KR20040076645A - 휘발성 유기 화합물이 배출되지 않는 구조물 및 그 제조방법 - Google Patents

휘발성 유기 화합물이 배출되지 않는 구조물 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20040076645A
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Abstract

목재, 상기 목재의 상부에 형성된 하도 도막층 및 상기 하도 도막층의 상부에 형성된 상도 도막층을 포함하는 구조물에 있어서, 상기 하도 도막층은 초산알파토코페롤, 아마인유, 양귀비유 및 해바라기유 등과 같은 식물성 오일을 포함하는 건축 내장제, 가구 등과 같은 구조물 및 그 구조물의 제조 방법을 제시한다.
본 발명의 제조 방법 및 그 제조 방법으로 제조한 구조물은 VOCs가 발생하지 않아, 무공해 건축 내장재(목재 창호 및 출입문) 및 가구를 제조할 수 있어, 병원, 아동용 시설, 사무소 및 일반주거 건물에 적용이 가능하며, 기존의 건축내장재 및 일반가구를 대체할 수 있다.

Description

휘발성 유기 화합물이 배출되지 않는 구조물 및 그 제조 방법{Non-VOCs material and its manufacturing method}
본 발명은 휘발성 유기물 화합물이 배출되지 않는 구조물 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 하도 도장 처리를 하더라도 휘발성 유기물 화합물이 배출되지 않도록 한 구조물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
목재는 재생가능한 자원으로 목재가 가지는 천연적인 장점 등으로 예로부터 없어서는 안될 필수불가결한 재료로 널리 사용되어 왔으며, 최근에는 국내외적으로 목재의 재료적인 장점과 환경친화적인 재료라는 장점이 더욱 부각되고 생활수준이 향상됨에 따라 목재의 사용이 증가하고 있다. 특히 주택이나 건축구조물에 있어서는 거의 모든 구조부재 및 내,외장재를 목재로 시공할 정도로 사용이 증대하고 있다.
통상의 목재는 도장 처리를 한 후에 사용되는 것이 일반적이다. 목재 도장의 주된 목적은 목제품의 미화와 보호에 있다. 최근에는 도막에 의한 목재의 보호라는점이 특히 강조되고 있으며, 내후성, 내약품성, 내수성, 내충격성, 내가공성 등이 중요하게 취급된다.
목재 소재의 표면에는 도관(導管)에 의한 깊은 바늘 구멍들을 무수히 갖고 있어, 이를 메꾸어 평활하게 만들지 않으면 않된다. 이러한 하도용 도료로 사용되는 우드 실러는 착색, 눈메꿈을 안정화 시키고, 다음 공정의 도료의 흡입을 방지하고, 소재와 도료의 접착력을 좋게 하는 성질이 있어야 한다.
현재 하도용 도료로 많이 사용되는 도료 종류로는 셀락 니스계, 니트로셀루로우즈계, 아미노알키드계, 부티랄수지계, 폴리우레탄수지계 도료 등이 있다. 이중 일반적으로 많이 사용되는 것은 폴리우레탄수지계 도료이다.
그러나, 이러한 도료들은 대부분이 석유화학계 제품을 사용하여, 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)이 발생되는 문제점이 있다.
실내 공기 오염에 영향을 주는 VOCs 물질은 매우 다양하며, 주요 발생원은 건축 자재와 마감 재료, 건물의 유지 관리 용품(청소용, 각종 세척제 등), 소모성 재료(복사기의 토너), 연소 과정의 물질, 재실자(인체), 외부 공기 등으로 구분할 수 있다.
미국 환경청(US EPA)에서 50 여종의 건축재료를 선정하여 조사한 결과에 의하면 합판류, 목재의 접착제, 코킹재료, 페인트, 비닐이나 고무형 몰딩 등에서 다량의 VOCs 물질이 방출되는 것으로 나타났으며, 주로 벤젠, 톨루엔, 클로로포름, 아세톤, 스티렌, 에틸렌옥사이드 등의 물질이 검출되고 있다.
