WO2022030710A1 - 기재 은폐형 잉크 수용층을 포함하는 장식재 및 이의 제조방법 - Google Patents

기재 은폐형 잉크 수용층을 포함하는 장식재 및 이의 제조방법 Download PDF

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WO2022030710A1
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substrate
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김원태
김헌조
서지연
양세라
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주식회사 엘지하우시스
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Definitions

  • the present invention relates to a decorative material comprising a substrate hiding type ink receiving layer.
  • Digital printing technology does not require large printing equipment, unlike printing methods such as gravure printing, screen printing, and offset printing, and does not require additional parts or equipment for each color of various inks. Even with changes, it is highly preferred in terms of manufacturing efficiency and manufacturing cost in that it is possible to print various designs without the need to remanipulate or modify parts or equipment.
  • digital printing technology has the advantage that organic solvents and wastes that may be generated before and after the printing process are eco-friendly in that an aqueous ink using an aqueous solvent is used.
  • the digital printing technology does not require separate parts or equipment every time various designs are printed, and can be easily printed by an inkjet printer that outputs the printed design displayed on the display after inputting it as it is. Therefore, there is an advantage of being able to implement a small amount of a variety of designs according to individual tastes and needs.
  • a print layer is formed on the base layer of wallpaper or flooring in order to give design properties to decorative materials such as wallpaper or flooring, but depending on the type of the base layer, the ink forming the print layer may not adhere well to the base layer.
  • Republic of Korea Patent No. 10-1975192 relates to an ink-receiving layer composition for a decoration material having excellent printing properties, a decoration material and a method for manufacturing a decoration material, and provides an adhesive force between a substrate layer and a printing layer, and an ink with improved printability in the printing layer
  • a decorative material comprising a receiving layer is disclosed.
  • Republic of Korea Patent No. 10-1780678 relates to an architectural decoration material using a sublimation transfer printing technique and a manufacturing method thereof, and when manufacturing an architectural decoration material through a digital printing method, the printing effect of the printed layer is doubled and the black lower substrate is applied.
  • a white film is introduced, and a white film, a transparent film and a transfer film are sequentially laminated and subjected to pressure heat treatment, thereby disclosing an architectural decoration material manufactured through sublimation transfer printing.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Registration No. 10-1975192 (2019.05.08.)
  • Patent Document 2 Republic of Korea Patent Registration No. 10-1780678 (2017.09.25.)
  • Another object of the present invention is to provide a decorative material capable of applying a base material layer having a three-dimensional shape as well as a planar shape of the base material, and a method for manufacturing the same.
  • the manufacturing process is simple compared to the existing gravure printing and screen printing methods, and a decorative material and a manufacturing method thereof that can reduce manufacturing costs. intended to provide
  • the present invention also uses an aqueous ink composition using an aqueous solvent to suppress the release of harmful substances and at the same time prevent the discharge of organic solvents that cause water pollution to provide an eco-friendly decorative material and a method for manufacturing the same do it with
  • a substrate concealment type ink receiving layer positioned on the substrate layer
  • the substrate hiding type ink receiving layer includes an acrylic emulsion, a metal salt, and white inorganic particles.
  • the white inorganic particles are titanium dioxide (TiO 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ), calcium oxide (CaO), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ) and oxidation It may be at least one selected from the group consisting of aluminum (Al 2 O 3 ).
  • the white inorganic particles include titanium dioxide (TiO 2 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ), and the titanium dioxide and the calcium carbonate may be added in a weight ratio of 1: 0.1 to 20.
  • the substrate hiding type ink receiving layer may be prepared from a composition comprising 5 to 20 parts by weight of the metal salt and 10 to 30 parts by weight of the white inorganic particles based on 100 parts by weight of the acrylic emulsion.
  • the white inorganic particles may have an average particle diameter of 0.01 to 5 ⁇ m (micrometer).
  • the substrate hiding type ink receiving layer may have a thickness of 30 to 150 ⁇ m (micrometer).
  • the substrate hiding type ink receiving layer may have a whiteness of 85 to 115 measured according to ASTM E 313.
  • a transparent layer may be further included on the printed layer.
  • the present invention also provides a method of manufacturing a decorative material including a substrate hiding type ink receiving layer.
  • a method for manufacturing a decorative material comprising a substrate concealment type ink receiving layer according to the present invention is a method for manufacturing a decorative material comprising a substrate concealment type ink receiving layer according to the present invention.
  • the step (b) may further include forming a transparent layer on the printed layer after forming the printed layer.
  • the step (b) may be to print the printed layer by a non-reversing printing method with an aqueous ink.
  • the present invention hides the base layer without white paper or a white layer in a decorative material manufactured by a digital printing method using an existing water-based ink, and has excellent color development and clear printing effect.
  • the present invention can omit the process of laminating white paper and white layer in the prior art, and thus has the effect of simplifying the process.
  • the present invention has the advantage of being able to implement a design only through a printing process after coating a substrate hiding type ink receiving layer, regardless of the type and surface shape of the substrate.
  • the present invention can implement a design only through a digital printing process without a separate thermal transfer process, thereby simplifying the process and improving process efficiency.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional schematic view of a decorative material according to the present invention.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional schematic view of a decorative material according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional schematic view of a decorative material according to the prior art
  • Figure 4 is a process flow chart showing a method of manufacturing a decorative material according to the prior art
  • FIG. 5 is a process flow chart showing a method of manufacturing a decorative material according to the present invention.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional schematic view of a decorative material according to the present invention.
  • the decorative material according to the present invention includes a substrate layer 10, a substrate concealment type ink receiving layer 20 on the substrate layer, and a printing layer 30 formed on the concealment type ink receiving layer, and ,
  • the substrate hiding type ink receiving layer includes an acrylic emulsion, a metal salt, and white inorganic particles.
  • the substrate hiding type ink receiving layer is prepared by applying the composition to a predetermined thickness on the substrate layer using a composition including an acrylic emulsion, a metal salt, and white inorganic particles, and then drying the composition.
  • the acrylic emulsion is added as a binder so that each component included in the base material hiding type ink receiving layer can be formed as one layer.
  • the acrylic emulsion has a form in which an acrylic resin is dispersed in a solvent based on an aqueous solvent, and the acrylic resin is not particularly limited as long as it can be used as a binder.
  • methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, octyl acrylate, lauryl acrylate, cyclohexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl meth Acrylate, hexyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, styrene, acrylic acid, methacrylic acid, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, Hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, etc. can be used.
  • the acrylic emulsion may further include other additives such as surfactants, emulsifiers, preservatives, and buffers, if necessary.
  • the additive may be added without limitation in kind within the scope not departing from the purpose of the present invention.
  • the metal salt serves to realize excellent printing quality by preventing the aqueous ink from spreading or spreading when the printing layer is formed on the surface of the hiding-type ink receiving layer of the substrate.
  • the metal salt is dissociated into cations and anions in the ink receiving layer composition for decoration material, so that the acrylic emulsion having cationic or anionic properties can be better dissolved in the ink receiving layer composition for decoration material.
  • the metal salt has ionic binding properties between a cation of a metal atom such as Zn, Cu, Fe, Mn, Li, Ag, Mg, Ca and an anion such as nitrate, sulfate, and chloride. It may be a material, and may be composed of a mixture thereof.
  • the metal salt is included in an amount of 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic emulsion.
  • the metal salt When the metal salt is added in a small amount than the above content, the amount of cation and anion obtained by dissolving the metal salt is too small, there is a problem that the dissolving effect of the acrylic emulsion is deteriorated, and as a result, the composition cannot be uniformly mixed. For this reason, there may be a problem in that print quality and printability are greatly reduced.
  • the white inorganic particles serve to prevent the color of the base layer from being revealed, and to make the shape or color of the design formed on the printing layer more vividly and accurately realized.
