KR101230488B1

KR101230488B1 - 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101230488B1
Application number: KR1020110088574A
Authority: KR
Inventors: 장기용
Original assignee: 장기용
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2013-02-06
Also published as: KR20120089180A

Abstract

본 발명은 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자재의 표면에 저압멜라민을 도포하고 열압프레싱하여 표면층을 형성하는 표면층형성단계, 상기 표면층의 상부면에 하도층을 형성하는 하도층형성단계, 상기 하도층을 연마하는 제1연마단계, 상기 제1연마단계를 거친 하도층의 상부면에 변온잉크 및 자외선잉크가 함유된 혼합물로 인쇄층을 형성하는 인쇄층형성단계, 상기 인쇄층을 연마하는 제2연마단계 및 상기 제2연마단계를 거친 인쇄층의 표면에 상도층을 형성하는 상도층형성단계로 이루어진다.
전술한 과정을 통해 제조되는 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재는 변온잉크가 함유되어 온도에 따른 색상의 변화가 이루어지며, 자외선을 이용해 건조하기 때문에, 포름알데히드와 같은 휘발성유기화합물이 방출되지 않는 효과를 나타낸다.

Description

변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재 및 그 제조방법{BOARD USING THERMOCHROMIC INK AND UV INK AND METHOD THEREOF}

본 발명은 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변온잉크가 함유되어 온도에 따른 색상의 변화가 이루어지며, 자외선을 이용해 건조하기 때문에, 포름알데히드와 같은 휘발성유기화합물이 방출되지 않는 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

변온잉크(Thermochromic Ink)란 특정 온도에서 색상이 변하는 잉크로, 보통 크리스탈 형태 혹은 마이크로캡슐 형태를 가지며, 시온(示溫)안료(또는 잉크), 측온안료 및 써모컬러(Thermocolor)로 불린다.

이러한 변온잉크는 온도가 상승하면 색이 변했다가 온도가 하강하면 다시 원래의 색으로 돌아오는 가역적인 것과, 그렇지 않은 비가역적인 것 2종류가 있는데, 가역적인 변온잉크를 조합하면 온도가 올라갈 때마다 다양한 색상의 연출이 가능하기 때문에, 무드 링(Mood Ring)이나 마시기에 좋은 온도가 되면 색깔이 변하는 베이비 병(Baby Bottle) 등에 널리 사용되고 있다.

변온잉크는 보통 액상 크리스탈 및 루코 다이(Leuco Dye)의 형태이며, 액상 크리스탈은 특정 온도에 맞게 반응을 조절할 수 있으나 그 색상 변화의 범위가 제한적인 경우가 대부분이며, 루코 다이인 경우 더 색상 변화의 범위가 더 넓으나 정확히 온도에 따라 그 색상 변화를 조절하기 어렵다.

변온잉크는 주로 변온조성물인 Ag₂HgI₄와 Cu₂HgI₄를 각각 사용하거나 혹은 일정비율로 섞고 원하는 색상의 안료와 혼합하여 사용하는데, 색상이 변하는 특정온도는 변온조성물과 혼합하는 안료의 혼합비에 의해 결정되므로 이의 적절한 조합을 통해 원하는 온도에서 색상의 변화를 유도할 수 있다.

또한, 변온잉크는 온도뿐만 아니라 빛에 반응하여 색이 변하는 특성을 갖기도 하는데, 여기서 말한 빛이란 자연광(태양광)을 의미하며 자연광에 의해 색상이 변하거나, 본래의 색으로 되돌아오는 성질을 나타내기도 한다.

한편, MDF, 파티클보드 및 우드파이버로 이루어진 판재는 가구용, 인테리어용 및 건축용 등 그 사용분야가 광범위한데, 최근에는 생활수준 향상에 따른 소비자의 다양한 욕구가 증가하고 있어, 이러한 욕구를 만족시키기 위한 새로운 기능의 판재가 요구되고 있다.

