KR102294343B1 - 바닥재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바닥재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아래에서부터 순차적으로 투명층; 제 1 표면처리층; 및 제 2 표면처리층;을 포함하는 바닥재로서, 제 1 표면처리층은 알루미나를 배합하여 스크래치에 대한 복원력을 극대화시키고, 제 2 표면처리층은 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트를 배합하여 경도를 개선시켜, 궁극적으로는 내스크래치성이 향상된 효과를 제공한다.

Description

바닥재 및 이의 제조방법{FLOORING MATERIAL AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 바닥재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미나를 배합하여 스크래치에 대한 복원력을 극대화시킨 제 1 표면처리층 및 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트를 배합하여 표면 경도가 우수한 제 2 표면처리층을 순차적으로 적층하여 내스크래치성이 우수한 특성을 제공하는 바닥재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
통상 바닥재는 시공 후, 외부환경에 따라 변색, 오염 등이 발생하며, 이러한 문제점을 해소하면서도 외관특성을 향상시키기 위해 표면처리층이 적용된다.
가장 널리 사용되고 있는 PVC 바닥재의 경우, 우레탄계 아크릴레이트 또는 에폭시계 아크릴레이트와 광개시제를 주성분으로 하는 자외선 경화형 표면처리 조성물을 사용하거나, 불소수지, 우레탄, 페놀수지, 에스테르 등의 열경화성 수지, 또는 PE, PP계의 왁스류 등으로 표면을 코팅하는 방식으로 바닥재의 내스크래치성 및 내오염성을 확보하였다.
그러나, 종래 표면처리 조성물로 표면처리된 바닥재는 표면 경도가 충분하지 않아 외부환경이나 물질에 의한 스크래치나 찍힘 등의 문제는 해소되지 않고 여전히 남아있었다.
이에 도막물성이 우수한 멜라민 소재를 적용한 시트를 PVC 상부에 라미네이팅 시키는 기술이 제안되었으나, 이 경우 PVC 소재와 멜라민 소재 간의 열팽창 특성이 상이하여 최종 제품의 외형이 변형되는 문제점이 있다.
다른 일례로, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0023259호에서는 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 친수성기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 아미드기를 함유하는 고분자 입자를 포함하는 표면처리 조성물이 제안되었으나, 이 경우 논-슬립성, 내오염성 등은 우수하나 내스크래치성 개선 효과는 미비하였다.
무엇보다 표면처리 조성물의 처방을 달리하는 방법으로 바닥재의 내스크래치성을 극대화 시키기에는 한계가 있었다.
KR 10-2017-0023259 A
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 종래 공지된 PVC 소재 바닥재 대비 스크래치가 9 N 이상인 수준으로 내스크래치성이 크게 개선된 바닥재 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명층; 투명층 상부에 적층된 제 1 표면처리층; 및 제 1 표면처리층의 상부에 적층된 제 2 표면처리층;을 포함하는 바닥재로서, 제 1 표면처리층은 우레탄 (메트)아크릴레이트, 광개시제, 알루미나 및 소광제를 포함하고, 제 2 표면처리층은 관능기 수가 5 내지 12개인 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트, 광개시제 및 소광제를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재를 제공한다.
또한, 본 발명은 i) 폴리염화비닐수지 100 중량부 및 가소제 5 내지 20 중량부를 포함하는 투명층을 준비하는 단계; ii) 상기 투명층 상부에 우레탄 (메트)아크릴레이트, 광개시제, 알루미나 및 소광제를 포함하는 제 1 표면처리 조성물을 코팅하는 단계; iii) 제 1 표면처리 조성물을 자외선 경화시켜 제 1 표면처리층을 형성하는 단계; iv) 제 1 표면처리층의 상부에 관능기 수가 5 내지 12개인 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트, 광개시제 및 소광제를 포함하는 제 2 표면처리 조성물을 코팅하는 단계; 및 v) 제 2 표면처리 조성물을 자외선 경화시켜 제 2 표면처리층을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 iii) 단계 및 v) 단계의 자외선 경화는 100 mJ/cm2 내지 1000 mJ/cm2의 광량으로 수행되는 것을 특징으로 하는 바닥재의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 종래 공지된 PVC 소재 바닥재 대비 스크래치가 9 N 이상인 수준으로 내스크래치성이 개선된 효과를 제공하며, 궁극적으로 시공 후 다양한 외부환경에 의한 바닥재 표면의 긁힘이나 찍힘 등이 개선되는 이점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 바닥재의 적층구조의 일 실시예를 보여주는 측단면도이다.
