KR101534621B1 - 멤브레인 성형이 가능한 무광 데코시트용 코팅 조성물 및 이를 포함하는 친환경 무광 데코시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무광 데코시트용 코팅 조성물, 이를 포함하는 무광 데코시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 여러 구현예에 따르면, 본 발명의 무광 데코시트는 하이글로스 제품과는 달리 고급스럽고 세련된 외관을 가진 데코시트로서, PET 소재를 기재필름으로 사용하고 있어, 친환경적이고, 얇은 코팅층 대비 우수한 신율, 경도, 내오염성, 내지문 기능 등 표면 물성이 매우 우수하므로, 3차원 멤브레인 성형이 가능한 효과를 달성할 수 있다.

Description

멤브레인 성형이 가능한 무광 데코시트용 코팅 조성물 및 이를 포함하는 친환경 무광 데코시트{Coating composition for matt decorative sheet in which the membrain formation is possible, and eco-friendly matt decorative sheet comprising the same}
본 발명은 3차원 멤브레인 성형이 가능한 무광 데코시트용 코팅 조성물, 이를 포함하는 친환경 무광 데코시트 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 신율, 경도, 내오염성, 내지문 기능 등이 우수하여 3차원 멤브레인 성형이 가능한 친환경 무광 데코시트에 관한 것이다.
일반적으로 열가소성 플라스틱, 이의 가공된 물품의 표면을 보호하고, 심미성을 부여하기 위해 플라스틱, 가전제품, 가구 및 자동차 등의 표면에 표면처리를 실시하고, 물품의 표면 처리는 제품의 용도와 디자인에 따라 다양하게 이루어진다.
특히 무광 필름은 외부의 빛을 난반사 시킴으로써, 유광 필름에서 보이는 눈의 피로함 및 포장된 내용물의 공개를 방지하고 제품의 우아함을 줄 수 있어, 최근에는 식품포장, 책 표지, 쇼핑백, 또는 라벨지 등에 사용되고 있고, 사용 용도도 점차 증가하고 있고 있다.
그러나 기존에 사용되고 있는 무광 필름은 광반사 및 투명성이 높고 무광면의 조밀도가 낮아 필름 외관이 깨끗하지 못한 문제점이 있다. 또한 무광 코팅층 조성시 가열 신장시에 신율이 부족하여 오버레이(Overlay)용이나 합지용으로만 사용될 수 있으며, 내 오염성 등 표면 물성을 갖추지 못하여 제품화에 있어 제한된다.
상기 문제점을 해결하기 위해 복합수지조성물을 용융 압출시켜 베이스가 되는 폴리프로필렌 필름의 표면에 적층하는 구조의 무광 필름이 개발되었으나, 상기 무광 필름은 복합수지조성물을 용융 압출시켜 베이스가 되는 폴리프로필렌 필름의 표면에 적층하는 구조이기 때문에 무광 필름의 두께를 얇게 만들기 어렵고, 무광 필름의 두께를 자유롭게 조절하기 어려우며, 제조비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
특히 종래의 PVC 소재 사용 시 물성 및 성형성이 우수하나, 소각 시 유독가스 배출 등 환경유해물질로 분류되어 환경 문제 발생의 여지가 있어, 상기 문제점을 해결하면서, 사용자의 욕구를 충족시키기 위해 광반사성과 투명성을 낮추고 필름 외관의 우아함을 높이기 위해 무광면의 조밀도를 개선한 무광 필름의 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 신율, 경도, 내오염성, 내지문 기능 등이 우수하고,광반사성과 투명성을 낮춘 무광 데코시트 및 상기 무광 데코시트용 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 대표적인 일 측면에 따르면, 주바인더 20-50 중량%; 제1 구형입자 1-5 중량%; 제2 구형입자 0.1-1.0 중량%; 왁스 0.5-3 중량%; 희석제 40-75 중량%; 및 경화제 0.5-5 중량%를 포함하는 무광 데코시트용 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 대표적인 다른 측면에 따르면, 기재필름층; 및 상기 기재필름층 제1 면에 무광 코팅층이 적층되는 것을 특징으로 하는 무광 데코시트을 제공한다.
