KR102264499B1 - 코르크를 활용한 기능성 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코르크를 활용한 기능성 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연 원료인 코르크를 이용하여 친환경적인 시트를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 천연 코르크 껍질을 활용한 기능성 시트에 있어서,
바디층; 상기 바디층 상에 접착되되, 코르크층과 부직포를 접착하여 형성한 코르크 원단; 및 상기 바디층과 상기 코르크 원단을 접착하기 위한 TPU 접착필름을 포함하고, 상기 코르크 원단은, 상기 코르크층과 부직포를 필름 형태의 접착제인 TPU 접착필름 또는 핫멜팅 방식 중 어느 하나를 통해 일체로 접착한 것을 특징으로 한다.

Description

코르크를 활용한 기능성 시트{Functional sheet using cork}

본 발명은 코르크를 활용한 기능성 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연 원료인 코르크를 이용하여 친환경적인 시트를 제공하기 위한 것이다.

코르크 나무는 참나구 과의 상록 교목으로서, 코르크 나무의 줄기로부터 코르크(cork)가 추출된다. 코르크 나무의 표피 하에서 채취하는 목전질 물질인 코르크는 얇은 세포막으로 구획된 독립세포의 집합체로서, 각 세포는 공기를 내포하고 있다.

이러한 코르크는 무게가 가볍고 신축성 및 통기성과 충격 흡수 능력이 우수하며 마찰에 강하고 열 전도성이 낮은 특성이 있어 이러한 특성에 적합한 여러 가지 용도로 사용되고 있는데, 천연 코르크를 그대로 사용하기에는 대량 생산의 어려움이 있기 때문에 화학적 수지 등을 혼합하는 것이 일반적이며 이러한 혼합 코르크를 이용한 바닥재 또는 패널 등이 공급되고 있다.

즉, 코르크는 기체 및 액체를 투과시키지 않고, 탄성 및 압축성이 풍부하여 병마개와 같은 밀폐용 기자재로 사용되거나, 탄성력을 가지면서 고정구의 삽입이 용이한 천연 코르크 시트는 광고나 게시판을 위한 보드로 많이 사용되고 있으며, 최근에는 자동차의 내장용이나 가전제품에 코르크 시트의 형태로 적용되고 있다.

이러한 코르크 시트로는 천연 코르크 칩 입자를 이용한 판상 기재나, 코르크 나무를 얇게 절단하여 얻어진 천연 코르크 기재나, 코르크를 압착하여 코르크 블랭크를 형성한 후 얇게 절단하여 얻어진 기재가 사용되고 있다.

그러나, 천연 코르크 기재는 내구성이 약하기 때문에 장시간 사용하는 경우 표면이 거칠어지고 코르크 칩 입자가 쉽게 탈리되는 등의 문제가 있고, 외부로 노출되는 면의 무늬나 패턴을 정형화하기 힘들기 때문에 이를 이용하여 상품화하는데 많은 문제점이 있었다.

또한, 화학적 수지를 첨가한 혼합 코르크의 경우 대부분 인체에 유해한 성분이 추가되기 때문에 특정 용도로만 사용할 수 있어 활용도가 낮은 문제점이 있었다.

(0001) 대한민국 공개특허 제1995-0027098호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 원적외선 방출, 탈취, 항균 기능을 가지는 천연 코르크를 이용한 친환경 기능성 시트를 제공하고, 높은 인장강도, 탄성력 및 향상된 내마모성을 가짐으로써 품질이 개선된 코르크를 활용한 기능성 시트를 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 천연 코르크 껍질을 활용한 기능성 시트에 있어서,

바디층;

상기 바디층 상에 접착되되, 코르크층과 부직포를 접착하여 형성한 코르크 원단; 및

상기 바디층과 상기 코르크 원단을 접착하기 위한 TPU 접착필름을 포함하고,

상기 코르크 원단은,

상기 코르크층과 부직포를 필름 형태의 접착제인 TPU 접착필름 또는 핫멜팅 방식 중 어느 하나를 통해 일체로 접착한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코르크층은,

