KR102220790B1 - 기능성 화장판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화장판의 최외곽층에 형성되는 화장시트에 멜라민수지, 무기계 항균원료, 실리카에어로젤 및 폴리이소시아네이트를 포함하여 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 갖는 기능성 화장판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

기능성 화장판 및 그 제조방법 {Functional decorative plate and its manufacturing method}
본 발명은 항균내후성이 우수한 항균원료와 열경화 수지로 표면을 형성한 기능성 화장판에 관한 것으로, 더 자세하게는 화장판의 최외곽층에 형성되는 화장시트에 멜라민수지, 무기계 항균원료, 실리카에어로젤 및 폴리이소시아네이트를 포함하여 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 갖는 기능성 화장판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 화장판이라 함은 합판, 중밀도섬유판(MDF), 하드보드(hardboard), 파티클보드(particle board)와 같은 소위 목질계 기초재 판의 일면 또는 양면에, 열가소성수지 시트, 열경화성수지 함침지 등으로 구성되는 시트를 부착하여 적층한 것으로, 각종 내장재, 건축구조물 및 내장용, 파티숀 표면재, 화장실칸막이 도어의 표면재, 바닥재, 산업용 책상 등 가구내ㆍ외장재, 연구실의 실험대 등으로도 사용되는 다용도 판을 말한다. 상기 화장판은 호텔, 식당, 다방 등의 벽, 천정, 바닥재, 진열대, 안내대의 장식용, 실내 경기장의 코트, 이동식 칸막이 등, 철도 및 지하철 차량 내장, 버스, 선박 내장용, 컴퓨터실 및 기계실의 바닥재, 엘리베이터 내부벽, 전자조립작업대, 전기절연체 대용 등 그 용도가 아주 광범위하다.
이러한, 다양한 범위의 용도에 적합하도록 화장판에는 다양한 기능이 요구된다. 화장판에 있어 방수는 일반적으로 제공되는 편이나, 항균, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 갖는 기능성 화장판은 아직까지는 연구가 부족한 편이다.
상기와 같은 기능성 화장판에 해당하는 것으로, 대한민국 등록특허 제10-1652089호에는 항균성이 우수한 화장판 및 그 제조방법이 개시된 바 있는데, 멜라민 수지 또는 페놀 수지 100중량부에, 분산제 5~20중량부 및 무기 항균제 5~20중량부를 포함하는 코팅제를 형성하는 단계, 상기 코팅제를 모양지에 함침하여 고화시킨 후, 시트를 형성하는 단계, 및 보호지, 상기 시트 및 기재층을 순차적으로 합지한 후, 유압 프레스를 이용하여 가압 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 가압 열처리는 100~200kgf/cm2의 압력을 가하여 160~180℃에서 수행되고, 상기 무기 항균제는 사이클로규산염 항균제, 필로규산염 항균제, 네소규산염 항균제, 텍토규산염 항균제, 이노규산염 항균제 및 소로규산염 항균제 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 화장판의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 제조방법을 통해 제조된 화장판은 가공성이 우수하며, 우수한 내스크래치 특성 및 항균성을 갖는다.
그러나, 종래의 항균성이 우수한 화장판 및 그 제조방법에 따른 화장판은 항균 효과만을 제공할 뿐 방충, 탈취 및 흡음 효과 등은 제공하지 못하여, 일부, 항균을 필요로 하는 경우에만 사용하고, 그 외의 다양한 용도로 사용되기 어렵다는 문제점이 있었다.
이에 따라, 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 동시에 가질 수 있는 다기능성 화장판의 필요성이 커지고 있는 추세이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1652089호(2016.08.30. 공고), "항균성이 우수한 화장판 및 그 제조방법"
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 화장판의 최외곽층에 형성되는 화장시트에 멜라민수지, 무기계 항균원료, 실리카에어로젤 및 폴리이소시아네이트를 포함하여 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과가 개선된 기능성 화장판 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 열경화성수지 85 ~ 90 중량%, 무기계 항균원료 1 ~ 5 중량%, 실리카에어로젤분말 1 ~ 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 1 ~ 5 중량%를 혼합한 기능성조성물이 코팅된 화장시트가 심재의 일면 또는 양면에 부착되어 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 기능성 화장판을 제공한다.
또한, 상기 열경화성 수지는 요소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무기계 항균원료는 징크옥사이드, 구리, 은, 피리티온 다가금속염으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 요소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지 중 어느 하나 이상의 열경화성수지 85 ~ 90 중량%, 무기계 항균원료 1 ~ 5 중량%, 실리카에어로젤분말 1 ~ 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 1 ~ 5 중량%를 혼합하고 가열하여 기능성조성물을 제조하는 기능성조성물 제조단계(S10); 롤 형태로 보관된 인쇄지 또는 크라프트지를 풀어내고 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 함침시키는 1차 함침단계(S20); 1차 함침단계(S20)에서 기능성조성물이 함침된 인쇄지 또는 크라프트지의 기능성조성물 함침량을 조정하는 2차 함침단계(S30); 상기 2차 함침단계(S30)에서 기능성조성물이 침투된 인쇄지 또는 크라프트지를 열처리하여 1차적으로 건조하는 1차 건조단계(S40); 상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 인쇄지 또는 크라프트지에 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 도포하는 코팅 단계(S50); 상기 기능성조성물 코팅단계(S50)에서 기능성조성물이 코팅된 인쇄지 또는 크라프트지를 2차 건조하는 2차 건조단계(S60); 상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 인쇄지 또는 크라프트지를 냉각하여 화장시트를 제조하는 냉각 단계(S70); 파티클보드 또는 발포지를 합지하여 심재를 제조하는 심재 제조단계(S80) 및, 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 부착하여 화장판을 제조하는 화장판 제조단계(S90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 화장판의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 1차 건조단계(S40)에서는 기능성조성물이 침투된 인쇄지 또는 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리하여 함수율이 10 ~ 15%가 되도록 건조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2차 건조단계(S60)에서는 기능성 조성물로 코팅된 인쇄지 또는 크라프트지를 함수율이 2 ~ 9%가 되도록 건조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기능성 화장판은 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과가 개선된 다기능 화장판으로써, 화장실 등에서 발생할 수 있는 유해요인을 차단함은 물론, 단일의 화장판에 다기능 효과를 동시에 충족함으로써 다양한 장소에서의 사용성이 개선된 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 기능성 화장판의 제조방법을 나타낸 플로우차트.
도 2는 본 발명에 따른 화장시트를 제조하는 화장시트 제조장치를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 기능성 화장판의 분해사시도.
도 4는 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따른 화장판의 항균 효과를 나타낸 그래프.
도 5는 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따른 화장판의 항충 효과를 나타낸 그래프.
도 6은 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따른 화장판의 탈취 효과를 나타낸 그래프.
도 7은 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따른 화장판의 흡음 효과를 나타낸 그래프.
