KR101056298B1 - 재도장이 가능한 함침지 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종이를 원재료로 사용하여 특정한 수지에 함침(含浸)한 후 건조하여 제조된 것으로 이렇게 제조된 함침지는 인테리어 내장재나 건축내외장재 등에 사용되는 칩보드나 마그네슘보드 또는 규산칼슘 보드 등의 판상재료에 접착한 후 우레탄 도장, uv도장, 포리에스텔 도장과 같은 도장이 가능하게 하여 산업상 유용성이 많은 재도장이 가능한 함침지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 재도장이 가능한 함침지는 수용성 우레탄 수지 100 중량부, 계면활성제 0.1 내지 1 중량부, 무기질 분말 1 내지 5 중량부 및 가교제 0.1 내지 1 중량부로 구성된 조성물에 종이를 함침시키고 건조시켜서 얻어진 것임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 재도장이 가능한 함침지는 수용성 우레탄 수지 조성물을 주재로 하고 소정의 부가제를 혼합한 조성물에 종이를 함침한 후 건조하여 제조되므로 기존의 아크릴수지나 멜라민수지, 요소수지 등을 이용하여 제조하는 피니싱 포일과는 전혀 다른 성격의 함침지로서, 하도, 중도 등의 부수적인 공정이 필요없으면서 얇은 보드 위에도 접착 후 직접 상도 도장이 가능하게 하며, 또한 이와 같이 직접 상도 도장을 실시하였을 때 도장면의 접착상태가 완전하게 될 수 있는 진정한 의미의 재도장이 가능한 함침지이다.

함침지, 상도, 하도, 재도장, 우레탄수지.

Description

재도장이 가능한 함침지 및 그 제조 방법{Impregnation paper being capable of re-coating and manufacturing process thereof}

본 발명은 재도장이 가능한 함침지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 종이를 원재료로 사용하여 특정한 수지에 함침(含浸; impregnation)한 후 건조하여 제조된 것으로 이렇게 제조된 함침지는 인테리어 내장재나 건축내외장재 등에 사용되는 칩보드나 마그네슘보드 또는 규산칼슘 보드 등의 판상재료에 접착한 후 우레탄 도장, uv도장, 포리에스텔 도장과 같은 도장이 가능하게 하여 산업상 유용성이 많은 재도장이 가능한 함침지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 가구나 인테리어 내장재 및 건축내외장재 등에 사용되는 칩보드나 마그네슘보드 또는 규산칼슘 보드 등의 판상재료 위에 도장을 하는 경우에 있어서, 종래의 도장 방법은 상기한 보드 위에 직접 유색 도료를 도장하거나 또는 20 내지 30g/㎡인 저 평량의 박엽지를 접착 후 도장하는 방법 또는 칩보드 위에 함침이 되지 않은 종이를 접착 후 불포화 폴리에스텔 수지를 도포하는 방법 또는 LPM 위에 하도를 실시한 후 UV도료를 커텐 도장하는 방법 또는 무기질 보드 위에 전사필름이나 박엽지를 붙인 후 도장하는 방법 등 다수의 도장 방법에 개시되어 실시되어 오고 있다.

상기한 종래의 방법들 중에서 특히 종이를 부착하여 도장하는 방법은 하도, 중도 등의 도장을 실시한 후 상도를 실시하여야 하기 때문에 이러한 하도, 중도 등의 공정으로 인하여 비용이 추가될 뿐 아니라 작업 시간이 지연되는 단점이 있어 개선책이 요구되고 있었으며, 또 다른 방법으로 종이를 저압 멜라민 수지에 함침하여 성형한 후 하도, 중도를 실시하여 UV도료나 포리도장을 하는 경우에 있어서는 열압 프레스공정을 필히 거쳐야 하는데 열압 성형 후 냉각에 소요되는 시간이 하절기에는 일주일 이상 소요되므로서 작업의 리드타임이 길어지는 단점이 있을 뿐 아니라, 열압 성형시 칩보드가 얇은 경우에는 성형이 불가능하다는 단점이 있다.

