KR100975608B1

KR100975608B1 - 친환경 탄성포장재 칩

Info

Publication number: KR100975608B1
Application number: KR1020100047086A
Authority: KR
Inventors: 김영용; 정상철
Original assignee: 주식회사 드림웨이; 정상철
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2010-08-12

Abstract

본 발명은 놀이터, 자전거 도로, 공원 등의 바닥면에 시공되어 우수한 탄성을 나타내는 것은 물론, 기능성 작용을 통해 친환경적이면서 각종 인체에 유익한 물질이 용출될 수 있는 친환경 탄성포장재 칩에 관한 것으로,
이를 위하여 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지, 폴리에스터 엘라스토머 수지, 미네랄오일, 탄산칼슘, 안료, 산화방지제, 천연복합 미네랄 광물을 혼합한 열가소성 조성물을 펠레타이징(Pelletizing)방식으로 압출 및 절단되어 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 탄성포장재 칩을 제공한다.
이와 같은 본 발명의 친환경 탄성포장재 칩은 투수 및 배수성이 우수한 동시에 항균 및 항곰팡이 작용을 하고, 유해한 냄새가 발산되지 않으며, 중금속 등이 용출되지 않는 등 친환경적인 탄성포장재로의 이용이 가능하다.

Description

친환경 탄성포장재 칩{Eco-friendly chip for elastic pavement}

본 발명은 친환경 탄성포장재 칩에 관한 것으로, 보다 자세하게는 놀이터, 자전거 도로, 공원 등의 바닥면에 시공되어 우수한 탄성을 나타내는 것은 물론, 기능성 작용을 통해 친환경적이면서 각종 인체에 유익한 물질이 용출될 수 있는 친환경 탄성포장재 칩에 관한 것이다.

종래 보도, 자전거 도로, 공원의 산책로 등의 바닥 포장은 통상 표층부에 콘크리트나 아스팔트를 포설하여 하는 포장이나, 돌, 벽돌, 시멘트, 나무 등의 각종 블록을 표층부에 깔아서 하는 블록 포장 방법이 사용되었다.

그러나 상기와 같은 방법은 강도가 강하고, 탄성감이 없기 때문에 보행시 느낌이 딱딱하고 충격 흡수력이 떨어져 충격으로 인한 부상을 유발할 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 어린이 놀이터는 가장 중요시되는 부분이 안전으로, 놀이터의 바닥면이 충분한 탄성을 갖지 못하면 놀이하는 아이들의 무릎 등의 관절을 손상시킬 뿐만 아니라 넘어졌을 때의 충격으로 아이가 크게 다치는 안전사고가 발생할 수 있다. 이에 통상의 놀이터는 안전사고 예방을 위하여 충격흡수율이 좋고, 미끄럽지 않도록 하기 위하여 일정 두께이상으로 모래를 포설하는 방법이 주로 사용되어 왔다.

그러나 최근에 들어서는 어린이 놀이터가 각종 해충 또는 병원균의 온상이 되고 있어 놀이터에서 노는 것 자체를 꺼려할 뿐만 아니라 신발이나 의류에 모래가 들어감으로 인해 찰과상을 입힐 수 있었으며, 가정집을 포함하여 주변환경을 더럽히는 문제점이 종종 발생하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 보도, 자전거 도로, 공원의 산책로나 놀이터 등의 바닥 포장시 폴리우레탄수지, EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 칩, 폐타이어칩이나 재생고무칩 등을 이용하여 표면을 전체적으로 탄성 포장재를 시공하는 경우가 증가되었다.

이러한 탄성 포장재는 바닥에 충분한 탄성이 부여되도록 하여 보행자의 보행감이 좋도록 함은 물론, 충격을 완화시켜주어 안전사고의 발생을 예방하는 효과가 있는 것으로, 종래 탄성 포장은 지반 위에 혼합골재 등을 포설한 뒤, 콘크리트를 타설하여 양생하고, 그 위에 폐타이어칩 등과 같은 고무칩을 바인더와 혼합하여 포장하는 것이 일반적이다.