본 발명의 대표적인 또 다른 측면에 따르면, 기재필름 제1 면에 무광 데코시트용 코팅 조성물을 도포한 후, 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무광 데코시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 여러 구현예에 따르면, 본 발명의 무광 데코시트는 하이글로스 제품과는 달리 고급스럽고 세련된 외관을 가진 데코시트로서, PET 소재를 기재필름으로 사용하고 있어, 친환경적이고, 얇은 코팅층 대비 우수한 신율, 경도, 내오염성, 내지문 기능 등 표면 물성이 매우 우수하므로, 3차원 멤브레인 성형이 가능한 효과를 달성할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
본 명세서에서, ‘무광 데코시트’라 함은 표면의 광택을 없애 메트(matte) 처리된 장식용 시트의 형태인 얇은 필름으로 정의될 수 있고, 상기 데코시트는 영문자 ‘Decorative foil'를 나타내고, 일반적으로 무광은 ASTM D523, D2457 광택도 측정 방법에 따라 광택도 평가시 표면 광택도가 30% 미만으로 낮은 경우로 정의 된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 주바인더 20-50 중량%; 제1 구형입자 1-5 중량%; 제2 구형입자 0.1-1.0 중량%; 왁스 0.5-3 중량%; 희석제 40-75 중량%; 및 경화제 0.5-5 중량%를 포함하는 무광 데코시트용 코팅 조성물이 개시된다.
본 발명에서는 상기 무광 데코시트로부터 표면 보호용 무광 코팅 조성물을 제공하여 광택도를 10% 이하로 낮춤으로서, 심미성과 제품의 고급화가 한층 더 구현되며, 또한 멤브레인 성형이 가능한 물성을 갖는 친환경 무광 데코시트를 형성 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 주바인더는 코팅층의 물성을 구현하는 주바인더로서, 20 중량% 미만으로 첨가되는 경우에는 표면 경도 효과 발현이 어려운 문제점이 있을 수 있고, 50 중량% 초과하여 첨가되는 경우에는 코팅 공정성을 저해 하는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 제1 구형입자 및 상기 제2 구형입자를 함께 사용함으로서, 본 발명에서 목적하는 효과인 코팅층 표면에 요철을 구현하여 무광택을 확보하면서 동시에 신율을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 구형입자가 1 중량% 미만으로 첨가하거나, 제2 구형입자가 0.1 중량% 미만으로 첨가되는 경우에는 무광택 구현에 문제점이 있을 수 있고, 상기 제1 구형입자가 5 중량% 초과하거나 제2 구형입자가 1 중량% 초과하여 첨가되는 경우에는 가열 신장시 표면 백탁 현상이 발생하는 등의 문제점이 있을 수 있다.
나아가, 상기 왁스는 상기 구형입자와 함께 조합하여 무광택을 구현하고, 성형성에 대한 물성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로서, 0.5 중량% 미만으로 첨가되는 경우에는 그 효과가 미미할 수 있고, 3 중량% 초과하여 첨가되는 경우에는 내스크래치성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 주바인더는 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지, 메타크릴레이트, 메틸메타르릴레이트, 폴리우레탄 수지 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 주바인더는 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지로서 중량평균 분자량이 50,000-150,000 인 것을 사용할 수 있는데, 만일 상기 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지의 중량평균 분자량이 50,000 미만인 경우에는 표면 물성 구현이 부족할 수 있고, 중량평균 분자량이 150,000을 초과하는 경우에는 표면 경도가 낮아질 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 구형입자는 입경이 2-7 ㎛이고, 상기 제2 구형입자는 입경이 8-15 ㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 구형입자와 제2 구형입자의 크기는 데코시트의 무광면의 조밀도를 구현하기 위해서 특히 중요한 요소이다.
