KR20220056800A - 논슬립 특성이 우수한 바닥 장식재 및 이의 제조 방법 - Google Patents

논슬립 특성이 우수한 바닥 장식재 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 출원은 논슬립 특성이 우수한 바닥 장식재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 입자 및 무기 입자를 함께 포함하여, 물에 젖은 상태에서의 미끄럼성을 크게 향상시킨 바닥 장식재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

논슬립 특성이 우수한 바닥 장식재 및 이의 제조 방법{FLOORING WITH EXCELLENT NON-SLIP PROPERTY AND METHOD OF PREPARING THE SAME}
본 출원은 논슬립 특성이 우수한 바닥 장식재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 입자 및 무기 입자를 함께 포함하여, 우수한 내오염성을 나타내며 동시에 물에 젖은 상태에서의 미끄럼성을 크게 향상시킨 바닥 장식재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 바닥재는 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 내스크래치성은 물론 내오염성을 부여하게 된다.
그러나, 이 경우 표면처리층으로 인해 바닥재 표면이 매끄러워져 논슬립성이 저하되므로 보행자의 안전성이 현저히 낮아지는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하고자 다양한 기술이 제안되었다. 그 중에서 유기 입자 또는 무기 입자를 포함시키는 기술이 제안되었다. 이러한 기술에서 마른 상태에서의 미끄럼 방지 기능은 확보하였지만 젖은 상태에서의 미끄럼 방지 성능은 여전히 확보하지 못한 문제점이 있었다.
또한, 이러한 기술 중 한국 공개 특허 10-2010-0089403호가 제안되었으나, 이는 무기 바닥재에 한정되는 기술이며, 유기 바닥재에 대하여 적용하기 어렵다. 또한, 비드의 크기를 1 내지 100㎛로 설정하고 있으나, 실제로는 50 ㎛의 폴리 프로필렌을 사용하는데, 30㎛ 이상의 큰 입자를 사용할 경우 외관이 러프해져 디자인에 제약이 생기며 터치감이 불량한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하여, 마른 상태 및 젖은 상태에서 모두 논슬립성을 향상시켜 보행자의 안전성이 향상된 바닥재의 개발이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2010-0071599호 대한민국 공개특허 제2014-0089074호
본 출원의 일 실시예에 따르면, 바닥 장식재의 코팅층에 포함되는 유기 입자의 장점과 무기 입자의 장점을 함께 구현하여, 내오염성을 제공하면서도 물에 젖은 상태에서의 미끄럼성을 크게 향상시킨 바닥 장식재 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 측면은 바닥 장식재에 관한 것이다.
일 예시로서, 바닥 장식재는 기재층 및 상기 기재층의 일면에 형성되고, 유기 입자 및 무기 입자를 포함하는 코팅층을 포함하고, 유기 입자 및 무기 입자 각각의 평균 직경은 3 내지 20 ㎛이며, 코팅층 표면에 대하여, EN 13036-4에 따른 비피엔 테스트(British pendulum number test, BPN test)에 따라 측정된 미끄럼 저항 지수가 36 BPN 이상일 수 있다.
일 예시로서, 코팅층의 표면 광택도는 글로스(Gloss) 60° 조건 하에서 1 내지 15일 수 있다.
일 예시로서, 코팅층의 표면에 대하여 EN16094:2012의 기준에 따라 측정된 내스크래치성(Micro Scratch Resistance)이 MSR-B2 등급 이상일 수 있다.
일 예시로서, 코팅층의 모노머 및 올리고머를 포함하는 수지 조성물의 경화물일 수 있다.
일 예시로서, 코팅층은 모노머 50 내지 70 중량부 및 올리고머 30 내지 50 중량부를 포함하는 수지 조성물의 경화물일 수 있다.
일 예시로서, 모노머는 1관능 모노머 20 내지 40 중량부, 2관능 모노머 5 내지 25 중량부, 및 3관능 모노머 5 내지 25 중량부를 포함할 수 있다.
일 예시로서, 유기 입자는 수지 조성물 100 중량부 대비 5 내지 20 중량부로 포함될 수 있다.
일 예시로서, 무기 입자는 수지 조성물 100 중량부 대비 5 내지 20 중량부로 포함될 수 있다.
일 예시로서, 유기 입자 및 무기 입자는 중량비 1 : 0.25 내지 2의 비율로 코팅층에 포함될 수 있다.
일 예시로서, 유기 입자는 폴리프로필렌 입자일 수 있다.
일 예시로서, 유기 입자의 밀도는 0.8 내지 1.05 g/ml일 수 있다.
일 예시로서, 무기 입자는 실리카 입자일 수 있다.
일 예시로서, 무기 입자의 겉보기 밀도는 0.1 내지 0.4 g/ml일 수 있다.
일 예시로서, 코팅층은 수지 조성물의 경화물이며, 상기 수지 조성물의 밀도는 1.1 내지 1.3 g/ml일 수 있다.
일 예시로서, 코팅층의 평균 두께는 10 내지 20㎛일 수 있다.
일 예시로서, 유기 입자 또는 무기 입자의 평균 직경은 코팅층의 평균 두께 이하일 수 있다.
본 출원의 일 측면은 바닥 장식재의 제조 방법에 관한 것이다.
일 예시로서, 바닥 장식재의 제조 방법은 기재층을 준비하는 단계; 기재층의 일면 상에 평균 직경 3 내지 20 ㎛의 유기 입자 및 무기 입자 및 수지를 포함하는 코팅제를 도포하는 단계; 도포된 코팅제를 대기 조건에서 UV를 조사하여 제 1 경화하는 단계; 및 제 1 경화 후 질소 조건에서 UV를 조사하여 제 2 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예시로서, 코팅제의 상온에서의 점도가 400 내지 1000 cps일 수 있다.
일 예시로서, 코팅제는 수지 조성물 100 중량부 대비 유기 입자 및 무기 입자 10 내지 40 중량부를 포함할 수 있다.
일 예시로서, 유기 입자 및 무기 입자는 중량비 1 : 0.25 내지 2의 비율로 코팅제에 포함될 수 있다.
일 예시로서, 제 1 경화는 10 내지 500 mJ/㎠의 광량을 조사하는 단계일 수 있다.
일 예시로서, 제 2 경화는 700 내지 2000 mJ/㎠의 광량을 조사하는 단계일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 무기 입자와 유기 입자를 적절히 혼합하여, 이종 입자의 장점을 갖는 바닥 장식재 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 논슬립 특성이 우수한 바닥 장식재 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 내오염성 특성이 우수한 바닥 장식재 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 바닥 장식재의 단면 모식도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 바닥 장식재의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 출원의 일 실시예는 논슬립 특성이 우수한 바닥 장식재이다. 마른 상태에서의 논습립 특성 뿐만 아니라 물에 젖은 상태에서의 논슬립 특성을 갖는다.
