KR20240071048A - 씽크볼 및 씽크볼 형성용 조성물 - Google Patents
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/0076—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
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-
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Abstract
내스크래치성 및 내오염성이 동시에 개선된 씽크볼이 제공된다. 본 발명의 일 실시예는, 2종 이상의 쿼츠 샌드(Quartz sand) 및 쿼츠 파우더(Quartz powder)를 포함하는 씽크볼을 제공한다.
Description
본 발명(Disclosure)은 씽크볼에 관한 것으로, 보다 구체적으로 씽크볼 및 씽크볼 형성용 조성물에 관한 것이다.
식당이나 가정의 주방에는 요리를 하거나 설거지 등을 하기 위하여 씽크볼이 구비된다. 이러한 씽크볼은 주방의 형태 및 크기에 따라 다양하게 제작되어 설치될 수 있다.
일반적으로 씽크볼은 스테인리스(Stainless) 등의 비철금속재를 프레스 가공함으로써 성형하는 것이 일반적이다. 스테인리스 등의 비철금속재를 이용한 씽크볼은 반영구적일 뿐만 아니라 재활용이 가능하며, 강도가 강하기 때문에 충격에도 금이 가거나 깨지지 않는 장점이 있지만, 설거지할 때 금속끼리 부딪히는 소리가 나며 시각적인 고급스러움이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 스테인리스 등의 재질로 이루어진 씽크볼은 내스크래치성이 약하고 색상 및 디자인이 한정되어 있다는 단점을 갖고 있다.
본 발명의 목적은 내스크래치성과 내오염성이 동시에 개선된 씽크볼을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다양한 색상 및 디자인이 구현될 수 있는 씽크볼을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 씽크볼을 형성하는 씽크볼 형성용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 2종 이상의 쿼츠 샌드(Quartz sand); 및 쿼츠 파우더(Quartz powder); 를 포함하는, 씽크볼을 제공한다.
구체적으로, 상기 쿼츠 샌드는, 제1 쿼츠 샌드 및 상기 제1 쿼츠 샌드와 입경(D50)이 상이한 제2 쿼츠 샌드를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 씽크볼의 전체 중량을 기준으로, 상기 제1 쿼츠 샌드의 함량은 40 내지 47 중량%이고, 상기 제2 쿼츠 샌드의 함량은 18 내지 25 중량%이고, 상기 쿼츠 파우더의 함량은 30 내지 37 중량%일 수 있다.
구체적으로, 상기 쿼츠 파우더의 입경(D50)은 17㎛ 이하이고, 상기 제1 쿼츠 샌드의 입경(D50)은 100㎛ 이상 300㎛ 이하이고, 상기 제2 쿼츠 샌드의 입경(D50)은 300㎛ 초과 700㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 소포제, 커플링제 및 안료 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함하는 씽크볼을 제공할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는, 베이스 수지; 가교제; 개시제; 및 충진제; 를 포함하고, 상기 충진제는, 2종 이상의 쿼츠 샌드 및 쿼츠 파우더를 포함하는, 씽크볼 형성용 조성물을 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 베이스 수지는 아크릴계 고분자를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 베이스 수지는 아크릴계 단량체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 베이스 수지는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 소포제, UV안정제, 커플링제, 및 중합억제제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가교제는 말단에 적어도 2 이상의 탄소-탄소 이중결합(C=C)을 갖는 아크릴계 화합물을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 개시제는 광개시제 및 열개시제 중 어느 하나 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 쿼츠 샌드는, 제1 쿼츠 샌드 및 상기 제1 쿼츠 샌드와 입경(D50)이 상이한 제2 쿼츠 샌드를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 쿼츠 파우더의 입경(D50)은 17㎛ 이하이고, 상기 제1 쿼츠 샌드의 입경(D50)은 100 내지 300㎛이고, 상기 제2 쿼츠 샌드의 입경(D50)은 300㎛ 초과 700㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 