KR101792129B1 - 친환경 피니싱포일을 이용한 pet uv 포일 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우레탄수지를 함침한 종이, 상기 종이의 일면에 형성된 재도장이 가능한 코팅층, 상기 코팅층 위에 형성된 UV 도료막, 및 상기 도료막 위에 합지된 PET층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면마감재 시트를 제공한다. 본 발명의 표면마감재 시트는 표면의 질감이 도장한 것처럼 깨끗하고 우수한 효과를 내며, 제품 표명의 평활도를 향상시키고, 광택도 및 경도를 높일 뿐만 아니라 내마모성, 내스크래치성, 내산성, 내수성 등 어떠한 마감시트보다 우수한 물성을 지니게 된다.

Description

친환경 피니싱포일을 이용한 PET UV 포일 및 그 제조방법{ECO-FRIENDLY SURFACE FINISHING MATERIAL SHEET AND MANUFACTURE METHOD THEREOF}

본 발명은 가구나 인테리어 내장재 및 건축내외장재 등에 사용되는 표면재로서 우레탄을 함침한 친환경 피니싱 포일에 PET 합지와 UV 코팅 기술을 도입하여 하이그로시와 무광 도장질감의 효과를 연출하는 PET UV 포일 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 가구나 인테리어 내장재 및 건축 내외장재 등에 사용되는 표면소재는 천연무늬목, PVC, 코팅페이퍼, HPM, LPM, 피니싱 포일 등이 주를 이룬다. 이중 피니싱 포일은 종이를 기재로 사용하여 친환경성이 높은 장점이 있고, 인쇄 표면의 질감이 우수하고 작업성이 뛰어나다. 현재 주로 사용되고 있는 피니싱포일은 강하게 압착한 종이질에 아크릴 또는 우레탄 수지를 함침하고 라커코팅한 후 건조시켜서 PB나 MDF에 오버레이 접착하여 사용되는 것이 일반적이고, 보드에 접착된 피니싱 포일의 상단표면에 고광도를 표현하면서 경도와 물성을 높이고 표면의 질감을 더욱 깨끗하게 만들기 위해서는 그 보드를 기재로 하여 UV도장이나 포리도장의 2차 공정을 거쳐야 한다.

함침과 코팅과정만을 거쳐 제작된 일반 피니싱포일을 PB나 MDF에 오버레이 접착후 가구나 인테리어 내외장재로 바로 사용하는 경우에는 문제가 없지만, PB나 MDF위에 오버레이 접착 또는 일반 피니싱 포일의 상단에 UV 도장이나 포리도장 등의 2차 가공이 더해질 경우 공정상에 도장불량의 문제점이 발생한다. 또한 UV 코팅 및 하이글로시 연출을 위해 2차 가공을 위한 물품운송비와 UV도료와 포리액의 사용으로 인한 원부자재비용이 추가적으로 발생한다.

특히 포리도장시 사용하는 불포화 폴리에스테르 수지는 강한 성분의 화학물질을 포함하고 있어 작업시 냄새가 심하다. 그리고 제품의 광택성이 떨어지고 친환경적이지 못하며 공정비용이 비싸다는 문제점이 있다.

본 발명은 모든 함침용 종이 및 인쇄지를 이용하여 우레탄함침과 도장용 라커코팅을 통해 2차 추가 공정시 도장불량의 문제점이 발생하지 않도록 하는 재도장용 피니싱포일 제조와 포리도장과 UV 도장 효과를 대신하는 PET UV 포일 제조를 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 우레탄수지를 함침한 종이, 상기 종이의 일면에 형성된 재도장이 가능한 코팅층, 상기 코팅층 위에 형성된 UV 도료막, 및 상기 도료막 위에 합지된 PET층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면마감재 시트를 제공한다.

상기 UV 도료막 위에 합지되는 PET 는 이축연신 O-PET 인 것이 바람직하다.

PET나 O-PET 은 종래의 일반적으로 사용되는 수지제품보다 내스크래치성, 내오염성, 내마모성, 우수하며, 특히 O-PET 은 테레프탈산과 에틸렌글리콜, 사이클로 헥산 디메탄올을 공중합한 비정질 수지로서 성형성, 가공성 내마모성, 인장강도가 우수하다.

또한 본 발명은 종이를 1차 함침 조성물에 함침하는 단계; 상기 함침된 종이를 1차 건조하는 단계; 상기 건조된 종이의 일면을 수용성 라커, 물, 라커경화제를 포함하는 2차 코팅 조성물로 함침 및 코팅하는 단계; 상기 코팅된 종이를 2차 건조 및 냉각하여 피니싱 포일을 제조하는 단계; 상기 피니싱 포일의 코팅면에 UV 도료를 도포하여 UV 도료막을 형성하는 단계; 상기 상기 피니싱 포일의 도막 위에 PET를 올리고 합지하는 단계; 상기 PET 합지된 피니싱 포일을 롤러장치에 통과시켜 가압하는 단계;및 상기 롤러가압된 피니싱 포일에 UV를 조사하는 단계를 포함하는 표면마감재 시트의 제조방법을 제공한다.

