KR102517604B1 - 항균 uv 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템 - Google Patents

항균 uv 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102517604B1
KR102517604B1 KR1020220127785A KR20220127785A KR102517604B1 KR 102517604 B1 KR102517604 B1 KR 102517604B1 KR 1020220127785 A KR1020220127785 A KR 1020220127785A KR 20220127785 A KR20220127785 A KR 20220127785A KR 102517604 B1 KR102517604 B1 KR 102517604B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antibacterial
flooring board
layer
curable
composition
Prior art date
Application number
KR1020220127785A
Other languages
English (en)
Inventor
이동건
고재송
Original Assignee
서문팀버 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서문팀버 주식회사 filed Critical 서문팀버 주식회사
Priority to KR1020220127785A priority Critical patent/KR102517604B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102517604B1 publication Critical patent/KR102517604B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/56—Three layers or more
    • B05D7/57—Three layers or more the last layer being a clear coat
    • B05D7/574—Three layers or more the last layer being a clear coat at least some layers being let to dry at least partially before applying the next layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K5/00—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/02—Staining or dyeing wood; Bleaching wood
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/66—Additives characterised by particle size
    • C09D7/69—Particle size larger than 1000 nm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/085—Copper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 항균 UV 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 항균 물질로서 구리(Cu)입자를 포함하되, 구리입자의 표면에 실란커플링제를 결합시켜 소수성으로 개질된 구리입자를 포함하는 항균 UV 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템에 관한 것이다.

Description

항균 UV 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템{Antimicrobial UV curable paint composition, antimicrobial flooring board to which it is applied, manufacturing method thereof and manufacturing system thereof}
본 발명은 항균 UV 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 항균 물질로서 구리(Cu)입자를 포함하되, 구리입자의 표면에 실란커플링제를 결합시켜 소수성으로 개질된 구리입자를 포함하는 항균 UV 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템에 관한 것이다.
최근 인테리어에 대한 관심 증가로, 자연미가 우수하고 미려한 실내 공간연출이 가능한 목재 바닥에 대한 관심 역시 높아지고 있다. 그 중 천연목재는 원목을 재료로 수작업을 거쳐 가공하므로 표면이 매끄럽고 고급스러운 연출이 용이하지만, 가격이 비싸고 다양한 톤의 벽지와 조화를 이루기가 쉽지 않다는 문제를 가지고 있다.
가공목재는 MDF(MDF; Medium Density Fiber board), PB(PB; Particle Board) 또는 황토 보드 등의 합판이나 패널을 예로 들 수 있는데, 이러한 가공목재는 천연목재에 비해 상대적으로 저렴하지만, 표면 경도 등이 낮아 그 자체로 사용하는 경우 여러 문제를 가지고 있기 때문에 통상적으로 표면에 마감시트를 부착하여 사용한다.
최근 국내뿐만 아니라 전세계적인 코로나 바이러스의 감염 확산세에 따라 재택 근무 등 산업생태계의 변화가 일어나고, 학교, 보육원, 요양병원, 체육관 등 집단 시설에서의 감염 확산 방지에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이에, 가장 시간을 많이 보내는 장소가 자신의 집이 되면서 자신만의 공간을 꾸미기 위한 내부 인테리어에 대한 관심이 많아지고, 집단 시설의 문 손잡이에 구리 항균 필름을 부착하는 등 항균 소재 적용에 대한 수요가 매우 늘어났다.
이에 합판, 섬유판, 파티클보드, OSB 및 이들 기재를 이용한 복합기재의 표면을 열경화성 수지 함침지 또는 열경화성 수지 치장판으로 처리하거나 기타 표면 치장용 인쇄물로 치장한 치장목질마루판 일부에 항균성이 부여된 선행기술이 개시된 바 있다. 구체적으로 은이온을 이용하여 항균성을 갖는 치장목질 플로링보드(특허등록 제10-0574295호, 2006.04.20)와 피톤치드 농축액과 편백정유를 이용하여 항균, 항곰팡이 등의 성능을 갖는 강마루판(특허등록 제10-2007882호, 2019.07.31)이 개시된 바 있다.
상기한 선행기술들의 분야와 달리, 세균이나 바이러스 등에 저항성을 갖는 원목을 이용한 플로어링보드에 관한 선행기술은 거의 없으며, 가공목재는 접착제가 사용되는 등, 재료 및 제조공법의 특성상 화학물질을 방출하는 유해성을 가지며 항균성을 갖는 시트를 부착하더라도 공정 중 파손이 발생하거나 가공목재의 두께가 줄어드는 문제가 있었다.
또한, 최근 구리를 이용한 항균제품이 다수 출시되고 있으나, 대부분 구리 고유의 금속 색을 띠고 있어, 목재의 나뭇결이 그대로 나타나게 하는 데에 한계가 있었다. 특히 구리 입자는 에폭시 또는 우레탄 올리고머 등 수지와 혼합하여 코팅할 수 있는데, 이 경우 구리 입자와 수지 간의 상용성이 좋지 않아 분산성이 떨어져 구리입자가 서로 뭉쳐지거나(Agglomeration), 비중차이에 의해 구리입자가 침전되어 항균성이 고루 발현되지 않는 문제점이 있었다.
그리고 원목이나 합판 등을 사용하더라도 항균성분 코팅 시 파손이나 변형을 방지할 수 있으면서, 항균성분과 목재 간의 밀착성 및 내마모성 또한 우수하도록 항균 성분을 코팅하기에도 어려움이 있었다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일측면에서, 올리고머, 모노머, 충진제, 광개시제 및 항균물질을 포함하고,
상기 항균물질은, 실란커플링제로 표면이 개질된 구리(Cu) 입자인 것을 특징으로 하는, 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물은 목재, 판넬, 몰딩, 가구 상판, 금속, PVC 바닥재 및 플라스틱을 포함하는 제품군에 사용되는 코팅제인 것을 특징으로 하는, 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 구리 입자는 1 내지 75 ㎛의 직경을 갖는 입자인, 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 실란커플링제는 Y-Si-X3의 구조를 갖고,
상기 Y는 비닐(Vinyl)기, 에폭시(Epoxy)기, 메트아크릴옥시(Methacryloxy)기, 아크릴옥시(Acryloxy)기, 아미노(Amino)기 또는 이들의 조합을 포함하는 유기기이고,
상기 X는 각각 독립적으로 같거나 다른 가수분해성기인 것을 특징으로 하는, 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 모노머는, 단관능기 모노머, 2관능기 모노머, 3관능기 모노머, 또는 이들의 조합일 수 있고,
상기 관능기는 이중결합을 포함하는 것인, 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 실란커플링제는 상기 구리 입자 표면을 소수성으로 개질하는 것인, 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 마모방지제를 더 포함하는, 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 실란커플링제로 표면이 개질된 구리 입자는 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물에 대하여 5 내지 30 중량%로 포함되는 것인, 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 올리고머 20 내지 45 중량부,
상기 모노머 40 내지 60 중량부,
상기 충진제 5 내지 10 중량부 및
상기 광개시제 1 내지 5 중량부로 포함된, 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에서, 올리고머, 모노머, 충진제, 광개시제 및 항균물질을 포함하고, 상기 항균물질은 실란커플링제로 표면이 개질된 구리(Cu) 입자인 항균 UV 경화형 도료 조성물을 적용한 것을 특징으로 하는, 항균 플로어링 보드를 제공한다.