씽크볼 형성용 조성물의 전체 중량을 기준으로, 상기 쿼츠 파우더의 함량은 20 내지 25 중량%이고, 상기 제1 쿼츠 샌드의 함량은 25 내지 30 중량%이고, 상기 제2 쿼츠 샌드의 함량은 10 내지 15 중량%일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 씽크볼 형성용 조성물의 전체 중량을 기준으로, 상기 베이스 수지의 함량은 30 내지 40 중량%이고, 상기 가교제의 함량은 0.1 내지 1.0 중량%이고, 상기 개시제의 함량은 0.10 내지 0.30 중량%이고, 상기 충진제의 함량은 60 내지 67 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 측면(Aspect)에 따르면 내스크래치성과 내오염성이 동시에 개선된 씽크볼 형성용 조성물 및 씽크볼을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 다양한 색상 및 디자인이 구현된 씽크볼 형성용 조성물 및 씽크볼을 제공할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 오염원의 종류를 달리할 때, 제조예 2에 따른 씽크볼 시편의 내오염성 점수이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
본 발명의 일 실시예는, 2종 이상의 쿼츠 샌드(Quartz sand) 및 쿼츠 파우더(Quartz powder)를 포함하는 씽크볼을 제공한다. 만약 충진제로 수산화알루미늄을 사용할 경우 내스크래치성 및 내오염성 성능이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고, 쿼츠 파우더로만 구성된 충진제를 사용할 경우 내스크래치성과 내오염성이 충분히 개선되지 못할 수 있고, 1종의 쿼츠 샌드와 쿼츠 파우더로 구성된 충진제를 사용할 경우 내오염성 성능이 매우 저하되고 내스크래치성이 충분히 개선되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따르면 2종 이상의 쿼츠 샌드와 쿼츠 파우더를 포함하는 충진제를 통해 내스크래치성과 내오염성 성능이 동시에 개선된 씽크볼을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 다양한 색상 및 디자인이 구현된 씽크볼을제공할 수 있다. 일반적으로 씽크볼은 스테인리스(Stainless) 등의 비철금속재를 프레스 가공함으로써 성형될 경우 색상 및 디자인이 한정되어 있는 문제점을 갖고 있었다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 스테인리스 재질을 제외함으로써, 상기 문제점을 해결할 수 있다.
이하, 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.
1. 씽크볼
본 발명에 따른 씽크볼은 2종 이상의 쿼츠 샌드(Quartz sand) 및 쿼츠 파우더(Quartz powder)를 포함한다. 본 발명의 일 측면에 따르면 2종 이상의 쿼츠 샌드와 쿼츠 파우더를 포함하는 충진제를 통해 내스크래치성과 내오염성 성능이 동시에 개선된 씽크볼을 제공할 수 있다. 만약 충진제로 수산화알루미늄을 사용할 경우 내스크래치성 및 내오염성 성능이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고, 쿼츠 파우더로만 구성된 충진제를 사용할 경우 내스크래치성과 내오염성이 충분히 개선되지 못할 수 있고, 1종의 쿼츠 샌드와 쿼츠 파우더로 구성된 충진제를 사용할 경우 내오염성 성능이 매우 저하되고 내스크래치성이 충분히 개선되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 명세서에서 '입경(D50)'은 입도분포곡선에서 중량 백분율의 50%에 해당하는 입경을 의미한다.
구체적으로, 상기 쿼츠 파우더의 입경(D50)은 17㎛ 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 10 내지 16㎛일 수 있고, 더욱 구체적으로 11 내지 15㎛일 수 있고, 더욱 구체적으로 12 내지 14㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 2종 이상의 쿼츠 샌드는 제1 쿼츠 샌드 및 상기 제1 쿼츠 샌드와 입경(D50)이 상이한 제2 쿼츠 샌드를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 쿼츠 샌드의 입경(D50)은 100㎛ 이상 300㎛ 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 150 내지 250㎛일 수 있고, 더욱 구체적으로 180 내지 230㎛일 수 있고, 더욱 구체적으로 200 내지 220㎛일 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 쿼츠 샌드의 입경(D50)은 300㎛ 초과 700㎛ 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 350 내지 650㎛일 수 있고, 더욱 구체적으로 400 내지 630㎛일 수 있고, 더욱 구체적으로 500 내지 600㎛일 수 있다.
