KR100769689B1 - Ｔｐｏ 바닥재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 TPO 바닥재에 관한 것이다. 본 발명에 따른 TPO 바닥재는 열가소성 올레핀수지와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 40중량부를 갖는 메탈로센 알파 올레핀계수지(Metallocene Alpha Olefin Polymer)와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 40 중량부를 갖는 적어도 어느 하나의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하며, 140℃ 내지 160℃의 융점을 갖는 제1층과; 제1층에 접합되어 있으며, 열가소성 올레핀수지와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 5 내지 60중량부를 갖는 메탈로센 알파 올레핀계수지(Metallocene Alpha Olefin Polymer)와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 5 내지 60 중량부를 갖는 적어도 어느 하나의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하며, 120℃ 내지 140℃의 융점을 갖는 제2층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 물리적 화학적 성질이 우수하고 친 환경적이며, 2차 성형가공시 표면의 손상을 최소화 할 수 있는 TPO 바닥재를 제공할 수 있다.

Description

ＴＰＯ 바닥재{TPO Floor Mat}
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 TPO 바닥재의 단면도이고,
도2는 도1에 필름층이 더 형성된 TPO 바닥재의 단면도이고,
도3a 및 도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 제1층과 필름층 각각의 단면을 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : TPO 바닥재 110 : 제1층
111 : 보호층 120 : 제2층
121 : 부직포층 130 : 필름층
132 : 보호층
본 발명은, 바닥재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TPO를 이용하여 제조된 자동차용 바닥재, 건축 및 선박 등의 산업전반에 적용되는 TPO 바닥재에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 바닥에는 차량의 주행 중에 엔진, 도어, 헤드라이너 및 기타 기계부품에 의하여 발생하는 소음 및 진동음을 저감하고, 주행자에게 쾌적한 주행환경을 제공하기 위해 흡음 차음 성능을 가지는 바닥재를 설치한다.
이런 바닥재는 차량의 실내로 유입되는 소음 및 진동음을 차단, 제진 및 흡음하여야 하며 주행 중 발생하는 소음의 저주파 및 고주파의 복합에너지를 차량의 실내 공간으로 전달되지 않도록 하여야한다.
이러한 바닥재로는 물리적 및 기계적 성질과 성형성이 뛰어난 폴리비닐클로라이드(PVC) 재질을 포함하는 바닥재가 사용되어 왔다. 그러나 폴리비닐클로라이드는 소각시 다이옥신이 발생하며, 가공성을 개량하는 물질인 프탈레이트 가소제의 사용으로 인하여 불쾌한 냄새를 유발하며 환경호르몬이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 높은 잔류 염소 농도지수에 의해 인체에 유해성이 크기 때문에 국제적으로 사용이 제한되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 물리적 및 기계적 성질과 성형성이 우수하면서 친환경적인 TPO 바닥재를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, TPO 바닥재에 있어서, 열가소성 올레핀수지와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 40중량부를 갖는 메탈로센 알파 올레핀계수지(Metallocene Alpha Olefin Polymer)와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 40 중량부를 갖는 적어도 어느 하나의 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)을 포함하며, 140℃ 내지 160℃의 융점을 갖는 제1층과; 제1층에 접합되어 있으며, 열가소성 올레핀수지와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 5 내지 60중량부를 갖는 메탈로센 알파 올레핀계수지(Metallocene Alpha Olefin Polymer)와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 5 내지 60 중량부를 갖는 적어도 어느 하나의 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)을 포함하며, 120℃ 내지 140℃의 융점을 갖는 제2층을 포함하는 것을 특징으로 하는 TPO 바닥재에 의하여 달성된다.
여기서, 제1층 상에 형성되어 있으며, 열가소성 올레핀수지와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 30중량부를 갖는 메탈로센 알파 올레핀계 수지와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 30 중량부를 갖는 적어도 어느 하나의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하며, 140℃ 내지 160℃의 융점을 갖는 필름층을 더 포함할 수 있다.
그리고, 제2층은 제1층 및 상기 필름층 중 적어도 어느 하나의 층보다 메탈로센 알파 올레핀계수지, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나를 5 내지 20 중량부 더 포함하는 것이 융점차이를 발생시켜 2차 성형가공시 표면손상을 최소화하기에 바람직하다.
