KR101241496B1 - 종이와 합성수지층을 이용한 인테리어 마루바닥재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나무무늬결, 대리석, 모자이크 등 다양한 패턴을 인쇄한 합성수지층과 다양한 색상의 종이층을 이용한 인테리어 마루바닥재에 관한 것으로, 종이층과 인쇄된 합성수지층을 적층하여 일정한 온도와 압력으로 일체화시킨 후 내수합판, 스트랜드 보드, 파티클보드, MDF, HDF, 파티클보드, WFPC 등의 목질계 보드 기재층 상부에 적정하게 구성함으로써 다양한 패턴과 색상 적용 효과를 가지는 인테리어 마루바닥재를 제공한다.
본 발명의 마루바닥재는 다양한 색상의 종이층 상부에 합성수지층의 인쇄를 최소화하여 실시함으로써, 멜라민 화장판 강화마루가 가지는 천연질감 리얼리티가 미흡한 단점을 보완할 수 있으며, 종이층의 색상 변화만으로도 새로운 느낌의 바닥재 효과를 부여할 수 있다.
또한, 합판 마루 바닥재를 사용할 때 가장 큰 단점인 눌림, 찍힘, 긁힘 등의 표면물성에 대하여 우수한 품질을 제공한다.
마루바닥재
Description
본 발명은 다양한 패턴으로 인쇄된 합성수지층과 다양한 색상의 종이층을 이용한 인테리어 마루바닥재에 관한 것으로, 종이층과 인쇄된 합성수지층을 적층하여 일정한 온도와 압력으로 일체화시킨 후 기재층 상부에 적정하게 구성함으로써 다양한 이미지 효과를 구현할 수 있으며, 눌림, 찍힘, 긁힘 등의 물성이 우수한 마루바닥재에 관한 것이다.
종래의 천연 무늬목층이 적층된 내수합판 온돌마루판은 도 1의 단면도에서 보는 바와 같이, 천연무늬목(22)의 표면에 UV도료만을 도장하여 일반 표면도장층(21)을 형성하거나, 또는 무늬목층을 수지 함침만 하여 접착제층(30)을 사이에 두고 내수합판층(10´)과 적층한 구조를 가졌다.
이러한 종래의 온돌마루판의 경우 천연질감을 극대화하는 것을 그 목적으로 하고 있으나, 천연무늬목(22) 자체 물성의 한계에 의하여 눌리거나 찍히거나 또는 긁히거나 하는 문제점을 안고 있다.
또 다른 종래의 바닥재로서 멜라민 화장판 강화마루(LPM마루)는 멜라민 수지 함침으로 인해 눌림, 찍힘, 긁힘에 대한 표면물성은 강하나, 수지 함침 정도를 극대화하기 위하여 이산화티탄(TiO2)이 포함된 종이를 사용하기 때문에, 함침 성능에 반해 인쇄적성이 떨어지며 천연무늬목과 같은 천연질감 리얼리티(Reality)를 구현하기 어려운 단점이 있다.
대한민국 특허등록 제258600호에는 염화비닐시트층의 상부에 멜라민 시트를 적층한 염화비닐 바닥장식재가 개시되어 있으나, 본원발명과 바닥재의 종류 및 세부구성이 상이하다.
대한민국 특허등록 제451482호에는 페놀복합수지에 종이를 함침, 건조한 프리프레그를 PVC베이스 또는 내수합판층 상면에 열압착 성형시켜서 투명보호층과 모양층을 형성시킨 바닥재가 개시되어 있으나, 본원발명과는 표면층의 세부구성이 상이하다.
대한민국 특허공개 제2006-5011호에는 내수합판 위에 접착제층, 함침처리한 한지층과 모양지층과, 우레탄 UV코팅층이 순서대로 적층된 한지마루판이 개시되어 있으나, 본원발명과는 표면층의 세부구성이 상이하다.
