KR20210049442A - 마루 바닥재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 최하부에 차음층을 포함하는 종래의 마루 바닥재와 비교하여 동등 수준 이상의 차음성을 가지면서도 컬링성 및 치수안정성이 우수한 마루 바닥재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

마루 바닥재 및 이의 제조방법 {Flooring and its manufacturing method}
본 발명은 최하부에 차음층을 포함하는 종래의 마루 바닥재와 비교하여 동등 수준 이상의 차음성을 가지면서도 컬링성 및 치수안정성이 우수한 마루 바닥재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 마루 바닥재는 제혀구조(tongue and groove), 클릭(click)구조 등으로 연이어 조립되며, 화학 접착제를 매개로 콘크리트 바탕면에 시공된다.
이로써 울퉁불퉁한 콘크리트 바탕면을 덮어 평활도가 높은 생활공간을 제공해줄 수 있다. 이는 장판, 타일 등의 연질 바닥재와 다른 마루 바닥재의 주요 장점이다.
한편, 최근 아파트의 층간소음 문제가 사회적 문제로 대두되고 있는 실정에서, 층간소음을 최소화할 수 있는 바닥재가 요구되어, 점차 차음성능을 부여해줄 수 있는 마루 바닥재가 요구되고 있다(기존 마루 바닥재는, 시멘트면인 바닥면을 대상으로 측정한 경량충격음인 70dB에 비해 약, △3-4dB의 소음을 저감시킨다.)
일례로, 대한민국 등록특허공보 제10-1317063호(공고일: 2013.10.11)는 복합기재층(1b) 하부에 차음 시트층인 합성수지층(50)을 위치시켜(즉, 최하부에 위치), 바닥 충격음을 감소시킬 수 있는 마루 바닥재에 대해 개시하고 있다.
그러나, 상기 차음 시트층은 통상 발포된 폼(foam)을 이용하는데, 상기 폼은 비중이 약 0.1 미만으로 상부에 위치한 기재의 비중(0.5-0.7)에 비해 매우 작아, 여름철 또는 겨울철 난방 등에 따른 열적 환경에 노출 시, 상기 폼이 기재를 잡아주지 못해 컬링이 발생하고 치수안정성이 저하되는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해 상기 폼의 밀도를 높이고자 한 시도가 있었으나, 이 경우 차음성이 저하되는 문제가 있었다.
따라서, 최하부에 차음층을 포함하는 종래의 마루 바닥재와 비교하여, 동등 수준 이상의 차음성을 가지면서도 컬링성 및 치수안정성이 우수한 마루 바닥재의 개발이 시급한 실정이다.
KR 10-1317063 B (공고일: 2013.10.11)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 최하부에 차음층을 포함하는 종래의 마루 바닥재와 비교하여 동등 수준 이상의 차음성을 가지면서도, 컬링성 및 치수안정성이 우수한 마루 바닥재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 보드; 제1차음층; 보드; 가 일체화된 복합기재; 및 표면재; 를 포함하는 마루 바닥재로, 상기 제1차음층은 코르크층 또는 발포층이고, 상기 마루 바닥재는 차음성(ISO 10140)이 △10-25dB인 것인 마루 바닥재를 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 마루 바닥재는 제1차음층을 보드 사이에 형성시킨 복합기재를 포함하되, 상기 제1차음층으로 특정 밀도를 가진 코르크층 또는 발포층을 이용함으로써, 최하부에 차음층을 포함하는 종래의 마루 바닥재와 비교하여, 동등 수준 이상의 차음성을 가지면서도 컬링성 및 치수안정성이 우수한 마루 바닥재를 제공하고자 한다.
본 발명의 마루 바닥재는 최하부에 차음층을 포함하는 종래의 마루 바닥재와 비교하여, 동등 수준 이상의 차음성을 가지면서도 컬링성 및 치수안정성이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 마루 바닥재의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 마루 바닥재의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 마루 바닥재의 제3실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 마루 바닥재의 제4실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도, 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 보드(11); 제1차음층(13); 보드(11); 가 일체화된 복합기재(10); 및 표면재(30, 40); 를 포함하는 마루 바닥재(1)로,
상기 제1차음층(13)은 코르크층 또는 발포층이고,
상기 마루 바닥재는 차음성(ISO 10140)이 △10-25dB인 것인 마루 바닥재에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명의 마루 바닥재는 차음성이 △10-25dB, 바람직하게는 △12-20dB, 보다 바람직하게는 △16-20dB일 수 있다. 차음성이 △10dB 미만일 경우 본 발명이 목적으로 하는 차음성 개선을 구현할 수 없으므로 상기 범위 내의 차음성을 가질 수 있다.
상기 차음성은 ISO 10140에 의거하여 경량충격음을 측정한 후, 대조군 대비 저감된 소음(△dB)을 측정하였다. 대조군은 마루 바닥재로 마감되어 있지 않은 시멘트면인 바닥면을 대상으로 측정한 것으로, 상기 대조군의 경량충격음은 70dB이다.
또한, 본 발명의 마루 바닥재는 치수변화율이 -0.20% 내지 +0.10%, 바람직하게는 -0.15% 내지 +0.05%일 수 있다. 치수변화율이 상기 범위 벗어날 경우 여름철 또는 겨울철 난방 시 치수안정성이 저하되므로 상기 범위 내의 치수변화율을 가질 수 있다.
상기 치수변화율은 마루 바닥재의 시편(길이, 너비가 800mm x 95mm)을 고온(80℃)의 오븐 건조 조건에서 6시간 체류 후, 상온에서 1시간 방치한 후의 상기 시편의 길이 변화율을 측정할 수 있다.
마루 바닥재로 요구되는 치수변화율은 상기 조건하에서 +0.20% 이하이다.
이하, 위와 같은 특징을 갖는 본 발명의 마루 바닥재를 구현하기 위한 각 층의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
복합기재(10)
본 발명의 복합기재(10)는 보드(11); 제1차음층(13); 보드(11); 가 일체화된 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 보드(11)는 접착제를 통해 바닥면과 맞닿는 부위로, 여름철 또는 겨울철 난방 시 바닥재의 컬링을 방지하고, 치수안정성을 부여하는 역할을 하는 것으로, 목질계 보드 및 무기물 보드로 이루어진 군에서 선택되는 1종일 수 있다.
상기 목질계 보드는 합판(Plywood), 중밀도 섬유보드(medium density fibreboard, MDF), 고밀도 섬유보드(high density fibreboard, HDF) 및 파티클 보드(Particle Board)로 이루어진 군에서 선택되는 1종일 수 있다.
또한, 상기 무기물 보드는 마그네슘 보드, 규산칼슘 보드, 섬유강화 시멘트 보드 및 석고 시멘트 보드로 이루어진 군에서 선택되는 1종일 수 있다.
본 발명에서는 상기 보드(11)의 구체적 일 실시예로, 수분 저항성이 강한 합판을 사용할 수 있다.
상기 보드(11)의 두께는 2.5-5mm, 바람직하게는 3-4.5mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 3매(ply) 이상의 안정적인 합판의 생산이 가능한 효과가 있다.
상기 제1차음층(13)은 보드(11) 사이에 위치하여, 마루 바닥재에 차음성을 부여하는 역할을 하는 것으로, 코르크층 또는 발포층일 수 있다.
상기 코르크층은 참나무 코르크의 수피를 갈아 만든 코르크 분말을 가압 성형한 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 코르크층은 천연 나무에서 벗겨낸 코르크를 0.6-1.2mm의 입자 크기로 분쇄한 제1코르크 분말과, 3-15mm의 입자 크기로 분쇄한 제2코르크 분말을 1-7 : 3-9, 바람직하게는 2-6 : 4-8, 보다 바람직하게는 3-5 : 5-7의 혼합비율로 큰 사각 블록에 접착제와 함께 투입하여 가압, 냉각 및 상온에서 방치한 후 슬라이싱 머신(Slicing machine)에서 일정한 두께로 연속 커팅하여 제조할 수 있다.