종래에는 미끄럼 방지 기능을 향상시키기 위하여 바닥재의 표면을 거칠게 하였는데, 일반적으로 큰 입자를 코팅제에 첨가하여 이용하였다. 그러나, 이러한 큰 입자로 논슬립 특성을 일부 확보할 수 는 있었으나, 콘크리트 바닥처럼 표면 질감이 불량한 문제점이 있었다.
이러한 문제들을 해결하기 위하여, 상대적으로 작은 무기 입자 또는 유기 입자를 사용하는 대신에, 코팅층 표면으로 부상시키는 방법이 제안되었다. 그러나, 작은 크기의 무기 입자는 밀도가 높아서 다공성 구조를 갖는 무기 입자를 사용하여야 했다. 그러나, 이로 인해 점도가 많이 높아서 오히려 코팅성이 저하되고, 표면에 오염물이 쉽게 흡착되었다.
반면에, 작은 크기의 유기 입자를 사용하는 경우 밀도가 낮아서, 다공성 구조를 사용하지 않기 때문에 오염성 저하 문제는 발생하지 않았다. 그러나, 겉보기 밀도가 상대적으로 높아 입자 부상이 어려웠다.
본 출원은 이러한 문제점들을 해결하면서도 전술한 효과를 갖는 논슬립 특성을 제공하기 위하여, 무기 입자와 유기 입자를 적절하게 혼합하여 사용함으로써, 무기 입자의 장점과 유기 입자의 장점을 모두 갖는 바닥 장식재를 제공하고자 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 논슬립 특성이 우수한 바닥 장식재 및 이의 제조 방법을 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 논슬립 특성이 우수한 바닥 장식재 및 이의 제조 방법의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다.
장식재
먼저, 논슬립 특성이 우수한 바닥 장식재를 설명한다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 바닥 장식재의 단면 모식도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 바닥 장식재(1)는 기재층(10) 및 상기 기재층(11)의 일면에 형성된 코팅층(20)을 포함한다.
기재층은 밸런스층, 중간층, 치수안정층, 인쇄층 및 내마모층을 포함할 수 있다. 다만, 필요에 따라 추가의 층이 포함될 수 도 있으며, 전술한 층이 생략될 수 도 있다.
상기 기재층은 투명 또는 반투명 폴리염화비닐(PVC)층으로서 약 0.05mm 내지 약 3.0mm의 두께를 가질 수있고, 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 바닥재의 총 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서 후술하는 바와 같이 하부에 적층되는 인쇄층의 무늬나 패턴을 충분히 보호할 수 있다
바닥재는 밸런스층, 중간층, 치수안정층, 인쇄층, 내마모층 및 코팅층을 포함할 수 있다. 다만 이러한 순서로 적층된 바닥재는 하나의 예시일 뿐 본 출원을 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 층이 제외되거나 추가될 수 있으며, 각 층의 순서가 변경될 수도 있다.
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. 다만, 바람직한 방법에 대하여는 후술한다.
밸런스층은 제품의 구조 밸런스를 확보하기 위한 층으로서, 상기 바닥재의 최하부에 위치할 수 있다. 상기 밸런스층은 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 밸런스층은 약 50 ㎛ 내지 약 200 ㎛ 의 두께를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
중간층은 발포폼층 또는 비발포폼층일 수 있다. 주거용인 경우 발포폼층을 포함하는 것이 바람직하다. 반면에, 상업용인 경우 비발포폼층을 포함하는 것이 바람직하다.
발포폼층은 보행자의 보행감을 개선하기 위한 층으로서, 상기 밸런스층의 상부에 위치할 수 있다. 상기 발포폼층은 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 발포폼층은 보행감을 개선한다는 측면에서 1 내지 10t의 두께를 가질 수 있다. 반면에, 비발포폼층은 1 내지 4t의 두께를 가질 수 있다.
치수안정층은 Glass Fiber 필름일 수 있으며, 상기 중간층의 상부에 위치할 수 있다. 치수안정층이 백색을 나타내기 때문에, 본 출원에서는 일반적으로 포함되는 백색지층이 제외될 수 있다. 상기 치수안정층은 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.
인쇄층(전사층)은 디자인성을 부여하기 위한 층으로서, 상기 백색지층의 상부에 위치할 수 있다. 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.
내마모층은 충격이나 바닥재로 사용 중에 마모를 최소화하기 위한 층으로서, 상기 인쇄층의 상부에 위치할 수 있다. 상기 내마모층은 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 내마모층은 예를 들어, 약 0.05 mm 내지 약 2.0 mm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 바닥재의 총 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서 하부에 적층되는 인쇄층의 무늬나 패턴을 충분히 보호할 수 있다. 일 예시로서, PVC층, 필름 또는 시트일 수 있다.
코팅층
코팅층은 수지 조성물과 유기 입자 및 무기 입자를 포함한다. 특히, 코팅층은 모노머 및 올리고머를 포함하는 수지 조성물의 경화물이다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 코팅층(20)은 유기 입자(21) 및 무기 입자(23)를 포함한다.
본 출원에서는 유기 입자와 무기 입자가 복합적으로 포함되어야 한다. 전술한 종래 기술에는 단순히 유기 입자 또는 무기 입자가 포함될 수 있다고만 언급할 뿐이다. 이에 반하여, 본 출원은 적절한 성분 함량비 및 평균 입경 및 밀도 등에 따라 유기 입자와 무기 입자가 포함되어 우수한 논슬립 특성을 제공할 수 있는 방안을 설명한다.
여기서, 유기 입자는 수지 조성물 100 중량부 대비 5 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 유기 입자의 함량이 5 중량부 미만인 경우에는 광택이 높거나 논슬립 특성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있고, 그 함량이 20 중량부를 초과하는 경우에는 점도가 높아 코팅성이 떨어지거나 내오염성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.
유기 입자의 함량 하한은 5 중량부, 6 중량부, 7 중량부, 8 중량부, 9 중량부, 10 중량부, 11 중량부, 12 중량부, 13 중량부, 또는 14 중량부일 수 있다. 유기 입자의 함량 하한은 5 중량부, 6 중량부, 7 중량부, 8 중량부, 9 중량부, 10 중량부, 11 중량부, 또는 12 중량부일 수 있다. 유기 입자의 함량 상한은20 중량부, 19 중량부, 18 중량부, 17 중량부, 16 중량부, 15 중량부, 14 중량부 또는 13 중량부일 수 있다.
유기 입자의 밀도는 0.8 내지 1.05 g/ml 일 수 있다. 이에 비하여, 코팅층은 수지 조성물의 경화물이며, 상기 수지 조성물의 밀도는 1.1 내지 1.3 g/ml일 수 있다.
유기 입자는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리프로필렌 입자, 폴리우레탄 입자, PLA 입자, 폴리에틸렌 입자, 또는 폴리아마이드 입자일 수 있다.
유기 입자는 폴리 프로필렌 입자인 것이 바람직하다.
