KR20080061616A

KR20080061616A - 탄성을 갖는 발포욕조

Info

Publication number: KR20080061616A
Application number: KR1020060136542A
Authority: KR
Inventors: 김정근
Original assignee: 김정근
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-03

Abstract

본 발명은 경질성 개념의 욕조를 연질성의 탄성을 갖는 욕조로 전환함에 있으며 욕조 내측면으로부터 외측면 방향으로 탄성을 갖는 무발포 폴리우레탄코팅층(3), 연질 폴리우레탄 발포층(4), 경질우레탄 발포층 또는 채폼층(5), UP 겔코트 코팅층 또는 FRP보강층(6)의 순서로 적층되므로서 욕조내면층의 접촉감이 좋고 탄성이 있어 안락감을 느낄 수 있으며 충격에 의한 안전성을 확보할 수 있고 또한 요란한 낙수소음을 방지할 수 있으며 보온성이 뛰어나 탄성을 갖는 발포욕조에 관한 것이다.

Description

탄성을 갖는 발포욕조{FORMING BATH HAVING SOFT ELASTICITY}

도 1은 본 발명에 따른 탄성을 갖는 발포욕조의 단면도

본 발명은 아파트 주상복합, 다세대, 일반주택등 주거공간에 설치 사용되는 탄성을 갖는 발포욕조에 관한 것으로 구체적으로는 내면층에서 하면층의 방향으로 탄성을 갖는 무발포 폴리우레탄 코팅층, 폴리우레탄 연질 발포층, 폴리우레탄 경질 발포층 또는 체폼층, UP겔코트 코팅층 또는 FRP보강층의 순서로 적층된 다층 구조의 탄성을 갖는 발포욕조에 관한 것이다.

종래의 욕조제조방법은 불포화 폴리에스테르 수지를 사용하는 인조대리석 욕조 제조방법과 아크릴판을 진공흡입 성형하는 제조방법으로 크게 분류 할 수 있다.

인조대리석 욕조제조방법은 용액상의 불포화 폴리에스테르수지에 탄산칼슘이나 실리카, 수산화 알루미늄, 기타충진재 또는 보강재를 배합하고 경화제를 첨가한 수지를 금형으로 성형하여 탈형하는 제조방법으로 구체적인 예로서 국내 공개특허공보(공개번호 특 2001-0110047호)에 세면기 및 욕조의 제조방법이 소개되고 있으 며 기술의 구성인즉 건조된 황토 35~50%와 석분 15~30% 및 30~40%의 불포화 폴리에스테르 수지를 혼합한 성형원료를 금형으로 성형함과 동시에 취출하므로서 얻어지는 세면기 및 욕조라 할 수 있다.

이와 같은 방법은 절단가공이 용이하고 하자보수가 쉬우나 무거워 취급이 어렵고 시간이 경과하면 표면에 미세한 균열이 발생하며 특히 충격강도가 약하여 깨지기 쉬우며 보온성이 좋지 않다. 그밖에도 불포화 폴리에스테르수지에 그라스 파이바의 직물이나 부직포를 보강시 소위 FRP 욕조는 충격강도는 보강될 수 있으나 수회에 걸친 수작업의 코팅작업으로 많은 시간이 소요되고 수작업으로 품질 균형이 떨어지며 또한 전기한 폴리에스테르 욕조제품의 단점도 동시에 갖게 되는 문제점을 갖고있다.

또한 아크릴 욕조는 아크릴 시트를 가열장치에 의해 가열시킨 다음 진공 흡입을 위해 작은 구멍이 뚫린 몰드위로 이동시켜 가열된 아크릴 시트를 몰드위에 밀착시켜 흡입공을 통해 내부의 공기를 급속히 흡입 배출시키면 아크릴 시트 내면이 금형에 밀착되어 욕조형상으로 성형되는 진공성형방법으로 제조된다. 이와 같은 욕조는 광택이 좋고 쉽게 깨지지 않는 장점이 있으나 표면 흠집이 잘 생기며 보수가 어렵고 낙수소리가 생기고 시공후 변형이 생기는 단점이 있다.

그리고 아크릴시트와 불포화 폴리에스테르층의 절충형의 종래 욕조 예로서 국내 공개특허공보(공개번호 특2002-003501호)에 욕조제조방법이 소개되고 있다. 기술구성인 즉, 투명아크릴시트 원판을 규격 및 성형에 맞도록 절단하고 이를 가열하여 연화시킨 다음 욕조금형 위에 흡입 진공성형법으로 욕조를 성형하고 성형된 아크릴 성형체 뒷면에 미리 만들어진 그림 또는 사진이 묘사된 필름의 그림 또는 사진이 욕조내면으로 나타나도록 접착한 다음 욕조 전체면에 경화제를 첨가한 불포화 폴리에스테르(경화제포함)로 수회 코팅경화하여 욕조제품을 얻는 방법이라 할 수 있다.

