KR20080077823A - 목재 표면 강화용 코팅제, 이를 이용한 목재의 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조된 건축 자재 - Google Patents

목재 표면 강화용 코팅제, 이를 이용한 목재의 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조된 건축 자재 Download PDF

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Abstract

향상된 내마모성 및 내구성을 지닌 목재 표면 강화용 코팅제, 이를 이용한 목재의 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조된 건축 자재에서, 목재 표면 강화용 코팅제는 불포화 폴리에스테르 수지 16 내지 71.5중량부, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무기 물질 20 내지 70중량부, 산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함하는 크랙방지제 0.3 내지 3중량부, 및 첨가제 1 내지 15중량부를 포함한다. 목재 표면 강화용 코팅제는 향상된 내마모성, 내구성 및 내수성을 지니고, 우수한 작업성과 균일한 도포성을 지닌다.

Description

목재 표면 강화용 코팅제, 이를 이용한 목재의 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조된 건축 자재{COATING SUBSTANCES FOR REINFORCING WOOD SURFACES, METHODS OF COATING WOOD PANELS USING THE COATING SUBSTANCES AND CONSTRUCTION MATERIALS MANUFACTURED USING THE COATING SUBSTANCES}
본 발명은 목재 표면 강화용 코팅제, 이를 이용한 목재의 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조된 건축 자재에 관한 것이다. 보다 상세하게는 목재의 내구성, 내마모성, 내열성, 내충격성 등의 특성을 향상시키는 목재 표면 강화용 코팅제, 이를 이용한 목재의 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조된 건축 자재에 관한 것이다.
고분자 수지에 무기 물질을 보강제로 첨가하여 내구성, 내열성, 방염성, 치수 안정성 등의 기능을 부여하고자 하는 시도가 있어 왔다. 예를 들어, 대표적인 무기 보강재인 유리 섬유는 섬유 강화 플라스틱(Fiberglass Reinforced plastics; FRP)의 소재로 사용되어 왔다.
도료나 코팅제에 포함된 무기 물질의 함량이 증가하면, 점도가 상승하여 작업성을 저하시킬 뿐 아니라, 하지 소재에 대한 접착력이 약화되어 쉽게 박리가 일어날 수 있다. 또한, 무기 물질의 함량이 일정한 수준 이상으로 증가하면, 도막의 내부응력이 저하되거나 불균일하게 되어 크랙이 발생하는 등의 치명적인 문제가 유발된다. 이러한 문제들로 인하여, 도료나 코팅제에 사용되는 무기 물질은 그 함량이 약 20중량부 미만인 경우가 일반적이며, 약 40중량부 이상을 사용하는 경우는 거의 없다.
또한, 상기 언급된 유리섬유는 무기 충진제로 널리 사용되기는 하지만 천연 무기 물질에 비하여 상대적으로 고가이므로 내구성을 향상시키기 위하여 그 함량을 증가시키는 것은 비용적인 측면에서 바람직하지 않다. 이러한 문제점은 다른 합성 무기 물질의 경우에도 마찬가지로 적용된다.
따라서 본 발명의 목적은 향상된 내마모성 및 내구성을 지닌 목재 표면 강화용 코팅제를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 목재 표면 강화용 코팅제를 이용한 목재의 코팅 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상술한 목재 표면 강화용 코팅제를 이용하여 제조된 건축 자재를 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 목재 표면 강화용 코팅제는 불포화도가 50 내지 80%인 불포화 폴리에스테르 수지 16 내지 71.5중량부, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무기 물질 20 내지 70중량부, 산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모 늄염 또는 이들의 혼합물을 포함하는 크랙방지제 0.3 내지 3중량부, 및 첨가제 1 내지 15중량부를 포함한다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 목재의 코팅 방법에서는, 불포화도가 50 내지 80%인 불포화 폴리에스테르 수지 16 내지 71.5중량부, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무기 물질 20 내지 70중량부, 산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함하는 크랙방지제 0.3 내지 3중량부, 및 첨가제 1 내지 15중량부를 포함하는 목재 표면 강화용 코팅제를 마련한다. 상기 제조된 목재 표면 강화용 코팅제와 경화제를 혼합하여 혼합액을 제조한 다음, 상기 혼합액을 목재에 도포하여 도막을 형성한다.