이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당 업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 발명에 따른 기능성 화장판의 제조방법의 자세한 설명에 앞서, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 화장시트 제조장치(100)에 대하여 간단히 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 화장시트를 제조하는 화장시트 제조장치를 나타낸 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화장시트 제조장치(100)는 인쇄지 또는 크라프트지 등의 용지가 말아져서 보관되는 롤(110)과, 상기 롤(110)에서 풀어진 용지가 기능성조성물에 의해 함침되는 기능성조성물 저장탱크(120), 상기 기능성조성물 저장탱크(120)에서 기능성조성물이 함침된 인쇄지 또는 크라프트지가 1차적으로 건조되는 1차 건조기(130), 상기 1차 건조기(130)에서 1차적으로 건조된 인쇄지 또는 크라프트지에 기능성조성물을 코팅하는 기능성조성물 코팅장치(140), 상기 기능성조성물 코팅장치(140)에서 기능성조성물이 코팅된 인쇄지 또는 크라프트지를 2차적으로 건조하는 2차 건조기(150), 상기 2차 건조기(150)에서 2차적으로 건조된 인쇄지 또는 크라프트지를 냉각하여 화장시트로 제조하는 냉각장치(160) 및, 상기 냉각장치(160)에서 완성된 화장시트를 원하는 크기로 절단하는 절단장치(170)를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 기능성 화장판의 제조방법에 대하여 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 기능성 화장판의 제조방법을 나타낸 플로우차트다.
본 발명에 따른 기능성 화장판의 제조방법은 요소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지 중 어느 하나 이상의 열경화성수지 85 ~ 90 중량%, 무기계 항균원료 1 ~ 5 중량%, 실리카에어로젤분말 1 ~ 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 1 ~ 5 중량%를 혼합하고 가열하여 기능성조성물을 제조하는 기능성조성물 제조단계(S10);
롤 형태로 보관된 인쇄지 또는 크라프트지를 풀어내고 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 함침시키는 1차 함침단계(S20);
1차 함침단계(S20)에서 기능성조성물이 함침된 인쇄지 또는 크라프트지의 기능성조성물 함침량을 조정하는 2차 함침단계(S30);
상기 2차 함침단계(S30)에서 기능성조성물이 침투된 인쇄지 또는 크라프트지를 열처리하여 1차적으로 건조하는 1차 건조단계(S40);
상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 인쇄지 또는 크라프트지에 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 도포하는 코팅단계(S50);
상기 기능성조성물 코팅단계(S50)에서 기능성조성물이 코팅된 인쇄지 또는 크라프트지를 2차 건조하는 2차 건조단계(S60);
상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 인쇄지 또는 크라프트지를 냉각하여 화장시트를 제조하는 냉각 단계(S70);
파티클보드 또는 발포지를 합지하여 심재를 제조하는 심재 제조단계(S80); 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 부착하여 화장판을 제조하는 화장판 제조단계(S90)를 포함한다.
우선, 기능성조성물을 제조하는 기능성조성물 제조단계(S10)를 수행한다.
상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서는 요소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지 중 어느 하나 이상의 열경화성수지 85 ~ 90 중량%, 무기계 항균원료 1 ~ 5 중량%, 실리카에어로젤분말 1 ~ 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 1 ~ 5 중량%를 혼합하고 가열하여 기능성조성물을 제조한다.
상기 열경화성 수지는 요소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 수지를 사용할 수 있다. 상기 열경화성 수지는 기본이 되는 베이스 물질로서, 상기 요소 수지, 페놀수지, 멜라민 수지 이외에도 다양한 수지를 사용할 수 있을 것이다.
상기 요소 수지(urea resin)는 요소와 알데하이드류(주로 폼알데하이드)의 축합반응으로 생기는 열경화성 수지이다. 신장강도가 높고 잘 휘어지며 열에 의한 비틀림 온도가 높다. 상기 요소 수지는 우레아수지 또는 요소포말린수지라고도 한다. 아미노기 -NH2를 가지므로 멜라민수지와 함께 아미노플라스틱이라 총칭된다.
상기 페놀 수지(phenolic resin)는 페놀류와 포름알데히드류의 축합에 의해서 생기는 열경화성(熱硬化性) 수지이다. 상기 페놀 수지는 로진과 비슷한데, 사용되는 페놀류는 석탄산이 주가 된다. 제조공정에서 사용되는 촉매에 따라 노볼락과 레졸을 각각 얻는데, 전자는 건식법으로 후자는 습식법으로 경화된다. 주로 절연판이나 접착제 등으로 사용된다.
상기 멜라민 수지(melamine resin)는 멜라민 수지는 멜라민과 폼알데하이드 사이에 축합 반응으로 생성되는 열경화성 플라스틱 재료이다. 단단하고 열에 강하며, 스크래치 및 화학 제품에 대한 안정성이 뛰어나다. 특히 무색 투명한 성질은 다양한 착색에 유리하며, 높은 내마찰성과 열안정성을 가지고 있어 건축, 가구, 식기 재료 등에 널리 사용한다.
한편, 상기 기능성조성물은 무기계 항균원료, 실리카에어로젤분말 및 폴리이소시아네이트를 더 포함함으로써 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 가질 수 있다.
상기 무기계 항균원료는 징크옥사이드, 구리, 은, 피리티온 다가금속염으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 징크옥사이드(Zinc Oxide)는 분말형태의 산화된 아연으로 천연에서는 홍아연석으로 존재하며, 연소하거나 가열하여 얻을 수 있다.
상기 구리(Cu)는 무르며 전성과 연성이 있고 열과 전기 전도성이 뛰어난 금속이다. 순수한 금속 표면은 적갈색을 띤다. 구리는 전기 및 열을 잘 전달하는 도체로써 전선이나 난방용 배관으로 이용되며, 건축재, 금속 합금 재료, 온도계, 장신구, 주방기구, 배, 동전 등을 만드는 데에도 사용된다.
상기 은(Ag)은 등축정계에 속하며 연성과 전성이 금 다음으로 크다. 상기 은(Ag)은 불투명광물로 금속 중에서 가장 하얀 금속이며 전기 전도율과 열전도율이 가장 높다. 상기 은(Ag)은 은나노, 은이온, 은염의 형태로 포함될 수 있다.
한편, 상기 피리티온 다가금속염은 피리티온과 금속물질의 화합물이다. 상기 피리티온(pyrithione)은 균의 번식을 억제하며 아스퍼질릭산의 향균성 유도체이다. 비록 정확한 작용 메커니즘이 완전히 밝혀져 있으나, 궁극적으로 신진대사 조절 손실로 막 수송을 방해하는 것으로 보인다.
상기 피리티온 다가금속염으로는 마그네슘 피리티온, 구리 피리티온, 바륨 피리티온, 비스무스 피리티온, 스트론튬 피리티온, 아연 피리티온으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 피리티온 다가금속염은 시중에서 구하기 쉬운 아연피리티온(징크피리치온)인 것이 가장 적절할 것이다.
한편, 상기 항균 원료들은 각각 단독 또는 둘 이상 조합되어 이용될 수 있다.
상기 실리카에어로젤분말은 특수 제법에 의한 다공성이 극도로 높은 이산화규소의 에어로젤(silica aerogel)을 분말화 한 것이다. 상기 실리카에어로젤은 비중이 매우 작은 백색 반투명의 고체이다. 언뜻 무른 것처럼 보이지만, 균일한 압력에 대해 상당히 강하며, 바닥에 떨어뜨리면 금속음을 낸다. 800℃ 정도까지는 가열에 의해 조직이 변하지 않는다.
상기 폴리이소시아네이트(Polyisocyanates)는 폴리우레탄 발포체의 제조에서와 같은 많은 분야에 사용된다. 폴리우레탄 발포체는 폴리이소시아네이트를 폴리올 및 폴리아민과 같은 다관능성 이소시아네이트-반응성 화합물과, 임의로는 발포제, 촉매 및 기타 보조제의 존재하에 반응시킴으로써 제조된다. 이러한 폴리우레탄 발포체는, 예를 들어, 건축 산업에서 단열재로서, 또는 가구 또는 자동차 산업에서 완충재로서 사용될 수 있다.
