KR102530255B1 - 금속 질감 데코시트 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 질감을 구현하기 위한 데코시트로서, 무정형 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100wt%로 구성된 코어층, 코어층의 상면에 위치하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 57~70wt% 및 금속 함유 마스터 배치 30~43wt%를 포함하는 제1스킨층 및 코어층의 하면에 위치하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 57~70wt% 및 금속 함유 마스터 배치 30~43wt%를 포함하는 제2스킨층을 포함하는 3층의 공압출 시트와 제1스킨층의 상면에 위치하며 패턴 문양을 가지는 UV 하드 코팅층을 포함한다. 제1스킨층의 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 및 금속 함유 마스터 배치의 함량은 제2스킨층의 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 및 금속 함유 마스터 배치의 함량과 동일하며, 코어층, 제1스킨층 및 제2스킨층의 중량 비율은 공압출 시트 전체 중량에 대하여 각각 6~10wt%, 80~88wt% 및 6~10wt%이다.
Description
본 발명은 금속 질감 데코시트 및 이의 제조방법에 관한 것으로서 금속 함유 마스터 배치를 이용하는 것에 관한 발명이다.
데코시트(Deco-sheet)는 가구, 전자 제품, 건축재 등의 장식 목적으로 부착하는 시트로서 다양한 문양이 인쇄되어 있다. 데코시트가 다양한 분야에 사용됨에 따라 데코시트의 심미감을 향상시키기 위한 방법이 연구되어 왔는데, 이의 일환으로서 입체 패턴의 생성과 금속(예: Al, Sn, In, Cr 등) 증착 공정을 이용하여 데코시트에 금속 질감을 구현하는 기술이 개발된 바 있다(ASTM D523 기준 광택도는 대략 40.5이며, 광택도 측정 결과는 후술하기로 한다). 전술한 금속 질감 구현 기술은 금속 질감 효과는 우수하지만, 고가의 비용이 투입되며 증착 공정 등이 추가됨으로써 공정 과정이 복잡해지고 제품 불량률이 상승하게 된다.
데코시트에 금속 질감을 구현하기 위한 방법으로서 금속 증착 공정을 배제할 수 있는 방법의 고안을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은 금속 질감 데코시트로서, 무정형 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100wt%로 구성된 코어층, 코어층의 상면에 위치하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 57~70wt% 및 금속 함유 마스터 배치 30~43wt%를 포함하는 제1스킨층 및 코어층의 하면에 위치하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 57~70wt% 및 금속 함유 마스터 배치 30~43wt%를 포함하는 제2스킨층을 포함하는 3층의 공압출 시트와 제1스킨층의 상면에 위치하며 패턴 문양을 가지는 UV 하드 코팅층을 포함한다. 제1스킨층의 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 및 금속 함유 마스터 배치의 함량은 제2스킨층의 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 및 금속 함유 마스터 배치의 함량과 동일하며, 코어층, 제1스킨층 및 제2스킨층의 중량 비율은 공압출 시트 전체 중량에 대하여 각각 6~10wt%, 80~88wt% 및 6~10wt%이다.
본 발명의 다른 측면은 금속 질감 데코시트의 제조방법으로서, (a) 멀티레이 압출기를 이용하여 무정형 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100wt%로 구성된 코어층, 코어층의 상면에 위치하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 57~70wt% 및 금속 함유 마스터 배치 30~43wt%를 포함하는 제1스킨층 및 코어층의 하면에 위치하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 57~70wt% 및 금속 함유 마스터 배치 30~43wt%를 포함하는 제2스킨층을 포함하는 3층의 공압출 시트를 형성하는 단계 및 (b) 제1스킨층 상에 패턴 문양을 가지는 UV 하드 코팅층을 형성하는 단계를 포함하며, 제1스킨층의 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 및 금속 함유 마스터 배치의 함량은 제2스킨층의 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 및 금속 함유 마스터 배치의 함량과 동일하며, 코어층, 제1스킨층 및 제2스킨층의 중량 비율은 공압출 시트 전체 중량에 대하여 각각 6~10wt%, 80~88wt% 및 6~10wt%이다.
본 발명은 공압출 과정에서 금속 질감을 구현함으로써, 종래 기술처럼 금속 증착 과정을 거치지 않고 금속 질감을 구현할 수 있다.
본 발명은 금속 소재 시트를 사용하지 않더라도 마치 금속과 같은 우수한 금속 외관 효과를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데코시트의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압출 시트 제조 과정의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압출 시트 제조 과정의 모식도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 질감 데코시트의 구성을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 금속 질감 데코시트(10)는 공압출 시트(100) 및 UV 하드 코팅층(200)을 포함하며, 공압출 시트(100)는 코어층(110), 코어층(110)의 상면에 위치하는 제1스킨층(120) 및 코어층(110)의 하면에 위치하는 제2스킨층(130)을 포함한다.
