KR100978586B1

KR100978586B1 - 탄산칼슘과 합성수지 및 화이바그라스를 이용한 바닥재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100978586B1
Application number: KR1020100021936A
Authority: KR
Inventors: 윤석수
Original assignee: 윤석수
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2010-08-27

Abstract

본 발명은 탄산칼슘과 합성수지 및 화이바그라스를 이용한 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄산칼슘(돌)과 합성수지를 혼합한 혼합물의 비율을 조절하여 하부층과 상부층에 공급하고, 상기 하부층과 상부층의 사이에 화이바그라스를 삽입하여 프레스 작업으로 일체형으로 성형하면서 열원을 공급하여 경화속도를 향상시켜 성형한 견고한 바닥재로 이루어진 탄산칼슘과 합성수지 및 화이바그라스를 이용한 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 탄산칼슘과 합성수지를 6:4의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하여 성형하는 하부층(33)과;
상기 하부층(33)의 상측으로 화이바그라스를 성형한 중간층(32)과;
상기 중간층(32)의 상측으로 탄산칼슘과 합성수지를 7:3의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하여 성형하는 상부층(31)으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

탄산칼슘과 합성수지 및 화이바그라스를 이용한 바닥재 및 그 제조방법{THE FLOORING USING CALCIUM CARBONATE, SYNTHETIC RESINS AND FIBERGLASS AND ITS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 탄산칼슘과 합성수지 및 화이바그라스를 이용한 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄산칼슘(돌)과 합성수지를 혼합한 혼합물의 비율을 조절하여 하부층과 상부층에 공급하고, 상기 하부층과 상부층의 사이에 화이바그라스를 삽입하여 프레스 작업으로 일체형으로 성형하면서 열원을 공급하여 경화속도를 향상시켜 성형한 견고한 바닥재, 계단판재, 건축 내외장재로 이루어진 탄산칼슘과 합성수지 및 화이바그라스를 이용한 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 사무실이나 주거시설 및 각종 관광을 위한 다양한 시설의 바닥재 및 계단 등은 통상적으로 시멘트 콘크리트로 이루어지거나 실내 및 실외에는 마루바닥재를 시공하고 있다.

합판 제조 기술의 발달과 더불어 원목의 활용도를 높이고, 물성이 우수한 합판 등이 많이 제공되고 있음은 주지 사실이며, 합판을 사용하여 마루바닥 등 바닥재나 기타 건축자재용으로 사용되는 경우, 이를 다시 무늬목 등으로 표면을 장식하고, 그 표면을 수지도료로 코팅처리하여 내수성 및 긁힘 현상 등에 대하여 내성이 부여되도록 하고 있다.

이러한 형태의 실내 마루바닥재를 제조하는 일예로, 합성의 상부면에 무늬목 단판을 요소수지로 접착하여 마루판재를 제조하는 방법이 있으나 제조원가의 상승을 가져오고, 내수 및 내열성이 매우 취약한 단점이 있다.

또 다른 예로, 중질섬유판(MDF)의 상부면에 멜라민수지 함침지(LPM)를 고온, 고압으로 눌러 접합하여 제조되는 마루판재의 경우, 제조비용을 절감할 수 있는 장점은 있으나 내수, 내열성이 취약한 단점이 있다.

또한, 모재로 사용되는 합판이나 중질섬유판 들은 보통 건조된 상태에서 가공 처리되나 실제 건축물의 내부 바닥에 설치 시공되어 사용되는 환경은 여름철 및 겨울철 등 계절의 변화에 의해 실내온도와 습도 변화가 발생되어, 수축 팽윤 작용에 의한 내부 응력으로 연결부위가 들뜨거나 벌어지는 등의 현상이 발생되고, 화학적 열화의 의해 초기 접착 조건을 그대로 유지하기가 어려운 문제점이 있어서, 치수 안정성과 내수성이 약하게 되는 등의 단점이 발생하게 된다. 그리고 방부목 마루 판재가 있으나 방부 과정에서 유독성 화학 물질이 첨가되어 인체에 유해 하므로 사용을 금지하고 있어서 사용이 어려운 결점이 있다.

