KR101757857B1 - 친환경 diy 바닥 타일 및 그 제조방법 - Google Patents

친환경 diy 바닥 타일 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 DIY 바닥 타일 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일의 제조방법은 시트층을 형성하되, 상기 시트층은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 및 ABS 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 합성수지를 이용하여 제조되고, 상기 시트층 상부에 멜라민 수지를 이용하여 접착층을 형성하되, 상기 멜라민 수지는 35 내지 40℃ 온도하에서 멜라민 25 내지 35 중량부, 포름알데히드 15 내지 35 중량부, 물 15 내지 25 중량부, 디에틸렌글리콜 1 내지 3 중량부 및 수산화나트륨 0.5 내지 2 중량부의 중량 비율로 혼합한 혼합 용액을 제조하여 상기 혼합 용액의 pH를 7.8 내지 8.3으로 조절한 후, 상기 혼합 용액을 90 내지 95℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 중합 반응시키고, 상기 중합된 반응물을 35 내지 40℃로 냉각하고 pH를 7.2 내지 7.7로 조절한 후 상기 냉각된 반응물에 상기 냉각된 반응물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 (5-Ethyl-2-methyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-5-yl)methyl dimethyl phosphonate P-oxide를 첨가하여 제조되고, 상기 멜라민 수지는 상기 시트층 상에 10 내지 50g/m2의 도포량으로 도포되며, 상기 시트층 상에 종이 원단에 잉크를 이용하여 무늬가 형성된 인쇄지층을 형성하되, 상기 종이 원단은 50 내지 100g/m2의 평균 평량을 가지고, 상기 잉크는 잉크 안료 5 내지 15 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 20 내지 30 중량부, 인계 단량체 5 내지 10 중량부 및 용매 50 내지 70 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조되고, 상기 인쇄지층 상에 투명지층을 형성하되, 상기 투명지층은 두께가 0.02 내지 0.05㎜인 공지의 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름이 사용되며, 상기 시트층, 접착층, 인쇄지층 및 투명지층을 열압착하여 성형하되, 상기 시트층, 접착층, 인쇄지층 및 투명지층을 120 내지 180℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 10 내지 20kgf/m2의 압력으로 50 내지 100분 동안 가압함으로써 상기 시트층, 접착층, 인쇄지층 및 투명지층을 열압착하여 접착하고, 상기 투명지층 상에 코팅층을 형성하되, 상기 코팅층은 상기 코팅층은 UV 경화형 도료 조성물을 상기 투명지층 상에 코팅한 후, UV 코팅 장치에서 200 내지 400mJ/cm2 조사량의 유브이(UV) 램프로 경화하여 제조하고, 상기 UV 경화형 도료 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 내지 45 중량부, 실리카(SiO2) 5 내지 10 중량부, 알루미나(Al2O3) 3 내지 7 중량부 및 광개시제 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 배합되어 제조되며, 상기 시트층 하부에 점착 프라이머층을 형성하되, 상기 점착 프라이머층은 에폭시 수지 25 내지 45 중량부, 불소 변성 폴리우레탄 5 내지 15 중량부, 탈크 3 내지 8 중량부, 폴리아미드 수지 15 내지 25 중량부 및 이소포론디아민 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 배합되어 제조된다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 실내 마감재로 사용되는 타일을 사용자가 임의대로 절단하여 간편하게 부착할 수 있고 사용자의 편의를 도모하며 타일의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 전문적인 기술이 없는 사용자도 편리하게 시공할 수 있으므로 타일을 교체하는데 소비되는 시간이나 비용을 절감할 수 있다.

Description

친환경 DIY 바닥 타일 및 그 제조방법{A ECO-FRIENDLY DO IT YOURSELF FLOOR TILE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 친환경 DIY 바닥 타일 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내 마감재로 사용되는 타일을 사용자가 임의대로 절단하여 간편하게 부착할 수 있고 사용자의 편의를 도모하며 타일의 내구성을 향상시킨 친환경 DIY 바닥 타일 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 이사를 하거나 이사를 한 지 오랜 기간이 지나면 실내 분위기를 바꾸거나 미관을 고려하여 실내장식을 하게 되는데, 이를 위해서는 많은 비용과 시간, 그리고 전문적인 기술이 요구된다.
실내장식이란 생활 목적에 맞춰 필요한 공간 확보와, 기능과 안전의 조화 및 활동에 편리한 공간이 될 수 있도록 설계하는 것이며, 이러한 실내장식 디자인은 개개인의 개성과 취미, 기호 등을 고려하여 설계되어야 한다.
