WO2018097401A1 - 합성목재, 이를 포함하는 화장판 및 이의 제조방법 - Google Patents

합성목재, 이를 포함하는 화장판 및 이의 제조방법 Download PDF

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WO2018097401A1
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wood
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decorative plate
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손달호
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(주)경동월드와이드
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    • E04F15/02—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements
    • E04F15/04—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements only of wood or with a top layer of wood, e.g. with wooden or metal connecting members

Definitions

  • the present invention relates to a synthetic wood produced using wood and plastic resin, a decorative plate comprising the synthetic wood, and a manufacturing method of the decorative plate.
  • the surface layer uses UV urethane coating or oil stain finish, but it has the characteristics of natural materials, but the surface scratch resistance, heat resistance, water resistance, dimensions
  • the stability, impact resistance, and the like are not only limited to use, but also have difficulty in maintenance.
  • by attaching natural veneer and plywood using an adhesive there is a problem in that the value of the product decreases as the natural veneer attached to the plywood is rotted or discolored due to moisture infiltrating from the natural veneer or the floor of the plywood.
  • post-treatment processes such as coating such as UV coating, electron beam coating, or special treatment such as plastic resin impregnation are being performed.
  • coating such as UV coating, electron beam coating, or special treatment such as plastic resin impregnation.
  • Korean Patent No. 10-0723624 discloses a method of manufacturing a veneer floorboard by stacking melamine-impregnated paper on the upper and lower sides of a platelet using high density fiberboard as a platelet, and applying a pressure of 33 to 38 bar at a temperature of 160 to 180 ° C. It has been disclosed.
  • the fibrous plate used as the platelet in the method may be expanded due to the high moisture content of about 8% in the hot pressure process may cause poor adhesion of the melamine impregnated paper and the fibrous plate, or partially uncured of the melamine resin.
  • problems such as expansion of the floorboard thickness and mold generation may occur.
  • An object of the present invention is to provide a synthetic wood used to manufacture a decorative plate having a high bonding strength (adhesive force) between the parts, excellent scratch resistance, wear resistance and the like by a low pressure lamination method.
  • Another object of the present invention is to provide a decorative plate comprising the synthetic wood.
  • Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the decorative plate.
  • the present invention comprises 70 to 85% by weight wood powder, 10 to 30% by weight plastic resin and 1 to 10% by weight additive, the average particle size (D 50 ) of the wood powder is 0.75 to 1.15 mm To provide a synthetic wood having a porosity of 2 to 10%.
  • the present invention is the synthetic wood; And a melamine resin impregnated sheet provided on the upper surface of the synthetic wood.
  • the present invention comprises the steps of preparing the synthetic wood; And laminating a melamine resin impregnated sheet on the synthetic wood, and laminating and bonding a balance sheet under the synthetic wood, wherein the bonding is performed in a short time under conditions of low temperature and low pressure.
  • a method for preparing the synthetic wood; And laminating a melamine resin impregnated sheet on the synthetic wood, and laminating and bonding a balance sheet under the synthetic wood, wherein the bonding is performed in a short time under conditions of low temperature and low pressure.
  • the present invention comprises the steps of preparing the synthetic wood; And embossing the synthetic wood; and providing a method of manufacturing a decorative plate, wherein the embossing is performed under conditions of low temperature and low pressure.
  • embossed pattern of natural wood texture can be implemented on the decorative plate, it can also improve the stain resistance, wear resistance and the like of the decorative plate.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a synthetic wood according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing a decorative plate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a reference diagram for explaining a decorative plate according to an embodiment of the present invention.
  • Synthetic wood according to an embodiment of the present invention is wood flour; Plastic resins; And additives.
  • Wood flour contained in the synthetic wood according to an embodiment of the present invention is the main component constituting the synthetic wood.
  • Such wood flour is not particularly limited as long as it is a conventional wood powder, it can be used to crush and dry pine, birch, or pine wood.
  • the wood flour content is 70 to 85% by weight based on 100% by weight of synthetic wood.
  • the average particle size (D 50 ) of the wood meal is 0.75 to 1.15 mm.
  • the present invention can increase the eco-friendliness of synthetic wood, and enhance the bonding strength (adhesiveness) with the melamine resin impregnated sheet and balance sheet described below. Can be.
  • the content of the wood flour is less than 70% by weight, it may be difficult to control the environmental friendliness or the porosity of the synthetic wood, when it exceeds 85% by weight the content of other components is relatively low As the bonding force is lowered, the strength or dimensional stability of the synthetic wood may be lowered.
  • the wood flour may be two kinds of wood flour having different average particle sizes (D 50 ) to increase the density of the synthetic wood and to optimize the porosity.
  • the wood flour preferably includes first wood flour having an average particle size (D 50 ) of 0.1 to 1 mm and second wood flour having an average particle size (D 50 ) of 1 to 3 mm.
  • the mixing ratio (x: y) of the first wood powder (x) and the second wood powder (y) is not particularly limited, but is preferably mixed in a weight ratio of 6 to 9: 1 to 4.
  • Plastic resin included in the synthetic wood according to an embodiment of the present invention is a matrix component for dispersing and bonding the wood powder.
  • the plastic resin is not particularly limited, but is preferably at least one member selected from the group consisting of polyethylene resins, polypropylene resins, and polystyrene resins.
  • a polypropylene resin is used here as the plastic resin, it is preferable to use a polypropylene resin having a melt index (M.I) of 8 to 6 g / min.
  • the content of the plastic resin is 10 to 30% by weight based on 100% by weight of synthetic wood.
  • the content of the plastic resin is less than 10% by weight, the dispersion and bonding of the wood powder may be reduced, thereby reducing the strength and dimensional stability of the synthetic wood.
  • the content of the plastic resin is greater than 30% by weight, the fluidity of the plastic resin may be reduced. Due to the increase, cracks may occur on the surface of the synthetic wood, or the bonding force (adhesive force) of the melamine resin impregnated sheet and the balance sheet described below may decrease.
  • the additive included in the synthetic wood according to an embodiment of the present invention is a component that increases the physical properties of the synthetic wood.
  • the content of such an additive is not particularly limited, but considering the physical properties of the synthetic wood, 1 to 10% by weight based on 100% by weight of the synthetic wood.
  • the additive is not particularly limited, but is preferably at least one selected from the group consisting of a crosslinking agent and an inorganic filler.
  • the crosslinking agent is a component that increases the crosslinking density of wood flour and plastic resin.
  • the crosslinking agent is not particularly limited, and may be selected from the group consisting of maleic anhydride-modified polypropylene, maleic anhydride-modified (graft) polyethylene, and maleic anhydride-modified (graft) ethylene-vinylacetate copolymer.
  • the content of the crosslinking agent is not particularly limited, but considering the crosslinking density of wood flour and plastic resin and the content of other components, it is preferably 1 to 3% by weight based on 100% by weight of the synthetic wood. Specifically, when the content of the crosslinking agent is less than 1% by weight, the strength of the synthetic wood may be lowered. When the content of the crosslinking agent is more than 3% by weight, the migration of the crosslinking agent may occur on the surface of the synthetic wood or an excessive amount may be used. As a result, economics may be reduced.
  • the inorganic filler is a component that increases the mechanical strength of the synthetic wood.
  • the inorganic filler is not particularly limited, but may be one or more inorganic powders selected from the group consisting of talc, vermiculite, pearlite, calcium carbonate, aluminum oxide, silicon dioxide (silica) and magnesium oxide.
  • the content of the inorganic filler is not particularly limited, but considering the mechanical strength of the synthetic wood and the content of the other components, it is preferably 3 to 7% by weight based on 100% by weight of the synthetic wood. Specifically, when the content of the inorganic filler is less than 3% by weight, the strength of the synthetic wood may be lowered, and when the content of the inorganic filler is greater than 7% by weight, the binding strength of the wood powder may be induced to decrease the physical properties of the synthetic wood. .
  • Synthetic wood according to an embodiment of the present invention as described above has a porosity of 2 to 10% and a water absorption of 2 to 5%. Due to the porosity and water absorption in this range, even when the melamine resin impregnated sheet and balance sheet described below are combined at relatively low temperature and low pressure, high bonding strength (adhesive force) may be exhibited (Examples 2-1 and 2- in Table 5). See 2).
  • the porosity and the moisture absorption rate may be values obtained according to Equations 1 and 2 below.
  • Porosity (%) ⁇ (m 3 -m 1 ) / (m 3 -m 2 ) ⁇ 100 ⁇ -water absorption rate (%)
  • synthetic wood according to another embodiment of the present invention can be used as a decorative plate itself.