상기 쿼츠 파우더, 제1 쿼츠 샌드 및 제2 쿼츠 샌드의 입경(D50)이 각각 상기 수치 범위 내를 만족할 때, 씽크볼의 내스크래치성 및 내오염성이 동시에 개선될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 씽크볼의 전체 중량을 기준으로, 상기 제1 쿼츠 샌드의 함량은 40 내지 47 중량%이고, 상기 제2 쿼츠 샌드의 함량은 18 내지 25 중량%이고, 상기 쿼츠 파우더의 함량은 30 내지 37 중량%일 수 있다. 구체적으로, 상기 씽크볼의 전체 중량을 기준으로, 상기 제1 쿼츠 샌드의 함량은 42 내지 46 중량%일 수 있고, 상기 제2 쿼츠 샌드의 함량은 19 내지 22 중량%이고, 상기 쿼츠 파우더의 함량은 33 내지 36 중량%일 수 있다. 상기 쿼츠 파우더, 제1 쿼츠 샌드 및 제2 쿼츠 샌드의 함량이 각각 상기 수치 범위 내를 만족할 때, 씽크볼의 내스크래치성 및 내오염성이 동시에 개선될 수 있다. 예를 들어, 상기 씽크볼의 전체 중량을 기준으로 제1 쿼츠 샌드, 제2 쿼츠 샌드 및 쿼츠 파우더의 함량을 분석하기 위한 방법으로 씽크볼을 600℃ 이상으로 가열하는 방법이 이용될 수 있다. 씽크볼을 고온 조건에서 가열할 경우 유기물은 휘발되고 무기물만 분석될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 씽크볼은 소포제, 커플링제, 및 안료 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 소포제, 커플링제, 및 안료 중 적어도 어느 하나 이상의 함량은 상기 씽크볼의 전체 중량을 기준으로 상기 충진제를 제외한 함량일 수 있다.
상기 소포제는 거품이 지나치게 생성하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 소포제는 실리콘계 수지와 실리카를 혼합하여 생성된 화합물일 수 있다.
상기 커플링제는 서로 다른 수지 간에 상분리를 최소화하여 혼용성을 높일 수 있다. 예를 들어, 상기 커플링제는 아크릴기를 갖는 실란계 화합물일 수 있다.
상기 안료는 씽크볼에 색상을 부여하는 화합물로, 구현하고자 하는 색상에 따라 해당 기술분야에서 상용되는 다양한 안료일 수 있다. 예를 들어, 상기 안료는 무기안료일 수 있고, 구체적으로 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 산화규소, 수산화알루미늄, 카오린, TiO2, 카본블랙, 및 산화철로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 씽크볼은 고분자 매트릭스(Polymer matrix)를 더 포함할 수 있다. 상기 고분자 매트릭스는 후술할 베이스 수지와 가교제가 반응하여 생성된 가교 매트릭스일 수 있다. 구체적으로, 상기 고분자 매트릭스는 후술할 베이스 수지에서 유래된 반복단위 및 가교제에서 유래된 반복단위를 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 베이스 수지는 아크릴계 수지일 수 있고, 가교제는 말단에 2 이상의 탄소-탄소 이중결합(C=C)을 갖는 아크릴계 화합물일 수 있다. 이와 관련된 상세한 설명은 씽크볼 형성용 조성물에 관한 부분에서 후술한다. 예를 들어 상기 씽크볼에 포함된 고분자 매트릭스를 분석하기 위한 방법으로 기체 크로마토그래피 질량 분석기(GC-MS)를 이용할 수 있다.
2. 씽크볼 형성용 조성물
본 발명의 또 다른 실시예는 씽크볼 형성용 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 베이스 수지; 가교제; 개시제; 및 충진제를 포함하고, 상기 충진제는, 2종 이상의 쿼츠 샌드 및 쿼츠 파우더를 포함하는, 씽크볼 형성용 조성물을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따르면 쿼츠 샌드와 쿼츠 파우더를 포함하는 충진제를 통해 내스크래치성과 내오염성 성능을 동시에 개선시킬 수 있다. 만약 충진제로 수산화알루미늄을 사용할 경우 내스크래치성 및 내오염성 성능이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고, 쿼츠파우더로만 구성된 충진제를 사용할 경우 내스크래치성과 내오염성이 충분히 개선되지 못할 수 있고, 1종의 쿼츠샌드와 쿼츠파우더로 구성된 충진제를 사용할 경우 내오염성 성능이 매우 저하되고 내스크래치성이 충분히 개선되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 다양한 색상 및 디자인이 구현된 씽크볼을제공할 수 있다. 일반적으로 씽크볼은 스테인리스(Stainless) 등의 비철금속재를 프레스 가공함으로써 성형될 경우 색상 및 디자인이 한정되어 있는 문제점을 갖고 있다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 스테인리스 재질을 제외함으로써, 상기 문제점을 해결할 수 있다.
