KR20030097389A - 바닥장식재용 한지 및 직물을 처리하는 수지 및 그 제조방법 - Google Patents

바닥장식재용 한지 및 직물을 처리하는 수지 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바닥장식재용 한지 및 직물을 처리하는 수지의 제조방법에 관한 것으로 좀 더 구체적으로는 즉, 본 발명은 바닥장식재에 포함되는 한지 및 직물을 처리하는 수지를 수평균 분자량이 22,000이하인 우레탄 변성수지 10∼20중량부, 수평균 분자량이 15,000이하인 변성비닐수지 10∼20중량부, 메틸에틸케톤 40∼60중량부, 메틸이소부틸케톤 10∼30중량부, 소포제 1∼2중량부, 습윤제 1∼2중량부, 레벨링제 1∼2중량부로 구성된 혼합물을 혼합하여 바닥장식재용 한지 및 직물을 처리하는 수지의 발명이다.
종래의 바닥장식재는 수지층이 다층으로 이루어졌으며, 인쇄 또는 전사방식에 의해 디자인을 부여한 인쇄층 위에 투명층을 적층하거나 합한 후 가열 또는 화학처리로 표면질감과 입체감등을 부여하고 열수축 팽창에 의한 치수 안전성을 보완하기 위하여 유리섬유 재질의 부직포를 피브이씨 졸에 함침시켜 부여하고 있으나, 시공시 온돌 바닥면의 크랙상태에 따라 바닥장식재가 물리적 변형을 일으키거나 미경화현상으로 2차변형이 발생되는 문제가 있어서, 본 발명은 바닥재의 표면층에 특수처리제로 처리된 한지와 직물을 사용하므로서 열변형 방지와 온도변화에 따른 칫수 안전성을 향상시킬 수 있는 등의 특징이 있다.

Description

바닥장식재용 한지 및 직물을 처리하는 수지 및 그 제조방법 {Coating resin of paper or textile fiber for floor plate and method for preparing the same}
본 발명은 바닥장식재용 한지 및 직물을 처리하는 수지의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 다수의 수지층으로 이루어진 바닥장식재에 있어서 표면층에 한지, 직물(섬유)을 사용함으로써 기존 피브이씨 바닥장식재를 제조하는 것과는 달리 한지 및 직물을 이용하여 특수처리제를 함침 또는 코팅시킴으로써 종래의 내오염성 및 내수성, 내습성 등의 물성을 가지며 표면질감 및 자연질감, 입체감을 차별화시킨 바닥장식재용 한지 및 직물을 처리하는 수지의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 피브이씨 바닥장식재의 경우 다수의 수지층으로 이루어져 있으며, 그라비아 인쇄 또는 전사 방식에 의해 디자인을 부여한 인쇄층 위에 투명층을 적층 또는 합판 한 후 열을 이용한 물리적 또는 화학적 처리에 의한 질감 또는 표면 입체감 등을 부여하고, 열 수축 팽창에 의한 칫수 안정성을 보완하기 위하여 유리섬유 재질의 부직포에 피브이씨 졸을 함침시켜 부여하고 있으나, 이 또한 시공시 온돌 바닥면의 크랙 상태에 따라 바닥장식재가 물리적 변형(Wave 현상)을 일으키는 문제점이 있다.
이러한 바닥재는 표면 질감이나 피부 접촉시 촉감이 한지 및 직물을 사용한 것에 비해 떨어지므로, 한지 및 직물이 가지는 조직에 의한 시각적 효과를 이용함으로써 보다 온화하고 고급스러운 느낌을 표현하려는 시도가 있었다.
예를 들어, 한국 실용신안출원 제 85-11064호의 경우 표면층에 투명한 피브이씨 층을 적층시킴으로써 직물이 가지는 표면질감 및 직물조직의 입체감의 표현이 상실되어 염화비닐 수지로 이루어진 바닥장식재와 큰 차별성이 없으며, 한국 특허공고 제 89-1791호의 경우에는 직물에 혼합유를 함침한 유지장판으로써 다수의 염화비닐 수지층에 적층된 형태의 바닥장식재가 아니므로 보행감 및 시공 바닥면의 표면으로의 도출이 문제된다.
