KR102396861B1 - 항균성이 우수한 lpm 가구 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 a) 원지를 요소 수지 및 1차 용매를 포함하는 1차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 요소 함침지를 제조하는 단계; b) 상기 요소 함침지를 멜라민 수지, 금속산화물 입자, 아연피리치온 및 2차 용매를 포함하는 2차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 LPM 함침지를 제조하는 단계; 및 c) 상기 LPM 함침지를 가구재의 표면에 적층한 후 열압 성형하여 LPM 가구를 제조하는 단계;를 포함하는 LPM 가구의 제조방법, 및 이로부터 제조된 LPM 가구에 관한 것이다.

Description

항균성이 우수한 LPM 가구 및 이의 제조방법 {Furniture with low pressure melamine impregnated paper with excellent antibacterial properties, and method of manufacturing thereof}
본 발명은 항균성이 우수한 LPM 가구 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 가구의 마감에 사용되는 표면소재는 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 주종을 이루고 있다.
최근에는 친환경가구 제작에 대한 관심이 높아지면서 가구 마감에 사용되는 표면재에 접착제를 사용하지 않고 열을 가하여 접착시키는 LPM(low pressure melamine) 함침지가 사용되고 있다.
즉, 상기 LPM 표면재는 모양지를 부착할 때 별도의 접착제를 사용하지 않고, 열압을 가할 때 모양지에 포함된 수지를 접착제로 사용하여 부착하는 방식으로, 별도의 접착제를 사용하지 않아 보다 친환경적이고, 내구성 및 내연성이 시트지 마감방식에 비해 월등히 뛰어나 표면의 스크래치가 거의 발생하지 않고 열에 강하다는 장점이 있다.
이와 유사한 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1220515호가 제시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1220515호 (2013.01.03)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 항균성, 항균 지속성 및 접착력을 향상시킨 LPM 가구 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 a) 원지를 요소 수지 및 1차 용매를 포함하는 1차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 요소 함침지를 제조하는 단계; b) 상기 요소 함침지를 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 1.5 내지 3 중량부, 아연피리치온 0.5 내지 1.5 중량부, 중량평균분자량 200 내지 800 g/mol인 폴리에틸렌글리콜 0.1 내지 10 중량부, 디이소시아네이트계 단량체 1 내지 20 중량부 및 2차 용매 5 내지 50 중량부를 포함하는 2차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 LPM 함침지를 제조하는 단계; 및 c) 상기 LPM 함침지를 가구재의 표면에 적층한 후 열압 성형하여 LPM 가구를 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 디이소시아네이트계 단량체는 부탄디이소시아네이트, 펜탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 및 리신디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인, LPM 가구의 제조방법에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 금속산화물 입자는 산화구리(I)(Cu2O), 산화구리(II)(CuO) 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 이때 상기 금속산화물 입자는 평균 입자크기가 1 ㎚ 내지 50 ㎛일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 열압 성형은 150 내지 200℃의 온도 및 0.5 내지 10 ㎫의 압력으로 수행되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 LPM 함침지를 가구재의 표면에 접착시킨 LPM 가구로,
상기 LPM 함침지는, 원지를 요소 수지 및 1차 용매를 포함하는 1차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 제조된 요소 함침지;를 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 1.5 내지 3 중량부, 아연피리치온 0.5 내지 1.5 중량부, 중량평균분자량 200 내지 800 g/mol인 폴리에틸렌글리콜 0.1 내지 10 중량부, 디이소시아네이트계 단량체 1 내지 20 중량부 및 2차 용매 5 내지 50 중량부를 포함하는 2차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 제조된 것이며, 상기 디이소시아네이트계 단량체는 부탄디이소시아네이트, 펜탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 및 리신디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 LPM 가구에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LPM 가구의 제조방법은 원지를 1차 함침 조성물에 함침하여 건조시킨 후, 항균성을 가진 2차 함침 조성물에 함침 및 건조하여 LPM 함침지를 제조하고, 이로부터 제조되어 항균성을 가진 LPM 함침지를 가구재의 표면에 낮은 압력으로 열압 성형하여 LPM 가구를 제조함에 따라 우수한 항균성 및 항균 지속성을 가질 수 있으며, 접착성이 뛰어나 쉽게 박리되지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 LPM 가구 제조 공정을 단계별로 나타낸 공정 흐름도이다.
