KR100189372B1 - 온돌용 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온돌용 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재와 그 제조방법에 관한 것으로, 페이퍼에 열경화성 수지를 함침시켜 투명보호층용 시트, 코아층용 시트, 모양층용 시트, 발란스층용 시트를 각각 별도 제조하는 한편, 5 내지 7층의 단판을 페놀 또는 멜라민 접착제에 의해 나무결 방향이 직교되게 프레스 압착시켜 내수합판을 제조하여, 상기 각 시트와 내수합판을 아래로부터 발란스층용 시트, 내수합판, 코아층용 시트, 모양층용 시트,투명보호층용 시트의 순으로 적층시키고, 열압 프레스에 의해 가열 가압하여 일체로 압착시켜 마루판재를 제조함으로써, 마루판재의 표면물성 및 치수안정성이 뛰어남은 물론 바닥과의 접착성이 우수하고, 간단한 공정과 저렴한 단가로 마루판재를 제조할 수 있게 해 주는 것이다.

Description

온돌용 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재 ( A melamine sheet-laminated plywood-type floorboard for flooring an under-floor heating system)
본 발명은 온돌용 마루판재와 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열 및 습기 등에 대한 치수안정성이 우수한 내수합판에 여러가지 물성이 우수한 멜라민 시트를 적층시켜 온돌용으로 사용하기에 적당하게 된 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재와 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 마루용 마감재로는 합판이나 MDF(medium density fiberboard) 등을 이용한 판재가 많이 사용되는데, 이 경우 합판이나 MDF는 그 표면에 무늬목을 입히거나 열경화성 수지를 함치시켜 제조한 수지류 보오드(board)를 적층한 형태로 주로 사용된다. 도 1a 내지 도 1d는 이와 같은 형태로서 현재 국내시장에 유통되고 있는 마루판재의 여러 가지 유형을 도시한 것이다.
먼저, 도 1a의 마루판재는 합판(10')의 표면에 0.3 - 0.5mm 정도 두께의 무늬목(41)을 접착시키고 표면처리층(42)을 형성시킨 구조로 되어 있는데, 여기서 합판(10')은 5 - 7층의 단판을 그 섬유방향이 서로 직각으로 교차되게 페놀 또는 멜라민 수지로 접착시켜 제조한 것으로, 이에 따라 열 및 습기에 대한 치수안정성이 우수하여 바닥하부 히팅 시스템인 온돌 바닥에 별 문제없이 적용될 수 있다. 그러나 이와 같은 마루판재는 그 표면이 무늬목과 간단한 표면처리층으로 되어 있기 때문에, 표면강도가 약하여 충격에 의한 찍힘이나 긁힘이 생기기 쉽고, 또 내화학성 및 내오염성이 약한 문제점이 있다.
도 1b의 마루판재는 합판(10')의 상하면에 각각 상하부 고압 멜라민 적층판(high pressure melamine laminate, HPL)이 적층된 것으로, 상부 HPL(20')은 투명보호층(21'), 모양층(22') 및 코아층(23')으로 구성되어 있고, 하부 HPL(30')은 코아층(23')과 발란스층(31')으로 구성되어 있는데, 이들 각 HPL(20',30')은 각각 별도로 제조되어 합판(10')과 접착제에 의해 접착된 구조로 되어 있다. 이 마루판재는 합판(10')의 하부면에도 HPL(30')이 접착되어 있는데, 만약 상부면에만 HPL(20')를 접착하는 경우에는 수지로 된 HPL이 합판에 비해 열에 의한 수축성이 매우 커서 온도변화에 의한 길이굽음(curling) 현상이 발생되기 때문에 이를 방지하기 위한 것이다.
