KR20060032444A - 피브이씨 하드코팅용 조성물과 그 제조방법 및 그를이용한 피브이씨 가공 프로세스 - Google Patents

피브이씨 하드코팅용 조성물과 그 제조방법 및 그를이용한 피브이씨 가공 프로세스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피브이씨(PVC) 하드코팅(hard coating)용 조성물과 그 제조방법 및 그를 이용한 코팅 프로세스에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 피브이씨(PVC) 압출성형물 또는 필름에 인쇄된 여러가지 무늬가 전사된 피브이씨(PVC) 압출물에 상기 전사된 무늬의 훼손없이 유브이(UV) 하드코팅이 가능하도록 하며, 접착성, 내용제성 및 내스크래치성 또한 더욱 우수하며, 상기 피브이씨(PVC) 압출물에 전사된 무늬가 더욱 자연스럽게 표현되도록 소광효과를 주는 등 기능성을 더욱 부가할 수 있는 피브이씨 하드코팅용 조성물과 상기 조성물을 제조하는 방법 및 상기 조성물을 이용하여 여러가지 무늬가 전사된 피브이씨 압출물에 유브이(UV) 하드코팅을 하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스에 관한 것이다.
본 발명은 유브이(UV) 경화성 수지 100 중량부에 대해, 용제로서 이소프로필알콜(Isopropylalcohol) 30~80 중량부, 소광제 2~10 중량부, 분산제 1~5 중량부를 포함하는 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물과 그 제조방법 및 피브이씨 압출단계와 필름 전사단계, 상기 조성물 공급단계, 편평화단계, 도포단계, 건조단계, 자외선 조사단계, 마감단계로 이루어진 피브이씨 가공 프로세스를 기술적 요지로 한다.
피브이씨 하드코팅, 유브이 하드코팅, 쓰리롤밀, 메쉬롤, 닥터 블레이드

Description

피브이씨 하드코팅용 조성물과 그 제조방법 및 그를 이용한 피브이씨 가공 프로세스{Compositions for pvc hard coating, method for manufacturing thereof, and coating process of manufacturing pvc product using the same}
도 1은 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물의 제조공정을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 가공 공정도.
도 3은 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 가공 프로세스 중 코팅공정을 나타내는 개략도.
<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>
10 : 제1 교반단계 11 : 제1 교반단계에서 혼합된 혼합물
20 : 제2 교반단계 21 : 제2 교반단계를 거친 혼합물
30 : 제3 교반단계 31 : 분산기
301 : 피코팅재 302 : 메쉬롤
303 : 편평화수단 304 : 가압롤
305 : 건조장치 306 : 자외선 조사장치
본 발명은 피브이씨(PVC) 하드코팅(hard coating)용 조성물과 그 제조방법 및 그를 이용한 피브이씨(PVC) 가공 프로세스에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 피브이씨(PVC) 압출물에 전사된 피브이씨(PVC) 필름에 인쇄된 무늬가 훼손됨이 없이 유브이(UV) 하드코팅이 가능하도록 하며, 상기 피브이씨(PVC) 압출물에 부착된 피브이씨(PVC) 필름에의 접착성이 우수하며 내스크래치성 및 내용제성이 우수한 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물과 상기 조성물을 제조하는 방법 및 상기 조성물을 이용하여 여러가지 무늬가 전사된 피브이씨(PVC) 압출물에 유브이(UV) 하드코팅을 하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스에 관한 것이다.
일반적으로 코팅(coating)이란 물체의 표면을 보호하기 위해 물체의 표면에 코팅제로 피막을 입히는 것을 말한다. 즉, 외부의 충격 등에 의해 물체의 표면에 흠이 생기는 것을 방지하여 물체의 외관을 오랫동안 깨끗하게 유지할 수 있도록 해주는 역할을 하게 되는 것이다.
코팅액을 물체의 표면에 도포한 후 경화시키는 코팅 경화 방법에는 열 경화방법, 증발 건조방법, 유브이(UV) 경화방법 등이 사용되고 있다.