상기 제1 구형입자의 입경이 2 ㎛ 미만이거나, 제2 구형입자 입경이 8 ㎛ 미만인 경우에는 무광택 정도 구현에 문제점이 있을 수 있고, 제1 구형입자의 입경이 7 ㎛ 초과인 경우에는 가열 신장시 표면 백화 문제점이 있을 수 있으며, 제2 구형입자 입경이 15 ㎛ 초과인 경우에는 성형 시 크랙이 발생하는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 구형입자 또는 제2 구형입자는 SiO2 비드, TiO2 비드, ZnO 비드, 폴리메틸 메타아크릴레이트 비드, 유리 비드, 테프론(PTFE) 비드, 폴리스티렌(Polystyrene) 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 왁스는 파라핀 왁스, 칸델릴라 왁스, 합성왁스 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 희석제는 메틸에틸케톤(MEK), 에틸아세테이트(EAc), 이소프로필알콜(IPA) 중에서 선택되는 1종 이상을 톨루엔, 메틸이소부틸케톤(MIBK), 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르(PGME) 중에서 선택되는 1종 이상의 유기용액과 혼합한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 디페닐 메탄 디이소시아네이트(MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI) 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 경화제는 열 경화제로서, 바람직하게는 이소시아네이트계 경화제인 헥사메틸렌 디이소시아네이트을 사용할 수 있다.
바람직하게, 상기 무광 데코시트용 코팅 조성물은 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지 20-50 중량%; 입경이 2-7 ㎛인 SiO2 비드 1-5 중량%; 입경이 8-15 ㎛인 SiO2 비드 0.1-1.0 중량%; 파라핀 왁스 0.5-3 중량%; 메틸에틸케톤 및 톨루엔이 1:9-2:8 의 부피비로 혼합된 용매 40-75중량%; 및 경화제 0.5-5 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기재필름층; 및 상기 기재필름층 제1 면에 무광 코팅층이 적층되는 것을 특징으로 하는 무광 데코시트가 개시된다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 기재필름층은 200-500 ㎛이고, 상기 무광 코팅층은 5-10 ㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 기재필름층의 두께가 200㎛ 미만인 경우 멤브레인 성형시 쉽게 손상되는 문제점이 발생하고, 500 ㎛를 초과하는 경우에는 멤브레인 성형시 가공온도 상승 및 작업성이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 일반적으로 우수한 표면 외관을 구비하기 위해서는 코팅층이 두꺼워지는 경향이 있는데, 이러한 경향성과 대비하여 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 기재필름층 상에 상기 무광 코팅층은 5-10 ㎛로 얇게 형성되면서, 동시에 우수한 표면 외관을 형성할 수 있어, 3차원 멤브레인 성형용 데코시트로 매우 유용하게 사용될 수 있다.
일반적으로 무광 표면 구현을 위해 표면 메트처리(엠보가공)를 통해 무광시트를 구현하지만 이런 경우 표면이 거칠며 무광택도를 10% 미만으로 구현하기 힘들며, 또한 합지 및 엠보가공 등의 추가 가공 공정이 필요하다.
이를 극복하기 위해, 본 발명에서는 무광 코팅 조성물을 적층하여 광택도가 0-10%를 구현하며 동시에 성형성 및 표면물성을 동반하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 무광이라함은 광택도가 30% 미만인데, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 무광 데코시트의 광택도가 10% 미만으로서, 심미적이며 고급스러운 제품 효과를 달성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 기재필름층은 제1 스킨층, 기저층 및 제2 스킨층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 기저층은 비정질 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET-A)로 구성된다. 상기 기저층이 PET-A로 구성됨으로써 열안정성 및 투명도가 우수하도록 유지할 수 있다.
또한, 제1 스킨층 및 제2 스킨층은 글리콜 변성 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET-G) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 구성된다.
