KR102383743B1 - 고탄력성 스펀지 가구의 마감처리 방법 및 이에 따라 마감처리된 친환경적인 스펀지 가구 - Google Patents

고탄력성 스펀지 가구의 마감처리 방법 및 이에 따라 마감처리된 친환경적인 스펀지 가구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고탄력성 스펀지 가구의 마감처리 방법 및 이에 따라 마감처리된 친환경적인 스펀지 가구에 관한 것으로, (S1) 스폰지 또는 폼 가구 표면에 잔존하는 이물질을 제거하는 단계; (S2) 상기에서 이물질이 제거된 스폰지 또는 폼 가구에 수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅 조성물을 스프레이 분사하여 코팅하는 단계; (S3) 상기에서 코팅 조성물이 코팅된 스폰지 또는 폼 가구를 30 내지 40℃에서 22 내지 26 시간 동안 건조하는 단계; (S4) 상기에서 건조된 스폰지 또는 폼 가구에 5-클로로-2-메틸-2h-이소티아졸-3-온 및 2-메틸-2h-이소티아졸-3-온의 3:1 중량비의 혼합물이 포함된 코팅 조성물을 스프레이 분사하여 코팅하는 단계; 및 (S5) 상기에서 코팅 조성물이 코팅된 스폰지 또는 폼 가구를 30 내지 40℃에서 22 내지 26 시간 동안 건조하는 단계를 포함하는 본 발명에 따라 마감처리된 친환경적인 스펀지 또는 폼 가구는 매끄러운 표면을 가지면서도 스폰지 또는 폼의 고탄력성 및 강도를 유지할 수 있다. 또한, 또한, 본 발명에 따른 친환경 소재로 구성된 코팅 조성물로 코팅된 스폰지 또는 폼 가구는 유해독소를 발생하지 않아 인체에 안전하여 특히 영유아용 가구로서 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

고탄력성 스펀지 가구의 마감처리 방법 및 이에 따라 마감처리된 친환경적인 스펀지 가구 {Finishing method of high elasticity sponge furniture and the eco-friendly sponge furniture finished therefrom}
본 발명은 고탄력성 스펀지 가구의 마감처리 방법 및 이에 따라 마감처리된 친환경적인 스펀지 가구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고탄력성 스펀지 가구의 표면을 폴리우레탄 수지 함유 코팅 조성물을 이용하여 1차 코팅하고, 5-클로로-2-메틸-2h-이소티아졸-3-온과 2-메틸-2h-이소티아졸-3-온의 혼합물을 이용하여 2차 코팅함으로써 매끄러운 표면을 가지면서 탄력성과 강도가 우수한 친환경적인 스펀지 가구를 마감처리하는 방법 및 이에 따라 마감처리된 친환경적인 스펀지 가구에 관한 것이다.
가구란 일반적으로 집안 살림에 쓰는 기구로서 주로 장롱, 책장, 탁자, 의자 따위와 같이 비교적 큰 제품을 이른다.
일반적으로 가구에 주로 사용되는 재료로는 목재, 플라스틱, 경금속, 강철, 대나무, 가죽과 천 등 다양한 재질이 이용되고 있다. 특히, 최근에는 플라스틱과 판유리, 스펀지 등도 많이 이용되고 있는 실정이다. 이러한 가구는 통상적으로 그 표면에 대하여 광택이라든가 문양 또는 다양한 색상 등 미관의 통해 심미감을 주기 위해 다양한 제조방법이 개발되어 산업 현장에 적용되고 있다.