본 명세서에서 '아크릴계 고분자'는 아크릴계 단량체가 동종 중합된 동종중합체(Homopolymer)이거나, 서로 다른 2종 이상의 아크릴계 단량체가 공중합된 공중합체(Copolymer)일 수 있다. 예를 들어, 상기 아크릴계 단량체는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 아크릴산, 및 메틸메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 베이스 수지는 바인더 수지로, 아크릴계 고분자, 불포화 폴리에스테르계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상일 수 있고, 구체적으로 아크릴계 고분자일 수 있고, 더욱 구체적으로 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate; PMMA)일 수 있다. 불포화 폴리에스테르(Unsaturated Polyester; UPE)계 수지 및 에폭시(Epoxy)계 수지는 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate; PMMA)와 다르게 자외선 노출 시 황변이 발생할 수 있으므로 창문과 가깝게 설치되어 자외선에 노출되기 쉬운 씽크볼의 특성 상, 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate; PMMA)를 베이스 수지로 사용하는 것이 더 적합할 수 있다.
구체적으로, 상기 아크릴계 고분자의 중량평균분자량(Mw)은 70,000 내지 140,000g/mol일 수 있고, 구체적으로 80,000 내지 120,000g/mol일 수 있다. 상기 아크릴계 고분자의 중량평균분자량이 상기 수치 범위 내를 만족할 때 씽크볼 형성용 조성물의 점도가 적절히 조절될 수 있다.
상기 베이스 수지의 함량은 상기 씽크볼 형성용 조성물의 전체 중량을 기준으로 30 내지 40 중량%일 수 있고, 구체적으로 34 내지 37 중량%일 수 있다. 상기 베이스 수지의 함량이 상기 수치 범위 내를 만족할 때 베이스 수지가 바인더 역할을 효과적으로 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 아크릴계 고분자의 함량은 상기 베이스 수지의 전체 중량을 기준으로 24 내지 32 중량%일 수 있고, 구체적으로 25 내지 30 중량%일 수 있고, 더욱 구체적으로 27 내지 30 중량%일 수 있고, 더욱 구체적으로 28 내지 29 중량%일 수 있다. 상기 아크릴계 고분자의 함량이 상기 수치 범위 내를 만족할 때, 씽크볼 형성용 조성물에 포함된 무기입자들을 서로 연결시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 베이스 수지는 고분자 매트릭스의 가교밀도를 조절하는 아크릴계 단량체를 더 포함할 수 있고, 구체적으로 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate; MMA)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 베이스 수지는 아크릴계 고분자일 수 있다. 구체적으로, 상기 아크릴계 단량체의 함량은 상기 베이스 수지의 전체 중량을 기준으로 67 내지 75 중량%일 수 있고, 구체적으로 69 내지 73 중량%일 수 있고, 더욱 구체적으로 70 내지 72 중량%일 수 있고, 더욱 구체적으로 71 내지 72 중량%일 수 있다. 상기 아크릴계 단량체의 함량이 상기 수치 범위 내를 만족할 때, 가교 매트릭스의 가교밀도를 조절하여 씽크볼의 경도가 적정 수준으로 높아질 수 있고 이에 따라 내스크래치성이 개선될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 씽크볼을 형성하는 베이스 수지가 불포화 폴리에스테르(Unsaturated Polyester; UPE)계 수지인 경우에는 스타이렌(Styrene)을, 에폭시(Epoxy)인 경우에는 예를 들어 비스페놀-A (Bisphenol-A)를 가교밀도를 조절하는 단량체로 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 베이스 수지는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 소포제, UV안정제, 커플링제, 및 중합억제제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 첨가제가 베이스 수지에 포함될 경우, 첨가제는 액상인 베이스 수지에 쉽게 배합되어 씽크볼의 제조시간을 단축시킬 수 있다. 한편, 개시제와 가교제가 첨가제와 달리 별도로 투입되는 이유는 베이스 수지에 미리 개시제 또는 가교제가 혼합될 경우 상온에서도 반응이 일어날 수 있기 때문이다. 전술한 부분과 반복된 설명은 생략한다.
상기 UV안정제는 자외선에 의해 산화반응이 빨리 일어나 제품의 원래 기능과 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 UV 안정제는 예를 들어, 벤조페논(Benzophenone)계 화합물, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계 화합물, 또는 아민계 화합물일 수 있다.
상기 중합억제제는 자유라디칼(Free radical)에 의한 중합 반응을 종결시킬 수 있는 화합물로, 예를 들어, 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-1-피페리딘옥실, 2,2,6,6-테트라메틸-4-하이드록시-1-피페리딘옥실 또는 4,4,4,-트리스-(2,2,6,6,-테트라메틸피페리딘옥실)포스파이트 등일 수 있다.