상기 코르크는 포르투갈의 아모림(Amorim)사에서 상업적으로 입수 가능하다.
상기 코르크 분말은 화학적으로 불활성인 바, 대부분의 유기용제에 의해서 손상되지 않으며, 벌집모양의 다공질 세포가 공기로 차 있어 매우 가볍고, 강한 압박을 받은 후에도 본래의 상태로 되돌아갈 수 있는 특성이 있다.
본 발명에서는, 입자 크기가 작은 코르크 분말을 사용하여 차음성이 특히 우수하면서도, 더욱이 입자 크기가 상이한 코르크 분말을 혼합하여 사용함으로써, 충격을 효과적으로 흡수하여 마루 바닥재에 우수한 차음성을 구현할 수 있다.
상기 발포층은 기계적 발포로 형성된 기계적 발포층일 수 있다.
본 발명에서 기계적 발포란 화학 발포제를 사용하지 않고, 발포층 내에 기공을 형성시키는 것을 의미한다.
통상, 발포는 화학 발포제를 이용한 화학 발포 및 물리 발포제를 이용한 물리 발포로 나뉜다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 화학 발포는 화학 발포제가 화학 반응에 의해 분해되면서 가스를 발생시켜 기공을 형성하는 것을 의미한다.
상기 화학 발포제는 일 예로 4,4'-옥시비스(벤젠술포닐)히드라지드, 4,4'-옥시벤젠술포닐 세미카르바지드, 아조디카본아미드, p-톨루엔술포닐 세미카르바지드, 바륨 아조디카르복실레이트, 아조디이소부티로니트릴, 벤젠술폰히드라지드, 트리히드라지노트리아진, 아조디카르복실산의 금속염, 옥살산 히드라지드, 히드라조카르복실레이트, 디페닐옥시드-4,4'-디술포히드라지드, 테트라졸화합물, 중탄산나트륨, 중탄산암모늄, 카르보네이트 화합물과 폴리탄산의 제제, 시트르산과 중탄산나트륨의 혼합물, N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드 및 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 물리 발포제는 무기 및 유기 발포제를 포함하는 것일 수 있다.
상기 무기 물리 발포제는 일 예로 질소, 아르곤, 산소, 공기, 헬륨 및 이산화탄소로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 여기서 공기란 인위적으로 주입하는 가스(gas)가 아닌 지구를 둘러싼 대기 중에 존재하는 일반적인 에어(air)를 의미한다.
상기 유기 물리 발포제는 일 예로 지방족 탄화수소(일 예로 메탄, 에탄, 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄 및 이들의 조합), 지방족 알코올(일 예로 메탄올, 에탄올, n-프로판올 및 이소프로판올 및 이들의 조합), 완전 및 부분 할로겐화 지방족 탄화수소(일 예로 플루오로카본, 클로로카본 및 클로로플루오로카본 및 이들의 조합)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 기계적 발포는 구체적 일 실시예로, 기계적 교반에 의해 물리 발포제로서 공기(air)를 발포층용 졸에 도입하여 발포층용 조성물을 제조한 후, 상기 발포층용 조성물의 겔링(gelling)에 의해 발포층 내에 기공을 형성하는 것을 의미한다.
상기 발포층용 졸은 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 가소제 60-100중량부 및 충전제 30-70중량부를 포함할 수 있다.
상기 폴리염화비닐 수지는 중량평균분자량이 120,000-200,000g/mole, 바람직하게는 140,000-170,000g/mole일 수 있으며, 120,000g/mole 미만일 경우 기공 벽이 단단하지 못해 시간이 지나면 차음성이 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 발포층용 졸의 형성이 어려워 이를 이용하여 발포층을 형성하기 곤란하며, 결과적으로 차음성이 저하되므로 상기 범위 내의 중량평균분자량을 가질 수 있다.
또한, 상기 폴리염화비닐 수지는 중합도가 900-1300, 바람직하게는 1000-1200일 수 있으며, 상기 범위 내에서 마루 바닥재에 우수한 차음성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
상기 가소제는 프탈레이트계 가소제, 테레프탈레이트계 가소제, 벤조에이트계 가소제, 시트레이트계 가소제, 포스페이트계 가소제 및 아디페이트계 가소제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 구체적인 일 실시예로 친환경적인 테레프탈레이트계 가소제를 사용할 수 있다.
상기 가소제는 상기 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 60-100중량부, 바람직하게는 70-90중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 가공성 및 차음성이 우수하면서, 가소제 이행 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기 충전제는 탄산칼슘, 목분, 운모, 비정질 실리카, 활석, 제올라이트, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 인산칼슘, 인산마그네슘, 산화알루미늄, 카올린, ATH(Alumina trihydrate) 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 본 발명에서는 구체적 일 실시예로 가격 및 범용성 측면에서 유리하고, 내열성 및 내구성을 높일 수 있는 탄산칼슘을 사용할 수 있다.
상기 충전제는 상기 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 30-70중량부, 바람직하게는 40-60중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 적절한 원가를 유지하면서 마루 바닥재에 우수한 기계적 물성 및 가공성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 발포층용 졸은 코팅 작업 시 발생하는 기포를 없애기 위해, 상기 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 0.5-5중량부, 바람직하게는 1-3중량부의 소포제와, 폴리염화비닐 수지의 열 안정성을 높이기 위해 0.5-5중량부, 바람직하게는 1-3중량부의 열안정제를 더 포함할 수 있으며, 이의 종류는 통상의 기술자에게 자명한 것으로 본 명세서에는 제한하지 않는다.
상기 발포층용 조성물은 발포층용 졸 외에 선택적으로 발포층 내 안정적인 기공 형성을 위해 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 발포층용 졸 내로 혼입된 기체가 안정적으로 유지되어, 발포층 내 균일한 기공을 형성할 수 있도록 한 것으로, 이온(ion)계, 비이온(Nonion)계, 불소(Fluorine)계 및 실리콘(Silicon)계로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 본 발명에서는 구체적 일 실시예로 소량을 사용하여도, 안정적인 기공 형성이 우수하고 안정성이 높은 실리콘계 계면활성제를 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 상기 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 1-15중량부, 바람직하게는 5-10중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 특정 형상 및 직경을 가진 기공이 발포층 내에 특정 개수로 균일하게 분산되어 마루 바닥재에 우수한 차음성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
상기 발포층용 졸은 유리섬유(glass fiber) 시트(미도시) 상부에 도포되는 것으로, 상기 유리섬유 시트가 캐리어 역할을 하여 보드 상부에 접착제를 매개로 발포층을 형성할 수 있다.
상기 유리섬유 시트는 유리섬유 직포 또는 유리섬유 부직포일 수 있고, 이의 평량은 30-65g/m2, 또는 35-60g/m2일 수 있으나, 이에 제한하지 않는다.
위에서 서술한 상기 발포층용 조성물을 이용하여 기계적 발포로 형성된 본 발명의 발포층은, 상기 발포층의 1mm2의 단면적 내에 포함된 기공의 90% 이상, 95% 이상 또는 98% 이상이 닫힌 형상의 기공(closed pore or closed cell)일 수 있으며, 닫힌 형상의 기공의 비율이 90% 미만일 경우 열린 형상의 기공(opened pore or open cell)이 많아 시간이 지나면 차음성이 저하될 수 있어, 상기 범위 내의 닫힌 형상의 기공을 포함할 수 있다.
상기 1mm2의 단면적 내에 포함된 닫힌 형상의 기공 비율의 상한치는 특별히 제한하지 않으며, 일 예로 100%일 수 있다.
