KR20090050365A - 기능성 한지 마루판 및 이의 제조방법 - Google Patents

기능성 한지 마루판 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20090050365A
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Abstract

본 발명은 기능성 한지 마루판 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 마루판에 있어서, 평면재료 위에 한지 화장판을 적층시킨 한지 마루판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 한지 마루판은 기능성 성분이 함유된 한지로부터 얻은 한지 화장판을 포함하고 있어 상기 한지 중의 기능성 성분에 의해 기능성을 지닌 한지 마루판을 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 한지 마루판은 다양한 문양을 지닌 한지가 재료에 포함되어 있어 미려한 외양을 지닌 한지 마루판을 얻을 수 있다.
한지, 마루판

Description

기능성 한지 마루판 및 이의 제조방법{Korean Paper Laminated Wooden Floor and manufacturing method thereof}
본 발명은 기능성 한지 마루판 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 마루판에 있어서, 평면재료 위에 한지 화장판을 적층시킨 한지 마루판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
현재 우리나라의 경우 천연의 원목을 그대로 마루판으로 가공한 원목마루, 삭편판이나 섬유판을 바탕재로 사용한 강화마루, 합판을 바탕재로 사용하며 표면에 무늬목을 입힌 합판마루 등과 같은 목질계 마루판이 대량으로 생산되고 있다. 이때 사용되는 대부분의 피복재료가 HPM(High Pressure Melamine)과 LPM(Low Pressure Melamine)이라는 멜라민 화장판이다.
이들 표면마감재인 LPM, HPM은 심재지, 응력지, 모양지로 구성되어 있다. 심재지, 응력지는 크라프트지에 페놀수지를 함침시킨 것이고, 표면모양지는 설파이트지에 멜라민수지를 함침시켜 고온 및 고압으로 적층한 재료들이다. 이와 같은 표면마감재용 HPM, LPM을 이용하여 합판이나 섬유판에 접착하여 마루판을 제조한다.
마루판에는 마루판의 표면모양지로 수지에 함침된 모양지를 주로 사용하고 있다.
이러한 마루판의 표면모양지로 주로 사용되고 있는 표면모양지의 하나인 함침용 모양지는 설파이트 종이로 백색도가 높고, 원하는 색상 및 디자인을 인쇄하여 사용할 수 있으며, 모양지의 특징으로는 은폐력이 높아 심재지에 사용된 암갈색 페놀수지의 노출을 차단하기 위하여 이산화티탄늄(TiO2)을 첨가하여 사용하는데, 이산화티탄늄(TiO2) 함량이 높아서 지질이 약하고 크랙(crack) 발생율이 높은 원인이 되고 있다. 특히, 산화티탄은 고가이기 때문에 사용하기 어려운 점도 있으나 고백색도, 고불투명성을 얻을 수 있으므로 화장판 모양지 원지에 75∼80％ 정도까지 첨가를 하고 있는 실정이다. 이러한 지질이 약하고 크랙 발생율이 높은 원인을 보완하고 대체할 수 있는 기능성 표면 모양지 또는 새로운 특성의 표면모양지가 필요한 실정이다.
본 발명은 기능성을 부여한 한지로부터 한지 표면모양지를 얻고 이를 수지함침 후 건조하여 적층 조합한 후 성형 압착 가공하여 기능성 한지 화장판을 얻은 후 이를 평면재료인 합판이나, 섬유판(HDF,MDF) 등에 접착하여 기능성이 부여된 한지마루판을 개발하고자 한다.
본 발명은 마루판에 있어서, 기능성 성분이 함유된 한지로부터 얻은 한지 화장판을 포함하는 한지 마루판 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 마루판에 있어서, 평면재료 위에 기능성 성분이 함유된 한지로부터 얻은 한지 화장판이 적층된 한지 마루판 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 한지 마루판은 기능성 성분이 함유된 한지로부터 얻은 한지 화장판을 포함하고 있어 상기 한지 중의 기능성 성분에 의해 기능성을 지닌 한지 마루판을 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 한지 마루판은 다양한 문양을 지닌 한지가 재료에 포함되어 있어 미려한 외양을 지닌 한지 마루판을 얻을 수 있다.
본 발명은 한지 마루판을 나타낸다.
본 발명의 한지 마루판은 마루판에 있어서, 평면재료 위에 한지 화장판이 적층된 한지 마루판을 나타낸다.
본 발명의 한지 마루판은 평면재료와 한지 화장판 사이에 함침지를 추가로 더 포함할 수 있다.
