KR20230086116A - 바닥재 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재는, 하부에서 상부로, 베이스층, 백색층, 인쇄층, 잉크 수용층 및 투명층을 순차적인 적층구조로 포함하고, 상기 인쇄층은 디지털프린팅 공정 및 전사공정을 이용하여 형성된 것이고, 상기 투명층의 박리강도는 4 kgf/2.0cm 이상이다.
Description
본 발명은 바닥재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
폴리염화비닐계 바닥재는 인간의 실질적인 생활공간에 사용되고 있기 때문에 다양한 기능성과 장식성이 요구되고 있다. 최근 생활수준이 높아지고 주거생활 환경이 개선되면서 다양한 패턴 및 고급스러운 인테리어성을 요구하는 목소리가 커지고 있는 실정이다.
일반적으로 사용되는 폴리염화비닐계 바닥재는 베이스층, 백색층, 인쇄층 및 투명층으로 구성되고, 이 때 인쇄층은 그라비아(gravure) 인쇄방식으로 인쇄하여 외관을 표현하는 것이 일반적이다. 그러나, 상기 그라비아 인쇄는 평면으로 인쇄되기 때문에 입체감이 있는 제품을 얻기에는 많은 어려움이 있고, 다양한 색상 및 이미지를 표현하기 위해서는 각 디자인에 맞는 다수의 그라비아 인쇄롤이 필요하다.
따라서, 그라비아 인쇄 방식은 인쇄롤의 제작시간 및 인력이 많이 소모되고, 제작 비용이 많이 소요되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 일정한 색상을 맞추기 위한 조색 시간도 많이 소요되어 신속하게 고객의 요구에 대응하지 못한 문제점도 발생되었다. 이로 인해 나만의 독특한 디자인, 특정 로고 등 특정 모자이크 디자인이나 이미지를 인쇄하기에는 한계가 있었다.
또한, 사용되는 그라비아 인쇄 잉크의 점도 경시 변화로 인하여 로트(lot)간 색상의 변화가 심할 뿐만 아니라, 입자가 큰 분체안료의 인쇄가 어려워 펄안료의 경우 대략 50㎛ 이하의 크기에서만 인쇄가 가능하고, 그 이상의 크기에서는 그라비아 인쇄롤의 메쉬(mesh) 막힘으로 인하여 부분적으로 인쇄가 되지 않는 경우도 발생되는 문제점이 있다.
이러한 문제점으로 인하여 그라비아 인쇄 방식으로는 다양한 색상을 연출할 수 없을 뿐만 아니라, 모자이크 형태의 독특한 패턴을 인쇄하기에는 한계가 있어, 입체감이 있고 동시에 다양한 색상 및 패턴을 연출하기가 어려웠다.
또한, 상기 그라비아 인쇄 방식으로서 수성 잉크를 적용하는 경우에는, 폴리염화비닐 수지가 소수성이므로, 인쇄층과 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명층 간의 부착력이 부족하여 서로 박리될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 친환경, 총휘발성유기화합물(TVOC: Total Volatile Organic Compounds) 등을 고려하여, 당 기술분야에서는 바닥재에 적용되는 인쇄층에서 종래의 유성 잉크 대신에 수성 잉크를 적용시키는 연구가 필요하다.
본 발명은 바닥재 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 인쇄층과 투명층 간의 부착력이 우수하여 투명층의 박리강도가 향상된 바닥재 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시상태는,
하부에서 상부로, 베이스층, 백색층, 인쇄층, 잉크 수용층 및 투명층을 순차적인 적층구조로 포함하고,
상기 인쇄층은 디지털프린팅 공정 및 전사공정을 이용하여 형성된 것이고,
상기 투명층의 박리강도는 4 kgf/2.0cm 이상인 것인 바닥재를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시상태는,
하부에서 상부로, 베이스층, 백색층, 인쇄층, 잉크 수용층 및 투명층의 순차적인 적층구조로 형성하는 바닥재의 제조방법이고,
전사필름 상에 잉크 수용층을 형성한 후, 상기 잉크 수용층 상에 디지털프린팅 공정으로 인쇄층을 형성하는 단계;
베이스층 상에 백색층을 형성하는 단계;
상기 백색층 상에 상기 인쇄층이 형성된 전사필름을 적층시키면서 전사공정을 수행하여, 상기 백색층 상에 인쇄층 및 잉크 수용층을 형성하는 단계; 및
상기 전사필름을 박리한 후, 상기 잉크 수용층 상에 투명층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 전사공정은 132℃ 내지 145℃의 온도에서 가압하는 공정으로 수행되는 것인 바닥재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재는, 잉크 수용층을 포함하는 인쇄층과 투명층 간의 부착력이 우수하므로, 투명층의 박리강도가 4 kgf/2.0cm 이상인 특징을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 제조방법은, 수성 잉크를 이용한 디지털프린팅 공정으로 인쇄층을 형성하고, 특히 잉크 수용층을 포함하는 인쇄층의 전사공정시 132℃ 내지 145℃의 온도에서 가압하는 공정으로 수행함으로써, 잉크 수용층을 포함하는 인쇄층과 투명층 간의 부착력을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 적층구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 발명에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
전술한 바와 같이, 폴리염화비닐계 바닥재의 인쇄층으로서 수성 잉크의 그라비아 인쇄 방식으로 제조하는 경우에는, 폴리염화비닐 수지가 소수성이므로 인쇄층과 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명층 간의 부착력이 부족하여 서로 박리될 수 있는 문제점이 있다.
