KR20180092479A - 친환경 바닥재 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상부로부터 표면보호층, 인쇄층, 기재층 및 발란스층이 순차적으로 적층되고, 상기 표면보호층, 상기 인쇄층, 상기 기재층 및 상기 발란스층은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함하여 형성되는 친환경 바닥재에 관한 것이다. 구체적으로 친환경소재인 폴리올레핀계 수지 단독 또는 2종의 혼합물을 함유한 코폴리머(copolymer) 또는 열가소성 엘라스토머(Thermo plastic elastomer)를 사용하여, 환경 호르몬 및 다이옥신과 같은 유해물질, 휘발성유기화합물(VOC)과 포름알데히드(HCHO)와 같은 유독 물질을 발생시키지 않는 친환경성과 표면 내구성, 투명성, 건축물의 바닥면과의 접착성, 각각의 비극성 폴리올레핀 수지 간의 열 접착성, 단속 공정 등 종래의 폴리올레핀 장식재의 문제점인 바닥재의 요구 물성 및 작업성, 시공성을 개선한 바닥재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

친환경 바닥재 및 그의 제조방법{NON-PVC ECO-FRIENDLY FLOORING MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 친환경 바닥재 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 폴리염화비닐 수지를 사용하지 않고 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머를 포함하는 친환경 바닥재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 바닥재는 폴리염화비닐(PVC) 수지를 포함한다. 폴리염화비닐 수지를 포함한 바닥재는 폴리염화비닐 수지를 이용하여 다양한 형태의 입체 효과를 부여함으로써 사실감 및 깊이감, 고급감을 느낄 수 있도록 표현하거나, 천연 소재인 황토, 숯, 맥반석 등을 첨가하여 건강과 관련된 기능성을 추가하거나, 무늬목에 폴리염화비닐(PVC)층을 결합시켜 천연 나무의 자연스러운 외관효과를 부여하여 사실감을 부여하는 등 다양한 형태로 널리 사용되어 왔다.
예를 들어, 등록특허 제10-0409091, 등록특허 제10-0524171, 등록특허 제10-0292585호 등의 다수의 특허문헌에서 수많은 폴리염화비닐 수지를 이용한 바닥장식재가 개시되어 있다. 도 1은 종래기술에 따른 폴리염화비닐 수지 바닥재의 개략적인 단면도를 나타내며, 구체적으로 상부로부터 폴리염화비닐 수지의 표면 보호층(10), 폴리염화비닐 수지의 인쇄층(11), 폴리염화비닐 수지의 기재층(12) 및 폴리염화비닐 수지의 발란스층(13)을 갖는 폴리염화비닐 수지 바닥재의 단면도를 나타낸다.
원래 폴리염화비닐(PVC) 수지는 가공성이 우수하여 다양한 분야에서 널리 이용되고 있는 소재이나, 폴리염화비닐(PVC) 수지는 염소(Cl)성분을 함유하고 있기 때문에 연소시에 다량의 연기와 염소가스가 발생하여 인체에 치명적일뿐만 아니라, 유해 물질인 다량의 다이옥신이 방출되어 인체에 심각한 피해를 주는 문제점을 가지고 있다.
또한, 폴리염화비닐 수지(PVC) 재질의 바닥재 가공을 위하여 바닥재에 첨가된 프탈레이트 가소제(DOP)에 의하여 새집중후군의 발생 원인이 되는 유독 물질인 VOC(휘발성 유기화합물)와 HCHO(포름알데히드)가 발생되어 인체에 유해한 문제가 있고, 첨가제로 사용되는 각종 안정제 및 기타 원료 가운데 독성 및 중금속을 포함하는 경우가 많아 중금속에 의한 심각한 피해를 주는 경우도 많다. 따라서, 2013년 7월 폴리염화비닐 수지를 이용하여 제조되는 모든 바닥재 제품에 대해 산업통상자원부 산하 기술표준원에서 품질 경영 및 공산품 안전 관리법에 근거하여 기술표준원 고시를 발표하고, 프탈레이트 가소제에 대한 함량 규제를 실시하고 있다.
따라서, 선박, 기차와 같은 운송 수단, 어린이집, 유치원과 같은 보육 시설, 양로원, 요양원 등과 같은 복지 시설, 병원, 대형음식점 등의 다중이용시설 등에는 이러한 폴리염화비닐수지 바닥장식재의 사용이 제한되고 있으며, 특히 유럽, 미주 등 선진국에서는 독성이 없는 친환경 제품으로의 변경을 강제적으로 요구하는 실정이다.
이러한 사회적, 환경적인 문제점을 해결하기 위하여 다양한 방법으로 폴리염화비닐 수지의 가공 방법 및 배합 처방을 개선하였으나, 폴리염화비닐수지 특성의 한계로 인하여, 이러한 문제점을 근본적으로 해결하기 어려웠다.
최근 상부 표면층 일부에 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 계열 소재를 사용하여 폴리염화비닐 수지와 접목한 복합 소재 바닥재가 개발되고 있으나, 이 역시 폴리염화비닐 수지가 갖고 있는 문제점을 완전히 극복하기에는 한계가 있다.
또한, 바닥장식재를 구성하는 전 층을 폴리올레핀 수지를 이용하여 제조된 제품이 개발되었으나, 폴리올레핀 계열 소재가 갖는 가공의 어려움으로 바닥장식재로써 요구되는 물성을 충족하기에는 한계가 있을 뿐만 아니라, 특별한 제조기술이 요구되는 문제점이 있다. 도 2는 종래기술에 따른 폴리올레핀 수지와 염화비닐수지가 합지된 복합 바닥재의 개략적인 단면도를 나타내며, 구체적으로는 폴리올레핀계 수지의 표면 보호층(14), 폴리염화비닐 수지의 인쇄층(11), 폴리염화비닐 수지의 기재층(12) 및 폴리염화비닐 수지의 발란스층(13)을 갖는 폴리올레핀 수지와 염화비닐수지가 합지된 복합 바닥재의 개략적인 단면도를 나타낸다.
대한민국 등록특허 제10-0908661호는 상기와 같은 폴리염화비닐 수지(PVC) 재질의 바닥재 사용으로 인한 인체 유해성을 개선하기 위하여, 프로필렌과 에틸렌을 함유한 코폴리머와 열가소성 폴리올레핀계열 소재를 포함하는 친환경 바닥재 및 그 제조방법에 대하여 개시되어 있다.
