KR102140409B1 - 축광 및 항균 특성을 가지는 가구용 몰딩재 및 이의 제조방법 - Google Patents

축광 및 항균 특성을 가지는 가구용 몰딩재 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프라이머층; 상기 프라이머층 상에 형성되며, 베이스 수지, 금속산화물 입자 및 아연피리치온을 포함하는 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성되며, 축광안료 및 아크릴계 수지를 포함하는 축광층;을 포함하는 가구용 몰딩재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

축광 및 항균 특성을 가지는 가구용 몰딩재 및 이의 제조방법 {Furniture molding materials having phosphorescent and antibacterial properties, and method of manufacturing thereof}
본 발명은 축광 및 항균 특성을 가지는 가구용 몰딩재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 목재, 철재 또는 플라스틱재 등을 주재료로 만들어지는 가구류의 상판 테두리는 외부 충돌에 의해 파손될 위험이 있는 취약부로, 외력에 의한 파손 방지 및 미려한 외관 제공을 위해 별도의 마감 부재, 즉 몰딩재로 마감처리를 한다.
이러한 가구용 몰딩재의 주성분으로 폴리염화비닐(PVC) 또는 폴리프로필렌(PP) 등이 많이 사용되었으나, 폴리염화비닐 몰딩재는 고온의 핫멜트 접착제가 그 이면에 도포될 시 열변형을 일으켜 가구로부터 쉽게 박리되는 문제점이 있으며, 폴리프로필렌 몰딩재는 내수성 및 내한성이 약해 물이나 추위에 의해 쉽게 변형되는 문제점이 있다.
이에 대한 유사 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0589507호가 제시되어 있다.
한편, 야간이나 갑작스런 정전으로 빛의 공급이 중단되어 시인이 어려울 시 위치 인식, 위험 방지 등을 위해 가구용 몰딩재에 축광 기능을 부여하여 시인성을 높이려는 시도가 있었으나, 몰딩재 자체에 축광안료를 혼입하는 경우 휘도 및 잔광 시간이 떨어지는 단점이 있으며, 층을 박리하여 기재층 상에 축광층을 별도로 형성하는 경우 기재층과 축광층 간의 접착력이 좋지 않아 시간 경과 후 기재층으로부터 축광층이 박리되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0589507호 (2006.06.07)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 핫멜트 접착제를 사용하여도 가구로부터 몰딩재가 쉽게 박리되지 않는 가구용 몰딩재 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 우수한 축광 특성을 가지면서도 축광층과 기재층 간 접착력이 우수하여 층간박리가 쉽게 일어나지 않는 가구용 몰딩재 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 항균성 및 항균 지속성이 우수한 가구용 몰딩재 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 프라이머층; 상기 프라이머층 상에 형성되며, 베이스 수지, 금속산화물 입자 및 아연피리치온을 포함하는 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성되며, 축광안료 및 아크릴계 수지를 포함하는 축광층;을 포함하는 가구용 몰딩재에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 아크릴계 수지는 이소보르닐(메타)아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체일 수 있으며, 상세하게 이소보르닐(메타)아크릴레이트:메틸메타크릴레이트의 중량비는 1 : 1 내지 3일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 축광층은 아크릴계 수지 100 중량부에 대하여 150 내지 250 중량부의 축광안료를 포함하는 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 축광안료는 구리(Cu), 비스무스(Bi) 또는 유로퓸(Eu)으로 활성화시킨 ZnS, CdS, SrS, CaS, ZnCdS 및 CaSrS로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 기재층은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 1 내지 5 중량부 및 아연피리치온 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 프라이머층은 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 1제; 및 이소보르닐(메타)아크릴레이트를 포함하는 2제;로 구성되는 프라이머 조성물로부터 형성된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 a) 베이스 수지, 금속산화물 입자 및 아연피리치온을 포함하는 기재층을 형성하는 단계; b) 상기 기재층의 일면에 프라이머 조성물을 도포하고 경화시켜 프라이머층을 형성하는 단계; 및 c) 상기 기재층의 타면에 축광안료 및 아크릴계 단량체를 포함하는 축광 조성물을 도포하고 경화시키는 단계;를 포함하는 가구용 몰딩재의 제조방법에 관한 것이다.
