KR101210228B1

KR101210228B1 - 에폭시계 정전기 분산 및 대전 방지용 도전성 바닥재

Info

Publication number: KR101210228B1
Application number: KR1020110077123A
Authority: KR
Inventors: 임동건
Original assignee: 임동건
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2012-12-10

Abstract

본 발명은 작업공간에서 전기적 또는 작업자에 의해서 발생 되는 정전기를 흡수 방전시키기 위해 폴리아마이드 수지, 도전성 복합 필러, 규사, 금속분말, 메탈 파이버, 전도성 폴리머 수지 및 첨가제가 함유된 에폭시계 도전성 바닥재로서 도전성 복합 필러를 포함하는 구성물의 함량 조절을 통해 1.0x10⁴ ~ 2.5x10⁵Ω 범위의 표면-표면저항을 가지는 레진 몰탈 형태 또는 에폭시 형태로 선택하여 작업현장의 여건에 따라 도포가 가능하다. 에폭시계 정전기 방지 및 대전 방지용 도전성 바닥재는 도포 시 피도면과 부착력이 우수하고 정전기 흡수 분산성이 뛰어나며, 표면 내구성이 우수한 특성을 가지고 있다.
에폭시계 도전성 바닥재는 표면-표면저항 또는 표면-접지저항은 1.0x10⁴ ~ 2.5x10⁵Ω 범위 내에서 임의 조절이 용이하고 화약저장고 및 화약물품 취급소, 유류 보관소, 군용 폭발물 보관소 등 정전기에 의한 폭발 사고의 위험성이 높은 시설물 바닥에 시공하여 정전기에 의한 폭발사고를 사전에 방지하여 위험을 최소화 할 수 있다. 그리고 중량물 이동 및 낙하로 인해 강도가 요구되는 부분에는 레진 몰탈 형태로 시공하거나 박막형태로 도포가 필요한 부분에는 에폭시 형태로 도포가 가능한 특징을 가지고 있다. 또한 화약 등의 발화물질 잔존을 방지하기 위한 물청소가 가능한 특징을 가지고 있다. 무엇보다도 마찰이나 중량물에 의해 표면이 손실되어 표면-표면 및 표면-접지 저항이 낮아지는 경우 상도의 부분 도포만으로 원하는 표면-표면저항을 유지할 수 있어 유지보수가 용이한 특성이 있다.

Description

에폭시계 정전기 분산 및 대전 방지용 도전성 바닥재{ELECTROSTATIC DISSIPATIVE FLOORING}

본 발명은 에폭시계 도전성 바닥재에 관한 것으로서 보다 상세하게는 폴리아마이드 수지에 도전성 복합 필러, 규사, 금속 분말, 메탈 파이버, 전도성 폴리머 수지 및 첨가제로 포함하며, 이와 같은 구성물의 함량 조절을 통해 레진 몰탈 형태 및 에폭시 형태로 도포가 가능하며 피도면과의 부착력과 중량물에 대한 내구성이 우수하고 정전기 흡수 분산성이 뛰어난 에폭시계 도전성 바닥재에 관한 것이다.

종래의 정전기 흡수 분산 기능을 갖는 바닥재는 크게 패널 형태의 부착형 제품과 바닥모르타르 형태의 제품으로 분류될 수 있다.

패널 형태의 부착형 제품은 타일, 카펫 또는 결합하여 사용할 수 있는 메트 형태의 제품으로 패널 형태 제품 사용 시 틈새부분에 이물질이 들어가 오염되거나 중량물에 의해 쉽게 파손되는 문제점을 가지고 있으며, 카펫 또는 메트 형태의 제품의 경우에 먼지나 오염물로 인해 오염되는 경우 설치 초기에 가지는 전기저항의 변화가 생기는 문제가 나타나거나 바닥면에 고정되어 있지 않아 연결부위가 떨어져 부분적으로 정전기 흡수 특성이 낮아지며 흡수시에도 방전되지 못하는 문제점이 발생되고 있다.

바닥 모르타르 형태의 제품은 시멘트를 주성분으로 하는 모르타르를 시공하거나 에폭시를 주성분으로 하는 에폭시 바닥재 형태를 시공하는 것이다. 시멘트 모르타르의 경우 표면의 마찰로 전기전도성을 가진 성분이 첨가된 시멘트 분진이 날리는 경우 정전기로 인한 기기불량을 야기시킬 수 있으며, 장기적으로 모르타르의 수축에 의한 크랙이 발생하여 전기전도성 유지에 문제가 나타나게 된다. 에폭시 바닥재의 경우 대부분 박막형태로 도포되는 제품으로서 도포표면의 내구성이 약해 중량물에 의한 충격 시 파손되거나 박리되는 문제점이 나타나고 있다. 따라서 이러한 문제점이 정전기의 흡수 방출 기능을 저하시키는 요인으로 작용하는 단점이 있다.