아크릴 계열의 입자의 밀도는 수지 조성물과 거의 동일한 반면(ex. PMMA입자 밀도 : 1.2), 폴리프로필렌 입자는 밀도가 0.9로 낮아 표면에 부상하기 쉽다. 코팅층 표면으로 부상하기 쉽기 때문에 논슬립 성능을 구현할 때 상대적으로 작은 사이즈의 입자로도 가능하다. 후술하는 바와 같이, 무기 입자로서 실리카 입자와 함께 사용하는 경우 논슬립특성 뿐만 아니라 내오염성 특성까지 제공할 수 있다.
또한, 무기 입자는 수지 조성물 100 중량부 대비 5 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 무기 입자의 함량이 5 중량부 미만인 경우에는 광택이 높거나 논슬립 특성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있고, 그 함량이 20 중량부를 초과하는 경우에는 점도가 높아 코팅성이 떨어지거나 내오염성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.
무기 입자의 함량 하한은 5 중량부, 6 중량부, 7 중량부, 8 중량부, 9 중량부, 10 중량부, 11 중량부, 또는 12 중량부일 수 있다. 무기 입자의 함량 상한은20 중량부, 19 중량부, 18 중량부, 17 중량부, 16 중량부, 15 중량부, 14 중량부 또는 13 중량부일 수 있다.
무기 입자는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 실리카, 알루미나, 산화티타늄, 산화아연, 글래스 비드, 글래스 플레이크 일 수 있다. 무기 입자의 겉보기 밀도는 0.1 내지 0.4 g/ml일 수 있다. 코팅층은 수지 조성물의 경화물이며, 상기 수지 조성물의 밀도는 1.1 내지 1.3일 수 있다.
무기 입자는 실리카 입자인 것이 바람직하다.
실리카의 밀도는 2 g/ml이지만, 다공성의 경우 겉보기 밀도는 0.1 내지 0.4 g/ml로 매우 낮아 표면에 부상하기 쉽기 때문에, 소광제로도 사용될 수 있다. 반면에 알루미나의 밀도는 4 g/ml로 매우 무거워 표면에 부상시키기가 어렵고, 입자가 가라앉는 등 보관성과 작업성에서도 문제가 발생할 수 있다.
다공성 실리카만 사용할 경우 입자가 표면으로 부상하여도 다공성이기 때문에 실제로 표면에 노출되는 입자의 크기가 작기 때문에 표면 roughness를 크게 주지 못하여, 논슬립 효과가 떨어질 수 있다.
특히, 폴리프로필렌 입자만 사용할 경우 다공성 실리카에 비하여 코팅 층 표면에 부상하기가 어렵기 때문에, 광택이 높거나 논슬립 효과가 충분히 구현되지 않을 수 있다.
또한, 다공성 실리카를 과량 첨가하게 될 경우 표면의 다공성 구조에 오염물질이 끼기 쉬워, 내오염성이 나빠질 우려가 있으며, 수지 조성물의 구성성분에 따라서는 점도가 크게 높아져 작업성이 나빠질 수 있다.
반면에, 폴리프로필렌 입자만 사용할 경우 다공성 실리카에 비하여 코팅 층 표면에 부상하기가 어렵기 때문에, 광택이 높거나 논슬립 효과가 충분히 구현되지 않을 수 있다.
폴리프로필렌 입자를 과량 첨가할 경우 광택, 논슬립성을 구현 가능할 수도 있으나, 수지 조성물 대비 입자가 너무 많아져 점도가 너무 높아지거나 입자가 뭉치는 등, 작업성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 폴리프로필렌 입자와 다공성 실리카 입자를 혼합하여 사용하는 것은, 다공성 실리카의 우수한 소광력/입자부상력을 이용하여 폴리프로필렌 입자가 쉽게 표면에 부상되게 하여 논슬립 성능을 얻기 위한 것이다.
2종의 입자를 사용하기 때문에 원하는 물성을 얻기 위해 한가지 입자를 과량 사용하지 않아도 되어, 한가지 입자를 과량 사용했을 때 발생하는 이슈를 해결할 수 있다.
유기 입자 및 무기 입자는 중량비 1 : 0.25 내지 2.0의 비율로 코팅층에 포함되는 것이 바람직하다.
유기 입자와 무기 입자는 기본적으로 1:1의 비율로 포함될 수 있으나, 전술한 범위 내에서 다양한 범위로 포함될 수 있다.
그 비율은 1 : 0.6 내지 1.4, 1 : 0.7 내지 1.3, 1 : 0.8 내지 1.2, 또는 1 : 0.9 내지 1.1일 수 있으며, 이러한 범위 내에서, 본 출원이 의도하는 바와 같이 적절한 양의 입자가 코팅층 표면 위로 노출되어 논슬립 특성을 제공할 수 있다.
유기 입자와 무기 입자의 평균 직경은 본 출원에서 논슬립 특성을 확보하고 종래의 기술들과 차별화되는 중요한 요소 중 하나이다. 일반적으로 종래에는 30 ㎛를 초과하는 직경이 큰 입자들을 많이 사용하였는데, 이와 반대로 본 출원은 3 ㎛ 내지 20 ㎛ 입자를 사용하고, 작은 입자로도 적절한 경화 방법을 이용하여, 표면으로 부상시켜, 논슬립 특성을 확보하며, 유기 입자의 장점과 무기 입자의 장점을 모두 확보할 수 있다.
여기서, 유기 입자의 평균 직경은 3 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다. 전술한 바와 같이 지나치게 크기가 큰 입자의 경우 표면 질감을 저하할 수 있다.
상기 유기 입자의 평균 직경의 범위에 대한 하한은 3 ㎛, 4 ㎛, 5 ㎛, 6 ㎛, 7 ㎛, 8 ㎛, 9 ㎛, 10 ㎛, 또는 11 ㎛일 수 있다. 반면에 상기 유기 입자의 평균 직경의 범위에 대한 상한은 20 ㎛, 19 ㎛, 18 ㎛, 17 ㎛, 16 ㎛, 15 ㎛, 14 ㎛, 13 ㎛, 또는 12 ㎛일 수 있다. 이러한 범위를 가짐으로써, 코팅층 표면 위로 적절한 크기의 유기 입자를 노출시킬 수 있다.
여기서, 무기 입자의 평균 직경 또한 3 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다. 전술한 바와 같이 지나치게 크기가 큰 입자의 경우 코팅성에 문제가 있고, 코팅액의 보관이 어려운 점이 있을 수 있으며, 코팅층으로부터 입자가 탈락될 수 있으며, 경화 후 표면 질감을 저하할 수 있다.
상기 무기 입자의 평균 직경의 범위에 대한 하한은 3 ㎛, 4 ㎛, 5 ㎛, 6 ㎛, 7 ㎛, 8 ㎛, 9 ㎛, 10 ㎛, 또는 11 ㎛일 수 있다. 반면에 상기 무기 입자의 평균 직경의 범위에 대한 상한은 20 ㎛, 19 ㎛, 18 ㎛, 17 ㎛, 16 ㎛, 15 ㎛, 14 ㎛, 13 ㎛, 또는 12 ㎛일 수 있다. 이러한 범위를 가짐으로써, 코팅층 표면 위로 적절한 크기의 무기 입자를 노출시킬 수 있다.