그 중 열 경화방법은 약 120℃~150℃에서 10분 이상 유지시켜야 하기 때문에 경제성이 떨어지는 문제점이 있었으며, 증발 건조방법은 코팅제에 다량의 용제를 사용하여 용제를 증발 건조시켜 경화시키는데 이 경우 다량의 용제에 의해 발생되는 악취와 환경오염이 문제가 되어 왔다.
상기의 방법 중 유브이(UV) 경화방법은 경화 시간이 짧고, 용제를 최소화 할 수 있다는 장점이 있어 여러 분야에 유브이(UV) 하드코팅이 도입되고 있으며, 피브이씨(PVC) 압출물에도 역시 유브이(UV) 하드코팅을 시도하고 있다.
그러나, 피브이씨(PVC) 압출물 자체에 직접 유브이(UV) 하드코팅을 하는 경우에는 문제가 되지 않으나, 피브이씨(PVC) 압출물에 다양한 효과를 부여하기 위해서 여러가지 무늬가 인쇄된 피브이씨(PVC) 필름을 상기 피브이씨(PVC) 압출물의 표면에 열접착제를 이용하여 전사시킨 후, 그 위에 유브이(UV) 하드코팅을 하게 되는 경우 전사된 무늬가 훼손되는 문제점으로 인하여 각종 무늬를 전사시킨 피브이씨(PVC) 압출물에는 유브이(UV) 하드코팅을 할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 각종 무늬가 인쇄된 피브이씨(PVC) 필름을 피브이씨(PVC) 압출물의 표면에 부착시켜 무늬를 전사시킨 경우에도 전사된 무늬의 훼손없이 유브이(UV) 하드코팅이 가능하게 하는 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물과 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 각종 무늬가 인쇄된 피브이씨(PVC) 필름을 피브이씨(PVC) 압출물의 표면에 부착시켜 무늬를 전사시킨 경우에도 유브이(UV) 하드코팅을 가능하도록 함으로써 상기 무늬가 전사된 피브이씨(PVC) 압출물에 우수한 내스크래치성, 내열성, 내용제성, 내구성 및 오염 방지 등의 효과를 부여할 수 있으며, 접착성 또한 우수한 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물과 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 소광제 등의 기능성 재료를 첨가함으로써 기능성이 추가된 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물과 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 후막(厚膜)코팅까지 가능하게 하여 코팅 성능을 더욱 우수하게 하며, 각종 기능성을 부가하기가 더욱 용이하게 하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적달성을 위해 본 발명은, 유브이(UV) 경화성 수지 100 중량부에 대해, 용제로서 이소프로필알콜(Isopropylalcohol) 30~80 중량부, 소광제 2~10 중량부, 분산제 1~5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이씨(PVC) 하드코팅(hard coating)용 조성물을 기술적 요지로 한다.
또한, 본 발명은 유브이(UV) 경화성 수지 50 중량부에 대해, 소광제 2~10 중량부와 분산제 1~5 중량부를 혼합하여 섞는 제1 교반단계와, 상기 제1 교반단계에서 교반된 혼합물을 롤밀(roll mill)을 사용하여 2~10회 교반하여 상기 혼합물의 입자를 고루 분산시키는 제2 교반단계와, 상기 제2 교반단계를 거친 혼합물에 상기 유브이(UV) 경화성 수지 50 중량부와 용제로서 이소프로필알콜(Isopropylalcohol) 30~80 중량부를 추가로 첨가한 후 분산기를 이용하여 교반시키는 제3 교반단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물 제조방법을 또 다른 기술적 요지로 한다.