천연 코르크 원목으로부터 채취된 코르크 껍질을 12개월 동안 건조시키는 1차 건조단계와,

1차 건조된 코르크 껍질을 100 내지 300℃의 온도의 증기로 증숙(蒸熟)하는 증숙단계와,

증숙된 코르크 껍질을 12시간 내지 30시간 동안, 바람직하게는 16시간 내지 26시간 동안, 보다 바람직하게는 22시간 내지 24시간 동안 건조시키는 2차 건조단계와,

2차 건조된 코르크 껍질을 이용하여 소정 크기로 규격화하여 종방향 또는 횡방향으로 접착하고, 접착된 코르크 껍질을 소정 두께로 슬라이스(slice)하여 코르크 필름을 형성하는 필름 형성단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 필름 형성단계에서는,

슬라이스 되는 코르크 껍질의 두께가 0.3t를 초과하지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바디층은,

ABS, PC, PCT, 바이오플라스틱 중 어느 하나를 인서트 사출 공법을 통해 성형한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필름 형성단계에서,

2차 건조된 코르크 껍질을 다수개 적층하고, 적층이 완료된 후 일측단부를 수직하게 슬라이스하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코르크층은,

상기 필름 형성단계 이후에,

물, 산화표백제 및 pH 조절제를 포함하는 탈색용 조성물을 이용하여 코르크의 변색방지를 위한 탈색 및 염색하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

이때, 탈색 및 염색하는 단계 이후에는,

코르크의 표면에 탈색 방지기능을 포함한 투명수지나 도료를 도장하여 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은 원적외선 방출, 탈취, 항균 기능을 가지는 천연 코르크를 이용한 친환경 기능성 시트를 제공하고, 높은 인장강도, 탄성력 및 향상된 내마모성을 가짐으로써 품질이 개선된 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 코르크를 활용한 기능성 시트를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 코르크를 활용한 기능성 시트의 일부를 확대 도시한 확대단면도.
도 3은 본 발명에 따른 코르크층을 제조하는 과정을 순서대로 도시한 순서도.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

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 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 코르크를 활용한 기능성 시트의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 코르크를 활용한 기능성 시트(1)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이,

바디층(10)과,

상기 바디층(10) 상에 접착되되, 코르크층(21)과 부직포(22)를 접착하여 형성한 코르크 원단(20); 및

상기 바디층(10)과 상기 코르크 원단(20)을 접착하기 위한 TPU 접착필름(30)을 포함한다.

상기 바디층(10)은 본 발명에 따른 기능성 시트(1)의 외형을 구성하는 것으로, 합성수지재를 소재로 하여 이를 인서트 사출 공법을 통해 성형한다.

합성수지재를 이용하여 이를 인서트 사출 공법으로 성형하는 바디층(10)은 종래에 비해 다양한 형상을 가지도록 성형할 수 있는 장점이 있고, 특히 바디층(10)의 두께를 조절할 수 있기 때문에 사용 용도에 따른 다양한 변형이 가능하다.

이를 통해 다양한 산업 분야에서 사용이 가능하고, 특히 합성수지재에 색상 도료를 부가하여 다양한 색상을 가진 상태로 성형할 수 있다.

여기서 상기 합성수지재는 ABS, PC, PCT, 바이오플라스틱 중 어느 하나 또는 다수개를 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 코르크 원단(20)은 상기 바디층(10) 상에 접착되는 것으로, 코르크층(21)과 부직포(22) 및 이들을 접착하기 위한 접착층(23)을 포함한다.

