KR102442791B1 - 타일 바닥재 - Google Patents

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KR102442791B1 KR1020200152871A KR20200152871A KR102442791B1 KR 102442791 B1 KR102442791 B1 KR 102442791B1 KR 1020200152871 A KR1020200152871 A KR 1020200152871A KR 20200152871 A KR20200152871 A KR 20200152871A KR 102442791 B1 KR102442791 B1 KR 102442791B1
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Abstract

본 발명은 타일 바닥재에 관한 것으로, 차음성 및 내눌림성 등이 우수한 타일 바닥재에 관한 것이다.

Description

타일 바닥재 {Tile flooring}
본 발명은 타일 바닥재에 관한 것으로, 차음성 및 내눌림성 등이 우수한 타일 바닥재에 관한 것이다.
건축 구조물의 바닥면은 콘크리트 및 시멘트로 되는 것이 일반적이다. 이 때, 콘크리트 및 시멘트로 이루어지는 건축 구조물의 바닥면이 그대로 노출될 경우, 미감이 저하될 뿐만 아니라 냉기가 올라오게 되므로 바닥면에 바닥재를 시공하여 미감을 향상시키고 바닥면으로부터 올라오는 냉기를 차단하는 방법을 이용할 수 있다.
이러한 바닥재로는 경제성과 미감성을 만족하면서도 우수한 내수분성 특성을 갖는 폴리염화비닐(PolyvinylChloride, 이하 'PVC'라 함) 타일 바닥재를 예로 들 수 있다.
폴리염화비닐 타일 바닥재의 일 예로, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0130221호(이하, '특허문헌 1')는 하부에서 상부로 논 슬립층(70); 발란스층(20); 하지층(10); 글라스 파이버층(30); 중지층(40); 인쇄층(50); 및 표면층(60)을 포함하는 PVC 타일 바닥재를 개시하고 있다. 그러나, 상기 특허문헌 1이 개시한 PVC 타일 바닥재는 발포 폼(foam)을 포함하지 않아 차음성이 좋지 않은 문제점이 있다.
또한, 최근에는 공동주택에서의 층간 소음으로 인한 문제가 매우 대두됨에 따라, 도서관이나 독서실 등 소음 저하가 요구되는 장소에서는 발소리, 의자 끄는 소리 등 바닥재와의 접촉을 통해 발생되는 소음을 감쇄시키 위하여 타일 바닥재의 차음성은 더욱 중요한 문제로 대두되고 있다.
따라서, 상기 특허문헌 1과 같이 차음성이 좋지 않은 타일 바닥재의 문제점을 개선하기 위해, 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0032764호(이하, '특허문헌 2')는 상기 발란스층(20) 하부에 위치한 논 슬립층(70)에 발포제를 첨가하여, 발포 폼인 차음 및 논 슬립층(70)을 포함하는 타일 바닥재를 제안하고 있다. 하지만, 상기 특허문헌 2의 타일 바닥재는 발포 폼이 화학 발포제로 발포시킴으로 인해 발포 폼 내 열린 형상의 기공(opened pore or open cell)이 많이 포함됨에 따라, 타일 바닥재의 눌림성이 커서 보행감이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 발포 폼을 포함하여 차음성과 쿠션성을 구현할 수 있으면서도, 발포 폼을 포함하는 타일 바닥재의 단점인 눌림성을 개선하여 우수한 보행감을 갖는 타일 바닥재가 요구되는 실정이다.
KR 10-2017-0130221 A KR 10-2018-0032764 A
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 차음성 및 내눌림성 등이 우수한 타일 바닥재를 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 실시예는 타일 바닥재를 제공한다.
본 발명에 따른 타일 바닥재는 발포층을 포함하여 차음성과 쿠션성을 구현하는 것으로, 발포층은 고분자 수지를 포함하는 발포층용 졸을 기계적 교반하여 형성시킨 기계적 발포층이되, 고발포 배율 및 특정 범위를 만족하는 가소제를 포함함으로써 보다 개선된 쿠션성을 가지면서도 이와 동시에 내눌림성을 개선하여 우수한 보행감을 제공할 수 있다. 본 명세서에서, 내눌림성이 우수하다는 의미는 타일 바닥재에 하중이 부과되었을 때 표면 눌림 현상이 발생하는데, 하중이 제거되고 일정 시간이 지난 이후 표면의 눌린 정도가 낮게 나타나는 것을 의미한다.
도 1은 타일 바닥재의 적층구조의 일 실시예를 보여주는 측단면도로, 도 1을 참조하여 각 층에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명에 따른 타일 바닥재는 하부에서부터 베이스층, 발포층, 및 치수 안정층을 순차적으로 포함할 수 있다.
베이스층(12)
본 발명의 베이스층(12)은 치수안정성, 내구성, 및 재단성 등의 타일 바닥재로서 요구되는 물성을 부여하는 층으로, 고분자 수지 100 중량부에 대하여, 가소제 30 내지 75 중량부, 및 충전제 250 내지 650 중량부를 포함할 수 있다.
고분자 수지는 이에 제한되는 것은 아니나, 일 예로서, 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 포함할 수 있고, 특히, 염화비닐 단독중합체로서 연, 경질 제품 모두에 적용될 수 있는 범용 폴리염화비닐 수지 등을 포함할 수 있다. 일 예로서, 폴리염화비닐 수지는 중량평균분자량이 50,000 내지 120,000 g/mol 또는 75,000 내지 95,000 g/mol일 수 있다. 나아가, 폴리염화비닐 수지는 중합도가 일례로, 650 내지 1,000, 또는 700 내지 900일 수 있으며, 상기 범위 내에서 가공성이 우수하면서도 타일 바닥재에 우수한 내구성 및 기계적 물성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
가소제는 이에 제한되는 것은 아니나, 일 예로서, 프탈레이트계 가소제, 테레프탈레이트계 가소제, 벤조에이트계 가소제, 시트레이트계 가소제, 포스페이트계 가소제 및 아디페이트계 가소제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 구체적인 일 실시예로 친환경적인 테레프탈레이트계 가소제를 사용할 수 있다.
또한, 충전제는 이에 제한되는 것은 아니나, 일 예로서, 탄산칼슘, 목분, 운모, 비정질 실리카, 활석, 제올라이트, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 인산칼슘, 인산마그네슘, 산화알루미늄, 카올린, ATH(Alumina trihydrate) 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 본 발명에서는 구체적 일 실시예로 가격 및 범용성 측면에서 유리하고, 내열성 및 내구성을 높일 수 있는 탄산칼슘을 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 충전제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 250 내지 650 중량부, 또는 350 내지 550 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 적절한 원가를 유지하면서 타일 바닥재에 우수한 기계적 물성 및 가공성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
하나의 예시에서, 베이스층(12)은 두께가 1.2 내지 3.5 mm, 또는 1.6 내지 3 mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 타일 바닥재의 치수 안정성, 내구성 및 재단성이 우수한 효과가 있다.
