KR20220090775A - 단일층 시트 바닥재 및 이의 제조방법 - Google Patents

단일층 시트 바닥재 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20220090775A
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Abstract

본 발명에 따른 단일층 시트 바닥재는 스티렌-올레핀 공중합체 및 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체를 포함하는 수지 조성물; 및 난연제를 포함하는 시트 조성물로부터 제조된 것이고, 상기 난연제는 할로겐계 난연제로, 기존과 동등하거나 우수한 물성을 구현하면서도 난연성을 확보할 수 있다.

Description

단일층 시트 바닥재 및 이의 제조방법{Single layer sheet flooring material and method for manufacturing the same}
본 발명은 단일층 시트 바닥재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 바닥재는 주거용이나 상업용 건물의 바닥을 마감하는 용도로 사용되는 것으로, 시멘트 바닥으로부터의 먼지 및 차가움을 차단하여 위생적인 공간을 제공하고, 다양한 색상의 미려한 무늬가 인쇄되어 있어 고객 취향에 따라 실내 분위기를 아늑하게 바꿔주는 장식 효과도 부여한다.
이러한 바닥재로는 종래 폴리염화비닐이 널리 이용되고 있는데, 일 예로, 공개특허공보 10-2013-0026629호로 공개된 폴리염화비닐 칩 닝레이드 바닥재는 폴리염화비닐 칩층으로 구성된 비발포 시트 타입의 종래 단일층 시트 바닥재로서, 폴리염화비닐 칩층 및 폴리염화비닐 칩층의 표면에 도포되는 자외선 경화 도료층을 구비한 구조의 단일층 시트 바닥재를 개시하였다.
그러나, 폴리염화비닐 바닥재는 소각 폐기시 발암 물질인 다이옥신이 다량 발생하는 문제가 있고, 폴리염화비닐의 유연성을 부여하기 위하여 통상 첨가되는 프탈레이트계 가소제는 내분비교란물질로 널리 알려져 있어, 바닥재로 사용시 용출되는 경우 인체에 매우 해로운 영향을 미치는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 폴리염화비닐 바닥재는 저온에서 딱딱하기 대문에, 겨울철과 같은 저온 조건에서 시공성이 매우 저하되는 문제가 존재하였다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 비-폴리염화비닐 소재로 구성되는 단일층 시트 바닥재의 개발이 필요한 실정이다.
KR 10-2013-0026629A
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 비-폴리염화비닐의 단일층 시트바닥재 및 이의 제조방법을 제공함에 있다. 본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 실시예는 단일층 시트 바닥재를 제공한다.
일 구체예에서, 단일층 시트 바닥재는 수지 조성물 및 난연제를 포함하는 시트 조성물로부터 제조된 것일 수 있다.
하나의 예시에서, 수지 조성물은 스티렌-올레핀 공중합체 및 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 스티렌-올레핀 공중합체는 단일층 시트 바닥재의 내마모성, 눌림복원성, 및 유연성을 확보하는 것으로, 스티렌계 단량체 및 올레핀례 단량체를 이용하여 중합된 것일 수 있다. 스티렌계 단량체로는 이에 제한되는 것은 아니나, 일예로, 스티렌, α-메틸스티렌, 2-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 4-시클로헥실스티렌, 4-도데실스티렌, 2-에틸-4벤질스티렌, 또는 4-(페닐부틸)스티렌 등 일 수 있으며, 구체적인 일례로 스티렌일 수 있다. 또한, 올레핀계 단량체로는 이에 제한되는 것은 아니나, 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 이소부틸렌, 부타디엔, 또는 펜타디엔 등 일 수 있으며, 구체적인 일 례로, 부타디엔일 수 있다. 또한, 선택적으로 상기 스티렌-올레핀 공중합체는 스티렌계 단량체 및 올레핀계 단량체 외에 다른 공단량체를 더 이용하여 중합된 것일 수 있다. 또한, 상기 스티렌-올레핀 공중합체는 스티렌 단위 및 올레핀 단위가 교대(alternating)로, 랜덤(random)으로, 또는 블록(block) 단위로 배열된 공중합체일 수 있으며, 특히, 스티렌―올레핀 블록 공중합체일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 스티렌-올레핀 공중합체는 캘린더 가공에 적절한 점탄성을 갖는 스티렌 단위 및 부타디엔 단위를 포함하는 스티렌-부타디엔 블록 공중합체를 포함할 수 있으며, 이는 스티렌 50 내지 90 중량%와 부타디엔 10 내지 50 중량%를 포함하는 블록 공중합체일 수 있다. 선택적으로 상기 스티렌-부타디엔 공중합체가 다른 공단량체를 더 이용하여 중합된 경우, 다른 공단량체의 함량은 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하로 포함될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 스티렌-올레핀 공중합체는 중량평균분자량이 100,000 내지 250,000 g/mol일 수 있다. 스티렌-올레핀 공중합체의 중량평균분자량이 상기 범위를 만족함에 따라, 성형성 및 가공성이 우수할 수 있다.
