KR20230147790A - 치수안정성 및 내광성이 우수한 친환경 폴리우레탄 바닥재 및 그의 제조방법 - Google Patents

치수안정성 및 내광성이 우수한 친환경 폴리우레탄 바닥재 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면 처리층과 인쇄층을 포함한 표면층, 코어층 및 발란스층이 순차적으로 적층되고, 상기 표면 처리층과 인쇄층을 포함한 표면층, 상기 코어층 및 상기 발란스층은 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 치수안정성 및 내광성이 우수한 친환경 건축 바닥재에 관한 것이다. 특히 표면 처리층에 광안정제를 포함하여 내광성이 우수한 폴리우레탄 바닥재에 관한 것이다. 또한, 연속 작업이 가능한 열 합지 엠보싱 설비 및 온도 조절이 가능한 냉-온 수조를 구비한 에이징 영역으로 구성된 냉각 시스템이 구축되어 있는 설비를 이용하여 제조함으로써 표면 내구성, 사실적인 인쇄성, 우수한 치수 안정성, 유연성 등 바닥재의 요구 물성을 만족하는 폴리우레탄 바닥재의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

치수안정성 및 내광성이 우수한 친환경 폴리우레탄 바닥재 및 그의 제조방법{Eco-Friendly Polyurethane Flooring Material Excellent In Dimensional Stability And Light Resistance And Method For Manufacturing The Same}
본 발명은 치수안정성 및 내광성이 우수한 친환경 열가소성 폴리우레탄 바닥재 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지에 실리콘 검(GUM) 등을 포함하고, 내광성이 우수하고 치수안정성이 우수한 친환경 열가소성 폴리우레탄 바닥재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 실내마감재 중 합성수지 바닥재는 폴리염화비닐(PVC) 수지가 가장 널리 사용되고 있다. 원래 폴리염화비닐(PVC) 수지는 가공성이 우수하여 다양한 분야에서 널리 이용되고 있는 소재이나, 폴리염화비닐(PVC) 수지는 염소(Cl)성분을 함유하고 있기 때문에 연소 시에 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 프탈레이트 가소제(DOP)를 첨가하는데, 이는 내분비교란물질로서, 소위 환경호르몬으로 널리 알려져 있어 인체의 안전에 크게 악영향을 미치는 심각한 문제가 있을 뿐만 아니라, 소각할 시 다이옥신(Dioxin)이 발생되고 새집중후군의 발생 원인이 되는 유독 물질인 VOC(휘발성 유기화합물)와 HCHO(포름알데히드)가 발생되어 그 개선 요구가 거세지고 있는 실정이다. 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, 최근 친환경 트랜드에 따라 인체에 무해한 건축 내장재 개발 요구가 급증하고 있어 인테리어 실내마감재로 사용하는 목질계 바닥재, 합성수지 바닥재, 타일, 벽지, 카펫 등에 친환경 소재로 사용 할 것을 요구하는 추세다.
이러한 폴리염화비닐 수지(PVC)의 대체 물질로서, 인체에 무해한 NON - PVC 계열의 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리프로필렌(PP)등 친환경수지의 원천 가공 기술 확보가 필요한 상황이다. 건축 바닥재로써의 주요 요구 특성인 탄성, 내마모성, 인쇄 적성, 난연성, 치수안정성 등을 고려한 NON - PVC 바닥재의 개발이 시급히 요청되고 있다. 이들 중 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 경우 주요 요구 특성 중의 하나인 탄성 효과가 우수하기 때문에 산업 용도 뿐만 아니라, 홈인테리어 분야에서도 많은 연구와 개발이 이루어지고 있다.
현재의 통상의 폴리염화비닐 수지(PVC) 바닥재의 경우 내마모성을 향상시키기 위하여 상부 투명층에 자외선(UV) 경화성 수지를 10 ~ 20㎛ 정도 얇게 코팅하여 보강하고 있으나, 이는 닳아 오래가지 못한 문제점을 가지고 있다. 또한 다층으로 구성된 폴리염화비닐 수지 바닥재의 치수안정성의 경우 통상의 외부 온도 및 습도 등 환경적인 요인에 의해 시트별 열 팽창 계수가 달라 뒤틀리거나 팽창 또는 수축 현상이 발생하여 안정적으로 사용이 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이종의 소재로 된 유리섬유 시트를 삽입하여 치수안정성을 보강하거나, 무기물 필러 함량을 다량 첨가하여 폴리염화비닐 수지의 열팽창 계수를 줄이는 방법을 사용하고 있다. 하지만, 유리섬유 시트를 사용할 경우 압출 가공 또는 카렌다 가공시 재활용이 불가능한 단점이 있으며, 다량의 무기물 필러를 첨가 할 경우 폴리염화비닐 수지층의 결합력을 저해하여 충격에 의한 꺾임, 깨짐 현상이 발생될 뿐만 아니라 중량이 상승되어 운반의 취급성, 시공성 등이 급격히 저하되는 문제점이 있다.
이러한 사회적, 환경적, 품질적인 문제점을 해결하기 위하여 다양한 방법으로 폴리염화비닐 수지의 가공 방법 및 배합 처방을 개선하였으나, 폴리염화비닐수지 특성의 한계로 인하여, 이러한 문제점을 근본적으로 해결하기 어려웠다.
최근 바닥장식재를 구성하는 전 층을 폴리올레핀 수지를 이용하여 제조된 제품이 개발되었으나, 폴리올레핀 계열 소재가 갖는 가공의 어려움으로 바닥재로써 요구되는 물성을 충족하기에는 한계가 있을 뿐만 아니라, 특별한 제조기술이 요구되는 문제점이 있다.
한국 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 개시한다.
