KR100573479B1 - 균일질 무정형 마블바닥재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합성수지제 균일질(Homogeneous) 무정형 마블바닥재의 제조방법에 관한 것으로, 저온가공 첨가제를 포함하는 합성수지 콤파운드에 다색의 스포트 칼라칩을 혼련한 후 1차 압연하여 시트를 만들고, 이 시트를 회전시켜 적층한 후 저온 카렌다링으로 2차 압연하여 물결모양과 거친 표면을 갖는 반제품을 제조한 다음, 면대면 프레스와 특수표면 정밀가공방법(Sanding & Buffing process)을 이용하여 기존 균일질 프레스 가공제품의 외관과는 차별화되는 합성수지제 균일질 마블바닥재를 제공한다.
면대면 프레스 가공, 표면정밀가공, 균일질, 무정형 마블바닥재

Description

균일질 무정형 마블바닥재 및 이의 제조방법{Homogeneous amorphous marble flooring and process of making the same}
도 1은 본 발명에 따른 바닥재의 반제품 제조를 위한 개략적인 제조공정도,
도 2는 본 발명에 따른 면대면 프레스방법(face to face process)의 공정도,
도 3은 본 발명에 따라 프레스된 반제품을 반으로 나누는 공정(Splitting process)의 공정도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 균일질 무정형 마블바닥재의 사진,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 균일질 무정형 마블바닥재의 사진이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 베이스 시트 2 : 스포트 칼라칩
3 : 반바리믹서 4 : 믹싱롤(혼련믹서)
5 : 합판 카렌다 6 : 분쇄기
7 : 칩투입설비 8 : 1차 카렌다
9 : 절단설비 10 : 회전설비
11 : 진공캡 12 : 적층
13 : 적층간격 14 : 2차 카렌다
15 : 오븐
본 발명은 합성수지제 균일질 무정형 마블을 갖는 바닥장식재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 균일질 바닥장식재 외관과는 차별화된 무정형의 천연마블을 가지는 합성수지제 균일질 무정형 마블 바닥장식재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
혼합질(Composition) 합성수지제 마블타일은 우수한 내구성과 함께 미려한 장식 효과를 부여해 주는 것으로, 종래에는 합성수지 콤파운드에 2∼3종류의 스포트 칼라칩(spot color chip)을 혼련한 후 열압연하여 제조하거나, 미리 제조된 합성수지 시트상에 스포트 칼라칩을 칼라별로 일정량을 배출 및 분산시켜 열압착하는 방식이 많이 이용되어 왔다.
그 이후, 1차 압연 후 원단을 회전 및 적층시켜서 2차 압연을 거쳐 무정형 마블모양을 얻고 이를 샌딩 및 버핑하여 제조한 방법(대한민국 특허공개 제1999-69415호)이 공지되어 있으며, 이와 같은 제조방식으로 마블의 정형성을 제거하는 것이 가능했지만 주로 혼합질(Composition) 바닥장식재에만 국한되어 왔다.
또한, 기존 균일질 프레스공법으로 제조한 비닐바닥장식재에 있어서는 외관 마블패턴의 변화가 거의 이루어지지 않아 단조로운 느낌이였다.
따라서 본 발명은 혼합질 비닐바닥장식재에 국한되어 오던 저온가공공정(즉 원단의 연화점(Softening Point)를 낮춰줌으로써 공정중 열이 어느 정도 식어도 원단의 활성화 상태를 유지할 수 있는 처방과 공정)과 원단을 적층하여 카렌다링시 무정형 마블무늬를 갖는 외관을 균일질 비닐장식재로 확대 적용시키고 기존 균일질 프레스 공정에서 면대면 공정을 적용시켜 기존 공법과는 차별화시킨 균일질 무정형 마블바닥재 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 저온가공 첨가제를 포함하는 합성수지 콤파운드에 다색의 스포트 칼라칩을 혼련한 후 1차 압연하여 시트를 만드는 단계; 1차 압연된 시트를 일정한 크기로 자르고 방향을 돌려가면서 계단형으로 적층하는 단계; 카렌다 롤의 온도를 60 내지 100℃로 낮게 유지하는 저온 카렌다링에 의해 상기 단계에서 적층된 시트를 2차 압연하여 물결 모양(wave pattern)과 거친 표면(rough surface)을 갖는 반제품을 제조하는 단계; 2개의 반제품을 서로 면과 면끼리 맞대게 하여 프레스 가공하는 단계; 및 프레스 가공한 반제품을 수평방향으로 반으로 절단한 후 특수표면 정밀가공을 하는 단계를 포함하는 균일질 무정형 마블 바닥장식재의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 사용되는 저온가공 첨가제는 치환된 폴리글리콜에테르 (Substituted polyglycolether), 지방알콜 부분 에스테르와 지방산 에스테르의 혼합물(Mixture of fatty alcohol partial esters and fatty acid esters) 등이 사용가능하다.
