KR102178161B1 - 바닥재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리염화비닐 바닥재에 유연성을 부여하기 위해 사용되는 기존의 액상 가소제 일부를 대신하여, 낮은 Tg를 갖고 저휘발성 또는 무휘발성인 열가소성 폴리우레탄을 포함하는 바닥재에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 TVOC와 같은 실내오염물질의 발생을 감소시킬 수 있는 바닥재에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 가소제보다 다량의 상기 열가소성 폴리우레탄을 포함함으로써, 상기 실내오염물질 발생을 감소시키는 친환경적 효과를 극대화할 수 있음과 동시에 열가소성 폴리우레탄의 우수한 내열성으로 인해 치수안정성과 내마모성까지 확보될 수 있는 바닥재에 관한 것이다.

Description

바닥재{FLOORING MATERIAL}
본 발명은 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지를 포함하는 바닥재 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 친환경적 수지인 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 이용하여 바닥재를 형성하는 기술에 관한 것이다.
주택, 맨션, 아파트, 오피스 또는 점포 등의 건축물에서 이용되는 바닥재는 폴리염화비닐(PVC) 등의 석유계 수지를 기반으로 하는 바닥재가 주로 이용되고 있다.
상기의 폴리염화비닐 등을 이용한 바닥재는, 가소제로 프탈레이트계(디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디이소부틸프탈레이트 등)를 사용하고 있다.
프탈레이트는 플라스틱을 부드럽게 하기 위해 사용하는 화학 첨가제인데, 특히 폴리염화비닐(PVC)을 부드럽게 하기 위해 사용하는 화학성분으로 사용되어 왔다.
디에틸헥실프탈레이트(DEHP)가 대표적인 예로서, 화장품, 장난감, 세제 등 각종 PVC 제품이나 가정용 바닥재 등에 이르기까지 광범위하게 쓰였지만, 현재는 환경호르몬 추정물질로 구분하여 사용이 금지되었다.
상기 프탈레이트계 가소제는 액체의 휘발성을 가지는 물질로서 실내오염물질인TVOC를 배출시키는 물질임에도 불구하고, 아직까지 바닥재 조성물의 가소제로 사용되어 친환경적이지 못한 문제점이 있다.
또한, 종래의 일반 우레탄바닥재, 에폭시바닥재의 경우에는 내열성 및 내화학성이 좋지 못하고, 접착성도 좋지 못하며, 친환경적이지도 못하다는 문제점이 존재한다.
본 발명은 폴리염화비닐 바닥재에 유연성을 부여하기 위해 사용되는 기존의 액상 가소제 일부를 대신하여, 낮은 유리전이온도(Tg)를 지녀 상온에서 부드러운 특성을 갖는 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함하는 바닥재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 열가소성 폴리우레탄을 상기 가소제보다 더 많이 포함함으로써, 실내오염물질을 배출하지 않아 친환경적인 바닥재를 제공함과 동시에 우수한 내열성으로 인해 상기 바닥재의 치수안정성과 내마모성을 개선시킬 수 있는 바닥재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 구현예에서, 필름층; 및 발포층과 비발포층 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 필름층, 발포층 및 비발포층은 각각 폴리염화비닐(PVC), 열가소성 폴리우레탄(TPU) 및 가소제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하고, 상기 조성물은 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 상기 가소제보다 더 많이 포함하는 바닥재를 제공한다.
