KR960011357B1 - Uv-코팅된 고광택 건축내장재 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

UV-코팅된 고광택 건축내장재 및 이의 제조방법.

제1도는 본 발명의 UV-코팅된 판재타일 및 내습천정재의 구조를 나타내는 도면이다.

제2조는 본 발명의 UV-코팅된 자연석 화장판의 구조를 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

제1도 a : 기재층(세라믹보드) b : 실러(sealer)층

c: 하도(base coat)층 d : 상도(top coat)층

제2도 a' : 기재층(세라믹보드) b': 실러(sealer)층

c': 표면층

본 발명은 UV-코팅된 고광택(UV-coated high glossy)건축 내장재 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 세라믹보드를 표면처리, 홈절삭, 강도보강 및 방수처리, 우레탄 하도, 우레탄 착색, 무늬인쇄, UV-도료코팅 및 절달하므로써 제조된 UV-코팅된 고광택 건축 내장재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본래, 건축물은 추위와 비바람등으로부터 인간의 생활공간을 안정하게 보호 및 유지시키는 실용적인 측면뿐만 아니라 인간의 미적 창작력이 종합적으로 표현되는 예술적 측면도 함게 지니고 있는 바, 근래에 이르러서는 이러한 건축물의 미학적 측면이 보다 더 강조되는 경향이 있으며, 이에 따르는 건축물의 구조 및 보다 다양한 건출 재료의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

특히,건축 내장재의 경우, 이러한 미학적 측면이 보다 더 증시되고 있으나, 불연속, 내수성, 내구성등 건축 재료로서 기본적으로 갗추어야 하는 성질을 지니면서 동시에 인간의 미적감각을 만족시켜줄 수 있는 재료의 개발은 아직 만족할 만한 수준에 와있다고는 할수 없는 상태이다. 상기와 같은 건축재료로서의 성질을 지니면서 인간의 미적 감각에 맞는 재료로서 개발된 종래의 건축재료로는, 목재를 이용한 화장판, 석고보드, 광물질 섬유판, 천연 및 인조대리석 및 기존의 타일류등이 있으나, 목재를 이용한 화장판의 경우, 목재의 무늬등 미적인 측면에서는 만족할만 하지만 불연성, 내수성, 내수성등 건축재료로서의 성질이 떨어지는 단점이 있으며, 석고보드를 이용한 건축재료의 경우, 석면분진이 인체에 폐병, 폐암등을 유발하는 원인이 된다는 사실이 알려져 건축재료로서의 여러 가지 장점에도 불구하고 세계적으로 그 사용이 금지되어 가고 있는 단계에 있으며, 광물질 섬유판의 경우, 화장성 면에서 떨어지는 단점이 있고, 천연 및 인도 대리석의 경우, 외판 특성등 미적인 측면에서는 우수하지만, 값이 비싸고 경도에 문제가 있으며, 기존 타이류의 경우, 황토를 벽돌처럼 찍어서 건조시킨후 세라믹 또는 유리성분을 바른 뒤 고온(약 1400℃ 이상)에서 녹여 굽어내는 방법으로 제조하여 제조방법이 복잡하고, 시간이 많이 사용되며, 습식공법으로 작업이 지연되고 열 또는 충격에 약한 단점이 있다.

이와 같은 종래의 건축재료의 단점을 극복한 재료로서 세라믹을 이용한 건축재료가 현재 널리 이용되고 있다. 세라믹은 실리콘 산화물과 규산염으로 알려진 착화합물이 풍부한 토양 원료물질을 고온에서 소결하여 제조된 물질로서, 재전압, 유전손실등의 전기적 특성이 탁월하여 전자공업분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 내열성, 내후성, 기계적 특성등이 우수하고, 특히 흡수성이 없어서 벽돌, 타일, 테라코타, 광택건축벽돌, 유리제품, 시멘트첨가물등의 건축재료로서 건축분야에서도 널리 이용되고 있는 물질이다.

