KR102140971B1

KR102140971B1 - 표면에 방사형 굴곡 구조를 갖는 저광택 경화물

Info

Publication number: KR102140971B1
Application number: KR1020180045323A
Authority: KR
Inventors: 김헌조; 서지연; 최태이
Original assignee: (주)엘지하우시스
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2020-08-04
Also published as: KR20190121907A

Abstract

본 발명은 광택도가 낮은 경화물, 이의 제조방법 및 상기 경화물을 포함하는 인테리어 소재에 관한 것으로, 상기 경화물은 조성물에 각기 다른 특정 범위의 단파장 광을 서로 다른 조건 하에서 단계적으로 조사하여 표면에 방사형 굴곡 구조를 포함함으로써 표면의 논-슬립성이 우수할 뿐만 아니라 소광제 없이 60° 글로스-미터(60° Gloss-Meter) 기준 10 이하의 낮은 광택과 우수한 내오염성을 구현할 수 있으므로 바닥재 등의 인테리어 소재에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

표면에 방사형 굴곡 구조를 갖는 저광택 경화물{Low gloss cured composition having radial flexure structure on surface}

본 발명은 광택도가 낮은 경화물, 이의 제조방법 및 상기 경화물을 포함하는 인테리어 소재에 관한 것으로, 상세하게는 경화 시 특정 범위의 단파장 광을 서로 다른 조건 하에서 단계적으로 사용하여 표면에 방사형 굴곡 구조를 유도시킴으로써 소광제 없이 낮은 광택도를 구현하고 높은 내오염성을 나타내는 경화물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 인테리어 소재에 관한 것이다.

일반적으로 주택용 바닥재는 주로 단독주택이나 아파트의 거실, 방의 바닥을 마감하는 용도로 사용되는 것으로, 시멘트 바닥으로부터 먼지 및 냉기를 차단하여 위생적인 공간을 제공하고, 다양한 색상의 미려한 무늬가 인쇄되어 있어 고객 취향에 따라 실내분위기를 아늑하게 바꿔주는 등 장식효과도 가진다. 이러한 종래의 바닥재는 그 표면이 오염물질로 더럽혀진 경우 사용자가 오염물질의 흔적을 쉽게 지울 수 없기 때문에 오염물질 흔적을 가진 바닥재는 그 기본 기능을 다할 수 없게 되는 문제가 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위해, 바닥재의 최상층에 표면처리층을 형성시킴으로써 바닥재의 내스크래치성 및 내스크래치성은 물론 내오염성을 부여하게 된다. 그러나 종래 바닥재의 경우 광택이 낮을수록 내오염성이 감소하여 청소 등의 기능이 현저히 감소되므로 높은 내오염성을 유지하면서 자연소재와 같은 자연광택을 부여하는 것은 어려운 한계가 있다. 구체적으로 기존의 내오염성을 부여한 바닥재는 유성매직 및 기타 오염물질에 의해 오염되었을 경우 광택이 60도 글로스-미터(60도 Gloss-Meter)를 기준으로 10 이상에서는 지워지지만 8 이하가 되면 기능을 발휘할 수 없고, 바닥재의 표면을 처리하는 자외선 경화 표면처리제 조성물에 포함된 실리콘의 마모로 인해 내오염성이 급격히 감소하는 문제가 있다. 또한, 종래의 자외선경화 표면처리제 조성물은 처리된 바닥재의 광택을 낮추기 위해 소광제로서 실리카의 함량을 증가시키지만, 상기 실리카는 다공질이며, 겉보기 비중이 매우 낮아 함량이 증가할수록 미세먼지, 습기, 기름때 등의 흡착이 용이하게 되어 내오염성이 급격하게 감소하고, 손, 발 땀자국 등의 자국이 표면 처리된 바닥재의 표면에 남게 되며, 그 외관이 안개가 낀 것과 같이 뿌옇게 되는 현상이 발생하게 된다.

따라서, 소광제 없이 바닥재의 광택을 낮은 상태로 구현시키면서 동시에 표면 접촉면적을 감소시켜 가정에서 사용하는 기름때, 반찬, 필기구, 먼지 및 찌든때 등이 바닥재 표면에 용이하게 부착되지 않도록 내오염성이 개선된 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 제2015-0078897호.

본 발명의 목적은 소광제 없이 표면 광택을 낮은 상태로 구현시키면서 내오염성이 우수한 경화물 및 이를 이용한 인테리어 소재를 제공하는데 있다.

이에, 본 발명은 하나의 실시예에서,

아크릴 수지 조성물의 경화물로서,

상기 경화물의 표면에는 한 점을 중심부로 하고 상기 중심부에서 주변부로 뻗어나가는 방사형의 굴곡 구조인 덴드라이트 형상을 포함하며,

상기 방사형 굴곡 구조는 조건 1 및 2 중 어느 하나 이상을 만족하고,

표면 광택도가 글로스(Gloss) 60° 조건 하에서 10 이하인 경화물을 제공한다:

[조건 1] 방사형 굴곡 구조의 평균 직경은 5㎛ 내지 500㎛이고; 및

[조건 2] 방사형 굴곡 구조는 중심부에서 주변부로 갈수록 높이가 낮아지되 중심부의 평균 높이는 1㎛ 내지 30㎛ 이다.

또한, 본 발명은 하나의 실시예에서,

아크릴 수지 조성물에, 불활성 기체 조건 하에서 300㎚ 미만 파장의 광을 조사하여 조성물을 활성화시키는 제1 광 조사 단계;

활성화된 조성물에, 공기(air) 조건 하에서 200㎚ 내지 400㎚ 파장의 광을 조사하여 조성물을 1차 광 경화시키는 제2 광 조사 단계; 및

1차 경화된 조성물에, 불활성 기체 조건 하에서 200㎚ 내지 400㎚ 파장의 광을 조사하여 조성물을 2차 광 경화시키는 제3 광 조사 단계를 포함하는 경화물의 제조방법을 제공한다.

나아가, 본 발명은 하나의 실시예에서, 기재 및 기재 상에 위치하는 상기 경화물을 포함하는 인테리어 소재를 제공한다.

본 발명에 따른 경화물은 조성물에 특정 범위의 단파장 광을 서로 다른 조건 하에서 단계적으로 사용하여 표면에 방사형 굴곡 구조를 포함함으로써 표면의 논-슬립성이 우수할 뿐만 아니라 소광제 없이 60° 글로스-미터(60° Gloss-Meter) 기준 10 이하의 낮은 광택과 우수한 내오염성을 구현할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 경화물의 제조 시 사용되는 광 경화장치의 일례를 도시한 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1 및 3의 경화물의 표면을 주사 전자현미경(SEM) 촬영한 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따른 비교예 4의 경화물의 표면을 주사 전자현미경(SEM) 촬영한 이미지이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서, "색좌표"란, CIE(국제조명위원회, Commossion International de l'Eclairage)에서 규정한 색상 값인 CIE 색공간에서의 좌표를 의미하며, CIE 색공간에서의 임의의 위치는 L*, a*, b* 3가지 좌표값으로 표현될 수 있다.