상기 함침지는 페놀수지 함침지, 멜라민수지 함침지, 불포화폴리에스테르수지 함침지 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기에서 평면재료는 마루판으로서 사용할 수 있는 평면재료라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 평면재료의 일예로서 합판, 섬유판, MDF, 원목판재 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명의 한지 마루판에서 평면재료 위에 적층되는 한지 화장판은 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 수지에 함침시키고 건조한 것을 사용할 수 있다. 이때 표면모양지를 함침시킨 수지는 페놀수지, 멜라민수지, 불포화폴리에스테르수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명의 한지 마루판에서 평면재료 위에 적층되는 한지 화장판은 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 수지에 함침시키고 건조한 것을 수지에 함침시키고 건조시킨 크라프트지 위에 적층한 것을 사용할 수 있다. 이때 표면모양지를 함침시킨 수지는 페놀수지, 멜라민수지, 불포화폴리에스테르수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으며, 크라프트지를 함침시킨 수지는 페놀수지, 멜라민수지, 불포화폴리에스테르수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기에서 기능성물질은 황토, 맥반석, 일라이트, 토르말린, 탄소섬유, 피톤치드, 프로폴리스, 목초액, 마늘 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기에서 기능성물질은 자수정, 숯, 산세베리아잎, 소나무수피, 솔잎, 몰로 키아(Molokhia), 쑥, 알로에, 어성초, 감잎, 뽕잎, 송진, 유자껍질, 고로쇠수액, 죽초액, 클로렐라 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명은 기능성 한지 마루판의 제조방법을 나타낸다.
본 발명은 한지 마루판의 제조방법은 마루판 제조에 있어서, 평면재료 위에 접착제를 도포한 후 접착제 층 위에 한지 화장판을 적층시킨 후 가압하는 단계를 포함한다.
본 발명은 한지 마루판의 제조방법은 마루판 제조에 있어서, 평면재료 위에 접착제를 도포한 1차 접착제 층 위에 함침지를 적층하고, 상기 함침지 위에 접착제를 도포한 2차 접착제 층 위에 한지 화장판을 적층시킨 후 가압하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한지 마루판 제조시 평면재료는 마루판으로서 사용할 수 있는 평면재료라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 평면재료의 일예로서 합판, 섬유판, MDF, 원목판재 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명의 한지 마루판 제조시 평면재료 위에 적층되는 한지 화장판은 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 수지에 함침시키고 건조한 것을 사용할 수 있다. 이때 표면모양지를 함침시킨 수지는 페놀수지, 멜라민수지, 불포화폴리에스테르수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명의 한지 마루판 제조시 평면재료 위에 적층되는 한지 화장판은 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 수지에 함침시키고 건조한 것을 수지에 함침시 키고 건조시킨 크라프트지 위에 적층한 것을 사용할 수 있다. 이때 표면모양지를 함침시킨 수지는 페놀수지, 멜라민수지, 불포화폴리에스테르수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으며, 크라프트지를 함침시킨 수지는 페놀수지, 멜라민수지, 불포화폴리에스테르수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있
상기에서 기능성물질은 황토, 맥반석, 일라이트, 토르말린, 탄소섬유, 피톤치드, 프로폴리스, 목초액, 마늘 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기에서 기능성물질은 자수정, 숯, 산세베리아잎, 소나무수피, 솔잎, 몰로키아(Molokhia), 쑥, 알로에, 어성초, 감잎, 뽕잎, 송진, 유자껍질, 고로쇠수액, 죽초액, 클로렐라 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 한지 마루판 제조시 접착제는 이소시아네이트 수지, 수성고분자-이소시아네이트 수지, 요소-멜라민 수지, 페놀수지, 불포화폴리에스테르수지, 에폭시수지, 아크릴레이트수지, 올레핀수지 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명은 한지 마루판 제조시 접착제는 이소시아네이트 수지, 수성고분자-이소시아네이트 수지, 요소-멜라민 수지, 페놀수지, 불포화폴리에스테르수지, 에폭시수지, 아크릴레이트수지, 올레핀수지 중에서 선택된 어느 하나 이상을 80∼100g/m2의 함량으로 사용할 수 있다.
본 발명은 한지 마루판 제조시 함침지로 페놀수지 함침지, 멜라민수지 함침지, 불포화폴리에스테르수지 함침지 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있 다.
본 발명은 한지 마루판 제조시 가압공정은 1차로 냉압한 후 2차로 열압시키는 2단 공정으로 실시할 수 있다.
본 발명은 한지 마루판 제조시 가압공정은 20∼25℃에서 10∼15시간 동안 10∼20kg/cm2의 조건으로 냉압한 후 100∼130℃에서 1∼5분 동안 10∼15kg/cm2의 조건으로 열압시키는 2단 공정으로 실시할 수 있다.
본 발명은 한지 마루판 제조시 가압공정은 1차로 열압한 후 2차로 냉압시키는 2단 공정으로 실시할 수 있다.
본 발명은 한지 마루판 제조시 가압공정은 100∼130℃에서 1∼5분 동안 10∼15kg/cm2의 조건으로 열압한 후 20∼25℃에서 10∼15시간 동안 10∼20kg/cm2의 조건으로 냉압시키는 2단 공정으로 실시할 수 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 한지 마루판을 거실, 마루, 또는 방의 건축 마감재로 사용하는 방법을 포함한다.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 제조한 한지 마루판을 거실, 마루, 또는 방의 건축 마감재로 사용하는 방법을 포함한다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 한지 마루판은 한지로부터 표면모양지를 얻고, 이 한지 표면모양 지를 포함하는 한지 화장판을 얻은 후 이 한지 화장판을 평면재료에 적층시킴으로써 얻을 수 있다.
