KR20150047853A - 천연 무기물 도막형 도료가 코팅된 중밀도 섬유판재 및 그 제조방법 - Google Patents

천연 무기물 도막형 도료가 코팅된 중밀도 섬유판재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중밀도 섬유판재(MDF:Medium Density Fiber board)의 측면으로부터 습기의 침투를 방지하여 습기에 의한 MDF의 부풀어 오르는현상과 곰팡이 발생을 억제함으로써 MDF의 변형과 실내외 공기 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, MDF의 측면에 도포되거나 내부에 주입되는 천연 무기물 도막형 도료에 의해 화염(난연)에 월등한 효과가 있고 단열, 습도조절, 탈취, 원적외선 방출, 강도 보강은 물론, 시공이 간편하여 적은 양으로도 많은 면적을 도포할 수 있어 낮은 비용으로 친환경적이면서도 기존의 생산 가격보다 원가 절감에 기여할 수 있도록 하는 천연 무기물 도막형 도료가 코팅된 중밀도 섬유판재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 통상의 중밀도 섬유판재에 녹차, 솔잎, 허브, 한약재 중에서 어느 하나 이상을 온수 또는 열수 추출하여 식물추출액과, 물에 염화마그네슘을 넣어 염도 30%~60%로 만든 염화마그네슘액과, 산화마그네슘에 황토분말, 현무암분말, 보석가루 중에서 선택된 어느 하나 이상을 전체 중량 중 13~28 중량%의 비율로 혼합한 혼합분말과, 상기 식물추출액과 염화마그네슘액을 2:8 내지 6:4 중량%로 혼합한 혼합액과, 상기 혼합액과 혼합분말을 2:1 내지 1:1.5 또는 1:1 의 중량%로 혼합하여 이루어진 천연 무기물 도막형 도료가 주입된 것에 특징이 있다.

Description

천연 무기물 도막형 도료가 코팅된 중밀도 섬유판재 및 그 제조방법{Natural mineral coating type Paint coated medium density Fiber board and method of manufacturing the same}
본 발명은 천연 무기물 도막형 도료가 코팅된 중밀도 섬유판재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중밀도 섬유판재(MDF:Medium Density Fiber board)의 측면으로부터 습기의 침투를 방지하여 습기에 의한 MDF의 부풀어 오르는현상과 곰팡이 발생을 억제함으로써 MDF의 변형과 실내외 공기 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, MDF의 측면에 도포되거나 내부에 주입되는 천연 무기물 도막형 도료에 의해 화염(난연)에 월등한 효과가 있고 단열, 습도조절, 탈취, 원적외선 방출, 강도 보강은 물론, 시공이 간편하여 적은 양으로도 많은 면적을 도포할 수 있어 낮은 비용으로 친환경적이면서도 기존의 생산 가격보다 원가 절감에 기여할 수 있도록 하는 천연 무기물 도막형 도료가 코팅된 중밀도 섬유판재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 중밀도 섬유판재(MDF)는 나무의 섬유조직을 분리해서 접착제를 밀어 넣고 강한 압력으로 누르면 중밀도 판재가 만들어지며, 이러한 과정을 거쳐 밀도가 높아지면서 매우 무거워질 뿐만 아니라, 접착제에 포함된 포름알데히드 성분이 건강에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있어 최근 기피되고 있다.
이러한 MDF는 인공으로 만든 재료인 만큼 다양한 두께로 제작될 수 있으며, 표면의 결이 균일하고 매끄러워 아크릴페인트로 칠하면 플라스틱과 같은 표면을 얻어 원목 가구처럼 보이게 할 수 있어 가구, 실내 바닥재, 인테리어 내장용으로 많이 사용되는 반면에, 가장 큰 단점은 화학성분 접착제로서 결합 강도가 많이 떨어지고, 설치를 잘못할 경우 판재가 휘는 현상이 발생할 뿐만 아니라, 습기에 취약한 문제점이 발생된다.
특히, MDF의 측면으로부터 습기가 침투될 경우 판재 전체가 습기로 인해 부풀어 오르기도 하며, 곰팡이가 쉽게 발생되어 인체는 물론, 실내 환경을 악화시키는 문제점을 안고 있는 것이다.