아울러, 한국 실용신안공개 제 2000-5938호의 경우에는 들기름, 아마유, 콩기름 등을 사용하여 직물을 함침한 것으로 내광성, 내후성에 약한 단점이 있어 바닥장식재로 가공 후 시공시 2차 변형의 원인이 되며, 표면층에 자외선 경화도료 코팅시 직물 내부로 자외선 경화 도료가 침투되어 미경화 현상이 발생함으로써 자외선 경화 도료의 특이한 냄새 및 미경화에 의한 2차 변형이 발생되는 단점을 가지고있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 연구한 결과, 본 발명은 우수한 신율을 갖고 한지 및 직물 질감 특성을 갖는 수지의 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.
이에 본 발명에서는 바닥재의 표면층에 특수처리제(수지)로 처리된 한지 및 직물을 사용함으로서 상술한 단점을 해결할 뿐만 아니라 다수의 피브이씨층에 의한 열변형을 방지하여 온도변화에 따른 칫수 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 기존 피브이씨 바닥장식재에 있어서 종래의 인쇄층과 표면층을 한지 및 직물로 대체함으로써 한지 및 직물이 갖는 자연스로운 질감 및 표면 터치감, 방음성, 방한성, 보온성 등의 기능성을 부여한 것이며, 또한 한지 및 직물의 사용에 따른 온도 변화에 의한 칫수안정성을 극대화시킴으로써 온돌바닥의 상태(크랙상태)와 무관하게 물리적 변형을 방지할 수 있는 바닥장식재에 포함되는 한지 및 직물을 처리하는 수지의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 바닥장식재에 포함되는 한지 및 직물을 처리하는 수지의 제조방법에 있어서, 수평균분자량이 22,000이하인 우레탄 변성수지 10∼20중량부, 수평균분자량이 15,000이하인 변성비닐수지 0∼20중량부, 메틸에틸케톤 40∼60중량부, 메틸이소부틸케톤 10∼30중량부, 소포제 1∼2중량부, 습윤제 1∼2중량부 및 레벨링제 1∼2중량부를 포함하는 수지를 제조하는 단계, 우레탄 변성 수지를 제조하는 단계, 변성 비닐 수지를 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 한지 및 직물을 처리하는 수지는 상기방법으로 제조한다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 특수처리제를 한지에 사용한 바닥장식재의 척층구조의 실시예
도 2는 본 발명에 따라 제조된 특수처리제를 직물에 사용한 바닥장식재의 척층구조의 다른 실시예
이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 바닥장식재에 포함되는 한지 및 직물을 처리하는 수지의 조성물은 우레탄 변성 수지, 10∼20중량부, 변성비닐수지 5∼20중량부, 케톤계 용제 20∼30중량부, 방향족계 용제 20∼30중량부, 습윤제 1∼2중량부, 레베링제 1∼2중량부, 소포제 1∼2중량부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 측쇄/말단 안정형 폴리 우레탄 폴리머를 이용한 우레탄 변성 수지 10∼20중량부를 포함한다. 본 발명에 있어서, 우레탄 변성수지를 측쇄/말단 안정형 폴리우레탄 폴리머를 이용하여 제조한다. 먼저, 측쇄 안정형 폴리우레탄 폴리머는 폴리이소시아네이트에 1관능기 활성 수소를 함유하는 폴리에테르를 반응시켜 부분적으로 처리된 폴리이소시아네이트를 제조한 다음, 이를 적어도 1개의 활성 아민 수소와 적어도 2개의 활성 하이드록시기를 함유하는 화합물과 반응시켜 제조한 다음, 과량의 포리올과 2 관능기 카르복실산을 함유하는 화합물과의 반응으로 얻어진 폴리에테르 폴리올 수지와 폴리이소시아네이트를 반응성 희석제인 비닐 단량체의 존재하에서 반응시켜 제조한다. 