1. 한지 표면모양지의 제조
상기에서 한지 표면모양지는 표면모양지 제조에 있어서, 한지원료 섬유의 지료조성시 기능성물질을 첨가하고 혼합한 후 초지함으로써 제조할 수 있다.
상기에서 기능성물질은 원적외선방출, 전자파차폐, 항균활성 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성을 지닌 기능성물질을 사용할 수 있다.
상기에서 한지원료 섬유 100중량부에 대하여 기능성물질 10∼30중량부 첨가하고 혼합할 수 있다. 기능성물질을 한지원료 섬유 100중량부에 대하여 10중량부 미만 사용하면 기능성물질의 역할을 할 수 없으며, 30중량부 초과하여 사용하면 과량의 기능성물질 사용에 대한 뚜렷한 효과의 상승이 없고, 한지 고유의 물성이 감소할 우려가 있다. 따라서 본 발명의 한지 표면모양지 제조시 한지원료 섬유 100중량부에 대하여 기능성물질 10∼30중량부 첨가하고 혼합하는 것이 좋다.
상기 한지원료 섬유는 닥나무, 삼지닥나무, 산닥나무, 뽕나무, 양마, 황마, 대마, 아마, 모시풀, 어저귀, 마닐라삼, 뉴질랜드삼, 사이잘삼, 부용 중에서 선택한 어느 하나 이상의 재료로부터 얻어진 천연섬유를 사용할 수 있다.
상기 한지원료 섬유는 닥나무, 삼지닥나무, 산닥나무, 뽕나무, 양마, 황마, 대마, 아마, 모시풀, 어저귀, 마닐라삼, 뉴질랜드삼, 사이잘삼, 부용 중에서 선택한 어느 하나 이상의 재료로부터 얻어진 천연섬유와 목재펄프를 5:5∼9:1의 중량비로 혼합한 것을 사용할 수 있다.
상기 기능성물질은 황토, 맥반석, 일라이트, 토르말린, 탄소섬유, 피톤치드, 프로폴리스, 목초액, 마늘 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 기능성물질은 자수정, 숯, 산세베리아잎, 소나무수피, 솔잎, 몰로키아(Molokhia), 쑥, 알로에, 어성초, 감잎, 뽕잎, 송진, 유자껍질, 고로쇠수액, 죽초액, 클로렐라 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 기능성물질은 분말형태의 고상으로 사용할 수 있다.
상기 기능성물질은 분말화한 후 정제수에 용해시킨 수용액 형태 또는 페이스트(paste) 형태의 액상으로 사용할 수 있다. 이때 기능성물질이 함유된 수용액은 정제수 100중량부에 대하여 분말상의 기능성물질 10∼100중량부를 용해시킨 것을 사용할 수 있다.
상기 기능성물질은 분말형태의 고상, 분말화한 후 정제수에 용해시킨 수용액 형태 또는 페이스트(paste) 형태의 액상 중에서 선택된 어느 하나 이상의 형태로 사용할 수 있다.
본 발명은 기능성물질을 함유한 한지 표면모양지는 한지원료 섬유에 기능성물질을 첨가하고 혼용하여 장망·환망 조합초지기로 초지한다. 이때 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지의 제조방법은 한지원료 섬유 증해→세척→표백→세척→티 고르기→고해→지료조성(기능성물질 첨가)→초지 공정으로 기능성물질을 함유한 한지 표면모양지를 얻을 수 있다.
2. 한지 화장판의 제조
본 발명에서 사용하는 한지 화장판은 화장판(化粧板) 제조에 있어서, 상기 1에서 얻은 한지 표면모양지를 수지에 함침시키고 건조한 것을 사용할 수 있다. 이때 표면모양지를 함침시킨 수지는 페놀수지, 멜라민수지, 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 한지 화장판은 화장판(化粧板) 제조에 있어서, 상기 1에서 얻은 한지 표면모양지를 수지에 함침시키고 건조한 것을 수지에 함침시키고 건조시킨 크라프트지 위에 적층한 것을 사용할 수 있다. 이때 표면모양지를 함침시킨 수지는 페놀수지, 멜라민수지, 불포화폴리에스테르수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으며, 크라프트지를 함침시킨 수지는 페놀수지, 멜라민수지, 불포화폴리에스테르수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기에서 크라프트지와 한지 표면모양지는 페놀수지, 멜라민수지, 불포화폴리에스테르수지 중에서 선택된 어느 하나 이상의 수지에 함침시킨 것을 사용할 수 있다. 일예로 크라프트지는 페놀수지 또는 불포화폴리에스테르수지에 함침시킨 것, 한지 표면모양지는 멜라민 수지 또는 불포화폴리에스테르수지에 함침시킨 것을 사용할 수 있다.
상기에서 한지 표면모양지는 수지에 함침전에 문양으로 인쇄하여 한지 표면모양지의 미적 감각을 향상시킬 수 있다. 이러한 문양의 일예로 집성목 문양, 체리목 문양 등을 형성할 수 있다.