바람직하게는, 상기 항균 플로어링 보드는 목재, 하도층, 중도층 및 상도층 순으로 포함하고,
상기 상도층은, 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물을 이용한 UV 코팅층인, 항균 플로어링 보드를 제공한다.
바람직하게는, 상기 하도층은 우드실러를 도장한 후 경화한 층이고,
상기 중도층은 샌딩실러를 도장한 후 경화한 층인, 항균 플로어링 보드를 제공한다.
바람직하게는, 상기 항균 플로어링 보드는 내수합판, 프라이머층 및 상도층 순으로 포함하고,
상기 상도층은, 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물을 이용한 UV 코팅층인, 항균 플로어링 보드를 제공한다.
바람직하게는, 상기 내수합판 상에는 고압멜라민함침지(High Pressure Melamine)가 접착되는 것인, 항균 플로어링 보드를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, UV 경화형 도료 조성물을 도장하는 도료공급장치 및
도장된 도료를 경화하는 UV 경화부를 포함하되,
상기 도료공급장치는,
상기 UV 경화형 도료 조성물을 저장하고, 이중 구조를 갖는 챔버 및
상기 챔버의 이중 구조 공간에 온수 또는 냉수를 순환시키는 써큘레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 항균 플로어링 보드의 제조 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 챔버는, 내측 챔버 및 외측 챔버로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는, 항균 플로어링 보드의 제조 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 코팅 로울러를 더 포함하되,
상기 코팅 로울러는 이중 구조를 가지며,
상기 써큘레이터에 의하여 상기 코팅 로울러의 이중 구조 공간에 온수 또는 냉수가 순환되는 것을 특징으로 하는, 항균 플로어링 보드의 제조 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 챔버는, 상기 UV 경화형 도료 조성물을 저장하는 저장 챔버 또는 상기 UV 경화형 도료 조성물을 저장 및 교반하는 혼합 챔버 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 항균 플로어링 보드의 제조 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 혼합 챔버 내부에 디졸버가 설치된 것을 특징으로 하는, 항균 플로어링 보드의 제조 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 항균 UV 경화형 도료 조성물은 항균 물질인 구리 입자가 높은 분산성을 갖게 되어 경화 후 고투명성을 가져, 목재 등의 바탕 기자재 고유의 무늬가 주는 심미성을 저해하지 않으며, 항균성이 고루 발현될 수 있다.
본 발명에 따른 항균 플로어링 보드는 분산장치 및 써큘레이터 등를 구비한 도료공급장치를 적용하여, 항균 UV 경화형 도료 조성물의 분산성 및 점도와 일반 도료 조성물의 점도를 외부환경에 상관없이 공정 내내 유지 및 보완할 수 있고 밀착력 있게 도포할 수 있으며, 다수의 목재를 한번에 코팅할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다. 그리고 항균 UV 경화형 도료 조성물을 얇게 도포할 수 있어, 항균성이 우수하게 발현될 수 있고 오래도록 이를 유지할 수 있다.
또한 내마모성, 내긁힘성 및 친환경성 측면에서 우수하며, 기존의 PVC 장판을 본 발명에 따른 항균 플로어링 보드로 대체할 경우, 원목마루(22T X 60 X 1,800mm 기준)는 약 849 kgCO2eq/m3, 치장목질마루판(15T X 140 X 1,200mm 기준)은 3.72 kgCO2eq/m2의 탄소를 저장하는 것으로 알려진 바, 탄소중립 2050 달성에도 상당히 기여할 수 있다.
본 발명에 따른 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템은 톨루엔, MEK와 같은 유독한 유기용제를 사용하지 않아 공정 상 안전하고, 친환경적 생산이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 항균 플로어링보드 형태로 제조된 항균 원목마루의 구조를 간략하게 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 항균 플로어링보드 형태로 제조된 항균 치장목질마루판의 구조를 간략하게 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 항균 플로어링보드 형태로 제조된 항균 원목마루의 제조방법 순서도를 간략하게 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 항균 플로어링보드 형태로 제조된 항균 치장목질마루판의 제조방법 순서도를 간략하게 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 항균 플로어링보드의 제조공정 중 사용되는 하도층 도료공급장치의 구조를 간략하게 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 항균 플로어링보드의 제조공정 중 사용되는 중도층 도료공급장치 또는 프라이머층 도료공급장치의 구조를 간략하게 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 항균 플로어링보드의 제조공정 중 사용되는 상도층 도료공급장치의 구조 중 일부를 간략하게 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 항균 플로어링보드 형태로 제조된 항균 원목마루의 제조 시스템을 간략하게 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 항균 플로어링보드 형태로 제조된 항균 치장목질마루판의 제조 시스템을 간략하게 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 수치범위를 나타내는 "a 내지 b" 및 "a~b"에서 "내지" 및 “~”는 ≥ a이고 ≤ b인 것으로 정의한다.
<항균 UV 경화형 도료 조성물>
본 발명의 일 실시예로서 항균 UV 경화형 도료 조성물은, 올리고머, 모노머, 충진제, 광개시제 및 항균물질을 포함할 수 있다. 특히 항균물질은 구리 입자를 포함하는 것으로, 바람직하게는 실란커플링제로 표면이 개질된 구리 입자를 포함할 수 있다. 실란커플링제로 표면이 개질된 구리 입자는 항균 UV 경화형 도료 조성물에 대하여 5 내지 30 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 5 내지 20 중량%로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는 6 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 해당 중량부 범위에서 실란커플링제로 표면이 개질된 구리 입자를 포함할 때, 경화물의 투명성과 항균성의 유지 및 대량 생산을 위한 공정라인에서의 적용이 가능하였다.
천연의 구리는 일반적으로 친수성(hydrophilic)인 것으로 알려져 있으며, 구리 입자 표면에는 일부 히드록시기(-OH)가 형성되어 있다. 따라서 소수성이 큰 편인 수지(Resin) 상에서 분산이 고루 이루어지기 어렵고, 물리적인 분산 공정이 이루어진 후 수 분 내지 수 시간이 지나면 수지 상에서 뭉침(Agglomeration) 현상이 일어나는 문제가 있다. 또한, 금속인 구리 입자 자체의 비중이 수지보다 큰 것이 일반적이어서, 침전이 일어날 수 있다. 이러한 이유 등에 의하여 기존에 구리 입자를 수지와 혼합하여 항균물질로서 이용할 경우, 경화 후 구리 입자의 띠가 형성되고, 구리 입자의 띠는 경화물에 어두운 색의 줄무늬를 형성시키고, 경화물의 현탁도가 높아져 경화물 아래에 형성된 원목, 무늬목 또는 치장 시트의 나무 무늬가 보이지 않거나 불분명하게 보이게 하였으며, 항균성이 고루 나타나지 않았다. 또한, 침전이 심할 수록 구리 입자에 의한 항균성이 떨어지고, 사용기간이 길어짐에 따라 항균 기능의 저하가 심하게 나타날 우려가 있었다.
이에, 상기 실란커플링제는 상기 구리 입자 표면을 소수성으로 개질하여, 구리 입자와 수지의 상용성을 높여 분산성을 높이고, 침전을 방지하는 역할을 할 수 있다.
