KR20160038937A - 무광 코팅 조성물, 무광 코팅 시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

무광 코팅 조성물, 무광 코팅 시트 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지; 및 폴리아크릴레이트 주쇄 및 실리콘 측쇄를 포함하는 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지;를 포함하는 무광 코팅 조성물을 제공한다.
또한, 상기 무광 코팅 조성물로부터 형성된 하드코팅층을 포함하는 무광 코팅 시트 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

무광 코팅 조성물, 무광 코팅 시트 및 이의 제조방법 {MATT COATING COMPOSITION, MATT COATING SHEET AND THE MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
무광 코팅 조성물 및 이를 이용하여 제조된 무광 코팅 시트와 이의 제조방법에 관한 것이다.
건물의 내외장재, 책상 및 의자 등의 가구 등의 물품은, 그 표면을 보호하고 심미성을 부여하기 위하여 표면 처리를 실시한다. 물품의 표면 처리는 용도에 따라 다양하게 이루어지며, 경우에 따라서는 고광택 표면 처리를 하는 경우도 있고, 무광 표면 처리를 하는 경우도 있다. 일반적으로, 무광 표면 처리를 위해서는 무기 분말 또는 폴리머 비드 등을 이용하여 소광 효과를 확보한다.
이러한 표면 처리에는 코팅의 방법을 이용하거나, 시트를 부착하는 방법이 사용될 수 있다. 시트를 부착하는 방법을 사용하는 경우, 일반적으로 데코 시트를 이용하는데 이러한 데코 시트는 가격이 저렴하면서도 우수한 가공성을 가지는 폴리염화비닐(PVC) 시트가 널리 사용되고 있다.
다만, 물품의 표면을 무광 처리를 하는 경우, 외부 오염원에 의한 오염이 심한 문제가 있고 이를 극복하기 위해 표면 개질제를 사용하는 경우 무광 효과가 저감되는 문제가 있다. 또한, 폴리염화비닐(PVC) 시트로 무광 표면 처리 데코 시트를 제조하는 경우, 폴리염화비닐의 내열성이 약한 문제 때문에 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있다. 따라서, 공정 효율 및 가공성이 우수하면서도 무광 효과와 내오염성을 동시에 확보하는 것이 중요한 요소 중 하나이다.
본 발명의 일 구현예는 무광 효과가 우수하면서도, 내오염성을 향상시킬 수 있는 무광 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 무광 효과 및 내오염성이 모두 우수하고, 표면 강도가 우수한 무광 코팅 시트를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 공정 효율이 향상된 상기 무광 코팅 시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지; 및 폴리아크릴레이트 주쇄 및 실리콘 측쇄를 포함하는 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지;를 포함하는 무광 코팅 조성물을 제공한다.
상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는 유리전이온도가 약 50℃ 내지 약 100℃일 수 있다.
상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는 약 30 내지 약 60의 하이드록시 값(OH value)을 가질 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 하이드록시기를 포함할 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 약 20 내지 약 50의 하이드록시 값(OH value)을 가질 수 있다.
상기 실리콘 측쇄는 중량평균분자량이 약 1,000 내지 약 10,000인 실리콘 화합물이 그래프트되어 형성될 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 상기 실리콘 측쇄를 약 1 내지 약 20 중량% 포함할 수 있다.
상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는 중량평균분자량이 약 40,000 내지 약 80,000일 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 중량평균분자량이 약 1,000 내지 약 20,000일 수 있다.
상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 메틸(메트)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 제1 모노머; 및 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 제2 모노머를 공중합하여 형성된 공중합체일 수 있다.
상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는, 상기 제1 모노머 : 상기 제2 모노머가 약 2 : 1 내지 약 10 : 1의 몰비로 공중합하여 형성된 공중합체일 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는, 상기 폴리아크릴레이트 주쇄가 n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 메틸(메트)아크릴레이트, 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 모노머의 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 무광 코팅 조성물은 상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지 및 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지의 총 함량이 약 70 내지 약 95 중량%일 수 있다.
상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지 : 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지의 중량비는 약 1 : 10 내지 약 1 : 1일 수 있다.
상기 무광 코팅 조성물은 이소시아네이트계 경화제, 마이크로 입자 및 용매를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층; 및 상기 수지층의 일면에 상기 무광 코팅 조성물로부터 형성된 하드코팅층을 포함하는 무광 코팅 시트를 제공한다.