이는 그림 또는 사진의 현출효과는 얻을 수 있으나 내부가 아크릴원판층이고 외부가 폴리에스테르코팅층으로 구성되어 이 중의 경질층으로 역시 낙수의 요란한 소음을 피할 수 없으며 외면층이 폴리에스테르층으로 되어 있어 시간경과에 따른 표면의 미세 균열발생을 방지할 수 없고 보온성도 좋지 않다.

그밖에 보온성의 향상과 낙수 소음방지 목적으로 알키트수지 발포체, 폴리우레탄경질 발포체, 기타합성수지의 경질 발포체로 성형한 욕조몸체 외면에 합성수지 코팅층을 형성시킨 욕조가 있으나 심한 충격을 받게되면 부분적으로 함몰되어 원상 복귀가 어려워지며 수리가 불가능 하다.

본 발명은 경질성 개념의 욕조에서 연질성의 탄성욕조로 전환함에 있으며 내면층에서 하면층 방향으로 탄성을 갖는 무발포 폴리우레탄 코팅층, 연질 폴리우레탄 발포층, 경질폴리우레탄 발포층 또는 채폼층, UP겔코트층 또는 FRP보강층으로 구성된 적층 구조체로서 욕조내면층의 피부 감촉이 뛰어나며 탄성이 있어 안락감을 느낄 수 있고 충격에 의한 안전성을 확보할 수 있으며 또한 요란한 낙수소음을 방지할 수 있고 보온성이 우수한 탄성을 갖는 발포욕조를 제공함에 있다.

상기 본 발명의 목적달성을 위한 탄성을 갖는 발포욕조는 도 1에 나타낸 바와 같이 욕조내면층에서 외면층 방향으로 탄성을 갖는 무발포 폴리우레탄 코팅층(3), 연질 폴리우레탄 발포층(4), 경질폴리우레탄 발포층(5) 또는 채폼층(5), UP 겔코트층 또는 FRP보강층(6)의 순서로 적층된 탄성을 갖는 발포욕조에 관한 것이다.

이상의 탄성을 갖는 발포욕조의 구체적인 기술구성을 분명하게 이해하기 위하여 그 제조방법을 설명하면

1단계공정 : 금형배치공정

도(1)에 도시된 통상의 욕조금형(1)의 배면을 위로 오게 배치시키고 표면에 이형처리를 하여 이형층(2)을 형성시킨다.

2단계공정 : 탄성을 갖는 무발포 폴리우레탄 코팅공정

실리콘, 촉매, 안정제등이 포함된 폴리올 시스템 40~60wt%에 변형 이소시아네이트 60~40wt%를 이형 처리된 욕조금형의 배면 이형층(2)위에 스프레이를 사용하여 제품 밀도 800~1200kg/m³, 0.5 ~ 3.0mm두께로 도포(Coating)하고 상온에서 10~20분간 또는 40~80℃의 경화실에서 5~10분간 경화 시킨다.

3단계공정 : 연질폴리우레탄 발포층 형성공정

2단계공정의 경화된 탄성을 갖는 무발포 폴리우레탄 코팅층위에 연질폴리우 레탄 발포층(폼층)을 적층 형성하는 공정으로 실리콘, 촉매, 발포제, 안정제등이 포함된 연질 폴리올시스템75~50wt%에 폴리올을 이소시아네이트에 미리 반응시켜 NCO%를 조절한 프리폴리머나, Monomeric 함량을 조절한 변성 이소시아네이트 25~50wt%를 고압발포기를 통해 반응시켜 제품 밀도 100~500kg/m³, 5~25mm 두께로 발포시킨 다음, 상온에서 약 5~10분간 경화시킨다.

4단계공정 : 경질폴리우레탄 발포층 형성공정

3단계공정의 폴리우레탄 연질발포층위에 경질 폴리우레탄 발포층을 형성하는 공정으로 실리콘, 촉매, 발포제, 안정제등이 포함된 경질 폴리올시스템 40~60wt%에 일반 Polymeric(또는 Crude라기도 함)MDI 60~40%를 고압발포기를 통해 반응시켜, 밀도 30~300kg/m³, 두께 5~30mm 범위로 발포시킨 다음, 상온에서 약 5~10분간 경화시킴으로서 경질폴리우레탄 발포층이 형성된다.