도 1은 본 발명에 따른 바닥재의 일 실시예를 보여주는 측단면도이다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바닥재 및 이의 제조방법을 상세하게 설명한다.
본 발명은 아래서부터 순차적으로 투명층(10); 제 1 표면처리층(21); 및 제 2 표면처리층(22);을 포함하는 바닥재(1)로서, 제 1 표면처리층은 우레탄 (메트)아크릴레이트, 광개시제, 알루미나 및 소광제를 포함하고, 제 2 표면처리층은 관능기 수가 5 내지 12개인 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트, 광개시제 및 소광제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기 투명층, 제 1 표면처리층 및 제 2 표면처리층 각각에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
<투명층(1)>
본 발명에서 투명층은 바닥재의 가공성, 열안정성 등을 확보하면서도, 경도를 더욱 높여 내스크래치성이 우수한 특성을 나타내도록, 폴리염화비닐수지 100 중량부에 대해 가소제를 20 중량부 이하, 또는 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.
상기 폴리염화비닐 수지는 가소화되지 않은 상태로서, 유리전이온도가 약 80℃인 것이면 특별히 제한하지 않으나 단독중합체로서 연, 경질 제품 모두에 적용될 수 있는 범용 폴리염화비닐 수지가 사용될 수 있다.
상기 폴리염화비닐 수지는 중합도가 일례로 900-1800, 또는 900-1500일 수 있다. 상기 범위 미만인 경우 내구성 및 기계적 물성이 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우 가공성이 저하되므로 상기 범위 내의 중합도를 가질 수 있다.
상기 가소제는 프탈레이트계 가소제, 테레프탈레이트계 가소제, 벤조에이트계 가소제, 시트레이트계 가소제, 포스페이트계 가소제 또는 아디페이트계 가소제 중 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 프탈레이트계 가소제로는 디옥틸프탈레이트를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 테레프탈레이트계 가소제로는 디옥틸테레프탈레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 벤조에이트계 가소제로는 2-(2-(2-페닐카르보닐옥시에톡시)에톡시)에틸 벤조에이트, 글리세릴 트리벤조에이트, 트리메틸올프로판 트리 벤조에이트, 이소노닐 벤조에이트, 1-메틸-2-(2-페닐카보닐옥시프로폭시)에틸 벤조에이트, 2, 2, 4-트리메틸-1, 3-펜탄디올 디벤조에이트, n-헥실 벤조에이트 또는 트리메틸올 프로판트리벤조에이트를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 시트레이트계 가소제로는 아세틸 트리부틸 시트레이트, 아세틸 트리이소부틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸헥실 시트레이트 또는 트리부틸 시트레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 포스페이트계 가소제로는 트리크레실 포스페이트 또는 트리부틸 포스페이트를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아디페이트계 가소제로는 비스(2-에틸헥실)아디페이트, 디메틸 아디페이트, 모노메틸 아디페이트 또는 디옥틸 아디페이트 디이소노닐 아디페이트를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 가소제는 상기 폴리염화비닐수지 100 중량부에 대하여 일례로 20 중량부 이하, 5 내지 20 중량부 또는 10 내지 20 중량부를 사용할 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 가공성 및 물성이 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우, 바닥재의 경도 상승 효과를 기대할 수 없어 내스크래치성 개선이 미미하므로, 상기 함량 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 투명층은 일례로 연필경도(두께 150㎛)가 HB 내지 2H인 반경질 특성을 가며, 이 경우 바닥재의 내스크래치성이 크게 개선되는 효과를 제공한다.
상기 투명층은 일례로 유리전이온도가 40 내지 70℃ 또는 45 내지 65℃일 수 있으며, 이 범위 내일 경우 바닥재의 표면 경도가 더욱 향상되어 내스크래치성을 개선할 수 있다.
