KR20040033815A - 내마모성 및 내오염성이 우수하고 의장성이 뛰어난합성수지계 바닥타일 - Google Patents

내마모성 및 내오염성이 우수하고 의장성이 뛰어난합성수지계 바닥타일 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면수지층으로서 올레핀계 아이오노머수지를 사용함으로써 내마모성, 내약품성, 내오염성 및 의장성이 우수한 바닥타일에 관한 것이다. 또한 본 발명의 바닥타일은 내부에 유리섬유층을 더 포함하여 양호한 치수안정성, 형태안정성 및 시공접착성을 얻을 수 있다.

Description

내마모성 및 내오염성이 우수하고 의장성이 뛰어난 합성수지계 바닥타일 {Laminate synthetic resin tile having enhanced abrasion resistance, pollution resistance and decorative property}
본 발명은 자외선 경화형 도료의 사용없이 올레핀계 아이오노머수지를 PVC 투명층 대신 사용함으로써 인쇄층의 인쇄 선명성을 증진시키고 내후성, 내마모성뿐만 아니라 내오염성이 우수하여 유지관리가 용이한 합성수지계 바닥타일에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄시트가 포함된 PVC 바닥타일은 인쇄효과의 증진을 위해 인쇄시트 접촉면에 적어도 하나의 백색시트를 삽입하여 인쇄효과를 올리고 있다.
PVC 투명층을 갖고 있는 바닥타일의 경우 PVC 투명층이 완전히 투명하지 못하여 인쇄선명성이 저하되고 자외선에 노출시 황변현상이 발생하며 내마모성 및 내스크래치성 등이 취약하여 이의 극복을 위해 자외선 경화형 도료를 사용하여 초기 내오염성 및 내스크래치성을 보완하고 있으나 도막의 마모시 문제가 되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기 언급한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내마모성, 내오염성, 내스크래치성 및 의장성이 우수한 바닥타일을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 치수안정성, 형태안정성 및 시공접착성이 양호한 바닥타일을 제공하는 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥타일의 단면도,
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥타일의 단면도,
도 2는 종래의 바닥타일 단면도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 아이오노머수지층2: 접착용수지층
3: 염화비닐수지 간지층4: 표면층
5, 5a, 5b: 기재층6: 이면층
7: 유리섬유층8: 염화비닐수지 투명시트층
9: 자외선 경화형 표면처리층
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바닥타일은 표면수지층으로서 아이오노머수지층을 사용한다.
아이오노머(Ionomer)란 공유결합과 이온결합을 동시에 소유하고 있는 열가소성 플라스틱이며, 이온결합가지의 정전기력(Electrostatic Forces)이 매우 강하여 아이오노머 고유의 물성을 나타내며, 특히 강인성과 적당한 탄력성을 가진 내한성과 내마모성이 우수한 수지이다.
아이오노머는 폴리올레핀의 분자고리에 카본산기의 측고리가 있고 그 카본산기의 일부가 금속 양이온에 의해서 분자고리간에 가교되어 있는 구조로 되어 있다. 이 두개의 구조상 특징에 의해 많은 우수한 성질이 생긴다.
아이오노머는 교차이온결합(Ionically Crosslinked) 구조를 가진 열가소성 고분자 물질이며, 예를 들면 에틸렌과 메타크릴릭산의 공중합체(Ethylene/ Methacrylic Acid Copolymer)로부터 제조되므로 그 밀도나 가공성에 있어서 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이나 에틸렌 비닐아세테이트(EVA)와 비슷하나 전반적 물성은 더 우수하며, 일반 열가소성수지와 같이 성형이 가능하고 용해강도와 용해연신성이 우수하고 또한 고화상태에서는 이온결합이 더 강해지므로 강인성이 더 커진다. 교차이온결합은 열에 대해 안정하기 때문에 일반적인 가공온도인 175~290℃에서 가공할 수 있으므로 압출 및 Blown가공이 가능하다. 아이오노머수지는 각각 수지의 흐름(Melt Flow Index)도 다르고, 나트륨이나 아연 양이온 중 하나를 소유하므로 그 물리적 물성도 서로 다르고 가공성도 차이가 있다.