또한, 상기 발포층 내 포함되는 상기 닫힌 형상의 기공은 평균 직경이 100-300㎛ 또는 100-250㎛일 수 있으며, 100㎛ 미만일 경우 마루 바닥재의 차음성이 저하될 수 있고, 300㎛를 초과할 경우 기공 크기가 과도하여 마루 바닥재의 내구성이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 평균 직경을 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 기공의 평균 직경이란, 하나의 기공이 가질 수 있는 직경의 평균치를 나타내는 것으로, 상기 기공이 구 형상인 경우는 지름의 평균을 의미하고, 구 형상 외의 다른 형상인 경우는 장축과 단축으로 구분 시 장축의 평균 길이를 의미하는 것일 수 있다.
또한, 상기 닫힌 형상의 기공은 발포층의 1mm2의 단면적 내에 5-20개 또는 10-15개로 포함될 수 있으며, 5개 미만일 경우 마루 바닥재의 차음성이 저하될 수 있고, 20개를 초과할 경우 내구성이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 기공 수를 가질 수 있다.
상기 닫힌 형상의 기공의 비율, 기공의 평균 직경 및 개수는 마루 바닥재를 수직 방향으로 또는 수평 방향으로 절단한 후, 광학현미경(Optical Microscope, OM)을 이용하여 절단된 발포층의 단면적(1mm2) 내에 형성된 전체 기공 중 닫힌 형상의 기공의 비율, 기공의 평균 직경 및 개수를 측정할 수 있다.
상기와 같이 기계적 발포로 형성된 발포층을 포함하는, 본 발명의 마루 바닥재는 화학 발포로 형성된 발포층을 포함하는 마루 바닥재에 비해, 닫힌 형상의 기공의 비율이 높아 시간이 지나도 차음성이 유지되는 효과가 있다.
위에서 서술한 코르크층 또는 발포층인 상기 제1차음층(13)은 밀도가 150-500g/cm3, 바람직하게는 200-400g/cm3일 수 있으며, 제1차음층(13)의 밀도가 150 g/cm3 미만일 경우 코르크층의 제조가 어렵고, 발포층은 상기 보드(11)에 접착 시 압축되는 문제가 있고, 500g/cm3을 초과할 경우 마루 바닥재의 차음성이 저하되어 상기 범위 내의 밀도를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1차음층(13)은 두께가 1-5mm, 바람직하게는 2-4mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 우수한 차음성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
상기 복합기재(10)의 두께는 5-13mm, 바람직하게는 7-12mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 마루 바닥재의 내구성이 우수한 효과가 있다.
표면재 (30, 40)
본 발명의 표면재(30, 40)는 위에서 서술한 복합기재(10)의 상부에 위치하여 내눌림성, 내스크래치성 및 내마모성 등의 표면 물성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 표면재(30)는 일 예로, HPL(High Pressure Laminate) 시트일 수 있다. 통상, HPL은 마루 바닥재의 표면재로 사용되는 것으로, 종이 및 섬유질의 기재에 열경화성 수지가 함침되어 있으며, 적정 열과 압력에서 성형된 판상재료를 의미한다.
구체적으로, 상기 HPL 시트는 하부에서 상부로 크래프트지층(31); 모양지층(33); 및 오버레이층(35); 을 포함할 수 있으며, 크래프트지층(31); 모양지층(33); 및 오버레이층(35); 을 각각의 수지 함침액에 함침 및 건조시킨 후 열 압착하여 상기 수지의 열 경화를 통해 제조할 수 있다. (도 1 참조)
보다 구체적으로, 상기 크래프트지층(31)은 상부에 적층되는 모양지층(33)의 무늬나 패턴을 돋보여줄 수 있는 역할을 하는 층으로, 두께가 0.1-0.5mm, 바람직하게는 0.3-0.5mm인 크래프트지를 열경화성 수지를 포함하는 크래프트지층용 수지 함침액에 함침 및 건조시켜 제조할 수 있다.
상기 열경화성 수지는 요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지 및 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 구체적 일 실시예로 치수안정성 및 함침성이 우수한 페놀 수지일 수 있다. 상기 열경화성 수지는 크래프트지층용 수지 함침액 내에 20-70중량%, 바람직하게는 30-50중량%로 포함될 수 있으며, 20중량% 미만일 경우 후술되는 모양지층(33)과의 접착력이 저하될 수 있고, 70중량%를 초과할 경우 함침 및 건조 시간이 많이 소요되며 건조 시 고온에서 장시간 노출되어야 하므로, 변형이 발생할 수 있어 상기 함량 범위 내로 포함될 수 있다.
상기 크래프트지층(31)은 두께가 0.1-0.5mm, 바람직하게는 0.3-0.5mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 상부에 적층되는 모양지층(33)의 무늬나 패턴을 선명하게 돋보여줄 수 있는 효과가 있다.
상기 모양지층(33)은 시각적인 효과를 제공하는 역할을 하는 층으로, 두께가 0.01-0.50mm, 바람직하게는 0.02-0.10mm인 복사지를 열경화성 수지를 포함하는 모양지층용 수지 함침액에 함침 및 건조시켜 제조할 수 있다.
상기 열경화성 수지의 종류는 위에서 서술한 크래프트지층용 수지 함침액에 포함되는 열경화성 수지와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다. 본 발명에서는 모양지층용 수지 함침액에 포함되는 열경화성 수지의 구체적 일 실시예로 난연성이 우수한 멜라민 수지를 사용할 수 있다.
상기 모양지층용 수지 함침액에 포함되는 열경화성 수지는 모양지층용 수지 함침액 내에 60-85중량%, 바람직하게는 65-80중량%로 포함될 수 있으며, 60중량% 미만일 경우 크래프트지층(31) 또는 오버레이층(35)과의 접착력이 저하될 수 있고, 85중량%를 초과할 경우 함침 및 건조 시간이 많이 소요되며, 건조 시 고온에서 장시간 노출되어야 하므로 변형이 발생할 수 있어, 상기 함량 범위 내로 포함될 수 있다.
선택적으로, 상기 모양지층용 수지 함침액은 상기 모양지층(33)과 크래프트지층(31) 또는 오버레이층(35)과의 접착력을 더욱 향상시키기 위해, 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane, TPU) 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 모양지층용 수지 함침액 내 5-20중량%, 바람직하게는 8-15중량%로 포함될 수 있으며, 5중량% 미만일 경우 크래프트지층(31) 또는 오버레이층(35)과의 접착력 향상이 미미할 수 있고, 20중량%를 초과할 경우 모양지층(33)의 탄성이 증가함에 따라 유연해져 경화된 수지가 깨질 수 있어 상기 함량 범위 내로 포함될 수 있다.
상기 모양지층(33)의 두께는 0.03-0.15mm, 바람직하게는 0.05-0.15mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 마루 바닥재에 우수한 심미성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
선택적으로, 상기 모양지층(33)으로 열경화성 수지가 함침된 복사지 대신에 천연무늬목을 사용할 수 있다.
상기 오버레이층(35)은 하부에 위치한 모양지층(33)을 보호함과 아울러, 우수한 내마모성 및 내오염성을 부여하여 마루 바닥재의 표면을 보호하는 역할을 하는 층으로, 두께가 0.01-0.1mm, 바람직하게는 0.02-0.05mm인 고급지를 열경화성 수지를 포함하는 오버레이층용 수지 함침액에 함침 및 건조시켜 제조할 수 있다.
상기 열경화성 수지의 종류는 위에서 서술한 모양지층용 수지 함침액에 포함되는 열경화성 수지와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
상기 오버레이층용 수지 함침액에 포함되는 열경화성 수지는 오버레이층용 수지 함침액 내에 50-80중량%, 바람직하게는 55-75중량%로 포함될 수 있으며, 50중량% 미만일 경우 모양지층(33)과의 접착력이 저하될 수 있고, 80중량%를 초과할 경우 함침 및 건조 시간이 많이 소요되며, 건조 시 고온에서 장시간 노출되어야 하므로 변형이 발생할 수 있어 상기 함량 범위 내로 포함될 수 있다.