이와는 달리, HDF(Hight Density Fiderboard)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 무거운 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 실용신안등록 제0399316호는 목섬유(목재파티클)-폴리프로필렌섬유 복합재 기재의 온돌마루가 개시되어 있다.

상기한 선행기술에서의 온돌마루 주요 기재로 WPC(Wood Fiber Poiypropylene Hiber Composite Panel)를 사용하여 강화마루의 최대 단점이라 할 수 있는 내수성을 보완할 수 있으며, 합판마루의 단점이 내충격성을 보완하고, 천연 질감 효과를 연출할 수 있는 마루재를 제공하였으나, 표면 시트의 특성상 내스크래치성이 약하고 고광택의 표면을 갖는 마루재를 얻기가 상당히 어려운 문제점이 있다.

이외에도 종래의 합판마루재의 경우, 합판 위에 무늬목을 접착한 다음, 롤 코터(Roll Coater)에 의한 착색과 코팅이 이루어지며 표면경도 보강을 위해 무늬목에 감압주약관으로 합성수지를 강제 주입하는 방법을 사용하고 있으나, 착색의 경우 롤 코터에 의한 착색 과정을 거치므로, 무늬목의 장점인 목재가 가지고 있는 목리(패턴)를 그대로 살릴 수 없게 되는 단점과, 표면경도, 표면긁힘성, 내마모성 및 내구성 등을 위치 우레탄이나 에폭시 및 아크릴 계열 등의 도료를 두껍게 도장하게 되는데, 이는 강도가 강하기 때문에 오히려 유연성을 저하시켜 쉽게 깨지게 되는 문제점이 있다.

이와는 달리 표면강도 보강을 위해 몇 가지 개발된 기술 중에서 WPC(Wood Polymer Composite)방법은 목재 단판(무늬목)을 수지 함침 처리하여 강도 및 경도 등을 높인 후, 하도, 중도, 상도의 도장으로 마감하는 것으로 이루어지며, 목재단판을 합판 위에 부착하지 아니한 상태에서 수지를 목재의 공극과 세포층 내에 가압하여 강제적으로 주입시켜 경화하는 방식이 채택되는 경우도 있으나, 수분에 의한 목재의 수축팽창으로 단판의 결방향으로 갈아지는 현상 등의 불량이 발생되는 문제점이 있다.

또한, 이와 달리 멜라민수지함침 및 오버레이 프레스 방법에 의해 제조되는 합판의 경우, 상기 합판 위에 무늬목을 부착할 때 멜라민 수지에 함침된 무늬목과 알루미늄옥사이드(Al₂O₃)가 함유된 오버레이를 무늬목 상부에 덮은 후 고온, 고압의 프레스로 무늬목 내부에 침투시키는 방식으로 강화마루와 유사한 제조방식을 갖는데, 이 역시 고가의 실비와 번거로운 작업방식 등으로 인해 생산과정에서의 경제성이 저하되는 문제점과 소비자가 원하는 무늬목 위의 얇은 코팅방식에 의한 표면 질감을 얻는다는 것이 어려운 단점으로 지적되고 있다.

문헌1.실용신안등록제0399316호,2005.10.17.등록 문헌2.특허등록번호제0201866호,1999.03.16.등록 문헌3.특허등록번호제0882530호,2009.02.02.등록 문헌4.특허공개번호제10-2006-0100551호2006.09.21.공개 문헌5.특허등록번호제0875687호,2008.12.17.등록

따라서 본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 탄산칼슘과 합성수지를 혼합하여 상부층과 하부층을 형성하고, 상기 상부층과 하부층의 사이 중간층에 화이바그라스를 삽입하여 3층이 일체형의 바닥재로 프레스 작업에 의해 성형함을 목적으로 한다.

