KR20130076354A - 자외선경화성 수지층을 이용하여 금속 효과를 구현한 고광택 성형시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

자외선경화성 수지층을 이용하여 금속 효과를 구현한 고광택 성형시트 및 이의 제조방법 Download PDF

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신준범
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(주)엘지하우시스
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Abstract

본 발명은 자외선경화성 수지층의 전사를 이용하여 금속 판재의 원본 패턴과 반대 형상의 역상패턴을 형성하고, 그 상부에 금속증착층을 적층하고 판지에 합지되어 실제 금속 표면과 같은 외관을 구현할 수 있는 고광택 성형시트 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

자외선경화성 수지층을 이용하여 금속 효과를 구현한 고광택 성형시트 및 이의 제조방법{High glossy sheet with metallic effect comprising ultraviolet curable resin}

본 발명은 자외선경화성 수지층의 전사를 이용하여 금속 판재의 원본 패턴과 반대 형상의 역상패턴을 형성하고, 그 상부에 금속증착층을 형성시켜 판지에 합지되어 실제 금속 표면과 같은 외관을 구현할 수 있는 고광택 성형시트 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래 시트에 있어서 금속 표면의 질감과 유사한 느낌을 부여하기 위해 일반적으로 헤어라인 가공된 PET를 사용하고 있는데, PET에 이루어지는 헤어라인 처리는 기술적으로 연속적인 헤어라인 밖에 생성되지 않기 때문에, 구현 가능한 디자인이 매우 제한되어, 헤어라인이 불규칙하게 존재하는 실제 천연 금속소재에 가까운 미려한 외관의 구현이 어려웠다.

또한, 종래 시트의 제조에는 대부분 기층에 PVC 필름이 사용되고 있는데, 이는 시트를 접착제를 통해 건축자재나 가전제품에 널리 사용되는 냉연강판이나 도금강판 등에 부착하였을 때 PVC 필름의 부착력이 우수하고 가격이 저렴하기 때문이다.

그러나 PVC 필름은 소각시 다량의 다이옥신을 방출하는데, 다이옥신은 92년 세계보건기구(WHO)에 의해 유전 가능한 1급 발암물질로 규정되어 있는 물질로서, 소량을 섭취하더라도 인체에 축적돼 치명적인 결과를 낳는 무색의 발암물질이다. 따라서, 전 세계적으로 PVC의 사용에 대한 규제가 가해지고 있으며, 고광택 시트에 있어서도 PVC를 대체하는 친환경적인 소재에 대한 요구가 높아지고 있다.

한편, 금속 효과를 내는 고광택 시트의 제조와 관련하여 한국특허공개 제2006-78530호에서는 철판 및 알루미늄판에 합지되어 사용되는 고광택 시트를 개시하면서, 일면에 자외선경화형 또는 열경화형 수지층이 도포된 PET 필름의 다른 이면에 헤어라인 무늬층을 형성하고, 순차적으로 폴리에스터 공중합체로 이루어지는 프라이머층, 알루미늄 증착층, 우레탄계 접착제층, 열가소성 수지시트층으로 이루어져 금속 효과를 낼 수 있는 고광택 시트를 제공하고 있다.

또한 한국공개특허 제2008-14269호에서는 판재에 합지되어 금속표면과 같은 외관을 나타내는 고광택 시트로서, 최상층에 배치되는 열 또는 자외선 경화성 수지 및 PET 필름, 상기 PET 필름의 하면에 도포되는 접착제층과, 상기 접착제층의 하면에 배치되는 알루미늄 포일과, 상기 알루미늄 포일의 하면에 도포되는 프라이머층을 포함하는 시트가 개시되어 있다.

그리고, 엠보 효과 성형 시트와 관련하여서 한국공개특허 제2009-96778호에서는 위로부터 자외선 경화형 수지층, 프라이머층, 투명필름층, 인쇄층, 접착제층, 착색필름층, 프라이머층으로 구성되고, 표면에 엠보무늬가 부여되고, 투명필름층이 폴리에스터계 수지층으로 이루어진 성형시트를 개시하고 있다.