이러한 탄성포장재의 사용 확대에 따라 최근에는 단순한 탄성감의 제공 외에도 다양한 기능을 제공하는 기능성 탄성 포장재가 소개되고 있다.

일례로, 국내 등록특허공보 제10-0559407호에서는 일반 석재분말과, 원적외선 방사기능 및 음이온을 발생하는 맥반석, 천연옥, 사문옥 등으로 이루어진 군에서 선택되는 분말과, 폴리우레탄을 혼합하여 형성된 탄성바닥재가 개시되어 있고, 국내 등록특허공보 제10-0754424호에서는 폐고무칩, 천매암 분말, 바인더를 포함하는 항균 및 탈취기능을 갖는 천매암을 함유한 탄성 바닥재가 개시된 바 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 기능성 탄성바닥재들은 원적외선 방사기능 및 음이온 등을 발생시키기 위해 맥반석, 천연옥 등과 같은 무기충진재를 사용함에 따라 탄성바닥재의 시공시 탄성바닥재와 노면 바닥과의 접착력이 떨어지므로 과량의 접착성 수지를 사용하게 되고, 이에 따라 우천시 투수성이 낮아 탄성 바닥재에 빗물이 고이게 되며, 고인 물이 장기간 바닥에 남아 있음에 따라 물 및 그 외 이물질 들이 썩어 악취를 유발하고, 각종 곰팡이나 세균 등의 발생원인이 되는 문제점이 있었다. 특히, 놀이터 등에 상기와 같은 방법으로 바닥을 탄성포장하면, 우천시 발생된 곰팡이나 세균 등으로 인해 어린이의 건강에 악영향을 끼칠 수 있었다.

아울러 EPDM칩이나 재생고무칩 등에서는 인체에 해로운 휘발성 유기화합물(VOCs)등과 같은 유해물질의 방출되어 인체에 유해하였으며, 특히 기온이 높으면 그 방출량이 증가하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로,

유해물질이 발산되지 않고, 투수 및 배수성이 우수한 탄성포장이 가능한 동시에 항균 및 항곰팡이 작용을 하는 친환경 탄성포장재 칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 탄성포장재 칩의 내후성을 향상시키는데 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,

스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지, 폴리에스터 엘라스토머 수지, 미네랄오일, 탄산칼슘, 안료, 산화방지제, 천연복합 미네랄 광물을 혼합한 열가소성 조성물을 펠레타이징(Pelletizing)방식으로 압출 및 절단하여 형성되되, 상기 천연복합미네랄 광물은 기약토를 사용하거나, 0.35~1㎛의 입자크기로 조절된 페그마타이트 미분쇄물을 함유하는 파우더를 바실러스 균주(Bacillus speciesSSA3)의 존재 및 35~45℃의 온도 조건 하에서 10~20일 동안 숙성시킨 후 건조시킨 기능성 분말을 사용한 것을 특징으로 하는 친환경 탄성포장재 칩을 제공한다.

또한, 상기 열가소성 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여 폴리에스터 엘라스토머 수지 15~100중량부, 미네랄오일 40~60중량부, 탄산칼슘 20~60중량부, 산화방지제 0.1~1중량부, 천연복합 미네랄 광물 5~30중량부, 안료 1~10중량부를 혼합한 것임을 특징으로 한다.

또한, 상기 열가소성 조성물에는 열가소성 폴리우레탄 수지가 더 추가되어 혼합된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열가소성 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여 폴리에스터 엘라스토머 수지 5~80중량부, 미네랄오일 40~60중량부, 탄산칼슘 20~60중량부, 산화방지제 0.1~1중량부, 천연복합 미네랄 광물 5~30중량부, 안료 1~10중량부가 혼합되고, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여, 폴리에스터 엘라스토머 수지와 열가소성 폴리우레탄 수지의 혼합량이 6~100중량부가 되도록 첨가하여 혼합된 것임을 특징으로 한다.