그리고 본 발명은 피브이씨(PVC) 압출단계와 필름 전사단계와 코팅단계와 마감단계로 구성된 피브이씨(PVC) 가공 프로세스에 있어서, 상기 코팅단계는 유브이 (UV) 경화성 수지 100 중량부에 대해, 용제로서 이소프로필알콜(Isopropylalcohol) 30~80 중량부, 소광제 2~10 중량부, 분산제 1~5 중량부를 포함하는 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 원통형의 외주면에 연속적인 격자상홈이 구비되는 메쉬롤(mesh roll)과 상기 메쉬롤과 인접하여 구비된 편평화수단 사이에 공급하는 공급단계와, 상기 편평화수단에 의해 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 메쉬롤의 격자상홈 속에 고루 배분시키는 편평화단계와, 상기 메쉬롤의 하부에 일정 간격 이격되어 설치된 가압롤과 상기 메쉬롤의 사이로 피코팅재가 투입되어, 상기 메쉬롤과 가압롤의 회동에 의해 이동하면서, 상기 메쉬롤과 가압롤의 압착에 의해 상기 메쉬롤의 격자상홈 속의 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물이 상기 피코팅재의 상면에 도포되는 도포단계와, 상기 피코팅재에 도포된 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물에 포함된 용제를 증발시켜 건조시키는 건조단계와, 상기 건조단계를 거친 피코팅재에 자외선을 조사시켜 코팅면을 경화시키는 자외선 조사단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스를 또 다른 기술적 요지로 한다.
여기서 상기 편평화단계의 메쉬롤(mesh roll)은 금속 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스로 되는 것이 바람직하다.
또한 상기 편평화단계의 메쉬롤은 60~120 메쉬롤인 것을 특징으로하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스로 되는 것이 바람직하다.
또한 상기 편평화단계의 편평화수단은 고무롤 또는 닥터 블레이드(doctor blade)로 되는 것을 특징으로 하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스로 되는 것이 바람직하다.
이하 도면과 함께 본 발명에 관하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물의 제조공정을 나타내는 개략도이며, 도 2는 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 가공 공정도이며, 도 3은 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 가공 프로세스 중 코팅공정을 나타내는 개략도이다.
본 발명은 유브이(UV) 경화성 수지, 용제로서의 이소프로필알콜(Isopropylalcohol), 소광제 등을 포함하여, 각종 무늬가 인쇄된 피브이씨(PVC) 필름을 피브이씨(PVC) 압출물의 표면에 부착시켜 무늬를 전사시킨 후 그 위에 유브이(UV) 하드코팅을 하기 위한 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물은 유브이(UV) 경화성 수지 100 중량부에 대해, 용제로서의 이소프로필알콜(Isopropylalcohol) 30~80 중량부, 소광제 2~10 중량부 및 분산제 1~5 중량부를 포함하여 이루어진다.
상기 유브이(UV) 경화성 수지는 유브이(UV) 하드코팅을 하기 위한 주 재료로서 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물의 주성분이 된다.
상기 이소프로필알콜(Isopropylalcohol)은 용제로서 상기 조성물의 점도를 낮추어 주기 위해 함유된다.
상기 유브이(UV) 경화성 수지는 점도가 높은 액상의 물질이므로 코팅 적성에 맞도록 점도를 조절하여 줄 필요가 있다. 또한 더욱 깨끗하고 우수한 코팅면을 형성하기 위한 표면평활성을 높이기 위해서도 점도를 낮추어줄 필요성이 있다.
따라서, 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물은 상기 유브이(UV) 경화성 수지 100 중량부에 대해 용제로서의 이소프로필알콜(Isopropylalcohol) 30~80 중량부를 함유한다.
여기서 하드코팅막을 형성하는 주재료인 상기 유브이(UV) 경화성 수지 100 중량부에 대해 용제로서의 이소프로필알콜(Isopropylalcohol)이 80 중량부 이상으로 조성될 경우에는, 코팅제의 경화성이 불량해지고, 코팅 피막을 구성하는 수지 성분이 적어 요구되는 하드코팅(hard coating)막의 특성이 나타나지 않게 된다.
또한 하드코팅용 조성물의 점도가 너무 낮아지게 되므로, 코팅 공정 중에 소실되는 양이 많아지며, 무광택 효과를 내기 위해 첨가하는 소광제 등 각종 기능성 첨가제들의 입자들끼리 응집이 잘 일어나게 되므로 상기 첨가제들의 침전현상이 쉽게 발생하게 된다.
반면에 하드코팅막을 형성하는 주재료인 상기 유브이(UV) 경화성 수지 100 중량부에 대해 용제로서의 이소프로필알콜(Isopropylalcohol)이 30 중량부 이하로 조성될 경우에는, 후술할 코팅 프로세스 중 자외선 조사단계에서 자외선 조사시 높은 경화성에 의해 갈라짐(crack) 현상이 발생하게 되며, 코팅액의 점도가 너무 높아 코팅 적성이 불량하게 된다.