상기 다른 일 양태에 있어, 상기 아크릴계 단량체는 메틸메타크릴레이트(MMA) 및 이소보르닐(메타)아크릴레이트일 수 있다.
상기 다른 일 양태에 있어, 상기 프라이머 조성물은, 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 1제; 및 이소보르닐(메타)아크릴레이트를 포함하는 2제;로 구성되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 몰딩재는 우수한 축광 특성을 가지면서도 축광층과 기재층 간 접착력이 우수하여 층간박리가 쉽게 일어나지 않을 수 있다.
또한, 기재층 하부에 프라이머층이 별도로 구비되어, 가구에 몰딩재 부착 시 핫멜트 접착제를 사용하여도 기재층이 열변형 되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 몰딩재가 가구로부터 쉽게 박리되는 것을 막을 수 있다.
아울러, 기재층에 금속산화물 입자 및 아연피리치온이 혼입됨으로써 세균, 박테리아, 곰팡이 등에 대하여 우수한 항균성 및 항균 지속성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 가구용 몰딩재의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 가구용 몰딩재의 제조 공정을 단계별로 나타낸 공정 흐름도이다.
이하 본 발명에 따른 축광 및 항균 특성을 가지는 가구용 몰딩재 및 이의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 양태는 프라이머층; 상기 프라이머층 상에 형성되며, 베이스 수지, 금속산화물 입자 및 아연피리치온을 포함하는 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성되며, 축광안료 및 아크릴계 수지를 포함하는 축광층;을 포함하는 가구용 몰딩재에 관한 것이다.
이처럼 본 발명에 따른 몰딩재는 우수한 축광 특성을 가지면서도 축광층과 기재층 간 접착력이 우수하여 층간박리가 쉽게 일어나지 않을 수 있다.
또한, 기재층 하부에 프라이머층이 별도로 구비되어, 가구에 몰딩재 부착 시 핫멜트 접착제를 사용하여도 기재층이 열변형 되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 몰딩재가 가구로부터 쉽게 박리되는 것을 막을 수 있다.
아울러, 기재층에 금속산화물 입자 및 아연피리치온이 혼입됨으로써 세균, 박테리아, 곰팡이 등에 대하여 우수한 항균성 및 항균 지속성을 가질 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 상기 효과를 달성하기 위한 본 발명에 따른 가구용 몰딩재에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 가구용 몰딩재의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가구용 몰딩재(1)는 프라이머층(100); 상기 프라이머층 상에 형성된 기재층(200); 및 상기 기재층 상에 형성된 축광층(300);을 포함하는 적층 구조를 가진다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 프라이머층(100)은 기재층의 일면에 형성되는 것으로, 일 예에서 상기 프라이머층은 아크릴 변성 우레탄계 수지를 포함할 수 있다. 이를 통해 핫멜트 접착제를 사용하여도 기재층이 열변형 되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 핫멜트 접착제와의 친화성이 좋아 우수한 접착력을 확보함으로써 가구로부터 몰딩재가 쉽게 박리되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 가구가 목재인 경우, 프라이머층의 방수성에 의해 목재가구로 수분이 침투하는 것이 방지되어 수분에 의해 목재 가구가 뒤틀리는 등 변형되는 것을 막을 수 있다.
특히 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 프라이머층은 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 1제; 및 이소보르닐(메타)아크릴레이트를 포함하는 2제;로 구성되는 프라이머 조성물로부터 형성된 것일 수 있다.
상기 우레탄계 프리폴리머는 성형을 쉽게 하기 위해 비교적 중합도가 낮은 상태에서 중합 반응을 중지시켜 제조된 중합체를 의미하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 일 예로 말단에 이소시아네이트기를 포함하는 우레탄계 프리폴리머일 수 있다.
보다 구체적인 일 예시로, 상기 우레탄계 프리폴리머는 디이소시아네이트계 화합물과 폴리올의 중합을 통해 제조된 것 수 있으며, 중량평균분자량은 500 내지 3,000 g/mol일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 우레탄계 프리폴리머를 제조하기 위해서는 디이소시아네이트계 화합물의 몰수 대비 소량의 폴리올을 사용하는 것이 바람직하며, 일 구체예로 디이소시아네이트계 화합물 : 폴리올의 몰비는 1 : 0.1 내지 0.5일 수 있다. 이와 같은 범위에서 말단에 이소시아네이트기를 포함하는 우레탄계 프리폴리머를 효과적으로 제조할 수 있다.
