KR101962540B1

KR101962540B1 - 친환경 목재용 코팅제 조성물

Info

Publication number: KR101962540B1
Application number: KR1020170087806A
Authority: KR
Inventors: 유도선
Original assignee: 주식회사 센스
Priority date: 2017-07-11
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2019-07-18
Also published as: KR20190006738A

Abstract

본 발명은 친환경 목재용 코팅제 조성물에 관한 것으로서,
유해성분을 방출하지 않는 친환경도료를 사용하되, 방수와 방염의 효과를 증진시키기 위하여 불소 및 나트륨용액을 더 함유하는, 친환경 목재용 코팅제 조성물에 관한 것이다.

Description

친환경 목재용 코팅제 조성물{ECO-FRIENDLY COATING COMPOSITION FOR LUMBER}

본 발명은 친환경 목재용 코팅제 조성물에 관한 것으로서,

유해성분을 방출하지 않는 친환경도료를 사용하되, 방수와 방염의 효과를 증진시키기 위하여 불소 및 나트륨용액을 더 함유하는, 친환경 목재용 코팅제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 가구는 원목이나 합판을 이루는 목재, 금속, 플라스틱 등을 가공하여 제조되는데, 특히 목재를 가공하여 제조되는 가구의 경우, 표면 마감이나, 내구성 또는 미관을 위하여 표면을 페인트 등의 코팅 조성물을 이용하여 코팅하고 있다.

이는 유동성 물질인 페인트(塗料(도료), paint)로 물체의 표면에 넓게 도포되어 얇은 층을 형성하고 시간의 경과에 따라 건조, 경화하면서 연속적인 피막의 상태를 이룬 다음 물체 표면에 부착되어 물체 표면을 보호하고 겉모양이나 형상의 변화 등 미장(美裝)의 기능을 갖도록 한 것이다.

이러한 도료는 크게 수성도료와 유성도료로 대별되며, 수성도료는 유기계 용제 대신 물을 사용한 것으로 경제적이고 취급이 간편하며 안전성이 있어 건물의 벽 도장이나 석재용·바탕도료(대표적으로 에멀션도료·수용성 베이킹수지 도료 등)이 있으며, 유성도료는 주로 천연유지 등으로 제조되는 전색제를 이용하는 도료로서 옻칠·캐슈계도료·유성페인트·유성에나멜 등이 대표적이다.

특히, 목재 가구의 표면 도색용으로 사용되는 유성 도료는 점도 조절을 위하여 시너를 혼합하여 사용하고, 수성 도료는 물을 혼합하여 사용해야 되나 현재까지 수성 페인트를 목재 가구에 적용하는 기술은 많지 않은 실정이다.

한편, 수성 도료를 이용하는 코팅제로서, 등록특허공보 제10-1256736호에 목제 가구용 천연 도료 조성물 제조 방법과 그 조성물 및 그 조성물을 이용한 목제 가구 제조 방법이 기재되어 있다.

상기 기술은, 수성 도료에 관련하여 치자열매를 가공하여 얻은 액상 치자 거름액을 무색 목공용 수용성 도료와 혼합하여 천연 색상을 나타내는 목제 가구용 천연 도료 조성물을 제조하는 것을 기재하고 있다.

그러나 수성 도료를 목재 가구에 사용하기 위한 방안은 상기 기술의 방식 외에도 더 다양하게 개발되고 있는 추세이며, 본 출원인은 다른 방식의 수성 도료를 제안할 수 있게 되었다.

다른 한편, 가구는 일상생활 중 편의와 쉼을 목적으로 하는 만큼, 신체접촉이 잦고, 이에 따라 땀, 습기, 물, 음료 등과의 접촉 가능성이 매우 높아 방수 성능이 우수해야 한다. 방수 성능이 낮아 상술된 수분류가 가구에 침투되는 경우 가구의 내구성에 영향을 미치기 때문이다.

또한, 가구는 댁내 또는 사무실 내에 설치되야 하기 때문에 방염 기준을 충족할 수 있어야 한다. 이는 화재 발생시 불꽃의 발생을 늦추거나, 이미 발생된 불꽃이 옮겨붙는 것을 최소화하여 화재의 번짐을 방지하고자 하는 것으로서, 소방법상에서 방염기준을 정해놓고 있다

이에 따라, 본 출원인은 불소와 나트륨을 이용하여 방수 및 방염의 기능을 확보하고자 한다.