이렇게 개인의 개성과 기호를 살리면서 실내장식을 할 수 있도록 많은 DIY(Do-It Yourself)용 실내장식 용품들이 시중에 판매되고 있는데, 이러한 DIY용 실내장식 용품은 전문적인 기술이 없는 소비자도 손쉽게 시공할 수 있도록 개발되어 있다.
실내장식 시 방이나 거실의 벽지나 장판을 바꾸는 일은 비교적 쉬운 일이어서 전문적인 기술이 없더라도 손쉽게 수행할 수 있지만, 주방이나 욕실과 같이 타일이 부착되어 있는 곳은 새로운 타일을 부착하기 위해서 기존에 시공되어 있던 타일들을 제거하고 새로운 타일을 부착해야 하기 때문에 전문적인 기술이 없는 소비자가 시공하기에는 매우 어렵고 많은 비용과 시간이 소요된다는 문제점이 있었다.
또한, 종래에 일반적으로 사용되는 타일은 시공시 별도의 접착제를 시공면에 골고루 바르고, 본드의 경화 상태를 점검하면서 타일을 붙여야 하므로 시공이 어렵고, 시공 능률이 떨어지는 문제가 있었고, 상기와 같이 시공이 까다로워 전문가가 아니면 시공이 어렵기 때문에 수요자가 직접 시공할 수 없는 불편이 있었다.
따라서, 이러한 단점을 개선하기 위한 기술들이 소개되고 있는데, 예를 들어, 대한민국 등록실용신안 제20-0169878호는 제조 및 시공이 간편하고 세라믹 타일의 대용품으로서 장식용으로 편리하게 이용될 수 있는 점착 타일을 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2004-0009282호는 바닥재 타일의 뒷면이 점착 처리되어 있어 시공이 간편한 스티커 타입 바닥재 타일을 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술들에 사용된 점착제는 모두 인체에 유해한 휘발성 유기화합물(VOCs)을 용제로 사용하여 제조되고 있어서, 실내에 시공되는 경우 새집증후군의 원인을 제공하고, 실외에 시공되는 경우에도 냄새 등 부정적인 환경을 조성하는 중요한 단점을 노출하고 있다.
또한, 다른 선행기술로 일정한 간격으로 배열되어 있는 다수 개의 유리타일의 배면에 접착시트를 부착하여 소비자 스스로 실내장식을 할 수 있는 방법이 대한민국 실용신안출원 제2006-6515호에 개시되어 있다. 그러나 이 고안에서 유리타일은 다양한 색상 및 형태로 구성되어 있어 주방의 벽면이나 욕실의 벽면에 포인트를 주기 위한 장식물로 사용되고 있는데, 비교적 무게가 나가는 세라믹 타일의 경우 통상의 접착시트를 사용하여 부착하면 타일 자체의 무게를 견디지 못해 타일의 부착 상태를 오랫동안 유지하기 어렵고, 특히 습기가 많은 욕실 벽면에 부착하는 경우에는 수분 침투로 인해 접착시트의 점착성이 더욱 저하되어 타일이 떨어져 나감으로써 실내 미관을 해칠 수 있다는 문제점이 있었다.
국내등록실용 제20-0440977호(2008년 07월 07일 등록) 국내등록특허 제10-1102161호(2011년 12월 27일 등록) 국내등록특허 제10-1583521호(2016년 01월 04일 등록)
본 발명은 실내 마감재로 사용되는 타일을 사용자가 임의대로 절단하여 간편하게 부착할 수 있고 사용자의 편의를 도모하며 타일의 내구성을 향상시킨 친환경 DIY 바닥 타일 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 전문적인 기술이 없는 사용자도 편리하게 시공할 수 있으므로 타일을 교체하는데 소비되는 시간이나 비용을 절감할 수 있는 친환경 DIY 바닥 타일 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일의 제조방법은 시트층을 형성하되, 상기 시트층은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 및 ABS 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 합성수지를 이용하여 제조되고, 상기 시트층 상부에 멜라민 수지를 이용하여 접착층을 형성하되, 상기 멜라민 수지는 35 내지 40℃ 온도하에서 멜라민 25 내지 35 중량부, 포름알데히드 15 내지 35 중량부, 물 15 내지 25 중량부, 디에틸렌글리콜 1 내지 3 중량부 및 수산화나트륨 0.5 내지 2 중량부의 중량 비율로 혼합한 혼합 용액을 제조하여 상기 혼합 용액의 pH를 7.8 내지 8.3으로 조절한 후, 상기 혼합 용액을 90 내지 95℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 중합 반응시키고, 상기 중합된 반응물을 35 내지 40℃로 냉각하고 pH를 7.2 내지 7.7로 조절한 후 상기 냉각된 반응물에 상기 냉각된 반응물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 (5-Ethyl-2-methyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-5-yl)methyl dimethyl phosphonate P-oxide를 첨가하여 제조되고, 상기 멜라민 수지는 상기 시트층 상에 10 내지 50g/m2의 도포량으로 도포되며, 상기 시트층 상에 종이 원단에 잉크를 이용하여 무늬가 형성된 인쇄지층을 형성하되, 상기 종이 원단은 50 내지 100g/m2의 평균 평량을 가지고, 상기 잉크는 잉크 안료 5 내지 15 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 20 내지 30 중량부, 인계 단량체 5 내지 10 중량부 및 용매 50 내지 70 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조되고, 상기 인쇄지층 상에 투명지층을 형성하되, 상기 투명지층은 두께가 0.02 내지 0.05㎜인 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름이 사용되며, 상기 시트층, 접착층, 인쇄지층 및 투명지층을 열압착하여 성형하되, 상기 시트층, 