KR101760755B1 - 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법 - Google Patents

내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 강마루용 고밀도 섬유판(HDF)과 멜라민수지 함침 크라프트지를 고열 고압으로 압착 성형하고, 세라믹 성분이 포함된 UV 도료를 코팅하여 강마루용 바닥판재를 제조함으로써, 찍힘이나 긁힘이 현저하게 개선되고 내마모성 및 내스크래치성이 강화되어 외부 충격에 의한 저항성을 향상시킬 수 있다.

Description

내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING HIGH PRESSURE LAMINATE FLOOR BOARD FOR IMPROVING ABRASION RESISTANCE}
본 발명은 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강마루용 고밀도 섬유판(HDF)과 멜라민수지 함침 크라프트지를 고열 고압으로 압착 성형하고, 세라믹 성분이 포함된 UV 도료를 코팅하여 강마루용 바닥판재를 제조함으로써, 찍힘이나 긁힘이 현저하게 개선되고 내마모성 및 내스크래치성이 강화되어 외부 충격에 의한 저항성을 향상시킨 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 바닥판재의 형태는 사용 목적에 따라 적층되는 목재판의 상호 적층 구조를 달리하여 다양하게 제시되고 있으며, 예를 들어, 원목마루, 합판마루, 강화마루, 강마루 등이 있다.
이 중에서도 강마루는 합판마루의 빈약한 내구성 및 긁힘성 등의 단점을 보완하고, 합판마루와 강화마루의 장점을 합쳐 마련된 판재로서, 나무 본연의 질감을 살리되, 고강도 표면 보호층을 제공하여 상대적으로 외부로부터의 충격에 강하도록 설계되고, 내수 합판을 활용하여 습기나 온도에 의한 구조 변형을 줄인 특징을 나타낸다.
이러한 강마루는 미세하게 분쇄된 목재를 혼합하여 고압으로 압축한 HDF(High density fiberboard) 표면에 원목무늬를 인쇄한 시트를 붙인 후 멜라민수지를 코팅, 고온 고압으로 함침하여 제조되는 것으로서, 이러한 강마루는 다양한 색상의 연출이 가능하고 내마모성 및 내구성이 좋아 표면의 손상이 거의 없으며 가격이 저렴한 편이고 시공시 유독성 접착제가 사용되지 않는다는 점에서 시장점유율이 매우 높은 편이다.
이러한 강마루의 장점을 강화하고, 다양한 기능성을 부가하기 위해 최근에는 강마루의 구조적, 표면 물성적 변형을 시도한 많은 연구가 보고되고 있는데, 이러한 기능성을 부가한 각종 강마루용 바닥판재의 경우, 단순히 표면상에 기능성 물질을 함유한 도료 조성물을 도포함으로써 기능성을 부가하는 구성이 대부분이므로, 지속적인 외부 충격이나 긁힘에 의해 바닥판재에 부가된 기능성이 저하되는 문제점이 있었다.
한편, 최근에는 강마루에 다양한 기능성을 부가하는 것 이외에, 강마루용 바닥판재 자체의 물성을 개선하기 위한 다양한 시도가 있어 왔는데, 예를 들어, 고밀도 섬유판(HDF)과 천연무늬목 단판, 천연무늬목 시트 또는 모자이크 무늬목 등과 같은 무늬목이 형성된 시트를 열압착하여 고밀도 섬유판의 일면에 시트가 열압착된 바닥판재를 제조할 때, 상기 고밀도 섬유판(HDF)이나 무늬목이 형성된 시트의 형상, 질감 및 촉감 등의 물성을 개선하기 위한 다양한 시도가 있어 왔다.
