KR0185199B1 - 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 강판, 비닐 바닥재, 합성 피혁, 목재 패널 등의 피도체에 연속도포하여 입체, 다색 또는 입체 다색 무늬의 도막층을 형성할 수 있는 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물은 도포하고자 하는 피도체 표면에서 상분리 및 침강에 의해 접착 기층을 형성하게 되는 폴리 우레탄 용액을 주성분으로 하는 기층 형성용 폴리머 조성액 100중량부, 상기 피도체 표면에서 상분리 및 부유 침출에 의해 다색 무늬층을 형성하게 되는 포화 폴리에스테르 용액을 주성분으로 하는 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액 50 내지 200중량부, 표면을 보호하기 위한 투명 폴리머 용액 10 내지 100중량부, 이들 성분의 접착력을 증진시키기 위한 가교제 0 내지 20중량부 및 점도 조절 용매 70 내지 600중량부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 조성물은 기층 형성용 폴리머 조성물과 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성물을 각각 간단하고 저렴한 비용으로 제조한 후 특정 용매하에서 이를 서로 혼합한 후에 해당 피도체에 단순히 도포하는 것에 의해 자연스럽고 다양한 무늬, 즉 입체무늬, 다색 무늬 또는 입체 다색 무늬를 나타내게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물

본 발명은 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 칼라 강판, 비닐 바닥재, 합성 피혁, 목재 패널 등의 피도체에 연속 도포하여 입체, 다색 또는 입체 다색 무늬의 도막층을 형성할 수 있는무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물에 관한 것이다.

종래, 건축자재, 가구, 전자제품 케이스 등으로 사용되는 칼라 강판에 표면 무늬, 예를 들어 대리석 무늬나 나무결 무늬를 형성시키기 위해 PVC(Poly Vinyl Chloride: 폴리염화비닐)필름을 캘린더 등의 공정으로 제조를 하고, 임의 무늬를 프린트한 후 입체 무늬를 엠보스하고, 그 이면에 접착제를 도포한 후, 접착 보강 프라이머 보강 처리를 한 강판과 라미네이트하여 형성시키거나, 또는 이형성 PET(Poly Ester)필름의 한 면에 프린트를 하고 핫멜트 접착제를 처리하여 상기와 동일한 강판과 가열 압연하여 스탬핑을 하고, PET 필름을 제거한 후 내마모성, 내구성 등을 향상시키기 위하여 클리어 코팅을 하거나 PET 필름을 압착 라미네이트하여 제조하여 왔다.

그러나, 종래의 이러한 제조 방법은 다단계 공정으로 공정 손실이 크고, 일괄 생산이 불가능하며, 불량률이 높고, 제조 원가가 지나치게 높으며, PVC 시트 접착방식은 인체 유해성이 있는 등 여러 가지 문제점이 있었다.

또한, 종래의 폴리 우레탄 합성 피혁의 제조 방법은 일본, 독일 등의 선진국에서만 제조되는 입체 무늬 이형지(형 뜨기), 일명 R.P(Relea Paper) 일면에 폴리 우레탄 용액을 도포하고 건조 후 접착제를 도포하여 용제 추출성 건조를 하고, 다시 접착제를 도포하고 뒷면 직물(Backing Cloth)을 밀착 압연한 후 별도의 숙성실에서 40 내지 80℃의 온도 하에서 12 내지 48시간 동안 숙성, 경화시키고, RP로 부터 박리하여 형 뜨기에 의해 표피막에 입체 무늬를 형성한 폴리 우레탄 건식 합성피혁을 제조하여 왔다.

그러나, 이러한 종래의 제조 방법은 다공정으로 공정 손실이 막대하며, 특히 RP의 필수적 사용은 합성 피혁 업체에 한계성으로 대두되고 있다. 더욱이, RP 제조 공급 업계는 일본 등지의 대기업으로 동일 패턴을 전세계의 모든 합성 피혁 업체에 공급하고 있으므로 합성 피혁회사의 독자적인 패턴 개발이 불가능하여 새로운 제품 개발이 용이하지 않은 단점이 있다.