  • the transparent PVC film is put together and the design is transferred to the transparent PVC film through a thermal transfer process, and then transferred to the surface of the substrate layer laminated with white paper or white layer so that the surface of the substrate is not exposed. It was manufactured through a method of laminating a printed transparent PVC film, but the present invention does not introduce a separate white paper, the ink receiving layer is white, and it is configured to have the effect of hiding the base layer, so that it has a simpler structure and simple It has an effect that can be manufactured by the method.
  • the white inorganic particles may be included in an amount of 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic emulsion.
  • the white inorganic particles may be used without limitation as long as they have a hiding effect of the base layer, the printed layer is clear, and have an excellent color development effect, but preferably, titanium dioxide (TiO 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ) , calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ), calcium oxide (CaO), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more selected from the group consisting of.
  • the white inorganic particles may include at least titanium dioxide (TiO 2 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ).
  • TiO 2 titanium dioxide
  • CaCO 3 calcium carbonate
  • the hiding effect of the substrate is significantly lowered when it is formed to the same thickness as the substrate hiding type ink receiving layer of the present invention, and thus, the inorganic particles
  • the inorganic particles There may be a problem in that a similar level of substrate hiding effect to that of the present invention can be obtained only by using an excessive amount or forming a thick layer.
  • the viscosity of the composition for forming the ink-receiving layer increases, making it difficult to have sufficient spreadability and workability.
  • the ink-receiving layer is formed thick, the manufacturing cost increases, There may be a problem in that the drying of the ink receiving layer takes an excessive amount of time, and thus process efficiency is greatly reduced.
  • the white inorganic particles include titanium dioxide (TiO 2 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ), the titanium dioxide and the calcium carbonate may be added in a weight ratio of 1: 0.1 to 20.
  • it may be added in a weight ratio of 1: 0.5 to 10, and most preferably, it may be added in a weight ratio of 1: 1 to 3.
  • the white inorganic particles may have an average particle diameter of 0.01 to 5 ⁇ m (micrometer). Preferably, it may be from 0.05 to 4 ⁇ m, most preferably from 0.1 to 3 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the white inorganic particles is larger than the above range, there is a problem in that it is difficult to disperse the white inorganic particles in the composition. decreased, and there is a problem in that it is difficult to form a layer on the surface of the substrate layer.
  • the whiteness is high and the printability is excellent, and it is easy to form a substrate hiding type ink receiving layer using the composition It has characteristics that can satisfy the effect of
  • the titanium dioxide and the coal stone are included as the white inorganic particles
  • the titanium dioxide has an average particle diameter of 0.2 to 0.5 ⁇ m (micrometer), and at the same time, the average particle diameter of the coal stone is 1 to 3 It is preferable that it is micrometer (micrometer).
  • the substrate hiding type ink receiving layer having excellent substrate hiding effect due to excellent whiteness compared to the added amount may be formed.
  • the whiteness of the hiding-type ink receiving layer of the substrate may be 85 to 115, and more preferably, may have a whiteness of 90 to 110.
  • the whiteness is a whiteness according to ASTM E 313 using a colorimeter, and is defined in a 2° field of view and C light source. Whiteness means that the higher the value, the closer to white, and it is measured after white standardization is performed based on the standard white (whiteness 100) using a colorimeter.
  • the whiteness can be measured on top of the transparent layer in a state in which a printing layer is not formed on the decorative material, or after separating the substrate layer of the decorative material from the substrate concealing type ink receiving layer, it is measured for the exposed substrate concealing type ink receiving layer can do.
  • the hiding effect of the substrate hiding type ink receiving layer is low, there is a problem in that the color or pattern unique to the substrate layer is observed, and the color development of the printed layer formed on the substrate hiding type ink receiving layer is poor It is difficult to implement, or even if implemented, there is a problem that the quality is significantly reduced.
  • the aforementioned substrate hiding type ink receiving layer is located on one surface of the substrate layer constituting the decorative material.
  • the base layer can be applied regardless of material or shape.
  • decorative materials manufactured through digital printing were limited to flat shapes such as flooring or wallpaper, because there were restrictions on the existing manufacturing method and the composition of decorative materials.
  • a transparent ink receiving layer 21 ′ is formed on the surface of a release film, a printed layer 31 is formed on the ink receiving layer, and then a white base film ( 21) is laminated and then thermally transferred to transfer the print design to the white base film, so the white base film necessary for the generation or implementation of the print design has a film form or paper form, and a 3D three-dimensional surface has a problem in that it is difficult to smoothly attach the white base film, so it can be applied only to a flat substrate.
  • the substrate hiding type ink receiving layer 20 in the form of a composition containing white inorganic particles is applied to the surface of the substrate layer 10 in a flat or three-dimensional shape.
  • the white base film 21 By drying after coating to a predetermined thickness, it is possible to replace the white base film 21 , so there is an advantage in that the restriction of the expression shape of the substrate is reduced.
  • the adhesive strength with the acrylic emulsion which is the binder component of the base concealing type ink receiving layer, is not bad, depending on the type A variety of materials can be used.
  • the base layer may be composed of a resin such as PVC or EVA, and may be a material such as PET, paper, wood-based board, inorganic-based board, and synthetic resin-based board.
  • the decorative material is wallpaper, it may be composed of a material such as paper, a resin layer, a foam layer, and the like.
  • the thickness of the base layer may be configured to have various thicknesses depending on the purpose of use of each decorative material, and as described above, when it is not in a planar shape, it can be applied regardless of thickness or shape.
  • the decorative material is a flooring material, it may have a thickness of about 0.1 to about 100 ⁇ m, but this is only an example and is not limited thereto.
  • the printing layer 30 is formed on the substrate hiding type ink receiving layer 20 .
  • an ink layer 30 is formed on the open upper end of the substrate concealing type ink receiving layer 20 located on the substrate layer 10 .
  • the substrate layer 10 , the substrate hiding type ink receiving layer 20 , and the printing layer 30 have a structure in which they are sequentially stacked in the height direction from the bottom surface.
  • the printing layer is not particularly limited as long as it is an ink capable of implementing a color and shape, and can be used, and various methods such as gravure printing, screen printing, and offset printing can be applied as a printing method.
  • the present invention has characteristics particularly suitable for digital printing using water-based ink, but various modifications are possible by appropriately adding additional components to suit various types of inks and printing methods in the form of the present invention.
  • the thickness of the printed layer may be configured to have various thicknesses depending on the design or color of the printed layer, for example, may be configured to have a thickness of 1 to 5 ⁇ m (micrometer), but this is only an example, However, the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional schematic view of a decorative material according to another embodiment of the present invention.
  • the decorative material according to the present invention may further include a transparent layer 40 on the printed layer 30 .
  • the transparent layer may be added to prevent damage to the print layer, prevent deformation or contamination of the print design, and at the same time provide scratch resistance, abrasion resistance, and stain resistance of the surface of the decorative material.
  • the transparent layer is capable of observing the design and color of the printed layer, and can be variously configured without limitation of material and thickness as long as the design is not distorted.
  • the transparent layer has transparency of PET (Polyethylene terephthalate), PBT (Polybutylene terephthalate), PC (Polycarbonate), PVC (Polyvinylchloride), PE (Polyethylene), EVA (Ethylene vinyl acetate), PP (Polypropylene), etc. It can be manufactured using the material.
  • PET Polyethylene terephthalate
  • PBT Polybutylene terephthalate
  • PC Polycarbonate
  • PVC Polyvinylchloride
  • PE Polyethylene
  • EVA Ethylene vinyl acetate
  • PP Polypropylene
  • the thickness of the transparent layer may be, for example, 1 ⁇ m to 1 mm. Preferably, it may be 5 to 100 ⁇ m, most preferably 7.5 to 50 ⁇ m, and when it is thicker than the above thickness, the design and color appearance of the printed layer through the transparent layer may be reduced, and the If it is thinner than the thickness, there may be a problem in that the scratch resistance, abrasion resistance and stain resistance of the transparent layer are inferior, and there may be a problem in that the transparent layer may be easily destroyed or peeled off by an external impact.