여기서, 중량평균분자량이란 분자량 분포가 있는 고분자 화합물의 성분 분자종의 분자량을 중량 분율로 평균하여 얻어지는 평균 분자량을 의미하는 것으로, 당업계에서 알려진 방법에 의하여 측정될 수 있다.
하나의 예시에서, 스티렌-올레핀 공중합체는 수지 조성물을 기준으로 40 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 더욱 자세하게는, 수지 조성물을 내에 스티렌-올레핀 공중합체는 43 중량% 이상, 45 중량% 이상, 47 중량% 이상, 50 중량% 이상, 53 중량% 이상, 55 중량% 이상, 57 중량% 이상, 60 중량% 이상, 61 중량% 이상, 62 중량% 이상, 또는 63 중량% 이상으로 포함될 수 있고, 87 중량% 이하, 85 중량% 이하, 83 중량% 이하, 80 중량% 이하, 77 중량% 이하, 75 중량% 이하, 73 중량% 이하, 71 중량% 이하, 67 중량% 이하, 또는 65 중량% 이하로 포함될 수 있다. 스티렌-올레핀 공중합체를 상기 범위로 포함함으로써, 눌림복원성, 및 유연성을 충분히 확보할 수 있다.
상기 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체는 스티렌계 단량체 및 (메트)아크릴레이트 단량체를 이용하여 중합된 것일 수 잇다. 스티렌계 단량체는 위에서 설명한 바와 동일하고, (메트)아크릴레이트 단량체는 이에 제한되는 것은 아니나, 일 예로, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, 2-메틸-2-니트로프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, s-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 또는 n-펜틸(메트)아크릴레이트 등일 수 있으며, 구체적인 예로서, 메틸(메트)아크릴레이트일 수 있다. 또한, 상기 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체는 스티렌 단위 및 (메트)아크릴레이트 단위가 교대(alternating)로, 랜덤(random)으로, 또는 블록(block) 단위로 배열된 공중합체일 수 있다.
하나의 예시에서, 단일층 시트 바닥재의 치수안정성 및 내스크래치성을 향상시키는 관점에서, 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체는 스티렌 단위 및 메틸(메트 아크릴레이트 단위를 포함하는 스티렌-메틸(메트)아크릴레이트 랜덤 공중합체를 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로, 스티렌-(메트)아크릴레이트 랜덤 공중합체는 스티렌 50 내지 90 중량% 및 메틸(메트)아크릴레이트 10 내지 50 중량%를 포함하는 랜덤 공중합체일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체는 중량평균분자량이 100,000 내지 250,000 g/mol일 수 있다. 스티렌-올레핀 공중합체의 중량평균분자량이 상기 범위를 만족함에 따라, 성형성 및 가공성이 우수할 수 있다.
