KR102249550B1 - 외장용 cpp 필름 및 그의 제조방법 - Google Patents
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본 발명은 각종 건축물 등의 외장을 위해 사용되는 외장필름에 관한 것으로, 특히 CPP를 기재로 한 외장용 필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 주요 구성은, 유백CPP필름(1)과, 유백CPP필름(1) 위에 형성시키는 인쇄층(2)과, 인쇄층(2) 위에 형성시키는 접착층(3)과, 접착층(3) 위에 형성시키는 PVDF층(4)과, PVDF층(4)에 형성시키는 표면처리층(5)과, 표면처리층(5)에 요철면을 형성시키는 엠보싱층(6)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 인쇄층(2) 형성은, 잉크 원액 100 중량부을 기준하여 경화제 10-30 중량부을 혼합하여 만든 혼합액을 유백CPP필름(1) 위에 그라비아 방식으로 인쇄 작업하여 형성시키는 것을 특징으로 하며, 상기 PVDF층(4)은, 양면에 코로나 처리를 하여 표면장력을 높인 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 각종 건축물 등의 외장을 위해 사용되는 외장필름에 관한 것으로, 특히 CPP를 기재로 한 외장용 필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
특허등록번호 : 10-1481,228(등록일자 : 2015.01.05)
특허공개번호 : 10-2014-0062668(공개일자 : 2014.05.26)
일반적으로 가장 널리 사용하는 종래의 통상적인 외장재 제품은 PVC필름에 아크릴 필름을 합지하여 외장용으로 널리 사용하고 있다. 그러나 이 PVC 외장재 제품은 길이방향 수축으로 인해 가공상 및 사용상 많은 문제가 발생한다. PVC 외장재 제품 수축률을 실제 테스트하여 본 결과에 의하면, 오븐 내에 섭씨 80도 온도 조건에서 30분간 드라이 방치할 경우, 평균 2-3%가 수축된다.
본 발명은 외장용 필름의 상기한 수축문제를 해결하기 위해 발명한 것으로, 수축률을 개선하여 수축이 전혀 없는 제품을 제공하여 제작 및 가공에 유리하도록 하고, 또한 화재시 내열성이 좋고 유해가스 발생이 전혀 없는 제품을 제공하여, 화재시 유해가스로 인한 질식 사고 등을 줄일 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 종래 제품에 비해 가벼워 운반 이동에 유리하고, 저렴하며 친환경 광물과 수지 성분으로 이루어져 인체에 무해한 외장용 필름을 제공함에 본 발명의 목적이 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 ,제조 과정 및 절단 작업시 주위에 먼지나 분진이 전혀 발생하지 않는 소재로 이루어지는 외장용 필름을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 해결하기 위한 본 발명의 주요 구성은, 유백CPP필름(1)과, 유백CPP필름(1) 위에 형성시키는 인쇄층(2)과, 인쇄층(2) 위에 형성시키는 접착층(3)과, 접착층(3) 위에 형성시키는 PVDF층(4)과, PVDF층(4)에 형성시키는 표면처리층(5)과, 표면처리층(5)에 요철면을 형성시키는 엠보싱층(6)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 인쇄층(2) 형성은, 잉크 원액 100 중량부을 기준하여 경화제 10-30 중량부을 혼합하여 만든 혼합액을 유백CPP필름(1) 위에 그라비아 방식으로 인쇄 작업하여 형성시키는 것을 특징으로 하며, 상기 PVDF층(4)은, 양면에 코로나 처리를 하여 표면장력을 높인 것을 특징으로 한다.
