KR20170000677A - 무기질 보드에 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법 및 이에 따라 제조된 인테리어 패턴 불연 보드 - Google Patents

무기질 보드에 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법 및 이에 따라 제조된 인테리어 패턴 불연 보드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법 및 이에 따라 제조된 불연 보드에 관한 것으로 (A) 불연 보드의 상면과 하면의 이물질을 제거하는 단계; (B) 이물질이 제거된 불연 보드의 일면에 점도가 3000 내지 5000 cps인 프라이머 조성물로 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; (C) 형성된 프라이머층 상에 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지, 초산 비닐계 수지, 무기질 안료 및 혼화성 보조제를 포함하는 수성 잉크 조성물을 도포하여 인쇄층을 형성하는 단계; 및 (D) 인쇄층 형성된 불연 보드를 건조 온도가 상이한 5단계로 건조시키는 단계;를 포함함으로써, 종래 불연 보드에 페인트나 벽지를 도포하는 방법 등과 달리 인쇄된 불연 보드를 바로 이용하므로 설치가 쉬우며, 독성 및 발암물질이 발생되지 않는다.

Description

무기질 보드에 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법 및 이에 따라 제조된 인테리어 패턴 불연 보드{Manufacturing method of nonflammable board printed interior pattern and nonflammable board manufactured therefrom}
본 발명은 건축자재로부터 발생되는 다량의 유독가스 발생을 억제하며, 종래 불연 보드에 별도의 표면재를 부착하고 그 상피에 인쇄하는 방법 등과 달리 잉크를 불연 보드에 직접 인쇄한 불연 보드의 제조방법 및 이에 따라 제조된 인테리어 패턴 불연 보드에 관한 것이다.
인테리어 패턴보드를 내장재로 적용하기 위한 인테리어 내장공사 시 MDF(중밀도 섬유판) 또는 PB(파티클 보드)를 벽면에 부착한 다음 석고보드, 마그네슘, 탄산칼슘, CRC(Cellurose fiber Reinfored Cement board), 황토보드 등을 상기 MDF 또는 PB 상면에 부착하거나; 벽면에 타카, 못, 접착제로 석고보드, 기타 마그네슘, 탄산칼슘, CRC(Cellurose fiber Reinfored Cement board), 황토보드 등을 부착시킨 다음 유성 페인트로 칠을 하여 마감하거나 별도의 벽지를 도배하는 형태로 이용하는게 일반적이다.
최근에 인테리어 패턴보드는 석고보드, 황토보드, 알루미늄보드, 규산칼슘보드, 마그네슘보드 등의 불연 보드 위에 PVC(폴리염화비닐), PP(폴리프로필렌), PS(폴리스티렌), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 등의 시트를 인쇄하여 상판 또는 상하에 접착시킨 다음 그 위에 UV수지를 코팅하는 방법; 단색의 PVC, PP, PE, PS, PET 시트를 보드에 부착시킨 후 시트 상면에 평판 실크스크린 인쇄를 하는 방법; 및 PET 필름에 별도의 패턴을 그라비아 인쇄, 실크스크린, 옵셋인쇄, 전사인쇄 등의 공법으로 인쇄한 후 인쇄된 PET 필름을 보드에 핫멜트로 접착시키는 방법; 등을 이용하여 제조된다.
상기와 같은 기술은 표면에 다량의 분진과 이물질이 있고 균일하지 못한 표면 상태를 갖는 무기질 불연 보드를 사용하므로 별도의 플라스틱류, 얇은 박판금속(철판, 알루미늄, 동)을 불연 보드의 전면 및/또는 후면에 접착하고 그 위에 그라비아 인쇄, 실크스크린, 옵셋인쇄, 전사인쇄 등의 공법으로 인쇄한 다음 UV수지를 다시 커텐코팅(Curtain Coater)방식으로 도포하여 경화시키는 방식이다.
또 다른 방법은 보드를 부착하고, 페인트를 칠하거나 벽지를 발라야 하므로 비경제적이며 공사기간이 길다. 또한, 표면재가 부착된 불연 보드를 인테리어 공사에 이용 시 적당한 크기로 절단하여 사용함에 있어서 톱날과 불연 보드의 마찰열에 의해 불연 보드에 부착된 플라스틱(PVC, PP, PE, PS, PET) 시트가 불연 보드로부터 박리되는 문제점이 발생된다.
