KR101283927B1 - 데코시트 표면보호용 코팅조성물 및 이를 포함하는 데코시트 - Google Patents
데코시트 표면보호용 코팅조성물 및 이를 포함하는 데코시트 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 데코시트 표면보호용 코팅조성물을 포함하는 데코시트는 POST CURE 공정을 수행하지 않아도 신율, 경도 및 방오성이 우수하다.
또한, 표면 보호층을 두껍게 할 필요가 없기 때문에 양호한 절곡 가공성(3차원 가공성)을 가진다.
또한, 표면 보호층을 두껍게 할 필요가 없기 때문에 양호한 절곡 가공성(3차원 가공성)을 가진다.
Description
본 발명은 데코시트 표면보호용 코팅조성물 및 이를 포함하는 데코시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 POST CURE 공정을 수행하지 않아도 신율, 경도 및 방오성이 우수한 데코시트 표면보호용 코팅조성물 및 이를 포함하는 데코시트를 제공하는 것이다.
데코 시트는 목질판 등의 피착재의 표면 보호, 장식 등을 목적으로 하는 것이며, 이것을 피착재의 표면에 점착함으로써 사용된다. 또한, 이에 의해 얻어진 장식판은 각종 건재, 가구 등에 사용되고 있다.
이러한 장식 시트로서는 예를 들면 기재 시트, 도안층, 합성 수지층 등을 적층한 적층체가 사용된다. 이들 장식 시트는,그 최외측 표면을 보호하기 위해 통상적으로는 표면 보호 형성한다. 특히, 내마모성, 내찰상성 등을 개선하기 위해, 표면 보호층에는 열경화성 수지를 사용하거나 또는 UV 경화성 수지를 사용하는 것으로 알려져 있다.
그러나. 상기 표면보호층은 한 내마모성, 내찰상성 등을 개선할 여지가 있다. 예를 들면, 제조된 장식 시트를 운반할 때에는 2개의 장식 시트의 표면 보호층끼리를 중첩시켜 운반되지만, 그 두 표면 보호층 사이에 미세한 먼지 등이 개재되면 장식 시트의 자체 무게와 그 먼지로 인해 표면 보호층에 흠집이 생긴다.
이에 대해 보다 높은 경도를 부여하기 위해 표면 보호층을 두껍게 하면, 장식 시트의 절곡 가공성 등이 악화되어 백화 현상의 원인이 된다.
한편, 종래에는 기재시트를 UV 수지를 이용하여 반경화 상태로 제작한 다음, 표면 보호층을 부착하고 입체형상에 성형 후 다시 완전 경화를 위하여 POST CURE 공정을 필수적으로 거쳐야만 하였다. 그러나 이러한 POST CURE 공정을 수행하기 위해서는 장비가 필요할 뿐만 아니라 공정이 번잡해지는 문제가 있었다.
그리고 UV경화수지만 들어있을 경우 표면경도는 높일 수 있으나 신율이 나빠지는 경향이 있어 3차원 입체 형상을 포밍하는데 불리한 점이 있다. 이러한 점을 극복하기 위해 1차로 반경화 상태로 가공 후 포밍후 POST CURE하는 방식도 있으나 대부분의 가공업체에는 UV경화 장치가 없을 뿐 아니라 공정이 자나치게 복잡해지는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결하려는 과제는 POST CURE 공정을 수행하지 않아도 신율, 경도 및 방오성이 우수한 데코시트 표면보호용 코팅조성물 및 이를 포함하는 데코시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 용매, 열경화성 수지 및 UV 경화성 수지를 포함하는 데코시트 표면보호용 코팅조성물을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 열경화성 수지는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)일 수 있으며, 상기 UV 경화성 수지는 우레탄 아크릴레이트 올리고머일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 열경화성 수지 5 ~ 40 중량% 및 UV 경화성 수지 3 ~ 15 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 PMMA는 분자량이 50,000 ~ 150,000일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 분자량이 1000 ~ 5000인 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A) 및 분자량이 1000 ~ 5000인 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머(B)를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A)와 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머(B)의 중량비가 3 : 1 ~ 1.5 : 1일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 용매는 톨루엔, PGME(Propylene Glycol methyl Ether), 메틸에틸케톤 및 디메틸포름아미드로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 기재시트, 도안층, 투명시트층 및 표면보호층 순으로 적층된 데코시트에 있어서, 상기 표면보호층은 본 발명의 코팅조성물로 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 데코시트는 투명시트층의 단면 또는 양면에 프라이머층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 표면보호층의 두께는 1 ~ 15 ㎛일 수 있다.
