KR20240007099A - 장식 패널 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
잉크가 기재층에 흡수되는 것을 방지하고 각 층의 부착력이 우수한 장식 패널이 제공된다. 본 발명의 일 실시예는 기재층, 상기 기재층 상에 배치된 필러층, 상기 필러층 상에 배치된 실러층 및 상기 실러층 상에 배치된 인쇄층을 포함하는 장식 패널을 제공한다.
Description
본 발명은 장식 패널 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 별도의 장치를 이용한 복잡한 공정을 거칠 필요 없이 UV 인쇄 장치 라인을 이용하여, UV 직인쇄를 위한 기재의 전처리 방법이 적용된 장식 패널 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
장식재는 생활공간의 인테리어와 익스테리어 등에 널리 사용되고 있다. 장식재는 기재의 표면에 미감을 부여하기 위한 인쇄층을 형성하고 그 표면에 인쇄층을 보호하기 위한 코팅층을 포함하는 구조를 가진다.
장식 패널은 장식재 중 하나로서, 장식 패널은 기재층을 보드형 기재를 사용하여 제조된 장식재를 의미한다.
이와 같은 보드형 기재는, 세라믹 보드, 목질 보드 등의 다양한 재료는 재료의 특성에 따라, UV(ultraviolet) 인쇄에 부적합한 특성을 가진다. 예를 들어, 다공성을 가지는 경우 UV 인쇄 시 도포되는 다양한 코팅액과 잉크들이 다공성 층으로 흡수되면서, 자외선을 조사하여도 충분히 경화되지 않는 문제가 발생되기도 한다.
또한, 보드형 기재는 경우에 따라서는 표면이 고르지 못하여 이를 기재층으로 하여 제조된 장식 패널의 디자인 패턴을 구현하기 어렵거나, 미감을 해치는 등의 다양한 문제점이 발생될 수 있다.
한편, UV 프린팅은 광경화성 잉크를 이용하여 피인쇄물의 표면에 광경화성 잉크를 도포함과 동시에 경화시킴으로써 구현하고자 하는 디자인의 왜곡없이 즉시 디자인 대로 고착될 수 있도록 하는 기술로서, 최근에는 디지털 프린터를 이용하여, 대상 디자인의 정밀하게 구현하고, 다양한 표현이 가능하면서도, 빠른 공정을 수행할 수 있게 되었다.
그러나, 상술한 바와 같이 폴리머 소재의 기재층을 이용한 장식 필름 등과는 달리 장식 패널의 경우 보드형 기재를 사용함에 따라, UV 프린팅을 이용하여 장식 패널을 제조할 때, 보드형 기재가 광경화성 잉크 등을 흡수하거나, 각 층이 충분히 경화되지 않는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해, 보드형 기재의 표면에 별도의 인쇄층을 형성하고 멜라민 수지에 함침한 후, 기재에 적층하는 등의 복잡한 추가 공정을 거쳐야 하는 단점이 있었다.
따라서, UV 디지털 프린팅의 빠르고 간단한 공정으로 제조가 가능한 장점을 그대로 유지하면서도, UV 디지털 프린팅으로 장식 패널을 제조할 수 있는 기술에 대한 연구가 필요한 실정이다.
기존에 보드형 기재에 디지털 프린팅을 적용하기 위해서는 모양지와 같이 별도의 인쇄층을 만들어 멜라민 수지에 함침한 후 기재에 적층하거나 전사를 하는 방법을 이용하였으나, 이러한 경우 인쇄 외 추가적인 가공비용이 들어가게 되는 문제가 있었는 바, 본 발명은 추가 가공 공정으로 인한 시간, 비용적인 소모를 방지할 수 있는 보드형 기재층의 표면 전처리 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 특히, 다공성 기재에 디지털 프린팅으로 직인쇄를 실시할 경우 잉크가 기재에 흡수되어 경화 공정에서 기재에 흡수된 잉크는 경화되지 못하고 남게 되어 물성을 충족하지 못하며 냄새가 남아 제품으로 활용하기 어려운 문제점을 해결할 수 있는 보드형 기재의 전처리 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 상술한 보드형 기재의 전처리 기술을 이용하여 장식 패널의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 장식 패널의 제조방법으로 제조된 장식 패널을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 기재층, 상기 기재층 상에 배치된 필러층, 상기 필러층 상에 배치된 실러층 및 상기 실러층 상에 배치된 인쇄층을 포함하는 장식 패널을 제공한다.
