説明

PLA樹脂を使用したチップスルー床材

【課題】PLA樹脂を使用して環境にやさしく、天然木の質感及び木の固有の香りを具現できるPLA樹脂を使用したチップスルー床材について開示する。
【解決手段】本発明に係るPLA樹脂を使用したチップスルー床材は、チップスルー層120;及びチップスルー層120の表面に形成される表面処理層110;を含み、チップスルー層120はPLA樹脂を含むことを特徴とする。チップスルー層120には、前記PLA樹脂にウッドチップが含まれていることが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、チップスルー(chip through)床材に関し、より詳細には、チップスルータイプの床材を構成するチップスルー層でPLA樹脂(Polylactic acid resin)に木粉などを使用することによって環境にやさしい床材を具現することができ、天然木の質感などを示すことのできるPLA樹脂を使用したチップスルー床材に関する。
【背景技術】
【0002】
住宅、マンション、アパート、オフィス又は店鋪などの建築物で用いられる床材としては、ポリ塩化ビニル(PVC)などの石油系樹脂を基盤にする床材が主に用いられている。(特許文献1を参照)
【0003】
前記ポリ塩化ビニルなどを用いた床材は、ポリ塩化ビニル(PVC)などの樹脂を使用して押出又はカレンダリング方式などで製造される。ところが、ポリ塩化ビニル樹脂の原料は石油資源を基盤にするので、石油資源の枯渇などによって今後の原材料の需給に大きな問題が生じ得る。
【0004】
また、ポリ塩化ビニル(PVC)系床材は、使用時又は廃棄時に多くの有害物質が発生し、親環境的な側面で使用を抑制する必要がある。
【0005】
ここで、最近は、ポリ塩化ビニル系床材の代わりに、環境にやさしい樹脂を基盤とするグリーン床材に関する関心が高くなっている。
【0006】
しかし、一般的なグリーン床材の場合、自体の強度が低下し、成形や加工に多くの問題を有しており、また、使用時に暖房によって隙間が広がるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平6−212774号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、チップスルー床材を製造するにおいて、環境にやさしい床材を具現できるPLA樹脂を使用したチップスルー床材を提供することにある。
【0009】
本発明の他の目的は、天然木の質感及び木の香りを示すことのできるPLA樹脂を使用したチップスルー床材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記目的を達成するための本発明の一実施例に係るPLA樹脂を使用したチップスルー床材は、チップスルー層;及び前記チップスルー層の表面に形成される表面処理層;を含み、前記チップスルー層はPLA樹脂を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係るPLA樹脂を使用したチップスルー床材は、チップスルー層を植物資源基盤のPLA樹脂と天然の木粉を用いて形成することによって親環境を具現できるという長所を有する。
【0012】
また、本発明に係るPLA樹脂を使用したチップスルー床材は、チップスルー層に木粉と松脂を適用し、天然木の質感及び固有の木の香りを示すことができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施例に係るPLA樹脂を使用したチップスルー床材を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に説明している各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現される。ただし、本実施例は、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全体にわたって同一の参照符号は同一の構成要素を示す。
【0015】
以下、添付の図面を参照して本発明に係るPLA樹脂を使用したチップスルー床材について詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明に係るPLA樹脂を使用したチップスルー床材を概略的に示す断面図である。
【0017】
本発明に適用される床材は、チップスルータイプであって、チップスルー層の表面の構造及びパターンが裏面まで存在する床材と定義することができる。チップスルー層は1個の層で形成することができ、2〜5枚程度のシートが積層及び熱圧着された形態などにも形成することができる。
【0018】
チップスルー層は、次の各例のように多様な方式で形成可能である。
【0019】
まず、チップスルー層120は、天然木の外観、質感及び固有の木の香りを与えるためのマーブル、単色又は多色の外観を有するウッドチップを含んで形成することができる。このようなウッドチップは、植物素材を乾燥・粉砕して製造することができ、木粉などに限定されるものではなく、もみ殻、竹チップなどを単独で又は混合して使用することができ、また、必要に応じて選択的又は全体的に染色したものを使用することができる。
【0020】
ウッドチップの粒度は10〜120メッシュであることが望ましい。ウッドチップの粒度が10メッシュ未満である場合、外観特性が低下し、ウッドチップの粒度が120メッシュを超える場合、ウッドチップの製造費用が過多に要される。