이하 본 발명에 따른 항균성이 우수한 LPM 가구 및 이의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 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 설명은 생략한다.
본 발명에서의 LPM 가구는 저압 멜라민(LPM, low pressure melamine) 함침지가 표면재로 사용되어, 가구재의 표면에 LPM 함침지가 접착되어 있는 가구를 의미하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태는 a) 원지를 요소 수지 및 1차 용매를 포함하는 1차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 요소 함침지를 제조하는 단계; b) 상기 요소 함침지를 멜라민 수지, 금속산화물 입자, 아연피리치온 및 2차 용매를 포함하는 2차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 LPM 함침지를 제조하는 단계; 및 c) 상기 LPM 함침지를 가구재의 표면에 적층한 후 열압 성형하여 LPM 가구를 제조하는 단계;를 포함하는 LPM 가구의 제조방법에 관한 것이다.
이처럼, 본 발명에 따른 LPM 가구의 제조방법은 원지를 1차 함침 조성물에 함침하여 건조시킨 후, 항균성을 가진 2차 함침 조성물에 함침 및 건조하여 LPM 함침지를 제조하고, 이로부터 제조되어 항균성을 가진 LPM 함침지를 가구재의 표면에 낮은 압력으로 열압 성형하여 LPM 가구를 제조함에 따라 우수한 항균성 및 항균 지속성을 가질 수 있으며, 접착성이 뛰어나 쉽게 박리되지 않을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 LPM 가구 제조방법의 각 단계에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, a) 원지를 요소 수지 및 1차 용매를 포함하는 1차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 요소 함침지를 제조하는 단계를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 원지는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 일 예로 아무 인쇄되지 않은 무지, 원하는 색상 또는 무늬가 인쇄된 모양지 등일 수 있으며, 원지의 무게는 70 내지 80 g/㎡일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 1차 함침 조성물은 원지에 요소 수지를 함침시키기 위한 것으로, 상기 1차 함침 조성물은 요소 수지 100 중량부에 대하여 1차 용매 5 내지 50 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 보다 좋게는 요소 수지 100 중량부에 대하여 1차 용매 10 내지 30 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 원지에 요소 수지가 잘 함침될 수 있으며, 이후 접착 효과가 우수할 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.
상기 1차 용매는 요소 수지를 용해시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예로 물일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, a)단계는 1차 함침 조성물에 원지가 완전히 잠기도록 함침한 후 건조시켜 요소 함침지를 제조할 수 있으며, 이때 건조는 적외선, 열풍 또는 드라이 오븐 등을 이용하여 수행될 수 있다.
다음으로, 요소 함침지가 제조되면, b) 상기 요소 함침지를 멜라민 수지, 금속산화물 입자, 아연피리치온 및 2차 용매를 포함하는 2차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 LPM 함침지를 제조하는 단계를 수행할 수 있다.
이처럼, 항균성을 가진 2차 함침 조성물에 상기 요소 함침지를 함침하고 건조하여 LPM 함침지를 제조하고, 이로 LPM 가구를 제조함에 따라 우수한 항균성 및 항균 지속성을 가질 수 있으며, 접착성이 뛰어나 쉽게 박리되지 않을 수 있다.
이를 위해서는 상기 2차 함침 조성물의 각 구성 성분의 함량을 적절하게 조절하여 주는 것이 중요하며, 구체적인 일 예시로 상기 2차 함침 조성물은 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 1 내지 5 중량부, 아연피리치온 0.1 내지 3 중량부 및 2차 용매 5 내지 50 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 보다 좋게는 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 1.5 내지 3 중량부, 아연피리치온 0.5 내지 1.5 중량부 및 2차 용매 10 내지 30 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 요소 함침지에 2차 함침 조성물이 효과적으로 스며들 수 있을 뿐만 아니라 이후 별도의 접착제를 사용하지 않아도 고온 저압 성형에 의해 LPM 함침지가 가구재의 표면에 잘 접착될 수 있으며, LPM 가구의 항균 효과가 우수할 수 있다.