이러한 세라믹을 이용한 세라믹 보드는 SiO₂, CaCO₃에 고로 슬래그를 첨가한 보드로서 SiO₂, CaCO₃및 석면으로 이루어진 종래의 석고보드보다 불연성 및 강도가 크게 개선된 우수한 건축재료이다. 특히, 첨가된 고로 슬래그는 제철공업에서 다량으로 산출하는 부산물로서, 이의 우수한 열적 부피 팽창성이 내화 단열구조의 형성을 가능하게 하여 세라믹 보드가 종래의 석면보드보다 우수한 성질을 갖게하는 특성이 있다.

본 발명의 목적은 전술한 바와같은 세라믹보드를 이용하여 불연성, 내수성, 건축재료로서의 성질이 우수하고, 동시에 인간의 미적 감각에 맞는 건축재료 및 이의 제조방법을 제공하는 데에 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, UV-코팅된 고광택건축 내장재 예를들면, UV-코팅된 고광택 판재타일, 내습천정재 및 자연석 화장판 및 이의 제조방법이 제공된다.

본 발명에 따르는 UV-코팅된 고광택 판재타일(이후, 교에이스(제품명)라 약술함) 및 내습천정재(이후, 페어라인(제품명)이라 약술함)는 제1도에서 보는 바와 같이, 아래에서부터 순차적으로 적층된 실러(sealer)층(b), 기재층(a), 실러층(b), 하도(base coat)층 (c) 및 상도(top coat)층 (d)으로 구성되어 있으며, UV-코팅된 자연석 화장판(이후, 네오스톤(제품명)으로 약술함)은, 제2도에서 보는 바와 같이, 아래에서부터 순차적으로 적층된 실러층(b'), 기재층(a'), 실러층(b') 및 표면층(c')으로 구성되어 있다. 전술한 바와 같이 본 발명의 교에이스 및 페어라인은 본 발명의 네오스톤과 그 적층 구조가 상이한 점 이외에도 적층판에 홈이 파여져 있는 점에서 차이가 있다.

본 발명의 교에이스, 페어라인 및 네오스톤을 이루는 각 층을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

실러층〔(b) 및 (b')〕은 기재층〔(a) 및 (a')〕에 물이 흡수되지 않도록 하기 위해 통상의 방수처리액을 사용하여 기재층을 양면도장으로써 형성된 방수처리층이다. 여기에 사용된 통상의 방수처리액(제품명: crude MDI, 공급원:동주산업)에는 NCO의 작용기를 갖는 화합물이 함유되어 있어서, 이 화합물이 세라믹보드 자체내에 함유된 수분(세라믹보드는 통상 약 14중량%의 수분을 함유하고 있다)과 다음과 같은 우레탄 가교 반응을 한다.

즉, 세라믹 보드내에 함유된 수분의 OH기와 방수처리액 중에 함유된 화합물의 NCO기가 상기와 같이 우레탄 가교 반응하여 중합체를 형성함으로써, 기재층의 양면에 피복막이 형성된 형태를 실러층이 물의 흡수를 막아주게 됨으로써 내수성이 보강되고, 우레탄 가교 반응으로 형성된 중합체에 의해 기재층의 강도가 강화되는 효과가 나타나게 된다. 전술한 바와같이 실러층은 기재의 내수성을 보강하고, 강도를 향상시키기 위한 층으로서, 통상 기재 처리층이라고도 칭하여진다.

본 발명의 교에이스 및 페어라인을 이루는 하도(base coat)층(c)은 기재의 색상을 은폐하고 기재의 평활도를 증대시키기 위한 층으로서, 통상 기재의 엷은 회색을 우레탄으로 피복하여 백색의 색을 갖도록 처리하고, 이렇게 처리된 층에 제품의 색상을 얻기위해 원하는 색의 안료를 사용하는 칼라코팅(color coating)하고, 필요한 경우에, 무니를 인쇄함으로써 생성된 층이다.