상기 4단계공정의 다른 실시예로는 경질폴리우레탄 발포층 대신에 체폼층을 형성시킬 수도 있다. 여기에서 체폼층을 형성하는 발포층은 알킷트 수지용액 70~80wt%에 식물성 단섬유 20~30wt%를 혼합하여 균질화시킨 다음 5~7시간 충분히 숙성시킨 후, 이에 대하여 폴리올에 Water 0.2~0.5wt%나 후레온 개스 2~4wt%가 첨가 된 발포원액과, MDI로 반응시킨 발포층이라 할 수 있다.

5단계공정 : UP 겔코트 코팅공정 또는 FRP 보강층 형성공정

제4공정의 경질 폴리우레탄 발포층 또는 채폼 층 위에 UP 겔코트제를 코팅하여 외면에 도막 층을 형성시키거나 FRP적층층으로 사상처리 함으로서 본 발명의 탄 성을 갖는 발포욕조를 얻을 수 있다.

이상의 제조방법에서 탄성을 갖는 무발포 폴리우레탄 코팅층의 재료로서

폴리올로는 MW200~700, Desmophen(600, 650, 800, 1100, 1200, 1500, 1700) Multron(R-2, R-12, R-18), Daltolac(9, 10, 11)등의 디올형 또는 트리올형의 폴리에스테르 폴리올과, Quadwl과 같은 가교용 폴리에스테르폴리올 등이 있고

폴리이소시아네이트로선 TDI, MDI, 수첨화 TDI, MDI, 핵사메틸렌디이소시아네이트 등 이들의 디이소시아네이트와 단량체의 트리올의 반응에 의해 얻은 폴리이소시아네이트 화합물, 이들의 디이소시아네이트에서 유도된 폴리 이소시아네이트 등이다.

이들 이외에 아민류, 유기물금속등외 촉매, 수분안정제, 증량제, 플로우개량제, 스키닝방지제, 밀착성개량제, 건조조정제, 도막경도조정제, 소광제, 도료점도조정제 등의 보조재료를 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있고 각종의 용제·착색제등이 사용된다.

상기 탄성을 갖는 무발포 폴리우레탄 코팅 반응조성물의 구체적인 일예를 들면 다음 표(1)과 같다.

표(1) 무발포 폴리우레탄 코팅 반응조성물

조성물	단위(pbw)	비고
폴리올	100	MW200~7000, 전기한 폴리올
실리콘	0.1~3.0	DC-200, 그 외 수십여종이 있으므로 사용량을 한정하는 것은 큰 의미가 없음
촉매	0.1~3.0	트리에틸아민, N-메칠몰포린, N-메칠몰포린외 수십종
첨가제	0.05~2.0	색상(color), uv안정제, Flame억제제, 그 외첨가제를 용도에 맞게 적절한량을 사용함
이소시아네이트	30~110	프리포리머나 변성이소시아네이트를 사용함

또한 전기한 연질 폴리우레탄 발포 반응조성물의 구체적인 일예를들면 표(2)와 같다.

표(2) 연질우레탄 발포층 반응조성물

조성물	단위(pbw)	비고
폴리올	100	MW500 ∼ 7000, 전기한 폴리올
실리콘	0.1~3.0	DC-200, 그 외 수십종
촉매	0.1~3.0	트리에틸아민, N-메칠몰포린, 에칠몰포린외 수십종
물	0.1~1.0
발포제	1.0~5.0	R-11(CCl₃F), R-12(CCl₂F₂), R-141b등을 사용함
첨가제	0.05~2.0	색상, UV안정제, 난연제(Flam retardant)
이소시아네이트	30~120	프리포리머나 변성이소시아네이트 사용

그밖에 전기한 경질 우레탄 발포 반응조성물의 구체적인 예를 들면 표(3)과 같다.

표(3) 경질폴리우레탄 발포층 반응 조성물

조성물	단위(pbw)	비고
폴리올	100	MW500~1000, 전기한 폴리올
실리콘	0.1~3.0	DC-119, DC-199, 그 외 수십종
촉매	0.1~3.0	(Triethylene diamine),N-메칠몰포린, 에칠몰포린
물	0.1~2.0
발조제	1.0~5.0	R-11(CCl₃F), R-12(CCl₂F₂), R-141b등을 사용함
첨가제	0.05~2.0	색상, UV안정제, 난연제(Flam retardant)
이소시아네이트	100~130	Polymeric(crude라고도함) MDI사용