그러나, 상기 등록특허에서 제조된 친환경 바닥재는 무독성분의 폴리올레핀계 수지를 바닥재로 사용하여 화재 발생시에 염소가스와 연기발생을 없애고, 새집증후군의 발생 원인이 되는 유독물질인 VOC(휘발성 유기화합물)와 HCHO(포름알데히드)가 발생되지 않아 안전사고 및 유해 물질로부터 인체에 안전한 장점은 있다. 하지만, 상기 바닥재를 구성하는 표면층과 무늬층, 모든 기재층 전부가 동일한 소재의 프로필렌과 에틸렌을 함유한 코폴리머와 열가소성 폴리올레핀계 계열 소재의 시트재로 구성되어 있어, 분자 구조상 비 극성을 갖기 때문에 열 압착에 의한 합지가 불가능해 접착제층을 별도로 도포해야 한다. 하지만, 접착제의 사용은 접착제에 포함된 유기 화합물의 유해성으로 인하여 건강을 해치는 경우가 많고, 접착제의 건조 및 접착력을 위해 48시간 이상 숙성 시간이 필요하여 별도의 숙성 공간이 필요한 문제점이 있다. 또한, 상기 재질의 특성상 완제품의 표면내구성, 투명성, 유연성, 굴곡강도 저하로 인한 바닥재의 사용상 문제점과, 비극성 물질인 상기 재질과 건축물의 바닥면과의 접착 부착성이 떨어지는 시공상의 문제점이 있다. 또한, 각각의 반제품들을 차례대로 적층한 후 프레스 설비를 이용한 단속 공정으로 제조하는 방식을 사용함으로써 생산성 및 작업 능률이 현저히 저하되어 제조 원가 상승 및 생산량 감소로 이어져 시장 경쟁력이 크게 약화되는 문제점이 있다.
따라서, 인체에 무해한 종래기술의 폴리올레핀계 수지 단독 또는 2종의 혼합물 함유한 코폴리머 또는 열가소성 엘라스토머를 사용하면서, 종래기술의 염화비닐수지 재질 바닥재의 문제점인 환경호르몬과 다이옥신과 같은 유해물질을 근본적으로 발생시키지 않고, 가소제로 인한 새집증후군 현상을 방지하면서, 폴리올레핀계 수지층으로 구성된 각각의 구조층을 접착제로 사용하지 않고, 연속 공정에 의해 열 합지가 가능하고, 건축물의 바닥면과의 접착 부착성을 향상시킬 수 있는 배합 설계가 필요하다.
또한, 완제품의 표면 내구성, 투명성, 치수안정성, 유연성, 컬링성, 굴곡강도등 바닥재에 요구되는 물성을 충족하면서, 생산성 및 작업성, 시공성까지 확보할 수 있는 친환경 바닥장식재 및 그의 제조 방법이 절실한 실정이다.
따라서 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존 폴리염화비닐(PVC) 수지를 이용한 바닥 장식재에 비하여 연소시에 다량의 연기와 염소가스 발생이 없고, 유해 물질인 다량의 다이옥신이 방출되지 않을 뿐만 아니라, 프탈레이트 가소제(DOP)에 의하여 새집증후군의 발생 원인이 되는 유독물질인 VOC(휘발성 유기화합물)와 HCHO(포름알데히드)가 발생되지 않고, 기존 폴리염화비닐 가공시 사용되고 있는 열 안정제 및 기타 첨가제를 사용하지 않음으로써, 열 안정제 및 기타 첨가제에 포함되어 있는 독성 및 중금속을 포함하지 않아 인명 및 재산상의 피해를 줄임으로써 사회적, 환경적 문제점을 해결하는데 그 목적이 있다.
또한, 종래의 폴리올레핀 수지를 이용한 바닥 장식재의 치수 안정성과 표면 내구성, 투명성, 유연성, 굴곡강도 저하등 품질상의 문제점, 건축물의 바닥면과의 접착력 저하로 인한 시공상의 문제점, 비 극성인 폴리올레핀 수지층의 합지를 위하여 접착제를 별도로 도포하거나, 단속 공정 설비인 프레스를 이용하여 장시간 열 합지를 함에 따른 작업성 및 생산성 저하의 문제점, 상기 접착제 사용에 따른 유기 화합물의 휘발로 인한 인체 유해성 등의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
또한, 치수 안정성과 표면 내구성, 투명성, 유연성, 굴곡강도를 개선은 물론, 별도의 접착제를 사용하지 않고 제조 공법상에서 첨가물과 제조 공정을 개선하여 작업성을 크게 향상시켜 품질 및 시공성, 작업성, 친환경성, 건강 기능성을 갖는 우수한 친환경 바닥 장식재 및 그의 제조 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명은 상부로부터 표면보호층, 인쇄층, 기재층 및 발란스층이 순차적으로 적층되고, 상기 표면보호층, 상기 인쇄층, 상기 기재층 및 상기 발란스층은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 및 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 바닥재에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 인쇄층은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 포함하고, 상기 기재층은 열가소성 엘라스토머를 포함한다.
바람직하게는, 상기 친환경 바닥재는 상기 표면보호층의 상부에 표면처리층을 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 열가소성 엘라스토머는 폴리스틸렌계 수지, 폴리올레핀계 수지 및 엔지니어링 플라스틱계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이다.
바람직하게는, 상기 폴리스틸렌계 수지는 스틸렌-부타디엔-스틸렌(SBS), 스틸렌-에틸렌-부타디엔-스틸렌(SEBS) 또는 스틸렌-이소프렌-스틸렌(SIS) 공중합체이고, 상기 폴리올레핀계 수지는 단순 브랜드 타입(s-TPO) 또는 중합 타입(r-TPO)이고, 상기 엔지니어링 플라스틱계 수지는 폴리우레탄계(TPU), 폴리에스테르계(TPEE) 또는 폴리아미드계(TPA)이다.
바람직하게는, 상기 표면보호층은 상기 수지 소재 100 중량부에 대하여 조핵제 1 내지 3 중량부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 조핵제는 인산에스테르 금속염 및 안식향산 나트륨 중 1종 이상이다.
바람직하게는, 상기 인쇄층은 실러층, 중심층, 무광택층의 3층 구조이고, 상기 실러층은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머 100 중량부 및 에틸렌비닐아세테이트 3 내지 5 중량부를 포함하고, 상기 중심층은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 포함하고, 상기 무광택층은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머 100 중량부 및 분산제 0.2 내지 1 중량부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 기재층은 열가소성 엘라스토머 수지 100 중량부, 계면활성제 1 내지 5 중량부, 에틸렌 비닐아세테이트 20 내지 30 중량부 및 충진제 50 내지 80 중량부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 발란스층은 상기 표면보호층과 동일한 수지 소재를 포함하고, 상기 수지 소재 100 중량부에 대하여 저융점 폴리올레핀계 수지 3 내지 5 중량부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 친환경 바닥재는 상기 발란스층의 하부에 표면보호층과 동일한 수지 소재를 포함하는 부직포층 및 콜크 시트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 층을 추가로 포함한다.
