KR20220102594A - 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재 - Google Patents

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KR20220102594A
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Abstract

본 발명은 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 폴리스틸렌 각재; 및 상기 폴리스틸렌 각재의 적어도 일면에 부착되는 시트;를 포함하며, 상기 시트는 복합 수지층과 상기 복합 수지층의 일측에 배치되는 부직포층을 포함하며, 상기 부직포층에서 상기 복합 수지층의 반대면에 상기 폴리스틸렌 각재와 상기 부직포층을 접착시키는 접착제층이 배치되며, 상기 접착제층의 적어도 일부는 상기 부직포층에 함침되며, 상기 상기 복합 수지층과 상기 부직포층은 동일한 합성 수지인 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재를 제공한다.

Description

폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재{Interior material containing polystyrene material}
본 발명은 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재에 대한 것이다.
복합 수지를 포함하는 도어용 혹은 내장용 자재가 개발되고 있다. 하지만, 복합 수지, 예를 들면 PP(polypropylene), PET(polyethylene terephthalate)등을 포함하는 도어용 혹은 내장용 자재의 경우에 접착제를 통한 접착이 용이하지 않다는 문제가 있다. 왜나하면, 접착제의 경우에 표면을 용해시켜 결합시키는 방식이 있는데, PP 나 PET 의 경우에 용해가 되지 않아서 접착이 용이하지 않기 때문이다.
합성수지인 PP, PET의 제품은 동일 소재 및 다른 합성수지 제품 또는 기타 소재와 접착 시 분자 구조와 밀도 등의 이유로 접착제 성분의 용해성, 침투성이 어려워 접착 시는 열융착 또는 접착력을 높이기 위해 표면처리(코로나, 스크래치, 프라이머) 접착을 하나 표면 처리 후에도 접착력이 매우 낮고 박리 현상 등이 발생하며, 생산 공정상의 설비, 공정, 인력 비용 추가된다는 한계가 있다.
또한 시트, 판재 형태의 면대면의 접착에는 국내 제품의 접착제는 없고 1~2곳의 외국 기술의 용해성의 접착제가 있으나 2액 형으로 표면 용해 시 악취, 장시간의 경화 시간 필요, 고가, 접착력의 미진함으로 활용성(대량소요 등)이 매우 낮다는 한계가 있다.
한편, 기존의 실내용 ABS 수지 도어에 사용되는 PVC 보강각재는 내수성은 좋으나 생산 시 인체에 유해한 가소제, 납 성분이 투입되어 생산되고 화재 시 염소성 가스 포름알데히드 등의 다량의 발암 물질 및 유독가스를 발생하여 인체에 치명적 위해 요소이다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로 다음과 같은 내장재를 제공한다.
본 발명은 일실시예에서, 폴리스틸렌 각재; 및 상기 폴리스틸렌 각재의 적어도 일면에 부착되는 시트;를 포함하며, 상기 시트는 복합 수지층과 상기 복합 수지층의 일측에 배치되는 부직포층을 포함하며, 상기 부직포층에서 상기 복합 수지층의 반대면에 상기 폴리스틸렌 각재와 상기 부직포층을 접착시키는 접착제층이 배치되며, 상기 접착제층의 적어도 일부는 상기 부직포층에 함침되며, 상기 상기 복합 수지층과 상기 부직포층은 동일한 합성 수지인 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재를 제공한다.
일실시예에서, 상기 부직포층은 1㎥ 당 30~45g의 무게를 가질 수 있다.
일실시예에서, 상기 복합 수지층은 합성 수지와 탄산 칼슘, 이산화규소 및 석분 중 적어도 하나의 혼합물이며, 상기 합성 수지는 PP(polypropylene) 혹은 PET(polyethylene terephthalate)일 수 있다.
일실시예에서, 상기 부직포층은 0.1 ~ 0.2 mm 의 두께를 가질 수 있다.
일실시예에서, 상기 폴리스틸렌 각재는 폴리스틸렌 수지와 무기물의 혼합한 복합 수지에 발포제를 첨가한 것으로, 상기 복합 수지에서 무기물은 10~40중량%이며, 무기물로는 탄산칼슘, 이산화규소 및 석분 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 폴리스틸렌 각재는 0.5~0.75의 비중을 가질 수 있다. ,
일실시예에서, 상기 내장재는 상기 폴리스틸렌 각재에 둘러싸이는 허니컴보를 더 포함하며, 상기 시트는 상기 폴리스틸렌 각재와 상기 허니컴보를 동일 평면상에서 커버할 수 있다.
