KR102176175B1 - 전사 방지용 바닥재 타일 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고경도층을 포함하는 전사 방지용 바닥재 타일 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

전사 방지용 바닥재 타일 및 그 제조방법{Flooring tile for telegraph elimination and a process for the preparation thereof}
본 발명은 표면 전사 현상이 없는 전사 방지용 바닥재 타일 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 바닥재, 특히 LVT(Luxury vinyl tile) 바닥재 타일의 경우 제조 공정 및 제품 특성 상 건축 구조물의 바닥면에 요철이나 이물질이 존재하는 경우, 바닥재 타일 시공 이후 바닥재 타일 표면에 요철이나 이물질의 자국과 같은 바닥면의 자국이 그대로 전사되는 문제가 발생되었다.
이를 보완하고자 발포 소재이거나 또는 비발포 소재인 언더플로어(underfloor, 또는 언더레이어(underlayer))를 바닥 표면에 먼저 시공한 다음 그 위에 바닥 타일을 시공하는 방법이 제시되었다. 그러나, 이 방법은 2단계에 걸쳐 시공을 하기 때문에 작업 시간, 인건비 등이 증가하는 문제점이 있으며, 서로 끼워 맞춰 결합되는 제품과 같은 비접착식 제품에만 적용할 수 있고, 접착제를 사용하는 제품이나 loose lay 제품에는 적용할 수 없다는 한계가 있다.
또한, 등록실용신안 제20-0263231호에는 바닥재 저면에 인위적으로 요부를 형성하여 바닥재가 바닥면으로부터 뜬 상태가 되도록 함으로써 바닥에 존재하는 이물질에 의한 표면 전사현상을 방지할 수 있는 기술이 제안되었다. 그러나, 상기 기술에 따라 요철을 부여하더라도 하부의 경도가 낮아 연질(soft)로 되어 있으면 장기간 사용에 따라 바닥에 밀착되어 바닥면의 요철이나 굴곡이 표면으로 전사되는 문제가 있다.
또한, 바닥재 하단부에 발포층을 형성하여 바닥면의 요철 형상을 수용함으로써 표면으로의 전사 문제를 해결하는 방법이 제안되었지만, 바닥 요철에 대한 흡수력을 높이기 위한 방안으로 발포 배율을 높이는 경우 잔류압입량 및 복원력이 떨어진다는 문제점과 표면 가압 시 가압부의 눌림 자국에 의한 외관 불량이 발생할 수 있다.
이를 개선하기 위해 한국 공개특허 제2017-0063012호에는 발포율 또는 발포소재가 서로 다른 두 개 이상의 발포층을 이용하는 기술이 제시되었으나, 이 경우에도 서로 다른 층을 접착하기 위해 접착제를 사용하거나 접착 공정이 추가됨으로써 비용이 증가하는 문제점, 각각의 층을 개별적으로 제작함에 따라 공정이 복잡해지고, 별도 설비가 요구되는 등의 문제점이 있었다.
등록실용신안공보 제20-0263231호 특허공개공보 제2017-0063012호
본 발명의 하나의 목적은 바닥면의 요철 및 이물질이 타일 표면에 전사되는 문제점이 없고, 치수안정성, 컬링, 눌림에 의한 잔류 압입량 및 강도가 우수한 바닥재 타일 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 타일의 층간 결합에 있어서 접착제를 이용하지 않고,가소제 사용을 최소화하고 공정을 단순화 함으로써, 친환경적인 바닥재 타일 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 예는
인쇄층, 고경도층, 하지층을 포함하는 전사 방지용 바닥재 타일로서,
상기 인쇄층, 상기 고경도층, 상기 하지층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함하고,
상기 고경도층은 PVC 소재 기준 가소제를 5~20 phr, 충전제를 50~300 phr 포함하고,
상기 고경도층은 가소제와 충전제의 함량비(가소제:충전제)가 중량기준으로 0.02~0.4 : 1이고,
상기 고경도층의 비중은 1.5~2.5인
전사 방지용 바닥재 타일을 제공한다.
본 발명의 다른 일 예는
(a) 인쇄층 및 하지층을 준비하는 단계,
(b) 고경도층을 시트로 형성한 다음 상기 시트 아래에 하지층을, 상기 시트 위에 인쇄층을 순서대로 적층하는 단계
를 포함하는 상기 전사 방지용 바닥재 타일의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 고경도층을 포함함으로써 표면 전사 현상이 없고, 기계적 강도가 높으며 치수안정성과 컬링 방지 특성(휨 안정성)이 우수한 바닥재 타일을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면 상기 바닥재 타일의 우수한 치수안정성으로 인하여 시공 후 타일 간 틈이 발생하지 않아 오염 발생을 억제하며, 청소 용이성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 캘린더링(Calendering) 공법을 사용하여 생산된 각 층을 라미네이션 공정을 통하여 순차적으로 또는 한꺼번에 열 융착하여 일체화시킴으로써 우수한 층간 결합력과 생산 효율성을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면 가소제 사용을 최소화하고, 접착제를 사용하지 않기 때문에 친환경적인 바닥재 타일을 제공할 수 있다.
