KR101780678B1 - 승화전사 인쇄 기법을 이용한 건축 장식재 및 이의 제조방법 - Google Patents

승화전사 인쇄 기법을 이용한 건축 장식재 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축 장식재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 승화전사 인쇄 기법을 이용하여 공정이 간단하면서 선명성, 사실감 및 입체감이 우수한 인쇄층를 갖으면서 충격 흡수성 등의 기능성도 갖는 건축 장식재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 건축 장식재는 문양이 인쇄된 전사 필름을 준비하는 단계(S1); 폴리염화비닐 수지를 포함하는 기재, 폴리염화비닐 수지를 포함하는 백색 필름 및 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명 필름을 준비하는 단계(S2); 상기 기재 상에 상기 백색 필름, 상기 투명 필름, 및 상기 전사 필름을 순서대로 적층시키고 동시에 가압 열처리하는 단계(S3); 및 상기 전사 필름을 박리하는 단계(S4)를 포함하여 제조될 수 있다.

Description

승화전사 인쇄 기법을 이용한 건축 장식재 및 이의 제조방법{ARCHITECTURE DECORATION BOARD USING SUBLIMATION PRINTING AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 건축 장식재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 승화전사 인쇄 기법을 이용하여 공정이 간단하면서 선명성, 사실감 및 입체감이 우수한 인쇄층를 갖는 건축 장식재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
폴리염화비닐 바닥 장식재는 인간의 실질적인 생활공간에 사용되고 있기 때문에 다양한 기능성과 장식성이 요구되고 있다. 최근 생활수준이 높아지고 주거생활 환경이 개선되면서 다양한 패턴 및 고급스러운 인테리어성을 요구하는 목소리가 커지고 있는 실정이다.
일반적으로 사용되는 폴리염화비닐 바닥장식재는 발란스층, 기재층, 인쇄층, 표면층으로 구성되고, 이때 인쇄층은 그라비아(gravure) 인쇄방식으로 인쇄하여 외관을 표현하는 것이 일반적이다. 그러나 그라비아 인쇄는 평면으로 인쇄되기 때문에 입체감이 있는 제품을 얻기에는 많은 어려움이 있고, 다양한 색상 및 이미지를 표현하기 위해서는 각 디자인에 맞는 다수의 그라비아 인쇄롤이 필요하다.
따라서, 그라비아 인쇄 방식은 인쇄롤의 제작시간 및 인력이 많이 소모되고, 제작 비용이 많이 소요되어 결국 제작 비용이 많이 소요되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 일정한 색상을 맞추기 위한 조색 시간도 많이 소요되어 신속하게 고객의 요구에 대응하지 못한 문제점도 발생되었다. 이로 인해 나만의 독특한 디자인, 특정 로고 등 특정 모자이크 디자인이나 이미지를 인쇄하기에는 한계가 있었다.
또한, 사용되는 그라비아 인쇄 잉크의 점도 경시 변화로 인하여 로트(lot)간 색상의 변화가 심할 뿐만 아니라, 입자가 큰 분체안료의 인쇄가 어려워 펄안료의 경우 대략 50㎛ 이하의 크기에서만 인쇄가 가능하고, 그 이상의 크기에서는 그라비아 인쇄롤의 메쉬(mesh) 막힘으로 인하여 부분적으로 인쇄가 되지 않는 경우도 발생되는 문제점이 있다.
이러한 문제점으로 인하여 그라비아 인쇄 방식으로는 다양한 색상을 연출할 수 없을 뿐만 아니라, 모자이크 형태의 독특한 패턴을 인쇄하기에는 한계가 있어, 입체감이 있고 동시에 다양한 색상 및 패턴을 연출하기가 어려웠다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 디지털 인쇄방식을 이용하여 입체감이 있고 동시에 다양한 색상 및 패턴을 연출할 수 있는 관련 특허가 다수 공지되어 있다.
대한민국 특허공개 제2009-0066585호에는 기재층과 무늬목층을 적층한 후, 하도, 중도 및 상도로 구성되는 UV 도장을 실시하되, 중도층을 도장한 후에 UV 경화형 잉크를 디지털 프린터로 인쇄하여 모자이크 인쇄층을 형성한 후, 그 위에 상도층으로 마무리하는 단계로 제조되는 것을 특징으로 마루 바닥재의 제조방법이 개시되어 있다. 이 방법은 마루 바닥재의 모자이크 문양의 다양성 및 다양한 색상은 구현할 수 있었으나, 마루 바닥재의 가공 특성의 한계로 인하여, 제조 공정이 복잡하고, 내구성이 취약한 UV 경화형 잉크로 인하여 내구성이 떨어지는 등 근본적인 문제점을 해결하기 어려웠다.