일실시예에서 상기 시트는 상기 폴리스틸렌 각재의 양면에 접착될 수 있다.
일실시에에서, 상기 접착제층은 부직포층에 일부 함침되되 함침부를 빼고 0.3~0.5mm 의 두께를 가질 수 있다.
일실시예에서, 상기 내장재는 상기 허니컴보와 상기 폴리스틸렌 각재 사이에 배치되는 합성 목재 혹은 알미늄 각재를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여 폴리스틸렌 각재를 포함하는 도어 및 내장재를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 복합 수지 및 부직포를 포함하는 도어용 혹은 내장용 시트재를 제조하는 공정 개략도이다.
도 2 는 도 1 에 의해서 생산된 복합 수지 및 부직포를 포함하는 도어용 혹은 내장용 시트재의 일실시예의 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 복합 수지 및 부직포를 포함하는 도어용 혹은 내장용 시트재를 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 4 는 도 1 의 본 발명의 복합 수지 및 부직포를 포함하는 도어용 혹은 내장용 시트재의 다른 실시예의 개락도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 도어의 정면도이다.
도 6 은 도 5 의 I-I 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명에서 내장재는 다양한 자재를 포함하며, 벽면에 부착되는 자재 뿐만 아니라 설치되는 도어도 포함한다.
도 1 에는 본 발명의 복합 수지 및 부직포를 포함하는 도어용 혹은 내장용 시트재를 제조하는 공정 개략도가 도시되어 있다.
본 발명의 일실시예에서는 폴리싱 티다이 압출기에서 복합수지를 실내용 도어 시트재 및 내장재 용도의 시트재 형태로 압출 생산하는 과정에서 압출물의 주재료가 용융되어 티다이(금형)를 통과 압연(폴리싱)되는 과정에서 압출물의 주재료의 용융되는 잔열을 이용하여 복수 회 압연(폴리싱)공정 중 장력 조절 기능을 이용하여 상부 및/또는 하부에 동일 재질의 부직포 또는 이형 재질 등을 접착제 없이 접착하는 기술을 포함한다.
복합 수지는 PP, PET등의 합성수지에 탄산칼슘(CaCO3), 이산화규소(SiO2)가 주 성분인 물질을 혼합 펠렛 형태 원료로 혼입하여 용융/압출하여 형성된 것으로, PP, PET에 열안정성 유지, 수축팽창, 원상회복성을 위하여 탄산칼슘, 이산화규소를 30~70중량%를 혼합한다.
도 1 에서 보이듯이, 호퍼(10)에 펠렛 형태의 원료를 넣고, 실린더(20)에서 용융 온도 조건을 맞춰서 티다이(30)으로 압출한다.
압출기 실린더(20)의 온도(실린더 원료투입구부터 용해 시까지)는 180~250℃ 정도이며, 실린더(20)는 예를 들면 1존~10존의 영역을 포함할 수 있다.
실린더(20)는 티다이(30)를 통하여 복합 수지를 수평 압출한다. 이때 티다이(30)의 온도는 180~210℃ 이며, 압출되는 복합 수지의 두께는 0.7~1.5mm 이다.
압출된 복합 수지층(2)은 폴리싱 롤러(압연 롤러)로 공급된다. 폴리싱 롤러는 제 1 내지 제 3 폴리싱 롤러(40, 50, 60), 제 2 폴리싱 롤러(50)에 인접 배치되는 보조 롤러(55)를 포함하며, 제 1 및 제 2 폴리싱 롤러(40, 50)사이에서 1차 합지가 이루어지며, 제 2 폴리싱 롤러(50) 및 보조 롤러(55) 사이에서 2차 합지가 이루어진다. 1차 합지를 위하여 필름 공급부(70)에서 필름층(3)을 제 1 및 제 2 폴리싱 롤러(40, 50) 사이로 공급하며, 상기 복합 수지층(2)과 필름층(3)이 합지된다. 2차 합지를 위하여 부직포 공급부(80)에서 부직포층(4)을 제 2 폴리싱 롤러 및 보조 롤러(50, 55) 사이로 공급하며, 합지된 후 제 3 폴리싱 롤러(60)를 지나서 냉각부(90)로 이동된다.