  • the embossing of the wood grain pattern may be formed on at least one surface of the synthetic wood so as to enhance the aesthetics as a decorative plate, which will be described with reference to FIG. 1.
  • Synthetic wood according to another embodiment of the present invention includes a synthetic wood layer 10 and the surface pattern layer (20).
  • Synthetic wood layer 10 included in the synthetic wood according to another embodiment of the present invention is made of the components of the synthetic wood described above, the embossed pattern (for example, wood grain pattern) is formed on the surface.
  • the embossed pattern for example, wood grain pattern
  • the surface pattern layer 20 included in the synthetic wood according to another embodiment of the present invention is a layer derived from plastic resin among the components of the synthetic wood described above.
  • the surface pattern layer 20 has an embossed pattern corresponding to the embossed pattern formed on the synthetic wood layer 10 will be described later.
  • the decorative plate according to the embodiment of the present invention includes a synthetic wood 100 and a melamine resin impregnated sheet 200.
  • Synthetic wood 100 included in the decorative plate according to an embodiment of the present invention is the '1. Synthetic wood described in the 'synthetic wood' is applied, the description thereof is the same as described above and will be omitted.
  • Melamine resin impregnated sheet 200 included in the makeup plate according to an embodiment of the present invention is provided on the upper surface of the synthetic wood 100, while improving the physical properties such as abrasion resistance, scratch resistance of the makeup plate Play a role.
  • the melamine resin impregnated sheet 200 may include the first adhesive layer 201, the pattern layer 202, and the surface protection layer 203 to perform the above-described role.
  • the first adhesive layer 201 included in the melamine resin impregnated sheet 200 includes melamine resin (first melamine resin) and serves to bond the melamine resin impregnated sheet 200 to the synthetic wood 100. Specifically, the melamine resin impregnated sheet 200 and the synthetic wood 100 are combined as the melamine resin included in the first adhesive layer 201 is cured after being moved and impregnated into the voids present in the synthetic wood 100.
  • the first adhesive layer 201 is 60 to 70% by weight of the melamine resin; And 40% to 45% by weight of the base paper (the first base paper).
  • the base paper is not particularly limited as long as it is conventionally used in the art.
  • the pattern layer 202 included in the melamine resin impregnated sheet 200 is provided on the first adhesive layer 201 and serves to impart aesthetics to the makeup plate.
  • the pattern layer 202 may be selected from the group consisting of veneer, melamine resin impregnated pattern paper, or high density melamine resin film.
  • the veneer may be selected from the group consisting of natural veneer, dyed veneer, or aggregate veneer.
  • the dyed veneer gives a variety of colors to the pattern that the natural veneer has.
  • This dyed veneer is a method of applying to the surface of the top or bottom of the natural veneer using a spreader to the color melamine resin composition (containing a melamine resin with a solid content of 50 to 60%) containing 0.1 to 0.3% by weight of pigment It can be prepared as.
  • the application amount of the said tinted melamine resin composition is not specifically limited, It is preferable to apply
  • Such dyed veneer may be superior in surface durability compared to natural veneer as the toned melamine resin composition is applied.
  • the melamine resin impregnated pattern paper is obtained by impregnating and drying the original paper (second base paper) on which the wood grain pattern is printed on the melamine resin (second melamine resin).
  • the high density melamine resin film is a film containing a high content of at least one inorganic material selected from the group consisting of pearlite, vermiculite, calcium carbonate, carbon black, graphite, talc, silica, zeolite and titanium oxide.
  • the high density melamine resin film is 30 to 80% by weight of inorganic material; 10 to 20 weight percent of melamine resin (third melamine resin); And 5 wt% or less solvent; may be prepared in the form of a film comprising a.
  • the thickness of such a high density melamine resin film is not specifically limited, It is preferable that it is 1-5 mm.
  • the high-density melamine resin film When the high-density melamine resin film is used as the pattern layer 202, it is possible to give a natural wood grain pattern to the high-density melamine resin film through the embossing process to form a pattern in the manufacturing process of the decorative plate. Since the high-density melamine resin film contains a high content of inorganic material and can improve durability and abrasion resistance of the decorative plate, it may be possible to provide a surface protection layer 203 on the pattern layer 202.
  • the surface protection layer 203 included in the melamine resin impregnated sheet 200 is provided on the pattern layer 202, and serves to increase physical properties such as wear resistance and scratch resistance of the cosmetic plate.
  • the surface protective layer 203 may contain a ceramic or silicon carbide such as aluminum oxide, zirconium oxide, or the like to increase wear resistance, scratch resistance, and the like of the decorative plate.
  • the surface protective layer 203 is 15 to 20% by weight of the ceramic; 60 to 65 wt% of melamine resin (fourth melamine resin); And 15 to 20% by weight of the base paper (the third base paper); may be an overlay paper consisting of.
  • the melamine resin impregnated sheet 200 may be embossed to increase the aesthetics.
  • the decorative plate according to an embodiment of the present invention is formed on the synthetic wood (100 ') and embossed pattern (for example, wood grain pattern) formed on the surface, the synthetic wood (100') It may include a melamine resin impregnated sheet 200 'having an embossed pattern corresponding to the embossed pattern.
  • the decorative plate according to an embodiment of the present invention may be further provided with a balance sheet 300 on the lower surface of the synthetic wood 100 in order to increase the water resistance, dimensional stability and prevent bending.
  • the balance sheet 300 may include a second adhesive layer 301 and a support layer 302.
  • the second adhesive layer 301 included in the balance sheet 300 includes melamine resin (a fifth melamine resin) and serves to couple the balance sheet 300 to the synthetic wood 100. Specifically, as the melamine resin included in the second adhesive layer 301 is moved and impregnated into the voids present in the synthetic wood 100, the balance sheet 300 and the synthetic wood 100 are combined.
  • melamine resin a fifth melamine resin
  • the second adhesive layer 301 is 60 to 70% by weight of the melamine resin; And 40 to 45% by weight of base paper (fourth base paper).
  • the base paper is not particularly limited as long as it is conventionally used in the art.
  • the support layer 302 included in the balance sheet 300 serves to balance the cosmetic plate so that it is parallel without bending.
  • This support layer 302 may be made of melamine resin (sixth melamine resin); And a base paper (a fifth base paper); wherein the weight of the base paper may be about 1.5 to 4 times heavier than the weight of the base paper included in the second adhesive layer 301.
  • the decorative plate according to the embodiment of the present invention is hot-melt because the melamine resin contained in the melamine resin impregnated sheet 200 and the melamine resin contained in the balance sheet 300 are impregnated and cured into the voids of the synthetic wood 100.
  • Melamine resin impregnated sheet 200 and the balance sheet 300 can be easily bonded to the synthetic wood 100 without using a separate adhesive, such as adhesive, synthetic wood 100, melamine resin impregnated sheet 200 And a bonding force between the balance sheets 300.
  • the decorative plate according to the embodiment of the present invention has excellent surface durability, scratch resistance, impact resistance, and water resistance, and thus is useful as a decorative plate (for example, flooring, wall, etc.) for commercial, home, classroom, and outdoor use. Can be used.
  • the synthetic wood 100 described above is prepared.
  • the synthetic wood 100 is melamine resin impregnated sheet 200 and the balance sheet at low and low pressure conditions according to the content of wood powder and the average particle size of wood powder (D 50 ) is adjusted to have a specific porosity in the range of 2 to 10% Combining the (100) can exhibit a high bonding force (adhesive force).
  • the melamine resin impregnated sheet 200 is laminated on the prepared synthetic timber 100, and the balance sheet 300 is laminated and bonded under the synthetic timber 100.
  • the melamine resin impregnated sheet 200 is laminated on the synthetic wood 100 in a state in which the first adhesive layer 201, the pattern layer 202, and the surface protection layer 203 are combined, or they are not bonded, that is, The first adhesive layer 201, the pattern layer 202, and the surface protection layer 203 may be sequentially stacked on the synthetic wood 100.
  • the balance sheet 300 is also laminated under the synthetic wood 100 in a state in which the second adhesive layer 301 and the support layer 302 are bonded, or in other words, the second adhesive layer 301 and the support layer ( 302 may be laminated in such a manner as to be sequentially stacked under the synthetic wood 100.
  • the conditions of the specified low pressure lamination method that is, the temperature of 100 to 140 °C, 12 to 35 bar It can be combined under conditions of pressure and a time of 2-3 minutes.