이에, 본 발명자는 강마루 바닥판재에 다양한 기능성을 부가하는 것 이외에, 종래 강마루 바닥판재와 비교하여 찍힘이나 긁힘에 대한 저항성이 더욱 개선되고 내마모성 및 내스크래치성이 강화된 강마루 바닥판재를 제조하기 위해 예의 노력한 결과, 강마루용 고밀도 섬유판(HDF)과 멜라민수지 함침 크라프트지를 고열 고압으로 압착 성형하고, 상기 시트 상에 세라믹 성분이 포함된 UV 도료를 코팅하여 강마루용 바닥판재를 제조함으로써, 물성이 더욱 향상된 강마루 바닥판재를 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
국내공개특허 제10-2017-0043218호(2017년 04월 21일 공개) 국내등록특허 제10-1725863호(2017년 04월 05일 등록) 국내등록특허 제10-1661022호(2016년 09월 22일 등록)
본 발명은 강마루용 고밀도 섬유판(HDF)과 멜라민수지 함침 크라프트지를 고열 고압으로 압착 성형하고, 세라믹 성분이 포함된 UV 도료를 코팅하여 강마루용 바닥판재를 제조함으로써, 찍힘이나 긁힘이 현저하게 개선되고 내마모성 및 내스크래치성이 강화되어 외부 충격에 의한 저항성을 향상시킨 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 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 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법은 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지를 준비한 후, 상기 고밀도 섬유판의 상부에 멜라민수지 함침 크라프트지를 적층하되, 상기 멜라민수지 함침 크라프트지는 크라프트지를 멜라민수지에 함침시켜 제조하고, 상기 크라프트지는 펄프 75 내지 85 중량% 및 입자 크기가 5 내지 10㎛인 이산화티탄 15 내지 25 중량%가 혼합되어 구성되고, 평량이 100 내지 500g/m2이며, 상기 멜라민수지는 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 제조되며, 상기 적층된 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지를 열압착 성형하되, 상기 고밀도 섬유판의 일측면에 멜라민수지 함침 크라프트지를 적층한 후 120 내지 180℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 10 내지 20kgf/m2의 압력으로 100 내지 500초 동안 가압하고, 상기 열압착된 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지를 냉각하되, 상기 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지의 냉각은 pH 7.5 내지 8.5 및 온도 5 내지 10℃의 지하수를 이용하여 10 내지 100초 동안 침지시켜 냉각시키는 수냉 방식을 수행한 후, 이어서 온도 10 내지 20℃의 에어를 분사하여 5 내지 15분 동안 냉각시키는 공냉 방식을 혼용하여 냉각하며, 상기 냉각된 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지를 건조하여 상기 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지에 침투되어 있는 수분을 제거하되, 상기 냉각된 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지를 100 내지 150mm의 두께 단위로 적재한 후 13 내지 17℃의 건조실에서 60 내지 120분 동안 건조하고, 상기 건조된 멜라민수지 함침 크라프트지 상에 표면장식층을 형성하되, 상기 표면장식층은 PVC 또는 종이 원단 상에 접착력을 가지는 잉크를 이용하여 무늬를 인쇄하며, 상기 표면장식층 상에 투명지층을 형성하되, 상기 투명지층은 두께가 0.02 내지 0.05㎜인 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름이 사용되고, 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 제조된다.
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 포함될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법은 강마루용 고밀도 섬유판(HDF)과 멜라민수지 함침 크라프트지를 고열 고압으로 압착 성형하고, 세라믹 성분이 포함된 UV 도료를 코팅하여 강마루용 바닥판재를 제조함으로써, 찍힘이나 긁힘이 현저하게 개선되고 내마모성 및 내스크래치성이 강화되어 외부 충격에 의한 저항성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 강마루 바닥판재는 종래의 강마루 바닥판재보다 내구성이 더욱 향상되어 고부가가치를 창출할 수 있고 강마루 바닥판재의 고품질화 및 강마루 시장의 고급화가 가능하다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 상부면(일측면)을 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 하부면(타측면)을 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 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따라 제조된 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 상부면(일측면)을 보여주는 사진이며, 도 3은 본 발명에 따라 제조된 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 하부면(타측면)을 보여주는 사진이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 강마루 바닥판재(10)를 제조하기 위하여, 먼저, 고밀도 섬유판(HDF)(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 준비하고, 상기 고밀도 섬유판(100)의 상부에 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 적층할 수 있다.
본 발명에서는 강마루 바닥판재(10)를 제조하기 위하여 3 내지 9mm의 두께를 가지는 고밀도 섬유판(HDF)(100)을 이용할 수 있는데, 상기 강마루 바닥판재(10)에 사용되는 고밀도 섬유판(HDF)은 합판마루의 빈약한 내구성 및 긁힘성 등의 단점을 보완하고, 합판마루와 강화마루의 장점을 합쳐 마련된 바닥판재로서, 나무 본연의 질감을 살리되 고강도 표면 보호층을 제공하여 상대적으로 외부로부터의 충격에 강하도록 설계되고, 내수 합판을 활용하여 습기나 온도에 의한 구조 변형을 줄인 특징을 나타낼 수 있다.