상세하게는 상기 기재층은 다공성인 것을 특징으로 하고, 상기 인쇄층은 UV경화성 잉크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 기재층, 인쇄층, UV 코팅층을 포함하는 장식 패널의 기재층 전처리 방법은, (a) 상기 기재층 표면에 필러층을 형성하는 단계 및 (b) 상기 필러층의 표면에 실러층을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 전처리 방법을 이용하여 전처리된 기재층을 포함하는 장식 패널의 제조방법은, 전처리된 기재층 상부에 인쇄층을 형성하는 단계 및 상기 인쇄층의 상부에 UV 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 기존의 적층 공정 없이도 기재 구별없이 UV 디지털 프린팅 직인쇄가 가능하다.
본 발명에 따르면, 프레스와 같이 강한 압력을 가하는 공정이 없기 때문에 기재 선택의 폭이 넓어지며 깨지기 쉬운 무기질 소재로 이루어진 준불연/불연 소재 사용도 용이한 장점을 가진다.
인쇄 후 코팅 적용 및 엠보싱 적용 등으로 외관 확보 가능하며 적용분야에 따른 표면 물성 확보가 가능한 장점을 가진다.
본 발명은 특히, 다공성이거나 잉크 흡수성을 가지는 보드형 기재에 인쇄장치를 이용하여 UV 디지털 프린팅이 가능한 장점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장식 패널의 수직 단면도이다;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장식 패널의 제조 공정도이다;
도 3는 본 발명에 따른 기재층 전처리 방법을 수행한 장식 패널과 수행하지 않은 장식 패널의 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장식 패널의 제조 공정도이다;
도 3는 본 발명에 따른 기재층 전처리 방법을 수행한 장식 패널과 수행하지 않은 장식 패널의 사진이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
본 발명의 일 실시예는 기재층, 상기 기재층 상에 배치된 필러층, 상기 필러층 상에 배치된 실러층 및 상기 실러층 상에 배치된 인쇄층을 포함하는 장식 패널을 제공한다.
1. 장식 패널
본 발명의 일 실시예는 장식 패널을 제공한다.
본 발명에 따른 장식 패널은, 기재층, 필러층, 실러층 및 인쇄층을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기재층은 비다공성 기재 또는 다공성 기재일 수 있다. 구체적으로 상기 기재층이 비다공성 기재일 경우 광경화성 잉크가 비다공성 기재에 흡수되는 문제가 없기 때문에 상기 기재층은 바람직하게는 다공성 기재인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기재층의 두께는 예를 들어, 1 내지 80 mm일 수 있다. 다만 본 발명의 기술사상이 이에 제한되는 것은 아니고, 다양한 두께 범위가 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 필러층은 상기 기재층 상에 배치될 수 있고, 구체적으로 상기 기재층 바로 위에 배치될 수 있다. 상기 필러층은 기재 표면의 홈 등을 눈메꿈하고 기재층의 평활도를 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 필러층의 두께는 예를 들어, 10 내지 200㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 필러층은 제1 광경화성 수지 및 제1 필러를 포함할 수 있다. 상기 제1 광경화성 수지는 제1 광경화성 올리고머, 제1 광경화성 모노머 및 제1 광개시제를 반응시켜 제조된 것일 수 있다.
상기 제1 광경화성 올리고머는 예를 들어, 불포화 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 에폭시 (메타)아크릴레이트 및 아크릴릭 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 제1 광경화성 올리고머의 점도는 20 내지 30℃에서 10,000 내지 30,000 mPa·s일 수 있고, 바람직하게는 22,000 내지 27,000 mPa·s일 수 있다.
상기 제1 광경화성 모노머는, 아크릴레이트계 화합물, 폴리올 및 아이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 아크릴레이트계 화합물은 예를 들어 1,6-헥산다이올 디아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판계 트리아크릴레이트, 에폭시계 아크릴레이트, 라우릴 메타아크릴레이트 등일 수 있다. 상기 폴리올은 예를 들어, 폴리에테르계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올 등일 수 있다. 상기 아이소시아네이트는 분자 구조의 말단에 아이소시아네이트기를 함유하는 화합물일 수 있고, 예를 들어 2,4-톨루엔 디아이소시아네이트(2,4-toluene diisocyanate)일 수 있다.
상기 제1 광개시제는 광중합 및 광경화 반응 시 단시간에 라디칼 등의 활성종을 생성시키는 물질로 예를 들어, 벤조인 에테르계 화합물, 아민류 화합물, 알파 하이드록시 케톤(a-hydroxy ketone)계 화합물, 페닐 글리옥실레이트(phenyl glyoxylate)계 화합물 및 아크릴 포스파인 옥사이드 (acryl phosphine oxide)계 화합물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 알파하이드록시 케톤계 화합물은 예를 들어, 하이드록시사이클로헥실 페닐케톤일 수 있다.