또한, 불연 보드에 HPM(고압 멜라민 함침지), LPM(저압 멜라민 함침지)을 120 내지 180 ℃로 가열 접착시키거나, 접착제로 플라스틱류를 사용하여 부착시키면 한 방향으로 휨발생이 발생하여 휘어진 인테리어 자재로 공사에 적용하는데 어려움이 수반되는 2차 문제가 발생할 뿐만 아니라, 인테리어 공사 후 시간이 지남에 따라 계속되는 보드의 수분 흡수성과 기온 편차에서 발생되는 수축 팽창성에 의해 불연 보드의 상면에 부착된 플라스틱 시트의 접착력이 저하되어 박리되는 문제가 발생된다.
따라서, 종래와 같이 불연 보드에 별도의 표면재를 부착하고 그 상피에 인쇄하는 것이 아니라, 불연 보드에 직접 인쇄할 수 있는 새로운 방법이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제1324840호 일본 등록특허 제4406975호
본 발명의 목적은 화재 시 유독 가스 및 발암물질이 발생되지 않으며, 종래 불연 보드에 별도의 표면재를 부착하고 그 상피에 인쇄하는 방법 등과 달리 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 따라 제조된 인테리어 패턴 불연 보드를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 불연 보드에 직접 인쇄될 수 있는 수성 잉크 조성물을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법은 (A) 불연 보드 상면과 하면의 이물질을 제거하는 단계;
(B) 상기 이물질이 제거된 불연 보드의 일면에 점도가 3,000 내지 5,000 cps인 프라이머 조성물로 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;
(C) 상기 형성된 프라이머층 상에 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지, 초산 비닐계 수지, 무기질 안료 및 혼화성 보조제를 포함하는 수성 잉크 조성물을 도포하여 인쇄층을 형성하는 단계; 및
(D) 상기 인쇄층이 형성된 불연 보드를 건조 온도가 상이한 5단계로 건조시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (A)단계에서 이물질은 불연 보드를 에어 커팅하는 단계; 상기 에어 커팅된 불연 보드를 정방향으로 회전하는 브러쉬로 처리하는 단계; 및 상기 정방향으로 회전하는 브러쉬로 처리한 후 역방향으로 회전하는 브러쉬로 처리하는 동시에 에어 커팅하는 단계;를 포함하여 제거될 수 있다.
상기 (B)단계에서 프라이머 코팅액은 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지 조성물 100 중량부 및 수성 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 0.1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 (C)단계에서 수성 잉크 조성물은 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지로 이루어진 혼합수지 100 중량부에 대하여 무기질 안료 30 내지 70 중량부 및 혼화성 보조제 3 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 (C)단계에서 수성 잉크 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 기화점이 200 내지 270 ℃인 디에탄올아민을 포함하는 보조 잉크 조성물과 1 : 0.8-1.2의 중량비로 혼합될 수 있다.
상기 보조 잉크 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트 100 중량부에 대하여 부틸아크릴레이트 50 내지 80 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 50 내지 90 중량부 및 디에탄올아민 10 내지 40 중량부를 포함할 수 있다.
상기 (C)단계에서 혼화성 보조제는 폴리옥시에틸렌 화합물, 폴리옥시프로필렌 화합물 및 폴리옥시에틸렌-프로필렌 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 (C)단계에서 인쇄층의 두께는 10 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 불연 보드에 직접 수성 잉크를 인쇄하는 방법.
상기 (D)단계에서 건조는 30 내지 50 ℃에서 1 단계, 70 내지 80 ℃에서 2 단계, 100 내지 150 ℃에서 3 단계, 70 내지 80 ℃에서 4 단계 및 30 내지 50 ℃하에서 5 내지 15 ℃의 냉풍을 가하는 5 단계로 수행될 수 있다.
상기 (D)단계 이후에 UV경화 수지 또는 투명 수지로 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (D)단계 이후에 50 내지 100 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 필름을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수성 잉크가 직접 인쇄된 인테리어 패턴 불연 보드는 불연보드, 상기 불연보드 상면에 구비된 프라이머층 및 상기 프라이머층 상면에 구비된 인쇄층을 포함할 수 있다.
또한, 상기한 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 불연 보드 인쇄용 수성 잉크 조성물은 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지로 이루어진 혼합수지 100 중량부에 대하여 무기질 안료 30 내지 70 중량부 및 혼화성 보조제 3 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 수성 잉크 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 기화점이 200 내지 270 ℃인 디에탄올아민을 포함하는 보조 잉크 조성물과 1 : 0.8-1.2의 중량비로 혼합될 수 있다.
상기 보조 잉크 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트 100 중량부에 대하여 부틸아크릴레이트 50 내지 80 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 50 내지 90 중량부 및 디에탄올아민 10 내지 40 중량부를 포함할 수 있다.
