KR100788427B1 - 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한마루바닥재 제조방법 및 이로부터 제조되는 마루바닥재 - Google Patents

목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한마루바닥재 제조방법 및 이로부터 제조되는 마루바닥재 Download PDF

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Abstract

본 발명은,
WPC(Wood Particle Polypropylene Fiber Composite Panel)시트 제조공정과(S10),
도장용 LPM 합성수지시트 저면으로 함침그라프트원지를 접착하고, 그 하부로 상기 WPC시트를 위치시켜 프레싱하는 프레스공정과(S20),
마루합판 상면으로 EVA계열의 접착제를 도포처리한 후, 상기 프레스공정에 의해 얻게 되는 반제품을 적층하여 콜드프레싱 및 양생하는 라미레이팅공정과(S30),
상기 라미넹팅공정을 거쳐 얻게 되는 제품을 코팅 및 재단처리하여 완제품을 얻게 되는 코팅 및 재단처리공정(S40)에 의한 일련의 과정을 거쳐,
실내 마루바닥에 설치 시공되는 마루바닥재의 표면이 고광택을 이루면서도 내충격성, 내수성, 내열성이 강하고, 천연 질감 효과에 의한 고품격화된 실내 분위기를 연출할 수 있는 효과를 갖는 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재 제조방법 및 이로부터 제조되는 마루바닥재에 관한 것이다.
WPC, 부직포, 유리섬유시트, 도장용 LPM합성수지시트, 마루합판

Description

목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재 제조방법 및 이로부터 제조되는 마루바닥재{WPC wooden floor materials manfacture method and the manufactured goods}
도 1은 본 발명의 마루바닥재를 제조하는 과정을 도시한 공정 흐름도
도 2는 WPC시트를 제조 과정을 도시한 개괄적 도면
도 3은 도 2에 의한 WPC시트 상면으로 채택될 수 있는 유리섬유시트의 제조 과정을 도시한 개괄적 도면
도 4는 WPC시트 제조과정을 거쳐 얻게 되는 WPC시트 상면으로, 도장용 LPM 합성수지시트를 적층하여 프레스 가공 하는 상태를 도시한 개괄적 도면
도 5는 도 4에 의해 얻게 되는 반제품을 마루합판 상면에 적층하여 냉압프레싱하는 것을 도시한 개괄적 도면이다.
※ 도면 중 주요 부호에 대한 간단한 설명
10; WPC시트 11; WPC
12; 부직포 13; 유리섬유시트
13a; 유리섬유지 20; 도장용 LPM합성수지시트
21; 도장용 LPM 22; 함침그라프트원지
30; 마루합판 31; 접착도포층
S10; WPC 시트 제조공정 S20; 프레스공정
S30; 라미레이팅공정 S40; 코팅 및 재단처리공정
본 발명은 마루바닥재의 제조공정 및 이로부터 제조되는 마루바닥재에 관한 것으로, 목재 파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합패널을 이용한 마루바닥재의 제조공정을 제시하여, 마루바닥재의 경화성과 내스크래치성 및 물성증가 및 마루바닥재를 구성하는 각층간 접착력 강화에 의한 변형률 저하, 내함습율, 내구성 등을 이루기 위한 마루바닥재 제조방법 및 그로부터 제조되는 마루바닥재에 관한 것이다.
일반적으로 건축물의 실내 마루바닥에 시공된 콘크리트면을 커버, 장식하고 고급스러운 실내 분위기를 연출하고 전체적으로 자연스런 나무 질감 효과를 갖도록 하기 위하여 실내 마루바닥재를 시공하고 있음은 주지된 바와 같다.
이러한 형태의 실내 마루바닥재를 제조하는 일예로, 합판의 상부면에 무늬목 단판을 요소수지로 접착하여 마루판재를 제조하는 방법이 있으나 제조원가의 상승을 가져오고, 내수 및 내열성이 매우 취약한 단점이 있다.
또한 다른 예로, 중질섬유판(MDF)의 상부면에 멜라민수지 함침지(LPM)를 고온, 고압으로 프레싱 접합하여 제조되는 마루판재의 경우, 제조비용을 절감할 수 있는 장점은 있으나 내수, 내열성이 취약한 단점이 있다.