보다 구체적으로, 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 대 상기 가소제는 1.2:1 내지 3:1의 중량비를 갖는 바닥재를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에서, 상기 필름층, 상기 발포층 및 상기 비발포층 외에 표면처리층, 치수안정층, 인쇄층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 더 포함하는 바닥재를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 폴리염화비닐 바닥재에 유연성을 부여하기 위해 사용되는 기존의 액상 가소제 일부를 대신하여, 낮은 Tg를 갖고 저휘발성 또는 무휘발성인 열가소성 폴리우레탄을 포함함으로써, TVOC와 같은 실내오염물질의 발생을 감소시킬 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 열가소성 폴리우레탄을 상기 가소제보다 더 많이 포함함으로써, 실내오염물질 발생을 최소화하는 친환경적 바닥재임과 동시에 열가소성 폴리우레탄의 우수한 내열성으로 인해 상기 바닥재의 치수안정성과 내마모성까지 확보할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 바닥재의 적층구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 바닥재의 적층구조를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 바닥재의 적층구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 바닥재의 적층구조를 나타낸 것이다.
본 발명을 더 쉽게 이해하기 위해 편의상 특정 용어를 본원에 정의한다. 본원에서 달리 정의하지 않는 한, 본 발명에 사용된 과학 용어 및 기술 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가질 수 있다.
또한, 문맥상 특별히 지정하지 않는 한, 단수 형태의 용어는 그것의 복수 형태도 포함하는 것이며, 복수 형태의 용어는 그것의 단수 형태도 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예에서, 상기 바닥재는 필름층; 및 발포층과 비발포층 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 필름층, 상기 발포층 및 상기 비발포층은 각각 폴리염화비닐(PVC), 열가소성 폴리우레탄(TPU) 및 가소제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함한다. 이때, 상기 조성물은 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 상기 가소제보다 더 많이 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 필름층, 발포층 및 비발포층은 필요에 따라 각 층을 1층 또는 2층 이상으로 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 바닥재(100)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조할 때, 상기 바닥재(100)는 상기 필름층(10), 상기 발포층(20) 및 상기 비발포층(30)을 포함하며, 보다 구체적으로, 상기 필름층(10), 상기 발포층(20) 및 상기 비발포층(30)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 바닥재(200)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 2를 참조할 때, 상기 바닥재(200)는 상기 필름층(10), 상기 비발포층(30)을 포함하고, 상기 비발포층(30)은 제1 비발포층(31) 및 제2 비발포층(32)을 포함할 수 있다.
상기 바닥재(100, 200)에 있어서, 상기 필름층(10), 상기 발포층(20) 및 상기 비발포층(30, 31, 32)은 모두 특정 조성의 조성물의 경화물을 베이스로 하며, 구체적으로, 상기 조성물은 폴리염화비닐(PVC), 열가소성 폴리우레탄(TPU) 및 가소제를 포함한다.
상기 열가소성 폴리우레탄 및 상기 가소제는 상기 폴리염화비닐을 포함하는 배합 조성물에 유연성을 부여하기 위한 것으로서, 상기 조성물 중의 상기 열가소성 폴리우레탄 및 상기 가소제의 총 함량은 상기 폴리염화비닐 100 중량부당 약 20 내지 약 90 중량부, 예를 들어, 약 40 내지 약 70 중량부일 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄은 저휘발 또는 무휘발성 물질로서 소각하는 경우에도 염소, 취소 등의 실내오염물질인 할로겐 화합물이 배출되지 않는다. 따라서, 상기 바닥재는 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 상기 가소제보다 더 많이 포함함으로써 가소화 효과를 구현함과 동시에 인체무해성 및 친환경성을 극대화할 수 있다.
아울러, 상기 열가소성 폴리우레탄의 유리전이온도(Tg)는 약 -7℃ 내지 약 -40℃일 수 있다. 상기 범위의 유리전이온도를 갖는 경우, 상기 열가소성 폴리우레탄이 영하에서도 부드러운 특성을 가질 수 있다. 이로써, 상기 열가소성 폴리우레탄은 상기 바닥재에 우수한 유연성을 부여할 수 있고, 열에 의한 수축 및 팽창 정도가 미미하므로 상기 바닥재의 치수안정성, 열안정성 및 내마모성 또한 증진시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 바닥재를 구성하는 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 대 상기 가소제는 약 1.2:1 내지 약 3:1의 중량비, 예를 들어, 약 1.2:1 내지 약 2:1의 중량비를 가질 수 있다.