일반적으로 불연 보드는 쉽게 제거되지 않는 이물질이 많고 표면이 고르지 못하며 흡수성 등의 문제점이 있어 인테리어 패턴과 다양한 색상을 표현하기 어려워 별도의 표면재를 사용하였는데, 본 발명은 물리적인 표면처리로 이물질을 모두 제거하고 흡수성을 차단할 뿐만 아니라 잉크 조성물의 부착성과 발색도가 향상되며 셀프 레벨링이 가능하므로 상기와 같은 종래의 문제점이 해소되었다.
또한, 본 발명의 수성 잉크가 직접 인쇄된 불연 보드는 화재 시 유독 가스 및 발암물질이 발생되지 않으며 수성 잉크가 직접 불연 보드에 인쇄되므로 경제적이다.
이에, 본 발명의 불연 보드는 아파트, 상가, 주택, 호텔, 오피스텔, 병원, 요양시설, 고시텔 등의 주거용 건축과 다중시설에 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 인테리어 패턴 불연 보드를 나타낸 분해도이다.
본 발명은 화재 시 유독 가스 및 발암물질이 발생되지 않으며 종래 불연 보드에 별도의 표면재를 부착하고 그 상피에 인쇄하는 방법 등과 달리 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법 및 이에 따라 제조된 인테리어 패턴 불연 보드에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법은 (A) 불연 보드 상면과 하면의 이물질을 제거하는 단계; (B) 상기 이물질이 제거된 불연 보드의 일면에 점도가 3,000 내지 5,000 cps인 프라이머 조성물로 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; (C) 상기 형성된 프라이머층 상에 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지, 초산 비닐계 수지, 무기질 안료 및 혼화성 보조제를 포함하는 수성 잉크 조성물을 도포하여 인쇄층을 형성하는 단계; 및 (D) 상기 인쇄층이 형성된 불연 보드를 건조 온도가 상이한 5단계로 건조시키는 단계;를 포함한다.
먼저, 상기 (A)단계에서 불연 보드 상면과 하면의 이물질을 제거한다.
상기 불연 보드에 붙어있는 이물질을 모두 제거하기 위하여 브러쉬 처리와 에어 커팅이 함께 수행되며, 구체적으로 1) 불연 보드를 에어 커팅하는 단계; 2) 상기 에어 커팅된 불연 보드를 정방향으로 회전하는 브러쉬로 처리하는 단계; 및 3) 상기 정방향으로 회전하는 브러쉬로 처리한 후 역방향으로 회전하는 브러쉬로 처리하는 동시에 에어 커팅하면서 집진기를 작동시키는 단계;를 포함한다. 상기 방법과 다르게, 에어 커팅만 수행하거나 브러쉬만 수행하는 경우에는 이물질뿐만 아니라 분진도 제거되지 않으며, 상기 3) 단계에서 브러쉬와 에어 커팅을 동시에 수행하지 않는 경우에는 불연 보드의 하면에 붙어있는 오염물질은 제거되지 않을 수 있으므로 상기와 같이 1) 내지 3) 단계의 방법에 따라 수행해야 이물질 및 분진이 완벽하게 제거된다.
상기 에어 커팅은 불연 보드의 상면과 하면에 강한 바람을 배출시키는 것으로서, 구체적으로 태풍급 바람세기인 콤프레사 15 마력(HP)으로 바람등급(strong breeze) 25~30 mph, 40~50 km/h, 10~20 m/s, 20~30 knots의 풍량을 길이 1 내지 2 m, 노즐간격 1 내지 3 mm인 에어나이프를 통해 배출시킨다.
또한, 상기 브러쉬는 불연 보드의 상면과 하면을 쓸 듯이 처리하는 것으로서, 구체적으로 방사선 가교된 폴리에틸렌 또는 나일론을 이용하여 굵기가 0.2 내지 1.0 mm이면서 길이가 10 내지 50 mm가 되도록 제조되어 1,000 내지 10,000 rpm으로 회전한다.
상기 불연 보드로는 석고, 규산칼슘, 탄산칼슘, 칼슘실리케이트, 화산재, 알루미늄 및 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 함유하는 보드, 시멘트 화이버 또는 황토 보드일 수 있다.
다음으로, 상기 (B)단계에서는 상기 이물질이 제거된 불연 보드의 일면에 점도가 3,000 내지 5,000 cps인 프라이머 조성물로 도포한 후 50 내지 200 ℃로 건조함으로써 프라이머층을 형성한다.
상기 프라이머층은 불연 보드의 흡수성을 줄이고 불연 보드와 인쇄층의 부착성을 향상시킬 뿐만 아니라 인쇄층의 발색도를 개선시키는 층으로서, 수성 프라이머 조성물을 브러쉬, 실크스크린, 로울러, 스프레이 등으로 도포하여 형성된다. 상기 프라이머 조성물은 높은 정밀도를 가지고 균일하게 불연 보드에 도포될 필요는 없으며 불균일하더라도 적은 양이나마 불연 보드 표면에 도포되면 프라이머 역할을 하게 된다.
