WO2018216969A1 - 내오염성이 우수한 저광택 경화물 및 이의 제조방법 - Google Patents

내오염성이 우수한 저광택 경화물 및 이의 제조방법 Download PDF

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WO2018216969A1
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서지연
김헌조
최태이
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Definitions

  • the present invention relates to a cured product having excellent stain resistance and low gloss, a method for manufacturing the same, and an interior material including the cured product, and in detail, a quencher using sequentially light having a different wavelength range during curing.
  • the present invention relates to a cured product that achieves low glossiness and exhibits high stain resistance, a manufacturing method thereof, and an interior material including the same.
  • the flooring for a house is used to finish the floor of a living room or a room of a single house or apartment, and provides a sanitary space by blocking dust and cold from the cement floor, and the beautiful patterns of various colors are printed. It also has a decorative effect such as changing the atmosphere of the room to your liking.
  • This conventional flooring has a problem that the flooring having a trace of the contaminant cannot perform its basic functions because the user cannot easily erase the trace of the contaminant when the surface is contaminated with the contaminant.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0078897 discloses a technique of imparting abrasion resistance and scratch resistance as well as stain resistance of a flooring material by forming a surface treatment layer on the top layer of the flooring material.
  • a conventional flooring material as the gloss is lowered, the stain resistance decreases, so the function of cleaning and the like is significantly reduced. Therefore, it is difficult to give a natural gloss like a natural material while maintaining high stain resistance.
  • the flooring material that has been given the existing pollution resistance will be erased if it is contaminated by oily magic and other contaminants above 10 degrees based on 60 degrees Gloss-Meter, but will function when it is below 8 degrees.
  • the conventional UV-curing surface treatment agent composition increases the content of silica as a matting agent to lower the glossiness of the treated flooring material, but the silica is porous, and the apparent specific gravity is very low, so as the content increases, fine dust, moisture, grease, etc. It is easy to adsorb, so that the fouling resistance is drastically reduced, and marks such as hand and foot sweat marks remain on the surface of the surface treated surface material, and the appearance becomes cloudy like a mist.
  • the surface glossiness is 9 or less under Gloss 60 ° condition
  • the surface average color coordinate deviation ( ⁇ E) before and after iodine contamination of the cured product contaminated with 1% by volume of iodine solution at 22 ⁇ 1 ° C and 50 ⁇ 5% RH and washed after 60 minutes It provides the hardened
  • It provides a method for producing a cured product comprising a third light irradiation step of irradiating the heat-cured composition with a light having a wavelength of 400nm or less to photo-cure the composition.
  • the present invention provides, in one embodiment, an interior material comprising a substrate and a cured product positioned on the substrate.
  • the cured product according to the present invention can be cured by sequentially using different wavelengths of light in the composition, thereby achieving low gloss and excellent stain resistance of 9 or less based on 60 ° Gloss-Meter without a matting agent. In addition to being able to wear, the wear resistance is excellent.
  • FIG. 1 is a structural diagram briefly showing the structure of a photocuring apparatus used in the present invention.
  • first light irradiator UV irradiator
  • the terms "comprises” or “having” are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
  • color coordinates means coordinates in the CIE color space, which is a color value defined by the CIE (Communication International de l'Eclairage), and any position in the CIE color space is L *, a *, b * can be expressed as three coordinate values.
  • the a * value indicates whether the color with the corresponding color coordinates is pure red or pure green, and the b * value indicates that the color with the corresponding color coordinates is pure yellow and It indicates which side is pure blue.
  • the a * value ranges from -a to + a
  • the maximum value of a * (a * max) represents pure magenta
  • the minimum value of a * (a * min) is pure green. (pure green).
  • the b * value has a range of -b to + b.
  • the maximum value of b * (b * max) represents pure yellow
  • the minimum value of b * (b * min) represents pure blue.
  • a negative b * value means a pure blue biased color
  • color deviation or “color coordinate deviation” means the distance between two colors in the CIE color space. That is, when the distance is far, the difference in color is great, and the distance is shorter, which means that there is little difference in color, which can be represented by ⁇ E * represented by Equation 1 below:
  • the present invention relates to a cured product having excellent stain resistance and low gloss, a manufacturing method thereof, and an interior material including the cured product.
  • Existing flooring has a problem that the flooring with a trace of the pollutant can not perform its basic function because the user can not easily erase the trace of the pollutant when the surface is contaminated with contaminants.
  • a surface treatment layer on the top layer of the flooring to give abrasion resistance and scratch resistance as well as contamination resistance of the flooring.
  • the stain resistance decreases, so the function of cleaning and the like is significantly reduced. Therefore, it is difficult to give a natural gloss like a natural material while maintaining high stain resistance.
  • the flooring material that has been given the existing pollution resistance will be erased if it is contaminated by oily magic and other contaminants above 10 degrees based on 60 degrees Gloss-Meter, but will function when it is below 8 degrees.
  • fouling resistance is sharply reduced due to abrasion of silicon contained in the ultraviolet curing surface treatment composition for treating the surface of the flooring material.
  • the conventional UV-curing surface treatment agent composition increases the content of silica as a matting agent to lower the glossiness of the treated flooring material, but the silica is porous, and the apparent specific gravity is very low, so as the content increases, fine dust, moisture, grease, etc. It is easy to adsorb, so that the fouling resistance is drastically reduced, and marks such as hand and foot sweat marks remain on the surface of the surface treated surface material, and the appearance becomes cloudy like a mist.
  • the present invention provides a cured product that realizes low glossiness without a matting agent and exhibits high stain resistance, a manufacturing method thereof, and an interior material including the same.
  • the cured product according to the present invention can be cured by sequentially using different wavelengths of light in the composition, thereby achieving low gloss and excellent stain resistance of 9 or less based on 60 ° Gloss-Meter without a matting agent. In addition to being able to wear, the wear resistance is excellent.