제조방법의 주요구성은, 산화방지제와 자외선흡수제가 포함된 유백CPP필름(1)을 준비하는 단계; 상기 유백CPP필름(1) 원단에 잉크 원액 100 중량부을 기준하여, 경화제 10-30 중량부을 혼합하여 만든 혼합액을 사용하여 인쇄작업을 하되, 인쇄기에서의 챔버 온도는 섭씨 55-60도를 유지하면서, 속도는 40-45m/min을 유지하면서 인쇄 작업을 진행하는 인쇄단계; 인쇄된 유백CPP필름(1)을 숙성실에서 섭씨 45-55도 온도 조건, 20-28시간 숙성시키는 단계; PVDF 필름의 표면장력을 좋게 하여 접착 특성을 향상시키기 위해 코로나 처리한 PVDF 필름을 준비하는 단계; 상기 숙성이 완료된 유백CPP필름(1) 위에 드라이 라미 설비에서 접착제를 도포하는 단계; 상기 접착제 도포된 유백CPP필름(1) 위에 합지 작업을 하여 PVDF층(4)을 형성시키는 단계; PVDF층(4)을 형성시킨 후, 숙성실에서 섭씨 40-50도 조건에서 20-28시간 동안 숙성시키는 단계; 상기 숙성실에서 섭씨 40-50도 조건에서 20-28시간 동안 숙성이 완료된 시트의 이면에 프라이머 처리를 진행하는 단계; 상기 프라이머 처리가 완료된 후, 숙성실에서 섭씨 45-55도에서 20-28시간 숙성시키는 단계; 상기 프라이머 처리 및 숙성이 완료된 후, 표면에 흠집 방지를 위한 표면처리작업하는 단계; 표면처리 작업 후, 최종 요철무늬를 형성하는 엠보싱 처리작업을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 종래의 외장재 필름인 PVC 시트 제품보다 가격이 저렴하고 수축이 전혀 없다. 즉, 종래 통상적인 외장재 제품은 PVC필름에 아크릴 필름을 합지하여 외장용으로 사용함으로 하는 바, PVC는 길이방향 수축이 문제가 발생하나 본 발명의 제품은 수축이 전혀 없다. 종래 PVC제품 수축률은 섭씨 80도에서 30분간 드라이오븐에서 방치하면 평균 2-3%가 수축되나 본 제품은 동일한 조건으로 테스트시 수축이 전혀 없다. 따라서 제작, 가공 및 사용시 수축으로 인해 발생하는 각종 문제들을 해결할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 필름은 친환경 광물과 수지로 이루어져 인체에 무해하여, 화재에 의한 유해가스 발생이 전혀 없다. 따라서 화재시 유해가스로 인한 질식 사고를 줄일 수 있다. 또한 종래 제품보다 가벼워 이동에 유리하고 작업시 주위에 먼지나 분진이 전혀 발생하지 않는 장점도 있다. 또한 PP,PE,PVC의 소재들보다 모든 화학적 기계적 열적 특성이 우수하다.
본 발명에 의하면 건물 외장을 위한 복합 판넬용, 방문 또는 아트홀, 아파트 비상문, 선박용문 또는 벽면 마감, 항공기 내부 마감, 고속전철 및 자동차 내장재, 실내외 바닥재, 방화문 내외장용 등으로 다양하게 활용 가능하다.
도 1 은 본 발명의 단면 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 제조 공정을 설명하기 위한 도면.
도 3 은 도 2 의 공정을 더욱 상세히 설명하기 위한 도면.
도 4 는 본 발명의 시트의 내후성 및 색변화를 시험하여 본 시험자료.
도 2 는 본 발명에 따른 제조 공정을 설명하기 위한 도면.
도 3 은 도 2 의 공정을 더욱 상세히 설명하기 위한 도면.
도 4 는 본 발명의 시트의 내후성 및 색변화를 시험하여 본 시험자료.
도 1 은 본 발명에 따른 외장용 CPP필름의 단면 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2 는 본 발명에 따른 제조 공정을 개략 설명하기 위한 도면이고, 도 3 은 도 2 를 더욱 상세히 설명을 위한 도면이다.
