KR101494366B1

KR101494366B1 - 목재용 실리콘 오일 스테인, 그의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 목재

Info

Publication number: KR101494366B1
Application number: KR20140084518A
Authority: KR
Inventors: 김중호
Original assignee: 주식회사 삼조매직
Priority date: 2014-07-07
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2015-02-23

Abstract

본 발명은 목재용 실리콘 오일 스테인, 그의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 목재에 관한 것으로서, 상세하게는, 가수분해된 실리콘 오일이 목재에 흡수되어 빗물에 강한 저항성으로 목재가 썩는 것을 방지하고, 목재가 가지고 있는 수분을 서서히 배출해 목재의 휨 변형을 방지하는 한편, 자외선에 강한 저항성으로 오랜 기간 탈색과 미세 크랙에 기인한 누수를 방지하여 목재의 수명을 증가시킬 수 있는 목재용 실리콘 오일 스테인, 그의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 목재에 관한 것이다.

Description

목재용 실리콘 오일 스테인, 그의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 목재{SILICONE OIL STAIN FOR WOOD, A MANUFACTURING METHOD THEREOF AND A WOOD MANUFACTURED BY USING THE SAME}

일반적으로, 목재와 같은 다공성 기재로 이루어진 가구 또는 건축물 조형물 등은 일정한 도료를 사용하여 표면을 도장 처리하는데, 이러한 도료로는 목재의 결을 살리면서 다양한 색을 표출할 수 있는 스테인(stain)이 주로 사용되고 있다. 스테인은 수성과 유성으로 분류되고, 수성 스테인은 내부에 사용되는 목재용 가구 등에 사용되고, 유성 스테인은 외부에 사용되는 건축물의 외부나 조형물 등에 주로 사용되고 있다.

수성 스테인은 대기로 방출되는 휘발성 유기물질을 거의 함유하고 있지 않은 친환경 착색제로서, 도포가 간편하여 작업이 용이하고 건조가 빨라 건조시간을 단축시킬 수 있다. 하지만 수성 스테인은 수분이 목재에 침투하여 목재 표면을 거칠게 하기 때문에 목재의 결이 들뜨는 들뜸 현상을 유발하고, 이를 제거하기 위해 추가로 수행되는 샌딩작업 과정에서 도포면이 박리되는 등의 문제가 발생할 뿐만 아니라, 매년 또는 2년 주기로 다시 도포해야 하기 때문에 작업이 번거로운 문제가 있었다.

유성 스테인은 수성 스테인에서 문제가 되었던 목재의 들뜸 현상이 발생되지는 않으나, 수성 스테인에 비해 건조 시간이 길고, 조성물의 점도를 감소하거나 스테인을 건조시키기 위하여 다량의 휘발성 유기물질이 함유됨에 따라 환경적인 관점에서는 부정적인 측면이 강하였다. 더욱이 유성 스테인 중 오일 스테인의 경우에는자외선에 노출되면 쉽게 탈색되어 1회 또는 2회 도포 후 발수성과 방수성을 개선하기 위해 추가로 발수제 코팅을 실시해야 하기 때문에 작업이 번거롭고 비경제적인 단점이 있었다. 또한, 통기성이 낮아 곰팡이와 녹조 등이 쉽게 발생되어 짧은 시간에 탈색과 부식이 발생되기 때문에 목재의 수명을 단축시키는 원인이 되기도 하였다.

KR 10-1035835 B1, 2011. 05. 12. KR 10-2011-0125131 A, 2011. 11. 18. KR 10-0904108 B1, 2009. 06. 15.

