KR101627732B1 - 내마모성 및 치수안정성이 우수한 비-폴리염화비닐 재활용성 친환경 바닥재 - Google Patents

내마모성 및 치수안정성이 우수한 비-폴리염화비닐 재활용성 친환경 바닥재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상부로부터 표면층 필름, 인쇄층 및 이면층 시트가 순차적으로 적층되어 형성되는 바닥재로서, 상기 표면층 필름은 40D 내지 80D의 쇼와경도, 100 내지 150 ℃의 연화점 및 90 % 이상의 광투과도를 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(A)를 포함하고, 상기 이면층 시트는 40D 내지 80D의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 포함하는 친환경 바닥재에 관한 것이다.

Description

내마모성 및 치수안정성이 우수한 비-폴리염화비닐 재활용성 친환경 바닥재{NON-PVC RECYCLABLE ENVIRONMENTAL-FRIENDLY FLOORS WITH EXCELLENT ABRASION -RESISTANCE AND DIMENSIONAL STABILITY}
본 발명은 새로운 친환경 바닥재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 내마모성 및 치수안정성을 가짐과 동시에 폴리염화비닐(PVC)이 아닌 다른 소재의 것으로 사용 후 폐기 시 압출 가공에 의해 재활용이 가능한 친환경 소재로 구성된 신규의 바닥재를 제공하는 것이다.
폴리염화비닐(PVC)을 사용한 바닥재는 아파트, 주상복합, 빌라, 연립주택, 단독주택, 오피스텔, 상가, 점포, 펜션 등 여러 건축물에서 바닥재로 널리 이용되고 있다.
상기 PVC는 유연성을 부여하기 위해 통상 프탈레이트계 가소제를 다량 첨가하여야 한다. 그러나 이 가소제는 내분비교란물질 소위 환경호르몬으로 널리 알려져 있으며 바닥재로 사용 시 용출되어 인체의 안전에 크게 악영향을 미치는 심각한 문제가 있어 그 개선을 촉구하는 사회적 요구가 거세지고 있다. 또한 소각 폐기 시 발암 물질인 다이옥신이 다량 발생하는 문제를 가지고 있어 오랫동안 비-폴리염화비닐(Non-PVC) 소재로 된 친환경 바닥재의 출현이 갈망되어 왔다.
또한 온실가스(CO2)에 의한 지구온난화가 전 세계적인 이슈가 되고 있으며, 2008년부터 2012년까지 온실가스를 1990년 대비 5.2 % 감축을 의무화하는 내용의 선진 38개국이 체결한 교토의정서가 만료되고 2013년 이후 점차 체결국가 및 감축량이 더욱 확대강화 되는 추세다. 즉, 한마디로 온실가스 대전쟁이라고 말할 수 있을 정도로 그 대책이 매우 시급하다. 따라서 바닥재 사용 후, 소각, 매립 등으로 폐기하지 않고 압출 가공하여 펠렛 형태로 만들어 재활용이 가능한 소위 재활용성 유니소재(recyclable UNI-materials)로 구성되면 거대한 양의 온실가스감축이 가능 하다는 측면에서 매우 유망한 해결방안으로 대두되고 있다.
결론적으로 Non-PVC 소재로 되어 있으며 동시에 재활용성 유니소재로 구성된 친환경 바닥재의 출현이 시급하고도 절실하다.
또한 종래 PVC 바닥재는 내마모성이 부족하여 통상 자외선(UV) 경화성 수지를 코팅하고 경화시킨 표면층을 도입하여 이를 보강하고 있다. 그러나 이는 원가상승 요인이 되고 있으며, 그 두께가 수 ㎛로 매우 얇아 쉽게 닳아져 오래가지 못해 이를 보완하고자 소비자가 자주 왁스칠을 해야 하는 등 불편이 많다. 근본적으로 UV 코팅을 하지 않고 내마모성이 종래 PVC 바닥재 대비 탁월한 소재로 대체될 경우 설사 바닥재 가격이 다소 상승하더라도 교체주기가 보다 길어지기 때문에 경제성이 오히려 우수할 수 있다. 이러한 관점에서 내마모성이 탁월한 소재로 구성된 바닥재의 개발이 시급히 요청되고 있다.
더불어 새로운 바닥재를 설계할 경우 반드시 고려해야 하는 것이 치수안정성이다. 통상 외부온도 및 습도 등의 환경적인 요인에 의한 팽창이나 수축 등에 의해 치수안정성이 떨어질 수 있다. 이러한 수축에 의해 바닥재간 연결부가 벌어지거나, 팽창에 의해 바닥재 표면이 파도와 같이 솟아오르는 현상이 빈번하게 발생하여 지속적이고 안정적인 사용이 어렵다는 문제점이 있다. 더욱이 다층의 시트나 필름을 적층한 통상의 바닥재 경우 층간 필름 또는 시트별 열팽창계수가 달라 바닥재의 형상이 왜곡되는 심각한 문제가 있을 수 있다.
상기 문제의 해결 방법으로 대한민국 등록특허 제10-1302335호에 기재된 대로 Non-PVC 소재로 폴리락트산과 같은 바이오매스 생분해성 수지로 된 표층 시트, 인쇄층을 포함하는 중간층 시트, 열경화성 아크릴수지 및 유리섬유로 구성된 섬유강화 수지층 시트, 생분해성 발포탄성층 시트, 생분해성 하지층 시트 등이 적층된 바닥재가 제안되었다. 그러나 내마모성이 열악하고 치수안정성 보강 차원으로 이종 소재로 된 섬유강화 수지층 시트가 삽입된 관계로 폐기 시 압출가공에 의한 재활용이 불가능한 큰 단점이 있다.