불소는 일반적으로, 플루오르(fluorine)로 불리는 강력한 할로겐 원소로서 불소 자체로는 존재하지 않고 자연계에서 화합물의 형태로 존재하므로, 수지 등의 다양한 형태로 존재하여 방염 목적을 달성하기 위해 사용되고 있고, 또한 코팅제로서 방수 목적을 달성하기 위해서도 사용되고 있다.

아울러, 소금(NaCl) 염소계 나트륨으로서, 염소계의 물질은 보통 방염제의 원료로 활용되고 있다.

등록특허공보 제10-1256736호(2013.04.19. 공고)

본 발명의 목적은, 유해성분을 방출하지 않는 친환경도료를 사용하되, 방수와 방염의 효과를 증진시키기 위하여 불소 및 나트륨용액을 더 함유하는, 친환경 목재용 코팅제 조성물을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 코팅제용 조성물은, 유해성분을 방출하지 않는 친환경도료를 사용하고, 방수 및 방염 기능을 증진시키기 위하여 불소와 나트륨용액을 더 함유하는 코팅제용 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로는 친환경도료 68~73중량%, 수용성 불소 26~31중량% 및 나트륨용액 0.5~1중량%인 것을 특징으로 한다.

이때, 더욱 바람직하게 상기 조성물은 친환경도료 70중량%, 불소 29.5중량% 및 나트륨용액 0.5중량%인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 친환경도료는 물 60~72중량%, 옥타데칸산 아연염(Octadecanoic acid zinc salt) 1~12중량%, 뷰틸2-프로펜산과 에텐일벤젠 함유 2-프로펜산 중합체(2-Propenoic acid polymer with butyl 2-propenoate and ethenylbenzene) 20~35중량%, 2메틸프로판산과 2,2,4-트라이메틸-1,3-펜테인다이올의 모노에스터(Propanoic acid, 2-methyl-, monoester with 2,2,4-trimethyl-1,3-) 1~12중량%, 탈크(Talc) 1~12중량% 및 에틸렌글리콜(1,2-Ethanediol) 1~12중량%를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 나트륨용액은 소금 40중량% 및 물 60중량%를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조성물은 소금과 물을 혼합하여 제조된 나트륨용액에 불소를 혼합하고, 혼합된 혼합액에 친환경도료를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 소금과 물을 혼합하는 것, 나트륨용액에 불소를 혼합하는 것 및 상기 혼합액과 친환경도료를 혼합하는 것 중 어느 하나 이상의 것은, 교반혼합을 이용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 친환경 코팅제용 조성물에 의하면, 친환경도료를 원료로 사용함으로써 목재 가구에서 유해성분이 방출되지 않도록 하고, 특히 불소와 나트륨용액이 더 함유됨에 따라 방수기능과 방염기능이 증진될 수 있는 이점이 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

본 발명은 친환경 목재용 코팅제 조성물에 관한 것으로서,

실시예 1. 친환경 코팅제용 조성물

본 발명에 따른 친환경 코팅제용 조성물은 친환경도료; 불소; 및 나트륨용액;을 포함하는데, 구체적으로는 친환경도료 68~73중량%, 수용성 불소 26~31중량% 및 나트륨용액 0.5~1중량%를 포함한다.

먼저, 친환경도료는 물, 옥타데칸산 아연염(Octadecanoic acid zinc salt), 뷰틸2-프로펜산과 에텐일벤젠 함유 2-프로펜산 중합체(2-Propenoic acid polymer with butyl 2-propenoate and ethenylbenzene), 2메틸프로판산과 2,2,4-트라이메틸-1,3-펜테인다이올의 모노에스터(Propanoic acid, 2-methyl-, monoester with 2,2,4-trimethyl-1,3-), 탈크(Talc) 및 에틸렌글리콜(1,2-Ethanediol)를 혼합하여 제조되는데,

이때, 친환경도료는 물 60~72중량%, 옥타데칸산 아연염(Octadecanoic acid zinc salt) 1~12중량%, 뷰틸2-프로펜산과 에텐일벤젠 함유 2-프로펜산 중합체(2-Propenoic acid polymer with butyl 2-propenoate and ethenylbenzene) 20~35중량%, 2메틸프로판산과 2,2,4-트라이메틸-1,3-펜테인다이올의 모노에스터(Propanoic acid, 2-methyl-, monoester with 2,2,4-trimethyl-1,3-) 1~12중량%, 탈크(Talc) 1~12중량% 및 에틸렌글리콜(1,2-Ethanediol) 1~12중량%를 혼합할 수 있다.