또한, 본 발명은 친환경 바닥재의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 포함하는 시트에 인쇄문양을 인쇄하여 인쇄층을 형성하는 단계(S11); 상기 인쇄층의 상부에 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함하는 표면보호층을 합지하는 단계(S12); 상기 표면보호층의 상부에 프라이머로 코팅 처리한 후 표면처리층을 형성하여 반제품을 형성하는 단계(S13); 열가소성 엘라스토머를 포함하는 기재층을 형성하는 단계(S14); 상기 표면보호층에 포함되는 수지 소재와 동일한 수지 소재, 충진제 및 저융점 폴리올레핀계 수지를 첨가하여 발란스층을 형성하는 단계(S15); 및 상기 반제품, 상기 기재층 및 상기 발란스층을 차례대로 권취한 후 엠보싱 성형에 의해 연속 열 합지하는 단계(S16)를 포함한다.
또 다른 본 발명에 따른 친환경 바닥재의 제조방법은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 포함하는 시트에 인쇄문양을 인쇄하여 인쇄층을 형성하는 단계(S21); 상기 인쇄층의 상부에 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함하는 표면보호층을 합지하는 단계(S22); 상기 표면보호층의 상부에 프라이머로 코팅 처리한 후 표면처리층을 형성하여 반제품을 형성하는 단계(S23); 상기 표면보호층에 포함되는 수지 소재와 동일한 수지 소재, 충진제 및 저융점 폴리올레핀계 수지를 첨가하여 발란스층을 형성하는 단계(S24); 및 열가소성 엘라스토머를 포함하는 기재층을 형성하면서, 상기 기재층의 상부에 상기 반제품을 그리고 기재층의 하부에 발란스층을 위치시킨 후 연속적으로 열합지하는 단계(S25)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 발란스층을 형성하는 단계(S15 및 S24) 이후에 상기 발란스층의 하부에 부직포층 또는 콜크 시트층을 추가로 형성하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명에 따른 친환경 바닥재는 종래의 폴리염화비닐 소재의 바닥재와 달리 환경 호르몬 및 다이옥신과 같은 유해물질, 휘발성 유기화합물(VOC)과 포름알데히드(HCHO)와 같은 유독 물질이 발생되지 않아 인체에 무해하다. 또한, 천연 콜크 시트(층)를 포함하는 경우에는 원적외선 방사 기능, 항균, 방충 기능 등의 인체에 건강상 유익한 기능까지 부여할 수 있다.
또한, 종래의 올레핀 바닥재가 갖는 표면 내구성 저하, 투명성의 저하, 건축물의 바닥면과의 접착 부착성 부족, 각각의 폴리올레핀 수지간의 열 접착성 부족 등을 폴리올레핀계 수지 단독 또는 2종의 혼합물 함유한 코폴리머(copolymer) 또는 열가소성 엘라스토머 수지 배합 처방 설계를 통하여 해결함으로써, 본 발명에 따른 친환경 바닥재는 표면 내구성, 투명성, 건물 바닥면과의 접착성이 우수하면서도 엠보싱 성형에 의한 연속 가공이 가능하여 생산성 및 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 폴리염화비닐수지 바닥재의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 올레핀 수지와 폴리염화비닐수지와 합지된 복합 바닥재의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NON - PVC 친환경 바닥재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 NON - PVC 친환경 바닥재의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 NON - PVC 친환경 바닥재의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 NON - PVC 친환경 바닥재의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 NON - PVC 친환경 바닥재의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
이하 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 NON - PVC 친환경 바닥재는 상부로부터 표면보호층(21), 인쇄층(22), 기재층(23) 및 발란스층(24)이 순차적으로 적층될 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NON - PVC 친환경 바닥 장식재의 단면도를 나타낸다.
본 발명에 따른 친환경 바닥재는 표면보호층(21), 인쇄층(22), 기재층(23) 및 발란스층(24)이 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 폴리올레핀계 수지 단독 또는 2종의 혼합물 함유한 코폴리머 수지에서 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌-에틸렌 중합체, 폴리올레핀계 엘라스토머 등을 의미하며, 폴리프로핀렌-에틸렌 중합체의 폴리프로필렌은 메탈로센-폴리프로필렌, 또는 호모-폴리프로필렌, 랜덤-폴리프로필렌을 사용할 수 있다.
열가소성 엘라스토머는 폴리스틸렌계, 폴리올레핀계, 엔지니어링 플라스틱계 중에서 1종 이상을 선택할 수 있다. 구체적으로, 폴리스틸렌계 열가소성 엘라스토머(TPS; Thermoplastic styrene)는 스틸렌-부타디엔-스틸렌(SBS), 스틸렌-에틸렌-부타디엔-스틸렌(SEBS), 스틸렌-이소프렌-스틸렌(SIS) 공중합체 중에서, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPO; Thermoplastic Olefin)는 단순 브랜드 타입(S-TPO), 중합 타입(R-TPO) 중에서 사용되며, 이때 사용되는 하드 세그먼트는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌이 주로 사용되고, 소프트 세그먼트는 에틸렌프로필렌고무(EPM, EPDM), 니트로부틸러버(NBR) 등을 사용할 수 있다. 그리고 엔지니어링 플라스틱계는 폴리우레탄계(TPU), 폴리에스테르계(TPEE), 폴리아미드계(TPA) 중에서 1종 이상을 선택할 수 있다.
각 층에 대하여 구체적으로 검토하면 아래와 같다.
표면보호층(21)은 인쇄층(22) 상부면에 형성되어 바닥재의 표면을 마감하는 층으로, 폴리올레핀계 수지 단독 또는 2종의 혼합물을 함유한 코폴리머 수지 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함할 수 있고, 상기 수지 소재 100 중량부에 대하여 조핵제 1 내지 3 중량부를 포함할 수 있다.
조핵제는 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재의 표면 내구성 및 투명성을 향상시키기 위하여 첨가하는 것이다. 조핵제는 방향족 인산에스테르 금속염 및 안식향산 나트륨 중 1종 이상일 수 있다. 방향족 인산에스테르 금속염의 경우 나트륨(Na), 아연(Zn), 알루미늄(Al) 등의 금속염일 수 있다. 조핵제는 평균 입경이 10㎛ 이하, 벌크 비중이 0.1 g/cm3 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 조핵제를 첨가함으로써 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재만 사용한 경우보다 표면 내구성이 2배 이상 향상되고, 투명도도 향상시킬 수 있다.