즉, 아이오노머수지의 물성과 적용은 이온의 종류에 따라 결정될 수 있는데, 나트륨 이온형은 투명성, 내유성, 용융 점착성 등이 우수하고 아연이온형은 공압출시에 접착성능이 좋고 알루미늄 박에 압출코팅이 용이하다.
본 발명에서는 상술한 투명한 아이오노머수지를 표면수지층으로 사용함으로써, 아이오노머수지가 가지는 특징인 내마모성, 내오염성, 내스크래치성, 투명성과 같은 물성이 향상된 바닥타일을 제조할 수 있다.
본 발명에서는 아이오노머수지로서 올레핀계 아이오노머수지를 사용하였으며, 바람직하기로는 금속이온과 염에 의해 부분적으로 중성화된 카르복시산그룹을 가진 올레핀과 α,β-불포화 카르복시산의 공중합체인 아이오노머수지로서, 예를 들면 듀폰(Dupont)사의 아연이온계(Zinc Ion Type) 또는 나트륨이온계(Sodium Ion Type) 아이오노머수지인 "Surlyn"(상품명), 엑손모빌(Exxon Mobil)사의 아연이온계 또는 나트륨이온계 아이오노머수지인 "Iotek"(상품명), 보다 바람직하기로는 아연이온계의 "Surlyn"이나 "Iotek"을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 바닥타일은 상층으로부터 아이오노머수지층, 접착용수지층, 염화비닐수지 간지층, 기재층 및 이면층이 순차적으로 적층된 구조를 가진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 바닥타일은 치수안정성, 형태안정성 및 시공접착성의 향상을 고려하여 유리섬유층을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 기재층 내부에 유리섬유층이 더 적층된 구조로서, 상층으로부터 아이오노머수지층, 접착용수지층, 염화비닐수지 간지층, 제1기재층, 유리섬유층, 제2기재층 및 이면층이 순차적으로 적층된 구조를 가진다.
이하 첨부도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥타일의 단면도로서, 상층으로부터 아이오노머수지층(1), 접착용수지층(2) 및 염화비닐수지 간지층(3)으로 구성되는 표면층(4), 기재층(5) 및 이면층(6)이 순차적으로 적층되어 있다.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥타일의 단면도로서, 상기기재층(5a, 5b) 사이에 필요시 유리섬유층(7)을 삽입하여 치수의 보강이 가능하다.
각층의 제조방법을 살펴보면, 염화비닐수지 간지층(3)은 중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, 제품의 유연성 보강을 위한 가소제인 DOP 10~30 중량부, 내열안정제인 Ba-Zn계 화합물 3~5 중량부, 장기저온 내열 보강용 에폭시수지(두유(豆油)를 사용하므로 경화제는 필요없음) 2~7 중량부, 제품의 경도 및 분산성 확보를 위한 충진제인 탄산칼슘 20~50 중량부 및 인쇄선명성과 백색에 가깝게 하기 위한 안료인 산화티탄 3~6 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열 연화시킨 컴파운드를 카렌다로 압연하여 0.1~0.2 ㎜ 두께의 시트로 제조한 후, 그라비아 인쇄, 플렉소(Flexo) 인쇄 또는 전사인쇄 기법을 사용하여 원하는 패턴과 디자인으로 인쇄한다.
기재층(5)은 중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, 유연성 확보를 위한 가소제인 DOP 30~50 중량부, 내열안정제인 Ba-Zinc계 화합물 3~5 중량부, 장기저온 내열 보강용 에폭시수지(두유(豆油)를 사용하므로 경화제는 필요없음) 2~7 중량부, 제품의 경도 및 분산성 확보를 위한 충진제인 탄산칼슘 200~450 중량부 및 색상을 넣기 위한 흑색안료인 카본블랙을 2~8 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열 연화시킨 컴파운드를 130~175℃에서 카렌다로 압연하여 1.0~2.5 ㎜ 두께의 시트로 제조한다.
