KR101573810B1 - 바닥재 및 이를 생산하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바닥재 및 이를 생산하는 방법을 제공하고, 본 발명에서 바닥재는 실질적으로 엘라스토머 재료의 웹- 또는 플레이트-유형의 매트릭스를 포함하고, 상기 매트릭스에는 열가소성 재료의 입자가 제공되며, 매트릭스의 엘라스토머 재료 및 입자의 열가소성 재료는 하나 이상의 동일한 모노머를 포함한다.

Description

바닥재 및 이를 생산하는 방법{FLOOR COVERING AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 엘라스토머성 재료로 제조되고, 입자가 제공되는, 본질적으로 시트 형상 또는 플레이트 형상 매트릭스를 포함하는 바닥재(floor covering)에 관한 것이다.
상기와 같은 바닥재는 독일 특허 DE 198 48 137 B4호에 공지되어 있다. 상기 특허에 기재된 바닥재는 바닥재에 색을 주기 위해서 입자가 제공되고, 이러한 입자는 시트로 성형되는 기초 재료 상에 산포된다. 그러한 입자는 미가황 고무재료로 구성된다. 후속 열 처리는 입자가 기계적 힘의 영향에 의해 변형되도록 입자를 연화시킨다. 이는 입자의 균일한 접착을 초래한다. 입자는 기계적 힘과 고온의 작용에 의해 매트릭스 내에 확실하게 혼입된다.
그러나, 비가교성 입자, 예를 들어, 열가소성 재료가 사용되는 경우에는 바닥재의 매트릭스 내 이들의 혼입에 문제가 있다. 지금까지, 입자의 혼입은 접착제의 사용에 의해 개선되었다. 그러나, 접착제는 추가 비용을 야기하고, 가공하기 복잡하다.
본 발명의 목적은 매트릭스 내에 용이하고 확실하게 혼입되는 입자가 제공되는 바닥재를 생산하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1항의 특징부에 의해 달성된다. 종속항에는 유리한 구체예가 참조된다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 매트릭스의 엘라스토머성 재료 및 입자의 열가소성 재료 각각은 하나 이상의 매칭 모노머(matching monomer)를 지닌다. 두 성분들의 동일한 모노머는 서로에 대해 우수한 접착성을 지녀, 매트릭스에서 입자의 특히 우수한 접착을 야기한다. 접착제를 사용하여 접착이 더욱 더 개선될 수 있다. 바닥재의 생산에 흔히 사용되는 합성 재료인 스티렌 부타디엔 고무(SBR)가 사용되는 경우, 스티렌뿐만 아니라 부타디엔이 열가소성 재료에서의 모노머에 매칭하는 모노머일 수 있다. 그러한 열가소성 재료의 예에는 폴리스티렌(PS) 및 스티렌 부타디엔 블록 코폴리머(SBS)가 있다.
매트릭스의 엘라스토머성 재료는 열가소성 엘라스토머 또는 고무(rubber)로 제조될 수 있다. 그러한 재료들로 제조된 바닥재는 유리한 사용 특성, 예컨대, 미끄럼 방지 특징(non-slip characteristic), 충격음 차단력(impact sound insulation) 및 낮은 정전하를 지닌다. 추가로, 폴리머는 바닥재가 또한 유리한, 특히, 낮은 방출, 화재 거동(fire behavior)을 나타내는 방식으로 선택될 수 있다. 바닥재의 매트릭스를 위한 유리한 재료에는 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM), 천연 고무(NR) 및 이소프렌 고무(IR)가 있다.
열가소성 재료는 열가소성 엘라스토머로서 구성될 수 있다. 열가소성 엘라스토머(TPE)는, 실온에서 엘라스토머의 특성에 필적하는 특성을 지니고, 연화 온도 및/또는 용융 온도 초과의 고온에서 열가소성 재료의 특성에 필적하는 특성을 지니는 플라스틱이다. 결과적으로, 열가소성 엘라스토머로 제조된 물질은 실온에서 비교적 낮은 경도 및 고무-유사 탄성을 지닌다. 고온에서, 열가소성 엘라스토머의 가교점은 재료가 열가소성 성형 방법, 예를 들어, 사출 성형 또는 압출 시스템에 의해 가공될 수 있도록 가역적으로 분리되고, 엘라스토머 특성은 재료가 냉각된 후에 회복된다.
입자는 적어도 부분적으로 투명하게 구성될 수 있다. 특히 열가소성 엘라스토머는 매우 다양한 색, 그리고 특히 또한 투명한 형태로 이용가능하고, 특히 투명한 열가소성 엘라스토머의 사용은 부분적으로 투명한 바닥재의 생산을 가능하게 하고, 그렇지 않으면, 입자가 색이 있는 경우엔 부분적으로 반투명한 바닥재의 생산을 가능하게 한다. 추가로, 바닥재는 바닥재가 반투명인 방식으로 구성될 수 있다. 여기서, 투명한 열가소성 엘라스토머가 매트릭스의 가황된 엘라스토머성 재료의 경도에 본질적으로 상응하는 경도로 제조될 수 있는 것이 특히 유리하다. 따라서, 표면 영역 전체에 걸쳐 유사한 특성을 지니는 바닥재를 생산하는 것이 가능하다. 대조적으로, 투명하게 구성된 가황가능한 엘라스토머성 재료는 항상 매트릭스보다 낮은 경도를 지녀서 바닥재는 연속적으로 균일한 특성을 지니지 않는다.
투명하게 구성된 열가소성 재료에 또한 효과 안료(effect pigment)가 제공될 수 있다. 효과 안료는 바닥재에 색조 또는 광택에 각도-의존형 변화(angle-dependent variation)를 제공한다. 이들은 일반적으로 특정 광학 특성을 지니는 금속 입자로 구성된다. 그러한 안료의 효과는, 안료가 특히 투명한 열가소성 재료의 매트릭스 내에 확실하게 혼입되어 있는, 투명한 재료에서 특히 분명하게 나타난다.
엘라스토머성 재료 및 열가소성 재료에 충전제가 제공될 수 있고, 엘라스토머성 재료 중의 충전제 비율은 열가소성 재료 중의 충전제 비율보다 높다. 바닥재에 사용되는 재료 중에서, 충전제는 바닥재에 요망되는 바닥재 재료의 특성을 개선시킨다. 그러나, 대부분의 충전제, 예를 들어, 카본 블랙은 열가소성 재료의 투명성을 손상시킨다. 따라서, 투명한 재료 중의 충전제 비율은 바람직하게는 엘라스토머성 재료 중의 충전제 비율보다 낮다. 그러나, 엘라스토머성 재료의 상당히 더 높은 비율로 인해, 대체로, 요망되는 유리한 특성을 지니는 바닥재가 얻어진다.
입자는 반제품(semi-finished product)으로부터 제조될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 열가소성 엘라스토머는 매트릭스 상에 산포되기 전에 성형 공정(shaping process)을 거친다. 유리한 성형 공정은 통상적인 열가소성 성형 공정, 예컨대, 사출 성형 및 압출이다. 이러한 방법은 매우 다양한 형상으로 입자를 생산하는데 이용될 수 있다. 가능한 형상은 사출 성형 공정에 의해서 원형, 원형 고리-모양, 별-모양 또는 타원형 단면의 원통형 단면의 자유로운 형태로 제조된다. 또한, 입자는 어떠한 요망되는 길이의 스트링(string) 형태 또는 어떠한 요망되는 단면을 지니는 밴드(band) 형태로 구성될 수 있다. 이러한 스트링 또는 밴드는, 예를 들어, 스트라이프 또는 나선 모양과 같은 규칙적인 패턴(in ordered pattern), 또는 예를 들어, 스파게티 패턴과 같은 무작위 패턴(random pattern)으로 엘라스토머성 재료 상에 적용될 수 있다. 입자를 생산하기 위해서, 사출 성형 또는 압출이 후속적으로 요망되는 길이로 절단될 수 있는 압출된 프로파일을 만드는데 이용될 수 있다. 또한, 먼저 평평한 층을 만든 후, 이를 불규칙한 입자로 파쇄하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 열가소성 재료는 이의 연화 온도 및/또는 용융 온도가 엘라스토머성 재료의 가황 온도보다 낮게 있도록 하는 방식으로 선택된다. 결과적으로, 입자는 적어도 엣지 영역에서 매트릭스의 엘라스토머성 재료의 가황 동안 용융되고, 입자의 경계면에서 상호 침투가 발생한다. 가황처리가 완료된 후, 입자는 바닥재의 매트릭스 내에 특히 확실하게 혼입된다.