유기 입자 또는 무기 입자의 크기가 큰 경우 예를 들어, 30㎛를 초과하는 경우에는 코팅층의 두께를 감안하여 보면, 입자가 탈락하는 현상이 자주 일어난다. 또한, 입자가 직경이 너무 큰 경우에는 외관상 미려하지 않고 터치감이 까칠하여 좋지 않다. 또한 큰 입자를 사용할 경우 엠보를 덮어 버려 디자인에 제약이 많고, 코팅 공정 중 롤이나 닙에 끼여 코팅 층에 흐름 자국을 만드는 등의 이슈가 많아 바닥재에 사용하기 어렵다.
특히, 코팅층의 평균 두께는 10 내지 20 ㎛일 수 있다. 또한, 유기 입자 또는 무기 입자의 평균 직경은 코팅층의 평균 두께 이하일 수 있다.
특히, 3 ㎛ 내지 20 ㎛의 폴리프로필렌 입자와 3 ㎛ 내지 20 ㎛의 실리카 입자를 혼합하여 사용하는 것이 효과적이다. 평균 직경이 작은 실리카 입자만을 사용하는 경우 점도가 상승하고, 다공성 특성 때문에 내오염성이 불량해져 실리카 입자만으로 원하는 특성을 확보하기 어렵다. 대신 전술한 바와 같이 작은 크기의 폴리프로필렌 입자를 함께 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 무기 입자는 필러로 코팅층에 포함되며, 코팅층이 형성될 때, 예를 들어, 코팅제가 도포된 후 경화되는 과정에서도 그 크기나 형상이 유지되며, 이를 통하여 바닥재의 논슬립 특성을 확보할 수 있다.
상기 유기 및 무기 입자는 수지 조성물 100 중량부 대비 10 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 전술한 바와 같이, 코팅층은 수지와 유기 및 무기 입자를 포함하여, 논슬립 특성 및 내오염성을 나타낼 수 있다.
상기 수지 조성물은 경화되어 수지를 형성하여 코팅층을 구성하는 것으로, 1관능 모노머, 2관능 모노머 및 3관능 모노머를 포함할 수 있다. 추가적으로 2관능 올리고머 및 3관능 올리고머를 포함할 수 있다. 다만, 본 출원에서는 유기 입자와 무기 입자를 복합적으로 포함하는 것이 유효한 논슬립 특성을 갖도록 제어하는 요소이며, 수지 조성물(코팅제)의 구성 성분은 특별히 한정하지 않는다.
일 예시로서, 수지 조성물은 모노머와 올리고머를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는 수지 조성물은 모노머 50 내지 70 중량부 및 올리고머 30 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.
모노머는 1관능 모노머, 2관능 모노머 및 3관능 모노머 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 올리고머는 2관능 올리고머 및 3관능 올리고머 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 예시로서, 20 내지 40 중량부의 1관능 모노머, 5 내지 25 중량부의 2관능 모노머, 및 5 내지 25 중량부의 3관능 모노머를 포함하는 모노머와 15 내지 35 중량부의 2관능 올리고머 및 5 내지 25 중량부의 3관능 올리고머를 포함하는 올리고머를 포함할 수 있다. 다만, 본 출원은 이에 한정되는 것은 아니다.
1관능 모노머는 처리제의 반응성(경화밀도)을 올려 내스크래치성을 향상시키는 역할을 한다.
구체적인 예시로서, 1관능 모노머는 1관능 아크릴레이트 모노머일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니나, 일 예로서, CA(Caprolactone Acrylate), CTFA(Cyclic trimethylolpropane formal Acrylate ), PBA(Phenoxy benzyl Acrylate), TMCHA(Trimethyl cyclohexyl Acrylate), HPA(Hydroxy propyl Acrylate), HEA(Hydroxy ethyl Acrylate), OPPEA(o-phenylphenol EO Acrylate), TBCHA(4-tert-butylcyclohexyl Acrylate), BZA(Benzyl Acrylate), BPMA(Biphenylmethyl Acrylate), LA(Lauryl Acrylate), IDA(Isodecyl Acrylate), PHEA(Phenol (EO) Acrylate), PHEA-2(Phenol (EO)2 Acrylate), PHEA-4(Phenol (EO)4 Acrylate), THFA(Tetrahydrofurfuryl Acrylate), NP(EO)4A(Nonyl phenol (EO)4 Acrylate), NP(EO)8A(Nonyl phenol (EO)8 Acrylate), NP(PO)2A(Nonyl phenol (PO)2 Acrylate), EOEOA(Ethoxy ethoxy Acrylate), SA(Staryl Acrylate), DMAA(Dimethylaminoethyl acrylate), 및 IBOA(Isobornyl Acyrylate)로 이루어진 군에서 1종 이상 포함할 수 있다.
1관능 모노머는 20 내지 40 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 하한은 20 중량부, 21 중량부, 22 중량부, 23 중량부, 24 중량부, 25 중량부, 26 중량부, 27 중량부, 28 중량부 또는 29 중량부일 수 있으며, 그 상한은 40 중량부, 39 중량부, 38 중량부, 37 중량부, 36 중량부, 35 중량부, 34 중량부, 33 중량부, 32 중량부, 또는 31 중량부일 수 있다.
2관능 모노머는 처리제의 반응성의 밸런스를 잡아주는 역할을 할 수 있다. 2 관능 모노머는 특별히 한정되는 것은 아니며, 바닥재용 코팅층을 형성하기 위한 조성물에 포함될 수 있는 것이라면 어떠한 화합물도 포함할 수 있다.
구체적인 예시로서, 2관능 모노머는 2관능 아크릴레이트 모노머일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니나, 일 예로서, HDDA(1,6-Hexaneciol Diacrylate), DDDA(1,10-Decanediol Diacrylate), HD(EO)nDA(1,6-Hecanediol (EO)n Diacrylate), HPNDA(Htdroxy pivalic acid neopentyl glycol Diacrylate), NPG(PO)2DA(Neopentylglycol (PO)2 Diacrylate), TPGDA(Tripropylene glycol Diacrylate), DPGDA(Dipropylene glycol Diacrylate), TEGDA(Trieylene glycol Diacrylate), BPA(EO)4DA(Bisphenol A (EA)4 Diacrylate), BPA(EO)3DA(Bisphenol A (EA)3 Diacrylate), BPA(EO)10DA(Bisphenol A (EA)10 Diacrylate), BPA(EO)20DA(Bisphenol A (EA)20 Diacrylate), BPA(EO)30DA(Bisphenol A (EA)30 Diacrylate), TCDDA(Tricylclodecane dimethanol Diacrylate), PEG400DA(Polyethylene glycol 400 Diacrylate), PEG300DA(Polyethylene glycol 300 Diacrylate), PEG200DA(Polyethylene glycol 200 Diacrylate), PEG600DA(Polyethylene glycol 600 Diacrylate), BPF(EO)4DA(Bisphenol F(EO)4 Diacrylate), 및 PPG400DA(Polypropylene glycol 400 Diacrylate) 로 이루어진 군에서 1종 이상 포함할 수 있다.
