KR102003749B1 - 접착력 향상, 기계적 특성 강화된 미끄럼방지성능이 향상된 합성목재 및 그 제조방법 - Google Patents

접착력 향상, 기계적 특성 강화된 미끄럼방지성능이 향상된 합성목재 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102003749B1
KR102003749B1 KR1020190063517A KR20190063517A KR102003749B1 KR 102003749 B1 KR102003749 B1 KR 102003749B1 KR 1020190063517 A KR1020190063517 A KR 1020190063517A KR 20190063517 A KR20190063517 A KR 20190063517A KR 102003749 B1 KR102003749 B1 KR 102003749B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
synthetic wood
polyurethane
primer
present
Prior art date
Application number
KR1020190063517A
Other languages
English (en)
Inventor
문진호
Original Assignee
주식회사 아이디엠램프
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아이디엠램프 filed Critical 주식회사 아이디엠램프
Priority to KR1020190063517A priority Critical patent/KR102003749B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102003749B1 publication Critical patent/KR102003749B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C08J7/045—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/02—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/18—Auxiliary operations, e.g. preheating, humidifying, cutting-off
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N7/00—After-treatment, e.g. reducing swelling or shrinkage, surfacing; Protecting the edges of boards against access of humidity
    • B27N7/005—Coating boards, e.g. with a finishing or decorating layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4288—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain modified by higher fatty oils or their acids or by resin acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C09D175/14—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/002—Priming paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/149—Antislip compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 열경화성 폴리우레탄-아크릴 공중합체 프라이머층; 상기 프라이머층 상에 형성된 광경화성 폴리우레탄-아크릴공중합체를 포함하는 수지층; 상기 수지층 상에 형성된 규사를 포함하는 규사층; 상기 규사층 상에 형성된 폴리우레탄층; 및 상기 폴리우레탄층 상에 형성되며 광경화성 폴리우레탄-아크릴공중합체를 포함하는 탑코팅층을 포함하여 미끄럼 방지 성능이 우수한 합성목재에 관한 것이다.

Description

접착력 향상, 기계적 특성 강화된 미끄럼방지성능이 향상된 합성목재 및 그 제조방법{High adhesive, improved mechanical properties non slippery synthetic wood and manufacturing method thereof}
본 발명은 접착력, 기계적 특성이 강화되며, 미끄럼방지성능이 향상된 합성목재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 합성목재에 대한 소비자의 선호도가 높아지는 경향이 있으나, 이는 이산화탄소 증가에 따른 지구온난화 방지를 위해 벌목을 제한하는 추세와 배치되는 측면이 있다. 이에, 천연 목재와 지슷한 외형 미 감촉을 갖는 합성목재의 개발에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
대표적으로 합성목재는 폴리비닐 클로라이드, 폴리올레핀 등의 수지 조성물에 목분, 펄프, 볏집 등과 같은 섬유질을 혼합하여 가공하는 방법을 통해 제조된다.
이러한 합성목재는 폐목재 분말의 재활용이 가능하며, 수지 조성물을 포함하여 일반 목재 대비 기계적 물성이 우수하고, 다양한 색상 등의 적용이 가능한 장점이 있다.
나아가, 원목 등의 천연목재와는 달리 비나 눈에도 크랙 등의 문제가 발생하지 않으므로, 바닷가의 데크나 등산로의 계단 등과 같이 야외에 설치되는 목재에 그 적용이 증가하고 있다.
