KR101930708B1 - 바닥재용 투명필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 바닥재 - Google Patents

바닥재용 투명필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 바닥재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride) 수지, 아크릴 수지 및 고상의 열안정제를 포함하는 바닥재용 투명필름을 제공한다.

Description

바닥재용 투명필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 바닥재{TRANSPARENT FILM FOR FLOOR MATERIAL, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND FLOOR MATERIAL COMPRISING THE SAME}
본 발명은 바닥재용 투명필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 바닥재에 관한 것이다.
일반적으로 바닥재는 주로 건물, 주택 등의 건축물의 바닥을 마감하는 용도로 사용되는 시트, 장판, 타일 등으로서, 시멘트 바닥으로부터 먼지 및 냉기를 차단하여 위생적인 공간을 제공하고, 다양한 무늬가 인쇄되어 있어 고객 취향에 따라 실내 분위기를 변경할 수 있는 등의 장식효과를 발휘할 수 있다.
통상 바닥재에 있어서, 인쇄층을 갖고 상부에 투명필름층을 갖는 경우 총휘발성유기화합물((Total Volatile Organic Compounds), 이하 “TVOCs”라 기재한다.)이 기준치 이상으로 방출되는 경우가 많다. 특히, 범용적으로 사용되는 PVC 타일의 경우 친환경 건축자재의 규정에 따른 TVOCs 방출량이 0.10 mg/m2·h를 훨씬 넘기 때문에, TVOCs 방출량이 저감된 친환경적 바닥재에 대한 관심이 나날이 증가하고 있다.
또한, 바닥재는 주택용 또는 상업용을 널리 사용되기 위하여 일정한 수준의 기계적 강도를 지녀야 하고, 제품의 표면 또한 일상적인 사용에 의해 스크래치 등이 발생하지 않을 정도의 경도를 보유할 필요가 있다. 따라서 바닥재에 적용되는 투명필름층의 마모성능이 제품의 수명과 직결되는데, 투명필름층의 두께 조절만으로 바닥재의 강도를 보완하기에는 한계가 있다.
본 발명의 일 구현예는 우수한 친환경성, 선명한 외관을 구현함과 동시에 우수한 표면 강도 및 내스크래치성을 갖는 바닥재용 투명필름을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 바닥재용 투명필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 바닥재용 투명필름으로 형성된 투명필름층을 포함하는 바닥재를 제공한다.
본 발명은 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride) 수지, 아크릴 수지 및 고상의 열안정제를 포함하는 바닥재용 투명필름을 제공한다.
상기 아크릴 수지는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지인 바닥재용 투명필름을 제공할 수 있다.
상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 상기 아크릴 수지는 0.1 중량부 내지 50 중량부로 포함하는 바닥재용 투명필름을 제공할 수 있다.
상기 아크릴 수지의 중량평균분자량(Mw)이 50,000g/mol 내지 150,000g/mol인 바닥재용 투명필름을 제공할 수 있다.
상기 아크릴 수지의 유리전이 온도가 85℃ 내지 115℃ 인 바닥재용 투명필름을 제공할 수 있다.
상기 아크릴 수지의 ASTM1238의 조건에 따른 용융 지수(Melt Index)가 10g/10분 내지 25g/10분인 바닥재용 투명필름을 제공할 수 있다.
상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 상기 고상의 열안정제는 0.1 중량부 내지 10 중량부를 포함하는 바닥재용 투명필름을 제공할 수 있다.
상기 고상의 열안정제는 Cd/Ba/Zn계, Cd/Ba계, Ba/Zn계, Ca/Zn계, Na/Zn계, Sn계, Pb계, Cd계, Zn계 유기 복합 분말 안정제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 바닥재용 투명필름을 제공할 수 있다.
상기 투명필름은 가소제, 활제, 가공조제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는 바닥재용 투명필름을 제공할 수 있다.
제1항에 있어서,
상기 투명필름의 두께는 0.05mm 내지 1.5mm인 바닥재용 투명필름을 제공할 수 있다.
본 발명은 (a) 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride) 수지, 아크릴 수지 및 고상의 열안정제를 교반하여 혼합된 조성물을 준비하는 단계; 및 (b) 상기 조성물에 열을 적용하고 카렌더 장치를 적용하는 단계; 를 포함하는 바닥재용 투명필름 제조방법을 제공한다.
상기 (a)단계에서, 상기 조성물은 가소제, 활제, 가공조제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는 바닥재용 투명필름 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 (a)단계에서, 상기 교반은 10 rpm 내지 100 rpm 의 속도로 수행되는 바닥재용 투명필름 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 (b)단계에서, 상기 조성물에 대하여 130℃ 내지 200℃의 온도로 열을 적용하는 바닥재용 투명필름 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 전술한 바닥재용 투명필름으로 형성된 투명필름층을 포함하는 바닥재를 제공한다.
표면처리층, 인쇄층, 치수 안정층, 백색층, 베이스층, 밸런스층 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 층을 더 포함하는 바닥재를 제공할 수 있다.
상기 베이스층은 섬유보강베이스층인 바닥재를 제공할 수 있다.
투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층; 또는 투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층/밸런스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층/밸런스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층/치수안정층/베이스층/밸런스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/섬유보강베이스층/밸런스층; 의 적층된 구조를 포함하는 바닥재를 제공할 수 있다.
상기 바닥재가 바닥 시트 또는 바닥 타일인 바닥재를 제공할 수 있다.
상기 바닥재용 투명필름은 그 자체의 TVOCs 발생량이 적을 뿐만 아니라, 바댁재에 적용시 하부로부터 올라오는 TVOCs의 저감효과를 가지면서도 높은 기계적 강도를 구현한다. 따라서 이를 적용한 바닥재는 고강도 및 친환경성을 겸비할 수 있다.
또한, 상기 바닥재용 투명필름의 제조방법을 통하여 TVOCs 저감효과, 표면 강도 및 내스크래치성이 우수한 투명필름을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 바닥재의 일 예시의 단면을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 바닥재의 일 예시의 단면을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 바닥재의 일 예시의 단면을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
본 발명자들은 바닥재에 대해 연구하던 중, PVC 수지와 아크릴 수지를 일정 중량부로 포함하는 바닥재용 투명필름을 바닥재의 투명필름층으로 적용함으로써, 바닥재에 포함되는 투명코팅층의 강도를 높이고, 상기 바닥재용 투명필름에 고상의 열안정제를 사용함으로써 투명코팅층 자체 의 TVOCs 발생량 및 투명코팅층 하부에서 올라오는 TVOCs발생량을 줄일 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하에서 기재의 “상부 (또는 하부)” 또는 기재의 “상 (또는 하)”에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
종래의 바닥재는 표면 강도를 향상시키기 위하여 바닥재의 표면에 코팅층을 형성하였고, 상기 코팅층의 두께 등을 조절하여 표면 강도를 향상시켰다. 다만, 이러한 경우 상기 코팅층의 두께를 너무 두껍게 할 경우 제조 비용이 높아지며, 통상의 PVC 코팅층의 경우 그 자체 또는 하부의 바닥재층으로부터 올라오는 TVOCs의 방출량이 높은 문제가 있었다.
이를 극복하기 위하여 상기 바닥재용 투명필름은, 바닥재의 상부에 적용시 고경도성을 구현함으로써 바닥재에 우수한 표면 강도 및 내스크래치성을 부여하고, TVOCs 방출량이 저감된 효과를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride) 수지, 아크릴 수지 및 고상의 열안정제를 포함하는 바닥재용 투명필름을 제공한다.
상기 폴리염화비닐 수지는 염화비닐의 중합에 의해 얻어지는 폴리머로서, 비중은 1.45로 65~85℃에서 연화하고, 가소성은 120~150℃에서 생기며, 170℃ 이상에서 용해한다. 내산성 및 내알칼리성이 우수하며 무독으로 난연성이다. 또한, 전기절연성이 양호하며 알코올, 유기산, 지방족탄화수소에는 용해되지 않는다. 방향족 탄화수소인 벤젠, 톨루엔 등에는 부풀어오르고, 케톤류인 시클로헥사논, 메틸이소부틸케톤, 니트로벤젠 등에는 잘 용해한다. 가열시 염산을 떨어뜨리면 분해하지만, 190℃ 이상이 되면 분해가 너무 격렬해진다.
상기 아크릴 수지는 아크릴산, 메타크릴산 등의 에스터로부터의 중합체로, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸메타아크릴레이트(PEMA), 폴리아크릴산메틸, 폴리아크릴산에틸, 폴리부틸아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 상기 PVC 수지와 가공하기 위해서는 PVC와 상용성이 있어야 하고, 혼합시 투명성이 나타나야 하는바, 상기 아크릴 수지는 이러한 특성을 만족한다.
상기 아크릴 수지를 포함함으로써 바닥재용 투명필름 자체가 우수한 경도를 구현할 수 있고, 따라서 상기 바닥재용 투명필름이 적용된 바닥재의 경우 표면 경도 및 내스크래치성이 우수하다. 또한, 상기 아크릴 수지를 포함하는 바닥재용 투명필름은 바닥재의 상부에 포함됨으로써 바닥재 하부에서 올라오는 각종 TVOCs를 차단할 수 있는 기능을 갖는다.
구체적으로, 상기 아크릴 수지는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지일 수 있다. 본 발명의 바닥재용 투명필름은 상기 폴리메틸메타아크릴레이트 수지를 포함함으로써, 다른 아크릴 수지를 포함한 경우보다 PVC와의 상용성이 우수하기 때문에 내후성과 투명성이 뛰어나며 높은 경도를 구현할 수 있다. PMMA를 아크릴 수지로서 포함한 바닥재용 투명필름은 가공성이 보다 우수하고 내스크래치성 향상의 효과를 용이하게 구현할 수 있는바, 경제적 효과 및 표면 강도 향상의 효과를 동시에 얻을 수 있다. 또한, 상기 PMMA가 포함된 바닥재용 투명필름이 바닥재 상부에 적용되는 경우 바닥재의 하부로부터 올라오는 TVOCs의 차단 성능이 보다 우수하다.
상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 상기 아크릴 수지는 약 0.1 중량부 내지 약 50 중량부로 포함할 수 있고, 바람직하게는 약 5 중량부 내지 약 20 중량부, 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 17 중량부로 포함할 수 있다. 상기 아크릴 수지를 약 0.1 중량부 미만으로 포함할 경우 폴리염화비닐 수지의 비율이 높아짐으로써 투명필름의 경도가 너무 낮아져 물성이 열화될 수 있고, 약 50 중량부 초과로 포함할 경우 투명필름의 경도가 높아져 가공성이 저하될 수 있다.
상기 아크릴 수지의 중량평균분자량(Mw)이 약 50,000g/mol 내지 약 150,000g/mol일 수 있고, 구체적으로 약 80,000g/mol 내지 약 130,000g/mol일 수 있다. 상기 범위의 중량평균분자량을 가짐으로써 예를 들어, 압출 성형, 카렌더링 또는 블로우 성형(blow molding)에 의해 상기 투명필름을 가공하는 경우 우수한 가공성을 구현하여 원하는 바닥재의 형상을 용이하게 구현할 수 있으면서 제조 장치에 들러붙는 현상을 방지하여 원료 손실률을 더욱 저감시킬 수 있다. 상기 분자량 범위를 벗어나는 경우, 상기 아크릴 수지가 PVC 가공 온도에서 녹지 않을 우려가 있어 바람직하지 않은 문제점이 있다.
상기 아크릴 수지의 유리전이 약 온도가 85℃ 내지 약 115℃일 수 있다. 상기 범위의 유리전이 온도를 가짐으로써 상기 폴리염화비닐 수지와 함께 상기 투명필름층의 가공성을 적절히 조절할 수 있다.
상기 아크릴 수지의 ASTM D1238의 조건에 따른 용융 지수(Melt Index)가 230℃, 3.8kg에서 약 10g/10분 내지 약 25g/10분일 수 있고, 구체적으로는 약 15g/10분 내지 약 25g/10분일 수 있다. 이는 일반적인 PMMA의 MI보다 큰 수치로, 상기 범위 내의 용융 지수를 가짐으로써 상기 아크릴 수지가 적절한 유연성을 가질 수 있어 이를 포함하는 투명필름을 바닥재에 적용시 우수한 작업성을 구현함과 동시에, 상기 폴리염화비닐 수지와 혼합하여 투명필름 제조시 투명필름이 너무 연질이지 않고 고경도성을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 고상의 열안정제를 포함하는데 구체적으로 열안정제는, 열가소성 수지가 대기 중의 산소와 빛, 또는 열에너지 등의 영향으로 분해, 노화가 발생하여 본래의 특성이 변질되는 것을 방지하는 역할을 하는 것이다. 종래의 바닥재용 투명필름은 액상의 열안정제를 주로 사용함으로써 액상으로 만들기 위한 용매, 용제 등으로 인해 투명필름에서도 TVOCs가 발생하는 문제가 있었다. 따라서 본 발명은 파우더 등의 형태인 고상의 열안정제를 사용함으로써 바닥재용 투명필름 자체의 TVOCs 발생량을 줄이는 효과를 갖는다.
구체적으로, 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 상기 고상의 열안정제는 0.1 중량부 내지 10 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 2 중량부 내지 8 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 상기 투명필름의 점도 안정성 및 열안정성이 우수한 효과를 구현할 수 있다.
상기 고상의 열안정제는 Cd/Ba/Zn계, Cd/Ba계, Ba/Zn계, Ca/Zn계, Na/Zn계, Sn계, Pb계, Cd계, Zn계 유기 복합 분말 안정제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는 고상의 열안정제로서 Ba/Zn계를 사용하는 것이 좋은데, 이는 Ba/Zn 계 안정제가 투명성 및 열안정성이 양호하여 연질 카렌더 필름에 적합하기 때문이다.
상기 투명필름은 가소제, 활제, 가공조제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 가소제로서 예를 들어, 벤조에이트계, 시트레이트계, 포스페이트계 가소제 등을 사용하여 친환경성을 도모할 수 있다. 또한 상기 가소제는 약 20 중량부 이하로 포함할 수 있다. 그에 따라 가소제의 블리딩 현상을 더욱 억제함과 동시에 타 성분과의 상용성을 우수한 수준으로 유지하여 원하는 물성을 용이하게 구현할 수 있다.
상기 활제의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 친환경적인 고급 지방산을 포함하여 친환경성을 도모할 수 있고, 구체적으로, 탄소수 18의 포화 고급지방산인 스테아린산을 이용할 수 있다. 또한, 상기 활제는 약 3 중량부 이하로 포함할 수 있고, 그에 따라 상기 투명필름을 형성하기 위한 카렌더링, 프레스 등 가공 과정에서 수지가 카렌더롤 또는 프레스에 들어붙는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 투명필름은 또한, 기타 첨가제 등을 더 포함할 수 있고, 상기 기타 첨가제는 이 기술분야에서 공지된 다양한 종류의 물질을 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
또한, 상기 투명필름의 두께는 약 0.05mm 내지 약 1.5mm일 수 있고, 바람직하게는 약 0.07mm 내지 약 0.75mm일 수 있다. 상기 범위 내의 두께로 형성됨으로써 투명필름의 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서도, 상부에 상기 투명필름을 포함하는 바닥재로부터 올라오는 TVOCs를 적절히 차단할 수 있고, 투명필름층 하부에 적층되는 인쇄층의 인쇄를 보호함과 동시에, 고강성을 부여하여 우수한 표면 경도 및 내스크래치성을 구현할 수 있다.
본 발명은 (a) 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride) 수지, 아크릴 수지 및 고상의 열안정제를 교반하여 혼합된 조성물을 준비하는 단계; 및 (b) 상기 조성물에 열을 적용하고 카렌더 장치를 적용하는 단계; 를 포함하는 바닥재용 투명필름 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 (a)단계에서, 상기 조성물은 가소제, 활제, 가공조제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있어 바닥재의 우수한 강성과 저감된 TVOCs발생량을 구현할 수 있는 바닥재용 투명필름을 제조할 수 있다.
상기 (a)단계에서, 상기 교반은 약 10 rpm 내지 약 100 rpm 의 속도로 수행될 수 있으며, 보다 구체적으로 약 50 rpm 내지 약 70 rpm의 속도로 수행될 수 있다. 상기 조성물을 준비하기 위해서는 고상의 열안정제를 폴리염화비닐 수지 및 아크릴수지와 함께 혼합하여야 하기 때문에 액상의 열안정제에 비하여 용해도가 떨어질 수 있으나, 상기 범위의 교반 속도로 혼합함으로써 고상의 열안정제를 조성물에 보다 잘 용해시킬 수 있다.
상기 (b)단계에서, 상기 조성물에 대하여 약 130℃ 내지 약 200℃의 온도로 열을 적용할 수 고, 구체적으로 약 150℃ 내지 약 180℃의 온도로 열을 적용할 수 있다. 상기 범위의 온도로 열처리함으로써 바닥재용 투명필름의 기본적인 물성 및 다른 성분들의 기능을 해치지 않으면서 고상의 열안정제, 폴리염화비닐 수지 및 아크릴 수지를 용이하게 혼합할 수 있다.
본 발명은 전술한 바에 따른 바닥재용 투명필름으로 형성된 투명필름층을 포함하는 바닥재를 제공한다. 상기 바닥재는 상기 투명필름층을 포함함으로써, 표면 경도, 내스크래치성 등의 고강도 물성을 구현함과 동시에, TVOCs 발생량을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 바닥재는 표면처리층, 인쇄층, 치수 안정층, 백색층, 베이스층, 밸런스층 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 층을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 베이스층은 섬유보강베이스층일 수 있다. 상기 섬유보강베이스층을 포함하는 바닥재의 단면을 도 3에 개략적으로 나타내었다.
상기 섬유보강베이스층에 사용된 섬유보강제는 Glass Fiber와 같은 무기물, 아라미드 섬유, 나일론, 폴리에스터와 같은 유기물 그리고 Wood Fiber와 같은 천연재료 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다.
예를 들어, 상기 바닥재는 투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층; 또는 투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층/밸런스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층/밸런스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층/치수안정층/베이스층/밸런스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/섬유보강베이스층/밸런스층; 의 적층된 구조를 포함할 수 있다.
상기 표면처리층, 투명필름층, 인쇄층, 백색층, 베이스층, 치수안정층 및 밸런스층은, 가소제, 용융강도 보강제, 활제 등을 더 포함할 수 있으며, 상기 각각의 층의 성질 및 기능에 따라 이들의 함량을 적절히 조절할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
상기 표면처리층은 바닥재의 내오염성을 개선하여 청소가 용이하도록 할 수 있고, 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트계 UV 경화형 조성물과 같은 일반적인 자외선 경화형 조성물을 투명필름층 상에 도포하고, 자외선 조사를 통해 경화시켜 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 표면처리층은 약 0.01mm 내지 약 0.1mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 투명필름층은 본 발명의 바닥재용 투명필름층으로, 전술한 바와 같다.
상기 인쇄층은 하부에 적층되는 상기 백색층의 표면에 전사 인쇄, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 로터리 인쇄 또는 플렉소 인쇄 등의 다양한 방식으로 무늬를 부여함으로써 형성될 수 있고 바닥재의 심미성을 부여하는 역할을 한다. 이러한 인쇄층은 예를 들어, 약 0.01mm ~ 약 0.3mm 의 두께를 가질 수 있고, 약 0.01mm 미만의 두께로 형성되는 경우 인쇄가 어려워질 수 있으며, 약 0.3mm 초과의 두께로 형성되는 경우 바닥재 제조 비용의 상승을 가져오게 되는 문제가 있다.
상기 백색층은 흰색 색상을 띄는 층으로서 상기 인쇄층의 무늬나 패턴이 선명하게 나타나게 하면서 상부에 적층되는 상기 인쇄층 및 하부에 적층되는 상기 베이스층 사이의 부착력을 향상시켜 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
상기 베이스층은 바닥재의 가장 기본이 되는 층으로 상부의 투명층, 인쇄층을 지지하고, 상부나 하부의 충격을 흡수하는 역할을 한다. 이러한 베이스층은 예를 들어, 약 1.0mm ~ 약 5.0mm의 두께를 가질 수 있고, 베이스층의 두께가 약 1.0mm 이하일 경우 상기 기능을 제대로 수행할 수 없으며, 베이스층의 두께가 약 5.0mm를 초과할 경우 바닥재 제조 비용 상승의 원인이 된다.
