KR20230090158A - 이면에 홈부가 있는 마루바닥재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마루바닥재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 천연 목재, 가공 목재 또는 목재-플라스틱 복합재로 이루어진 기재층 상에 표면 무늬층이 적층되고, 상기 기재층의 이면(裏面)에 홈부가 형성된 마루바닥재를 제공한다. 본 발명의 마루바닥재는 기재층의 이면에 형성된 홈부에 의해, 열로 인해 팽창된 합성 목재의 휨이나
뒤틀림 등의 변형이 완충되어 치수 안정성이 향상될 뿐만 아니라, 바닥으로부터 전해진 열이 전도되는 면적이나 접착제에 의해 바닥과 접착하는 면적이 넓어짐에 따라, 종래 마루바닥재에 비해 열 전도성과 접착성 까지도 향상되는 효과가 있다. 따라서 본 발명의 마루바닥재는 실내의 마루바닥에 시공되는 친환경 소재로서 유용하게 이용될 수 있다.

Description

이면에 홈부가 있는 마루바닥재{WOODEN FLOOR MATERIALS WITH BACKSIDE GROOVE}
본 발명은 마루바닥재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 종래 마루바닥재에 비해 치수 안정성을 비롯하여 접착성 및 열 전도성까지 개선된 마루바닥재에 관한 것이다.
오늘날 원목에 대한 소비자의 선호도 증가와 천연적인 질감에 의해 미관이 향상되는 효과로 인해, 마루판, 천정판, 문짝, 문틀, 창호, 펜스와 같은 건축물의 외장재 또는 내장재로 천연 목재가 주로 이용되고 있다. 그런데 이러한 천연 목재를 이용한 건축물의 내ㅇ외장재는 목재의 벌목에 따른 산림 훼손 문제와 더불어, 강도가 약하고, 외부의 온도 변화 및 습도, 충격 등에 의해 쉽게 변형되는 목재의 고유 물성에 의해 건축물의 외장재로 이용되기 곤란한 문제점과, 항균성이 낮아 수명이 단축될 뿐만 아니라, 가공하기가 어려워 활용성이 떨어지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 하나의 방안으로, 천연 목재의 조각이나 섬유질을 접착제로 압착하여 판상의 형태로 가공하거나, 또는 얇게 켠 천연 목재를 서로 덧대고 접착제로 압착하여 판상의 형태로 제조하는 등, 천연 목재를 그대로 이용하는 대신 이를 가공 목재를 만들어 사용해 왔으나, 이러한 가공 목재 역시 포름알데히드와 같이 인체에 유해한 것으로 알려져 있는 휘발성 유기화합물을 방출하는 등 친환경적인 소재로서 적절하지 못한 문제점이 있었다.
이에, 최근에는 천연 목재와 합성 수지를 혼합한 후 사출 또는 압출 성형하여 제조한 합성 목재{또는 '목재-플라스틱 복합재(Wood-Plastic Composite, WPC)'라고도 합니다}가 등장하였는데, 천연 목재와 유사한 질감 및 외관을 가지면서도 저렴하게 단가로 인해, 건축물의 내ㅇ외장재로서 천연 목재를 대체할 소재로 주목 받고 있다.
이러한 합성 목재들은 천연 목재의 첨가량을 줄이고 합성 수지들을 첨가하여 천연 목재의 장점과 합성 수지의 장점을 두루 겸비하고 있다. 그로 인해 내습성, 내열성, 강도 등과 같은 기존의 천연 목재의 단점을 보완하고 있고, 인체에 유해한 휘발성 유기화합물도 거의 방출되지 않을 뿐만 아니라, 사용 후에는 수거하여 분쇄 등의 과정을 거쳐 재활용이 가능하다는 점에서 친환경적인 소재로서도 적합한 장점이 있다.
