KR102581267B1 - 표면강화된 친환경 식탁테이블 - Google Patents

표면강화된 친환경 식탁테이블 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면강화된 친환경 식탁테이블에 관한 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블은, HPM 시트층(100), 상기 HPM 시트층(100) 상부에 위치하는 모양지층(200), 상기 모양지층(200) 상부에 위치하는 세라믹 코팅층(300), 상기 HPM 시트층(100) 하부에 위치하는 파티클 보드층(400), 상기 파티클 보드층(400) 하부에 위치하는 보강재층(500), 및 상기 보강재층(500) 하부에 위치하는 섬유판층(600)을 포함하고, 상기 HPM 시트층(100)은, 크래프트지(kraft paper)를 준비하고, 상기 크래프트지를 멜라민수지 조성물에 함침시킨 후 건조시켜 멜라민수지 함침 크래프트지를 제조하며, 상기 멜라민수지 함침 크래프트지를 다수개 적층한 후 열압착하고, 상기 열압착된 멜라민수지 함침 크래프트지를 냉각하는 과정을 거쳐 제조된다.
상기한 구성에 의해 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 표면강화된 친환경 식탁테이블은, 표면처리로 내마모성, 내충격성, 내스크래치성 등 물성이 강화되어 외부 충격에 의한 저항성이 향상되고 항균성 및 항취성이 향상되어 위생적으로 사용할 수 있다.

Description

표면강화된 친환경 식탁테이블{SURFACE-REINFORCED ECO-FRIENDLY DINING TABLE}
본 발명은 표면강화된 친환경 식탁테이블에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표면처리로 내마모성, 내충격성, 내스크래치성 등 물성이 강화되어 외부 충격에 의한 저항성이 향상되고 항균성 및 항취성이 향상되어 위생적으로 사용할 수 있는 표면강화된 친환경 식탁테이블에 관한 것이다.
일반적으로 테이블은 식탁, 탁자 등등 상판을 구비한 것으로 프레임의 상부에 원목 또는 합판, MDF 등과 같은 목재 재질 또는 파티클보드로 이루어진 상판이 결합되도록 구비되어 있다.
원목을 이용한 상판의 경우, 강도나 기타 여러 가지면에서 바람직하다 하겠으나 고가로 인하여 가격에 상승요인을 가져와 수요자들에게 경제적 부담을 주고 있는 실정이다.
파티클 보드(particle board) 상판의 경우, 접착제가 목재 절삭편 또는 파쇄편들을 상호 접착하고 있기 때문에 목재의 단점인 썩음,뒤틀림, 휨 등에서 원목의 특성보다 훨씬 우수하나, 사용되는 접착제에 포름알데히드 성분이 함유되어 있어, 사용자에게 유해하고, 재활용이 불가능하기 때문에 테이블을 폐기처분할 경우에 환경문제를 야기시키며, 자체 중량이 크기 때문에 운반 등에 어려움이 있고, 화재발생시 불에 잘타는 문제점이 있었다.
얇은 합판 또는 MDF 등과 같은 목재를 이용한 상판의 경우, 상부면과 하부면을 목재재질로 하고, 그 사이에 보강재를 설치하는 구조로 이루어져 있으나, 보강재로 경제적 이유등으로 인하여 폐지를 소정의 형상으로 압축 가공한 것을 사용하고 있어 상하부면과 보강재 사이가 들뜨거나 내부에 많은 공간부가 발생하여 사용중 울림현상이 발생할 뿐만 아니라 강도 자체도 미약하여 장기간 사용시 쉽게 마모되는 현상이 발생되고 있다.
목재 상판은 강도가 약하여 상판의 무게 하중이 지속적으로 발생하게 되면 그 하중을 견디지 못해 상판이 휘어져 제품의 변형에 따른 신뢰성이 저하되는 현상이 발생되며, 습기나 온도변화에 장시간 노출될 경우 목재의 특성상 뒤틀림이 발생하여 제품자체의 하중이 무거워져 운반 및 설치시 작업자가 신속하게 설치하지 못하는 불편한 문제점이 있다.
원목 및 목재 상판의 문제점을 해소하기 위한 방안으로 철재가 사용되고 있으나, 철재 역시 상판은 원목, 합판 또는 MDF 등의 목재재질을 사용하고 있어 화재 발생시 유해가스가 발생되고, 상판의 강도가 약하여 쉽게 훼손될 수 있는 문제점이 있었다.
국내공개특허 제10-2023-0000163호(2023년 01월 02일 공개) 국내등록특허 제10-1188797호(2012년 09월 28일 등록) 국내등록특허 제10-1511373호(2015년 04월 01일 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 표면처리로 내마모성, 내충격성, 내스크래치성 등 물성이 강화되어 외부 충격에 의한 저항성이 향상되고 항균성 및 항취성이 향상되어 위생적으로 사용할 수 있는 표면강화된 친환경 식탁테이블을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 학교의 구내식당이나 급식소 또는 휴게소에 설치되는 식탁에 항균성, 항취성 등을 부여함으로써 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 공공장소에서의 위생성을 증진시키고, 식탁테이블 상판의 내구성을 증진시켜 파손이나 안전사고를 방지할 수 있는 표면강화된 친환경 식탁테이블을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에서는 표면강화된 친환경 식탁테이블을 개시한다.
상기 표면강화된 친환경 식탁테이블은, HPM 시트층(100), 상기 HPM 시트층(100) 상부에 위치하는 모양지층(200), 상기 모양지층(200) 상부에 위치하는 세라믹 코팅층(300), 상기 HPM 시트층(100) 하부에 위치하는 파티클 보드층(400), 상기 파티클 보드층(400) 하부에 위치하는 보강재층(500), 및 상기 보강재층(500) 하부에 위치하는 섬유판층(600)을 포함하고, 상기 HPM 시트층(100)은, 크래프트지(kraft paper)를 준비하고, 상기 크래프트지를 멜라민수지 조성물에 함침시킨 후 건조시켜 멜라민수지 함침 크래프트지를 제조하며, 상기 멜라민수지 함침 크래프트지를 다수개 적층한 후 열압착하고, 상기 열압착된 멜라민수지 함침 크래프트지를 냉각하는 과정을 거쳐 제조된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 표면강화된 친환경 식탁테이블은, 표면처리로 내마모성, 내충격성, 내스크래치성 등 물성이 강화되어 외부 충격에 의한 저항성이 향상되고 항균성 및 항취성이 향상되어 위생적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 표면강화된 친환경 식탁테이블은, 학교의 구내식당이나 급식소 또는 휴게소에 설치되는 식탁에 항균성, 항취성 등을 부여함으로써 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 공공장소에서의 위생성을 증진시키고, 식탁테이블 상판의 내구성을 증진시켜 파손이나 안전사고를 방지할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블의 단면을 분리하여 도시한 분리단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블의 단면을 분리하여 도시한 분리단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블(10)은 HPM 시트층(100), 상기 HPM 시트층(100) 상부에 위치하는 모양지층(200), 상기 모양지층(200) 상부에 위치하는 세라믹 코팅층(300), 상기 HPM 시트층(100) 하부에 위치하는 파티클 보드층(400), 상기 파티클 보드층(400) 하부에 위치하는 보강재층(500), 및 상기 보강재층(500) 하부에 위치하는 섬유판층(600)을 포함한다.
상기 HPM(High Pressure Melamine) 시트층(100)은 기계적 강도, 내구성, 부착력 등의 물성이 증진된 HPM(High Pressure Melamine) 시트층이 사용될 수 있는데, 상기 HPM(High Pressure Melamine) 시트층(100)은 하기의 방법으로 제조된 HPM 시트층(100)이 사용될 수 있다.
먼저, 상기 HPM 시트층(100)을 제조하기 위하여, 크래프트지(kraft paper)를 준비할 수 있다.
상기 크래프트지(kraft paper)는 일반 종이에 비해 질기므로 이를 포함하여 제조되는 HPM 시트층(100)은 강성이 더욱 향상될 수 있다.
다음으로, 상기 크래프트지를 멜라민수지 조성물에 함침시킨 후 건조시켜 멜라민수지 함침 크래프트지를 제조할 수 있는데, 예를 들어, 상기 멜라민수지 함침 크래프트지는 상기 크래프트지의 질량에 대해 멜라민수지 조성물 50 내지 60 질량%로 함침시킨 후 155 내지 165℃ 온도의 오븐에서 3 내지 5분 동안 건조시켜 제조될 수 있다.
상기 멜라민수지 조성물은 멜라민수지, 페놀수지, 폴리비닐알콜, 일라이트 분말, 제올라이트(Zeolite), 팔미트산(Palmitic acid), 캐슈넛 껍질 추출 오일, 물, 1,3-부틸렌글리콜, 에탄올 및 경화제를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 상기 멜라민수지 조성물은 멜라민수지 전체 함량 100 중량부에 대해, 페놀수지 10 내지 20 중량부, 폴리비닐알콜 5 내지 10 중량부, 일라이트 분말 1 내지 5 중량부, 제올라이트(Zeolite) 1 내지 3 중량부, 팔미트산(Palmitic acid) 3 내지 7 중량부, 캐슈넛 껍질 추출 오일 0.1 내지 1 중량부, 물 10 내지 20 중량부, 1,3-부틸렌글리콜 2 내지 6 중량부, 에탄올 5 내지 15 중량부 및 경화제 1 내지 3 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 멜라민수지(Melamine resin)는 멜라민과 포름알데히드를 반응시켜 만드는 열경화성 수지로, 상기 멜라민 수지는 부착력, 내구성, 강도 등을 향상시키면서 표면을 강화하는 역할을 할 수 있다. 본 발명에서 상기 멜라민 수지는 공지된 다양한 형태의 멜라민수지가 사용될 수 있는데, 상기 멜라민수지의 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 페놀수지는 기계적 강도, 내열성, 치수 정밀도, 및 비용 면에서 밸런스가 우수한 재료인데, 이로 인하여 페놀수지는 성형 재료로 각종 분야에서 널리 사용되고 있다.
그 중에서도, 페놀수지는 유기재료로서 뛰어난 내열성과 내연소성 특성이 있어 압출 및 사출 열 성형 과정에 의하여 미세한 크기의 복잡한 형상을 갖는 전기 및 전자 부품을 제조하는데 널리 이용되고 있다.
이러한 페놀수지 성형 재료는 연소 시 유해 가스의 발생이 적기 때문에 화염에 안전한 유일한 플라스틱이라고도 일컬어지며, 고온에서도 연화해서 강도가 저하되는 일이 없고, 장기간 고온 하에 노출하여도 눈에 띄게 높은 잔류 탄소화율을 보이기 때문에 다른 플라스틱에 비해 강도 열화가 적다.
이외에도 상기 페놀수지 성형 재료는 금속과 비교해서 경량성, 방청성, 내식성도 뛰어나 폴리에스테르 유리강화플라스틱이 대응하지 못하고 있는 분야인 공공 건축용 내외장재, 터널, 광산용 재료, 차량용 재료 등 그 적용 부분이 점점 확대되고 있다.
상기 페놀수지는 접착성을 부여할 수 있는데, 예를 들어, 상기 페놀수지는 ① 페놀과 포름알데히드를 반응시켜 반응물을 제조하는 단계, ② 상기 반응물을 진공 탈수하는 단계, 및 ③ 상기 진공 탈수된 반응물에 페놀-오일 화합물을 부가하여 경화시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 페놀수지는 두 개의 일반적인 분야, 즉 노볼락 및 레졸로 광범위하게 나누어질 수 있는데, 상기 노볼락 수지는 일반적으로 불충분한 포름알데히드를 갖는 것이 특징으로, 페놀 그룹에 대한 포름알데히드의 비는 1 미만이다.
상기 레졸수지는 일반적으로 포름알데히드가 풍부한 것이 특징으로, 페놀 그룹에 대한 포름알데히드 수지의 비는 1 초과이다.
상기 노볼락 및 레졸은 모두 페놀, 레조르시놀, 비스페놀, 플로글루시놀, 크레졸, 알킬 페놀, 페닐 에테르, 탄닌 및 리그닌을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 페놀 화합물을 단독으로 또는 조합하여 혼입시킬 수 있다. 유사하게, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 사이클로헥산디카복스알데히드, 벤즈알데히드, 푸르푸랄, 및 기타 아릴 또는 헤테로사이클릭 알데히드를 포함하지만 이에 제한되지 않는 기타 알데히드는 포름알데히드를 전부 또는 일부 치환시킬 수 있다.
상기 노볼락 수지는 일반적으로 포름알데히드, 포름알데히드-공여성 경화제 화합물, 또는 포름알데히드 등가의 화합물의 사용을 통해 경화(가교결합, 경화)될 수 있다. 헥사-메틸렌테트라민(헥사) 및 파라포름알데히드는 종종 노볼락 수지를 경화시키기 위해 사용될 수 있다.
포름알데히드의 공급원 외에도, 가열 및 촉매의 존재는 대개 경화의 속도 및 정도를 증가시키기 위해 사용될 수 있는데, 상기 촉매는 수산화칼슘, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 산화칼슘, 산화마그네슘, 또는 이들의 조합을 포함하는 무기 염기; 염화아연, 아세트산아연, 또는 이들의 조합을 포함하는 루이스 산; 또는 트리에틸아민을 포함하는 아민류를 포함할 수 있다.
상기 ① 페놀과 포름알데히드를 반응시켜 반응물을 제조하는 단계에서 상기 페놀에 대한 상기 포름알데히드의 몰비는 0.8 내지 1.2일 수 있으며, 보다 구체적으로는 0.9 내지 1.1인 것이 바람직하다. 이때, 상기 페놀에 대한 상기 포름알데히드의 몰비가 0.8 미만인 경우에는 강도 및 접착력이 약한 문제가 발생할 수 있고, 1.2를 초과하는 경우에는 상용성이 취약한 문제점이 있다.
이때, 포름알데히드는 파라포름알데히드(paraformaldehyde)를 포함하는 것일 수 있는데, 페놀과 파라포름알데히드를 반응시키는 경우, 상기 페놀에 대한 상기 파라포름알데히드의 몰비는 1.5 내지 2.5 인 것이 바람직하다.
상기 ① 페놀과 포름알데히드를 반응시켜 반응물을 제조하는 단계는 110 내지 130℃의 온도 범위에서 1 내지 3시간 동안 이루어질 수 있고, 또한, 상기 ① 페놀과 포름알데히드를 반응시켜 반응물을 제조하는 단계는 촉매 존재하에서 반응이 진행될 수 있는데, 예를 들어, 상기 촉매는 NaOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2, Mg(OH)2 및 KOH로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 촉매가 사용될 수 있다.
또한, 상기 ② 상기 반응물을 진공 탈수하는 단계는 130 내지 170℃의 온도에서 150 내지 250초(sec) 동안 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 반응물의 진공 탈수가 상기한 범위 내에서 수행되는 경우에는 축합수 및 이물질을 함유한 물질이 탈수 공정과 함께 분자량이 조절됨으로써, 우수한 물성의 페놀수지가 제조될 수 있다.
또한, 상기 ③ 상기 진공 탈수된 반응물에 페놀-오일 화합물을 부가하여 경화시키는 단계에서 상기 반응물에 대한 페놀-오일 화합물의 중량비는 0.2 내지 0.8일 수 있는데, 상기 반응물에 대한 페놀-오일 화합물의 중량비가 0.2 미만인 경우에는 거대분자의 형성으로 안정성의 문제가 발생할 수 있고, 0.8을 초과하는 경우에는 페놀수지의 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
이때, 상기 페놀-오일 화합물 내 오일의 중량비는 0.7 내지 0.8인 것이 바람직한데, 상기 페놀-오일 화합물 내 오일의 함량이 상기한 범위 내에서 수행되는 경우에는 경화시 활성적인 화학반응이 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 페놀-오일 화합물 내 오일은 공액이중결합(conjugated double bond)을 가진 지방산을 포함하는 것일 수 있는데, 상기 오일이 공액이중결합을 가진 오일인 경우, 상기 ③ 상기 진공 탈수된 반응물에 페놀-오일 화합물을 부가하여 경화시키는 단계는 160 내지 180℃의 온도에서 100 내지 150초(sec) 동안 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol)은 고분자화합물로서 폴리아세트산비닐(아세트산비닐수지)을 가수분해하여 얻어지는 무색가루이다. 상기 폴리비닐알콜은 광택과 접착력이 우수하고 피막성능을 가지며 우수한 선형성, 평평한 지그재그 입체형태(zig-zag conformation), 고결정성, pH 13.5 이상에서도 견디는 우수한 내알카리성, 우수한 접착성 등의 특성을 가지고 있다. 이러한 특성으로 인하여 폴리비닐알콜은 고강도 및 고탄성율의 폴리비닐알콜 섬유로의 응용이 가능하다.
상기 폴리비닐알콜은 전술한 바와 같은 우수한 물성적 특성과 다양한 적용 범위로 인해 그 응용이 확대되고 있다. 특히, 폴리비닐알콜을 이용한 고강도 및 고탄성율 겔의 제조 및 고성능 폴리비닐알콜 섬유 제조에 대한 많은 연구들이 이루어지고 있다.
상기 일라이트 분말은 일라이트(illite)를 분쇄하여 분말화함으로써 제조될 수 있는데, 상기 일라이트(illite)는 대표적인 천연 점토 광물질로써 다공성 운모 미네랄로 정의되며 얇은 판상(sheel)의 구조로 요곡성과 탄성을 가지고 있어 탄성과 흡착성이 다른 광물보다 뛰어난 특성을 가지고 있다.
상기 일라이트(illite) 광물의 주 성분은 모공속의 노폐물 및 과일 피지를 제거하는 산화규소(SiO2) 57.5%, 혈액순환을 촉진 작용을 하는 산화알루미늄(Al2O3) 23.3%, 콜라겐 결합작용을 하는 산화철(Fe2O3) 6.76%, 해독작용, 스트레스 억제 및해소 작용을 하는 산화칼슘(C2O) 0.1%, 삼투압 조절 및 수분 조절 기능을 제공하는 산화나트륨(Na2O) 1.21%, 산화마그네슘(MgO) 0.38%, 산화칼륨(K2O) 6.43%, 이산화티타늄(TiO2), MnO, Li, Cr, Zn, Sr 등 4.32%가 포함되어 있다.
또한, 상기 일라이트의 주요 기능으로는 물속의 부유물질을 흡착하고, 음이온을 띠기 때문에 양이온의 부유 미립자와 전기적인 중화로 응집 침전을 유발하여, 물의 정화기능, 특정 방사성물질에 대한 흡착/분해 능력이 뛰어나고, 물/토양/대기 중에서 각종 중금속 및 유독가스를 흡착 탈취 분해하고, 세포를 활성화시키고, 면역을 증강시키며, 수중에서 다량의 용존산소를 발산하며, 물 분자를 활성화하고, 일라이트 자체에서 음이온을 다량 발생하고, 40℃에서 93%의 원적외선을 방사하고, 바이러스/박테리아/곰팡이 등의 정균 작용, 피부에 묻어있는 각종 중금속/유기물질/독성물질 등을 흡착 분해하고, 탄성이 좋고 덩어리지지 않으므로 부착성이 뛰어난 것으로 알려져 있다.
상기 제올라이트(Zeolite)는 규산염 광물로서 결정의 구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 유지하고 있어 내부 공간으로 다른 미립물질을 흡착시킬 수 있다. 특히, 상기 제올라이트는 탈취효과와 흡착효과가 우수하여 유해성분을 흡착 제거할 수 있다.
상기 팔미트산(Palmitic acid)은 냄새가 없는 흰색의 고체 지방산으로, 화학식은 CH3(CH2)14COOH이며, 알콜에 용해 가능하고, 조성물들을 균일하게 분산시킬 수 있는 윤활제, 가소제 등으로 사용될 수 있다.
상기 캐슈넛 껍질 추출 오일은 조성물의 저온 물성을 개선시키고 조성물이 잘 풀어져 분산이 잘 되게 해주는 역할을 하며, 유연성을 부여해주는 역할을 동시에 수행할 수 있는데, 상기 캐슈넛 껍질 추출 오일은 방향족계 성분 오일로서 아나카딕산(Anacardic acid)을 주성분으로 함유하는 것일 수 있고, 캐슈나무에 결실하는 열매를 얻는 공정에서 부산물로 이어지는 페놀 지질이 사용될 수도 있다.
상기 물은 폴리비닐알콜의 용매로 물의 히드록시기와 폴리비닐알콜이 수소 결합을 형성함으로써 폴리비닐알콜이 용해될 수 있고, 또한, 상기 물은 멜라민수지 조성물이 적정한 제형, 점도, 경도 등을 가질 수 있도록 한다.
상기 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol)은 용매로 기능하고 점도를 감소시키며, 높은 습도의 대기 중의 수분이 막 형성을 하는 쪽으로 유입되는 것을 막아주기도 한다. 또한, 1,3-부틸렌글리콜은 휘발성 물질을 안정화시킬 수 있으며, 미생물에 의한 부패를 방지하는 역할을 하며, 아주 좋은 분배계수를 가지고 있어 멜라민수지 조성물의 제형에 더욱 효과적으로 작용하게 할 수 있다.
상기 에탄올은 상기 물과 함께 폴리비닐알콜을 용해시키며, 멜라민수지 조성물의 멜라민 수지, 폴리비닐알콜, 페놀수지 등의 조성물이 균일하게 혼합되도록 하고 점도 및 제형을 조절하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 경화제는 멜라민수지 조성물의 경화를 촉진하는 역할을 수행할 수 있는데, 예를 들어, 상기 경화제는 글리세린, p-톨루엔술폰산 모노하이드레이트(PTSA, ptoluenesulfonic acid monohydrate), 몰포린(Morpholine), 염화암모늄, 황산암모늄 및 무수프탈산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
그 다음으로, 상기 멜라민수지 함침 크래프트지를 다수개 적층한 후 열압착할 수 있다.
상기 멜라민수지 함침 크래프트지의 열압착은 상기 멜라민수지 함침 크래프트지를 다수개 적층한 후 고온의 프레스(Hot Press)를 이용하여 일정한 압력으로 가압함으로써 열압착할 수 있는데, 예를 들어, 상기 열압착은 멜라민수지 함침 크래프트지를 3~7장 적층하여 위치시킨 후 120 내지 150℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 10 내지 20kgf/m2의 압력으로 20 내지 60분 동안 가압함으로써 다수개의 멜라민수지 함침 크래프트지를 열압착하여 접착시킬 수 있다.
이어서, 상기 열압착된 멜라민수지 함침 크래프트지를 냉각하여 HPM 시트층(100)을 제조할 수 있다.
예를 들어, 상기 HPM 시트층(100)은 상기 열압착된 멜라민수지 함침 크래프트지를 20 내지 30℃의 건조실에서 냉각하여 제조될 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블(10)에서는 상기 HPM 시트층(100)을 이용하여 식탁테이블(10)을 구성하는 것을 일 예로 들어 설명하나, 본 발명의 기술적 사상의 다른 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블(10)에서는 상기 HPM 시트층(100)을 LPM 시트층으로 변경하여 구성할 수도 있다.
즉, 본 발명의 기술적 사상의 다른 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블(10)에 사용되는 LPM 시트층(미도시)을 제조하기 위하여, 먼저, 크래프트지(kraft paper)를 준비할 수 있다.
상기 크래프트지(kraft paper)는 일반 종이에 비해 질기므로 이를 포함하여 제조되는 LPM 시트층은 강성이 더욱 향상될 수 있다.
다음으로, 상기 크래프트지를 멜라민수지 조성물에 함침시킨 후 건조시켜 멜라민수지 함침 크래프트지를 제조할 수 있는데, 예를 들어, 상기 멜라민수지 함침 크래프트지는 상기 크래프트지의 질량에 대해 멜라민수지 조성물 50 내지 60 질량%로 함침시킨 후 155 내지 165℃ 온도의 오븐에서 3 내지 5분 동안 건조시켜 제조될 수 있다.
상기 멜라민수지 조성물은 멜라민수지, 페놀수지, 폴리비닐알콜, 일라이트 분말, 제올라이트(Zeolite), 팔미트산(Palmitic acid), 캐슈넛 껍질 추출 오일, 물, 1,3-부틸렌글리콜, 에탄올 및 경화제를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 상기 멜라민수지 조성물은 멜라민수지 전체 함량 100 중량부에 대해, 페놀수지 10 내지 20 중량부, 폴리비닐알콜 5 내지 10 중량부, 일라이트 분말 1 내지 5 중량부, 제올라이트(Zeolite) 1 내지 3 중량부, 팔미트산(Palmitic acid) 3 내지 7 중량부, 캐슈넛 껍질 추출 오일 0.1 내지 1 중량부, 물 10 내지 20 중량부, 1,3-부틸렌글리콜 2 내지 6 중량부, 에탄올 5 내지 15 중량부 및 경화제 1 내지 3 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
그 다음으로, 상기 멜라민수지 함침 크래프트지를 다수개 적층한 후 열압착할 수 있다.
상기 멜라민수지 함침 크래프트지의 열압착은 상기 멜라민수지 함침 크래프트지를 다수개 적층한 후 180 내지 200℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 15 내지 60psi의 압력으로 가압함으로써 다수개의 멜라민수지 함침 크래프트지를 열압착하여 접착시킬 수 있다.
이어서, 상기 열압착된 멜라민수지 함침 크래프트지를 냉각하여 LPM(Low Pressure Melamine) 시트층(미도시)을 제조할 수 있다.
예를 들어, 상기 LPM(Low Pressure Melamine) 시트층은 상기 열압착된 멜라민수지 함침 크래프트지를 20 내지 30℃의 건조실에서 냉각하여 제조될 수 있다.
상기 모양지층(200)은 상기 HPM 시트층(100) 상부에 위치하고 멜라민수지, 폴리불화비닐리덴(Polyvinylidene Fluoride; PVDF) 수지, 탄산칼슘(Calcium Carbonate) 및 디메틸아세트아마이드(dimethyl acetamide)가 7.8 : 1 : 0.2 : 1의 중량비로 혼합된 혼합수지 함침 모양지로 형성될 수 있는데, 상기 모양지는 PVC 또는 종이 원단에 다양한 문양 또는 무늬가 형성된 시트로, 천연무늬, 모자이크 무늬 등과 같은 다양한 문양 또는 무늬가 형성된 시트를 의미할 수 있다. 바람직하게는 상기 모양지에서 종이의 중량은 50~150gsm일 수 있다.
또한, 상기 멜라민수지는 상기 모양지의 표면을 코팅함과 동시에 모양지에 접착력을 제공할 수 있는데, 상기 멜라민수지는 경화되면 무색투명한 피막을 형성하므로 마루판, 가구부재 제조시의 화장단판의 접착, 저압멜라민(LPM : low-pressure melamine) 또는 저압라미네이트(LPL : low pressure laminate), 고압멜라민(HPM : highpressure melamine) 또는 고압라미네이트(HPL : high pressure laminate) 등과 같은 오버레이(overlay)지, 모양지 또는 후면지의 제조 시에 많이 이용되고 있다. 상기 멜라민수지가 경화되어 형성된 피막 또는 코팅은 내수성, 내열성, 내약품성을 지니며, 그 자체로 무색 투명하고 광택이 풍부하고 단단하므로, 마루판, 지붕판, 내벽재료, 가구재 등에 많이 이용되고 있다.
또한, 상기 폴리불화비닐리덴(Polyvinylidene Fluoride; PVDF) 수지는 기계적 강도 및 내약품성(耐藥品性)이 우수하여, 화학 플랜트의 배관 재료나 저장조, 반응통 내면의 라이닝 재료로서 사용되고 있다. 또한, 상기 폴리불화비닐리덴 수지는 내후성도 우수하기 때문에, 각종 건축물이나 자동차의 내외장용 플라스틱판, 금속판 등의 기재의 표면보호용 필름 및 전기·전자기기의 부품의 절연재료로서도 사용되고 있다.
이때, 상기 폴리불화비닐리덴 수지는 분자량 300,000 내지 500,000g/mol의 공지의 폴리불화비닐리덴 수지가 사용될 수 있다.
또한, 상기 탄산칼슘(Calcium Carbonate)은 무기 충전제로 사용되고, 겉보기 점도를 높여 초기 점착을 증가시키며, 경화시 수축, 팽창을 감소시켜 시공성 및 접착력을 향상시키며, 내열성 및 내구성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
상기 탄산칼슘(Calcium Carbonate)은 화학식이 CaCO3로 자연계에서 존재하는 염 중에서 가장 많고, 그 형태도 다양한데, 대리석, 방해석, 선석, 석회석, 백악, 빙주석(氷洲石), 조개껍질, 달걀껍질, 산호 등으로 존재할 수 있다. 상기 탄산칼슘은 일반적으로 무색의 결정 또는 백색의 고체로, 비중 2.93이며, 825℃에서 분해될 수 있고, 가열하면 이산화탄소(CO2)를 발생하고 생석회를 얻을 수 있다(CaCO3 → CaO + CO2 ↑).
또한, 상기 디메틸아세트아마이드(dimethyl acetamide)는 상기 폴리불화비닐리덴 수지를 용해하기 위하여 사용되는 용매일 수 있다.
상기 세라믹 코팅층(300)은 상기 모양지층(200) 상부에 위치하여 내구성을 향상시키고 상기 모양지층(200)의 표면을 보호하기 위하여 구비될 수 있는데, 상기 세라믹 코팅층(300)은 멜라민수지, PLA 수지, 비프탈레이트계 가소제, 아크릴계 공중합체, 나노세라믹 입자 및 활제(Lubricant)가 4:2:1:1:1:1의 중량비로 혼합된 혼합수지가 함침된 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름이 사용될 수 있다.
상기 PLA 수지는 락타이드 또는 락트산의 열가소성 폴리에스테르로서, 예를 들어, 옥수수, 감자 등에서 추출한 전분을 발효시켜 제조되는 락트산을 중합시켜 제조될 수 있다. 상기 PLA 수지는 사용 또는 폐기 과정에서 CO2 등의 환경 유해 물질의 배출량이 폴리염화비닐(PVC) 등의 석유기반 소재에 비해 월등히 적고, 폐기 시에도 자연 환경 하에서 용이하게 분해될 수 있는 친환경적인 특성을 가진다.
상기 비프탈레이트계 가소제는 친환경적인 가소제로서, PLA 수지를 연화하여 열가소성을 증대시킴으로써 고온에서 성형가공을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 상기 비프탈레이트계 가소제로는 ATBC(Acetyl tributyl citrate)가 사용될 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 용융강도 보강제(melt strength enhancer)로서 사용될 수 있는데, 상기 PLA 수지는 그 자체로서는 용융강도 또는 내열성이 약하며, 아크릴계 공중합체는 PLA 수지의 이러한 단점을 보완하여 용융강도를 보완할 뿐만 아니라, 카렌더링, 프레스 가공도 가능하게 할 수 있다.
상기 나노세라믹 입자는 내마모성, 내스크래치성 등 물성을 향상시킬 수 있는데, 예를 들어, 상기 나노세라믹 입자는 평균 입경이 500 내지 1,500nm인 나노세라믹 입자가 사용되고, 실리콘카바이드, 알루미나 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 활제(Lubricant)는 상기 멜라민수지, PLA 수지의 프레스 등의 가공과정에서 수지가 프레스에 부착하는 것을 방지하기 위하여 첨가될 수 있는데, 예를 들어, 상기 활제(Lubricant)로는 탄소수 18의 포화 고급지방산인 스테아린 산을 사용할 수 있다.
상기 파티클 보드층(400)은 상기 HPM 시트층(100) 하부에 위치하는데, 일반적으로 파티클 보드(particle board)는 목재를 파쇄하고, 삭편하여 얻어진 목질체에 접착제를 도포한 후 압축 성형하고 압축한 보드의 앞, 뒷면으로 랩핑지를 접착 마감한 구조로서 얻어진다.
이러한 파티클 보드(particle board)는 일반적으로 제조비용이 저렴하고 시공이 간편하며 강도가 저하되지 않는 물성 때문에 건물 내외벽 마감재, 칸막이재, 장식재, 주방용 가구 및 일반가구 등으로 널리 사용되는데, 본 발명에서 상기 파티클 보드층(400)은 당해 기술분야에서 공지된 파티클 보드로 형성될 수 있다.
상기 보강재층(500)은 상기 파티클 보드층(400) 하부에 위치하고 상기 파티클 보드층(400)과의 접착력을 향상시킴과 동시에 파티클 보드층(400) 표면을 보호하고 강도를 보강하기 위하여 구비되는데, 상기 보강재층(500)은 내구성, 방수성, 방염성 및 난연성이 우수하여 화재에 안전하고 보드 자체의 물성을 강화할 수 있다.
상기 보강재층(500)은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI), 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA), 가소제, 로진 에스테르, 이산화규소(SiO2), 고무분말, 실리콘 화합물, 알루미늄 산화물 및 메틸렌비스클로로아닐린(MOCA)을 포함하는 조성물로 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 보강재층(500)은 상기 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI) 130 내지 170 중량부, 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA) 20 내지 40 중량부, 가소제 3 내지 7 중량부, 로진 에스테르 2 내지 6 중량부, 이산화규소(SiO2) 1 내지 5 중량부, 고무 분말 1 내지 3 중량부, 실리콘 화합물 0.1 내지 1 중량부, 알루미늄 산화물 0.1 내지 1 중량부 및 메틸렌비스클로로아닐린(MOCA) 20 내지 40 중량부의 중량 비율로 포함된 조성물이 혼합되어 제조될 수 있다.
상기 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI)는 내수성, 내화학성, 내염수성과 같은 화학적 특성과 내마모성 및 내충격성과 같은 기계적 물성이 우수한 특성을 갖고 접착력과 방수성이 우수한 특징을 가질 수 있다.
상기 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA)는 에틸렌과 초산 비닐 단량체를 공중합시켜 얻어지는 중합체로 통상 EVA로 칭하는 고분자 수지를 의미하는 것으로, 초산비닐 단량체의 함량이 낮은 경우는 보통의 저밀도 폴리에틸렌과 같이 내충격성, 내스트레스 크래킹성의 물성이 우수하고, 초산 비닐의 함량이 높은 경우에는 향상된 접착성을 가지므로 접착제 또는 핫멜트의 원료로 사용이 가능하다.
상기 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA)는 에틸렌과 비닐아세테이트의 공중합체 수지로서 투명성, 유연성, 저온 취성 등이 매우 우수한 특성을 가짐과 동시에 매우 친환경적인 수지인데, 예를 들어, 상기 에틸렌초산비닐 공중합체는 용융지수 400, 초산비닐 함량 28%, 유리전이온도 -28.6℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 가소제는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI), 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA) 등과 혼합되어 유연성 및 접착성을 부여하기 위해 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 가소제는 솔비톨, 에틸렌글리콜, 글리세린, 글리세린디아세테이트(glycerin diacetate) 및 펜타에리쓰리톨로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 로진 에스테르는 분자량이 수백 내지는 수천의 무정형 올리고머로 상온에서 액상 또는 고체의 열가소성 수지로서, 용융 점도를 낮춰 작업성을 향상시키고 접착 초기 젖음성을 향상시키며 파티클 보드층(400) 및 섬유판층(600)과의 접착력을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 로진 에스테르는 연화점 75~100℃를 가진 테르펜 수지, 테르펜 페놀 수지, 방향족 변성 테르펜 수지, 알킬페놀 수지 및 로진 변성 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 이산화규소(SiO2)는 안정된 비용해성 산화물로서 점성 조절 및 강도 개선을 위하여 사용될 수 있는데, 상기 이산화규소는 열전도율을 낮추고 온도 편차를 줄여 온도 변화 및 습도 변화에 대한 저항성을 높이는 기능 및 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 이산화규소는 보강재층(500)의 수축 균열 제어 및 강도, 수밀성, 내염해성 등의 수축저감 조성물로서의 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 고무 분말로는 EPDM 고무 분말, 폴리우레탄 고무 분말 또는 재생고무 분말이 사용될 수 있으며, 바람직하게는, EPDM(Ethylene Prophlene Diene Monomer) 고무 분말이 사용될 수 있다.
상기 EPDM(Ethylene Prophlene Diene Monomer) 고무 분말은 에틸렌(Ethylene), 프로필렌(Propylene) 및 비공역디엔(Non-conjugated Diene)으로 이루어진 합성 고무를 의미하며, 내오존성과 내한성, 내열성, 내용재성이 뛰어나고 양호한 안전성을 가지므로 다양한 색상과 패턴을 구현할 수 있다.
상기 실리콘 화합물은 화학식 -R2Si-O-SiR2-(여기서, R=CH3)로 표현될 수 있는데, 상기 실리콘 화합물은 특유한 유연성, 내화학성, UV 저항성, 난연성, 환경친화성, 무독성, 넓은 온도범위에서의 가용성과 안정성을 지니고 있다. 이 특성들은 실란트(sealants), 개스킷(gaskets), 고무성형(rubber molding), 방열기능을 하기 위한 첨단 소재로 응용이 되고 있다.
본 발명에서 상기 실리콘 화합물은 화재시 활성화되고, 상기 활성화된 실리콘은 연쇄반응을 일으켜 안정화된 실리콘 망(silicone network)을 형성할 수 있는데, 이와 같이 안정화된 실리콘 망(silicone network)은 열원 사이의 방어막 역할을 하여 이차 열원으로부터 공급되는 열을 차단하고, 산소의 유입을 막는다.
상기 알루미늄 산화물은 화재발생시 흡열반응을 일으키므로 온도 상승을 감소시키고 연소의 이동을 억제하는 역할을 하며, 이에 내열성을 향상시키는 역할을 한다.
또한, 상기 알루미늄 산화물은 화학식 Al2(OH)3로 표현될 수 있는데, 상기 알루미늄 산화물은 연소 반응에 의한 산물로서 불연제인 수분 및 금속 산화물을 생성함으로써 연소의 원인인 산소의 접촉을 차단하여 식탁테이블(10)의 방화성을 더욱 향상시킬 수 있고, 연소시 유해가스가 적고 발연성이 낮아 안정성이 우수하다.
상기 메틸렌비스클로로아닐린(MOCA)는 주제로 사용되는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI), 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA) 등의 접착성 및 경화속도를 제어하는 경화제로 작용할 수 있다.
상기 섬유판층(600)은 상기 보강재층(500) 하부에 위치하고 우수한 항균성 및 탈취성을 보일 수 있는데, 상기 섬유판층(600)은 폴리에틸렌(PE:Polyethylene) 전체 함량 100 중량부에 대하여, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 10 내지 20 중량부, 참숯 3 내지 7 중량부 및 안정제 0.1 내지 0.5 중량부의 중량 비율로 포함된 조성물이 혼합되어 제조될 수 있다.
상기 폴리에틸렌(PE:Polyethylene)은 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene, LDPE) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethylene, LLDPE) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지는 메틸메타크릴레이트 단량체를 주성분으로 하는 수지를 말하며, 조성물의 기계적 물성, 수지간의 결합력 및 부착력과 내구성 등의 주된 기능을 부여하고, 인간의 일상생활에 널리 사용되고 있는 소재로 콘택트렌즈나 인공관절, 뼈 등으로 사용되고 있으며, 규칙적인 결합체로 구성되어 있어 미반응 물질로 인한 환경오염이 적고 작업 및 화재 시 유독가스를 발생하지 않아 친환경적이며 인체에 안전하다. 상기 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지는 분자량 5,000~200,000g/mol에 유리전이온도(Tg)가 20~100℃인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지가 사용될 수 있다.
상기 참숯은 음이온을 방사와 살균기능과 탈취 기능을 가지고 있고 주원료인 폴리에틸렌과 완전한 결합관계를 가지는데, 예를 들어, 상기 참숯은 굴참나무, 상수리나무, 졸맘나무, 신갈나무, 떡갈나무와 같은 참나무류로 제조될 수 있으며, 수지와의 분산성을 고려하여 입경이 100~300 메시(mesh)인 분말이 사용될 수 있다.
상기 안정제는 중금속지방산염, 유기 주석화합물 또는 에폭시화식물유 중에서 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블의 제조방법에 대하여 바람직한 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블(10)을 제조하기 위하여, 먼저, 세라믹 코팅층(300), 모양지층(200), HPM 시트층(100), 파티클 보드층(400), 보강재층(500) 및 섬유판층(600)을 준비할 수 있다.
이때, 상기 세라믹 코팅층(300)은 멜라민수지, PLA 수지, 비프탈레이트계 가소제, 아크릴계 공중합체, 나노세라믹 입자 및 활제(Lubricant)가 4:2:1:1:1:1의 중량비로 혼합된 혼합수지가 함침된 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름이 사용될 수 있다.
또한, 상기 모양지층(200)은 멜라민수지, 폴리불화비닐리덴(Polyvinylidene Fluoride; PVDF) 수지, 탄산칼슘(Calcium Carbonate) 및 디메틸아세트아마이드(dimethyl acetamide)가 7.8 : 1 : 0.2 : 1의 중량비로 혼합된 혼합수지 함침 모양지로 형성될 수 있는데, 상기 모양지는 PVC 또는 종이 원단에 다양한 문양 또는 무늬가 형성된 시트로, 천연무늬, 모자이크 무늬 등과 같은 다양한 문양 또는 무늬가 형성된 시트를 의미할 수 있다.
또한, 상기 HPM 시트층(100)은 크래프트지(kraft paper)를 준비하고, 상기 크래프트지의 질량에 대해 멜라민수지 조성물 50 내지 60 질량%로 함침시킨 후 155 내지 165℃ 온도의 오븐에서 3 내지 5분 동안 건조시켜 멜라민수지 함침 크래프트지를 제조하며, 상기 멜라민수지 함침 크래프트지를 3~7장 적층하여 위치시킨 후 120 내지 150℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 10 내지 20kgf/m2의 압력으로 20 내지 60분 동안 가압함으로써 열압착하고, 상기 열압착된 멜라민수지 함침 크래프트지를 20 내지 30℃의 건조실에서 냉각하여 제조될 수 있다.
이때, 상기 멜라민수지 조성물은 멜라민수지 전체 함량 100 중량부에 대해, 페놀수지 10 내지 20 중량부, 폴리비닐알콜 5 내지 10 중량부, 일라이트 분말 1 내지 5 중량부, 제올라이트(Zeolite) 1 내지 3 중량부, 팔미트산(Palmitic acid) 3 내지 7 중량부, 캐슈넛 껍질 추출 오일 0.1 내지 1 중량부, 물 10 내지 20 중량부, 1,3-부틸렌글리콜 2 내지 6 중량부, 에탄올 5 내지 15 중량부 및 경화제 1 내지 3 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
또한, 상기 파티클 보드층(400)은 파티클 보드로 형성되는데, 상기 파티클 보드(particle board)는 목재를 파쇄하고, 삭편하여 얻어진 목질체에 접착제를 도포한 후 압축 성형하고 압축한 보드의 앞, 뒷면으로 랩핑지를 접착 마감한 구조로서 얻어진다.
