KR100978281B1 - 황토가 함유된 포장재용 친환경 폴리우레탄 칩 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보행용 도로, 어린이놀이터, 자전거도로 또는 각종 체육시설 등의 바닥에 시공시 접착성이 우수하고, 시공 후 폴리우레탄 칩에 함유되어 있는 황토 성분에서 발산되는 원적외선에 의해 쾌적한 환경을 조성하는 친환경 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 황토가 함유된 포장재용 친환경 폴리우레탄 칩 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 디이소시아네이트의 반응시 합성되는 폴리우레탄 수지 내부에 황토분말이 침투된 상태로서 함유된 형태이므로, 시공 후 장기간이 경과할 경우에도 폴리우레탄 수지와 황토분말이 서로 분리되지 아니하여 포장재가 쉽게 훼손되지 않으며, 포장재의 시공 후 장시간이 경과하여도 폴리우레탄 수지와 황토분말이 서로 분리되지 아니하므로 다공성 구조를 갖는 황토의 특성에 의해 여름철에 쉽게 발생하는 악취를 제거하고, 또한 우기철에는 황토 사이로 배수가 잘되어 투수성이 우수하며, 원적외선의 발생에 의해 친환경적인 것을 특징으로 한다. 또한 황토가 함유된 포장재용 친환경 폴리우레탄의 제조공정이 기계적인 배합을 통해 간단하게 합성할 수 있어 생산성이 우수하여 대량생산이 가능한 것이 장점이다.

Description

황토가 함유된 포장재용 친환경 폴리우레탄 칩 및 그 제조방법{Polyurethan chip for paving material comprising yellowsoil and the manufacturing method}

본 발명은 황토가 함유된 포장재용 친환경 폴리우레탄 칩 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보행용 도로, 어린이놀이터, 자전거도로 또는 각종 체육시설 등의 바닥에 시공시 접착성이 우수하고, 시공 후 폴리우레탄 칩에 함유되어 있는 황토 성분에서 발산되는 원적외선에 의해 쾌적한 환경을 조성하는 친환경 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 황토가 함유된 포장재용 친환경 폴리우레탄 칩 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 보행용 도로, 어린이놀이터, 자전거도로 또는 각종 체육시설 등의 바닥면은 사람들이 보행이나 운동시에 신체의 하중에 의해 바닥면으로 부터 전달되는 충격을 완화시키기 위해 탄성복원력의 특성을 갖는 포장재를 시공한다.

상기와 같이 시공된 포장재는 통상적으로 폐고무, 폐우레탄 등을 분쇄하여 제조한 포장재를 사용하여 시공하고 있으나 접착강도와 내구성이 떨어지기 때문에 보행자들의 충격이나 우기철의 빗물 유입 또는 기타 파손 등으로 인해 시공된 포장재의 표면에 요철현상이 발생하거나 또는 포장재의 입자들이 떨어져 나와 하천 등에 유입되어 환경오염을 유발하는 등의 문제점이 있었다.

한편, 최근에는 상기와 같은 포장재는 포장재 자체의 특성이 우수할 뿐만 아니라 다른 기능적 특성을 부여하기 위해 미세분자의 구성이 벌집형태의 복층구조를 이루고 원적외선을 발산하는 황토를 함유시킨 다양한 종류의 포장재들이 개발되고 있으며, 이와 같은 기술들의 국내 특허들을 살펴보면 국내 등록특허공보 제0559407호 및 국내 등록특허공보 제0746559호에 일반 석재 분말 8~48 중량%와, 원적외선 방사기능 및 음이온을 발생하는 맥반석, 황토, 참숯 혹은 카본 분말 등으로 이루어진 군중에서 어느 하나 이상을 선택하여 배합한 분말 4~36 중량%와, 폴리우레탄 40~80 중량%를 혼합하여 성형한 것을 특징으로 하는 체육시설용 탄성 바닥재가 제안되어 있지만 상기와 같은 탄성 바닥재의 경우에는 장시간이 경과할 경우 폴리우레탄 수지와 일반 석재 분말 또는 황토분말간의 접합력이 약화되어 폴리우레탄 수지와 일반 석재 분말 또는 황토분말 등이 서로 분리되어 탄성 바닥재가 훼손되거나 또는 폴리우레탄 수지에 일반 석재 분말과 황토분말의 혼합량이 최대 60 중량%까지 혼합함에 따라 폴리우레탄의 혼합량에 비해 일반 석재 분말과 황토분말의 혼합량이 많이 함유됨에 따라 탄성력 등이 저하하는 문제점 등이 발생할 우려가 있었다.