상기 무광 코팅 시트는 상기 하드코팅층의 표면에 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지의 실리콘 측쇄가 노출될 수 있다.
상기 하드코팅층의 표면은, 60°각도에서의 광택도(Gloss)가 3.0 이하이고, 표준 규격 DIN EN 12720: 1997-10에 의해 측정된 내오염도가 4 등급 이상일 수 있다.
상기 무광 코팅 시트는 상기 수지층 일면에 인쇄층 및 기재층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 무광 코팅 조성물을 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층의 상부에 도포하는 단계; 및 상기 수지층의 상부에 도포된 무광 코팅 조성물을 직접 열경화하여 하드코팅층을 제조하는 단계;를 포함하는 무광 코팅 시트 제조방법을 제공한다.
상기 무광 코팅 조성물은 약 15 중량% 내지 약 25 중량%의 고형분을 포함할 수 있다.
상기 하드코팅층을 제조하는 단계는 상기 수지층의 상부에 도포된 무광 코팅 조성물을 약 40℃ 내지 약 60℃에서 직접 열경화하여 제조하는 단계일 수 있다.
상기 무광 코팅 조성물 및 이를 이용하여 제조된 무광 코팅 시트는 우수한 무광 효과 및 우수한 내오염성을 동시에 구현할 수 있다.
또한, 상기 무광 코팅 시트 제조방법은 제조 비용을 절감하고, 제조 공정을 단순화하여 우수한 공정 효율을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 무광 코팅 시트의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 무광 코팅 시트의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 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.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
본 발명의 일 구현예에서, 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지; 및 폴리아크릴레이트 주쇄 및 실리콘 측쇄를 포함하는 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지;를 포함하는 무광 코팅 조성물을 제공한다.
일반적으로, 표면 처리를 위한 코팅 조성물은 바인더 수지에 각종 기능성 성분을 포함한다. 상기 바인더 수지는 일반적으로 아크릴 수지가 사용될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 무광 코팅 조성물은 이러한 바인더 수지로서, 두 종류 수지의 혼합물을 포함하며, 이로써 우수한 무광 효과 및 내오염성을 동시에 구현할 수 있고, 우수한 표면 강도를 확보할 수 있으며, 제조 공정을 단순화하여 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 무광 코팅 조성물은 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지 및 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지를 포함할 수 있다.
상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는 저온경화형 수지로서, 구체적으로 유리전이온도(Tg)가 약 50℃ 내지 약 100℃일 수 있다. 상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지의 유리전이온도가 상기 범위를 만족함으로써, 상기 무광 코팅 조성물이 약 50℃ 이하의 조건에서 열경화가 이루어질 수 있고, 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층의 상부에 도포된 상태로 열경화되어도 상기 수지층에 손상을 입히지 않는바, 별도의 전사 공정이 필요하지 않은 장점을 얻을 수 있다. 상기 유리전이온도가 약 50℃ 미만인 경우에는 상기 무광 코팅 조성물로 형성된 하드코팅층이 충분한 표면 경도를 확보하지 못하며, 상기 유리전이온도가 100℃를 초과하는 경우에는 제조 과정에서 경화 속도가 지나치게 빨라져 가공성을 저해할 우려가 있다.
상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는 약 30 내지 약 60 의 하이드록시 값(OH value)을 가질 수 있다. 상기 '하이드록시 값'은 수지 1000g에 포함되는 하이드록시기(OH기)의 몰수를 나타낸다. 상기 수지가 상기 범위의 하이드록시 값(OH value)을 나타냄으로써, 상기 무광 코팅 조성물을 이용하여 형성된 하드코팅층이 적절한 경화도를 확보할 수 있으며, 표면 강도가 우수한 효과를 얻을 수 있다. 상기 수지의 하이드록시 값이 상기 범위를 초과하는 경우에는 반응성 면에서 좋을 수 있으나 상기 무광 코팅 조성물로 형성된 시트가 적절한 경화도를 확보하지 못할 우려가 있다.
