KR100717602B1 - 목재분말을 함유한 친환경 바닥재 및 이의 제조 방법 - Google Patents

목재분말을 함유한 친환경 바닥재 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 목재분말을 함유하여 천연 목재와 가능한 유사한 질감을 표현하도록 하기 위한 바닥재의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재는 합성수지로 이루어진 주(主)시트층; 상기 주시트층 상부에 형성되는 것으로 목재분말과 합성수지가 혼합되어 형성된 목분층; 및 상기 목분층 상부에 형성되며, 유독성분 차단부를 구비한 인쇄층을 포함하여 이루어지되,
상기 인쇄층은 가열에 의한 상기 주시트층의 융점 변화로 결합되며,
상기 인쇄층의 유독성분 차단부는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 어느 하나의 재질로 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
바닥재, 타일, 합성수지, PP, PE, EVA, OPP, 목재분말, 전사, 직접인쇄

Description

목재분말을 함유한 친환경 바닥재 및 이의 제조 방법{FLOORS INCLUDING WOOD POWDER AND THE MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재 제조방법에 대한 개략적인 블록도이다.
본 발명은 목재분말을 함유하여 천연 목재와 가능한 유사한 질감을 표현하도록 하기 위한 바닥재의 제조방법에 관한 것이다.
가정용 또는 사무실용 타일이나 장판과 같은 바닥재는 단순히 합성수지 재질의 시트 상면에 여러 색상을 도입한 것에서부터 출발하여,
표면이 파손되지 않도록 하거나 색상이 변색되는 것을 방지하는 보호코팅층의 도입과 같이 내구성을 개선하기 위한 노력과 아울러,
나무무늬나 대리석과 같은 천연 소재의 느낌이나 카페트와 같은 느낌 등을 구현하기 위하여 인쇄품질을 개선하기 위한 노력이 있어 왔으며,
한편으로는 석유화학 제품에서 유출되는 환경호르몬의 문제를 불식시키고자 원적외선 방사물질, 탈취성분, 은과 같은 해독성분을 도입하는 방향으로 제품개발이 진행되고 있으며,
나아가 표면에 다양한 패턴의 요철을 형성하여 색상뿐만 아니라 질감까지 목재, 석재, 섬유와 같은 느낌이 나도록 하는 노력이 있어 왔다.
특히, 목재의 질감을 나타내기 위한 종래기술로는 일본국에 공개된 공개특허공보 평08-169092호(1996.07.02자 공개)『목분 충전 수지 피복 압출 성형품 및 그 제법』, 대한민국에 공개된 공개특허공보 제1999-018964호(1999.03.15자 공개) 『목분인쇄층을 구비한 바닥장식재 및 그 제조방법』 등을 들 수 있다.
상기 종래기술 또한 목분이 사용된 바닥재에 관한 것으로 공개특허공보 평08-169092호에는 염화비닐로 이루어진 베이스와 목분, 안정제, 윤활제 등을 충전시킨 염화비닐수지조성물의 표면층을 압출성형하여 제조한 성형품에 관하여 개시되어 있으며, 대한민국에 공개된 공개특허공보 제1999-018964호에는 염화비닐수지, 목분, 가소제, 안정제 등으로 이루어진 목분인쇄층이 형성되고 그 상부에 투명상지층, 자외선 코팅층 등이 적층되는 바닥장식재가 개시되어 있다.
즉, 상기 종래기술들 또한 본 발명에서와 같이 목재와 같은 질감을 얻고자 하기 위하여 발명된 종래기술들이다.
그러나 상기 종래기술들은 목분만을 첨가하고 있을 뿐 제조 공정이나 사용되는 재료에 차이가 있어 최상의 목재 질감을 얻기에는 한계가 있는 발명들이며,
또한 유해물을 최대한 줄이면서 친환경적인 바닥재를 제공하기에는 한계가 있었다. 특히, 상기 종래기술들에 사용되는 합성수지는 대부분 PVC(피브이씨, polyvinyl chloride)이어서 인체에 해로운 독성을 발생시킨다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 바닥재의 개발방향에서 한 발 더 나아가 바닥재 자체에 천연성분, 특히 목재분말을 도입하여 목재와 같은 질감을 얻도록 하기 위하여 제안된 것이다.
이에 본 발명은 합성수지로 이루어진 주(主)시트에 목재분발이 함유된 목분페이스트를 이용하여 목분층, 특히 별도로 성형된 목분시트를 상기 주시트에 라미네이팅 또는 프레싱시켜 합지하는 방식으로 이루어지는 목분층 형성단계와, 상기 목분층 위로 유독성분 차단부를 구비한 인쇄층을 형성하는 문양형성단계로 이루어지는 목재 분말 함유 바닥재 및 이를 위한 바닥재 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 유해물을 제거하고 최종 소비자에게 안정된 제품을 공급하기 위하여 상기 인쇄층을 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 선택된 합성수지를 사용하여 이루어진 목재 분말 함유 바닥재 및 이를 위한 바닥재 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 제조된 바닥재를 100~180℃의 물이 충진된 수조를 통과시켜 숙성시켜 온도 및 습도변화에 따른 수축 및 팽창으로 변형되는 것을 방지하는 숙성공정을 더 포함하는 바닥재 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 나무 질감 등을 위한 엠보싱 형성단계와, 항균 및 스크래치방지를 위한 코팅층 형성단계를 더 포함하는 바닥재 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재는 합성수지로 이루어진 주(主)시트층; 상기 주시트층 상부에 형성되는 목분층; 및 상기 목분층 상부에 형성되는 인쇄층을 포함하여 이루어지고, 상기 인쇄층은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 어느 하나의 재질로 이루어져 이들이 유독성분 차단부 기능을 하는 것을 기술적 특징으로 한다.
나아가 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재의 제조방법은 (a) 공급롤러에서 연속적으로 이송되는 합성수지시트를 가열수단을 통하여 가열 연화하는 주(主)시트 연화단계; (b) 연화된 상기 주시트에 목재분말 30~80중량%와 접착제를 포함하 는 합성수지 20~70중량%가 혼합된 목분페이스트를 이용하여 일정 두께의 목분층을 형성하는 목분층 형성단계; 및 (c) 상기 합지시트에 일정 문양의 인쇄층을 도입하는 문양형성단계를 포함하여 이루어진다.
본 명세서에서 ‘바닥재’라 함은 타일이나 장판, 기타 바닥용 매트(예: 유아용 완충 매트)와 같은 바닥재로 사용할 수 있는 제품 개념을 포괄하는 용어이다.
또 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재는, 상기 주시트층을 형성하는 합성수지는 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, poly(ethylene terephthalate)), 폴리프로필렌(PP), 또는 술폰화 폴리스틸렌(SPS, sulfonated polystyrene), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 또는 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene), 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 기술적 특징으로 한다.
나아가 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재의 인쇄층 형성시 이를 전사 인쇄방식으로 하는 경우, 상기 전사 인쇄에서 사용되는 전사지의 베이스 필름 상부에는 별도의 접착제층이 형성되어, 상기 베이스 필름 상부에는 접착제층, 잉크층, 이형지층이 형성된다.
또한 상기 전사 인쇄에 사용되는 전사지의 베이스 필름은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 하나인 것을 기술적 특징으로 한다.
나아가 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재에 사용되는 합성수지는 목분층 형성시 사용되는 합성수지와 주시트 형성에 사용되는 합성수지는 합지 완성률을 높이기 위하여 동일 재질로 하는 것이 바람직하다.
