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KR101819816B1 - 가구용 목재 패널의 제조방법 - Google Patents

가구용 목재 패널의 제조방법 Download PDF

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KR101819816B1 KR1020160005818A KR20160005818A KR101819816B1 KR 101819816 B1 KR101819816 B1 KR 101819816B1 KR 1020160005818 A KR1020160005818 A KR 1020160005818A KR 20160005818 A KR20160005818 A KR 20160005818A KR 101819816 B1 KR101819816 B1 KR 101819816B1
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Abstract

이 발명은, 스티렌(styrene)과 같이 인체에 유해한 화학물질을 사용하지 않고서 친환경 UV 프라이머층과 친환경 상도층을 형성하여 목재를 마감함으로써 사용자 건강을 보호할 수 있는, 가구용 목재 패널 및 그의 제조방법에 관한 것으로서,
이 발명의 가구용 목재 패널은, 표면에 LPM층이 형성되어 있는 심재와, 상기한 LPM층상에 형성되어 있는 친환경 UV 프라이머층과, 상기한 친환경 UV 프라이머층상에 형성된 샌딩 실러층과, 상기한 샌딩 실러층상에 형성된 친환경 상도층을 포함하여 이루어지며, 상기한 친환경 상도층은 불포화 폴리에스테르 수지 30~40 중량%, 모노머 50~60 중량%, 광개시제 2~5 중량%, 첨가제 0~5 중량%를 포함하여 이루어진다.

Description

가구용 목재 패널의 제조방법{Wood panels for furniture, and a method of manufacturing the same}
이 발명은 가구용 목재 패널의 제조방법에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 스티렌(styrene)과 같이 인체에 유해한 화학물질을 사용하지 않고서 친환경 UV 프라이머층과 친환경 상도층을 형성하여 목재를 마감함으로써 사용자의 건강을 보호할 수 있는, 가구용 목재 패널의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 싱크대, 식탁, 수납장, 탁자, 책상, 문갑 등과 같은 가구는 목재패널을 이용하여 제작된다.
가구용 목재 패널을 제작하는 경우에, 도료를 여러층(하도층, 중도층, 상도층)에 걸쳐서 도포하고 건조시키게 된다.
참고로, 각 도포층(하도층, 중도층, 상도층)의 도포, 건조조건(도포회수, 건조온도, 건조시간) 등에 각 도포층이 고르면서 견실하게 도포됨과 아울러 상호간에 박리가 발생되지 않으므로 제품의 내구성 및 신뢰성을 향상시키는 기술이 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2006-0033758(공개일자 2006년 04월 19일)의 "가구 및 건축용 목재 도장방법"에서 개시된 바 있다.
그러나, 상기한 공개특허공보 공개번호 10-2006-0033758를 포함한 종래의 가구용 목재 패널 및 그의 제조방법은, 인체에 유해한 화학성분의 도료를 사용하기 때문에 피부 접촉이나 호흡기 흡입을 통해 신경계 장애를 일으키는 발암물질인 총휘발성유기화합물(Total Volatile Organic Compounds, TVOC)이 도료로부터 발생하게 됨으로써 사용자 건강에 유해하게 되는 문제점이 있다.