본 발명은 탄산칼슘과 합성수지를 혼합한 하부층의 상측으로 화이바그라스로 이루어진 중간층의 상측으로 탄산칼슘과 합성수지를 혼합한 상부층을 프레스로 압착하여 소정의 온도로 가열함으로써 경화 속도를 향상시켜 빠르게 바닥재를 성형할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 발명은 탄산칼슘과 합성수지를 6:4의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하여 성형하는 하부층(33)과;

상기 하부층의 상측으로 화이바그라스를 성형한 중간층과;

상기 중간층의 상측으로 탄산칼슘과 합성수지를 7:3의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하여 성형하는 상부층으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 탄산칼슘과 합성수지를 6:4의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하는 하부층 혼합공정과;

하부층 혼합공정에 의한 혼합물을 금형의 요철부 상에 하부층을 갖도록 하는 혼합물 투입공정과;

하부층의 상측으로 화이바그라스를 공급하여 중간층을 성형하는 화이바그라스 투입공정과;

중간층의 상측으로 탄산칼슘과 합성수지를 7:3의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하는 상부층 혼합공정과;

상부층 혼합공정에 의한 혼합물을 중간층 상에 투입하는 혼합물 투입공정과;

프레스의 내부에 설치한 금형을 100∼250톤의 압력으로 가압하는 가압공정과;

가압공정으로 바닥재를 성형하고 30∼40℃의 온도로 가열하여 경화하는 경화공정; 및

경화된 바닥재를 금형으로부터 분리하는 탈형공정으로 완성함을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 탄산칼슘과 합성수지를 혼합하여 상부층과 하부층을 형성하고, 상기 상부층과 하부층의 사이 중간층에 화이바그라스를 삽입하여 3층이 일체형의 바닥재로 프레스 작업에 의해 성형하며, 강도가 매우 강하며 미끄럼을 방지할 수 있도록 하는 바닥재를 제공하는 것이다.

본 발명은 탄산칼슘과 합성수지를 혼합한 하부층의 상측으로 화이바그라스로 이루어진 중간층의 상측으로 탄산칼슘과 합성수지를 혼합한 상부층을 프레스로 압착하며 30∼40℃로 가열함으로써 경화 속도를 향상시켜 빠르고 간단한 작업으로 다양하게 사용할 수 있도록 하는 바닥재를 성형할 수 있도록 하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바닥재를 성형하는 프레스와 금형의 설치상태 정면도
도 2 는 본 발명의 바닥재를 성형하는 금형의 사시도
도 3 은 본 발명으로 성형한 바닥재의 사시도
도 4 는 본 발명의 바닥재에 대한 내부를 보인 확대 단면도

이하에서 첨부한 도면을 통하여 본 발명의 주요 구성과 구체적인 내용에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바닥재를 성형하는 프레스와 금형의 설치상태 정면도를 나타낸 것으로, 100∼250톤의 압력을 가할 수 있도록 하는 프레스(10)의 내부에 바닥재(30)를 가압하여 성형하는 금형(20)을 설치하는 것이다.

상기 바닥재(30)를 가압하여 성형하는 경우, 금형(20)이 30∼40℃의 온도로 가열하여 9∼15분 경화하는 것이 바람직하며, 가열하지 않는 경우 상온에서 60분 정도 경화하게 된다.

상기 금형(20)을 가열하여 경화하는 경우 경화시간을 크게 단축할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 바닥재를 성형하는 금형의 사시도를 나타낸 것으로, 바닥에 미끄럼을 방지하기 위한 요철부(21)를 성형하고, 사방향의 측면으로 측면벽(22)을 설치하며, 상측은 개방되고 사방향의 상측으로 날개(23)를 설치한 금형(20)을 이용하여 바닥재(30)를 성형하는 것이다.

도 3은 본 발명으로 성형한 바닥재의 사시도를 나타낸 것으로, 소정의 두께를 갖고, 상측 부분에 미끄럼 방지 요철부(34)를 형성한 바닥재(30)를 설치한다.