이에, 본 발명에서는 수성 잉크로 인쇄층을 형성하는 경우에도 인쇄층과 투명층 간의 부착력이 우수하여 투명층의 박리강도가 향상된 바닥재 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재는, 하부에서 상부로, 베이스층, 백색층, 인쇄층, 잉크 수용층 및 투명층을 순차적인 적층구조로 포함하고, 상기 인쇄층은 디지털프린팅 공정 및 전사공정을 이용하여 형성된 것이고, 상기 투명층의 박리강도는 4 kgf/2.0cm 이상인 것을 특징으로 한다.
이하에서 본 발명의 바닥재를 구성하는 각각의 층을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 베이스층, 백색층 및 투명층은 각각 폴리염화비닐 수지를 포함할 수 있다. 상기 베이스층, 백색층 및 투명층은 각각 베이스층용 조성물, 백색층용 조성물, 투명층용 조성물 등을 이용하여 압출기로 시트 형태로 제조하거나, 캘린더링 공법을 이용하여 시트 형태로 제조할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리염화비닐 수지는 일례로 캘린더 가공에 적절한 점탄성을 갖는 염화비닐의 중합체일 수 있다. 상기 염화비닐의 중합체는 단독 중합체, 염화비닐을 50 중량% 이상 함유한 혼성 중합체 등을 의미한다.
일반적으로, 폴리염화비닐 수지는 가소제의 종류 및 첨가량에 의해 연질부터 경질까지 유연도를 자유롭게 조정 가능한 특징을 가지는 이외에, 내수성, 내약품성, 전기절연성 등이 우수하고 170℃ 이상에서 용융한다. 상기 폴리염화비닐 수지의 중합도는 일례로 700 내지 1,300 일 수 있고, 700 내지 1,000 일 수 있다. 상기 중합도는 당 기술분야에서 통상적으로 사용하는 방식에 따라 측정할 수 있다.
베이스층
본 발명에 있어서, 상기 베이스층은 바닥재에 볼륨과 강도를 부여하는 역할을 수행할 수 있고, 상기 베이스층은 베이스층용 조성물을 성형하여 제조될 수 있다.
상기 베이스층은 폴리염화비닐 수지, 충전제 및 가소제를 포함하고, 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 충전제 300 중량부 내지 800 중량부; 및 가소제 30 중량부 내지 60 중량부 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 베이스층은 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 충전제 400 중량부 내지 700 중량부; 및 가소제 40 중량부 내지 50 중량부 포함할 수 있다.
상기 베이스층의 두께는 1mm 내지 7mm 일 수 있고, 2mm 내지 5mm일 수 있다. 상기 베이스층의 두께범위를 만족하는 경우에, 바닥재에 볼륨과 강도를 부여하는 효과가 우수하다.
백색층
본 발명에 있어서, 상기 백색층은 흑색의 하부 베이스층을 은폐시키고, 백색층의 일면에 전사되는 인쇄층의 인쇄 효과를 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. 상기 백색층은 백색층용 조성물을 성형하여 제조될 수 있다.
상기 백색층은 폴리염화비닐 수지, 충전제 및 안료를 포함하고, 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 충전제 30 중량부 내지 50 중량부; 및 안료 5 중량부 내지 20 중량부 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 백색층은 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 충전제 35 중량부 내지 45 중량부; 및 안료 10 중량부 내지 15 중량부 포함할 수 있다.
또한, 상기 백색층은 가소제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가소제의 함량은 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 15 중량부 내지 35 중량부일 수 있고, 20 중량부 내지 30 중량부일 수 있다.
상기 백색층의 두께는 0.04mm 내지 0.15mm 일 수 있고, 0.05mm 내지 0.08mm 일 수 있다. 상기 백색층의 두께범위를 만족하는 경우에, 흑색의 하부 베이스층을 은폐시키는 효과와 백색층 상에 구비되는 인쇄층의 인쇄 효과가 우수하다. 상기 백색층의 두께가 0.15mm를 초과하는 경우에는 제조원가가 상승할 수 있고, 상기 백색층의 두께가 0.04mm 미만인 경우에는 하부 베이스층의 은폐력과 인쇄층의 선명성이 저하될 수 있다.
투명층
본 발명에 있어서, 상기 투명층은 상기 인쇄층 및 잉크 수용층을 보호하는 역할을 수행할 수 있고, 바닥재의 가공성, 열안정성 등을 확보하면서도 경도를 더욱 높여 내스크래치성이 우수한 특성을 나타내는 역할을 수행할 수 있다. 상기 투명층은 투명층용 조성물을 성형하여 제조될 수 있다.
상기 투명층은 폴리염화비닐 수지 및 가소제를 포함하고, 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 가소제 5 중량부 내지 40 중량부 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 투명층은 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 가소제 5 중량부 내지 30 중량부 포함할 수 있다. 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 상기 가소제의 함량이 5 중량부 미만인 경우에는 가공성 및 물성이 저하될 수 있고, 40 중량부를 초과하는 경우에는 바닥재의 경도 상승 효과를 기대할 수 없어 내스크래치성 개선이 미미할 수 있다.