이 때 단단한 기재를 베이스로 하는 가구에는 페인트 등으로 광택을 낼 수 있으나, 쿠션감이 있는 스펀지 또는 폼 가구의 경우에는 다수의 기공을 가지고 있어 코팅용 조성물을 도포하게 되면 기공이 있는 부분이 움푹 패이거나, 표면이 푹신하여 누르면 쏙 들어가는 현상으로 인해 코팅용 조성물이 깨지고 균열이 가는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 쿠션감이 있는 스폰지 또는 폼 가구는 페인트 코팅 대신 천, 가죽 등으로 마감하는 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나, 이러한 천, 가죽을 이용한 마감은 설계사, 재단사, 미싱사, 하리사, 목수 등의 실질적 경력이 많은 제조자 등이 필요할 뿐만 아니라 복잡한 과정이 요구되는 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 상기한 문제를 해결하면서 신축성과 내구성이 우수한 스펀지 또는 폼 가구를 제조하는 방법을 개발하기 위해 계속 연구를 진행하던 중 폴리우레탄 수지 함유 코팅 조성물을 이용하여 1차 코팅하고, 5-클로로-2-메틸-2h-이소티아졸-3-온과 2-메틸-2h-이소티아졸-3-온의 혼합물을 이용하여 2차 코팅함으로써 매끄러운 표면을 가지면서 탄력성과 강도가 우수한 친환경적인 스펀지 가구를 제조할 수 있다는 사실을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 고탄력성 스펀지 가구의 마감처리 방법을 제조하기 위한 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 방법에 따라 마감처리된 친환경적인 스폰지 가구를 제공하기 위한 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스폰지 또는 폼 가구의 마감처리 방법을 제공한다:
(S1) 스폰지 또는 폼 가구 표면에 잔존하는 이물질을 제거하는 단계;
(S2) 상기 단계 (S1)에서 이물질이 제거된 스폰지 또는 폼 가구에 수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅 조성물을 스프레이 분사하여 코팅하는 단계;
(S3) 상기 단계 (S2)에서 코팅 조성물이 코팅된 스폰지 또는 폼 가구를 30 내지 40℃에서 22 내지 26 시간 동안 건조하는 단계;
(S4) 상기 단계 (S3)에서 건조된 스폰지 또는 폼 가구에 5-클로로-2-메틸-2h-이소티아졸-3-온 및 2-메틸-2h-이소티아졸-3-온의 3:1 중량비의 혼합물이 포함된 코팅 조성물을 스프레이 분사하여 코팅하는 단계; 및
(S5) 상기 단계 (S4)에서 코팅 조성물이 코팅된 스폰지 또는 폼 가구를 30 내지 40℃에서 22 내지 26 시간 동안 건조하는 단계.
바람직하게, 상기 단계 (S2)에서 수용성 폴리우레탄 수지는 폴리에테르 폴리우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리카보네이트 폴리우레탄, 폴리에테르에스테르 폴리우레탄, 폴리에테르카보네이트 폴리우레탄, 폴리카프로락톤 폴리우레탄, 지방족 탄화수소 폴리우레탄 및 방향족 탄화수소 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단계 (S2)에서 코팅 조성물은 자외선 차단성 조성물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자외선 차단성 조성물은 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌계 아이오노머 0.1 내지 6 중량부 및 무기입자 0.01 내지 1 중량부를 혼합하여 용융혼련 분산시켜 컴파운드 펠렛 형태로 제조되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단계 (S4)에서 코팅 조성물은 난연제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 난연제로는 폴리브로모비페닐(PBBs), 폴리브롬화비페닐에테르(PBDEs), 테트라브로모비스페놀-A(TBBPA), 데카브로모디페닐옥사이드(DBDPO), 헥사브로모시클로도데칸(HBCD), 트리브로모페놀(TBP) 등과 같은 브롬계 난연제; 트리페닐포스페이트(TPP), 트리아릴포스페이트, 트리크레실포스페이트(TCP), 클로로에틸포스페이트, 할로겐함유축합 인산에스테르와 같은 인계 난연제; 또는 삼산화안티몬(Sb2O3), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgHCO3), 탈크와 같은 무기계 난연제가 있다.
바람직하게, 상기 스폰지 또는 폼 가구의 마감처리 방법은 상기 단계 (S5)에서 건조된 스폰지 또는 폼 가구에 살균 및 탈취용 코팅 조성물을 스프레이 분사한 다음 건조하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 살균 및 탈취용 코팅 조성물은 Ca(OH)2, CaCO3, SiO2, 및 P2O5를 포함할 수 있다.
상기한 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 상기 방법에 따라 마감처리된 친환경적인 스폰지 또는 폼 가구를 제공한다.
