KR20110103803A - 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 ｐｌａ 바닥재 - Google Patents

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Abstract

PLA 수지를 사용하여 친환경적이며, 천연감을 향상시킬 수 있는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 위로부터 상부면에 인쇄 무늬가 형성된 우드 칩 인레이드(Wood Chip Inlaid)층, 유리섬유(Glass Fiber: G/F) 함침층 및 이면층을 포함하고, 상기 우드 칩 인레이드층 및 이면층 중 하나 이상의 층은 PLA(Polylactic acid) 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 ＰＬＡ 바닥재 {FLOORING MATERIAL USING POLYLACTIC ACID RESIN WITH WOOD CHIP INRAID AND PRINTING COMPLEX LAYER}
본 발명은 적층 구조를 갖는 바닥재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바닥재를 구성하는 보호층, 우드 칩 인레이드층, 이면층 등을 PLA 수지(Polylactic acid resin)로 사용하여 친환경 바닥재를 구현할 수 있으며, 우드 칩 인레이드와 상부의 인쇄 복합구조를 통하여 우드 칩 인레이드의 외관 리얼리티를 증대시킬 수 있는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재에 관한 것이다.
폴리염화비닐(PVC) 등의 석유계 수지를 사용한 바닥재는, 주택, 맨션, 아파트, 오피스 또는 점포 등의 건축물에서 바닥재로 널리 이용되고 있다.
상기와 같은 바닥재는, 폴리염화비닐(PVC) 등의 수지를 사용하여 압출 또는 카렌더링 방식 등으로 제조된다. 그런데, 그 원료가 한정된 자원인 원유 등으로부터 전량 얻어지기 때문에, 석유자원의 고갈 등에 따라 향후 원재료의 수급 곤란 등의 문제가 발생할 것으로 예상되고 있다.
또한, 최근 높아지는 환경 문제에 대한 관심을 고려하여도, 폴리염화비닐(PVC)계 바닥재는, 유해 물질을 배출하기 쉽고, 폐기 시에도 환경에 부담을 준다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 PLA 수지를 사용하여 우드 칩 인레이드 바닥재를 구성함에 있어서, PLA 수지를 이용하여 보호층, 우드 칩 인레이드층, 상부층, 이면층 등을 형성함으로써 친환경적인 바닥재를 구현하고, 또한 우드 칩 인레이드층과 상부의 인쇄 복합 구조를 통하여 우드 칩 인레이드의 외관 리얼리티를 증대시킬 수 있는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 우드 칩을 함유하며, 상부면에 인쇄 무늬가 형성되어 있는 우드 칩 인레이드(Wood Chip Inlaid)층; 및 상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 이면층을 포함하고, 상기 우드 칩 인레이드층 및 이면층 중 하나 이상은 PLA(Polylactic acid) 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일실시예에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 우드 칩을 함유하며, 상부면에 인쇄 무늬가 형성되어 있는 우드 칩 인레이드층; 상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 치수안정층; 및 상기 치수안정층 아래에 형성되는 이면층을 포함하고, 상기 우드 칩 인레이드층 및 이면층 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 우드 칩을 함유하며, 상부면에 인쇄 무늬가 형성되어 있는 우드 칩 인레이드층; 상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 상부층; 상기 상부층 아래에 형성되는 치수안정층; 및 상기 치수안정층 아래에 형성되는 이면층;을 포함하고, 상기 우드 칩 인레이드층, 상부층 및 이면층 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 우드 칩을 함유하는 우드 칩 인레이드층; 상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 이면층; 및 상기 우드 칩 인레이드층 상부에 형성되는 보호층;을 포함하고, 상기 우드 칩 인레이드층, 이면층 및 보호층 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함하고, 상기 보호층의 하부면이나 내부 또는 상기 우드 칩 인레이드층의 상부면에는 인쇄 무늬가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 우드 칩을 함유하는 우드 칩 인레이드층; 상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 치수안정층; 상기 치수안정층 아래에 형성되는 이면층; 및 상기 우드 칩 인레이드층 상부에 형성되는 보호층;을 포함하고, 상기 우드 칩 인레이드층, 이면층 및 보호층 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함하고, 상기 보호층의 하부면이나 내부 또는 상기 우드 칩 인레이드층의 상부면에는 인쇄 무늬가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 우드 칩을 함유하는 우드 칩 인레이드층; 