또한, 열 융착 방식을 사용함으로써, 접착 압착식에 비해 공정 및 비용을 대폭 줄일 수 있으며, 과량의 접착제 사용에 따른 타일 표면의 오염과 하부층에서 표면층으로의 접착제 이행으로 인한 오염 현상 발생을 방지할 수 있어 외관 결점을 줄일 수 있으며, 상기 타일에서 발생할 수 있는 총 휘발성 유기화합물(Total Volatile Organic Compound; TVOC)의 농도를 획기적으로 낮춤으로써 친환경성을 부여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 다층 구조의 바닥재 타일을 나타낸다.
도 2는 도 1의 바닥재 타일에 상지층이 추가로 포함된, 본 발명의 다른 일 예에 따른 바닥재 타일을 나타낸다.
도 3a, 도3b는 도 1의 바닥재 타일에 상지층, 중지층이 추가로 포함된, 본 발명의 다른 일 예에 따른 바닥재 타일을 나타낸다.
도 4a ~ 도 4c는 도 1의 바닥재 타일에 상지층, 중지층, 치수안정층이 추가로 포함된, 본 발명의 다른 일 예에 따른 바닥재 타일을 나타낸다.
도 5a ~ 도 5c는 도 1의 바닥재 타일에 상지층, 중지층, 중하지층이 추가로 포함된, 본 발명의 다른 일 예에 따른바닥재 타일을 나타낸다.
도 6a ~ 도 6d는 도 1의 바닥재 타일에 상지층, 중지층, 치수안정층, 중하지층이 추가로 포함된, 본 발명의 다른 일 예에 따른 바닥재 타일을 나타낸다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 예에 따른 바닥재 타일을 기술한다.
도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 발명에서 타일은 건축재, 예를 들면 벽재나 바닥재 등으로 사용될 수 있다. 사무실이나 주택의 벽이나 바닥재로 사용될 수 있으며, 특히 바닥재로 사용될 수 있다.
[본 발명의 일태양]
본 발명의 일 예에 따른 바닥재 타일은 고경도층을 포함한다. 여기서, 고경도층은 인쇄층 하부에 적층되며, 고경도층 하부에 하지층의 구조를 형성할 수 있다.(도 1)
이하 타일을 구성하는 각 층에 대하여 기술한다.
<인쇄층>
본 발명의 일 구체예에서, 인쇄층은 고분자 수지, 충진제 및 첨가제를 포함할 수 있다. 인쇄층에는 다양한 디자인과 소재가 사용될 수 있으며 이를 통하여 시각적인 효과를 제공한다. 예를 들면, 인쇄지, 무늬목, 석재(stone), 비드(bead) 등이 사용될 수 있다.
인쇄층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함한다.
상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 해포석, 탈크, 산화안티몬, 산화알루미늄, 플라이애쉬, 황산바륨 및 고로슬래그로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
상기 첨가제는 가소제, 안정제, 안료 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
상기 인쇄층의 두께는 0.05 내지 0.25 mm이며, 바람직하게는 0.07 내지 0.15 mm이다. 인쇄층의 두께가 0.05 mm 미만일 경우 은폐력이 떨어져 하부에 위치한 다른 층의 색상이 비칠 우려가 있으며, 0.25 mm를 초과할 경우 경제성이 떨어진다.
<고경도층>
고경도층은 바닥면의 이물질이나 요철 등에 따른 바닥재 표면으로의 표면 전사 현상을 방지할 수 있고, 우수한 기계적 강도 및 치수안정성, 컬링(휨 안정성) 등의 물성 개선 효과를 제공할 수 있는 층이다.
본 발명의 고경도층은 가소제의 함량을 줄임으로써 강도를 높이는 동시에 휘발성 유기 물질을 덜 함유함으로써 제품에 친환경성을 부여한다. 따라서 본 발명의 고경도층을 포함하는 타일은 종래의 건축재에 비하여 친환경적이면서도 가볍고 강도가 높다는 특징이 있다.
상기 고경도층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함한다. 바람직하게는 폴리에스테르 수지의 하나인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC) 수지가 사용되며, 가장 바람직하게는 폴리염화비닐 수지가 사용된다.
상기 고경도층으로 폴리염화비닐 수지를 사용하는 경우 중합도는 700 내지 2000인 것이 바람직하다. 중합도가 상기 범위보다 낮은 경우에는 기계적 물성이 떨어지는 문제가 있으며, 상기 범위를 초과할 경우에는 가공 온도가 높아지는 문제, 즉 가공성이 떨어지는 문제가 발생한다. 중합도가 800 내지 1300인 것이 더 바람직하다.