인쇄층(22)은 바닥재의 인테리어성을 부여하여 쾌적하고 아름다운 실내공간을 만들기 위한 층으로서, 표면 보호층(21)과 마찬가지로 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머일 수 있다.
일 실시형태로서, 인쇄층(22)은 수지 소재 100 중량부에 대하여 안료 5 내지 10 중량부, 에틸렌비닐아세테이트 3 내지 5 중량부 및 분산제 0.2 내지 1 중량부를 포함할 수 있다.
또 다른 실시형태로서, 인쇄층(22)은 열접착성 및 인쇄 적성을 부여한 무연신 3중 적층 구조(실러층, 중심층, 무광택층)로 구성될 수 있다. 구체적으로 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머 수지를 포함하는 중심층과, 중심층의 한쪽 면에 위치하고 기재층과의 부착력을 향상시키기 위한 실러층, 중심층의 다른 한쪽 면에 위치하고 중심층의 인쇄 적성을 개선한 무광택층이 공압출된 3중 구조로 이루어질 수 있다.
인쇄층에 포함되는 에틸렌비닐아세테이트는 저온 접착력을 향상시켜 낮은 온도에서도 표면보호층 및 기재층과의 부착력을 개선시킬 목적으로 첨가될 수 있다. 에틸렌비닐아세테이트는 수지 소재 100 중량부에 대하여 3 내지 5 중량부를 사용할 수 있고, 비닐아세테이트 함량이 20 ~ 30%이고, 용융흐름지수가 0.1 ~ 5g/10min 정도인 것이 바람직하다. 비닐아세테이트 함량이 많을수록 저온 접착력은 좋아지나, 용융점도가 낮아 압출이 안되는 문제가 발생할 수 있다.
안료는 백색도 및 은폐력을 향상시킬 목적으로 첨가하는 것으로 산화티타늄(TiO2)을 사용할 수 있다. 이때 산화티타늄은 5 ~ 10 중량부를 첨가하는 것이 바람직하고, 양면 중 인쇄적성을 향상시키기 위한 면인 경우 상기 조성 비율 외에 분산제를 0.2 내지 1 중량부를 첨가하여 무광택면을 형성하여 인쇄의 선명성을 향상시킬 수 있다. 이때 분산제의 사용량이 1 중량부를 초과하면 미 용융되거나 피쉬-아이(fish-eye)가 발생될 수 있고, 0.2 중량부 미만의 경우에는 사용량이 미미하여 원하는 효과를 얻을 수 없다. 또한, 저온 열 접착성을 향상시키기 위한 면인 경우 상기 조성 비율 외에 에틸비닐아세테이트 3 ~ 5 중량부를 추가로 포함할 수 있다.
기재층(23)은 바닥재의 두께를 보정하고 쿠션감, 보행감, 충격 흡수 등의 기능을 부여하는 층이다. 기재층(23)은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재일 수 있고, 바람직하게는 열가소성 엘라스토머 수지일 수 있다. 기재층은 열가소성 엘라스토머 수지 100 중량부, 계면활성제 1 내지 5 중량부, 에틸렌 비닐아세테이트 20 내지 30 중량부 및 충진제 50 내지 80 중량부를 포함할 수 있고, 보다 구체적으로는 열가소성 엘라스토머 100중량부, 열 안정제 1 ~ 5 중량부, 계면 활성제 1 ~ 5 중량부, 안료 1 ~ 5 중량부, 에틸렌비닐아세테이트 20 ~ 30 중량부 및 충진제 50 ~ 80 중량부를 포함할 수 있다.
기재층(23)에 사용되는 열가소성 엘라스토머 수지는 경도 Shore A 70 ~ 90, 용융지수 0.6 ~ 2.0g/10min(230℃ / 2.6 KG), 비중 0.90 ~ 1.15 g/cm3인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
열 안정제는 바닥재의 성형시 열에 의한 노화 및 변형을 방지하기 위하여 첨가되는 것으로서, 당해 기술분야에서 사용되는 모든 열 안정제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 칼슘스테아레이트를 사용할 수 있다.
열 안정제는 수지 소재 100 중량부에 대하여 1 ~ 5 중량부를 포함할 수 있고, 1 중량부 미만 사용하는 경우에는 열화 방지 효과가 떨어지고, 5 중량부 초과하여 사용하는 경우에는 열가소성 엘라스토머 수지와의 상용성이 떨어져 응집 현상이 발생할 수 있다.
계면활성제는 충진제의 분산성을 향상시키기 위해 첨가하는 물질로서, 지방족 아민염 또는 방향족 4급 암모늄염 중에서 1종 이상을 사용할 수 있다. 계면활성제는 기재층에 사용되는 수지 소재 100 중량부에 대하여 1 ~ 5 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 계면활성제를 1 중량부 미만 포함하는 경우에는 분산성 저하로 열가소성 엘라스토머 수지의 흐름성이 저하될 우려가 있고, 5 중량부를 초과하여 포함하는 경우에는 바닥재의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
충진제는 전체적인 원가 절감 및 바닥재의 치수 안정성을 향상시키기 위하여 충전되는 것으로 탄산 칼슘, 황산 바륨, 황산 칼슘, 실리카, 탈크, 운모 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다. 충진제는 기재층에 사용되는 수지 소재 100 중량부에 대하여 50 내지 80 중량부 포함될 수 있으며, 50 중량부 미만인 경우에는 바닥재의 치수 안전성 및 원가 절감의 효과가 미비할 수 있고, 80 중량부를 초과하는 경우에는 바닥재의 밀도 증가로 유연성 및 결합력이 약해질 수 있다.
에틸렌비닐아세테이트는 저온 접착력을 향상시켜 낮은 온도에서도 인쇄층 및 발란스층과의 부착력을 개선시킬 목적으로 첨가될 수 있다.
발란스층(24)은 바닥재의 컬링 현상 및 돔 현상을 제어해 균형을 맞추고, 시공 후 바닥 습기로 인한 변형을 방지하고, 건물 바닥면과의 접착을 향상시키기 위해 바닥재의 하층으로 마감하는 층으로서, 표면 보호층(21)과 동일한 수지 소재를 포함할 수 있다. 발란스층(24)은 수지 소재 100 중량부, 충진제 200 중량부, 저융점 폴리올레핀계 수지 3 ~ 5 중량부를 포함할 수 있다.
발란스층(24)에 포함되는 저융점 폴리올레핀계 수지는 경도 Shore A 90, 용융지수 5 ~ 7 g/10min, 비중 0.89 ~ 0.91 g/cm3인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 저융점 폴리올레핀계 수지는 발란스층의 수지 소재 100 중량부에 대하여 3 ~ 5중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 140℃ 이하의 낮은 용융 온도를 이용하여 낮은 온도에서 기재층과의 열 합지력을 향상시킬 목적으로 사용한다.