불소(fluorine)는 상기 수용성 플루오로화수소로 수분산, 수용성 중합체 혼합물을 통칭하는 것으로서, 수평균 분자량이 5000~20,000이고, 고형분 함량이 40 ~ 60 %이다. 수평균 분자량이 5000미만일 경우 코팅제 도막의 체인이 강하지 못하여 도막의 내충격성이 떨어지고, 20,000을 초과하는 경우 점도가 높아 도료배합 내 다른 원료와 혼합하는데 어려움이 있다.

나트륨용액(Na)은 소금(NaCl) 40중량%와 물 60중량%를 혼합하여 제조한다. 이때, 소금과 물의 혼합은 교반혼합을 통해 가능할 수 있다.

상술된 소금과 물의 함량이 1:1인 경우 농도가 너무 짙어 용액으로서 사용이 어려웠다. 따라서, 소금의 방염 및 방수 기능을 확보하면서도 일정 농도를 유지할 수 있는 1:1 비율보다 물의 함량이 상대적으로 조금 더 높은 소금(NaCl) 40중량%와 물 60중량%의 함량을 적용한다.

보다 구체적으로, 상술된 친환경 코팅제용 조성물은 친환경도료 68~73중량%, 수용성 불소 26~31중량% 및 나트륨용액 0.5~1중량%을 혼합함으로써 제조될 수 있는데,

더욱 구체적으로는, 상술된 바와 같이 교반혼합된 나트륨용액에 불소를 첨가하여 교반혼합하고, 나트륨용액과 불소의 혼합액을 친환경도료에 교반혼합시킴으로써, 친환경 코팅제용 조성물을 제조할 수 있다.

다만, 다른 설계 조건에 따라서는 나트륨용액을 혼합하는 데 있어서, 60~80℃의 온도로 5분 가열하면서 교반혼합할 수도 있다.

이러한 가열을 통해 교반혼합 하는 이유로는, 소정의 농도를 확보하기 위하여 물의 함량을 소금보다 상대적으로 많이 함유시켰으나, 소금의 방염 및 방수 기능을 더욱 증진시키기 위해서는 소금의 성분이 더 유효할 수 있도록 하여야 하는데, 일반적으로 소금이 혼합된 물을 가열하면 소금의 알맹이와 그 성분이 물의 증발과 함께 나타나기 때문이다.

다만, 60℃ 미만의 온도에서는 5분 이내에 물이 끓지 않았고, 80℃를 초과하는 온도에서는 물의 증발이 갑자기 진행되어 친환경도료 또는 불소와의 혼합이 용이하지 못했다.

또 다른 설계 조건에 따라서(실시예 1과 구분되는 실시예 2로 이해할 수 있다)는, 상술된 바와 같이 나트륨용액을 혼합한 뒤, 상기 나트륨용액에 친환경도료의 일부(예를 들면 친환경도료 총량의 30중량%)를 교반혼합 또는 가열혼합한 뒤, 이 나트륨용액과 친환경도료를 혼합한 혼합물에 불소를 혼합하고, 나머지 친환경도료(예를 들면 친환경도료 총량의 70중량%)를 교반혼합하도록 할 수 있다.

이 경우, 친환경도료와 불소 및/또는 나트륨용액의 혼합 반응성을 향상시킬 수 있는데, 이는 '페인트의 점성을 갖는 친환경도료'와 액상 형태의 나트륨용액 또는 불소와의 혼합 반응성이 저조할 수 있는 문제를 완벽히 해결할 수 있다.

혼합 반응성이 향상되었음은 방염 기능의 평가를 기반으로 확인할 수 있었는데, '나트륨용액에 불소를 교반혼합한 뒤 친환경도료를 교반혼합한 실험대상군 1'과 '나트륨용액에 친환경도료 일부를 혼합한 뒤, 불소를 교반혼합하고, 이후 친환경도료를 교반혼합한 실험대상군 2'를 대상으로 방염 기능을 평가한 결과(평가방법은 아래 실험예 참조),

실험대상군 2가 실험대상군 1에 비해 불이 붙는데 걸리는 시간이 1.6초 늦는 것으로 확인되었으며, 이는 불꽃이 옮겨붙기까지의 시간이 더 오래 걸려 방염 기능이 우수한 것이고, 이는 혼합 반응이 우수한 것임을 의미한다.