또한, 필름층은 제1층 상에 적층되어 있으며, 20㎛ 내지 200㎛의 두께를 가질 수 있다.
여기서, TPO 바닥재의 물리적 성질을 개선하기 위하여 열가소성 올레핀수지는 가교(crosslink) 또는 반가교(semi-crosslink) 되어 있는 열가소성 가황물(Thermoplastic vulcanization, TPV)인 것이 바람직하다.
그리고, 제1층과 제2층은 충진제를 더 포함하며, 제1층은 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 20 중량부의 충진제를 더 포함하며, 제2층은 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 80 중량부의 충진제를 더 포함할 수 있다.
또한, 충진제는 입상, 판상, 침상의 무기 충진제 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 제1층, 제2층 및 필름층 중 적어도 어느 하나는 안료, 가소재, 산화방지제, 상용화제, 자외선 흡수제 및 난연재 중 적어도 어느 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
그리고, 제1층은 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 20 중량부의 상기 첨가제를 더 포함하며, 제2층은 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 80 중량부의 상기 첨가제를 더 포함하며, 필름층은 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 10 중량부의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1층에는 엠보싱 패턴이 형성되어 있을 수 있다.
그리고, 제1층 및 필름층 중 적어도 어느 한 층에는 소정의 인쇄패턴이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 제1층 및 필름층 중 적어도 어느 한 층에는 우레탄 및 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어진 보호층이 더 마련되어 있을 수 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 TPO 바닥재에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도1은 본 발명에 따른 TPO 바닥재(100)의 단면을 간략하게 도시한 것 이고, 도2는 필름층(130)이 더 마련된 TPO 바닥재(100)의 단면을 도시한 것이며, 도3a 및 도3b는 필름층(130)과 제1층(110) 각각의 단면을 간략하게 도시한 것이다.
본 발명에 따른 TPO 바닥재(100)는 도1에 도시된 바와 같이, 상부의 제1층(110)과 하부의 제2층(120)을 포함하며, 더 바람직하게는 제1층(110) 상에 필름층(130)을 더 포함한다.
본 발명에 따른 제1층(110)은 열가소성 올레핀(Thermoplastic Olefin, TPO)수지와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 40중량부의 메탈로센 알파 올레핀계 수지(Metallocene Alpha Olefin Polymer)와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 40 중량부를 갖는 적어도 어느 하나의 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)을 포함한다. 그러나, 상기 수지에만 한정되지 않고 동일한 기능과 목적을 달성할 수 있는 동종계의 다른 수지도 사용할 수 있음은 당연하다.
여기서, 메탈로센 알파 올레핀계 수지, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나의 첨가 비율은 열가소성 올레핀계수지 100중량부에 대하여 0 내지 40중량부 첨가되는 것이 바람직하다. 40 중량부 이상이 첨가되면 열가소성 올레핀 수지의 첨가비율이 상대적으로 줄어들어 제1층(110)에서 요구되는 탄성력과 같은 열가소성 올레핀 수지 본래의 물리적 성질 및 특성이 저하된다. 또한, 제2층(120)과의 대략 20℃정도의 융점의 차이를 형성하기 위하여 40 중량부 이하가 첨가되는 것이 바람직하다.
그리고, 열가소성 올레핀수지에 메탈로센 알파 올레핀계 수지, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나를 첨가함으로써 바닥재(100)의 내열온도 및 성형온도, 성형성, 신율, 인장강도 등이 조정 가능하다. 즉, 메탈로센 알파 올레핀계수지, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나의 첨가 비율이 늘어남에 따라서 바닥재의 내열온도 및/또는 성형온도가 낮아지고, 신율, 인장강도 등을 제품의 특성에 맞게 조정가능하다.
하기의 표는 각 성분의 첨가에 따른 TPO 바닥재(100)의 특성 변화를 설명하기 위한 표이다.