이와 같이, 본 발명에 따라 스폰지 또는 폼 가구를 마감처리함으로써 매끄러운 표면을 가지면서도 스폰지 또는 폼의 고탄력성 및 강도를 유지할 수 있다. 또한, 기존의 스폰지 또는 폼 가구를 천이나 가죽으로 재단함에 따라 요구되던 고도의 기술과 비용을 수반하지 않으면서도 누구든지 스폰지 또는 폼 가구를 원하는 디자인으로 용이하게 마감처리할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 친환경 소재로 구성된 코팅 조성물로 코팅된 스폰지 또는 폼 가구는 유해독소를 발생하지 않아 인체에 안전하여 특히 영유아용 가구로서 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따라 마감처리된 스폰지 성형체의 일례를 보여주는 것이다.
도 2는 본 발명에 따라 마감처리된 스폰지 성형체의 탄력성을 보여주는 것이다.
도 3은 본 발명에 따라 마감처리된 스폰지 폼 가구의 탄력성을 보여주는 것이다.
도 4의 본 발명에 따라 마감처리된 스폰지 폼 가구의 적용례를 보여주는 것이다.
이하 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스폰지(sponge) 또는 폼(foam) 가구의 마감처리 방법을 제공한다:
(S1) 스폰지 또는 폼 가구 표면에 잔존하는 이물질을 제거하는 단계;
(S2) 상기 단계 (S1)에서 이물질이 제거된 스폰지 또는 폼 가구에 수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅 조성물을 스프레이 분사하여 코팅하는 단계;
(S3) 상기 단계 (S2)에서 코팅 조성물이 코팅된 스폰지 또는 폼 가구를 30 내지 40℃에서 22 내지 26 시간 동안 건조하는 단계;
(S4) 상기 단계 (S3)에서 건조된 스폰지 또는 폼 가구에 5-클로로-2-메틸-2h-이소티아졸-3-온 및 2-메틸-2h-이소티아졸-3-온의 3:1 중량비의 혼합물이 포함된 코팅 조성물을 스프레이 분사하여 코팅하는 단계; 및
(S5) 상기 단계 (S4)에서 코팅 조성물이 코팅된 스폰지 또는 폼 가구를 30 내지 40℃에서 22 내지 26 시간 동안 건조하는 단계.
본 발명에서 스폰지 또는 폼 가구는 쿠션감이 있는 가구로서 예를 들어, 쇼파, 침대, 의자, 베개, 영유아용 가구, 장난감 등일 수 있으며, 본 발명에서는 이러한 스폰지 또는 폼 가구의 탄력성은 그대로 유지되면서도 매끄러운 표면감을 가지면서 빛에 의해 손상되지 않는 친환경적인 스폰지 또는 폼 가구의 마감처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 스폰지 또는 폼 가구에 1차 코팅되는 수용성 폴리우레탄 수지는 폴리에테르 폴리우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리카보네이트 폴리우레탄, 폴리에테르에스테르 폴리우레탄, 폴리에테르카보네이트 폴리우레탄, 폴리카프로락톤 폴리우레탄, 지방족 탄화수소 폴리우레탄 및 방향족 탄화수소 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 상기 수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅 조성물은 스폰지 또는 폼 기재에 형성되어 있는 기공을 메꾸면서 우수한 신축성과 변형에 대한 탁월한 저항성을 부여할 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 1차 코팅한 다음 표면에 발생한 기포 등 이물질을 제거하여 표면을 고르게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅 조성물은 자외선 차단성 컴파운드 펠렛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 자외선 차단성 컴파운드 펠렛은 상기 코팅 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부의 양으로 첨가되는 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 차단성 컴파운드 펠렛의 함량이 10 중량부 미만일 경우 자외선차단 효과 발현이 용이하지 않고, 상기 차단성 컴파운드 펠렛의 함량이 30 중량부를 초과할 경우 투명성(선명한 염색성) 확보가 곤란하다.