상기 오버레이층(35)의 두께는 0.03-0.8mm, 바람직하게는 0.05-0.5mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 하부에 위치한 모양지층(32)을 보호함과 아울러, 마루 바닥재에 우수한 내마모성 및 내오염성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
또는, 본 발명의 표면재(40)는 다른 일 실시예로, PLA(Polylactic acid) 수지를 포함할 수 있으며, 이 경우 친환경성이 우수한 효과가 있다.
상기 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 PVC(Polyvinyl Chloride) 등의 석유기반 소재에 비해 월등히 적고, 폐기 시에도 자연 환경 하에서 용이하게 분해될 수 있는 친환경적인 특성을 가진다.
상기와 같은 PLA 수지는 통상적으로 D-PLA, L-PLA, D,L-PLA 또는 meso-PLA 등으로 구분될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 적용되는 PLA 수지에서는 PLA 수지의 종류에 제한되지 않고, 각종 PLA 수지를 단독으로 혹은 2종 이상 혼합하여 제조할 수 있다.
한편, PLA 수지는 위에서 서술한 바와 같이, 락트산 또는 락타이드를 중합시켜 제조할 수 있으며, 필요에 따라서는 락트산 또는 락타이드와, 에틸렌글리콜 또는 프로필렌글리콜 등의 글리콜화합물, 에탄디오산(ethanedioic acid) 또는 테레프탈산 등의 디카복실산, 글리콜산 또는 2-히드록시벤조산 등의 히드록시카르본산, 카프로락톤 또는 프로피오락톤 등의 락톤류와 같은 적절한 공중합 성분이 추가로 공중합될 수도 있다.
상기 PLA 수지를 포함한 표면재(40)는 하부에서 상부로 기재층(41); 인쇄층(43); 및 투명층(45)을 포함할 수 있다(도 2참조).
구체적으로, 상기 기재층(41)은 PLA 수지 100중량부에 대해, 가소제 10-60중량부 및 가공조제 1-20중량부를 포함할 수 있다.
상기 PLA 수지는 위에서 서술한 바와 동일하므로, 중복된 기재는 생략하도록 한다.
상기 가소제는 상기 PLA 수지를 연화하여 열가소성을 증대시킴으로써, 적절한 가공온도에서 성형가공을 용이하게 하는 것으로, 친환경적인 비프탈레이트계 가소제를 사용할 수 있다. 본 발명에서는 구체적 일 실시예로 ATBC(Acetyl TributylCitrate)를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 가소제는 PLA 수지 100중량부에 대해 10-60중량부, 바람직하게는 20-50중량부로 사용할 수 있으며, 10중량부 미만일 경우 PLA 수지의 경도가 높아져 가공성이 저하될 수 있고, 60중량부를 초과할 경우 가소제 이행 현상으로 마루 바닥재의 기계적 물성이 저하될 수 있어 상기 함량 범위 내로 사용할 수 있다.
상기 가공조제는 용융 압출 시 자체로서는 용융강도 또는 내열성이 좋지 않은 PLA 수지의 강도를 보강하여 가공성 및 형상을 확보하는 것으로, 본 발명에서는 구체적 일 실시예로 아크릴계 공중합체를 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량(Mw)은 특별히 제한되지 않으나, 가공 시 용융강도 등의 개선을 고려할 때, 1,000,000-6,000,000g/mole, 바람직하게는 2,000,000-5,000,000g/mole일 수 있다.
상기 가공조제는 PLA 수지 100중량부에 대해 1-20중량부, 바람직하게는 5-10중량부로 사용할 수 있으며, 1중량부 미만일 경우 PLA 수지의 용융 효율 및 용융 강도의 향상이 불충분할 수 있고, 20중량부를 초과할 경우 너무 소프트(soft)하여 표면재의 표면강도가 저하될 수 있어 상기 함량 범위 내로 사용할 수 있다.
또한, 상기 기재층(41)은 활제, 충전제, 내가수분해제 및 사슬연장제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 활제는 용융 압출 등에서 침적물이나 가교물이 축적되는 것을 방지하는 것으로, 상기 PLA 수지를 포함하는 기재층 조성물의 성형 시에 카렌더 롤러 등의 금속 설비의 표면을 윤활시켜 유동성을 개선하고, 금속 설비와 수지의 점착을 방지하며, 슬립성을 향상시키고, 용융 점도를 조절하여, 성형 가공성, 특히 카렌더링 성형 가공성을 극대화할 수 있다.
이러한 활제는 다양한 종류가 있으나, 본 발명에서는 구체적 일 실시예로 친환경 활제에 해당하는 고급지방산을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 탄소수 18의 포화 고급지방산인 스테아린산을 사용할 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
상기 활제는 PLA 수지 100중량부에 대해 0.01-10중량부, 바람직하게는 0.5-5중량부를 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 PLA 수지의 물성에 영향을 미치지 않으면서 우수한 성형 가공성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
상기 충전제는 탄산칼슘, 생석회, 탄산수소칼륨, 송진, 탈크 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 본 발명에서는 구체적 일 실시예로 가격이 저렴한 탄산칼슘을 사용할 수 있다.
상기 충전제는 PLA 수지 100중량부에 대해 50-200중량부, 바람직하게는 70-180중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 우수한 치수안정성을 구현하는 효과가 있다.
상기 내가수분해제는 PLA 수지의 가수분해를 통하여 내충격성 등의 기계적 물성이 저하되는 것을 방지하는 것으로, 본 발명에서는 구체적 일 실시예로 카보디이미드(carbodiimide) 또는 옥사졸린을 사용할 수 있다.
상기 내가수분해제는 PLA 수지 100중량부에 대해 0.01-10중량부, 바람직하게는 0.5-5중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 내충격성 등의 기계적 물성의 저하를 방지하는 효과가 있다.
상기 사슬연장제는 사슬 연장을 통한 분자량을 증가시켜 인장강도, 내열성 등을 향상시키는 것으로, 디이소시아네이트, 에폭시그룹공중합체, 하이드록시카복실산 화합물 등이 이용될 수 있으나, 반드시 이로 한정되는 것은 아니다.
상기 사슬연장제는 PLA 수지 100 중량부에 대해 0.01-10중량부, 바람직하게는 0.1-5중량부로 사용할 수 있으며, 0.01중량부 미만일 경우 사슬연장제 사용에 따른 효과를 얻을 수 없으며, 10중량부를 초과할 경우 PLA 수지의 광택도 등이 저하될 수 있어 상기 함량 범위 내로 사용할 수 있다.
상기 기재층(41)은 두께가 1.0-2.5mm, 바람직하게는 1.5-2mm일 수 있으나, 이에 제한하지 않는다.
상기 인쇄층(43)은 상기 PLA 수지 100중량부에 대해 활제 0.01-10중량부, 충전제 50-200중량부, 내가수분해제 0.1-10중량부 및 안료 10-50중량부를 포함할 수 있다.
상기 PLA 수지, 활제, 충전제, 내가수분해제의 종류 및 함량은 위에서 서술한 기재층(41)에 이용되는 PLA 수지, 활제, 충전제, 내가수분해제의 종류 및 함량과 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
상기 안료는 이산화티탄일 수 있으며, 상기 인쇄층에 인쇄되는 인쇄패턴을 돋보여주는 역할을 할 수 있다. 상기 안료는 상기 PLA 수지 100중량부에 대해 10-50중량부, 바람직하게는 15-45중량부를 사용할 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
상기 인쇄는 무늬목 형태의 인쇄패턴을 구현하는 것일 수 있으며, 그라비아 인쇄, 전사 인쇄, 옵셋 인쇄, 로타리 스크린 인쇄 등의 공지된 공법으로 수행할 수 있다.