하나의 예시에서, 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체는 수지 조성물을 기준으로 10 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 더욱 자세하게는, 수지 조성물을 내에 스티렌-올레핀 공중합체는 12 중량% 이상, 14 중량% 이상, 16 중량% 이상, 18 중량% 이상, 20 중량% 이상, 22 중량% 이상, 24 중량% 이상, 26 중량% 이상, 또는 28 중량% 이상으로 포함될 수 있고, 48 중량% 이하, 46 중량% 이하, 44 중량% 이하, 42 중량% 이하, 40 중량% 이하, 38 중량% 이하, 36 중량% 이하, 34 중량% 이하, 32 중량% 이하, 또는 30 중량% 이하로 포함될 수 있다. 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체를 상기 특정 범위로 포함함으로써, 스티렌-올레핀 공중합체와 상용성을 가지면서도, 치수안정성을 확보하고, 스티렌-올레핀 공중합체만을 포함하는 경우 대비 모듈러스를 증가시켜 단일층 시트 바닥재 완제품의 시공시 작업성을 개선시킬 수 있다.
일 구체예에서, 시트 조성물은 난연제를 포함할 수 있으며, 특히, 할로겐계 난연제를 포함할 수 있다. 할로겐계 난연제는 브롬계 난연제 또는 염소계 난연제를 포함할 수 있다. 상기 브롬계 난연제로서, 이에 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 에탄-1,2-비스(펜타브로모벤젠)(ethane-1,2 bis(pentabromobenzene), 에틸-비스(테트라브로모프탈이미드)(ethyl-bis(tetrabromophthalimide), 2,4,6-트리스(2,4,6-트라이브로모페녹시)-1,3,5-트리아진(2,4,6-tris(2,4,6-tribromophenoxy)-1,3,5-triazine, 데카브로모디페닐 에테르(DBPE), 폴리(펜타브로모벤질 아크릴레이트), PBDPO(폴리브로모디페닐 옥사이드), BrPS(폴리브로모스티렌 및 브롬화 폴리스티렌) 등, 당업계에서 공지된 것을 이용할 수 있다.
하나의 예시에서, 할로겐계 난연제를 단일층 시트 바닥재를 기준으로 3 내지 30 중량%로 포함할 수 있다. 더욱 자세하게는, 단일층 시트 바닥재를 기준으로 할로겐계 난연제의 하한은 4 중량% 이상, 5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 7 중량% 이상, 8 중량% 이상, 9 중량% 이상, 10 중량% 이상, 11 중량% 이상, 12 중량% 이상, 13 중량% 이상, 14 중량% 이상, 또는 15 중량% 이상일 수 있고, 그 하한은 29 중량% 이하, 28 중량% 이하, 27 중량% 이하, 26 중량% 이하, 25 중량% 이하, 24 중량% 이하, 23 중량% 이하, 22 중량% 이하, 21 중량% 이하, 20 중량% 이하, 19 중량% 이하, 18 중량% 이하, 17 중량% 이하, 또는 16 중량% 이하일 수 있다. 다른 조성들과 함께 할로겐계 난연제를 상기 범위로 포함함으로써, 단일층 시트 바닥재가 가져야 하는 기본 물성들을 기존과 동등한 수준으로 가지면서도 이와 동시에 난연성이 우수하게 나타날 수 있다.
일 구체예에서, 시트 조성물은 열가소성 폴리우레탄을 포함하여, 점착 방지 기능 및 내열성을 확보할 수 있다. 하기에서 자세하게 설명하는 바와 같이, 스티렌-올레핀 공중합체와 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체를 포함하는 수지 조성물을 이용하여 시트를 제조하고, 얻어진 시트를 분쇄하여 얻어진 칩을 압연하여 단일층 시트 바닥재로 제조할 수 있는데, 이 때, 분쇄된 스티렌-올레핀 공중합체와 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체 간에 고온에서 뭉쳐서 덩어리가 생기는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 단일층 시트 바닥재는 열가소성 폴리우레탄을 더욱 포함함으로써, 점착 방지 기능을 확보하여 시공성을 확보하고 본 출원이 목적하는 물성을 갖는 단일층 시트 바닥재를 제공할 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄은 중량평균분자량이 100,000 내지 200,000 g/mol일 수 있다. 더욱 자세하게는, 폴리우레탄의 중량평균분자량은 110,000 이상, 120,000 이상, 130,000 이상, 140,000 이상, 또는 150,000 이상일 수 있고, 또한, 190,000 g/mol 이하, 180,000 g/mol 이하, 170,000 g/mol 이하, 또는 160,000 g/mol 이하일 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄은 단일층 시트 바닥재를 기준으로 1 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 더욱 자세하게는, 단일층 시트 바닥재를 기준으로, 열가소성 폴리우레탄의 하한은 2 중량% 이상, 3 중량% 이상, 4 중량% 이상, 또는 5 중량% 이상일 수 있고, 그 상한은 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하, 11 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 또는 6 중량% 이하일 수 있다. 열가소성 폴리우레탄의 함량 범위는 상기 수치를 만족함으로써, 본 출원이 목적하는 물성을 충분히 확보할 수 있다.