또한, 상기 열가소성 조성물은 100℃이상의 온도에서 펠레타이징 방식으로 압출되는 것임을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 친환경 탄성포장재 칩은 우수한 탄성을 갖는 것은 물론, 무독성이면서 유해한 냄새가 발산되지 않는 성분들을 혼합하여 사용하는 동시에 항균, 항곰팡이 작용을 하여 세균이나 곰팡이의 번식으로 인한 악영향을 방지하고, 칩에서 발생될 수 있는 각종 유해물질이나 중금속을 정화, 중화 또는 흡착제거하며, 인체에 유익한 성분들이 방출되어 바닥 포장시 보다 쾌적한 환경을 조성할 수 있고, 펠레타이징을 통해 탄성포장재 칩 자체에서 각종 기능성 효과가 발휘될 수 있으므로 과량의 접착제를 사용하지 않아도 접착이 가능하고, 이에 따라 다수의 공극이 형성될 수 있어 투수 및 배수가 잘 이루어지므로 곰팡이나 세균의 발생원인을 초기에 차단할 수 있는 등 보다 친화경적이며, 칩 자체에 안료가 첨가되어 형성되기 때문에 보다 다양한 색상의 표현이 가능한 효과를 갖는다.

또한, 열가소성 폴리우레탄 수지가 추가된 탄성포장재 칩은 그 내후성이 더욱 향상되어 탄성포장시공시 그 수명이 연장되어 장기간 동안 사용가능한 효과를 갖는다.

이하에서는 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 배수성 및 투수성이 우수한 탄성 포장재의 시공이 가능하여 보다 친환경적이고, 항균, 항곰팡이 작용은 물론 유해물질이나 중금속 등의 흡착제거, 중화작용 등을 하여 인체에 무해한 탄성포장재로 시공될 수 있는 친환경 탄성포장재 칩에 관한 것이다.

이러한, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 탄성포장재 칩은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지, 폴리에스터 엘라스토머 수지, 미네랄오일, 탄산칼슘, 안료, 산화방지제, 천연복합 미네랄 광물을 혼합한 열가소성 조성물을 펠레타이징(Pelletizing)방식으로 압출 및 절단하여 형성된 것이다.

상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체(Styrene Butadiene Styrene block copolymer, SBS) 수지는 탄성포장체 칩의 탄성을 부여하기 위한 주재료로, 이는 스티렌과 부타디엔을 기본으로 하는 블록 공중합체로서 고무와 같은 탄성을 가지고 있고, 대부분의 고무가 가교로 인하여 성형이 용이하지 않은데 반하여 열가소성 고무로 재성형이 가능한 특징을 갖고 있어 폴리스티렌의 Tg온도 이상 가열하면 도메인은 연화하고 전단력을 가지며 유동하고, 냉각하면 다시 도메인이 재현될 수 있기 때문에 열가소성 성형법을 이용하여 용이하게 성형이 가능하며, 이에 따라 추후 압출을 통해 소정의 형상을 갖는 칩으로 용이하게 제조될 수 있다. 아울러 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지는 열분해되지 않기 때문에 인체에 유해한 악취가 발생될 염려가 없으며, 내구성, 내한성, 내마모성, 복원력이 우수한 특성을 갖고 있기 때문에 본 발명에 따른 탄성포장재 칩이 보다 우수한 물성을 나타내면서 친환경적인 특성을 갖을 수 있도록 하여준다.