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 금속산화물 입자는 항균성을 가진 금속산화물 입자라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으나, 바람직하게는 산화구리(I)(Cu2O), 산화구리(II)(CuO) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 특히 항균 활성 및 항바이러스 활성이 높은 산화구리(I)를 사용하는 것이 가장 바람직한데, 산화구리(I)는 산화구리(II)보다 구리 이온을 용출하기 쉽기 때문에, 용출된 구리 이온이 미생물이나 바이러스와 접촉함으로써 효소나 단백질과 결합해 활성을 저하시켜, 미생물 및 바이러스의 대사 기능을 저해하는 것이 쉬울 수 있다. 또한 용출된 구리 이온의 촉매 작용에 의해서 공기 중의 산소를 활성 산소화해, 미생물 및 바이러스의 유기물을 분해하는 것이 쉬울 수 있다.
상기 금속산화물 입자는 평균 입자크기가 1 ㎚ 내지 50 ㎛일 수 있으며, 보다 좋게는 0.1 내지 10 ㎛일 수 있다. 평균 입자크기가 1 ㎚ 미만일 경우 입자가 서로 응집될 수 있으며, 50 ㎛를 초과할 경우 단위면적당 표면적이 작아져 항균성을 충분히 발휘할 수 없고, LPM 함침지의 탁도가 높아지거나 얼룩이 생길 수 있어 원하는 색상 및 디자인을 구현하기가 힘들기 때문에 상기 범위를 벗어나지 않는 것이 바람직하다.
한편, 상기 금속산화물 입자는 표면 전처리된 것일 수 있다. 표면 전처리를 통해 금속산화물 입자의 표면에 수불용성인 피막을 형성하여, 산화 및 변색을 방지하고, 윤활성 및 분산성을 향상시키며, 멜라민 수지와의 결합 특성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 금속산화물 입자는 인산 화합물, 크롬 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 표면 전처리 용액으로 표면 전처리될 수 있으며, 바람직하게는 인체 및 환경에 유해성이 적은 인산 화합물 용액으로 표면 전처리될 수 있다. 일 예로, 상기 인산 화합물은 용매 상에서 인산 이온을 형성할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 인산, 폴리인산, 인산 유도체 및 아인산 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 보다 구체적이며, 비 한정적인 일 예로 인산암모늄, 인산칼륨, 인산나트륨 및 인산칼슘 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 이와 같은 인산 화합물은 금속산화물 입자의 표면에 인산 금속염을 형성함으로써 피막을 형성하게 된다.
상기 표면 전처리 용액은 3 내지 20 중량%의 농도를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 이때 사용되는 용매는 증류수, 유기용매 또는 이들의 혼합 용매일 수 있으며, 바람직하게는 유기용매일 수 있다.
상기 유기용매의 종류는 통상 사용되는 것일 수 있으며, 구체적인 일 예로, 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소류; 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올 등의 알코올류; 셀루솔부, 부틸 셀루솔부 등의 에테르류; 에틸아세테이트, 부틸 아세테이트, 아밀 아세테이트 등의 에스터류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류; 및 N-디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드류; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 방향족 탄화수소류, 알코올류 또는 이들의 혼합 용매를 사용할 수 있으나, 이는 일 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 표면 전처리 시 표면 전처리 용액 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 5 내지 30중량부 투입하여 50 내지 150 rpm의 속도로 5 내지 60분간 교반하여 표면 전처리된 금속산화물 입자를 수득할 수 있으며, 이후 증류수를 이용하여 세척하고, 60 내지 90℃에서 12 내지 24시간 건조할 수 있다.
상기 아연피리치온(Zn-pyrithione)은 2차 함침 조성물의 항균 특성 및 항박테리아 특성을 더욱 향상시키기 위한 것으로, 아연피리치온은 물에 분산시킨 현탁액으로 사용할 수 있으며, 일반적으로 48 중량% 현탁액 상태로 제품화되어 판매되고 있으나, 아연피리치온(100%)을 사용할 수도 있다.
상기 2차 용매는 멜라민 수지를 용해시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예로 물일 수 있다.
또한, 상기 2차 함침 조성물은 본 발명의 목적을 헤치지 않는 범위 내에서 추가 성분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 2차 함침 조성물은 아연피리치온의 용해도를 높이기 위하여 중량평균분자량 200 내지 800 g/mol인 폴리에틸렌글리콜을 더 포함할 수 있으며, 보다 좋게는 300 내지 600 g/mol 폴리에틸렌글리콜을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 중량평균분자량을 가진 폴리에틸렌글리콜을 사용함으로써 아연피리치온을 효과적으로 용해시켜 2차 함침 조성물 내 아연피리치온의 함량을 보다 높일 수 있으며, 이를 통해 보다 우수한 항균 특성 및 항박테리아 특성을 확보할 수 있다.