또한, 종래의 자동차나 건축물의 비닐 바닥재의 제조 방법은 칼라 강판에 표면 무늬를 형성시키는 것과 같이 캘린더 등으로 제조한 PVC 시트 일면에 프린트와 엠보싱 공정을 거치고, 이면에 접착제를 도포한 후 PVC 비닐 발포 시트 등과 합지하여 제조하고 있고, 종래의 주방가구의 표면 처리 합지용이나 벽지로 사용되는 박리형 접착 시트의 제조 방법은 역시 PVC 시트를 제조하고, 프린트와 엠보싱을 하여 접착제가 도포된 박리후지에 밀착 와인딩하여 사용해 왔다.

그러나, 이러한 방법 역시 다단계 공정이며, 패턴 개발을 위한 프린트 디자인과 입체형성 엠보스 롤의 개발 등이 용이치 않으며, 개발 비용이 많이 소요되는 문제점을 가지고 있다.

본 발명자는 종래의 이와 같은 문제점을 해소시키기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 칼라 강판, 비닐 바닥재, 합성 피혁, 목재 패널 등의 피도체에 대한 기층 형성용 조성물과 표피막 무늬 형성용 조성물을 각각 별도로 제조한 후 이를 서로 혼합한 다음에 해당 피도체에 일회 도포하는 것에 의해 다양한 무늬, 즉 입체 무늬, 다색 무늬 또는 입체 다색 무늬를 나타내게 할 수 있는 피막을 형성할 수 있음을 알게 되어 본 발명에 이루게 되었다.

본 발명은 칼라 강판, 비닐 바닥재, 합성 피혁, 목재 패널 등의 피도체에 일회 또는 연속 도포하여 입체 및 다색의 무늬 도막을 자연스럽게 형성시킬 수 있는 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 새로운 패턴을 손쉽게 조성할 수 있고, 패턴의 개발 비용도 저렴할 뿐 아니라 제조 공정도 간단한 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 본 발명에 따른 조성물을 피도체에 코팅한 직후의 상태를 나타낸 측면도이다.

제2도는 제1도 이후에 피도체 표면에서 상분리 현상이 진행되고 있는 상태를 나타낸 측면도이다.

제3도는 제2도 이후에 피도체 표면에서 침강과 부유 현상이 완료된 상태를 나타낸 측면도이다.

제4도는 제3도의 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피도체 2 : 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물

3 : 표면 클리어층 21 : 기층 형성용 폴리머 조성액 입자

22, 23 : 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액 입자

본 발명은 피도체에 일회 또는 연속 코팅으로 예를 들어, 대리석 무늬 또는 가죽 무늬 등을 형성시킬 수 있으므로 합성 피혁의 표피막, 칼라 강판의 입체 다색도막, 자동차 등의 비닐 바닥재의 표피층, 박리 접착 시트 등을 제조하는데 유용한 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물에 대한 것이다.

본 발명의 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물은 상분리의 원인체로서 기층 형성용 폴리머 조성액과 상분리의 분리체로서 착색 조성된 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액을 주성분으로 하여 이루어진 것으로서, 이들을 특정한 용매 중에서 혼합한 후 피도체에 도포할 경우 상기 기층 형성용 조성액은 상분리 및 침강하여 피도체와 접착 기층을 형성하게 되고, 상기 표피막 무늬 형성용 조성액은 상분리 및 부유 침출하여 표면에 입체 또는 다색의 무늬 피막을 형성하게 됨으로 건조 후에는 상호 폴리머 간에 결합이 일어나 일체성이 있는 도막을 얻을 수 있는 것이 특징이다.

또한, 상기 기층 형성용 폴리머 조성액과 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액을 각기 다른 색으로 착색하거나, 4~5가지의 여러 가지의 색상으로 착색함과 동시에 각 조성액의 비율을 변화시켜서 혼합할 경우 다색의 무늬를 갖는 피막의 형성이 가능하고, 또 무늬의 형태도 다르게 형성시킬 수 있다.

