KR100859497B1 - 탄성 고무 바닥재 조성물과 이를 이용한 탄성 고무 바닥재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고무원료, 맥반석, 황토, 견운모가 포함된 혼합물을 반죽하는 제1단계;와 상기 제1단계의 혼합물을 시트로 압축·성형하는 제2단계;와 상기 제2단계의 시트를 찌는 제3단계;와 상기 제3단계의 시트를 분쇄하는 제4단계;와 상기 제4단계의 분쇄물과 폴리우레탄 수지를 혼합하여 교반하는 제5단계; 및 상기 제5단계의 교반물을 바닥에 타설한 후 롤러로 압축하고 대기중의 습기와 반응시켜 양생하는 제6단계;를 거쳐 제작된 것을 특징으로 하는 탄성 고무 바닥재에 관한 것으로서, 탄성 고무 바닥재를 시공할 때 시공 전 바닥면(콘크리트, 아스콘포장, 철판, 나무 등)과의 접착을 위해 바닥면에 접착제를 바르지 않아도 되며 맥반석 및 견운모 등을 첨가하여 신체의 피로를 풀어주고 혈액순환이 원활하게 하는 등 건강을 생각하는 탄성 고무 바닥재 및 이를 이용한 탄성 고무 바닥재를 제공하는 장점이 있다.

고무원료, 맥반석, 견운모, 황토, 부틸고무, 구마론-인덴수지, 폴리부텐

Description

탄성 고무 바닥재 조성물과 이를 이용한 탄성 고무 바닥재{Composites for elastic rubber flooring and elastic rubber flooring}

본원발명은 탄성 고무 바닥재 조성물과 이를 이용한 탄성 고무 바닥재에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고무 바닥재 조성물에 원적외선이 방출되는 맥반석과 견운모를 첨가하여 혈액순환을 원활하게 하고 시공시 접착제를 사용하지 않아도 되는 탄성 고무 바닥재 조성물과 이를 이용한 탄성 고무 바닥재에 관한 것이다.

종래의 유치원 바닥, 놀이터, 장애인 시설의 바닥, 산책로 등에는 타일 포장 또는 아스팔트 포장을 하거나 모래, 자갈 등을 이용하여 소음을 흡수하고, 넘어져서 다치는 것 등을 방지하였으나 현재에는 타일·아스팔트 포장을 하거나 모래를 타설하는 방법 외에 탄성력이 있는 탄성 고무 바닥재를 조성하여 보행시 부드럽고 포근한 느낌을 주며, 발소리를 흡수하여 시끄럽지 않은 바닥재를 시공하고 있다.

그러나 상기의 탄성 고무 바닥재를 시공하는 경우 시공 전 바닥면(콘크리트, 아스콘포장, 철판, 나무 등)과의 접착을 위해 바닥면에 접착제를 바르면서 시공하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 시공 후 일정기간 동안은 고무 냄새가 날아가지 않아 불쾌한 느낌을 주었으며, 소음의 발생억제와 넘어졌을 경우 외상의 방지 효과는 뛰어나나 신체의 피로를 풀어주지는 못하였다.

본 발명은 탄성 고무 바닥재 조성물에 부틸고무, 구마론-인덴수지, 폴리부텐 등을 혼합하여 탄성 고무 바닥재를 시공할 때 시공 전 바닥면(콘크리트, 아스콘포장, 철판, 나무 등)과의 접착을 위해 바닥면에 접착제를 바르지 않아도 되는 탄성 고무 바닥재 조성물 및 이를 이용한 탄성 고무 바닥재를 제공하는 것이다.