  • the curing time of the melamine resin may be extended or uncured. If the temperature exceeds 140 °C, the flow of the melamine resin is lowered, the melamine resin as a void of the synthetic wood (100) Not enough movement and penetration of whitening may occur or deformation of the synthetic wood 100 may be caused (see Tables 3 to 5).
  • the surface durability may decrease due to uncured melamine resin, and if it exceeds 3 minutes, cracks may occur due to overcuring the melamine resin or synthetic wood 100 may be used. Blistering may occur (see Tables 3 to 5).
  • the present invention has a high bonding strength of each part, water resistance, scratch resistance, durability It is possible to easily produce a decorative plate having excellent physical properties such as (see Tables 3 to 5).
  • the manufacturing method of the cosmetic plate according to an embodiment of the present invention when the melamine resin impregnated sheet 200 may be embossed at the same time. That is, the embossed pattern (for example, wood grain pattern or natural stone pattern) on the melamine resin impregnated sheet 200 before laminating and bonding the synthetic wood 100, melamine resin impregnated sheet 200 and balance sheet 300 Melamine resin impregnated sheet 200 and the synthetic wood 100, melamine resin impregnated sheet 200 and the balance sheet 300 while combining the mold plate processed to a depth of 0.1 to 0.5 mm and thermo-compression under the above coupling conditions It is to form an embossed pattern on the surface of the synthetic wood (100).
  • the embossed pattern for example, wood grain pattern or natural stone pattern
  • embossing on the melamine resin impregnated sheet 200 can realize a natural wood grain texture, wear resistance of the decorative plate, Physical properties such as stain resistance can also be enhanced.
  • the deformation of the equipment is free, it is possible to increase the manufacturing efficiency of the decorative plate.
  • the synthetic wood 100 described above is prepared.
  • the prepared synthetic wood 100 is embossed. Specifically, an emboss pattern (for example, wood grain pattern or natural stone pattern) is placed on the synthetic wood 100 and placed on a die plate processed to a depth of 0.1 to 0.5 mm and pressurized by embossing the surface of the synthetic wood 100. To form.
  • an emboss pattern for example, wood grain pattern or natural stone pattern
  • the conditions for embossing the synthetic wood 100 is not particularly limited, but is preferably made at a temperature of 100 to 140 °C and a pressure of 12 to 35 bar.
  • the plastic resin included in the synthetic wood 100 moves to the surface of the synthetic wood 100 by the pressing force to form the surface pattern layer 20 of several tens to hundreds of micrometers thick, and the synthetic wood (100) Due to the rearrangement of the tissue it can be provided a decorative plate comprising a synthetic wood 100 of a dense structure.
  • the plastic resin included in the synthetic wood 100 is coated on the surface of the synthetic wood 100, it is possible to provide a decorative plate having improved physical properties such as stain resistance and abrasion resistance.
  • the deformation of the equipment is free, it is possible to increase the manufacturing efficiency of the decorative plate.
  • Synthetic wood was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that the content of wood flour was adjusted as shown in Table 1 below. At this time, the content of the polypropylene resin was adjusted according to the changed content of wood flour.
  • Example 1-1 70 wt% Average particle size 0.94 mm (1.0% or less 80% + more than 1.0 mm 20%) 2.5%
  • Example 1-2 77 wt% Average particle size 0.94 mm (1.0% or less 80% + more than 1.0 mm 20%) 4.0%
  • Example 1-3 85 wt% Average particle size 0.94 mm (1.0% or less 80% + more than 1.0 mm 20%) 10.0%
  • Example 1-5 77% by weight Average particle size 1.14 mm (70% below 1.0 mm + 30% above 1.0 mm) 5.4%
  • Example 1-6 77% by weight Average particle size 1.33 mm (60% below 1.0 nm + 40% above 1.0 nm) 9.3%
  • Example 1-7 77% by weight Average particle size 0.94 mm (1.0% or less 80% + more than 1.0 mm 20%)
  • Synthetic wood was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that the content of wood flour was adjusted as shown in Table 2 below. At this time, the content of the polypropylene resin was adjusted according to the changed content of wood flour.
  • Comparative Example 1 Wood flour content Particle Size (Distribution) Porosity Comparative Example 1-1 65 wt% Average particle size 0.94 mm (1.0% or less 80% + more than 1.0 mm 20%) 0.4% Comparative Example 1-2 90 wt% Average particle size 0.94 mm (1.0% or less 80% + more than 1.0 mm 20%) 37% Comparative Example 1-3 77 wt% Average particle size 0.55 mm (1.0% or less 100% + more than 1.0 mm 0%) 0.9% Comparative Example 1-4 77 wt% Average particle size 1.53 mm (50% below 1.0 mm + 50% above 1.0 mm) 18% Comparative Example 1-5 77 wt% Average particle size 0.94 mm (1.0% or less 80% + more than 1.0 mm 20%) 1.0% Comparative Example 1-6 77 wt% Average particle size 0.94 mm (1.0% or less 80% + more than 1.0 mm 20%) 15%
  • Example 2-1 Example 2-1 and Example 2-2
  • Laminated composite wood and melamine resin impregnated sheets (Hyanoic acid LPL, HS9113) prepared in Example 1-2 on the balance sheet (hyosan LPL) sequentially, pressurized under the conditions of the following Table 3, the decorative plate having a thickness of 6.4 mm was prepared.
  • Example 2 Synthetic wood Temperature pressure time Example 2-1 Example 1-2 120 °C 25 bar 3 minutes Example 2-2 Example 1-2 140 °C 15 bar 3 minutes
  • a cosmetic plate was manufactured in the same manner as in Example 2-1, except that the conditions of Table 4 were applied.
  • Comparative Example 2 Synthetic wood Temperature pressure time Comparative Example 2-1 Example 1-2 90 °C 25 bar 3 minutes Comparative Example 2-2 Example 1-2 150 °C 25 bar 3 minutes Comparative Example 2-3 Example 1-2 120 °C 10 bar 3 minutes Comparative Example 2-4 Example 1-2 120 °C 40 bar 3 minutes Comparative Example 2-5 Example 1-2 120 °C 25 bar 1 min Comparative Example 2-6 Example 1-2 120 °C 25 bar 4 minutes Comparative Example 2-7 Comparative Example 1-1 120 °C 25 bar 3 minutes Comparative Example 2-8 Comparative Example 1-2 120 °C 25 bar 3 minutes Comparative Example 2-9 Comparative Example 1-3 120 °C 25 bar 3 minutes Comparative Example 2-10 Comparative Example 1-4 120 °C 25 bar 3 minutes Comparative Example 2-11 Comparative Example 1-5 120 °C 25 bar 3 minutes Comparative Example 2-12 Comparative Example 1-6 120 °C 25 bar 3 minutes
  • Adhesive force A test piece was prepared by cutting the makeup plate into 50 ⁇ 50 mm size. A square attachment of 20 mm on one side was attached to the center of the surface of the prepared test piece (surface to which the melamine resin impregnated sheet was bonded) with an instant adhesive. Along the four sides of the attachment bonded to the center of the surface of the test piece, the groove is made to the depth of the synthetic wood, and then fixed to the jig, and the force at the time of peeling the synthetic wood part and the melamine resin impregnated sheet part by applying force in the opposite direction to the top and bottom was measured.
  • Whitening phenomenon When the surface whitening phenomenon is observed at a distance of 30 cm, the surface of the decorative plate is coated with an area of 1 mm in width and 20 mm in length, dried for at least 10 seconds, and then wiped with a wet cloth. The presence or absence of the aqueous ink remaining on the surface was visually evaluated and evaluated at a distance of 30 cm (when the whitening site was visually observed: inadequate or not visually identified, and the remaining aqueous ink was present: usually, the whitening site visually. Is not confirmed and there is no remaining aqueous ink: good).
  • Scratch resistance evaluated according to 8 (test procedure) of KS M ISO 15184, and expressed as the value of pencil hardness according to the result according to 9 (type of defect).
  • the decorative plate according to the present invention can be confirmed that the adhesion, scratch resistance, wear resistance is excellent, and the whitening phenomenon and surface crack did not occur.
  • a decorative plate without applying the binding conditions of the present invention Comparative Examples 2-1 to 2-6
  • a synthetic wood wood content, wood powder average particle size, or porosity is outside the scope of the present invention
  • a synthetic board was manufactured by embossing the synthetic wood prepared in Example 1-2 with a mold plate processed with wood grain pattern. At this time, the embossing processing conditions were as shown in Table 6.