상기 제1 필러는 예를 들어, 실리카, 탄산칼슘(CaCO3), 활석(Mg3Si4O10(OH)2), Al(OH)3 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 제1 필러의 함량은 상기 제1 광경화성 수지 100 중량부를 기준으로 3 내지 20 중량부일 수 있고, 바람직하게는 7 내지 17 중량부일 수 있다. 상기 제1 필러의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우, 필러층 형성용 조성물의 점도가 낮아 기재층의 표면의 홈 등을 메꿈하기 어려울 수 있고, 상기 수치 범위를 초과할 경우 필러층 형성용 조성물의 점도가 과도하게 높아져 필러층 형성용 조성물을 기재층의 표면 상에 코팅하는 작업이 어려워질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 필러층은 필요에 따라 다양한 색상의 제1 안료를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 안료는 바람직하게는 백색 안료일 수 있다. 상기 백색 안료로 인해 상부에 형성될 인쇄층의 디자인과 색상의 발현이 더욱 용이해질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필러층은 증점제, 침강방지제, 소포제, 분산제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 증점제는 예를 들어, 4,4-메틸렌디페닐디이소시아네이트일 수 있다. 상기 분산제는 예를 들어 산가(acid value)가 100mgKOH/g인 폴리에테르계 분산제일 수 있다.
본 발명에 따른 실러층은 상기 필러층 상에 배치될 수 있고, 구체적으로 상기 필러층 바로 위에 배치될 수 있다. 상기 실러층은, 기재층에 잉크가 흡수되는 것을 방지할 수 있고, 백색층의 역할을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 실러층의 두께는 예를 들어, 10 내지 100 ㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 실러층은, 제2 광경화성 수지, 제2 필러 및 제2 안료를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 제2 광경화성 수지는, 제2 광경화성 올리고머, 제2 광경화성 모노머 및 제2 광개시제를 반응시켜 제조된 것일 수 있다.
상기 제2 광경화성 올리고머는 전술한 제1 광경화성 올리고머와 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 제2 광경화성 모노머도 상기 제1 광경화성 모노머와 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 제2 필러는 전술한 제1 필러와 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 제2 광개시제는 상기 제1 광개시제와 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 제2 안료는 상기 제1 안료와 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 제2 필러의 함량은 상기 제2 광경화성 수지 100 중량부를 기준으로 2 내지 20 중량부일 수 있고, 바람직하게는 4 내지 15 중량부일 수 있다. 상기 제2 필러의 함량이 상기 수치 범위를 벗어날 경우 실러층 형성용 조성물의 점도가 과도하게 높아지거나 낮아져 실러층 형성용 조성물을 필러층의 표면 상에 코팅하는 작업이 어려워질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 필러의 함량은 상기 제1 필러의 함량보다 적을 수 있다. 구체적으로 상기 필러층 형성용 조성물로 기재층의 표면의 홈을 메꾸어 기재층의 평활도를 제공해야 하기 때문에 상기 제1 필러의 함량을 상기 제2 필러의 함량보다 크게 하는 것이 바람직할 수 있다. 본 명세서에서 '필러의 함량'은 광경화성 수지 100 중량부를 기준으로 설정될 수 있다.
상기 실러층은 필러층과 달리 제2 안료를 필수적으로 포함함으로써 인쇄층의 디자인 구현과 발색을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 상기 실러층에 적용되는 제2 안료는 예를 들어 백색 안료임이 바람직하다. 상기 백색 안료는 예를 들어, TiO2일 수 있다.
