WO2018030705A1 - 다층 고강도 타일 및 그 제조방법 - Google Patents

다층 고강도 타일 및 그 제조방법 Download PDF

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WO2018030705A1
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장운규
송영대
양기용
김우진
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    • B32B37/16—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with all layers existing as coherent layers before laminating
    • B32B37/20—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with all layers existing as coherent layers before laminating involving the assembly of continuous webs only
    • B32B37/203—One or more of the layers being plastic

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer high strength tile and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a multilayer high strength tile used as a building material and a method of manufacturing the same.
  • Tiles such as floorings, which are generally used as building materials, are made by applying pressure to a plurality of sheets or layers, applying heat, or plywood each layer using an adhesive.
  • a layer of various materials may be added, a coating layer may be introduced on the surface, or a new additive may be blended.
  • Conventional architectural finishing materials are widely used, such as natural wood flooring, laminated laminates of HPM sheets made by impregnating melamine in the backing of MDF or HDF, and PVC tiles.
  • Wood flooring using natural wood is weak to moisture, cracks, bursts and deformations due to the nature of the wood as the temperature changes and the period of use, and the maintenance cost is not only high, but the price of the wood itself is high. However, there is a limit that it is difficult to use properly because the characteristics vary depending on the type and processing degree of wood.
  • Reinforced floor is a material that compensates for the shortcomings of the wood as described above, using MDF or HDF as a backing core, and after printing paper on it, laminates the HPM sheet impregnated with melamine resin with an adhesive. Reinforced floor has excellent surface strength and durability, but it is weak in moisture and severely warped by external load.
  • PVC tiles are made of polyvinyl chloride (PVC), which are superior to wood and WPC in terms of temperature deformation, moisture resistance, and curling properties.However, the use of plasticizers may cause volatile organic compounds. The disadvantage is that it feels less hard.
  • PVC polyvinyl chloride
  • Patent Publication No. 2016-0027660 discloses a polyvinyl chloride resin flooring material having improved dimensional stability.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-0100097 discloses a polyolefin-based non-slip flooring material and a method of manufacturing the same.
  • neither of the above documents discloses a flooring material including foam cushioning layer and reinforcing layer and containing only a small amount of plasticizer, which is environmentally friendly, excellent in strength, and excellent in cushioning.
  • One object of the present invention is to provide a high-strength tile and a method of manufacturing the same, which have little deformation according to temperature, are light and high in strength, and have excellent cushioning properties and walking comfort and noise prevention functions.
  • Another object of the present invention is to provide an environment-friendly high strength tile and a method of manufacturing the same by minimizing the use of a plasticizer without using an adhesive in the interlayer bonding of the tile.
  • a high strength tile comprising a foam cushion layer and a reinforcement layer
  • the foam cushion layer is polyethylene resin, polypropylene resin, ABS resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, polyester resin, polystyrene resin, polytetrafluoroethylene, ethylene-vinylacetate copolymer, ethylene propylene copolymer, thermoplastic polyurethane At least one polymer resin selected from the group consisting of (TPU),
  • the foam cushion layer comprises 0 to 20 phr of a plasticizer, 0 to 300 phr of a filler, 0 to 5 phr of a foaming agent,
  • the expansion ratio of the foam cushion layer is 120 ⁇ 300%
  • the reinforcing layer comprises a high strength core layer
  • the high strength core layer may include polyethylene resin, polypropylene resin, ABS resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, polyester resin, polystyrene resin, polytetrafluoroethylene, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene propylene copolymer, thermoplastic polyurethane ( TPU) at least one polymer resin selected from the group consisting of,
  • the high strength core layer contains 0 to 20 phr of a plasticizer, 0 to 500 phr of a filler,
  • the foam cushion layer is polyethylene resin, polypropylene resin, ABS resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, polyester resin, polystyrene resin, polytetrafluoroethylene, ethylene-vinylacetate copolymer, ethylene propylene copolymer, thermoplastic polyurethane At least one polymer resin selected from the group consisting of (TPU),
  • the foam cushion layer comprises 0 to 20 phr of a plasticizer, 0 to 300 phr of a filler, 0 to 5 phr of a foaming agent,
  • the expansion ratio of the foam cushion layer is 120 to 300%
  • the reinforcing layer comprises a high strength core layer
  • the high strength core layer may include polyethylene resin, polypropylene resin, ABS resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, polyester resin, polystyrene resin, polytetrafluoroethylene, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene propylene copolymer, thermoplastic polyurethane ( TPU) at least one polymer resin selected from the group consisting of,
  • the high strength core layer comprises 0 to 20 phr of plasticizer, 0 to 500 phr of filler,
  • the surface is hard and the inside is light, providing a wood-like texture, high mechanical strength, excellent resistance to deformation due to temperature changes, as well as dimensional stability and curling prevention.
  • a tile having excellent characteristics (bending stability) can be provided.
  • the foam cushion layer can reduce the weight of the product and improve the feeling of walking and noise prevention.
  • the impact noise is reduced by the difference in refractive index between the layers, and by including the foam cushion layer or the noise prevention layer, it is possible to improve the walking feeling and the noise prevention effect.
  • the present invention because of the excellent dimensional stability of the tile, there is no gap between tiles after construction to suppress contamination and improve cleaning ease.
  • the present invention it is possible to provide excellent interlayer bonding strength and production efficiency by simultaneously manufacturing and integrating the foam cushion layer and the reinforcement layer using an extruder.
  • FIG. 1 illustrates a high strength tile having a three-layer structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 show a high strength tile of a two-layer structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 to 6 illustrate a high strength tile having a structure in which an additional layer is stacked on top of the high strength tiles of FIGS. 1 to 3 according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7 to 9 illustrate a high strength tile having a structure in which additional layers are stacked on top and bottom of the high strength tile of FIGS. 1 to 3 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates a high strength tile further including a dimensionally stable layer between the stop layer and the upper reinforcement layer in the high strength tile of FIG. 4 according to another example of the present disclosure.
  • the high strength tile may be used as a building material, for example, a wall material or a floor material. It can be used as a wall or floor in an office or a house, especially as a floor.
  • the high strength tile according to an embodiment of the present invention includes a foam cushion layer and a reinforcement layer.
  • the reinforcing layer may be laminated on both the upper and lower foam cushion layers to form a three-layer structure of the reinforcing layer-foaming cushion layer-reinforcing layer (see FIG. 1).
  • the reinforcement layer may be stacked on the foam cushion layer to form a two-layer structure of the reinforcement layer-foamed cushion layer (FIG. 2), or may be stacked below the foam cushion layer to form a two-layer structure of the foam cushion layer-reinforced layer arc layer. (FIG. 3).
  • the foam cushion layer is a layer that provides light weight to the product, absorbs shock, gives a walking feeling when used as a flooring material, and provides a noise prevention effect.
  • Foam cushion layer is polyethylene resin, polypropylene resin, ABS resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, polyester resin, polystyrene resin, polytetrafluoroethylene, ethylene-vinylacetate copolymer, ethylene propylene copolymer, thermoplastic polyurethane ( TPU) at least one polymer resin selected from the group consisting of.
  • the flooring includes a foam cushion layer
  • the product is light and easy to absorb the impact can be expected to walk and noise prevention effect.
  • the foam cushion layer preferably contains 0 to 20 phr of a plasticizer, 0 to 300 phr of a filler, and 0 to 5 phr of a blowing agent.
  • the foam cushion layer of the present invention increases the strength by reducing the content of the plasticizer and at the same time gives less environmentally friendly products by containing less volatile organic materials. Therefore, the tile including the foam cushion layer of the present invention is characterized in that it is environmentally friendly, light and high strength compared to the conventional building materials.
  • one or more of ADCA (azodicarbonamide, AC) and OBSH (P, P'-Oxy bis (benzene sulfonyl hydrazide) can be used, and isocyanate, water, azo- and hydrazine ( Inorganic blowing agents such as hydrazine), nitrogen-based compounds, and sodium bicarbonate (NaHCO 3) may be used, but are not limited thereto.
  • the expansion ratio of the foam cushion layer is preferably 120 to 300%. If the foaming ratio is less than 120%, the raw material content is increased, the manufacturing cost is increased, and the weight reduction effect is not large. If the foaming ratio is more than 300%, the strength may be lowered.
  • the foam cushion layer may include a wood chip or cork chip together with the polymer resin, and may include a composite having a content of 1 to 40 phr.
  • the foam cushion layer does not contain wood chips or cork chips and includes a polymer resin, it is more preferable to include a foaming agent in a range of 0.1 to 5 phr.
  • the foaming agent may include a foaming agent. It is more preferable not to.
  • the foam cushion layer is provided below or on the reinforcing layer, or between the two reinforcing layers (see FIGS. 1 to 3).
  • the thickness of the foam cushion layer may be adjusted according to the thickness of the other layer, the desired purpose, properties and the like.
  • the reinforcement layer may be positioned at the top and bottom of the tile to form a surface portion, and another layer may be further stacked on the reinforcement layer.
  • the reinforcement layer may comprise a high strength core layer.
  • the reinforcement layer is a layer for providing durability and dimensional stability, and is a layer for reinforcing the strength of the foam cushion layer.
  • the foam cushion layer provides effects such as light weight, shock absorption, walking feeling, noise prevention, etc., while having a low strength, it may cause problems such as cracking after clicking processing, distortion due to temperature, or poor dimensional stability.
  • the reinforcement layer is to compensate for the disadvantages of the foam cushion layer may be located at the top or bottom, both top and bottom of the foam cushion layer.
  • the high strength core layer may include polyethylene resin, polypropylene resin, ABS resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, polyester resin, polystyrene resin, polytetrafluoroethylene, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene propylene copolymer, thermoplastic polyurethane ( TPU) at least one polymer resin selected from the group consisting of.
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • PVC polyvinyl chloride
  • the polymerization degree can use 700-2000.
  • the degree of polymerization is 800 to 1300.
  • the high strength core layer preferably comprises 0 to 20 phr of plasticizer and 0 to 500 phr of filler.
  • the plasticizer and filler content may vary depending on the hardness of the foam cushion layer and the content of each component.
  • the high-strength core layer uses a hard material to give the product itself firmness and rigidity.
