KR102063599B1 - 데코시트용 코팅 조성물 및 데코시트 - Google Patents

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Abstract

UV 경화형 올리고머; 및 열경화형 수지;를 포함하고, 상기 UV 경화형 올리고머 대 상기 열경화형 수지의 중량비가 1:0.3 내지 1:3.4인 데코시트용 코팅 조성물, 데코시트 및 데코시트의 제조방법를 제공한다.

Description

데코시트용 코팅 조성물 및 데코시트{COATING COMPOSITION FOR DECORATIVE SHEET, AND DECORATIVE SHEET}
데코시트용 코팅 조성물 및 데코시트에 관한 것이다.
데코시트 또는 데코레이션 시트는 내장용 건축 자재, 가구 등의 표면 마감재로 사용되는 시트로서, 일반적으로 폴리염화비닐(PVC) 재질로 형성되고 있다. PVC 시트의 경우, 가격이 저렴하면서도 우수한 가공성과 열변형성 및 우수한 신율 등으로 인해 다양한 제품에 널리 사용되고 있다.
데코시트는 보통 표면층, 인쇄층 및, 베이스층 중 적어도 하나의 층을 포함하는 다층 구조로 형성될 수 있고, 예를 들어, 데코시트는 피착면에 따라 오버레이 공법, 멤브레인 공법, 래핑 공법 등 다양한 공법에 적용할 수 있다.
한편, 외부로 노출되는 데코시트의 표면층은 유통 과정 및 사용 과정에서 예를 들어, 마찰, 스크래치 등에 의해 손상되거나 안료나 염료 등에 의해 오염될 수 있어, 표면층의 손상 또는 오염을 방지하기 위해 표면층의 상부에 코팅층을 더 형성할 수 있다.
이러한 코팅층으로서, 예를 들어, 열경화형 코팅 또는 UV 경화형 코팅을 이용하고 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 우수한 신율, 우수한 내오염성, 및 우수한 복원력을 동시에 구현하는 데코시트용 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 우수한 신율, 우수한 내오염성, 및 우수한 복원력을 동시에 구현하는 데코시트를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 우수한 신율, 우수한 내오염성, 및 우수한 복원력을 동시에 구현하는 데코시트의 제조방법을 제공한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 데코시트용 코팅 조성물이 UV 경화형 올리고머; 및 열경화형 수지;를 모두 포함하면서 상기 UV 경화형 올리고머 대 상기 열경화형 수지의 중량비를 예를 들어, 약 1:0.3 내지 약 1:3.4인 수준으로 형성하여, 이들의 물성을 적절히 조화시킴으로써 신율 및 경화도를 높은 수준으로 구현함과 동시에 저장탄성률을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 데코시트용 코팅 조성물을 광경화 및 열경화시켜 형성한 코팅층을 포함하는 데코시트를 제공한다. 전술한 데코시트용 코팅 조성물에 의해 형성된 상기 코팅층은 신율 및 경화도를 높은 수준으로 구현함과 동시에 저장탄성률을 향상시킬 수 있으므로 상기 코팅층을 포함하는 데코시트는 이를 가구 등에 적용하는 경우 균열이나 깨짐 현상이 방지될 수 있고, 안료나 염료 등에 의한 오염이 방지될 수 있으며, 또한, 복원력이 향상되어 눌림 현상이 방지될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 표면층, 인쇄층, 및 베이스층을 준비하는 단계; 상기 표면층의 일면에 상기 데코시트용 코팅 조성물을 코팅하고 열 건조시키는 단계; 열 건조시킨 데코시트용 코팅 조성물에 UV를 조사하여 예비 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 예비 코팅층이 형성된 표면층의 다른 일면에 순차적으로 상기 인쇄층, 및 상기 베이스층을 적층하고 열합지를 수행하여, 상기 표면층의 상부에 코팅층이 형성된 데코시트를 제조하는 단계;를 포함하는 데코시트의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법에 의해 다른 구현예에서 전술한 데코시트를 제조할 수 있다.
또한, 상기 제조방법에서는, 별도의 열경화 공정을 적용하지 않고, 상기 데코시트용 코팅 조성물을 코팅하고 열 건조시키는 과정 및 상기 열합지를 수행하는 과정에서 열경화가 진행될 수 있다. 그에 따라, 공정이 단순화되어, 시간 및 비용이 절감되고, 생산성이 향상될 수 있으므로 우수한 공정성, 우수한 경제성 및 우수한 생산성을 구현할 수 있다.