상기 첨가제의 함량은 상기 베이스 수지의 전체 중량을 기준으로 5 중량% 이하일 수 있고, 구체적으로 3 중량% 이하, 더욱 구체적으로 1 중량% 이하일 수 있다. 상기 첨가제는 베이스 수지에 포함되어 각 첨가제의 목적에 맞게 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 가교제는 아크릴계 고분자와 아크릴계 단량체 간의 가교반응을 촉진할 수 있다. 구체적으로, 상기 가교제는 말단에 적어도 2 이상의 탄소-탄소 이중결합(C=C)을 갖는 아크릴계 화합물을 포함할 수 있고, 더욱 구체적으로 에틸렌 글리콜 디메타아킬레이트(Ethylene glycol dimethacrylate; EGDMA), 또는 트라이메틸올프로페인 트라이아크릴레이트(Trimethylolpropane Triacrylate; TMPTMA)를 포함할 수 있다. 상기 가교제가 말단에 적어도 2 이상의 탄소-탄소 이중결합을 가짐으로써, 개시제에 의한 라디칼 메커니즘에 의해 중합반응이 진행되어 가교제의 사슬 말단이 가교 반응 사이트(site)에 해당할 수 있다.
상기 가교제의 함량은 상기 씽크볼 형성용 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 1.0 중량%일 수 있고, 구체적으로 0.40 내지 0.90 중량%일 수 있다. 상기 가교제의 함량이 상기 수치 범위 내를 만족할 때, 고분자 매트릭스의 가교반응이 충분히 진행되어 내스크래치성이 우수한 씽크볼이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 개시제는 중합 반응을 개시하는 화합물로, 광개시제 및 열개시제 중 어느 하나 이상일 수 있고, 구체적으로 열개시제일 수 있다. 구체적으로, 상기 열개시제는 t-부틸 페록시네오디카노에이트(t-Butyl peroxyneodecanoate), t-아밀 페록시-2-에틸헥사노에이트(t-amyl peroxy-2-ethylhexanoate), t-부틸(2-에틸헥실)모노페록시카보네이트(t-Butyl(2-ethylhexyl) monoperoxycarbonate) t-부틸페록시 2-에틸헥사노에이트(t-Butyl peroxy 2-ethylhexanoate) 및 1,1-비스(t-부틸페록시 사이클로헥세인)(1,1-Bis(t-butylperoxy cyclohexane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상일 수 있고, 더욱 구체적으로 t-부틸 페록시네오디카노에이트(t-Butyl peroxyneodecanoate), t-아밀 페록시-2-에틸헥사노에이트(t-amyl peroxy-2-ethylhexanoate), 및 t-부틸(2-에틸헥실)모노페록시카보네이트(t-Butyl(2-ethylhexyl) monoperoxycarbonate)를 포함할 수 있다. 상기 열개시제가 t-부틸 페록시네오디카노에이트(t-Butyl peroxyneodecanoate), t-아밀 페록시-2-에틸헥사노에이트(t-amyl peroxy-2-ethylhexanoate), 및 t-부틸(2-에틸헥실)모노페록시카보네이트(t-Butyl(2-ethylhexyl) monoperoxycarbonate)를 포함할 때, 씽크볼의 내스크래치성 및 내오염성이 더욱 개선될 수 있다. 예를 들어, 상기 광개시제는 자외선의 강한 에너지에 의해 화학반응을 개시하는 화합물로, 벤조인 화합물, 벤조페논 화합물, 티옥산톤 화합물, 아세토페논 화합물 등일 수 있다. 일 예시에 따르면, 상기 벤조인 화합물은 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인n-부틸 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르 등일 수 있고, 상기 벤조페논 화합물은 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논(EAB-F), 디클로로벤조페논 등일 수 있고, 상기 티옥산톤 화합물은 2-메틸 티옥산톤, 2-에틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤, 2,4-디메틸 티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤(DETX), 4-이소프로필티옥산톤(ITX) 등일 수 있고, 상기 아세토페논 화합물은 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-디-2-메틸-1-프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 및 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논 등일 수 있다.