이러한 합성 목재의 장점에 기초하여, 합성 목재로 마루바닥재를 제조하고 이를 이용하여 실내의 온돌 바닥을 시공하던 중, 본 발명의 발명자들은 위와 같은 합성 목재가 합성 수지의 사용으로 인해 과한 열이 가해질 경우에 그 내부에 혼합된 합성 수지가 팽창하여 제품이 휘거나 뒤틀리는 등의 현상, 즉 열에 의한 치수 안정성 저하의 문제가 발생함을 확인하였다.
이에, 본 발명의 발명자들은 위와 같은 합성 목재의 장점을 그대로 유지하면서, 동시에 열에 대한 치수 안정성이 우수한 마루바닥재에 대한 개발의 필요성을 인지하고, 본 발명을 안출하기에 이르렀다.
대한민국 등록특허 제10-0679815호
상기에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 일 목적은 합성 목재의 장점을 그대로 유지하면서도, 동시에 열에 대한 치수 안정성이 우수한 마루바닥재를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 치수 안정성의 향상에 더하여 열 전도성도 우수한 마루바닥재를 제공하는 것이다.
나아가, 본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 열 전도성 뿐만 아니라, 시공 대상 바닥에 대한 접착성까지도 우수한 마루바닥재를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 천연 목재, 가공 목재 또는 목재-플라스틱 복합재로 이루어진 기재층 상에 표면 무늬층이 적층되고, 상기 기재층의 이면(裏面)에 홈부가 형성된 마루바닥재를 제공한다.
상기 기재층의 이면에 형성된 홈부는 상기 마루바닥재의 길이 방향으로 형성된 제1 홈부와 상기 마루바닥재의 폭 방향으로 형성된 제2 홈부가 서로 직교되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 홈부는 복수 개의 홈이 1~5㎜의 간격으로, 상기 제2 홈부는 복수 개의 홈이 20~50㎜의 간격으로 형성되고, 상기 제1 홈부 및 제2 홈부를 이루는 홈들은 모두 1~5㎜의 너비(W)와 상기 기재층 두께의 20~50%의 깊이를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 마루바닥재는 기재층의 이면에 형성된 홈부에 의해, 열로 인해 팽창된 합성 목재의 휨이나 뒤틀림 등의 변형이 완충되어 치수 안정성이 향상될 뿐만 아니라, 바닥으로부터 전해진 열이 전도되는 면적이나 접착제에 의해 바닥과 접착하는 면적이 넓어짐에 따라, 종래 마루바닥재에 비해 열 전도성과 접착성 까지도 향상되는 효과가 있다. 따라서 본 발명의 마루바닥재는 실내의 마루바닥에 시공되는 친환경 소재로서 유용하게 이용될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 효과들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마루바닥재의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마루바닥재를 길이 방향으로 절단한 횡단면도이다.
도 3a는 본 발명의 마루바닥재의 기재층(40)의 이면과 그 이면 상에 형성된 홈부{50, 제1 홈부(51) 및 제2 홈부(53)}을 나타낸 평면도이고, 도 3b는 상기 기재층(40)의 이면에 형성된 홈부(50)을 확대하여 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 한정되지 아니하고, 다른 균등물 또는 대체물을 포함할 수 있다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면 부호들은 동일한 구성들을 나타내며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 마루바닥재의 분해사시도와 상기 마루바닥재를 길이 방향으로 절단한 횡단면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 마루바닥재는 기재층(40) 상에 표면 무늬층(20)이 적층되고, 상기 기재층(40)의 이면(裏面)에 홈부(50)가 형성된다.
상기 기재층(40)은 본 발명에 따른 마루바닥재의 지지체가 되는 것으로, 3~25㎜, 바람직하게는 3~25㎜의 두께로 형성될 수 있다. 상기 기재층(40)은 천연 목재, 가공 목재 또는 목재-플라스틱 복합재로 이루어질 수 있고, 상기 가공 목재는 베니어, 합판, 집성목, MDF 등일 수 있으나, 본 발명의 마루바닥재를 구성하는 기재층(40)은 목재-플라스틱 복합재로 이루어지는 것이 특히 바람직하다.
