KR102566264B1 - 디지털 엠보싱 공정 및 엠보싱 장식재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 엠보싱 공정에 관한 것으로, 기재에 자외선 경화성 코팅액을 코팅하는 단계; 자외선 경화성 코팅액과 상분리되는 잉크젯 잉크를 미경화된 코팅액 상에 분사함으로써, 잉크젯 잉크가 코팅액 표면으로부터 음각 패턴을 형성하도록 상분리하는 단계; 코팅액을 자외선으로 경화하여 잉크젯 잉크를 적어도 부분적으로 제거함으로써, 음각 패턴의 엠보 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 엠보싱 방법 및 이를 통해 제조되는 엠보싱 장식재를 제공한다.

Description

디지털 엠보싱 공정 및 엠보싱 장식재{Digital embossing process and embossing decoration}
본 발명은 엠보싱 공정 및 엠보싱 장식재에 관한 것으로, 특히 자외선(UV) 코팅층 계면 조절을 이용한 디지털 엠보싱(Digital embossing) 공정 및 이를 통해 제조되는 엠보싱 장식재에 관한 것이다.
기존 바닥재 제품의 엠보싱은 열원을 이용한 공정으로, 폴리염화비닐(PVC) 필름 합지 후에 엠보를 형성하고, 그 위에 내오염성 및 내스크래치성 확보를 위해 UV 코팅을 하는 공정으로 되어 있다. 이러한 공정은 엠보를 형성하고 UV 코팅을 덮는 공정이므로, 엠보 구현에 대한 한계를 가지고 있고, 엠보 무늬의 자연스러움이 감소한다.
따라서, 본 발명의 목적은 바닥재의 엠보싱으로서, 열원이 아니라 디지털 잉크젯(Inkjet) 공정을 적용함으로써, 바닥재의 외관 차별화, 즉 천연 소재에 더 가까운 외관을 구현할 수 있는 디지털 엠보싱 공정 및 이를 통해 제조되는 엠보싱 장식재를 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해, 기재에 자외선 경화성 코팅액을 코팅하는 단계; 자외선 경화성 코팅액과 상분리되는 잉크젯 잉크를 미경화된 코팅액 상에 분사함으로써, 잉크젯 잉크가 코팅액 표면으로부터 음각 패턴을 형성하도록 상분리하는 단계; 코팅액을 자외선으로 경화하여 잉크젯 잉크를 적어도 부분적으로 제거함으로써, 음각 패턴의 엠보 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 엠보싱 방법을 제공한다.
본 발명에서 잉크젯 잉크의 밀도는 자외선 경화성 코팅액의 밀도보다 높을 수 있다.
본 발명에서 잉크젯 잉크는 수상일 수 있고, 자외선 경화성 코팅액은 유상일 수 있다.
본 발명에서 잉크젯 잉크의 표면에너지는 74 내지 110 mN/m일 수 있고, 자외선 경화성 코팅액의 표면에너지는 30 내지 42 mN/m일 수 있다.
본 발명에서 잉크젯 잉크는 수성 잉크 또는 광경화성 잉크일 수 있다.
본 발명에서 수성 잉크는 물 및 계면활성제를 포함할 수 있다.
본 발명에서 잉크젯 잉크의 분사는 디지털 잉크젯 프린터로 수행될 수 있다.
본 발명에서 엠보 심도는 코팅액의 코팅 두께 대비 20% 이상일 수 있다.
본 발명에서 코팅액의 코팅 두께는 200 ㎛ 이하일 수 있고, 엠보 심도는 15 내지 150 ㎛일 수 있다.
본 발명에서 경화는 100 내지 1000 ppm의 산소농도로 질소 치환된 분위기에서 200 내지 400 nm 파장의 수은 또는 메탈할라이드 램프를 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명에서 기재는 바닥재일 수 있다.
또한, 본 발명은 기재; 및 기재 상에 형성되고, 자외선 경화성 코팅액의 경화물을 포함하며, 자외선 경화성 코팅액과 상분리되는 잉크젯 잉크에 의해 형성되는 음각 패턴의 엠보 패턴을 포함하는 표면처리층을 구비하는 엠보싱 장식재를 제공한다.
본 발명에 따른 엠보싱 장식재에서 엠보 심도는 코팅액의 코팅 두께 대비 20% 이상일 수 있다.
본 발명의 디지털 엠보싱 공정에 따르면, 외관 차별화, 즉 제품의 디자인성 향상(리얼리티(Reality) 향상)을 구현할 수 있다. 또한, 종래의 열원/압력 또는 입자를 이용한 기재 또는 표면처리층의 엠보 작업을 생략할 수 있고, UV 코팅액과 상분리를 유도하는 수성 잉크 등을 분사하여 상분리에 의해 엠보 심도가 깊고 자연스러운 표면 엠보 무늬를 형성할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 엠보싱 공정 및 엠보싱 장식재에 관한 것으로, 특히 UV 코팅층 계면 조절을 이용한 디지털 엠보싱 공정 및 엠보싱 장식재에 관한 것이다.
A. 엠보싱 방법
본 발명에 따른 엠보싱 방법은 코팅 단계, 상분리 단계 및 경화 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 디지털 엠보싱 공정은 UV 코팅(그라비아(Gravure) 코팅 등 이용) → 잉크젯을 통한 상분리 → UV 경화(수은, 메탈할라이드 램프 등 이용) 단계로 구성될 수 있다.
1. 코팅 단계
코팅 단계에서는 기재에 자외선 경화성 코팅액을 코팅한다. 코팅된 코팅액은 이후 경화되어 표면처리층을 구성함으로써, 바닥재 등에 내오염성 및 내스크래치성 등의 물성을 부여한다.
(1) 기재
기재는 바닥재, 벽지 등일 수 있다. 바닥재는 타일, 시트 등의 형태를 가질 수 있다. 바닥재는 단층 구조 또는 복층 구조를 가질 수 있다. 바닥재는 폴리염화비닐(PVC) 등을 주성분으로 하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 바닥재는 아래로부터 순차적으로 이면층(밸런스층), 기재층, 인쇄층, 투명층 등으로 구성될 수 있다.
(2) 자외선 경화성 코팅액
자외선 경화성 코팅액은 올리고머, 모노머, 광개시제를 필수적으로 포함할 수 있고, 선택적으로 첨가제 등을 포함할 수 있다.
1) 올리고머
올리고머로는 아크릴계 올리고머(1관능 또는 2관능 이상의 다관능) 등을 1종 이상 사용할 수 있고, 구체적으로 예를 들어 메틸아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴레이트 올리고머, 메틸(메타)아크릴레이트 올리고머, 에틸아크릴레이트 올리고머, 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 (메타)아크릴레이트 올리고머 등을 사용할 수 있다. 2관능 올리고머로는 예를 들어 2관능 우레탄 (메트)아크리레이트 올리고머 등을 사용할 수 있고, 3관능 올리고머로는 예를 들어 지방족 3관능 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머 등을 사용할 수 있다. 본 발명에서 용어 (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메트크릴레이트를 모두 포함하는 의미이다.
올리고머의 중량평균 분자량(Mw)은 100 내지 50,000일 수 있고, 보다 구체적으로는 500 내지 30,000 또는 1,000 내지 10,000일 수 있다. 올리고머의 중량평균 분자량을 상기 범위로 조절함으로써 경화물의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.
올리고머의 함량은 코팅액 조성물 전체 중량에 대하여 25 내지 79 중량%일 수 있다. 올리고머의 함량이 너무 많으면, 점도가 높아져 코팅성이 저하될 수 있다.
2) 모노머
모노머로는 아크릴계 모노머(1관능 또는 2관능 이상의 다관능) 등을 1종 이상 사용할 수 있다.
1관능 모노머로는 하이드록시 프로필 (메트)아크릴레이트(HPA), 하이드록시 에틸 (메트)아크릴레이트, 이소보닐 (메트)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 (메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
2관능 모노머로는 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트(HDDA), 1,2-에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,12-도데탄디올 아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트 디(메트)아크릴레이트, 히드록시피발산 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 디(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메트)아크릴레이트, 디(메트)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메트)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메트)아크릴레이트, 아다만탄 디(메트)아크릴레이트, 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌 등을 사용할 수 있다.
3관능 모노머로는 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 3 관능기 우레탄 (메트)아크릴레이트, 트리스(메트)아크릴록시에틸이소시아누레이트 등을 사용할 수 있다.
4관능 모노머로는 디글리세린 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
5관능 모노머로는 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 펜타(메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
6관능 모노머로는 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
모노머의 함량은 코팅액 조성물 전체 중량에 대하여 20 내지 60 중량%일 수 있다. 모노머의 함량이 너무 적을 경우 점도가 높아져 코팅성이 저하될 우려가 있고, 너무 많을 경우 경화율이 낮아서 코팅층 미경화가 발생할 수 있다.
3) 광개시제
광개시제로는 벤조인메틸에테르, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐) 페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논 등을 사용할 수 있다. 광개시제의 함량은 코팅액 조성물 전체 중량에 대해 1 내지 5 중량%일 수 있다.
4) 첨가제
첨가제로는 소광제, 충전제, 탈포제, 분산제, 이지 클리닝(easy cleaning)제 등을 사용할 수 있다.
소광제로는 무기입자 및/또는 유기입자를 사용할 수 있다. 무기입자로는 실리카, 알루미나, 지르코니아, 제올라이트, 티타늄 산화물 등을 사용할 수 있다. 유기입자로는 폴리프로필렌 왁스, 나일론 비드(bead), 폴리우레탄 비드, 폴리우레아 비드 등을 사용할 수 있다. 이중에서 성능 및 비용적인 측면에서 실리카 파우더가 바람직하다. 소광제는 내오염성 개선을 위해 소수성으로 표면 개질될 수 있다. 표면 개질제로는 탄소수 10개 내지 50개의 알킬기를 포함하는 실란 화합물을 사용할 수 있다. 실란 화합물은 가수분해 반응 및 축합 반응 등을 통해 소광제 무기입자의 표면에 실록산 결합으로 연결될 수 있다. 실란화합물은 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디메톡시디메틸실란 등을 사용할 수 있다.
소광제의 평균 입경은 1 내지 6 ㎛일 수 있다. 소광제의 평균 입경이 너무 작을 경우 소광 효과를 위해 많은 양의 소광제를 사용해야 하는 문제점이 있고, 너무 클 경우 표면 촉감이 좋지 않은 문제점이 있다. 소광제의 함량은 코팅액 조성물 전체 중량에 대해 15 중량% 이하, 예를 들어 2 내지 15 중량%일 수 있다.
충전제(필러)로는 콜로이달 실리카, 알루미나, 글래스 비드, 유기물 비드(고분자 입자 등) 등을 사용할 수 있고, 이들의 평균 입도는 0.1 내지 100 ㎛일 수 있다. 충전제의 함량은 코팅액 조성물 전체 중량에 대해 3 중량% 이하일 수 있다.
탈포제, 분산제, 이지 클리닝제로는 실리콘계 첨가제 등을 사용할 수 있고, 그 함량은 코팅액 조성물 전체 중량에 대해 5 중량% 이하일 수 있다.
(3) 코팅 방법
코팅 방법은 러버 롤(Rubber Roll) 및 그라비아 롤(Gravure Roll) 등을 이용한 롤 코팅 방법, 에어 나이프(Air Knife) 코팅 방법, 슬롯 다이(Slot die) 코팅 방법 등을 통해 수행될 수 있다.
(4) 코팅 두께
코팅액의 코팅 두께는 200 ㎛ 이하, 예를 들어 5 내지 200 ㎛, 10 내지 150 ㎛, 15 내지 100 ㎛ 또는 20 내지 50 ㎛일 수 있다. 코팅 두께가 너무 두꺼우면 미경화가 발생할 수 있다. 코팅은 기재 전체 면적에 걸쳐 이루어지는 것이 바람직하다.
2. 상분리 단계
상분리 단계에서는 자외선 경화성 코팅액과 상분리되는 잉크젯 잉크를 미경화된 코팅액 상에 분사함으로써, 잉크젯 잉크가 코팅액 표면으로부터 음각 패턴을 형성하도록 상분리한다.
(1) 잉크젯 잉크
잉크젯 잉크로는 자외선 경화성 코팅액과 상분리될 수 있는 수성 잉크, 광경화성 잉크 등을 사용할 수 있다.
