KR200306305Y1 - 입체적 엠보 무늬의 고후도 초경량 벽지 - Google Patents

Abstract

본 고안은 PVC졸을 사용해 이단발포의 가공 Process를 이용하여 Chemical Embossing한 외관효과를 가지며 고후도 초경량의 제품구조로 벽면 은폐력(Covering性), 시공성 및 재시공성이 용이한 기능을 갖는 벽지 구조에 관한 것이다.

Description

입체적 엠보 무늬의 고후도 초경량 벽지{The thick and light-weighted wallpaper having dimensional embossment}

본 고안은 PVC졸을 사용해 이단발포의 가공 Process를 이용하여 Chemical Embossing한 외관효과를 가지며 고후도 초경량의 제품구조로 벽면 은폐력(Covering性), 시공성 및 재시공성이 용이한 기능을 갖는 벽지 구조에 관한 것이다. 구체적으로는 PVC 엠보무늬 벽지의 엠보무늬를 부여하는데 있어서 종전의 Mechanical Embossing 가공 Process가 아닌 발포타임이 상이한 발포제를 이용한 이단발포의 Chemical Emboss 가공 Process를 이용해 엠보싱된 외관효과를 나타내는 초경량의 고후도 엠보무늬 벽지 구조에 관한 것으로서 탁월한 벽면 은폐력(Covering性), 시공성과 재시공성이 매우 우수한 벽지를 개발하는 것이다.

종래 선행기술 특허출원1988-0008161는 1단의 발포층에 불과한 제품구조에 2단 발포층을 형성시킴으로써 자연스러운 돌기 현상이 표출되어지는 형상을 가질 뿐만 아니라 입체효과와 방음, 보온 및 쿠숀성 등이 증가되어진 발포벽지의 제품구조와 그 가공방법이 기재되어 있다.

상기 특허명세서 실시예 2와 청구범위 2항은 발포성이 상이한 2종의 PVC발포수지를 제조한 다음 일차로 발포성이 큰 발포수지(A)를 기재 위에 그라비아 방법으로 코팅 및 건조시킨 후, 발포성이 (A) Type 보다 적은 PVC발포수지(B)를 그 위에 이와 서로 조화되도록 이차코팅 및 건조시키고 이를 발포시키는 것을 특징으로 하는 돌기모양의 2단 발포체를 갖는 발포벽지를 개시하고 있다.

그러나 본 제품의 문제점은 첫째 그라비아 코팅 방법을 이용해 기재 위에 일차 코팅시 다양한 코팅무늬와 코팅 면적, 두께를 조절하는데 있어서, 한계 및 제약을 받게 되는 단점이 있으며, 둘째 이차 코팅 방법이 명확히 표기 되어있지 않으며 실제로 이차 코팅시 그라비아 코팅 방법은 롤 자체의 코팅방법의 문제로 코팅이 불가능하며, 로타리 스크린 코팅방법은 부분적인 무늬 코팅에 적합한 방법이어서 좌,중, 우의 편차없이 일정한 두께를 균일하게 코팅하여 코팅면의 평활도를 유지하는 코팅방법에는 한계가 있으며, 셋째 상기 특허에서 표현되어 있는 2가지 코팅방법으로는 다도의 코팅, 건조 이후 발포시 일부 보온효과와 쿠숀성은 부여되나, 부분적인 다도 코팅방식이므로 기존 발포벽지(도4)와 유사한 재시공성의 문제점을 안고 있고 엠보싱된 PVC 엠보 벽지에 비해 입체효과의 외관표현에도 한계가 있으며, 현대적인 감각의 디자인 표현에도 한계가 있게 된다. 한편 PVC 엠보벽지(도3)는 발포벽지에 비해 낮은 발포배율에 압착방식으로 엠보무늬를 성형하기 때문에 제품의 후도가 얇아 시공시 벽면의 요철에 대해 벽면 시공시 은폐력이 떨어지는 단점이 있다.