상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 상부층; 상기 상부층 아래에 형성되는 치수안정층; 상기 치수안정층 아래에 형성되는 이면층; 및 상기 우드 칩 인레이드층 상부에 형성되는 보호층;을 포함하고, 상기 우드 칩 인레이드층, 상부층, 이면층 및 보호층 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함하고, 상기 보호층의 하부면이나 내부 또는 상기 우드 칩 인레이드층의 상부면에는 인쇄 무늬가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 실시예들에서 제시된 바닥재들은 바닥재 표면에 표면처리층을 더 포함할 수 있으며, 상기 이면층의 하부에 형성되는 이면 섬유층을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 상부층과 치수안정층은 하나의 층으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 우드 칩을 함유하는 우드 칩 인레이드층과 그 상부의 인쇄가 복합됨으로써 우드 칩의 천연 리얼리티와 다양한 인쇄 효과가 결합되어 인테리어 자재의 중요한 요소인 외관 다양성을 증대시킨 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 유리섬유 함침층을 도입함으로써 PLA 수지의 온도 변화에 따른 치수 변화를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 바닥재 이면에 황마 등으로 이면 섬유층을 형성함으로써 천연감을 극대화할 수 있으며, 이면층에 목분, 왕겨, 송진을 첨가함으로써 시각적 인지, 향기 등의 차별화된 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 우드칩 인레이드 바닥재를 구성함에 있어, 보호층, 우드 칩 인레이드층, 상부층, 이면층 등을 식물 자원 기반의 PLA 수지로 형성함으로써 친환경을 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 도 15는 본 발명에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재의 실시예들을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 15는 본 발명에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재의 실시예들을 나타내는 단면도이다.
본 발명에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재의 기본구조는 도 1에 도시된 바와 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 바닥재의 기본 구조는 아래로부터 이면층(110)과 우드 칩 인레이드층(120)을 포함한다.
이때, 본 발명에서는 우드 칩 인레이드층(120) 및 이면층(110) 중 하나 이상의 층에는 PLA(Polylactic acid) 수지가 포함된다. 또한, 우드 칩 인레이드층(120)의 상부면에는 인쇄 무늬가 형성되어 있다.
PLA 수지는 락타이드 또는 락트산의 열가소성 폴리에스테르로서, 옥수수, 감자 등의 재생 가능한 식물 자원에서 추출한 전분을 발효시켜 제조되는 락트산을 중합시켜 제조될 수 있다. 이러한 PLA 수지는 사용 또는 폐기 과정에서 CO2 등의 환경 유해 물질의 배출량이 폴리염화비닐(PVC) 등의 석유기반 소재에 비해 월등히 적고, 폐기 시에도 자연 환경 하에서 용이하게 분해될 수 있는 친환경적인 특성을 가진다.
PLA 수지는 결정질 PLA(c-PLA) 수지와 비정질 PLA(a-PLA) 수지로 구분될 수 있다. 이때, 결정질 PLA 수지의 경우 가소제가 시트 표면으로 흘러나오는 브리딩(bleeding) 현상이 발생할 수 있으므로, 비정질 PLA 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 비정질 PLA 수지를 이용하는 경우, 브리딩 현상을 방지하기 위하여 필수적으로 첨가되었던 상용화제가 첨가되지 않아도 되는 장점이 있다. 비정질 PLA 수지를 이용하는 경우, PLA 수지는 100% 비정질 PLA 수지를 이용하는 것이 가장 바람직하며, 필요에 따라서는 결정질과 비정질이 공존하는 PLA 수지를 이용할 수 있다.
상기 우드 칩 인레이드층(120) 또는 이면층(110)을 형성하기 위한 PLA 수지에는 비프탈레이트계 가소제 및 용융강도 보강제로서 아크릴계 공중합체가 더 포함될 수 있다.
친환경적인 비프탈레이트계 가소제는 PLA 수지를 연화하여 열가소성을 증대시킴으로써 고온에서 성형가공을 용이하게 하는 등의 역할을 하며, ATBC(Acetyl tributyl citrate) 등이 될 수 있다.
비프탈레이트계 가소제는 우드 칩 인레이드층(120), 이면층(110) 공통으로 PLA 수지 100 중량부에 대하여 5~60 중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하다.
각각의 층에서 PLA 수지 100 중량부 대비 5 중량부 미만으로 비프탈레이트계 가소제를 사용할 경우, PLA 수지의 경도가 높아져 가공성이 저하될 수 있고, 비프탈레이트계 가소제가 각각의 층에서 PLA 수지 100 중량부 대비 60 중량부를 초과하게 되면, 각각의 층을 형성하는 타 성분과의 상용성 저하에 따른 가공성 등의 물성이 열화될 수 있다.
아크릴계 공중합체는 용융강도 보강제로서 사용된다. PLA 수지는 그 자체로서는 용융강도 또는 내열성이 약하며, 아크릴계 공중합체는 PLA 수지의 이러한 단점을 보완하여 용융강도를 보완할 뿐만 아니라, 카렌더링, 프레스 가공도 가능하게 하였다.