본 발명의 목적은 인테리어 효과와 표면물성을 개선한 마루바닥재를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 종이층 및 합성수지 인쇄층을 갖는 인쇄표면층을 포함하는 인테리어 마루바닥재를 제공한다.
본 발명의 마루바닥재는 아래로부터 기재층, 접착제층, 인쇄표면층 및표면도장층을 포함하며, 인쇄표면층은 세부적으로 아래로부터 종이층, 합성수지층, 인쇄무늬층으로 구성된다.
본 발명에서 기재층은 내수합판, 스트랜드 보드, 파티클보드(PB), MDF(Medium Density Fiberboard), HDF(High Density Fiberboard), WFPC(Wood Fiber Plastic Composite) 등의 목질계 보드로 이루어지며, 그 이면에 홈가공된 것을 사용함으로써 치수안정성과 틈 벌어짐 등을 개선할 수 있다.
본 발명에서 접착제층은 열경화용 멜라민 수지, 열경화 또는 상온경화형 우레탄 또는 에폭시 수지 및 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트 등을 사용할 수 있으며, 상온경화형 수지가 바람직하다.
본 발명에서 종이층에 사용되는 종이의 평량은 표면강도 개선과 중량 문제를 고려하여, 180 내지 300 g/㎡인 것이 바람직하다. 종이층은 다양한 색상으로 가공된 종이이며, 종이를 요소 수지, 요소 멜라민 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 아크 릴 수지, 폴리에스터 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 에폭시 수지, 폴리비닐 아세테이트 수지, 폴리비닐 알코올 수지, 우레탄 수지 중에서 선택되는 1종 이상의 수지로 함침시킬 수 있으며, 함침수지를 종이 중량에 대하여 40 내지 50 중량% 함침시킨 후, 80 내지 150℃의 오븐에서 0.5 내지 3분간 건조 및 반경화시켜 제조하여 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 높은 표면강도를 위해 종이를 여러 장 사용할 수도 있다.
본 발명에서 합성수지층은 인쇄 최소화를 고려하여, 투명한 것이 바람직하다. 합성수지로는 PVC(Poly Vinyl Chloride), PE(Ploy Ethylene), PP(Poly Propylene), PET(Ploy Ethylene Terephthalate), PETG(Ploy Ethylene Terephthalate Glycolmodified), HIPS(High Impact Polystyrene), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PU(Poly Urethane), SBS(Styrene Butadiene Styrene block Copolymer), SEBS(Styrene Ethylene Butadiene Styrene block Copolymer), SPS(Syndiotactic Poly Stylene), SEPS(Styrene Ethylene Propylene Styrene block Copolymer) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
특히 바람직한 수지는 PVC, PETG이며, PVC의 경우 가소제를 사용하여 환경오염을 유발할 수 있으므로, 친환경적인 측면을 고려하면 PETG를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 인쇄무늬층은 합성수지층에 유기 또는 무기 염료, 또는 안료를 사용하여 인쇄한 것으로, 합성수지 상부에 다양한 패턴 인쇄를 구현하기 위해, 합성수지를 시트 상으로 가공한 후 염료 또는 안료를 사용하여 그라비아 인쇄를 함으 로써 무늬결을 추구할 수 있다.
본 발명에서 표면물성의 개선을 위하여, 인쇄표면층은 아래로부터 종이층, 합성수지층 및 인쇄무늬층을 고압 프레스에 의한 압밀화 작업으로 일체화시켜 하나의 표면재로 구성하는 것이 바람직하며, 이로 인하여 고강도를 유지할 수 있다.
본 발명에서 표면도장층은 표면 프라이머층, 하도층, 중도층 및 상도층으로 구성되며, 프라이머층에 분자량이 비교적 낮은 단량체 및 올리고머를 사용하고, 하도층 내지 상도층에는 세라믹, 유리조각(glass chop), 점토, 실리카 등의 무기물을 첨가하여, 내스크래치성 등의 표면물성을 월등히 개선시킴으로써, 무겁거나 날카로운 물체에 의한 찍힘, 깨짐, 긁힘 등의 표면파손을 방지할 수 있다.