접착층, 인쇄지층 및 투명지층을 120 내지 180℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 10 내지 20kgf/m2의 압력으로 50 내지 100분 동안 가압함으로써 상기 시트층, 접착층, 인쇄지층 및 투명지층을 열압착하여 접착하고, 상기 투명지층 상에 코팅층을 형성하되, 상기 코팅층은 UV 경화형 도료 조성물을 상기 투명지층 상에 코팅한 후, UV 코팅 장치에서 200 내지 400mJ/cm2 조사량의 유브이(UV) 램프로 경화하여 제조하고, 상기 UV 경화형 도료 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 내지 45 중량부, 실리카(SiO2) 5 내지 10 중량부, 알루미나(Al2O3) 3 내지 7 중량부 및 광개시제 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 배합되어 제조되며, 상기 시트층 하부에 점착 프라이머층을 형성하되, 상기 점착 프라이머층은 에폭시 수지 25 내지 45 중량부, 불소 변성 폴리우레탄 5 내지 15 중량부, 탈크 3 내지 8 중량부, 폴리아미드 수지 15 내지 25 중량부 및 이소포론디아민 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 배합되어 제조된다.
상기 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 디올 80~90 중량% 및 트리올 10~20 중량%를 포함하는 다가 알코올을 무수산 40~50 중량% 및 지방족산 50~60 중량% 포함하는 다염기산과 축합 중합시켜 수산기값이 45~65mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 유리전이온도가 5~20℃이며 중량평균분자량(Mw)이 2,500~3,500인 폴리에스테르 수지를 제조하고, 상기 폴리에스테르 수지 50~60 중량% 및 아크릴 단량체 40~50 중량%를 그래프트(graft) 시켜서 중량평균분자량(Mw) 5,000~7,000, 수산기값이 50~60mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 및 유리전이 온도가 10~20℃ 범위인 아크릴 변성 폴리에스테르 수지를 제조하고, 상기 인계 단량체는 비스[2-(메타크릴로일옥시)에틸] 포스페이트(Bis[2-(methacryloyloxy)ethyl] phosphate, DMEP), 2-(메타크릴로일옥시)에틸포스페이트 (2-(methacryloyloxy) ethyl phosphate, MMEP) 및 트리스 2-(메타크릴로일옥시)에틸 포스페이트(Tris(2-methacryloyloxy)ethyl phosphate, TMEP)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되며, 상기 용매는 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올, 디메틸에테르 및 부틸알코올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일은 실내 마감재로 사용되는 타일을 사용자가 임의대로 절단하여 간편하게 부착할 수 있고 사용자의 편의를 도모하며 타일의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일은 전문적인 기술이 없는 사용자도 편리하게 시공할 수 있으므로 타일을 교체하는데 소비되는 시간이나 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일의 단면을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일의 상부면을 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일의 하부면을 보여주는 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일의 제조방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일의 단면을 보여주는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일의 상부면을 보여주는 사진이며, 도 3은 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일의 하부면을 보여주는 사진이다.
본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일은 사용자가 욕실이나 콘크리트로 형성된 바닥면, 벽면 또는 기존에 장판이나 타월과 같은 바닥재가 형성된 바닥면의 형상 및 규격에 맞도록 사용자가 임의로 절단하여 부착할 수 있고, 전문적인 기술이 없는 사용자도 편리하게 시공할 수 있으므로 타일을 교체하는데 소비되는 시간이나 비용을 절감할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일(10)을 제조하기 위하여, 먼저 시트층(500)을 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 시트층(500)은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 및 ABS 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 합성수지를 이용하여 제조될 수 있는데, 바람직하게는 열가소성 수지인 ABS 수지를 시트 형상으로 압출하여 제조될 수 있고, 상기 시트층(500)은 일정한 규격으로 제작된 ABS 수지 시트층(500)을 욕실이나 바닥면의 형상 및 규격에 적합하게 사용자가 임의대로 절단하여 간편하게 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 시트층(500) 상부에 접착층(400)을 형성할 수 있다.