따라서, 종래에는 황토분말을 폴리우레탄 수지와 혼합시켜 사용함에 따라 접착력의 강도가 저하할 경우 포장재에 충격이 가하여지면 폴리우레탄 수지로부터 황토분말이 분리될 우려가 있는데 반해, 본 발명은 폴리올의 조성물에 직접 황토분말을 혼합하여 균일하게 분산시킨 다음 디이소시아네이트를 혼합하고 반응시킴으로써, 디이소시아네이트의 반응시 합성되는 폴리우레탄 수지 내부에 황토분말이 침투되어 함유된 형태이므로, 시공 후 장기간이 경과할 경우에도 폴리우레탄 수지와 황토분말이 서로 분리되지 아니하여 포장재가 쉽게 훼손되지 않는 것을 특징으로 하는 황토가 함유된 포장재용 친환경 폴리우레탄 칩 및 그 제조방법을 제공함을 과제로 한다.

그리고 본 발명은 폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올의 조성물의 주제에 황토분말을 혼합하여 균일하게 분산시킨 다음 디이소시아네이트를 혼합하고 반응시켜 폴리우레탄을 합성시킴으로써, 제조공정이 기계적인 배합을 통해 간단하게 합성할 수 있어 생산성이 우수하여 대량 생산이 가능한 것을 특징으로하는 황토가 함유된 포장재용 친환경 폴리우레탄 칩 및 그 제조방법을 제공함을 다른 과제로 한다.

따라서, 포장재의 시공 후 장시간이 경과하여도 폴리우레탄 수지와 황토분말이 서로 분리되지 아니하므로 다공성 구조를 갖는 황토의 특성에 의해 여름철에 쉽게 발생하는 악취를 제거하고, 또한 우기철에는 황토 사이로 배수가 잘되어 투수성이 우수하며, 원적외선의 발생에 의해 친환경적인 것을 특징으로 하는 황토가 함유된 포장재용 친환경 폴리우레탄 칩 및 그 제조방법을 제공함을 또 다른 과제로 한다.

상기의 해결하려는 과제를 달성하기 위한 본 발명은 「폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올의 조성물에 글리콜을 혼합한 다음 황토를 분산시켜 혼합하는 주제(P1) 조성물 제조단계(S100)와;

디이소시아네이트의 경화제(P2)를 상기 주제(P1) 조성물에 혼합하는 주제(P1), 경화제(P2) 조성물 제조단계(S200)와;

상기 주제(P1)와 경화제(P1)의 조성물을 반응시켜 폴리우레탄(PU)을 합성시키는 합성단계(S300) 및;

상기 폴리우레탄을 1~2mm의 크기로 분쇄하는 분쇄단계(S400);

에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 황토가 함유된 바닥재용 친환경 폴리우레탄 칩의 제조 방법」을 과제 해결 수단으로 한다.