표면처리층(20)은 표면보호층(21)의 상부면에 형성되어 바닥재의 물성 저하 및 노화 등을 방지할 뿐 아니라, 바닥재의 오염 및 긁힘 등을 방지하고 청소를 용이하게 하기 위한 층이다. 표면처리층(20)은 불포화폴리에스테르수지계, 에폭시아크릴레이트계, 우레탄아크릴레이트계 및 폴리에스테르아크릴레이트계 중에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 바닥재는 부직포 및 콜크 시트에서 선택된 1종 이상의 추가 층을 포함할 수 있다.
부직포를 포함하는 추가 층(30)은 건물 바닥면과의 접착 면적을 넓게 하여 접착제의 접착력을 향상시킬 뿐만 아니라, 외관상의 미려함을 주기 위해 바닥재의 하층으로 마감할 수 있다. 부직포는 표면보호층(21)과 같은 소재로 이루어진 장섬유 부직포(30)를 사용하는 것이 바람직하며, 50g/㎡인 부직포를 사용할 수 있다. 도 4는 부직포를 포함하는 추가 층(30)을 갖는 친환경 바닥재의 단면도를 나타낸다.
콜크 시트를 포함하는 추가 층(40)은 천연 콜크 시트 자체의 원적외선 방사 기능, 항균, 방충 기능 등을 포함하고 있어 인체 건강에 유익하고, 천연의 이미지를 부과하기 위하여 바닥재의 하층으로 마감할 수 있다. 콜크층(40)으로 사용된 콜크 시트는 콜크 입자의 크기가 직경이 1 ~ 10mm 정도이고, 두께는 1 ~ 2mm이고, 비중은 0.2 ~ 0.4g/㎤인 것을 사용할 수 있다. 또한, 콜크는 수분 함량이 많을수록 열에 의한 수축 또는 팽창이 심하게 발생될 수 있기 때문에 수분 함량이 2% 이내의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 도 5는 콜크 시트를 포함하는 추가 층(40)을 갖는 친환경 바닥재의 단면도를 나타낸다.
본 발명에 따른 NON - PVC 친환경 바닥재의 제조 방법은 다음과 같다.
일 예로서, 본 발명에 따른 친환경 바닥재의 제조방법은 인쇄층(22) 제조 단계(S11), 인쇄층(22) 상부에 표면 보호층(21)을 합지하는 단계(S12), 상기 합지된 표면보호층(21) 상부를 프라이머로 코팅 처리한 후 표면 처리층(20)을 도포하여 열처리하는 단계(S13), 기재층(23) 제조 단계(S14), 발란스층(24) 제조 단계(S15), 및 상기 표면 처리층(20)이 코팅된 표면 보호층(21)과 인쇄층(22) 아래에 기재층(23), 발란스층(24)을 차례대로 권취한 후 엠보싱기를 이용하여 연속적으로 합지하는 단계(S16)를 포함할 수 있다. 구체적으로는 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 포함하는 시트에 인쇄문양을 인쇄하여 인쇄층(22)을 형성하는 단계(S11); 상기 인쇄층(22)의 상부에 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함하는 표면보호층(21)을 합지하는 단계(S12); 상기 표면보호층의 상부에 프라이머로 코팅 처리한 후 표면처리층(20)을 형성하여 반제품(50)을 형성하는 단계(S13); 열가소성 엘라스토머를 포함하는 기재층(23)을 형성하는 단계(S14); 상기 표면보호층(21)에 포함되는 수지 소재와 동일한 수지 소재, 충진제 및 저융점 폴리올레핀계 수지를 첨가하여 발란스층(24)을 형성하는 단계(S15); 및 상기 반제품(50), 상기 기재층(23) 및 상기 발란스층(24)을 차례대로 권취한 후 엠보싱 성형에 의해 연속 열 합지하는 단계(S16)를 포함할 수 있다.
인쇄층(22)을 형성하는 단계(S11)는 먼저 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 중심층으로 하고 그 양면에 표면층을 공압출한 3중 구조의 시트를 제조한다. 양면 중 한쪽면은 인쇄적성을 향상시키기 위한 면(무광택층)이며, 다른 한쪽은 기재층과의 저온 열 접착성을 향상시키기 위한 면(실러층)이다
인쇄층(22)에 포함되는 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머는 130 ~ 190℃ 용융점 이상의 온도에서 니더 또는 반바리 믹서를 이용하여 혼합한 후 혼합된 수지 조성물을 니더에서 압출기 호퍼까지 이송한 후 단축 또는 이축 압출기를 이용하여 150 ~ 220℃에서 용융된 수지 조성물을 티 다이(T-DIE)를 통하여 압출하여 시트 상태로 제조한다. 압출기의 온도가 150℃ 미만이면 수지를 충분히 용융시키지 못하게 되어 수지 용융압이 과도하게 증가함으로 압출이 어려워지고 220℃를 초과하면 수지의 용융은 용이하나 수지의 산화가 쉽게 일어날 수 있다. 이렇게 인쇄시트가 제조되며, 상기 인쇄시트 표면에 전기고주파를 이용하여 코로나처리한 후 일정 형태의 모양를 인쇄하여 인쇄층(22)을 제조할 수 있다.
인쇄층(22)의 상부에 표면 보호층(21)을 합지하는 단계(S12)는 상기 상술한 바와 같이 표면 보호층(21)을 구성하는 각 조성물을 소정의 비율로 혼합하여 티다이를 통해 상기 인쇄층(22)을 제조하는 동일한 제조공정으로 인쇄층(22) 상부에 압출시키면서 냉각된 엠보싱롤을 통과시켜 일정한 두께 유지하여 인쇄층(23)과 표면 보호층(21)이 합지된 시트 상태로 만든다.
이처럼 본 발명에 따른 친환경 바닥재는 접착제를 통하여 인쇄층(22)과 표면 보호층(21)을 접착하는 접착제 방식이 아니라 각 층이 용융상태에서 가지는 열에너지를 이용하여 각 층의 상호 접착하는 열 융합 공정을 통하여 제조할 수 있다. 이와 같은 열 융합 방식은 접착제를 이용하는 방식보다 접착력이 뛰어나고 접착제에 의한 제품의 오염 및 냄새가 없는 장점이 있다.
다음으로, 표면보호층의 상부에 프라이머로 코팅 처리한 후 표면처리층(20)을 형성하여 반제품(50)을 형성하는 단계(S13)이다. 표면처리층(20)은 바닥재의 물성 저하 및 노화 등을 방지할 뿐만 아니라, 바닥재의 오염 및 긁힘 등을 방지하고 청소를 용이하게 하기 위해 불포화폴리에스테르수지계, 에폭시아크릴레이트계, 우레탄아크릴레이트계 및 폴리에스테르아크릴레이트계 중에서 1종 이상을 선택하여 도포하고 자외선 경화를 시켜 형성된다.