그 중량비가 1.2:1 미만일 경우, 상기 열가소성 폴리우레탄의 양이 상대적으로 적어지므로 바닥재의 실내오염물질 저감효과를 구현하는 것이 어려워질 수 있다. 반면에 그 중량비가 3:1을 초과할 경우, 즉, 상기 열가소성 폴리우레탄의 상대적인 함량이 지나치게 많아질 경우, 상기 바닥재에 유연성이 과도하게 부여되어 인장강도가 급격히 저하되는 문제점이 발생하고, 원료 비용 급등에 따라 경제성도 갖추기 어렵게 된다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 필름층의 경우에는 이를 이루는 상기 조성물이 상기 폴리염화비닐 100 중량부당 아크릴 공중합체 약 0.1 내지 약 20 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 용융 압출시 자체로서는 내충격강도 또는 내열성이 좋지 않은 바닥재의 강도를 보강하여 가공성을 확보하는 역할을 한다. 또한 아크릴계 공중합체는 실험결과 열가소성 폴리우레탄를 처방한 폴리염화비닐 배합 바닥재의 카렌더링, 프레스 가공시 등에도 유용하게 적용될 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 함량이 상기 폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 기준치 미만일 경우 폴리염화비닐 수지의 용융 효율 및 용융 강도의 향상이 불충분하고, 아크릴계 공중합체의 함량이 기준치를 초과할 경우 바닥재를 구성하는 각
층의 제조 비용이 상승하고, 각 층을 구성하는 타 물질과의 상용성 문제 등으로 각 층의 전체적인 물성이 저하될 수 있다는 문제가 존재한다.
상기 아크릴계 공중합체의 무게평균분자량(Mw)은 특별히 제한되지 않으나, 가공시 용융강도 등의 개선 및 타 물질과의 상용성 등을 고려할 때, 예를 들어, 약 80만 내지 약 600만인 것을 사용할 수 있다.
추가적으로, 상기 필름층을 이루는 상기 조성물은 상기 폴리염화비닐 100 중량부당 활제 약 0.01 내지 약 10 중량부, 사슬 연장제(chain extender) 약 0.01 내지 약 10 중량부 및 내가수분해제(anti-hydrolysis agent) 약 0.01 내지 약 10 중량부에서 선택된 하나를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 활제는 상기 조성물의 용융 압출 과정에서 상기 폴리염화비닐 수지의 침적물 또는 가교물이 축적되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 활제는 상기 필름층 형성을 위한 수지 조성물 시트 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, 일 구현예에서, 친환경 활제에 해당하는 고급지방산을 이용하며 구체적으로는 탄소수 18의 포화 고급지방산인 스테아린산 또는 고급 지방산을 사용하고, 이들을 단독으로 혹은 2종 이상을 혼용하여 사용할 수 있다.
이 때, 상기 활제의 사용량이 상기 폴리염화비닐 100 중량부 대비 기준치 미만이면 활제 사용 효과를 얻을 수 없으며, 상기 활제의 사용량이 기준치를 초과하면 폴리염화비닐 수지의 내충격성, 내열성, 광택도 등을 열화시킬 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 폴리염화비닐 수지의 가수분해를 통하여 내충격성 등의 기계적 물성이 저하되는 것을 방지하기 위하여, 상기 조성물은 내가수분해제(anti-hydrolysis agent)가 추가적으로 첨가될 수 있다.
구체적으로, 상기 내가수분해제로 카보디이미드(carbodiimide)가 이용될 수 있다.
상기 조성물은 상기 폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 약 10 중량부의 내가수분해제를 포함함으로써, 효율적인 성형 가공성을 가질 수 있다.
