KR100440067B1 - 개선된 내열성을 갖는 바닥재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닥재 표면의 물성개선을 위해 흡열 및 자기소화 기능의 원료를 배합하여 내열성 부족의 취약물성을 향상시킨 개선된 기능의 비닐 바닥재에 관한 것으로, 담배불과 같은 일시적인 고열의 접촉에도 변형과 흔적이 남지않을 정도의 충분한 내열성을 갖게 한 것인데, 이를 위하여 본 발명은 공지의 다층구조를 갖는 바닥재에 있어서, 상기 바닥재의 최상층을 형성하는 배합원료에 자기소화기능과 흡열성을 갖는 흡열원료를 첨가하되, 이 흡열원료는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 및 징크보레이트중 선택된 어느 하나이거나 그 이상으로 혼합 첨가됨을 특징으로 하고 있다.

Description

개선된 내열성을 갖는 바닥재{Floor Mat with Improved Heat Proof Function}

본 발명은 개선된 기능의 바닥재에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 바닥재 표면의 물성개선을 위해 흡열 및 자기소화 기능의 원료를 배합하여 내열성 부족의 취약물성을 현저히 향상시킨 PVC 바닥재를 제공한다.

이른바, 건축마감재용 바닥재로서 폭 넓게 사용되고 있는 PVC 바닥재는 다양해진 수요자의 요구조건을 만족하기 위하여 단순한 마감재로서의 기능외에 건강하고 쾌적한 실내환경의 구현을 발휘하기 위해 항균기능은 물론 원적외선 방사 및 내오염성 기능 등을 구비하고 있는 실정이다.

그러나 이와 같은 바닥재는 제품의 표면 내열성이 부족한 관계로 작은 화기에도 제품의 표면이 손상된다는 문제점을 수반하고 있다.

따라서, 상기의 내열성 부족을 개선하기 위한 여러 방안이 제시되고 있으며, 그 중의 하나가 바로 도막물성이 우수한 멜라민 소재를 활용하여 멜라민 시트를 제작한 후 이를 PVC 제품의 상부에 합판하는 방안이다.

그러나 멜라민 소재의 특성상 PVC 소재와는 열팽창 계수가 서로 달라 멜라민을 합판한 바닥재는 표면층의 우수한 물성에도 불구하고 시공 후 사용시 제품의 외형이 변형(CURLING)된다는 치명적인 문제점을 포함하고 있다.

이와는 달리 최근에는 PET 필름을 바닥재에 적용하여 내열성을 개선시킨 바닥재도 다른 방안으로 제안된바 있으나 내열성의 한계로 담배불과 같은 고열의 화기가 표면층에 접촉할 경우 흔적이 남는다는 폐단이 있었다.

아울러, 바닥재 제품이 화기에 노출될 경우를 예견하여 난연 및 방염 기능을 추가한 제품도 개발 제안된바 있으나 이는 화재시 제품의 난연성과 방염효과만을 구현하기 위한 것으로서 제품 표면층의 내열성은 전혀 개선할 수 없었다.

따라서, 사용시 혹은 일시적인 고열의 접촉에도 변형과 흔적이 남지않을 정도의 충분한 내열성을 갖는 바닥재가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 요망사항을 만족키 위해 제안된 것으로서 별도의 설비없이 종래의 바닥재 제조기술 및 시공기술을 그대로 이용하되, 바닥재의 최상층을 형성하는 배합원료에 흡열 및 자기소화 기능을 갖는 원료를 첨가 배합하여 담배불과 같은 고열이 표면층에 접촉할 경우 흡열원료의 분해물질이 담배불을 적시에 소화함과 동시에 고열을 흡수하여 바닥재의 표면층을 보호토록 하는 등 비닐 바닥재가 갖는 내열성의 부족이 개선될 수 있도록 함에 그 안출된 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 있어, 경보행 바닥재의 단면구성을 각 실시예에 따라 도시한 것으로,