또한 아크릴계 공중합체는 실험결과 PLA 수지의 카렌더링, 프레스 가공시 등에도 유용하게 적용될 수 있었다.
이러한 아크릴계 공중합체는 우드 칩 인레이드층(120), 이면층(110) 공통적으로 PLA 수지 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 20 중량부의 비율로 사용할 수 있다. 아크릴계 공중합체의 함량이 0.1 중량부 미만일 경우 PLA 수지의 용융 효율 및 용융 강도 개선 효율 향상이 불충분하고, 아크릴계 공중합체의 함량이 20 중량부를 초과할 경우 바닥재를 구성하는 각 층의 제조 비용이 상승하고, 각 층을 구성하는 타 물질과의 상용성 문제 등으로 각 층의 전체적인 물성이 저하될 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 무게평균분자량(Mw)은 특별히 제한되지 않으나, 가공시 용융강도 등의 개선 및 타 물질과의 상용성 등을 고려할 때, 80만 ~ 600만인 것을 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 PLA 수지에는 카렌더링, 프레스, 등의 가공과정에서 수지가 카렌더롤 또는 프레스에 들러붙는 것을 방지하기 위하여 활제(Lubricant)를 더 포함할 수 있다.
이러한 활제는 다양한 종류가 있으나, 본 발명에서는 친환경 활제에해당하는 고급지방산을 이용하며, 구체적으로는 탄소수 18의 포화 고급지방산인 스테아린 산을 사용할 수 있다.
상기 활제는 우드 칩 인레이드층(120) 및 이면층(110) 공통적으로 PLA 수지 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 10 중량부로 사용할 수 있다. PLA 수지에서 활제의 사용량이 PLA 수지 100 중량부 대비 0.01 중량부 미만이면 활제 사용 효과를 얻을 수 없으며, 활제의 사용량이 PLA 수지 100 중량부 대비 10 중량부를 초과하면 PLA 수지의 내충격성, 내열성, 광택도 등을 열화시킬 수 있는 문제점이 있다.
또한, PLA 수지의 가수분해를 통하여 내충격성 등의 기계적 물성이 저하되는 것을 방지하기 위하여, 상기 PLA 수지에는 내가수분해제(anti-hydrolysis agent)가 추가적으로 첨가될 수 있다. 내가수분해제는 카보디이미드(carbodiimide), 옥사졸린 등 통상 내가수분해제로 이용되는 것이라면 제한없이 이용될 수 있다.
이러한 내가수분해제는 우드 칩 인레이드층(120) 및 이면층(110) 공통적으로 PLA 수지 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하의 범위 내에서 첨가되는 것이 바람직하다. 내가수분해제가 PLA 수지 100 중량부 대비 10중량부를 초과할 경우 성형 가공성이 저하될 수 있다.
또한, PLA 수지가 우드 칩 인레이드층(120) 또는 이면층(110)에 적용될 경우, 각각의 층에는 보강용 무기계 필러인 탄산칼슘(CaCO3)이나 심미성 부여 등의 목적으로 백색 안료로서 이산화티타늄(TiO2)이 더 첨가될 수 있으다.
탄산칼슘의 경우 우드 칩 인레이드층(120)에는 PLA 수지 100 중량부 대비 500 중량부 이하, 이면층(110)에는 PLA 수지 100 중량부 대비 1000 중량부 이하로 각각 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 이산화티타늄의 경우 우드 칩 인레이드층(120)에는 PLA 수지 100 중량부 대비 50 중량부 이하, 이면층(110)에는 PLA 수지 100 중량부 대비 50 중량부 이하로 각각 사용되는 것이 바람직하다. 탄산칼슘이나 이산화티타늄이 상기 범위를 초과하여 사용될 경우 타 성분들의 결합력이 저하되어 가공성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 이면층(110)은 바닥재의 가장 기본이 되는 층으로, 상부의 우드 칩 인레이드층(120)을 지지하고, 상부나 하부의 충격을 흡수하는 역할을 한다. 이면층(110)은 발포층 혹은 비발포층의 형태로 1개의 층 혹은 2 이상의 층을 적층함으로써 형성될 수 있다.