상기 발포층은 쿠션감과 충격흡수기능, 보행감, 보온, 단열, 방음, 방진등의 기능을 부여하는 층으로서, 상기 발포층을 형성하기 위한 상기 조성물의 경우, 상기 폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 발포제를 약 1 내지 약 15 중량부 포함할 수 있고, 예를 들어, 약 2 내지 약 5 중량부 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 발포안정제를 약 0.1 내지 약 3.0 중량부 더 포함할 수 있다.
상기 발포제로는 유기화학 발포제가 주로 사용되는데, 특히 이아조디카본아마이드(Azodicarbonamide), P,P'-옥시비스(벤젠설포닐하이드라자이드)(OBSH, P,P'-oxybis(benzene sufonyl hydrazide), P-톨루엔서포닐하이드라자이드(TSH, P-toluene sulfonyl hydrazide)등을 사용할 수 있다.
상기 발포안정제는 예를 들어, 바륨(Ba), 아연(Zn) 등의 유기산금속염계 복합 안정제를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 필름층, 상기 발포층 및 상기 비발포층 중 적어도 하나는 상기 조성물이 내열안정제, 충진제, 유연제, 산화방지제, UV흡수제, 가공제, 슬립제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 조성물은 상기 폴리염화비닐 100 중량부당 상기 내열안정제 약 0.1 내지 약 3.0 중량부 및 상기 충진제 약 5 내지 약 30 중량부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 조성물은 상기 폴리염화비닐 100중량부당 상기 유연제 약 2 내지 약 20 중량부, 상기 산화방지제 약 0.1 내지 약 5.0 중량부, 상기 UV흡수제 약 0.1 내지 약 1.0 중량부, 상기 가공제 약 0.1 내지 약 3.0 중량부 및 상기 슬립제 약 0.1 내지 약 1.0 중량부를 포함할 수 있다.
상기 내열안정제는 바륨(Ba), 아연(Zn), 칼슘(Ca), 나트륨(Na) 등의 유기산금속염계, 올레산(Oleic Acid), 몬탄(갈탄) 유도체 등을 사용할 수 있으며, 물성 보강을 위해 첨가되는 충진제는, 탄산칼슘(CaCO3)을 사용할 수 있다.
상기 유연제는 예를 들어 오일, 러버계 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 산화방지제는 내가수분해 및 내열 보강을 위한 것으로, 일 구현예에서, 인계 및 페놀계 산화방지제를 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 UV흡수제는 벤조페놀이나 벤조트리아졸계를 사용할 수 있으나, 특히 힌더드-아마이드(Hindered amind)계를 사용하는 경우, 기후 열화에 의한 내구성 즉, 내후성을 향상시키고, 빛에 의한 변화 방지 및 이행(migration)방지 효과를 얻을 수 있다.
상기 가공제(활성제)로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 왁스(PE-Wax), 지방산 아마이드(Stearic-Amide,Oleic-Amide) 계 가공제를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 슬립제는 이형성 부여를 위하여 사용되는데, 일 구현예에서, 실리콘계를 사용할 수 있다.
상기 필름층, 발포층 및 비발포층 외에도, 본 발명의 일 구현예에서, 상기 바닥재는 표면처리층, 치수안정층, 인쇄층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 바닥재(300)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 3을 참조할 때, 상기 바닥재(300)는 필름층(10), 제1 비발포층(31) 및 제2 비발포층(32)을 포함하고, 이에 더하여, 표면처리층(40), 치수안정층(50) 및 인쇄층(60)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 비발포층(31)은 다른 두 층 사이에 개재된 간지층으로 지칭할 수 있고, 상기 제2 비발포층(32)은 적층 구조의 최하부에 배치된 층으로서 하지층으로 지칭할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 바닥재(300)는 위에서 아래로 상기 표면처리층(40), 필름층(10), 인쇄층(60), 치수안정층(50), 간지층(31), 및 하지층(32)으로 구성되는 적층구조를 가질 수 있다.