2관능 모노머는 5 내지 25 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 하한은 5 중량부, 6 중량부, 7 중량부, 8 중량부, 9 중량부, 10 중량부, 11 중량부, 12 중량부, 13 중량부 또는 14 중량부일 수 있으며, 그 상한은 25 중량부, 24 중량부, 23 중량부, 22 중량부, 21 중량부, 20 중량부, 19 중량부, 18 중량부, 17 중량부, 또는 16 중량부일 수 있다.
3관능 모노머는 처리제의 반응성(경화밀도)을 올려 내스크래치성을 향상 시키는 역할을 한다.
구체적인 예시로서, 3관능 모노머는 3관능 아크릴레이트 모노머일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니나, 일 예로서, TMPTA(Trimethylpropane Triacrylate), TMP(EO)3TA(Trimethylopropane (EO)3 Triacrylate), TMP(EO)6TA(Trimethylopropane (EO)6 Triacrylate), TMP(EO)9TA(Trimethylopropane (EO)9 Triacrylate), TMP(EO)15TA(Trimethylopropane (EO)15 Triacrylate), GPTA(Glycerine (PO)3 Triacrylate), PETA(Pentaerylthritol Triacrylate), TMP(PO)3TA(Trimethylopropane (PO)3 Triacrylate), 및 THEICTA(Tris(2-hydroxyehtyl)isocyanurate Triacrylate)로 이루어진 군에서 1종 이상 포함할 수 있다.
3관능 모노머는 5 내지 25 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 하한은 5 중량부, 6 중량부, 7 중량부, 8 중량부, 9 중량부, 10 중량부, 11 중량부, 12 중량부, 13 중량부 또는 14 중량부일 수 있으며, 그 상한은 25 중량부, 24 중량부, 23 중량부, 22 중량부, 21 중량부, 20 중량부, 19 중량부, 18 중량부, 17 중량부, 또는 16 중량부일 수 있다.
2관능 올리고머는 처리제의 반응성의 밸런스를 잡아주는 역할을 할 수 있다. 이러한 역할을 할 수 있는 2관능 알리파틱 올리고머는 어떠한 것이라도 적용될 수 있다.
또한, 상기 제 2관능 알리파틱 올리고머는 중량평균분자량이 1000 내지 3000일 수 있다.
3관능 알리파틱 올리고머는 내오염성을 향상 시켜주는 역할을 할 수 있다. 이러한 역할을 할 수 있는 3관능 알리파틱 올리고머는 어떠한 것이라도 적용될 수 있다.
또한, 상기 3관능 알리파틱 올리고머는 중량평균분자량이 1000 내지 3000일 수 있다.
상술한 모노머와 올리고머의 함량을 통하여 목표로한 여러 물성들과 코팅성/작업성을 동시에 얻을 수 있다. 상기 함량을 통하여 광택, 논슬립성, 내오염성과 점도 등의 물성 중 트레이드-오프의 관계에 있는 물성들을 한쪽에 치우치지 않도록 한다. 코팅용 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 개시제, 분산제, 소포제, 웨팅제 및 소포제 중 선택된 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다. 각각의 첨가제의 함량은 목적하는 효과를 달성하기 위하여 통상적으로 사용되는 함량이 적절히 사용될 수 있다.
개시제, 분산제, 소포제, 웨팅제 및 소광제 각각은 본 출원이 속한 기술분야에서 적용될 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 여기에 적용될 수 있다. 따라서, 각각의 의미 또는 역할 등에 대하여는 특별히 설명하지는 않는다.
코팅층의 두께는 5 내지 50 ㎛일 수 있으며, 10 내지 25㎛일 수 있고 이를 통해 코팅층의 코팅성을 향상시킬 수 있다.
또한, 전술한 두께를 갖는 코팅층에서 입자는 표면에 약간 돌출되거나 표면에 노출되어 존재하는 경우 특히 논슬립성을 향상시킬 수 있다. 코팅층의 두께는 상기 입자의 평균 직경보다 큰 것이 바람직할 수 있고, 알루미나 비드의 평균직경의 2배 이상의 두께일 수 있다. 다만, 엠보 등으로 인해　코팅층의 두께가 얇은 경우도 부분적으로 있을 수 있다.
코팅층 표면에 대하여, EN 13036-4에 따른 비피엔 테스트(British pendulum number test, BPN test)에 따라 측정된 미끄럼 저항 지수가 36 BPN 이상인 것이 바람직하다.
비피엔 테스트는 MUNRO INSTRUMENT사의 portable skid resistance tester를 이용해 평가할 수 있다. 구체적으로 측정용 바늘 영점을 조정한 후, 4S(96) 고무 슬라이더의 컨디셔닝을 수행한다. 처음은 P400사포를 샘플 홀더에 고정한 후 고무 슬라이더 장착 풋을 조심스럽게 내린다. 풋이 고무 슬라이더가 바닥에 닿으면, 슬라이더 낙하시 닿는 면적 길이가 게이지 범위 안에 들어오도록 조정한다. 조정 후 최초 20회 스윙시키며, 게이지 다시 조절하여 추가 20 회 스윙한다. 그 후 사포를 핑크 랩핑 필름으로 교체한 뒤 게이지 조정하고 물 충분히 적셔 8 회 스윙시키고, 중간값이 59-64범위에 들어오는지 확인한다.
물을 충분히 적시고 유리타일을 샘플 홀더에 장착 후 게이지 범위 조절 및 스윙 8회 시행하여 중간값이 5-10 범위에 값이 들어오는지 확인한다. 이 후 유리를 타일로 교체하고 동일하게 수행하여 중간값이 32-36 범위에 들어오는지 확인하고, 들어왔다면 시편 측정을 시작한다. 시편 설치 후 마찬 가지로 게이지 면적 길이를 조정한 뒤 시행한다.
또한, 코팅층의 표면 광택도는 글로스(Gloss) 60° 조건 하에서 1 내지 15인 것이 바람직하다.
코팅층의 표면에 대하여 EN16094:2012의 기준에 따라 측정된 내스크래치성(Micro Scratch Resistance)이 MSR-B2 등급 이상인 것이 바람직하다.
EN 16094:2012의 B 절차에 따라 마이크로 스크래치 저항을 평가하였다. 구체적으로, 적층 필름 표면에 미디움파인(medium fine)의 핸드패드(Scotch Brite SB7440)로 160회 러빙(rubbing)을 수행하였다. 그 후, 러빙된 표면에 발생된 스크래치 및 스크래치로 인한 패턴 발생 여부를 육안으로 확인하고, 하기의 기준에 따라 등급을 부여한다:
B1 등급: 스크래치가 전혀 확인되지 않음,
B2 등급: 10 개 미만의 옅은 스크래치가 확인됨,
B3 등급: 10개 이상 30개 미만의 옅은 스크래치가 확인됨,
B4 등급: 좁고 미세한 스크래치가 다수 확인되고, 스크래치로 인한 리사주 그림(lissajous figure)이 부분적으로 확인됨,
B5 등급: 좁고 미세한 스크래치가 다수 확인되고, 스크래치로 인한 리사주 그림(lissajous figure)이 혼합된 형태로 확인됨.