그러나, 이러한 합성목재의 경우 천연 목재 대비 미끄럼 방지 효과가 낮은 문제점이 있어, 안전사고 방지를 위해 표면을 거칠게 가공하여 미끄럼 방지를 도모하였다. 이러한 경우 조금만 시간이 지나면 미끄럼 방지 기능을 상실하는 문제가 발생할 수 있으며, 이에 따라 재시공을 시도하는 경우 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위해 합성목재 표면 전부 또는 일부에 별도의 미끄럼 방지 코팅을 시도하는 경우가 많으나, 이러한 경우에도 합성목재와의 결착력이 약하여 미끄럼방지 코팅이 쉽게 벗겨지거나, 코팅의 일부분이 손실되는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 접착력이 우수한 미끄럼방지 코팅층을 포함하는 합성목재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기계적 물성이 우수한 미끄럼방지 코팅층을 포함하는 합성목재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 미끄럼방지 성능이 우수한 미끄럼방지 코팅층을 포함하는 합성목재를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 합성목재는 수지와 목분을 포함하는 기재층;
열경화성 폴리우레탄-아크릴 공중합체 프라이머층;
상기 프라이머층 상에 형성된 광경화성 폴리우레탄-아크릴공중합체를 포함하는 수지층;
상기 수지층 상에 형성된 규사를 포함하는 규사층;
상기 규사층 상에 형성된 폴리우레탄층; 및
상기 폴리우레탄층 상에 형성된 광경화성 폴리우레탄-아크릴공중합체를 포함하는 탑코팅층;을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재에서 상기 프라이머층은 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 경화하여 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재에서 상기 규사는 평균입경이 0.05 내지 3㎜일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재에서 상기 폴리우레탄층은 아크릴레이트기가 그래프트된 폴리에스테르 폴리올을 중합하여 형성된 층일 수 있다.
본 발명은 또한 합성목재 제조방법을 제공하며, 본 발명에 의한 합성목재 제조방법은 성형으로 기재층을 형성하는 제 1단계;
상기 기재층에 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 경화제, 및 계면활성제를 포함하는 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 제 2단계;
상기 프라이머층 상에 이소시아네이트계 화합물, 트리올 화합물, 아크릴레이트 단량체 및 아크릴산을 포함하는 수지층을 도포하는 제 3단계;
상기 수지층 상에 규사를 도포하여 규사층을 형성하는 제 4단계;
상기 규사층 상에 아크릴레이트기가 그래프트된 폴리에스테르 폴리올, 다이올 화합물, 이소시아네이트계 화합물 및 광개시제를 도포하여 폴리우레탄층을 형성하는 제 5단계;
상기 폴리우레탄층 상에 이소시아네이트계 화합물, 트리올 화합물, 아크릴레이트 단량체 및 아크릴산을 포함하는 탑코팅층을 형성하는 제 6단계; 및
가열 및 자외선 조사를 동시에 수행하여 경화를 진행하는 제 7단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재 제조방법에서 상기 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 이소시아네이트기가 보호기에 의해 보호된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재 제조방법에서 상기 수지층은 다관능 아크릴 단량체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재 제조방법에서 상기 규사는 아크릴기로 표면개질된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재 제조방법에서 상기 계면활성제는 음이온계 계면활성제일 수 있다.
본 발명에 의한 합성목재는 열경화성 폴리우레탄-아크릴 공중합체 프라이머층; 상기 프라이머층 상에 형성된 광경화성 폴리우레탄-아크릴공중합체를 포함하는 수지층; 상기 수지층 상에 형성된 규사를 포함하는 규사층; 상기 규사층 상에 형성된 폴리우레탄층; 및 상기 폴리우레탄층 상에 형성되며 광경화성 폴리우레탄-아크릴공중합체를 포함하는 탑코팅층 포함하는 미끄럼방지 코팅을 포함하여, 미끄럼방지 효과가 뛰어나며, 기계적 물성이 우수하고, 결착력이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 합성목재를 관찰하고 이를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 수지와 목분을 포함하는 기재층;
열경화성 폴리우레탄-아크릴 공중합체 프라이머층;
상기 프라이머층 상에 형성된 광경화성 폴리우레탄-아크릴공중합체를 포함하는 수지층;
상기 수지층 상에 형성된 규사를 포함하는 규사층;
상기 규사층 상에 형성된 폴리우레탄층; 및
상기 폴리우레탄층 상에 형성된 광경화성 폴리우레탄-아크릴공중합체를 포함하는 탑코팅층;이 형성된 합성목재에 관한 것이다.