본 발명에 사용되는 구리 입자는 1 내지 75 ㎛의 직경을 갖는 입자일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 50 ㎛의 직경을 갖는 입자일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10 내지 45 ㎛의 직경을 갖는 입자일 수 있다.
구리 입자는 분말의 형태일 수 있고, 산소 함유량이 1% 이하, 바람직하게는 0.5%이하, 더욱 바람직하게는 0.3% 이하일 수 있다. 또한, 구리 입자 표면 상에 친수성기가 형성되어 있을 수 있고, 구체적으로 히드록시기가 형성되어 있을 수 있으며, 실란커플링제와의 축합중합을 다수 형성하기 위하여 구리 입자 표면 상에 히드록시기를 도입할 수 있고, 이는 당해 분야에 공지된 방법을 사용할 수 있다.
실란커플링제는 Y-Si-X3의 구조를 가지며, Y는 유기기이고, X는 독립적으로 서로 같거나 다른 가수분해성기일 수 있다.
Y는 유기관능기를 포함하는 유기기이고, 유기관능기는 예를 들면 비닐(Vinyl)기, 에폭시(Epoxy)기, 메트아크릴옥시(Methacryloxy)기, 아크릴옥시(Acryloxy)기 또는 아미노(Amino)기 등이 될 수 있다. 실란커플링제는 일반적으로 pH 3 내지 5 부근에서 안정성이 높고, 또한 농도가 희박할 수록 안정하며, 아미노계 실란 커플링제는 수용액 상에서 아미노기에 의해 알칼리성을 띠므로 별도의 pH 조절이 없더라도 안정하게 존재할 수 있다.
X는 예를 들어 할로겐기, 알콕시기, 아세톡시기, 이소프로페녹시기, 옥심기, 실라잔기 등이 될 수 있으며, 바람직하게는 안정한 성능 발휘, 보존 안전성 및 사용 편의성을 고려하여 알콕시기를 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 메톡시기, 에톡시기 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다.
실란커플링제는 구체적으로 (3-아미노프로필)트리메톡시실란, (3-아미노프로필)트리에톡시실란, (비닐)트리에톡시실란, (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란, (3-메트아크릴옥시프로필)트리메톡시실란, (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.
실란커플링제는 반응이 이루어지는 수용액 중 수분, 공기 중 수분 또는 무기재료 표면 상에 흡착된 수분 등에 의해 가수분해되어 실라놀기를 형성하고, 실라놀기가 무기재료인 구리 입자 표면에 흡착 또는 화학결합하게 된다. 실라놀기와 무기재료 간에는 공유결합, 수소결합, 물리흡착, 가교구조 등 여러 작용이 복합적으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 실란커플링제가 수용액 상에서 가수분해되어 복수의 실라놀기를 형성하게 되고, 복수의 실라놀 분자간에 부분 축합반응에 의해 올리고머가 생성될 수 있으며, 이에 구리 입자와 같은 무기재료를 첨가하면 구리 입자 표면에 신속하게 수소결합을 형성할 수 있고, 구리 입자를 수용액에서 꺼내 가열 처리(예를 들면, 약 80℃에서 약 3 내지 4시간 가열건조하여 용매를 제거)하면 구리 입자 표면의 히드록시기와 부분 탈수축합반응에 의해 보다 강한 공유결합을 형성할 수 있다. 이때 수소결합과 공유결합의 조합으로 된 복수의 결합을 유지할 수도 있다.
실란커플링제는 그 자체로 사용하거나, 약 3 내지 20% 농도의 용액으로 만들어 사용할 수 있으며, 사용되는 용매는 주로 물, 알코올(메톡시실란의 경우 메탄올, 에톡시실란의 경우 에탄올 선택) 또는 물과 알코올의 혼합물이며, 친환경성을 고려할 때, 불소이온이 없고 저렴하고 무독성인 에탄올 또는 이소프로판올이 적합할 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 올리고머는, 비스페놀 A type 에폭시 아크릴레이트 또는 우레탄 아크릴레이트 올리고머로서 UV 경화형을 사용할 수 있고, UV 경화형 도료 조성물 전체 함량 중에서 20 내지 45 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 올리고머가 20 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 경화성에 문제가 발생할 수 있고, 45 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 조성물의 점도를 조절하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 모노머는, 반응성 희석제로 사용되는데, TMPTA(Trimethylol Propane Triacrylate)와 같은 3관능기 모노머, TPGDA(Tripropylene Glycol Diacrylate), DPGDA(Dipropylene Glycol Diacrylate)와 같은 2관능기 모노머, HEA(Hydroxy Ethyl Acrylate), HPA(Hydroxy Propyl Acrylate)와 같은 단관능기 모노머중에서 선택하여 사용할 수 있다. 상기 올리고머 말단에 이중 결합, 바람직하게는 아크릴레이트기가 위치한 경우, 혼합 시 상용성이 좋게 나타날 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 충진제는, 경화 후 내긁힘성 및 내마모성 등의 내구성 향상을 위하여 사용될 수 있으며, 예를 들면 실리카(SiO2) 등을 사용할 수 있으며 동일한 역할을 할 수 있는 것이면 본 발명의 특징을 해하지 않는 한에서 이에 제한되지 않고 사용될 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 광개시제는, UV에 의해 발생하는 라디칼을 활성화시켜 중합 반응시키기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 광개시제로는 공지의 UV 광개시제가 사용될 수 있고, 예를 들어, 상기 광개시제로는 벤조페논계(BP), 벤질케탈계(IC-651, BDK) 및 아세토페논계(IC-184, HP-8)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 광개시제는 모노머가 광 중합하는데 필요한 에너지를 가함으로써 모노머가 경화된 후의 고분자 물질로 바뀌도록 광 중합을 개시하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 일 실시예로서 항균 UV 경화형 도료 조성물은, 마모방지제를 더 포함할 수 있다. 마모방지제는 도료 조성물의 경화 후 내마모성을 향상시키기 위해 추가로 첨가할 수 있으며, 구체적으로 산화알루미늄(Al2O3) 등을 사용할 수 있으며 동일한 역할을 할 수 있는 것이면 본 발명의 특징을 해하지 않는 한에서 이에 제한되지 않고 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예로서 항균 UV 경화형 도료 조성물은, 항균물질 외에, 올리고머 20 내지 45 중량부, 모노머 40 내지 60 중량부, 충진제 5 내지 10 중량부 및 광개시제 1 내지 5 중량부가 포함될 수 있다. 바람직하게는, 항균물질 외에, 올리고머 20 내지 30 중량부, 모노머 40 내지 60 중량부, 충진제 5 내지 10 중량부, 마모방지제 3 내지 7 중량부, 광개시제 1 내지 5 중량부가 포함될 수 있다. 충진제 및 마모방지제가 상기한 하한 범위 미만으로 포함되는 경우에는 충분한 내마모성을 얻기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 상기한 상한 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 조성물의 경도가 지나치게 증가하여 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예로서 항균 UV 경화형 도료 조성물은, 목재, 판넬, 몰딩, 테이블 등 가구 상판, 금속, PVC 바닥재 등의 플라스틱 등의 코팅제로 사용될 수 있으며, 예를 들면 항균 플로어링 보드용으로 사용될 수 있고, 구체적으로 항균 원목마루 또는 표면에 고압멜라민함침지(HPM; High Pressure Melamine)가 부착된 항균 치장목질마루판에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예로서 항균 UV 경화형 도료 조성물은, 예를 들어, 실란커플링제에 의해 구리 입자 표면을 개질한 후, TMPTA(Trimethylol Propane Triacrylate)와 같은 3관능기 아크릴레이트 모노머, TPGDA(Tripropylene Glycol Diacrylate), DPGDA(Dipropylene Glycol Diacrylate) 또는 이들의 조합과 같은 2관능기 아크릴레이트 모노머 또는 이들의 조합과 혼합시키고, 올리고머, 모노머, 충진제 및 광개시제를 포함하는 조성물에 분산시켜 제조할 수 있다. 제조된 항균 UV 경화형 도료 조성물은 목재 등에 코팅되기 전에 구리 입자의 분산을 돕고, 침전을 방지하기 위해 도료공급장치에 구비된 분산장치인 디졸버(dissolver)에 의해 충분히 교반된 후 목재 등에 코팅될 수 있다.