상기 목재-플라스틱 복합재는 목분, 플라스틱 수지 및 가교제로 이루어진다. 특히, 상기 원료들을 균질하게 혼합하고 고온에서 압출기로 컴파운딩 함으로써 플라스틱 수지와 가교제를 녹여 목분을 코팅 및 결합시킨 다음, 이들을 마루바닥재로 성형하는 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
상기 목재-플라스틱 복합재에서, 상기 목분은 모든 종류의 천연 목재에서 유래한 것이 이용될 수 있고, 수분 함량이 7% 이하인 것이 바람직하며, 상기 목분의 입자는 0.1~3.0㎜의 평균 입경과, 0.1㎜ 이하가 10% 이하이고 1.0㎜ 이상이 10% 이하인 입경 분포를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 플라스틱 수지는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리스티렌(PS)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다. 아울러, 상기 가교제는 무수말레산 함유량이 약 3% 이상인 커플링제인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다.
또한, 상기 목재-플라스틱 복합재에서, 상기 목분과 플라스틱 수지는 60~85:15~40, 바람직하게는 70~80:20~30, 보다 바람직하게는 73~77:23~27의 중량비로 포함되며, 상기 가교제는 상기 목분과 플라스틱 수지의 혼합물 100 중량부에 대하여 1~5중량부, 바람직하게는 2 내지 4중량부로 포함된다.
도 3a 및 도 3b는 상기 기재층(40)의 이면을 나타낸 평면도이다.
상기 도 3a 및 도 3b를 참고하면, 상기 기재층(40)의 이면에는 홈부(50)가 형성된다.
상기 홈부(50)는 상기 마루바닥재의 길이 방향으로 형성된 제1 홈부(51)와 상기 마루바닥재의 폭 방향으로 형성
된 제2 홈부(53)이 서로 직교되어 형성되어 있다.
상기 제1 홈부(51)는 복수 개의 홈들이 1~5㎜의 간격(F)으로 형성되고, 상기 제2 홈부(53)은 복수 개의 홈이 20~50㎜의 간격(F)으로 형성된다.
상기 제1 홈부(51) 및 제2 홈부(53)을 이루는 홈들은 모두 너비(W)가 1~10㎜, 바람직하게는 1~5㎜, 보다 바람직하게는 3~5㎜일 수 있고, 깊이(D)가 상기 기재층(40) 두께의 20~50%일 수 있다.
상기 홈부(50)는 바닥에서 가해지는 열로 인해 팽창된 목재-플라스틱 복합재의 휨이나 뒤틀림 등의 변형을 완충시키는 역할을 할 뿐만 아니라, 바닥으로부터 전해진 열이 전도되는 면적이나 접착제에 의해 바닥과 접착하는 면적을 넓혀 열 전도성과 접착성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 기재층(40)의 상부에는 표면 무늬층(20)이 형성된다.
상기 표면 무늬층(20)은 상기 기재층(40)의 표면을 보호함과 동시에 본 발명에 따른 마루바닥재에 미감을 부여하는 것으로, 고압 멜라민(high pressure melamine, HPM), 저압 멜라민(low pressure melamine, LPM) 또는 무늬목(0.4~3T) 등이 이용될 수 있다.
상기 표면 무늬층(20)으로 두께가 0.4~0.7㎜인 인쇄층 및 멜라민 함침 오버레이 시트로 구성된 멜라민 시트(HPM 또는 LPM)를 이용하는 경우 천연질감에 근접하면서도 자외선에 의한 탈색의 문제를 개선하고 높은 내마모성과 내스크래치성, 내충격성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 표면 무늬층(20)으로 무늬목을 이용하는 경우 천연 질감과 디자인을 표현하기 위해 사용되며 적절한 임의의 수종을 이용할 수 있고, 일반적으로 원목을 슬라이스 절삭하여 사용하며 0.3~0.7㎜인 것을 사용한다.