  • the high-strength core layer has high mechanical strength and excellent resistance to dimensional deformation, thereby excellent in dimensional stability and minimizing curling. By minimizing dimensional deformation, gaps between tiles, for example floorings, do not open, reducing contamination and ensuring ease of cleaning. Building materials containing such high strength core layers, for example floorings, provide a hard and firm feel as wood.
  • the high strength tile including the high strength core layer has advantages such as high strength core layer itself does not contain a plasticizer or very small amount of 20 phr or less, excellent mechanical strength, less length change due to heating, and excellent curling properties. There is this.
  • high strength tile has a hard surface and hard to walk, there is a limit that the product is relatively heavy, difficult to handle, the present invention overcomes this limitation by using a foam cushion layer with a high strength core layer.
  • the high strength core layer may further comprise at least one additive selected from the group consisting of stabilizers, processing aids, impact modifiers, internal lubricants, external lubricants and pigments in addition to polymer resins, plasticizers, fillers.
  • the high-strength core layer is based on 100 parts by weight of polymer resin, 1 to 10 parts by weight of stabilizer, 10 to 500 parts by weight of filler, 0.1 to 10 parts by weight of processing aid, 2 to 15 parts by weight of impact modifier, 0.1 to 5 parts by weight of the internal lubricant, 0.01 to 5 parts by weight of the external lubricant and 0.05 to 15 parts by weight of the pigment, preferably 2 to 7 parts by weight of the stabilizer, 30 to 300 parts by weight of the filler based on 100 parts by weight of the polymer resin.
  • It may include 0.5 to 7 parts by weight of the processing aid, 3 to 10 parts by weight of the impact modifier, 0.3 to 2 parts by weight of the internal lubricant, 0.01 to 1 parts by weight of the external lubricant and 2 to 7 parts by weight of the pigment.
  • the amount of the plasticizer included in the high strength core layer of the present invention is 0 to 20 parts by weight, preferably 0 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin.
  • the high strength core layer of the present invention increases the strength by reducing the amount of plasticizer and at the same time contains less volatile organic materials, thereby imparting environmental friendliness to the product. Therefore, the tile including the high-strength core layer of the present invention is characterized by high environmental strength and strength compared to conventional building materials.
  • the amount of the stabilizer included in the high strength core layer of the present invention is 1 to 10 parts by weight, preferably 2 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin. If the amount of the stabilizer is less than 1 part by weight, thermal stability may be degraded, which may cause discoloration of the product.
  • the amount of the filler included in the high strength core layer of the present invention is 10 to 500 parts by weight, preferably 30 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin.
  • the amount of the filler used is less than 10 parts by weight, the economical efficiency is lowered, and when the amount of the filler exceeds 500 parts by weight, mechanical properties are significantly reduced.
  • the processing aid contained in the high strength core layer of the present invention 0.1 to 10 parts by weight, and preferably 0.5 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer resin. If the amount of the processing aid is less than 0.1 parts by weight, the workability is poor, the surface defects of the product occurs, and if it exceeds 10 parts by weight, the economic efficiency is poor.
  • the impact modifier included in the high strength core layer of the present invention 2 to 15 parts by weight is used with respect to 100 parts by weight of the polymer resin, and preferably 3 to 10 parts by weight.
  • the amount of impact modifier is less than 2 parts by weight, the impact resistance is lowered, and when it exceeds 15 parts by weight, the economy is inferior.
  • the inner lubricant included in the high strength core layer of the present invention is 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin
  • the outer lubricant is 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin, preferably the inner lubricant
  • 0.01 to 1 parts by weight is used.
  • the amount of the internal lubricant is less than 0.1 part by weight, the extrusion load is increased, and when it exceeds 5 parts by weight, the economy is inferior.
  • the amount of the external lubricant is less than 0.01, the possibility of carbide inside the extruder is more likely to occur, and if it exceeds 5 parts by weight, the lubricant is transferred to the product surface, resulting in poor product properties.
  • the pigment contained in the high strength core layer of the present invention 0.05 to 15 parts by weight is used, and preferably 2 to 7 parts by weight.
  • the amount of the pigment used is less than 0.05 parts by weight, it is difficult to obtain a target opacity or color, and when it exceeds 15 parts by weight, the economy is inferior.
  • the plasticizer is dioctyl phthalate (DOP), diisononyl phthalate (DINP), diisodecyl phthalate (DIDP), diundecyl phthalate (diundecyl phthalate , DUP), trioctyl trimellitate (TOTM), dioctyl adipate (DOA), dioctyl terephthalate (DOTP), 1,2-cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl 1,2-cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester (DINCH), dipropylheptylphthalate (DPHP), acetyltributylcitrate (ATBC), vegetable plasticizer and benzoate (Benzoate) Dioctyl terephthalate (DOTP), which includes one or more and preferably is an environmentally friendly plasticizer, but is not limited thereto.
  • DOP dioctyl phthalate
  • the stabilizer comprises at least one selected from the group consisting of a talc gemstone stabilizer, an organotin complex stabilizer and an epoxy stabilizer, the talc gemstone stabilizer is for example Ba / Zn, Ca It includes one or more selected from the group consisting of / Zn and Na / Zn, and is preferably an environmentally friendly Ca / Zn, but is not limited to these.
  • the filler comprises one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, silica, alumina, calcite, talc, antimony oxide, aluminum oxide, fly ash and blast furnace slag, preferably calcium carbonate , but not limited to one or more selected from the group consisting of haemulseok and mixtures thereof.
  • the processing aid is used to increase the melt rate and viscosity, and to improve the melt uniformity and processability, acrylic polymer, styrene copolymer, mineral oil, petrolatum, paraffin wax, petroleum resin , At least one selected from the group consisting of fatty acids, fatty acid esters, fatty alcohols, metal soaps, fatty acid amides, phenol resins, polyethylene, polybutenes, organosilicones, preferably acrylic polymers, styrene copolymers and One or more selected from the group consisting of mixtures, but not limited to these.
  • the impact modifier is used to improve the impact resistance, from acrylic polymer, MBS (methacrylate butadiene styrene), chlorinated polyethylene (CPE: Chlorinated Polyethylene), silicone-based acrylic rubber
  • acrylic polymer MBS (methacrylate butadiene styrene), chlorinated polyethylene (CPE: Chlorinated Polyethylene), silicone-based acrylic rubber
  • MBS methacrylate butadiene styrene
  • CPE Chlorinated Polyethylene
  • silicone-based acrylic rubber One or more selected, and preferably, but not limited to, one or more selected from the group consisting of chlorinated polyethylene, acrylic polymers and mixtures thereof.
  • the lubricant is an internal lubricant that lowers the viscosity of the molten resin to improve the fluidity during the thermoplastic resin thermoforming, and reduces the friction between the molten resin and the processing machine in the processing machine It can be separated by an external lubricant which reduces the generation of carbides and facilitates the removal from the processing machine.
  • lubricants are non-polar long chain hydrocarbons, paraffin oil, natural paraffin, polyethylene wax, fatty acid stearic acid, hydroxide stearic acid, fatty acid amide stearic acid amide, oleic acid amide, ercinate amide, fatty acid ester butyl stearate, glycerol Monostearate, fatty acid alcohols, and at least one selected from the group consisting of cetyl alcohol, stearic alcohol and palmityl alcohol, preferably the internal lubricant is fatty acid ester or fatty alcohol based, and the external lubricant is fatty acid amide Or one or more selected from the group consisting of fatty acids or mixtures thereof, but is not limited thereto.
  • the pigment is used to improve hiding power, and includes at least one selected from the group consisting of organic pigments, inorganic pigments and mixtures thereof having various colors.
  • the inorganic pigment is preferably annatase sugar (TiO 2 ) or rutile sugar (TiO 2 ), more preferably rutile sugar (TiO 2 ), but is not limited thereto. no.
  • the thickness of the high strength core layer may vary depending on the thickness of the other layer, the desired properties, the purpose, and the like, but is 0.2 to 7 mm, preferably 0.2 to 5.0 mm. If the thickness of the high-strength core layer is less than 0.2 mm, the dimensional stability is lowered, if it exceeds 7 mm there is a problem that the product is heavy and economical inferior.
  • the polymer resin included in the foam cushion layer and the polymer resin included in the reinforcement layer are the same. This is because the bonding strength is excellent when the resins of the two layers are the same kind.
  • the two layers may be bonded well.
  • the foam cushion layer and the reinforcement layer can be combined without adhesive. That is, the foam cushion layer and the reinforcement layer may be formed into sheets at once by extrusion.
  • the reinforcement layer may be stacked on the foam cushion layer or stacked below the foam cushion layer to form a two-layer structure of the reinforcement layer-foamed cushion layer.
  • the reinforcing layer may be laminated on both the upper and lower foam cushion layers to form a three-layer structure of the upper reinforcing layer-foaming cushion layer-lower reinforcing layer. This three-layer structure is the outer reinforcement layer is strong, the inner foam cushion layer has a light and soft characteristics.
  • the foam cushion layer or reinforcing layer may include a plurality of irregularities on the lower surface.
  • the lower surface of the foam cushion layer or the reinforcement layer includes a plurality of irregularities, it is easy to discharge moisture or gas, thereby reducing the deformation of the tile efficiently and thereby reducing the restrictions on the construction site. have.
  • FIG. 4 illustrates a tile in which a stop layer, a print layer, a top layer, and a surface coating layer are further stacked on the reinforcement layer in the three-layer structure as shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 shows a tile having a structure in which a stop layer-printing layer-upper layer-surface coating layer is further stacked on the reinforcing layer in the two-layer structure as shown in FIG. 2.
  • FIG. 6 shows a tile having a structure in which a stop layer-printing layer-upper layer-surface coating layer is further stacked on the reinforcing layer in the two-layer structure as shown in FIG. 3.
  • the bonding between the layers is preferably manufactured such that the printing layer and the upper layer are sequentially stacked on the reinforcing layer (high strength core layer) without using an adhesive, but are bonded to each other by performing thermal lamination for each layer.
  • a dimensionally stable layer may be further included between the reinforcing layer and the stop layer, or between the foam cushion layer and the stop layer.
  • a dimensional stabilizer layer may additionally be included between the stop layer and the upper reinforcement layer in the high strength tile of FIG. 4.
