KR100589279B1 - 전도성 장척 마블바닥재 및 이의 연속공법에 의한 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 바닥장식재에 관한 것으로, 연속공법으로 제조하여 제조경비가 상대적으로 저렴하며, 특히 마블효과가 표현된 전도성 카본블랙을 함유하는 전도성 바닥재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 바닥장식재는 전도성 카본블랙을 균일하게 함유하고 다양한 마블의 바닥장식재를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 이면에 전도성 카본블랙 잉크를 백프린팅(back printing)하여 종래의 방법에 비해 제품 상하부에 안정된 전도성을 부여하고 제품의 마모에 따른 전도성의 변화가 없도록 할 수 있으며, 장척 및 타일 타입으로 제조가 가능하다.

전도성, 카본블랙, 균일층, 폴리염화비닐, 마블바닥재

Description

전도성 장척 마블바닥재 및 이의 연속공법에 의한 제조방법{Conductive marble flooring and method of making the same by continuous process}

도 1은 본 발명에 따라 마블이 부여된 2종의 시트와 전도성 카본블랙을 함유한 시트의 합판 단면도,

도 2는 본 발명에 따라 연속공법으로 제조한 마블이 부여된 전도성 마블바닥재의 정면도,

도 3은 본 발명에 따라 제품 이면에 전도성 카본잉크가 백프린팅된 전도성 마블바닥재의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 제 1 마블시트

2: 전도성 시트

3: 제 2 마블시트

4: 전도성 마블시트

5: 전도성 카본블랙

6: 전도성 카본잉크층

본 발명의 전도성 바닥장식재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연속공법으로 제조가능한 마블이 부여된 특히 하나의 균일한 층으로 구성된 카본블랙을 함유하는 전도성 바닥장식재에 관한 것이다.

일반적으로 전도성 기능을 갖는 바닥재는 그 기능이 전기 저항치로 표현되며, NFPA(미국 화재 방지협회)의 99규정에 의하면 표면, 체적저항을 10,000 내지 1,000,000 Ohm으로 규정하고 있으며, 반도체 조립공장 등 정전기 장애에 의해서 문제가 발생될 수 있는 장소에서는 상기의 요구품질이 만족되어야만 사용할 수 있는 것으로 규정화되어 있다.

이러한 전도성 카본블랙을 포함하는 종래의 전도성 타일의 제조방법은 염화비닐 시트를 제조하고, 이것을 커팅 또는 분쇄하여 칩으로 제조한 후, 이 염화비닐수지 칩에 리본브렌다를 이용하여 전도성 카본블랙을 칩 표면에 코팅시킨 다음, 이렇게 제조된 전도성 카본블랙이 코팅된 칩을 일정형태의 몰드(mold)에 넣고 프레스를 이용하여 가열 가압하여 전도성 카본블랙을 포함한 하나의 균일층(homogeneous layer)으로 구성된 블록(block)을 제조한 후, 이 블록(block)을 일정 두께로 슬라이싱(slicing)하고 상기 균일층의 표면과 이면을 샌딩(sanding) 처리하여 전도성 바닥장식재를 완성한다.

전도성 바닥재의 전도성 효과구현을 위해서는 전도성 카본블랙이 서로 연결되어 있어야 하며, 일반적으로 국내에서는 몰드프레스를 사용한 단속공정으로 제조한다. 이와 같이 종래의 전도성 바닥장식재는 단속공정으로 제조되므로 생산성 향 상 및 외관효과의 변화에 제약이 되었다.

본 발명은 종래의 기술적 문제점을 고려하여, 연속공법으로 제조함으로써 생산성 향상 측면에서 종래의 단속공정에 비해 상대적으로 제조경비가 저렴하고, 마블효과가 부여되어 종래에 비해 미려한 외관의 표현이 가능한 전도성 장척 시트(sheet) 및 타일 타입(tlie type) 바닥재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 제품 이면에 전도성 기능을 부여하는 잉크(ink)를 코팅(coating)함으로써 기존의 단속공정으로 제조된 것에 비하여 일정하고 안정적인 전도성 기능을 얻을 수 있는 전도성 장척 마블바닥재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 전도성 카본블랙을 함유하고 마블효과가 부여된 균일층으로 이루어지며, 종래의 단속식 공법이 아닌 연속공법에 의해 제조한 전도성 장척 마블바닥재를 제공한다.