또한, 모재(母材)로 사용되는 합판이나 중질섬유판(MDF)들은 보통 건조된 상태에서 가공 처리되나 실재 건축물의 실내 바닥에 설치 시공되어 사용되는 환경은 여름철 및 겨울철 등 계절의 변화에 의해 실내온도와 습도 변화가 발생 되어, 수축 팽윤 작용에 의한 내부응력으로 연결부위가 들뜨거나 벌어지는 등의 현상이 발생되고, 또한 화학적 열화에 의해 초기 접착 조건을 그대로 유지하기가 어려운 문제점이 있어, 치수 안정성과 내수성이 약하게 되는 등의 단점이 발생하게 된다.
이와는 달리, HDF(High Density Fiberboard)를 사용하는 강화마루에 의해, 클릭(Click)가공 및 현가식 시공이 가능하면서도 표면강도가 강하도록 할 수 있으나, 천연무늬목을 사용하지 못하므로 천연질감 저하 및 내수성에 취약하고, 무게 또한 무겁다는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 제시되는 공개된 기술 중, 대한민국 특허청에 기출원되어 선등록된 실용신안 제 399316 호인 목섬유(목재파티클)-폴리프로필렌섬유 복합재 기재의 온돌마루가 개시되어 있다.
상기한 선행기술에서의 온돌마루 주요 기재로 WPC(Wood Fiber(Particle) Polypropylene Fiber Composite Panel)를 사용하여 강화마루의 최대 단점이라 할 수 있는 내수성을 보완할 수 있으며, 합판마루의 단점인 내충격성을 보완하고, 천연 질감 효과를 연출할 수 있는 마루재를 제공하고 있으나, 표면 시트의 특성상 내 스크래치성이 약하고 고광택의 표면을 갖는 마루재를 얻기가 상당히 어려운 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점 등을 해결하여, 표면이 고광택을 갖도록 함과 동시에 내충격성, 내수성, 내열성이 강하고, 천연 질감 효과를 연출할 수 있도록 하기 위해 WPC(Wood Particle Polypropylene Fiber Composite Panel)을 이용하여서 되는 마루바닥재를 제조하기 위한 방법 및 이로부터 제조되는 마루바닥재를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
WPC(Wood Particle Polypropylene Fiber Composite Panel)시트 제조공정과(S10),
도장용 LPM 합성수지시트(20) 저면으로 함침그라프트원지(22)를 접착하고, 그 하부로 상기 WPC시트(10)를 위치시켜 프레싱하는 프레스공정과(S20),
마루합판(30) 상면으로 EVA계열의 접착제를 도포처리한 후, 상기 프레스공정(S20)에 의해 얻게 되는 반제품(A)을 적층하여 콜드프레싱 및 양생하는 라미레이팅공정과(S30),
상기 라미넹팅공정(S30)을 거쳐 얻게 되는 제품을 코팅 및 재단처리하여 완 제품을 얻게 되는 코팅 및 재단처리공정(S40)에 의한 일련의 과정을 거쳐 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널을 이용한 마루바닥재를 제공한다.
이하, 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널을 이용하여서 되는 마루바닥재를 상기한 제조 방법에 의해 제조하게 되는 일련의 과정을 순차적으로 제시한다.
WPC 시트 제조공정; S10
본 공정은 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널(Wood Particle Polypropylene Fiber Composite Panel)을 제조하기 위한 공정이다.
선택되는 WPC시트(10)는 폴리프로필렌수지 : 목재파티클 ; 탄산칼슘(CaCO3) ; 토르마린을 4 : 3 : 2.5 : 0.5 중량 %의 비율로 혼합처리한 후 도시하지 않은 T-DIE에서 0.8 ~ 2.0 mm 두께를 갖도록 압출하여 WPC(11)를 얻게 되는데, 이와 같이 얻게 되는 WPC(11) 상하면으로 각각 로울러 등에 의해 권선 된 상태에서 각각 안내되는 부직포(12)를 열융착 접합하여 WPC시트(10)를 얻도록 한다.
한편, 이와는 달리 상기한 WPC(11) 상면으로 상기한 부직포(12) 대신에, 유리섬유시트(13)를 동일한 방법에 의해 안내되며 열융착 접합하여 WPC시트(10)를 얻을 수 있다.
