KR20080092588A - 양마보드와 섬유판을 포함하는 복합기재 구조를 적용한마루바닥재 - Google Patents

양마보드와 섬유판을 포함하는 복합기재 구조를 적용한마루바닥재 Download PDF

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KR20080092588A KR1020070036087A KR20070036087A KR20080092588A KR 20080092588 A KR20080092588 A KR 20080092588A KR 1020070036087 A KR1020070036087 A KR 1020070036087A KR 20070036087 A KR20070036087 A KR 20070036087A KR 20080092588 A KR20080092588 A KR 20080092588A
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Abstract

본 발명은 양마(Kenaf) 보드와 섬유판(MDF, HDF)을 포함하는 복합기재 구조를 적용한 마루 바닥재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합판 마루와 강화 마루의 기재로 사용되고 있는 합판과 HDF의 중간 제품을 개발하여, 합판 대비 가격 경쟁력 및 원재료 수급안정성을 확보하고, HDF 대비 우수한 품질을 확보하는 특징을 지니는 복합 기재를 적용한 마루 바닥재에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 마루 바닥재용 복합 기재는 현재 원자재 가격 폭등으로 수급이 불안정한 합판을 대체하여 비용절감 효과를 가져올 수 있다. 즉, 원자재 수급을 수입에 의존하고 있는 현실에서 가격 경쟁력을 확보할 수 있다. 또한 양마보드 및 섬유판을 복합적으로 적층하여 가격절감 효과와 함께 HDF 대비 안정된 기본 물성(치수안정성, 흡수두께 팽창률) 확보가 가능하다.
또한, 양마보드 및 섬유판을 복합적으로 적층함으로써 다양한 구조의 제품을 생산할 수 있고, 원재료의 수급이 용이하고 기본적인 물성이 양호한 재료를 이용하여 다양한 용도의 제품을 만들 수 있으며, 궁극적으로 다른 제품과의 차별화를 유도할 수 있다.
마루바닥재, 복합기재, 양마보드, 섬유판

Description

양마보드와 섬유판을 포함하는 복합기재 구조를 적용한 마루바닥재{Wood flooring with composite core comprising Kenaf and fiber board}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 마루바닥재의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 마루바닥재의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 마루바닥재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 마루바닥재의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 마루바닥재의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1a, 1b: 복합기재층
10: 표면처리층
20: 표면층
30: 양마보드
40: 섬유판
50: 합성수지층
60: 치수보강층
본 발명은 양마보드와 섬유판(MDF, HDF)을 포함하는 복합기재 구조를 적용한 마루 바닥재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합판 마루와 강화 마루의 기재로 사용되고 있는 합판과 HDF의 중간 제품을 개발하여, 합판 대비 가격 경쟁력 및 원재료 수급안정성을 확보하고, HDF 대비 우수한 품질을 확보하는 특징을 지니는 복합 기재를 적용한 마루 바닥재에 관한 것이다.
양마는 케나프(Kenaf)라고도 하는데, 아프리카와 인도가 원산지이다. 줄기는 곧게 서고 높이가 3 내지 5 m이며 한해살이풀이다. 양마를 수확한 후 발효시켜 얻은 섬유는 삼이나 황마의 대용품으로 사용하는데, 이 섬유는 황마 섬유보다 질기고 다소 거칠며 유연성이 떨어진다. 섬유의 길이는 22 ㎝ 정도이고 마대, 어망, 밧줄, 제지 원료 등으로 쓴다. 또한 양마를 보드 형태로 제작하여 판상 제품에 적용 가능하다.
케나프 섬유는 강화 바이오플라스틱의 원료로도 이용되는데, 이는 옥수수를 원료로 한 폴리유산에 케나프 섬유를 보강재로 첨가한 것이다. 케나프는 성장속도가 빠른데다 재배과정에서 지구온난화의 원인으로 지적돼온 이산화탄소 흡수력이 높다는 것이 특징이다. 이와 같이 케나프 섬유를 이용하면 내열성 및 강도를 한층 강화시킬 수 있으므로 섬유소재 뿐만 아니라 휴대폰, 냉장고 외장재로도 사용가능하다.
일반적으로 목질재료는 제재목(Solid Wood), 개질 목재(Modified Wood), 적층재(Layered Composites), 파티클 복합체, 섬유 복합체, 목분 복합체로 크게 6가 지로 구분할 수 있다.