  • the conventional decorative material is a base layer 11, a white base film 21, a printing layer 31, a transparent print receiving layer 21 '), and the transparent layer 41 has a configuration in which it is sequentially stacked in the height direction from the bottom surface.
  • Figure 4 is a process flow chart showing a method of manufacturing a decorative material according to the prior art.
  • FIG. 4 showing the conventional method of manufacturing the decorative material shown in FIG. 3, after forming a transparent print receiving layer on a release film, and then forming a printed layer on the transparent print receiving layer, separately, the substrate layer A white base film is laminated on the
  • the printed layer formed on the transparent print receiving layer is laminated on the surface of the white base film laminated with the base layer. After removing the release film attached to the other surface of the transparent print receiving layer, a transparent film for forming a transparent layer is combined with the surface from which the release film is removed to prepare a decorative material by thermocompression bonding.
  • the print receiving layer is composed of a layer having transparency
  • the substrate layer is attached to the upper portion of the surface on which the print layer is formed
  • the design printed on the print layer has a structure in which it protrudes through the transparent print receiving layer.
  • the design and color formed on the printing layer are configured to emerge from the rear surface of the transparent print receiving layer, the design of the printing layer is printed in an inverted form at the time of printing, and after completion of the decorative material , is displayed in a normal form on the back surface of the transparent print receiving layer.
  • Patent Registration No. 10-2975192 which is a prior patent
  • a decorative material having a structure in which a substrate layer, an ink receiving layer, a printing layer, and a transparent layer are sequentially stacked in the height direction from the bottom surface, prepare a substrate layer and form an ink receiving layer on the surface
  • a method of manufacturing a decorative material by applying a composition to, forming a printed layer on the surface of an ink receiving layer, and then sequentially stacking through the steps of forming a transparent layer is disclosed.
  • the decorative material having the same structure as in the prior patent has a problem in that the effect of hiding the base layer is lowered, and accordingly, there is a problem in that the printing design does not appear as intended.
  • the present invention has a simple structure and an easy manufacturing process compared to the prior patents and conventional decorative materials as it includes a white substrate concealing type ink receiving layer.
  • Figure 5 relates to a process flow chart related to the manufacturing method of the decorative material according to the present invention.
  • a release film is prepared, a composition for preparing a substrate hiding type ink receiving layer is applied on the surface, and dried to form a substrate concealing type ink receiving layer (S10) .
  • a printing layer is formed on the other side of the side to which the release film is attached (S20).
  • the release film attached to the substrate hiding type ink receiving layer is removed, and the process of attaching it to the surface of the substrate layer is completed (S40).
  • the design is accurately performed without problems such as smearing of the ink composition on the surface of the ink receiving layer even after the substrate hiding type ink receiving layer has printed the design using the ink composition, or the ink composition is not absorbed and appears It allows the display to appear, and functions as a white base layer, so that the color of the design is accurately realized, and at the same time has the effect of preventing the appearance of the design from being disturbed by the color inherent in the base layer.
  • each component of Examples and Comparative Examples was mixed and stirred to prepare a composition for preparing an ink receiving layer.
  • Example comparative example One 2 3 One 2 3 4 5 6 7 ink receptive layer composition for manufacture acrylic emulsion 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 metal salt (MgCl 2 ) 10 6 15 10 10 10 10 10 3 titanium dioxide (Average particle diameter: 0.3 ⁇ m) 3 5 6 - 3 10 - 3 - 3 coal (Average particle diameter: 2 ⁇ m) 7 10 14 - 7 - 10 7 - 7 silica 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Thickness ( ⁇ m) ink receiving layer 35 50 75 35 3 35 35 160 3 35 white base film - - - - - - - 50 -
  • the acrylic emulsion was polymerized through emulsion polymerization of a mixture of butyl acrylate, methyl methacrylate and hydroxyethyl acrylate, and a phthalate-based plasticizer and emulsifier (BriteCoat 2730 (VAE emulsion)).
  • composition of Table 1 it was applied to the surface of the release layer-coated transparent PET release film (thickness: 75 ⁇ m (micrometer)) by a roll coating method. This was dried in a 120 °C Matisse oven (manufactured by MATHIS AG) to prepare an ink receiving layer.
  • a printing layer having a thickness of 2 ⁇ m (micrometer) was formed on the ink receiving layer by a digital printing method using an aqueous ink. After laminating a transparent PVC film on the obtained laminate, the PET release film is removed. A decorative material was prepared by laminating one side of the base layer having a thickness of 50 ⁇ m (micrometer) to the removed side.
  • the finished decorative material has a structure in which a base layer, a print receiving layer, a printing layer, and a transparent layer are sequentially stacked in the height direction from the bottom surface.
  • the decorative material of Comparative Example 6 was prepared by forming an ink receiving layer on a PET release film, forming a printing layer on the ink receiving layer, and separately laminating a base layer and a white base film.
  • the printed layer formed on the ink receiving layer was laminated on the white base film laminated with the substrate layer. After removing the release film from the laminated film, a transparent layer was formed on the surface from which the release film was removed to prepare a decorative material.
  • a decorative material was prepared in the same manner as in Preparation Example except that a printed layer was not formed on each decorative material, and whiteness was measured for each decorative material using a colorimeter (CM 5, KONICA MINOLTA).
  • the whiteness was in accordance with ASTM E 313, and the values measured by the corresponding equipment were described.
  • the ideal white is set to the whiteness of 100, and the higher the value, the closer to white.
  • the whiteness of the white calibration board was calibrated to a standard white color (whiteness 100) using a white calibration board, and then the above experiment was performed.
  • Durability was evaluated using Taber Abrasion Tester (Abrasive Wheel CS-17, 1kg weight). The degree of damage to the surface of the decorative material was visually checked, and 1 point (largely damaged) to 5 points (slightly damaged) were given depending on the degree of damage.
  • the decorative material coated with ink was dried in a 160 °C Matisse oven (manufactured by MATHIS AG) for 3 seconds, and then the drying was evaluated by confirming completion.
  • the ratio of the manufacturing cost of the decorative material of Examples and Comparative Examples was calculated and expressed as a price index. Based on the decorative material manufacturing cost of 100 of Example 1, when it is 100 or more, the manufacturing cost is higher than that of Example 1, and when it is less than 100, it means that the manufacturing cost is lower than that of Example 1.

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Abstract

본 발명은 기재층, 상기 기재층 상에 위치하는 기재 은폐형 잉크 수용층 및 상기 기재 은폐형 잉크 수용층 상에 위치하는 인쇄층을 포함하고, 상기 기재 은폐형 잉크 수용층은 아크릴계 에멀젼, 금속염 및 백색무기입자를 포함하는 장식재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

기재 은폐형 잉크 수용층을 포함하는 장식재 및 이의 제조방법
본 발명은 기재 은폐형 잉크 수용층을 포함하는 장식재에 관한 것이다.
최근 인쇄기술이 발달함에 따라, 바닥재, 인테리어 필름, 벽지 등의 장식재에 디지털 인쇄기술이 활용되고 있다.
디지털 인쇄기술은 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄 등의 인쇄방식과는 달리, 큰 인쇄장비를 필요로 하지 않으며, 다양한 잉크의 색상마다 추가 부품이나 장비가 필요하지 않고, 이에 따라, 디자인의 크고 작은 변경이 있더라도, 부품이나 장비를 재조작, 변형할 필요없이 다양한 디자인을 인쇄하는 것이 가능하다는 점에서 제조 효율성 및 제조 비용 측면에서도 크게 선호되고 있다.
