KR102316995B1 - 바닥재 - Google Patents

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KR102316995B1
KR102316995B1 KR1020170046108A KR20170046108A KR102316995B1 KR 102316995 B1 KR102316995 B1 KR 102316995B1 KR 1020170046108 A KR1020170046108 A KR 1020170046108A KR 20170046108 A KR20170046108 A KR 20170046108A KR 102316995 B1 KR102316995 B1 KR 102316995B1
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Abstract

본 발명은 하부층, 상기 하부층 상에 구비되는 섬유함침층, 상기 섬유함침층 상에 구비되는 인쇄층, 및 상기 인쇄층 상에 구비되는 투명층을 포함하는 바닥재에 관한 것이다.

Description

바닥재{FLOOR MATERIAL}
본 발명은 내후성, 내오염성 등이 우수하면서 친환경적인 바닥재에 관한 것이다.
일반적으로 마루, 장판, 데코타일, 디럭스타일 등의 바닥재는 통상 폴리염화비닐(PVC) 수지를 기초 소재로 하여 제조된다. 상기 폴리염화비닐 수지를 기초 소재로 한 바닥재는 프탈레이트(Phthalate)계 가소제가 함유되어 있는데, 상기 프탈레이트계 가소제의 경우, 환경호르몬을 유발하며 소각 시 다이옥신(Dioxin)을 발생하는 등의 환경문제로 인해 프탈레이트계 가소제의 사용 규제가 심화되고 있는 추세이다.
이에 따라 프탈레이트계 가소제 대신에 테레프탈산(TPA) 등을 대체 가소제로 적용하여 바닥재를 제조하는 기술이 제안되고 있으나, 상기 대체 가소제에 대한 안정성 및 원료수급 등의 근본적인 문제가 대두되고 있다.
이외에도 폴리염화비닐(PVC) 수지를 기초 소재로 하여 제조된 바닥재의 경우, 내후성, 내오염성, 인쇄선명성, 난연성 등의 물성이 떨어져 인테리어 자재로써 활용하는데 한계가 있다.
따라서 친환경적이면서도 물성이 우수한 바닥재의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-0791020호
본 발명은 친환경적이면서도 내후성, 내오염성, 인쇄선명성, 난연성 등의 물성이 우수한 바닥재를 제공하고자 한다.
본 발명은, 하부층, 상기 하부층 상에 구비되는 섬유함침층, 상기 섬유함침층 상에 구비되는 인쇄층, 및 상기 인쇄층 상에 구비되는 투명층을 포함하고, 상기 투명층이 아크릴계 수지를 포함하는 것인 바닥재를 제공한다.
상기 투명층은, 상기 아크릴계 수지를 포함하는 제1 시트부, 및 상기 제1 시트부 상에 구비되고, 불소계 수지를 포함하는 제2 시트부를 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 메틸메타크릴레이트 단독중합체, 또는 메틸메타크릴레이트와 메틸아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트 및 스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 모노머의 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 불소계 수지는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 플루오르화에틸렌프로필렌(FEP), 및 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-비닐리덴-플루오라이드(THV)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 시트부는 두께가 25 내지 200 ㎛이고, 상기 제2 시트부는 두께가 5 내지 20 ㎛일 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 폴리부틸아크릴레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 메틸메타크릴레이트 단독중합체는 녹는점(Tm)이 100 내지 160 ℃이고, 유리전이온도(Tg)가 80 내지 110 ℃이며, 중량평균분자량이 100,000 내지 250,000일 수 있다.
한편 본 발명의 바닥재는 상기 투명층 상에 구비되는 표면보호층을 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 바닥재는 상기 하부층과 상기 섬유함침층 사이에 보강층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바닥재는 아크릴계 수지와 불소계 수지를 포함하는 투명층을 포함하기 때문에 부착성, 인쇄선명성, 난연성 등의 물성과 더불어 내후성, 내오염성 등의 물성이 우수하며, 친환경적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥재를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥재를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 폴리염화비닐 수지의 함유량 및 프탈레이트계 가소제의 사용을 최소화하여 친환경적이고, 부착성, 인쇄선명성, 난연성, 내후성, 내오염성 등의 물성이 우수한 바닥재에 관한 것으로, 이에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바닥재는 하부층(10), 섬유함침층(20), 인쇄층(30) 및 투명층(40)을 포함한다.
본 발명의 바닥재에 포함되는 하부층(10)은 바닥재의 내충격성 및 보행감을 높이고, 층간 소음의 발생을 저감시키는 역할을 한다. 이러한 하부층(10)은 발포 수지 조성물을 도포 및 경화시켜 형성하거나, 상기 발포 수지 조성물로 제조된 발포시트가 하부층(10)으로 적용될 수 있다.
