KR20060104973A - 데코레이션 시트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데코레이션 시트의 제조방법에 관한 것으로, 환경유해물질인 PVC를 대체하고 높은 광택도, 우수한 내스크래치성, 내후성 및 성형작업성을 갖는 데코레이션 시트의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 데코레이션 시트는, 글리콜 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트 원단의 상부에 폴리우레탄 코팅조성물을 리버스 그라비아 코팅하고 건조 및 경화시켜 얻어지는 것을 특징으로 한다.

데코레이션 시트, 글리콜 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리우레탄 코팅조성물, 리버스 그라비아 코팅

Description

데코레이션 시트의 제조방법 {Method for preparing a decoration sheet}

본 발명은 데코레이션 시트(Decoration sheet)의 제조방법에 관한 것으로, 환경유해물질인 PVC를 대체하고 높은 광택도, 우수한 내스크래치성, 내후성 및 성형작업성을 갖는 데코레이션 시트의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 데코레이션 시트는 PVC 원단, 또는 PVC 원단과 PET를 합지하여 사용하여 왔으나, 광택도가 낮고 스크래치가 쉽게 발생하여 외관이 긁혀 심미감이 떨어지는 단점이 있었다.

더욱 PVC 데코레이션 시트를 살펴보면, 원하는 무늬를 표현하기 어려울 뿐만 아니라, 경도가 약하여 표면에 흠이 생기거나 또는 일상생활의 오염물에 오염되면 제거가 쉽지 않아 내구성이 떨어지고, 색도를 높이는 것도 어려우며, 소각 또는 화재시 다량의 유독가스를 배출하여 인체에 치명적인 문제점을 갖고 있어 국제적인 규체대상인 환경유해물질로 분류되어 있는 실정이다. 또한, 국내에서도 실내 공기오염 방지법이 제정 시행되고 있는 바, 건축자재 및 마감재 등으로부터 방출되는 포름알데히드, 유기용제 등의 화학물질이 원인이 되어 발생되는 두통과 호흡기 질환 등의 현상이 새집증후군, 화학물질 과민증 등의 질병을 야기시키고 있어 사회적 으로 큰 문제가 되고 있다.

이러한 환경유해물질인 PVC를 대체하기 위한 방법이 주목받고 있는데, 예를 들어, 한국등록특허 제563208호에는 인체 및 환경에 무해할 뿐만 아니라 상온에서 제작이 가능하여 생산속도를 증가시킬 수 있는, 표면에 원하는 모양이 인쇄된 종이, 올레핀계 수지로 구성된 상층재; 및 폴리우레탄으로 이루어져 상기 종이와 상기 상층재를 상온에서 접착시키는 접착제를 포함하여 접착후 일정시간 이상 숙성을 시켜 제조된 장식용 시트가 기재되어 있다. 또한, 한국 공개특허공보 제10-2006-0015330호에는 고강성이며 또한 고온하에서의 치수안정성이 우수하고, 또한 가열후의 투명성이나, 넓은 온도범위에서의 성형 가공성도 우수한 필름으로서, 열가소성 수지로 이루어진 두께가 30㎚ 미만인 층을 50층 이상 포함하는 적층필름 또는, 밀도가 1∼1.4g/㎤이며, 180℃에 있어서의 길이방향의 열수축률이 -2∼2%, 또한 적어도 일방향의 파단신도가 100∼1000%인 이축배향 폴리에스테르 필름이 기재되어 있다.

그러나, 환경유해물질인 PVC를 대체하면서도 광택도 및 내스크래치성도 우수하고, 자외선에 대한 변색도 적은 다양하고 우수한 데코레이션 시트에의 개발이 절실히 요구되고 있다.

이에 본 발명자들은 글리콜 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트 원단의 상부에 폴리우레탄 코팅조성물을 리버스 그라비아 코팅하고 건조 및 경화시켜 우수한 물성 을 갖는 데코레이션 시트를 개발하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