대한민국 실용신안공개 제2007-0001130호에는 바탕인 고밀도 MDF패널; MDF패널의 상부에 적층되는 그라비아 인쇄층; MDF패널의 표면과 그라비아 인쇄층 위에, UV 흰색은폐층과 UV 칼라인쇄층이 포함하는 강화마루로 구성된, UV 프린터를 이용한 문양 겹침 인쇄의 강화 마루판재가 개시되어 있다. 그러나 이 방법은 마루 바닥재의 모자이크 문양의 다양성 및 다양한 색상은 구현할 수 있었으나, 이 역시 마루 바닥재의 가공 특성의 한계로 인하여, 제조 공정이 복잡하고, 내구성이 취약한 UV 경화형 잉크로 인하여 내구성이 떨어지는 등 근본적인 문제점을 해결하기 어려웠다.
또한, 종래의 폴리염화비닐 바닥재의 경우에도 입체감이 있고 동시에 다양한 색상 및 모자이크 패턴을 연출하기 위해 다양한 색상 및 문양을 갖는 각기 다른 바닥재들을 디자인의 문양에 따라 워터젯(water-jet)장치를 사용하여 각각의 모자이크 조각들로 정밀하게 재단한 후 모자이크 조각들을 조립하여 소비자들이 원하는 디자인의 형태로 가공하여 왔다.
상기의 모자이크 형태의 바닥재는 건물의 바닥면이나 엘리베이터에 시공할 때에 다시 현장에서 모자이크 조각들을 문양 및 색상에 맞게 끼워 맞추는 정교한 시공이 요구되기 때문에 숙련된 시공자라 할지라도 그 작업이 매우 어렵고, 시공 시간이 많이 소요될 뿐 아니라, 정밀하게 시공하였다고 하여도 시공된 바닥재 및 피착면의 수축 팽창 정도에 따라서 재단면의 틈새가 벌어지거나 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 모자이크 바닥재는 장기간이 경과한 후에는 시공된 바닥재 및 피착면의 수축 팽창 정도 및 상태(예를 들면 습기, 온도, 굴곡정도 등)에 따라서 재단면의 틈새가 벌어지거나 떨어질 수 있으며, 시공이 일부 잘못되거나 디자인 및 시공위치를 변경할 경우에 이를 수정하기 어려운 폐단이 따랐다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 디지털 인쇄방식을 이용하여 입체감이 있고 동시에 다양한 색상 및 패턴을 연출할 수 있는 폴리염화비닐 바닥재에 관한 특허도 개시되어 있다.
그 대표적인 예로, 대한민국 특허공개 제2006-0023483호에는 대판 표면에 합성수지층을 형성하고 그 표면에 인쇄물을 포용할 수 있는 흡수성 조성물로 된 인쇄면을 형성하여 승화성 전사잉크로 서화 문양을 컴퓨터 인쇄한 후 이를 60~120℃를 유지하는 처리실에 넣고 20~180분간 정치하여 인쇄물이 일정 깊이로 합성수지층 내에 침투되게 한 다음 인출하여 25~30℃에서 안정화시켜 인쇄면을 수세 제거함으로써 서화 문양이 합성수지층의 속으로 침투되는 단계로 제조되는 것을 특징으로 서양 문향 인쇄 방법의 바닥재 제조방법이 개시되어, 모자이크 문양의 다양성 및 다양한 색상은 구현할 수 있었으나, 인쇄 후 숙성하는 환경조건에 따라 인쇄 선명성이 달라지는 문제점이 있다. 또한, 상기 방법은 별도의 흡수성 조성물 배합기, 흡수성 조성물을 코팅하기 위한 코팅기, 디지털 인쇄 후 인쇄물을 숙성하기 위한 처리실, 인쇄면을 수세하기 위한 세척실 등 많은 부수 설비가 필요할 뿐만 아니라, 공정이 복잡하여, 생산성 및 작업 능률이 현저히 저하되어 제조 원가 상승 및 생산량 감소로 이어져 시장 경쟁력이 크게 악화되는 문제점이 있다.
대한민국 특허공개 제2006-0016301호에는 디지털 컴퓨터에서 스캔, 그래픽프로그램을 사용하여 모자이크 문양을 설정하고, 인쇄할 폴리염화비닐 바닥재에 백지층을 부착한 다음 1차적으로 투명 코팅액을 코팅한 후 투명코팅 액상에 설정된 모자이크 문양을 승화염료로 구비된 잉크를 사용하여 디지털 인쇄기로 인쇄한 후, 모자이크 문양이 인쇄된 투명 코팅층에 대하여 2차적으로 우레탄수지 등을 코팅한 다음 건조시켜 잉크를 확산시키는 단계로 진행함을 특징으로 하는 모자이크 바닥재의 제조방법이 개시되어 모자이크 문양의 다양성 및 다양한 색상을 구현할 수 있으나 승화 잉크가 백지층 내부로 침투될 수 있는 승화전사의 필수 조건인 고온 가압 공정이 생략되어 인쇄면의 내구성 및 선명성이 덜어지는 문제점이 있다. 이 또한 별도의 설비가 필요하고, 제조 공정이 복잡하여, 생산성 및 작업 능률이 현저히 저하되어 제조 원가 상승 및 생산량 감소로 이어져 시장 경쟁력이 크게 악화되는 문제점을 완전히 극복하기에는 한계가 있었다.
