KR102256036B1 - 빠른 건조, 뒤틀림 억제 및 투습 방지 특성을 가지는 항균 오일스테인 페인트 조성물 및 그 제조방법, 그를 도포한 목재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일스테인 페인트용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에서 제안하는 항균 오일스테인 페인트는, 디메틸 카보네이트 35 중량% 내지 43 중량%; 수소탈황화된 나프타 15중량% 내지 22중량%; 산화된 아마인유(LINSEED OIL) 12 중량% 내지 18 중량%; 대두유 지방산 1 중량% 내지 5 중량%; 프탈 무수물(Phthalic anhydride) 1 중량% 내지 5 중량%; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산 1 중량% 내지 5 중량%; 산화철 1 중량% 내지 5 중량%; 구리 카보네이트 1 중량% 내지 5 중량%; 칼슘 카보네이트 1 중량% 내지 5 중량%; 첨가제; 및 불가피하게 포함되는 불순물;을 포함하는 것이다.

Description

빠른 건조, 뒤틀림 억제 및 투습 방지 특성을 가지는 항균 오일스테인 페인트 조성물 및 그 제조방법, 그를 도포한 목재{ANTIMICROBIAL OIL STAIN PAINT COMPOSITION HAVING FAST DRY, TORSIONAL SUPRESSION AND HUMIDITY PREVENTION FEATURE AND MANUFACTURING THE SAME, WOOD MATERIAL COATED WITH THE SAME}

본 발명은 목재용 오일스테인 페인트와 그를 도포한 목재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다양한 특성이 향상된 목재용오일스테인 페인트의 조성과 그를 이용하여 제조한 페인트, 그를 도포한 목재에 관한 것이다.

일반적으로 도료는 고체 물질의 표면에 칠하여 고체막을 만들어 물체의 표면을 보호하고 아름답게 하는 유동성 물질의 총칭을 말하며, 페인트, 에나멜 등이 이에 속한다.

이러한 도료의 구성 성분으로는 도료의 최종 목적인 도막의 주성분이 되는 전색제, 도막형성의 부요소가 되고 도료의 분산·건조·경화 등의 여러 성질의 향상을 위해 주요소에 소량 첨가되는 첨가제, 도막형성의 조요소가 되고 도료를 칠하기 쉽게 하기 위해 사용되는 용제 등이 있다.

그런데, 같은 도료는 안료가 첨가되지 않는 경우 투명도료가 되며, 안료가 첨가되면 착색도료가 된다. 이와 같은 투명도료 중 하나로서, 목재를 착색하는 데 널리 사용되는 오일스테인(oil stain) 페인트가 있다.

오일스테인 페인트의 경우, 목재 표면에 처리가 되는 경우가 많으나, 외부 환경에 노출됨으로써 쉽게 젖어 부패되거나 벌레들에 의해 파손되곤 한다. 이러한 경우, 목재의 수명이 짧아지고 보수 유지비가 계속적으로 소요되는 문제가 발생하였다.

또한, 목재 상에 오일스테인 페인트를 도포할 때, 그 성분에 의하여 오일스테인 페인트가 목재 표면에서 완전히 건조되는데 긴 시간이 소요되어 작업의 생산성을 낮추는 원인이 되었다.

본 발명은 상술한 것과 같이 목재 상에 도포되는 오일스테인 페인트의 문제를 해소하고, 내구성이 유지되면서 작업 속도가 빨라질 수 있는 오일스테인 페인트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따르면 통상의 오일스테인 페인트에 쓰이지 않는 성분들을 추가하여 오일스테인 페인트가 도포된 자재의 물성을 증가시키기 위한 것이다.

특히, 야외 사용 목재의 경우 해충으로 인한 피해를 방지하는 것이 목재의 내구성을 증진시키는데 대단히 중요한데, 그 중 가장 피해가 크다고 알려진 해충은 흰개미이다. 최근 국내에서 방부처리재조차도 흰개미의 피해를 입은 경우가 뉴스로 보고되기도 하였으며, 야외 사용 목재류는 이러한 해충을 대비하는 것이 대단히 중요하다. 해충의 피해를 입게 된 목재는 내구성이 약해져서 사고의 원인이 되기도 한다.

이 외에도 야외에서 사용되는 건축용 목재는 까다로운 다양한 조건들을 충족시킬 필요가 있다.