상기 개시제의 함량은 상기 씽크볼 형성용 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.10 내지 0.30 중량%일 수 있고, 구체적으로 0.20 내지 0.30 중량%일 수 있다. 상기 개시제의 함량이 상기 수치 범위 내를 만족할 때, 베이스 수지의 기계적 물성이 충분히 강화되어 씽크볼의 내스크래치성이 확보됨과 동시에, 내오염성도 우수한 씽크볼이 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 충진제는 베이스 수지의 기계적 강도를 강화할 수 있다. 구체적으로, 상기 충진제의 함량은 상기 씽크볼 형성용 조성물의 전체 중량을 기준으로 60 내지 67 중량%일 수 있고, 구체적으로 60 내지 65 중량%일 수 있고, 더욱 구체적으로 61 내지 65 중량%일 수 있고, 더욱 구체적으로 62 내지 64 중량%일 수 있다. 상기 충진제의 함량이 상기 수치 범위 내를 만족할 때, 베이스 수지의 기계적 물성이 충분히 강화되어 씽크볼의 내스크래치성이 확보됨과 동시에, 내오염성도 우수한 씽크볼이 구현될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 씽크볼 형성용 조성물은 씽크볼 형성용 조성물의 점도를 조절하는 점도조절제를 더 포함할 수 있다. 상기 점도조절제는 특별히 제한되지 않고 해당 기술분야에서 상용되는 점도조절제일 수 있다. 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate; PMMA)의 점도조절제로 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate; MMA)를, 불포화 폴리에스테르(Unsaturated Polyester; UPE)계 수지의 점도조절제로는 스타이렌(Styrene)을, 에폭시(Epoxy)계 수지의 점도조절제로는 2기능 폴리글리시딜 에폭사이드(Difunctional polyglycidyl epoxide) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 씽크볼 형성용 조성물은 안료를 더 포함할 수 있다. 상기 안료는 씽크볼에 색상을 부여하는 화합물로, 구현하고자 하는 색상에 따라 해당 기술분야에서 상용되는 다양한 안료일 수 있다. 예를 들어, 상기 안료는 무기안료일 수 있고, 구체적으로 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 산화규소, 수산화알루미늄, 카오린, TiO2, 카본블랙, 및 산화철로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 안료의 함량은 색상 부여 목적에 맞게 적절히 조절될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
[제조예 1: 씽크볼 형성용 조성물의 제조]
하기 표 1의 조성을 갖는 씽크볼 형성용 조성물을 제조하였다.
| 구분(단위: 중량%) | 비교예 1 | 비교예 2 | 실시예 1 | 비교예 3 | 비교예 4 | 실시예 2 | |||
| 처방 | MMA1) | 점도 조절제 |
2.3 | 2.3 | 0.0 | 3.6 | 0.0 | 0.0 | |
| 종류 | ATH2) | 충진제 | 60.7 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | |
| 쿼츠파우더3) | 0.0 | 60.7 | 21.7 | 61.5 | 31.9 | 22.3 | |||
| 제1쿼츠 샌드4) |
0.0 | 0.0 | 28.0 | 0.0 | 31.9 | 28.7 | |||
| 제2 쿼츠샌드5) | 0.0 | 0.0 | 12.4 | 0.0 | 0.0 | 12.8 | |||
| 베이스 수지6) | 수지+ 첨가제 |
35.7 | 35.7 | 36.6 | 34.2 | 35.4 | 35.4 | ||
| EGDMA7) | 가교제 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.4 | 0.5 | 0.5 | ||
| 제1 개시제8) | 개시제 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | ||
| 제2 개시제9) | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | |||
| TiO2 | 안료 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | ||
| 총합 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |||
| 1) MMA: 메틸메타아크릴레이트(Methyl methacrylate) 2) ATH: 입경(D50)이 18.6nm인 Al(OH)3 3) 쿼츠파우더: 입경(D50)이 13.1㎛인 쿼츠파우더 4) 제1 쿼츠 샌드: 입경(D50)이 219㎛인 쿼츠샌드 5) 제2 쿼츠 샌드: 입경(D50)이 564㎛인 쿼츠샌드 6) 베이스 수지의 전체 중량을 기준으로 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 28 중량%, 메틸메타아크릴레이트(MMA), 71 중량% 및 커플링제 1 중량%를 포함하는 베이스 수지. 7) 에틸렌 글리콜 디메타아킬레이트(Ethylene glycol dimethacrylate) 8) 제1 개시제의 전체 중량을 기준으로 t-butyl peroxyneodecanoate 22.5 중량%, t-amyl peroxy-2-ethylhexanoate 42.5 중량%, t-butyl (2-ethylhexyl) monoperoxycarbonate 27.5 중량% 및 나머지 첨가제를 포함하는 제1 개시제 9) 제2 개시제의 전체 중량을 기준으로 t-butyl peroxyneodecanoate 68 중량%, t-Butyl peroxy 2-ethylhexanoate 10 중량% 및 1,1-Bis(t-butylperoxy cyclohexane) 22 중량%를 포함하는 제2 개시제 |
|||||||||
[제조예 2: 씽크볼의 제조]
상기 제조예 1에 따른 씽크볼 형성용 조성물을 80℃의 경화 오븐에서 1시간 동안 경화시켜 각각 씽크볼을 제조하였다.