상기 접착층(400)은 상기 시트층(500)에 인쇄지층(300)을 접착하기 위하여 형성될 수 있는데, 상기 접착층(400)은 멜라민 수지를 이용하여 상기 시트층(500)에 인쇄층을 접착할 수 있다.
예를 들어, 상기 멜라민 수지는 35 내지 40℃ 온도하에서 멜라민 25 내지 35 중량부, 포름알데히드 15 내지 35 중량부, 물 15 내지 25 중량부, 디에틸렌글리콜 1 내지 3 중량부 및 수산화나트륨 0.5 내지 2 중량부의 중량 비율로 혼합한 혼합 용액을 제조하여 상기 혼합 용액의 pH를 7.8 내지 8.3으로 조절한 후, 상기 혼합 용액을 90 내지 95℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 중합 반응시키고, 상기 중합된 반응물을 35 내지 40℃로 냉각하고 pH를 7.2 내지 7.7로 조절한 후 상기 냉각된 반응물에 상기 냉각된 반응물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 (5-Ethyl-2-methyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-5-yl)methyl dimethyl phosphonate P-oxide를 첨가하여 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 멜라민 수지는 상기 시트층(500) 상에 10 내지 50g/m2의 도포량으로 도포될 수 있는데, 상기 멜라민 수지의 도포량이 10g/m2 미만으로 도포되는 경우에는 접착력이 부족하여 인쇄지층(300)이 시트층(500) 상에 견고하게 부착되기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 50g/m2를 초과하여 도포되는 경우에는 인쇄지층(300) 상부 또는 측부로 멜라민 수지가 유출되어 작업성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
그 다음으로, 상기 시트층(500) 상에 인쇄지층(300)을 형성할 수 있다.
상기 인쇄지층(300)은 친환경 종이 원단 표면에 다양한 무늬를 인쇄하여 제조될 수 있는데, 상기 종이 원단은 50 내지 100g/m2의 평균 평량을 가질 수 있고, 상기 인쇄지층(300) 상에 위치하는 투명지층(200)과의 접착력을 위하여 상기 종이 원단 상에 접착력을 가지는 잉크를 이용하여 다양한 무늬를 인쇄할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에서 상기 잉크는 잉크 안료, 수분산성 아크릴 수지 및 용매를 포함하여 제조될 수 있고, 상기 잉크는 잉크 안료 5 내지 15 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 20 내지 30 중량부, 인계 단량체 5 내지 10 중량부 및 용매 50 내지 70 중량부의 중량 비율로 혼합될 수 있다.
상기 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 디올 80~90 중량% 및 트리올 10~20 중량%를 포함하는 다가 알코올을 무수산 40~50 중량% 및 지방족산 50~60 중량% 포함하는 다염기산과 축합 중합시켜 수산기값이 45~65mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 유리전이온도가 5~20℃이며 중량평균분자량(Mw)이 2,500~3,500인 폴리에스테르 수지를 제조하고, 상기 폴리에스테르 수지 50~60 중량% 및 아크릴 단량체 40~50 중량%를 그래프트(graft) 시켜서 중량평균분자량(Mw) 5,000~7,000, 수산기값이 50~60mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 및 유리전이 온도가 10~20℃ 범위인 아크릴 변성 폴리에스테르 수지를 제조할 수 있다.
상기 인계 단량체는 상기 투명지층(200)과의 부착성을 향상시키고 방청성을 향상시키기 위하여 사용될 수 있는데, 본 발명에서 상기 인계 단량체로는 모노 알킬 포스페이트(Mono alkyl phosphate) 또는 디알킬 포스페이트(Di alkyl phosphate) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있는데, 구체적으로는 상기 인계 단량체는 비스[2-(메타크릴로일옥시)에틸] 포스페이트(Bis[2-(methacryloyloxy)ethyl] phosphate, DMEP), 2-(메타크릴로일옥시)에틸포스페이트 (2-(methacryloyloxy) ethyl phosphate, MMEP) 및 트리스 2-(메타크릴로일옥시)에틸 포스페이트(Tris(2-methacryloyloxy)ethyl phosphate, TMEP)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 용매는 잉크 조성물을 균일하게 혼합하고 점도를 조절하기 위하여 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 용매로는 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올, 디메틸에테르 및 부틸알코올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
이어서, 상기 인쇄지층(300) 상에 상기 인쇄지층(300)을 보호하기 위하여 투명지층(200)이 형성될 수 있다.