상기 프라이머 조성물은 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지 조성물 100 중량부에 대하여 수성 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부; 및 물 30 내지 80 중량부를 포함한다. 이와 같이 제조된 프라이머 조성물의 점도는 3,000 내지 5,000 cps, 바람직하게는 3,000 내지 3,500 cps이다.
상기 프라이머 조성물의 점도가 상기 하한치 미만인 경우에는 불연 보드와 인쇄층의 부착성이 저하되고 인쇄층의 발색도가 개선되지 못할 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 불연 보드의 흡수성을 줄이지 못하여 시간이 흐름에 따라 프라이층과 인쇄층이 박리될 수 있다.
이에 따라, 상기 프라이머 조성물은 우수한 흡수성과 발색도를 위하여 상기와 같이 저점도이어야 하는데, 이와 같은 저점도 프라이머 조성물은 불연 보드와의 접착력이 약하기 때문에 불연 보드와 프라이머층의 접착성을 높이기 위하여 수성 에틸렌 비닐 아세테이트 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
수지 조성물에 대하여 수성 에틸렌 비닐 아세테이트 수지의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 불연 보드와의 접착성이 저하되어 작은 압력으로도 쉽게 탈락될 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 점도가 상승될 수 있다.
또한, 상기 수지 조성물은 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지 중에서 1종 이상으로 함유되는 경우에는 동일한 중량비로 혼합되어야 원하는 특성을 가진 프라이머 조성물을 얻을 수 있다.
상기 수성 우레탄계 수지로는 이오노머(Ionomer)형 폴리우레탄 수지를 들 수 있다.
또한, 상기 수성 아크릴계 수지로는 부틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 및 히드록시에틸아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다.
또한, 상기 초산 비닐계 수지로는 초산비닐-에틸렌(ethylene vinylacetate, EVA) 에멀젼 또는 초산비닐-아크릴 에멀젼을 들 수 있다.
상기 프라이머층은 10 내지 30 ㎛, 바람직하게는 15 내지 20 ㎛의 두께로 형성될 수 있는데, 프라이머층의 두께가 상기 하한치 미만인 경우에는 불연 보드의 흡수성을 줄이지 못할 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 인쇄층과의 접착력이 저하될 수 있고 발색도가 낮아질 수 있다.
다음으로, 상기 (C)단계에서는 상기 (B)단계에서 형성된 프라이머층 상에 수성 잉크 조성물을 도포하여 인쇄층을 형성한다.
수성 잉크 조성물
상기 인쇄층은 원하는 패턴을 형성하는 층으로서, 실크스크린 또는 디지털 인쇄법으로 도포하여 형성된다.
상기 잉크 조성물은 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지로 이루어진 혼합수지 100 중량부에 대하여 무기질 안료 30 내지 70 중량부, 혼화성 보조제 3 내지 10 중량부 및 물 30 내지 80 중량부를 포함한다.
상기 혼합수지는 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지가 1 : 1 : 1의 중량비로 혼합된 수지로서, 점도가 10,000 내지 40,000 cps가 되도록 제조되어 잉크 조성물이 프라이머층에 강력하게 접착되도록 하여 다른 추가 공정없이 불연 보드에 직접적으로 인쇄층이 형성되도록 한다. 또한, 상기 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지의 종류는 상기 프라이머 조성물에서 사용된 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지와 동일하다.
상기 무기질 안료는 인쇄층에 색상을 부여하는 물질로서; 보크사이트 분말, 탄산칼슘, 아크릴 수지 또는 EVA 수지, 규사, 티타늄옥사이드, 프로필렌글리콜, 실란이 포함된 안료이다.
상기 무기질 안료의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 원하는 색상이 발휘되지 못할 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 시간의 흐름에 따라 인쇄층이 박리될 수 있다.
또한, 상기 혼화성 보조제는 혼합 수지, 무기질 안료가 물과 용이하게 혼합되도록 하기 위하여 사용되는 물질로서, 폴리옥시에틸렌 화합물, 폴리옥시프로필렌 화합물 및 폴리옥시에틸렌-프로필렌 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다.
상기 혼화성 보조제의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 혼화성이 저하될 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 레벨링이 저하되어 평탄하게 도포되지 못할 수 있다.
보조 잉크 조성물
상기 보조 잉크 조성물은 상기 잉크 조성물의 발색도를 높여주고 건조를 지연시켜 작업성을 향상시키며, 프라이머층과의 접착성을 더욱 향상시킬 뿐만 아니라 셀프 레벨링이 우수하여 평탄하게 인쇄층이 형성되도록 도와준다.