본 발명에 의한 합성목재는 상술한 프라이머층, 수지층, 규사층, 폴리우레탄층 및 탑코팅층을 순차적으로 포함함으로써, 합성목재 기재와의 결착력이 현저히 우수하여 장기간 사용에도 미끄럼방지 코팅층의 손실 또는 탈리를 예방할 수 있는 장점이 있으며, 수지층의 상부 및 폴리우레탄층과 탑코팅층의 하부에 규사층이 형성됨으로써, 규사층에 의한 미끄럼방지능 향상 효과와 함께, 규사층에 포함된 규사 자체의 탈리를 예방할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의한 합성목재에 있어서 상기 기재층은 수지와 목분을 혼합하여 성형된 것인 경우 제한없이 이용이 가능하다. 구체적이고 비한정적인 일예로 상기 수지는 수지로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리비닐클로라이드를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 기재층은 수지와 목분 이외에도 식물성 섬유 등과 같은 추가적인 첨가제를 더 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 의한 합성목재는 기재층 상에 형성된 프라이머를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재에서 상기 프라이머층은 열경화성의 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 경화하여 제조된 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 경화제 및 계면활성제를 포함하는 프라이머를 도포하여 형성된 것일 수 있다. 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 상기 프라이머층을 형성하는 경우, 상기 기재와 수지층과의 사이에서 높은 결착력으로 수지층 등의 탈리를 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의한 합성목재는 상기 프라이머층 상에 형성된 광경화성 폴리우레탄-아크릴 공중합체를 포함하는 수지층을 포함한다. 상기 수지층은 이소시아네이트, 알코올 및 아크릴 단량체를 혼합하여 경화된 것일 수 있으며, 하부에는 열경화성의 프라이머층을 포함하고, 상기 프라이머층 상에 광경화성인 수지층이 형성됨으로써 접착성이 우수한 장점이 있고, 나아가 프라이머층의 상부에 수지층과 맞닿는 부분에서 수지층의 아크릴 단량체와 프라이머층의 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 결합하여 더욱 강력한 결합력을 나타내는 장점이 있다.
나아가, 상기 수지층은 다관능 아크릴 단량체를 더 포함하여 중합된 것일 수 있으며, 다관능 아크릴 단량체를 포함함으로써 미반응 관능기의 함량을 최소화하고 기계적 물성이 우수한 수지층의 제조가 가능한 장점이 있다.
이때 상기 다관능 아크릴 단량체는 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 (trimethylolpropane triacrylate; TMPTA), 9-에틸렌글리콜 디아크릴레이트 (9-EGDA), 비스페놀 A 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 트리아크릴레이트, 펜타에리스리를 트라이 /테트라아크릴레이트(pentaerythritol tri/tetraacrylate; PETA), 디펜타에리스리를 핵사아크릴레이트 (dipentaerythritol hexa- acrylate, DPHA) 및 핵사메틸렌 다이아크릴레이트 (hexamethylene diacrylate; HDDA)에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 더욱 좋게는 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 다이아크릴레이트일 수 있다.
본 발명에 의한 합성목제는 상기 수지층 상에 형성된 규사층을 포함한다. 규사층은 합성목재의 표면에 인위적인 굴곡을 만들어 미끄럼방지 성능을 현저히 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 특히 폴리우레탄층의 하부에 위치함으로써 규사층의 탈리를 방지하면서도, 규사층 형성에 의한 미끄럼방지효과를 극대화할 수 있다.
더욱 좋게는, 상기 규사층에 포함된 규사는 실리콘 디아크릴레이트로 표면개질된 것일 수 있으며, 이러한 표면개질 과정을 거침으로써 규사층의 표면에 아크릴레이트 기가 형성되어 경화 과정에서 수지층과 화학결합을 형성하여 현저히 우수한 결합력을 나타낼 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 규사는 미끄럼 방지 효과를 도모하고, 지나치게 큰 입자로 인하여 입자 탈리가 일어나지 않는 입자 크기인 경우 제한없이 이용이 가능하며, 또한 제조되는 합성목재의 사용처 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 구체적이고 비한정적인 일예로 상기 규사는 0.05 내지 3㎜, 구체적으로는 0.1 내지 2.5 ㎜일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 의한 합성목재는 상기 규사층 상에 형성된 폴리우레탄층을 포함한다. 좋게는, 상기 폴리우레탄층은 아크릴레이트기가 그래프트된 폴리에스테르 폴리올을 중합하여 제조된 것일 수 있으며, 상술한 아크릴레이트기가 그래프트된 폴리에스테르 폴리올을 이용함으로써 규사층의 입자 사이에 폴리에스테르 폴리올 단량체가 위치하게 되며, 규사층, 수지층과의 우수한 결착력으로 규사층의 이탈을 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 합성목재는 상기 폴리우레탄층 상에 형성된 탑코팅층을 포함하며, 상기 탑코팅층의 재질은 상기 수지층과 동일 또는 유사한 것일 수 있으므로, 추가적인 기재는 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재에서 상기 프라이머층, 수지층, 폴리우레탄층 및 탑코팅층의 두께는 각각 10 내지 50 ㎛, 더욱 구체적으로는 20 내지 45 ㎛일 수 있으나, 이는 합성목재의 사용 목적, 각층의 재질 및 규사의 입경에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
본 발명은 또한 합성목재 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의한 합성목재 제조방법은 상술한 합성목재를 제조하기 위한 제조방법일 수 있다.