본 발명의 마루바닥재는 상호 결합될 수 있도록 최종적으로 T & G(Tongue and Groove), 클릭(Click) 시스템, 또는 커넥터에 의한 연결구조를 가진다.
본 발명의 목질바닥재는 무늬결 등을 인쇄한 합성수지층과 다양한 색상을 갖는 종이층의 일체화 기술로 합성수지층에 인쇄를 최소화함으로써, 멜라민 화장판 강화마루가 가지는 천연질감 리얼리티가 미흡한 단점을 보완할 수 있으며, 종이의 다양한 색상으로 인하여 인테리어 효과를 부여할 수 있다.
또한, 합판 마루 바닥재를 사용할 때 가장 큰 단점인 눌림, 찍힘, 긁힘 등의 표면물성에 대하여 우수한 품질을 제공한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 마루바닥재의 단면도로서, 아래로부터 이면에 홈가공된 기재층(10), 접착제층(30), 인쇄표면층(20), 표면도장층(21)으로 구성되며, 인쇄표면층은 아래로부터 종이층(25), 합성수지층(24) 및 인쇄무늬층(23)으로 이루어져 있다.
기재층(10)은 내수합판, 스트랜드 보드, PB, MDF, HDF, WFPC 등의 목질계 보드로 이루어지며, 그 이면에 홈가공된 것을 사용함으로써 치수안정성과 틈 벌어짐 등을 개선할 수 있다.
접착제층(30)을 이루는 접착제는 열경화용 멜라민 수지, 열경화 또는 상온경화형 우레탄 또는 에폭시 수지 및 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트 등을 사용할 수 있으며, 상온경화형 수지가 바람직하다.
종이층(25)은 다양한 색상으로 가공된 종이이며, 종이를 요소 수지, 요소 멜라민 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 에폭시 수지, 폴리비닐 아세테이트 수지, 폴리비닐 알코올 수지, 우레탄 수지 중에서 선택되는 1종 이상의 수지로 함침시킬 수 있으며, 함침수지를 종이 중량에 대하여 40 내지 50 중량% 함침시킨 후, 80 내지 150℃의 오븐에서 0.5 내지 3분간 건조 및 반경화시켜 제조하여 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 높은 표면강도를 위해 종이를 여러 장 사용할 수도 있다.
종이층(25)으로 사용되는 종이의 평량은 180 내지 300 g/㎡이 적절하다. 종이의 평량이 180 g/㎡ 미만일 경우는 우수한 표면강도 개선을 추구할 수 없고, 종이의 평량이 300 g/㎡를 초과할 경우 종이의 중량이 지나치게 무거워 사용하기 어 렵다.
합성수지층(24)은 합성수지 시트로 구성되며, 여기서 사용되는 합성수지는 PVC, PE, PP, PET, PETG, HIPS, ABS, PU, SBS, SEBS, SPS, SEPS 등을 사용할 수 있다.
합성수지층(24)은 투명한 것이 바람직하며, 합성수지층(24)에 나무무늬결, 대리석, 모자이크 등을 인쇄할 경우 종이층(25)의 바탕색을 이용하여 인쇄를 최소화할 수 있다.
인쇄무늬층(23)은 합성수지층(24)에 유기 또는 무기 염료, 또는 안료를 사용하여 인쇄한 것으로, 합성수지 상부에 다양한 패턴 인쇄를 구현하기 위해, 합성수지(24)를 시트 상으로 가공한 후 염료 또는 안료를 사용하여 그라비아 인쇄를 함으로써 무늬결을 추구할 수 있다.