공개특허공보 공개번호 10-2006-0033758
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스티렌(styrene)과 같이 인체에 유해한 화학물질을 사용하지 않고서 친환경 UV 프라이머층과 친환경 상도층을 형성하여 목재를 마감함으로써 사용자 건강을 보호할 수 있는, 가구용 목재 패널의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 표면에 LPM층이 형성되어 있는 심재와, 상기한 LPM층상에 형성되어 있는 친환경 UV 프라이머층과, 상기한 친환경 UV 프라이머층상에 형성된 샌딩 실러층과, 상기한 샌딩 실러층상에 형성된 친환경 상도층을 포함하여 이루어지며, 상기한 친환경 상도층은 불포화 폴리에스테르 수지 30~40 중량%, 모노머 50~60 중량%, 광개시제 2~5 중량%, 첨가제 0~5 중량%를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 친환경 상도층상에 광촉매제와 방염제가 혼합되어 있는 광촉매 및 방염 코팅층을 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 친환경 UV 프라이머층은 우레탄 아크릴레이트 수지 20~30 중량%, 모노머 40~50 중량%, 안료 10~20 중량%, 광개시제 2~5 중량%, 첨가제 0~5 중량%를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 모노머는 TMPTA(Trimethylol Propane Triacrylate)와 같은 3관능기 모노머, TPGDA(Tripropylene Glycol Diacrylate)와 같은 2관능기 모노머, HEA(Hydroxy Ethyl Acrylate), HPA(Hydroxy Propyl Acrylate)와 같은 단관능기 모노머중에서 하나를 선택하여 사용하면 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 방법의 구성은, 심재의 표면에 LPM층이 형성된 목재를 준비하는 단계와, 상기한 LPM층상에 롤코터를 이용하여 친환경 UV 프라이머를 도포한 뒤에 자외선으로 경화시키는 단계와, 상기한 친환경 UV 프라이머층상에 롤코터를 이용하여 샌딩 실러를 도포한 뒤에 자외선으로 경화시키는 단계와, 상기한 친환경 UV 프라이머층상에 도포된 샌딩 실러를 연마한 뒤에 연마된 샌딩 실러를 브러시로 털어낸 후 목재에 발생된 정전기를 제거함과 동시에 에어 샤워를 시키는 단계와, 상기한 샌딩 실러층상에 커텐코터를 이용하여 친환경 상도를 도포한 뒤에 프레시오프존을 통과시키면서 잔류 유기용제를 제거하는 단계와, 상기한 프레시오프존을 통과한 목재를 TL 램프존을 통과시키면서 자외선으로 예비 경화를 시킨 후에 하이파워존을 통과시키면서 자외선으로 완전 경화를 시키는 단계와, 상기한 하이파워존을 통과한 목재를 냉각부스를 통과시키면서 제트 샤워를 이용하여 쿨링시키는 단계를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 방법의 구성은, 상기한 친환경 UV 프라이머를 도포한 뒤에 자외선으로 경화시키는 경우에, 16.8KW UV 램프 1개 광량의 자외선으로 경화를 시키면 바람직하다.
이 발명의 방법의 구성은, 상기한 친환경 UV 프라이머층상에 샌딩 실러가 도포된 목재를 자외선으로 경화시키는 경우에, 16.8KW UV 램프 3개 광량의 자외선으로 경화시키면 바람직하다.
이 발명의 방법의 구성은, 상기한 프레시오프존은 0.1~0.5 m/s의 풍속으로 25~40도의 온풍을 발생시키면 바람직하다.
이 발명의 방법의 구성은, 상기한 TL 램프존(TL lamp zone)을 통과시키면서 자외선으로 예비 경화를 시키는 경우에, 140W 용량의 TL 램프를 100개 사용한 광량의 자외선으로 예비 경화를 시키면 바람직하다.
이 발명의 방법의 구성은, 상기한 하이파워존(high power zone)을 통과시키면서 자외선으로 완전 경화를 시키는 경우에, 16.8KW 용량의 UV 램프를 5개 사용한 광량의 자외선으로 경화를 시키면 바람직하다.
이 발명은, 스티렌(styrene)과 같이 인체에 유해한 화학물질을 사용하지 않고서 친환경 UV 프라이머층과 친환경 상도층을 형성하여 목재를 마감함으로써 사용자 건강을 보호할 수 있는, 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 가구용 목재 패널의 단면 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 가구용 목재 패널의 제조방법의 흐름도이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어의 표현은, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 방향에 관한 표현은 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 가구용 목재 패널의 단면 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 가구용 목재 패널의 구성은, 표면에 LPM층(2)이 형성되어 있는 심재(1)와, 상기한 LPM층(2)상에 형성되어 있는 친환경 UV 프라이머층(3)과, 상기한 친환경 UV 프라이머층(3)상에 형성된 샌딩 실러층(4)과, 상기한 샌딩 실러층(4)상에 형성된 친환경 상도층(5)을 포함하여 이루어진다.
상기한 심재(1)로서는 MDF(Medium Density Fiber board), PB(Particle Board), 합판(Plywood), 원목을 사용한다.