본 발명의 데코시트 표면보호용 코팅조성물을 포함하는 데코시트는 POST CURE 공정을 수행하지 않아도 신율, 경도 및 방오성이 우수하다. 또한, 표면 보호층을 두껍게 할 필요가 없기 때문에 양호한 절곡 가공성(3차원 가공성)을 가진다.
그리고 열경화 및 UV경화 물질이 동시에 포함이 되어 있어 코팅액의 물성 조절이 용이하고 단점을 상호 보완이 가능하다. 데코시트의 기본특성인 우수한 신율과 표면 경도 특성이 우수한 데코시트 제작이 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 데코시트의 단면도이다.
상술한 바와 같이 종래의 데코시트 표면보호용 코팅조성물은 경도는 우수하나 신율이 떨어지는 문제가 있었다.
이에 본 발명에서는 용매, 열경화성 수지 및 UV 경화성 수지를 포함하는 데코시트 표면보호용 코팅조성물을 제공하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 본 발명의 데코시트 표면보호용 코팅조성물을 포함하는 데코시트는 POST CURE 공정을 수행하지 않아도 신율, 경도 및 방오성이 우수하다. 또한, 표면 보호층을 두껍게 할 필요가 없기 때문에 양호한 절곡 가공성(3차원 가공성)을 가진다.
구체적으로, 본 발명의 데코시트 표면보호용 코팅조성물은 열경화성 수지 및 UV 경화성 수지를 모두 포함하여야 하며, 이 중 어느 하나만을 포함하는 경우에는 신율 및 경도가 저하되어 발명의 목적을 달성할 수 없다(표 1 참조).
구체적으로 UV 경화형 수지만을 사용하면 경도 특성은 우수해지나 신율이 불량해지는 경향이 있으며, 열경화 수지만을 사용하는 경우는 신율은 우수한 편이나 경도 특성이 불량해지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 열경화성 수지는 PMMA, 우레탄 등을 사용할 수 있다. 또한 UV 경화성 수지로는 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
그러나, 가장 바람직하게는 열경화성 수지로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 사용하고 동시에 UV 경화성 수지로서 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 조합을 사용하는 것이 다른 조합에 비하여 현저하게 우수한 물성값을 나타낸다(표 1 참조).
이 경우 바람직하게는 전체 코팅 조성물 100중량% 중 상기 열경화성 수지 5 ~ 40 중량%이고 UV 경화성 수지 3 ~ 15 중량%를 포함할 수 있다. 만일 열경화성 수지가 5중량% 미만이면 신율 특성에 문제가 발생할 수 있고, 40중량%를 초과하면 경도에 문제가 발생할 수 있다. 또한, UV 경화성 수지가 3중량% 미만이면 경도에 문제가 발생할 수 있고, 15중량%를 초과하면 신율 및 백탁 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 본 발명에 사용되는 PMMA는 분자량이 50,000 ~ 150,000일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 분자량이 1000 ~ 5000인 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A) 및 분자량이 1000 ~ 5000인 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머(B)를 포함할 수 있다. 만일 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A)만 포함하는 경우에는 경도가 낮아질 수 있는 문제가 발생할 수 있고, 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머(B)만을 포함하는 경우에는 황변 등의 문제가 발생할 수 있다.
상기 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A)는 바람직하게는 1분자 중에 2개의 라디칼 중합성 불포화기를 갖는, 이른바 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머로서, 디이소시아네이트, 1분자 중에 수산기를 2개 이상 갖는 중량 평균 분자량 500 내지 2000의 다가 알코올, 및 말단에 수산기가 있을 뿐 아니라 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 (메트)아크릴레이트 화합물이 결합하여 이루어지는, 중량 평균 분자량이 1000 내지 5000인 올리고머이다.
우레탄 아크릴레이트 올리고머 (A)는 분자량이 1000 미만에서는 경화 후의 수지층에서 우레탄 아크릴레이트가 갖는 유연성을 충분히 발휘할 수 없고, V절단 가공, 랩핑 가공 등의 굴곡 가공, 및 엠보싱에 있어서의 가공성이 저하된다. 또한, 분자량이 5000을 초과하면 내오염성 등의 특성이 저하될 우려가 있다.
상기 디이소시아네이트는 1분자 중에 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 지방족, 지환식 또는 방향족의 이소시아네이트이며, 예를 들면 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트,
이소포론디이소시아네이트, 수소 첨가 톨릴렌디이소시아네이트, 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
상기 중량 평균 분자량이 500 내지 2000인 다가 알코올로서는 양쪽 말단에 수산기가 있는 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올 및 폴리카르보네이트폴리올, 아크릴폴리올 등이 있다. 상기 폴리에스테르폴리올로서는 (가) 방향족 또는 스피로환 골격을 갖는 디올 화합물과, 락톤 화합물 또는 그의 유도체 또는 에폭시 화합물과의 부가 반응 생성물, (나) 다염기산과 알킬렌글리콜과의 축합 생성물, 및 (다) 환상 에스테르 화합물로부터 유도되는 개환 폴리에스테르 화합물이 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 폴리에테르폴리올로서는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등이 있다. 상기 (나)의 다염기산으로서 아디프산을 이용하여, 알킬렌글리콜과의 축합 생성물로서 얻어지며 중량 평균 분자량이 500 내지 2000인, 양쪽 말단에 수산기가 있는 폴리에스테르디올이 각종 물성이 양호하므로 바람직하게 사용된다.
