KR101133270B1 - 대전방지력이 있는 건축용 무늬 타일. - Google Patents

Abstract

본 발명은 대전방지력이 있는 건축용 무늬 타일에 관한 것으로서, 무늬가 인쇄된 건축용 무늬 타일에 있어서, 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 카본 분말 5 중량부 내지 35중량부, 탄소 섬유 0.1 중량부 내지 10 중량부, 경탄 10 중량부 내지 35 중량부, 이산화티탄 5 중량부 내지 35 중량부를 포함하는 혼합물로 이루어지는 시트 형상의 중심층; 상기 중심층의 일면에 배치되는 투명 또는 반투명의 시트로서, 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브 및 영구대전방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 0.1 중량부 내지 25 중량부를 포함하는 혼합물로 이루어지는 표면층; 상기 표면층의 양면 중 상기 중심층과 마주하는 일면에 형성되며, 상기 무늬를 표현하는 인쇄층;을 포함하여 구성되는 특징을 갖는다.
본 발명에 따르면, 폴리올레핀, 카본 분말, 탄소 섬유를 포함하는 혼합물로 이루어지는 시트 형상의 중심층과, 폴리올레핀과 영구대전방지제를 포함하는 혼합물로 이루어지는 시트 형상의 표면층을 구비함으로써, 인체에 무해하며 정전기의 발생이 방지될 수 있는 효과가 있다.

Description

대전방지력이 있는 건축용 무늬 타일. {Architectural Patterned Tile with Anti-Electrostaticity.}

본 발명은 건축용 무늬 타일에 관한 것으로서, 특히 친환경적인 재료인 폴리올레핀의 사용으로 인체에 무해하며 정전기의 발생이 방지될 수 있는 건축용 무늬 타일에 관한 것이다.

무늬가 인쇄된 건축용 무늬 타일(tile)은, 건물의 바닥이나 벽을 장식하는 용도 등으로 많이 사용되고 있는 건축 자재인데, 다양한 무늬가 인쇄될 수 있으므로 주로 실내 장식용으로 많이 사용되고 있다.

도 1에는 종래의 건축용 무늬 타일의 일례가 도시되어 있는데, 이 타일(1)은 폴리염화비닐(PVC; polyvinyl chloride)을 포함하는 혼합물로 이루어지는 시트 형상의 중심층(2)과, 상기 중심층(2)의 일면에 배치되며 투명 또는 반투명인 표면층(3)과, 상기 중심층(2)과 표면층(3) 사이에 배치되며 다양한 무늬를 표현하는 인쇄층(4)을 구비한다. 따라서, 상기 인쇄층(4)의 다양한 무늬가 상기 표면층(3)을 관통하여 사용자가 인식할 수 있게 된다.

그러나, 종래의 타일(1)은, 상기 중심층(2)이 폴리염화비닐을 포함하고 있으므로 화재 등의 비상시에는 인체에 유해한 가스 성분인 염소가스가 다량 발생하여 막대한 인명의 손실이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 타일(1)은, 정전기 방전(ESD: Electrostatic Discharge)에 대한 대책이 없는 제품이므로, 마찰에 의한 정전기 등으로 인하여 먼지 등의 이물질이 쉽게 부착될 수 있다는 문제점이 있으며, 특히 정전기에 약한 전자 부품 등을 제조하는 작업장에서 사용되는 경우에는 제조하는 전자 부품의 손상을 초래할 수 있다는 문제점도 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 친환경적인 재료인 폴리올레핀의 사용으로 인체에 무해하며 정전기의 발생이 방지될 수 있도록 구조가 개선된 건축용 무늬 타일을 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 건축용 무늬 타일은, 무늬가 인쇄된 건축용 무늬 타일에 있어서, 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 카본 분말 5 중량부 내지 35중량부, 탄소 섬유 0.1 중량부 내지 10 중량부, 경탄 10 중량부 내지 35 중량부, 이산화티탄 5 중량부 내지 35 중량부를 포함하는 혼합물로 이루어지는 시트 형상의 중심층; 상기 중심층의 일면에 배치되는 투명 또는 반투명의 시트로서, 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브 및 영구대전방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 0.1 중량부 내지 25 중량부를 포함하는 혼합물로 이루어지는 표면층; 상기 표면층의 양면 중 상기 중심층과 마주하는 일면에 형성되며, 상기 무늬를 표현하는 인쇄층;을 포함하여 구성되는 특징을 갖는다.