이때, 상기와 같은 실험대상군 2의 경우에는 아래 [표 1]의 우측과 같은 탄화면적을 보였으며, [표 1]의 좌측에서 나타낸 실험대상군 1에 비해 우수한 것으로 나타났다.


실험대상군 1	실험대상군 2

이와 같이 불소와 나트륨용액이 포함됨에 따라 방수와 방염의 효과가 불소와 나트륨용액을 사용하지 않았을 때에 대비하여 증진되며, 최종적으로 종래 시판 중인 가구용 코팅제에 비해서도 방수와 방염의 효과가 증진될 수 있다.

이를 아래 실험예를 통해 살펴본다.

실험예 1. 방염 효과 평가

1-1. 불꽃이 발생하기까지 소요되는 시간 평가 실험

(실험방법)

실험시료는, 목재에 친환경도료만 코팅한 비교군 1, 친환경도료와 불소를 코팅한 비교군 2, 친환경도료와 불소와 나트륨용액을 코팅한 실험군 및 아무것도 코팅하지 않은 비교군 3을 대상으로 하였으며, 각 실험시료는 면적을 통일을 위해, 0.03m x 0.05m의 크기를 갖는 가구용 목재판을 사용하였으며, 이 목재판을 23±2℃, 상대습도 45±5%의 조건에서 24시간 보관한 뒤, 실험환경을 25℃, 상대습도 50%의 일반 상온과 동일하게 맞춰 실험을 수행하였다.

또한, 불꽃길이가 60mm가 되도록 한 뒤, 불꽃 끝이 시편 중앙에 접촉하도록 하고, 각 비교군 1 내지 3 및 실험군에 대하여 불꽃이 접촉한 뒤로부터 목재 표면에 불꽃이 발생되는 시간을 측정하는 방식으로 실험을 수행하였다.

물론, 실험예 1을 비롯한 아래의 모든 실험의 실험군 중 본 발명에 해당하는 실험군의 제조방법은, 나트륨용액에 불소를 혼합한 뒤 친환경도료를 혼합한 실시형태를 채용하였다.

(실험결과)

구분	불꽃 발생 시간
비교군 1	6초 후
비교군 2	8초 후
실험군	12초 후
비교군 3	5초 후

[표 2]를 참조하면, 표면에 아무것도 코팅되지 않은 목재(비교군 3)에 불꽃이 발생한 시간이 가장 짧았다. 그러나 비교군 1 및 2와 실험군과 같이 소정의 조성물이 코팅된 경우에는 아래 [표 3]과 같이 표면이 쪼그라들면서 불꽃이 발생되는 시간을 연장시켰다. 이는 실제 작은 범위의 화재 환경에서 대형 화재로 번지는 것을 막을 수 있는 여지가 있음을 의미한다.


비교군 1	비교군 2

실험군	비교군 3

또한, 친환경도료만 사용한 코팅제보다, 친환경도료와 불소를 사용한 코팅제가 불꽃이 발생하는 시간을 더욱 연장시켰고, 또 천연도료와 불소만 사용한 코팅제보다, 친환경도료, 불소 및 나트륨용액을 사용한 코팅제가 불꽃의 발생 시간을 더욱 연장시키는 것으로 나타났다.

이러한 평가 결과를 기반으로, 아래에서 친환경도료, 불소 및 나트륨용액을 사용한 코팅제와 다른 코팅제를 대상으로 방염효과를 평가하도록 한다.

1-2. 불소 함유에 따른 방염효과 평가 실험

(실험방법)

실험시료는 실시예 1에 비롯한 실험군과, 실시예 1에 기반하되 불소를 함유하지 않은 No Control군과, 시중에 가구용 코팅제로 가장 많이 판매되는 A사의 코팅제가 도포된 대조군을 대상으로 실험을 수행하였다.

