KR100653253B1 - 새집 증후군을 감소시키기 위한 바닥재 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 새집 증후군을 감소시키기 위한 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 인체에 유해한 휘발성 유기화합물을 극히 적은 양으로 사용하여 제조되므로써, 결과적으로 휘발성 유기화합물의 방출량이 없거나 있더라도 극히 적어서 이로 인한 새집 증후군을 감소시키는 효과를 가지는 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
새집 증후군, 감소, 바닥재, 제조방법

Description

새집 증후군을 감소시키기 위한 바닥재 및 그 제조방법{FLOORING FOR REDUCING SICK HOUSE SYNDROME AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 새집 증후군을 감소시키기 위한 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 인체에 유해한 휘발성 유기화합물을 극히 적은 양으로 사용하여 제조되므로써, 결과적으로 휘발성 유기화합물의 방출량이 없거나 있더라도 극히 적어서 이로 인한 새집 증후군을 감소시키는 효과를 가지는 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
새집 증후군이란, 아파트나 주택과 같은 주거용 건물의 신축시, 바닥재나 벽지 등과 같은 내장재 자체에 포함된 또는 그의 설치에 사용된 휘발성 유기화합물이 서서히 방출되므로써, 새집에서 거주하게 되는 사람의 건강이 악화되는 현상을 말하는 것으로서, 최근 큰 사회문제가 되고 있다.
현재 주택용 바닥재로서 일반적으로 사용되는 목질계 바닥재로는 원목마루, 합판마루, 강화마루 등이 있는데, 원목마루는 5~7층의 베니아판을 합친 합판층에 보통 3mm 이상의 무늬목을 표면층에 접착시킨 바닥재이고, 합판마루는 원목마루와 동일한 구성이나 표면층으로 사용하는 무늬목이 통상 0.6mm 정도의 수준인 바닥재 이다. 한편, 강화마루는 중밀도 섬유보드(Medium Density Fiberboard, MDF) 또는 고밀도 섬유보드(High Density Fiberboard, HDF)의 표면에 장식용 시트(deco-sheet)를 부착시킨 구조의 바닥재이다.
일반적으로 나무소재를 이용한 이들 목질계 바닥재는 친환경소재로 인식되어 왔으나, 실상은 그렇지 않다. 원목마루 또는 합판마루를 구성하는 합판층은 합판 층들의 접착시 접착제로서 요소수지 또는 멜라민 수지를 이용하게 되는데, 이들 요소수지 및 멜라민 수지는 각각 요소와 포름알데히드 및 멜라민과 포름알데히드의 중합에 의해 만들어진다. 따라서, 이들 수지들의 내부에는 기본적으로 포름알데히드가 내재되게 된다. 또한, 강화마루의 구성층인 MDF 또는 HDF는, 그 제조시에 일반적으로 사용되는 페놀수지가 페놀과 포름알데히드의 중합에 의해 만들어지기 때문에, 이들 역시 기본적으로 포름알데히드가 내재되어 있다.
또한, 원목마루, 합판마루 및 강화마루 모두 유기용제를 이용한 접착제를 사용하여 장식용 표면층을 합판층 또는 MDF에 부착시키기 때문에 휘발성 유기화합물을 함유하고 있으며, 게다가, 합판층 및 MDF의 구성물질인 나무는 부패방지를 위하여 최초 사용시에 포르말린 용액에 장기간 침적시킨 후 건조하여 사용한다. 따라서 이제까지 친환경소재로서 알려진 바와는 정반대로, 목질계 바닥재는 오히려 새집 증후군을 더욱 악화시키는 요인인 것이다.
따라서, 상기한 바와 같이 새집 증후군을 악화시키는 목질계 바닥재의 문제점으로 인하여, 이를 대체할 수 있는 새로운 바닥재 및 그 제조방법의 개발이 요구되고 있으며, 또한, 목질계 바닥재는 난연성이 없어 화재 발생시 쉽게 발화하는 단 점도 있는 바, 새집 증후군을 감소시킴과 동시에 난연성 또한 갖춘 바닥재의 개발 또한 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 유해한 휘발성 유기화합물의 방출량을 획기적으로 줄이므로써 새집 증후군을 감소시키는 효과를 가지는 바닥재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 유해한 휘발성 유기화합물의 방출량을 획기적으로 줄이므로써 새집 증후군을 감소시키는 효과를 가지는 동시에, 비할로겐계 난연제를 사용하므로써 유해성이 적으면서도 목질계 바닥재에 비해 난연성이 우수한 바닥재를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 위로부터 순서대로 표면층, 지지층 및 소음차단층을 포함하여 이루어지는 바닥재로서, 상기 지지층은 용융흐름지수(Melt Index, MI)가 0.3~30g/10분인 폴리프로필렌 수지 100중량부와 올라스토나이트, 유리섬유, 목분 및 왕겨로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 무기 충전재 5~200중량부를 포함하여 이루어지는 수지 조성물을 포함하여 이루어지고, 상기 표면층의 하부면, 상기 지지층의 상부면, 상기 지지층의 하부면 또는 상기 소음차단층의 상부면 가운데 적어도 하나는 폴리올레핀계 수지를 접착제로서 포함하여 이루어지는 접착층과 접촉하는 것을 특징으로 하는 바닥재가 제공된다.
본 발명의 바닥재에 있어서, 상기 표면층은 표면보호층, 중간층 및 인쇄층을 포함하여 이루어지는 적층체이고, 각 층의 사이에는 접착층이 존재한다.
상기 표면보호층은 바닥재에 사용시 내스크래치성 및 내오염성을 부여하기 위한 층으로서, 열경화성 아크릴 수지 또는 폴리에스테르 수지 가운데 적어도 하나를 포함하여 이루어진다.