상기 자외선 차단성 컴파운드 펠렛은 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌계 아이오노머 0.1 내지 6 중량부 및 무기입자 0.01 내지 1 중량부를 혼합하여 용융혼련 분산시켜 컴파운드 펠렛 형태로 제조되는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리아마이드 수지로는 폴리아마이드 3, 폴리아마이드 4, 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 7, 폴리아마이드 8, 폴리아마이드 9, 폴리아마이드 11, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 6,6, 폴리아마이드 6,10 등과 같은 결정성 지방족 폴리아마이드, 테레프탈산 및 이소프탈산과 헥사메틸렌디아민과의 공중합체 등과 같은 무정형 코폴리아마이드(예, Grivory-ems사 Grivory G21), 폴리메타자일렌아디프아마이드 등과 같은 방향족 폴리아마이드(예, Mitsubishi Gas Chemical사 Nylon-MXD6) 등을 들 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 있어서 폴리에틸렌계 아이오노머는 금속 이온으로 중화된 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체, 보다 구체적으로는 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체의 카르복실산 함량의 10 ~ 80 중량%가 금속 이온으로 중화된 것으로 중화도가 10 중량% 미만일 경우 무기입자에 대한 분산성이 떨어질 우려가 있고 80 중량%를 초과할 경우 폴리아마이드 수지에 대한 상용성이 떨어질 우려가 있다.
상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체는 카르복실산 함량이 3 내지 50 중량%인 폴리에틸렌계 공중합체이며 카르복실산 함량이 3 중량% 미만일 경우 무기입자에 대한 분산성이 떨어질 우려가 있고 50 중량%를 초과할 경우 수지 자체의 강성이 취약해져 폴리아마이드 수지 조성물의 기계적 물성저하를 초래할 우려가 있다. 상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체는 구체적으로 메타크릴산 또는 아크릴산 함유 폴리에틸렌계 공중합체로서 가령 메타크릴산-에틸렌 공중합체, 아크릴산-에틸렌 공중합체, 메타크릴산-메틸메타크릴레이트-에틸렌 공중합체, 아크릴산-메틸아크릴레이트-에틸렌 공중합체 등을 들 수 있고, 보다 구체적인 예로서, 메타크릴산-에틸렌 공중합체인 미국 DuPont사 Nucrel 0403, 아크릴산-에틸렌 공중합체인 미국 ExxonMobil사 Escor 6000, 아크릴산-메틸아크릴레이트-에틸렌 공중합체인 미국 ExxonMobil사 Escor AT310 등을 들 수 있다.
상기 금속 이온의 금속은 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘 등 알카리 금속, 마그네슘, 칼슘, 바륨 등 알카리토금속, 철, 구리, 아연 등 전이금속으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상이며 이중 리튬, 나트륨, 아연이 더욱 바람직하다.
상기 무기입자로서는 이산화티탄, 산화아연, 산화세륨, 이산화지르코늄, 삼산화크롬, 산화구리, 삼산화철, 산화니켈 등을 들 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 특히 이중 산화티탄, 산화아연, 산화세륨 등이 더욱 바람직하다.