  • Example 3 Synthetic wood Embossing processing temperature Embossing processing pressure Example 3-1 Example 1-2 120 °C 20 bar Example 3-2 Example 1-2 130 °C 15 bar
  • a decorative plate was manufactured in the same manner as in Example 3-1, except that synthetic wood and embossing processing conditions were adjusted as shown in Table 7 below.
  • Comparative Example 3 Synthetic wood Embossing processing temperature Embossing processing pressure Comparative Example 3-1 Example 1-2 90 °C 25 bar Comparative Example 3-2 Example 1-2 150 °C 25 bar Comparative Example 3-3 Example 1-2 120 °C 5 bar Comparative Example 3-4 Example 1-2 120 °C 40 bar Comparative Example 3-5 Comparative Example 1-1 120 °C 20 bar Comparative Example 3-6 Comparative Example 1-2 120 °C 20 bar Comparative Example 3-7 Comparative Example 1-3 120 °C 20 bar Comparative Example 3-8 Comparative Example 1-4 120 °C 20 bar Comparative Example 3-9 Comparative Example 1-5 120 °C 20 bar Comparative Example 3-10 Comparative Example 1-6 120 °C 20 bar
  • Pollution resistance Evaluation was made based on 7.5 (pollution resistance) of KS F 3111 (in case of contamination on the surface: poor, in case of no contamination on the surface: good).
  • the cosmetic plate according to the present invention is excellent in stain resistance and wear resistance.
  • a decorative plate without applying the embossing processing conditions of the present invention (Comparative Examples 3-1 to 3-4), or by applying a synthetic wood wood content, wood powder average particle size, or porosity outside the scope of the present invention
  • the stain resistance and wear resistance of the decorative plate is inferior.
  • Comparative Example 3-5 the synthetic wood surface was crushed during the embossing process, and thus it was impossible to manufacture a decorative plate through embossing.

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Abstract

본 발명은 목분과 플라스틱 수지를 이용하여 제조되는 합성목재, 상기 합성목재를 포함하는 화장판 및 상기 화장판의 제조방법에 관한 것이다.

Description

합성목재, 이를 포함하는 화장판 및 이의 제조방법
본 발명은 목재와 플라스틱 수지를 이용하여 제조되는 합성목재, 상기 합성목재를 포함하는 화장판, 및 상기 화장판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 천연 무늬목을 접착제를 이용해 합판에 부착시켜서 표면층에 자외선 우레탄도장 또는 오일 스테인으로 마감을 한 바닥재를 사용하는 경우에는 천연소재의 특성을 가지고 있으나, 표면의 내스크래치성, 내열성, 내수성, 치수 안정성, 내충격성 등이 약하여 사용 용도에 제약이 많을 뿐만 아니라, 사용과정에서 유지보수의 어려움도 있다. 또한, 접착제를 이용하여 천연 무늬목과 합판 등을 부착시킴에 따라 천연 무늬목이나 합판 바닥으로부터 습기가 스며들어 합판에 부착된 천연 무늬목이 썩거나 변색됨에 따라 상품의 가치가 떨어지는 문제점이 있다.
이에 따라 바닥재 표면의 내구성을 높이기 위해 자외선 코팅, 전자빔 코팅 등과 같은 코팅 또는 가소성 수지 함침과 같은 특수처리 등의 후처리 공정이 이루어지고 있으나, 바닥재의 제조 공정이 다단계로 늘어남에 따라 경제성이 저하되며, 표면의 내구성 향상 효과도 미미한 수준이다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-0723624호에는 고밀도 섬유판을 소판으로 하여 멜라민 함침지를 소판의 상하부에 적층하고, 160 내지 180 ℃의 온도에서 33 내지 38 bar의 압력을 가하여 무늬목 치장 마루판을 제조하는 방법이 개시된 바 있다. 그러나, 상기 방법에서 소판으로 사용되는 섬유판은 8% 정도의 높은 수분 함수율로 인해 고온의 열압 과정에서 수분이 팽창되어 멜라민 함침지와 섬유판의 접착 불량, 또는 멜라민 수지의 부분 미경화가 유발될 수 있다. 또한 마루판의 사용 과정에서 섬유판이 수분을 흡수함에 따라 마루판의 두께 팽창, 곰팡이 발생 등의 문제점이 나타날 수 있다.
본 발명의 일 목적은 각 부분 간의 결합력(접착력)이 높고, 내스크래치성, 내마모성 등이 우수한 화장판을 저압 적층법으로 제조하는데 사용되는 합성목재를 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 합성목재를 포함하는 화장판을 제공하고자 한다.
또 본 발명의 또 다른 목적은 상기 화장판의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 목분 70 내지 85 중량%, 플라스틱 수지 10 내지 30 중량% 및 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하고, 상기 목분의 평균 입자 크기(D50)가 0.75 내지 1.15 ㎜이며, 공극율이 2 내지 10 %인 합성목재를 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상기 합성목재; 및 상기 합성목재 상부면에 구비되는 멜라민 수지 함침시트;를 포함하는 화장판을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상기 합성목재를 준비하는 단계; 및 상기 합성목재 상에 멜라민 수지 함침시트를 적층하고, 상기 합성목재 하에 밸런스 시트를 적층하여 결합시키는 단계;를 포함하고, 상기 결합은 저온 및 저압의 조건에서 단시간 내에 수행되는 것인 화장판의 제조방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상기 합성목재를 준비하는 단계; 및 상기 합성목재를 엠보싱 가공하는 단계;를 포함하고, 상기 엠보싱 가공이 저온 및 저압의 조건에서 이루어지는 것인 화장판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 합성목재를 멜라민 수지 함침시트 또는 밸런스 시트와 결합시켜 화장판을 제조하는 경우, 위와 같은 결합 과정이 저온 및 저압의 조건에서 단시간 동안 수행됨에도 불구하고, 본 발명의 합성목재가 가지는 우수한 특성으로 인해 합성목재와 시트들 간의 결합력(접착력)이 매우 우수하고, 나아가 화장판의 내스크래치성, 내마모성 등도 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 엠보싱 공정에 따라 화장판을 제조하는 경우, 자연스러운 나무 질감의 엠보 무늬를 화장판에 구현할 수 있으며, 화장판의 내오염성, 내마모성 등도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 합성목재를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화장판을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화장판을 설명하기 위한 참고도이다.
이하 본 발명을 설명한다.
1. 합성목재
본 발명의 일 실시예에 따른 합성목재는 목분; 플라스틱 수지; 및 첨가제;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 합성목재에 포함되는 목분은 합성목재를 이루는 주 성분이다. 이러한 목분은 통상적인 나무 분말이라면 특별히 한정되지 않으나, 소나무, 자작나무, 또는 잣나무 등을 분쇄 및 건조한 것을 사용할 수 있다.
상기 목분의 함량은 합성목재 100 중량%를 기준으로 70 내지 85 중량%이다. 또한 상기 목분의 평균 입자 크기(D50)는 0.75 내지 1.15 ㎜이다. 이와 같이 목분의 함량이 고함량이고, 평균 입자크기가 상기 범위로 특정됨에 따라 본 발명은 합성목재의 친환경성을 높일 수 있고, 후술되는 멜라민 수지 함침시트 및 밸런스 시트와의 결합력(접착력)도 높일 수 있다. 구체적으로, 상기 목분의 함량이 70 중량% 미만일 경우에는 친환경성이 저하되거나 합성목재의 공극율을 제어하기 어려울 수 있고, 85 중량%를 초과할 경우에는 상대적으로 다른 성분의 함량이 낮아지게 되어 목분의 결합력이 저하됨에 따라 합성목재의 강도나 치수안정성이 저하될 수 있다.