본 발명의 목적은 환경유해물질인 PVC를 대체하면서도 성형가공성, 광택도 및 내스크래치성이 우수하고, 자외선에 대한 변색도 적은 우수한 데코레이션 시트를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 데코레이션 시트의 제조방법은, 글리콜 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET-G이라 함) 원단의 상부에 100:20 ~ 100:50의 폴리올 대 이소시아네이트기의 조성비를 갖는 폴리우레탄 코팅조성물을 2~10㎛의 두께로 리버스 그라비아 코팅하는 단계; 실제 코팅표면의 온도가 50~60℃가 되도록 95~105℃의 열풍으로 2~5분 동안 건조시키는 단계; 및 20~25℃의 건조공기를 10~15m/sec의 속도로 10~20초 동안 방사하여 냉각시킨 후 3~4일간 상온에서 경화시키는 단계;를 포함한다.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 데코레이션 시트의 제조방법은, PET-G 원단의 상부에 100: 20 ~ 100:50 의 폴리올 대 이소시아네이트기의 조성비를 갖는 폴리우레탄 코팅조성물을 2~10㎛의 두께로 리버스 그라비아 코팅하는 단계; 실제 코팅표면의 온도가 50~60℃가 되도록 95~105℃의 열풍으로 2~5분 동안 건조시키는 단계; 및 10~25℃의 건조공기를 10~15m/sec의 속도로 10~20초 동안 방사하여 냉각시킨 후 3~4일간 상온에서 경화시키는 단계;를 포함하는데,

우선 PET-G 원단에 대해 살펴보면, PET-G 원단은 글리콜 개질 폴리에틸렌테 레프탈레이트 원단 칩(chip)을 TiO₂(산화티타늄-백색안료)를 포함해서 압출하여 백색의 시트로 제공된 것이다. 상기 산화티타늄은 원단 생산시 투명한 수지를 백색으로 만들기 위해 사용하는 착색제로서 대략 8~15중량%, 더욱 바람직하게는 10~13중량%를 사용하는 것으로 알려져 있다.

또한 PET-G 원단의 상부에 100:20 ~ 100:50의 폴리올 대 이소시아네이트기의 조성비를 갖는 폴리우레탄 코팅조성물을 2~10㎛, 가장바람직하게는 3~5㎛의 두께로 리버스 그라비아 코팅하는 단계를 포함한다.

상기 코팅조성물의 코팅두께는 2㎛ 이내로 코팅을 하게 되면 너무 박막이 되어 PET-G 원단에 골고루 코팅을 할 수 없어서 미코팅 부위가 발생하며 10㎛ 이상을 초과하면 경화반응이 느려서 시트를 롤로 권취할 때 블로킹의 단점이 발생한다.

또한, 상기 폴리우레탄 수지 코팅조성물은 100:20 ~ 100:50의 폴리올 대 이소시아네이트기의 조성비를 갖는데, 폴리우레탄 수지는 화학적으로 말하면 -NCO기(이소시아네이트기, Isocyanate Group)를 가진 성분과 -OH기(수산기, Hydroxy Group)를 가진 성분이 반응하여 -NHCOO- 구조(우레탄 결합이라고 함)를 형성하는 수지로서, 상기 이소시아네이트로는 TDI(톨루엔 디이소시아네이트, Toluene Diisocyanate), MDI(디페닐메탄 디이소시아네이트, Diphenylmethane Diisocyanate), HMDI(헥사메틸렌 디이소시아네이트, Hexamethylene Diisocyanate) 등을 들 수 있다. 또한 폴리올로는 폴리에테르폴리올(Polyether Polyol), 폴리에스테르폴리올(Polyester Polyol) 또는 이 수지에 아크릴등의 변성기를 도입시킨 코폴 리머(Copolymer)를 말한다.

또한, 상기 코팅 조성물 중의 -NCO기는 폴리올(-OH 성분) 성분과 경화 반응을 일으키는데, 경화의 방식으로 종래에는 빠른 반응을 위해 자외선(UV) 경화 반응을 많이 사용하지만, 본 발명에서는 상기 반응을 이용한 열경화 방식을 사용한다. 종래의 자외선(UV) 경화 반응은 반응중의 미반응 모노머가 남을 수 있고, 또한 자외선에 의해 변색이 쉽게 되는 단점을 가지고 있다. 또한 자외선 경화타입의 코팅을 적용한 데코레이션 시트는 그 코팅제가 3H 정도로 경도가 강함으로서 스크래치 등에는 유리하지만, 성형 중에 쉽게 크랙이 발생함에 따라 성형용으로는 사용이 어렵다. 이에 따라 가장 대표적으로 사용되는 육면체 형태의 판재에 사용하고자 하는 경우, 물체의 각 면에 적합한 크기로 개별로 절단하여 각 부위를 접착하여 사용하는 단점이 있습니다.

본 발명에 있어서의 코팅조성물의 경도는 자외선 경화타입의 코팅제보다는 무른(한 단계 떨어지는) 2H의 경도이지만, 종래의 작업조건에서 쉽게 성형이 가능하고, 이에 따라 1회에 판재의 5개면을 일반적인 열판 성형의 방식으로 PVC 데코레이션 시트와 동일한 방법으로 적용이 가능하므로 작업성이 우수하다. 특히 표면 경도가 종래 PVC에 비하여 매우 우수하고 광택도가 우수합니다.