상기 무기입자의 형태는 구형, 침상형, 판형 등 어느 것도 무방하나 구형이 바람직하고, 평균입경은 10 ~ 900nm의 것이 좋고, 100 ~ 600nm의 것이 더욱 바람직하다. 평균입경이 10nm 미만일 경우 너무 입자크기가 작아 산란이 거의 일어나지 않아 자외선차단 효과가 떨어질 우려가 있고 900nm를 초과할 경우 투명성이 손상되어 원하는 선명한 염색성을 확보하기가 어렵다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 스폰지 또는 폼 가구에 코팅 조성물을 코팅한 다음 30 내지 40℃에서 22 내지 26 시간 동안 건조하는 것을 특징으로 하며, 이 때 건조방법에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어 통풍건조 방법을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 1차 코팅은 1 내지 3회 반복하여 수행할 수 있으며, 상기 코팅에 의해 형성된 1차 코팅막의 두께는 특별한 제한이 없으며, 구체적으로 0.1 내지 10 mm일 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기에서 건조된 스폰지 또는 폼 가구에 5-클로로-2-메틸-2h-이소티아졸-3-온 및 2-메틸-2h-이소티아졸-3-온의 3:1 중량비의 혼합물이 포함된 코팅 조성물을 스프레이 분사하여 2차 코팅하는 것을 특징으로 한다. 이러한 2차 코팅에 의하여 스폰지 또는 폼 가구에 잔존하는 기공을 메꾸면서 우수한 신축성과 변형에 대한 탁월한 저항성을 부여할 수 있다. 또한, 이 때 상기 코팅 조성물에 안료를 첨가하여 가구의 컬러 조색이 가능하다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 코팅 조성물에는 난연제를 추가로 첨가할 수 있다. 이러한 난연제는 상기 코팅 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 10 중량부의 양으로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 난연제로는 폴리브로모비페닐(PBBs), 폴리브롬화비페닐에테르(PBDEs), 테트라브로모비스페놀-A(TBBPA), 데카브로모디페닐옥사이드(DBDPO), 헥사브로모시클로도데칸(HBCD), 트리브로모페놀(TBP) 등과 같은 브롬계 난연제; 트리페닐포스페이트(TPP), 트리아릴포스페이트, 트리크레실포스페이트(TCP), 클로로에틸포스페이트, 할로겐함유축합 인산에스테르와 같은 인계 난연제; 또는 삼산화안티몬(Sb2O3), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgHCO3), 탈크와 같은 무기계 난연제가 있다.
상기 코팅 조성물은 통상의 첨가제 예를 들어 산화방지제, 열안정제, 안료, 형광증백제, 항균제, 탈취제, 대전방지제 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 더 첨가하여 배합할 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 스폰지 또는 폼 가구에 코팅 조성물을 2차 코팅한 다음 30 내지 40℃에서 22 내지 26 시간 동안 건조하는 것을 특징으로 하며, 이 때 건조방법에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어 통풍건조 방법을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 2차 코팅은 1 내지 3회 반복하여 수행할 수 있으며, 상기 코팅에 의해 형성된 2차 코팅막의 두께는 특별한 제한이 없으며, 구체적으로 상기 1차 코팅막의 두께와 동일한 두께로 형성할 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 스폰지 또는 폼 가구의 마감처리 방법은 상기에서 건조된 스폰지 또는 폼 가구에 살균 및 탈취용 코팅 조성물을 스프레이 분사한 다음 건조하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 살균 및 탈취용 코팅 조성물은 Ca(OH)2, CaCO3, SiO2, 및 P2O5를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 방법에 따라 마감처리된 친환경적인 스폰지 또는 폼 가구를 제공한다.
이와 같이, 본 발명에 따라 스폰지 또는 폼 가구를 마감처리함으로써 매끄러운 표면을 가지면서도 스폰지 또는 폼의 고탄력성 및 강도를 유지할 수 있다. 또한, 기존의 스폰지 또는 폼 가구를 천이나 가죽으로 재단함에 따라 요구되던 고도의 기술과 비용을 수반하지 않으면서도 누구든지 스폰지 또는 폼 가구를 원하는 디자인으로 용이하게 마감처리할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 친환경 소재로 구성된 코팅 조성물로 코팅된 스폰지 또는 폼 가구는 유해독소를 발생하지 않아 인체에 안전하여 특히 영유아용 가구로서 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예 1> 스폰지 또는 폼 가구의 마감처리
(1) 폴리우레탄 수지 함유 1차 코팅 조성물 제조
폴리에테르 폴리우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리카보네이트 폴리우레탄 및 폴리에테르에스테르 폴리우레탄의 혼합물로 이루어진 폴리우레탄 수지 코팅 조성물을 제조하였다.
이어서, 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌계 아이오노머 3 중량부 및 무기입자 0.05 중량부를 혼합하여 용융혼련 분산시켜 컴파운드 펠렛 형태의 자외선 차단성 컴파운드 펠렛을 제조하였다. 이 때 폴리아마이드 수지로는 폴리아마이드 9, 폴리아마이드 11, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 6,6 및 폴리아마이드 6,10의 혼합물을 사용하였고, 폴리에틸렌계 아이오노머로는 리튬 이온으로 중화된 메타크릴산-메틸메타크릴레이트-에틸렌 공중합체를 사용하였으며, 무기입자로는 무이산화티탄을 사용하였다.