엘라스토머성 재료 및 열가소성 재료는 스티렌 및/또는 부타디엔 및/또는 에틸렌 및/또는 프로필렌 및/또는 이소프렌을 매칭 모노머로서 함유할 수 있다. 이러한 모노머는 열가소성 재료뿐만 아니라 엘라스토머성 재료 둘 모두를 위한 플라스틱 화학에서 흔히 사용되는 모노머이다.
본 발명에 따른 바닥재의 여러 구체예는 실시예를 기초로 하여 하기에 더 상세하게 설명된다.
예로서, 도 1은 열가소성 재료로 제조된 입자가 제공되는 엘라스토머성 재료의 매트릭스를 지니는 바닥재를 나타낸 것이다. 입자는 반제품으로부터 투명하게 제조되고, 이에 따라 매우 다양한 형상으로 이용가능하다. 단지 예로서, 도면에는 원형, 환형, 반달 모양 및 별 모양 단면을 지니는 입자가 나타나 있다.
예로서, 도 2는 도 1에 따른 바닥재를 나타낸 것이고, 이러한 구체예에서 입자는 밴드 및 스트링의 형태로 구성되어 있다. 도 2는 또한 스트라이프의 형태로, 그리고 무작위 스파게티 패턴으로서 입자의 배열을 나타낸 것이다.
실시예 1
실시예 1은 엘라스토머성 재료로 제조된 플레이트-형상 매트릭스를 지니는 바닥재를 나타낸 것이다. 이러한 구체예에서, 매트릭스는 스티렌 부타디엔 고무 (SBR)로 제조되었다. 매트릭스에는 열가소성 엘라스토머로 제조된 투명한 입자가 제공되었다. 이러한 구체예에서, 입자는 스티렌 부타디엔 블록 코폴리머(SBS)였다. 열가소성 엘라스토머에는 효과 안료가 추가로 제공될 수 있다. 매트릭스의 엘라스토머성 재료 및 입자의 열가소성 재료는 매칭 모노머로서 스티렌을 지녔다. 엘라스토머성 재료 및 열가소성 재료에는 재료 특성을 개선시키기 위하여 충전제가 제공되었고, 충전제의 함량은 열가소성 재료에서보다 엘라스토머성 재료에서 더 높았다. 추가로, SBS는 95℃의 연화 온도를 지니고, 이러한 연화 온도는 SBR에 적용하는 약 180℃의 가황 온도보다 낮았다.
본 발명에 따른 추가 재료 조합은 하기 표에 기재되어 있다.
입자를 생산하기 위하여, 가장 먼저, 이후 크기에 맞춰 절단되는 반제품으로서 압출에 의해 압출 프로파일을 생산하였다. 이는 소정 길이의 소정 프로파일을 지니는 입자를 초래하였다. 이렇게 제조된 입자를 플레이트-형상의 엘라스토머성 재료 상에 산포하고, 카랜더(calander)에 의해 시트로 성형하고, 열 처리를 거쳐 SBR을 가황시켰다. 매칭 모노머, 즉, 스티렌으로 인해, 입자는 바닥재의 매트릭스 내에 확실하게 혼입되었다.
또 다른 유리한 구체예에서, 입자는 밴드 또는 스트링의 형태로 구성된다.
실시예 2
실시예 2는 엘라스토머성 재료로 제조된 플레이트-형상 매트릭스를 지니는 바닥재를 나타낸 것이다. 이러한 구체예에서, 매트릭스는 니트릴 부타디엔 고무(NBR)로 구성되었다. 매트릭스에는 열가소성 엘라스토머로 구성된 여러 색의 입자가 제공되었다. 이러한 구체예에서, 입자는 스티렌 부타디엔 블록 코폴리머(SBS)로 구성되었다. 매트릭스의 엘라스토머성 재료 및 입자의 열가소성 재료는 매칭 모노머로서 부타디엔을 함유하였다.
입자를 생산하기 위하여, 가장 먼저, 사출 성형에 의해 자유 형태를 만들었다. 또한, 엘라스토머성 재료를 시트로 성형하고, 이어서 입자를 시트 상에 산포하고, 열 처리를 거쳐 SBR을 가황시켰다. 매칭 모노머, 즉, 부타디엔으로 인해, 입자는 바닥재의 매트릭스 내에 확실하게 혼입되었다.
실시예 3
실시예 3은 엘라스토머성 재료로 제조된 플레이트-형상 매트릭스를 지니는 바닥재를 나타낸 것이다. 이러한 구체예에서, 매트릭스는 스티렌 부타디엔 고무(SBR)로 제조되었다. 매트릭스에 열가소성 재료로 제조된 투명한 입자가 제공되었다. 이러한 구체예에서, 입자는 폴리스티렌(PS)이었다. 금속성 효과 안료를 열가소성 재료 내에 혼입하였다. 매트릭스의 엘라스토머성 재료 및 입자의 열가소성 재료는 매칭 모노머로서 스티렌을 지녔다.
입자를 생산하기 위하여, 가장 먼저, 반제품으로서 압출에 의해 평평한 층을 만들었고, 이를 이어서 파쇄하여 입자를 형성시켰다. 이는 무작위로 성형된 입자를 생성시켰다. 엘라스토머성 재료를 카랜더에 의해 시트로 성형하고, 이후 입자를 시트 상에 산포하고, 다시 한번 카랜더로 처리하고, 입자가 제공된 시트를 열 처리를 거쳐 SBR을 가황시켰다. 매칭 모노머, 즉, 스티렌으로 인해, 입자는 바닥재의 매트릭스 내에 확실하게 혼입되었다.
하기 표는 실시예에 따라 기재된 바닥재의 생산을 위한 엘라스토머성 재료 및 열가소성 재료로 제조된 본 발명에 따른 재료 조합을 나타낸 것이다.
Figure 112013027595309-pct00001

Claims (10)

  1. 엘라스토머성 재료로 제조되는 본질적으로 시트 형상 또는 플레이트 형상 매트릭스를 포함하는 바닥재(floor covering)로서,
    매트릭스에 열가소성 재료로 제조된 입자가 제공되고, 매트릭스의 엘라스토머성 재료 및 입자의 열가소성 재료가 각각 하나 이상의 매칭 모노머(matching monomer)를 지니고, 매트릭스의 엘라스토머성 재료가 고무(rubber)로 되며, 상기 열가소성 재료는 열가소성 엘라스토머로서 구성되는, 바닥재.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 입자가 적어도 부분적으로 투명하게 제조됨을 특징으로 하는 바닥재.
  4. 제 1항에 있어서, 효과 안료(effect pigment)가 입자 내에 혼입됨을 특징으로 하는, 바닥재.
  5. 제 1항에 있어서, 엘라스토머성 재료 및 열가소성 재료에 충전제가 제공되고, 엘라스토머성 재료 중의 충전제 비율이 열가소성 재료 중의 충전제 비율보다 높음을 특징으로 하는, 바닥재.
  6. 제 1항에 있어서, 입자가 반제품(semi-finished product)으로부터 제조됨을 특징으로 하는, 바닥재.
  7. 제 1항에 있어서, 열가소성 재료가 이의 연화 온도, 용융 온도, 또는 연화 온도와 용융 온도 둘 모두가 열가소성 재료의 가황 온도보다 낮게 있도록 하는 방식으로 선택됨을 특징으로 하는, 바닥재.
  8. 제 1항에 있어서, 엘라스토머성 재료 및 열가소성 재료가 스티렌 또는 부타디엔 또는 에틸렌 또는 프로필렌 또는 이소프렌을 매칭 모노머로서 함유함을 특징으로 하는, 바닥재.
  9. 바닥재를 생산하는 방법으로서, 우선적으로, 열가소성 엘라스토머로서 구성되는 열가소성 재료의 입자를 제공하고, 엘라스토머성 재료의 평평한 매트릭스를 생성시키고, 이어서 매트릭스 상에 입자를 산포하고, 매트릭스를 가황 공정으로 처리하는, 방법.
  10. 삭제
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