  • glass fibers may be used as the dimensionally stable layer.
  • the glass fiber layer is for providing dimensional stability corresponding to heating or humidification.
  • the glass fiber nonwoven fabric may include polyvinyl chloride resin, but is not limited thereto.
  • foam cushion layer or the reinforcing layer may further include an underlayer or an anti-noise layer.
  • FIG. 7 illustrates a tile of a structure in which an underlayer is further included below the reinforcement layer in the three-layer structure as illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 8 illustrates a tile of a structure in which a base layer is further included below the reinforcement layer in the two-layer structure as illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 9 shows a tile having a structure in which a base layer is further included below the reinforcing layer in the two-layer structure as shown in FIG. 6.
  • An anti-noise layer may be further included below the underlying layer (not shown).
  • the tile according to an embodiment of the present invention in addition to the foam cushion layer, the reinforcement layer that provides the dimensional stability and anti-curling function, to protect the upper layer from the outside, and to protect the surface coating layer, printing layer to prevent surface contamination and Upper layer that gives a three-dimensional appearance, a printed layer that provides visual effects, a stop layer that has noise suppression and restraint functions, an underlying layer that rests on the floor to help prevent curling, and prevents noise transmission It may further include a noise prevention layer.
  • Such tiles may be square or rectangular in plate shape, but are not limited thereto.
  • the surface coating layer serves as a layer for protecting the surface of the upper layer by blocking ultraviolet rays, preventing discoloration of the upper layer and the printing layer, and effectively reducing damage, abrasion, and contamination, and is aesthetically transparent. It may be coated with a polyurethane or acrylic resin.
  • the upper limb layer is generally a transparent film layer that protects the printed layer from abrasion, thereby giving a three-dimensional effect.
  • the upper limb layer may include a polymer surface and an additive as a functional surface layer and a functional coating layer.
  • the additives include one or more selected from the group consisting of plasticizers, stabilizers and UV absorbers.
  • the thickness of the upper limb layer is 0.1 to 1.2 mm, preferably 0.1 to 0.7 mm. If the thickness of the upper layer is less than 0.1 mm, wear resistance is not suitable, and if the thickness of the upper layer is more than 1.2 mm, economic efficiency is poor.
  • the print layer and stop layer may comprise a polymer resin, filler and additives.
  • Various designs and materials are used for the printed layer to provide visual effects. For example, printing paper, veneer, stone, beads and the like can be used.
  • the middle layer provides the noise prevention function that prevents the transmission of noise secondly and the ability to settle on the floor through high specific gravity, and improves the elasticity of the final product and reduces the manufacturing cost.
  • the additives include one or more selected from the group consisting of plasticizers, stabilizers, pigments and flame retardants.
  • the printing layer may include a polymer resin and a filler.
  • the filler includes one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, silica, alumina, lysate, talc, antimony oxide, aluminum oxide, fly ash and blast furnace slag.
  • the thickness of the printed layer is 0.05 to 0.25 mm, preferably 0.07 to 0.15 mm. If the thickness of the printed layer is less than 0.05 mm, there is a fear that the concealment force is lowered, the color of the stop layer is reflected, and if it exceeds 0.25 mm, the economic efficiency is poor.
  • the stop layer comprises a polymer resin and a filler.
  • the filler includes at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, silica, alumina, lysate, talc, antimony oxide, aluminum oxide, fly ash, barium sulfate and blast furnace slag, preferably calcium carbonate or vesicles, but minerals It is possible to selectively apply various types of fillers known to have a function of reducing elasticity and reducing noise.
  • the thickness of the stop layer is 0.1 to 3 mm, preferably 0.1 to 1 mm. If the thickness of the stop layer is less than 0.1 mm, the noise prevention effect, seating and elasticity is insufficient, and if it exceeds 3 mm, the thickness of the entire product becomes thicker than necessary.
  • the base layer and the noise prevention layer may include a polymer resin, filler and additives.
  • the base layer is seated on the floor to secondaryly assist in the prevention of warpage of the flooring material, and the noise prevention layer prevents noise transmission.
  • the additives include one or more selected from the group consisting of plasticizers, stabilizers, pigments and flame retardants.
  • the underlayer contains a polymer resin and a filler.
  • the filler includes one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, silica, alumina, lysate, talc, antimony oxide, aluminum oxide, fly ash and blast furnace slag.
  • the underlying layer may include a plurality of irregularities on the lower surface.
  • the moisture or gas may be easily discharged.
  • the deformation of the flooring may be efficiently reduced, thereby limiting the construction site.
  • the thickness of the base layer is 0.1 to 2 mm, preferably 0.1 to 1.0 mm. If the thickness of the base layer is less than 0.1 mm, it is not suitable for the prevention of warpage of the flooring material, and if it exceeds 2 mm, the economy is inferior.
  • the noise protection layer comprises a polymer resin and a filler.
  • the polymer resin may be polyethylene resin, polypropylene resin, ABS resin (Acrylonitril-butadiene-styrene), polyvinyl chloride resin, acrylic resin, polyester resin, polystyrene resin, polytetrafluoroethylene, rubber, ethylene vinyl acetate copolymer and ethylene And at least one selected from the group consisting of propylene copolymers, preferably polyvinyl chloride resins, polyethylene resins or ethylene vinyl acetate copolymer resins.
  • the filler includes at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, silica, alumina, lysate, talc, antimony oxide, aluminum oxide, fly ash, barium sulfate and blast furnace slag, preferably calcium carbonate or vesicles, but minerals
  • the filler includes at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, silica, alumina, lysate, talc, antimony oxide, aluminum oxide, fly ash, barium sulfate and blast furnace slag, preferably calcium carbonate or vesicles, but minerals
  • the thickness of the noise protection layer is 0.3 to 2 mm, preferably 0.5 to 1.5 mm.
  • the noise prevention effect is inadequate, and when it exceeds 2 mm, the economic efficiency is inferior.
  • the upper layer, the printing layer, the middle layer, and the underlying layer are each independently polyethylene resin, polypropylene resin, ABS resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, polyester resin, polystyrene resin, polytetrafluoroethylene, ethylene vinyl acetate At least one polymer resin selected from the group consisting of copolymers and ethylene propylene copolymers.
  • the upper layer, the print layer, the stop layer, the high-strength core layer and the base layer may each independently include one or more additives selected from the group consisting of plasticizers, stabilizers, fillers and pigments.
  • a high-strength core layer having high mechanical strength and excellent resistance to dimensional deformation by introducing a high-strength core layer having high mechanical strength and excellent resistance to dimensional deformation, dimensional stability can be improved, thereby minimizing curling. By minimizing dimensional deformation, gaps between floorings do not open, reducing contamination and ensuring ease of cleaning.
  • the tile according to an embodiment of the present invention extrudes a protective layer and a foam cushion layer into a single sheet through one sheeting facility consisting of a main extruder and a side co-extruder, and an upper layer, a printing layer, and the like on the upper side.
  • the base layer and the like are formed by lamination (rolling) in a roll-to-role to perform multilayer thermal fusion.
  • the step (b) and (c) provides a method performed at 80 ⁇ 250 °C.
  • the high-strength tile of the present invention is made of a foam cushion layer and a reinforcement layer first using an extruder into a sheet, then the base layer, stop layer, printing in a state where the sheet is heated to 100 ⁇ 250 °C The layer and the upper layer are sequentially joined by a thermal fusion process. Next, a liquid coating material for surface coating is coated on the upper limb layer, and the surface is cured using an ultraviolet irradiation device to prepare a surface coating layer.
  • the foam cushion layer and the reinforcement layer are preferably produced in the form of an extruded sheet using an extruder and a T-die. It is preferred to use a coextruder, but is not limited thereto.
  • each of the constituent layers separated by the thermal fusion process is laminated continuously and sequentially.
  • the base layer is heated to a temperature of 80 ⁇ 250 °C through an infrared heater and a heating drum (Heating Drum) and then laminated by a high-strength core layer bottom surface and a press roll (Hol Roll) horizontally moved through the conveyor.
  • the infrared heater and the heating drum Heating Drum
  • the stop layer heated to a temperature of 80 ⁇ 250 °C is laminated on the sheet upper surface by the pressure roll, the printing layer, the upper layer is stopped continuously in the same way Bonded sequentially on top of the layer.
  • the semi-finished product of the laminated high strength tile is subjected to a surface coating layer treatment process, and then cut to a prescribed size through a cooling process to complete the product.
  • the manufacturing method of the tile of this invention is a method which does not use an adhesive agent.
  • it when manufacturing a multi-layered composite tile, in particular flooring, it includes the step of laminating and bonding each layer having a different material or physical properties, each layer after applying a liquid adhesive between each layer to obtain sufficient interlayer bonding force
  • the adhesive / compression method of laminating, pressing, and curing and solidifying the adhesive is mainly used.
  • an adhesive coating process, a curing process, and the like are added, and an intermittent crimping process is performed, whereby the production process is complicated and the process time is increased, thereby decreasing the production efficiency of the manufacturing process.
  • each layer is bonded by the thermal fusion method without using an adhesive agent, a joining process can be performed continuously instead of intermittently. This shows excellent productivity.
  • the finished tile does not include an adhesive, it is excellent in dimensional stability, and contamination of the adhesive and appearance defects can be reduced.
  • All other layers except the foam cushion layer and the reinforcement layer were prepared by a calendering method. Each layer is blended and mixed with the component and composition ratio corresponding to each layer as shown in Table 1 below, and then uniformly gelled by heating and pressing the mixed raw materials, and then extruder or mixing roll (mixing roll) secondary gelation via roll).
  • each layer was heat-sealed sequentially with a cushion layer or a reinforcement layer as a base layer.
  • each layer wound in the form of a roll is pre-heated with an infrared heater and a heating drum while being fed in a conveyor inline, and then goes through a press roll.
  • the middle layer is laminated on the foam cushion or reinforcement layer
  • the printing layer is on the middle layer
  • the upper limb layer is sequentially laminated one by one on the printing layer.
  • the tiles integrated at high temperature and pressure were cooled through a cooling process, first cut to a suitable size, and then an internal stress was removed by an annealing process.