또한, 말단에 수산기가 있을 뿐만 아니라 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 아크릴산 또는 메타크릴산 또는 이들 유도체의 에스테르 화합물이며 말단에 수산기가 있는 것이다. 구체적으로는, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록실프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 4-히드록시시클로헥실(메트)아크릴레이트, 5-히드록시시클로옥틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시프로필아크릴레이트 등과 같은 하나의 중합성 불포화기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르 화합물, 또는 그 밖에 1분자 중에 중합성 불포화기를 2개 이상 갖는 (메트)아크릴산 에스테르 화합물 등이 예시된다.
보다 바람직하게는 본 발명의 우레탄 아크릴레이트 올리고머 (A)는 다가 알코올 성분을 알킬렌글리콜과 아디프산으로부터 형성되는 중량 평균 분자량 500 내지 2000의 폴리에스테르폴리올로 하며, 또한 디이소시아네이트 성분을 이소포론디이소시아네이트로 하고, 아크릴레이트 성분을 히드록시에틸(메트)아크릴산에스테르로 하여 이들을 반응시켜 얻어지는 중량 평균분자량이 1000 내지 3000인 올리고머가 바람직하다.
본 발명에 사용될 수 있는 상술한 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머 (B)는 1분자 중에 3개 내지 15개의 (메트)아크릴로일기 등의 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 것이며, 지방족 디이소시아네이트, 다관능 폴리올, 및 말단에 수산기가 있을뿐만 아니라 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는, 다관능(3 내지 15관능) 우레탄 아크릴레이트일 수 있다.
상기 지방족 디이소시아네이트는 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 수소 첨가 톨릴렌디이소시아네이트, 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
또한, 상기한 수산기와 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 (메트)아크릴레이트는, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록실프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 4-히드록시시클로헥실(메트)아크릴레이트, 5-히드록시시클로옥틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시프로필아크릴레이트 등과 같은 하나의 중합성 불포화기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르 화합물을 들 수 있다.
한편, 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A)와 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머(B)의 중량비가 3 : 1 ~ 1.5 : 1일 수 있다. 만일 상기 범위를 벗어나는 경우에는 경도가 감소하거나 백화현상 또는 크랙이 발생할 수 있다(표 1 참조).
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 용매는 톨루엔, PGME(Propylene glycol monomethyl ether), 메틸에틸케톤 및 디메틸포름아미드로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 본 발명에서는 왁스를 함유하고 있을 수도 있다. 왁스를 함유하는 경우에는 시트 표면에 활성을 갖게 할 수 있다. 왁스로서는, 예를 들면 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 수지류가 유기 용매에 용해 또는 분산되어 얻어지는 수지계왁스를 사용할 수 있다. 유기 용매로서는, 예를 들면 탄화수소계, 에스테르계, 케톤계 또는 이들의 혼합 용매 등 중에서, 사용하는 수지의 종류 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
본 발명에서는 왁스의 함유량에 대한 제한은 없지만, 통상적으로는 3 ~ 10중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 이들 각 성분을 균일하게 혼합함으로써 제조할 수 있다. 이 조성물에 의한 표면 보호층의 형성 방법은 공지된 방법에 따라 실시할 수 있으며, 예를 들면 상기 조성물로 도막을 형성하고, 공지의 사용 조건으로 열건조 및 경화 후 UV 경화하여 표면 보호층을 형성할 수 있다.
다음, 상술한 본 발명의 코팅 조성물을 포함하는 데코시트를 도 1을 참조하여 설명한다.
본 발명의 코팅 조성물이 적용되는 기재 시트(10)로서는 예를 들면 종이, 부직포, 열가소성 수지 시트 또는 이들의 복합 재료 등이 사용된다. 종이로서는 예를 들면 박엽지(thin paper), 크래프트지, 상질지, 면지(linter paper), 버라이터지, 황산지, 한지 등을 들 수 있다.