상기 고경도층은 가소제를 5~20 phr, 충전제를 50~300 phr 포함하는 것이 바람직하다. 상기 고경도층은 경질의 소재를 사용하여 제품 자체가 딱딱하고 단단하도록 하여 제품자체에 견고함을 부여한다. 상기 고경도층은 기계적 강도가 높고 치수 변형에 대한 저항성이 우수하여, 치수안정성이 우수하고 컬링 발생을 최소화할 수 있다. 치수 변형을 최소화함으로써 타일, 예를 들면, 바닥재 사이의 틈새가 벌어지지 않아 오염 발생을 감소시키고 청소 용이성도 확보할 수 있다. 이러한 고경도층을 포함하는 건축용 자재, 예를 들면, 바닥재의 경우 목재와 같이 딱딱하고 견고한 느낌을 제공한다.
상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 해포석, 탈크, 산화안티몬, 산화알루미늄, 플라이애쉬, 황산바륨 및 고로슬래그로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
가소제, 충전제 함량은 경도 및 각 성분의 함량에 따라 달라질 수 있다.
상기 고경도층의 비중은 1.5~2.5인 것이 바람직하다. 비중이 1.5미만인 경우 공정상 부하의 증가와 로 제품 불량이 발생할 수 있으며, 비중이 2.5를 초과하는 경우 원료간 결합력이 낮아져 제품 불량이 발생할 수 있다.
고경도층은 인쇄층 아래, 중지층 아래, 중하지층 아래, 치수보강층(GF층) 아래에 구비될 수 있다.
상기 고경도층의 두께는 다른 층의 두께, 원하는 목적, 성질 등에 따라 조절될 수 있다.
상기 고경도층은 고분자 수지, 가소제, 충전제 외에 안정제, 가공조제, 내부 활제, 외부 활제 및 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 고경도층은 바람직하게는 안정제 1 내지 10 phr, 충진제 50 내지 300 phr, 가공조제 0.1 내지 10 phr, 내부 활제 0.1 내지 5 phr, 외부 활제 0.01 내지 5 phr 및 안료 0.05 내지 15 phr를 포함할 수 있으며, 더 바람직하게는 안정제 2 내지 7 phr, 충진제 70 내지 200 phr, 가공조제 0.5 내지 7 phr, 내부 활제 0.3 내지 2 phr, 외부 활제 0.01 내지 1 phr 및 안료 2 내지 7 phr를 포함할 수 있다.
본 발명의 고경도층에 포함되는 가소제의 사용량은 바람직하게는 5 내지 20 phr이다. 가소제 사용량이 5 중량부 미만일 경우에는 기계적 강도와 치수안정성이 우수하나, 가공성이 떨어지는 문제점이 있으며, 가소제 사용량이 20 phr를 초과할 경우에는 기계적 물성, 치수안정성 및 친환경성이 떨어지는 문제점이 있다. 본 발명의 고경도층은 가소제의 함량을 줄임으로써 강도를 높이는 동시에 휘발성 유기 물질을 덜 함유함으로써 제품에 친환경성을 부여한다. 따라서 본 발명의 고경도층을 포함하는 타일은 종래의 건축재에 비하여 친환경적이면서도 강도가 높다는 특성이 있다.
본 발명의 고경도층에 포함되는 안정제의 사용량은 1 내지 10 phr이며, 바람직하게는 2 내지 7 phr이다. 안정제의 사용량이 1 phr 미만일 경우에는 열 안정성이 떨어져 제품에 변색이 발생할 가능성이 있으며, 10 phr를 초과할 경우에는 경제성이 떨어진다.
또한, 본 발명의 고경도층에 포함되는 충진제 사용량은 바람직하게는 50 내지 300 phr이다. 충진제 사용량이 50 phr 미만일 경우에는 경제성이 떨어지며, 300 phr를 초과할 경우에는 기계적 물성 및 가공성이 현저히 떨어지는 단점이 있다.
특히, 상기 고경도층은 가소제와 충전제의 함량비(가소제:충전제)가 중량기준으로 0.02~0.4:1인 것이 바람직하며, 0.05~0.2:1인 것이 더 바람직하다. 가소제와 충전제의 함량비가 0.4:1을 초과하는 경우, 즉, 충전제 대비 가소제 함량이 많은 경우 강도가 약해 충분한 전사 방지 효과를 나타내지 못하고, 가소제와 충전제의 함량비가 0.02:1 미만인 경우, 즉, 충전제 대비 가소제 함량이 적은 경우 가공성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 고경도층에 포함되는 가공조제의 경우, 0.1 내지 10 phr를 사용하며, 바람직하게는 0.5 내지 7 phr를 사용한다. 가공조제 사용량이 0.1 phr 미만이면 가공성이 떨어져 제품의 표면 불량이 발생하며, 10 phr를 초과할 경우에는 경제성이 떨어진다.
또한, 본 발명의 고경도층에 포함되는 내부 활제는 0.1 내지 5 phr, 외부 활제는 0.01 내지 5 phr를 사용하며, 바람직하게는 내부 활제의 경우 0.3 내지 2 phr, 외부 활제의 경우 0.01 내지 1 phr를 사용한다. 내부 활제 사용량이 0.1 phr 미만이면 압출 부하가 상승하며, 5 phr를 초과할 경우에는 경제성이 떨어진다. 외부 활제의 사용량이 0.01 미만이면 압출기 내부 탄화물이 발생할 가능성이 높아지며, 5 phr를 초과하면 활제가 제품 표면으로 이행하여 제품 물성이 떨어진다.