또한, 고압멜라민 화장판 제조시 표면층에 사용되는 멜라민 수지 함침지를 이용하여 유광제품을 제조하는 경우에도 보드 위에 접착을 실시하고 난 뒤에는 표면이 접착면의 영향을 받아 울퉁불퉁하여 광택효과가 감소되어 유리면과 같은 광택의 효과는 기대할 수 없게 되어 고압멜라민 화장판 위에 표면처리를 실시한 후 재도장을 실시하려는 시도가 수 년간 계속되고 있으나 해결되고 있지 않은 실정이다.

상기한 종래의 도장방식의 단점 보완을 위하여 그동안 많은 연구가 이루어졌으나, 현재 시중에서 유통되고 있는 도장용 함침지의 경우에는 하도, 중도 등의 공정을 요하는 것으로 엄밀한 의미에서의 도장용 함침지로 보기는 어렵다. 진정한 도장용 함침지라 함은 단지 함침지를 보드에 접착 후 하도, 중도 등의 공정이 필요 없이 바로 상도 도장을 실시하였을 때 도장면의 접착상태가 완전하게 될 수 있는 것을 의미한다 할 것이다.

따라서, 본 발명자는 상기한 종래의 문제점을 해결하고 진정한 의미의 도장용 함침지를 제공하기 위해 예의 연구한 결과 소정의 수지를 주재로 하여 특정한 첨가제를 배합한 조성물에 종이를 함침하여 얻은 함침지를 사용하므로 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있음을 밝혀 내어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서 하도, 중도 등의 부수적인 공정이 필요없으면서 얇은 보드 위에도 접착 후 직접 상도 도장이 가능하며, 또한 이와 같이 직접 상도 도장을 실시하였을 때 도장면의 접착상태가 완전하게 될 수 있는 것이 가능한 재도장이 가능한 함침지를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 고압 멜라민 화장판의 멜라민 함침지 대신하여 하도 등의 별도 공정이 필요없이 어떠한 도장도 가능하며 몰딩 등 랩핑(wrapping) 후 접착한 경우에도 스프레이 도장이나 브러쉬 도장이 바로 가능한 진정한 의미의 재도장이 가능한 함침지를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 특성을 갖는 재도장이 가능한 함침지를 보다 용이하게 제조할 수 있는 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재도장이 가능한 함침지는;

수용성 우레탄 수지 100 중량부, 계면활성제 0.1 내지 1 중량부, 무기질 분말 1 내지 5 중량부 및 가교제 0.1 내지 1 중량부로 구성된 조성물에 종이를 함침시키고 건조시켜서 얻어진 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 수용성 우레탄 수지는 무황변으로 수지의 성분이 수용성 우레탄계로 점도는 섭씨 25도에서 10 내지 200cps이고, 수지의 고형분은 10 내지 50%이고, 수지의 pH는 6 내지 9이고, 수지의 이온성은 음이온성임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 무기질 분말은 시멘트, 카올린, 실리카, 흄, 플라이 애쉬, 탈크 또는 마이카에서 선택된 하나 또는 그 이상임을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재도장이 가능한 함침지의 제조 방법은;

수용성 우레탄 수지 100 중량부, 계면활성제 0.1 내지 1 중량부, 무기질 분말 1 내지 5 중량부 및 가교제 0.1 내지 1 중량부로 구성된 함침용 우레탄 수지 조성물을 제조하는 단계; 및

흡수력이 있는 박엽지 또는 모양지를 상기의 수용성 우레탄 수지 조성물에 함침한 후 80 내지 150℃에서 30초 내지 2분간 건조하여 사용된 종이 평량(g/㎡)의 1.3 내지 3배의 평량을 갖는 함침지를 제조하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 재도장이 가능한 함침지는 수용성 우레탄 수지 조성물을 주재로 하고 소정의 부가제를 혼합한 조성물에 종이를 함침한 후 건조하여 제조된 것으로 기존의 아크릴수지나 멜라민수지, 요소수지 등을 이용하여 제조하는 피니싱 포일과는 전혀 다른 성격의 함침지로서, 하도, 중도 등의 부수적인 공정이 필요없으면서 얇은 보드 위에도 접착 후 직접 상도 도장이 가능하며, 또한 이와 같이 직접 상도 도장을 실시하였을 때 도장면의 접착상태가 완전하게 될 수 있는 진정한 의미의 재도장이 가능한 함침지이다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재도장이 가능한 함침지를 제조하기 위해서 각종 도료와 상용성이 좋으며 무독성이며 무황변이며 또한 친환경적인 수용성 우레탄 수지를 주재한 종이 함침용 조성물을 제조하였으며, 이렇게 얻은 조성물에 종이를 함침한 후 건조하여 함침지를 얻었다. 본 발명에 따라서 사용된 상기 수용성 우레탄 수지는 현재 그 응용범위가 넓은 다기능 환경 친화적인 제품으로서, 페인트, 금속, 섬유산업, 접착제, 목재, 가죽, 탑코팅(top-coating)제 등의 각종 용도에 각광을 받고 있는 수지이다. 이와 같은 상기 수용성 우레란 수지는 유기 용 매가 또한 전혀 함유되지 않으므로서 화재의 위험이 없으며 인체에도 무해한 것이다.