내열온도 신율 인장강도
메탈로센 알파 올레핀계수지 ↓ ↑ ↓
PE ↓ - ↓
PP - ↓ ↑
여기서, 열가소성 올레핀수지는 가교(crosslink) 또는 반가교(semi-crosslink) 되어 있는 열가소성 가황물(Thermoplastic vulcanization, TPV)일 수 있다. 열가소성 가황물은 열가소성 올레핀 수지보다 탄성 등의 물리적 성질이 우수하며, 화학적으로 안정하다. 하지만 감성품질(냄새등급)이 가황되지 않은 열가소성 올레핀 수지보다 떨어진다는 단점이 있다.
그리고, 제1층(110)에는 4대 중금속을 포함하지 않는 무기상 충진제를 더 포함할 수 있으며, 충진제는 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 20 중량부의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다. 충진제는 입상, 침상, 판상의 충진제일 수 있으며, 소리 및 소음의 파장을 효과적으로 반사시키고, 분산성과 흡착성을 상승시켜 바닥재의 차음 특성을 향상시키며, 2차 성형가공시 나타날 수 있는 수축을 줄여주며, 또한, 성형 후 장착시, 형태안정성을 향상시켜주는 역할을 한다. 이러한 충진제로는 규회석, 황산바륨, 탄산칼슘 뿐만 아니라, 공지의 충진제도 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 사용가능하다.
또한, 제1층(110)에는 안료, 가소제, 산화방지제, 상용화제, 자외선 흡수제 및 난연재 중 적어도 어느 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 첨가제는 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 20 중량부의 비율로 혼합된다. 이런 첨가제는 TPO 바닥재의 특성을 보강 및 보완해 주기 위한 것이다.
그리고, 제1층(110)에는 표면손상을 방지하고 상품의 시각적 상품가치를 향상시키기 위하여 엠보싱 패턴을 형성할 수 있으며, 소정의 인쇄패턴도 삽입 될 수 있다.
다른 실시예로, 도3a에 도시된 바와 같이 각 층의 접합 및 2차 성형가공시 바닥재(100)의 인쇄패턴 및 엠보싱 패턴 등에 발생할 수 있는 표면손상을 방지하기 위하여 우레탄 및 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함하는 보호층(111)이 더 형성될 수 있다. 그러나, 열가소성 올레핀수지가 비극성인 특성상 우레탄과 실리콘 등을 코팅처리하기 전에 TPO프라이마(전처리제) 처리를 하는 것이 바람직하다. TPO 프라이마는 TPO에 목표로 하는 화학물질을 도포하기 전에 재료와 화학물질의 상용성을 증가시키기 위한 목적으로 전 처리하는 화학물질을 프라이마(primer), 즉 전처리제라고 한다. 열가소성 올레핀수지는 비극성으로 다른 재료와 접착력이 낮기 때문에 보호층(111)을 안정적으로 형성하기 위하여 양 재료의 상용성을 극대화 시켜주는 전처리 공정이 반드시 필요하다.
본 발명에 따른 제1층(110)은 높은 융점을 갖는 TPO나 TPV의 첨가비율과 낮은 융점을 갖는 메탈로센 알파 올레핀계 수지, PP, PE의 첨가비율을 조절하여 140 ℃ 내지 160℃의 융점을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
이는 제1층(110)이 제2층(120)보다 융점이 약 20℃ 이상 높도록 설정하여 후술할 2차 성형가공시 발생할 수 있는 인쇄패턴과 엠보싱 패턴 등의 표면손상을 최소화하기 위한 것이다. 즉, 2차 성형가공시 복사열에 의하여 제1층(110)이 받는 온도가 융점 이상이 되면 인쇄패턴과 엠보싱 패턴에 손상이 발생할 수 있으며, 제1층(120)이 받는 온도가 연화점 이하가 되면 제1층(110)이 연화되지 않아 미 성형가공이 될 수 있다. 그러므로 2차 성형가공시 복사열에 의하여 제1층(110)이 받는 온도가 연화점 이상, 융점 이하가 되도록 하여 제1층(110)의 표면손상을 방지하며, 제2층(120)은 융점이상이 되게 하여, 제1층(110) 및 제2층(120)의 성형성능을 높이는 것이다.
그리고, 제1층(110)은 바닥재(100)로서 충분한 강성을 가져야 함으로 경도는 85이상이 바람직하다.