본 발명의 고경도층에 포함되는 안료의 경우, 0.05 내지 15 phr를 사용하며, 바람직하게는 2 내지 7 phr를 사용한다. 안료의 사용량이 0.05 phr 미만이면 목표하는 불투명성이나 색상을 얻기가 어려우며, 15 phr를 초과하면 경제성이 떨어진다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 가소제는 디옥틸프탈레이트(dioctyl phthalate, DOP), 디이소노닐프탈레이트(diisononyl phthalate, DINP), 디이소데실프탈레이트(diisodecyl phthalate, DIDP), 디운데실프탈레이트(diundecyl phthalate, DUP), 트리옥틸트리멜리테이트(trioctyl trimellitate, TOTM), 디옥틸아디페이트(dioctyl adipate, DOA), 디옥틸테레프탈레이트(dioctyl terephthalate, DOTP), 1,2-사이클로헥산 디카복실산다이이소노닐에스터(1,2-cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester, DINCH), 디프로필헵틸프탈레이트(dipropylheptylphthalate, DPHP), 아세틸트리부틸시트레이트(acetyltributylcitrate, ATBC), 식물성 가소제 및 벤조에이트(Benzoate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 친환경 가소제인 다이옥틸테레프탈레이트(dioctyl terephthalate, DOTP)이지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 안정제는 금석석검계 안정제, 유기주석복합 안정제 및 에폭시계 안정제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 금석석검계 안정제는 예를 들어 Ba/Zn, Ca/Zn 및 Na/Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 친환경 Ca/Zn계이지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 해포석, 탈크, 산화안티몬, 산화알루미늄, 플라이애쉬 및 고로슬래그로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 탄산칼슘, 해포석 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 가공조제는 용융 속도와 점도를 증가시키고 용융 상태의 균일화와 가공성 향상을 위해 사용하며, 아크릴 폴리머, 스타이렌 공중합물, 미네랄 오일, 페트로라툼, 파라핀 왁스, 석유 레진, 지방산, 지방산 에스테르, 지방 알코올, 금속 비누, 지방산 아마이드, 페놀 수지, 폴리에틸렌, 폴리부텐, 유기 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 아크릴 폴리머, 스타이렌 공중합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 활제는 열가소성 수지 가열 성형 시, 용융된 수지의 점도를 낮추어 유동성을 양호하게 해 주는 내부 활제와, 용융된 수지와 가공 기계와의 마찰력을 줄여 가공 기계 내부에서의 탄화물의 발생을 줄여 주고 가공 기계로부터 탈착을 용이하게 해 주는 외부 활제로 분리할 수 있다. 통상적으로 활제는 극성기가 없는 장쇄 탄소화 수소계로 파라핀 오일, 천연 파라핀, 폴리에틸렌 왁스, 지방산계로 스테아린산, 수산화 스테아린산, 지방산 아마이드계로 스테아린산 아마이드, 올레산 아마이드, 에르신산 아마이드, 지방산 에스테르계로 부틸 스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 지방산 알코올계로 세틸 알코올, 스테아릭 알코올 및 팔미틸 알코올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 내부 활제로는 지방산 에스테르계 또는 지방산 알코올계, 외부 활제로는 지방산 아마이드계 또는 지방산계 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 안료는 은폐력을 향상시키기 위해 사용하며, 다양한 색상을 갖는 유기계 안료, 무기계 안료 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 무기계 안료는 바람직하게는 아나티제(anataze) 지당(TiO2) 또는 루타일(rutile) 지당(TiO2)이며, 보다 바람직하게는 루타일(rutile) 지당(TiO2)이지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
<하지층>
본 발명의 일 구체예에서, 하지층은 고분자 수지, 충진제 및 첨가제를 포함할 수 있다. 하지층은 바닥면에 안착되어 바닥재의 휨 현상 방지를 2차적으로 보조한다.
상기 하지층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함한다.
상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 해포석, 탈크, 산화안티몬, 산화알루미늄, 플라이애쉬, 황산바륨 및 고로슬래그로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
상기 첨가제는 가소제, 안정제, 안료 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
또한, 하지층은 하부면에 복수의 요철을 포함할 수 있다. 하지층의 하부면을 평면으로 구성한 경우에 비해 복수의 요철을 포함하는 경우, 습기 또는 가스의 배출이 용이하며, 이로 인하여 바닥재의 변형을 효율적으로 감소시켜 시공 장소에 대한 제약을 줄일 수 있다.
상기 하지층의 두께는 0.1 내지 2 mm이며, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 mm이다. 하지층의 두께가 0.1 mm 미만일 경우 바닥재의 휨 현상의 방지에 적합하지 않으며, 2 mm를 초과할 경우 경제성이 떨어진다.