한편, 상기 디이소시아네이트계 화합물은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게는 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 1,4-사이클로헥산 디이소시아네이트(CHDI), 4,4'-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(HMDI), 비스(이소시아나토메틸) 사이클로헥산(HXDI), 테트라메틸자일릴렌 디이소시아네이트(TMXDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 지방족 디이소시아네이트계 화합물일 수 있다.
상기 폴리올은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게는 중량평균분자량이 300 내지 3,000 g/mol인 폴리에테르 폴리올일 수 있다. 구체적인 일 예시로, 상기 폴리에테르 폴리올은 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 에틸렌옥시드와 프로필렌옥시드의 랜덤 공중합체나 블록 공중합체 및 에틸렌옥시드와 부틸렌옥시드의 랜덤 공중합체나 블록 공중합체 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 이소보르닐(메타)아크릴레이트는 프라이머층과 기재층이 더욱 잘 접착되도록 첨가하는 것으로, 우레탄계 프리폴리머 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부가 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 프라이머층의 물성이 저하되지 않아 핫멜트 접착제의 사용에도 가구용 몰딩재가 열변형되지 않을 수 있으며, 핫멜트 접착제와의 친화성이 좋고 이소보르닐(메타)아크릴레이트에 의해 기재층과의 접착력 또한 크게 향상되어 장시간 경과 및 외력에도 가구와 프라이머층 간, 프라이머층과 기재층 간 쉽게 박리되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 기재층(200)은 가구용 몰딩재의 본체를 이루는 부분으로 주문에 따라 폭, 두께 및 길이를 포함한 크기가 결정될 수 있다. 구체적인 일 예시로, 상기 기재층은 베이스 수지, 금속산화물 입자 및 아연피리치온을 포함하는 것일 수 있다.
상기 베이스 수지는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하진 않으나, 바람직하게는 핫멜트 접착제에 의한 열변형과 물이나 추위에 의한 변형이 쉽게 되지 않는 것을 선택하는 것이 좋다. 구체적으로 상기 베이스 수지는 아크릴계 수지, 폴리염화비닐계(PVC) 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계(ABS) 수지 및 폴리카보네이크계(PC) 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 특히 가구가 목재인 경우 가장 적합한 베이스 수지는 ABS 수지일 수 있다. ABS 수지는 열변형, 내수성, 내한성 및 방오성이 우수할 뿐만 아니라 다른 수지와의 친화성이 좋아 프라이머층과 축광층 간 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 금속산화물 입자는 항균성을 가진 금속산화물 입자라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으나, 바람직하게는 산화구리(I)(Cu2O), 산화구리(II)(CuO) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 특히 항균 활성 및 항바이러스 활성이 높은 산화구리(I)를 사용하는 것이 가장 바람직한데, 산화구리(I)는 산화구리(II)보다 구리 이온을 용출하기 쉽기 때문에, 용출된 구리 이온이 미생물이나 바이러스와 접촉함으로써 효소나 단백질과 결합해 활성을 저하시켜, 미생물 및 바이러스의 대사 기능을 저해하는 것이 쉬울 수 있다. 또한 용출된 구리 이온의 촉매 작용에 의해서 공기 중의 산소를 활성 산소화해, 미생물 및 바이러스의 유기물을 분해하는 것이 쉬울 수 있다.
상기 금속산화물 입자는 평균 입자크기가 1 ㎚ 내지 50 ㎛일 수 있으며, 보다 좋게는 0.1 내지 10 ㎛일 수 있다. 평균 입자크기가 1 ㎚ 미만일 경우 입자가 서로 응집될 수 있으며, 50 ㎛를 초과할 경우 단위면적당 표면적이 작아져 항균성을 충분히 발휘할 수 없고, 가구용 몰딩재의 탁도가 높아지거나 얼룩이 생길 수 있어 원하는 색상 및 디자인을 구현하기가 힘들기 때문에 상기 범위를 벗어나지 않는 것이 바람직하다.