(a)는 표면처리층이 최상층으로 투명상부층을 포함한 구성이며,

(b)는 (a)에서 투명상부층외에 사이징층을 포함한 구성이고,

(c)는 표면처리층이 최상층으로 PET 필름층 및 사이징층을 포함하는 구성이며,

(d)는 투명상부층이 최상층으로 사이징층을 포함하는 구성이고,

(e)는 PET 필름층이 최상층으로 사이징층을 포함하는 구성의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 있어, 중보행 바닥재의 단면구성을 도시한 것으로 표면처리층이 최상층으로서 칩(CHIP)층을 포함하는 구성의 단면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1. 기재층 2. 상부층

3. 인쇄층 4. 하부층

5. PET 필름층 6. 투명상부층

7. 표면처리층 8. 칩(CHIP)층

9. 이면층 10. 사이징층

본 발명에 의한 내열성이 향상된 바닥재는 다층구조를 갖는 바닥재의 최상층 배합원료에 흡열원료인 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 및 징크보레이트중 선택된 어느 하나 혹은 그 이상을 첨가하여 제조될 수 있음을 특징으로 하고 있다.

이러한 원료가 최상층에 배합될 경우 아래와 같은 반응이 일어나면서 연소열의 냉각에 의한 내열효과와 산소차단에 의한 자기소화의 기능을 수반하게 된다.

Mg(OH)₂-> MgO + H₂O - 97 KJ/mol

2Al(OH)₃-> Al₂O₃+ H₂O - 298 KJ/mol

이 반응에서 첨가된 원료는 소정의 흡열반응에 따라 열을 흡수하게 됨으로 연소열의 효율적인 냉각효과를 가져오며 열 분해시 생성된 수증기에 의해 산소가 차단됨과 동시에 기화열을 흡수하여 소재의 온도상승을 막고, 열과 접촉된 부분에서 난연 탄화성분(CHAR)을 형성함으로 연소물과의 차단효과를 갖는다.

이러한 흡열원료는 대게 1 ~ 200um의 입도크기로 사용됨이 바람직할 것인데, 이러한 수치한정은 만약 이 범위를 벗어나면 최상층을 형성하는 배합원료에의 적용이 곤란하여 작업성에 문제가 발생될 우려가 있음에 기인한다.

이와 같은 흡열원료는 본 발명 바닥재의 최상층을 형성하는 표면처리층(7), PET필름층(5) 또는 투명상부층(6)의 구성원료에 적절히 배합 적용되어 사용되는데, 자기소화성을 갖는 흡열원료인 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 ,징크보레이트에서 선택되거나 혹은 1종 이상으로 선택하여 0.1 ~ 40 중량부로 첨가하고, 에어나이프나 롤 코팅의 과정을 거침으로서 적층형 구조의 바닥재 제품이 완성된다.

이때 흡열원료를 0.1 중량부 미만으로 사용하면 자기소화력과 흡열기능이 현저히 낮아지게 되며 반대로 40 중량부를 초과하여 사용하게 되면 배합원료에서의 침전현상과 자외선(UV) 경화시 도막의 경화물성이 떨어지게 됨으로 위 제한된 범위내의 사용이 바람직하다.

본 발명의 바닥재는 이하에서 설명되는 실시예를 통해 보다 양호한 상태로 재현될 수 있을 것이다.

본 발명의 바닥재를 생산하기 위한 제조공법과 설비는 이미 일반화되어 있는 공법과 설비에 의존된다.

첨부된 도 1의 (a)는 가정용으로 적합한 일반적인 구조의 경보행 바닥재로서 베이스를 형성하는 기재층(1)에 상부층(2)을 적층하고, 그 외 표면에 로터리 스크린이나 그라비아 방식의 다양한 인쇄층(3)을 형성한 후 투명상부층(6)이 적층되는데, 이러한 반제품의 기재층(1) 하단으로는 하부층(4)이 배치될 것이며, 상기 투명 상부층(6)의 외 표면으로는 자외선 경화형 도료를 이용한 표면처리층(7)이 배하여진 최상층이 형성되어 상호 일체화 된 소정의 바닥재가 제공될 수 있다.