또한, 상기 보강재층(500)은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI) 130 내지 170 중량부, 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA) 20 내지 40 중량부, 가소제 3 내지 7 중량부, 로진 에스테르 2 내지 6 중량부, 이산화규소(SiO2) 1 내지 5 중량부, 고무 분말 1 내지 3 중량부, 실리콘 화합물 0.1 내지 1 중량부, 알루미늄 산화물 0.1 내지 1 중량부 및 메틸렌비스클로로아닐린(MOCA) 20 내지 40 중량부의 중량 비율로 포함된 조성물이 혼합되어 제조될 수 있다.
또한, 상기 섬유판층(600)은 폴리에틸렌(PE:Polyethylene) 전체 함량 100 중량부에 대하여, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 10 내지 20 중량부, 참숯 3 내지 7 중량부 및 안정제 0.1 내지 0.5 중량부의 중량 비율로 포함된 조성물이 혼합되어 제조될 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에서는 상기 친환경 식탁테이블(10)을 제조하기 위하여 HPM 시트층(100)을 이용하는 것을 일 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 HPM 시트층(100)을 LPM(Low Pressure Melamine) 시트층(미도시)으로 변경하여 구성하는 것도 포함할 수 있다.
상기 LPM(Low Pressure Melamine) 시트층의 구성은 상술한 바, 이에 대한 구체적인 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 세라믹 코팅층(300), 모양지층(200), HPM 시트층(100), 파티클 보드층(400), 보강재층(500) 및 섬유판층(600)을 적층한 후 열압착하여 성형할 수 있다.
예를 들어, 상기 열압착 성형은 상기 세라믹 코팅층(300), 모양지층(200), HPM 시트층(100), 파티클 보드층(400), 보강재층(500) 및 섬유판층(600)을 차례로 적층하여 위치시킨 후 130 내지 150℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 30 내지 40kgf/m2의 압력으로 10 내지 20분 동안 가압함으로써 상기 세라믹 코팅층(300), 모양지층(200), HPM 시트층(100), 파티클 보드층(400), 보강재층(500) 및 섬유판층(600)을 열압착하여 접착시킬 수 있다.
이어서, 상기 열압착된 세라믹 코팅층(300), 모양지층(200), HPM 시트층(100), 파티클 보드층(400), 보강재층(500) 및 섬유판층(600)을 냉각 및 건조하여 식탁테이블(10)을 제조할 수 있다.
예를 들어, 상기 식탁테이블(10)은 상기 열압착된 세라믹 코팅층(300), 모양지층(200), HPM 시트층(100), 파티클 보드층(400), 보강재층(500) 및 섬유판층(600)을 10 내지 40℃의 온도에서 냉각 및 건조함으로써 제조될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 표면강화된 친환경 식탁테이블에 대한 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
< 실시예 >
먼저, 세라믹 코팅층, 모양지층, HPM 시트층, 파티클 보드층, 보강재층 및 섬유판층을 준비하였다.
이때, 상기 세라믹 코팅층은 멜라민수지, PLA 수지, 비프탈레이트계 가소제, 아크릴계 공중합체, 나노세라믹 입자 및 활제(Lubricant)가 4:2:1:1:1:1의 중량비로 혼합된 혼합수지가 함침된 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름을 사용하였다.
또한, 상기 모양지층은 멜라민수지, 폴리불화비닐리덴(Polyvinylidene Fluoride; PVDF) 수지, 탄산칼슘(Calcium Carbonate) 및 디메틸아세트아마이드(dimethyl acetamide)가 7.8 : 1 : 0.2 : 1의 중량비로 혼합된 혼합수지 함침 모양지로 형성하였는데, 상기 모양지는 종이 원단에 다양한 문양 또는 무늬가 형성된 시트를 사용하였다.
또한, 상기 HPM 시트층은 크래프트지(kraft paper)를 준비하였고, 상기 크래프트지의 질량에 대해 멜라민수지 조성물 55 질량%로 함침시킨 후 160℃ 온도의 오븐에서 4분 동안 건조시켜 멜라민수지 함침 크래프트지를 제조하였며, 상기 멜라민수지 함침 크래프트지를 5장 적층하여 위치시킨 후 130℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 15kgf/m2의 압력으로 40분 동안 가압함으로써 열압착하였고, 상기 열압착된 멜라민수지 함침 크래프트지를 25℃의 건조실에서 냉각하여 제조하였다.
이때, 상기 멜라민수지 조성물은 멜라민수지 전체 함량 100 중량부에 대해, 페놀수지 15 중량부, 폴리비닐알콜 7 중량부, 일라이트 분말 3 중량부, 제올라이트(Zeolite) 2 중량부, 팔미트산(Palmitic acid) 5 중량부, 캐슈넛 껍질 추출 오일 0.5 중량부, 물 15 중량부, 1,3-부틸렌글리콜 4 중량부, 에탄올 10 중량부 및 경화제 2 중량부의 중량 비율로 포함되었다.
또한, 상기 파티클 보드층은 파티클 보드를 이용하여 형성하였다.
또한, 상기 보강재층은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI) 150 중량부, 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA) 30 중량부, 가소제 5 중량부, 로진 에스테르 4 중량부, 이산화규소(SiO2) 3 중량부, 고무 분말 2 중량부, 실리콘 화합물 0.5 중량부, 알루미늄 산화물 0.5 중량부 및 메틸렌비스클로로아닐린(MOCA) 30 중량부의 중량 비율로 포함된 조성물을 혼합하여 제조하였다.
또한, 상기 섬유판층은 폴리에틸렌(PE:Polyethylene) 전체 함량 100 중량부에 대하여, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 15 중량부, 참숯 5 중량부 및 안정제 0.3 중량부의 중량 비율로 포함된 조성물을 혼합하여 제조하였다.
다음으로, 상기 세라믹 코팅층, 모양지층, HPM 시트층, 파티클 보드층, 보강재층 및 섬유판층을 차례로 적층하여 위치시킨 후 140℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 35kgf/m2의 압력으로 15분 동안 가압함으로써, 상기 세라믹 코팅층, 모양지층, HPM 시트층, 파티클 보드층, 보강재층 및 섬유판층을 열압착하여 접착시켰다.
이어서, 상기 열압착된 세라믹 코팅층, 모양지층, HPM 시트층, 파티클 보드층, 보강재층 및 섬유판층을 25℃의 온도에서 냉각 및 건조함으로써 식탁테이블을 제조하였다.
상기 실시예와 같이 제조된 식탁테이블의 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기의 [표]에 나타내었다.
