KR100622894B1 - 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부층, 중간층 및 하부층으로 구성된 데코시트용 탑레이어 필름에 있어서,

상기 상부층은 변성폴리에틸렌수지;

상기 중간층은 폴리우레탄수지 40 내지 60 중량%와 변성폴리에틸렌수지 40 내지 60 중량%의 혼합 수지;

상기 하부층은 폴리우레탄수지 20 내지 40 중량%와 에틸렌비닐아세테이트수지 60 내지 80 중량%의 혼합 수지;

로 이루어진 것을 특징으로 하는 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름에 관한 것이다.

본 발명은 상부층의 소재로서 변성폴리에틸렌수지를 사용하여 내마모성, 내스크래치성, 내오염성을 향상시키고, 중간층의 소재로서 폴리우레탄수지와 변성폴리에틸렌수지의 혼합 수지를 사용하여 인장강도와 신장률을 향상시키고, 하부층의 소재로서 폴리우레탄과 에틸렌비닐아세테이트수지의 혼합 수지를 사용하고 코로나 처리를 하여 표면장력을 향상시켜 우수한 접착력을 갖는 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름을 제공할 수 있다.

데코시트, 탑레이어 필름, 변성폴리에틸렌수지, 폴리우레탄수지, 에틸렌비닐아세테이트수지, 내마모성, 내스크래치성, 내오염성

Description

열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름{Top layer film for Non-toxic Decoration sheet that the heat melting is possible}

본 발명은 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에틸렌메타아크릴산 공중합체수지 소재의 상부층과 폴리우레탄수지 및 에틸렌메타아크릴산 공중합체수지 소재의 중간층과 폴리우레탄수지 및 에틸렌비닐아세테이트수지 소재의 하부층으로 구성되고, 상기 상부층이 내마모성, 내스크래치성, 내오염성, 내항변성이 우수한 것을 특징으로 하는 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름에 관한 것이다.

일반적으로 가구 및 인테리어 마감재 또는 건축물의 내장재로 사용되고 있는 데코시트용 탑레이어 필름은 폴리염화비닐수지를 소재로 하여 제조되어진다. 이와 같은 폴리염화비닐수지는 이미 알려진 바와 같이 제품의 유연성을 향상시키기 위해 가소제를 첨가하는 관계로 소각시 다이옥신을 배출하므로 환경오염물질로 지정되어 있고, 그리고 세계 각국에서 그 사용을 규제하기 때문에 친환경적인 소재로서 폴리 올레핀계수지를 이용한 데코시트와 데코타일용 탑레이어 필름의 연구 개발이 활발히 진행 중에 있다.

그러나 폴리올레핀계 수지를 사용할 경우 폴리염화비닐수지가 가지고 있던 물성과 같은 성능을 유지하기가 어렵고, 특히 상부층은 내마모성, 내스크래치성 및 내오염성을 유지해야 하고 그리고 인쇄층과 부착성이 있어야 하나 폴리올레핀계 수지만을 사용할 경우에는 상기와 같은 물성을 나타낼 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명자는 데코시트용 탑레이어 필름을 각기 다른 소재의 3층 구조로 형성하여 각층의 성능을 향상시킴으로서 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 본 발명은 상부층의 소재로서 변성폴리에틸렌수지를 사용하여 내마모성, 내스크래치성, 내오염성을 향상시키고, 중간층의 소재로서 폴리우레탄수지와 변성폴리에틸렌수지의 혼합 수지를 사용하여 인장강도와 신장률을 향상시키고, 폴리우레탄과 에틸렌비닐아세테이트수지의 혼합 수지를 사용한 하부층의 표면에 코로나 처리를 하여 표면장력을 향상시켜 우수한 접착력을 갖는 것을 특징으로 한 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은 상부층, 중간층 및 하부층으로 구성된 데코시트용 탑레이어 필름에 있어서,

상기 상부층은 변성폴리에틸렌수지;

상기 중간층은 폴리우레탄수지 40 내지 60 중량%와 변성폴리에틸렌수지 40 내지 60 중량%의 혼합 수지;

상기 하부층은 폴리우레탄수지 20 내지 40 중량%와 에틸렌비닐아세테이트수지 60 내지 80 중량%의 혼합 수지;

로 이루어진 것을 특징으로 하는 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름에 관한 것이다.