  • the surface glossiness is 9 or less under Gloss 60 ° condition
  • the surface average color coordinate deviation ( ⁇ E) before and after iodine contamination of the cured product contaminated with 1% by volume of iodine solution at 22 ⁇ 1 ° C and 50 ⁇ 5% RH and washed after 60 minutes It provides the hardened
  • the cured product according to the present invention is a cured composition, and when the composition is cured, the light having different specific wavelength ranges is sequentially used, so that the surface gloss of the cured product is remarkably low without using a quencher, and has excellent stain resistance. .
  • the cured product may have a reduced surface gloss so that when measuring 60 ° glossiness (gloss 60 ° condition) using a gloss meter, the surface glossiness may be 9 or less, specifically, an upper limit of 8 7 or less, 7 or less, 6.5 or less, 6 or less, or 5 or less, and the lower limit may be 0.1 or more, 0.5 or more, 1 or more, 1.5 or more, 2 or more, 2.5 or more, or 3 or more.
  • the surface glossiness of the cured product is 1 to 8, 1 to 7, 1 to 6, 4 to 8, 4 to 7, 7 to 9, 7.2 to 8.7, 4 to 6, 2 to 5, or 3.2 to May be 4.7.
  • the cured product may be contaminated with 1% by volume of iodine solution at a humidity of 22 ⁇ 1 ° C. and 50 ⁇ 5% RH at 60 ⁇ 1 ° C. and evaluated for fouling resistance.
  • the surface average color coordinate deviation ( ⁇ E) before and after iodine contamination of the cured product may be 1 or less, specifically, the upper limit is 0.9 or less, 0.8 or less, 0.7 or less, 0.6 or less or 0.5, and the lower limit is 0.01 or more and 0.05 or more. , At least 0.1, at least 0.15, at least 0.2, at least 0.25, at least 0.3, at least 0.35, at least 0.4, or at least 0.45.
  • the cured product has a color coordinate in the CIE color space of 0.1 to 1, 0.2 to 0.9, 0.3 to 0.9, 0.4 to 0.9, 0.5 to 0.9, 0.6 to 0.6 before and after the surface is coated with iodine (I 2 ).
  • I 2 iodine
  • the cured product may be worn specimens subjected to 500 wear tests under conditions of H-18 wearer and a load of 500 g (10 cm x 10 cm, average thickness 18 ⁇ 2).
  • ⁇ m can be 400 mg or less, specifically, the upper limit is 400 mg or less, 390 mg or less, 380 mg or less, 375 mg or less, 370 mg or less, 360 mg or less, 350 mg or less, 320 mg or less, 300 It may be less than or equal to 275 mg, and the lower limit may be 100 mg or more, 150 mg or more, 200 mg or more, 220 mg or more, 300 mg or more, 320 mg or more, 340 mg or more or 350 mg or more.
  • the cured product has a weight change of 150 to 400 mg, 200 to 300 mg, 200 to 250 mg, 230 to 250 mg, 250 to 300 mg, 270 to 290 mg, 300 to 400 mg, 300 to 350 mg, 320 to 370 mg, 340 to 350 mg, 350 to 400 mg, 370 to 400 mg, 380 to 390 mg or 383 to 387 mg.
  • the composition may include an acrylic oligomer, a monomer and an initiator as a matte type composition.
  • the acrylic oligomer may be applied without particular limitation as long as it is an oligomer obtained using a monomer containing an acrylic group.
  • the acrylic oligomer may include a (meth) acrylate oligomer, a urethane (meth) acrylate oligomer, and the like.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the acrylic oligomer may be 100 to 50,000, more specifically 500 to 30,000; 500 and 10,000; 500 and 5,000; 500 and 3,000; 1,000 to 30,000; 1,000 to 10,000; 1,000 to 5,000; Or 1,500 to 2,500.
  • the present invention can further improve the durability of the cured product by adjusting the weight average molecular weight of the acrylic oligomer in the above range.
  • the monomer may be an acrylic monomer, and specifically, may be an acrylate monomer containing a hydrophilic group, but is not limited thereto.
  • the monomer (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydrate Hydroxyhexyl (meth) acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethylene glycol (meth) acrylate or 2-hydroxypropylene glycol (meth) acrylate, acrylic acid, methacrylic acid, 2 -(Meth) acryloyloxyacetic acid, 3- (meth) acryloyloxypropyl acid, 4- (meth) acryloyloxybutyl acid, 1,6-hexanediol diacrylate, acrylic acid duplex, itaconic acid Maleic acid, caprolactone modified hydroxyl acrylate (
  • the composition comprises 1 to 60 parts by weight of the acrylic oligomer and 30 to 100 parts by weight of the monomer, 5 parts by weight or less, specifically 2 parts by weight or less, 1 part by weight or less, based on 100 parts by weight of the acrylic oligomer and monomer, It may comprise 0.1 to 2 parts by weight, 0.1 to 1.5 parts by weight, 0.1 to 1 parts by weight, 0.5 to 2 parts by weight, 1 to 2 parts by weight or 1.3 to 1.7 parts by weight of the initiator.
  • the present invention can exhibit a high curing rate even when a small amount of initiator is included by sequentially using light having different specific wavelength ranges when curing the composition.
  • composition according to the present invention may further include a filler having a high hardness to improve durability of the cured product.
  • the filler may be used without particular limitation as long as it can improve the surface hardness without affecting the gloss of the cured product after curing of the composition.
  • colloidal silica, alumina, glass beads, organic beads (polymer particles, etc.) may be used, and the average particle size thereof is 0.1 to 100 nm, 0.1 to 50 nm, 0.1 to 20 nm, 0.2 to 10 nm, 0.5 to 5 nm, 5 to 10 nm, 5 to 20 nm, 10 to 20 nm, 20 to 50 nm, 40 to 60 nm, 50 to 100 nm, 15 to 20 nm or 8 to 12 nm.
  • the present invention can improve the durability by controlling the average particle size of the filler in the above range to prevent the occurrence of cracks of the cured product without affecting the gloss of the cured product and to increase the adhesion between the cured product and other layers.
  • the filler may be included in an amount of 3 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the composition so as not to impair glossiness and stain resistance of the cured product.