제 1 내지 제 3 폴리싱 롤러(40, 50, 60)는 동일 수직선 상에 중심이 배치될 수 있으며, 폴리싱 롤러(40, 50, 60)를 따라서 복합 수지층이 올라가게 구성될 수 있다.
이때 폴리싱 롤러(40, 50, 60)의 온도 조건은 제 1 폴리싱 롤러(40)는 40~60℃, 제 2 폴리싱 롤러(50)는 50~80℃, 제 3 폴리싱 롤러(60)는 80~100℃인 것이 바람직한데, 1차 합지시에는 복합 수지층(2)의 표면 온도가 160~180℃ 가 유지되게 하며, 2차 합지시에는 복합 수지층(2)의 표면 온도가 140~160℃가 유지되게 하여, 접착이 잘 이루어지게 한다.
수지 표면의 온도가 낮으면 주재료와 열합지가 이루어지지 않으며, 수지 표면의 온도가 높으면 부직포층(4)이 녹아 함침되어, 부직포층(4)이 공극을 가져 접착제을 수용하는 수용층으로 역할을 수행할 수 없다.
상부 필름층(3) 공급 시에 공급부(70)는 1㎡ 당 40~ 80 N 의 장력으로 공급하는데, 장력이 부족한 경우에 필름층(3)이 겹치고 씹힐 수 있으며, 장력이 과도한 경우에는 필름층(3)이 늘어나서 변색될 수 있다.
부직포층(4) 공급시에 공급부(80)는 1㎡ 당 10~ 20N의 장력으로 공급한다. 또한, 2차 합지 시에 폴리싱 롤러 및 보조 롤러(50, 55)의 롤러 압력은 1㎤ 당 0.05kg ~ 0.2kg의 압력을 유지해야 부직포층(4)이 눌리지 않고 접착될 수 있다. 또한, 2차 합지시 장력이 10N 미만이면 부직포층(4)이 씹힐 수 있으며, 20N 초과인 경우에 부직포층(4)이 늘어나 두께가 얇아질 수 있으며, 부직포층(4) 자체가 제 역할을 수행하지 못할 수 있다.
이렇게 1차 및 2차 합지된 시트재(1)는 냉각부(90)에서 냉각되며, 냉각이 수행되는 도중 혹은 냉각이 완료된 후에 측면이 재단되며, 냉각 후에는 재단부(95)에 의해서 규격대로 재단된 후 완성된 시트재(1)로 납품된다.
도 2 에는 상기 공정에 의해서 생산된 시트재(1)의 개략 단면도가 도시되어 있다. 도 2 에서 보이듯이, 주재료인 복합 수지층(2)은 0.7 ~ 1.5mm의 두께로 압출 형성되며, PP 또는 PET의 수지 원료에 30~70중량%의 탄산칼슘 또는 이산화규소 또는 석분 등의 무기물을 혼합 펠렛화된 원재료를 용융 압출하여 형성된다. 수지의 원료에 탄산칼슘 등이 30중량%이하로 혼합 시 수축 팽창 회복율이 저하되고 70중량% 이상 혼합 시 충격 강도가 낮아져 부러지고 깨지는 현상이 나타날 수 있다.
상부의 필름층(3)은 두께 0.07㎜ ~ 0.2㎜의 인쇄수지필름일 수 있다. 본 발명의 시트재(1)는 내장재 혹은 도어용으로 사용될 수 있으므로, 필름층(3)이 외면에 노출되는 디자인을 가질 수 있다. 이러한 필름층(3)은 PP 또는 PET에 색상과 디자인화 모양이 인쇄 또는 색상 안료를 첨가 생산된 다층 합지 구조의 수지 그라비아 필름일 수 있다.
하부의 부직포층(4)은 두께 0.1~0.2mm 를 가지며, 1㎥ 당 30 ~ 45g 의 부직포층일 수 있다. 이때, 두께는 버니어켈리퍼스를 압착하여 측정한 치수를 의미한다. 부직포층(4)은 복합 수지층(2)과의 접착성을 높이기 위하여 동일한 합성 수지, 예를 들면 복합 수지층(2)이 PP를 포함하는 경우에 부직포층(4)은 PP 로 형성된 부직포층으로 이루어질 수 있다. PP, PET의 접착제로도 접착이 어려운 재질이므로 이를 보완키 위해 다면적 다층 구조의 부정 형태의 부직포를 열합지한다.
