KR101699953B1 - 목재 가구용 방수제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가구용 목재 합판의 측면 등에 도포하는 방수제에 관한 것으로서, 목재 가구의 수분 흡수에 의해 부재간 연결부에 변형이 생기거나 접착된 마감재가 탈락하는 현상을 방지하기 위한 목재 가구용 방수제에 관한 것이다.
본 발명은 「우레탄수지(urethane resin) 100중량부; 메틸아세테이트 100~300중량부; 에폭시화합물(epoxy compounds) 20~30중량부; 실란화합물(silane compounds) 10~20중량부; 폴리부텐(Polybutene) 5~10중량부; 및 폴리머릭 엠디아이(polymeric MDI) 1 ∼ 5중량부; 가 혼합된 목재 가구용 방수제」를 제공한다.

Description

목재 가구용 방수제{Water repellent for wood furniture}
본 발명은 가구용 목재 합판의 측면 등에 도포하는 방수제에 관한 것으로서, 목재 가구의 수분 흡수에 의해 부재간 연결부에 변형이 생기거나 접착된 마감재가 탈락하는 현상을 방지하기 위한 목재 가구용 방수제에 관한 것이다.
목재 가구에 대해 방수-방습 처리를 하기 위해서는 목재 가구용 패널 제조시 왁스를 첨가하거나 접착제의 첨가량을 증량시키는 방법 등이 있으나, 그 효과가 크지 않다. MDF, HDF, P, B 등의 압축 목재 판재는 위와 같은 방법으로 처리된 것임에도 불구하고, 습기나 물에 접하게 되면 형태가 부풀어 가구 변형과 하자의 원인이 된다.
한편, 우레탄 화합물은 강인성, 유연성, 내약품성, 저온경화성, 내식성 및 접착성 등과 같은 기계적 물성과 배합 정도에 따라 고경도 상태에서 탄성을 나타낼 수 있으며 화학적 특성이 매우 우수하다. 이러한 특성들로 인하여, 상기 우레탄 화합물은 많은 분야에서 널리 응용되고 있다. 특히 도료, 폼, 바닥재, 방수재 및 실링재 등으로 다양하게 사용되고 있으므로, 본 발명의 발명자는 우레탄 화합물을 목재 가구용 방수제의 기초 성분으로 적용하는 연구를 진행했다.
다만 이러한 우레탄 화합물에 기반을 둔 목재 가구용 방수제로 적용하기 위해서는 상온 하에서 방치한 경우에도 겔화 등을 일으키지 않는 뛰어난 보존 안전성이 요구되면서도, 적정 점도가 있어 도포 작업시 흘러 내림이 없어야 하고, 도포 작업 후에는 빠르게 경화해야 한다. 또한, 방수제 도포, 경화 후에도 어느 정도의 탄성이 있어 부스러지거나 탈리되지 않아야 하며, 인체 유해 물질의 혼용이 배제되어야 한다.
1. 대한민국 공개특허 특2000-0038404 "압축목재 패널용 방수방습제" 2. 대한민국 공개특허 10-2006-0099084 "메틸아세테이트를 용매로 포함하는 접착제 조성물" 3. 대한민국 등록특허 10-0726684 "우레탄 에폭시 수지 및 이를 포함한 에폭시 페인트 조성물" 4. 대한민국 공개특허 10-2012-0101612 "우레탄 수지 조성물, 코팅제 및 접착제, 및 그것을 사용하여 얻어지는 경화물 및 경화물의 제조 방법" 5. 대한민국 공개특허 10-2014-0140833 "외관 및 내식성이 향상된 전착 도료용 우레탄 경화제, 및 이를 포함하는 전착 도료용 양이온 수지 조성물 및 전착 도료 조성물"
본 발명은 내수성이 우수하고, 보존 안전성, 적정점도, 가공성(경화속도), 접착성 및 경화 후의 내구성, 내열성, 연성 등이 적절히 발현되는 목재 가구용 방수제를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 「우레탄수지(urethane resin) 100중량부; 메틸아세테이트 100~300중량부; 에폭시화합물(epoxy compounds) 20~30중량부; 실란화합물(silane compounds) 10~20중량부; 폴리부텐(Polybutene) 5~10중량부; 및 폴리머릭 엠디아이(polymeric MDI) 1 ∼ 5중량부; 가 혼합된 목재 가구용 방수제」를 제공한다.
