KR102305804B1 - 가구용 저압 라미네이트 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항균성능이 우수하고, 항균성의 지속성이 좋은 저압 라미네이트 패널과 이의 제조 방법에 관한 것으로, 원지의 일측면을 요소 수지에 함침한 후 건조시켜 요소 함침지를 제조하는 단계, 멜라민 수지, 가소제, 이형제, 경화제, 및 무기 항균제를 포함하는 2차 함침 조성물에 상기 요소 함침지의 양측면을 함침한 후 건조시켜 LPM 함침지를 제조하는 단계 및 상기 LPM 함침지를 파티컬 보드(PB) 혹은 중밀도 섬유판(MDF)의 표면의 적층한 후 가압 성형하는 가압성형 단계를 포함하며, 상기 가압성형 단계는 20 kgf/cm2 내지 25 kgf/cm2의 압력을 가하여 150 ~ 250℃에서 수행되고, 상기 무기 항균제는 상기 멜라민 수지 중량의 0.13% 내지 0.17% 인 것을 특징으로 한다.

Description

가구용 저압 라미네이트 패널 및 이의 제조 방법 {Low-pressure Laminate Panel for Furniture and Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 항균성 저압 라미네이트 패널과 이의 제조 방법에 관한 것이다.
멜라민 수지는 경화되면 무색투명한 피막을 형성하므로 마루판, 가구부재 제조시의 화장단판의 접착, 저압멜라민 (LPM, low-pressure melamine) 또는 저압 라미네이트 (LPL, low pressure laminate), 고압멜라민 (HPM, high pressure melamine) 또는 고압 라미네이트 (HPL, high pressure laminate) 등과 같은 오버레이(overlay)지, 모양지 또는 후면지의 제조 시에 많이 이용되고 있다.
멜라민 수지가 경화되어 형성된 피막 또는 코팅은 내수성, 내열성, 내약품성을 지니며, 그 자체로 무색 투명하고 광택이 풍부하고 단단하므로, 마루판, 지붕판, 내벽재료, 가구재 등에 많이 이용되고 있다.
LPL(Low Pressure Laminate)은 파티클 보드(PB, Particle Board) 혹은 중밀도 섬유판(MDF, Medium-density fiberboard) 같은 판재에 자연무늬 혹은 인공무늬가 인쇄된 종이나 섬유질의 기재에 멜라민, 페놀 수지를 함침시킨 함침지를 저압 환경에서 압착시킨 판재를 의미한다.
한편, 최근 항균, 친환경 및 새집증후군에 대한 소비자의 관심이 커져가고 있는 가운데, 친환경적인 소재 및 가공법의 개발과 유해물질을 저감시키기 위한 표면처리에 대한 연구가 진행되기 시작하였다. 이러한 예로, LPL은 사무용 가구, 주방 가구, 식탁 등에 널리 적용되고 있다. 이에 식품과 접촉하며 박테리아, 곰팡이 및 기타 미생물의 번식이 쉽게 이루어짐에 따라, 항균 작용을 하는 저압 라미네이트 패널에 대한 개발이 시도되고 있다.
가구용 마감재로 사용되는 은 시트지에 멜라민 수지를 함침시켜 만든 마감재로서, LPM은 기재층과 모양지를 합지한 후 프레스(press) 기계를 이용하여 열압착한다.
예를 들어, 유기 화합물 트리클로산은 오래 지속되는 항균 특성을 가지나, 시간이 지남에 따라 트리클로산이 기질 표면에서 노출되고, 이는 피부 자극을 유발하는 것으로 알려져 있으며, 트리클로산이 열과 반응할 경우, 다이옥신을 생성하는 문제점이 존재한다.