상기 폴리에스터 엘라스토머(Polyester elastomer, PEL) 수지는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지와 더불어 탄성포장체 칩의 탄성을 부여하는 동시에 그 물성을 향상시키기 위한 것으로, 이는 일반적인 고무와 열가소성 플라스틱이 성질을 겸비하고 있고, 유연성과 탄성은 고무와 유사한 성질을 가지며 고무보다 작업이 쉬워 성형성이 매우 뛰어나며, 고무에 비해 기계적성질, 열안정성, 내후성, UV안정성 등이 뛰어나므로 탄성포장재 칩의 물성향상에 도움을 주며, 무독성이기 때문에 인체에 해를 입히지 않아 본 발명에서 요구하는 탄성포장재 칩의 원료로 바람직하게 사용될 수 있다.

상기 미네랄오일은 유연성을 부여하여 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 및 폴리에스터 엘라스토머의 섞임성 및 가공성을 향상시키는 가소제 역할을 하는 것으로, 파라핀계, 나프텐계, 방향족계 등의 미네랄 오일이 사용될 수 있다.

상기 탄산칼슘(Calcium Carbonate)은 탄성포장재 칩의 인장물성을 증진시키기 위한 충진제로서 사용되는 것이다.

아울러 상기 안료는 탄성포장재 칩에 색상을 부여하기 위한 것으로, 본 발명에서 안료는 산화물, 수산화물, 황화물, 규산염, 황산염의 무기안료와 아조계, 다환계, 염료 레이크계의 유기안료를 적의 선택하여 사용할 수 있다.

이러한 안료의 일예로서 검은색을 나타내는 안료는 카본블랙, 아이보리 블랙(Ivory black), 바인 블랙(Vine black), 본 블랙(Bone black), 램프 블랙(Lamp black), 아이언 옥사이드 블랙(Iron oxide black) 중에서 선택된 어느 하나를 사용하거나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다. 그리고 청색을 나타내는 안료는 라피스 라줄리(lapis lazuli), 울트라 마린 블루(Ultramarine), 코발트 블루(Cobalt blue), 세럴리언 블루(Cerulean blue), 코발트 바이올렛(Cobalt violet), 망가네즈 바이올렛(Manganese violet), 파리블루(Paris blue), 프러시안 블루(Prussian blue), 인디고(Indigo) 중에서 선택된 어느 하나를 사용하거나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다. 아울러 적색을 나타내는 안료는 번트 시에나(Burnt Sienna), 버밀리언(Vermilion), 헬리오 화스트레드(Helio Fast Red), 마더레이크(Madder Lake), 카마인(Carmine) 중에서 선택된 어느 하나를 사용하거나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다. 또한, 황색을 나타내는 안료는 네플 옐로우(Naple yellow), 징크 옐로우(Zinc yellow), 브릴리언트 옐로우(Brilliant yellow), 인디안 옐로우(Indian yellow), 코발트 옐로우(Cobal yellow), 옐로우 오커(Yellow Ochers), 브라운 오커(Yellow Ochers), 마스 옐로우(Mars yellow), 라우 시에나(Raw Sienna) 중에서 선택된 어느 하나를 사용하거나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다. 그리고 녹색을 나타내는 안료는 에머랄드 그린(Emerald green), 퍼머넌트 그린(Permanent green), 코발트 그린(Cobalt green), 그린 어스(Green Earth) 중에서 선택된 어느 하나를 사용하거나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다.

상기 산화방지제는 탄성포장재 칩의 장기간 노출에 대한 저항성을 향상시키기 위해 사용하는 것으로, 페놀류 및 그 유도체를 사용하는 것이 보다 효과적이다.

상기 천연복합미네랄 광물은 항균, 항곰팡이 작용 및 유해물질의 정화, 제거하며, 인체에 유익한 음이온이나 원적외선을 발산하여 보다 쾌적한 환경을 조성할 수 있도록 하기 위한 것으로, 본 발명에서는 상기 천연복합미네랄 광물로서 기약토를 사용하거나, 0.35~1㎛의 입자크기로 조절된 페그마타이트 미분쇄물을 함유하는 파우더를 바실러스 균주(Bacillus speciesSSA3)의 존재 및 35~45℃의 온도 조건 하에서 10~20일 동안 숙성시킨 후 건조시킨 기능성 분말을 사용할 수 있다.