그러나, 상기 등록특허에서 제조된 친환경 바닥재는 무독성분의 폴리올레핀계 수지를 바닥재로 사용하여 화재 발생 시에 염소가스와 연기발생을 없애고, 새집증후군의 발생 원인이 되는 유독물질인 VOC(휘발성 유기화합물)와 HCHO(포름알데히드)가 발생되지 않아 안전사고 및 유해 물질로부터 인체에 안전한 장점은 있으나, 상기 바닥재를 구성하는 표면층과 무늬층, 모든 기재층 전부가 동일한 소재의 프로필렌과 에틸렌을 함유한 코폴리머와 열가소성 폴리올레핀계 계열 소재의 시트재로 구성되어 있어, 분자 구조상 비극성을 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.
또한, 한국 등록특허 제10-1395714호에는 UV코팅층, 상지층, 치수보강층, 발포층 및 하지층이 폴리올레핀 수지로 구성된 바닥재가 개시되어 있다. 이는 폴리올레핀수지를 사용하여 친환경 요소를 가미했으나, 상지층에 사용된 폴리올레핀 수지가 종래의 폴리염화비닐 대비 내마모성이 매우 열약할 뿐만 아니라, 치수보강층에 이종소재인 열경화성 우레탄 수지가 함침된 유리섬유를 사용하여 폐기 시 압출 가공에 의한 재활용이 불가능한 문제점이 있다.
또한 한국 등록특허 제10-1627732호에는 표면층, 인쇄층 및 이면층 시트가 순차적으로 적층되어 있는 비 폴리염화비닐 재활용성 친환경 바닥재가 제시되어 있다. 이는 열가소성 폴리우레탄수지를 사용하여 재활용성 및 친환경 요소를 가미 했으나, 통상의 열가소성 폴리우레탄수지의 경우 일반적으로 난연성을 개선시키는 것은 매우 어려운 일이다. 이는 열가소성 폴리우레탄수지가 높은 수준의 열에 노출 될 경우 전형적으로 더 가연성인 저분자량 모노머로 해중합(de-polymerize) 되어 발열을 초래하기 때문이다. 또한 열가소성 폴리우레탄수지를 구성하고 있는 폴리에테르 폴리올을 사용한 경우에는 폴리우레탄의 기계적물성과 내마모성이 크게 저하되기 때문에 종래의 폴리염화비닐 대비 내마모성이 열약하여 난연성 및 내마모성, 내오염성이 취약해 건축 바닥재의 요구물성을 만족하기에는 어려운 문제점이 있다.
또한, 별도의 인쇄용 필름층을 사용하여 인쇄한 후 표면층 필름과 열 합지 함으로써 인쇄층을 포함하여 다층 구조로 설계되어 있어 층간의 구조 발란스를 유지하기 어려울 뿐 만 아니라, 제조 공정이 복잡하고 작업 준비 시간이 길며 반제품 수급에 어려움이 있어 비용 측면에서 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 친환경 열가소성 폴리우레탄 수지를 사용하면서, 종래기술의 폴리염화비닐수지 재질 바닥재의 문제점인 환경호르몬과 다이옥신과 같은 유해물질을 근본적으로 발생시키지 않고, 가소제로 인한 새집증후군 현상을 방지하고, 완제품의 내마모성, 치수안정성, 유연성, 컬링성, 내오염성 등이 우수한 열가소성 폴리우레탄 수지의 배합 처방 설계 및 생산성, 작업성, 시공성까지 확보할 수 있는 친환경 바닥재 및 그의 제조 방법이 절실한 실정이다.
본 출원인은 한국 등록특허 제10-1988527호에서 치수안정성 및 내마모성이 우수한 열가소성 폴리우레탄 친환경 바닥재를 공개하였다.
또한, 기존 제품은 치수안정성 및 내마모성이 우수하고, 표면층에 자외선 흡수제를 포함하여 초기 내광성인 우수하다. 하지만, 시간 경과에 따라 내광 특성이 지속되지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 우수한 치수안정성 및 내광성을 가짐과 동시에 선명성 및 사실감의 극대화된 인쇄층을 구현하고, 향상된 치수 안정성을 갖는 친환경 열가소성 폴리우레탄 바닥재 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
상기한 과제는, 표면 처리층과 인쇄층을 포함하는 표면층, 코어층 및 발란스층이 순차적으로 적층된 폴리우레탄 바닥재로서, 상기 표면층은, 90A 내지 120A의 쇼와 경도, 60 내지 100℃의 연화점을 갖는 열가소성 폴리우레탄 수지와, 분자량이 1,000,000 내지 5,000,000인 초고분자량 폴리에틸렌 및 실리콘 검으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 실리콘 검은 메틸 검(Methyl gum), 하이드록실 검(OH gum) 및 비닐 검(Vinyl gum)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이고, 상기 표면 처리층은 30 내지 40 중량%의 고형분 함량 및 10~200 cps의 점도를 갖는 수성 폴리우레탄 수지 및 광안정제를 포함하고, 상기 수성 폴리우레탄 100 중량부당 1~3 중량부의 광안정제를 포함하고, 상기 코어층 및 상기 발란스층은, 90A 내지 120A의 쇼와 경도, 60 내지 100℃의 연화점을 갖는 열가소성 폴리우레탄 수지, 난연제 및 무기물을 각각 포함하는, 폴리우레탄 바닥재에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 에스테르계 열가소성 폴리우레탄 수지, 에테르계 열가소성 폴리우레탄 수지 및 카보네이트계 열가소성 폴리우레탄 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상일 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 광안정제는 힌더드 아민계 광안정제(HALS)일 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 코어층은 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당, 무기물 100 내지 250 중량부, 난연제 3 내지 15 중량부, 백색 안료 1 내지 3 중량부 및 활제 1 내지 3 중량부를 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 표면층은 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 1 내지 10 중량부의 초고분자량 폴리에틸렌 및 실리콘 검으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 및 1 내지 5 중량부의 자외선 흡수제를 포함하고, 상기 자외선 흡수제는 벤조트리아졸(Benzotriazole), 벤조페논(Benzophenone) 및 포름아미딘(Formamidine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 표면층은 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 초고분자 폴리에틸렌 수지 1 내지 5 중량부, 실리콘 검(GUM) 1 내지 5 중량부 및 자외선 흡수제 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 발란스층은 상기 열가소성 폴리우레탄 수지 소재 100 중량부 당, 무기물 50 내지 100 중량부 및 난연제 3 내지 15 중량부를 포함할수 있다.