상기 중간층 및 상기 인쇄층은 폴리프로필렌 수지, 폴리프로필렌 수지-고무 혼합물, 폴리프로필렌 수지-폴리에틸렌 수지 혼합물 및 폴리프로필렌 수지-고무-폴리에틸렌 수지 혼합물 가운데 적어도 하나를 포함하여 이루어진다.
상기 중간층 및 상기 인쇄층에 포함될 수 있는 상기 폴리프로필렌 수지로는, 폴리프로필렌 단독 중합체 또는 공중합체 수지가 사용가능하며, 폴리프로필렌 공중합체 수지가 사용될 경우, 그 에틸렌 함량은 0.1~30중량%이고, 그 용융흐름지수는 0.3~10g/10분인 것이 가공성 및 물성의 측면에서 바람직하다.
상기 중간층 및 상기 인쇄층에 포함될 수 있는 상기 고무로는, 수소화된 스티렌-부타디엔 고무(Hydrogenated Styrene-Butadiene Rubber, HSBR), 스티렌-(에틸렌/부타디엔)-스티렌 블록 공중합체(Styrene-(ethylene/butadiene)-Styrene Block Copolymer, SEBS) 및 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머(EPDM) 가운데 적어도 하나가 사용가능하며, 상기 폴리프로필렌 수지와의 혼합비는 폴리프로필렌 수지/고무가 중량비로 95/5~70/30인 것이 원하는 수준의 기계적 물성을 얻을 수 있다는 측면에서 바람직하다.
상기 중간층 및 상기 인쇄층에 포함될 수 있는 상기 폴리에틸렌 수지로는, 그 밀도가 0.915~0.95g/㎤이고, 그 용융흐름지수(Melt Index)가 0.05~10g/10분인 것이 바람직하고, 상기 폴리프로필렌 수지와의 혼합비는 폴리프로필렌 수지/폴리에틸렌 수지가 중량비로 95/5~50/50인 것이 가공성 및 기계적 물성의 측면에서 바람직하다.
본 발명의 바닥재에 있어서, 상기 표면층을 구성하는 각 층의 사이에는 접착층이 존재한다. 상기 표면보호층과 상기 중간층의 사이에 존재하는 접착층은, 수용성의 폴리에틸이민 또는 폴리올레핀계 수지를 접착제로서 포함하여 이루어진다. 상기 표면보호층과 중간층 사이의 접착층 이외의 접착층은 폴리올레핀계 수지를 접착제로서 포함하여 이루어진다. 상기 접착제로서 사용되는 폴리올레핀계 수지로는, 비닐아세테이트 함량이 10~50중량%이고, 용융흐름지수가 0.3~30g/10분인 에틸렌-비닐아세테이트(EVA) 공중합체 수지가 바람직하다. 상기 비닐아세테이트 함량이 10중량% 미만이면 접착력이 떨어지고, 50중량%를 초과하면 가공성 및 작업성이 나빠진다. 또한 상기 용융흐름지수가 0.3g/10분 미만이면 균일한 품질을 얻기 어렵고, 30g/10분을 초과하면 작업성이 나빠진다.
본 발명의 바닥재에 포함되는 상기 표면층은, 일 구체예에 따르면, 상기 표면보호층, 중간층 및 인쇄층의 층간마다 상기 접착층을 개재시켜 라미네이션하므로써 제조될 수 있다.
본 발명의 바닥재에 있어서, 상기 지지층은 용융흐름지수가 0.3~30g/10분인 폴리프로필렌 수지 100중량부와 올라스토나이트, 유리섬유, 목분 및 왕겨로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 무기 충전재 5~200중량부를 포함하여 이루어지는 수지 조성물을 포함하여 이루어진다.
상기 지지층의 수지 조성물에 포함되는 상기 폴리프로필렌 수지는 용융흐름지수가 0.3~30g/10분인 것을 특징으로 한다. 이 용융흐름지수가 0.3g/10분 미만이면 수지의 흐름성이 저하되어 가공성이 나빠지고, 30g/10분을 초과하면 수지의 기계적 물성이 저하되는 단점이 있다.
상기 폴리프로필렌 수지로는 폴리프로필렌 단독중합체 수지 또는 에틸렌 함량이 30중량% 이하인 폴리프로필렌 공중합체 수지가 사용가능하다. 상기 폴리프로필렌 공중합체 수지의 경우, 에틸렌 함량이 30중량%를 초과하면 수지의 굴곡강성이 저하되고 수지의 점도가 상승하여 수지 조성물의 제조시 니더 또는 압출기에서의 가공성이 저하되는 단점이 있다.
상기 지지층의 수지 조성물에 포함되는 상기 무기 충전재는 올라스토나이트, 유리섬유, 목분 및 왕겨로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대하여 5~200중량부가 포함된다. 이 함량이 5중량부 미만이면 충격강도 보강을 통한 물성의 균형발현 효과가 저하되며, 200중량부를 초과하면 혼련성 및 작업성이 저하되는 단점이 있다.
상기 지지층의 수지 조성물에 포함되는 상기 무기 충전재 중에서, 상기 올라스토나이트는, 평균입경이 4∼5㎛이고, 길이가 60∼120㎛이며, 이축율이 3:1∼20:1인 것이 표면특성 개선과 내스크래치성 향상의 측면에서 바람직하다.
상기 지지층의 수지 조성물에 포함되는 상기 무기 충전재 중에서, 상기 유리섬유는, 평균입경이 5∼15㎛이고, 길이가 1∼16mm인, 쵸핑된 스트랜드 형태(chopped strand)인 것이 혼련성 등의 작업성 측면에서 바람직하다. 이 평균입경이 5㎛ 미만이면 혼합하는 동안에 대부분이 깨지게 되어 강성발현 효과가 미흡해지며, 15㎛를 초과할 경우에는 성형품의 변형이 악화되어 외관상태가 불량해진다.
상기 지지층의 수지 조성물에 포함되는 상기 무기 충전재 중에서, 상기 목분 및 상기 왕겨는 모두 평균입경이 10~70㎛인 것이 표면특성 개선과 굴곡강성 향상의 측면에서 바람직하다. 이 평균입경이 10㎛ 미만인 경우에는 혼합하는 동안에 비산되는 문제가 있고, 70㎛를 초과하는 경우에는 수지와의 혼련성이 저하된다.
상기 지지층의 수지 조성물에는, 이를 포함하는 지지층에 요구되는 구체적인 특성에 따라, 상기한 성분들 이외에 밀도가 0.94~0.96g/㎤이고, 용융흐름지수가 0.05~20g/10분인 폴리에틸렌 수지가 더 포함될 수 있다. 이 폴리에틸렌 수지의 밀도가 0.94g/㎤ 미만이면 수지의 굴곡강성이 저하되고, 0.96g/㎤를 초과하면 충격강도가 저하된다. 또한, 이 폴리에틸렌 수지의 용융흐름지수가 0.05g/10분 미만이면 수지의 흐름성이 저하되고, 20g/10분을 초과하면 수지의 굴곡강성, 충격강도와 같은 기계적 물성이 저하되는 단점이 있다.
상기 지지층의 수지 조성물에 더 포함되는 상기 폴리에틸렌 수지는, 지지층에 요구되는 구체적인 특성에 따라 다양한 양으로 더 포함될 수 있으나, 바람직하게는 상기 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대하여 5~100중량부에 해당하는 양이 본 발명의 수지 조성물에 더 포함된다.
또한 상기 지지층의 수지 조성물에는, 난연성의 부여를 위하여 상기한 성분들 이외에 비할로겐계 난연제 및 난연조제가 더 포함될 수 있다. 상기 비할로겐계 난연제는, 주택용 건물의 바닥재의 제조에 사용되는 본 발명의 수지 조성물에 요구 되는 연소시 인체 유해성의 감소를 만족시키는 난연제로서, 화재시 고온 또는 불길과의 접촉 등에 의해 분해될 때 수증기, 이산화탄소, 질소 등의 비인화성 가스와 탄소질 잔사만을 발생시킬 뿐, 부식성 가스 또는 할로겐 가스같은 유독성 가스는 거의 발생시키지 않는 난연제이다.
상기 지지층의 수지 조성물에 더 포함되는 상기 난연제로는, 상기의 특성을 만족시키는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 트리페닐포스페이트, 트리(2,6-디메틸페닐)포스페이트, 트리(2,6-디터셔리 부틸페닐)포스페이트 등과 같은 페놀구조의 방향족 인산에스테르가 단독으로 또는 폴리인산암모늄과 혼합되어 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 난연제는, 그 분자량이 1500 이하인 것이, 또한 그 융점이 80℃ 이상인 것이 난연성 부여 효과의 측면에서 바람직하다.
상기 난연제로서 방향족 인산에스테르와 폴리인산암모늄을 혼합하여 사용할 경우, 그 혼합비는 방향족 인산에스테르/폴리인산암모늄이 중량비로 0.20∼5.0인 것이 바람직하다. 이 혼합비가 상기 범위를 벗어나면 충분한 난연 효과를 얻기가 어려워져서 결과적으로 많은 양의 난연제를 필요로 하게 되는 문제점이 있다.
상기 지지층의 수지 조성물에 더 포함되는 상기 난연제는, 상기 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대하여 5~70중량부의 양이 더 포함되는 것이 바람직하다. 이 양이 5중량부 미만이면 난연기능을 발휘할 수가 없으며, 70중량부를 초과하면 수지 조성물의 내열성이 낮아진다.
또한, 상기 지지층의 수지 조성물에 더 포함되는 상기 난연조제로는, 디펜타에리스리톨, 트리펜타에리스리톨 등과 같이 다가알콜기를 가진 펜타에리스리톨계 화합물이 바람직하다. 이 펜타에리스리톨계 화합물은 연소시에 차르(char)의 발생을 돕는 차르 프로모터(char Promoter)로 작용하기 때문에 난연조제로 사용된다.
상기 지지층의 수지 조성물에 더 포함되는 상기 난연조제는, 상기 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대하여 0.1~50중량부의 양이 더 포함되는 것이 바람직하다. 이 양이 0.1중량부 미만이면 난연조제로서의 기능을 발휘할 수가 없으며, 50중량부를 초과하면 수지 조성물의 내열성이 낮아진다.
상기 지지층의 수지 조성물에는, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서, 상기한 성분들 이외에 바닥재용 수지 조성물의 제조에 통상적으로 사용되는 기타 첨가제들이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 바닥재에 포함되는 상기 지지층은 다음과 같은 구체적인 방법에 의해 제조될 수 있다.
먼저, 상기한 바와 같은 수지 및 무기 충전재와, 선택적으로, 난연제, 난연조제 및 기타 첨가제들을 수지 용융점 이상의 온도에서 니더 또는 반바리 믹서(banbury mixer) 등을 사용하여 혼합한다. 다음으로, 혼합된 수지 조성물을 니더에서 압출기 호퍼(hopper)까지 이송부를 설치하여 용융물 상태로 직접 투입하던가 또는 냉각시켜 굳어진 고체의 수지 조성물을 수지분쇄기로 적절한 크기로 분쇄한 후 고체상태로 압출기에 투입한다. 투입이 완료되면, 수지용 단축(single-screw) 또는 이축(twin-screw) 압출기를 사용하여 수지 조성물을 압출시켜 펠렛상으로 제조한다. 이 때, 압출온도는 수지의 용융점 이상이면서 난연제의 분해온도 이하의 온도를 선정하여야 하며, 120~230℃의 온도에서 압출하는 것이 바람직하다. 압출온도가 120℃ 미만이면 수지를 충분히 용융시키지 못하게 되어 수지용융압(resin melt pressure)이 과도하게 증가하므로써 압출이 어려워지고, 230℃를 초과하면 수지의 용융은 용이해지나 난연제의 분해가 일어나 제품의 난연효과가 저하되기 때문이다. 이렇게 하여 제조된 펠렛들을 건조기를 사용하여 충분히 건조시킨 후, 적정량의 펠렛을 몰드(mold)에 투입하고, 140~190℃, 500~600kgf/㎠의 고온·가압하에서 2~60분간 압축성형하므로써, 본 발명의 바닥재에 포함되는 상기 지지층이 제조될 수 있다.
본 발명의 바닥재에 있어서, 상기 소음차단층은 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 수지 및 저밀도 폴리에틸렌 수지로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 폴리올레핀계 수지, 발포제 및 가교제를 포함하여 이루어지는 수지 조성물의 발포성형체이다.
상기 소음차단층의 수지 조성물에 포함될 수 있는 상기 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 수지로는, 비닐아세테이트 함량이 5~35중량%이고, 용융흐름지수가 1~30g/10분인 것이 바람직하다. 상기 비닐아세테이트 함량이 5중량% 미만이면, 수지의 유연성이 저하되고, 35중량%를 초과하면, 수지의 기계적 물성이 저하된다. 또한, 상기 용융흐름지수가 1g/10분 미만이면, 수지의 흐름성이 저하되고, 30g/10분을 초과하면, 수지의 기계적 물성이 저하된다.
또한, 상기 소음차단층의 수지 조성물에 포함될 수 있는 상기 저밀도 폴리에틸렌 수지로는, 밀도가 0.915~0.930g/㎤이고, 용융흐름지수가 1~10g/10분인 것이 바람직하다. 상기 밀도가 0.915~0.930g/㎤의 범위를 벗어나면, 기계적 물성이 저하 된다. 또한 상기 용융흐름지수가 1g/10분 미만이면, 수지의 흐름성이 저하되고, 10g/10분을 초과하면, 수지의 기계적 물성이 저하된다.
상기 소음차단층의 수지 조성물에 포함되는 상기 발포제는, 분해온도가 130~190℃인 아조계 화합물, 니트로소계 화합물 또는 술포닐히드라지드계 화합물로부터 하나 이상 선택될 수 있으며, 아조디카본아미드, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민, p-톨루엔술포닐히드라지드, p,p'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드), p-톨루엔술포닐 세미카바, 아조비스이소부티로니트릴 및 디아조아미노아조벤젠으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것이 바람직하다. 상기 발포제는, 상기 소음차단층의 수지 조성물에 포함되는 상기 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대하여 0.1~25중량부가 상기 소음차단층의 수지 조성물에 포함되는 것이 바람직하다. 상기 발포제의 함량이 상기 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대하여 0.1중량부 미만이면, 경도 및 비중이 매우 높아져 불리하고, 25중량부를 초과하면, 발포체의 기계적 물성이 저하된다.
상기 소음차단층의 수지 조성물에 포함되는 상기 가교제는, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, t-부틸큐밀퍼옥사이드 및 t-부틸퍼옥시벤조에이트로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것이 바람직하다. 상기 가교제는, 상기 소음차단층의 수지 조성물에 포함되는 상기 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대하여 0.1~15중량부가 상기 소음차단층의 수지 조성물에 포함되는 것이 바람직하다. 상기 가교제의 함량이 상기 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대하여 0.1중량부 미만이면, 발포체의 기계적 물성이 저하되고, 15중량부를 초과하면, 과도한 가교로 인해 가공성 및 물성이 불리해진다.
상기 소음차단층의 수지 조성물에는, 난연성의 부여를 위하여, 상기 지지층의 수지 조성물에 더 포함되는 난연제 및 난연조제가 더 포함될 수 있으며, 상기 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대하여 각각 0.1~75중량부 및 0.1~40중량부를 상기 소음차단층의 수지 조성물에 포함시키는 것이 물성을 저하시키지 않으면서도 난연성을 원하는 수준으로 부여할 수 있어서 바람직하다. 또한, 상기 소음차단층의 수지 조성물에는, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서, 상기한 성분들 이외에 바닥재용 수지 조성물의 제조에 통상적으로 사용되는 기타 첨가제들이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 바닥재에 포함되는 상기 소음차단층은 다음과 같은 구체적인 방법에 의해 제조될 수 있다.
먼저, 상기한 바와 같은 수지, 발포제 및 가교제와, 선택적으로, 난연제, 난연조제 및 기타 첨가제들을 수지 용융점 이상의 온도에서 니더 또는 반바리 믹서(banbury mixer) 등을 사용하여 혼합한다. 다음으로, 혼합된 수지 조성물을 니더에서 압출기 호퍼(hopper)까지 이송부를 설치하여 용융물 상태로 직접 투입하던가 또는 냉각시켜 굳어진 고체의 수지 조성물을 수지분쇄기로 적절한 크기로 분쇄한 후 고체상태로 압출기에 투입한다. 투입이 완료되면, 수지용 단축(single-screw) 또는 이축(twin-screw) 압출기를 사용하여 수지 조성물을 압출시켜 펠렛상으로 제조한다. 이 때, 압출온도는 수지의 용융점 이상이면서 발포제의 분해온도 이하의 온도 를 선정하여야 하며, 90~160℃의 온도에서 압출하는 것이 바람직하다. 압출온도가 90℃ 미만이면 수지를 충분히 용융시키지 못하게 되어 수지용융압(resin melt pressure)이 과도하게 증가하므로써 압출이 어려워지고, 160℃를 초과하면 수지의 용융은 용이해지나, 가교 및 발포가 과도하게 발생하여 압출이 어려워지기 때문이다. 이렇게 하여 제조된 펠렛들을 건조기를 사용하여 충분히 건조시킨 후, 적정량의 펠렛을 몰드(mold)에 투입하고, 140~190℃, 500~600kgf/㎠의 고온·가압하에서 2~60분간 압축성형한 후, 금형을 순간적으로 열어 탈형과 동시에 발포시키므로써, 본 발명의 바닥재에 포함되는 상기 소음차단층이 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 바닥재는, 위로부터 순서대로 표면층, 지지층 및 소음차단층을 포함하여 이루어지는 바닥재로서, 상기 표면층의 하부면, 상기 지지층의 상부면, 상기 지지층의 하부면 또는 상기 소음차단층의 상부면 가운데 적어도 하나는 폴리올레핀계 수지, 바람직하게는 비닐아세테이트 함량이 10~50중량%이고, 용융흐름지수가 0.3~30g/10분인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 수지를 접착제로서 포함하여 이루어지는 접착층과 접촉하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 위로부터 순서대로 표면층; 용융흐름지수(Melt Index, MI)가 0.3~30g/10분인 폴리프로필렌 수지 100중량부와 올라스토나이트, 유리섬유, 목분 및 왕겨로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 무기 충전재 5~200중량부를 포함하여 이루어지는 수지 조성물을 포함하여 이루어지는 지지층; 및 소음차단층을 맞붙이거나 또는 다른 층을 개재하여 적층하고, 상기 표면층의 하부면, 상기 지지층의 상부면, 상기 지지층의 하부면 또는 상기 소음차단층의 상부면 가운데 적어도 하나는 폴리올레핀계 수지를 접착제로서 포함하여 이루어지는 접착층과 접촉시키며, 상기 표면층, 지지층, 소음차단층 및 접착층을 포함하여 이루어지는 적층체에 열을 가하므로써, 열접착에 의해 상기 적층체를 구성하는 각 층들을 접합하여 바닥재를 제조하는 것을 특징으로 하는 바닥재의 제조방법이 제공된다.
이하에서 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 이들 실시예 및 비교예들에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
<표면층의 제조>
표면층 제조예 1~5
표 1에 나타난 바와 같은 표면보호층, 중간층, 인쇄층 및 각 층 사이의 접착층을 라미네이션하므로써 각 제조예 별로 표면층을 제조하였고, 제조된 각 표면층에 대하여 KS F3111에 따라 포름알데히드 방출량을 측정하였다.
측정 결과, 표면층 제조예 1~5의 포름알데히드 방출량은 모두 0 mg/㎡h이었으며, 이는 환경부 친환경건축자재 품질 인증제 규정의 크로바 5개(0.03 ㎎/㎡h 미만)에 해당하는 것이었다.
[표 1]
제조예 표면보호층 접착층 중간층 접착층 인쇄층 접착층
1 ACRYL PEI PP EVA PP EVA
2 ESTER EVA PP EVA PP EVA
3 ACRYL PEI PP-R EVA PP-R EVA
4 ACRYL PEI PP-PE EVA PP-R EVA
5 ACRYL PEI PP EVA PP-R-PE EVA
주) ACRYL: 열경화성 아크릴 수지
ESTER: 폴리에스테르 수지
PEI: 폴리에틸이민
EVA: 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 수지
(비닐아세테이트 함량 20중량%, 용융흐름지수 5g/10분)
PP: 폴리프로필렌 공중합체 수지
(에틸렌 함량 10중량%, 용융흐름지수 5g/10분)
R: 수소화된 스티렌-부타디엔 고무(HSBR)
PE: 폴리에틸렌 수지
(밀도 0.920g/㎤, 용융흐름지수 5g/10분)
PP-R: 상기 PP와 R의 혼합물(혼합중량비 PP/R = 80/20)
PP-PE: 상기 PP와 PE의 혼합물(혼합중량비 PP/PE = 80/20)
PP-R-PE: 상기 PP와 R과 PE의 혼합물(혼합중량비 PP/R/PE = 80/10/10)
<지지층의 제조>
지지층 제조예 1~20
하기 표 2에 나타난 바와 같은 성분들을 하기 표 2에 나타난 바와 같은 함량비율로 약 150℃에서 반바리 믹서를 사용하여 혼합하므로써 각 제조예 별 지지층용 수지 조성물을 제조하였다. 다음으로, 약 160℃의 온도에서 이축 압출기를 사용하여 제조된 수지 조성물을 펠렛 형태로 만들고, 만들어진 펠렛을 몰드(mold)에 적정량 투입하여 약 160℃, 약 550kgf/㎠의 고온·가압하에서 약 30분간 압축성형하여 KS F3126에 규정된 형상으로 지지층을 제조하였다. 이렇게 하여 제조된 지지층을 사용하여 KS F3111에 따라 포름알데히드 방출량을 측정하였다.
측정 결과, 지지층 제조예 1~20의 포름알데히드 방출량은 모두 0 mg/㎡h이었으며, 이는 환경부 친환경건축자재 품질 인증제 규정의 크로바 5개(0.03 ㎎/㎡h 미만)에 해당하는 것이었다.
또한, 제조된 각 지지층에 대하여, 난연성 평가로서 UL Subject 94(Underwriters Laboratories Incorporation)의 "기계부품용 플라스틱 물질의 연소성 시험" 수직연소시험을 수직상(V0)에서 수행하였고, 난연성 평가 결과를 각 제조예 별로 표 3에 나타내었다.
[표 2] 함량단위(중량부)
PP PE A1 A2 A3 A4 F1 F2
제조예 EL함량/MI 함량 밀도/MI 함량 함량 함량 함량 함량 함량 함량
1 0/0.3 95 - - 5 - - - - -
2 30/30 95 - - 5 - - - - -
3 0/0.3 47.5 0.94/0.05 47.5 5 - - - - -
4 10/5 84.9 - - 5 - - - 10 0.1
5 10/5 84.9 - - - 5 - - 10 0.1
6 10/5 84.9 - - - - 5 - 10 0.1
7 10/5 84.9 - - - - - 5 10 0.1
8 10/5 45 - - 10 - - - 30 15
9 10/5 45 - - - 10 - - 30 15
10 10/5 45 - - - - 10 - 30 15
11 10/5 45 - - - - - 10 30 15
12 10/20 30 - - 50 - - - 10 10
13 10/20 30 - - - 50 - - 10 10
14 10/20 30 - - - - 50 - 10 10
15 10/20 30 - - - - - 50 10 10
16 10/20 20 0.96/20 20 - - 20 - 10 10
17 10/20 20 0.96/20 20 - - - 20 10 10
18 10/20 60 - - - - 10 10 10 10
19 10/20 60 - - 5 5 5 5 10 10
20 10/20 60 - - 10 10 0 0 10 10
주) PP: 폴리프로필렌 수지
EL함량: 폴리프로필렌 공중합체 수지 내의 에틸렌 함량(중량%)
MI: 용융흐름지수(g/10분)
PE: 폴리에틸렌 수지
밀도: 폴리에틸렌 수지의 밀도(g/㎤)
A1: 올라스토나이트(평균입경 5㎛, 길이 100㎛, 이축율 20:1)
A2: 유리섬유(평균입경 10㎛, 길이 5mm)
A3: 목분(평균입경 20㎛)
A4: 왕겨(평균입경 20㎛)
F1: 난연제 SUMISAFE P(스미토모화학)
F2: 난연조제
[표 3]
포름알데히드 방출량(mg/㎡h) 난연등급(UL)
지지층 제조예 1~3 0 무
4~7 V-2
8~11 V-0
12~20 V-1
<소음차단층의 제조>
소음차단층 제조예 1~14
하기 표 4에 나타난 바와 같은 성분들을 하기 표 4에 나타난 바와 같은 함량비율로 약 150℃에서 반바리 믹서를 사용하여 혼합하므로써 각 제조예 별 지지층용 수지 조성물을 제조하였다. 다음으로, 약 120℃의 온도에서 이축 압출기를 사용하여 제조된 수지 조성물을 펠렛 형태로 만들고, 만들어진 펠렛을 몰드(mold)에 적정 량 투입하여 약 160℃, 약 550kgf/㎠의 고온·가압하에서 약 30분간 압축성형한 후, 금형을 순간적으로 열어 탈형과 동시에 발포시켜 소음차단층을 제조하였다.
이렇게 하여 제조된 소음차단층을 사용하여 KS F3111에 따라 포름알데히드 방출량을 측정하였다. 측정 결과, 소음차단층 제조예 1~14의 포름알데히드 방출량은 모두 0 mg/㎡h이었으며, 이는 환경부 친환경건축자재 품질 인증제 규정의 크로바 5개(0.03 ㎎/㎡h 미만)에 해당하는 것이었다.
또한, 각 제조예 별로 제조된 소음차단층에 대하여, 난연성 평가로서 UL Subject 94(Underwriters Laboratories Incorporation)의 "기계부품용 플라스틱 물질의 연소성 시험" 수직연소시험을 수직상(V0)에서 수행하였고, 난연성 평가 결과를 각 제조예 별로 표 5에 나타내었다.
또한, 각 제조예 별로 제조된 소음차단층에 대하여, KS F2810에 명시된 바닥 충격음 측정방법에 따라, 소음차단성을 측정하여 그 결과를 표 5에 나타내었다. 측정된 음은 데시벨(dB)로 표기하며, dB 수치가 낮을수록 소음 차단 효과가 우수함을 나타낸다.