본 고안은 Mechanical Embossing Process에 의한 엠보벽지의 장점인 엠보무늬 효과를 표현하면서도 Press 엠보싱한 무늬표현에 따른 단점인 발포벽지에 대한 제품 중량의 상대적인 무거움과 제품두께가 얇아 벽면 Covering성이 떨어지는 것을 해소하기 위하여 Chemical Embossing Process를 이용해 엠보싱 무늬효과 표현과 초경량의 고후도 벽지 개발을 통해 벽면 은폐력의 향상과 단순 발포벽지의 단점인 재시공성을 향상시킨 우수한 벽지를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 PVC 발포졸을 이용한 이단발포 후의 벽지 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 PVC 발포졸을 이용한 이단발포 전의 벽지 단면도,

도 3은 종래의 PVC 엠보벽지 단면도,

도 4는 종래의 PVC 발포벽지 단면도,

도 5는 고안에 따른 PVC이단발포를 통한 Chemical Embossing된 고후도, 초경량 벽지의 제조 공정도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 원지 20 : 1차 고배율 PVC 발포층

30 : 2차 저배율 PVC 발포층 40 : 표면 인쇄층

50 : 다도의 PVC졸 코팅층 60 : 일반 PVC 발포층

상기와 같은 목적을 달성하고자 본 고안은 Chemical Embossing Process 제조방법은 다음과 같다.

원재료 처방 측면에서는 먼저 2가지 종류의 PVC 발포수지를 제조한다. PVC수지는 Rheology (유동변형학:유동특성)에 있어서 Pseudoplastic(의가 소성유체: 전단변형율의 증가에 따라 겉보기 점도나 그에 상응하는 물성)한 성격에 중합도 800~1000정도의 Resin을 선정한다. 첫번째 PVC 발포졸은 발포되어 1차 고배율 PVC 발포층(20)을 형성하는 것으로(이하 C 타입이라 한다), 발포타임이 빠르면서 발포배율(500~1000%)이 큰 발포제를 선택한다. 두번째 PVC 발포졸은 발포되어 2차 저배율 PVC 발포층(30)을 형성하는 것으로(이하 D 타입이라 한다), 발포타임이 느리면서 작은 발포배율(100~300%)의 발포제를 선택하며, PVC 수지는 중합도(1,500~3000)가 높은 것을 선정하여 각각 PVC 발포졸을 준비한다.

코팅설비 측면에서는 첫째 엠보무늬 효과를 부여하는 1도 코팅(코팅 도수를 의미, 이하 1차 코팅)으로 로타리 스크린롤의 Spec을 결정한다. 이때 롤의 Spec은 전체 스크린 Hole의 분포가 균일하며 Hole Diameter는 작은 것을 선정한다.

2도 코팅(이하 2차 코팅)으로 Vertical 코타 또는 Comma 코타를 이용하게 되는데 이 코팅방법은 좌중우의 코팅두께의 편차가 없고 평활도를 유지하면서 균일하게 코팅하는 방법으로 기재 위에 1차 코팅에서 전폭으로 균일하게 Dot 형태의 코팅무늬가 겔링을 통해 형성된 코팅문양의 두께위로 일정간격을 Overlap 형식으로 기재폭 정도의 전폭으로 평활도를 유지하면서 균일하게 코팅하게 된다.

인쇄측면에서는 공지의 방법으로 다도의 그라비아 인쇄 또는 로타리스크린 인쇄를 통해 인쇄효과를 부여한다.