공압출 시트(100)는 코어층(110), 제1스킨층(120) 및 제2스킨층(130)의 3층 구조를 가진다. 코어층(110)을 구성하는 수지는 무정형 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Amorphous Polyethylene Terephthalate, 이하 "A-PET 수지")이며, 제1스킨층(120) 및 제2스킨층(130)을 구성하는 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜(Polyethylene Terephthalate Glycol)(이하, "PETG 수지")이다.
PETG 수지는 투명성 및 내충격성 등의 기계적 물성이 우수하고 UV 하드 코팅층과의 부착력이 우수하여 데코시트를 제조하는데 있어 유용한 수지이다. 하지만, PETG 수지는 다른 수지에 비하여 상대적으로 고가이기 때문에, 데코시트(완제품)를 PETG 수지만으로 구성하는 데코시트(완제품)의 가격 상승을 초래할 수 있다. 이를 고려하여, 코어층(110)은 상대적으로 가격이 저렴한 A-PET 수지를 사용하여 구성하고, 제1스킨층(120) 및 제2스킨층(130)은 PETG 수지를 사용하여 구성한다. 여기서, 제1스킨층(120) 및 제2스킨층(130)의 두께를 최소화하여 PETG 수지의 함량을 최소화할 수 있다.
코어층(110)은 A-PET 수지 100wt%로 구성되며, 공압출 시트(100) 전체 중량에 대하여 80~88wt%의 중량 비율을 가질 수 있다. 코어층(110)의 중량 비율을 80wt% 미만의 중량 비율로 구성하는 경우, 상대적으로 제1스킨층(120) 및 제2스킨층(130)의 중량 비율이 증가함으로써 목표 색상과는 상이한 색상이 구현될 수 있으며, 공압출 시 시트 두께에 편차가 발생하는 등 시트 평활도에 문제가 발생할 수 있다. 코어층(110)의 중량 비율을 88wt% 초과하는 중량 비율로 구성하는 경우, 제1스킨층(120) 및 제2스킨층(130)의 중량 비율이 감소함으로써 금속 질감이 충분히 구현되지 않을 수 있다.
제1스킨층(120)은 제1스킨층(120) 전체 중량에 대하여 PETG 수지 57~70wt% 및 금속 함유 마스터 배치(MB)(이하, "금속 MB") 30~43wt%를 포함할 수 있다. 제1스킨층(120)은 공압출 시트(100) 전체 중량에 대하여 6~10wt%의 중량 비율을 가질 수 있다.
금속 MB는 금속 MB는 종래 공지된 제조 방법을 이용하여 제조할 수도 있고 혹은 시판되는 제품을 사용할 수도 있다. 다만, 금속 MB는 금속 MB 전체 중량에 대하여 금속 플레이크 2~6wt%, PETG 수지 70~80wt%, 회색 안료 18~24wt%를 포함하는 것이 바람직하다.
금속 플레이크는 알루미늄(Al) 플레이크, 니켈(Ni) 플레이크, 크롬(Cr) 플레이크 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 플레이크의 평균 입자 직경은 0.5~10㎛인 것이 바람직하다.
금속 MB 전체 중량에 대하여 금속 플레이크를 2wt% 미만으로 포함하는 경우 광택도가 미흡할 수 있으며, 6wt% 초과하여 포함하는 경우 광택도의 향상에도 불구하고 공압출기 기어펌프에서 받는 압력 불균일로 인하여 데코시트 표면에 외관 불량이 발생할 수 있다.
금속 MB 전체 중량에 대하여 PETG 수지를 70wt% 미만으로 포함하는 경우 충격 강도, 인장 강도 등의 기계적 물성이 저하될 수 있고 80wt% 초과하여 포함하는 경우 금속 플레이크 및/또는 회색 안료의 소량 첨가로 광택도가 미흡할 수 있고 퍼짐성 부족으로 목표 색상과는 상이한 색상이 구현될 수 있다.
금속 MB 전체 중량에 대하여 회색 안료를 18wt% 미만으로 포함하는 경우 퍼짐성 부족으로 목표 색상과는 상이한 색상이 구현될 수 있고 이에 따라, 금속 MB를 과투입해야 하는 문제가 발생할 수 있고 24wt% 초과하여 포함하는 경우 공압출기 기어펌프에서 받는 압력 불균일로 인하여 데코시트 표면에 외관 불량이 발생할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 금속 MB는 알루미늄 플레이크 4wt%, PETG 수지 75wt%, 회색 안료 21wt%를 포함할 수 있으며, 알루미늄 및 회색 안료의 양호한 분산성과 공압출기 기어펌프로부터 균일한 압력을 받음으로써 공압출 시트 표면에 미세한 줄무늬가 발생하지 않는 등 표면 상태가 양호한 공압출 시트 내지 데코시트를 얻을 수 있다.