상기 주제(P1) 조성물 제조 단계(S100)는 폴리에스테르 폴리올이 아디프산, 1.4-부탄디올, 모노에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜을 각각 1.0~1.2 : 0.30~0.40 : 0.35~0.45 : 0.35~0.45의 몰 비로 반응시켜 중량평균분자량이 500~2,500인 반응물인 것을 특징으로 하고,

상기 폴리에테르 폴리올은 중량평균분자량이 400~6,000이며,

상기 글리콜은 1,4-부탄디올, 1,6-헥산 디올, 1,5-펜탄 디올, 모노 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 폴리카보네이트디올 중에서 1종 이상 선택하여 사용하고,

상기 주제(P1) 조성물 제조단계(S100)에서, 조성물은 폴리에스테르 폴리올 10~90 중량부와 폴리에테르 폴리올 10~90 중량부를 혼합하여 제조하고,

상기 폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올 조성물 100 중량부에 대해 글리콜 5~20 중량부 및 황토분말 20~50 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.

또한 상기 주제(P1), 경화제(P2) 조성물 제조단계(S200)는 폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올 조성물 100 중량부에 대해 디이소시아네이트 800 내지 900 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.

그리고 「상기 황토가 함유된 바닥재용 친환경 폴리우레탄 칩의 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 황토가 함유된 바닥재용 친환경 폴리우레탄 칩」을 다른 과제 해결 수단으로 한다.

상기의 과제의 해결 수단에 의한 본 발명은 디이소시아네이트의 반응시 합성되는 폴리우레탄 수지 내부에 황토분말이 침투된 상태로서 함유된 형태이므로, 시공 후 장기간이 경과할 경우에도 폴리우레탄 수지와 황토분말이 서로 분리되지 아니하여 포장재가 쉽게 훼손되지 않으며, 포장재의 시공 후 장시간이 경과하여도 폴리우레탄 수지와 황토분말이 서로 분리되지 아니하므로 다공성 구조를 갖는 황토의 특성에 의해 여름철에 쉽게 발생하는 악취를 제거하고, 또한 우기철에는 황토 사이로 배수가 잘되어 투수성이 우수하며, 원적외선의 발생에 의해 친환경적인 것을 특징으로 한다. 또한 황토가 함유된 포장재용 친환경 폴리우레탄의 제조공정이 기계적인 배합을 통해 간단하게 합성할 수 있어 생산성이 우수하여 대량생산이 가능한 것이 장점이다.

도 1은 본 발명에 따른 황토가 함유된 바닥재용 친환경 폴리우레탄 칩의 제조공정을 나타낸 공정블럭도에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면인 도 1에 의거하여 상세히 설명하며, 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 설명은 간략히 하거나 생략하였다.

본 발명에 따른 황토가 함유된 바닥재용 친환경 폴리우레탄 칩은 첨부된 도면인 도 1에 도시된 바와 같이, 주제(P1) 조성물 제조단계(S100)와 주제(P1), 경화제(P2) 조성물 제조단계(S200)의 조성물은 20~50℃가 되도록 한 상태에서 배합비율을 측정하여 혼합한 다음 고속으로 혼합 반응을 시켜 폴리우레탄 합성시에 황토분말이 분리되지 않게 고분자 고체로 경화시키는 합성단계(S300)와, 합성된 황토가 함유된 폴리우레탄을 60~100℃의 온도에서 숙성시키거나 또는 상온에서 경화시켜 적당한 크기로 절단 후 분쇄기를 사용하여 1~2mm 입자의 크기로 분쇄하는 분쇄단계(S400)를 거쳐 제조되어지는 것이 특징이다.

이하, 본 발명에 따른 황토가 함유된 바닥재용 친환경 폴리우레탄 칩(이하, 황토함유 폴리우레탄 칩'이라 한다)의 제조방법을 상세히 설명하면 아래의 내용과 같다.

폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올의 조성물에 글리콜을 혼합한 다음 황토를 분산시켜 혼합하는 주제(P1) 조성물 제조단계(S100)와;

디이소시아네이트의 경화제(P2)를 상기 주제(P1) 조성물에 혼합하는 주제(P1), 경화제(P2) 조성물 제조단계(S200)와;

상기 주제(P1)와 경화제(P1)의 조성물을 반응시켜 폴리우레탄(PU)을 합성시키는 합성단계(S300) 및;

상기 폴리우레탄을 1~2mm의 크기로 분쇄하는 분쇄단계(S400);

를 거쳐서 제조되어진다.