일 구체예에서, 시트 조성물은 억연제를 포함할 수 있다. 억연제는 공지된 것 이라면 크게 제한되지 않으나, 붕산아연, 삼수산화알루미늄, 옥타몰리브덴산암모늄 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 억연제는 수지 조성물 100 중량부 대비 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 또는 5 중량% 이하로 포함할 수 있으며, 그 상한은 크게 제한되지 않으나, 0.1 중량% 이상일 수 있다.
일 구체예에서, 시트 조성물은 충전제를 더 포함할 수 있다. 충전제는 이에 제한되는 것은 아니나, 일 예로서, 탄석, 탈크, 플라이애시, 고로슬래그, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 충전제는 등방성일 수 있고, 경제성 및 물성 향상 효과를 고려하여, 적절한 크기의 입자를 선택하여 사용할 수 있다. 구체적으로는, 내구성을 향상시키는 측면에서 탄석(CaCO3)을 이용할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 충전제 수지 조성물 100 중량부 대비 70 내지 130 중량부로 포함될 수 있다. 더욱 자세하게는, 수지 조성물 100 중량부 대비, 충전제의 하한은 75 중량부 이상, 80 중량부 이상, 85 중량부 이상, 90 중량부 이상, 95 중량부 이상, 또는 97 중량부 이상일 수 있고, 그 하한은 125 중량부 이하, 120 중량부 이하, 115 중량부 이하, 110 중량부 이하, 105 중량부 이하, 또는 102 중량부 이하일 수 있다. 충전제를 상기 범위로 포함함으로써, 칩 성형시 분쇄성이 우수하면서도, 본 출원에 따른 단일층 시트 바닥재의 물성을 우수하게 구현할 수 있다.
그 외 상기 열거한 조성 외에도, 산화 방지제, 활제, 안료 등 물성 등을 조절하기 위하여 필요할 경우, 당업계에 알려진 다양한 첨가제들을 사용할 수 있으며, 그 종류 및 함량은 특별히 제한되지 않는다.
하나의 예시에서, 본 출원에 따른 단일층 시트 바닥재는 1 내지 5 mm의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위를 만족함으로써, 보행감이 우수한 바닥재를 제공할 수 있다.
또한, 하나의 예시에서, 단일층 시트 바닥재는 그 상부에 자외선 경화 도료층을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 자외선 경화 도료층은 오염물이 단일층 시트 바닥재로 침투하는 것을 방지할 수 있으며, 표면 오염시 얼룩을 제거하는데 용이한 역할을 수행하는 것일 수 있다. 이러한 자외선 경화형 도료를 단일층 시트 바닥재 상부 전면에 도포한 뒤, 자외선을 조사하여 형성될 수 있다. 일 예로서, 자외선 경화 도료층은 0.001 내지 0.05 mm의 두께를 가질 수 있다.
하나의 예시에서, 단일층 시트 바닥재는 EN 13501-1:2018에 의거한 임계 열류량(CHF, Critical Heat Flux)이 4.5 kg/m2 이상, 또는 4.5 kg/m2 초과일 수 있고, 그 상한은 제한되지 않으나, 100 kg/m2 이하, 또는 8 kg/m2 이하일 수 있다. 즉, 본 출원에 따른 단일층 시트 바닥재는 EN 13501-1:2018에 의거한 화염 전파성 시험에서 적어도 Cfl-s1의 내화등급을 만족할 수 있다. 즉, 본 출원의 단일층 시트 바닥재는 연소반응에 상기 특정 범위 이상의 에너지를 요구하므로, 난연성이 우수하여 실내 건축재로 제공 가능한 제품일 수 있다.
하나의 예시에서, 단일층 시트 바닥재는 KS F 2271:2019에 의거한 가스유해성 시험에서 실험용 쥐의 평균행동정지 시간이 10분 이상일 수 있고, 그 상한은 크게 제한되지 않으나 100분 이하일 수 있다. 즉, 본 출원의 단일층 시트 바닥재는 가스유해성 시험방법에 따라, 건축물 마감재료의 난연재료에 적합한 것일 수 있다.
하나의 예시에서, 단일층 시트 바닥재는 ASTM E 662에 의거하여 불꽃 존재하에 25 kW/m2의 방열기로 열 조사시 연기밀도가 650 이하이고, 불꽃 존재없이 25 kW/m2의 방열기로 열 조사시 연기밀도가 400 이하일 수 있으며, 그 하한은 특별히 제한하지 않으나 불꽃 존재와 무관하게 1 이상일 수 있다. 즉, 본 출원의 단일층 시트 바닥재는 상기 범위의 연기밀도를 가짐으로써, 우수한 난연성을 구현할 수 있다.
하나의 예시에서, 단일층 시트 바닥재는 총 휘발성 유기 화합물(Total Volatile Organic Compounds, TVOC)이 0.1 mg/m2h 이하, 0.08 mg/m2h 이하, 0.06 mg/m2h 이하, 0.04 mg/m2h 이하, 또는 0.02 mg/m2h 이하일 수 있다. 상기 총 휘발성 유기 화합물는 실내공기질 공정시험 기준의 소형 챔버법(환경부 고시 제2017-11호)에 의해 측정된 것일 수 있다. 상기 총 휘발성 유기 화합물의 하한치는 특별히 제한되지 않으나, 0.0001 mg/m2h 이상일 수 있다. 즉, 본 출원의 단일층 시트 바닥재는 총 휘발성 유기 화합물 방출량 저감 효과를 가질 수 있다.
하나의 예시에서, 단일층 시트 바닥재는 ASTM F 1515에 의거한 내광성 시험에서 ΔΕ가 3 이하를 나타내는 것일 수 있고, ASTM F 925에 의거한 내화학성 시험에서 육안으로 색상 변화가 없는(no change) 것일 수 있다. 또한, 단일층 시트 바닥재는 ASTM F 137에 의거하여 6 mm 맨드릴에 따른 유연성 시험에서 합격(pass) 기준을 만족한 것일 수 있고, 단일층 시트 바닥재는 ASTM F 970에 의거하여 1,000 psi 부하에 따른 눌림성이 0.005 inch 이하일 수 있다.
또한, 하나의 예시에서 본 출원에 따른 단일층 시트 바닥재는 인장 강도가 50 kgh/cm2 이상, 55 kgh/cm2 이상, 60 kgh/cm2 이상, 또는 65 kgh/cm2 이상일 수 있고, 모듈러스는 1900 kgh/cm2 이상, 1950 kgh/cm2 이상, 또는 2000 kgh/cm2 이상일 수 있고, 나아가, 신율은 300 % 이상, 330 % 이상, 350 % 이상, 360 % 이상, 또는 370 % 이상일 수 있다.
여기서, 상기 인장 강도, 모듈러스 및 신율은 25℃ 및 상대 습도 50 ± 10 %에서 ASTM D638 규격에 따라 만능재료시험기기를 이용하여 항복점에서 측정한 것일 수 있다. 자세하게는, 단일층 시트 바닥재를 폭 13 mm, 길이 57 mm, 두께 2 mm 크기의 시편으로 준비하고, 상기 시편을 지지대 위에 올려 놓은 뒤, 50 mm/min 의 속도로 인장시켜, 상기 시편의 항복점에서 인장강도, 모듈러스, 및 신율을 측정한 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 단일층 시트 바닥재 제조 방법을 제공한다.
일 구체예에서, 본 발명에 따른 단일층 시트 바닥재의 제조 방법은 스티렌-올레핀 공중합체 및 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체를 포함하는 수지 조성물 및 난연제를 포함하는 시트 조성물을 제조하는 단계, 제조된 시트 조성물로 시트를 제조하는 단계, 제조된 시트를 분쇄하여 칩을 제조하는 단계, 및 분쇄된 칩을 압연하여 단일층 시트 바닥재를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 시트 조성물을 제조하는 단계는 수지 조성물은, 난연제를 포함하는 조성물을 반바리 믹서로 140 내지 180˚C에서 혼련하는 단계일 수 있다. 수지 조성물 및 난연제는 상기에서 설명한 바와 동일하며, 시트 조성물은 상기에서 설명한 충전제, 산화방지제, 활제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 제조된 시트 조성물로 시트를 제조하는 단계는 140 내지 180˚C에서 카렌더 압연하여 0.1 내지 5 mm 두께의 시트를 제조하는 것일 수 있다.
상기 분쇄된 칩을 압연하여 단일층 시트 바닥재를 제조하는 단계는, 분쇄된 칩들을 캐리어 벨트에 뿌리고, 150 내지 200˚C에서 압연하여 0.1 내지 5 mm 두께의 단일층 시트 바닥재를 제조하는 단계일 수 있다.
또한, 하나의 예시에서, 단일층 시트 바닥재의 상면에 자외선 경화 도료층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이는 단일층 시트 바닥재의 상면에 자외선 경화 도료를 코팅한 후 자외선 경화를 통해 형성되는 것일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 단일층 시트 바닥재는 비-폴리염화비닐 소재로 구성되어 친환경적이고, 유연성, 눌림성, 내화학성, 내마모성, 내광성 등의 물성을 기존과 동등 또는 더 우수한 수준으로 유지하면서도, 난연성을 충분히 확보할 수 있다.
그러나, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실험예들; Examples]
실시예 1
스티렌-부타디엔 블록 공중합체(Styrolution社 KR-53, 분자량 100,000 - 250,000 g/mol, 스티렌 50 내지 90중량% - 부타디엔 10 내지 50중량%), 스티렌-메틸메타크릴레이트 랜덤 공중합체(Styrolution社의 NAS30, 분자량 100,000 - 250,000 g/mol, 스티렌 50 내지 90 중량% - 메탈메타크릴레이트 10 내지 50 중량%), 열가소성 폴리우레탄(Songwon社의 P-8185AC)을 65:30:5의 중량비로 포함하는 수지 조성물, 상기 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 탄석 100 중량부, 및 할로겐계 난연제(Albbemarle社 Saytex 8010) 15 중량부를 반바리 믹서에 첨가한 후 160˚C에서 혼련하여 시트 조성물을 제조하였다. 얻어진 시트 조성물을 160˚C에서 카렌더 압연하여 2 mm 두께의 시트로 제조하였다. 그리고나서, 상기 시트를 칩으로 분쇄한 뒤, 분쇄된 칩을 캐리어 벨트에 180˚C에서 압연하여 2 mm 두께의 단일층 시트 바닥재를 제조하였다.
실시예 2
수지 조성물 100 중량부를 기준으로 붕산아연(zinc borate) 5 중량부를 더 추가하여 시트 조성물을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 단일층 시트 바닥재를 제조하였다.
비교예 1
난연제를 포함하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 단일층 시트 바닥재를 제조하였다.
비교예 2
난연제로 할로겐계 난연제가 아닌 고성능 인계 난연제 15 중량부를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 단일층 시트 바닥재를 제조하였다.
비교예 3
난연제로 할로겐계 난연제가 아닌 무기금속화합물계 15 중량부를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 단일층 시트 바닥재를 제조하였다.