여기서, L* 값은 밝기를 나타내는 것으로 L* = 0 이면 흑색(black)을 나타내며, L* = 100 이면 백색(white)을 나타낸다. 또한, a* 값은 해당 색좌표를 갖는 색이 순수한 적색(pure magenta)과 순수한 녹색(pure green) 중 어느 쪽으로 치우쳤는지를 나타내며, b* 값은 해당 색좌표를 갖는 색이 순수한 황색(pure yellow)과 순수한 청색(pure blue) 중 어느 쪽으로 치우쳤는지를 나타낸다.

구체적으로, 상기 a* 값은 -a 내지 +a의 범위를 가지며, a*의 최대값(a* max)은 순수한 적색(pure magenta)을 나타내며, a*의 최소값(a* min)은 순수한 녹색(pure green)을 나타낸다. 예를 들어, a* 값이 음수이면 순수한 녹색에 치우친 색상이며, 양수이면 순수한 적색에 치우친 색상을 의미한다. a^*=80와 a^*=50를 비교하였을 때, a^*=80이 a^*=50보다 순수한 적색에 가깝게 위치함을 의미한다. 또한, 상기 b* 값은 -b 내지 +b의 범위를 가진다. b*의 최대값(b* max)은 순수한 황색(pure yellow)을 나타내며, b*의 최소값(b* min)은 순수한 청색(pure blue)을 나타낸다. 예를 들어, b* 값이 음수이면 순수한 청색에 치우친 색상이며, 양수이면 순수한 황색에 치우친 색상을 의미한다. b^*=80와 b^*=20를 비교하였을 때, b^*=80이 b^*=20보다 순수한 황색에 가깝게 위치함을 의미한다.

나아가, 본 발명에서, "색편차" 또는 "색좌표 편차"란, CIE 색공간에서의 두 색간의 거리를 의미한다. 즉, 거리가 멀면 색상의 차이가 크게 나는 것이고 거리가 가까울수록 색상의 차이가 거의 없다는 것을 의미하며, 이는 하기 수학식 1로 나타내는 ΔE^*로 표시할 수 있다:

[수학식 1]

본 발명은 내오염성이 우수하고 광택도가 낮은 경화물, 이의 제조방법 및 상기 경화물을 포함하는 인테리어 소재에 관한 것이다.

기존의 바닥재는 그 표면이 오염물질로 더럽혀진 경우 사용자가 오염물질의 흔적을 쉽게 지울 수 없기 때문에 오염물질 흔적을 가진 바닥재는 그 기본 기능을 다할 수 없게 되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 바닥재의 최상층에 표면처리층을 형성시킴으로써 바닥재의 내스크래치성 및 내스크래치성은 물론 내오염성을 부여하게 된다.

그러나 종래 바닥재의 경우 광택이 낮을수록 내오염성이 감소하여 청소 등의 기능이 현저히 감소되므로 높은 내오염성을 유지하면서 자연소재와 같은 자연광택을 부여하는 것은 어려운 한계가 있다. 구체적으로 기존의 내오염성을 부여한 바닥재는 유성매직 및 기타 오염물질에 의해 오염되었을 경우 광택이 60도 글로스-미터(60도 Gloss-Meter)를 기준으로 10 이상에서는 지워지지만 8 이하가 되면 기능을 발휘할 수 없고, 바닥재의 표면을 처리하는 자외선경화 표면처리제 조성물에 포함된 실리콘의 마모로 인해 내오염성이 급격히 감소하는 문제가 있다. 또한, 종래의 자외선경화 표면처리제 조성물은 처리된 바닥재의 광택을 낮추기 위해 소광제로서 실리카의 함량을 증가시키지만, 상기 실리카는 다공질이며, 겉보기 비중이 매우 낮아 함량이 증가할수록 미세먼지, 습기, 기름때 등의 흡착이 용이하게 되어 내오염성이 급격하게 감소하고, 손, 발 땀자국 등의 자국이 표면 처리된 바닥재의 표면에 남게 되며, 그 외관이 안개가 낀 것과 같이 뿌옇게 되는 현상이 발생하게 된다.

이에, 본 발명은 소광제 없이 낮은 광택도를 구현하고 높은 내오염성을 나타내는 경화물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 인테리어 소재를 제공한다.

본 발명에 따른 경화물은 조성물에 특정 범위의 단파장 광을 서로 다른 조건 하에서 단계적으로 사용하여 경화시킴으로써 소광제 없이 60° 글로스-미터(60° Gloss-Meter) 기준 10 이하의 낮은 광택과 우수한 내오염성을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 내스크래치성이 뛰어난 이점이 있다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

경화물

본 발명은 일실시예에서,

아크릴 수지 조성물의 경화물이며, 상기 경화물의 표면에는 한 점을 중심부로 하고 상기 중심부에서 주변부로 뻗어나가는 방사형의 굴곡 구조인 덴드라이트 형상을 포함하고,

표면 광택도가 글로스(Gloss) 60° 조건 하에서 10 이하인 경화물을 제공한다.

본 발명에 따른 경화물은 아크릴계 올리고머를 포함하는 조성물을 경화시킨 것으로서 표면에 특정 형태를 갖는 굴곡 구조를 갖는다. 구체적으로, 상기 경화물은 표면에 미세한 굴곡 구조를 가질 수 있고, 상기 굴곡 구조는 경화물 표면에 존재하는 임의의 한 점을 중심부로 하며 상기 중심부에서 주변부로 뻗어나가는 방사형의 형태를 랜덤하게 분산된 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 방사형 굴곡 구조는 경화물 표면의 임의의 한 점을 중심부로 하는 수지상 구조(arborescence structure)나 덴드라이트 구조(dendrite structure)가 랜덤하게 분산된 구조를 포함할 수 있다.

또한, 상기 방사형 굴곡 구조는 그 크기나 높이에 의해 표면 물성, 구체적으로는 표면 광택도, 내오염성, 논-슬립성 등이 조절될 수 있으며, 이를 위하여 상기 방사형 굴곡 구조는 하기 조건 1 및 2 중 어느 하나 이상을 만족할 수 있다:

구체적으로, 상기 조건 1은 경화물 표면에 존재하는 개별 방사형 굴곡 구조의 평균 크기를 나타내고, 상기 평균 직경은 5㎛ 내지 500㎛일 수 있으며, 보다 구체적으로는 5㎛ 내지 450㎛, 5㎛ 내지 400㎛, 5㎛ 내지 350㎛, 5㎛ 내지 300㎛, 5㎛ 내지 250㎛, 5㎛ 내지 200㎛, 5㎛ 내지 150㎛, 5㎛ 내지 100㎛, 5㎛ 내지 50㎛, 50㎛ 내지 200㎛, 50㎛ 내지 100㎛, 100㎛ 내지 500㎛, 100㎛ 내지 300㎛, 100㎛ 내지 200㎛, 80㎛ 내지 150㎛, 80㎛ 내지 120㎛, 90㎛ 내지 110㎛, 5㎛ 내지 40㎛, 5㎛ 내지 30㎛, 5㎛ 내지 25㎛, 5㎛ 내지 20㎛, 5㎛ 내지 15㎛, 5㎛ 내지 10㎛, 10㎛ 내지 30㎛, 15㎛ 내지 30㎛, 15㎛ 내지 25㎛, 20㎛ 내지 30㎛, 1㎛ 내지 10㎛, 2㎛ 내지 10㎛, 4㎛ 내지 10㎛, 5㎛ 내지 10㎛, 7.5㎛ 내지 10㎛, 8㎛ 내지 10㎛¸0.5㎛ 내지 7.5㎛, 0.5㎛ 내지 5㎛, 0.5㎛ 내지 3㎛, 0.5㎛ 내지 2㎛, 0.5㎛ 내지 1㎛, 1㎛ 내지 5㎛¸1㎛ 내지 3㎛, 1㎛ 내지 2㎛, 2㎛ 내지 5㎛, 2㎛ 내지 3.5㎛, 4㎛ 내지 8㎛, 4㎛ 내지 6㎛, 5㎛ 내지 8㎛, 5㎛ 내지 6.5㎛, 6㎛ 내지 9㎛, 6㎛ 내지 8㎛, 7㎛ 내지 9㎛ 또는 3㎛ 내지 5㎛일 수 있다.

아울러, 상기 조건 2는 경화물 표면에 존재하는 개별 방사형 굴곡 구조가 갖는 최대 높이의 평균값을 나타내고, 상기 평균 높이는 1㎛ 내지 30㎛㎛일 수 있으며, 보다 구체적으로는 2㎛ 내지 25㎛, 5㎛ 내지 20㎛, 1㎛ 내지 10㎛, 10㎛ 내지 15㎛, 10㎛ 내지 20㎛, 15㎛ 내지 30㎛, 20㎛ 내지 30㎛, 5㎛ 내지 12㎛, 13㎛ 내지 21㎛ 또는 15㎛ 내지 19㎛일 수 있다.

이와 더불어, 상기 방사형 굴곡 구조는 단위 면적에 일정한 빈도, 예컨대 일정한 갯수로 형성될 수 있고, 방사형 굴곡 구조의 개수는 단위 면적에 존재하는 방사형 굴곡 구조의 중심부 개수와 동일할 수 있다. 또한, 상기 방사형 굴곡 구조는 경화물 표면의 단위 면적(1㎜ X 1㎜)당 2 내지 400개 존재할 수 있으며, 구체적으로는 단위 면적(1㎜ X 1㎜)당 10 내지 350개, 10 내지 300개, 10 내지 250개, 10 내지 200개, 10 내지 150개, 100 내지 400개, 100 내지 350개, 150 내지 350개, 250 내지 350개, 200 내지 400개, 30 내지 100개, 5 내지 180개, 5 내지 150개, 5 내지 120개, 10 내지 100개, 10 내지 80개, 10 내지 50개, 20 내지 50개, 40 내지 60개, 80 내지 120개, 140 내지 180개, 30 내지 40개, 5 내지 15개, 10 내지 20개, 5 내지 16개, 또는 5 내지 20개 존재할 수 있다. 본 발명에 따른 경화물은 표면에 상기와 같은 빈도로 방사형 굴곡 구조를 포함함으로써 표면 광택도, 내오염성, 논-슬립성 등의 물성을 보다 용이하게 조절할 수 있다.

하나의 예로서, 본 발명에 따른 경화물은 상기 조건 1 및 2 중 어느 하나 이상을 만족하는 방사형 굴곡 구조를 표면에 단위 면적(1㎜ X 1㎜)당 20 내지 50개 포함함으로써 표면 광택이 저감되어 소광제를 없이 광택 측정기(Gloss Meter)를 이용한 60° 광택도(글로스 60 ° 조건) 를 측정 시 표면 광택도가 10 이하일 수 있고, 구체적으로는 8 이하, 7.5 이하, 7 이하, 6.5 이하, 6 이하, 1 내지 9, 2 내지 9, 4 내지 9, 1 내지 6, 4 내지 7, 5 내지 8, 4 내지 6, 또는 2 내지 6일 수 있다.

다른 하나의 예로서, 본 발명에 따른 경화물은 표면의 내오염성이 향상되어 하기 조건 3 및 4 중 어느 하나 이상을 만족할 수 있다:

[조건 3] 요오드 오염 20분 경과 후 세척된 경화물의 표면 평균 색좌표 편차(ΔE)는 1 이하이고; 및

[조건 4] 유성 매직 오염 1분 경과 후 세척된 경화물의 잔류 오염면적이 최초 오염면적 기준 5% 미만이다.

구체적으로, 상기 경화물은 요오드에 대한 내오염성이 향상되어 표면에 요오드를 묻혀 오염시키고 20분이 경과한 후 세척하는 경우, 표면 평균 색좌표 편차가 1 이하일 수 있고, 보다 구체적으로는 0.8 이하, 0.6 이하, 0.5 이하, 0.4 이하, 0.3 이하, 0.1 내지 1, 0.2 내지 0.98, 0.3 내지 0.97, 0.3 내지 0.4, 0.3 내지 0.5, 0.5 내지 0.8, 0.2 내지 0.75, 0.6 내지 0.8, 0.8 내지 1 또는 0.9 내지 0.98일 수 있다.

또한, 상기 경화물은 유성 매직과 같은 유기 물질에 대한 내오염성이 향상되어 표면에 유성 매직을 칠하고 1분이 경과한 후 세척하는 경우, 세척된 경화물 표면의 잔류 오염면적이 최초 오염면적 기준 5% 미만일 수 있고, 보다 구체적으로는 4% 미만, 3% 미만 또는 2% 미만일 수 있다.

다른 하나의 예로서, 본 발명에 따른 경화물은 논-슬립(non-slip)성이 향상되어 DIN 51130에 따른 램프(ramp) 시험 시 미끄러짐이 발생되는 경사각의 등급이 R10 이상일 수 있고, 구체적으로는 R11 이상, 또는 R10 내지 R11일 수 있다. 여기서, R10은 미끄러짐이 발생되는 경사각의 각도가 10° 이상 19° 미만인 경우를 나타내고, R11은 미끄러짐이 발생되는 경사각의 각도가 19° 이상 27° 미만인 경우를 나타낸다.

한편, 상기 경화물에 함유되는 조성물은 아크릴계 올리고머, 중합성 반응기를 1개 이상 포함하는 모노머 및 개시제를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 아크릴계 올리고머는 아크릴기를 포함하는 모노머를 이용하여 얻어지는 올리고머를 의미하며, 예를 들어, 메틸아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴레이트 올리고머, 메틸(메타)아크릴레이트 올리고머, 에틸아크릴레이트 올리고머, 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머 등을 포함할 수 있다.