상기 폴리에틸렌글리콜의 첨가량은 특별히 한정되진 않지만, 상기 2차 함침 조성물은 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 목표하는 함량의 아연피리치온을 효과적으로 용해시킬 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 2차 함침 조성물은 LPM 함침지의 접착력을 향상시키기 위하여 디이소시아네이트계 단량체를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 디이소시아네이트계 단량체는 지방족 디이소시아네이트계 단량체일 수 있으며, 더욱 구체적으로 부탄디이소시아네이트, 펜탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 이와 같은 디이소시아네이트계 단량체는 멜라민 수지 또는 요소 수지와 반응하여 LPM 함침지의 접착력을 더욱 향상시킬 수 있으면서도, 지방족기에 의해 LPM 함침지의 유연성을 증가시킬 수 있다.
상기 디이소시아네이트계 단량체의 첨가량은 특별히 한정되진 않지만, 상기 2차 함침 조성물은 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 디이소시아네이트계 단량체 1 내지 20 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 LPM 함침지를 가구재의 표면에 접착할 시 더욱 우수한 접착력 및 유연성을 확보할 수 있어 좋다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 2차 함침 조성물은 유기산을 더 포함할 수 있다. 상기 유기산은 아연피리치온과 착물을 형성하여 2차 함침 조성물의 안전성을 보다 높이기 위한 것으로, 구체적인 일 예로 상기 유기산은 개미산, 초산, 프로피온산, 옥살산, 숙신산, 벤조산, 시트르산, 말레인산, 말론산, 말산, 타르타르산, 글루콘산, 락트산, 게스티스산, 푸마르산, 락토비온산, 살리실산, 프탈산, 엠본산, 아스파르트산 및 글루탐산 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 유기산의 첨가량은 특별히 한정되진 않지만, 상기 2차 함침 조성물은 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 유기산 0.05 내지 3 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 보다 좋게는 유기산 0.1 내지 1 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 효과적으로 아연피리치온과 착물을 형성할 수 있다.
이 외에도 상기 2차 함침 조성물은 당업계에서 통상적으로 첨가하는 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 경화제, 이형제, 분산제, 침강방지제, 산화방지제, 소포제, 난연제 및 자외선 안정제 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, b)단계는 2차 함침 조성물에 요소 함침지가 완전히 잠기도록 함침한 후 건조시켜 LPM 함침지를 제조할 수 있으며, 이때 건조는 적외선, 열풍 또는 드라이 오븐 등을 이용하여 수행될 수 있다.
다음으로, LPM 함침지가 제조되면, c) 상기 LPM 함침지를 가구재의 표면에 적층한 후 열압 성형하여 LPM 가구를 제조하는 단계를 수행할 수 있다.
보다 상세하게, 상기 열압 성형은 150 내지 200℃의 온도 및 0.5 내지 10 ㎫의 압력으로 수행될 수 있다. 이와 같은 온도 및 압력 범위에서 LPM 함침지가 가구재의 표면에 잘 접착되어 LPM 함침지와 가구재와 효과적으로 일체화될 수 있으며, 쉽게 박리되지 않을 수 있다. 아울러, 2차 함침 조성물에 함침시켜 제조된 LPM 함침지를 가구재의 표면에 접착함에 따라 우수한 항균성 및 항균 지속성을 가질 수 있다.
이때, 상기 가구재는 목재, 철재, 플라스틱재 또는 이들이 조합된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 가구재는 목재일 수 있으며, 보다 구체적인 일 예시로 상기 목재는 슬라브, 제제목, 집성목, 합판, 중밀도 섬유판(MDF, medium density fiberboard) 또는 파티클보드(PB, particle board) 등일 수 있다.