상기 수성 잉크 조성물과 보조 잉크 조성물은 1 : 0.8-1.2의 중량비, 바람직하게는 1 : 1-1.2의 중량비로 혼합되는데, 수성 잉크 조성물을 기준으로 보조 잉크 조성물의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 인쇄층의 발색도가 향상되지 못하고 작업성과 접착성이 저하될 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 인쇄층이 평탄하지 않고 울퉁불퉁하게 형성될 수 있다.
상기 보조 잉크 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트 100 중량부에 대하여 부틸아크릴레이트 50 내지 80 중량부, 바람직하게는 50 내지 60 중량부; 2-에틸헥실아크릴레이트 50 내지 90 중량부, 바람직하게는 60 내지 80 중량부; 기화점이 200 내지 270 ℃인 디에탄올아민(Diethanol amine) 10 내지 40 중량부, 바람직하게는 15 내지 25 중량부 및 물 40 내지 90 중량부를 포함할 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트는 함께 사용되어 잉크 조성물의 발색도를 높여주고, 프라이머층과의 접착성을 향상시킨다. 뿐만 아니라, 수성 잉크 조성물의 혼합수지 및 디에탄올아민과 함께 사용되어 셀프 레벨링을 우수하게 수행할 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트를 기준으로 부틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 인쇄층의 발색도가 향상되지 못하고 접착성이 저하될 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 인쇄층이 평탄하지 않고 울퉁불퉁하게 형성되고 발림성이 저하될 수 있다.
상기 디에탄올아민은 기화점이 200 내지 270 ℃인 것을 사용함으로써, 잉크 조성물의 건조성을 지연시켜 양산이 가능하다. 이때, 디에탄올아민을 기화점이 200 내지 270 ℃가 아니라 140 내지 180 ℃인 디에탄올아민을 사용하는 경우에는 잉크 조성물이 빠르게 건조되어 2분 정도 작업하면 건조되어 양산이 불가능하고 작업성이 나쁘며 발색도가 낮아진다.
이러한 인쇄층의 두께는 10 내지 100 ㎛, 바람직하게는 20 내지 50 ㎛이다. 인쇄층의 두께가 상기 하한치 미만인 경우에는 원하는 발색도를 발휘할 수 없으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 광택이 저하될 수 있다.
다음으로, 상기 (D)단계에서는 상기 인쇄층이 형성된 불연 보드를 건조 온도가 상이한 5단계로 건조시켜 경화시킨다.
상기 인쇄층은 쉽게 건조되지 않을 뿐만 아니라 건조 과정에서 쉽게 기포가 발생하므로 온도가 상이한 5개의 구역에서 순차적으로 건조시켜 기포가 형성되지 않도록 한다.
구체적으로, 상기 인쇄층이 형성된 불연 보드는 1단계로 30 내지 50 ℃에서 건조시켜 인쇄층 내부를 경화시키고, 2단계로 70 내지 80 ℃에서 건조시켜 인쇄층 내부를 더욱 건조시키면서 외부를 건조시키며, 3단계로 100 내지 150 ℃에서 건조시켜 인쇄층 외부를 건조시켜 인쇄층을 초기 경화시키고, 4단계로 70 내지 80 ℃에서 건조시켜 인쇄층을 단단하게 경화시키며, 5단계로 30 내지 50 ℃하에서 5 내지 15 ℃의 냉각된 공기를 방출시켜 인쇄층이 더욱 단단히 경화되도록 한다. 상기 5단계에서, 냉각된 공기를 바로 방출시키는 경우에는 인쇄층에 크랙이 발생할 수 있으므로 30 내지 50 ℃하에서 수행되는 것이 바람직하다.
상기 각 건조단계에서 건조는 1 내지 10분 동안 수행된다.
다음으로, 상기 (E)단계에서는 상기 인쇄층이 형성된 불연 보드 상에 UV경화 수지 또는 투명 수지를 도포하여 코팅층을 형성한다.
상기 코팅층은 인쇄층의 오염을 방지하고 내마모도 및 광택을 조절하기 위하여 코팅되는 층으로서, UV경화 수지 또는 투명 수지를 커튼 코트, 콤마 코트, 리버스코타, 그라비아, 후렉소 인쇄 방식 등으로 도포하여 형성된다.
상기 UV경화 수지는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 불포화 폴리에스테르 아크릴레이트올리고머 50 내지 80 중량부 및 폴리우레탄 수지 1 내지 10 중량부를 혼합하여 경화된 UV수지가 깨지는 것을 방지한다.
상기 UV경화 수지는 수은 램프, 메탈 할라이드 램프 및 칼륨 램프로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 램프로 경화된다.
또한, 상기 투명 수지는 투명한 코팅층을 형성하는 수지라면 특별히 한정되지 않는다.