먼저, 기약토는 오래전 화산이 분출하여 특정지역에 흙이 퇴적되어 광석이 된 후 미네랄 흙으로 바뀐 미네랄 복합광물로, 약 오천만년 이전의 태고에 용암이 물과 온도, 압력등의 물리적, 화학적 작용에 의하여 생성된 것이고, 특이한 결정을 지니고 있다.

이러한 기약토는 수분이나 가스 분자를 강력하게 흡착하는 특성이 있는 동시에 양이온치환능(Cation Exchange Capacity, CEC)을 지니고 있어 수중에서 기약토가 전리하여 다른 전해질이온으로 치환하는 작용을 한다. 이에 따라 생체에 유해한 중금속 이온이나 양이온을 흡착하고 유익한 미네랄과 산소를 용출하는 특성이 있다.

특히 기약토는 질소, 중금속 이온 Cd²+Cu²등의 흡착제거, 자동차 폐기가스등과 같은 각종 유해가스 성분, 악취 등을 흡착제거하는 효력이 뛰어나고, 토지의 산성화를 개선하는데에도 우수한 효과를 발휘하기 때문에 탄성포장재 칩에 함유되는 경우 탄성포장된 바닥이나 그 주변에서 발생될 수 있는 각종 유해가스들을 효과적으로 제거할 수 있어 보다 친환경적이고, 항균, 항곰팡이 능력이 우수하여 세균이나 곰팡이로 인한 피해가 방지될 수 있으며, 기약토에서 용출되는 미네랄과 산소 등으로 인하여 인체에 유익한 영향을 줄 수 있는 것이다.

이와 같은 기약토는 미분쇄되어 매우 고운 입자상태로 사용되는 것이 다른 성분 내에서 보다 고르게 분산될 수 있어 바람직하고, 이러한 기약토는 천연성분인 만큼 인체에 무자극성을 나타내며, 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.

성분	SiO₂	Fe₂O₃	Al₂O₃	CaO	MgO	Na₂O	K₂O
함량(%)	67.2	3.03	18.8	1.34	2.27	2.72	4.11

아울러 상기 기능성 분말은 주성분인 페그마타이트에 함유된 인체에 유리한 9종의 성분으로 인하여 원적외선 방사 및 항균 탈취기능을 갖으며, 유해물질의 정화기능 등을 갖는 것으로, 이 기능성 분말은 숙성을 통해 전술한 다른 성분과의 혼합에도 그 기능성의 손실없이 그대로 발휘될 수 있다.

이러한 기능성 분말의 제조는 페크마타이트 광석을 공지의 폐쇄기를 이용하여 분쇄함으로써 0.35~1㎛의 입자크기로 조절된 페그마타이트 미분쇄물을 함유하는 파우더를 얻고, 이 파우더를 바실러스 균주(Bacillus speciesSSA3)의 존재 및 35~45℃의 온도 조건 하에서 10~20일 동안 숙성시킨 후 건조시키는 것으로, 상기 바실러스 균주는 수탁번호 KCTC 8488(1990.5.23)로 기탁된 균주를 사용할 수 있으며, 숙성은 공기의 입출입이 가능한 전통적인 옹기나 이와 유사한 환경을 유지하는 공간에서 이루어지며, 이와 같은 방법으로 숙성되어 제조된 기능성 분말은 예측치 못한 기능성을 발휘하게 되는데, 이는 숙성과정에 의한 것으로, 과학적으로 명확히 규명된 것은 아니나, 균주에 의한 생물원자극소의 원리로 추출된다.