【0021】
また、ウッドチップは、PLA樹脂100重量部に対して200重量部以下で添加されることが望ましい。ウッドチップの場合、PLA樹脂100重量部に対して200重量部を超えると、天然のリアリティー増加は少なく、強度の低下によって成形性が低下するおそれがある。
【0022】
前記ウッドチップを用いるチップスルー層は、ウッドチップをPLA樹脂などの原料物質に混合し、カレンダリング成形などによって形成することができる。
【0023】
また、チップスルー層120は、PLA樹脂を含むシートを粉砕して単色又は多色のPLAチップを製造し、これを配列及び圧延して形成することができる。このとき、PLA樹脂を含むシートには、木粉、もみ殻、松脂、その他の添加剤、顔料などを含ませることができる。このとき、成形性などを考慮すると、木粉及びもみ殻は、PLA樹脂100重量部に対して200重量部以下で添加することができる。
【0024】
図1を参照すると、本発明に係るPLA樹脂を使用したチップスルー床材は、上側から表面処理層110及びチップスルー層120を含む。
【0025】
このとき、本発明では、チップスルー層120はPLA樹脂を含む。
【0026】
PLA樹脂は、ラクチド又は乳酸の熱可塑性ポリエステルであって、トウモロコシ、ジャガイモなどの再生可能な植物資源から抽出した澱粉を醗酵させて製造される乳酸を重合させて製造することができる。このようなPLA樹脂は、使用又は廃棄過程でCOなどの環境有害物質の排出量がポリ塩化ビニル(PVC)などの石油基盤素材に比べて遥かに少なく、廃棄時にも自然環境下で容易に分解できるという親環境的な特性を有する。
【0027】
PLA樹脂は、結晶質PLA(c―PLA)樹脂と非晶質PLA(a―PLA)樹脂とに区分することができる。このとき、結晶質PLA樹脂の場合、可塑剤がシートの表面に流れ出るブリーディング(bleeding)現象が発生し得るので、非晶質PLA樹脂を用いることが望ましい。非晶質PLA樹脂を用いる場合、ブリーディング現象を防止するために必ず添加されていた相容化剤が添加されなくてもよいという長所がある。非晶質PLA樹脂を用いる場合、PLA樹脂としては、100%の非晶質PLA樹脂を用いることが最も望ましく、必要に応じては結晶質と非晶質とが共存するPLA樹脂を用いることができる。
【0028】
前記チップスルー層120には、PLA樹脂に非フタレート系可塑剤、溶融強度補強剤としてアクリル系共重合体、活剤、鎖延長剤、耐加水分解剤などをさらに含ませることができる。
【0029】
非フタレート系可塑剤は、PLA樹脂を軟化して熱可塑性を増大させることによって高温での成形加工を容易にする。このような非フタレート系可塑剤は、ATBC(Acetyl tributyl citrate)などになり得る。
【0030】
非フタレート系可塑剤は、PLA樹脂100重量部に対して5〜100重量部の比率で添加されることが望ましい。前記可塑剤がPLA樹脂100重量部に対して5重量部未満で添加される場合、PLA樹脂の硬度が高くなり、加工性が低下するおそれがあり、前記可塑剤の添加量がPLA樹脂100重量部に対して100重量部を超える場合、チップスルー層120に含まれる他の成分との相溶性低下によって加工性などの物性が劣化するおそれがある。
【0031】
溶融強度補強剤は、溶融押出時に自体的に溶融強度及び耐熱性の良くないPLA樹脂の強度を補強し、加工性を確保する役割をする。
【0032】
このような溶融強度補強剤は、PLA樹脂との混和性が良く、強度及び耐熱性に優れたアクリル系共重合体になり得る。特に、アクリル系共重合体は、実験結果、PLA樹脂のカレンダリング、プレス加工時などにも有用に適用することができた。
【0033】
このような溶融強度補強剤としてのアクリル系共重合体は、PLA樹脂100重量部に対して0.1〜20重量部の比率で使用することができる。アクリル系共重合体の含量が0.1重量部未満である場合、PLA樹脂の溶融効率及び溶融強度の向上が不十分であり、アクリル系共重合体の含量が20重量部を超える場合、チップスルー層120の製造費用が上昇し、チップスルー層120を構成する他の物質との相溶性問題などによってチップスルー層120の全体的な物性が低下するおそれがある。
【0034】
前記アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)は、特別に制限されないが、加工時の溶融強度などの改善及び他の物質との相溶性などを考慮すると、80万〜600万であるものを使用する方が良い。
【0035】
活剤は、PLA樹脂を含むチップスルー層120のカレンダリング、プレスなどの加工過程で樹脂がカレンダーロール又はプレスロールにくっ付くことを防止するために添加される。
【0036】
このような活剤には多様な種類があるが、本発明では、環境にやさしい活剤に該当する高級脂肪酸を利用し、望ましくは炭素数18の飽和高級脂肪酸であるステアリン酸を提示することができる。
【0037】
前記活剤は、PLA樹脂100重量部に対して0.01〜10重量部で使用することができる。PLA樹脂で活剤の使用量がPLA樹脂100重量部に対して0.01重量部未満であると、活剤使用効果を得ることができなく、活剤の使用量がPLA樹脂100重量部に対して10重量部を超えると、PLA樹脂の耐衝撃性、耐熱性、光沢度などを劣化させるという問題がある。
【0038】