상기 하부층(10)을 형성하는데 사용되는 발포 수지 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로, 폴리염화비닐 수지 45 내지 50 중량부, 가소제(예를 들어, dioctyltelephthalate) 20 내지 30 중량부, 발포제(예를 들어, diazenedicarboxamide) 2 내지 7 중량부, 필러(예를 들어, Calcium carbonate) 5 내지 10 중량부, 첨가제(예를 들어, nonyl phenyl계열) 1 내지 5 중량부, 및 난연제(예를 들어, Aluminum hydroxide외) 10 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.
상기 하부층(10)의 두께는 100 내지 5,000 ㎛일 수 있다.
본 발명의 바닥재에 포함되는 섬유함침층(20)은 하부층(10) 상에 구비되며, 바닥재의 치수 안정성을 높이는 역할을 한다. 이러한 섬유함침층(20)은 유리섬유(glass fiber)에 폴리염화비닐 수지 조성물을 함침시키는 과정으로 형성할 수 있다.
상기 유리섬유에 함침되는 폴리염화비닐 수지 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로 폴리염화비닐 수지 30 내지 40 중량부, 가소제(예를 들어, dioctyltelephthalate) 20 내지 30 중량부, 열안정제(예를 들어, Barium, Zinc Carboxylates) 1 내지 5 중량부, 필러(예를 들어, Calcium carbonate) 30 내지 35 중량부, 및 첨가제(예를 들어, nonyl phenyl계열) 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
상기 섬유함침층(20)의 두께는 250 내지 350 ㎛일 수 있다.
본 발명의 바닥재에 포함되는 인쇄층(30)은 섬유함침층(20) 상에 구비되며, 바닥재에 심미감을 부여하는 역할을 한다. 이러한 인쇄층(30)은 기재(예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트)에 인쇄된 무늬(예를 들어, 나무결 무늬)를 상기 섬유함침층(20)에 전사(예를 들어, 그라비아 전사)시키는 과정으로 형성할 수 있다.
상기 무늬는 미디엄(medium) 35 내지 45 중량부, 용매(예를 들어, methyl ethyl ketone) 30 내지 40 중량부, 잉크(ink) 10 내지 20 중량부, 및 펄(pearl) 5 내지 15 중량부를 포함하는 잉크 조성물로 인쇄된 것일 수 있다.
본 발명의 바닥재에 포함되는 투명층(40)은 인쇄층(30) 상에 구비되며, 바닥재의 내구성, 내후성, 내오염성, 내화학성을 높이는 역할을 한다. 특히, 투명층(40)에는 아크릴계 수지가 함유되어 있음에 따라 바닥재의 내구성 및 내후성을 높일 수 있다.
구체적으로, 투명층(40)은 아크릴계 수지를 함유하는 제1 시트부(41) 및 상기 제1 시트부 상에 구비되고 불소계 수지를 함유하는 제2 시트부(42)로 이루어질 수 있다.
상기 제1 시트부(41)는 아크릴계 수지를 함유하여 바닥재의 내구성 및 내후성을 높이는 역할을 한다. 상기 아크릴계 수지는 메틸메타크릴레이트 단독중합체(폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)); 또는 메틸메타크릴레이트와 메틸아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트 및 스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 모노머의 공중합체를 포함할 수 있다. 이러한 아크릴계 수지의 함유량은 제1 시트부(41) 총 중량을 기준으로 95 내지 100 중량부일 수 있다.
한편 상기 아크릴계 수지에 포함되는 메틸메타크릴레이트 단독중합체는 녹는점(Tm)이 100 내지 160 ℃이고, 유리전이온도(Tg)가 80 내지 110 ℃이며, 중량평균분자량이 100,000 내지 250,000일 수 있다.
또한 상기 아크릴계 수지에는 바닥재의 내구성을 보다 높이기 위해 충격보강제로써 폴리부틸아크릴레이트가 더 포함될 수 있으며, 이로 인해 제1 시트부(41)에는 폴리부틸아크릴레이트가 더 함유될 수 있다. 이때, 폴리부틸아크릴레이트의 함유량은 제1 시트부(41) 총 중량을 기준으로, 0.1 내지 5 중량부일 수 있다.
상기 제1 시트부(41)의 두께는 25 내지 200 ㎛일 수 있다.