또한, 부직포로서는 예를 들면 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 나일론, 비닐론, 유리 등의 섬유를 포함하는 부직포를 들수 있다. 종이 또는 부직포의 평량은, 통상 20 내지 100 g/㎡ 정도로 하면 좋다. 또한, 종이 또는 부직포는 그 섬유사이 또 는 다른층과의 층간 강도를 강화하거나 모우 방지를 위해, 예를 들면 아크릴 수지, 스티렌 부타디엔 고무, 멜라민 수지, 우레탄 수지 등의 수지를 첨가(제지(papermaking) 후 수지 함침, 또는 제지시에 첨가)할 수 있다. 또한, 기재 시트에 종이(또는 부직포)를 사용한 장식 시트는 장식지가 된다.
열가소성 수지 시트로서는 예를 들면 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리스티렌, ABS 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는 하기의 (1) 내지 (4)를 들 수 있다.
(1) 폴리에틸렌(고밀도, 중밀도 또는 저밀도), 폴리프로필렌(이소탁틱형, 또는 신디오탁틱형), 폴리부텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐 공중합체, 올레핀계 열가소성 엘라스토머 등의 폴리올레핀계 수지.
또한, 상기 올레핀계 열가소성 엘라스토머로서는 상기에 예시와 같은 결정질 폴리올레핀 수지로 이루어진 경질 세그먼트와, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 어탁틱 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 고무, 수소 첨가 스티렌-부타디엔 고무 등의 엘라스토머로 이루어진 연질 세그먼트를 혼합하여 이루어진다. 경질 세그먼트와 연질 세그먼트의 혼합비는 (연질 세그먼트/경질 세그먼트) = 5/95 내지 40/60(질량비) 정도이다. 필요에 따라 엘라스토머 성분은 황, 과산화수소 등과 같은 공지의 가교제에 의해 가교된다.
(2) 폴리메틸(메트)아크릴레이트, 폴리부틸(메트)아크릴레이트, 메틸(메트)아크릴레이트-부틸(메트)아크릴레이트 공중합체, 메틸(메트)아크릴레이트-스티렌 공중합체 등의 아크릴 수지(여기서, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미함).
(3) 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 에틸렌-테레프탈레이트-이소프탈레이트 공중합체, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 비정질 폴리에스테르 등의 폴리에스테르 수지. 또한, 상기 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머로서는 경질 세그먼트에 결정과 융점이 높은 방향족 폴리에스테르를 사용하고 연질 세그먼트에는 유리 전이 온도가 -70 ℃ 이하인 비정질 폴리에테르 등을 사용한 블럭 중합체 등이 있고, 상기 결정과 융점이 높은 방향족 폴리에스테르에는, 예를 들면 폴리부틸렌테레프탈레이트가 사용되고, 상기 비정질 폴리에테르에는 폴리테트라메틸렌글리콜 등이 사용된다. 또한, 비정질 폴리에스테르로서는 대표적으로 에틸렌글리콜-1,4-시클로헥산디메탄올-테레프탈산 공중합체가 있다.
나아가, 폴리카르보네이트 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리아미드 수지, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르에테르케톤 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 기재 시트(10)의 층구성으로서는 상술한 종이, 부직포, 열가소성 수지 시트 등을 단층 또는 2층 이상으로 적층하여 사용할 수 있다.
기재 시트의 두께(적층체의 경우에는 총 두께)는 한정되지 않지만, 일반적으로는 25 내지 500 ㎛ 정도일 수 있다.
다음, 도안층(20)을 설명한다. 도안층에는 나무결, 마디결 등의 천연 소재가 갖는 무늬 이외에, 문자, 기호, 도면 등도 나타낼 수 있다. 도안층을 설치하는 경우, 도안층의 형성 방법, 재료, 도안의 종류 등은 특별히 한정되지 않는다. 도안층의 형성은, 통상적으로는 잉크를 이용하여, 그라비아 인쇄, 실크스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 오프셋 인쇄, 잉크젯 인쇄 등의 공지의 인쇄법 등으로 형성할 수 있다. 도안은, 예를 들면 나무결 모양, 돌결 모양, 모래결 모양, 옷감결 모양, 타일 모양, 벽돌 모양, 가죽결 모양, 문자, 기호, 기하학 모양 또는 이들 2종 이상의 조합 등을 이용할 수 있다.
도안층의 형성에 이용하는 잉크는 1) 결합제 등을 포함하는 비히클, 2) 안료, 염료 등의 착색제, 3) 임의 성분으로서 적절하게 가해지는 체질 안료, 안정제, 가소제, 촉매, 경화제 등의 각종 첨가제로부터 구성된다.