제2스킨층(130)은 제2스킨층(130) 전체 중량에 대하여 PETG 수지 57~70wt% 및 금속 MB 30~43wt%를 포함할 수 있다. 제2스킨층(130)은 공압출 시트(100) 전체 중량에 대하여 6~10wt%의 중량 비율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2스킨층(130)은 제1스킨층(120)과 동일한 구성을 가지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 제2스킨층(130)의 공압출 시트(100) 전체 중량에 대한 중량 비율은 제1스킨층(120)의 공압출 시트(100) 전체 중량에 대한 중량 비율과 동일한 것이 바람직하며, 제2스킨층(130)을 구성하는 PETG 수지 및 금속 MB의 중량 비율은 제1스킨층(120)을 구성하는 PETG 수지 및 금속 MB의 중량 비율과 동일한 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직할 일 실시예에 따르면, 코어층(110), 제1스킨층(120) 및 제2스킨층(130)의 중량 비율이 공압출 시트(100) 전체 중량에 대하여 각각 8wt%, 84wt% 및 8wt%일 때, 우수한 평활도 및 색상 등 우수한 외관 품질을 구현할 수 있다.
UV 하드 코팅층(200)은 금속 질감을 보다 두드러지게 표현할 수 있다. UV 하드 코팅층(200)은 무용제 UV 경화형 조성물과 패턴 문양이 형성된 캐리어 필름을 이용하여 공압출 시트(100) 상에 다양한 패턴 문양을 형성할 수 있다. 여기서, 공압출 시트(100)의 최상층에 제1스킨층(120)이 위치하므로 '공압출 시트(100) 상에 다양한 패턴 문양을 형성할 수 있다'는 '제1스킨층(120) 상에 다양한 패턴 문양을 형성할 수 있다'와 동일한 의미를 가진다. 그리고 패턴 문양은 헤어 라인 패턴, 프리즘 패턴 및 방사 패턴 중 어느 하나이다.
UV 하드 코팅층(200)은 (a) UV 경화형 조성물을 공압출 시트(100) 상에 도포하는 단계 (b) 공압출 시트(100) 및 패턴 문양이 성형된 캐리어 필름을 합지하는 단계 (c) 자외선을 조사하여 UV 경화형 조성물을 경화시키는 단계 (d) 캐리어 필름을 박리하는 단계를 통해 형성할 수 있다. UV 경화형 조성물의 도막 두께와 UV 하드 코팅층(200)의 두께는 10 ~ 20um일 수 있다. 추가적으로, UV 하드 코팅층(200) 상에 보호 필름을 부착할 수 있다.
UV 경화형 조성물은 UV 경화형 조성물 전체 중량에 대하여 우레탄아크릴레이트계 올리고머 30~50wt%, 아크릴레이트계 모노머 50~70wt%, 첨가제 0.2~2wt% 및 광 개시제 1~15wt%를 포함할 수 있다. 여기서, 첨가제는 (1) 실리콘계 슬립 및 레벨링제 및 (2) 비실리콘계 소포제를 의미하며, 0.2~2wt%는 (1) 실리콘계 슬립 및 레벨링제의 중량 비율과 (2) 비실리콘계 소포제의 중량 비율을 합한 총 중량 비율을 의미한다.
우레탄아크릴레이트계 올리고머는 도막의 물성을 결정하며, 2~3개의 관능기를 가지는 우레탄아크릴레이트계 올리고머를 사용할 수 있다. 우레탄아크릴레이트계 올리고머를 30wt% 미만의 중량 비율로 첨가하는 경우, UV 경화형 조성물(이하, 코팅액)의 점도가 낮아져서 도막의 두께가 박막 두께가 되며, 점도 저하로 인하여 코팅성이 저하될 수 있고, 목적하는 물성이 구현되지 않을 수 있다. 우레탄아크릴레이트계 올리고머를 70wt% 초과의 중량 비율로 첨가하는 경우, 코팅액의 점도 상승으로 인하여 도막의 두께가 두꺼워지고, 높은 점도에도 불구하고 코팅성이 저하될 수 있다. 우레탄아크릴레이트계 올리고머는 100 ~ 200CPS의 점도를 가지는 것이 바람직하다.
아크릴레이트계 모노머는 코팅액의 점도를 조절할 수 있다. 아크릴레이트계 모노머로서 반응성 모노머를 사용할 수 있으며, 1~3개의 관능기를 가지는 모노머를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 1관능 모노머, 2관능 모노머 및 3관능 모노머를 혼합하여 사용할 수 있다.
아크릴레이트계 모노머를 50wt% 미만의 중량 비율로 첨가하는 경우, 코팅액의 점도가 낮아져서 도막의 두께가 박막 두께가 되며, 점도 저하로 인하여 코팅성이 저하될 수 있으며, 목적하는 물성이 구현되지 않을 수 있다. 아크릴레이트계 모노머를 70wt% 초과의 중량 비율로 첨가하는 경우, 코팅액의 점도 상승으로 인하여 도막의 두께가 두꺼워지고, 높은 점도에도 불구하고 코팅성이 저하될 수 있다.