도 3을 참조할 때, 상기 비발포층(30)은 간지층(31) 및 하지층(32)을 포함할 수 있다.
상기 비발포층인 간지층(31)은 상기 하지층(31)과 상기 치수안정층(50) 사이의 접착강도를 향상시키고, 상기 하지층(32)에 직접적인 충격이 가해지는 것을 방지하기 위한 층이다. 또한, 상기 하지층(32)은 바닥 장식재의 휨 균형을 향상시키고, 시공 후 바닥으로부터 투입되는 습기로 인한 바닥 장식재의 변형을 방지하기 위한 층이다.
도 3을 참조할 때, 상기 표면처리층(40)은 상기 필름층(10) 상에 형성되어 상기 바닥재(300)의 최외부에 드러나는 층으로서, 예를 들어, 자외선 경화형 수지층으로 이루어질 수 있다. 상기 표면처리층(40)은 오염물 부착 및 긁힘을 방지하고, 청소를 용이하게 하기 위한 층으로서, 일반적으로 자외선 경화형 우레탄 아크릴레이트 등의 UV처리제를 포함할 수 있다.
상기 치수안정층(50)은 상기 바닥재(300)의 치수안정성을 보강하기 위한 층으로서, 폴리염화비닐 수지가 함침 처리된 유리섬유 시트일 수 있다.
상기 인쇄층(60)은 폴리염화비닐 수지 및 안료를 포함하고, 상기 폴리염화비닐 수지 100중량부당 안료 약 2 내지 약 20 중량부를 포함할 수 있다. 상기 인쇄층이 포함하는 안료는 백색 안료로서, 예를 들어, 이산화티탄을 사용할 수 있다.
이 때, 상기 인쇄층(60)은 인쇄기(Gravure, 5 내지 7도)를 이용하여 투명 필름에 무늬 등을 인쇄하거나 투명 필름, 예를 들어, PET(Polyethyleneterethalate)/ OPP(Orientedpolypropylene)로 조성된 필름 위에 프린팅한 전사지를 이용하는 전사방법 또는 플로터(Plotter)를 이용한 실사 출력방법 등에 의하여 종이나 필름 상에 인쇄를 수행함으로써 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 바닥재(400)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 4를 참조할 때, 상기 인쇄층(60) 상에 투명층(70)이 더 포함될 수 있다.
상기 투명층(70)은 상기 인쇄층(60)을 보호하기 위한 층으로서, 상기 투명층(70)을 형성하기 위한 상기 조성물의 경우, 열가소성 폴리우레탄 100 중량부, 아크릴 공중합체 0.1 내지 20 중량부 유연제 2 내지 20 중량부, 내열안정제 0.1 내지 3.0 중량부, 산화방지제 0.1 내지 5.0 중량부, UV흡수제 0.1 내지 1.0 중량부, 가공제 0.1 내지 3.0 중량부, 슬립제 0.1 내지 1.0 중량부 및 충진제 5 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 바닥재는 환경호르몬이나 다이옥신 발생의 문제가 없는 환경친화적 바닥재로서, 보행감의 향상 및 충격흡수는 물론이고 보온, 단열, 흡음, 방진등의 우수한 기능성을 제공한다.
한편, 상기 바닥재를 구성하는 조성물을 이용하여 압출 공법, 카렌다 공법 등을 적용하면, 상기와 같은 각 층간 형태를 얻을 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄은 상기 폴리 염화비닐 수지를 연화하여 열가소성을 증대시켜 고온에서 성형가공을 용이하게 하는 것이다. 이 때, 그 가공 온도는 약 120℃ 내지 약 250℃로서, 가공 온도가 약 120℃ 미만일 경우 조성물 내 원료 간 상용성이 낮아져 가공이 어려운 반면, 가공온도가 약 250℃를 초과할 경우 과도한 열화로 인해 성형 가공이 어렵게 되는 문제점이 발생한다.