이하, 논슬립 특성이 우수한 바닥 장식재의 제조 방법을 설명한다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 바닥 장식재의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 바닥 장식재의 제조 방법은 기재층을 준비하는 단계(S10); 기재층의 일면 상에 유기 입자 및 무기 입자를 중량비 1 : 0.5 내지 1.5의 비율로 포함하는 코팅제를 도포하는 단계(S20); 도포된 코팅제를 대기 조건에서 UV를 조사하여 제 1 경화하는 단계(S30); 및 제 1 경화 후 질소 조건에서 UV를 조사하여 제 2 경화하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.
먼저 기재층을 준비한다(S10).
기재층은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 투명 또는 반투명 폴리염화비닐(PVC)층으로서 약 0.05mm 내지 약 3.0mm의 두께를 가질 수있고, 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 바닥재의 총 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서 전술하는 바와 같이 적층되는 인쇄층의 무늬나 패턴을 충분히 보호할 수 있다. 더불어, 전술한 바와 같이, 밸런스층, 중간층, 치수안정층, 인쇄층, 내마모층 및 코팅층을 포함할 수 있다.
그리고, 기재층의 일면 상에 유기 입자 및 무기 입자를 중량비 1 : 0.25 내지 2의 비율로 포함하는 코팅제를 도포한다(S20).
유기 입자 및 무기 입자는 중량비 1 : 0.25 내지 2의 비율로 코팅층에 포함되는 것이 바람직하다. 유기 입자와 무기 입자는 기본적으로 1:1의 비율로 포함될 수 있으나, 전술한 범위 내에서 다양한 범위로 포함될 수 있다. 그 비율은 1 : 0.25 내지 1.8, 1 : 0.5 내지 1.6, 1 : 1.0 내지 1.4, 또는 1 : 1.1 내지 1.2일 수 있으며, 이러한 범위 내에서, 본 출원이 의도하는 바와 같이 적절한 양의 입자가 코팅층 표면 위로 노출되어 논슬립 특성을 제공할 수 있다.
코팅제의 상온에서의 점도가 400 내지 1000 cps일 수 있다. 점도가 400 미만인 경우에는 점도가 낮아 코팅 두께가 너무 얇아지거나 공정 중 롤 코터에서 코팅액이 흘러내릴 수 있다. 반대로 1000을 초과하는 경우에는 코팅액의 펌핑이 힘들거나, 높은 점도로 인해 롤과 기재에 액의 흐름 자국이 남는 등의 외관상 문제가 발생할 수 있다.
상기 점도의 하한은 400 cps, 430 cps, 460 cps, 490 cps, 520 cps, 550 cps, 580 cps, 620 cps, 또는 650 cps일 수 있다. 반면에, 상기 점도의 상한은 1000 cps, 970 cps, 940 cps, 910 cps, 880 cps, 850 cps, 820 cps, 790 cps, 또는 760 cps일 수 있다.
도포하는 방식은 특별히 한정되는 것은 아니며, 롤코팅하거나 스프레이 코팅할 수 있다.
그리고, 도포된 코팅제를 대기 조건에서 UV를 조사하여 제 1 경화를 수행한다(S30).
300 내지 400nm 파장의 uv를 조사하여 경화를 한다. 제 1경화의 경우 10 내지 500 mJ/㎠의 광량을 조사하는 것이 바람직하다. 비교적 낮은 광량을 조사하고, 대기조건에서 수행하여 입자를 부상시킬 수 있다.
그리고, 제 1 경화 후 질소 조건에서 UV를 조사하여 제 2 경화를 수행한다(S40).
300 내지 400nm 파장의 uv를 조사하여 경화를 한다. 제 2경화의 경우 700 내지 2000 mJ/㎠의 광량을 조사하는 것이 바람직하다. 비교적 높은 광량을 조사하고, 질소조건에서 수행하여 잔여 미경화 물질이 남지않도록 경화를 완료한다.
이러한 제조 방법에 의하여 제조된 바닥 장식재는 내오염성과 논슬립 특성을 가지며, 특히 물에 젖은 상태에서의 우수한 내미끄럼성을 가진다.
이하, 실험예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명한다.
[실험예 1]
유기 입자와 무기 입자를 단독으로 포함하는 경우와 복합적으로 포함하는 경우의 효과를 확인하기 위하여 하기 실험을 수행하였다.
하기 표 1과 같은 성분함량을 갖는 코팅용 조성물을 각각 제조하였다.
하기에서 각 모노머, 올리고머의 함량은 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 한 중량부를 나타낸 것으로 수지 조성물 내 각 중량비를 의미할 수 있다. 또한, 첨가제 및 무기 입자(실리카, 평균 직경 7㎛)와 유기 입자(폴리 프로필렌, 평균 직경 7㎛) 시 역시 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 한 중량부를 나타낸 것이다.
실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 6에 대하여 상온에서 점도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
1관능모노머 (Lauryl acrylate,) 30 45 45 30 30 30 30 25 30
2관능모노머 (TPGDA) 15 15 15 15 15 10 20 20 10
3관능모노머 (TMPTA) 15 15 15 15 15 20 10 15 10
2관능올리고머(Mw : 1500) 25 15 15 25 20 20 15 25 20
3관능올리고머(Mw : 1800) 15 10 10 15 20 20 25 15 20
개시제 (Irgacur 184) 3 3 3 3 3 3 3 3 3
첨가제 (wet 270) 3 3 3 3 3 3 3 3 3
유기입자 10 18 20 - - 10 20 10 20
무기입자 10 10 8 10 15 - - - -
상온 점도(cps) 647 418.3 489.2 356.6 2856 279 2208 246 1193
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 2, 4 및 6은 점도가 높아 작업성이 나오지 않았음을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 비교예 2는 무기입자가 15phr로 과량으로 포함되어, 무기입자의 다공성 특성 때문에 점도가 2856으로 매우 높다. 비교예 4와 비교예 6는 유기입자(다공성 아님)를 사용하였으나 그 함량이 20phr로 과량이 들어가 이 역시 점도가 높아졌다. 입자의 함량과 점도는 비례하지만 함량이 늘어날 수록 점도가 고차함수 형태로 폭발적으로 증가하는 경향이 있다. 무기입자의 경우 기본적으로 증점효과가 크지는 않지만, 다공성의 경우 증점효과가 크다. 반면에 실시예 3의 모노머의 함량이 상대적으로 높고 그 중 1관능 모노머의 함량이 매우 많다. 점도가 낮은 모노머, 특히 1관능 모노머의 함량이 많아서, 기본적인 점도가 낮게 나타난다.