상기에서 수지에 함침시킨 상기의 한지 표면모양지는 수지에 함침시킨 크라프트지를 1개 이상, 바람직하게는 수지에 함침시킨 크라프트지를 1∼10개 적층한 것, 보다 바람직하게는 수지에 함침시킨 크라프트지를 3∼6개 적층한 것 위에 적층하여 한지 모양지를 포함하는 화장판을 얻을 수 있다.
상기에서 화장판은 기재 상부에 부착할 수 있다.
상기에서 기재는 합판, 파이버보드, 파티클보드, 석고보드 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 한지 표면모양지를 포함하는 한지화장판 제조는 기존 화장판 제조설비를 그대로 이용하는 방법으로 기능성이 부여된 한지 표면모양지를 수지함침 후 건조하여 적층 성형 가공하는 방법을 이용하였다.
상기 한지 표면모양지를 포함하는 한지화장판 제조방법은 ①구성지를 올려놓은 다음→②경면판 피복→③촉압유지→④가압,고온성형→⑤30분유지→⑥성형완료→⑦경면판 냉각→⑧경면판 박리→⑨한지화장판 순서에 의해 얻을 수 있다.
본 발명의 한지화장판은 원적외선방출, 전자파차폐, 항균 등의 기능성이 부여된 한지모양지를 이용하여 제조하였기 때문에 인체에 유익하여 널리 업소 및 가정에서 사용이 가능한 고부가가치를 창출 할 수 있는 상품이다.
이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<준비예 1> 인피섬유의 해리
①절단 및 침지
천연섬유의 원료로서 닥나무 섬유를 50cm 길이로 절단하여 물에 2시간 동안 침적시켰다.
②증해 및 세척
전기의 침적이 끝난 닥나무 섬유 100kg에 가성소오다(NaOH 98％) 8kg을 넣고 90℃에서 3시간 동안 증해하여 건져 낸 후 가성소오다를 제거하기 위하여 맑은 물로 5회 세척하였다.
③표백, 세척 및 이물질 제거작업
전기의 세척이 끝난 닥나무 섬유 100kg에 하기의 표 1과 같은 조건으로 닥나무 천연섬유를 표백하였다. 그런 다음 닥나무 섬유를 건져내어 차아염소산소오다(NaOCl)를 제거하기 위하여 맑은 물로 4회 세척하고 닥나무 인피섬유 속의 협잡물을 제거하였다.
<표 1> 닥나무 인피섬유의 표백조건
NaOCl 첨가(％) 농도(％) 온도(℃) 시간(hr)
8 20 실온 7
④고해(beating) 작업
상기에서 표백처리 및 이물질 제거를 마친 닥나무 인피섬유 3kg을 칼비이터기(60rpm/min)에 넣고 6분 동안 고해처리를 실시하였다. 고해 후 닥나무 인피섬유의 여수도는 17ㅀSR이었다.
닥나무 천연섬유를 비이터기종에 따른 여수도를 측정한 결과는 하기 표 2와 같다.
<표 2> 섬유의 고해 작업
구분 비이터기종 RPM 시간(min) 여수도(ㅀSR)
닥나무 천연섬유 칼비이터 60 6 17
<준비예 2-10> 한지 제조
상기의 준비예 1에서 고해처리가 끝난 닥나무 천연섬유 100중량부에 대하여 황토, 맥반석, 탄소섬유를 각각 하기의 표 3과 같이 지통에 넣어 지료를 조성하였다. 그런 다음 도 1과 같은 구조로 이루어진 장망·환망·장망이 조합되어 있는 초지기를 이용하여 닥나무 천연섬유를 초지하였다. 이때 지폭은 1,250mm, 초지속도는 25m/min으로 평량 60g/㎡기준으로 초지하였다.
초지 후 한지 제조시 통상적으로 사용하는 건조방법을 이용하여 각각의 1층지 한지 표면모양지를 제조하였다.
한편 초지시 지통에 분산제로서 폴리아크릴아미드(Polyacryl amide, PAM)을 한지 원료의 전체 중량 대비 0.005％을 첨가하였다.
도 1의 초지기는 종이의 습지가 형성되는 망이 3개로 되어 있어 이 초지기로 3층 종이까지 제조할 수 있다. 1층지의 경우는 목재펄프와 장섬유를 혼합하여 제조하면 장섬유가 표면에 운용무늬를 만들 수 있고, 2층지는 장망(1)에서 장섬유로 습지를 만들고, 환망(2)에서는 목재펄프 및 기능성 재료로 습지를 만든 후 2겹을 조합하면 표면에 장섬유의 운용무늬 모양지가 된다. 3층지는 장망(1)과 장망(3)에서 장섬유로 습지를 만들고, 환망(2)에서는 목재펄프 및 기능성 재료로 습지를 만든 후 3겹을 조합하면 표면과 이면에 운용무늬가 있는 모양지를 만들 수 있다. 본 실 시예에서는 장·환망조합 2층 초지방식으로, 지폭 1250mm로 초지하였다.
도 1의 초지기에서 도면부호 1는 장망, 도면부호 2는 환망, 도면부호 3은 장망, 도면부호 4는 건조기, 도면부호 5는 권취기를 나타낸다.