상기 인쇄층(43)은 두께가 0.08-0.5mm, 바람직하게는 0.1-0.15mm일 수 있으나, 이에 제한하지 않는다.
상기 투명층(45)은 PLA 수지 100중량부에 대해, 가공조제 100-150중량부, 활제 0.01-10중량부, 사슬연장제 0.01-10중량부 및 내가수분해제 0.01-10중량부를 포함할 수 있다.
상기 PLA 수지, 가공조제, 활제, 사슬연장제, 내가수분해제의 종류 및 함량은 위에서 서술한 기재층(41)에 이용되는 PLA 수지, 가공조제, 활제, 사슬연장제, 내가수분해제의 종류와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
상기 투명층(45)은 두께가 0.08-0.3mm, 바람직하게는 0.1-0.15mm일 수 있으나, 이에 제한하지 않는다.
위에서 서술한 상기 복합기재(10)와 표면재(30, 40)는 접착제층(미도시)을 매개로 접착될 수 있으며, 보다 구체적으로 상기 접착제층은 폴리비닐아세테이트계(PVAc) 접착제, 에폭시계 접착제, 또는 에틸렌비닐아세테이트계(EVA) 접착제를 이용하여 형성한 것일 수 있고, 본 발명에서는 구체적 일 실시예로 상온에서 접착가능한 폴리비닐아세테이트계 접착제를 사용할 수 있다.
본 발명의 마루 바닥재는 선택적으로, 상기 복합기재(10)와 표면재(30, 40) 사이에 제2차음층(23)을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 차음성이 더욱 우수한 효과가 있다(도 3 참조).
상기 제2차음층(23)은 위에서 서술한 제1차음층(13)과 동일한 재료로 형성된 것일 수 있다.
다만, 상기 제2차음층(23)은 밀도가 550-900g/cm3, 바람직하게는 650-850g/cm3일 수 있으며, 550g/cm3 미만일 경우 제2차음층(23)과, 이의 상부에 위치하는 표면재(30, 40)와의 밀도 차이로 인해 여름철 또는 겨울철 난방 시 상기 표면재(30, 40)에 웨이브가 발생하여 외관이 저하될 수 있고, 900g/cm3을 초과할 경우 마루 바닥재의 차음성이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 밀도를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 제2차음층(23)이 코르크층일 경우, 상기 코르크층은 코르크 분말과 접착제를 블록에 투입 후 가압 시 제1차음층 형성 시 보다 더 높은 압력을 가하여 형성한 것일 수 있다.
또는, 상기 제2차음층(23)이 발포층일 경우, 상기 발포층은 공기(air)의 도입 시간을 짧게 하여 발포배율을 줄임으로써 상기 밀도 범위를 만족할 수 있다.
이때, 상기 발포층 내 포함되는 상기 닫힌 형상의 기공은 평균 직경이 50-200㎛ 또는 80-150㎛일 수 있으며, 50㎛ 미만일 경우 제2차음층(23)의 밀도가 너무 커져 마루 바닥재의 차음성이 저하될 수 있고, 200㎛를 초과할 경우 제2차음층(23)과, 이의 상부에 위치하는 표면재(30, 40)와의 밀도 차이로 인해 여름철 또는 겨울철 난방 시 상기 표면재(30, 40)에 웨이브가 발생하여 외관이 저하될 수 있어 상기 범위 내의 평균 직경을 가질 수 있다.
또한, 상기 닫힌 형상의 기공은 발포층의 1mm2의 단면적 내에 3-10개 또는 5-9개로 포함될 수 있으며, 상기 범위 내에서 마루 바닥재에 우수한 차음성을 부여함과 아울러, 외관이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 마루 바닥재는 선택적으로, 상기 복합기재(10)와 표면재(30, 40) 사이에 치수안정층(20)을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 마루 바닥재에 우수한 치수안정성을 부여할 수 있는 효과가 있다(도 4 참조).
상기 치수안정층(20)은 유리섬유(glass fiber) 시트를 아크릴 바인더에 함침 후 겔링시켜 제조된 것일 수 있다.
상기 아크릴 바인더는 아크릴 수지 100중량부에 대해 가소제 40-150중량부, 충전제 50-150중량부, 점도저하제 5-30중량부 및 안료 5-20중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 마루 바닥재는 전술한 특징을 가짐으로써, 최하부에 차음층을 포함하는 종래의 마루 바닥재와 비교하여, 동등 수준 이상의 차음성을 가지면서도 컬링성 및 치수안정성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 마루 바닥재는 두께가 9-15mm, 바람직하게는 9.5-14mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 우수한 내구성, 차음성 및 치수안정성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 마루 바닥재는 컬링성이 -5 내지 +5mm, 바람직하게는 -4 내지 +4mm, 보다 바람직하게는 -3 내지 +3mm일 수 있으며 상기 범위 내에서 치수안정성이 우수한 효과가 있다.
상기 컬링성은 ISO 23999에 의거하여 마루 바닥재의 시편(길이, 너비가 800mm x 95mm) 6개를 각각 고온 변형 조건(80℃에서 6시간 동안)에서 방치하고, 이를 상온에 꺼내 충분히 25℃가 되도록 기다리고, 저온 변형 조건(-5℃에서 6시간 동안)에서 방치한 후 이를 상온에 꺼내 충분히 25℃가 되도록 기다린 후, 각 조건에서 마루 바닥재의 가장자리가 바닥으로부터 컬링이 발생하는 높낮이를 틈새 게이지(MITUTOYO社, 184-304S)로 측정하여, 각 변형 조건에서의 평균치를 계산할 수 있다.
본 발명은 보드; 제1차음층; 보드; 가 일체화된 복합기재를 제조하는 복합기재 제조단계(S1);
표면재를 제조하는 표면재 제조단계(S3); 및
상기 복합기재 상부에 표면재를 합판하는 합판단계(S5); 를 포함하는 마루 바닥재의 제조방법으로,
상기 제1차음층은 코르크층 또는 발포층이고,
상기 마루 바닥재는 차음성(ISO 10140)이 △10-25dB인 것인 마루 바닥재의 제조방법에 관한 것이다.
이하에서는 각 단계에 대해 보다 구체적으로 설명해보기로 한다.
복합기재 제조단계(S1)
상기 복합기재 제조단계(S1)는 하부에서 상부로 보드; 제1차음층; 및 보드를 위치시킨 후 상온에서 압착하여 복합기재를 제조하는 단계일 수 있다.
구체적으로, 제1차음층이 코르크층일 경우, 천연 나무에서 벗겨낸 코르크를 0.6-1.2mm의 입자 크기로 분쇄한 제1코르크 분말과, 3-15mm의 입자 크기로 분쇄한 제2코르크 분말을 1-7 : 3-9, 바람직하게는 2-6 : 4-8, 보다 바람직하게는 3-5 : 5-7의 혼합비율로 큰 사각 블록에 접착제와 함께 투입하여 5-15kgf/cm2, 바람직하게는 8-10kgf/cm2의 압력으로 가압한 후 꺼내어 냉각시킨 다음, 접착제에 의한 완전경화 및 변형을 방지하기 위해서 상온에서 1-5주간, 바람직하게는 2-4주간 방치한 후 회전 나이프가 설치된 슬라이싱 머신(Slicing machine)에서 일정한 두께로 연속 커팅하여 제조할 수 있다.
이어서, 보드 상부에 접착제를 도포한 후, 상기 코르크층을 위치시키고 이의 상부에 다시 접착제를 도포한 후 보드를 위치시킨 후 상온에서 압착하여 복합기재를 제조할 수 있다.
상기 접착제는 폴리비닐아세테이트계 접착제일 수 있다.
상기 압착은 10-15kg/cm2, 바람직하게는 10-13kg/cm2의 압력을 30-60분, 바람직하게는 40-55분 동안 가할 수 있으며, 상기 범위 내에서 보드와 제1차음층의 박리강도가 우수한 효과가 있다.