<항균 플로어링 보드 및 그 제조방법>
본 발명의 일 실시예로서 항균 플로어링 보드는, 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물을 적용한 것을 특징으로 할 수 있고, 항균 원목마루 또는 항균 치장목질마루판으로 사용될 수 있다. 항균 원목마루는 주로 실내체육관 등 실내체육시설용으로 사용될 수 있으며, 항균 치장목질마루판은 주로 학교, 유치원, 보육시설, 주거시설 등의 생활시설용으로 사용될 수 있다.
도 1 및 3을 참고하여 본, 항균 원목마루을 제조할 경우, 목재(110), 하도층(210), 중도층(220) 및 상도층(230) 순으로 포함할 수 있고, 상도층(230)은 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물을 이용한 UV 코팅층이고, 하도층(210)은 우드실러를 도장한 후 경화한 층이고, 중도층(220)은 샌딩실러를 도장한 후 경화한 층일 수 있다.
구체적으로 원목 원자재를 절단하고, 홈과 혀를 만드는 등의 가공 후 품질 검사를 하고, UV도장라인에 투입하여 UV 코팅 공정을 진행한다. 2가지 종류의 샌드 페이퍼(Sand paper), 바람직하게는 #100이하 메쉬의 샌드 페이퍼 및 #100 초과 내지 #300 이하 메쉬의 샌드 페이퍼, 더욱 바람직하게는 약 #60 메쉬의 샌드 페이퍼 및 약 #180 메쉬의 샌드 페이퍼를 이용하여 원자재를 1차 샌딩할 수 있다. 그리고 원자재 표면의 눈메꿈(pore filling) 및 중도층과의 부착성 증가를 위하여 탈크(talc) 등이 첨가된 UV도료로서 우드실러를 도장하여 표면을 평탄화하고 UV 램프를 이용하여 경화하여 하도층을 형성한다. 하도층의 경화 후 두께는 50 내지 70㎛일 수 있다.
하도층 표면에 1차 샌딩할 때 보다 입방 밀도가 높은 샌드 페이퍼, 바람직하게는 약 #300 초과 내지 #500 이하 메쉬의 샌드 페이퍼, 더욱 바람직하게는 약 #320 내지 #400 메쉬의 샌드 페이퍼를 이용하여 샌딩할 수 있다. 그리고 2차 눈메꿈(pore filling)을 위한 탈크(talc) 및 3차 샌딩이 원활하도록 하기 위한 스테아린산 아연이 첨가된 UV 도료로서 샌딩실러를 도장하여 표면을 평탄화하고 UV 램프를 이용하여 경화하여 중도층을 형성한다. 중도층의 경화 후 두께는 30 내지 50㎛일 수 있다.
중도층 표면에 2차 샌딩할 때 보다 입자 밀도가 높은 샌드 페이퍼, 바람직하게는 #500 초과 내지 #800이하 메쉬의 샌드 페이퍼, 더욱 바람직하게는 약 #600 메쉬의 샌드 페이퍼를 이용하여 3차 샌딩할 수 있다. 그리고 코팅기의 도료공급장치에 구비된 디졸버를 이용해 본 발명에 따른 항균 UV 경화형 도료 조성물에 구리입자가 균일하게 분산되도록 하여, 항균 UV 경화형 도료 조성물을 도장하고 UV 램프를 이용하여 경화 해 상도층을 형성한다. 상도층의 경화 후 두께는 항균성의 발현을 고려하여 바람직하게는 20 내지 40㎛일 수 있다. 그 후 완제품의 품질 검사를 진행할 수 있다.
도 2 및 4를 참고하여 본, 항균 치장목질마루판을 제조할 경우, (내수)합판(120), 프라이머층(400) 및 상도층(230) 순으로 포함하고, 상도층(230)은, 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물을 이용한 UV 코팅층이고, 내수합판 상에는 고압멜라민함침지(High Pressure Melamine)(300)가 접착될 수 있다.
구체적으로 유해물질의 방출을 방지하기 위하여 바람직하게는 친환경 내수합판(SE0등급)을 사용할 수 있고, 상기 내수합판에 접착제를 도포하여 고압멜라민함침지(HPM)를 접착시킨다. HPM이 접착된 내수합판을 절단하고, 홈과 혀를 만드는 등의 가공하여 치장목질마루판을 제조한다. 치장목질마루판은 UV도장라인에 투입하여 그 표면에 프라이머를 도장하고 UV 램프를 이용하여 경화 해 프라이머층을 형성한다. 상기 접착제는 유해물질의 방출이 적은 것이면 제한이 없으며, 예를 들면 비닐 아세테이트계 접착제를 사용할 수 있다.
경화된 프라이머층과 항균 UV 경화형 도료 조성물의 접착성을 더욱 향상시키기 위하여 프라이머층 표면을 샌딩할 수 있다. 구체적으로 약 #400 내지 #600 메쉬의 샌드 페이퍼를 이용하여 샌딩할 수 있다. 그리고 도료공급장치에 구비된 디졸버를 이용해 본 발명에 따른 항균 UV 경화형 도료 조성물에 구리입자 간에 뭉침이 생기더라도 이를 깨어주면서 균일하게 분산되도록 한 후, 항균 UV 경화형 도료 조성물을 프라이머층 상에 도장하고 UV 램프를 이용하여 경화 해 상도층을 형성한다. 상도층의 경화 후 두께는 항균성의 발현을 고려하여 바람직하게는 20 내지 40㎛일 수 있다. 그 후 완제품의 품질 검사를 진행할 수 있다.
도 5를 참고하여 본, 도료공급장치 중 하나인 하도층 도료공급장치(501)는, 외측챔버(511) 및 내측챔버(512)를 포함하는 우드실러의 저장챔버, 도료조성물 흡입구(520), 도료조성물 이송관(521), 써큘레이터(circulator)(600), 온수 또는 냉수 이송관(601 내지 604), 및 코팅 로울러를 포함할 수 있다.