상기 제2 시트부(42)는 불소계 수지를 함유하여 바닥재의 내오염성 및 내화학성을 높일 수 있다. 상기 불소계 수지는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 플루오르화에틸렌프로필렌(FEP), 및 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-비닐리덴-플루오라이드(THV, terpolymer of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and vinylidene fluoride)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 불소계 수지의 함유량은 제2 시트부(42) 총 중량을 기준으로 99 내지 100 중량부일 수 있다.
상기 제2 시트부(42)의 두께는 5 내지 20 ㎛일 수 있다.
상기 제1 시트부(41)와 상기 제2 시트부(42)가 결합된 투명층(40)은 시트부 형성용 조성물의 코팅, 시트부 형성용 조성물로 형성된 필름의 합지, 또는 시트부 형성용 조성물의 공압출 등의 방법으로 형성할 수 있다. 구체적으로는 바닥재의 내구성을 보다 높이기 위해 공압출 방법으로 투명층(40)을 형성할 수 있다. 이와 같은 투명층(40)은 제1 시트부(41)와 제2 시트부(42)로 이루어짐에 따라 ISO 13468-2에 근거하여 93 % 이상의 광투과율(Luminous transmittance, τD65)을 나타낼 수 있고, ISO 527-3에 근거하여 38 ㎫ 이상의 인장응력(Tensile stress at yield)을 나타낼 수 있다.
한편 본 발명의 바닥재는 투명층(40) 상에 구비되는 표면보호층(50)을 더 포함할 수 있다(도 2 참조). 상기 표면보호층(50)은 바닥재의 외관, 내오염성, 미끄럼성, 청소성을 높이는 역할을 한다. 이러한 표면보호층(50)은 광경화형 수지 조성물을 투명층(40) 상에 도포 및 경화하는 과정을 거쳐 형성할 수 있다.
상기 표면보호층(50)을 형성하는데 사용되는 광경화형 수지 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로 우레탄 아크릴레이트계 수지 40 내지 50 중량부, 아크릴레이트계 모노머 30 내지 40 중량부, 첨가제(예를 들어, 분산제, 레벨링제) 1 내지 10 중량부, 소광제(예를 들어, SiO2) 1 내지 5 중량부, 및 광개시제 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
상기 표면보호층(50)의 두께는 5 내지 30 ㎛일 수 있다.
또한 본 발명의 바닥재는 하부층(10)과 섬유함침층(20) 사이에 구비되는 보강층(60)을 더 포함할 수 있다(도 2 참조). 상기 보강층(60)은 바닥재의 경도와 압입량을 높이는 역할을 한다. 이러한 보강층(60)은 폴리염화비닐 수지 조성물을 도포 및 경화시키는 과정을 거쳐 형성할 수 있다.
상기 보강층(60)을 형성하는데 사용되는 폴리염화비닐 수지 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로, 폴리염화비닐 수지 30 내지 40 중량부, 가소제(예를 들어, dioctyltelephthalate) 10 내지 20 중량부, 열안정제(예를 들어, Barium, Zinc Carboxylates) 1 내지 3 중량부, 및 필러(예를 들어, Calcium carbonate) 40 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.
상기 보강층(60)의 두께는 10 내지 600 ㎛일 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1]
중합도 1200의 폴리염화비닐(PVC) 수지 52 중량부에 1차 가소제인 디옥틸테레프탈레이트(Dioctyl Telephthalate) 36 중량부, 2차 가소제인 에폭시(Epoxy) 수지 1 중량부, 내열안정제(바륨카복실레이트) 1 중량부, 백색안료(이산화타이타늄) 8 중량부, 기타첨가제 2 중량부를 혼합하여 폴리염화비닐 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 폴리염화비닐 수지 조성물을 45-55g의 유리섬유에 함침시켜 시트 형태의 섬유함침층(두께 300 ㎛)을 제조하였다.이후, 상기 제조된 섬유함침층과 비발포시트를 160-190 ℃의 조건 하에 열합지하여 섬유함침층 하에 하부층을 형성하였다.
다음, 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트에 인쇄된 인쇄 무늬를 상기 섬유함침층 상에 전사하여 인쇄층을 형성하였다.
그 다음, PMMA와 PVDF가 함유된 공압출 투명 필름을 상기 인쇄층 상에 열합지하여 투명층(두께 53 ㎛)을 형성하였다.
다음, 투명층을 엠보 가공한 후, 우레탄 아크릴레이트계 수지 50 중량부, 아크릴레이트계 모노머 39 중량부, 광개시제 3 중량부, 첨가제 5 중량부 및 소광제 3 중량부가 혼합된 광경화형 수지 조성물을 도포하고, 340 ㎚ 파장의 빛을 조사하면서, 광도 출력 140 W/㎠, 광량 에너지 700 mJ/㎠, 광량 에너지 도달 시간 8초의 조건으로 경화시켜 표면보호층(두께 17 ㎛)을 형성하는 과정을 거쳐 바닥재를 제조하였다.