상기 글리콜 변성 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET-G)에 포함되는 글리콜 변성 폴리에틸렌텔레프탈레이트(Glycol modified polyethylene terephthalate: PET-G) 수지는 텔레프탈산(Terephthalic acid: TPA)과 에틸렌글리콜(Ethylene glycol:EG), 사이클로 헥산 디 메탄올(Cyclohexanedimethanol: CHDM)을 공중합한 비정질 수지로서 우수한 가공성과 성형성, 인쇄성이 우수하고, 수축으로 인한 변형이 없으며 내 충격성이 우수하고 소각 또는 화재 발생시, 염소 가스가 발생하지 않고 환경 호르몬 등의 유해성분이 없는 특성이 있어서, 본 발명에 따른 데코시트에 포함되는 재료로서 적합하다.
상기 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)는 결정성 폴리머로서 스킨층을 이루는 경우 내용제성 및 유연성을 향상시키는 특성이 있다.
즉, 무광 코팅층과 코팅시에 무광 코팅용 조성물이 제1 스킨층으로 스며들지 않게 하는 효과가 있다. 또한 내용제성이 좋아지며 이로 인해 스킨층이 손상되지 않으며 신율이 높아지는 장점이 있다. 뿐만아니라, PBT가 스킨층에 혼합됨으로써 성형온도를 낮추어 높은 신율이 높아지며 데코시트에 백탁현상을 개선할 수도 있다.
한편, 본 발명에 사용되는 PBT는 고유점도(Ⅳ)가 0.8-0.9dl/g인 것이 바람직하다. 상기 범위내에서 PET-G와 혼합이 잘 이루어지며 내용제성으로 좋아지며 이로인해 기재가 손상되지 않고 신율이 높아진다.
상기 제1 스킨층 및 제2 스킨층은 상기 PET-G 및 PBT가 혼합됨으로써 본 발명의 데코시트는 유연성이 확보되어 3차원의 멤브레인 성형이 가능하다.
또한 상기 제1 스킨층 및 제2 스킨층은 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET-G) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)가 5.5 : 4.5-7:3의 몰비로 혼합되는 것이 바람직하며, 6:4의 몰비로 이루어지는 것이 더 바람직하다. 상기 범위에서 혼합되는 경우 PET-G와 PBT의 혼합물에 대한 Tg가 내려가게 되어, 후공정시에 낮은 온도로도 가공이 가능한 장점이 있다.
한편, 상기 제1 스킨층 및 제2 스킨층은 PCTG(poly(cyclohexylene dimethylene terephthalate), glycol)를 더 포함하여 형성될 수도 있다. PET-G와 PBT의 혼합이 잘 이루어지게 하기 위해 혼합시에 상기 PCTG를 혼합하여 제1 스킨층 및 제2 스킨층을 형성할 수 있다. 상기 제1 스킨층 및 제2 스킨층에 PCTG의 혼합비율은 PET-G, PBT 및 PCTG가 5:4:1-6:3:1 몰비인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 상기 물질들의 혼합이 잘 이루어지게 되며, Tg가 내려가게 되어, 후공정시에 낮은 온도로도 가공이 가능하다.