그러나 금속 효과를 구현하면서도 다양한 엠보무늬, 인쇄, 펄효과 등을 부여할 수 있는 성형시트에 관하여는 지속적인 연구가 필요한 실정이다.

이에 본 발명자들은, 헤어라인이나 엠보 패턴과 같은 금속 판재의 고유한 무늬를 구현하면서도 금속 가공 효과 또는 에칭 효과를 재현할 수 있는 고광택 성형 시트를 개발하기 위하여 연구, 노력한 결과, 원본 패턴이 표면에 형성된 금속 판재에 자외선경화성 수지 코팅액을 도포하고, 그 위에 투명필름층을 밀착시킨 후, 자외선을 조사하여 역상 패턴이 형성된 자외선경화성 수지층을 제조한 다음 금속증착층을 형성하면, 고온에서 무늬의 손상 없이 금속 외관의 효과를 구현할 수 있는 고광택 시트를 제조할 수 있음을 발견함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 금속 판재에 부착되어 금속 효과를 구현하는 인테리어 필름으로 사용될 수 있는 고광택 성형시트를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 원본 패턴이 표면에 형성된 금속 판재에 자외선경화성 수지 코팅액을 도포하고, 그 위에 투명필름층을 밀착시킨 후, 자외선을 조사하여 역상 패턴이 형성된 자외선경화성 수지층을 제조함으로써 상기 고광택 성형시트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 위로부터 금속증착층, 자외선경화성 수지층, 투명필름층 및 접착체층으로 구성되고, 상기 투명필름층은 패턴이 표면에 형성된 고광택 성형시트를 제공한다.

또한 본 발명은, 원본 패턴이 표면에 형성된 금속 판재에 자외선경화성 수지 코팅액을 도포하는 단계; 상기 도포된 코팅액에 투명필름을 밀착시키는 단계; 상기 투명필름 표면에 자외선을 조사하여 원본 패턴과 반대 형상을 가지는 역상 패턴이 형성된 자외선경화성 수지층을 제조하는 단계; 및 상기 역상 패턴이 형성된 자외선경화성 수지층에 금속증착층을 형성하는 단계를 포함하는 고광택 성형시트의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 상기 고광택 시트는 자외선경화성 수지 코팅액을 광경화시킴으로써 헤어라인 또는 엠보 패턴과 같은 다양한 금속판재의 고유한 무늬를 필름 표면에 구현할 수 있고, 미세하고 정밀한 무늬에 의한 각종 난반사 효과의 투명 홀로그램 무늬 효과 및 인테리어 효과를 구현할 수 있다. 또한 전사된 표면 자외선경화성 수지층에 알루미늄이나 스테인레스 스틸(Stainless Steel) 등의 금속증착층을 형성하여 홀로그램 무늬, 금속가공 효과 및 에칭 효과를 재현할 수 있다. 그리고 자외선경화성 수지를 이용하여 다양한 무늬를 부여함으로써 단순 열 엠보싱을 부여한 제품과 달리 고온에서도 무늬의 손상 없이 섬세하고 정밀한 입체효과 및 금속 외관 효과의 구현이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 성형시트를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 성형시트를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 알루미늄 증착 성형시트의 외관을 나타낸 사진이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 고광택 성형시트에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 고광택 성형시트를 나타낸 것이다.

고광택 성형시트

본 발명의 고광택 성형시트는,

위로부터 금속증착층(10), 자외선경화성 수지층(20), 투명필름층(30) 및 접착체층(40)으로 구성되고, 상기 투명필름층(30)은 패턴이 표면에 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 투명필름층은 열에 의하여 성형이 가능한 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 또는 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 폴리알킬렌테레프탈레이트계 수지와 같은 폴리에스테르계 수지를 사용하는 것이 유리하며, 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것이 좋다.

상기 투명필름층은 그 두께가 10 ~ 100 ㎛로 형성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30 ~ 50 ㎛로 형성되도록 한다.

또한, 상기 자외선경화성 수지층은 아크릴계 모노머, 이의 올리고머, 광개시제를 포함하는 코팅액이 자외선 조사에 의하여 경화되어 형성될 수 있으며, 이때 안료 등의 첨가제가 추가적으로 포함될 수 있다.