먼저 도 1 에 도시한 바와 같이, 본 발명은, 유백CPP필름(1) 위에 인쇄층(2)이 형성되고 그 위에 접착층(3)이 형성되고, 그 위에 PVDF층(4)이 형성되고 그 위에 표면처리층(5) 그리고 엠보싱층(6)이 형성된다.
먼저 유백CPP 필름(1)을 준비한다. 유백CPP필름(1)은 산화방지제와 자외선흡수제가 포함되게 가공한 것을 사용한다. 산화제는 1차로 페놀계이고 2 차로 인계를 사용한다. 자외선 흡수제는 페닐살라실레이트와 2-히드록시벤조페놀계를 사용한다.
산화제 및 자외선흡수제가 유백CPP필름(1)에 포함되게 가공하는 이유는 햇볕에 장기간 노출시 발생하기 쉬운 크랙을 방지하기 위한 것이다.
이렇게 가공되어 나온 유백CPP필름(1) 원단에 내후성이 우수한 안료로 제조한 잉크를 그라비아 방식으로 인쇄 작업한다. 잉크는 2액형으로, 통상적으로 사용하는 잉크 원액 100 중량부을 기준하여, 경화제 10-30 중량부을 혼합하여 만든 혼합액을 사용하여 인쇄작업을 행한다. 상기 범위 이상으로 경화제가 너무 많이 들어가면 인쇄작업시 잉크가 빨리 굳어지며, 상기 범위 이하로 적을 경우엔 잉크 안착이 잘 안되며 인쇄작업이 느려진다. 경화제를 혼합하는 이유는 잉크가 속히 안착되어 굳게 하기 위한 것이다. 사용하는 경화제는 예를 들어, 이소시아네이트계 성분의 것을 사용한다.
잉크 인쇄시, 인쇄기에서의 챔버 온도는 섭씨 55-60도를 유지하면서, 속도는 40-45m/min 을 유지하면서 인쇄 작업을 진행한다. 상기 속도 이상이면 인쇄 잉크가 안착이 잘 안된다.
잉크가 인쇄된 유백CPP필름(1)을 숙성실에서 섭씨 45-55도 온도 조건, 바람직하기로는 50도 에서 20-28시간, 바람직하기로는 24시간 정도 숙성시킨다. 상기 온도보다 더 고온으로 숙성하면 변형이 발생할 수 있고 그 이하 온도조건에서 숙성시키면 인쇄층의 형성이 늦어진다.
한편 인쇄층(2) 위에 접착되는 PVDF(polyvinylideneflouride)필름은 미리 준비한다. PVDF 소재는 일반적으로 반도체 장비 부품이나 화학 플랜트 배관, 산세척 라인, 액정부품, 밸브 등에 사용되는 소재이다. PVDF 의 특성은 약간 투명한 흰색이며 PP,PE,PVC의 소재보다 모든 화학적 기계적 열적 특성이 우수하다. 더 상세히 설명하면, 화학 용액에 대하여 내약품성 또는 내용제성이 우수하고, 섭씨 -30도 ~ 150도의 저온 및 고온 한계를 가지고 있어 내열성이 우수하고, 전기 절연성도 좋으며, 자기 윤활성을 가지며, 기계적 강도가 우수하다. 특히 대기에 대한 내성이 우수하고 생리적으로 무해하다. 본 발명에서 사용하는 PVDF필름은 내후성이 평균 10,000시간이 경과하여도 변색이 없었다.
본 발명에 사용되는 PVDF 필름은 23㎛ ~ 50㎛ 두께의 것을 사용한다. 두꺼울수록 고가이므로 보통 23㎛ 두께 정도의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
PVDF 필름을 사용하기 전에 양면에 코로나처리를 한다. 코로나 처리란, 상기 PVDF 필름의 표면장력을 좋게 하여 접착 특성을 향상시키기 위한 것이다. 코로나 처리는 + 와 - 의 전기를 이용하여 제품의 표면을 거칠게 처리하는 것이다. 코로나 처리를 하지 않은 필름의 표면장력은 28~30dyne인 반면, 코로나 처리가 완료된 필름의 표면장력은 38~42dyne이어서 접착 특성이 좋아진다.