발포층(20)
본 발명의 타일 바닥재는 발포층(20)을 포함함으로써 우수한 차음성을 구현하면서도, 기계적 발포로 형성함과 아울러 특정 발포배율 및 특정 함량의 가소제를 포함하고 닫힌 형상의 기공을 특정 비율 이상으로 가짐으로써, 우수한 내눌림성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 발포층(20)은 타일 바닥재 최하부가 아닌 중간부에 위치하여, 보행시 쿠션성이 우수하고, 바람직하게는 발포층 두께의 1/2 지점(M1)이 타일 바닥재 두께의 1/2 지점(M2) 보다 상측에 위치할 경우 더욱 우수한 쿠션성을 구현할 수 있다(도 2 참조).
본 발명에서 기계적 발포란 화학 발포제를 사용하지 않고 발포층(20) 내에 기공을 형성시키는 것으로, 이와 달리 화학 발포제와 반응시켜 특정 조성을 분해함으로써 가스를 발생시켜 기공을 형성시키는 화학적 발포와 구별되는 것이다. 여기서, 화학 발포제라 함은 일 예로, 4,4'-옥시비스(벤젠술포닐)히드라지드, 4,4'-옥시벤젠술포닐 세미카르바지드, 아조디카본아미드, p-톨루엔술포닐 세미카르바지드, 바륨 아조디카르복실레이트, 아조디이소부티로니트릴, 벤젠술폰히드라지드, 트리히드라지노트리아진, 아조디카르복실산의 금속염, 옥살산 히드라지드, 히드라조카르복실레이트, 디페닐옥시드-4,4'-디술포히드라지드, 테트라졸화합물, 중탄산나트륨, 중탄산암모늄, 카르보네이트 화합물과 폴리탄산의 제제, 시트르산과 중탄산나트륨의 혼합물, N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드, 및 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라아민 등을 들 수 있다. 또한, 물리 발포제는 무기 및 유기 발포제를 포함할 수 있는데, 무기 물리 발포제는 일 예로 질소, 아르곤, 산소, 공기, 헬륨 및 육불화황으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 여기서, 공기란 인위적으로 주입하는 가스(gas)가 아닌 지구를 둘러싼 대기 중에 존재하는 일반적인 에어(air)를 의미한다. 또한, 유기 발포제는 일 예로 이산화탄소, 지방족 탄화수소(일 예로 메탄, 에탄, 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄 및 이들의 조합), 지방족 알코올(일 예로 메탄올, 에탄올, n-프로판올 및 이소프로판올 및 이들의 조합), 완전 및 부분 할로겐화 지방족 탄화수소(일 예로 플루오로카본, 클로로카본 및 클로로플루오로카본 및 이들의 조합)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 이용된 기계적 발포는 일 실시예로, 발포층용 졸에 기계적 교반에 의해 물리 발포제로서 공기(air)를 도입한 후, 겔화(gelling)에 의해 발포층 내에 기공을 형성하는 것을 의미한다.
하나의 예시에서, 발포층(20)은 발포배율이 180 내지 230 %일 수 있고, 자세하게는, 그 하한으로 183 % 이상, 185 % 이상, 187 % 이상, 190 % 이상, 191 % 이상, 192 % 이상, 193 % 이상, 194 % 이상, 195 % 이상, 196 % 이상, 197 % 이상, 198 % 이상, 199 % 이상, 또는 200 % 이상일 수 있고, 그 상한으로 227 % 이하, 225 % 이하, 223 % 이하, 220 % 이하, 215 % 이하, 210 % 이하, 209 % 이하, 208 % 이하, 207 % 이하, 206 % 이하, 205 % 이하, 204 % 이하, 또는 203 % 이하 일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 발포층(20)은 상기와 같이 고 발포배율을 만족함으로써, 차음성 및 쿠션성이 현저히 우수하게 나타날 수 있다.
또한, 하나의 예시에서, 발포층(20)은 1 mm2의 단면적 내에 포함된 기공의 90 % 이상, 95 % 이상, 98 % 이상, 99 % 이상, 또는 99.5 % 이상이 닫힌 형상의 기공(closed pore or closed cell)일 수 있다. 즉, 닫힌 형상의 기공이 상기 범위로 포함되고, 열린 형상의 기공(opened pore or open cell)의 비율이 매우 낮거나 미미함으로써, 내눌림성 개선이 효과적으로 이루어질 수 있다. 상기 1mm2의 단면적 내에 포함된 닫힌 형상의 기공 비율의 상한치는 특별히 제한하지 않으며, 일 예로 100 %일 수 있다.
또한, 상기 발포층(20) 내 포함되는 상기 닫힌 형상의 기공은 평균 직경이 100 내지 300 ㎛ 또는 100 내지 250 ㎛일 수 있으며, 상기 범위 미만일 경우 타일 바닥재의 차음성이 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 기공 크기가 과도하여 타일 바닥재의 내눌림성 및 내구성이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 평균 직경을 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 기공의 평균 직경이란 하나의 기공이 가질 수 있는 직경의 평균치를 나타내는 것으로, 상기 기공이 구 형상인 경우는 지름의 평균을 의미하고, 구 형상 외의 다른 형상인 경우는 장축과 단축으로 구분시 장축의 평균 길이를 의미하는 것일 수 있다.
또한, 상기 닫힌 형상의 기공은 발포층(20)의 1 mm2의 단면적 내에 5 내지 20 개 또는 10 내지 15 개로 포함될 수 있으며, 상기 범위 미만일 경우 타일 바닥재의 차음성 및 쿠션성이 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 내눌림성이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 기공 수를 가질 수 있다. 상기 닫힌 형상의 기공의 비율, 기공의 평균 직경 및 개수는 타일 바닥재를 수직 방향으로 또는 수평 방향으로 절단한 후, 광학현미경(Optical Microscope, OM)을 이용하여 절단된 발포층(20)의 단면적(1 mm2) 내에 형성된 전체 기공 중 닫힌 형상의 기공의 비율, 기공의 평균 직경 및 개수를 측정할 수 있다.
상기 발포배율은 후술할 치수안정층과 접합된 발포층의 시편(길이, 너비가 50 mm x 50 mm)의 초기 밀도를 측정한 후, 상기 시편을 160 °C의 온도에서 500 kgf/cm2의 압력으로 15분 동안 누른 후 압력을 제거하고 압착된 시편의 밀도를 측정하여 하기 식 1과 같이 계산할 수 있다.
[식 1]
발포배율 = T1/T0 X 100%
T0 : 시편의 초기 밀도
T1 : 시편의 압착 후 밀도
한편, 기계적 발포층 형성에 이용되는 발포층용 졸은 고분자 수지 100 중량부에 대해 가소제를 85 내지 110 중량부 또는 87 내지 105 중량부로 포함할 수 있다. 상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 발포층(20)은 고 발포 배율을 가짐으로써, 쿠션성 및 차음성이 현저하게 개선될 수 있다.
하지만, 발포 배율이 높아지면, 내눌림성이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 발포층(20)은 가소제 함량을 상기와 같이 특정 범위로 포함함으로써, 내눌림성이 저하되지 않고, 쿠션성 및 차음성을 우수하게 구현하면서도 내눌림성 역시 우수하게 나타낼 수 있다.