이면층(6)은 중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, 제품의 유연성 확보를 위한 가소제인 DOP 30~50 중량부, 내열안정제인 Ba-Zinc계 화합물 3~5 중량부, 장기저온 내열 보강용 에폭시수지(두유(豆油)를 사용하므로 경화제는 필요없음) 2~7 중량부, 제품의 경도 및 분산성 확보를 위한 충진제인 탄산칼슘 30~65 중량부 및 색상을 넣기 위한 안료인 카본블랙 3~5 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열 연화시킨 컴파운드를 130~170℃의 카렌다로 압연하여 0.15~0.7 ㎜ 두께의 시트로 제조한다.
유리섬유층(7)은 30~70 g/1㎡의 것이 적절하며 잠재경화성이 있는 우레탄계 처리제로 함침한 것을 사용한다.
본 발명의 바닥타일은 상기에서 각각 제조한 아이오노머수지층(1), 접착용수지층(2), 인쇄된 염화비닐수지 간지층(3), 기재층(5, 5a, 5b), 이면층(6) 및 유리섬유층(7)을 권취한 후 각각 약 1 m ×1 m 크기로 재단하여 프레스가공을 위해 적층하고 3~5 kgf/㎠의 압력으로 130~170℃에서 약 20~40분간 예열한 후 상온까지 냉각하여 적층체를 얻고 재단하여 완성한다. 이때 다양한 엠보판의 사용으로 여러 엠보효과가 부여된 바닥타일을 얻을 수 있다.
도 2는 종래의 바닥타일의 단면도로서, 본 발명의 아이오노머수지층 및 접착용수지층 대신 염화비닐수지 투명시트층(8)과 자외선 경화형 표면처리층(9)이 적층되어 있다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되지 않는다.
실시예 1: 도 1a의 바닥타일의 제조
아이오노머수지로서 듀폰사의 올레핀계 아이오노머수지(상품명: Surlyn), 접착용수지로서 듀폰사의 EVA 변성수지(상품명: Bynel)를 사용하였으며, 공압출하여300 ㎛ 두께의 투명한 아이오노머수지층(1) 및 30 ㎛ 두께의 접착용수지층(2)을 제조하였다.
중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, DOP 30 중량부, Ba-Zn계 화합물 4 중량부, 에폭시수지 4 중량부, 탄산칼슘 30 중량부 및 산화티탄 6 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열연화시킨 컴파운드를 170℃의 카렌다로 압연하여 0.1 ㎜ 두께로 백색의 염화비닐수지 간지층(3)을 제조한 후, 상기 간지층 상에 그라비아 인쇄를 실시하였다.
중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, DOP 40 중량부, Ba-Zn계 화합물 3 중량부, 에폭시수지 4 중량부, 탄산칼슘 300 중량부 및 카본블랙 5 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열 연화시킨 컴파운드를 170℃의 카렌다로 압연하여 1.2 ㎜ 두께의 기재층(5)을 제조하였다.
중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, DOP 35 중량부, Ba-Zn계 화합물 3 중량부, 에폭시수지 4 중량부, 탄산칼슘 65 중량부 및 카본블랙 5 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열연화시킨 컴파운드를 170℃의 카렌다로 압연하여 0.3 ㎜ 두께의 이면층(6)을 제조하였다.
최종적으로, 상기에서 제조한 아이오노머수지층(1)과 접착용수지층(2)의 공압출물, 인쇄된 염화비닐수지 간지층(3), 기재층(5), 이면층(6)을 1 m ×1 m로 재단한 후 순서대로 적층하여 160℃에서 예열한 다음 5 kgf/㎠의 압력으로 30분간 예열한 후 상온까지 냉각하여 도 1a의 바닥타일을 제조하였다.