더욱이, 디지털 인쇄기술은 수계 용매를 활용한 수성 잉크를 활용한다는 점에서, 인쇄 과정 전후에서 발생될 수 있는 유기 용매, 폐기물들이 친환경적이라는 장점을 가진다.
또한, 디지털 인쇄기술은 상술한 바와 같이 다양한 디자인을 인쇄할 때 마다 별도의 부품이나 장비가 필요하지 않고, 디스플레이에 표시된 인쇄디자인을 그대로 입력한 후, 이를 출력하는 잉크젯 프린터에 의해 쉽게 출력할 수 있기 때문에, 개인의 취향과 요구에 따라 소량의 다품종 디자인을 구현할 수 있는 장점이 있다.
벽지나 바닥재와 같은 장식재에 디자인성을 부여하기 위하여 벽지나 바닥재의 기재층 위에 인쇄층을 형성하는데, 기재층의 종류에 따라 인쇄층을 형성하는 잉크가 기재층 상에 잘 부착되지 않을 수 있다는 문제가 있었다.
더욱이, 기재층의 색상이 백색 등의 밝은 색상이 아닌 경우에는, 잉크의 발색력이 의도한대로 구현되지 않는다는 문제점이 있었는 바, 이를 보완하기 위해, 백색의 베이스 층을 부착하기 위한 추가 공정이 수반되는 문제가 있었다.
한편, 종래의 장식재는 종이, 필름, 판넬 등과 같은 평면 형상의 기재에 제한적으로 적용되어 왔는데, 이는 인쇄장치가 X-Y축의 평면방향으로 인쇄되는 방식이 일반적이고, 우수한 인쇄품질을 구현하기 위해서는, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄 등의 방법을 이용하는 것이 불가피하여 평면 형상의 기재만이 사용되어 왔다.
그러나, 상기와 같은 종래기술의 한계에도 불구하고, 보다 다양하고, 창의적이며, 인쇄품질이 우수한 다양한 장식재에 대한 수요가 증가하고 있는 바, 기존의 인쇄방식을 이용하지 않고도 우수한 인쇄품질의 장식재의 구현이 가능하면서도, 다양한 형상의 기재의 활용이 가능한 장식재에 대한 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1975192호는 인쇄 특성이 우수한 장식재용 잉크 수용층 조성물, 장식재 및 장식재 제조방법에 관한 것으로서, 기재층과 인쇄층 사이에 접착력을 부여하고, 인쇄층에서의 인쇄 적성도가 향상된 잉크 수용층을 포함하는 장식재를 개시하고 있다. 아크릴계 에멀젼, 금속염 및 무기 또는 유기입자를 포함하는 잉크 수용층을 도입함으로써, 인쇄품질이 우수하며, 유해물질의 방출이 없는 장식재 및 이의 제조방법을 개시하고 있다.
그러나, 인쇄층의 인쇄 선명도와 발색력이 우수하여 디자인 구현 효과가 우수하며, 기재층의 색상과 무늬에 제약없이 의도한 디자인을 구현하는 것이 가능한 잉크 수용층을 포함하는 장식재에 대해서는 개시하고 있지 않다.
대한민국 등록특허 제10-1780678호는 승화전사 인쇄 기법을 이용한 건축 장식재 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 디지털 인쇄방식을 통한 건축 장식재의 제조 시, 인쇄층의 인쇄효과를 배가시키고, 흑색의 하부 기재를 은폐시키기 위해, 백색필름을 도입하여, 백색 필름, 투명필름 및 전사필름을 순차로 적층시켜 가압 열처리함으로써, 승화 전사 인쇄를 통해 제조된 건축 장식재를 개시하고 있다.
그러나, 인쇄층의 인쇄 효과를 보완, 개선하기 위한 백색필름을 추가로 포함하는 구성만을 개시하고 있을 뿐, 별도의 추가 은폐필름이나 추가 은폐층 없이도, 인쇄층의 인쇄 품질을 향상시키며, 기재층의 은폐 효과를 가지는 잉크 수용층을 포함하는 장식재에 대해서는 개시하고 있지 않다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-1975192호(2019.05.08.)
(특허문헌 2) 대한민국 등록특허 제10-1780678호(2017.09.25.)
본 발명은 별도의 추가층 없이도, 기재층의 은폐 효과를 가지며, 인쇄층의 인쇄디자인과 색상을 선명하게 현출할 수 있는 잉크 수용층을 포함하는 장식재 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 기재의 형상이 평면 형상만 아니라, 입체 형상인 기재층을 적용하는 것이 가능한 장식재 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 디지털 인쇄공정을 이용하여, 다양한 디자인을 소량으로도 제조하는 것이 가능하며, 기존의 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄 방식에 비해 제조 공정이 간단하며 제조비용을 절감할 수 있는 장식재 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 수계 용매를 이용한 수성 잉크 조성물을 활용하여, 유해물질의 방출이 억제됨과 동시에, 수질 오염을 유발하는 유기 용매 등의 배출을 방지하여 친환경적인 장식재 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 장식재는,
기재층;
상기 기재층 상에 위치하는 기재 은폐형 잉크 수용층; 및
상기 기재 은폐형 잉크 수용층 상에 위치하는 인쇄층을 포함하고,
상기 기재 은폐형 잉크 수용층은 아크릴계 에멀젼, 금속염 및 백색무기입자를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 백색무기입자는 이산화티탄(TiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 산화칼슘(CaO), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 것일 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 백색무기입자는 이산화티탄(TiO2) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 포함하고, 상기 이산화티탄과 상기 탄산칼슘은 1: 0.1 내지 20의 중량비율로 첨가되는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기재 은폐형 잉크 수용층은, 상기 아크릴계 에멀젼 100 중량부에 대해 상기 금속염 5 내지 20 중량부 및 상기 백색무기입자 10 내지 30 중량부를 포함하는 조성물로 제조된 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 백색무기입자는 평균입경이 0.01 내지 5 ㎛(마이크로미터)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기재 은폐형 잉크 수용층은 두께가 30 내지 150 ㎛(마이크로미터)인 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기재 은폐형 잉크 수용층은 ASTM E 313에 따라 측정된 백색도가 85 내지 115일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 인쇄층의 상부에 투명층을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 기재 은폐형 잉크 수용층을 포함하는 장식재의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 기재 은폐형 잉크 수용층을 포함하는 장식재의 제조방법은,
(a) 이형필름 상에 상기 기재 은폐형 잉크 수용층을 형성하는 단계;
(b) 상기 기재 은폐형 잉크 수용층 상에 인쇄층을 형성하는 단계;
(c) 상기 이형필름을 제거하여 기재층에 합지하는 단계;
를 포함한다.
본 발명에 따른 장식재의 제조방법에 있어서, 상기 (b) 단계는, 상기 인쇄층을 형성한 후, 상기 인쇄층의 상부에 투명층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 (b) 단계는, 상기 인쇄층을 수성잉크로 비반전 인쇄방법으로 인쇄하는 것일 수 있다.
본 발명은 기존에 수성잉크를 이용한 디지털 인쇄방식으로 제조된 장식재에 있어서 백색지, 백색층이 없이도 기재층이 은폐되며, 우수한 발색력과 선명한 인쇄효과를 가진다.
본 발명은 기존에 백색지, 백색층을 합지하는 공정을 생략할 수 있어, 공정이 간이해지는 효과를 가진다.
본 발명은 기재의 종류, 표면 형상에 구애되지 않고, 기재 은폐형 잉크 수용층을 도포한 후 인쇄하는 공정만으로 디자인을 구현할 수 있는 장점을 가진다.
본 발명은 별도의 열 전사 공정없이 디지털 인쇄 공정만으로 디자인을 구현할 수 있어 공정이 간이해지고, 공정효율성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장식재의 수직 단면 모식도이다;
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장식재의 수직 단면 모식도이다;
도 3은 종래 기술에 따른 장식재의 수직 단면 모식도이다;
도 4는 종래 기술에 따른 장식재의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다;
도 5는 본 발명에 따른 장식재의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다.
