説明

銀ナノコーティング表面材の製造方法

【課題】PETを表面材に用いて、PVC、PPのような既存の表面材の問題点を解決し、一層向上した新素材を開発すること。
【解決手段】本発明は、PP原緞とPET原緞とを合紙して製造することを特徴とする銀ナノコーティング表面材の製造方法であって、PP原緞、又は、PET原緞の後面に、親環境アクリル系のインキを用いてパターン印刷する印刷段階と;印刷と同時に、PP原緞とPET原緞とをウレタン系の接着剤で接着する接着段階と;接着された原緞を、60℃の温度で3日間熟成させる熟成段階と;PET原緞を銀ナノ溶液及びUVコーティングするコーティング段階と;を含む。本発明の製造方法によれば、PPとPETとを用いることで、環境親和的で、様々なパターンの印刷と3次元の曲面接着とは勿論であり、熱圧成形や常温接着が同時にできる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、PP原緞とPET原緞とを合紙して製造することを特徴とする銀ナノコーティング表面材の製造方法(MANUFACTURING METHOD OF NANOSILVER COATED SURFACE MATERIALS)に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、家具用、インテリア用、電子製品用に用いられる表面素材は、PVC、PP、PETが主流をなしている。PVC、PPは、国内で生産及び加工が可能であるが、PETの場合、家具用/インテリア用/電子製品用に用いられる表面材は、全量輸入品に依存している。
【0003】
PVC素材は、他の素材に比べて、製造過程も複雑でなく、原材料である樹脂値段も安価であり、シートに様々な色、様々なパターンに印刷し、エンボスロールで各種の文様を表示して、ラッピング用(包み接着)、オーバーレイ用(平板接着)、M/B用(曲面接着)だけでなく、エッジ材(裁断仕上げ)などの家具/インテリア/電子製品の表面資材として一番大きな比重を占めている。しかし、PVCの場合、シート自体が熱に弱くて、耐汚染性と耐溶剤性とが弱いことから、製品の清潔度を維持することが難しく、また、パネルに接着した後、家具用/インテリア用/電子製品用に加工されて消費者に販売されるが、製品の交換周期が過ぎて、新しい製品に交換する際に、リサイクルや埋込みがならなく、全量焼却処理をすることになるが、引火性が強く、焼却時に、ダイオキシンや塩化水素ガスなど、人体や環境に有害な毒性物質が生じて、親環境的でない素材として分類され、次第、使用が規制されている実情にある。既に、日本は、一般家具/インテリア/電子製品には使用できなくなっており、国内でも、大企業、公企業を主軸として、PVC仕上げ材の使用が規制されている。
【0004】
PP素材は、PVCよりは親環境的である素材で、炭素(C)と水素(H)のみから構成された素材である。PVCに類似している作業性とメリットとを持っている素材として、PVCより熱や外部湿度に抵抗力が強く、特殊に熱圧成形するパネルの後面や塗装パネルの後面等にも使用しているが、成形作業がややこしくて、接着力の保証が難しいことから、シートの接着面に常にプライマー処理をしなければならなく、印刷作業時に、特殊インキを使用しなければならないという問題と、静電気の発生が、他の素材より強いため、容易に汚れるという問題と、表面傷力、汚染性に弱く、切削作業時に屑(PP滓)が発生するという問題などから、シート製造工程で別途の特殊処理(特殊顔料混合/UVコーティング/放電処理等)をしてから、この問題を部分的に解決することができる。また、PP素材は、焼却時に、二酸化炭素(CO)と水(HO)とだけを排出する親環境素材であるが、別途の廃棄処理をしなければならなく、素材の特性上、特殊インキを用いて印刷をしなければならないという問題点がある。
【0005】
したがって、現存するPVC、PPの短所である表面強度、光沢度、平滑度、表面質感など、品質的な短所を補完しながら、親環境素材として、生産者と消費者とが共に満足し得る表面材の開発が切実に要求されている実情にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、PETを表面材に用いて、PVC、PPのような既存の表面材の問題点を解決し、一層向上した新素材を開発することを目的とする。
【0007】
また、環境親和的で、様々なパターンの印刷と3次元の曲面接着とは勿論であり、熱圧成形や常温接着が同時にでき、ラッピングやM/B、オーバーレイ工法の接着とエッジ材にも活用が同時に可能な表面材を製造することを目的とする。
【0008】