  • a photocurable resin such as urethane acrylate-based resin was applied to the top layer of the cut tiles, cured with ultraviolet rays to form a surface coating layer, and then a second cut to a predetermined desired size was made to produce a multilayer high strength tile.
  • the cross-section of the tile is as shown in Figure 7, the thickness of each layer is shown in Table 2 below.
  • the tiles were prepared in the same manner as in Example 1 except for the thickness of the foam cushion layer and the reinforcement layer.
  • a wood plastic composite (WPC) sheet (thickness 5.0 mm) was used as the core layer, and an upper layer (thickness: 0.5 mm) composed of polyvinyl chloride (PVC) prepared by pre-heat welding on a wood plastic composite sheet (WPC). After bonding the semi-finished product of the printing layer (thickness: 0.1 mm) and the middle layer (0.8 mm), and the base layer (0.6 mm) under the wood plastic composite sheet (WPC), respectively, using an adhesive, WPC flooring was prepared by curing at room temperature for 1 day.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the high strength core layer in the form of a sheet having a thickness of 3.8 mm was formed by extrusion, and then the upper limb layer (thickness: 0.5 mm), the printed layer (thickness: 0.1 mm), and the base layer (thickness: 0.6) were wound in the form of a roll manufactured by a calendering process. mm) was sequentially heat-sealed with a high strength core layer to prepare a high strength flooring.
  • each product is heated at 80 ° C. for 6 hours and then at room temperature for 1 hour. After cooling, the warpage degree of each floor was measured based on the state of the initial product. The results are shown in Table 4 below.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Anti-Curling Characteristics (mm) 5.5 0.5 0.8 0.7
  • the anti-curling property indicates that the lower the measured value, the better the anti-curling property. According to Table 4, it was found that the anti-curling properties of Examples 1,2 and 3 were superior to Comparative Example 1.
  • each tile was applied on a wood plate of an area of 9.9 m 2 of the construction room, and then heated to a temperature of 60 ° C. and maintained for 3 days, After cooling at room temperature for 1 day, water cleaning was performed with a mop. After cleaning, the amount of water absorbed in the wood cardboard under each tile was measured and shown in Table 5 below.
  • Example 1 Example 2
  • Absorption rate (%) 4.5 0.3 0.5 0.7
  • Examples 1, 2, and 3 have a low specific gravity compared to Comparative Example 2, and it was found to be excellent in lightweight.
  • the TVOC was measured using the Small Chamber method according to the ISO 1600-6.

Abstract

본 발명은 발포쿠션층과 보강층을 포함하는 고강도 타일 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

다층 고강도 타일 및 그 제조방법
본 발명은 다층 고강도 타일 및 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 건축용 자재로 사용되는 다층 고강도 타일 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전통적으로 건축용 자재, 특히, 바닥재로는 플라스틱, 세라믹, 목재 등 다양한 소재가 사용되고 있다. 최근에는 디자인이 우수하면서도 친환경적이며, 가벼우면서도 강도가 우수하고, 내구성 및 내습성을 갖는 제품에 대한 요구가 증대되고 있다. 특히, 단순한 마감재로서의 기능뿐 아니라 항균, 방음, 차음, 보행감, 충격 안정성 등 다양한 추가 기능을 가지며, 내마모성, 내스크레치성, 내열성, 내오염성, 내약품성 등의 표면 물성과 내구성이 개선된 제품 개발이 다각도로 진행되고 있다.
일반적으로 건축용 자재로 사용되는 타일, 예컨대 바닥재는 다수의 시트(sheet) 또는 층(layer)에 압력을 가하거나, 열을 가하거나, 접착제를 사용하여 각각의 층을 합판하여 제조된다. 타일에 다양한 기능을 제공하기 위해 다양한 소재로 된 층을 추가하거나, 표면에 코팅층을 도입하거나 또는 새로운 첨가물을 배합하기도 한다.
전통적인 건축마감재로는 천연소재인 목질 바닥재, MDF 또는 HDF 등의 backing에 멜라민을 함침시켜 만든 HPM 시트를 접착제로 합지시킨 강화마루(laminated), PVC 타일 등이 널리 사용되고 있다.
천연 목재를 사용하는 목질 바닥재는 습기에 약하고, 계절별 온도 변화와 사용 기간 경과에 따라 목재의 특성으로 인한 갈라짐, 터짐, 변형 등이 발생하여 유지보수 비용이 만만치 않을 뿐 아니라, 목재 자체의 가격이 높고, 목재의 종류와 가공도에 따라 특성이 달라져 올바르게 사용하기 어렵다는 한계가 있다.
이를 보완하고자 강화마루(laminated)가 개발되어 사용되고 있다. 강화마루는 상기와 같은 목재의 단점을 보완한 소재로서, MDF 또는 HDF를 backing core로 사용하고 그 위에 종이 인쇄 후 멜라민 수지를 함침한 HPM 시트를 접착제로 합지시킨 제품이다. 강화마루는 표면 강도 및 내구성은 우수하나 수분에 약하고 외부 하중에 의해 뒤틀림이 심한 단점이 있다.
PVC 타일은 폴리염화비닐(PVC) 재질로 된 타일로서 목재나 WPC에 비해 온도에 대한 변형, 수분에 대한 저항성, 컬링 특성 등은 우수하지만, 가소제 사용에 따라 휘발성 유기 화합물이 발생할 우려가 있고 상대적으로 딱딱한 느낌이 덜하다는 단점이 있다.
최근에는 상기 PVC 타일과 강화마루의 단점을 개선하기 위해 경질 PVC를 발포시킨 발포층에 PVC 타일의 상부층을 접착제로 결합시킨 경질 발포 타일(소위 WPC)이 사용되고 있다. 경질 발포 타일은 가볍고, 쿠션감과 보행감은 우수하지만, 가열에 의한 치수 변화가 심하고 표면 찍힘 등 표면 강도 및 내구성이 약하며, 층간 결합 시 접착제를 사용하므로 비친환경적이라는 문제가 있다. 이와 관련하여, 특허공개공보 제2016-0027660호에는 치수안정성이 개선된 폴리염화비닐수지 바닥재가 게시되어 있다. 또한 특허공개공보 제2016-0100097호에는 폴리올레핀계 친환경 논슬립 바닥재 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 문헌 어디에도 발포쿠션층과 보강층을 포함하며 가소제를 소량만 포함하여 친환경적이면서도 강도가 우수하며 쿠션감 등이 우수한 바닥재가 게시되어 있지 않다.
본 발명의 하나의 목적은 온도에 따른 변형이 적고, 가벼우면서도 강도가 높고, 쿠션성 및 보행감, 소음방지기능이 우수한 고강도 타일 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 타일의 층간 결합에 있어서 접착제를 이용하지 않고,가소제 사용을 최소화함으로써, 친환경적인 고강도 타일 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 예는
발포쿠션층과 보강층을 포함하는 고강도 타일로서,
상기 발포쿠션층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함하고,
상기 발포쿠션층은 가소제를 0~20 phr, 충전제를 0~300 phr, 발포제를 0~5 phr 포함하고,
상기 발포쿠션층의 발포배율은 120~300%이며,
상기 보강층은 고강도 코어층을 포함하고,
상기 고강도 코어층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함하고,
상기 고강도 코어층은 가소제를 0~20phr, 충전제를 0~500phr 포함하는,
다층 고강도 타일을 제공한다.
본 발명의 다른 일 예는
(a) 발포쿠션층의 배합을 준비하는 단계,
(b) 보강층의 배합을 준비하는 단계,
(c) 상기 발포쿠션층과 상기 보강층을 압출에 의하여 한꺼번에 시트로 형성하는 단계를 포함하는 다층 고강도 타일의 제조방법으로,
상기 발포쿠션층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함하고,
상기 발포쿠션층은 가소제를 0~20 phr, 충전제를 0~300 phr, 발포제를 0~5 phr 포함하고,
상기 발포쿠션층의 발포배율은 120~300 %이며,
상기 보강층은 고강도 코어층을 포함하고,
상기 고강도 코어층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함하고,
상기 고강도 코어층은 가소제를 0~20 phr, 충전제를 0~500 phr 포함하는,
다층 고강도 타일의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 고강도 코어층과 발포쿠션층을 포함함으로써 표면은 단단하고 내부는 가벼워 목재와 같은 질감을 제공하면서도 기계적 강도가 높고 온도 변화에 따른 변형에 대한 저항성이 우수할 뿐만 아니라 치수안정성과 컬링 방지 특성(휨 안정성)이 우수한 타일을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면 발포쿠션층을 포함함으로써 제품의 무게를 경량화할 수 있고 보행감과 소음방지 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 조성이 다른 다층 구조로 인하여 개별 층간 굴절율 차에 의해 충격 소음이 감소되는 효과가 있고, 발포쿠션층 또는 소음방지층을 포함함으로써 보행감과 소음방지 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 상기 타일의 우수한 치수안정성으로 시공 후 타일 간 틈이 발생하지 않아 오염 발생을 억제하며, 청소 용이성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 접착제를 사용하지 않고 가소제의 사용을 최소화함으로써, 친환경적인 타일을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면 압출기를 사용하여 발포쿠션층과 보강층을 동시에 제조 및 일체화시킴으로써 우수한 층간 결합력과 생산 효율성을 제공할 수 있다.
또한, 열 융착 방식을 사용함으로써, 접착 압착식에 비해 과량의 접착제 사용에 따른 타일 표면의 오염과 하부층에서 표면층으로의 접착제 이행으로 인한 오염 현상 발생을 방지할 수 있어 외관 결점을 줄일 수 있으며, 상기 타일에서 발생할 수 있는 총 휘발성 유기화합물(Total Volatile Organic Compound; TVOC)의 농도를 획기적으로 낮춤으로써 친환경성을 부여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 3층 구조의 고강도 타일을 나타낸다.
도 2, 도 3은 본 발명의 다른 일 예에 따른 2층 구조의 고강도 타일을 나타낸다.
도 4~도 6은 본 발명의 다른 일 예에 따라 각각 도 1~도 3의 고강도 타일 상부에 추가의 층이 적층된 구조의 고강도 타일을 나타낸다.