상기 제조된 폴리우레탄 수지 코팅 조성물 100 중량부에 대하여 자외선 차단성 컴파운드 펠렛을 20 중량부의 양으로 혼합하여 1차 코팅 조성물을 제조하였다.
(2) 2차 코팅 조성물 제조
5-클로로-2-메틸-2h-이소티아졸-3-온 및 2-메틸-2h-이소티아졸-3-온의 3:1 중량비의 혼합물이 포함된 코팅 조성물을 제조한 다음 상기 코팅 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 5 중량부의 양으로 폴리브로모비페닐(PBBs)을 혼합하여 2차 코팅 조성물을 제조하였다.
(3) 스폰지 폼 가구의 1차 및 2차 코팅
스폰지 폼 가구를 성형 제작한 다음 표면에 잔존하는 기름 등의 이물질을 제거하였다.
이어서, 상기 (1)에서 제조된 1차 코팅 조성물을 스폰지 폼 가구 표면에 스프레이 분사하여 1차 코팅한 다음 표면에 발생한 기포 등 이물질을 제거하여 표면을 고르게 하한 후 35℃에서 24 시간 동안 건조하였다.
이후 건조된 스폰지 폼 가구에 상기 (2)에서 제조된 2차 코팅 조성물을 스프레이 분사하여 코팅한 다음 35℃에서 24 시간 동안 건조하여 친환경적인 스폰지 폼 가구를 제조하였다.
도 1은 본 발명에 따라 마감처리된 스폰지 성형체의 일례를 보여주는 것이다.
<실시예 2>
상기 실시예 1에서 제조된 친환경적인 스폰지 폼 가구에 Ca(OH)2, CaCO3, SiO2, 및 P2O5를 포함하는 살균 및 탈취용 코팅 조성물은 추가로 코팅한 다음 35℃에서 24 시간 동안 건조하여 친환경적인 스폰지 폼 가구를 제조하였다.
<시험예 1> 친환경적인 스폰지 폼 가구의 표면특성
본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구의 표면 특성을 하기와 같이 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 비교를 위해 스폰지 폼 가구를 코팅액으로 코팅하지 않고 가죽을 이용하여 마감한 가구를 비교예 1로서 사용하였다.
[발수 발유성의 평가]
본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구를 이용하여, 접촉각계 드롭마스터(DropMaster)(교와 가이멘 가가꾸사 제조)를 이용하여, 경화 피막의 물에 대한 접촉각(발수성) 및 올레산에 대한 접촉각(발유성)을 측정하였다.
[지문 닦임성의 평가]
본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구 표면에 지문을 부착시키고, 벤코트(아사히 가세이사 제조)로 표면을 닦았을 때의 지문 닦임성을, 7명의 패널리스트에 의해 하기 평가 기준으로 분류하였다.
A: 지문이 완전히 닦임
B: 지문이 닦임
C: 지문이 닦이지 않음
[매끄러움성 평가]
본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구의 표면을 벤코트(아사히 가세이사 제조)로 문질렀을 때의 매끄러움성을, 7명의 패널리스트에 의해 하기 평가 기준에 의해 분류하였다.
A: 감촉이 특히 우수함
B: 감촉이 좋음
C: 감촉이 나쁨
[탄력성의 평가]
본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구에 20kg의 공을 10분간 올려놓은 후 탄력성을, 7명의 패널리스트에 의해 하기 평가 기준에 의해 분류하였다.
도 2는 본 발명에 따라 마감처리된 스폰지 성형체의 탄력성을 보여주는 것이다. 도 3은 본 발명에 따라 마감처리된 스폰지 폼 가구의 탄력성을 보여주는 것이다.
[내마모성의 평가]
본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구의 표면을 러빙 테스터를 이용하여 이하의 조건으로 문지른 후, 상기와 같이 수접촉각을 측정하였다.