수성 잉크는 물 및 계면활성제를 포함할 수 있고, 바람직하게는 물 및 계면활성제로만 구성될 수 있다. 안료는 포함되지 않는 것이 바람직하다.
계면활성제의 함량은 수성 잉크 전체 중량에 대해 0.01 내지 10 중량%일 수 있고, 나머지 잔량은 물로 구성될 수 있다. 즉, 물의 함량은 90 내지 99.9 중량%일 수 있다.
계면활성제로는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 및/또는 비이온성 계면활성제 등을 1종 이상 사용할 수 있다.
음이온성 계면활성제 중에서 사용 가능한 물질로서 대표적인 물질로는 계면활성제의 음이온성 부분이 카르복실레이트(carboxylate)계, 설페이트(sulfate)계, 이세티오네이트(isethionate)계, 설포석시네이트(sulfosuccinate)계, 타우레이트(taurate)계 또는 글루타메이트(glutamate)계로 이루어진 물질들이 사용 가능하다. 카르복시산계의 대표 물질로서는 지방산과 알칼리 금속염과의 비누화 반응에 의해 생성된 지방산계를 사용할 수 있다. 설페이트계 및 이세티오네이트계 계면활성제의 대표적인 물질로는 알킬 설페이트염, 알킬 에테르 설페이트염, 알킬 이세티오네이트염이 대표적이다.
양이온성 계면활성제로는 나트륨 염(나트륨 라우레트 설페이트 등), 암모늄 염 또는 에탄올아민 염의 형태의 도데실 설페이트 및 라우릴 설페이트; 하이드록시 알칸 설포네이트; 2-비스(에틸-헥실) 나트륨 설포숙시네이트 등을 사용할 수 있다. 또한, 장쇄 아민 및/또는 이의 염, 아크릴레이트화 다이아민, 폴리아민 및/또는 이의 염, 4차 암모늄 염, 폴리옥시에틸렌화 장쇄 아민, 4차화된 폴리옥시에틸렌화 장쇄 아민 등을 사용할 수 있다.
양쪽성 계면활성제로는 베타인(betaine)계, 설테인(sultaine)계 양쪽성 계면활성제 등을 사용할 수 있다. 베타인류의 대표적인 물질로는 코카미도프로필베타인(Cocamidopropyl Betaine)과 라우라미도프로필베타인, 코코-베타인, 라우릴베타인 등을 사용할 수 있다. 설테인계로는 라우릴하이드록시설테인, 라우라미도프로필하이드록시설테인, 코카미도프로필하이드록시설테인, 코코설테인 등을 사용할 수 있다.
비이온성 계면활성제로는 알킬폴리글루코사이드계, 지방산 알카놀 아마이드계, 아민옥사이드계, 고급 알코올에 에틸렌옥사이드가 부가된 형태, 오일에 에틸렌옥사이드가 부가된 형태의 계면활성제, 플루오로계, 아세틸렌 디올계, 에톡실화 알코올계, 아세틸렌 글리콜계, 폴리에테르 변성 실록산계 등을 사용할 수 있다. 알킬폴리글루코사이드계 계면활성제로는 카프릴릴글루코사이드, 카프릴릴/카프릭글루코사이드, 데실글루코사이드, 라우릴글루코사이드, 미리스틸글루코사이드, 세테아릴글루코사이드 코코-글루코사이드, 팜커넬(palm kernel)/코코-글루코사이드 등을 사용할 수 있다. 지방산 알카놀 아마이드계 계면활성제의 대표적인 물질로는 라우라마이드엠이에이 및 코카마이드엠이에이, 코카마이드메틸엠이에이, 코카마이드디이에이 등을 사용할 수 있다. 아민 옥사이드계 계면활성제로는 라우라민옥사이드(Lauramine Oxide), 코카미도프로필아민옥사이드, 올레아민옥사이드, 소이아미도프로필아민옥사이드 등을 사용할 수 있다.