また、防炎、防虫、坑菌、殺菌、電磁波遮断が可能であり、表面強度、光沢度、平滑度、表面質感に優れた家具用/インテリア用/電子製品用の表面材を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、前述のような目的を達成するために案出されたものであり、PP原緞とPET原緞とを合紙して製造することを特徴とする表面材の製造方法に関するものである。
【0010】
本発明に係る表面材の製造方法は、最適厚さのPP原緞及びPET原緞を生産する段階と;PP原緞、又は、PET原緞の後面に、親環境アクリル系のインキを用いてパターン印刷する印刷段階と;印刷と同時に、前記PP原緞とPET原緞とをウレタン系の接着剤で接着する接着段階と;前記接着された原緞を、60℃の温度で3日間熟成させる熟成段階と;前記PET原緞を銀ナノ溶液及びUVコーティングするコーティング段階と;を含む。
【0011】
また、前記コーティング段階後に、前記PP原緞にPE保護フィルム、又は、アクリル系のプライマーを処理する段階を更に含むことができる。
【0012】
また、前記PET原緞は、PET-A、又は、PET-Gを用い、前記PET原緞は、厚さが0.05〜0.3mm、前記PP原緞は、厚さが0.05〜0.4mmであることを特徴とする。
【0013】
一方、前記PET原緞を銀ナノ溶液及びUVコーティングするコーティング段階は、無溶剤タイプのアクリル(15g/m)を主成分とする主剤に銀ナノ溶液(0.8g/m)を重合して形成されたコーティング樹脂を塗布し、UVランプ(紫外線硬化方式)にて乾燥してコーティングする。
【0014】
ナノシルバー(Nano Silver)は、銀(Ag)を10億分の1メートルにナノ化したものであり、坑菌(Antimicrobial)及び殺菌(Sterilization)、細菌性臭い除去(Deodprizer)、静電気防止(Antistatic)、電磁波遮蔽(Electromagnetic Shielding Enclosures)、恒温/断熱などの機能を持っている。既存の抗菌剤などに使用される化学物質は、人体に蓄積されて悪い影響を与えるだけではなく、細菌の耐性を育てるという副作用があったが、銀は、天然坑菌素材であって、このような副作用がない。
【0015】
銀(Ag)は、電磁波遮断、坑菌、殺菌、防臭機能に優れた特徴を持っており、特に、650種類以上の細菌を殺すと知られている。すなわち、塩素系より数十倍も強力な殺菌力を持ちながらも、人体には全く無害するため、これを元に、家電製品と生活用品とに適用されることが可能である。
【0016】
これにより、殺菌及び坑菌作用に優れていると知らされている銀ナノの適用は、下着、靴下などの衣類製品、洗濯機、冷蔵庫などの家電製品、携帯電話、食器製品、健康マットなど、その種類も多様である。特に、銀が持っている坑菌、殺菌、防臭機能は、ナノ化させると、より一層強力な坑菌、殺菌、防臭機能を果たす。細菌の-SH、-COOH、-OHなどと強く結合して、細菌の細胞膜を破壊、あるいは、細胞の機能を撹乱して坑菌作用をする。ナノ化された銀は、優れた紫外線遮断機能を持っており、繊維、化粧品、サングラスなどに応用することも可能である。
【0017】
また、銀ナノは、電磁波遮蔽の機能だけではなく、優れた電気伝導性を持ち、静電気発生の防止にも大きい役割を果たす。また、銀処理された面と、処理されていない面との気温の差が生じることを用いて、恒温及び断熱機能も可能である。なによりも、銀ナノは、様々な機能と共に、大量生産が可能であるという特徴を持っており、今後、応用範囲が広くなって、種々の産業分野に適用及び活用が無限に可能であるものと評価されている。
【発明の効果】
【0018】
本発明に適用された家具表面紙の製造方法は、PPとPETとの素材を用いて合紙することで、環境親和的で、様々なパターンの印刷と3次元の曲面接着とは勿論であり、熱圧成形や常温接着が同時にでき、ラッピングやM/B、オーバーレイ工法の接着とエッジ材にも活用が同時に可能である。
【0019】
また、接着後に、別途の養生が不要であり、一般的な表面硬度をいくらでも上げることができ、防炎処理まで可能である。
【0020】
また、本発明により、家具用/インテリア用/電子製品用に用いられる表面材は、国内最初に銀ナノ仕上げコーティングをして、防虫/坑菌/殺菌(99.9%)/電磁波遮断などの効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下では、本発明に係る銀ナノコーティング表面材の製造方法を、図1を参考して詳細に説明する。
【0022】
1.PET原緞及びPP原緞の生産
本発明の表面材は、家具用、インテリア用、電子製品用の表面材として、PP原緞とPET原緞とを合紙して製造する(S1)。PET原緞は、既存の家具表面材としては使用されたことのない素材であり、本願発明では、PP原緞とPET原緞との二元素材を最初に採択したという点から、既存の製品らとは差別性を持つ。
【0023】
PP(Polypropylene)は、機械的強度、引張強度及び耐熱性などに優れた素材であって、化学及び電気的な特性が非常に優れており、PET(Polyethylene terephthalate)は、引張強度、機械的強度、硬度が高くて、耐摩擦性及び寸法安全性が良い素材である。一般的なPETは、延伸が難しく、曲面成形が不可能であるので、本発明では、延伸が可能であり、曲面成形が可能であるよう、PET-A、又は、PET-Gを使用する。
【0024】
また、前記表面材を製造するにあたって、各原緞の厚さは、表面の平滑度によって差があり、PP原緞の厚さは、0.05〜0.4mm、PET原緞の厚さは、0.05〜0.3mmが望ましい。
【0025】
2.パターン印刷
前記PP原緞、又は、PET原緞の後面にパターンを印刷する(S2)。この時、PP原緞は、インキの付着力が落ちて、印刷時に剥離されやすいという問題点があるため、PP+PET用インキは、一般のインキを用いることなく、親環境アクリル系の特殊インキを用いなければならない。
【0026】
インキには、一般的に、色を出す顔料(Pigment)と溶剤、レジン(Resin)、そして、その他添加剤が少量含有されている。いま、国内で汎用的に使用されるPVC用インキの場合は、その構成成分として、PVCレジン、顔料、溶剤、安定制などが混合されている。しかし、前記PVCインキの場合は、レジンとしてPVCを使用することにより、PVCには付着力が出るが、PPとの素材は、付着力が落ちて、印刷時に剥離されるという問題があり、PP用としては、別途の配合比を持ったインキを製造して使用しなければならない。PP用インキに使用されるレジンは、前記PVCレジンとは異なるレジンを使用し、顔料も一般的な安価のPVC用顔料でなく、耐候性及び付着力を補完した顔料を使用する。インキの主原料であるレジンと顔料とを、一般のPVCでとはグレードの異なる製品を選択して、耐候性及び付着力を補完することで、PP及びPETとの相溶性を付与した。
【0027】
一方、一般的な印刷は、グラビア方式で、PVC、紙、PP等の素材に印刷をしている。印刷機の種類は多いが、大量の製品を素早く生産できるグラビア方式の印刷が最も多く使用されている。グラビア方式の印刷は、微細なメッシュ(Mesh)のあるプリントロール(PrintRoll)にインキを塗布した後、ドクターナイフ(doctor knife)で掻いて、溝の中にあるインキがシート(sheet)に転移されて印刷をする方式である。このようなグラビア方式の印刷方法を用いて実質的に印刷をする際に、直接(direct)印刷方式、転写印刷方式、背面印刷方式の方法を選択することができる。前記の3通りの方式の特性を比較すると、下記の通りである。
【0028】
直接印刷方式は、費用が安価である代わりに、原緞品質による品質ばらつきが発生する恐れがあり、少量対応が難しい。
【0029】
PVCフィルムの表面とPETフィルムの表面とを比較してみると、PVCフィルムの場合は、表面が多少の屈曲を有しているのに対して、PETフィルムは、屈曲を全く有していない。したがって、前記のような材質の表面にグラビア方式で印刷する際に、転移されたインキの形状が、PETフィルムではそのまま保持されるが、PVCフィルムでは多少固まるという現象が発生することになる。したがって、転写印刷方式は、このような問題点がなく、印刷性に優れており、原緞品質による品質ばらつきが発生する問題がなく、異色発生が少なく、少量対応が容易であるのに対して、製造コストが高いという短所がある。
【0030】
背面印刷は、原緞品質による品質ばらつきが発生するという問題を解決することができ、異色発生が少ないのに対して、少量対応が難しいという短所がある。
【0031】
3.PP原緞とPET原緞の接着
パターン印刷と同時に、前記PP原緞とPET原緞とを接着して合紙する(S3)。
【0032】
一般的に、接着剤とは、2つの被着剤間を連結可能なもう一つの物質を用いて、相互間の付着ができるようにする物質をいう。一般的な接着剤の種類には、阿膠、ウレタン等の素材を用いた接着剤がある。
【0033】
PVC材質のような場合は、熱により合紙が可能であるので、一般的に接着剤を用いることなく、熱により合紙する方式を使用するが、本発明でのように、PPとPETなどの異型素材合紙のためには、接着剤の使用が必須である。
【0034】
この場合、一般の接着剤では付着ができないので、特殊なグレード(Grade)の接着剤の開発が必須である。本発明の接着剤の場合は、ウレタンを主ベース(Base)として使用するが、接着力の補完のために、変性ウレタンレジンを用いて接着力を補完した。ウレタン反応の基本は、活性水酸基(-OH-)を持っているアルコールと、(-N=C=O)基を持っているイソシアネートとが付加重合して接着力を持つが、この場合、反応時間を短縮するために、NCO基が多量含有された硬化剤を投入して、反応を促し、付着力を補完している。
【0035】
また、一般的な接着剤では、一液型タイプの接着剤を使用するが、本発明では、接着力及び属性反応のために、主剤と硬化剤とを一定の割合に混合した二液型のウレタン系の接着剤(20g/m)を使用する。
【0036】
4.熟成段階
前記接着された原緞を、印刷と同時に60℃の温度で3日間熟成させる(S4)。これは、ウレタンの反応時に、活性水酸基(-OH-)を持っているアルコールと、(-N=C=O)基を持っているイソシアネートとが付加重合して、接着力を持つ架橋反応を促すためである。
【0037】
5.コーティング段階
前記熟成されたPP+PET原緞に、無溶剤タイプのアクリル(15g/m)を主成分とする主剤に銀ナノ溶液(0.8g/m)を重合して形成されたコーティング樹脂を塗布した後、UVランプ(紫外線硬化方式)にて乾燥する(S5)。このようなコーティング方式でコーティングされた製品は、表面強度、光沢度、平滑度、表面質感など、品質的な側面から優れている。
【0038】
特に、本発明のナノシルバーは、銀が持っている各種短所(酸化、色汚染、耐熱性の不足、加工及び適用性における難しさ)を解決した。すなわち、Ag+のイオン形態ではなく、Ag粒子の状態で製造したので、PowderやColloid状態でも、元のシルバー粒子をそのまま維持し、シルバー粒子同士固まったり、結合したりして特性が変わる副作用が全くなく、高い坑菌力で化粧品、繊維、歯磨き粉、プラスチック容器、ペイント、食べ物の包装材など、各種細菌に対する坑菌機能を必要とする生花製品に対する活用性に優れており、電気的な伝導性、遠赤外線の放射などの機能を持っており、ディスプレイ分野の電磁波の遮蔽及び伝導性電極としての使用も可能である。
【0039】
また、UVコーティング処理をすることで、表面強度、光沢度、平滑度、表面質感が優れるようになる。
【0040】
6.保護フィルム、プライマー処理
前記PP原緞に加えて、PE保護フィルムを付着したり、アクリル系のプライマーを使用して付着力を強化させて、スクラッチを防止する(S6)。
【0041】
以下、前記製造工程によって、PP及びPETの二元素材から構成された銀ナノコーティングされた表面材を製造し、実施例及び実験例に基づいて、本発明を更に具体的に説明する。但し、これらの実施例及び実験例は、本発明の例示的な記載であるだけであり、本発明の範囲が、これらの実施例及び実験例に限るものではない。
【0042】
実施例1:PP+PET素材の銀ナノコーティングの仕上げ製造
本発明の表面材に適したPET原緞は、厚さが0.05〜0.3mmであるものであり、本実施例では、0.188mmのPETを生産しており、曲面成形及び延伸が可能なPET-A、又は、PET-G形態を使用した。
【0043】
PP原緞は、0.05〜0.4mm厚さが好適であり、本実施例では、0.35mmを生産した。
【0044】
その後、前記PP原緞の表面に、アクリル系のインキを用いて、グラビア方式で直接パターン印刷した後、印刷と同時に、PET原緞をウレタン系の接着剤で接着した。その後、合紙された原緞を、60℃で3日間熟成させる。
【0045】
最後に、PET原緞の表面に、無溶剤タイプのアクリル(15g/m)を主成分とする主剤に銀ナノ溶液(0.8g/m)を重合して形成されたコーティング樹脂を塗布し、UVランプ(紫外線硬化方式)にて乾燥してコーティングした。前記コーティング段階後、付着力を強化して、スクラッチ防止のために、PP原緞にアクリル系のプライマーを処理した。
【0046】
前記実施例1により製造された表面材の断面は、図2に示す。PP原緞(50)の表面は、特殊インキ(40)によりパターンが印刷されており、接着剤(30)によりPET(20)と合紙されている。前記PET(20)の表面には、銀ナノコーティング層(10)が形成される。PP原緞(50)の後面は、アクリル系のプライマー(60)が形成されている。
【0047】
実験例1:PET接着力及び強度試験
1.試験サンプル:0.5T PET+18 MDFラッピング接着
2.試験条件:温度24℃、湿度54%R.H
3.試験方法
(1)熱冷繰り返し試験:80℃(85%)で2時間〜-20℃で2時間、3サイクル進んだ後、着脱の有無を確認した。
(2)耐スクラッチ性:スクラッチ試験器に試料を載せて、各錘(100g、200g、500g)の重みを基準として測定した(試験器を左右往復3回実施)。
4.試験結果