결합제의 수지로서는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 전리 방사선 경화성 수지 등의 결합제 중으로부터 요구되는 물성, 인쇄 적성 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 니트로셀룰로오스, 아세트산셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리(메트)아크릴산 메틸, 폴리(메트)아크릴산 부틸, (메트)아크릴산 메틸-(메트)아크릴산 부틸-(메트)아크릴산 2히드록시에틸 공중합체 등의 아크릴 수지 이외에, 우레탄 수지, 염화비닐-아세트산 비닐
공중합체, 폴리에스테르 수지, 알키드 수지 등을 단독으로 또는 이들을 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 착색제로서는 티탄백, 카본 블랙, 철흑, 철단, 황연(黃鉛), 군청 등의 무기 안료, 아닐린 블랙, 퀴나크리돈 레드, 이소인돌리논 옐로우, 프탈로시아닌 블루 등의 유기 안료, 이산화티탄 피복 운모, 알루미늄 등의 박분 등의 광휘성 안료 등 이외에 각종 염료를 사용할 수 있다.
다음 투명시트층(30)을 설명한다. 투명시트층은 투명한 것이기만 하면 한정되지 않는다. 따라서, 무색 투명, 착색 투명, 반투명 등을 모두 포함한다. 투명시트층으로서는, 예를 들면 열가소성 수지에 의해 형성된 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 연질, 반경질 또는 경질 폴리염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌·아크릴산 공중합체, 에틸렌·아크릴산에스테르 공중합체, 이오노머, 아크릴 산 에스테르, 메타크릴산 에스테르 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 특히 투명시트층으로서 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지가 바람직하다.
투명시트층은, 필요에 따라 착색되어 있을 수 있다. 이 경우는, 상기한 바와 같은 열가소성 수지에 대해 착색재(안료 또는 염료)를 첨가하여 착색할 수 있다. 착색재로서는 공지 또는 시판의 안료 또는 염료를 적절하게 사용할 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 선택할 수 있다. 또한, 착색재의 첨가량은 원하는 색조 등에 따라 적절하게 설정할 수 있다.
투명시트층에는 필요에 따라 충전제, 무광택제, 발포제, 난연제, 윤활제, 대전 방지제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 광안정화제, 라디칼 포획제, 연질 성분(예를 들면 고무) 등의 각종 첨가제가 포함되어 있을 수도 있다.
난연제는 내연성을 부여하기 위해 첨가된다. 예를 들면, 염화파라핀, 트리크레실 포스페이트, 염소화유, 테트라클로로프탈산 무수물, 테트라브로모프탈산 무수물, 테트라브로모비스페놀 A, 디브로모프로필포스페이트, 트리(2,3-디브로모프로필)포스페이트, 산화안티몬, 함수 알루미나, 붕산바륨 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
산화방지제는 산화 분해를 억제 또는 방지하기 위해 첨가된다. 예를 들면, 알킬페놀류, 아민류, 퀴논류 등이 바람직하다.
자외선 흡수제는 수지(특히 폴리올레핀계 수지)의 열화를 초래하는 파장 280 내지 450 nm의 영역의 자외선을 흡수하는 것이다. 예를 들면, 벤조페논계, 살리실레이트계, 벤조트리아졸계, 아크릴로니트릴계 등의 각종 자외선 흡수제를 들 수 있
다.
라디칼 포획제는 일광에 의한 변퇴색, 균열, 백화, 강도 열화 등을 방지하여 내후성을 향상시키기 위해 첨가된다. 라디칼 포획제로서는 비스-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)세바케이트 또는 힌더드 아민계 라디칼 포획제, 피페리딜계 라디칼 포획제 등이 사용된다.
투명시트층의 형성 방법은 한정적이지 않으며, 예를 들면 미리 형성된 시트 또는 필름을 인접하는 층에 적층하는 방법, 투명시트층을 형성할 수 있는 수지 조성물을 용융 압출함으로써 인접하는 층상에 도공하는 방법, 인접하는 층과 함께적층하는 방법 등 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 본 발명에서는 특히 용융 압출하여 투명시트층을 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 투명시트층은 폴리올레핀계 수지를 용융 압출하여 도공하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도안층 상
에 미리 접착제층을 형성하고, 이 접착제층 상에 폴리프로필렌계 열가소성 엘라스토머를 용융 압출하여 도공함으로써 투명시트층을 바람직하게 형성할 수 있다. 용융 압출 방법은 예를 들면 T 다이 등을 이용하는 공지의 방법에 따라 실시할
수 있다.
투명시트층의 두께는 최종 제품의 용도, 사용 방법 등에 의해 적절하게 설정할 수 있지만, 일반적으로는 50 내지 250㎛, 특히 20 내지 200 ㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.
투명시트층의 표면(앞면) 및(또는) 뒷면에는 인접하는 층과의 접착성을 높이기 위해 필요에 따라 코로나 방전 처리를 행할 수도 있다. 코로나 방전 처리의 방법은 공지의 방법에 따라 실시할 수 있다.