도 7~도 9는 본 발명의 또다른 일 예에 따라 도 1~도 3의 고강도 타일 상부 및 하부에 추가의 층이 적층된 구조의 고강도 타일을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다른 일 예에 따라, 도 4의 고강도 타일에서 중지층과 상부 보강층 사이에 치수 안정층이 추가로 포함된 고강도 타일을 나타낸다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 예에 따른 고강도 타일을 기술한다.
도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 발명에서 고강도 타일은 건축재, 예를 들면 벽재나 바닥재 등으로 사용될 수 있다. 사무실이나 주택의 벽이나 바닥재로 사용될 수 있으며, 특히 바닥재로 사용될 수 있다.
[본 발명의 일태양]
본 발명의 일 예에 따른 고강도 타일은 발포쿠션층과 보강층을 포함한다. 여기서, 보강층은 발포쿠션층 상부와 하부에 모두 적층되어 보강층-발포쿠션층-보강층의 3층 구조를 형성할 수 있다(도 1 참조). 또한 보강층은 발포쿠션층 상부에 적층되어 보강층-발포쿠션층의 2층 구조를 형성하거나(도 2), 발포쿠션층 하부에 적층되어, 발포쿠션층-보강층호층의 2층 구조를 형성할 수 있다(도 3).
이하 타일을 구성하는 각 층에 대하여 기술한다.
<발포쿠션층>
발포쿠션층은 제품에 경량화를 제공하며, 충격을 흡수하고, 바닥재로 사용시 보행감을 주며, 소음 방지 효과를 제공할 수 있는 층이다.
발포쿠션층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함한다.
건축재, 예를 들면, 바닥재에 발포쿠션층이 포함되면, 제품이 가볍고 쉽게 충격을 흡수하여 보행감과 소음방지효과를 기대할 수 있다.
상기 발포쿠션층은 가소제를 0~20 phr, 충전제를 0~300 phr, 발포제를 0~5 phr 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발포쿠션층은 가소제의 함량을 줄임으로써 강도를 높이는 동시에 휘발성 유기 물질을 덜 함유함으로써 제품에 친환경성을 부여한다. 따라서 본 발명의 발포쿠션층을 포함하는 타일은 종래의 건축재에 비하여 친환경적이면서도 가볍고 강도가 높다는 특징이 있다.
발포제로는 ADCA(azodicarbonamide, AC), OBSH(P,P'-Oxy bis(benzene sulfonyl hydrazide), 중 하나 이상이 사용될 수 있으며, 이소시안산염(isocyanate)이나 물, 아조기(azo-), 히드라진(hydrazine), 질소(nitrogen-) 기반의 화합물, 중탄산수소나트륨(sodium bicarbonate, NaHCO3)등의 무기 발포제도 사용될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 발포쿠션층의 발포배율은 120~300%인 것이 바람직하다. 발포배율이 120% 미만인 경우 원재료 함량이 높아져 제조비용이 상승하고 경량화 효과도 크지 않으며, 발포배율이 300%를 초과하는 경우 강도가 낮아질 수 있다.
상기 발포쿠션층은 상기 고분자 수지와 함께 목재칩 또는 코르크칩(cork chip)을 포함하되, 상기 칩의 함량이 1~40 phr 인 복합재료(composite)를 포함할 수 있다.
상기 발포쿠션층이 목재칩 또는 코르크칩을 포함하지 않고 고분자 수지를 포함하는 경우에는 발포제를 0.1~5 phr 포함하는 것이 더 바람직하며, 상기 발포쿠션층이 상기 복합재료를 포함하는 경우에는 발포제를 포함하지 않는 것이 더 바람직하다.
발포쿠션층은 보강층 아래, 또는 보강층 위에, 또는 두 개의 보강층 사이에 구비된다(도 1~도 3 참조).
상기 발포쿠션층의 두께는 다른 층의 두께, 원하는 목적, 성질 등에 따라 조절될 수 있다.
<보강층>
보강층은 타일의 상단, 하단에 위치하여 표면부를 형성할 수도 있고, 상기 보강층 위에 다른 층이 더 적층될 수도 있다.
보강층은 고강도 코어층을 포함할 수 있다.
상기 보강층은 내구성과 치수안정성을 제공하기 위한 층으로서, 발포쿠션층의 강도를 보강하기 위한 층이다. 발포쿠션층은 경량화, 충격흡수, 보행감, 소음방지 등의 효과를 제공하는 반면 강도가 약하여 클릭 가공 후 깨지거나, 온도에 의하여 뒤틀림이 발생하거나, 치수안정성이 떨어지는 등의 문제가 발생할 수 있다. 상기 보강층은 발포쿠션층의 단점을 보완하기 위한 것으로 발포쿠션층의 상부 또는 하부, 상부와 하부에 모두 위치할 수 있다.
상기 고강도 코어층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함한다. 상기 고강도 코어층으로는 바람직하게는 폴리에스테르 수지의 하나인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC) 수지가 사용되며, 가장 바람직하게는 폴리염화비닐 수지가 사용된다. 폴리염화비닐 수지를 사용하는 경우 중합도는 700 내지 2000인 것을 사용할 수 있다. 중합도가 상기 범위보다 낮은 경우에는 기계적 물성이 떨어지는 문제가 있으며, 상기 범위를 초과할 경우에는 가공 온도가 높아지는 문제, 즉 가공성이 떨어지는 문제가 발생한다. 중합도가 800 내지 1300인 것이 더 바람직하다.
상기 고강도 코어층은 가소제를 0~20 phr, 충전제를 0~500 phr 포함하는 것이 바람직하다. 상기 가소제, 충전제 함량은 상기 발포쿠션층의 경도 및 각 성분의 함량에 따라 달라질 수 있다.
상기 고강도 코어층은 경질의 소재를 사용하여 제품 자체가 딱딱하고 단단하도록 하여 제품자체에 견고함을 부여한다. 상기 고강도 코어층은 기계적 강도가 높고 치수 변형에 대한 저항성이 우수하여, 치수안정성이 우수하고 컬링 발생을 최소화할 수 있다. 치수 변형을 최소화함으로써 타일, 예를 들면, 바닥재 사이의 틈새가 벌어지지 않아 오염 발생을 감소시키고 청소 용이성도 확보할 수 있다. 이러한 고강도 코어층을 포함하는 건축용 자재, 예를 들면, 바닥재의 경우 목재와 같이 딱딱하고 견고한 느낌을 제공한다.
상기 고강도 코어층을 포함하는 고강도 타일은 고강도 코어층 자체가 가소제를 포함하지 않거나 20 phr 이하로 매우 소량 포함하므로 기계적 강도가 우수하고, 가열에 따른 길이 변화가 적고 컬링성이 우수하다는 점 등의 장점이 있다. 그러나, 이러한 고강도 타일은 표면이 딱딱하여 보행감이 떨어지며, 제품이 상대적으로 무거워 취급이 어렵다는 한계가 있는데, 본 발명에서는 고강도 코어층과 함께 발포쿠션층을 사용함으로써 이러한 한계를 극복한 것이다.
고강도 코어층은 고분자 수지, 가소제, 충전제 외에 안정제, 가공조제, 충격보강제, 내부 활제, 외부 활제 및 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 고강도 코어층은 고분자 수지 100 중량부를 기준으로, 안정제 1 내지 10 중량부, 충진제 10 내지 500 중량부, 가공조제 0.1 내지 10 중량부, 충격보강제 2 내지 15 중량부, 내부 활제 0.1 내지 5 중량부, 외부 활제 0.01 내지 5 중량부 및 안료 0.05 내지 15 중량부를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 고분자 수지 100 중량부를 기준으로, 안정제 2 내지 7 중량부, 충진제 30 내지 300 중량부, 가공조제 0.5 내지 7 중량부, 충격보강제 3 내지 10 중량부, 내부 활제 0.3 내지 2 중량부, 외부 활제 0.01 내지 1 중량부 및 안료 2 내지 7 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 고강도 코어층에 포함되는 가소제의 사용량은 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0 내지 20 중량부이며, 바람직하게는 0 내지 7 중량부이다. 가소제 사용량이 20 중량부 미만일 경우에는 기계적 강도와 치수안정성이 우수하나, 가소제 사용량이 20 중량부를 초과할 경우에는 기계적 물성, 치수안정성 및 친환경성이 떨어지는 문제점이 있다. 본 발명의 고강도 코어층은 가소제의 함량을 줄임으로써 강도를 높이는 동시에 휘발성 유기 물질을 덜 함유함으로써 제품에 친환경성을 부여한다. 따라서 본 발명의 고강도 코어층을 포함하는 타일은 종래의 건축재에 비하여 친환경적이면서도 강도가 높다는 특성이 있다.
본 발명의 고강도 코어층에 포함되는 안정제의 사용량은 고분자 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부이며, 바람직하게는 2 내지 7 중량부이다. 안정제의 사용량이 1 중량부 미만일 경우에는 열 안정성이 떨어져 제품에 변색이 발생할 가능성이 있으며, 10 중량부를 초과할 경우에는 경제성이 떨어진다.
또한, 본 발명의 고강도 코어층에 포함되는 충진제 사용량은 고분자 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 500 중량부이며, 바람직하게는 30 내지 300 중량부이다. 충진제 사용량이 10 중량부 미만일 경우에는 경제성이 떨어지며, 500 중량부를 초과할 경우에는 기계적 물성이 현저히 떨어지는 단점이 있다.
본 발명의 고강도 코어층에 포함되는 가공조제의 경우, 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부를 사용하며, 바람직하게는 0.5 내지 7 중량부를 사용한다. 가공조제 사용량이 0.1 중량부 미만이면 가공성이 떨어져 제품의 표면 불량이 발생하며, 10 중량부를 초과할 경우에는 경제성이 떨어진다.
본 발명의 고강도 코어층에 포함되는 충격보강제의 경우, 고분자 수지 100 중량부에 대하여 2 내지 15 중량부를 사용하며, 바람직하게는 3 내지 10 중량부를 사용한다. 충격보강제 사용량이 2 중량부 미만이면 내충격성이 떨어지며, 15 중량부를 초과할 경우에는 경제성이 떨어진다.