따라서 종래기술의 폴리염화비닐 바닥재의 문제점인 나만의 독특한 디자인, 특정 로고 등 특정 모자이크 디자인이나 이미지를 신속 정확하게 공급하고, 인쇄의 선명성 및 사실감, 입체감을 극대화하면서, 다양한 색상 및 모자이크 패턴을 동시에 연출할 수 있는 제조 기술이 요구되고 있다.
또한, 완제품의 표면 내구성, 치수안정성, 유연성, 컬링성, 굴곡강도 등 건축 장식재, 특히 바닥 장식재에 요구되는 물성을 충족하면서, 제조 공정의 단순화를 통하여 생산성 및 작업 능률을 향상시켜, 제조 원가 감소 및 생산량 증가를 통하여 시장 경쟁력을 확보하고, 시공성까지 확보할 수 있는 바닥재 및 그의 제조 방법이 절실한 실정이다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 그라비아 인쇄 방식으로 외관을 표현한 폴리염화비닐 바닥재의 인쇄 방식을 개선하여 디자인의 한계를 극복하고, 제조 공정을 단순화하여 생산성 및 작업능률을 향상시켜 제조원가 절감에 의해 시장 경쟁력을 제고함은 물론 시공성까지 확보할 수 있다.
또한, 종래의 모자이크 바닥재의 제조방법처럼 다양한 색상 및 문양을 갖는 각기 다른 바닥재들을 디자인의 문양에 따라 워터젯(water-jet) 장치를 사용하여 각각의 모자이크 조각들로 정밀하게 재단한 후 모자이크 조각들을 조립하여 특정 모자이크 디자인이나 이미지 표현하지 않아도, 특정 모자이크 디자인이나 이미지를 표현하는 것을 목적으로 한다.
또한 고객의 요구에 다양한 도형, 특정 로고, 독특한 캐릭터 등의 특정 모자이크 디자인이나 이미지를 신속 정확하게 공급할 수 있고, 승화 전사에 필수적인 고온 가압이 가능한 유압 프레스를 활용함으로써, 인쇄의 선명성 및 사실감, 입체감을 극대화하여, 다양한 색상 및 모자이크 패턴을 동시에 연출할 수 있는 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 문양이 인쇄된 전사 필름을 준비하는 단계; 폴리염화비닐 수지를 포함하는 기재, 폴리염화비닐 수지를 포함하는 백색 필름 및 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명 필름을 준비하는 단계; 상기 기재 상에 상기 백색 필름, 상기 투명 필름, 및 상기 전사 필름을 순서대로 적층시키고 동시에 가압 열처리하는 단계; 및 상기 전사 필름을 박리하는 단계를 포함하는 건축 장식재의 제조방법에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 가압 열처리하는 단계는 150 내지 200℃의 프레스기를 이용하여 20 내지 30분간 열간 가압을 하고, 이어서 20 내지 30분간 20 내지 30℃의 온도가 될 때까지 냉간 가압하는 것이다.
바람직하게는, 상기 전사 필름을 박리하는 단계 이후에 70℃ 내지 90℃의 열 수조에 5 내지 10분 정도 정치시키고, 이어서 20 내지 25℃의 냉각 수조에 5 내지 10분 정도 정치시키는 에이징 단계를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 문양이 인쇄된 전사 필름을 준비하는 단계는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 또는 종이 필름 상에 디지털 인쇄기를 이용하여 문양을 인쇄하여 전사 필름을 제조하는 것이다.
바람직하게는, 건축 장식재는 바닥 장식재, 벽 장식재 또는 천장 장식재이고, 기재층에 충격 흡수 탄성체를 부가하여 충격 흡수 기능을 갖음으로써 보행감의 향상 및 충격 흡수량을 저감하여 안전성을 향상시킨 안전한 건축재로 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 백색 필름은 백색 필름의 전체 중량에 대하여 10 내지 20 중량%의 티탄을 함유하고, 상기 기재는 베이스층과 발란스층을 포함하고, 상기 베이스층은 100 중량부의 폴리염화비닐 수지, 10 내지 30 중량부의 탄성체, 1 내지 5 중량부의 열안정제, 20 내지 30 중량부의 가소제, 1 내지 5 중량부의 안료 및 200 내지 300 중량부의 충진제를 포함하고, 상기 발란스층은 100 중량부의 폴리염화비닐 수지, 1 내지 5 중량부의 열안정제, 15 내지 20 중량부의 가소제, 1 내지 5 중량부의 안료 및 100 내지 150 중량부의 충진제를 포함하고, 상기 충진제는 탄산칼슘, 황산칼슘 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 탄성체는 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 및 스타이렌 부타디엔 고무(SBR)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한다.
또한, 본 발명은 건축 장식재에 관한 것으로, 폴리염화비닐 수지를 포함하는 기재; 상기 기재 상에 위치하고, 폴리염화비닐 수지를 포함하는 백색 필름; 및 상기 백색 필름 상에 위치하고 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명 필름에 승화전사 잉크가 인쇄되어 있는 인쇄층를 포함하는 건축 장식재로서, 상기 인쇄층은 상기 투명 필름 상에 문양이 인쇄된 전사 필름을 적층시키고 열간 가압하고 이어서 냉간 가압하여 제조된 것이다.