상기한 구성성분들을 혼합하고 가열하면, 본 발명에 따른 기능성조성물이 제조된다.
완성된 기능성조성물은 기능성조성물 저장탱크(120)에 보관될 수 있다. 한편, 기능성조성물은 상기 기능성조성물 저장탱크(120)의 기능성조성물 저장공간(122)에 보관되는 것이 바람직하다.
다음으로, 1차 함침단계(S20)를 수행한다.
1차 함침단계(S20)에서는 롤(110) 형태로 보관된 인쇄지 또는 크라프트지를 풀어내고, 상기 인쇄지 또는 크라프트지에 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 함침시킨다.
상기 인쇄지는 종이 또는 인쇄가 가능한 합성수지로 제조될 수 있다.
상기 크라프트지는 표백되지 아니한 크라프트 펄프로 만든 갈색 종이를 칭한다. 잘 찢어지지 않고 튼튼하여 포장지나 시멘트 부대로 쓴다
상기 인쇄지 또는 크라프트지로는 일반 decorative, underlay, overlay paper 등이 사용될 수 있다.
1차 함침단계(S20)는 기능성조성물 저장탱크(120)에 구비된 기능성조성물 저장공간(122)에서 이루어질 수 있다.
1차 함침단계(S20)는 인쇄지 또는 크라프트지의 한면 또는 양면을 함침하여 종이 내부의 기포를 제거한 후, 다시 기능성조성물에 완전히 담그어 함침을 하는 방식이 바람직할 것이다.
다음으로, 2차 함침단계(S30)를 수행한다.
상기 2차 함침단계(S30)에서는 1차 함침단계(S20)에서 기능성조성물이 함침된 인쇄지 또는 크라프트지의 종류에 따라 함침량을 조정한다.
상기 2차 함침단계(S30)는 Doctor roll(124)을 통과하면서 인쇄지 또는 크라프트지의 종류에 따라 기능성조성물의 함침량을 조정한다.
상기 Doctor roll(124)은 인쇄지 또는 크라프트지의 종류에 따라 기능성조성물의 함침량을 조정해주는 장치로서, 기능성조성물 저장탱크(120)의 일측에 설치되며, 일종의 롤 형식으로써, 상기 인쇄지 또는 크라프트지에 묻어있는 기능성조성물을 짜내는 방식을 통해, 함침량을 조정할 수 있다.
다음으로, 1차 건조단계(S40)를 수행한다.
상기 1차 건조단계(S40)는 상기 2차 함침단계(S30)에서 기능성조성물이 침투된 인쇄지 또는 크라프트지를 열처리하여 1차적으로 건조한다.
상기 1차 건조단계(S40)는 1차 건조기(130) 내부에서 진행될 수 있다.
상기 1차 건조단계(S40)에서는 기능성조성물이 침투된 인쇄지 또는 크라프트지를 기능성조성물을 적외선 램프를 이용해 열처리하여 1차적으로 건조시키는 것이 적절하다.
상기 1차 건조단계(S40)에서는 기능성조성물이 침투된 인쇄지 또는 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리하여 함수율이 10 ~ 15%가 되도록 건조하는 것이 바람직하다. 적절하게는 함수율이 12%가 되도록 건조하는 것이 가장 바람직할 것이다.
이는, 본 발명에 따른 기능성 화장판이 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 가장 효율적으로 낼 수 있는 최적의 수치일 것이다.
다음으로, 기능성조성물 코팅단계(S50)를 수행단다.
상기 기능성조성물 코팅단계(S50)에서는 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 인쇄지 또는 크라프트지에 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 도포한다.
상기 기능성조성물 코팅단계(S50)는 기능성조성물 코팅장치(140)에서 수행될 수 있다. 상기 기능성조성물 코팅장치(140)는 가장 적절하게는 롤러형태일 수 있다. 그러나, 기능성조성물 코팅장치(140)를 이에 한정하는 것은 아니며, 다양한 실시의 코팅장치가 사용될 수 있을 것이다.
좀 더 구체적으로, 기능성조성물 코팅단계(S50)는 Mappcy Roll(입자 요철부분 30㎕ ~40㎕)을 통해 기능성조성물이 도포되는 것이 바람직하다.
다음으로, 2차 건조단계(S60)를 수행한다.
상기 2차 건조단계(S60)는 상기 기능성조성물 코팅단계(S50)에서 기능성조성물이 코팅된 인쇄지 또는 크라프트지를 2차적으로 건조한다.
상기 2차 건조단계(S60)는 2차 건조기(150) 내부에서 진행될 수 있다.
상기 2차 건조기(150)는 4개의 구역당 펜과 라디에이터로 구성되어 건조를 수행할 수 있는 장치이다.
상기 2차 건조단계(S60)에서는 기능성 조성물로 코팅된 인쇄지 또는 크라프트지를 함수율이 2 ~ 9%가 되도록 건조하는 것이 바람직하다. 적절하게는 최종수분율이 6%가 되도록 건조하는 것이 가장 바람직할 것이다.
이는, 본 발명에 따른 기능성 화장판이 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 가장 효율적으로 낼 수 있는 최적의 수치일 것이다.
다음으로, 냉각 단계(S70)를 수행한다.
상기 냉각 단계(S70)에서는 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 인쇄지 또는 크라프트지를 냉각하여 화장시트를 제조한다.
상기 냉각 단계(S70)에서는 냉각장치(160)의 냉각을 통해 화장시트를 완성하게 된다.
상기 냉각장치(160)는 cooling zone이라고도 부르며, 상기 냉각 단계(S70)에서는 인쇄지 또는 크라프트지가 cooling zone을 지나면서 냉각휀에 의해 냉각된다.
한편, 상기 냉각 단계(S70)를 수행한 다음, 화장시트를 일정한 크기로 절단하는 절단단계(S75)를 더 포함할 수도 있다.
상기 절단단계(S75)에서는 절단장치(170)를 이용하여 화장시트를 규격별로 절단하게 된다.
상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트는 포장단위별로 적재하면서 비닐로 포장하여 항온항습실에서 보관하는 것이 바람직하다.
다음으로, 심재 제조단계(S80)를 수행한다.
상기 심재 제조단계(S80)에서는 파티클보드 또는 발포지를 합지하여 심재를 제조한다.
상기 심재 제조단계(S80)에서는 미리 제조된 심재를 구입하여 사용하여도 무방하다.
상기 심재는 내부의 벽체를 이루는 것으로, 일면 또는 양면에 화장시트가 붙음으로써 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 가지는 화장판으로 제조될 수 있다.
다음으로, 화장판 제조단계(S90)를 수행한다.
화장판 제조단계(S90)에서는 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 부착하여 화장판을 제조한다.
좀 더 구체적으로, 상기 화장판 제조단계(S90)에서는 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 부착한다. 상기 화장판 제조단계(S90)에서는 LPM(Low Pressure Melamine Laminate Sheet) 또는 HPM(High Pressure Melamine Laminate Sheet) 등의 방식으로 제조가 가능할 것이며, 이에 한정하지 않고, 기타 모든 방식의 화장판 제조가 가능할 것이다.