또한, 상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 건축 자재는 목재, 및 상기 목재에 불포화도가 50 내지 80%인 불포화 폴리에스테르 수지 16 내지 71.5중량부, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무기 물질 20 내지 70중량부, 산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함하는 크랙방지제 0.3 내지 3중량부, 및 첨가제 1 내지 15중량부를 포함하는 목재 표면 강화용 코팅제를 도포하여 형성되는 도막을 구비한다.
상기와 같은 목재 표면 강화용 코팅제는 종래에 비하여 상대적으로 많은 양의 무기 물질을 포함하고 있어 향상된 내마모성, 내구성, 내열성, 내수성, 내알칼리성 등을 지닌다. 상기 목재 표면 강화용 코팅제는 크랙방지제를 포함하고 있어 무기 물질의 증가로 인한 점도의 상승과 크랙의 발생을 방지할 수 있고, 이로써 우수한 작업성과 도막의 균일한 도포성을 지닌다. 또한, 상기 목재 표면 강화용 코팅제는 건축용 내장재, 외장재, 거푸집용 합판 등과 같은 다양한 건축 자재에 적용되어 건축 자재의 물성을 향상시킬 수 있다. 아울러, 상대적으로 저가의 무기 물질의 함량을 증가시킴으로써 코팅제의 제조나 이를 이용한 건축 자재의 제조시 원가의 절감을 도모할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 따른 목재 표면 강화용 코팅제, 이를 이용한 목재의 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조된 건축 자재를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
목재 표면 강화용 코팅제
본 발명에 따른 목재 표면 강화용 코팅제는 불포화도가 50 내지 80%인 불포화 폴리에스테르 수지 16 내지 71.5중량부, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무기 물질 20 내지 70중량부, 산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함하는 크랙방지제 0.3 내지 3중량부 및 첨가제 1 내지 15중량부를 포함한다.
본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제에 사용될 수 있는 불포화 폴리에스테르 수지는 도장의 작업성과 도막의 내구성 및 도포성을 고려할 때, 불포화도가 약 50% 내지 약 80%이고 점도가 25℃에서 약 1,500센티스톡(cSt) 내지 약 2,500센티스톡(cSt)인 것이 바람직하다.
본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제에 포함된 불포화 폴리에스테르 수지의 함량이 코팅제 총 중량에 대하여 약 16중량부 미만인 경우, 코팅제의 하지면에 대한 접착성이 저하되고 도막의 도포성이 저하될 수 있다. 또한, 불포화 폴리에스테르 수지의 함량이 약 71.5중량부를 초과하는 경우, 도막의 내크랙성, 내마모성이 저하되고 가격상승의 요인이 된다. 따라서 본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제는 약 16 내지 약 71.5중량부의 불포화 폴리에스테르 수지를 포함하고, 바람직하게는 약 20 내지 약 65중량부를 포함한다.
본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제에 사용될 수 있는 무기 물질의 예로는 천연 무기물인 알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 상기 무기 물질로 유리섬유도 사용할 수 있으나, 상기 천연 무기물에 비하여 상대적으로 고가이므로 유리섬유의 함량은 코팅제의 총 중량에 대하여 약 10중량부 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제에 포함된 무기 물질의 함량이 코팅제 총 중량에 대하여 약 20중량부 미만인 경우, 도막의 내구성, 내마모성, 내열성, 내수성, 내알칼리성 등의 물성이 저하될 수 있다. 또한, 무기 물질의 함량이 약 70중량부를 초과하는 경우, 코팅제의 점도가 높아서 작업성이 저하되고 도막에 크랙이 발생하거나 균일하게 도포되지 않을 수 있다. 따라서 본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제는 약 20 내지 약 70중량부의 무기 물질을 포함하고, 바람직하게는 약 30 내지 약 70중량부를 포함한다.