鎖延長剤は、鎖延長を通して分子量を増加させ、チップスルー層120の引張強度、耐熱性などを向上させる役割をする。
【0039】
このような鎖延長剤には、ジイソシアネート、エポキシグループ共重合体、ヒドロキシカルボン酸化合物などを利用できるが、これは一つの例示に過ぎなく、現在使用される多様な種類の鎖延長剤を制限なく用いることができる。
【0040】
前記鎖延長剤は、PLA樹脂100重量部に対して0.01〜10重量部で使用することができる。PLA樹脂で鎖延長剤の使用量がPLA樹脂100重量部に対して0.01重量部未満であると、鎖延長剤の使用による効果を得ることができなく、鎖延長剤の使用量がPLA樹脂100重量部に対して10重量部を超えると、PLA樹脂の光沢度などが低下するおそれがある。
【0041】
また、前記チップスルー層120には、PLA樹脂の加水分解を通して耐衝撃性などの機械的物性が低下することを防止するために、耐加水分解剤をさらに添加することができる。耐加水分解剤としては、カルボジイミド、オキサゾリンなどの通常の耐加水分解剤として用いられるものであれば制限なく用いることができる。
【0042】
このような耐加水分解剤は、PLA樹脂100重量部に対して、10重量部以下の範囲内で添加されることが望ましい。耐加水分解剤がPLA樹脂100重量部に対して10重量部を超える場合、成形加工性が低下するだけでなく、高価であるため製造費用が大幅に上昇し得る。
【0043】
また、前記チップスルー層120には、補強用無機系フィラーである炭酸カルシウム(CaCO)や、審美性を与える目的のための白色顔料として二酸化チタン(TiO)及び松脂をさらに添加することができる。
【0044】
炭酸カルシウムの場合、PLA樹脂100重量部に対して1,000重量部以下で使用されることが望ましい。また、二酸化チタンの場合、PLA樹脂100重量部に対して50重量部以下で使用されることが望ましく、松脂の場合、PLA樹脂100重量部に対して20重量部以下で使用することが望ましい。炭酸カルシウム、二酸化チタン及び松脂が前記範囲を超えて使用される場合、他の成分の結合力が低下し、加工性が低下するおそれがある。
【0045】
チップスルー層120は、1.0〜5.0mmの厚さで形成されることが望ましい。チップスルー層120の厚さが1.0mm未満である場合、相対的に薄い厚さでチップスルー層の強度が低下し、木粉や松脂などの含有量もそれ分だけ少なくなり、天然木の質感などを具現するのに不十分であり得る。一方、チップスルー層120の厚さが5.0mmを超える場合、全体的な床材製造費用の上昇をもたらす。
【0046】
表面処理層110は、チップスルー層120の表面の耐スクラッチ性や耐磨耗性などの表面品質及び耐汚染性を改善し、掃除を容易にするための目的などでチップスルー層120の表面に形成される。
【0047】
表面処理層110には、床材の表面処理層形成のために広く用いられるポリウレタン、ウレタンアクリレート、ワックスなどを用いることができる。表面処理層110の形成方法には多様な方法がある。例えば、ウレタンアクリレートを用いる場合、ウレタンアクリレートUV硬化型組成物をチップスルー層120上に塗布し、紫外線照射を通して硬化させて表面処理層を形成することができる。また、熱硬化性のワックスをチップスルー層120上に塗布し、熱風オーブンに通過させながら硬化させて形成することができる。
【0048】
前記表面処理層110は0.01〜0.1mmの厚さを有することが望ましい。表面処理層110が0.01mm未満の厚さで形成される場合、耐スクラッチ性などの物性向上効果を期待しにくく、また、表面処理層110が0.1mmを超える場合、表面処理に非常に多くの製造費用が要され、床材の外観品質を低下させるという問題がある。
【0049】
本発明で、カレンダリング工法などを適用してPLA樹脂を含むチップスルー層を製造する方法は特別に制限されない。例えば、ウッドチップを適用する場合、上述したPLA樹脂とウッドチップを含む各原料を混合及び混練した後、所望のシート状にカレンダリング成形し、1〜5枚程度のシートを積層及び熱圧着してチップスルータイプに成形する過程を通して製造することができる。
【0050】
前記原料の混合及び混練工程は、例えば、液状又は粉末状の原料をスーパーミキサー、押出機、混練機、2本又は3本ロールなどを使用して行うことができる。また、原料の混合及び混練工程では、より効率的な混合のために、配合された原料をバンバリーミキサーなどを使用して120〜200℃程度の温度で混練し、混練された原料を120〜200℃程度の温度で2本ロールなどを使用して1次及び2次ミキシングする方式のように、前記混合及び混練工程を多段階で繰り返して行うこともできる。
【0051】
一方、前記のように混合された原料をカレンダリング工法に適用し、シート状のチップスルー層製造のためのベースシートを製造する方法も特別に制限されなく、例えば、逆L型4本ロールカレンダーなどの通常の装置を使用して製造することができる。
【0052】
また、前記カレンダリング加工条件は、使用される樹脂組成物の組成などを考慮して適宜選択することができ、約120〜200℃程度の加工温度の範囲内でカレンダリング加工を実施することができる。
【0053】
上述したように、本発明に係るPLA樹脂を使用したチップスルー床材は、チップスルー層を植物資源基盤のPLA樹脂で形成し、可塑剤もATBCなどの親環境可塑剤を用いることによって環境にやさしいグリーン床材を製造できるという長所を有する。