따라서, 정전기 흡수 분산이 요구되는 구역에 시공 시 부착력과 표면 내구성 및 정전기 분산특성이 균질하고 오염물에 의한 표면 오염도가 낮으며 물리적 특성이 우수하여 중량물이나 작업자로 인한 파손되는 특성이 낮은 제품의 개발이 요구되는 상황이다. 무엇보다도 부득이한 충격으로 인한 파손이나 표면마모 시 보수가 용이한 정전기 분산용 바닥재의 제품 개발이 필요하다고 보고 있다.

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본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 구성물의 함량 조절을 통해 정전기 분산 및 대전 방지 성능을 유지하면서 부착력과 외부 충격에 대한 내구성능이 요구되는 현장에는 레진 몰탈 형태의 제품을 시공하고 에폭시 형태의 제품은 정밀기기의 취급 장소와 같이 분진으로 인한 작업장 내 기기장치의 오작동 등에 의한 피해를 막고 이음새나 틈새부분이 적어 오염물의 잔류가 없으며 필요시 물청소가 가능하다. 또한 바닥면 시공 후 파손 또는 마모로 인해 정전기 분산 및 대전방지 성능에 변화가 있는 경우 시공면의 부분보수가 용이하므로 표면-표면 및 표면-접지 저항의 유지, 관리가 편리한 에폭시계 정전기 분산 및 대전 방지용 도전성 바닥재 조성물을 제공하는 것이다.

정전기 분산 및 대전 방지 성능을 유지하면서 부착력과 외부 충격에 대한 내구성능이 우수한 특성을 위해 폴리아마이드 수지에 도전성 복합 필러, 규사, 금속분말, 메탈 파이버, 전도성 폴리머 수지 및 첨가제가 포함된 것을 특징으로 하는 에폭시계 정전기 분산 및 대전 방지용 도전성 바닥재를 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

표면-표면 저항과 표면-접지 저항은 최종 도포면에 대해 측정 시에 표면-표면저항이 1.0x10⁴ ~ 2.5x10⁵Ω 범위내에서 측정될 시에 표면-접지 저항도 동일한 범위의 저항을 가지므로 하기에서는 표면-표면 저항에 대해 명시하였다.

본 발명에 따른 에폭시계 정전기 분산 및 대전 방지용 도전성 바닥재는 폴리아마이드 수지, 도전성 복합 필러, 규사, 금속분말, 메탈파이버, 전도성 폴리머 수지 및 첨가제로 구성되어 있으며 정전기 분산 특성이 우수하고 표면-표면저항이 균일하며 무엇보다도 우수한 보수 특성을 나타내는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 에폭시계 정전기 분산 및 대전 방지용 도전성 바닥재는 1.0x10⁴ ~ 2.5x10⁵Ω 범위내에서 조절이 가능한 표면-표면저항 및 표면-접지저항을 가지는 형태로서 중량물 이동 및 낙하로 인해 강도가 요구되는 부분에는 레진 몰탈 형태로 시공하거나 박막형태가 요구되는 부분에는 에폭시 형태로 도포가 가능한 특징을 가지고 있다. 화약저장고 및 화약물품 취급소, 유류 보관소, 군용 폭발물 보관소 등 정전기에 의한 폭발 사고의 위험성이 있는 시설물 바닥에 시공하여 정전기에 의한 폭발사고를 사전에 방지하기 위함이다. 무엇보다도 발화물질 잔존 방지를 위해 물청소가 가능하며 마찰이나 중량물에 의해 표면이 파손 시에 상도의 부분 도포만으로 보수가 가능하므로 바닥면의 유지 보수가 용이한 특성이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기에서 언급한 구성 요소에 대한 설명은 다음과 같다.

상기 폴리아마이드 수지는 통상적으로 에폭시계 바닥재 도료에 사용되는 수지를 사용하며 특정 제품 및 제조방법에 의해 제조된 것을 사용하는 것으로 한정하지는 않으며 총 100중량 대비 10~75 중량을 함유하는 것이 바람직하다. 10중량 미만시 도포 후 바닥면에 대한 부착력이 낮아 박리가 발생하게 되며 75 중량 초과시 표면-표면저항이 높아지는 문제점이 나타난다.

