나노 세라믹이 함유된 스테인 및 이의 제조방법

나노 세라믹이 함유된 스테인 및 이의 제조방법{Stain Contained Ceramic and Method Manufacturing The Same}

본 발명은 나노 세라믹이 함유된 스테인 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 목재에 도장 시 목재표면의 경도를 높여주며, 우수한 도장품질 및 내구성이 높은 친환경 나노 세라믹이 함유된 스테인 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 목재로 이루어진 가구, 건축물물 조형물 등의 표면을 일정한 도료를 사용하여 도장 처리하게 되는데, 이러한 도료로는 나무의 결을 살릴 수 있도록 하며 다양한 색을 나타낼 수 있는 스테인이 최근에 주로 사용되고 있다.

스테인에는 수성과 유성으로 나눌 수 있으며, 내부에 사용되는 목재용 가구 등은 수성 스테인을 사용하고, 외부에 사용되는 건축물의 외부나 조형물 등에는 유성 스테인이 주로 사용되고 있다.

종래의 수성 스테인은 도포가 쉽고, 건조가 빨라 작업이 용이하다는 장점이 있지만, 매년 또는 2년을 주기로 재 도장해야 하는 번거러움이 존재하였다.

또한, 유성 스테인 중 오일스테인의 경우에는 하드우드(강화목재)나 인조목재에는 도장이 되지 않는 문제점이 있었다.

더욱이, 종래의 스테인은 자외선에 노출되면, 색이 변하게 되며, 샌딩페이퍼로 도장면을 샌딩하는 경우에는 완전히 박리 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 종래의 스테인과는 달리 목재에 도장 시 목재표면의 경도를 높여 반영구적으로 사용이 가능하도록 하는 나노 세라믹이 함유된 스테인 및 이의 제조방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수성안료를 수용성 유기용제와 혼합하여 분산시키는 수성안료 분산단계 및 상기 수성안료 분산단계를 통해 수성안료가 분산된 상기 수용성 유기용제에 액체 상태의 폴리 우레탄 폴리머(Poly-urethane polymer)와 나노 세라믹 폴리머(Nano-Ceramic polymer)를 혼합하는 혼합단계를 포함하여 이루어지는 나노 세라믹이 함유된 스테인 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 혼합단계는 액체 상태의 폴리 우레탄 폴리머(Poly-urethane polymer) 35 ~ 50 중량% 및 나노 세라믹 폴리머(Nano-Ceramic polymer) 45 ~ 55 중량%을 혼합하여 이루어 질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리 우레탄 폴리머(Poly-urethane polymer) 35 ~ 50 중량%, 나노 세라믹 폴리머(Nano-Ceramic polymer) 45 ~ 55 중량%, 수용성 유기용제 10 ~ 25 중량% 및 수성안료 5 ~ 30 중량%를 포함하여 조성된 나노 세라믹이 함유된 스테인을 제공한다.

여기에서 상기 수용성 유기용제는 에탄올로 이루어 질 수 있다.

첫째, 수성안료를 수용성 유기용제와 혼합하여 분산시킴으로 인하여 다양한 색상이 구현될 수 있다는 장점이 있다.

둘째, 나노 세라믹이 함유된 스테인이 폴리 우레탄 폴리머(Poly-urethane polymer)와 나노 세라믹 폴리머(Nano-Ceramic polymer)를 포함하여 조성됨으로 인하여 내수성, 내부식성, 내스크래치성이 향상되고, 목재에 도장 시 목재 표면의 경도를 높여주어 반영구적으로 방수기능이 유지될 수 있는 효과가 있다.

이에 따라, 방부, 방충, 항균기능이 강화되고, 목재의 변형 및 균열이 방지되며, 탈색 및 변색이 방지되는 효과가 있다.