상기 인쇄층, 고경도층 및 하지층은 각각 독립적으로 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 및 에틸렌 프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함하며, 이들 층이 동일한 고분자 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 상기 인쇄층, 고경도층 및 하지층은 각각 독립적으로 가소제, 안정제, 충진제 및 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
[본 발명의 다른 태양]
본 발명의 다른 태양은 상기 인쇄층 상부에 상지층을 추가로 포함하는 바닥재 타일을 제공한다.(도 2) 본 발명의 또다른 태양은 도 2의 고경도층 상부나 하부에 하나 이상의 중지층을 추가로 포함하는 바닥재 타일을 제공한다.(도 3a, 도 3b) 본 발명의 또다른 태양은 상지층 상부에 표면 코팅층을 추가로 포함할 수 있다.(도시되지 않음) 또한 본 발명의 또다른 태양은 도 1의 바닥재 타일에 상지층, 중지층, 치수안정층(유리섬유층)이 추가로 포함된, 바닥재 타일을 제공한다,(도 4a~도 4c)
본 발명의 또다른 태양은 도 1의 바닥재 타일에 상지층, 중지층, 중하지층이 추가로 포함된, 바닥재 타일을 제공한다.(도 5a~도 5c)
본 발명의 또다른 태양은 도 1의 바닥재 타일에 상지층, 중지층, 치수안정층(유리섬유층), 중하지층이 추가로 포함된, 바닥재 타일을 제공한다.(도 6a~도 6d)
각 층간 접합은 접착제를 사용하지 않고, 상기 고경도층 위에 인쇄층과 상지층을 순서대로 적층하되, 각 층마다 열 융착을 수행하여 상호 접착되도록 제조되는 것이 바람직하다.
또한 상기 중지층과 하지층, 또는 상기 중지층과 중하지층 사이에 치수 안정층을 추가로 포함할 수 있다.(도 4a~도 4c, 도면 6a~도 6c)
치수안정층으로는 예를 들면 유리섬유(glass fiber)가 사용될 수 있다. 상기 유리섬유층(GF층)은 가열 또는 가습 등에 대응하는 치수안정성을 제공하기 위한 것이다. 유리섬유 부직포에 폴리염화비닐수지가 함침된 것을 예를 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다(도 4a~도 4c, 도 6a~도 6).
또한 하지층 하부에는 소음방지층을 추가로 포함할 수 있다.(도시되지 않음)
따라서, 본 발명의 일 예에 따른 바닥재 타일은 표면 전사 방지 기능 및 치수안정성과 컬링 방지 기능을 제공하는 고경도층 외에, 외부로부터 상지층을 보호하고, 표면의 오염을 방지하기 위한 표면 코팅층, 인쇄층을 보호하고 입체감을 부여하는 상지층, 시각적인 효과를 제공하는 인쇄층, 소음방지 기능과 안착성 기능을 보유한 중지층, 바닥면에 안착되어 컬링 방지에 2 차적인 도움을 주는 하지층, 및 소음 전달을 방지할 수 있는 소음방지층을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 타일은 정사각형 또는 직사각형의 판 형상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 상기 설명되지 않은 이들 각 층에 대하여 기술한다.
<표면코팅층>
표면 코팅층은 자외선을 차단하여 상지층의 표면을 보호하기 위한 층으로서, 상지층과 인쇄층의 변색을 방지하고, 손상, 마모 및 오염성 등을 효율적으로 감소시키는 역할을 하며, 미관상 투명하다. 폴리우레탄 또는 아크릴계 수지로 코팅될 수 있다.
<상지층>
본 발명의 일 구체예에서, 상지층은 인쇄층을 마모로부터 보호하는 투명한 필름층으로 이를 통하여 입체감을 부여하는 것이 일반적이다. 상지층은 기능성 표면층, 기능성 코팅층으로 고분자 수지 및 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 가소제, 안정제 및 UV흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
여기서, 상기 상지층의 두께는 0.1 내지 1.2 mm이며, 바람직하게는 0.1 내지 0.7 mm이다. 상지층의 두께가 0.1 mm 미만일 경우 내마모성이 적합하지 않으며, 1.2 mm를 초과할 경우 경제성이 떨어진다.
<중지층>
본 발명의 일 구체예에서, 중지층은 고분자 수지, 충진제 및 첨가제를 포함할 수 있다. 중지층은 소음 전달을 2차적으로 방지하는 소음방지 기능과 높은 비중을 통해 바닥면에 안착되는 기능을 제공하며, 최종제품의 탄성을 향상시키고 제조 원가를 절감하는 효과를 제공한다. 상기 첨가제는 가소제, 안정제, 안료 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 해포석, 탈크, 산화안티몬, 산화알루미늄, 플라이애쉬, 황산바륨 및 고로슬래그로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 탄산칼슘 또는 해포석이지만, 공지된 다양한 종류의 충진제를 선택적으로 적용할 수 있다.