상기 데코시트용 코팅 조성물 및 상기 데코시트는 우수한 신율, 우수한 내오염성, 및 우수한 복원력을 동시에 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다른 구현예에 따른 데코시트의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 데코시트의 제조방법의 개략적인 공정흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하에서 기재의 상부 (또는 하부) 또는 기재의 상 (또는 하)에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에서, UV 경화형 올리고머; 및 열경화형 수지;를 포함하고, 상기 UV 경화형 올리고머 대 상기 열경화형 수지의 중량비가 예를 들어, 약 1:0.3 내지 약 1:3.4인 데코시트용 코팅 조성물을 제공한다.
일반적으로, 데코시트는 표면층, 인쇄층, 베이스층 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 층을 포함하는 다층 구조로 형성될 수 있다. 또한, 이러한 데코시트의 표면층을 보호하기 위해 표면층의 상부에 열경화형 조성물 또는 UV 경화형 조성물을 코팅하고 있다.
이러한 데코시트를 굴곡면 등을 갖는 3차원 구조의 표면 상에 적용하는 경우 성형 과정에서 크게 늘어나야 하기 때문에 신율이 매우 중요한데 반응성이 높은 UV 경화형 다관능성 모노머, 올리고머 등을 포함하는 일반적인 UV 경화형 조성물을 사용하는 경우 높은 경화 밀도로 인해 내스크래치성 및 내오염성은 우수하나, 신율이 부족하기 때문에 성형시 코팅 표면에 크랙 등이 쉽게 발생하는 문제가 있고, 이를 해결하기 위해서 관능기의 개수가 적고 분자량이 큰 모노머, 올리고머를 사용하여 신율을 향상시키고 있으나, 반응성이 저하되어 충분한 경화가 이루어지지 못하거나 필요에 따라 첨가될 수 있는 반응형 첨가제가 제대로 역할을 하지 못할 수 있다.
이러한 반응형 첨가제는 UV 경화형 관능기가 포함된 실리콘계 혹은 불소계 화합물 등일 수 있고, 코팅층 내에서 모노머, 올리고머, 폴리머와 반응하여 고정됨으로써 유리한 작용을 하게 되는데 올리고머 등의 반응성이 낮아지면 이러한 반응형 첨가제가 적절히 고정되지 못하여 그 역할을 제대로 수행하지 못할 수 있다. 이와 같이, 부족한 경화도 및 첨가제 효과의 미발현은 내오염성의 악화와 직결될 수 있다.
게다가, UV 경화형 조성물에 포함된 용제가 대개 PVC 재질의 기재를 용해시키는 성질이 있어 가소제가 용출되거나 UV 경화형 조성물과 용해된 기재가 서로 섞일 수 있는데, UV 경화 반응은 UV 조사가 중단되면 더 이상 경화반응이 진행되지 않기 때문에 코팅층의 경화도가 너무 낮은 수준으로 형성될 수 있다. 또한, 이와 같이, UV 조사가 중단되면 더 이상 경화반응이 진행되지 않기 때문에 위와 같이 충분한 경화가 이루어지지 못하여 제조 과정에서 일부가 미경화 상태로 남는 경우 유통 과정에서 롤 상태로 말아 보관하게 되면 서로 달라붙는 블로킹 현상이 발생하여 이를 제품에 적용하기 위해 다시 펼치는 과정에서 데코시트가 손상될 수 있는 문제도 있다.
한편, 열경화형 조성물로 코팅하는 경우에는 열 처리를 중단한 이후에도 소정의 시간 동안 지속적으로 반응이 진행되기 때문에 관능기의 개수가 적고 분자량이 큰 모노머, 올리고머를 사용하는 경우뿐만 아니라, 전술한 바와 같이 용제에 의해 가소제가 용출되거나 용해된 기재가 섞이더라도 우수한 경화효율 및 충분한 경화밀도를 형성할 수 있어 내오염성은 우수하나, 상대적으로 표면 경도, 내스크래치성이 너무 낮은 문제가 있다.
이에, 본 발명의 일 구현예에서는, 상기 데코시트용 코팅 조성물이 UV 경화형 올리고머; 및 열경화형 수지;를 모두 포함하면서 상기 UV 경화형 올리고머 대 상기 열경화형 수지의 중량비를 예를 들어, 약 1:0.3 내지 약 1:3.4인 수준으로 형성하여, 이들의 물성을 적절히 조화시킴으로써 신율 및 경화도를 높은 수준으로 구현함과 동시에 저장탄성률을 향상시킬 수 있다.
그 결과, 상기 데코시트용 코팅 조성물로 형성한 코팅층은 데코시트를 가구 등에 적용하는 경우 균열이나 깨짐 현상이 방지될 수 있고, 안료나 염료 등에 의한 오염이 방지될 수 있으며, 또한, 복원력이 향상되어 눌림 현상이 방지될 수 있다.