특히, 부직포의 두께가 0.1mm이하면 합지 과정 중 압출 주재의 열에 부직포가 완전히 녹아 함침되어 부직포의 기능이 상실되고 부직포의 두께가 0.2mm 넘으면 열접착 시 미접착, 원단의 씹하는 현상이 생길 수 있다.
도 3 에는 본 발명의 시트재(1)를 생산하기 위한 방법이 개시되어 있다. 도 3 에서 보이듯이, 본 발명의 시트재(1)를 생산하기 위하여는 호퍼(10)에 원료를 투입하는 원료 투입 단계(S10), 실린더(20)를 통하여 원료를 용융하고 수평 압출하는 용융 압출 단게(S20), 티다이(30)를 통하여 기초 성형하는 기초 성형 단계(S30), 기초 성형된 복합 수지층(2)에 필름층(3)과 부직포층(4)을 합지하는 폴리싱 및 합지 단계(S40), 합지된 시트재(1)를 냉각부(90)에서 냉각시키는 냉각 단계(S50), 냉각 중 혹은 냉각 후 시트재(1)를 재단하는 재단 단계(S60) 및 재단이 완료된 시트재(1)를 출하하는 출하 단계(S70)를 포함할 수 있다.
도 4 에는 본 발명의 시트재(1)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 4 에서 보이듯인, 본 발명에서는 부직포층(4)에 접착재층(5)을 함침시켜 다른 기능성 자재(6), 예를 들면 폴리스틸렌 강재를 결합시키는 것이 가능하다.
도 4 의 필름층(3), 복합 수지층(2) 및 부직포층(4)의 경우에 도 2 의 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
접착체층(5)의 경우에 부직포층(4)에 일부가 함침되며, 합침 후에 접착제층(5)의 두께가 0.3~0.5mm 인 것이 바람직한다. 접착제층(5)의 성분은 기능성 자재(6)의 접착에 유리한 것일 수 있다.
본 발명에서는 부직포층(4)의 기능이 살아있는 상태에서 접착제층(5)이 도포되기 때문에, 부직포층(4)으로 접착제층(5)의 일부가 함침될 수 있으며, 이로 인하여 접착이 어려운 PP 나 PET 소재가 접착제를 통하여 결합되는 것이 가능하다. 즉, 부직포층(4)이라는 매개체 층을 통하여 기능성 자재(6)와 복합 수지층(2)이 접착될 수 있다.
접착제의 경우에는 예를 들어, 유기용제가 포함되지 않은 습기 경화형 우레탄 발포 본드(고형분 60~90wt%) 또는 수용성 단백질 형태의 접착제(고형분 40~70wt%)를 사용하는 것이 가능하다. 접착제층(5)의 경우에 롤러를 통하여 도포하는 것이 가능하며, 기능성 자재(6)의 경우에 폴리스틸렌 각재 및 유사한 재질의 각재가 사용가능하다.
도 5 에는 상기 시트재(1)를 사용하여 제작되는 도어(100)의 정면도가 도시되어 있으며, 도 6 에는 상기 도어(100)의 단면도가 도시되어 있다.
도 5 에서 보이듯이, 내측 중앙부에 허니컴보(110)가 배치되며, 상기 허니컴보(110)의 좌우에 보강 목재 혹은 알미늄 보강재(120)가 배치되며, 상기 보강재(120)와 허니컴보(110)를 둘러싸고 폴리스틸렌 각재(130)가 배치되며, 정면 및 후면에는 시트재(1)가 부착된다.
폴리스틸렌 각재(130)의 경우에 생산 또는 화재 시 미량의 가스만 발생되는 장점이 있다. 단점은 절단 가공 시 열에 약해 눌어붙는 현상 등이 있어 단점을 보완하기 위하여 이에 탄산칼슘, 이산화규소, 석분 등의 무기물을 첨가 복합 수지를 발포 압출 성형 표면 가공한다.
폴리스틸렌 각재(130)는 발포압출원재료로 폴리스틸렌(Polystyrene)수지 소재에 10 ~ 40wt%의 탄산칼슘, 이산화규소 또는 석분 등의 무기물을 혼합한 복합 수지에 발포제를 첨가하여 0.5 ~ 0.75의 비중으로 발포 성형하여 각재 형태를 압출 후 표면을 가공한 것으로, 25 ~ 60 mm * 25 ~ 60mm 규격을 가질 수 있다.