첨가제는 (1) 실리콘계 슬립 및 레벨링제와 (2) 비실리콘계 소포제를 포함한다. 실리콘계 슬립 및 레벨링제는 코팅 후 도막의 크레터링을 방지할 수 있으며, 경화 후의 표면 에너지를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 슬립성을 증가시킬 수 있으며, 내오염성을 향상시킬 수 있다. 실리콘계 슬립 및 레벨링제를 0.1wt% 미만의 중량 비율로 첨가하는 경우, 코팅 도막의 슬립성이 미흡하여 크레터링이 발생할 수 있으며 1.8wt% 초과의 중량 비율로 첨가하는 경우, 코팅 도막의 슬립성 향상에도 불구하고 기포가 발생할 수 있다. 따라서, 실리콘계 슬립 및 레벨링제는 UV 경화형 조성물 전체 중량에 대하여 0.1~1.8wt%를 첨가하는 것이 바람직하다.
비실리콘계 소포제는 도막 형성 과정에서 코팅액의 기포 발생을 억제한다. 비실리콘계 소포제를 0.1wt% 미만으로 첨가하는 경우, 기포가 발생할 수 있으며 0.2wt% 초과하여 첨가하는 경우 코팅성이 저하될 수 있다. 따라서, 비실리콘계 소포제는 UV 경화형 조성물 전체 중량에 대하여 0.1~0.2wt%를 첨가하는 것이 바람직하다.
UV 경화형 조성물은 100~500mj/cm2의 조사량을 가지는 수은등을 이용하여 경화할 수 있다. 100mj/cm2 미만의 조사량으로 UV를 조사하는 경우, 미경화 또는 저조한 경화율로 인하여 코팅 도막의 물성이 저화될 수 있다. 반면, 500mj/cm2 초과의 조사량으로 UV를 조사하는 경우, 과경화로 인하여 도막이 깨질 수 있으며(Brittle), 황변이 발생할 수 있다.
UV 경화형 조성물의 도막 두께는 10 ~ 20um인 것이 바람직하다. 도막 두께가 10㎛ 미만인 경우, 연필 경도 등의 표면 물성이 저하될 수 있다. 반면, 도막 두께가 30㎛ 초과인 경우, 컬(Curl) 또는 크랙이 발생할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압출 시트 제조 과정의 모식도이다. 도 2를 참조하면, 공압출 시트 제조 과정은 배합, 제습, 공압출 및 시트 형성의 단계를 포함한다.
제1스킨층 형성을 위한 제1원료(PETG 수지 및 금속 MB), 코어층 형성을 위한 제2원료(A-PET 수지) 및 제2스킨층 형성을 위한 전술한 제1원료(PETG 수지 및 금속 MB) 를 제1배합기(210A1), 제2배합기(210B) 및 제3배합기(210A2)에 각각 투입하고 배합한다(제1배합기의 도면부호 210A1과 제3배합기의 도면부호 210A2는 제1스킨층 및 제2스킨층을 형성하기 위한 원료의 종류와 조성이 동일한 점에서 도면부호 210A를 공유한다. 이와 같은 도면부호의 적용은 제습기 및 압출기의 도면부호에 동일하게 적용하기로 한다).
각 원료는 제1배합기(210A1), 제2배합기(210B) 및 제3배합기(210A2)로부터 제1제습기(220A1), 제2제습기(220B) 및 제3제습기(220A2)로 각각 이동한다. 각 원료의 이동은 진공 펌프의 흡입력에 의해 수행될 수 있다. 각 제습기(220A1, 220B, 220A2)는 고온 제습을 통해 각 원료를 건조시킬 수 있으며, 제습량은 120~130 kg/hour인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
각 원료는 제1제습기(220A1), 제2제습기(220B) 및 제3제습기(220A2)로부터 멀티레이 압출기(230)로 유입되어 제1압출기(230A1), 제2압출기(230B) 및 제3압출기(230A2)로 각각 이동한다. 각 원료는 각 압출기(230A1, 230B, 230A2)에서 가열에 의해 용융될 수 있고, 용융된 상태의 각 원료를 압출할 수 있다. 각 원료는 기어 펌프(미도시)를 통해 전술한 바와 같은 각 층(110, 120, 130)의 중량 비율(공압출 배합 비율)로 배분되고 피더 블럭(미도시)에서 3층으로 합쳐진 후 T자형 다이스(240)에 유입된다.
T자형 다이스(240)는 수동형 토출량 조절장치로서 일정 압력을 통해, 각 원료가 전술한 바와 같은 중량 비율(공압출 배합 비율)로 배분되어 합쳐져 있는 원료를 하나의 시트로 형성하여 토출한다. 이를 통해, PETG 수지 및 금속 MB로 구성된 제1스킨층, A-PET 수지로 구성된 코어층 및 PETG 수지 및 금속 MB로 구성된 제2스킨층을 포함하는 3층의 공압출 시트가 T자형 다이스(240)의 후단에서 형성될 수 있다.