상기 유리섬유시트(13)는 유리의 장섬유를 이용하여 일반섬유와 같이 직조한 직물 형태를 말하는 것으로, 이와 같은 유리섬유시트(13)를 얻기 위한 공정을 설명하면, 유리섬유지(13a)를 페놀수지에 함침 처리하고 오븐 등에서 건조 처리한 후 얻을 수 있다.
즉, 여기서 유리섬유지(13a)는 30g/㎡ ~ 80g/㎡ 의 유리섬유 70 %중량, 종이펄프 15 %중량, 바인더 15 %중량에 의해 이루어진 것을 사용하였으며, 이와 같은 유리섬유지(13a)를 페놀수지에 칭량 대비 180 ~ 250 % 함침처리하였으며, 그 함침처리된 유리섬유지(13a)를 120 ℃의 온도를 유지하는 오븐 등 건조기에서 약 1분 내지 1분 30초간 건조처리하여 완성된 유리섬유시트(13)를 얻었다.
상기와 같이 얻게 되는 유리섬유시트(13)를 WPC(11) 상면에 위치시켜 열융착 접합에 의해 WPC시트(10)를 얻도록 할 경우, 후술하게 되는 프레스 가공공정 단계에서 상기 WPC시트(10) 상면으로 안착되는 도장용 LPM(21)과 함침그라프트지(22)로 되는 도장용 LPM합성수지시트(20)가 WPC시트(10)에 양호하게 접합 되어질 수 있다.
따라서 본 공정에서의 WPC시트(10)는 도 @@에서 보듯이 WPC(11) 상하면에 각각 부직포(12)를 접합하거나 또는 WPC(10) 상면으로 유리섬유시트(13)를 접합하고 하면으로는 상기 부직포(12)를 접합하여 얻을 수 있다.
프레스공정( S20 )
본 공정은 상기한 WPC시트제조공정(S10)에 의해 얻게 된 WPC시트(10)와 그 상면으로 도장용 LPM합성수지시트(20)를 적층하여 열압 및 냉압의 조건에 의해 다단 프레싱 작업하게 되는 공정이다.
본 공정에 채택되는 도장용 LPM합성수지시트(20)는 도 @@에서 보듯이 도장용 LPM(21)과 그 하면으로 함침그라프트원지(22)를 접합하여 제공하게 된다.
여기서, 상기한 도장용 LPM(21)은 본원인에 기출원된 특허등록 출원 제 2006-65638 호에 의한 제조방법을 따른다.
즉, 이와 같은 도장용 LPM(21)을 제조하기 위해,
페놀 멜라민 공축합 수지 100 % 중량부 대비 분산제 20 %중량부, 이형제 5%중량부를 혼합하여서 되는 1차함침조에 원지를 60 메쉬롤를 이용하여 함침처리하는 1차 배합 및 함침공정을 거친 후,
페놀 멜라민 공축합 수지 100% 중량부 대비, 1000 ppm 의 농도를 갖으며 평균입자 5 ~ 20 nm(나노미터)의 약산성인 은나노 5% 중량부와 메틸 에틸 케튼(methyl ethyl ketone; MEK) 5 % 중량부, 산화티탄(TiO) 70% 중량부, 경화제 0.8 %중량부를 혼합하여서 되는 2차함침조에서 상기 1차 배합 및 함침공정을 거쳐 1차 함침처리된 원지를 60 메쉬롤을 이용하여 함침 처리하는 2차 배합 및 함침공정을 거친 다음,
멜라민 수지 100 % 중량부 대비, 크랙방지용 첨가제 5% 중량부, 경화제 0.8 % 중량부, 이형제 0.7 % 중량부를 배합하여서 되는 3차함침조에 40 메쉬롤를 이용하여 함침 처리하는 3차배합 및 함침공정 및,
멜라민 수지 100 % 중량부 대비, 크랙방지용 첨가제 5% 중량부, 경화제 1.0 % 중량부, 이형제 5% 중량부를 혼합하여서 되는 4차 함침조에 40 메쉬의 수지도포롤을 이용하여 함침 처리하는 4차배합 및 함침공정을 거치고,
상기 1차 내지 4차 배합 및 함침 공정 사이에 각 함침공정을 거친 후 130 ℃ 를 유지하고 40 m/min 의 이송속도를 갖는 건조라인에 의한 건조공정을 거쳐 도장용 LPM(21)을 얻는다.