다음으로 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재의 제조방법은 목재분말과 상기 주시트의 합지를 용이하게 하여 생산성을 높이기 위하여 목재분말 자체를 시트로 성형하여 합지하도록
(b) 상기 목분층 형성단계가 상기 목재분말 30~80중량%와, 20~70중량%의 상기 합성수지로써,
전체 목분페이스트에 대하여 접착제 15~50중량% 및 분산제를 포함하는 부재료 5~20중량%를 호퍼를 통하여 배합기에 투입하여 가열 혼합하여 용융하여 얻어진 목분페이스트를 가열롤러군(群)과 냉각롤러군(群)으로 이루어진 카렌더(calender)를 통과시켜 일정 두께를 갖는 목분시트로 성형한 것을 상기 (a)단계에서 얻어진 주시트와 합지시키는 방식으로 이루어지고,
나아가 상기 부재료에는 분산제 외에 발포제, 안정제, 윤활제, 그리고 유연제가 더 포함되어 경량성과 제품 안정성을 높이는 것을 고려하였다.
특히, 상기 목분시트를 주시트와 합지시키는 방식으로는 라미네이팅(laminating) 또는 프레싱(pressing) 방법 모두 고려할 수 있다.
또 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재의 제조방법은 제조된 바닥재가 온도 및 습도변화에 따른 수축 및 팽창에 의하여 변형되는 것을 방지하여 치수 안정성을 높이기 위하여
(d) 상기 (c)문양형성단계 이후에 100~180℃를 유지하고 있는 물이 충진된 수조를 통과하는 방식으로 이루어지는 숙성단계를 더 포함하고,
또 (b-1) 상기 (b)목분층 형성단계 이후에 상기 주시트와 상기 목분시트가 합지된 시트를 20~35℃로 냉각하는 변형방지단계를 더 포함하며,
아울러 (c)문양형성 단계 이후, (e) 냉각, 건조 및 절단공정으로 이루어지는 후가공단계를 거쳐 완성되는 것이 바람직하다.
또 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재의 제조방법은 상기 (c)문양형성단계가 전사인쇄 방식에 이루어지고,
상기 전사인쇄 방식은 전사지의 베이스 필름이 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 어느 하나이고,
이때 전사 온도는 상기 주시트층이 변형 손상되지 않는 한도에서 연화(軟化) 온도 이상이어야 하고, 이를 위하여 상기 주시트층을 가열하는 공정이 추가된다.
이때 상기 전사온도의 상한선은 당연히 주시트가 변형 손상되지 않는 온도한계일 것이며, 그 한계치는 주시트의 소재에 따라 결정될 것이다.
물론, (c)문양형성단계에서 상기 인쇄방식을 전사 인쇄방식에 꼭 한정할 필요는 없으며, 직접 인쇄에 의해서도 문양형성 가능하다 할 것이다. 물론, 이 직접인쇄의 경우에도 직접 인쇄에 사용되는 인쇄지는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 어느 하나이어야 하는데, 이는 유독성을 줄이고 친환경적인 제품을 공급하기 위함이다.
(c)문양형성단계에서, 전사 인쇄 또는 직접 인쇄 방식으로 인쇄층을 상기 목분층과 주시트층이 합지된 시트에 결합시키는 경우, 인쇄층 소재와 합지 시트의 소재가 상이하다면 별도의 AC제 등의 접착제를 사용하여 결합시킬 수 있고,
또는 상기에서 언급한 바와 같이, 주시트층이 변형 손상되지 않는 한도에서의 연화(軟化) 온도 이상으로 가열한 롤러를 이용하여 인쇄층을 합지 시트와 결합시킬 수 있다.
특히, 본 발명에서는 합성수지에 목재분말을 혼합한 목분층을 주시트층에 합 지하는데, 상기 목재분말이 합성수지에 혼합됨으로 인하여 목분층과 주시트층이 합지된 합지시트의 융점이 높아지게 되고, 상기 융점이 올라감으로 인하여 상기 합지시트와 다른 재질의 인쇄층이 결합되더라도 상기 합지시트층은 인쇄층의 융점까지 견딜 수 있는 조건이 형성되게 된다. 따라서 서로 다른 재질의 합지시트층과 인쇄층이 결합되더라도 박리 현상 없이 품질이 우수하고 완성도가 높은 바닥재를 얻을 수 있는 이유가 여기에 있다.
또 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재의 제조방법은 상기 (c)문양형성단계 이전 또는 이후에 엠보싱 형성단계를 더 도입하여 바닥재의 질감이 나무, 바위 등과 같은 천연소재의 느낌이 나도록 하며,
상기 (c)문양형성단계 이후에 항균, 자외선차단 또는 스크래치방지, 또는 이들 모두를 위한 기능성 코팅층 형성단계를 더 도입하여 제품 신뢰성을 높이도록 하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재의 제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 목재분말 함유 바닥재는 합성수지로 이루어진 주시트층과, 상기 주시트층에 라미네이팅 또는 프레싱되어 일체로 합지되는 목분층과, 그리고 디자인적 문양을 시각적으로 형성하는 인쇄층으로 이루어지는데, 상기 각각의 층은 다음과 같은 방식에 의해서 형성된다.
먼저, 도 1을 참고하여, 본 발명에서 (a)연화단계(S10)는 합성수지시트가 라미네이팅 성형되어 공급 롤러에 권취되어 있을 경우, 이 공급 롤러에서 연속적으로 이송되는 주(主)시트를 가열 연화하여 이후의 (b)목분층 형성단계(S20)에서 목분 페이스트가 일정 두께로 적층 합지되기에 용이하도록 하기 위한 것으로,
연화 방식은 가열된 이송롤러를 이용하거나 별도의 전열히터를 이용하는 방식으로 이루어질 수 있으며,
상기 주시트의 소재는 가격 경쟁력이 우수한 범용 플라스틱, 즉 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, poly(ethylene terephthalate)), 폴리프로필렌(PP), 술폰화 폴리스틸렌(SPS, sulfonated polystyrene), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene), 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
또한 상기 목분페이스트를 위한 합성수지의 소재 역시 상기와 같은 합성수지들로 이루어질 수 있으며, 상기 주시트와 상호 접합력이 있는 것이 바람직하다.
종래에는 바닥재 소재로 PVC를 많이 사용하였으나 내열성과 비교적 큰 대전성으로 인한 문제가 지적되고 있는바,
여러 범용 플라스틱의 장단점을 고려하여 선택되는 것이 바람직하며,
특히 인쇄적성, 내열성(융점 160~170℃), 광택성, 비(非)대전성, 수증기 차 단성, 광선차단성, 기계적 강도, 경량성, 가격경쟁력 등에서 비교 우위에 있는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)을 선택하는 것이 바람직하다.
특히, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene)는 무독성이라는 점에서 알려진 환경호르몬 의심물질을 함유하고 있지 않은 것으로,
특히 상기 인쇄층과 주시트층 사이에 배열된 목분층 제조시, 목분페이스트에 포함되는 하기 접착제, 분산제, 발포제 등이 완성된 바닥재 외부로 유출될 위험을 방지하도록 코팅층을 형성하여 유독성분 차단(screen)제의 역할을 하게 되어
최종 제품으로 완성되었을 경우, 소비자에게 친환경적인 제품을 제공해 줄 수 있기에 더욱 바람직하다. 또한 상기 합성수지 재질을 인쇄층에 사용하는 이유도 여기에 있다 할 것이다.
또한 상기 목분 페이스트를 위한 합성수지의 소재 역시 상기와 같은 동일한 합성수지들로 이루어질 수 있으며, 상기 주시트와 상호 접합력이 있는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 (b)목분층 형성단계(S20)는 연화된 상기 주시트에 목재분말 30~80중량%와 접착제를 포함하는 합성수지 20~70중량%가 혼합된 목분페이스트를 이용하여 일정 두께의 목분층을 형성하여 이루어지는데,
상기 목재분말은 건조된 목재를 새롭게 파쇄한 것이거나 폐톱밥을 이용하는 등의 순수 목재이거나, 왕겨, 또는 순수 목재와 왕겨의 혼합물을 사용할 수 있으며,
함수율은 5중량% 이하이고, 그 크기는 평균입경이 20~500㎛ 정도이어서 다른 합성수지와의 혼합성이 우수한 것이 바람직하며,
전체 목분 페이스트 중량 중 30~80중량%를 차지할 수 있다.
상기 연화된 주시트에 목분층을 형성하는 방식은 이송되는 상기 주시트에 T-die 등의 압출기를 사용하여 목분페이스트를 직접 적층하고, 이어서 압연롤러를 통과시켜 목분페이스트를 가압 부착하는 방식일 수 있다.
그러나 생산성을 높이기 위하여 본 발명에서는 목분페이스트를 별도의 목분시트로 성형한 다음 상기 주시트와 라미네이팅 또는 프레싱시키는 것을 고려하였는데,
이를 위하여 목분 30~80중량%와 함께,
20~70중량%의 상기 합성수지로써, 전체 목분 페이스트에 대하여 접착제(예: 폴리스틸렌(PS) 계열) 15~50중량% 및 분산제를 포함하는 부재료 5~20중량%를 호퍼를 통하여 배합기에 투입하여 합성수지의 융점 이상으로 가열 혼합하고 용융하여 목분페이스트를 얻고,
이어서 상기 목분페이스트를 T-die와 같은 장치를 사용하여 압출하여 바로 카렌더(calender)를 통과시키면서 성형하는데, 상기 카렌다는 용융물이 대기와 접촉 냉각하는 것을 방지하기 위하여 초기에는 합성수지의 융점 이상으로 가열된 일련의 가열롤러군(群)으로 구성되고, 이후 일련의 냉각롤러군(群)을 배치하여 목분시트가 안정되게 경화되도록 하고,
상기 (a)단계(S10)에서 얻어진 주시트와 라미네이팅 또는 프레싱시키는 방식으로 이루어지게 된다.
또 상기 부재료로써 상기 분산제는 주재료와 목재분말이 물리 화학적인 특성의 상이함으로 페이스트 중에 목분이 균일하게 분포되어 혼합되지 않는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 예를 들어 메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체가 사용될 수 있으며, 목분페이스트 전체 중량 중 0.1~10중량%가 사용될 수 있고,
그 외 바닥재의 중량을 감소시켜 제품 경량화를 달성하고 일정 정도 탄성을 도입하기 위하여 발포제를 더 첨가할 수 있으며, 제품 특성에 따라 목분페이스트 전체 중량 중 0.005~3중량%를 사용할 수 있으며, 예를 들어 아조디카본아미드(azodicarbonamide)가 있고,
또 발포제를 사용할 경우 발포 상태의 안정화를 위한 안정제가 사용되는 것이 바람직한데, 목분페이스트 전체 중량 중 0.1~7중량%가 사용될 수 있고, 스테아린산 바륨(Barium stearate), 이염기성 스테아린산연(dibasic lead stearate)이 있으며,
그 외 스테아린산과 같은 유연제나 산화 폴리에틸렌 호모폴리머와 같은 윤활제를 도입하여 제품 품질 향상을 도모할 수 있다.
다음으로 주시트와 목분층이 접착되어 이루어진 합지시트에서 노출되는 면, 특히 목분층 면에 나무결이나 바위결과 같은 천연소재의 질감을 느낄 수 있도록 엠 보싱을 형성(S30)하는데,
상기 엠보싱 형성공정은 물론 문양 형성 공정(S50) 직전이나 이후에 형성될 수도 있는데,
도 1에서와 같이 합지공정(S20) 이후에 형성할 경우에는 아직 합지시트가 굳지 않은 상태이므로 일정 문양이 양각되거나 음각된 롤러를 배치하기만 하면 엠보싱이 형성될 수 있으므로 바람직하다.
다음으로 생산된 바닥재가 보관, 운반과정에서, 또는 시공 전후에 온도 및 습도 변화에 따라 변형되는 것을 방지하여 치수 안정성을 위한 방법의 일환으로 냉각 변형방지공정(S40)이 이루어질 수 있는데,
이는 상기 합지시트를 20~35℃의 물이 충진된 수조를 통과시키는 방식으로 이루어질 수 있다. 또 이러한 냉각 공정(S40)을 통하여 형성된 엠보싱이 경화되므로 바람직하다.
이어서 (c)성형된 패널에 일정 문양인 인쇄층을 형성하기 위한 문양형성공정(S50)이 진행되는데, 상기 공정은 전사인쇄 또는 직접 인쇄 방식 모두 사용할 수 있다.
특히 인쇄층의 재질이 합지시트와 상이한 경우에는 상기 주시트의 연화온도 이상으로 가열하는 것은 인쇄시의 원활성과 완전성을 위하여 바람직한데,
만약 상기 주시트가 폴리프로필렌(PP)의 소재인 경우, 전사 온도는 폴리프로필렌(PP)의 연화온도인 약 170℃ 이상, 특히 180~200℃ 정도인 것이 적당하며,
이러한 온도조건 충족하기 위한 내열성을 가지면서도 가격조건이 뛰어난 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, poly(ethylene terephthalate))를 전사지의 베이스 필름으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, poly(ethylene terephthalate))이외에도, 전사지에서 베이스필름의 소재는 술폰화 폴리스틸렌(SPS, sulfonated polystyrene)일 수 있으며,
더욱 바람직하게는 친환경성을 중요시하고 유독성분을 차단할 수 있는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 하나를 사용하는 것이 바람직하다 할 것이다.
상기 전사지의 베이스 필름 위에 이형 프라이머층을 형성하는데, 상기 이형 프라이머는 피전사체에 전사하는 과정에서 베이스 필름으로부터 문양이 용이하게 이탈될 수 있도록 도입되는 것으로 습기가 많은 경우 또는 열전사 단계 중 열전달 과정이 나쁜 경우에 발생되는 박리 곤란성을 제거하며,
상기 이형 프라이머는 아크릴 폴리머 4∼5중량%, PVC 공중합체 19∼20중량%, 니트로셀룰로오스(NC) 1∼2중량%, 메틸에틸케톤(MEK) 69∼70중량%, 및 실리카 1∼2중량%, 및 분산제 1∼2중량%로 구성될 수 있으며,
상기 이형 프라이머층 위로 일반 잉크로 문양을 인쇄하는데, 상기 일반 잉크는 통상 안료 6∼17중량부, 메틸에틸케톤(MEK) 용제 50∼110중량부 및 안료를 피인쇄체에 고정시키는 매개체(medium)(아크릴 수지, PVC 공중합체 및 톨루엔이나 메틸에틸케톤과 같은 용제) 50∼70중량부로 구성되며,
다시 상기 잉크층 위로 접착 프라이머층을 형성하는데, 상기 접착 프라이머는 가열 시에만 접착력을 발휘하는 가열접착제이며, 유성 형태 또는 수성 형태가 사용될 수 있는데,
유성 가열접착제는 폴리우레탄 1∼20중량%, PVC 공중합체 10∼50중량%, 분산제 1∼3중량%, 소포제 1∼2중량%, 및 메틸에틸케톤 25∼80중량%로 구성되며,
수성 가열접착제는 아크릴 수지 18∼50중량%, 물 3∼20중량%, 알코올 30∼60중량% 및 니트로셀룰로오스 1∼2중량%로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에 사용되는 전사지의 경우 접착 프라이머층과 같은 별도의 접착제층이 형성되는 것이 바람직한데, 이는 예를 들어 주시트가 피피(PP) 필름인 경우 피피(PP)의 높은 밀도 때문에 접착성을 갖는 메틸에틸케톤(MEK)의 침투가 주시트로까지 어렵기 때문이다.
이상과 같은 문양형성단계(S50)에서 얻어진 문양은 나무 무늬 또는 대리석이 나 천연바위와 같은 석재 무늬일 수 있다.