또한, 상기한 과제는, 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하는 표면층을 형성하는 단계; 상기 표면층 이면에 직접 인쇄문양을 인쇄하여 인쇄층을 형성하는 단계; 상기 표면층의 다른 이면에 수성 폴리우레탄 및 광안정제를 포함하는 코팅액을 코팅하여 표면 처리층을 형성하는 단계; 열가소성 폴리우레탄 수지, 무기물, 난연제, 백색 안료 및 활제를 포함하는 코어층을 형성하는 단계; 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하는 발란스층을 형성하는 단계; 상기 표면 처리층 및 인쇄층을 포함하는 표면층, 상기 코어층, 및 상기 발란스층을 차례대로 권취한 후 엠보싱 성형에 의해 연속 열 합지하여 반제품을 제조하는 단계; 및 상기 반제품을 온도 조절이 가능한 냉-온 수조를 구비한 에이징 영역을 통과시켜 에이징 및 냉각시키는 단계를 포함하고, 상기 에이징 영역은 70~90℃의 온도범위를 갖는 제1 영역, 50~70℃의 온도범위를 갖는 제2 영역 및 20~40℃의 온도범위를 갖는 제3 영역으로 차례로 구성된 것을 특징으로 하는, 폴리우레탄 바닥재의 제조방법에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 표면 처리층은 30 내지 40 중량%의 고형분 함량 및 10~200 cps의 점도를 갖는 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부당 및 1~3 중량부의 광안정제를 포함하고, 상기 광안정제는 힌더드 아민계 광안정제(HALS)일 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 열가소성 폴리우레탄 바닥재는 환경 호르몬 및 다이옥신과 같은 유해물질, 휘발성 유기화합물(VOC)과 포름알데히드(HCHO)와 같은 유독 물질이 발생되지 않아 인체에 무해하다. 또한, 내마모성이 우수한 초고분자량 폴리에틸렌 또는 실리콘 검(GUM)을 포함하고, 냉-온 수조를 구비한 에이징 존(aging zone)으로 구성된 냉각 시스템(system)이 구축되어 있는 제조 설비를 활용함으로써, 우수한 치수안정성과 내마모성을 가짐과 동시에 장기간 지속 가능한 내광성을 갖는다.
또한, 본 발명은 선명성 및 사실감이 우수한 인쇄층을 갖고, 보다 향상된 치수 안정성을 갖는 친환경 열가소성 폴리우레탄 바닥재를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 친환경 열가소성 폴리우레탄 바닥재의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 친환경 열가소성 폴리우레탄 바닥재의 제조공정을 나타낸 공정도이다.
이하 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 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 발명은 표면 처리층과 인쇄층을 포함하는 표면층, 코어층 및 발란스층이 순차적으로 적층된 친환경 열가소성 폴리우레탄 바닥재에 관한 것이다.
구체적으로는 본 발명에 따른 열가소성 폴리우레탄 바닥재는 서로 다른 일면에 표면 처리층과 인쇄층을 각각 포함하는 표면층, 코어층 및 발란스층이 순차적으로 적층되어 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 폴리우레탄 친환경 바닥재의 단면도이다.
본 발명에 따른 열가소성 폴리우레탄 친환경 바닥재는 표면 처리층(30)과 인쇄층(32)을 포함한 표면층(31), 코어층(33) 및 발란스층(34)이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 표면층(31), 코어층(33) 및 발란스층(34)은 열가소성 폴리우레탄 수지층으로 형성되어 있다.
상기 각 층에 포함되는 열가소성 폴리우레탄 수지는 특정 범위의 쇼와경도 및 연화점을 갖는다. 본 발명은 각 층을 연속 작업이 가능한 열 합지 설비와 온도 조절이 가능한 냉-온 수조를 구비한 에이징 영역으로 구성된 냉각 시스템(system)이 구축되어 있는 설비를 포함한 연속 열 합지 생산 방법을 이용하여 제조함으로써, 생산성 향상 및 불량률을 감소시킬 수 있고, 치수안정성 및 내광성이 우수한 바닥재의 제조가 가능하다.
종래 상,하 판상 벨트 프레스 형태를 이용한 냉각 시스템을 이용하는 경우, 벨트 프레스가 닿는 상부층 및 하부층에만 열 전달이 이루어지고, 중간층까지는 충분한 가열 및 냉각 효과가 미치지 않으므로, 치수 변형의 원인이 된다. 이에 본 발명은 상,하 판상 벨트 프레스 형태 대신에 온도 조절이 가능한 냉-온 수조를 이용하여 에이징 영역을 설계하였다. 이를 통해, 최종 완제품의 휨 현상을 방지하고, 치수안정성을 향상시킬 수 있다.
표면처리층(30)은 표면층(31)의 상부면에 형성되어 바닥재의 물성 저하 및 노화 등을 방지할 뿐 아니라, 바닥재의 오염 및 긁힘 등을 방지하고 청소를 용이하게 하기 위한 층이다. 표면처리층(30)은 수성 폴리우레탄 수지 및 광안정제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 수성 폴리우레탄 수지는 30 ~40 중량%의 고형분 함량 및 10 ~ 200 cps 점도를 갖는다. 바람직하게는, 상기 광안정제는 힌더드 아민계 광안정제(Hindered Amine Light Stabilizer, HALS)일 수 있다. 상기 광안정제는 자외선에 의해 광분해되어 생성되는 자유라디칼을 소멸시킴으로써, 연쇄적인 광산화반응을 정지시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 표면처리층(30)은 상기 수성 폴리우레탄 100 중량부당 1~3 중량부의 광안정제를 포함할 수 있다.