상기 코르크층(21)은, 채취한 천연 코르크를 1차 건조, 증숙, 2차 건조 등의 단계를 거쳐 부드러운 촉감을 가지도록 형성한 것으로 다층으로 적층한 후 이를 슬라이스 한 것으로, 코르크층(21)을 제조하는 단계를 도 3을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에서 상기 코르크층(21)은,

천연 코르크 원목으로부터 채취된 코르크 껍질을 12개월 동안 건조시키는 1차 건조단계(211)와,

1차 건조된 코르크 껍질을 100 내지 300℃의 온도의 증기로 증숙(蒸熟)하는 증숙단계(212)와,

증숙된 코르크 껍질을 12시간 내지 30시간 동안, 바람직하게는 16시간 내지 26시간 동안, 보다 바람직하게는 22시간 내지 24시간 동안 건조시키는 2차 건조단계(213)와,

2차 건조된 코르크 껍질을 이용하여 소정 크기로 규격화하여 종방향 또는 횡방향으로 접착하고, 접착된 코르크 껍질을 소정 두께로 슬라이스(slice)하여 코르크 필름을 형성하는 필름 형성단계(214)를 통해 제조된다.

상기 1차 건조단계(211)는, 채취된 천연 코르크를 12개월 동안 건조시키는 단계로서, 건조 조건으로는 상온에서 통풍이 잘 되는 곳에서 12개월 동안 건조한다. 이때 건조 조건의 온도를 50℃ 내지 100℃의 고온에서 수행함으로써 1차 건조에 소요되는 기간을 5 내지 7 개월 내외로 단축할 수 있다.

자연 상태에서 채취하는 코르크는, 코르크 원목의 표면으로부터 상당한 깊이까지 껍질을 채취하는 바, 공업적으로 이용하는 코르크 재료는 주로 코르크 원목의 껍질 부분이다. 따라서 채취 후 바로 사용하는 것은 껍질이 딱딱하고 표면이 거칠기 때문에 공업적으로 부적합하다.

따라서 상온에서 통풍이 잘 되는 곳에서 12개월 동안 자연 건조시킴으로써 표면의 불순물이 자연스럽게 이탈될 수 있도록 하며 동시에 딱딱한 질감이 부드럽게 변화되도록 한다.

다음, 상기 증숙단계(212)는, 1차 건조한 코르크 껍질을 100 내지 300℃의 온도의 증기로 증숙(蒸熟)하는 단계로서, 이때 증기에 노출하는 시간은 10분 내지 60분이다.

상기 증숙단계(212)는 1차 건조된 코르크 껍질에 포함된 불순물을 제거함과 동시에 딱딱한 코르크 껍질을 부드럽게 하여 코르크 껍질의 조직은 촘촘해지고 촉감은 부드러워진다.

이후, 2차 건조단계(213)는, 증숙된 코르크 껍질을 12시간 내지 30시간 동안, 바람직하게는 16시간 내지 26시간 동안, 보다 바람직하게는 22시간 내지 24시간 동안 건조시키는 단계로서, 이를 통해 증숙된 코르크 껍질에 유연성을 부여하고 조직의 밀집도를 높일 수 있어 이를 통해 사용자가 느끼는 촉감을 최대한 부드럽게 할 수 있다.

상기 2차 건조단계(213)에서의 건조 조건으로는 상온에서 12시간 내지 30시간, 바람직하게는 16시간 내지 26시간 동안, 보다 바람직하게는 22시간 내지 24시간 동안 건조하며, 여기서 건조 조건 중 하나인 온도를 50℃ 내지 100℃의 고온에서 수행함으로써 건조에 소요되는 시간을 1시간 내지 10시간 내외로 단축할 수 있다.

다음 상기 필름 형성단계(214)는, 2차 건조된 코르크 껍질을 이용하여 소정 크기로 규격화하여 종방향 또는 횡방향으로 접착하고, 접착된 코르크 껍질을 소정 두께로 슬라이스(slice)하여 코르크 필름을 형성하는 단계이다.

상기 필름 형성단계(214)는, 2차 건조된 코르크 껍질을 큐브 형태로 적층시킨 후 이를 소정 두께로 절단하는 것으로, 상술한 바와 같이 2차 건조된 코르크 껍질은 채취한 상태에서 1차 건조, 증숙, 2차 건조된 것이기 때문에 다양한 형태, 두께 및 크기를 가지는 것으로 이를 정형화된 크기를 가지도록 배치한 후 동일한 두께로 절단해야 공업상 이용이 가능해 진다.