국제특허출원 PCT/US 96/09519는 저 VOC 수성 하도 조성물을 개시하고 있으며, 본 발명에서는 수 분산성 폴리우레탄 수지를 포함하는 조성물을 도료로 사용함으로써 VOC 발생을 줄이는 조성물을 개시하고 있다. 하지만, 폴리우레탄 수지 사용함으로써 VOC 발생량을 줄일 수는 있으나 완전히 제거하지는 못하는 한계가 있다.
대한민국 특허출원 제10-2000-0003012호가 개시하고 있는 기술은 황토와 숯 그리고 물을 소정의 함량비로 배합한 도료를 사용함으로써 도장 작업시 작업자의 신체에 무해한 도료를 개시하고 있으나, 상기 구조물로 형성한 도료는 목재에 적용 시 하도의 효과를 발휘하지 못하는 문제점이 있다.
그러므로, VOCs가 발생하지 않아 인체에 무해하면서 하도의 효과가 뛰어난 원료를 사용하여 제조된 구조물 및 그 구조물의 제조 방법이 요청되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 첫번째 기술적 과제는 하도 도장 처리를 하더라도 VOCs가 발생하지 않는 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두번째 기술적 과제는 VOCs가 발생하지 않는 구조물의 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 구조물의 수직 단면 구조도이다.
도 2 는 VOCs 측정 시스템에 대한 구조도이다.
도 3 내지 6은 각각 초산알파토코페롤, 아마인유, 해바라기유 및 양귀비유를 하도 오일로 사용한 경우의 VOCs 발생 여부에 대한 GC(가스크로마토그래피)이다.
도 7는 비교예 1에 따라 제작된 가구에 있어서, 시간 추이에 따른 벤젠 발생량에 대한 그래프이다.
도 8은 비교예 2에 따라 제작된 가구에 있어서, 시간 추이에 따른 톨루엔 발생량에 대한 그래프이다.
도 9은 비교예 2에 따라 제작된 가구에 있어서, 시간 추이에 따른 에틸 벤젠, m,p-자일렌 및 o-자일렌의 총 발생량에 대한 그래프이다.
도 10는 비교예 2에 따라 제작된 가구에 있어서, 시간 추이에 따른 벤젠 발생량에 대한 그래프이다.
도 11은 비교예 2에 따라 제작된 가구에 있어서, 시간에 따른 톨루엔 발생량에 대한 그래프이다.
도면의 주요부에 대한 설명
11 : 목재 12 : 하도 도막층 13 : 상도 도막층
21 : 미세유량펌프 22 : 유량 조절 밸브
23 : 활성탄 튜브 24 : 시험체
25 : 밸브 26 : 항온항습챔버
27 : 유량 조절 밸브 28 : 순수 공기
29 : 항온 챔버
상기 본 발명의 기술적 과제를 이루기 위해서, 목재, 상기 목재의 상부에 형성된 하도 도막층 및 상기 하도 도막층의 상부에 형성된 상도 도막층을 포함하는 구조물에 있어서, 상기 하도 도막층은 식물성 오일을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물을 제공한다.
상기 식물성 오일은 초산알파토코페롤, 아마인유, 양귀비유 및 해바라기유로이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것일 수 있으며, 상기 아마인유는 린시드 오일(LINSEED OIL), 선 치킨드 린시드 오일(SUN THICKENED LINSEED OIL), 스탠드 린시드 오일(STAND LINSEED OIL)로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것일 수 있다.
상기 구조물은 건축용 내외장재, 가구, 용기, 장식용 목재, 부품재, 완구재 또는 프레임재일 수 있으며, 상기 건축용 내외장재는 창호재, 벽재, 바닥재, 천정재 또는 출입문재 중 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 하도 도막층의 두께는 30㎛ 내지 60㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제를 달성하기 위해서, 목재의 전처리 단계; 식물성 오일을 사용하여 상기 목재의 상부에 하도 도막층을 형성하는 단계; 및 상기 하도 도막층의 상부에 상도 도막층을 형성하는 단계를 포함하는 구조물의 제조 방법을 제공한다. 상기 목재의 전처리 단계는 건조, 소지조정, 표백, 착색 및 눈메꿈 공정 중 어느 하나 이상의 공정을 포함할 수 있다.