대한민국 등록특허공보 제0443057호 (등록일 : 2004.07.23) 대한민국 공개특허공보 제2006-0017252호 (공개일 : 2006.02.23)
바닥재, 가구재 등으로 사용되는 목재들은 최초 설치 이후, 오랜 기간 동안 사용이 되는 점과, 교체가 용이하지 않은 문제점이 있어, 종래의 항균제에 비해 오랜 기간동안 항균 성능이 지속되어야 할 필요성이 있다. 본 발명은 이러한 문제들을 개선하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 저압 라미네이트 패널 제조 방법은, 원지의 일측면을 요소 수지에 함침한 후 건조시켜 요소 함침지를 제조하는 요소 함침지 제조 단계, 멜라민 수지, 가소제, 이형제, 경화제, 및 무기 항균제를 포함하는 2차 함침 조성물에 상기 요소 함침지의 양측면을 함침한 후 건조시켜 LPM 함침지를 제조하는 LPM 함침지 제조 단계, 상기 LPM 함침지를 파티컬 보드(PB) 혹은 중밀도 섬유판(MDF)의 표면의 적층한 후 가압 성형하는 가압성형 단계; 및 규격에 따라 절단하고, 표면을 연마하는 후처리 단계;를 포함하며, 상기 가압성형 단계는 20 kgf/cm2 내지 25 kgf/cm2의 압력을 가하여 150 ~ 250℃에서 수행되고, 상기 무기 항균제는 상기 멜라민 수지 중량의 0.13% 내지 0.17% 인 것을 특징으로 한다.
상기 무기 항균제는 산화 은, 산화 규소, 산화 붕소, 및 산화 나트륨을 혼합하여 700℃ 내지 1300℃의 온도로 용융한 후 건조하여 분쇄시킨 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
분쇄된 상기 무기 항균제의 평균 입자직경은 5 ㎛ 내지 10 ㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 LPM 함침지의 상기 멜라민 수지 함량과 상기 요소 수지 함량의 비율은 7:3인 것을 특징으로 한다.
상기 멜라민 수지는 고형분 중량비가 50%이며, 상기 요소 수지는 고형분 중량비가 40% 내지 45%인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 본 발명의 제조 방법으로 제조되는 가구용 저압 라미네이트 패널을 제공함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 저압 라미네이트 패널 제조 방법에 의해 제조된 저압 라미네이트 패널은 우수한 항균성 및 항균 지속성을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 저압 라미네이트 패널의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시예에 기초하여 설명하도록 하며, 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.
본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조, 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.
따라서 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
저압 멜라민 함침지(LPM, Low Pressure Melamine impregnated paper) 혹은 저압 라미네이트 패널(LPL, Low-Pressure laminated panel)은 목재나 철재에 비해 내구성 등의 물성(物性)이 뛰어나 가구 표면재 및 인테리어 표면 마감재로 가장 많이 사용된다. LPM은 내구성을 부여하기 위해 함침용 원지(종이)에 멜라민 수지를 침투하고 배어들게 하는 함침 과정을 거쳐 표면재용으로 만들어낸다. 접착제 없이 열압만으로 성형 접착할 수 있게 만든 표면 마감재로 표현력과 자연감이 뛰어나며 강한 내마모성, 내스크래치성, 내열수성, 내화학성 등이 우수한 친환경 표면 마감재다. 타 표면재 대비 가격 경쟁력이 높아 일반 가구와 부엌, 사무용, 붙박이장, 목창호, 마루 등에서 대부분 사용하고 있으며 아파트 내장 표면 마감재로도 사용된다. 이하에서는 본 발명의 저압 라미네이트 패널의 제조 공정에 대해 순서대로 설명하도록 한다.
요소 함침지 제조 단계 (S100)
요소 함침지 제조 단계는 원지의 일측면을 요소 수지에 함침한 후 건조시켜 요소 함침지를 제조하는 단계이다.
함침은 가스 상태나 액체로 된 물질을 물체 안에 침투시키는 것으로, 물체의 특성을 사용 목적에 따라 개선할 수 있다. 보다 구체적으로는, 모양지를 코팅제에 침투시킬 수 있으며, 또는 롤러를 이용하여 원지에 요소 수지를 함침할 수 있다.