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.
도 1은 본 발명에 따른 장식재의 수직 단면 모식도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 장식재는, 기재층(10), 상기 기재층 상에 기재 은폐형 잉크 수용층(20) 및 상기 은폐형 잉크 수용층 상에 형성되는 인쇄층(30)을 포함하고, 상기 기재 은폐형 잉크 수용층은 아크릴계 에멀젼, 금속염 및 백색무기입자를 포함한다.
이하에서는, 구성을 보다 구체적으로 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 기재에 의해 제한되지 아니한다.
기재 은폐형 잉크 수용층
상기 기재 은폐형 잉크 수용층은 아크릴계 에멀젼, 금속염 및 백색무기입자를 포함하는 조성물을 이용하여, 기재층 상에 상기 조성물을 소정의 두께로 도포한 후 이를 건조함으로써 제조된다.
아크릴계 에멀젼
상기 아크릴계 에멀젼은 기재 은폐형 잉크 수용층에 포함되는 각 성분이 하나의 층으로 형성될 수 있도록 하는 바인더로서 첨가된다.
상기 아크릴계 에멀젼은 수계 용매를 베이스로 하여 아크릴계 수지가 용매 내에 분산되어 있는 형태를 가지며, 상기 아크릴계 수지는 바인더로서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.
예를 들면, 메틸 아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 아틸 메타아클릴레이트, 헥실 메타아크릴레이트, 이소프로필메타 아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트, 헥실메타아크릴레이트, 옥틸메타아크릴레이트, 스티렌, 아크릴산, 메타아크릴산, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트, 하이드록시에틸메타아크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 하이드록시프로필메타아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 에멀젼은 필요에 따라, 계면활성제, 유화제, 방부제, 완충제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 종류의 제한없이 첨가될 수 있다.
금속염
상기 금속염은 상기 기재 은폐형 잉크 수용층 표면에 인쇄층을 형성할 때, 수성잉크가 번지거나 퍼지지 않게 하여, 우수한 인쇄품질을 구현하게 하는 역할을 한다. 또한, 상기 금속염은 장식재용 잉크 수용층 조성물 내에서 양이온과 음이온으로 해리되어 양이온성 또는 음이온성을 띠는 아크릴계 에멀젼이 장식재용 잉크 수용층 조성물에 보다 잘 용해될 수 있도록 돕는다.
상기 금속염은 구체적으로, Zn, Cu, Fe, Mn, Li, Ag, Mg, Ca와 같은 금속 원자의 양이온과 질산염(nitrate), 황산염(sulfate), 염화염(chloride) 등의 음이온의 이온결합성 물질일 수 있으며, 이들의 혼합물로 구성될 수 있다.
상기 기재 은폐형 잉크 수용층을 제조하기 위한 조성물에 있어서, 상기 금속염은 상기 아크릴계 에멀젼 100 중량부를 기준으로 5 내지 20 중량부로 포함된다.
상기 함량보다 금속염이 소량으로 첨가되는 경우에는, 금속염이 용해되어 얻어지는 양이온과 음이온의 양이 너무 적어, 아크릴계 에멀젼의 용해 효과가 떨어지는 문제가 있고, 결과적으로 조성물이 균일하게 혼합되지 못하는 문제가 발생하며 이로 인해, 인쇄 품질과 인쇄적성도가 크게 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 함량보다 금속염이 과량으로 첨가되는 경우에는, 첨가량 대비 인쇄품질이 큰 변화가 없는 문제가 있고, 제조단가가 증가되는 문제가 있다. 또한, 금속염의 용해 시 용해열에 의해 조성물이 겔화(Gelation)되어 층(Layer)으로 형성하기 어려워지는 문제가 있다.
백색무기입자
상기 백색무기입자는 기재층의 색상이 드러나지 않게 하는 역할을 하며, 인쇄층에 형성된 디자인의 형상이나 색상이 보다 선명하고 정확하게 구현되도록 하는 역할을 한다.
종래에는 잉크 수용층 상에 인쇄층을 형성한 후에 투명 PVC 필름을 맞대고 열 전사 과정을 통해, 투명 PVC 필름에 디자인을 전사시킨 후 기재 표면이 드러나지 않도록 백색지나 백색층을 적층한 기재층의 표면에 전사 인쇄된 투명 PVC 필름을 합지하는 방법을 통해 제조되었으나, 본 발명은 별도의 백색지를 도입하지 않고, 잉크 수용층이 백색을 띠며, 기재층을 은폐하는 효과를 가지도록 구성되어 보다 간단한 구조와, 간이한 방법으로 제조할 수 있는 효과를 가진다.
상기 기재 은폐형 잉크 수용층을 제조하기 위한 조성물에 있어서, 상기 백색무기입자는 상기 아크릴계 에멀젼 100 중량부를 기준으로 10 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.
상기 함량보다 과량으로 첨가되는 경우에는, 바인더로 기능하는 상기 아크릴계 에멀젼에 의해 충분히 결합되지 못하게 되어 내구성이 떨어지거나, 층을 형성하기 어려운 문제가 있고, 상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우에는, 장식재로서의 충분한 내구성을 구현하지 못하는 문제가 있으며, 기재층의 표면을 충분히 은폐하지 못하거나, 인쇄층의 디자인과 색상을 충분히 구현할 수 있는 베이스(배경색)로 기능할 수 없는 문제가 있을 수 있다.
상기 백색무기입자는 기재층의 은폐 효과를 가지며, 인쇄층이 선명하며, 우수한 발색효과를 갖게 하는 것이면 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 바람직하게는, 이산화티탄(TiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 산화칼슘(CaO), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 것을 포함할 수 있다.
가장 바람직하게는, 상기 백색무기입자는 적어도 이산화티탄(TiO2) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 포함할 수 있다. 이산화티탄(TiO2) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 포함하는 경우에, 첨가량 대비 기재의 은폐 효과가 우수한 효과가 있다.
예를 들어, 상기 백색무기입자 외의 다른 무기입자를 사용하는 경우에는, 본원발명의 기재 은폐형 잉크 수용층과 동일한 두께로 형성하는 경우에, 기재 은폐 효과가 현저히 떨어지는 문제가 있고, 이에 따라, 무기입자의 양을 과량으로 사용하거나, 층의 두께를 두껍게 형성하여야만 본 발명과 유사한 수준의 기재 은폐 효과를 얻을 수 있는 문제가 있을 수 있다.
특히, 무기입자를 과량으로 포함하는 경우, 잉크 수용층을 형성하기 위한 조성물의 점성이 높아지게 되어, 충분한 발림성과 가공성을 갖기 어렵게 되고, 잉크 수용층의 두께를 두껍게 형성하는 경우에는, 제조단가가 증가하고, 잉크 수용층의 건조에 과다한 시간이 소요되어 공정 효율성이 크게 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 백색무기입자가 이산화티탄(TiO2) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 포함하는 경우, 상기 이산화티탄과 상기 탄산칼슘은 1: 0.1 내지 20의 중량비율로 첨가될 수 있다.
바람직하게는, 1: 0.5 내지 10의 중량비율로 첨가될 수 있고, 가장 바람직하게는, 1: 1 내지 3의 중량비율로 첨가될 수 있다.
상기 비율보다 이산화티탄을 과량으로 첨가하는 경우, 첨가량 대비 제조비용이 과다해지는 문제가 있고, 상기 비율보다 이산화티탄을 소량으로 첨가하는 경우, 기재 은폐 효과가 떨어지는 문제가 있다.
상기 백색무기입자는 평균입경이 0.01 내지 5 ㎛(마이크로미터)일 수 있다. 바람직하게는, 0.05 내지 4 ㎛, 가장 바람직하게는, 0.1 내지 3 ㎛일 수 있다.
