KR101770868B1 - 내구성이 우수한 복합 투명 시트 및 이를 포함하는 바닥재 - Google Patents

내구성이 우수한 복합 투명 시트 및 이를 포함하는 바닥재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인테리어층을 보호하는 PLA 투명필름과 PVC 투명필름을 라미네이션하여 형성된 내구성이 우수한 복합 투명 시트 및 이를 포함하는 바닥재에 관한 것이다.
본 발명에 따른 복합 투명 시트는 제1투명층; 상기 제1투명층 상면에 형성되는 제2투명층; 및 상기 제1투명층 및 상기 제2투명층 사이에 개재되어, 상기 제1투명층과 상기 제2투명층을 결합시키는 바인더층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

내구성이 우수한 복합 투명 시트 및 이를 포함하는 바닥재 {COMPOSITE TRANSPARENT SHEET HAVING WITH EXCELLENT DURABILITY AND FLOORING MATERIAL COMPRISING THE SAME}
본 발명은 내구성이 우수한 복합 투명 시트 및 이를 포함하는 바닥재 에 관한 것으로 보다 상세하게는 인테리어층을 보호하는 PLA 투명필름과 PVC 투명필름을 라미네이션하여 형성된 내구성이 우수한 복합 투명 시트 및 이를 포함하는 바닥재에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 바닥재는 표면층을 기재층 상부에 인쇄하고 바닥재 사용 도중 인쇄층이 손상되는 것을 방지하기 위하여 그 위에 염화비닐 투명필름을 형성시킨다.
그러나, 폴리염화비닐(PVC)계 시트는 분자량의 한계가 있어서 바닥재로 오래 사용될 경우, 마모가 되거나 스크레치 등이 발생하여 인테리어성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명과 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제 10-2011-0099368호(2011. 09. 08. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 표면 내구성이 우수한 바닥 장식재 및 그 제조방법이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 PLA 투명필름과 PVC 투명필름을 라미네이션하여 복합 투명 시트로 형성하고, 내마모성 및 내스크래치성 등의 내구성이 우수한 바닥재를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 투명 시트는 제1투명층; 상기 제1투명층 상면에 형성되는 제2투명층; 및 상기 제1투명층 및 상기 제2투명층 사이에 개재되어, 상기 제1투명층과 상기 제2투명층을 결합시키는 바인더층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥재는 기재층; 상기 기재층의 상면에 형성되는 인쇄층; 상기 인쇄층에 형성되는 제1투명층; 상기 제1투명층의 상면에 형성되는 바인더층; 및 상기 바인더층의 상면에 형성되는 제2투명층;을 포함하고, 상기 바인더층은 제1투명층과 제2투명층을 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 내구성이 우수한 복합 투명 시트 및 이를 포함하는 바닥재는 바닥재의 인테리어층을 보호하는 투명필름을 PLA 투명필름과 PVC 투명필름을 라미네이션함으로써 상호 결합된 복합 투명 시트 포함하는바, 바닥재의 내마모성 및 내스크래치성 등의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 투명 시트를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 복합 투명 시트를 이용한 바닥재를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥재를 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하 본 발명에 따른 내구성이 우수한 복합 투명 시트 및 이를 포함하는 바닥재에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 투명 시트를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 복합 투명 시트(1)는 제1투명층(130), 바인더층(140) 및 제2투명층(150)을 포함하고, 상기 바인더층은 상기 제 1투명층과 상기 제 2투명층을 결합시킬 수 있다.
인테리어 필름을 보호할 목적으로 사용될 수 상기 복합 투명 시트는 가격이 상대적으로 높으나 내마모성이 우수한 제 1투명층과 가격이 저렴하고 치수안정성이 우수한 제 2투명층을 라미네이션함으로써 형성되었는바, 내마모성이 우수하고, 이를 바닥재에 적용함으로써 바닥재의 마모성을 약 30%이상 개선할 수 있다.