또한, 상기 아크릴계 올리고머의 중량평균 분자량은 100 내지 50,000일 수 있고, 보다 구체적으로는 500 내지 30,000 또는 1,000 내지 10,000일 수 있다. 본 발명은 아크릴계 올리고머의 중량평균 분자량을 상기 범위로 조절함으로써 경화물의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.

아울러, 상기 모노머는 아크릴계 모노머일 수 있고, 구체적으로는 친수성기를 함유하는 아크릴레이트계 모노머일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 모노머로는 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시부틸산, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 아크릴산 이중체, 이타콘산,말레산, 카프로락톤 변성 히드록시아크릴레이트(caprolactone modified hydroxyl acrylate, CHA), 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 및 트리메틸올프로판에톡시트리아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

이와 더불어, 상기 조성물은 아크릴계 올리고머 1 내지 60 중량부 및 중합성 반응기를 1개 이상 포함하는 모노머 30 내지 100 중량부를 포함하고, 상기 아크릴계 올리고머 및 모노머 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하, 구체적으로는 8 중량부 이하, 6 중량부 이하, 3 중량부 이하, 3 중량부 미만, 2 중량부 이하, 2 중량부 미만 또는 1 중량부 이하의 개시제를 포함할 수 있다. 본 발명은 조성물의 경화 시 특정 범위의 단파장 광을 서로 다른 조건 하에서 단계적으로 사용함으로써 개시제를 상기 범위로 소량 포함하여도 높은 경화율을 나타낼 수 있다. 그 예로서, 본 발명에 따른 경화물의 경화율은 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 40% 내지 65% 또는 45% 내지 55%일 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 조성물은 경화물의 내구성을 향상시키기 위하여 경도가 높은 필러를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 필러로는 조성물의 경화 후 경화물의 광택에 영향을 미치지 않으면서 표면경도를 향상시킬 수 있는 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 필러로서 콜로이달 실리카, 알루미나, 글래스 비드, 유기물 비드(고분자 입자 등) 등을 사용할 수 있으며, 이들의 평균 입도는 0.1㎛ 내지 100㎛, 0.1㎛ 내지 50㎛, 0.5㎛ 내지 20㎛, 0.5㎛ 내지 10㎛, 1㎛ 내지 5㎛, 10㎛ 내지 20㎛, 10㎛ 내지 30㎛, 20㎛ 내지 40㎛, 20㎛ 내지 50㎛, 30㎛ 내지 50㎛, 40㎛ 내지 60㎛, 50㎛ 내지 70㎛, 50㎛ 내지 90㎛, 80㎛ 내지 100㎛ 또는 50㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 본 발명은 필러의 평균 입도를 상기 범위로 제어함으로써 경화물의 광택에 영향을 미치지 않으면서 경화물의 크랙 발생을 방지하고 경화물과 다른 층간의 접착력을 증가시켜 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 필러는 경화물의 광택도와 내오염성을 저해하지 않도록 조성물 100 중량부에 대하여 3 중량부 이하로 포함될 수 있다. 하나의 예로서, 상기 필러는 조성물 100 중량부에 대하여 3 중량부 이하, 0.1 내지 3 중량부, 0.1 내지 2.5 중량부, 0.5 내지 2.5 중량부, 1 내지 3 중량부, 1.5 내지 3 중량부, 2.5 내지 3 중량부, 1.5 내지 2 중량부, 2 내지 2.5 중량부, 또는 2.2 내지 2.7 중량부일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 상기 경화물의 평균 두께는 내구성에 영향을 미치지 않는 적절한 범위로 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 경화물은 외부 자극에 찢어지거나 손실되지 않도록 5㎛ 내지 50㎛의 평균 두께를 가질 수 있고, 보다 구체적으로는 5㎛ 내지 30㎛, 5㎛ 내지 15㎛, 10㎛ 내지 20㎛, 10㎛ 내지 30㎛, 25㎛ 내지 50㎛, 30㎛ 내지 50㎛, 20㎛ 내지 40㎛ 또는 15㎛ 내지 20㎛일 수 있다.

경화물의 제조방법

또한, 본 발명은 일실시예에서,

본 발명은 아크릴 수지 조성물에 특정 범위의 단파장 광을 서로 다른 조건 하에서 3 단계로 조사하여 경화시키는 단계를 갖는다.

이때, 제1 광 조사 단계는 기재 상에 도포된 조성물에 광을 조사하는 첫 번째 단계로서, 조사된 광에 의해 발생된 엑시머(excimer)가 도포된 조성물 및/또는 경화물의 표면을 수축시켜 주름을 형성함으로써 표면에 입사되는 빛의 산란율을 증가시키는 단계이다. 본 발명은 엑시머를 이용하여 조성물 및/또는 경화물의 표면을 상술된 방사형 굴곡 구조로 수축시킴으로써 빛의 산란율을 증가시킬 수 있으므로 소광제를 사용하지 않고도 경화물의 광택도를 감소시킬 수 있다. 이를 위해 상기 제1 광 조사 단계는 고에너지를 갖는 300㎚ 미만, 구체적으로는 100 내지 200㎚의 파장을 광을 사용하여 산소(O₂)를 소량 포함하는 질소(N₂) 분위기에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 제1 광 조사 단계에서 질소(N₂)에 포함된 산소(O₂)의 농도는 10 내지 30,000ppm일 수 있고, 구체적으로는 10 내지 20,000ppm, 10 내지 5,000ppm, 1,000 내지 2,000ppm, 2,000 내지 3,000ppm, 3,000 내지 4,000ppm, 4,000 내지 5,000ppm, 10 내지 2,000ppm, 10 내지 1,000ppm, 10 내지 500ppm, 100 내지 300ppm, 10 내지 200ppm, 50 내지 150ppm, 80 내지 120pp, 4,000 내지 6,000 ppm, 4,500 내지 5,500 ppm 또는 4,800 내지 5,200ppm일 수 있다. 또한, 제1 광 조사 단계에서 조성물과 광원의 거리는 5~100㎜일 수 있고, 구체적으로는 5~80㎜, 5~60㎜, 5~40㎜, 10~70㎜, 10~50㎜, 10~30㎜, 20~80㎜, 20~60㎜, 20~50㎜, 20~30㎜, 25~75㎜, 50~80㎜ 또는 40~60㎜일 수 있다.

하나의 예로서, 상기 제1 광 조사 단계는 조성물 내에 엑시머를 형성하기 위하여 조성물에 172±2㎚ 파장을 갖는 광을 100ppm의 산소(O₂)를 포함하는 질소(N₂) 조건에서 5~100 mJ/㎠의 광량으로 1~2초의 매우 짧은 시간 동안 조사하여 수행될 수 있다.