상기한 본 발명에 따른 수용성 우레탄 수지는 종이에 함침하기에 적합하도록 점도는 섭씨 25도에서 10 내지 200cps이고, 수지의 고형분은 10 내지 50%이고, 수지의 pH는 6 내지 9이고, 수지의 이온성은 음이온성이 되도록 조정하여 사용하며, 이렇게 조정된 수용성 우레탄 수지 100 중량부에 대해 조성물의 함침성을 개선하기 위한 소량의 계면활성제를 투입하는데, 바람직하기로는 0.1 내지 1 중량부이며, 0.1 중량부 미만으로 부가되면 함침성 개선의 효과가 없고 1 중량부 이상으로 부가되면 비용이 상승하여 바람직하지 않다.

또한, 상기 계면활성제는 특정한 종류에 한정되는 것은 아니며, 공지된 모든 것을 사용할 수 있으나 바람직하기로는 도데실벤젠술폰산나트륨, 라우릴황산나트륨, 알킬디페닐에테르디술폰산나트륨, 알킬나프탈렌술폰산나트륨, 디알킬술포숙신산나트륨, 스테아르산나트륨, 올레산이칼륨, 디옥틸술포숙신산나트륨, 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산나트륨, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르황산나트륨, 디알킬술포숙신산나트륨, 올레산나트륨 등과 같은 음이온성 계면활성제를 단독 또는 혼합물로서 사용하는 것이 본 발명에서 사용된 음이온성 우레탄 수지와의 상용성 측면에서 바람직하다.

본 발명에서는 상기 수용성 우레탄 수지 100 중량부에 대해 조성물의 가교를 위한 가교제를 바람직하기로는 0.1 내지 1 중량부 부가한다. 만일 0.1 중량부 미만으로 부가되면 가교 효과가 거의 없어 바람직하지 않고, 반대로 1 중량부 이상으로 부가되면 가교효과의 증진은 더이상 없을 뿐 아니라 조성물의 함침성에도 악영향을 미치고 또한 비용이 상승하여 바람직하지 않다.

상기 가교제는 특정한 것에 한정되는 것이 아니며, 공지된 모든 가교제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 가교제로서는 무기 황, 유기 황 화합물, 각종 과산화물, 금속 산화물, 다관능 아민, 키논디옥심, 메틸롤수지, 염소 화합물, 아조 화합물, 폴리이소시아네이트, 유기금속(규소) 화합물 등을 들 수 있으며, 특히 무기 황, 유기 황 화합물, 각종 과산화물 및 금속 산화물이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 함침용 조성물에는 도장의 부착력 강화를 위한 무기질 분말이 상기 수용성 우레탄 수지 100 중량부에 대해 바람직하기로는 1 내지 5 중량부 부가된다. 상기 무기질 분말이 1 중량부 미만으로 부가되면 부착력 강화의 효과가 없어 바람직하지 않고, 5 중량부 이상으로 부가되면 도장된 표면의 거칠기가 나빠질 뿐 아니라 조성물의 함침성에도 악영향을 미쳐 바람직하지 않다.