상기 투명층은 필요에 따라 선택적으로 공지된 첨가제들 일례로 열안정제 등이 더 포함될 수 있다.
상기 열안정제는 일례로 에폭시화 대두유, 금속염, 칼슘-아연계, 바륨-아연계 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 투명층은 두께가 일례로 100 내지 700㎛, 또는 150 내지 500㎛인 필름일 수 있으며, 이 범위 미만일 경우, 너무 얇게 형성됨에 따라 파손될 우려가 있고, 바닥재의 내스크래치성 개선 효과가 미미하며, 상기 범위를 초과할 경우, 필요 이상으로 두껍게 형성됨에 따라 제조 비용이 상승되어 바람직하지 않다.
<표면처리층(20)>
본 발명에 따른 바닥재는 투명층에 조성이 상이한 제 1 표면처리층 및 제 2 표면처리층을 순차적으로 적층함에 따라, 종래 공지된 바닥재 대비 표면 경도가 우수하여 내스크래치성이 크게 개선된 이점을 제공할 수 있다.
제 1 표면처리층(21)
본 발명에서 제 1 표면처리층은 스크래치에 의한 복원력 및 인성을 극대화시키기 위해 일례로 우레탄 (메트)아크릴레이트, 광개시제, 알루미나 및 소광제를 포함할 수 있다. 이하, 각 성분별로 설명하기로 한다.
우레탄 (메트)아크릴레이트
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트는 일례로 60 내지 80 중량% 또는 65 내지 75 중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 내열성, 내후성이 우수하면서도 경화성이 우수한 이점이 있다.
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트는 일례로 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머 40 내지 60 중량% 및 다관능 아크릴레이트계 모노머 40 내지 60 중량%의 혼합물일 수 있으며, 이 경우 표면처리층의 경화성, 작업성을 증진시킬 수 있으며, 내열성 및 내후성이 더욱 우수한 효과를 제공한다.
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 점도(25℃)가 일례로 200 내지 1000cps 또는 400 내지 1000cps인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 범위 내에서 작업성 및 경화성이 우수한 이점을 제공한다.
본 발명에서 점도는 특별한 언급이 없는 한, 브룩필드 점도계를 사용하여 25℃에서 측정된 것이다.
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 중량평균분자량이 일례로 500 내지 2,000g/mol 또는 1,000 내지 2,000g/mol인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 범위 내에서 작업성 및 경화성이 우수하면서도, 바닥재에 요구되는 탄성 및 내구성을 확보할 수 있다.
본 발명에서 중량평균분자량은 특별한 언급이 없는 한, 겔투과크로마토그래피(GPC) 방법으로 측정된 것이다.
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 당업계에서 통상적으로 사용되는 범위 내에서 적절히 선택할 수 있으며, 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용할 수 있다.
상기 다관능 아크릴레이트계 모노머는 광경화가 가능한 종래 공지된 아크릴레이트계 모노머를 사용할 수 있고, 구체적인 일례로 1,2-에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,12-도데칸디올 디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 아디페이트(neopentylglycol adipate) 디(메트)아크릴레이트, 히드록시피발산(hydroxy pivalic acid) 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl) 디(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메트)아크릴레이트, 디(메트)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴(allyl)화 시클로헥실 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올 디(메트)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메트)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메트)아크릴레이트 또는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌(fluorine) 등의 이관능 아크릴레이트; 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 3 관능 우레탄 (메트)아크릴레이트 또는 트리스(메트)아크릴록시에틸이소시아누레이트 등의 3관능 아크릴레이트; 디글리세린 테트라(메트)아크릴레이트 또는 펜타에리쓰리톨 테트라(메트)아크릴레이트 등의 4관능 아크릴레이트; 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 펜타(메트)아크릴레이트 등의 5관능 아크릴레이트; 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트 또는 우레탄 (메트)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트의 반응물 등의 6관능 아크릴레이트 중에서 선택될 수 있다.
바람직한 일례로, 상기 다관능 아크릴레이트계 모노머는 펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 이 경우 자외선 경화 속도 및 반응성이 우수한 이점이 있다.
또한, 필요에 따라 선택적으로 상기 다관능 아크릴레이트계 모노머와 단관능 아크릴레이트계 모노머를 혼합하여 사용할 수도 있으며, 이 경우 점도 조절이 용이한 이점을 제공할 수 있다.