예를 들어, 상기 UV 경화형 올리고머를 약 15 중량% 내지 약 50 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 충분한 저장탄성률을 형성하여 눌림 현상을 효과적으로 방지하여 장기간 균일한 물성을 구현할 수 있으면서 신율 및 경화도를 저하시키지 않을 수 있다.
그에 따라, 예를 들어, 상기 열경화형 수지를 약 15 중량% 내지 약 50 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 신율 및 경화도를 충분히 높은 수준으로 형성하여 균열이나 깨짐 현상을 더욱 방지하면서 내오염성을 우수한 수준으로 구현할 수 있고, 또한 저장탄성률을 저하시키지 않을 수 있다.
일 구현예에서, 상기 UV 경화형 올리고머의 중량평균 분자량이 예를 들어, 약 5,000g/mol 내지 약 100,000g/mol일 수 있다. 상기 범위 내의 중량평균 분자량을 가짐으로써 상기 데코시트용 코팅 조성물의 점도를 적절한 수준으로 형성하여 우수한 가공성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 열경화형 수지의 중량평균 분자량이 예를 들어, 약 5,000g/mol 내지 약 100,000g/mol일 수 있다. 상기 범위 내의 중량평균 분자량을 가짐으로써 상기 데코시트용 코팅 조성물의 점도를 적절한 수준으로 형성하여 우수한 가공성을 구현할 수 있다.
상기 UV 경화형 올리고머가 (메타)아크릴레이트계 올리고머일 수 있고, 예를 들어, 하나의 올리고머당 아크릴레이트 관능기 수가 1 내지 3일 수 있다. 상기 범위 내의 관능기 수를 가짐으로써 UV 경화 반응을 충분히 진행하여 우수한 복원력을 구현하면서도 신율을 높은 수준으로 유지하여 균일이나 깨짐 현상을 방지할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 올리고머는 예를 들어, 알킬 (메타) 아크릴레이트, 에폭시 (메타)아크릴레이트, 알킬렌 글리콜 (메타) 아크릴레이트, 카르복실기 및 불포화 이중결합 함유 (메타) 아크릴레이트, 수산기 함유 (메타)아크릴레이트, 질소 함유 (메타) 아크릴레이트 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 (메타)아크릴레이트계 올리고머는 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 테트라메틸롤메탄 트리아크릴레이트, 트리메탄올프로판 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 헥사에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 노닐아크릴레이트, 비스페놀 A 디글리시딜 디아크릴레이트, 비스페놀 A 에폭시 아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀 A 디아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 열경화형 수지가 아민계 수지일 수 있고, 이와 같이 열경화형 수지 중에서도 반응성이 높은 상기 아민계 수지를 사용함으로써 후술하는 제조방법에 기재된 바와 같이 별도의 에이징 공정 없이도 충분히 열경화가 진행되어 높은 수준의 경화도를 형성할 수 있다.
상기 아민계 수지는 예를 들어, 폴리알릴아민 수지, 폴리에폭사이드-아민 수지, 아민-알데히드 수지, 폴리아미도아민 수지 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 이 기술분야에서 공지된 종류를 발명의 목적 및 용도에 따라 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 데코시트용 코팅 조성물은 이소시아네이트기 및 아크릴레이트기를 모두 포함하는 커플링제를 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 상기 이소시아네이트기 및 상기 아크릴레이트기를 모두 포함함으로써 상기 이소시아네이트기에 의해 상기 열경화형 수지와 결합을 형성할 수 있으면서 상기 아크릴레이트기에 의해 상기 UV 경화형 올리고머와도 결합을 형성할 수 있으므로 상기 열경화형 수지 및 상기 UV 경화형 올리고머가 상기 커플링제를 매개로 가교 결합될 수 있고, 그에 따라 이들의 물성을 더욱 적절히 조화시킴으로써 신율, 경화도 및 저장탄성률의 물성을 동시에 우수한 수준으로 구현할 수 있는 이점이 있다.
상기 커플링제가 예를 들어, 이소시아네이트 에틸 아크릴레이트, 이소시아네이트 에틸 메타크릴레이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 커플링제를 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 상기 열경화형 수지 및 상기 UV 경화형 올리고머 간의 가교 결합을 충분히 형성할 수 있어, 상기 열경화형 수지 및 상기 UV 경화형 올리고머를 적절히 조화시킬 수 있다.
또한, 상기 데코시트용 코팅 조성물이 (메타)아크릴레이트계 모노머, 광개시제, 열경화제, 소광성 입자, 용제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 모노머는 예를 들어, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 테트라데실 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 (메타)아크릴레이트계 모노머를 포함하는 경우 약 5 중량% 내지 약 30 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 상기 데코시트용 코팅 조성물의 점도를 조절하여 우수한 가공성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머는 다관능성 (메타)아크릴레이트계 모노머를 더 포함할 수 있고, 그에 따라 신율 및 내스크래치성을 적절히 조절하여 이들 모두 우수한 수준으로 구현할 수 있다.