이와 같이 상기 조성물을 이용하여, 바닥재를 구성하는 각 층을 형성하는 방법은, 예를 들면, 전술한 각 원료를 혼합하여 수지 조성물을 제조하는 단계와 혼합된 원료를 적절한 조건에서 가열하고 가압하여 균일하게 겔화하는 혼련 단계 및 최종 시트 형상으로 카렌더링 성형하는 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
이 때, 상기에서 원료의 혼합 및 혼련 공정은, 예를 들면, 액상 또는 분말상의 원료를 슈퍼 믹서, 압출기, 혼련기(kneader), 2본 내지 4본 롤 등을 사용하여 수행할 수 있다. 또한, 원료의 혼합 및 혼련 공정에서는 보다 효율적인 혼합을 위하여, 배합된 원료를 반바리 믹서(banbury mixer) 등을 사용하여 약 120℃ 내지 약 250℃ 정도의 온도에서 혼련하고, 혼련된 원료를 약 120℃ 내지 약 250℃ 정도의 온도에서 2본 롤 등을 사용하여, 1차 및 2차 믹싱하는 방식과 같이, 상기 혼합 및 혼련 공정을 다단계로 반복 수행할 수도 있다.
한편, 상기와 같이 혼합된 원료를 카렌더링 공법에 적용하여 상기 각 층 등을 제조하는 방법 역시 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 역 L형 4본롤 카렌더 등의 통상의 장치를 사용하여 제조할 수 있다.
또한, 상기에서 카렌더링 가공 조건은, 사용되는 수지 조성물의 조성 등을 고려하여, 적절히 선택할 수 있으며, 상술한 온도범위인 약 120℃ 내지 약 250℃ 정도의 가공 온도 내에서 카렌더링 가공을 실시할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니 된다.
< 제조예 >
제조예 1: 하지층의 제조
폴리염화비닐 100 중량부, 열가소성 폴리우레탄 40 중량부, 디옥틸프탈레이트 15 중량부, 탄석 120중량부 및 내열안정제 2.2 중량부를 압출기를 사용하여 1차 혼련하고, 반바리 믹서로 140℃에서 혼련한 다음, 140℃의 2본롤을 사용하여 1차 및 2차 믹싱하였다. 그 후, 제조된 원료를 130℃의 온도에서 카렌더링 가공하여, 두께가 약 1.3 mm인 시트를 제조하였다.
제조예 2: 하지층의 제조
열가소성 폴리우레탄을 사용하지 않고 디옥틸프탈레이트 50 중량부 사용한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1의 하지층 제조과정과 동일한 과정으로 가공하여, 두께가 1.3 mm인 백색시트를 제조하였다.
제조예 3: 간지층의 제조
폴리염화비닐 100 중량부, 열가소성 폴리우레탄 30 중량부, 디옥틸프탈레이트 20 중량부, 탄석 40중량부 및 내열안정제 2.2 중량부를 압출기를 사용하여 1차 혼련하고, 반바리 믹서로 140℃에서 혼련한 다음, 140℃의 2본롤을 사용하여 1차 및 2차 믹싱하였다. 그 후, 제조된 원료를 130℃의 온도에서 카렌더링 가공하여, 두께가 약 0.2 mm인 시트를 제조하였다.
제조예 4: 간지층의 제조
열가소성 폴리우레탄을 사용하지 않고 디옥실프탈레이트 50 중량부 사용한 것을 제외하고는, 상기 제조예 3의 간지층 제조과정과 동일한 과정으로 가공하여, 두께가 0.2 mm인 백색시트를 제조하였다.
제조예 5: 필름층의 제조
폴리염화비닐 100 중량부, 열가소성 폴리우레탄 30 중량부, 디옥틸프탈레이트 20 중량부 및 내열안정제 2.2 중량부를 압출기를 사용하여 1차 혼련하고, 반바리 믹서로 140℃에서 혼련한 다음, 140℃의 2본롤을 사용하여 1차 및 2차 믹싱하였다. 그 후, 제조된 원료를 130℃의 온도에서 카렌더링 가공하여, 두께가 약 0.3 mm인 시트를 제조하였다.