한편, 상기 금속산화물 입자는 표면 전처리된 것일 수 있다. 표면 전처리를 통해 금속산화물 입자의 표면에 수불용성인 피막을 형성하여, 산화 및 변색을 방지하고, 윤활성 및 분산성을 향상시키며, 베이스 수지와의 결합 특성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 금속산화물 입자는 인산 화합물, 크롬 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 표면 전처리 용액으로 표면 전처리될 수 있으며, 바람직하게는 인체 및 환경에 유해성이 적은 인산 화합물 용액으로 표면 전처리될 수 있다. 일 예로, 상기 인산 화합물은 용매 상에서 인산 이온을 형성할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 인산, 폴리인산, 인산 유도체 및 아인산 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 보다 구체적이며, 비 한정적인 일 예로 인산암모늄, 인산칼륨, 인산나트륨 및 인산칼슘 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 이와 같은 인산 화합물은 금속산화물 입자의 표면에 인산 금속염을 형성함으로써 피막을 형성하게 된다.
상기 표면 전처리 용액은 3 내지 20 중량%의 농도를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 이때 사용되는 용매는 증류수, 유기용매 또는 이들의 혼합 용매일 수 있으며, 바람직하게는 유기용매일 수 있다.
상기 유기용매의 종류는 통상 사용되는 것일 수 있으며, 구체적인 일 예로, 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소류; 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올 등의 알코올류; 셀루솔부, 부틸 셀루솔부 등의 에테르류; 에틸아세테이트, 부틸 아세테이트, 아밀 아세테이트 등의 에스터류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류; 및 N-디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드류; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 방향족 탄화수소류, 알코올류 또는 이들의 혼합 용매를 사용할 수 있으나, 이는 일 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 표면 전처리 시 표면 전처리 용액 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 5 내지 30 중량부 투입하여 50 내지 150 rpm의 속도로 5 내지 60분간 교반하여 표면 전처리된 금속산화물 입자를 수득할 수 있으며, 이후 증류수를 이용하여 세척하고, 60 내지 90℃에서 12 내지 24시간 건조할 수 있다.
상기 아연피리치온(Zn-pyrithione)은 가구용 몰딩재의 항균 특성 및 항박테리아 특성을 더욱 향상시키기 위한 것으로, 아연피리치온은 물에 분산시킨 현탁액으로 사용할 수 있으며, 일반적으로 48 중량% 현탁액 상태로 제품화되어 판매되고 있으나, 아연피리치온(100%)을 사용할 수도 있다. 상기 아연피리치온을 금속산화물 입자와 혼합 사용함으로써 세균, 박테리아 및 곰팡이 등이 가구용 몰딩재에 서식하지 못 하도록 할 수 있다.
이와 같은 우수한 항균성 및 항박테리아성을 확보하기 위해서는 기재층 내 각 구성 성분의 함량을 적절하게 조절하여 주는 것이 중요하며, 구체적인 일 예시로 상기 기재층은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 1 내지 5 중량부 및 아연피리치온 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 보다 좋게는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 1.5 내지 3 중량부 및 아연피리치온 0.5 내지 1.5 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 베이스 수지의 물성을 저하시키지 않으면서도 우수한 항균성을 확보할 수 있다. 반면, 금속산화물 입자 및 아연피리치온의 함량이 각각 1 중량부 및 0.1 중량부 미만일 경우 항균력이 크게 떨어질 수 있으며, 금속산화물 입자 및 아연피리치온의 함량이 각각 5 중량부 및 3 중량부를 초과할 경우 베이스 수지와 축광층 간 접착력이 저하되어 장시간 경과후 층간박리가 일어날 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 축광층(300)은 가구용 몰딩재에 축광 기능을 부여하여 야간이나 갑작스런 정전으로 빛의 공급이 중단되어 시인이 어려울 시 가구의 위치를 보다 쉽게 인식하도록 함으로써 위험을 방지하기 위한 것으로, 구체적인 일 예시로 축광안료 및 아크릴계 수지를 포함하는 것일 수 있다.