상기 목분은 합성목재의 밀도를 높이고 공극율을 최적화하기 위해 평균 입자 크기(D50)가 상이한 2 종의 목분이 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 목분은 평균 입자 크기(D50)가 0.1 내지 1 ㎜인 제1 목분과 평균 입자 크기(D50)가 1 내지 3 ㎜인 제2 목분을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1 목분(x)과 상기 제2 목분(y)의 혼합 비율(x:y)은 특별히 한정되지 않으나, 6 내지 9:1 내지 4의 중량비로 혼합된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 합성목재에 포함되는 플라스틱 수지는 목분을 분산 및 결합시키는 매트릭스 성분이다. 이러한 플라스틱 수지는 특별히 한정되지 않으나, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리스티렌 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다. 여기서 플라스틱 수지로 폴리프로필렌 수지가 사용될 경우, 용융지수(M.I)가 8 내지 6 g/min인 폴리프로필렌 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 플라스틱 수지의 함량은 합성목재 100 중량%를 기준으로 10 내지 30 중량%이다. 상기 플라스틱 수지의 함량이 10 중량% 미만일 경우에는 목분의 분산 및 결합이 저하되어 합성목재의 강도 및 치수안정성이 저하될 수 있고, 30 중량%를 초과할 경우에는 합성목재의 제조 시 플라스틱 수지의 유동성 증가로 인해 합성목재 표면에 크랙이 발생하거나 후술되는 멜라민 수지 함침시트 및 밸런스 시트와의 결합력(접착력)이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 합성목재에 포함되는 첨가제는 합성목재의 물성을 높이는 성분이다. 이러한 첨가제의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 합성목재의 물성을 고려할 때, 합성목재 100 중량%를 기준으로 1 내지 10 중량%이다.
상기 첨가제는 특별히 한정되지 않으나, 가교제 및 무기충전제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 가교제는 목분과 플라스틱 수지의 가교밀도를 높이는 성분이다. 이러한 가교제는 특별히 한정되지 않으나, 무수말레인산 변성 폴리프로필렌, 무수말레인산 변성(그라프트) 폴리에틸렌 및 무수말레인산 변성(그라프트) 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 가교제의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 목분과 플라스틱 수지의 가교밀도 및 다른 성분들의 함량을 고려할 때, 합성목재 100 중량%를 기준으로, 1 내지 3 중량%인 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 가교제의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 합성목재의 강도가 저하될 수 있고, 3 중량%를 초과할 경우에는 합성목재의 표면에서 가교제의 마이그레이션(migration)이 일어나거나 과량이 사용됨에 따라 경제성이 저하될 수 있다.
상기 무기충전제는 합성목재의 기계적 강도를 높이는 성분이다. 이러한 무기충전제는 특별히 한정되지 않으나, 활석, 질석, 펄라이트, 탄산칼슘, 산화알루미늄, 이산화규소(실리카) 및 산화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 무기물 분말일 수 있다.
상기 무기충전제의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 합성목재의 기계적 강도 및 다른 성분들의 함량을 고려할 때, 합성목재 100 중량%를 기준으로, 3 내지 7 중량%인 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 무기충전제의 함량이 3 중량% 미만일 경우에는 합성목재의 강도가 저하될 수 있고, 7 중량%를 초과할 경우에는 목분의 결합력 저하 등이 유발되어 합성목재의 물성이 저하될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성목재는 2 내지 10 % 범위의 공극율 및 2 내지 5 %의 수분 흡수율을 가진다. 이러한 범위의 공극률 및 수분 흡수율을 가짐으로 인해 비교적 저온 및 저압에서 후술되는 멜라민 수지 함침시트와 밸런스 시트를 결합시키더라도 높은 결합력(접착력)을 나타낼 수 있다(표 5의 실시예 2-1 및 2-2의 결과 참조).
상기 공극율과 상기 수분 흡수율은 하기 수학식 1 및 수학식 2에 따라 얻어진 값일 수 있다.
[수학식 1]
공극율(%) = {(m3-m1)/(m3-m2)×100}-수분 흡수율(%)
상기 수학식 1에서,
m1: 건조된 합성목재의 중량(g)
m2: 건조된 합성목재가 진공 분위기 하의 액체에 담겼을 때 합성목재의 겉보기 중량(g)
m3: 건조된 합성목재가 공기 분위기 하의 액체에 담겼을 때 합성목재의 중량(g)
[수학식 2]
수분 흡수율(%) = (w1-w2)×100
상기 수학식 2에서,
w1: 건조된 합성목재를 침수시킨 후 측정한 합성목재 중량(g)
w2: 건조된 합성목재의 중량(g)
한편 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 합성목재는 그 자체가 화장판으로써 사용될 수 있다. 이때, 화장판으로써의 심미감이 높아지도록 합성목재의 적어도 어느 일면에 나무결 무늬의 엠보싱이 형성될 수 있는데, 이에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 합성목재는 합성목재층(10) 및 표면무늬층(20)를 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 합성목재에 포함되는 합성목재층(10)은 상술한 합성목재의 성분으로 이루어지며, 표면에 엠보 무늬(예를 들어, 나무결 무늬)가 형성되어 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 합성목재에 포함되는 표면무늬층(20)은 상술한 합성목재의 성분 중 플라스틱 수지에서 유래된 층이다. 이러한 표면무늬층(20)은 상기 합성목재층(10)에 형성된 엠보 무늬에 대응되는 엠보 무늬를 갖는데 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
2. 화장판
본 발명의 일 실시예에 따른 화장판에 대한 설명을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화장판은 합성목재(100) 및 멜라민 수지 함침시트(200)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화장판에 포함되는 합성목재(100)는 상기 '1. 합성목재'에서 설명한 합성목재가 적용되는 것으로, 이에 대한 설명은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화장판에 포함되는 멜라민 수지 함침시트(200)는 합성목재(100)의 상부면에 구비되는 것으로, 화장판의 내마모성, 내스크래치성 등의 물성을 높이면서 심미감을 부여하는 역할을 한다. 구체적으로 멜라민 수지 함침시트(200)는 제1 접착층(201), 무늬층(202) 및 표면보호층(203)을 포함하여 상기 역할을 수행할 수 있다.
상기 멜라민 수지 함침시트(200)에 포함되는 제1 접착층(201)은 멜라민 수지(제1 멜라민 수지)를 포함하며 멜라민 수지 함침시트(200)를 합성목재(100)에 결합시키는 역할을 한다. 구체적으로 제1 접착층(201)에 포함된 멜라민 수지가 합성목재(100)에 존재하는 공극으로 이동 및 함침된 후 경화됨에 따라 멜라민 수지 함침시트(200)와 합성목재(100)가 결합하게 된다.
이러한 제1 접착층(201)은 멜라민 수지 60 내지 70 중량%; 및 원지(제1 원지) 40 내지 45 중량%;로 이루어질 수 있다. 상기 원지는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
상기 멜라민 수지 함침시트(200)에 포함되는 무늬층(202)은 제1 접착층(201) 상에 구비되며, 화장판에 심미감을 부여하는 역할을 한다. 이러한 무늬층(202)은 무늬목, 멜라민 수지 함침 무늬지, 또는 고밀도 멜라민 수지 필름으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 무늬목은 천연 무늬목, 염색 무늬목, 또는 집성 무늬목으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 염색 무늬목은 상기 천연 무늬목이 가지고 있는 패턴에 다양한 색상을 부여한 것이다. 이러한 염색 무늬목은 0.1 내지 0.3 중량%의 안료가 함유된 조색 멜라민 수지 조성물(고형분의 비율이 50 내지 60 %인 멜라민 수지 함유)을 스프레더를 이용하여 상기 천연 무늬목의 상부 또는 하부의 표면에 도포하는 방식으로 제조될 수 있다. 상기 조색 멜라민 수지 조성물의 도포량은 특별히 한정되지 않으나, 염색 무늬목 단위 면적(㎡) 당 약 60 g으로 도포되는 것이 바람직하다. 이러한 염색 무늬목은 조색 멜라민 수지 조성물이 도포되어 있음에 따라 천연 무늬목에 비해 표면 내구성이 우수할 수 있다.
상기 멜라민 수지 함침무늬지는 나무결 무늬가 인쇄된 원지(제2 원지)를 멜라민 수지(제2 멜라민 수지)에 함침 및 건조시킨 것이다.
상기 고밀도 멜라민 수지 필름은 펄라이트, 질석, 탄산칼슘, 카본블랙, 흑연, 활석, 실리카, 제올라이트, 산화티탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 무기물이 고함량으로 함유된 필름이다. 구체적으로 고밀도 멜라민 수지 필름은 무기물 30 내지 80 중량%; 멜라민 수지(제3 멜라민 수지) 10 내지 20 중량%; 및 용매 5 중량% 이하;를 포함하는 조성물을 필름 형태로 제조한 것일 수 있다. 이러한 고밀도 멜라민 수지 필름의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 5 ㎜인 것이 바람직하다.
상기 고밀도 멜라민 수지 필름이 무늬층(202)으로 사용되는 경우에는 화장판의 제조과정에서 무늬를 형성시키는 엠보싱 가공을 통해 고밀도 멜라민 수지 필름에 자연스러운 질감의 나무결 무늬를 부여할 수 있다. 이러한 고밀도 멜라민 수지 필름에는 무기물이 고함량으로 포함되어 있어 화장판의 내구성 및 내마모성을 향상시킬 수 있기 때문에 무늬층(202)의 상부에 표면보호층(203)을 구비하지 않아도 무방할 수 있다.