본 발명은 제1 광 조사 단계 수행 시 가스 조건 및 조성물과 광원의 거리를 상기 범위로 제어함으로써 경화물의 표면에 형성되는 랜덤 방사형의 미세 굴곡 구조의 평균 직경, 높이 및/또는 빈도를 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 상기 제1 광 조사 단계에서 광 조사량은 1 mJ/㎠ 내지 100 mJ/㎠일 수 있고, 구체적으로는 1 mJ/㎠ 내지 80 mJ/㎠, 1 mJ/㎠ 내지 60 mJ/㎠¸1 mJ/㎠ 내지 40 mJ/㎠, 1 mJ/㎠ 내지 35 mJ/㎠, 1 mJ/㎠ 내지 30 mJ/㎠¸1 mJ/㎠ 내지 20 mJ/㎠, 1 mJ/㎠ 내지 10 mJ/㎠, 5 mJ/㎠ 내지 10 mJ/㎠, 5 mJ/㎠ 내지 20 mJ/㎠, 5 mJ/㎠ 내지 25 mJ/㎠, 5 mJ/㎠ 내지 35 mJ/㎠, 5 mJ/㎠ 내지 50 mJ/㎠, 15 mJ/㎠ 내지 25 mJ/㎠, 25 mJ/㎠ 내지 35 mJ/㎠, 25 mJ/㎠ 내지 50 mJ/㎠, 40 mJ/㎠ 내지 60 mJ/㎠, 70 mJ/㎠ 내지 100 mJ/㎠ 또는 5 mJ/㎠ 내지 33 mJ/㎠일 수 있다. 본 발명은 제1 광 조사 단계의 광 조사량을 상기 범위로 제어함으로써 경화물 표면에 형성되는 랜덤 방사형의 미세 굴곡 구조의 평균 직경, 높이 및/또는 빈도를 용이하게 제어할 수 있다.

아울러, 기재 상에 조성물을 도포하는 방법은 기술분야에서 공지된 방법에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들어, 메이어(Mayer), 디-바(D-bar), 고무롤(rubber roll), G/V 롤(G/V roll), 에어나이프(air knife), 슬롯다이(slot die) 등을 이용하여 수행될 수 있다.

또한, 제2 광 조사 단계는 표면이 수축된 조성물 및/또는 경화물에 자외선(UV) 에너지를 가하여 가경화시키는 단계로서, 200 내지 400㎚ 이상의 파장, 구체적으로는 250 내지 380㎚, 280 내지 380㎚, 250 내지 350㎚, 또는 280 내지 320㎚ 파장의 광을 공기(air) 조건에서 조사하여 수행될 수 있다. 이때, 가경화된 조성물 및/또는 경화물의 표면 온도는 20 내지 90℃, 구체적으로는 20 내지 80℃일 수 있다.

하나의 예로서, 상기 제2 광 조사 단계는 조성물 및/또는 경화물에 300±5㎚ 파장을 갖는 광을 공기 조건에서 20~800 mJ/㎠의 광량으로 1~2초의 매우 짧은 시간 동안 조사하여 수행될 수 있고, 이때 조성물 및/또는 경화물과 광원 사이의 거리는 0.5 내지 10㎜일 수 있다.

이와 더불어, 제3 광 조사 단계는 가경화된 조성물 및/또는 경화물에 자외선(UV)을 추가적으로 조사하여 진경화를 수행하는 단계로서, 400㎚ 이하의 파장, 구체적으로는 100 내지 400㎚, 200 내지 400㎚, 200 내지 300㎚, 300 내지 400㎚, 150 내지 300㎚, 200 내지 250㎚ 또는 270 내지 320㎚의 파장을 광을 사용하여 산소(O₂)를 소량 포함하는 질소(N₂) 분위기에서 수행될 수 있다. 여기서, 질소(N₂)에 포함된 산소(O₂)의 농도는 10 내지 30,000ppm일 수 있고, 구체적으로는 10 내지 5,000ppm, 1,000 내지 2,000ppm, 2,000 내지 3,000ppm, 3,000 내지 4,000ppm, 4,000 내지 5,000ppm, 100 내지 1,000ppm, 100 내지 500ppm, 100 내지 200ppm, 10 내지 2,000ppm, 10 내지 1,000ppm, 10 내지 500ppm, 100 내지 300ppm, 10 내지 200ppm, 50 내지 150ppm, 80 내지 120ppm, 15,000 내지 25,000 ppm, 17,000 내지 23,000 ppm, 19,000 내지 21,000 ppm, 또는 19,500 내지 20,500 ppm일 수 있다. 본 발명은 진경화가 수행되는 제3 광 조사 단계에서 산소(O₂)의 농도를 상기 범위로 제어함으로써 조성물 및/또는 경화물의 경화율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 산소 분자(O₂)의 오존(O₃) 전환을 통해 경화물의 표면을 세정하는 효과를 유도할 수 있다.

하나의 예로서, 상기 제3 광 조사 단계는 조성물 및/또는 경화물에 300±5㎚ 파장을 갖는 광을 100~3,000 mJ/㎠의 광량으로 1~2초의 매우 짧은 시간 동안 조사하여 수행될 수 있고, 이때 조성물 및/또는 경화물과 광원 사이의 거리는 50±10㎜일 수 있다.

본 발명에서 조사되는 광은 각 단계에서 요구되는 파장의 광을 조사할 수 있는 공지된 방법에 따라 조사될 수 있다. 예를 들어, UV 영역인 400㎚ 이하의 파장을 갖는 광은 수은 또는 메탈 할라이드 램프 등을 이용하여 조사될 수 있다.

또한, 본 발명에서 광이 조사되는 시간은 1~2초의 매우 짧은 시간일 수 있고, 이러한 광 조사 시간은 광 조사 시 조성물이 이동하는 속도, 예컨대 기재 상에 코팅된 조성물의 이동 속도에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물 및/또는 조성물이 코팅된 기재의 이동 속도는 1 내지 50 m/min일 수 있고, 구체적으로는 5 내지 40 m/min, 10 내지 40 m/min, 20 내지 40 m/min, 30 내지 40 m/min, 15 내지 25 m/min, 5 내지 15 m/min, 15 내지 20 m/min, 35 내지 40 m/min 또는 18 내지 22 m/min일 수 있다.

한편, 본 발명에서 사용되는 조성물은 기존의 조성물과 대비하여 경화물의 광택 저감을 위한 소광제를 포함하지 않아 25℃에서 100 내지 1,500 cps, 구체적으로는 100 내지 1,200 cps, 100 내지 1,000 cps, 100 내지 800 cps, 100 내지 500 cps, 100 내지 400 cps, 150 내지 350 cps, 200 내지 350 cps, 250 내지 350 cps 또는 280 내지 300 cps의 낮은 점도를 가질 수 있으며, 경화물의 내구성 향상을 위하여 필러를 더 포함하여도 350 cps 이하의 낮은 점도를 나타낼 수 있다. 상기 조성물은 350 cps 이하의 낮은 점도를 가짐으로써 작업성이 우수한 이점을 갖는다.