표면층(31)은 바닥재의 표면을 마감하는 층으로, 90A 내지 120A의 쇼와 경도, 60 내지 100℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지로 구성되어 있으며, 상기 수지 100 중량부에 대하여 내마모 특성이 우수한 첨가 수지를 3 내지 10 중량부를 포함하며, 자외선 흡수제는 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 1 내지 5 중량부를 포함한다.
이때 내마모 특성이 우수한 첨가 수지는 초고분자량 폴리에틸렌 또는 실리콘 검(GUM)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용한다. 상기 초고분자량 폴리에틸렌수지의 분자 구조는 무극성 그룹으로써 표면 에너지 수준이 낮고, 가공 가정에서 첨가제로 주 베이스 수지인 열가소성 폴리우레탄 수지 표면에서 약한 경계층을 형성시키기 때문에 자기 윤활 특성이 우수하여 표면층의 마찰을 안정시키고, 마찰계수와 마모율을 감소시켜 내마모성을 크게 향상시킬 수 있다. 초고분자량 폴리에틸렌수지는 분자량이 100 ~ 500백만 사이로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용한다. 또한 상기 실리콘 검(GUM)은 메타크리록시기 함유로 인해 자기 윤활 특성, 분산성 및 내열성이 우수하여, 내마찰성을 향상시켜 내마모, 내스크래치성을 향상 시킬 수 있다. 실리콘 검(GUM)으로 메틸 검(Methyl gum), 하이드록실 검(OH gum) 및 비닐 검(Vinyl gum)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용한다.
또한, 상기 수지와 더불어 내광성을 향상시키기 위해 자외선 흡수제를 포함할 수 있다. 상기 자외선 흡수제는 벤조트리아졸(Benzotriazole)계 또는 벤조페논계(Benzophenone)계 , 포름아미딘(Formamidine)계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 이와 같은 자외선 흡수제는 고분자의 흡광단 대신 자외선을 흡수하여 고분자 광산화 메커니즘을 근원적으로 차단하고, 흡수된 자외선은 무해한 열에너지(적외선) 형태로 방출하여 열에 의한 노화를 방지한다. 일반적인 폴리우레탄의 경우 여타의 고분자 화합물보다 290~330nm에서 극도로 취약한 내광 특성을 가지고 있어, 자외선 흡수제를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 표면층은 내마모 특성 우수한 첨가 수지를 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 3 내지 10 중량부를 포함하며, 자외선 흡수제는 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 1 내지 5 중량부를 포함한다. 그러나 내마모 특성 우수한 수지 첨가량이 과다하면 열가소성 폴리우레탄 수지의 투명성에 저하를 가져 올 수 있기 때문에 좋게는 3 내지 5 중량부를 첨가하는 것이 유리할 수 있다. 또한, 자외선 흡수제의 첨가량이 과다하면 열가소성 폴리우레탄 수지의 물성 저하를 일으킬 수 있기 때문에 보다 좋게는 열가소성 폴리우레탄 수지 100중량부 당 1 내지 3 중량부를 첨가하는 것이 유리하다.
상기 인쇄층(32)은 별도의 인쇄 필름층이 없이 상기 표면층 이면에 수성 폴리우레탄 성분으로 구성된 잉크를 사용하여 직접 인쇄하여 형성될 수 있다.
상기 코어층(33)과 상기 발란스층(34)은 바닥재의 두께를 보정하고 쿠션감, 보행감, 충격 흡수, 기계적 물성 및 치수 안정성 등의 기능을 부여하며 바닥재의 컬링 현상 및 돔 현상을 제어해 균형을 맞추고, 시공 후 바닥 습기로 인한 변형을 방지하고, 건물 바닥면과의 접착을 향상시키기 위해 바닥재의 하층으로 마감하는 층이다.
상기 코어층 및 발란스층은 각각 90A 내지 120A의 쇼와 경도, 60 내지 100℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지와 난연제 및 무기물을 포함한다. 바람직하게는 상기 난연제는 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 3 내지 15 중량부를 포함하며, 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 삼산화안티몬(Sb2O3)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이다. 이와 같은 난연제는 물을 발생시켜 연소 열량을 감소시키는 역할을 함으로써 결과적으로 열가소성 폴리우레탄의 산소 지수를 높일 수 있다.
상기 무기물은 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 50 내지 150 중량부를 포함하며, 탄산 칼슘, 탈크, 실리카, 알루미나, 산화 아연, 마이카로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이다.
본 발명에서 상기 코어층(33)은 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 무기물 100 내지 250 중량부를 포함할 수 있다. 또한 인쇄층의 선명성 및 사실감을 배가시키기 위하여 백색 안료(TiO2)를 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 1 내지 3 중량부를 포함할 수 있다. 이때 압출 성형성을 높이기 위하여 활제를 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 1 내지 3 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 활제는 파라핀 왁스, 프로세스 오일, 식물성 오일, 스테아린산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
종래 코어층의 주 색상이 검은색인 경우가 대부분이며, 이로 인해 인쇄층의 색감을 저하시킬 수 있다. 본 발명에서는, 백색 안료를 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 1 내지 3 중량부로 사용함으로써, 코어층의 주 색상을 백색으로 변경하여, 인쇄층의 색상 발현을 선명하게 하고 사실감을 극대화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 치수안정성 및 내광성이 우수한 열가소성 폴리우레탄 바닥재의 제조 방법은 다음과 같다.
구체적으로, 상기 표면층 및 코어층, 발란스층은 티-다이(T - Die) 압출 가공 또는 카렌다 가공에 의해 제조될 수 있으며, 표면 처리층, 인쇄층은 그라비아 코팅 방식에 의해 제조될 수 있다.