상기 멜라민 수지 함침시트(200)에 포함되는 표면보호층(203)은 무늬층(202) 상에 구비되며, 화장판의 내마모성, 내스크래치성 등의 물성을 높이는 역할을 한다. 이러한 표면보호층(203)은 화장판의 내마모성, 내스크래치성 등을 높이기 위해 산화알루미늄, 산화지르코늄 등과 같은 세라믹 또는 탄화규소를 함유할 수 있다. 구체적으로, 표면보호층(203)은 세라믹 15 내지 20 중량%; 멜라민 수지(제4 멜라민 수지) 60 내지 65 중량%; 및 원지(제3 원지) 15 내지 20 중량%;로 이루어진 오버레이지일 수 있다.
이와 같은 멜라민 수지 함침시트(200)에는 심미감을 보다 높이기 위해 엠보싱이 형성되어 있을 수 있다. 구체적으로, 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 화장판은 표면에 엠보 무늬(예를 들어, 나무결 무늬)가 형성된 합성목재(100')와, 상기 합성목재(100')에 형성된 엠보 무늬에 대응되는 엠보 무늬를 갖는 멜라민 수지 함침시트(200')를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 화장판은 내수성, 치수 안정성을 높이고 휨을 방지하기 위해 합성목재(100)의 하부면에 밸런스 시트(300)가 더 구비될 수 있다. 이러한 밸런스 시트(300)는 제2 접착층(301) 및 지지층(302)으로 이루어질 수 있다.
상기 밸런스 시트(300)에 포함되는 제2 접착층(301)은 멜라민 수지(제5 멜라민 수지)를 포함하며 밸런스 시트(300)를 합성목재(100)에 결합시키는 역할을 한다. 구체적으로 제2 접착층(301)에 포함된 멜라민 수지가 합성목재(100)에 존재하는 공극으로 이동 및 함침된 후 경화됨에 따라 밸런스 시트(300)와 합성목재(100)가 결합하게 된다.
이러한 제2 접착층(301)은 멜라민 수지 60 내지 70 중량%; 및 원지(제4 원지) 40 내지 45 중량%;로 이루어질 수 있다. 상기 원지는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
상기 밸런스 시트(300)에 포함되는 지지층(302)은 화장판이 휘지 않고 평행하도록 균형을 잡아주는 역할을 한다. 이러한 지지층(302)은 멜라민 수지(제6 멜라민 수지); 및 원지(제5 원지);로 이루어질 수 있는데, 이때 원지의 무게는 상기 제2 접착층(301)에 포함된 원지의 무게보다 약 1.5 내지 4 배 정도 무거울 수 있다.
이상의 본 발명의 일 실시예에 따른 화장판은 멜라민 수지 함침시트(200)에 포함된 멜라민 수지와 밸런스 시트(300)에 포함된 멜라민 수지가 합성목재(100)의 공극으로 함침 및 경화되기 때문에 핫멜트 접착제와 같은 별도의 접착제를 사용하지 않아도 멜라민 수지 함침시트(200) 및 밸런스 시트(300)를 합성목재(100)에 용이하게 결합시킬 수 있으며, 합성목제(100), 멜라민 수지 함침시트(200) 및 밸런스 시트(300) 간의 결합력을 높일 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 화장판은 표면 내구성, 내스크래치성, 내충격성, 내수성 등이 우수하여 상업용, 가정용, 교실용 및 실외용의 화장판(예를 들어, 바닥재, 벽재 등)으로써 유용하게 사용될 수 있다.
3. 화장판의 제조방법
본 발명의 일 실시예에 따르면 상술한 화장판을 저압 적층법으로 제조하는 것으로, 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
a) 합성목재(100) 준비
먼저, 상술한 합성목재(100)를 준비한다. 상기 합성목재(100)는 목분의 함량 및 목분의 평균 입자 크기(D50)가 조절되어 2 내지 10 % 범위의 특정 공극율을 가짐에 따라 저온 및 저압 조건에서 멜라민 수지 함침시트(200) 및 밸런스 시트(100)를 결합시키더라도 높은 결합력(접착력)을 나타낼 수 있다.
b) 적층 및 결합
다음, 준비된 합성목재(100) 상에 멜라민 수지 함침시트(200)를 적층하고, 합성목재(100) 하에 밸런스 시트(300)를 적층하여 결합시킨다.
상기 멜라민 수지 함침시트(200)는 제1 접착층(201), 무늬층(202) 및 표면보호층(203)이 결합된 상태로 합성목재(100) 상에 적층되거나, 이들이 결합되지 않은 상태, 즉, 제1 접착층(201), 무늬층(202) 및 표면보호층(203)을 순차적으로 합성목재(100) 상에 적층하는 방식으로 적층할 수 있다.
또한 상기 밸런스 시트(300)도 제2 접착층(301) 및 지지층(302)이 결합된 상태로 합성목재(100) 하에 적층되거나, 이들이 결합되지 않은 상태, 즉, 제2 접착층(301) 및 지지층(302)을 순차적으로 합성목재(100) 하에 적층하는 방식으로 적층할 수 있다.
상기 합성목재(100)의 상하에 멜라민 수지 함침시트(200) 및 밸런스 시트(300)를 각각 적층한 후, 특정된 저압 적층법의 조건, 즉, 100 내지 140 ℃의 온도, 12 내지 35 bar의 압력 및 2 내지 3 분의 시간의 조건으로 결합시킬 수 있다.
상기 결합 조건에서 온도가 100 ℃ 미만일 경우에는 멜라민 수지의 경화시간이 연장되거나 미경화가 발생할 수 있으며, 140 ℃를 초과할 경우에는 멜라민 수지의 흐름성이 저하되어 합성목재(100)의 공극으로 멜라민 수지의 이동 및 침투가 충분히 이루어지지 않아 백화 현상이 발생하거나 합성목재(100)의 변형이 유발될 수 있다(표 3 내지 표 5 참조).
상기 결합 조건에서 압력이 12 bar 미만일 경우에는 백화 현상이 발생할 수 있고, 35 bar를 초과할 경우에는 제조 설비에 지장을 줄 수 있다(표 3 내지 표 5 참조).
상기 결합 조건에서 시간이 2 분 미만일 경우에는 멜라민 수지의 미경화로 인해 표면 내구성이 저하될 수 있으며, 3 분을 초과할 경우에는 멜라민 수지의 과경화로 인해 크랙(crack)이 발생하거나 합성목재(100)의 블리스터링(blistering) 현상이 유발될 수 있다(표 3 내지 표 5 참조).
이와 같이 특정 온도, 압력 및 시간에서 합성목재(100), 멜라민 수지 함침시트(200) 및 밸런스 시트(300)를 결합시킴에 따라 본 발명은 각 부분의 결합력이 높고, 내수성, 내스크레치성, 내구성 등의 물성이 우수한 화장판을 용이하게 제조할 수 있다(표 3 내지 표 5 참조).
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 화장판의 제조방법은, 멜라민 수지 함침시트(200)의 결합 시 엠보싱 가공이 동시에 이루어질 수 있다. 즉, 합성목재(100), 멜라민 수지 함침시트(200) 및 밸런스 시트(300)를 적층하고 결합시키기 전에 멜라민 수지 함침시트(200) 상에 엠보 무늬(예를 들어, 나무결 무늬 또는 천연석 무늬)가 0.1 내지 0.5 ㎜의 깊이로 가공된 금형판을 올려놓고 상기 결합 조건으로 열압하여 합성목재(100), 멜라민 수지 함침시트(200) 및 밸런스 시트(300)를 결합시키면서 멜라민 수지 함침시트(200)와 합성목재(100)의 표면에 엠보 무늬를 형성시키는 것이다.
이와 같이 합성목재(100), 멜라민 수지 함침시트(200) 및 밸런스 시트(300)를 결합시키면서 멜라민 수지 함침시트(200) 상에 엠보싱 가공함에 따라 자연스러운 나무결 질감을 구현할 수 있으며, 화장판의 내마모성, 내오염성 등의 물성도 높일 수 있다. 또한 화장판에 엠보 무늬를 부여하기 위해 압출 몰드를 이용한 종래의 방법에 비해 설비의 변형이 자유로워 화장판의 제조효율을 높일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 상술한 합성목재(100)를 엠보싱 가공하여 화장판을 제조하는 것으로, 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
A') 합성목재(100) 준비
먼저, 상술한 합성목재(100)를 준비한다.