상기 하도 도막층을 형성하는 단계는 a) 로울러 붓, 스프레이건을 포함하는 도장 수단을 사용하여 1차 도장하는 단계, b) 상기 1차 도장된 결과물을 완전 건조하기 이전에 2차 도장을 실시하는 단계, c) 상기 2차 도장된 결과물을 연마지를 사용하여 연마하는 단계를 포함한다.
상기 식물성 오일을 사용할 때 초산알파토코페롤, 아마인유, 양귀비유 및 해바라기유로 이루어진 그룹에서 선택된 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 2종의 식물성 오일을 선택하여 혼합할 때, 그 혼합 중량 비율은 3:7 내지 5:5일 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 구조물에 대한 단면도이다. 본 발명의 구조물은 목재(11), 상기 목재(11) 상부에 순차적으로 적층된 하도 도막층(12) 및 상도 도막층(13)을 포함하고 있다.
본 발명에서 상기 목재는 나무를 주 재료로 하는 것으로서 그 상부에 도막의 형성이 가능한 목재로 인정될 수 있는 모든 것을 포함하며, 원목, 일반 목재, 엠디에프(MDF), 엠디에프(MDF) + 무늬목, 합판 및 집성 원목 등의 가공된 목재 또는 이들 각각에 일정한 도막 처리가 된 목재 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 구조물을 용도를 중심으로 분류하면, 크게 건축용 내외장재와 그 외의 목재 성형품으로 구분할 수 있다.
목재 건축용 내외장재의 예로는 목재로 된 창호재, 벽재, 바닥재, 천정재, 또는 출입문재 등을 들 수 있으나, 본 발명에서 포함하는 목재 건축용 내외장재는 이들에 한정되지 않고 건축용으로 사용될 수 있는 일체의 그 목재 상부에 도막이 형성될 수 있는 목재를 포함할 수 있다.
건축용 내외장재 이외의 목재 성형품의 구체적인 예로는 가구, 용기, 장식용 목재, 부품, 완구 또는 프레임 등을 들 수 있다.
이어서 본 발명의 하도 도막층(12)에 대해서 설명한다.
하도 도막층 형성 시 이용되는 하도제는, 일반적으로 소지 목재 중에 깊이 침투하여 목섬유를 안정화시킬 수 있어야 하며, 소지 목재의 흡수·흡습성을 개선하여 수분에 의한 변화를 감소시키고, 나무털을 고정하여 연마에 의한 제거를 용이하게 할 수 있어야 하고, 상도 도막층의 도료가 목재로 침투되는 것을 감소시키고, 투명 마감도장에는 목리나 눈메꿈 처리된 도관을 선명히 표현할 수 있어야 하며, 소지 목재와 상도 도료와의 부착성을 개선할 수 있어야 하며, 소지 목재의 균열을 감소시켜 도막의 갈라짐을 적게 할 수 있어야 한다.
본 발명에서는 상술한 특성을 만족시키는 하도제로서 식물성 오일을 사용한다.
본 발명의 하도 도막층은 하도 공정을 통하여 형성된다. 본 발명에서 하도 공정은 식물성 오일을 원목 또는 가공된 목재 등을 포함하는 본 발명의 목재 기재의 상부에 도포함으로써 형성된다. 도포 또는 도장의 방법은 통상의 액상 물질을 도포의 대상에 도포하는 통상의 방법인 것으로 한다.
상기 하도 도막층에 포함되어 있는 식물성 오일은 아마인유, 양귀비유, 해바라기유 및 초산알파토코페롤로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것일 수 있다.
또한 상기 각 오일을 개별적으로 사용하여도 좋으나, 건조 속도를 빠르게 하고 강한 피막을 형성시키기 위해서는 4가지 물질을 용도에 따라 적정 비율로 혼합하여 사용하여도 좋을 것이다. 혼합 비율은 본 발명의 임의의 2가지 오일을 선택했을 때 그 임의의 2가지 오일에 대해 중량비로 3:7 내지 5:5가 바람직하다.
상기 도막 형성 방법에서 하도 도막층(12)의 두께는 30㎛ 내지 60㎛로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 아마인유 중에서 특히 린시드 오일(LINSEED OIL), 선 치킨드 린시드 오일(SUN THICKENED LINSEED OIL), 스탠드 린시드 오일(STAND LINSEED OIL)로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에서 사용된 각 개별 오일에 대해서 상세하게 설명한다.