제조예 6: 필름층의 제조
열가소성 폴리우레탄을 사용하지 않고 디옥틸프탈레이트 40 중량부 사용한 것을 제외하고는, 상기 제조예 5의 필름층 제조과정과 동일한 과정으로 가공하여, 두께가 0.3 mm인 백색시트를 제조하였다.
제조예 7: 치수안정층의 제조
폴리염화비닐 100 중량부, ATBC 60 중량부, 점도저하제 15 중량부, 탄산칼슘 50 중량부 및 이산화티타늄 5 중량부를 배합하여, 폴리염화비닐계 졸을 제조하였다. 이후 롤코터를 사용하여 제조된 아크릴계 졸을 유리섬유(평량: 60g/m2)에 함침 처리한 다음, 140℃의 온도에서 3분 동안 건조하여 두께 0.2 mm의 치수안정층을 제조하였다.
제조예 8: 인쇄층의 제조
폴리염화비닐 100 중량부, ATBC 30 중량부, 아크릴 공중합체 10 중량부, 스테아린산 5 중량부, 디이소시아네이트 5 중량부 및 카보디이미드 5 중량부, 탄산칼슘 50 중량부, 이산화티타늄 20 중량부를 압출기를 사용하여 1차 혼련하고, 반바리 믹서로 140℃에서 혼련한 다음, 140℃의 2본롤을 사용하여 1차 및 2차 믹싱하였다. 그 후, 제조된 원료를 130℃의 온도에서 카렌더링 가공하여, 두께가 0.2 mm인 백색시트를 제조하였다. 인쇄층은 상기 백색 시트 표면에 그라비어 인쇄 또는 전사 인쇄방법을 통해 무늬를 형성하였다.
제조예 9: 표면처리층의 제조
상기 제조된 하지층, 간지층, 치수안정층, 인쇄층 및 필름층을 열합판한 후 엠보싱롤을 이용하여 엠보싱한 필름층 표면에 우레탄아크릴레이트를 이용하여 0.02 mm의 표면처리층을 형성함으로써 최종 바닥재를 제조하였다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1
하부로부터 상기 제조예 1에 의해 제조된 하지층, 상기 제조예 3에 의해 제조된 간지층, 상기 제조예 7에 의해 제조된 치수안정층, 상기 제조예 8에 의해 제조된 인쇄층, 상기 제조예 5에 의해 제조된 필름층 및 상기 제조예 9에 의해 제조된 표면처리층이 순차적으로 적층되어 구성된 바닥재를 제조하였다.
비교예 1
하부로부터 상기 제조예 2에 의해 제조된 하지층, 상기 제조예 4에 의해 제조된 간지층, 상기 제조예 7에 의해 제조된 치수안정층, 상기 제조예 8에 의해 제조된 인쇄층, 상기 제조예 6에 의해 제조된 필름층 및 상기 제조예 9에 의해 제조된 표면처리층이 순차적으로 적층되어 구성된 바닥재를 제조하였다.
<실험결과>
실험예 1: 유해물질 발생 정도 평가
상기 실시예 1 및 상기 비교예 1의 바닥재 각각에 대하여, 총 유기 휘발성 화합물 (TVOC, Total Volatile Organic Compounds)의 방출량을 시험하였다. 그 결과는 하기 표 1에 기재한 바와 같다.
상기 방출량 시험조건으로서,
1. 챔버온도: 25±1℃
2. 챔버 상대습도: 50+3%
3. 시험기간: 7일
4. 시료구분 및 조제: 바닥재 사용조건
5. 시험방법은 실내공기질 공정시험기준: 2010을 기준으로 측정하였다.