광개시제
상기 광개시제는 일례로 0.2 내지 7 중량% 또는 3 내지 6 중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 경화성 및 작업성이 우수한 이점이 있다.
상기 광개시제는 일례로 벤조페놀계, 벤질 디메틸케탈계, 아세토페논계, 안트라퀴논계, 티옥산톤계, 아실 포스핀 옥사이드계, 아미노 알킬페논계, 하이드록시 알킬페논계, 디알콕시 아세토페논계, 벤질 케탈계 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
구체적인 일례로 광개시제는 벤조인메틸에테르, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐) 페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논, 2-하이드록시-1{4-[4-(2-하이드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]-페닐}-2-메틸 프로판-1-온 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 벤조페놀계 광개시제를 포함하는 것이다.
알루미나
본 발명에서 알루미나는 스크래치에 의한 복원력을 향상시켜 목적하는 내스크래치성을 구현하기 위해 처방되며, 일례로 알루미나는 수산화알루미늄을 소성하여 제조된 α-알루미나 비드일 수 있다.
상기 α-알루미나 비드는 일례로 평균입경이 1 내지 10㎛ 또는 5 내지 10 ㎛인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 범위 내에서 분산이 용이하고, 표면 경도를 향상시켜 내스크래치성 향상에 기여할 수 있다.
또한, 상기 α-알루미나 비드는 비표면적이 3 내지 6 m2/g 또는 3 내지 4 m2/g인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 범위 내에서 분산이 용이한 이점을 제공한다.
상기 알루미나는 일례로 2 내지 20 중량% 또는 10 내지 15 중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 작업성을 크게 저하시키지 않으면서 표면 스크래치에 의한 복원력을 극대화시킬 수 있다.
소광제
상기 소광제는 바닥재 표면의 소광 효과를 향상시키기 위해 배합되며, 일례로 상기 소광제는 표면 개질된 실리카를 포함할 수 있다. 이 경우 표면 소광 효과에 더하여 내오염성이 우수한 효과를 제공할 수 있다.
상기 표면 개질된 실리카는 탄소수 10 내지 50개의 알킬기를 포함하는 실란 화합물로 표면 개질된 소수성 실리카일 수 있으며, 일례로, 탄소수 10 내지 50개의 알킬기를 포함하는 실란 화합물과 실리카를 가수분해 및 축합 반응시켜 상기 실리카 표면에 상기 실란 화합물이 실록산 결합으로 연결된 것일 수 있다.
상기 탄소수 10 내지 50개의 알킬기를 포함하는 실란 화합물은 일례로 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디메톡시디메틸 실란 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 표면 개질된 실리카는 평균입경은 1 내지 6㎛ 또는 2 내지 5㎛일 수 있으며, 평균입경이 1㎛ 미만일 경우 목적하는 수준의 소광효과를 구현하기 위해 소광제를 과량 투입하여야 하며, 평균입경이 6㎛를 초과하는 경우 표면처리층의 두께가 얇을 경우 외관이 좋지 않은 문제점이 있다.
상기 소광제는 일례로 5 내지 20 중량% 또는 8 내지 15 중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 경화성, 내스크래치성 등을 저하시키지 않으면서 표면 소광 효과가 우수한 이점을 제공할 수 있다.
제 2 표면처리층(21)
본 발명에서 제 2 표면처리층은 표면 경도를 극대화시키기 위해 일례로 관능기 수가 5 내지 12개인 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트, 광개시제 및 소광제를 포함할 수 있다. 이하, 각 성분별로 설명하기로 한다.
다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트
본 발명에서 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트는 우레탄 주쇄에 아크릴레이트 측쇄를 갖는 올리고머로서, 이의 관능기 수는 우레탄 주쇄에 결합된 (메트)아크릴레이트 측쇄의 개수를 의미한다.
상기 제 1 표면처리층은 스크래치에 의한 복원력을 극대화시키기 위해 상대적으로 인성이 우수한 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머를 처방하였다면, 제 2 표면처리층은 표면 경도를 극대화시키기 위해 관능기 수가 5 내지 12개 또는 7 내지 10개인 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트를 처방하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트는 점도(25℃)가 일례로 400 내지 1000cps인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 범위 내에서 경화성, 작업성 등이 우수한 이점이 있다.