상기 표면 무늬층(20)은 접착층(30)을 통해 상기 기재층(40) 상에 형성될 수 있는데, 상기 접착층(30)은 수성 또는 무용제형 접착제로 에폭시계, 폴리우레탄계, 페놀계, 폴리이소시아네이트계, 에틸렌-초산비닐계 중에서 선택되는 1종 이상이 이용될 수 있다.
상기 기재층(40)과 상기 표면무늬층(20) 사이에는 선택적으로 목질 코어층(미도시)이 추가적으로 개재될 수 있는데, 상기 목질 코어층은 가공 목재로 이루어질 수 있으며, 보다 바람직하게는 베니어판, 베니어 합판 또는 섬유판으로 이루어질 수 있다.
상기 표면 무늬층(20) 상에는 탈색의 개선 및 내마모성 증대 목적으로 표면을 UV 코팅하는 등 도장층(10)이 형성될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 마루바닥재에는 길이 방향의 한쪽 측면에 돌출 부위를 갖고 다른 측면은 돌출 부위를 끼우기 위한 홈을 가지고 있는 T&G(tongue and groove) 결합 구조가 형성될 수 있고, 폭 방향의 측면 또한 마찬가지이다. 이외에도 클릭(click) 시스템 또는 커넥터에 의한 연결 구조가 형성될 수도 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하는 것이며, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되지 아니한다.
실 시 예 1
기재층의 이면에 홈이 형성된 마루바닥재의 제조
하기 표 1에서와 같은 재료로 이루어진 두께 5.6㎜의 기재층 상에, 표면에 도장층이 형성된 두께 0.4㎜의 HPM이 적층되고, 상기 기재층의 이면에는 1~5㎜의 너비(W)와 1~3㎜의 깊이(D)를 가진 복수 개의 홈들이 길이 방향 및 폭 방향으로 각각 1~5㎜ 및 20~50㎜ 간격(F)으로 형성되며, 길이 방향으로 800㎜, 폭 방향으로 95㎜의 크기로 절단된 실시예 1, 2의 마루바닥재를 제조하였다.
또한, 상기와 같이 기재층의 이면에 형성된 홈의 효과를 확인하기 위해, 상기 실시예 1, 2의 마루바닥재와는 동일하되, 이면에 홈이 형성되지 아니한 비교예 1, 2의 마루바닥재도 함께 제조하였다.
기계층의 재료 기계층의 이면에 홈 유무
실시예 마루바닥재 1 합판 O
실시예 마루바닥재 2 목재-플라스틱 복합재 O
비교예 마루바닥재 1 합판 X
비교예 마루바닥재 2 목재-플라스틱 복합재 X
실 시 예 2
기재층의 이면에 홈이 형성된 마루바닥재의 효과 확인
상기 실시예 1에서 제조한 4 종류의 실시예 마루바닥재 및 비교예 마루바닥재를 이용하여, 통상적인 온돌 마루 시공법에 따라, 일정 크기의 콘크리트 모형 위에 제품을 온돌마루용 접착제로 접착한 후 72시간 동안 방치하여 접착제를 충분히 경화시켜 온돌 마루의 시공을 완료하였다.
상기와 같이 시공된 온돌 마루를 대상으로 ⅰ) 80℃의 온도에서 24시간 가열 한 뒤 수축 또는 팽창되는 치수를 측정하고 백분율로 계산하여 치수 변화율을 확인하였고, ⅱ) 인장 강도기를 이용해 바닥면과의 접착성을 측정하여 백분율로 확인하였으며, ⅲ) 콘크리트 모형을 60℃로 가열한 후 온돌 마루의 온도가 50℃까지 상승되는데 걸리는 시간을 측정하여 열 전도성을 확인하였다(표 2). 또한, 상기와 같이 시공된 온돌 마루를 대상으로 ⅳ) 콘크리트 모형을 60℃로 가열하여 유지한 후 시간 경과에 따른 온돌 마루의 온도 변화를 측정하였다(표 3).