하나의 예로서, 이에 제한되는 것은 아니나, 고분자 수지는 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 이상을 포함할 수 있다. 특히, 고분자 수지는 폴리염화비닐 수지를 포함할 수 있고, 폴리염화비닐 수지는 중량평균분자량이 130,000 내지 210,000 g/mol, 150,000 내지 190,000 g/mol, 또는 160,000 내지 180,000 g/mol 일 수 있으며, 상기 범위 미만일 경우 기공 벽이 단단하지 못해 내눌림성 개선이 미미할 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 발포층용 졸의 형성이 어려워 이를 이용하여 발포층을 형성하기 곤란하므로 결과적으로 차음성이 저하되므로 상기 범위 내의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 또한, 상기 폴리염화비닐 수지는 중합도가 1,450 내지 2,000 또는 1,550 내지 1,850일 수 있으며, 상기 범위 내에서 타일 바닥재의 내눌림성이 우수하게 나타날 수 있다.
상기 가소제 및 충전제는 위에서 서술한 베이스층(12)에 포함되는 가소제 및 충전제와 동일한 종류를 사용할 수 있으므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
또한, 상기 충전제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 30 내지 70 중량부 또는 40 내지 60중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 적절한 원가를 유지하면서 타일 바닥재에 우수한 기계적 물성 및 가공성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 발포층용 졸은 선택적으로 발포층(20) 형성을 위해 치수안정층(30) 상부에 코팅 작업 시 발생하는 기포를 없애기 위해 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 0.5 내지 5 중량부 또는 1 내지 3 중량부의 소포제를 더 포함할 수 있으며, 이의 종류는 통상의 기술자에게 자명한 것으로 본 명세서에는 제한하지 않는다.
또한, 상기 발포층용 졸은 선택적으로 발포층(20) 내 안정적인 기공 형성을 위해 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 발포층용 졸 내로 혼입된 기체가 안정적으로 유지되어 발포층 내 균일한 기공을 형성할 수 있도록 한 것으로, 이온(ion)계, 비이온(Nonion)계, 불소(Fluorine)계 및 실리콘(Silicon)계로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 본 발명에서는 구체적 일 실시예로 소량을 사용하여도 안정적인 기공 형성이 우수하고 안전성이 높은 실리콘계 계면활성제를 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 1 내지 15 중량부 또는 5 내지 10 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 특정 형상 및 직경을 가진 기공이 발포층(20) 내에 특정 개수로 균일하게 분산되어 타일 바닥재의 내눌림성 및 쿠션성이 우수한 효과가 있다.
치수 안정층(30)
본 발명의 치수 안정층(30)은 타일 바닥재에 우수한 치수 안정성을 부여함과 아울러, 발포층을 타일 바닥재 중간부에 위치시키기 위한 캐리어 역할을 하는 층이다.
하나의 예시에서, 치수 안정층(30))은 유리섬유(glass fiber) 시트를 고분자 수지로 형성된 고분자 수지 졸에 함침시킨 후 겔화(gelling)시켜 제조된 것일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 유리섬유 시트는 유리섬유 직포 또는 부직포일 수 있으며, 상기 고분자 수지는 바람직하게 상기 발포층(20)에 사용되는 고분자 수지와 동일한 재료를 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 고분자 수지 졸은 폴리염화비닐 졸(PVC 졸)일 수 있다. 일 예로서, PVC 졸은 고분자 수지 100 중량부에 대해 가소제 60 내지 100 중량부, 또는 65 또는 90중량부, 및 충전제 40 내지 80 중량부, 또는 50 내지 70 중량부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 가소제 및 충전제는 위에서 서술한 베이스층(12)에 포함되는 가소제 및 충전제와 동일한 종류를 사용할 수 있으므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
하나의 예시에서, 치수 안정층(30)의 평량은 350 내지 450 g/m2, 또는 370 내지 430 g/m2일 수 있으며, 상기 범위 내에서 타일 바닥재의 치수 안정성 및 인접하는 층과의 합판성이 우수하고, 기포 발생 문제를 개선할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 치수 안정층(30)의 두께가 0.05 내지 0.5 mm, 또는 0.2 내지 0.4 mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 타일 바닥재의 치수안정성이 우수한 효과가 있다.
한편, 하나의 예시에서, 위에서 서술한 발포층(20) 및 상기 치수 안정층(30)의 두께의 합은 0.8 내지 2.0 mm, 또는 1 내지 1.8 mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 타일 바닥재에 우수한 치수 안정성, 차음성, 내눌림성 및 쿠션성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 하나의 예시에서, 상기 발포층(20) 및 상기 치수 안정층(30)의 두께의 합은 타일 바닥재의 전체 두께의 15 내지 35 % 또는 20 내지 30 %일 수 있으며, 상기 범위 내에서 타일 바닥재의 차음성, 내눌림성 및 쿠션성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 타일 바닥재(1)는 선택적으로, 상기 베이스층(12) 하부에는 밸런스층(11)을, 상기 치수안정층(30) 상부에는 중지층(41), 백색층(42), 인쇄층(42') 및 투명층(43)을 순차적으로 더 포함할 수 있다(도 2 참조).
이하에서는 선택적으로 더 포함될 수 있는 밸런스층(11), 중지층(41), 백색층(42), 인쇄층(42') 및 투명층(43)에 대해 구체적으로 설명한다.
밸런스층(11)
본 발명의 밸런스층(11)은 타일 바닥재의 가장 두꺼운 층인 베이스층(12)의 하부에 위치하여 타일 바닥재의 뒤틀림 및 휨을 방지하는 역할을 하는 층으로, 고분자 수지 100 중량부에 대해 가소제 50 내지 90 중량부, 및 충전제 30 내지 70 중량부를 포함할 수 있다. 밸런스층(11)에 포함되는 고분자 수지, 가소제 및 충전제는 위에서 서술한 베이스층(12)에 포함되는 고분자 수지, 가소제 및 충전제와 동일한 종류를 사용할 수 있으므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
하나의 예시에서, 가소제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 50 내지 90 중량부, 또는 60 내지 80 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위를 만족함으로써 타일 바닥재의 시공 시 접착제 없이 시공 할 수 있고, 더불어 타일 바닥재의 구조 밸런스도 우수한 물성을 유지할 수 있다. 즉, 본 발명은 밸런스층(11) 내 가소제의 함량을 기존 타일 바닥재에 비해 증량하여 별도의 접착제 없이도 바닥면에 시공이 가능하므로, 기술자가 아닌 일반인들도 쉽게 시공이 가능한 효과가 있다.
또는, 선택적으로 타일 바닥재를 접착 시공할 경우, 상기 가소제는 고분자 수지 100 중량부에 대해 10 내지 40 중량부, 또는 20 내지 30 중량부로 사용할 수 있다.
또한, 하나의 예시에서, 충전제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 30 내지 70 중량부, 또는 40 내지 60 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 적절한 원가를 유지하면서 타일 바닥재에 우수한 기계적 물성 및 가공성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
하나의 예시에서, 밸런스층(11)은 두께가 0.1 내지 1 mm, 또는 0.2 내지 0.6 mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 타일 바닥재의 뒤틀림 및 휨을 방지함과 아울러, 우수한 차음성 및 내눌림성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 타일 바닥재(1)가 상기 베이스층(12) 하부에 상기 밸런스층(11)을 더 포함하는 경우, 상기 밸런스층(11) 및 베이스층(12)의 두께의 합은 타일 바닥재의 전체 두께의 40 내지 58 %, 또는 42 내지 55 %일 수 있으며, 상기 범위 내에서 타일 바닥재의 구조 밸런스가 우수한 효과가 있다.