본 발명에 따른 실러층은 필요에 따라 침강방지제, 가교제, 소포제, 분산제 등 기타 첨가제를 더 포함할 수 있고, 상기 첨가제는 적절히 함량으로 조절되어 첨가될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장식 패널은 상기 실러층 상에 배치된 프라미어층을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 프라이머층은 상기 실러층 바로 위에 배치될 수 있고 상기 실러층 및 후술할 인쇄층 사이에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 프라이머층은 UV 잉크의 인쇄 적성도 향상을 위한 것으로, 투명층 또는 백색층일 수 있다. 상기 프라이머층은, 제3 광경화성 수지를 포함할 수 있고, 상기 제3 광경화성 수지는 제3 광경화성 올리고머, 제3 광경화성 모노머 및 제3 광개시제를 반응시켜 제조된 것일 수 있다. 상기 제3 광경화성 올리고머는 전술한 제2 광경화성 올리고머와 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 제3 광경화성 모노머도 상기 제2 광경화성 모노머와 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명에 따른 프라이머층은 필요에 따라 제3 안료, 침강방지제, 소포제, 표면에너지 첨가제, 분산제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 적절히 조절될 수 있고, 상기 제3 안료는 상기 제2 안료와 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명에 따른 프라이머층의 두께는 예를 들어, 5 내지 50 ㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 장식 패널은 상기 프라이머층 상에 배치된 인쇄층을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 인쇄층은 상기 프라이머층 상에 배치될 수 있고, 구체적으로 상기 프라이머층 바로 위에 배치될 수 있다. 상기 인쇄층은 UV 경화성 잉크를 이용하여 형성될 수 있고, 바람직하게는 UV 디지털 프린팅 기술로 인쇄될 수 있다. 상기 UV 경화성 잉크는 통상적인 UV 경화형 잉크일 수 있다.
본 발명에 따른 인쇄층의 두께는 예를 들어, 2 내지 20 ㎛일 수 있다.
종래에는 다공성 기재에 디지털 프린팅으로 직인쇄를 실시할 경우 잉크가 기재에 흡수되어 경화 공정에서 기재에 흡수된 잉크는 경화되지 못하고 남게 되어 물성을 충족하지 못하며 냄새가 남아 제품으로 활용하기 어려운 문제점이 있었다. 본 발명에 따르면, 상기 필러층 및 상기 실러층을 상기 기재층 위에 순서대로 적층시킴으로써, 다공성 기재에 UV 경화성 잉크가 흡수되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 실러층 바로 위에 프라이머층을 추가적으로 배치시켜 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 장식 패널은 상기 인쇄층 상에 배치된 UV 코팅층을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 UV 코팅층은 장식 패널의 표면 물성을 확보함과 동시에 장식 패널 표면의 내스크래치성이나 내오염성, 충격 강도 등의 표면 물성을 만족시키기 위해 필요한 것일 수 있다.
본 발명에 따른 UV 코팅층은 상기 인쇄층 상에 배치될 수 있고, 구체적으로 상기 인쇄층 바로 위에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 UV 코팅층은 제4 광경화성 수지를 포함할 수 있고, 이외에 체질안료, 침강방지제, 소포제 등 기타 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 UV 코팅층은 제1 층 및 상기 제1 층 바로 위에 배치된 제2 층을 포함할 수 있다.
상기 제1 층은 샌딩 실러층으로 wear layer 역할을 수행할 수 있다. 상기 제1 층은, 내스크래치성, 내구성 등의 표면 물성을 만족시킬 수 있다. 상기 제1 층의 두께는 예를 들어, 30 내지 200㎛일 수 있다.
상기 제2 층은, 상기 제1 층과 마찬가지로 광경화성 수지를 포함하며, 상기 제1 층과 달리 알루미나를 추가적으로 더 포함할 수 있다. 상기 알루미나는 내스크래치성 향상을 목적으로 첨가될 수 있다. 상기 제2 층의 두께는 예를 들어, 20 내지 100 ㎛일 수 있다.
2. 기재층의 전처리 방법 및 이를 포함하는 장식 패널의 제조방법
본 발명의 다른 실시예는 기재층의 전처리 방법 및 이를 포함하는 장식 패널의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 기재층의 전처리 방법은 기재층, 인쇄층, UV 코팅층을 포함하는 장식 패널의 기재층 전처리 방법으로, (a) 상기 기재층 표면에 필러층을 형성하는 단계 및 (b) 상기 필러층의 표면에 실러층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 필러층을 형성하는 단계는 기재 표면의 홈 등을 눈메꿈하고, 기재층의 평활도를 확보하기 위한 작업이다.
상기 필러층은 투명층 또는 백색층으로 형성될 수 있으며, UV 경화하여 형성되는 특성을 가진다. 이는 UV 프린팅 공정 내에서 전처리 공정을 수행할 수 있도록 하여 공정 상의 불필요한 시간 및 인력소모를 방지하기 위한 것으로서, 기존의 별도의 수지층을 적층하는 방법에 비해 시간, 비용적인 측면에서 유리한 특성을 가진다.
상기 필러층은 제1 광경화성 수지, 제1 필러를 포함하는 필러층 형성용 조성물로 형성된다.