표면보호층(21) 수지인 폴리올레핀계 수지 단독 또는 2종의 혼합물 함유한 코폴리머 수지 또는 열가소성 엘라스토머 수지가 비극성인 특성상 표면처리층에 사용되는 포화폴리에스테르수지계, 에폭시아크릴레이트계, 우레탄아크릴레이트계, 폴리에스테르아크릴레이트계 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하기 때문에 사용되는 수지와 상용성이 없어 도포하기 전에 프라이머(전처리) 처리를 하는 것이 바람직하다. 수성 UV코팅 도료와의 상용성을 증가시키기 위한 목적으로 전 처리하는 화학 물질을 프라이머라고 한다. 열 가소성 올레핀 수지는 비극성으로 다른 소재와 접착력이 낮기 때문에 보호층을 안정적으로 형성하기 위해서 양 소재의 상용성을 극대화 시켜주는 전 처리 공정이 반드시 필요하다.
열가소성 엘라스토머를 포함하는 기재층(23)을 형성하는 단계(S14)와 상기 표면보호층(21)에 포함되는 수지 소재와 동일한 수지 소재, 충진제 및 저융점 폴리올레핀계 수지를 첨가하여 발란스층(24)을 형성하는 단계(S15)는 상술한 바와 같은 소정의 비율로 첨가되어 있는 각 조성물을 혼합하여 인쇄층(22)을 제조하는 동일한 제조 방법으로 티 다이(T - Die) 압출성형을 통하여 일정 두께의 시트 상으로 제조할 수 있다.
또한, 기재층과 표면 보호층을 제조한 이후에 부직포층 또는 콜크 시트층을 추가로 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 부직포층, 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 포함하는 장섬유 부직포층(30)은 발란스층(24) 하부면의 제품 수축을 방지할 수 있으며, 흡음성과 접착성을 용이하게 하는 역할도 한다. 또는, 장섬유 부직포 대신 천연 소재인 콜크 시트층(40)을 사용하여 원적외선 방사 기능, 항균, 방충 기능 등 인체 건강에 유익한 기능성을 부가할 수도 있다.
이와 같이 생산된 표면처리층, 표면 보호층, 인쇄층이 합지된 반제품(50)과, 기재층, 발란스층의 반제품을 준비하고 적재대에 권취한 후 각각의 반제품을 130 ~ 150℃ 정도로 예열한 후 140 ~180℃의 히팅 드럼이 있는 엠보싱 설비를 각각 통과시키면서 열 압착하여 연속 공정으로 합지하여 제조할 수 있다.
합지된 반제품은 일정 크기로 재단하여 80℃ 이상의 열 수조에 2 ~ 5분 정도 통과시키고 냉각 수조에서 20 ~ 25℃정도의 온도로 2 ~ 5분 정도 냉각하여 완제품의 변형을 방지하고 치수의 안정성을 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제품 표면의 온도를 일정하게 유지시켜 재단시 재단면을 깨끗하게 유지할 수 있다.
이와 같은 공정이 완료되면 일정 크기의 규격대로 유압 프레스를 이용하여 나이프 금형으로 재단 한 후 포장하여 출하한다,
또 다른 제조방법은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 포함하는 시트에 인쇄문양을 인쇄하여 인쇄층(22)을 형성하는 단계(S21); 상기 인쇄층(22)의 상부에 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함하는 표면보호층(21)을 합지하는 단계(S22); 상기 표면보호층(21)의 상부에 프라이머로 코팅 처리한 후 표면처리층(20)을 형성하여 반제품(50)을 형성하는 단계(S23); 상기 표면보호층(21)에 포함되는 수지 소재와 동일한 수지 소재, 충진제 및 저융점 폴리올레핀계 수지를 첨가하여 발란스층(24)을 형성하는 단계(S24); 및 열가소성 엘라스토머를 포함하는 기재층(23)을 형성하면서, 기재층(23)의 상부에 상기 반제품(50)을 그리고 기재층의 하부에 발란스층(24)을 위치시킨 후 연속적으로 열합지하는 단계(S25)를 포함한다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 NON - PVC 친환경 바닥재의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
먼저 인쇄층(22)을 형성하는 단계(S21), 인쇄층(22) 위에 표면 보호층(21)을 압출 합지하는 단계(S22), 상기 합지된 표면 보호층(21)과 인쇄층(22)의 상부에 프라이머를 코팅 처리한 후 표면 처리층(20)에 도포하여 열처리하여 반제품(50)을 형성하는 단계(S23)는 이전에 언급한 방법과 동일하며, 기재층(23) 제조 및 발란스층(24) 제조에 사용되는 처방 및 방법도 이전에 언급한 방법과 동일하다. 다만, 기재층을 생산하는 단계에서 표면 처리층(20), 표면 보호층(21), 인쇄층(22)이 합지된 반제품(50)과 발란스층(24)을 동시에 연속적으로 열 합지한다는 점이 이전에 언급한 상기 친환경 바닥재의 제조 방법과 상이한 점이다. 열 합지된 반제품의 열, 냉각 에이징 조건 및 재단, 출하 방법은 동일하게 이루어질 수 있다. 대안으로는, 이 방법은 기재층을 형성하는 과정에서 발생되는 150 내지 220℃의 압출기의 온도를 이용하여 열 압착하여 연속 공정으로 합지 가공을 한 후 열탕 및 냉각 수조에서 4 내지 10분 정도 에이징할 수 있다. 또한, 이 방법도 발란스층의 하부에 부직포층 또는 콜크 시트층을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 바닥제의 제조 방법은 별도의 엠보싱 설비를 거치지 않고 기재층을 생산하는 과정에서 이루어지기 때문에 공정의 단순화가 가능해 제조 원가 및 생산성, 작업 능률이 크게 향상 될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예 1의 제조
NON - PVC 친환경 바닥재를 구성하는 각각의 반제품을 준비하였다. 인쇄층은 호모프로필렌 및 랜덤프로필렌의 공중합체 수지 100 중량부에 안료로서 산화티타늄(TiO2) 8 중량부, 에틸렌비닐아세테이트 5 중량부, 분산제(ADVAWAX 280, 미국 ROHM HARS사) 0.5 중량부를 혼합하여 0.08 mm 두께로 시트를 제조한 후 특정 문양을 인쇄하여 준비하였다. 표면 보호층은 호모프로필렌 및 랜덤프로필렌의 공중합체 100 중량부, 조핵제로서 인산 에스테르 나트륨 2 중량부를 혼합하여 인쇄층 상면에 티 다이(T-Die)를 통하여 0.3 mm 두께로 압출하여, 인쇄층과 합지된 반제품을 제조한 후 그 상면에 우레탄 수지 베이스의 프라이머를 처리하고, 표면 처리층 UV 코팅을 한 후 경화시켜 반제품 1을 제조하였다. 기재층은 열가소성 엘라스토머 수지로서 폴리프로필렌 수지에 고무성질의 에틸렌프로필렌고무(EPDM)를 40% 혼합한 단순 브랜드 타입(S-TPO)의 열가소성 엘라스토머 수지 100 중량부, 열 안정제로서 칼슘 스테아레이트 3 중량부, 계면 활성제로서 방향족 4급 암모늄염 2 중량부, 산화티타늄(TiO2) 3 중량부, 에틸렌비닐아세테이트 25 중량부 및 충진제로서 탄산칼슘(CaCO3) 70 중량부를 혼합하여 제조된 2.3 mm 두께로 제조된 반제품 2를 준비하였다, 발란스층은 폴리올레핀계 수지로서 호모 프로필렌 및 랜덤 프로필렌 공중합 수지 100 중량부, 용융 지수 7g/10min인 저융점 폴리올레핀계 수지 3 중량부, 충진제로서 탄산칼슘 200 중량부를 혼합하여 제조된 0.35 mm 두께로 제조하여 반제품 3을 준비하였다.