또한 상기 제1 스킨층, 기저층 및 제2 스킨층 중 1이상의 층에는 안료가 포함될 수 있는데, 상기 안료는 TiO2, Pigment Yellow 및 Pigment Blue 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 무광 코팅층은 주바인더 20-50 중량%; 제1 구형입자 1-5 중량%; 제2 구형입자 0.1-1.0 중량%; 왁스 0.5-3 중량%; 희석제 40-75 중량%; 및 경화제 0.5-5 중량%를 포함하는 무광 데코시트용 코팅 조성물이 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따라 상기 무광 데코시트용 코팅 조성물을 사용함으로서, 종래 무광 데코시트의 멤브레인 성형 시, 표면상에서 백화 현상이나 크랙 현상이 발현되는 문제점이 있을 해결할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 무광 데코시트는 종래 표면의 백화 현상 및 크랙 현상의 발생을 막기 위해, 라미네이션(합지)을 통해 엠보 표면을 형성시켜 제조된 무광 데코시트보다 신율, 경도 등의 물성이 우수한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 주바인더는 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지, 메타크릴레이트 수지, 메틸메타크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 구형입자 또는 제2 구형입자는 SiO2 비드, TiO2 비드, ZnO 비드, 폴리메틸 메타아크릴레이트 비드, 유리 비드, 테프론 비드, 폴리스티렌 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 구형입자는 입경이 2-7 ㎛이고, 상기 제2 구형입자는 입경이 8-15 ㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 왁스는 파라핀 왁스, 칸델릴라 왁스, 합성 왁스 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 희석제는 메틸에틸케톤(MEK), 에틸아세테이트(EAc), 이소프로필알콜(IPA) 중에서 선택되는 1종 이상을 톨루엔, 메틸이소부틸케톤(MIBK), 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르(PGME) 중에서 선택되는 1종 이상의 유기용액과 혼합한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트, 디페닐 메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 무광 데코시트는 기재필름층; 및 상기 기재필름층 제1 면에 무광 코팅층이 적층되는 것을 특징으로 하는 무광 데코시트로서, 상기 기재필름층은 200-500 ㎛이고, 상기 무광 코팅층은 5-10 ㎛이며, 기재필름층은 폴리비닐클로라이드이고, 상기 기재필름층은 중량평균 분자량이 50,000-150,000인 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지 20-50 중량%; 입경이 2-7 ㎛인 SiO2 비드 1-5 중량%; 입경이 8-10 ㎛인 SiO2 비드 0.1-1 중량%; 왁스 0.5-3 중량%; 희석제 40-75 중량%; 및 경화제 0.5-5 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기재필름 제1 면에 무광 데코시트용 코팅 조성물을 도포한 후, 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무광 데코시트의 제조방법이 개시된다.
한편, 상기 코팅 조성물을 이용하여 데코시트에 코팅하는 경우 열 경화시키는 것이 바람직하다. 종래의 UV 경화방식의 경우 반응중 미반응 모노머가 남을 수 있으며 추후 성형시에 쉽게 크랙이 발생하여 멤브레인 성형이 불가능하다. 그러나 상기 열경화 방식의 코팅은 UV 경화방식과 비교하여 경화 후에도 탄성이 좋아 성형 가공성이 우수한 장점이 있다.
또한, 상기 코팅 조성물을 이용하여 데코시트에 코팅하는 경우, 코팅방식은 특별히 제한되지 않으며, 그리비아, 마이크로 그라비아, 슬롯다이 및 립다이 등으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 기재필름은 제1 스킨층, 기저층 및 제2 스킨층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 기저층은 비정질 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET-A)이고, 상기 제1 스킨층은 글리콜 변성 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET-G)이며, 상기 제2 스킨층은 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 무광 데코시트용 코팅 조성물은 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지 20-50 중량%, 입경이 2-7 ㎛인 SiO2 비드 1-5 중량%, 입경이 8-15 ㎛인 SiO2 비드 0.1-1.0 중량% 및 파라핀 왁스 0.5-3 중량%를 균일하게 혼합하고, 메틸에틸케톤 및 톨루엔이 혼합된 희석제를 40-75 중량%로 첨가한 후, 경화제를 0.5-5 중량%로 첨가한 후, 혼합하는 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 무광 데코시트용 코팅 조성물에 있어서, 상기 메틸에틸케톤 및 톨루엔이 1:9-2:8의 부피비로 혼합된 희석제는 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지 20-50 중량%, SiO2 비드 1-5 중량% 및 파라핀 왁스 0.5-3 중량%가 포함된 총고형분의 함량이 20-50 중량부가 될 수 있도록 첨가하는 것이 바람직하고, 상기 경화제는 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지에 대비하여 2-10 중량부로 첨가하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 데코시트는 열 성형에 적합하다. 열 성형이란 열가소성 수지의 시트를 가열/연화시켜, 진공(vacuum) 또는 압공(press)을 하여 형상을 만드는 방법이다. 상기 열 성형이란 용어는 진공성형(vacuum forming), 프레스성형(pressure forming), 매치드 몰드 성형(matched mold forming) 및 이들의 조합 등 다양한 시트 가공 기술을 포함하는 포괄적인 의미로 사용되는 데, 일반적인 열성형 공정은 피딩(feeding), 클램핑(clamping), 히팅(heating), 쉐이핑(shaping), 쿨링(cooling) 및 트리밍(trimming) 등의 순서로 이루어진다. 주로 압출 등에 의해 얻어진 시트를 성형기에 공급하면(feeding), 이것을 틀에 완전히 고정시키고(clamping), 성형온도까지 가열한 후(heating), 진공 또는 공기압 등에 의해 성형(shaping)하게 된다. 성형이 완료되면 적절한 냉각과정(cooling)과 트리밍(trimming) 공정을 거쳐서 성형품이 얻어진다.