이에, 판재에 무늬를 넣거나 색상을 가미하는 등의 많은 노력이 있었지만 실내 인테리어 등과의 조화를 이루어야 하기 때문에 색상이나 무늬에 제한적인 면이 있었으며, 단순한 무늬나 색상 가미만 이루어진 판재는 쉽게 식상해지는 문제점이 있었다.

또한, 종래에 판재는 색상이나 무늬를 넣기 위해 첨가되는 성분에서 포름알데히드와 같은 휘발성 유기화합물이 방출되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 변온잉크가 함유되어 온도에 따른 색상의 변화가 이루어지는 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자외선을 이용해 건조하기 때문에, 포름알데히드와 같은 휘발성유기화합물이 방출되지 않는 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 원자재의 표면에 저압멜라민을 도포하고 열압프레싱하여 표면층을 형성하는 표면층형성단계, 상기 표면층의 상부면에 하도층을 형성하는 하도층형성단계, 상기 하도층을 연마하는 제1연마단계, 상기 제1연마단계를 거친 하도층의 상부면에 변온잉크 및 자외선잉크가 함유된 혼합물로 인쇄층을 형성하는 인쇄층형성단계, 상기 인쇄층을 연마하는 제2연마단계 및 상기 제2연마단계를 거친 인쇄층의 표면에 상도층을 형성하는 상도층형성단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 표면층형성단계는 원자재의 표면에 저압멜라민을 도포하고, 170 내지 220℃의 온도에서 150 내지 300 기압으로 10 내지 60초 동안 열압프레싱하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 하도층형성단계는 상기 표면층의 상부면에 UV도료와 프라이머를 도포하고 자외선램프로 건조하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 하도층 형성단계는 상기 표면층의 상부면에 UV도료와 프라이머를 도포하고, 자외선램프로 건조하는 과정을 3회 반복하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 인쇄층형성단계는 상기 연마단계를 거친 하도층의 상부면에 변온잉크 및 자외선 잉크로 이루어진 혼합물을 스크린 인쇄한 후에 자외선램프로 건조하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 상도층형성단계는 상기 제2연마단계를 거친 인쇄층의 표면에 UV 하이그로시 도료를 도포하고 자외선램프로 건조하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 상도층형성단계는 상기 제2연마단계를 거친 인쇄층의 표면에 UV 하이그로시 도료를 도포하고, 자외선램프로 건조하는 과정을 3회 반복하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 혼합물은 변온잉크 10 중량부에 및 자외선잉크 10 내지 100 중량부를 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 혼합물에는 펄이 더 함유되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 펄은 5 내지 100 중량부가 함유되는 것으로 한다.

또한, 본 발명의 목적은 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 판재를 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재 및 그 제조방법은 변온잉크가 함유되어 온도에 따른 색상의 변화가 이루어지는 판재를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 자외선을 이용해 건조하기 때문에, 포름알데히드와 같은 휘발성유기화합물이 방출되지 않는 판재를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재의 제조방법은 원자재의 표면에 저압멜라민을 도포하고 열압프레싱하여 표면층을 형성하는 표면층형성단계(S101), 상기 표면층의 상부면에 하도층을 형성하는 하도층형성단계(S103), 상기 하도층을 연마하는 제1연마단계(S105), 상기 제1연마단계(S105)를 거친 하도층의 상부면에 변온잉크 및 자외선잉크가 함유된 혼합물로 인쇄층을 형성하는 인쇄층형성단계(S107), 상기 인쇄층을 연마하는 제2연마단계(S109) 및 상기 제2연마단계(S109)를 거친 인쇄층의 표면에 상도층을 형성하는 상도층형성단계(S111)로 이루어진다.

상기 표면층형성단계(S101)는 원자재의 표면에 저압멜라민(LPM, Low Pressure Melamine)을 도포하고 열압프레싱하여 표면층을 형성하는 단계로, 원자재의 표면에 저압멜라민을 도포하고, 170 내지 220℃의 온도에서 150 내지 300 기압으로 10 내지 60초 동안 열압프레싱하여 이루어지는데, 이러한 표면층형성단계(S101)를 거친 원자재는 뒤틀림이나 변형이 방지되고, 충격흡수 효율이 향상된다.