또한, 건축재, 가구 등에 일반적으로 사용되고 있는 유성페인트나 유기 강화제 등의 마감재, 그리고 UV 코팅제 등은 인체에 유해하고 유독성 물질을 배출하는 문제점으로 인해 최근에는 친환경적이며 화재에 보다 강한 제품들이 소개되고 있으나, 유기화합물을 포함하는 제품의 경우 다소의 차이가 있을 뿐 유해물질의 발생을 완전 차단할 수 없으며 화재에 대한 취약성도 여전히 남아 있을 뿐만 아니라 이러한 방염 및 친환경 제품들은 일반 제품과 비교할 때 상당한 고가로 공급되고 있어 건축비 및 가구 제조업체의 생산원가를 크게 높이는 문제가 있어 이러한 유기물질 대신 천연소재를 대체 이용하고자 하는 시도 또한 많이 이루어지고 있는 실정이다.
또한, 종래의 마감재 또는 UV 코팅제는 표면의 강도나 매끄러움이 나오도록 하기 위해 1차 하도칠 후 페이퍼작업, 2차 중도칠 후 페이퍼작업, 3차 상도칠 후 페이퍼작업, 그런 다음 마감칠을 하여 생산하는 공정으로 되어 있어 그 제조공정이 번잡하고 시간이 오래 걸리어 생산성이 저하되는 등의 문제점이 있는 것이다.
본 발명 식물 추출액 및 염화마그네슘액이 일정 비율로 혼합된 혼합액과, 산화마그네슘에 황토분말, 현무암분말, 보석가루 중에서 선택된 어느 하나 이상이 혼합된 혼합분말을 주성분으로 하며 유기화학물질을 전혀 포함하지 않고 천연소재 및 무기물 소재로만 이루어져 유해물질의 발생 없이 방염과 난연 효과가 뛰어나며 제조가 용이하고 경제적인 도막형 도료를 이용하여 MDF 측면에 도포하거나 내부에 주입하도록 한 것이다.
이와 같은 본 발명은 MDF의 측면으로부터 습기의 침투를 방지하여 습기에 의한 MDF의 부풀어 오는 현상과 곰팡이 발생을 억제함으로써 MDF의 변형과 실내외 공기 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, MDF의 측면에 도포되거나 내부에 주입되는 천연 무기물 도막형 도료에 의해 화염(난연)에 월등한 효과가 있고 단열, 습도조절, 탈취, 원적외선 방출, 강도 보강은 물론, 시공이 간편하여 적은 양으로도 많은 면적을 도포할 수 있어 낮은 비용으로 친환경적이면서도 기존의 생산 가격보다 원가 절감에 기여할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 통상의 중밀도 섬유판재에 녹차, 솔잎, 허브, 한약재 중에서 어느 하나 이상을 온수 또는 열수 추출하여 식물추출액과, 물에 염화마그네슘을 넣어 염도 30%~60%로 만든 염화마그네슘액과, 산화마그네슘에 황토분말, 현무암분말, 보석가루 중에서 선택된 어느 하나 이상을 전체 중량 중 13~28 중량%의 비율로 혼합한 혼합분말과, 상기 식물추출액과 염화마그네슘액을 2:8 내지 6:4 중량%로 혼합한 혼합액과, 상기 혼합액과 혼합분말을 2:1 내지 1:1.5 또는 1:1 의 중량%로 혼합하여 이루어진 천연 무기물 도막형 도료가 주입된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 통상의 중밀도 섬유판재에 일정한 간격으로 도료 주입홀을 형성하는 주입홀 형성단계와, 상기 도료 주입홀 형성단계의 실행 후, 도료 주입홀에 녹차, 솔잎, 허브, 한약재 중에서 어느 하나 이상을 온수 또는 열수 추출하여 식물추출액과, 물에 염화마그네슘을 넣어 염도 30%~60%로 만든 염화마그네슘액과, 산화마그네슘에 황토분말, 현무암분말, 보석가루 중에서 선택된 어느 하나 이상을 전체 중량 중 13~28 중량%의 비율로 혼합한 혼합분말과, 상기 식물추출액과 염화마그네슘액을 2:8 내지 6:4 중량%로 혼합한 혼합액과, 상기 혼합액과 혼합분말을 2:1 내지 1:1.5 또는 1:1 의 중량%로 혼합하여 이루어진 천연 무기물 도막형 도료를 고압의 공기압과 함께 주입하는 도료 주입단계와, 상기 도료 주입단계의 실행 후, 30~35℃에서 30분~24시간 동안 건조하거나, 또는 40~60℃의 터널식 컨베이어 벨트를 통과시켜 건조하여 경화시키는 건조단계와, 상기 건조단계 후, 표면을 매끄럽게 만드는 연마단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 천연 무기물 도막형 도료가 코팅된 MDF는 친환경적이며 목재가루의 압축소재인 MDF 형태의 가구, 건축물 내외, 인테리어 내외 등에 모두 적용되어 습기에 의한 MDF의 부풀어 오는 현상과 곰팡이 발생을 억제하여 재료의 변형과 실내외 공기 오염을 방지할 수 있는 기능의 효과가 있으며, 또한 무기물 소재로서 화염(난연)에 월등한 효과가 있고 단 냉.단열, 습도조절, 탈취, 원적외선방출의 효과가 있고, 본 발명에 따른 천연 무기물 도막형 도료 이용한 MDF 제조방법은 시공이 간편하고 적은 양으로도 많은 면적을 도포할 수 있어 경제적일 뿐만 아니라, 간단한 시공과 낮은 비용으로 친환경적이면서도 기존의 생산가격 보다 원가절감의 효과가 있는 것이다.