상기 반제품 1, 2 및 3을 순서대로 적재대에 권취한 후 각각의 반제품을 130℃ 정도로 예열하고 160℃의 히팅 드럼이 있는 엠보싱 설비를 각각 통과시키면서 열 압착하여 연속 공정으로 합지하여 제조하였다. 합지된 반제품은 일정 크기로 재단하여 90℃ 열 수조에서 5분 정도 통과시키고, 25℃의 냉각 수조에서 5분 정도 냉각 후 나이프 금형으로 일정크기로 재단하여 친환경 바닥재를 완성하였다.
비교예 1 및 2의 제조
표면 보호층 및 발란스층에 내마모성 및 콘크리트 바닥면과의 본드 접착성 개선을 위해 조핵제 및 저융점 폴리올레핀계 수지를 첨가한 본 발명의 실시예 1과 동일한 재료 및 방법에 따라 조핵제 및 저융점 폴리올레핀계 수지를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 1을 제조하였다. 또한 시중에 유통되고 있는 도 1과 같이 폴리염화비닐 수지를 포함하는 바닥재(일명 프린트 타일 또는 PVC 데코타일)를 구입하여 비교예 2로 실험하였다. 비교예 2는 투명 상지 0.3mm 두께를 갖고, 본 발명과 유사한 층 구조를 갖으며, 각 층의 두께가 거의 유사한 제품으로 선택하였다.
실험예 1 ; 첨가제 유무에 따른 바닥재 비교
첨가제 유무에 따라 제조된 NON - PVC 친환경 바닥장식재와 시중에 유통되고 있는 폴리염화비닐 바닥장식재의 외관 상태, 투명도, 내마모성, 층간 접착성, 건축물의 바닥면과의 접착성, 친환경성을 비교하였다. 상기 물성은 KS M 3802(PVC(비닐)계 바닥재) 시험 규격, JIS K 7136(플라스틱 투명 재료의 흐림도(Haze)측정 방법), ASTM D 3389(내마모성 측정 방법), 실내 공기질 공정 시험기준을 기준으로 평가하였다. 그 결과는 표 6에 나타내었다.
하기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 친환경 바닥재 시편에 대한 외관 상태, 투명도, 내마모성, 층간 접착성, 바닥면과의 접착성, 친환경성을 다음과 같이 측정하였다.
실험 1) 외관 상태 평가
외관 상태의 척도로서 KS M 3802에 의거하여 결손, 균열, 갈라진 곳, 절단된 곳, 굽은 곳, 구멍, 박리, 주름, 만곡, 굴곡, 이상한 요철, 모양ㆍ광택 및 색조의 불균일, 오염, 흠, 이물의 혼입 등을 육안 검사를 통하여 하기 표 1에 나타낸 평가기준을 토대로 외관 상태를 평가하였다.
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) ×(불량)
외관 상태 결점이 없음 6M 간격에서 결점이 1 ~ 2개 6M 간격에서 결점이 3 ~ 5개 6M 간격에서 결점이 5개 이상
실험 2) 투명도 평가
투명도의 척도로서 JIS K 7136에 의거하여 투명 보호층에 사용된 시트층을 HUNTER LAB COLOR QUEST XE 설비를 통하여 하기 표 2에 나타낸 평가기준을 토대로 흐림도(Haze) 상태를 평가하였다.
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) ×(불량)
Haze 30 이하 40 이상
50 미만		 50 이상
60 미만		 60 이상
실험 3) 내마모성 평가
내마모성의 척도로서 ASTM D3389에 의거하여 마모휠 H-18, 적용하중 2Kg 조건하에 바닥재의 0.3mm 투명 보호층이 마모될 때까지의 횟수를 하기 표 3에 나타낸 평가기준을 토대로 내마모성을 평가하였다.
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) ×(불량)
마모 횟수 15,000 이상 13,000 이상
15,000 미만		 10,000 이상
13,000 미만		 10,000 미만
실험 4) 층간 접착성 및 바닥면과의 접착성 평가
접착성의 척도로서 KS M 3802에 의거하여 인장 시험기를 이용하여 약 20mm의 위치까지 층간을 벗기고 인장 속도 200±20mm/min의 속도로 180도 방향으로 당겨 박리 하중을 하기 표 4에 나타낸 평가기준을 토대로 접착성을 평가 하였다.
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) ×(불량)
박리 강도(N/cm) 5 이상 3 이상
5 미만		 1 이상
3 미만		 1 미만
실험 5) 친환경성 평가
친환경성의 척도로서 실내 공기질 시험기준에 의거하여 TVOC 방출량, 포름알데하이드 방출량, 톨루엔 방출량 하기 표 5에 나타낸 평가기준을 토대로 친환경성을 평가하였다.
