KR20020089584A - 내컬링성이 개선된 내열수지필름 합판 비닐바닥재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면층의 물성 개량을 위하여 표면층의 최상부층으로서 PET 등 내열성 수지필름을 합판시킨 형태의 다층구조의 PVC계 비닐바닥재에 있어서 발생되는 소재간의 열변형(팽창과 수축)의 차이에 기인하는 가공중 또는 바닥재 시공후 난방시의 컬링(curling, 휨)현상 발생 문제를 개선한 것으로, 비닐바닥재의 최하부 이면에 상기 내열성 수지와 열변형특성이 유사한 이면처리제를 처리한 이면처리층을 형성시킨 것을 특징으로 한다.

Description

내컬링성이 개선된 내열수지필름 합판 비닐바닥재{Heat-resisting film laminated PVC floors with reduced curling}

본 발명은 내열성 수지필름층을 합판한 PVC 바닥재에 있어서의 열에 의한 컬링현상을 개선한 적층비닐바닥재에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 표면층의 물성개선을 위하여 PET 등 내열성 수지필름층을 표면층에 합판한 PVC 바닥재의 최하부에 상기 내열성 수지와 유사한 열변형 특성을 가지는 수지로 이루어지는 이면처리층을 적층시켜 적층 수지층간의 열변형성을 차이에 의해 발생되는 컬링현상을 개선한 비닐바닥재에 관한 것이다.

PVC 바닥재는 건축 마감재로서 널리 사용되어 왔으며, 최근에는 단순한 마감재로서의 기능 이외에 항균기능, 원적외선 방사기능, 내오염성 등 다양한 기능성을 가진 바닥재가 개발되어 사용되고 있다.

그런데, 상기와 같은 PVC 바닥재는 소재의 특성상, 시공 후의 사용시에 있어서의 표면처리층의 내마모성, 내약품성, 내용제성, 내열성, 내오염성 등에 문제가 있어, 이를 개선하기 위한 기술개발이 다각도로 진행되고 있다.

상기 문제점을 개선하기 위한 방법의 하나로서, PET 필름, PP나 PE 등의 폴리올레핀 필름 등의 PVC 소재보다 내열성과 내마모성 등 도막 물성이 우수한 내열성 수지의 필름을 바닥재의 표면층의 최상부에 합판하는 기술이 알려져 있으며, 외국의 경우 이미 제품에 적용되고 있고, 최근 국내에서도 적용이 시도되고 있다. 그러나, 도막물성이 우수한 PET 소재 등의 내열성 수지 필름을 PVC 제품의 상부에 합판하는 기술을 채용한 바닥재에 있어서는, 이들 내열성 수지 소재의 특성상, PVC 소재와는 그 열변형 특성이 달라, 내열성 수지 필름을 합판한 바닥재는 표면층의 물성은 우수하지만 최종 제품에 컬링 현상이 일어나거나 시공 후의 사용시에 제품의 외형 변형이 발생하는 단점이 있다.

이러한 컬링현상을 방지하기 위한 방법으로서, 적층바닥재의 이면에 PVC 소재로 사이징층을 형성하거나 제품 이면에 직포 또는 부직포를 부착하는 방법 등이 시도되고 있으나, 이 역시 컬링현상을 효과적으로 방지할 수 없으며, 오히려 제품이 딱딱해져 시공과 취급이 어렵게 만드는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 내열성 수지 합판 비닐바닥재의 컬링 발생이라는 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 상기 바닥재의 최하부에 PET 등의 내열성 수지와 열변형 특성이 유사한 유성, 수성 또는 자외선 경화형 처리제를 사용하여 코팅한 이면처리층을 형성시킴으로써, 종래의 바닥재 제조기술 및 시공기술을 그대로 이용하여 별도의 설비 없이 제조가 가능하면서도, 내열성 수지 필름층에 의하여 바닥재의 상부로 변형되려는 힘이 하부의 처리제가 경화 또는 건조되면서 하부로 변형되는 힘과 평형을 이루어 기존 바닥재의 컬링현상을 개선한 바닥재를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 발포층을 갖는 경보행 바닥재의 적층구조를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명의 다른 실시예인 비발포층과 칩층을 갖는 경보행 바닥재의 적층구조를 도시한 단면도이며,

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예인 칩층을 갖는 중보행 바닥재의 적층구조를 도시한 단면도이다.

**** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****

1 …기재층

2 …발포 상부층

2' …비발포 상부층

3 …인쇄층

4 …하부층

5 …이면층

6 …이면처리층

7 …PET층

8 …칩층

본 발명의 바닥재는 표면층의 최상부에 내열성 수지 필름층이 합판된 다층구조의 PVC계 비닐바닥재로서, 바닥재의 최하부에 상기 내열성 수지와 열변형 특성이 유사한 수지로 이루어지는 이면처리제를 처리하여 이면처리층을 적층시킨 것이다.

또한, 상기 이면처리제는 유성, 수성 또는 자외선 경화형의 처리제로부터 선택되는 것이다.

여기서, 본 발명의 이면처리층의 형성에 사용되는 유성처리제로는 아크릴 수지 5∼50중량부, 내열안정제 1∼10중량부, PVC 코폴리머 1∼15중량부, 분산제 0.1∼5중량부, 점도 조정을 위한 용제 10∼50중량부를 포함하여 이루어지는 아크릴 처리제나 우레탄 수지 5∼50중량부, 분산제 0.1∼5중량부, 점도 조정을 위한 용제 10∼50중량부를 첨가한 우레탄 처리제를 들 수 있으며, 상품명으로는 금강고려화학의 UT571(우레탄 처리제), 일광잉크사의 IK-E(아크릴 처리제) 등이 있다. 이러한 유성처리제는 그라비아인쇄, 롤 코팅 등 공지의 코팅방법을 이용하여 도포한다.

한편, 자외선 경화형 처리제로는 우레탄 아크릴레이트 모노머와 올리고머,삼관능 모노머의 혼합물 50∼100중량부에, 광개시제 1∼10중량부와 광택 조정을 위한 실리카 1~10중량부가 함유된 처리제를 들 수 있으며, 상기 자외선 경화형 처리제를 에어나이프 코팅 등의 방법으로 부여한다. 이러한 자외선 경화형 처리제로서 상품화된 것으로서는 (주)금강고려화학의 UV4974F 등을 이용할 수 있다.

또한, 수성처리제로는 멜라민 수지형이 있으며, 상품명으로는 신본기업(주) 의 R10M 등을 들 수 있다.

컬링현상을 개선하기 위해서는, 이면처리층의 형성시에 있어서, 상기 처리제를 PET 필름 등의 열변형 특성과 맞게 조절하여 코팅하는 것이 중요한데, 이를 위해서는 건조후의 도막 두께와 처리제의 고형분함량을 적절하게 조절하여야 한다.

이면처리층의 형성 방법을 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 바닥재의 이면처리층은 고형분함량 5∼100%의 상기 수성, 유성 또는 자외선 경화형 이면처리제를 나이프코타, 리버스코타, 바코타, 스크린코타 또는 에어나이프 등을 이용하여 10∼200㎛의 두께로 이면층 또는 하부층의 하부에 코팅한 후, 30∼200℃의 겔링드럼이나 오븐, 또는 자외선 경화장치를 이용하여 충분히 건조함으로써 형성된다. 만일, 이면처리층을 10㎛ 미만으로 코팅하면 처리제의 컬링 방지 효과가 떨어지게 되어 바람직하지 않으며, 200㎛를 초과한 도막 두께로 코팅하면 제품도막의 건조가 어렵고 도막물성이 떨어지게 되어 역시 바람직하지 않다. 또한 처리제의 고형분이 5% 미만이면 건조 두께가 얇아져 컬링 방지 효과가 떨어지게 된다.

하기 표 1에 각종 이면처리제 처리 후의 열수축율(150℃×20분)의 일례를 겔링법에 의해 형성시킨 PVC 시트 및 내열성 수지인 PET 필름과 비교하여 나타내었다.

구 분	작업두께(um)	건조두께(um)	작업조건	열수축율(%)
PET필름 합판	50	50	160℃, 1분	0.22
PVC시트 겔링	100	100	205℃, 1분	0.02
유성 우레탄 경화형	50	25	150℃, 30초	0.20
유성 아크릴 경화형	100	20	150℃, 30초	0.17
수성 우레탄 경화형	100	15	150℃, 30초	0.20
자외선 경화형	20	20	자외선 조사	0.20

상기 표 1로부터, 비닐바닥재의 주 수지성분인 PVC시트는 PET 필름과는 열수축율에서 차이가 커서 이로 인하여 서로 합판한 후에 컬링 현상이 발생되며, 상기 유성, 수성 또는 자외선 경화형 처리제를 처리할 경우, 열수축율이 유사하여 컬링현상이 현저히 줄어들 것을 예측할 수 있다.