이어서 기능성 코팅층 형성단계(S60)를 통하여 항균 또는 스크래치방지, 또는 이들 모두를 위한 코팅층이 형성될 수 있으며, 상기 항균 코팅층은 나노은을 이용할 수 있고,
추가적으로 자외선 차단을 통한 제품보호를 위하여 UV차단층이 더 도입될 수 있고,
스크래치방지 또는 문양 보호를 위한 투명필름은 범용 플라스틱(예:PVC)을 이용하는 것이거나, 투명한 고강도 폴리스틸렌(HIPS, high impact polystyrene) 필름을 사용할 수 있다.
이러한 코팅공정(S60) 이후에는 아직 합지시트가 굳기 전이므로 추가적으로 엠보싱 형성이 이루어질 수 있는데, 앞서 설명한 엠보싱 형성공정(S30)과는 별도로 또는 병행하여 이루어질 수 있다.
다음으로 온도 및 습도변화에 따른 수축 및 팽창에 의하여 변형되는 것을 방지하여 치수 안정성을 높이기 위하여 앞서 설명한 냉각 변형방지공정(S40)에 이어서 (d)숙성단계(S70)가 이루어지는데,
상기 숙성단계는 특히 100~180℃를 유지하고 있는 물이 충진된 수조를 합지시트가 30초~10분에 걸쳐 통과하는 방식으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이후 (e)후가공단계(S80)로써, 상온으로의 냉각, 건조, 그리고 절단 공정을 거쳐 제품 포장이 이루어지는데,
상기 절단공정은 트리밍(trimming)과 함께 필요한 제품 크기로 커팅하는 공정이다.
실제 바닥재는 통상적으로 하부로부터 하지층, 중간층, 상지층 등이 순차적으로 적층된 구조를 갖는데, 본 발명에 따른 제조방법은 다층으로 적층된 바닥재에서 하지층과 상지층 사이에 위치하는 중간층 만을 위한 것으로 사용될 수 있고,
이 경우 일반적으로 치수안정성을 부여하기 위하여 유리섬유와 같은 매트가 함침되어 있는 유리섬유 함침층이 형성되며, 열전사 방식으로 상기 유리섬유 함침층과 상지층(예: PVC) 사이에서 전사된 인쇄층이 형성될 것이며,
또 상기 바닥재의 오염방지를 위하여 상기 상지층의 상면에 UV 코팅층을 도포하거나 폴리우레탄 처리를 하여 내오염성을 향상시키는 것이 바람직하다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 목재분말을 함유한 친환경 바닥재 및 이의 제조 방법은 사용되는 합성수지, 특히 인쇄층에 사용되는 합성수지를 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 하나를 사용함으로써 무독성이고 친환경적이며, 소비자에게 안전한 제품을 제공할 수 있으며,
또한 본 발명에 따른 목재분말을 함유한 친환경 바닥재 및 이의 제조 방법은 합성수지로 이루어진 주(主)시트에 목재 분발이 함유된 목분페이스트를 이용하여 목분층, 특히 별도로 성형된 목분시트를 상기 주시트에 일체로 합지하는 방식으로, 그리고 목재 분말을 합성수지에 혼합시켜 융점을 높여 서로 다른 재질의 인쇄층과의 결합을 용이하게 하여 천연 목재와 가능한 유사한 질감이 나고 최종적으로 친환경적인 바닥재를 일반 수요자들이게 제공할 수 있으며,
또 제조된 바닥재를 100~180℃의 물이 충진된 수조를 통과시켜 숙성시켜 온도 및 습도변화에 따른 수축 및 팽창으로 변형되는 것을 방지할 수 있고, 나아가 나무 질감 등을 위한 엠보싱 형성단계와, 항균 및 스크래치방지를 위한 코팅층 형성단계를 통하여 품질향상을 도모할 수 있다.