또는, 상기 제1차음층이 발포층일 경우, 발포층용 졸을 믹서에서 2000-3500rpm, 바람직하게는 2500-3200rpm으로 15-40분, 바람직하게는 20-30분 동안 혼합한 후, 폼 믹서(mixer)에 상기 혼합된 발포층용 졸과 계면활성제를 각각 투입하여 2000-3500rpm, 바람직하게는 2500-3200rpm으로 15-30분, 바람직하게는 20-30분동안 공기가 충분히 취입되도록 기계적 교반하여 제조할 수 있다.
또한 선택적으로, 발포층의 밀도를 조절하기 위해 상기 발포층용 조성물을 포터블 탱크(portable tank)에서 1-5시간, 2-5시간 또는 1-3시간 동안 숙성시킬 수 있다.
상기 발포층용 졸은 위에서 서술한 바와 동일하므로 중복적인 기재는 생략하도록 한다.
이어서, 평량이 30-65g/m2, 또는 35-60g/m2인 유리섬유 시트(미도시) 상부에 상기 발포층용 조성물을 도포한 후 5-10m/min, 바람직하게는 6-9m/min의 속도로 185-220℃, 바람직하게는 190-210℃의 온도의 오븐을 통과시켜 겔화(gelling)시킴으로써 기계적으로 발포된, 발포층을 제조한다.
상기 도포는 나이프 코타, 콤마 코타, 그라비아 코타 또는 롤 코타를 이용할 수 있으며 이에 제한하지 않는다.
이어서, 상기 보드 상부에 접착제를 도포한 후, 위에서 제조한 유리섬유 시트와 접합된 발포층을 위치시킨 후, 다시 이의 상부에 접착제를 도포하고 보드를 위치시키고 상온에서 압착하여 복합기재를 제조할 수 있다.
상기 압착 조건은 위에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
표면재 제조단계(S3)
상기 표면재 제조단계(S3)는 HPL 시트인 표면재를 제조하는 단계일 수 있다.
구체적으로, 크래프트지층용 수지 함침액에 크래프트지를 함침 및 건조시켜 크래프트지층을 형성하고, 모양지층용 수지 함침액에 복사지를 함침 및 건조시켜 모양지층을 형성하며, 오버레이층용 수지 함침액에 고급지를 함침 및 건조시켜 오버레이층을 형성할 수 있다.
상기 수지 함침액은 위에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
상기 건조는 140-160℃, 바람직하게는 145-155℃에서 1-5분, 바람직하게는 2-4분간 수행될 수 있다.
이어서, 하부에서 상부로 상기 크래프트지층, 모양지층 및 오버레이층을 적층한 후 110-140℃, 바람직하게는 120-130℃에서 30-60kgf/cm2, 바람직하게는 35-50kgf/cm2의 압력으로 압착하여 HPL 시트인 표면재를 제조할 수 있다.
또는, 상기 표면재가 PLA 수지를 포함할 경우 위에서 서술한 기재층; 인쇄층; 및 투명층의 각 조성물을 각각 160-190℃, 바람직하게는 170-180℃에서 혼련 후, 상기 혼련된 조성물을 155-185℃, 바람직하게는 160-180℃ 온도의 캘린더롤을 통과시킴으로써 기재층; 인쇄층; 및 투명층을 제조할 수 있다.
이어서, 하부에서 상부로 기재층; 인쇄층; 및 투명층을 위치시킨 후 145-165℃, 바람직하게는 150-160℃ 온도에서 합판하여 PLA 수지를 포함하는 표면재를 제조할 수 있다.
상기 복합기재 제조단계(S1)와 표면재 제조단계(S3)는 그 순서를 바꿔 수행하여도 무방하다.
합판단계(S5)
상기 합판단계(S5)는 위에서 제조한 복합기재 상부에 접착제를 도포한 후, 이의 상부에 표면재를 위치시키고 상온에서 압착하여 최종 마루 바닥재를 제조하는 단계일 수 있다.
상기 압착은 8-15kg/cm2, 바람직하게는 10-13kg/cm2의 압력을 30-60분, 바람직하게는 40-55분 동안 가할 수 있으며, 상기 범위 내에서 복합기재와 표면재의 박리강도가 우수한 효과가 있다.
본 발명의 마루 바닥재 제조방법은 선택적으로, 상기 표면재 제조단계(S3) 이전에 제2차음층 형성 단계(S2)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2차음층이 코르크층일 경우, 천연 나무에서 벗겨낸 코르크를 0.6-1.2mm의 입자 크기로 분쇄한 제1코르크 분말과, 3-15mm의 입자 크기로 분쇄한 제2코르크 분말을 1-7 : 3-9, 바람직하게는 2-6 : 4-8, 보다 바람직하게는 3-5 : 5-7의 혼합비율로 큰 사각 블록에 접착제와 함께 투입하여 12-22kgf/cm2, 바람직하게는 15-18kgf/cm2의 압력으로 가압한 후 꺼내어 냉각시킨 다음, 접착제에 의한 완전경화 및 변형을 방지하기 위해서 상온에서 1-5주간, 바람직하게는 2-4주간 방치한 후 회전 나이프가 설치된 슬라이싱 머신(Slicing machine)에서 일정한 두께로 연속 커팅하여 제조할 수 있다.
또는, 상기 제2차음층이 발포층일 경우, 발포층용 졸을 믹서에서 2000-3500rpm, 바람직하게는 2500-3200rpm으로 15-40분, 바람직하게는 20-30분 동안 혼합한 후, 폼 믹서(mixer)에 상기 혼합된 발포층용 졸과 계면활성제를 각각 투입하여 2000-3500rpm, 바람직하게는 2500-3200rpm으로 5-20분, 바람직하게는 10-15분동안 공기가 충분히 취입되도록 기계적 교반하여 제조할 수 있다.
이렇게 제조한 제2차음층은 복합기재와 표면재 사이에 접착제를 매개로 적층될 수 있다.
또한, 본 발명의 마루 바닥재의 제조방법은 선택적으로, 상기 표면재 제조단계(S3) 이전에 치수안정층(20) 형성단계(S2')를 더 포함할 수 있다.
상기 치수안정층(20)은 위에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
위에서 제조한 본 발명의 마루 바닥재(1)는 접착제에 의해 바닥면에 시공될 수 있으며, 본 발명은 합판이 바닥면과 닿게 되므로 여름철 또는 겨울철 난방 시 치수안정성이 우수한 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[ 실시예 ]
하기 실시예 및 비교예에서 사용되는 성분은 하기와 같다.
합판 인도네시아, 말레이시아산 내수합판
접착제 폴리비닐아세테이트계 접착제
제1차음층 코르크층 밀도: 250g/cm3
기계적 발포층 밀도: 250g/cm3
제2차음층 코르크층 밀도: 750g/cm3
제3차음층 코르크층 밀도: 250g/cm3
< 실시예 1>
1. 복합기재 제조단계(S1)
두께가 3.5mm인 합판의 상부에 접착제를 도포한 후, 이에 밀도가 250g/cm3이고 두께가 3mm인 코르크층을 위치시키고 상기 코르크층의 상부에 접착제를 도포한 후, 두께가 3.5mm인 합판을 위치시키고 상온에서 10-13kg/cm2으로 50분 동안 압착하여 위로부터 보드(합판); 제1차음층(코르크층); 보드(합판)가 일체화된 두께가 10mm인 복합기재를 제조하였다.
상기 코르크층은 천연 나무에서 벗겨낸 코르크를 0.5-1mm의 입자 크기로 분쇄한 제1코르크 분말과, 3-10mm의 입자 크기로 분쇄한 제2코르크 분말을 5 : 5의 비율로 큰 사각 블록에 접착제와 함께 투입하여 10kgf/cm2의 압력으로 가압한 후 꺼내어 냉각시킨 다음, 상온에서 3주간 방치한 후 회전 나이프가 설치된 슬라이싱 머신(Slicing machine)에서 3mm의 두께로 연속 커팅하여 제조한 것이다.