상기 축광안료는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으나, 휘도 및 잔광 시간 향상을 위해 구리(Cu), 비스무스(Bi) 또는 유로퓸(Eu)으로 활성화시킨 ZnS, CdS, SrS, CaS, ZnCdS 및 CaSrS로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 수지는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한 정하지 않고 사용할 수 있으나, 바람직하게는 투명도가 높은 아크릴계 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 구체적인 일 예시로 상기 아크릴계 수지는 이소보르닐(메타)아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체일 수 있다. 특히 이들 공중합체는 투명도가 매우 높아 축광안료가 빛과 접촉하는 최대화하여 잔광 효과를 크게 향상시킬 수 있으면서, 별도의 접착제를 사용하지 않아도 기재층 상에 축광 조성물을 도포 후 경화시키는 공정만으로 기재층과의 접착력이 매우 우수하여 외력에 의해서 쉽게 층간박리가 되지 않을 수 있다.
이와 같은 우수한 투명도 및 접착력을 확보하기 위해서는 축광층 내 각 구성 성분의 함량을 적절하게 조절하여 주는 것이 중요하며, 구체적인 일 예시로 상기 이소보르닐(메타)아크릴레이트:메틸메타크릴레이트의 중량비는 1 : 1 내지 3일 수 있다. 상기 중량비를 만족하도록 이소보르닐(메타)아크릴레이트와 메틸메타크릴레이트를 혼합 사용함으로써 투명도가 우수한 공중합체를 확보할 수 있으며, 축광층의 접착력을 크게 향상시킬 수 있다.
아울러, 상기 축광층은 아크릴계 수지 100 중량부에 대하여 150 내지 250 중량부의 축광안료를 포함하는 것일 수 있다. 상기 중량비를 만족하도록 이소보르닐(메타)아크릴레이트와 메틸메타크릴레이트를 혼합하고, 이들 혼합물 100 중량부에 축광안료 150 내지 250 중량부를 혼입함으로써 기재층과의 접착력을 저하시키지 않으면서 축광 및 잔광 효과를 최대화할 수 있다. 반면 축광안료가 150 중량부 미만으로 들어가는 경우 잔광 효과가 저하될 수 있으며, 축광안료가 250 중량부 초과로 들어가는 경우 기재층과 축광층 간 접착력이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 양태는 전술한 가구용 몰딩재의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게 본 발명의 일 예에 따른 제조방법은 a) 베이스 수지, 금속산화물 입자 및 아연피리치온을 포함하는 기재층을 형성하는 단계; b) 상기 기재층의 일면에 프라이머 조성물을 도포하고 경화시켜 프라이머층을 형성하는 단계; 및 c) 상기 기재층의 타면에 축광안료, 아크릴계 단량체 및 경화제를 포함하는 축광 조성물을 도포하고 경화시키는 단계;를 포함할 수 있다.
이때 각 구성 성분의 종류 및 함량은 앞서 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략한다.
먼저, a) 베이스 수지, 금속산화물 입자 및 아연피리치온을 포함하는 기재층을 형성하는 단계를 수행할 수 있으며, 상세하게 베이스 수지, 금속산화물 입자 및 아연피리치온을 포함하는 혼합물을 용융압출기로 압출하여 금형에 투입함으로써 기재층을 형성할 수 있다.
이때, 상기 용융압출기를 사용하여 기재층을 형성하는 구성은 이 기술이 속하는 분야에서 공지된 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 예시적으로 용융압출 온도는 190 내지 250℃ 정도이며, 용융압출 및 금형에서의 성형 후, 3단 롤러를 거쳐 수평을 잡아준다.
다음으로, b) 상기 기재층의 일면에 프라이머 조성물을 도포하고 경화시켜 프라이머층을 형성하는 단계를 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 프라이머 조성물은 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 1제; 및 이소보르닐(메타)아크릴레이트를 포함하는 2제;로 구성되는 것일 수 있으며, 상기 1제와 2제를 혼합한 프라이머 조성물을 기재층의 일면에 도포하고 10초 내지 1분 동안 자외선(UV) 경화시킴으로써 프라이머층을 형성할 수 있으며, 보다 빠른 경화를 위해 열이 추가적으로 가해질 수 있다.
다음으로, c) 상기 기재층의 타면에 축광안료 및 아크릴계 단량체를 포함하는 축광 조성물을 도포하고 경화시키는 단계를 수행할 수 있다.
