KR101381158B1 - 커피슬러지와 콜크분말을 이용한 탄성고무칩 제조방법과 이에 의해 제조된 탄성고무칩 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄성바닥재 또는 인조잔디 충진용으로 사용할 수 있는 커피슬러지와 콜크분말을 이용한 탄성고무칩 제조방법과 이에 의해 제조된 탄성고무칩에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이피디엠고무 14중량%, 폴리부타디엔 고무 10.5중량%, 천연고무 라텍스 10.5중량%, 탄산칼슘 45중량%, 커피슬러지 5중량%, 콜크분말 5중량%, 스테아린산 0.7중량%, 아연화 0.7중량%, 석유수지 0.7중량%, 왁스 0.7중량%, 안료 2중량%, 고무배합유 4중량%, 가황제 1.2중량%를 개량하여 준비하는 제 1 단계와; 준비된 재료를 혼합기에 넣고 혼합하는 제 2 단계와; 혼합된 재료를 압출기에 투입하여 압출시키는 제 3 단계와; 압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성시키는 제 4 단계와; 숙성된 압출물을 가황챔버에 투입하여 가황시키는 제 5 단계와; 가황된 압출물을 파쇄 및 분쇄하여 고무칩을 완성하는 제 6 단계;로 구성하므로서, 탄성고무칩에 커피슬러지를 첨가하여 제조함에 따라 커피슬러지의 소취기능에 의해 고무칩에서 고무냄새가 발생하지 않으며, 폐 커피슬러지를 재활용할 수 있음은 물론 커피슬러지가 포함된 상태로 고무칩이 제조됨에 따라 고무칩의 강도가 향상될 수 있으면서도 첨가되는 콜크분말에 의해 자체 탄성이 높아지도록 한 커피슬러지와 콜크분말을 이용한 탄성고무칩 제조방법과 이에 의해 제조된 탄성고무칩에 관한 것이다.
Description
본 발명은 탄성바닥재 또는 인조잔디 충진용으로 사용할 수 있는 커피슬러지와 콜크분말을 이용한 탄성고무칩 제조방법과 이에 의해 제조된 탄성고무칩에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이피디엠고무 14중량%, 폴리부타디엔 고무 10.5중량%, 천연고무 라텍스 10.5중량%, 탄산칼슘 45중량%, 커피슬러지 5중량%, 콜크분말 5중량%, 스테아린산 0.7중량%, 아연화 0.7중량%, 석유수지 0.7중량%, 왁스 0.7중량%, 안료 2중량%, 고무배합유 4중량%, 가황제 1.2중량%를 개량하여 준비하는 제 1 단계와; 준비된 재료를 혼합기에 넣고 혼합하는 제 2 단계와; 혼합된 재료를 압출기에 투입하여 압출시키는 제 3 단계와; 압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성시키는 제 4 단계와; 숙성된 압출물을 가황챔버에 투입하여 가황시키는 제 5 단계와; 가황된 압출물을 파쇄 및 분쇄하여 고무칩을 완성하는 제 6 단계;로 구성하므로서, 탄성고무칩에 커피슬러지를 첨가하여 제조함에 따라 커피슬러지의 소취기능에 의해 고무칩에서 고무냄새가 발생하지 않으며, 폐 커피슬러지를 재활용할 수 있음은 물론 커피슬러지가 포함된 상태로 고무칩이 제조됨에 따라 고무칩의 강도가 향상될 수 있으면서도 첨가되는 콜크분말에 의해 자체 탄성이 높아지도록 한 커피슬러지와 콜크분말을 이용한 탄성고무칩 제조방법과 이에 의해 제조된 탄성고무칩에 관한 것이다.
* 선행기술문헌
특허등록 제 10-0714750호
특허등록 제 10-1191307호
최근 다목적구장, 인조잔디구장, 간이육상트랙, 테니스코트, 공원시설, 산책로, 골프장, 보행로, 보경로 등의 바닥재 소재로 여러 종류의 수지가 사용되고 있다. 특히 바닥재로 사용되는 수지 중에서 우레탄 수지는 시공이 쉽고, 내마모성, 평탄성, 미장특성 등이 우수하여 널리 사용되고 있다.
우레탄 수지는 가격이 고가이기 때문에 최근에는 바닥재의 기층재로 폐타이어칩, 이피디엠(EPDM:Ethylene Propylene Diene Monomer)칩과 같은 탄성고무칩을 사용하고 있다.
그러나, 종래의 바닥재용 탄성고무칩은 폐타이어를 잘게 부숴 사용할 경우 시공시 폐타이어 냄새가 강하게 배출되는 문제점이 있었고, 이피디엠칩 또한 고무냄새가 심하게 발생하는 문제점이 발생하는 문제점이 발생하고 있었다.
또한, 선출원된 실용신안등록 제 414447호에는 인조잔디구조가 개시되어 있는데,
일반적인 인조잔디는
지반 상부에 골재로 이루어진 골재층을 형성하고, 상기 골재층 상부에 앤알(NR:Natural Rubber), 에스비알(SBR:StyreneButadiene Rubber), 아이아이알(IIR:Isobutylene Isoprene Rubber), 앤비알(NBR:Nitrile Butadiene Rubber), 이피디엠(EPDM:Ethylene Propylene Terpolymers), 우레탄의 가황고무 고무칩과 폴리우레탄 수지 또는 에폭시 수지와 같은 수지계 접착제가 혼합 조성된 탄성층을 형성하며, 상기 탄성층의 상부에 바닥매트에 다수의 인조잔디파일이 심어진 상태에서 인조잔디파일 사이에 가황고무칩과 규사가 채워진 인조잔디층을 형성한 것이다.