셋째, 목재를 소재로 한 모든 제품에 사용가능하고, 하드우드 및 인조목제에도 적용이 가능하며, 시멘트, 철재, 플라스틱 및 PVC 등에도 사용 가능하여 그 용도가 다양하다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인이 도장되어 다양한 색상의 구현이 가능함을 보여주는 도면;
도 2는 자외선에 노출되었을 때 본 발명에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인이 도장된 목재소재의 제품과 종래의 스테인이 도장된 제품과의 차이를 보여주는 도면;
도 3은 샌딩페이퍼로 도장면을 샌딩하는 경우에 본 발명에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인이 도장된 목재소재의 제품과 종래의 스테인이 도장된 제품과의 차이를 보여주는 도면; 및
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인의 제조방법을 나타내는 순서도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인의 조성 및 성질에 대하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 1은 본 발명에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인이 도장되어 다양한 색상의 구현이 가능함을 보여주는 도면이고, 도 2는 자외선에 노출되었을 때 본 발명에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인이 도장된 목재소재의 제품과 종래의 스테인이 도장된 제품과의 차이를 보여주는 도면이며, 도 3은 샌딩페이퍼로 도장면을 샌딩하는 경우에 본 발명에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인이 도장된 목재소재의 제품과 종래의 스테인이 도장된 제품과의 차이를 보여주는 도면이다.

본 발명의 나노 세라믹이 함유된 스테인은 표 1에 나타난 바와 같이, 폴리 우레탄 폴리머(Poly-urethane polymer) 35 ~ 50 중량%, 나노 세라믹 폴리머(Nano-Ceramic polymer) 45 ~ 55 중량%, 수용성 유기용제 10 ~ 25 중량%, 수성안료 5 ~ 30 중량% 및 기타 5 ~ 10 중량%를 포함하여 조성된다.

본 실시예에서 상기 수용성 유기용제는 에탄올을 사용하였으나, 이에 한정되지 않고, 착색제로 사용되는 상기 수성안료가 분산될 수 있는 어떠한 물질도 사용 가능하다.

본 실시예에 따르면, 착색제로 사용되는 상기 수성안료가 상기 수용성 유기용제와 혼합되어 분산됨으로 인하여 본 실시예에 따른 상기 나노 세라믹이 함유된 스테인을 도포하게 되면 도 1에 도시된 바와 같이, 다양한 색상을 구현할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인이 종래의 스테인과 비교하였을 때 어떠한 장점이 있는지에 대하여 2가지의 실험을 통해 알아 보았다.

<실험 1>

백색의 미송원목을 2개를 준비하여 각각에 붉은색 계열의 참나무 색이 나타나도록 종래의 스테인(10)과 본 발명에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인(세라믹 스테인으로 명명: 100)을 도장하였다. 도장이 완료된 후 상온에서 각각을 건조시켜 스테인도장을 완료하였다.

이와 같이, 종래의 스테인(10)이 도장된 미송원목과 본 발명에 따른 세라믹 스테인(100)이 도장된 미송원목을 동일한 조건하에서 옥외에 두고 자외선에 노출시켜 그 변화를 관찰하였다.

옥외에서 자외선에 노출된 각각의 미송원목을 약 3개월 후에 살펴본 결과 다음과 같은 변화가 나타났다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 스테인(10)이 도장된 미송원목은 스테인(10)으로 인하여 착색된 붉은색이 거의 탈색되어 미송원목의 원색이 백색에 가깝게 변화된 반면에 상기 세라믹 스테인(100)이 도장된 미송원목은 상대적으로 상기 세라믹 스테인(100)으로 인하여 착색된 붉은색이 남아 있는 것을 알 수 있었다.

<실험2>

<실험1>에서와 마찬가지로 백색의 미송원목을 2개를 준비하여 각각에 붉은색 계열의 참나무 색이 나타나도록 종래의 스테인(10)과 본 발명에 따른 세라믹 스테인(100)을 도장한 후 상온에서 각각을 건조시켜 스테인도장을 완료하였다.

이와 같이, 종래의 스테인(10)이 도장된 미송원목과 본 발명에 따른 세라믹 스테인(100)이 도장된 미송원목(100)을 동일한 종류의 샌딩페이퍼로 도장면을 샌딩하여 그 변화를 관찰하였다.