상기 소광제는 상기 조성물에 의해 코팅된 코팅막의 광택을 줄여주기 위해 함유되는 첨가제이다.
최근 PVC 필름에 그라비어(gravure) 방식으로 나뭇결 무늬를 인쇄하여 각종 가구나 바닥재, 벽지, 목재, 금속, 마감재 등 건축용 재료에 부착시켜 마치 원목을 그대로 사용하는 것과 같은 효과를 얻고 있다.
그런데, 일반적인 유브이(UV) 하드코팅은 높은 광택 효과를 나타내고 있어, 원목을 그대로 사용하는 듯한 고급스러운 효과를 얻기 위해서는 광택 효과를 최소화 할 필요가 있다.
따라서 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물은 하드코팅막을 형성하는 주재료인 상기 유브이(UV) 경화성 수지 100 중량부에 대해, 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물에 무광 효과를 부여하는 기능성 첨가제로서의 소광제를 2~10 중량부로 더욱 포함한다.
소광제의 양이 너무 적으면 코팅피막의 무광 효과가 약하여 원하는 무광택 코팅막을 얻을 수 없고, 소광제의 양이 너무 많으면 코팅피막의 무광 효과가 너무 우수하여 코팅 대상인 피코팅재의 무늬 형태가 잘 보이지 않게 된다.
상기 소광제 이외에 다른 기능성을 부여하는 기능성 첨가제가 더욱 포함될 수 있음은 물론이다.
상기 분산제는 상기 조성물에 포함된 첨가제 입자들의 응집에 의한 침전현상을 방해하기 위해 더욱 포함된다.
상기 조성물에 소광제 등과 같은 첨가제를 혼합할 경우 첨가제 입자들끼리 응집되어 침전이 발생하기가 쉬운데, 이러한 이유로 상기 조성물에 분산제를 첨가하여 상기 분산제가 첨가제 입자를 포위하여 첨가제 입자들의 응집을 방해함으로써 침전현상을 억제시키도록 하는 것이 바람직하다.
상기 분산제는 상기 유브이(UV) 경화성 수지 100 중량부에 대해 1~5 중량부로 포함된다.
이하의 실시예는 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물의 바람직한 구성을 더욱 구체화하여 구현한 것이다.
피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물의 바람직한 실시예
상기 유브이(UV) 하드코팅을 함에 있어 주 재료인 상기 유브이(UV) 경화성 수지는 여러가지가 생산되고 있으나, 'SK UCB'에서 생산되는 제품인 상품명 'UP-016'을 사용했을 때 그 효능이 우수하여 원하는 성능의 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 얻을 수 있으므로, 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 구성하는 유브이(UV) 경화성 수지는 상기 'UP-016'을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 'UP-016'은 촉매 역할을 하는 광개시제가 포함되어 있어, 후술할 피브이씨(PVC) 가공 프로세스 중 자외선 조사단계에 있어서 상기 'UP-016'의 유브이(UV) 경화성 수지가 자외선에 반응하도록 하며 그 경화 시간도 단축시켜 주게 된다.
상기 'UP-016'은 점도가 높은 액상의 물질이므로 코팅 적성에 맞도록 점도를 조절하여 줄 필요가 있다. 또한 더욱 깨끗하고 우수한 코팅면을 형성하기 위한 표면평활성을 높이기 위해서도 점도를 낮추어줄 필요성이 있다. 따라서 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물은 상기 광개시제가 혼합된 유브이(UV) 경화성 수지 'UP-016' 100 중량부에 대해, 용제로서의 이소프로필알콜(Isopropylalcohol) 50 중량부를 포함한다.
그리고, 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물은 하드코팅막을 형성하는 주 재료인 상기 'UP-016' 100 중량부에 대해, 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물에 무광 효과를 부여하는 기능성 첨가제로서의 소광제를 더욱 포함한다.