  • the filler may be 3 parts by weight or less, 0.1 to 3 parts by weight, 0.1 to 2.5 parts by weight, 0.5 to 2.5 parts by weight, 1 to 3 parts by weight, 1.5 to 3 parts by weight, 2.5 parts by weight of the composition. To 3 parts by weight, 1.5 to 2 parts by weight, 2 to 2.5 parts by weight, or 2.2 to 2.7 parts by weight.
  • It provides a method for producing a cured product comprising a third light irradiation step of irradiating the heat-cured composition with a light having a wavelength of 400nm or less to photo-cure the composition.
  • the present invention has a step of curing by irradiating the acrylic resin composition with light of different specific wavelength ranges sequentially three times.
  • the first light irradiation step is a first step of irradiating light on the composition applied on the substrate, and shrinks the wrinkles by shrinking the surface of the composition and / or cured product to which the excimer generated by the irradiated light is applied.
  • it is a step of increasing the scattering rate of light incident on the surface.
  • the present invention can reduce the gloss of the cured product without the use of a matting agent by including a first light irradiation step that forms an excimer to shrink the surface of the composition and / or the cured product and increase the scattering rate of light.
  • the first light irradiation step is a small amount of oxygen (O2) by using light at a wavelength of 300 nm or less, specifically 250 nm or less, more specifically 100 to 200 nm or 150 to 200 nm having high energy. It may be carried out in a nitrogen (N2) atmosphere containing.
  • the concentration of oxygen (O2) contained in the nitrogen (N2) may be 10 to 10,000ppm, specifically 10 to 5,000ppm, 1,000 to 2,000ppm, 2,000 to 3,000ppm, 3,000 to 4,000ppm, 4,000 to 5,000 ppm, 10-2000 ppm, 10-1,000 ppm, 10-500 ppm, 100-300 ppm, 10-200 ppm, 50-150 ppm or 80-120 ppm.
  • the first light irradiation step is 1 to 2 under nitrogen (N 2 ) conditions containing 100 ppm of oxygen (O 2 ) to light having a wavelength of 175 ⁇ 2 nm in the composition to form an excimer in the composition. This can be done by irradiation for a very short time of seconds.
  • the method of applying the composition on the substrate may be carried out by a method known in the art, for example, rubber roll (rubber roll), G / V roll (G / V roll), air knife (air knife) ), A slot die, and the like.
  • the second light irradiation step is a step of activating by applying heat energy to the composition and / or cured product of the surface shrinkage
  • the heat energy is a wavelength of 700nm or more, specifically 700 to 900nm, 750 to
  • the light having a wavelength of 900 nm or a wavelength of 750 to 850 nm can be imparted under air conditions
  • the surface temperature of the composition and / or the cured product to which the thermal energy is applied is 20 to 90 ° C, specifically 30 to 80 ° C, 30 to 30 ° C. It may be 50 °C, 40 to 60 °C or 50 to 80 °C.
  • the second light irradiation step may be performed by irradiating the composition and / or cured product with light having a wavelength of 800 ⁇ 2 nm under an air condition for a very short time of 1 to 2 seconds.
  • the third light irradiation step is a step of performing curing by applying light energy to the primarily heat cured composition and / or cured product, wherein the light energy has a wavelength of 400 nm or less, specifically, 100 to 400 nm.
  • the concentration of oxygen (O 2 ) contained in nitrogen (N 2 ) may be 10 to 10,000ppm, specifically 10 to 5,000ppm, 1,000 to 2,000ppm, 2,000 to 3,000ppm, 3,000 to 4,000ppm, 4,000 To 5000 ppm, 100 to 1,000 ppm, 100 to 500 ppm, 100 to 200 ppm, 10 to 2,000 ppm, 10 to 1,000 ppm, 10 to 500 ppm, 100 to 300 ppm, 10 to 200 ppm, 50 to 150 ppm or 80 to 120 ppm.
  • the method of manufacturing a cured product according to the present invention may further include a fourth light irradiation step of thermally curing the composition by irradiating light having a wavelength of 700 nm or more to the light cured composition after the third light irradiation step.
  • the fourth light irradiation step is a step of further performing thermal curing of the composition, wherein the thermal energy is an air condition of light of a wavelength of 700 nm or more, specifically, a wavelength of 700 to 900 nm, 750 to 900 nm or 750 to 850 nm.
  • the surface temperature of the composition and / or the cured product to which the thermal energy is applied may be 20 to 90 ° C, specifically 30 to 80 ° C.
  • the fourth light irradiation step may be performed by irradiating the composition and / or cured product with light having a wavelength of 800 ⁇ 2 nm under an air condition for a very short time of 1 to 2 seconds.
  • the light irradiated in the present invention may be irradiated according to a known method capable of irradiating light of a wavelength required in each step.
  • light having a wavelength of 400 nm or less, which is a UV region may be irradiated using a mercury or metal halide lamp, etc., wherein the light irradiation amount is 500 mJ / cm 2 to 1,300 mJ / cm 2; Or 700 mJ / cm 2 to 1,100 mJ / cm 2.
  • the time for which the light is irradiated may be a very short time of 1 to 2 seconds, and this light irradiation time may be controlled by the speed at which the composition moves during light irradiation, for example, the speed of the coated composition on the substrate.
  • the composition and / or the moving speed of the substrate coated with the composition may be 1 to 50 m / min, specifically 5 to 40 m / min, 10 to 40 m / min, 20 to 40 m / min, 30 to 40 m / min, 15 to 25 m / min, 5 to 15 m / min, 15 to 20 m / min, 35 to 40 m / min or 18 to 22 m / min.
  • the composition used in the present invention does not include a matting agent for reducing the gloss of the cured product as compared to the existing composition 100 to 1,000 cps, specifically 100 to 800 cps, 100 to 500 cps, 100 to 100 °C 25 °C It may have a low viscosity of 400 cps, 150 to 350 cps, 200 to 350 cps, 250 to 350 cps, or 280 to 300 cps, and may exhibit a low viscosity of 350 cps or less even further including fillers to improve durability of the cured product. Can be.
  • the composition has the advantage of excellent workability by having a low viscosity of 350 cps or less.