상기 요소 수지는 요소와 포름알데히드의 반응에 의해 제조되는 열경화성 수지로, 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 일 예로 상기 요소 수지는 요소와 포름알데히드의 반응에 의해 제조된 중합체이거나, 일부 중합되어 중합도가 낮은 예비중합체(prepolymer)이거나 또는 단량체 조성물일 수 있으며, 구체적으로 상기 요소 수지는 요소 1 몰에 대해서 포름알데히드 1 내지 3몰을 반응시킨 것을 수 있다. 원지를 요소 수지에 함침 한 후, 별도의 건조과정이 있을 수 있다. 건조 과정은 적외선 램프, 열풍, 혹은 드라이 오븐 등을 이용하여 수행될 수 있다.
LPM 함침지 제조 단계 (S200)
LPM 함침지 제조 단계는 멜라민 수지, 가소제, 이형제, 경화제, 및 무기 항균제를 포함하는 2차 함침 조성물에 상기 요소 함침지의 양측면을 함침한 후 건조시켜 LPM 함침지를 제조하는 단계이다.
상기 멜라민 수지는 멜라민과 포름알데히드의 반응에 의해 제조되는 열경화성 수지로, 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 일 예로 상기 멜라민 수지는 멜라민과 포름알데히드의 반응에 의해 제조된 중합체이거나, 일부 중합되어 중합도가 낮은 예비중합체(prepolymer)이거나 또는 단량체 조성물일 수 있으며, 구체적으로 상기 멜라민 수지는 멜라민 1 몰에 대해서 포름알데히드 4 내지 6몰을 반응시킨 것을 수 있다.
상기 가소제 및 이형제는 실리콘 계열로서 보드의 표면으로부터 이물질의 탈락을 용이하게 하는 역할을 한다. 그리고 상기 경화제는 주로 멜라민수지의 경화시간을 단축시켜 프레스 작업 시 작업을 용이하게 하는 역할을 한다.
상기 무기 항균제는 산화 은(AgO2), 산화 규소(SiO2), 산화 붕소(B2O3), 및 산화 나트륨(Na2O)을 혼합하여 높은 온도에서 용융한 후, 냉각하여 분쇄함으로써 얻는다. 용융 과정 시 온도는 700℃ 내지 1300℃의 범위에서 이루어진다. 구체적으로, 수용성 유리 성분인 산화 규소, 산화 붕소 및 산화 나트륨을 혼합하여 가열한 후, 산화 은을 첨가하여 분산시키는 과정을 거친다.
상기 무기 항균제는 분말 형태의 기능성 소재로서, 비표면적이 크고, 우수한 항균성을 제공한다. 상기 무기 항균제는 산화 은(AgO2), 산화 규소(SiO2), 산화 붕소(B2O3), 및 산화 나트륨(Na2O)이 서로 결합된 상태의 복합체를 유효성분으로 한다. 이때, 산화 규소와 산화 붕소는 서로 공유결합된 산화 붕소화 규소 유리(borosilicate glass)일 수 있고, 산화 나트륨과 산화 은은 각각 이온결합적으로 결합된 복합체일 수 있다.
그리고 분쇄된 무기 항균제의 평균 입자직경은 5 ㎛ 내지 10 ㎛이다. 평균 입자직경을 10 ㎛ 보다 클 경우, 무기 항균제가 분산성이 낮아지는 문제가 있으며, 가공 후 코팅제의 표면이 거친 느낌이 날 수 있다. 반대로, 평균 입자직경을 5 ㎛ 보다 작을 경우, 항균 성능의 지속성이 크게 낮아지는 문제점이 존재한다.
무기 항균제는 상기 2차 함침 조성물 전체의 내지 0.17%으로 마련되며 중간값인 0.15%이 가장 바람직한 조성비이다. 무기 항균제의 중량이 전체 수지 중량의 0.17% 이상일 경우, 수지가 띄는 색이 점차 어두워지므로, 은 항균제가 포함된 수지를 목재에 코팅할 경우, 심미성이 떨어지는 문제점이 존재한다.
또한 본 발명의 무기 항균제, 그리고 이를 포함하는 수지 조성물은 미생물에 대하여 최소 발육 저지 농도(MIC, minimum inhibitory concentration)가 400μg/ml 내지 800 μg/ml 일 수 있다.
구체적으로 최소 발육 저지 농도는 대상 균에 따라 상이하다. 대장균(Escherichia Coil(EHEC), NRBC 3972), 황색포도상구균(St. aureus, NBRC 12732), 녹농균(Pseudomonas Aeruginosal, NRBC 12689), 메티실린내성황색포도상구균(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA, MRSAKB-1006), 간디다진균(Can. albicans, IFO-1060)은 400μg/ml 이며, 백선병(Ir. mentagrophytes, NBRC-6124), 흑피곰팡이( Cl. cladosporiodes, NBRC-6348)은 800μg/ml 이다.
가압성형 단계(S300)
파티컬 보드(PB) 혹은 중밀도 섬유판(MDF)의 표면에 상기 LPM 함침지를 적층한 후 가압 성형하는 단계이다. 이때, 인가하는 압력은 20 kgf/cm2 내지 25 kgf/cm2이며, 가압시 온도는 150 ~ 250℃ 범위이다. 이와 같은 온도 및 압력 범위에서 LPM 함침지가 가구재의 표면에 잘 접착되어 LPM 함침지와 가구재와 효과적으로 일체화될 수 있으며, 쉽게 박리되지 않으며, 2차 함침 조성물에 함침시켜 제조된 LPM 함침지를 가구재의 표면에 접착함에 따라 우수한 항균성 및 항균 지속성을 가질 수 있다.
후처리 단계(S400)
파티컬 보드 혹은 중밀도 섬유판(MDF)의 표면에 융착되지 못한 가장자리 영역의 LPM 함침지를 절삭하고, 파티컬 보드 혹은 중밀도 섬유판(MDF)의 표면을 연마하는 단계이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예, 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정, 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 원지의 일측면을 요소 수지에 함침한 후 건조시켜 요소 함침지를 제조하는 요소 함침지 제조 단계;
    멜라민 수지, 가소제, 이형제, 경화제, 및 무기 항균제를 포함하는 2차 함침 조성물에 상기 요소 함침지의 양측면을 함침한 후 건조시켜 LPM 함침지를 제조하는 LPM 함침지 제조 단계;
    상기 LPM 함침지를 파티컬 보드(PB) 혹은 중밀도 섬유판(MDF)의 표면의 적층한 후 가압 성형하는 가압성형 단계; 및
    규격에 따라 절단하고, 표면을 연마하는 후처리 단계;를 포함하며,
    상기 가압성형 단계는 20 kgf/cm2 내지 25 kgf/cm2의 압력을 가하여 150 ~ 250℃에서 수행되고,
    상기 무기 항균제는 상기 멜라민 수지 중량의 0.13% 내지 0.17% 이며,
    상기 LPM 함침지의 상기 멜라민 수지 함량과 상기 요소 수지 함량의 비율은 7:3인 것을 특징으로 하는 저압 라미네이트 패널 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 항균제는 산화 은, 산화 규소, 산화 붕소, 및 산화 나트륨을 혼합하여 700℃ 내지 1300℃의 온도로 용융한 후 건조하여 분쇄시킨 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 저압 라미네이트 패널 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    분쇄된 상기 무기 항균제의 평균 입자직경은 5 ㎛ 내지 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 저압 라미네이트 패널 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 멜라민 수지는 고형분 중량비가 50%이며, 상기 요소 수지는 고형분 중량비가 40% 내지 45%인 것을 특징으로 하는 저압 라미네이트 패널.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법으로 제조되는 가구용 저압 라미네이트 패널.
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