더 구체적으로, 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하는 표면층을 형성하는 단계(S11); 상기 표면층 이면에 직접 인쇄문양을 인쇄하여 인쇄층을 형성하는 단계(S12); 상기 인쇄된 표면층 상면에 수성 폴리우레탄 처리제를 코팅 처리한 후 표면 처리층을 형성하는 단계(S13); 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하는 코어층을 형성하는 단계(S14); 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하는 발란스층을 형성하는 단계(S15); 상기 표면 처리층 및 인쇄층을 포함한 표면층, 상기 코어층 및 상기 발란스층을 차례대로 권취한 후, 엠보싱 성형에 의해 연속 열 합지하여 반제품을 제조하는 단계(S16); 및 상기 반제품을 온도 조절이 가능한 냉-온 수조를 구비한 에이징 영역을 통과시켜 에이징 및 냉각시키는 단계(S17)를 포함한다.
상기 표면층을 형성하는 단계(S11)는 90A 내지 120A의 쇼와 경도, 60 내지 100℃의 연화점을 가지는 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함한다.
본 발명에서 상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 에스테르계 열가소성 폴리우레탄 수지, 에테르계 열가소성 폴리우레탄 수지, 카보네이트계 열가소성 폴리우레탄 수지 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상 사용될 수 있으며, 바람직하게는 상대적으로 내마모성이 우수한 에스테르계 열가소성 폴리우레탄 수지를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 상기 표면층(31)은 두께가 100 내지 300㎛ 이나, 이는 특별히 제한되는 것은 아니다. 표면층(31)은 두께가 100㎛ 이하일 경우 열가소성 폴리우레탄 수지의 신율로 인하여 인쇄 작업 과정에서 인쇄 도수간 핀트가 맞지 않아 인쇄 무늬가 겹쳐 인쇄 선명성이 떨어지거나 각각의 반제품이 합지된 후 수축 현상에 의해 컬링 현상 또는 돔 현상이 발생되는 문제점이 있으며, 너무 두꺼울 경우 열 합지시 곱치는 현상이 발생되어 손실이 크게 발생하는 문제점이 있기 때문에 보다 좋게는 150 내지 250㎛ 정도가 바람직하다. 또한 상기 수지 100 중량부에 대하여 내마모 특성 우수한 첨가 수지를 3 내지 10 중량부를 포함하며, 자외선 흡수제는 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 1 내지 5 중량부를 포함한다.
본 발명에서 자외선 흡수제는 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 벤조페논계(Benzophenone)계 및 포름아미딘(Formamidine)계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 사용될 수 있으며, 바람직하게는 상대적으로 290~330nm 파장에서 내광 특성이 우수한 포름아미딘(Formamidine)계 자외선 흡수제를 사용 하는 것이 좋다.
상기 열가소성 폴리우레탄 수지와 내마모 특성이 우수한 첨가 수지 및 자외선 흡수제를 150 ~ 200℃ 용융점 이상의 온도에서 니더 또는 믹서를 이용하여 혼합한 후 혼합된 수지 조성물을 니더에서 압출기 호퍼까지 이송한 후 단축 또는 이축 압출기를 이용하여 160 ~ 250℃에서 용융된 조성물을 티 다이(T-DIE)를 통하여 압출하여 시트 상태로 제조한다. 압출기의 온도가 160℃ 미만이면 수지를 충분히 용융시키지 못하게 되어 수지 용융압이 과도하게 증가함으로 압출이 어려워지고 250℃를 초과하면 수지의 용융은 용이하나 수지의 산화가 쉽게 일어날 수 있다. 이렇게 표면층(31)이 제조된다.
다음으로 이 표면층(31) 이면에 그라비아 인쇄 방식을 이용하여 일정 형태의 모양을 직접 인쇄하여 인쇄층(32)을 포함한 표면층을 형성하는 단계(S12)이다. 이는 통상적으로 백색의 인쇄지 위에 인쇄하고, 그 위에 표면층을 합지하는 기존의 방식에서 탈피하여 표면층 이면에 직접 인쇄하는 방식으로 기존의 백색의 인쇄지를 제거 할 수 있어 공정이 단순화 되고 불량이 현저히 줄어 원재료비의 절감효과로 경제적 개선 효과가 크게 나타나는 장점이 있다.
다음으로, 인쇄층을 포함한 표면층의 상부에 표면처리층을 형성하여 반제품(40)을 형성하는 단계(S13)이다. 표면처리층(30)은 바닥재의 물성 저하 및 노화 등을 방지할 뿐만 아니라, 바닥재의 오염 및 긁힘 등을 방지하고 청소를 용이하게 하기 위해 불포화폴리에스테르수지계, 에폭시아크릴레이트계, 우레탄아크릴레이트계, 폴리에스테르아크릴레이트계 및 폴리우레탄 중에서 1종 이상을 선택하여 도포하고 자외선 경화를 시켜 형성하거나 수성 폴리우레탄을 도포하고 열 경화시켜 형성 된다. 보다 바람직하게는 수성 폴리우레탄을 사용한다. 표면처리층은 인쇄층이 형성되지 않은 표면층의 다른 일면에 형성된다. 또한 표면처리층(30)은 수성 폴리우레탄 수지 내에 광안정제를 첨가하여 장기 내광성을 더욱 향상시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 수성 폴리우레탄 수지는 30 ~40 중량%의 고형분 함량 및 10 ~ 200 cps 점도를 갖는다. 바람직하게는, 상기 광안정제는 힌더드 아민계 광안정제(Hindered Amine Light Stabilizer, HALS)일 수 있다. 상기 광안정제는 자외선에 의해 광분해되어 생성되는 자유라디칼을 소멸시킴으로써, 연쇄적인 광산화반응을 정지시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 표면처리층(30)은 상기 수성 폴리우레탄 100 중량부당 1~3 중량부의 광안정제를 포함할 수 있다.