본 발명에서 새로운 오일스테인 페인트의 조성을 제공함으로써 달성하고자 하는 목적은, 그를 이용한 오일페인트를 제공하고, 빠른 건조, 뒤틀림 억제, 방수, 광택효과, 방부 효과 및 항균 효과 향상 중 둘 이상의 성능이 향상된 오일스테인 페인트가 도포된 자재, 특히 목재를 제공하기 위함이다.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측에 따르는 빠른 건조, 뒤틀림 억제 및 투습 방지 특성을 모두 가지는 항균 오일스테인 페인트용 조성물은, 디메틸 카보네이트 35중량% 내지 43중량%; 수소탈황화된 나프타 15중량% 내지 22중량%; 산화된 아마인유(LINSEED OIL) 12 중량% 내지 18중량%; 대두유 지방산 1중량% 내지 5중량%; 프탈 무수물(Phthalic anhydride) 1중량% 내지 5 중량%; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산 1중량% 내지 5중량%; 산화철 1중량% 내지 5 중량%; 구리 카보네이트 1중량% 내지 5 중량%; 칼슘 카보네이트 1 중량% 내지 5 중량%; 첨가제; 및 불가피하게 포함되는 불순물;을 포함하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 첨가제는, 2-하이드록시-4메톡시벤조페논, 글리세린, n-부틸알코올, 톨루엔, 지방산의 프로필렌 글리콜 에스터, 자일렌, IPBC, 퍼메트린, 솔벤트나프타, 초산부틸, 황색 산화철 및 카본블랙으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구리 카보네이트는 90 중량% 이상이 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 크기를 가지는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼슘 카보네이트는 80중량% 이상이 40 ㎛ 이하의 크기를 가지는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 오일스테인 페인트용 조성물은, 이소프로필 알코올 및 나트륨염 혼합물을 0.5 중량% 내지 3 중량% 더 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 오일스테인 페인트용 조성물은, TiO₂ 계 광촉매 및 TiO₂계 무광촉매 중 하나이상을 더 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 TiO₂계 광촉매는, 산화철 피복된 이산화티탄 입자 1 중량% 내지 3 중량%를 더 포함하고, 상기, TiO₂계 광촉매는 가시광 영역에서 광촉매 기능을 수행하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 오일스테인 페인트용 조성물은, 스타이렌 및 알키드계 수지 혼합물을 1 중량% 내지 5 중량% 더 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 오일스테인 페인트용 조성물을 이용하여 제조된 오일스테인 페인트가 표면에 도포 후 건조되어 코팅층을 형성한 목재가 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 새로운 성분의 오일스테인 페인트 조성물을 제공함으로써, 빠른 건조, 뒤틀림 억제, 투습 방지 특성을 제공할 수 있다. 이 외에도, 본 발명의 또 다른 실시예들에 따르면, 통상적인 오일스테인 페인트에 비해 향상된 방수 효과, 광택 효과, 우수한 침투성과 흡수량을 충족시키는 방부 효과 뿐 아니라 항균 효과까지 기대할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서 제안하는 오일스테인 페인트 조성을 통하여, 종래의 오일스테인이 도포된 목재의 열위한 내구성, 낮은 페인트 마름성 또는 야외 환경에 노출되어 해충의 공격을 받을 수 있는 특성등으로 인하여 작업 시간이 지연되고 수명이 짧아져 비용이 증가하는 문제들을 해소할 수 있다.

구체적으로 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 오일스테인 페인트 조성물은, 페인트로 제조되어 건축물 외부 구조의 일부를 이루는 목재의 표면에 도포될 수 있고, 이와 같은 목재는 데크, 다양한 목조 건축물 내외벽 뿐 아니라 종래 오일스테인 페인트가 도포된 목재가 이용되던 다양한 작업환경에 적용될 수 있다.