본 발명에 따른 연속공법은 종래의 몰드프레스 공법이 아닌 미리 마블링시트와 카본블랙을 포함한 시트를 열을 이용하여 합판, 롤상으로 만들고 이것을 칩으로 분쇄 ⇒ 배열 ⇒ 카렌다링의 공정이 연속으로 이루어지므로, 종래의 몰드프레스를 사용하여 몰드에서 한번에 한 몰드씩 나오는 단속공정과는 차이가 있다.

본 발명의 전도성 장척 마블바닥재는 제품 상하부에 전도성을 확보하고 제품 의 마모에 따른 전도성의 변화가 없도록, 제품 이면에 전도성 카본잉크가 백프린팅(Back Printing)된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전도성 장척 마블바닥재의 제조방법은 a) 전도성 카본블랙을 함유한 시트를 제조하는 단계, b) 마블이 부여된 2종의 시트를 제조하는 단계, c) 상기 전도성 물질을 함유한 시트와 상기 마블이 부여된 2종의 시트를 합판하는 단계, d) 상기 c) 단계에서 합판된 시트를 분쇄하는 단계, 및 e) 상기 d) 단계에서 분쇄된 칩을 배열 및 카렌다링하는 단계를 포함하며, 상기 각 단계가 연속공법으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는 f) 상기 e) 단계를 거친 장척시트의 이면에 전도성 카본잉크를 사용하여 백프린팅하는 단계를 더욱 포함한다.

본 발명의 바닥장식재는 연속공법에 의해 제조되는 표면에서 이면까지 하나의 균일층으로 구성된 전도성 바닥장식재이며, 다양한 마블효과가 부여된다.

종래의 몰드프레스 공법은 마블이 없는 단색시트(또는 단순마블이 부여된 단색시트)를 분쇄한 후 전도성 카본블랙을 코팅하고 이것을 몰드프레스를 사용하여 가공 및 슬라이싱하므로, 카본블랙이 싸고 있는 칩내부에 마블효과가 본 발명과 같이 1종 또는 2종의 마블이 부여된 시트를 사용한 것과는 비교가 되지 않는다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 마블이 부여된 2종의 시트와 전도성 카본블랙을 함유한 시트의 합판 단면도로서, 균일층의 전도성 마블바닥재를 제조하기 위한 중간 제조단계에서 카본블랙을 함유한 전도성 시트(2)를 마블이 부여된 2종의 시트인 제 1 및 제 2 마블시트(1, 3) 사이에 두고 합판한 것이다.

도 2는 본 발명에 따라 연속공법으로 제조한 마블이 부여된 전도성 마블바닥재의 정면도로서, 도 1의 합판시트를 분쇄하고 카렌다링하여 제조한 전도성 마블시트(4) 내에 전도성 카본블랙(5)이 함유되어 하나의 균일층을 이루고 있다.

도 3은 본 발명에 따라 제품 이면에 전도성 카본잉크가 백프린팅된 전도성 마블바닥재의 단면도로서, 도 2의 전도성 마블시트(4) 이면에 전도성 카본잉크(6)를 백프린팅하여 제품 상하부에 전도성을 부여한 것이다.

도 3에 도시된 본 발명의 전도성 장척 마블바닥재는 연속공법에 의해 다음의 단계로 제조된다.

a) 전도성 카본블랙(carbon black)이 함유된 염화비닐 시트를 제공하는 단계,

b-1) 마블(marble)이 부여된 염화비닐 시트를 제공하는 단계,

b-2) 마블(marble)이 부여된 이종의 염화비닐 시트를 제공하는 단계,

c) 상기 a), b) 단계를 거친 시트를 합판하는 단계,

d) 상기 c) 단계를 거친 시트(sheet)를 분쇄(crushing)하는 단계,

e) 상기 d) 단계를 거친 칩(chip)을 배열 및 카렌다링(calendaring) 하는 단계,

f) 상기 e) 단계를 거친 장척시트의 이면에 전도성 카본잉크(carbon ink)를 사용하여 백프린팅(back printing)하는 단계,

g) 상기 f) 단계를 거친 장척시트를 필요시 재단하여 타일타입으로 만드는 단계.

이러한 본 발명에 따른 바닥장식재의 제조방법을 상세히 살펴보면 다음과 같다.