이러한, 이면층(110)은 PLA 수지 100 중량부, 비프탈레이트계 가소제 5~60 중량부, 용융강도 보강제로서 아크릴계 공중합체 0.1 ~ 20 중량부, 활제 0.01 ~ 10 중량부, 내가수분해제 10 중량부 이하, 탄산칼슘(CaCO3) 1000 중량부 이하, 목분과 왕겨 중 1종 이상 200 중량부 이하, 이산화티타늄(TiO2) 50 중량부 이하 및 송진 20 중량부 이하 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 목분, 왕겨, 송진이 이면층에 포함될 경우 바닥재의 천연 질감을 향상시키는 역할을 하며, 상기 범위를 초과하여 목분 등이 첨가될 경우, 가공성이 저해될 수 있으므로, 상기 범위 내에서 목분 등을 첨가하는 것이 바람직하다.
이면층(110)은 제조 비용의 측면에서 5.0 mm 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 우드 칩 인레이드층(120)에는 천연나무의 외관, 질감 및 고유의 나무 향기를 부여하기 위한 마블, 단색 또는 다색의 외관을 갖는 우드 칩이 포함된다. 이러한 우드 칩은 식물소재를 건조, 분쇄하여 제조할 수 있으며, 목 칩 등에 한정되는 것이 아니라 왕겨, 죽 칩 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 또한 필요에 따라 선택적 혹은 전체적으로 염색한 것을 사용할 수 있다.
우드 칩의 입도는 10 ~ 120 메쉬인 것이 바람직하다. 우드 칩의 입도가 10 메쉬 미만일 경우 외관 특성이 저하되며, 우드 칩의 입도가 120 메쉬를 초과할 경우 우드 칩 제조 비용이 과다하게 소요된다.
우드 칩 인레이드층(120)은 상기의 우드 칩을 PLA 수지 등을 포함하는 원료에 투입하여 카렌더링 방식 등으로 시트상의 성형체로 가공함으로써 제조될 수 있다.
이와 같이, 우드 칩 인레이드층(120)은 삽입된 우드 칩에 의하여 천연의 리얼리티를 제공하는 역할을 한다.
우드 칩 인레이드층(120)에 포함되는 우드 칩은, PLA 수지 100 중량부 대비 200 중량부 이하로 첨가되는 것이 바람직하다. 우드 칩의 경우 PLA 수지 100 중량부에 대하여 200 중량부를 초과하면, 천연의 리얼리티 증가는 적으면서 강도의 저하로 인하여 성형성이 저하될 수 있다.
이러한 우드 칩 인레이드층(120)은 또한 PLA 수지 100 중량부에 대하여, 비프탈레이트계 가소제 5~60 중량부, 용융강도 보강제로서 아크릴계 공중합체 0.1 ~ 20 중량부, 활제 0.01 ~ 10 중량부, 내가수분해제 10 중량부 이하, 탄산칼슘(CaCO3) 500 중량부 이하 및 이산화티타늄(TiO2) 50 중량부 이하 중 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
우드 칩 인레이드층(120)은 0.1 ~ 1.0 mm 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 우드 칩 인레이드층(120)의 두께가 0.1 mm 미만일 경우 성형이 어려우며, 1.0 mm를 초과할 경우 제조 비용의 상승을 초래한다.
인쇄 무늬는 우드 칩 인레이드층(120)의 상부면이나 후술할 도 10 등에 도시된 보호층(180)의 하부면이나 보호층(180)의 내부에 형성된다. 이러한 인쇄 무늬는 전사 인쇄, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 로터리 인쇄 또는 플렉소 인쇄, 잉크젯 인쇄 등의 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.
인쇄 무늬가 우드 칩 인레이드층(120) 하부에 형성되는 경우, 우드 칩 인레이등층(120)이 인쇄 무늬를 가리게 되어 바닥재의 전체적인 색감이 우드 칩 인레이드층에 좌우된다. 따라서, 우드 칩의 천연 리얼리티는 우수하나, 외관에 있어 우드 칩 이외의 다양한 효과를 구현하는데 한계가 있다.
따라서, 인쇄 무늬는 우드 칩 인레이드층(120)의 상부 쪽에 형성되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 실시예에서는 상기 기본 구조에서, 우드 칩 인레이드층(120) 상부에 표면처리층(130)이 더 포함된 것을 나타낸다.
표면처리층(130)은 바닥재의 내스크래치성이나 내마모성 등의 표면 품질을 향상시키고, 내오염성을 개선하여 청소가 용이하도록 하기 위한 목적 등에서 우드 칩 인레이드층(120) 상에 형성된다. 이러한 표면처리층(130)은 폴리우레탄, 우레탄 아크릴레이트, 왁스 등이 포함될 수 있다.
