KR102334799B1 - 항균성 및 항바이러스성 목재 부착용 표면재 및 이를 이용한 가구용 판넬의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 목재의 표면에 부착되는 표면재 및 이를 이용한 가구용 판넬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가구용 치장판용 종이의 표면과 이면에 항균 및 항바이러스성 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 표면재 및 이를 이용한 가구용 판넬에 관한 것이다.

Description

항균성 및 항바이러스성 목재 부착용 표면재 및 이를 이용한 가구용 판넬의 제조방법{Antibacterial and antiviral surface material for attaching wood and manufacturing method for furniture panel using the same}
본 발명은 목재의 표면에 부착되는 표면재 및 이를 이용한 가구용 판넬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가구용 치장판용 종이의 표면과 이면에 항균 및 항바이러스성 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 표면재 및 이를 이용한 가구용 판넬에 관한 것이다.
근래에 메르스(MERS), 신종플루 등의 바이러스성 질병이나 세균류나 박테리아 등에 의한 세균성 질병이 발생하였던 사례가 있으며, 특히, 최근에는 코로나 19 바이러스가 범세계적으로 창궐하여 막대한 인명의 손실과 경제의 위축을 가져오고 있는 실정이다.
따라서, 전사회적인 모든 분야에서의 항균 및 항바이러스성 방역이 수행되고 있는 바, 집안 실내나 사무실 등의 공간에 거치되는 가구의 경우 사용자의 손이 자주 닿게 되는 가구의 표면 부분을 철저하게 방역할 필요성이 있다.
그러나, 종래에는 가구류 등을 방역하기 위해서는 단순히 방역제를 가구의 표면상에 살포하는 방식으로 방역을 수행하는 것 이외에는 별도의 방역수단이 없다는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 본 발명은, 가구류에 사용되는 목재의 표면상에 부착되어 항균 및 항바이러스 효과를 발현할 수 있는 목재 부착용 표면재 및 이를 이용한 가구용 판넬의 제조방법을 제공한다.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 항균성 및 항바이러스성 목재 부착용 표면재는, 종이 및 상기 종이의 표면과 이면에 형성된 항균 및 항바이러스성 코팅층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 항균 및 항바이러스성 조성물은, 열경화성혼합수지 92-94중량%와, 항균 및 항바이러스제 5-10중량% 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열경화성수지는 멜라민 수지(melamine resin)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 항균 및 항바이러스제는, 정제수95-98중량%, 은이온물질 0.5-1중량%, 암모니아 0.5-1 중량%, 에탄올 0.5-2.5중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가진 본 발명의 항균성 및 항바이러스성 목재 부착용 표면재 및 이를 이용한 가구용 판넬의 제조방법은, 가구를 이루는 목재의 표면에 직접 부착되어 가구 자체가 항균 및 항바이러스 효과를 발현함으로써 보다 위생적인 생활 환경을 구축할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 표면재를 이용하는 가구용 판넬의 모식도,
도 2 는 본 발명의 표면재를 이용하는 가구용 판넬의 제조방법의 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 항균성 및 항바이러스성 목재 부착용 표면재 및 이를 이용한 가구용 판넬의 제조방법의 구성을 상세하게 설명한다.
단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.
또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 항균성 및 항바이러스성 목재 부착용 표면재는, 열경화성수지와 세균 및 바이러스의 비활성 기능제를 이용하여 제조되는 표면재로서, 가구류에 이용되는 목재의 표면에 부착되어 해당 목재가 항균성과 항바이러스성을 보유하도록 하는 표면재이다.
이러한 본 발명의 표면재는 사람의 손에 존재하는 수분, 유분, 각종 무기질등의 다양한 병원성 성분이 가구를 메게로 전염되는 것을 방지함으로써, 가정이나 사무실에 거치된 가구에 원천적으로 항균 및 항바이러스 기능을 가지도록 할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 표면재를 이용하는 가구용 판넬의 모식도로서, 도면을 참조하면, 본 발명의 표면재(10)는 가구용 목재판(20)의 상측으로 부착되는 부재로서, 항균성 및 항바이러스성 기능을 가지도록 형성된다.
상기 표면재(10)는 가구류의 표면재로 이용되는 치장판용 종이(11)를 용융상태의 항균 및 항바이러스성 조성물에 함침시켜 종이(11)의 표면과 이면에 항균 및 항바이러스성 코팅층(12)을 형성한 부재이다.