본 발명은 디지털 컴퓨터와 전열분사방식의 프린터를 이용하여 승화 전사 필름을 제조한 후 폴리염화비닐 필름에 인쇄층을 형성함으로써, 종래의 폴리염화비닐 장식재와 달리 나만의 독특한 디자인, 특정 로고 등 특정 모자이크 디자인이나 이미지를 신속 정확하게 공급할 수 있고, 다양한 색상 및 모자이크 패턴을 동시에 연출할 수 있으며, 표면층과 인쇄층이 한 구조로 이루어져 있어, 인쇄의 선명성 및 사실감, 입체감을 극대화할 수 있다.
또한, 제조 공정이 단순하여, 생산성 및 작업 능률이 향상되고, 그로 인한 제조 원가가 절감으로 경쟁력이 우수한 건축 장식재를 제공할 수 있다.
특히, 종래의 모자이크 바닥재의 제조방법을 보다 개선하여 모자이크 조각들을 사용하지 않아도 모자이크 문양을 나타냄에 따라 다양한 문양을 간단하게 제조가 가능하여 제조원가 절감에 의해 경쟁력을 제고함은 물론 시공이 매우 간편하여 시공 및 유지보수 비용이 저렴하고 장기간 사용 후 하자가 발생치 않을 뿐만 아니라 시공시 문양을 그대로 유지할 수 있는 바닥 장식재를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건축 장식재는 인테리어 기본물성인 외관 만족도를 확보하고, 충격 흡수성이 뛰어나 보행감의 향상 및 충격 흡수량을 저감되어, 안정성도 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법의 순서도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 건축 장식재를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 건축 장식재의 일 실시형태를 나타내는 모식도이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.
용어 "약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.
본 발명은 승화전사 인쇄 기법을 이용한 건축 장식재의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는, 문양이 인쇄된 전사 필름을 준비하는 단계(S1); 폴리염화비닐 수지를 포함하는 기재, 폴리염화비닐 수지를 포함하는 백색 필름 및 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명 필름을 준비하는 단계(S2); 상기 기재 상에 상기 백색 필름, 상기 투명 필름, 및 상기 전사 필름을 순서대로 적층시키고 동시에 가압 열처리하는 단계(S3); 상기 전사 필름을 박리하는 단계를 포함(S4); 및 선택적으로 에이징 단계(S5)를 포함할 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 건축 장식재의 제조방법을 나타내는 순서도이다. 각 단계에 대하여 이하에서 구체적으로 검토한다.
먼저, 문양이 인쇄된 전사 필름을 준비하는 단계(S1), 보다 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 또는 종이 필름 상에 인쇄 장치를 이용하여 문양을 인쇄하여 전사 필름을 제조하는 단계이다. 인쇄 장치는 디지털 인쇄기를 의미한다. 구체적으로 상기 단계는 디지털 컴퓨터에서 스캔, 그래픽 프로그램을 사용하여 원하는 문양을 설정하고 전열분사방식의 프린터와 승화전사 잉크를 이용하여 기재(필름)에 설정한 문양을 인쇄할 수 있다. 승화전사 잉크는 당해 기술분야에서 사용되는 모든 잉크를 포함할 수 있다.
본 발명에 사용된 용어 "문양"은 문자, 숫자, 도형 등을 포함하는 광범위한 개념으로서, 장식재로 인쇄할 수 있는 모든 디자인을 의미한다. 본 발명에 따른 방법을 사용하는 경우 원하는 문양의 제한없이 설정이 가능하며, 로고, 모자이크 디자인뿐 아니라 소비자 맞춤형 문양, 패턴의 제작이 용이하다.
전사 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 또는 종이 필름, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 보다 더 바람직하게는 전사용 특수 내열성 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것이 적합하나, 이에 한정되지 않으며 잉크 포집성이 우수한 당해 기술분야의 모든 필름을 사용할 수 있다. 특히, 전사용 특수 내열성 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 다른 필름과 달리 인장강도 및 습마찰 안정성, 인쇄 후의 무늬부위 형태의 안정성 및 세선 표현이 가능하도록 잉크 포집성이 우수하므로 가장 적합하다.
또한, 전사 필름의 두께는 12 μm 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 12 내지 20 μm일 수 있다. 전사 필름의 두께는 사용되는 잉크의 특성에 따라 결정되나, 필름 두께가 얇을수록 가격이 저렴해 원가를 절감할 수 있다. 필름의 두께가 12 μm 미만의 경우에는 인쇄가 잘 되지 않거나, 승화 전사시 내열성이 낮아져 바람직하지 못하다. 또한, 필름의 두께가 20 μm 초과의 경우에는 원가 대비 얻어지는 효과의 차이가 미미하다.
다음으로, 폴리염화비닐 수지를 포함하고 다층으로 이루어진 기재, 폴리염화비닐 수지를 포함하는 백색 필름 및 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명 필름을 준비하는 단계(S2)이다. 기재, 백색 필름 및 투명 필름은 모두 폴리염화비닐 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기재는 사용되는 장소, 용도, 기타 요구되는 물성에 따라서 소재, 두께 등이 변경될 수 있으며, 건축 장식재에서 충격 흡수, 흡음, 차음, 습기 방지, 난연 등의 기능을 부여할 수 있다. 기재의 두께는 최종 건축 장식재의 두께에 따라서 유동적이다.