이때 효과적인 경화 공정을 위해 개시제 및 경화제가 첨가될 수 있으며, 상기 개시제는 벤조인메틸에테르, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α,α-메톡시-α-히드록시아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐) 페닐]-1-부타논 및 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 광개시제; 및/또는 아조계 화합물, 퍼옥시계 화합물, tert-부틸 퍼아세테이트, 퍼아세틱산 및 포타슘 퍼설페이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 열 개시제;일 수 있으며, 상기 경화제는 아지리딘계 경화제, 아민계 경화제, 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 경화제 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 개시제의 함량은 상기 축광 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부일 수 있으며, 상기 경화제의 함량은 상기 축광 조성물 100 중량부에 대하여 0.05 내지 5 중량부일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 c)단계의 경화는 열에 의한 경화 방식 및/또는 자외선(UV) 조사에 의한 경화 방식에 의해 수행될 수 있으며, 10초 내지 1분 동안 자외선(UV) 경화시킴으로써 축광층을 형성할 수 있고, 보다 빠른 경화를 위해 열이 추가적으로 가해질 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 축광 및 항균 특성을 가지는 가구용 몰딩재 및 이의 제조방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[특성 평가 방법]
1) 항균성 평가:
KCL-FIR-1003:2018 방법으로 항균성을 실험하였다. 상세하게, 대장균 (Escherichia coli ATCC 8739) 3.7×105 CFU/㎖, 황색포도상구균(staphylococos aureus ATCC 6538P) 3.4×105 CFU/㎖의 초기농도(A0)로 가구용 몰딩재 시편에 접종하고, 37.0 ±0.2℃에서 24 시간 동안 방치한 후의 농도(A 1 ) 및 세균감소율(B)을 확인하였다. 대조군으로는 무처리군을 준비하였다. 또한, 상기 세균감소율은 (A0-A1)/A0×100으로 산출하였다.
2) 잔광휘도 평가:
암실에서 72시간 동안 보관한 가구용 몰딩재 시편에 23W의 등기구로 20 ㎝의 거리에서 20 분간 빛을 조사하고 암실에 1시간 동안 방치한 후 잔광휘도(mcd/㎡)를 측정하였다.
3) 접착성 평가:
A. 150℃에서 용융된 핫멜트 접착제를 이용하여 중밀도 섬유판(MDF) 시편에 가구용 몰딩재 시편을 접착한 후 인스트론 만능 재료 시험기(Instron Universial Testing Machine)를 사용하여 중밀도 섬유판과 가구용 몰딩재 시편 간 180°박리 접착 강도(㎏f/25㎜)를 시험하였다.
B. 인스트론 만능 재료 시험기(Instron Universial Testing Machine)를 사용하여 가구용 몰딩재 시편의 축광층과 기재층 간 180°박리 접착 강도(㎏f/25㎜)를 시험하였다.
[제조예]
디메틸포름아미드(DMF) 100 중량부에 대하여 아산화구리(평균 입자크기 20 ㎚) 10 중량부 및 인산암모늄 5 중량부를 혼합하고 30분간 교반하여 아산화구리 입자를 전처리하였다. 이후, 증류수로 세척하고 80℃에서 12 시간 건조하였다.
[실시예 1]
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계(ABS) 수지 100 중량부에 대하여 제조예 1의 아산화구리 입자 2.5 중량부, 아연피리치온 1 중량부를 혼합하여 220℃의 실린더 온도에서 이축 압출혼련기를 사용하여 용융압출한 후 금형에서 성형하여 기재층을 형성하였다.
다음으로, 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머(NH-200, DIC사, NCO content 3.5±0.5%) 100 중량부에 대하여 이소보르닐아크릴레이트 20 중량부 및 광개시제인 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드 0.5 중량부를 혼합한 프라이머 조성물을 상기 기재층의 일면에 도포하고 80℃에서 80 ㎽/㎠ 강도의 자외선을 150 mJ/㎠로 조사하여 프라이머층을 형성하였다.
끝으로, 이소보르닐아크릴레이트 60 중량부, 메틸메타크릴레이트 40 중량부 및 구리로 활성화시킨 황화아연(ZnS:Cu) 200 중량부를 혼합하고, 이 혼합물 100 중량부에 대하여 광개시제인 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드 0.5 중량부 및 경화제인 아지라딘 3 중량부를 첨가한 축광 조성물을 상기 기재층의 타면에 도포한 후 80℃에서 80 ㎽/㎠ 강도의 자외선을 150 mJ/㎠로 조사하여 축광층을 형성함으로써, 프라이머층, 기재층, 축광층이 순차적으로 적층된 가구용 몰딩재 시편을 제조하였다.