이때, 상기 제 1투명층과 상기 제 2투명층 사이의 상용성을 증가시키는 바인더층을 개재함으로써, 양자의 층간박리를 막음과 동시에 투명성을 구현할 수 있다.
상기 제1투명층(130)은 염화비닐(PVC, Polyvinyl Chloride) 투명필름일수 있다. 상기 복합 투명시트가 바닥재에 적용되는 경우 상기 제1투명층(130)은 인쇄층 상에 형성되어 부피감을 부여하고, 인쇄층의 상부면에 형성된 무늬 등을 보호하는 역할을 한다.
상기 제1투명층(130)은 0.10~1.0mm 두께를 가질 수 있다. 상기 제1투명층(130)이 0.10mm 미만의 두께를 가질 경우 상기 제 1투명층 하부에 형성될 인쇄층에 형성된 무늬를 효과적으로 보호할 수 없고 또한 부피감이 저하된다. 한편, 제1투명층(130)의 두께가 1.0mm를 초과하는 경우 더 이상의 효과 상승 없이 시트 제조 비용의 상승의 원인이 될 수 있다.
상기 제2투명층(150)은 바닥재의 내스크래치성이나 내마모성 등의 표면 품질을 향상시키고, 내오염성을 개선하기 위하여 최상부에 형성된다. 구체적으로, 상기 제2투명층(150)은 폴리락타이드(PLA, Polylactide) 투명필름 일 수 있다.
상기 PLA 투명 필름은 폴리락타이드(PLA, Polylactide) 수지로 형성될수 있다. 상기 PLA 수지는 락타이드 또는 락트산의 열가소성 폴리에스테르로서, 옥수수, 감자 등의 재생 가능한 식물 자원에서 추출한 전분을 발효시켜 제조되는 락트산을 중합시켜 제조될 수 있다. 이러한 PLA 수지는 사용 또는 폐기 과정에서 CO2 등의 환경 유해 물질의 배출량이 폴리염화비닐(PVC) 등의 석유기반 소재에 비해 월등히 적고, 폐기 시에도 자연 환경 하에서 용이하게 분해될 수 있는 친환경적인 특성을 가진다.
상기와 같은 PLA 수지는 통상적으로 D-PLA, L-PLA, D,L-PLA 또는 meso-PLA 등으로 구분될 수 있는데, 상기 PLA 투명필름이 포함하는 PLA 수지는 종류에 제한되지 않고, 이들을 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 제조할 수 있다.
한편, PLA수지 전술한 바와 같이, 락트산 또는 락타이드를 중합시켜 제조할 수 있으며, 필요에 따라서는 락트산 또는 락타이드와, 에틸렌글리콜 또는 프로필렌글리콜 등의 글리콜화합물, 에탄디오산(ethanedioic acid) 또는 테레프탈산 등의 디카복실산, 글리콜산 또는 2-히드록시벤조산 등의 히드록시카르본산, 카프로락톤 또는 프로피오락톤 등의 락톤류와 같은 적절한 공중합 성분이 추가로 공중합 될 수도 있다.
구체적으로, 상기 PLA 투명필름은 PLA수지 또는 PLA 수지에 합성 수지 등 기타 수지를 혼합한 블렌드 수지 등으로 형성될 수 있으며, PLA 수지를 가공하기 위하여 가공조제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 가공 조제로서, 아크릴계 공중합체가 이용될 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체는 용융 압출시 자체로서는 용융강도 또는 내열성이 좋지 않은 PLA 수지의 강도를 보강하여 가공성을 확보하는 역할을 한다. 또한 아크릴계 공중합체는 PLA 수지의 카렌더링, 프레스 가공시 등에도 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 상기 PLA 수지에는 용융 압출 등에서 침적물이나 가교물이 축적되는 것을 방지하기 위하여 활제를 더 사용할 수 있다.
상기 활제는 PLA 수지 성형 시에 카렌더 롤러 등의 금속 설비의 표면을 윤활시켜 유동성을 개선하고, 금속 설비와 수지의 점착을 방지하며, 슬립성을 향상시키고, 용융 점도를 조절하여, 성형 가공성, 특히 카렌더링 성형 가공성을 극대화할 수 있다.