1. 내마모성 실험
실시예에 따라 제조된 식탁테이블의 내마모성 실험을 수행하였고, 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
시험 방법 : KS F 3126 기준, (초기마모도+최종마모도)/2 = 350회 이상이면 합격
시료 규격 : 지름 100mm 실험용 원판을 제작하여 실험
품질 기준 : 마모륜 S-42로 회전수 200마다 새 마모륜으로 교체하여 실험
시험항목 마모륜 시험결과 결과 비고
초기 마모점 최종 마모점
내마모성 S-42 524회 686회 605회 합격
상기 [표 1]을 참조하면, 실시예에 따라 제조된 식탁테이블의 내마모성 실험에서 초기 마모점은 524회이고, 최종 마모점은 686회를 나타냈고, 우수한 내마모성 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
2. 치수변화율 실험
실시예에 따라 제조된 식탁테이블(두께 20mm)의 치수변화율 실험을 수행하였고, 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
시험 방법 : KS F 3216 치장목질 마루판 시험 참조, 20℃ 온도의 물에서 24시간 투입 후 길이 변화율(%) 측정
시험 항목 투입 전(mm) 투입 후(mm) 결과(길이 변화율 %)
치수 변화율 600 600.54 0.09%
상기 [표 2]를 참조하면, 시료를 20℃ 온도의 물에서 24시간 투입 후 길이 변화율(%)을 측정한 결과, 0.09%의 길이 변화율을 나타내었고, 실시예에 따라 제조된 식탁테이블은 수분 등에 안정함을 확인할 수 있었다.
3. 연기밀도, 독성가스 및 화염전파성 측정 실험
실시예에 따라 제조된 식탁테이블의 연기밀도, 독성가스 및 화염전파성을 측정하였으며, 그 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.
연기밀도 및 독성가스 측정방법은 ISO 5659-2 연소챔버 시험방법으로 수행하였다.
항목 연기밀도 독성가스 화염전파성
50kw non flame HCl CO Critic Flux
기준 < 500ppm < 600ppm < 1450ppm > 7W/m2
실시예 297 220 358 9.8
상기 [표 3]을 참조하면, 실시예에 따라 제조된 식탁테이블은 화재시 연소에 의해 발생하는 연기밀도 및 독성가스를 저감하여 안정하면서도 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
4. 항균 시험
상기 실시예에 따라 제조된 식탁테이블 시편을(50×50mm)을 준비하여 바실러스균(Bacillus subtilis ), 대장균(Escherichiaocli) 및 살모넬라균(Salmonella typhimurium ) 배양액을 대상으로 페이퍼디스크(Paper disk) 법을 이용하여 항균성을 조사하였고, 그 결과를 하기 [표 4]에 제시하였다.
상기 항균시험에서 대조군으로는 파티클 보드로 제조된 식탁테이블을 사용하였다.
구분 항균력(페이퍼 디스크의 항균 환, 직경 mm)
바실러스균 대장균 살모넬라균
실시예 12.7 14.7 13.8
대조군 2.3 3.1 2.5
상기 [표 4]를 참조하면, 실시예에 따라 제조된 식탁테이블은 바실러스균, 대장균 및 살모네라균 모두에 대하여 항균활성이 우수함을 확인할 수 있었다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10; 식탁테이블
100; HPM 시트층 200; 모양지층
300; 세라믹 코팅층 400; 파티클 보드층
500; 보강재층 600; 섬유판층

Claims (2)

  1. HPM 시트층(100), 상기 HPM 시트층(100) 상부에 위치하는 모양지층(200), 상기 모양지층(200) 상부에 위치하는 세라믹 코팅층(300), 상기 HPM 시트층(100) 하부에 위치하는 파티클 보드층(400), 상기 파티클 보드층(400) 하부에 위치하는 보강재층(500), 및 상기 보강재층(500) 하부에 위치하는 섬유판층(600)을 포함하되,
    상기 HPM 시트층(100)은, 크래프트지(kraft paper)를 준비하고, 상기 크래프트지의 질량에 대해 멜라민수지 조성물 50 내지 60 질량%로 함침시킨 후 155 내지 165℃ 온도의 오븐에서 3 내지 5분 동안 건조시켜 멜라민수지 함침 크래프트지를 제조하며, 상기 멜라민수지 함침 크래프트지를 3~7장 적층하여 위치시킨 후 120 내지 150℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 10 내지 20kgf/m2의 압력으로 20 내지 60분 동안 가압함으로써 열압착하고, 상기 열압착된 멜라민수지 함침 크래프트지를 20 내지 30℃의 건조실에서 냉각하는 과정을 거쳐 제조되고,
    상기 멜라민수지 조성물은 멜라민수지 전체 함량 100 중량부에 대해, 페놀수지 10 내지 20 중량부, 폴리비닐알콜 5 내지 10 중량부, 일라이트 분말 1 내지 5 중량부, 제올라이트(Zeolite) 1 내지 3 중량부, 팔미트산(Palmitic acid) 3 내지 7 중량부, 캐슈넛 껍질 추출 오일 0.1 내지 1 중량부, 물 10 내지 20 중량부, 1,3-부틸렌글리콜 2 내지 6 중량부, 에탄올 5 내지 15 중량부 및 경화제 1 내지 3 중량부의 중량 비율로 포함되며, 상기 경화제는 글리세린, p-톨루엔술폰산 모노하이드레이트(PTSA, ptoluenesulfonic acid monohydrate), 몰포린(Morpholine), 염화암모늄, 황산암모늄 및 무수프탈산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용되고,
    상기 모양지층(200)은 멜라민수지, 폴리불화비닐리덴(Polyvinylidene Fluoride) 수지, 탄산칼슘(Calcium Carbonate) 및 디메틸아세트아마이드(dimethyl acetamide)가 7.8 : 1 : 0.2 : 1의 중량비로 혼합된 혼합수지 함침 모양지로 형성되며,
    상기 세라믹 코팅층(300)은 멜라민수지, PLA 수지, 비프탈레이트계 가소제, 아크릴계 공중합체, 나노세라믹 입자 및 활제(Lubricant)가 4:2:1:1:1:1의 중량비로 혼합된 혼합수지가 함침된 무연신폴리프로필렌(Casting PolyPropylene) 필름이 사용되고, 상기 비프탈레이트계 가소제는 ATBC(Acetyl tributyl citrate)가 사용되며, 상기 나노세라믹 입자는 평균 입경이 500 내지 1,500nm인 나노세라믹 입자가 사용되고, 실리콘카바이드, 알루미나 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되며, 상기 활제(Lubricant)로는 스테아린 산이 사용되고,
    상기 보강재층(500)은, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate) 130 내지 170 중량부, 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer) 20 내지 40 중량부, 가소제 3 내지 7 중량부, 로진 에스테르 2 내지 6 중량부, 이산화규소(SiO2) 1 내지 5 중량부, 고무 분말 1 내지 3 중량부, 실리콘 화합물 0.1 내지 1 중량부, 알루미늄 산화물 0.1 내지 1 중량부 및 메틸렌비스클로로아닐린(MOCA) 20 내지 40 중량부의 중량 비율로 포함된 조성물이 혼합되어 제조되고, 상기 가소제는 솔비톨, 에틸렌글리콜, 글리세린, 글리세린디아세테이트(glycerin diacetate) 및 펜타에리쓰리톨로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이 사용되며, 상기 고무 분말로는 EPDM(Ethylene Prophlene Diene Monomer) 고무 분말이 사용되고,
    상기 섬유판층(600)은 폴리에틸렌(Polyethylene) 전체 함량 100 중량부에 대하여, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 10 내지 20 중량부, 참숯 3 내지 7 중량부 및 안정제 0.1 내지 0.5 중량부의 중량 비율로 포함된 조성물이 혼합되어 제조되되, 상기 폴리에틸렌(Polyethylene)은 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene) 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethylene) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되고, 상기 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지는 분자량 5,000~200,000g/mol에 유리전이온도(Tg)가 20~100℃인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지가 사용되는 것을 특징으로 하는 표면강화된 친환경 식탁테이블.
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