그리고 각 실험시료는 면적을 통일을 위해, 0.03m x 0.05m의 크기를 갖는 가구용 목재판을 사용하였으며, 이 목재판을 23±2℃, 상대습도 45±5%의 조건에서 24시간 보관한 뒤, 실험환경을 25℃, 상대습도 50%의 일반 상온과 동일하게 맞춰 실험을 수행하였다.

또한, 방염효과의 평가는 소방기설 설치유지 및 안전관리에 관한 법률 시행령 제20조제2항의 규정에 근거하여 방염대상물의 방염성능 기준에 관한 사항을 기술한 방염제의 형식승인 및 검정기술기준(KOFEIS 0201)에 근거하여 45°연소시험방법에 의해 45°연소측정장치를 사용하여 진행하고, 각 실험시료를 받침틀에 단단히 고정하고, 불꽃길이가 60mm가 되도록 한 뒤, 불꽃 끝이 시편 중앙에 접하도록 하여 2분간 가열하는 방식으로 진행하였다.

상기 방염성능 평가기준에 의하면,

(a) 버너의 불꽃을 제거한 때부터 불꽃을 올리며 연소하는 상태가 그칠 때까지의 시간인 잔염시간이 10초 이내여야 하고,

(b) 버너의 불꽃을 제거한 때부터 불꽃을 올리지 아니하고 연소하는 상태가 그칠 때까지의 시간을 의미하는 잔신시간이 30초 이내여야 하며,

(c) 불꽃에 의해 탄화된 면적을 의미하는 탄화면적이 50cm²이내여야 하고,

(d) 불꽃에 의해 탄화된 길이를 의미하는 탄화길이가 20cm 이내여야 한다.

(실험결과)

실험결과는 아래 [표 4]를 참조할 수 있다.

평가 시료	구분	잔염시간	잔신시간	탄화면적	탄화길이
평가 시료	기준	10초 이내	30초 이내	50cm²이내	20cm 이내
실험군		0	0	28.7	7.1
No Control군		90+	30+	158.2	22.7
대조군		0	0	33.4	10.7

[표 4]를 참조하면, 불소를 함유하지 않은 No Control군의 경우 잔염시간이 10초보다 90초 이상을 더 초과하였고, 잔신시간은 30초보다 30초 이상을 더 초과하였으며, 탄화면적과 탄화길이 모두 조건을 충족하지 못한다.

즉, 불소가 방염 효과를 갖는데 큰 역할을 하는 것이다.

반면, 실험군과 대조군의 경우, 잔염시간과 잔신시간이 각각 10초와 90초를 초과하지 않아 조건을 충족하는 것으로 나타났으며, 탄화면적과 탄화길이 모두 조건을 충족하는 것으로 나타났다.

특히, 탄화면적과 탄화길이는 실시예 1에 비롯한 실험군에서 더 작게 나타났다([표 5] 참조).


실험군	대조군

1-3. 조성물 함량에 따른 방염효과 평가 실험

(실험방법)

실험방법은 위 1-2 평가 실험과 동일하게 하였다.

다만, 실험시료는 1-2 평가 실험에서 가장 우수한 결과를 보인 실험군을 대상으로 함량을 조절하여 다음과 같이 설정하였다.

실 험 군	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
도료	67	68	68	69	69	70	70	71	71	72	72	73	73	74	74	75
불소	32	31.5	31	30.5	30	29.5	29	28.5	28	27.5	27	26.5	26	25.5	25	24.5
나 트 륨	1	0.5	1	0.5	1	0.5	1	0.5	1	0.5	1	0.5	1	0.5	1	0.5

(실험결과)

위 실험군을 대상으로 실험을 수행한 실험결과는 [표 7]을 참조할 수 있다.

평가 시료	구분	잔염시간	잔신시간	탄화면적	탄화길이
평가 시료	기준	10초 이내	30초 이내	50cm²이내	20cm 이내
실험군 1		14+	0	32.1	7.8
실험군 2		6+	0	28.6	7.2
실험군 3		0	0	28.9	7.3
실험군 4		0	0	29.1	7.1
실험군 5		0	0	28.8	7.2
실험군 6		0	0	28.7	7.1
실험군 7		0	0	29.4	7.6
실험군 8		0	0	29.3	7.5
실험군 9		0	0	29.4	7.7
실험군 10		0	0	29.1	7.2
실험군 11		0	0	28.8	7.4
실험군 12		0	0	29.2	7.3
실험군 13		0	0	29.6	7.8
실험군 14		10+	2+	42.8	18.8
실험군 15		10+	3+	51.2	21.5
실험군 16		12+	3+	59.6	25.1

[표 7]에 따르면, 실험군 1과 실험군 2의 경우 잔염시간이 10초보다 각각 14초 및 6초를 초과하는 것으로 나타나 기준을 충족하지 못하는 것으로 나타났다.