본 발명에 따른 제2층(120)은 열가소성 올레핀수지와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 5 내지 60중량부의 메탈로센 알파 올레핀계수지와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 5 내지 60 중량부를 갖는 적어도 어느 하나의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함한다. 여기서, 열가소성 올레핀수지는 가교 또는 반가교 되어 있는 열가소성 가황물(Thermoplastic vulcanization, TPV) 수 있다. 열가소성 가황물은 열가소성 올레핀 수지보다 탄성 등의 물리적 성질이 우수하며, 화학적으로 안정하다. 하지만 감성품질(냄새등급)이 가황되지 않은 열가소성 올레필 수지보다 떨어진다는 단점이 있다.
제2층(120)도 제1층(110)과 같이 TPO 또는 TPV에 메탈로센 알파 올레핀계 수지, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나를 첨가함으로써 바닥재(100)의 내열온도 및 성형온도, 성형성, 신율, 인장강도 등의 조정이 가능하다. 즉, 메탈로센 알파 올레핀계수지, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나의 첨가 비율이 늘어남에 따라서 제품의 내열온도 및/또는 성형온도와 성형성, 신율, 인장강도 등이 조정된다. 그러나, 60중량부 이상이 첨가되면 열가소성 올레핀 수지의 첨가비율이 상대적으로 줄어들어 제2층(120)에서 요구되는 탄성력과 같은 열가소성 올레핀 수지 본래의 물리적 성질 및 특성이 저하된다. 또한, 제1층(110)과의 대략 20℃정도의 융점의 차이를 형성하기 위하여 5중량부 이상이 첨가되는 것이 바람직하다. 즉, 제1층(110)보다 약 5 내지 20 중량부의 메탈로센 알파 올레핀계수지, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나를 더 첨가함으로써 제2층(120)의 융점이 제1층(110)보다 낮도록 설정한다. 이는 상술한바와 같이 제1층(110)의 표면손상을 최소화하면서 제2층(120)의 성형성을 향상시키기 위함이다.
그리고, 제2층(120)에는 4대 중금속을 포함하지 않는 무기상 충진제를 더 포함할 수 있으며, 충진제는 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 80 중량부의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다. 충진제는 입상, 침상, 판상의 충진제일 수 있으며, 소리 및 소음의 파장을 효과적으로 반사시키고, 분산성과 흡착성을 상승시켜 바닥재의 차음 특성을 향상시키며, 2차 성형가공시 나타날 수 있는 수축을 줄여주며, 또한, 성형 후 장착시, 형태안정성을 향상시켜주는 역할을 한다. 이러한 충진제로는 규회석, 황산바륨, 탄산칼슘 뿐만 아니라, 공지의 충진제도 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 사용가능하다.
또한, 제2층(120)에는 안료, 가소제, 산화방지제, 상용화제, 자외선 흡수제 및 난연재 중 적어도 어느 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 첨가제는 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 80 중량부의 비율로 혼합된다.
그리고, 다른 실시예로, 제2층(120)의 하부면에는 2차 성형가공시 제품이 오븐에 달라붙는 것을 막아주며, 제품의 수축을 방지하기 위한 부직포층을 더 포함할 수 있다. 또한 부직포층은 흡음층과 같은 다른 층과의 접착을 용이하게 하는 역할도 한다. 한편, 부직포층 대신에 후술할 필름층(130)을 마련할 수도 있다.