이하에서 실시예 1~5 및 비교예 1~13에 대하여 설명한다. 제1스킨층, 코어층 및 제2스킨층의 공압출 배합 비율은 UV 하드 코팅층을 제외한 3층의 공압출 시트 전체 중량에 대하여 각각 8wt%, 84wt% 및 8wt%이다. 실시예 1~5 및 비교예 1~13 모두 APET 100wt%로 구성된 코어층과 UV 하드 코팅층(두께: 13㎛, 헤어 라인 패턴 형성함)을 가진다. 이하에서, 전술한 UV 하드 코팅층에 대하여 먼저 설명하기로 한다.
UV 하드 코팅층을 형성하기 위한 UV 경화형 조성물의 원료와 조성은 아래의 (1) 내지 (4)와 같다. UV 경화형 조성물을 제1스킨층 상에 도포한 후, 공압출 시트와 헤어 라인 패턴이 성형된 캐리어 필름(제조사: (주) 쎄넘 社, 제품명: MK H/L)을 합지한 후, 조사량 200mj/cm2의 UV를 조사하여 UV 경화형 조성물을 경화하였다. 경화를 완료한 후, 캐리어 필름을 박리하였고 최종적으로 13㎛ 두께의 UV 하드 코팅층을 형성하였다.
(1) 우레탄아크릴레이트계 올리고머: 미원특수화학 社의 제품 PU340(3관능)을 사용하였으며 UV 경화형 조성물의 전체 중량에 대하여 40wt% 첨가하였다.
(2) 아크릴레이트계 모노머: 1관능 모노머, 2관능 모노머 및 3관능 모노머를 혼합하여 사용하였다. 1관능 모노머로서 Sartomer 社의 제품 SR 506NS(Isobornyl Acrylate, IBOA)를 사용하였으며 UV 경화형 조성물의 전체 중량에 대하여 5wt% 첨가하였다. 2관능 모노머로서 미원특수화학 社의 제품 M200(1,6-hexanediol diacrylate, HDDA)을 사용하였으며, UV 경화형 조성물의 전체 중량에 대하여 20wt% 첨가하였다. 3관능 모노머로서 미원특수화학 社의 제품 M300(Trimethylolpropane triacrylate, TMPTA)을 사용하였으며, UV 경화형 조성물의 전체 중량에 대하여 30wt% 첨가하였다.
(3) 첨가제: 실리콘계 슬립 및 레벨링제로서 BYK 社의 제품 BYK 333을 사용하였으며, UV 경화형 조성물의 전체 중량에 대하여 0.4wt% 첨가하였다. 비실리콘계 소포제로서 BYK 社의 제품 BYK 1788(비실리콘계)을 사용하였으며, UV 경화형 조성물의 전체 중량에 대하여 0.1wt% 첨가하였다.
(4) 광 개시제: 단파장(300nm 이하의 파장) 광 개시제 및 장파장(300nm 초과의 파장) 광 개시제를 혼합하여 사용하였다. 단파장 광 개시제로서 미원특수화학 社의 제품 CP-4(Hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)를 사용하였으며, UV 경화형 조성물의 전체 중량에 대하여 3.5wt% 첨가하였다. 장파장 광 개시제로서 미원특수화학 社의 제품 Micure TPO (2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl phosphine oxide)를 사용하였으며, UV 경화형 조성물의 전체 중량에 대하여 1wt% 첨가하였다.
스킨층 및 코어층을 구성하는 원료는 다음과 같다: PETG는 SK케미칼 社의 제품 KN100을 사용하였으며, APET은 롯데케미칼 社의 제품 BCN 80을 사용하였다. 금속 MB는 삼양 社의 제품 STEEL-SILVER(PETG)을 사용하였다.
표 1~3은 실시예 1~5 및 비교예 1~13의 제1스킨층 및 제2스킨층의 구성을 나타낸다. 제1스킨층의 구성 즉, PETG 및 금속 MB의 첨가량과 제2스킨층의 PETG 및 금속 MB의 첨가량은 동일하다. 예컨대, 실시예 1의 제1스킨층은 PETG 70wt% 및 금속 MB 30wt%로 구성하였고, 실시예 1의 제2스킨층 또한 PETG 70wt% 및 금속 MB 30wt%로 구성하였다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 |
| PETG(wt%) | 70 | 67 | 65 | 60 | 57 |
| 금속 MB(wt%) | 30 | 33 | 35 | 40 | 43 |
| 구분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 |
| PETG(wt%) | 80 | 77 | 75 | 73 | 72 | 71 |
| 금속 MB(wt%) | 20 | 23 | 25 | 27 | 28 | 29 |
| 구분 | 비교예 7 | 비교예 8 | 비교예 9 | 비교예 10 | 비교예 11 | 비교예 12 | 비교예 13 |
| PETG(wt%) | 56 | 55 | 50 | 47 | 45 | 40 | 30 |
| 금속 MB(wt%) | 44 | 45 | 50 | 53 | 55 | 60 | 70 |
표 4~6은 실시예 1~5 및 비교예 1~13의 물성 평가 결과이다. 평가 대상 물성은 광택도, 충격 강도, 인장강도 및 공압출 시트 표면의 외관 상태이다. 각 물성의 평가 방법은 다음과 같다.