그 뿐만 아니라 오일스테인이 아닌 다른 소재의 페인트가 이용되던 작업환경까지 오일스테인 페인트가 적용될 수 있는 가능성을 확장할 수 있을 것이다.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 본 발명에서 제안하는 특유 조성에 따르는 오일스테인 페인트에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 항균 오일스테인 페인트용 조성물은, 디메틸 카보네이트 35 중량% 내지 43 중량%; 수소탈황화된 나프타 15 중량% 내지 22 중량%; 산화된 아마인유(LINSEED OIL) 12 중량% 내지 18 중량%; 대두유 지방산 1 중량% 내지 5 중량%; 프탈 무수물(Phthalic anhydride) 1 중량% 내지 5 중량%; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산 1 중량% 내지 5 중량%; 산화철 1 중량% 내지 7 중량%; 구리 카보네이트 1 중량% 내지 5 중량; 첨가제; 및 불가피하게 포함되는 불순물;을 포함하는 것이다.

본 발명의 항균 오일스테인 페인트용 조성물을 구성하는 성분들 중 일부 성분들은 다양한 오일스테인 페인트용 조성물에서 이미 포함되어 사용되고 있는 소재일 수 있다. 다만, 그러한 성분들 조차도 그 함량이 적절하게 제어될 경우, 함께 적절량 제어되어 포함되는 타 특수 성분들과 상호작용함으로써 본 발명의 오일스테인 페인트용 조성물 특유의 효과를 구현하는 필수적인 성분이 되는 것일 수 있다.

상기 디메틸 카보네이트는 용제로서 본 오일스테인 페인트용 조성물에서 가장 많은 함량을 차지하는 성분이다. 디메틸 카보네이트를 지나치게 많은 량 포함할 경우 저온에서 동결 현상이 발생하는 문제가 생길 수 있다.

수소탈황화(HDS)된 나프타는 가솔린 규제 등에 맞추어 황이 제거된 나프타를 의미한다. 유기 황 화합물 중 황의 양은 일반적으로 원유원에 따라 좌우되며, 이 때 유기 황 화합물은 오염물질로서 간주되어 황 성분을 제거할 필요가 있다. 본 발명에서 수소탈황화의 방법을 특별히 한정하지는 아니하나, 다양한 촉매적 수소화가공 방법을 사용하여 수소탈황화된 나프타를 확보할 수도 있다. 전형적인 나프타의 경우 전형적으로 황 화합물을 포함하는 것이 일반적이지만, 본 발명에서 쓰이는 나프타는 수소탈황화된 나프타에 한정한다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르는 오일스테인 페인트에서 수소탈황화된 나프타는 적게는 15 중량% 부터 많게는 22 중량% 포함될 수 있다.

본 발명의 오일스테일 페인트용 조성물은 지방산을 포함할 수 있다. 상기 지방산은 대두유계 지방산, 톨유계 지방산, 야자유계 지방산, 아마인유계 지방산, 피마자유계 지방산, 탈수 피마자유계 지방산, 해바라기 지방산 및 면실유 지방산으로 이루어진 군 중 선택될 수 있다. 상기 지방산은 위의 군 중 하나 또는 둘 이상의 혼합으로서 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면 상기 지방산은 산화된 아마인유 및 대두유 지방산을 15 중량% 내지 20 중량% 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 지방산은 산화된 아마인유 12 중량% 내지 18 중량% 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 대두유 지방산은 1 중량% 내지 5 중량% 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 오일스테인 페인트용 조성물은 다가산을 포함할 수 있다. 다가산으로서 지방족의 아디픽산, 방향족의 벤조익산, 이소프탈릭산, 테레프탈릭산, 프탈릭 무수물, 트리메틸릭 무수물 등을 이용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프탈릭 무수물은 1 중량% 내지 5 중량% 포함하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 산화철은 경화의 역할을 수행하는 것일 수 있고, 페인트의 색상에 영향을 주는 성분일 수 있다. 일반적인 산화철은 루타일 상을 포함하는 백색의 안료이다. 상기 산화철은 용매에 용해되면서 입자들 간 응결 정도를 조절하고 착색제로서 기능할 수 있다. 상기 산화철은 1 중량% 내지 7 중량% 포함될 수 있다. 상기 산화철의 중량이 1 중량% 미만일 경우 의도한 착색효과 또는 응결 방지의 기능이 적절하게 수행되지 않는 문제가 생길 수 있고, 7 중량% 초과의 경우 내냉열성이 저하되는 문제가 생길 수 있다. 상기 산화철은 일반적인 산화철 및 황색 산화철로 구분되어 두 종류 이상의 산화철이 포함될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 오일스테인 페인트용 조성물은 금속 화합물을 1 중량% 내지 5 중량% 포함하는 것일 수 있다. 상기 금속 화합물은 구리 카보네이트인 것일 수 있다.

