KR100399629B1 - 재활용이 가능한 크린 매트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불순물이나 이물질을 부착하는 표면인 크린 매트의 전면이 오염되거나 낡은 경우에, 후면을 표면으로 사용할 수 있는, 양면 구조를 가지는 크린 매트에 관한 것으로서, 가소제로 이루어진 전면 표면층이 형성되어 있는 제1 폴리비닐클로라이드층, 상기 제1 폴리비닐클로라이드층이 일측면에 형성되어 있는 섬유질 지지층, 및 상기 제1 폴리비닐클로라이드층이 형성되지 않은 섬유질 지지층의 타측면에 형성되어 있으며, 가소제로 이루어진 후면 표면층이 형성되어 있는 제2 폴리비닐클로라이드층을 포함하는 양면구조를 가지는 크린 매트를 제공한다.

Description

재활용이 가능한 크린 매트{Reusable clean mat}

본 발명은 재활용이 가능한 크린 매트(clean mat)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 불순물이나 이물질을 부착하는 표면인 크린 매트의 전면이 오염되거나 낡은 경우에, 후면을 표면으로 사용할 수 있는, 양면 구조를 가지는 크린 매트에 관한 것이다.

크린 매트는 병원의 수술실, 기업의 전산실, 반도체 제조를 위한 크린룸 등 고도의 청결이 요구되는 장소의 바닥, 벽면, 천장 등에 부착되어, 박테리아, 세균, 먼지 등의 불순물이나 이물질을 표면에 고착시키고, 미끄러짐을 방지하는 역할을 하는 시이트 (sheet)로서, 일반적으로 섬유질 지지층과 폴리비닐클로라이드 표면층으로 이루어진다. 상기 폴리비닐클로라이드(PVC)층의 표면에는 이물질을 고착시키기 위하여, 매우 얇은 가소제층이 형성되어 있으며, 크린 매트를 장시간 사용하여 다량의 이물질이 가소제층에 고착되거나, 크린 매트를 청소함에 따라 표면의 가소제층이 점차적으로 제거되면, 상기 PVC층 내부의 가소제가 표면으로 이동하여, 크린매트의 이물질 고착 성능과 미끄러짐 방지 성능을 지속적으로 유지하도록 되어 있다.

이와 같은 크린 매트는 사용상의 편리성이나 점착 성능의 증가를 위하여 계속적으로 개량되어 왔는데, 예를 들면, 미국특허 제4,284,681호에서는 PVC 표면층과 섬유질 지지층 사이에 폴리에틸렌 등의 고분자 물질로 이루어진 중간층을 개재하여, 크린 매트를 구조적으로 안정시킬 뿐아니라, 표면층의 가소제가 섬유질 지지층쪽으로 이동하는 것을 방지함으로써, 크린 매트와 건물의 바닥, 벽 등과의 접착력을 향상시키는 방법이 알려져 있다. 또한, 미국특허 제4,521,533호에는 가소제가 첨가된 PVC 표면층에 0.5 내지 25중량%의 카본 화이버를 첨가하여 도전성을 부여함으로서, 정전기가 특히 문제가 되는 장소에 유용하게 사용될 수 있는 크린 매트의 제조방법을 개시하고 있다. 그러나 이와 같은 크린 매트는 전면 PVC층의 가소제가 모두 표면으로 이동하면 점착성능 및 미끄러짐 방지성능을 소실하므로, 건물 바닥 등에 접착된 크린 매트를 수거하여 폐기하여야 하며, 이와 같이 수명이 다한 크린 매트의 수거 및 폐기에 막대한 비용이 소요되는 문제점이 있다.