상기 저장챔버는 외측챔버(511) 및 내측챔버(512)의 이중 구조로 구성되어 있으며, 내측챔버와 외측챔버 사이의 공간에 써큘레이터(600)에서 공급받은 온수 또는 냉수를 순환시킬 수 있도록 하여 동절기 또는 하절기에 도료의 점도를 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 도료 조성물(우드실러)은 도료조성물 흡입구(520)를 통해 도료조성물 이송관(521)을 타고 상기 코팅 로울러에 전달되어 목재에 도장될 수 있다. 또한, 추가적으로 도료조성물 이송관(521) 일측에 분사노즐(미도시)과 스크레이퍼(미도시)가 일체로 구비되어 코팅 로울러 외측에 도료 조성물이 균일하게 분포하도록 할 수도 있다.
목재에 도장되고 남은 잔류 조성물은 잔류 조성물 포집부(522)에 저장되고, 잔류 조성물 이송관(523)을 통해 다시 저장챔버에 전달되어 목재 도장에 사용될 수 있다.
코팅 로울러는 스틸 로울러(701), 고무 로울러(702) 및 리버스 로울러(703)를 포함할 수 있다. 스틸 로울러(701) 및 고무 로울러(702)는 과량의 우드실러로 인해 하도층이 두꺼워지지 않도록 조성물을 균일하고 적절한 양 및 원하는 두께로 도장되도록 할 수 있다. 고무 로울러(702)가 목재 등과 접촉하는 최외면은 내마모성이 우수한 재질로 제조될 수 있으며, 구체적으로 테프론, 실리콘 등을 사용할 수 있고, 동일한 역할을 할 수 있는 것이면 우드실러에 영향을 주지 않는 범위에서 이에 제한되지 않고 사용될 수 있다. 리버스 로울러(703)는 굴곡이 있는 목재에 도장할 때 탈크를 다량 함유하는 우드실러을 이용해 눈매꿈을 한 후, 목재의 굴곡을 평평하게 만들어 줄 수 있다. 리버스 로울러는 스틸 로울러와 동일하거나 유사한 금속재질로 제조될 수 있다.
스틸 로울러 및 고무 로울러에 공급되고 남은 잔류 우드실러는 잔류 조성물 포집부(522)에 저장될 수 있다. 저장된 잔류 우드실러는 즉시 혹은 일정량 이상이 되면, 잔류 조성물 이송관(523)을 통해 저장챔버에 돌아가 다시 도료 조성물로서 사용될 수 있다.
써큘레이터(600)는 동절기 또는 하절기에 이송관을 통하여 저장챔버 및 코팅 로울러에 온수 또는 냉수를 공급하고, 이로써 도료의 점도를 조절할 수 있도록 설치된다. 저장챔버에 공급되는 경우, 외측챔버(511) 및 내측챔버(512) 사이의 이중구조 공간에 온수 또는 냉수가 순환하게 되며, 온냉수 챔버 인렛(inlet)(601)을 통하여 온수 또는 냉수가 주입되고, 온냉수 챔버 아웃렛(outlet)(602)를 통하여 주입되었던 온수 또는 냉수가 다시 써큘레이터로 돌아올 수 있다. 코팅 로울러, 구체적으로 스틸 로울러(701)에 공급되는 경우, 저장챔버와 유사하게 코팅 로울러에도 온수 또는 냉수가 순환하는 공간이 마련될 수 있고, 온냉수 로울러 인렛(inlet)(603, 미도시)을 통하여 온수 또는 냉수가 주입되고, 온냉수 로울러 아웃렛(outlet)(604, 미도시)를 통하여 주입되었던 온수 또는 냉수가 다시 써큘레이터로 돌아올 수 있다. 저장챔버 및 코팅 로울러에 마련되는 온수 또는 냉수의 순환 공간은 열전달 효율, 순환 효율 등을 고려하여 원통형 또는 구부러진 관이 다수 모인 형태 등으로 다양하게 형성될 수 있다.
하도층의 형성은, 구체적으로 저장챔버에 저장된 도료조성물(우드실러)이 도료조성물 흡입구(520) 및 도료조성물 이송관(521)에 의해 스틸 로울러(701) 및 고무 로울러(702)에 전달되어 목재에 도장된 후, 목재의 눈메꿈 및 평평함을 보완하기 위하여 리버스 로울러(703)를 한번 더 통과시킬 수 있다. 스틸 로울러 및 고무 로울러는 경화 후 조성물의 투명성(목재 고유의 재질감 유지 등), 목섬유의 안정화 및 내습성 향상 등을 고려하여 책정된 코팅 두께 범위에서 컨베이어를 따라 이송된 목재 상에 도료 조성물을 균일하되 너무 얇지 않은 두께(약 50 내지 70㎛)로 도장할 수 있다.
도 6를 참고하여 본, 도료공급장치 중 하나인 중도층 도료공급장치 또는 프라이머층 도료공급장치(502)는, 상기 하도층 도료공급장치(501)와 동일하되, 리버스 로울러(703)를 포함하지 않는 점에서 차이가 있다. 중도층 도료공급장치는 샌딩실러를 공급하고, 프라이머층 도료공급장치는 프라이머를 공급할 수 있다.
중도층 도료공급장치의 스틸 로울러 및 고무 로울러는 경화 후 조성물의 투명성(목재 고유의 재질감 유지 등), 상도층 도장에 필요한 평활한 면 형성 및 하도도장의 보완 등을 고려하여 책정된 코팅 두께 범위에서 컨베이어를 따라 이송된 목재 상에 도료 조성물을 균일하고 약간 얇은 두께(약 30 내지 50㎛)로 도장할 수 있다.
도 7를 참고하여 본, 도료공급장치 중 하나인 상도층 도료공급장치(503)는, 상기 중도층 도료공급장치(502)와 거의 유사한데, 그 중 저장챔버 대신 저장챔버와 다른 구성은 동일하되, 추가로 디졸버(530)를 포함하는 혼합 챔버를 포함하고, 도료조성물 흡입구(520)가 없이, 도료조성물 이송관(521)이 혼합 챔버 하부에 위치한다는 점에서 차이가 있다. 상도층 도료공급장치(503)는 본 발명에 따른 항균 UV 경화형 도료 조성물을 공급할 수 있다.
상도층 도료공급장치(503)의 스틸 로울러 및 고무 로울러는 경화 후 조성물의 투명성 및 항균성을 고려하여 책정된 코팅 두께 범위에서 컨베이어를 따라 이송된 목재 상에 도료 조성물을 균일하고 얇은 두께(바람직하게는 약 20 내지 40㎛)로 도장할 수 있다. 약 20 내지 40㎛의 얇은 도막 두께를 요하는 이유는 항균성의 충분한 발현을 위함이다.
분산장치인 디졸버(530)는 항균 UV 경화형 도료 조성물에 포함되는 구리 입자를 균일하게 분포시키기 위하여 설치된다. 구체적으로 항균 UV 경화형 도료 조성물의 혼합 챔버에 저장된 상도층 도료 조성물은 코팅 작업이 이루어지는 동안 지속적으로 챔버 내의 디졸버에 의해 교반이 이루어질 수 있고, 구리 입자의 뭉침 현상이 일어나더라도 이를 깨트릴 수 있어 교반기를 사용할 때보다 항균 성분인 구리 입자의 분산성을 높일 수 있다.
디졸버는 디졸버 모터(531)에 의하여 구동될 수 있으며, 디졸버 모터는 디졸버 전원장치(532)를 통해 전력을 공급받을 수 있고, 디졸버 제어장치(533)에 의해 디졸버의 준비, 회전 속도, 정지 등을 조절할 수 있다.