또한 대한민국 등록특허 제10-1395714호에 기재된 대로 수성 UV 코팅층, 상지층, 치수보강층, 발포층 및 하지층으로 구성된 적층 바닥재가 제시되었다. 상지층, 발포층 및 하지층에 Non-PVC 소재로서 폴리올레핀 수지를 사용하는 친환경 요소를 가미했으나, 상지층에 사용된 폴리올레핀 수지가 종래 PVC 대비 내마모성이 매우 열악하다. 또한, 치수보강층에 이종소재인 열경화성 우레탄 수지가 함침된 유리섬유(통상 유리섬유로 제조된 직포 또는 부직포에 롤코터를 사용하여 우레탄 수지, 아크릴 수지, 멜라민 수지 등 열경화성 수지를 함침 처리한 다음, 일정 온도에서 가열 경화시켜 제조함. 대한민국 등록특허 제10-1302335호 실시예 1, 대한민국 실용신안등록 제20-0470687호 본문 참조)를 사용하고, UV 코팅층에도 열경화성 이종소재를 사용함에 따라 폐기 시 압출가공에 의한 재활용이 불가능한 큰 단점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0600841호에 기재된 대로 UV 코팅층(1), 열가소성 폴리우레탄 수지, 유연제(오일, 구연산계 가소제, 러버계 등) 등 혼합물로 형성된 시트층(2), 인쇄층(3), 열가소성 폴리우레탄 수지, 유연제, 이산화티탄 등 혼합물로 형성된 중지층(4), 열경화성 우레탄 수지가 함침된 유리 섬유를 사용한 치수보강층(5), 발포층의 접착강도를 향상시켰다. 그리고 발포층에 직접적인 충격이 가해지는 것을 방지하기 위한 열가소성 폴리우레탄 수지, 유연제, 충진제(탄산칼슘 등, 5 내지 17 중량%) 등 혼합물로 형성된 간지층(6), 열가소성 폴리우레탄 수지, 유연제, 발포제, 발포안정제 등 혼합물로 형성된 발포층(7) 및 열가소성 폴리우레탄 수지, 유연제, 가공제, 충진제 등 혼합물로 형성된 이지층(8)으로 구성된 Non-PVC계 적층 바닥재가 제시되었다. 그러나 너무 많은 시트를 적층하는 공정을 거침에 따라 품질불량 요소가 많고, 원가가 PVC 바닥재 대비 크게 상승하는 문제가 있다. 또한, 무리하게 캘린더링 가공으로 시트를 제조하기 위해 첨가된 유연제 등 저분자량의 첨가제가 바닥재로 사용 시 서서히 용출될 소지가 있어 이에 따른 조성변화로 층간 열안정성이 달라져 결국 치수안정성이 점차 하락될 우려가 매우 크다. 이뿐만 아니라 치수보강층은 이종소재인 열경화성 우레탄 수지가 함침된 유리섬유를 사용하고, 자외선 코팅층도 열경화성 이종소재를 사용함에 따라 폐기 시 압출 가공에 의한 재활용이 불가능한 큰 단점이 있다.
상기와 같이 Non-PVC 소재로 된 친환경 바닥재에 대한 연구개발이 지속되어 왔지만 치수안정성 확보 때문에 이종소재로 구성된 치수보강층 시트가 도입되었다. 또한 내마모성 개선 때문에 이종소재로 된 UV경화성 코팅층 도입됨에 따라 결국 유니소재로 되어 폐기 후 압출가공으로 재활용이 될 수 있게 구성된 진정한 의미의 친환경 바닥재는 아직 출현하지 않았다. 그리고 내마모성도 UV 코팅만으로는 그 개선효과가 매우 미미하여 획기적인 개선안이 필요할 뿐만 아니라 또한 종래 개선안의 바닥재 경우 너무 많은 시트 또는 필름을 적층하여 제조됨에 따라 경제성이 열악해지는 문제점도 나타나고 있다. 이러한 문제점들을 일시에 해결할 수 있는 획기적 방법의 출현이 매우 절실히 요청되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1302335호 대한민국 등록특허공보 제10-1395714호 대한민국 등록특허공보 제10-0600841호 대한민국 등록실용신안 제20-0470687호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다.
본 발명은 구체적으로 우수한 내마모성 및 치수안정성을 가짐과 동시에 Non-PVC 소재이며, 사용 후 폐기 시 압출 가공에 의해 재활용이 가능한 친환경 소재로 구성된 신규의 바닥재를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 상부로부터 표면층 필름, 인쇄층 및 이면층 시트가 순차적으로 적층되어 형성되는 바닥재로서,
상기 표면층 필름은 40D 내지 80D의 쇼와경도, 100 내지 150 ℃의 연화점 및 90 % 이상의 광투과도를 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(A)를 포함하고,
상기 이면층 시트는 40D 내지 80D의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 포함하는 친환경 바닥재에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 친환경 바닥재는 상기 인쇄층과 이면층 시트의 사이에 40D 내지 80D 의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 포함하는 필름 또는 종이에서 선택되는 중간층을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 종이는 모조지, 아트지, 스노화이트, 박엽지, 그라프트지, 티탄지, 린타지, 상질지, 중질지, 코트지, 양피지지 및 일본 종이에서 선택될 수 있다.
본 발명에서 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A) 및 열가소성 폴리우레탄 수지(B)는 에스테르계 열가소성 폴리우레탄 수지, 에테르계 열가소성 폴리우레탄 수지 및 카보네이트계 열가소성 폴리우레탄 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
본 발명에서 상기 무기입자는 탈크, 탄산칼슘, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 수산화알루미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 이산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토스, 제올라이트, 규산백토, 유리섬유 및 휘스커(Whisker)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
본 발명에서 상기 중간층은 20 내지 80 중량%의 무기입자를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 이면층 시트는 단층 또는 2층 이상으로 적층된 다층 시트로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 다층 시트는 이면층 상부 시트 및 이면층 하부 시트로 이루어지며,
상기 이면층 상부 시트는 40D 내지 80D 의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 20 내지 60 중량%의 무기입자를 포함하며, 상기 이면층 하부 시트는 40D 내지 80D 의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 50 내지 80 중량%의 무기입자를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 표면층 필름 및 중간층은 인플레이션 성형방법 또는 T-다이 캐스팅 방법 등에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 이면층 시트는 T-다이 캐스팅 방법 등에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 친환경 바닥재는 인쇄층과 이면층 시트 사이에 반사층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 친환경 바닥재는 인쇄층과 중간층 사이에 반사층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표면층 필름, 인쇄층 및 이면층 시트의 순으로 적층되어 형성되는 바닥재는 우수한 내마모성 및 치수안정성을 가짐과 동시에 Non-PVC 소재의 것으로 사용 후 폐기 시 압출 가공에 의해 재활용이 가능한 친환경 소재로 구성된 신규의 바닥재이다. 상기 바닥재는 아파트, 주상복합, 빌라, 연립주택, 단독주택, 오피스텔, 상가, 점포, 펜션 등 여러 건축물 바닥재로 매우 유용하게 사용될 것으로 전망된다. 특히, 본 발명에 따른 바닥재는, 인쇄용 필름층으로써 사용되는 중간층의 제조 시 Non-PVC 소재 또는 가격이 저렴하고 재활용이 가능한 종이를 사용하거나, 또는 상기 표면층 필름의 일면에 인쇄층을 형성시키고 상기 중간층을 제거함으로써 바닥재의 경제성 및 친환경성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 친환경 바닥재의 제1 양태를 도시한 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 친환경 바닥재의 제2 양태를 도시한 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 친환경 바닥재의 제3 양태를 도시한 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 친환경 바닥재의 제4 양태를 도시한 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 친환경 바닥재의 제5 양태를 도시한 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 친환경 바닥재의 제6 양태를 도시한 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 친환경 바닥재의 제7 양태를 도시한 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 친환경 바닥재의 제8 양태를 도시한 부분 단면도이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명의 친환경 바닥재는 우수한 내마모성 및 치수안정성을 가짐과 동시에 Non-PVC 소재를 포함하여 사용 후 폐기 시 압출 가공에 의해 재활용이 가능한 친환경 소재로 구성된 신규의 바닥재로, 다음과 같은 우수한 장점을 가진다.