[ 실시예 2]
섬유함침층 하부에 보강시트(보강층) 및 발포시트(하부층)를 순차적으로 열합지한 후 오븐(190-210 ℃)을 통해 발포시키는 과정을 거쳐 바닥재를 제조하였다.
[ 실시예 3]
투명 필름 대신에 PMMA 필름 및 PVC 필름을 순차적으로 적층하여 투명층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 과정을 거쳐 바닥재를 제조하였다.
[ 비교예 1]
투명 필름 대신에 PVC 필름을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐 바닥재를 제조하였다.
[ 비교예 2]
투명 필름 대신에 PVC 필름을 적용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 과정을 거쳐 바닥재를 제조하였다.
[ 실험예 1]
실시예 및 비교예에서 제조된 바닥재의 물성을 다음과 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1. 부착성: 10x10 크로스 컷 후 Taping 탈부착을 2회 수행하여 평가
평가기준 -> 우수: 박리 0개, 양호: 박리 1-2개, 보통: 박리 5개 이하, 불량: 박리 5개 이상
2. 내후성: WOM 2,000시간 후 dE 및 그레이스케일을 확인하여 평가
평가기준 -> 우수: 0.5 이하, 양호: 1 이하, 보통: 3 미만, 불량: 3 이상
3. 컬링: 평면 펼침 후 들뜸 여부를 확인하여 평가(각 모서리 부위 들뜸 평균치로 평가)
평가기준 -> 우수: 0.5 mm 미만, 양호: 1 mm 미만, 보통: 2 mm 미만, 불량: 2 mm 이상
4. 크랙: 온도조건별(-10℃, 25℃, 40℃) 180도 벤딩테스트 후 크랙 여부를 확인하여 평가
평가기준 -> 우수: -10 ℃, 25 ℃, 40 ℃ 모두 크랙 양호
양호: -10 ℃ 크랙 발생, 25 ℃ 및 40 ℃ 크랙 양호
보통: -10 ℃ 크랙 및 필름터짐 발생, 25 ℃ 및 40 ℃ 크랙 양호
불량: -10 ℃, 25℃, 40℃ 모두 크랙 발생
5. 인쇄선명성: 인쇄망점, 잉크번짐, 및 BYK Wave Scan Dual 장비로 맑기감 정도 확인
평가기준 -> 우수: 인쇄성 양호, SH값 40 이상
양호: 인쇄성 양호, SH값 35-40
보통: 인쇄성 양호, SH값 30이상
불량: 인쇄성 불량, SH값 30미만
물성 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
부착성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
내후성 ◎ ◎ ◎ X X
컬링 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
크랙 ○ ○ ◎ ◎ ◎
인쇄선명성 ◎ ◎ ○ △ △
X: 불량 △: 보통 ○: 양호 ◎: 우수
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 바닥재는 부착성, 인쇄선명성, 난연성과 더불어 내후성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
10: 하부층
20: 섬유함침층
30: 인쇄층
40: 투명층
41: 제1 시트부
42: 제2 시트부
50: 표면보호층
60: 보강층

Claims (9)

  1. 하부층;
    상기 하부층 상에 구비되는 섬유함침층;
    상기 섬유함침층 상에 구비되는 인쇄층; 및
    상기 인쇄층 상에 구비되는 투명층을 포함하고,
    상기 투명층은 아크릴계 수지를 포함하는 제1 시트부 및 상기 제1 시트부 상에 구비되고 불소계 수지를 포함하는 제2 시트부를 포함하는 것이고,
    상기 아크릴계 수지는 메틸메타크릴레이트 단독중합체를 포함하고,
    상기 불소계 수지는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)을 포함하며,
    상기 제1 시트부는 두께가 25 내지 200 ㎛이고,
    상기 제2 시트부는 두께가 5 내지 20 ㎛인, 바닥재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는 폴리부틸아크릴레이트를 더 포함하는 것인 바닥재.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 메틸메타크릴레이트 단독중합체는 녹는점(Tm)이 100 내지 160 ℃이고, 유리전이온도(Tg)가 80 내지 110 ℃이며, 중량평균분자량이 100,000 내지 250,000인 것인 바닥재.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명층 상에 구비되는 표면보호층을 더 포함하는 것인 바닥재.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부층과 상기 섬유함침층 사이에 보강층을 더 포함하는 것인 바닥재.
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