실험예 2: 유연성 평가
상기 실시예 1 및 상기 비교예 1의 바닥재 각각에 대하여, ASTM F137에 의거, 1/4인치(6.35mm) 직경의 맨드릴을 사용한 테스트 방법에 따라 균열, 파괴 기타 결함의 발생여부를 확인하고, 연신되는 길이를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 기재한 바와 같다.
실시예 1 비교예 1
TVOC (mg/m2hr) 0.06 0.09
유연성 (cm)
(ASTM F137)		 2cm 2cm
표 1의 결과를 참조할 때, 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 실시예 1의 바닥재의 경우, 디옥틸프탈레이트 가소제의 일부를 열가소성 폴리우레탄으로 대체함으로써, 실내오염물질을 최소화할 수 있는 친환경 바닥재를 제조할 수 있으며, 기존의 디옥틸프탈레이트 가소제만 사용하고 있는 상기 비교예 1의 바닥재와 비교해보았을 때 동등한 정도의 유연성을 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 구현예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100, 200, 300, 400: 바닥재
10: 필름층
20: 발포층
30: 비발포층
31: 제1 비발포층
32: 제2 비발포층
40: 표면처리층
50: 치수안정층
60: 인쇄층
70: 투명층

Claims (13)

  1. 필름층; 및 발포층과 비발포층 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 필름층, 발포층 및 비발포층은 각각 폴리염화비닐(PVC), 열가소성 폴리우레탄(TPU) 및 가소제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하고,
    상기 조성물은 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 상기 가소제보다 더 많이 포함하고,
    상기 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 유리전이온도(Tg)는 -7℃ 내지 -40℃이고,
    상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 대 상기 가소제는 1.2:1 내지 3:1의 중량비를 갖는
    바닥재.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 폴리염화비닐 100 중량부당 상기 열가소성 폴리우레탄 및 상기 가소제의 총 함량이 20 내지 90 중량부인
    바닥재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필름층은 상기 조성물이 상기 폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 아크릴 공중합체 0.1 내지 20 중량부를 더 포함하는,
    바닥재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 필름층은 상기 조성물이 상기 폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 활제 0.01 내지10 중량부, 사슬 연장제(chain extender) 0.01 내지 10 중량부 및 내가수분해제(anti-hydrolysis agent) 0.1 내지10 중량부에서 선택된 하나를 더 포함하는,
    바닥재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 필름층, 상기 발포층 및 상기 비발포층 중 적어도 하나는 상기 조성물이 내열안정제, 충진제, 유연제, 산화방지제, UV흡수제, 가공제, 슬립제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 더 포함하는,
    바닥재.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조성물이 폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 상기 내열안정제 0.1 내지 3.0 중량부 및 상기 충진제 5 내지 30 중량부를 포함하는
    바닥재.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 조성물이 폴리염화비닐 100중량부에 대하여 상기 유연제 2 내지 20 중량부, 상기 산화방지제 0.1 내지 5.0 중량부, 상기 UV흡수제 0.1 내지 1.0 중량부, 상기 가공제 0.1 내지 3.0 중량부, 상기 슬립제 0.1 내지 1.0 중량부를 포함하는,
    바닥재.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발포층은 상기 조성물이 상기 폴리염화비닐 100중량부에 대하여 발포제 2 내지 5 중량부 및 발포안정제 0.5 내지 3.0중량부를 더 포함하는,
    바닥재.
  10. 제1항에 있어서,
    표면처리층, 치수안정층, 인쇄층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 더 포함하는
    바닥재.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 표면처리층은 자외선 경화형 수지층인
    바닥재.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 치수안정층은 폴리염화비닐 수지가 함침 처리된 유리섬유 시트인
    바닥재.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 인쇄층은 폴리염화비닐 수지 및 안료를 포함하고,
    상기 폴리염화비닐 수지 100중량부당 안료 2 내지 20 중량부를 포함하는,
    바닥재.
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