면저, 전도성 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트는 중합도 700~1,200인 염화비닐수지 100 중량부, 가소제로 디올틸프탈레이트(DOP) 5~35 중량부, 에폭시(epoxy)수지 1~5 중량부, 내열안정제로 바륨-아연계 화합물 5~15 중량부, 인계 화합물 0.1~2 중량부, 산화방지제인 글리세린(glycerine) 0.2~3 중량부, 스테아린산(stearic acid) 0.2~3 중량부, 충전제인 탄산칼슘 100~600 중량부, 전도성 카본블랙 20~100 중량부를 리본브렌다(ribbon blender)에서 15~20분간 배합하고, 반바리 믹서(banbury mixer)에서 150~210℃의 온도로 150~250초간 혼련 및 겔링(gelling)한 후, 이것을 믹싱롤(mixing roll)에서 140~170℃로 약 1~3분간 정련하고, 가열 연화된 콤파운드(compound)를 100~170℃의 온도로 카렌다(calendar)로 압연하여 0.5~3 ㎜ 두께의 시트로 제조하고, 이상으로 완성된 염화비닐수지 시트를 롤(roll)로 권취한다.

마블이 부여된 염화비닐 시트는 중합도 800~1,200인 염화비닐수지 100 중량부, 가소제로 디올틸프탈레이트 5~35 중량부, 에폭시수지 1~5 중량부, 내열안정제로 바륨-아연계 화합물 5~15 중량부, 인계 화합물 0.1~2 중량부, 산화방지제인 글리세린 0.2~3 중량부, 스테아린산 0.2~3 중량부, 충전제인 탄산칼슘 100~600 중량부, 안료 20~80 중량부를 리본브렌다에서 15~20분간 배합하고, 반바리 믹서에서 150~210℃의 온도로 150~250초간 혼련 및 겔링한 후, 이것을 믹싱롤에서 140~170℃ 로 약 1~3분간 정련하고 판상으로 가열연화된 컴파운드에, 이 컴파운드와 동일처방이며 다른 안료로 미리 제조된 판상 스포트(spot)(중량비로 컴파운드의 약 10 wt% 이상)를 넣은 후 분쇄기로 분쇄하고, 오븐(oven) 컨베이어(conveyer)에 살포한 다음 150~250℃로 가열하고 카렌다로 압연하여 0.5~3 ㎜ 두께의 단순 마블효과가 부여된 염화비닐시트를 얻고 이것을 롤로 권취한다.

상기 마블시트 제조공정에서 압연 카렌다의 온도가 100℃ 이하로 낮을 경우 마블이 길이방향으로 늘어나지 않으며, 130℃ 이상 높은 경우 길이방향으로 늘어난 마블시트를 얻을 수 있다.

또한, 상기 공정에서 판상 스포트를 넣지 않고 단색으로 이루어진 시트를 사용하여도 전도성 부여에는 무방하여 최종제품이 카본블랙색의 단조로운 마블 부여가 가능하다.

상기에서 제조된 전도성 시트와 2종의 마블시트를 도 1과 같이 합판하는 단계를 살펴보면, 3개의 언와인더(unwinder)에서 각각 전도성 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트, 마블이 부여된 제 1 염화비닐 시트, 마블이 부여된 제 2 염화비닐 시트를 카본블랙이 함유된 염화비닐시트가 샌드위치(sand witch) 구조의 내부에 오도록 준비하고 합판드럼(drum)을 이용하여 합판으로 일체화한 후 권취한다. 이 공정은 프레스(press)로도 가능하다.

상기에서 합판된 전도성 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트와 마블이 부여된 염화비닐 시트의 일체화물을 분쇄하는 단계는 분쇄기를 이용하여 분쇄하고, 체분류 하여 칩을 얻을 수 있다. 칩의 지름은 5~20 ㎜가 바람직하다. 상기의 칩분쇄 공정 은 분쇄기 이외의 커팅(cutting)기를 사용하여 5~20 ㎜ 크기로 커팅하여도 무방하다.

상기에서 분쇄된 칩을 배열 및 카렌다링하는 단계를 살펴보면, 전도성이 부여된 염화비닐 시트와 마블이 부여된 염화비닐시트의 일체화물(또는 마블이 부여되지 않은 단색시트)을 분쇄한 칩을 믹서에서 혼합하고, 컨베이어에 살포하여 150~250℃로 가열하고 100~170℃의 온도로 카렌다로 압연하여 폭 2 m, 두께 2~4 ㎜의 시트로 제조한다.

