KR101850083B1 - Opet 또는 cpet 무늬목 마루 바닥재 및 그 제조방법 - Google Patents

Opet 또는 cpet 무늬목 마루 바닥재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 OPET 또는 CPET 무늬목 마루 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후면에 반투명 목무늬를 인쇄한 OPET층 또는 CPET층과, 천연 그대로의 나무결을 갖는 합판(plywood, pw)층의 조합으로 천연 무늬목 마루의 효과를 구현할 수 있는 OPET 또는 CPET 무늬목 마루 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 높은 경도와 우수한 내마모성을 갖는 동시에 고가의 무늬목 접착 과정 없이도 천연 무늬목 마루의 효과를 구현할 수 있다.

Description

OPET 또는 CPET 무늬목 마루 바닥재 및 그 제조방법{OPET OR CPET WOOD PATTERN FLOOR MATERIALS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 OPET(Oriented Polyethylene Terephthalate) 또는 CPET(Crystallized PET) 무늬목 마루 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후면에 반투명 목무늬를 인쇄한 OPET층 또는 CPET층과, 천연 그대로의 나무결을 갖는 합판(plywood, pw)층의 조합으로 천연 무늬목 마루의 효과를 구현할 수 있는 OPET 무늬목 마루 바닥재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 실내바닥재는 건축물의 실내바닥면에 설치되어 이 바닥면에서 발생되는 습기와 냉기를 차단함은 물론 신체가 콘크리트면에 직접 접촉하는 것을 방지하고 인테리어 효과를 발휘하도록 함으로써 더욱 향상된 주거환경이 제공될 수 있도록 한 것이다.
상기한 바닥재의 재질로는 PVC와 같은 합성수지(合成樹脂)나 목재(木材) 등이 널리 사용되고 있으며, 상기한 합성 수지재질의 바닥재는 재질의 특성상 가공성(加工性) 및 성형성(成形性)이 우수하여 대량생산이 용이하고 가격이 저렴한 장점을 가지고 있다.
근래에 들어서는 수요자의 구매패턴이 점차 고급화되어 감에 따라 단순하게 실내바닥면을 커버하는 기능에서 벗어나서 부가적인 기능 즉, 인테리어효과를 더욱 향상시킬 수 있는 무늬목 바닥재에 대한 요구가 증대하고 있다.
종래 무늬목 마루 바닥재의 대부분은 PW(ply wood)의 상층에 별도의 고가의 무늬목을 접착하여 UV 도장 마감 처리를 하는 방법으로 제조되었다. 그러나 고가의 무늬목을 접착할 경우 별도의 비용(무늬목, 무늬목 접착)이 발생하며 무늬목 품질 관리에 어려움이 따른다. 또한 종래의 무늬목 마루 바닥재는 하중을 마루에 가했을 때 눌림 현상이 쉽게 발생하는 문제가 있고 내마모성 등의 물성이 크게 떨어지는 문제가 있었다.
대한민국공개특허 10-2004-0028307 대한민국공개특허 10-2011-0095626
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 높은 경도와 우수한 내마모성을 갖는 동시에 고가의 무늬목 접착 과정 없이도 천연 무늬목 마루의 효과를 구현할 수 있는, OPET 또는 CPET 무늬목 마루 바닥재 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명은, 합판층; 상기 합판층 위에 형성되는 투명 접착층; 상기 접착층 위에 형성되는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름층; 및 상기 필름층 위에 형성되는 하드코팅층을 포함하여 구성되고, 상기 필름층은 하면에 목무늬 인쇄층이 형성된 것을 특징으로 하는, PET 무늬목 마루 바닥재를 제공한다. 여기서 상기 PET는 OPET(Oriented Polyethylene Terephthalate) 및 CPET (Crystallized PET)일 수 있다. 여기서 OPET는 이축 연신 PET일 수 있다. OPET 또는 CPET는 무연신 GPET나 PVC보다 내열도가 아주 우수하고 표면 강도가 강하여 완제품 제조시 우수한 물성을 나타낼 수 있는 장점이 있다. 또한 OPET 또는 CPET 필름은 투명 필름일 수 있다.
상기 접착층은 불포화폴리에스테르수지, UV 흡수제 및 광안정제를 포함하여 구성되는 접착제로 형성될 수 있다.
상기 합판층은 다수개의 베니어를 열압착하여 제조된 것일 수 있다. 더욱 바람직하게는 5~7개의 베니어를 열압착하여 제조된 것일 수 있다.
여기서 OPET 필름층 또는 CPET 필름층은 23 ~ 250 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. OPET 또는 CPET 필름의 두께가 23 ㎛ 미만인 경우 경도 유지와 마모도 확보에 한계가 있다.