상기 표(1) 및(2)에서 프리폴리머(pre-polymer)는 과량의 이소시아네이트에 소량을 폴리올을 미리 반응시켜 사용용도에 맞게 NCO%를 조절한 제품이라 할 수 있으며 변성 이소시아네이트는 제품의 용도에 맞게 모노머릭(monomeric)함량을 조절한 이소시아네이트라 할 수있으며 표(3)에서 사용하는 이소시아네이트는 경질 우레탄폼의 특성 즉 레진 배합의 특성, 작업조작, 포옴의 물성등으로 크루우드(Crude) MDI를 사용함이 유리하다. 경질포옴은 일반적으로 반응성이 크고 발포압이 높다 다량의 물을 발포제로서 사용할 경우에는 폴리이소시아네이트 사이에서의 큰 발열 때 문에 결과적으로 발포체의 물성을 저하시키고 중심부에서는연소를 일으킬 염려가 있다 또 발열에 의한 발포반응이 다시 심하여 지고 기포벽은 내부가스압에 의해 파괴되어 수분흡수도가 커지고 단열효과가 떨어진다 이와 같은 차원에서 크루우드 MDI가 유리하다.

또한 표면층의 탄성 폴리우레탄 코팅층은 외면으로 노출되기 때문 폴리우레탄의 황변문제가 발생하므로 이를 방지하는 것이 필요하게 된다. 일반적으로 폴리우레탄 화합물은 대기중에 폭로 방치하면 황변하므로 제품을 질을 저하시킨다 이것은 주로 자외선에 의한 벤젠환의 키노이드화에 의한 것이며 방향족에 인접하는 질소원자의 존재가 내후열화의 공격점이 된다는 설이 있으나 분명치는 않다.

분명한 것은 지방족 디이소시아네이트의 경우는 황변반응이 거의 일어나지 않으며 HMDI(헤사 메치렌 디이소시아네이트), HMDI유도체 XDI 또는 MXDI, DDI(디메칠이소시아네이트), 수첨화 HMDI, 수첨화 TDI등은 무황변성을 갖는 이소시아네이트들로서 담색의 폴리우헤탄 코팅층일경우에는 이상의 무황변 이소시아네이트 사용이 불가피하다. 또한 반응에 참가하거나 코팅시 코팅에 적합한 점도를 얻기위해 사용되는 용제는 이소시아네이트와 반응하는 활성기가 있는 용제는 피해야 하며 적합한 용제로는 초산에틸, 초산부틸, 메타그리콜아세테이트, 에틸그리콜아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, MEK, MIBK, 시크로헥사논 메틸렌 클로라이드, 토루엔,크리렌 등이다, 이소시아네이트와 반응성이 있는 용제를 사용하면 코팅층의 물성에 악영향을 끼치며 황변에 영향을 미친다.

이상의 방법으로 제조된 탄성을 갖는 발포욕조는 탄성을 갖는 (일반 및 무황변) 무발포 폴리우레탄 코팅층과 연질우레탄 발포층, 경질폴리우레탄 발포층이 연립하여 적층되어 있는 상태로서 동일재질의 폴리우레탄으로 되어 있으므로 층간에 상용성이 뛰어나 강력한 접착력을 갖게 되고, 또한 내면층의 폴리우레탄 코팅층은 강하지만 부드럽고 탄성이 있어 접촉감이 뛰어나며, 연질 발포층 역시 큰 탄성을 가지므로 목욕자에게 안락감을 주게 되고, 넘어지는 경우에도 충격을 받지 않는 안전한 욕조라 할 수 있으며, 전체적으로는 탄성재질과 발포재질로 구성되어 있어 낙수에 의한 소음을 흡수할 수 있다. 또한 경질의 발포층은 부피에 비해 극히 경량체이며 보온성이 뛰어남으로, 욕조의 온수의 온도를 유지하는데 도움을 줄 수 있어, 향후 수요창출이 크게 기대되는 탄성을 갖는 발포욕조라 할 수 있다.

Claims

욕조 내면층에서 외측방향으로 유연한 탄성을 갖는 무발포 폴리우레탄 코팅층(3), 연질폴리우레탄 발포층(4), 경질폴리우레탄 발포층 또는 체폼층(5), 겔코트 코팅층 또는 FRP코팅층(6)의 순서로 적층된 탄성을 갖는 발포욕조.
청구항 1의 무발포 폴리우레탄 코팅층(3)에 있어서 무발포 폴리우레탄 코팅층을 구성하는 반응조성물에 있어서 이소시아네이트가 HMDI, HMDI유도체, XDI 또는 MXDI, DDI, 수첨화 MDI, 수첨화 TDI 및 지방족 이소시아네이트임을 특징으로 하는 탄성을 갖는 발포욕조.
청구항 1의 경질폴리우헤탄 발포층(5)에 있어서 경질 폴리우레탄 발포층을 구성하는 반응조성물에 있어서 사용되는 이소시아네이트가 크루우드(clude) MDI임을 특징으로 하는 탄성을 작는 발포욕조.