추가로, 폴리염화비닐(PVC) 수지에 유리섬유가 함침된 복합재로 이루어지고, 1.5 mm의 두께를 가지는 밸런스층, 상기 밸런스층 상에 발포폼층을 적층한 후, 상기 발포폼층 상에 아크릴바인더 수지로 이루어지고, 그라비어 인쇄 방식으로 다양한 무늬 및 문양을 인쇄하여 5 ㎛ 두께의 인쇄층을 형성하며, 상기 인쇄층 상에 PVC 수지계로 이루어진 내마모층을 1 mm의 두께로 적층하고 70 °C 온도에서 열합지한다. 상기 내마모층 상에 러버롤 코팅 방법을 이용하여 상기에서 표 1에 제시된 바와 같이 9종(실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 비교예 6)의 코팅 조성물을 이용하여 각각 코팅하고 대기조건에서 250 mJ/㎠의 UV를 조사한 후 질소 조건에서 1300 mJ/㎠의 UV조사하여, 수지 조성물을 완전히 경화하여 9종의 바닥재를 제조하였다.
[평가]
본 발명에 따른 바닥 장식재의 광택성, 논슬립성, 및 내오염성을 평가하기 위하여 전술한 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 6에 대하여 광택도, 논슬립 특성 및 내오염성 테스트를 수행하였다.
구체적인 측정방법은 다음과 같으며, 측정된 결과는 하기 표 2에 나타내었다
광택도 평가는 실시예 및 비교예의 시편들을 대상으로 광택 측정기(Gloss Meter)를 이용하여 60° 광택도(글로스 60° 조건)를 측정하였다.
비피엔 테스트는 MUNRO INSTRUMENT사의 portable skid resistance tester를 이용해 평가할 수 있다. 구체적으로 측정용 바늘 영점을 조정한 후, 4S(96) 고무 슬라이더의 컨디셔닝을 수행한다. 처음은 P400사포를 샘플 홀더에 고정한 후 고무 슬라이더 장착 풋을 조심스럽게 내린다. 풋이 고무 슬라이더가 바닥에 닿으면, 슬라이더 낙하 시 닿는 면적 길이가 게이지 범위 안에 들어오도록 조정한다. 조정 후 최초 10회 스윙 시키며, 게이지 다시 조절하여 추가 20 회 스윙한다. 그 후 사포를 핑크 랩핑 필름으로 교체한 뒤 게이지 조정하고 물 충분히 적셔 8 회 스윙시킨다.
물을 충분히 적시고 유리타일을 샘플 홀더에 장착 후 게이지 범위 조절 및 스윙 8회 시행하여 중간값이 59-64 범위에 값이 들어오는지 확인한다. 이 후 유리를 타일로 교체하고 동일하게 수행하여 중간값이 59-64 범위에 들어오는지 확인하고, 들어 왔다면 시편 측정을 시작한다. 시편 설치 후 마찬 가지로 게이지 면적 길이를 조정한 뒤 시행한다.
내오염성 평가는 구체적으로, 보드마커를 칠한 후 용매가 마르기 전에 닦아냈을 때 잘 닦이는지 잔흔이 남는 지 확인하고, 또한 보드마커를 칠한 후 용매가 마를 때까지 기다린 후 닦아내고 잔흔이 남는 지 확인하며, 위 두 조건에서의 결과를 확인하고 1 등급(심각한 손상) 내지 5 등급(변화 없음)으로 등급화하였다.
각각의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
광택도 3.25 3.2 3.4 3.75 3.4 5.3 4.25 5.55 4.3
BPN 41 45.5 43 37.5 37.5 35 41 36 41
내오염성 5 4 5 5 3 5 5 5 5
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 유기 입자와 무기 입자를 모두 포함하는 실시예 1 내지 3은 BPN 수치가 최소 36을 만족하여야 하며, 그 외 내오염성이 우수하고, 광택도가 3 내지 4 정도인 것을 확인할 수 있었다.
[실험예 2]
유기 입자와 무기 입자를 복합적으로 포함하는 경우 그 함량에 따른 효과를 확인하기 위하여 하기 실험을 수행하였다.
1관능 모노머(Iso-decyl acrylate) 30 중량부, 2관능 모노머(TCDDA) 15중량부, 3관능 모노머(PETA) 15중량부, 2관능 올리고머 25 중량부, 및 3관능 올리고머 15 중량부를 포함하는 조성물 100 중량부 대비 개시제(Irgacur 184) 3중량부 및 첨가제(wet 270) 3중량부와 하기 표 3과 같이 유기 입자(7㎛의 폴리프로필렌, 밀도 0.9)/무기 입자(7㎛의 다공성 실리카, 밀도 0.2)를 포함한 코팅제를 제조하여 점도 테스트를 수행하였다. 또한, 실험예 1과 같이 코팅층의 두께를 15㎛로 제어한 샘플을 제조하였다. 실험예 1과 같이 각각의 바닥재 샘플에 대해서 광택도, 논슬립 특성 및 내오염성 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 3에 나타낸다.
실시예1 비교예7 비교예8 비교예9 비교예10 비교예11 비교예12 비교예13 비교예14
유기입자 10 3 4 2 11 7 25 25 25
무기입자 10 2 12 24 3 25 3 10 25
점도 647 175 423 3124 658 4358 1369 2357 6024
광택 3.3 20 3 2 4.2 1.5 3.5 1.5 1
BPN 41 20 25 39 33 42 40 45 52
내오염성 5 5 5 2 5 1 4 2 1
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 비교예 7은 유기 입자와 무기입자의 함량이 본 출원이 의도하는 범위 미만이어서, 광택이 높고 논슬립성이 떨어지는 문제가 있었다. 비교예 8은 유기입자의 함량이 적어 논슬립성이 떨어지는 문제가 있었다. 비교예 9는 무기입자의 함량이 과량으로 내오염성이 떨어지는 문제가 있었다. 비교예 10은 무기입자의 함량이 적어 논슬립성이 떨어지는 문제가 있었다. 비교예 11 내지 14는 유기 또는 무기입자의 함량이 많아 점도가 너무 높아 코팅성이 떨어지는 문제가 있으며, 비교예 11, 13 및 14는 내오염성도 떨어지는 문제가 있었다.
[실험예 3]
유기 입자와 무기 입자를 복합적으로 포함하는 경우 각각의 크기(직경)에 따른 효과를 확인하기 위하여 하기 실험을 수행하였다.
1관능 모노머(Iso-decyl acrylate) 30 중량부, 2관능 모노머(TCDDA) 15중량부, 3관능 모노머(PETA) 15중량부, 2관능 올리고머 25 중량부, 및 3관능 올리고머 15 중량부를 포함하는 조성물 100 중량부 대비 개시제(Irgacur 184) 3중량부 및 첨가제(wet 270) 3중량부와 하기 표 4와 같이 유기 입자(폴리프로필렌, 밀도 0.9) 10 중량부 및 무기 입자(다공성 실리카, 밀도 0.3) 10 중량부를포함한 코팅제를 제조하여 점도 테스트를 수행하였다. 또한, 실험예 1과 같이 코팅층의 두께를 15㎛로 제어한 샘플을 제조하였다. 실험예 1과 같이 각각의 바닥재 샘플에 대해서 터치감(보행감) 및 논슬립 특성을 수행하였고, 그 결과를 표 4에 나타낸다.