도 8 및 9를 참고하면, 본 발명은 각 도료공급장치(501 내지 503), 샌딩기(540), UV 경화부(550)가 1조로 이루어진 코팅블럭이 복수개 연결되어 일괄공정에 의해 도료의 코팅작업이 수행되도록 할 수 있다. 이때, 상기 코팅블럭은 복수의 목재(110)가 하나의 컨베이어(970)를 따라 동시 공급되어 이동하면서 샌딩과 UV코팅 및 경화의 공정이 순차로 수행되도록 설치될 수 있다. 컨베이어(970)의 양측에는 지지턱을 구비하는 프레임이 설치되어 코팅 로울러의 양측이 지지되도록 하여 일정면적을 갖는 함몰공간에 코팅액이 부착되도록 할 수 있다.
실시예 1.
1, 항균 UV 경화형 도료 조성물의 제조
항균 UV 경화형 도료 조성물은, 비스페놀 A Type 에폭시 아크릴레이트 올리고머 25 중량부, 모노머 50 중량부, 충진제 5 중량부, 마모방지제 5 중량부, 광개시제 3 중량부 및 항균물질 12 중량부로 사용하여, 항균물질인 표면 개질된 구리입자의 농도가 12 중량%인 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제조하였다.
구리 입자에 대하여 3-아미노프로필트리에톡시실란을 약 5%가 되도록 첨가하여, 구리입자의 표면을 개질하였다. 제조된 표면 개질된 구리 입자를 TPGDA와 혼합하였다. 비스페놀 A Type 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 실리카, 산화알루미늄 및 벤조페논을 혼합한 조성액에 TPGDA와 혼합된 표면 개질된 구리 입자를 투입하여 분산시켜 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제조하였다.
수지에 포함된 아크릴레이트와 모노머에 포함된 아크릴레이트에 포함된 이중 결합이 광개시제에 의해 화학적으로 반응할 수 있어 효과적이다.
2. 항균 플로어링 보드의 제조
목재 원자재는 약 1800 X 60 X 22t(mm) 크기의 플로어링 보드 형태로 가공한 후, 1차 샌딩 후 우드실러를 도장 및 경화하고, 2차 샌딩 후 샌딩실러를 도장 및 경화하고, 3차 샌딩 후 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물을 도장 및 경화하였다.
실시예 2.
실시예 1과 동일하게 항균 UV 경화형 도료 조성물을 제조하였다.
SE0급의 내수합판에 친환경 접착제 및 프레스를 이용해 고압멜라민함침지(HPM)을 접착시키고, 약 1200 X 140 X 15t(mm) 크기의 플로어링 보드 형태로 가공한 후, 프라이머를 도장 및 경화하고, 샌딩 후 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물을 도장 및 경화하였다.
비교예 1.
실시예 1과 동일하게 제조하되, 3차 샌딩 후 항균물질이 없는 일반 UV 경화형 도료 조성물을 이용한 경화층을 형성하였다.
비교예 2.
실시예 1과 동일하게 제조하되, 상기 표면 개질된 구리 입자 대신 구리 입자 자체를 사용하였다. 또한 항균 UV 경화형 도료 조성물은, 비스페놀 A Type 에폭시 25 중량부, 모노머 47 중량부, 충진제 5 중량부, 마모방지제 5 중량부, 광개시제 3 중량부 및 구리입자 자체 15 중량부로 사용하여, 구리입자 자체의 농도가 15 중량%인 항균 UV 경화형 도료 조성물을 사용하였다.
시험예 1. 항균 원목마루의 항균시험 및 피로시험 후 항균시험
상기 실시예 1의 항균 플로어링 보드를 5cm x 5cm 크기로 임의의 위치 3군데에서 절단하여 시편을 제작하였다. 대조시편은 비교예 1의 플로어링 보드를 5cm x 5cm 크기로 임의의 위치 3군데에서 절단하여 제작하였다.
항균시험방법은 KCL-FIR-1003에 따라 진행하였으며, 대장균, 녹농균, 황색포도상구균 및 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA)에 대하여 초기 농도 대비 6시간 후, 24시간 후 농도 감소량을 측정하였다.
피로시험 후 항균시험은 약 100kg의 하중으로 만 회 이상 각각의 시편에 충격을 가한 후 KCL-FIR-1003에 따라 동일한 방법으로 각 세균에 대하여 초기 농도 대비 6시간 후, 24시간 후 농도 감소량을 측정하였다. 시험 결과는 시편들의 평균값으로 하기 표 1에 나타냈다.
Figure 112022105271037-pat00001
항균물질이 전혀 포함되지 않은 대조시편(Control)의 경우 모든 세균들에 대하여 6시간 후에 최소 5배 이상 증식하였고, 24시간 후에는 약 20 내지 55 배 증식한 것으로 나타났다. 반면 실시예(Coated)의 시편은 모든 세균에 대하여 대조시편에 비하여, 6시간 후에 98.9%이상의 감소율을 나타냈고, 24시간 후에는 99.9%이상의 감소율을 나타냈다.
시험예 2. 항균 치장목질마루판의 항균시험
상기 실시예 2의 항균 플로어링 보드를 5cm x 5cm 크기로 임의의 위치 3군데에서 절단하여 시편을 제작하였다. 대조시편은 비교예 1의 플로어링 보드를 5cm x 5cm 크기로 임의의 위치 3군데에서 절단하여 제작하였다.
항균시험방법은 KCL-FIR-1003에 따라 진행하였으며, 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA)에 대하여 초기 농도 대비 6시간 후 농도 감소량을 측정하였다. 시험 결과는 시편들의 평균값으로 하기 표 2에 나타냈다.
Figure 112022105271037-pat00002
항균물질이 전혀 포함되지 않은 대조시편(비교예 1)의 경우 MRSA균이 6시간 후에 약 8배가량 증식하였다. 반면 실시예 2의 시편은 MRSA균에 대하여 대조시편에 비하여, 6시간 후에 99.9%이상의 감소율을 나타냈다.
시험예 3. 분산성에 따른 항균성의 고른 발현 비교시험
1) 상기 실시예 1의 항균 플로어링 보드를 5cm x 5cm 크기로 임의의 위치 3군데에서 절단하여 시편을 제작하였다. 대조시편(Blank)은 비교예 1의 플로어링 보드를 5cm x 5cm 크기로 임의의 위치 3군데에서 절단하여 제작하였다.
2) 상기 비교예 2의 플로어링 보드를 5cm x 5cm 크기로 임의의 위치 3군데에서 절단하여 시편을 제작하였다. 대조시편(Blank)은 비교예 1의 플로어링 보드를 5cm x 5cm 크기로 임의의 위치 3군데에서 절단하여 제작하였다.
항균시험방법은 KCL-FIR-1003에 따라 진행하였으며, 메티실린 내성 확색포도상구균(MRSA)에 대하여 초기 농도 대비 6시간 후 각각의 대조시편(Blank) 대비 농도 감소량을 측정하였다.
1)의 결과는 시편들의 평균값으로 하기 표 3에, 2)의 결과는 시편들의 평균값으로 하기 표 4에 나타냈다.