상기 소광제도 여러가지 제품이 생산되어 사용되고 있으나, 적은 양으로도 큰 소광 효과를 얻을 수 있은 뿐만아니라 많은 양의 소광제를 혼합하였을 때 발생하게 되는 입자들끼리의 응집에 의한 침전현상도 최소화 할 수 있게 되어 분산제의 사용을 줄일 수 있는 소광제가 바람직하다 할 것이므로, 상술한 조건을 만족하는 'Degussa'에서 생산되는 제품인 상품명 'ACEMATT TS100'을 소광제로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 'ACEMATT TS100'을 소광제로 사용할 경우, 상기 'UP-016' 100 중량부에 대해 2 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 조성물에 분산제를 첨가하여 상기 분산제가 첨가제 입자를 포위하여 첨가제 입자들의 응집을 방해함으로써 침전현상을 억제시키도록 하기 위해 분산제를 상기 'UP-016' 100 중량부에 대해 3 중량부 포함한다.
즉, 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물은 광개시제가 혼합된 유브이(UV) 경화성 수지 'UP-016' 100 중량부에 대해, 용제로서의 이소프로필알콜(Isopropylalcohol) 50 중량부와 소광제로서 'ACEMATT TS100' 2 중량부, 분산제 3 중량부를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물의 제조방법을 또 다른 기술적 요지로 하는데, 그 제조방법은 제1 교반단계 (10)와 제2 교반단계(20) 및 제3 교반단계(30)로 이루어진다.
상기 제1 교반단계(10)는 유브이(UV) 경화성 수지 50 중량부에 대해 상기 소광제 2~10 중량부와 상기 분산제 1~5 중량부를 혼합하여 섞는 단계이다.
상기 제2 교반단계(20)는 상기 제1 교반단계(10)를 거친 이후 상기 소광제 입자들의 응집을 막기 위해, 상기 제1 교반단계에서 혼합된 혼합물(11)을 2~10회 롤밀(roll mill)(22)을 사용하여 입자를 고루 분산시키는 단계이다.
여기서 상기 롤밀(roll mill)(22)은 업계에서 분산용으로 많이 쓰이고 있는 롤이 3개가 장착된 쓰리롤밀(three roll mill)을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제1 교반단계(10)에서 혼합된 혼합물(11)은 용제가 혼합되기 전의 상태이므로 점도가 높은 액상의 혼합물이며, 상기 혼합물을 쓰리롤밀(three roll mill)을 사용하여 분산시키는 방법은 널리 사용되어지고 있는 공지의 방법인 바, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 제3 교반단계(30)는 상기 제2 교반단계(20)를 거친 혼합물(21)에 상기 유브이(UV) 경화성 수지 50 중량부를 추가로 더욱 첨가하고, 용제인 이소프로필알콜(Isopropylalcohol)도 30~80 중량부를 첨가하여 분산기(31)를 이용하여 교반시키는 단계이며, 상기 제3 교반단계(30)까지 거쳐 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 완성하게 된다.
이하의 실시예는 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물의 제조방법의 바람직한 구성을 더욱 구체화하여 구현한 것이다.
피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물의 제조방법의 바람직한 실시예
먼저 유브이(UV) 하드코팅을 함에 있어 주 재료인 유브이(UV) 경화성 수지로 제1 실시예에서 설명한 상품명 'UP-016'을 사용하는 것이 바람직하며 상기 'UP-016' 50 중량부에 대해, 소광제로서 제1 실시예에서 설명한 상품명 'ACEMATT TS100' 2 중량부와 분산제 3 중량부를 혼합하여 섞는 제1 교반단계(10)를 거친다.
제1 교반단계(10)를 거친 이후 상기 소광제 입자들의 응집을 막기 위해, 상기 제1 교반단계에서 혼합된 혼합물(11)을 2~10회 쓰리롤밀(three roll mill)을 사용하여 입자를 고루 분산시키는 제2 교반단계(20)를 거친다.
제2 교반단계를 거친 혼합물(21)에 상기 유브이(UV) 경화성 수지로서 'UP-016' 50 중량부를 추가로 더욱 첨가하고, 용제인 이소프로필알콜(Isopropylalcohol)도 50 중량부를 첨가하여 분산기(31)를 이용하여 교반시키는 제3 교반단계(30)를 거쳐 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 완성하게 된다.