상술한 바와 같이 필러층은 UV 프린팅 공정 내에서 코팅액 도포 및 경화 과정을 거침으로써, 바로 연이어 UV 프린팅이 가능한 장점을 가진다.
상기 제1 광경화성 수지는 제1 광경화성 올리고머, 제1 광경화성 모노머를 포함하고, 상기 제1 광경화성 올리고머는 광경화성 작용기를 가지는 것이면 제한되지 않고 사용이 가능하나, 바람직하게는, 불포화 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 에폭시 (메타)아크릴레이트, 아크릴릭 (메타)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
상기 제1 광경화성 모노머는 상기 제1 광경화성 올리고머와 반응할 수 있는 (메타)아크릴레이트, 폴리올, 아이소시아네이트 등 광경화성 모노머를 사용할 수 있다.
상기 광경화성 올리고머는 상기 수지의 점착성과 응집성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로서, 모노머만을 사용하는 경우에는, 가교 반응 후에 낮은 분자량의 아크릴계 수지만이 형성되어 응집력이 저하되므로, 이를 방지하기 위해 광경화성 올리고머를 첨가한다.
상기 광경화성 올리고머는 광경화성을 가지며 충분한 점도를 가지는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다.
상기 필러층의 제1 필러는 기재층 표면의 공극을 막으면서도 평탄한 필러층을 형성하는 역할을 한다. 상기 제1 필러는 유기 필러, 무기 필러 등 다양한 소재의 필러를 사용할 수 있다.
상기 필러층은 제1 안료를 더 포함할 수 있다. 이는 필러층에 백색 등의 특정한 색상을 부여함으로써, 기재층의 색상을 은폐함과 동시에, 상부에 형성될 인쇄층의 디자인과 색상의 발현을 돕기 위함이다.
상기 제1 안료는 색상 무관하게 필요에 따라 다양한 색상의 안료를 첨가할 수 있으나, 바람직하게는, 백색 안료를 첨가할 수 있다.
상기 필러층은 광개시제, 증점제, 침강방지제, 소포제 등 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 광중합 및 광경화 반응 시 단 시간에 라디칼 등의 활성종을 생성시키는 물질로서, 광조사에 의해 광개시제가 활성화되며 광 가교 반응을 촉발한다. 상기 광개시제는 아크릴계 수지의 가교반응에 사용할 수 있는 것이면 제한되지 않고 사용이 가능하다. 예를 들면, 벤조인 에테르계 화합물, 아민류 화합물, 알파 하이드록시 케톤(a-hydroxy ketone)계 화합물, 페닐 글리옥실레이트(phenyl glyoxylate)계 화합물 및 아크릴 포스파인 옥사이드 (acryl phosphine oxide)계 화합물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 증감제는 보다 긴 파장의 광을 흡수하여 광경화 반응이 가능하도록, 상기 광개시제를 화성화 시키는 역할을 한다.
한편, 상기 실러층은 잉크의 흡수를 방지하고, 백색층을 형성하기 위해 형성되는 층으로서, 제2 광경화성 수지, 제2 필러를 포함하는 실러층 형성용 조성물로 형성될 수 있다.
상기 제1 광경화성 수지와 제1 필러에 관한 내용은 상기 실러층에 적용될 수 있다. 다만, 제1 광경화성 수지와 제1 필러가 제2 광경화성 수지 및 제2 필러와 반드시 같아야 하는 것은 아니고, 각 층의 기능에 알맞게 다양하게 적용될 수 있다.
예를 들면, 상기 필러층의 경우, 기재층의 눈메꿈과 평활도 확보에 적절한 수지의 점도와 필러의 크기를 적용할 수 있고, 상기 실러층의 경우 잉크 흡수 방지에 적합한 수지의 점도와 필러의 크기를 적용할 수 있다.
상술한 필러층과는 달리, 실러층은 안료 성분을 필수로 포함한다. 특히, 실러층의 안료는 백색 안료인 것이 바람직하다. 이는 상부에 형성될 인쇄층의 디자인 구현과 발색을 위한 것이다.
상기 실러층은 광개시제, 침강방지제, 가교제, 소포제 등 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이는 필요에 따라 적절히 첨가될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 장식 패널의 기재층 전처리 방법은, 상술한 필러층과 실러층을 형성하는 단계 전에, 기재층의 표면을 정리하는 단계를 더 수행할 수 있다.
구체적으로, 기재층 표면을 클리닝한 후 예열하는 단계를 거친 후, 그 표면에 필러층을 형성하도록 구성할 수 있다.