상기 무광 코팅 조성물은 내오염성을 향상시키기 위하여, 상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지와 함께 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지를 포함할 수 있다. 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 폴리아크릴레이트 주쇄 및 실리콘 측쇄를 포함하는 것으로, 구체적으로 상기 폴리아크릴레이트 주쇄에 상기 실리콘 측쇄가 그래프트된 구조일 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 열경화에 의한 적절한 경화도 확보를 위하여 하이드록시기를 포함할 수 있다. 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지가 하이드록시기를 포함함으로써 상기 무광 코팅 조성물이 열경화에 의해 적절한 경화도를 확보할 수 있고, 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지가 직접 반응에 참여함으로써 경화 밀도를 높이는데 유리할 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지가 하이드록시기를 포함하는 경우, 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 약 20 내지 약 50의 하이드록시 값(OH value)을 가질 수 있다. 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지 내에 하이드록시기가 상기 하이드록시 값을 갖도록 포함됨으로써, 내오염성 향상 효과를 확보하면서도 상용성 및 경화도 등의 물성을 향상시킬 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 폴리아크릴레이트 주쇄 및 실리콘 측쇄를 포함하며, 상기 실리콘 측쇄는 중량평균분자량이 약 1,000 내지 약 10,000인 실리콘 화합물이 그래프트되어 형성될 수 있다. 상기 실리콘 측쇄가 상기 범위의 중량평균분자량을 만족하는 실리콘 화합물로부터 형성됨으로써, 상기 무광 코팅 조성물로 형성된 하드코팅층의 표면 내오염성이 크게 향상될 수 있으며, 표면의 슬립성이 증가하는 효과를 얻을 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 상기 실리콘 측쇄를 약 1 내지 약 20 중량% 포함할 수 있다. 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지 내의 실리콘 측쇄 함량이 상기 범위를 만족함으로써, 상기 무광 코팅 조성물로부터 형성된 하드코팅층의 표면 내오염성을 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 상기 수지 내에 실리콘 측쇄를 균일하게 분포시키는 효과를 얻을 수 있다.
상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는 중량평균분자량이 약 40,000 내지 약 80,000일 수 있다. 상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지의 중량평균분자량이 상기 범위를 만족함으로써, 상기 무광 코팅 조성물이 비교적 저온에서 열경화되어 적절한 경화도를 확보할 수 있으며, 이를 이용해 제조된 하드코팅층을 고온에서 연신 시에 그 표면에 크랙이 발생하지 않을 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 중량평균분자량이 약 1,000 내지 약 20,000일 수 있고, 구체적으로 약 5,000 내지 약 15,000일 수 있다. 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지의 중량평균분자량이 상기 범위를 만족함으로써, 상기 무광 코팅 조성물이 적절한 슬립성을 확보할 수 있고, 우수한 내오염성을 구현할 수 있다.
상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는, 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴산 에스테르계 모노머가 포함된 모노머 혼합물로부터 중합되어 형성될 수 있고, 2종 이상의 단량체가 공중합되어 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는 n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 메틸(메트)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 제1 모노머; 및 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 제2 모노머를 공중합하여 형성된 공중합체일 수 있다. 상기 '제1 모노머'는 하이드록시기를 함유하지 않는 아크릴레이트 모노머이며, 상기 '제2 모노머'는 하이드록시기를 함유하는 아크릴레이트 모노머이다.
이 때, 상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는 상기 제1 모노머 : 제2 모노머의 몰비가 약 2 : 1 내지 약 10 : 1인 모노머 혼합물로부터 공중합하여 형성된 공중합체일 수 있다. 상기 제1 모노머 및 제2 모노머의 몰비가 상기 범위를 만족함으로써, 상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지가 비교적 낮은 온도에서 열경화될 수 있고, 이로써 상기 무광 코팅 조성물을 이용한 무광 코팅 시트의 제조 시 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 폴리아크릴레이트 주쇄 및 실리콘 측쇄를 포함하는 것으로, 구체적으로 폴리아크릴레이트 주쇄에 실리콘 측쇄가 그래프트된 구조일 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리아크릴레이트 주쇄는 n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 메틸(메트)아크릴레이트, 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 모노머의 중합체 또는 공중합체일 수 있다.