- 광택도는 광택 측정기(Gloss Meter)를 이용하여 ASTM D523에 따른 필름의 60°광택도(글로스 60°조건)을 측정하였다.
- 충격 강도는 ISO 8256T3, ASTM D1822에 따라 측정하였다. 각 실시예 및 비교예의 데코시트로부터 총 5회 분량의 샘플을 얻을 수 있도록 커팅하여 샘플을 준비하였다. 샘플 규격은 ISO 8256 T3, IS 8256 A-5 중 어느 하나를 선택하였다. 샘플 한쪽은 진자(pendulum)의 head 클램프에 고정시키고, 15g YOKE를 샘플 고정대 위에 고정시킨 후 진자(PENDULUM)를 내려 YOKE를 타격하는 방식으로 시험하였다.
- 인장 강도는 ASTM D882에 따라 측정하였다. 각 실시예 및 비교예의 데코시트로부터 총 5회 분량의 샘플을 얻을 수 있도록 커팅하여 샘플을 준비하였다. 샘플 규격은 ISO 8256 T3이다. 샘플 양단을 그립에 고정시킨 후, 샘플이 파단될때까지 신장시키며, 샘플 파단 시의 인장 강도를 측정하였다.
- 외관 상태는 관능 검사로 측정하였다. 측정 방법은 관능 검사 요원들의 판단을 종합한 결과로, 관능 검사 요원은 20세에서 50세 사이의 남성 10명과 여성 10명 총 20명이다.
| 구분 | 광택도 | 충격 강도 (KJ/m2) |
인장 강도 (kgf/mm2) |
외관 |
| 실시예 1 | 33.6 | 388.84 | 6.94 | 표면 양호 |
| 실시예 2 | 35.1 | 380.12 | 6.78 | 표면 양호 |
| 실시예 3 | 36.8 | 375.34 | 6.55 | 표면 양호 |
| 실시예 4 | 37.3 | 372.5 | 6.48 | 표면 양호 |
| 실시예 5 | 37.1 | 370.1 | 6.42 | 표면 양호 |
표 4는 실시예 1~5의 물성 평가 결과이다. 표 4를 참조하면, 금속 MB를 증량함에 따라 광택도가 증가하는 경향이 나타났으며, 금속 MB 30wt%에서도 33 이상의 광택도를 나타내었다. 실시예 1~5의 압출 시트의 표면은 양호한 것으로 관찰되었다.
| 구분 | 광택도 | 충격 강도 (KJ/m2) |
인장 강도 (kgf/mm2) |
외관 |
| 비교예 1 | 31.2 | 392.54 | 8.06 | 칼라 균일성 미흡 |
| 비교예 2 | 31.5 | 392.12 | 7.98 | 칼라 균일성 미흡 |
| 비교예 3 | 31.9 | 391.7 | 7.52 | 불량 미세 줄무늬 발생 |
| 비교예 4 | 32.5 | 390.8 | 7.21 | 불량 미세 줄무늬 발생 |
| 비교예 5 | 32.8 | 389.9 | 7.01 | 표면 양호 |
| 비교예 6 | 32.9 | 389.5 | 6.96 | 표면 양호 |
표 5는 비교예 1~6의 물성 평가 결과이다. 표 5를 참조하면, 금속 MB를 증량함에 따라 광택도가 증가하는 경향이 나타났으나 금속 MB 29wt%에서 33 미만의 광택도를 나타내었다. 비교예 1 및 2는 흐름성 미흡을 이유로 칼라 균일성이 미흡하게 관찰되었다. 비교예 3 및 4는 공압출 시트 표면에 불량 미세 줄무늬가 발생하였다. 비교예 5 및 6은 압출 시트의 표면이 양호한 것으로 관찰되었다. 하지만, 비교예 5 및 6은 전술한 바와 같이, 광택도가 부족하다.
| 구분 | 광택도 | 충격 강도 (KJ/m2) |
인장 강도 (kgf/mm2) |
외관 |
| 비교예 7 | 37.2 | 368.55 | 6.38 | 불량 미세 줄무늬 발생 |
| 비교예 8 | 37.5 | 365.34 | 6.33 | 불량 미세 줄무늬 발생 |
| 비교예 9 | 38 | 360.12 | 6.28 | 불량 미세 줄무늬 발생 |
| 비교예 10 | 38.1 | 359.77 | 6.26 | 불량 미세 줄무늬 발생 |
| 비교예 11 | 38.3 | 354.55 | 6.23 | 불량 줄무늬 발생 |
| 비교예 12 | 38.6 | 350.48 | 6.21 | 불량 줄무늬 발생 |
표 6은 비교예 7~13의 물성 평가 결과이다. 표 6을 참조하면, 금속 MB를 증량함에 따라 광택도가 증가하는 경향이 나타났으며, 37.2 이상의 광택도를 나타내었다. 하지만, 비교예 7, 8, 9, 10 및 11은 금속 MB 과량 투입으로 공압출 시트 표면에 불량 미세 줄무늬가 발생하였으며, 비교예 12 및 13은 미세 줄무늬보다 선명한 불량 줄무늬가 발생하였다.