상기에서 제조된 장척시트를 롤상으로 권취하기 전에 전도성 잉크를 사용하여 이면에 백프린팅함으로써 안정적 전도성을 부여한다. 이면에 사용되는 잉크는 비닐 클로라이드(vinyl chloride, 90 wt%)와 비닐 아세테이트(vinyl acetate, 10 wt%)의 공중합체 11~25 중량부, 아크릴수지(acryl resin, 40 wt%)를 메틸에틸케톤 (methyl ethyl ketone, 60 wt%)에 용해시켜 만든 아크릴 수지 8~20 중량부, 메틸에틸케톤 70~100 중량부, 블로킹(blocking) 방지제인 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트(cellurose acetate butylate) 2~6 중량부, 내열안정제인 바륨-아연계 화합물 2~6 중량부 및 전도성 카본 7~13 중량부를 혼합한 것이다.

상기에서 제조된 전도성 잉크가 백프린팅된 장척시트는 필요에 따라 표면 샌딩(sanding) 처리하여 미려한 외관의 확보가 가능하며, 백프린팅한 후 펀칭 타입(punching type)의 재단기를 사용하여 적당한 크기로 재단한 다음 검사 및 포장하면 공정이 완료된다.

[실시예]

1. 전도성 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트의 제조

중합도 1,000인 염화비닐수지 100 중량부, 가소제로 디올틸프탈레이트 20~30 중량부, 에폭시수지 1~5 중량부, 내열안정제로 바륨-아연계 화합물 5~10 중량부, 인계 화합물 0.5~2 중량부, 산화방지제인 글리세린 0.2~2 중량부, 스테아린산 0.2~2 중량부, 충전제인 탄산칼슘 200~500 중량부, 전도성 카본블랙 40~60 중량부를 리본브렌다에서 15분(±3분)간 배합하고, 반바리 믹서에서 170℃(±10℃)의 온도로 180(±20초)초간 혼련 및 겔링(gelling)한 후, 이것을 믹싱롤로 정련하고, 가열 연화된 컴파운드를 130℃(±20℃)의 온도로 카렌다로 압연하여 0.8 ㎜(±0.2 ㎜) 두께의 시트로 제조하고 롤로 권취하였다.

2. 마블이 부여된 염화비닐 시트의 제조

중합도 1,000인 염화비닐 수지 100 중량부, 가소제로 디올틸프탈레이트 20~30 중량부, 에폭시수지 1~4 중량부, 내열안정제로 바륨-아연계 화합물 5~10 중량부, 인계 화합물 0.1~1 중량부, 산화방지제인 글리세린 0.2~2 중량부, 스테아린산 0.2~2 중량부, 충전제인 탄산칼슘 400~500 중량부, 안료 50~60 중량부를 리본브렌다에서 15분(±3분)간 배합하고, 반바리 믹서에서 170℃(±10℃)의 온도로 180(±20초)초간 혼련 및 겔링(gelling)한 후, 이것을 믹싱롤로 정련하고, 판상으로 가열 연화된 컴파운드에 이 컴파운드와 동일처방이며 다른 안료로 미리 제조된 판상 스포트(중량비로 컴파운드의 10~25 wt%)를 넣은 후 분쇄기로 분쇄하고, 오븐(oven) 컨베이이어에 살포한 다음 200℃(±15℃)로 가열하고 카렌다로 130℃(±20℃)의 온도로 압연하여 0.8 ㎜(±0.2 ㎜) 두께의 시트로 제조하고, 이상으로 완성된 마블 시트를 롤로 권취하여 마블이 부여된 염화비닐 시트를 제조하였다.

3. 전도성 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트와 마블이 부여된 염화비닐 시트를 합판하는 공정

3개의 언와인더에서 각각 전도성 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트, 마블이 부여된 제 1 염화비닐 시트, 마블이 부여된 제 2 염화비닐 시트를 도 1과 같이 카본블랙이 함유된 염화비닐시트가 샌드위치 구조의 내부에 오도록 준비하고 합판드럼을 이용하여 합판으로 일체화한 후 권취하였다.

4. 합판된 시트를 분쇄하는 공정

전도성 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트와 마블이 부여된 염화비닐 시트의 일체화물을 분쇄기를 이용하여 12 메시(mesh)를 통과할 수 있는 크기로 분쇄하였다.

5. 분쇄된 칩을 배열 및 카렌다링하는 단계

전도성이 부여된 염화비닐 시트와 마블이 부여된 염화비닐시트의 일체화물을 분쇄한 칩을 믹서에서 혼합하고, 컨베이어에 살포하여 200℃(±15℃)로 가열하고 130℃(±20℃)의 온도로 카렌다를 사용하여 압연하여 2 ㎜(±0.2 ㎜) 두께의 시트로 제조하고, 완성된 염화비닐 수지 시트를 롤로 권취하여 도 2와 같은 연속공정으로 제조한 전도성이 부여되고 마블이 있는 염화비닐 시트를 제조하였다.