상기 투명지층(200)은 두께가 0.02 내지 0.05㎜인 공지의 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름이 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 공지의 무연신폴리프로필렌 필름은 보통 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE: Linear Low Density Polyethylene) 수지 38~42wt%, 균일폴리프로필렌(Homogenius Polypropylene) 수지 16~24wt%, 탄산칼슘(CaCO3) 38~42wt%로 구성되어 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 투명지층(200)으로 사용되는 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름의 구성은 공지의 기술인 바, 설명의 편의 및 명확성을 위하여 상기 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 시트층(500), 접착층(400), 인쇄지층(300) 및 투명지층(200)을 열압착하여 성형할 수 있다.
본 발명에서는 상기 시트층(500), 접착층(400), 인쇄지층(300) 및 투명지층(200)을 위치시킨 후 고온의 프레스(Hot Press)를 이용하여 일정한 압력으로 가압함으로써 진행될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 상기 시트층(500), 접착층(400), 인쇄지층(300) 및 투명지층(200)을 위치시킨 후 120 내지 180℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 10 내지 20kgf/m2의 압력으로 50 내지 100분 동안 가압함으로써 상기 시트층(500), 접착층(400), 인쇄지층(300) 및 투명지층(200)을 열압착하여 접착시킬 수 있다.
그 다음으로, 상기 투명지층(200) 상에 코팅층(100)을 형성할 수 있다.
상기 코팅층(100)은 상기 투명지층(200)의 상부를 보호하고 도막의 내마모성을 향상시키기 위하여 형성될 수 있는데, 상기 코팅층(100)은 UV 경화형 도료 조성물을 상기 투명지층(200) 상에 코팅한 후, UV 코팅 장치에서 200 내지 400mJ/cm2 조사량의 유브이(UV) 램프로 경화하여 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 코팅층(100)을 형성하는 상기 UV 경화형 도료 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 광개시제 및 용제를 일정 중량 비율로 혼합하여 제조될 수 있는데, 상기 UV 경화형 도료 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 내지 45 중량부, 실리카(SiO2) 5 내지 10 중량부, 알루미나(Al2O3) 3 내지 7 중량부 및 광개시제 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 배합되어 포함될 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 UV 경화형으로, UV 경화형 도료 조성물 전체 함량 중에서 25 내지 45 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 25 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 경화성에 문제가 발생할 수 있고, 45 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 조성물의 점도를 조절하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
상기 실리카(SiO2) 및 알루미나(Al2O3)는 내마모성을 향상시키기 위한 충진제 및 마모제로 사용되는 것으로, 본 발명에서 상기 실리카는 UV 경화형 도료 조성물 전체 함량 중에서 5 내지 10 중량부가 포함되고, 상기 알루미나는 3 내지 7 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 실리카 및 알루미나가 상기한 하한 범위 미만으로 포함되는 경우에는 충분한 내마모성을 얻기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 상기한 상한 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 조성물의 경도가 지나치게 증가하여 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 광개시제는 UV에 의해 발생하는 라디칼을 활성화시켜 중합 반응시키기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 광개시제로는 공지의 UV 광개시제가 사용될 수 있고, 예를 들어, 상기 광개시제로는 벤조페논계(B.P), 벤질케탈계(IC-651, BDK) 및 아세토페논계(IC-184, HP-8)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
이어서, 상기 시트층(500) 하부에 점착 프라이머층(600)을 형성할 수 있다.
상기 점착 프라이머층(600)은 욕실이나 콘크리트로 형성된 바닥면, 벽면 또는 기존에 장판이나 타월과 같은 바닥재가 형성된 바닥면과의 접착력을 향상시키기 위하여 형성될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일(10)은 사용자가 욕실이나 콘크리트로 형성된 바닥면, 벽면 또는 기존에 장판이나 타월과 같은 바닥재가 형성된 바닥면의 형상 및 규격에 맞도록 사용자가 임의로 절단하여 용이하게 부착할 수 있는데, 사용자는 상기 욕실이나 콘크리트로 형성된 바닥면, 벽면 또는 기존에 장판이나 타월과 같은 바닥재가 형성된 바닥면의 상부에 접착제를 도포한 후, 상기 바닥면의 형상 및 규격에 맞도록 사용자가 임의로 절단한 바닥 타일을 부착함으로써 전문적인 기술이 없는 사용자도 편리하게 시공할 수 있다.
본 발명에서 상기 점착 프라이머층(600)은 에폭시 수지(Epoxy Resin), 불소 변성 폴리우레탄(Polyurethane), 탈크(Talc) 및 폴리아미드 수지(Polyamide Resin)를 혼합하여 제조될 수 있다.