본 발명에서 상기 주제(P1) 조성물 제조 단계(S100)는 폴리에스테르 폴리올이 아디프산, 1.4-부탄디올, 모노에틸렌 글리콜, 디에틸렌글리콜을 각각 1.0~1.2 : 0.30~0.40 : 0.35~0.45 : 0.35~0.45의 몰비로 반응시켜 중량평균분자량이 500~2,500인 것이 바람직하다.

상기 주제를 구성하는 화합물들의 혼합 몰 비는 상기에서 한정한 몰 비가 바람직하며, 상기에서 한정한 몰 비를 벗어날 경우에는 폴리우레탄의 합성 수율이 저하될 우려가 있다.

또한 상기 폴리에스테르 폴리올의 중량평균분자량은 상기에서 한정한 중량평균분자량의 범위가 바람직하며, 중량평균분자량이 상기에서 한정한 범위 미만이 될 경우에는 반응이 빠르며 물성이 약하고, 중량평균분자량이 상기에서 한정한 범위를 초과할 경우에는 점도가 너무 높아 우레탄 반응시 물성이 떨어질 우려가 있다.

그리고 상기 폴리에테르 폴리올은 중량평균분자량이 400~6,000인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용가능한 폴리에테르 폴리올은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 폴리(메틸테트라메틸렌 글리콜)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폴리에테르 폴리올의 중량평균분자량은 상기에서 한정한 중량평균분자량의 범위가 바람직하며, 중량평균분자량이 상기에서 한정한 범위 미만이 될 경우에는 우레탄 반응 조절이 어렵고, 중량평균분자량이 상기에서 한정한 범위를 초과할 경우에는 우레탄반응시 점도 상승으로 인해 물성이 저하할 우려가 있다.

또한 상기 주제(P1) 조성물 제조 단계(S100)에서 폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올은 각각 10~90 중량부와 10~90 중량부를 혼합하여 조성물을 제조하는 것이 바람직하다.

상기에서 폴리에스테르 폴리올의 혼합량이 10 중량부 미만이 될 경우에는 황토 분산은 용이하나 우레탄 물성이 떨어지고, 폴리에테르 폴리올의 혼합량이 10 중량부 미만이 될 경우에는 에스테르의 점도로 인해 황토 분산이 어렵고 물성이 떨어지고 경화가 늦을 우려가 있다.

또한 상기 주제(P1) 조성물 제조 단계(S100)에서는 상기 폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올의 조성물 100 중량부에 대해 글리콜 5~20 중량부 및 황토분말 20~50 중량부를 투입하여 황토분말이 균일하게 폴리올에 분산되도록 한다.

본 발명에서 글리콜은 칩의 강도와 반응성 조절을 하기 위한 화합물로서, 5~20 중량부를 첨가하는 것이 바람직하며, 글리콜 첨가량이 5 중량부 미만이 될 경우에는 칩의 강도가 낮고 반응성이 늦고, 글리콜 첨가량이 20 중량부를 초과할 경우에는 칩의 강도가 높고 반응시 배합비율이 틀어져 물성이 저하할 우려가 있다.

본 발명에서 사용가능한 글리콜류는 1,4-부탄디올, 1,6-헥산 디올, 1,5-펜탄 디올, 모노 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 폴리카보네이트디올을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 평균분자량이 50~150인 조성물을 선택하여 사용하며 폴리우레탄 반응의 쇄 연장제로 작용하여 그 투입량에 따라 탄성과 유연성을 결정하고 경도를 여러 종류로 조절하고 다양한 용도의 물성을 가지는 제품 특성을 가지도록 조절할 수 있다.