이하에서 비교예 14~24를 설명한다. 제1스킨층, 코어층 및 제2스킨층의 공압출 배합 비율은 UV 하드 코팅층을 제외한 3층의 공압출 시트 전체 중량에 대하여 각각 8wt%, 84wt% 및 8wt%이다. 비교예 14~24 모두 PETG 100wt%로 구성된 제1스킨층 및 PETG 100wt%로 구성된 제2스킨층을 가지며 UV 하드 코팅층(두께: 13㎛, 헤어 라인 패턴 형성함)을 가진다.
표 7은 비교예 14~19의 코어층의 구성을 나타내며, 표 8은 비교예 20~24의 코어층의 구성을 나타낸다. 표 9는 비교예 14~19의 물성 평가 결과를 나타내며, 표 10은 비교예 20~24의 물성 평가 결과를 나타낸다.
| 구분 | 비교예 14 | 비교예 15 | 비교예 16 | 비교예 17 | 비교예 18 | 비교예 19 |
| APET(wt%) | 90 | 87 | 85 | 75 | 60 | 57 |
| 금속 MB(wt%) | 10 | 13 | 15 | 25 | 40 | 43 |
| 구분 | 비교예 20 | 비교예 21 | 비교예 22 | 비교예 23 | 비교예 24 |
| APET(wt%) | 55 | 50 | 47 | 45 | 40 |
| 금속 MB(wt%) | 45 | 50 | 53 | 55 | 60 |
| 구분 | 광택도 | 충격 강도 (KJ/m2) |
인장 강도 (kgf/mm2) |
외관 |
| 비교예 14 | 30.06 | 390.88 | 7.05 | 칼라 균일성 미흡 |
| 비교예 15 | 30.09 | 390.84 | 7.04 | 칼라 균일성 미흡 |
| 비교예 16 | 30.1 | 390.84 | 7.04 | 금속 질감 효과 미흡 |
| 비교예 17 | 30.89 | 383.71 | 6.91 | 금속 질감 효과 미흡 |
| 비교예 18 | 31.66 | 376.6 | 6.79 | 금속 질감 효과 미흡 |
| 비교예 19 | 32.41 | 369.4 | 6.62 | 금속 질감 효과 미흡 |
표 9를 참조하면, 금속 MB를 증량함에 따라 광택도가 증가하는 경향이 나타났으나, 33 미만의 광택도가 관찰되었다. 비교예 14 및 15는 흐름성 미흡을 이유로 칼라 균일성이 미흡하게 관찰되었다. 비교예 16, 17, 18 및 19는 공압출 시트 표면이 양호하게 관찰되었으나 금속 MB를 코어층에 투입함에 따라 금속 질감이 미흡하게 관찰되었다.
| 구분 | 광택도 | 충격 강도 (KJ/m2) |
인장 강도 (kgf/mm2) |
외관 |
| 비교예 20 | 33.18 | 362.29 | 6.5 | 칼라 균일성 미흡 |
| 비교예 21 | 33.98 | 354.98 | 6.31 | 칼라 균일성 미흡 |
| 비교예 22 | 34.88 | 347.87 | 6.19 | 칼라 균일성 미흡 |
| 비교예 23 | 35.65 | 340.67 | 6.02 | 불량 미세 줄무늬 발생 |
| 비교예 24 | 35.81 | 337.33 | 6.01 | 불량 줄무늬 발생 |
표 10을 참조하면, 금속 MB를 증량함에 따라 광택도가 증가하는 경향이 나타났으며, 33 이상의 광택도가 관찰되었다. 하지만, 비교예 20, 21 및 22는 금속 MB 과량 투입에 의한 흐름성 미흡을 이유로 칼라 균일성이 미흡하게 관찰되었다. 비교예 23은 금속 MB 과량 투입에 의해 불량 미세 줄무늬가 공압출 시트 표면에 발생하였고 비교예 24는 금속 MB 과량 투입에 의해 미세 줄무늬보다 선명한 불량 줄무늬가 발생하였다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
10: 데코시트
100: 공압출 시트
110: 코어층
120: 제1스킨층
130: 제2스킨층
MB: 마스터 배치
210: 배합기
220: 제습기
230: 멀티레이 압출기
240: T자형 다이스
100: 공압출 시트
110: 코어층
120: 제1스킨층
130: 제2스킨층
MB: 마스터 배치
210: 배합기
220: 제습기
230: 멀티레이 압출기
240: T자형 다이스
Claims (12)
- 무정형 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100wt%로 구성된 코어층;
상기 코어층의 상면에 위치하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 57~70wt% 및 금속과 안료를 함유하는 마스터 배치 30~43wt%를 포함하는 제1스킨층; 및
상기 코어층의 하면에 위치하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 57~70wt% 및 금속과 안료를 함유하는 마스터 배치 30~43wt%를 포함하는 제2스킨층을 포함하는 3층의 공압출 시트; 및
상기 제1스킨층의 상면에 위치하며 패턴 문양을 가지는 UV 하드 코팅층을 포함하는, 금속 질감 데코시트.