또한, 투명시트층의 표면(앞면) 및(또는) 뒷면에는 프라이머층을 형성할 수도 있다. 프라이머층(40, 50)을 형성하기 위한 재료로서는, 예를 들면 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리카르보네이트 수지, 염화비닐/아세트산 비닐 공중합체, 폴리비닐부티랄 수지, 니트로셀룰로오스 수지 등 이외에, 알킬티타네이트, 에틸렌이민 등의 화합물도 사용할 수있다. 특히, 프라이머층으로서는 2액 경화형의 우레탄계 수지의 사용이 바람직하다. 이소시아네이트로서 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI) 등의 지방산 이소시아네이트(지방족 이소시아네이트), 폴리올로서 아크릴폴리올을 각각 사용하는 경우에는 보다 우수한 내후성, 밀착성 등이 얻어지기 때문에 바람직하다.
프라이머층의 형성은 이들을 그대로 또는 용매에 용해 또는 분산시킨 상태로 이용하며, 공지의 인쇄 방법, 도포 방법 등에 따라 프라이머층을 형성할 수 있다.
본 발명 데코시트에서는 바람직하게는 도안층(20)과 투명시트층(30) 사이에 접착제층(미도시)이 형성될 수 있다. 접착제층에 사용되는 접착제는 공지 또는 시판되는 접착제 중에서 도안층 또는 투명시트층을 구성하는 성분 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지 이외에, 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지 등의 열경화성 수지를 들 수 있다. 이들 수지는 에멀젼의 상태로 사용할 수도 있다.
그 중에서도, 본 발명에서는 내열성 등을 보다 높일 수 있다는 점에서 우레탄계 수지 접착제가 바람직하다. 우레탄계 수지 접착제는 폴리올을 주요 기제로 하여, 이소시아네이트를 가교제(경화제)로 하는 2액 경화형 우레탄 수지를 들 수 있다.
상기 폴리올은 분자 중에 2개 이상의 수산기를 갖는 것이다. 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 아크릴폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올, 폴리카르보네이트폴리올 등을 들 수 있다.
또한, 상기 이소시아네이트로서는 분자 중에 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 다가 이소시아네이트가 사용된다. 예를 들면, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 등의 방향족 이소시아네이트류, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 수소 첨가 톨릴렌디이소시아네이트, 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트 등의 지방족(또는 지환족) 이소시아네이트가 사용된다. 또한, 상기 각종 이소시아네이트의 부가체 또는 다량체를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 톨릴렌디이소시아네이트의 부가체, 톨릴렌디이소시아네이트의 3량체 등을 들 수 있다.
또한, 필요에 따라 접착면에 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 탈지 처리, 표면 조면화 처리 등과 같은 공지된 이접착(易接着) 처리를 실시할 수도 있다.
접착 방법으로서는 사용하는 접착제의 종류 등에 따라 공지의 방법에 따라 실시할 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지를 사용하여, 용융 압출(익스트루젼 코팅법)로 도안층 상에 도공하는 방법, 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지 등의 열경화성 수지에 이소시아네이트, 아민 등의 가교제, 메틸에틸케톤퍼옥시드, 하이드로퍼옥시드, 아자비스이소부티로니트릴 등의 중합 개시제, 나프텐산 코발트, 디메틸아닐린 등의 중합 촉진제 등을 필요에 따라 첨가한 접착제를 도공하여, 건식 적층하는 방법을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 열압착할 수 있는 접착제를 사용하여, 열압착으로 도안층과 투명시트층을 적층할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 필요에 따라 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 탈지 처리, 표면 조면화 처리 등의 공지의 이접착 처리를 접착면에 실시할 수도 있다.
접착제층의 두께는 표면 보호층, 사용하는 접착제의 종류 등에 따라 달라지지만, 통상적으로는 0.1 내지 30 ㎛ 정도로 하면 좋다.
다음, 표면보호층(60)을 설명한다. 본 발명의 표면보호층은 상술한 본 발명의 코팅조성물이 도막을 형성하여 경화될 수 있다. 이 경우 바람직하게는 표면보호층의 두께는 1 ~ 15㎛일 수 있다.
표면 보호층(즉, 장식 시트의 최외측 표면)에는 바람직하게는 엠보싱 가공 등에 의해 요철 모양이 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상기 엠보싱 오목부에 잉크를 충전하는 와이핑 가공을 실시하여, 그 표면을 오버코트 처리할 수 있다.