첫째로, 본 발명의 친환경 바닥재는 Non-PVC 열가소성 유니소재(Uni-material)를 포함하며 인쇄층을 포함하여 3 내지 6 층의 적은 필름 또는 시트로 적층된 적층 구조의 바닥재 형태로 설계함으로써, 재활용이 가능하여 친환경적이다. 상기 친환경 바닥재는 종래의 바닥재에 비하여 비용적인 부분에서 높은 경제성을 가질 수 있는 장점을 가진다. 또한 본 발명에서는 제조되는 친환경 바닥재에 치수안정성을 부여하기 위한 구성으로, 기존의 재활용이 불가능한 열경화성 수지 함침 유리섬유 강화 수지층 시트를 대신하여 재활용이 가능한 열가소성 폴리우레탄 수지를 도입하였다. 이로써 치수안정성이 얻어짐과 동시에 친환경적인 바닥재의 제조가 가능한 장점을 가진다.
둘째로, 본 발명의 친환경 바닥재는 Non-PVC 유니소재의 기본수지로 특정 범위의 쇼와경도 및 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지를 본 발명의 구성적 요소로 택함으로써, 내마모성이 극대화 되고 필름 또는 시트 가공성이 우수한 특성을 가질 수 있다. 종래 기술에서는 Non-PVC 유니소재로서 폴리올레핀 수지를 구성으로 채택하여 바닥재를 제조하고 있으나, 이를 포함하여 제조되는 바닥재의 경우 내마모성이 매우 열악한 결과를 나타내었다. 상기 낮은 내마모성의 개선을 위하여 폴리올레핀 엘라스토머를 첨가 처방하여도 내마모성의 개선 효과가 미미한 결과를 나타내었다. 그러나 본 발명에서는 Non-PVC 유니소재의 기본수지로 특정 범위의 쇼와경도 및 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지를 이용하고 이를 적층하는 구성을 도입하여 높은 내마모성을 가지는 바닥재의 제조가 가능하며, 바닥재의 높은 내마모성에 의해 바닥재의 교체주기가 증가하여 우수한 경제성을 가질 수 있다.
셋째로, 본 발명의 친환경 바닥재는 적정 범위의 경도 및 높은 광투과도를 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지를 표면층 필름의 소재로 도입하여, 보행감 및 내마모성이 우수한 바닥재의 제조가 가능하다. 이에 따라 종래의 기술이 포함하는 바닥재 표면의 내마모성 향상을 위한 추가적 UV 코팅공정을 생략할 수 있어 시간 및 비용적 우수한 경제성을 가질 수 있다. 이와 동시에 바닥재의 구성인 인쇄층의 인쇄된 상태를 선명하게 볼 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.
넷째로, 본 발명의 바닥재는 표면층 필름, 중간층 및 이면층 시트의 소재로써 특정 범위의 높은 경도 및 높은 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지를 도입하여, 가공성, 내열성 및 보행감이 우수하고, 동시에 서로 반대되는 성질인 내마모성과 치수안정성이 모두 우수한 바닥재의 제조가 가능한 효과를 얻을 수 있다.
다섯째로, 본 발명의 바닥재는 필름 및 시트 가공성이 확보되는 함량범위 내의 미세 무기입자를 포함하는 상기 열가소성 폴리우레탄 수지에 첨가한 조성물을 중간층 및 이면층 시트의 소재로 도입하여, 가공성, 내열성, 기계적 물성 및 치수안정성이 극대화 된 바닥재의 제조가 가능한 효과를 얻을 수 있다. 상기 기계적 물성 및 치수안정성의 극대화 효과를 통해 종래 기술에서 치수안정성 부여를 위해 통상적으로 사용되어온 고가의 열경화성 수지 함침 유리섬유 강화 수지층 시트의 사용을 생략할 수 있어, 재료비 감소에 의한 획기적인 경제성 개선효과를 얻을 수 있다.
여섯째로, 본 발명의 바닥재는, 인쇄용 필름층으로써 사용되는 중간층의 제조 시 Non-PVC 소재 또는 가격이 저렴하고 재활용이 가능한 종이를 사용하거나, 또는 상기 표면층 필름의 일면에 인쇄층을 형성시키고 상기 중간층을 제거함으로써 바닥재의 경제성 및 친환경성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
이하는 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 일 양태를 들어 설명을 하는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1을 보는 바와 같이 본 발명의 제 1양태를 도시한 것으로, 본 일 양태에서 바닥재는 표면층 필름(10), 인쇄층(20) 및 이면층 시트(30)로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 표면층 필름(10), 인쇄층(20) 및 이면층 시트(30)를 적층하는 방법으로는 특별히 한정되지 않으나, 각 층별 필름 및 시트에 동일 열가소성 폴리우레탄 수지 성분이 포함되어 있어 비용적 측면에서 가장 효율적인 통상의 열융착 방식 필름(시트) 라미네이터를 사용해 용이하게 적층될 수 있다.
휨 균형을 맞추기 위한 일 예로서 본 발명에 따른 바닥재의 일 양태가 도 2에 도시되어 있다. 본 실시예에서 바닥재는 표면층 필름(10), 인쇄층(20) 및 이면층 시트(30)로 구성되며, 이면층 시트(30)는 이면층 상부 시트(30(a))와 이면층 하부 시트(30(b))로 구성될 수 있다.
이 경우는 먼저 표면층 필름(10), 인쇄층(20) 및 이면층 상부 시트(30(a))를 열융착에 의해 적층하여 바닥재를 제조해 휨 상태를 살펴본다. 이후 무기입자 함량 및 종류 등을 조절하여 이면층 하부 시트(30(b))를 제조한 뒤 미리 합지된 상기 바닥재와 적층하여 최종 원하는 바닥재를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 바닥재의 일 양태는 도 3에 도시되어 있다.
인쇄성을 높이기 위한 일 예로서 본 일 양태에서 바닥재는 표면층 필름(10), 인쇄층(20) 및 이면층 시트(30)로 구성될 수 있다. 상기 인쇄층(20) 및 이면층 시트(30)의 사이에 중간층(40)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 바닥재의 일 실시예의 도 4 또한 도 3의 일 양태에 대하여 인쇄성을 높이기 위하여 중간층을 더 포함한 것이다.
또한, 본 발명에 도 4 내지 8에 따른 양태에 의하면,
본 발명의 친환경 바닥재는 상기 인쇄층과 중간층 또는 인쇄층과 이면층 시트 사이에 반사층(50)을 더 포함할 수 있다.