상기 구리 카보네이트는 목재에 대한 방부 특성을 강화하는 역할을 수행할 수 있다. 목재에 대한 방부란 목재에 수분, 양분 등 목재부후균의 생육에 필요한 조건을 차단해 목재가 부후되는 것을 막아 사용연한을 연장시키는 것을 말한다. 방부처리를 하지 않은 목재에 비하여 방부처리를 한 목재는 사용기한을 3 ~ 8배까지 연장시킬 수 있다고 알려져 있다.

상기 금속 화합물은 오일계 담체에 직접 용해된 채로 포함되는 것이 좋으며, 이를 통해 처리된 목재의 팽윤을 유발하지 않을 수 있다. 상기 구리 카보네이트는 다양한 금속 화합물의 성분 중 안정적으로 오일계 담체 또는 용제에 분산 형성될 수 있는 물질이다. 특히 상기 구리 카보네이트는 방부 성분으로 포함되어 왔던 다양한 금속 화합물 성분들 중 특정 용제 조건 하에서 우수하게 분산되는 특징을 보임을 확인하고 본 발명의 오일스테인 페인트에 포함되었다. 상기 구리 카보네이트는 본 발명의 오일스테인 페인트에 이용되는 유기 용제 조건 하에서 균질하게 분산되고, 효과적으로 구리 이온을 방출함으로써 해충에 대한 피해를 방지하는데 유용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 첨가제는, 2-하이드록시-4메톡시벤조페논, 글리세린, n-부틸알코올, 톨루엔, 지방산의 프로필렌 글리콜 에스터, 자일렌, IPBC, 퍼메트린, 솔벤트나프타, 초산부틸, 황색 산화철 및 카본블랙으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구리 카보네이트는 90 중량% 이상이 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 크기를 가지는 것일 수 있다.

상술한 구리 카보네이트는 입자의 형태로서 포함될 수 있으며, 현실적으로 5 ㎛크기 이하로 형성하기에는 재료 제조 비용이 필연적으로 증가하게 된다.

또한, 구리 카보네이트는 오일스테인 페인트용 조성물에 포함되어 목재의 표층에 도포될 경우, 목재가 사용되는 동안 표면으로 침출될 가능성이 있다. 이와 같은 침출을 방지하고 균질한 분산 효과를 기대하기 위하여 구리 카보네이트는 적절한 크기의 입자로 포함되는 것이 중요하며, 이 때 구리 카보네이트 입자는 50 ㎛ 크기 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 본 발명의 오일스테인 페인트의 용제 조건하에서 반복 실험을 통하여 육안으로 확인되지 않는 정도의 침출범위를 확인하고 결정한 최적의 수치범위이다.

일 실시예에 따르면, 오일스테인 페인트용 조성물은, 칼슘 카보네이트를 1 중량% 내지 5 중량% 더 포함하는 것일 수 있다.

칼슘 카보네이트는 목재의 깨짐, 갈라짐, 뒤틀림 등의 형태변화를 방지하기 위하여 포함되는 충전제 성분이다. 일 예로서 칼슘 카보네이트는 다양한 상이한 형태, 예를 들어 초크 또는 칼사이트(calcite) 형태로 포함될 수도 있다. 상기 칼슘 카보네이트는 100 ㎛ 미만의 입자 크기로 포함되는 것이 바람직하며, 균질한 분산성을 확보하기 위하여 바람직하게는 80 ㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 50 ㎛ 미만의 입자 크기로 포함될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 오일스테인 페인트용 조성물은, 이소프로필 알코올 및 나트륨염 혼합물을 0.5 중량% 내지 3 중량% 더 포함하는 것일 수 있다.

상기 이소프로필 알코올은 칼슘 카보네이트의 용제 내 분산을 돕고, 페인트의 목재 표층 내 침투를 돕는 침투제의 용매 역할을 수행할 수 있다. 즉, 이소프로필 알코올을 용매로 하여 섞이게 되는 침투제를 소정 함량 포함하게 될 경우 오일스테인 페인트가 목재 표층에서 탈락되는 가능성이 크게 낮아질 수 있다. 상기 이소프로필 알코올은 적절한 함량으로 포함되는 것이 중요하며, 과도하게 포함될 경우 페인트 자체의 점도와 흐름성에 안좋은 영향을 미칠 수 있다.