중지층(41)
본 발명의 중지층(41)은 타일 바닥재에 구조 밸런스 및 내눌림성을 부여하는 역할을 하는 층으로, 고분자 수지 100 중량부에 대해 가소제 15 내지 35 중량부, 및 충전제 120 내지 200 중량부를 포함할 수 있다. 중지층(41)에 포함되는 고분자 수지, 가소제 및 충전제는 위에서 서술한 베이스층(12)에 포함되는 고분자 수지, 가소제 및 충전제와 동일한 종류를 사용할 수 있으므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
하나의 예시에서, 가소제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 15 내지 35 중량부, 또는 20 내지 30 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위를 만족함으로써 충분한 가공성을 가지면서도 타일 바닥재에 특정 범위의 경도를 부여하여 내눌림성을 개선할 수 있다.
또한, 하나의 예시에서, 충전제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 120 내지 200 중량부, 또는 145 내지 175 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 적절한 원가를 유지하면서 타일 바닥재에 우수한 기계적 물성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
하나의 예시에서, 중지층(41)은 두께가 0.7 내지 1.5 mm, 또는 0.9 내지 1.3 mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 타일 바닥재에 특정 범위의 경도를 부여하여 내눌림성을 개선하면서도, 우수한 쿠션성을 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 타일 바닥재(1)가 상기 치수 안정층(30) 상부에 중지층(41)을 더 포함할 경우, 상기 중지층(41)의 두께는 타일 바닥재의 전체 두께의 15 내지 30 %, 또는 17 내지 25 %일 수 있으며, 상기 범위 내에서 타일 바닥재의 내눌림성 및 쿠션성이 우수한 효과가 있다.
백색층(42)
본 발명의 백색층(42)은 후술되는 인쇄층(42')의 무늬 또는 패턴을 더 돋보일 수 있도록 역할을 하는 층으로, 고분자 수지 100 중량부에 대해 가소제 15 내지 30 중량부, 충전제 1 내지 15 중량부, 및 안료 15 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.
백색층(42)에 포함되는 고분자 수지는 이에 제한되는 것은 아니나, 일 예로서, 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 포함할 수 있고, 특히, 염화비닐 단독 중합체로서 연, 경질 제품 모두에 적용될 수 있는 범용 폴리염화비닐 수지 등을 포함할 수 있다. 일 예로서, 폴리염화비닐 수지는 중량평균분자량이 90,000 내지 130,000 g/mol 또는 100,000 내지 120,000 g/mol일 수 있다. 나아가, 폴리염화비닐 수지는 중합도가 일례로, 800 내지 1,300 또는 900 내지 1,200일 수 있으며, 상기 범위 내에서 가공성이 우수하면서도 타일 바닥재에 우수한 내구성 및 기계적 물성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
가소제 및 충전제는 위에서 서술한 베이스층(12)에 포함되는 가소제 및 충전제와 동일한 종류를 사용할 수 있으므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
하나의 예로서, 가소제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 15 내지 30 중량부, 또는 20 내지 25 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 우수한 가공성을 부여할 수 있는 효과가 있다. 또한, 충전제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 1 내지 15 중량부, 또는 5 내지 10 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 적절한 원가를 유지하면서 타일 바닥재에 우수한 기계적 물성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
상기 안료는 이산화티탄일 수 있으나, 후술되는 인쇄층(42')의 색을 확실히 구현할 수 있는 백색 안료면 제한하지 않는다. 또한, 상기 안료는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 15 내지 30 중량부, 또는 20 내지 25 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 후술되는 인쇄층의 무늬 또는 패턴이 더욱 돋보여 타일 바닥재의 외관이 우수한 효과가 있다.
하나의 예에서, 백색층(42)은 두께가 0.01 내지 0.3mm, 또는 0.05 내지 0.1 mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 인쇄층의 무늬 또는 패턴이 더욱 돋보여 타일 바닥재의 외관이 우수한 효과가 있다.
인쇄층(42')
본 발명의 인쇄층(42')은 타일 바닥재에 다양한 외관 및 디자인 효과를 부여하는 역할을 하는 층으로, 상기 백색층(42)의 상면에 전사인쇄를 통해 형성되거나 소정 무늬 또는 패턴이 인쇄된 전사인쇄 필름을 이용한 전사인쇄를 통해 후술되는 투명층(43)의 일면에 형성될 수 있다.
구체적으로, 일 실시예로 본 발명의 타일 바닥재가 동조엠보를 포함하지 않을 경우 상기 인쇄층(42')은 백색층(42)의 상면에 형성될 수 있으며, 선택적으로 동조엠보싱 공정을 통해 형성된 동조엠보(미도시)를 더 포함할 경우 상기 인쇄층(42')은 투명층(43)의 일면에 형성될 수 있다.
본 발명에서 동조엠보싱 공정이란 인쇄층의 인쇄 무늬와 일치하는 엠보 무늬를 형성하여 우수한 외관을 구현하도록 하는 것을 의미한다.
하나의 예로서, 인쇄층(42')은 두께가 60 내지 120 ㎛, 또는 70 내지 100 ㎛일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
투명층(43)
본 발명의 투명층(43)은 하부에 형성된 인쇄층(42')의 인쇄 무늬 또는 패턴을 보호하는 역할을 하는 층으로, 고분자 수지 100 중량부에 대해 가소제 10 내지 50 중량부를 포함하는 투명필름일 수 있다. 상기 고분자 수지는 위에서 서술한 백색층(42)에 포함되는 고분자 수지로서, 폴리염화비닐 수지 등을 사용할 수 있으므로 중복된 기재는 생략하도록 한다. 또한, 투명층(43)에 포함되는 가소제는 위에서 서술한 백색층(42)에 포함되는 가소제와 동일한 종류를 사용할 수 있으므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
하나의 예에서, 가소제는 고분자 수지 100 중량부에 대해 10 내지 50 중량부, 또는 20 내지 40 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 우수한 가공성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
상기 투명층(43)은 두께가 0.1 내지 1.0 mm, 또는 0.3 내지 0.8 mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 적절한 원가를 유지하면서 하부에 형성된 인쇄층(42')을 보호할 수 있는 효과가 있다.
위에서 서술한 각 층(11, 12, 20, 30, 41, 42, 43)들은 활제, 가공조제, 열안정제, 광안정제, 산화방지제, 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이들의 종류 및 함량은 특별히 제한되지 않으나 일 실시예로 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 0.5 내지 20 중량부, 또는 1 내지 17 중량부로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 타일 바닥재(1)는 상기 투명층(43) 상에, 즉, 선택적으로 일면에 인쇄층(42')이 형성된 투명층(43)의 타면에 동조엠보싱 공정을 통해 형성된 동조엠보(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 타일 바닥재(1)가 동조엠보를 더 포함할 경우 투명층(43) 일면에 형성된 인쇄층(42')의 인쇄 무늬와 타면에 형성된 엠보 무늬와의 동조율은 95% 이상 또는 98% 이상일 수 있다. 상기 동조율은 인쇄층의 인쇄 무늬 및 동조엠보의 길이 또는 폭방향으로 벗어난 정도를 Lupe(PEAK, Scale 10x)를 이용해서 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 타일 바닥재(1)는 선택적으로 상기 투명층(43) 상에 타일 바닥재 표면의 내스크래치성 및 내마모성을 향상시켜주며, 오염물이 부착되는 것을 방지해주는 UV코팅층(미도시)을 더 포함할 수 있다
상기 UV코팅층은 통상의 광경화형 수지를 코팅하여 형성할 수 있으며, 이의 두께는 0.005 내지 0.1 mm 또는 0.01 내지 0.05 mm일 수 있으나, 이로 제한하지 않는다.