이와 같은 단점을 보완하기 위하여, 섬유질 지지층 상부에 폴리에틸렌 필름층 및 PVC 층을 복수층으로 형성하여, 크린 매트의 표면이 오염되어 가소제층이 점차적으로 제거되면, 상부층부터 상기 폴리에틸렌-PVC 층을 한층씩 벗겨내어 표면의 점착성 및 미끄러짐 방지성능을 유지하도록 한 크린매트도 제안된 바 있으나, 이러한 종류의 크린 매트는 수시로 유지 관리를 하여야 하므로 관리하는데 인력이 필요할 뿐만 아니라 번거로운 폐기물 처리문제를 수시로 유발하는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 장시간의 사용을 통하여 표면층의 점착성 및 미끄러짐 방지성능이 저하되더라도, 즉시 폐기할 필요가 없으며, 사용 수명이 긴 재활용이 가능한 크린 매트를 제공하는 것이다. 본 발명은 또한 크린 매트의 양면을 모두 표면층으로 활용할 수 있는 양면 구조를 가지는 재활용이 가능한 크린 매트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크린매트의 단면도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 크린매트의 단면도.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가소제로 이루어진 전면 표면층이 형성되어 있는 제1 폴리비닐클로라이드층, 상기 제1 폴리비닐클로라이드층이 일측면에 형성되어 있는 섬유질 지지층, 및 상기 제1 폴리비닐클로라이드층이 형성되지 않은 섬유질 지지층의 타측면에 형성되어 있으며, 가소제로 이루어진 후면 표면층이 형성되어 있는 제2 폴리비닐클로라이드층을 포함하는 양면구조를 가지는 크린 매트를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 크린 매트의 단면도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 크린 매트는 가소제로 이루어진 전면 표면층(2)이 형성되어 있는 제1 PVC층(4)과 상기 PVC층(4)를 지지하는 섬유질 지지층(6)을 포함하며, 상기 섬유질 지지층(6)의 하부에는 제2 PVC층(8)이 형성되어 있고, 제2 PVC층(8)의 표면에는 가소제로 이루어진 후면 표면층(10)이 형성되어 양면 구조를 가진다.

상기 제1 및 제2 PVC층(4,8)은 PVC 100중량부에 대하여 80 내지 160중량부, 바람직하게는 80 내지 100중량부의 가소제를 포함하며, 이와 같은 PVC층(4,8)을 섬유질 지지체(6)의 양측면에 형성하면, PVC층(4,8) 내부의 가소제가 PVC층(4,8) 표면으로 이동하여 얇은 막 형태의 가소제 표면층(2,10)을 각각 형성한다. 여기서 상기 가소제의 함량이 160중량부를 초과하면 PVC층(4,8)이 원하는 강도나 막형성 성능을 가지지 못하며, 상기 가소제의 함량이 80중량부 미만이면 PVC층(4,8)이 원하는 이물질 제거 및 미끄럼 방지 성능을 충분히 가지지 못한다.

상기 PVC층(4,8)으로는 비닐클로라이드 모노머를 중합한 순수한 폴리비닐클로라이드를 사용할 수도 있으며, 비닐클로라이드 모노머를 주성분으로 하고, 비닐아세테이트와 같은 적절한 모노머를 보조성분하여 중합한 공중합체를 사용할 수도 있다. 상기 가소제로는 PVC 중합체를 가소화시키기 위하여 통상적으로 사용되는 모든 물질을 광범위하게 사용할 수 있으며, 바람직하게는 분자량 750 내지 1600의 폴리프로필렌 아디프산 글리콜(polypropylene glycol adipate), 아디프산 폴리에스테르(Adipic acid polyster), 디이소데실 아디페이트(diisodecyl adipate), 폴리 1,3-부탄디올아질레이트 (poly 1,3-butanediolazelate) 등을 사용한다.