본 발명에서 사용되는 합성수지는 염화비닐수지(Polyvinylchloride: PVC)가 적절하지만, PVC에 국한된 것이 아니라 압연가능한 열가소성수지로서 본 발명의 공정에 적합한 것이면 어느 것이든지 사용 가능하다.
본 발명은 균일질 무정형 마블바닥재의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 제조공정은 크게 두가지 공정으로 이루어진다. 하나는 무정형 마블 반제품의 제조공정이며, 또 하나는 면대면 프레스와 표면정밀 가공공정(Sanding & Buffing)이다.
상기 무정형 마블 반제품의 제조공정에서는 콤파운드에 다색의 스포트 칼라칩을 혼련한 후 1차 압연하여 시트를 만들고 이 시트를 회전시켜 적층한 후 저온 카렌다링으로 2차 압연하여 물결 모양과 거친 표면을 갖는 반제품을 만드는 것이며, 이는 기존 혼합질 비닐바닥재에만 국한되어 왔던 것으로, 본 발명에서는 이 외관을 균일질 비닐바닥재로 확대 발전시켰다.
또한, 본 발명에서는 기존 균일질 프레스공법 비닐바닥재에는 없었던 무정형 마블외관을 도입하였고, 프레싱공법에 있어서 기존 균일질 비닐바닥재에서의 프레스 및 표면정밀 가공법 이외에 면대면 프레싱이란 신공법을 적용시켜 기존 프레스 및 표면정밀 가공제품의 외관과는 차별화되는 합성수지제 균일질 마블타일을 제조하였다.
본 발명에서 혼합질과 균일질의 구분은 KS M3802에 기재되어 있는 바, 그 기준은 결합제의 함유율이 30% 이상인 것이 균일질 비닐바닥장식재이며, 30% 미만인 것이 혼합질 비닐바닥장식재로 분류된다.
본 발명에서 저온가공 공정은 원단의 연화점(Softening Point)을 낮춰줌으로써 공정 중 열이 어느 정도 식어도 원단의 활성화 상태를 유지할 수 있는 처방(첨가제)을 사용한 공정이다.
특히, 본 발명에서 적용한 저온 카렌다링이란 기존의 공정작업 조건에 비해 온도가 낮아도 가공이 용이하게 되는 저온처방에 기초하여, 2차 압연시 특정 두께와 일정하게 적층된 시트를 압연 카렌다링하는 롤의 온도를, 바람직하게는 60∼100℃의 저온으로 낮게 유지하면서 실시하는 카렌다링 공정이다.
본 발명은 저온 카렌다링에 의해 물결모양과 거친 표면을 갖는 반제품을 제조한 후, 면대면 프레스 가공을 실시하고 스플리팅 가공에 이어 특수표면 정밀가공을 하여 기존 제품과 차별화된 외관효과를 나타내는 완제품을 제조하는 것으로, 이때 물결모양과 거친 표면은 저온 처방에 기초한 저온 카렌다링에 의해 형성되는 외관이며, 저온처방에 사용되는 저온가공 첨가제는 기존 공정보다 낮은 온도에서 가공을 용이하게 하여서 작업이 가능하도록 하는 것이다.
본 발명에서 저온처방을 사용하지 않으면 저온 카렌다링 이후 작업성에 문제가 발생한다. 즉, 기존 카렌다링 공정에서는 통상 120∼150℃ 이상의 고온 가공을 하는데, 이와 같이 120∼150℃ 이상의 고온조건에서 가공을 하게 되면 물결 모양의 형성이 불가능하며, 둥글하게 늘어나는 외관이 나타나게 되는 문제가 발생한다.
본 발명은 저온처방에 의한 저온 카렌다링을 실시하여 이러한 문제를 해결한 것이다.