이때, 전술한 원자재는 특별히 한정되지 않지만, MDF(Medium Density Fibreboard), PB(Particle Board) 및 PW(Plywood) 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 하도층형성단계(S103)는 상기 표면층의 상부면에 하도층을 형성하는 단계로, 상기 표면층의 상부면에 UV도료와 프라이머를 도포하고 자외선램프로 건조하여 이루어지는데, UV도료와 프라이머를 도포하고 건조하여 하도층이 형성되면 상기 인쇄층형성단계(S107)에서 도포되는 변온잉크 및 자외선잉크로 이루어진 혼합물이 전술한 표면층에 스며들어 변온에 따른 판재의 색 변화효율이 감소하는 것을 차단할 수 있으며, 변온잉크 및 자외선잉크로 이루어진 혼합물과 표면층의 접착력을 향상시키게 된다.

또한, 상기 하도층의 두께를 두텁게 형성할 경우에는 UV도료와 프라이머를 도포하고, 자외선램프로 건조하는 이루어지는 도포과정을 3회로 나누어서 진행하는 것이 바람직한데, 두텁게 형성된 하도층은 건조가 완전하게 이루어지지 않기 때문에, 완전한 건조가 이루어지도록 하기 위해 1회가 종료될 때마다 자외선램프를 이용하여 건조하는 과정을 거치는 것이 바람직하며, 상기와 같이 도포와 건조의 과정을 여러 차례 반복하여 하도층을 형성하면 하도층의 경화시간이 단축된다.

또한, 상기 하도층은 자외선램프를 이용하여 완전하게 건조되기 때문에, 포름알데히드와 같은 휘발성유기화합물을 방출하지 않는다.

이때, 자외선램프를 이용하여 건조하는 과정은 고온수은등, 메탈하이라디드등, 무오존등 및 표준등 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제1연마단계(S105)는 상기 하도층을 연마하는 단계로, 샌딩연마 공정을 이용하여 하도층을 연마하는데, 샌딩연마된 하도층은 표면에서 발생된 기포가 제거되며, 상기 인쇄층형성단계(S107)에서 형성되는 인쇄층과의 밀착력이 향상된다.

상기 인쇄층형성단계(S107)는 상기 제1연마단계(S105)를 거친 하도층의 상부면에 변온잉크 및 자외선잉크가 함유된 혼합물로 인쇄층을 형성하는 단계로, 상기 제1연마단계(S105)를 거친 하도층의 상부면에 변온잉크 및 자외선 잉크로 이루어진 혼합물을 스크린 인쇄한 후에 자외선램프로 건조하여 이루어지는데, 변온잉크 및 자외선잉크가 함유된 혼합물로 형성된 인쇄층은 온도 변화에 따라 판재의 색상을 변할 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 인쇄층은 스크린 인쇄를 통해 형성되는데, 함침이나 롤코팅 방법을 통해 인쇄층을 형성하게 되면 인쇄층과 상기 하도층의 접착력이 저하되어 쉽게 지워지거나, 인쇄층을 형성할 때, 변온잉크 및 자외선잉크가 함유된 혼합물이 흘러내리는 단점이 있다.

이때, 상기 혼합물은 변온잉크 10 중량부에 및 자외선잉크 10 내지 100 중량부를 혼합하여 이루어지며, 상기 변온잉크는 감온 및 감광 잉크를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 혼합물에는 펄이 더 함유될 수도 있으며, 이러한 펄은 5 내지 100 중량부가 함유되는 것이 바람직한데, 펄의 함유로 인해 광택이 우수하며, 고급스러운 외관을 갖는 판재가 제공된다.

상기 자외선램프를 이용하여 건조하는 과정은 고온수은등, 메탈하이라디드등, 무오존등 및 표준등 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제2연마단계(S109)는 상기 인쇄층을 연마하는 단계로, 샌딩연마 공정을 이용하여 인쇄층을 연마하는데, 샌딩연마된 인쇄층은 표면에서 발생된 기포가 제거되며, 상기 상도층형성단계(S111)에서 형성되는 상도층과의 밀착력이 향상된다.