이면처리층을 제외한 본 발명에 따른 적층바닥재의 각층의 구조와 그 층들의 제조방법은 이 기술분야에서 공지의 것으로서 본 발명에 따른 적층바닥재를 실현하기 위해 적의 선택되어질 수 있다.

이하에서는 본 발명을 실시하기 위한 일 실시 형태를 통해 본 발명을 좀 더 설명한다.

도 1은 본 발명을 일반 가정용으로 적합한 발포층을 갖는 경보행 제품에 적용한 적층바닥재의 적층구조를 보여주는 단면도이다. 도 1과 같은 구조의 적층바닥재는, 먼저 기재층(1) 위에 발포상부층(2)을 합판하여 로타리 스크린이나 그라비아 인쇄방법 등을 이용하여 다양한 인쇄층(3)을 형성하고, 그 위에 내열수지 필름층으로서 투명 PET층(7)을 합판한 후, 기재층(1)의 하부에 하부층(4)을 적층하여 얻은 반제품 하부에 본 발명에 따른 이면처리층(6)을 상기한 방법으로 형성시킴으로써 제조한다.

여기에서 상기 기재층(1)은, 부직포 형태로 이루어진 유리섬유나 펄프 등의 매트에 PVC 페이스트수지 100중량부, 가소제 40 ~ 70중량부, 안정제 1 ~ 3 중량부, 충진제 50 ~ 200중량 등을 배합한 페이스트 졸을 함침시킨 후, 140 ~ 200℃의 겔링드럼이나 오븐을 이용, 가열 건조하여 형성시킬 수 있다.

한편, 상기 기재층(1)의 상부에 적층하는 발포상부층(2)은 공지의 나이프코타, 리버스코타, 바코타, 스크린 코타 등을 이용하여 코팅한 후, 140∼170℃의 겔링드럼이나 오븐을 이용하여 충분히 겔링하는 방법이나, 카렌다를 이용한 압연가공이나 T 다이를 이용한 압출가공으로 시트를 제작하여 가열 합판하는 방법으로 제조가 가능하다.

이와 같이 기재층(1)과 상부층(2)을 적층하여 얻은 반제품 위에 다양한 무늬와 색상의 인쇄층(3)을 적층하게 되는데, 인쇄는 공지의 그라비아 인쇄, 옵셋인쇄, 로타리 스크린 인쇄공법을 이용하며, 이때 이용되는 잉크는 PVC계 공중합체 10∼40중량부, 유기용제 30∼70중량부, 미분산된 유기 또는 무기계 안료 1∼20중량부를 투입하여 고속믹서로 혼합한 것을 사용한다. 인쇄층(3)은 이와 같이 상부층(2)위에 인쇄를 하는 상기 방법으로 형성할 수도 있지만, 상기 PET 필름 자체에 공지의 그라비아 인쇄, 옵셋인쇄, 로타리 스크린 인쇄공법을 이용하여 인쇄한 것을 후술하는 방법으로 합판함으로써 형성시킬 수도 있다.

상기 과정에 의해 인쇄가 완료되면, 그 인쇄된 상부에 PET층(7)을 적층하게되는데 합판용 잉크로 인쇄된 PET나 합판용 바인더 처리된 PET를 110∼150℃에서 합판하는 방법으로 제조가 가능하다. 이때, PET층(7)을 적층하기 전 또는 적층한 후에, 상기 PET층(7)의 표면에 무기충전제 및 UV처리제 등의 처리제를 그라비아 인쇄 등의 방법으로 코팅하여 표면의 평활성이나 광택 등을 조절한 제품을 얻을 수도 있다.

한편, 상기 기재층 하부의 하부층(4)은, PVC 페이스트 수지 100중량부, 가소제 40 ~70중량부, 안정제 1 ~ 3중량부, 발포제 1 ~ 5중량부, 충진제 10 ~ 50중량부, Zn계 촉진제 1 ~ 5중량부를 포함하는 수지졸을 이용하는 졸 가공법이나, PVC 스트레이트 수지를 이용하여 카렌다에서 압연가공하는 방법, T 다이에서 압출가공한 시트를 가열 합판하여 180 ~ 250℃의 발포오븐을 거침으로써 발포체를 얻는 일반적인 방법에 의하여 형성시킬 수 있다.