상기 항균 및 항바이러스성 조성물은, 가구 표면의 물질적 및 화학적 표면 물성이 우수한 열경화성혼합수지 92-94중량%와, 항균 및 항바이러스제 5-10중량% 를 포함하는 조성물이다.
이때, 상기 열경화성혼합수지는 열경화성수지 40-42중량%, 포름알데히드 40-50중량%, 계면활성제 2-5중량% 및 이형제 3-5중량%를 포함한다.
본 발명의 실시예는, 상기 열경화성수지로서 멜라민 수지(melamine resin)를 이용하며, 이러한 멜라민 수지를 이용하여 제조된 본 발명의 표면재(10)는 광화학적 및 기계적 저항이 양호하고, 표면강도가 우수하며, 비교적 가격이 저렴하면서도 색상과 디자인을 다양하게 형성할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예의 항균 및 항바이러스제는 은이온물질을 정제수와 혼합하여 수계 분산(aqueous dispersion)시킨후 건조시켜 제조되는 고분자 합성물로서, 구체적으로, 정제수95-98중량%, 은이온물질 0.5-1중량%, 암모니아 0.5-1 중량%, 에탄올 0.5-2.5중량%를 포함하여 구성된다.
상기 은이온(silver ion)물질은 항균, 살균, 방취 기능이 우수한 특징을 가지고 있어 본 발명의 항균 및 항바이러스제에 적합하며, 상기의 은이온 물질의 일례로서, 통상의 은-제올라이트(Silver-zeolite)를 들 수 있다.
상기 은-제올라이트는, 제올라이트(zeolite)의 나트륨(Na) 이온 부분을 이온 교환 방식을 통하여 은 이온으로 치환시켜 제조되는 물질로서, 은이온으로 치환되기전의 제올라이트와 비교하여 은-제올라이트가 우수한 항균효과를 가지고 있는 것으로 보고되고 있다.
이때, 본 발명은 상기 항균 및 항바이러스제로서, HCoV-229E 바이러스 비활성화제로서 시판중인 상품명 ARCHROMA antiviral activity-11-15 (일명 'AA-1115'로 표기, 제조국: 대한민국, 제조사: ARCHRO KOREA)를 사용할 수 있다.
또한, 상기 치장판용 종이(11)는 단색 색상지 또는 추상의 무늬지를 이용한다.
또한, 상기 코팅층(12)은 상기 치장판용 종이(11)의 자체 중량의 50-60중량%의 해당하는 중량을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 표면재(10)를 목재판(20)의 표면(21)에 적층시킨 상태에서 저압프레스(미도시)를 이용하여 압력 18kgf/㎠ - 40kgf/㎠) 범위하에서 온도 섭씨 140~180℃ 조건에서 표면재(10)를 목재판(20)의 표면(21)에 부착시켜 제조한다.
이와 같은 본 발명의 표면재(10)는 저압프레스 방식이므로 접착제를 사용하지 않아서 고밀착성이며 친환경적이다.
또한, 상기 목재(20)는 가구용으로 이용되는 파티컬 보드, 고밀도섬유보드(MDF), 베니어 합판 등의 통상의 목재류를 사용한다.
한편, 본 발명의 표면재(10)를 목재(10)에 부착시킬 때 상기 표면재(10)의 상측으로 표면연출용 경면판(30)을 부착시킬 수도 있다.
상기 경면판(30)은 스테인레스스틸판에 크롬도금을 한 고강도 평판으로서, 양각과 음각, 광도 차이를 이용하여 그라비아 인쇄된 모양지에 입체감을 더해줄 수 있도록 연출하는 특수 목적의 판이며, 나무의 질감, 패브릭, 가죽, 돌 등의 미감을 연출할 수 있다.
다음으로, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 표면재(10)를 이용하여 가구용 판넬을 제조하는 방법을 도 2 의 순서도를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 일정한 길이로 재단된 단색 색상지 또는 추상의 무늬지의 치장판용 종이(11)를 준비한다(S1).
다음으로, 열경화성혼합수지 92-94중량%와, 항균 및 항바이러스제 5-10중량% 를 포함하는 항균 및 항바이러스 조성물을 제조한다(S2).
이때, 상기 열경화성혼합수지는 열경화성수지 40-42중량%, 포름알데히드 40-50중량%, 계면활성제 2-5중량% 및 이형제 3-5중량%를 포함하는 혼합수지이다.
또한, 본 발명의 실시예의 항균 및 항바이러스제는 은이온물질을 정제수와 혼합시켜 이루어진 고분자 합성물로서, 구체적으로, 정제수95-98중량%, 은이온물질 0.5-1중량%, 암모니아 0.5-1 중량%, 에탄올 0.5-2.5중량%를 포함한다.