상기 투명층의 연필경도(두께 150㎛)는 HB 내지 2H인 반경질 특성을 가질 수 있고, 이러한 경우에 바닥재의 내스크래치성이 크게 개선되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 투명층의 두께는 0.15mm 내지 0.7mm 일 수 있고, 바람직하게는 0.3mm 내지 0.5mm 일 수 있다. 전술한 투명층의 두께를 만족하는 경우에, 우수한 경도, 내마찰성 및 내구성을 유지하면서 성형성을 향상시킬 수 있다. 상기 투명층의 두께가 0.15mm 미만인 경우에는 경도, 내마찰성, 내구성 등이 저하될 수 있고, 0.7mm를 초과하는 경우에는 공정상 어려움 및 구조 밸런스 저하(뒤틀림 발생으로 컬링 정도 심각)가 발생할 수 있고, 성형성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 투명층의 박리강도는 4 kgf/2.0cm 이상일 수 있고, 5 kgf/2.0cm 이상일 수 있으며, 6 kgf/2.0cm 이상일 수 있고, 15 kgf/2.0cm 이하일 수 있다. 상기 투명층의 박리강도는 상기 인쇄층에 대한 투명층의 박리강도일 수 있고, 상기 잉크 수용층에 대한 투명층의 박리강도일 수 있다. 상기 투명층의 박리강도가 4 kgf/2.0cm 미만인 경우에는 인쇄층/잉크 수용층과 투명층 간의 부착력이 부족하여 투명층이 쉽게 박리될 수 있고, 이에 따라 실사용성이 저하되므로 바람직하지 않다. 상기 박리강도는 KS M 3802, ASTM D 3330, ASTM D 903, ASTM D1876, ISO 8510-2, ISO 1139, KS T 1028 등의 규격을 참고하여 측정할 수 있다. 보다 구체적인 상기 투명층의 박리강도의 측정방법은 후술하는 실시예에 기재하였다.
밸런스층
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 베이스층의 하부에는 밸런스층을 추가로 포함할 수 있고, 상기 밸런스층은 폴리염화비닐 수지를 포함할 수 있다.
상기 밸런스층은 바닥재의 최하부에 위치하여, 바닥재에 휨 밸런스를 부여하는 역할을 수행할 수 있고, 상기 밸런스층은 밸런스층용 조성물을 성형하여 제조될 수 있다.
상기 밸런스층은 폴리염화비닐 수지, 충전제 및 가소제를 포함하고, 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 충전제 70 중량부 내지 130 중량부; 및 가소제 10 중량부 내지 50 중량부 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 밸런스층은 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 충전제 80 중량부 내지 120 중량부; 및 가소제 20 중량부 내지 40 중량부 포함할 수 있다.
상기 밸런스층의 두께는 0.1mm 내지 0.7mm 일 수 있고, 0.15mm 내지 0.5mm일 수 있다. 상기 베이스층의 두께범위를 만족하는 경우에, 바닥재에 휨 밸런스를 부여하는 효과가 우수하다.
본 출원에 있어서, 상기 충전제는 탄산칼슘, 비정질 실리카, 활석, 제올라이트, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 인산칼슘, 인산마그네슘, 산화알루미늄, 카올린, ATH(Alumina trihydrate) 및 탈크 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 무기충전제는 탄산칼슘일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 가소제는 프탈레이트계 가소제, 테레프탈레이트계 가소제, 벤조에이트계 가소제, 시트레이트계 가소제, 포스페이트계 가소제 및 아디페이트계 가소제 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 프탈레이트계 가소제는 디옥틸프탈레이트, 디에틸헥실프탈레이트, 디이소노닐프탈레이트, 디이소데실프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디헵틸프탈레이트, 디노닐프탈레이트 및 디트리데실프탈레이트 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 테레프탈레이트계 가소제는 디옥틸테레프탈레이트일 수 있다.
상기 벤조에이트계 가소제는 2-(2-(2-페닐카르보닐옥시에톡시)에톡시)에틸 벤조에이트, 글리세릴 트리벤조에이트, 트리메틸올프로판 트리벤조에이트, 이소노닐 벤조에이트, 1-메틸-2-(2-페닐카보닐옥시프로폭시)에틸 벤조에이트, 2, 2, 4-트리메틸-1, 3-펜탄디올 디벤조에이트, n-헥실 벤조에이트 및 트리메틸올 프로판트리벤조에이트 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 시트레이트계 가소제는 아세틸트리부틸 시트레이트 및 트리부틸시트레이트 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 포스페이트계 가소제는 트리크레실 포스페이트 및 트리부틸포스페이트 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 아디페이트계 가소제는 비스(2-에틸헥실)아디페이트, 디메틸 아디페이트, 모노메틸 아디페이트, 디옥틸 아디페이트 및 디이소노닐 아디페이트 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 안료는 이산화티탄, 카본블랙, 수계 에폭시 및 알코올계 화합물 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 백색층 상부의 구비되는 인쇄층의 무늬나 패턴을 선명하게 나타나게 하기 위하여, 상기 안료는 이산화티탄일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 밸런스층, 베이스층, 백색층 및 투명층은 각각 선택적으로 산화방지제, 활제, 가공조제, 안정제, 방염제, 소광제, 충격안정제 및 난연제 중에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있으며, 그 함량은 특별히 제한되지 않는다.