일 예로, 본 발명의 건축 장식재가 바닥 장식재로 사용되는 경우에는 베이스층과 발란스층을 포함할 수 있다. 베이스 층은 바닥재의 두께를 보정하고 쿠션감, 보행감, 충격 흡수 등의 기능을 부여하기 위해, 예를 들어 100 중량부의 폴리염화비닐 수지, 1 내지 5 중량부의 열안정제, 20 내지 30 중량부의 가소제, 10 내지 30 중량부의 탄성체, 1 내지 5 중량부의 안료 및 200 내지 300 중량부의 충진제를 포함할 수 있다. 또한, 발란스층은 바닥재의 컬링 현상 및 돔 현상을 제어해 균형을 맞추고, 시공 후 바닥 습기로 인한 변형을 방지하고, 건물 바닥면과의 접착을 향상시키기 위해, 예를 들어 100 중량부의 폴리염화비닐 수지, 1 내지 5 중량부의 열안정제, 15 내지 20 중량부의 가소제, 1 내지 5 중량부의 안료 및 100 내지 150 중량부의 충진제를 포함할 수 있다.
충진제는 탄산칼슘, 황산칼슘 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 베이스층의 충진제의 사용량이 200 중량부 미만인 경우에는 바닥재의 치수 안전성 및 원가 절감의 효과가 미비해 질 우려가 있으며, 300 중량부를 초과할 경우에는 바닥재의 밀도 증가로 유연성 및 결합력이 약해지는 문제가 있다. 탄성체는 니트릴 부타디엔 고무(Nitile Butadien Rubber; NBR), 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylen Vinyl Acetate; EVA) 및 스타이렌 부타디엔 고무(Styren Butadien Rubber; SBR)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 탄성체의 사용량이 10 중량부 미만인 경우에는 충격 흡수 효과가 미미하고, 30 중량부를 초과할 경우에는 층간 합판력이 약해지는 문제가 있다.
폴리염화비닐 수지를 포함하는 백색 필름은 인쇄층의 인쇄 효과를 배가시키고, 흑색의 하부 기재를 은폐시키기 위하여 백색도 및 은폐력을 부여하는 백색 안료인 티탄을 첨가하여 제조될 수 있다. 티탄은 백색 필름의 전체 중량에 대하여 10 내지 20 중량% 함유할 수 있다. 티탄의 함량이 많을수록 백색도 및 은폐성은 좋아지나 피쉬-아이(fish-eye)가 발생하거나 층간의 합판력이 저하되는 문제가 발생하므로 백색 필름의 전체 중량에 대해 20 중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 10 중량% 미만의 티탄을 함유하는 경우 원하는 백색도 및 은폐력을 얻을 수 없어 인쇄층의 인쇄가 깨끗하고 선명하지 못하는 문제가 발생한다. 백색 필름의 두께는 0.05 내지 0.2 mm, 바람직하게는 0.07 내지 0.1 mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 범위보다 더 두꺼운 필름을 사용할 수 있으나, 두께가 두꺼워질수록 헤베(m2)당 티탄의 함유량이 많이 요구되어 제조 원가가 상승하는 문제가 있다. 또한, 상기 두께보다 얇을 경우에는 제조 원가를 줄일 수 있으나, 기재의 은폐력 및 인쇄의 선명성이 저하되는 문제가 있다.
투명 필름은 폴리염화비닐 수지를 포함할 수 있으며, 당해 기술분야에서 투명 폴리염화비닐 필름을 제조하는데 사용되는 일반적인 물질을 포함할 수 있다. 일 실시형태로서 폴리염화비닐 수지 100 중량부, 열안정제 1 내지 5 중량부, 가소제 30 내지 40 중량부, 가공조제 1 내지 3 중량부를 포함할 수 있다. 투명 필름의 두께는 소비자의 요구, 제품의 용도 등을 고려하여 결정되며, 통상적으로 0.05 내지 1.0 mm, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 mm일 수 있다. 상기 범위보다 두꺼운 경우에는 내구성의 향상 및 승화 전사시 승화 잉크의 침투 깊이가 깊어져 인쇄의 사실감, 입체감, 선명성이 향상되지만, 사용되는 폴리염화비닐 수지의 양이 많아져 제조 원가가 상승하는 문제가 있다. 또한, 상기 범위보다 얇은 경우에는 내구성이 취약하고 승화 전사시 승화 잉크의 침투 깊이가 얇아지므로 인쇄의 사실감, 입체감, 선명성이 불량해지는 문제가 있다.
다음으로, 상기 기재의 상부에 상기 백색 필름, 상기 투명 필름, 및 전사 필름을 순서대로 적층시키고 동시에 가압 열처리하는 단계(S3)이다. 구체적으로, 가압 열처리하는 단계는 150 내지 200℃의 프레스기를 이용하여 20 내지 30분간 열간 가압을 하고, 이어서 20 내지 30분간 20 내지 30℃가 될 때까지 냉간 가압할 수 있다.