상기 기능성조성물 제조단계(S10) 내지 화장판 제조단계(S90)를 거치면, 도 3에 도시된 바와 같은, 기능성 화장판이 완성되는데, 상기 기능성 화장판은 열경화성수지 85 ~ 90 중량%, 무기계 항균원료 1 ~ 5 중량%, 실리카에어로젤분말 1 ~ 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 1 ~ 5 중량%를 혼합한 기능성조성물을 인쇄지 또는 크라프트지에 함침 및 코팅하여 제조한 화장시트가 심재의 일면 또는 양면에 부착된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기능성 화장판은 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 갖는 것을 특징으로 한다.
이하, 하기의 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여, 본 발명에 따른 기능성 화장판이 갖는 효과에 대하여 자세히 설명한다.
실시예 1. 무기계 항균원료로 징크옥사이드를 포함하는 기능성 화장판의 제조
하기의 제조방법에 따라 실시예 1의 기능성 화장판을 제조하였다.
기능성조성물 제조단계(S10): 멜라민 수지 85 중량%, 징크옥사이드 5 중량%, 실리카에어로젤분말 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 5 중량%를 혼합하고 가열하여 기능성조성물을 제조하였다.
1차 함침단계(S20): 롤 형태로 보관된 크라프트지를 풀어내고, 상기 크라프트지에 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 함침시켰다.
2차 함침단계(S30): 상기 1차 함침단계(S20)에서 기능성조성물이 함침된 크라프트지의 종류를 고려하여 Doctor roll을 통과시키면서 함침량을 조정하였다.
1차 건조단계(S40): 상기 2차 함침단계(S30)에서 기능성조성물이 침투된 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리해 함수율이 12%가 되도록 1차적으로 건조하였다.
기능성조성물 코팅단계(S50): 상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 크라프트지에 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 Mappcy Roll로 도포하였다.
2차 건조단계(S60): 상기 기능성조성물 코팅단계(S50)에서 기능성 조성물로 코팅된 크라프트지를, 4개의 구역당 휀과 라디에이터로 구성된 2차 건조기에서, 함수율이 6%가 되도록 2차 건조하였다.
냉각 단계(S70): 상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 크라프트지를 cooling zone을 지나면서 냉각휀을 통해 냉각하여 화장시트를 제조하고 규격별로 재단하여 포장단위별로 적재하면서 비닐로 포장하여 항온항습실에 보관하였다.
심재 제조단계(S80): 파티클보드를 합지하여 심재를 제조하였다.
화장판 제조단계(S90): 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 접합한 후 80℃의 온도에서 110bar를 갖는 열프레스로 가압열처리하여 부착함으로써 화장판을 제조하였다.
실시예 2. 무기계 항균원료로 구리를 포함하는 기능성 화장판의 제조
하기의 제조방법에 따라 실시예 2의 기능성 화장판을 제조하였다.
기능성조성물 제조단계(S10): 멜라민 수지 85 중량%, 구리 5 중량%, 실리카에어로젤분말 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 5 중량%를 혼합하고 가열하여 기능성조성물을 제조하였다.
1차 함침단계(S20): 롤 형태로 보관된 크라프트지를 풀어내고, 상기 크라프트지에 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 함침시켰다.
2차 함침단계(S30): 상기 1차 함침단계(S20)에서 기능성조성물이 함침된 크라프트지의 종류를 고려하여 Doctor roll을 통과시키면서 함침량을 조정하였다.
1차 건조단계(S40): 상기 2차 함침단계(S30)에서 기능성조성물이 침투된 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리해 함수율이 12%가 되도록 1차적으로 건조하였다.
기능성조성물 코팅단계(S50): 상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 크라프트지에 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 Mappcy Roll로 도포하였다.
2차 건조단계(S60): 상기 기능성조성물 코팅단계(S50)에서 기능성 조성물로 코팅된 크라프트지를, 4개의 구역당 휀과 라디에이터로 구성된 2차 건조기에서, 함수율이 6%가 되도록 2차 건조하였다.
냉각 단계(S70): 상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 크라프트지를 cooling zone을 지나면서 냉각휀을 통해 냉각하여 화장시트를 제조하고 규격별로 재단하여 포장단위별로 적재하면서 비닐로 포장하여 항온항습실에 보관하였다.
심재 제조단계(S80): 파티클보드를 합지하여 심재를 제조하였다.
화장판 제조단계(S90): 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 접합한 후 80℃의 온도에서 110bar를 갖는 열프레스로 가압열처리하여 부착함으로써 화장판을 제조하였다.
실시예 3. 무기계 항균원료 은을 포함하는 기능성 화장판의 제조
하기의 제조방법에 따라 실시예 3의 기능성 화장판을 제조하였다. 실시예 3에서는 은(Ag)의 일예로써, 은나노입자를 사용하였다.
기능성조성물 제조단계(S10): 멜라민 수지 85 중량%, 은나노입자 5 중량%, 실리카에어로젤분말 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 5 중량%를 혼합하고 가열하여 기능성조성물을 제조하였다.
1차 함침단계(S20): 롤 형태로 보관된 크라프트지를 풀어내고, 상기 크라프트지에 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 함침시켰다.
2차 함침단계(S30): 상기 1차 함침단계(S20)에서 기능성조성물이 함침된 크라프트지의 종류를 고려하여 Doctor roll을 통과시키면서 함침량을 조정하였다.
1차 건조단계(S40): 상기 2차 함침단계(S30)에서 기능성조성물이 침투된 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리해 함수율이 12%가 되도록 1차적으로 건조하였다.
기능성조성물 코팅단계(S50): 상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 크라프트지에 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 Mappcy Roll로 도포하였다.
2차 건조단계(S60): 상기 기능성조성물 코팅단계(S50)에서 기능성 조성물로 코팅된 크라프트지를, 4개의 구역당 휀과 라디에이터로 구성된 2차 건조기에서, 함수율이 6%가 되도록 2차 건조하였다.
냉각 단계(S70): 상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 크라프트지를 cooling zone을 지나면서 냉각휀을 통해 냉각하여 화장시트를 제조하고 규격별로 재단하여 포장단위별로 적재하면서 비닐로 포장하여 항온항습실에 보관하였다.
심재 제조단계(S80): 파티클보드를 합지하여 심재를 제조하였다.
화장판 제조단계(S90): 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 접합한 후 80℃의 온도에서 110bar를 갖는 열프레스로 가압열처리하여 부착함으로써 화장판을 제조하였다.
실시예 4. 무기계 항균원료로 피리티온 다가금속염을 포함하는 기능성 화장판의 제조
하기의 제조방법에 따라 실시예 4의 기능성 화장판을 제조하였다. 실시예 4에서는 피리티온 다가금속염의 일 예로써 아연피리티온(징크피리티온)을 사용하였다.
기능성조성물 제조단계(S10): 멜라민 수지 85 중량%, 징크피리티온 5 중량%, 실리카에어로젤분말 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 5 중량%를 혼합하고 가열하여 기능성조성물을 제조하였다.
1차 함침단계(S20): 롤 형태로 보관된 크라프트지를 풀어내고, 상기 크라프트지에 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 함침시켰다.
2차 함침단계(S30): 상기 1차 함침단계(S20)에서 기능성조성물이 함침된 크라프트지의 종류를 고려하여 Doctor roll을 통과시키면서 함침량을 조정하였다.
1차 건조단계(S40): 상기 2차 함침단계(S30)에서 기능성조성물이 침투된 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리해 함수율이 12%가 되도록 1차적으로 건조하였다.
기능성조성물 코팅단계(S50): 상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 크라프트지에 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 Mappcy Roll로 도포하였다.