엠보싱 가공은 장식 시트에 목재판 표면 등 소정의 텍스쳐를 부여하기 위해 행해진다. 예를 들면, 가열 드럼 상에서 아크릴계 수지를 가열 연화시킨 후, 추가로 적외선 복사 히터로 160 내지 180 ℃로 가열하여 목적하는 모양의 요철 모양을 설치한 엠보싱판에서 가압 부형하고, 냉각 고정하여 형성한다. 이는 공지의 매엽 또는 윤전식의 엠보싱기를 사용할 수 있다. 요철 모양으로서는, 예를 들면 나무결 도관구, 부조(浮造) 모양(부출한 연륜의 요철 모양), 헤어라인, 모래결, 체크 무늬 등을 들 수 있고, 이들 중에서 목적하는 모양을 적절하게 선택할 수 있다.
와이핑 가공이란, 엠보싱 가공으로 설치한 오목부에 닥터 블레이드로 표면을 긁으면서 잉크를 충전하는 가공을 말한다. 와이핑 잉크로서는 통상적으로는 2액 경화형의 우레탄 수지를 결합제로 하는 잉크를 사용할 수 있다. 와이핑 가공으로서는특히 나무결 도관구 요철에 대해 행함으로써 보다 실제 나무결에 가까운 의장을 표현함으로써 상품 가치를 높일 수 있다.
본 발명의 장식 시트가 적용되는 피착재는 한정되지 않으며, 공지된 장식 시트와 동일한 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 목질재, 금속, 세라믹, 플라스틱, 유리 등을 들 수 있다. 특히, 본 발명의 장식 시트는 목질재에 바람직하게 사용할 수 있다. 목질재로서는 구체적으로는 삼나무, 전나무, 느티나무, 소나무, 나왕, 티크, 멜라피 등의 각종 소재로부터 만들어진 돌판(突板), 목재 단판, 목재 합판, 파티클 보드, 중밀도 섬유판(MDF) 등을 들 수 있다.
본 발명의 장식 시트는 각종 피착재 등에 적층되어 장식판으로서 사용된다. 적층 방법은 한정되지 않으며, 예를 들면 접착제로 장식 시트를 피착재에 점착하는 방법 등을 이용할 수 있다. 접착제는 피착재의 종류 등에 따라 공지의 접착제로부터 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 폴리아세트산 비닐, 폴리염화비닐, 염화비닐·아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌·아크릴산 공중합체, 이오노머 등 이외에, 부타디엔·아크릴니트릴 고무, 네오프렌 고무, 천연 고무 등을 들 수 있다.
이와 같이 하여 제조된 장식판은, 예를 들면 벽, 천장, 마루 등의 건축물의 내장재, 창틀, 도어, 난간 등의 창호의 표면 장식판, 가구 또는 약전, 사무실 기기 등의 캐비넷의 표면 장식판 등에 바람직하게 사용할 수 있다.
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 상세히 설명하는데, 이 실시예의 기재에 기초하여 본 발명이 한정적으로 해석되는 것은 아니다.
<실시예 1>
먼저, 코팅 조성물을 제조하였다. 구체적으로 PMMA(Mw 약100,000) 14중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A)(미원상사, Miramer3200, Mw 1,900), 4중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머B (미원상사, Miramer UA5095, Mw 3,600) 2중량%, 광개시제(Irgacure 184) 1중량%, 첨가제 0.5wt%(Polyether modified polydimethylsiloxane, BYK333), PGME와 Toluene 혼합용매 78.5중량%(1:1 부피비)를 균일하게 혼합하였다.
이후, 도 1과 같이 데코시트(기재시트, 도안층, 프라이머층, 투명수지층 및 프라이머층)의 프라이머층(50)에 제조된 코팅 조성물을 그라비아 방식으로 도포하여 건조 후 도막 두께가 7㎛ 정도가 되도록 코팅하고 건조로 온도를 75℃ 정도로 설정하고 UV광량은 700mJ/㎠(UV A기준)으로 경화하였다. 경화 후 상온에서 약 6시간 정도 숙성 후 55℃에서 12시간 숙성하여 데코시트를 제작하였다.
<실시예 2>
우레탄 아크릴레이트 올리고머(A), 5중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머(B) 1중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 데코시트를 제작하였다.
<실시예 3>
우레탄 아크릴레이트 올리고머(A), 1중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머(B) 5중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 데코시트를 제작하였다.
<비교예 1>
PMMA 21중량%를 첨가하고 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A)를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 데코시트를 제작하였다.
<비교예 2>
PMMA를 사용하지 않고, 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A) 15중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머(B) 5중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 데코시트를 제작하였다.
<비교예 3>
PMMA를 제외하고 열경화성 수지로서 실리콘을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 데코시트를 제작하였다.
<비교예 4>
우레탄 아크릴레이트 올리고머(A) 및 우레탄 아크릴레이트 올리고머(B)를 대신하여 UV 경화형 수지로서 우레탄 아크릴레이트(미원상사, PU5000)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 데코시트를 제작하였다.