상기 열 성형은 사출성형(injection molding), 중공성형(blow molding), 사출중공성형(injection blow molding)등 경쟁관계에 있는 타 가공법들에 비해 상대적으로 약 1-10 기압정도 낮은 압력에서 성형이 이루어지므로 강도가 다소 떨어지는 값싼 재질의 몰드(mold)를 이용할 수 있으며, 따라서 부피가 큰 경우에도 최소의 비용으로 성형할 수 있다. 또한 측벽(side wall)이 극히 얇거나, 두께 대 면적비가 충분히 낮은 부품의 경우에는 성형시간이 극단적으로 짧으며 상당량의 부품을 효율적으로 대량생산할 수 있으므로 타 성형법으로는 기대하기 힘든 높은 성형만족도를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 데코시트는 멤브레인 성형에 적합하다. 멤브레인 성형(membrane forming)이란 프레스성형(press forming)과 진공성형(vacuum forming)을 결합한 형태로서, 가열 후 프레스성형과 진공성형이 동시에 일어난다.
본 발명에 따른 데코시트는 유연성이 높아 모서리 및 곡선부분이 매끄럽게 형성되고 신율이 우수한 장점이 있으며, 표면은 내스크래치성이 우수하며, 내오염성 또한 우수한 특징이 있다.
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백하다.
실시예 1
(1) 단계 1: 무광 데코시트용 코팅 조성물의 제조
아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지 25 중량%, 입자 크기가 평균 5 ㎛인 실리카 비드 1.5 중량%, 입자 크기가 평균 10 ㎛인 실리카 비드 0.2 중량%, 파라핀계 왁스 1.0 중량%를 균일하게 혼합하고, 메틸에틸케톤 및 톨루엔이 1:9 중량비로 혼합된 희석제를 71.8 중량% 첨가한 후, 이소시아네이트계 경화제(HMDI)를 0.5 중량%로 첨가하여 무광 데코시트용 코팅 조성물을 제조하였다.
(2) 단계 2: 무광 데코시트의 제조
친환경 데코시트인 GPET 공압출 기재필름 상에 상기 단계 1에서 얻은 코팅 조성물을 마이크로 그라비아 방식으로 무광 코팅층이 두께가 8-10 ㎛가 될 수 있도록 도포하여 75 ℃ 온도에서 2분 동안 열건조시켜 무광 데코시트를 얻었다.
한편, 상기 GPET 공압출 기재필름은 기저층 PET-A를, 제1 스킨층 및 제2 스킨층으로 PET-G 및 PBT가 혼합비율이 6:4의 몰비로 혼합되어 형성되며 상기 기재필름층의 두께는 300 ㎛로 형성하였다. 한편, 기저층에 안료로 TiO2를 첨가하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 입자 크기가 평균 5 ㎛인 실리카 비드 1.5 중량%, 입자 크기가 평균 10 ㎛인 실리카 비드 0.2 중량%를 사용하는 대신 입자 크기가 평균 5 ㎛인 실리카 비드 1.7 중량% 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 무광 데코시트를 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 입자 크기가 평균 5 ㎛인 실리카 비드 1.5 중량%, 입자 크기가 평균 10 ㎛인 실리카 비드 0.2 중량%를 사용하는 대신 입자 크기가 평균 5 ㎛인 실리카 비드 5.5 중량%, 입자 크기가 평균 10 ㎛인 실리카 비드 1.5 중량%를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 무광 데코시트를 제조하였다(상기 비드는 실시예 1에 비해 중량을 7/1.7로 늘려서 사용하였다).