투명 필름의 상부에 전사 필름을 적층시키고, 전사 필름을 고온, 가압 상태에서 눌러주면 인쇄된 승화 잉크가 승화되면서 투명 필름에 전이된다. 즉, 투명 필름은 강한 열로 인하여 팽창되면서 잉크가 필름의 수지 분자 내부로 들어갈 수 있는 공간이 만들어지고, 이 공간에 잉크가 스며들어 열 전사되는 것이다. 전이된 잉크가 스며들어간 투명 필름의 표면을 냉각 및 가압 프레스를 이용하여 열을 제거하면 팽창된 필름 내부가 다시 수축하면서 전이된 잉크를 강하게 감싸주면서 전사가 완료된다. 본 발명에 따른 방법은 이후에 별도의 수세 공정이 필요없다.
승화 잉크를 전사 필름에 열 전사하는 단계는 인쇄 품질을 좌우하는 중요한 단계로서, 프레스기의 압력과 온도 및 시간의 함수에 따라 제품의 품질이 좌우되므로, 즉 주어진 조건에 미치지 못하는 경우에는 승화 염료의 전이율이 떨어져 색상이 어두워지고 선명도가 저하되는 문제가 발생되므로, 이를 조절하는 것이 중요하다.
승화 잉크가 투명 필름에 열전사 되도록 가압 열처리하는 단계는 150 내지 200℃, 바람직하게는 170 내지 180℃의 프레스기를 이용하여 20 내지 30분간 열간 가압 처리하여 수행될 수 있다. 온도가 150℃ 미만의 경우에는 폴리염화비닐 수지로 구성되어 있는 기재, 백색 필름 및 투명 필름을 적층한 반제품을 가압 열처리시 폴리염화비닐 수지의 용융점에 미치지 못하여 부분적으로 상호 부착력이 불량해지고, 각 층 사이에 기포가 발생할 뿐만 아니라, 승화 잉크의 전이율이 저하되어 인쇄의 선명도가 떨어지는 문제가 있다. 반면에, 200℃를 초과하는 경우에는 폴리염화비닐 수지의 용융점보다 너무 높아 적층한 반제품들이 변형되거나 파손되어 두께의 감소, 치수 변형, 컬링 등 바닥 장식재에 요구되는 물성을 충족하지 못하는 문제가 있으며, 고객의 요구에 따르는 다양한 도형, 특정 로고, 독특한 캐릭터 등의 특정 모자이크 디자인이나 이미지 등이 변형되어 보이는 문제가 있다.
열간 가압 처리를 수행한 후 20 내지 30분간 상온 또는 20 내지 30℃가 될 때까지 냉간 가압 처리를 수행할 수 있다.
열간 가압 및 냉간 가압시 가해지는 압력은 50 내지 70 ㎏/㎠일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 기재, 백색 필름 및 투명 필름을 적층한 반제품의 경도 등을 고려하여 변할 수 있다.
다음으로, 전사 필름을 박리하는 단계(S4)이다.
추가로, 필름에 일정 형태의 엠보 모양을 표현하기 위해, 폴리에틸렌테레프탈레이트 승화 전사 필름 또는 종이 승화 전사 필름 위에 일정 형태의 엠보 무늬판을 적재한 후 상기의 열간 가압 처리 및 냉간 가압 처리를 수행할 수 있다.
추가로, 상기 전사 필름을 박리하는 단계 이후에 열 수조와 냉각 수조에서 순차적으로 에이징하여 건축 장식재를 제조하는 단계(S5)를 포함할 수 있다. 이 단계에서 에이징은 70℃ 내지 90℃의 열 수조에 5 내지 10분 정도 정치시키고, 이어서 20 내지 25℃(상온)의 냉각 수조에 5 내지 10분 정도 정치시키는 것을 의미한다. 열 수조의 온도는 70℃ 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 80℃ 이상일 수 있으나, 최대 90℃ 이하인 것이 바람직하다. 에이징 단계를 통하여 건축 장식재의 변형을 방지하고 치수 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 제품 표면의 온도가 일정하게 유지되어 재단시 재단면을 깨끗하게 유지할 수 있다. 열 수조와 냉각 수조에서 순차적으로 에이징하는 이유는 열간 가압 및 냉간 가압 과정에서 발생된 응력을 모두 제거하고, 제품이 안정적인 화학 분자 구조를 갖도록 하기 위함이다. 폴리염화비닐 수지의 Tg(유리전이온도) 이상의 온도에서 응력을 제거한 후 상온 상태, 예를 들어 20 내지 25℃의 온도에서 제품이 안정적인 구조를 유지할 수 있도록 하여 제품의 치수 변형을 막고, 기타 건축 장식재에 요구되는 물성을 충족할 수 있다.
이와 같이 제조된 건축 장식재는 일정 크기의 규격대로 유압 프레스를 이용하여 나이프 금형으로 재단한 후 포장 및 출하된다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 방법으로 제조된 건축 장식재에 관한 것이다.