(2) 분사 방법
잉크젯 잉크의 분사는 디지털 잉크젯 프린터로 수행될 수 있다. 디지털 잉크젯 프린터는 디지털 제어부에서 원하는 출력신호를 디지털화하고 잉크를 분사하는 헤드에 잉크를 공급하여 색을 프린팅 기재에 덧칠하는 방식으로 다양한 색상을 구현하여 사용자가 원하는 도안을 그려내도록 하는 프린팅 장치이다. 예를 들어, 디지털 카메라 또는 스캐너 등을 통해 입력된 이미지 자료를 컴퓨터에서 편집하거나 새로 디자인한 이미지를 피인쇄물에 직접 인쇄시킬 수 있는 고속 디지털 잉크젯 인쇄 장치(DTP: Digital Inkjet Textile Printer)를 사용할 수 있다.
(3) 상분리 메커니즘
본 발명에서는 UV 코팅액과 잉크젯 잉크와의 상분리를 이용한 것을 특징으로 한다.
상분리는 밀도 차이, 상 차이 및/또는 표면에너지 차이에 의해 발생할 수 있다.
첫째, 잉크젯 잉크의 밀도는 자외선 경화성 코팅액의 밀도보다 높은 것이 바람직하다. 잉크젯 잉크의 밀도가 더 높기 때문에, 자외선 경화성 코팅액 상에 잉크젯 잉크를 분사하면, 잉크젯 잉크가 가라앉으면서 코팅액 표면으로부터 들어가게 되고, 이에 따라 잉크젯 잉크는 음각 패턴을 이루면서 코팅액과 상분리된다.
둘째, 잉크젯 잉크는 수상이고, 자외선 경화성 코팅액은 유상인 것이 바람직하다. 수상 잉크와 유상 코팅액으로 두 상이 서로 다르기 때문에, 수상 잉크와 유상 코팅액은 섞이지 않게 되고, 이에 따라 밀도 차이에 의한 상분리 및 음각 패턴의 형성이 용이해진다.
셋째, 잉크젯 잉크의 표면에너지는 74 내지 110 mN/m이고, 자외선 경화성 코팅액의 표면에너지는 30 내지 42 mN/m인 것이 바람직하다. 상 차이와 더불어 표면에너지 차이에 의해. 상분리 및 음각 패턴의 형성이 더욱 용이해진다.
이와 같이, 미경화된 코팅액 상에 잉크젯 잉크를 분사하면, 유상의 UV 코팅액 및 수상의 잉크젯 잉크로 상분리가 일어난다. 구체적으로, 유상의 UV 코팅액(표면에너지 30~42 mN/m)과 수상의 잉크젯 잉크(표면에너지 74~110 mN/m)의 표면에너지 차이 및 밀도 차이에 의해 표면 상에서 상분리가 일어나면서, 유상의 UV 코팅액의 표면으로부터 수상의 잉크젯 잉크의 음각 패턴이 형성된다.
3. 경화 단계
경화 단계에서는 코팅액을 자외선으로 경화하여 잉크젯 잉크를 적어도 부분적으로 제거함으로써, 음각 패턴의 엠보 패턴을 형성한다. UV 경화를 통해, 코팅액은 경화물인 도막을 형성할 수 있고, 잉크젯 잉크는 적어도 부분적으로 제거될 수 있다.
(1) 경화 방법
광원으로는 200 내지 400 nm 파장을 갖는 수은 또는 메탈할라이드 램프를 이용할 수 있다.
UV 경화는 1차 경화(가경화) 및/또는 2차 경화(진경화)로 구성될 수 있다. 1차 경화는 공기 중에서 10 내지 350 mJ/㎠의 조사량으로 수행될 수 있고, 2차 경화는 질소 치환된 분위기에서 400 내지 800 mJ/㎠의 조사량으로 수행될 수 있다. 2차 경화 중 질소 퍼징이 수행될 수 있는데, 이때 산소 농도는 100 내지 1000 ppm일 수 있다. 산소 농도가 너무 높으면 미경화가 발생할 수 있다.
(2) 엠보싱 메커니즘
상분리 단계에서는 UV 코팅액 및 잉크젯 잉크의 상분리만 일어날 뿐, 코팅층의 표면은 아직 평탄하다고 볼 수 있고, 경화에 의해 잉크젯 잉크가 적어도 부분적으로 제거되면서, 비로서 엠보 패턴이 형성될 수 있다.