상기 우레탄수지는 수산기값이 100~250mgKOH/g인 폴리올을 이소시아네이트와 반응시켜 수득한 것을 적용할 수 있고, 상기 에폭시화합물은 상기 우레탄수지의 수산기에 반응하는 작용기를 갖고, 수평균분자량이 2,500~6,500인 것을 적용할 수 있다.
또한, 상기 실란화합물은 알콕시실란을 90~100℃ 온도조건에서 산(acid)처리한 후 가수분해하여 수득한 것을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에는 비중 1.045~1.086의 로진(rosin)을 상기 메틸아세테이트 100중량부 대비 10~15중량부 더 첨가시켜 경화전의 점착성 및 경화후의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
1. 본 발명이 제공하는 목재 가구용 방수제를 가구에 도포하여 목재 가구 내부에 습기의 침투를 방지함으로써 목재 가구의 수명을 연장시킬 수 있다.
2. 본 발명이 제공하는 목재 가구용 방수제는 경화 전에 접착력이 있으므로 목재 가구 표면에 대한 마감재 접착 작업에 적용될 수 있으며, 경화 후의 우수한 방수성에 의해 목재 가구 표면과 마감재 사이의 수분 침투를 차단하므로 마감재 들뜸 현상을 저감시킬 수 있다.
3. 본 발명이 제공하는 목재 가구용 방수제는 경화 후에 내구성이 우수하여 목재 가구 표면의 스크레치 발생을 방지할 수 있다.
본 발명은 「우레탄수지(urethane resin) 100중량부; 메틸아세테이트 100~300중량부; 에폭시화합물(epoxy compounds) 20~30중량부; 실란화합물(silane compounds) 10~20중량부; 폴리부텐(Polybutene) 5~10중량부; 및 폴리머릭 엠디아이(polymeric MDI) 1 ∼ 5중량부; 가 혼합된 목재 가구용 방수제」를 제공한다.
상기 우레탄수지는 수산기값이 100~250mgKOH/g인 폴리올을 이소시아네이트와 반응시켜 수득한 것을 적용할 수 있다. 우레탄수지의 수산기값은 접착성능에 관계된 것으로서, 수산기값이 100mgKOH/g 미만인 경우에는 응집력이 충분치 아니한 문제점이 발생할 수 있고, 수산기값이 250mgKOH/g을 초과하는 경우에는 접착력이 떨어질 수 있다. 상기 우레탄수지 수득을 위한 이소시아네이트의 사용량은 폴리올 100중량부에 대하여 10~20중량부가 적절하다.
상기 메틸아세테이트(CH3COOCH3)는 물과 다른 유기용매들과의 용해성이 뛰어나며, 과일향기가 나는 무색 용매로서, 뛰어난 용해능력 때문에 라커나 페인트 제거제의 용매나 사용된다. 메틸아세테이트는 손톱 손질용(nail polish remover)으로 사용할 수 있을 정도로 안전하고, 끓는점이 57℃ 이기 때문에 용매의 증발속도를 빠르게 한다. 상기 메틸아세테이트를 우레탄수지 100중량부 대비 100중량부 미만을 혼합하는 경우에는 조성물의 점도가 과도하게 높아져 도포 작업이 어렵게 되고, 우레탄수지 100중량부 대비 300중량부를 초과하는 경우에는 점도가 낮아져서 도포를 한 조성물이 흘러내리는 문제가 발생할 수 있으므로, 우레탄수지 100중량부 대비 100~300중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 에폭시화합물은 부착성이 우수할 뿐만 아니라, 다양한 화학약품 및 용매에 대한 내구성이 뛰어나다. 이러한 특성들로 인해 상기 에폭시화합물은 해양, 항공기, 건축 등의 분야에서 금속, 알루미늄, 아연도금, 목재 및 콘크리트의 보수, 마감제, 보호 코팅 및 장식코팅을 위한 재료로 활용된다. 본 발명에서는 상기 우레탄수지의 수산기에 반응하는 작용기를 갖고, 수평균분자량이 2,500~6,500인 것을 적용할 수 있으며, 상기 우레탄수지 100중량부 대비 20~30중량부를 혼합함으로써 상기 우레탄수지의 경화 중 발포현상을 저감시키며 조성물의 코팅성능(접착력)을 향상시킨다.
상기 실란화합물은 상기 우레탄수지 100중량부 대비 10~20중량부 혼합된다. 실란은 유기재료와 결합하는 유기작용기 및 무기재료와 반응하는 가수분해성기를 가지고 있어 양자를 결합시키는 역할을 한다. 즉, 실란화합물이 커플링제로 작용하여 이중 유기-무기 반응성을 통해 공유결합을 형성함으로써 조성물의 점착성을 강화시키고, 조성물 경화 후의 기계적 강도, 내수성 등을 향상시킨다.