[표 4] 함량단위(중량부)
EVA LDPE B C F1 F2
제조예 VA함량/MI 함량 밀도/MI 함량 함량 함량 함량 함량
1 5/1 94.9 - - 0.1 5 - -
2 35/30 94.9 - - 0.1 5 - -
3 - - 0.915/1 94.9 0.1 5 - -
4 - - 0.930/10 94.9 0.1 5 - -
5 20/5 84.8 - - 0.1 5 10 0.1
6 20/5 79.9 - - 5 5 10 0.1
7 20/5 74.9 - - 10 5 10 0.1
8 20/5 40 - - 10 5 30 15
9 - - 0.920/5 84.8 0.1 5 10 0.1
10 - - 0.920/5 79.9 5 5 10 0.1
11 - - 0.920/5 74.9 10 5 10 0.1
12 - - 0.920/5 40 10 5 30 15
13 20/5 60 0.920/5 14 10 5 10 1
14 20/5 14 0.920/5 60 10 5 10 1
주) EVA: 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 수지
VA함량: EVA 수지 내의 비닐아세테이트 함량(중량%)
MI: 용융흐름지수(g/10분)
LDPE: 저밀도 폴리에틸렌 수지
밀도: 폴리에틸렌 수지의 밀도(g/㎤)
B: 발포제, 아조디카본아미드
C: 가교제, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트
F1: 난연제 SUMISAFE P(스미토모화학)
F2: 난연조제
[표 5]
포름알데히드 방출량(mg/㎡h) 난연등급(UL) 소음차단성(dB)
소음 차단층 제조예 1~4 0 무 75
5 V-2 75
6 V-2 70
7 V-2 68
8 V-0 68
9 V-2 75
10 V-2 70
11 V-2 68
12~14 V-0 68
실시예 1~20 : 바닥재의 제조
위로부터 순서대로, 상기 표면층 제조예 1에서 제조된 표면층; 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 수지 접착층(VA 함량 20중량%, MI 5g/10분); 상기 지지층 제조예 1~20에서 제조된 지지층; 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 수지 접착층(VA 함량 20중량%, MI 5g/10분); 및 상기 소음차단층 제조예 14에서 제조된 소음차단층을 맞붙여 적층하고, 열을 가하므로써, 열접착에 의해 각 층들을 접합하여 실시예 1~20의 바닥재를 각각 제조하였다.
이렇게 하여 제조된 각각의 바닥재에 대하여 KS F3111에 따라 포름알데히드 방출량을 측정하였다. 또한, 난연성 평가로서 UL Subject 94(Underwriters Laboratories Incorporation)의 "기계부품용 플라스틱 물질의 연소성 시험" 수직연소시험을 수직상(V0)에서 수행하였다. 또한, KS F2810에 명시된 바닥 충격음 측정방법에 따라, 소음 발생체에서 주파수 63Hz를 주었을 때 측정되는 음을 측정하므로써 소음차단성을 측정하였다. 측정된 음은 데시벨(dB)로 표기하며, dB 수치가 낮을수록 소음 차단 효과가 우수하다.
측정된 포름알데히드 방출량, 난연성 평가 결과 및 측정된 소음크기를 각 실 시예 별로 표 6에 나타내었다.
비교예 1~3
비교예 1~3으로서 각각 시판중인 원목마루, 합판마루 및 강화마루에 대하여 상기 실시예 1~20에서와 마찬가지로 KS F3111에 따라 포름알데히드 방출량을 측정하였고, 난연성 평가로서 UL Subject 94(Underwriters Laboratories Incorporation)의 "기계부품용 플라스틱 물질의 연소성 시험" 수직연소시험을 수직상(V0)에서 수행하였다. 또한, KS F2810에 명시된 바닥 충격음 측정방법에 따라, 소음차단성을 측정하였다.
측정된 포름알데히드 방출량, 난연성 평가 결과 및 측정된 소음크기를 각 비교예 별로 표 6에 나타내었다.
[표 6]
포름알데히드 방출량(mg/㎡h) 난연등급(UL) 소음차단성(dB)
실시예 1~3 0 V-2 68
4~7 V-1
8~11 V-0
12~20 V-0
비교예 1 (원목마루) 0.7 무 80
2 (합판마루) 0.8
3 (강화마루) 1.1
상기 표 6에 나타난 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~20의 바닥재의 포름알데히드 방출량은 모두 0 mg/㎡h이었으며, 이는 환경부 친환경건축자재 품질 인증제 규정의 크로바 5개(0.03 ㎎/㎡h 미만)에 해당하는 것으로서, 비교예 1~3의 시판중인 목질계 바닥재에 비하여 새집 증후군을 감소시키는 데에 월등히 우수 한 효과를 나타내었다. 또한, 난연성에 있어서는 실시예 1~20의 바닥재 모두 비교에에 비하여 우수하였고, 특히 지지층과 소음차단층 모두에 난연제 및 난연조제가 포함된 실시예 4~20의 바닥재가 매우 우수한 난연성을 나타내었으며, 소음차단성에 있어서 실시예 1~20의 바닥재는 비교예 1~3의 목질계 바닥재에 비하여 우수한 효과를 나타내었다.
이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 바닥재는, 포름알데히드와 같은 유해한 휘발성 유기화합물을 거의 방출하지 않아 새집 증후군을 감소시키기 위한 바닥재로서 적합하다. 또한, 본 발명에 따른 바닥재는 목질계 바닥재의 단점인 가연성의 개선을 위하여 비할로겐계 난연제를 더 포함할 수 있으며, 또한, 종래의 목질계 바닥재에 비하여 우수한 소음차단성을 나타낸다.