상기 우레탄 변성수지가 10중량부 이하이면 피이브씨 졸층과의 접착력이 떨어지고 20중량부 이상이면 함침처리 한 후 건조성이 떨어질 뿐만 아니라 점도가 높기때문에 제조상의 문제점이 발생되어 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 수지 조성물을 비닐아세테이트 비닐 클로라이드의 호모 폴리머 또는 코폴리머로 구성된 변성비닐 수지 5∼20중량부를 포함한다. 변성비닐수지 제조방법을 비닐계 수지의 주성분이 비닐아세테이트 비닐클로라이드의 호모폴리머 또는 코폴리머로 구성되어 있기 때문에 제조방법은 알코올계 용제 또는 방향족계 용제 일부에 비닐 부틸랄, 비닐알코올 제 1 공중합 수지, 방향족계 용제로 구성된 수지를 고속으로 분산하여 제조한다. 변성비닐수지가 5중량부 이하이면 바닥장식재의 피브이씨 졸층과의 접착력 뿐만 아니라 신율이 약하고, 20중량부 이상이면 건조성은 아주 양호하나 상대적으로 점도가 상승하여 함침처리의 작업성이 떨어진다.
본 발명에서 한지 및 직물 처리제의 한지 및 직물의 습윤이 잘되게 하기 위해서 습윤제 (독일 비와이케이-케미) 1∼2중량부를 포함한다. 습윤제의 함량이 1중량부 이하이면, 습윤시간이 길어 작업성이 떨어지고, 2중량부 이상이면 습윤상태는 우수한 반면에 코스트가 증가하므로 경제성이 떨어진다.
본 발명에서 한지 및 직물 처리제의 한지 및 직물의 소포가 잘되게 하기 위해서 소포제 (독일 비와이케이-케미) 1∼2중량부를 포함한다. 소포제의 함량이 1중량부 이하이면, 코팅작업시 기포로 인하여 평활한 도막을 얻을 수가 없고, 2중량부 이상이면 도막표면에 영향을 줄 뿐만 아니라 코스트가 증가하므로 경제성이 떨어진다.
본 발명에서 한지 및 직물 처리제의 실리콘계 레베링제(독일 비와이케이-케미)는 레베링제의 함량이 1∼2중량부를 포함한다. 레베링제의 함량이 1중량부 이하이면 레베링 상태가 불안정하여 표면질감이 떨어지고, 2중량부 이상이면 실리콘의 함량이 증가되어 블록킹(Blocking)성은 증가하나 상대적으로 피브이씨 졸층과의 접착력이 양호하지 못하다.
본 발명에 사용된 습윤제는 독일 비와이케이-케미사의 P-104, P-104S, P-105, 또는 디스프 비와이케이를 사용할 수 있으며, 소포제는 독일 비와이케이-케미사의 051, 052, 053, 065, 그리고 141 등을 사용할 수 있다. 또한 레베링제의 경우에는 비와이케이-케미사의 307, 310, 315, 320 또는 323 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 방향족계 용제 20∼30중량부를 사용한다. 방향족계 용제가 20중량부 이하이면, 한지 및 직물 함침시 수지의 평활성이 떨어지고 30중량부 이상이면, 처리제의 점도가 떨어져 함침량이 작아지므로 바람직하지 않다. 본 발명에서 사용할 수 있는 방향족계 용제로서 톨루엔 또는 키실렌 등 하나 또는 두가지의 혼합물로서 사용할 수 있다.
본 발명에서는 케톤계 용제는 20∼30중량부를 사용한다. 케톤계 용제가 20중량부 이하이면, 처리제의 점도가 상승하게 되고, 30중량부 이상이면 건조성은 우수하나 점도가 낮아 함침량이 떨어져 접착력이 나오지 않는다. 사용할 수 있는 케톤계 용제로서는 메틸에틸케톤 또는 메틸이소부틸케톤, 아세톤 등 하나 또는 두가지의 혼합물로서 사용할 수 있다.