위와 같은 다양한 목질 재료 중 일반적으로 마루의 기재로는 합판, HDF가 그 주된 원재료로 사용되고 있으나, 합판마루의 기재인 합판은 수급이 불안정하고 향후 원가 상승과 자원 고갈이 우려되며, 강화마루의 기재인 HDF는 수분에 대한 흡수 두께 팽창률이 높고 치수 안정성이 떨어지는 단점을 지니고 있다.
특히, 합판의 경우 국내 합판 주요 수입국인 인도네시아가 불법 도벌 목에 대해 강력한 규제를 하고 있고, 중국의 베이징 올림픽을 앞두고 원자재 수요가 급격히 증가하여 최근 가격이 급등하고 있다.
이에 따라 합판을 대체할 기재에 대한 필요성이 대두하고 있으며, 대체 기재의 요건으로는 가격이 합판보다 저렴해야 하고, 물성은 합판 수준으로 나와야 한다는 것이다.
일본 특허등록 제3753473호에는 치장판이 개시되어 있으나, 기재가 단일층 구조로 이루어져 있다.
일본 특허등록 제2925384호에는 복합화장 바닥재가 개시되어 있으나, 기재로서 단판으로만 구성된 합판을 사용하고 있다.
일본 특허공개 제2006-7713호에는 목질 복합 치장판이 개시되어 있으나, 기재로서 양면에 함침지가 적층된 합성고무시트를 사용하고 있다.
일본 특허공개 제1998-121706호에는 중질 섬유판을 표층으로 하는 복합마루가 개시되어 있으나, 기재로서 단판으로만 구성된 합판을 사용하고 있다.
대한민국 실용신안등록 제250209호 및 제250210호에는 복합마루판이 개시되 어 있으나, 기재로서 합판을 사용하고 있다.
본 발명의 목적은 마루바닥재의 주요 기재인 합판보다 수급안정성과 가격 경쟁력이 우수하며, HDF보다 뛰어난 흡수 두께 팽창률과 치수 안정성을 확보할 수 있는 복합 기재 구조를 적용한 마루바닥재를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 양마보드와 섬유판을 포함하는 복합기재 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 마루바닥재를 제공한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 복합기재는 위로부터 양마보드, 섬유판, 양마보드로 이루어진다. 이 실시예의 구성이 본 발명의 가장 바람직한 복합기재 구조로서, 특히 양마보드, HDF, 양마보드로 구성하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 제2실시예에 따른 복합기재는 위로부터 섬유판, 양마보드, 섬유판으로 이루어진다.
본 발명에서 사용되는 섬유판은 MDF(Medium Density Fiberboard) 또는 HDF(High Density Fiberboard)이다. 마루 기재 용도로서는 0.85 g/㎤ 이상의 연마된 경질 섬유판(HDF)이 더욱 바람직하다.
본 발명의 제1 내지 제2실시예에 따른 마루바닥재는 위로부터 표면처리층, 표면층, 복합기재층으로 이루어진다. 이 구조는 가장 일반적인 합판 마루의 구조로서, 기재로서 복합기재층을 가진다는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 마루바닥재는 위로부터 표면처리층, 표면층, 복 합기재층, 표면층, 표면처리층으로 이루어진다.
본 발명의 제4실시예에 따른 마루바닥재는 위로부터 표면처리층, 표면층, 복합기재층, 합성수지층으로 이루어진다.
본 발명의 제5실시예에 따른 마루바닥재는 위로부터 표면처리층, 표면층, 치수보강층, 복합기재층으로 이루어진다.
본 발명에서 표면층은 무늬목, PVC, PE, PP, 올레핀, 유리섬유, 무기질, 스폰지, 스티로폼, 석고 중에서 선택되는 1종 이상의 재료로 이루어질 수 있다. 합판 마루의 경우 일반적으로 0.35 내지 0.5 ㎜ 두께의 무늬목을 사용하고, 강화 마루의 경우 LPL을 적용한다. 특히 2 ㎜ 이상의 무늬목(단판)을 표면층으로 적용하는 마루를 원목마루라 통칭한다.
본 발명에서 합성수지층은 PVC(Poly Vinyl Chloride), PE(Poly Ethylene), PP(Poly Propylene) 중에서 선택되는 1종 이상의 재료로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 합성수지층은 구들장 효과를 나타내도록 탄석(탄산칼슘)을 포함할 수 있으며, 탄석의 함량은 구들장 효과를 나타내도록 합성수지층 전체 중량에 대하여 70 중량% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에서 치수보강층은 원목, 파티클보드, HPL(High Pressure Laminate), LPL(Low Pressure Laminate), OSB(Oriented Strand Board), 플레이크 보드(Flake board), 골판지, 종이 중에서 선택되는 1종 이상의 목질재료로 이루어질 수 있다.