아울러, 상기 LPM 가구는 통상적으로 사용 가능한 용도라면 특별히 그 용도를 한정하지 않으며, 구체적으로 예를 들면 책상, 의자, 테이블, 책장, 장식장, 서랍장, 신발장, 티비다이, 침대, 화장대, 옷장, 이불장, 장롱, 식탁, 선반장, 사무용 책상, 사무용 의자, 사무용 사물함, 사무용 파일 서랍, 파티션, 교실용 책상, 교실용 걸상, 교탁, 청소도구함 또는 칸막이형열람대 등으로 활용할 수 있다. 또한, 상기 LPM 가구는 LPM 함침지로 마감 처리된 가구를 모두 지칭하는 것일 수 있으며, 상세하세 일부 영역이 LPM 함침지로 마감 처리된 가구 및 전 영역이 LPM 함침지로 마감 처리된 가구 등일 수 있다. 아울러, 상기 LPM 가구는 한 자리에 두고 사용하거는 형태이거나 또는 바퀴가 구비된 이동형일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 전술한 LPM 가구의 제조방법으로부터 제조된 LPM 가구에 관한 것으로, 상세하게 LPM 함침지를 가구재의 표면에 접착시킨 LPM 가구로, 상기 LPM 함침지는, 원지를 요소 수지 및 1차 용매를 포함하는 1차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 제조된 요소 함침지;를 멜라민 수지, 금속산화물 입자, 아연피리치온 및 2차 용매를 포함하는 2차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 제조된 것인, LPM 가구에 관한 것이다.
이때, 각 구성성분의 함량은 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략한다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 항균성이 우수한 LPM 가구 및 이의 제조방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[실시예 1]
1) 요소 함침지 제조: 요소 수지 100 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하여 1차 함침 조성물을 제조하였다. 상기 1차 함침 조성물에 흰색의 원지를 함침한 후 적외선 장치로 건조하여 요소 함침지를 제조하였다.
2) LPM 함침지 제조: 멜라민 수지 100 중량부, 아산화구리 입자 2.5 중량부, 아연피리치온(ZnPy) 1 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하여 2차 함침 조성물을 제조하였다. 상기 2차 함침 조성물에 상기 요소 함침지를 함침하고 적외선 장치로 건조하여 LPM 함침지를 제조하였다.
이때, 상기 아산화구리(Cu2O) 입자는 다음과 같이 표면 전처리하여 사용하였다. 디메틸포름아미드(DMF) 100 중량부에 대하여 아산화구리(평균 입자크기 20 ㎚) 10 중량부 및 인산암모늄 5 중량부를 혼합하고 30분간 교반하여 아산화구리 입자를 전처리하였다. 이후, 증류수로 세척하고 80℃에서 12 시간 건조하였다.
3) 열압 성형: LPM 함침지를 중밀도 섬유판(MDF, medium density fiberboard)의 표면에 적층한 후 180℃ 및 3 ㎫의 조건으로 열압 성형하여 LPM 가구 시편을 제조하였다.
[실시예 2]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 아산화구리 입자 0.5 중량부, 아연피리치온(ZnPy) 0.05 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 3]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 아산화구리 입자 0.5 중량부, 아연피리치온(ZnPy) 1 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 4]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 아산화구리 입자 2.5 중량부, 아연피리치온(ZnPy) 0.05 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 5]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 아산화구리 입자 10 중량부, 아연피리치온(ZnPy) 0.05 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 6]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 아산화구리 입자 0.5 중량부, 아연피리치온(ZnPy) 5 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 7]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 아산화구리 입자 10 중량부, 아연피리치온(ZnPy) 5 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 8]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 아산화구리 입자 2.5 중량부, 아연피리치온(ZnPy) 5 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하고, 폴리에틸렌글리콜(PEG, 중량평균분자량 400 g/mol) 5 중량부를 더 첨가하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 9]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI) 10 중량부를 더 첨가하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 10]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 시트르산(CA) 0.5 중량부를 더 첨가하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 11]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 PEG(중량평균분자량 400 g/mol) 5 중량부, HMDI 10 중량부 및 CA 0.5 중량부를 더 첨가하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[비교예 1]
요소 수지 100 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하여 1차 함침 조성물을 제조하였다. 상기 1차 함침 조성물에 흰색의 원지를 함침한 후 적외선 장치로 건조하여 요소 함침지를 제조하였다.
다음으로, 멜라민 수지 100 중량부, 물 10 중량부를 혼합하여 2차 함침 조성물을 제조하였다. 상기 2차 함침 조성물에 요소 함침지를 함침하고 적외선 장치로 건조하여 LPM 함침지를 제조하였다. 이후 LPM 함침지를 중밀도 섬유판(MDF, medium density fiberboard)의 표면에 적층한 후 180℃ 및 3 ㎫의 조건으로 열압 성형하여 LPM 가구 시편을 제조하였다.