가) 우레탄 변성 수지의 제조
교반기, 온도계, 적하조, 질소 주입관 및 환류 응축기가 부착된 반응용기에 메톡시 폴리에틸렌 옥사이드(당량:2000) 40∼50중량부, 이소프론 디이소시아네이트 80∼90중량부, 부틸아크릴레이트 140∼150중량부, 부틸레이티드 하이드록시 톨루엔 1∼10중량부를 투입하여 질소 분위기 하에서 80℃, 3시간 동안 반응시킨 후, 50℃로 냉각시킨 다음, 폴리에스테르 수지 240∼260중량부, 네오펜틸글리콜 5∼15중량부, 트리메티롤 프로판 20∼30중량부를 투입하여 모든 이소시아네이트그룹이 완전히 반응될 때 까지 유지시킨다.
나) 우레탄 수분산체의 제조
교반기, 온도계, 적하조, 질소 주입관 및 환류 응축기가 부착된 반응용기에 상기 가)의 혼합물을 60℃로 냉각시킨 후 탈이온수 900∼1000중량부를 30분에 걸쳐 고속 교반하면서 투입하여 수분산체를 제조한 후, 에틸렌 디아민으로 쇄연장시킨다. 이 수분산체의 고형분은 30%이며 평균입자경은 20㎛ 이하이다.
다) 변성 비닐 수지의 제조
비닐 부티랄/비닐 알코올 공중합체 수지 10∼20중량부, 알코올계 용제 25∼75중량부, 방향족계 용제 5∼20중량부, 및 케톤계 용제 10∼20중량부로 구성되는 것을 특징으로 제조한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
하기의 조성을 가지는 균일한 용액을 제조한 후, 고속 분산기로 1,000∼2,000rpm의 속도로 30분간 교반하여 제조한다.
변성비닐수지 10중량부
메틸에틸케톤 30중량부
메틸이소부틸케톤 30중량부
계 70중량부
상기 혼합물을 하기와 같은 조성으로 투입 교반하여 처리제를 제조하였다.
우레탄 변성수지 10중량부
소포제 1.5중량부
습윤제 1.5중량부
레베링제 1.5중량부
아세톤 15.5중량부
계 100중량부
실시예 2
하기의 조성을 가지는 균일한 용액을 제조한 후, 고속 분산기로 1,000∼2,000rpm의 속도로 30분간 교반하여 제조한다.
변성비닐수지 10중량부
메틸에틸케톤 30중량부
메틸이소부틸케톤 30중량부
계 70중량부
상기 혼합물을 하기와 같은 조성으로 투입 교반하여 처리제를 제조하였다.
우레탄 변성수지 20중량부
소포제 1.5중량부
습윤제 1.5중량부
레베링제 1.5중량부
아세톤 5.5중량부
계 100중량부
실시예 3
하기의 조성을 가지는 균일한 용액을 제조한 후, 고속 분산기로 1,000∼2,000rpm의 속도로 30분간 교반하여 제조한다.
변성비닐수지 20중량부
메틸에틸케톤 30중량부
메틸이소부틸케톤 30중량부
계 80중량부
상기 혼합물을 하기와 같은 조성으로 투입 교반하여 처리제를 제조하였다.
우레탄 변성수지 10중량부
소포제 1.5중량부
습윤제 1.5중량부
레베링제 1.5중량부
아세톤 5.5중량부
계 100중량부
실시예 4
하기의 조성을 가지는 균일한 용액을 제조한 후, 고속 분산기로 1,000∼2,000rpm의 속도로 30분간 교반하여 제조한다.
변성비닐수지 15중량부
메틸에틸케톤 30중량부
메틸이소부틸케톤 30중량부
계 75중량부
상기 혼합물을 하기와 같은 조성으로 투입 교반하여 처리제를 제조하였다.