  • the present invention provides an interior material comprising the cured product according to the present invention.
  • the interior material according to the present invention may be usefully used for flooring, which requires low gloss and high durability, since the interior material including the cured product according to the present invention may simultaneously realize low gloss, high stain resistance, and wear resistance.
  • the interior material may have a structure in which the cured product according to the present invention is formed as a surface treatment layer on the substrate, and in some cases, a printed layer between the substrate and the cured product that is a surface treatment layer in order to add a function to the material. And functional layers such as a balance layer and a dimensionally stable layer may be further included.
  • the interior material may have a structure in which a balance layer, a base layer, a print layer, a transparent layer, and a surface treatment layer are sequentially stacked, or a base layer, a printing layer, a transparent layer, and a surface treatment layer are sequentially stacked. It can have
  • the transparent layer, the printed layer, the substrate layer and the balance layer for example, photocured each composition comprising at least one selected from the group consisting of binder resins, initiators, curing agents, other additives and combinations thereof. Or it can form by thermosetting, or it can form as a film or a sheet using an extrusion method, a calendering method, etc.
  • compositions can be appropriately adjusted according to the nature and function of each layer, the type and content of the components contained therein, and are not particularly limited.
  • the flooring material is formed by applying a predetermined composition to one surface of any one layer and then photocuring or thermosetting, or after forming each layer as a film or sheet, these are a plywood process known in the art It may be formed using, but is not limited thereto.
  • the binder resin may include a synthetic resin, a bio resin, or both thereof.
  • the binder resin may include a polyvinyl chloride (PVC) resin, a polyurethane resin, a polylactic acid resin, a polyolefin resin, or the like.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the present invention is not limited thereto.
  • the transparent layer may have a thickness of about 0.05mm to about 2.0mm, and by having a thickness within the above range without increasing the total thickness of the flooring material as described below without pattern of the printed layer or The pattern can be sufficiently protected.
  • the printed layer may be formed by applying a pattern in various ways, for example, transfer printing, gravure printing, screen printing, offset printing, rotary printing, or flexographic printing.
  • the printed layer may have a thickness of about 1 ⁇ m to about 10 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the base layer may serve as a base layer of the flooring material to support an upper transparent layer and a printing layer, and to absorb an impact of an upper portion or a lower portion.
  • the substrate layer may have a thickness of about 1.0 mm to about 3.0 mm, but is not limited thereto.
  • the balance layer is a portion where the adhesion to the bottom surface during construction, and protects the back surface opposite to the surface of the flooring material, and may serve to prevent the moisture of the floor.
  • the balance layer may have a thickness of about 1.0 mm to about 3.0 mm, but is not limited thereto.
  • At least one of the base layer and the balance layer may include TiO 2 , CaCO 3 , wood flour, mica, glass fiber, starch, natural fiber, rice hull, rosin, talc, and combinations thereof. It may further include at least one selected from the group consisting of.
  • a dimensional stabilizer layer may be further included between the printed layer and the base layer, and the dimensional stabilizer layer may have a thickness of about 0.1 mm to about 2.0 mm, but is not limited thereto.
  • the dimensional stabilizer layer may be formed of a composite material impregnated with glass fiber in the binder resin, while reducing the dimensional strain even at high temperature and high humidity conditions to realize excellent dimensional stability while maintaining a high level of adhesion to the other layers laminated on the top and bottom It can maintain excellent durability.
  • a composition comprising 50 parts by weight of a (meth) acrylate oligomer (weight average molecular weight: 2,200), 50 parts by weight of monomer, and 1.5 parts by weight of initiator was applied to a polyvinyl chloride (PVC) substrate having a width of 10 cm X length 10 cm, and FIG. It fixed to the photocuring apparatus of the structure as shown to it. Thereafter, light irradiation was performed stepwise as shown in Table 1 to form a cured product of the composition cured on the substrate. At this time, the average thickness of the said hardened
  • PVC polyvinyl chloride
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 First light irradiation Wavelength range 172 ⁇ 5 nm 172 ⁇ 5 nm 172 ⁇ 5 nm 172 ⁇ 5 nm 172 ⁇ 5 nm Dose 160 mj / cm2 120 mj / cm2 80 mj / cm2 120 mj / cm2 Substrate moving speed 20 ⁇ 1 m / min 20 ⁇ 1 m / min 20 ⁇ 1 m / min 20 ⁇ 1 m / min Gas condition N 2 condition (O 2 100 ppm) N 2 condition (O 2 100 ppm) N 2 condition (O 2 100 ppm) N 2 condition (O 2 100 ppm) Second light irradiation Wavelength range 750 nm or more 750 nm or more 750 nm or more 750 nm or more 750 nm or more Hardened Surface Temperature 80 ⁇ 1 °C 60 ⁇ 1 °C 40 ⁇ 1 °C 60
  • Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3
  • Dose - 120 mj / cm2 120 mj / cm2 Substrate moving speed - 20 ⁇ 1 m / min 20 ⁇ 1 m / min Gas condition - N 2 condition (O 2 100 ppm) N 2 condition (O 2 100 ppm) 2nd light irradiation Wavelength range 750 nm or more - 750 nm or more Dose 80 mj / cm2 - 80 mj / cm2 Substrate moving speed 20 ⁇ 1 m / min - 20 ⁇ 1 m / min Gas condition Air condition - Air condition Third light irradiation Wavelength range 250-400 nm 250-400 nm - Dose 600 mj / cm2 600 mj / cm2 - Substrate moving speed 20 ⁇ 1 m / min
  • Arbitrary three points A to C were selected on the surface of the specimen, and color coordinates in the CIE color space were measured for the selected points to obtain average color coordinates and color coordinate deviations.
  • iodine (I 2 ) test solution (reagent name: iodine tincture) dissolved in methanol at a concentration of 1% by volume on the surface of the specimen at a humidity of 22 ⁇ 1 ° C. and 50 ⁇ 5% RH was dropped into a circular shape.
  • iodine (I 2 ) test solution (reagent name: iodine tincture) dissolved in methanol at a concentration of 1% by volume on the surface of the specimen at a humidity of 22 ⁇ 1 ° C. and 50 ⁇ 5% RH was dropped into a circular shape.