본 발명은 외관 차별화를 위해 물결모양을 얻고자 한 것이며, 거친 표면은 물결모양으로 가공하기 위해 저온 카렌다링을 거치면서 표면이 거칠게 나온 것이다. 즉, 저온 카렌다링을 하다보니 거친 표면도 동시에 나타나서, 이 거친 표면을 해결하고자 면대면 프레스 가공 및 특수표면 정밀가공을 하여 표면을 평활하게 처리하고 물결모양을 은은한 대리석 문양으로 표현한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 저온 카렌다링으로 물결모양과 거친 표면을 갖는 반제품을 제조한 후, 이를 완제품(도 4, 5)으로 만들기 위해 면대면 프레스 가공 및 특수표면 정밀가공을 실시한 결과, 실제로 기존과는 외관이 차별화된 은은한 대리석 문양으로 형상화되었음을 확인하였다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서는 카렌다링(calendering) 공법, 면대면 프레싱공법 및 특수표면 가공공법을 이용하여 완제품을 제조한다.
도 1은 카렌다링 공법에 의해 반제품을 제조하는 공정도를 나타낸 것으로, 상기 제조공정은 크게 원료 배합공정, 혼합된 원료를 가열 및 가압하여 균일하게 하는 혼련공정, 원료를 균일하게 섞는 믹싱공정, 무정형 마블모양을 표현하는 카렌다링 공정으로 반제품을 제조하는 공정으로 이루어진다.
구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 합성수지제 균일질 무정형 바닥장식재를 제조하기 위해, 먼저 염화비닐수지(Polyvinylchloride: PVC) 콤파운드에 다색의 스포트 칼라칩을 혼련한 후 1차 압연하여 베이스 시트를 만들고 이 베이스 시트를 절단한 후 회전시킨 다음 적층하고 저온 카렌다링으로 2차 압연하여 물결 모양과 거 친 표면을 갖는 반제품을 제조한다.
이때 베이스 시트층(1)의 조성은 염화비닐(PVC: 중합도 800∼1,000) 100 중량부에 대하여 가소제(DOP) 20∼40 중량부, 에폭시 3∼10 중량부, Ba-Zn계 안정제 2∼10 중량부, 저온가공 첨가제 2∼10 중량부 및 각종 안료를 포함한다.
스포트 칼라칩(2)은 PVC에 안료 등을 배합한 후 압연한 시트를 분쇄기를 이용하여 0.5∼20 ㎜ 정도로 분쇄한 것으로, 가소제의 함량에 있어서 베이스 시트와 달리함으로써 칩의 경도를 다양하게 부여한 것이다.
본 발명에 따른 균일질 무정형 마블 바닥장식재의 제조과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 각각의 액상 및 분말원료를 일정량 배합하여 분산시키고, 고르게 분산된 원료들을 120∼150℃ 미만의 반바리믹서(Banbury mixer)(3) 내에서 스크류로 혼련한다. 혼련된 원료들을 100 내지 130℃ 정도의 믹싱롤(4)을 이용하여 케이크(cake) 형태의 베이스 시트(1)를 제조한다.
상기 베이스 시트(1)와 다양한 칼라의 스포트 칩(2)을 합판 카렌다(5)를 이용하여 3.0 ㎜ 이하의 시트로 만들고, 이를 분쇄하여 200∼250℃의 오븐(15)에서 가열하고, 이를 110∼150℃의 1차 카렌다(calender)(8)를 이용하여 약 1.0∼5.0 ㎜의 두께로 압연하여 시트를 만들고, 이 시트를 절단기(9)에서 절단하고 절단된 시트는 90도 회전설비(10)를 이용하여 흡착 후 90도 회전시켜 계단형태의 일정 간격으로 적층(12)한다. 여기서, 일정 간격 적층이란 계단 형상으로 일정한 폭 간격(13)을 유지하며 적층된 것이다.
상기 절단(cut)설비(9)는 1차 압연된 베이스 시트(1)를 일정 길이로 절단하는 설비로서, 시트의 절단길이는 광센서에 의해서 감지되어 일정한 길이로 절단되도록 구성되어 있다.
상기 회전(turn)설비(10)는 진공형 90도 회전설비로서 내부가 빈 사각 케이스로 이루어져 있는데, 그 하부에는 무수히 많은 실리콘 재질의 캡(11)이 부착되어 시트가 지정된 위치에 도착하면 사각 케이스 내에 2∼20 ㎏/㎠의 진공압이 걸리면서 하강하며 진공캡(11)을 이용하여 1차 압연된 베이스 시트(1)를 흡착한다. 이렇게 흡착된 시트는 지정된 레일을 따라서 90도 회전하면서 일정 간격(13)으로 적층(12)되어 2차 카렌다(14)로 공급될 수 있도록 한다.
한편, 1차 압연된 베이스 시트(1)는 콤파운딩된 PVC 원료와 스포트 칼라칩(2)이 혼련되어 압연된 것으로서 길이 방향의 마블이 형성된다.
그리고, 90도 회전시킨 후의 적층간격(13)은 통상 100∼500 ㎜를 유지시키는 것이 바람직하다. 이 적층간격(13) 및 적층수에 따라 무정형 마블의 모양이 달라지는데, 즉 적층간격 및 적층수가 작으면 1차 형성된 마블이 90도 회전 후 2차 압연될 때 방향성이 나타나 원하는 무정형 마블을 얻기 어렵다.
적층되는 베이스 시트(1)의 수는 베이스 시트(1)의 두께와 적층간격(13)에 따라 다르지만 통상 2∼10겹이 적층된다.
이렇게 적층(12)된 시트를 60∼100℃의 2차 카렌다(14)를 이용한 저온 카렌다링을 실시함으로써, 물결모양과 거친 표면을 갖는 반제품을 제조한다. 이때, 길이 방향으로 형성된 마블이 90도 회전되어서 무정형 형태의 마블로 변하게 되는데, 베이스 시트(1)와 스포트 칼라칩(2)이 자연스럽게 어울려질 수 있도록 해준다. 또한, 2차 압연시트의 두께는 2.5∼4.5 ㎜로 유지되도록 한다.
도 2는 본 발명에 따라 제조한 반제품을 이용하여 반제품끼리 서로 면과 면끼리 맞대게 하여 프레싱하는 공정을 나타낸 것으로, 2차 압연된 시트를 1 m ×1 m 크기로 절단하여 반제품을 만든 후 이 반제품을 몰드판에 면과 면을 맞대게 넣어 150∼200℃로 프레싱한다.
도 3은 본 발명에 따라 면대면 프레스된 반제품을 반으로 나누는 공정(Splitting process)의 공정을 나타낸 것으로, 면대면 프레스 가공한 반제품을 반으로 갈라서 3∼5 ㎜ 두께의 반제품을 얻고 이를 표면정밀 가공공정을 이용하여 2∼3 ㎜ 두께의 균일질 무정형 마블 바닥장식재를 제조한다.
본 발명에서는 이러한 면대면 프레스 가공 및 특수 표면 정밀 가공을 통해서 거친 표면을 평활하게 유지해 주며, 물결모양을 은은하게 표현해 줌으로써 대리석 느낌을 제공해 준다. 또한, 기존 균일질 프레스 및 표면정밀가공 제품들과 동등한 수준의 내구성과 내오염성을 갖으며, 긁힘이나 오염 발생시 간단한 유지관리로 새 제품처럼 복원할 수 있으며, 시공후 틈새 벌어짐이 거의 없는 장점을 제공해 준다.
도 4와 도 5는 본 발명에 따라 제조된 완제품의 사진으로서, 기존 제품의 경우 칩 또는 반제품을 프레스하여 무방향인 마블과 정형성 마블을 제공하긴 하지만 똑같은 패턴으로 많이 사용하여 왔기에 단조롭고 새롭다는 느낌이 들지 않는 반면에, 본 발명에 따른 균일질 무정형 마블의 경우 기존과는 외관이 차별화된 은은한 대리석 문양으로 형상화되었기에 신선한 느낌을 준다.
실시예
균일질 무정형 마블을 표현하는 바닥장식재를 제조하기 위하여, 우선 각각의 액상 및 분말원료를 일정량 배합하여 분산시켰다. 고르게 분산된 원료들을 120∼150℃ 미만의 반바리믹서(3) 내에서 스크류로 혼련하였다. 이 혼련된 원료들을 100 내지 130℃ 정도의 믹싱롤(4)을 이용하여 케이크 형태의 베이스 시트(1)를 제조하였다.