상기 중지층의 두께는 0.1 내지 3 mm이고, 바람직하게는 0.1 내지 1 mm이다. 중지층의 두께가 0.1 mm 미만인 경우에는 소음방지효과와 안착성과 탄성이 미흡하며, 3 mm를 초과할 경우에는 전체 제품의 두께가 필요 이상으로 두꺼워진다.
<소음방지층>
본 발명의 일 구체예에서, 소음방지층은 고분자 수지 및 충진제를 포함한다. 상기 고분자 수지는 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지(Acrylonitril-butadiene-styrene), 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 고무, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 및 에틸렌 프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 폴리염화비닐 수지나 폴리에틸렌 수지 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 수지이다. 상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 해포석, 탈크, 산화안티몬, 산화알루미늄, 플라이애쉬, 황산바륨 및 고로슬래그로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 탄산칼슘 또는 해포석이지만, 광물질로서 신축을 줄여주고, 소음을 감소시킬 수 있는 기능을 가진 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.
상기 소음 방지층의 두께는 0.3 내지 2 mm이고, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mm이다. 소음 방지층의 두께가 0.3 mm 미만인 경우에는 소음 방지 효과가 미비하며, 2 mm를 초과할 경우에는 경제성이 떨어진다.
상기 고경도층에 포함되는 고분자 수지는 상기 인쇄층, 상기 중지층, 상기 하지층에 포함되는 고분자 수지와 동일한 것이 바람직하다. 각 층의 수지가 동일한 종류인 경우 접합력이 우수하기 때문이다. 가령 고경도층으로 폴리염화비닐 수지를 사용하는 경우, 상기 인쇄층, 중지층, 하지층에도 폴리염화비닐 수지를 사용하면 두 층이 잘 접합될 수 있다.
또한, 상기 하지층에 복수의 요철을 포함할 수 있다. 하지층을 평면으로 구성한 경우에 비해 복수의 요철을 포함하는 경우, 습기 또는 가스의 배출이 용이하며, 이로 인하여 타일의 변형을 효율적으로 감소시켜 시공 장소에 대한 제약을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 기계적 강도가 높고 치수 변형에 대한 저항성이 우수한 고경도층을 도입함으로써, 바닥 표면의 이물질이나 요철에 의한 타일 표면으로의 전사 현상을 방지할 수 있으며, 치수안정성 개선을 통해 인해 컬링 발생을 최소화한다. 치수 변형을 최소화 함으로써 바닥재 사이의 틈새가 벌어지지 않아 오염 발생을 줄이고 청소 용이성도 확보할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 타일은 캘린더링 공법을 통해 고경도층을 시트로 생산하고, 상부에는 상지층, 인쇄층, 중지층 등을, 하부에는 하지층 등을 롤대롤 방식(role-to-role)으로 적층(라미네이션)하여 다층 열 융착을 하거나, 각 층을 다단 적층한 후 열프레스 방식으로 융착하여 형성된다.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명에 따른 타일, 예를 들면, 바닥재를 제조하는 방법에 있어서, (a) 캘린더링 공법을 통해, 인쇄층및 하지층 (경우에 따라 상지층, 중지층)을 준비하는 단계; (b) 캘린더링 공법을 통해 고경도층을 시트 형태로 생산한 다음 이 시트 아래에 상기 (a) 단계에서 준비된 하지층을 적층하고, 상기 시트 위에 인쇄층을 순서대로 적층하되(상지층, 중지층이 포함된 경우 중지층, 인쇄층, 및 상지층을 순서대로 적층하되), 각 층마다 열 융착하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 (a), (b) 단계는 80 ~ 250℃에서 수행하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 타일은 고경도층을 캘린더링 공법을 통하여 우선 시트로 제조한 후, 상기 시트가 100 ~ 250℃로 가열된 상태에서 하지층, 인쇄층(경우에 따라 하지층, 중지층, 인쇄층 및 상지층)을 순차적으로 열 융착 공정에 의해 접합한다. 그 다음, 상지층 상부에 표면 코팅용 액상 원료를 코팅하고 자외선 조사장치를 사용하여 표면을 경화시켜 표면 코팅층을 제조한다.
구체적으로, 열 융착 공정에 의해 독립된 각 구성 층들은 연속적, 순차적으로 합지가 이루어진다. 먼저, 하지층이 적외선 히터와 히팅 드럼(Heating Drum)을 거쳐 80~250℃의 온도로 가열된 후 컨베이어를 통해 수평 이동하는 고경도층 하부면과 가압 롤(Press Roll)에 의해 합지가 이루어진다. 이후 적외선 히터와 히팅 드럼(Heating Drum)을 통과하여 80 ~ 250℃의 온도로 가열된 인쇄층이 시트 상부면에 가압 롤에 의해 합지가 이루어진다. 중지층, 상지층을 포함하는 경우, 먼저 중지층이 시트 상부면에 가압 롤에 의해 합지가 이루어지고, 동일한 방식으로 인쇄층, 상지층이 연속하여 중지층 상부에 순차적으로 접합된다. 이렇게 합지된 타일의 반제품은 표면 코팅층 처리 공정을 거친 후, 냉각 공정을 거쳐 규정된 크기로 재단하여 제품으로 완성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 타일의 제조방법은 접착제를 사용하지 않는 방법이다. 통상적으로 다층 복합 구조의 타일, 특히 바닥재를 제조할 때, 소재나 물성이 다른 각 층들을 적층하고 접합하는 공정이 포함되고, 충분한 층간 결합력을 얻기 위해 각층 사이에 액상의 접착제를 도포한 후 각 층을 적층하고, 압착(press)한 다음, 접착제를 경화하여 고형화하는 접착/압착 방식이 주로 사용된다. 이러한 방식은 접착제를 도포하는 공정과 경화 공정 등이 추가되고 단속적인 압착 공정을 진행하게 됨으로써, 생산 공정이 복잡해지고 공정 시간이 늘어남으로써 제조 공정의 생산 효율이 떨어진다.