상기 언급된 제조공정을 통한 반제품(도 2)을 발포공정을 거치면서 엠보효과를 부여하게 되는데, 1차로 코팅된 C 타입의 PVC 발포졸의 발포가 이루어지면서 발포셀을 형성(발포배율: 500~1000%)하지만 2차로 코팅된 D 타입의 PVC 발포졸은 발포타임이 느린 화학 조성을 가지고 있어서 마치 고무풍선처럼 C Type의 발포셀의 형성을 도와주는 역할을 하며, 1차 발포셀의 형성이 완료된 이후에 D Type의 발포 수지체가 아주 작고 균일한 발포셀을 형성(100~300%)함에 따라 엠보무늬 효과를 표현하면서 Mechanical Embossing Process에서의 압착형태의 엠보무늬 성형에 따른 저후도 제품(도3)과 달리 고후도의 초경량 제품(도1)을 제조할 수 있다.

비교예 1 (기존 PVC엠보 벽지 도3)

비교예 1, 도면3 은 기존 PVC 비닐 엠보벽지에 관한 제품구조로서 제조과정은 다음과 같다.

원지(10) 위에 PVC 발포층(60)의 액상 조성물을 0.3mm의 두께로 전폭을 나이프 코팅한 후 210℃에서 40m/min의 속도로 40초 동안 가열하여 겔화시킨 후 발포시킨다. 겔화시킨 후 발포시키면 고상 조성물로 변하여 PVC발포층(60)을 형성한 후에 제품을 냉각시킨다. PVC발포층(60)의 액상 조성물은 일반적으로 중합도 500∼1500의 염화비닐수지 100 중량부에 1차 가소제인 디옥틸프탈레이트 65∼70 중량부, 발포제인 아조디카본아미드 1~5 중량부, 발포촉진제 아연화 1∼5 중량부, 발포안정제인 바륨-아연계 화합물 1∼5 중량부, 안료인 산화티탄 6∼8 중량부 및 충전제인 중탄산칼슘 50∼100 중량부를 혼합하여 점도 5000±500 cps의 졸 상태로 만든 것이다.

이 PVC발포층(60) 위에 그라비어(gravure) 인쇄, 또는 스크린(screen) 인쇄로 무늬를 인쇄하여 인쇄층(30)을 형성시킨 후 200℃에서 10~20초간 가열 후 엠보싱의 과정을 거친 후 냉각의 과정을 거쳐 최종 제품을 완성하는 것이 일반 PVC비닐 엠보벽지의 제품 구조이며 제조공정이다.

상기 비교예 1의 PVC 엠보벽지는 재시공이 우수하나 Mechanical Embossing의 압착방식으로 엠보무늬를 형성하였기 때문에 제품의 후도 측면에서 두께가 얇아 벽면의 요철부분에 대해 벽면 Covering성이 떨어지는 단점이 있으며, 이를 보완하기 위해서는 PVC졸 코팅량을 과량으로 코팅할 경우 컬링현상에 따른 이음매 표시가 발생할 가능성이 매우 크며, 제품의 중량이 무거워 시공하기 어려운 단점을 안고 있다.

비교예 2 (기존 PVC발포 벽지 도 4)

비교예 2, 도면4는 기존 PVC 발포벽지에 관한 제품구조로서 제조과정은 다음과 같다.

먼저 각 도수별로 특성에 맞게 PVC졸(50)을 발포, 비발포로 구분하여 배합하여 준비한다. 이 때 PVC졸의 액상 조성물은 중합도 500∼1500의 염화비닐수지 100 중량부에 1차 가소제인 디옥틸프탈레이트 65∼70 중량부, 발포제인 아조디카본아미드 1~5 중량부, 발포촉진제 아연화 1∼5 중량부, 발포안정제인 바륨-아연계 화합물 1∼5 중량부, 안료인 산화티탄 6∼8 중량부 및 충전제인 중탄산칼슘 50∼100 중량부를 혼합하여 점도 5000±500 cps의 졸 상태로 만든 것이다. 또한 각 도수별 PVC졸을 Coloring을 할 수도 있다.