더우기, 기층 형성용 폴리머 조성액과 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액의 혼액시 사용되는 용매의 비율을 조정할 경우 용매의 점도와 유동성 차이에 의해 무늬의 형태가 다르게 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 무늬 형성형 폴리머 코팅 조성물에서, 상기 기층 형성용 폴리머 조성액은, 기층을 형성하는 주요 폴리머로서의 일핵형 폴리 우레탄 용액, 이핵형 폴리 우레탄 용액 또는 이들을 임의의 비율로 혼합한 용액 100중량부(고형분); 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액과의 상분리 촉진성 부여 폴리머로서의 유변성 폴리 우레탄 용액 0 내지 20중량부(고형분); 상기 기층 형성용 폴리머 조성액 자체의 침강 촉진력을 향상시키고, 고비중 조성 역할을 하며, 피도체를 은폐시키고, 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액 색상과의 배색 안료로서 산화 티탄, 산화 코발트, 징크 크로 메이트, 티탄 옐로, 산화철(벤가라), 철흑, 군청, 연단, 몰리브덴적, 연백, 아연 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로 부터 선택되는 무기 분말 안료 20 내지 100중량부; 폴리머의 가교율 증진과 가교로 인한 폴리머와 무기 분말 안료의 고착화 용매에 대한 저 용해성 가교제로서 디이소시아네이트, TDI(Tolylene Diisocyanate: 톨리렌 디이소시아네이트) 및 MDI(4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate: 4,4'-디페닐렌메탄 디이소시아네이트)로 이루어진 그룹으로 부터 하나를 선택하여서 되는 안정화 화합물 0 내지 10중량부로 이루어져 있다.

상기와 같은 조성으로 이루어진 기층 형성용 폴리머 조성액의 조성 방법은 통상의 도료 제조용 날개 회전식 밀폐 혼합기 또는 밀폐 3단 혼련밀에 상기 조성 재료를 넣고, 50 내지 1,000RPM의 회전 속도에서 40 내지 100℃의 온도를 유지하면서 40분 내지 12시간 동안 교반 가교 또는 혼련 가교를 하고, 서서히 냉각시킨 후, 씨크로헥사논, 이소포론, 메틸 에틸 케톤, 디메틸홀므 아마이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로 부터 산택되는 점도 조절 용매를 고형분이 약 25 내지 50%, 점도가 100 내지 2,000 CPS가 되도록 첨가하여서 제조를 한다.

본 발명에 따른 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물에서, 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액은 상기 기층 형성용 폴리머 조성액과 도포된 후 상분리되어 부유 및 침출되며 무늬 블럭을 형성하고 건조 도막에서 폴리 우레탄 폴리머와 일체로 결합이 가능한 포화 폴리에스테르 용액 100중량부(고형분); 침전방지제 또는 무광제로서의 화이트 카본 0 내지 10중량부; 및 저비중-고유동성의 선명한 색상의 착색 안료로서 윗칭 레드, 카아본 블랙, 퀴나크리돈, 브릴리안트카안민 6B, 브릴리안트스카아렛트우, 브로독스 10B, 리톨레드, 레이크 레드 C.D, 한사옐로, 샤니 블로, 푸달로시아닌 그린 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로 부터 선택되는 유기 안료 2 내지 20중량부로 이루어져 있다.

상기와 같은 조성으로 이루어진 표피막 무늬 형성용 폴리머 종성액의 조성 방법은 상기 조성 재료를 통상의 3단계 도료 제조롤에 상온 에서 3 내지 4회 정도 반복해서 혼련을 하고, 여기에 씨크로헥사논, 이소포론, 메틸 에틸 케톤 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 점도 조절 용매를 조성액의 점도가 100 내지 2,000 CPS가 되도록 첨가를 하여서 제조한다.

상기한 바와 같은 기층 형성용 폴리머 조성액과 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액으로 부터 본 발명에 따른 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물의 제조는, 상기 기층 형성용 폴리머 조성액 100중량부에 대해, 각기 비중이 다르고 서로 다른 안료로 조성한 3 내지 5가지의 색상으로 이루어진 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액 50 내지 200중량부, 표면 클리어층 형성과 내구성 향상을 위한 투명 폴리머 용액으로서 고형분이 20 내지 40%인 폴리 우레탄 용액이나 폴리 에스테르 용액 10 내지 100중량부, 접착력 내마모성 중진을 위한 가교제로서 디이소시아네이트, TDI 또는 MDI로 이루어진 그룹으로 부터 선택되는 안정화 화합물 0 내지 20중량부, 및 점도 조절로 인한 무늬 변종 역할을 하는 용매로서 메틸 에틸 케톤 70 내지 600중량부를 통상의 회전식 배합기에 넣고 RPM 50 내지 200의 회전 속도로 5 내지 20분간 혼련을 하여 제조한다.