백색무기입자의 평균입경이 상기 범위보다 큰 경우에는, 조성물 내에서 백색무기입자를 분산시키기 어려운 문제가 있고, 백색무기입자의 평균입경이 상기 범위보다 작은 경우에는, 조성물 제조 시 점도가 높아져 생산성이 저하되고, 기재층 표면에 층을 형성하기 어려운 문제가 있다.
특히, 상기 이산화티탄과 탄석의 비율을 만족함과 동시에, 상기 입자크기범위를 동시에 만족하는 경우에, 백색도가 높으면서도, 인쇄 적성이 우수하고, 조성물을 이용하여 기재 은폐형 잉크 수용층을 형성하는 것이 용이하다는 효과를 동시에 만족할 수 있는 특성을 가진다.
보다 상세하게는, 상기 백색무기입자로서 상기 이산화티탄과 상기 탄석을 포함하는 경우, 상기 이산화티탄은 평균입경이 0.2 내지 0.5 ㎛(마이크로미터)이고, 이와 동시에, 상기 탄석의 평균입경은 1 내지 3 ㎛(마이크로미터)인 것이 바람직하다.
이를 만족하는 경우에, 첨가량 대비 백색도가 우수하여 기재 은폐 효과가 탁월한 기재 은폐형 잉크 수용층을 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 기재 은폐형 잉크 수용층의 백색도는 85 내지 115일 수 있고, 보다 바람직하게는 90 내지 110의 백색도를 가질 수 있다.
상기 백색도는 색차계를 이용하여 ASTM E 313에 따른 백색도로서, 2°시야, C광원에서 정의된다. 백색도는 수치가 높을수록 백색에 가까움을 의미하며, 색차계를 이용한 표준백색(백색도 100)을 기준으로 백색표준화를 진행한 후에 측정한다.
상기 백색도는 장식재에 인쇄층을 형성하지 않은 상태에서, 투명층의 상부에서 측정할 수 있으며, 또는, 장식재의 기재층을 기재 은폐형 잉크 수용층과 분리시킨 후, 노출된 기재 은폐형 잉크 수용층에 대해 측정할 수 있다.
상기 백색도보다 낮은 경우, 기재 은폐형 잉크 수용층의 기재 은폐 효과가 낮아, 기재층 고유의 색이나 무늬가 관찰되는 문제가 있고, 또한, 기재 은폐형 잉크 수용층 상에 형성된 인쇄층의 발색이 떨어져 원하는 디자인의 구현이 어렵거나, 구현되더라도 품질이 현저히 저하되는 문제가 있다.
상기 백색도보다 높은 경우에는, 특별히 문제점이 발생되지는 않으나, 상기 범위 이상의 백색도를 구현하는 것이 용이하지 않으며, 구현이 가능하더라도, 백색무기입자의 함량을 과다하게 첨가해야 하는 등의 이유로 제조비용이 증가되거나, 조성물의 점도가 증가하여 가공성이 떨어질 수 있는 문제가 있는 바, 상기 범위 내에서, 기재층의 비침이 없이, 우수한 품질의 디자인을 형성할 수 있는 효과를 가진다.
한편, 상술한 기재 은폐형 잉크 수용층은 상기 장식재를 구성하는 기재층의 일면에 위치한다.
기재층
상기 기재층은 소재나 형상에 크게 구애되지 않고 적용이 가능하다. 기존에 디지털 인쇄방식을 통해 제조되는 장식재는, 바닥재나 벽지 등과 같이 평면형상으로 한정되었는데, 기존의 제조방법 및 장식재 구성 상의 제약이 있었기 때문이다.
앞서 설명한 바와 같이 기존에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이형필름 표면에 투명 잉크 수용층(21')을 형성하고, 잉크 수용층 상에 인쇄층(31)을 형성한 뒤, 여기에 백색 베이스 필름(21)을 합지한 후 열전사시켜 인쇄 디자인을 백색 베이스 필름에 전사시키는 단계를 포함하기 때문에, 인쇄 디자인의 발생이나 구현을 위해서 필요한 백색 베이스 필름이 필름형태나 종이 형태를 가져, 3D 입체 형상의 표면에는 백색 베이스 필름을 매끈하게 부착하기 어려운 문제점이 있었는 바, 평면형상의 기재에만 적용이 가능하였다.
반면에, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본원발명의 경우에는, 백색무기입자를 포함하는 조성물 형태의 기재 은폐형 잉크 수용층(20)을 평면 형상이나 입체 형상의 기재층(10) 표면에 소정의 두께로 도포한 후 건조시킴으로써, 백색 베이스 필름(21)을 대체할 수 있으므로, 기재의 표현 형상의 제약이 감소되는 장점이 있다.
상기 기재층(10)은 기재 은폐형 잉크 수용층에 부착된 이형필름을 제거한 면에 최종적으로 합지 내지는 접착되므로, 기재 은폐형 잉크 수용층의 바인더 성분인 아크릴계 에멀젼과의 접착력이 나쁘지 않은 것이면 그 종류에 구애되지 않고 다양한 소재를 사용할 수 있다.
상기 장식재가 바닥재인 경우에 상기 기재층은 PVC, EVA 등의 수지로 구성될 수 있고, PET, 종이, 목질계 보드, 무기질계 보드 및 합성수지계 보드 와 같은 소재일 수 있다. 상기 장식재가 벽지인 경우에는, 종이, 수지층, 발포층 등과 같은 소재로 구성될 수 있다. 상기 기재층의 두께는, 각 장식재의 사용목적에 따라 다양한 두께로 구성될 수 있으며, 상술한 바와 같이, 평면 형상이 아닌 경우에는, 특별히 두께나, 모양에 구애되지 않고 적용이 가능하다. 예를 들어, 상기 장식재가 바닥재인 경우에는, 약 0.1 내지 약 100 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다.
인쇄층
본 발명에 따른 장식재에 있어서, 상기 기재 은폐형 잉크 수용층(20)에는 인쇄층(30)이 형성된다. 구체적으로, 본 발명에 따른 장식재를 도시하고 있는 도 1을 참고하면, 상기 기재층(10) 상에 위치하는 상기 기재 은폐형 잉크 수용층(20)의 개방된 상단부에 잉크층(30)이 형성된다. 이에 따라, 기재층(10), 기재 은폐형 잉크 수용층(20) 및 인쇄층(30)이 바닥면으로부터 높이 방향으로 순차 적층된 구조를 가진다.
상기 인쇄층은, 색상과 형상을 구현할 수 있는 잉크이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하고, 인쇄방법 또한, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄 등의 다양한 방법을 적용할 수 있다.
다만, 본 발명은 특히, 수성잉크를 이용하여 디지털 인쇄하는 방식에 특히 적합한 특성을 가지나, 본 발명의 형태에서 다양한 잉크의 종류와 인쇄방법에 적합하게 추가 성분을 적절히 첨가하여 다양한 변형이 가능하다.
상기 인쇄층의 두께는 인쇄층의 디자인이나 색상에 따라 다양한 두께로 구성될 수 있으며, 예를 들면, 1 내지 5 ㎛(마이크로미터)의 두께로 구성될 수 있으나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 이에 한정되지 않는다.
투명층
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장식재의 수직 단면 모식도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 장식재는 인쇄층(30) 상부에 투명층(40)을 더 포함할 수 있다. 상기 투명층은 인쇄층의 손상을 방지하고, 인쇄 디자인의 변형이나 오염을 방지함과 동시에, 장식재 표면의 내스크래치성이나 내마모성, 내오염성을 부여하기 위해 부가될 수 있다.
상기 투명층은 인쇄층의 디자인과 색상의 관찰이 가능하고, 디자인이 왜곡되지 않는다면 소재와 두께의 제한없이 다양하게 구성이 가능하다.