본 발명에 의한 합성목재 제조방법은 성형으로 기재층을 형성하는 제 1단계;
상기 기재층에 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 경화제, 및 계면활성제를 포함하는 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 제 2단계;
상기 프라이머층 상에 이소시아네이트계 화합물, 트리올 화합물, 아크릴레이트 단량체 및 아크릴산을 포함하는 수지층을 도포하는 제 3단계;
상기 수지층 상에 규사를 도포하여 규사층을 형성하는 제 4단계;
상기 규사층 상에 아크릴레이트기가 그래프트된 폴리에스테르 폴리올, 다이올 화합물, 이소시아네이트계 화합물 및 광개시제를 도포하여 폴리우레탄층을 형성하는 제 5단계;
상기 폴리우레탄층 상에 이소시아네이트계 화합물, 트리올 화합물, 아크릴레이트 단량체 및 아크릴산을 포함하는 탑코팅층을 형성하는 제 6단계; 및
가열 및 자외선 조사를 동시에 수행하여 경화를 진행하는 제 7단계;를 포함한다.
상술한 단계를 순차로 포함함으로써, 미끄럼방지 효과가 우수하며, 미끄럼방지층의 결착력이 우수하고, 기계적 물성이 우수한 합성목재의 제조가 가능한 장점이 있다.
본 발명에 의한 합성목재 제조방법은 성형으로 기재층을 형성하는 제 1단계를 포함한다. 이때 합성목재는 수지와 목분을 혼합하여 성형된 것인 경우 제한없이 이용이 가능하며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 성형은 일반적인 폴리머의 성형에 이용되는 방법인 경우 제한없이 이용이 가능하나, 좋게는 압출을 통하여 기재층 형성이 가능하다.
본 발명에 의한 합성목재 제조방법에서 상기 제 2단계는 상기 기재층에 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 경화제 및 계면활성제를 포함하는 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 제 2단계를 포함한다. 이러한 프라이머층의 형성을 통하여 상기 기재층과의 강한 결착력을 도모할 수 있다.
구체적으로 상기 프라이머는 물을 용매로하여 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 경화제 및 계면활성제를 포하하는 용액일 수 있으며, 더욱 좋게는 음이온 계면활성제를 포함하여 균일하게 분산된 프라이머층의 형성이 가능하다.
이때 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 시판되는 올리고머인 경우 제한없이 이용이 가능하며, 경화제는 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 열경화를 도모할 수 있는 경화제인 경우 제한없이 이용이 가능하며, 구체적이고 비한정적인 일예로 아지리딘 계의 경화제를 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 말단의 이소시아네이트기가 보호기에 의해 보호된 것일 수 있다. 이소시아네이트기가 보호기에 의해 보호됨으로써, 이소시아네이트기와 수산기의 반응을 예방하여 가열 전까지 별도의 가교반응이 수행되지 않도록 할 수 있다. 이때, 보호기는 이소시아네이트기의 보호가 가능한 작용기를 가진 경우 제한없이 적용이 가능하며, 구체적이고 비한정적인 일예로 카프로락탐 또는 페놀을 이용하여 보호기의 도입이 가능하다.