제조된 건축 장식재의 두께는 소비자의 요구 및 용도에 따라 유동적이나, 일반적으로 2 mm 내지 10 mm, 바람직하게는 3 mm 내지 5 mm일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 건축 장식재를 나타내는 모식도이다. 건축 장식재는 폴리염화비닐 수지를 포함하는 기재(10); 상기 기재 상에 위치하고, 폴리염화비닐 수지를 포함하는 백색 필름(20); 및 상기 백색의 필름 상에 위치하고 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명 필름(31)에 승화전사 잉크(32)가 인쇄되어 있는 인쇄층(30)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 건축 장식재는 바닥 장식재, 벽 장식재 또는 천장 장식재일 수 있으며, 사용되는 용도에 따라서 기재의 구성이 상이할 수 있다. 일 실시형태로서, 본 발명의 건축 장식재가 벽 장식재인 경우에는 폴리염화비닐 수지 발포 폼(foam), 폴리에틸렌 발포 폼 또는 폴리프로필렌 발포 폼을 사용하거나 추가로 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 건축 장식재의 일 실시형태를 나타내는 모식도로서 본 발명에 따른 건축 장식재가 바닥 장식재로 사용되는 경우를 나타낸다. 이 경우에는 기재(10)가 베이스층(12)과 발란스층(11)을 포함하고, 상기 베이스층(12)은 폴리염화비닐 수지 100 중량부, 1 내지 5 중량부의 열안정제, 20 내지 30 중량부의 가소제, 10 내지 30 중량부의 탄성체, 1 내지 5 중량부의 안료 및 200 내지 300 중량부의 충진제를 포함하고, 상기 발란스층(11)은 폴리염화비닐 수지 100 중량부, 1 내지 5 중량부의 열안정제, 15 내지 20 중량부의 가소제, 1 내지 5 중량부의 안료 및 100 내지 150 중량부의 충진제를 포함하고, 상기 충진제는 탄산칼슘, 황산칼슘 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 탄성체는 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 및 스타이렌 부타디엔 고무(SBR)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 백색 필름(12)은 백색 필름의 전체 중량에 대하여 10 내지 20 중량%의 티탄을 함유하는 폴리염화비닐 수지일 수 있다. 백색 필름 층의 상부에는 투명 필름(31) 내에 승화 잉크(32)가 인쇄된 인쇄층(30)가 적층되어 있다.
본 발명에 따른 건축 장식재는 종래 기술로 제조된 건축 장식재보다 인쇄의 선명성, 사실감 및 입체감을 극대화할 수 있으면서도 간단한 공정으로 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 건축 장식재는 기재에 포함되는 탄성체의 종류와 양을 조절하여 충격 흡수 기능을 부여함으로써, 보행감의 향상 및 충격 흡수량을 저감하여 안정성을 향상시켜 보다 안전한 건축재로 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예 1의 제조
19 μm의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 인쇄 장치(SC-F7100 /제조사 : 엡손)와 승화전사 잉크(이태리 키안(Kiian)사의 수성 승화 잉크)를 이용하여 모자이크 문양을 인쇄하여 전사필름을 제조하였다.
베이스층과 발란스층을 포함하는 기재를 준비하였고, 베이스층은 폴리염화비닐 수지 100 중량부, 열안정제 4 중량부, 가소제 25 중량부, 탄성체 20 중량부, 안료 3 중량부 및 충진제 250 중량부를 혼합하여 제조된 18 mm 두께의 층이고, 발란스층은 폴리염화비닐 수지 100 중량부, 열안정제 4 중량부, 가소제 25 중량부, 안료 3 중량부 및 충진제 150 중량부를 혼합하여 제조된 0.6 mm 두께의 층이다. 백색 필름은 폴리염화비닐 수지 100 중량부, 열안정제 3 중량부, 가소제 15 중량부, 티탄 10 중량부, 및 충진제 20 중량부를 혼합하여 제조된 0.1 mm 두께로 제조하여 준비하였다. 또한, 투명 필름은 폴리염화비닐 수지 100 중량부, 열안정제 4 중량부, 가소제 30 중량부를 혼합하여 제조된 0.5 mm 두께로 제조하여 준비하였다.
발란스층, 베이스층, 백색 필름, 투명 필름 및 전사 필름을 순서대로 적층시키고 프레스기를 60㎏/㎠ 압력으로 175℃의 온도로 30분간 열간 가압하고, 이어서 25℃의 온도, 60㎏/㎠ 압력으로 냉간 가압하였다. 전사 필름을 제거하고 90℃의 열 수조에서 5분간 정치시키고, 이어서 25℃의 냉각 수조에서 5분간 더 정치시켰다. 나이프 금형으로 일정크기로 재단하여 건축 장식재를 완성하였다.
비교예 1 및 2의 제조
열간 가압시 온도를 145℃ 및 205℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 재료 및 방법에 따라 비교예 1(145℃) 및 2(205℃)를 제조하였다.
실험예 1 : 가압 온도 범위에 따른 건축 장식재 비교
상이한 가압 온도로 제조된 건축 장식재의 외관 상태, 두께, 승화성, 치수 안정성 및 잔류 압입률을 비교하였다. 상기 물성은 KS M 3802(PVC(비닐)계 바닥재) 시험 규격을 기준으로 평가하였다. 그 결과는 표 1에 나타내었다.