터치감 및 보행감의 평가 방법은 관능 평가로서 성인 20명을 대상으로 하여, 바닥재에 대한 터치 및 보행시 느낌에 대한 차이를 10점 척도로 판단하여, 평균 7점 이상인 경우 좋음으로 판단하였다.
실시예1 비교예15 비교예16 비교예 17 비교예18 비교예19 비교예20 비교예21 비교예 22
유기 직경 7 1 2 2 11 7 21 23 22
무기 직경 7 2 12 24 2 21 2 10 22
터치감/보행감 좋음 좋음 좋음 나쁨 좋음 나쁨 나쁨 나쁨 나쁨
BPN 41 20 33 39 34 38 43 48 45
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 비교예 15, 16, 18은 유기 입자 또는 무기입자 중 하나나 둘 모두의 평균 직경이 본 출원이 의도하는 범위 미만이어서, 논슬립성이 떨어지는 문제가 있었다. 비교예 17과 19 내지 22는 유기입자 또는 무기입자 중 하나나 둘 모두의 평균 직경이 본 출원이 의도하는 범위를 초과하여서 터치감 또는 보행감이 나쁜 문제가 있었다.
[실험예 4]
유기 입자와 무기 입자를 복합적으로 포함하는 경우 각각의 입자 종류에 따른 효과를 확인하기 위하여 하기 실험을 수행하였다.
1관능 모노머(Iso-decyl acrylate) 30 중량부, 2관능 모노머(TCDDA) 15중량부, 3관능 모노머(PETA) 15중량부, 2관능 올리고머 25 중량부, 및 3관능 올리고머 15 중량부를 포함하는 조성물 100 중량부 대비 개시제(Irgacur 184) 3중량부 및 첨가제(wet 270) 3중량부와 하기 표 5와 같이 유기 입자(폴리프로필렌 7㎛) 10 중량부 및 무기 입자(실리카 7㎛) 10 중량부를 포함하여 하기 표 5와 같이 코팅층의 두께를 달리 하여 샘플을 제조하였다. 실험예 1과 같이 각각의 바닥재 샘플에 대해서 광택도, 논슬립 특성, 입자탈락 여부 및 내오염성 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 1 비교예23 비교예 24
평균 코팅 두께(㎛) 15 3 30
광택 3.3 1 15
BPN 41 47 23
입자 탈락 X O X
내오염성 5 1 5
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 비교예 23과 같이 코팅 두께가 본 출원이 의도한 두께보다 얇을 경우 광택이 낮아지고 내오염성이 증가할 수 있지만, 코팅두께 보다 유기 및 무기 입자의 크기가 커지면서 입자가 탈락하는 문제가 발생하고, 이로인해 최종적으로 내오염성도 같이 불량해지는 문제점이 있었다반면, 비교예 24와 같이, 코팅 두께가 본 출원이 의도한 두께보다 두꺼울 경우 유기 및 무기 입자가 충분히 노출되지 못해 광택이 올라가고, 논슬립성이 떨어지는 문제점이 있었다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 바닥 장식재
10: 기재층
20: 코팅층
21: 유기 입자
23: 무기 입자

Claims (21)

  1. 기재층 및 상기 기재층의 일면에 형성되고, 유기 입자 및 무기 입자를 포함하는 코팅층을 포함하고,
    유기 입자 및 무기 입자 각각의 평균 직경은 3 내지 20 ㎛이며,
    코팅층 표면에 대하여, EN 13036-4에 따른 비피엔 테스트(British pendulum number test, BPN test)에 따라 측정된 미끄럼 저항 지수가 36 BPN 이상인 바닥 장식재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    코팅층의 표면 광택도는 글로스(Gloss) 60° 조건 하에서 1 내지 15인 바닥 장식재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    코팅층은 모노머 및 올리고머를 포함하는 수지 조성물의 경화물인 바닥 장식재.
  4. 제 3 항에 있어서,
    모노머 50 내지 70 중량부 및 올리고머 30 내지 50 중량부를 포함하는 수지 조성물의 경화물인 바닥 장식재.
  5. 제 3 항에 있어서,
    모노머는 1관능 모노머 20 내지 40 중량부, 2관능 모노머 5 내지 25 중량부, 및 3관능 모노머 5 내지 20 중량부를 포함하는 바닥 장식재.
  6. 제 3 항에 있어서,
    유기 입자는 수지 조성물 100 중량부 대비 5 내지 20 중량부로 포함되는 바닥 장식재.
  7. 제 3 항에 있어서,
    무기 입자는 수지 조성물 100 중량부 대비 5 내지 20 중량부로 포함되는 바닥 장식재.
  8. 제 1 항에 있어서,
    유기 입자 및 무기 입자는 중량비 1 : 0.25 내지 2의 비율로 코팅층에 포함되는 바닥 장식재.
  9. 제 1 항에 있어서,
    유기 입자는 폴리프로필렌 입자인바닥 장식재.
  10. 제 1 항에 있어서,
    유기 입자의 밀도는 0.8 내지 1.05 g/ml인 바닥 장식재.
  11. 제 1 항에 있어서,
    무기 입자는 실리카 입자인 바닥 장식재.
  12. 제 1 항에 있어서,
    무기 입자의 겉보기 밀도는 0.1 내지 0.4 g/ml인 바닥 장식재.
  13. 제 1 항에 있어서,
    코팅층은 수지 조성물의 경화물이며, 상기 수지 조성물의 밀도는 1.1 내지 1.3 g/ml인 바닥 장식재.
  14. 제 1 항에 있어서,
    코팅층의 평균 두께는 10 내지 20 ㎛인 바닥 장식재.
  15. 제 1 항에 있어서,
    유기 입자 또는 무기 입자의 평균 직경은 코팅층의 평균 두께 이하인 바닥 장식재.
  16. 기재층을 준비하는 단계;
    기재층의 일면 상에 평균 직경 3 내지 20 ㎛의 유기 입자 및 무기 입자 및 수지 조성물을 포함하는 코팅제를 도포하는 단계;
    도포된 코팅제를 대기 조건에서 UV를 조사하여 제 1 경화하는 단계; 및
    제 1 경화 후 질소 조건에서 UV를 조사하여 제 2 경화하는 단계를 포함하는 바닥 장식재의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    코팅제의 상온에서의 점도가 400 내지 1000 cps인 바닥 장식재의 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    코팅제는 수지 조성물 100 중량부 대비 유기 입자 및 무기 입자 10 내지 40 중량부를 포함하는 바닥 장식재의 제조 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    유기 입자 및 무기 입자는 중량비 1 : 0.25 내지 2의 비율로 코팅제에 포함되는 바닥 장식재의 제조 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    제 1 경화는 10 내지 500 mJ/㎠의 광량을 조사하는 단계인 바닥 장식재의 제조 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    제 2 경화는 700 내지 2000 mJ/㎠의 광량을 조사하는 단계인 바닥 장식재의 제조 방법.
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