상기 실리콘 측쇄는 실리콘 화합물을 상기 폴리아크릴레이트 주쇄에 그래프트하여 형성된 것으로, 구체적으로 상기 실리콘 화합물은 하기 화학식 1의 구조를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001

상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, C1 내지 C40의 알킬기, C1 내지 C40의 알케닐기, C1 내지 C40의 알키닐기, C3 내지 C40의 시클로알킬기, C3 내지 C40의 헤테로시클로알킬기, C3 내지 C40의 시클로알케닐기, C3 내지 C40의 헤테로시클로알케닐기, C3 내지 C40의 시클로알키닐기, C3 내지 C40의 헤테로시클로알키닐기, C5 내지 C40의 아릴기, C3 내지 C40의 헤테로아릴기, C6 내지 C40의 아릴알킬기, 또는 실레인기이고, 상기 n는 20 내지 130일 수 있다.
상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지의 실리콘 측쇄가 상기 실리콘 화합물로부터 형성됨으로써, 상기 무광 코팅 조성물이 무광 효과와 함께 우수한 내오염성을 구현할 수 있다.
상기 무광 코팅 조성물은 바인더 수지로서 상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지 및 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지의 혼합물을 포함하는 것이다. 이 때, 상기 무광 코팅 조성물은 상기 바인더 수지를 약 70 내지 95 중량% 포함할 수 있다. 상기 무광 코팅 조성물이 상기 바인더 수지를 상기 범위의 함량으로 포함함으로써 적절한 고형분을 함유하여 코팅성을 향상시킬 수 있고, 우수한 무광 효과 및 내오염성을 확보할 수 있다.
상기 바인더 수지에 있어서, 상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지 : 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지의 중량비는 약 1 : 10 내지 약 1 : 1일 수 있고, 구체적으로 약 1 : 6 내지 1 : 4일 수 있다. 상기 2 종류의 수지가 상기 중량비로 포함됨으로써 공정 효율 및 내오염성을 동시에 향상시킬 수 있고, 우수한 표면 강도를 구현하는 장점이 있다.
상기 무광 코팅 조성물은 상기 바인더 수지와 함께 이소시아네이트 경화제, 마이크로 입자 및 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 이소시아네이트 경화제는 상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지 또는 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지에 포함되는 하이드록시기와 반응하여 우레탄 구조를 형성할 수 있다. 이러한 우레탄 구조는 상기 무광 코팅 조성물이 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층 상부에 코팅되어 하드코팅층을 형성하는 경우, 상기 수지층 및 하드코팅층의 밀착력을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
구체적으로, 상기 이소시아네이트계 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI, hexamethylene diisocyanate), 이소포론디이소시아네이트(IPDI, isophorone diisocyanate), 자일렌디이소시아네이트(XDI, xyelne diisocyanate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 무광 코팅 조성물이 상기 이소시아네이트 경화제를 포함하는 경우, 그 함량은 약 1 내지 약 10 중량%일 수 있다. 상기 이소시아네이트 경화제가 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써 효율적인 열경화가 가능하며, 무광 효과 및 내오염성 향상 효과를 저해하지 않으면서 적절한 경화도를 확보할 수 있다.
상기 마이크로 입자는 광택을 감소시켜 무광 효과를 나타내는 것으로, 구체적으로 실리카 입자, 폴리우레탄 비드(polyurethane bead), 폴리메틸메타크릴레이트 비드(PMMA bead), 세라믹 입자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 마이크로 입자는 평균 입경이 약 1 내지 약 10㎛일 수 있고, 상기 범위의 평균 입경을 가지는 경우, 상기 무광 코팅 조성물에 의하여 형성된 하드코팅층이 두께 대비 우수한 무광 효과를 나타낼 수 있다. 상기 범위에서 평균 입경이 클수록 적은 양을 투입하여 광택을 저하시키는 효과를 얻을 수 있다.
상기 무광 코팅 조성물이 상기 마이크로 입자를 포함하는 경우, 그 함량은 약 5 내지 약 20 중량%일 수 있다. 상기 마이크로 입자가 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써 내오염성 향상 효과를 저해하지 않으면서도 우수한 무광 효과를 구현할 수 있다.