2차 건조단계(S60): 상기 기능성조성물 코팅단계(S50)에서 기능성 조성물로 코팅된 크라프트지를, 4개의 구역당 휀과 라디에이터로 구성된 2차 건조기에서, 함수율이 6%가 되도록 2차 건조하였다.
냉각 단계(S70): 상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 크라프트지를 cooling zone을 지나면서 냉각휀을 통해 냉각하여 화장시트를 제조하고 규격별로 재단하여 포장단위별로 적재하면서 비닐로 포장하여 항온항습실에 보관하였다.
심재 제조단계(S80): 파티클보드를 합지하여 심재를 제조하였다.
화장판 제조단계(S90): 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 접합한 후 80℃의 온도에서 110bar를 갖는 열프레스로 가압열처리하여 부착함으로써 화장판을 제조하였다.
실시예 5. 무기계 항균원료로 징크옥사이드, 구리, 은, 피리티온 다가금속염 모두를 포함하는 기능성 화장판의 제조
하기의 제조방법에 따라 실시예 5의 기능성 화장판을 제조하였다. 실시예 5에서는 무기계 항균원료로써 징크옥사이드, 구리, 은나노입자 및 아연피리티온을 동일한 중량비로 혼합한 무기계 항균원료를 사용하였다.
기능성조성물 제조단계(S10): 멜라민 수지 85 중량%, 징크옥사이드, 구리, 은나노입자 및 아연피리티온의 혼합물 5 중량%, 실리카에어로젤분말 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 5 중량%를 혼합하고 가열하여 기능성조성물을 제조하였다.
1차 함침단계(S20): 롤 형태로 보관된 크라프트지를 풀어내고, 상기 크라프트지에 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 함침시켰다.
2차 함침단계(S30): 상기 1차 함침단계(S20)에서 기능성조성물이 함침된 크라프트지의 종류를 고려하여 Doctor roll을 통과시키면서 함침량을 조정하였다.
1차 건조단계(S40): 상기 2차 함침단계(S30)에서 기능성조성물이 침투된 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리해 함수율이 12%가 되도록 1차적으로 건조하였다.
기능성조성물 코팅단계(S50): 상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 크라프트지에 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 Mappcy Roll로 도포하였다.
2차 건조단계(S60): 상기 기능성조성물 코팅단계(S50)에서 기능성 조성물로 코팅된 크라프트지를, 4개의 구역당 휀과 라디에이터로 구성된 2차 건조기에서, 함수율이 6%가 되도록 2차 건조하였다.
냉각 단계(S70): 상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 크라프트지를 cooling zone을 지나면서 냉각휀을 통해 냉각하여 화장시트를 제조하고 규격별로 재단하여 포장단위별로 적재하면서 비닐로 포장하여 항온항습실에 보관하였다.
심재 제조단계(S80): 파티클보드를 합지하여 심재를 제조하였다.
화장판 제조단계(S90): 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 접합한 후 80℃의 온도에서 110bar를 갖는 열프레스로 가압열처리하여 부착함으로써 화장판을 제조하였다.
비교예 1. 멜라민수지만 코팅된 화장판의 제조
하기의 제조방법에 따라 비교예 1의 화장판을 제조하였다. 비교예1에서는 멜라민수지만으로 코팅된 화장시트를 이용하여 화장판을 제조하였다.
멜라민수지 준비단계(S10): 멜라민수지가 100 중량%가 되도록 멜라민수지를 준비하였다.
1차 함침단계(S20): 롤 형태로 보관된 크라프트지를 풀어내고, 상기 크라프트지에 멜라민수지 준비단계(S10)에서 준비된 멜라민수지를 함침시켰다.
2차 함침단계(S30): 상기 1차 함침단계(S20)에서 멜라민수지가 함침된 크라프트지의 종류를 고려하여 Doctor roll을 통과시키면서 함침량을 조정하였다.
1차 건조단계(S40): 상기 2차 함침단계(S30)에서 멜라민수지가 침투된 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리해 함수율이 12%가 되도록 1차적으로 건조하였다.
멜라민수지 코팅단계(S50): 상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 크라프트지에 상기 멜라민수지 준비단계(S10)에서 준비된 멜라민수지를 Mappcy Roll로 도포하였다.
2차 건조단계(S60): 상기 멜라민수지 코팅단계(S50)에서 멜라민수지로 코팅된 크라프트지를, 4개의 구역당 휀과 라디에이터로 구성된 2차 건조기에서, 함수율이 6%가 되도록 2차 건조하였다.
냉각 단계(S70): 상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 크라프트지를 cooling zone을 지나면서 냉각휀을 통해 냉각하여 화장시트를 제조하고 규격별로 재단하여 포장단위별로 적재하면서 비닐로 포장하여 항온항습실에 보관하였다.
심재 제조단계(S80): 파티클보드를 합지하여 심재를 제조하였다.
화장판 제조단계(S90): 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 접합한 후 80℃의 온도에서 110bar를 갖는 열프레스로 가압열처리하여 부착함으로써 화장판을 제조하였다.
비교예 2. 멜라민수지와 징크옥사이드로 이루어진 조성물이 코팅된 화장판 의 제조
하기의 제조방법에 따라 비교예 2의 화장판을 제조하였다. 비교예 2에서는 멜라민수지와 징크옥사이드만로 이루어진 조성물로 코팅된 화장시트를 이용하여 화장판을 제조하였다.
비교용조성물 제조단계(S10): 멜라민 수지 85 중량% 및 징크옥사이드 15 중량%를 혼합하고 가열하여 비교용조성물을 제조하였다.
1차 함침단계(S20): 롤 형태로 보관된 크라프트지를 풀어내고, 상기 크라프트지에 비교용조성물 제조단계(S10)에서 제조된 비교용조성물을 함침시켰다.
2차 함침단계(S30): 상기 1차 함침단계(S20)에서 비교용조성물이 함침된 크라프트지의 종류를 고려하여 Doctor roll을 통과시키면서 함침량을 조정하였다.
1차 건조단계(S40): 상기 2차 함침단계(S30)에서 비교용조성물이 침투된 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리해 함수율이 12%가 되도록 1차적으로 건조하였다.
비교용조성물 코팅단계(S50): 상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 크라프트지에 상기 비교용조성물 제조단계(S10)에서 제조된 비교용조성물을 Mappcy Roll로 도포하였다.
2차 건조단계(S60): 상기 비교용조성물 코팅단계(S50)에서 비교용조성물로 코팅된 크라프트지를, 4개의 구역당 휀과 라디에이터로 구성된 2차 건조기에서, 함수율이 6%가 되도록 2차 건조하였다.
냉각 단계(S70): 상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 크라프트지를 cooling zone을 지나면서 냉각휀을 통해 냉각하여 화장시트를 제조하고 규격별로 재단하여 포장단위별로 적재하면서 비닐로 포장하여 항온항습실에 보관하였다.
심재 제조단계(S80): 파티클보드를 합지하여 심재를 제조하였다.
화장판 제조단계(S90): 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 접합한 후 80℃의 온도에서 110bar를 갖는 열프레스로 가압열처리하여 부착함으로써 화장판을 제조하였다.
비교예 3. 멜라민수지와 실리카에어로젤분말로 이루어진 조성물이 코팅된 화장판의 제조
하기의 제조방법에 따라 비교예 3의 화장판을 제조하였다. 비교예 3에서는 멜라민수지와 실리카에어로젤분말로 이루어진 조성물로 코팅된 화장시트를 이용하여 화장판을 제조하였다.
비교용조성물 제조단계(S10): 멜라민 수지 85 중량%, 실리카에어로젤분말 15 중량%를 혼합하고 가열하여 비교용조성물을 제조하였다.
1차 함침단계(S20): 롤 형태로 보관된 크라프트지를 풀어내고, 상기 크라프트지에 비교용조성물 제조단계(S10)에서 제조된 비교용조성물을 함침시켰다.
2차 함침단계(S30): 상기 1차 함침단계(S20)에서 비교용조성물이 함침된 크라프트지의 종류를 고려하여 Doctor roll을 통과시키면서 함침량을 조정하였다.
1차 건조단계(S40): 상기 2차 함침단계(S30)에서 비교용조성물이 침투된 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리해 함수율이 12%가 되도록 1차적으로 건조하였다.
비교용조성물 코팅단계(S50): 상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 크라프트지에 상기 비교용조성물 제조단계(S10)에서 제조된 비교용조성물을 Mappcy Roll로 도포하였다.
2차 건조단계(S60): 상기 비교용조성물 코팅단계(S50)에서 비교용조성물로 코팅된 크라프트지를, 4개의 구역당 휀과 라디에이터로 구성된 2차 건조기에서, 함수율이 6%가 되도록 2차 건조하였다.
냉각 단계(S70): 상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 크라프트지를 cooling zone을 지나면서 냉각휀을 통해 냉각하여 화장시트를 제조하고 규격별로 재단하여 포장단위별로 적재하면서 비닐로 포장하여 항온항습실에 보관하였다.
심재 제조단계(S80): 파티클보드를 합지하여 심재를 제조하였다.
화장판 제조단계(S90): 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 접합한 후 80℃의 온도에서 110bar를 갖는 열프레스로 가압열처리하여 부착함으로써 화장판을 제조하였다.
비교예 4. 멜라민수지와 폴리이소시아네이트로 이루어진 조성물이 코팅된 화장판의 제조
하기의 제조방법에 따라 비교예 4의 화장판을 제조하였다. 비교예 4에서는 멜라민수지와 폴리이소시아네이트로 이루어진 조성물로 코팅된 화장시트를 이용하여 화장판을 제조하였다.
비교용조성물 제조단계(S10): 멜라민 수지 85 중량% 및 폴리이소시아네이트 15 중량%를 혼합하고 가열하여 비교용조성물을 제조하였다.
1차 함침단계(S20): 롤 형태로 보관된 크라프트지를 풀어내고, 상기 크라프트지에 비교용조성물 제조단계(S10)에서 제조된 비교용조성물을 함침시켰다.
2차 함침단계(S30): 상기 1차 함침단계(S20)에서 비교용조성물이 함침된 크라프트지의 종류를 고려하여 Doctor roll을 통과시키면서 함침량을 조정하였다.
1차 건조단계(S40): 상기 2차 함침단계(S30)에서 비교용조성물이 침투된 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리해 함수율이 12%가 되도록 1차적으로 건조하였다.
비교용조성물 코팅단계(S50): 상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 크라프트지에 상기 비교용조성물 제조단계(S10)에서 제조된 비교용조성물을 Mappcy Roll로 도포하였다.
2차 건조단계(S60): 상기 비교용조성물 코팅단계(S50)에서 비교용조성물로 코팅된 크라프트지를, 4개의 구역당 휀과 라디에이터로 구성된 2차 건조기에서, 함수율이 6%가 되도록 2차 건조하였다.
냉각 단계(S70): 상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 크라프트지를 cooling zone을 지나면서 냉각휀을 통해 냉각하여 화장시트를 제조하고 규격별로 재단하여 포장단위별로 적재하면서 비닐로 포장하여 항온항습실에 보관하였다.
심재 제조단계(S80): 파티클보드를 합지하여 심재를 제조하였다.
화장판 제조단계(S90): 상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 접합한 후 80℃의 온도에서 110bar를 갖는 열프레스로 가압열처리하여 부착함으로써 화장판을 제조하였다.
실험예 1. 방수 효과 확인
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판에 대하여 방수 효과를 확인하였다.
실험은 공지된 방법에 따라 진행되었다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판을 대상으로 ASTM E96-95의 BW 방식에 따른 투습도를 측정하였다. 구체적으로, 인버티드 워터(inverted water)법에 따라 70 mm X 50mm(지름 X 깊이)인 알루미늄으로 만든 원통형 용기에 물을 150±0.5 g 담고, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판을 입구에 고정하였다. 그 후, 상기 용기를 뒤집어 복합소재가 고정된 입구가 아래를 향하도록 한 뒤 50±0.5%의 상대습도가 유지되는 항온조 내에 방치하였다. 이때, 상기 항온조 내에는 팬이 설치되어 150±0.5 m/min로 공기가 용기를 거쳐 흐르도록 하였다. 1시간 경과 후 용기 속에 잔류하는 물의 무게를 측정하여 물의 감량 정도를 확인하고, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판의 단위 면적당 물의 투과량을 단위 시간별로 도출하였다.
투습도 [g/㎡ㆍh]
실시예1 2g/㎡ㆍh
실시예2 2/㎡ㆍh
실시예3 2/㎡ㆍh
실시예4 2/㎡ㆍh
실시예5 1/㎡ㆍh
비교예1 4g/㎡ㆍh
비교예2 3g/㎡ㆍh
비교예3 3g/㎡ㆍh
비교예4 3g/㎡ㆍh
그 결과, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4 모두 투습도가 낮은 것을 확인할 수있었다. 이에 따라, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4 모두 방수 효과를 가짐을 확인할 수 있었다.
실험예 2. 항균 효과 확인
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판에 대하여 항균 효과를 확인하였다.
실험은 공지된 방법에 따라 대장균, 황색포도상구균, 폐렴균 및 MRSA 균(슈퍼박테리아)에 대하여 진행되었다.
대장균, 황색포도상구균, 폐렴균 및 MRSA 균에 대한 항균 활성 실험은 film contact method (Japanese Industrial Standard; JIS Z 2801:2000)에 따라 다음과 같이 수행하였다.
대장균(Escherichia coli; E. coli), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus; S. aureus), 폐렴균 및 MRSA 균을 bacto yeast 0.5g, bacto trypton 1g, NaCl 0.5g, 증류수 20ml 등이 포함된 액상 배지에서 37℃, 24시간 배양하여 유해균이 배양된 액상 배지를 준비하였다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판의 표면을 에탄올로 세척 및 건조하여 표면을 살균하고, 앞서 준비한 대장균, 황색포도상구균, 폐렴균 및 MRSA 균이 있는 액상 배지 400μL를 그 위에 접종시킨 후 그 위에 4cm * 4cm 크기의 PE-film을 덮고 37℃에서 24시간 배양하였다.
미생물이 배양된 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판을 bacto yeast 1g, bacto trypton 2g, NaCl 1g, 증류수 40ml 등이 포함된 액상 배양액이 들어있는 멸균된 PEpack에 넣고 PE-film에 있는 대장균, 황색포도상구균, 폐렴균 및 MRSA 균이 액상 배양액에 잘 용해되도록 하며, 그 후 PE-pack을 37℃에서 24시간 배양하였다.
배양된 PE-pack에 있는 대장균, 황색포도상구균, 폐렴균 및 MRSA 균을 1ml 정도 취하여 이를 멸균 증류수를 이용하여 적절한 배수로 희석시킨 후 petri-film(3M)에 1 ml 접종한 후, 37℃에서 24시간 배양하고 대장균 및 황색포도상구균의 수를 확인하였다. 대장균, 황색포도상구균, 폐렴균 및 MRSA 균의 수는 동일배율의 현미경 범위 내에 잡히는 대장균 및 황색포도상구균의 수를 기준으로 측정하였다.
대장균의 수 황색포도상구균의 수 폐렴균의 수 MRSA균의 수
실시예1 32 14 16 43
실시예2 33 13 16 42
실시예3 32 15 18 39
실시예4 31 13 15 40
실시예5 24 11 12 28
비교예1 232 161 164 253
비교예2 145 104 112 156
비교예3 124 87 94 134
비교예4 153 111 114 164
그 결과, 멜라민수지 85 중량%, 무기계 항균원료 5 중량%, 실리카에어로젤분말 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 5 중량%를 포함하는 기능성조성물로 코팅된 화장시트가 양면에 부착된 실시예 1 내지 5의 화장판이 대장균 및 황색포도상구균에 대한 항균효과가 높은 것을 확인할 수 있었다.
실험예 3. 방충 효과 확인
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판에 대하여 방충 효과를 확인하였다.
실험은 공지된 방법에 따라 진행되었다.
실험군으로써 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판을 7cm×7cm의 크기로 절단하였다. 또한, 비교군으로써 파티클보드를 합지하여 제조한 심재를 7cm×7cm의 크기로 5개 절단하였다.
내부를 수지 처리한 총 5개의 종이상자에 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판 중 1개 및 파티클보드를 합지하여 제조한 심재 중 1개를 동시에 설치하되, 고임돌을 이용하여 바닥으로부터 일정높이 이격되도록 설치하여 대피소를 설치하였다.
그 다음, 종이상자에 유해곤충으로써 바퀴벌레 20마리를 넣고 사료를 공급하면서 설치한 대피소에 유해곤충이 숨어드는 정도를 확인하여 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판의 기피율을 계산하였다.
기피율은 전체 유해곤충 수에 대하여, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판과, 파티클보드를 합지하여 제조한 심재 하부에 유해 곤충이 모이는 정도를 통해 계산되었다.
* 기피율(%) = 대조군에 잠복한 유해곤충의 수 ×100 ÷ 전체 곤충의 수
실험군에 잠복한 유해곤충의 수 동일 상자의 대조군에 잠복한 유해곤충의 수 기피율(%)
실시예1 3 17 85%
실시예2 4 16 80%
실시예3 3 17 85%
실시예4 3 17 85%
실시예5 2 18 90%
비교예1 10 10 50%
비교예2 6 14 70%
비교예3 7 13 65%
비교예4 6 14 70%
그 결과, 멜라민수지 85 중량%, 무기계 항균원료 5 중량%, 실리카에어로젤분말 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 5 중량%를 포함하는 기능성조성물로 코팅된 화장시트가 양면에 부착된 실시예 1 내지 5의 화장판이 유해곤충 기피율이 높은 것을 확인할 수 있었다.
실험예 4. 탈취 효과 확인
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판에 대하여 탈취 효과를 확인하였다.
실험은 공지된 방법에 따라 진행되었다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판의 탈취 성능을 확인하기 위해 냄새의 주요 원인 물질인 암모니아, 트리메틸아민, 포름알데히드 및 아세톤에 대해 탈취 시험을 실시하였다. 구체적인 실험방법으로는 5L 부피의 용기에 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판을 적당한 크기로 절단한 시편 조각(두께 1 cm, 가로 10 cm, 세로 10 cm 내외의 시편 조각)을 넣고 각각의 냄새시료 가스를 개별 강제 주입한 후, 시험 측정시간을 2시간으로 하여 시편 조각이 들어 있는 용기 내의 잔여가스 농도를 측정함으로써 각각의 가스에 대한 탈취성능을 측정하였다.
시간 경과에 따른 암모니아의 농도(ppm)
주입 직후 30분 후 60분 후 90분 후 120분 후
실시예1 500 332 224 121 98
실시예2 500 324 228 123 97
실시예3 500 332 226 122 94
실시예4 500 336 224 125 96
실시예5 500 312 207 112 83
비교예1 500 495 492 489 482
비교예2 500 473 424 389 362
비교예3 500 447 389 234 201
비교예4 500 467 437 394 375
시간 경과에 따른 트리메틸아민의 농도(ppm)
주입 직후 30분 후 60분 후 90분 후 120분 후
실시예1 500 424 342 321 304
실시예2 500 412 343 324 303
실시예3 500 431 335 318 307
실시예4 500 422 338 319 305
실시예5 500 407 315 298 287
비교예1 500 498 496 493 489
비교예2 500 482 463 442 439
비교예3 500 473 443 425 394
비교예4 500 488 467 444 421
시간 경과에 따른 포름알데히드의 농도(ppm)
주입 직후 30분 후 60분 후 90분 후 120분 후
실시예1 50 37 32 23 14
실시예2 50 38 33 24 12
실시예3 50 36 35 25 13
실시예4 50 34 33 22 15
실시예5 50 28 25 18 9
비교예1 50 48 47 45 44
비교예2 50 45 43 41 38
비교예3 50 41 37 33 29
비교예4 50 44 42 41 40
시간 경과에 따른 아세톤의 농도(ppm)
주입 직후 30분 후 60분 후 90분 후 120분 후
실시예1 200 124 97 64 35
실시예2 200 125 92 65 34
실시예3 200 127 93 68 36
실시예4 200 123 95 64 35
실시예5 200 115 82 48 22
비교예1 200 198 197 196 192
비교예2 200 183 167 154 133
비교예3 200 172 154 135 84
비교예4 200 181 161 145 125
그 결과, 암모니아, 트리메틸아민, 포름알데히드 및 아세톤에 대하여 멜라민수지 85 중량%, 무기계 항균원료 5 중량%, 실리카에어로젤분말 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 5 중량%를 포함하는 기능성조성물로 코팅된 화장시트가 양면에 부착된 실시예 1 내지 5의 화장판이 냄새의 주요 원인 물질의 농도를 많이 하락시키는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 5. 흡음 효과 확인
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 화장판에 대하여 흠음 효과를 확인하였다.
실험은 공지된 방법에 따라 관내법(KS F 2814)으로 진행되었으며, 장비는 HM-02 I/O(Scein/S.KOREA)를 이용하여 측정하였다.
상기 관내법은 흡음물질의 흡음율을 측정하는 방법으로서 일정한 방향에서 평면파가 수직으로 입사될 때 정재파를 측정하여 구하는 것이다. 또한, 시편을 확보하기 어려울 때 시도할 수 있는 간이방법으로 시편의 크기를 정확히 제작한 후 반복시험하여 측정오차를 최소화한 결과를 얻을 수 있다.
*식, NRC = (a250+a500+a1,000+a2,000)/4
*aX: XHz의 흡음율
여기서, NRC(Noise Reduction Coefficient)라 함은 흡음재의 흡음률은 각 주파수마다 다르므로 어떤 재료의 흡음성능을 말할 때 그 재료를 대표하는 흡음률의 단일지수가 필요한데, 이와 같이 어떤 재료의 흡음률을 하나의 단일지수로 표현한 것을 NRC라고 한다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에 대하여 주파수 별로 측정을 수행하고 NRC 지수로 나타내었다.