도 4는 본 발명의 바닥재에 대한 내부를 보인 확대 단면도를 나타낸 것으로, 탄산칼슘과 합성수지를 6:4의 중량비로 혼합한 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하여 공급하는 하부층(33)과;

상기 하부층(33)의 상측으로 화이바그라스를 공급하는 중간층(32)과;

상기 중간층(32)의 상측으로 탄산칼슘과 합성수지를 7:3의 중량비로 혼합한 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하여 공급하는 상부층(31)으로 이루어진 바닥재(30)를 성형하는 것이다.

상기 탄산칼슘은 탄산의 칼슘염으로서 화학식 CaCO₃이고,자연계에 존재하는 염 중에서 가장 많다.

그 형태도 여러 가지이며, 대리석·방해석·선석·석회석·백악·빙주석·조개껍질·달걀껍질·산호 등으로서 존재한다.

일반적으로 무색의 결정 또는 백색으로 비중 2.93이며, 825℃에서 분해한다. 가열하면 이산화탄소를 발생하고 생석회를 얻는다.

합성수지는 불포화폴리에스테르수지 (unsaturated polyester resin), 비닐에스테르수지, 엑폭시수지(epoxy resin), 우레탄수지, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), PVC 등 일반적으로 성형할 수 있는 합성수지류는 모두 적용이 가능하다.

상기 탄산칼슘과 합성수지는 어느 하나씩 혼합하거나, 적어도 둘 이상을 더 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.

상기 상부층(31)은 중분과 미분을 8:2의 비율로 혼합한 탄산칼슘을 사용하고, 상기 탄산칼슘과 합성수지를 7:3의 중량비로 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 하부층(33)의 두께는 2∼3mm 정도로 하고, 중간층(32)의 두께는 2∼3.4mm 정도로 하며, 상부층(31)의 두께는 6∼9mm 정도로 하여 전체 두께를 10∼15mm가 되도록 한다.

상기 색소 0.2∼3 중량%의 색소는 바닥재(30)의 색채를 다양하게 공급하기 위하여 필요한 색소를 선택하여 선택한 어느 하나의 색소를 혼합하여 사용하는 것이다.

상기 탄산칼슘은 하부층(33)에 사용하는 경우 미분말을 사용하는 것이 바람직하며, 상부층(31)에 사용하는 경우 모래알과 같이 비교적 굵은 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 중간층(32)에는 화이바그라스(Glass Fiber) 유리장 섬유 #300, #380, #450을 다양하게 사용 가능하며 화이바그라스 파지나 촙유리섬유, F.R.P 재생 분쇄 분말가루, 화이바 그라스 재생분말을 사용 가능하며 두께는 무한정이나 통상적으로 2∼3.4mm정도로 삽입한다.

화이바 그라스의 재생분말을 사용하는 경우, 화아바 그라스·재생분말과 탄산칼슘을 4:6의 비율로 혼합 공급할 수 있다.

이러한 바닥재의 성형공정을 상세하게 살펴보면,

먼저, 비교적 고운 미분말상의 탄산칼슘과 합성수지를 6:4의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하는 하부층 혼합공정을 수행하여 금형(20)의 요철부(21) 상에 하부층(33)을 2∼3mm의 두께를 갖도록 혼합물 투입공정을 수행한다.

상기 하부층(33)의 상측으로 화이바그라스를 2∼3.4mm의 두께를 갖도록 공급하여 중간층(32)을 성형할 수 있도록 한다.

상기 중간층(32)의 상측으로 모래알과 같은 알갱이로 이루어진 탄산칼슘과 합성수지를 7:3의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하는 상부층 혼합공정을 수행하여 상부층(31)을 성형하되, 6∼9mm의 두께를 갖도록 혼합물 투입공정을 수행하여 측면벽(22)의 높이를 갖도록 한다.

상기 금형(20)은 프레스(10)의 내부에 설치되는 것이며, 프레스(10)를 구동하여 100∼250톤의 압력을 가해 바닥재(30)를 성형하는 가압공정을 수행한다.