본 발명의 마루바닥재는 다양한 기능성 부여를 위하여, 마루바닥재의 1층 이상에 숯, 황토, 은, 맥반석, 게르마늄, 자철광, 옥, 항균제, 방충제 중에서 선택되 는 적어도 하나의 기능성 물질; 에폭시, 페놀, 아크릴, 멜라민, 폴리우레탄, 불포화폴리에스터, 디알릴프탈레이트 중에서 선택되는 적어도 하나의 경화수지; 탄산칼슘, 활석, 산화티타늄, 실리카, 유리분말, 이산화규소 중에서 선택되는 적어도 하나의 충전재; 및/또는 포스포릭에스테르, 할로겐탄화수소, 산화안티몬, 알루미늄하이드록시, 인산화합물, 디시안디아미드 중에서 선택되는 적어도 하나의 난연제를 첨가할 수 있다.
본 발명에서 양마보드와 섬유판을 복합적으로 적층할 때, 각각의 목질재료들이 갖고 있는 고유의 밀도, 함수율, 섬유 이방성 등에 대한 물리적인 특성 분석과 이들 재료들간의 각각 다른 물리적 특성들에 대한 상호작용을 고려하여야 한다.
이와 같이 밀도, 두께, 함수율 등의 제품 물성에 영향을 미칠 수 있는 요인들을 분석하여 제품의 용도, 원재료 가격 수급 동향에 따라 선택적으로 적용함으로써 다양한 제품 구성이 가능하게 된다.
본 발명은 다양한 목질 재료 중에서 양마보드와 섬유판을 복합적으로 적층하여 새로운 구조를 형성하는 복합 기재를 적용한 마루바닥재에 관한 것으로, 그 적층구조 중 일부의 예시는 도 1 내지 5의 구조와 같다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 마루바닥재의 단면도로서, 이 실시예의 마루바닥재는 위로부터 표면처리층(10), 표면층(20), 복합기재층(1a)으로 이루어지며, 복합기재층(1a)은 위로부터 양마보드(30), 섬유판(40), 양마보드(30)로 이루어진다.
표면처리층(10)은 최상부에 내오염성 부여를 위해 우레탄 아크릴레이트계 자외선 경화 수지를 도포하고 경화시켜 형성한 층이며, 필요에 따라 엠보싱을 실시할 수 있다.
표면층(20)은 마루바닥재의 표면을 구성하고 있는 층으로, 무늬목, PVC, PE, PP, 올레핀, 유리섬유, 무기질, 스폰지, 스티로폼, 석고 중에서 선택되는 1종 이상의 재료로 이루어질 수 있다.
양마보드(30)는 양마 섬유를 이용하여 만든 보드로서, 내열성 및 강도가 우수하다.
섬유판(40)은 방향성이 없으며, 합판에 비하여 가격이 매우 저렴하다. 섬유판으로는 MDF 또는 HDF가 사용되며, 특히 HDF가 바람직하다.
도 1의 구성 중에서도 양마보드(30), HDF(40), 양마보드(30)의 구성이 가장 바람직한데, 이는 가격이 합판보다 저렴하면서도 물성은 합판 수준에 근접하기 때문이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 마루바닥재의 단면도로서, 이 실시예의 마루바닥재는 위로부터 표면처리층(10), 표면층(20), 복합기재층(1b)으로 이루어지며, 복합기재층(1b)은 위로부터 섬유판(40), 양마보드(30), 섬유판(40)으로 이루어진다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 마루바닥재의 단면도로서, 이 실시예의 마루바닥재는 위로부터 표면처리층(10), 표면층(20), 복합기재층(1a), 표면층(20), 표면처리층(10)으로 이루어지며, 복합기재층(1a)은 위로부터 양마보드(30), 섬유 판(40), 양마보드(30)로 이루어진다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 마루바닥재의 단면도로서, 이 실시예의 마루바닥재는 위로부터 표면처리층(10), 표면층(20), 복합기재층(1a), 합성수지층(50)으로 이루어지며, 복합기재층(1a)은 위로부터 양마보드(30), 섬유판(40), 양마보드(30)로 이루어진다.
합성수지층(50)은 PVC, PE, PP 중에서 선택되는 1종 이상의 재료로 이루어질 수 있다.