본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제에 사용될 수 있는 크랙방지제는 탄소수 10~14인 산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 상기 크랙방지제는 산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염과 같은 수지성분 외에도 트리메틸벤젠, 자이렌, 쿠멘 등과 같은 방향족 유기용매, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트와 같은 극성 유기용매 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다. 상기 크랙방지제에 포함된 산성 폴리에스테르와 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염은 한쪽 말단은 무기 물질에 친화성을 띠고, 다른 쪽 말단은 불포화 폴리에스테르 수지에 친화성을 띤다. 이에 따라 불포화 폴리에스테르 수지와 무기 물질이 효과적으로 분산되도록 하여 도막 형성시 크랙의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 불포화 폴리에스테르 수지와 무기 물질에 비하여 상대적으로 점도가 낮아서 코팅제 전체의 점도를 낮추는 역할을 하여 도장 작업의 작업성을 향상시킨다.
본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제에 포함된 크랙방지제가 코팅제 총 중량에 대하여 약 0.3중량부 미만인 경우, 도막에 크랙이 발생하거나 코팅제의 도포성이 떨어질 수 있다. 또한, 크랙방지제의 함량이 약 2중량부를 초과하더라도, 크랙방지효과가 크게 향상되지 않으므로 경제적인 면에서 바람직하지 않다. 따라서 본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제는 약 0.3 내지 약 3중량부의 크랙방지제를 포함한다.
본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제는 불포화 폴리에스테르 수지, 무기 물 질, 크랙방지제와 함께 점도조절제, 안료, 계면활성제, 파라핀 왁스, 유동 파라핀, 중합금지제, 경화촉진제와 같은 첨가제를 포함한다. 점도조절제의 예로는 스티렌 모노머와 같은 비닐 모노머를 들 수 있다. 안료의 예로는 산화철, 산화아연, 이산화티탄, 카본블랙, 크롬산납 등과 같은 무기 안료를 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 목재 표면 강화용 코팅제에 포함되는 파라핀 왁스와 유동 파라핀은 도막의 크랙을 방지하는 효과를 지닌다. 또한, 코팅제를 이용하여 거푸집용 코팅 합판을 제조하는 경우, 파라핀 왁스와 유동 파라핀은 콘크리트의 이형을 방지하고 양생된 콘크리트가 거푸집용 코팅 합판으로부터 깨끗하게 분리될 수 있도록 도와준다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목재 표면 강화용 코팅제는 작업성과 도막의 도포성을 고려할 때, 약 25℃에서 약 1,000센티스톡(cSt) 내지 약 2,500센티스톡(cSt)의 점도를 갖는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제는 종래에 비하여 상대적으로 많은 양의 무기 물질을 포함하고 있어 향상된 내마모성, 내구성, 내열성, 내수성, 내알칼리성 등을 지닌다. 상기 목재 표면 강화용 코팅제는 크랙방지제를 포함하고 있어 무기 물질의 증가로 인한 점도의 상승과 크랙의 발생을 방지할 수 있고, 이로써 우수한 작업성과 도막의 균일한 도포성을 지닌다. 또한, 상기 목재 표면 강화용 코팅제는 건축용 내장재, 외장재, 거푸집용 합판 등과 같은 다양한 건축 자재에 적용되어 건축 자재의 물성을 향상시킬 수 있다. 아울러, 상대적으로 저가의 무기 물질의 함량을 증가시킴으로써 코팅제의 제조나 이를 이용한 건축 자재의 제조 시 원가의 절감을 도모할 수 있다.
목재의 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조된 건축 자재
본 발명의 일 실시예에 따른 목재의 코팅 방법에서는, 불포화도가 50 내지 80%인 불포화 폴리에스테르 수지 16 내지 71.5중량부, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무기 물질 20 내지 70중량부, 산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함하는 크랙방지제 0.3 내지 3중량부 및 첨가제 1 내지 15중량부를 포함하는 목재 표면 강화용 코팅제를 마련한다. 상기 제조된 목재 표면 강화용 코팅제와 경화제를 혼합하여 혼합액을 제조한 다음, 상기 혼합액을 목재에 도포하여 도막을 형성한다. 목재 표면 강화용 코팅제에 대한 설명은 상술한 바와 같고 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
상기 혼합액의 제조에 사용될 수 있는 경화제의 예로는 메틸에틸케톤퍼옥사이드(MEKPO)를 들 수 있다.