인쇄표면층(20)은 아래에서부터 종이층(25), 합성수지층(24) 및 인쇄무늬층(23)을 고압 프레스에 의한 압밀화 작업으로 일체화시켜 하나의 표면재로 구성하는 것이 바람직하며, 이와 같은 순서로 적층한 후, 열압 프레스에서 110 내지 180℃의 온도조건에서 20 내지 200 kg/㎠의 압력으로 15 내지 30분간 가열 및 가압한 뒤, 같은 압력 하에서 15 내지 30분간 냉각한 다음, 인쇄표면층(20)을 완성한다.
표면도장층(21)은 인쇄무늬층(20) 위에 자외선 표면도장처리를 하여 마감한 것으로, 표면도장층은 일반적으로 아래로부터 표면 프라이머층, 하도층, 중도층 및 상도층으로 이루어진다.
프라이머층은 표면의 내충격성 및 내찍힘성의 증대를 위해, 분자량이 비교적 낮은 단량체 및 올리고머(예: 분자량 100,000 내지 200,000의 수성 아크릴)를 자외선 경화시켜 형성하며, 이때 10초 내지 4분간 자외선 경화시키는 것이 바람직하다.
하도층 및 중도층에는 표면 물성의 증대를 위해, 유리조각(glass chop) 등 무기물이 첨가될 수 있으며, 첨가량은 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.
상도층에는 표면의 내스크래치성 및 내마모성의 증대를 위해, 나노무기물, 실리카 등이 첨가될 수 있으며, 첨가량은 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.
[실시예]
종이층(25) 상부에 그라비아 인쇄로 인쇄무늬층(23)을 인쇄한 합성수지층(24)을 적층한 후 열압에 의해 일체화하여 인쇄표면층(20)을 형성한 다음, 기재층(10)으로서 내수합판 상부에 접착제층(30)을 도포한 후 인쇄표면층(20)을 적층하여 접착한 다음, 그 위에 표면도장층(21)을 형성하고 T & G 형태로 재단 및 형상 가공함으로써, 도 2와 같이 아래로부터 기재층(10), 접착제층(30), 인쇄표면층(20) 및 표면도장층(21)을 갖는 마루바닥재를 제조하였다.
구체적으로, 종이층(25)은 평량 180 내지 300 g/㎡인 백색 종이를 멜라민 또는 페놀수지로 43 중량% 함침시킨 후, 80 내지 150℃ 오븐에서 0.5 내지 3분간 건조 및 반경화시켜 사용하였다. 합성수지층(24)은 PETG를 0.1 내지 0.2 ㎜ 시트 상으로 제조한 다음, 그라비아 인쇄를 통하여 나무결의 인쇄무늬층(23)을 형성하여 사용하였다. 종이층(25)과 인쇄무늬층(23)을 갖는 합성수지층(24)을 적층한 후, 프레스에서 110 내지 180℃의 온도에서 20 내지 200 kg/㎠의 압력으로 15 내지 30 분간 가열 및 가압한 뒤, 같은 압력 하에서 동시에 30분간 냉각하여 일체화시킴으로 써 인쇄표면층(20)을 형성하였다.
기재층(10)으로 사용된 내수합판은 밀도가 0.6 g/㎤ 이상, 함수율이 8.0 내지 10.0%, 두께가 7.0 내지 7.5 ㎜인 내수합판을 사용하였다. 기재층(10) 상부에 열경화형 멜라민 수지의 경우 도포량을 150 g/㎡으로 도포하여 접착제층(30)을 형성하고, 열경화형 또는 상온경화형 우레탄 또는 에폭시 수지의 경우 도포량을 130 g/㎡로 도포하여 접착제층(30)을 형성시킨 뒤, 그 상부에 인쇄표면층(20)을 적층하여 열경화형의 경우 10 내지 15 kgf/㎠의 압력으로 2 내지 3분간 열압한 후 경화시켰으며, 상온경화형의 경우 15 kgf/㎠의 압력으로 하루 동안 압착하여 접착을 실행하였다.