표면처리층(130)의 형성 방법은 다양한 방법이 있다. 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트를 이용할 경우, 우레탄 아크릴레이트 UV 경화형 조성물을 우드 칩 인레이드층(120) 상에 도포하고, 자외선 조사를 통해 경화시켜 형성할 수 있다. 또한 열경화성의 왁스를 우드 칩 인레이드층(120) 상에 도포하고 열풍 오븐을 통과하여 경화시켜 형성할 수 있다.
이러한, 표면처리층(130)은 0.01 ~ 0.1 mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 표면처리층(130)이 0.01 mm 미만의 두께로 형성되는 경우 내스크래치성 등의 물성 향상 효과를 기대하기 어렵고, 또한 표면처리층(130)이 0.1 mm를 초과할 경우 표면처리층 형성에 과다한 제조비용이 소요되고, 바닥재의 외관 품질을 저하시킬 수 있는 문제점이 있다.
도 3에 도시된 실시예에서는 상기 도 2에 도시된 구조에서, 이면층(110)과 우드 칩 인레이드층(120) 사이에 치수안정층(140)이 더 포함된 것을 나타낸다.
치수안정층(140)은 PLA 수지를 이용한 시트의 치수 안정성을 보완하는 역할을 하며, 유리섬유(Glass Fiber: G/F)가 성형성이 우수한 아크릴 수지, 멜라민 수지 및 PLA 수지 중 1종 이상의 수지에 함침되어 형성될 수 있다.
PLA 수지를 이용한 바닥재의 경우, 난방 등에 의한 온도 변화로 치수가 변화하고, 그에 따라 수축에 의해 바닥재간 연결부가 벌어지는 등의 현상이 발생할 수 있는 바, 치수안정층(140)은 이러한 치수 안정성을 확보하여 상기와 같은 현상을 방지한다.
이때, 상기 유리섬유는 30 ~ 150 g/m2 의 단위면적당 질량을 갖는 것이 바람직하다. 유리섬유의 단위면적당 질량이 30 g/m2 미만이면, 치수안정성 보강 효과가 불충분할 수 있으며, 유리섬유의 단위면적당 질량이 150 g/m2를 초과하면, 우드 칩 인레이드층(120)층과 치수안정층(140) 간의 부착력 혹은 치수안정층(140)과 이면층(110) 간의 부착력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 치수안정층(140)은 사용 목적이나 형태에 따라서 상기 아크릴 수지 등의 수지에 ATBC 등의 비프탈레이트계 가소제, 점도저하제, 원가 절감을 위한 무기질 필러인 탄산칼슘, 백색안료서 이산화티타늄 등이 단독으로 혹은 2종 이상이 더 포함될 수 있다.
상기 치수안정층(140)에 첨가되는 물질들은, ATBC와 같은 비프탈레이트계 가소제의 경우 수지 100 중량부에 대하여 40 ~ 150 중량부로 첨가되는 것이 바람직하고, 점도저하제의 경우 30 중량부 이하, 탄산칼슘의 경우 150 중량부 이하, 이산화티타늄의 경우 20 중량부 이하로 첨가되는 것이 바람직하다.
비프탈레이트계 가소제의 경우 수지 100 중량부 대비 40 중량부 미만으로 첨가될 경우 치수안정층의 경도가 높아져 가공성이 저하될 수 있고, 반대로 150 중량부를 초과하면 타 성분들과의 상용성 문제로 인하여 치수안정성을 저해할 수 있다. 점도저하제의 경우 아크릴 수지 100 중량부 대비 30 중량부를 초과하여 첨가하면 과도한 점도 저하로 인하여 성형성이 저하될 수 있다. 탄산칼슘, 이산화티타늄의 경우 상기 범위를 초과하여 첨가되면 타 성분들과의 접착력이 저하되어 가공성이 저하될 수 있다.
상기 치수안정층(140)은 0.1 ~ 1.0 mm 의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에서 치수안정층(140)의 두께가 0.1 mm 미만일 경우 치수안정 효과가 불충분할 수 있고, 치수안정층(140)의 두께가 1.0 mm 를 초과할 경우 더 이상의 치수안정 효과 없이 두께만 두꺼워져 바닥재 전체적인 제조 비용 상승을 초래한다.
도 4에 도시된 실시예에서는 상기 도 3에 도시된 구조에서, 우드 칩 인레이드층(120)과 치수안정층(140) 사이에 상부층(150)이 더 포함된 것을 나타낸다. 도 4에 도시된 실시예에서는, 우드 칩 인레이드층(120), 이면층(110) 및 상부층(150) 중 하나 이상의 층은 PLA 수지를 사용한다.
상부층(150)은 치수안정층(140) 상부에 형성되어 바닥재에 탄성을 부여하는 역할을 한다. 상부층(150)은 발포층, 비발포층, 부분발포층의 형태로 1개층 이상이 적층되어 형성될 수 있다.