[비교예 2]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 아산화구리 입자 2.5 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 비교예 1과 동일하게 진행하였다.
[비교예 3]
멜라민 수지 100 중량부에 대하여 아연피리치온(ZnPy) 1 중량부 및 물 10 중량부를 혼합하여 2차 함침 조성물을 제조한 것 외 모든 공정을 비교예 1과 동일하게 진행하였다.
[특성 평가]
1) 항균성 평가:
KCL-FIR-1003:2018 방법으로 항균성을 실험하였다. 상세하게, 대장균 (Escherichia coli ATCC 8739) 3.7×105 CFU/㎖, 황색포도상구균(staphylococos aureus ATCC 6538P) 3.4×105 CFU/㎖의 초기농도(A0)로 접종하고, 37.0 ±0.2℃에서 24 시간 동안 방치한 후의 농도(A 1 ) 및 세균감소율(B)을 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 대조군으로는 무처리군을 준비하였다. 또한, 상기 세균감소율은 (A0-A1)/A0×100으로 산출하였다.
2) 접착성 평가:
실시예 1 내지 11, 및 비교예 1 내지 3으로부터 각각 제조된 LPM 가구 시편의 LPM 표면재 상에 커터로 0.5 ㎝ 간격으로 종횡 각각 10개의 라인을 그어 100개의 정사각형 컷팅 라인을 긋는다. 컷팅 라인은 MDF 목재 시편에 도달할 수 있을 정도로 충분히 깊게 한다. 이후, 셀로판 테이프(NICHIBAN, 폭 24 ㎜)를 정사각형 컷팅 라인에 붙이고 완전히 밀착시킨 후, 순간적으로 떼어낸다. 이후, LPM 표면재층에서 떼어진 정사각형 모눈의 수를 육안으로 세어 접착성을 평가하되, 90개 미만인 경우 불량(X), 90 이상 95개 미만 접착되어 있는 경우 보통(△), 95 이상 98개 미만 접착되어 있는 경우 양호(○), 98개 이상 접착되어 있는 경우 우수(◎)로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
3) 외관 평가:
실시예 1 내지 11, 및 비교예 1 내지 3으로부터 각각 제조된 LPM 가구 시편의 외관을 육안으로 평가하였다. 평가는 오렌지필 현상이 발생하거나 함침 조성물에 의해 확연하게 얼룩이 발생한 경우 X, 희미하게 얼룩이 발생한 경우 △, 외관이 우수한 경우 ○로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
2차 함침 조성물 (중량부) E.coli S. aureus 접착성 외관
Cu 2 O ZnPy 추가성분 A 1
(CFU/㎖) 		B (%) A 1
(CFU/㎖) 		B (%)
초기농도 3.7×105 - 3.4×105 - -
대조군 9.5×106 - 2.3×106 - -
실시예 1 2.5 1 - 10 미만 99.9 10 미만 99.9 ○ ○
실시예 2 0.5 0.05 - 8.3×104 77.6 6.3×104 81.5 ○ ○
실시예 3 0.5 1 - 7.7×103 97.9 8.9×103 97.4 ○ ○
실시예 4 2.5 0.05 - 5.1×103 98.6 4.8×103 98.6 ○ ○
실시예 5 10 0.05 - 10 미만 99.9 10 미만 99.9 ○ △
실시예 6 0.5 5 - 10 미만 99.9 10 미만 99.9 ○ △
실시예 7 10 5 - 10 미만 99.9 10 미만 99.9 ○ △
실시예 8 2.5 5 PEG 5 10 미만 99.9 10 미만 99.9 ○ ○
실시예 9 2.5 1 HMDI 10 10 미만 99.9 10 미만 99.9 ◎ ○
실시예 10 2.5 1 CA 0.5 10 미만 99.9 10 미만 99.9 ○ ○
실시예 11 2.5 5 PEG 5
HMDI 10
CA 0.5		 10 미만 99.9 10 미만 99.99 ◎ ○
비교예 1 - - - 4.4×106 - 1.2×106 - ○ ○
비교예 2 2.5 - - 6.3×104 84.0 4.7×104 95.0 ○ ○
비교예 3 - 1 - 9.6×104 74.1 7.8×104 77.1 ○ ○
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 2차 함침 조성물을 이용하여 제조된 LPM 함침지를 제조하고, 이를 가구재 표면에 접착시켜 LPM 가구를 제조한 경우, 우수한 항균성, 접착성 및 외관 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.특히, 아산화구리와 아연피리치온이 적정 농도로 첨가된 실시예 1의 경우 항균성이 매우 우수할 뿐만 아니라 접착성 및 외관 특성이 매우 우수하였다.