엠보 패턴이 형성되려면, 평탄한 표면에서 일부가 돌출 및/또는 함몰되어 요부(음각) 및/또는 철부(양각) 구조를 형성해야 하는데, 상술한 바와 같이 잉크젯 잉크를 미경화된 코팅액 상에 분사하면, 서로 다른 상으로 인하여 UV 코팅액과 잉크젯 잉크의 계면에서의 형상이 달라지고, 즉 상분리 패턴이 형성되며, 경화에 의해 잉크젯 잉크가 적어도 부분적으로 제거되면서, 상분리 패턴이 엠보 패턴이 된다. 구체적으로, 수상 잉크의 액적(Droplet)이 유상 UV 코팅 계면에 떨어지면, 표면에너지 차이(수상 잉크의 반발력) 등에 의해 액적의 형상이 계면에 나타나게 되고, 경화에 의해 잉크젯 잉크가 적어도 부분적으로 제거되면서, 최종적으로 표면 엠보 패턴이 형성된다. 즉, 수상 잉크가 떨어진 부위는 오목하게 들어가서 음각 또는 요부 형태의 엠보 패턴을 형성하게 된다. 경화 후에, 잉크젯 잉크 성분은 적어도 부분적으로 제거될 수 있고, 바람직하게는 대부분 제거될 수 있고, 더욱 바람직하게는 거의 또는 전부 제거될 수 있다.
B. 엠보싱 장식재
본 발명에 따른 엠보싱 장식재는 기재 및 그 위에 형성되는 표면처리층을 포함할 수 있다. 장식재는 바닥재, 벽지 등의 장식재일 수 있다. 표면처리층은 자외선 경화성 코팅액의 경화물을 포함하거나, 경화물로 구성될 수 있다.
1. 엠보 패턴
표면처리층은 자외선 경화성 코팅액과 상분리되는 잉크젯 잉크에 의해 형성되는 음각 패턴의 엠보 패턴을 포함한다. 상술한 상분리 메커니즘 및 엠보싱 메커니즘에 의해, 엠보 패턴은 음각 패턴으로 형성될 수 있고, 엠보 패턴을 제외한 표면처리층의 나머지 표면은 평탄할 수 있다.
2. 엠보 심도
본 발명은 엠보 심도가 깊은 것, 즉 딥 엠보(deep embo)를 특징으로 한다. 또한, 형성된 엠보 패턴이 복원되지 않는 것을 특징으로 한다. 기존의 열원을 이용한 엠보싱 패턴은 엠보 심도가 얕은 편이며, 또한 엠보를 형성한 후에 UV 코팅을 덮는 공정에 의해, 형성된 엠보가 일정 수준으로 복원되는 문제가 있다.
엠보 심도는 자외선 경화성 코팅액의 코팅 두께에 따라 달라질 수 있고, 예를 들어 엠보 심도는 코팅액의 코팅 두께 대비 20% 이상, 구체적으로 20 내지 90%, 25 내지 85%, 30 내지 80% 또는 33 내지 75%일 수 있다. 더욱 구체적으로, 코팅액의 코팅 두께가 200 ㎛ 이하일 경우, 엠보 심도는 15 내지 150 ㎛일 수 있다.
본 발명의 디지털 엠보싱 공정에 따른 엠보 심도는 열원을 이용한 기존 엠보싱 공정에 비해 엠보 심도가 더 깊고, 이에 따라 자연스러운 엠보 무늬를 형성할 수 있다.
이하, 실시예와 비교예 및 시험예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
[실시예]
1관능 아크릴레이트 모노머(HPA) 25 중량%, 2관능 아크릴레이트 모노머(HDDA) 25 중량%, 메틸(메타)아크릴레이트 올리고머 30 중량%, 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 15 중량%, 광개시제(Omnirad 1173) 5 중량%로 구성된 자외선 경화성 코팅액을 PVC 타일에 그라비아 롤 코팅 방법을 이용하여 200 ㎛ 이하의 두께로 코팅하였다.
물 95 중량% 및 계면활성제(소디움 라우릴 설페이트) 5 중량%로 구성된 수성 잉크를 디지털 잉크젯 프린터로 미경화된 UV 코팅층 상에 분사함으로써, 수성 잉크가 UV 코팅액 표면으로부터 음각 패턴을 형성하도록 상분리하였다.