본 발명에 따른 조성물에 부가되는 무기질 분말은 특히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 시멘트, 카올린, 실리카, 흄, 플라이 애쉬, 탈크 또는 마이카 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 함침지에 사용될 수 있는 종이로는 일반적으로 화장재로 사용되는 박엽지나 모양지가 바람직하지만 이에 한정되는 것이 아니며, 어느 정도의 흡수력만 있으면 아무 종이든 무관하다. 상기 박엽지라 함은 비교적 저평량(20~40g/㎡)의 종이를 말하며 회분의 함유량은 중요하지 않으며 인쇄 유무도 상관없다. 또한 상기 모양지라 함은 고평량(50g/㎡ 이상)의 종이에 회분이 20%이상 함유되어 있으며 열 경화성수지 화장판이나 불포화폴리에스텔 수지 화장판 등에 사용되는 인쇄가 되지 않은 무지의 종이나 인쇄된 종이 등 모두를 포함한다.

본 발명에 따르면 상기의 특정한 종이를 사용하여 수용성 우레탄 수지 조성물에 함침하는데 이때 조성물의 함침 양은 건조후의 함침지의 평량이 최초 사용된 종이에 대해 1.3 내지 3배의 평량(g/㎡)을 갖도록 한다. 만일, 함침량이 1.3배 이하로 되거나 3배 이상으로 되면 도장용 함침지 상에 도장되는 상도층과의 접착력이 현저하게 저하되어 바람직하지 않다.

또한, 상기한 바와 같이 특정한 종이에 상기의 수용성 우레탄 수지 함침용 조성물을 도포(함침)하는 방법은 일반적인 디핑(dipping) 방식이나 스퀴즈롤(squeese roll) 방식, 스크래퍼 (scrapper) 방식, 인쇄의 메쉬롤 도포(mesh roll coating) 방식 또는 스프레이(spray) 방식 등과 같이 공지된 모든 도포방법이 적용될 수 있다.

이하에서 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

점도가 섭씨 25도에서 약 100cps이고, 수지의 고형분은 30%이고, 수지의 pH가 8인 음이온성의 수용성 우레탄 수지 100kg에 도데실벤젠술폰산나트륨 0.5kg, 무기 황 화합물 0.5kg 및 실리카 3kg을 균질하게 혼합하여 종이 함침용 수용성 우레 탄 수지 조성물을 제조하였다.

다음으로, 통상의 그라비아 인쇄기로 평량 30g/㎡의 박엽지에 인쇄를 실시한 후 이를 상기와 같이 제조한 수용성 우레탄 수지 조성물에 함침한 후 약 100℃에서 약 1분간 건조하여 60g/㎡의 함침지를 제조하였다.

실시예 2

평량 80g/㎡의 모양지를 사용하고 건조 후 평량이 130g/㎡이 되도록 함침하는 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 함침지를 제조하였다.

비교예 1

실시예 1에서 함침지의 건조 후 평량이 35g/㎡이 되도록 함침하는 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 함침지를 제조하였다.

비교예 2

실시예 1에서 함침지의 건조 후 평량이 100g/㎡이 되도록 함침하는 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 함침지를 제조하였다.

실험예 1

상기 실시예 1 및 비교예 1과 2에 따라 제조된 함침지를 각각 통상의 목재용 접착제를 이용하여 무기질보드(PB, MDF, 무기질보드와 같은 것을 사용할 수 있으 며, 본 실시예에서는 무기질 보드를 사용하였음)에 접착한 후 냉압(冷壓, cold pressing)을 실시한 후 통상의 방법으로 불포화 폴리에스텔 수지 도료를 롤러방식으로 도포한 후 상온에서 약 90분간 경화(일반적으로 60 내지 120분간 경화할 수 있음)한 후 표면상태를 관찰하며 도장용 함침지와 불포화 폴리에스텔수지 도료와의 접착성을 크로스 컷팅 방식으로 시험한 결과, 실시예 1에 따라 제조된 도장용 함침지는 도료층과 완전한 접착이 이루어졌음을 알 수 있었으나, 비교예 1 및 2의 경우는 접착이 불완전하였다.