다음으로, 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하는 코어층(33)층을 형성하는 단계(S14)와 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하는 발란스층(34)층을 형성하는 단계(S15)는 상술한 바와 같이 소정의 비율로 첨가되어 있는 각 조성물을 혼합하여 표면층(31)을 제조하는 동일한 제조 방법으로 티 다이(T - Die) 압출성형 또는 카렌다 설비를 통하여 일정 두께의 시트 상으로 제조할 수 있다.
다음으로, 상기 표면 처리층(30)과 인쇄층(32)을 포함하는 표면층(31) 및 상기 코어층(32), 상기 발란스층(33)을 차례대로 권취한 후 엠보싱 성형에 의해 연속 열 합지하는 단계(S16)는 각각의 반제품을 적재대에 권취한 후 적층 순서대로 각각의 반제품은 130 ~ 150℃ 정도의 보조 예열 드럼을 통과 한 후 140 ~ 180℃의 메인 히팅 드럼이 있는 엠보싱 설비를 통과한 후 열 압착하여 연속 공정으로 합지하여 제조할 수 있다.
합지된 반제품(50)은 상.하 온도 조절이 가능한 냉-온 수조를 구비한 에이징 영역을 통과하여 에이징 및 냉각시키는 단계(S17)를 거처 완제품을 제조할 수 있다. 상기 냉-온 수조는 2 ~ 3 개 존(zone)으로 구성되어 있으며, 각각의 냉-온 수조는 별도의 온도 구배를 갖도록 설계되어 있다. 이는 완제품을 구성하는 반제품들이 일정 온도에서 합지된 후 수지의 분자 운동이 서서히 안정화 될 수 있도록 냉-온 수조의 존(zone)별로 온도 구배를 주어 서서히 수지들의 분자들이 안정화 될 수 있도록 설계된다. 급격한 온도 변화의 경우 완제품의 휨 또는 치수 변형이 발생할 수 있다. 따라서 단계별 온도 차이를 두어 온도 변화에 의한 변형을 방지하고 치수의 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 냉-온 수조는 20 ~ 100℃의 온도 범위를 자유롭게 설정할 수 있도록 설계되어 있다. 바람직하게는, 상기 엠보싱 설비를 통과한 후 열 압착하여 합지된 반제품(50)은 70 ~ 90℃의 온도 범위를 갖는 제1영역, 50 ~ 70℃의 온도범위를 갖는 제2영역, 20 ~ 40℃의 온도 범위를 갖는 제3영역을 통과하면서 천천히 냉각하면서 에이징을 한다.
종래 상,하 판상 벨트 프레스의 경우 판상 벨트 프레스가 닿는 상부층 및 하부층에만 열 전달이 이루어지므로, 중간층까지는 충분한 가열 및 냉각 효과가 미치지 않아, 치수 변형의 원인이 된다. 또한 사용에 따른 벨트 프레스 손상시 수리 기간 및 비용이 많이 발생하고, 표면 스크레치 발생시 스크레치 발생 부분이 그대로 완제품 표면으로 전이되어 외관 품질이 나빠진다. 본 발명에 따른 냉-온 수조의 경우, 물을 통과 하는 시스템이므로 이러한 문제점은 발생하지 않는다. 본 발명은 완제품이 온도 구배를 갖는 냉,온수 수조를 통과함으로서 전 층에 걸쳐 일정하고 균일한 온도 유지가 가능해지므로, 완제품의 휨 현상을 방지하고 치수안정성을 향상시킬 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 1
열가소성 폴리우레탄 바닥재를 구성하는 각각의 반제품을 준비하였다. 표면층은 쇼와경도 95A, 연화점 90℃, 열가소성폴리우레탄 수지 100 중량부에 자외선 흡수제 2 중량부, 초고분자량 300만인 폴리에틸렌 수지 3 중량부를 혼합하여 0.2mm 두께로 압출 티 다이(T - Die)를 통하여 시트를 제조하였고, 제조된 표면층의 이면에 수성 우레탄 잉크를 사용하여 특정 문양을 인쇄하여 준비하였다. 표면 처리층은 특정 문양이 인쇄된 표면층의 다른 일면에 수성 폴리우레탄 수지를 코팅한 후 열 건조하여 반제품 1을 제조하였다. 코어층은 쇼와경도 95A, 연화점 90℃, 열가소성폴리우레탄 수지 100 중량부에 난연제인 수산화마그네슘 5 중량부, 무기물로는 탈크 200 중량부, 활제로 프로세스 오일 1 중량부를 혼합하여 제조된 2.1mm 두께로 제조된 반제품 2를 준비하였다. 발란스층은 쇼와경도 95A, 연화점 90℃, 열가소성폴리우레탄 수지 100 중량부에 난연제인 수산화마그네슘 5 중량부, 무기물로는 탈크 100 중량부, 활제로 프로세스 오일 1 중량부를 혼합하여 제조된 0.7mm 두께로 제조된 반제품 3을 준비하였다.
상기 반제품 1, 2, 및 3을 순서대로 적재대에 권취한 후 각각의 반제품을 보조 예열 드림에서 130℃ 정도로 예열하고 160℃의 메인 히팅 드럼이 있는 엠보싱 설비를 각각 통과시키면서 열 압착하여 연속 공정으로 합지한 후, 각각 80℃, 60℃, 25℃로 설정한 3개의 냉-온 수조의 온도를 통과시켜 에이징시켰다. 상기 에이징된 합지 반제품은 일정 크기의 나이프 금형이 장착된 재단기를 통하여 재단하여 친환경 바닥재를 완성하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 표면층 제조 시 상기 초고분자량 폴리에틸렌 수지를 대신하여 실리콘 검(GUM)을 3 중량부를 혼합하여 0.2mm 두께로 압출 티 다이(T - Die)를 통하여 시트를 제조하는 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일한 과정으로 실시하여 친환경 바닥재를 완성하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 표면층 제조 시 초고분자량 폴리에틸렌 수지 1 중량부, 실리콘 검(GUM)을 1 중량부를 동시에 혼합하여 0.2mm 두께로 압출 티 다이(T - Die)를 통하여 시트를 제조하는 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일한 과정으로 친환경 바닥재를 완성하였다.