상기한 MDF는 목질 재료를 원료로 하여 얻는 목섬유를 접착제와 함께 고온, 고압으로 압착 성형한 판재로서, 조직이 치밀하고 균일한 특성이 있으며, 기계 가공성과 강도가 우수하므로 일반 목재를 대신하여 가구, 스피커 외관, 탁구대 등의 재료로 널리 이용된다. 또한, 표면이 단단하고 평활하여 페인트를 칠하거나 장식용 필름을 접착하여 사용하기 쉽다.
상기한 PB는 원목으로 목재를 생산하고 남은 폐 잔재를 부수어 작은 조각으로 만든 후에 접착제를 섞어서 고온 고압으로 압착시켜서 만든 가공재로서, 원목이 가지는 단점을 보완할 수 있으며, 소리를 잘 흡수하고, 크기나 모양을 다양하게 할 수 있으며, 여러 가지 원목의 가공 과정에서 발생하는 폐 잔재를 재활용한다는 측면에서 효율적이고 경제적이다.
상기한 합판은 목재의 얇은 판을 나뭇결의 방향이 서로 직교(直交)하도록 접착제로 붙인 것으로서, 합판을 만드는 데 쓰는 박판(薄板)을 베니어(veneer)라고 한다. 단판(單板)으로는 나뭇결을 따라 쪼개지기 쉽고, 수분에 의하여 수축 또는 팽창하기 쉽다는 결점을 보완할 수 있을 뿐만 아니라, 중심부에는 반드시 양질재(良質材)를 쓸 필요가 없으므로 목재의 이용 효율이 높아진다.
상기한 친환경 UV 프라이머층(3)은 우레탄 아크릴레이트 수지 20~30 중량%, 모노머 40~50 중량%, 안료 10~20 중량%, 광개시제 2~5 중량%, 첨가제 0~5 중량%를 포함하여 이루어진다.
상기한 모노머는 반응성 희석제로 사용되는데, TMPTA(Trimethylol Propane Triacrylate)와 같은 3관능기 모노머, TPGDA(Tripropylene Glycol Diacrylate)와 같은 2관능기 모노머, HEA(Hydroxy Ethyl Acrylate), HPA(Hydroxy Propyl Acrylate)와 같은 단관능기 모노머중에서 선택하여 사용한다.
상기한 광개시제는 모노머가 광 중합하는데 필요한 에너지를 가함으로써 모노머가 경화된 후의 고분자 물질로 바뀌도록 광 중합을 개시시키는 역할을 한다.
상기한 샌딩 실러층(4)은 샌딩 실러를 이용하여 형성한다.
상기한 샌딩 실러는 밑칠한 도막위에 도장하는 도료로서, 연마에 의해 사용한 후에 평탄한 도장 소지를 작성함으로써 위칠 도료의 도장 품질을 향상시키고, 산소를 차단하는 역할을 한다.
상기한 친환경 상도층(5)은 불포화 폴리에스테르 수지 30~40 중량%, 모노머 50~60 중량%, 광개시제 2~5 중량%, 첨가제 0~5 중량%를 포함하여 이루어진다.
상기한 불포화 폴리에스테르 수지는 무색 투명한 열경화성 수지로, 무수(無水) 말레인산과 푸마르산 같은 불포화 디카르본산(dicarboxylic acid) 및 2가(二價)알코올을 반응시켜 제조한다. 뛰어난 내열성, 내식성을 갖고 있으며, 그 대부분이 FRP(섬유강화 플라스틱)의 매트릭스로 사용되고 있다. 최근에는 아라미드 섬유 같은 새로운 강화재가 개발됨에 따라 보다 고강도의 FRP가 실현되었기 때문에 그 용도는 더욱 확대되고 있다.
상기한 모노머는 반응성 희석제로 사용되는데, TMPTA(Trimethylol Propane Triacrylate)와 같은 3관능기 모노머, TPGDA(Tripropylene Glycol Diacrylate)와 같은 2관능기 모노머, HEA(Hydroxy Ethyl Acrylate), HPA(Hydroxy Propyl Acrylate)와 같은 단관능기 모노머중에서 선택하여 사용한다.