상기 합판층의 두께는 5 ~ 7.5 mm 일 수 있다. 종래에는 멜라민 마루의 벤딩을 막기 위해서 주로 7.5 mm를 주로 사용하였다. 그러나 본 발명에 따르면 두께를 낮추어 제작해도 벤딩이 발생하지 않는바, 본 발명에 따르면 원가 경쟁력 확보에 도움이 된다.
상기 하드코팅층은 UV 엠보 코팅으로 형성될 수 있다. UV 엠보 코팅은 OPET 또는 CPET 필름에 UV 도료를 슬롯다이(slot die)로 도포한 후 40 ~ 50 ℃의 열을 가해 가경화시킨 다음, 원하는 디자인의 엠보(embo)가 새겨진 스틸(steel)을 가압하여 코팅 면이 원하는 엠보가 각인되게 한 후 다시 UV(자외선)을 조사하여 완전히 경화시키는 방법으로 무늬를 형성할 수 있다.
상기 불포화폴리에스테르 수지는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 네오펜틸 글리콜 등의 2가 알코올 원료와 불포화산인 말레인산, 푸마르산 등과 포화산인 무수프탈산, 이소프탈산, 아디핀산 등을 사용하여 합성할 수 있다. 상기 합성된 불포화폴리에스테르 수지는 스티렌 모노머(SM, styrene monomer)로 희석하여 사용할 수 있다. 이 때, 불포화폴리에스테르 수지와 스티렌 모노머는 35~45:65~55의 중량비로 혼합될 수 있고 더욱 바람직하게는 40:60의 중량비로 혼합될 수 있다.
상기 포화산 : 불포화산은 40~60: 60:40의 당량비로 혼합될 수 있고, 2가 알코올: 포화산 및 불포화산은 1.05~1.1:1의 당량비로 혼합될 수 있다.
또한 접착력을 향상시키고 황변성을 개량하기 위하여 특수 첨가제로 UV 흡수제 및 광안정제를 사용하였다.
상기 UV 흡수제는 하이드록시페닐-벤조트리아졸 함유 화합물 또는 하이드록시페닐-트리아진 함유 화합물을 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로 Tinuvin 171, 328, 400, 928, 1130 등의 화합물이 사용될 수 있다 (표 1 참조).
uv 흡수제 화합물명
Tinuvin 171 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸페놀
(2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-methylphenol)
Tinuvin 328 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-다이터셔리펜틸페놀
(2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-ditertpentylphenol)
Tinuvin 400 다이메틸페닐-1,3,5-트리아진 및 2-[4-[2-하이드록시-3-다이데실옥시프로필]옥시]-2-하이드록시페닐]-4,6-비스(2,4-다이메틸페닐)-1,3,5-트리아진
(dimethylphenyl-1,3,5-triazine and 2-[4-[2-hydroxy-3-didecyloxypropyl]oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine)
Tinuvin 928 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(1-메틸-1-페닐에틸)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀
(2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-6-(1-methyl-1-phenylethyl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol)
Tinuvin 1130 알파-[3-(3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-다이메틸에틸)-4;일)-4-하이드록시페닐]-1-옥소프로필]-오메가
-[3-[3-(2h-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-d;폴리(옥시-1,2-에탄다이일),알파-[3-[3-(2h-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-다이메틸에테르)
(alpha-[3-(3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4;yl)-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropyl]-omega
-[3-[3-(2h-benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-d;poly(oxy-1,2-ethanediyl),alpha-[3-[3-(2h-benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylether)]])
상기 광안정제는 힌더드 아민계(hindered amine class) 화합물을 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로 Tinuvin 123, 144, 152, 292, 5050 등이 사용될 수 있다 (표 2 참조).
광안정제 화합물명
Tinuvin 123 비스(1-옥틸옥시-2,2,6-테트라메틸-4-피페리딜) 세바케이트
(bis (1-octyloxy-2,2,6,-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate)
Tinuvin 144 비스 (1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리디닐)-[[3,5-비스(1,1-다이메틸에틸)-4-하이드록시페닐]메틸]부틸말로네이트
Bis ((1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)-[[3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]methyl]butylmalonate)
Tinuvin 292 Bis(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리디닐)-세바케이트 및 1-(메틸)- 8-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리디닐)-세바케이트의 혼합물
(mixture of: Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)-sebacate and 1-(Methyl)- 8-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)-sebacate)
Tinuvin 5050 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 및 메틸 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜 세바케이트 및 벤젠프로파노익 애시드, 3-(2H- 벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-다이메틸에틸)-4-하이드록시-, C7-9-branched 및 linear 알킬 에스터)
(bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacate and Methyl 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl sebacate and Benzenepropanoic acid, 3-(2H- benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-, C7-9-branched and linear alkyl esters)
상기 접착층을 형성하는 접착제는, 접착제 전체 중량 기준으로, 불포화폴리에스테르수지 55 ~ 65 중량%, UV 흡수제 0.1~ 1 중량 % 및 광안정제 0.1 ~ 1 중량%를 포함할 수 있다. 또한 추가로 촉진제 0.5 ~ 1 중량% 및 경화제 1 ~ 3 중량%(더욱 바람직하게는 2 중량 %)를 포함할 수 있다.