실시예 4
상기 실시예 3에서 표면층 제조 시 자외선 흡수제 5 중량부를 추가로 포함하고, 상기 표면처리층에 특정 문양이 인쇄된 표면층의 다른 일면에 수성 폴리우레탄 수지 내에 광안정제(HALS) 2 중량부 혼합하여 코팅한 후 건조하여 반제품 1을 제조하는 것과, 코어층 제조시 쇼와경도 95A, 연화점 90℃, 열가소성폴리우레탄 수지 100 중량부에 난연제인 수산화마그네슘 5 중량부, 무기물인 탈크 200 중량부, 백색 안료인 이산화티탄 3 중량부, 활제인 프로세스 오일 1 중량부를 혼합하여 제조된 2.1mm 두께로 제조된 반제품 2를 준비하는 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일한 과정으로 친환경 바닥재를 완성하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 상기 표면층에 사용된 쇼와경도 95A, 연화점 90℃, 열가소성폴리우레탄 수지를 대신하여 쇼와경도 77A, 연화점 80℃, 열가소성폴리우레탄 수지를 사용하여 실시예 1과 동일한 과정으로 실시하여 최종 친환경 바닥재를 완성하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 표면층에 사용된 초고분자량 폴리에틸렌 수지를 제외하고 실시예 1과 동일한 과정으로 실시하여 최종 친환경 바닥재를 완성하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 냉-온 수조 공정을 제외하고 실시예 1과 동일한 과정으로 실시하여 최종 친환경 바닥재를 완성하였다.
본 발명의 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3을 통하여 제조되는 친환경 바닥재 시편을 제조하였다. 또한 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 친환경 바닥재의 외관상태, 내마모성, 난연성, 치수 안정성, 컬링성, 내광성을 비교하였다. 상기 물성은 KS M 3802(PVC(비닐)계 바닥재) 시험 규격, ASTM D 3389(내마모성 측정 방법), UL 94(수평 연소 시험방법), MS 210-05(내광성 시험방법)의 기준으로 평가하였다.
하기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 친환경 바닥재 시편에 대한 외관 상태, 투명도, 내마모성, 난연성, 치수 안정성, 컬링성, 내광성 및 선명도/사실감을 다음과 같이 측정하였다.
실험예 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) X(불량)
외관 상태 결점이 없음 6M 간격에서 결점이 1 ~ 2개 6M 간격에서 결점이 3 ~ 5개 6M 간격에서 결점이 5개 이상
실험예 2: 내마모성 평가
내마모성의 척도로서 ASTM D3389에 의거하여 마모휠 H-18, 적용하중 2Kg, 마모 횟수 1,000회 조건하에 바닥재 시편 표면층이 마모되어 발생하는 양(g)을 기준으로 하기 표 2에 나타낸 평가기준을 토대로 내마모성을 평가하였다.
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
마모량(g) 0.15 미만 0.15 이상
0.25 미만		 0.25 이상
0.30 미만		 0.30 이상
실험예 3: 난연성 평가
난연성의 척도로서 UL 94 수평 연소방법에 의거하여 45도 각도로 불꽃이 나오게 버너를 조정하고 30초간 가한 후 시편이 1인치 타들어간 후부터 측정하여 3인치 구간 내에서 1분간 시편이 타 들어간 길이를 기준으로 하기 표 3에 나타낸 평가기준을 토대로 난연성을 평가하였다(두께 3mm 제품 기준).
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
연소 길이(mm) 40 미만 40 이상
50 미만		 50 이상
60 미만		 60 이상
실험예 4: 치수안정성 평가
치수안정성의 척도로서 KS M 3802에 의거하여 바닥재의 시편을 80℃ 건조오븐에 6시간 방치 한 후 늘어나거나 줄어드는 정도를 측정하여 시험 전후 치수변화율(%)을 기준하여 하기 표 4에 나타낸 평가기준을 토대로 치수안정성을 평가 하였다.
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
치수안정성(%) 0.05 미만 0.05 이상
0.10 미만		 0.10 이상
0.50 미만		 0.50 미만
실험예 5: 컬링성 평가
컬링성의 척도로서 KS M 3802에 의거하여 바닥재의 시편을 80℃ 건조오븐에 6시간 방치 한 후 꺼내어 상온에서 1시간 정도 방치 후 시편의 휨 정도를 측정하여 하기 표 5에 나타낸 평가기준을 토대로 컬링성을 평가 하였다.
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
컬링성(mm) -0.10 미만 -0.10 이상
-0.15 미만		 -0.15 이상
-0.20 미만		 0.10 이상
실험예 6: 내광성 평가
내광 견뢰도의 척도로서 MS 210-05에 의거하여 바닥재의 시편을 내강 시험기에 걸고 제논 램프(Xenon lamp)를 이용하여 42MJ/㎡ 혹은 84MJ/㎡로 100hr을 조사한 후 램프를 조사하지 않은 동일 시료와 비교하여 변색 정도를 측정하여 하기 표 6에 나타낸 평가기준을 토대로 내광성을 평가하였다.
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
내광성(△E) < 20 ≥20
<30		 ≥30
<40		 ≥40
실험예 7: 선명도/사실감 평가
선명도/사실감 평가는 하기 표 7에 나타낸 평가 기준을 토대로 숙련된 작업자가 육안으로 평가하였다.