다음으로, 상기 실험과 마찬가지로 각각 세라믹 스테인(100)과 종래의 스테인(10)이 도장된 백색의 소나무인 미송원목을 샌딩페이퍼로 도장면을 샌딩하는 실험을 수행하였다.

종래의 스테인(10)이 도장된 미송원목의 표면의 일부를 샌딩페이퍼로 샌딩한 결과 상기 샌딩페이퍼로 인하여 샌딩된 표면(B)은 도 3에 도시된 바와 같이, 깨끗하게 지원진 것을 볼 수 있었다. 이에 반하여 상기 세라믹 스테인(100)이 도장된 미송원목의 표면의 일부를 샌딩페이퍼로 샌딩한 결과 상기 샌딩페이퍼로 인하여 샌딩된 표면(A)은 도 3에 도시된 바와 같이, 일부만이 지워진 것을 볼 수 있었다.

이와 같이, 상기 세라믹 스테인(100)을 목재에 도장하게 되면, 종래의 스테인과는 달리 목재표면의 경도가 높아지며, 탈 변색이 잘 발생하지 않게 되는 것이다.

상기 실험결과를 통해 본 발명에 따른 세라믹 스테인(100)이 도장된 미송원목은 종래의 스테인(10)이 도장된 미송원목에 비하여 탈색이 잘 이루어지지 않아 재 도장의 주기가 길다는 효과를 알아볼 수 있다.

끝으로, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노 세라믹이 함유된 스테인의 제조방법은 수성안료를 수용성 유기용제와 혼합하여 분산시키는 수성안료 분산단계(S10) 및 상기 수성안료 분산단계를 통해 수성안료가 분산된 상기 수용성 유기용제에 액체 상태의 폴리 우레탄 폴리머(Poly-urethane polymer)와 나노 세라믹 폴리머(Nano-Ceramic polymer)를 혼합하는 혼합단계(S30)를 포함하여 이루어진다.

본 실시예에 따른 상기 분산단계(S10)에서 사용되는 수용성 유기용제는 알코올이 사용될 수 있으며, 상기 분산단계(S10)를 통해 상기 수용성 유기용제에 분산되는 수성안료로 인하여 상기 스테인은 도 1에 도시된 바와 같이, 다양한 색상을 구현할 수 있게 되는 것이다.

본 실시예에 따른 상기 혼합단계(S30)에서 혼합되는 상기 폴리 우레탄 폴리머(Poly-urethane polymer) 및 나노 세라믹 폴리머(Nano-Ceramic polymer)는 각각 35 ~ 50 중량% 및 45 ~ 55 중량%로 혼합된다.

이와 같이 상기 나노 세라믹이 함유된 스테인의 조성물이 상기 폴리 우레탄 폴리머(Poly-urethane polymer) 및 나노 세라믹 폴리머(Nano-Ceramic polymer)로 이루어짐에 따라 목재에 도포되는 경우에 목재에 침투하여 목재의 결을 그대로 유지하면서 착색이 이루어질 뿐만 아니라 내수성, 내부식성, 내스크래치성이 향상되어 방부, 방충, 항균기능이 강화되고, 목재의 변형 및 균열이 방지되며, 탈색 및 변색이 방지되는 효과가 있는 것이다.

본 실시예에 제조방법에 의해 제조된 상기 나노 세라믹이 함유된 스테인은 붓, 보루, 롤러 및 스프레이 등을 이용하여 목재 표면에 도장할 수 있으며, 1회 도장 후에는 상온에서 약 1시간 건조를 하면, 도장이 완료된다.

본 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 상기 나노 세라믹이 함유된 스테인은 어두운 장소 및 상온에서 실내보관이 가능하고, 목재 표면 도장에 사용하고 남은 잔액은 완전밀폐 후에 보관할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 종래의 스테인 100: 세라믹 스테인