또한 상기 1차 함침 조성물은 수 분산성 우레탄수지 70~84.5wt%, 물 14~25wt%, 가소제 1.0~1.5wt%, 및 이형제 0.5~1.0wt% 를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 2차 코팅 조성물은 수용성 라커 66~70wt%, 물 26~28wt%, 및 라커경화제 3~5wt% 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제조공정 중에서 피니싱 포일의 코팅면에 UV 도료를 도포하기 전에 코팅면 상의 이물질을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

또한 상기 PET 는 G-PET 보다 강도가 강한 O-PET(이축연신)인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 UV를 조사는 80~100℃에서 2~7초동안 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 표면마감재 시트는 표면의 질감이 도장한 것처럼 깨끗하고 우수한 효과를 내며, 제품 표명의 평활도를 향상시키고, 광택도 및 경도를 높일 뿐만 아니라 내마모성, 내스크래치성, 내산성, 내수성 등 어떠한 마감시트보다 우수한 물성을 지니게 된다.

또한 종래의 일반적인 피니싱포일 또는 LPM 시트지를 보드에 접착 또는 라미네이팅을 한 후에 포리도장 또는 UV 도장을 하는 기존의 번거로운 공정을 없애고 대신, 최종 표면의 마감을 시트지 제조공정에서 해결하게 되어 보드 접착 후 바로 가구 가공과 몰딩 시공이 가능하다.

또한 최초 피니싱 포일 생산시 종이와 PET 합지 및 UV 코팅을 통해 광택도를 미리 연출하여 UV코팅과 포리도장을 위한 기존 운송비와 비용을 상대적으로 줄이고, 종이를 기재로 한 친환경 제품을 제조하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 표면마감재 시트의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 표면마감재 시트의 제조방법을 나타내는 제조공정도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표면 마감재 시트의 사진이다.
도 4는 일반적인 마감재 시트에 PET를 합지한 경우의 사진이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 표면마감재 시트의 실내오염물질 검출여부 실험성적표이다.

본 발명의 표면마감재 시트(100)는 일반 인쇄종이(80), 우레탄수지를 함침한 종이(110), 상기 종이의 일면에 형성된 재도장이 가능한 코팅층(120), 상기 코팅층 위에 형성된 UV 도료막(130), 및 상기 도료막 위에 합지된 PET층(140)을 포함한다.(도 1)

상기 표면마감재 시트는,

종이를 1차 함침 조성물에 함침하는 단계;

상기 함침된 종이를 1차 건조하는 단계;

상기 건조된 종이의 일면을 수용성 라커, 물, 라커경화제를 포함하는 2차 코팅 조성물로 함침 및 코팅하는 단계;

상기 코팅된 종이를 2차 건조 및 냉각하여 피니싱 포일을 제조하는 단계;

상기 피니싱 포일의 코팅면에 UV 도료를 도포하여 UV 도료막을 형성하는 단계;

상기 상기 피니싱 포일의 도막 위에 PET를 올리고 합지하는 단계;

상기 PET 합지된 피니싱 포일을 롤러장치에 통과시켜 가압하는 단계;및

상기 롤러가압된 피니싱 포일에 UV를 조사하는 단계를 포함한다.

본 발명의 종이는 흡수력이 있는 인쇄가 되지 않은 무지의 종이나 일반모양지(70~80g/㎡, 인쇄된 상태)를 사용하며, 흰색, 나뭇결 무늬, 추상 무늬 등이 인쇄된 종이를 원지로 사용할 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 표면마감재 시트의 제조공정을 도 2를 참조하여 자세히 설명한다.

1. 원지의 1차 함침

종이를 1차 함침 조성물에 함침한다. 이때 종이는 종류에 무관하며 인쇄지를 사용해도 상관없다.

1차 함침 조성물은 수분산성 우레탄수지 70~84.5wt%, 물 14~25wt%, 가소제 1.0~1.5wt%, 및 이형제 0.5~1.0wt%를 포함한다. 1차 함침 조성물에서 수분산성 우레탄수지는 불휘발분 34~36%, 점도 20 CPS(25℃에서)이며 종래의 아크릴 수지보다 마감시트의 접착성, 인장력 및 유연성을 증대시키는 효과가 있다.