이 때, 실질적으로 침투제의 역할을 수행하는 것은 나트륨염일 수 있다. 나트륨 염은 일 예로서, 에스터나트륨염일 수 있다. 상기 침투제 성분이 포함됨으로써 일반적인 페인트에 비해 목재 내 페인트가 침투되는 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 상기 침투제로서 나트륨염 외에 옥토시놀을 추가로 포함시킬 수 있다.

상기 이소프로필 알코올 및 나트륨염 혼합물의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우, 침투제로서 기대하는 효과를 구현하기 어렵고, 3 중량%를 초과할 경우 타 성분과의 관계에서 쉽게 혼합되지 못하거나 페인트의 점도, 흐름성 등에서 전체적으로 기대하는 제품의 물성이 충족되지 않아 바름성, 건조성 등에서 문제가 생길 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 오일스테인 페인트용 조성물은, TiO₂ 계 광촉매 및 TiO₂계 무광촉매 중 하나이상을 더 포함하는 것일 수 있다.

광촉매는 적절한 파장의 광이 조사될 때 일부 화학적 반응을 촉매할 수 있는 촉매로서 공지된 일부의 유해물질을 분해하는 효과가 있다. 특히, 공기 및 빛이 존재하는 경우, 산화적 공정은 광촉매 물질을 함유하는 표면에서 활성화되어 유기 및 무기 오염 물질 (예를 들어 미생물, 질소 산화물, 중축합물 방향족 생성물, 벤젠, 이산화황, 일산화탄소, 포름알데하이드, 아세트알데하이드, 메탄올, 에탄올, 벤젠, 에틸벤젠, 메틸벤젠, 일산화질소 및 디옥사이드)의 전환 및/또는 분해를 유발시킨다. 그와 같은 독성 물질은 광촉매의 광화학적 반응을 통하여 유해하지 않은 물질, 예컨대 질산나트륨 (NaNO₃), 황산칼슘(CaSO₄), 질산칼슘 (Ca(NO₃)₂) 및 탈산칼슘 (CaCO₃)으로 전환될 수 있다. 이 때, 전환된 상기 물질들은 빗물에 의해 또는 세척을 통해 세정된다. 광촉매는 일반적으로 금속 화합물로 구성되며, 본 발명에서는 가장 활성이 높고 가장 많이 사용되는 TiO₂계 광촉매를 포함할 수 있다.

무광촉매는, 광촉매와 함께, 유해물질인 VOCs, Nox, Sox 등과 세균 및 바이러스를 구성하는 활성 이온 등을 분해하는 역할을 수행할 수 있다.

상기 무광촉매는 졸-겔법으로 제조되어 오일스테인 페인트용 조성물에 혼합되는 것일 수 있다. 일 예로서, 상기 무광촉매는, 이소프로판올에 티타늄-(n)에톡시드와 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)을 첨가하여 형성한 이산화티타늄 졸(TiO₂ sol)을, 탈이온수에 Zn, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Cr, V, Zr, Mo, Ag, W, Pt, 및 Au로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 금속의 질산염(nitrate), 황산염(sulfate) 또는 염화염(chloride)을 용해시켜 만든 전이금속염 수용액에 부가하고 산 촉매 하에서 20~90℃, 1~6시간 반응시킴으로써 획득되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 TiO₂계 광촉매는, 산화철이 피복된 이산화티탄 입자로서 상기 오일스테인 페인트내 1 중량% 내지 3 중량%로 포함되는 것일 수 있다. 이 때 상기 TiO₂계 광촉매는 가시광 영역에서 광촉매 기능을 수행하는 것일 수 있다. 상기 산화철의 함량은 상기 이산화티탄 입자 대비 0.001 내지 3 중량% 인 것일 수 있다.

상기 산화철은 페로센이 열처리되어 형성된 것일 수 있다. 상기 열처리는, 유기금속산화물 중 하나인 페로센과 산소의 반응에 의해서 산화철로 전환하는 금속 산화물 증착을 위한 어닐링 공정일 수 있다.