인테리어 소재

나아가, 본 발명은 일실시예에서, 본 발명에 따른 경화물을 포함하는 인테리어 소재를 제공한다.

본 발명에 따른 인테리어 소재는 앞서 설명한 본 발명에 따른 경화물을 포함하여 낮은 광택성과 높은 내오염성 및 내스크래치성을 동시에 구현할 수 있으므로 저광택과 고내구성이 요구되는 바닥재 등에 유용하게 사용될 수 있다.

이때, 상기 인테리어 소재는 기재 상에 표면 처리층으로서 본 발명에 따른 경화물이 형성된 구조를 가질 수 있고, 경우에 따라서는 소재에 기능을 추가하기 위하여 기재와 표면 처리층인 경화물 사이에 인쇄층, 밸런스층, 치수 안정층 등의 기능성층을 더 포함할 수 있다. 하나의 예로서, 상기 인테리어 소재는 밸런스층, 기재층, 인쇄층, 투명층 및 표면처리층이 순차적으로 적층된 구조를 갖거나, 기재층, 인쇄층, 투명층, 표면처리층이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.

여기서, 상기 투명층, 상기 인쇄층, 상기 기재층 및 상기 밸런스층은 예를 들어, 바인더 수지, 개시제, 경화제, 기타 첨가제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 각각의 조성물을 광경화 또는 열경화시켜 형성하거나, 압출 방법, 카렌더링 방법 등을 사용하여 필름 또는 시트로서 형성할 수 있다.

또한, 상기 각각의 조성물은 각각의 층의 성질 및 기능에 따라 이에 포함된 성분들의 종류 및 함량을 적절히 조절할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.

구체적으로, 상기 바닥재는 어느 한 층의 일면에 소정의 조성물을 도포한 후 광경화 또는 열경화시켜 형성하거나, 또는 각각의 층을 필름 또는 시트로서 형성한 후 이들을 이 기술분야에서 공지된 합판 공정 등을 사용하여 형성할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 상기 바인더 수지는, 합성 수지, 바이오 수지 또는 이들 모두를 포함할 수 있고, 예를 들어, 폴리염화비닐(PVC)계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리유산계 수지, 폴리올레핀 수지 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

아울러, 상기 투명층은 약 0.05mm 내지 약 2.0mm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 바닥재의 총 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서 후술하는 바와 같이 하부에 적층되는 인쇄층의 무늬나 패턴을 충분히 보호할 수 있다.

이와 더불어, 상기 인쇄층은 예를 들어, 전사 인쇄, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 로터리 인쇄 또는 플렉소 인쇄 등의 다양한 방식으로 무늬를 부여함으로써 형성될 수 있다. 또한, 상기 인쇄층은 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 상기 기재층은 상기 바닥재의 기본이 되는 층으로서 상부의 투명층, 인쇄층을 지지하고, 상부나 하부의 충격을 흡수하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 기재층은 약 1.0mm 내지 약 3.0mm의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

나아가, 상기 밸런스층은 시공 시 바닥면과의 접착이 이루어지는 부분으로, 상기 바닥재의 표면에 반대되는 이면을 보호하며, 바닥의 습기를 막아주는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 밸런스층은 약 1.0mm 내지 약 3.0mm의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

아울러, 상기 베이스층 및 상기 밸런스층 중 하나 이상은 TiO₂, CaCO₃, 목분, 운모(Mica), 유리섬유(Glass Fiber), 전분, 천연섬유, 왕겨, 송진, 활석(Talc) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 인쇄층 및 상기 베이스층 사이에 치수 안정층을 더 포함할 수 있고, 상기 치수 안정층은 약 0.1mm 내지 약 2.0mm의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

상기 치수 안정층은 바인더 수지에 유리섬유가 함침된 복합재로 형성될 수 있으며, 고온 고습 조건에서도 치수 변형률을 감소시켜 우수한 치수안정성을 구현하면서도 상부 및 하부에 적층되는 다른 층들과의 접착력을 높은 수준으로 유지하여 우수한 내구성을 구현할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 3.

메틸(메타)아크릴레이트 올리고머(분자량: 2,200) 50 중량부, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 50 중량부, 개시제로서 2,2'-아조-비스-이소부티릴니트릴(2,2'-azo-bis-isobutyrylnitrile, AIBN) 5 중량부를 포함하는 조성물을 가로 10 ㎝ X 세로 10 ㎝의 폴리비닐클로라이드 (PVC) 기재에 도포하고 도 1에 나타낸 것과 같은 구조의 광 경화장치에 고정시켰다. 그 후 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 20±1 m/min의 이동속도로 기재를 이동시키면서 단계적으로 광 조사를 수행하여 기재 상에 조성물이 경화된 경화물을 형성하였다. 이때, 상기 경화물의 평균 두께는 18±2㎛이였다.

		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
제1 광 조사	파장범위		172±5 ㎚	172±5 ㎚	172±5 ㎚	172±5 ㎚
	조사량		32 mJ/㎠	18 mJ/㎠	7 mJ/㎠	32 mJ/㎠
	광원과의 거리		50±1㎜	50±1㎜	50±1㎜	50±1㎜
	가스 조건		N₂ 조건(O₂ 5,000 ppm)	N₂ 조건 (O₂ 5,000 ppm)	N₂ 조건 (O₂ 5,000 ppm)	N₂ 조건 (O₂ 5,000 ppm)
제2 광 조사	파장 범위		200~400 ㎚	200~400 ㎚	200~400 ㎚	200~400 ㎚
	조사량		280 mJ/㎠	280 mJ/㎠	280 mJ/㎠	280 mJ/㎠
	광원과의 거리		2±1㎜	2±1㎜	2±1㎜	2±1㎜
	가스 조건		공기 조건	공기 조건	공기 조건	공기 조건
제3 광 조사	파장 범위		200~400 ㎚	200~400 ㎚	200~400 ㎚	200~400 ㎚
	조사량		600 mJ/㎠	600 mJ/㎠	600 mJ/㎠	600 mJ/㎠
	광원과의 거리		100±1㎜	50±1㎜	50±1㎜	50±1㎜
	가스 조건		N₂ 조건 (O₂ 10,000 ppm)	N₂ 조건 (O₂ 10,000 ppm)	N₂ 조건 (O₂ 10,000 ppm)	N₂ 조건 (O₂ 10,000 ppm)
경화율		52%	49%	47%	51%

실시예 4.

조성물에 경화물의 내구성을 향상시키기 위한 필러로서 콜로이달 실리카(평균 입도: 1~5 ㎛)를 더 포함하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 기재 상에 조성물이 경화된 경화물을 형성하였다.

비교예 1 내지 4.

하기 표 2에 경화조건으로 조성물을 경화하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 기재 상에 조성물이 경화된 경화물을 형성하였다.