본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제가 적용될 대상인 목재의 예로는 합판, 원목, 중밀도 섬유판(MDF), 파티클보드(PB) 또는 집성재 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 상기 목재 표면 강화용 코팅제와 경화제의 혼합액을 목재에 도포하는 방법으로는 필름 코팅 방법, 롤 코팅 방법 또는 이들의 조합을 들 수 있으나, 이들 방법에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건축 자재는 목재와 함께, 상기 목재에 불포화 도가 50 내지 80%인 불포화 폴리에스테르 수지 16 내지 71.5중량부, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무기 물질 20 내지 70중량부, 산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함하는 크랙방지제 0.3 내지 3중량부 및 첨가제 1 내지 15중량부를 포함하는 목재 표면 강화용 코팅제를 도포하여 형성되는 도막을 구비한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제는 향상된 내마모성, 내구성, 내열성, 내수성, 내알칼리성 등을 지니고, 우수한 작업성과 도막의 균일한 도포성을 지닌다. 따라서 상기 목재 표면 강화용 코팅제를 이용하여 제조되는 건축용 내장재, 외장재, 거푸집용 합판 등과 같은 건축 자재는 향상된 물성을 지닌다. 또한, 상대적으로 저가의 무기 물질의 함량이 높으므로, 건축 자재의 제조시 원가의 절감을 도모할 수 있다.
이하, 다양한 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의하여 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
목재 표면 강화용 코팅제의 제조
실시예 1 내지 3
불포화 폴리에스테르 수지, 무기 물질, 크랙방지제 및 첨가제를 교반기에 넣고, 약 2,000rpm의 속도로 약 10분 동안 교반하여 목재 표면 강화용 코팅제를 제조하였다. 상기 코팅제의 제조에 이용된 각 성분의 종류와 함량을 하기 표 1에 나타 낸다. 함량의 단위는 중량부이다.
Figure 112007015377015-PAT00001
상기 표 1에서, 불포화 폴리에스테르 수지로는 불포화도가 약 70%이고 점도가 25℃에서 2,300센티스톡(cSt)인 씨케이페인트(대한민국)의 제품을 사용하였고, 알루미나로는 비중이 3.9이고 입도가 5㎛인 KG 케미컬(대한민국)의 제품을 사용하였고, 크랙방지제로는 산성 폴리에스테르인 BYK 케미컬(독일)의 BYK-W985 또는 산성 폴리에테르의 알키롤암모늄염인 BYK-W986을 사용하였고, 파라핀 왁스로는 동점도가 10.98센티스톡(cSt)인 극동유화(대한민국)의 제품을 사용하였고, 점도조절제로는 스티렌 모노머를 사용하였고, 안료로는 산화철인 태성화학(대한민국)의 RED-1100 제품을 사용하였다. 또한, 무기물질로 수산화알루미늄 외에 알루미나, 탄산칼슘, 실리카 등이 사용될 수 있다.
실험예 1 - 거푸집용 코팅 합판의 제조 및 물성 평가
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 목재 표면 강화용 코팅제를 이용하여 거푸집용 합판을 제조하였다. 또한, 제조된 거푸집용 합판에 대한 성능을 평가하였다.
구체적으로, 상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 목재 표면 강화용 코팅제를 탈포하여 약 4시간 동안 숙성한 후 점도를 측정하였다. 필요할 경우, 점도가 25℃에서 약 1,000센티스톡(cSt) 내지 약 2,500센티스톡(cSt) 되도록 점도조절제로 스티렌 모노머를 첨가하였다. 상기 목재 표면 강화용 코팅제 약 1.5kg을 경화제 약 0.015kg과 혼합하여 코팅 혼합액을 제조하였다. 1220mm × 2440mm 크기의 거푸집용 합판에 상기 코팅 혼합액을 부은 후, 0.8mm 두께의 PET 필름을 얹고, 롤러를 이용하여 고르게 도포하여 거푸집용 코팅 합판을 제조하였다.