2. 표면재 제조단계(S3)
0.30mm의 크래프트지에 페놀수지를 40중량%를 포함하는 크래프트지층용 수지 함침액에 함침시킨 후 건조 오븐에서 140-160℃로 1-5분간 건조시켜 두께가 0.30mm인 크래프트지층을 제조하였다.
0.10mm의 복사지를 멜라민 수지 70중량% 및 열가소성 폴리우레탄 수지 10중량%를 포함하는 모양지층용 수지 함침액에 함침시킨 후 건조 오븐에서 140-160℃로 1-5분간 건조시켜 두께가 0.1mm인 모양지층을 제조하였다.
0.05mm의 고급지를 멜라민 수지 60중량%를 포함하는 오버레이층용 수지 함침액에 함침시킨 후 건조 오븐에서 140-160℃로 1-5분간 건조시켜 두께가 0.05mm인 오버레이층을 제조하였다.
이어서, 하부에서 상부로 상기 크래프트지층, 모양지층 및 오버레이층을 적층한 후 125℃에서 35kgf/cm2으로 압착하여 두께가 0.45mm인 HPL(High pressure Laminate) 시트인 표면재를 제조하였다.
3. 합판 단계(S5)
상기 복합기재 상부에 접착제를 도포한 후, 위에서 제조한 표면재를 위치시키고 상온에서 10-13kg/cm2의 압력으로 50분 동안 압착하여 두께가 약 11mm인 실시예 1의 마루 바닥재를 제조하였다.
< 실시예 2>
상기 실시예 1의 복합기재 제조단계(S1)를 하기와 같이 수행하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 마루 바닥재를 제조하였다.
1.복합기재 제조단계(S1)
중량평균분자량이 150,000g/mole이고, 중합도가 1000-1100인 폴리염화비닐 수지(LG화학社, PB1202) 100중량부, 가소제(LG화학社, DOTP) 80중량부, 충전제(렉셈社, S1000) 50중량부, 소포제(DOW Chemical社, XIAMETER PMX-200) 1중량부 및 열안정제(송원산업社, SW-300) 1.5중량부를 포함하는 발포층용 졸을 믹서(Mondo社, MONDOMIX)에서 3000rpm으로 30분동안 혼합하였다. 이 후, 폼 믹서(Mondo社, MONDOMIX VB25)에 상기 혼합된 발포층용 졸과 계면활성제 5중량부를 투입하여 3000rpm으로 20분동안 공기가 충분히 취입되도록 기계적 교반하여 발포층용 조성물을 제조하였다. 이 후, 이를 포터블 탱크(portable tank)로 옮겨 4시간 정도 숙성시켰다.
이어서, 평량이 50g/m2인 유리섬유 시트 상부에 상기 발포층용 조성물을 콤마 코타를 이용하여 도포한 후 7m/min을 속도로 200-210℃ 온도의 3챔버 오븐을 통과시켜 겔화(gelling)시킴으로써 밀도가 250g/cm3인 기계적 발포된 발포층을 수득하였다.
상기 유리섬유 시트와 발포층의 두께의 합은 3mm였다.
이어서, 두께가 3.5mm인 합판의 상부에 접착제를 도포한 후, 상기 유리섬유 시트와 접합된 기계적 발포층을 위치시키고, 다시 이의 상부에 접착제를 도포한 후, 두께가 3.5mm인 합판을 위치시키고 상온에서 10-13kg/cm2으로 50분 동안 압착하여 위로부터 보드(합판); 제1차음층(기계적 발포층); 보드(합판)가 일체화된 두께가 10mm인 복합기재를 제조하였다.
< 실시예 3>
1. 복합기재 제조단계(S1)
두께가 3.5mm인 합판의 상부에 접착제를 도포한 후, 이에 밀도가 250g/cm3이고 두께가 1.5mm인 코르크층을 위치시키고 상기 코르크층의 상부에 접착제를 도포한 후, 두께가 3.5mm인 합판을 위치시키고 상온에서 10-13kg/cm2으로 50분 동안 압착하여 위로부터 보드(합판); 제1차음층(코르크층); 보드(합판)가 일체화된 두께가 8.5mm인 복합기재를 제조하였다.
상기 코르크층은 실시예 1과 동일한 구성으로 제조하였다.
2. 제2차음층 제조단계(S2)
천연 나무에서 벗겨낸 코르크를 0.5-1mm의 입자 크기로 분쇄한 제1코르크 분말과, 3-10mm의 입자 크기로 분쇄한 제2코르크 분말을 큰 사각 블록에 접착제와 함께 투입하여 16kgf/cm2의 압력으로 가압한 후 꺼내어 냉각시킨 다음, 상온에서 3주간 방치한 후 회전 나이프가 설치된 슬라이싱 머신(Slicing machine)에서 1.5mm의 두께로 연속 커팅하여, 밀도가 750g/cm3인 제2차음층을 제조하였다.
3 표면재 제조단계(S3)
표면재는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
4. 합판단계(S5)
상기 복합기재 상부에 접착제를 도포한 후, 이에 밀도가 750g/cm3이고 두께가 1.5mm인 코르크층인 제2차음층을 위치시키고 상기 제2차음층 상부에 접착제를 도포한 후, 상기 표면재를 위치시키고 상온에서 10-13kg/cm2의 압력으로 50분 동안 압착하여 두께가 약 11mm인 마루 바닥재를 제조하였다.
< 비교예 1>
1. 기재 및 제3차음층 준비단계
두께가 7mm인 합판 및 밀도가 250g/cm3이고 두께가 3mm인, 제3차음층인 코르크층을 준비하였다.
상기 코르크층은 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
2. 1차 합판단계
상기 합판 일면에 접착제를 도포한 후, 상기 코르크층을 위치시키고 상온에서 10-13kg/cm2의 압력으로 50분 동안 압착하였다.
3. 표면재 제조단계
표면재는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
4. 2차 합판단계
상기 합판의 다른 일면에 접착제를 도포한 후, 상기 표면재를 위치시키고 상온에서 10-13kg/cm2의 압력으로 50분 동안 압착하여 두께가 약 11mm인 마루 바닥재를 제조하였다.
< 비교예 2>
1. 기재 및 제2차음층 준비단계
두께가 8.5mm인 합판 및 밀도가 750g/cm3이고 두께가 1.5mm인, 제2차음층인 코르크층을 준비하였다.
상기 코르크층은 실시예 3의 제2차음층과 동일하게 제조하였다.
2. 1차 합판단계
상기 합판 일면에 접착제를 도포한 후, 상기 코르크층을 위치시키고 상온에서 10-13kg/cm2의 압력으로 50분 동안 압착하였다.
3. 표면재 제조단계
표면재는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
4. 2차 합판단계
상기 코르크층 상부에 접착제를 도포한 후, 상기 표면재를 위치시키고 상온에서 10-13kg/cm2의 압력으로 50분 동안 압착하여 두께가 약 11mm인 마루 바닥재를 제조하였다.
< 비교예 3>
상기 실시예 1의 복합기재 내 제1차음층의 밀도를 600g/cm3로 하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 마루 바닥재를 제조하였다.
이때, 상기 제1차음층인 코르크층은 천연 나무에서 벗겨낸 코르크를 0.5-1mm의 입자 크기로 분쇄한 제1코르크 분말과, 3-10mm의 입자 크기로 분쇄한 제2코르크 분말을 큰 사각 블록에 접착제와 함께 투입하여 25kgf/cm2의 압력으로 가압한 후 꺼내어 냉각시킨 다음, 상온에서 3주간 방치한 후 회전 나이프가 설치된 슬라이싱 머신(Slicing machine)에서 3mm의 두께로 연속 커팅하여 제조한 것이다.