표면의 평활도 향상을 위해 기재층 표면은 샌딩, 브러싱 과정을 통해 보다 평평하게 형성된 후, 그 표면은 클리닝하고 예열하는 단계로 수행될 수 있다.
특히, 본 발명에 있어서 상기 기재층은 비다공성 기재와 다공성 기재 모두에 적용 가능한 특성을 가진다.
비다공성 기재의 경우, 상술한 보드형 기재에서 나타나는 잉크 흡수, 경화 공정 수행의 어려움 등의 난점이 없어 표면에 그대로 UV 인쇄하는 것도 가능하나, 잉크층과의 접착력과 표면의 평활도를 개선하여 장식 패널의 품질 향상을 위해, 비다공성 기재에도 적용함이 바람직하다.
더욱이, 다공성 기재의 경우에는, 반드시 본 발명에 따른 전처리 방법을 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 필러층과 실러층은 필러 조성물과 실러 조성물을 도포한 후, 반경화 상태로 적층되는 것일 수 있다. 구체적으로 기재층 표면에 필러 조성물을 도포한 후, 광 조사량을 조절하여 반경화된 상태로 형성한다. 그 표면에 실러 조성물을 도포한 후, 광 조사량을 조절하여 반경화 상태로 형성한다.
각 층은 장식 패널 최상부의 UV 코팅층을 형성하기 전까지 광경화상태로 유지됨으로써, 각 층 간의 상호 부착력이 우수하도록 한다.
마지막 UV 코팅층을 형성하는 단계에서, 반경화하여 적층된 층들을 완전 경화시킴으로써 장식 패널로 완성된다.
본 발명에 따른 전처리 방법은 (c) 상기 (b) 단계를 거친 실러층의 표면에 프라이머층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 필러층을 형성하기 전 기재층 표면에 프라이머층을 형성할 수도 있다.
상기 프라이머층은 UV 잉크의 인쇄 적성도 향상을 위한 것으로서, 투명 또는 백색으로 형성될 수 있다.
상기 프라이머층 또한, 광경화성 조성물로 형성되는 것이 바람직하며, 제3 광경화성 수지를 포함하도록 구성될 수 있다.
구체적으로 상기 제3 광경화성 수지는 제3 광경화성 올리고머 및 제3 광경화성 모노머를 포함하고, 상기 제3 광경화성 올리고머는 불포화 폴리에스테르 메타 아크릴레이트, 우레탄 메타 아크릴레이트 에폭시 메타 아크릴레이트, 아크릴릭 메타 아크릴레이트 등에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 제3 광경화성 모노머는 메타 아크릴레이트 등 광경화성 모노머일 수 있다.
본 발명에 따른 전처리된 기재층을 포함하는 장식 패널의 제조방법은, 전처리된 기재층 상부에 인쇄층을 형성하는 단계 및 상기 인쇄층의 상부에 UV 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 인쇄층은 UV 경화성 잉크를 이용하여 형성되며, 인쇄방법은 다양한 인쇄방법을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 UV 디지털 프린팅 기술로 인쇄될 수 있다. 이는 공정 효율성 측면에서 보다 바람직하다.
상기 인쇄층은 UV 디지털 프린터를 이용하여 인쇄될 수 있으며, UV 디지털 프린팅을 할 수 있는 장치이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 싱글패스(Single-pass) 프린터를 이용할 수 있다.
한편, 상기 UV 코팅층을 형성하는 단계는 UV 코팅액을 이용하여 최상부를 코팅액으로 도포한 후 경화시킴으로써 UV 코팅층을 형성한다.
상기 UV 코팅층은 장식 패널의 표면 물성을 확보하고, 외관을 형성하는 역할을 한다. 장식 패널 표면의 내스크래치성이나 내오염성, 충격 강도 등의 표면 물성을 만족함과 동시에, 투명성을 가져 하부의 인쇄층의 디자인이 외부로 투영될 수 있도록 구성된다. 또한 필요에 따라서는, 표면에 광택을 부여하여 장식 패널에 다양한 효과를 부여할 수 있다. 표면의 광택 조절을 위해, Excimer 램프를 쓰거나, Inert Calendar를 사용할 수 있다
한편, 상기 UV 코팅층은 필요에 따라 샌딩 실러를 적용할 수 있으며, 샌딩과 브러싱을 통해 부착성을 확보한 후 클리닝을 실시할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 샌딩 실러 또한, UV 경화성 재료인 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 샌딩 실러는 광경화성 수지를 포함하며 불포화 폴리에스테르 메타 아크릴레이트, 우레탄 메타 아크릴레이트, 아크릴릭 메타 아크릴레이트 등과 함께, 광경화성 모노머를 첨가하여 사용할 수 있다.