상기 산화방지제는 페놀계, 유황계 및 인계 산화방지제 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 활제는 친환경 활제에 해당하는 탄소수 18의 포화 고급지방산인 스테아르산 또는 탄소수 18 초과의 고급 지방산을 단독 또는 혼용하여 사용할 수 있다.
상기 가공조제는 아크릴계 공중합체일 수 있다.
상기 안정제는 바륨-아연계 및 칼슘-아연계 열안정제 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 방염제는 방염성을 구현하기 위해 포함되는 것으로, 삼산화안티몬, 인계 난연제 및 멜라민계 난연제 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 상용성 및 난연보조 효과를 고려하여 삼산화안티몬을 사용할 수 있다.
상기 소광제와 충격안정제는 당 기술분야에 공지된 것을 제한없이 사용할 수 있다.
상기 난연제는 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘을 포함하는 금속 수산화물; 인계 난연제; 및 암모늄 피로인산 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
인쇄층 및 잉크 수용층
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 인쇄층은 디지털프린팅 공정 및 전사공정을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 디지털프린팅 공정 및 전사공정의 내용은 후술하는 바닥재의 제조방법의 설명에서 구체적으로 기재하였다.
상기 인쇄층은 수성 잉크를 포함하고, 상기 수성 잉크는 바닥재의 인쇄층을 형성하기 위한 것이라면, 당 기술분야에 적용되는 모든 수성 잉크를 이용할 수 있다.
상기 인쇄층의 두께는 0.1㎛ 내지 5㎛ 일 수 있고, 1㎛ 내지 3㎛ 일 수 있다. 상기 인쇄층의 두께범위를 만족하는 경우에 바닥재에 다양한 외관 및 디자인 효과를 부여할 수 있다.
상기 잉크 수용층은 상기 인쇄층의 인쇄 적성도를 극대화하고 내구성을 증대시키는 역할을 수행할 수 있다.
상기 잉크 수용층은 바인더 수지; 금속염; 및 유기 입자 또는 무기 입자를 포함할 수 있다. 상기 바인더 수지는 아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지 및 폴리염화비닐계 수지 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있고, 아크릴계 수지를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
상기 아크릴계 수지는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 헥실메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 헥실메타크릴레이트, 옥틸메타크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트, 하이드록시에틸메타크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트 및 하이드록시프로필메타크릴레이트 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 금속염은 상기 인쇄층의 인쇄 적성도를 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. 상기 금속염은 Zn, Cu, Fe, Mn, Li, Ag, Mg 및 Ca 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 질산염(nitrate), 황산염(sulfate) 또는 염화염(chloride) 일 수 있다.
상기 유기 입자 또는 무기 입자는 잉크 수용층의 내구성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. 상기 유기 입자 및 무기 입자는 탄산칼슘(Calcium Carbonate), 카올린(Kaoline), 실리카(Silica), 알루미나(Alumina), TiO2, Ca(OH)2, CaO, Al(OH)3 및 Al2O3 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 잉크 수용층은 바인더 수지 100 중량부를 기준으로, 금속염 10 중량부 내지 30 중량부; 및 유기 입자 또는 무기 입자 10 중량부 내지 30 중량부 포함할 수 있다.
상기 잉크 수용층의 두께는 2㎛ 내지 5㎛ 일 수 있다. 상기 잉크 수용층의 두께범위를 만족하는 경우에 인쇄층의 인쇄 적성도를 극대화하고 내구성을 증대시킬 수 있다.
표면 보호층
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 투명층 상에 표면보호층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 표면보호층은 비드 함유 광경화층일 수 있다. 상기 표면보호층으로서 비드 함유 광경화층을 적용함으로써, 오염성과 긁힘성 및 잔스크래치에 대한 내스크래치성을 개선할 수 있다.
상기 비드 함유 광경화층은 비드 함유 광경화형 조성물을 도포한 후 경화시켜 제조되는 것으로, 상기 비드 함유 광경화형 조성물은 광경화형 우레탄 (메트)아크릴레이트, 비드 및 광경화제를 포함할 수 있다.
상기 광경화형 우레탄 (메트)아크릴레이트는 전체 조성물 중 45 중량% 내지 85 중량% 또는 50 중량% 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광경화형 우레탄 (메트)아크릴레이트의 함량이 45 중량% 미만인 경우에는 광경화 공정상 어려움이 발생할 수 있으며 상기 표면보호층이 얇게 형성되어 내스크래치성을 충분히 개선하기 어려운 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 광경화형 우레탄 (메트)아크릴레이트의 함량이 85 중량%를 초과하는 경우에는 도포성이 저하되어 외관이 불량해질 수 있고 상기 표면보호층이 지나치게 두껍게 형성되어 성형성의 문제가 발생할 수 있다.