< 비교예 4>
상기 실시예 3의 복합기재와 표면재 사이에 위치한 제2차음층의 밀도를 300g/cm3로 하였다는 점을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 마루 바닥재를 제조하였다.
이때, 상기 제2차음층인 코르크층은 천연 나무에서 벗겨낸 코르크를 0.5-1mm의 입자 크기로 분쇄한 제1코르크 분말과, 3-10mm의 입자 크기로 분쇄한 제2코르크 분말을 큰 사각 블록에 접착제와 함께 투입하여 10kgf/cm2의 압력으로 가압한 후 꺼내어 냉각시킨 다음, 상온에서 3주간 방치한 후 회전 나이프가 설치된 슬라이싱 머신(Slicing machine)에서 1.5mm의 두께로 연속 커팅하여 제조한 것이다.
[ 시험예 ]
위에서 제조한 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4의 마루 바닥재의 차음성, 치수변화율 및 컬링성을 측정하여 하기 표 2에 그 결과값을 나타내었다.
(1) 마루 바닥재의 차음성은 ISO 10140에 의거하여 경량충격음을 측정한 후, 대조군 대비 저감된 소음(△dB)을 측정하였다. 대조군은 바닥재로 마감되어 있지 않은 시멘트면인 바닥면을 대상으로 측정한 것으로, 상기 대조군의 경량충격음은 70dB이다.
(2) 마루 바닥재의 치수변화율은 마루 바닥재의 시편(길이, 너비가 800mm x 95mm)을 고온(80℃)의 오븐 건조 조건에서 6시간 체류 후, 상온에서 1시간 방치한 후의 상기 시편의 길이 변화율을 측정하였다.
마루 바닥재로 요구되는 치수변화율은 상기 조건하에서 0.20% 이하이다.
(3) 마루 바닥재의 컬링성은 ISO 23999에 의거하여 마루 바닥재의 시편 길이, 너비가 800mm x 95mm) 6개를 각각 고온 변형 조건(80℃에서 6시간 동안)에서 방치하고 이를 상온에 꺼내 충분히 25℃가 되도록 기다리고, 저온 변형 조건(-5℃에서 6시간 동안)에서 방치한 후 이를 상온에 꺼내 충분히 25℃가 되도록 기다린 후, 각 조건에서 마루 바닥재의 가장자리가 바닥으로부터 컬링이 발생하는 높낮이를 틈새 게이지(MITUTOYO社, 184-304S)로 측정하여 각 변형 조건에서의 평균치를 계산하였다.
(+: 컬의 방향이 위로 향함, -: 컬의 방향이 아래로 향함)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
적층구조 표면재층 표면재층 표면재층 표면재층 표면재층 표면재층 표면재층
- - 제2차음층
(코르크)		 - 제2차음층
(코르크)		 - 제2차음층
(코르크)
합판 합판 합판 합판 합판 합판 합판
제1차음층
(코르크)		 제1차음층
(기계발포)		 제1차음층
(코르크)		 제1차음층
(코르크)		 제1차음층
(코르크)
합판 합판 합판 합판 합판
- - - 제3차음층
(코르크)		 - - -
제1차음층
밀도(g/cm3)		 250 250 250 - - 600 250
제2차음층
밀도(g/cm3)		 - - 750 - 750 - 300
제3차음층
밀도(g/cm3)		 - - - 250 - - -
마루 바닥재 물성
차음성(△dB) 18 17 20 17 14 15 19
치수변화율
(%)		 -0.13 -0.14 -0.15 -0.23 -0.15 -0.15 -0.23
컬링성
(고온/저온)
(mm)		 -3~+3 -4~+4 -5~+5 -10~+10 -5~+5 -7~+7 -10~+10
상기 표 2에서 보시는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 마루 바닥재는 차음층이 기재 하부에 위치한 비교예 1의 마루 바닥재와 비교하여 동등 수준 이상의 차음성을 가지면서 치수안정성 및 컬링성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
특히, 복합기재와 표면재 사이에 추가로 제2차음층을 더 포함한 실시예 3의 마루 바닥재는, 실시예 1 및 2에 비해 차음성이 더욱 우수한 것을 확인할 수 있었다.
반면, 기재 내에 제1차음층을 포함하지 못하고 기재와 표면재의 사이에만 차음층을 포함한 비교예 2의 경우, 상기 제2차음층의 밀도가 높아 실시예들에 비해 차음성이 저하된 것을 확인할 수 있었다.
또한, 복합기재 내 제1차음층의 밀도가 특정 범위를 초과한 비교예 3의 마루 바닥재는 실시예들에 비해 차음성 및 컬링성이 저하되고, 복합기재와 표면재 사이에 위치한 제2차음층의 밀도가 특정 범위 미만인 비교예 4의 마루 바닥재는 치수안정성 및 컬링성이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
1: 마루 바닥재 10: 복합기재
11: 보드 13: 제1차음층
20: 치수안정층 23: 제2차음층
30, 40: 표면재 31: 크래프트지층
33: 모양지층 35: 오버레이층
41: 기재층 43: 인쇄층
45: 투명층

Claims (16)

  1. 보드; 제1차음층; 보드; 가 일체화된 복합기재; 및 표면재; 를 포함하는 마루 바닥재로,
    상기 제1차음층은 코르크층 또는 발포층이고,
    상기 마루 바닥재는 차음성(ISO 10140)이 △10-25dB인 것인 마루 바닥재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마루 바닥재는 차음성(ISO 10140)이 △12-20dB인 것인 마루 바닥재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마루 바닥재는 치수변화율(80℃, 6hr)이 -0.20% 내지 +0.10%인 것인 마루 바닥재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발포층은 기계적 발포로 형성된 것인 마루 바닥재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발포층의 1mm2의 단면적 내에 포함된 기공의 90% 이상이 닫힌 형상의 기공(closed pore)인 것인 마루 바닥재.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 닫힌 형상의 기공은 평균 직경이 100-300㎛인 것인 마루 바닥재.
  7. 제5항에 있어서,
    닫힌 형상의 기공은 발포층의 1mm2의 단면적 내에 5-20개로 포함되는 것인 마루 바닥재.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코르크층은 0.6-1.2mm의 입자 크기의 제1코르크 분말과, 3-15mm의 입자 크기의 제2코르크 분말을 1-7 : 3-9의 혼합비율로 포함하는 것인 마루 바닥재.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1차음층은 밀도가 150-500g/cm3 인 것인 마루 바닥재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 표면재는 HPL(High Pressure Laminate) 시트 또는 PLA 수지를 포함하는 것인 마루 바닥재.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 마루 바닥재는 상기 복합기재와 표면재 사이에 제2차음층을 더 포함하는 것인 마루 바닥재.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2차음층은 밀도가 550-900g/cm3인 것인 마루 바닥재.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 마루 바닥재는 두께가 9-15mm인 것인 마루 바닥재.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 마루 바닥재는 컬링성(ISO 23999)이 -5 내지 +5mm인 것인 마루 바닥재.
  15. 보드; 제1차음층; 보드; 가 일체화된 복합기재를 제조하는 복합기재 제조단계(S1);
    표면재를 제조하는 표면재 제조단계(S3); 및
    상기 복합기재 상부에 표면재를 합판하는 합판단계(S5); 를 포함하는 마루 바닥재의 제조방법으로,
    상기 제1차음층은 코르크층 또는 발포층이고,
    상기 마루 바닥재는 차음성(ISO 10140)이 △10-25dB인 것인 마루 바닥재의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 마루 바닥재의 제조방법은 상기 표면재 제조단계(S3) 이전에 제2차음층 형성 단계(S2)를 더 포함하는 것인 마루 바닥재의 제조방법.
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