보강재(120)의 경우에 도어(100)의 휨을 방지하기 위한 것으로 목재나 알루미늄 재질의 각재가 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 상하 방향으로 연장하는 각재만 개시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 가로 방향으로 연장하는 것도 가능하며, 강성이 충분하다면 생략하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 도어(100)의 경우에 접착력이 충분히 확보되면서도 인체에 유해한 PVC 발포 각재를 사용하지 않을 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 도어(100)에 제한되지 않고 다양한 내장재로 사용할 수 있다, 특히, 화재시에도 유독물질이 생성되지 않으면서도 데코필름이 적용가능하여 다양한 스타일로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 도어(100)를 제작하는 방법은 다음과 같다.
단계 1: 허니컴보(110), 보강재(120), 폴리스틸렌 각재(130)를 준비하는 단계
단계 2: 도 2 의 상기 시트재(1)의 접착제층(5) 도포(부직포층(4)에 함침 후접착제층 두께는 0.3mm ~ 0.5mm로 유지되게 도포함)하는 단계
단계 3: 접착제층을 도포한 시트재(1) 위에 허니컴보(110), 보강재(120), 폴리스틸렌 각재(130)를 배열하는 단계
단계 4: 도 2 의 상기 시트재(1)의 접착제층(5) 도포(부직포층(4)에 함침 후접착제층 두께는 0.3mm ~ 0.5mm로 유지되게 도포함)하여 준비하여, 배치된 허니컴보(110), 보강재(120), 폴리스틸렌 각재(130)에 부착하는 단계
단계 5: 적층된 부재를 압축 프레스에 넣어 1㎠ 당 0.5~2kg 의 압력으로 눌러주는 단계
단계 6: 1차 반응 경화시간 (2시간 ~ 6시간) 후 빼내어 규격 절단 포장 후 출하하는 단계. 이때, 완전 경화는 24시간 ~ 48시간 정도 소요될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.
1: 자재 2: 복합 수지층
3: 필름층 4: 부직포층
5: 접착제층 6: 기능성 자재
10: 호퍼 20: 실린더
30: 티다이 40, 50, 60: 제 1 내지 제 3 폴리싱 롤러
55: 보조 롤러
70: 필름 공급부 80: 부직포 공급부
90: 냉각부 95: 재단부
100: 도어 110: 허니컴보
120: 보강재 130: 폴리스틸렌 각재

Claims (9)

  1. 폴리스틸렌 각재; 및
    상기 폴리스틸렌 각재의 적어도 일면에 부착되는 시트;를 포함하며,
    상기 시트는 복합 수지층과 상기 복합 수지층의 일측에 배치되는 부직포층을 포함하며,
    상기 부직포층에서 상기 복합 수지층의 반대면에 상기 폴리스틸렌 각재와 상기 부직포층을 접착시키는 접착제층이 배치되며,
    상기 접착제층의 적어도 일부는 상기 부직포층에 함침되며,
    상기 상기 복합 수지층과 상기 부직포층은 동일한 합성 수지인 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직포층은 1㎥ 당 30~45g의 무게를 가지는 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복합 수지층은 합성 수지와 탄산 칼슘, 이산화규소 및 석분 중 적어도 하나의 혼합물이며, 상기 합성 수지는 PP(polypropylene) 혹은 PET(polyethylene terephthalate) 인 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 부직포층은 0.1 ~ 0.2 mm 의 두께를 가지는 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 폴리스틸렌 각재는 폴리스틸렌 수지와 무기물의 혼합한 복합 수지에 발포제를 첨가한 것으로, 상기 복합 수지에서 무기물은 10~40중량%이며, 무기물로는 탄산칼슘, 이산화규소 및 석분 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 폴리스틸렌 각재는 0.5~0.75의 비중을 가지는 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리스틸렌 각재에 둘러싸이는 허니컴보를 더 포함하며,
    상기 시트는 상기 폴리스틸렌 각재와 상기 허니컴보를 동일 평면상에서 커버하는 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 시트는 양면에 접착되는 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 접착제층은 부직포층에 일부 함침되되 함침부를 빼고 0.3~0.5mm 의 두께를 가지는 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 허니컴보와 상기 폴리스틸렌 각재 사이에 배치되는 합성 목재 혹은 알미늄 각재를 더 포함하는 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재.
KR1020220005493A 2021-01-13 2022-01-13 폴리스틸렌 각재를 포함하는 내장재 KR20220102594A (ko)

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