상기 다관능성 (메타)아크릴레이트계 모노머는 예를 들어, 1,2-에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,12-도데탄디올 아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것인 아니다.
상기 광개시제는 예를 들어, 1-히드록시-시클로헥실-페놀-케톤, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온, 벤질디메틸케톤, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 벤조페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세트페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세트페논, 2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 4,4‘-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조 페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에탈안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸옥산톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광개시제를 포함하는 경우 상기 UV 경화형 올리고머 100 중량부에 대하여 약 1 중량부 내지 약 10 중량부로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 경화가 충분히 진행될 수 있으면서 황변 현상이 효과적으로 방지될 수 있다.
또한, 상기 열경화제는 이소시아네이트계 경화제, 멜라민계 열경화제, 에폭시계 열경화제 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나. 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 열경화제를 포함하는 경우 상기 열경화형 수지 100 중량부에 대하여 약 1 중량부 내지 약 10 중량부로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 경화가 충분히 진행될 수 있으면서 미반응 열경화제가 잔류하지 않아 코팅막을 안정적으로 형성하여 우수한 표면 외관을 구현할 수 있다. 약 10 중량부 초과로 포함하는 경우 열경화제 중 일부가 반응하지 못하고 잔류하여 제조된 제품 내에서 전이(migration)될 수 있어 표면 불량 문제를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 소광성(消光性) 입자란 외부로부터 입사되는 빛을 여러 방향으로 굴절시켜 빛을 산란시킴으로써 반사율을 감소시켜 저광 효과 또는 무광 효과를 구현할 수 있는 입자상의 화합물을 의미한다. 이와 같은 소광성 입자를 포함하여 저광 효과 또는 무광 효과를 구현할 수 있고 그에 따라 시각적으로 부드러운 분위기를 구현할 수 있다.
상기 소광성 입자가 예를 들어, 실리카 입자; 왁스; 유기계 또는 무기계 안료; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 왁스는 예를 들어, 식물계 왁스, 동물계 왁스, 광물계 왁스, 석유계 왁스, 합성 탄화수소계 왁스 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 유기계 또는 무기계 안료는 예를 들어, 모노아조계 안료(monoazo based pigment), 디아조계 안료(diazo based pigment), 프탈로시아닌계 안료, 안트라퀴논계 안료, 퀴나크리돈 안료, 페릴렌계, 니트로소계 안료(nitroso based pigment), 카르바졸 디옥산진계 안료(carbazole dioxazine based pigment), 카본 블랙(carbon black), 그래핀, 이산화티탄 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 소광성 입자를 포함하는 경우 함량은 발명의 목적 및 용도에 따라 적절히 변경될 수 있고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 데코시트용 코팅 조성물을 광경화 및 열경화시켜 형성한 코팅층을 포함하는 데코시트를 제공한다. 상기 데코시트용 코팅 조성물은 일 구현예에서 전술한 바와 같다. 도 1은 본 발명의 다른 구현예에 따른 데코시트(100)의 단면을 개략적으로 나타낸다.
전술한 바와 같이, 상기 데코시트(100)용 코팅 조성물이 UV 경화형 올리고머; 및 열경화형 수지;를 모두 포함하면서 상기 UV 경화형 올리고머 대 상기 열경화형 수지의 중량비를 예를 들어, 약 1:0.3 내지 약 1:3.4인 수준으로 형성하여, 이들의 물성을 적절히 조화시킴으로써 상기 코팅층(110)은 신율 및 경화도를 높은 수준으로 구현함과 동시에 저장탄성률을 향상시킬 수 있다.
그 결과, 상기 코팅층(110)을 포함하는 데코시트(100)는 이를 가구 등에 적용하는 경우 균열이나 깨짐 현상이 방지될 수 있고, 안료나 염료 등에 의한 오염이 방지될 수 있으며, 또한, 복원력이 향상되어 눌림 현상이 방지될 수 있다.
상기 코팅층(110)의 경화도가 약 60% 내지 약 80%일 수 있다. 상기 범위 내의 경화도를 가짐으로써 내오염성을 충분히 높은 수준으로 구현하면서도 우수한 신율을 구현할 수 있다. 구체적으로, 약 80% 초과의 경화도를 갖는 경우 성형 과정에서 균열이나 크랙이 쉽게 발생하는 문제가 있다.
상기 경화도란 경화가 일어난 정도를 나타낸 것으로 하기 계산식 1에 의해 계산한 값을 의미한다.