이후 혼합 시 발생하는 부반응 문제를 제거하기 위해 상기 혼합된 물질을 용기에 넣고 용기 내부의 이물질을 제거하고 황토분말이 쉽게 분리되는 것을 방지하기 위한 방법으로 침강 방지제를 조성물 내부에 첨가하고 황토분말이 잘 분산되도록 분산제를 첨가한다.

이에 따라 폴리우레탄의 황토를 첨가하여 점도를 안정화 시키기 위해서 주제 폴리올의 수산기(-OH)를 선택하고 글리콜, 정포제, 첨가제, 분산제, 침강방지제, 아민촉매 등을 첨가하여 균일하게 혼합한 제품을 주제로 제조할 수 있다.

그리고 상기 주제(P1), 경화제(P2) 조성물 제조단계(S200)는 폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올의 조성물 100 중량부에 대해 디이소시아네이트 800 내지 900 중량부의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

상기에서 디이소시아네이트의 혼합량이 상기에서 한정한 범위를 벗어날 경우에는 폴리우레탄 합성수율이 저하하는 문제점이 발생할 우려가 있다.

본 발명에서 사용 가능한 디이소시아네이트는 경화제 제조에 통상적으로 사용하는 것들이 적합하다. 특히 방향족 디이소시아네이트 중 톨루엔 디이소시아네이트, 4,4'디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'디페닐메탄 디이소시아네이트을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 반응이 완료된 경화제는 제1단계와 같이 용기에 투입한 후 진공상태로 만들어 내부의 수분으로 인한 원료 변질을 방지하게 된다.

상기와 같이 제조한 주제 폴리올 조성물의 점도는 40,000~12,000 cps/20℃이고, 경화제의 점도는 100~1,000 cps/20℃ 정도가 된다. 주제인 폴리올 조성물은 황토분말로 인해 점도가 높아 흐름성과 작업성을 저하시키는 원인이 있어 고점도 펌프용을 이용하여 고속 교반을 할 수 있는 형태의 폴리우레탄 발포 기계를 이용하여 반응을 시킨다. 주제와 경화제의 비율을 조절하는데 까다로운 문제점을 해결하기 위해 주제 폴리올의 사용 온도를 50℃까지 상승시켜 황토로 인한 점도 문제를 해결하였다.

상기에서 디이소시아네이트는 폴리올를 첨가하여 반응하는 프레폴리머 방법과 순수 모디파이드 이소시아네이트 등을 그대로 사용하는 방법이 있다. 그 외에도 원료인 폴리에스테르나 디이소시아네이트가 저장된 용기에도 질소를 충진하여 수분이 투입되는 것을 방지하는 것을 고려해볼 만하다.

그리고 상기 합성단계(S300)에서는 주제(P1), 경화제(P2)의 혼합물을 반응조에 넣고 질소를 공급한 상태에서 반응시키게 된다. 상기와 같이 질소를 공급한 상태에서 반응시키는 이유는 대기중에 함유된 수분이 내부로 투입되는 것을 방지하기 위함이다. 그리고 여기에 안정제 0.1~0.2 중량부를 첨가하여 반응시킨다.

상기 단계에서는 전단계에서 제조한 주제와 경화제를 혼합하게 된다. 이때 혼합과정이 잘못되면 황토분말이 뭉치지 않는 문제로 인해 시공시 황토분말이 빠져나가는 문제 발생할 수 있어 주제와 경화제의 배합 비율을 일정하게 유지할 필요성이 있다. 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 일반적인 펌프와 교반기보다는 고점도에서 이송이 잘되고 일정하게 유량이 검증될 수 있는 특수 펌프를 사용하고 교반은 황토 마찰력을 방지하기 위한 임펠러를 제작하여 점도가 높은 제품과 교반이 일정하게 일어나도록 조절하였다.

그리고 주제와 경화제를 혼합하게 되는 혼합 토출기의 탱크에는 히팅 장치를 설치하여 주제와 경화제의 온도를 20~50℃ 내외로 유지하도록 하여 안정된 점도유지와 배합비율을 유지할 수 있도록 하며 혼합된 조성물을 조절하였다.