이때, 상기 기재층(1)은 부직포 형태로 이루어진 유리섬유 매트에 PVC(폴리염화비닐) 페이스트 수지 100 중량부, 가소제 40 ~ 70 중량부, 안정제 1 ~ 3 중량부, 충진제 50 ~ 200 중량부를 넣어 배합한 페이스트 졸을 함침시킨 후 140 ~ 200℃의 겔링드럼이나 오븐을 이용한 가열 건조과정을 통해 마련된다.

이와 같은 기재층(1)의 상단으로는 또한 발포 또는 비발포 상태의 상부층(2)이 적층되는데, 대게 PVC 페이스트 수지 100 중량부, 가소제 40 ~ 70 중량부, 안정제 1 ~ 3 중량부, 발포제 0 ~ 5 중량부, 충진제 10 ~ 50 중량부, Zn계 촉진제 1 ~ 5 중량부를 믹서기에 투입하되, 고속 임펠러로 10 ~ 40분간 믹싱하며 내부 온도가 40℃ 이하로 유지되게 한 졸을 나이프코타, 리버스코타, 바코타, 스크린코타 등 공지의 방법을 이용하여 코팅케한 후 140 ~ 170℃의 겔링드럼이나 오븐을 이용하여충분히 겔링하는 방법 혹은 PVC 스트레이트 수지 100 중량부, 가소제 40 ~ 70 중량부, 안정제 1 ~ 3 중량부, 발포제 0 ~ 5 중량부, 충진제 10 ~ 50 중량부, Zn계 촉진제 1 ~ 5 중량부를 투입한 슈퍼믹서기에서 5 ~ 20분간 믹싱하여, 카렌다에서 압연가공하거나 티(T)다이에서 압출가공한 시트를 가열 합판하는 방법 등을 적용하여 기재층(1)의 상단에 적층한다.

상기 상부층(2)이 적층된 반제품 위로는 다양한 무늬와 색상을 표출하는 인쇄층(3)이 형성되는데, 제작 및 사용자의 요구사항에 따라 이미 범용화되어 있는 그라비아 인쇄, 옵셋 인쇄 또는 로터리 스크린 인쇄법을 자유로이 이용할 수 있으며, 이때 이용되는 잉크는 PVC계 공중합체 10 ~ 40 중량부, 유기 용제 30 ~ 70 중량부, 미분산된 유기 또는 무기계 안료 1 ~ 20 중량부를 투입하여 고속 믹서로 혼합한 것이 주로 이용된다.

상기 과정에 의해 인쇄가 완료되면, 그 인쇄된 상부를 선택하여 PVC 페이스트 수지 100 중량부, 가소제 40 ~ 70 중량부, 안정제 1 ~ 3 중량부, 자외선 흡수제 0.1 ~ 1 중량부를 상기 상부층(2)의 형성에서와 같이 고속 임펠러가 있는 믹서기를 통해 10 ~ 40분간 믹싱하면서 내부 온도가 40℃ 이하가 되게 유지하는 졸을 이용한 가공방법 혹은 PVC 스트레이트 수지 100 중량부, 가소제 40 ~ 70 중량부, 안정제 1 ~ 3 중량부, 자외선 흡수제 0.1 ~ 1 중량부를 투입한 슈퍼믹서기에서 5 ~ 20분간 믹싱한 다음, 카렌다에서 압연가공을 하거나 티 다이에서 압출가공하여 얻은 시트를 가열 합판하는 방법 등으로 투명상부층(6)을 적층한다.

이렇게 얻어진 반제품의 하단으로는 하부층(4)이 적층 발포될 것인데, 하부층(4)은 PVC 페이스트 수지 100 중량부, 가소제 40 ~70 중량부, 안정제 1 ~ 3 중량부, 발포제 0 ~ 5 중량부, 충진제 10 ~ 50 중량부, Zn계 촉진제 1 ~ 5 중량부가 투입된 믹서기에서 고속 임펠러로 10 ~ 40분간 믹싱하는 졸 가공방법 혹은 PVC 스트레이트 수지를 이용하여 카렌다에서 압연가공하거나 티 다이에서 압출가공한 시트를 가열 합판하거나 또는 180 ~ 250℃의 발포오븐을 거침으로써 발포체를 얻는 일반적인 방법을 통해 형성될 수 있다.