[계산식 1]
경화도 (%) = {1 - (Wi - Wf)/Wi} ⅹ 100
상기 계산식 1에서, 상기 Wi는 경화물을 용제에 담그기 전에 측정한 초기 무게를 의미하고, 상기 Wf는 상기 경화물을 용제에 담가 일정 시간 방치한 후 거름 장치에 의해 걸러 남겨진 경화물의 후기 무게를 의미한다. 상기 용제의 종류 및 상기 용제에 담가 방치하는 시간은 경화도를 측정하고자 하는 대상 경화물에 따라 달라질 수 있다.
상기 용제는 적절한 기준 용제를 정하여 측정할 수 있고 예를 들어, 톨루엔을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 시편을 용제에 담가 방치하는 시간은 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 약 4 주일일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 경화도로서 계산된 값이 증가할수록 경화물의 분자량이 증가하고, 고분자 구조가 조밀하게 형성된 것을 의미한다.
상기 코팅층(110)의 신율이 예를 들어, 약 30% 내지 약 200%일 수 있다. 상기 범위 내의 적절한 수준의 신율을 가짐으로써 상기 데코시트(100)를 가구 등에 적용하는 경우 피착면에 굴곡부 등이 형성되어 있어도 상기 코팅층(110)의 균열이나 깨짐 현상을 충분히 방지할 수 있으면서 내오염성을 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
상기 코팅층(110)의 두께가 약 3㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 표면층(120)의 보호 역할을 충분히 수행할 수 있으면서 두께를 지나치게 증가시키지 않아 굴곡부 등이 형성된 피착면에 적용시에도 상기 코팅층(110)의 균열이나 깨짐 현상이 방지될 수 있다.
상기 코팅층(110)의 하부에 순차적으로 표면층(120), 인쇄층(130) 및 베이스층(140)을 더 포함할 수 있다.
상기 표면층(120)은 예를 들어, 열가소성 수지 재질의 시트로 형성될 수 있고, 투명 또는 반투명일 수 있다. 상기 열가소성 수지 재질은 예를 들어, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌·아크릴산 공중합체, 에틸렌·아크릴산에스테르 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 표면층(120)의 두께는 예를 들어 약 50㎛ 내지 약 200㎛일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 데코시트(100)의 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서 상기 인쇄층(130)의 보호 역할을 충분히 수행할 수 있다.
또한, 상기 인쇄층(130)은 구현하고자 하는 데코레이션 효과에 따라 공지된 인쇄 방법에 의해 다양한 인쇄를 수행하여 형성할 수 있고, 예를 들어, 그라비아 인쇄, 실크스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 오프셋 인쇄, 잉크젯 인쇄 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 방법을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 인쇄층(130)의 두께는 예를 들어 약 50㎛ 내지 약 200㎛일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 데코시트(100)의 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서 충분한 데코레이션 효과를 구현할 수 있다.
또한, 상기 베이스층(140)은 이면층이라고 하고, 예를 들어, 열가소성 수지 재질, 종이 재질, 크라프트지 재질 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
상기 베이스층(140)은 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있고, 복수층으로 형성되는 경우 각 층의 재질은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 상기 열가소성 수지 재질은 상기 표면층(120)에서 전술한 바와 같다.
상기 베이스층(140)의 두께는 예를 들어 약 100㎛ 내지 약 300㎛일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 데코시트(100)의 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서 상기 인쇄층(130) 및 상기 표면층(120)을 충분히 지지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 데코시트의 제조방법의 공정흐름도를 개략적으로 나타낸다. 상기 제조방법은 표면층, 인쇄층, 및 베이스층을 준비하는 단계(S1); 상기 표면층의 일면에 상기 데코시트용 코팅 조성물을 코팅하고 열 건조시키는 단계(S2); 열 건조시킨 데코시트용 코팅 조성물에 UV를 조사하여 예비 코팅층을 형성하는 단계(S3); 및 상기 예비 코팅층이 형성된 표면층의 다른 일면에 순차적으로 상기 인쇄층, 및 상기 베이스층을 적층하고 열합지를 수행하여, 상기 표면층의 상부에 코팅층이 형성된 데코시트를 제조하는 단계(S4);를 포함할 수 있다. 상기 데코시트용 코팅 조성물은 일 구현예에서 전술한 바와 같다. 상기 제조방법에 의해 다른 구현예에 따른 데코시트를 제조할 수 있다.
상기 데코시트용 코팅 조성물이 UV 경화형 올리고머; 및 열경화형 수지;를 모두 포함하면서 상기 UV 경화형 올리고머 대 상기 열경화형 수지의 중량비를 예를 들어, 약 1:0.3 내지 약 1:3.4인 수준으로 형성하여, 이들의 물성을 적절히 조화시킴으로써 상기 코팅층은 신율 및 경화도를 높은 수준으로 구현함과 동시에 저장탄성률을 향상시킬 수 있다.