또한 상기 계면활성제는 좋게는 음이온 계면활성제일 수 있으며, 음이온 계면활성제를 이용함으로써 계면활성제 투입량 대비 높은 혼합 유도 효과를 나타낼 수 있으며, 경화후 프라이머층의 물성에 영향을 주지 않는 장점이 있다. 구체적이고 비한정적인 일예로 설포네이트계, 설페이트계 또는 에스터계 계면활성제일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재 제조방법에 포함된 프라이머는 물 100 중량부 대비 5 내 10 중량부의 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 1 내지 5 중량부의 경화제 및 0.1 내지 2 중량부의 음이온 계면활성제를 포함할 수 있으며, 이러한 범위에서 균일한 분산을 도모하고, 기재층과 일정 수준 이상의 결착력을 나타낼 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의한 합성목재 제조방법은 상기 프라이머층 상에 이소시아네이트계 화합물, 트리올 화합물, 아크릴레이트 단량체 및 아크릴산을 포함하는 수지층을 도포하는 제 3단계를 포함한다. 더욱 좋게는, 상기 수지층은 다관능 아크릴 단량체를 더 포함할 수 있으며, 이러한 다관능 아크릴 단량체는 앞서 설명한 예시와 동일한 물질을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재 제조방법은 이소시아네이트계 화합물 100 중량부 대비 트리올계 화합물 40 내지 70 중량부, 아크릴레이트 단량체 50 내지 120 중량부, 아크릴산 10 내지 30 중량부 및 다관능 단량체 15 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. 수지층이 상술한 범위의 단량체를 포함함으로써 상술한 프라이머층 과의 결착력 향상을 도모하고, 기계적 물성이 높으면서도 쉽게 경화가 가능한 장점이 있다.
본 발명에 의한 합성목재 제조방법은 상기 규사층 상에 아크릴레이트기가 그래프트된 폴리에스테르 폴리올, 다이올 화합물, 이소시아네이트계 화합물 및 광개시제를 도포하여 폴리우레탄층을 형성하는 제 5단계를 포함한다. 이때 광개시제는 통상적으로 이용되는 광개시제인 경우 제한이 없이 이용이 가능하며, 시판중인 광개시제를 이용할 수 있음은 물론이다. 구체적이고 비한정적인 일예로 상기 광개시제는 Irgacure819 Irgacure369, Irgacure2020, Irgacure 2022, Irgacure 2100, Irgacure784, Lucirin TPO, Darocur 4265 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합성목재 제조방법에서 상기 제 5단계에서 혼합되는 다이올 화합물 및 이소시아네이트의 중량비는 아크릴레이트기가 그래프트된 폴리에스테르 폴리올 100 중량부 대비 0.5 내지 3 중량부, 이소시아네이트 15 내지 30 중량부 일 수 있으며, 이러한 범위에서 추후 경화시 미반응 단량체의 잔류를 최소화하고 규산염 입자의 이탈 방지가 가능한 폴리우레탄 올리고머층의 제조가 가능한 장점이 있다.
본 발명에 의한 합성목재 제조방법은 상기 폴리우레탄층 상에 이소시아네이트계 화합물, 트리올 화합물, 아크릴레이트 단량체 및 아크릴산을 포함하는 탑코팅층을 형성하는 제 6단계를 포함한다. 이때 탑코팅층에 이용되는 수지 조성물은 상기 수지층의 제조단계에서 이용된 수지 조성물과 같거나 유사할 수 있으며, 중복기재를 피하기 위하여 추가적인 내용은 생략한다.
본 발명에 의한 합성목재 제조방법은 상기 6단계 후 가열 및 자외선 조사를 동시에 수행하여 경화를 진행하는 제 7단계를 포함한다. 이러한 단계를 거침으로써 상술한 프라이머층, 수지층, 폴리우레탄층 및 탑코팅층의 경화가 가능하며, 다양한 수지조성물의 도포 후 한번에 경화를 수행함으로써 간단한 단계로 미끄럼방지 성능이 우수한 합성목재의 제조가 가능한 장점이 있다. 구체적으로, 상기 가열은 상기 프라이머층에서 보호기가 이탈되어 경화를 수행할 수 있는 온도 범위인 경우 제한없이 이용이 가능하며, 구체적이고 비한정적인 일예로 40 내지 70 ℃로 가열하는 단계일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 설명한다. 아래 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 아래 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1]
1. 기재 형성단계
폴리프로플렌 100 g, 목분 150 g, 셀룰로오스 파이버 30 g, 디에틸렌 글리콜 40 g, 규산염 45g 및 유화제 30 g을 혼합 및 압출하여 가로×세로×두께가 15㎝×15㎝×2㎝인 기재층을 제조하였다.