또한, 본 발명의 고강도 코어층에 포함되는 내부 활제는 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부, 외부 활제는 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부를 사용하며, 바람직하게는 내부 활제의 경우 0.3 내지 2 중량부, 외부 활제의 경우 0.01 내지 1 중량부를 사용한다. 내부 활제 사용량이 0.1 중량부 미만이면 압출 부하가 상승하며, 5 중량부를 초과할 경우에는 경제성이 떨어진다. 외부 활제의 사용량이 0.01 미만이면 압출기 내부 탄화물이 발생할 가능성이 높아지며, 5 중량부를 초과하면 활제가 제품 표면으로 이행하여 제품 물성이 떨어진다.
본 발명의 고강도 코어층에 포함되는 안료의 경우, 0.05 내지 15 중량부를 사용하며, 바람직하게는 2 내지 7 중량부를 사용한다. 안료의 사용량이 0.05 중량부 미만이면 목표하는 불투명성이나 색상을 얻기가 어려우며, 15 중량부를 초과하면 경제성이 떨어진다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 가소제는 디옥틸프탈레이트(dioctyl phthalate, DOP), 디이소노닐프탈레이트(diisononyl phthalate, DINP), 디이소데실프탈레이트(diisodecyl phthalate, DIDP), 디운데실프탈레이트(diundecyl phthalate, DUP), 트리옥틸트리멜리테이트(trioctyl trimellitate, TOTM), 디옥틸아디페이트(dioctyl adipate, DOA), 디옥틸테레프탈레이트(dioctyl terephthalate, DOTP), 1,2-사이클로헥산 디카복실산다이이소노닐에스터(1,2-cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester, DINCH), 디프로필헵틸프탈레이트(dipropylheptylphthalate, DPHP), 아세틸트리부틸시트레이트(acetyltributylcitrate, ATBC), 식물성 가소제 및 벤조에이트(Benzoate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 친환경 가소제인 다이옥틸테레프탈레이트(dioctyl terephthalate, DOTP)이지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 안정제는 금석석검계 안정제, 유기주석복합 안정제 및 에폭시계 안정제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 금석석검계 안정제는 예를 들어 Ba/Zn, Ca/Zn 및 Na/Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 친환경 Ca/Zn계이지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 해포석, 탈크, 산화안티몬, 산화알루미늄, 플라이애쉬 및 고로슬래그로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 탄산칼슘, 해포석 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 가공조제는 용융 속도와 점도를 증가시키고 용융 상태의 균일화와 가공성 향상을 위해 사용하며, 아크릴 폴리머, 스타이렌 공중합물, 미네랄 오일, 페트로라툼, 파라핀 왁스, 석유 레진, 지방산, 지방산 에스테르, 지방 알코올, 금속 비누, 지방산 아마이드, 페놀 수지, 폴리에틸렌, 폴리부텐, 유기 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 아크릴 폴리머, 스타이렌 공중합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 충격보강제는 내충격성을 향상시키기 위해 사용하며, 아크릴 폴리머, MBS(메타크릴레이트부타디엔스타이렌), 염소화 폴리에틸렌(CPE: Chlorinated Polyethylene), 실리콘계 아크릴 러버로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 폴리머 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 활제는 열가소성 수지 가열 성형 시, 용융된 수지의 점도를 낮추어 유동성을 양호하게 해 주는 내부 활제와, 용융된 수지와 가공 기계와의 마찰력을 줄여 가공 기계 내부에서의 탄화물의 발생을 줄여 주고 가공 기계로부터 탈착을 용이하게 해 주는 외부 활제로 분리할 수 있다. 통상적으로 활제는 극성기가 없는 장쇄 탄소화 수소계로 파라핀 오일, 천연 파라핀, 폴리에틸렌 왁스, 지방산계로 스테아린산, 수산화 스테아린산, 지방산 아마이드계로 스테아린산 아마이드, 올레산 아마이드, 에르신산 아마이드, 지방산 에스테르계로 부틸 스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 지방산 알코올계로 세틸 알코올, 스테아릭 알코올 및 팔미틸 알코올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 내부 활제로는 지방산 에스테르계 또는 지방산 알코올계, 외부 활제로는 지방산 아마이드계 또는 지방산계 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 안료는 은폐력을 향상시키기 위해 사용하며, 다양한 색상을 갖는 유기계 안료, 무기계 안료 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 무기계 안료는 바람직하게는 아나티제(anataze) 지당(TiO2) 또는 루타일(rutile) 지당(TiO2)이며, 보다 바람직하게는 루타일(rutile) 지당(TiO2)이지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 고강도 코어층의 두께는 다른 층의 두께, 원하는 성질, 목적 등에 따라 달라질 수 있으나 0.2 내지 7 mm이고, 바람직하게는 0.2 내지 5.0 mm이다. 고강도 코어층의 두께가 0.2 mm 미만일 경우에는 치수안정성 떨어지며, 7 mm를 초과할 경우에는 제품이 무거워지며 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
상기 발포쿠션층에 포함되는 고분자 수지와 상기 보강층에 포함되는 고분자 수지는 동일한 것이 바람직하다. 두 층의 수지가 동일한 종류인 경우 접합력이 우수하기 때문이다. 가령 발포쿠션층으로 폴리염화비닐 수지를 사용하는 경우, 보강층에도 폴리염화비닐 수지를 사용하면 두 층이 잘 접합될 수 있다.
또한 발포쿠션층과 보강층은 접착제 없이 결합될 수 있다. 즉, 발포쿠션층과 보강층은 압출에 의하여 한번에 시트로 형성될 수 있다.
보강층은 발포쿠션층 상부에 적층되거나 발포쿠션층 하부에 적층되어 보강층-발포쿠션층의 2층 구조를 형성할 수 있다. 또한 보강층은 발포쿠션층 상부와 하부에 모두 적층되어 상부보강층-발포쿠션층-하부보강층의 3층 구조를 형성할 수도 있다. 이러한 3층 구조는 외부인 보강층은 강하고, 내부인 발포쿠션층은 가볍고 부드러운 특성을 갖는다.
또한, 상기 발포쿠션층 또는 보강층은 하부면에 복수의 요철을 포함할 수 있다. 발포쿠션층이나 보강층의 하부면을 평면으로 구성한 경우에 비해 복수의 요철을 포함하는 경우, 습기 또는 가스의 배출이 용이하며, 이로 인하여 타일의 변형을 효율적으로 감소시켜 시공 장소에 대한 제약을 줄일 수 있다.
[본 발명의 다른 태양]
본 발명의 다른 태양은 상기 보강층 또는 상기 발포쿠션층 상부에 중지층을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 중지층 상부에 인쇄층을 추가로 포함할 수 있고, 상기 인쇄층 상부에 상지층을 추가로 포함할 수 있다. 또한 상지층 상부에는 표면 코팅층을 추가로 포함할 수 있다. 도 4는 도 1과 같은 3층 구조에서 보강층 상부에 중지층-인쇄층-상지층-표면코팅층이 추가로 적층된 구조의 타일을 나타낸다. 또한 도 5는 도 2와 같은 2층 구조에서 보강층 상부에 중지층-인쇄층-상지층-표면코팅층이 추가로 적층된 구조의 타일을 나타낸다. 또한 도 6은 도 3과 같은 2층 구조에서 보강층 상부에 중지층-인쇄층-상지층-표면코팅층이 추가로 적층된 구조의 타일을 나타낸다.
각 층간 접합은 접착제를 사용하지 않고, 상기 보강층(고강도 코어층) 위에 인쇄층과 상지층을 순서대로 적층하되, 각 층마다 열 융착(lamination)을 수행하여 상호 접착되도록 제조되는 것이 바람직하다.
또한 상기 보강층과 상기 중지층 사이, 또는 상기 발포쿠션층과 상기 중지층 사이에 치수 안정층을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 도 4의 고강도 타일에서 중지층과 상부 보강층 사이에 치수 안정층이 추가로 포함될 수 있다.
치수안정층으로는 예를 들면 유리섬유가 사용될 수 있다. 상기 유리섬유층은 가열 또는 가습 등에 대응하는 치수안정성을 제공하기 위한 것이다. 유리섬유 부직포에 폴리염화비닐수지가 함친된 것을 예를 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 발포쿠션층 또는 상기 보강층 하부에 하지층 또는 소음방지층을 추가로 포함할 수 있다.
도 7은 도 4와 같은 3층 구조에서 보강층 하부에 하지층이 추가로 포함된 구조의 타일을 나타낸다. 도 8은 도 5와 같은 2층 구조에서 보강층 하부에 하지층이 추가로 포함된 구조의 타일을 나타낸다. 또한 도 9는 도 6과 같은 2층 구조에서 보강층 하부에 하지층이 추가로 포함된 구조의 타일을 나타낸다. 소음방지층은 하지층 아래에 추가로 포함될 수도 있다.(도시되지 않음)
따라서, 본 발명의 일 예에 따른 타일은 발포쿠션층, 치수안정성과 컬링 방지 기능을 제공하는 보강층 외에, 외부로부터 상지층을 보호하고, 표면의 오염을 방지하기 위한 표면 코팅층, 인쇄층을 보호하고 입체감을 부여하는 상지층, 시각적인 효과를 제공하는 인쇄층, 소음방지 기능과 안착성 기능을 보유한 중지층, 바닥면에 안착되어 컬링 방지에 2 차적인 도움을 주는 하지층, 및 소음 전달을 방지할 수 있는 소음방지층을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 타일은 정사각형 또는 직사각형의 판 형상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 이들 각 층에 대하여 기술한다.
<표면코팅층>
표면 코팅층은 자외선을 차단하여 상지층의 표면을 보호하기 위한 층으로서, 상지층과 인쇄층의 변색을 방지하고, 손상, 마모 및 오염성 등을 효율적으로 감소시키는 역할을 하며, 미관상 투명하다. 폴리우레탄 또는 아크릴계 수지로 코팅될 수 있다.
<상지층>
본 발명의 일 구체예에서, 상지층은 인쇄층을 마모로부터 보호하는 투명한 필름층으로 이를 통하여 입체감을 부여하는 것이 일반적이다. 상지층은 기능성 표면층, 기능성 코팅층으로 고분자 수지 및 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 가소제, 안정제 및 UV흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
여기서, 상기 상지층의 두께는 0.1 내지 1.2 mm이며, 바람직하게는 0.1 내지 0.7 mm이다. 상지층의 두께가 0.1 mm 미만일 경우 내마모성이 적합하지 않으며, 1.2 mm를 초과할 경우 경제성이 떨어진다.