상기 상도층형성단계(S111)는 상기 제2연마단계(S109)를 거친 인쇄층의 표면에 상도층을 형성하는 단계로, 상기 제2연마단계(S109)를 거친 인쇄층의 표면에 UV 하이그로시 도료를 도포하고 자외선램프로 건조하여 이루어지는데, 이러한 과정을 통해 형성된 상도층은 상기 인쇄층을 보호하고, 판재의 광택, 내스크레치성 및 방오성을 향상시키는 역할을 한다.

이때, 상기 UV하이그로시 도료의 도포량은 상기 인쇄층에 도포된 변온잉크 및 자외선잉크가 함유된 혼합물의 10배 내지 20배가 바람직하며, 자외선램프를 이용하여 건조한다.

상기 상도층의 두께를 두텁게 형성할 경우에는 UV하이그로시 도료를 도포하고, 자외선램프로 건조하는 이루어지는 도포과정을 3회로 나누어서 진행하는 것이 바람직한데, 두텁게 형성된 상도층은 건조가 완전하게 이루어지지 않기 때문에, 완전한 건조가 이루어지도록 하기 위해 1회가 종료될 때마다 자외선램프를 이용하여 건조하는 과정을 거치는 것이 바람직하며, 상기와 같이 도포와 건조의 과정을 여러 차례 반복하여 상도층을 형성하면 상도층의 경화시간이 단축된다.

또한, 상기 상도층은 자외선램프를 이용하여 완전하게 건조되기 때문에, 포름알데히드와 같은 휘발성유기화합물을 방출하지 않으며, 건조의 과정은 상기 하도층형성단계의 건조과정과 동일하므로 그 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명은 상기의 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 판재를 제공할 수 있는데, 상기의 제조방법을 통해 제조가 완료된 판재는 표면에 보호랩을 부착하여 보관한다.

상기와 같이 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법으로 제조되는 판재는 변온잉크가 함유되어 온도에 따른 색상의 변화가 이루어지며, 펄 성분이 함유되어 광택이 우수하며, 고급스러운 외관을 갖는다

또한, 자외선을 이용해 건조하는 과정을 거치기 때문에, 포름알데히드와 같은 휘발성유기화합물이 방출되지 않는 탁월한 효과를 나타낸다.

이때, 상기 판재의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 생활가구용, 주방용 및 인테리어용으로 사용될 수 있으며, 판재를 이루는 각층과 물성은 상기의 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법에 설명한 바와 동일함으로 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 판재의 물성을 실시예를 들어 설명한다.

<실시예 1>

MDF의 표면에 저압멜라민을 도포하고 190℃의 온도와 240 기압하에서 28초 동안 열압프레싱 하여 표면층을 형성하고, 표면층에 상부면에 UV도료와 프라이머를 도포하고 자외선램프로 건조하여 하도층을 형성하고, 상기 하도층을 샌딩처리공법으로 연마하고, 변온잉크[㈜폴리크롬 회사에서 생산한(감온 및 감광 캡슐잉크)] 2 중량부, 자외선잉크[㈜노루케미칼+대한잉크㈜의 각각 생산분을 3:3으로 배합] 6 중량부를 혼합한 혼합물을 상기 하도층의 상부면에 스크린 인쇄하여 인쇄층을 형성하고, 상기 인쇄층의 표면을 샌딩처리공법으로 연마하고, 상기 인쇄층의 표면에 UV하이그로시(D/S용) 도료를 도포하고, 자외선램프로 건조하여 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재를 제조하였다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 혼합물에 펄 1 중량부를 더 혼합하여 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재를 제조하였다.

<실시예 3>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 변온잉크 4 중량부 및 자외선잉크 6 중량부를 혼합하 후에 펄 2 중량부를 더 혼합하여 제조된 혼합물을 사용하여 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재를 제조하였다.