인쇄표면층(20) 위에 표면 프라이머층, 하도층 및 중도층 순으로 표면도장층(21)을 구성하였으며, 하도층에는 세라믹 5 중량%를 첨가하였다. 폭 85 내지 95 ㎜, 길이 850 내지 950 ㎜가 되도록 장부가공기(tenoner)를 이용하여 재단하고 측면에 T&G 가공을 실시한 후, 마지막으로 나노무기물 5 중량%를 첨가한 상도층을 도장하여 완제품을 제조하였다.
[비교예]
도 1과 같이, 내수합판(10´)을 기재로 하여 그 상부에 접착제층(30)으로 천연무늬목(22)을 적층하고 UV경화 표면도장(21) 처리한 합판마루
[시험예]
실시예와 비교예의 마루바닥재에 대하여 물성을 비교하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.
| 구분 | 찍힘성 | 깨짐성 | 치수안정성, % | 내스크래치성 | 흡수두께팽창율 | ||||
| 가열 | 침지 | U형 | M형 | ||||||
| L | W | L | W | ||||||
| 실시예 | 40 ㎝ | 60 ㎝ | -0.14 | -0.16 | 0.05 | 0.18 | 5.5 N | 1.9% | 4.7% |
| 비교예 | 10 ㎝ | 15 ㎝ | -0.15 | -0.18 | 0.05 | 0.19 | 1.5 N | 2.0% | 5% |
표 1의 테스트 항목 중 표면 찍힘성은 무게 110 g의 일자 드라이버를 측정대상인 마루바닥재의 표면(수평면과 45도를 이룸)에 자유낙하시킬 때 표면에 손상이 생기는 낙하 높이를 측정한 것이다. 표 1의 측정결과에 따르면, 종래 합판 온돌마루(비교예)의 경우 일자 드라이버를 10 ㎝ 높이에서 자유낙하 시 표면에 찍힘 자국이 발생한 반면에, 본 발명의 마루바닥재(실시예)는 40 ㎝의 높이에서 찍힘자국이 발생하였다.
표 1의 테스트 항목 중 표면 깨짐성은 직경 3 ㎝, 무게 286 g의 쇠공을 측정대상인 마루바닥재의 표면에 수직으로 자유낙하시킬 때 표면이 깨지는 낙하 높이를 측정한 것이다. 표 1의 측정결과에 따르면, 종래 합판 온돌마루(비교예)의 경우 쇠공을 자유 낙하 시 각각 15 ㎝ 높이에서부터 표면이 깨지는 현상이 발생한 반면에, 본 발명의 마루바닥재(실시예)는 60 ㎝ 높이에서 쇠공을 떨어뜨릴 때부터 표면의 깨짐현상이 발생하였다.
표 1의 테스트 항목 중 치수안정성은 측정대상인 마루바닥재를 80℃ 가열 오븐과 상온 수조에 24시간 동안 방치시킨 뒤 각각 길이(L) 및 폭(W)의 치수변화율을 측정한 것이다. 표 1의 측정 결과에 따르면, 본 발명의 마루바닥재(실시예)의 치수안정성은 종래 합판 온돌마루(비교예)와 유사게 나타났다.
표 1의 테스트 항목 중 내스크래치성은 클레멘스형 스크래치 경도 시험기를 사용하여 하중(N)당 표면이 긁히는 정도를 KS M3332의 3.15항 방법에 의해 측정한 것이다. 표 1의 측정 결과에 따르면, 본 발명의 마루바닥재(실시예)의 내스크래치성(5.5 N)은 종래 합판 온돌마루(1.5 N)보다 우수하게 나타났다.
표 1의 테스트 항목 중 흡수두께팽창율은 상온수에서 24시간(U형, KS F3200의 6.9항), 70℃ 온수에서 2시간(M형) 침지하여 그 두께 변화율을 측정한 것이다. 표 1의 측정 결과에 따르면, 본 발명의 마루바닥재(실시예)의 흡수두께팽창율은 종래 합판 온돌마루(비교예)와 유사하게 나타났다.