비교예 3
상기 실시예 1에서 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지를 사용하는 대신 폴리메틸메타아크릴레이트 수지를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 무광 데코시트를 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 및 비교예 1의 데코시트의 신율, 경도, 광택, 표면경도 및 내오염성을 하기와 같은 방법으로 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 신율(%)
ASTM-D882 방법에 따라 신율을 평가하였고, 폭 10 mm, 길이 150 mm 시편 중앙에 10 mm 간격으로 표시한 후 100 ℃ Hot Plate에서 3분간 방치 후 양쪽에서 당겼을 때 표면에 이상이 없는 부분의 변형률을 측정한다.
[수학식 1]
변형률=변형길이(ΔL)/초기길이(L : 10mm)×100
(2) 연필경도
연필경도 시험기에 의해 시험을 행하였다. 시험기가 수평위치일 때에 연필의 앞부분이 데코시트에 대하여 750 g의 하중을 주도록 시험기를 설정한 것 이외에는, JIS K 5600-5-4에 따라 수행하여 스크래치 발생 유무를 판단한다.
(3) 광택
글로스미터(Glossmeter)로 60° 각도에서 광택도를 측정하였다.
(4) 표면경도
경화된 도막에 손톱으로 도장 방향과 동일한 방향 그리고 직각인 방향으로 각각 20회 왕복한 후 도막에 남은 스크래치 자국을 관찰하였다. 관찰 결과는 하기의 방법으로 평가하였다.
양호 : 자국이 나타나지 않음.
양호(△) : 자국이 약간 보임.
불량: 자국이 선명하게 나타남.
(5) 내오염성
데코시트 코팅층에 산 또는 알칼리 종류(식초, 커피, 간장 등)를 떨어뜨린 후 24시간 후에 닦아낸 후에 검사하였다.
5: 흔적이 안 보이는 수준(no change)
4: 자세히 보아야 흔적이 조금 보이는 수준(minor change)
3: 흔적이 보이는 수준(moderate change)
2: 흔적이 잘 보이는 수준(significant change)
1: 코팅면이 변하는 수준(strong change)
구분 신율(%) 경도(연필) 광택(60°) 표면경도
(내스크래치성- 손톱 등)		 내오염성
실시예 1 200% F 8 양호 5
비교예 1 60% F 5 양호(△) 4
비교예 2 54% F 6 양호(△) 4
비교예 3 150% F 8 불량 4
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1의 데코시트는 신율이 200%로 비교예 1의 데코시트보다 약 3배 이상 우수한 것으로 확인되었고, 비교예 3의 데코시트보다는 내스크래치성이 개선된 것으로 확인되었다. 뿐만 아니라, 실시예 1의 데코시트는 광택도가 8%로 종래 무광 데코시트보다 낮은 것으로 확인되었으며, 경도 및 손톱 등에 의한 내스크레치성 역시 우수하므로 멤브레인 성형이 가능한 데코시트로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (22)

  1. 바인더 20-50 중량%;
    제1 구형입자 1-5 중량%;
    제2 구형입자 0.1-1 중량%;
    왁스 0.5-3 중량%;
    희석제 40-75 중량%; 및
    경화제 0.5-5 중량%를 포함하는 무광 데코시트용 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지, 메타크릴레이트, 메틸메타르릴레이트, 폴리우레탄 수지 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 무광 데코시트용 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 구형입자는 입경이 2-7 ㎛이고;
    상기 제2 구형입자는 입경이 8-15 ㎛인 것을 특징으로 하는 무광 데코시트용 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 구형입자 또는 제2 구형입자는 SiO2 비드, TiO2 비드, ZnO 비드, 폴리메틸 메타아크릴레이트 비드, 유리 비드, 테프론 비드, 폴리스티렌 비드 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 무광 데코시트용 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 왁스는 파라핀 왁스, 칸델릴라 왁스, 합성 왁스 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 무광 데코시트용 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 희석제는 메틸에틸케톤, 에틸아세테이트, 이소프로필알콜 중에서 선택되는 1종 이상을 톨루엔, 메틸이소부틸케톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 중에서 선택되는 1종 이상의 유기용액과 혼합한 것임을 특징으로 하는 무광 데코시트용 코팅 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트, 디페닐 메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 무광 데코시트용 코팅 조성물.