반면, 아산화구리와 아연피리치온 중 하나 이상이 미량 첨가된 실시예 2 내지 4의 경우 실시예 1 대비 항균성이 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
반대로, 아산화구리와 아연피리치온 중 하나 이상이 과량 첨가된 실시예 5 내지 7의 경우 실시예 1과 동등한 수준의 항균성을 발휘하였으나, 희미한 얼룩이 발생하여 외관 특성이 저하되었다.
실시예 8은 아연피리치온을 과량 첨가하되 아연피리치온의 용해도를 높이기 위해 폴리에틸렌글리콜을 첨가한 것으로 외관 특성이 개선된 것을 확인할 수 있었으며, 실시예 9는 디이소시아네이트계 단량체를 첨가한 것으로 접착성이 더욱 형상된 것을 확인할 수 있었고, 실시예 10은 유기산을 첨가한 것으로 유기산과 아연피리치온이 착 화합물을 형성하여 그 안전성이 더욱 향상되었다. 실시예 11은 상기 세 첨가제를 모두 첨가한 것으로, 향균성, 접착성, 외관 특성 및 안전성이 모두 우수하였다.
반면, 아산화구리 및 아연피리치온이 모두 첨가되지 않은 비교예 1의 경우 항균 효과가 없었으며, 아산화구리 또는 아연피리치온이 첨가되지 않은 비교예 1 및 2의 경우 항균 특성이 실시예 1 대비 다소 떨어졌다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
*

Claims (5)

  1. a) 원지를 요소 수지 및 1차 용매를 포함하는 1차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 요소 함침지를 제조하는 단계;
    b) 상기 요소 함침지를 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 1.5 내지 3 중량부, 아연피리치온 0.5 내지 1.5 중량부, 중량평균분자량 200 내지 800 g/mol인 폴리에틸렌글리콜 0.1 내지 10 중량부, 디이소시아네이트계 단량체 1 내지 20 중량부 및 2차 용매 5 내지 50 중량부를 포함하는 2차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 LPM 함침지를 제조하는 단계; 및
    c) 상기 LPM 함침지를 가구재의 표면에 적층한 후 열압 성형하여 LPM 가구를 제조하는 단계;를 포함하며,
    상기 금속산화물 입자는 인산 화합물, 크롬 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 표면 전처리 용액으로 표면 전처리된 것이고,
    상기 디이소시아네이트계 단량체는 부탄디이소시아네이트, 펜탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 및 리신디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인, LPM 가구의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속산화물 입자는 산화구리(I)(Cu2O), 산화구리(II)(CuO) 또는 이들의 혼합물인, LPM 가구의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 금속산화물 입자는 평균 입자크기가 1 ㎚ 내지 50 ㎛인, LPM 가구의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열압 성형은 150 내지 200℃의 온도 및 0.5 내지 10 ㎫의 압력으로 수행되는 것인, LPM 가구의 제조방법.
  5. LPM 함침지를 가구재의 표면에 접착시킨 LPM 가구로,
    상기 LPM 함침지는, 원지를 요소 수지 및 1차 용매를 포함하는 1차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 제조된 요소 함침지;를 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 1.5 내지 3 중량부, 아연피리치온 0.5 내지 1.5 중량부, 중량평균분자량 200 내지 800 g/mol인 폴리에틸렌글리콜 0.1 내지 10 중량부, 디이소시아네이트계 단량체 1 내지 20 중량부 및 2차 용매 5 내지 50 중량부를 포함하는 2차 함침 조성물에 함침한 후 건조시켜 제조된 것이며,
    상기 금속산화물 입자는 인산 화합물, 크롬 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 표면 전처리 용액으로 표면 전처리된 것이고,
    상기 디이소시아네이트계 단량체는 부탄디이소시아네이트, 펜탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 및 리신디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인, LPM 가구.
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