상기 TiO₂계 광촉매는, 자외선 영역대에서만 활성화되어 상용화가 어렵던 종래의 광촉매의 문제점을 개선하여, 400 nm 이상의 가시광선 영역대라면 충분히 활성화되는 것이다. 본 발명에 적용되는 광촉매는 태양광을 받을 수 있는 실내외 환경에 설치되기만 하더라도 그 기능을 발휘할 수 있는 것이다. 또한, 상기 TiO₂계 광촉매는 표면에서 분해 대상의 흡착 및 분해시킬 수 있는 광촉매 반응성이 향상되어 다양한 습도 영역에서 광촉매 활성을 가지며, 30 % 이하의 습도의 건식 조건에서도 우수한 광촉매 활성을 나타낼 수 있다.

상기 TiO₂계 광촉매는, 비드, 분말, 로드, 와이어, 니들 및 섬유 형태로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 무기산화물의 크기는 1 nm 내지 500 ㎛인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 오일스테인 페인트용 조성물은, 스타이렌 우레탄 알키드계 수지 혼합물을 1 중량% 내지 5 중량% 더 포함하는 것일 수 있다.

상기 스타이렌 우레탄 알키드계 수지 혼합물 또한 VOCs를 저감하고, 유성인 오일스테인 페인트의 건조 속도를 향상시킬 수 있는 성분이다.

상기 스타이렌 우레탄 알키드계 수지 혼합물은 용제인 디메틸 카보네이트 및 산화된 아마인유와 초기에 함께 교반하며 혼합되는 것일 수 있다. 스타이렌 우레탄 알키드계 수지 혼합물은 빠른 건조로 작업성이 용이하고, 유성 페인트의 물성을 향상시키는 장점이 있다. 스타이렌 우레탄 알키드계 수지 혼합물은 5 중량% 이상 포함될 경우 그 포함의 효과가 포화되고, 페인트의 가격이 높아져 경제성에 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 오일스테인 페인트용 조성물을 이용하여 제조된 오일스테인 페인트가 표면에 도포 후 건조되어 코팅층을 형성한 목재가 제공될 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

오일스테인 페인트용 조성물을 이용한 오일스테인 페인트의 제조 및 특성 평가

실시예로서, 본 발명의 실시예로서 제공하는 상술한 조성에 의거하여 디메틸 카보네이트, 산화된 아마인유, 대두유 지방산 및 및 수소탈황화된 나프타 혼합물에 프탈릭 무수물과 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산 및 루타일 상의 산화철을 혼합하고, 그 외 첨가제를 투입하였다.

이 후 구리 카보네이트 입자를 볼밀기를 통하여 평균 30㎛ 크기를 가지는 입자로 분쇄하고 전체 중량 대비 3 중량%가 되도록 혼합하여 본 발명의 실시예에 따르는 오일스테인 페인트를 제조하였다. 이후 1주일간 방치하여 구리 카보네이트의 응집 또는 분산도를 확인하였으나 응집되는 특성은 나타나지 않았다. 이렇게 제조된 오일스테인 페인트용 조성물을 이용하여 페인트를 제조하고 준비된 목재의 표면에 붓을 통하여 3차례 도포하고 외부의 습한 숲속 환경에 3달간 노출시켜 방부 특성을 확인하였다.

두 번째 실시예로서, 용제에 스타이렌 우레탄 알키드계 수지 혼합물을 전체 오일스테인 페인트용 조성물 대비 3 중량%가 되도록 포함한 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 조건으로 오일스테인 페인트를 제조하였다.

세 번째 실시예로서, 구리 카보네이트를 혼합하는 단계에서 칼슘 카보네이트를 전체 오일스테인 페인트용 조성물 대비 3중량%가 되도록 포함한 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 조건으로 오일스테인 페인트를 제조하였다.

비교예로서, 구리 카보네이트를 포함하지 않는 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 조성의 오일스테인 페인트용 조성물을 제조하여 목재 표면에 동일한 공정을 통하여 도포하고 동일한 환경에서 비교하였다.

첫 번째 실시예의 구리 카보네이트를 포함하여 제조한 오일스테인 페인트가 도포된 목재의 경우 해충의 침투가 확연히 적게 나타남을 확인하였고, 구리 카보네이트가 응집되어 목재 표면에서 탈루되거나 하는 문제가 없음을 확인하였다.