  • rub the surface with alcohol wipes twice to remove iodine from the surface and measure the color coordinate in the CIE color space for the point where iodine (I 2 ) was buried. was derived.
  • the weight of the test piece was measured, and the test piece was subjected to abrasion resistance test 500 times using a taper abrasion tester (Taber Abraser, Erichsen, 5135 Rotary Platform Abraser) under conditions of H-18 wearer and a load of 500 g. was measured to compare the degree of weight change before and after the test.
  • abrasion resistance test 500 times using a taper abrasion tester (Taber Abraser, Erichsen, 5135 Rotary Platform Abraser) under conditions of H-18 wearer and a load of 500 g. was measured to compare the degree of weight change before and after the test.
  • the cured product according to the present invention was sequentially irradiated with light of different specific wavelength ranges to be cured by showing a low gloss even when the composition does not contain a quencher and has excellent stain resistance and abrasion resistance. have.
  • the cured products of Examples 1 to 4 have a glossiness of 8 or less in gloss 60 ° even without using a quencher, and an average color coordinate deviation ( ⁇ E) of the surface before and after iodine contamination is 1 or less, specifically 0.9 or less. , 0.8 or less, and 0.1 to 0.8.
  • the cured products of Examples 1 to 4 have a high curing rate and improved abrasion resistance even though the composition contains less than 2 parts by weight of the initiator, so that the weight change rate of the cured product is 400 mg or less, specifically, when evaluating taper abrasion resistance. Was found to have a weight change rate of about 380-390 mg.
  • the cured products of Comparative Examples 1 to 3 are excluded from any one of the first to third light irradiation steps so that the gloss at a gloss 60 ° condition of the cured product is 10 or more, or the composition is not sufficiently cured,
  • the weight change rate of the cured product was found to be about 420 mg or more.

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Abstract

본 발명은 내오염성이 우수하고 광택도가 낮은 경화물, 이의 제조방법 및 상기 경화물을 포함하는 인테리어 소재에 관한 것으로, 본 발명에 따른 경화물은 조성물에 각기 다른 특정 파장 범위의 광을 순차적으로 조사하여 경화시킴으로써 소광제 없이 60° 글로스-미터(60° Gloss-Meter) 기준 8 이하의 낮은 광택과 우수한 내오염성을 구현할 뿐만 아니라 내마모성이 뛰어나므로 바닥재 등의 인테리어 소재에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

내오염성이 우수한 저광택 경화물 및 이의 제조방법
본 발명은 내오염성이 우수하고 광택도가 낮은 경화물, 이의 제조방법 및 상기 경화물을 포함하는 인테리어 소재에 관한 것으로, 상세하게는 경화 시 각기 다른 특정 파장 범위의 광을 순차적으로 사용하여 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 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해, 대한민국 공개특허 제2015-0078897호는 바닥재의 최상층에 표면처리층을 형성시킴으로써 바닥재의 내마모성 및 내스크래치성은 물론 내오염성을 부여하는 기술을 개시하고 있다. 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.
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.
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,
표면 광택도가 글로스(Gloss) 60° 조건 하에서 9 이하이며,
내오염성 평가 시, 22±1℃, 50±5% RH의 습도에서 1 부피%의 요오드 용액으로 오염되고 60분 경과 후 세척된 경화물에 대한 요오드 오염 전·후의 표면 평균 색좌표 편차(ΔE)가 1 이하인 것을 특징으로 하는 경화물을 제공한다.
또한, 본 발명은 하나의 실시예에서,
아크릴 수지 조성물에 300㎚ 이하의 파장을 갖는 광을 조사하여 조성물을 활성화시키는 제1 광 조사 단계;
활성화된 조성물에 700㎚ 이상의 파장을 갖는 광을 조사하여 조성물을 열 경화시키는 제2 광 조사 단계; 및
열 경화된 조성물에 400㎚ 이하의 파장을 갖는 광을 조사하여 조성물을 광 경화시키는 제3 광 조사 단계를 포함하는 경화물의 제조방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은 하나의 실시예에서, 기재 및 기재 상에 위치하는 경화물을 포함하는 인테리어 소재를 제공한다.
본 발명에 따른 경화물은 조성물에 각기 다른 특정 파장 범위의 광을 순차적으로 사용하여 경화시킴으로써 소광제 없이 60° 글로스-미터(60° Gloss-Meter) 기준 9 이하의 낮은 광택과 우수한 내오염성을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 내마모성이 뛰어난 이점이 있다.
도 1은 본 발명에서 사용되는 광 경화장치의 구조를 간략하게 나타낸 구조도이다.
100: 광 경화장치
110: 광 조사실
111: 제1 광 조사기 (UV 조사기)
112: 제2 광 조사기 (IR 조사기)
113: 제3 광 조사기 (UV 조사기)
120: 조사된 광
130: 컨베이어 벨트
140: 가스 격막
150: 시편
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:
Figure PCTKR2018005715-appb-M000001
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 내마모성 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 각기 다른 특정 파장 범위의 광을 순차적으로 사용하여 경화시킴으로써 소광제 없이 60° 글로스-미터(60° Gloss-Meter) 기준 9 이하의 낮은 광택과 우수한 내오염성을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 내마모성이 뛰어난 이점이 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
경화물
본 발명은 일실시예에서,
아크릴 수지 조성물의 경화물로서,
표면 광택도가 글로스(Gloss) 60° 조건 하에서 9 이하이며,
내오염성 평가 시, 22±1℃, 50±5% RH의 습도에서 1 부피%의 요오드 용액으로 오염되고 60분 경과 후 세척된 경화물에 대한 요오드 오염 전·후의 표면 평균 색좌표 편차(ΔE)가 1 이하인 것을 특징으로 하는 경화물을 제공한다.
본 발명에 따른 경화물은 조성물을 경화시킨 것으로서 조성물의 경화 시 각기 다른 특정 파장 범위의 광을 순차적으로 사용함으로써 소광제를 사용하지 않아도 경화물의 표면 광택도가 현저히 낮고, 내오염성이 우수한 특징을 갖는다.