이어서, 상기 종이(11)를 상기 항균 및 항바이러스성 조성물에 함침하고 건조시켜 종이(11)에 항균 및 항바이러스성 조성물이 코팅층(12)이 형성된 표면재(10)를 생성한다(S3).
그리고, 상기와 같이 이루어진 표면재(10)를 목재판(20)의 표면(21)에 적층시킨 상태에서 저압프레스에 의하여 압력 18kgf/㎠ - 40kgf/㎠) 및 온도 섭씨 140~180℃ 조건으로 열과 압력을 가하면서 표면재(10)를 목재판(20)의 표면(21)에 대략 15초-30초 정도 열가압 성형하여(S4), 표면재(10)가 목재판(20)의 표면(21)에 공고하게 부착시킨다.
상기와 같이 제조되는 본 발명의 표면재(10)를 부착시킨 목재판(20)은, 저압을 이용하는 LPM (Low Pressure Melamine Laminate Sheet, 저압 멜라민 라메네이트 시트)의 제조방법을 채용한 것으로서이나, 고압을 이용하는 HPM (High Pressure Melamine Laminate Sheet) 방식으로 제조될 수도 있다.
이때, 상기 온도가 140℃ 미만에서 15초 미만으로 가압할 경우 표면재(10)의 경화가 충분하지 못하여 접착력이 저하되는 문제점이 발생하며, 180℃를 초과한 온도에서 30초를 초과하여 가압할 경우 표면재(10)가 고온에서 장시간 노출되어 변형이 초래될 수 있으므로 상술한 온도 섭씨 140-180 도로서 대략 15 초-30초 정도 열가압 성형하는 것이 바람직하다.
또한, 압력은 18kgf/㎠ 내지 40kgf/㎠로 가압하게 되는데 18kgf/㎠ 미만일 경우 압력이 약하여 표면재(10)의 박리현상이 발생할 수 있으며, 40kgf/㎠를 초과하여 가압하는 경우 표면재(10)가 파열되거나, 표면재(10)의 코팅층(12)이 용해되면서 접착력을 저하시킬 우려가 있다.
이후, 상기와 같이 열가압성형이 종료되어 표면재(10)가 부착된 상태의 목재판(20)을 상온에서 대략 1-2시간 동안 소정 시간 냉각시켜(S5), 본 발명의 항균 및 항바이러스성 표면재가 부착된 판넬의 제조를 완료한다.
그리고, 상기 열가압성형단계(S4)에서 상기 표면재(10)의 상측으로 전술한 표면연출용 경면판(30)을 위치시킨 상태에서 열가압성형하여 판넬 표면에 특수한 미감을 연출할 수도 있다.
한편, 상기와 같이 이루어지는 본 발명의 표면재(10)의 항균성의 시험결과를 실시하였다. 시험기관은 중국에 소재한 GUANGDONG DETECTION CENTER OF MICROBIOLOGY 이고, 해당 기관의 보고서 No. 2020FM32777R01E 에 기초하며, 해당 보고서에 따른 본 발명의 표면재(10)의 항균성 시험결과는 표 1 과 같다.
시험균 접종직후 처리되지 않은
시험표본에서 덮힌 생존가능한 박테리아수의
공통 로그평균
(cfu/cm2)		 24 시간후
처리되지않은
시험표본에서
덮힌 생존가능한
박테리아수의
공통로그평균
(cfu/cm2）		 24 시간후 처리된
시험표본에서
회수된 생존가능한박테리아수의
공통로그평균		 항균활성값 항균 활성율
(%)
대장균ATCC 8739 2.1 x 104 7.1 x 105 < 0.62 >6.1 > 99.9
황색포도상구균ATCC 6538P 2.4 x 104 2.0 x 104 < 0.62 >4.5 > 99.9
* 시험방법: ISO 21702:2019
상기 표 1 에 의하면, 본 발명의 표면재(10)의 항균성을 시험한 결과 대장균(ATCC 8739)에 대한 항균활성율이 99.9 % 이상이고, 황색포도상구균(ATCC 6538P)에 대한 항균활성율이 99.9 % 이상으로서, 해당 균에 대하여 각각 99.9% 이상의 항균성을 가지는 것으로 시험되었다.