상기 멜라민수지 함침 크라프트지(200)는 상기 고밀도 섬유판 상부에 적층되어 상기 고밀도 섬유판(100)의 표면을 보호하기 위하여 구비되는 것으로, 크라프트지를 멜라민수지에 함침시켜 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 크라프트지는 펄프 75 내지 85 중량% 및 입자 크기가 5 내지 10㎛인 이산화티탄 15 내지 25 중량%가 혼합되어 구성되고, 평량이 100 내지 500g/m2인 것으로, 상기 고밀도 섬유판(100)의 표면을 가려주는 특성, 즉 은폐성이 뛰어나므로 다양한 색상을 표현할 수 있으며, 상기 이산화티탄 이외에 다양한 색상을 나타낼 수 있는 첨가물이 첨가될 수도 있다.
즉, 상기 크라프트지는 다양한 색상을 연출할 수 있어 강마루 바닥판재(10)의 재단면 또는 상부에 위치하는 표면장식층(300)과 동일 또는 유사한 색상으로 연출할 수 있으므로 보다 고급스러운 장식효과를 연출할 수 있는데, 상기 크라프트지는 제조하려는 고밀도 섬유판(100)의 두께에 따라 한 장 또는 복수 장을 사용할 수 있다.
상기 멜라민수지는 일정한 온도 및 압력하에서 가압함으로써 상기 크라프트지를 상기 고밀도 섬유판(100)의 일측면에 접착하기 위하여 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 멜라민수지는 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 멜라민수지 함침 크라프트지(200)는 멜라민수지가 상기 크라프트지에 50 내지 300g/m2의 도포량으로 도포되도록 함침시켜 사용할 수 있는데, 상기 멜라민수지의 도포량이 50g/m2 미만으로 도포되는 경우에는 하기의 열압착 성형 공정에서 충분한 접착력을 제공하기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 300g/m2를 초과하여 도포되는 경우에는 하기의 열압착 공정이 지연되고 고밀도 섬유판(100)이 벤딩(bending)되어 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 적층된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 열압착 성형할 수 있다.
본 발명에서는 상기 고밀도 섬유판(100)의 일측면에 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 위치시킨 후 고온의 프레스(Hot Press)를 이용하여 일정한 압력으로 가압함으로써 진행될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 상기 고밀도 섬유판(100)의 일측면에 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 적층한 후 120 내지 180℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 10 내지 20kgf/m2의 압력으로 100 내지 500초 동안 가압함으로써 상기 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 상기 고밀도 섬유판(100)의 일측면에 열압착하여 접착시킬 수 있다.
종래에는 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 열압착하여 강마루 바닥판재(10)를 제조하는 경우에, 상기 고밀도 섬유판(100)의 일측면에 멜라민 시트를 위치시킨 후 고온 및 고압의 프레스(Hot Press)로 상기 멜라민수지를 녹여 접착하였는데, 상기와 같은 종래 기술에 따르면 고온 및 고압의 프레스(Hot Press)에 의한 열압착으로 제조되는 강마루 바닥판재(10)의 벤딩(bending) 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 상술한 바와 같은 도포량, 온도, 압력 및 시간으로 한정하여 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 열압착하여 강마루 바닥판재(10)를 제조함으로써, 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)의 접착력을 강화함과 동시에 제조되는 강마루 바닥판재(10)의 벤딩(bending) 현상이 발생하는 것을 해결할 수 있다.
그 다음으로, 상기 열압착된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 냉각할 수 있다.
본 발명에서 상기 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)의 냉각은 pH 7.5 내지 8.5 및 온도 5 내지 10℃의 지하수를 이용하여 10 내지 100초 동안 침지시켜 냉각시키는 수냉 방식을 수행한 후, 이어서 온도 10 내지 20℃의 에어를 분사하여 5 내지 15분 동안 냉각시키는 공냉 방식을 혼용하여 이용할 수 있다.
즉, 본 발명에서 상기 수냉은 열압착된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 지하수를 이용하여 냉각하는 것으로, 상기 열압착된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)가 안정적으로 냉각되어 경화됨과 동시에 냉각에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는데, 상기 열압착된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)의 수냉 공정은 pH 7.5 내지 8.5 및 온도 5 내지 15℃의 지하수를 이용하여 10 내지 100초 동안 침지시켜 냉각시킴으로써 수행될 수 있다.