따라서, 친환경도료는 적어도 68중량% 이상이 함유되며, 불소는 31중량% 이하로 함유되어야 상기 기준을 충족하는 것으로 확인되었다.

아울러, 실험군 15와 실험군 16의 경우 잔염시간, 잔신시간, 탄화면적 및 탄화길이에 따른 모든 조건이 충족하지 않는 것으로 나타났고, 실험군 14의 경우에는 탄화면적과 탄화길이는 조건을 충족하지만, 잔염시간이 10초보다 10초 초과되었고, 잔신시간이 30초보다 32초가 초가되어 조건을 충족하지 못하는 것으로 나타났다.

따라서, 친환경도료는 73중량% 이하가 함유됨이 바람직하고, 불소는 26중량% 이상이 함유되어야지 상기 기준을 충족하는 것으로 확인되었다.

한편, 이러한 실험군 3 내지 실험군 13 중에서도 특히, 친환경도료 70중량%와 불소 29.5중량%를 함유한 경우인 실험군 6에서 방염효과가 가장 우수한 것으로 평가되었다.

이때 나트륨용액은 0.5~1중량% 사이에서 친환경도료와 불소의 함량대비 총함량이 100중량%가 되도록 조절됨이 바람직하다. 따라서, 천연도료 70중량%와 불소 29.5중량%이므로, 나트륨용액은 0.5중량%가 함유되는 것이 가장 우수한 평가결과를 나타냈다.

실험예 2. 방수 효과 평가

2-1. 조성물 함유별 방수효과 평가 실험

(실험방법)

실험시료는, 목재에 친환경도료만 코팅한 비교군 1, 친환경도료와 불소를 코팅한 비교군 2, 친환경도료와 불소와 나트륨용액을 코팅한 실험군 및 아무것도 코팅하지 않은 비교군 3을 대상으로 하였으며, 각 실험시료는 면적을 통일을 위해, 0.03m x 0.05m의 크기를 갖는 가구용 목재판을 사용하였으며, 이 목재판을 23±2℃, 상대습도 45±5%의 조건에서 24시간 보관한 뒤에 실험을 수행하였다.

또한, 실험환경을 25℃, 상대습도 50%의 일반 상온과 동일하게 맞췄으며, 상기 실험환경에서 24시간 간격으로 2L의 물이 수용된 밀폐용기 안에 담가두었다가 꺼내어 수리전도도(Hydraulic Conductivity)를 측정하였다.

(실험결과)

실험결과는 [표 8]과 같았다.

[표 8]에서 볼 수 있듯이, 아무것도 코팅하지 않은 목재인 비교군 3은 수리전도도가 매우 높게 나타났으며, 시간이 증가할수록 초반엔 증가하는 추세로서 방수효과가 급격히 떨어지는 것으로 나타났다.

반면, 천연도료만 사용한 비교군 1보다, 천연도료와 불소를 사용한 비교군 2의 수리전도도가 더 낮게 나타났으므로, 불소를 포함하는 경우 천연도료만 사용한 것보다 방수효과가 더 우수한 것으로 나타났고, 천연도료, 불소 및 나트륨용액을 모두 사용한 코팅제인 실험군의 경우 비교군들에 비해 방수효과가 가장 우수한 것으로 나타났다.

이와 같은, 실험결과를 토대로, 천연도료, 불소 및 나트륨용액을 사용한 코팅제를 대상으로 아래의 몇가지 실험을 더 수행하였다.

2-2. 불소 함유에 따른 방수효과 평가 실험

(실험방법)

방수 효과를 평가하기 위한 실험방법으로는, 실시예 1에 비롯한 실험군과, 실시예 1에 기반하되 불소를 함유하지 않은 No Control군과, 시중에 가구용 코팅제로 가장 많이 판매되는 A사의 코팅제가 도포된 대조군을 대상으로 실험을 수행하였다.