또한, 상기와 같이 이루어지는 본 발명의 표면재(10)의 항바이러스성의 시험결과를 실시하였다. 시험기관은 중국에 소재한 GUANGDONG DETECTION CENTER OF MICROBIOLOGY 이고, 해당 기관의 보고서 No. 2020FM32778R01E 에 기초하며, 본 발명의 표면재(10)의 항바이러스성 시험결과는 표 2 와 같다.
바이러스 및 숙주 번호 기준검체접종직후의감염성 역가값 기준표본과24 시간접촉후감염성 역가값 시험편과24 시간접촉후감염성역가값
인간코로나바이러스 1 5.90 4.80 < 1.50
(HCoV-229E) 2 6.00 4.75 < 1.50
숙주세포: Vero 3 6.00 4.75 < 1.50
감염성역가값lgTCID50 / mL의평균로그 5.97 4.77 < 1.50
감염성역가값lgTCID50 / cm2의평균로그 5.77 4.57 < 1.30
평균감염성역가값TCID50 / cm2 5.82 x 105 3.66 x 104 < 19.80
항바이러스활성값 > 3.27
항바이러스활성율(%) > 99.95
* 시험방법: ISO21702: 2019
상기 표 2 에 의하면, 본 발명의 표면재(10)의 항바이러스성을 시험한 결과 항바이러스활성율이 99.95 % 이상으로서, 99.95% 이상의 항바이러스성을 가지는 것으로 시험되었다.
따라서, 상술한 바와 같은 항균성 및 항바이러스성을 가진 본 발명의 표면재(10)는 목재의 표면에 직접 부착되어 항균 및 항바이러스 효과를 발현하게 됨을 수득하게 되었다.
10; 표면재
11; 종이
12; 코팅층
20; 목재판
21; 표면
30; 경면판

Claims (11)

  1. 가구용 표면재에 있어서,
    종이(11);
    상기 종이(11)를 항균 및 항바이러스성 조성물에 함침시켜 형성된 항균 및 항바이러스성 코팅층(12); 을 포함하고,
    상기 항균 및 항바이러스성 조성물은,
    열경화성혼합수지 92-94중량%와, 항균 및 항바이러스제 6-8 중량% 를 포함하고,
    상기 항균 및 항바이러스제는,
    정제수96-98중량%, 은이온물질 0.5-1중량%, 암모니아 0.5-1 중량%, 에탄올 0.5-2.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면재.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열경화성혼합수지는 멜라민 수지(melamine resin)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면재.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 3 항의 표면재를 목재(20)에 부착시킨 가구용 판넬.
  6. 표면재를 이용하는 가구용 판넬의 제조방법에 있어서,
    일정한 길이로 재단된 종이(11)를 준비하는 단계(S1);
    열경화성혼합수지 92-94중량%와, 항균 및 항바이러스제 6-8 중량% 으로 이루어진 항균 및 항바이러스 조성물을 제조하는 단계(S2);
    상기 종이(11)를 상기 항균 및 항바이러스성 조성물에 함침하고 건조시켜 종이(11)에 항균 및 항바이러스성 조성물의 코팅층(12)이 형성된 표면재(10)를 생성하는 단계(S3);
    상기 표면재(10)를 목재판(20)의 표면(21)에 적층시킨 상태에서 저압프레스에 의하여 열과 압력을 가하면서 표면재(10)를 목재판(20)의 표면(21)에 열가압 성형하는 단계(S4);
    상기 열가압성형이 종료되어 표면재(10)가 부착된 상태의 목재판(20)을 상온에서 냉각시키는 단계(S5); 를 포함하여 구성되고,
    상기 항균 및 항바이러스제는,
    정제수96-98중량%, 은이온물질 0.5-1중량%, 암모니아 0.5-1 중량%, 에탄올 0.5-2.5중량% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가구용 판넬의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 열경화성혼합수지는,
    열경화성수지 40-42중량%, 포름알데히드 40-50중량%, 계면활성제 2-5중량% 및 이형제 3-5중량%를 포함하는 구성을 특징으로 하는 가구용 판넬의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 열경화성수지는 멜라민 수지(melamine resin)인 것을 특징으로 하는 가구용 판넬의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 열가압 성형하는 단계(S4)는 압력 18kgf/㎠ - 40kgf/㎠) 및 온도 섭씨 140~180℃ 조건으로 수행되는 것을 특징으로 하는 가구용 판넬의 제조방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 열가압성형단계(S4)에서 상기 표면재(10)의 상측으로 전술한 표면연출용 경면판(30)을 위치시킨 상태에서 열가압성형하여 판넬 표면에 특수한 미감을 연출하는 구성을 특징으로 하는 가구용 판넬의 제조방법.
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