상기 광경화형 우레탄 (메트)아크릴레이트는 광경화형 작용기를 그 주쇄 또는 측쇄에 포함할 수 있다. 상기 광경화형 우레탄 (메트)아크릴레이트에 포함된 광경화형 작용기는 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 및 이들의 조합 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 광경화형 (메트)아크릴레이트는 (메트)아크릴레이트 관능기가 5 이상, 바람직하게는 6 내지 9인 자외선 경화형 우레탄 (메트)아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 광경화형 우레탄 (메트)아크릴레이트는 본 발명의 정의에 따르는 한 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
상기 광경화형 우레탄 (메트)아크릴레이트는 중량 평균 분자량이 1,000 g/mol 내지 250,000 g/mol, 바람직하게는 10,000 g/mol 내지 230,000 g/mol, 보다 바람직하게는 50,000 g/mol 내지 200,000 g/mol인 것을 사용할 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 적절한 도포성, 인성(toughness) 및 내스크래치성을 유지할 수 있고 반응성 및 표면경도를 용이하게 확보할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 중량 평균 분자량은 당 기술분야에서 통상적으로 사용하는 방식으로 측정할 수 있으며, 일례로 용출액으로 THF(테트라하이드로푸란)을 이용하여 GPC(Gel Permeation Chromatography, waters breeze)를 통해 표준 PS(standard polystyrene) 시료에 대한 상대 값으로 측정할 수 있다.
상기 비드는 산화금속 비드, 글라스 비드 및 아크릴 비드 중에서 선택되는 1종 이상의 비드를 포함할 수 있으며, 알루미나 비드를 사용하는 것이 시공 편리성을 고려할 때 바람직하다. 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 100 중량부를 기준으로, 상기 비드는 3 중량부 내지 45 중량부, 5 중량부 내지 33 중량부, 5 중량부 내지 25 중량부, 또는 10 중량부 내지 25 중량부로 포함할 수 있다. 상기 범위를 만족하면 잔 스크래치에 대한 내스크래치성을 개선할 수 있다.
상기 비드로는 평균 입경이 서로 상이한 2종을 사용하는 것이 잔 스크래치에 대한 내스크래치성을 더욱 효과적으로 개선할 수 있어 바람직하다. 이 때, 적절한 평균 입경으로는 3㎛ 내지 8㎛, 또는 4㎛ 내지 6㎛인 비드와, 9㎛ 내지 40㎛, 또는 9㎛ 내지 25㎛인 비드를 적어도 하나씩 병용하여 사용하는 것이 잔 스크래치에 대한 내스크래치성 개선과 UV 광조사에 악영향을 나타내지 않아 바람직하다.
상기 평균 입경은 당 기술분야에서 공지된 방법으로 측정할 수 있으며, 일례로 동적 광산란(dynamic light scattering) 법을 이용하여 측정할 수 있다.
상기 광경화제는 당 기술분야에서 통상적으로 사용하는 화합물을 적용할 수 있으며, 예컨대 상기 광경화제는 알파-히드록시케톤계, 알파아미노 케톤계, 아세토페논 및 벤조페논 중에서 선택되는 1종 이상을 전체 조성물 중 0.1 중량% 내지 15 중량% 또는 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함할 수 있다.
상기 광경화제는 본 발명의 정의에 따르는 한 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
상기 비드 함유 광경화형 조성물은 광안정제, 습윤제, 소포제 및 증점제 중에서 선택되는 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
상기 비드 함유 광경화형 조성물은 25℃에서 측정한 점도가 300cP 내지 1,500cP 일 수 있고, 500cp 내지 1,000cP 일 수 있다. 이 때, 점도를 조절하고자 단량체로서 다이아크릴레이트 및 트리아크릴레이트를 포함할 수 있으며, 그 사용량은 당 기술분야에서 공지된 범위 내에서 적당량을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 점도는 시료를 염화메틸렌에 용해시킨 뒤 얻어진 여과액을 우베로데형 점도관을 이용하여 20℃에서 측정되는 고유점도(intrinsic viscosity, η)일 수 있다.
상기 비드 함유 광경화형 조성물은 광경화를 통해 경화되며, 이렇게 광경화된 경화물을 포함하는 상기 비드 함유 광경화층의 두께는 1㎛ 내지 50㎛ 일 수 있고, 10㎛ 내지 30㎛ 일 수 있다. 상기 비드 함유 광경화층의 두께범위를 만족할 때 우수한 경도, 내마찰성 및 내구성을 유지하면서 성형성을 향상시킬 수 있다. 상기 비드 함유 광경화층의 두께가 1㎛ 미만인 경우에는 경도, 내마찰성, 내구성 등이 저하될 수 있고, 50㎛를 초과하는 경우에는 공정상 어려움이 발생할 수 있고, 성형성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 적층구조를 하기 도 1 및 도 2에 개략적으로 나타내었다.
하기 도 1과 같이, 본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재는, 하부에서 상부로, 베이스층(20), 백색층(30), 인쇄층(40), 잉크 수용층(50) 및 투명층(60)을 순차적인 적층구조로 포함한다.
또한, 하기 도 2와 같이, 본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재는, 상기 베이스층(20)의 하부에 밸런스층(10)을 추가로 포함할 수 있고, 상기 투명층(60) 상에 구비되는 표면보호층(70)을 추가로 포함할 수 있다.