예를 들어, 상기 투명층은 PET(Polyethylene terephthalate), PBT(Polybutylene terephthalate), PC(Polycarbonate), PVC(Polyvinylchloride), PE(Polyethylene), EVA(Ethylene vinyl acetate), PP(Polypropylene) 등의 투명성을 가지는 소재를 이용하여 제조될 수 있다.
또한, 상기 투명층의 두께는, 예를 들어, 1 ㎛ 내지 1 mm일 수 있다. 바람직하게는, 5 내지 100 ㎛일 수 있고, 가장 바람직하게는 7.5 내지 50 ㎛일 수 있으며, 상기 두께보다 두꺼운 경우에는, 상기 투명층을 통해 인쇄층의 디자인과 색상의 현출이 저하될 수 있고, 상기 두께보다 얇은 경우에는, 투명층의 내스크래치성, 내마모성 및 내오염성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 외부의 충격에 의해 쉽게 파괴되거나, 박리될 수 있는 문제가 있을 수 있다.
장식재 제조방법
도 3은 종래 기술에 따른 장식재의 수직 단면 모식도에 관한 것으로서, 도 3을 참조하면, 종래의 장식재는 기재층(11), 백색 베이스 필름(21), 인쇄층(31), 투명 인쇄 수용층(21'), 투명층(41)의 순서로 바닥면으로부터 높이 방향으로 순차 적층된 구성을 가진다.
도 4는 종래 기술에 따른 장식재의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다.
상기 도 3에 도시된 종래 장식재의 제조방법을 도시하고 있는 도 4를 참고하면, 이형필름 상에 투명 인쇄 수용층을 형성한 후, 투명 인쇄 수용층 상에 인쇄층을 형성한 뒤, 이와 별도로, 기재층에 백색 베이스 필름을 합지한다.
기재층과 합지된 백색 베이스 필름의 표면에 투명 인쇄 수용층 상에 형성된 인쇄층을 합지한다. 투명 인쇄 수용층의 타면에 부착되어 있는 이형필름을 제거한 후, 이형필름이 제거된 면에 투명층을 형성하기 위한 투명 필름을 합치하여 열압착함으로써 장식재를 제조한다.
종래의 장식재에서 인쇄 수용층은 투명성을 가지는 층으로 구성되어, 인쇄층이 형성된 면의 상부에 기재층이 부착되고, 인쇄층에 인쇄된 디자인은 투명의 인쇄 수용층을 통해 현출되는 구조를 가진다.
이와 같이, 종래 기술의 장식재의 경우, 투명 인쇄 수용층의 배면에서 인쇄층에 형성된 디자인과 색상이 현출되도록 구성됨에 따라, 인쇄층의 디자인은 인쇄 시에 반전된 형태로 인쇄되고, 장식재로 완성된 후에, 투명 인쇄 수용층의 배면에서 정상 형태로 현출되게 된다.
따라서, 종래 기술의 경우에는, 인쇄층의 디자인을 반전 인쇄하여야 하고, 인쇄층에 인쇄된 디자인을 백색 베이스 층에 열전사해야 하는 공정 상의 번거로움이 있었다.
또는, 선행특허인 등록특허 제10-2975192호에는 기재층, 잉크수용층, 인쇄층, 투명층이 바닥면으로부터 높이 방향으로 순차 적층된 구조의 장식재는, 기재층을 준비하고 그 표면에 잉크 수용층을 형성하는 조성물을 도포하고, 잉크 수용층의 표면에 인쇄층을 형성한 뒤, 투명층을 형성하는 단계를 거쳐 순차 적층하는 방법으로 장식재를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
다만, 상기와 같은 방법으로 제조하는 경우에는, 기재층의 고유의 색상으로 인해, 인쇄 디자인이 의도한 대로 구현될 수 없는 문제가 있을 수 있고, 이를 해결하기 위해서는, 잉크 수용층의 이면에 백색의 베이스 층을 포함하거나, 백색의 기재층을 사용하여야 하는 등의 장식재의 구성 및 제조방법 상의 어려움이 있었다.
상기 선행특허와 같은 구조의 장식재는 기재층을 은폐하는 효과가 떨어지는 문제가 있고, 이에 따라, 의도한 대로 인쇄 디자인이 현출되지 않는 문제가 있다.
본 발명은 상기 선행특허와 장식재의 단면구조는 유사하나, 백색의 기재 은폐형 잉크 수용층을 포함함에 따라 선행특허 및 종래의 장식재에 비해, 구조가 단순하며, 제조과정이 용이한 특징을 가진다.
도 5는 본 발명에 따른 장식재의 제조방법에 관한 공정 순서도에 관한 것이다.
도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 장식재의 제조방법은 이형필름을 준비하고, 그 표면에 기재 은폐형 잉크 수용층을 제조하기위한 조성물을 도포하고 건조시켜 기재 은폐형 잉크 수용층을 형성한다(S10). 상기 기재 은폐형 잉크 수용층에 있어서, 이형필름이 부착된 면의 타면에 인쇄층을 형성한다(S20).
인쇄층의 표면에 투명층을 형성한 후(S30), 기재 은폐형 잉크 수용층에 부착된 이형필름을 제거하여, 기재층 표면에 부착하는 과정을 거쳐 완성된다(S40).
이 때, 종래의 장식재의 제조방법과는 달리, 본 발명에 따른 장식재의 제조방법의 경우, 인쇄층의 디자인을 반전 인쇄할 필요없이 비반전 인쇄방식으로서 정상인쇄할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 제조방법으로 제조하는 경우에는, 기재 은폐형 잉크 수용층이 잉크 조성물을 이용하여 디자인을 인쇄한 후에도 잉크 수용층 표면에서 잉크 조성물이 번지거나, 흡수되지 못하고 겉도는 등의 문제점이 없이 디자인이 정확하게 현출될 수 있도록 하며, 백색의 베이스층 기능을 하여, 디자인의 색상이 정확하게 구현되도록 함과 동시에, 기재층 고유의 색상에 의해 디자인의 현출이 방해되는 것을 방지하는 효과를 가진다.
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.
[제조예: 장식재의 제조]
하기 표 1을 참조하여, 실시예와 비교예의 각 성분을 혼합한 후 교반하여 잉크 수용층 제조용 조성물을 제조하였다.
(단위: 중량부) 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6 7
잉크
수용층
제조용 조성물		 아크릴계 에멀젼 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
금속염(MgCl2) 10 6 15 10 10 10 10 10 10 3
이산화티탄
(평균입경: 0.3 ㎛)		 3 5 6 - 3 10 - 3 - 3
탄석
(평균입경: 2 ㎛)		 7 10 14 - 7 - 10 7 - 7
실리카 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
두께(㎛) 잉크수용층 35 50 75 35 3 35 35 160 3 35
백색베이스필름 - - - - - - - - 50 -
상기 아크릴계 에멀젼은 부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 및 히드록시에틸아크릴레이트와 프탈레이트계 가소제 및 유화제(BriteCoat 2730 (VAE 유화액)）로 이루어진 혼합물을 유화중합(Emulsion polymerization)을 통하여 중합하였다.
상기 표 1의 조성물을 이용하여, 이형층 코팅된 투명 PET 이형필름(두께: 75 ㎛(마이크로미터))의 표면에 롤 코팅 방식으로 도포하였다. 이를 120 ℃ 마티스 오븐(MATHIS AG 제조)에서 건조하여 잉크 수용층을 제조하였다.
상기 잉크 수용층의 상에 수성 잉크를 이용하여 디지털 인쇄방법으로 2 ㎛(마이크로미터) 두께의 인쇄층을 형성하였다. 얻어진 적층체에 투명 PVC 필름을 합지한 후, PET 이형필름을 제거한다. 제거된 면에 50 ㎛(마이크로미터) 두께의 기재층의 일면을 합지하여 장식재를 제조하였다. 완성된 장식재는, 기재층, 인쇄 수용층, 인쇄층, 투명층이 바닥면으로부터 높이 방향으로 순차 적층된 구조를 가진다.