본 발명에서는 알콕시실란을 90~100℃ 온도조건에서 산(acid)처리한 후 가수분해하여 수득한 실란화합물을 적용할 수 있다. 일반적으로 알콕시실란은 물에 의해 가수분해 되는데, 본 발명에서는 알콕시실란의 결합을 끊어주는 화학적 가수분해를 위해 산(acid)처리를 한다. 산(acid)처리는 황산, 염산, 불산, 붕산, 붕사, 인산, 인산나트륨, 염화나트륨, 산화아연등의 산(acid)을 이용할 수 있다.
상기 폴리부텐은 상기 우레탄수지 100중량부 대비 5~10중량부 혼합되며, 이에 따라 조성물의 점착성을 향상시키면서 분산성과 내습성을 향상시킨다. 본 발명에 적용되는 폴리부텐의 적정 점도는 2200~2400mPa-s이다.
폴리머릭 엠디아이(polymeric MDI)는 이소시안네이트(-NCO)기를 가지고 있으며, 상기 우레탄수지 100중량부 대비 1 ∼ 5중량부 혼합되며, 이에 따라 조성물의 경화강도와 접착력을 증대시킨다.
또한, 본 발명에는 비중 1.045~1.086의 로진(rosin)을 상기 메틸아세테이트 100중량부 대비 10~15중량부 더 첨가시켜 조성물 경화 전의 점착성 및 경화 후의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 목재 가구용 방수제는 붓 도장이나 스프레이 건 방식으로 목재 가구 표면에 코팅시킬 수 있으며, 상온에서 자연건조에 따라 경화된다. 본 발명이 제공하는 목재 가구용 방수제의 경화 전에는 접착력이 있으므로 가구 표면에 대한 마감재 접착에 이용하거나 부재간의 결합에 이용할 수 있다.
두께 18mm 합판에 본 발명이 제공하는 방수제 일 실시예를 도포한 후 방수성 및 내수성을 시험하였다.
시험을 위한 위 실시예는 우레탄수지 100중량부 대비 메틸아세테이트 150중량부, 에폭시화합물 20중량부, 실란화합물 20중량부, 폴리부텐 8중량부, 폴리머릭 엠디아이 3중량부를 혼합한 것이다.
방수성 시험
- 시험방법 : 합판에 상기 실시예를 도포하여 경화시킨 시험체(이하, 시험예)와 방수제 처리를 하지 않은 일반 합판(이하, 비교예)의 표면에 각각 끓는 물을 붓고 수분 증발을 막기 위한 커버를 씌운 후 48시간 동안 존치시킴.
- 시험결과 : 상기 시험예 표면에는 이상이 없었으나 비교예 표면에 수포 발생
내수성 시험
- 시험방법 : 시험예와 비교예를 각각 물에 잠기도록 담궈 24시간 존치시킴
- 시험결과 : 시험예는 아무런 변화가 없었으나 비교예는 측면을 통한 수침에 의해 두께가 증가함(18mm → 21mm)

Claims (5)

  1. 우레탄수지(urethane resin) 100중량부;
    메틸아세테이트 100~300중량부;
    에폭시화합물(epoxy compounds) 20~30중량부;
    실란화합물(silane compounds) 10~20중량부;
    폴리부텐(Polybutene) 5~10중량부; 및
    폴리머릭 엠디아이(polymeric MDI) 1 ∼ 5중량부; 가 혼합된 목재 가구용 방수제.
  2. 제1항에서,
    상기 우레탄수지는 수산기값이 100~250mgKOH/g인 폴리올을 이소시아네이트와 반응시켜 수득한 것을 특징으로 하는 목재 가구용 방수제.
  3. 제1항에서,
    상기 에폭시화합물은 상기 우레탄수지의 수산기에 반응하는 작용기를 갖고, 수평균분자량이 2,500~6,500인 것을 특징으로 하는 목재 가구용 방수제
  4. 제1항에서,
    상기 실란화합물은 알콕시실란을 90~100℃ 온도조건에서 산(acid)처리한 후 가수분해하여 수득한 것을 특징으로 하는 목재 가구용 방수제.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    비중 1.045~1.086의 로진(rosin)이 상기 메틸아세테이트 100중량부 대비 10~15중량부 더 포함된 것을 특징으로 하는 목재 가구용 방수제.
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