[실험예: 씽크볼의 물성 평가]
상기 제조예 2에 따른 씽크볼의 물성을 하기의 측정방법으로 평가한 후 그 결과를 하기 표 3에 나타냈다.
1) 내스크래치성 평가
상기 제조예 2에 따른 씽크볼 시편(지름 100 x 100 mm)에 대하여, ISO 4586-2 규격에 따른 방법으로 내스크래치성을 평가하였다.
구체적으로, 상기 제조예 2에 따른 씽크볼 시편(지름 100 x 100 mm)을 2개로 준비한 후, 다이아몬드 팁이 장착된 에릭슨 스크래치 경도 평가장비에 상기 시편을 장착한 다음, 1.0N의 하중부터 0.1N씩 낮은 하중을 가하면서 시편의 표면에 스크래치를 가하였다.
상기 스크래치가 가해진 시편의 표면을 증류수로 세척한 후, 수성 사인펜으로 스크래치 부위를 색칠한 다음 번지게 하여 육안으로 스크래치가 발생되지 않은 하중을 하기 표 3에 나타냈고, 시편의 광택도, 색상에 따라 육안 판정이 어려울 경우 광학현미경을 통해 스크래치가 발생되지 않은 하중을 확인하였다.
한편, 상기 하중이 높을수록 내스크래치성이 우수함을 의미한다.
2) 내오염성 평가
상기 제조예 2에 따른 씽크볼 시편(150 x 300 mm)에 대하여, ANSI Z124.6 규격에 따른 방법으로 내오염성을 평가하였다.
도 1은 오염원의 종류를 달리할 때, 제조예 2에 따른 씽크볼 시편의 내오염성 점수이다.
도 1을 참고하면 오염원은 크레용, 구두약, 파란펜, 젠티안, 비트주스, 포도주스, 립스틱, 염색약, 아이오딘, 및 티백으로 구성된다.
상기 제조예 2에 따른 씽크볼 시편(150 x 300 mm)을 에탄올로 세척한 후 각 오염원을 각 시편에 직경 200mm 정도의 크기로 2 포인트 도포한 후 1 포인트는 페트리디쉬(Petri dish)로 밀폐하고 나머지는 공기 중에 노출하였다. 16 내지 24시간 동안 이들을 방치한 후, 오염원을 순서에 따라 제거하였다. 오염원 별로 하기 표 2에 따라 점수를 산정한 후, 점수를 합산하여 하기 표 3에 나타냈다.
| 점수 | 내용 |
| 1점 | 수돗물에 무명으로 20회 문지른 후 세척/건조 시 얼룩 없을 것 |
| 2점 | 에탄올에 무명으로 20회 문지른 후 수돗물 세척/건조 시 얼룩 없을 것 |
| 3점 | 연마제를 사용하여 20회 스크럽 후 수돗물 세척/건조 시 얼룩 없을 것 |
| 4점 | 연마제를 사용하여 40회 스크럽 후 수돗물 세척/건조 시 얼룩 없을 것 |
| 5점 | 위의 모든 과정에도 얼룩이 남아 있는 상태 |
| 평가 | 구분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 실시예 1 | 비교예 3 | 비교예 4 | 실시예 2 |
| 내스크래치성 [N] | 0.2 | 0.6 | 1.0 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | |
| 내오염성 [점] | 61 | 38 | 22 | 61 | 60 | 54 |
상기 표 3을 참고하면, 실시예 1 및 2는 비교예 1 내지 4 대비 2종 이상의 쿼츠 샌드 및 쿼츠 파우더를 포함으로써, 내스크래성 및 내오염성이 동시에 달성됨을 확인할 수 있다.
구체적으로 비교예 1은 충진제로 수산화알루미늄을 사용함으로써 내스크래치성 및 내오염성 성능이 떨어지는 문제점이 있었고, 비교예 2 및 3은 쿼츠파우더로만 구성된 충진제를 포함함으로써, 내스크래치성과 내오염성이 충분히 개선되지 못한 문제점이 있었고, 비교예 4는 1종의 쿼츠샌드와 쿼츠 파우더로 구성된 충진제를 포함함으로써, 내오염성 성능이 매우 저하되었고 내스크래치성이 충분히 개선되지 못하는 문제점이 있었다.