상기 반사층(50)은 중간층 및 이면층 시트의 색이 투과되어 인쇄하고자 하는 무늬가 흐려지는 현상을 최소화하기 위한 층으로, 백색 인쇄층, 금속층 등이 이에 포함될 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 또한 반사층(50)을 상기 위치에 포함함으로써 선명한 무늬를 가지는 바닥재의 제조 효율이 향상되어 바람직하다.
본 발명의 상기 반사층에 대한 인쇄는 통상의 그라비아 인쇄, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 로터리 인쇄, 프렉소 인쇄기 인쇄 등이 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 본 발명에 따른 친환경 바닥재는 표면층 필름, 인쇄층 및 이면층 시트가 적층되어 형성되는 바닥재로, 상기 표면층 필름은 40D 내지 80D 의 쇼와경도, 100 내지 150 ℃의 연화점 및 90 % 이상의 광투과도를 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(A)를 포함하고,
상기 이면층 시트는 40D 내지 80D 의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 포함하는 친환경 바닥재일 수 있다.
본 발명에서 상기 가소성 폴리우레탄 수지(A) 및 열가소성 폴리우레탄 수지(B)로는 에스테르계 열가소성 폴리우레탄 수지, 에테르계 열가소성 폴리우레탄 수지 및 카보네이트계 열가소성 폴리우레탄 수지 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 사용될 수 있으며, 화학합성법에 제조되거나 바이오매스 유래로 제조된 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함할 수 있다. 바람직하게는 상대적으로 내마모성이 우수한 에스테르계 열가소성 폴리우레탄 수지가 사용될 수 있으나 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 사용 가능한 열가소성 폴리우레탄 수지의 구체적인 예로서는, BASF사의 상품명 Elastollan, Lubrizol사의 상품명 Pearlthane, Estane 및 Pellethane, Bayer MaterialScience사의 상품명 Desmopan, Huntsman사의 상품명 Irogran 및 Avalon, New Power Industrial사의 상품명 New power, Shin-Etsu Polymer사의 상품명 Exelast 및 Nippon Miractran사의 상품명 Miractran 등이 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명하면,
본 발명의 상기 표면층 필름에 사용되는 열가소성 폴리우레탄 수지(A)는 40D 내지 80D, 더욱 좋게는 45D 내지 70D의 쇼와경도를 가지는 것이 바람직하다. 상기 범위의 쇼와경도를 가질 경우, 내마모성을 극대화 시킬 수 있고, 바닥재의 보행감이 좋다.
또한 본 발명의 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)는 100 내지 150 ℃의 연화점, 바람직하게는 110 내지 140 ℃의 연화점을 가질 수 있다. 상기 범위의 연화점일 경우, 바닥재 제조 시 치수안정성을 높이는 효과가 있고, 적정 경도로 보행감이 좋다.
더불어 본 발명의 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)는 90 % 이상의 광투과도, 바람직하게는 92 % 이상의 광투과도를 가질 수 있다. 본 발명의 표면층 필름에 광투과도가 90 % 이상인 열가소성 폴리우레탄 수지가 사용될 경우 인쇄층의 인쇄된 모습이 선명하게 보인다.
이에 따라, 본 발명에서 표면층 필름에 사용되는 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)가 상기 제시한 쇼와경도 범위, 연화점 범위 및 광투과도를 동시에 만족할 경우, 원하는 우수한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성(visibility)을 확보할 수 있어 바람직하다. 이러한 조건을 만족하여 본 발명에서 표면층 필름으로 바람직하게 사용 가능한 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)의 구체적인 예로는 BASF사 Elastollan 1195A10(쇼와경도 53D 또는 95A, 연화점 116 ℃, 광투과도 93 %), Lubrizol사 Estane R190A(쇼와경도 47D 또는 93A, 연화점 125 ℃, 광투과도 93 %), Estane L194A(쇼와경도 52D 또는 94A, 연화점 130 ℃, 광투과도 93 %), Estane S198A(쇼와경도 55D 또는 98A, 연화점 143 ℃, 광투과도 92 %), Estane S1364D(쇼와경도 65D 또는 98A, 연화점 123 ℃, 광투과도 92 %), Estane S1364D(쇼와경도 65D, 연화점 123 ℃, 광투과도 92 %), Estane S375D(쇼와경도 78D, 연화점 130 ℃, 광투과도 92 %), Pearlthane ECO D12T55D(쇼와경도 55D 연화점 133 ℃, 광투과도 92 %), Pearlthane ECO D12T85(쇼와경도 42D 또는 85A 연화점 111 ℃, 광투과도 93 %), Pearlthane ECO 12T95(쇼와경도 50D 또는 95A 연화점 107 ℃, 광투과도 92 %) 등이 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 표면층 필름은 두께가 50 내지 500 ㎛, 바람직하게는 100 내지 300 ㎛ 일 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 범위내의 두께로 제조 시 바닥재의 충분한 내마모성을 확보할 수 있고, 원가 경쟁력을 가질 수 있다.
본 발명의 상기 표면층 필름은 통상의 인플레이션 성형방법 또는 T-다이 캐스팅 방법 등에 의해 제조될 수 있으나 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 특히 두께가 두꺼운 표면층 필름을 대량생산할 경우에는 T-다이 캐스팅 방법으로 제조하는 것이 바람직할 수 있으나 이 또한 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 친환경 바닥재는 도 3 내지 4 및 도 7 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 인쇄층 및 이면층 시트의 사이에 중간층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 중간층은 40D 내지 80D의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 중간층은 40D 내지 80D의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 포함하는 필름 또는 모조지, 아트지, 스노화이트, 박엽지, 그라프트지, 티탄지, 린타지, 상질지, 중질지, 코트지, 양피지지 및 일본 종이에서 선택되는 종이를 포함할 수 있다. 바람직하게는 티탄지 일 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 기존의 친환경 바닥재의 단점으로 너무 많은 시트를 적층하는 공정을 거침에 따라 품질불량 요소가 많고, 원가 상승이 큰 문제를 해결하기 위하여 3 내지 6 층의 시트로 구성되었다. 인쇄용 필름층으로써 사용되는 중간층의 제조 시 Non-PVC 소재 또는 가격이 저렴하고 재활용이 가능한 종이를 사용하거나, 또는 상기 표면층 필름의 일면에 인쇄층을 형성시키고 상기 중간층을 제거함으로써 바닥재의 경제성 및 친환경성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 중간층 및 이면층 시트의 소재로는 40D 내지 80D의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 사용한다. 이를 사용함으로써 바닥재의 내열치수안정성이 증강되고 또한 매우 저렴한 무기입자 사용에 의한 경제성 개선이 확보 가능해진다.
본 발명에서 상기 중간층 및 이면층 시트에 사용되는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)는 40D 내지 80D의 쇼와경도를 가지는 것이 바람직하다. 또한 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(B)는 100 내지 150 ℃의 연화점, 바람직하게는 110 내지 140 ℃의 연화점을 가지는 것이 바람직하며 투명성은 전혀 상관이 없다.
