KR20060070232A - 전도성 장척 마블바닥재 및 이의 연속공법에 의한 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 바닥장식재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 연속공법으로 제조하여 제조경비가 상대적으로 저렴하며, 특히 마블효과가 표현된 전도성 카본블랙을 함유하는 전도성 바닥재 및 그의 제조 방법에 관련된다.

본 발명의 바닥장식재는 전도성 카본블랙을 균일하게 함유하고 다양한 마블의 바닥장식재로 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 이면에 전도성 카본블랙 잉크를 백프린팅(back printing)하여 종래의 방법에 비해 상하부에 안정된 전도성을 부여함으로써 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 연속공법으로 제조한 마블이 부여된 전도성 마블바닥재의 정면도

도 2는 본 발명의 다른 태양에 따라 제조된 제품 이면에 전도성 카본잉크가 백프린팅된 전도성 마블바닥재의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 전도성 카본블랙 시트로부터 부여된 마블 모양

2: 제 1 단색 시트로부터 부여된 마블 모양

3: 제 2 단색 시트로부터 부여된 마블 모양

4: 전도성 카본잉크층

5: 전도성 마블 시트

본 발명의 전도성 바닥장식재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마블이 부여되고 특히 하나의 균일한 층으로 구성된 카본블랙을 함유하는 전 도성 바닥장식재 및 연속 공법에 의한 이의 제조방법에 관련된다.

일반적으로 전도성 기능을 갖는 바닥재는 그 기능이 전기 저항치로 표현되는데, NFPA(미국 화재방지협회)의 99규정에 의하면 표면, 체적 저항을 10,000 내지 1,000,000 Ohm으로 규정하고 있다. 특히, 반도체 조립공장 등 정전기 장애에 의해서 문제가 발생될 수 있는 장소에서는 상기의 요구품질이 만족되어야만 사용할 수 있는 것으로 규정되어 있다.

전도성 카본블랙을 포함하는 종래의 전도성 타일의 제조방법은, 먼저 염화비닐 시트를 제조하고, 이것을 커팅 또는 분쇄하여 칩으로 제조한 후, 염화비닐수지 칩 표면에 전도성 카본블랙을 코팅시킨 다음, 이렇게 제조된 전도성 카본블랙이 코팅된 칩을 일정 형태의 몰드(mold)에 넣고 프레스를 이용하여 가열 가압하여 전도성 카본블랙을 포함한 하나의 균일층(homogeneous layer)으로 구성된 블록(block)을 제조하고 이 블록(block)을 일정 두께로 슬라이싱(slicing)하여 그 표면과 이면을 샌딩(sanding) 처리하는 것으로 되며, 이에 의해 전도성 바닥장식재가 완성된다.

이러한, 전도성 바닥재의 전도성 효과 구현을 위해서는 전도성 카본블랙이 서로 연결되어 있어야 하는데, 일반적으로 국내에서는 몰드프레스를 사용한 단속공정으로 제조한다. 즉, 종래의 전도성 바닥장식재는 단속공정으로 제조되므로 생산성 향상 및 외관효과의 변화에 제약이 있었다.

본 발명은 종래의 기술적 문제점을 고려하여, 연속공법으로 제조함으로써 생 산성 향상 측면에서 종래의 단속공정에 비해 상대적으로 제조경비가 저렴하고, 마블효과가 부여되어 종래에 비해 미려한 외관의 표현이 가능한 전도성 장척 시트(sheet)와 타일 타입(tile 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, a) 전도성 카본블랙을 함유한 시트를 제조하는 단계, b) 색상이 동일하거나 서로 다른 2개의 마블부여용 단색시트를 제조하는 단계, c) 상기 a) 전도성 카본블랙을 함유한 시트와 b) 2개의 마블부여용 단색시트를 분쇄하는 단계, 및 d) 상기 c) 단계에서 분쇄된 칩을 배열 및 카렌다링하는 단계를 포함하며, 상기 각 단계가 연속공법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 전도성 장척 마블바닥재의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 따라 제조된, 전도성 카본블랙을 함유하고 마블효과가 부여된 균일층으로 이루어지며, 연속공법에 의해 제조한 전도성 장척 마블바닥재를 제공한다.

본 발명에 따른 전도성 장척 마블바닥재는 제품 상하부에 전도성을 확보하고 제품의 마모에 따른 전도성의 변화가 없도록, 제품 이면에 전도성 카본잉크가 백프 린팅(Back Printing)된 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 c) 단계에서 a) 단계의 전도성 카본블랙을 함유한 시트와 b) 단계의 2개의 마블부여용 단색시트를 먼저 합판한 후 분쇄하는 것을 특징으로 한다. 합판은 독특한 마블과 안정적 전도성의 구현을 위하여 필요한 공정이다.

본 발명에 따른 연속공법은 종래의 몰드프레스 공법이 아닌 미리 마블링용 시트와 카본블랙을 포함한 시트를 칩으로 분쇄 ⇒ 배열 ⇒ 카렌다링의 공정이 연속으로 이루어지므로, 종래의 몰드프레스를 사용하여 몰드에서 한번에 한 몰드씩 나오는 단속공정과는 차이가 있다.

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 마블 부여용 시트를 사용한 것과는 비교가 되지 않는다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 연속공법으로 제조한 마블이 부여된 전도성 마블바닥재의 정면도로서, 마블부여용 2개의 단색시트와 전도성 카본블랙을 함유한 시트를 분쇄하고 카렌다링하여 제조한 전도성 마블시트(5) 내에 전도성 카본블랙시트로부터 부여된 마블 문양(1)과 제 1 및 2 단색시트로부터 부여된 마블 문양(2,3)이 함 유되어 하나의 균일층을 이루고 있다.

도 2는 본 발명의 다른 태양에 따라 제품 이면에 전도성 카본잉크가 백프린팅된 전도성 마블바닥재의 단면도로서, 도 1의 전도성 마블시트(5) 이면에 전도성 카본잉크용층(4)이 형성되어 제품 상하부에 전도성이 부여된 것이다.

이러한 본 발명에 따르는 바닥장식재의 제조방법을 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 전도성 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트는, 중합도 700 내지 1,200인 염화비닐수지 100 중량부, 가소제로 디옥틸프탈레이트(DOP) 5 내지 40 중량부, 에폭시(epoxy)수지 1 내지 10 중량부, 내열안정제로 바륨-아연계 화합물 4 내지 15 중량부, 인계 화합물 0.1 내지 2 중량부, 산화방지제인 글리세린(glycerine) 0.2 내지 5 중량부, 스테아린산(stearic acid) 0.2 내지 10 중량부, 충전제인 탄산칼슘 100 내지 600 중량부, 그리고 전도성 카본블랙 20 내지 100 중량부를 리본브렌다(ribbon blender)에서 12 내지 20분간 배합하고, 반바리 믹서(banbury mixer)에서 150 내지 210℃의 온도로 150 내지 250초간 혼련 및 겔링(gelling)한 후, 이것을 믹싱롤(mixing roll)에서 140 내지 170℃로 약 1 내지 3분간 정련하고, 가열 연화된 컴파운드(compound)를 100 내지 170℃의 온도로 카렌다(calendar)로 압연하여 0.5 내지 3 ㎜ 두께의 시트로 제조하고, 이와 같이 완성된 염화비닐수지 시트를 롤(roll) 또는 판상으로 준비한다.

마블 부여를 위한 제 1 및 2 염화비닐 단색시트는 각각 중합도 800 내지 1,200인 염화비닐수지 100 중량부, 가소제로 디옥틸프탈레이트 5 내지 40 중량부, 에폭시수지 1 내지 10 중량부, 내열안정제로 바륨-아연계 화합물 4 내지 15 중량부, 인계 화합물 0.1 내지 2 중량부, 산화방지제인 글리세린 0.2 내지 5 중량부, 스테아린산 0.2 내지 10 중량부, 충전제인 탄산칼슘 100 내지 600 중량부, 그리고 안료 20 내지 80 중량부를 리본브렌다에서 12 내지 20분간 배합하고, 반바리 믹서에서 150 내지 210℃의 온도로 150 내지 250초간 혼련 및 겔링한 후, 이것을 믹싱롤에서 140 내지 170℃로 약 1 내지 3분간 정련하고 판상으로 가열연화된 제 1 컴파운드를 제조하고, 이 컴파운드와 동일처방이되 다른 안료를 사용하여 판상으로 가열연화된 제 2컴파운드를 각각 제조한다.

상기 공정에서 2종의 안료를 사용하지 않고 단색의 컴파운드를 사용하여도 전도성 부여에는 무방하여 최종제품이 카본블랙색의 단조로운 마블부여가 가능하다.

제 1 및 제 2 컴파운드와 미리 제조된 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트를 중량비(40/40/20wt%)로 분쇄기로 분쇄한다. 이때 분쇄 비율은 조절이 가능하며, 분쇄된 칩의 지름은 5 내지 20 ㎜가 적당하다. 상기 칩 분쇄 공정은 분쇄기 이외에 커팅(cutting)기를 사용하여 5 내지 20 ㎜ 크기로 커팅하여도 무방하다.

이때 전도성 시트와 2종의 단색시트를 분쇄하기 전에 합판하는 것이 바람직하다. 합판단계를 살펴보면, 3개의 언와인더(unwinder)에서 각각 전도성 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트, 마블부여용 제 1 염화비닐 단색시트, 제 2 염화비닐 단색시트를 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 분쇄된 칩을 배열 및 카렌다링하는 단계를 살펴보면, 분쇄한 칩을 오븐(oven) 컨베이어(conveyer)에 살포 후 150 내지 250℃로 가열하고 카렌다로 압연하여 0.5 내지 4 ㎜ 두께의 마블효과가 부여된 전도성 염화비닐 시트를 제조한다.