이러한 활제는 다양한 종류가 있으나, 친환경 활제에 해당하는 고급지방산을 이용하며, 구체적으로는 탄소수 18의 포화 고급지방산인 스테아린산 또는 이상의 고급 지방산을 사용하며, 이들을 단독으로 혹은 2종 이상을 혼용하여 사용할 수 있다.
또한, PLA 수지의 가수분해에 의해 내충격성 등의 기계적 물성이 저하되는 것을 방지하기 위하여, PLA 수지에는 내가수분해제(anti-hydrolysis agent)가 추가적으로 첨가될 수 있다. 내가수분해제는 카보디이미드 (carbodiimide) 또는 옥사졸린이 이용될 수 있다.
예를 들어, 상기 PLA 투명필름은 PLA 수지 100중량부에 대하여, 비프탈레이트계 가소제 5~50중량부, 가공조제 0.1~20중량부를 포함하는 재질로 형성 될 수 있으며, PLA 수지 100중량부에 대하여, 활제로서 고급지방산 0.01~10중량부, 사슬 연장제(chain extender) 0.01~10중량부 및 내가수분해제(anti-hydrolysis agent) 10중량부 이하의 조성물 중 하나 이상을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제2투명층(150)은 0.01~1.0mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 제2투명층(150)이 0.01mm 미만의 두께로 형성되는 경우 내스크래치성 등의 물성 향상 효과를 기대하기 어렵고, 또한 제2투명층(150)이 1.0mm를 초과할 경우 표면처리층 형성에 과다한 제조비용이 소요되고, 바닥재의 외관 특성을 저하시킬 수 있는 문제점이 있다.
상기 바인더층(140)은 제1투명층(130)과 제2투명층(150) 사이에 개제될 수 있다. 상기 바인더층(140)은 제1투명층(130)과 제2투명층(150)의 밀착성을 향상시킬 수 있는바, 상기 제 1투명층(130) 상부에 그라비아 인쇄법에 의해 도포 및 건조되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 바인더층(140)은 폴리아크릴레이트계, 폴리아세테이트계, 이의 유도체 및 이의 공중합체 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 아크릴계 바인더는 고투명성의 특징을 가지면서 바인더로써 접착 안정성이 우수하며, 열가소성의 특성을 지니고 있어, 온도를 올리면 연화되는 특징이 있다.
상기 복합 투명 시트(1)는 제1투명층(130), 바인더층(140) 및 제2투명층(150)은 열 라미네이션에 의해 상호 결합 될 수 있다. 각층에 동일한 조건으로 열을 인가함으로써, 제 1투명층 및 제 2투명층이 바인더층에 의해 상호 결합될 수 있다.
상기, 열 라미네이션은 100~150℃의 온도범위에서 수행될 수 있다. 상기 열 라미네이션이 100℃미만의 온도에서 수행되는 경우에는 제1투명층(130), 바인더층(140) 및 제2투명층(150)이 잘 결합되지 않을 수 있으며, 온도가 150℃를 초과할 경우에는 PLA 투명필름이 포함하는 PLA수지가 용융점에 달하여 녹아내릴 수 있다.
도 2는 도 1의 복합 투명 시트를 이용한 바닥재를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 바닥재(10)는 기재층(110), 인쇄층(120), 제1투명층(130), 바인더층(140) 및 제2투명층(150)을 포함한다.
도 2에 도시된 바닥재(10)의 경우, 제1투명층(130), 바인더층(140) 및 제2투명층(150)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
상기 기재층(110)은 상부의 인쇄층(120) 및 제1, 2투명층(130,150)을 지지하고, 상부나 하부의 충격을 흡수하는 역할을 한다.
이러한 기재층(110)으로는 목질계 보드가 이용될 수 있다. 목질계 보드는 합판(Plywood), MDF(Medium Density Fiberboard), HDF(High Density Fiberboard), 파티클 보드, 케냐프 보드, 수지목분 혼합보드 등이 이용될 수 있다.