상기와 같은 성분이 고르게 혼합된 열가소성 조성물이 형성되는데, 이때 상기 열가소성 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여 폴리에스터 엘라스토머 수지 15~100중량부, 미네랄오일 40~60중량부, 탄산칼슘 20~60중량부, 산화방지제 0.1~1중량부, 천연복합 미네랄 광물 5~30중량부, 안료 1~10중량부를 혼합하여 형성되는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스터 엘라스토머 수지를 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여 15중량부 미만으로 사용하면 폴리에스터 엘라스토머에 의한 탄성포장체 칩의 물성이 효과적으로 향상될 수 없고, 100중량부를 초과하여 사용하면 효과의 상승없이 그 사용량만 증대될 뿐이다.

그리고 미네랄 오일은 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100 중량부에 대하여 40중량부 미만으로 사용하면 점도저하로 인하여 압출가공하기 곤란하고, 60 중량부를 초과하여 사용하면 과도한 점성으로 인한 칩으로의 가공이 용이하지 않다.

또한, 탄산칼슘은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여 20중량부 미만 사용시에는 탄성포장재 칩의 인장물성을 충분히 향상시키기 어렵고, 60중량부 초과 사용시에는 인장물성에 대한 뚜렷한 효과 상승이 나타나지 않는다.

그리고 상기 산화방지제는 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100 중량부에 대하여 0.1중량부 미만 시 외부환경에 대한 저항성이 떨어지고, 1중량부 초과 시 압출 가공시 딱딱해지는 문제점이 발생한다.

아울러 상기 천연복합 미네랄 광물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100 중량부에 대하여 5중량부 미만으로 사용하면 전술한 바와 같은 인체에 유익하면서도 친환경적인 기능성 효과가 나타나기 어렵고, 30중량부를 초과하여 사용하면 그 효과의 상승없이 사용량만 증대될 뿐만 아니라 열가소성 조성물의 점도가 증가되어 가공이 용이하지 않을 수 있다.

아울러 안료는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100 중량부에 대하여 1중량부 미만으로 사용하면 탄성포장재 칩에 충분한 색상을 부여하기 어려우며, 10중량부를 초과하여 사용하면 색상에 대한 뚜렷한 효과 상승이 없다.

따라서 본 발명의 탄성포장재 칩을 형성하기 위한 상기 열가소성 조성물의 각 성분들은 상기한 바와 같은 중량범위로 사용되어지는 것이 좋다.

상기와 같은 중량부로 혼합되어 형성된 열가소성 조성물은 펠레타이징 방식으로 압출 및 절단되어 칩의 형태로 제조된다.

이때 본 발명에 따른 친환경 탄성포장재 칩은 그 형태가 크게 한정되지는 않으나, 원형의 칩으로 형성되는 것이 추후 탄성포장시공시 다수의 공극이 형성되어물의 투수가 보다 빠르게 진행되고, 이에 따라 탄성포장재 표면에 물이 고이는 것을 방지하여 세균이나 곰팡이의 생성원인을 제거할 수 있다.

아울러 상기 열가소성 조성물은 100℃이상의 온도에서 펠레타이징 방식으로 압출되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 150~200℃의 온도에서 압출되는 것이 좋다. 이때 펠레타이징 방식은 공지의 칩 형성 방식이므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 친환경 탄성포장재 칩은 우수한 탄성을 갖는 것은 물론, 무독성이면서 유해한 냄새가 발산되지 않는 성분들을 혼합하여 사용하는 동시에 항균, 항곰팡이 작용을 하여 세균이나 곰팡이의 번식으로 인한 악영향을 방지하고, 칩에서 발생될 수 있는 각종 유해물질이나 중금속의 중화 또는 흡착제거하며, 인체에 유익한 성분들이 방출되어 바닥 포장시 보다 쾌적한 환경을 조성할 수 있고, 펠레타이징을 통해 탄성포장재 칩 자체에서 각종 기능성 효과가 발휘될 수 있으므로 과량의 접착제를 사용하지 않아도 접착이 가능하고, 이에 따라 다수의 공극이 형성될 수 있어 투수 및 배수가 잘 이루어지므로 곰팡이나 세균의 발생원인을 초기에 차단할 수 있는 등 보다 친화경적이며, 칩 자체에 안료가 첨가되어 형성되기 때문에 보다 다양한 색상의 표현이 가능하다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 탄성포장재 칩은 상기 열가소성 조성물에 열가소성 폴리우레탄 수지가 더 추가되어 혼합될 수 있다.

상기 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane, TPU) 수지는 탄성포장재 칩의 내후성을 더욱 향상기키기 위하여 첨가되는 것으로, 이는 친환경적인 우레탄 소재이며, 기계적 강도, 내마모성이 탁월하고, 착색성, 내후성 등에 있어 우수한 성질을 가지고 있다.

이와 같이 열가소성 폴리우레탄 수지가 더 혼합된 열가소성 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여 폴리에스터 엘라스토머 수지 5~80중량부, 미네랄오일 40~60중량부, 탄산칼슘 20~60중량부, 산화방지제 0.1~1중량부, 천연복합 미네랄 광물 5~30중량부, 안료 1~10중량부가 혼합되고, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여, 폴리에스터 엘라스토머 수지와 열가소성 폴리우레탄 수지의 혼합량이 6~100중량부가 되도록 첨가하여 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스터 엘라스토머 수지의 사용량은 전술한 일실시예에서 보다 적은량을 사용하는데, 이는 추가적으로 첨가되는 열가소성 폴리우레탄 수지가 혼합되어 사용되기 때문으로, 폴리에스터 엘라스토머 수지가 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여 5중량부 미만으로 사용하면 폴리에스터 엘라스토머에 의한 탄성포장체 칩의 물성이 효과적으로 향상될 수 없고, 80중량부를 초과하여 사용하면 열가소성 폴리우레탄 수지의 사용량이 줄어들어 내후성이 효과적으로상승되기 어렵다.

상기 산화방지제는 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100 중량부에 대하여 0.1중량부 미만 시 외부환경에 대한 저항성이 떨어지고, 1중량부 초과 시 압출 가공시 딱딱해지는 문제점이 발생한다.

상기 천연복합 미네랄 광물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100 중량부에 대하여 5중량부 미만으로 사용하면 전술한 바와 같은 인체에 유익하면서도 친환경적인 기능성 효과가 나타나기 어렵고, 30중량부를 초과하여 사용하면 그 효과의 상승없이 사용량만 증대될 뿐만 아니라 열가소성 조성물의 점도가 증가되어 가공이 용이하지 않을 수 있다.

상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 열가소성 조성물에 혼합되는 폴리에스터 엘라스토머 수지와 열가소성 폴리우레탄 수지의 혼합량이 100중량부 이하가 되도록 첨가하여 혼합되는 것이 바람직하다. 만약 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 수지 100중량부에 대하여 폴리에스터 엘라스토머 수지와 열가소성 폴리우레탄 수지의 혼합량이 100중량부를 초과하여 혼합되면, 그 효과의 상승없이 탄성포장재 칩을 형성하기 위한 열가소성조성물의 전체적인 물성이 불균형을 이루어 우수한 탄성, 내구성, 내후성 등을 갖는 탄성포장재 칩으로의 형성이 어렵다.

따라서 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성포장재 칩을 형성하기 위한 열가소성 조성물은 상기한 바와 같은 중량범위로 사용되는 것이 좋다.

상기와 같은 각 성분을 고르게 분산, 혼합하여 형성된 열가소성 조성물은 100℃이상의 온도에서 펠레타이징 방식으로 압출되어 원형상태의 칩으로 가공될 수 있으며, 상기와 같이 열가소성 폴리우레탄 수지가 추가된 탄성포장재 칩은 그 내후성이 더욱 향상되어 탄성포장시공시 그 수명이 연장되어 장기간 동안 사용가능하게 된다.