원지(10) 위에 1도 코팅을 위해 일정한 문양이 성형된 그라비아 또는 로타리 스크린 코팅 방법을 이용해 부분적 코팅(0.1~0.2mm) 및 건조한 후 2도 이상의 다도에서는 일정한 문양이 성형된 로타리 스크린 코팅방법을 이용해 다도로 부분별 또는 적층 코팅(0.1~0.2mm), 건조한 후 발포 공정(200 ℃ 10~30초간 가열) 및 냉각을거쳐 최종 제품을 완성하는 것이 일반 PVC발포벽지의 제품 구조이며 제조공정이다.

상기 비교예 2의 PVC발포벽지는 다도의 코팅 발포된 제품으로 벽면 Covering성 측면에서는 우수하나, 기재면 전폭으로 PVC졸 코팅층이 없어 재시공성이 매우 떨어지고 제품 외관 디자인적인 제한으로 현재 판매시장에서는 상품성이 매우 떨어지는 한계가 있다.

실시예 (고후도 초경량 벽지 : 도 1 )

실시예, 도1은 Chemical Embossing Process를 이용해 Press 엠보싱 무늬효과의 표현과 초경량의 고후도 벽지 개발을 통해 벽면 Covering성의 획기적인 향상과 발포벽지의 단점인 재시공성 부분의 개선과 외관 디자인적 표현의 한계에서 벗어난 벽지구조에 관한 것으로 제조과정은 다음과 같다.

원재료 처방측면에서는 먼저 2가지 종류의 PVC 졸을 제조한다. 엠보무늬 효과를 결정짓는 1차 코팅부분에서 정교하고 균일한 전면 Dot 또는 엠보무늬 모양의 코팅을 위해 PVC수지는 Rheology에 있어서 Pseudoplastic한 성격 우수한 Resin을 선정한다.

1차로 코팅되어 1차 고배율 PVC 발포층(20)을 형성하는 C 타입의 PVC 발포졸의 조성은 중합도 800~1000의 염화비닐수지 100 중량부에 1차 가소제인 디옥틸프탈레이트 50∼70 중량부, 발포제인 아조디카본아미드 5∼10 중량부, 발포촉진제 아연화 1∼4 중량부, 발포안정제인 바륨-아연계 화합물 0.1∼3 중량부, 충전제인 중탄산칼슘 50∼60 중량부를 혼합하여 점도 5000±500 cps의 졸 상태로 만든 것이다. 상기 발포제 조성물은 발포타임이 2차 코팅이 이루어지는 D 타입의 PVC 발포졸보다 상대적으로 빠르면서 발포배율(발포셀)이 큰 발포제를 선택하고 발포 가스량이 우수한 발포제를 사용, 발포시 발포배율은 500~1000% 이루게 되어 완제품 구조에서 고후도를 유지함으로써 벽면 Covering성과 제품의 두께 대비 초경량의 기능(동일두께기준: 800 g/㎡ => 250 g/㎡로 기존 제품대비 단량 70% Down)을 갖게 된다.

2차 코팅 부분에서는 완제품상에서 재시공성의 기능과 표면 Hardness의 기능을 부여하기 위해 고중합도의 PVC 수지를 선정하며, 2차로 코팅되어 2차 저배율 PVC 발포층(30)을 형성하는 D 타입의 PVC 발포졸 조성물은 중합도 1500~3000의 염화비닐수지 100 중량부에 1차 가소제인 디옥틸프탈레이트 50∼70 중량부, 발포제인 아조디카본아미드 1∼3 중량부, 발포안정제인 바륨-아연계 화합물 0.1∼3 중량부, 안료인 산화티탄 10~15 중량부 및 충전제인 중탄산칼슘 20∼60 중량부를 혼합하여 점도 5000±500 cps의 졸 상태로 만든 것이다. D 타입의 PVC 발포졸은 발포타임이 C 타입의 PVC 발포졸보다 상대적으로 느리면서 발포배율(100~300%)의 크기가 작은 발포제를 선정한다.