상기 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트는 중량평균분자량이 일례로 100 내지 1,000g/mol 또는 500 내지 1,000g/mol인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 범위 내에서 작업성 및 경화성이 우수하면서도 표면 경도가 크게 향상되어 내스크래치성이 우수한 이점이 있다.
상기 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트는 일례로 70 내지 85 중량% 또는 80 내지 85 중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 경화성 및 작업성이 우수하면서도 표면 경도가 향상되는 효과를 제공할 수 있다.
광개시제
상기 광개시제는 일례로 제 1 표면처리층에 포함되는 광개시제와 동일한 화합물일 수 있다.
상기 광개시제는 일례로 0.2 내지 10 중량% 또는 3 내지 8 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 표면 경도가 우수한 이점을 제공할 수 있다.
소광제
상기 소광제는 일례로 제 1 표면처리층에 포함되는 소광제와 동일한 화합물일 수 있다.
상기 소광제는 일례로 5 내지 20 중량% 또는 10 내지 15 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 경화성, 내스크래치성 등을 저하시키지 않고, 소광 효과 및 내오염성이 우수한 이점을 제공한다.
상기 제 1 표면처리층 및 제 2 표면처리층 각각은 필요에 따라 선택적으로 공지된 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 일례로 열안정제, 산화방지제, 활제, 레벨링제, 점도조절제, 광경화제, 광증감제, 내가수분해제, 사슬연장제, 커플링제, 대전방지제, 소포제 및 표면장력조절제 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 제 1 표면처리층 및 제 2 표면처리층 각각은 두께가 1 내지 20㎛ 또는 5 내지 15㎛일 수 있으며, 이 범위 내에서 가공비를 크게 상승시키지 않으면서도 내스크래치성이 우수한 바닥재를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 바닥재는 상술한 투명층 및 표면처리층 이외에 베이스층, 인쇄층, 치수안정층, 부가의 수지층, 접착층 등 공지된 다른 층들을 바닥재로서의 기능에 영향을 주지 않는 범위 내에서 적절히 선택하여 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 바닥재는 내스크래치성이 9 N 이상 또는 10 내지 11 N으로, 외부환경에 따른 스크래치에 강할 뿐만 아니라, 스크래치에 대한 복원력이 우수한 효과를 제공한다.
본 발명에 따른 바닥재의 제조방법은 일례로 i) 폴리염화비닐수지 100 중량부 및 가소제 5 내지 20 중량부를 포함하는 투명층을 준비하는 단계; ii) 상기 투명층 상부에 우레탄 (메트)아크릴레이트, 광개시제, 알루미나 및 소광제를 포함하는 제 1 표면처리 조성물을 코팅하는 단계; iii) 제 1 표면처리 조성물을 자외선 경화시켜 제 1 표면처리층을 형성하는 단계; iv) 제 1 표면처리층의 상부에 관능기 수가 5 내지 12개인 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트, 광개시제 및 소광제를 포함하는 제 2 표면처리 조성물을 코팅하는 단계; 및 v) 제 2 표면처리 조성물을 자외선 경화시켜 제 2 표면처리층을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 iii) 단계 및 v) 단계의 자외선 경화는 100 mJ/cm2 내지 1000 mJ/cm2 또는 150 mJ/cm2 내지 900 mJ/cm2 의 광량으로 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 ii) 단계 및 iv) 단계의 코팅은 일례로 바 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 그라비아 코팅 중에서 선택된 하나의 방법으로 수행될 수 있고, 목적하는 표면 경도, 스크래치성을 구현하기 위해 요구되는 두께를 형성하기 위해 롤 코팅이 바람직할 수 있다.
상기 ii) 단계 및 iv) 단계의 코팅 후에는 필요에 따라 선택적으로 오븐에서 건조하는 공정을 더 포함할 수 있으며, 일례로 오븐 건조는 80 내지 120℃에서 수행될 수 있다.