  8. 중량평균 분자량이 5,000-150,000인 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지 20-50 중량%;
    입경이 2-7 ㎛인 SiO2 비드 1-5 중량%;
    입경이 8-15 ㎛인 SiO2 비드 0.1-1 중량%;
    왁스 0.5-3 중량%;
    희석제 40-75 중량%; 및
    경화제 0.5-5 중량%를 포함하는 무광 데코시트용 코팅 조성물.
  9. 기재필름층; 및
    상기 기재필름층 제1 면에 무광 코팅층이 적층되는 무광데코시트로서;
    상기 무광 코팅층은 바인더 20-50 중량%,
    제1 구형입자 1-5 중량%,
    제2 구형입자 0.1-1 중량%,
    왁스 0.5-3 중량%,
    희석제 40-75 중량%, 및
    경화제 0.5-5 중량%를 포함하는 무광 데코시트용 코팅 조성물이 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 하는 무광 데코시트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기재필름층은 200-500 ㎛이고,
    상기 무광 코팅층은 5-10 ㎛인 것을 특징으로 하는 무광 데코시트.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 무광 데코시트는 광택도가 0-10%인 것을 특징으로 하는 무광 데코시트.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 기재필름층은 제1 스킨층, 기저층 및 제2 스킨층을 포함하는 것을 특징으로 하는 무광 데코시트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기저층은 비정질 폴리에틸렌텔레프탈레이트이고,
    상기 제1 스킨층은 글리콜 변성 폴리에틸렌텔레프탈레이트이며,
    상기 제2 스킨층은 폴리부틸렌테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 무광 데코시트.
  14. 삭제
  15. 제9항에 있어서,
    상기 바인더는 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지, 메타크릴레이트 수지, 메틸메타크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 무광 데코시트.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제1 구형입자 또는 제2 구형입자는 SiO2 비드, TiO2 비드, ZnO 비드, 폴리메틸 메타아크릴레이트 비드, 유리 비드, 테프론 비드, 폴리스티렌 비드 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 무광 데코시트.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 제1 구형입자는 입경이 2-7 ㎛이고;
    상기 제2 구형입자는 입경이 8-15 ㎛인 것을 특징으로 하는 무광 데코시트.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 왁스는 파라핀 왁스, 칸델릴라 왁스, 합성 왁스 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 무광 데코시트.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 희석제는 메틸에틸케톤, 에틸아세테이트, 이소프로필알콜 중에서 선택되는 1종 이상을 톨루엔, 메틸이소부틸케톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 중에서 선택되는 1종 이상의 유기용액과 혼합한 것임을 특징으로 하는 무광 데코시트.
  20. 제9항에 있어서,
    상기 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트, 디페닐 메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 무광 데코시트.
  21. 기재필름 제1 면에 무광 데코시트용 코팅 조성물을 도포한 후, 경화시키는 단계;를 포함하는 무광 데코시트의 제조방법으로서;
    상기 무광 데코시트용 코팅 조성물은 아크릴 변성 폴리우레탄 폴리올 수지 20-50 중량%, 제1 구형입자 SiO2비드 1-5 중량%, 제2 구형입자 SiO2비드 0.1-1 중량% 및 파라핀 왁스 0.5-3 중량%를 균일하게 혼합하고, 메틸에틸케톤 및 톨루엔이 혼합된 희석제를 40-75 중량%로 첨가한 후, 경화제를 1-5 중량%로 첨가한 후, 혼합하는 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 무광 데코시트의 제조방법.
  22. 삭제
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