상기 촉진제는 5 (w/v)% 코발트 나프텐에이트(cobalt naphthenate)일 수 있다.
상기 경화제는 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드(methyl ethyl ketone peroxide, MEKPO)일 수 있다.
또한 본 발명은 합판층을 형성하는 단계(단계 a); 상기 합판층 위에 투명 접착층을 형성하는 단계(단계 b); 상기 접착층 위에 PET 필름층을 형성하는 단계(단계 c); 및 상기 PET 필름층 위에 하드코팅층 형성하는 단계(단계 d)를 포함하여 구성되고, 상기 단계 c는 PET 필름 하면에 목무늬 인쇄층을 형성한 후 PET 필름을 접착층 위에 적층하는 방법으로 수행하는 것을 특징으로 하는, PET 무늬목 마루 바닥재 제조방법을 제공한다. 여기서 PET는 OPET 또는 CPET일 수 있다. 더욱 구체적으로 투명 OPET 또는 CPET일 수 있다.
상기 단계 b는 불포화폴리에스테르 수지와 UV 흡수제 및 광안정제를 포함하여 구성되는 접착제를 도포하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 접착제는 촉진제 및 경화제를 더 포함할 수 있다.
상기 OPET 또는 CPET 필름 하면의 목무늬 인쇄층은, 마이크로 그라비아 또는 그라비아 방법으로 형성될 수 있다.
상기 하드코팅층을 형성하는 단계는 OPET 또는 CPET 필름에 UV 도료를 슬롯 다이 방법으로 도포한 후 40 ~ 50 ℃의 열을 가해 가경화시킨 다음 원하는 디자인의 엠보가 새겨진 스틸을 가압한 후 다시 UV를 조사하여 완전 경화시키는 방법으로 수행될 수 있다.
상기 UV 조사는 220 ~ 420 nm의 자외선을 30초 ~ 1 분간 조사하는 방법으로 수행할 수 있다.
상기 방법으로 UV 엠보 코팅(하드코팅)을 형성하는 경우 매우 우수한 표면 강도를 구현할 수 있다. 즉 매우 우수한 표면 경도와 내마모성을 구현할 수 있다. 또한 천연 나무의 결을 그대로 코팅으로 표현하기 때문에 섬세한 표면의 질감을 표현할 있다.
합판층, 접착제 등에 대한 구체적 설명은 위에서 설명한 내용과 동일하므로 여기서는 생략한다.
본 발명은 베다 인쇄 없이 반투명 목무늬층을 투명 OPET 또는 CPET 후면에 인쇄하고 천연 그대로의 나무결을 갖는 PW(ply wood)를 적용함으로써 OPET 또는 CPET의 목무늬층과, PW의 천연 그대로의 목무늬의 조화를 만들어 천연 무늬목 마루의 효과를 구현할 수 있다.
기존 무늬목 마루의 경우 PW(ply wood)의 상층에 별도의 고가 무늬목을 접착하여 UV 도장 마감을 하는 경우가 대부분이다. 그런데 고가 무늬목을 접착할 경우 우선 별도의 비용(무늬목, 무늬목 접착)이 발생하고 무늬목의 품질관리에 어려움이 따른다. 그러나 본 발명은 PW의 상층 단판으로 천연 그대로의 나무결을 갖는 같은 수종의 단판을 사용함으로써 고가 무늬목 접착 과정을 없애며 별도의 품질관리가 필요 없다.
또한 기존 무늬목 마루의 최대 단점은 하중을 마루에 가했을 때 발생하는 눌림 현상이 쉽게 발생한다는 점인데, 본 발명에 따른 접착제를 사용하는 경우 경도가 매우 높아 눌림 현상이 거의 발생하지 않는다.