상기 용매는 상기 무광 코팅 조성물이 우수한 코팅성 및 밀착성을 갖도록 하는 것으로, 구체적으로 펜탄(Pentane), 1,1,2-트리클로로트리플로오로에탄(1,1,2-Trichlorotrifluoroethane), 시클로펜탄(Cyclopentane), 헵탄(Heptane), 헥산(Hexane), 이소옥탄(Iso-octane), 시클로헥산(Cyclohexane), 디클로로메탄(Dichloromethane) 등의 알칸류 용매; 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 1,4-디옥산 등의 에테르류 용매; 톨루엔(Toluene), 자일렌(Xylene), 클로로벤젠, 디클로로벤젠 등의 벤젠류 용매; 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류 용매; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등의 알코올류 용매를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 용매가 케톤류 용매를 포함하는 경우, 후술하는 바와 같이 상기 무광 코팅 조성물을 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층 상에 도포하여 하드코팅층을 형성할 때, 상기 수지층의 표면 물성을 변형하여 상기 하드코팅층과의 밀착성을 향상시키는 데 유리할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층; 및 상기 수지층의 일면에 상기 무광 코팅 조성물로부터 형성된 하드코팅층을 포함하는 무광 코팅 시트를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 무광 코팅 시트(100)의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 상기 무광 코팅 시트(100)는 수지층(10) 및 하드코팅층(20)을 포함하며, 상기 수지층(10)은 폴리염화비닐(PVC)을 포함할 수 있다. 상기 수지층(10)의 일면에 하드코팅층(20)이 형성되며, 상기 하드코팅층(20)은 상기 무광 코팅 조성물을 포함할 수 있다.
상기 무광 코팅 시트가 상기 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층의 일면에 상기 무광 코팅 조성물로부터 형성된 하드코팅층을 포함함으로써, 우수한 무광 효과 및 내오염성을 함께 확보할 수 있고, 제조 과정에서 우수한 공정 효율을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 무광 코팅 조성물은 바인더 수지의 일 성분으로 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지를 포함하며, 이로부터 형성된 상기 하드코팅층의 표면에는 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지의 실리콘 측쇄가 노출될 수 있다. 상기 실리콘 측쇄가 상기 하드코팅층의 표면으로 노출됨으로써, 상기 무광 코팅 시트는 우수한 무광 효과와 함께 내오염성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 하드코팅층의 표면은 접촉각이 약 90° 내지 약 100°일 수 있고, 상기 '접촉각'은 상기 하드코팅층의 표면에 약 0.01 내지 약 0.02g의 물을 떨어뜨려 상기 하드코팅층의 표면과 물의 표면이 이루는 각도를 물의 안쪽에서 측정한 것이다. 상기 하드코티층의 표면에 상기 실리콘 측쇄가 노출됨으로써 상기 범위의 접촉각을 나타낼 수 있고, 상기 하드코팅층의 표면에 상기 범위의 접촉각을 갖는 경우 액체에 의해 젖지 않는 특성을 가질 수 있으며, 우수한 내오염성을 확보할 수 있다. 상기 하드코팅층은 그 표면이 상기 범위의 접촉각을 가짐으로써 적절한 슬립성을 바탕으로 우수한 내오염성을 구현할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 하드코팅층의 표면은 60°각도에서의 광택도(Gloss)가 3.0 이하이고, 표준 규격 DIN EN 12720: 1997-10에 의해 측정된 내오염도가 4 등급 이상일 수 있다. 이 때, 상기 광택도는 약 2.0 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 1.5 이하일 수 있다. 상기 하드코팅층의 표면이 상기 범위의 광택도 및 내오염도를 가짐으로써, 상기 무광 코팅 시트가 우수한 무광 효과와 함께 우수한 내오염성을 확보할 수 있다.
상기 무광 코팅 시트(100)에 있어서, 상기 수지층(10)의 두께는 약 100 내지 약 300㎛일 수 있다. 상기 수지층의 두께가 상기 범위를 만족함으로써 그 일면에 하드코팅층을 형성하는 과정에서 기재로부터의 우수한 내구성을 확보할 수 있고, 상기 무광 코팅 시트가 우수한 강도를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 하드코팅층(20)의 두께는 약 4 내지 약 10㎛일 수 있다. 상기 하드코팅층의 두께가 상기 범위를 만족함으로써, 우수한 무광 효과 및 내오염성을 함께 나타낼 수 있으며, 상기 기재가 가구 등인 경우 사용 중에 요구되는 적절한 경도를 확보할 수 있다.
상기 무광 코팅 시트는 상기 수지층의 일면에 인쇄층 및 기재층을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 수지층의 상부에 상기 하드코팅층이 형성되는 경우, 그 하부에는 상기 인쇄층 및 기재층이 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 무광 코팅 시트(200)의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2를 참조할 때, 상기 무광 코팅 시트(200)는 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층(10) 및 상기 수지층(10)의 일면에 형성된 하드코팅층(20)을 포함하며, 상기 수지층(20)의 또 다른 일면에 인쇄층(30) 및 기재층(40)을 더 포함할 수 있다.