이하 본 발명을 하기와 같은 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 1000g, 폴리에스터 엘라스토머 수지(PEL) 700g, 미네랄오일 500g, 탄산칼슘 400g, 안료 50g, 산화방지제 5g, 천연복합 미네랄 광물로서 기약토 200g을 혼합하여 열가소성 조성물을 제조한 뒤, 이를 펠레타이징(Pelletizing)방식으로 압출 및 절단하여 원형의 칩을 형성한 뒤, 공지의 방법으로 탄성포장재 시공을 하고, 충격시험 및 중금속의 용출실험을 하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

시험항목	단위	시험결과	시험방법
한계하강높이(충격시험)	㎜	2,220	KS G 5758:2009
Pb 용출시험	㎎/㎏	검출안됨	KS R 1301:2006(ICP)
Cd 용출시험	㎎/㎏	검출안됨	KS R 1301:2006(ICP)
Hg 용출시험	㎎/㎏	검출안됨	KS M 3719:2005(ICP)
Cr⁶ ⁺용출시험	㎎/㎏	검출안됨	US EPA Method 3060a:1996(UV/Vis)

- 검출한계: Pb(5㎎/㎏), Cd,Hd(1㎎/㎏), Cr(VI)(2㎎/㎏)

상기 표 2에 보여지는 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 탄성포장재 칩으로 시공된 탄성포장재는 충격흡수율이 높고 인체에 유해한 중금속의 용출이 없음을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 본 발명에 따른 탄성포장재 칩은 우수한 탄성을 가지면서 천연 복합미네랄 광물로 인하여 인체에 유해한 중금속 등이 제거되어 보다 친환경적인 효과를 보임을 알 수 있다.

Claims

스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지, 폴리에스터 엘라스토머 수지, 미네랄오일, 탄산칼슘, 안료, 산화방지제, 천연복합 미네랄 광물을 혼합한 열가소성 조성물을 펠레타이징(Pelletizing)방식으로 압출 및 절단하여 형성되되,
상기 천연복합미네랄 광물은 기약토를 사용하거나, 0.35~1㎛의 입자크기로 조절된 페그마타이트 미분쇄물을 함유하는 파우더를 바실러스 균주(Bacillus speciesSSA3)의 존재 및 35~45℃의 온도 조건 하에서 10~20일 동안 숙성시킨 후 건조시킨 기능성 분말을 사용한 것을 특징으로 하는 친환경 탄성포장재 칩.
청구항 1에 있어서,
상기 열가소성 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여 폴리에스터 엘라스토머 수지 15~100중량부, 미네랄오일 40~60중량부, 탄산칼슘 20~60중량부, 산화방지제 0.1~1중량부, 천연복합 미네랄 광물 5~30중량부, 안료 1~10중량부를 혼합한 것임을 특징으로 하는 친환경 탄성포장재 칩.
청구항 1에 있어서,
상기 열가소성 조성물에는 열가소성 폴리우레탄 수지가 더 추가되어 혼합된 것을 특징으로 하는 친환경 탄성포장재 칩.
청구항 3에 있어서,
상기 열가소성 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여 폴리에스터 엘라스토머 수지 5~80중량부, 미네랄오일 40~60중량부, 탄산칼슘 20~60중량부, 산화방지제 0.1~1중량부, 천연복합 미네랄 광물 5~30중량부, 안료 1~10중량부가 혼합되고,
상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 수지 100중량부에 대하여, 폴리에스터 엘라스토머 수지와 열가소성 폴리우레탄 수지의 혼합량이 6~100중량부가 되도록 첨가하여 혼합된 것임을 특징으로 하는 친환경 탄성포장재 칩.
청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 항에 있어서,
상기 열가소성 조성물은 100℃이상의 온도에서 펠레타이징 방식으로 압출되는 것임을 특징으로 하는 친환경 탄성포장재 칩.