하나의 예시에서, 위와 같은 적층구조를 가지는 본 발명의 타일 바닥재(1)는 EN 433 에 의거한 내눌림성이 0.1 mm 이하, 0.09 mm 이하, 0.085 mm 이하, 또는 0.08 mm 이하일 수 있고, 내눌림성은 그 값이 작을수록 보행감이 우수하므로 그 하한은 제한없으나, 0.001 mm 이상일 수 있다. EN 433에 의거한 내눌림성은 타일 바닥재의 시편(길이, 너비가 50 mm x 50 mm)의 초기 두께를 측정하고, 상기 시편의 상부에 50.9 kgf/cm2의 압력을 150분 동안 가하고 난 후, 상기 압력을 제거하고 150 분이 지난 후의 두께를 측정하여 초기 두께 대비 변화된 두께(초기 두께에서 나중 두께를 뺀 값)를 계산한 값일 수 있다.
또한, KS M 3802에 의거한 내눌림성이 8 % 이하, 7 % 이하, 6 % 이하, 5 % 이하, 또는 4.5 % 이하일 수 있고, 그 하한은 제한없으나, 0.001% 이상일 수 있다. KS M 3802에 의거한 내눌림성은 타일 바닥재 시편(길이, 너비가 50 mm x 50 mm)의 초기 두께를 측정하고, 상기 시편의 상부에 215.09 kgf/cm2의 압력을 10 분 동안 가하고 난 후, 상기 압력을 제거하고 60 분이 지난 후의 나중 두께를 측정하여 (초기 두께 - 나중 두께)/초기두께 * 100 를 계산한 값일 수 있다.
또한, 하나의 예시에서, ISO 10140-3:2010 에 의거한 차음성이 16 △dB이상일 수 있으며, 차음성은 그 값이 클수록 우수한 것으로 그 상한은 제한없으나, 200 △dB이하일 수 있다. 상기 차음성은 ISO 10140-3:2010에 의거하여 경량충격음을 측정한 후, 대조군 대비 저감된 소음(△dB)을 측정한 값으로, 대조군은 바닥재로 마감되어 있지 않은 시멘트면인 바닥면을 대상으로 측정한 것으로, 상기 대조군의 경량충격음은 60 내지 70 dB일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 타일 바닥재를 제조하기 위한 구체적인 제조방법의 일 실시예를 설명해보기로 한다.
먼저, 베이스층 조성물을 160-190°C 또는 170-180°C에서 혼련 후, 상기 혼련된 조성물을 150-190°C 또는 160-180°C 온도의 캘린더롤을 통과시킴으로써 베이스층을 제조한다.
선택적으로, 밸런스층(11), 중지층(41), 백색층(42), 인쇄층(42') 및 투명층(43)을 더 포함할 경우, 밸런스층 조성물, 중지층 조성물, 백색층 조성물 및 투명층 조성물을 각각 160-190°C 또는 170-180°C에서 혼련 후, 상기 혼련된 조성물을 150-190°C 또는 160-180°C온도의 캘린더롤을 통과시킴으로써 밸런스층, 중지층, 백색층 및 투명층을 각각 제조한다.
상기 밸런스층 조성물, 베이스층 조성물, 중지층 조성물, 백색층 조성물 및 투명층 조성물은 위에서 서술한 각 층의 조성과 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
이어서, 상기 백색층의 상부에 전사 인쇄를 통해 인쇄층을 형성한다.
이와 별도로, 유리섬유(glass fiber) 시트를 PVC졸로 함침 및 겔링하여 치수안정층을 제조한다.
또한, 발포층용 졸을 믹서에서 2000-3500 rpm 또는 2500-3200 rpm으로 15-40분 또는 20-30분 동안 혼합한 후, 폼 믹서(mixer)에 상기 혼합된 발포층용 졸과 계면활성제를 각각 투입하여 2000-3500 rpm 또는 2500-3200 rpm으로 15-30분 또는 20-30분 동안 공기가 충분히 취입되도록 기계적 교반하여 발포층용 졸의 발포배율이 130-250 % 또는 150-230 %가 되도록 하였다. 또한 선택적으로, 발포배율을 조절하기 위해 상기 공기가 취입된 발포층용 졸을 포터블 탱크(portable tank)에서 1-5시간, 2-5시간 또는 1-3시간 동안 숙성시켜 발포층용 조성물을 얻었다.
상기 PVC졸 및 발포층용 졸은 위에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
이어서, 상기 치수안정층 상부에 상기 발포층용 조성물을 도포한 후 5-15 m/min 또는 8-12 m/min의 속도로 185-220°C 또는 190-210°C의 온도의 오븐을 통과시켜 겔화(gelling)시킴으로써 기계적으로 발포된, 발포층을 제조한다.
상기 도포는 나이프 코타, 콤마 코타, 그라비아 코타 또는 롤 코타를 이용할 수 있으며 이에 제한하지 않는다.
그리고 나서, 하부에서 상부로 순차적으로 밸런스층, 베이스층, 상기 치수안정층과 접합된 발포층(발포층이 베이스층과 접하도록), 중지층, 상기 상부에 인쇄층이 형성된 백색층 및 투명층을 위치시킨 후 140-165°C 또는 145-160°C 온도에서 열합판하여 타일 바닥재를 제조한다.
또는, 선택적으로 타일 바닥재에 동조엠보를 형성할 경우 상기 백색층 상부에 인쇄층을 형성하는 것이 아닌, 투명층의 일면에 인쇄층을 형성할 수 있으며 이 외의 층들은 위에서 서술한 바와 동일하게 제조할 수 있다.
구체적으로, 상기 투명층의 일면에 소정 무늬 또는 패턴이 인쇄된 전사인쇄 필름을 이용하여 100-130°C, 또는 110-130°C 에서 전사인쇄를 하고, 상기 투명층의 타면에는 130-160°C, 또는 135-155°C 에서 동조엠보싱 공정을 통해 동조엠보를 형성하여 일면에는 인쇄층이, 다른 일면에는 동조엠보가 형성된 투명층을 제조한다.
이때, 상기 전사인쇄 필름은 동조엠보를 형성할 때까지 회수하지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 전사인쇄 필름은 동조엠보의 복원을 방지하기 위해 상기 투명층을 10-60°C, 20-40°C 또는 20-30°C 로 냉각시키는 과정을 거친 후 제거할 수 있다.