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 가수분해된 실리콘 오일을 이용하여 빗물에 강한 저항성으로 목재가 썩는 것을 방지하고, 목재가 가지고 있는 수분을 서서히 배출해 목재의 휨 변형을 방지하는 한편, 자외선에 강한 저항성으로 오랜 기간 탈색과 미세 크랙에 기인한 누수를 방지하여 종래의 스테인에 비해 목재의 수명을 증가시킬 수 있는 목재용 실리콘 오일 스테인, 그의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 목재를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 계면활성제 0.6~0.9중량%, 실리콘 오일 18~25중량%, 부틸셀로솔브 0.2~0.8중량%, 아크릴 에스테르 29~35중량%, 암모니아수 0.2~0.5중량%, 항균제 0.2~0.5중량%, 이산화 티탄(루틸) 0.3~0.6중량%, 안료분쇄물 0.3~0.6중량%, 틴유빈(UV 차단재) 0.2~0.5중량%, 그리고 나머지는 물로 채워지는 것을 특징으로 하는 목재용 실리콘 오일 스테인을 제공한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 (a) 상기 물이 담긴 제1 용기에 상기 계면 활성제를 투입하여 혼합하는 단계; (b) 상기 물과 상기 계면 활성제가 혼합된 제1 용기에 실리콘 오일을 투입하여 가수분해하는 단계; (c) 상기 아크릴 에스테르가 담긴 제2 용기에 상기 부틸셀로솔브를 첨가한 후 상기 아크릴 에스테르와 상기 부틸셀로솔브를 혼합하는 단계; (d) 상기 제1 용기에 가수분해된 실리콘 오일의 전체 양 중 50~70중량%와, 상기 제2 용기에서 혼합된 상기 아크릴 에스테르 및 상기 부틸셀로솔브의 혼합물을 혼합하는 단계; (e) 상기 제1 용기에 가수분해된 실리콘 오일의 전체 양 중 50~70중량%와, 상기 제2 용기에서 혼합된 상기 아크릴 에스테르 및 상기 부틸셀로솔브의 혼합물이 혼합된 조성물에 상기 암모니아수를 첨가하여 혼합하는 단계; (f) 상기 암모니아수가 혼합된 조성물에 상기 항균제를 첨가하여 혼합하는 단계; (g) 상기 항균제가 첨가된 조성물에 상기 이산화 티탄(루틸)과 상기 안료분쇄물을 투입하여 혼합하는 단계; (h) 상기 이산화 티탄(루틸)과 상기 안료분쇄물이 혼합된 조성물에 상기 틴유빈(UV 차단재)을 첨가하여 혼합하는 단계; 및 (i) 상기 (d) 단계에서 사용되지 않고 남은 가수분해된 실리콘 오일의 나머지를 상기 틴유빈(UV 차단재)이 혼합된 조성물과 혼합하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재용 실리콘 오일 스테인의 제조방법을 제공한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 측면에 따른 본 발명은 (a) 목재의 표면에 상기 목재용 실리콘 오일 스테인을 1차 코팅하는 단계; (b) 1차 코팅된 목재를 건조하는 단계; 및 (c) 건조된 목재의 표면에 상기 목재용 실리콘 오일 스테인을 2차 코팅하는 단계; 를 포함하되, 상기 (c) 단계에서는 상기 목재의 표면에 0.02~0.05mm의 두께로 코팅막이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 목재를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가수분해된 실리콘 오일을 이용함으로써 빗물에 강한 저항성으로 목재가 썩는 것을 방지하고, 목재가 가지고 있는 수분을 서서히 배출해 목재의 휨 변형을 방지하는 한편, 자외선에 강한 저항성으로 오랜 기간 탈색과 미세 크랙에 기인한 누수를 방지하여 종래의 유성 스테인및 수성 스테인에 비해 목재의 수명을 현저하게 증가시킬 수 있다. 더 나아가, 실리콘 오일이 가지고 있는 이점을 최대한 활용하여 목재의 방수성과 내후성, 통기성과 오염 방지성 등을 동시에 해결하고, 이를 통해 수입에 의존하는 종래의 스테인을 대체하여 경제적인 효과를 극대화할 수 있으며, 공공 시설의 주택, 상가, 숙박시설, 공원 및 놀이동산 등 목재가 사용되는 모든 분야에 광범위하게 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인의 제조방법을 도시한 공정 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 목재의 코팅방법을 도시한 공정 흐름도.
도 3은 도 2에 도시된 코팅방법을 통해 제조된 목재를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인이 코팅된 목재를 비교 설명하기 위하여 도시한 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인은 계면 활성제(동남합성(주)/np1017v), 실리콘 오일(골드휴미츠(주)/디메틸 실리콘(Dimethylpolysiloxane) 1000cst), 부틸셀로솔브(Butyl Cellosolve)(영남화공(주)/b.c), 아크릴 에스테르(Acrylic Ester)(대광고분자(주)/505), 암모니아수(영남화공(주)/38%), 항균제(아이켄(주)/EPW1), 이산화 티탄(루틸)(Titanium Dioxide)(듀퐁(주)/R-902), 안료분쇄물(바이엘(주)), 틴유빈(UV 차단재)(NK(주)/5529), 그리고 나머지는 물을 포함한다.

바람직하게, 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인의 혼합비는 계면활성제 0.6~0.9중량%, 실리콘 오일 18~25중량%, 부틸셀로솔브 0.2~0.8중량%, 아크릴 에스테르 29~35중량%, 암모니아수 0.2~0.5중량%, 항균제 0.2~0.5중량%, 이산화 티탄(루틸) 0.3~0.6중량%, 안료분쇄물 0.3~0.6중량%, 틴유빈(UV 차단재) 0.2~0.5중량%를 포함하고, 그리고 나머지는 물로 채워진다.