특히, 칼라코팅은 무황변 화공약품으로 처리도장함으로써 햇볕에 노츨되었을 때에 황변현상이 일어나지 않도록 하는 작용을 하며, 인쇄된 무늬는 거미줄 무늬, 글무늬 등 다양한 모양으로 인쇄되어 최종제품이 내장재로서의 미적기능을 갖도록 하며, 다양한 모양의 제품을 얻도록 해준다.

본 발명의 교에이스 및 페어라인을 이루는 상도(top coat)층 (d)은 자외선(UV)경화성 도료를 사용하여 피복된 층으로서, 제품표면이 고광택을 유지하도록 하며, 스크래치(scratch)를 방지하기 위한 층이다. 이에 이용되는 자외선경화성 도료는 아크릴계 자외선 경화성 도료 또는 에폭시계 자외선 경화성 도료이며, 이의 예로는 비스페놀 A 에폭시 도료, 비스페놀 F 에폭시도료, 브롬화된 비스페놀 A 에폭시도료, 페놀노볼락에폭시도료 또는 크레졸노볼락에폴시도료, (메타)아크릴레이트 도료, 올리고에스테르(메타)아크릴레이트 도료등이 있다.

상도층은 이러한 자외선 경화성 도료가 하기와 같은 라디칼 반응을 통해 하도층에 피복됨으로써 얻어진 층이다.

A. 개시반응단계(initiation reaction step)

B. 전파반응단계(propagation reaction step)

C. 종결반응단계(termination reaction step)

A' . 개시 반응단계: 상기 반응식 Ⅱ의 A와 동일함.

B' . 전파반응단계

C' 종결반응단계: 상기 반응식 Ⅱ의 C와 유사함.

〔* 상기 반응식Ⅱ 및Ⅲ의 전파반응단계(B,B') 및 종결반응 단계(C,C')는 다양한 라디칼의 중합반응에 의해 여러 가지 반응형태로 나타날 수 있으나, 대표적인 반응만을 기술하였음.〕

상기와 가큰 자외선 경화성 도료의 라디칼반응에 의해 형성된 UV코팅층은 종래의 아크릴 우레탄 도료로 마감 도장한 재료에 비해 광택성이 탁월하고, 스크래치 내성이 탁월하여 우수한 건축재료를 얻을 수 있도록 해준다.

본 발명의 네모스톤을 이루는 각 층중에서, 기재층(a') 및 실러층(b')은 절순한 바와 같고, 표면층(c')은 대리석 모양의 무늬가 있는 페이퍼(paper)를 실러층(b')위에 수성 접착제를 사용하여 부착시킨 뒤, 그 위에 전술한 바와 같은 UV-경화성 도료를 사용하여 피복함으로서 생성된 층으로, 본 제품이 대리석을 내장재로 사용한 것과 똑같은 효과를 얻을 수 있도록 해준다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 UV-코팅된 고광택 건축내장재의 제조방법을 제공하는데에 있으며, 본 발명에 따르면(1)표면평활도 공정, (2)홈 절삭공정, (3)기재강도보강 및 방수처리공정, (4)우레탄하도공정, (5)우레틴착색코팅공정, (6)무늬인쇄공정, (7)UV도료상도공정 및 (8) 절완공정으로 이루어진 UV-코팅된 고광택 건축 내장재의 제조방법이 제공된다.

상기의 각 공정들을 분석하면 다음과 같다.

(1) 표면평활도 공정

3개의 헤드드럼(heas drum)이 장착된 연마기(제조된: 기꾸가와사)에 금강석 가루가 부착된 샌드페이퍼를 사용하여 3,000~30,000rpm으로 세라믹보드를 자동연마하여 보드의 표면이 평활하게 되도록 한다.

(2) 홈 절삭공정

5축의 스핀들(spindle)이 고속회전을 하는 자동 N.C. Router기(공급원: 삼성기계주식회사)를 사용하여 폭이 3.2~3.5㎜이고, 길이가 약 1.5 ㎜인 홈을 가공한다. 가공시에 생성되는 가루는 집진장치를 사용하여 흡입하면서 가공을 수행한다. 이러한 홈 절삭공정은 필요한 경우에 수행하며, 경우에 따라서는 생략할 수도 있다.