상기한 광개시제는 모노머가 광 중합하는데 필요한 에너지를 가함으로써 모노머가 경화된 후의 고분자 물질로 바뀌도록 광 중합을 개시시키는 역할을 한다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 가구용 목재 패널의 제조방법의 흐름도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 가구용 목재 패널의 제조방법의 구성은, 심재(1)의 표면에 LPM층(2)이 형성된 목재를 준비하는 단계(S10)와, 상기한 LPM층(2)상에 롤코터를 이용하여 친환경 UV 프라이머를 도포하는 단계(S20)와, 상기한 LPM층(2)상에 친환경 UV 프라이머가 도포된 목재를 16.8KW UV 램프 1개 광량의 자외선으로 경화시키는 단계(S30)와, 상기한 친환경 UV 프라이머층(3)상에 롤코터를 이용하여 샌딩 실러를 도포하는 단계(S40)와, 상기한 친환경 UV 프라이머층(3)상에 샌딩 실러가 도포된 목재를 16.8KW UV 램프 3개 광량의 자외선으로 경화시키는 단계(S50)와, 상기한 친환경 UV 프라이머층(3)상에 도포된 샌딩 실러를 연마하는 단계(S60)와, 연마된 샌딩 실러를 브러시로 털어내는 단계(S70)와, 연마된 샌딩실러를 브러시로 털어낸 목재에 발생된 정전기를 제거함과 동시에 에어 샤워를 시키는 단계(S80)와, 상기한 샌딩 실러층(4)상에 커텐코터를 이용하여 친환경 상도를 도포하는 단계(S90)와, 상기한 샌딩 실러층(4)상에 친환경 상도가 도포된 목재를 0.1~0.5 m/s의 풍속으로 25~40도의 온풍을 발생시키는 프레시오프존을 통과시키면서 잔류 유기용제를 제거하는 단계(S100)와, 상기한 프레시오프존을 통과한 목재를 TL 램프존을 통과시키면서 140W TL 램프 100개 광량의 자외선으로 예비 경화를 시키는 단계(S110)와, 상기한 TL 램프존을 통과한 목재를 하이파워존을 통과시키면서 16.8KW UV 램프 5개 광량의 자외선으로 완전 경화를 시키는 단계(S120)와, 상기한 하이파워존을 통과한 목재를 냉각부스를 통과시키면서 제트 샤워를 이용하여 쿨링시키는 단계(S130)와, 냉각된 목재의 친환경 상도층(5)상에 보호랩을 부착시키는 단계(S140)를 포함하여 이루어진다.
상기한 TL 램프는 자외선 형광등의 일종이다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 가구용 목재 패널의 제조방법의 작용은 다음과 같다.
먼저, 심재(1)의 표면에 LPM층(2)이 형성된 목재를 준비한 후에(S10), 상기한 LPM층(2)상에 롤코터를 이용하여 친환경 UV 프라이머를 도포한다(S20).
이와 같이 LPM층(2)상에 친환경 UV 프라이머를 도포한 후에, LPM층(2)상에 친환경 UV 프라이머가 도포된 목재를 16.8KW UV 램프 1개 광량의 자외선으로 경화시킨다(S30).
이어서, 상기한 친환경 UV 프라이머층(3)상에 롤코터를 이용하여 샌딩 실러를 도포한 후에(S40), 이와 같이 친환경 UV 프라이머층(3)상에 샌딩 실러가 도포된 목재를 16.8KW UV 램프 3개 광량의 자외선으로 경화시킨다(S50).
다음에, 친환경 UV 프라이머층(3)상에 도포된 샌딩 실러를 연마한 후에(S60), 연마된 샌딩 실러를 브러시로 털어낸다(S70).
이어서, 연마된 샌딩실러를 브러시로 털어낸 목재에 발생된 정전기를 제거함과 동시에 에어 샤워를 시킨 후에(S80), 상기한 샌딩 실러층(4)상에 커텐코터를 이용하여 친환경 상도를 도포한다(S90).