상기 하부층(4)의 하부에 상술한 방법에 의해 유성, 수성 또는 자외선 경화형 처리제를 사용하여 이면처리층(6)을 형성시킴으로써 도 1에 도시한 구조의 적층바닥재가 완성된다.

한편, 도 2는 비발포층과 칩층을 갖는 경보행 바닥재의 적층구조를 보여주는 단면도이다.

도 2와 같은 구조를 가지는 바닥재는, 기재층(1) 상부에 비발포 상부층(2')을 적층하고, 그 위에 다양한 인쇄무늬를 인쇄하여 인쇄층(3)을 형성한 후, 그 위에 정형 또는 무정형의 칩을 산포하여 프레스롤로 압착하여 칩층(8)을 형성하고, 다시 그 위에 투명 PET 필름을 합판하여 PET층(7)을 형성시킨 다음에, 기재층(1)의 하부에 하부층(4)을 적층하여 얻은 반제품 하부에 본 발명에 따른 이면처리층(6)을 코팅함으로써 제조할 수 있다.

상기 칩층(8)의 칩은, 예컨대 PVC 스트레이트 수지 100중량부, 탄산칼슘 0 ~ 200중량부, Ba-Zn계 안정제 1 ~ 5중량부, 프탈레이트계 가소제 20 ~ 100중량부를 혼합, 혼련한 배합 원료를 사용하여 제조할 수 있다.

도 3은 칩층을 가지는 중보행 제품의 적층구조를 나타낸 단면도인데, 도 3의 구조를 가지는 바닥재는, 기재층(1) 위에 접착층을 도포하고, 그 위에 정형 또는 무정형 칩을 산포하여 가열한 상태에서 프레스롤을 이용한 압착을 하여 칩에 일정한 무늬를 부여하여 칩층(8)을 형성한 다음, 상부에 PET층(7)을 합판하고,기재층(1)의 하부에 부직포나 비발포 시트로 구성된 이면층(5)을 접착한 후, 이 이면층(5)의 하부에 본 발명에 따른 이면처리층(6)을 적층함으로써 얻을 수 있다.

도 2 및 도 3에 나타낸 구조의 바닥재에 있어서도, PET 필름층의 적층 전 또는 후에, 표면의 평활성과 광택을 조정하기 위하여, PET 필름의 표면에 UV처리제를 코팅할 수 있음은 물론이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태로서 몇 가지 적층구조의 시트상의 적층바닥재의 구조를 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 바닥재가 실현 가능하다면 상기 적층구조에 한정되는 것은 아니며, 또한 반드시 시트상의 바닥재에 한정되지 않고 널리 타일형태의 바닥재에도 적용할 수 있다.

[실시예]

이하에서는 몇 가지 실시예와 비교예를 통해 본 발명을 설명한다.

실시예 1

도 1에 나타난 적층구조의 바닥재를 상술한 통상의 방법으로 제조하되, 우레탄수지(금강고려화학 UT571) 35중량부, 분산제(아이씨아이 S-24000) 2.5중량부, 용제 30중량부를 혼합한 우레탄 처리제(고형분 55%)를 사용, 50㎛의 두께로 롤 코팅한 후, 오븐에서 150℃, 30초동안 건조하여 이면처리층을 형성하였다.

실시예 2

이면처리층(6)을 아크릴수지(일광잉크 IK-E) 40중량부, 내열안정제(송원산업 TM-506) 5중량부, PVC코폴리머(유니온 VAGH)10중량부, 분산제(아이씨아이 S-24000) 2중량부, 용제 30중량부를 혼합한 아크릴 처리제(고형분 60%)를 사용, 100㎛의 두께로 롤 코팅한 후 오븐에서 150℃, 30초동안 건조함으로써 적층한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 도 1에 나타낸 적층구조의 바닥재를 제조하였다.