즉, 본 발명에서 상기 점착 프라이머층(600)은 에폭시 수지 25 내지 45 중량부, 불소 변성 폴리우레탄 5 내지 15 중량부, 탈크 3 내지 8 중량부, 폴리아미드 수지 15 내지 25 중량부 및 이소포론디아민 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 배합되어 혼합될 수 있다.
상기 에폭시 수지는 접착력이 우수하고, 바람직하게는 비스페놀(Bisphenol) A형 에폭시 수지가 사용될 수 있는데, 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 175 내지 180인 비스페놀 A형 에폭시 수지와 에폭시 당량이 650 내지 750인 비스페놀 A형 에폭시 수지의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 에폭시 수지는 점착 프라이머층(600)을 형성하는 조성물 전체 함량 중에서 25 내지 45 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 에폭시 수지가 25 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 점착 프라이머층(600)에서 요구되는 충분한 접착력을 제공하기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 45 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 접착성은 증가하나 점착 프라이머층(600)의 시공성 및 내구성을 감소시키는 문제가 발생할 수 있다.
상기 불소 변성 폴리우레탄은 탄성, 내마모성, 가공성이 우수하고, 점착 프라이머층(600)을 형성하는 조성물 전체 함량 중에서 5 내지 15 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 불소 변성 폴리우레탄이 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 점착 프라이머층(600)의 내마모성이나 가공성, 탄성 등의 증진 효과가 미미하고, 15 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 점착 프라이머층(600)의 물성이 저하되고 점착 프라이머층(600)의 시공성 및 내구성을 감소시키는 문제가 발생할 수 있다.
상기 불소 변성 폴리우레탄의 제조는 싸이클로헥실디이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프리폴리머는 50 내지 70 중량%, 2-(퍼플로로옥틸)에탄올 10 내지 20 중량%, 2-(퍼플로로데실)에탄올 5 ~ 15 중량% 및 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플로로프로판 10 내지 20 중량%를 혼합한 원료를 30 내지 40℃에서 1 내지 3시간 동안 반응시켜 고형분 90 중량%의 불소 변성 폴리우레탄을 제조할 수 있다.
상기 불소 변성 폴리우레탄의 제조에서 상기 싸이클로헥실디이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프리폴리머는 이소시아네이트(NCO) INDEX가 3 내지 3.5이고, 이론 이소시아네이트(NCO) 중량%가 16~17 범위에서 제조한 무게평균분자량이 70000~90000인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 2-(퍼플로로옥틸)에탄올은 분자량 464, 비중 1.70, 녹는점 42~44℃, 끓는점 95~105℃인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 2-(퍼플로로데실)에탄올은 분자량 564, 비중 1.71, 녹는점 92~93℃, 끓는점 111~115℃인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플로로프로판은 분자량 336, 녹는점 154~162℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 탈크(Talc)는 무기 충진제로 사용되고, 점착 프라이머층(600)의 겉보기 점도를 높여 초기 점착을 증가시키며, 점착 프라이머층(600)의 점도를 조절하고, 경화시 수축, 팽창을 감소시켜 시공성 및 접착력을 향상시키며, 점착 프라이머층(600)의 내열성 및 내구성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
상기 탈크(Talc)는 일반적으로 단사정계(單斜晶系)에 속하는 광물로서 화학성분은 Mg3Si4O10(OH)2이며 판상(板狀) 또는 섬유상 집합체를 이룬다. 층상구조 광물로서 굳기는 1.0, 비중은 2.58~2.83이다. 순수한 것은 백색을 띄고 진주광택이 있으며 조개껍질은 한 방향으로 완전하다. 가장 부드러운 광물로서 지감(脂感)이 있다. 가열하면 700~900℃에서 각섬석구조가 되고, 1,000~1,200℃에서는 휘석구조가 되며 1,250~1,350℃에서는 단사완화휘석과 크리스토발라이트로 분해된다. 초염기성암에 수반되는 경우와 규질(硅質) 돌로마이트의 접촉변성작용에 의해 생성되는 경우가 있다.
본 발명에서 상기 탈크는 입자 크기가 10 내지 300㎛이고, 점착층(200)을 형성하는 조성물 전체 함량 중에서 3 내지 8 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 탈크가 상기한 하한 범위 미만으로 포함되는 경우에는 점착 프라이머층(600)의 접착의 점도를 조절하기 어렵고 경화시 점착 프라이머층(600)의 수축, 팽창 효과가 미미한 문제가 발생할 수 있고, 상기한 상한 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 점착 프라이머층(600)의 물성이 저하되고 시공성 및 접착력이 떨어지며, 점착 프라이머층(600)의 점도 및 변성이 높아져 작업성 및 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다.