한편, 비교예 6의 장식재는 PET 이형필름에 잉크 수용층을 형성한 후, 잉크 수용층 상에 인쇄층을 형성하고, 이와 별도로 기재층과 백색 베이스 필름을 합지하여 준비하였다. 기재층과 합지된 백색 베이스 필름 상에 잉크 수용층 상에 형성된 인쇄층을 합지하였다. 적층필름으로부터 이형필름을 제거한 후, 이형필름이 제거된 면에 투명층을 형성하여 장식재를 제조하였다.
[실험예 1: 장식재 물성 평가]
상기 실시예와 비교예에 따라 제조된 장식재에 대해, i) 백색도, ii) 내구성, iii) 인쇄품질, iv) 인쇄적성도, v) 기재 은폐 효과, vi) 가공성, vii) 가격인덱스를 평가하여 다음 표 4에 나타냈다.
각 평가 방법은 다음과 같다.
i) 백색도 측정
각 장식재에 인쇄층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 상기 제조예와 동일한 방법으로 장식재를 제조하고, 각 장식재에 대해 색차계(CM 5, KONICA MINOLTA)를 이용하여 백색도를 측정하였다.
상기 백색도는 ASTM E 313에 따랐으며, 해당 장비를 통해 측정된 값을 기재하였다.
백색도는 이상적인 백색을 백색도 100으로 설정하여, 수치가 높을수록 백색에 가까움을 나타낸다. 색차계를 이용하여 백색도를 측정하기 전 백색교정판을 이용하여 백색교정판의 백색을 표준백색(백색도 100)으로 교정하는 과정을 거친 후, 상기 실험을 수행하였다.
ii) 내구성 평가
Taber Abrasion Tester(연마륜 CS-17, 1kg 추)를 이용하여 내구성 평가를 진행하였다. 육안으로 장식재 표면의 손상정도를 확인하여, 손상정도에 따라 1점(크게 손상됨) 내지 5점(미미하게 손상됨)을 부여하였다.
총 20~ 40대의 시력이 1.0 이상인 성인 남녀 10명에 대해 평가를 진행하였다.
iii) 인쇄품질
상기 평가는, 단색인쇄와 2 색 이상의 색상을 가지는 디자인을 인쇄하였을 때, 디지털 인쇄도안과 장식재의 디자인의 선명도와 발색력을 육안으로 평가하여 5점 평가법으로 각 점수를 메긴 후, 이의 합산값의 평균값으로 나타냈다.
총 20~ 40대의 색약이 아니며, 시력이 1.0 이상인 성인 남녀 10명에 대해 평가를 진행하였다.
(0: 디자인이 선명하지 않고, 색상이 변형됨 ~ 5: 선명하고, 발색이 우수함. 디자인 도안 원본과 거의 일치함)
iv) 인쇄적성도(Printability)
잉크가 잉크 수용층 상의 도포된 곳에 고정되어 있는지 또는 도포 후 흘러내렸는지 여부를 광학현미경으로 촬영하여 확인하였다. 흘러내린 잉크가 없고 모두 장식재 상에 고정된 경우 ◎, 98% 이상 100% 미만의 영역에 잉크가 고정된 경우 O, 95%이상 98 %미만의 영역에 잉크가 고정된 경우 Δ, 95% 미만의 영역에 잉크가 고정된 경우 X로 표시하였다.
v) 기재 은폐 효과
각 실시예와 비교예에서 잉크 수용층과 인쇄층없이, 기재층 또는 기재층에 투명층이 형성된 샘플에 대해 백색도를 측정하였다(X1).
각 실시예와 비교예의 장식재에서 인쇄층없이 동일한 방법으로 장식재를 제조하고, 이에 대해 백색도를 측정하였다(X2).
상기 측정된 결과값을 다음식에 넣어 얻어진 값이 클수록 기재 은폐 효과가 큰 것으로 평가하였다.
(X2-X1)*100/X1=(기재 은폐 효과)
vi) 가공성
제조예 1에서 제조된 조성물의 기재층 표면에서의 발림성과 도포 후, 160 ℃ 마티스 오븐 (MATHIS AG 제조)에서 3초 동안 잉크가 도포된 장식재를 건조한 후 건조가 완료되었는지 확인하여 평가했다.
기재층 표면에서의 발림성이 우수하고, 상기 건조 공정 후에 완전히 건조된 경우를 5점으로 평가하고, 발림성이 떨어지거나 또는 건조가 완료되지 않은 경우를 1점으로 평가하였다.
vii) 가격인덱스
실시예 1의 장식재의 제조단가를 기준으로, 실시예와 비교예의 장식재 제조단가의 비율을 계산하여 가격인덱스로 나타냈다. 실시예 1의 장식재 제조단가 100을 기준으로, 100 이상인 경우, 제조단가가 실시예 1보다 높고, 100 보다 작은 경우, 제조단가가 실시예 1보다 낮음을 의미한다.
물성 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6 7
백색도 105.2 106.3 106.5 12.5 105.2 101.3 82.4 105.2 12.5 105.1
내구성 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
인쇄품질 5 5 5 5 4 5 5 5 5 1
인쇄적성도 ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ○ Δ
기재 은폐 효과 98 99 99 10 40 90 45 99 99 98
가공성 4 4 4 4 5 4 4 1 5 4
가격인덱스 100 102 104 96 90 120 95 120 130 98
[부호의 설명]
10, 11: 기재층
20: 기재 은폐형 잉크 수용층
21: 백색 베이스 필름
21': 투명 잉크 수용층
30, 31: 인쇄층
40, 41: 투명층

Claims (11)

  1. 기재층;
    상기 기재층 상에 위치하는 기재 은폐형 잉크 수용층; 및
    상기 기재 은폐형 잉크 수용층 상에 위치하는 인쇄층;을 포함하고,
    상기 기재 은폐형 잉크 수용층은 아크릴계 에멀젼, 금속염 및 백색무기입자를 포함하는 장식재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백색무기입자는 이산화티탄(TiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 산화칼슘(CaO), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 것인 장식재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기재 은폐형 잉크 수용층은,
    상기 아크릴계 에멀젼 100 중량부에 대해 상기 금속염 5 내지 20 중량부 및 상기 백색무기입자 10 내지 30 중량부를 포함하는 조성물로 제조된 것을 특징으로 하는 장식재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백색무기입자는 평균입경이 0.01 내지 5 ㎛(마이크로미터)인 장식재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기재 은폐형 잉크 수용층은 ASTM E 313에 따라 측정된 백색도가 85 내지 115인 장식재.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 백색무기입자는 이산화티탄(TiO2) 및 탄산칼슘(CaCO3)을 포함하고,
    상기 이산화티탄과 상기 탄산칼슘은 1: 0.1 내지 20의 중량비율로 첨가되는 것인 장식재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄층의 상부에 투명층을 더 포함하는 장식재.
  8. 기재 은폐형 잉크 수용층을 포함하는 장식재의 제조방법으로서,
    (a) 이형필름 상에 상기 기재 은폐형 잉크 수용층을 형성하는 단계;
    (b) 상기 기재 은폐형 잉크 수용층 상에 인쇄층을 형성하는 단계;
    (c) 상기 이형필름을 제거하여 기재층에 합지하는 단계;
    를 포함하는 장식재의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 인쇄층을 형성한 후, 상기 인쇄층의 상부에 투명층을 형성하는 단계를 더 포함하는 장식재의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 인쇄층을 수성잉크로 비반전 인쇄방법으로 인쇄하는 것인 장식재의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 은폐형 잉크 수용층은 두께가 30 내지 150 ㎛(마이크로미터)인 장식재.
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