평가 환경 조건: 25℃, 습도 40％
문지름재: 시료와 접촉하는 테스터의 선단부(10 mmㅧ10 mm)에 벤코트(아사히 가세이사 제조)를 8매 중첩하여 둘러싸고, 고무 밴드로 고정시켰다.
하중: 500 g
문지름 거리(편도): 40 mm
문지름 속도: 1,800 mm/분
횟수: 5,000회 왕복
발수 발유성
(시험전 접촉각)		 표면 특성 평가
지문 닦임성 매끄러움성 탄력성 내마모성
발수성
(°)		 발유성
(°)		 관능평가 관능평가 관능평가 마모 후 발수성
(°)
실시예 1 115 74 A A A 111
실시예 2 116 74 A A A 112
비교예 1 115 74 B C B 93
상기 표 1에서 보듯이, 본 발명에 따라 상기 실시예 1 및 2에서 제조된 친환경적인 스폰지 폼 가구는 비교예 1의 일반 스폰지 폼 가구에 비하여 지문 닦임성과 매끄러움성, 탄력성 및 내마모성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 2> 친환경적인 스폰지 폼 가구의 물성시험
본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구의 물성을 측정하기 위하여 인장강도를 측정하였다. 상기 실시예 1 및 2에서 제조된 친환경적인 스폰지 폼 가구를 온도 25℃, 상대습도 50%로 조절된 항온항습기에서 24시간 동안 방치하여 가구의 수분 함량을 조절한 후, ASTM D882~90 표준 시험법에 따라 인스트론(Instron)(Model 1101, Instron Engineering Corp, USA)을 이용하여 가구의 물성을 측정하였다. 이때 인스트론 측정을 초기 그립(grip)간의 차이는 50 mm, 크로스헤드 속도는 500 mm/min으로 조절하였다. 인장강도는 하기 수학식 1을 이용하여 산출하고 하기 표 2에 나타내었다. 비교를 위해 스폰지 폼 가구를 코팅액으로 코팅하지 않고 가죽을 이용하여 마감한 가구를 비교예 1로서 사용하였다.
Figure 112021116889617-pat00001
이때,
A=가구의 평균 단면적; 및
F=가구가 절단될 때까지 작용한 가장 큰 힘.
실시예 1 실시예 2 비교예 1
인장강도(MPa) 4.24 4.21 4.15
상기 표 2에서 보듯이, 본 발명에 따라 상기 실시예 1 및 2에서 제조된 친환경적인 스폰지 폼 가구는 비교예 1의 일반 스폰지 폼 가구와 동등 이상의 인장강도를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 3> 친환경적인 스폰지 폼 가구의 안정성 평가
본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구의 중금속, 유해물질 함유 여부를 확인하기 위하여 "시험규격 : [식약처] 식품용 기구 및 용기 포장 공전 기준" 따라 시험하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
단위 실시예 1 실시예 2
잔류 PCBs mg/kg 불검출 불검출
잔류 납(Pb) mg/kg 불검출 불검출
잔류카드늄(Cd) mg/kg 불검출 불검출
잔류 수은(Hg) mg/kg 불검출 불검출
잔류6가크롬(Cr+6) mg/kg 2 1
용출 납(Pb) mg/L 불검출 불검출
용출 과망간산칼슘 소비량 mg/L 1 1
용출 메틸메타크릴레이트 mg/L 불검출 불검출
용출 증발잔류물 4% 초산 mg/L 4 3
용출 증발잔류물 물 mg/L 2 1
용출 증발잔류물 n-헵탄 mg/L 7 6
상기 표 3에서 보듯이, 본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구에서 Pb, Cd, Hg, Cr6+은 측정 설비의 검출한계인 10㎎/㎏ 이하였고, 합계로서 100 이하인 규격기준에 적합한 것으로 나타났다. 또한, 용출 시험에서 중금속, 과망간산칼륨 소비량 및 총 용출량이 규격기준에 알맞은 것으로 나타났다. 이에 따라 본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구는 영유아용 가구로서도 매우 적합함을 알 수 있다.
<시험예 4> 친환경적인 스폰지 폼 가구의 탈취시험
본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구의 탈취 효과를 확인하였다.