치수 변화율(%) 접착성(%) 열 전도율(s)
실시예 마루바닥재 1 -0.01 ~ -0.03 148 530
실시예 마루바닥재 2 0.01 ~ 0.03 152 370
비교예 마루바닥재 1 -0.05 ~ -0.10 100 660
비교예 마루바닥재 2 0.06 ~ 0.09 100 540
시작온도 1 분 2 분 3 분 4 분 5 분 6 분 7 분 8 분 9 분 10 분 11 분 12 분 13 분
실시예 마루바닥재1
19.5
25
33.5
37.3
41
43.5
45.9
47.8
49.3
50.7
51.5
52.3
53
53.1
실시예 마루바닥재2
19.5
27
36.7
41
44.6
47.1
49.2
51
52
53.2
54.7
54.9
55.3
55.4
비교예 마루바닥재1
19.5
21
24
28.8
33.1
37
40.6
43.6
45.5
47.1
48.4
48.8
49.5
49.8
비교예 마루바닥재2
19.5
22
28.5
35.5
39.6
42.5
45.7
46.5
48.7
50.2
50.7
51.4
52.2
52.6
그 결과를 상기 표 2에 기재된 바와 같이, 기재층의 이면에 홈이 형성된 실시예 마루바닥재 1, 2의 경우, 마루바닥재의 치수 안정성이나, 접착성 및 열 전도성이 모두 홈이 형성되지 않은 비교예 마루바닥재 1, 2에 비해 현저히 향상됨을 알 수 있다.
또한, 치수 안정성의 경우, 합판을 기재층으로 이용한 마루바닥재에서는 이면에 형성된 홈으로 인해 마루바닥재의 수축 현상에 따른 치수 변화가 안정되었고(실시예 마루바닥재 1 및 비교예 마루바닥재 1), 목재-플라스틱 복합재를 기재층으로 이용한 마루바닥재에서는 이면에 형성된 홈으로 인해 마루바닥재의 팽창 현상에 따른 치수 변화가 안정됨을 알 수 있다(실시예 마루바닥재 2 및 비교예 마루바닥재 2).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 상기와 같은 특정 실시예 에만 한정되지 아니하며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
10 도장층 20 표면 무늬층
30 접착층 40 기재층
50 홈부
51 제1 홈부(길이 방향의 홈부) 53 제2 홈부(폭 방향의 홈부)

Claims (7)

  1. 기재층 상에 표면 무늬층이 적층된 마루바닥재에 있어서,
    상기 기재층은 천연 목재, 가공 목재 또는 목재-플라스틱 복합재로 이루어지고,
    상기 기재층의 이면(裏面)에 상기 마루바닥재의 길이 방향으로 형성된 제1 홈부와 상기 마루바닥재의 폭 방향으로 형성된 제2 홈부가 서로 직교되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가공 목재는 베니어, 합판, 집성목 또는 MDF인 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 목재-플라스틱 복합재는 목분, 플라스틱 수지 및 가교제로 이루어지고,
    상기 목분과 플라스틱 수지는 60~85:15~40의 중량비로 포함되며,
    상기 플라스틱 수지는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리스티렌(PS)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이고,
    상기 가교제는 상기 목분과 플라스틱 수지의 혼합물 100중량부에 대하여 1~5중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 홈부는 복수 개의 홈이 1~5㎜의 간격으로, 상기 제2 홈부는 복수 개의 홈이 20~50㎜의 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 홈부 및 제2 홈부를 이루는 홈들은 모두 1~5㎜의 너비(W)와 상기 기재층 두께의 20~50%의 깊이를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재층은 두께가 3~25㎜인 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재층과 표면 무늬층 사이에는 선택적으로 목질 코어층이 개재되는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.

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Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100679815B1 (ko) 2006-01-26 2007-02-06 주식회사 엘지화학 대칭구조를 이용한 무늬목과 고밀도섬유판을 갖는마루바닥재 및 이의 제조방법

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