6. 전도성 카본잉크를 사용하여 백프린팅하는 공정

제조된 장척시트를 권취하기 전에 전도성 잉크를 사용하여 이면에 백프린팅하여 안정적 전도성을 부여하였다. 이때 이면에 사용된 잉크는 비닐 클로라이드 90 wt%와 비닐아세테이트 10 wt%의 공중합체인 VYNS-3(미합중국 유니온카바이드사) 11~15 중량부, 아크릴수지(40 wt%)를 메틸에틸케톤(60 wt%)에 용해시켜 만든 아크릴 수지 A-101(일본 미스비시레이온사) 8~16 중량부, 메틸에틸케톤 70~80 중량부, 블로킹 방지제인 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 2~4 중량부, 내열안정제인 바륨-아연계 화합물 2~4 중량부 및 전도성 카본 7~9 중량부를 혼합한 것이다.

7. 재단하여 타일 타입으로 제조하는 공정

제조된 장척시트를 백프린팅한 후 펀칭 타입의 재단기를 사용하여 적당한 크기로 재단한 다음 검사 및 포장하여 본 발명에 따른 타일 타입의 전도성 장척 마블바닥재의 제조를 완료하였다.

상기의 실시예를 통하여 제조된 장척시트 및 타일은 연속공정으로 작업이 가능하였으며, 마블효과를 부여하여 다양한 외관을 연출할 수 있었다.

상기 실시예에서 제조된 전도성 장척시트 및 타일의 전기적 물성은 하기 표에 나타내었다.

구분		실시예의 바닥재	규격	시험방법
전기저항	표면-표면	100,000~300,000 Ω	25,000~1,000,000 Ω	ASTM F150, NFPA99(100V,500V)
	표면-접지	70,000~300,000 Ω	25,000~1,000,000 Ω
정전기 발생		0.4 kV (보행) 0.5 kV (끌기)	3.5 kV 이내	AATCC-134
정전기 소멸		0.02 sec (끌기)	0.5 sec 이내	Federal Method 101-4046

상기 실시예에서 제조한 본 발명의 바닥재에 대하여 표 1과 같은 테스트를 실시한 결과 전도성이 양호함을 확인할 수 있었으며, 연속공법으로 제조경비 측면에서 단속공정에 비해 상대적으로 저렴하였다. 또한 이면에 전도성 카본블랙 잉크를 백프린팅하여 종래의 방법에 비해 제품 상하부에 안정된 전도성을 부여하고 제품의 마모에 따른 전도성의 변화가 없도록 하였으며, 장척 및 타일 타입으로 제조가 가능하였다.

Claims (4)

1. 이미 마블이 부여된 2종의 마블시트와 전도성 카본블랙을 함유하는 전도성 시트를 합판한 후 이를 분쇄하여 얻은 전도성 마블칩을 배열 및 카렌다링하여 연속공법에 의해 제조함으로써, 전도성 카본블랙을 함유하고 마블효과가 부여된 균일층으로 이루어진 전도성 마블시트와, 이 전도성 마블시트의 이면에 백프린팅(Back Printing)된 전도성 카본잉크층으로 이루어지며, ASTM F150(온도: 23±1℃, 상대습도: 50±5%, 전압: 직류 100 V 또는 500 V, 표면 대 접지 저항)에 의한 70,000 내지 300,000 Ω의 전기저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 장척 마블바닥재.
2. 삭제
3. a) 전도성 카본블랙을 함유하는 전도성 시트를 제조하는 단계,

   b) 마블이 부여된 2종의 마블시트를 제조하는 단계,

   c) 상기 전도성 시트와 2종의 마블시트를 합판하는 단계,

   d) 상기 c) 단계에서 합판된 시트를 분쇄하는 단계,

   e) 상기 d) 단계에서 분쇄된 전도성 마블칩을 배열 및 카렌다링하는 단계, 및

   f) 상기 e) 단계를 거친 장척 전도성 마블시트의 이면에 전도성 카본잉크를 사용하여 백프린팅하는 단계를 포함하며,

   상기 각 단계가 연속공법으로 수행되고, ASTM F150(온도: 23±1℃, 상대습도: 50±5%, 전압: 직류 100 V 또는 500 V, 표면 대 접지 저항)에 의한 70,000 내지 300,000 Ω의 전기저항값을 갖는 마블바닥재를 제조하는 것을 특징으로 하는 전도성 장척 마블바닥재의 제조방법.
4. 삭제

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