Figure 112022105271037-pat00003
Figure 112022105271037-pat00004
1) 및 2) 케이스 모두에서 대조시편(Blank)의 MRSA균의 증식정도는 비슷하였다. 실시예 1의 시편에서의 MRSA균의 농도는 10 CFU/mL 이하여서 대조시편에 비하여 감소율이 평균 99.9%로 나타난 반면, 비교예 2의 시편에서 MRSA균의 농도는 대조시편에 비하여 감소율이 평균 약 75.0%로 나타나 실시예 1 보다 열악하였다. 또한, 비교예 2의 시편은 초기농도보다 평균적으로 약 67%가량 MRSA균이 증식한 것으로 나타났다.
시험예 4. 친환경성 시험
상기 실시예 1의 항균 플로어링 보드를 5cm x 5cm 크기로 임의의 위치에서 절단하여 시편을 제작하였다.
각 시편에 대하여 EL246: 2022(환경유해인자 공정시험기준)에 따라 비소, 카드뮴, 크롬, 납, 수은에 대하여 목재 바닥재의 마감재료에 유해원소가 검출되는지를 확인하였다.
또한 폼알데하이드 방출량의 평균값 및 최대값을 데이터케이터법에 따라 표면과 측면이 노출된 시편에서 단위 부피당 폼알데하이드 중량의 농도를 확인하였고, EL246: 2022 실내공기질 공정시험기준(ES 02131.1)에 따라 소형챔버법을 이용하여, 표면만 노출한 시편에 대하여 폼알데하이드의 방출 속도를 확인하였다.
그리고 총휘발성유기화합물(TVOC) 및 톨루엔에 대하여 EL246: 2022 실내공기질 공정시험기준(ES 02131.1)에 따라 소형챔버법을 이용하여, 표면만 노출한 시편에 대하여 각각의 방출 속도를 확인하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타냈다.
Figure 112022105271037-pat00005
비소, 카드뮴, 크롬, 납 및 수은의 인체에 유해한 중금속들은 검출한계를 넘어서 측정되지 않아 최종적으로 불검출된 것으로 결론냈다.
폼알데하이드의 경우, 데이터케이터법에 따르면 약 0.1 mg/L의 농도로 방출되는 것이 확인되었고, 소형챔버법에 따르면 약 0.001 mg/m2·h의 속도로 방출되는 것이 확인되었다.
폼알데하이드 품질기준에 따르면, 폼알데하이드 방출량이 평균 0.3 mg/L 이하, 최대 0.4 mg/L 이하인 경우 최우수등급(SE0)의 친환경 제품으로 평가받는데, 해당 기준에 따르면 본 발명에 따른 실시예 1의 항균 플로어링 보드는 상당히 우수한 친환경성을 나타냈다.
폼알데하이드에 관한 건축자재의 오염물질 방출기준에 따르면 바닥재의 경우 약 0.02 mg/m2·h 이하이고, 목질상판제품의 경우 0.05 mg/m2·h 이하일 것이 요구되는 바, 해당 기준에 대하여는 상당히 우수한 친환경성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
총휘발성유기화합물(TVOC) 및 톨루엔의 경우, 소형챔버법에 의하여 각각은 약 0.056 mg/m2·h 및 약 0.003 mg/m2·h의 속도로 방출되는 것이 확인되었다. 건축자재의 오염물질 방출기준에 따르면 총휘발성유기화합물(TVOC) 및 톨루엔 각각에 대하여, 바닥재의 경우 각각 약 4.0 mg/m2·h 이하 및 약 0.08 mg/m2·h 이하이고, 목질상판제품의 경우 약 0.4 mg/m2·h 이하 및 0.08 mg/m2·h 이하일 것이 요구되는 바, 해당 기준에 대하여는 상당히 우수한 친환경성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
시험예 5. 밀착성, 내마모성 및 내긁힘성(내구성) 시험
상기 실시예 1의 항균 플로어링 보드를 5cm x 5cm 크기로 임의의 위치 3군데에서 절단하여 시편을 제작하였다.
도막밀착성 및 내마모성은 KS F 3111에 따라 시험하였으며, 내긁힘성은 KS F 3126에 따라 시험하였고, 도막밀착성 및 내긁힘성은 3회 시험하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타냈다.
Figure 112022105271037-pat00006
도막밀착성의 경우, 테이프에 묻어나는 이물질이 없고, 무늬가 조화로우며, 도장 및 광택이 균일하고 기포가 극히 경미하며, 도막의 박리, 요철 등이 없는 등 전체적으로 1등급의 품질을 갖는 것으로 나타났으며, 임의의 시편 3개 모두에서 그러하였다.
내마모성의 경우 KS F 3111에 따르면 1000번 회전하는 것이 기준이나, 본 시험에서는 2000번 회전하는 것으로 하였으며, 그럼에도 마모종점이 나타나지 않아 내마모성 또한 우수한 것으로 확인되었다.
내긁힘성의 경우 품질기준에 따르면, 스크래치 경도가 3N 이상일 것이 요구되는 바, 임의의 시편 3개 모두에서 스크래치 경도가 약 7N 이상인 것으로 측정되어, 내긁힘성이 우수한 것으로 확인되었다.
시험예 6. 투명성 시험
상기 실시예 1의 항균 UV 경화형 도료 조성물을 0.3mm의 고투명 PET 필름에 코팅하고 5cm x 5cm 크기로 임의의 위치 3군데에서 절단하여 시편을 제작하였다.
투명성은 KS M ISO 13468-1에 따라 전광선 투과율을 시험하였으며, 그 결과를 실시예 1의 조성물을 코팅하지 않은 0.3mm의 고투명 PET 필름과 비교하여, 하기 표 7에 나타냈다.
Figure 112022105271037-pat00007
전광선투과율이 고투명 PET 필름의 경우 92.1%, 고투명 PET 필름에 항균 UV 경화형 도료 조성물을 코팅하였을 경우 90.4%로 고투명 PET 필름에 비하여 약 1.8% 정도 미미하게 감소하는 것으로 나타났다.
또한, 본 발명에 따른 항균 UV 경화형 도료 조성물은 전광선투과율이 90% 이상으로, 고투명성을 유지할 수 있으므로 목재 등의 바탕 기자재 고유의 무늬가 주는 심미성을 저해하지 않는 것으로 확인되었다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.
110: 목재
120: 합판
210: 하도층
220: 중도층
230: 상도층
300: HPM
400: 프라이머층
501: 하도층 도료공급장치
502: 중도층 도료공급장치, 프라이머층 도료공급장치
503: 상도층 도료공급장치
511: 외측챔버
512: 내측챔버
520: 도료조성물 흡입구
521: 도료조성물 이송관
522: 잔류 조성물 포집부
523: 잔류 조성물 이송관
530: 디졸버
531: 디졸버 모터
532: 디졸버 전원장치
533: 디졸버 제어장치
540: 샌딩기
550: UV 경화부
600: 써큘레이터
601: 온냉수 챔버 인렛(inlet)
602: 온냉수 챔버 아웃렛(outlet)
701: 스틸 로울러
702: 고무 로울러
703: 리버스 로울러
970: 컨베이어

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 올리고머, 모노머, 충진제, 광개시제 및 항균물질을 포함하고, 상기 항균물질은 실란커플링제로 표면이 개질된 구리(Cu) 입자인 항균 UV 경화형 도료 조성물을 이용한 UV 코팅층을 포함하는 항균 플로어링 보드로서,
    상기 구리 입자는 1 내지 75 ㎛의 직경을 갖고,
    상기 개질된 구리 입자는 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물에 대하여 6 내지 20 중량%로 포함되고,
    항균성을 갖는 상기 UV 코팅층은 상기 항균 플로어링 보드의 표면에 형성된 것을 특징으로 하는, 항균 플로어링 보드.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 항균 플로어링 보드는 목재, 하도층, 중도층 및 상도층 순으로 포함하고,
    상기 상도층은, 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물을 이용한 UV 코팅층인, 항균 플로어링 보드.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 하도층은 우드실러를 도장한 후 경화한 층이고,
    상기 중도층은 샌딩실러를 도장한 후 경화한 층인, 항균 플로어링 보드.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 항균 플로어링 보드는 내수합판, 프라이머층 및 상도층 순으로 포함하고,
    상기 상도층은, 상기 항균 UV 경화형 도료 조성물을 이용한 UV 코팅층인, 항균 플로어링 보드.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 내수합판 상에는 고압멜라민함침지(High Pressure Melamine)가 접착되는 것인, 항균 플로어링 보드.