상기 분산기는 업계에서 널리 쓰이고 있으며, 회전날을 고속으로 회전시켜 혼합물을 교반시키는 상품명 'Dispermat' 분산기를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 피브이씨(PVC) 가공 프로세스를 또 다른 기술적 요지로 하는데, 피브이씨(PVC) 압출단계(100)와 필름 전사단계(200)와 코팅단계(300)와 마감단계(400)로 구성된 피브이씨(PVC) 가공 프로세스에 있어서, 상기 코팅단계(300)는 공급단계(310), 편평화단계(320), 도포단계(330), 건조단계(340), 자외선 조사단계(350)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
우선 상기 피브이씨(PVC) 압출단계(100)는 사용자가 원하는 용도에 따른 형태로 피브이씨(PVC)를 압출 성형하는 단계이다.
상기 필름 전사단계(200)는 상기 피브이씨(PVC) 압출단계(100)에서 성형된 피브이씨(PVC) 압출물의 표면에 사용자가 원하는 무늬를 입히는 단계로서, 각종 무늬가 인쇄된 피브이씨(PVC) 필름에 열접착제를 도포하고 그것을 상기 피브이씨(PVC) 압출물의 표면에 부착시켜 상기 무늬를 전사시키는 단계이다.
상기 피브이씨(PVC) 압출단계(100)에 있어서 압출성형방법과 와 상기 필름 전사단계(200)에 있어서 피브이씨(PVC) 필름에 인쇄된 각종 무늬를 상기 피브이씨(PVC) 압출물의 표면에 전사시키는 방법은 공지의 기술이며 당 업계에 있어서 널리 행하여지고 있으므로 이에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 코팅단계(300)는 공급단계(310), 편평화단계(320), 도포단계(330), 건조단계(340), 자외선 조사단계(350)로 구성되며, 도 3에 상기 코팅단계(300)의 공정을 나타내는 개략도가 도시되어 있다.
상기 공급단계(310)는 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물의 제조방법에 의해 제조된 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 원통형의 외주면에 연속적인 격자상홈이 구비되는 메쉬롤(mesh roll)(302)과 상기 메쉬롤(302)과 인접하여 구비된 편평화수단(303) 사이에 공급하는 단계이다.
상기 편평화단계(320)는 상기 공급단계에서 메쉬롤(302)과 편평화수단(303) 사이에 공급된 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 상기 편평화수단(303)에 의해 메쉬롤(302)의 격자상홈 속에 고루 배분시키며 잉여분의 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 걷어내어, 메쉬롤(302) 표면에 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 균일하게 분포시키는 단계이다.
여기서 상기 메쉬롤(302)은 금속 재질의 메쉬롤(302)로 되는 것이 바람직하다.
또한 상기 메쉬롤(302)은 1인치 길이당 격자상홈의 수로 구분이 되는데, 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 하드코팅 프로세스에 있어서는 60~120 메쉬롤을 쓰는 것이 바람직하다.
일반적으로 후술할 피코팅재(301)의 표면에 코팅액을 직접 도포하는 롤로서고무 재질의 롤을 사용하고 있는데, 본 발명에 의한 피브이씨(PVC) 가공 프로세스에 있어서는 금속 재질의 메쉬롤(302)을 사용하고 상기 메쉬롤(302)의 격자상홈의 깊이와 그 수에 따라 코팅층의 두께를 조절하여 후막(厚膜) 코팅이 가능하도록 할 수 있다.
그리고 상기 편평화수단(303)은 고무롤로 되는 것이 바람직하다.
뿐만 아니라, 상기 편평화수단(303)은 당 업계에서 널리 쓰이고 있는 닥터 블레이드(doctor blade)로 되는 것도 배제하지 아니한다.
상기 도포단계(330)는 상기 피브이씨(PVC) 압출단계(100)에서 압출 성형되고 필름 전사단계(200)를 거치면서 상면에 여러가지 무늬가 전사된 피코팅재(301)가 상기 메쉬롤(302)의 하부에 일정 간격 이격되어 설치된 가압롤(304)과 상기 메쉬롤(302) 사이로 투입되어 상기 메쉬롤(302)과 가압롤(304)의 회동에 의해 이동하면서, 상기 메쉬롤(302)과 가압롤(304)의 압착에 의해, 상기 메쉬롤(302)의 격자상홈 과 표면에 균일하게 분포되어 있는 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물이 상기 피코팅재(301)의 상면에 도포되도록 하는 단계이다.