코로나 처리를 한 PVDF 필름을 드라이 라미 설비에서 접착제를 사용하여 합지 작업을 하여 도 1 과 같은 PVDF층(4)을 형성한다. 합지시 숙성실에서 섭씨 40-50도, 바람직하기로는 45도 온도 조건에서 20-28시간, 바람직하기로는 24시간 숙성시킨다.
섭씨 50도 이상의 온도에서는 숙성시 제품의 평활도에 영향을 주어 제품에 문제가 발생하며, 섭씨 40도 이하의 온도에서는 드라이 작업시 사용하는 접착제의 잔류 용제 휘발이 늦어지고 합지시 접착력도 떨어진다.
PVDF층(4) 합지 이후 공정에는 합지된 시트의 이면에 프라이머 처리를 진행한 후, 숙성실에서 섭씨 45-55도에서 20-28시간 숙성한 후, 표면에 흠집 방지를 위한 표면처리 작업을 한다.
표면처리제는 주성분이 우레탄에 아크릴을 반응시켜 만든 것으로 표면처리한다. 그러면 내후성이 우수하고 표면 강도가 향상된다. 참고로 도 4 는 본 발명에 의하여 제조한 시트의 내후성 및 색 변화를 시험하여 본 시험자료로 내후성이 우수하고, 색변화가 적음을 확인할 수 있다.
마지막으로 최종 요철무늬를 형성하는 엠보싱 처리작업을 한다.
이렇게 완성된 시트 제품의 두께는 0.12~0.16 mm 정도가 되며, 폭은 1,000-1,260 mm 정도 되도록 제작한다. 그러나 길이, 폭 등이 치수는 이 치수에 한정하지 않고 어떠한 원하는 치수로도 만들어 낼 수 있다.
참고로 도 4 는 본 발명에 의하여 제조한 시트의 내후성 및 색 변화를 시험하여 본 시험자료로 내후성이 우수하고, 색변화가 적음을 확인할 수 있다.
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- 산화방지제와 자외선흡수제가 포함된 유백CPP 필름(1)을 준비하는 단계;
상기 유백CPP필름(1) 원단에 잉크 원액 100 중량부을 기준하여, 경화제 10-30 중량부을 혼합하여 만든 혼합액을 사용하여 인쇄작업을 하되, 인쇄기에서의 챔버 온도는 섭씨 55-60도를 유지하면서, 속도는 40-45m/min 을 유지하면서 인쇄 작업을 진행하는 인쇄단계;
인쇄된 유백CPP필름(1)을 숙성실에서 섭씨 45-55도 온도 조건, 20-28시간 숙성시키는 단계;
PVDF 필름의 표면장력을 좋게 하여 접착 특성을 향상시키기 위해 코로나 처리한 PVDF 필름을 준비하는 단계;
상기 숙성이 완료된 유백CPP필름(1) 위에 드라이 라미 설비에서 접착제를 도포하는 단계;
상기 접착제 도포된 유백CPP필름(1) 위에 합지 작업을 하여 PVDF층(4)을 형성시키는 단계;
PVDF층(4)을 형성시킨 후, 숙성실에서 섭씨 40-50도 조건에서 20-28시간 동안 숙성시키는 단계;
상기 숙성실에서 섭씨 40-50도 조건에서 20-28시간 동안 숙성이 완료된 시트의 이면에 프라이머 처리를 진행하는 단계;
상기 프라이머 처리가 완료된 후, 숙성실에서 섭씨 45-55도에서 20-28시간 숙성시키는 단계;
상기 프라이머 처리 및 숙성이 완료된 후, 표면에 흠집 방지를 위한 표면처리작업하는 단계;
표면처리 작업 후, 최종 요철무늬를 형성하는 엠보싱 처리작업을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 외장용 CPP필름의 제조 방법.
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