본 발명에 따른 제2층(120)은 높은 융점을 갖는 TPO나 TPV의 첨가비율과 낮은 융점을 갖는 메탈로센 알파 올레핀계 수지, PE 및 PP의 첨가비율을 조절하여 120℃ 내지 140℃의 연화점을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 제2층(120)은 제1층(110)보다 융점이 10℃ 내지 40℃ 낮은 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 15℃ 내지 25℃ 정도의 융점차이, 가장 바람직하게는 약 20℃의 융점차이를 갖도록 조절하는 것이 바람직하다. 이는 성형가공시 발생할 수 있는 표면손상을 최소화하고 성형성능을 향상시키기 위한 것이며, 제품의 가공 및 성형의 편의성을 위한 것이다. 제1층(110)과의 관계에서 제2층(120)이 2차 성형가공시 복사열에 의하여 받는 온도가 제2층(120)의 융점 보다는 높고, 제1층(110)의 융점 보다는 낮으면서 연화점 보다는 높도록 조절하여, 2차 성형가공시 발생할 수 있는 제1층(110)의 인쇄패턴과 엠보싱 패턴 등의 표면손상을 최소화하고, 제1층(110) 및 제2층(120)의 성형성능을 높이는 것이다. 바닥재(100)가 융점이 서로 다른 층으로 이루어져 있기 때문에 2차 성형가공시 가공온도조건을 적절히 조절하여 열에 의한 제품에 발생할 수 있는 표면손상을 최소화할 수 있다. 융점차이가 10℃이하이면 제1층(110)의 연화점 이상과 제2층(120)의 융점 이하로 가공온도를 제어하기 힘들어 표면손상 등의 불량이 발생하기 쉬우며, 융점차이가 40℃이상이면 온도제어가 힘들어 미성형가공이 될 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 필름층(130)은 열가소성 올레핀수지와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 30중량부의 메탈로센 알파 올레핀계수와, 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 30 중량부를 갖는 적어도 어느 하나의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함한다. 여기서도, 열가소성 올레핀수지는 가교 또는 반가교 되어 있는 열가소성 가황물일 수 있다. 필름층(130)도 제1층(110) 및 제2층(120)과 같이 TOP 또는 TPV에 메탈로센 알파 올레핀계 수지, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나를 첨가함으로써 상술한 바와 같이 바닥재(100)의 내열온도 및 성형온도, 성형성, 신율, 인장강도 등의 조정이 가능하다.
그리고, 필름층(130)에는 안료, 가소제, 산화방지제, 상용화제, 자외선 흡수제 및 난연재 중 적어도 어느 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 첨가제는 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 10 중량부의 비율로 혼입된다.
또한, 도3b에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예로 제1층(110)과 같이, 각 층의 2차 성형시 바닥재(100)의 표면손상을 방지하기 위하여 우레탄 및 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함하는 보호층(132)이 더 형성될 수 있으며, 상품의 시각적 상품가치를 향상시키기 위하여 소정의 인쇄패턴도 형성될 수 있다.
여기서, 인쇄패턴은 제1층(110) 보다는 필름층(130)에 형성하는 것이 바람직한데, 이는 두꺼운 제1층(110)에 인쇄패턴을 삽입하는 것보다 제1층(110)에 비해 상대적으로 얇은 필름층(130)의 가공이 쉽기 때문이다. 보호층(132)의 형성원리는 상술한 제1층(110)에 보호층(111)을 형성하는 것과 유사하다.
본 발명에 따른 필름층(130)은 상술한 바와 같이, 첨가되는 성분의 비율과 가교제 등을 이용하여 제1층과 동일한 140℃ 내지 160℃의 연화점을 갖도록 조절하는 것이 2차 성형가공시 발생할 수 있는 인쇄패턴의 표면손상을 최소화하기 위하여 바람직하다. 그 이유는 상술한 바와 같다.
그리고, 도1에 도시된 바와 같이, 필름층(130)은 제1층(110) 상에 적층되어 있으며, 20㎛ 내지 200㎛의 두께(d1)를 갖는 것이 바람직하다. 20㎛이하는 필름층(130)으로 뽑아내기 어렵고, 200㎛이상이 되면 너무 두꺼워 성형 및 가공성이 좋지 못할 뿐만 아니라 필름층(130)이 불투명해져서 인쇄패턴이 보이지 않거나 보호층(132)을 형성하기 위한 표면처리가 어려워진다.
제1층, 제2층 및 필름층에 사용되는 열가소성 올레핀(Thermoplastic Olefin, TPO)수지는 폴리 프레필렌(PP)와 같은 열가소성 수지에 고무성질의 에틸렌 프로필렌 고무(EPM, EPDM)를 혼입 또는 혼성 중합시킨 것이다. 에틸렌 프로필렌 고무(EPM, EPDM)는 에틸렌과 프로필렌을 혼성 중합시켜 얻은 비결정성 고분자물질이며, 상기 에틸렌 프로필렌(EPM, EPDM)은 화학적으로 안정하고, 가황한 것은 물리적 성질이 천연고무와 SBR의 중간성질을 보인다. 상기 에틸렌 프로필렌 고무(EPM, EPDM) 의 첨가 비율에 따라 제조되는 바닥재의 탄성이 좌우된다.