본 발명의 방법에 따라 제조된 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물을 피도체에 적용하는 방법은, 통상의 스프레이, 붓, 로라, 플로우(자연 흐름) 등을 이용해서 피도체 표면에 0.01 내지 0.2mm 두꼐로 코팅을 하면 된다.

본 발명의 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물을 적용할 수 있는 피도체로는 각종 직물, 습식 제법으로 은층이 구성된 인공 피혁 반제품, 철판, 동판 알루미늄 등 각종 금속재, 합성 수지 시트, 이형 박리지, 종이, 목재, 별돌, 건축물, 기계, 자동차 등이 있다.

본 발명의 방법에 따라 제조된 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물을 피도체에 적용한 결과를 나타낸 도면이 제1도 내지 4도에 예시되어 있다.

즉, 제1도는 상기 역러한 피도체(1)에다 본 발명에 따른 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물(2)을 코팅한 상태를 나타낸 측면도로서 코팅 직후에는 기층 형성용 폴리머 조성액의 입자, 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액의 입자 등이 골고루 분포되어 있게 된다.

제2도는 코팅이 완료된 후 상분리 운동이 발생되면서 입자간의 침강과 부유 현상이 진행 중인 상태를 나타낸 측면도로서, 피도체(1)의 표면 가까이에는 기층 형성용 폴리머 조성물 입자(21)가 위치하게 되고, 그 위에는 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성물의 입자 중에서 무거운 입자(22)가 자리잡게 되며, 최상층에는 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성물의 입자 중에서 가벼운 입자(23)이 분포하게 된다.

본 발명의 방법으로 제조된 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물의 상분리 현상은 다음의 원리에 의해 일어나게 된다.

먼저, 본 발명의 기층 형성용 폴리머 조성액은 비교적 내용해성이며, 접착력이 크고, 자기 응집성이 우수한 폴리 우레탄 용액과, 흡수력이 많고, 비중이 크며, 미세 입자로 분포된 무기 분말 안료를 혼합한 후 반복적인 혼련에 의해 제조하는 바, 이들이 배합된 상태를 살펴보면, 상기 안료 입자에 폴리 우레탄 용액이 침투하여 안료 표면에 보호막과 같은 피막을 형성하고 있는 것들이 군락을 이루고 있게 되며, 이들 군락들은 점도 조절 용매에 의해 서로 사슬모양으로 연결되어 있다.

이러한 기층 형성용 폴리머 조성액을 메틸 에틸 케톤 용매하에서 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액과 혼합을 시키게 되면 상기 메틸 에틸 케톤에 의해 기층 형성용 폴리머 조성액에 함유된 점도 조절 용매는 쉬게 용해되어 상기 군락들 간의 연결 고리를 끊어 버리게 된다. 따라서, 상기 군락들은 상호 연결 고리 없이 개별 군락으로 분산되어 있게 된다.

여기서, 상기 개개의 군락들은 내용해성의 폴리 우레탄 용액이 피막을 형성하고 있으므로 더 이상 메틸 에틸 케톤에 의해 분해되지 않으며, 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액의 입자들과도 서로 붙지 않고 별도로 존재하게 된다. 따라서, 이들 혼합 용액을 피도체에 코팅할 경우, 기층 형성용 폴리머 조성액의 군락 입자들은 각각 고비중으로 인해 침강을 하게 되며 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액은 메틸 에틸 케톤에 의해 용해되면서 표면으로 부유하게 되면서 본 발명에 따른 상분리 현상이 발생하게 되는 것이다.

제3도는 상분리에 의한 입자간의 침강과 부유 현상이 완료된 후의 상태를 나타낸 측면도로서, 제2도에 이미 나타낸 입자(21, 22, 23)들간의 침강 및 부유 현상과 동시에 응집현상이 발새되면서 입자 간의 구분이 더욱 뚜렷하게 나타나며, 보다 많은 입자가 응집된 곳은 윗 부분으로 돌출되게 되지만, 보다 적은 양으로 입자가 응집된 곳은 만(灣)을 형성하게 된다. 더우기 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성물의 입자 중에서 가벼운 입자(23)층의 위에 표면 클리어층(3)이 나타나게 되면서 상기 조성물 들이 가지고 있는 색상에 의해 전체적으로 입체 다색층을 형성하게 된다.