따라서 본 발명에서는 2차 건조된 코르크 껍질을 가로 및 세로가 각각 1.4m 인 틀에 배치하고, 상방으로 다수개를 적층하되 상방에 놓여지는 코르크 껍질이 종방향 또는 횡방향으로 연속적 또는 교호(交互)적으로 배치하면서 이들을 접착하고, 접착된 상태 즉 큐브 형태에서 일측단부를 수직방향으로 얇게 슬라이스 하여 코르크 필름을 형성한다.

여기서 서로 접하는 코르크 껍질을 접착하는 방법으로는 천연 접착제 또는 열가소성 수지 중 어느 하나를 사용하거나 두가지를 병용할 수 있고, 천연 접착제로는 물, 천연 라텍스, 탈컴, 카세인, 붕산나트륨 및 천연 수지 에스테르가 혼합된 혼합 접착제를 사용할 수 있다.

그리고 상기 열가소성 수지로는 폴리 에틸렌 또는 폴리프로필렌 중 어느 하나를 사용하거나 이들을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 접착은 소정 온도 이상에서 100kpa 이상의 압착 강도를 가지는 프레스를 통해 수행될 수 있으며, 여기서 소정 온도는 30℃인 것이 바람직한데 이는 천연 접착제가 경화되지 않은 상태에서 코르크 껍질을 상호 접착시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기와 같이 다수개가 접착되어 형성된 큐브 형태의 코르크 껍질을 일측 단부를 수직하게 슬라이스 하되, 슬라이스 되는 코르크 껍질의 두께가 0.3t가 초과되지 않도록 한다.

상기와 같이 이루어진 코르크층(21)은 부직포(22)와 접착층(23)을 통해 일체로 결합되는데, 상기 부직포(22)는 코르크층(21)이 외부 온도 변화에 따른 수축, 팽창 등에 의해 이탈하는 것을 방지하기 위고, 상기 바디층(10)에 직접 코르크층(21)을 접착하기 위해서는 화학성 접착제를 사용하기 때문에 코르크 껍질의 특징인 원적외선 방출, 항균효과, 탈취효과가 저감된다.

따라서, 이러한 효과를 유지하면서도 바디층(10)과 코르크층(21)의 접착 상태를 견고하게 하기 위하여 이들의 중간에 부직포(22)를 배치함으로써 화학성 접착제를 사용하지 않으면서도 이들을 견고하게 접착하고 코르크 껍질의 효과를 유지할 수 있다.

한편, 상기 접착층(23)은 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 여기서 열가소성 수지는 열가소성 폴리우레탄(TPU:Temperature polyurethane)를 필름 형태로 형성한 것이다.

한편, 상기 필름 형성단계(214) 이후에,

물, 산화표백제 및 pH 조절제를 포함하는 탈색용 조성물을 이용하여 코르크의 변색방지를 위한 탈색 및 염색하는 단계(215)가 더 포함되는데, 탈색 및 염색 단계(215)를 통해 장시간 사용에도 코르크의 색상이 변하지 않도록 함으로서 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

상기 탈색 및 염색 단계(215)에서 물, 산화표백제, pH 조절제의 혼합비는 1:0.5:0.2의 비율로 혼합하여 사용한다.

한편, 탈색 및 염색하는 단계(215) 이후에는,

코르크의 표면에 탈색 방지기능을 포함한 투명수지나 도료를 도장하여 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계(216)가 더 포함된다.

상기 코팅층은 탈색 방지기능을 포함함과 동시에 내마모성을 향상시키기 위한 것으로, 이는 장시간 사용에도 코르크층의 표면 색상이 변하지 않고 동시에 코팅층에 의하여 스크래치의 발생을 최소화하고 동시에 코르크층의 표면을 덮기 때문에 방수, 방습 효과를 기대할 수 있다.

이러한 코팅층은 실리콘을 이용하여 형성하는 것으로, 실리콘 코팅은 라미네이팅 방법, 나이프 코팅, 또는 그라비아 방법 중 어느 하나의 방법을 사용할 수 있고, 액상 실리콘을 1㎛ 내지 150㎛까지 되도록 스프레이 분사 방식에 의하여 코팅될 수 있다.