도 1a 내지 도 5g는 본 발명에 사용되는 천연 무기물 도막형 도료의 재료에 따라 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰한 시험성적표.
도 6은 본 발명에 사용되는 천연 무기물 도막형 도료를 사용한 MDF의 제조공정도.
도 7은 본 발명에 사용되는 천연 무기물 도막형 도료를 사용한 MDF의 제조공정 순서도.
이하 본 발명에 따른 천연 무기물 도막형 도료가 코팅된 MDF 및 그 제조방법을 첨부된 도 1a 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명에 사용되는 천연 무기물 도막형 도료는,
(a) 녹차, 솔잎, 허브, 한약재 중에서 어느 하나 이상을 온수 또는 열수 추출하여 식물추출액(A-1)과,
(b) 물에 염화마그네슘을 넣어 염도 30%~60%로 만든 염화마그네슘액(A-2)과,
(c) 산화마그네슘에 황토분말, 현무암분말, 보석가루 중에서 선택된 어느 하나 이상을 전체 중량 중 13~28 중량%의 비율로 혼합한 혼합분말(A-3)과,
(d) 상기 식물추출액(A-1)과 염화마그네슘액(A-2)을 2:8 내지 6:4 중량%로 혼합한 혼합액(B)과,
(e) 상기 식물추출액(A-1)과 염화마그네슘액(A-2)을 혼합한 혼합액(B)과 상기 혼합분말(A-3)을 2:1 내지 1:1.5 또는 1:1 의 중량%로 혼합하여 이루어진 것이다.
상기 식물추출액(A-1)은 녹차, 솔잎, 허브(오레가노, 세이지, 마조랑), 한약재(작약, 겨우살이, 산청목, 옻나무, 오가피) 중에서 어느 하나 이상을 온수 또는 열수로 추출하여 얻으며, 녹차, 솔잎, 허브, 한약재 등에 온수나 열수를 부어 우려내거나 물을 가하고 끓이는 방법이 모두 가능하다.
바람직하게는 녹차나 허브의 경우 차로 이용할 때와 같은 우려내는 방법이 통상적으로 이용될 수 있고, 솔잎이나 한약재의 경우 일반적인 한약 추출방법과 같이 물을 가하고 끓이는 방법이 통상적으로 이용되며, 녹차, 솔잎, 허브, 한약재 중 1종을 추출하여 이용할 수도 있으며, 2종 이상을 함께 추출하거나 각각 추출한 후 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 염화마그네슘액(A-2)은 물에 염화마그네슘을 넣고 염도를 30~60% 정도로 만들어 사용한다.
상기 산화마그네슘을 주성분으로 하는 혼합분말(A-3)은 산화마그네슘에 황토분말, 현무암분말, 보석가루 중에서 선택된 어느 하나 이상을 전체 중량% 중 13~28 중량%의 비율로 혼합한 것이며, 바람직하게는 상기 혼합분말(A-3)은 전체 중량% 중에 황토분말 5~10 중량%, 현무암분말 5~10 중량% 및 보석가루 3~8 중량%를 포함한다.
본 발명에 사용되는 천연 무기물 도막형 도료에서 상기 식물추출액(A-1)과 염화마그네슘액(A-2)의 중량 비율은 2:8 내지 6:4이며, 바람직하게는 식물추출액(A-1)과 염화마그네슘액(A-2)을 혼합한 혼합액(B)의 염도가 20~28% 정도이며, 바람직하게는 식물추출액(A-1)과 염화마그네슘액(A-2)의 중량 비율은 4:6 정도이다.
또한, 천연 무기물 도막형 도료에서 상기 식물추출액과 염화마그네슘액을 혼합한 혼합액(B)과 산화마그네슘을 주성분으로 하는 혼합분말(A-3)은 2:1 내지 1:1.5 중량%로 혼합한 것이며, 바람직하게는 1.2:1 내지 1:1 중량% 정도이다.