개시제 관점에서 실시예 1 및 2를 비교하면, 본 발명에 따른 개시제가 t-부틸 페록시네오디카노에이트(t-Butyl peroxyneodecanoate), t-아밀 페록시-2-에틸헥사노에이트(t-amyl peroxy-2-ethylhexanoate), 및 t-부틸(2-에틸헥실)모노페록시카보네이트(t-Butyl(2-ethylhexyl) monoperoxycarbonate)를 포함함으로써, 내오염성 및 내스크래치성이 더욱 개선된 씽크볼이 제공될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
Claims (15)
- 2종 이상의 쿼츠 샌드(Quartz sand); 및
쿼츠 파우더(Quartz powder); 를 포함하는,
씽크볼.
- 제1항에 있어서,
상기 쿼츠 샌드는,
제1 쿼츠 샌드 및
상기 제1 쿼츠 샌드와 입경(D50)이 상이한 제2 쿼츠 샌드를 포함하는,
씽크볼.
- 제2항에 있어서,
상기 씽크볼의 전체 중량을 기준으로,
상기 제1 쿼츠 샌드의 함량은 40 내지 47 중량%이고,
상기 제2 쿼츠 샌드의 함량은 18 내지 25 중량%이고,
상기 쿼츠 파우더의 함량은 30 내지 37 중량%인,
씽크볼.
- 제2항에 있어서,
상기 쿼츠 파우더의 입경(D50)은 17㎛ 이하이고,
상기 제1 쿼츠 샌드의 입경(D50)은 100㎛ 이상 300㎛ 이하이고,
상기 제2 쿼츠 샌드의 입경(D50)은 300㎛ 초과 700㎛ 이하인,
씽크볼.
- 제1항에 있어서,
소포제, 커플링제 및 안료 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함하는,
씽크볼.
- 베이스 수지;
가교제;
개시제; 및
충진제; 를 포함하고,
상기 충진제는,
2종 이상의 쿼츠 샌드 및
쿼츠 파우더를 포함하는,
씽크볼 형성용 조성물.
- 제6항에 있어서,
상기 베이스 수지는 아크릴계 고분자를 포함하는,
씽크볼 형성용 조성물.
- 제7항에 있어서,
상기 베이스 수지는 아크릴계 단량체를 더 포함하는,
씽크볼 형성용 조성물.
- 제8항에 있어서,
상기 베이스 수지는 첨가제를 더 포함하고,
상기 첨가제는
소포제, UV안정제, 커플링제, 및 중합억제제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상인,
씽크볼 형성용 조성물.
- 제6항에 있어서,
상기 가교제는,
말단에 적어도 2 이상의 탄소-탄소 이중결합(C=C)을 갖는 아크릴계 화합물을 포함하는,
씽크볼 형성용 조성물.
- 제6항에 있어서,
상기 개시제는 광개시제 및 열개시제 중 어느 하나 이상인,
씽크볼 형성용 조성물.
- 제6항에 있어서,
상기 쿼츠 샌드는,
제1 쿼츠 샌드 및
상기 제1 쿼츠 샌드와 입경(D50)이 상이한 제2 쿼츠 샌드를 포함하는,
씽크볼 형성용 조성물.
- 제12항에 있어서,
상기 쿼츠 파우더의 입경(D50)은 17㎛ 이하이고,
상기 제1 쿼츠 샌드의 입경(D50)은 100 내지 300㎛이고,
상기 제2 쿼츠 샌드의 입경(D50)은 300㎛ 초과 700㎛ 이하인,
씽크볼 형성용 조성물.
- 제12항에 있어서,
상기 씽크볼 형성용 조성물의 전체 중량을 기준으로,
상기 쿼츠 파우더의 함량은 20 내지 25 중량%이고,
상기 제1 쿼츠 샌드의 함량은 25 내지 30 중량%이고,
상기 제2 쿼츠 샌드의 함량은 10 내지 15 중량%인,
씽크볼 형성용 조성물.
- 제6항에 있어서,
상기 씽크볼 형성용 조성물의 전체 중량을 기준으로,
상기 베이스 수지의 함량은 30 내지 40 중량%이고,
상기 가교제의 함량은 0.1 내지 1.0 중량%이고,
상기 개시제의 함량은 0.10 내지 0.30 중량%이고,
상기 충진제의 함량은 60 내지 67 중량%인,
씽크볼 형성용 조성물.
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