그리고 실험예 1와 마찬가지로, 각 실험시료는 면적을 통일을 위해, 0.03m x 0.05m의 크기를 갖는 가구용 목재판을 사용하였으며, 이 목재판을 23±2℃, 상대습도 45±5%의 조건에서 24시간 보관한 뒤에 실험을 수행하였다.

(실험결과)

실험결과는, 아래 [표 9]와 같았다.

[표 9]를 보면 알 수 있듯이, 모든 실험시료들은 담겨진 시간(Immersed time)이 증가될수록 수리전도도는 낮아지는 경향을 보였다.

다만, 불소를 함유하지 않은 No Control군의 경우, 대조군이나 실험군에 비해서 수리전도도가 가장 높은 것으로 나타났으며, 이는 방수 기능이 가장 미비한 것으로 해석된다.

또한, 대조군의 경우 시간이 216시간 지속된 이후에는 실험군과 유의하긴 했지만, 전체적으로 수리전도도가 높아 실험군에 비해 방수 효과가 낮은 것으로 확인되었다.

2-3. 조성물 함량에 따른 방수효과 평가 실험

(실험방법)

실험방법은 위 2-2 평가 실험과 동일하게 하였다.

다만, 실험시료는 2-2 평가 실험에서 가장 우수한 결과를 보인 실험군을 대상으로 함량을 [표 10]과 같이 설정하였다. 이때, 실험군 1은 2-2의 실험에 사용된 대조군이다.

실 험 군	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
도료	67	68	68	69	69	70	70	71	71	72	72	73	73	74	74
불소	32	31.5	31	30.5	30	29.5	29	28.5	28	27.5	27	26.5	26	25.5	25
나 트 륨	1	0.5	1	0.5	1	0.5	1	0.5	1	0.5	1	0.5	1	0.5	1

※ 실험군 1 = 2-1 실험에서 사용된 대조군

(실험결과)

위 실험군을 대상으로 실험을 수행한 실험결과는 [표 11]을 참조할 수 있다.

[표 11]을 참조히면, 시중에 판매되는 대조군인 실험군 1([표 7]의 청색 파선 참조) 보다 우수한 방수기능을 나타낸 것은 실험군 3 내지 실험군 13의 실험시료들이었다.

이중, 특히 가장 우수한 방수기능이 확인된 것은 실험군 6에 따른 친환경도료 70중량%, 불소 29.5중량% 및 나트륨용액 0.5중량%를 사용한 코팅제였다([표 7]의 흑색선 참조).

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

Claims

유해성분을 방출하지 않는 친환경도료를 사용하고, 방수 및 방염 기능을 증진시키기 위하여 수용성 불소와 나트륨용액을 더 함유하는 코팅제용 조성물에 관한 것으로서,
상기 코팅제용 조성물은,
친환경도료 68~73중량%, 수용성 수용성 불소 26~31중량% 및 나트륨용액 0.5~1중량%로 이루어지되,
상기 친환경도료는,
물 60~72중량%, 옥타데칸산 아연염(Octadecanoic acid zinc salt) 1~12중량%, 뷰틸2-프로펜산과 에텐일벤젠 함유 2-프로펜산 중합체(2-Propenoic acid polymer with butyl 2-propenoate and ethenylbenzene) 20~35중량%, 2메틸프로판산과 2,2,4-트라이메틸-1,3-펜테인다이올의 모노에스터(Propanoic acid, 2-methyl-, monoester with 2,2,4-trimethyl-1,3-) 1~12중량%, 탈크(Talc) 1~12중량% 및 에틸렌글리콜(1,2-Ethanediol) 1~12중량%를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는, 친환경 코팅제용 조성물.
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청구항 1에 있어서,
상기 나트륨용액은 소금 40중량% 및 물 60중량%를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 친환경 코팅제용 조성물.
청구항 4에 있어서,
상기 소금과 물을 혼합하여 제조된 나트륨용액에 수용성 불소를 혼합하고, 혼합된 혼합액에 친환경도료를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 친환경 코팅제용 조성물.
청구항 5에 있어서,
소금과 물의 혼합, 나트륨용액에 수용성 불소의 혼합 및 혼합된 혼합액에 친환경도료의 혼합은 교반혼합으로 혼합되는 것을 특징으로 하는, 친환경 코팅제용 조성물.