린시드 오일(LINSEED OIL)은 아마씨(유분 함유량30-40%)로부터 기름을 얻어진다. 이는 산가 0.2 이하로서 겨울에도 뿌옇거나 탁하게 되지 않는 정제도가 상당히 높은 오일로서, 견고한 피막과 발색력, 고착력을 형성시켜주는 성질이 있으며, 강한 건조제의 특징이 있다. 뽀삐 오일(POPPY OIL)와 비교하여 건조도가 빠르고 견고성이 좋은 장점이 있다. 본 오일의 인화점 214℃ 이다.
선 치킨드 린시드 오일(SUN THICKENED LINSEED OIL)은 아마인유의 한 종류로서, 린시드 오일을 태양과 물에 장시간 바래서 정제한 끈적거리는 정도가 꿀과 같은 상태의 기름이다. 재래식 방법을 사용하던 때의 유회구의 가공유로서 스탠드유와는 다르며 분자내에 수산기를 가지고 안료, 회구, 계란의 노른자, 아교 등에 혼합하기 용이하여 이용도가 많다. 기름이 진득하고 산소를 흡수한 상태이므로 빨리 건조하고 광택이 있는 피막이 생긴다. 고점도에 불구하고 섬세한 표현이 가능하며, 덧칠하려는 회구에 혼합하여 사용하면 견고성이 높아지고 균열을 방지하는 효과도 있다.
스탠드 린시드 오일(STAND LINSEED OIL)은 아마인유의 한 종류로서 정제 가열 중합유로서 선 치킨드 오일과 비교하여 건조는 다소 늦지만 바닥칠부터 완성까지 사용된다. 스탠드 오일은 황변이 없으며 회구에 투명성과 윤기를 주며 건조후에는 극히 유연하고 매끄러우며 내구성이 있는 피막을 형성한다.
뽀삐오일(POPPY OIL)은 양귀비유로 불리우는 것으로서 양귀비씨(유분함유량 40-50%)로부터 얻은 기름으로 산가 1.5이하로 정제도가 높은 오일로서 린시드오일과 비교하여 건조가 조금 늦으며 견고성도 떨어지지만 황변이 적어 엷은색에 사용하여도 좋다. 뽀삐 오일의 인화점 212℃이다.
초산알파토코페롤(Tocopherol Acetate)은 지용성 비타민의 한종류로서 지용성 비타민은 A,D,E,F,K 등이 있다. 일반적으로 비타민 A를 레티놀, E를 토코페롤, F를 리놀레산이라고 부르기도 하는데, 초산토코페롤은 산화를 방지하기 위하여 토코페롤에 초산기를 첨가한 것으로 주로, 의약품, 식품등에 많이 사용되고 있으며, 목재에 사용할 경우에는 목재에 침투하는 성질이 있다.
본 발명에 따른 하도 도막층 형성 시, 식물성 오일 1 리터에 면적 8-15㎡를 도포할수 있으나 도포 표면의 상태에 따라 변동이 가능하다. 그리고, 식물성 오일의 도포 후 완전 건조시간은 대체로 온도 20℃, 상대습도 60%인 경우 18-24시간 정도 이다.
도포 방법은 1) 로울러 붓, 스프레이건 등을 사용하여 1차 도장을 한 다음, 2) 완전 건조되지 않은 상태인 1 내지 2시간 이내에 2차 도장을 실시하고, 3) 2차 도장후 #240-#320 연마지를 사용하여 가볍게 샌딩작업하는 과정으로 진행된다.
하도 도막층이 제대로 조성되었는지를 확인하는 방법은 목재의 경우 식물성 오일을 도포할 경우 색상이 다소 원래의 색상보다 진하게 보이는데 이를 이용하여 육안으로 확인 가능하다.
상기 하도 도막층의 두께는 30㎛ 내지 60㎛인 것이 바람직하다. 도막층의 두께가 30㎛ 미만일 경우에는 마감후 상도제가 많이 소요되고 하도제에 의한 목재의 보호에 문제점이 있고, 60㎛ 초과하는 경우에는 상도제의 부착 및 마감후 도막층에 균열이 생길수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 상도 도막층(13)은 통상의 상도 도막층 형성 공정에 따라 형성되며, 바람직하게는 VOCs가 방출하지 않거나 적게 방출하는 도막 형성용 재료로 된 도막층인 것이 바람직하다.