본 발명에서 상기 중간층 및 이면층 시트에 상기 범위의 쇼와경도를 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)가 사용될 경우 높은 인장탄성률의 필름을 제조가 가능하고, 성형성이 향상될 수 있고, 재료비 절감효과로 경제성 개선효과가 있다. 또한 본 발명에서 상기 중간층 및 이면층 시트에 사용되는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)가 상기 연화점 범위를 가질 경우 원하는 치수안정성이 높고, 적정 경도를 가져 보행감이 좋고, 재료비 절감 효과로 경제성 개선효과가 있다. 이러한 조건을 만족하여 본 발명에서 중간층 및 이면층 시트로 바람직하게 사용 가능한 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(B)의 구체적인 예로는, 본 발명에서 표면층 필름으로 사용 가능한 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A)가 모두 포함될 수 있으며, 더불어 Lubrizol사의 Estane GP52DB(쇼와경도 52D, 연화점 118 ℃, 광투과도 77 %) 및 Estane GP60DB(쇼와경도 60D, 연화점 132 ℃, 광투과도 75 %) 등이 포함될 수 있다.
본 발명의 상기 무기입자로는 탈크, 탄산칼슘, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 수산화알루미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 이산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토스, 제올라이트, 규산백토, 유리섬유 및 휘스커(Whisker) 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 무기입자의 형태는 구형, 침상형, 판형 등 어느 것이든 무방하며, 상기 무기입자의 평균입경은 0.01 내지 10 ㎛, 좋기로는 0.1 내지 5 ㎛의 것이 바람직한데, 이중에서 탈크 및 탄산칼슘이 극히 저렴하고, 내열치수안정성 증가에도 효과적이어서 가장 바람직하나 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 중간층 및 이면층 시트는 20 내지 80 중량%의 무기입자를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는 30 내지 60 중량% 포함될 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 범위의 무기입자 함량을 포함할 경우, 바닥재의 극대화 된 내열치수안정성 증강 및 경제성 개선효과가 있고, 필름 또는 시트의 성형성이 좋아 제조되는 바닥재의 기계적 물성이 향상된다.
본 발명에서 사용되는 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(B)는 친수성에 기인하여 특별한 분산제의 첨가 없이 무기입자의 분산이 비교적 용이한 편인데, 분산제 대신에 원래 선정한 수지와 비슷한 강도, 연화점 및 광투과도를 가진 수지 중 분자량이 다소 낮은, 즉 용융지수가 높은 것을 일부 혼합할 경우 무기입자의 분산에 유리해지며 분자량분포가 넓어지면서 필름 또는 시트의 가공성이 개선될 수 있다. 본 발명에서 상기 중간층 및 이면층 시트에 사용되는 상기 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 단축 스크류 압출기, 2축 스크류 압출기, 믹싱롤, 밤바리믹서, 니더 등의 혼련기에 의해 열가소성 폴리우레탄 수지(B)에 무기입자가 혼련 분산된 펠렛 형태로 제조하여 얻을 수 있다. 바람직하게는 2축 스크류 압출기의 사용이 분산에 가장 효과적이나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 중간층은 두께가 10 내지 100 ㎛, 바람직하게는 20 내지 80 ㎛ 일 수 있으나 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 범위내의 두께로 제조 시 인쇄상태가 좋고, 원가 경쟁력이 좋다.
본 발명에 의한 상기 중간층은 표면층 필름과 마찬가지로 통상의 인플레이션 성형방법 또는 T-다이 캐스팅 방법 등에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 이면층 시트는 두께가 1 내지 7 ㎜, 바람직하게는 2 내지 5 ㎜일 수 있으나 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 범위내의 두께로 제조 시 바닥재의 기계적물성이 향상 될 수 있고, 원가 경쟁력이 좋다.
본 발명에서 상기 이면층 시트는 T-다이 캐스팅 방법 등에 의해 제조될 수 있으나 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 도 2에 도시된 바와 같이 바닥재는 상기 이면층 시트는 단층 또는 2층 이상으로 적층된 다층 시트로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 상기 다층 시트는 이면층 상부 시트 및 이면층 하부 시트로 이루어지며, 먼저 표면층 필름(10), 인쇄층(20) 및 이면층 상부 시트(30(a))를 열융착에 의해 적층하여 바닥재를 제조해 휨 상태를 살펴보고 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자의 조성물에서 무기입자 함량 등을 조절하여 이면층 하부 시트(30(b))를 제조한 뒤 미리 합지된 상기 바닥재와 적층하여 최종 원하는 바닥재를 얻을 수 있다.
본 발명에 의한 상기 이면층 상부 시트(30(a))는 40D 내지 80D 의 쇼와경도 및 100 내지 150℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 포함하며, 이 때 상기 이면층 상부 시트(30(a))는 20 내지 60 중량%의 무기입자를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 이면층 하부 시트(30(b))는 40D 내지 80D의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 포함하며, 이 때 상기 이면층 하부 시트(30(b))는 50 내지 80 중량%의 무기입자를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 이는 무기입자의 함량이 증가할수록, 제조되는 이면층 시트(30)의 인장탄성률이 향상하여 휨 방지에 유리하다는 점을 고려한 것이다.
본 발명에서 바닥재는 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 자외선차단제, 산화방지제, 항균제, 항곰팡이제, 소취제, 방향제 및 난연제 등의 통상의 첨가제와 배합될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니며, 다양한 다른 변형 및 변경이 가능할 수 있다.
하기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 바닥재 시편에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 다음과 같이 측정하였다.
실험 1) 내마모성 평가
내마모성의 척도로서 ASTM D3389에 의거하여 마모자 H-18,적용하중 1 ㎏, 마모횟수 10,000 회 조건하에 바닥재 시편 표면층에서 마모되어 발생하는 양(㎎)을 기준하여 하기 표 1에 나타낸 평가기준으로 내마모성을 평가하였다.
내마모성의 평가 기준
구 분 ◎(우수) (양호) △(보통) X(불량)
마모량(㎎) 50 미만 50 이상
100 미만		 100 이상
500 미만		 500 이상
실험 2) 치수안정성 평가
치수안정성은 바닥재 시편을 150 ℃ 건조오븐에 10 시간 방치 후 줄어들거나 늘어나는 정도를 KS M3802측정법으로 측정하여 시험 전후 치수변화치(%)를 기준하여 하기 표 2에 나타낸 평가기준으로 치수안정성을 평가하였다.