- 제1항에 있어서,
상기 마스터 배치는 마스터 배치 전체 중량에 대하여 금속 플레이크 2~6wt%, 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 수지 70~80wt% 및 회색 안료 18~24wt%를 포함하는, 금속 질감 데코시트.
- 제1항에 있어서,
상기 UV 하드 코팅층은 10 ~ 20㎛의 두께를 가지며,
상기 패턴 문양은 헤어 라인 패턴, 프리즘 패턴 및 방사 패턴 중 어느 하나인, 금속 질감 데코시트.
- 제1항에 있어서,
상기 코어층, 상기 제1스킨층 및 상기 제2스킨층의 중량 비율은 상기 공압출 시트 전체 중량에 대하여 각각 6~10wt%, 80~88wt% 및 6~10wt%인, 금속 질감 데코시트.
- 제4항에 있어서,
상기 코어층, 상기 제1스킨층 및 상기 제2스킨층의 중량 비율은 상기 공압출 시트 전체 중량에 대하여 각각 8wt%, 84wt% 및 8wt%인, 금속 질감 데코시트.
- 제1항에 있어서,
상기 UV 하드 코팅층은 3관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머 40wt%; 아크릴레이트계 모노머 55wt%; 실리콘계 슬립 및 레벨링제 0.4wt%; 비실리콘계 소포제 0.1wt%; 300nm 이하의 단파장 광 개시제 3.5wt% 및 300nm 초과의 장파장 광 개시제 1wt%를 포함하며,
상기 아크릴레이트계 모노머 55wt%는 1관능 아크릴레이트계 모노머 5wt%, 2관능 아크릴레이트계 모노머 20wt% 및 3관능 아크릴레이트계 모노머 30wt%로 구성되며,
상기 UV 하드 코팅층은 13㎛의 두께 및 헤어 라인 패턴을 가지는, 금속 질감 데코시트.
- (a) 멀티레이 압출기를 이용하여, 무정형 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100wt%로 구성된 코어층, 상기 코어층의 상면에 위치하며 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 57~70wt% 및 금속과 안료를 함유하는 마스터 배치 30~43wt%를 포함하는 제1스킨층 및 상기 코어층의 하면에 위치하며 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 57~70wt% 및 금속과 안료를 함유하는 마스터 배치 30~43wt%를 포함하는 제2스킨층을 포함하는 3층의 공압출 시트를 형성하는 단계; 및
(b) 상기 제1스킨층 상에 패턴 문양을 가지는 UV 하드 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는, 금속 질감 데코시트의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 마스터 배치는 마스터 배치 전체 중량에 대하여 금속 플레이크 2~6wt%, 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 수지 70~80wt% 및 회색 안료 18~24wt%를 포함하는, 금속 질감 데코시트의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b1) UV 경화형 조성물을 상기 제1스킨층 상에 10 ~ 20㎛의 두께로 도포하는 단계;
(b2) 상기 공압출 시트 및 패턴 문양이 성형된 캐리어 필름을 합지하는 단계;
(b3) 자외선을 100~500mj/cm2의 조사량으로 조사하여 상기 UV 경화형 조성물을 경화시키는 단계; 및
(d) 상기 캐리어 필름을 박리하는 단계를 포함하며,
상기 (b2) 단계의 패턴 문양은 헤어 라인 패턴, 프리즘 패턴 및 방사 패턴 중 어느 하나인, 금속 질감 데코시트의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 코어층, 상기 제1스킨층 및 상기 제2스킨층의 중량 비율은 상기 공압출 시트 전체 중량에 대하여 각각 6~10wt%, 80~88wt% 및 6~10wt%인, 금속 질감 데코시트의 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 코어층, 상기 제1스킨층 및 상기 제2스킨층의 중량 비율은 상기 공압출 시트 전체 중량에 대하여 각각 8wt%, 84wt% 및 8wt%인, 금속 질감 데코시트의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 UV 하드 코팅층은 3관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머 40wt%; 아크릴레이트계 모노머 55wt%; 실리콘계 슬립 및 레벨링제 0.4wt%; 비실리콘계 소포제 0.1wt%; 300nm 이하의 단파장 광 개시제 3.5wt% 및 300nm 초과의 장파장 광 개시제 1wt%를 포함하며,
상기 아크릴레이트계 모노머 55wt%는 1관능 아크릴레이트계 모노머 5wt%, 2관능 아크릴레이트계 모노머 20wt% 및 3관능 아크릴레이트계 모노머 30wt%로 구성되며,
상기 UV 하드 코팅층은 13㎛의 두께 및 헤어 라인 패턴을 가지는, 금속 질감 데코시트의 제조 방법.
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