상기 베이스 시트(1)와 다양한 칼라의 스포트 칩(2)을 합판 카렌다(5)를 이용하여 3.0 ㎜ 이하의 원단(sheet)을 만들고, 이를 분쇄하여 200∼250℃의 오븐(15)에서 가열하고, 이를 110∼150℃의 1차 카렌다(8)에서 1.0∼5.0 ㎜ 두께의 시트로 만들고, 이를 1.0 m 간격으로 자르고 회전설비(10)의 진공캡(11)을 이용하여 시트를 회전시켜서 적층(12)한 후, 마블모양에 따라 2∼10장의 일정한 간격(13)으로 적층된 시트를 60∼100℃의 2차 카렌다(14)에 통과시켜 저온 카렌다링에 의해 물결모양과 거친 표면을 갖는 2.5∼4.5 ㎜의 시트를 만들었다.
2차 압연된 시트를 1 m ×1 m 크기로 절단하여 반제품을 제조하고, 이 반제품을 몰드판에 면과 면을 맞대게 넣어 150∼200℃로 프레스(도 2)한 후, 여기서 나온 반제품을 반으로 갈라서(도 3) 3∼5 ㎜ 두께의 반제품을 얻은 다음, 이를 표면정밀 가공공정을 이용하여 2∼3 ㎜ 두께의 균일질 무정형 마블 바닥장식재를 제조하였다.
상기에서 명기한 것과 같이, 본 발명은 혼합질 비닐바닥재에 국한되어 오던 저온가공공정과 첨가제 그리고 무정형 마블 제조방법을 균일질 비닐바닥장식재에 적용시켰으며, 균일질 비닐바닥장식재에 무정형 마블외관의 도입과 신프레스 공법을 도입하여 기존 균일질 프레스공법 마블과 차별화된 다양한 외관 및 고급감을 부여하였다.

Claims (3)

  1. 염화비닐(PVC) 100 중량부에 대하여 가소제 20 내지 40 중량부; 에폭시 3 내지 10 중량부; Ba-Zn계 안정제 2 내지 10 중량부; 치환된 폴리글리콜에테르(Substituted polyglycolether), 지방알콜 부분 에스테르와 지방산 에스테르의 혼합물(Mixture of fatty alcohol partial esters and fatty acid esters) 중에서 선택되는 1종 이상의 저온가공 첨가제 2 내지 10 중량부; 및 안료를 포함하는 조성물에 이와 색상이 다른 1종 이상의 스포트 칼라칩을 혼련한 후 1차 압연하여 시트를 만드는 단계;
    1차 압연된 시트를 일정한 크기로 절단한 후, 진공흡착 타입의 회전설비를 이용하여 시트를 회전시면서 계단형태로 쌓아 올려 연속적으로 적층하는 단계;
    카렌다 롤의 온도를 60 내지 100℃로 낮게 유지하는 저온 카렌다링에 의해 상기 단계에서 적층된 시트를 2차 압연하여 물결 모양(wave pattern)과 거친 표면(rough surface)을 갖는 반제품을 제조하는 단계;
    2개의 반제품을 서로 면과 면끼리 맞대게 하여 프레스 가공하는 단계; 및
    프레스 가공한 반제품을 수평방향으로 반으로 절단한 후, 샌딩(Sanding) 및 버핑(Buffing)에 의하여 표면을 가공하는 단계를 포함하는 균일질 무정형 마블 바닥장식재의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 염화비닐(PVC) 100 중량부에 대하여 가소제 20 내지 40 중량부; 에폭시 3 내지 10 중량부; Ba-Zn계 안정제 2 내지 10 중량부; 치환된 폴리글리콜에테르, 지방알콜 부분 에스테르와 지방산 에스테르의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상의 저온가공 첨가제 2 내지 10 중량부; 및 안료를 포함하는 조성물에 이와 색상이 다른 1종 이상의 스포트 칼라칩의 혼합 및 압연에 의해 무정형 마블무늬를 가지며, 카렌다 롤의 온도를 60 내지 100℃로 낮게 유지하는 저온 카렌다링에 의해 바닥재 표면에 물결모양과 거친 표면이 형성되고, 상기 거친 표면은 면대면 프레스 가공 및 샌딩과 버핑에 의한 표면가공에 의하여 평활하게 처리된 것을 특징으로 하는 균일질 무정형 마블 바닥장식재.
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