그리고 주제와 경화제가 저장된 탱크에는 질소를 충진하여 대기중의 수분이 주제와 경화제에 들어가는 것을 방지하게 된다.

또한 이 단계에서는 혼합토출기에서 토출되는 조성물을 빠른시간에 경화될수 있도록 두께와 경화속도를 조절하여 반응이 일어나도록 하였다. 토출기에서 토출된 폴리우레탄은 일정한 부분에서 경화가 끝나게 하고 일정한 크기로 커팅한 다음 분쇄기에서 1~2mm 입자로 분쇄하여 황토함유 폴리우레탄 칩을 생산하였다..

여기서 주제에 아민촉매로서 TEDA(Tri-ethylenediamine Air Product사), 트리에틸렌디아민, 정포제로서 L-1505(Niax사), 분산제로서 DC-200(다우코닝사), 침강방지제로서 P-104(BYK사) 등을 첨가하여 물성을 조절하는 것도 고려해 볼만하다.

상기와 같이 본 발명에 따라 제조한 황토함유 폴리우레탄 칩은 종전에 황토분말을 폴리우레탄과 단순혼합시키던 방법과는 달리 제조방법이 종전의 황토함유 폴리우레탄 바닥재와는 달리 폴리우레탄의 합성시 반응물질에 황토분말을 분산시켜 폴리우레탄을 합성하는 새로운 타입의 황토함유 폴리우레탄 칩으로 제조방법이 간단하여 생산성이 높으므로 대량 생산이 가능하고, 기존의 칩 생산 방법보다 개선된 방식으로 친환경적인 생산 공정으로 물성을 향상시켜 접착강도, 외관, 냄새 등의 물성을 향상시켜 물리적 성능을 우수하게 향상시킨 황토함유 폴리우레탄 칩을 제조하는 방식이다

이에 따라 생산성 향상 및 유해물질을 전혀 발생시키지 않아 보행 도로포장용 칩과 놀이터, 체육시설 바닥포장 용도로 안정된 칩을 이용하여 시공할 수 있는 환경 친화적인 황토함유 폴리우레탄 칩을 제조하는 방법으로 장점이 있다.

참고로 본 발명에 따라 제조한 황토함유 폴리우레탄 칩은 친환경 바인더인 eco-480(대아인더스트리)을 사용하여 보행도로, 어린이 놀이터, 체육시설 등의 바닥에 시공하면 바닥면과의 접착강도가 우수하여 포장재가 잘 훼손되지 않는 것이 특징이다

이하에서는 본 발명의 실시 형태에 관해서 설명한다. 본 발명의 세부적인 설명은 다음 실시예에 의해 기술되며, 이러한 실시예는 본 발명을 예시하고자 하는 것이며, 본 발명을 이러한 실시예로 제한하고자 하는 것은 아니다.

1. 황토함유 폴리우레탄 칩의 제조

실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1, 2는 아래 [표 1]에 기재된 바와 같은 조성성분을 사용하고, 조성비에 따라 각각 황토함유 친환경 폴리우레탄을 합성한 다음 이를 분쇄하여 황토함유 폴리우레탄 칩을 제조하였다.

(실시예 1)

폴리올 조성물에 황토 30 중량부를 혼합하여 점도를 측정하고 디이소시아네이트류를 50 중량부의 비율로 혼합한 조성물을 반응시켜 폴리우레탄을 합성한 다음 1~2mm 크기로 분쇄하여 황토함유 폴리우레탄 칩을 제조하였다.

(실시예 2)

폴리올 조성물에 황토 40 중량부를 혼합하여 점도를 측정하고 디이소시아네이트 53 중량부의 비율로 혼합한 조성물을 반응시켜 폴리우레탄을 합성한 다음 1~2mm 크기로 분쇄하여 황토함유 폴리우레탄 칩을 제조하였다.