합성수지층에는 맥반석이나 옥, 황토 등을 분쇄하여 첨가하여 건강기능을 부여할 수 있으며, 특히 합성수지층에 차음 시트층을 적층하거나 합성수지층을 차음 시트층으로 하여 바닥 충격음을 감소시킬 수 있으며, 목재에 비해 열전달 효과가 우수하여 온돌에 사용시 구들장의 기능과 함께 열이나 습기에 의한 변형을 완벽히 해결하여 어떠한 환경에서도 사용이 가능하다.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 마루바닥재의 단면도로서, 이 실시예의 마루바닥재는 위로부터 표면처리층(10), 표면층(20), 치수보강층(60), 복합기재층(1a)으로 이루어지며, 복합기재층(1a)은 위로부터 양마보드(30), 섬유판(40), 양마보드(30)로 이루어진다.
치수 보강층(60)은 원목, 파티클보드, HPL(High Pressure Laminate), LPL(Low Pressure Laminate), OSB(Oriented Strand Board), 플레이크 보드(Flake board), 골판지, 종이 중에서 선택되는 1종 이상의 목질재료로 이루어질 수 있다. 치수 보강층은 표면층의 강도 보완 및 밸런싱 효과를 유도할 수 있다.
본 발명의 마루바닥재에 다양한 기능성 부여를 위하여, 표면처리층(10), 표면층(20), 양마보드(30), 섬유판(40), 합성수지층(50), 치수 보강층(60) 중에서 적어도 하나의 층에 숯, 황토, 은, 맥반석, 게르마늄, 자철광, 옥, 항균제, 방충제 등의 기능성 물질을 첨가하여 원적외선 방사기능, 음이온 발산기능, 항균기능, 방충기능 등 건강에 이로운 기능을 부여할 수 있다. 또한, 에폭시, 페놀, 아크릴, 멜라민, 폴리우레탄, 불포화폴리에스터, 디알릴프탈레이트 등의 경화수지를 첨가하여 제품의 내구성, 내마모성, 내수성 등의 물성을 개선시킬 수 있고, 탄산칼슘, 활석, 산화티타늄, 실리카, 유리분말, 이산화규소 등의 충전재를 첨가하여 구들장 효과, 열전도 향상 등의 기능을 제공할 수 있으며, 포스포릭에스테르, 할로겐탄화수소, 산화안티몬, 알루미늄하이드록시, 인산화합물, 디시안디아미드 등의 난연제를 첨가하여 난연기능을 제공할 수 있다.
[실시예]
위로부터 양마보드(30), 섬유판(40), 양마보드(30)를 압착에 의해 일체화하여 마루 바닥재용 복합기재(1a)를 제조하였다.
이때 상부층과 하부층에 적용하는 양마보드(30)는 비중은 0.71, 두께가 약 1.5 ㎜, 함수율이 7.1%인 것을 사용하였고, HDF(40)는 비중이 0.87, 함수율이 7.6%, 두께가 약 4.5 ㎜인 것을 사용하였다. 접착제는 멜라민 수지를 사용하였다. 기재의 제조공정을 구체적으로 살펴보면 각 층을 적층한 후 프레스로 일체화시키는데, 이때의 압력은 8 ㎏f/㎠, 가압시간은 6분, 열판온도는 125℃로 실시하였다.
위와 같은 방법으로 제조한 복합기재층(1a) 위에 PVAc계 접착제를 도포한 후, 표면층(20)으로서 무늬목을 합판하고 120℃에서 30초간 열압한 후 48시간동안 양생시켰다. 그런 다음 표면 연마를 실시하고, 하, 중도 UV 도장 후 24시간 동안 양생시켰다.
이면 홈 가공을 통해 마루재에 유연성을 부여하였고, 갱립(Gang-rip) 가공 및 테노너(Tenoner) 가공에 의해 혀&홈(T&G) 구조를 형성시켰다. 최종적으로 상도 UV 도장으로 제품을 마감하여 표면처리층(10)을 갖는 도 1과 같은 구조의 마루바닥재를 제조하였다.
[비교예 1]
합판을 기재로 하는 합판마루
[비교예 2]
HDF를 기재로 하는 강화마루
[시험예]
실시예의 마루바닥재와 종래 합판마루(비교예 1) 및 강화마루(비교예 2)에 대하여 치수안정성 및 흡수두께 팽창률을 측정하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.
실시예에서 제조한 복합기재를 포함하는 마루바닥재의 흡수두께 팽창률이 비교예의 마루바닥재들보다 우수하였다.
치수안정성은 상온 수조에서의 침지 조건과 고온(80℃)의 오븐 건조 조건에서 48시간 전후의 치수 변화를 측정하였다.
여기서, 흡수두께 팽창률은 KSF 3200 규격에 따라 항온 수조에서 20℃ 물에 24시간, 70℃ 물에 2시간 침지 전후의 두께를 비교하여 팽창률을 측정하였다.