		비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
제1 광 조사	파장범위	172±5 ㎚	172±5 ㎚	-	172±5 ㎚
	조사량	8 mJ/㎠	3 mJ/㎠	-	118 mJ/㎠
	광원과의 거리	50±1㎜	50±1㎜	-	10±1㎜
	가스 조건	N₂ 조건(O₂ 5,000 ppm)	N₂ 조건 (O₂ 5,000 ppm)	-	N₂ 조건 (O₂ 5,000 ppm)
제2 광 조사	파장 범위	-	-	200~400 ㎚	200~400 ㎚
	조사량	-	-	280 mJ/㎠	280 mJ/㎠
	광원과의 거리	-	-	100±1㎜	2±1㎜
	가스 조건	-	-	공기 조건	공기 조건
제3 광 조사	파장 범위	200~400 ㎚	200~400 ㎚	200~400 ㎚	200~400 ㎚
	조사량	600 mJ/㎠	600 mJ/㎠	600 mJ/㎠	600 mJ/㎠
	광원과의 거리	100±1㎜	100±1㎜	100±1㎜	100±1㎜
	가스 조건	N₂ 조건 (O₂ 10,000 ppm)	N₂ 조건 (O₂ 10,000 ppm)	N₂ 조건 (O₂ 10,000 ppm)	N₂ 조건 (O₂ 10,000 ppm)

실험예 1

본 발명에 따른 경화물의 표면 구조를 확인하기 위하여 실시예 1 및 3과 비교예 3 및 4에서 제조된 경화물을 대상으로 주사 전자현미경(SEM) 분석을 수행하였으며, 그 결과는 도 2 및 3에 나타내었다.

도 2를 살펴보면, 본 발명에 따른 실시예 1의 경화물은 표면에 일정 크기와 빈도로 방사형 굴곡 구조를 포함하는 것으로 나타났으며, 상기 방사형 굴곡 구조는 중심부에서 주변부로 갈수록 높이가 낮아지는 구조를 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 방사형 굴곡 구조의 평균 크기는 100±2 ㎛이고, 중심부의 높이는 17±1 ㎛이며, 단위 면적(1㎜ X 1㎜)당 8개 내지 15개를 포함하는 것을 알 수 있다. 아울러, 실시예 1과 실시예 3의 경화물을 살펴보면, 제1 광 경화 단계에서의 광 조사량이 강해질수록 경화물은 미세 굴곡이 강하게 형성되면서 표면에 형성된 랜덤 방사형의 미세굴곡 구조의 크기(즉, 직경)은 작아지고, 중심부의 높이와 빈도는 증가하는 것으로 확인되었다.

이에 반해, 제1 광 경화 단계를 수행하지 않은 비교예 3의 경화물은 표면에 미세 굴곡 구조를 갖지 않는 것으로 나타났으며, 제1 광 경화 단계를 수행하였으나 광의 조사량이 현저히 많은 비교예 4의 경화물은 표면에 굴곡 구조를 포함하나 굴곡 정도가 커 중심부를 포함하지 않으므로 중심부에서 주변부로 갈수록 높이가 낮아지는 방사형의 구조를 갖지 않는 것으로 확인되었다.

이러한 결과로부터, 200 ㎚ 미만 파장의 광을 조사하는 제1 광 조사 단계는 엑시머를 발생시키고, 발생된 엑시머는 단파장 UV를 발생시켜 조성물 및/또는 경화물의 표면 경화를 빠르게 촉진시키며, 이에 따라 조성물 및/또는 경화물의 표면은 수축이 발생되어 미세한 굴곡 구조를 형성됨을 알 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 광 조사 단계의 수행 조건을 특정 조건으로 조절함으로써 미세 굴곡 구조의 형태를 제어할 수 있음을 알 수 있다.

실험예 2.

본 발명에 따른 경화물의 광택성, 내오염성, 논-슬립성 및 내스크래치성을 평가하기 위하여 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3에서 제조된 경화물을 대상으로 광택도, 요오드 오염에 따른 색좌표 편차 및 테이버 내마모도를 측정하였다. 구체적인 측정방법은 다음과 같으며, 측정된 결과는 하기 표 3에 나타내었다:

가) 광택도 평가

광택 측정기(Gloss Meter)를 이용하여 60° 광택도(글로스 60 ° 조건) 를 측정하였다.

나) 내오염성 I 평가

시편 표면에 임의의 3지점 A 내지 C를 선정하고, 선정된 지점에 대하여 CIE 색공간에서의 색좌표를 측정하여 평균 색좌표 및 색좌표 편차를 구하였다. 구체적으로, 22±1℃, 50±5% RH의 습도에서 시편 표면에 1 부피%의 농도로 메탄올에 용해된 요오드(I₂) 시험액(시약명: iodine tincture)를 1~2방울 떨어뜨려 원형으로 퍼지는 것을 확인하고, 20분이 경과하면 알코올이 묻은 티슈로 2회 문질러 표면의 요오드를 제거하고 요오드(I₂)가 묻었던 지점에 대한 CIE 색공간에서의 색좌표를 측정하여 평균 색좌표 및 색좌표 편차 변화를 도출하였다.

다) 내오염성 II( 깔끄미 ) 평가

KS M 3802에 따라 시험을 수행하되, 오염 재료로서 유성 매직하고, 오염 후 경과 시간을 1분으로 제어하였으며, 오염 재료 제거 후 최초 오염면적 기준 잔류하는 오염면적을 육안으로 확인하였으며, 하기와 같이 결과를 나타내었다:

- 우수: 최초 오염면적 기준 잔류하는 오염면적이 5% 미만

- 양호: 최초 오염면적 기준 잔류하는 오염면적이 5~20%

- 불량: 최초 오염면적 기준 잔류하는 오염면적이 20% 초과.

라) 내스크래치성 평가

평가 규격 DIN 6881:2013, part 4에 따라, Erichsen scratch tester 413 과 diamond tip을 가하고, 3N 중량 하중을 주어 표면을 5/min의 속도로 원형을 그리며 50회 지나가게 한 후 스크래치 유무를 판단하였다. 구체적으로, 스크래치 유무를 판단함에 있어 시편까지의 거리는 공식적으로 정해진 바가 없으나, 시편을 눈 앞 10 cm 에 위치하여 형광등 아래 밝은 장소에서 보았을 때 육안으로 기판 상에 형성된 스크래치의 개수 및 형태를 확인하여 하기 조건에 따라 등급을 평가하였다:

- B1: 스크래치 없음

- B2: 5개 이하의 스크래치 발생

- B3: 6 내지 20개의 스크래치 발생

- B4: 중앙을 중심으로 원 형태의 스크래치 발생

- B5: 전면에 스크래치 발생.