실시예 2: 도 1b의 바닥타일의 제조
아이오노머수지로서 듀폰사의 올레핀계 아이오노머수지(상품명: Surlyn), 접착용수지로서 듀폰사의 EVA 변성수지(상품명: Bynel)를 사용하였으며, 공압출하여 300 ㎛ 두께의 투명한 아이오노머수지층(1) 및 30 ㎛ 두께의 접착용수지층(2)을 제조하였다.
중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, DOP 30 중량부, Ba-Zn계 화합물 4 중량부, 에폭시수지 4 중량부, 탄산칼슘 30 중량부 및 산화티탄 6 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열연화시킨 컴파운드를 170℃의 카렌다로 압연하여 0.1 ㎜ 두께로 백색의 염화비닐수지 간지층(3)을 제조한 후, 상기 간지층 상에 그라비아 인쇄를 실시하였다.
중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, DOP 40 중량부, Ba-Zn계 화합물 3 중량부, 에폭시수지 4 중량부, 탄산칼슘 300 중량부 및 카본블랙 5 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열 연화시킨 컴파운드를 170℃의 카렌다로 압연하여 1.2 ㎜ 두께의 기재층(5a), (5b)을 제조하였다.
치수보강을 위하여 유리섬유시트에 잠재경화성이 있는 우레탄을 함침시켜 우레탄 함침 유리섬유층(7)을 제조하였다.
중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, DOP 35 중량부, Ba-Zn계 화합물 3 중량부, 에폭시수지 4 중량부, 탄산칼슘 65 중량부 및 카본블랙 5 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열연화시킨 컴파운드를 170℃의 카렌다로 압연하여 0.3 ㎜ 두께의 이면층(6)을 제조하였다.
최종적으로, 상기에서 제조한 아이오노머수지층(1)과 접착용수지층(2)의 공압출물, 인쇄된 염화비닐수지 간지층(3), 기재층(5a, 5b), 함침 유리섬유층(7), 이면층(6)을 1 m ×1 m로 재단한 후 순서대로 적층하여 160℃에서 예열한 다음 5 kgf/㎠의 압력으로 30분간 예열한 후 상온까지 냉각하여 도 1b의 바닥타일을 제조하였다.
비교예 1: 도 2의 바닥타일의 제조
염화비닐수지 투명시트층(8)은 중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, 제품의 유연성 보강을 위한 가소제인 DOP 30 중량부, 내열안정제인 Ba-Zn계 화합물 5 중량부, 장기저온 내열보강을 위한 에폭시수지(두유(豆油)를 사용하므로 경화제가 필요없음) 5 중량부, 가공성을 향상시키기 위한 가공조제인 메틸메타크릴레이트 5 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열 연화시킨 컴파운드를 160℃의 카렌다로 압연하여 0.3 ㎜ 두께의 투명시트층을 제조하였다.
중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, DOP 30 중량부, Ba-Zn계 화합물 4 중량부, 에폭시수지 4 중량부, 탄산칼슘 30 중량부 및 산화티탄 6 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열연화시킨 컴파운드를 170℃의 카렌다로 압연하여 0.1 ㎜ 두께로 백색의 염화비닐수지 간지층(3)을 제조한 후, 상기 간지층 상에 그라비아 인쇄를 실시하였다.
중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, DOP 40 중량부, Ba-Zn계 화합물 3 중량부, 탄산칼슘 300 중량부 및 카본블랙 5 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열 연화시킨 컴파운드를 170℃의 카렌다로 압연하여 1.2 ㎜ 두께의 기재층(5)을 제조하였다.
중합도가 800~1,300인 염화비닐수지 100 중량부, DOP 35 중량부, Ba-Zn계 화합물 3 중량부, 에폭시수지 4 중량부, 탄산칼슘 65 중량부 및 카본블랙 5 중량부를 반바리 믹서에 투입하여 혼련하고 가열연화시킨 컴파운드를 170℃의 카렌다로 압연하여 0.3 ㎜ 두께의 이면층(6)을 제조하였다.