이와 같은 도 1b의 마루판재는 치수안정성이 우수하고 그 표면이 HPL로 되어 있어 표면물성이 뛰어난 장점은 있지만, HPL의 두께가 0.8mm로 0.2mm의 LPL두께보다 두꺼워 전체적으로 제품 유연성이 없기 때문에 시공시 바닥에 안착이 잘 되지 않아 전면 접착이 어렵고, 이면이 멜라민 수지가 다량 함침된 발란스층(31')으로 되어 있기 때문에 바닥과의 접착력이 떨어지는 문제점이 있으며, 또 고압 멜라민 적층판(20',30')의 제조자체에도 단가가 높을 뿐만 아니라, 이를 제조한 후 접착제로 접착시켜 주어야 하는 등 전체적으로 제조공정이 복잡하여 제조비용이 상승되는 문제점이 있다.
도 1c의 마루판재는 MDF(11)의 표면에 표면물성을 향상시키기 위해 저압 멜라민 적층판(low pressure melamine laminate, LPM)(21',22')이 적층되고, 그 이면에는 길이굽음을 방지하기 위해 발란스층(31')이 적층된 구조로 되어 있는데, 여기에서 LPM(21',22')은 도 2b의 HPL(20')과는 달리 코아층(23')이 없이 투명보호층(21')과 모양층(22')으로만 되어 있고, 발란스층(31')은 멜라민 수지를 함침시켜 제조한 시트로 되어 있다.
이러한 도 1c의 마루판재는 도 2b에 비해 상대적으로 제품두께가 줄어 들고, MDF(11)에 LPM(21',22')과 발란스층(31')을 접착제를 사용하지 않고 열압 프레스에 의해 간단하게 접착시킬 수 있는 장점이 있지만, 합판 대신에 수분과 열에 약한 MDF로 되어 있기 때문에 치수안정성이 불량함은 물론, 실제로 하부 가열방식의 온돌에 시공할 경우 30 -40℃의 온도가 제품에 직접 접촉하게 되고 동절기 동안 계속적인 난방시 탈습에 의한 심한 수축이 발생되어 제품간 연결부에 틈이 빈번히 발생하는 문제점이 있었다.
그리고 도 1d의 마루판재는 상기한 도 1b의 마루판재와 그 구성이 극히 유사한 것인데, 도 1b의 마루판재에서 합판(10') 대신에 MDF(11)로 치환된 것으로, 이에 따라 당연히 치수안정성이 떨어지게 되는 문제가 있음은 물론이다.
상기한 바와 같이 종래의 여러 마루판재들은 표면 물성 혹은 치수안정성이 떨어지거나 시공시 바닥과의 접착성이 떨어지는 문제점이 있었고, 또 제조과정이 복잡하고 제조단가가 비싼 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 내수합판에 멜라민 시트를 적층시켜 제조함으로써 표면물성 및 치수안정성이 뛰어남은 물론 바닥과의 접착성이 우수하고, 간단한 공정과 저렴한 단가로 제조할 수 있는 온돌용 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재와 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마루판재는, 내수합판층의 상부에, 페놀수지를 페이퍼에 함침시킨 시트로 된 코아층, 멜라민수지를 인쇄 페이퍼에 함침시킨 시트로 된 모양층, 멜라민수지를 페이퍼에 함침시킨 시트로 된 투명보호층이 각각 순서대로 적층되고, 내수합판층의 하부에 멜라민수지를 페이퍼에 함침시킨 시트로 된 발란스층이 적층되어 가열 가압에 의해 일체로 압착된 구조로 되어 있다.
상기에서 발란스층의 아래에, 페놀수지를 페이퍼에 함침시킨 시트로 이루어진 이지층이 추가로 적층되어 가열 가압에 의해 압착된 구조로 하여 주면, 시공시 바닥과의 접착력이 우수해 진다.
그리고 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마루판재의 제조방법은, 페이퍼에 열경화성 수지를 함침시켜 투명보호층용 시트, 코아층용 시트, 모양층용 시트, 발란스층용 시트를 각각 별도 제조하는 한편, 5 내지 7층의 단판을 페놀 또는 멜라민 접착제에 의해 나무결 방향이 직교되게 프레스 압착시켜 내수합판을 제조하여, 상기 각 시트와 내수합판을 아래로부터 발란스층용 시트, 내수합판, 코아층용 시트, 모양층용 시트,투명보호층용 시트의 순으로 적층시키고, 열압 프레스에 의해 가열 가압하여 압착시키는 공정으로 구성되어 있다.