(실시 예 1)
1) 녹차 50g과 솔잎 50g을 혼합한 것에 열수 1L를 가하고 30분 정도 우려내어 식물추출액(A-1)을 만들었다.
2) 별도로 물 10L에 염화마그네슘 1㎏ 정도를 넣어 염도 32% 정도의 염화마그네슘액(A-2)을 만들었다.
3) 산화마그네슘 80중량%에, 황토분말 8중량%, 현무암분말 7중량% 보석가루 5중량%를 혼합하여 혼합분말(A-3)을 만들었다.
4) 상기 식물추출액(A-1)과 염화마그네슘액(A-2)을 4:6의 중량%로 혼합하여 혼합액(B)을 만들었다.
5) 상기 혼합액(B)과 혼합분말(A-3)을 1:1의 중량%로 혼합하여 본 발명에 사용되는 천연 무기물 도막형 도료를 얻었다.
6) 대나무 모양의 홈을 판 원목을 준비했다.
7) 상기 천연 무기물 도막형 도료를 파란색의 무기안료와 혼합하여 도포한 후 1차 건조 후 연마작업을 하였다.
(시험 예 1)
실시 예 1에서 얻은 천연 무기물 도막형 도료에 대해 탈취시험, 항균시험, 유해물질(총 휘발상 유기화합물, 톨루엔, 포름알데히드)확인시험, 난연시험, 마우스시험, 원적외선 방사율 시험을 실시하였다. 시험은 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 실시하였으며 구체적인 시험방법과 결과는 첨부된 도 1a 내지 도 5g의 시험성적표와 같으며, 각 실험항목 마다 매우 우수할 결과를 나타내었다.
상기와 같이 이루어지는 천연 무기물 도막형 도료를 사용하여 MDF를 제조하는 과정을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 사용되는 천연 무기물 도막형 도료를 사용한 MDF의 제조공정도이며, 도 7은 본 발명에 사용되는 천연 무기물 도막형 도료를 사용한 MDF의 제조공정 순서도이다.
먼저, 도 6의 (가)에 도시된 바와 같은 중밀도 섬유판재(1)에 도 6의 (나)에서와 같이 일정한 간격으로 도료 주입홀(2)을 형성하는 주입홀 형성단계(101)를 실행한다.
상기 도료 주입홀 형성단계(101)를 실행이 완료되면 도 6의 (다)에서와 같이 도료 주입홀(2)에 녹차, 솔잎, 허브, 한약재 중에서 어느 하나 이상을 온수 또는 열수 추출하여 식물추출액(A-1)과, 물에 염화마그네슘을 넣어 염도 30%~60%로 만든 염화마그네슘액(A-2)과, 산화마그네슘에 황토분말, 현무암분말, 보석가루 중에서 선택된 어느 하나 이상을 전체 중량 중 13~28 중량%의 비율로 혼합한 혼합분말(A-3), 상기 식물추출액(A-1)과 염화마그네슘액(A-2)을 2:8 내지 6:4 중량%로 혼합한 혼합액(B)과, 상기 혼합액(B)과 혼합분말(A-3)을 2:1 내지 1:1.5 또는 1:1 의 중량%로 혼합하여 이루어진 천연 무기물 도막형 도료를 고압의 공기압과 함께 주입하는 도료 주입단계(102)를 수행한다.
상기 도료 주입단계(102)의 수행이 완료되면 도 6의 (라)에서와 같이 중밀도 섬유판재(1) 내부의 미세한 틈을 통해 천연 무기물 도막형 도료(3)가 채워지게 되며, 이 천연 무기물 도막형 도료(3)가 주입된 중밀도 섬유판재(1)를 경화하기 위해 건조시키는 건조단계(103)를 실행 한 다음, 표면을 매끄럽게 만드는 연마단계(104)를 수행함으로써 천연 무기물 도막형 도료가 코팅된 중밀도 섬유판재의 제조를 완료하게 되는 것이다.
상기 건조단계(103)는 천연 무기물 도막형 도료를 경화하기 위한 공정으로서 30~35℃에서 30분~24시간 동안 실시하는 것이 바람직하며, 두께에 따라 온도와 시간은 조절될 수 있으나, 통상 실외의 건조는 맑은 날이면 2~3일, 흐린 날은 4~5일이면 묻어나지 않을 정도로 건조되어 충분한 강도가 생성되고, 시간이 지날수록 강도가 강해지며, 또한 40~60℃의 터널식 컨베이어 벨트를 통과시킴으로써 건조시간을 단축시킬 수 있다.