[실시예 2 내지 4, 및 비교예 1 내지 3]
기재층 제조 시 아산화구리(Cu2O) 입자 및 아연피리치온(ZnPT)의 함량(중량부)을 하기 표 1에 기재된 바와 같이 달리한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 가구용 몰딩재 시편을 제조하였다.
기재층 (중량부) 세균감소율 (%)
ABS Cu 2 O ZnPT E.coli S. aureus
초기농도 - 3.7×105 3.4×105
대조군 - 8.9×106 3.1×106
실시예 1 100 2.5 1 99.9 99.9
실시예 2 0.5 0.05 92.6 93.5
실시예 3 1 3 99.9 99.9
실시예 4 5 0.1 99.9 99.9
비교예 1 - - (세균 증가) (세균 증가)
비교예 2 2.5 - 94.0 91.6
비교예 3 - 1 91.6 88.2
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 아산화구리와 아연피리치온이 적정 농도로 첨가된 실시예 1, 3 및 4의 경우 항균성이 매우 우수하여 세균, 박테리아, 곰팡이 등에 대한 박멸 효과가 뛰어남을 확인할 수 있었다.
반면, 아산화구리와 아연피리치온이 모두 미량 첨가된 실시예 2의 경우 항균력이 다소 떨어지는 결과를 보였다.
한편, 아산화구리 및 아연피리치온이 모두 첨가되지 않은 비교예 1의 경우 항균 효과가 없었으며, 아산화구리 또는 아연피리치온이 첨가되지 않은 비교예 2 및 3의 경우 항균 특성이 실시예 1 대비 다소 떨어졌다.
[실시예 5 내지 10, 및 비교예 4 내지 6]
축광층 제조 시 이소보르닐아크릴레이트(IBA), 메틸메타크릴레이트(MMA) 및 구리로 활성화시킨 황화아연(ZnS:Cu)의 함량(중량부)을 하기 표 2에 기재된 바와 같이 달리한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 가구용 몰딩재 시편을 제조하였다.
[비교예 7]
축광층 제조 시 이소보르닐아크릴레이트(IBA) 대신 2-에틸헥실아크릴레이트(EHA)를 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 가구용 몰딩재 시편을 제조하였다.
[비교예 8]
축광층 제조 시 이소보르닐아크릴레이트(IBA) 대신 n-부틸아크릴레이트(BA)를 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 가구용 몰딩재 시편을 제조하였다.
[비교예 9]
프라이머층 제조 시 이소보르닐아크릴레이트(IBA) 대신 2-에틸헥실아크릴레이트(EHA)를 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 가구용 몰딩재 시편을 제조하였다.
[비교예 10]
프라이머층 제조 시 이소보르닐아크릴레이트(IBA) 대신 n-부틸아크릴레이트(BA)를 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 가구용 몰딩재 시편을 제조하였다.
축광층 (중량부) 프라이머층 (중량부)
IBA MMA EHA BA ZnS:Cu IBA EHA BA
실시예 1 30 70 - - 200 50 - -
실시예 5 100
실시예 6 250
실시예 7 300
실시예 8 10 90 - - 200 50 - -
실시예 9 50 50
실시예 10 70 30
비교예 4 30 70 - - - 50 - -
비교예 5 100 - 200
비교예 6 - 100 200
비교예 7 - 70 30 - 200 50 - -
비교예 8 - 30
비교예 9 30 70 - - 200 - 50 -
비교예 10 - 50
잔광휘도
(mcd/㎡) 		180°박리 접착 강도
(㎏ f /25㎜)
A
(MDF/몰딩재) 		B
(기재층/축광층)
실시예 1 48.5 13.8 11.4
실시예 5 21.8 13.9 11.6
실시예 6 57.6 13.7 10.5
실시예 7 64.3 13.4 5.8
실시예 8 49.1 13.8 8.1
실시예 9 47.4 13.3 12.8
실시예 10 48.3 13.7 8.8
비교예 4 - 13.7 11.9
비교예 5 47.9 13.4 5.8
비교예 6 49.1 13.8 5.1
비교예 7 48.2 13.6 6.5
비교예 8 47.6 13.4 7.2
비교예 9 47.9 9.1 11.4
비교예 10 48.9 9.7 11.5
상기 표 2 및 3에 나타난 바와 같이, 이소보르닐아크릴레이트와 메틸메타크릴레이트가 적정 비율로 혼합되고, 축광안료 ZnS:Cu가 적정 함량으로 첨가된 실시예 1, 6 및 9의 경우 잔광휘도 및 접착력 특성이 매우 우수하였다.