본 발명의 구조물의 형성 방법을 살펴보먼, 먼저 목재를 전처리한다. 이어서 상기 목재의 상부에 식물성 오일을 도포하여 하도 도막층을 형성한다. 그리고, 상기 하도 도막층의 상부에 상도 도막층을 형성하는 단계를 거친다.
목재의 전처리 단계는 목재에 대한 하도 도막 형성 단계 이전의 일체의 목재의 가공 처리를 포함한다. 이 전처리 단계에는 목재의 건조, 소지조정, 표백, 착색, 눈메꿈 공정을 포함하는 통상의 목재 가공 또는 처리 공정을 말한다.
실시예 1
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세하게 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
1) 목재 준비 단계
목재는 원목을 사용하였다.
2) 목재 전처리 단계
상기 준비된 목재를 대상으로 소지 공정, 표백, 착색, 눈메꿈 처리를 포함하는 목재 전처리 공정을 수행하였다.
소지 연마는 하연마와 마무리연마 2단계로 나누어지는데 하연마는 50∼100#, 마감연마는 150∼220#의 연마지를 사용하였다. 연마가 끝난 면은 압축공기를 사용하여 먼지, 표면 부착물, 유분 등을 완전히 제거하였다.
3) 하도 단계
본 실시예에서는 하도 오일로 초산알파토코페롤을 사용하였고, 도포는 다음과 같이 실시하였다.
① 로울러 붓, 스프레이건을 사용하여 1차 도장을 실시하였다.
② 1차도장후 완전 건조되지 않은 상태인 1시간-2시간이내에 2차 도장을 실시하였다.
③ 2차 도장후 #240-#320 연마지를 사용하여 가볍게 샌딩작업을 하였다.
④ 하도층이 제대로 조성되었는지를 확인하기 위하여 육안으로 관찰하였다.
일반적인 도포 면적은 1 리터에 8-15㎡를 도포할수 있으나 도포 표면의 상태에 따라 변동이 가능하였다. 완전 건조시간은 대체로 온도 20℃, 상대습도 60%인 경우 18-24시간 정도 이였다.
목재의 경우 하도제를 도포할 경우 색상이 원래의 색상보다 다소 진하게 보이는 원리를 이용하였다.
4) 상도 단계
본 실시예에서 상도 공정은 다음과 같이 수행하였다.
① 로울러 붓, 스프레이건을 사용하여 1차 도장을 실시하였다.
② 1차 도장 후 완전 건조되지 않은 상태인 1시간-2시간 이내에 2차 도장을 실시하였고, 이를 수회 반복하였다.
실시예 2
하도 오일로 아마인유를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 3
하도 오일로 해바라기유를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 4
하도 오일로 양귀비유를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 1
하도 오일로 폴리에틸렌 프리올, 알키드 포리올, 폴리이소시아 네이트를 주성분으로 하는 2액형 우레탄 하도제의 원액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 2
하도 오일 경화제로 폴리에틸렌 프리올, 알키드 포리올, 폴리이소시아 네이트를 주성분으로 하는 2액형 우레탄 하도제의 경화제를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
시험예 1
1) VOCs 측정 시스템
VOCs 측정 시스템은 3개의 챔버(항온항습 챔버, 항온챔버, 측정챔버)와 공기제어 유닛으로 나누어진다. 항온항습 챔버(26) 및 항온챔버(29)는 일반적으로 실내 환경을 연구하는 분야에서 많이 사용되는 것이며, 측정 챔버는 실험에서 개발한 것이며, 도 2에 이에 대한 시스템 구성도가 있다.
측정 챔버는 운반 해체 세정 설치 및 가열 처리 등을 쉽게 하기 위하여, 본 실험에서 측정 챔버는 스테인레스제(SUS-304)와 내열 유리를 이용하여 측정 챔버를 제작하여 시스템 자체에서의 오염과 오염 물질의 흡착을 최소한으로 억제하도록 했다. 또한, 복합부의 연결을 최소한으로 하고, 용접부분을 줄이기 위해 형태를 원주형으로 했다. 측정 챔버 상부는 덮개 형상으로 되어 있고, 그곳에 4개의 샘플링 용 구멍이 뚫려있다. 패킹 부분은 실리콘테이프로 실링(ceiling)할 수 있는 형태로 되어 있다.