실험예 2

상기 실시예 2에 따라 제조된 함침지를 상기 실험예 1과 같이 통상의 목재용 접착제를 이용하여 무기질보드에 접착한 후 냉압을 실시한 후 통상의 방법으로 불포화 폴리에스텔 수지 도료를 롤러방식으로 도포한 후 상온에서 약 90분간 경화한 후 표면상태를 관찰하며 도장용 함침지와 불포화 폴리에스텔수지 도료와의 접착성을 크로스 컷팅 방식으로 시험한 결과, 실시예 2에 따라 제조된 도장용 함침지는 도료층과 완전한 접착이 이루어졌음을 알 수 있었다.

실험예 3

상기 실시예 1 및 비교예 1과 2에 따라 제조된 함침지를 각각 통상의 목재용 접착제를 이용하여 무기질보드에 접착한 후 냉압을 실시한 후 커텐방식(커텐방식외에 롤코팅방식, 스프레이 방식 등을 사용할 수 있음)으로 uv도료를 상도한 후 자외 선 램프에서 경화한 후 도장용 함침지와 uv도료와의 접착성을 크로스 컷팅 방식으로 시험한 결과, 실시예 1에 따라 제조된 도장용 함침지는 도료층과 완전한 접착이 이루어졌음을 알 수 있었으나, 비교예 1 및 2의 경우는 접착이 불완전하였다.

실험예 4

상기 실시예 2에 따라 제조된 함침지를 상기 실험예 1과 같이 통상의 목재용 접착제를 이용하여 무기질보드에 접착한 후 냉압을 실시한 후 상기 실험예 3과 같이 커텐방식으로 uv도료를 상도한 후 자외선 램프에서 경화한 후 도장용 함침지와 uv도료와의 접착성을 크로스 컷팅 방식으로 시험한 결과 도료층과 도장용 함침지와의 완전한 접착이 이루어졌음을 알 수 있다

실험예 5

상기 실시예 1 및 비교예 1과 2에 따라 제조된 함침지를 각각 통상의 목재용 접착제를 이용하여 무기질보드에 접착한 후 냉압을 실시한 후 부러쉬방식(부러쉬방식이외에 롤코팅방식, 스프레이 방식 등을 사용할 수도 있음)으로 우레탄도료를 상도한 후 자외선 램프에서 경화한 후 도장용 함침지와 uv도료와의 접착성을 크로스 컷팅 방식으로 시험한 결과, 실시예 1에 따라 제조된 도장용 함침지는 도료층과 완전한 접착이 이루어졌음을 알 수 있었으나, 비교예 1 및 2의 경우는 접착이 불완전하였다.

실험예 6

상기 실시예 2에 따라 제조된 함침지를 상기 실험예 1과 같이 통상의 목재용 접착제를 이용하여 무기질보드에 접착한 후 냉압을 실시한 후 상기 실험예 5와 같이 부러쉬방식으로 우레탄도료를 상도한 후 자외선 램프에서 경화한 후 도장용 함침지와 uv도료와의 접착성을 크로스 컷팅 방식으로 시험한 결과 도료층과 도장용 함침지와의 완전한 접착이 이루어졌음을 알 수 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 수용성 우레탄 수지 100 중량부, 계면활성제 0.1 내지 1 중량부, 무기질 분말 1 내지 5 중량부 및 가교제 0.1 내지 1 중량부로 구성된 조성물에 종이를 함침시키고 건조시켜서 얻어진 재도장이 가능한 함침지에 있어서,

   상기 수용성 우레탄 수지는 무황변으로 수지의 성분이 수용성 우레탄계로 점도는 섭씨 25도에서 10 내지 200cps이고, 수지의 고형분은 10 내지 50%이고, 수지의 pH는 6 내지 9이고, 수지의 이온성은 음이온성임을 특징으로 하는 재도장이 가능한 함침지.
3. 수용성 우레탄 수지 100 중량부, 계면활성제 0.1 내지 1 중량부, 무기질 분말 1 내지 5 중량부 및 가교제 0.1 내지 1 중량부로 구성된 조성물에 종이를 함침시키고 건조시켜서 얻어진 재도장이 가능한 함침지에 있어서,

   상기 무기질 분말은 시멘트, 카올린, 실리카, 흄, 플라이 애쉬, 탈크 또는 마이카에서 선택된 하나 또는 그 이상임을 특징으로 하는 재도장이 가능한 함침지.
4. 삭제