아울러 본 발명은 UV 하드코팅층, OPET 투명층 (또는 CPET 투명층), 접착제층이 목무늬결 인쇄층 위에 배치하기 때문에 종래의 마루 바닥재보다 현저히 우수한 마모도를 구현할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 OPET 또는 CPET 무늬목 마루 바닥재는 3H 이상의 우수한 경도를 갖는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OPET 또는 CPET 무늬목 마루 바닥재의 단면 구조를 나타내는 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예를 통하여 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명하는 실시예에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 이하의 실시예에 의해 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
실시예: OPET 무늬목 마루 바닥재 제조
합판층은 일반적으로 마루바닥재에 사용되어지는 베니어를 사용하였다. 일정한 크기로 제조한 베니어를 5겹으로 서로 직교 적층하여 합판층을 제조하였고, 상층 단판에 그리비아 방법으로 목무늬결을 인쇄하였다. 그 다음 합판층 위에 불포화폴리에스테르수지, UV 흡수제, 광안정제, 촉진제 및 경화제가 55~ 65 :1:1:1:2의 중량비로 혼합된 접착제를 도포한 다음, 그리비아 방법으로 하면에 목무늬를 인쇄한 OPET 필름층(100 ㎛)을 적층한 후, OPET 필름에 UV 도료(UV 600, UV HD 2560)를 슬롯 다이 방법으로 도포한 후 40~50 ℃의 열을 가해 가경화시킨 다음 원하는 디자인의 엠보가 새겨진 스틸을 가압한 후 다시 UV를 조사하여 경화시키는 방법으로 UV 엠보 코팅층(하드코팅층)을 형성하여 OPET 무늬목 마루 바닥재를 제조하였다.
비교예: 무늬목 마루 바닥재 제조
일정한 크기로 제조한 베니어를 5겹으로 서로 직교 적층하여 합판층을 제조하였고, 상층에 별도의 고가 무늬목을 접착한 다음 일반적인 UV 하드코팅층을 형성하여 무늬목 마루 바닥재를 제조하였다.
100: OPET 또는 CPET 무늬목 마루 바닥재
110: 합판층
111: 천연 그대로의 무늬결을 갖는 상층 단판
120: 접착층
130: OPET층 또는 CPET층
131: 인쇄층
140: 하드코팅층

Claims (11)

  1. 합판층;
    상기 합판층 위에 형성되는 투명 접착층;
    상기 접착층 위에 형성되는 OPET(Oriented Polyethylene Terephthalate) 필름층 또는 CPET (Crystallized PET) 필름층; 및
    상기 필름층 위에 형성되는 하드코팅층을 포함하여 구성되고,
    상기 필름층은 하면에 목무늬 인쇄층이 형성된 것을 특징으로 하는, OPET 또는 CPET 무늬목 마루 바닥재로서,
    상기 하드코팅층은 OPET 또는 CPET 필름에 UV 도료를 도포한 후 열을 가해 가경화시킨 다음 엠보를 각인한 후 UV를 조사하여 경화시키는 방법으로 형성된 것을 특징으로 하는, 무늬목 마루 바닥재.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 접착층은 불포화폴리에스테르수지, UV 흡수제 및 광안정제를 포함하여 구성되는 접착제로 형성된 것을 특징으로 하는, 무늬목 마루 바닥재.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 광안정제는 힌더드 아민계(hindered amine class) 화합물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 무늬목 마루 바닥재.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 필름층은 23 ~ 250 ㎛의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는, 무늬목 마루 바닥재.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 접착층은,
    접착제 전체 중량 기준으로,
    불포화폴리에스테르수지 55 ~ 65 중량%;
    UV 흡수제 0.1~ 1 중량%;
    광안정제 0.1 ~ 1 중량%;
    촉진제 0.5 ~ 1 중량%; 및
    경화제 1 ~ 3 중량%를 포함하는 접착제로 형성된 것을 특징으로 하는, 무늬목 마루 바닥재.
  8. 합판층을 형성하는 단계(단계 a);
    상기 합판층 위에 투명 접착층을 형성하는 단계(단계 b);
    상기 접착층 위에 OPET 필름층 또는 CPET 필름층을 형성하는 단계(단계 c); 및
    상기 필름층 위에 하드코팅층을 형성하는 단계(단계 d)를 포함하여 구성되고,
    상기 단계 c는 OPET 필름 또는 CPET 필름 하면에 목무늬 인쇄층을 형성한 후 OPET 필름 또는 CPET 필름을 접착층 위에 적층하는 방법으로 수행하며,
    상기 단계 d는 OPET 필름 또는 CPET 필름에 UV 도료를 도포한 후 열을 가해 가경화시킨 다음 원하는 디자인의 엠보를 각인한 후 UV를 조사하여 경화시키는 방법으로 수행하는 것을 특징으로 하는, 무늬목 마루 바닥재 제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 단계 d는 OPET 필름 또는 CPET 필름에 UV 도료를 슬롯 다이 방법으로 도포한 후 40~50 ℃의 열을 가해 가경화시킨 다음 원하는 디자인의 엠보가 새겨진 스틸을 가압한 후 다시 UV를 조사하여 경화시키는 방법으로 수행하는 것을 특징으로 하는, 무늬목 마루 바닥재 제조방법.
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