그 결과, 상기 코팅층을 포함하는 데코시트는 이를 가구 등에 적용하는 경우 균열이나 깨짐 현상이 방지될 수 있고, 안료나 염료 등에 의한 오염이 방지될 수 있으며, 또한, 복원력이 향상되어 눌림 현상이 방지될 수 있다.
상기 제조방법에서, 표면층, 인쇄층, 및 베이스층을 준비할 수 있고, 상기 표면층, 상기 인쇄층 및 상기 베이스층은 다른 구현예에서 전술한 바와 같다.
상기 표면층 및 상기 베이스층은 이 기술분야에서 공지된 방법에 따라 시트 형상으로 준비될 수 있고, 예를 들어, 압출법 또는 카렌더링법에 의해 준비될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 인쇄층은 예를 들어, 그라비아 인쇄, 실크스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 오프셋 인쇄, 잉크젯 인쇄 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 방법을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 제조방법에서, 상기 표면층의 일면에 상기 데코시트용 코팅 조성물을 코팅하고 열 건조시킬 수 있고, 이와 같이 열 건조시키는 과정에서 용제가 휘발되어 후속되는 UV 경화 공정이 용이하게 진행될 수 있다. 또한, 상기 데코시트용 코팅 조성물을 코팅하고 열 건조시키는 과정에서 상기 열경화형 수지의 열경화도 함께 진행될 수 있다.
상기 열 건조는 약 30℃ 내지 약 70℃의 온도에서 약 0.5분 내지 약 3분 동안 수행할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 코팅 방법은 바코터 등의 공지된 수단으로 코팅할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 이 기술분야에서 공지된 코팅 방법을 특별한 제한없이 사용하여 코팅할 수 있다.
이어서, 열 건조시킨 데코시트용 코팅 조성물에 UV를 조사하여 예비 코팅층을 형성할 수 있다. 상기 예비 코팅층은 전술한 바와 같이, 소정의 열경화가 진행된 후, UV 조사에 의해 UV 경화가 거의 진행되어 층 형상으로 형성된 상태의 코팅층을 의미하고, 후술하는 바와 같이, 열경화가 더 진행될 수 있다.
또한, UV 조사는 예를 들어, 금속 할라이드 램프(Metal halide lamp)를 사용하여 수행될 수 있고, 상기 UV 조사는 예를 들어, 약 200J/cm2 내지 약 600 J/cm2의 광량으로 수행될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 예비 코팅층이 형성된 표면층의 다른 일면에 순차적으로 상기 인쇄층, 및 상기 베이스층을 적층하고 열합지를 수행하여, 상기 표면층의 상부에 코팅층이 형성된 데코시트를 제조할 수 있다. 상기 코팅층은 다른 구현예에서 전술한 바와 같다.
상기 열합지는 이 기술분야에서 공지된 방법에 의해 수행될 수 있고, 예를 들어, 핫프레스에 의해 수행될 수 있고, 상기 열합지는 약 130℃ 내지 약 180℃의 온도에서 약 10kg/㎠ 내지 약 140kg/㎠의 압력으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 제조방법에서, 별도의 열경화 공정을 적용하지 않고, 상기 데코시트용 코팅 조성물을 코팅하고 열 건조시키는 과정 및 상기 열합지를 수행하는 과정에서 열경화가 진행될 수 있다.
통상적으로 열경화 및 UV 경화를 모두 수행하는 경우에는 UV 경화 전에 수행되는 열 건조 공정 외에 별도의 열경화 공정 예를 들어, 에이징 공정(aging process)을 필수적으로 적용하게 되나, 본 발명의 또 다른 구현예에서는 열경화형 수지의 함량을 적절한 수준으로 형성함과 동시에 열경화형 수지 중에서도 반응성이 높은 아민계 수지를 사용함으로써 상기 코팅 조성물을 코팅하고 열 건조시키는 동안 및 상기 열합지를 수행하는 동안에 열경화 반응이 충분히 진행되어 구현하고자 하는 수준의 경화도를 형성할 수 있다.
그에 따라, 공정이 단순화되어, 시간 및 비용이 절감되고, 생산성이 향상될 수 있으므로 우수한 공정성, 우수한 경제성 및 우수한 생산성을 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하고, 이로써 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예
실시예 1
폴리염화비닐(PVC) 재질의 시트로 두께 200㎛의 표면층을 준비하고, 두께 100㎛의 폴리염화비닐(PVC) 재질의 시트 상에 그라비아 인쇄 방법에 의해 인쇄를 형성하여 인쇄층을 준비하고, 폴리염화비닐(PVC) 재질의 시트로 두께 100㎛의 베이스층을 준비하였다.