시험항목 실시예 비교예 1 비교예 2
치수 안정성 상온수 침지 48시간 폭 0.22 0.22 0.21
길이 0.14 0.07 0.16
고온(80℃) 건조 48시간 폭 -0.14 -0.21 -0.36
길이 -0.12 -0.17 -0.34
흡수두께 팽창률 20℃ 24시간 6.19 7.53 23.02
70℃ 2시간 9.39 25.84 138.04
치수안정성은 상온수 침지와 고온 건조 조건 모두 0에 가까울수록 양호한 결과를 나타낸다. 즉, 실시예의 경우, 상온수 침지 폭 방향에서 합판마루 및 강화마루와 비슷한 물성을 보였고, 길이 방향에서는 합판마루보다는 물성이 떨어지지만, 강화마루보다는 양호한 결과를 보였다. 고온 건조 조건에서는 실시예가 가장 양호한 결과를 나타냈다.
흡수 두께 팽창률의 경우, 20℃ 24시간, 70℃ 2시간에서 실시예가 가장 좋은 수치를 나타냈다.
본 발명에서 제시된 마루 바닥재용 복합 기재는 현재 원자재 가격 폭등으로 수급이 불안정한 합판을 대체하여 비용절감 효과를 가져올 수 있다. 즉, 원자재 수급을 수입에 의존하고 있는 현실에서 가격 경쟁력을 확보할 수 있다. 또한 양마보드 및 섬유판을 복합적으로 적층하여 가격절감 효과와 함께 HDF 대비 안정된 기본 물성(치수안정성, 흡수두께 팽창률) 확보가 가능하다.
또한, 양마보드 및 섬유판을 복합적으로 적층함으로써 다양한 구조의 제품을 생산할 수 있고, 원재료의 수급이 용이하고 기본적인 물성이 양호한 재료를 이용하여 다양한 용도의 제품을 만들 수 있으며, 궁극적으로 다른 제품과의 차별화를 유 도할 수 있다.

Claims (15)

  1. 양마보드와 섬유판을 포함하는 복합기재 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  2. 제1항에 있어서, 복합기재가 위로부터 양마보드, 섬유판, 양마보드로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  3. 제1항에 있어서, 복합기재가 위로부터 섬유판, 양마보드, 섬유판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유판이 MDF(Medium Density Fiberboard) 또는 HDF(High Density Fiberboard)인 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  5. 제1항에 있어서, 마루바닥재가 위로부터 표면처리층, 표면층, 복합기재층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  6. 제1항에 있어서, 마루바닥재가 위로부터 표면처리층, 표면층, 복합기재층, 표면층, 표면처리층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  7. 제1항에 있어서, 마루바닥재가 위로부터 표면처리층, 표면층, 복합기재층, 합성수지층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  8. 제1항에 있어서, 마루바닥재가 위로부터 표면처리층, 표면층, 치수보강층, 복합기재층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 표면층이 무늬목, PVC(Poly Vinyl Chloride), PE(Poly Ethylene), PP(Poly Propylene), 올레핀, 유리섬유, 무기질, 스폰지, 스티로폼, 석고 중에서 선택되는 1종 이상의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  10. 제7항에 있어서, 합성수지층이 PVC(Poly Vinyl Chloride), PE(Poly Ethylene), PP(Poly Propylene) 중에서 선택되는 1종 이상의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  11. 제8항에 있어서, 치수보강층이 원목, 파티클보드, HPL(High Pressure Laminate), LPL(Low Pressure Laminate), OSB(Oriented Strand Board), 플레이크 보드(Flake board), 골판지, 종이 중에서 선택되는 1종 이상의 목질재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  12. 제1항에 있어서, 마루바닥재의 1층 이상이 숯, 황토, 은, 맥반석, 게르마늄, 자철광, 옥, 항균제, 방충제 중에서 선택되는 1종 이상의 기능성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  13. 제1항에 있어서, 마루바닥재의 1층 이상이 에폭시, 페놀, 아크릴, 멜라민, 폴리우레탄, 불포화폴리에스터, 디알릴프탈레이트 중에서 선택되는 1종 이상의 경화수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  14. 제1항에 있어서, 마루바닥재의 1층 이상이 탄산칼슘, 활석, 산화티타늄, 실리카, 유리분말, 이산화규소 중에서 선택되는 1종 이상의 충전재를 포함하는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  15. 제1항에 있어서, 마루바닥재의 1층 이상이 포스포릭에스테르, 할로겐탄화수소, 산화안티몬, 알루미늄하이드록시, 인산화합물, 디시안디아미드 중에서 선택되는 1종 이상의 난연제를 포함하는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
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