B') 엠보싱 가공
다음, 준비된 합성목재(100)를 엠보싱 가공한다. 구체적으로, 합성목재(100) 상에 엠보 무늬(예를 들어, 나무결 무늬 또는 천연석 무늬)가 0.1 내지 0.5 ㎜의 깊이로 가공된 금형판을 올려놓고 열압하여 합성목재(100)의 표면에 엠보 무늬를 형성시키는 것이다.
상기 합성목재(100)를 엠보싱 가공하는 조건은 특별히 한정되지 않으나, 100 내지 140 ℃의 온도 및 12 내지 35 bar의 압력에서 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 조건에서 엠보싱 가공함에 따라 합성목재(100)에 포함된 플라스틱 수지가 압착력에 의해 합성목재(100)의 표면으로 이동하여 수십 내지 수백 ㎛ 두께의 표면무늬층(20)을 형성하게 되고, 합성목재(100) 조직의 재배치로 인해 치밀한 구조의 합성목재(100)를 포함하는 화장판을 제공할 수 있다. 또한 합성목재(100)에 포함된 플라스틱 수지가 합성목재(100)의 표면으로 이동하여 코팅됨에 따라 내오염성, 내마모성 등의 물성이 향상된 화장판을 제공할 수 있다. 또 화장판에 엠보 무늬를 부여하기 위해 압출 몰드를 이용한 종래의 방법에 비해 설비의 변형이 자유로워 화장판의 제조 효율을 높일 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 및 비교예 1]
실시예 1-1
목분 70 중량%, 폴리프로필렌 수지 28 중량%, 가교제(무수말레인산 변성 폴리프로필렌 공중합체) 2 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 제조된 혼합물을 성형하여 두께 6 mm인 합성목재를 제조하였다. 사용된 목분의 평균 입자 크기와, 제조된 합성목재의 공극률은 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1-2 내지 실시예 1-9
목분의 함량을 하기 표 1과 같이 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 과정으로 합성목재를 제조하였다. 이때, 목분의 변화된 함량에 따라 폴리프로필렌 수지의 함량을 조절하였다.
실시예 1 목분 함량 입자 크기(분포) 공극률
실시예 1-1 70 중량% 평균 입자 크기 0.94 ㎜(1.0 ㎜ 이하 80 % + 1.0 ㎜ 초과 20 %) 2.5%
실시예 1-2 77 중량% 평균 입자 크기 0.94 ㎜(1.0 ㎜ 이하 80 % + 1.0 ㎜ 초과 20 %) 4.0%
실시예 1-3 85 중량% 평균 입자 크기 0.94 ㎜(1.0 ㎜ 이하 80 % + 1.0 ㎜ 초과 20 %) 10.0%
실시예 1-4 77중량% 평균 입자 크기 0.75 ㎜(1.0 ㎜ 이하 90 % + 1.0 ㎜ 초과 10 %) 2.3%
실시예 1-5 77중량% 평균 입자 크기 1.14 ㎜(1.0 ㎜ 이하 70 % + 1.0 ㎜ 초과 30 %) 5.4%
실시예 1-6 77중량% 평균 입자 크기 1.33 ㎜(1.0 ㎚ 이하 60 % + 1.0 ㎚ 초과 40 %) 9.3%
실시예 1-7 77중량% 평균 입자 크기 0.94 ㎜(1.0 ㎜ 이하 80 % + 1.0 ㎜ 초과 20 %) 4.5%
실시예 1-8 77중량% 평균 입자 크기 0.94 ㎜(1.0 ㎜ 이하 80 % + 1.0 ㎜ 초과 20 %) 5.5%
실시예 1-9 77중량% 평균 입자 크기 0.94 ㎜(1.0 ㎜ 이하 80 % + 1.0 ㎜ 초과 20 %) 6.5%
비교예 1-1 내지 비교예 1-6
목분의 함량을 하기 표 2와 같이 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 과정으로 합성목재를 제조하였다. 이때, 목분의 변화된 함량에 따라 폴리프로필렌 수지의 함량을 조절하였다.
비교예 1 목분 함량 입자 크기(분포) 공극률
비교예 1-1 65 중량% 평균 입자 크기 0.94 ㎜(1.0 ㎜ 이하 80 % + 1.0 ㎜ 초과 20 %) 0.4%
비교예 1-2 90 중량% 평균 입자 크기 0.94 ㎜(1.0 ㎜ 이하 80 % + 1.0 ㎜ 초과 20 %) 37%
비교예 1-3 77 중량% 평균 입자 크기 0.55 ㎜(1.0 ㎜ 이하 100 % + 1.0 ㎜ 초과 0 %) 0.9%
비교예 1-4 77 중량% 평균 입자 크기 1.53 ㎜(1.0 ㎜ 이하 50 % + 1.0 ㎜ 초과 50 %) 18%
비교예 1-5 77 중량% 평균 입자 크기 0.94 ㎜(1.0 ㎜ 이하 80 % + 1.0 ㎜ 초과 20 %) 1.0%
비교예 1-6 77 중량% 평균 입자 크기 0.94 ㎜(1.0 ㎜ 이하 80 % + 1.0 ㎜ 초과 20 %) 15%
[실시예 2 및 비교예 2]
실시예 2-1 및 실시예 2-2
밸런스 시트(효산 LPL) 상에 실시예 1-2에서 제조된 합성목재와 멜라민 수지 함침시트(효산 LPL, HS9113)를 순차적으로 적층한 후, 하기 표 3의 조건으로 가압하여 두께 6.4 mm인 화장판을 제조하였다.
실시예 2 합성목재 온도 압력 시간
실시예 2-1 실시예 1-2 120 ℃ 25 bar 3분
실시예 2-2 실시예 1-2 140 ℃ 15 bar 3분
비교예 2-1 내지 비교예 2-12
하기 표 4의 조건을 적용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 과정으로 화장판을 제조하였다.
비교예 2 합성목재 온도 압력 시간
비교예 2-1 실시예 1-2 90 ℃ 25 bar 3분
비교예 2-2 실시예 1-2 150 ℃ 25 bar 3분
비교예 2-3 실시예 1-2 120 ℃ 10 bar 3분
비교예 2-4 실시예 1-2 120 ℃ 40 bar 3분
비교예 2-5 실시예 1-2 120 ℃ 25 bar 1분
비교예 2-6 실시예 1-2 120 ℃ 25 bar 4분
비교예 2-7 비교예 1-1 120 ℃ 25 bar 3분
비교예 2-8 비교예 1-2 120 ℃ 25 bar 3분
비교예 2-9 비교예 1-3 120 ℃ 25 bar 3분
비교예 2-10 비교예 1-4 120 ℃ 25 bar 3분
비교예 2-11 비교예 1-5 120 ℃ 25 bar 3분
비교예 2-12 비교예 1-6 120 ℃ 25 bar 3분
[실험예 1]
실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 화장판의 물성을 다음과 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
1. 접착력: 화장판을 50×50 ㎜ 크기로 절단하여 시험편을 준비하였다. 준비된 시험편의 표면 중앙(멜라민 수지 함침시트가 결합된 표면)에 한 변이 20 ㎜인 정사각형 모양의 어태치먼트를 순간 접착제로 접착시켰다. 시험편의 표면 중앙에 접착된 어태치먼트의 네 변을 따라 합성목재까지 미치는 깊이로 홈을 낸 다음 지그에 고정하고, 상하부 반대 방향으로 힘을 주어 합성목재 부분과 멜라민 수지 함침시트 부분이 박리되는 시점의 힘을 측정하였다.
2. 백화 현상: 표면 백화 현상은 30 cm 거리에서 관찰하고, 화장판 표면에 흑색 수성 잉크를 폭 1 mm, 길이 20 mm의 면적으로 칠하고, 10 초 이상 건조시킨 후, 젖은 헝겊으로 닦아냈을 때 표면에 잔존하는 수성 잉크의 유무를 30 ㎝ 떨어진 거리에서 육안으로 확인하여 평가하였다(육안으로 백화 부위가 확인될 경우: 미흡, 육안으로 확인되지 않고 잔존 수성 잉크가 있을 경우: 보통, 육안으로 백화 부위가 확인되지 않고 잔존 수성 잉크가 없을 경우: 양호).
3. 내스크래치성: KS M ISO 15184의 8(시험절차)에 의거하여 평가하고, 9(결함의 유형)에 따른 결과에 따라 연필 경도의 값으로 나타내었다.