상기에서 열경화성 수지는 코아층용 시트에는 페놀 수지를 사용하고, 나머지 시트에는 멜라민 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 공정에서 각 시트의 제조시 페이퍼에 폐놀수지를 함침시켜 이지층용 시트를 추가 제조하여, 발란스층용 시트의 아래에 추가 적층시키고, 열압 프레스에 의해 가열 가압하여 압착시켜 주면, 시공시 바닥과의 접착력을 증진시켜 줄 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 여러 가지 유형의 마루판재를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 마루판재의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 제조방법의 공정도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 10' : 내수합판층 11 : MDF
20 : 상부 시트층 20' : 상부 HPL
21, 21' : 투명보호층 22, 22' : 모양층
23, 23' : 코아층 30 : 하부 시트층
30' : 하부 HPL 31, 31' : 발란스층
32 : 이지층 41 : 무늬목
42 : 표면처리층
이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재의 단면도로서, 내수합판층(10)의 상하층에 각각 상부 시트층(20)과 하부 시트층(30)이 형성된 구조로 되어 있되, 상부 시트층(20)은 투명보호층(21), 모양층(22) 및 코아층(23)으로 구성되어 있고, 하부 시트층(30)은 발란스층(31) 및 이지층(32)으로 구성되어 있는데, 이들 각 시트층들(21,22,23,31,32)과 내수합판(10)은 열압 프레스에 의해 일체로 압착된 구조로 되어 있다.
상기에서 내수합판층(10)은 5 내지 7층의 단판이 페놀 또는 멜라민 접착제에 의해 나무결 방향이 직교되게 프레스 압착된 내수합판으로 된 층으로, 열 및 습기에 의한 치수변화가 매우 적어 온돌용으로 사용하기에 적당하게 되어 있다.
그리고 상기 투명보호층(21)은 고내마모 입자가 혼입된 페이퍼에 멜라민 수지가 함침되어 건조된 투명시트로 된 층으로, 모양층(22)을 보호하면서 내오염성, 내스크래치성, 내충격성, 내약품성 등 표면물성을 부여해 주는 층이다.
상기 모양층(22)은 인쇄된 페이퍼에 멜라민이 함침되어 건조된 시트로 이루어진 층으로, 다양한 천연질감을 부여해 주는 층이다.
상기 코아층(23)은 페이퍼에 열에 안정한 페놀수지가 함침되어 건조된 시트로 이루어진 층으로, 상기 모양층(22) 및 투명보호층(21)의 멜라민 시트와 내수합판층(10)이 가열 가습에 의해 치수변화의 차이가 발생됨에 따라 멜라민 시트에 발생되는 표면균열의 문제점을 해결함과 동시에, 내수합판층(10)의 표면결점 및 면상태가 프레스 압착시 멜라민 시트의 표면에 그대로 전사됨을 방지해 주는 층이다.
상기 발란스층(31)은 페이퍼에 멜라민 수지가 함침되어 건조된 시트로 이루어진 층으로, 가열시 상부의 멜라민 시트인 투명보호층(21),모양층(22)이 합판에 비해 수축성이 매우 커서 길이굽음이 발생되는데, 이를 방지하여 제품의 전체적인 물성균형을 유지해 주는 층이다.
상기 이지층(32)은 페이퍼에 페놀수지가 소량 함침되어 건조된 시트로 이루어진 층으로, 상기 발란스층(31)이 멜라민 수지가 다량 함침된 관계로 바닥과의 접착력이 약하기 때문에 시공시 바닥과의 접착력을 증진시켜 주는 층이다.