중량평균 분자량이 10,000g/mol인 UV 경화형 올리고머로서 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 30 중량%, 중량평균 분자량이 100,000g/mol인 열경화형 수지로서 아민계 수지(Nippon shokubai社, NK-350) 20 중량%, 이소시아네이트계 경화제, 광개시제 및 용제로서 MEK를 혼합 및 교반하여 데코시트용 코팅 조성물을 준비하였다.
이어서, 상기 표면층에 상기 데코시트용 코팅 조성물을 bar 코팅 방법에 의해 코팅하고, 50℃에서 1분 동안 열풍 건조에 의해 열 시킨 이후 열 건조시킨 데코시트용 코팅 조성물에 약 250J/cm2의 광량으로 UV를 조사하여 예비 코팅층을 형성하였다.
또한, 이어서, 상기 예비코팅층이 형성된 표면층의 다른 일면에 순차적으로 상기 인쇄층 및 상기 베이스층을 적층하고, 130℃의 온도에서 10kg/㎠ 의 압력에서 열합지를 수행하여 데코시트를 제조하였고, 상기 코팅층의 두께는 5㎛였다.
실시예 2 (이소시아네이트기 및 아크릴레이트기를 모두 포함하는 커플링제를 더 포함하는 경우)
2-이소시아네이트 에틸 아크릴레이트 5 중량%를 더 혼합 및 교반하여 데코시트용 코팅 조성물을 준비한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법에 따라 데코시트를 제조하였다.
비교예 1 (열경화형 수지를 포함하고, UV 경화형 올리고머를 포함하지 않은 경우)
UV 경화형 올리고머를 혼합하지 않고, 중량평균 분자량이 100,000g/mol인 열경화형 수지로서 아민계 수지 48 중량%, 이소시아네이트계 경화제 및, 용제로서 MEK를 혼합 및 교반하여 데코시트용 코팅 조성물을 준비한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법에 따라 데코시트를 제조하였다.
비교예 2 (UV 경화형 올리고머를 포함하고, 열경화형 수지를 포함하지 않은 경우)
열경화형 수지를 혼합하지 않고, 중량평균 분자량이 10,000g/mol인 UV 경화형 올리고머로서 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 48 중량%, 광개시제 및 용제로서 MEK를 혼합 및 교반하여 데코시트용 코팅 조성물을 준비한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법에 따라 데코시트를 제조하였다.
비교예 3 (UV 경화형 올리고머 대 열경화형 수지의 중량비가 상이한 경우)
중량평균 분자량이 10,000g/mol인 UV 경화형 올리고머로서 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 43 중량%, 중량평균 분자량이 100,000g/mol인 열경화형 수지로서 아민계 수지 4.8 중량%, 광개시제 및 용제로서 MEK를 혼합 및 교반하여 데코시트용 코팅 조성물을 준비한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법에 따라 데코시트를 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1, 2 및 상기 비교예 1-3에 따른 데코시트의 물성을 각각 평가하여 하기 표 1에 기재하였다.
평가 방법
(경화도)
측정방법: 5mmⅹ5mmⅹ5mm 크기의 시편으로 잘라 얻은 각각의 경화물에 대해 하기 계산식 1에 의해 경화도를 계산하였다.
[계산식 1]
경화도 (%) = {1 - (Wi - Wf)/Wi} ⅹ 100
상기 계산식 1에서, 상기 Wi는 경화물을 용제에 담그기 전에 측정한 초기 무게를 의미하고, 상기 Wf는 상기 경화물을 용제에 담가 일정 시간 방치한 후 거름 장치에 의해 걸러 남겨진 경화물의 후기 무게를 의미한다.
용제: 톨루엔(toluene), 용제에 담가 방치한 시간: 4주, 거름 장치: 200 메쉬의 철망,
(내오염성)
측정방법: 각각의 코팅층에 스탬프(모나미 社), 유성 매직(모나미 社)으로 선을 긋고, 16시간 동안 방치한 후 에탄올을 이용하여 닦아냈을 때 육안으로 관찰하여, 우수, 보통, 불량의 3단계로 평가하여 하기 표 1에 표시하였다.
우수: ○ (얼룩이 전혀 남지 않음)
보통: △ (얼룩이 거의 지워짐)
불량: X (얼룩이 남아 있음)
(신율)
측정방법: 각각의 데코시트를 연신하면서 상기 데코시트가 파단한 시점의 신율을 측정하였고, 총 5회 시험한 후 이들의 평균 값을 신율로서 평가하였다.
연신속도: 100mm/분, 그립간 거리: 100mm
(굴곡 성형성)
측정방법: 진공 성형기(WEMHONER社, Membrane press)를 이용하여 하기 단계에 따라 굴곡 성형성을 평가하였다.