  15. UV 경화형 도료 조성물을 도장하는 도료공급장치 및
    도장된 도료를 경화하는 UV 경화부를 포함하되,
    상기 도료공급장치는,
    상기 UV 경화형 도료 조성물을 저장하고, 이중 구조를 갖는 챔버;
    상기 UV 경화형 도료 조성물을 도장하고, 이중 구조를 갖는 코팅 로울러; 및
    상기 도료공급장치에 온수 또는 냉수를 순환시키는 써큘레이터:를 포함하고,
    상기 써큘레이터는 상기 챔버 및 코팅 로울러의 이중 구조에 온수 또는 냉수를 순환시키는 것을 특징으로 하는, 항균 플로어링 보드의 제조 시스템.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 챔버는, 상기 UV 경화형 도료 조성물을 저장하는 저장 챔버 또는 상기 UV 경화형 도료 조성물을 저장 및 교반하는 혼합 챔버 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 항균 플로어링 보드의 제조 시스템.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 혼합 챔버 내부에 디졸버가 설치된 것을 특징으로 하는, 항균 플로어링 보드의 제조 시스템.



  20. 청구항 10에 있어서,
    상기 항균 플로어링 보드는 목재, 판넬, 몰딩, 가구 상판, 금속, PVC 바닥재 및 플라스틱을 포함하는 제품군에 속하는 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 항균 플로어링 보드.
KR1020220127785A 2022-10-06 2022-10-06 항균 uv 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템 KR102517604B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220127785A KR102517604B1 (ko) 2022-10-06 2022-10-06 항균 uv 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220127785A KR102517604B1 (ko) 2022-10-06 2022-10-06 항균 uv 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102517604B1 true KR102517604B1 (ko) 2023-04-06

Family

ID=85918097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220127785A KR102517604B1 (ko) 2022-10-06 2022-10-06 항균 uv 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102517604B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200300099Y1 (ko) * 2002-07-25 2003-01-14 (주)브레인유니온시스템 다기능 액상물질 도포장치
KR20050023928A (ko) * 2003-09-03 2005-03-10 주식회사 엘지화학 내오염성이 우수한 표면강화 합판마루 바닥재
KR20120098150A (ko) * 2011-02-28 2012-09-05 성창기업지주(주) 마루판 및 그의 제조방법
KR20200007448A (ko) * 2018-07-13 2020-01-22 주식회사 유니드 항균성, 항곰팡이성 및 고기능성 코팅액 조성물 및 이를 이용한 제품
KR102254736B1 (ko) * 2020-08-07 2021-05-20 임정환 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스
KR102361437B1 (ko) * 2020-07-13 2022-02-14 주식회사 성우플러스 가구용, 마루판용 및 실내 인테리어 패널용 접착제 배합 제조장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200300099Y1 (ko) * 2002-07-25 2003-01-14 (주)브레인유니온시스템 다기능 액상물질 도포장치
KR20050023928A (ko) * 2003-09-03 2005-03-10 주식회사 엘지화학 내오염성이 우수한 표면강화 합판마루 바닥재
KR20120098150A (ko) * 2011-02-28 2012-09-05 성창기업지주(주) 마루판 및 그의 제조방법
KR20200007448A (ko) * 2018-07-13 2020-01-22 주식회사 유니드 항균성, 항곰팡이성 및 고기능성 코팅액 조성물 및 이를 이용한 제품
KR102361437B1 (ko) * 2020-07-13 2022-02-14 주식회사 성우플러스 가구용, 마루판용 및 실내 인테리어 패널용 접착제 배합 제조장치
KR102254736B1 (ko) * 2020-08-07 2021-05-20 임정환 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4867179B2 (ja) 高光沢化粧シート
KR102267793B1 (ko) 무기질 컬러칩 및 이를 이용한 건물 바닥재 시공방법
AU2015411754B2 (en) Topcoat composition, method of coating substrates with the same, and substrate
CN107384182B (zh) 一种户外重竹木地板及其制备方法
CN112969560A (zh) 覆盖的面板以及制造覆盖的面板的方法
EP1833618B1 (en) Method for reducing face checking of a wood product
KR101327756B1 (ko) 이중경화방식을 이용한 보호층을 가지는 마루바닥재 및 그 제조방법
KR102517604B1 (ko) 항균 uv 경화형 도료 조성물, 이를 적용한 항균 플로어링 보드, 그 제조방법 및 제조 시스템
CN115515986B (zh) 部分固化的涂覆片材
KR100855093B1 (ko) 고경도 마루 바닥재의 제조 방법 및 이에 사용되는 조성물
KR101312882B1 (ko) 내오염성이 우수한 주방가구
JP5682367B2 (ja) 抗アレルゲン性を有する化粧シートの製造方法
KR102484374B1 (ko) 친환경 하이브리드 오일을 함유하며, 습기, 곰팡이 발생 억제 효과를 갖는 성형보드
CN110997834A (zh) 具有紫外(uv)可固化表面涂层的表面覆盖物
US11549031B2 (en) Coating material for forming matte hard coat, and decorative sheet using same
KR102278959B1 (ko) 항균코팅마루패널 제조방법
CZ304819B6 (cs) Prostředek na bázi emulgovatelných pryskyřic vytvrditelných UV
KR20070076710A (ko) 나무바닥재 및 그 제조 방법
CA3190281A1 (en) Resin-containing composition with antimicrobial properties, in particular biocidal properties, for surface coatings on paper layers or wood-based panels
KR200363191Y1 (ko) 목재 패널
KR102484372B1 (ko) 친환경 하이브리드 오일을 함유하며, 습기, 곰팡이 발생 억제 효과를 갖는 성형보드를 적용한 수납가구
KR102484371B1 (ko) 성형보드 가공면에 친환경 하이브리드 오일 도포시스템을 적용하여 습기, 곰팡이 발생 억제 효과를 갖는 가정용 싱크대
KR102484373B1 (ko) 친환경 하이브리드 오일을 함유하며, 습기, 곰팡이 발생 억제 효과를 갖는 성형보드를 적용한 가정용 싱크대
JP5958242B2 (ja) 不燃化粧板
KR100679725B1 (ko) 목재 패널 및 그의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant