KR100808739B1 - 마찰대전압 해소기능을 가진 바닥용 타일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닥용 타일 주성분에 전도성물질를 주소재로 이루어진 컴파운드 조성물로서 주기능인 마찰대전압 해소성과 항균성을 갖도록 타일에 관한 것으로,

바닥용 타일 주성분에 전도성물질 1~30중량%를 혼합하여 펠렛트를 제조하는 압출공정과,

제조된 펠렛트에 전도성 코팅 물질을 코팅하는 코팅공정,

코팅되어진 열가소성 수지를 프레스 및 재단하여 바닥용 타일로 제조하는 타일 제조 공정을 걸쳐 마찰대전압 해소 및 항균성을 가지는 바닥용 타일에 관한 것이다.

본 발명에 따른 마찰대전압 해소성과 항균성을 가진 바닥용 타일은 보행중이나 전기장 발생원으로부터 발생되는 마찰대전압을 빠른 시간내에 제거할 수 있는 할 수 있는 것으로, 이 조성물을 사용하여 제조되어진 타일은 표면저항 10⁴~10⁹Ω/sq, 감쇠시간(decay time) 0.2~2sec이내, 마찰대전압(Tribo charge) 0~50 볼트(Volt)이내로써 우수한 마찰대전압 해소기능을 발휘한다. 그리고 마찰대전압 해소기능을 부여하기 위하여 사용되어진 타일용 주제에 전도성물질과 코팅처리용 전도성 카본블랙은 세균억제 능력이 있어, 감염으로부터 인체 및 제품을 보호할 수 있는 특징을 아울러 가진다.

이상과 같이 본 발명의 주목적은 본 발명에 의하여 제조된 바닥용 타일이 마찰대전압 해소기능과 항균기능을 동시에 갖출 수 있도록 하여 산업현장이나 생활 속에 존재하는 마찰대전압으로 인한 불쾌감과 산업장애, 특히 마찰대전압에 민감한 전자부품이나 폭발 위험물질을 취급하는 산업체에서의 악영향을 줄여 주고, 각종 균에 대한 항균 작용으로 쾌적한 환경을 제공할 수 있도록 제조된 것이 본 발명의 특징이다.

바닥용 타일, 마찰대전압, 마찰전기, 정전기, 항균

Description

마찰대전압 해소기능을 가진 바닥용 타일{Floor tile which has the function of anti-tribo charge, and productions thereof}

도 1은 본 발명에 의한 마찰대전압 측정방법.

도 2는 종전의 바닥용 타일 개략도.

도 3은 본 발명에 의한 마찰대전압 해소 및 항균기능을 가진 바닥용 타일 개략도.

도 4는 본 발명에 의한 마찰대전압 측정사진.

도 5는 본 발명에 의한 감쇄시간 측정사진.

-도면의 주요부분에 관한 부호 설명-

1: 발명에 의한 마찰대전압 해소 기능을 가진 바닥용 타일.

2: 전도성 라인(line) 혹은 층(layer 혹은 zone)

3: 절연성 지역(zone).

4: 도전성 지역(zone).

5: 전도성 접착제 층.

6: 저항이 무한대인 접지단자.

7: 콘크리트.

본 발명은 바닥용 타일 성분에 전도성물질과 전도성 카본블랙을 주소재로 이루어진 조성물로써 마찰대전압(이하, 마찰전기 혹은 마찰전기, 정전기이라고 명명함)을 해소시키면서 항균기능을 가진 바닥용 타일에 관한 것으로,

무엇보다도, 바닥용 타일 제조 성분에 전도성물질을 혼합시켜 마찰대전압 해소가 가능한 펠렛화(pellet, 혹은 칩(chip))된 컴파운드(compound) 조성물을 제조하고, 펠렛트화 되어진 컴파운드 조성물에 전도성 물질을 코팅, 프레스, 재단공정을 거쳐 타일을 제조하여, 마찰전기 방지와 항균기능을 동시에 억제할 수 있는 특징을 가지도록 발명된 것이다.

따라서 첨가된 전도성물질 및 전도성 코팅 물질에 의하여 발생된 마찰전기 혹은 정전기 해소 및 방지기능은 정전기로 인한 산업장해 및 전기·전자제품에서 필연적으로 발생하는 부품 손상을 막고, 감염으로부터 인체 및 제품을 보호할 수 있는 항균기능으로 인체친화성을 가진 타일을 개발하는 것이 주목적이다.

상기와 같은 방법으로 제조되어진 마찰대전압 해소기능을 가진 바닥용 타일을 사용하면, 보행이나 마찰, 전자파에 의하여 발생하는 마찰전기 혹은 정전기 환경에 의하여 정전기 장애를 해소할 수 있는 제품을 사용자에게 제공할 수 있는 장점을 지닌다. 특히 전기·전자업체로 공급되는 전자부품은 정전기에 의한 최종제품 의 불량 원인제공자이며, 정전기는 다음과 같은 심각한 문제를 발생할 수 있다. 발생 전압에 의한 단선으로 불량 발생(수~수만 V/sec 발생), 정전기에 의한 전자 부품 파손 및 이물질 부착에 의한 불량 요인으로 간주되어지고 있다.

종전에 시판 개발된 바닥용 타일 기술이나 제품들을 살펴보면,

전도성 바닥용 타일내에 절연층 부분에 누적되어진 마찰전기 제거에 관한 문제점에 관한 기술 및 제품은 전무한 실정이다.

1) 전도성 바닥장식재에 사용되는 칩(chip)표면에 전도성물질로 코팅처리한 칩을 표면층으로 하는 전도성을 가진 바닥장식재(이하, 바닥용 타일이라고 명명함.) 및 그 제조방법에 있어, 패션성과 표면층의 전도라인으로 통상적인 정전기 해소기능은 가능하지만, 칩 절연지역내 남아있는 미세 정전기에 의하여 민감한 전자부품이나 제품에서는 손상의 원인제공자로서 작용하는 단점이 있다.

2) 상기 1)의 문제점을 해소하기 위하여 바닥용 타일 표면에 계면활성제류 내지 왁스류로 도포하는 경우, 장기적인 정전기 해소 불가능 및 이물질 파생으로 심각한 단점이 있다.

따라서 종전의 기술이나 제품에 의하여 개발 및 발명되어진 바닥용 타일은 보행중에 발생하는 마찰대전(정전기)을 순간에 해소할 수 없을 가능성이 높다. 즉 마찰에 의한 대전(摩擦帶電)은 두 물체 사이의 마찰이나 접촉위치의 이동으로 전하의 분리 및 재배열이 일어나서 정전기가 발생하는 현상이다. 예로 TV와 같은 전자제품에서는 전기를 사용하고 이를 인해 정전기적인 인력(정전기 혹은 전·자기장)이 발생하며, 이러한 정전기적인 인력은 주위의 먼지 등과 정전기적으로 결합하여 안정화된다. 따라서 전기장(정전기) 발생시 먼지가 잘 달라붙는 것으로 알려져 있다. 문헌에 의하면, 전기장(정전기)에 의한 연무질의 집중은 극성력(polarization force)때문이지만 실제로는 주위에 있는 연무질의 크기에 비례하는데, 입자가 큰 연무질에만 효과적이지만, 나노미터 범위의 아주 작은 입자의 연무질에 대해서는 전기장(정전기)와 관계하는 또다른 메커니즘(mechanism)이 작용한다고 보고되어졌다. 즉 아주 작은 연무질은 보통 전자를 가지고 있으며 그 자신의 아주 작은 크기로 인해 전기장(정전기)내에서 큰 운동성을 가지게 된다. 그래서 이들 연무질은 정전기(전기장)에 집중된다. 이 문헌에 의해 밝혀진 결론은 "전기장(정전기)이 공기중의 연무질을 집중시키는 것은 기본적인 물리학에 근거해서 설명이 가능하다"라는 것과 "연무질이 우리가 알고 있거나 잠재적인 가능성이 있는 발암물질을 포함한다면 전기장(정전기)에 대한 노출과 암의 위험성과의 관계를 지을 수 있을 것이다." 라는 것, 그리고 보행중에 타일위에 정전기가 발생하면, 이 발생된 정전기가 인체(작업자)를 통하여 작업중인 제품이나 부품에 공급되어 제품의 불량요인으로 작용할 수 있으며, 그러나 기존의 제품들은 칩 표면에는 도전성 처리가 되어 있어 정전기방전(ESD, Electro Static Discharge)처리가 될 수 있으나, chip 자체는 절연물로서 발생되어진 마찰전기가 머물러 있음으로 인하여, 인체를 통하여 역전류현상으로 전기·전자업체 부품의 경우 제품의 불량요인과 완제품의 경우에도 제품의 표면에 이물질의 부착으로 미관상 결여로 인한 제조업체의 손실로 이어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종전의 바닥용 타일의 주성분에 전도성물질을 사용하여 종전의 바닥용 타일 표면에서의 절연체 지역을 해소시켜 미세한 정전기라도 타일 표면에 남아 있는 현상을 개선함은 물론 사용되는 물질이 항균성을 동시에 갖게 되어 균억제효과와 타일 밑바닥에 곰팡이 억제효과를 추가적으로 발휘하여 쾌적한 실내환경을 제공할 수 있는 마찰대전압 해소을 가진 바닥용 타일을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

따라서 본 발명에 따른 마찰대전압 해소성과 항균성을 가진 바닥용 타일을 제조함에 있어, 타일의 칩 표면뿐만 아니라, 칩 자체도 전도성을 발휘할 수 있도록 하여, 보행중이나 전기장 발생원으로부터 발생되는 마찰대전압을 빠른 시간내에 제거할 수 있는 할 수 있는 컴파운드 조성물로 제조되어져, 즉 이 조성물을 사용하여 제조되어진 타일은 표면저항 10⁴~10⁹Ω/sq, 감쇠시간(decay time) 0.2~2sec이내, 마찰대전압(Tribo charge) 0~50 볼트(Volt)이내로써 우수한 마찰대전압 해소기능을 발휘할 수 있도록 함으로써 마찰전기(정전기)로부터 악영향을 해소할 수 있는 제품을 제공함에 있다.

그리고 발명의 부가적인 목적인 세균억제 능력이 있어, 각종 균에 대한 항균 작용으로 쾌적한 환경 및 작업 환경이 아울러 이루어지도록 제공하는데 하는 것이 본 발명의 또다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위해 바닥용 타일 조성물에 전도성 물질을 함유하는 바닥용 타일의 펠렛트(이하, 칩이라고 병명함.) 컴파운드 조성물과 이와 같이 제조된 컴파운드 조성물에 전도성 카본블랙이 함유된 전도성 물질로 코팅처리하는 것을 특징으로 하는 바닥용 타일을 제조함에 있어;

먼저, 본 발명의 칩 조성물은 열가소성 수지, 무기충진제, 가소제, 복합안정제, 지당, 전도성물질를 일정한 비율로 혼합하여 압출기를 통하여 칩화된 컴파운드 조성한 것이다.

본 발명에 있어 사용되는 열가소성수지는;

열가소성수지의 주성분으로 사용되는 수지는, 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(ABS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS)이 사용된다. 상기 수지는 단독 혹은 둘 이상의 성분을 블랜딩화하여 사용되기도 하였다.

상기 열가소성수지의 사용량은 수지 조성물 전체 중량을 기준으로, 30~70중량%, 바람직하게는 40∼50중량%로 사용되는데, 30중량% 미만이면 가공성이 떨어져 기계적 성질을 유지할 수 없게 되어, 내충격에 강한 성형품으로의 제작이 곤란하게 되고, 70중량% 이상이면 전도성이 떨어지게 된다.

특히, 본 발명에서 사용하는 폴리염화비닐, 칩 컴파운드 조성물(혹은 칩 수 지)은;

중합도가 600~1500인 염화비닐수지 30~70중량%와,

무기충진제 20~50중량%와,

가소제 5~20중량%와,

복합안정제 1~10중량%와,

안료 0~5중량%와,

전도성물질 1~30중량%를 혼합하여 정량적으로 압출기에 투입 조성하는 과정과 120∼350℃에서 압출기에서 고온압출하여 칩수지로 제조하는 압출공정과;

제조되어진 칩수지를 반바리 믹스이나 리본브렌다에서 15~60분 동안 실온내지 50°C내에서 전도성 코팅하는 코팅공정과;

전도성 코팅이 된 칩수지를 프레스에 넣고 일정한 두께와 크기로 100~350℃에서 열간 성형으로 성형된 프레스물을 일정한 두께로 재단하여 전도성 바닥용 타일을 제조하였다.

따라서 본 발명에 사용되는 폴리염화비닐은 통상 염화비닐의 단량체를 현탁중합법, 괴상중합법 또는 유화중합법에 의해 중합시켜 제조되지만, 본 발명의 폴리염화비닐수지로서는 이들 중 어느 제법에 의해 얻어진 것이라도 모두 가능하다. 또한 염화비닐을 주성분으로 하여 이에 아크릴산에스테르, 에틸렌, 프로필렌, 염화비닐리덴의 공단량체를 가하여 공중합시킨 것이라도 좋다.

본 발명에서 사용된 무기 충진제는 아연, 알루미늄, 구리, 니켈, 유리비드, 유리플레이크, 카올린 점토, 납석점 토, 탈크, 안개석, 글리오라이트, 규회석, 규 조토, 점판암분, 화이팅그, 장석분, 운모, 석영분, 미분규산, 아타발자이트, 세리사이트, 화산재, 질석, 실리카, 알루미나, 산화아연, 산화마그네슘, 산화지르코늄, 산화티탄, 산화철, 이산화몰리브덴, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 규산칼슘, 제올라이트, 티탄산칼륨, 질화붕소, 보론나이트라이트 및 이황화몰리브덴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 무기 충진제는 20~50중량% 사용하였다. 이와 같은 배합량은 성형소재의 용도나 요구성능에 부합하도록 적절히 배합량을 결정하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 폴리염화비닐은 제조시, 성형가공시, 및 사용시에 사용되는 열, 자외선, 산소 등의 작용에 의해 탈염화 수소반응을 주로 하는 분해반응을 일으켜 폴리염화비닐수지 자체가 변색하거나 노화할 수 있으므로 복합안정제를 더 포함시켜 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 복합안정제는 연백, 염기성 아황산납, 3염기성 황산납, 2염기성 아인산납, 2염기성 프탈산납, 3염기성 말레인산납,실리카겔 공침 규산납 등의 납염계 안정제; 스테아르산, 라우릴산, 리시놀산, 나프텐산 등의 리튬염, 칼륨염, 칼슘염, 마그네슘염, 스트론튬염, 카드뮴염, 바륨염 등의 금속비누; 카드뮴, 아연, 바륨, 칼슘, 주석, 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등의 금속 성분을 포함하는 금속염계 안정제; 라우레이트계 유기주석, 말레이트계 유기주석, 메르크프타이트계 유기 주석 등의 유기주석계 안정제; 안티몬계 유기주석; 아인산 에스테르; 페놀 유도체; 다가 알코올; 질소함유 화합물; 및 케톤 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상이 바람직하다. 이와 같은 안정제의 함량은 업계에서 통상적으로 사용되는 적정량을 사용할 수 있다.

또한 폴리염화비닐 칩조성물은 가소제를 적정량 포함시켜 사용하게 되며, 이와 같은 가소제로서는 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 아무 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어 상기 가소제는 디메틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디헵틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트, 디-n-옥틸프탈레이트, 디이소데실프탈레이트, 부틸벤질프탈레이트, 디이소노닐프탈레이트, 에틸프탈일에틸글리콜레이트, 디운데실프탈레이트, 디트리데실프탈레이트, 디도데실프탈레이트, 디이속밀프탈레이트, 디노닐프탈레이트 등의 탄소수 1 내지 12의알킬기를 갖는 프탈산 에스테르류; 트리옥틸트리멜리테이트, 트리-n-옥틸-n-데실트리멜리테이트 등의 트리멜리트산류; 디이소부틸아디페이트, 디부틸아디페이트, 디-2-에틸헥실 아디페이트, 디이소데실아디페이트, 디부틸디글리콜아디페이트 등의 아디핀산에스테르류; 디-2-에틸헥실아젤레이트, 디헥실아젤레이트, 디이소옥틸아젤레이트, 트리에틸시트레이트, 아세틸트리에틸시트레이트, 트리부틸시트레이트, 아세틸트리부틸시트레이트, 아세틸트리옥틸시트레이트, 디메틸세바게이트,디부틸세바게이트, 디-2-에틸헥실세바게이트, 메틸아세틸일시노레이트, 부틸아세틸일시노레이트 등의 지방산 에스테르류;에폭시화 대두유, 에폭시화 아마인유등의 에폭시화 식물유류; 트리-2-에틸헥실포스페이트, 트리부톡시 에틸포스페이트, 트리올레일포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리글레딜포스페이트, 트리키실레닐포스페이트, 글레딜디페닐포스페이트, 크실레닐디페닐포스페이트, 2-에틸헥실디페닐포스페이트, 트리 스(2,3-디브롬프로필) 포스페이트, 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트 등의 정인산에스테르류; 염소화 파라핀; 염소화 지방산 에스테르; 에폭시부틸스테아레이트, 에폭시옥틸스테아레이트; 메틸프탈일에틸글리콜레이트, 에틸프탈일에틸글리콜레이트 및 부틸프탈일부틸글리콜레이트로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.

이와 같은 가소제는 5~20중량%인 것이 바람직하며, 그 함량이 5중량% 미만인 경우에는 결합속도가 늦어지고 결합상태도 불량해지고, 20중량%를 초과하는 경우에는 경제적인 문제와 함께 가교반응이 너무 신속히 진행되어 탄성 및 유연성이 저하된다는 문제가 있다.

안료는 산화티탄을 사용하였다.

그리고 전도성물질의 주성분은; 인디움틴옥사이드(ITO(Indium Tin Oxide)), 알킬 인산나트륨염(Alkyl phosphate Sodium salt), 전도성 고분자로서는 폴리아닐린(Poltaniline), 폴리에틸렌디옥시치오펜(Polyethylenedioxythiophene), 폴리피롤(Polypyrole), 폴리디오펜(Polythiophene), 폴리피-페닐렌(Poly(p-phenylene)), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리피-페닐렌비닐렌(Poly(p-phenylene vinylene)), 폴리틸렌 비닐렌(Polythienylene vinylene), 폴리이스티아나펜틸렌(Polyisothianaphyhene), 폴리피-페닐렌설파이드(Poly(p-phenylene sulfide))가 선택된 1종 이상 사용되고; 계면활성제로서는 대전 방지제인 트리메틸틸 암모니움 에톡시드, 트메틸 암모니움 부톡시드, 트리메틸 암모니움 펜옥시드, 트리메틸 암모니움 피(P)-클로로 펜옥시드, 트리메틸 암모니움 라우 옥시드에서 선택한 양이온 계면 활성제;와 음이온 계면 활성제인(3-라우라미도프로필) 트리메틸암모늄 메틸 설페이트, 대전방지제는 카본산형, 황산에스테르형, 술폰산염, 인산에스테르형과 같은 음이온 계면활성제；염화알킬트리메틸암모늄, 염화디알킬메틸암모늄, 염화벤잘코늄과 같은 양이온계면활성제；알킬디메틸아미노초산베타인, 알킬아미드디메틸아미노초산베타인, 2-알킬-엔(N)-카르복시-엔(N)-히드록시이미다졸리늄베타인과 같은 양쪽계면활성제；폴리옥시에틸렌형, 다가알콜에스테르형, 에틸렌옥사이드 프로필렌옥사이드 블록 공중합체와 같은 비이온 계면활성제；레시틴과 같은 천연계면활성제；및 고분자 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 사용하였다.

상기와 같이 제조되어진 칩 컴파운드 조성물에 코팅처리되는 전도성 물질은;

바닥용 타일에 보다 우수한 전기적인 특성을 부여하기 위하여 사용되는 것으로 마찰전기(정전기) 방지 및 전자파 차폐 등의 역할을 수행하게 된다.

이와 같은 전도성 코팅 물질로서는 천연인상흑연, 천연토상흑연, 인조흑연, 탄소섬유, 카본블랙 및 그래파이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있으며, 자연친화적인 특성을 부여하기 위해서는 천연흑연을 사용하는 것이 더욱 바람직하며, 경제적인 면을 고려할 때 천연 토상흑연이 가장 바람직하다. 이와 같은 전도성 코팅 물질은 상기 고분자 수지 25~90.9중량%에 대하여 9.1~75중량%의 함량으로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 함량이 9.1중량% 미만인 경우에는 그 효과가 미미하여 전기적 특성의 개선이 곤란하며, 75중량%를 초과하는 경우에는 제조 공정 등에서 절단이 발생하거나 상층인 전도성 타일과의 합지가 곤란하다는 문제가 있다. 그리고 상기 전도성 코팅 물질을 액상화시켜 코팅하는 경우에는 가소제 60~97중량%에 전도성 코팅 물질 3~40중량% 함량으로 제조 사용하였다.

이와 같이 제조된 바닥용 타일은 반영구적 마찰전기 방지능력과 마찰전기를 신속하게 제거시켜 줄 수 있는 제품이며, 항균기능도 발휘하는 특징을 가진다.

이하, 본 발명의 바람직한 작용 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 바람직한 작용 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 효과들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

본 발명의 주목적인 마찰전기인 정전기 해소를 위하여 열가소성수지에 전도성 물질을 함유하는 칩 컴파운드 조성물이 사용되었다.

또한, 본 발명에 따라, 제조된 칩 컴파운드 조성물은 반영구적 마찰전기 방지능력 및 순간적인 마찰전기 해소기능을 가지며, 인체 및 제품에 좋지 못한 영향을 주는 것으로 알려진 세균에 대한 항균기능을 발휘하는 특징을 가진다.

먼저 이와 같이, 제조되어진 바닥용 타일의 마찰전기(정전기) 해소 메카니즘은 다음과 같다.

상기와 같은 방법으로 마찰대전압 해소성과 항균성을 가진 바닥용 타일은 보행중이나 전기장 발생원으로부터 발생되는 마찰대전압을 빠른 시간내에 제거할 수 있는 할 수 있는 것으로, 이 조성물을 사용하여 제조되어진 타일은 표면저항 10⁴~10⁹Ω/sq, 감쇠시간(decay time) 0.2~2sec이내, 마찰대전압(Tribo charge) 0~50 볼트(Volt)이내로써 우수한 마찰대전압 해소기능을 발휘한다. 그리고 마찰대전압 해소기능을 부여하기 위하여 사용되어진 타일용 주제에 전도성물질과 코팅처리용 전도성 카본블랙은 세균억제 능력이 있어, 감염으로부터 인체 및 제품을 보호할 수 있는 특징을 아울러 가진다

본 발명에 따른 매카니즘은 다음과 같다;

[도 2]와 [도 3]에 도시한 바, 종전의 바닥용 타일은 절연체 지역(3)에서 발생된 마찰전기는 그대로 누적이 되어 있고, 전도성 라인(2)이나 그 근처에서 발생된 마찰전기만 제거된다. 따라서 절연성 지역에 누적된 마찰전기는 전도성 라인이나 전도성 층으로 빠져 나지 못하여 그대로 남아 인체를 통하여 역전류현상을 유발, 산업현장에서 전자부품의 손상요인으로 작용할 수 있다고 가정되며 실제 정전기에 민감한 영향을 받는 전자부품을 취급하는 곳에서는 제품의 손상으로 이어지고 있다. 이와 같은 메카니즘을 해결하는 방안으로 본 발명에 의하여 개발된 바닥용 타일은 절연성 지역(3)을 도전성 지역(4)화 시킴으로 인하여 발생된 마찰대전압이 전도성 라인(2)을 통하지 않아도 즉 전도성 접착제 층(5)을 통하여 저항이 무한대인 접지단자(6)로 순식간에 빠져나가게 함으로써 마찰대전압은 0(제로)로 되게 하는 방안으로 이루어진다.

상기와 같은 마찰대전압 해소 메커니즘 규명함에 의하여;

본 발명에 의하여 제조되어진 마찰전기 방지기능을 가진 바닥용 타일(1)에서의 표면저항, 감쇄시간, 마찰대전압을 측정하였다.

표면저항(KS M 3015-1997)은 시험조건; 적용전압 500V, 60초, 20±2℃, 65±2% RH, 시험장비; TOA SME-8311, D1=1.96cm, D2=2.41cm에서 10⁴∼10⁹ Ω이었고, 반감기(KS K 0555-2000, A법)은 시험조건; 20±2℃, 40±2% RH에서 2초이하으로 우수한 마찰전기 방지성능이 있는 것으로 나타났다.

표면저항율 측정은 시료를 전극간에 압착 40-50초간 시료에 충전, 인가 정지 1분후에 측정, 계산식에 의하여 고유 저항치를 구하는 것으로 표면저항이 10¹²Ω이하이면 적합품인데, 본 발명품은 10⁴∼10⁹ Ω으로 측정되어 매우 우수함을 알 수 있었다.

그리고 마찰전압(전하) 측정은 SIMCO-FMX002 측정기를 사용하였다. 측정방법은 [도 1]에 도시된 바와 같이, 먼저 본 발명에 의하여 제조된 바닥용 타일(1)의 측정 방법은 다음과 같다.

1) 준비된 판의 측정 point 별로 지름 10cm의 원을 그린다.

2) 종이로 마찰하기전 대전압을 측정한다.

3) 측정 point 별로 인쇄용 종이를 이용하여 4~5Kg의 하중으로 point 범위내에서 20회 마찰(0.5HZ)한다.

4) 마찰된 point 를 1초 내에 마찰대전압을 측정하며,

측정 대상 판의 5곳을 대전압을 나타낸 것은 측정 부위별 대전압 분포를 파악하기 위함이었다.

측정부위	[도 2]와 [도 3]의 제품	[도 2]의 제품	[도 3]의 제품
Point	마찰이전(Before)	마찰이후(After)	마찰이후(After)
1	O Volt	0 Volt	50 Volt
2	0 Volt	0 Volt	80 Volt
3	0 Volt	0 Volt	100 Volt
4	0 Volt	0 Volt	250 Volt
5	0 Volt	0 Volt	300 Volt

본 발명에 있어 제조되어진 바닥용 타일([도 2])에 대한 마찰대전압 측정을 위하여 통상적으로 측정하는 방법인 접지상태에서 측정한 결과는 상기와 같은 우수한 마찰전기 해소능력을 발휘하였으나, [도 3]에 나타낸 바와 같은 바닥용 타일은 50~300V정도의 마찰대전압이 잔존하여 있고, 수분이 지난 후에 소멸됨을 알 수 있었다. 이에 관한 측정을 [도 4]에 나타내었다.

그리고 본 발명에 의하여 제조된 바닥용 타일의 경우, 무접지상태에서 측정하여도 모든 측정부위에서 O Volt으로 측정됨에 따라서 무접지상태에서도 마찰대전압이 전혀 발생하지 않는 것으로 판명되었다.

[도 5]는 감쇄시간(Decay Time)을 측정을 나타낸 것이다.

이에 관한 측정 결과를 [도 2]에 나타내었다.

측정대상	감쇄시간(Decat Time)
본 발명에 의한 바닥용 타일	0.2초(sec) 이내

따라서 본 발명에 있어 주요 정전기방전(ESD, Electro Static Discharge) 측정방법은 다음과 같다.

[정전기 측정]

정전기 측정기는 정전기원(Static Source)의 세기를 측정하며, 피상전하(단위=V)는 발생되는 전자장의 유도에 의한 파괴가능성을 재는 척도이다.

[표면저항(Surface resistance, Rs, ohms per square 단위: Ω/cm², Ω/sq]

전도도는 물질 내에 생성된 정전기의 양에 중요한 역할을 하는 것으로 정전기를 방출시킬 수 있는 물질의 능력, 일반적으로 ESD로부터 보호하기 위하여 사용되는 제품의 저항특성(Resistive Properties)을 나타내는 방법이다.

[반감기 측정]

대전압 반감기는 인가 전압 5KV, 60초간 인가, 인가 정지후 대전압이 1/2로 감쇄되는 시간측정을 한다. 대전압 반감기는 2.0초 이내일 때 적합으로 평가한다.

[감쇄시간]

KS K 0555-2000, B법 유사 기준으로, 감쇄시간은 표면저항을 측정하는 또 하나의 방법이며 본 발명에서는 측정 대상물질에 5,000 Volt를 인가하여 원래 전압의 0 Volt까지 내려가는데 걸리는 시간을 측정하였다.

또한 본 발명에는 상기 서술된 마찰전기 방지기능뿐만 아니라, 항균기능을 가진 발명품으로;

본 발명에 의하여 제조된 바닥용 타일에 대해 항균시험을 실시하였으며, 시험결과에 의하면 본 발명이 적용된 시편은 세균에 대하여 항균효과가 있음을 확인할 수 있었으며, 적용된 실험 외에 내성황색포도균, 녹농균 등에서도 유사한 항균효과를 나타내었다. 본 실험에서 세균액을 25℃에서 24시간 진탕배양후, 균수 측정(진행회수 150회/분)을 하였으며, 측정방법은 섀이크플래스크(Shake Flask)방법, 대장균은 Escherichia Coli ATCC25922를 사용하였다.

이상과 같이 본 발명의 주목적은 본 발명에 의하여 제조된 바닥용 타일이 마찰대전압 해소기능과 항균기능을 동시에 갖출 수 있도록 하여 산업현장이나 생활 속에 존재하는 마찰대전압으로 인한 불쾌감과 산업장애, 특히 마찰대전압에 민감한 전자부품이나 폭발 위험물질을 취급하는 산업체에서의 악영향을 줄여 주고, 각종 균에 대한 항균 작용으로 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 것이다.

일반 PVC타일의 경우 약 10%정도의 항균 효과가 있음이 나타났으나, 본 발명에 의한 바닥용 타일은 전도성 물질의 첨가량에 따라서 최소 75%에서 최대 99%의 항균효과가 있음이 판명되어 졌다.

상기에서 본 발명의 특정한 구성 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 구성 및 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

이와 같이 본 발명의

이상과 같이 본 발명의 마찰대전압 해소기능과 항균기능을 가진 바닥용 타일은 보행과 같은 마찰 등에 의하여 발생하는 마찰전기를 순식간에 해소할 수 있는 기능과 항균기능을 동시에 갖추고 있어, 산업현장이나 생활 속에 존재하는 마찰대전압으로 인한 불쾌감과 산업장애, 특히 마찰대전압에 민감한 전자부품이나 폭발 위험물질을 취급하는 산업체에서의 악영향을 줄여 주고, 각종 균에 대한 항균 작용으로 쾌적한 환경을 제공할 수 있도록 일조하는 것이 특징이다.

Claims (2)

1. 열가소성 수지 30~70중량%와,

   무기충진제 20~50중량%와,

   가소제 5~20중량%와,

   복합안정제 1~10중량%와,

   안료 0~5중량%와,

   전도성물질 1~30중량%를 혼합하여 정량적으로 압출기에 투입 조성하는 과정과 120∼350℃에서 압출기에서 고온압출하여 컴파운드 조성물(혹은 칩수지)로 제조하는 압출공정과;

   제조되어진 칩수지를 반바리 믹스이나 리본브렌다에서 15~60분 동안 실온내지 50°C내에서 전도성 코팅하는 코팅공정과;

   이때, 전도성 코팅 물질로서는 천연인상흑연, 천연토상흑연, 인조흑연, 탄소섬유, 카본블랙 및 그래파이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용하였고, 이와 같은 전도성 코팅 물질은 상기 고분자 수지 25~90.9중량%에 대하여 9.1~75중량%의 함량으로 사용하고, 상기 전도성 코팅 물질을 액상화시켜 코팅하는 경우에는 가소제 60~97중량%에 전도성 코팅 물질 3~40중량% 함량으로 제조 사용하며,

   전도성 코팅이 된 칩수지를 프레스에 넣고 일정한 두께와 크기로 100~350℃에서 열간 성형으로 성형된 프레스물을 일정한 두께로 재단하여 전도성 바닥용 타일을 제조함에 있어;

   (1) 열가소성수지의 주성분으로 사용되는 수지는,

   폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(ABS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS)이 사용되고, 상기 수지의 단독 혹은 둘 이상의 성분을 블랜딩하여 사용하고,

   (2) 무기충진제는,

   아연, 알루미늄, 구리, 니켈, 유리비드, 유리플레이크, 카올린 점토, 납석점 토, 탈크, 안개석, 글리오라이트, 규회석, 규조토, 점판암분, 화이팅그, 장석분, 운모, 석영분, 미분규산, 아타발자이트, 세리사이트, 화산재, 질석, 실리카, 알루미나, 산화아연, 산화마그네슘, 산화지르코늄, 산화티탄, 산화철, 이산화몰리브덴, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 규산칼슘, 제올라이트, 티탄산칼륨, 질화붕소, 보론나이트라이트 및 이황화몰리브덴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 사용하였고,

   (3)가소제는,

   디메틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디헵틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트, 디-n-옥틸프탈레이트, 디이소데실프탈레이트, 부틸벤질프탈레이트, 디이소노닐프탈레이트, 에틸프탈일에틸글리콜레이트, 디운데실프탈레이트, 디트리데실프탈레이트, 디도데실프탈레이트, 디이속밀프탈레이트, 디노닐프탈레이트의 탄소수 1 내지 12의알킬기를 갖는 프탈산 에스테르류; 트리옥틸트리멜리테이트, 트리-n-옥틸-n-데실트리멜리테이트의 트리멜리트산류; 디이소부틸아디페이트, 디부틸아디페이트, 디-2-에틸헥실 아디페이트, 디이소데실아디페이트, 디부틸디글리콜아디페이트의 아디핀산에스테르류; 디-2-에틸헥실아젤레이트, 디헥실아젤레이트, 디이소옥틸아젤레이트, 트리에틸시트레이트, 아세틸트리에틸시트레이트, 트리부틸시트레이트, 아세틸트리부틸시트레이트, 아세틸트리옥틸시트레이트, 디메틸세바게이트,디부틸세바게이트, 디-2-에틸헥실세바게이트, 메틸아세틸일시노레이트, 부틸아세틸일시노레이트의 지방산 에스테르류;에폭시화 대두유, 에폭시화 아마인유의 에폭시화 식물유류; 트리-2-에틸헥실포스페이트, 트리부톡시 에틸포스페이트, 트리올레일포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리글레딜포스페이트, 트리키실레닐포스페이트, 글레딜디페닐포스페이트, 크실레닐디페닐포스페이트, 2-에틸헥실디페닐포스페이트, 트리스(2,3-디브롬프로필) 포스페이트, 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트의 정인산에스테르류; 염소화 파라핀; 염소화 지방산 에스테르; 에폭시부틸스테아레이트, 에폭시옥틸스테아레이트; 메틸프탈일에틸글리콜레이트, 에틸프탈일에틸글리콜레이트 및 부틸프탈일부틸글리콜레이트로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 사용하고,

   (4) 복합안정제는

   연백, 염기성 아황산납, 3염기성 황산납, 2염기성 아인산납, 2염기성 프탈산납, 3염기성 말레인산납,실리카겔 공침 규산납의 납염계 안정제; 스테아르산, 라우릴산, 리시놀산, 나프텐산의 리튬염, 칼륨염, 칼슘염, 마그네슘염, 스트론튬염, 카드뮴염, 바륨염의 금속비누; 카드뮴, 아연, 바륨, 칼슘, 주석, 마그네슘, 나트륨, 칼륨의 금속 성분을 포함하는 금속염계 안정제; 라우레이트계 유기주석, 말레이트계 유기주석, 메르크프타이트계 유기 주석의 유기주석계 안정제; 안티몬계 유기주석; 아인산 에스테르; 페놀 유도체; 다가 알코올; 질소함유 화합물; 및 케톤 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용하였고,

   (5) 안료는,

   산화티탄을 사용하고,

   (6) 전도성 물질은,

   인디움틴옥사이드(ITO(Indium Tin Oxide)), 알킬 인산나트륨염(Alkyl phosphate Sodium salt), 전도성 고분자로서는 폴리아닐린(Poltaniline), 폴리에틸렌디옥시치오펜(Polyethylenedioxythiophene), 폴리피롤(Polypyrole), 폴리디오펜(Polythiophene), 폴리피-페닐렌(Poly(p-phenylene)), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리피-페닐렌비닐렌(Poly(p-phenylene vinylene)), 폴리틸렌 비닐렌(Polythienylene vinylene), 폴리이스티아나펜틸렌(Polyisothianaphyhene), 폴리피-페닐렌설파이드(Poly(p-phenylene sulfide))가 선택된 1종 이상 사용되고; 계면활성제로서는 트리메틸틸 암모니움 에톡시드, 트메틸 암모니움 부톡시드, 트리메틸 암모니움 펜옥시드, 트리메틸 암모니움 피-클로로 펜옥시드, 트리메틸 암모니움 라우 옥시드에서 선택한 양이온 계면 활성제;와 음이온 계면 활성제인(3-라우라미도프로필) 트리메틸암모늄 메틸 설페이트, 대전방지제는 카본산형, 황산에스테르형, 술폰산염, 인산에스테르형과 같은 음이온 계면활성제；염화알킬트리메틸암모늄, 염화디알킬메틸암모늄, 염화벤잘코늄과 같은 양이온계면활성제；알킬디메틸아미노초산베타인, 알킬아미드디메틸아미노초산베타인, 2-알킬-엔-카르복시-엔-히드록시이미다졸리늄베타인과 같은 양쪽계면활성제；폴리옥시에틸렌형, 다가알콜에스테르형, 에틸렌옥사이드 프로필렌옥사이드 블록 공중합체와 같은 비이온 계면활성제；레시틴과 같은 천연계면활성제；및 고분자 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 사용하여,

   제조되어 이루어짐을 특징으로 하는 마찰대전압 해소기능을 가진 바닥용 타일.
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