또한, 탄성 고무 바닥재 조성물에 숯과 맥반석 및 견운모 등을 첨가하여 시공 후 일정기간 동안 나는 고무 냄새를 단시간 내에 탈취하며 신체의 피로를 풀어주고 혈액순환이 원활하게 하는 등 건강을 생각하는 탄성 고무 바닥재 조성물 및 이를 이용한 탄성 고무 바닥재를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 고무원료, 맥반석, 황토를 혼합한 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 혼합물은 견운모를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합물은 고무원료 100중량부, 상기 고무원료 100중량부 대비 맥반석 7 ~ 12중량부, 견운모 7 ~ 12중량부, 황토 4 ~ 7중량부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하며, 상기 고무원료는 천연고무와 합성고무인 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무, 이소프렌고무 중 하나 이상이 혼합된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합물에는 부틸고무, 구마론-인덴수지, 폴리부텐 중 어느 하나 이상이 더 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합물은 고무원료 100중량부, 고무원료 100중량부 대비 맥반석 7 ~ 12중량부, 견운모 7 ~ 12중량부, 황토 4 ~ 7중량부 및 부틸고무, 구마론-인덴수지, 폴리부텐 중 어느 하나 이상의 혼합물 중량부가 7 ~ 15중량부로 구성된 것을 특징으로 하며, 숯을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본원발명의 탄성 고무 바닥재는 고무원료, 맥반석, 황토, 견운모가 포함된 혼합물을 반죽하는 제1단계;와 상기 제1단계의 혼합물을 시트로 압축·성형하는 제2단계;와 상기 제2단계의 시트를 찌는 제3단계;와 상기 제3단계의 시트를 분쇄하는 제4단계;와 상기 제4단계의 분쇄물과 폴리우레탄 수지를 혼합하여 교반하는 제5단계; 및 상기 제5단계의 교반물을 바닥에 타설한 후 롤러로 압축하고 대기중의 습기와 반응시켜 양생하는 제6단계;를 거쳐 시공된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 탄성 고무 바닥재 조성물에 부틸고무, 구마론-인덴수지, 폴리부텐 등을 혼합하여 탄성 고무 바닥재를 시공할 때 시공 전 바닥면(콘크리트, 아스콘포장, 철판, 나무 등)과의 접착을 위해 바닥면에 접착제를 바르지 않아도 되는 탄성 고무 바닥재 조성물 및 이를 이용한 탄성 고무 바닥재를 제공하는 장점이 있다.

또한, 탄성 고무 바닥재 조성물에 숯과 맥반석 및 견운모 등을 첨가하여 시공 후 일정기간 동안 나는 고무 냄새를 단시간 내에 탈취하며 신체의 피로를 풀어 주고 혈액순환이 원활하게 하는 등 건강을 생각하는 탄성 고무 바닥재 및 이를 이용한 탄성 고무 바닥재를 제공하는 장점이 있다.

이하, 본 발명과 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본원발명은 고무원료, 맥반석, 견운모, 황토를 포함한 혼합물을 이용하여 탄성 고무 바닥재 조성물을 구성하는 것을 특징으로 하며, 상기 고무원료는 천연고무와 합성고무인 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무, 이소프렌고무 중 하나 이상 혼합된 것을 특징으로 한다.

천연고무는 값이 싼 장점이 있으나 햇빛 또는 열에 약한 단점이 있고, 합성고무는 값이 천연고무에 비해 비싼 단점이 있으나 내열성과 내마모성이 강하므로 본원발명에서는 천연고무와 합성고무를 혼합하여 경제적인 면과 내열성 및 내구성이 향상된 고무원료를 사용한다.

합성고무의 종류는 스티렌부타디엔고무, 폴리클로로프렌고무, 니트릴고무, 부틸고무, 부타디엔고무, 이소프렌고무, 에틸렌프로필렌고무, 다황화물계고무, 실리콘고무, 플루오로고무 등 많은 종류가 있지만, 본원발명에서는 상기 천연고무와 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무, 이소프렌고무 중 하나 이상이 혼합된 고무원료를 사용한다.

상기 스티렌부타디엔고무는 스티렌과 부타디엔의 비율이 약 1:3이 되도록 에 멀젼화중합시켜서 얻은 중합체이다. 특히, 스티렌과 부타디엔은 석유화학공업에서 대량으로 얻을 수 있어 가장 일반적으로 이용되며 성질이 천연고무와 거의 동일하므로 단가는 낮추고 탄성, 내한성, 내노화성을 필요로 하는 본원발명에 사용하기에 알맞다.