단계 1: 80℃ 예비가열(pre-heating) 2분
단계 2: 감압 2bar, 1분
단계 3: 감압 5bar, 2분
단계 4: 진공 해재 후 쿨링(cooling)
상기 4 단계 공정으로 시트를 열성형 하여 굴곡 부위의 성형도와 깨짐 현상 등을 육안으로 우수, 보통, 불량의 3단계로 평가하여 하기 표 1에 표시하였다.
우수: ○
보통: △
불량: X
(내스크래치성)
측정방법: 각각의 코팅층에 대해 10회 왕복하여 손톱으로 강하게 누르면서 긁은 이후 1분 동안 방치하고, 상기 1분 동안 방치한 이후 코팅층 표면에 남은 자국을 육안으로 관찰하여 우수, 불량의 2단계로 평가하여 하기 표 1에 표시하였다.
우수: ○ (복원됨)
불량: X (복원되지 않음)
경화도(%) 내오염성 신율(%) 굴곡 성형성 내스크래치성
스탬프 유성 매직
실시예1 75 ○ ○ ○ ○ ○
실시예2 80 ○ ○ ○ ○ ○
비교예1 90 ○ ○ ○ ○ Ⅹ
비교예2 50 Ⅹ Ⅹ ○ ○ ○
비교예3 55 △ △ ○ ○ △
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 2에 따른 데코시트의 경우 경화도, 내오염성, 신율, 굴곡성형성 및 내스크래치성이 모두 우수하였음을 명확히 확인할 수 있다.
반면, 비교예 1에 따른 데코시트는 내스크래치성이 현저히 열등하고, 비교예 2 및 3에 따른 데코시트의 경우 경화도가 충분히 형성되지 못하였으며, 특히 비교예 2는 내오염성이 현저히 열등하며, 비교예 3의 경우 내오염성 및 내스크래치성이 실시예 1 및 2에 비해 모두 열등하였음을 명확히 확인할 수 있었다.
100: 데코시트
110: 코팅층
120: 표면층
130: 인쇄층
140: 베이스층

Claims (19)

  1. UV 경화형 올리고머; 및 열경화형 수지;를 포함하고,
    상기 UV 경화형 올리고머 대 상기 열경화형 수지의 중량비가 1:0.3 내지 1:3.4인
    상기 열경화형 수지가 아민계 수지인
    데코시트용 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 UV 경화형 올리고머를 15 중량% 내지 50 중량%로 포함하는
    데코시트용 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 UV 경화형 올리고머의 중량평균 분자량이 5,000/mol 내지 100,000g/mol인
    데코시트용 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열경화형 수지의 중량평균 분자량이 5,000g/mol 내지 100,000g/mol인
    데코시트용 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 UV 경화형 올리고머가 (메타)아크릴레이트계 올리고머인
    데코시트용 코팅 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    (메타)아크릴레이트계 모노머, 광개시제, 열경화제, 소광성 입자, 용제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는
    데코시트용 코팅 조성물.
  12. 제1항 내지 제5항 및 제11항 중 어느 한 항에 따른 데코시트용 코팅 조성물을 광경화 및 열경화시켜 형성한 코팅층을 포함하는 데코시트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 코팅층의 경화도가 60% 내지 80%인
    데코시트.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 코팅층의 신율이 30% 내지 200%인
    데코시트.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 코팅층의 두께가 3㎛ 내지 10㎛인
    데코시트.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 코팅층의 하부에 순차적으로 표면층, 인쇄층 및 베이스층을 더 포함하는
    데코시트.
  17. 표면층, 인쇄층, 및 베이스층을 준비하는 단계;
    상기 표면층의 일면에 제1항 내지 제5항 및 제11항 중 어느 한 항에 따른 데코시트용 코팅 조성물을 코팅하고 열 건조시키는 단계;
    열 건조시킨 데코시트용 코팅 조성물에 UV를 조사하여 예비 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 예비 코팅층이 형성된 표면층의 다른 일면에 순차적으로 상기 인쇄층, 및 상기 베이스층을 적층하고 열합지를 수행하여, 상기 표면층의 상부에 코팅층이 형성된 데코시트를 제조하는 단계;
    를 포함하는 데코시트의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    별도의 열경화 공정을 적용하지 않고,
    상기 데코시트용 코팅 조성물을 코팅하고 열 건조시키는 과정 및 상기 열합지를 수행하는 과정에서 열경화가 진행되는
    데코시트의 제조방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 열합지는 130℃ 내지 180℃의 온도에서 10kg/㎠ ~ 140kg/㎠의 압력으로 수행되는
    데코시트의 제조방법.
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