이렇게 제조된 바닥재는 그 외 표면으로 자외선 경화형 타입의 도료를 코팅한 표면처리층(7)이 형성되게 하는데, 이 자외선 경화형 타입의 도료배합에 내열성 및 자기소화 기능을 갖는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 징크보레이트중 어느 하나 혹은 1종 이상을 선택하여 이를 0.1 ~ 40 중량부로 첨가함으로써 도 1의 (a)와 같은 단면구조의 바닥재를 제공한다.

도면 (b)는 (a)의 구조에 최하층으로서 제품의 경도를 부여하는 사이징층 (10)을 적층한 일반적인 바닥재의 구조인바, 표면처리층(7)에 상기 흡열원료가 0.1 ~ 40 중량부 첨가됨으로서 제조될 수 있다.

상기 사이징층(10)은 PVC 페이스트 수지 100 중량부, 가소제 45 ~ 75 중량부, 충진제, 안정제 2 ~ 4 중량부, 충진제 15 ~ 55 중량부, Zn계 촉진제 1 ~ 5 중량부가 투입된 믹서기에서 고속 임펠러로 15 ~ 40분간 믹싱하는 졸 가공방법 혹은 전술한 바와 같이 PVC 스트레이트 수지를 이용하여 카렌다에서 압연가공하거나 티 다이에서 압출가공한 시트를 가열 합판하는 일반적인 방법을 통해 형성될 수 있으며, 이러한 사이징층(10)은 필요에 따라 바닥재의 구조층에서 이를 생략할 수 있다.

첨부된 (c)도는 투명상부층(6)을 대신하여 PET필름을 합판한 PET필름층(5)을 갖는 일반적인 경보행용 바닥재의 구조인바 역시 표면처리층(7)에 본 발명의 흡열원료를 적절히 배합 형성함으로서 이를 제조할 수 있을 것이다.

첨부된 (d)도는 최상층이 투명상부층(6)으로 형성된 일반적인 경보행 구조의 바닥재로서 상기 투명상부층(6)의 배합원료에 상기의 흡열원료를 0.1 ~ 40 중량부 적용한 것이며, (e)도는 최상층이 PET필름층(5)으로 형성된 일반적인 경보행 구조의 바닥재로서 상기 PET필름층(5)을 구성하는 배합원료에 상기 흡열원료를 0.1 ~ 40 중량부 적용하여 얻어질 수 있다.

마찬가지로 도 2는 칩층(8)을 가지는 일반적인 중보행 바닥재의 단면구조를 도시한 것인바, 기재층(1)위에 정형 또는 무정형의 칩을 산포하여 가열한 상태에서 프레스롤을 이용한 압착을 통해 칩에 일정한 무늬를 형성한 칩층(8)을 형성하고 투명상부층(6)을 적층한 다음 그 하부에 부직포나 비발포 시트로 구성된 이면층(10) 을 일체로 접착하므로서 보행량이 많은 중보행 제품을 얻을 수 있는데, 이와 같이 칩을 이용한 중보행 바닥재의 최상층인 표면처리층(7)에도 상기의 내열기능을 갖는 흡열원료를 적절히 배합 적용함으로서 경보행 제품과 동일한 기능을 부여할 수 있게 된다.

본 발명의 바닥재는 그러나 상술한 바와 같은 시트 형태의 바닥재에 국한되는 것이 아니며, 타일 형태의 바닥재에도 적용될 수 있다함은 물론이다.

이하에서는 본 발명의 재현을 위한 구체적인 실시예 및 비교예를 설명한다.

실시예 1

도 1의 (a)에 나타난 적층구조의 표면 내열성 향상 바닥재를 통상의 방법으로 제조하되, 표면처리층(7)의 배합원료에 흡열원료로 10um의 수산화 알루미늄 10 중량부를 첨가하여 제조하였다.