상기 전사인쇄 필름은 전사인쇄부터 동조엠보 형성까지 상기 폴리염화비닐 투명필름 재질인 투명층의 불규칙한 연신을 억제할 수 있는, 일 예로 상기 폴리염화비닐 수지에 비하여 열 팽창율 및 고온 신율이 현저히 낮으면서도 강도 및 강성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜(Polyethylene terephthalate glycol, PETG) 및 테프론(Teflon)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 재질을 이용하여 형성된 것일 수 있다. 본 발명에서는 구체적 일 실시예로 우수한 극성 및 내열성을 가지고, 깊이감 있는 동조 입체 효과를 증진시킬 수 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트 재질의 필름을 이용할 수 있다.
상기 전사인쇄 필름의 두께는 일 예로, 0.01-0.50 mm 또는 0.02-0.40 mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 적정 수준의 제조단가로 적정 강도 및 강성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이후, 하부에서 상부로 순차적으로 밸런스층, 베이스층, 상기 치수안정층과 접합된 발포층(발포층이 베이스층과 접하도록), 중지층 및 백색층을 위치시킨 후 145-165°C 또는 150-160°C 온도에서 1차 열합판을 한다. 이어서, 상기 백색층 상부에, 상기 일면에는 인쇄층이 타면에는 동조엠보가 형성된 투명층(인쇄층이 백색층과 접하도록)을 위치시킨 후 110-140°C 또는 120-130°C 의 온도에서 2차 열합판하여 타일 바닥재를 제조한다.
또한, 선택적으로, 상기 타일 바닥재의 투명층 상면에 타일 바닥재 표면의 내스크래치성 및 내마모성을 향상시켜주며, 오염물이 부착되는 것을 방지해주도록 통상의 광경화형 수지를 코팅하여 UV코팅층을 더 형성할 수 있다.
위와 같은 제조방법으로 제조된 본 발명의 타일 바닥재는 차음성, 눌림성 및 쿠션성 등이 우수한 효과가 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 타일 바닥재는 차음성 및 내눌림성 등이 우수한 효과가 있다. 그러나, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 타일 바닥재의 적층구조의 일 실시예를 보여주는 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 타일 바닥재의 적층구조의 다른 일 실시예를 보여주는 측단면도이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
후술되는 실시예 및 비교예에 사용되는 각 성분은 하기와 같다.
종류 제조사 및 그레이드
고분자 수지(a) 중량평균분자량이 85,000 g/mol이고, 중합도가 770-830인 폴리염화비닐 수지(LG화학社, LS080S)
고분자 수지(b) 중량평균분자량이 110,000 g/mol이고, 중합도가 950-1,050인 폴리염화비닐 수지(LG화학社, LS100)
고분자 수지(c) 중량평균분자량이 170,000 g/mol이고, 중합도가 1,650-1,750인 폴리염화비닐 수지(한화社, KH10)
고분자 수지(d) 중량평균분자량이 110,000 g/mol이고, 중합도가 950-1,050인 폴리염화비닐 수지(LG화학社, PB1120)
가소제 디옥틸테레프탈레이트(LG화학社, DOTP)
계면활성제 실리콘계 계면활성제(BYK社, BYK-8020)
소포제 폴리디메틸실록산 중합체(DOW Chemical社, XIAMETER PMX-200)
충전제 탄산칼슘(렉셈社, S1000)
화학 발포제 아조디카본아미드(동진쎄미켐社, D200)
열안정제 Ca-Zn계(송원산업社, SW-300)
가공조제 아크릴계 가공조제(LG화학社, PA828)
<타일 바닥재 제조>
실시예 1
(1) 밸런스층
고분자 수지(a) 100 중량부, 가소제 70 중량부, 충전제 50 중량부, 열안정제 3 중량부, 및 가공조제 3 중량부를 포함하는 밸런스층 조성물을 반바리 믹서로 180°C에서 혼련한 후, 상기 혼련된 밸런스층 조성물을 160°C의 온도에서 캘린더 성형하여 두께가 0.2 mm인 밸런스층을 제조하였다.
(2) 베이스층
고분자 수지(a) 100 중량부, 가소제 52 중량부, 충전제 450 중량부, 및 열안정제 4 중량부를 포함하는 베이스층 조성물을 반바리 믹서로 180°C에서 혼련한 후, 상기 혼련된 베이스층 조성물을 160°C의 온도에서 캘린더 성형하여 두께가 1.95 mm인 베이스층을 제조하였다.
(3) 치수 안정층
고분자 수지(c) 100 중량부, 가소제 80 중량부, 충전제 60 중량부, 및 열안정제 2 중량부를 포함하는 졸에 유리섬유 부직포를 함침 후 겔링하여, 평량이 400 g/m2이고 두께가 0.3 mm인 치수안정층을 제조하였다.
(4) 발포층
고분자 수지(c) 100 중량부, 가소제 90 중량부, 충전제 50 중량부, 소포제 1 중량부, 및 열안정제 1.5 중량부를 포함하는 발포층용 졸을 믹서(Mondo社, MONDOMIX)에서 3,000 rpm으로 30 분 동안 혼합하였다. 이 후, 폼 믹서(Mondo社, MONDOMIX VB25)에 상기 혼합된 발포층용 졸과 계면활성제 5 중량부를 투입하여 3,000 rpm으로 20 분 동안 공기가 충분히 취입되도록 기계적 교반하여 발포배율이 200 내지 220 %가 되도록 하고, 이를 포터블 탱크(portable tank)로 옮겨 4시간 정도 숙성시켜 발포배율이 200 %인 발포층용 조성물을 얻었다.
이어서, 상기 치수 안정층 상부에 상기 발포층용 조성물을 콤마 코타를 이용하여 코팅한 후 10 m/min을 속도로 200 내지 210°C 온도의 3챔버 오븐을 통과시켜 겔화(gelling)시킴으로써 기계적 발포된, 발포배율이 200 %인 발포층을 수득하였다.
상기 접합된 치수 안정층과 발포층의 두께의 합은 1.2 mm이였다.
(5) 중지층
고분자 수지(a) 100 중량부, 가소제 26 중량부, 충전제 160 중량부 및 열안정제 4 중량부를 포함하는 중지층 조성물을 반바리 믹서로 180°C에서 혼련한 후, 상기 혼련된 중지층 조성물을 160°C의 온도에서 캘린더 성형하여 두께가 1.0 mm인 중지층을 제조하였다.
(6) 백색층
고분자 수지(b) 100 중량부, 가소제 25 중량부, 충전제 8 중량부, 안료인 이산화티탄(TiO2) 20 중량부 및 열안정제 3 중량부를 포함하는 백색층 조성물을 반바리 믹서로 180°C에서 혼련한 후, 상기 혼련된 백색층 조성물을 180°C의 온도에서 캘린더 성형하여 두께가 0.07 mm인 백색층을 제조하였다.
(7) 인쇄층
상기 백색층 상부에 전사 인쇄를 통해 두께가 80 ㎛인 인쇄층을 형성하였다.
(8) 투명층
고분자 수지(b) 100 중량부, 가소제 30 중량부 및 열안정제 3 중량부를 포함하는 투명층 조성물을 반바리 믹서로 180°C에서 혼련한 후, 상기 혼련된 투명층 조성물을 180°C의 온도에서 캘린더 성형하여 두께가 0.5 mm인 투명필름인 투명층을 제조하였다.