<실시예 4>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 변온잉크 3 중량부 및 자외선잉크 7 중량부를 혼합한 후에, 펄 1.5 중량부를 더 혼합하여 제조된 혼합물을 사용하여 변온잉크 와 자외선잉크를 이용한 판재를 제조하였다.

<실시예 5>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 변온잉크 4 중량부 및 자외선잉크 8 중량부를 혼합한 후에, 펄을 1.5 중량부를 더 혼합하여 제조된 혼합물을 사용하여 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재를 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 5를 통해 제조된 변온잉크와 자외선잉크를 이용한 판재의 온도에 따른 색상변화 및 휘발성유기화합물 방출여부를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

{단, 온도에 따른 색상변화는 판재에 표면에 불꽃과 열풍을 3초 동안 적용한 후에 판재의 색상변화여부 및 본래의 색으로 돌아오는 시간을 측정하여 나타내었으며, 휘발성유기화합물의 방출여부는 본 발명에 의해 제조된 판재로 가로 30cm×세로 30cm×높이 30cm인 챔버를 만들고 일주일이 경화한 후에 챔버 내부 공기를 휘발성 유기화합물 측정장치(MiniRAE3000)로 측정하여 확인하였다.}

<표 1>

위에 표 1에 나타낸 것처럼 본 발명에 의해 제조된 판재는 변온잉크가 함유되어 온도에 따른 색상의 변화가 이루어지는 탁월한 효과를 나타내며, 자외선을 이용해 건조하기 때문에, 포름알데히드와 같은 휘발성유기화합물이 방출되지 않는 탁월한 효과를 나타낸다.

S101 ; 표면층형성단계
S103 ; 하도층형성단계
S105 ; 제1연마단계
S107 ; 인쇄층형성단계
S109 ; 제2연마단계
S111 ; 상도층형성단계

Claims

원자재의 표면에 저압멜라민을 도포하고 열압프레싱하여 표면층을 형성하는 표면층형성단계;
상기 표면층의 상부면에 하도층을 형성하는 하도층형성단계;
상기 하도층을 연마하는 제1연마단계;
상기 제1연마단계를 거친 하도층의 상부면에 변온잉크 및 자외선잉크가 함유된 혼합물로 인쇄층을 형성하는 인쇄층형성단계;
상기 인쇄층을 연마하는 제2연마단계; 및
상기 제2연마단계를 거친 인쇄층의 표면에 상도층을 형성하는 상도층형성단계;를 포함하되,
상기 표면층형성단계는 원자재의 표면에 저압멜라민을 도포하고, 170 내지 220℃의 온도에서 150 내지 300 기압으로 10 내지 60초 동안 열압프레싱하여 이루어지며,
상기 인쇄층형성단계는 상기 연마단계를 거친 하도층의 상부면에 변온잉크 및 자외선 잉크로 이루어진 혼합물을 스크린 인쇄한 후에 자외선램프로 건조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 하도층형성단계는 상기 표면층의 상부면에 UV도료와 프라이머를 도포하고 자외선램프로 건조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법.
청구항 1 또는 3에 있어서,
상기 하도층형성단계는 상기 표면층의 상부면에 UV도료와 프라이머를 도포하고, 자외선램프로 건조하는 과정을 3회 반복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 상도층형성단계는 상기 제2연마단계를 거친 인쇄층의 표면에 UV 하이그로시 도료를 도포하고 자외선램프로 건조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법.
청구항 1 또는 6에 있어서,
상기 상도층형성단계는 상기 제2연마단계를 거친 인쇄층의 표면에 UV 하이그로시 도료를 도포하고, 자외선램프로 건조하는 과정을 3회 반복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 혼합물은 변온잉크 10 중량부에 및 자외선잉크 10 내지 100 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법.
청구항 1 또는 8에 있어서,
상기 혼합물에는 펄이 더 함유되는 것을 특징으로 하는 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법.
청구항 9에 있어서,
상기 펄은 5 내지 100 중량부가 함유되는 것을 특징으로 하는 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법.
청구항 1항에 따른 변온잉크와 자외선 잉크를 이용한 판재의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 판재.