(실시예 3)

폴리올 조성물에 황토 30 중량부를 혼합하여 점도를 측정하고 디이소시아네이트 77 중량부의 비율로 혼합한 조성물을 반응시켜 폴리우레탄을 합성한 다음 1~2mm 크기로 분쇄하여 황토함유 폴리우레탄 칩을 제조하였다.

(실시예 4)

폴리올 조성물에 황토를 40 중량부를 혼합하여 점도를 측정하고 디이소시아네이트 69 중량부의 비율로 혼합한 조성물을 반응시켜 폴리우레탄을 합성한 다음 1~2mm 크기로 분쇄하여 황토함유 폴리우레탄 칩을 제조하였다.

(실시예 5)

폴리올 조성물에 황토분말을 50 중량부를 혼합하여 점도를 측정하고 디이소시아네이트 65 중량부의 비율로 혼합한 조성물을 반응시켜 폴리우레탄을 합성한 다음 1~2mm 크기로 분쇄하여 황토함유 폴리우레탄 칩을 제조하였다.

(비교예 1)

폴리올 조성물에 황토분말 60 중량부를 혼합했을 때 점도가 높아 혼합된 폴리올에 황토량이 많아 혼합이 불가능하여 폴리우레탄을 합성하지 않았다.

(비교예 2)

폴리올 조성물에 황토분말 60 중량부를 혼합시 황토분말의 혼합 분산한 다음 폴리우레탄을 합성하여 다음 1~2mm 크기로 분쇄하여 황토함유 폴리우레탄 칩을 제조하고 그 물성을 측정한 결과 많은 황토량으로 인해 원하는 물성이 제대로 나오지 않았다.

(단위 : 중량부)

구 분	실시예					비교예
	1	2	3	4	5	1	2
폴리에스테르폴리올	90	80	10	20	30	70	40
폴리에테르폴리올	10	20	90	80	70	30	60
황토분말	30	40	30	40	50	60	60
글리콜	20	11	5	5	5	11	5
촉매	1	1	1	1	1	1	1
l-1505정포제	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
DC-200 분산제	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
P-104 침강방지제	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
점도cps /20℃	22,500	68,000	1,300	3,000	12,000	측정불가	120,000
이소시아네이트	53	50	77	69	65	-	60

2. 황토함유 폴리우레탄 칩의 물성 평가

상기 1의 방법에 따라 합성하여 제조한 황토함유 폴리우레탄 칩의 경도와, 이 황토함유 폴리우레탄 칩 100 중량부와 칩바인더(대아인더스트리 eco-480) 20중량부를 혼합하여 24시간 경과 후에 접착강도를 측정한 결과 아래 [표 2]의 내용과 같다.

접착방법 및 접착력 시험은 1~2mm 크기의 황토함유 폴리우레탄 칩 50g에 eco-480 바인더를 10g 첨가 후 혼합하여 시편(가로×세로×높이 : 80mm×115mm×10mm)을 제조하여 칩의 시편을 90도 각도로 꺽어서 칩과 칩사이의 벌어짐이 없는 지 유관으로 확인하여 측정한 결과이다.

접착력은 황토함유 폴리우레탄 칩들간의 접착상태를 비교한 것이고, 경도측정은 Shore A type의 직사각형 시편(가로×세로×높이 : 200mm×150mm×10mm)을 이용하여 측정하였다.

구분	실시예					비교예
	1	2	3	4	5	1	2
색상	황갈색	황갈색	황갈색	황갈색	진황갈색	불량	진황갈색
칩 경도(Shore A Type)	96	94	98	100	100	-	70
칩들간의 접착 강도	양호	양호	양호	양호	양호	불량	불량

상기 표2의 내용에 의해 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 실시예 1 내지 5의 황토함유 폴리우레탄 칩은 비교예 2의 황토함유 폴리우레탄 칩에 비해 칩경도 및 칩들간의 접착강도가 우수한 것을 알 수 있었다.