다음으로, 상기 (F)단계는 상기 (D)단계에서 제조된 인쇄층이 형성된 불연 보드 상, 또는 (E)단계에서 제조된 코팅층이 형성된 불연 보드 상에 50 내지 100 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 필름을 도포한 후 압착 고무롤러를 이용하여 부착함으로써 보호 필름층이 형성된다.
또한, 본 발명은 수성 잉크가 직접 인쇄된 불연 보드를 제공하며, 도 1을 참조하여 설명한다.
본 발명의 수성 잉크가 직접 인쇄된 인테리어 패턴 불연 보드는 상기 제조방법에 따라 제조되어 불연 보드(100), 상기 불연보드 상면에 구비된 프라이머층(200) 및 상기 프라이머층 상면에 구비된 인쇄층(300)을 포함하며; 상기 인쇄층 상면에 코팅층(400) 및 상기 코팅층 상면에 보호 필름층(500)을 더 구비할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
<제조예>
제조예 1. 프라이머 조성물
수성 에틸아크릴레이트 및 초산비닐-에틸렌 에멀젼이 1 : 1의 중량비로 혼합된 수지 조성물 100 중량부, 수성 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 3 중량부 및 물 30 중량부를 혼합하여 점도가 4,000 cps인 프라이머 조성물을 제조하였다.
제조예 2. 수성 잉크 조성물
이오노머(Ionomer)형 폴리우레탄 수지, 수성 부틸아크릴레이트 및 초산비닐-아크릴 에멀젼이 1 : 1 : 1의 중량비로 혼합된 혼합 수지(15,000 cps) 100 중량부, 무기질 안료 40 중량부, 혼화성 보조제로 폴리옥시에틸렌 화합물 5 중량부 및 물 40 중량부를 혼합하여 수성 잉크 조성물을 제조하였다.
제조예 3. 보조 잉크 조성물
폴리메틸메타크릴레이트 100 중량부, 부틸아크릴레이트 60 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 70 중량부, 기화점이 200 ℃인 디에탄올아민 30 중량부 및 물 50 중량부를 포함하여 보조 잉크 조성물을 제조하였습니다.
비교제조예 1. 수성 잉크 조성물_수성 아크릴계 수지 생략
상기 제조예 2와 동일하게 제조하되, 수성 부틸아크릴레이트를 사용하지 않고 수성 잉크 조성물을 제조하였다.
비교제조예 2. 수성 잉크 조성물
상기 제조예 2와 동일하게 제조하되, 이오노머(Ionomer)형 폴리우레탄 수지, 수성 부틸아크릴레이트 및 초산비닐-아크릴 에멀젼이 1 : 2 : 3의 중량비로 혼합하여 수성 잉크 조성물을 제조하였다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1.
불연 보드의 상면과 하면을 콤프레사 15 마력(HP)으로 에어 커팅하고 정방향으로 회전하는 브러쉬로 처리한 다음 역방향으로 회전하는 브러쉬로 처리하는 동시에 에어 커팅하면서 집진기를 작동시켜 불연 보드의 상면과 하면에 붙어있던 분진과 이물질을 모두 제거한 후, 상기 제조예 1에 따라 제조된 프라이머 조성물을 도포하여 90 ℃에서 건조함으로써 두께가 20 ㎛인 프라이머층을 형성하였다.
상기 프라이머층 상에 상기 제조예 2에 따라 제조된 수성 잉크 조성물을 실크스크린으로 도포한 후 1단계로 30 ℃에서 5분 동안 건조시키고, 2단계로 70 ℃에서 5분 동안 건조시키며, 3단계로 110 ℃에서 3분 동안 건조시키고, 4단계로 70 ℃에서 5분 동안 건조시키며, 5단계로 40 ℃하에서 15 ℃의 냉각 공기를 7분 동안 방출시켜 인쇄층이 단단히 경화시킴으로써 두께가 20 ㎛인 인쇄층이 형성된 불연 보드를 제조하였다.
실시예 2. 수성 잉크 조성물 + 보조 잉크 조성물
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 제조예 2에 따라 제조된 수성 잉크 조성물과 제조예 3에 따라 제조된 보조 잉크 조성물을 1 : 1의 중량비로 혼합하여 수성 잉크가 직접 인쇄된 불연 보드를 제조하였다.
비교예 1. 수성 잉크 조성물_2종의 수지
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 제조예 2에 따라 제조된 수성 잉크 조성물 대신 비교제조예 1에 따라 제조된 수성 잉크 조성물을 사용하여 수성 잉크가 직접 인쇄된 불연 보드를 제조하였다.