실시예와 비교예의 마루바닥재에 대하여 Warp(휨) 안정성을 비교하였으며, 그 결과는 표 2와 같다.
| 구분 | Warp 안정성 | |
| W (폭), ㎜ | L (길이), ㎜ | |
| 실시예 | 0.17 | 1.25 |
| 비교예 | 0.18 | 1.30 |
표 2의 Warp 안정성은 샘플을 80±2℃ 오븐에 24시간 방치한 후 컬(curl) 및 돔(dome) 수치를 측정한 것이다. 측정 결과 본 발명의 마루바닥재(실시예)와 종래 합판 온돌마루(비교예)의 warp 안정성은 폭방향과 길이방향이 유사하게 나타났다.
상기 실험결과로부터 유추하면, 본 발명의 마루바닥재는 무거운 물체나 날카로운 물체에 의한 표면의 찍힘이나 손상에 대하여 종래의 합판 온돌마루 대비 우수한 표면물성을 가지고 있으며, 치수안정성 및 Warp 안전성은 종래 온돌마루 수준과 동등 수준의 물성을 보였다.
도 1은 종래 내수합판 온돌마루의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마루바닥재의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 기재층
10´: 내수합판층
20: 인쇄표면층
21: 표면도장층
22: 천연무늬목
23: 인쇄무늬층
24: 합성수지층
25: 종이층
30: 접착제층
Claims (10)
- 종이층 상부에 합성수지층을 구비하고, 이 합성수지층 상면에 그라비아 인쇄로 인쇄 무늬층을 구비하되, 상기 종이층과 합성수지층, 인쇄 무늬층은 고압 프레스에 의한 압밀화 작업으로 일체화하여 인쇄 표면층을 구성하고,상기 인쇄 무늬층 위에 표면 도장층을 형성하되, 상기 표면 도장층은 아래로부터 표면 프라이머층, 하도층, 중도층 및 상도층으로 구성되고, 하도층 내지 상도층이 세라믹, 유리조각(glass chop), 점토, 실리카 중에서 선택되는 1종 이상의 무기물을 포함하며,상기 인쇄 표면층의 하부에 접착제층을 도포하여 기재층에 접착되는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
- 제1항에 있어서, 종이층에 사용되는 종이의 평량이 180 내지 300 g/㎡인 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
- 제1항에 있어서, 종이층이 요소 수지, 요소 멜라민 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 에폭시 수지, 폴리비닐 아세테이트 수지, 폴리비닐 알코올 수지, 우레탄 수지 중에서 선택되는 1종 이상의 수지로 종이를 함침시킨 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
- 제1항에 있어서, 인쇄무늬층이 합성수지층 상부에 그라비아 인쇄로 인쇄한 층인 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
- 제1항에 있어서, 합성수지층이 PVC(Poly Vinyl Chloride), PE(Ploy Ethylene), PET(Ploy Ethylene Terephthalate), PETG(Ploy Ethylene Terephthalate Glycolmodified), HIPS(High Impact Polystyrene), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PU(Poly Urethane), SBS(Styrene Butadiene Styrene block Copolymer), SEBS(Styrene Ethylene Butadiene Styrene block Copolymer), SPS(Syndiotactic Poly Stylene), SEPS(Styrene Ethylene Propylene Styrene block Copolymer) 중에서 선택되는 1종 이상의 합성수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
- 제1항에 있어서, 합성수지층이 투명한 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 기재층이 내수합판, 스트랜드 보드, 파티클보드, MDF(Medium Density Fiberboard), HDF(High Density Fiberboard), WFPC(Wood Fiber Plastic Composite) 중에서 선택되는 1종 이상의 목질계 보드로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 마루바닥재가 T & G(Tongue and Groove), 클릭(Click) 시스템, 또는 커넥터에 의한 연결구조를 갖는 것을 특징으로 하는 마루바닥재.
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