부타디엔고무는 부타디엔을 중합하여 시스-1,4구조를 가지는 중합체로 만드는 것으로서 반발탄성, 내한성, 내마열성이 높고 발열성이 낮을 뿐만 아니라 갈라짐을 방지하므로 상기 천연고무 및 다른 합성고무와 혼합하여 내구성과 탄성력이 뛰어난 탄성 고무 바닥재의 조성물질로 사용하기 알맞다.

또한, 이소프렌고무는 이소프렌을 중합하여 얻은 천연고무의 성분인 1,4-폴리이소프렌을 말하며, 합성천연고무라고도 한다. 상기 고무는 내후성, 내열성이 강하여 탄성 고무 바닥재를 실외에 구성하였을 경우 내구성을 높일 수 있다.

따라서, 상기 합성 고무 중 하나 이상을 천연고무와 혼합하여 단가는 낮추고 내후성, 내열성, 내구성이 강한 탄성 고무 바닥재를 제공하는 것이 바람직하다.

한편, 일반적인 탄성 고무 바닥재의 경우 충진제로 모래, 석분, 소석회, 탈크 및 기타 폐자재 등을 사용하였으나 이를 많이 사용하면 탄성 고무 바닥재의 생산단가는 낮출 수 있으나 점도는 낮아지므로 다른 구성물질과 혼합이 용이하지 않았으며, 인간의 건강을 생각한 구성물질이라고 보기 어려웠다.

이에 본원발명에서는 모래 대신 맥반석과 견운모 및 황토를 사용하는 것을 특징으로 한다. 맥반석은 1㎤ 당 3 ~ 15만 개의 구멍으로 이루어져 있어 흡착성이 강하고, 약 2만 5000여 종의 무기염류를 함유하고 있다. 따라서 중금속과 이온을 교환하는 작용을 하기 때문에 유해금속 제거제로도 사용하며, 열을 가할 때 방출하는 원적외선으로 인해 우리 몸의 순환을 원활하게 해주는 효과가 있다.

운모는 육각판상의 결정형을 가지며 석영, 장석과 함께 중요한 조암 광물의 하나이다. 이러한 운모는 그 성분이나 형상에 따라 견운모, 금운모, 흑운모, 천운모 등으로 다양하게 분류된다. 이 중 견운모는 백운모를 가리키는 것으로 세리사이트라고도 한다. 상기 견운모는 유기게르마늄이 풍부하게 포함되어 있으며, 유기게르마늄은 체내에 산소를 충분히 공급하여 혈액을 맑게 해주며 면역력을 높여준다.

상기와 같은 맥반석과 견운모를 충진제로 구성하면 맥반석과 견운모로부터 원적외선과 유기게르마늄 성분이 방출되어 혈액순환을 도와주며 건강을 생각하는 탄성 고무 바닥재를 구성할 수 있을 뿐만 아니라 탄산칼슘, 황토 등을 섞었을 경우보다 점도가 상승된 탄성 고무 바닥재 조성물을 제공한다.

따라서 일반적인 충진제가 아닌 맥반석 및 견운모를 340 ~ 370메쉬 가루로 분쇄하여 고무와 혼합하면 원적외선과 유기게르마늄의 방출로 건강을 생각할 수 있고 탄산칼슘과 황토를 더 첨가하여 원가절감의 효과를 함께 누릴 수 있다.

또한, 본원발명은 고무원료가 주성분이므로 탄성 고무 바닥재를 생산하면 일정 기간 동안 주변에서 고무 냄새가 난다. 이를 해결하기 위하여 탄성 고무 바닥재 조성물에 숯가루를 혼합하여 첨가하는 것을 특징으로 한다. 숯은 습도조절에 탁월하여 부패를 막으며 오염된 공기와 물이 숯을 통과하면 숯 내부 다공질의 입자가 필터역할을 하여 뛰어난 정화효과를 발휘한다. 또한, 음이온 및 원적외선 등을 방출하며 습도조절을 할 뿐만 아니라 가스 흡착력이 뛰어나 탈취제로 이용하기도 한다. 따라서, 본원발명에 숯가루를 혼합하면 탄성 고무 바닥재 시공 후 고무 바닥재의 고무 냄새를 탈취하는 효과가 있으며 전술한 상기 맥반석, 견운모 가루와 더불어 원적외선 방출효과를 배가시킬 수 있다.