반면, 축광안료가 다소 소량 첨가된 실시예 5의 경우 잔광취도가 다소 떨어졌으며, 축광안료가 다소 과량 첨가된 실시예 7의 경우 잔광휘도는 우수하였으나 기재층과 축광층 간 접착력 특성이 좋지 않았다. 아울러, 이소보르닐아크릴레이트:메틸메타크릴레이트의 중량비가 1 : 1~3을 벗어난 실시예 8 및 10의 경우에도 잔광휘도는 우수하였으나 기재층과 축광층 간 접착력 특성이 좋지 않았다.
한편, 비교예 4의 경우 축광안료가 첨가되지 않음에 따라 잔광휘도의 측정이 불가능하였으며, 비교예 5 및 6의 경우 이소보르닐아크릴레이트 또는 메틸메타크릴레이트만을 사용함에 따라 접착력 특성이 크게 저하되었다.
비교예 7 내지 10의 경우, 축광층 또는 프라이머층에 있어, 이소보르닐아크릴레이트 대신 다른 아크릴레이트계 단량체를 사용한 것으로, 다른 아크릴레이트계 단량체를 사용할 시 층간 접착력이 크게 저하되었으며, 이로부터 이소보르닐아크릴레이트를 적정 비율로 혼합할 시 접착력을 크게 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 가구용 몰딩재
100: 프라이머층
200: 기재층
300: 축광층

Claims (10)

  1. 프라이머층;
    상기 프라이머층 상에 형성되며, 베이스 수지, 금속산화물 입자 및 아연피리치온을 포함하는 기재층; 및
    상기 기재층 상에 형성되며, 축광안료 및 아크릴계 수지를 포함하는 축광층;
    을 포함하며,
    상기 아크릴계 수지는 이소보르닐(메타)아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체이고,
    상기 이소보르닐(메타)아크릴레이트:메틸메타크릴레이트의 중량비는 1 : 1 내지 3인, 가구용 몰딩재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 축광층은 아크릴계 수지 100 중량부에 대하여 150 내지 250 중량부의 축광안료를 포함하는 것인, 가구용 몰딩재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 축광안료는 구리(Cu), 비스무스(Bi) 또는 유로퓸(Eu)으로 활성화시킨 ZnS, CdS, SrS, CaS, ZnCdS 및 CaSrS로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인, 가구용 몰딩재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기재층은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 금속산화물 입자 1 내지 5 중량부 및 아연피리치온 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 것인, 가구용 몰딩재.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 프라이머층은 우레탄계 프리폴리머를 포함하는 1제; 및 이소보르닐(메타)아크릴레이트를 포함하는 2제;로 구성되는 프라이머 조성물로부터 형성된 것인, 가구용 몰딩재.
  8. a) 베이스 수지, 금속산화물 입자 및 아연피리치온을 포함하는 기재층을 형성하는 단계;
    b) 상기 기재층의 일면에 프라이머 조성물을 도포하고 경화시켜 프라이머층을 형성하는 단계; 및
    c) 상기 기재층의 타면에 축광안료 및 아크릴계 단량체를 포함하는 축광 조성물을 도포하고 경화시키는 단계;
    를 포함하며,
    상기 아크릴계 단량체는 이소보르닐(메타)아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트이고,
    상기 이소보르닐(메타)아크릴레이트:메틸메타크릴레이트의 중량비는 1 : 1 내지 3인, 가구용 몰딩재의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 프라이머 조성물은,
    우레탄계 프리폴리머를 포함하는 1제; 및 이소보르닐(메타)아크릴레이트를 포함하는 2제;로 구성되는 것인, 가구용 몰딩재의 제조방법.
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