사용 시 챔버 내의 오염 물질의 발생을 최대한 억제할 수 있도록 스테인레스와 유리로 제작하였으며, 챔버 부품은 모두 시중에서 취급 및 구입이 가능한 것을 사용하여 쉽게 제작 및 수리, 세정 가열 처리를 할 수 있다.
항온 항습 챔버(26)에는 공급하는 공기량을 제어하기 위해 레귤레이터와 미세 유량계를 부착였으며, 항온 항습기에서는 측정시 설정한 온도 및 습도의 제어를 하고, 원통형의 공기 공급기를 거쳐서 항온조에 깨끗한 공기가 보내진다. 항온조는 항온항습기와 동일한 온도로 설정하여 온습도의 변화를 최소한이 되도록 하였다.또한 항온조 내에는 측정 챔버를 설치한다. 모든 실험 기기에는 온도 습도 센서와 압력계의 부착이 가능하며, 필요한 때에는 출력할 수 있다. 본 시험에는 항온 항습기 및 항온기, 측정 챔버 내에 설치한 온도 습도 측정 장치를 사용해서 측정한 값을 챔버 내의 온도 습도로 하였다.
환기 간격은 시스템의 펌프로 챔버 내 공기를 흡입하고, 샘플링할 때는 외부에 부착된 포집용 펌프를 사용한다. 정확한 유량을 측정하기 위하여 시스템에서 배출된 공기를 외부에 부착된 적산 유량계로 측정할 수 있도록 하였다.
2) VOCs의 발생 여부 측정
본 발명의 하도제가 사용된 도막이 형성된 목재 및 폴리에틸렌 프리올, 알키드 포리올, 폴리이소시아 네이트 주성분으로 하는 2액형(원액+경화제) 우레탄 하도제를 사용한 도막이 형성된 목재를 대상으로 VOCs (BTEX, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, mp-자일렌, o-자일렌 등)의 발생 여부를 상기 도 2의 VOCs 측정 시스템을 사용하여 측정하였다.
3) 실시예의 VOCs의 발생 여부 측정 결과
표 1는 VOCs 측정 시스템을 사용하여 상기 실시예 1 내지 4에 대한 VOCs의 측정된 결과이다.
실시예 1 내지 4의 VOCs 발생 여부 측정 결과
실시예 물질명 1시간 경과 2시간 경과 6시간 경과
실시예 1 - 하도오일로 초산알파토코페롤 사용 벤젠 ND ND ND
톨루엔 ND ND ND
에틸벤젠 ND ND ND
m,p-자일렌 ND ND ND
o-자일렌 ND ND ND
실시예 2 - 하도오일로 아마인유 사용 벤젠 ND ND ND
톨루엔 ND ND ND
에틸벤젠 ND ND ND
m,p-자일렌 ND ND ND
o-자일렌 ND ND ND
실시예 3 - 하도오일로 해바라기유 사용 벤젠 ND ND ND
톨루엔 ND ND ND
에틸벤젠 ND ND ND
m,p-자일렌 ND ND ND
o-자일렌 ND ND ND
실시예 4 - 하도오일로 양귀비유 사용 벤젠 ND ND ND
톨루엔 ND ND ND
에틸벤젠 ND ND ND
m,p-자일렌 ND ND ND
o-자일렌 ND ND ND
* 참조. ND : 미검출
상기 실시예에 대한 측정 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 하도제로서 상기 초산알파토코페롤, 아마인유, 해바라기유 및 양귀비유 등의 식물성 오일을 사용한 결과 VOCs가 검출되지 않았음을 알 수 있었다. 상기 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 구조물에 있어서, 초산알파토코페롤, 아마인유, 해바라기유 및 양귀비유의 VOCs 발생여부의 GC(가스크로마토그래피)로 검출해 보았다. 이에 대한 결과는 각각 도 3 내지 도6에 있다.