이 외에, 광개시제, 체질안료, 침강방지제, 소포제 등 기타 첨가제를 첨가할 수 있다.
상기 UV 코팅층을 형성하는 단계는 장식 패널을 완전히 경화시킬 수 있도록 빛을 충분히 조사하여 각 층의 부착력이 우수한 장식 패널을 형성한다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장식 패널의 수직 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장식 패널의 제조 공정도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 장식 패널의 기재층의 표면에 필러층, 실러층, 프라이머층이 순차로 적층되어 형성된 전처리층이 형성되어 있다. 전처리 과정을 거침으로써, 기재층의 표면을 고르게 한 후, 눈메꿈, 평탄화 및 기재층을 은폐하는 과정을 수행하고, UV 인쇄층과의 부착력을 향상시킬 수 있게 된다.
필러층을 형성하기 전에 기재층 표면에 샌딩 및 브러싱 과정을 수행하여 표면을 고르게 하는 과정을 추가로 수행할 수 있다.
본 발명에서 바람직하게는, 기재층의 상부에 형성되는 층들이 UV 경화성을 가지며, 광 조사방법을 조절함으로써 반경화 상태로 형성하고, 장식 패널의 완성 단계인 최상부의 UV 코팅층의 경화단계에서 모든 층을 완전 경화시키는 과정을 수행한다. 각 층의 적층 단계에서 반경화시킨 후 다음 층을 적층하고, 다시 반경화 상태로 경화시킨 후, 최종적으로 마지막 단계에서 완전 경화시키는 과정을 수행함으로써 상호 접한 층 간의 접착력이 향상되는 효과를 가진다.
전처리 과정을 거친 후, UV 디지털 프린팅을 통해 인쇄층을 형성한다.
인쇄층을 형성한 표면에는 UV 코팅층을 형성함으로써 장식 패널의 표면에 내스크래치성, 내오염성 등의 표면 물성을 만족하도록 구성하고, 투명한 UV 코팅층을 인쇄층의 상부에 형성함으로써 인쇄층이 변형되지 않고 UV 코팅층에 의해 보호되는 효과를 가진다.
도 1에 도시된 장식 패널의 수직단면도를 참고하면, 기재층의 두께를 1~80T로 구성할 수 있고, 각 층의 단위면적당 중량이 필러층의 경우 10~100 g, 실러층의 경우 10~100g, 프라이머층의 경우 5~50g으로 구성할 수 있고, 샌딩 실러의 경우 40-120g, UV 코팅층의 경우 5-50g으로 구성할 수 있다.
다만, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐 본 발명의 범주 내에서 다양한 변형이 가능하다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
[제조준비예 1: 필러층 형성용 조성물]
25℃에서 점도가 27000 mPa·s인 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머 40 중량부, 1,6-헥산다이올 디아크릴레이트 30 중량부, 아이소데실 아크릴레이트 5 중량부, 하이드록시사이클로헥실 페닐케톤 3 중량부, 탄산칼슘 15 중량부 및 산가(acid value)가 100mgKOH/g인 폴리에테르계 분산제 7 중량부가 혼합된 필러층 형성용 조성물을 제조하였다.
[제조준비예 2: 실러층 형성용 조성물]
25℃에서 점도가 12,000 mPa·s인 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머 30 중량부와 중량평균분자량이 500 내지 600g/mol인 트리메틸올프로판계 트리아크릴레이트 20중량부, 에폭시계 아크릴레이트 20 중량부, 라우릴 메타아크릴레이트 10 중량부, 하이드록시사이클로헥실 페닐케톤 3 중량부, 산가(acid value)가 100mg KOH/g인 폴리에테르계 분산제 7 중량부 및 TiO2 10 중량부가 혼합된 실러층 형성용 조성물을 제조하였다.
[제조준비예 3: 프라이머층 형성용 조성물]
25℃에서 점도가 약 16,000 mPa·s인 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머 30 중량부와 1,6-헥산다이올 디아크릴레이트 40 중량부, 아이소데실 아크릴레이트 5 중량부, 하이드록시사이클로헥실 페닐케톤 5 중량부, TiO2 10 중량부, 산가(acid value)가 35mg KOH/g이고, 상온에서 점도가 100mPa·s인 분산제 10 중량부가 혼합된 프라미어층 형성용 조성물을 제조하였다.