이와 같이 얻게 되는 도장용 LPM(21) 저면으로 함침그라프트원지(22)를 접합하여 본 발명에서 요구하는 도장용 LPM합성수지시트(20)를 얻을 수 있다.
한편, 상기 W PC시트 제조공정(S10)에 의해 얻게 되는 WPC시트(10) 상면으로 상기와 같이 얻게 되는 도장용 LPM합성수지시트(20)를 적층한 상태에서, 열압 및 냉압에 의한 프레싱 과정을 거치게 되는데, 12 ~ 15 kgf/㎠ 의 압력으로 130 ℃ ~ 140 ℃의 온도 범위에서 15 ~ 20분간 열압 프레싱 한 후, 20 ~ 30분간 냉압 프레싱하여 반제품(A)을 얻을 수 있다.
라미레이팅공정( S30 )
본 공정은 상기한 프레스공정(S20)에 의해 얻게 되는 반제품(A)을 이용하여, 마루합판(30)에 접착제 등을 도포 적층하여, 냉압프레싱에 의해 마루바닥재를 얻기 위한 공정이다.
이를 위해, 도 @@에서 보는 바와 같이 7.2 mm ~ 12 mm 의 두께를 갖는 마루합판(30)을 스프레다를 통과시킨 다음 그 상면으로 EVA 계열의 접착제를 도포하여 접착도포층(31)을 형성한 후, 상기한 프레스공정(S20)에 의해 얻게 된 반제품(A)을 적층하여 냉압프레싱에 의해 양생 하게 된다.
상기 냉압프레싱 작업시 20 ~ 25 kgf/㎠ 의 압력에 의해 약 2 ~ 2시간 30분간 프레스 작업한 다음 실온 상태에서 24시간 자연경화하여 완제품을 얻을 수 있다.
코팅 및 재단처리공정( S40 )
본 공정은 상기한 라미레이팅공정(S30)에 의해 얻게 되는 완제품에 코팅 처리하고 현장에서 사용 가능하도록 재단 처리하는 공정을 의미한다.
먼저, 라미레이팅공정(S30)에 의해 얻은 제품의 상면으로 중도코팅을 한 후, 제품의 측면 및 저면 등으로 마루합판의 상호 결합을 위한 돌부 및 홈 등을 가공하기 위한 T&G가공을 거친 다음, 중도코팅한 상면으로 재차 상도코팅 처리한 후 완성된 제품으로 출하 가능한 상태로 포장처리하게 된다.
따라서 본 발명에 의하면, 실내 마루바닥에 설치 시공되는 마루바닥재의 표 면이 고광택을 이루면서도 내충격성, 내수성, 내열성이 강하고, 천연 질감 효과에 의한 고품격화된 실내 분위기를 연출할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (10)

  1. WPC(Wood Particle Polypropylene Fiber Composite Panel)시트 제조공정과(S10),
    도장용 LPM(21) 저면으로 함침그라프트지(22)를 접착하여 도장용 LPM합성수지시트(20)를 형성하고, 상기 도장용 합성수지시트(20) 하부로 상기 WPC시트(10)를 위치시켜 프레싱하는 프레스공정과(S20),
    마루합판(30) 상면으로 EVA계열의 접착제를 도포처리하여 접착도포층(31)을 형성한 후, 상기 프레스공정(S20)에 의해 얻게 되는 반제품(A)을 적층하여 콜드프레싱 및 양생하는 라미레이팅공정과(S30),
    상기 라미넹팅공정(S30)을 거쳐 얻게 되는 제품을 코팅 및 재단처리하여 완제품을 얻게 되는 코팅 및 재단처리공정(S40)에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 WPC(Wood Particle Polypropylene Fiber Composite Panel)시트 제조공정(S10)은, T-DIE로부터 WPC(11)를 얻은 후 상기 WPC(11) 상하면으로 각각 부직포(12)를 열융착하여 접합하는 공정에 의해 WPC시트(10)를 얻도록 하는 것을 포함하는 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 WPC(Wood Particle Polypropylene Fiber Composite Panel)시트 제조공정(S10)은, T-DIE로부터 WPC(11)를 얻은 후 상기 WPC(11) 상면으로 유리섬유시트(13)가 열융착 접합되고 하면으로는 부직포(12)가 열융착 접합하는 공정에 의해 WPC시트(10)를 얻도록 하는 것을 포함하는 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재 