실시예 2

도 1의 (b)에 나타난 적층구조의 표면 내열성 향상 바닥재를 통상의 방법으로 제조하되, 표면처리층(7)의 배합원료에 흡열원료로 15um의 수산화 마그네슘 15 중량부를 첨가하여 제조하였다.

실시예 3

도 1의 (c)에 나타난 적층구조의 표면 내열성 향상 바닥재를 통상의 방법으로 제조하되, 표면처리층(7)의 배합원료에 흡열원료로 10um의 수산화 알루미늄 5 중량부 및 수산화 마그네슘 10 중량부를 첨가하여 제조하였다.

실시예 4

도 1의 (d)에 나타난 적층구조의 표면 내열성 향상 바닥재를 통상의 방법으로 제조하되, 투명상부층(6)의 배합원료에 흡열원료로 50um의 수산화 알루미늄 40 중량부를 첨가하여 제조하였다.

실시예 5

도 1의 (e)에 나타난 적층구조의 표면 내열성 향상 바닥재를 통상의 방법으로 제조하되, PET필름층(5)의 배합원료에 흡열원료로 10um의 수산화 마그네슘 5 중량부 및 징크보레이트 15 중량부를 첨가하여 제조하였다.

실시예 6

도 2에 나타난 중보행용 적층구조의 표면 내열성 향상 바닥재를 통상의 방법으로 제조하되, 표면처리층(7)의 배합원료에 흡열원료로 20um의 징크보레이트 15 중량부를 첨가하여 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 도 1의 (a)에 나타난 적층구조 바닥재를 제조하되, 어느층에도 흡열원료를 첨가하지 않았다.

비교예 2

실시예 3에서와 동일한 방법으로 도 1의 (c)에 나타난 적층구조 바닥재를 제조하되, 어느층에도 흡열원료를 첨가하지 않았다.

비교예 3

실시예 6에서와 동일한 방법으로 도 2에 나타난 적층구조 바닥재를 제조하되, 어느층에도 흡열원료를 첨가하지 않았다.

상기 실시예 및 비교예의 내열성 시험결과를 표 1에 나타내었다.

항목	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	비교예1	비교예2	비교예3
담배불지속시간	3분30초	3분30초	3분20초	3분38초	3분25초	3분33초	7분30초	6분50초	7분20초
담배불흔적	O	O	O	O	O	O	X	△	X

구분 ㅇ : 흔적이 남지 않는 수준 △ : 흔적이 조금 남는 수준

X : 흔적이 많이 남는 수준

표 1에서와 같이 자기소화 기능의 흡열원료를 적용한 실시예 1 ~ 6은 흡열원료를 적용치 않은 비교예 1 ~ 3에 비하여 담배불의 지속시간이 2배이상인 것으로 확인되었고, 담배불의 흔적 또한 발견할 수 없었다.

따라서, 본 발명의 내열성이 향상된 바닥재는 상기 실시예와 비교예를 통하여 살펴본 바와 같이, 바닥재의 최상층을 구성하는 배합원료에 자기소화 기능과 내열성을 갖는 흡열원료를 적용함으로 담배불과 같은 고열의 화기가 접촉할 경우에도 이에 대한 소화능력과 내열능력이 우수하여 품질의 신뢰성 확보와 소비자의 만족감을 극대화할 수 있다는 유용성이 있다.

이하, 본 발명을 특징의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 다층구조를 갖는 바닥재에 있어서,

   상기 바닥재의 최상층은 자외선 경화형 타입의 도료를 이용한 표면처리층(7)으로서, 상기 표면처리층(7)의 배합원료에 0.1 ~ 40 중량부의 자기소화 기능과 내열성을 갖는 1 ~ 200㎛ 입도의 흡열원료를 첨가하되, 상기 흡열원료는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 및 징크보레이트 중 선택된 어느 하나이거나 1종 이상으로 혼합된 것임을 특징으로 하는 개선된 내열성을 갖는 바닥재.
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