이러한 상부층(150)은 PLA 수지를 이용하여 형성할 수 있으며, 비프탈레이트계 가소제, 아크릴계 공중합체 등 이면층(110)에서 제시된 첨가제들이 마찬가지로 더 포함될 수 있다.
상부층(150)의 두께는 0.05 ~ 1.0 mm 인 것이 바람직하다. 상부층(150)의 두께가 0.05 mm 미만일 경우 성형이 어려워질 수 있으며, 상부층(150)의 두께가 1.0 mm를 초과할 경우 바닥재 비용 상승을 가져올 수 있다.
도 5에 도시된 실시예에서는 상기 도 4에 도시된 구조에서, 상부층(150)과 치수안정층(140)이 상부/치수층(145)로 하나의 층의 형태로 형성된 것을 나타낸다.
이 경우, 상부/치수층(145)는 이면층(110)을 보호하는 역할을 함과 동시에 치수안정 효과를 동시에 발휘한다.
이러한 상부/치수층(145)의 예로, PLA 수지를 이용하여 상부층을 형성하되, 여기에 유리섬유를 함침함으로써 치수안정 효과까지 얻을 수 있는 상부층을 형성할 수 있다.
도 6에 도시된 실시예에서는 도 5에 도시된 구조에서, 이면층(110)의 하부에 이면 섬유층(160)이 더 포함된 것을 나타내고, 도 7에 도시된 실시예에서는 도 4에 도시된 구조에서, 이면층(110)의 하부에 이면 섬유층(160)이 더 포함된 것을 나타낸다.
이면 섬유층(160)은 본 발명에 따른 바닥재에서 이면층(110)의 하부에 위치하여 천연감을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 이면 섬유층(160)은 황마, 백마, 면, 나일론, 폴리에스테르 등의 섬유를 단독으로 혹은 2종 이상 혼용하여 형성될 수 있다.
이면 섬유층(160)은 천연감 향상 측면과 제조 비용을 고려할 때 0.1 ~ 2.0 mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
도 8에 도시된 실시예에서는 도 6에 도시된 구조에서, 이면층(110)과 이면 섬유층(160) 사이에 접착층(170)이 더 포함된 것을 나타내고, 도 9에 도시된 실시예에서는 도 7에 도시된 구조에서, 이면층(110)과 이면 섬유층(160) 사이에 접착층(170)이 더 포함된 것을 나타낸다.
접착층(170)은 하부의 이면 섬유층(160)을 부착하기 위하여 이면층(110)의 하부에 형성된다. 이러한 접착층(170)은 통상의 접착제 조성물이나 접착력 및 성형성이 우수한 아크릴 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지 및 초산비닐 수지 중에서 선택되는 것으로 형성될 수 있으며, 그 두께는 제조 비용 측면에서 0.2 mm 이하인 것이 바람직하다.
도 10 내지 도 15에 도시된 실시예에서는 각각 우드 칩 인레이드층(120) 상에 보호층(180)이 형성된 것을 나타낸다. 본 실시예들에서 인쇄 무늬는 우드 칩 인레이드층(120) 상부면에 형성될 수 있으며, 또한 우드 칩 인레이드층(120) 상부면이 아닌 보호층(180)의 하부면이나 내부에 형성될 수 있다. 보호층(180)의 내부에 형성되는 인쇄 무늬는 보호층을 2장 이상의 시트를 적층하는 방법 등으로 적용할 수 있다. 보호층(180)은 PLA 수지를 포함할 수 있다.
보호층(180)은 우드 칩 인레이드층(120)의 상부면 혹은 보호층(180) 하부면에 형성되어 있는 인쇄 무늬를 보호함과 동시에 입체적인 느낌을 부여한다.
상기 보호층(180)은 PLA 수지 100 중량부에 대하여, 비프탈레이트계가소제 5~50 중량부, 아크릴계 공중합체 0.1 ~ 20 중량부, 활제 0.01 ~ 10 중량부 및 내가수분해제 10 중량부 이하 중 하나 이상을 포함하여 형성될 수 있다.
보호층(180)의 두께는 0.1 ~ 1.0 mm 인 것이 바람직하다 보호층(180)의 두께가 0.1 mm 미만일 경우 보호층 바로 아래의 인쇄 무늬 보호 효과가 불충분하고, 보호층(180)의 두께가 1.0 mm를 초과할 경우 전체적인 바닥재 비용 상승을 가져올 수 있다.