Claims (24)

  1. 위로부터 순서대로 표면층, 지지층 및 소음차단층을 포함하여 이루어지는 바닥재로서, 상기 지지층은 용융흐름지수가 0.3~30g/10분인 폴리프로필렌 수지 100중량부와 올라스토나이트, 유리섬유, 목분 및 왕겨로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 무기 충전재 5~200중량부를 포함하여 이루어지는 수지 조성물을 포함하여 이루어지고, 상기 소음차단층은 비닐아세테이트 함량이 5~35중량%이고, 용융흐름지수가 1~30g/10분인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 수지 및 밀도가 0.915~0.930g/㎤이고, 용융흐름지수가 1~10g/10분인 저밀도 폴리에틸렌 수지로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 폴리올레핀계 수지, 발포제 및 가교제를 포함하여 이루어지는 수지 조성물의 발포성형체이며, 상기 표면층의 하부면, 상기 지지층의 상부면, 상기 지지층의 하부면 또는 상기 소음차단층의 상부면 가운데 적어도 하나는 폴리올레핀계 수지를 접착제로서 포함하여 이루어지는 접착층과 접촉하는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표면층은 표면보호층, 중간층 및 인쇄층을 포함하여 이루어지고, 상기 각 층의 사이에는 접착층이 존재하는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  3. 제2항에 있어서, 상기 표면보호층은 열경화성 아크릴 수지 및 폴리에스테르 수지 가운데 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  4. 제2항에 있어서, 상기 중간층 및 상기 인쇄층은 폴리프로필렌 수지, 폴리프로필렌 수지-고무 혼합물, 폴리프로필렌 수지-폴리에틸렌 수지 혼합물 및 폴리프로필렌 수지-고무-폴리에틸렌 수지 혼합물 가운데 적어도 하나를 포함하여 이루어는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  5. 제4항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌 단독 중합체 또는 에틸렌 함량은 0.1~30중량%이고, 그 용융흐름지수는 0.3~10g/10분인 폴리프로필렌 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  6. 제4항에 있어서, 상기 고무는 수소화된 스티렌-부타디엔 고무, 스티렌-(에틸렌/부타디엔)-스티렌 블록 공중합체 및 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머 가운데 적어도 하나이고, 상기 고무의 상기 폴리프로필렌 수지와의 혼합비는 폴리프로필렌 수지/고무가 중량비로 95/5~70/30인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  7. 제4항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 수지는 밀도가 0.915~0.95g/㎤이고, 그 용융흐름지수가 0.05~10g/10분이며, 상기 폴리에틸렌 수지의 상기 폴리프로필렌 수지와의 혼합비는 폴리프로필렌 수지/폴리에틸렌 수지가 중량비로 95/5~50/50인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  8. 제2항에 있어서, 상기 표면보호층과 중간층 사이에 존재하는 접착층은 수용성의 폴리에틸이민 또는 폴리올레핀계 수지를 접착제로서 포함하여 이루어지고, 상기 표면보호층과 중간층 사이의 접착층 이외의 접착층은 폴리올레핀계 수지를 접착제로서 포함하여 이루어지며, 상기 접착제로서 사용되는 폴리올레핀계 수지는 비닐 아세테이트 함량이 10~50중량%이고, 용융흐름지수가 0.3~30g/10분인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  9. 제1항에 있어서, 상기 지지층에 포함되는 상기 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌 단독중합체 수지 또는 에틸렌 함량이 30중량% 이하인 폴리프로필렌 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  10. 제1항에 있어서, 상기 지지층에 포함되는 상기 올라스토나이트는 평균입경이 4∼5㎛이고, 길이가 60∼120㎛이며, 이축율이 3:1∼20:1인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  11. 제1항에 있어서, 상기 지지층에 포함되는 상기 유리섬유는, 평균입경이 5∼15㎛이고, 길이가 1∼16mm인, 쵸핑된 스트랜드 형태인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  12. 제1항에 있어서, 상기 지지층에 포함되는 상기 목분 및 상기 왕겨는 모두 평균입경이 10~70㎛인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  13. 제1항에 있어서, 상기 지지층은 밀도가 0.94~0.96g/㎤이고, 용융흐름지수가 0.05~20g/10분인 폴리에틸렌 수지 5~100중량부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지층은 비할로겐계 난연제 5~70중량부 및 난연조제 0.1~50중량부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  15. 제14항에 있어서, 상기 비할로겐계 난연제는 방향족 인산에스테르 화합물 단독 또는 방향족 인산에스테르 화합물과 폴리인산암모늄의 혼합물인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  16. 제14항에 있어서, 상기 난연조제는 펜타에리스리톨계 화합물인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제1항에 있어서, 상기 발포제는 분해온도가 130~190℃인 아조계 화합물, 니트로소계 화합물 및 술포닐히드라지드계 화합물로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  20. 제1항에 있어서, 상기 발포제는 아조디카본아미드, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민, p-톨루엔술포닐히드라지드, p,p'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드), p-톨루엔술포닐 세미카바, 아조비스이소부티로니트릴 및 디아조아미노아조벤젠으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  21. 제1항에 있어서, 상기 가교제는, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, t-부틸큐밀퍼옥사이드 및 t-부틸퍼옥시벤조에이트로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  22. 제1항 및 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소음차단층의 수지 조성물은 비할로겐계 난연제 및 난연조제를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  23. 제1항에 있어서, 상기 접착층에 접착제로서 포함되는 상기 폴리올레핀계 수지는 비닐아세테이트 함량이 10~50중량%이고, 용융흐름지수가 0.3~30g/10분인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  24. 위로부터 순서대로 표면층; 용융흐름지수가 0.3~30g/10분인 폴리프로필렌 수지 100중량부와 올라스토나이트, 유리섬유, 목분 및 왕겨로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 무기 충전재 5~200중량부를 포함하여 이루어지는 수지 조성물을 포함하여 이루어지는 지지층; 및 소음차단층을 맞붙이거나 또는 다른 층을 개재하여 적층하고, 상기 표면층의 하부면, 상기 지지층의 상부면, 상기 지지층의 하부면 또는 상기 소음차단층의 상부면 가운데 적어도 하나는 폴리올레핀계 수지를 접착제로서 포함하여 이루어지는 접착층과 접촉시키며, 상기 표면층, 지지층, 소음차단층 및 접착층을 포함하여 이루어지는 적층체에 열을 가하므로써, 열접착에 의해 상기 적층체를 구성하는 각 층들을 접합하여 바닥재를 제조하는 것을 특징으로 하는 바닥재의 제조방법.
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