상기 제조된 거푸집용 코팅 합판을 약 48시간 동안 방치하여 건조시킨 후, 일부를 시편으로 취하여 물성을 평가하였다. KS F3110에 따른 시험법으로 침지박리성과 내알칼리성에 대한 평가를 하였다. 또한, 상기 제조된 거푸집용 코팅 합판을 적절한 크기로 재단하여 거푸집을 완성한 후, 내부에 콘크리트 페이스트를 타설하였다. 이어서, 콘크리트를 약 48시간 동안 양생한 후, 양생상태를 관찰하였다. 그 평가 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
물성 실시예 1 실시예 2 실시예 3
코팅제의 점도 [cSt] 1,100 1,380 1,800
침지박리성 양호 양호 양호
내알칼리성 양호 양호 양호
콘크리트 양생 양호 양호 양호
실험예 2 - 무기 물질의 함량에 따른 내마모성 평가
비교예 1 내지 3
무기 물질의 함량에 따른 코팅 합판의 내마모성을 평가하기 위하여, 불포화 폴리에스테르 수지와 무기 물질을 혼합하여 코팅제를 제조하였다. 코팅제의 점도를 고려하여 점도 조절제인 스티렌 모노머를 첨가하기도 하였다. 불포화 폴리에스테르 수지는 상기 실시예 1에서 사용한 것과 실질적으로 동일한 것을 사용하였고, 무기 물질로는 21세기실리카(대한민국)에서 제조된 비중이 2.6이고 입도가 5㎛인 실리카를 사용하였다. 코팅제의 제조에 사용된 각 성분의 함량을 하기 표 3에 나타낸다. 함량의 단위는 중량부이다.
성분 비교예 1 비교예2 비교예 3
실리카 20 40 60
불포화 폴리에스테르 수지 80 56 34
스티렌 모노머 0 4 6
합계 100 100 100
상기 비교예 1 내지 3에서 제조된 코팅제를 이용하여 목재에 코팅한 후, KS F 2215 마모시험법에 따라 내마모성을 평가하였다. 마모 횟수가 총 500회가 될 때까지 매 100회마다의 마모 감량을 측정하였다. 검사의 신뢰성을 확보하기 위하여, 적어도 3개 이상의 시편을 이용하여 측정한 후, 이를 평균하였다. 마모에 따른 질량 감소량을 각 코팅제의 비중으로 나누어 마모율을 계산하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타낸다.
Figure 112007015377015-PAT00002
상기 표 4를 참조하면, 코팅제에 포함된 무기 물질의 함량이 증가함에 따라 도막의 마모율이 감소함을 알 수 있다. 특히, 무기 물질의 함량이 30중량부 이상, 예를 들어, 약 40중량부인 경우에는 20중량부인 경우에 비하여 도막의 마모율이 현저히 감소함을 알 수 있다.
실험예 3 - 무기 물질의 종류에 따른 내마모성 평가
비교예 4 내지 8
무기 물질의 종류에 따른 내마모성을 평가하기 위하여, 무기 물질의 종류를 변화시키면서 불포화 폴리에스테르 수지 80중량부와 무기 물질 20중량부를 혼합하여 코팅제를 제조하였다. 불포화 폴리에스테르 수지는 상기 실시예 1에서 사용한 것과 실질적으로 동일한 것을 사용하였다. 비교예 4 내지 8에서 제조된 코팅제는 무기 물질로 각기 유리섬유, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘 또는 수산화알루미늄을 사용하였다. 알루미나는 비중이 3.9이고 입도가 5㎛인 KG 케미컬(대한민국)의 제품을 사용하였고, 실리카는 비중이 2.6이고 입도가 5㎛인 21세기실리카(대한민국)의 제품을 사용하였고, 탄산칼슘은 비중이 2.7이고 입도가 4㎛인 렉셈(대한민국)의 제품을 사용하였고, 수산화알루미늄은 비중이 2.4이고 입도가 3㎛인 KC(대한민국)의 제품을 사용하였다.
상기 비교예 4 내지 8에서 제조된 코팅제를 이용하여 목재에 코팅한 후, KS F 2215 마모시험법에 따라 내마모성을 평가하였다. 마모 횟수가 총 500회가 될 때까지 매 100회마다의 마모 감량을 측정하였다. 검사의 신뢰성을 확보하기 위하여, 적어도 3개 이상의 시편을 이용하여 측정한 후, 이를 평균하였다. 마모에 따른 질량 감소량을 각 코팅제의 비중으로 나누어 마모율을 계산하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타낸다.