본 발명에서, 카렌더링 공법 등을 적용하여 PLA 수지를 포함하는 이면층 등을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 전술한 PLA 수지를 포함한 각 원료들을 혼합 및 혼련한 후, 원하는 시트 형상으로 카렌더링 성형하는 과정을 통하여 제조할 수 있다.
상기에서, 원료의 혼합 및 혼련 공정은, 예를 들면, 액상 또는 분말상의 원료를 슈퍼 믹서, 압출기, 혼련기(kneader), 2본 또는 3본 롤 등을 사용하여 수행할 수 있다. 또한, 원료의 혼합 및 혼련 공정에서는 보다 효율적인 혼합을 위하여, 배합된 원료를 반바리 믹서(banbury mixer) 등을 사용하여 120 ~ 200℃ 정도의 온도에서 혼련하고, 혼련된 원료를 120 ~ 200℃ 정도의 온도에서 2본 롤 등을 사용하여, 1차 및 2차 믹싱하는 방식과 같이, 상기 혼합 및 혼련 공정을 다단계로 반복 수행할 수도 있다.
한편, 상기와 같이 혼합된 원료를 카렌더링 공법에 적용하여 시트상의 이면층 등을 제조하는 방법 역시 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 역 L형 4본롤 카렌더 등의 통상의 장치를 사용하여 제조할 수 있다.
또한, 상기에서 카렌더링 가공 조건은, 사용되는 수지 조성물의 조성 등을 고려하여, 적절히 선택할 수 있으며, 대략 120 ~ 200℃ 정도의 가공 온도의 범위 내에서 카렌더링 가공을 실시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합구조를 갖는 PLA 바닥재는 우드 칩 인레이드층이나 이면층을 식물 자원 기반의 PLA 수지로 형성함으로써 친환경 바닥재를 구현할 수 있으며, 유리섬유 함침층을 도입함으로써 PLA 수지의 온도 변화에 따른 치수 변화를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 PLA 수지를 사용한 우드 칩 인레이드 바닥재는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 적용하여 천연의 리얼리티를 증대시킨 장점이 있으며, 이면에 황마로 이면 섬유층을 형성함으로써 천연감을 극대화할 수 있으며, 이면층에 목분, 왕겨, 송진을 첨가함으로써 시각적 인지, 향기 등의 차별화된 효과를 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.
110 : 이면층
120 : 우드 칩 인레이드 층
130 : 표면처리층
140 : 치수안정층
145 : 상부/치수층
150 : 상부층
160 : 이면 섬유층
170 : 접착층
180 : 보호층

Claims (34)

  1. 우드 칩을 함유하며, 상부면에 인쇄 무늬가 형성되어 있는 우드 칩 인레이드(Wood Chip Inlaid)층; 및
    상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 이면층을 포함하고,
    상기 우드 칩 인레이드층 및 이면층 중 하나 이상은 PLA(Polylactic acid) 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  2. 우드 칩을 함유하며, 상부면에 인쇄 무늬가 형성되어 있는 우드 칩 인레이드층;
    상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 치수안정층; 및
    상기 치수안정층 아래에 형성되는 이면층을 포함하고,
    상기 우드 칩 인레이드층 및 이면층 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  3. 우드 칩을 함유하며, 상부면에 인쇄 무늬가 형성되어 있는 우드 칩 인레이드층;
    상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 상부층;
    상기 상부층 아래에 형성되는 치수안정층; 및
    상기 치수안정층 아래에 형성되는 이면층;을 포함하고,
    상기 우드 칩 인레이드층, 상부층 및 이면층 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  4. 우드 칩을 함유하는 우드 칩 인레이드층;
    상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 이면층; 및
    상기 우드 칩 인레이드층 상부에 형성되는 보호층;을 포함하고,
    상기 우드 칩 인레이드층, 이면층 및 보호층 중 하나 이상은 PLA(Polylactic acid) 수지를 포함하고,
    상기 보호층의 하부면이나 내부 또는 상기 우드 칩 인레이드층의 상부면에는 인쇄 무늬가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  5. 우드 칩을 함유하는 우드 칩 인레이드층;
    상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 치수안정층;
    상기 치수안정층 아래에 형성되는 이면층; 및
    상기 우드 칩 인레이드층 상부에 형성되는 보호층;을 포함하고,
    상기 우드 칩 인레이드층, 이면층 및 보호층 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함하고,
    상기 보호층의 하부면이나 내부 또는 상기 우드 칩 인레이드층의 상부면에는 인쇄 무늬가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  6. 우드 칩을 함유하는 우드 칩 인레이드층;
    상기 우드 칩 인레이드층 아래에 형성되는 상부층;
    상기 상부층 아래에 형성되는 치수안정층;
    상기 치수안정층 아래에 형성되는 이면층; 및
    상기 우드 칩 인레이드층 상부에 형성되는 보호층;을 포함하고,
    상기 우드 칩 인레이드층, 상부층, 이면층 및 보호층 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함하고,
    상기 보호층의 하부면이나 내부 또는 상기 우드 칩 인레이드층의 상부면에는 인쇄 무늬가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 바닥재의 상부 표면에 형성되는 표면처리층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 이면층의 하부에 형성되는 이면섬유층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  9. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 상부층과 치수안정층은 하나의 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 PLA 수지를 포함하는 층은 상기 PLA 수지에 비프탈레이트계 가소제 및 용융강도 보강제로서 아크릴계 공중합체가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가소제는 ATBC(acetyl tributyl citrate) 인 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 PLA 수지를 포함하는 층은 상기 PLA 수지에 내가수분해제 및 활제 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  13. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 PLA 수지는 비정질 PLA 수지인 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  14. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 우드 칩 인레이드층은 목 칩, 왕겨 및 죽 칩 중에서 1종 이상 선택되는 우드 칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 우드 칩은 PLA 수지 100 중량부에 대하여, 200 중량부 이하로 포함되는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 우드 칩의 입도는 10 ~ 120 메쉬인 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  17. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 우드 칩 인레이드층은 PLA 수지 100 중량부에 대하여, 비프탈레이트계 가소제 5~60 중량부, 용융강도 보강제로서 아크릴계 공중합체 0.1 ~ 20 중량부, 활제 0.01 ~ 10 중량부, 내가수분해제(anti-hydrolysis agent) 10 중량부 이하, 탄산칼슘(CaCO3) 500 중량부 이하 및 이산화티타늄(TiO2) 50 중량부 이하 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  18. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 우드 칩 인레이드층은 0.1 ~ 1.0 mm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  19. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 이면층은 PLA 수지 100 중량부에 대하여, 비프탈레이트계 가소제 5~60 중량부, 용융강도 보강제로서 아크릴계 공중합체 0.1 ~ 20 중량부, 활제 중 1종 이상 0.01 ~ 10 중량부, 내가수분해제 10 중량부 이하, 목분과 왕겨 중 1종 이상 200 중량부 이하, 탄산칼슘 1,000 중량부 이하, 이산화티타늄 50 중량부 이하 및 송진 20 중량부 이하 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  20. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 이면층은 5.0mm 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  21. 제2항, 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 치수안정층은 아크릴 수지, 멜라민 수지 및 PLA 수지 중 하나 이상의 수지에 유리섬유(Glass Fiber: G/F)가 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 유리섬유는 30 ~ 150 g/m2 의 면적당 단위질량을 갖는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 치수안정층은 아크릴 수지, 멜라민 수지 및 PLA 수지 중 하나 이상의 수지 100 중량부에 대하여, 비프탈레이트계 가소제 40 ~ 150 중량부, 점도저하제 30 중량부 이하, 탄산칼슘 150 중량부 이하 및 이산화티타늄(TiO2) 20 중량부 이하 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  24. 제2항, 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 치수안정층은 0.10 ~ 1.0 mm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  25. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 상부층은 PLA 수지 100 중량부에 대하여, 비프탈레이트계 가소제 5 ~ 60 중량부, 용융강도 보강제로서 아크릴계 공중합체 0.1 ~ 20 중량부 및 활제 0.01 ~ 10 중량부 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  26. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 상부층은 0.05 ~ 1.0 mm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  27. 제4항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 PLA 수지 100 중량부에 대하여, 비프탈레이트계 가소제 5~50 중량부, 아크릴계 공중합체 0.1 ~ 20 중량부, 활제 0.01 ~ 10 중량부 및 내가수분해제 10 중량부 이하 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  28. 제4항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 보호층은 0.1 ~ 1.0 mm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  29. 제7항에 있어서,
    상기 표면처리층은 폴리우레탄, 우레탄아크릴레이트 및 왁스 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  30. 제7항에 있어서,
    상기 표면처리층은 0.01 ~ 0.1 mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  31. 제8항에 있어서,
    상기 이면 섬유층은 황마, 백마, 면, 나일론 및 폴리에스테르 중 하나이상의 섬유로 형성되는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  32. 제8항에 있어서,
    상기 이면 섬유층은 0.1 ~ 2.0 mm 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  33. 제8항에 있어서,
    상기 이면 섬유층은 상기 이면층 하부에 형성되는 접착층에 접착되는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 접착층은 아크릴 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지 및 초산비닐 수지 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 우드 칩 인레이드와 인쇄 복합 구조를 갖는 PLA 바닥재.
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