치수안정성의 평가 기준
구 분 ◎(우수) (양호) △(보통) X(불량)
치수변화치(%) 0.05 미만 0.05 이상
0.1 미만		 0.1 이상
0.5 미만		 0.5 이상
실험 3) 인쇄시인성 평가
인쇄시인성은 인쇄층이 최종 적층된 바닥재 시편을 육안으로 살펴보아 선명하게 잘 보이는 정도를 판단하여 4등급으로 구분하여 평가하였다.(◎ 우수, ○ 양호, △ 보통, X 불량)
[실시예 1]
먼저 쇼와경도 47D(또는 93A), 연화점 125 ℃, 광투과도 93 %의 열가소성 폴리우레탄 수지(Lubrizol사 Estane R190A, TPU-A)를 준비하였다. TPU-A를 T-다이 캐스팅 필름성형기에서 압출성형하여 두께 200 ㎛의 표면층 필름(SF-1)을 제조하였다. 상기 표면층 필름(SF-1)에 프렉소 인쇄기로 나무무늬를 인쇄하였다. 무기입자로는 평균입경 1.7 ㎛의 omya사 탄산칼슘(탄산칼슘-A)를 준비하였다. TPU-A 30 중량%, 상기 탄산칼슘-A 70 중량% 비율의 혼합물을 헨셀믹서에 첨가 혼합한 후 이를 스크류 직경 130 ㎜인 2축 스크류 압출기에 주입하고 용융압출시켜 펠렛상태의 조성물(이하‘조성물-A 펠렛’)을 제조하였다. 상기 조성물-A 펠렛을 호퍼에 투입하고, T-다이 캐스팅 필름성형기에서 압출성형하여 두께 2.5 ㎜의 이면층 시트(BS-1)를 제조하였다. 상기 제조된 표면층 필름(SF-1), 인쇄층 및 이면층 시트(BS-1)를 라미네이터에서 열융착에 의해 적층하여 최종 바닥재 시편(1)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(1)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 중간층을 추가한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 최종 바닥재 시편(2)을 얻었다. 상기 중간층은 TPU-A 60 중량%, 탄산칼슘-A 40 중량% 비율로 헨셀믹서에 첨가 혼합한 후 이를 스크류 직경 130 ㎜인 2축 스크류 압출기에 주입하고 용융 압출시켜 펠렛 상태의 조성물(이하‘조성물-B 펠렛’)을 제조하였다. 상기 조성물-B 펠렛을 호퍼에 투입하고 T-다이 캐스팅 필름성형기에서 압출성형하여 두께 80 ㎛의 중간층(M-1)을 제조하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 2에서 중간층으로 티탄지를 사용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(3)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(3)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 2에서 중간층으로 그라프트지를 사용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(4)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(4)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 5]
상기 실시예 2에서 상기 TPU-A를 대신하여 쇼와경도 78D, 연화점 130 ℃, 광투과도 92 %의 Estane S375D(Lubrizol사, 이하‘TPU-B’)를 사용하여 두께 180 ㎛의 표면층 필름(SF-2), 중간층의 제조 시, 상기 TPU-B를 70 중량%, 상기 탄산칼슘-A를 30 중량% 사용하여 두께 50 ㎛의 중간층(M-2)을 제조하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(5)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(5)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 6]
상기 실시예 2에서 중간층 및 이면층 시트의 제조 시 상기 TPU-A를 대신하여 쇼와경도 53D, 연화점 116 ℃, 광투과도 93 %의 Elastollan 1195A10(BASF사, 이하 ‘TPU-C’)를 사용하며, 중간층의 제조 시, 상기 TPU-C를 50 중량%, 상기 탄산칼슘-A를 50 중량% 사용하여 두께 50 ㎛의 중간층(M-3)을 제조하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(6)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(6)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 7]
상기 실시예 2에서 중간층 및 이면층 시트의 제조 시 상기 탄산칼슘-A를 대신하여 평균입경 2.4 ㎛의 탈크(다원화학, 이하‘탈크-A’)를 사용하며, 중간층의 제조 시 TPU-A를 60 중량%, 상기 탈크-A를 40 중량% 사용하여 두께 50 ㎛의 중간층(MF-2)을 제조하였다. 이면층 시트의 제조 시 TPU-A를 40 중량%, 상기 탈크-A를 60 중량% 사용하여 두께 2 ㎜의 이면층 시트(BS-2)를 제조하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(7)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(7)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 8]
상기 실시예 3에서 인쇄층과 중간층 사이에 반사층으로 백색 인쇄층을 추가하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(8)을 얻었다. 표면층 필름(SF-1)에 나무무늬를 인쇄한 뒤 그라비아 인쇄기에 의해 연속적으로 백색잉크를 인쇄하였다. 이후 상기 바닥재 시편(8)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 9]
상기 실시예 2에서 이면층 시트의 제조 시 이면층 상부 시트 및 이면층 하부 시트를 독립적으로 제조하고, 상기 이면층 상부 시트의 제조 시 TPU-A 50 중량%, 탄산칼슘-A 50 중량% 비율의 혼합물을 사용하여 두께 1 ㎜의 이면층 상부 시트(BS-3)를 제조하였다. 이면층 하부 시트의 제조 시 TPU-A 30 중량%, 탈크-A 70 중량% 비율의 혼합물을 사용하여 두께 1 ㎜의 이면층 하부 시트(BS-4)를 제조하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(9)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(9)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 10]
상기 실시예 9에서 중간층을 추가한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 최종 바닥재 시편(10)을 얻었다. 상기 중간층은 상기 탄산칼슘-A과 함께 탈크-A를 사용하고, TPU-A를 50 중량%, 탄산칼슘-A를 20 중량%, 상기 탈크-A를 30 중량% 사용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하였다. 이후 상기 바닥재 시편(10)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 11]
상기 실시예 2에서 인쇄층과 중간층 사이에 반사층으로 백색 인쇄층을 추가하는 것을 제외하고 동일하게 실시하여 최종 바닥재 시편(11)을 얻었다. 표면층 필름(SF-1)에 나무무늬를 인쇄한 뒤 그라비아 인쇄기에 의해 연속적으로 백색잉크를 인쇄하였다. 이후 상기 바닥재 시편(11)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 12]
상기 실시예 1에서 인쇄층과 이면층 시트 사이에 반사층으로 백색 인쇄층을 추가하는 것을 제외하고 동일하게 실시하여 최종 바닥재 시편(12)을 얻었다. 표면층 필름(SF-1)에 나무무늬를 인쇄한 뒤 그라비아 인쇄기에 의해 연속적으로 백색잉크를 인쇄하였다. 이후 상기 바닥재 시편(12)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 13]
상기 실시예 9에서 인쇄층과 이면층 시트 사이에 반사 층으로 백색 인쇄층을 추가하는 것을 제외하고 동일하게 실시하여 최종 바닥재 시편(13)을 얻었다. 표면층 필름(SF-1)에 나무무늬를 인쇄한 뒤 그라비아 인쇄기에 의해 연속적으로 백색잉크를 인쇄하였다. 이후 상기 바닥재 시편(13)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[실시예 14]