상기 바닥재(30)에 압력을 가해 성형하는 가압공정 후, 금형(20)을 30∼40℃의 온도로 가열하여 9∼15분 경화하는 경화공정을 수행한다.

경화된 바닥재(30)를 금형(20)으로부터 탈형공정을 수행하여 바닥재(30)를 성형한다.

10 : 프레스 20 : 금형
21 : 요철부 22 : 측면벽
23 : 날개 30 : 바닥재
31 : 상부층 32 : 중간층
33 : 하부층 34 : 미끄럼 방지 요철부

Claims

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탄산칼슘과 합성수지를 6:4의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하는 하부층 혼합공정과; 하부층 혼합공정에 의한 혼합물을 금형(20)의 요철부(21) 상에 하부층(33)을 갖도록 하는 혼합물 투입공정과; 하부층(33)의 상측으로 화이바그라스를 공급하여 중간층(32)을 성형하는 화이바그라스 투입공정과; 중간층(32)의 상측으로 탄산칼슘과 합성수지를 7:3의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하는 상부층 혼합공정과; 상부층 혼합공정에 의한 혼합물을 중간층(32) 상에 투입하는 혼합물 투입공정과; 프레스(10)의 내부에 설치한 금형(20)을 100∼250톤의 압력으로 가압하는 가압공정과; 가압공정으로 바닥재(30)를 성형하고 30∼40℃의 온도로 가열하여 경화하는 경화공정; 및 경화된 바닥재(30)를 금형(20)으로부터 분리하는 탈형공정으로 완성함을 특징으로 하는 탄산칼슘과 합성수지 및 화이바 그라스를 이용한 바닥재의 제조방법에 있어서,
상기 경화공정은 금형(20)을 30∼40℃의 온도로 가열하여 9∼15분 경화하는 것을 특징으로 하는 탄산칼슘과 합성수지 및 화이바 그라스를 이용한 바닥재의 제조방법.
탄산칼슘과 합성수지를 6:4의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하는 하부층 혼합공정과; 하부층 혼합공정에 의한 혼합물을 금형(20)의 요철부(21) 상에 하부층(33)을 갖도록 하는 혼합물 투입공정과; 하부층(33)의 상측으로 화이바그라스를 공급하여 중간층(32)을 성형하는 화이바그라스 투입공정과; 중간층(32)의 상측으로 탄산칼슘과 합성수지를 7:3의 중량비로 혼합하고, 그 혼합물 97∼99.8 중량%와 색소 0.2∼3 중량%를 혼합 교반하는 상부층 혼합공정과; 상부층 혼합공정에 의한 혼합물을 중간층(32) 상에 투입하는 혼합물 투입공정과; 프레스(10)의 내부에 설치한 금형(20)을 100∼250톤의 압력으로 가압하는 가압공정과; 가압공정으로 바닥재(30)를 성형하고 30∼40℃의 온도로 가열하여 경화하는 경화공정; 및 경화된 바닥재(30)를 금형(20)으로부터 분리하는 탈형공정으로 완성함을 특징으로 하는 탄산칼슘과 합성수지 및 화이바 그라스를 이용한 바닥재의 제조방법에 있어서,
상기 탄산칼슘은 대리석·방해석·선석·석회석·백악·빙주석·조개껍질·달걀껍질·산호 이고,
합성수지는 불포화폴리에스테르수지 (unsaturated polyester resin), 비닐에스테르수지, 엑폭시수지(epoxy resin), 우레탄수지, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), PVC 이며,
화이바 그라스는 화이바그라스(Glass Fiber) 유리장 섬유 #300, #380, #450, 화이바그라스 파지나 촙유리섬유, F.R.P 재생 분쇄 분말가루, 화이바 그라스 재생분말을 사용 가능하며,
상기 화이바 그라스 재생분말은 탄산칼슘과 4:6의 비율이 되도록 혼합한 것임을 특징으로하는 하는 탄산칼슘과 합성수지 및 화이바 그라스를 이용한 바닥재의 제조방법.