한편, 상기 투명보호층(21), 모양층(22), 코아층(23)으로 된 상부 시트층(20)의 두께는 0.2 - 0.4mm, 내수합판층(10)의 두께는 6 - 9mm, 발란스층(31)과 이지층(32)으로 된 하부 시트층(30)의 두께는 0.1 - 0.3mm 정도로 하여 전체적인 두께가 6.3 - 9.7mm정도로 적층 성형하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 마루판재 제조방법의 공정도를 나타낸 것인데, 전체적인 공정은 마루판재의 구성층을 이룰 각 시트 및 내수합판의 제조단계, 제조된 각 시트와 내수합판을 적층시키는 단계와, 적층된 시트와 내수합판을 압착시키는 단계로 이루어져 있다.
여기에서 제조하는 시트는 마루판재를 다양한 층으로 구성해 주도록 투명보호층용 시트, 모양층용 시트, 코아층용 시트, 발란스층용 시트와, 선택적으로 이지층용 시트 등 여러종류를 각각 제조해 준다.
상기에서 내수합판은 5 내지 7개의 단판을 멜라민 혹은 페놀 접착제를 이용하여 프레스 압착시켜 접착시키고, 함수률 10%이하로 잘 건조시켜서 제조하는데, 이때 제조된 합판의 비중은 0.65±0.1 정도, 두께는 7.5±2.0mm 내외가 바람직하다.
그리고 상기 여러 시트들 중 투명보호층용 시트는 투명성이 있는 멜라민 수지를 내마모재가 함입된 페이퍼에 페이퍼 중량대비 150 - 250%을 함침시키고, 130 - 150℃ 건조오븐에서 1 - 5분간 가열 건조시켜 제작하고, 모양층용 시트는 무늬가 인쇄된 페이퍼에 멜라민 수지를 함침시켜 130 - 150℃ 건조오븐에서 1 - 5분간 가열 건조하여 제작하며, 코아층용 시트는 열에 안정한 페놀수지를 페이퍼에 50 - 100% 함침후 140 - 160℃ 건조오븐에서 1 - 5분간 가열 건조시켜 제조한다. 여기에서 상기 가열온도와 가열시간은 바람직한 일예를 나타낸 것이지 결코 제한적인 것이 아니며, 또 상기 가열시간은 가열온도에 따라 적절히 조절해 줄 수 있는데, 만약 가열온도가 높아지면 가열시간을 줄여 주고 가열온도가 낮아지면 가열시간을 연장해 주면 좋다.
또 상기 발란스층용 시트는 상기 투명보호층 및 모양층용 시트와 같이 멜라민 수지를 페이퍼에 함침시켜 제조하고, 이지층용 시트는 코아층용 시트와 같이 열에 안정한 페놀수지를 페이퍼에 소량 함침시켜 제조한다.
이상과 같이 각 시트들과 내수합판을 제조한 후 적층공정을 수행해 주는데, 적층공정에서는 상기에서 제조한 각 시트들과 내수합판을 아래로부터 이지층용 시트, 발란스층용 시트, 내수합판, 코아층용 시트, 모양층용 시트,투명보호층용 시트의 순으로 적층시켜 준다.
마지막으로 프레스 압착공정을 수행하는데, 적층된 각 시트와 내수합판을 열압 오픈 프레스에 투입하여 프레스 평판 온도 140 - 160℃, 10 - 20kg/cm2의 압력으로 4 - 8분동안 가열 가압하여 압착시켜 준다. 이때 더욱 바람직하기로는 프레스평판온도가 145 - 155℃, 압력이 10 - 12kg/cm이다.
이와 같은 조건으로 가열 가압하면 합판내에 함유되어 있는 수분 및 화학성분의 가스화로 발생될 수 있는 합판내의 터짐 불량이나, 합판과 시트간의 접착불량이 거의 없어 양호한 제품을 얻을 수 있게 된다.
한편, 상기 투명보호층용 시트와 접촉되는 프레스의 상부 플레이트 표면 요철을 변화시켜 줌으로써 광택수준의 변화 및 엠보무늬의 부여 등 다양한 미감효과를 부여할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 마루판재는, MDF 대신에 내수합판이 사용됨으로써 열 및 습기에 대해 치수안정성이 뛰어나면서도, 표면에 멜라민 시트로 된 투명보호층(21)과 모양층(22)이 적층되어 있음으로써 표면 물성이 뛰어나고, 또한 내수합판층(10)과 모양층(22) 사이에 코아층(23)이 적층되어 있음으로써 내수합판(10)의 표면결점이 표면에 전사되는 문제가 없으며, 이면의 이지층(32)에 의해 시공시 바닥과의 접착성이 우수하게 된다.