다음에, 상기한 샌딩 실러층(4)상에 친환경 상도가 도포된 목재를 0.1~0.5 m/s의 풍속으로 25~40도의 온풍을 발생시키는 프레시오프존(fresh off zone)을 통과시키면서 잔류 유기용제를 제거하고(S100), 이와 같이 프레시오프존을 통과한 목재를 TL 램프존(TL lamp zone)을 통과시키면서 140W TL 램프 100개 광량의 자외선으로 예비 경화를 시킨 후에(S110), 상기한 TL 램프존을 통과한 목재를 다시 하이파워존(high power zone)을 통과시키면서 16.8KW UV 램프 5개 광량의 자외선으로 완전 경화를 시킨다(S120).
이어서, 상기한 하이파워존을 통과한 목재를 냉각부스를 통과시키면서 제트 샤워를 이용하여 쿨링시킨 후에(S130), 냉각된 목재의 친환경 상도층(5)상에 보호랩을 부착시키게 된다(S140).
이 경우에, 상기한 친환경 상도층(5)상에 광촉매 및 방염 코팅을 한 후에, 상기한 광촉매 및 방염 코팅층(6)상에 보호랩을 부착시킬 수도 있다.
이와 같이 스티렌(styrene)과 같이 인체에 유해한 화학물질을 사용하지 않고서 친환경 UV 프라이머층과 친환경 상도층을 형성하여 목재를 마감함으로써 사용자 건강을 보호할 수 있게 된다.
1 : 심재 2 : LPM층
3 : 친환경 UV 프라이머층 4 : 샌딩 실러층
5 : 친환경 상도층 6 : 광촉매 및 방염 코팅층

Claims (11)

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  5. 심재의 표면에 LPM층이 형성된 목재를 준비하는 단계와,
    상기한 LPM층상에 우레탄 아크릴레이트 수지 20~30 중량%, 모노머 40~50 중량%, 안료 10~20 중량%, 광개시제 2~5 중량%, 첨가제 0~5 중량%를 포함하는 친환경 UV 프라이머를 롤코터를 이용하여 도포한 뒤에 16.8KW 용량의 UV 램프를 1개 사용한 광량의 자외선으로 경화시키는 단계와,
    상기한 친환경 UV 프라이머층상에 롤코터를 이용하여 샌딩 실러를 도포한 뒤에 16.8KW UV 램프 3개 광량의 자외선으로 경화시키는 단계와,
    상기한 친환경 UV 프라이머층상에 도포된 샌딩 실러를 연마한 뒤에 연마된 샌딩 실러를 브러시로 털어낸 후 목재에 발생된 정전기를 제거함과 동시에 에어 샤워를 시키는 단계와,
    상기한 샌딩 실러층상에 불포화 폴리에스테르 수지 30~40 중량%, 모노머 50~60 중량%, 광개시제 2~5 중량%, 첨가제 0~5 중량%를 포함하는 친환경 상도를 커텐코터를 이용하여 도포한 뒤에 0.1~0.5 m/s의 풍속으로 25~40도의 온풍을 발생시키는 프레시오프존을 통과시키면서 잔류 유기용제를 제거하는 단계와,
    상기한 프레시오프존을 통과한 목재를 TL 램프존을 통과시키면서 140W 용량의 TL 램프를 100개 사용한 광량의 자외선으로 예비 경화를 시킨 후에, 하이파워존을 통과시키면서 16.8KW 용량의 UV 램프를 5개 사용한 광량의 자외선으로 완전 경화를 시키는 단계와,
    상기한 하이파워존을 통과한 목재를 냉각부스를 통과시키면서 제트 샤워를 이용하여 쿨링시키는 단계와,
    상기한 친환경 상도층상에 광촉매제와 방염제가 혼합되어 있는 광촉매 및 방염 코팅층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기한 모노머는 TMPTA(Trimethylol Propane Triacrylate)의 3관능기 모노머, TPGDA(Tripropylene Glycol Diacrylate)의 2관능기 모노머, HEA(Hydroxy Ethyl Acrylate), HPA(Hydroxy Propyl Acrylate)의 단관능기 모노머중에서 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 가구용 목재 패널의 제조방법.
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