KR19980069671A - 미끄럼방지용 합성수지 바닥 타일 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반 건축물에서 건축 내장재, 인테리어 소재 등의 용도로 사용하는 합성 수지 바닥 타일 및 그 제조방법에 관한 것으로, 기재층(3)과 그 상부에 칩층(4)이 합판된 상태의 칩반제품상에 다양한 색상의 고경도 열경화성 수지 분쇄칩(7)이 박혀 있는 폴리 염화 비닐 수지의 투명 필름층(6)을 열압착시키고, 상기 투명 필름층(6)의 표면에 미세한 엠보 무늬를 부여하면서 기재층(3) 하부에 이지층(9)을 열간 합판시키는 방법으로 바닥 타일을 제조함으로써, 그 표면의 외관이 천연석에 의한 자연스러운 입체효과를 나타내면서도, 미끄럼방지효과(Non-Slip) 및 내구성이 우수함은 물론 내스크래치성이 향상된 우수한 바닥 타일 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

미끄럼방지용 합성수지 바닥 타일 및 그 제조방법

본 발명은 일반 건축물에서 건축 내장재, 인테리어 소재 등의 용도로 사용하는 합성 수지 바닥 타일 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 수지 조성물을 원료로 사용하여 기재층과 그 상부의 칩층으로 이루어진 칩반제품(이하, 칩반제품이라 함)상에 투명 필름층을 적층하여 성형하되 그 표면 필름층에 다양한 색상의 열경화성 칩을 포함하여 제조하고 필름층의 표면을 엠보싱 처리함으로써, 그 표면의 외관이 천연석에 의한 자연스러운 입체효과를 나타내면서도, 미끄럼방지효과(Non-Slip) 및 내구성이 우수함은 물론 내스크래치성이 향상된 우수한 바닥 타일 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 생활수준의 향상 및 건축자재의 고급화 추세에 따라 백화점, 빌딩, 대형상가 등의 주요 건물들의 바닥에는 화강암이나 대리석 등과 같은 석재 바닥재를 사용하는 것이 보편화되었다.

이러한 석재류 제품들은 시각적인 만족감 및 내구성이 뛰어난 반면, 가격이 비싸고 시공이 까다롭기 때문에 실용적이지 못했다. 따라서, 가격이 저렴하고 실용적일 뿐만 아니라 바닥재의 특성을 고려하여 잘 미끄러지지 않으면서 천연대리석의 외관과 질감을 가진 대체품의 개발이 요구되고 있었다.

이러한 요구에 따라 개발되어 사용된 종래의 염화비닐 타일은 도 1에서 도시되어 있는 바, 염화비닐 타일의 기재층(1)의 표면에 미끄럼방지용 입자(2)가 부착된 구조로 되어있다. 이것은 다량의 충진제를 사용하여 연속 카렌다 압연 방법으로 시이팅한 염화비닐 타일층에 부분적으로 자외선(UV) 코팅 처리를 하고, 그 위에 미끄럼방지용 입자를 전면적으로 도포한 다음 자외선(UV) 코팅 처리되지 않은 부분의 미끄럼방지용 입자는 제거하여 자외선(UV) 코팅 처리된 표면위에만 미끄럼방지용 입자를 부착시키고, 다시 전면적으로 자외선 코팅 처리한 다음 경화시켜 제조하였다. 이러한 종래의 염화비닐 타일은 시공 초기에는 미끄럼방지의 효과를 발휘하지만 사용기간이 경과함에 따라 미끄럼방지재가 쉽게 마모 또는 이탈되므로써 미끄럼방지효과가 떨어져서 극히 통행이 제한된 일부 장소에만 사용되었고 또한 미끄럼방지용 입자의 평면적인 배열로 입체적인 질감효과 및 천연석의 고급외관도 살리지는 못했다.

또 다른 종래의 것으로는 그라비아 인쇄 방식을 이용하여 천연석의 무늬 패턴을 폴리 염화비닐 장척 시이트층에 인쇄하여 내구성 및 천연 질감의 외관 효과를 증대시킨 것과, 폴리염화비닐 수지를 주성분으로 하는 미끄럼방지용 입자를 폴리염화비닐 수지졸(sol)에 일정 비율로 혼합하여 폴리염화비닐 수지졸과 함께 일정 두께로 코팅 처리하여 겔(gel)화시키므로써 바닥장식재의 내구성을 향상시키면서도 천연석의 자연스러운 미적효과를 갖도록 한 것 등이 있었으나, 이와같은 바닥 장식재 역시 코팅된 폴리염화비닐 수지층이 마찰에 의해 쉽게 마모되고 그라비아 인쇄 방식으로 천연석의 고급 외관효과를 부여하기에는 한계가 있었다. 또한 미끄럼방지용 입자가 폴리염화비닐 수지 층의 안쪽에 박혀있어 미끄럼방지 기능도 제대로 발휘하지 못했다.

그 밖에도 폴리염화비닐 시이트 기재층에 고경도의 무기질 입자를 전면적으로 배열하고 그 상부를 표면 처리하여 내구성, 미끄럼방지성(Non-Slip)이 우수한 바닥 장식재가 개발되었으나, 이 바닥재 역시 고경도의 무기질 입자의 중량에 의해 제품의 취급 및 시공이 어렵고 충격에 쉽게 부러지는 등 문제점이 나타났으며 단순한 고경도 무기질 입자의 배열에 의해 자연스러운 입체효과 및 천연 질감을 나타내는데는 한계가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해서 안출된 것으로서, 표면의 외관이 천연석에 의한 자연스러운 입체효과를 나타내면서도, 미끄럼방지효과(Non-Slip) 및 내구성이 우수함은 물론 내스크래치성이 향상된 우수한 바닥 타일을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 합성수지 바닥 타일을 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바닥 타일은, 수지조성물이 일정두께로 성형된 칩반제품과, 상기 칩반제품 상에 형성되어 미끄럼방지효과를 부여해주는 투명 필름층으로 이루어지되, 상기 투명 필름층이 다양한 색상과 형상의 열경화성 수지 분쇄칩을 포함하여 성형된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 투명 필름층의 표면이 엠보싱 처리되어 있고 기재층 하부에 이지층이 열간합판된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 미끄럼방지용 바닥 타일의 제조방법은, 수지조성물을 원료로 일정두께의 칩반제품을 성형하는 단계와; 수지조성물에 열경화성 분쇄칩이 박혀있는 투명 필름층을 제조하는 단계; 칩반제품상에 미끄럼방지효과를 부여해 주는 상기 열경화성 수지 분쇄칩이 박혀있는 투명 필름층을 합판하는 단계; 상기 투명 필름층의 표면을 엠보싱 처리하는 단계; 및 제품의 상하균형을 유지하기 위해 기재층 하부에 이지층을 열간합판하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이때 상기 바닥 타일에 천연석 질감에 의한 자연스러운 입체효과를 부여해 주기 위해, 상기 열경화성 분쇄칩을 형성하는 단계 중에 파스텔 색상의 다양한 안료를 첨가하여 색상을 부여하여 사용할 수도 있다.

그리고, 상기 칩반제품과 투명 필름층의 합판을 원활하게 하기위해, 칩층상에 투명 필름층을 합판하는 단계전에 상기 칩층상에 바인더 졸을 코팅하는 단계를 추가해 줄 수 있다.

도 1은 공지의 미끄럼방지용 염화 비닐 타일의 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 바닥 타일의 단면도이며,

도 3은 도 2의 표면 필름층의 단면도이고,

도 4는 도3의 표면 필름층을 압연하는 엠보싱 롤의 정면도이며,

도 5는 본 발명에 따른 합성수지 바닥 타일의 제조공정을 나타낸 개략적인 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 염화비닐 타일층 2. 미끄럼방지용 입자

3. 기재층 4. 칩층

5. 바인더졸층 6. 투명 필름층

7. 열경화성칩 8. 엠보 무늬

9. 이지층 10. 제 1 나이프코타

11. 제 1 겔링 드럼 12. 칩 저장 호퍼

13. 로타리 스크린 롤 14. 제 1 오븐

15. 제 1 엠보싱 롤 16. 제 1 쿨링 드럼

17. 제 2 나이프 코타 18. 제 2 겔링 드럼

19. 제 2 엠보싱 롤 20. 제 1 히팅 드럼

21. 제 2 히팅 드럼 22. 제 3 히팅 드럼

23. 제 3 엠보싱 롤 24. 제 2 쿨링 드럼

25. 제 2 오븐 26. 재단기

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 미끄럼 방지용 바닥 타일의 단면도로서, 다층으로 된 바닥 타일의 표면 필름층(6)에 다수개의 열경화성 칩(7)이 포함되어 있고, 상기 투명 필름층(6)의 표면은 일정 무늬 패턴의 엠보싱이 형성된 구조로 되어 있다.

즉, 수지조성물이 기재층(3)을 기준으로 그 상부에 일정두께로 칩층(4)이 형성되고, 이 칩층(4)의 상부에 바인더 졸층(5)을 매개로 열경화성 수지칩이 박혀있는 투명 필름층(6)이 적층되는 한편, 상기 기재층(3) 하부에는 이지층(9)이 열간 합판 구조로 이루어지고, 상기 투명 필름층(6)의 표면에 일정 무늬 패턴의 엠보싱이 형성된 구조로 되어있다.

여기서 상기 기재층(3)과 칩층(4)은 바닥 타일의 형태와 강도를 유지해 주도록 바닥 타일의 본체를 이루는 구조층이고, 상기 바인더 졸층(5)은 상기 기재층(3)과 칩층(4)으로 이루어진 칩반제품과 투명 필름층(6)의 결합력을 증대시키는 작용을 하는 것이며, 열경화성 수지칩이 박혀있는 투명 필름층(6)은 미끄럼방지효과를 갖게 하는 작용을 한다. 또한, 상기 엠보 무늬(8)는 바닥 타일에서 미끄럼방지효과를 배가시키는 작용을 하며, 이지층(9)은 제품의 상하균형을 유지시키는 작용을 한다.

상기한 바와 같이 구성된 바닥 타일을 제조하기 위한 제조방법은, 수지조성물을 원료로 기재층(3) 상부에 일정두께의 칩층(4)을 성형하는 단계와; 수지조성물에 열경화성 분쇄칩(7)이 박혀있는 투명 필름층(6)을 제조하는 단계; 칩층(4)상에 미끄럼방지효과를 부여해 주는 상기 열경화성 수지 분쇄칩(7)이 박혀있는 투명 필름층(6)을 합판하는 단계; 상기 투명 필름층의 표면을 엠보싱 처리하는 단계; 및 기재층(3) 하부에 이지층을 합판하는 단계를 포함하여 구성되는 바, 이를 단계별로 상세히 설명한다.

상기 바닥타일의 본체인 기재층(3)과 칩층(4)으로 이루어지는 칩반제품을 성형하는 단계는, 기재층(3)에 제 1 나이프 코타(10)를 이용하여 폴리염화비닐 수지졸을 피복한 다음, 제 1 겔링 드럼(11)에 접촉시켜 겔링시킨 후 칩 저장 호퍼(12)에 저장되어 있는 파스텔 색상의 칩층(4)을 칩 저장 호퍼(12) 하단에 부착되어 있는 로타리 스크린 롤(13)을 통과시켜 기재층(3) 위에 8-9mm정도 균일하게 배열시킨 후, 기재층(3) 위에 칩층(4)을 겔화시키기위해 제 1 오븐(14)을 통과시키고 칩의 결합밀도를 높이고 일정 두께를 유지시키기 위해 제 1 엠보싱롤(15)을 통과시킨 후 열압착시켜 0.7-0.8mm 정도의 두께로 제조할 수 있다.

상기 투명 필름층(6)을 제조하는 단계는, 열경화성 칩(7)을 수지와 혼합한 후 연속 카렌다 압연 방식으로 시이팅하여 투명 필름층(6) 내부에 박혀있도록 하는 것인데, 이는 각 수지칩(7)의 다른 용융점을 이용한 것으로, 투명 필름층(6)을 구성하는 수지조성물의 용융점보다 높은 용융점을 갖는 열경화성 수지칩을 수지조성물의 용융점 내에서 가공함으로써 용융점이 높은 열경화성 수지 칩이 늘어짐이 없이 그대로 남아 있게 한 것이다. 여기서 상기 열경화성 칩(7)은 수지조성물을 시이트로 제조한 다음 분쇄기를 이용하여 일정한 크기로 분쇄한 것으로서, 0.35-0.6mm(메쉬40-메쉬16) 정도의 크기로 된 것을 선별한 것인데, 이 수지조성물은 수지, 경화제, 개시제, 촉진제 및 안료를 일정비율로 배합한 컴파운더를 사용한다.

상기 수지조성물 중 수지는, 불포화 폴리에스테르 수지나 아크릴 수지 또는 에폭시 수지를 사용한다.

또한 상기 투명 필름층(6)은 열경화성 칩(7)의 두께를 고려하여 0.5-0.6mm정도 압연하는 것이 바람직하다. 열경화성 칩(7)의 크기보다 작게 압연할 경우 4본 카렌다 롤 면상에 손상을 줄 뿐만 아니라 열경화성 칩이 잘게 부서져 자연스러운 천연석의 외관 효과가 감소된다.

한편, 이 열경화성 수지칩(7)은 카렌다 롤을 통과하여도 밀리지 않기에 수지 분쇄칩의 입자 크기의 차이에 의하여 투명 필름층의 표면에 자연스럽게 요철이 형성되어 미끄럼방지성을 부여되는 효과도 갖는다.

상기 열경화성 수지 분쇄칩(7)이 박혀있는 투명 필름층(6)을 합판하는 단계는, 투명 필름층을 도 5에 도시한 바와 같은 제 1 히팅 드럼(20)에 밀착시켜 예열한 후 제 2 엠보싱 롤(19)을 이용하여 기재층(3) 위에 열간 합판시킨다. 이때 기재층(3)상에 바인더졸을 코팅하거나 하지않을 수 있다. 이 바인더 졸층(5)은 칩층(4) 또는 기재층(3)과 투명 필름층(6)이 잘 접착될 수 있도록 하기 위한 것으로, 제 2 나이프 코타(17)에서 코팅시킨 후 제 2 겔링 드럼(18)을 통과시켜 바인더졸을 겔링시킨다.

미끄럼방지성을 배가시키기 위한 상기 투명 필름층(6) 표면에 엠보 무늬를 엠보싱하는 단계는, 도 4에 도시한 바와 같은 일정 형태의 모양이 각인된 제 3 엠보싱롤(23)을 처리한다.또한 제품의 상하 균형을 유지하기위해 기재층(3) 하부에 이지층(9)을 열간 합판시킬 수도 있다.

이와 같이 형성된 반제품은 제 2 쿨링 드럼(24)과 제 2 오븐(25), 재단기(26)를 거쳐 최종적인 바닥 타일을 제조하는 것이다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명의 제조방법에 따라 다음과 같은 구체적인 실시예로 합성수지 바닥타일을 제조하여 그 물성을 측정하여 보았는바, 그 구체적인 실시예 및 물성결과는 다음과 같다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것이지 이를 제한하지 않는다.

실시예

열경화성 칩(4)을 제조하기 위해 다음과 같은 조성을 갖는 각각의 수지혼합물을 소형 진공 탈포 믹서에서 20 분간 혼합하고 10 분간 진공탈포시켜 점도 10000-15000 cps 정도의 혼합물을 만든다.

불포화 폴리에스테르계 수지혼합물

불포화 폴리에스테르 수지 : 60-70 중량%

수산화알루미늄 : 30-40 중량%

분산제 : 0.5-1 중량%

안료 : 0.05-0.3 중량%

아크릴계 수지혼합물

폴리메틸메타아크릴레이트 : 20-50 중량%

수산화알루미늄 : 50-80 중량%

벤조일퍼옥사이드 : 0.1-0.5 중량%

스테아린산 아연 : 0.05-0.3 중량%

안료 : 0.05-0.3 중량%

에폭시계 수지혼합물

비스페놀 A형 에폭시 수지 : 80-85 중량%

디에틸렌테트라 아민 : 15-20 중량%

3급 아민 : 0.1-3 중량%

안료 : 0.05-0.3 중량%

상기 각각의 혼합물을 500×1000×5mm 크기의 성형판에 공기가 들어가지 않게 주의하면서 주입하여 주형을 완성한다. 주형이 완료되면 상온에서 1시간동안 1차 경화과정을 거친 다음 경화된 성형물을 100℃에서 1시간동안 2차 경화과정을 거치게 하여 완전히 경화시킨다. 이 성형물을 냉각한 후 탈형하여 햄머로 1차 분쇄한 후 컷트 밀(cut mill)분쇄기를 이용하여 2차 분쇄하여 0.35-0.6mm크기의 열경화성 칩을 제조한다.

상기 열경화성 칩을 다음과 같은 비율로 폴리염화비닐 수지와 혼합한다.

폴리염화비닐 수지(중합도 1000) : 100 PHR

가소제(DOP) : 30-40PHR

내열 안정제(Ba-Zn계) : 2-3 PHR

열경화성칩 : 10-15 PHR

(여기서 PHR(Part per Hundred Resin)은 수지 100을 기준으로 투입된 다른 원료의 양을 말한다.)

상기 혼합물을 반바리 믹서에서 혼합하고 믹싱롤에서 폴리염화비닐 수지가 완전히 용융될 때 까지 혼련을 실시한다. 이때 믹싱롤의 스팀압력은 10-13Kgf/cm2 정도 유지하고 혼련 시간은 5-10분 정도하여 충분히 혼련한다. 만약 폴리염화비닐수지가 완전히 용융되지 않을 때는 열경화성 칩이 이탈될 수 있기 때문에 주의해야한다.

상기의 혼련된 컴파운드를 카렌다롤에서 0.5-0.6mm 두께의 시이트로 제조하여 열경화성 칩이 박혀있는 투명 필름층을 제조하는데, 먼저 상기 컴파운드를 1, 2번 카렌다롤에 통과시켜 10-15mm 두께로 하고 2, 3 번 카렌다롤에서 0.8-10mm 정도로 열압착시켜 최종적으로 3,4번 카렌다롤에서 0.5-0.6mm의 시이트로 제조하는 것이 바람직하다. 이때 카렌다롤의 스팀압력은 10-13Kgf/cm2 로 유지한다. 만약 표면 물성을 보강하기 원한다면 상기의 열압착을 실시한 후 쿨링 엠보 및 쿨링 드럼을 통과시키면 된다.

기재층(3) 상에 칩층(4)을 8-9mm 정도 균일하게 배열한 후 200-230℃을 열을 가해 겔화시킨 후 제 1 엠보싱롤(15)을 통과시킨 후 열압착시켜 0.7-0.8mm정도의 두께를 유지하게 한다.

상기 칩층(4)의 상부를 바인더졸로 코팅처리한 다음 상기 투명 필름층을 열합판하는데 이때 스팀 압력과 엠보압력은 6Kgf/cm2 이상 유지해야한다.

이와같이 제조된 제품을 재단기에서 500×500mm정도의 크기로 절단하여 미끄럼방지용 합성수지 바닥타일을 제조하였다.

상기 실시예에서 제조한 제품과 공지된 미끄럼방지용 염화 비닐 타일의 물성결과는 다음의 표와 같다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바닥 타일은, 수지 조성물을 원료로 사용하여 칩반제품상에 투명 필름층(6)을 적층하여 성형하되 그 표면 필름층(6)이 다양한 색상의 열경화성 칩(7)을 포함하도록 제조하고 그 투명 필름층(6)의 표면을 엠보싱 처리한 것으로, 바닥타일의 표면이 천연석에 의한 자연스러운 입체효과를 나타내면서도, 종래의 제품에 비해 미끄럼방지효과(Non-Slip) 및 내구성이 훨씬 우수한 것이다. 또한 표면의 엠보 무늬에 의해 미끄럼방지성 및 내스크래치성이 향상된 것이다.

또한, 본 발명의 제조방법은 상기와 같은 미끄럼방지용 합성수지 바닥 타일을 제조하는데 효율적인 제조방법을 제공해 주는 것이다.

Claims (9)

1. 칩반제품과 투명 필름층(6)으로 이루어진 합성 수지 바닥 타일에 있어서, 상기 투명 필름층(6)에 열경화성 칩(7)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 합성수지 바닥 타일.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 투명 필름층(6)의 표면에 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 바닥 타일.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 열경화성 칩(7)은 수지, 경화제, 개시제, 촉진제 및 안료의 컴파운더로 구성되는 것을 특징으로 하는 바닥 타일.
4. 제 3항에 있어서, 상기 수지는 불포화 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 중의 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 바닥타일.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 열경화성 칩의 크기가 0.35-0.6mm 인 것을 특징으로 하는 합성수지 바닥 타일.
6. 수지조성물을 원료로 일정두께의 칩반제품을 성형하는 단계와 칩반제품상에 열경화성 칩(7)이 박혀있는 투명 필름층(6)을 합판하는 단계 및 상기 투명 필름층(6)의 표면을 엠보싱 처리하는 단계를 포함하여 구성되는 합성수지 바닥 타일의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 수지조성물에 열경화성 칩(7)이 박혀있는 투명 필름층(6)을 제조하는 단계는, 0.35-0.6mm 크기의 열경화성 칩을 투명 필름의 원료인 수지와 혼합하여 투명 필름의 원료 수지의 용융점에서 가공하여 연속 카렌다 압연 방식으로 시이팅 하는 것을 특징으로 하는 합성 수지 바닥 타일의 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 칩층(4) 상부에 바인더 졸을 코팅하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 합성 수지 바닥 타일의 제조방법.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 기재층(3) 하부에 이지층(9)을 열간합판하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 합성 수지 바닥 타일의 제조방법.