그런데, 본 발명에서는 접착제를 사용하지 않고 열 융착 방식에 의하여 각각의 층이 접합되기 때문에 단속적이 아니라 연속적으로 접합 공정을 진행할 수 있다. 이에 따라 우수한 생산성을 나타낸다.
또한 접착제를 과도하게 사용하여 제품 표면이 오염되고 바닥재 시공 후 휘발성 유기 화합물로 인하여 인체에 유해한 물질이 발생할 수 있는 위험이 있다. 상기 접착/압착 방식 제조 공정의 생산 효율을 높이기 위해 다층 복합 구조 타일의 각층을 한꺼번에 열 융착하는 방식을 활용하기도 하나, 각층 간의 박리강도가 떨어지며 제조 공정 조건을 철저히 관리하지 못할 경우 치수안정성도 불안정해지는 단점이 있다.
본 발명에서는 완성된 타일이 접착제를 포함하지 않기 때문에 치수안정성이 우수하고, 접착제로 인한 오염과 외관 결함을 감소시킬 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 실시적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
[실시예 1]
바닥재 타일을 형성하는 각각의 층들을 캘린더링 공법으로 제조하였다. 하기 표 1과 같이 각 층에 해당하는 성분 및 조성비로 각 층을 배합하여 혼합하고, 혼합된 원료를 가열, 가압하여 균일하게 1차 겔화한 후, 압출식 혼련기(extruder)나 믹싱롤(mixing roll)을 통해 2차 겔화하였다.
구분 상지층 인쇄층 고경도층 하지층
PVC 100 100 100 100
충진제 0 20 100 60
가소제 25 10 10 30
기타 적량 적량 적량 적량
[단위: 중량부]
그 다음, 캘린더 롤에 투입하여 완전 겔화한 후, 캘린더링 공정을 거쳐 시트 형상의 반제품을 제조하였다. 제조된 반제품을 롤 형태로 권취한 다음, 적층 순서에 맞도록 연속 회전하는 컨베이어 인라인(in-line)상에 배치하고, 각 층을 순차적으로 열 융착하였다. 구체적으로는 롤 형태로 권취되어 있는 각 층들을 컨베이어 인라인으로 공급하면서 적외선 히터와 히팅 드럼(Heating Drum) 등으로 예열한 후, 프레스롤(press roll)을 거치며 고경도층을 중심으로 하지층은 상기 고경도층 아래에, 인쇄층은 상기 고경도층 위에, 상지층은 상기 인쇄층 위에 순차적으로 한 층씩 열 융착을 통해 적층하였다. 고열과 압력으로 일체화된 타일을 냉각 공정을 통해 냉각시킨 후 적당한 크기로 1차 재단한 다음 어닐링(annealing) 공정을 통해 내부 응력을 제거하였다. 재단된 타일의 상지층에 우레탄 아크릴레이트계 수지와 같은 광경화형수지를 도포하고 자외선으로 경화시켜 표면 코팅층을 형성시킨 후, 원하는 소정의 크기로 2차 재단하여 다층 바닥재 타일을 제조하였다.
[비교예 1, 2]
상기 표 1과 동일한 성분, 동일한 배합비로 상지층, 인쇄층, 하지층을 제조하였다. 구체적으로 각 층들의 해당하는 성분들을 믹서를 이용하여 가압 혼련하고, 믹싱 롤로 가열 혼련한 뒤, 캘린더 롤을 이용하여 시트로 성형하였다. 한편, 고경도층은 하기 [표 2]에 기재된 배합으로 캘린더 롤을 이용하여 시트화하여 제조된다. 성형된 각 시트를 열압착하여 다층 바닥재 타일을 제조하였다.
구분 실시예 1 비교예 1 비교예 2
PVC 100 100 100
충진제 100 100 300
가소제 10 30 30
기타 적량 적량 적량
[단위: 중량부]
[실험예 1]
표면 전사 현상 평가
상기 실시예 1 및 상기 비교예 1, 2의 타일에 대한 표면 전사 정도를 평가하기 위해, 각 제품의 1000*1000 크기의 면적에 물결 무늬 모양의 헤라 자국을 만들어 바닥에 시공한 후, 표면에 전사되는지 여부를 확인하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 실시예 1 비교예 1 비교예 2
표면 전사 여부 없음 일부 뚜렷하게 나타남
상기 표 3에 따르면, 실시예 1의 표면 전사 현상이 비교예 1, 2에 비해 개선된 것으로 확인되었다.