(3) 기재 강도보강 및 방수처리공정

백로올(back roll)과 가공로올(processing roll)로 이루어진 로울코팅기(Roll Coater, 공급원: 동영엔지니어링)의 두 개의 로울 사이에 세라믹보드를 위치시키고, 방수처리액(Crude-MDI)을 세라믹보드에 양면에 분무하면서 로울코팅기를 가동하여 세라믹보드를 양면 도장한다. 이 공정은 전술한바와 같이 완성품의 강도 및 내수성을 보강하기 위한 것이다.

(4)우레탄 하도 공정

기재의 평활성을 좋게하고, 색상을 피복하기 위한 전처리공정으로, 스펀지 코팅기(Sporye Coater,공급원:통영 엔지니어링) 및 로울코팅기(Roll Coater)를 사용하여 우레탄 도료를 도장한다. 이 공정은 기재의 색상이 노출되지 않도록 하기 위한 공정이다.

(5) 우레탄 착색코팅공정

스테인로울코팅기(Stain Roll Coater, 제조원: 파낙스(주))를 사용하여 제품의 색상을 나타내도록 칼라코팅한다. 이때, 황변현상을 방지하기 위해 무황변 화공약픔을 사용하여 처리도장한다.

(6) 무늬 인쇄공정

제품의 은은함과 우아함을 살리기 위해 스크린프린터기(Screen Printer, 제조원: 파낙스(주))를 사용하여 무늬를 인쇄한다. 제판 무늬는 거미줄 무늬, 글무늬등 다양한 인쇄망을 사용하여 인쇄한다. 이 공정은 필용한 경우에만 수행하며, 생략가능하다.

(7) UV- 도료 상도 공정

전술한 자외선 경화성 도료를 로울코팅기와 플로우 코팅기(Flow Coater, 제조원: 이와따(주))를 사용하여 도장함으로서 제품 표면의 광택성을 좋게하고, 스크리채 내성을 향상시킨다. 자외선의 원천(source)으로는 30~120w/cm의 석영유리등을 사용하며, 조사거리는 15~30cm로 한다.

(8)절완공정

양면 절단기(Tenena, 공급원:삼성기계(주)를 사용하여 보드가 3'x8'이면 900×2400M/M로 3'x6'이면 900×1800M/M로 절단하여 제품의 규격을 통일시킨다. 상기 공정을 정리하여 나타내면 하기와 같다.

전술한 방법으로 제조된 본 발명의 UV-코팅된 건축내장재는 종래의 건축 내장재보다 불연성, 내수성, 내구성, 내후성, 스크래치내성, 내오염성, 내충격성등이 탁월하며, 이를 사용하여 공사를 팔 때, 대표적으로 공기를 절감할 수 있고, 시공성이 우수하여 인건비 절감의 효과를 가져오며, 다양한 디자인 및 패턴의 제품을 생산할 수 있어 의정성 및 장식성이 우수하며, 온도가 습도변화에 따르는 수축팽창이 없어 치수안정성이 탁월하므로, 건축재료로서의 우수한 성질을 지니고, 동시에 인간의 미적감각을 충족시켜주는 건축재료로서 손색이 없다.

이러한 건축내장재로서의 특징으로 인하여, 본 발명의 UV-코팅된 건축내장재는 주거용 건물의 주방, 욕실, 화장실 등의 벽체, 상가, 호텔, 사무실 및 공용화장실의 벽체, 로비, 엘리베이터홀 벽체, 대형주방, 사우나, 수영장, 체육관 등의 천정 및 벽체, 화장실칸막이, 발코니 하고 칸막이 등으로 사용할 수 있다. 또한, 방수 및 타일 공사를 하지 않고, 본 발명의 UV-경화성 건축내장제를 사용하여 욕실의 모든 구성부재, 즉 바닥방수판, 벽, 천청판등을 하나의 시스템으로 일체화한 조립식 욕실을 만들 수 있으며, 이러한 방법에 의하면 공기가 단축되고, 원가가 절감되며,( 내부조립방식을 채택함으로서) 공간 활용을 극대화 할수 있고, 다양한 디자인의 욕실을 만들 수 있다는 장점이 있다.