(9) 타일 바닥재
이 후, 하부에서부터 밸런스층, 베이스층, 상기 치수 안정층과 접합된 발포층(발포층이 베이스층과 접하도록), 중지층, 상기 상부에 인쇄층이 형성된 백색층(백색층이 중지층과 접하도록), 및 투명층을 순차로 위치시킨 후 150 내지 170°C 온도에서 열합판하여 두께가 5 mm인 실시예 1의 타일 바닥재를 제조하였다.
실시예 2
인쇄층을 제외한 모든 층(밸런스층, 베이스층, 치수안정층, 발포층, 중지층, 백색층 및 투명층)은 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
(1) 인쇄층 및 동조엠보
소정 무늬가 인쇄된, 두께가 0.025 mm인 PET 전사인쇄 필름을 이용하여 상기 투명층의 일면에 130°C 에서 전사인쇄하여 두께가 80 ㎛인 인쇄층을 형성하였다. 다만, 전사인쇄 필름은 아직 제거하지 않은 채 투명층 일면에 접면된 상태를 유지하였다.
그리고 나서, 일면에 인쇄층이 형성된 상기 투명층의 타면에는 상기 인쇄 무늬와 일치하도록 150°C에서 동조엠보싱 공정을 통해 동조엠보를 형성하였다.
이 후, 동조엠보의 복원을 방지하기 위해 상기 투명층을 25°C로 냉각시킨 후 상기 전사인쇄 필름을 제거하였다.
(2) 타일 바닥재
이 후, 하부에서 상부로 순차적으로 밸런스층, 베이스층, 상기 치수안정층과 접합된 발포층(발포층이 베이스층과 접하도록), 중지층 및 백색층을 위치시킨 후 150°C 온도에서 1차 열합판을 하였다. 이어서, 상기 백색층 상부에, 일면에는 인쇄층이 타면에는 동조엠보가 형성된 투명층(인쇄층이 백색층과 접하도록)을 위치시킨 후 130°C 의 온도에서 2차 열합판하여 두께가 5 mm인 실시예 2의 타일 바닥재를 제조하였다.
비교예 1
발포층을 제외한 모든 층(밸런스층, 베이스층, 치수 안정층, 중지층, 백색층, 인쇄층 및 투명층)은 실시예 1과 동일하게 제조하였으며, 비교예 1에 따른 발포층은 아래와 같이 형성되었다.
(1) 발포층
고분자 수지(c) 100 중량부, 가소제 80 중량부, 충전제 50 중량부, 소포제 1 중량부, 및 열안정제 1.5 중량부를 포함하는 발포층용 졸을 믹서(Mondo社, MONDOMIX)에서 3,000 rpm으로 30 분 동안 혼합하였다. 이 후, 폼 믹서(Mondo社, MONDOMIX VB25)에 상기 혼합된 발포층용 졸과 계면활성제 5 중량부를 투입하여 3,000 rpm으로 20 분 동안 공기가 충분히 취입되도록 기계적 교반하여 발포배율이 200 %가 되도록 하고, 이를 포터블 탱크(portable tank)로 옮겨 4시간 정도 숙성시켜 발포배율이 150 %인 발포층용 조성물을 얻었다.
이어서, 상기 치수 안정층 상부에 상기 발포층용 조성물을 콤마 코타를 이용하여 코팅한 후 10 m/min을 속도로 200 내지 210 °C 온도의 3챔버 오븐을 통과시켜 겔화(gelling)시킴으로써 기계적 발포된, 발포배율이 150 %인 발포층을 수득하였다.
상기 접합된 치수 안정층과 발포층의 두께의 합은 1.2 mm이였다.
비교예 2
발포층을 제외한 모든 층(밸런스층, 베이스층, 치수 안정층, 중지층, 백색층, 인쇄층 및 투명층)은 실시예 1과 동일하게 제조하였으며, 비교예 2에 따른 발포층은 아래와 같이 형성되었다.
(1) 발포층
고분자 수지(d) 100 중량부, 가소제 100 중량부, 충전제 20 중량부, 화학 발포제 8 중량부 및 열안정제 3 중량부를 포함하는 발포층용 졸을 믹서로 혼합하여 발포층용 조성물을 제조하였다.
이어서, 치수 안정층 상부에 상기 발포층용 조성물을 나이프 코타를 이용하여 코팅한 후 160°C에서 15초간 겔링하였다. 이 후, 상기 치수안정층과 접합된 발포층을 200°C의 발포 오븐에 넣어 발포시켜 발포배율이 150 %이고 화학 발포된, 발포층을 수득하였다.
상기 접합된 치수안정층과 발포층은 두께의 합이 1.2 mm이였다.
비교예 3
발포층을 제외한 모든 층(밸런스층, 베이스층, 치수 안정층, 중지층, 백색층, 인쇄층 및 투명층)은 실시예 1과 동일하게 제조하였으며, 비교예 3에 따른 발포층은 아래와 같이 형성되었다.
(1) 발포층
고분자 수지(c) 100 중량부, 가소제 80 중량부, 충전제 50 중량부, 소포제 1 중량부 및 열안정제 1.5 중량부를 포함하는 발포층용 졸을 믹서(Mondo社, MONDOMIX)에서 3,000 rpm으로 30 분 동안 혼합하였다. 이 후, 폼 믹서(Mondo社, MONDOMIX VB25)에 상기 혼합된 발포층용 졸과 계면활성제 5 중량부를 투입하여 3,000 rpm으로 20 분동안 기계적 교반하여 공기가 충분히 취입되어 발포배율이 200%인 발포층용 조성물을 얻었다.
이어서, 치수안정층 상부에 상기 발포층용 조성물을 콤마 코타를 이용하여 코팅한 후 10 m/min을 속도로 200 내지 210°C 온도의 3챔버 오븐을 통과시켜 겔화(gelling)시킴으로써 기계적 발포된, 발포배율이 200 %인 발포층을 수득하였다.
상기 접합된 치수안정층과 발포층의 두께의 합은 1.2 mm이였다.
비교예 4
발포층을 제외한 모든 층(밸런스층, 베이스층, 치수 안정층, 중지층, 백색층, 인쇄층 및 투명층)은 실시예 1과 동일하게 제조하였으며, 비교예 4에 따른 발포층은 아래와 같이 형성되었다.
이와 별도로, 치수 안정층 상부에 공기가 취입된 발포층용 조성물을 도포 및 겔링하여 치수 안정층과 접합된, 발포 배율이 150%인 기계적 발포된 발포층을 제조하였다.
이 후, 하부에서부터 상부로 치수 안정층과 접합된 발포층, 밸런스층(치수 안정층이 밸런스층과 접하도록), 베이스층, 중지층, 상부에 인쇄층이 형성된 백색층(백색층이 중지층과 접하도록), 및 투명층을 순차적으로 위치시킨 후 150°C 온도에서 열합판하여 비교예 4의 타일 바닥재를 제조하였다.
하기 표 2에는 실시예 및 비교예들에 따른 적층구조, 발포층의 발포배율(%), 고분자 수지 100 중량부에 대한 가소제 함량(중량부)를 정리하여 나타내었다.