친환경성평가 기준(7일 후)
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) ×(불량)
TVOC 방출량
(mg /㎡. h)		 0.1 이하 0.1 이상
0.2 미만		 0.2 이상
0.4 미만		 0.4 이하
포름알데하이드 방출량(mg /㎡.h) 0.015
이하		 0.015 이상
0.020 미만		 0.020 이상
0.030 미만		 0.030 이상
톨루엔 방출량
(mg /㎡.h)		 0.1 이하 0.1 이상
0.2 미만		 0.2 이상
0.4 미만		 0.4 이하
상기 실험 1) 내지 실험 5)의 방법을 평가한 바닥재의 평가 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
외관상태 투명도 내마모성 층간
접착성		 바닥면과의 접착성 친환경성
실시예 1 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
비교예 1 ○ △ △ △ × ◎
비교예 2 ◎ ○ × ◎ ◎ △
상기 표 6에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 바닥 장식재(실시예 1)는 비교예 1 및 2보다 외관상태, 투명도, 내마모성, 층간 접착성, 건축물의 바닥면과의 접착성, 친환경성 등의 모든 측면에서 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 NON - PVC 친환경 바닥 장식재 및 그의 제조 방법에 대해 구체적인 실시예로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 구조를 채택할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
10 : 폴리염화비닐 수지의 표면 보호층
11 : 폴리염화비닐 수지의 인쇄층
12 : 폴리염화비닐 수지의 기재층
13 : 폴리염화비닐 수지의 발란스층
14 : 폴리올리핀계 수지의 표면 보호층
20 : 표면 처리층
21 : 폴리올레핀계 수지 단독 또는 2종의 혼합물 함유한 코폴리머 수지 또는
열가소성 엘라스토머 표면 보호층
22 : 폴리올레핀계 수지 단독 또는 2종의 혼합물 함유한 코폴리머 수지 인쇄층
23 : 열가소성 엘라스토머의 기재층
24 : 폴리올레핀계 수지 단독 또는 2종의 혼합물 함유한 코폴리머 수지 또는
열가소성 엘라스토머 발란스층
30 : 폴리올레핀계 수지 단독 또는 2종의 혼합물 함유한 코폴리머 수지 또는
열가소성 엘라스토머 부직포층
40 : 콜크 시트층
50 : 표면 처리층, 표면 보호층 및 인쇄층이 합지된 반제품

Claims (14)

  1. 상부로부터 표면보호층, 인쇄층, 기재층 및 발란스층이 순차적으로 적층되고,
    상기 표면보호층, 상기 인쇄층, 상기 기재층 및 상기 발란스층은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 및 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함하여 형성된 것인, 친환경 바닥재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄층은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 포함하고,
    상기 기재층은 열가소성 엘라스토머를 포함하는, 친환경 바닥재
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 친환경 바닥재는 상기 표면보호층의 상부에 표면처리층을 추가로 포함하는, 친환경 바닥재.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열가소성 엘라스토머는 폴리스틸렌계 수지, 폴리올레핀계 수지 및 엔지니어링 플라스틱계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 친환경 바닥재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 폴리스틸렌계 수지는 스틸렌-부타디엔-스틸렌(SBS), 스틸렌-에틸렌-부타디엔-스틸렌(SEBS) 또는 스틸렌-이소프렌-스틸렌(SIS) 공중합체이고,
    상기 폴리올레핀계 수지는 단순 브랜드 타입(s-TPO) 또는 중합 타입(r-TPO)이고,
    상기 엔지니어링 플라스틱계 수지는 폴리우레탄계(TPU), 폴리에스테르계(TPEE) 또는 폴리아미드계(TPA)인, 친환경 바닥재.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 표면보호층은 상기 수지 소재 100 중량부에 대하여 조핵제 1 내지 3 중량부를 포함하는, 친환경 바닥재.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조핵제는 인산에스테르 금속염 및 안식향산 나트륨 중 1종 이상인, 친환경 바닥재.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 인쇄층은 실러층, 중심층, 무광택층의 3층 구조이고,
    상기 실러층은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머 100 중량부 및 에틸렌비닐아세테이트 3 내지 5 중량부를 포함하고,
    상기 중심층은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 포함하고,
    상기 무광택층은 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머 100 중량부 및 분산제 0.2 내지 1 중량부를 포함하는, 친환경 바닥재.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 기재층은 열가소성 엘라스토머 수지 100 중량부, 계면활성제 1 내지 5 중량부, 에틸렌 비닐아세테이트 20 내지 30 중량부 및 충진제 50 내지 80 중량부를 포함하는, 친환경 바닥재.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발란스층은 상기 표면보호층과 동일한 수지 소재를 포함하고, 상기 수지 소재 100 중량부에 대하여 저융점 폴리올레핀계 수지 3 내지 5 중량부를 포함하는, 친환경 바닥재.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 친환경 바닥재는 상기 발란스층의 하부에 표면보호층과 동일한 수지 소재를 포함하는 부직포층 및 콜크 시트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 층을 추가로 포함하는, 친환경 바닥재.
  12. 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 포함하는 시트에 인쇄문양을 인쇄하여 인쇄층을 형성하는 단계(S11);
    상기 인쇄층의 상부에 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함하는 표면보호층을 합지하는 단계(S12);
    상기 표면보호층의 상부에 프라이머로 코팅 처리한 후 표면처리층을 형성하여 반제품을 형성하는 단계(S13);
    열가소성 엘라스토머를 포함하는 기재층을 형성하는 단계(S14);
    상기 표면보호층에 포함되는 수지 소재와 동일한 수지 소재, 충진제 및 저융점 폴리올레핀계 수지를 첨가하여 발란스층을 형성하는 단계(S15); 및
    상기 반제품, 상기 기재층 및 상기 발란스층을 차례대로 권취한 후 엠보싱 성형에 의해 연속 열 합지하는 단계(S16)를 포함하는 친환경 바닥재의 제조방법.
  13. 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체 또는 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머를 포함하는 시트에 인쇄문양을 인쇄하여 인쇄층을 형성하는 단계(S21);
    상기 인쇄층의 상부에 폴리올레핀계 수지의 단독 중합체, 폴리올레핀계 수지 2종 이상을 함유한 코폴리머, 또는 열가소성 엘라스토머에서 선택된 1종의 수지 소재를 포함하는 표면보호층을 합지하는 단계(S22);
    상기 표면보호층의 상부에 프라이머로 코팅 처리한 후 표면처리층을 형성하여 반제품을 형성하는 단계(S23);
    상기 표면보호층에 포함되는 수지 소재와 동일한 수지 소재, 충진제 및 저융점 폴리올레핀계 수지를 첨가하여 발란스층을 형성하는 단계(S24); 및
    열가소성 엘라스토머를 포함하는 기재층을 형성하면서, 상기 기재층의 상부에 상기 반제품을 그리고 기재층의 하부에 발란스층을 위치시킨 후 연속적으로 열합지하는 단계(S25)를 포함하는 친환경 바닥재의 제조방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 발란스층을 형성하는 단계(S15 및 S24) 이후에 상기 발란스층의 하부에 부직포층 또는 콜크 시트층을 추가로 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 친환경 바닥재의 제조방법.
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