以下の表1でのように、熱冷3サイクルの結果、平板表面“R”部位の着脱及び変形の発生がなかったし、耐スクラッチ性の試験結果、500g荷重時、スクラッチが発生しなかったので、本発明のPETは、表面材に用いて適した接着力及び強度を持つことが分かる。
【0048】
【表1】

【0049】
実験例2:PP+PET表面材の物性試験
1.試験サンプル
本発明の製造方法によって、PETとPPとが合紙され、PETの表面に銀ナノコーティング及びUVコーティングがなされた表面材をそれぞれ製造した。
1)実施例2:0.15T PET+0.35T PP合紙
2)実施例3:0.18T PET+0.35T PP合紙
2.試験条件:温度27℃、湿度50%R.H
3.試験方法:HQI-D-WO12(成形用PVC試験)
4.試験結果
以下の表2でのように、試験結果、収縮率、耐候性、耐汚染性、厚さの偏差率などが優れていると表された。
【0050】
【表2】

【0051】
前記実験結果から明らかなように、本発明に係る表面材は、収縮率(加熱伸縮性)、耐候性(黄変試験)、耐汚染性、厚さの偏差率等に非常に優れており、銀ナノ仕上げコーティングをして、防虫/坑菌/殺菌(99.9%)/電磁波遮断の効果があることが分かる。
【0052】
以上では、本発明の好適な実施例について説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者ならば、本願発明の要旨を逸脱することなく、様々な変形実施が可能であり、このような変形実施は、本願発明の保護範囲に属するものであって、本願発明の保護範囲は、特許請求範囲に記載されたところによって解析されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】本発明の表面材の製造工程を段階別に示すフローチャートである。
【図2】図1の製造工程により製造された表面材の断面図である。
【符号の説明】
【0054】
10:銀ナノコーティング層
20:PET原緞
30:接着剤
40:アクリル系特殊インキ
50:PP原緞
60:プライマー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
PP原緞とPET原緞とを合紙して製造することを特徴とする銀ナノコーティング表面材の製造方法。
【請求項2】
PP原緞及びPET原緞を生産するステップ(S1)と;
PP原緞又はPET原緞の後面に、親環境アクリル系のインキを用いてパターン印刷する印刷ステップ(S2)と;
印刷と同時に、前記PP原緞とPET原緞とをウレタン系の接着剤で接着する接着ステップ(S3)と;
前記接着された原緞を、60℃の温度で3日間熟成させる熟成ステップ(S4)と;
前記PET原緞を銀ナノ溶液及びUVコーティングするコーティングステップ(S5)と;
を含むことを特徴とする銀ナノコーティング表面材の製造方法。
【請求項3】
前記コーティング段階後に、前記PP原緞にPE保護フィルム又はアクリル系のプライマーを処理するステップ(S6)を更に含むことを特徴とする請求項2に記載の銀ナノコーティング表面材の製造方法。
【請求項4】
前記PET原緞は、PET-A又は、PET-Gであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の銀ナノコーティング表面材の製造方法。
【請求項5】
前記PET原緞は、厚さが0.05〜0.3mm、前記PP原緞は、厚さが0.05〜0.4mmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の銀ナノコーティング表面材の製造方法。
【請求項6】
前記PET原緞を銀ナノ溶液及びUVコーティングするコーティング段階は、無溶剤タイプのアクリル(15g/m)を主成分とする主剤に銀ナノ溶液(0.8g/m)を重合して形成されたコーティング樹脂を塗布し、UVランプ(紫外線硬化方式)にて乾燥してコーティングすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の銀ナノコーティング表面材の製造方法。
【請求項7】
請求項1乃至3のいずれかに記載の製造方法により製造された銀ナノコーティング表面材。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2008−6801(P2008−6801A)
【公開日】平成20年1月17日(2008.1.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−237949(P2006−237949)
【出願日】平成18年9月1日(2006.9.1)
【出願人】(591090138)株式会社ハンセム (1)
【Fターム(参考)】