상기 아크릴계 모노머로는 탄소수 1~12의 알킬기를 가지는 아크릴레이트 또는 우레탄아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, n-옥틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소노닐아크릴레이트 또는 기타 (메타)아크릴레이트계 단량체 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한 광개시제는 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 벤조일 퍼옥사이드(BPO) 등 당업계에 널리 알려진 라디칼 개시제가 사용될 수 있다.

상기 자외선경화성 수지층의 제조에 사용되는 코팅액은 고형분 30 ~ 100%의 수지 용액이 사용될 수 있으며, 상기 수지층은 1 ~ 50 ㎛로 형성되는 것이 바람직하다.

한편 상기 자외선경화성 수지층과 투명필름층 사이에는 프라이머층이 형성될 수 있는데, 상기 프라이머층은 자외선경화성 수지층을 투명필름층에 접착시키는 역할을 하며, 아크릴계, 아크릴 우레탄계, 에폭시계, 폴리우레탄계, 폴리이소시아네이트계, 폴리에스터계, 아크릴레이트계, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리아미드계, 멜라민계, 합성고무계, 또는 폴리비닐알콜계 수지 등을 사용할 수 있다. 상기 프라이머층은 1 ~ 5 ㎛로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 수지의 용액 상 점도를 변화시켜 두께를 조절할 수 있다.

상기 금속증착층은 자외선경화성 수지층 상부에 형성되고, 일반적인 진공 열 증착 방법 또는 스퍼터링 방법에 의하여 알루미늄, 철, 니켈, 크롬, 구리, 주석 또는 스테인레스와 같은 금속 성분이 증착될 수 있으며, 상기 금속증착층은 100 ~ 1000 nm 의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 접착체층은 폴리에스터 등의 접착제를 사용하여 콤마 코타 공법으로 10 ~ 15 ㎛ 두께로 도포하여 형성할 수 있고, 불투명층으로 형성함으로써 보다 선명한 입체감을 연출시킬 수 있다. 본 발명에서 접착층을 불투명층으로 형성할 경우에는 접착제에 안료가 첨가될 수 있다.

또한 외부 환경으로부터 필름의 표면을 보호하기 위하여 표면보호층이 상기 금속증착층 위에 형성될 수 있으며, 아크릴계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 폴리우레탄계, 폴리이소시아네이트계, 폴리에스터계, 아크릴레이트계, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리아미드계, 멜라민계, 합성고무계, 폴리비닐알콜계 수지 등을 사용할 수 있다.

상기 표면보호층(50) 및 프라이머층(60)을 추가적으로 포함한 성형시트의 구조를 도 2에 나타내었다.

고광택 성형시트의 제조방법

본 발명의 고광택 성형시트의 제조방법은,

원본 패턴이 표면에 형성된 금속 판재에 자외선경화성 수지 코팅액을 도포하는 단계;

상기 도포된 코팅액에 투명필름을 밀착시키는 단계;

상기 투명필름 표면에 자외선을 조사하여 원본 패턴과 반대 형상을 가지는 역상 패턴이 형성된 자외선경화성 수지층을 제조하는 단계; 및

상기 역상 패턴이 형성된 자외선경화성 수지층에 금속증착층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저 원본 패턴이 표면에 형성된 금속 판재에 자외선경화성 수지 코팅액을 도포한다. 상기 자외선경화성 수지 코팅액은 약 1 ~ 50 ㎛ 두께로 도포하는 것이 바람직하며, 엠보싱 롤과 같은 금형에 형성된 무늬와 동일한 무늬를 형성시키기 위해서는 용제를 첨가하지 아니한 채 도포하는 것이 보다 바람직하다.

다음 투명필름을 상기 코팅액에 밀착시키며, 이 때 아크릴계, 아크릴 우레탄계, 에폭시계, 폴리우레탄계, 폴리이소시아네이트계, 폴리에스터계, 아크릴레이트계, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리아미드계, 멜라민계, 합성고무계, 또는 폴리비닐알콜계 수지 등을 투명필름의 접착을 위하여 사용할 수 있다.