상기 인쇄층(30)은 상기 무광 코팅 시트(200)에 심미적 효과를 부여하는 것으로, 각종 문양을 포함하거나 음각 및 양각으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 인쇄층(30)은 그라비아 인쇄 또는 스크린 인쇄 방법으로 제조될 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.
상기 기재층(40)은 상기 무광 코팅 시트(200)의 지지체 역할을 하는 것으로, 프레스 혹은 롤 압착 방식으로 제조될 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.
상기 인쇄층(30) 및 상기 기재층(40)은 모두 폴리염화비닐(PVC)을 포함할 수 있다. 상기 인쇄층(30) 및 상기 기재층(40)이 폴리염화비닐(PVC)을 포함함으로써 상호간 우수한 밀착성을 확보할 수 있고, 상기 인쇄층(30) 및 수지층(10)의 계면에서도 우수한 밀착성을 확보할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 무광 코팅 조성물을 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층의 상부에 도포하는 단계; 및 상기 수지층의 상부에 도포된 무광 코팅 조성물을 직접 열경화하여 하드코팅층을 제조하는 단계를 포함하는 무광 코팅 시트 제조방법을 제공한다.
일반적으로, 무광 효과를 나타내기 위한 데코 시트는 폴리염화비닐(PVC) 시트가 사용되는데, 상기 폴리염화비닐(PVC)은 범용성 및 가공성이 우수한 반면 내열성이 취약하여 이를 포함하는 수지층의 상부에 열경화성 조성물을 직접 코팅 및 경화하는 방법으로 제조하기 어려운 문제가 있었다.
따라서, 통상적으로 폴리염화비닐(PVC) 시트는 내열성이 강한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 필름 상에 무광 코팅 효과를 위한 조성물을 도포 및 경화하여 전사 필름을 제조하고, 이를 폴리염화비닐(PVC) 필름 상에 전사하여 제조하였다. 그러나, 이러한 방법은 전사 필름을 제조하는 공정을 별도로 요구하므로, 공정 효율을 저하시키고 제조 비용을 증가시키는 문제가 생길 수 있다.
이에 대하여, 상기 무광 코팅 시트 제조방법은 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층 상부에 상기 무광 코팅 조성물을 직접 도포 및 열경화하여 하드코팅층을 제조할 수 있고, 이로써 우수한 무광 효과 및 내오염성을 확보함과 동시에 공정 효율을 향상시키고 제조 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 무광 코팅 조성물은 상기 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지 및 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지를 포함하며, 상기 무광 코팅 시트 제조방법은 상기 무광 코팅 조성물을 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층의 상부에 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 무광 코팅 조성물을 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층의 상부에 도포하는 단계에서, 상기 무광 코팅 조성물은 고형분을 약 15 내지 약 25 중량% 포함할 수 있다. 상기 고형분의 함량이 상기 범위를 만족함으로써, 상기 무광 코팅 조성물이 우수한 코팅성을 확보할 수 있으며, 상기 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층 상부에 균일하게 도포될 수 있다.
상기 무광 코팅 조성물을 도포하는 방법은 예를 들어, 상기 고형분의 함량 범위를 유지하는 조건에서 그라비아 또는 D-bar의 코팅 방법으로 수행될 수 있으며, 상기 조건 및 방법에 따라 도포함으로써 마이크로 입자의 크기에 따른 적절한 두께 조절이 가능할 수 있다.