하나의 예로서, 상기 경화물은 표면 광택이 저감되어 광택 측정기(Gloss Meter)를 이용한 60° 광택도(글로스 60 ° 조건) 를 측정 시 표면 광택도가 9 이하일 수 있고, 구체적으로는 상한값이 8 이하, 7.5 이하, 7 이하, 6.5 이하, 6 이하, 또는 5 이하이고, 하한값이 0.1 이상, 0.5 이상, 1 이상, 1.5 이상, 2 이상, 2.5 이상 또는 3 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 경화물의 표면 광택도는 1 내지 8, 1 내지 7, 1 내지 6, 4 내지 8, 4 내지 7, 7 내지 9, 7.2 내지 8.7, 4 내지 6, 2 내지 5, 또는 3.2 내지 4.7일 수 있다.
다른 하나의 예로서, 상기 경화물은 표면의 내오염성이 향상되어 내오염성 평가 시, 22±1℃, 50±5% RH의 습도에서 1 부피%의 요오드 용액으로 오염되고 60분 경과 후 세척된 경화물에 대한 요오드 오염 전·후의 표면 평균 색좌표 편차(ΔE)가 1 이하일 수 있고, 구체적으로는 상한값이 0.9 이하, 0.8 이하, 0.7 이하, 0.6 이하 또는 0.5 이하이고, 하한값이 0.01 이상, 0.05 이상, 0.1 이상, 0.15 이상, 0.2 이상, 0.25 이상, 0.3 이상, 0.35 이상, 0.4 이상, 또는 0.45 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 경화물은 표면에 요오드(I2)를 묻히기 전·후, CIE 색공간에서의 색좌표가 0.1 내지 1, 0.2 내지 0.9, 0.3 내지 0.9, 0.4 내지 0.9, 0.5 내지 0.9, 0.6 내지 0.9, 0.7 내지 0.9, 0.3 내지 0.8, 0.45 내지 0.6, 0.5 내지 0.7, 0.52 내지 0.76, 0.72 내지 0.76, 0.52 내지 0.69, 0.32 내지 0.76 또는 0.48 내지 0.55일 수 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 경화물은 H-18 마모자, 하중 500g의 조건 하에서 내마모 시험을 500회 실시할 경우 마모된 시편(가로 10㎝ X 세로 10㎝, 경화물의 평균 두께 18±2 ㎛)의 중량변화가 400㎎ 이하일 수 있고, 구체적으로는 상한값이 400㎎ 이하, 390㎎ 이하, 380㎎ 이하, 375㎎ 이하, 370㎎ 이하, 360㎎ 이하, 350㎎ 이하, 320㎎ 이하, 300㎎ 이하 또는 275㎎ 이하이고, 하한값이 100㎎ 이상, 150㎎ 이상, 200㎎ 이상, 220㎎ 이상, 300㎎ 이상, 320㎎ 이상, 340㎎ 이상 또는 350㎎ 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 경화물은 내마모 시험 시 중량변화가 150 내지 400㎎, 200 내지 300㎎, 200 내지 250㎎, 230 내지 250㎎, 250 내지 300㎎, 270 내지 290㎎, 300 내지 400㎎, 300 내지 350㎎, 320 내지 370㎎, 340 내지 350㎎, 350 내지 400㎎, 370 내지 400㎎, 380 내지 390㎎ 또는 383 내지 387㎎일 수 있다.
이때, 상기 조성물은 무광 타입의 조성물로서 아크릴계 올리고머, 모노머 및 개시제를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 아크릴계 올리고머는 아크릴기를 포함하는 모노머를 이용하여 얻어지는 올리고머라면 특별히 제한되지 않고 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 아크릴계 올리고머는 (메타)아크릴레이트 올리고머, 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 올리고머의 중량평균분자량 (Mw)은 100 내지 50,000일 수 있고, 보다 구체적으로는 500 내지 30,000; 500 내지 10,000; 500 내지 5,000; 500 내지 3,000; 1,000 내지 30,000; 1,000 내지 10,000; 1,000 내지 5,000; 또는 1,500 내지 2,500일 수 있다. 본 발명은 아크릴계 올리고머의 중량평균분자량을 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 모노머 30 내지 100 중량부를 포함하고, 아크릴계 올리고머 및 모노머 100 중량부에 대하여 5 중량부 이하, 구체적으로는 2 중량부 이하, 1 중량부 이하, 0.1 내지 2 중량부, 0.1 내지 1.5 중량부, 0.1 내지 1 중량부, 0.5 내지 2 중량부, 1 내지 2 중량부 또는 1.3 내지 1.7 중량부의 개시제를 포함할 수 있다. 본 발명은 조성물의 경화 시 각기 다른 특정 파장 범위의 광을 순차적으로 사용함으로써 소량의 개시제를 포함하여도 높은 경화률을 나타낼 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 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다. 구체적으로는 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㎚, 0.1 내지 20㎚, 0.2 내지 10㎚, 0.5 내지 5㎚, 5 내지 10㎚, 5 내지 20㎚, 10 내지 20㎚, 20 내지 50㎚, 40 내지 60㎚, 50 내지 100㎚, 15 내지 20㎚ 또는 8 내지 12㎚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.
경화물의 제조방법
또한, 본 발명은 일실시예에서,
아크릴 수지 조성물에 300㎚ 이하의 파장을 갖는 광을 조사하여 조성물을 활성화시키는 제1 광 조사 단계;
활성화된 조성물에 700㎚ 이상의 파장을 갖는 광을 조사하여 조성물을 열 경화시키는 제2 광 조사 단계; 및
열 경화된 조성물에 400㎚ 이하의 파장을 갖는 광을 조사하여 조성물을 광 경화시키는 제3 광 조사 단계를 포함하는 경화물의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 아크릴 수지 조성물에 각기 다른 특정 파장 범위의 광을 순차적으로 3회 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 형성하여 조성물 및/또는 경화물의 표면을 수축시키고 빛의 산란율을 증가시키는 제1 광 조사 단계를 포함함으로써 소광제를 사용하지 않고도 경화물의 광택도를 감소시킬 수 있다. 이를 위해 상기 제1 광 조사 단계는 고에너지를 갖는 300㎚ 이하, 구체적으로는 250㎚ 이하, 보다 구체적으로는 100 내지 200㎚ 또는 150 내지 200㎚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 10,000ppm일 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, 10 내지 2,000ppm, 10 내지 1,000ppm, 10 내지 500ppm, 100 내지 300ppm, 10 내지 200ppm, 50 내지 150ppm 또는 80 내지 120ppm일 수 있다.