<실험예>
상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 4의 데코시트에 대하여 하기와 같은 물성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
1. 신율(%)
ASTM-D882 방법에 따라 신율을 평가하였다.
구체적으로 폭 10mm, 길이 150mm 시편 중앙에 10mm 간격으로 표시한 후 100℃ Hot Plate에서 3분간 방치 후 양쪽에서 당겼을 때 표면에 이상이 없는 부분의 변형률을 측정한다.
변형길이(ΔL)/초기길이(L : 10mm)×100으로 계산한다.
2. 연필경도
미쯔비시社 연필을 코팅면에 45도 각도로 고정하고 1,000g의 하중이 걸리도록 한 후 코팅면 위를 접촉하여 표면에 스크래치 발생 유무를 판단한다.
3. 방오성
코팅층에 에스프레소 커피를 1~2방울 떨어뜨린 후 24시간 후에 물을 이용하여 닦아 냈을 때 잘 닦이는 정도로 판단한다.
4. 부착성
ASTM D 3002, 3559 측정기준에 따라 측정하였다.
구체적으로 BYK Cross Cut Tester를 이용하여 100×100으로 코팅면을 컷팅한다. 격자 모양의 코팅면을 Permacel tape를 부착한 후 제거 후에 표면 상태를 관찰한다. 100개의 셀 중 남아 있는 셀 수를 세어서 측정한다.
5. 외관
외관은 경화 후, 숙성 후, 신율 측정시 표면 요철, 크랙, 백화 현상 등을 육안으로 관찰하여 기록하였다.
| 신율(%) | 연필경도 | 방오성 | 부착성 | 외관 | |
| 실시예 1 | 250 | H | 양호 | 100/100 | 양호 |
| 실시예 2 | 250 | F | 양호 | 100/100 | 백화 |
| 실시예 3 | 200 | H | 양호 | 100/100 | 크랙 |
| 비교예 1 | 250 | B | 양호 | 100/100 | 양호 |
| 비교예 2 | 100 | H | 양호 | 100/100 | 백화 |
| 비교예 3 | 80 | F | 양호 | 100/100 | 양호 |
| 비교예 4 | 70 | 2H | 양호 | 100/100 | 크랙 |
표 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 조건을 만족하는 실시예 1 ~ 3의 데코시트가 이를 만족하지 못하는 비교예 1 ~ 4의 데코시트에 비하여 우수한 물성값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 또한, 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A) 및 (B)의 함량이 본 발명의 범위를 만족하는 실시예 1 ~ 3의 데코시트가 이를 만족하지 않는 비교예 1, 2의 데코시트에 비하여 우수한 물성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 데코시트 표면보호용 코팅조성물 및 이를 포함하는 데코시트는 가구 등의 장식시트로서 폭넓게 활용될 수 있다.
1O : 기재시트 20 : 도안층
30 : 투명수지층 40, 50 : 프라이머층
60 : 표면보호층
30 : 투명수지층 40, 50 : 프라이머층
60 : 표면보호층
Claims (11)
- 용매, 열경화성 수지 및 UV 경화성 수지를 포함하되,
상기 UV 경화성 수지는 분자량이 1000 ~ 5000인 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A) 및 분자량이 1000 ~ 5000인 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머(B)를 포함하는 우레탄 아크릴레이트 올리고머인 것을 특징으로 하는 데코시트 표면보호용 코팅조성물. - 제1항에 있어서,
상기 열경화성 수지는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)인 것을 특징으로 하는 데코시트 표면보호용 코팅조성물. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 열경화성 수지 5 ~ 40 중량% 및 UV 경화성 수지 3 ~ 15 중량%를 포함하는 데코시트 표면보호용 코팅조성물. - 제2항에 있어서,
상기 PMMA는 중량평균분자량이 50,000 ~ 150,000인 것을 특징으로 하는 데코시트 표면보호용 코팅조성물. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A)와 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머(B)의 중량비가 3 : 1 ~ 1.5 : 1인 것을 특징으로 하는 데코시트 표면보호용 코팅조성물. - 제1항에 있어서,
상기 용매는 톨루엔, PGME(Propylene glycol monomethyl ether), 메틸에틸케톤 및 디메틸포름아미드로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 데코시트 표면보호용 코팅조성물. - 기재시트, 도안층, 투명시트층 및 표면보호층 순으로 적층된 데코시트에 있어서, 상기 표면보호층은 청구항 1-2, 4-5, 7 및 8항 중 어느 한 항의 코팅조성물로 형성된 것을 특징으로 하는 데코시트.
- 제9항에 있어서,
상기 데코시트는 투명시트층의 단면 또는 양면에 프라이머층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데코시트. - 제9항에 있어서,
상기 표면보호층의 두께는 1 ~ 15 ㎛인 것을 특징으로 하는 데코시트.
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