상기 함침 조성물에서 물은 14~25wt% 가 바람직하여 물의 배합률이 너무 많으면 함침된 종이에 고형분이 적어 합지 단계에서 열압시 부착이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 가소제는 유연성을 더욱 증대시키는 역할을 하며 폴리옥시에틸렌글리콜(Polyoxyethylene glycol, CAS-No.25322-68-3)과 글리세린(Glycerine)이 바람직하고, 이형제는 롤 형상의 종이가 우레탄수지 성분에 의해 서로 자착되는 것을 방지하는 역할을 한다.

2. 건조

상기 1차 함침된 종이는 125 ~ 135 ℃의 오븐을 통과하여 건조된다.

3. 2차 함침 및 코팅

상기 1차 건조된 종이는 2차 함침 및 코팅 조성물에 다시 함침되고 코팅된다.

2차 코팅 조성물은 수용성 라커 66~70wt%, 물 26~28wt%, 및 라커경화제 3~5wt% 를 포함할 수 있다. 수용성 라커를 포함한 2차 코팅조성물로 코팅할 경우 피니싱 포일은 재도장이 가능하게 되고 UV 도료막 도포하여 경화 후에는 피니싱 포일과 도료막과의 밀접도가 향상되며 안정적인 상태로 되어 최종제품의 도장상태가 양호한 장점이 있다. 조성물 중 물은 점도조절용으로서 코팅면이 고르게 전개될 수 있도록 조절하는 역할을 한다.

4. 2차 건조

상기 2차 함침 조성물에 함침된 종이는 140 ~ 160 ℃의 오븐을 통과하여 건조된다.

5. 냉각

상기 건조된 종이는 냉각되고 재도장이 가능한 피니싱 포일이 된다.

6. 리와인딩 및 언와인딩

상기 피니싱 포일은 리와인딩된 후 언와인딩되어 준비된다.

7. UV 도료 도포

상기 피니싱 포일의 코팅면에 UV 도료를 도포하여 UV 도료막을 형성한다. 이때 피니싱 포일의 상면에 있는 이물질을 제거하는 단계를 추가할 수도 있다.

롤 방식으로 피니싱 포일의 상면에 UV 도료를 일정하고 균일한 두께로 도포하여 도료막을 형성할 수 있다. 이러한 방식에 의하면 커튼코터 방식보다 작업이 간편락도 비용이 적게 소모되는 장점이 있다.

8. PET 합지

상기 UV 도료막 위에 PET를 합지한다.

PET 는 투명하고 가볍고 맛과 냄새가 없고 인체에 무해하며 내마모성, 내스크래치성, 내충격성, 내후성, 내약품성 등의 물성이 우수하므로 합지후 피니싱 포일을 물성을 향상시킬 수 있다.

상기 PET는 성형성, 가공성 내마모성, 인장강도가 우수한 O-PET인 것이 바람직하며 투명한 제품을 만들 수 있다.

9. 롤러가압

상기 PET 합지 후에는 롤러장치 내부로 통과시켜 롤러가압을 하여 표면을 평평하게 함으로써, 제품 표면의 평활성을 유지하여 제품 두께를 균일하게 하고 후공정에서 포일이 쉽게 변형되거나 박리되지 않도록 한다.

10. UV 조사

상기 롤러가압 후의 피니싱 포일은 UV 조사기의 내부로 통과시켜 UV 램프로부터 자외선을 조사하여 건조되어 경화된다. UV 조사는 80~100℃에서 2~7초 동안 이루어지는 것이 바람직하며 조사온도가 80℃ 미만이거나 조사시간이 2초 미만일 경우 경화처리 및 건조효과가 저하되며, 조사온도가 100℃를 초과하거나, 조사시간이 7초를 초과하는 경우에는 과도한 열처리로 인해 포일의 형상이 변형되고 PET 상면의 평활도가 떨어질 수 있다.

UV도료를 경화처리 및 건조시키면 고광택을 가지고 매끈한 표면을 가지게 되며 내구성, 내약품성, 내화성, 내산성 등의 여러가지 물성도 우수하게 된다.

이하에서는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

실시예 1: PET 합지 및 UV 코팅된 표면마감재의 제조

수성잉크로 인쇄된 상태의 모양지(70g/㎡)를 수분산성 우레탄수지 80중량%, 물 17%, 가소제 1.2중량%, 이형제 0.8중량%로 조성된 1차 함침 조성물에 함침시켰다. 상기 1차 함침된 종이를 130℃의 오븐을 통과하여 건조시켰다. 건조된 종이를 수용성 라커 69wt%, 물 27wt%, 라커경화제 4wt% 로 조성된 2차 코팅 조성물로 코팅하였다. 코팅된 종이는 다시 150 ℃의 오븐을 통과하여 건조시킨 후 냉각하여 재도장이 가능한 피니싱 포일을 제조하였다.

상기 피니싱 포일은 리와인딩 및 언와인딩하고 상면에 있는 이물질을 제거한 후에 코팅면에 롤 방식으로 UV 도료를 균일하게 도포하여 UV 도료막을 형성하였다.