상기 PVC층(4,8)은 필요에 따라 대전방지제, 항균제, 점착부여제, 안정제, 안료 등을 더욱 포함할 수 있다. 상기 대전방지제는 본 발명의 크린매트를 통하여 실내의 정전기를 제거하기 위한 것으로서, 다양한 종류의 도전성 물질을 광범위하게 사용할 수 있으나, 바람직하게는 카본블랙, 6mm 이하의 카본화이버 등을 사용할 수 있으며, PVC 100중량부에 대하여 약 1 내지 30중량부, 바람직하게는 5 내지 10중량부를 사용한다. 대전방지제의 사용량이 30중량부를 초과하면, 인장강도, 신장률, 내마모성 등 PVC층(4,8)의 물리적 성능이 저하하고, 가소제의 이행성이 나빠질 뿐만 아니라, 제품의 제조비용이 증가하므로 바람직하지 않으며, 사용량이 1중량부 미만이면 대전방지 효과가 나타나지 않는다.

상기 항균제로는 유기 및 무기 항균제를 광범위하게 사용할 수 있으나, 바람직하게는 은(Ag)계 무기항균제를 사용하는 것이 바람직하고, 바람직한 항균제의 함량은 PVC 100중량부에 대하여 0.1 내지 2.0중량부이다. 만일 항균제의 사용량이 20중량부를 초과하면, 가공제품의 내열성이 저하되고, 항균제가 용출되어 안전성에 문제가 있을 뿐만 아니라, 제품의 제조원가가 상승하는 문제점이 있어 바람직하지 않으며, 사용량이 0.1중량부 미만이면 항균 효과가 나타나지 않는다.

상기 안정제 또는 충진제는 크린매트 제조 중 또는 사용 중에, 열에 의해 매트의 점도가 급격히 상승하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 통상 사용되는 유변 개질제인 실리카(SiC)를 사용할 수 있으며, 기타 벤토나이트(bentonite), 차이나 클레이(china clay), 수첨된 카스터유 (hydrogenated Caster Oil), 알루미늄, 스테아린산 리튬염(lithium stearate), SiO₂등을 광범위하게 사용할 수 있다. 상기 안정제는 PVC 100중량부에 대하여 4 내지 7중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 점착부여제는 PVC층(4,8)에 포함된 가소제가 과도하게 표면층으로 이행하는 것을 방지하면서, 크린매트의 점착성을 향상시키기 위한 것으로서, PVC와 상용성이 우수한 저분자량의 액상 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체(NBR: Butadiene Acrylonitrile copolymer), 쿠마른 수지, 석유수지 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 저분자량의 액상 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체를 사용한다. 상기 점착부여제로 사용되는 석유수지의 예로는 합성 폴리테르펜(Synthetic polyterpene Resin), 방향족 탄화수소 수지, 지방족 탄화수소 수지, 지환식 탄화수소 수지, 탄화수소 점착제 수지 등이 있다. 상기 점착부여제의 사용량은 PVC 100중량부에 대하여 1 내지 30중량부인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 10 내지 20중량부를 사용하며, 만일 30중량부를 초과하면 표면층의 인장강도, 신장률, 내마모성 등과 같은 물리적 성질이 저하되어 바람직하지 않으며, 1중량부 미만으로 사용하면 점착부여제의 첨가효과가 발휘되지 않는다.

본 발명의 크린 매트에 사용되는 섬유질 지지층(6)은 코튼, 나일론, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 황마(jute) 등의 합성 또는 천연 섬유의 편물, 직물 또는 부직포 등 일 수 있으며, 특히 스펀 본디드(spun bonded) 또는 용융된(melted) 열가소성 섬유를 사용하면 크린 매트의 고온 절단 가공이 용이하고, 용융공정을 통하여 PVC층(4,8)과 섬유질 지지층(6)을 접착할 수 있으므로 바람직하다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 크린 매트의 단면도로서, 도 2에 도시된 바와 같이 섬유질 지지층(6)과 제1 및 제2 PVC층(4,8) 사이에 가소제를 함유하지 않거나 적은양을 함유하는 폴리에틸렌 등의 고분자 중간층(5,7)을 각각 형성하여, 제1, 제2 PVC층(4,8) 사이의 가소제의 이동을 방지할 수 있으며, 또한 가소제를 함유하지 않거나 적은양을 함유하는 PVC 발포층(5,7) 내에 섬유질지지층(6)을 함침시켜 지지층(16)을 구성함으로써, 크린 매트 전체 중량을 감소시키고, 충격흡수 기능을 더욱 부여할 수도 있다.