또한 본 발명에 따른 바닥판재의 제조방법은, 각 시트들을 손쉽게 제조하고, 이들 시트들과 내수합판을 한꺼번에 적층시켜 일체 압착시켜 바닥판재를 제조해 줌으로써, 수지 적층판을 일단 만들어서 합판과 접착시켜 주는 방식에 비해 공정이 간단하게 되고, 또 고압멜라민 적층판과는 달리 단위 시트의 제조도 용이하여 전체적으로 공정이 간략화되고 제조단가가 낮아지는 효과가 있게 된다.

Claims (8)

  1. 내수합판층(10)의 상부에, 페놀수지를 페이퍼에 함침시킨 시트로 된 코아층(23), 멜라민수지를 인쇄 페이퍼에 함침시킨 시트로 된 모양층(22), 멜라민수지를 페이퍼에 함침시킨 시트로 된 투명보호층(21)이 각각 순서대로 적층되고, 내수합판층(10)의 하부에 멜라민수지를 페이퍼에 함침시킨 시트로 된 발란스층(31)이 적층되어 가열 가압에 의해 일체로 압착되어 이루어진 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발란스층(31)의 아래에, 페놀수지를 페이퍼에 함침시킨 시트로 이루어진 이지층(32)이 추가로 적층되어 압착된 것을 특징으로 하는 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 투명보호층(21)의 페이퍼는 고내마모 입자가 혼입되고, 상기 투명보호층(21), 모양층(22) 및 코아층(23)의 합계 두께는 0.2 - 0.4mm, 상기 내수합판층(10)의 두께는 6 - 9mm, 상기 발란스층(31) 및 이지층(32)의 합계 두께는 0.1 - 0.3mm인 것을 특징으로 하는 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재.
  4. 페이퍼에 열경화성 수지를 함침시켜 투명보호층용 시트, 코아층용 시트, 모양층용 시트, 발란스층용 시트를 각각 별도 제조하는 한편, 5 내지 7층의 단판을 페놀 또는 멜라민 접착제에 의해 나무결 방향이 직교되게 프레스 압착시켜 내수합판을 제조하는 시트 및 내수합판 제조단계; 상기 각 시트와 내수합판을 아래로부터 발란스층용 시트, 내수합판, 코아층용 시트, 모양층용 시트,투명보호층용 시트의 순으로 적층시키는 적층단계; 및 적층된 상기 시트들과 내수합판을 열압 프레스에 의해 가열 가압하여 압착시키는 압착공정으로 구성되는 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 코아층용 시트에 함침시키는 열경화성 수지는 페놀 수지를 사용하고, 나머지 시트에 함침시키는 열경화성 수지는 멜라민 수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 각 시트의 제조시 페이퍼에 폐놀수지를 함침시켜 이지층용 시트를 추가 제조하여, 발란스층용 시트의 아래에 추가 적층시키고, 열압 프레스에 의해 가열 가압하여 압착시켜 주는 것을 특징으로 하는 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재의 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 투명보호층용 시트 및 모양층용 시트는 멜라민 수지를 페이퍼에 페이퍼 중량대비 150 - 250%을 함침시키고, 130 - 150℃ 건조오븐에서 1 - 3분간 가열 건조시켜 제조하고, 상기 코아층용 시트는 페놀수지를 페이퍼에 50 - 100% 함침후 140 - 160℃ 건조오븐에서 1 - 3분간 가열 건조시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재의 제조방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 압착공정은 프레스 평판 온도 140 - 160℃, 10 - 20kg/cm2의 압력으로 4 - 8분동안 가열 가압하여 수행하는 것을 특징으로 하는 멜라민 시트 적층 합판류 마루판재의 제조방법.
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