본 발명에 따르면, 폴리올레핀, 카본 분말, 탄소 섬유를 포함하는 혼합물로 이루어지는 시트 형상의 중심층과, 폴리올레핀과 영구대전방지제를 포함하는 혼합물로 이루어지는 시트 형상의 표면층을 구비함으로써, 인체에 무해하며 정전기의 발생이 방지될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 건축용 무늬 타일의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 건축용 무늬 타일의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 건축용 무늬 타일의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 건축용 무늬 타일의 단면도이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예인 건축용 무늬 타일의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 건축용 무늬 타일의 단면도이다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건축용 무늬 타일(100)은, 무늬가 인쇄된 건축용 타일(Tile)로서, 중심층(10)과, 표면층(20)과, 인쇄층(30)을 포함하여 구성된다.

상기 중심층(10)은, 시트 형상의 층으로서, 폴리올레핀(polyolefine) 수지 100 중량부에 대하여, 카본 분말(carbon black) 5 중량부 내지 35중량부, 탄소 섬유(carbon fiber) 0.1 중량부 내지 10 중량부, 경탄(Precipitated Calcium Carbonate;PCC) 10 중량부 내지 35 중량부, 이산화티탄(TiO2) 5 중량부 내지 35 중량부를 포함하는 혼합물로 이루어져 있다.

상기 폴리올레핀 수지는, 올레핀(이중결합을 1개 가진 사슬모양 탄화수소 화합물)의 중합으로 생기는 고분자화합물로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등이 폴리올레핀의 일종이며, 가장 가벼운 플라스틱에 속하고 그 투명성도 매우 우수한 성질이 있다. 본 실시예에서, 상기 중심층(10)의 폴리올레핀 수지는, 폴리에틸렌이 사용되고 있다.

상기 카본 분말은, 전기 전도성이 높은 물질로서, 흑색의 미세한 탄소분말인데 이른바 그을음에 상당하는 것으로 흑연과 비슷하다. 공업적으로는 천연가스?타르 등을 불완전연소시켜 생긴 그을음을 모으거나, 그것들을 열분해하여 제조하고 있는데, 인쇄잉크를 비롯하여 흑색안료로 사용되고 있다.

상기 카본 분말은, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 35중량부가 사용되는데, 5 중량부 미만으로 사용되면, 상기 중심층(10)의 대전방지 성능이 저하되는 단점이 있고, 35 중량부 초과하여 사용되면, 상기 중심층(10)의 물성이 저하되어 깨지기 쉽다는 단점이 있다.

상기 탄소 섬유는, 전기 전도성이 높은 물질로서, 유기섬유를 비활성 기체 속에서 가열, 탄화하여 만든 섬유로서, 일반적으로 탄소의 육각 고리가 연이어 층상 격자를 형성한 구조이며 금속광택이 있고 검은색이나 회색을 띄는데, 내열성, 내충격성이 뛰어나다.

상기 탄소 섬유는, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부가 사용되는데, 0.1 중량부 미만으로 사용되면, 상기 중심층(10)의 대전방지 성능이 저하되는 단점이 있고, 10 중량부 초과하여 사용되면, 상기 탄소 섬유가 고가이므로 상기 중심층(10)의 제조 비용이 증가하며 상기 중심층(10)의 제조시 압출성이 저하된다는 단점이 있다.

상기 경탄은, 경질(輕質)의 탄산칼슘(CaCO3)으로서, 석회유(石灰乳)에 이산화탄소를 불어넣어 생기는 침전을 여과?건조?미세분쇄함으로써 제조되는데, 값이 싸고 비중도 크지 않으므로, 고무나 플라스틱에 배합되어 보강성, 절연성, 유동성, 분산성, 백색도 등의 물성 개선을 위하여 사용되고 있다.

상기 경탄은, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 35 중량부가 사용되는데, 10 중량부 미만으로 사용되면, 상기 경탄이 저가이므로 상기 중심층(10)의 제조 비용이 증가하며 경도가 저하된다는 단점이 있고, 35 중량부 초과하여 사용되면, 상기 중심층(10)의 물성이 저하되어 깨지기 쉽다는 단점이 있다.

상기 이산화티탄은, 티타늄(titanium)의 산화물로서, 내산?내알칼리 도료, 은폐력이 강한 백색 안료로 사용되는데, 인체에 대한 독성이 없기 때문에 특히 화장품이나 그림물감, 완구의 도료, 식품의 포장용지 등에 많이 사용된다.

상기 이산화티탄은, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 35 중량부가 사용되는데, 5 중량부 미만으로 사용되면, 백색도가 저하된다는 단점이 있고, 35 중량부 초과하여 사용되면, 상기 중심층(10)의 물성이 저하되어 깨지기 쉽다는 단점이 있다.