상기 폴리아미드 수지는 경화능 향상과 접착력 향상을 위하여 아민가 250 내지 350mgKOH/g, 점도 3,500cps(25℃) 내지 90,000cps(25℃)인 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 폴리아미드 수지는 점착 프라이머층(600)을 형성하는 조성물 전체 함량 중에서 5 내지 15 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 폴리아미드 수지가 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 원하는 접착성이 약해 욕실이나 바닥면의 표면에 견고하게 부착되기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 15 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 상기 에폭시 수지와의 겔화 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 점착 프라이머층(600) 하부에 박리지층(700)을 형성할 수 있다.
상기 박리지층(700)은 시트(Sheet) 형태로 제조되는 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일(10)에서 접착력이 있는 점착 프라이머층(600)이 서로 부착되는 것을 방지하고, 외부의 이물질이 상기 점착 프라이머층(600)에 부착되거나, 상기 점착 프라이머층(600)을 오염시키는 것을 방지하기 위하여 구비될 수 있다.
본 발명에서 상기 박리지층(700)은 접착력 또는 점착력이 있는 점착 프라이머층(600)을 보호할 수 있는 통상의 공지된 박리지가 사용될 수 있는바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 상기 공지된 박리지층(700)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기와 같은 제조방법으로 제조된 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일(10)은 1.0 내지 2.0mm의 두께로 형성되고, 내구성 및 접착력이 향상될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 친환경 DIY 바닥 타일에 대한 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
< 실시예 >
먼저, ABS 수지를 시트 형상으로 압출하여 시트층을 형성하였다.
다음으로, 상기 시트층 상부에 접착층을 형성하였는데, 상기 접착층은 멜라민 수지를 이용하였고, 상기 멜라민 수지는 상기 시트층 상에 25 내지 30g/m2의 도포량으로 도포되었다.
그 다음으로, 상기 시트층 상에 80g/m2의 평균 평량을 가지는 종이 원단으로 인쇄지층을 형성하였고, 잉크 안료 10 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 25 중량부, 인계 단량체 8 중량부 및 용매 60 중량부의 중량 비율로 혼합된 잉크를 이용하여 일정한 무늬가 인쇄되도록 하였다.
이어서, 상기 인쇄지층 상에 두께가 0.04㎜인 공지의 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름을 사용하여 투명지층을 형성하였고, 150℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 15kgf/m2의 압력으로 80분 동안 가압하여 상기 시트층, 접착층, 인쇄지층 및 투명지층을 열압착하여 접착시켰다.
그 다음으로, 상기 투명지층 상에 코팅층을 형성하였는데, 상기 코팅층은 우레탄 아크릴레이트 올리고머 35 중량부, 실리카(SiO2) 8 중량부, 알루미나(Al2O3) 5 중량부 및 광개시제 3 중량부의 중량 비율로 배합하여 투명지층 상에 도포한 후, UV 코팅 장치에서 300mJ/cm2 조사량의 유브이(UV)를 조사하여 경화시켜 제조하였다.
이어서, 상기 시트층 하부에 점착 프라이머층을 형성하였는데, 상기 점착 프라이머층은 에폭시 수지 30 중량부, 불소 변성 폴리우레탄 10 중량부, 탈크 5 중량부, 폴리아미드 수지 20 중량부 및 이소포론디아민 10 중량부의 중량 비율로 배합하여 제조하였다.
다음으로, 상기 점착 프라이머층 하부에 박리지층을 형성함으로써, 1.5mm 두께의 친환경 DIY 바닥 타일을 제조하였다.
그 다음으로, 상기 1.5mm 두께의 친환경 DIY 바닥 타일을 접착제가 도포된 콘크리트로 형성된 바닥면에 부착함으로써, 본 발명에 따른 친환경 DIY 바닥 타일을 현장에 시공하였다.
상기 실시예와 같이 시공된 친환경 DIY 바닥 타일의 물성을 측정하여 하기의 [표 1]에 나타내었다.