한편, 상기 코팅층을 형성할 때 경화제를 혼합하여 일정 시간이 지난 후 실리콘이 경화되도록 하는데, 이때 경화제는 경화 속도를 고려하여 혼합하는 양을 결정하되, 바람직하게는 실리콘에 대하여 0.01 내지 3중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 TPU 접착필름(30)은 상기 바디층(10)과 상기 코르크 원단(20)을 접착하기 위한 것으로,

여기서 상기 TPU 접착필름(30)은 상술한 열가소성 우레탄 필름으로써 이는 상기 부직포(22)와 코르크층(21)을 접착하는 것과 동일한 것이므로 반복적인 설명은 생략하도록 한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1 : 코르크를 활용한 기능성 시트
10 : 바디층
20 : 코르크 원단
21 : 코르크층 22 : 부직포
23 : 접착층
211 : 1차 건조단계 212 : 증숙단계
213 : 2차 건조단계 214 : 필름 형성단계
215 : 탈색 및 염색단계 216 : 코팅층 형성단계
30 : TPU 접착필름

Claims (7)

1. 천연 코르크 껍질을 활용한 기능성 시트에 있어서,
   바디층(10);
   상기 바디층(10) 상에 접착되되, 코르크층(21)과 부직포(22)를 접착하여 형성한 코르크 원단(20); 및
   상기 바디층(10)과 상기 코르크 원단(20)을 접착하기 위한 TPU 접착필름(30)을 포함하고,
   상기 코르크 원단(20)은,
   상기 코르크층(21)과 부직포(22)를 필름 형태의 접착제인 TPU 접착필름 또는 핫멜팅 방식 중 어느 하나를 통해 일체로 접착하고,
   상기 코르크층(21)은,
   천연 코르크 원목으로부터 채취된 코르크 껍질을 12개월 동안 건조시키는 1차 건조단계(211)와,
   1차 건조된 코르크 껍질을 100 내지 300℃의 온도의 증기로 증숙(蒸熟)하는 증숙단계(212)와,
   증숙된 코르크 껍질을 50℃ 내지 100℃의 온도에서 1시간 내지 10시간 동안 건조시키는 2차 건조단계(213)와,
   2차 건조된 코르크 껍질을 가로 및 세로가 각각 1.4m인 틀에서 상방으로 적층하되 코르크 껍질을 종방향 또는 횡방향으로 교호(交互)적으로 배치하고, 서로 접하는 코르크 껍질에 물 또는 천연 라텍스 또는 탈컴 또는 카세인 또는 붕산나트륨 또는 천연 수지 에스테르 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 혼합 접착제를 투입한 후 30℃ 이상의 온도에서 100kpa 이상의 압착 강도를 가지는 프레스를 통해 압착하여 상기 혼합 접착제가 경화되지 않은 상태에서 코르크 껍질을 상호 접착하고, 상호 접착된 코르크 껍질을 0.3t의 미만의 두께로 슬라이스(slice)하여 코르크 필름을 형성하는 필름 형성단계(214)를 통해 제조되고,
   상기 필름 형성단계(214) 이후에,
   물, 산화표백제 및 pH 조절제를 1:0.5:0.2의 비율로 혼합한 탈색용 조성물을 이용하여 코르크의 변색방지를 위한 탈색 및 염색하는 단계(215)와,
   탈색 및 염색하는 단계(215) 이후에는,
   액상 실리콘을 코르크층의 표면에서 1㎛ 내지 150㎛의 두께를 가지도록 스프레이 방식으로 분사하되, 상기 액상 실리콘에 전체 중량 경화제가 더 혼합되어 도장 후 일정 시간이 지난 후 액상 실리콘이 경화되어 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계(216)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 코르크를 활용한 기능성 시트.
   
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4. 제1항에 있어서, 상기 바디층(10)은,
   ABS, PC, PCT, 바이오플라스틱 중 어느 하나를 인서트 사출 공법을 통해 성형한 것을 특징으로 하는 코르크를 활용한 기능성 시트.
   
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