이하, 천연고무와 합성고무인 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무, 이소프렌고무 중 하나 이상이 혼합된 고무원료와 맥반석, 견운모 및 황토를 혼합하여 제조된 탄성 고무 바닥재의 원적외선 방출량을 살펴보도록 하겠다.

상기 탄성 고무 바닥재는 고무원료 100중량부와 상기 고무원료 100중량부 대비 맥반석 7 ~ 12중량부, 황토 4 ~ 7중량부, 견운모 7 ~ 12중량부, 숯 2 ~ 5중량부를 포함하는 혼합물을 반죽하는 제1단계;와 상기 제1단계의 혼합물을 시트로 압축·성형하는 제2단계;와 상기 제2단계의 시트를 찌는 제3단계;와 상기 제3단계의 시트를 분쇄하는 제4단계;와 상기 제4단계의 분쇄물과 폴리우레탄 수지를 혼합하여 교반하는 제5단계; 및 상기 제5단계의 교반물을 바닥에 타설한 후 롤러로 압축하고 대기중의 습기와 반응시켜 양생하는 제6단계;를 거쳐 제작된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 맥반석과 견운모와 황토 및 숯의 중량부는 고무원료 100중량부 대비 맥반석 7 ~ 12중량부, 견운모 7 ~ 12중량부, 황토 4 ~ 7중량부 및 숯 2 ~ 5중 량부로 구성하는 것이 바람직한데 맥반석과 견운모와 황토 및 숯의 중량부가 상기의 중량부의 범위보다 적게 포함될 경우 점도가 강한 탄성 고무 바닥재가 제조되었으나 단가가 비싸며 원하는 물성의 탄성 고무 바닥재가 생산되지 않았으며, 상기의 중량부의 범위보다 많이 포함될 경우 점도가 낮아 혼합물이 충분히 응집되지 않는 문제점이 있었다.

- 시험 실시예와 비교예

① 시험 구성 성분표

시험	성분
실시예 1	고무원료 100중량부, 맥반석 7 ~ 12중량부
실시예 2	고무원료 100중량부, 맥반석 7 ~ 12중량부, 견운모 7 ~ 12중량부
실시예 3	고무원료 100중량부, 맥반석 7 ~ 12중량부, 견운모 7 ~ 12중량부, 숯 2~ 5중량부
비교예 1	고무원료 100중량부, 탄산칼슘 14 ~ 24중량부
비교예 2	고무원료 100중량부, 황토 14 ~ 24중량부

② 시험결과

분류	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
원적외선 방사율 ( 5 ~ 20㎛)	0.894	0.942	0.964	0	0.83
원적외선 방사에너지 (W/㎡)	3.61×102	3.80×102	3.89×102	0	3.35×102

상기 실시예 1 내지 실시예 3과 비교예 1, 2를 통해 맥반석과 황토가 함유되면 원적외선 방출량이 많음을 알 수 있었으며, 견운모와 숯 또한 원적외선을 방출하는 것을 알 수 있었다. 그러나 탄산칼슘만을 혼합할 경우 원적외선이 전혀 방출되지 않음을 알 수 있었다. 특히, 비교예 2의 경우는 황토만을 첨가하여도 원적외선이 많이 방출되었으나 탄성 고무 바닥재 조성물의 교반이 쉽지 않을 뿐만 아니라 점도도 낮아 탄성 고무 바닥재를 구성하기에 적당하지 않았으므로 원적외선의 방출 량과 교반이 용이하게 되는 점도를 가진 실시예 2 또는 실시예 3의 중량부로 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 본원발명은 부틸고무, 구마론-인덴수지, 폴리부텐 중 어느 하나 이상이 더 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 부틸고무는 이소부틸렌과 소량의 이소프렌을 낮은 온도에서 액체상태로 이온중합한 고무로서, 순도 99%이상의 이소부틸렌에 1.5 ~ 4.5%의 이소프렌 혼합물과 순수한 메틸클로라이드를 넣고 촉매제로 무수염화알루미늄을 넣은 뒤 중합반응기에 넣어 약 -100℃의 낮은 온도에서 중합하여 만들며, 불포화도와 무늬점도 및 오염이 있고 없음에 따라 할로겐화부틸고무와 폴리이소부틸렌 등 여러 종류로 나뉜다. 기후변화에 잘 견디고 불포화결합이 적어 열이나 오존산화제에 강하고 전기 절연성이 뛰어날 뿐만 아니라 충격방지제로도 사용된다. 따라서, 상기 부틸고무를 탄성 고무 바닥재 조성물과 혼합하면 기후변화에 잘 견디는 내한성, 내열성이 우수하며 접착력이 강화된 탄성 고무 바닥재 조성물을 구성할 수 있다.

구마론-인덴수지는 접착화제로서 사용되어 혼합성분들의 분자간 접착성을 증대시켜주는 역할을 하는 것으로서 소량 사용하면 접착성이 약해지고 과량 사용하면 접착고무층이 지나치게 물러지므로 친수성이 강해져서 습한 상태에서의 접착성이 저하되게 된다.

또한, 상기 폴리부텐은 열이나 일광에 안정하며 폴리이소부틸렌보다 낮은 점도를 갖는 합성수지이며 내수, 내습, 가스불투과성이 우수하다. 또한, 본원발명에 서는 접착화제로 사용되었으나 접착력뿐만 아니라 인열강도, 파열강도, 충격강도 등이 우수하여 점도를 높여주고 접착성과 더불어 탄력성, 연화성 정도를 높여주기 위한 것으로 사용된다. 소량 사용하게 되면 지나치게 경화되어 접착성이 낮아지게 되며 과량 사용하게 되면 지나치게 연성화되어 탄력성이 떨어진다.

따라서, 상기 부틸고무, 구마론-인덴수지, 이소프렌고무 중 어느 하나 이상의 혼합물의 중량부를 상기 고무원료 100중량부 대비 7 ~ 15중량부로 구성하는 것이 바람직하며, 상기와 같은 구성을 통해 바닥면과 탄성 고무 바닥재와의 접착력을 강화한 탄성 고무 바닥재를 구성할 수 있다.

앞의 상세한 설명에서 최적의 실시예들이 제시되었다. 여기서 특정하게 사용된 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허등록청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것을 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 천연고무와 합성고무인 이소프렌고무 중 하나 이상이 혼합된 고무원료 100중량부, 상기 고무원료 100중량부 대비 맥반석 12중량부, 견운모 12중량부, 황토 7중량부를 포함한 혼합물로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 고무 바닥재 조성물.
4. 삭제
5. 청구항 제3항에 있어서,

   상기 혼합물에는 상기 고무원료 100중량부 대비 숯 5중량부 및 부틸고무, 구마론-인덴수지 중 하나 이상이 15중량부 더 혼합된 것을 특징으로 하는 탄성 고무 바닥재 조성물.
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 제3항의 고무원료, 맥반석, 황토, 견운모가 포함된 혼합물을 반죽하는 제1단계;와

   상기 제1단계의 혼합물을 시트로 압축·성형하는 제2단계;와

   상기 제2단계의 시트를 찌는 제3단계;와

   상기 제3단계의 시트를 분쇄하는 제4단계;와

   상기 제4단계의 분쇄물과 폴리우레탄 수지를 혼합하여 교반하는 제5단계; 및

   상기 제5단계의 교반물을 바닥에 타설한 후 롤러로 압축하고 대기중의 습기와 반응시켜 양생하는 제6단계;를 거쳐 시공된 것을 특징으로 하는 탄성 고무 바닥재.