또한, 기재층(110)으로, 합성수지계 보드가 될 수 있다. 합성수지계 보드는 PVC(Poly Vinyl Choloride) 보드, PC(Poly Carbonate) 보드, PE(Poly Ethylene) 보드, PP(Poly Propylene) 보드, PET(Poly Ethylene Terephthalate) 보드, PETG(Poly Ethylene Terephthalate Glycol modified) 보드, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 보드, 아크릴(Acryl) 보드 등이 이용될 수 있다.
또한, 기재층(110)으로는 무기질계 보드가 이용될 수 있다. 무기질계 보드는 마그네슘 보드, 규소 보드, 석고 보드, CRC(Cellulose fiber Reinforced Cement Board) 보드 등이 이용될 수 있다. 상기 보드들은 단독으로 이용될 수 있으며, 2종 이상이 서로 적층된 형태일 수도 있다. 상기 보드들 중에서 합판(Plywood)을 포함하여 사용하는 것이 가장 바람직하다. 그 이유는 합판의 경우, 구조적 안정성이 우수하며, 또한 온돌난방과 같은 가열 환경에서 치수안정성 확보가 용이하기 때문이다.
상기 기재층(110)은 1.0~5.0mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 기재층(110)의 두께가 1.0mm 이하일 경우 상기 기능들을 제대로 수행할 수 없으며, 기재층(110)의 두께가 5.0mm를 초과할 경우 많은 PLA 수지 등의 사용으로 시트 제조 비용 상승의 원인이 된다.
인쇄층(120)은 기재층(110)의 상부에 형성되어, 상부 표면에 전사 인쇄, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 로터리 인쇄 또는 플렉소 인쇄, 잉크젯 인쇄 등의 다양한 방식으로 무늬를 형성함으로써 시트의 심미성을 부여하는 역할을 한다.
상기 인쇄층(120)은 0.01~0.3mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 인쇄층(120)의 두께가 0.01mm 미만일 경우 인쇄가 어려워질 수 있으며, 인쇄층(120)의 두께가 0.3mm를 초과할 경우에는 시트 제조 비용의 상승을 가져올 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥재를 개략적으로 나타는 것이다. 도 3을 참조하면, 바닥재는 기재층(110), 접착층(115), 인쇄층(120), 제1투명층(130), 바인더층(140), 제2투명층(150) 및 표면보호층(160)을 포함한다.
상기 기재층(110)과 상기 인쇄층(120) 사이에 접착층(115)을 더 포함할 수 있다. 상기 접착층(120)은 기재로 사용되는 보드와 치장층을 접착시켜 부착시키는 기능을 하며, 생산성과 작업성을 고려하여 에폭시계, 폴리우레탄계, 폴리이소시아네이트계, 폴리에스터계, 아크릴레이트계, 에틸렌-초산비닐공중합체, 폴리아미드계, 멜라민계, 합성고무계, 폴리비닐알콜계 수지 등이 사용 가능하며, 보다 바람직하게는 멜라민계, 우레탄아크릴레이트계, 폴리우레탄계 수지를 제시할 수 있다.
또한, 상기 제 2투명층(150)의 상부에는 표면보호층(160)을 더 포함할 수 있다, 상기 표면보호층(160)은 바닥재의 표면을 오염 등으로부터 보호하는 역할을 한다. 이러한 표면보호층(160)은 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 자외선(UV) 경화형 도료, 예를 들어 우레탄아크릴레이트계 도료 등이 제2투명층(150) 상부에 도포된 후, 자외선 조사에 의해 경화됨으로써 표면보호층(160)을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 바닥재의 제조
실시예
기재층으로 합판(Plywood)을 이용하고, PVC 투명필름과 PLA 투명필름을 캘린더링 공법으로 각각 제조하였다.