비교예 4
난연제로 할로겐계 난연제가 아닌 실리콘계 15 중량부를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 단일층 시트 바닥재를 제조하였다.
<실험예>
1. 화염 전파성
실시예들 및 비교예들에 따른 단일층 시트 바닥재에 대하여 EN 13501-1:2018에 의거하여 임계 열류량(CHF, Critical Heat Flux)을 측정하였다.
2. 가스 유해성
실시예들 및 비교예들에 따른 단일층 시트 바닥재에 대하여 KS F 2271:2019에 의거한 가스유해성 시험에서 실험용 쥐의 평균행동정지 시간을 측정하였다.
3. 연기 밀도
실시예들 및 비교예들에 따른 단일층 시트 바닥재에 대하여 ASTM E 662에 의거하여 불꽃 존재하 또는 불꽃 존재 없이 25 kW/m2의 방열기로 열 조사하여 측정하였다.
4. 인장강도, 모듈러스, 신율
만능재료시험기기를 이용하여 25? 및 상대 습도 50 ± 10 %에서 측정하였으며, 실시예들 및 비교예들에 따른 단일층 시트 바닥재를 ASTM D638 규격에 따라 폭 13 mm, 길이 57 mm, 두께 2 mm 크기의 시편으로 준비하고, 이를 지지대 위에 올려 놓은 뒤, 50 mm/min 의 속도로 인장시켜, 상기 시편의 항복점에서 인장강도, 모듈러스, 및 신율을 각각 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
임계열루량(kW/m2):화염전파성 5.05 6.11 3.33 3.97 3.86 4.12
가스 유해성 11분 17초 13분 29초 12분 31초 11분 23초 11분 20초 11분 49초
연기 밀도(불꽃 존재하) 524 397 700 625 649 587
연기 밀도(불꽃 존재없이) 114 354 419 137 259 194
인장 강도(kgh/cm2) 68.2 69.4 68.8 37.8 45.9 32.8
모듈러스(kgh/cm2) 1957 2078 1873 1629 1969 1523
신율 (%) 371 363 467 198 283 572
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 스티렌-올레핀 공중합체 및 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체를 포함하는 수지 조성물; 및 난연제를 포함하는 시트 조성물로 제조된 단일층 시트 바닥재이고,
    상기 난연제는 할로겐계 난연제인 단일층 시트 바닥재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    스티렌-올레핀 공중합체는 스티렌-부타디엔 블록 공중합체를 포함하는 단일층 시트 바닥재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    스티렌-올레핀 공중합체를 수지 조성물 내 40 내지 90 중량%로 포함하고,
    상기 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체를 수지 조성물 내 10 내지 50 중량%로 포함하는 단일층 시트 바닥재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    난연제를 수지 조성물 100 중량부 대비 3 내지 30 중량부로 포함하는 단일층 시트 바닥재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    수지 조성물은 열가소성 폴리우레탄을 추가로 포함하고,
    상기 열가소성 폴리우레탄을 수지 조성물 내 1 내지 15 중량%로 포함하는 단일층 시트 바닥재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    억연제를 추가로 포함하고,
    상기 억연제를 수지 조성물 100 중량부 대비 10 중량% 이하로 포함하는 단일층 시트 바닥재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    EN 13501-1:2018에 의거한 임계 열류량(CHF, Critical Heat Flux)이 4.5 이상인 단일층 시트 바닥재.
  8. 제 1 항에 있어서,
    KS F 2271:2019에 의거한 가스유해성 시험에서 실험용 쥐의 평균행동정지 시간이 10분 이상인 단일층 시트 바닥재.
  9. 스티렌-올레핀 공중합체 및 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체를 포함하는 수지 조성물 및 난연제를 포함하는 시트 조성물을 제조하는 단계;
    상기 시트 조성물로 시트를 제조하는 단계;
    상기 시트를 분쇄하여 칩을 제조하는 단계; 및
    상기 칩을 압연하여 제 1 항에 따른 단일층 시트 바닥재를 제조하는, 단일층 시트 바닥재 제조방법.
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