이하, 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인의 제조방법을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인의 제조방법을 도시한 공정 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 먼저, 일정량의 물이 담긴 제1 용기에 계면 활성제를 투입한 후 고속으로 회전시켜 상기 물과 상기 계면 활성제를 혼합한다(ST11). 그런 다음, 상기 물과 상기 계면 활성제가 혼합된 제1 용기에 실리콘 오일을 넣어 가수분해한다(ST12).

이후, 일정량의 아크릴 에스테르가 담긴 제2 용기에 부틸셀로솔브를 첨가한 후 상기 아크릴 에스테르와 상기 부틸셀로솔브를 고속으로 회전시켜 혼합한다(ST113).

이후, 상기 제1 용기에 담겨진 혼합물(가수분해된 실리콘 오일)의 전체 양 중 일부, 바람직하게는 50~70중량%, 더욱 바람직하게는 60중량%와, 상기 제2 용기에서 혼합된 상기 아크릴 에스테르 및 상기 부틸셀로솔브의 혼합물을 고속으로 회전시켜 혼합한다(ST14).

이후, 저장 안정성을 위해 상기 제1 용기의 혼합물의 일부와, 상기 제2 용기의 혼합물이 혼합된 조성물에 암모니아수를 첨가하여 고속으로 다시 혼합한다(ST15).

이후, 상기 암모니아수가 혼합된 조성물에 세균 증식을 방지하는 항균제를 첨가하여 혼합한다(ST16).

이후, 상기 항균제가 첨가된 조성물에 외장 전용인 이산화 티탄(루틸)과 각종 색상별 안료 분쇄물을 투입하여 혼합한다(ST17).

이후, 목재용 실리콘 오일 스테인이 자외선에 의해 탈색되는 것을 방지하기 위해 이산화 티탄(루틸)과 각종 색상별 안료분쇄물이 혼합된 조성물에 틴유빈(UV 차단재)을 첨가하여 혼합한다(ST18).

이후, 단계 ST14에서 사용되지 않고 남은 가수분해된 실리콘 오일의 나머지를 상기 틴유빈(UV 차단재)이 첨가된 조성물과 혼합하여 목재용 실리콘 오일 스테인을 제조한다(ST19).

삭제

이하, 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인을 이용한 목재의 코팅방법을 도 2를 결부시켜 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 목재의 코팅방법을 도시한 공정 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 먼저, 건조된 목재(건자재)의 표면에 프라이머(primer)를 도포한 후 건조한다.

이때, 프라이머 코팅은 상기 목재의 표면을 부식이나 물리적인 충격으로부터 보호하고, 추후에 실시되는 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인을 원활하게 코팅하기 위하여 수행하는 것으로, 상기 목재의 표면 상태에 따라 생략할 수도 있다.

이후, 에어리스, 스프레이, 붓 또는 롤러(수성, 유성) 중 어느 하나를 이용하여 상기 목재의 표면에 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인을 1차 코팅한다(ST21).

본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인을 상기 목재에 1차 코팅한 후, 1차 코팅된 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인이 상기 목재의 내부로 스며들도록 일정 시간 동안 실온에서 건조한다(ST22). 예를 들어, 건조는 상기 목재용 실리콘 오일 스테인이 상기 목재의 내부로 충분히 스며들도록 대략 2시간 정도 실시한다.

이후, 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인이 1차 코팅된 목재의 표면에 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인을 2차 코팅하여 목재 코팅을 완료한다(ST23).

도 3은 도 2에 도시된 코팅방법을 통해 제조된 목재를 도시한 도면이다. 도 3과 같이, 1차 및 2차 코팅시, 목재의 표면에 도포되는 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인의 총 두께는 대략 0.1mm~1mm가 되도록 실시하여 상기 목재의 표면에는 0.02~0.05mm의 두께로 코팅막이 형성되고, 나머지는 상기 목재의 내부에 스며들도록 한다.