실시예 3

이면처리층(6)을 우레탄 아크릴레이트(금강고려화학, UV4974F) 70중량부, 광개시제 5중량부, 실리카 6중량부를 혼합한 자외선 경화형 처리제(고형분 100%)를 사용하여 20㎛의 두께로 에어나이프 코팅한 후 자외선 조사하여 적층한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 도 1에 나타낸 적층구조의 바닥재를 제조하였다.

비교예 1

실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시예 1에 나타낸 구조의 바닥재를 제조하였지만, 이면처리층(6)은 적층하지 않았다.

비교예 2

실시예 1과 동일한 방법으로 도 1에 도시한 적층구조의 바닥재를 제조하였지만, 고형분함량 3%의 우레탄 처리제를 사용하여 이면처리층(6)을 적층하였다.

비교예 3

실시예 2와 동일한 방법으로 도 1에 도시한 적층구조의 바닥재를 제조하였지만, 아크릴 처리제를 4㎛의 두께로 코팅하여 이면처리층(6)을 적층하였다.

컬링의 평가

각 실시예와 비교예에서 제조한 바닥재를 80℃에서 8시간 가열하는 조건에서 발생한 컬링의 높이로써 컬링 발생 상태를 평가하였다.

이상 설명한 각 실시예와 비교예의 제조방법과 측정결과를 하기 표 2에 정리하여 나타내었다.

구분	이면 처리제	코팅방법	건조	도막 두께(㎛)	컬링(㎜)(80℃×8hr)
	종류					고형분 함량(%)
실시예 1	UT571	55	롤코팅	150℃ 오븐	50	0.5
실시예 2	IK-E	60	롤코팅	150℃ 오븐	100	1.2
실시예 3	UV4974F	100	에어나이프	자외선 경화기	20	2.6
비교예 1						9.5
비교예 2	UT571	3	롤코팅	150℃ 오븐	50	6.8
비교예 3	IK-E	60	롤코팅	150℃ 오븐	4	7.2

표 2에 나타낸 것과 같이, 이면처리층을 형성시킨 실시예 1~3과 비교예 2~3에서 제작한 바닥재는 이면처리층이 없는 비교예 1의 바닥재에 비해 컬링의 발생이 감소하였다. 다만, 고형분 함량이 3%인 비교예 2 및 도막 두께가 4㎛인 실시예 3에서 제작한 바닥재는 각각 컬링발생에 대한 방지효과가 크지는 않았다.

상기 실시예와 비교예를 통해 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 바닥재는 하부층에 내열성수지 필름층과 유사한 열수축율을 가지는 이면 처리층을 형성시킴으로써, 상부층에 내열성 필름층을 적층시킨 비닐바닥재에서 문제가 되는 컬링의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있어, 실용상의 효과가 매우 크다.

Claims (6)

1. 표면층의 최상부에 내열수지 필름층이 합판된 다층구조의 PVC계 비닐바닥재로서, 그 적층구조의 최하부에 상기 내열성 수지와 열변형 특성이 유사한 수지로 이루어지는 이면처리제를 코팅처리한 이면처리층을 형성시킨 것을 특징으로 하는 내컬링성이 개선된 내열수지 필름 합판 비닐바닥재.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이면처리제는 아크릴 수지와 폴리염화비닐공중합체를 포함하는 아크릴 처리제 또는 우레탄 처리제와 같은 유성 처리제, 멜라민 수지와 같은 수성 처리제 또는 자외선 경화형 처리제 중에서 선택되는 고형분 함량 5% 이상의 것임을 특징으로 하는 내열수지 필름 합판 비닐바닥재.
3. 제 1항에 있어서, 상기 이면처리제 코팅처리시의 도막 두께가 10∼200㎛인 것을 특징으로 하는 내열수지 필름 합판 비닐바닥재.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비닐바닥재는 하부로부터 이면처리층, 하부층, 기재층, 발포상부층, 인쇄층, 내열수지 필름층의 순으로 적층된 것을 특징으로 하는 내열수지 필름 합판 비닐바닥재.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비닐바닥재는 하부로부터이면처리층, 하부층, 기재층, 비발포상부층, 인쇄층, 칩층, 내열수지 필름층의 순으로 적층된 것을 특징으로 하는 내열수지 필름 합판 비닐바닥재.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비닐바닥재는 하부로부터 이면처리층, 이면층, 기재층, 칩층, 내열수지 필름층의 순으로 적층된 것을 특징으로 하는 내열수지 필름 합판 비닐바닥재.