상기 도전성 복합 필러는 카본을 주성분으로 함유하여 전기전도성을 가진 카본블랙, 가탄재, 토상흑연 중 하나 이상에 입자 크기나 입자간 간격에 영향을 받지 않고 일정한 전기전도성을 가지도록 하기 위해 구리(Copper) 미분을 도핑 표면처리하여 제조한 것이며, 총 100중량 대비 8~23중량을 함유하는 것이 바람직하다. 8 미만시 1.0x10⁴ ~ 2.5x10⁵Ω 범위의 표면-표면저항을 가지지 못하며, 23 초과시에는 표면-표면저항이 1.0x10⁴Ω미만으로 너무 낮아져 오히려 외부로부터 발생된 정전기 또는 전기가 유입되는 문제가 나타난다.

상기 규사는 통상적으로 건축물의 모르타르에 사용되는 것으로서 0.05~0.9mm의 크기를 가지는 것을 사용한다. 규사크기가 0.05mm 미만시 중도에 필러로서 기능이 낮아져 규사의 함량이 증가하여야 하며 이로 인해 표면-표면 저항이 높게 되는 문제점이 있으며, 0.9mm 초과시에는 중도 도포면이 균일하지 않게 되며 그리고 규사 사이에 폴리아마이드 수지 분포가 낮아져 중도 도포면이 물리적 충격에 쉽게 파손되는 위험성이 나타나게 된다. 이와 같이 0.05~0.09mm 크기를 가지는 규사는 총 100중량 대비 7~35 중량을 함유하는 것이 바람직하다. 7 중량 미만시 중도면에 필러의 함량이 충분하지 않아 물리적 특성이 낮아지게 되며, 35초과시에는 규사 입자사이에 폴리아마이드 수지 분포가 낮아져 이 또한 중도면의 물리적 특성이 낮아지는 문제가 발생하게 된다.

상기 금속분말은 실버에 구리가 도포된 형태로 도전성 복합 필러와 메탈 파이버간의 연결을 위한 것으로서 형상이 구형 형태보다는 부분적으로 분산되는 경우 도전성 복합 필러와 메탈 파이버간의 연결역할로 활용이 용이한 플레이크(flake) 형태가 유리하다. 총 100중량 대비 3.5~7 중량을 함유하는 것이 바람직하다. 3.5 미만시 도전성 복합 필러와 메탈 파이버간의 연결 역할이 원활하지 못해 부분적으로 표면-표면저항이 균일하지 못하고 높아지는 문제가 나타나게 되며, 7 초과시 중도 도포 전 혼합시에 플레이크 형상의 금속분말이 균질하게 분산되지 않고 엉겨있게 되어 도포면의 물리적 특성이 저하되게 되며 표면-표면 저항이 균일하게 나오지 못하는 문제점이 나타난다.

상기 메탈 파이버는 니켈이 1wt% 이상 함유된 stainless steel로서 5mm 이하의 길이를 가진 것을 사용하며 총 100 중량 대비 0.1~1.0 중량을 함유하는 것이 바람직하다. 0.1 중량 미만시 또는 1.0 중량 초과시에 표면-표면 저항이 1.0x10⁴ ~ 2.5x10⁵Ω 범위를 벗어나게 되며 또한 4.0 중량 초과시에는 도포면 마감성이 떨어지는 단점이 나타나게 된다.

상기 전도성 폴리머 수지는 탄소를 주성분으로 함유하는 backbone으로서 탄소간에 이중결합과 단열결합 구조를 반복적으로 가지고 있어 전기가 통하는 구조이다. 이중결합이 가지고 있는 파이결합내 에서는 분자간에 서로 전자를 공유하고 있으며 외부에서 전기적충격에 의해 전자가 가해지거나 빠져나가게 되는 경우 전자 처리로 인해 공유하고 있던 전자가 지속적으로 서로 간에 이동하게 되며 이로 인해 전기를 흐르게 하는 것이다. 전도성 수지는 총 100 중량 대비 6.3~21 중량을 함유하는 것이 바람직하며, 6.3 중량 미만이거나 21 중량 초과시에는 도포면에서 부분적으로 표면-표면 저항이 1.0x10⁴ ~ 2.5x10⁵Ω 범위를 벗어나게 되는 문제점이 나타나게 된다.

상기 첨가제로는 메탈 파이버 엉김으로 인해 연행되는 기포를 제거하기 위해 소포제 및 탈포제를 사용한다. 소포제는 BYK사의 폴리실록산 용액으로 구성된 유용성 도료용 실리콘계 소포제와 비실리콘계 폴리머 소포제중 하나 이상을 사용하며, 탈포제는 BYK사의 스타일렌 변성 아크릴계를 가진 아크릴릭 에멀젼 형태의 제품을 사용하는 것이 적합하다. 그리고 혼합 원재료의 침강방지를 위해 BYK사의 유동성 조정 첨가제를 사용하는 것이 적합하다. 유동성 조정 첨가제는 수지에 첨가시에 pseudo-plastic 및 요변성을 부여하여 원재료의 침강방지 효과를 나타내게 된다. 첨가제는 총 100 중량 대비 0.1~3.0 중량이 바람직하며 0.1중량 미만시에 메탈 파이버의 분산특성이 떨어져 기포 제거가 않되거나 3.0중량 초과시에 도포면 상부에 첨가제가 유막을 형성하여 표면-표면저항이 높아지는 문제점이 나타난다.