상기 무광 코팅 시트 제조방법은 상기 무광 코팅 조성물을 상기 수지층 상부에 도포한 후, 이를 직접 열경화하여 상기 무광 코팅 조성물을 경화시킬 수 있다. 상기 무광 코팅 조성물은 상기 수지층 상부에 도포된 채로 열경화 가능하며, 상기 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층을 손상시키지 않으면서 하드코팅층으로 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 하드코팅층을 제조하는 단계는 상기 수지층의 상부에 도포된 무광 코팅 조성물을 약 40℃ 내지 약 60℃에서 직접 열경화하여 제조할 수 있고, 구체적으로 약 45℃ 내지 약 55℃에서 직접 열경화하여 제조될 수 있다. 상기 무광 코팅 조성물이 상기 범위의 온도에서 열경화하여 제조됨으로써 상기 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층을 손상시키지 않으면서도 적절한 경화도를 갖는 하드코팅층을 형성할 수 있고, 우수한 무광 효과 및 내오염성을 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1
이소부틸메트아크릴레이트, 메틸메트아크릴레이트, 하이드록시에틸메트아크릴레이트 및 에틸렌글리콜디메트아크릴레이트를 2 : 2 : 1 : 1의 몰비로 공중합하여 형성되어 유리전이온도가 60℃인 제1 수지와 n-부틸메트아크릴레이트, 메틸메트아크릴레이트, 하이드록시에틸메트아크릴레이트 및 중량평균분자량(Mw)이 5,000인 실리콘 화합물로부터 형성된 실리콘-메트아크릴레이트(silicone-MA)를 1 : 1.5 : 5 : 0.01의 몰비로 공중합하여 형성된 제2 수지를 마련하였다. 상기 제1 수지는 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지이며, 상기 제2 수지는 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지이다. 상기 제1 수지 및 제2 수지가 1 : 5의 중량비로 혼합된 바인더 수지를 제조하였고, 상기 바인더 수지 85 중량%, 이소시아네이트계 경화제(애경, AH2100) 5 중량%, 실리카 입자(강신산업, E1011) 10 중량%를 케톤류 용매에 혼합하여 무광 코팅 조성물을 제조하였다. 200㎛ 두께의 폴리염화비닐(PVC) 수지층을 마련한 후, 상기 무광 코팅 조성물을 상기 수지층 일면에 상온에서 바(bar)-코팅 방법으로 도포하였다. 이어서, 상기 수지층 상부에 도포된 무광 코팅 조성물을 50℃에서 1분 동안 열경화시키고, 이 후 50℃에서 24시간 동안 건치하여 7㎛ 두께의 하드코팅층을 형성하였다. 이로써, 수지층 및 상기 수지층 일면에 형성된 하드코팅층을 포함하는 무광 코팅 시트를 제조하였다.
실시예 2
상기 바인더 수지가 상기 제1 수지 및 제2 수지를 1 : 1의 중량비로 혼합된 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 무광 코팅 시트를 제조하였다.
실시예 3
이소부틸메트아크릴레이트(IBMA), 메틸메트아크릴레이트(MMA), 하이드록시에틸메트아크릴레이트(HEMA) 및 에틸메트아크릴레이트(EMA)를 2 : 2 : 1 : 3의 몰비로 공중합하여 형성되어 유리전이온도가 25℃인 제1 수지를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 무광 코팅 시트를 제조하였다.
비교예 1
상기 바인더 수지가 제1 수지를 포함하지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 무광 코팅 시트를 제조하였다.
비교예 2
상기 바인더 수지가 제2 수지를 포함하지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 무광 코팅 시트를 제조하였다.
<평가>
실험예 1: 표면 강도의 측정
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2의 무광 코팅 시트에 대하여, 전동식 연필 경도 시험기(coretech 社)를 이용하여 상기 하드코팅층 표면의 연필 경도를 측정하였다. 상기 연필 경도는 6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H, 8H 및 9H의 순서로 증가하며, 상기 연필 경도가 증가할수록 표면 강도가 우수함을 알 수 있다. 그 결과는 하기 표 1에 기재된 바와 같다.
실험예 2: 광택도의 측정
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2의 무광 코팅 시트에 대하여, 광택도 측정기(BYK社, gloss meter)를 이용하여, 상기 하드코팅층 표면의 60°각도에서의 광택도를 측정하였다. 광택도를 나타내는 수치 값이 작을수록 무광 효과가 우수한 것을 나타낸다. 그 결과는 하기 표 1에 기재된 바와 같다.
실험예 3: 내오염도의 측정
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2의 무광 코팅 시트에 대하여, 표준 규격 'DIN EN 12720: 1997-10, 1B 이상'에 의해, 상기 하드코팅층 표면의 내오염도를 측정하였고, 후술하는 평가 기준에 따라 등급을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다. 상기 평가 기준은 하기 1) 내지 6)에 의한다. 1) 5등급- 눈에 보이는 변화가 없음, 2) 4등급: 광택이나 색상의 극소 변화 있음, 3) 3등급: 하드코팅층의 변화 없이 광택이나 색상의 가벼운 변화 있음, 4) 2등급: 하드코팅층의 변화 없이 광택이나 색상의 육안으로 관찰 가능한 심한 변화 있음, 5) 1등급: 하드코팅층이 손상되고, 광택이나 색상의 심한 변화 있음, 6) 미평가: 하드코팅층이 벗겨지거나 파괴됨.