표 3. 준비예 및 비교예의 한지
지종 항목 첨가량(중량부)
기존 모양지 대조구 -
무처리 한지 모양지 비교예 -
황토 모양지 준비예 2 10
준비예 3 20
준비예 4 30
맥반석 모양지 준비예 5 10
준비예 6 20
준비예 7 30
탄소섬유 모양지 준비예 8 10
준비예 9 20
준비예 10 30
* 황토 모양지는 황토를 함유한 한지 표면모양지, 맥반석 모양지는 맥반석을 함유한 한지 표면모양지, 탄소섬유 모양지는 탄소섬유를 함유한 한지 표면모양지를 나타낸다.
<준비예 3> 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 포함하는 화장판 제조
(가) 한지모양지 인쇄
기능성 부여한 한지 모양지를 5색상 그라비아 인쇄기로 집성목 문양 및 체리목 문양으로 유성 잉크를 사용하여 인쇄를 하였다.
(나) 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 포함하는 화장판 제조
① 화장판 구성
기능성 부여 한지 화장판제조에 있어서 화장판의 적층은 도 2와 같이 표면지 로 멜라민수지에 함침하고 건조한 준비예 5의 한지 표면모양지 1매에 속층지로 페놀수지에 함침하고 건조한 크라프트 함침지 3매를 조합하여 1장의 시트(sheet)로 구성하였다.
② 함침용 수지 물성
수지반응 공정은 제조공정 중 가장 중요한 공정으로서 멜라민, 페놀, 포름알데히드, 가소제, 기타 첨가제 등을 적당한 온도와 시간으로 교반하여 수지상의 물질을 합성하는 공정으로 반응공정에서 수지물성이 양호하지 못하면 전체공정에 걸쳐 불량이 발생하므로 수지물성은 무엇보다도 중요하다. 사용한 수지의 점도 및 고형분 등 물성은 <표 4>와 같은 조건의 수지를 사용하였다.
<표 4> 기능성 부여 한지모양지 함침용 수지의 물성
수지 종류 고형분(％) 점도(cps) pH 비중
멜라민 수지 45.0 87.0 8.2 1.17
페놀 수지 44.6 19.5 8.2 1.05
③ 함침 및 건조
수지함침 공정은 반응공정으로부터 이송된 멜라민수지를 함침조에 투입하고, 그 함침조 내의 수지속에 한지 모양지를 침적시켜 담그고 꺼내는 과정을 반복함으로써, 종이 내부의 공기를 제거하며 종이 내부까지 수지를 충분히 침투시킨 다음 롤러(Roller)를 이용하여 한지모양지 표면의 수지를 외관상 양호한 상태로 균일하게 도포하는 침적법 및 스퀴이즈 방식으로 실시하였다. 멜라민 수지 함침량은 53∼60％ 바람직하게는 57％, 페놀함침 수지량은 36∼38％, 바람직하게는 37％로 실시하였다. 건조는 용매의 제거와 적당한 성형유동성을 지니는 범위까지 수지의 축합 을 진행시키는 두 가지 목적에 따라 건조시간을 처리하고, 수지가 적정 축합이 되도록 강제통풍식 건조로에서 건조를 실시하였다. 건조온도는 115℃에서 3분 동안 건조하였다.
④ 적층 및 성형 (press)
기능성물질이 함유된 한지 표면모양지와 크라프트지의 적층 성형은 15단의 다단 프레스(multi press)에서 성형하였으며 적층방법은 멜라민수지에 함침하고 건조시킨 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지 1매와 페놀수지에 함침하고 건조시킨 크라프트지 3매를 조합하여 열판에 끼우고 표면층에 스테인레스판을 올려 프레스(press)로 가열·가압한 후 기능성 부여 한지모양지 멜라민 화장판을 만들었다. 성형과정은 먼저 구성지를 올려놓은 다음→경면판 피복→촉압유지(120∼160℃)→가압, 고온성형(150∼180℃)→30분 유지→성형완료→경면판 냉각→경면판 박리→기능성 한지화장판 시제품 순으로 수행하였다. 성형시의 압력 및 온도조건은 <표 5>과 같다.
<표 5> 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지와 크라프트지의 성형조건
압 력(kgf/㎠) 온도(℃) 시 간(min)
55 135 30
⑤ 재단 및 연마
프레스에서 성형된 제품은 테두리 부분이 압력을 받지 못하게 되는데 이 부분을 규격별로 자동절단하고 제품의 이면을 목재, 합판, MDF 등에 접착이 용이하도록 연마지 # 60번으로 연마를 하였다. 연마 전, 후의 기능성물질이 함유된 한지 화장판은 각각 도 3a, 도 3b와 같다.
<실시예 1>
합판(4×8피트(feet) 인도네시아산)(10) 표면에 접착제로서 비닐계수지인 이소시아네이트 수지를 롤러도포법으로 도포한 후 상기 준비예 3에서 연마 후 얻은 한지 화장판(20)을 적층시킨 후 20℃에서 12시간 동안 13kg/cm2의 조건으로 냉압한 후 120℃에서 2분 동안 10kg/cm2의 조건으로 열압시키는 2단 가압공정에 의해 한지 화장판이 합판 표면에 적층된 한지 마루판을 제조하였다.
상기에서 접착제는 87g/m2의 함량으로 사용하였다.
도 4에 상기 실시예1에서 제조한 한지 마루판의 개략도를 나타내었다.
<실시예 2>
합판(4×8피트 인도네시아산)(10)과 준비예 3에서 연마 후 얻은 한지 화장판 (20)사이에 3층의 페놀수지 함침 크라프트지(30)를 삽입하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 페놀수지 함침 크라프트지 및 한지 화장판을 포함하는 한지 마루판을 제조하였다.
도 4에 상기 실시예 2에서 제조한 한지 마루판의 개략도를 나타내었다.
<시험예>
상기 실시예 1에서 제조한 한지 마루판에 대한 성능평가를 실시하였다.
기능성물질을 포함하는 한지마루판의 성능평가에 있어서는 먼저, 제품 완성 후에 일정한 온도와 상대습도 하에서 조습처리를 실시하였다. 마루판의 품질 검사는 온돌용 및 일반용 마루판으로 사용하기 위한 무늬목 치장합판 플로링 보드에 대하여 규정한 KS F 3101과 KS F 3111 무늬목 치장합판 플로링보드 시험방법에 준하여 내수성, 습열성, 내한성, 내열성, 내오염성, 내산성, 내알카리성, 내시너성, 내마모성, 내변퇴색성, 포름알데히드 방산량 등에 대하여 시험을 실시한 결과 다음과 같다.
1) 내수성 시험
시료에서 한변이 150㎜인 정방형 시험편을 채취하여 상온접착용 페놀 수지로 동일시료 합판에서 채취한 시험편의 이면과 이면을 접착시킨 다음 측면을 피복하여 시험편으로 한 다음 시험편을 80±3℃의 물에 1시간 담근 다음 60±3℃의 항온기에서 2시간 건조하는 과정을 2회 반복하고 상온에 달할 때까지 방치 후 내수인장전단접착력과 내수침지 박리시험을 실시한 결과 내수 인장 전단 접착력은1.2 N/㎟로 기준치 0.7N/㎟이상 이였으며 내수 침지 박피 시험에서는 박리가 전혀 없음으로 좋은 성능을 보였다(표 6 참조).
<표 6> 내수성 시험 결과
기준치 시험결과
내수 인장 전단 접착력 : 0.7N/mm2 이상 1.2
내수 침지 박리 시험 : 박리하지 않은 부분의 길이가 각 측면에서 50mm 이상일 것 박리없음
2) 습열성 시험
시료에서 한 변이 200㎜ 이상인 시험편을 채취하여 시험편을 수평으로 고정한 다음, 시험편 표면에 끊는 물을 떨어뜨리고, 그 위에 0.5ℓ의 끊는 물을 넣은 1ℓ 용량의 알루미늄 용기를 20분간 방치한 다음 마른 수건으로 닦아내고 24시간 방치후 표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화 유무를 확인한다. 다만, 알루미늄 용기는 밑면의 지름이 160㎜이고 뚜껑이 있으며, 원형으로 바닥이 평평한 것으로 하여 측정하였다. 시험결과 표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화가 없어 기준치에 적합한 결과를 나타내었다(표 7 참조).
<표 7> 습열성 시험 결과
기준치 시험결과
표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화가 없을 것 적 합
3) 내한성(한열반복)시험
시험편을 75ㅧ150㎜채취하여 80±3℃의 항온기에서 2시간 방치한 다음 -20±3℃의 항온기에 2시간 방치시키는 과정(1 사이클)을 2회 반복하여 상온에 도달할 때까지 방치한 후 표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화상태를 측정한 결과 내한성, 내열성 기준치에 적합한 결과를 나타내었다(표 8 참조).
<표 8> 내한성(한열반복)시험 결과
항목 기준치 시험결과
내한성 (일반용) 표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화가 없을 것 적 합
내열성 (온돌용) 표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화가 없을 것 적 합
4) 내오염성 시험
한 변의 길이가 75mm인 정사각형 시험편을 채취하여 수평으로 놓은 다음 시험편 표면에 시판 사무용 청색 잉크, 흑색 속건 잉크 및 적색 크레용으로 각각 나비 10㎜의 선을 긋고, 4시간 방치한 다음, 용제 또는 세제를 헝겊에 적셔서 지운 후 표면에 색이 남아 있지 않은 것을 측정한 결과 기준치에 적합한 결과를 나타내었다(표 9 참조).
<표 9> 내오염성 시험 결과
항목 기준치 시험결과
사무용 청색잉크 표면에 색이 남아 있지 않을 것 적 합
흑색 속건성잉크 적 합
적색크레용 적 합
5) 내산성 시험
한 변의 길이가 75mm인 정사각형 시험편을 채취하여 수평으로 놓은 다음 시편편 표면에 5％ 아세트산 수용액을 떨어뜨리고 시계접시로 6시간 피복한 다음, 즉시 물로 씻고 실내에서 24시간 방치한 후 표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화를 측정한 결과 기준치에 적합한 결과를 나타내었다(표 10 참조).
<표 10> 내산성 시험 결과
기준치 시험결과
표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화가 없을 것 적 합
6) 내알칼리성 시험
한 변이 75mm인 정사각형 시험편을 채취하여 시험편을 수평으로 놓고 시편 표면에 5％ 탄산나트륨수용액을 떨어뜨리고 시계접시로 6시간 피복한 다음, 즉시 물로 씻고 실내에서 24시간 방치한 다음 표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화 유무를 관찰한 결과 기준치에 적합한 결과를 나타내었다(표 11 참조).
<표 11> 내 알칼리성 시험 결과
기준치 시험결과
표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화가 없을 것 적 합
7) 내신나성 시험
한 변이 75㎜인 정사각형 시험편을 채취하여 시험편을 수평으로 놓고 시편 표면에 래커 신나를 떨어뜨리고 시계 접시로 6시간 피복한 다음, 즉시 물로 씻고 실내에서 24시간 방치한 다음 표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화 유무를 관찰한 결과 기준치에 적합한 결과를 나타내었다(표 12 참조).
<표 12> 내신나성 시험 결과
기준치 시험결과
표면에 갈라짐, 부품, 벗겨짐 및 현저한 광택의 변화가 없을 것 적 합
8) 내마모성 시험
각 시험체에서 지름이 100㎜인 정사각형 시험편을 채취하여 중앙에 지름이 10㎜ 구멍을 뚫어 시험편으로 하여 시험편의 무게를 측정한 다음 템버형 내마모시험기의 회전반에 수평으로 고정시키고, 연장 마모륜 2개를 설치하여 실험하였다. 3 개의 시험편을 1000회전 시킨 후 표면변화와 마모량을 구하였다. 이 때, 시험편상에 가해지는 총하중량은 고무재 원판중량을 포함하여 1000g으로 하고, 200회전마다 마모륜에 부착된 마모지를 교체하거나, 500회전마다 마모륜을 재생하여 사용하였으며, 시험에 적용하는 연질 마모륜(또는 부착된 마모지)의 입도는 CS-17을 사용하였다.
마모값 및 마모량 산출방법은 다음과 같이 계산하였다
마모값 = 각 시편의 회전수 합계/3
마모량 =(W/C)ㅧ100
여기에서 W는 시편 3개의 평균 감량, C는 마모 값
마모 종점은 시험편의 치장면(도막)이 50％ 깍여나갔을 때로 무늬목이 50％ 정도 나타나는 때로 하였다.
시험결과 기준치에 적합한 마모 종점이 나타나지 않는 결과를 나타내었다(표 13 참조).
<표 13> 내마모성 시험 결과
항 목 기 준 치 시험결과
내마모성 (온돌용) 회전수가 1000회전에서 마모 종점이 나타나지 않을 것 적 합
10) 도막 밀착력 시험(테이프 시험)
각 시험체에서 한 변이 75㎜인 정사각형 시험편을 채취하여 시험편의 표면에 2㎜ 간격을 두어 수직으로 11개, 수평으로 11개의 선을 그어 흠집을 내어 테이 프를 붙이고 강하게 떼어 낸 다음 표면의 박리현상과 상태를 관찰하여 아래 표 14와 같이 등급을 판정하였다. 시험결과 표면의 박리 현상이 격자의 어느 부위도 박리되지 않는 1등급에 해당되는 기준치의 시험결과를 나타내었다(표 15 참조).
<표 14> 등급 판정표
등급 표면의 박리 현상 판 정
1 칼자국의 모서리가 부드러움 격자의 어느 부위도 박리되지 않음
2 교차점에서 코팅의 작은 조각 박리 5％이하의 면적이 영향을 받음
3 칼자국 모서리와 교차점에서 코팅의 작은 조각 박리 격자의 5∼15％의 면적이 영향을 받음
4 모서리와 사각형의 일부에서 코팅의 작은 조각 박리 격자의 5∼35％의 면적이 영향을 받음
5 코팅이 칼자국의 모서리를 따라서 큰 조각으로 박리되고 전체 사각형의 박리 격자의 35∼65％의 면적이 영향을 받음
6 벗겨짐과 박리가 등급 5보다 악화된 경우
<표 15> 도막 밀착력 시험 결과
기준치 시험결과
이물질이 없어야 하고 1등급에 해당될 것 1등급
11) 포름알데히드 방산량 시험
시험편의 치수는 폭 5cm, 길이 15cm 크기로 10개를 공시체로 하였으며 표준임업연구실시요령 제2장 제14절 목질재료의 유리포름알데히드 방출량 정량시험 요령에 따라 직경 240㎜의 데시케이터(내용적 9∼11ℓ)의 밑바닥에 300㎖ 증류수를 넣은 직경 120㎜, 높이 60㎜의 결정접시를 놓고, 그 위에 시험편을 서로 접촉되지 않도록 금속지지대에 고정시킨 후, 20℃의 실내에 24시간 방치하였다가 방출된 포 름알데히드를 증류수에 흡수시켜 시료용액으로 하여 유리 포름알데히드 농도를 정량한 결과 기준치 평균 5.0mg/ℓ 이하인 0.1mg/ℓ로 완전 무취라 할 수 있는 좋은 시험 결과를 나타내었다(표 16 참조).
<표 16> 포름알데히드 방산량 시험 결과
기준치 시험결과
평균 5.0mg/ℓ 이하이고, 최대 7.0mg/ℓ 이하일 것 0.1
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 준비예 2에서 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 제조시 사용한 초지기의 개략도이다.
도 2는 준비예 3에서 제조한 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 포함하는 한지 화장판의 개략도이다.
도 3a는 준비예 3에서 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 포함하는 한지화장판 제조시 연마 전 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 포함하는 한지화장판을 나타낸 사진이다.
도 3b는 준비예 3에서 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 포함하는 한지화장판 제조시 연마 후 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 포함하는 한지화장판을 나타낸 사진이다.
도 4는 실시예 1에서 제조한 한지 마루판의 개략도이다.
도 5는 실시예 2에서 제조한 한지 마루판의 개략도이다.

Claims (16)

  1. 마루판에 있어서,
    평면재료 위에 한지 화장판이 적층되는 것을 특징으로 하는 한지 마루판.
  2. 제1항에 있어서, 평면재료와 한지 화장판 사이에 함침지를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 한지 마루판.
  3. 제1항에 있어서, 평면재료는 합판, 섬유판, MDF, 원목판재 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 한지 마루판.
  4. 제1항에 있어서, 한지 화장판은 황토, 맥반석, 일라이트, 토르말린, 탄소섬유, 피톤치드, 프로폴리스, 목초액, 마늘 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 수지에 함침시키고 건조한 것을 수지에 함침시키고 건조시킨 크라프트지 위에 적층한 것 임을 특징으로 하는 한지 마루판.
  5. 제1항에 있어서, 한지 화장판은 자수정, 숯, 산세베리아잎, 소나무수피, 솔잎, 몰로키아(Molokhia), 쑥, 알로에, 어성초, 감잎, 뽕잎, 송진, 유자껍질, 고로쇠수액, 죽초액, 클로렐라 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 수지에 함침시키고 건조한 것을 수지에 함침시키고 건조시킨 크 라프트지 위에 적층한 것 임을 특징으로 하는 한지 마루판.
  6. 마루판 제조에 있어서,
    평면재료 위에 접착제를 도포한 후 접착제 층 위에 한지 화장판을 적층시킨 후 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 한지 마루판의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 평면재료 위에 접착제를 도포한 1차 접착제 층 위에 함침지를 적층하고, 상기 함침지 위에 접착제를 도포한 2차 접착제 층 위에 한지 화장판을 적층시킨 후 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 한지 마루판의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 평면재료는 합판, 섬유판, 원목판재 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 한지 마루판의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서, 한지 화장판은 황토, 맥반석, 일라이트, 토르말린, 탄소섬유, 피톤치드, 프로폴리스, 목초액, 마늘 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 수지에 함침시키고 건조한 것을 수지에 함침시키고 건조시킨 크라프트지 위에 적층한 것 임을 특징으로 하는 한지 마루판의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서, 한지 화장판은 자수정, 숯, 산세베리아잎, 소나무수피, 솔잎, 몰로키아(Molokhia), 쑥, 알로에, 어성초, 감잎, 뽕잎, 송진, 유자껍질, 고로쇠수액, 죽초액, 클로렐라 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성물질이 함유된 한지 표면모양지를 수지에 함침시키고 건조한 것을 수지에 함침시키고 건조시킨 크라프트지 위에 적층한 것 임을 특징으로 하는 한지 마루판의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서, 접착제는 이소시아네이트 수지, 수성고분자-이소시아네이트 수지, 요소-멜라민 수지, 페놀수지, 불포화폴리에스테르수지, 에폭시수지, 아크릴레이트수지, 올레핀수지 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 한지 마루판의 제조방법.
  12. 제6항에 있어서, 접착제는 80∼100g/m2의 사용량으로 도포하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 한지 마루판의 제조방법.
  13. 제7항에 있어서, 함침지는 페놀수지 함침지, 멜라민수지 함침지, 불포화폴리에스테르수지 함침지 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 한지 마루판의 제조방법.
  14. 제6항에 있어서, 가압공정은 20∼25℃에서 10∼15시간 동안 10∼20kg/cm2의 조건으로 냉압한 후 100∼130℃에서 1∼5분 동안 10∼15kg/cm2의 조건으로 열압시키는 2단 공정으로 실시하는 것을 특징으로 하는 한지 마루판의 제조방법.
  15. 제6항에 있어서, 가압공정은 100∼130℃에서 1∼5분 동안 10∼15kg/cm2의 조건으로 열압한 후 20∼25℃에서 10∼15시간 동안 10∼20kg/cm2의 조건으로 냉압시키는 2단 공정으로 실시하는 것을 특징으로 하는 한지 마루판의 제조방법.
  16. 특허청구범위 제1항의 한지 마루판을 거실, 마루, 또는 방의 건축 마감재로 사용하는 방법.
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