[제조예 1: 장식 패널의 제조]
하기 실시예 1 및 비교예 1에 따른 장식 패널을 제조하였다.
<실시예 1: 기재층의 전처리 방법을 수행한 장식 패널>
다공성 특징을 갖는 무기질(Rockpanel社 Rockpanel 제품, 5T) 보드의 표면을 클리닝한 후, 적외선 히터를 통해 60℃로 상기 무기질 보드의 표면을 예열하였다. 예열된 상기 무기질 보드의 표면 상에 상기 제조준비예 1에 따른 필러층 형성용 조성물을 코팅한 후, 주파장이 약 365nm이고 조사량이 550 mW/cm2인 자외선을 코팅된 상기 필러층 형성용 조성물에 조사하여 두께가 약 80㎛인 반경화 상태의 필러층을 형성하였다.
상기 필러층의 표면에 상기 제조준비예 2에 따른 실러층 형성용 조성물을 코팅한 후, 주파장이 약 365nm이고 조사량이 550 mW/cm2인 자외선을 코팅된 상기 실러층 형성용 조성물에 조사하여 두께가 약 80㎛인 반경화 상태의 실러층을 형성하였다.
상기 실러층의 표면 상에 상기 제조준비예 3에 따른 프라이머층 형성용 조성물을 코팅한 후, 주파장이 약 365nm이고 조사량이 550 mW/cm2인 자외선을 코팅된 상기 프라이머층 형성용 조성물에 조사하여 두께가 약 10㎛인 반경화 상태의 프라이머층을 형성하였다.
상기 프라이머층의 표면 상에 멀티-패스(multi-pass) 방식의 UV 디지털 프린터로 인쇄층을 형성한 뒤, 상기 인쇄층 상에 두께가 100㎛인 통상의 UV 코팅층을 형성하여 최종적으로 장식 패널을 제조하였다.
<비교예 1: 기재층의 전처리 방법을 수행하지 않은 장식 패널>
실시예 1과 동일한 방법으로 장식 패널을 제조하되, 상기 필러층, 실러층 및 프라이머층을 형성하는 단계를 생략하고, 무기질 보드의 표면 상에 통상의 인쇄층과 UV 코팅층을 순서대로 적층하였다.
[실험예 1: 장식 패널의 사진 관찰]
도 3는 본 발명에 따른 기재층 전처리 방법을 수행한 장식 패널과 수행하지 않은 장식 패널의 사진이다.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따라 기재층 전처리 방법을 수행한 실시예 1은, 비교예 1 대비, 인쇄 균일성을 확보하고, 미경화가 방지되며, 기재색상을 차폐하여, 인쇄층의 디자인과 색상 구현에 바람직함을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (9)
- 기재층;
상기 기재층의 바로 위에 배치된 필러층;
상기 필러층 상에 배치된 실러층;
상기 실러층 상에 배치된 프라이머층 및
상기 실러층 상에 배치된 인쇄층; 을 포함하고,
상기 프라이머층은, 상기 실러층 및 상기 인쇄층 사이에 배치되고,
상기 기재층은 다공성인 것을 특징으로 하는,
장식 패널. - 제1항에 있어서,
상기 필러층은, 제1 광경화성 수지 및 제1 필러를 포함하는
장식 패널. - 제2항에 있어서,
상기 제1 광경화성 수지는,
제1 광경화성 올리고머, 제1 광경화성 모노머 및 제1 광개시제를 반응시켜 제조된 것인,
장식 패널. - 제3항에 있어서,
상기 제1 광경화성 올리고머는,
불포화 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 에폭시 (메타)아크릴레이트 및 아크릴릭 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인,
장식 패널. - 제3항에 있어서,
상기 제1 광경화성 모노머는,
아크릴레이트계 화합물, 폴리올 및 아이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인,
장식 패널. - 제2항에 있어서,
상기 제1 필러는,
실리카, 탄산칼슘(CaCO3), 활석(Mg3Si4O10(OH)2), Al(OH)3 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인,
장식 패널. - 제1항에 있어서,
상기 실러층은, 제2 광경화성 수지, 제2 필러 및 안료를 포함하는
장식 패널. - 제7항에 있어서,
상기 제2 광경화성 수지는,
제2 광경화성 올리고머, 제2 광경화성 모노머 및 제2 광개시제를 반응시켜 제조된 것인,
장식 패널. - 제1항에 있어서,
상기 인쇄층 상에 배치된 UV 코팅층; 을 더 포함하는
장식 패널.
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