상기 상부층은 외부와 접촉되는 면으로서 내마모성, 내스크래치성,내오염성이 우수하여야 하기 때문에 변성폴리에틸렌수지를 사용한다. 변성폴리에틸렌수지는 폴리염화비닐수지와 같이 소각시에 다이옥신이 배출하는 수지가 아니기 때문에 친환경적 수지라 할 수 있다.

그리고 중간층은 폴리우레탄수지 40 내지 60 중량%와 변성폴리에틸렌수지 40 내지 60 중량%의 혼합 수지를 사용한다. 상기 폴리우레탄수지는 극성 폴리머 간의 접착시 수지사이의 친화력을 높여주므로 상부층 및 하부층과의 접착력을 높이는 역할을 하며, 상기 변성폴리에틸렌수지는 내마모성, 내스크래치성, 내오염성이 우수 하기 때문에 상부층이 훼손 시에도 중간층을 보호할 수 있는 역할을 한다.

상기 중간층에서 폴리우레탄수지 40 내지 60 중량%와 변성폴리에틸렌수지 40 내지 60 중량%가 혼합된 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 폴리우레탄수지의 함량이 40 중량% 미만이거나 변성폴리에틸렌수지의 함량이 60 중량%를 초과할 경우에는 기계적인 물성은 우수하나 폴리우레탄수지의 함량 부족으로 인해 극성 폴리머 간의 접착시 수지사이의 친화력이 낮아지기 때문에 각 층간의 접착력이 떨어지며, 폴리우레탄수지의 함량이 60 중량%를 초과하거나 변성폴리에틸렌수지의 함량이 40 중량%미만일 경우에는 각 층간의 접착력은 향상되나 변성폴리에틸렌수지의 함량 부족으로 인해 기계적인 물성이 저하될 우려가 있다.

상기 상부층 및 중간층의 변성폴리에틸렌수지는 에틸렌메타아크릴산 공중합체수지를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

상기 하부층은 일반적으로 데코시트의 상부면의 각종 다양한 무늬가 인쇄된 면을 보호하기 위하여 접착시키는 층으로서 접착층이라고도 한다. 이 하부층은 폴리우레탄수지 20 내지 40 중량%와 에틸렌비닐아세테이트수지 60 내지 80 중량%의 혼합 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 폴리우레탄수지의 함량이 20 중량% 미만이거나 에틸렌비닐아세테이트수지의 함량이 80 중량%를 초과할 경우에는 기계적인 물성은 우수하나 폴리우레탄수지의 함량 부족으로 인해 일반적으로 데코시트의 소재 로 사용되고 있는 폴리염화비닐수지와의 친화력이 낮아질 우려가 있고, 폴리우레탄수지의 함량이 40 중량%를 초과하거나 에틸렌비닐아세테이트수지의 함량이 60 중량% 미만일 경우에는 데코시트와의 접착력은 향상되나 에틸렌비닐아세테이트수지의 함량 부족으로 인해 기계적인 물성이 저하될 우려가 있다.

본 발명에서 상기 하부층에 사용하는 혼합 수지는 데코시트의 재질에 따라 폴리우레탄수지 20 내지 40 중량%와 폴리아마이드수지 60 내지 80 중량%가 혼합된 수지를 사용할 수 있다. 폴리아마이드수지는 폴리우레탄수지, 에틸렌비닐아세테이트수지 등과 같이 극성 폴리머 간의 접착시 수지사이의 친화력이 좋을 뿐만 아니라 기계적 물성도 우수한 것이 특징이다.

그리고 상기 하부층은 표면장력이 40 내지 46 dyne/㎝이 되도록 하는데, 상기 표면장력 범위에서 가장 접착력이 좋다.

상기 하부층이 이러한 표면장력을 갖기 위해서는 코로나(corona) 처리를 하게 되는데, 코로나 표면처리의 목적은 고주파수, 전기방전에 의해 표면의 젖음성을 증가시키는 것으로 낮은 표면 에너지는 부착력 문제를 일으키고, 최적의 접착을 위해서는 적용되는 재질보다 피처리물의 표면에너지를 약간 더 높게 증가하는 것이 필요하다. 따라서 코로나 표면처리는 피처리물 표면에 재질의 우수한 젖음성(Wettability)을 주어 접착강도를 증가시키며, 코로나 표면처리는 단지 표면에서만 발생하므로, 강도 또는 외관과 같은 원소재의 특성에는 영향을 주지 않는다.