제조방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 부직포(12)는 30g/㎡ ~ 80g/㎡ 의 중량을 갖도록 하는 것을 포함하는 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 유리섬유시트(13)는 페놀수지에 유리섬유지(13a) 칭량 대비 180 ~ 250 %로 함침처리하고, 120 ℃의 온도를 갖는 오븐에서 1분 내지 1분 30초간 건조처리한 후 재단하여서 얻게 되는 것을 포함하는 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유리섬유지(13a)는 30g/㎡ ~ 80g/㎡ 의 유리섬유 70 %중량, 종이펄프 15 %중량, 바인더 15 %중량에 의한 구성으로 이루어지는 것을 포함하는 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재 제조방법.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 WPC(Wood Particle Polypropylene Fiber Composite Panel)시트 제조공정(S10)에 적용되는 WPC(11)는 폴리프로필렌수지 : 목재파티클 ; 탄산칼슘(CaCO3) ; 토르마린을 4 : 3 : 2.5 : 0.5 중량 %의 비율로 혼합처리한 후 T-DIE에서 0.8 ~ 2.0 mm 두께를 갖도록 압출하여 얻는 것을 포함하는 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 도장용 LPM합성수지시트(20)를 이루는 도장용 LPM(21)은, 페놀 멜라민 공축합 수지 100 % 중량부 대비 분산제 20 %중량부, 이형제 5%중량부를 혼합하여서 되는 1차함침조에 원지를 60 메쉬롤를 이용하여 함침처리하는 1차 배합 및 함침공정을 거친 후,
    페놀 멜라민 공축합 수지 100% 중량부 대비, 1000 ppm 의 농도를 갖으며 평균입자 5 ~ 20 nm(나노미터)의 약산성인 은나노 5% 중량부와 메틸 에틸 케튼(methyl ethyl ketone; MEK) 5 % 중량부, 산화티탄(TiO) 70% 중량부, 경화제 0.8 %중량부를 혼합하여서 되는 2차함침조에서 상기 1차 배합 및 함침공정을 거쳐 1차 함침처리된 원지를 60 메쉬롤을 이용하여 함침 처리하는 2차 배합 및 함침공정을 거친 다음,
    멜라민 수지 100 % 중량부 대비, 크랙방지용 첨가제 5% 중량부, 경화제 0.8 % 중량부, 이형제 0.7 % 중량부를 배합하여서 되는 3차함침조에 40 메쉬롤를 이용하여 함침 처리하는 3차배합 및 함침공정 및,
    멜라민 수지 100 % 중량부 대비, 크랙방지용 첨가제 5% 중량부, 경화제 1.0 % 중량부, 이형제 5% 중량부를 혼합하여서 되는 4차 함침조에 40 메쉬의 수지도포롤을 이용하여 함침 처리하는 4차배합 및 함침공정을 거치고,
    상기 1차 내지 4차 배합 및 함침 공정 사이에 각 함침공정을 거친 후 130 ℃ 를 유지하고 40 m/min 의 이송속도를 갖는 건조라인에 의한 건조공정을 거쳐 얻는 것을 포함하는 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서
    상기 라미레이팅공정(S30)에 적용되는 마루합판(30)은 스프레다를 통과하여 7.2 mm ~ 12 mm 의 두께를 갖도록 하고, 상기 접착도포층(31)에 상기 반제품(A)을 적층하여 20 ~ 25 kgf/㎠ 의 압력에 의해 약 2 ~ 2시간 30분간 냉압프레싱 한 후 실온 상태에서 24시간 자연경화하는 것을 포함하는 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재 제조방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한항에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 목재파티클 폴리프로필렌 섬유 혼합 패널에 의한 마루바닥재.
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