하나의 예로서, 상기 제1 광 조사 단계는 조성물 내에 엑시머를 형성하기 위하여 조성물에 175±2㎚ 파장을 갖는 광을 100ppm의 산소(O2)를 포함하는 질소(N2) 조건에서 1~2초의 매우 짧은 시간 동안 조사하여 수행될 수 있다.
또한, 기재 상에 조성물을 도포하는 방법은 기술분야에서 공지된 방법에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들어, 고무롤(rubber roll), G/V롤(G/V roll), 에어나이프(air knife), 슬롯다이(slot die) 등을 이용하여 수행될 수 있다.
아울러, 제2 광 조사 단계는 표면이 수축된 조성물 및/또는 경화물에 열 에너지를 가하여 활성화(activation)시키는 단계로서, 상기 열 에너지는 700㎚ 이상의 파장, 구체적으로는 700 내지 900㎚, 750 내지 900㎚ 또는 750 내지 850㎚의 파장의 광을 공기 조건에서 조사하여 부여될 수 있고, 열 에너지가 가해진 조성물 및/또는 경화물의 표면 온도는 20 내지 90℃, 구체적으로는 30 내지 80℃, 30 내지 50℃, 40 내지 60℃ 또는 50 내지 80℃일 수 있다.
하나의 예로서, 상기 제2 광 조사 단계는 조성물 및/또는 경화물에 800±2㎚ 파장을 갖는 광을 공기 조건에서 1~2초의 매우 짧은 시간 동안 조사하여 수행될 수 있다.
이와 더불어, 제3 광 조사 단계는 1차적으로 열 경화된 조성물 및/또는 경화물에 광 에너지를 가하여 경화를 수행하는 단계로서, 상기 광 에너지는 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 10,000ppm일 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 또는 80 내지 120ppm일 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 경화물의 제조방법은 제3 광 조사 단계 이후에, 광 경화된 조성물에 700㎚ 이상의 파장을 갖는 광을 조사하여 조성물을 열 경화시키는 제4 광 조사 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제4 광 조사 단계를 조성물의 열 경화를 추가 수행하는 단계로서 상기 열 에너지는 700㎚ 이상의 파장, 구체적으로는 700 내지 900㎚, 750 내지 900㎚ 또는 750 내지 850㎚의 파장의 광을 공기 조건에서 조사하여 부여될 수 있고, 열 에너지가 가해진 조성물 및/또는 경화물의 표면 온도는 20 내지 90℃, 구체적으로는 30 내지 80℃일 수 있다.
하나의 예로서, 상기 제4 광 조사 단계는 조성물 및/또는 경화물에 800±2㎚ 파장을 갖는 광을 공기 조건에서 1~2초의 매우 짧은 시간 동안 조사하여 수행될 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 있으며, 이때 광 조사량은 500 mJ/㎠ 내지 1,300 mJ/㎠; 또는 700 mJ/㎠ 내지 1,100 mJ/㎠일 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 1,000 cps, 구체적으로는 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 내마모성을 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 시공시 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.
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.
(메타)아크릴레이트 올리고머(중량평균분자량: 2,200) 50 중량부, 모노머 50 중량부, 개시제 1.5 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 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 160 mj/㎠ 120 mj/㎠ 80 mj/㎠ 120 mj/㎠
기재 이동속도 20±1 m/min 20±1 m/min 20±1 m/min 20±1 m/min
가스 조건 N2 조건(O2 100 ppm) N2 조건(O2 100 ppm) N2 조건(O2 100 ppm) N2 조건(O2 100 ppm)
제2 광 조사 파장 범위 750 ㎚ 이상 750 ㎚ 이상 750 ㎚ 이상 750 ㎚ 이상
경화물표면온도 80±1℃ 60±1℃ 40±1℃ 60±1℃
기재 이동속도 20±1 m/min 20±1 m/min 20±1 m/min 20±1 m/min
가스 조건 공기 조건 공기 조건 공기 조건 공기 조건
제3 광 조사 파장 범위 250~400 ㎚ 250~400 ㎚ 250~400 ㎚ 250~400 ㎚
조사량 600 mj/㎠ 800 mj/㎠ 1,000 mj/㎠ 800 mj/㎠
기재 이동속도 20±1 m/min 20±1 m/min 20±1 m/min 20±1 m/min
가스 조건 N2 조건(O2 200 ppm) N2 조건(O2 200 ppm) N2 조건(O2 1,000 ppm) N2 조건(O2 200 ppm)
제4 광 조사 파장 범위 - - - 750 ㎚ 이상
조사량 - - - 60±1℃
기재 이동속도 - - - 20±1 m/min
가스 조건 - - - 공기 조건
실시예 4.
조성물에 경화물의 내구성을 향상시키기 위한 필러로서 콜로이달 실리카(평균 입도: 5~100㎚)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
제1광 조사 파장범위 - 172±5 ㎚ 180 ㎚
조사량 - 120 mj/㎠ 120 mj/㎠
기재 이동속도 - 20±1 m/min 20±1 m/min
가스 조건 - N2 조건(O2 100 ppm) N2 조건(O2 100 ppm)
제2광 조사 파장 범위 750 ㎚ 이상 - 750 ㎚ 이상
조사량 80 mj/㎠ - 80 mj/㎠
기재 이동속도 20±1 m/min - 20±1 m/min
가스 조건 공기 조건 - 공기 조건
제3광 조사 파장 범위 250~400 ㎚ 250~400 ㎚ -
조사량 600 mj/㎠ 600 mj/㎠ -
기재 이동속도 20±1 m/min 20±1 m/min -
가스 조건 N2 조건(O2 200 ppm) N2 조건(O2 200 ppm) -
실험예 1.