상기 실시예 2에서 상기 TPU-A를 대신하여 쇼와경도 55D, 연화점 133 ℃, 광투과도 92 %의 Pearlthane ECO D12T55D(Lubrizol사, 이하‘TPU-D’)를 사용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(14)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(14)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 상기 TPU-A를 대신하여 쇼와경도 24D(또는 72A), 연화점 76 ℃, 광투과도 93 %의 Estane 2103-70A(Lubrizol사, 이하‘TPU-E’)를 사용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(C1)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(C1)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 2에서 상기 TPU-A를 대신하여 쇼와경도 52D, 연화점 118 ℃, 광투과도 77 %의 Estane GP52DB(Lubrizol사, 이하 ‘TPU-F’)를 사용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(C2)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(C2)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 2에서 상기 TPU-A를 대신하여 쇼와경도 47D(또는 88A), 연화점 67 ℃, 광투과도 93 %의 Estane 2103-85AE(Lubrizol사, 이하‘TPU-H’)를 사용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(C3)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(C3)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[비교예 4]
상기 비교예 3에서 중간층으로 티탄지를 사용하는 것을 제외하고 비교예 3과 동일한 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(C4)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(C4)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[비교예 5]
표면층 필름 원료로서 폴리비닐클로라이드(PVC; LG화학 상품명 LS100) 및 디옥틸프탈레이트(DOP; LG화학)를 준비하였다. 상기 PVC 70 중량% 및 DOP 30 중량% 비율의 혼합물을 사용하고 캘린더 방법을 이용하여 두께 200 ㎛의 표면층 필름(SF-C5)을 제조하였다. 상기 PVC 40 중량%, DOP 20 중량%, 탄산칼슘-A 40 중량% 비율의 혼합물을 사용하고 캘린더 방법으로 두께 80 ㎛의 중간층(M-C3)을 제조하였다. 상기 표면층 필름(SF-C4)에 프렉소 인쇄기에 의해 나무무늬를 인쇄하였다. 또한, PVC 20 중량%, DOP 10 중량%, 탄산칼슘-A 70 중량% 비율의 혼합물을 사용하고 상기 혼합물을 캘린더 방법으로 두께 2.5 ㎜의 이면층 시트(BS-C2)를 제조하였다. 상기 얻어진 표면층 필름(SF-C4), 인쇄층, 중간층(M-C3) 및 이면층 시트(BS-C2)를 라미네이터에서 열융착에 의해 적층하여 최종 바닥재 시편(C5)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(C5)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[비교예 6]
상기 비교예 6에서 중간층을 사용하지 않은 것을 제외하고는 비교예 6과 동일한 과정으로 적층하여 최종 바닥재 시편(C6)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(C6)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
[비교예 7]
상기 실시예 2에서 열가소성 폴리우레탄 수지에 대한 유연제로서 에폭시화 대두유(ESO, 사조 해표)를 추가 사용하였다. 표면층 필름의 제조 시, 상기 TPU-A를 80 중량%, 상기 ESO 20 중량%를 사용하며, 중간층의 제조 시, 상기 TPU-A를 55 중량%, 상기 ESO를 15 중량%, 탄산칼슘-A를 30 중량% 사용하고, 이면층 시트의 제조 시, 상기 TPU-A를 24 중량%, 상기 ESO를 6 중량%, 탄산칼슘-A를 70 중량% 사용하는 것을 제외하고 과정으로 실시하여 최종 바닥재 시편(C7)을 얻었다. 이후 상기 바닥재 시편(C7)에 대한 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가하였다.
이해를 돕기 위하여, 본 발명의 실시예 1 내지 14 및 비교예 1 내지 7을 통하여 제조되는 바닥재 시편의 구성을 하기 표 3에 도시하였다.
또한, 상기 실시예 1 내지 14 및 비교예 1 내지 7에서 상기 실험 1) 내지 실험 3)의 방법을 통하여 평가한 바닥재 시편의 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성을 평가한 결과를 하기 표 4에 도시하였다.
구 분 층 별 구 성
표면층 중간층 이면층
실시예 1 조성
(중량%)		 TPU-A 100 - TPU-A 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ - 2.5 ㎜
실시예 2 조성
(중량%)		 TPU-A 100 TPU-A 60,
탄산칼슘-A 40		 TPU-A 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 80 ㎛ 2.5 ㎜
실시예 3 조성
(중량%)		 TPU-A 100 티탄지 TPU-A 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 80 ㎛ 2.5 ㎜
실시예 4 조성
(중량%)		 TPU-A 100 그라프트지 TPU-A 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 80 ㎛ 2.5 ㎜
실시예 5 조성
(중량%)		 TPU-B 100 TPU-B 70,
탄산칼슘-A 30		 TPU-B 30,
탄산칼슘-A 70
두께 180 ㎛ 80 ㎛ 2.5 ㎜
실시예 6 조성
(중량%)		 TPU-C 100 TPU-C 50,
탄산칼슘-A 50		 TPU-C 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 50 ㎛ 2.5 ㎜
실시예 7 조성
(중량%)		 TPU-A 100 TPU-A 60,
탈크-A 40		 TPU-A 40,
탈크-A 60
두께 200 ㎛ 40 ㎛ 2 ㎜
실시예 8 조성
(중량%)		 TPU-A 100 티탄지
백색 인쇄층		 TPU-A 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 80 ㎛ 2 ㎜
실시예 9 조성
(중량%)		 TPU-A 100 - [상부]TPU-A 50,
탄산칼슘-A 50
[하부]TPU-A 30,
탈크-A 70
두께 200 ㎛ - 2 ㎜
실시예 10 조성
(중량%)		 TPU-A 100 TPU-A 60,
탄산칼슘-A 40		 [상부]TPU-A 50,
탄산칼슘-A 20
탈크-A 30,
[하부]TPU-A 30,
탈크-A 70
두께 200 ㎛ 80㎛ 상부/하부(1 ㎜/1 ㎜)
실시예 11 조성
(중량%)		 TPU-A 100 TPU-A 60,
탄산칼슘-A 40
백색 인쇄층		 TPU-A 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 80㎛ 2.5 ㎜
실시예 12 조성
(중량%)		 TPU-A 100 백색 인쇄층 TPU-A 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ - 2.5 ㎜
실시예 13
조성
(중량%)		 TPU-A 100 백색 인쇄층 [상부]TPU-A 50,
탄산칼슘-A 20
탈크-A 30,
[하부]TPU-A 30,
탈크-A 70
두께 200 ㎛ - 상부/하부(1 ㎜/1 ㎜)