2. 프라이머층 형성단계
말단의 아크릴레이트기 : 이소시아네이트기의 비율이 1:2인 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 50 중량% 포함된 수분산액 140 g에 카프로락탐 10 g을 첨가하여 교반함으로써 보호기를 도입한 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 제조한다.
우레탄 아크릴레이트 올리고머에 930 g의 물, 70 g의 아지리딘 경화제 및 음이온 계면활성제로 소듐 도데실벤젠설포네이트를 10 g 혼합한 뒤 이를 교반하여 프라이머를 제조한다.
제조된 프라이머를 상기 기재층에 도포하여 프라이머층을 형성한다.
3. 수지층 형성단계
isophorone diisocyanate (IPDI) 100 g, polycaprolactone triol(PCLT) 60g, 2-hydroxyethyl acrylate(HEA) 20g, Methyl methacrylate(MMA) 60 g, acrylic acid(AA) 20 g 및 다관능 아크릴 단량체로 trimethylolpropane triacrylate (TMPTA)를 30 g 혼합한 뒤, 이를 상기 프라이머층 상에 도포하여 수지층을 제조하였다.
4. 규사층 형성단계
평균입경이 2 ㎜인 규사 입자100 g을 실리콘 디아크릴레이트가 10 중량%로 분산된 물에 투입한 후, 이를 12시간 동안 교반하여 표면개질된 규사 입자를 제조하였다.
이 규사입자를 상기 수지층 상에 10 ㎠ 당 20 g의 양으로 균일하게 도포하여 규사층을 형성하였다.
5. 폴리우레탄층 형성단계
디프로필렌 글리콜 100 및 디 프로필렌글리콜 대비 12 몰%의 수산화칼륨을 혼합하고 110 ℃에서 반응을 수행하여 폴리옥시알킬렌 폴리올을 제조하였다. 제조된 폴리옥시알킬렌 폴리올 600 g 및 메타크릴산 메틸 130 g, 메타크릴산-2-히드록시에틸 70 g을 혼합하여 10시간동안 반응을 수행한 뒤, 감압으로 미반응 모노머를 제거하고 아크릴기가 그래프트된 폴리에스테르 폴리올을 제조하였다.
제조된 폴리에스테르 폴리올 250 g, 1,4-부탄디올 5 g, isophorone diisocyanate (IPDI) 84 g을 혼하여 교반함으로써 폴리우레탄층 코팅제를 제조하였으며, 상기 폴리우레탄층 코팅제 100 g에 Irgacure369 광개시제를 0.5 g를 첨가한 뒤 이를 상기 규사층상에 도포하여 폴리우레탄층을 제조하였다.
6. 탑코팅층 형성단계
상기 3. 의 수지층 형성단계에서 이용된 수지 조성물과 동일한 조성을 상기 폴리우레탄층 상에 도포하여 탑코팅층을 형성하였다.
7. 경화단계
상기 탑코팅층이 형성된 기재를 60 ℃로 가열하면서 자외선으로 2시간 동안 경화를 수행하여 최종적으로 합성목재를 제조하였다.
[제조예 2]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 폴리우레탄층을 형성한 뒤 규사층을 형성하여 합성목재를 제조하였다.
[제조예 3]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 프라이머층의 형성단계를 생략하고 합성목재를 제조하였다.
[제조예 4]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 탑코팅층 형성단계를 생략하고 합성목재를 제조하였다.
합성목재의 물성시험
1. 염수분무시험
상기 제조예에서 제조된 합성목재에 염화나트륨을 5 중량% 포함하는 염수를 120시간 동안 분무하고, 변형 유무 및 규사의 탈리 유무를 관찰하였으며, 그 결과를 표 1로 나타내었다.
2. 내마모성 시험
내마모성 내마모성은 ASTM D 4060 : 2007 (CS-17)에 의거한 방법으로 내마모성을 시험하였으며, 그 결과를 표 1로 나타내었다.