탈취력 확인을 위해, 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 시간의 변화에 따른 암모니아, 톨루엔 및 포름알데하이드의 제거율을 측정하였다.
각 스폰지 폼 가구의 시험편을 5L 크기의 반응기에 넣고 밀봉한 후, 시험가스를 주입하고(암모니아, 톨루엔 초기 농도 50μmol/mol, 포름알데하이드 초기 농도 20μmol/mol), 1시간 후 시험가스의 농도를 측정하였다. 시험가스의 제거율은 하기 수학식 2에 의해 계산하고 하기 표 4에 나타내었다.
Figure 112021116889617-pat00002
Blank 실시예 1 실시예 2
암모니아 50μmol/mol 96% 96%
톨루엔 50μmol/mol 95% 96%
포름알데히드 20μmol/mol 95% 97%
상기 표 4에서 보듯이, 본 발명에 따른 친환경적인 스폰지 폼 가구는 암모니아, 톨루엔, 포름알데하이드가 거의 완전히 제거되는 것을 확인하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. (S1) 스폰지 또는 폼 가구 표면에 잔존하는 이물질을 제거하는 단계;
    (S2) 상기 단계 (S1)에서 이물질이 제거된 스폰지 또는 폼 가구에 수용성 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅 조성물을 스프레이 분사하여 코팅하는 단계;
    (S3) 상기 단계 (S2)에서 코팅 조성물이 코팅된 스폰지 또는 폼 가구를 30 내지 40℃에서 22 내지 26 시간 동안 건조하는 단계;
    (S4) 상기 단계 (S3)에서 건조된 스폰지 또는 폼 가구에 5-클로로-2-메틸-2h-이소티아졸-3-온 및 2-메틸-2h-이소티아졸-3-온이 3:1 중량비로 혼합된 혼합물이 포함된 코팅 조성물을 스프레이 분사하여 코팅하는 단계; 및
    (S5) 상기 단계 (S4)에서 코팅 조성물이 코팅된 스폰지 또는 폼 가구를 30 내지 40℃에서 22 내지 26 시간 동안 건조하는 단계;를 포함하고,
    상기 단계 (S2)에서 코팅 조성물은 자외선 차단성 조성물을 추가로 포함하며,
    상기 단계 (S4)에서 코팅 조성물은 난연제를 추가로 포함하고,
    상기 단계 (S5)에서 건조된 스폰지 또는 폼 가구에 살균 및 탈취용 코팅 조성물을 스프레이 분사한 다음 건조하는 단계를 추가로 포함하는 스폰지 가구의 마감처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (S2)에서 수용성 폴리우레탄 수지는 폴리에테르 폴리우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리카보네이트 폴리우레탄, 폴리에테르에스테르 폴리우레탄, 폴리에테르카보네이트 폴리우레탄, 폴리카프로락톤 폴리우레탄, 지방족 탄화수소 폴리우레탄 및 방향족 탄화수소 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 스폰지 가구의 마감처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 차단성 조성물은 폴리아마이드 수지 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌계 아이오노머 0.1 내지 6 중량부 및 무기입자 0.01 내지 1 중량부를 혼합하여 용융혼련 분산시켜 컴파운드 펠렛 형태로 제조되는 것을 특징으로 하는 스폰지 가구의 마감처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체의 카르복실산 함량의 10 ~ 80 중량%가 금속 이온으로 중화된 것을 특징으로 하는 스폰지 가구의 마감처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 난연제로는 폴리브로모비페닐(PBBs), 폴리브롬화비페닐에테르(PBDEs), 테트라브로모비스페놀-A(TBBPA), 데카브로모디페닐옥사이드(DBDPO), 헥사브로모시클로도데칸(HBCD), 트리브로모페놀(TBP), 트리페닐포스페이트(TPP), 트리아릴포스페이트, 트리크레실포스페이트(TCP), 클로로에틸포스페이트, 할로겐함유축합 인산에스테르, 삼산화안티몬(Sb2O3), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgHCO3), 탈크에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 스폰지 가구의 마감처리 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 마감처리된 친환경적인 스폰지 가구.
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