그리고 투명필름 표면에 자외선을 조사하면 자외선경화성 수지 코팅액 내 광개시제가 활성화되고, 모노머 간의 라디칼 중합에 의하여 경화되어 수지층이 형성된다. 이 때, 원본 패턴과 반대 형상을 가지는 역상 패턴이 금속 판재와 접촉하고 있는 자외선경화성 수지층의 표면에 형성된다.

역상 패턴이 형성된 자외선경화성 수지층을 금속 판재와 분리시킨 후, 상기 수지층 상부에 금속증착막을 형성한다. 일반적인 진공 열 증착 방법 또는 스퍼터링 방법에 의하여 알루미늄, 철, 니켈, 크롬, 구리, 주석 또는 스테인레스와 같은 금속 성분이 증착될 수 있고, 진공 열 증착 방법의 경우 10-4 ~ 10-6 torr 및 300 ~ 800 ℃에서 진공 증착을 진행할 수 있으며, 스퍼터링 방법의 경우 플라즈마 상태에서 작은 금속 나노 입자로서 분리되어 상기 자외성경화성 수지층의 표면 상부에 상기 금속 나노 입자가 코팅되도록 하여 약 0.70 OD(Optical Density) 두께로 금속 증착을 진행할 수 있다.

이후 투명필름층 하부에 접착제층 및 금속증착층 상부에 표면보호층을 형성할 수 있으며, 이를 통하여 최종 성형시트를 제조할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 성형시트에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

이하의 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

자외선경화성 수지 코팅액으로서 우레탄아크릴레이트 100 중량부에 대하여 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN)이 10 중량부가 포함된 아크릴레이트 수지 용액을 헤어라인 패턴이 형성된 알루미늄 판재의 표면에 10 ㎛ 의 두께로 도포하였다. 다음, 38 ㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 상기 코팅액에 밀착시키고, 자외선을 광량 400 mJ/cm2로 조사함으로써 자외선경화성 수지 코팅액을 경화시켰다.

상기 경화된 코팅액이 수지층이 제조되면, 알루미늄 판재를 분리하여 수지층 표면에 형성된 패턴을 확인하였다. 다음, 상기 수지층 상부에 경우 10-5 torr 및 500 ℃에서 진공 열 증착 방법을 이용하여 500 nm 두께의 알루미늄 증착층을 제조하였다.

이후, 콤마 코타 공법으로 12 ㎛ 의 두께로 도포하여 폴리에스터 접착제층을 PET 필름 하부에 형성하였고, 아크릴 수지를 이용하여 표면보호층을 금속증착층 상부에 형성하여 성형 시트를 제조하였다. 상기 제조된 시트의 표면을 나타낸 사진을 도 3에 나타내었다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.

10 : 금속증착층 20 : 자외선경화성 수지층
30 : 투명필름층 40 : 접착체층
50 : 표면보호층 60 : 프라이머층

Claims (8)

  1. 위로부터 금속증착층, 자외선경화성 수지층, 투명필름층 및 접착체층으로 구성되고,
    상기 투명필름층은 패턴이 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 고광택 성형시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명필름층은 폴리에스터계 수지층인 것을 특징으로 하는 고광택 성형시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴은 금속 판재의 원본 패턴과 반대 형상의 역상 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 고광택 성형시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선경화성 수지층과 투명필름층 사이에 프라이머 층이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 고광택 성형시트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속증착층 상부에 표면보호층이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 고광택 성형시트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명필름층은 10 ~ 100 ㎛ 의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 고광택 성형시트.
  7. 원본 패턴이 표면에 형성된 금속 판재에 자외선경화성 수지 코팅액을 도포하는 단계;
    상기 도포된 코팅액에 투명필름을 밀착시키는 단계;
    상기 투명필름 표면에 자외선을 조사하여 원본 패턴과 반대 형상을 가지는 역상 패턴이 형성된 자외선경화성 수지층을 제조하는 단계; 및
    상기 역상 패턴이 형성된 자외선경화성 수지층에 금속증착층을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고광택 성형시트의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속증착층은 진공 열 증착 방법 또는 스퍼터링 방법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고광택 성형시트의 제조방법.
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