【0054】
また、本発明に係るPLA樹脂を使用したチップスルー床材は、チップスルー層に木粉と松脂を適用し、天然木の質感及び固有の木の香りを具現できるという長所を有する。
【0055】
以上、本発明の実施例を中心に説明したが、これは、例示的なものに過ぎなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する技術者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることを理解するだろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、以下で記載される特許請求の範囲によって判断されなければならない。
【符号の説明】
【0056】
110………表面処理層
120………チップスルー層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
チップスルー層;及び
前記チップスルー層の表面に形成される表面処理層;を含み、
前記チップスルー層はPLA樹脂を含むことを特徴とするPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項2】
前記チップスルー層には、前記PLA樹脂にウッドチップが含まれていることを特徴とする、請求項1に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項3】
前記ウッドチップは、木粉、もみ殻及び竹チップから1種以上選ばれることを特徴とする、請求項2に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項4】
前記ウッドチップは、PLA樹脂100重量部に対して200重量部以下で含まれることを特徴とする、請求項2に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項5】
前記ウッドチップの粒度は10〜120メッシュであることを特徴とする、請求項2に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項6】
前記チップスルー層は、前記PLA樹脂100重量部に対して、非フタレート系可塑剤5〜100重量部、溶融強度補強剤としてアクリル系共重合体0.1〜20重量部、活剤0.01〜10重量部、鎖延長剤0.01〜10重量部、及び耐加水分解剤10重量部以下のうち一つ以上をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項7】
前記チップスルー層は、炭酸カルシウム(CaCO)1,000重量部以下、二酸化チタン(TiO)50重量部以下及び松脂20重量部以下のうち一つ以上をさらに含むことを特徴とする、請求項6に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項8】
前記非フタレート系可塑剤はATBC(Acetyl tributyl citrate)であることを特徴とする、請求項6に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項9】
前記チップスルー層は、前記PLA樹脂と、木粉及びもみ殻のうち1種以上とを含むシートが粉砕、配列、圧延されて形成されたことを特徴とする、請求項1に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項10】
前記チップスルー層は1.0〜5.0mmの厚さを有することを特徴とする、請求項1に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項11】
前記PLA樹脂は非晶質PLA樹脂であることを特徴とする、請求項1に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項12】
前記表面処理層は、ポリウレタン、ウレタンアクリレート及びワックスのうち一つ以上を含むことを特徴とする、請求項1に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。
【請求項13】
前記表面処理層は0.01〜0.1mmの厚さで形成されることを特徴とする、請求項1に記載のPLA樹脂を使用したチップスルー床材。

【図1】
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【公表番号】特表2013−512361(P2013−512361A)
【公表日】平成25年4月11日(2013.4.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−541036(P2012−541036)
【出願日】平成23年3月7日(2011.3.7)
【国際出願番号】PCT/KR2011/001559
【国際公開番号】WO2011/115382
【国際公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【出願人】(509286787)エルジー・ハウシス・リミテッド (49)
【氏名又は名称原語表記】LG HAUSYS,LTD.
【住所又は居所原語表記】One IFC Building,10 Gukjegeumyung−ro,Yeongdeungpo−gu,Seoul,Republic of Korea
【Fターム(参考)】