상기 건조단계(340)는 상기 피코팅재(301)에 도포된 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물에 포함되어 있는 용제를 증발시키는 단계이다.
상기 도포단계(330)를 거치면서 피코팅재(301)의 상면에 도포된 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물에는 용제로서 이소프로필알콜(Isopropylalcohol)이 포함되어 있는데, 상기 용제를 증발시키지 않고 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 경화시킬 경우 코팅면에 흰 반점이 나타나는 백탁현상이 발생하므로, 상기 건조단계(340)에서 열풍 건조시켜 용제를 증발시키도록 한다.
상기 자외선 조사단계(350)는 상기 건조단계(340)를 거치면서 용제를 증발시킨 피코팅재(301)에 자외선을 조사시켜 코팅면을 경화시키는 단계이다.
상기 건조단계(340)에 있어서 건조장치(305)나 자외선 조사단계에 있어서 자외선 조사장치(306)는 공지의 기술인 바, 이러한 장치들의 내부에서 건조되고 경화되는 과정에 관한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기와 같은 단계들을 모두 거쳐 코팅이 완료된 압출물은 여러 형태의 제품으로 성형되는 마감단계(400)를 거치게 된다.
상기 마감단계(400)에는 코팅된 피브이씨(PVC) 압출물을 사용자의 요구에 따라 여러 형태로 절단하는 절단단계가 더욱 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 바에 의해 제조된 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 이용하여 피브 이씨(PVC) 압출물의 표면에 유브이(UV) 하드코팅을 한 후 접착력과 내스크래치성을 테스트한 후 그 결과를 표 1 내지 표 5에 나타내었다.
먼저 상술한 바에 의하여 제조된 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물의 접착력을 ASTM D3359에 준하여 테이프 접착 시험법을 통해 측정하였다. 이 측정법은 측정할 피막 표면에 십자로 칼집을 내어 바둑판처럼 그어진 표면 위에 폭 25㎜의 접착 셀로판 테이프를 붙였다가 떼어낸 후 피막의 파손 상태로 접착력을 평가하는 방법이다.
테스트 결과 아래 표1 내지 표2에 나타나 있는 바와 같이 유브이(UV) 하드코팅을 한 경우의 코팅 피막의 손상 정도가 현저히 적음을 알 수 있다.
표 1.
유브이(UV) 하드코팅을 하지 않은 경우.
Figure 112004046277453-PAT00001
표 2.
유브이(UV) 하드코팅을 한 경우.
Figure 112004046277453-PAT00002
또한, ASTM D2197에 준하여 Balanced Beam Scrape Adhesion and Mar Tester를 통해 내스크래치성을 측정하였다.
시료대에 샘플을 고정시켜 놓고, 그 위에 일정한 무게의 하중이 가해진 stylus holder를 45°의 각도로 피막에 접촉시킨 뒤, 시료대를 일정한 속도로 움직이면서 내스크래치성을 평가한다. 이때 가하는 하중의 무게를 100g~1000g까지 변화시키면서 측정하였다.
테스트 결과 아래 표 3 내지 표 5에 나타나 있는 바와 같이 유브이(UV) 하드코팅을 한 경우에 있어서 내스크래치성이 현저히 우수하게 나타남을 알 수 있다.
표 3.
유브이(UV) 하드코팅을 하지 않은 경우.
Figure 112004046277453-PAT00003
표 4.
유브이(UV) 하드코팅을 한 경우.
Figure 112004046277453-PAT00004
표 5.