3. 내충격성
상기 제조예에서 제조된 합성목재를 1 m 높이에서 2 kg의 공을 낙하한 뒤 변형 유무 및 규사의 탈리 유무에 대해 관찰하고 그 결과를 표 1로 나타내었다
염수분무 내마모성 내충격성
제조예 1 변화없음 17 ㎎ 변화없음
제조예 2 규사층 분리 50 ㎎ 크랙 발생, 규사층 분리
제조예 3 50%이상 박리 31 ㎎ 크랙 발생
제조예 4 규사층 분리 43 ㎎ 크랙 발생, 규사층 분리
표 1을 참고하면, 제조예 1에 의해 제조된 합성목재가 염수의 분무에도 규사층분리 또는 박리 없이 안정한 것을 확인할 수 있으며, 내마모성 제조예 1에서 제조된 합성목재가 가장 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한 내충격성에 있어서도 제조예 1에서 제조된 합성목재가 가장 우수한 물성을 나타내며, 이에 따라 바닷가의 데크나 등산로의 계단 등에 제조예 1의 합성목재가 유용하게 이용될 수 있음을 확인할 수 있다.

Claims (9)

  1. 성형으로 기재층을 형성하는 제 1단계;
    상기 기재층에 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 경화제, 및 계면활성제를 포함하는 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 제 2단계;
    상기 프라이머층 상에 이소시아네이트계 화합물, 트리올 화합물, 아크릴레이트 단량체 및 아크릴산을 포함하는 수지층을 도포하는 제 3단계;
    상기 수지층 상에 평균입경이 0.05 내지 3㎜이고 아크릴기로 표면개질된 규사를 도포하여 규사층을 형성하는 제 4단계;
    상기 규사층 상에 아크릴레이트기가 그래프트된 폴리에스테르 폴리올, 다이올 화합물, 이소시아네이트계 화합물 및 광개시제를 도포하여 폴리우레탄층을 형성하는 제 5단계;
    상기 폴리우레탄층 상에 이소시아네이트계 화합물, 트리올 화합물, 아크릴레이트 단량체 및 아크릴산을 포함하는 탑코팅층을 형성하는 제 6단계; 및
    가열 및 자외선 조사를 동시에 수행하여 경화를 진행하는 제 7단계;를 포함하는 합성목재 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 이소시아네이트기가 보호기에 의해 보호된 것을 특징으로 하는 합성목재 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수지층은 다관능 아크릴 단량체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성목재 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 계면활성제는 음이온계 계면활성제인 합성목재 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020190063517A 2019-05-30 2019-05-30 접착력 향상, 기계적 특성 강화된 미끄럼방지성능이 향상된 합성목재 및 그 제조방법 KR102003749B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190063517A KR102003749B1 (ko) 2019-05-30 2019-05-30 접착력 향상, 기계적 특성 강화된 미끄럼방지성능이 향상된 합성목재 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190063517A KR102003749B1 (ko) 2019-05-30 2019-05-30 접착력 향상, 기계적 특성 강화된 미끄럼방지성능이 향상된 합성목재 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102003749B1 true KR102003749B1 (ko) 2019-07-25

Family

ID=67468847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190063517A KR102003749B1 (ko) 2019-05-30 2019-05-30 접착력 향상, 기계적 특성 강화된 미끄럼방지성능이 향상된 합성목재 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102003749B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220159570A (ko) * 2021-05-26 2022-12-05 주식회사 해일 압출성형 데크, 압출성형 데크의 제작방법 및 시공방법
KR20230107918A (ko) 2022-01-10 2023-07-18 경상국립대학교산학협력단 합성 목재 및 그 제조 방법
KR102621408B1 (ko) * 2023-08-08 2024-01-08 주식회사 테크유니온 친환경 고기능성 코팅제로 코팅된 논슬립 데크재
KR102658122B1 (ko) * 2023-12-13 2024-04-17 이서현 친환경 합성목재의 제작공법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080100970A (ko) * 2007-05-15 2008-11-21 주식회사 엘지화학 이중경화 방식을 이용한 전사인쇄층을 가지는 마루바닥재및 이의 제조방법