각 주파수에 따른 흡음율(NRC)
200Hz 500Hz 1000Hz 2000Hz
실시예1 0.09 0.45 0.82 0.53
실시예2 0.08 0.43 0.81 0.57
실시예3 0.06 0.42 0.83 0.54
실시예4 0.08 0.45 0.84 0.52
실시예5 0.18 0.59 0.92 0.64
비교예1 0.01 0.11 0.18 0.18
비교예2 0.02 0.13 0.31 0.24
비교예3 0.04 0.16 0.47 0.37
비교예4 0.03 0.14 0.36 0.30
그 결과, 전 주파수 대역에서 멜라민수지 85 중량%, 무기계 항균원료 5 중량%, 실리카에어로젤분말 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 5 중량%를 포함하는 기능성조성물로 코팅된 화장시트가 양면에 부착된 실시예 1 내지 5의 화장판의 NRC 수치가 높은 것을 확인할 수 있었다.
결론.
상기 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여, 본 발명에 따른 기능성 화장판의 효과에 대하여 확인하였다.
우선, 방수효과 확인 실험에 있어서, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4 모두 투습도가 낮은 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4 모두 방수 효과를 가짐을 확인할 수 있었다. 미약하지만 실시예 1 내지 5가 더욱 방수 효과가 높은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 5의 화장판이 대장균, 황색포도상구균, 폐렴균 및 MRSA(슈퍼박테리아)에 대한 항균효과에서 있어 가장 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이는, 멜라민수지만을 사용한 비교예 1이나, 멜라민수지와 개별 조성물을 각각 혼합한 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4에 비하여 높은 효과를 갖는 것으로, 멜라민수지와 무기계 항균원료, 실리카에어로젤분말, 폴리이소시아네이트가 서로 반응하면서 예기치 못한 효과를 나타냈음을 유추할 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 5의 화장판이 유해곤충에 대한 항충효과에 있어 가장 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이는, 멜라민수지만을 사용한 비교예 1이나, 멜라민수지와 개별 조성물을 각각 혼합한 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4에 비하여 높은 효과를 갖는 것으로, 멜라민수지와 무기계 항균원료, 실리카에어로젤분말, 폴리이소시아네이트가 서로 반응하면서 예기치 못한 효과를 나타냈음을 유추할 수 있었다.
또한, 암모니아, 트리메틸아민, 포름알데히드 및 아세톤에 대하여 실시예 1 내지 5의 화장판이 냄새의 주요 원인 물질의 농도를 가장 많아 하락시키는 것을 확인할 수 있었다. 이는, 멜라민수지만을 사용한 비교예 1이나, 멜라민수지와 개별 조성물을 각각 혼합한 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4에 비하여 높은 효과를 갖는 것으로, 멜라민수지와 무기계 항균원료, 실리카에어로젤분말, 폴리이소시아네이트가 서로 반응하면서 예기치 못한 효과를 나타냈음을 유추할 수 있었다.
또한, 전 주파수 대역에서 실시예 1 내지 5의 화장판의 NRC 수치가 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 이는, 멜라민수지만을 사용한 비교예 1이나, 멜라민수지와 개별 조성물을 각각 혼합한 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4에 비하여 높은 효과를 갖는 것으로, 멜라민수지와 무기계 항균원료, 실리카에어로젤분말, 폴리이소시아네이트가 서로 반응하면서 예기치 못한 효과를 나타냈음을 유추할 수 있었다.
이에, 본 발명은 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 갖는 신규한 화장판으로써, 열경화성수지 85 ~ 90 중량%, 무기계 항균원료 1 ~ 5 중량%, 실리카에어로젤분말 1 ~ 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 1 ~ 5 중량%를 혼합한 기능성조성물이 코팅된 화장시트가 심재의 일면 또는 양면에 부착된 것을 특징으로 하는 기능성 화장판을 개발하였음을 명시한다.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시 예에 불과하며, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공되는 것임을 명확히 한다.
100: 화장시트 제조장치 110: 롤
120: 기능성조성물 저장탱크 130: 1차 건조기
140: 기능성조성물 코팅장치 150: 2차 건조기
160: 냉각장치 170: 절단장치
(S10): 기능성조성물 제조단계 (S20): 1차 함침단계
(S30): 2차 함침단계 (S40): 1차 건조단계
(S50): 코팅 단계 (S60): 2차 건조단계
(S70): 냉각 단계 (S80): 심재 제조단계
(S90): 화장판 제조단계

Claims (6)

  1. 열경화성수지 85 ~ 90 중량%, 징크옥사이드, 구리, 은나노입자 및 아연피리티온을 동일한 중량비로 혼합한 무기계 항균원료 1 ~ 5 중량%, 실리카에어로젤분말 1 ~ 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 1 ~ 5 중량%를 혼합한 기능성조성물이 코팅된 화장시트가 심재의 일면 또는 양면에 부착되어 항균, 방수, 방충, 탈취 및 흡음 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 기능성 화장판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 요소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 기능성 화장판.
  3. 삭제
  4. 요소 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지 중 어느 하나 이상의 열경화성수지 85 ~ 90 중량%, 징크옥사이드, 구리, 은나노입자 및 아연피리티온을 동일한 중량비로 혼합한 무기계 항균원료 1 ~ 5 중량%, 실리카에어로젤분말 1 ~ 5 중량% 및 폴리이소시아네이트 1 ~ 5 중량%를 혼합하고 가열하여 기능성조성물을 제조하는 기능성조성물 제조단계(S10);
    롤 형태로 보관된 인쇄지 또는 크라프트지를 풀어내고 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 함침시키는 1차 함침단계(S20);
    1차 함침단계(S20)에서 기능성조성물이 함침된 인쇄지 또는 크라프트지의 기능성조성물 함침량을 조정하는 2차 함침단계(S30);
    상기 2차 함침단계(S30)에서 기능성조성물이 침투된 인쇄지 또는 크라프트지를 열처리하여 1차적으로 건조하는 1차 건조단계(S40);
    상기 1차 건조 단계(S40)에서 1차적으로 건조된 인쇄지 또는 크라프트지에 상기 기능성조성물 제조단계(S10)에서 제조된 기능성조성물을 도포하는 코팅 단계(S50);
    상기 기능성조성물 코팅단계(S50)에서 기능성조성물이 코팅된 인쇄지 또는 크라프트지를 2차 건조하는 2차 건조단계(S60);
    상기 2차 건조단계(S60)에서 2차적으로 건조된 인쇄지 또는 크라프트지를 냉각하여 화장시트를 제조하는 냉각 단계(S70);
    파티클보드 또는 발포지를 합지하여 심재를 제조하는 심재 제조단계(S80) 및,
    상기 단계(S80)에서 제조된 심재의 일면 또는 양면에 상기 냉각 단계(S70)에서 제조된 화장시트를 부착하여 화장판을 제조하는 화장판 제조단계(S90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 화장판의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 1차 건조단계(S40)에서는 기능성조성물이 침투된 인쇄지 또는 크라프트지를 적외선 램프를 이용해 열처리하여 함수율이 10 ~ 15%가 되도록 건조하는 것을 특징으로 하는 기능성 화장판의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 2차 건조단계(S60)에서는 기능성 조성물로 코팅된 인쇄지 또는 크라프트지를 함수율이 2 ~ 9%가 되도록 건조하는 것을 특징으로 하는 기능성 화장판의 제조방법.

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