그리고, 열가소성 가황물(Thermoplastic vulcaization, TPV)은 열가소성 올레핀 수지(TPO)가 가교 또는 반가교 되어 있는 것으로, 고 전단력하에서 고무성분과 열가소성수지가 혼련과 동시에 고무성분이 가교되어 미세한 입자가 형성되면서 열가소성수지 매트릭스 내에 고르게 분산된 고 기능성 소재이다. 열가소성 가황물은 상온에서 열경화성고무와 같이 탄성을 보유함은 물론, 가공시 열경화성수지와 같은 특성을 겸비하여 가공성이 우수하다.
그리고, 메탈로센 알파 올레핀계 수지(Metallocene Alpha Olefin Polymer)는 메탈로센 촉매를 사용한 알파 올레핀계 수지이다. 본 발명에서는 PE와 Octene 또는 Hexane Butene을 합성한 물질로서 종래의 PE 또는 LLDPE에 비하여 탄성이 보강된 메탈로센 알파 올레핀계 폴리에틸렌(Metallocene alpha olefin polyethylene)을 사용한다. 상기 메탈로센 알파 올레핀계 폴리에틸렌은 고충전이 가능한 구조 즉, 무기 충진제를 높게 충전하더라도 수지의 물성이 크게 떨어지지 않는 구조를 가지면서도 탄성을 저하시키지 않는다.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 TPO 바닥재의 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저, 상술한 바와 같은 소정의 비율로 첨가되는 각 조성물을 혼합하여 인플렉션 공정(Inflection Process)을 통하여 필름층(130)을 제작한다. 필름층(130)은 20mm 내지 200mm의 두께(d1)을 갖도록 형성하며, 상술한 보호층(132)을 동시에 형성할 수 있다.
그리고, TPO 바닥재(100)의 시각적 효과를 주고 외부손상으로 표면을 보호하기 위하여 1도 이상의 인쇄기에서 전처리(primer)제 처리 공정과 인쇄공정 ,그리고 우레탄 또는 실리콘 처리공정을 상기 서술한 순서에 따라 실시하면 제1층(110)과 합지할 필름층(130)이 완성된다.
그 후, 상술한 바와 같은 소정의 비율로 첨가되는 각 조성물을 혼합하여 티-다이 압출성형(T-DIE EXTRUSION)을 통하여 제1층(110)을 형성한다. T-DIE를 통해 시트형태로 분출된 수지 조성물은 용융상태에서 냉각된 엠보싱 롤을 통과하면서 제1층(110)에 일정패턴의 엠보형성과 동시에 열융착공정(HEATING LAMINATION PROCESS)을 통하여 제작한 필름층(130)을 제1층(110)에 접합한다.
본 발명에 따른 바닥재(100)는 접합제를 통하여 각층을 접합하는 접착제 방식이 아니라 각 층이 용융상태에서 가지는 열에너지를 이용하여 각 층을 상호 접합하는 열융착공정(HEATING LAMINATION PROCESS)을 통하여 제조되는데, 열융착방식이 접착제를 이용하는 방식보다 접착력이 뛰어나고 접착제에 의한 제품의 오염이 없기 때문이다.
그 다음, 상술한 바와 같은 소정의 비율로 첨가되는 각 조성물을 혼합하여 티-다이 압출성형을 통하여 제2층(120)을 형성한다. 이 과정에서, 열융착공정을 통하여 제작한 필름층(130)과 제1층(110)을 제2층(120)에 접합한다. 제2층(120)을 제조하면서 제2층(120)이 가지는 열을 이용하여 피름층(130)과 제1층(110)을 접합한다. 제2층(120) 형성과 동시에 또는 순차적으로 부직포층(121) 형성 공정을 수행할 수 있다.