<인쇄층, 중지층>
본 발명의 일 구체예에서, 인쇄층 및 중지층은 고분자 수지, 충진제 및 첨가제를 포함할 수 있다. 인쇄층에는 다양한 디자인과 소재가 사용되어 이를 통하여 시각적인 효과를 제공한다. 예를 들면, 인쇄지, 무늬목, 석재(stone), 비드(bead) 등을 사용할 수 있다. 중지층은 소음 전달을 2차적으로 방지하는 소음방지 기능과 높은 비중을 통해 바닥면에 안착되는 기능을 제공하며, 최종제품의 탄성을 향상시키고 제조 원가를 절감하는 효과를 제공한다. 상기 첨가제는 가소제, 안정제, 안료 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
또한, 상기 인쇄층은 고분자 수지 및 충진제를 포함할 수 있다. 상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 해포석, 탈크, 산화안티몬, 산화알루미늄, 플라이애쉬 및 고로슬래그로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
상기 인쇄층의 두께는 0.05 내지 0.25 mm이며, 바람직하게는 0.07 내지 0.15 mm이다. 인쇄층의 두께가 0.05 mm 미만일 경우 은폐력이 떨어져 중지층의 색상이 비칠 우려가 있으며, 0.25 mm를 초과할 경우 경제성이 떨어진다.
한편, 상기 중지층은 고분자 수지 및 충진제를 포함한다. 상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 해포석, 탈크, 산화안티몬, 산화알루미늄, 플라이애쉬, 황산바륨 및 고로슬래그로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 탄산칼슘 또는 해포석이지만, 광물질로서 신축을 줄여주고, 소음을 감소시킬 수 있는 기능을 가진 공지된 다양한 종류의 충진제를 선택적으로 적용할 수 있다.
상기 중지층의 두께는 0.1 내지 3 mm이고, 바람직하게는 0.1 내지 1 mm이다. 중지층의 두께가 0.1 mm 미만인 경우에는 소음방지효과와 안착성과 탄성이 미흡하며, 3 mm를 초과할 경우에는 전체 제품의 두께가 필요 이상으로 두꺼워진다.
<하지층, 소음방지층>
본 발명의 일 구체예에서, 하지층 및 소음방지층은 고분자 수지, 충진제 및 첨가제를 포함할 수 있다. 하지층은 바닥면에 안착되어 바닥재의 휨 현상 방지를 2차적으로 보조하고, 소음방지층은 소음 전달을 방지한다. 상기 첨가제는 가소제, 안정제, 안료 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
여기서, 하지층은 고분자 수지 및 충진제를 포함한다. 상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 해포석, 탈크, 산화안티몬, 산화알루미늄, 플라이애쉬 및 고로슬래그로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
또한, 하지층은 하부면에 복수의 요철을 포함할 수 있다. 하지층의 하부면을 평면으로 구성한 경우에 비해 복수의 요철을 포함하는 경우, 습기 또는 가스의 배출이 용이하며, 이로 인하여 바닥재의 변형을 효율적으로 감소시켜 시공 장소에 대한 제약을 줄일 수 있다.
상기 하지층의 두께는 0.1 내지 2 mm이며, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 mm이다. 하지층의 두께가 0.1 mm 미만일 경우 바닥재의 휨 현상의 방지에 적합하지 않으며, 2 mm를 초과할 경우 경제성이 떨어진다.
한편, 소음 방지층은 고분자 수지 및 충진제를 포함한다. 상기 고분자 수지는 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지(Acrylonitril-butadiene-styrene), 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 고무, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 및 에틸렌 프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 폴리염화비닐 수지나 폴리에틸렌 수지 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 수지이다. 상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 해포석, 탈크, 산화안티몬, 산화알루미늄, 플라이애쉬, 황산바륨 및 고로슬래그로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 탄산칼슘 또는 해포석이지만, 광물질로서 신축을 줄여주고, 소음을 감소시킬 수 있는 기능을 가진 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.
상기 소음 방지층의 두께는 0.3 내지 2 mm이고, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mm이다. 소음 방지층의 두께가 0.3 mm 미만인 경우에는 소음 방지 효과가 미비하며, 2 mm를 초과할 경우에는 경제성이 떨어진다.
상기 상지층, 인쇄층, 중지층, 및 하지층은 각각 독립적으로 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 및 에틸렌 프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함한다.
또한 상기 상지층, 인쇄층, 중지층, 고강도 코어층 및 하지층은 각각 독립적으로 가소제, 안정제, 충진제 및 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 기계적 강도가 높고 치수 변형에 대한 저항성이 우수한 고강도 코어층을 도입함으로써, 치수안정성을 향상시킬 수 있으며 이로 인해 컬링 발생을 최소화한다. 치수 변형을 최소화 함으로써 바닥재 사이의 틈새가 벌어지지 않아 오염 발생을 줄이고 청소 용이성도 확보할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 타일은 Main extruder와 Side co-extruder로 구성된 하나의 sheeting 설비를 통하여 보호층과 발포쿠션층을 하나의 시트로 압출하고, 상부에는 상지층, 인쇄층 등을, 하부에는 하지층 등을 롤대롤 방식(role-to-role)으로 적층(라미네이션)하여 다층 열 융착을 하여 형성된다.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명에 따른 타일, 예를 들면, 바닥재를 제조하는 방법에 있어서, (a) 캘린더링(Calendering) 공법을 통해, 상지층, 인쇄층, 중지층 및 하지층을 준비하는 단계; (b) 압출기를 통해 발포쿠션층과 보강층을 한꺼번에 시트 형태로 생한한 다음 이 시트 아래에 상기 (a) 단계에서 준비된 하지층을 적층 한 후, 열 융착하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계 이후, 상기 시트 위에 중지층, 인쇄층 및 상지층을 순서대로 적층하되, 각 층마다 열 융착하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 (b)와 (c) 단계는 80 ~ 250℃에서 수행하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 고강도 타일은 발포쿠션층과 보강층을 압출기를 사용하여 우선 시트로 제조한 후, 상기 시트가 100 ~ 250℃로 가열된 상태에서 하지층, 중지층, 인쇄층 및 상지층을 순차적으로 열 융착 공정에 의해 접합한다. 그 다음, 상지층 상부에 표면 코팅용 액상 원료를 코팅하고 자외선 조사장치를 사용하여 표면을 경화시켜 표면 코팅층을 제조한다. 상기, 발포쿠션층과 보강층은 압출기와 T-다이를 사용하여 압출 시트 형태로 생산하는 것이 바람직하다. 공압출기를 사용하는 것이 바람직하나 이에 국한되는 것은 아니다.
구체적으로, 열 융착 공정에 의해 독립된 각 구성 층들은 연속적, 순차적으로 합지가 이루어진다. 먼저, 하지층이 적외선 히터와 히팅 드럼(Heating Drum)을 거쳐 80~250℃의 온도로 가열된 후 컨베이어를 통해 수평 이동하는 고강도 코어층 하부면과 가압 롤(Press Roll)에 의해 합지가 이루어진다. 이후 적외선 히터와 히팅 드럼(Heating Drum)을 통과하여 80 ~ 250℃의 온도로 가열된 중지층이 시트 상부면에 가압 롤에 의해 합지가 이루어지고, 동일한 방식으로 인쇄층, 상지층이 연속하여 중지층 상부에 순차적으로 접합된다. 이렇게 합지된 고강도 타일의 반제품은 표면 코팅층 처리 공정을 거친 후, 냉각 공정을 거쳐 규정된 크기로 재단하여 제품으로 완성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 타일의 제조방법은 접착제를 사용하지 않는 방법이다. 통상적으로 다층 복합 구조의 타일, 특히 바닥재를 제조할 때, 소재나 물성이 다른 각 층들을 적층하고 접합하는 공정이 포함되고, 충분한 층간 결합력을 얻기 위해 각층 사이에 액상의 접착제를 도포한 후 각 층을 적층하고, 압착(press)한 다음, 접착제를 경화하여 고형화하는 접착/압착 방식이 주로 사용된다. 이러한 방식은 접착제를 도포하는 공정과 경화 공정 등이 추가되고 단속적인 압착 공정을 진행하게 됨으로써, 생산 공정이 복잡해지고 공정 시간이 늘어남으로써 제조 공정의 생산 효율이 떨어진다.
그런데, 본 발명에서는 접착제를 사용하지 않고 열 융착 방식에 의하여 각각의 층이 접합되기 때문에 단속적이 아니라 연속적으로 접합 공정을 진행할 수 있다. 이에 따라 우수한 생산성을 나타낸다.
또한 접착제를 과도하게 사용하여 제품 표면이 오염되고 바닥재 시공 후 휘발성 유기 화합물로 인하여 인체에 유해한 물질이 발생할 수 있는 위험이 있다. 상기 접착/압착 방식 제조 공정의 생산 효율을 높이기 위해 다층 복합 구조 타일의 각층을 한꺼번에 열 융착하는 방식을 활용하기도 하나, 각층 간의 박리강도가 떨어지며 제조 공정 조건을 철저히 관리하지 못할 경우 치수안정성도 불안정해지는 단점이 있다.
본 발명에서는 완성된 타일이 접착제를 포함하지 않기 때문에 치수안정성이 우수하고, 접착제로 인한 오염과 외관 결함을 감소시킬 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 실시적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
[실시예 1] 다층 고강도 타일의 제조
발포쿠션층과 보강층을 제외한 다른 모든 각 층들을 캘린더링(Calendering) 공법으로 제조하였다. 각 층은 하기 표 1과 같이 각 층에 해당하는 성분 및 조성비로 배합하여 혼합하고, 혼합된 원료를 가열, 가압하여 균일하게 1차 겔화한 후, 압출식 혼련기(extruder)나 믹싱롤(mixing roll)을 통해 2차 겔화하였다.