이상의 설명에서 바닥재 및 이의 제조방법과 관련된 통상의 공지된 기술, 즉 마스터배치, 혼합, 용융, 시트성형, 합지, 엠보싱 형성, 인쇄방식 등의 구체적인 기술은 생략되어 있으나, 당업자라면 이를 당연히 추측 및 추론할 수 있을 것이다.
또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면에 따른 공정 순서를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, poly(ethylene terephthalate)), 폴리프로필렌(PP), 또는 술폰화 폴리스틸렌(SPS, sulfonated polystyrene), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 또는 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene), 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 합성수지로 이루어진 주(主)시트층;
    상기 주시트층 상부에 형성되는 것으로 목재분말과 합성수지가 혼합되어 형성된 목분층; 및
    상기 목분층 상부에 형성되며, 유독성분 차단부를 구비한 인쇄층을 포함하여 이루어지되,
    상기 유독성분 차단부는 상기 인쇄층을 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 어느 하나의 재질로 형성되고,
    상기 목분층은 목재분말 30~80중량%와
    접착제를 포함하고, 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, poly(ethylene terephthalate)), 폴리프로필렌(PP), 또는 술폰화 폴리스틸렌(SPS, sulfonated polystyrene), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 합성수지 20~70중량%를 혼합한 목분페이스트를 가열롤러군(群)과 냉각롤러군(群)으로 이루어진 카렌더(calender)를 통과시켜 제조하고,
    상기 인쇄층은 전사 인쇄에 의해서 형성되고,
    상기 전사 인쇄에 사용되는 전사지의 베이스 필름은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 어느 하나의 소재인 것을 특징으로 하는 목재분말을 함유한 친환경 바닥재.
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  8. (a) 공급롤러에서 연속적으로 이송되고, 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, poly(ethylene terephthalate)), 폴리프로필렌(PP), 또는 술폰화 폴리스틸렌(SPS, sulfonated polystyrene), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 또는 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene), 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 합성수지시트를 가열 연화하는 주(主)시트 연화단계;
    (b) 연화된 상기 주시트에 목재분말 30~80중량%와
    접착제를 포함하는 합성수지 20~70중량%를 혼합하여 목분층을 형성하되,
    상기 목재분말과 접착제를 포함하고, 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, poly(ethylene terephthalate)), 폴리프로필렌(PP), 또는 술폰화 폴리스틸렌(SPS, sulfonated polystyrene), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 합성수지의 혼합물을 가열롤러군(群)과 냉각롤러군(群)으로 이루어진 카렌더(calender)를 통과시켜 일정 두께를 갖는 목분시트로 성형한 것을
    상기 (a)단계에서 얻어진 주시트와 라미네이팅(laminating) 또는 프레씽(pressing)시키는 방식으로 상기 주시트 상부에 목분층을 형성하는 목분층 형성단계;
    (c) 상기 목분층 상부에 문양을 형성하는 인쇄층 형성단계;를 포함하여 이루어지고,
    상기 (c)문양형성단계에 사용되는 인쇄층은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 어느 하나의 재질로 이루어져서 진 것을 특징으로 하는 목재분말을 함유한 친환경 바닥재의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 (b) 목분층 형성단계 이후에
    (b-1) 상기 주시트와 상기 목분층이 합지된 시트를 20~35℃로 냉각하는 변형방지단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 목재분말을 함유한 친환경 바닥재의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (c)문양형성단계에서 전사 인쇄 방식으로 인쇄층이 형성되고,
    상기 전사인쇄의 전사 온도는 상기 주시트층이 변형 손상되지 않는 한도에서 연화(軟化)온도 이상이어야 하고, 이를 위하여 상기 주시트층을 가열하는 공정이 추가되는 것을 특징으로 하는 목재분말을 함유한 친환경 바닥재의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서.
    상기 전사인쇄에 사용되는 전사지의 베이스 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, poly(ethylene terephthalate)), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA, Ethylene-Vinyl Acetate copolymer), 오피피(OPP, Oriented Poly Propylene) 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 목재분말을 함유한 친환경 바닥재의 제조방법.
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