전술한 본 발명의 건축내장재의 특성을 시험예를 통하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 시험을 위해 본 발명을 건축용 내장재를 일정한 크기로 잘라 시험용 조각을 만들어 사용한다.

시험예 1(경도시험)

KS F 3516에 따라, 만덴스형 긁힘경도계(지름: 3㎜, 하중 : 500gf)를 사용하여 시험용 조각의 표면을 위로하여 종횡방향으로 각각 약 30㎜긁은 뒤, 약 60cm 지점에서 육안으로 관찰한다. 결과는 양화하였다.

시험예 2(내충격 시험)

KS F 2221에 따라, 표면을 위로하여 수평을 유지한 시험용 조각의 중앙부에 구형추를 40cm 높이에서 낙하시켜 균열, 박리, 관통구멍 및 터짐의 상태를 약 60cm 지점에서 육안으로 관찰한다. 아무런 이상이 없음을 확인하였다.

시험예 3(변퇴색시험)

KS F 2274에 따라, 시험용 조각을 선샤인 카본 아크등의 광에 노출시켜 24시간 간격으로 관찰하여 200기간 조사한 후 표준회색 색표로 판정한다.

4호 이상의 결과를 얻었다.

시험예 4(오염시험)

KS F 3516에 따라, 적색크레용을 화장면이 보이지 않을때까지 칠하고 2시간 방치후 용제 또는 세제로 닦은 후 요염용 표준회색 색표에 규정된 그레이(gray)스케일과 비교한다. 변화가 없음을 확인하였다.

시험예 5(내수시험)

KS F 3516에 따라, 시험용 조각을 60℃±3℃에서 2시간 건조시킨다. 아무런 변화가 없음을 확인하였다.

시험예 6 (마모시험)

KS F 3516에 따라, KS에 규정된 마모시험장치를 사용하여, 수평면과 45℃ 각도를 유지한 시험용 조각의 중앙부에 400㎜ 높이에서 탄화규소 연삭재 C= =20을 2분간 낙하시켜 부착가루를 잘 닦고 기판의 노츨 유무를 관찰한다. 양호한 결과를 얻었다.

상기 시험결과에서 확인 할 수 있는 바와 같이 본 발명의 UV-코팅된 건축내장재는 경도, 내충격성, 변퇴색내성, 내오염성, 내수성, 내구성, 스크래치내성등이 탁월하여 건축재료로서 우수한 성질을 갖는 다른 것을 알수 있다.

Claims (3)

1. 세라믹보드를 연마기로 연마하고, 필요한 경우 폭이 3.2~3.5㎜이고, 길이가 1.5㎜인 홈을 가공하고 MDI를 사용하여 세라믹보드내에 본래 함유된 수분과 반응시켜 방수처리 및 강도보강을 하며, 우레탄층을 생성 및 착색코팅하고, 필요한 경우 스크린 프린터기로 무늬를 인쇄하며, UV-경화성 도료의 라디칼 반응을 통해 고광택의 층을 생성시키고, 필요한 경우 절완함을 특징으로 하는 UV-코팅된 고광택 건축내장재의 제조방법.
2. 아래에서부터 순차적으로 적층된 방수처리 및 강도보강용 실러(sealer)층, 세라믹보드로된 기재층, 방수 처리 및 강도 보강용 실러층, 우레탄하도(base coat)층 및 UV-코팅된 도료로된 고광택의 상도(top coat)층으로 구성됨을 특징으로 하는 제1항에서 청구한 방법으로 제조한 건축용 판재타일 및 내습천정재.
3. 아래에서부터 순차적으로 적층된 방수처리 및 강도보강용 실러층, 세라믹보드로된 기재층, 방수처리 및 강도 보강용 실러층, UV-코팅된 도료로된 고광택의 표면층으로 구성됨을 특징으로 하는 제1항에서 청구한 방법으로 제조한 건축용 자연석 화장재.