UV 코팅액에 대해, 200~400 nm 파장의 메탈할라이드 램프를 이용하여 1차 경화(공기 분위기, 150 mJ/㎠) 및 2차 경화(질소 치환된 분위기, 600 mJ/㎠, 산소 농도 500 ppm)를 수행함으로써, 수성 잉크를 거의 제거하여 음각 패턴의 엠보 패턴을 형성하였다.
[비교예]
PVC 타일에 열원을 이용한 엠보싱 공정으로 엠보 패턴을 형성한 후, 그 위에 실시예와 동일한 UV 코팅액을 코팅한 다음, 실시예와 동일한 UV 경화를 수행하였다.
[시험예]
실시예 및 비교예에 대해, 엠보 심도 측정 및 외관 관능 평가를 수행하였다. 엠보 심도는 전자현미경(SEM)을 이용하여 측정하였다. 외관 관능 평가는 10명의 디자이너에게 최소 1점부터 최대 5점까지 평가하도록 한 후, 각 점수를 평균하여 평가하였다.
시험항목 단위 시험결과 시험방법
실시예 비교예
디지털 엠보싱
(잉크젯)		 기존 엠보싱
(열원)
엠보 심도 ㎛ 15~150 3~10 전자현미경(SEM)
외관 차별화
(관능평가)		 Reality 5 3 10명의 디자이너의 의견을 수렴하여 1점~5점까지 평가하고 이를 평균함
표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 디지털 잉크젯 엠보싱을 이용한 실시예 바닥재의 엠보 심도는 15~150 ㎛로서, 기존 열원 엠보싱을 이용한 비교예 바닥재의 엠보 심도(3~10 ㎛)보다 컸다. 또한, 외관 관능 평가에서도, 실시예 바닥재가 더 높은 평가를 받았다.

Claims (13)

  1. 기재에 자외선 경화성 코팅액을 코팅하는 단계;
    자외선 경화성 코팅액과 상분리되는 잉크젯 잉크를 미경화된 코팅액 상에 분사함으로써, 잉크젯 잉크가 코팅액 표면으로부터 음각 패턴을 형성하도록 상분리하는 단계;
    코팅액을 자외선으로 경화하여 잉크젯 잉크를 적어도 부분적으로 제거함으로써, 음각 패턴의 엠보 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 엠보싱 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    잉크젯 잉크의 밀도는 자외선 경화성 코팅액의 밀도보다 높은 엠보싱 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    잉크젯 잉크는 수상이고, 자외선 경화성 코팅액은 유상인 엠보싱 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    잉크젯 잉크의 표면에너지는 74 내지 110 mN/m이고, 자외선 경화성 코팅액의 표면에너지는 30 내지 42 mN/m인 엠보싱 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    잉크젯 잉크는 수성 잉크 또는 광경화성 잉크인 엠보싱 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    수성 잉크는 물 및 계면활성제를 포함하는 엠보싱 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    잉크젯 잉크의 분사는 디지털 잉크젯 프린터로 수행되는 엠보싱 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    엠보 심도는 코팅액의 코팅 두께 대비 20% 내지 90%인 엠보싱 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    코팅액의 코팅 두께는 5 ㎛ 내지 200 ㎛이고, 엠보 심도는 15 내지 150 ㎛인 엠보싱 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    경화는 100 내지 1000 ppm의 산소농도로 질소 치환된 분위기에서 200 내지 400 nm 파장의 수은 또는 메탈할라이드 램프를 이용하여 수행되는 엠보싱 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    기재는 바닥재인 엠보싱 방법.
  12. 기재; 및
    기재 상에 형성되고, 자외선 경화성 코팅액의 경화물을 포함하며, 자외선 경화성 코팅액과 상분리되는 잉크젯 잉크에 의해 형성되는 음각 패턴의 엠보 패턴을 포함하는 표면처리층을 구비하는 엠보싱 장식재.
  13. 제12항에 있어서,
    엠보 심도는 코팅액의 코팅 두께 대비 20% 내지 90%인 엠보싱 장식재.
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