설비측면에서는 1차 코팅에 사용되는 로타리 스크린 롤의 Spec은 Hole Diameter가 80~120 ㎛이며, 롤 자체의 Thickness 100~150㎛를 사용하여야 엠보무늬 효과를 표현할 수 있는 일정한 Size의 코팅 두께 및 코팅 둘레를 이룰 수 있다. 2차 코팅에서는 좌중우의 코팅 두께가 정밀하고 균일한 코팅관리와 외관효과 및 표면 Hardness을 위한 D 타입의 PVC 발포졸의 고점도 작업을 위해 Vertical Coater를 사용한다.

제조공정에서는 원지(10) 위에 1차 고배율 PVC 발포층(20)을 형성하도록 C 타입의 PVC 발포졸을 5000±500cps 점도로 1차 코팅에서 로타리 스크린 코팅방법을 이용해 전면에 균일한 코팅두께(0.1~0.3mm)로 코팅, 겔링 및 냉각 공정을 거친후 2차 코팅방법으로 Vertical Coater를 이용하여 1차 코팅에서 코팅 겔링된 두께를 Overlap 하면서 전폭으로 균일하게 2차 저배율 PVC 발포층(30)을 형성하도록 D 타입의 PVC 발포졸을 코팅, 겔링 및 냉각의 공정을 거친 이후 PVC 엠보벽지에서 부여할 수 있는 다양한 인쇄방법을 적용한 인쇄층(40)을 인쇄한다. (다도의 그라비아 잉크 인쇄 효과와 다도의 로타리스크린 Coloring된 졸 인쇄효과를 가진다) 다음공정으로 최종 발포오븐을 통한 발포과정(200~230℃에서 15~30초간)을 거치면서 고후도 초경량의 특성과 Mechanical 엠보무늬 효과와 재시공성이 용이한 제품구조의 특성을 가지는 최종 제품을 완성한다.

본 고안은 Chemical Embossing Process 제조방법을 이용하여 종래의 PVC 발포벽지와 PVC 엠보벽지의 특장점만을 살린 고후도 초경량의 PVC엠보무늬 효과를 표현한 것으로서, 고후도를 통한 벽면 Covering성을 획기적으로 향상시켰으며, 초경량에 따른 시공효율을 증대시켰고, Mechanical Embo 가공 Process 공정이 없이도 유사한 외관의 엠보무늬 효과를 부여함과 동시에 용이한 재시공성의 기능을 갖춘 벽지를 제공한다.

Claims (4)

1. 발포타임이 상이한 발포제를 사용하는 것을 특징으로 하는 1차 고배율 PVC 발포층(20)과 2차 저배율 PVC 발포층(30)의 이단 발포의 제품구조를 갖는 엠보무늬의 고후도 초경량 벽지.
2. 제 1항에 있어서, 1차 고배율 PVC 발포층(20)에 사용하는 발포제는 발포타임이 빠르면서 발포배율이 500~1000%인 발포제를 사용하고, 2차 저배율 PVC 발포층(30)에 사용하는 발포제는 발포타임이 느리면서 발포배율이 100~300%인 발포제를 사용하는 것을 특징으로 하는 이단 발포의 제품구조를 갖는 엠보무늬의 고후도 초경량 벽지.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 엠보무늬 효과를 부여하기 위하여 1차 코팅에서 로타리 스크린을 이용해 전면에 일정한 엠보무늬를 표현할 수 있는 Dot 모양의 졸 코팅공정과 함께 2차 코팅에서 Vertical 또는 Comma Coater를 사용하여 1차 코팅 건조면 위에 전폭으로 평활도를 유지하는 졸 코팅 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 이단 발포의 제품구조를 갖는 엠보무늬의 고후도 초경량 벽지.
4. 제 3항에 있어서, 졸 코팅이 된 반제품 위에 그라비아 또는 로타리 스크린 인쇄에 의한 인쇄면이 발포공정을 거치면서 엠보무늬를 표현하는 것을 특징으로 하는 이단 발포의 제품구조를 갖는 엠보무늬의 고후도 초경량 벽지.