KR20100023159A (ko) * 2008-08-21 2010-03-04 (주)엘지하우시스 이중경화방식을 이용한 보호층을 가지는 마루바닥재 및 그 제조방법
KR20150004148A (ko) * 2013-07-02 2015-01-12 (주)태양아이엔티 미끄럼 방지층을 갖는 천연목재
KR101788541B1 (ko) * 2017-05-15 2017-10-23 주식회사 스타코리아 방염성 및 난연성이 우수한 친환경 마루바닥재의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080100970A (ko) * 2007-05-15 2008-11-21 주식회사 엘지화학 이중경화 방식을 이용한 전사인쇄층을 가지는 마루바닥재및 이의 제조방법
KR20100023159A (ko) * 2008-08-21 2010-03-04 (주)엘지하우시스 이중경화방식을 이용한 보호층을 가지는 마루바닥재 및 그 제조방법
KR20150004148A (ko) * 2013-07-02 2015-01-12 (주)태양아이엔티 미끄럼 방지층을 갖는 천연목재
KR101788541B1 (ko) * 2017-05-15 2017-10-23 주식회사 스타코리아 방염성 및 난연성이 우수한 친환경 마루바닥재의 제조방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220159570A (ko) * 2021-05-26 2022-12-05 주식회사 해일 압출성형 데크, 압출성형 데크의 제작방법 및 시공방법
KR102526781B1 (ko) * 2021-05-26 2023-04-27 주식회사 아이비오 압출성형 데크의 시공방법
KR20230107918A (ko) 2022-01-10 2023-07-18 경상국립대학교산학협력단 합성 목재 및 그 제조 방법
KR102621408B1 (ko) * 2023-08-08 2024-01-08 주식회사 테크유니온 친환경 고기능성 코팅제로 코팅된 논슬립 데크재
KR102658122B1 (ko) * 2023-12-13 2024-04-17 이서현 친환경 합성목재의 제작공법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102003749B1 (ko) 접착력 향상, 기계적 특성 강화된 미끄럼방지성능이 향상된 합성목재 및 그 제조방법
KR101241575B1 (ko) 하드코팅액 조성물 및 하드 코팅 필름
CN101939389B (zh) 塑料基材用涂料组合物、由其形成的涂膜、以及成形体
CN101360777B (zh) 预浸料以及由此制得的原位固化固体表面
US11174393B2 (en) Radiation-curable coating composition for improving the surface properties of plastics
WO2012101820A1 (ja) 加飾シート及びそれを用いてなる加飾樹脂成形品
EP2003173A1 (en) Photocurable coating material
CN102741221B (zh) 可辐射固化的氨基(甲基)丙烯酸酯
EP3932671A1 (en) Dual-curing phase separation type continuous 3d printing high-precision photosensitive resin composition
KR20110014517A (ko) 하드 코팅 형성용 적층 필름, 롤 필름 및, 하드 코팅 형성용 경화성 조성물
JP2003276133A (ja) 化粧シート
KR101144534B1 (ko) 바닥재 코팅용 아이소레이터 조성물을 이용한 바닥재 코팅방법
KR100682148B1 (ko) 코팅 재료
KR20170084396A (ko) 하드코팅용 조성물, 이를 이용한 필름 및 필름의 제조방법
KR20180052706A (ko) 탑코트 조성물, 탑코트 조성물로 기재를 코팅하는 방법, 및 기재
CN113874446B (zh) 涂料组合物、装饰薄膜及装饰成形品
JP5359753B2 (ja) 加飾シート及びそれを用いてなる加飾樹脂成形品
EP3523386B1 (en) Floor coatings comprising a resin, a cure system and diamond particles and methods of making the same
KR20220119028A (ko) 3차원 성형품 가식용 적층 필름, 그 제조 방법 및 3차원 가식 방법
CA2413868C (en) Compositions based on emulsified uv-curable resins and use thereof as varnish coating for flooring and wall finish
KR101976530B1 (ko) 우수한 표면 질감을 갖는 데코시트의 제조방법
CN117645859B (zh) 一种无甲醛环保型木饰面板材及其制备工艺
JPH11207897A (ja) 化粧シート及び建具・造作部材
JPH11138735A (ja) リコート性のある化粧シート
JP5736923B2 (ja) 加飾シート及びそれを用いてなる加飾樹脂成形品

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant