KR101124124B1 - 코일스프링 구조를 갖는 탄성칩 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로포장용으로 사용되는 탄성칩 또는 인조잔디 충진재용 탄성칩으로, 천연 또는 합성 섬유로 코일스프링을 형성하고, 상기 코일 스프링을 주요 요소로 하여 천연소재, 중량재, 접착제, 안료를 혼합하여 선형으로 사출하고, 이를 제조하고자 하는 크기로 절단함으로써 제조된 탄성칩 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

코일스프링 구조를 갖는 탄성칩 및 이의 제조방법 {The elastic chip having coil spring structure and method for manufacturing the same}

본 발명은 탄성칩 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로포장용으로 사용되는 탄성칩 또는 인조잔디 충진재용 탄성칩으로, 천연 또는 합성 섬유로 코일스프링을 형성하고, 상기 코일 스프링을 주요 요소로 하여 천연소재, 중량재, 접착제, 안료를 혼합하여 선형으로 사출하고, 이를 제조하고자 하는 크기로 절단함으로써 제조된 탄성칩 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 어린이 놀이터, 보도, 산책로, 자전거 도로 등 사람들이 주로 이용하게 되는 장소의 표면을 탄성체로 포장하여 충격 흡수성을 향상시킴으로써 어린이 및 보행자의 신체를 보호함은 물론, 보행자로 하여금 쾌적한 보행감을 느낄 수 있도록 하고 있다. 이때 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트를 접착제와 혼합한 후 포설하여 탄성 포장층을 형성하고 있다.

또한 천연 잔디를 시공할 수 없는 곳이나 유지관리의 편의성이 요구되는 곳에 인조잔디를 시공하고 있으며, 천연 잔디와 유사한 푹신함과 질감을 부여하기 위해 인조잔디 원사 사이에 충진재로서 1차로 규사가 포설되고 폐타이어 및 천연고무나 합성고무 또는 합성수지 등의 칩과 같은 탄성을 가진 충진재 칩을 2차로 포설하여 충진하는 방식이 널리 이용되고 있다.

상기한 탄성칩의 재료 중 가장 가격이 저렴하여 널리 사용되는 폐타이어 칩의 경우, 칩에서 중금속이 검출되고 휘발성 유기화합물의 함량이 높아 환경 및 인체에 유해한 영향을 끼칠 우려가 높아짐에 따라 환경 친화적인 탄성칩으로 대체되고 있는 실정이다. 하지만, 친환경 탄성칩은 가격이 높거나 기능이 떨어지는 문제점이 있다.

KR10-0729749 KR10-0674164 KR10-1041008 KR10-0799262

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 폐타이어 칩을 대체하여 천연소재 또는 친환경 소재를 사용하여 중금속 및 휘발성 유기 화합물 등의 발생을 초래하지 않아서 인체에 무해하며, 천연섬유 또는 합성섬유로 스프링코일을 만들어 효율적인 구조를 형성함으로써 탄성력이 향상된 탄성칩 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예는, 도로 포장용 또는 인조잔디 충진재용으로 사용되는 탄성칩에 있어서, 적어도 천연소재와, 중량재와, 접착제가 일정비율로 혼합된 선형체(101); 상기 선형체에 천연섬유 또는 합성섬유를 감아 형성한 코일 스프링(102); 및 상기 코일 스프링(102) 표면을 코팅한 코팅재(103)를 포함한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예는, 도로 포장용 또는 인조잔디 충진재용으로 사용되는 탄성칩에 있어서, 천연섬유 또는 합성섬유를 감아 형성된 코일 스프링; 상기 코일 스프링을 코아로 하여 상기 코일 스프링에 결합되고, 적어도 천연소재와, 중량재와, 접착제가 일정비율로 혼합된 선형체를 포함한다.

바람직하게는 상기 선형체는, 상기 천연소재 40～70중량％, 상기 중량재 20～70중량％, 상기 접착제 5～30 중량％로 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조 방법은, 도로 포장용 또는 인조잔디 충진재용으로 사용되는 탄성칩의 제조 방법에 있어서, 천연소재와 중량재와, 접착제를 일정 비율로 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 일정 온도 이상으로 가열하면서 사출하여 선형체를 형성하는 단계; 상기 선형체 위에 천연섬유 또는 합성섬유를 감아 코일 스프링을 형성하는 단계; 및 상기 코일 스프링 표면을 코팅한 후 일정 크기로 절단하는 단계를 포함한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조 방법은, 도로 포장용 또는 인조잔디 충진재용으로 사용되는 탄성칩의 제조 방법에 있어서, 천연섬유 또는 합성섬유를 꼬아 코일 스프링을 형성하는 단계; 상기 형성된 코일 스프링을 코아로 이용해 천연소재와 중량재와, 접착제를 일정 비율로 혼합한 혼합물을 결합하는 단계; 상기 혼합물을 일정 온도 이상으로 가열하면서 사출하여 선형체를 형성하는 단계; 및 상기 선형체를 일정 길이로 절단하여 탄성칩을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 천연소재 또는 친환경 소재를 사용하여 기존의 탄성칩으로 사용되는 폐타이어 칩을 대체함으로써 인체에 무해한 친환경 탄성칩을 제공하며, 천연섬유 또는 합성섬유가 코일스프링 구조를 형성함으로써 탄성력의 일부를 담당할 뿐만 아니라 상기 코일스프링이 탄성칩을 감싸는 구조가 되어 탄성칩의 탄성력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선형체 위에 코일 스프링이 형성된 탄성재 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선형체 위에 코일 스프링을 형성하고 코팅한 후 커팅한 탄성칩의 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 코일 스프링을 코어 삼아 사출한 선형 탄성재의 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 코일 스프링을 코어 삼아 사출한 선형 탄성재를 커팅한 탄성칩의 구조를 나타낸 도면.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도로 포장용으로 사용되는 탄성칩 또는 인조잔디 충진재용으로 사용되는 탄성칩의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선형체 위에 코일 스프링을 형성하고 코팅한 후 커팅한 탄성칩의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 탄성칩은 적어도 천연소재와, 중량재와, 접착제가 일정비율로 혼합된 선형체(101)와, 상기 선형체에 천연섬유 또는 합성섬유를 감아 형성한 코일 스프링(102)과, 상기 코일 스프링(102) 표면을 코팅한 코팅재(103)를 포함한다. 여기서 선형체는 필요에 따라 선택적으로 안료를 더 포함할 수 있다. 그리고 코팅재(103)는 접착제를 포함할 수 있다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 탄성칩의 제조 방법을 설명한다.

도 1을 참조하면, 왕겨, 톱밥, 피트모스, 코코피트, 코이어 등의 천연소재에 탄산칼슘, 규사 등의 중량재와, 천연고무, SBR, SEBS, EPDM, 우레탄, 합성수지 등의 접착제와 안료를 혼합하여 골고루 교반한 다음 90도 이상의 온도로 가열하여 사출한다. 이때 직경 0.5～8mm의 원형 또는 다각형 단면의 선형체(101)로 사출한다.

여기서, 천연소재 중 하나 또는 복수를 40～70중량％, 중량재 중 하나 또는 복수를 20～70중량％, 접착제 중 하나를 5～30 중량％, 안료를 0.05～2 중량％로 혼합한다. 상기 접착제의 함유량이 7 중량％ 미만일 경우에는 혼합물의 접착이 용이하지 않으며, 25 중량％를 초과할 경우에는 필요 이상으로 고가의 접착제를 사용하게 되어 비용이 상승하게 된다. 또한 안료는 필요에 따라 선택적으로 배합될 수 있다.

그 다음, 사출한 선형체(101) 위에 천연섬유 또는 합성섬유를 감아 코일 스프링(102)을 형성하고, 코일스프링 표면을 상기한 접착제와 같은 재질(103)로 코팅한한다. 그리고 이렇게 코팅된 선형체를 0.5～8mm 크기로 절단하여 도 2와 같은 탄성칩을 형성한다. 이때, 천연섬유 또는 합성섬유의 직경은 0.02 내지 1.2mm 범위를 갖는다. 더욱 바람직하게는 천연섬유 또는 합성섬유의 직경은 0.05 내지 0.5mm인 것이 좋다. 천연섬유 또는 합성섬유의 직경이 0.02mm 이하이면 작업성이 떨어지고, 1.2mm 이상이면 탄성칩이 지나치게 커지는 문제가 발생될 수 있다.

앞서 설명한 본 발명에 따른 탄성칩의 소재들은 천연소재 또는 친환경 소재로서, 이와 같은 본 발명은 중금속 및 휘발성 유기 화합물 등이 발생하는 폐타이어 칩을 대체함으로써 인체에 무해한 친환경 탄성칩을 제공하며, 코일스프링이 탄성력의 일부를 담당할 뿐만 아니라 이 코일스프링이 충진재 칩을 감싸는 구조가 되어 탄성력을 향상시켜 줄 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 코일 스프링을 코어 삼아 사출한 선형 탄성재의 구조를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 코일 스프링을 코어 삼아 사출한 선형 탄성재를 커팅한 탄성칩의 구조를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 제2 실시예는 본 발명에 따른 제1 실시예와 다르게 코일 스프링을 미리 감아 코어를 생성하고, 이 코어와 혼합물을 결합하여 탄성칩을 제조함으로써, 코일 스프링이 탄성재 내부에 위치하도록 한다.

다시 말해 도 3 및 도 4를 참조하면, 천연섬유 또는 합성섬유를 꼬아 코일 스프링(202)를 먼저 형성하고, 이 코일 스프링(202)을 코아로 이용해 도1을 참조하여 설명한 상기 혼합물과 혼합하여 교반한다. 그런 다음, 90도 이상으로 가열 후 사출하여 직경 0.5～8mm의 원형 또는 다각형 단면의 선형체를 뽑은 후, 상기 선형체를 0.5～8mm 크기로 절단하여 도 4와 같은 탄성칩을 얻을 수 있다.

[실시예]

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 탄성칩 조성물의 조성 비율을 다음의 표 1에 나타내었다.

상기 표 1의 실시예 1 내지 실시예 3과 같은 성분들로서 인조잔디용 충진재 조성물을 제조하고, 직경 2mm 원형 단면의 선형체를 사출하여 폴리에틸렌 파이버로 감아 코일스프링을 형성한 후, 우레탄으로 코팅하여 2mm 길이로 커팅하여 제조된 탄성칩 시료를 제작하였다. 이 탄성칩 시료를 탄성칩 100 중량％에 우레탄 접착제 20％ 중량％로 혼합하여 3mm x 3mm x 10mm (KS M 3006 참조) 크기의 탄성 포장재 시료을 제조하여 물성 시험을 수행하였다. 그 결과에 따르면 탄성 항목에서 성능 향상의 결과를 나타내었는데, 기본적인 실시예에 해당하는 상기 실시예 2에 대하여 다음의 표 2와 같은 결과를 얻었다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

101, 201: 선형체
102, 202: 코일 스프링, 103: 코팅재

Claims (6)

1. 도로 포장용 또는 인조잔디 충진재용으로 사용되는 탄성칩에 있어서,
   적어도 천연소재와, 중량재와, 접착제가 일정비율로 혼합된 선형체(101);
   상기 선형체에 천연섬유 또는 합성섬유를 감아 형성한 코일 스프링(102); 및
   상기 코일 스프링(102) 표면을 코팅한 코팅재(103)를 포함하는 탄성칩.
2. 도로 포장용 또는 인조잔디 충진재용으로 사용되는 탄성칩에 있어서,
   천연섬유 또는 합성섬유를 감아 형성된 코일 스프링;
   상기 코일 스프링을 코아로 하여 상기 코일 스프링에 결합되고, 적어도 천연소재와, 중량재와, 접착제가 일정비율로 혼합된 선형체를 포함하는 탄성칩.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 선형체는,
   상기 천연소재 40～70중량％, 상기 중량재 20～70중량％, 상기 접착제 5～30 중량％로 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 하는 선형체.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 선형체는 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형체.
5. 도로 포장용 또는 인조잔디 충진재용으로 사용되는 탄성칩의 제조 방법에 있어서,
   천연소재와 중량재와, 접착제를 일정 비율로 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;
   상기 혼합물을 일정 온도 이상으로 가열하면서 사출하여 선형체를 형성하는 단계;
   상기 선형체 위에 천연섬유 또는 합성섬유를 감아 코일 스프링을 형성하는 단계; 및
   상기 코일 스프링 표면을 코팅한 후 일정 크기로 절단하는 단계를 포함하는 탄성칩의 제조 방법.
6. 도로 포장용 또는 인조잔디 충진재용으로 사용되는 탄성칩의 제조 방법에 있어서,
   천연섬유 또는 합성섬유를 꼬아 코일 스프링을 형성하는 단계;
   상기 형성된 코일 스프링을 코아로 이용해 천연소재와 중량재와, 접착제를 일정 비율로 혼합한 혼합물을 결합하는 단계;
   상기 혼합물을 일정 온도 이상으로 가열하면서 사출하여 선형체를 형성하는 단계; 및
   상기 선형체를 일정 길이로 절단하여 탄성칩을 형성하는 단계를 포함하는 탄성칩의 제조 방법.

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