본 발명의 크린매트를 제조하기 위해서는, 먼저, PVC 수지 및 가소제와 필요에 따라 안정제, 충진제, 색소 등을 균일하게 배합하여 상분리가 되지 않는 안정한 졸을 제조한다. 졸이 저점도인 경우에는 포니(pony), 체인지 캔 믹서(change can mixer), 고속 믹서(high speed mixer), 볼-밀(ball-mill) 등을 사용하여 원료를 배합하고, 졸이 고점도인 경우에는 잉크 밀(ink mill)을 사용하여 원료를 배합하는 것이 바람직하다. 배합시 온도 상승에 의한 겔화나 부분적인 응고가 일어나지 않도록 주의하여야 하며, 바람직하게는 분산이 어려운 고상의 원료를 고전단력 하에서 가소제를 일부 첨가하여, 점도가 높은 상태로 1차 분산시킨 뒤, 나머지 가소제를 투입하여 교반함으로서 균질의 플라스틱졸(plastisol)을 얻는다. 얻어진 졸이 광택이 나고 흐름이 일정하면 양호한 배합이 이루어진 것으로 볼 수 있다. 졸 배합시 공기나 수분이 혼입되면 진공펌프를 이용하여 감압상태에서 졸 내부에 존재하는 공기를 제거하거나, 졸을 흐르게 하여 노출 면적을 크게 함으로서 졸 내부에 존재하는 공기를 제거하는 것이 바람직하다. 제조된 졸은 경시적 변화가 일어나는 것을 방지하기 위하여 5 내지 30℃에서 보관하는 것이 좋으며, 가능한 빨리 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 졸을 이용하여 크린매트를 제조하기 위하여, 먼저 슬러리 롤러에 섬유질 지지층(6)을 권취한 후 아이들러 롤러를 통과시킨 다음, 상기 과정에서 제조된 PVC졸을 코팅 스테이션에서 닥터 블레이드를 이용하여 약 2 내지 10mm 두께로 도포한 다음, 190 내지 200℃의 온도로 유지된 챔버를 통과시켜 경화시킴으로서, 섬유질 지지층(6)의 일면에 제1 PVC층(4)를 형성한다. 이와 같이 제1 PVC층(4)이 형성된 섬유질 지지층(6)의 다른 면에 다시 PVC졸을 코팅하고, 위와 동일한 과정을 거침으로서 본 발명의 양면 구조를 가지는 크린매트를 제조할 수 있다. 이와 같이 섬유질 지지층(6)의 양면에 PVC졸을 코팅하고 경화하면, PVC층(4,8)내의 가소제의 일부가 표면으로 이동하여 가소제 표면층(2,10)을 형성하게 되며, 만일 섬유질 지지층(6)이 스펀 본디드(spun bonded) 또는 용융된 열가소성 섬유인 경우에는 경화공정중 섬유질 지지층(6)이 용융하여 PVC층(4,8)과의 접착력이 향상되므로 더욱 바람직하다.