비교예 2. 수성 잉크 조성물_수지 비율 상이
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 제조예 2에 따라 제조된 수성 잉크 조성물 대신 비교제조예 2에 따라 제조된 수성 잉크 조성물을 사용하여 수성 잉크가 직접 인쇄된 불연 보드를 제조하였다.
비교예 3. 프라이머 조성물 생략
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 프라이머 조성물을 도포하는 것을 생락하고 수성 잉크가 직접 인쇄된 불연 보드를 제조하였다.
비교예 4. 보조 잉크 조성물_ 디에탄올아민 기화점 140 ℃
상기 실시예 2과 동일하게 실시하되, 기화점이 140 ℃인 디에탄올아민을 이용하여 수성 잉크가 직접 인쇄된 불연 보드를 제조하였다.
비교예 5. 건조 한번만 수행
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 수성 잉크 조성물을 실크스크린으로 도포한 후 150 ℃에서 10분 동안 건조시켜 수성 잉크가 직접 인쇄된 불연 보드를 제조하였다.
비교예 6. 건조 3단계로 수행
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 수성 잉크 조성물을 실크스크린으로 도포한 후 1단계로 30 ℃에서 7분 동안 건조시키고, 2단계로 70 ℃에서 8분 동안 건조시키며, 3단계로 110 ℃하에서 15 ℃의 냉각 공기를 7분 동안 방출시켜 수성 잉크가 직접 인쇄된 불연 보드를 제조하였다.
< 시험예 >
시험예 1.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 불연 보드를 하기와 같은 시험을 실시하였다.
1-1. 밀착성(crosscut test): 1 X 1 mm크기로 커팅하고, 테이프로 3회 접착하여 표면의 박리를 확인한다(기준치: 박리가 없어야 함).
1-2. 표면경도: 연필심의 각을 90°로 갈아 연필을 45°기울기로 하여 시험하며한다(기준치: 2H 이상).
1-3. 내수성: 물에 48시간 동안 침적한다(기준치: 들뜸이나 박리가 없어야 함).
1-4. 평활성: 육안으로 코팅막의 평활도를 측정한다.
1-5. 내마모성: 지우개를 이용하여 일정한 압력으로 1500회 왕복한다(기준치: 들뜸이나 박리가 없어야 함).
◎: 기준치 만족, 매우 양호
○: 기준치에 90% 도달, 양호
△: 기준치에 70% 도달, 보통
X: 기준치에 30% 도달, 불량
구분 밀착성 표면경도 내수성 평활성 내마모성
실시예 1 ○ ○ ◎ ○ ○
실시예 2 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
비교예 1 X △ X X X
비교예 2 △ X △ X △
비교예 3 X △ X X X
비교예 4 ○ △ ○ △ X
비교예 5 X X △ X X
비교예 6 △ △ △ ○ △
위 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 2에 따라 제조된 수성 잉크가 직접 인쇄된 불연 보드는 밀착성, 표면경도, 내수성, 평활성 및 내마모성이 모두 우수한 것으로 확인되었으며, 이로 인하여 내부식성도 우수한 것으로 확인하였다.
반면, 비교예 1 내지 6은 모든 시험에서 좋지 않은 결과를 보이는 것으로 확인되었다. 비교예 4의 시험 결과가 비교예 1-6 중에서 우수하기는 하지만 2분 이내에 수성 잉크 조성물이 굳어져 사용하기 어려운 문제가 있다.
시험예 2.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 불연 보드를 하기와 같은 시험을 실시하였다.
2-1. 포름알데히드 방출량(mg/L): KS F 3217 시험법으로 확인하였다(기준치: 5이하).
2-2. VOC 방산성: JIS A 1901 시험법으로 확인하였다.
2-3. 내투수성: KS F 4936 시험법으로 확인하였다(기준치: 투수되지 않을 것).
2-4. 투습도(g/㎡·24h): KS F 4936 시험법으로 확인하였다(기준치: 50.0 이하).
2-5. 내충격성: KS D 6711 시험법으로 확인하였다(기준치: 이상없을 것).
2-6. 불연성: KS M 3015-95 시험법으로 확인하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
포름알데히드 방출량(mg/L) 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨
VOC방산성 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨
내투수성 이상없음 이상없음 불량 불량 불량 불량 불량 불량
투습도(g/㎡·24h) 1.78 1.54 58.7 53.1 83.8 40.3 63.8 60.7
내충격성 이상없음 이상없음 불량 불량 불량 이상없음 불량 불량
불연성 불연 불연 불연아님 불연아님 불연아님 불연 불연아님 불연아님
위 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 2에 따라 제조된 수성 잉크가 직접 인쇄된 불연 보드는 중금속, 독성물질이 방출되지 않으며 비교예 1 내지 3 및 비교예 4 내지 5에 비하여 내투수성이 우수하고 열에 강한 것을 확인하였다.