이상에서와 같이 제조되는 본 발명의 중밀도 섬유판재(1)는 나무의 섬유조직 틈새 마다 천연 무기물 도막형 도료가 주입됨에 따라 측면으로부터 습기의 침투를 방지하여 습기에 의한 MDF의 부풀어 오르는 현상과 곰팡이 발생을 억제함으로써 MDF의 변형과 실내외 공기 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, MDF의 측면에 도포되거나 내부에 주입되는 천연 무기물 도막형 도료에 의해 화염(난연)에 월등한 효과가 있고 단열, 습도조절, 탈취, 원적외선 방출, 강도 보강은 물론, 시공이 간편하여 적은 양으로도 많은 면적을 도포할 수 있어 낮은 비용으로 친환경적이면서도 기존의 생산 가격보다 원가 절감에 기여할 수 있는 것이다.
(실시 예 2)
가로 1m, 세로 1m, 두께 20mm의 통상의 중밀도 섬유판재(1)에 도료 주입홀(2)을 5cm 간격으로 지름 및 깊이 5mm로 형성하고, 상기 도료 주입홀(2)을 통해 공기압과 함께 천연 무기물 도막형 도료를 100g 주입하여 30℃에서 24시간 건조한 후, 판재강도시험, 탈취시험, 항균시험, 유해물질(총 휘발상 유기화합물, 톨루엔, 포름알데히드)확인시험, 난연시험, 마우스시험, 원적외선 방사율 시험, 강도시험을 실시하였다.
상기 시험 결과 첨부된 도 1a 내지 도 5g의 시험성적표와 보는 바와 같이 각 실험항목 마다 매우 우수할 결과를 나타내었으며, 특히 강도실험에서 본 발명에 사용되는 천연 무기물 도막형 도료가 주입되지 않은 중밀도 섬유판재에 비해 약 3배 상승되는 결과를 나타내었다.
1 : 중밀도 섬유판재(MDF)
2 : 도료 주입홀
3 : 천연 무기물 도막형 도료

Claims (2)

  1. 통상의 중밀도 섬유판재에 녹차, 솔잎, 허브, 한약재 중에서 어느 하나 이상을 온수 또는 열수 추출하여 식물추출액과, 물에 염화마그네슘을 넣어 염도 30%~60%로 만든 염화마그네슘액과, 산화마그네슘에 황토분말, 현무암분말, 보석가루 중에서 선택된 어느 하나 이상을 전체 중량 중 13~28 중량%의 비율로 혼합한 혼합분말과, 상기 식물추출액과 염화마그네슘액을 2:8 내지 6:4 중량%로 혼합한 혼합액과, 상기 혼합액과 혼합분말을 2:1 내지 1:1.5 또는 1:1 의 중량%로 혼합하여 이루어진 천연 무기물 도막형 도료가 주입된 것을 특징으로 하는 천연 무기물 도막형 도료가 코팅된 중밀도 섬유판재.
  2. 통상의 중밀도 섬유판재에 일정한 간격으로 도료 주입홀을 형성하는 주입홀 형성단계(101)와,
    상기 도료 주입홀 형성단계의 실행 후, 도료 주입홀에 녹차, 솔잎, 허브, 한약재 중에서 어느 하나 이상을 온수 또는 열수 추출하여 식물추출액과, 물에 염화마그네슘을 넣어 염도 30%~60%로 만든 염화마그네슘액과, 산화마그네슘에 황토분말, 현무암분말, 보석가루 중에서 선택된 어느 하나 이상을 전체 중량 중 13~28 중량%의 비율로 혼합한 혼합분말과, 상기 식물추출액과 염화마그네슘액을 2:8 내지 6:4 중량%로 혼합한 혼합액과, 상기 혼합액과 혼합분말을 2:1 내지 1:1.5 또는 1:1 의 중량%로 혼합하여 이루어진 천연 무기물 도막형 도료를 고압의 공기압과 함께 주입하는 도료 주입단계(102)와,
    상기 도료 주입단계(102)의 실행 후, 30~35℃에서 30분~24시간 동안 건조하거나, 또는 40~60℃의 터널식 컨베이어 벨트를 통과시켜 건조하여 경화시키는 건조단계(103)와,
    상기 건조단계(103) 후, 표면을 매끄럽게 만드는 연마단계(104)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연 무기물 도막형 도료가 코팅된 중밀도 섬유판재의 제조방법.
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