본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인은 아크릴 에스테르인 폴리아크릴알킬에스터에멀젼(Polyacrylalkyl Ester Emulsion)(메타크릴산 메틸(Methylmethacrylate), 아크릴산 n-부틸(Acrylic acid n-Butyl) 및 아크릴산 2-에틸헥실(Acrylic acid 2-Ethylhexyl)로 만든 공중합물의 유화액)에 설페이트계 계면 활성제와 실리콘 오일(디메틸 실리콘 1000cst)이 유기적으로 결합되어 상기 목재의 표면장력을 낮추어 수용성이면서 소수기를 갖도록 하여 방수와 오염을 방지한다. 그리고 부틸셀로솔브를 혼합하면 접착력 향상과 목재나 콘크리트의 백화를 방지하고, 이산화 티탄(루틸)과 각종 안료 분쇄물, 예를 들면 산화철 안료를 첨가해 다양한 색상을 구현한다. 그리고, 암모니아수를 첨가해 pH가 7~9로 맞추어 저장 안정성과 시공 안정성을 높여준다. 그리고, UV 차단재와 분산된 실리콘 오일의 결합으로 자외선 에너지에 활성화되어 목재나 콘크리트에 깊이침투되어 색상이 더욱 오래 유지된다.

도 4는 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인이 코팅된 목재를 비교 설명하기 위하여 도시한 도면으로서, (a)는 본 발명에 따른 목재, (b)는 일반 오일 스테인으로 제조된 목재, (c)는 일반 수성 스테인으로 제조된 목재를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 목재용 실리콘 오일 스테인은 가수 분해된 실리콘 오일을 이용 빗물에 강한 저항성으로 목재가 썩는 것을 방지하고, 목재가 가지고 있는 수분을 서서히 배출해 목재의 휨 변형을 방지하는 한편, 자외선에 강한 저항성으로 오랜 기간 탈색과 미세 크랙에 기인한 누수를 방지하여 일반 오일 스테인 및 수성 스테인에 비해 목재의 수명을 현저하게 증가시킬 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

계면활성제 0.6~0.9중량%, 실리콘 오일 18~25중량%, 부틸셀로솔브 0.2~0.8중량%, 아크릴 에스테르 29~35중량%, 암모니아수 0.2~0.5중량%, 항균제 0.2~0.5중량%, 이산화 티탄(루틸) 0.3~0.6중량%, 안료분쇄물 0.3~0.6중량%, 틴유빈(UV 차단재) 0.2~0.5중량%, 그리고 나머지는 물로 채워지는 것을 특징으로 하는 목재용 실리콘 오일 스테인.
제 1 항의 목재용 실리콘 오일 스테인의 제조방법에 있어서,
(a) 상기 물이 담긴 제1 용기에 상기 계면 활성제를 투입하여 혼합하는 단계;
(b) 상기 물과 상기 계면 활성제가 혼합된 제1 용기에 실리콘 오일을 투입하여 가수분해하는 단계;
(c) 상기 아크릴 에스테르가 담긴 제2 용기에 상기 부틸셀로솔브를 첨가한 후 상기 아크릴 에스테르와 상기 부틸셀로솔브를 혼합하는 단계;
(d) 상기 제1 용기에 가수분해된 실리콘 오일의 전체 양 중 50~70중량%와, 상기 제2 용기에서 혼합된 상기 아크릴 에스테르 및 상기 부틸셀로솔브의 혼합물을 혼합하는 단계;
(e) 상기 제1 용기에 가수분해된 실리콘 오일의 전체 양 중 50~70중량%와, 상기 제2 용기에서 혼합된 상기 아크릴 에스테르 및 상기 부틸셀로솔브의 혼합물이 혼합된 조성물에 상기 암모니아수를 첨가하여 혼합하는 단계;
(f) 상기 암모니아수가 혼합된 조성물에 상기 항균제를 첨가하여 혼합하는 단계;
(g) 상기 항균제가 첨가된 조성물에 상기 이산화 티탄(루틸)과 상기 안료분쇄물을 투입하여 혼합하는 단계;
(h) 상기 이산화 티탄(루틸)과 상기 안료분쇄물이 혼합된 조성물에 상기 틴유빈(UV 차단재)을 첨가하여 혼합하는 단계; 및
(i) 상기 (d) 단계에서 사용되지 않고 남은 가수분해된 실리콘 오일의 나머지를 상기 틴유빈(UV 차단재)이 혼합된 조성물과 혼합하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재용 실리콘 오일 스테인의 제조방법.
(a) 목재의 표면에 제 1 항의 목재용 실리콘 오일 스테인을 1차 코팅하는 단계;
(b) 1차 코팅된 목재를 건조하는 단계; 및
(c) 건조된 목재의 표면에 제 1 항의 목재용 실리콘 오일 스테인을 2차 코팅하는 단계; 를 포함하되,
상기 (c) 단계에서는 상기 목재의 표면에 0.02~0.05mm의 두께로 코팅막이 형성되도록 하는,
것을 특징으로 하는 목재.