연필경도 광택도 내오염도
실시예 1 F 1.5 4등급
실시예 2 F 1.6 4등급
실시예 3 HB 1.6 4등급
비교예 1 B 1.7 3등급
비교예 2 F 1.6 2등급
상기 표 1을 참조할 때, 상기 실시예 1 및 2의 무광 코팅 시트는 우수한 표면 강도 및 무광 효과를 나타냄과 동시에 향상된 내오염성을 나타내는 반면, 상기 비교예 1 및 2는 표면 강도가 낮거나, 무광 효과가 충분히 않으며, 내오염성이 실시예 1 및 2에 비하여 저하됨을 알 수 있다.
100, 200: 무광 코팅 시트
10: 수지층
20: 하드코팅층
30: 인쇄층
40: 기재층

Claims (22)

  1. 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지; 및
    폴리아크릴레이트 주쇄 및 실리콘 측쇄를 포함하는 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지;를 포함하는
    무광 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는 유리전이온도가 50℃ 내지 100℃인
    무광 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는 30 내지 60의 하이드록시 값(OH value)을 갖는
    무광 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 하이드록시기를 포함하는
    무광 코팅 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 20 내지 50의 하이드록시 값(OH value)을 갖는
    무광 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 측쇄는 중량평균분자량이 1,000 내지 10,000인 실리콘 화합물이 그래프트되어 형성되는
    무광 코팅 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 상기 실리콘 측쇄를 1 내지 20 중량% 포함하는
    무광 코팅 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는 중량평균분자량이 40,000 내지 80,000인
    무광 코팅 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000인
    무광 코팅 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는,
    n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 메틸(메트)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 제1 모노머; 및 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 제2 모노머를 공중합하여 형성된 공중합체인
    무광 코팅 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지는,
    상기 제1 모노머 : 상기 제2 모노머가 2 : 1 내지 10 : 1의 몰비로 공중합하여 형성된 공중합체인
    무광 코팅 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지는,
    상기 폴리아크릴레이트 주쇄가 n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 메틸(메트)아크릴레이트, 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 모노머의 중합체 또는 공중합체를 포함하는
    무광 코팅 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지 및 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지의 총 함량이 70 내지 95 중량%인
    무광 코팅 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하이드록시기를 포함하는 (메트)아크릴산 에스테르계 수지 : 상기 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지의 중량비가 1 : 10 내지 1 : 1인
    무광 코팅 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    이소시아네이트계 경화제, 마이크로 입자 및 용매를 더 포함하는
    무광 코팅 조성물.
  16. 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층; 및
    상기 수지층의 일면에 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 무광 코팅 조성물로부터 형성된 하드코팅층을 포함하는
    무광 코팅 시트.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 하드코팅층의 표면에 실리콘-아크릴레이트 그래프트 수지의 실리콘 측쇄가 노출된
    무광 코팅 시트.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 하드코팅층의 표면은,
    60°각도에서의 광택도(Gloss)가 3.0 이하이고,
    표준 규격 DIN EN 12720: 1997-10에 의해 측정된 내오염도가 4 등급 이상인
    무광 코팅 시트.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 수지층 일면에 인쇄층 및 기재층을 더 포함하는
    무광 코팅 시트.
  20. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 무광 코팅 조성물을 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지층의 상부에 도포하는 단계; 및
    상기 수지층의 상부에 도포된 무광 코팅 조성물을 직접 열경화하여 하드코팅층을 제조하는 단계;를 포함하는
    무광 코팅 시트 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 무광 코팅 조성물은 15 중량% 내지 25 중량%의 고형분을 포함하는
    무광 코팅 시트 제조방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 하드코팅층을 제조하는 단계는 상기 수지층의 상부에 도포된 무광 코팅 조성물을 40℃ 내지 60℃에서 직접 열경화하여 제조하는
    무광 코팅 시트 제조방법.
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