이렇게 제작된 바닥재(100)를 원하는 형상으로 제작하기 위해 2차 가공성형공정을 거친다. 2차 성형가공 온도는 약300℃ 이상이 되나, 복사열에 의하여 바닥재(100)가 받는 실질적인 온도는 제2층(120)의 융점 보다는 높고, 제1층(110)의 융점 보다는 낮으면서 연화점 보다는 높도록 조절하여, 2차 성형가공시 발생할 수 있는 제1층(110)의 인쇄패턴과 엠보싱 패턴 등의 표면손상을 최소화하고, 제1층(110) 및 제2층(120)의 성형성능을 높이는 것이다.
이에 의하여 본 발명에 따른 표면손상이 최소화되며, 성형성이 좋은 바닥재가 제작된다. 또한, 폴리비닐 클로라이드 바닥재와 비교하여 친환경적이며, 내구성, 내후성 및 성형성이 향상된 바닥재가 제작된다. 상기 바닥재는 본 발명에 의한 차음 조성물은 차동차용 바닥재뿐만 아니라 건축재 등 다른 산업현장에서 음파를 차단하기 위한 곳에서 모두 적용되어 사용될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 물리적 화학적 성질이 우수하고 2차 성형가공시 표면의 손상을 최소화 할 수 있는 친환경 TPO 바닥재가 제공된다.

Claims (12)

  1. TPO 바닥재에 있어서,
    열가소성 올레핀수지와, 상기 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 40중량부를 갖는 메탈로센 알파 올레핀계수지(Metallocene Alpha Olefin Polymer)와, 상기 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 40 중량부를 갖는 적어도 어느 하나의 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)을 포함하며, 상기 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 20 중량부를 갖는 입상, 판상, 침상의 무기 충진제를 포함하는 140℃ 내지 160℃의 융점을 갖는 제1층과;
    상기 제1층에 접합되어 있으며, 상기 열가소성 올레핀수지와, 상기 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 5 내지 60중량부를 갖는 상기 메탈로센 알파 올레핀계수지(Metallocene Alpha Olefin Polymer)와, 상기 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 5 내지 60 중량부를 갖는 적어도 어느 하나의 상기 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)을 포함하며, 상기 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 80 중량부를 갖는 입상, 판상, 침상의 무기 충진제를 포함하는 120℃ 내지 140℃의 융점을 갖는 제2층을 포함하는 것을 특징으로 하는 TPO 바닥재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1층 상에 형성되어 있으며, 상기 열가소성 올레핀수지와, 상기 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 30중량부를 갖는 상기 메탈로센 알파 올레핀계 수지와, 상기 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 30 중량부를 갖는 적어도 어느 하나의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하며, 140℃ 내지 160℃의 융점을 갖는 필름층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TPO 바닥재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2층은 상기 제1층 및 상기 필름층 중 적어도 어느 하나의 층보다 상기 메탈로센 알파 올레핀계수지, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나를 5 내지 20 중량부 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 TPO 바닥재.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 필름층은 상기 제1층 상에 적층되어 있으며, 20㎛ 내지 200㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TPO 바닥재.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 열가소성 올레핀수지는 가교(crosslink) 또는 반가교(semi-crosslink) 되어 있는 열가소성 가황물(Thermoplastic vulcanization, TPV)인 것을 특징으로 하는 TPO 바닥재.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1층, 제2층 및 필름층 중 적어도 어느 하나는 안료, 가소재, 산화방지제, 상용화제, 자외선 흡수제 및 난연재 중 적어도 어느 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TPO 바닥재.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1층은 상기 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 20 중량부의 상기 첨가제를 더 포함하며,
    상기 제2층은 상기 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 80 중량부의 상기 첨가제를 더 포함하며,
    상기 필름층은 상기 열가소성 올레핀수지 100중량부에 대하여 0 내지 10 중량부의 상기 첨가제를 더 포함하며 것을 특징으로 하는 TPO 바닥재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1층에는 엠보싱 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 TPO 바닥재.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1층 및 필름층 중 적어도 어느 한 층에는 소정의 인쇄패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 TPO 바닥재.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제1층 및 필름층 중 적어도 어느 한 층에는 우레탄 및 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어진 보호층이 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 TPO 바닥재.
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