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

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

상기에서 제조된 장척시트는 필요에 따라 표면을 샌딩(sanding)하여 미려한 외관의 확보가 가능하며 백프린팅 후 펀칭 타입(punching type)의 재단기를 사용하여 적당한 크기로 재단 후 검사 및 포장하면 공정이 완료된다.

[실시예]

1. 전도성 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트의 제조

중합도 1,000인 염화비닐수지 100 중량부, 가소제로 디옥틸프탈레이트 20 내지 40중량부, 에폭시수지 1 내지 10 중량부, 내열안정제로 바륨-아연계 화합물 4 내지 8 중량부, 인계 화합물 0.5 내지 2 중량부, 산화방지제인 글리세린 2 내지 5 중량부, 스테아린산 3 내지 10 중량부, 충전제인 탄산칼슘 400 내지 500 중량부, 그리고 전도성 카본블랙 40 내지 45 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℃) 온도로 카렌다로 압연하여 0.8 ㎜(±0.2 ㎜) 두께의 시트로 제조하고 롤로 권취하였다.

2. 마블의 부여를 위한 염화비닐 시트의 제조

중합도 1,000인 염화비닐수지 100 중량부, 가소제로 디옥틸프탈레이트 20 내지 40중량부, 에폭시수지 5 내지 10 중량부, 내열안정제로 바륨-아연계 화합물 4 내지 8 중량부, 인계 화합물 0.5 내지 2 중량부, 산화방지제인 글리세린 2 내지 5 중량부, 스테아린산 3 내지 10 중량부, 충전제인 탄산칼슘 400 내지 500 중량부, 그리고 안료 50 내지 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 가열연화하여 제 1 컴파운드를 제조하였다. 한편, 제 1 컴파운드와 동일 처방으로 안료만 다른 것을 사용하여 제 2 컴파운드를 제조하였다.

3. 각각의 시트를 합판 및 분쇄하여 칩(chip)으로 배열 후 카렌다링(calendaring) 하는 단계

제 1 및 제 2 컴파운드와 카본블랙이 함유된 염화비닐 시트를 합판드럼을 이용하여 합판한 후, 분쇄기를 이용하여 중량비 40/40/20wt%, 지름은 5 내지 20 ㎜의 크기로 분쇄하였다. 분쇄한 칩을 오븐(oven) 컨베이어(conveyer)에 살포 후 200(±20℃)로 가열하고 카렌다로 압연하여 0.5 내지 4 ㎜ 두께의 마블효과가 부여된 전도성 염화비닐시트를 제조하였다.

4. 전도성 카본잉크를 사용하여 백프린팅하는 공정

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

5. 재단하여 타일 타입으로 제조하는 공정

제조된 장척시트를 백프린팅한 후 펀칭 타입의 재단기를 사용하여 적당한 크 기로 재단한 후 검사 및 포장하여 공정을 완료하였다.

상기의 실시예를 통하여 제조된 장척시트 및 타일은 연속공정으로 작업이 가능하였으며, 도 1과 같은 마블효과를 부여할 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 제조된 바닥재에 대하여 표 1과 같은 테스트를 실시한 결과 전도성이 양호함을 확인할 수 있었으며, 연속공법으로 제조경비면에서 단속공정에 비해 상대적으로 저렴하였다. 또한, 이면에 전도성 카본블랙 잉크를 백프린팅(Back Printing)함으로써 종래의 방법에 비해 상하부의 전도성이 확보되고 제품의 마모에 따른 전도성의 변화가 없는 장척 및 타일 타입으로 제조가 가능하다.

Claims (5)

1. a) 전도성 카본블랙을 함유한 시트를 제조하는 단계,

   b) 색상이 동일하거나 서로 다른 2개의 마블부여용 단색시트를 제조하는 단계,

   c) 상기 a) 단계의 전도성 카본블랙을 함유한 시트와 b) 단계의 2개의 마블부여용 단색시트를 분쇄하는 단계, 및

   d) 상기 c) 단계에서 분쇄된 칩을 배열 및 카렌다링하는 단계를 포함하며,

   상기 각 단계가 연속공법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 전도성 장척 마블바닥재의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, e) 상기 d) 단계를 거친 장척시트의 이면에 전도성 카본 잉크로 백프린팅하는 단계를 더욱 포함하는 전도성 장척 마블바닥재의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 c) 단계에서 a) 단계의 전도성 카본블랙을 함유한 시트가 b) 단계의 2개의 마블부여용 단색시트 사이에 위치하는 샌드위치 구조로 먼저 합판한 후 분쇄하는 것을 특징으로 하는 전도성 장척 마블바닥재의 제조방법.
4. 제1항의 방법에 따라 제조된, 전도성 카본블랙을 함유하고 마블효과가 부여된 균일층으로 이루어지며, 연속공법에 의해 제조한 전도성 장척 마블바닥재.
5. 제4항에 있어서, 이면에 전도성 카본잉크가 백프린팅된 전도성 장척 마블바닥재.

Images