제4도는 제3도의 평면도를 나타낸 것으로서, 입자 들이 부분적으로 응집되어 있는 상태를 보다 명확히 볼 수 있으며, 제3도에서도 설명한 바와 같이 응집된 입자들간에도 층을 형성하게 되므로 본 발명에 따른 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물은 전제척으로 입체성과 다색성을 동시에 보일 수 있게 된다.

본 발명에 따른 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물에서 사용되는 재료를 다음 중 한 가지 방법으로 선택할 경우 원하는 무늬와 색체를 얻을 수 있다.

1. 적용하고자 하는 폴리머의 응집력에 따라 폴리머 선택.

2. 폴리우레탄 조성액과 폴리에스테르 조성액의 배합 비율의 조정.

3. 첨가되는 안료의 비중에 따른 안료 선택가 비율 조정.

4. 조성액의 유동성, 점도 조절의 용제 첨가 비율의 조정.

5. 용해력에 따른 용제의 선택.

6. 용제의 비등점 차이에 따라 용제를 선택.

7. 코팅 방법과 코팅 조건 등에 따라 무늬 형성 변종 방법으로 임의의 무늬로 조절하여 코팅 및 건조를 실시하는 방법이 있다.

본 발명의 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물은 기층 형성용 폴리머 조성물과 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성물을 각각 간단하고 저렴한 비용으로 제조한 후 특정 용매하에서 이를 서로 혼합한 후에 해당 피도체에 단순히 도포하는 것에 의해 자연스럽고 다양한 무늬, 즉 입체 무늬, 다색 무늬 또는 입체 다색 무늬를 나타내게 할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 새로운 패턴을 조성할 수 있고, 패턴의 개발 비용도 절감할 수 있을 뿐 아니라 수입 대체 효과는 물론 상품성이 우수한 칼라 강판, 비닐 바닥재, 합성 피혁 및 목재 패널 등을 제조할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 도포하고자 하는 피도체 표면에서 상분리 및 침강에 의해 접착 기층을 형성하게 되는 폴리 우레탄 용액을 주성분으로 하는 기층 형성용 폴리머 조성액 100중량부, 상기 피도체 표면에서 상분리 및 부유 침출에 의해 다색 무늬층을 형성하게 되는 포화 폴리에스테르 용액을 주성분으로 하는 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액 50 내지 200중량부, 표면을 보호하기 위한 투명 폴리머 용액 10 내지 100중량부, 이들 성분의 접착력을 증진시키기 위한 가교제 0 내지 20중량부 및 점도조절 용매 70 내지 600중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 기층 형성용 폴리머 조성액은 일핵형 폴리 우레탄 용액, 이핵형 폴리 우레탄 용액 또는 이들을 임의의 비율로 혼합한 용액 100중량부; 유변성 폴리 우레탄 용액 0 내지 20중량부; 산화 티탄, 산화 코발트, 징크 크로 메이트, 티탄 옐로, 산화철, 철흑, 군청 연단, 몰리브덴적, 연백, 아연 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로 부터 선택하여서 되는 저 용해성 가교제 0 내지 10중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 표피막 무늬 형성용 폴리머 조성액은 포화 폴리에스테르 용액 100중량부; 화이트 카본 0 내지 10중량부; 및 윗칭 레드, 카아본 블랙, 퀴나크리돈, 브릴리안트카안민 6B, 브릴리안트스카아렛트우, 브로독스 10B, 리톨레드, 레이크 레드 C.D, 한사 옐로, 샤니 블루, 푸탈로시아닌 그린 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로 부터 선택되는 유기 안료 2 내지 20중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물.
4. 제1항에 있어서, 상기 투명 폴리머 용액은 고형분이 20 내지 40%인 폴리우레탄 용액이나 폴리에스테르 용액을 사용하여서 되는 것을 특징으로 하는 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물.
5. 제1항에 있어서, 상기 가교제로는 디이소시아네이트, TDI 및 MDI로 이루어진 그룹으로 부터 하나를 선택하여서 되는 것을 특징으로 하는 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물.
6. 제1항에 있어서, 상기 점도 조절제로는 메틸 에틸 케톤을 사용하여서 되는 것을 특징으로 하는 무늬 형성용 폴리머 코팅 조성물.

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