내스크래치성 검토결과 (○:우수, ×:불량)
유브이(UV) 하드코팅을 하지 않은 경우 유브이(UV) 하드코팅을 한 경우
100g × ○
200g × ○
500g × △
1000g × ×
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 각종 무늬가 인쇄된 피브이씨(PVC) 필름을 피브이씨(PVC) 압출물의 표면에 부착시켜 무늬를 전사시킨 경우에도 전사된 무늬의 훼손없이 유브이(UV) 하드코팅이 가능하게 하는 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물과 그 제조방법이 제공되는 이점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 각종 무늬가 인쇄된 피브이씨(PVC) 필름을 피브이씨(PVC) 압출물의 표면에 부착시켜 무늬를 전사시킨 경우에도 유브이(UV) 하드코팅을 가능하게 함으로써 상기 무늬가 전사된 피브이씨(PVC) 압출물에 우수한 내스크래치성, 내열성, 내용제성, 내구성 및 오염 방지 등의 효과를 부여하며, 접착성 역시 우수한 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물과 그 제조방법이 제공되는 이점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 소광제 등의 기능성 재료를 첨가함으로써 기능성이 추가된 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물과 그 제조방법이 제공되는 이점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 후막(厚膜)코팅까지 가능하게 하여 코팅 성능을 더 욱 우수하게 하며, 각종 기능성을 부가하기가 더욱 용이하게 하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스가 제공되는 이점이 있다.

Claims (7)

  1. 유브이(UV) 경화성 수지 100 중량부에 대해, 용제로서 이소프로필알콜(Isopropylalcohol) 30~80 중량부, 소광제 2~10 중량부, 분산제 1~5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물.
  2. 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물 제조방법에 있어서,
    유브이(UV) 경화성 수지 50 중량부에 대해, 소광제 2~10 중량부와 분산제 1~5 중량부를 혼합하여 섞는 제1 교반단계와;
    상기 제1 교반단계에서 교반된 혼합물을 롤밀(roll mill)을 사용하여 2~10회 교반하여 상기 혼합물의 입자를 고루 분산시키는 제2 교반단계와;
    상기 제2 교반단계를 거친 혼합물에 상기 유브이(UV) 경화성 수지 50 중량부와 용제로서 이소프로필알콜(Isopropylalcohol) 30~80 중량부를 추가로 첨가한 후 분산기를 이용하여 교반시키는 제3 교반단계;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물 제조방법.
  3. 피브이씨(PVC) 압출단계와 필름 전사단계, 코팅단계, 마감단계로 구성된 피브이씨(PVC) 가공 프로세스에 있어서 상기 코팅단계는,
    유브이(UV) 경화성 수지 100 중량부에 대해, 용제로서 이소프로필알콜 (Isopropylalcohol) 30~80 중량부, 소광제 2~10 중량부, 분산제 1~5 중량부를 포함하는 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 원통형의 외주면에 연속적인 격자상홈이 구비되는 메쉬롤(mesh roll)과 상기 메쉬롤과 인접하여 구비된 편평화수단 사이에 공급하는 공급단계와;
    상기 편평화수단에 의해 상기 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물을 메쉬롤의 격자상홈 속에 고루 배분시키는 편평화단계와;
    상기 메쉬롤의 하부에 일정 간격 이격되어 설치된 가압롤과 상기 메쉬롤의 사이로 피코팅재가 투입되어, 상기 메쉬롤과 가압롤의 회동에 의해 이동하면서, 상기 메쉬롤과 가압롤의 압착에 의해 상기 메쉬롤의 격자상홈 속의 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물이 상기 피코팅재의 상면에 도포되는 도포단계와;
    상기 피코팅재에 도포된 피브이씨(PVC) 하드코팅용 조성물에 포함된 용제를 증발시켜 건조시키는 건조단계와;
    상기 건조단계를 거친 피코팅재에 자외선을 조사시켜 코팅면을 경화시키는 자외선 조사단계;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 편평화단계의 메쉬롤은 금속 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 편평화단계의 메쉬롤은 60~120 메쉬롤인 것을 특징으로하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 편평화단계의 편평화수단은 고무롤 또는 닥터 블레이드(doctor blade)로 되는 것을 특징으로 하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 마감단계에는 코팅된 피브이씨(PVC) 압출물을 사용자의 요구에 따라 여러 형태로 절단하는 절단단계가 더욱 포함되는 것을 특징으로 하는 피브이씨(PVC) 가공 프로세스.
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