본 발명에서 상기 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)의 냉각이 상기한 하한 범위 미만으로 수행되는 경우에는 상기 열압착된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)가 충분히 냉각되어 경화되기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 상기한 상한 범위를 초과하여 수행되는 경우에는 상기 열압착된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)로 수분이 과도하게 침투되어 제조되는 강마루 바닥판재(10)의 물성이 나빠지고, 건조시 수축, 팽창 등 바닥판재(10)의 물리적인 변형이 유발될 수 있다.
상기 지하수(地下水, subsurface water)는 지하의 지층이나 암석 사이의 빈틈을 채우고 있거나 흐르는 물을 의미하는 것으로, 상기 지하수에는 각종 미네랄이 함유되어 있는데, 본 발명에서는 상기 지하수를 이용하여 상기 열압착된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 냉각시킴으로써 고온 및 고압으로 열압착된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)가 안정적으로 경화될 수 있게 하고, 또한, 상기 지하수에 함유되어 있는 미네랄 성분이 상기 열압착된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)의 표면에 부착됨으로써, 상기 열압착된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)가 외부의 압력에 의해 쉽게 변형되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 상기 냉각된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 건조하여 상기 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)에 침투되어 있는 수분을 제거할 수 있다.
본 발명에서는 상기 냉각된 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)를 100 내지 150mm의 두께 단위로 적재한 후 13 내지 17℃의 건조실에서 60 내지 120분 동안 건조할 수 있는데, 상기 건조가 상기한 하한 범위 미만에서 수행되는 경우에는 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)가 충분하게 건조되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 상기한 상한 범위를 초과하여 수행되는 경우에는 과도한 건조에 의해 상기 고밀도 섬유판(100)과 멜라민수지 함침 크라프트지(200)의 변형이나 건조 수축 등과 같이 물성이 나빠지는 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 건조된 멜라민수지 함침 크라프트지(200) 상에 표면장식층(300)을 형성할 수 있다.
상기 표면장식층(300)은 PVC 또는 종이 원단에 다양한 무늬를 인쇄하여 제조될 수 있는데, 상기 표면장식층(300) 상에 위치하는 투명지층(400)과의 접착력을 위하여 상기 PVC 또는 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-(메타크릴옥시)에틸] 포스페이트(Bis[2-(methacyloyloxy)ethyl] phosphate, DMEP), 2-(메타크릴옥시)에틸포스페이트 (2-(methacryloyloxy) ethyl phosphate, MMEP) 및 트리스 2-(메타크릴옥시)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.
그 다음으로, 상기 표면장식층(300) 상에 상기 표면장식층(300)을 보호하기 위하여 투명지층(400)을 형성할 수 있다.
상기 투명지층(400)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(400)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.
이어서, 상기 투명지층(400) 상에 코팅층(500)을 형성할 수 있다.
상기 코팅층(500)은 상기 투명지층(400)의 상부를 보호하고 도막의 내마모성을 향상시키기 위하여 형성될 수 있는데, 상기 코팅층(500)은 UV 경화형 도료 조성물을 상기 투명지층(400) 상에 코팅한 후, UV 코팅 장치에서 200 내지 400mJ/cm2 조사량의 유브이(UV) 램프로 경화하여 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 코팅층(500)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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
< 실시예 >
먼저, 고밀도 섬유판 상부에 멜라민수지 함침 크라프트지를 적층한 후 150℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 15kgf/m2의 압력으로 200초 동안 가압하여 상기 멜라민수지 함침 크라프트지가 고밀도 섬유판에 열압착 되도록 접착시켰다.
다음으로, 상기 열압착된 고밀도 섬유판 및 멜라민수지 함침 크라프트지를 pH 8 및 온도 8℃의 지하수에서 50초 동안 침지시킨 후 15℃의 에어를 이용하여 10분 동안 냉각하였고, 15℃의 건조실에서 100분 동안 건조하였다.
그 다음으로, 상기 건조된 멜라민수지 함침 크라프트지 상에 표면장식층을 형성하였는데, 상기 표면장식층은 PVC에 접착력을 가지는 잉크를 이용하여 일정한 무늬를 인쇄하였고, 두께가 0.04mmdls 공지의 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름을 이용하여 상기 표면장식층 상에 투명지층을 형성하였다.