본 발명에 따른 경화물의 광택성, 내오염성 및 내마모성을 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 평가
시편 표면에 임의의 3지점 A 내지 C를 선정하고, 선정된 지점에 대하여 CIE 색공간에서의 색좌표를 측정하여 평균 색좌표 및 색좌표 편차를 구하였다.
이후, 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, 1시간이 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) 테이버 내마모도 평가
시편의 중량을 측정하고, H-18 마모자, 하중 500g의 조건 하에서 테이버 마모시험기(Taber Abraser, Erichsen 社, 5135 Rotary Platform abraser)를 이용하여 내마모 시험을 500회 실시한 후 마모된 시편의 중량을 측정하여 시험 전후의 중량 변화 정도를 비교하였다.
광택도 CIE 색좌표 편차 [ΔE] 중량변화
실시예 1 5±0.5 0.678±0.005 385 ㎎
실시예 2 4±0.5 0.748±0.005 342 ㎎
실시예 3 8±0.5 0.544±0.005 280㎎
실시예 4 4±0.5 0.497±0.005 247 ㎎
비교예 1 60±0.5 1.289±0.005 451 ㎎
비교예 2 4±0.5 1.483±0.005 466 ㎎
비교예 3 미경화 11.8±0.005 -
상기 표 3에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 경화물은 각기 다른 특정 파장 범위의 광을 순차적으로 조사하여 경화시킴으로써 조성물에 소광제를 포함하지 않아도 낮은 광택도를 나타내고 내오염성과 내마모성이 우수한 것으로 알 수 있다.
구체적으로, 실시예 1 내지 4의 경화물들은 소광제를 사용하지 않아도 글로스 60° 조건에서의 광택도가 8 이하이고, 요오드 오염 전후 표면의 평균 색좌표 편차(ΔE)가 1 이하, 구체적으로는 0.9 이하, 0.8 이하, 0.1 내지 0.8인 것으로 나타났다. 또한, 상기 실시예 1 내지 4의 경화물들은 조성물에 2 중량부 이하의 적은 개시제를 포함함에도 불구하고 높은 경화율을 갖고 내마모성이 향상되어 테이버 내마모성 평가 시 경화물의 중량변화율이 400㎎ 이하, 구체적으로는 약 380 내지 390㎎의 중량변화율을 갖는 것으로 나타났다.
이에 반해, 비교예 1 내지 3의 경화물들은 제1 내지 제3 광 조사 단계 중 어느 한 단계가 배제되어 경화물의 글로스 60° 조건에서의 광택도가 10 이상이거나 조성물의 경화가 충분히 이뤄지지 않고, 테이버 내마모성 평가 시 이 경화물의 중량변화율이 약 420㎎ 이상인 것으로 나타났다.
이러한 결과로부터 조성물의 광 경화 시 각기 다른 특정 파장 범위의 광을 순차적으로 조사하여 경화하는 경우 조성물의 경화율이 향상될 뿐만 아니라 경화물의 광택도가 감소하고 내오염성 및 내마모성이 향상됨을 알 수 있다.

Claims (15)

  1. 아크릴 수지 조성물의 경화물로서,
    표면 광택도가 글로스(Gloss) 60° 조건 하에서 9 이하이며,
    내오염성 평가 시, 22±1℃, 50±5% RH의 습도에서 1 부피%의 요오드 용액으로 오염되고 60분 경과 후 세척된 경화물에 대한 요오드 오염 전·후의 표면 평균 색좌표 편차(ΔE)가 1 이하인 것을 특징으로 하는 경화물.
  2. 제1항에 있어서,
    테이버 내마모성 평가 시 H-18 마모자, 500회 조건 하에서 중량 변화가 400㎎ 이하인 것을 특징으로 하는 경화물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은,
    아크릴계 올리고머 1 내지 60 중량부; 및 모노머 30 내지 100 중량부를 포함하고,
    아크릴계 올리고머 및 모노머 100 중량부에 대하여 2 중량부 이하의 개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화물.
  4. 제1항에 있어서,
    아크릴계 올리고머의 중량평균분자량 (Mw)은 100 내지 50,000인 경화물.
  5. 제1항에 있어서,
    모노머는 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 이상인 경화물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 필러를 더 포함하는 경화물.
  7. 제6항에 있어서,
    필러는 실리카, 알루미나, 글래스 비드 및 유기물 비드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 경화물.
  8. 제6항에 있어서,
    필러는 조성물 100 중량부에 대하여 3 중량부 이하로 포함되는 경화물.
  9. 아크릴 수지 조성물에 300㎚ 이하의 파장을 갖는 광을 조사하여 조성물을 활성화시키는 제1 광 조사 단계;
    활성화된 조성물에 700㎚ 이상의 파장을 갖는 광을 조사하여 조성물을 열 경화시키는 제2 광 조사 단계; 및
    열 경화된 조성물에 400㎚ 이하의 파장을 갖는 광을 조사하여 조성물을 광 경화시키는 제3 광 조사 단계를 포함하는 경화물의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    제1 광 조사 단계 및 제3 광 조사 단계는, 산소(O2)의 농도가 10 ppm 내지 10,000 ppm인 불활성 가스 조건 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 경화물의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    제2 광 조사 단계는 조성물의 표면 온도가 20 내지 90℃인 경화물의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    조성물의 점도는 25±1℃에서 100 cps 내지 1,000 cps인 경화물의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    제3 광 조사 단계 이후에,
    광 경화된 조성물에 700㎚ 이상의 파장을 갖는 광을 조사하여 조성물을 열 경화시키는 제4 광 조사 단계를 더 포함하는 경화물의 제조방법.
  14. 기재; 및 상기 기재 상에 위치하는 제1항에 따른 경화물을 포함하는 인테리어 소재.
  15. 제14항에 있어서,
    인테리어 소재는 바닥재인 것을 특징으로 하는 인테리어 소재.
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