그 후 UV 도료막 위에 PET를 합지하고 롤러가압을 하여 표면을 평평하게 한 후 피니싱 포일을 UV 조사기의 내부로 통과시켜 120℃에서 UV 램프로부터 자외선을 조사하여 건조되어 경화시켰다.

최종 제조된 표면 마감재 시트는 표면의 질감이 도장한 것처럼 깨끗하였고 제품 표면의 평활도, 광택도 및 경도가 높았으며 내마모성, 내스크래치성, 내산성, 내수성 등 어떠한 마감시트보다 우수한 물성을 나타냄을 알 수 있다. 도 3의 a에서와 같이 실시예1의 표면 마감재 시트는 PET 합지가 된 후 들뜨거나 분리됨이 없는 것을 확인할 수 있었다.

또한 도 6, 7의 분석조건에 따라 시험했을때 도 5, 및 도 8 의 시험성적서에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 표면재를 사용했을때 실내에서 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 스티렌, 폼알데하이드는 검출되지 않았으며 검출되는 총휘발성 유기화합물의 양은 소량임을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 표면마감재는 친환경 제품임을 알 수 있다.

실시예 2: PET 합지 및 UV 코팅된 표면마감재의 제조

상기 실시예 1과 종이의 색상이 갈색인 것 외에는 동일하게 제조하였다. 도 3의 b에서와 같이 표면 마감재 시트는 PET 합지가 된 후 들뜨거나 분리됨이 없는 것을 확인할 수 있었다.

비교예 1

수성잉크로 인쇄된 상태의 모양지(70g/㎡)를 아크릴 수지를 포함하는 함침 조성물에 함침시켰다. 상기 함침된 종이를 130℃의 오븐을 통과하여 건조시켰다.

상기 피니싱 포일의 코팅면에 롤 방식으로 UV 도료를 균일하게 도포하여 UV 도료막을 형성하였다.

그 후 UV 도료막 위에 PET를 합지하고 롤러가압을 하여 표면을 평평하게 한 후 피니싱 포일을 UV 조사기의 내부로 통과시켜 120℃에서 UV 램프로부터 자외선을 조사하여 건조되어 경화시켰다.

최종 제조된 표면 마감재 시트는 도 4에서와 같이 피니싱 포일과 PET가 전혀 합지되지 않아 들뜨고 분리되었다.

110 : 종이 120 : 코팅층
130 : UV 도료막 140: PET

Claims (8)

1. 수 분산성 우레탄수지 70~84.5wt%, 물 14~25wt%, 가소제 1.0~1.5wt%, 및 이형제 0.5~1.0wt% 를 포함하는 1차 함침 조성물에 함침 및 건조된 종이:
   수용성 라커 66~70wt%, 물 26~28wt%, 및 라커경화제 3~5wt% 를 포함하는 2차 코팅 조성물에 함침 및 코팅되어 상기 종이의 일면에 형성된 재도장이 가능한 코팅층;
   상기 코팅층 위에 형성된 UV 도료막; 및
   상기 도료막 위에 합지된 PET층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면마감재 시트.
2. 제1항에 있어서, 상기 PET 는 O-PET인 것을 특징으로 하는 표면마감재 시트.
3. 종이를 수 분산성 우레탄수지 70~84.5wt%, 물 14~25wt%, 가소제 1.0~1.5wt%, 및 이형제 0.5~1.0wt% 를 포함하는 1차 함침 조성물에 함침하는 단계;
   상기 함침된 종이를 1차 건조하는 단계;
   상기 건조된 종이의 일면을 수용성 라커 66~70wt%, 물 26~28wt%, 및 라커경화제 3~5wt% 를 포함하는 2차 코팅 조성물로 함침 및 코팅하는 단계;
   상기 코팅된 종이를 2차 건조 및 냉각하여 피니싱 포일을 제조하는 단계;
   상기 피니싱 포일의 코팅면에 UV 도료를 도포하여 UV 도료막을 형성하는 단계;
   상기 상기 피니싱 포일의 도막 위에 PET를 올리고 합지하는 단계;
   상기 PET 합지된 피니싱 포일을 롤러장치에 통과시켜 가압하는 단계;및
   상기 롤러가압된 피니싱 포일에 UV를 조사하는 단계를 포함하는 표면마감재 시트의 제조방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제3항에 있어서, 상기 피니싱 포일의 코팅면에 UV 도료를 도포하기 전에 코팅면 상의 이물질을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 표면마감재 시트의 제조방법.
7. 제3항에 있어서, 상기 PET 는 O-PET인 것을 특징으로 하는 표면마감재 시트의 제조방법.
8. 제3항에 있어서, 상기 UV 조사는 80~100℃에서 2~7초 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면마감재 시트의 제조방법.

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