우레탄 변성수지 5중량부
소포제 1.5중량부
습윤제 1.5중량부
레베링제 1.5중량부
아세톤 15.5중량부
계 100중량부
실시예 5
하기의 조성을 가지는 균일한 용액을 제조한 후, 고속 분산기로 1,000∼2,000rpm의 속도로 30분간 교반하여 제조한다.
변성비닐수지 5중량부
메틸에틸케톤 30중량부
메틸이소부틸케톤 30중량부
계 65중량부
상기 혼합물을 하기와 같은 조성으로 투입 교반하여 처리제를 제조하였다.
우레탄 변성수지 15중량부
소포제 1.5중량부
습윤제 1.5중량부
레베링제 1.5중량부
아세톤 15.5중량부
계 100중량부
상기에서 실시예 1∼5에 따라 바닥장식재용 한지 및 직물 처리제를 제조한 다음 일반 물성과 처리제가 코팅된 한지 및 직물의 바닥장식재 기계적 물성을 시험방법에 따라 시편을 제작하여 시험한 그 결과를 하기 [표 1]에 나타낸다.
[표 1]
실시예별 물성의 시험방법은 다음과 같다.
* 점 도 : 25℃에서 포오드 컵#4로 측정하였다.
* 비 중 : 25℃에서 비중컵으로 처리제의 무게를 측정하였다.
* 건조시간 : 함침 작업성 조건에 적합하도록 100℃에서 초, 분 단위로 측정하였다.
* 색상 : 지정한 색상과 비교하여 육안으로 판정하였다.
* 신율 : 만능재료시험기 (INSTRON CORPORATION, INSTRON Model 4206)을 이용하여, 20℃에 있어서 인장속도 200 mm/min으로 측정했을 때의 값이다.
* 인장강도 및 접착강도 : KS L 5104-91, KS M 3722-97 시험방법에 따른다.

Claims (4)

  1. 바닥장식재에 포함되는 한지 및 직물을 처리하는 수지의 제조방법에 있어서, 수평균 분자량이 22,000이하인 변성 우레탄 수지 10∼20중량부, 수평균 분자량이 15,000이하인 변성 비닐 수지 0∼20중량부, 메틸에틸케톤 40∼60중량부, 메틸이소부틸케톤 10∼30중량부, 습윤제 1∼2중량부, 소포제 1∼2중량부 및 레벨링제 1∼2중량부를 포함함을 특징으로 하는 바닥장식재용 한지 및 직물을 처리하는 수지 및 그 제조방법
  2. 제1항에 있어서, 변성 우레탄 수지는 교반기, 온도계, 적하조, 질소 주입관 및 환류 응축기가 부착된 반응 용기에 메톡시 폴리에틸렌 옥사이드(당량:1000∼2000), 이소프론 디이소아네이트, 4, 4-디시크로헥실 이소시아네이트, 부틸아크릴레이트, 부틸레이티드 하이드록시 톨루엔을 투입하여 질소 분위기 하에서 80℃, 3시간 동안 반응시킨 후, 50℃로 냉각시킨 다음, 폴리에스테르 수지, 네오펜틸 글리콜, 트리메티롤 프로판 등을 하나 또는 전부를 투입하여 모든 이소시아네이트그룹이 완전히 반응될 때 까지 유지시킴을 특징으로 하는 바닥장식재용 한지 및 직물을 처리하는 수지 및 그 제조방법
  3. 제1항에 있어서, 변성 비닐 수지는 비닐 부티랄/비닐 알코올 공중합체 수지 10∼20중량부, 알코올계 용제 25∼75중량부, 방향족계 용제 5∼20중량부 및 케톤계용제 10∼20중량부로 구성됨을 특징으로 하는 바닥장식재용 한지 및 직물을 처리하는 수지 및 그 제조방법
  4. 제1항에 있어서, 상기 방향족계와 케톤계 용제로서 톨루엔, 메틸에틸케톤 또는 메틸이소부틸케톤의 혼합용제를 사용하는 것을 특징으로 하는 바닥장식재용 한지 및 직물을 처리하는 수지 및 그 제조방법
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