마) 논-슬립 평가

DIN 51130에 따른 Ramp 시험을 수행하여 미끄러짐이 발생되는 경사각을 측정하였으며, 측정된 경사각을 하기 기준에 따라 분류하여 논-슬립 등급을 정하였다:

- R9: 미끄러짐이 발생되는 경사각의 각도가 6° 이상 10° 미만

- R10: 미끄러짐이 발생되는 경사각의 각도가 10° 이상 19° 미만

- R11: 미끄러짐이 발생되는 경사각의 각도가 19° 이상 27° 미만

- R12: 미끄러짐이 발생되는 경사각의 각도가 27° 이상 35° 미만

- R13: 미끄러짐이 발생되는 경사각의 각도가 35° 이상

	광택도	CIE 색좌표 편차 [ΔE]	깔끄미 평가	내스크래치성	논-슬립성
실시예 1	1±0.5	0.91±0.005	우수	B3	R11
실시예 2	3±0.5	0.71±0.005	우수	B2	R10
실시예 3	5±0.5	0.32±0.005	우수	B2	R10
실시예 4	1±0.5	0.96±0.005	우수	B2	R11
비교예 1	5±0.5	-	불량	B3	R10
비교예 2	8±0.5	1.10±0.005	양호	B4	R9
비교예 3	60±0.5	1.29±0.005	우수	B4	R9
비교예 4	1±0.5	1.17±0.005	불량	B3	R11

상기 표 3에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 경화물은 특정 범위의 단파장 광을 서로 다른 조건 하에서 단계적으로 조사하여 경화시킴으로써 조성물에 소광제를 포함하지 않아도 낮은 광택도를 나타내고 내오염성과 내스크래치성이 우수한 것으로 알 수 있다.

구체적으로, 실시예 1 내지 4의 경화물들은 소광제를 사용하지 않아도 글로스 60° 조건에서의 광택도가 6 이하이고, 내오염성이 뛰어나 요오드 오염 전후 표면의 평균 색좌표 편차(ΔE)가 0.1 내지 0.97이고, 유성 매직 오염 및 세척 후 오염 면적이 5% 미만인 것으로 나타났다. 또한, 상기 실시예 1 내지 4의 경화물들은 3N 하중에서 B2 내지 B3의 우수한 내스크래치성을 나타내고, 19° 미만의 경사각에서는 미끄러짐이 발생하지 않는 것으로 확인되었다.

이에 반해, 비교예 1, 2 및 4의 경화물들은 글로스 60° 조건에서의 광택도가 8 이하이나, 요오드 및 유성매직과 같은 유기 물질에 대한 내성이 낮아 오염 및 세척 후 CIE 색좌표 평균 편차가 1 초과하거나 오염 면적이 20% 이상인 것으로 나타났으며, 내스크래치성 및 논-슬립성 중 어느 하나 이상은 성능이 낮은 것으로 확인되었다.

이러한 결과로부터 조성물의 광 경화 시 특정 범위의 단파장 광을 서로 다른 조건 하에서 단계적으로 조사하여 경화하는 경우 조성물의 경화율이 향상될 뿐만 아니라 경화물의 광택도가 감소하고 내오염성, 내스크래치성 및 논-슬립성이 동시에 향상됨을 알 수 있다. 나아가, 상기 경화물들은 표면에 구현된 방사형 굴곡 구조의 평균 크기, 중심부의 높이 및 단위 면적당 빈도가 증가할수록 광택이 낮아지는 경향을 보였다. 이는 상기 방사형 굴곡 구조가 경화물의 표면 물성에 영향을 미침을 의미한다.

100: 광 경화장치
110: 광 조사실
111: 제1 광 조사기 (UV 조사기)
112: 제2 광 조사기 (UV 조사기)
113: 제3 광 조사기 (UV 조사기)
120: 조사된 광
130: 컨베이어 벨트
140: 가스 격막
150: 시편

Claims

아크릴 수지 조성물의 경화물로서,
상기 경화물의 표면에는 한 점을 중심부로 하고 상기 중심부에서 주변부로 뻗어나가는 방사형의 굴곡 구조인 덴드라이트 형상을 포함하며,
상기 방사형 굴곡 구조는 조건 1 및 2 중 어느 하나 이상을 만족하고,
표면 광택도가 글로스(Gloss) 60° 조건 하에서 10 이하인 경화물:
[조건 1] 방사형 굴곡 구조의 평균 직경은 5㎛ 내지 500㎛이고; 및
[조건 2] 방사형 굴곡 구조는 중심부에서 주변부로 갈수록 높이가 낮아지되 중심부의 평균 높이는 1㎛ 내지 30㎛ 이다.
제1항에 있어서,
방사형 굴곡 구조는 표면의 단위 면적 (1㎜ X 1㎜)당 2 내지 400개 존재하는 경화물.
제1항에 있어서,
상기 경화물은 내오염성 평가 시, 22±1℃, 50±5% RH의 습도에서 1 부피%의 요오드 용액으로 오염되고 20분 경과 후 세척된 경화물의 표면 평균 색좌표 편차(ΔE)는 1 이하인 경화물.
제1항에 있어서,
상기 경화물은 DIN 51130에 따른 램프 시험 시 미끄러짐이 발생되는 경사각 등급은 R10 이상인 경화물.
제1항에 있어서,
조성물은,
아크릴계 올리고머 1 내지 60 중량부; 및
중합성 반응기를 1개 이상 포함하는 모노머 30 내지 100 중량부를 포함하고,
아크릴계 올리고머 및 모노머 100 중량부에 대하여 5 중량부 이하의 개시제를 포함하는 경화물.
제1항에 있어서,
조성물은 실리카, 알루미나, 글래스 비드 및 유기물 비드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 필러를 더 포함하는 경화물.
제6항에 있어서,
필러의 평균 직경은 1㎛ 내지 100㎛인 경화물.
제1항에 있어서,
아크릴계 올리고머의 분자량은 100 내지 50,000인 경화물.
제1항에 있어서,
경화물의 평균 두께는 5㎛ 내지 50㎛인 경화물.
아크릴 수지 조성물에, 불활성 기체 조건 하에서 300㎚ 미만 파장의 광을 조사하여 조성물을 활성화시키는 제1 광 조사 단계;
활성화된 조성물에, 공기(air) 조건 하에서 200㎚ 내지 400㎚ 파장의 광을 조사하여 조성물을 1차 광 경화시키는 제2 광 조사 단계; 및
1차 경화된 조성물에, 불활성 기체 조건 하에서 200㎚ 내지 400㎚ 파장의 광을 조사하여 조성물을 2차 광 경화시키는 제3 광 조사 단계를 포함하는 경화물의 제조방법.
제10항에 있어서,
제1 광 조사 단계는 1 mJ/㎠ 내지 100 mJ/㎠의 광 조사량으로 수행되는 것을 특징으로 하는 경화물의 제조방법.
제10항에 있어서,
제1 광 조사 단계 및 제3 광 조사 단계는, 산소(O₂)의 농도가 10 ppm 내지 30,000 ppm인 질소(N₂) 조건 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 경화물의 제조방법.
기재; 및 상기 기재 상에 위치하는 제1항에 따른 경화물을 포함하는 인테리어 소재.
제13항에 있어서,
인테리어 소재는 바닥재인 것을 특징으로 하는 인테리어 소재.