최종적으로, 상기에서 제조한 염화비닐수지 투명시트층(8), 인쇄된 염화비닐수지 간지층(3), 기재층(5), 이면층(6)을 1 m ×1 m로 재단한 후 순서대로 적층하여 160℃에서 예열한 다음 5 kgf/㎠의 압력으로 30분간 예열한 후 상온까지 냉각한 다음, 상기 적층물을 자외선 경화형 도료를 사용하여 25 ㎛의 두께로 표면처리하여 도 2의 바닥타일을 제조하였다.
표면처리층(9)의 조성물은 우레탄아크릴레이트 올리고머 40~70 중량부, 올리고머의 희석, 점도조절, 부착증대를 위한 아크릴계 모노머 20~50 중량부, 광개시제인 벤조페논 1~5 중량부, 실리콘타입 소포제 0.5~2 중량부, 메팅제인 훈연된 실리카(Fumed Silica) 0.5~7 중량부를 혼합한 것이다.
표면처리층(9)은 염화비닐수지 투명시트층(8) 상부에 10~30 ㎛ 두께로 에어나이프코팅이나 메쉬롤 또는 러버롤을 사용하여 코팅한 후 출력이 200~300 watt/in인 중압수은램프 4~10개를 사용하여 5~25 m/min의 라인스피드로 경화시켰다.
시험예
상기 실시예 1 및 비교예 1의 샘플에 대하여 아래와 같은 시험을 수행하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.
1. 내마모성
KS M 3802에 준하여 H-22 마모휠을 사용하여 테이버 마모시험기에 1,000회 회전시키고 마모감량(g)을 측정하였다.
2. 내오염성
구두약, 볼펜, 검정유성 매직을 사용하여 오염시킨 후 30분 경과시 에탄올을 사용하여 오염원을 제거하였다.
3. 스크래치성
KS M 3802에 준하여 긁기시험을 실시하여 폭 1.4 ㎜ 두께로 표면손상시의 하중(g)을 측정하였다.
4. 박리강도
샘플을 2×15 ㎠으로 재단한 후 샘플을 취하여 각 샘플의 긴 변의 한 끝에서 5 cm를 박리시켜 박리한 부분을 인장시험기 그립부에 끼우고 200 ㎜/min의 속도로 인장하여 그때의 강도를 측정하였다. 이때 강도가 5 kgf 이상이면 합격, 미만이면 불합격으로 표시하였다.
구분 내마모성 내오염성 스크래치성 박리강도
실시예 1 0.09 양호 700 합격
비교예 1 0.23 양호 400 합격
표 1에서 보는 바와 같이, 아이오노머수지를 사용한 본 발명의 합성수지계 바닥타일은 내마모성, 내오염성, 스크래치성, 박리강도 등에서 우수한 물성을 나타내었고 외관도 염화비닐수지 투명시트를 사용한 종래의 바닥타일에 비하여 우수하였다.
이상한 설명한 바와 같이, 본 발명의 바닥타일은 표면수지층으로서 올레핀계 아이오노머수지를 사용함으로써 내마모성, 내약품성, 내오염성 및 의장성이 우수하며, 또한 유리섬유층을 더 적층할 경우 양호한 치수안정성, 형태안정성 및 시공접착성을 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 적층구조로 된 합성수지계 바닥타일에 있어서, 표면수지층으로서 올레핀계 아이오노머수지층을 사용하는 것을 특징으로 하는 바닥타일.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 올레핀계 아이오노머수지는 금속이온과 염에 의해 부분적으로 중성화된 카르복시산그룹을 가진 올레핀과 α,β-불포화 카르복시산의 공중합체인 아이오노머수지임을 특징으로 하는 바닥타일.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 바닥타일이 위로부터 아이오노머수지층(1), 접착용수지층(2), 염화비닐수지 간지층(3), 기재층(5) 및 이면층(6)이 순차적으로 적층된 것임을 특징으로 하는 바닥타일.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 기재층(5) 중간내부에 유리섬유층(7)이 더 적층된 것을 특징으로 하는 바닥타일.
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