구분 상지층 인쇄층 중지층 보강층 발포쿠션층 보강층 하지층
PVC 100 100 100 100 100 100 100
충진제 0 20 300 200 150 200 60
가소제 25 10 50 0 0 0 30
발포제 0 0 0 0 3 0 0
기타 적량 적량 적량 적량 적량 적량 적량
[단위: 중량부]
그 다음, 캘린더 롤에 투입하여 완전 겔화한 후, 캘린더 공정을 거쳐 시트 형상의 반제품을 제작하였다. 이에 제조된 반제품은 롤 형태로 권취 후 적층 순서에 맞도록 연속 회전하는 컨베이어 인라인(in-line)상에 배치하고, 티다이(T-Die)가 장착된 공 압출기를 통해 시트형태로 생산되는 발포쿠션층이나 보강층을 베이스층으로 하여 각 층을 순차적으로 열 융착하였다. 구체적으로는 롤 형태로 권취되어 있는 각 층은 컨베이어 인라인으로 공급되면서 적외선 히터와 히팅 드럼(Heating Drum) 등으로 예열한 후, 프레스롤(press roll)을 거치며 발포쿠션층이나 보강층을 중심으로 하지층은 상기 발포쿠션층이나 보강층 아래에, 중지층은 상기 발포쿠션층이나 보강층 위에, 인쇄층은 상기 중지층 위에, 상지층은 상기 인쇄층 위에 순차적으로 한 층씩 열 융착을 통해 적층하였다. 고열과 압력으로 일체화된 타일은 냉각 공정을 통해 냉각된 후 적당한 크기로 1차 재단한 다음 어닐링(annealing) 공정을 통해 내부 응력이 제거되었다. 재단된 타일의 상지층에 우레탄 아크릴레이트계 수지와 같은 광경화형수지를 도포하고 자외선으로 경화시켜 표면 코팅층을 형성시킨 후, 소정의 원하는 크기로 2차 재단함으로써 다층 고강도 타일을 제조하였다. 제조된 타일의 단면은 도 7과 같으며, 각 층의 두께는 하기 표 2와 같다.
구분 보강층 발포쿠션층 보강층
실시예 1 1.0 3 1.0
실시예 2 0.5 4 0.5
실시예 3 1.0 5 1.0
[실시예 2, 3] 다층 고강도 타일의 제조
발포쿠션층과 보강층의 두께를 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 타일을 제조하였다.
[비교예 1] WPC 타일의 제조
코어층으로써 목재 플라스틱 복합제(WPC) 시트(두께 5.0 mm)를 사용하였으며, 목재 플라스틱 복합제 시트(WPC) 위에는 사전 열 융착 방식으로 제조된 폴리염화비닐(PVC)로 구성된 상지층(두께: 0.5 mm), 인쇄층(두께: 0.1 mm) 및 중지층(0.8 mm)의 합지 반제품을, 목재 플라스틱 복합제 시트(WPC) 밑에는 하지층(0.6 mm)을 각각 접착제를 사용하여 접합시킨 후 6시간 동안 압축하고 상온에서 1일 숙성 경화시켜 WPC 바닥재를 제조하였다.
[비교예 2] 압출 / 열 융착 방식에 의해 제조된 고강도 타일의 제조
압출 방식으로 두께 3.8 mm의 시트 형태의 고강도 코어층을 제조한 후 캘린더 공정으로 제조된 롤 형태로 권취한 상지층(두께: 0.5 mm)과 인쇄층(두께 0.1 mm), 하지층(두께: 0.6 mm)을 순차적으로 고강도 코어층과 열 융착하여 고강도 바닥재를 제조하였다
[실험예 1]
치수안정성 평가
상기 실시예 1, 2, 3 및 상기 비교예 1의 타일에 대한 치수안정성을 평가하기 위해, KS M 3802 에 규정된 가열에 의한 길이 변화 시험 방법에 준하여 각 제품을 80℃에서 6시간 동안 가열 후 상온에서 1시간 동안 냉각시킨 후 개별 제품의 종 방향과 횡 방향 각각에 대한 치수변화율을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 여기서, 치수변화율은 그 수치가 낮을수록 치수안정성이 우수하다.
구분 비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
가열 후치수안정성(%) 길이 1.75 0.10 0.20 0.17
폭 0.17 0.06 0.17 0.10
상기 표 3에 따르면, 실시예 1,2,3 의 치수안정성이 비교예 1에 비해 우수한 것으로 나타났다.
[실험예 2]
컬링 방지 특성 (휨 안정성) 평가
상기 실시예 1, 2, 3 및 비교예 1의 타일에 대한 컬링 방지 특성을 확인하기 위하여 ISO 23999에 규정된 컬링 측정 방법에 준하여, 각 제품을 80℃에서 6시간 동안 가열 후 상온에서 1시간 동안 냉각한 후 초기 제품의 상태를 기준으로 각 바닥재의 휨 정도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구분 비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
컬링 방지 특성(mm) 5.5 0.5 0.8 0.7
컬링 방지 특성은 측정값이 낮을수록 컬링 방지 특성이 우수한 것을 나타낸다. 상기 표 4에 따르면, 실시예 1,2,3 의 컬링 방지 특성이 비교예 1에 비해 우수한 것으로 나타났다.
[실험예 3]
방수성 평가
상기 실시예 1, 2, 3 및 비교예 1의 타일의 방수성을 평가하기 위해, 각 타일을 시공 룸 9.9 ㎡의 면적의 목재 판재 위에 시공한 후, 60℃의 온도로 가열하고 3일간 유지하고, 상온에서 1일간 냉각시킨 후에 걸레로 물 청소를 실시하였다. 청소 후 각 타일 밑에 있는 목재 판지에 흡수된 물의 양을 측정하여 하기 표 5에 흡수율로 나타내었다.
구분 비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
흡수율(%) 4.5 0.3 0.5 0.7
방수성은 흡수율이 낮을수록 우수하다.
상기 표 5에 따르면, 실시예 1, 2, 3이 비교예 1에 비하여 방수성이 우수한 것으로 나타났다.
[실험예 4]
무게 및 비중
상기 실시예 1, 2, 3 및 비교예 2의 타일에 대한 비중을 확인하기 위하여 각 샘플을 30 mm X 30 mm 크기로 재단하여 비중계를 사용하여 비중을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
구분 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3
비중 1.85 1.12 0.86 0.97
비중이 낮을수록 같은 부피를 기준으로 무게가 가벼운 것을 나타낸다..
상기 표 6에 따르면, 실시예 1,2,3 은 비교예 2에 비해 비중이 낮아 경량성이 우수한 것으로 나타났다.
[실험예 5]
친환경성(TVOC 방출량) 평가
상기 실시예 1, 2, 3 및 비교예 1, 2의 타일의 친환경성을 평가하기 위해, 각 타일이 방출하는 TVOC(총 유기 휘발성 화합물) 방출량을 측정하여 하기 표 7에 나타냈다.
구분 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3
TVOC 방출량(mg/㎡xhr) 3.92 1.8 1.2 1.1 1.5
여기서 TVOC는 ISO 1600-6의 규정에 따라 스몰 챔버법(Small Chamber)을 사용하여 측정하였다.
상기 표 7에 따르면, 실시예 1, 2, 3이 비교예 1, 2에 비해 적은 양의 TVOC 방출량을 보였으며, 이를 통해 친환경성을 가지는 것을 확인하였다.

Claims (13)

  1. 발포쿠션층과 보강층을 포함하는 고강도 타일로서,
    상기 발포쿠션층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함하고,
    상기 발포쿠션층은 가소제를 0~20 phr, 충전제를 0~300 phr, 발포제를 0~5 phr 포함하고,
    상기 발포쿠션층의 발포배율은 120~300%이며,
    상기 보강층은 고강도 코어층을 포함하고,
    상기 고강도 코어층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함하고,
    상기 고강도 코어층은 가소제를 0~20 phr, 충전제를 0~500 phr 포함하는,
    다층 고강도 타일.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발포쿠션층에 포함되는 고분자 수지와 상기 보강층에 포함되는 고분자 수지가 동일한 것인, 다층 고강도 타일.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각 층은 접착제 없이 결합되는, 다층 고강도 타일.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발포쿠션층은 상기 고분자 수지와 함께 목재칩 또는 코르크칩(cork chip)을 포함하되, 상기 칩의 함량이 1~40 phr 인 복합재료(composite)를 포함하는, 다층 고강도 타일.
  5. 제1항에 있어서, 상기 발포쿠션층과 상기 보강층은 압출에 의하여 한번에 시트로 형성되는 것인 다층 고강도 타일.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보강층이 상기 발포쿠션층 상부, 발포쿠션층 하부, 또는 발포쿠션층 상부와 하부에 모두 구비된, 다층 고강도 타일.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보강층 또는 상기 발포쿠션층 상부에 중지층을, 상기 중지층 상부에 인쇄층을, 상기 인쇄층 상부에 상지층을 추가로 포함하는, 다층 고강도 타일.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보강층과 상기 중지층 사이, 또는 상기 발포쿠션층과 상기 중지층 사이에 치수 안정층을 추가로 포함하는, 다층 고강도 타일.
  9. 제1항에 있어서, 상기 발포쿠션층 또는 상기 보강층 하부에 하지층을 추가로 포함하는, 다층 고강도 타일.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 각 층이 열 융착에 의하여 접합되는, 다층 고강도 타일.
  11. (a) 발포쿠션층의 배합을 준비하는 단계,
    (b) 보강층의 배합을 준비하는 단계,
    (c) 상기 발포쿠션층과 상기 보강층을 압출에 의하여 한꺼번에 시트로 형성하는 단계를 포함하는 제1항의 다층 고강도 타일의 제조방법으로,
    상기 발포쿠션층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함하고,
    상기 발포쿠션층은 가소제를 0~20 phr, 충전제를 0~300 phr, 발포제를 0~5 phr 포함하고,
    상기 발포쿠션층의 발포배율은 120~300%이며,
    상기 보강층은 고강도 코어층을 포함하고,
    상기 고강도 코어층은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 포함하고,
    상기 고강도 코어층은 가소제를 0~20 phr, 충전제를 0~500 phr 포함하는,
    다층 고강도 타일의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    캘린더링 공법을 통해 상지층 및 인쇄층을 준비하는 단계를 추가로 포함하는, 다층 고강도 타일의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상지층 및 인쇄층을 준비하는 단계 이후에,
    발포쿠션층과 보호층 위에 인쇄층과 상지층을 순서대로 적층하되, 각 층마다 열 융착을 실시하는 단계
    를 추가로 포함하는, 다층 고강도 타일의 제조방법.
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