 혼합을 실시하였다.

상기 폴리아크릴레이트 또는 소디움 헥사메타포스페이트는 1~5중량%의 범위로 첨가되어짐이 바람직하다.

그리고, 코팅층(20)은 MMA(Methyl MethacrylAte) 60중량%, 세라믹 골재 35중량%, 경화제 5중량%의 미끄럼 방지 조성을 이루도록 하였다.

이와 같은 조성 및 코팅층(20)이 형성된 을 이루는 합성목재(10)는 분산제인 폴리아크릴레이트 또는 소디움 헥사메타포스페이트가 혼합되어짐으로 인해 컴파운드 목분과 우레탄 분말이 전체적으로 균일하게 분포되어질 수 있게 되고, 이에 따른 제품의 안정적인 미끄럼 방지기능이 유지되어질 수 있게 되는 것이다.

특히, 상기 분산제로서 소디움 헥사메타포스페이트가 사용되는 경우, 소디움 헥사메타포스페이트 성분의 활성화를 위한 규산염이 0.1~0.5중량%로 첨가되어짐이 바람직하다. 즉, 소디움 헥사메타포스페이트는 산소와 접촉에 따른 변색이 쉽게 발생할 수 있는데, 이러한 규산염의 첨가로 인해 소디움 헥사메타포스페이트의 변색을 방지함과 함께 보다 활성화된 분산효과를 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 몇가지 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 미끄럼 방지 합성목재 조성물이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 각 실시 예에서 특정된 성분 외에 기타 다른 기능성 성분들이 추가로 혼합 사용되어질 수 있게된다.

따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

10 : 합성목재 20 : 코팅층

Claims (5)

1. 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 5~20중량%, 목분 50~75중량%, 셀룰로오스 화이버 2~15중량%, 우레탄 분말 5~20중량%, 규산염 2~10중량%, 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 2~10중량%, 유화제 1~5중량%가 포함된 조성을 이루는 합성목재(10)와;
   상기 합성목재(10)의 표면에 미끄럼 방지를 위해 박막으로 코팅 형성되되, MMA(Methyl MethacrylAte) 55~70중량%, 세라믹 골재 25~40중량%, 경화제 1~10중량%의 조성을 이루는 코팅층(20);
   으로 구성됨을 특징으로 하는 미끄럼 방지 기능을 갖는 합성목재 조성물.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유화제는 디옥틸 소디윰 설포석시네이트와 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르가 동일 비율로 혼합 사용되는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 기능을 갖는 합성목재 조성물.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 합성목재 조성물에는 소듐 비설페이트가 더 첨가되어짐을 특징으로 하는 미끄럼 방지 기능을 갖는 합성목재 조성물.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 합성목재 조성물에는 제품의 경량화를 위한 경량필러가 더 첨가되어지되, 상기 경량필러는 SODA-LIME-BOROSILICATE GLASS가 사용되어짐을 특징으로 하는 미끄럼 방지 기능을 갖는 합성목재 조성물.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 합성목재 조성물에는 분산제로서 폴리아크릴레이트 또는 소디움 헥사메타포스페이트가 첨가되어짐을 특징으로 하는 미끄럼 방지 기능을 갖는 합성목재 조성물.

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