이하 본 발명은 정전기 흡수 분산 기능을 가지는 에폭시계 정전기 분산 및 대전 방지용 도전성 바닥재에 관한 것으로서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하며 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 및 비교예>

하기 표 1의 조성에 따라 에폭시계 전도성 바닥재를 배합하였다. 하기 표 1의 실시예 1~3은 본 발명에 따른 에폭시계 전도성 바닥재이다. 비교예는 구성 성분 중 일부가 제외된 경우의 예이다.

구 분		실시예			비교예
구 분		1	2	3	1	2
구성 성분	폴리아마이드수지	25.7	15.3	66.0	35.3	69.0
	도전성 복합필러	20	22	10	0	17
	규사	31	34	8	35	9
	금속분말	5.7	6.8	3.5	6.8	3.5
	메탈 파이버	0.4	0.5	0.7	0.5	0.7
	전도성 폴리머 수지	16	20	11	21	0
	첨가제	1.2	1.4	0.8	1.4	0.8
계		100	100	100	100	100
특 성	표면-표면저항(x10⁴Ω)	6.4	3.7	11.9	1320	1720
	부착강도(N/mm2)	2.2	2.0	2.4	2.3	2.6
	내마모성	61	57	52	56	67

상기 표 1에서 확인한 바와 같이 실시예 1~3에서는 모두 표면-표면저항이 1.0x10⁴ ~ 2.5x10⁵Ω 범위를 만족하여 바람직한 정전기 분산 특성을 확인할 수 있었으나 비교예 1~2 에서는 모두 범위를 벗어나는 것을 확인할 수 있었다. 비교예 1~2에는 본 특허에서 구성하고 있는 도전성 복합필러 또는 전도성 폴리머 수지를 배제한 구성물에 대한 것으로서 본 특허에서 명시한 구성성분을 모두 포함해야 목표로 하는 표면-표면저항을 만족하는 것을 확인하였다.

그리고 부착강도와 내마모성에 있어서는 레진 몰탈 형태인 실시예 1~2와 비교예 1이 유사한 수준으로 나왔으며 에폭시 형태인 실시예 3과 비교예 2가 유사한 수준으로 나왔다. 이는 도전성 복합필러와 전도성 폴리머 수지가 배제되어도 부착강도와 내마모성에 영향을 주지 않은 것을 확인하였으며 표면-표면저항에 영항을 주는 것으로 판단할 수 있다. 전체적으로 부착강도와 내마모성은 상용 에폭시 도료와 유사한 수준임을 확인하였다.

Claims

정전기 흡수 분산 특성을 가지는 에폭시계 정전기 분산 및 대전 방지용 도전성 바닥재에 관한 것으로서,
폴리아마이드 수지, 도전성 복합 필러, 규사, 금속분말, 메탈파이버, 전도성 폴리머 수지 및 첨가제로 구성되며 구성물의 함량 조절을 통해 1.0x10⁴ ~ 2.5x10⁵Ω 범위의 표면-표면 또는 표면-접지 저항을 가지는 레진 몰탈 형태 또는 에폭시 형태로 도포가 가능한 것을 특징으로 하는 에폭시계 정전기 분산 및 대전 방지용 도전성 바닥재
제 1 항에 있어서,
상기 도전성 복합 필러는 카본을 함유하여 전기전도성을 가진 카본블랙, 가탄재, 토상흑연 중 하나 이상에 입자 크기나 입자간 간격에 영향을 받지 않고 일정한 전기전도성을 가지도록 하기 위해 구리(Copper) 미분을 도핑 표면처리하여 제조한 것으로서 총 100중량 대비 8~23 중량을 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시계 정전기 분산 및 대전 방지용 도전성 바닥재
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전도성 폴리머 수지는 탄소를 함유하는 backbone으로서 탄소간에 이중결합과 단열결합 구조를 반복적으로 가지고 있어 전기가 통하는 구조로서 이중결합이 가지고 있는 파이결합내에서는 분자간에 서로 전자를 공유하고 있어 외부에서 전기적충격에 의해 전자가 가해지거나 빠져나가게 되는 경우 전자 처리로 인해 공유하고 있던 전자가 지속적으로 서로 간에 이동하게 되며 이로 인해 전기를 흐르도록 제조된 것으로서 총 100중량 대비 6.3~21 중량을 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시계 정전기 분산 및 대전 방지용 도전성 바닥재