상기 밸런스층은 시공시 바닥면과의 접착이 이루어지는 부분으로, 바닥재 표면에 반대되는 이면을 보호하며, 바닥의 습기를 막아주는 역할을 하고, 두께가 약 0.10mm 내지 약 2.0mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 백색층, 상기 베이스층, 상기 밸런스층 또는 이들 모두는 이산화티타늄, 탄산칼슘, 목분, 운모(Mica), 유리섬유(Glass Fiber), 전분, 천연섬유, 왕겨, 송진, 활석(Talc) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 치수안정층은 온도 변화에 따른 치수안정성을 부여할 수 있다. 상기 치수안정층은 유리섬유(glass fiber)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 유리섬유와 펄프(pulp)를 바인더(binder)와 적정 배합하여 시트상으로 제조하고 이 시트를 사용하여 염화비닐 졸(sol)로 함침 후 겔링(gelling)시켜 시트화하여 제조된 층일 수 있다.
상기 바닥재는 예를 들어, 압출 성형, 카렌더링 또는 블로우 성형 등을 사용하여 상기 각각의 층들을 필름 또는 시트 형상으로 제조한 후 이들을 이 기술분야에서 공지된 합판 공정 등을 사용하여 열과 압력을 가해 적층시켜 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 바닥재는 예를 들어, 바닥 시트 또는 바닥 타일일 수 있고, 구체적으로 바닥 타일일 수 있다.
상기 바닥 시트는 상대적으로 유연성이 크고, 내구성 보다는 백화 현상의 방지를 더욱 중요시하나, 상기 바닥 타일은 상대적으로 유연성이 작고, 백화 현상의 방지 보다는 내구성을 더욱 중요시할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 제시한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
( 실시예 )
실시예 1
(투명필름 제조)
폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지27 중량부, Ba/Zn계 분말 안정제 2중량부로 포함하는 조성물을 반바리 믹서로 160℃의 온도에서 5분간 60rpm의 속도로 교반하여 혼련한 다음, 2본롤을 이용하여 1차 및 2차 믹싱하였다. 이어서, 제조된 원료를 170℃의 온도에서 카렌더링 가공하여, 두께가 0.15 mm인 투명필름을 제조하였다.
(인쇄층 및 백색층 제조)
폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, DOTP 25 중량부, 열안정제 3중량부, 이산화티타늄 20 중량부를 반바리 믹서로 5분간 160℃의 온도에서 혼련한 다음, 2본롤을 이용하여 1차 및 2차 믹싱하였다. 이어서, 제조된 원료를 170℃의 온도에서 카렌더링 가공하여, 두께가 0.10 mm인 백색층을 제조하였다.
또한, 상기 백색 시트 표면에 그라비아 인쇄 또는 전사 인쇄방법을 통해 무늬를 형성하여 두께가 0.10mm인 인쇄층을 제조하였다.
(베이스층 제조)
폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, DOTP 40 중량부, 탄석 600중량부, 가공조제 5중량부를 반바리 믹서로 5분간 180℃의 온도에서 혼련한 다음, 2본롤을 이용하여 1차 및 2차 믹싱하였다. 이어서, 제조된 원료를 150℃의 온도에서 카렌더링 가공하여, 두께가 2.6 mm인 베이스층을 제조하였다.
(밸런스층 제조)
폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, DOTP 25 중량부, 탄석 120 중량부, 열안정제 3 중량부를 반바리 믹서로 5분간 160℃의 온도에서 혼련한 다음, 2본롤을 이용하여 1차 및 2차 믹싱하였다. 이어서, 제조된 원료를 150℃의 온도에서 카렌더링 가공하여, 두께가 0.15 mm인 밸런스층을 제조하였다.
상기 준비된 투명필름을 포함하는 투명필름층, 인쇄층, 백색층, 베이스층 및 밸런스층을 순서대로 적층하여 프레스 장치를 사용해 3분 동안 150℃의 온도에서 1kgf/cm2압력을 가해 합판함으로써 바닥재를 제조하였다. 상기 실시예 1에 따른 바닥재의 단면을 도 1에 개략적으로 나타내었다.
실시예2
(치수안정층 제조)
폴리염화비질 수지 100 중량부, DOTP 60 중량부, 점도저하제 15 중량부, 탄산칼슘 50 중량부 및 이산화티타늄 5 중량부를 배합하여, 폴리염화비닐계 졸을 제조하였다. 이후 롤코터를 사용하여 제조된 폴리염화비닐계 졸을 유리섬유(60g/m2)에 함침 처리한 다음, 180℃의 온도에서 3분 동안 건조하여 두께가 0.4 mm인 치수안정층을 제조하였다.
상기 실시예1에서 준비된 투명필름을 포함하는 투명필름층, 인쇄층, 백색층, 베이스층을 순서대로 적층하고, 상기 치수안정층, 베이스층, 밸런스층을 순서대로 적층하여 프레스 장치를 사용해 3분 동안 150℃의 온도에서 1kgf/cm2압력을 가해 합판함으로써 바닥재를 제조하였다. 상기 실시예 2에 따른 바닥재의 단면을 도 2에 개략적으로 나타내었다.
실시예3
투명필름층의 제조에 있어서 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지를 20중량부로 포함하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일하게 바닥재를 제조하였다.
비교예1
투명필름층의 제조에 있어서 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, Ba/Zn계 액상 안정제를 2중량부로 포함하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일하게 바닥재를 제조하였다.
비교예2
투명필름층의 제조에 있어서 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지를 60중량부로 포함하고, Ba/Zn계 분말 안정제 대신 Ba/Zn계 액상 안정제를 2중량부로 포함하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일하게 바닥재를 제조하였다.
비교예3
투명필름층의 제조에 있어서 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지 대신 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 수지를 27 중량부로 포함하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일하게 바닥재를 제조하였다.
비교예4
투명필름층의 제조에 있어서 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지를 전혀 포함하지 않고, 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 Ba/Zn계 분말 안정제 대신 액상 안정제를 2중량부로 포함하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일하게 바닥재를 제조하였다.
( 실험예 )
실시예 및 비교예의 바닥재를 실시예의 바닥재를 20㎜ x 20㎜ x 3㎜(가로 x 세로 x 두께)의 크기로 재단한 후, TVOCs(mg/m2·h), 필름 경도(shore 경도 D), 필름마모강도 및 내스크래치성을 하기의 방법에 따라 측정하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.
1. TVOCs 발생량 측정
TVOCs 함량은 Small Chamber법을 이용하여 측정하였다.
2. 필름 경도 측정
필름 경도는 고무 경도계 shore D를 이용하여 측정하였다.
3. 필름 마모 강도 측정
필름 마모 강도는 마모휠 H-18(Abrasive Description: Medium - Coarse)(제조사: Taber)을 이용하여 필름이 마모되는 횟수를 측정하였다.
4. 내스크래치성 측정
필름 내스크레치성은 Erichsen Scratch Tester (ISO 4586-2 / DIN EN 438-2)의 0.5mm Tip을 이용하여 필름의 스크래치가 발생하는 힘을 측정하였다.
TVOCs(mg/m2·h) 필름 경도(shore 경도 D) 필름마모강도
-필름이 마모되는 횟수		 내스크래치성
실시예1 0.035 72 6,700 10N
실시예2 0.037 72 6,650 10N
실시예3 0.039 70 6.500 9N
비교예1 0.125 72 6,600 10N
비교예2 0.120 80 6,000 12N
비교예3 0.203 54 5,800 7N
비교예4 0.327 57 6,300 8N
상기 표 1에서 보듯이, 실시예1 내지 3의 경우 비교예1 내지 4에 비하여 TVOCs 발생량이 현저히 낮으면서도(0.1 mg/m2·h미만 구현) 우수한 표면 강도를 구현함을 확인하였다. 한편, 액상의 열안정제를 포함하는 비교예1 및 2의 경우 고상의 열안정제를 포함하는 실시예들에 비하여 TVOCs 발생량이 높게 나타나는 것을 알 수 있다. 특히, 비교예2의 경우 필름 경도 및 내스크래치성은 실시예와 비교하여 동등 수준이상이나 필름 마모 강도가 더 열성인 것을 확인하였다. PMMA 대신 PHA를 포함하거나, PMMA를 전혀 포함하지 않은 비교예3 및 4는 TVOCs 차단효과도 적고, 필름의 강도도 저하된 것이 확인되는바, 본 발명에 따른 바닥재용 투명필름이 적용된 바닥재의 경우 TVOCs 차단효과가 큼과 동시에 우수한 강도를 구현함을 알 수 있다.
100: 바닥재
110: 표면처리층
120: 투명필름층
130: 인쇄층
140: 백색층
150: 베이스층
151: 섬유보강베이스층
160: 치수안정층
170: 밸런스층

Claims (19)

  1. 투명필름층, 인쇄층, 백색층 및 베이스층이 순차적으로 적층된 층을 포함하고,
    상기 투명필름층은 바닥재용 투명필름으로 형성된 것이고,
    상기 바닥재용 투명필름은 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride) 수지, 아크릴 수지 및 고상의 열안정제를 포함하고,
    상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 상기 아크릴 수지는 20 중량부 내지 27 중량부로 포함하고,
    상기 아크릴 수지의 ASTM1238의 조건에 따른 용융 지수(Melt Index)가 15g/10분 내지 25g/10분이고,
    상기 아크릴 수지는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지이고,
    상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 상기 고상의 열안정제는 0.1 중량부 내지 2 중량부를 포함하고,
    상기 고상의 열안정제는 Cd/Ba/Zn계, Cd/Ba계, Ba/Zn계, Na/Zn계, Sn계, Pb계, Cd계, Zn계 유기 복합 분말 안정제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는
    바닥재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴 수지의 중량평균분자량(Mw)이 50,000g/mol 내지 150,000g/mol인
    바닥재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴 수지의 유리전이 온도가 85℃ 내지 115℃인
    바닥재.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 투명필름은 가소제, 활제, 가공조제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는
    바닥재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 투명필름의 두께는 0.05mm 내지 1.5mm인
    바닥재.
  11. (a) 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride) 수지, 아크릴 수지 및 고상의 열안정제를 교반하여 혼합된 조성물을 준비하는 단계; 및
    (b) 상기 조성물에 열을 적용하고 카렌더 장치를 적용하는 단계; 를 포함하고,
    상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 상기 아크릴 수지는 20 중량부 내지 27 중량부로 포함하고,
    상기 아크릴 수지의 ASTM1238의 조건에 따른 용융 지수(Melt Index)가 15g/10분 내지 25g/10분이고,
    상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 상기 고상의 열안정제는 0.1 중량부 내지 2 중량부를 포함하고,
    상기 아크릴 수지는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지이고,
    상기 고상의 열안정제는 Cd/Ba/Zn계, Cd/Ba계, Ba/Zn계, Na/Zn계, Sn계, Pb계, Cd계, Zn계 유기 복합 분말 안정제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하고,
    상기 (a)단계에서, 상기 교반은 50 rpm 내지 70 rpm 의 속도로 수행되고,
    상기 (b)단계에서, 상기 조성물에 대하여 150℃ 내지 180℃의 온도로 열을 적용하는
    바닥재용 투명필름 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (a)단계에서, 상기 조성물은 가소제, 활제, 가공조제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는
    바닥재용 투명필름 제조방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제1항에 있어서,
    표면처리층, 치수 안정층, 밸런스층 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 층을 더 포함하는
    바닥재.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 베이스층은 섬유보강베이스층인
    바닥재.
  18. 제1항에 있어서,
    투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층; 또는 투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층/밸런스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층/밸런스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/베이스층/치수안정층/베이스층/밸런스층; 또는 표면처리층/투명필름층/인쇄층/백색층/섬유보강베이스층/밸런스층;
    의 적층된 구조를 포함하는
    바닥재.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 바닥재가 바닥 시트 또는 바닥 타일인
    바닥재.
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