한편, 리버스 그라비아 코팅(reverse gravure coating) 방식은 CELL 등이 조각된 코팅롤이 원단의 진행방향과 반대 방향으로 회전하면서 코팅액을 원단에 전이시키는 방식으로 PRESS ROLL이 없는 방식이다

상기 리버스 그라비아 코팅 방식의 코팅을 한 후 건조로 내부에서 실제의 코 팅 표면의 온도가 50~60℃가 되도록 약 95~105℃의 열풍으로 2~5분, 더욱 바람직하게는 2~2.5분 건조하는 단계를 거친다. 상기 가열온도가 지나치게 높으면 에너지 소비가 크고 과도한 경화에 따라 성형중의 크랙의 원인이 될 수도 있다. 또한, 건조 후에 20~25℃의 건조한 공기를 초속 10~15m/sec의 속도로 10~20초, 바람직하게는 10~13초 불어서 냉각 처리한다. 이 냉각처리로 인하여 표면에 남아있는 미반응의 모노머를 날리는 효과와 블로킹의 방지를 위한 효과를 얻을 수 있다.

상기 냉각 후 3~4일 동안 상온에서 경화시켜 데코레이션 시트를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 제조방법으로 얻어진 데코레이션 시트는 높은 광택도를 가질 뿐만 아니라, 우수한 내스크래치성, 내후성, 성형성, 성형후의 내수성을 갖는다.

하기 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

PET-G 원단(제조사: 동아물산)의 상부에 100 : 33 의 폴리올 대 TDI의 조성비를 갖는 폴리우레탄 코팅조성물을 3㎛의 두께로 리버스 그라비아 코팅하고, 건조로 내에서 실제 코팅표면의 온도가 50~60℃가 되도록 100℃의 열풍으로 2분 동안 건조시킨 후 20℃의 건조공기를 10m/sec의 속도로 10초 동안 방사하여 냉각시킨 후 3일간 상온에서 경화시켜 데코레이션 시트를 얻었다.

상기 실시예 1에서 얻은 데코레이션 시트와, 비교예로서 종래기술의 PVC 사 용 시트(비교예 1) 및 UV 코팅 시트(비교예 2)에 의한 광택도(Gloss), 내(耐)스크래치성, 표면경도, 내후성, 성형성, 및 성형후의 내수성에 대해 실험하여 하기 표 1에 결과를 나타내었다. 실험방법은 비고를 참조한다.

(표 1)

기 준	실시예1	비교예1	비교예2	비 고
택도 (Gloss)	3~97	80~85	93~97	BYK사 마이크로-트리-글로스미터를 이용하여 60℃로 측정
내(耐)스크래치성	우수	보통	우수	Mar resistance
표면경도 (연필경도)	2H	2B~B	3H	미쯔비쉬 Uni 연필 사용 5H, 4H, 3H, 2H, H, F, HB, B, 2B, 3B 등으로 구별되며, 앞쪽으로 갈수록 더 단단함
내후성	240시간 이상	20시간	120시간	Q-패널(Q-Panel)사의 QUV기기를 이용하여 일정 시간 경과 후 광택변화율 측정. (델타E=0.3이내)
성형성	성형가능	성형가능	성형불가능 (크랙발생)	성형후의 굴곡부위에 크랙발생 없을 것
성형후의 내수성	양호	양호	불량	나무 판에 접착제를 바른 시트를 열로 성형하여 붙힌후, 1/2로 절단한 시편을 40℃에서 3일간 시편을 침적하고, 나무와 시트의 박리 여부를 확인

상기 표 1을 통해서도 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 데코레이션 시트는 환경유해물질인 PVC를 사용하지 않고도, 데코레이션 시트의 광택도를 90도이상 올릴 수 있었고, 내스크래치성도 우수하며, UV 코팅시의 비교예 2보다는 한단계 낮은 2H의 경도를 갖지만 오히려 성형가공에 유리하고, 내후성, 성형성, 및 성형후의 내수성도 양호함을 알 수 있다.

Claims (1)

1. 글리콜 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET-G) 원단의 상부에 100: 20 ~ 100:50 의 폴리올 대(對)이소시아네이트기의 조성비를 갖는 폴리우레탄 코팅조성물을 2~10㎛의 두께로 리버스 그라비아 코팅하는 단계;

   실제 코팅표면의 온도가 50~60℃가 되도록 95~105℃의 열풍으로 2~5분 동안 건조시키는 단계; 및

   10∼25℃의 건조공기를 10~15m/sec의 속도로 10~20초 동안 방사하여 냉각시킨 후 3~4일간 상온에서 경화시키는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 데코레이션 시트의 제조방법.