<타일 바닥재의 발포층 특성 측정>
위에서 제조한 실시예들 및 비교예들에 따른 타일 바닥재의 발포층의 발포 배율, 상기 발포층의 단면적(1 mm2) 내 형성된 전체 기공 중 닫힌 형상의 기공의 비율, 닫힌 형상의 기공의 평균 직경, 닫힌 형상의 기공의 개수 및 타일 바닥재 전체 두께에 대한 발포층 및 치수안정층 두께의 합의 비율을 측정하여 하기 표 2에 그 결과를 나타내었다.
(1) 발포 배율 : 상기 접합된 치수안정층과 발포층의 시편(길이, 너비가 50 mm x 50 mm)의 초기 밀도를 측정한 후, 상기 시편을 160°C의 온도에서 500 kgf/cm2의 압력으로 15 분 동안 누른 후 압력을 제거하고 압착된 시편의 밀도를 측정하여 하기 식 1과 같이 계산할 수 있다.
[식 1]
발포배율 = T1/T0 X 100%
T0 : 시편의 초기 밀도
T1 : 시편의 압착 후 밀도
(2) 닫힌 형상의 기공의 비율, 기공의 평균 직경 및 개수 : 타일 바닥재를 수직 방향 또는 수평 방향으로 절단한 후, 광학현미경(Optical Microscope, OM)을 이용하여 절단된 발포층의 단면적(1 mm2) 내에 형성된 전체 기공 중 닫힌 형상의 기공의 비율, 기공의 평균 직경 및 개수를 측정하였다.
(3) 타일 바닥재 전체 두께에 대한 발포층 및 치수안정층 두께의 합의 비율 : 타일 바닥재 전체 두께 및 발포층과 치수안정층 두께의 합을 측정하여 하기 식 3과 같이 계산하여 그 값을 표 2에 나타내었다.
[식 3]
타일 바닥재 전체 두께에 대한 발포층 및 치수안정층 두께의 합 = T1/T0 X 100 %
T1: 발포층 및 치수안정층 두께의 합
T0: 타일 바닥재 전체 두께
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4

적층구조		 - 동조엠보 - - - -
투명층 투명층 투명층 투명층 투명층 투명층
인쇄층 인쇄층 인쇄층 인쇄층 인쇄층 인쇄층
백색층 백색층 백색층 백색층 백색층 백색층
중지층 중지층 중지층 중지층 중지층 중지층
치수안정층 치수안정층 치수안정층 치수안정층 치수안정층 베이스층
발포층 발포층 발포층 발포층 발포층 밸런스층
베이스층 베이스층 베이스층 베이스층 베이스층 치수안정층
밸런스층 밸런스층 밸런스층 밸런스층 밸런스층 발포층
발
포
층		 기계적 발포 ○ ○ ○ - ○ ○
화학적 발포 - - - ○ - -
발포배율(%) 200 200 150 150 200 150
가소제 함량(중량부) 90 90 78 100 78 80
닫힌 형상의 기공 비율(%) 100 100 100 20 100 100
닫힌 형상의 기공의 평균 직경 (㎛) 200 200 200 350 200 200
닫힌 형상의 기공 개수(개/mm2) 16 16 13 2 16 12
발포층 및 치수안정층 두께(mm) 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
타일 바닥재 내 발포층 및 치수안정층 두께의 비율(%) 24 24 24 24 24 24
<타일 바닥재 물성 측정>
위에서 제조한 실시예들 및 비교예들에 따른 타일 바닥재의 차음성 및 내눌림성을 측정하여 하기 표 3에 그 결과를 나타내었다.
1. 내눌림성
(1) EN 433에 의거하여 상기 타일 바닥재의 시편(길이, 너비가 50 mm x 50 mm)의 초기 두께를 측정하고, 상기 시편의 상부에 50.9 kgf/cm2의 압력을 150분 동안 가하고 난 후, 상기 압력을 제거하고 150 분이 지난 후의 두께를 측정하여 초기 두께 대비 변화된 두께(초기 두께에서 나중 두께를 뺀 값)를 계산하였다.
(2) KS M 3802에 의거하여 상기 타일 바닥재 시편(길이, 너비가 50 mm x 50 mm)의 초기 두께를 측정하고, 상기 시편의 상부에 215.09 kgf/cm2의 압력을 10 분 동안 가하고 난 후, 상기 압력을 제거하고 60 분이 지난 후의 나중 두께를 측정하여 (초기 두께 - 나중 두께)/초기두께 * 100 를 계산하였다.
2. 차음성
ISO 10140-3:2010에 의거하여 경량충격음을 측정한 후, 대조군 대비 저감된 소음(△dB)을 측정하였다. 대조군은 바닥재로 마감되어 있지 않은 시멘트면인 바닥면을 대상으로 측정한 것으로, 상기 대조군의 경량충격음은 60 내지 70 dB이다.
물성 실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
차음성 ISO 10140-3:2010
(△dB)		 16 16 13 13 14 13
내눌림성 EN 433
(mm)		 0.08 0.08 0.09 0.15 0.1 0.2
KS M 3802
(%)		 4.6 4.6 5.1 7.8 5.2 8.4
두께 (mm) 5 5 5 5 5 5
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 하부에서부터 베이스층, 발포층, 및 치수 안정층을 순차적으로 포함하는 타일 바닥재이고,
    상기 발포층은 고분자 수지를 포함하는 발포층용 졸을 기계적 교반하여 형성시킨 기계적 발포층이되, 발포 배율이 180 내지 230 %이며, 상기 발포층은 1 mm2의 단면적 내에 포함된 기공의 95 % 이상이 닫힌 형상의 기공(closed pore or closed cell)이고,
    EN 433 에 의거한 내눌림성이 0.1 mm 이하이거나, 또는 KS M 3802에 의거한 내눌림성이 8 % 이하인 타일 바닥재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발포층용 졸은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 가소제를 85 내지 110 중량부로 포함하는 타일 바닥재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    ISO 10140-3:2010 에 의거한 차음성이 16 △dB 이상인 타일 바닥재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발포층은 화학 발포제를 포함하지 않는 타일 바닥재.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    닫힌 형상의 기공은 평균 직경이 100 내지 300 ㎛인 타일 바닥재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    닫힌 형상의 기공은 상기 발포층의 1 mm2의 단면적 내에 5 내지 20개로 포함되는 타일 바닥재.
  8. 제 1 항에 있어서,
    고분자 수지는 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 이상을 포함하는 타일 바닥재.
  9. 제 1 항에 있어서,
    고분자 수지는 폴리염화비닐 수지를 포함하고, 상기 폴리염화비닐 수지의 중량평균분자량은 120,000 내지 200,000 g/mol인 타일 바닥재.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 발포층 및 치수 안정층의 두께의 합은 타일 바닥재의 전체 두께의 15 내지 35 %인 타일 바닥재.
  11. 제 1 항에 있어서,
    하부에서부터 밸런스층, 베이스층, 발포층, 치수 안정층, 중지층, 백색층, 인쇄층, 및 투명층을 순차적으로 포함하는 타일 바닥재
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 투명층 상에 상기 인쇄층의 인쇄 무늬와 일치하는 동조엠보가 추가로 형성된 타일 바닥재.
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