따라서 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 황토함유 폴리우레탄 칩은 경도가 적절하여 본 발명에 따른 황토함유 폴리우레탄 칩을 사용하여 포장재의 시공시 포장재의 기계적 물성이 우수하고, 폴리우레탄 칩들 간의 접착력이 우수하여 보행자에 의해 포장재의 외부에 강한 충격 등이 가해질 경우에도 폴리우레탄 칩들 간의 분리는 물론 바닥면과 폴리우레탄 칩들 간의 분리가 되지 않음에 따라 포장재의 내구성이 우수하고, 폴리우레탄 칩에 함유되어 있는 황토분말에 의해 발산하는 원적외선에 의해 쾌적한 환경을 조성할 수 있는 것이 장점이다.

그리고 비교예 1의 경우에는 폴리올 조성물에 황토분말 60 중량부를 혼합했을 때 점도가 높아 혼합된 폴리올에 황토분말의 양이 많아 혼합이 불가능하여 폴리우레탄을 합성하지 못함에 따라 그 물성을 측정할 수 없었는데 반해, 비교예 2의 경우에는 비교예 1과 같이 동일한 양의 황토분말을 혼합하였음에도 불구하고 폴리우레탄을 합성할 수는 있었지만 상기 표 2의 내용에서 확인되는 바와 같이 실시예 1 내지 5에 비해 그 물성이 낮음을 알 수 있었다. 이는 비교예 1, 2의 경우 동일한 양의 황토분말을 첨가하였음에도 비교예 1의 경우에는 폴리올 조성물 내에서 폴리에테르폴리올의 혼합량에 비해 폴리에스테르폴리올의 혼합량이 많음에 기인되는 것으로 추정된다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 황토 함유 폴리우레탄 칩 및 그 제조방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 황토함유 폴리우레탄 칩의 제조공정이 기계적인 배합을 통해 간단하게 합성할 수 있어 생산성이 우수하여 대량 생산이 가능한 것이 특징이다.

P1 : 주제 P2 : 경화제

Claims (8)

1. 아디프산, 1.4-부탄디올, 모노에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜을 각각 1.0~1.2 : 0.30~0.40 : 0.35~0.45 : 0.35~0.45의 몰 비로 반응시켜 얻은 중량평균분자량이 500~2,500인 폴리에스테르 폴리올과 중량평균분자량이 400~6,000인 폴리에테르 폴리올의 조성물에 글리콜을 혼합한 다음 황토를 분산시켜 혼합하는 주제(P1) 조성물 제조단계(S100)와;
   디이소시아네이트의 경화제(P2)를 상기 주제(P1) 조성물에 혼합하는 주제(P1), 경화제(P2) 조성물 제조단계(S200)와;
   상기 주제(P1)와 경화제(P1)의 조성물을 반응시켜 폴리우레탄(PU)을 합성시키는 합성단계(S300) 및;
   상기 폴리우레탄을 1~2mm의 크기로 분쇄하는 분쇄단계(S400);
   에 의해 제조되어지며,
   그리고 상기 주제(P1) 조성물 제조단계(S100)에서 주제(P1) 조성물은 폴리에스테르 폴리올 10~90 중량부와 폴리에테르 폴리올 10~90 중량부를 혼합한 조성물이고, 상기 폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올 조성물 100 중량부에 대해 글리콜 5~20 중량부 및 황토분말 20~50 중량부를 혼합하고,
   상기 글리콜은 1,4-부탄디올, 1,6-헥산 디올, 1,5-펜탄 디올, 모노 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 폴리카보네이트디올을 포함하는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상 선택하여 사용하며,
   상기 주제(P1), 경화제(P2) 조성물 제조단계(S200)는 폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올 조성물 100 중량부에 대해 디이소시아네이트 800 내지 900 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 황토가 함유된 바닥재용 친환경 폴리우레탄 칩의 제조 방법.
   
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8. 청구항 1의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 황토가 함유된 바닥재용 친환경 폴리우레탄 칩.

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