이어서, 상기 투명지층 상에 우레탄 아크릴레이트 올리고머 30 중량부, 실리카(SiO2) 8 중량부, 알루미나(Al2O3) 5 중량부 및 광개시제 3 중량부의 중량 비율로 배합된 UV 경화형 도료 조성물을 도포한 후 300mJ/cm2 조사량의 유브이(UV) 램프로 경화함으로써, 본 발명에 따른 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재를 제조하였다.
상기 실시예와 같이 제조된 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기의 [표 1] 내지 [표 3]에 나타내었다.
< 내마모성 실험 >
시험 방법 : KS F 3126 기준, (초기마모도+최종마모도)/2 = 350회 이상이면 합격
시료 규격 : 지름 100mm 실험용 원판을 제작하여 실험
품질 기준 : 마모륜 S-42로 회전수 200마다 새 마모륜으로 교체하여 실험
시험항목 마모륜 시험결과 결과 비고
초기 마모점 최종 마모점
내마모성 S-42 480회 600회 540회 합격
상기 [표 1]을 참조하면, 실시예에 따라 제조된 강마루 바닥판재의 내마모성 실험에서 초기 마모점은 480회이고, 최종 마모점은 600회를 나타냈고, 우수한 내마모성 특성을 보임을 확인할 수 있었다.
< 치수변화율 실험 >
시험 방법 : KS F 3216 치장목질 마루판 시험 참조, 20℃ 온도의 물에서 24시간 투입 후 길이 변화율(%) 측정
시료 규격 : 마루의 원장 사이즈
시험 항목 투입 전(mm) 투입 후(mm) 결과(길이변화율 %)
치수 변화율 800 801 0.125%
상기 [표 2]를 참조하면, 시료를 20℃ 온도의 물에서 24시간 투입 후 길이 변화율(%)을 측정한 결과, 0.125%의 길이변화율을 나타내었고, 본 발명에 따라 제조된 강마루 바닥판재는 수분 등에 안정함을 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 : 강마루 바닥판재
100 : 고밀도 섬유판
200 : 멜라민수지 함침 크라프트지
300 : 표면장식층
400 : 투명지층
500 : 코팅층

Claims (2)

  1. 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지를 준비한 후, 상기 고밀도 섬유판의 상부에 멜라민수지 함침 크라프트지를 적층하되,
    상기 멜라민수지 함침 크라프트지는 크라프트지를 멜라민수지에 함침시켜 제조하고, 상기 크라프트지는 펄프 75 내지 85 중량% 및 입자 크기가 5 내지 10㎛인 이산화티탄 15 내지 25 중량%가 혼합되어 구성되고, 평량이 100 내지 500g/m2이며, 상기 멜라민수지는 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 제조되며,
    상기 적층된 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지를 열압착 성형하되,
    상기 고밀도 섬유판의 일측면에 멜라민수지 함침 크라프트지를 적층한 후 120 내지 180℃ 온도의 프레스 열판 온도에서 10 내지 20kgf/m2의 압력으로 100 내지 500초 동안 가압하고,
    상기 열압착된 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지를 냉각하되,
    상기 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지의 냉각은 pH 7.5 내지 8.5 및 온도 5 내지 10℃의 지하수를 이용하여 10 내지 100초 동안 침지시켜 냉각시키는 수냉 방식을 수행한 후, 이어서 온도 10 내지 20℃의 에어를 분사하여 5 내지 15분 동안 냉각시키는 공냉 방식을 혼용하여 냉각하며,
    상기 냉각된 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지를 건조하여 상기 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지에 침투되어 있는 수분을 제거하되,
    상기 냉각된 고밀도 섬유판과 멜라민수지 함침 크라프트지를 100 내지 150mm의 두께 단위로 적재한 후 13 내지 17℃의 건조실에서 60 내지 120분 동안 건조하고,
    상기 건조된 멜라민수지 함침 크라프트지 상에 표면장식층을 형성하되,
    상기 표면장식층은 PVC 또는 종이 원단 상에 접착력을 가지는 잉크를 이용하여 무늬를 인쇄하며,
    상기 표면장식층 상에 투명지층을 형성하되,
    상기 투명지층은 두께가 0.02 내지 0.05㎜인 무연신폴리프로필렌(CPP: Casting PolyPropylene) 필름이 사용되고,
    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 제조되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    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 포함되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 강화된 강마루 바닥판재의 제조방법.
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