4. 내마모성: KS M 3332의 4.9(내마모성)에 의거하여 평가하였다.
5. 표면 크랙: 멜라민 수지 함침시트의 표면(표면보호층의 표면)에 크랙 발생 또는 깨짐 유무를 육안으로 1차 확인하고, 이를 100×100 ㎜ 크기로 절단한 후 ×30의 확대경으로 표면을 2차 확인하여 측정된 결과를 종합하였다(표면에 크랙 또는 깨짐이 있을 경우: 불량, 표면에 크랙 또는 깨짐이 없는 경우: 양호).
구분 접착력 백화 현상 내스크래치성 내마모성 표면 크랙
실시예 2-1 1.75 N/㎟ 양호 8H 6050회 양호
실시예 2-2 1.77 N/㎟ 양호 8H 6150회 양호
비교예 2-1 1.10 N/㎟ 미흡 1H 1500회 양호
비교예 2-2 1.60 N/㎟ 양호 7H 5850회 불량
비교예 2-3 0.94 N/㎟ 미흡 3H 2200회 양호
비교예 2-4 1.61 N/㎟ 양호 7H 5700회 불량
비교예 2-5 1.06 N/㎟ 미흡 1H 1800회 양호
비교예 2-6 1.60 N/㎟ 양호 7H 6050회 불량
비교예 2-7 0.36 N/㎟ 미흡 HB 850회 불량
비교예 2-8 0.88 N/㎟ 보통 2H 2550회 불량
비교예 2-9 0.83 N/㎟ 미흡 1H 1400회 양호
비교예 2-10 1.05 N/㎟ 보통 4H 2750회 양호
비교예 2-11 1.10 N/㎟ 미흡 4H 4950 양호
비교예 2-12 1.22 N/㎟ 양호 7H 5550 불량
상기 표 5를 참조하면, 본 발명에 따른 화장판은 접착력, 내스크래치성, 내마모성이 우수하며 백화 현상 및 표면 크랙이 발생되지 않은 것을 확인할 수 있다. 한편, 본 발명의 결합 조건을 적용하지 않고 화장판을 제조(비교예 2-1 내지 2-6)하거나, 목분 함량, 목분 평균 입자 크기, 또는 공극율이 본 발명의 범위를 벗어난 합성목재를 이용하여 화장판을 제조(비교예 2-7 내지 2-12)할 경우, 전체적인 물성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
[실시예 3 및 비교예 3]
실시예 3-1 및 실시예 3-2
실시예 1-2에서 제조된 합성목재를 나무결 무늬가 가공된 금형판으로 엠보싱 가공하여 화장판을 제조하였다. 이때, 엠보싱 가공 조건은 하기 표 6과 같이 하였다.
실시예 3 합성목재 엠보싱 가공 온도 엠보싱 가공 압력
실시예 3-1 실시예 1-2 120 ℃ 20 bar
실시예 3-2 실시예 1-2 130 ℃ 15 bar
비교예 3-1 및 비교예 3-10
합성목재 및 엠보싱 가공 조건을 하기 표 7과 같이 조절한 것을 제외하고는 실시예 3-1과 동일한 과정으로 화장판을 제조하였다.
비교예 3 합성목재 엠보싱 가공 온도 엠보싱 가공 압력
비교예 3-1 실시예 1-2 90 ℃ 25 bar
비교예 3-2 실시예 1-2 150 ℃ 25 bar
비교예 3-3 실시예 1-2 120 ℃ 5 bar
비교예 3-4 실시예 1-2 120 ℃ 40 bar
비교예 3-5 비교예 1-1 120 ℃ 20 bar
비교예 3-6 비교예 1-2 120 ℃ 20 bar
비교예 3-7 비교예 1-3 120 ℃ 20 bar
비교예 3-8 비교예 1-4 120 ℃ 20 bar
비교예 3-9 비교예 1-5 120 ℃ 20 bar
비교예 3-10 비교예 1-6 120 ℃ 20 bar
[실험예 2]
실시예 3 및 비교예 3에서 제조된 화장판(엠보싱 가공된 합성목재)의 물성을 다음과 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
1. 내오염성: KS F 3111의 7.5(내오염성)에 의거하여 평가하였다(표면에 오염이 존재하는 경우: 불량, 표면에 오염이 존재하지 않는 경우: 양호).
2. 내마모성: KS F 3111의 7.9(내마모성)에 의거하여 평가하였다. 이때, 엠보싱 가공면이 50 % 깎여 나갔을 때 마모 시험을 종료하였다.
구분 내오염성 내마모성
실시예 3-1 양호 2550회
실시예 3-2 양호 2500회
비교예 3-1 불량 300회
비교예 3-2 불량 2500회
비교예 3-3 불량 400회
비교예 3-4 불량 2550회
비교예 3-5 측정 불가 측정 불가
비교예 3-6 불량 350회
비교예 3-7 양호 550회
비교예 3-8 불량 450회
비교예 3-9 불량 2150회
비교예 3-10 불량 750회
상기 표 8을 참조하면, 본 발명에 따른 화장판은 내오염성 및 내마모성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 한편 본 발명의 엠보싱 가공 조건을 적용하지 않고 화장판을 제조(비교예 3-1 내지 3-4)하거나, 목분 함량, 목분 평균 입자 크기, 또는 공극율이 본 발명의 범위를 벗어난 합성목재를 적용하여 화장판을 제조(비교예 3-5 내지 3-10)할 경우, 화장판의 내오염성 및 내마모성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 참고로, 비교예 3-5는 엠보싱 가공 과정에서 합성목재 표면이 으스러지는 현상이 발생하여 엠보싱 가공을 거쳐 화장판을 제조하는 것 자체가 불가능하였다.

Claims (15)

  1. 목분 70 내지 85 중량%, 플라스틱 수지 10 내지 30 중량% 및 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하고,
    상기 목분의 평균 입자 크기(D50)가 0.75 내지 1.15 ㎜이고,
    공극율이 2 내지 10 %인 합성목재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 목분은 평균 입자 크기(D50)가 0.1 내지 1 ㎜인 제1 목분과 평균 입자 크기(D50)가 1 내지 3 ㎜인 제2 목분을 포함하고,
    상기 제1 목분과 상기 제2 목분이 6 내지 9:1 내지 4의 중량비로 서로 혼합된 것인 합성목재.
  3. 청구항 1에 있어서,
    수분 흡수율이 2 내지 5 %인 것인 합성목재.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라스틱 수지가 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리스티렌 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 합성목재.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 첨가제가 가교제 및 무기충전제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 합성목재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    적어도 일면에 엠보싱이 형성된 것인 합성목재.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 합성목재; 및
    상기 합성목재의 상부면에 구비되는 멜라민 수지 함침시트;를 포함하는 화장판.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 멜라민 수지 함침시트는,
    멜라민 수지를 포함하는 제1 접착층;
    상기 제1 접착층 상에 구비되는 무늬층; 및
    상기 무늬층 상에 구비되고, 멜라민 수지를 포함하는 표면보호층;을 포함하는 것인 화장판.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 무늬층이 천연 무늬목, 염색 무늬목 및 집성 무늬목으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 화장판.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 멜라민 수지 함침시트에 엠보싱이 형성된 것인 화장판.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 합성목재 하부면에 구비되는 밸런스 시트;를 더 포함하는 것인 화장판.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 밸런스 시트는,
    멜라민 수지를 포함하는 제2 접착층; 및
    상기 제2 접착층 하에 구비되는 지지층;을 포함하는 것인 화장판.
  13. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 합성목재를 준비하는 단계; 및
    상기 합성목재 상에 멜라민 수지 함침시트를 적층하고, 상기 합성목재 하에 밸런스 시트를 적층하여 결합시키는 단계;를 포함하고,
    상기 결합은 100 내지 140 ℃의 온도, 12 내지 35 bar의 압력 및 2 내지 3 분의 시간 조건에서 이루어지는 것인 화장판의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 합성목재와 상기 멜라민 수지 함침시트의 결합 시 멜라민 수지 함침시트 상에 엠보싱 가공이 이루어지는 것인 화장판의 제조방법.
  15. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 합성목재를 준비하는 단계; 및
    상기 합성목재를 엠보싱 가공하는 단계;를 포함하고,
    상기 엠보싱 가공이 100 내지 140 ℃의 온도 및 12 내지 35 bar의 압력 조건에서 이루어지는 것인 화장판의 제조방법.
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