만일, 섬유질 지지층(6)과 PVC층(4,8)의 사이에 폴리에틸렌 중간층을 형성하거나, 가소제를 포함하지 않은 PVC발포층을 형성하고자 하는 경우에는 PVC졸을 코팅하기 전에, 위와 유사한 코팅과정으로 폴리에틸렌 또는 발포제를 포함한 PVC를 섬유질 지지층(6)에 코팅하고 경화할 수도 있다. 또한 PVC층(4,8)은 섬유질 지지층(6)의 양면에 순차적으로 형성할 수도 있으며, 코팅 장치를 변형하여 섬유질 지지층(6)의 양면에 동시에 형성할 수도 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기위한 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예가 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

[실시예]

연질 PVC 수지 100중량부, 점착부여제로서 액상 NBR 5중량부(일본 제온 사, 상품명: NIPOL N-30L), 항균제로로서 은계 항균제인 노바론 0.5 중량부(일본 동아합성(주) 제조), 가소제로서 아디프산 폴리에스테르(Adipic acid polyster, 분자량 1600, 미쯔비스 카세이 비니루사 제품) 85중량부를 볼-밀(ball-mill)을 사용하여 배합함으로서 졸을 제조하였다. 제조된 졸을 진공펌프를 이용하여 감압함으로서 졸 내부에 존재하는 공기를 제거한 다음, 부직포로된 섬유질 지지층에 닥터블레이드를 이용하여 약 5mm두께로 코팅하였다. 졸이 코팅된 부직포를 약 190℃의 온도로 유지된 챔버를 통과시켜 경화시킴으로서, 부직포 지지층의 일면에 가소제가 포함된 PVC층을 형성하였으며, 동일한 과정을 거쳐 부직포 지지층의 다른 면에 가소제가 포함된 PVC층을 형성하여 본 발명의 양면 구조를 가지는 크린매트를 제조하였다.

본 발명의 크린 매트는 이물질을 부착하는 표면으로 작용하는 전면의 제1 PVC층이 오염되거나 낡은 경우에, 크린매트를 바닥으로부터 이탈시키고, 후면인 제2 PVC층을 이물질을 부착하는 표면이 되도록 뒤짚어 사용함으로서, 크린매트를 재활용하여 사용수명을 연장시키고, 폐기물의 처리비용을 절감할 수 있다. 또한 섬유질 지지층으로서 가소제의 이동을 억제할 수 있는 지지층을 사용하면, 제1 PVC층이 낡은 경우에, 가소제가 이탈하지 않은 제2 PVC층을 표면으로 사용할 수 있으므로 더욱 바람직하다. 따라서 본 발명의 크린매트는 장시간의 사용을 통하여 표면층의 점착성 및 미끄러짐 방지성능이 저하되더라도, 즉시 폐기할 필요가 없으며, 재활용이 가능하다.

Claims (6)

1. 가소제로 이루어진 전면 표면층이 형성되어 있는 제1 폴리비닐클로라이드층;

   상기 제1 폴리비닐클로라이드층이 일측면에 형성되어 있는 섬유질 지지층; 및

   상기 제1 폴리비닐클로라이드층이 형성되지 않은 섬유질 지지층의 타측면에 형성되어 있으며, 가소제로 이루어진 후면 표면층이 형성되어 있는 제2 폴리비닐클로라이드층을 포함하며,

   상기 제1 및 제2 폴리비닐클로라이드층은 폴리비닐클로라이드 100중량부에 대하여 80 내지 160중량부의 가소제를 포함하고, 상기 섬유질 지지층은 합성 또는 천연 섬유의 편물, 직물 및 부직포로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 양면구조를 가지는 크린매트.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 가소제는 폴리프로필렌 아디프산 글리콜, 아디프산 폴리에스테르, 디이소데실 아디페이트 및 폴리 1,3-부탄디올아질레이트로 이루어진 군중에서 선택되는 하나 이상의 화합물인 것인 양면구조를 가지는 크린매트.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 섬유질 지지층과 제1 및 제2 폴리비닐클로라이드층 사이에 가소제를 포함하지 않은 고분자 중간층을 더욱 포함하는 것을 특징으로하는 양면구조를 가지는 크린매트.
6. 제1항에 있어서, 상기 섬유질 지지층을 함침하는 폴리비닐클로라이드 발포층이 상기 제1 및 제2 폴리비닐클로라이드층 사이에 더욱 형성되어 있는 것을 특징으로하는 크린매트.