반면, 비교예 4는 불연성을 가지면 내충격성도 우수하지만 2분 이내에 수성 잉크 조성물이 굳어져 사용하기 어려운 문제가 있다.
100: 불연 보드 200: 프라이머층
300: 인쇄층 400: 코팅층
500: 보호 필름층

Claims (17)

  1. (A) 불연 보드 상면과 하면의 이물질을 제거하는 단계;
    (B) 상기 이물질이 제거된 불연 보드의 일면에 점도가 3,000 내지 5,000 cps인 프라이머 조성물로 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;
    (C) 상기 형성된 프라이머층 상에 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지, 초산 비닐계 수지, 무기질 안료 및 혼화성 보조제를 포함하는 수성 잉크 조성물을 도포하여 인쇄층을 형성하는 단계; 및
    (D) 상기 인쇄층이 형성된 불연 보드를 건조 온도가 상이한 5단계로 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (A)단계에서 이물질은 불연 보드를 에어 커팅하는 단계; 상기 에어 커팅된 불연 보드를 정방향으로 회전하는 브러쉬로 처리하는 단계; 및 상기 정방향으로 회전하는 브러쉬로 처리한 후 역방향으로 회전하는 브러쉬로 처리하는 동시에 에어 커팅하는 단계;를 포함하여 제거하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (B)단계에서 프라이머 조성물은 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지 조성물 100 중량부 및 수성 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (C)단계에서 수성 잉크 조성물은 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지로 이루어진 혼합수지 100 중량부에 대하여 무기질 안료 30 내지 70 중량부 및 혼화성 보조제 3 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (C)단계에서 수성 잉크 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 기화점이 200 내지 270 ℃인 디에탄올아민을 포함하는 보조 잉크 조성물과 1 : 0.8-1.2의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보조 잉크 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트 100 중량부에 대하여 부틸아크릴레이트 50 내지 80 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 50 내지 90 중량부 및 디에탄올아민 10 내지 40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (C)단계에서 혼화성 보조제는 폴리옥시에틸렌 화합물, 폴리옥시프로필렌 화합물 및 폴리옥시에틸렌-프로필렌 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (C)단계에서 인쇄층의 두께는 10 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 (D)단계에서 건조는 30 내지 50 ℃에서 1 단계, 70 내지 80 ℃에서 2 단계, 100 내지 150 ℃에서 3 단계, 70 내지 80 ℃에서 4 단계 및 30 내지 50 ℃하에서 5 내지 15 ℃의 냉풍을 가하는 5 단계로 수행되는 것을 특징으로 하는 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 (D)단계 이후에 UV경화 수지 또는 투명 수지로 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 (D)단계 이후에 50 내지 100 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 필름을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크를 이용하여 직접 인테리어 패턴을 인쇄한 불연 보드의 제조방법.
  12. 불연 보드,
    상기 불연 보드 상면에 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지 조성물 100 중량부 및 수성 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 0.1 내지 10 중량부를 포함 프라이머 조성물로 도포되어 형성된 프라이머층, 및
    상기 프라이머층 상면에 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지, 초산 비닐계 수지, 무기질 안료 및 혼화성 보조제를 포함하는 수성 잉크 조성물 로 도포되어 형성된 인쇄층,을 포함하는 수성 잉크가 직접 인쇄된 인테리어 패턴 불연 보드.
  13. 제12항에 있어서, 상기 인쇄층 상면에 UV경화 수지 또는 투명 수지를 도포하여 형성된 코팅층 및 폴리에틸렌 필름을 도포된 보호 필름층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크가 직접 인쇄된 인테리어 패턴 불연 보드.
  14. 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지, 초산 비닐계 수지, 무기질 안료 및 혼화성 보조제를 포함하는 불연 보드 인쇄용 수성 잉크 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 수성 잉크 조성물은 수성 우레탄계 수지, 수성 아크릴계 수지 및 초산 비닐계 수지로 이루어진 혼합수지 100 중량부에 대하여 무기질 안료 30 내지 70 중량부 및 혼화성 보조제 3 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불연 보드 인쇄용 수성 잉크 조성물.
  16. 제14항에 있어서, 상기 수성 잉크 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 기화점이 200 내지 270 ℃인 디에탄올아민을 포함하는 보조 잉크 조성물과 1 : 0.8-1.2의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 불연 보드 인쇄용 수성 잉크 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 상기 보조 잉크 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트 100 중량부에 대하여 부틸아크릴레이트 50 내지 80 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 50 내지 90 중량부 및 디에탄올아민 10 내지 40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불연 보드 인쇄용 수성 잉크 조성물.
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