상기 iii) 단계 및 v) 단계에서 광량이 상기 범위 미만일 경우 표면 경도 개선이 미미하여 목적하는 내스크래치성을 확보할 수 없으며 제조효율이 저하되는 문제점이 있고, 광량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 바닥재의 변형이나 변색이 발생될 수 있어, 상기 범위 내로 수행하는 것이 바람직하다.
상기 iii) 단계 및 v) 단계의 자외선 경화는 일례로 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 카본 아크램프를 사용하여 수행될 수 있고, 이 중에서 단파장 계통인 수은 램프를 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예 1
(투명층 형성)
폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 가소제 7중량부를 반바리 믹서로 혼련하여 투명층 제조용 조성물을 제조한다.
이어서, 상기 투명층 제조용 조성물을 160℃의 온도에서 캘린더 성형하여 두께 150㎛인 투명층을 형성한다.
(제 1 표면처리층 형성)
우레탄 아크릴레이트 올리고머 40 중량%, 다관능 아크릴레이트 30 중량%, 광개시제(바스프, Irgacure) 5 중량%, 알루미나 비드(한국알루미나, KSA-S) 15 중량% 및 소광제(에보닉, AEROSIL) 10 중량%를 혼련하여 제 1 표면처리 조성물을 제조한다.
이어서, 상기 기재층 상부에, 제 1 표면처리 조성물을 약10㎛ 정도로 롤 코팅한 후, 100℃에서 1차 건조하고, 수은 램프를 사용하여 200mJ/cm2의 광량으로 3초간 자외선 경화하여 두께 10㎛의 제 1 표면처리층을 형성하였다.
(*우레탄 아크릴레이트 올리고머: 점도 400 내지 1000cps, 중량평균분자량 1,000 내지 2,000g/mol
*다관능 아크릴레이트: 펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트)
(제 2 표면처리층 형성)
다관능 우레탄 아크릴레이트 82 중량%, 광개시제(바스프, Irgacure) 6 중량% 및 소광제(에보닉, AEROSIL) 12 중량%를 혼련하여 제 2 표면처리 조성물을 제조한다.
이어서, 상기 제 1 표면처리층 상부에 제 2 표면처리 조성물을 약10㎛ 정도로 롤 코팅한 후, 80℃에서 1차 건조하고, 수은 램프를 사용하여 500mJ/cm2의 광량으로 3초간 자외선 경화하여 두께 10㎛의 제 2 표면처리층을 형성하였다.
상기와 같은 방법으로 투명층, 제 1 표면처리층 및 제 2 표면처리층이 적층된 바닥재를 제조하였다.
(*다관능 우레탄 아크릴레이트: 관능기의 수가 7 내지 10개, 점도가 400 내지 1000cps, 중량평균분자량이 500 내지 1,000g/mol)
비교예 1
(투명층 형성)
폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 가소제 30중량부를 반바리 믹서로 혼련하여 투명층 제조용 조성물을 제조한다.
이어서, 상기 투명층 제조용 조성물을 160℃의 온도에서 캘린더 성형하여 두께 150㎛인 투명층을 형성한다.
(표면처리층 형성)
우레탄 아크릴레이트 올리고머 40중량%, 3관능 아크릴레이트 30 중량%, 광개시제(바스프, Irgacure) 10 중량%를 혼련하여 표면처리 조성물을 제조한다.
이어서, 상기 투명층 상부에, 표면처리 조성물을 약10㎛ 정도로 롤코팅한 후, 100℃에서 1차 건조하고, 수은 램프를 사용하여 200mJ/cm2의 광량으로 3초간 자외선 경화하여 두께 10㎛의 표면처리층을 형성하였다.
상기와 같은 방법으로 투명층 및 표면처리층이 적층된 바닥재를 제조하였다.
[시험예]
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 투명층 및 바닥재의 특성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
*연필 경도: 투명층을 10㎜ x 10㎜ x 2㎜ (가로 x 세로 x 두께)의 크기로 재단한 후, 전동식 연필 경도 시험기를 이용하여 경도를 측정하였다.
*내스크래치성: 클레멘스형 스크래치 경도 시험기를 사용하여 하중당(N) 표면이 긁히는 정도를 KS M3332의 3.15항 방법에 의해 측정하였다.