그 후, 각각의 PVC 투명필름의 최상부에 비닐아세테이트, 비닐아크릴레이트 코폴리머의 바인더를 그라비아 인쇄 공법으로 도포학, PVC 투명필름의 상부에 코팅된 바인더층 위에 PLA 투명필름을 140℃의 온도에서 열라미네이션 하여 복합 투명 시트를 제조하였다.
그 후에, 상기 복합 투명 시트 하부에 인쇄층과 기재층을 열 라미네이션으로 부착하여 바닥재를 제조하였다.
비교예
PVC 투명필름을 생략한 것 이외에는 실시예와 동일한 방법으로 바닥재를 제조하였다.
2. 물성 평가
하기 표 1은 실시예 및 비교예에 따른 바닥재에 대한 물성 평가에 대한 결과를 나타낸 것이다.
표면찍힘성
표면 찍힘성 평가를 위하여, 무게 110g의 일(-)자 드라이버를 측정 대상인 실시예 및 비교예에 따른 바닥재의 표면(수평면과 45°)에 자유 낙하시킬때 표면에 손상이 발생하는 최소 낙하 높이를 측정하였다. 낙하 높이가 증가할수록 표면 찍힘에 강한 특성을 나타낸다.
스크래치성
스크래치성 평가를 위하여, 클레멘스형 스크래치 경도 시험기를 사용하여 하중당(N) 실시예 1 및 비교예 1에 따른 바닥재의 표면이 긁히는 정도를 KS M3332의 3.15항 방법에 의해 측정하였다.
바닥재의 표면이 긁히는 최소 하중이 증가할수록 스크래치에 강한 특성을 나타낸다.
구분 표면찍힘 스크래치
실시예1 60cm 6N
비교예1 15cm 2N
표 1을 참조하면, 실시예에 따른 바닥재는 비교예에 비하여 찍힘성 및 내스크래치 등의 내구성이 우수하였다.
1: 복합투명시트 10, 20: 바닥재
110: 기재층 115: 접착층
120: 인쇄층 130: 제1투명층
140: 바인더층 150: 제2투명층
160: 표면보호층

Claims (14)

  1. 제1투명층;
    상기 제1투명층 상면에 형성되는 제2투명층; 및
    상기 제1투명층 및 상기 제2투명층 사이에 개재되어, 상기 제1투명층과 상기 제2투명층을 결합시키는 바인더층;을 포함하고,
    상기 제1투명층은 폴리염화비닐(PVC) 투명필름이고,
    상기 제2투명층은 폴리락타이드(PLA) 투명필름이며,
    상기 바인더층은 비닐아세테이트 및 비닐아크릴레이트 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 투명 시트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1투명층 및 상기 제2투명층은 각각의
    두께가 0.01~1.0mm인 것을 특징으로 하는 복합 투명 시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바인더층은
    상기 제 1투명층 상부에 그라비아 인쇄법에 의해 도포 및 건조되어 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 투명 시트.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1투명층, 상기 바인더층 및 상기 제2투명층은
    열 라미네이션에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 복합 투명 시트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열 라미네이션은 100~150℃의 온도범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 복합 투명 시트.
  9. 기재층;
    상기 기재층의 상면에 형성되는 인쇄층;
    상기 인쇄층에 형성되는 제1투명층;
    상기 제1투명층의 상면에 형성되는 제2투명층; 및
    상기 제1투명층 및 상기 제2투명층 사이에 개재되어, 상기 제1투명층과 상기 제2투명층을 결합시키는 바인더층;을 포함하고,
    상기 제1투명층은 폴리염화비닐(PVC) 투명필름이고,
    상기 제2투명층은 폴리락타이드(PLA) 투명필름이며,
    상기 바인더층은 비닐아세테이트 및 비닐아크릴레이트 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기재층은
    두께가 1.0~5.0mm인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 기재층은
    목질계 보드, 무기질계 보드 및 합성수지계 보드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 인쇄층은
    두께가 0.01 ~ 0.3mm인 것을 특징으로 하는 바닥재.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 기재층과 상기 인쇄층 사이에는
    접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제2투명층의 상부에는
    표면보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재.
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