그리고 본 발명에 따른 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름은 데코시트용으로 한정되지 않고, 데코타일 등 본 발명의 기술적 구성을 응용할 수 있는 제품에 다양하게 적용되어 사용될 수 있을 것이다.

본 발명의 구성에 대하여 실시예를 통하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

(실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3)

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3은 [표 1]과 같은 성분으로 상부층과 중간층 및 하부층을 갖는 일반적인 데코시트용 탑레이어 필름의 제조 방법에 의해 제조하였다.

실시예 1 내지 3과 비교예 2, 3에서는 상부층의 변성폴리에틸렌수지로 에틸렌메타아크릴산 공중합체 수지를 사용하였으며, 비교예 1에서는 상부층으로 폴리에틸렌 수지를 사용하여 데코시트용 탑레이어 필름을 제조하였다.

[표 1]

[단위 : 중량부]

구 분		실시예			비교예
		1	2	3	1	2	3
상부층	에틸렌메타아크릴산공중합체수지	100	100	100	-	100	100
	폴리에틸렌수지	-	-	-	100	-	-
중간층	폴리우레탄수지	40	50	60	50	70	50
	에틸렌메타아크릴산공중합체수지	60	50	40	50	30	50
하부층	폴리우레탄수지	20	30	40	30	30	50
	에틸렌비닐아세테이트수지	80	70	60	70	70	50

상기 [표 1]과 같은 성분으로 상부층과 중간층 및 하부층을 이루어 제조된 데코시트용 탑레이어 필름을 이용하여 각각의 기계적 물성과 특성을 측정하여 [표 2]에 나타내었다.

여기서 실시예 1 내지 3과 비교예 2, 3의 성분으로 제조된 데코시트용 탑레이어 필름은 표면장력과 접착력 시험을 위해 하부층을 코로나 처리하여 실험하였고, 비교예 1은 코로나 처리를 실시하지 않았다.

[표 2]

구분	실시예			비교예
	1	2	3	1	2	3
내마모성	1	1	1	3	2	2
내스크래치성	○	○	○	×	△	○
내오염성	1	1	1	2	1	1
인장강도 (g/in)	4,165	3,945	3,800	2,875	2,310	3,690
신장률(%)	170	185	190	198	143	164
표면장력 (dyne/㎝)	42	43	43	12	43	43
접착력	1.0㎏/25㎜	1.2㎏/25㎜	1.3㎏/25㎜	0.6㎏/25㎜	1.1㎏/25㎜	1.4㎏/25㎜

1) 내마모성 및 내오염성

- 마모성(마모륜 100회)테이버 마모기(Taber 사의 모델-5130)를 이용하여 하중 250 g을 부가하여 마모시켰다.

- 내오염성 테스트(Test)는 수성펜으로 오염시킨 후 마른 헝겊으로 지웠을 때의 현상을 나타냄.

1 : 흔적이 안 보이는 수준

2 : 자세히 보아야 흔적이 조금 보이는 수준(0.30m 에서 식별가능)

3: 흔적이 보이는 수준(0.75m 거리에서 식별 가능)

4: 흔적이 잘 보이는 수준(1.5m 에서 식별가능)

2) 내스크래치성: #000 스틸울에 대한 스크래치 시험(1㎏ 하중, 10회 왕복)

○ : 표면 손상이 없음

△ : 표면 손상이 약간 있음

× : 표면 손상이 많음

3) 인장강도

인스트론(INSTRON) 4204모델을 사용하여 ASTM D-882조건하에서 측정하였다.

4) 신장률

데코시트용 탑레이어 필름을 각각 25mm폭×100mm길이의 샘플로 잘랐다. 1㎏중량(9.8 N/2.5mm)을 사용하는 방향을 따라 필름을 향방시키고 10분간 놓아둔 후 신장률을 측정하였다.

5) 표면장력

데코시트용 탑레이어 필름 각각의 하부층 표면에 물 (표면장력 72.8 μN/㎝ 내, 비극성 성분 21.8 μN/㎝, 극성 성분 51.0 μN/㎝), 에틸렌글리콜 (표면장력 48.0 μN/㎝ 내, 비극성 성분 29.0 μN/㎝, 극성 성분 19.0 μN/㎝), 디요오드메탄 (표면장력 50.8 μN/㎝ 내, 비극성 성분 50.8 μN/㎝, 극성 성분 0 μN/㎝) 의 3 액을 적하하고, 각각의 액에 의한 접촉각을 측정하고, 확장 Forkes 식을 사용하여 표면장력을 산출하였다.