Figure 112007015377015-PAT00003
상기 표 5를 참조하면, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘 및 수산화알루미늄은 유리섬유보다 우수하거나 유사한 정도의 내마모성을 갖는 것으로 나타났다.
실험예 4 - 무기 물질 및 크랙방지제의 함량에 따른 도막 상태 평가
코팅제에 포함된 무기 물질과 크랙방지제의 함량의 변화에 따른 도막의 크랙 발생 여부를 평가하였다.
구체적으로, 코팅제의 제조에는 무기 물질로 탄산칼슘을 사용하였고, 그 함량을 20 중량부에서 70중량부까지 10중량부 단위로 조절하였다. 또한, 크랙방지제로 산성 폴리에스테르의 함량을 0중량부, 0.5중량부, 1중량부 및 1.5중량부로 조절하였다. 코팅제의 총 중량에 대하여 나머지 성분으로는 유동 파라핀 1중량부와 여분의 불포화 폴리에스테르 수지를 사용하였다. 불포화 폴리에스테르 수지 및 산성 폴리에스테르는 상기 실시예 1에서 사용한 것과 실질적으로 동일한 것을 사용하였고, 탄산칼슘은 상기 비교예 7에서 사용한 것과 실질적으로 동일한 것을 사용하였고, 유동 파라핀은 동점도가 10.98센티스톡(cSt)인 극동유화(대한민국)의 제품을 사용하였다.
상기와 같이 제조된 코팅제들을 각기 하지 소재인 25cm×25cm의 크기의 합판 위에 도포하여 24시간 동안 양생하였다. 이후, 80±3℃의 온도로 유지되는 항온기 안에서 약 2시간 동안 유지하고 다시 -20±3℃의 온도로 유지되는 항온기 안에서 2시간 동안 유지하는 공정을 2회 반복하였다. 상기 합판을 실온이 될 때까지 방치한 후, 도막의 크랙 발생 여부를 육안으로 판별하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타낸다. 하기 표 6에서 함량의 단위는 중량부이다.
Figure 112007015377015-PAT00004
상기 표 6에서, O는 크랙이 발생하지 않아 도막의 상태가 양호함을 의미하고, X는 크랙이 발생하여 도막의 상태가 불량함을 의미한다.
상기 표 6에 나타난 바와 같이, 크랙방지제를 사용하지 않는 경우에는 무기 물질의 함량이 40중량부 이상으로 증가함에 따라 크랙이 발생하여 도막의 상태가 불량함을 알 수 있다. 그러나 무기 물질의 함량이 40중량부 이상인 경우에도, 크랙방지제를 사용하는 경우에는 크랙이 발생이 현저히 줄어들어 도막의 상태가 양호해짐을 알 수 있다. 또한, 무기 물질의 함량에 따라 크랙방지제의 함량을 적절히 조절함으로써 도막의 크랙 발생을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
실험예 5 - 무기 물질 및 크랙방지제의 함량에 따른 코팅제의 점도 평가
무기 물질과 크랙방지제의 함량에 따른 코팅제의 점도 변화를 평가하였다. 코팅제를 제조하는데 사용한 각 성분의 종류 및 함량과, 제조된 코팅제의 점도를 하기 표 7에 나타낸다. 하기 표 7에서 함량의 단위는 중량부이고, 점도는 25℃에서 측정한 값으로 단위는 센티스톡(cSt)이다.
불포화 폴리에스테르 수지 탄산칼슘 크랙방지제 점도조절제 점도 (cSt)
실시예 4 44.5 50 1.5 4 1380
실시예 5 33.5 60 1.5 5 1800
실시예 6 22.5 70 1.5 6 2139
비교예 9 44.5 50 0 5.5 1510
비교예 10 33.5 60 0 6.5 2250
비교예 11 22.5 70 0 7.5 2500
상기 표 7에서, 불포화 폴리에스테르 수지는 실시예 1에서 사용한 것과 실질적으로 동일한 것을 사용하였고, 탄산칼슘은 상기 비교예 7에서 사용한 것과 실질적으로 동일한 것을 사용하였고, 크랙방지제로는 상기 실시예 1에서 사용된 산성 폴리에스테르와 실질적으로 동일한 것을 사용하였고, 점도조절제로는 스티렌 모노머를 사용하였다.