바닥재의 제조방법
본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 제조방법은, 하부에서 상부로, 베이스층, 백색층, 인쇄층, 잉크 수용층 및 투명층의 순차적인 적층구조로 형성하는 바닥재의 제조방법이고, 전사필름 상에 잉크 수용층을 형성한 후, 상기 잉크 수용층 상에 디지털프린팅 공정으로 인쇄층을 형성하는 단계; 베이스층 상에 백색층을 형성하는 단계; 상기 백색층 상에 상기 인쇄층이 형성된 전사필름을 적층시키면서 전사공정을 수행하여, 상기 백색층 상에 인쇄층 및 잉크 수용층을 형성하는 단계; 및 상기 전사필름을 박리한 후, 상기 잉크 수용층 상에 투명층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 전사공정은 132℃ 내지 145℃의 온도에서 가압하는 공정으로 수행된다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 제조방법은, 전사필름 상에 잉크 수용층을 형성한 후, 상기 잉크 수용층 상에 디지털프린팅 공정으로 인쇄층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 전사필름은 수성 잉크를 이용한 디지털프린팅 공정으로 인쇄층을 형성하기 위한 기재 필름의 역할을 수행하는 것으로서, 당 기술분야에 알려진 전사필름을 이용할 수 있다. 예컨대, 상기 전사필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 또는 종이 필름일 수 있고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 것이 보다 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 잉크 수용층은 전술한 아크릴계 수지; 금속염; 및 유기 입자 또는 무기 입자를 포함하는 조성물을 전사필름 상에 그라비아 인쇄하여 형성할 수 있다.
상기 디지털프린팅 공정은 디지털 컴퓨터에서 스캔, 그래픽 프로그램을 사용하여 원하는 문양을 설정하고, 수성 잉크를 이용한 잉크젯 방식으로 상기 잉크 수용층에 설정된 문양을 인쇄하는 방법으로 수행될 수 있다.
전술한 바와 같이, 폴리염화비닐계 바닥재의 인쇄층으로서 수성 잉크의 그라비아 인쇄 방식으로 제조하는 경우에는, 폴리염화비닐 수지가 소수성이므로 인쇄층과 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명층 간의 부착력이 부족하여 서로 박리될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 종래의 그라비아 인쇄 방식에 의한 인쇄층으로는 다양한 색상을 연출할 수 없을 뿐만 아니라, 모자이크 형태의 독특한 패턴을 인쇄하기에는 한계가 있어, 입체감이 있고 동시에 다양한 색상 및 패턴을 연출하기가 어려웠다. 그러나, 본 발명에서는 인쇄층을 수성 잉크를 이용한 디지털프린팅 공정으로 형성함으로써, 잉크 수용층을 포함하는 인쇄층과 폴리염화비닐 수지를 포함하는 투명층 간의 부착력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 인쇄층에 다양한 색상 및 패턴을 연출할 수 있다.
또한, 종래의 그라비아 인쇄 방식에 의한 인쇄층은 전사필름 상에 인쇄하여 형성하므로, 본 발명과 같은 잉크 수용층을 포함하지 않는다.
상기 전사필름과 잉크 수용층 사이에는 이형성 코팅층이 추가로 구비될 수 있다. 상기 이형성 코팅층은 백색층 상에 인쇄층 및 잉크 수용층을 전사한 후, 상기 전사필름이 보다 용이하게 제거될 수 있도록 구비되는 것이다. 상기 이형성 코팅층은 당 기술분야에 알려진 내용을 적용할 수 있고, 예컨대 상기 이형성 코팅층은 실리콘 수지를 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 제조방법은, 베이스층 상에 백색층을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 베이스층의 백색층이 형성되는 면의 반대면에 밸런스층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 제조방법은, 상기 백색층 상에 상기 인쇄층이 형성된 전사필름을 적층시키면서 전사공정을 수행하여, 상기 백색층 상에 인쇄층 및 잉크 수용층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 전사공정은 132℃ 내지 145℃의 온도에서 가압하는 공정으로 수행될 수 있고, 137℃ 내지 143℃의 온도에서 가압하는 공정으로 수행될 수 있다. 상기 전사공정시 히팅드럼의 온도를 조절함으로서, 상기 132℃ 내지 145℃의 온도를 조절할 수 있다. 상기 132℃ 내지 145℃의 온도를 벗어나는 경우에는 백색층 상에 인쇄층 및 잉크 수용층의 전사가 불가능할 수 있고, 일부 전사가 가능하다고 하더라도 인쇄층 및 잉크 수용층이 갈라지는 현상이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다. 또한, 상기 132℃ 내지 145℃의 온도를 벗어나는 경우에는 잉크 수용층을 포함하는 인쇄층과 투명층 간의 부착력이 낮아서, 4 kgf/2.0cm 이상의 투명층의 박리강도를 얻을 수 없다. 또한, 상기 전사공정시 가압하는 온도가 145℃를 초과하는 경우에는, 전사공정시 히팅드럼에 전사필름이 들러붙는 현상이 발생할 수 있고, 이에 따라 백색층 상에 인쇄층 및 잉크 수용층의 전사상태가 불량하여 제품 불량이 발생할 수 있다.