두 번째 실시예의 스타이렌 우레탄 알키드계 수지 혼합물을 포함하여 제조한 경우 실시예 1에 비해서 건조시간이 10% 이상 단축되는 것을 확인하였다. 건조시간은 페인트가 도포된 목재에 종이로 닦았을 때 색이 묻어나오는지 여부를 통하여 확인하였다.

세 번째 실시예의 칼슘 카보네이트를 혼합한 경우에는 실시예 1에 비해서도 목재 표면의 투습으로 인한 팽윤 현상이 눈에 띄게 줄어든 것을 확인할 수 있었다.

반면, 비교예의 경우 오일스테인 페인트가 해충의 공격을 받아 표면이 상당부분 부식되려는 모양을 보였으며, 건조시간 또한 두 번째 실시예에 비해 상대적으로 긴 특징을 보였다. 또한 목재 표면이 습한 외부 환경에 노출되어 팽윤되었고 페인트의 일부가 긁어내면 쉽게 탈루되는 것을 확인하였다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (9)

1. 디메틸 카보네이트 35 중량% 내지 43 중량%;
   수소탈황화된 나프타 15 중량% 내지 22 중량%;
   산화된 아마인유(LINSEED OIL) 12 중량% 내지 18 중량%;
   대두유 지방산 1 중량% 내지 5 중량%;
   프탈릭 무수물(Phthalic anhydride) 1 중량% 내지 5 중량%;
   프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산 1 중량% 내지 5 중량%;
   산화철 1 중량% 내지 7 중량%; 및
   구리 카보네이트 1 중량% 내지 5 중량%;
   첨가제; 및 불가피하게 포함되는 불순물;을 포함하는,
   빠른 건조, 뒤틀림 억제 및 투습 방지 특성을 모두 가지는 항균 오일스테인 페인트용 조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 첨가제는, 2-하이드록시-4메톡시벤조페논, 글리세린, n-부틸알코올, 톨루엔, 지방산의 프로필렌 글리콜 에스터, 자일렌, IPBC, 퍼메트린, 솔벤트나프타, 초산부틸, 황색 산화철 및 카본블랙으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인,
   빠른 건조, 뒤틀림 억제 및 투습 방지 특성을 모두 가지는 항균 오일스테인 페인트용 조성물.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 구리 카보네이트는 90 중량% 이상이 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 크기를 가지는 것인,
   빠른 건조, 뒤틀림 억제 및 투습 방지 특성을 모두 가지는 항균 오일스테인 페인트용 조성물.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 오일스테인 페인트용 조성물은, 칼슘 카보네이트 1 중량% 내지 5 중량%를 더 포함하는 것이고,
   상기 칼슘 카보네이트는 80 중량% 이상이 40 ㎛ 이하의 크기를 가지는 것인,
   빠른 건조, 뒤틀림 억제 및 투습 방지 특성을 모두 가지는 항균 오일스테인 페인트용 조성물.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 오일스테인 페인트용 조성물은, 이소프로필 알코올 및 나트륨염 혼합물을 0.5 중량% 내지 3 중량% 더 포함하는 것인,
   빠른 건조, 뒤틀림 억제 및 투습 방지 특성을 모두 가지는 항균 오일스테인 페인트용 조성물.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 오일스테인 페인트용 조성물은, TiO₂ 계 광촉매 및 TiO₂계 무광촉매 중 하나이상을 더 포함하는 것인,
   빠른 건조, 뒤틀림 억제 및 투습 방지 특성을 모두 가지는 항균 오일스테인 페인트용 조성물.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 TiO₂계 광촉매는, 산화철이 피복된 이산화티탄 입자로서, 상기 오일스테인 페인트 내 1 중량% 내지 3 중량%로 더 포함되는 것이고,
   상기, TiO₂계 광촉매는 가시광 영역에서 광촉매 기능을 수행하는 것인,
   빠른 건조, 뒤틀림 억제 및 투습 방지 특성을 모두 가지는 항균 오일스테인 페인트용 조성물.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 오일스테인 페인트용 조성물은,
   스타이렌 및 알키드계 수지 혼합물을 1 중량% 내지 5 중량% 더 포함하는 것인,
   빠른 건조, 뒤틀림 억제 및 투습 방지 특성을 모두 가지는 항균 오일스테인 페인트용 조성물.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 오일스테인 페인트용 조성물을 이용하여 제조된 오일스테인 페인트가 표면에 도포 후 건조되어 코팅층을 형성한, 목재.