상기 표면층(20)은, 상기 중심층(10)의 일면에 배치되는 투명 또는 반투명의 시트 형상의 층으로서, 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브(Carbon nanotube; CNT) 및 영구대전방지제(IDP; Inherently Dissipative Polymer)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 0.1 중량부 내지 25 중량부를 포함하는 혼합물로 이루어져 있다. 본 실시예에서, 상기 표면층(20)의 폴리올레핀 수지는, 상기 중심층(10)과 마찬가지로 폴리에틸렌이 사용되고 있다.

상기 탄소나노튜브는, 정전기 방지를 위한 것으로서, 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 신소재로서, 관의 지름이 수 내지 수십 나노미터(nm)에 불과하여 탄소나노튜브라고 일컬어지게 되었는데, 이러한 탄소나노튜브(22)는 전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도는 철강보다 100배나 뛰어나다는 장점이 있으며, 1％만 변형시켜도 끊어지는 탄소 섬유(Carbon fiber)와는 달리 15％가 변형되어도 견딜 수 있다는 장점이 있다.

상기 영구대전방지제는, 정전기 방지를 위한 것으로서, 다양한 작용기를 가진 고분자로서, 예컨대, 금속염 화합물 (예를 들어, LiN(CF3SO3)2등)을 보조용매로서 폴리에틸렌글리콜 등의 에테르계 화합물과 폴리에스터 엘라스토머, 나일론계 엘라스토머 또는 우레탄계 엘라스토머와 일정비로 혼합하여 제조되는 것이 일반적이다. 예컨대, Polyether Block Polyamide Copolymer를 들 수 있다. 특히 상기 나일론계 영구대전방지제 또는 우레탄계 영구대전방지제를 사용하게 되면, 상기 표면층(20)의 유연성이 충분히 확보될 수 있다는 장점이 있다.

본 실시예에서는, 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여, 나일론계 영구대전방지제 0.1 중량부 내지 25 중량부가 사용되는데, 0.1 중량부 미만으로 사용되면, 대전방지력이 저하된다는 단점이 있고, 25 중량부 초과하여 사용되면, 상기 영구대전방지제가 고가이므로 상기 표면층(20)의 제조 비용이 증가하게 되며, 상기 표면층(20)의 연성이 지나치게 증가하여 성형성이 저하된다는 단점이 있다.

상기 인쇄층(30)은, 상기 무늬를 표현하는 층으로서, 상기 표면층(20)의 양면 중 상기 중심층(10)과 마주하는 일면에 형성된다. 본 실시예에서는, 상기 인쇄층(30)이 그라비아 인쇄법(Gravure printing)에 의하여 상기 표면층(20)의 일면에 인쇄됨으로써 형성된다. 본 실시예에서는, 상기 인쇄층(30)의 무늬가, 영구대전방지제를 포함하는 전도성 잉크에 의하여 형성된다.

상기 그라비아 인쇄법은, 오목판 인쇄기법의 하나로서, 화학적 부식 방법, 헤리오 전자 조각, 레이저 등으로 제판한 오목판을 이용하여 회전(Rotary)방식으로 인쇄하는 기법인데, 상기 오목판을 그라비아(gravure)라고 지칭한 데서 그 명칭이 유래하는데, 오목판의 오목한 부분에 액체 잉크를 채워 그 밖의 부분의 잉크를 훑개(Doctor Blade)로 제거하고 오목판에 인쇄물을 압착함으로써 인쇄가 이루어진다. 그라비아 인쇄는 판의 깊이에 따라 계조(gradation)를 나타내기 때문에 농담이 풍부하고 강한 느낌을 줌으로써 각종 서적, 상업 인쇄물, 미술 인쇄물, 우표 인쇄 외, 흡수성이 없는 셀로판, 플라스틱 필름, 알루미늄 박판 등의 포장 인쇄, 건축재료 인쇄와 대량 생산에 적합한 식품 포장재 등 각종 인쇄에 응용 범위가 넓다.

이하에서는 상술한 구성의 건축용 무늬 타일(100)의 제조 방법의 일례를 설명하기로 한다.

먼저, 폴리에틸렌을 용융시킨 후, 상기 카본 분말, 탄소 섬유, 경탄 및 이산화티탄을 혼합한 혼합물을 충분히 혼련시키고, 상기 혼련된 혼합물을 압출기를 이용하여 압출 성형함으로써 얇은 시트 형상의 중심층(10)을 제조한다.

그리고, 상기 표면층(20)을 제조하게 되는데, 폴리에틸렌을 용융시킨 후, 상기 나일론계 영구대전방지제를 혼합한 혼합물을 충분히 혼련시키고, 상기 혼련된 혼합물을 압출기를 이용하여 압출 성형함으로써 얇은 시트 형상의 표면층(20)을 제조한다.

이어서, 상기 표면층(20)의 양면 중 상기 중심층(10)과 마주하는 일면에, 상기 인쇄층(30)이 그라비아 인쇄법(Gravure printing)에 의하여 인쇄됨으로써 형성된다. 이때, 영구대전방지제를 포함하는 전도성 잉크가 사용된다.

마지막으로, 상기 인쇄층(30)이 인쇄된 표면층(20)과 상기 중심층(10)을 열융착시켜 합지시킨 후, 적당한 크기로 절단 가공을 하게 되면, 도 3에 도시된 바와 같은 건축용 무늬 타일(100)이 완성된다. 이때, 상기 인쇄층(30)은 상기 중심층(10)과 표면층(20)의 사이에 배치되도록 하여 합지시킨다.

상술한 구성의 건축용 무늬 타일(100)은, 상기 중심층(10) 및 표면층(20)이 친환경적인 재료인 폴리올레핀 합성수지를 주재료로 하여 제조되므로, 화재 등의 비상시에도 염소가스와 같은 인체에 유해한 가스 성분이 발생하지 않는다는 장점이 있다.

그리고, 상기 건축용 무늬 타일(100)은, 상기 중심층(10)이 카본 분말 및 탄소 섬유를 함유하고 있고 상기 표면층(20)이 영구대전방지제를 함유하고 있으므로, 정전기의 발생이 방지될 수 있다는 장점이 있으며, 일반적인 계면활성제를 사용하는 경우와 비교하여, 대전방지력이 반영구적으로 지속될 수 있다는 장점도 있다.

한편, 상기 건축용 무늬 타일(100)은, 상기 인쇄층(30)이 그라비아 인쇄법에 의하여, 상기 표면층(20)의 양면 중 상기 중심층(10)과 마주하는 일면에 인쇄됨으로써 형성되므로, 신속하게 상기 인쇄층(30)을 형성할 수 있으므로 대량 생산에 적합하다는 장점이 있다.

또한, 상기 건축용 무늬 타일(100)은, 상기 인쇄층(30)의 무늬가 영구대전방지제를 포함하는 전도성 잉크에 의하여 형성되므로, 상기 중심층(10) 및 표면층(20) 간의 전기 흐름이 더욱 원활하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.

본 실시예에서는, 상기 표면층(20)이 영구대전방지제를 포함하고 있으나, 영구대전방지제 대신에 탄소나노튜브를 사용할 수도 있으며, 영구대전방지제 및 탄소나노튜브를 동시에 사용할 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 인쇄층(30)이 그라비아 인쇄법에 의하여 상기 표면층(20)의 양면 중 상기 중심층(10)과 마주하는 일면에 인쇄되고 있으나, 스크린 인쇄법, 옵셋트 인쇄법 등으로 상기 인쇄층(30)을 형성할 수 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 인쇄층(30)의 무늬가 영구대전방지제를 포함하는 전도성 잉크에 의하여 형성되고 있으나, 다른 종류의 대전방지제를 함유한 전도성 잉크에 의하여 형성될 수 있음은 물론이다.

이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.

＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 건축용 무늬 타일 10 : 중심층
20 : 표면층 30 : 인쇄층

Claims (4)

1. 무늬가 인쇄된 건축용 무늬 타일에 있어서,
   폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 카본 분말 5 중량부 내지 35중량부, 탄소 섬유 0.1 중량부 내지 10 중량부, 경탄 10 중량부 내지 35 중량부, 이산화티탄 5 중량부 내지 35 중량부를 포함하는 혼합물로 이루어지는 시트 형상의 중심층;
   상기 중심층의 일면에 배치되는 투명 또는 반투명의 시트로서, 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브 및 영구대전방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 0.1 중량부 내지 25 중량부를 포함하는 혼합물로 이루어지는 표면층;
   상기 표면층의 양면 중 상기 중심층과 마주하는 일면에 형성되며, 상기 무늬를 표현하는 인쇄층;을 구비하며,
   상기 인쇄층은, 그라비아 인쇄법에 의하여 상기 표면층의 일면에 인쇄됨으로써 형성되며,
   상기 인쇄층의 무늬는, 영구대전방지제를 포함하는 전도성 잉크에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 건축용 무늬 타일.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 폴리올레핀 수지는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아이소프렌, 폴리부텐 및 이들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 건축용 무늬 타일.
4. 삭제

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