[실험예 2]
치수안정성 평가
상기 실시예 1 및 상기 비교예 1, 2의 타일에 대한 치수안정성을 평가하기 위해, KS M 3802 에 규정된 가열에 의한 길이 변화 시험 방법에 준하여 각 제품을 80℃에서 6시간 동안 가열 후 상온에서 1시간 동안 냉각시킨 다음 개별 제품의 종 방향과 횡 방향 각각에 대한 치수변화율을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 여기서, 치수변화율 수치가 낮을수록 치수안정성이 우수하다.
구분 실시예 1 비교예 1 비교예 2
치수변화율(%) 길이 0.08 0.11 0.10
폭 0.06 0.09 0.08
상기 표 4에 따르면, 실시예 1의 치수안정성이 비교예 1, 2에 비해 우수한 것으로 나타났다.
[실험예 3]
컬링 방지 특성(휨 안정성) 평가
상기 실시예 1 및 상기 비교예 1, 2의 타일에 대한 컬링 방지 특성을 확인하기 위하여 ISO 23999에 규정된 컬링 측정 방법에 준하여, 각 제품을 80℃에서 6시간 동안 가열 후 상온에서 1시간 동안 냉각한 다음 초기 제품의 상태를 기준으로 각 바닥재의 휨 정도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 실시예 1 비교예 1 비교예 2
휨 정도(mm) 0.3↓ 0.5↓ 0.5↓
컬링 방지 특성은 휨 정도가 낮을수록 우수한 것을 나타낸다. 상기 표 5에 따르면, 실시예 1의 컬링 방지 특성이 비교예 1,2에 비해 우수한 것으로 나타났다.
[실험예 4]
잔류압입량
상기 실시예 1 및 상기 비교예 1, 2의 타일에 대한 압입량을 평가하기 위해, KS M 3802 에 규정된 가열에 의한 길이 변화 시험 방법에 준하여 각 타일을 50*50 의 크기로 재단한 다음, 상온에서 평평한 강봉으로 356N의 하중을 10분간 가한 후, 하중을 제거하고 나서 60분 후의 압입량을 측정하고 잔류압입량을 산출하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
구분 실시예 1 비교예 1 비교예 2
잔류압입량(%) 0.2 0.3 0.3
잔류압입량은 8% 이하 성능을 가져야 한다.
상기 표 6에 따르면, 실시예 1이 비교예 1, 2에 비하여 잔류압입량이 우수한 것으로 나타났다.

Claims (8)

  1. 인쇄층, 상기 인쇄층 아래에 구비된 고경도층, 상기 고경도층 아래에 구비된 하지층을 포함하는 전사 방지용 바닥재 타일로서,
    상기 인쇄층, 상기 고경도층, 상기 하지층은 각각 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함하고,
    상기 고경도층은 가소제를 5~12 phr, 충전제를 50~200 phr 포함하고,
    상기 고경도층은 가소제와 충전제의 함량비(가소제:충전제)가 중량기준으로 0.05~0.2: 1이고,
    상기 고경도층의 비중은 1.5~2.5 인 전사 방지용 바닥재 타일로서,
    상기 고경도층에 포함되는 고분자 수지와 상기 인쇄층, 상기 하지층에 포함되는 고분자 수지가 동일한 것이고,
    상기 각 층은 접착제 없이 열 융착에 의하여 접합되는, 전사 방지용 바닥재 타일.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고경도층과 상기 하지층 사이에 중지층을, 상기 인쇄층 상부에 상지층을 추가로 포함하는, 전사 방지용 바닥재 타일.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하지층 하부에 소음방지층을 추가로 포함하는, 전사 방지용 바닥재 타일.
  4. 제2항에 있어서, 상기 하지층과 상기 중지층 사이에 치수 안정층을 추가로 포함하는, 전사 방지용 바닥재 타일.
  5. 제2항에 있어서, 상기 상지층 상부에 표면보호층을 추가로 포함하는, 전사 방지용 바닥재 타일.
  6. (a) 인쇄층 및 하지층을 준비하는 단계,
    (b) 고경도층을 시트로 형성한 다음 상기 시트 아래에 하지층을, 상기 시트 위에 인쇄층을 순서대로 적층하는 단계
    를 포함하는 제1항의 전사 방지용 바닥재 타일의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    (a) 단계에서 인쇄층 및 하지층을 캘린더링 공법을 통해 준비하는, 전사 방지용 바닥재 타일의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    (a) 단계 이후에,
    각 층마다 열 융착을 실시하는 단계
    를 추가로 포함하는, 전사 방지용 바닥재 타일의 제조방법.
KR1020190159153A 2019-12-03 2019-12-03 전사 방지용 바닥재 타일 및 그 제조방법 KR102176175B1 (ko)

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