구분 실시예 시험방법
내찍힘성(mm) 115 드라이버 낙하
이상무 플라스틱 자
내캐스터성(caster, 의자바퀴) 이상무 55kg, 1000회 왕복
내스크래치성(N) 2.7 다이아몬드 칩
코인 스크래치성(coin scratch) 이상무 11kg x 500mm/sec
코인(coin) 찍힘성 이상무 1,000mm/sec
상기 [표 1]을 참조하면, 실시예와 같이 시공된 친환경 DIY 바닥 타일은 내구성이 향상되고, 또한, 사용자가 임의대로 절단하여 간편하게 부착하여 사용할 수 있으므로, 사용 편의성을 도모한 것을 확인할 수 있었다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10; 친환경 DIY 바닥 타일 100; 코팅층
200; 투명지층 300; 인쇄지층
400; 접착층 500; 시트층
600; 점착 프라이머층 700; 박리지층

Claims (2)

  1. 시트층을 형성하되, 상기 시트층은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 및 ABS 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 합성수지를 이용하여 제조되고,
    상기 시트층 상부에 멜라민 수지를 이용하여 접착층을 형성하되, 상기 멜라민 수지는 35 내지 40℃ 온도하에서 멜라민 25 내지 35 중량부, 포름알데히드 15 내지 35 중량부, 물 15 내지 25 중량부, 디에틸렌글리콜 1 내지 3 중량부 및 수산화나트륨 0.5 내지 2 중량부의 중량 비율로 혼합한 혼합 용액을 제조하여 상기 혼합 용액의 pH를 7.8 내지 8.3으로 조절한 후, 상기 혼합 용액을 90 내지 95℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 중합 반응시키고, 상기 중합된 반응물을 35 내지 40℃로 냉각하고 pH를 7.2 내지 7.7로 조절한 후 상기 냉각된 반응물에 상기 냉각된 반응물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 (5-Ethyl-2-methyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-5-yl)methyl dimethyl phosphonate P-oxide를 첨가하여 제조되고, 상기 멜라민 수지는 상기 시트층 상에 10 내지 50g/m2의 도포량으로 도포되며,
    상기 시트층 상에 종이 원단에 잉크를 이용하여 무늬가 형성된 인쇄지층을 형성하되, 상기 종이 원단은 50 내지 100g/m2의 평균 평량을 가지고, 상기 잉크는 잉크 안료 5 내지 15 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 20 내지 30 중량부, 인계 단량체 5 내지 10 중량부 및 용매 50 내지 70 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조되고,
    상기 인쇄지층 상에 투명지층을 형성하되, 상기 투명지층은 두께가 0.02 내지 0.05㎜인 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름이 사용되며,
    상기 시트층, 접착층, 인쇄지층 및 투명지층을 열압착하여 성형하되, 상기 시트층, 접착층, 인쇄지층 및 투명지층을 120 내지 180℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 10 내지 20kgf/m2의 압력으로 50 내지 100분 동안 가압함으로써 상기 시트층, 접착층, 인쇄지층 및 투명지층을 열압착하여 접착하고,
    상기 투명지층 상에 코팅층을 형성하되, 상기 코팅층은 UV 경화형 도료 조성물을 상기 투명지층 상에 코팅한 후, UV 코팅 장치에서 200 내지 400mJ/cm2 조사량의 유브이(UV) 램프로 경화하여 제조하고, 상기 UV 경화형 도료 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고머 25 내지 45 중량부, 실리카(SiO2) 5 내지 10 중량부, 알루미나(Al2O3) 3 내지 7 중량부 및 광개시제 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 배합되어 제조되며,
    상기 시트층 하부에 점착 프라이머층을 형성하되, 상기 점착 프라이머층은 에폭시 수지 25 내지 45 중량부, 불소 변성 폴리우레탄 5 내지 15 중량부, 탈크 3 내지 8 중량부, 폴리아미드 수지 15 내지 25 중량부 및 이소포론디아민 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 배합되어 제조되는 것을 특징으로 하는 친환경 DIY 바닥 타일의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 디올 80~90 중량% 및 트리올 10~20 중량%를 포함하는 다가 알코올을 무수산 40~50 중량% 및 지방족산 50~60 중량% 포함하는 다염기산과 축합 중합시켜 수산기값이 45~65mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 유리전이온도가 5~20℃이며 중량평균분자량(Mw)이 2,500~3,500인 폴리에스테르 수지를 제조하고, 상기 폴리에스테르 수지 50~60 중량% 및 아크릴 단량체 40~50 중량%를 그래프트(graft) 시켜서 중량평균분자량(Mw) 5,000~7,000, 수산기값이 50~60mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 및 유리전이 온도가 10~20℃ 범위인 아크릴 변성 폴리에스테르 수지를 제조하고,
    상기 인계 단량체는 비스[2-(메타크릴로일옥시)에틸] 포스페이트(Bis[2-(methacryloyloxy)ethyl] phosphate, DMEP), 2-(메타크릴로일옥시)에틸포스페이트 (2-(methacryloyloxy) ethyl phosphate, MMEP) 및 트리스 2-(메타크릴로일옥시)에틸 포스페이트(Tris(2-methacryloyloxy)ethyl phosphate, TMEP)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되며,
    상기 용매는 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올, 디메틸에테르 및 부틸알코올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상이 사용되는 것을 특징으로 하는 친환경 DIY 바닥 타일의 제조방법.
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