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
선명도/사실감 인쇄 색상 100% 재현 인쇄 색상 90% 재현 인쇄 색상 80% 재현 인쇄 색상 70% 재현
상기 실험예 1 내지 실험예 7에서 평가한 바닥재의 평가 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
구분 외관상태 내마모성 난연성 치수안정성 컬링성 내광성 선명도/
사실감
실시예 1 ◎ ○ ◎ ◎ ◎ △ △
실시예 2 ◎ ○ ◎ ◎ ◎ △ △
실시예 3 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △ △
실시예 4 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
비교예 1 ◎ △ ◎ ○ ◎ △ △
비교예 2 ◎ X ○ △ ◎ △ △
비교예 3 ◎ ○ ◎ △ X △ △
상기 표 7에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 바닥재 실시예 4는 실시예 1 및 실시예 2 보다 내마모 특성이 보다 우수하였다. 또한, 내광성과 선명도/사실감은 실시예 1 내지 3과 대비하여 우수하다. 또한, 실시예 4는 비교예 1 내지 3과 대비하여 외관상태, 내마모성, 난연성, 치수 안정성, 컬링성 등의 모든 측면에서 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 치수안정성 및 내마모성이 우수한 열가소성 폴리우레탄 바닥재 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.
30 : 폴리우레탄 수지의 표면 처리층
31 : 폴리우레탄 수지의 표면층
32 : 폴리우레탄 수지의 인쇄층
33 : 폴리우레탄 수지의 코어층
34 : 폴리우레탄 수지의 발란스층
40 : 표면 처리층, 인쇄층이 포함된 표면층이 합지된 반제품
50 : 표면 처리층, 인쇄층이 포함된 표면층, 코어층 및 발란스층이 합지된 반제품

Claims (9)

  1. 표면 처리층과 인쇄층을 포함하는 표면층, 코어층 및 발란스층이 순차적으로 적층된 폴리우레탄 바닥재로서,
    상기 표면층은, 90A 내지 120A의 쇼와 경도, 60 내지 100℃의 연화점을 갖는 열가소성 폴리우레탄 수지와, 분자량이 1,000,000 내지 5,000,000인 초고분자량 폴리에틸렌 및 실리콘 검으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 실리콘 검은 메틸 검(Methyl gum), 하이드록실 검(OH gum) 및 비닐 검(Vinyl gum)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이고,
    상기 표면 처리층은 30 내지 40 중량%의 고형분 함량 및 10~200 cps의 점도를 갖는 수성 폴리우레탄 수지 및 광안정제를 포함하고, 상기 수성 폴리우레탄 100 중량부당 1~3 중량부의 광안정제를 포함하고,
    상기 코어층 및 상기 발란스층은, 90A 내지 120A의 쇼와 경도, 60 내지 100℃의 연화점을 갖는 열가소성 폴리우레탄 수지, 난연제 및 무기물을 각각 포함하는, 폴리우레탄 바닥재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 에스테르계 열가소성 폴리우레탄 수지, 에테르계 열가소성 폴리우레탄 수지 및 카보네이트계 열가소성 폴리우레탄 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상인 것을 특징으로 하는, 폴리우레탄 바닥재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광안정제는 힌더드 아민계 광안정제(HALS)인 것을 특징으로 하는, 폴리우레탄 바닥재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 코어층은 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당, 무기물 100 내지 250 중량부, 난연제 3 내지 15 중량부, 백색 안료 1 내지 3 중량부 및 활제 1 내지 3 중량부를 포함하는, 폴리우레탄 바닥재.
  5. 제1항에 있어서, 상기 표면층은 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 1 내지 10 중량부의 초고분자량 폴리에틸렌 및 실리콘 검으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 및 1 내지 5 중량부의 자외선 흡수제를 포함하고, 상기 자외선 흡수제는 벤조트리아졸(Benzotriazole), 벤조페논(Benzophenone) 및 포름아미딘(Formamidine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 폴리우레탄 바닥재.
  6. 제5항에 있어서, 상기 표면층은 열가소성 폴리우레탄 수지 100 중량부 당 초고분자 폴리에틸렌 수지 1 내지 5 중량부, 실리콘 검(GUM) 1 내지 5 중량부 및 자외선 흡수제 1 내지 5 중량부를 포함하는, 폴리우레탄 바닥재.
  7. 제1항에 있어서, 상기 발란스층은 상기 열가소성 폴리우레탄 수지 소재 100 중량부 당, 무기물 50 내지 100 중량부 및 난연제 3 내지 15 중량부를 포함하는, 폴리우레탄 바닥재
  8. 열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하는 표면층을 형성하는 단계;
    상기 표면층 이면에 직접 인쇄문양을 인쇄하여 인쇄층을 형성하는 단계; 상기 표면층의 다른 이면에 수성 폴리우레탄 및 광안정제를 포함하는 코팅액을 코팅하여 표면 처리층을 형성하는 단계;
    열가소성 폴리우레탄 수지, 무기물, 난연제, 백색 안료 및 활제를 포함하는 코어층을 형성하는 단계;
    열가소성 폴리우레탄 수지를 포함하는 발란스층을 형성하는 단계;
    상기 표면 처리층 및 인쇄층을 포함하는 표면층, 상기 코어층, 및 상기 발란스층을 차례대로 권취한 후 엠보싱 성형에 의해 연속 열 합지하여 반제품을 제조하는 단계; 및
    상기 반제품을 온도 조절이 가능한 냉-온 수조를 구비한 에이징 영역을 통과시켜 에이징 및 냉각시키는 단계를 포함하고,
    상기 에이징 영역은 70~90℃의 온도범위를 갖는 제1 영역, 50~70℃의 온도범위를 갖는 제2 영역 및 20~40℃의 온도범위를 갖는 제3 영역으로 차례로 구성된 것을 특징으로 하는, 폴리우레탄 바닥재의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 표면 처리층은 30 내지 40 중량%의 고형분 함량 및 10~200 cps의 점도를 갖는 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부당 및 1~3 중량부의 광안정제를 포함하고, 상기 광안정제는 힌더드 아민계 광안정제(HALS)인 것을 특징으로 하는, 폴리우레탄 바닥재의 제조방법.
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