6) 접착력

데코시트용 탑레이어 필름을 150 mm × 25 mm 크기의 조각들로 절단하고, 이 조각들 각각을 데코시트에 접착하여 20℃, 65% RH의 조건 하에서 24 시간 동안 방치한 다음, 300 mm/분의 박리 속도 및 180°의 박리각의 측정 조건하에서 접착력(박리력)을 측정하였다.

상기 [표 2]에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 3은 상부층과 중간층 및 하부층을 각각 [표 1]과 같은 수지를 사용하여 데코시트용 탑레이어 필름을 제조함으로써, 내마모성 및 내스크래치성이 매우 우수하고, 수성펜으로 오염을 실시하여 테스트한 내오염성에서도 우수하였으며, 인장강도 및 신장률에서도 우수한 물성을 나 타내었다. 그리고 하부층을 코로나 처리함으로써, 표면장력이 40 내지 46 dyne/㎝ 범위 내로 측정되어 우수한 접착력을 나타내었다.

그러나 비교예 1은 상부층을 변성폴리에틸렌수지로 에틸렌메타아크릴산 공중합체 수지를 사용한 실시예와 달리 폴리에틸렌수지를 사용하여 데코시트용 탑레이어 필름을 제조함으로써, 내마모성 및 내스크래치성이 매우 저조한 것으로 나타났으며, 내오염성도 실시예에 비하여 약간 저조한 것으로 나타났다. 그리고 인장강도도 매우 저조하게 나타났으며, 하부층을 코로나 처리하지 않음으로써, 표면장력이 매우 낮고, 이에 따라 접착력도 저조한 결과를 나타내었다.

비교예 2는 내마모성, 내스크래치성 및 내오염성의 물성은 양호한 결과를 나타내었으며, 표면장력과 접착력도 실시예와 비슷한 결과를 나타내었으나, 중간층에 사용되는 에틸렌메타아크릴산 공중합체 수지의 함량이 사용 범위 미만으로 첨가되어, 인장강도 및 신장률의 기계적 물성이 저하되었다.

그리고 비교예 3은 내마모성, 내스크래치성 및 내오염성은 양호한 결과를 나타내었으나, 하부층에 사용되는 에틸렌비닐아세테이트수지의 함량이 사용 범위 미만으로 첨가되어, 데코시트와의 접착력은 매우 우수하였으나, 실시예보다 낮은 인장강도와 신장률을 나타내었다.

본 발명은 상부층의 소재로서 변성폴리에틸렌수지를 사용하여 내마모성, 내스크래치성, 내오염성을 향상시키고, 중간층의 소재로서 폴리우레탄수지와 변성폴 리에틸렌수지의 혼합 수지를 사용하여 인장강도와 신장률을 향상시키고, 하부층의 소재로서 폴리우레탄과 에틸렌비닐아세테이트수지의 혼합 수지를 사용하고 코로나 처리를 하여 표면장력을 향상시켜 우수한 접착력을 갖는 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름을 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 상부층, 중간층 및 하부층으로 구성된 데코시트용 탑레이어 필름에 있어서,

   상기 상부층은 변성폴리에틸렌수지;

   상기 중간층은 폴리우레탄수지 40 내지 60 중량%와 변성폴리에틸렌수지 40 내지 60 중량%의 혼합 수지;

   상기 하부층은 폴리우레탄수지 20 내지 40 중량%와 에틸렌비닐아세테이트수지 60 내지 80 중량%의 혼합 수지;

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상부층 및 중간층의 변성폴리에틸렌수지는 에틸렌메타아크릴산 공중합체수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름.
3. 제 1항에 있어서, 상기 하부층은 폴리우레탄수지 20 내지 40 중량%와 폴리아마이드수지 60 내지 80 중량%가 혼합된 수지를 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름.
4. 제 1항에 있어서, 상기 하부층은 표면장력이 40 내지 46 dyne/㎝인 것을 특징으로 하는 열융착이 가능한 친환경 데코시트용 탑레이어 필름.