상기 표 7을 참조하면, 코팅제에 포함된 무기 물질의 함량이 증가함에 따라 코팅제의 점도가 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 무기 물질의 함량이 증가하면 무기 물질 간의 인력으로 인해 조성물의 유동성이 나빠지고 점도가 상승하여 작업성이 저하되고 하지 대상물에 대한 접착력도 급감하게 된다. 이러한 점도의 상승으로 인한 작업성과 접착력의 저하는 본 발명의 크랙방지제를 첨가함으로써 개선할 수 있다. 즉, 크랙방지제를 포함하는 코팅제는 크랙방지제를 포함하지 않는 코팅제에 비하여, 현저히 감소된 점도를 지닌다는 것을 알 수 있다.
상술한 본 발명의 목재 표면 강화용 코팅제는 종래에 비하여 상대적으로 많은 양의 무기 물질을 포함하고 있어 향상된 내마모성, 내구성, 내열성, 내수성, 내 알칼리성 등을 지닌다. 상기 목재 표면 강화용 코팅제는 크랙방지제를 포함하고 있어 무기 물질의 증가로 인한 점도의 상승과 크랙의 발생을 방지할 수 있고, 이로써 우수한 작업성과 도막의 균일한 도포성을 지닌다. 또한, 상기 목재 표면 강화용 코팅제는 건축용 내장재, 외장재, 거푸집용 합판 등과 같은 다양한 건축 자재에 적용되어 건축 자재의 물성을 향상시킬 수 있다. 아울러, 상대적으로 저가의 무기 물질의 함량을 증가시킴으로써 코팅제의 제조나 이를 이용한 건축 자재의 제조시 원가의 절감을 도모할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 자 또는 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 불포화도가 50 내지 80%인 불포화 폴리에스테르 수지 16 내지 71.5중량부;
    알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무기 물질 20 내지 70중량부;
    산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함하는 크랙방지제 0.3 내지 3중량부; 및
    첨가제 1 내지 15중량부를 포함하는 목재 표면 강화용 코팅제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기 물질은 유리섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 목재 표면 강화용 코팅제.
  3. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 점도조절제, 안료, 파라핀 왁스, 유동 파라핀, 중합방지제 및 경화촉진제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재 표면 강화용 코팅제.
  4. 제1항에 있어서, 상기 목재 표면 강화용 코팅제는 25℃의 온도에서 약 1,000센티스톡(cSt) 내지 약 2,500센티스톡(cSt)의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 목재 표면 강화용 코팅제.
  5. 불포화도가 50 내지 80%인 불포화 폴리에스테르 수지 16 내지 71.5중량부, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무기 물질 20 내지 70중량부, 산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함하는 크랙방지제 0.3 내지 3중량부 및 첨가제 1 내지 15중량부를 포함하는 목재 표면 강화용 코팅제를 마련하는 단계;
    상기 목재 표면 강화용 코팅제와 경화제를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계; 및
    상기 혼합액을 목재에 도포하여 도막을 형성하는 단계를 포함하는 목재의 코팅 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 목재는 합판, 원목, 중밀도 섬유판(MDF), 파티클보드(PB) 또는 집성재를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재의 코팅 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 혼합액을 목재에 도포하는 단계는 필름 코팅 방법, 롤 코팅 방법 또는 이들의 조합을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 목재의 코팅 방법.
  8. 목재; 및
    상기 목재에 불포화도가 50 내지 80%인 불포화 폴리에스테르 수지 16 내지 71.5중량부, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무기 물질 20 내지 70중량부, 산성 폴리에스테르, 산성 폴리에스테르의 알키롤암모늄염 또는 이들의 혼합물을 포함하는 크랙방지제 0.3 내지 3중량부, 및 첨가제 1 내지 15중량부를 포함하는 목재 표면 강화용 코팅제를 도포하여 형성되는 도막을 구비하는 건축 자재.
  9. 제8항에 있어서, 상기 목재는 합판, 원목, 중밀도 섬유판(MDF), 파티클보드(PB) 또는 집성재를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축 자재.
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