외관 상태 두께 인쇄 선명도 승화성
(전이율)		 치수 안정성 잔류 압입률
(45℃)
실시예 1 양호 양호 양호 95% 이상 0.03% 수축 2.1%
비교예１ 기포 발생
층간 박리		 증가 다소 떨어짐 70% 이하 0.03% 수축 2.3%
비교예 2 치수 변형 감소 인쇄 변형 95% 이상 0.15% 수축 2.8%
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 바닥 장식재(실시예 1)는 비교예 1 및 2보다 외관상태, 두께, 인쇄 선명도, 승화성, 치수 안정성, 잔류 압입률 등의 모든 측면에서 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 승화전사 인쇄 기법을 이용한 바닥 장식재 및 그 의 제조 방법에 대해 구체적인 실시예로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 구조를 채택할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
10 : 기재 11 : 발란스층
12 : 베이스층
20 : 백색 필름
30 : 인쇄층 31 : 투명 필름
32 : 승화전사 잉크

Claims (7)

  1. 문양이 인쇄된 전사 필름을 준비하는 단계;
    폴리염화비닐 수지를 포함하는 기재, 폴리염화비닐 수지를 포함하는 백색 필름 및 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명 필름을 준비하는 단계;
    상기 기재 상에 상기 백색 필름, 상기 투명 필름, 및 상기 전사 필름을 순서대로 적층시키고 동시에 가압 열처리하는 단계; 및
    상기 전사 필름을 박리하는 단계를 포함하고,
    상기 백색 필름은 백색 필름의 전체 중량에 대하여 10 내지 20 중량%의 티탄을 함유하고,
    상기 기재는 베이스층과 발란스층을 포함하고,
    상기 베이스층은 100 중량부의 폴리염화비닐 수지, 1 내지 5 중량부의 열안정제, 20 내지 30 중량부의 가소제, 10 내지 30 중량부의 탄성체, 1 내지 5 중량부의 안료 및 200 내지 300 중량부의 충진제를 포함하고,
    상기 발란스층은 100 중량부의 폴리염화비닐 수지, 1 내지 5 중량부의 열안정제, 15 내지 20 중량부의 가소제, 1 내지 5 중량부의 안료 및 100 내지 150 중량부의 충진제를 포함하고,
    상기 충진제는 탄산칼슘, 황산칼슘 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 탄성체는 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 및 스타이렌 부타디엔 고무(SBR)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 건축 장식재의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압 열처리하는 단계는 150 내지 200℃의 프레스기를 이용하여 20 내지 30분간 열간 가압을 하고, 이어서 20 내지 30분간 20 내지 30℃의 온도가 될 때까지 냉간 가압하는 것인, 건축 장식재의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전사 필름을 박리하는 단계 이후에 70℃ 내지 90℃의 열 수조에 5 내지 10분 정도 정치시키고, 이어서 20 내지 25℃의 냉각 수조에 5 내지 10분 정도 정치시키는 에이징 단계를 추가로 포함하는, 건축 장식재의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 문양이 인쇄된 전사 필름을 준비하는 단계는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 또는 종이 필름 상에 디지털 인쇄기를 이용하여 문양을 인쇄하여 전사 필름을 제조하는 것인, 건축 장식재의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 건축 장식재는 바닥 장식재, 벽 장식재 또는 천장 장식재이고, 충격 흡수 기능을 부여하여 보행감의 향상 및 충격 흡수량을 저감하는 안전한 건축재로 사용되는, 건축 장식재의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 폴리염화비닐 수지를 포함하는 기재;
    상기 기재 상에 위치하고, 폴리염화비닐 수지를 포함하는 백색 필름; 및
    상기 백색 필름 상에 위치하고 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명 필름에 승화전사 잉크가 인쇄되어 있는 인쇄층를 포함하는 건축 장식재로서,
    상기 백색 필름은 백색 필름의 전체 중량에 대하여 10 내지 20 중량%의 티탄을 함유하고,
    상기 기재는 베이스층과 발란스층을 포함하고,
    상기 베이스층은 100 중량부의 폴리염화비닐 수지, 1 내지 5 중량부의 열안정제, 20 내지 30 중량부의 가소제, 10 내지 30 중량부의 탄성체, 1 내지 5 중량부의 안료 및 200 내지 300 중량부의 충진제를 포함하고,
    상기 발란스층은 100 중량부의 폴리염화비닐 수지, 1 내지 5 중량부의 열안정제, 15 내지 20 중량부의 가소제, 1 내지 5 중량부의 안료 및 100 내지 150 중량부의 충진제를 포함하고,
    상기 충진제는 탄산칼슘, 황산칼슘 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 탄성체는 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 및 스타이렌 부타디엔 고무(SBR)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 인쇄층은 상기 투명 필름 상에 문양이 인쇄된 전사 필름을 적층시키고 열간 가압하고 이어서 냉간 가압하여 제조된 것인, 건축 장식재.
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