3) 비교예의 VOCs의 발생 여부 측정 결과
표 2는 VOCs 측정 시스템을 사용하여 상기 비교예 1 내지 2에 대한 VOCs의발생량 측정 결과이다. 도 7 내지 8은 비교예 1에 따른 VOCs의 발생량 측정 결과이며, 도 9내지 11은 비교예 2에 따른 VOCs의 발생량 측정 결과이다.
비교예 1 내지 2의 VOCs 발생 여부 측정 결과
하도 오일 및 경화제 물질명 1시간 경과 후 VOCs 발생량 2시간 경과 후 VOCs 발생량 6시간 경과 후 VOCs 발생량
비교예 1 벤젠 2.3 5.9 2.9
톨루엔 63341.0 90015.4 20205.0
에틸벤젠 ND 14597.2 4854.1
m,p-자일렌 ND 1283.6 2568.8
o-자일렌 4039.2 4579.0 1698.0
비교에 2 벤젠 4.4 3.4 3.2
톨루엔 119152.1 103524.7 112905.6
에틸벤젠 407.4 578.6 705.2
m,p-자일렌 225.6 342.1 424.6
상기 비교예에 대한 측정 결과에서 알 수 있듯이 일반 하도 오일과 일반 하도 오일 경화제를 사용한 경우 다량의 VOCs가 검출되었음을 알 수 있었다.
본 발명에서 개시한 식물성 오일을 이용하여 제작한 건축용 내외장재 및 가구 등의 목재 구조물은 인체에 유해한 VOCs가 발생하지 않아 병원, 아동용 시설, 사무소 및 일반주거 건물에 적용이 가능하며, 기존의 건축 내외장재 및 일반가구 등의 목재 구조물을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
또한 이러한 방법을 이용해서 만든 건축 내외장재 및 가구 등의 목재 구조물은 인체에 유해한 휘발성 유기 화합물을 발생시키지 않기 때문에 환경 친화적이며, 인체에 유해하지 않으므로 어린이나 노약자가 있는 건물에 사용할 수도 있다.

Claims (11)

  1. 목재, 상기 목재의 상부에 형성된 하도 도막층 및 상기 하도 도막층의 상부에 형성된 상도 도막층을 포함하는 구조물에 있어서,
    상기 하도 도막층이 식물성 오일을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 식물성 오일은 초산알파토코페롤, 아마인유, 양귀비유 및 해바라기유로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 구조물.
  3. 제 2항에 있어서 상기 아마인유는 린시드 오일(LINSEED OIL), 선 치킨드 린시드 오일(SUN THICKENED LINSEED OIL), 스탠드 린시드 오일(STAND LINSEED OIL)로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것인 것을 특징으로 하는 구조물.
  4. 제 1항에 있어서, 건축용 내외장재, 가구, 용기, 장식용 목재, 부품재, 완구재 또는 프레임재인 것을 특징으로 하는 구조물.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 건축용 내외장재는 창호재, 벽재, 바닥재, 천정재 또는 출입문재 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 구조물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 하도 도막층의 두께는 30㎛ 내지 60㎛인 것을 특징으로 하는 구조물.
  7. 목재의 전처리 단계; 식물성 오일을 사용하여 상기 목재의 상부에 하도 도막층을 형성하는 단계; 및 상기 하도 도막층의 상부에 상도 도막층을 형성하는 단계를 포함하는 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 구조물의 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서 상기 목재의 전처리 단계는 건조, 소지조정, 표백, 착색 및 눈메꿈 공정 중 어느 하나 이상의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 제조 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 하도 도막층을 형성하는 단계는 a) 로울러 붓, 스프레이건을 포함하는 도장 수단을 사용하여 1차 도장하는 단계, b) 상기 1차 도장된 결과물을 완전 건조하기 이전에 2차 도장을 실시하는 단계, c) 상기 2차 도장된 결과물을 연마지를 사용하여 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 제조 방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 식물성 오일을 사용할 때 초산알파토코페롤, 아마인유, 양귀비유 및 해바라기유로 이루어진 그룹에서 선택된 2종 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 구조물의 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 2종의 식물성 오일을 선택하여 혼합할 때, 그 혼합 중량 비율은 3:7 내지 5:5인 것을 특징으로 하는 구조물의 제조 방법.
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