실시예1 비교예1
투명층의 연필경도 HB 2B
바닥재의 내스크래치성 10N 5N
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예1은 가소제를 특정 함량 범위 내로 사용하여 투명층의 경도가 우수하고, 이에 스크래치에 대한 복원력 및 인성이 극대화된 제 1 표면처리층 및 표면 경도가 우수한 제 2 표면처리층을 순차적으로 적층함에 따라 내스크래치성이 상당히 개선된 것을 확인할 수 있다.
한편, 실시예1 대비 가소제를 과량 적용한 비교예1의 투명층은 실시예1의 투명층 대비 경도가 낮고, 바닥재의 내스크래치성 또한 실시예1 대비 상당히 열악한 것을 확인할 수 있다.
1 : 바닥재
10 : 투명층
20 : 표면처리층
21 : 제 1 표면처리층
22 : 제 2 표면처리층

Claims (15)

  1. 폴리염화비닐수지 100 중량부 및 가소제 20 중량부 이하를 포함하는 투명층;
    상기 투명층 상부에 적층되고, 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머, 다관능 아크릴레이트, α-알루미나 비드, 소수성 실리카 및 광개시제를 포함하는 제 1 표면처리층; 및
    상기 제 1 표면처리층의 상부에 적층되고, 관능기 수가 5 내지 12개인 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트, 소수성 실리카 및 광개시제를 포함하는 제 2 표면처리층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  2. 제 1항에 있어서,
    제 1 표면처리층은 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머와 다관능 아크릴레이트의 혼합물 60 내지 80 중량%, 광개시제 0.2 내지 7 중량%, α-알루미나 비드 2 내지 20 중량% 및 소수성 실리카 5 내지 20 중량%를 포함하고,
    상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머와 다관능 아크릴레이트의 혼합물은 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머 40 내지 60 중량% 및 다관능 아크릴레이트 40 내지 60 중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  3. 제 1항에 있어서,
    제 2 표면처리층은 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트 70 내지 85 중량%, 광개시제 0.2 내지 10 중량% 및 소수성 실리카 5 내지 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 α-알루미나 비드는 수산화알루미늄을 소성하여 제조된 것을 특징으로 하는 바닥재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 α-알루미나 비드는 평균입경이 1 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 α-알루미나 비드는 비표면적이 3 내지 6 m2/g인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  8. 제 1항에 있어서,
    제 1 표면처리층 및 제 2 표면처리층 각각에 포함되는 소수성 실리카는 실란 화합물로 표면 개질된 소수성 실리카인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 소수성 실리카는 탄소수 10 내지 50개의 알킬기를 포함하는 실란 화합물로 표면 개질된 소수성 실리카인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 소수성 실리카는 평균입경이 1 내지 6㎛인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  11. 제 1항에 있어서,
    제 1 표면처리층은 두께가 1 내지 20㎛이고, 제 2 표면처리층은 두께가 1 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 투명층은 폴리염화비닐수지 100 중량부에 대해 가소제를 5 내지 20 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 투명층은 연필경도가 HB 내지 2H인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 바닥재는 내스크래치성이 9 N 이상인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  15. i) 폴리염화비닐수지 100 중량부 및 가소제 5 내지 20 중량부를 포함하는 투명층을 준비하는 단계;
    ii) 상기 투명층 상부에 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머, 다관능 아크릴레이트, α-알루미나 비드, 소수성 실리카 및 광개시제를 포함하는 제 1 표면처리 조성물을 코팅하는 단계;
    iii) 제 1 표면처리 조성물을 100 mJ/cm2 내지 1000 mJ/cm2의 광량으로 자외선 경화시켜 제 1 표면처리층을 형성하는 단계;
    iv) 제 1 표면처리층의 상부에 관능기 수가 5 내지 12개인 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트, 광개시제 및 소수성 실리카를 포함하는 제 2 표면처리 조성물을 코팅하는 단계; 및
    v) 제 2 표면처리 조성물을 100 mJ/cm2 내지 1000 mJ/cm2의 광량으로 자외선 경화시켜 제 2 표면처리층을 형성하는 단계;를 포함하되,
    상기 ii) 단계의 α-알루미나 비드는 수산화알루미늄을 소성하여 제조된 것을 특징으로 하는 바닥재의 제조방법.
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