특히, 인쇄층을 수성 잉크를 이용한 디지털프린팅 공정으로 형성하는 경우에는 전사필름이 잘 박리되지 않을 수 있고, 잉크 수용층을 포함하는 인쇄층과 투명층 간의 부착력이 다소 부족할 수 있으나, 본 발명에서는 상기 전사공정을 132℃ 내지 145℃의 온도에서 가압하는 공정으로 수행함으로써, 전사공정 이후의 전사필름의 박리성과 잉크 수용층을 포함하는 인쇄층과 투명층 간의 부착력을 동시에 향상시킬 수 있고, 이에 따라 4 kgf/2.0cm 이상의 투명층의 박리강도를 얻을 수 있다.
또한, 종래의 그라비아 인쇄 방식에 의한 인쇄층을 백색층 상에 전사하는 공정은 약 120℃ 내지 125℃의 온도에서 가압하는 공정으로 수행되었다. 따라서, 본 발명의 디지털프린팅 공정에 의한 인쇄층을 백색층 상에 전사하는 공정은 132℃ 내지 145℃의 온도에서 가압하는 공정으로 수행하므로, 종래의 그라비아 인쇄 방식에 의한 인쇄층을 백색층 상에 전사하는 공정과는 상이한 공정이다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 제조방법은, 상기 전사공정 이전에, 상기 백색층이 형성된 베이스층을 125℃ 이상의 온도로 유지시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이는 상기 전사공정시 132℃ 내지 145℃의 온도로 가압하는 공정에서 백색층이 형성된 베이스층과 인쇄층이 형성된 전사필름 간의 온도차이를 낮추기 위한 것이다. 상기 백색층이 형성된 베이스층을 125℃ 이상의 온도로 유지시키는 방법은 적외선 히터, 가스 히터 등을 이용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 제조방법은, 상기 전사필름을 박리한 후, 상기 인쇄층 상에 투명층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 전사필름의 박리방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예>
<실시예 1> 인쇄층의 전사공정시 132℃에서 가압하는 공정으로 수행
1) 잉크 수용층 및 인쇄층이 형성된 전사필름 제조
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 실리콘 수지를 이용하여 이형성 코팅층을 형성하였다. 상기 이형성 코팅층 상에 잉크 수용층용 조성물을 그라비아 인쇄하여 3㎛ 두께의 잉크 수용층을 형성하였다.
이 때, 상기 잉크 수용층용 조성물은 아크릴계 수지, 금속염 및 무기 입자를 포함하고, 상기 아크릴계 수지는 부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 및 히드록시에틸아크릴레이트와 프탈레이트계 가소제 및 유화제(BriteCoat 2730, VAE 유화액)으로 이루어진 혼합물을 유화중합(Emulsion polymerization)을 통하여 중합한 아크릴계 에멀젼을 이용하였다. 또한, 상기 아크릴계 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 금속염은 CaCl2 20 중량부를 적용하였고, 상기 무기 입자는 실리카 30 중량부를 적용하였다.
상기 잉크 수용층 상에 수성 잉크를 이용한 잉크젯 방식으로 디지털프린팅하여 2㎛ 이하의 두께의 인쇄층을 형성하였다.
2) 바닥재의 제조
하기 표 1의 성분을 포함하는 조성물을 제조한 후, 이를 캘린더 성형하여 밸런스층(두께 0.3mm), 베이스층(두께 3mm), 백색층(두께 0.07mm) 및 투명층(두께 0.3mm)을 각각 제조하였다.
하부에서 상부로, 상기 밸런스층, 베이스층 및 백색층을 순차적으로 적층시키고, 상기 백색층 상에 상기 잉크 수용층 및 인쇄층이 형성된 전사필름을 적층시키면서 전사공정을 수행하였다. 이 때, 전사공정은 히팅드럼의 온도를 132℃로 조절하고 가압하는 공정으로 수행하였다.
전사필름을 박리한 후, 잉크 수용층 상에 상기 투명층을 적층시켜 바닥재를 제조하였다.
[표 1]
<실시예 2~4 및 비교예 1~2>
전사공정시 히팅드럼의 온도를 하기 표 2와 같이 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<실험예> 투명층의 박리강도 평가
실시예 및 비교예에서 제조한 바닥재의 투명층의 박리강도와 인쇄층의 전사공정시 불량 발생유무를 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.
<박리강도 평가방법>
샘플을 20mm의 폭, 150mm의 길이로 자른 후, 80℃의 물에 1시간 넣은 후, 상온에서 2시간 건조하여 박리강도를 평가하였다.
인장시험기(AMATEK LLOYD INSTRUMET)에 샘플의 투명층과 잉크수용층의 계면을 3cm 내지 5cm 정도 박리한 후 베이스층 쪽을 하부 지그에 물리고 상부 지그에 투명층을 물리고, 200 mm/min의 속도로 박리강도를 평가하였다. 이 때, 사용 load cell은 5kN load cell을 적용하였다. 샘플을 물고 있는 두 지그의 끝부분간 거리는 5cm이며 일반적으로 하부 지그는 고정된 상태에서 상부 지그만 위로 움직이며 load의 크기가 일정하게 나타날 때의 load 평균값을 박리강도로 구하는데, 보통은 움직인 거리가 100mm ~ 150mm 또는 150mm ~ 200mm인 지점에서 일정한 load값이 나오며 이 때의 평균값을 구하였다. 또한, 한 개의 타일에서 중앙 및 양 가장자리의 샘플 3개를 채취하여 그 평균값으로 구하였다.