실시예 14 조성
(중량%)		 TPU-D 100 TPU-D 70,
탄산칼슘-A 30		 TPU-D 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 80 ㎛ 2.5 ㎜
비교예 1 조성
(중량%)		 TPU-E 100 - TPU-E 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ - 2.5 ㎜
비교예 2 조성
(중량%)		 TPU-F 100 TPU-F 60,
탄산칼슘-A 40		 TPU-F 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 50 ㎛ 2.5 ㎜
비교예 3 조성
(중량%)		 TPU-G 100 TPU-G 60,
탄산칼슘-A 40		 TPU-G 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 50 ㎛ 2.5 ㎜
비교예 4 조성
(중량%)		 TPU-H 100 티탄지 TPU-H 30,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 80 ㎛ 2.5 ㎜
비교예 5 조성
(중량%)		 PVC 70
DOP 30		 PVC 40,
DOP 20,
탄산칼슘-A 60,		 PVC 20,
DOP 10,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 80 ㎛ 2.5 ㎜
비교예 6 조성
(중량%)		 PVC 70
DOP 30		 - PVC 20,
DOP 10,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ - 2.5 ㎜
비교예 7 조성
(중량%)		 TPU-A 80
ESO 20		 TPU-A 55,
ESO 15,
탄산칼슘-A 30,		 TPU-A 24,
ESO 6,
탄산칼슘-A 70
두께 200 ㎛ 80 ㎛ 2.5 ㎜
친환경 바닥재 시편의 물성
구 분 물 성
내마모성 치수안정성 인쇄시인성
마모량(mg) 평가 치수변화치 (%) 평가
실시예 1 15 ◎ 0.01 ◎ ○
실시예 2 18 ◎ 0.02 ◎ ○
실시예 3 20 ◎ 0.02 ◎ ○
실시예 4 21 ◎ 0.03 ◎ ○
실시예 5 9 ◎ 0.04 ◎ ○
실시예 6 10 ◎ 0.01 ◎ ○
실시예 7 22 ◎ 0.01 ◎ ◎
실시예 8 19 ◎ 0.02 ◎ ○
실시예 9 23 ◎ 0.01 ◎ ○
실시예 10 25 ◎ 0.01 ◎ ○
실시예 11 18 ◎ 0.02 ◎ ◎
실시예 12 16 ◎ 0.01 ◎ ◎
실시예 13 17 ◎ 0.02 ◎ ◎
실시예 14 20 ◎ 0.01 ◎ ◎
비교예 1 500 X 1.90 X ○
비교예 2 53 ○ 0.09 ○ X
비교예 3 51 ○ 2.90 X ○
비교예 4 55 ○ 2.85 X ◎
비교예 5 1,270 X 0.48 △ ○
비교예 6 1,119 X 0.40 △ ○
비교예 7 982 X 3.95 X ○
표면경도 및 연화점이 높으나 광투과도가 낮은 열가소성 폴리우레탄 수지를 사용한 비교예 2의 바닥재의 경우 내마모성 및 치수안정성은 우수하나 인쇄시인성이 불량하다. 표면경도 및 광투과도가 높으나 연화점이 낮은 열가소성 폴리우레탄 수지를 사용한 비교예 3의 바닥재의 경우 내마모성 및 인쇄시인성은 우수하나 치수안정성이 불량하다. 또한 비교예 4의 경우 티탄지 사용 시 인쇄시인성이 향상되나, 치수 안정성이 불량하다. 광투과도가 높으나 표면경도 및 연화점이 낮은 열가소성 폴리우레탄 수지를 사용한 비교예 1의 바닥재의 경우 인쇄시인성은 우수하나 내마모성 및 치수안정성이 불량함을 알 수 있다. 반면 본 발명에 의한 실시에 1 내지 실시예 14의 바닥재의 경우 내마모성, 치수안정성 및 인쇄시인성이 모두 우수함을 알 수 있다.
또한 PVC 및 가소제를 사용하고 캘린더 방법으로 제조한 비교예 5 내지 7의 바닥재, 열가소성 폴리우레탄 수지 및 유연제를 사용하고 제조한 비교예 8의 바닥재와 본 발명에 의한 실시예 1의 바닥재와 비교해 볼 때 본 발명의 바닥재 경우가 상대적으로 내마모성 및 치수안정성이 탁월하게 우수함을 알 수 있다.
10: 표면층 필름
20: 인쇄층
30: 이면층 시트 30(a): 이면층 상부 시트 30(b): 이면층 하부 시트
40: 중간층
50: 반사층

Claims (12)

  1. 상부로부터 표면층 필름, 인쇄층 및 이면층 시트가 순차적으로 적층되어 형성되는 바닥재로서,
    상기 표면층 필름은 40D 내지 80D의 쇼와경도, 100 내지 150 ℃의 연화점 및 90 % 이상의 광투과도를 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(A)를 포함하고,
    상기 이면층 시트는 40D 내지 80D의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 포함하는 친환경 바닥재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 친환경 바닥재는 상기 인쇄층과 이면층 시트의 사이에 40D 내지 80D의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 무기입자를 포함하는 필름 또는 종이에서 선택되는 중간층을 포함하는 친환경 바닥재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 종이는 모조지, 아트지, 스노화이트, 박엽지, 그라프트지, 티탄지, 린타지, 상질지, 중질지, 코트지, 양피지지 및 일본 종이에서 선택되는 친환경 바닥재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리우레탄 수지(A) 및 열가소성 폴리우레탄 수지(B)는 에스테르계 열가소성 폴리우레탄 수지, 에테르계 열가소성 폴리우레탄 수지 및 카보네이트계 열가소성 폴리우레탄 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 친환경 바닥재.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 무기입자는 탈크, 탄산칼슘, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 수산화알루미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토스, 제올라이트, 규산백토, 유리섬유 및 휘스커로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 친환경 바닥재.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 중간층은 20 내지 80 중량%의 무기입자를 더 포함하는 친환경 바닥재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이면층 시트는 단층 또는 2층 이상으로 적층된 다층 시트로 이루어진 것인 친환경 바닥재.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 다층 시트는 이면층 상부 시트 및 이면층 하부 시트로 이루어지며,
    상기 이면층 상부 시트는 40D 내지 80D의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 20 내지 60 중량%의 무기입자를 포함하며,
    상기 이면층 하부 시트는 40D 내지 80D의 쇼와경도 및 100 내지 150 ℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지(B)와 50 내지 80 중량%의 무기입자를 포함하는 친환경 바닥재.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 표면층 필름 및 중간층은 인플레이션 성형방법 또는 T-다이 캐스팅 방법에 의해 제조되는 것인 친환경 바닥재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이면층 시트는 T-다이 캐스팅 방법에 의해 제조되는 것인 친환경 바닥재.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 친환경 바닥재는 인쇄층과 이면층 시트 사이에 반사층을 더 포함하는 친환경 바닥재.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 친환경 바닥재는 인쇄층과 중간층 사이에 반사층을 더 포함하는 친환경 바닥재.
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