[표 2]
상기 표 2에서, 인쇄층의 전사공정시 비교예 1에서는 인쇄층 및 잉크 수용층이 갈라지는 현상이 발생하고 인쇄층에 기포가 다수 발생하여 전사불량으로 평가하였고, 비교예 2에서는 히팅드럼에 전사필름이 들러붙은 현상이 발생하고 인쇄층에 기포가 다수 발생하여 전사불량으로 평가하였다.
상기 결과와 같이, 본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재는, 잉크 수용층을 포함하는 인쇄층과 투명층 간의 부착력이 우수하므로, 투명층의 박리강도가 4 kgf/2.0cm 이상인 특징을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 바닥재의 제조방법은, 수성 잉크를 이용한 디지털프린팅 공정으로 인쇄층을 형성하고, 특히 잉크 수용층을 포함하는 인쇄층의 전사공정시 132℃ 내지 145℃의 온도에서 가압하는 공정으로 수행함으로써, 잉크 수용층을 포함하는 인쇄층과 투명층 간의 부착력을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
10: 밸런스층
20: 베이스층
30: 백색층
40: 인쇄층
50: 잉크 수용층
60: 투명층
70: 표면보호층
20: 베이스층
30: 백색층
40: 인쇄층
50: 잉크 수용층
60: 투명층
70: 표면보호층
Claims (11)
- 하부에서 상부로, 베이스층, 백색층, 인쇄층, 잉크 수용층 및 투명층을 순차적인 적층구조로 포함하고,
상기 인쇄층은 디지털프린팅 공정 및 전사공정을 이용하여 형성된 것이고,
상기 투명층의 박리강도는 4 kgf/2.0cm 이상인 것인 바닥재. - 청구항 1에 있어서, 상기 인쇄층은 수성 잉크를 포함하고,
상기 잉크 수용층은 바인더 수지; 금속염; 및 유기 입자 또는 무기 입자를 포함하는 것인 바닥재. - 청구항 2에 있어서, 바인더 수지는 아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지 및 폴리염화비닐계 수지 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 바닥재.
- 청구항 2에 있어서, 상기 금속염은 Zn, Cu, Fe, Mn, Li, Ag, Mg 및 Ca 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 질산염(nitrate), 황산염(sulfate) 또는 염화염(chloride)인 것인 바닥재.
- 청구항 2에 있어서, 상기 유기 입자 및 무기 입자는 탄산칼슘(Calcium Carbonate), 카올린(Kaoline), 실리카(Silica), 알루미나(Alumina), TiO2, Ca(OH)2, CaO, Al(OH)3 및 Al2O3 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 바닥재.
- 청구항 2에 있어서, 상기 잉크 수용층은 바인더 수지 100 중량부를 기준으로, 금속염 10 중량부 내지 30 중량부; 및 유기 입자 또는 무기 입자 10 중량부 내지 30 중량부 포함하는 것인 바닥재.
- 청구항 1에 있어서, 상기 베이스층, 백색층 및 투명층은 각각 폴리염화비닐 수지를 포함하는 것인 바닥재.
- 하부에서 상부로, 베이스층, 백색층, 인쇄층, 잉크 수용층 및 투명층의 순차적인 적층구조로 형성하는 바닥재의 제조방법이고,
전사필름 상에 잉크 수용층을 형성한 후, 상기 잉크 수용층 상에 디지털프린팅 공정으로 인쇄층을 형성하는 단계;
베이스층 상에 백색층을 형성하는 단계;
상기 백색층 상에 상기 인쇄층이 형성된 전사필름을 적층시키면서 전사공정을 수행하여, 상기 백색층 상에 인쇄층 및 잉크 수용층을 형성하는 단계; 및
상기 전사필름을 박리한 후, 상기 잉크 수용층 상에 투명층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 전사공정은 132℃ 내지 145℃의 온도에서 가압하는 공정으로 수행되는 것인 바닥재의 제조방법. - 청구항 8에 있어서, 상기 인쇄층은 수성 잉크를 포함하고,
상기 잉크 수용층은 바인더 수지; 금속염; 및 유기 입자 또는 무기 입자를 포함하는 것인 바닥재의 제조방법. - 청구항 8에 있어서, 상기 전사공정 이전에, 상기 백색층이 형성된 베이스층을 125℃ 이상의 온도로 유지시키는 단계를 추가로 포함하는 것인 바닥재의 제조방법.
- 청구항 8에 있어서, 상기 베이스층, 백색층 및 투명층은 각각 폴리염화비닐 수지를 포함하는 것인 바닥재의 제조방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030040694A (ko) | 2001-11-15 | 2003-05-23 | 주식회사 엘지화학 | 승화 전사 공법 적용 및 섬유 파일을 사용한 비닐바닥재와 그의 제조방법 |
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