이러한 인조잔디에는 사용자가 넘어졌을때 다치지 않도록 완충하는 가황고무칩과 같은 고무칩이 충진되고 있다.
그러나, 종래의 인조잔디 충진용 고무칩은 가황고무칩을 사용하거나 아니면 폐타이어로 부터 얻어진 재생 고무칩을 주로 사용하기 때문에, 고무칩을 인조잔디에 충진하였을때 인조잔디에서 고무냄새가 심하게 나는 문제점이 발생하고 있었고, 더욱이 폐타이어 재생 고무칩을 사용할 경우에는 인조잔디에서 폐타이어냄새가 나게되는 문제점이 발생하고 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 이피디엠고무 14중량%, 폴리부타디엔 고무 10.5중량%, 천연고무 라텍스 10.5중량%, 탄산칼슘 45중량%, 커피슬러지 5중량%, 콜크분말 5중량%, 스테아린산 0.7중량%, 아연화 0.7중량%, 석유수지 0.7중량%, 왁스 0.7중량%, 안료 2중량%, 고무배합유 4중량%, 가황제 1.2중량%를 개량하여 준비하는 제 1 단계와; 준비된 재료를 혼합기에 넣고 혼합하는 제 2 단계와; 혼합된 재료를 압출기에 투입하여 압출시키는 제 3 단계와; 압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성시키는 제 4 단계와; 숙성된 압출물을 가황챔버에 투입하여 가황시키는 제 5 단계와; 가황된 압출물을 파쇄 및 분쇄하여 고무칩을 완성하는 제 6 단계;로 구성하므로서, 탄성고무칩에 커피슬러지를 첨가하여 제조함에 따라 커피슬러지의 소취기능에 의해 고무칩에서 고무냄새가 발생하지 않으며, 폐 커피슬러지를 재활용할 수 있음은 물론 커피슬러지가 포함된 상태로 고무칩이 제조됨에 따라 고무칩의 강도가 향상될 수 있으면서도 첨가되는 콜크분말에 의해 자체 탄성이 높아지도록 하여 탄성바닥재 또는 인조잔디 충진용으로 사용할 수 있고, 친환경적인 커피슬러지와 콜크분말을 이용한 탄성고무칩 제조방법과 이에 의해 제조된 탄성고무칩을 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은,
이피디엠고무 14중량%, 폴리부타디엔 고무 10.5중량%, 천연고무 라텍스 10.5중량%, 탄산칼슘 45중량%, 커피슬러지 5중량%, 콜크분말 5중량%, 스테아린산 0.7중량%, 아연화 0.7중량%, 석유수지 0.7중량%, 왁스 0.7중량%, 안료 2중량%, 고무배합유 4중량%, 가황제 1.2중량%를 개량하여 준비하는 제 1 단계와;
준비된 재료를 혼합기에 넣고 혼합하는 제 2 단계와;
혼합된 재료를 압출기에 투입하여 압출시키는 제 3 단계와;
압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성시키는 제 4 단계와;
숙성된 압출물을 가황챔버에 투입하여 가황시키는 제 5 단계와;
가황된 압출물을 파쇄 및 분쇄하여 고무칩을 완성하는 제 6 단계;로 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 탄성바닥재 또는 인조잔디 충진용 고무칩에 커피슬러지를 첨가하여 제조함에 따라 커피슬러지의 소취기능에 의해 고무칩에서 고무냄새가 발생하지 않으며, 폐 커피슬러지를 재활용할 수 있음은 물론 커피슬러지가 포함된 상태로 고무칩이 제조됨에 따라 고무칩의 강도가 향상될 수 있으며, 콜크분말이 첨가됨에 따라 고무칩 자체의 탄성이 향상될 수 있도록 하여 친환경제품을 제공할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제조과정을 보인 순서도.
이하, 첨부된 도면 도 1 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 고무칩은 탄성 바닥재로 사용할 수 있는 제 1 실시예와 인조잔디 충진용으로 사용할 수 있는 제 2 실시예로 구분될 수 있으므로 각각의 경우를 구분하여 설명한다.
◈ 제 1 실시예 ◈
본 발명의 제 1 실시예는 탄성 바닥재에 사용할 수 있는 고무칩에 관한 것으로서,
이피디엠고무 14중량%, 폴리부타디엔 고무 10.5중량%, 천연고무 라텍스 10.5중량%, 탄산칼슘 45중량%, 커피슬러지 5중량%, 콜크분말 5중량%, 스테아린산 0.7중량%, 아연화 0.7중량%, 석유수지 0.7중량%, 왁스 0.7중량%, 안료 2중량%, 고무배합유 4중량%, 가황제 1.2중량%를 개량하여 준비하는 제 1 단계와;
준비된 재료를 혼합기에 넣고 혼합하는 제 2 단계와;
혼합된 재료를 압출기에 투입하여 압출시키는 제 3 단계와;
압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성시키는 제 4 단계와;
숙성된 압출물을 가황챔버에 투입하여 가황시키는 제 5 단계와;
가황된 압출물을 파쇄 및 분쇄하여 고무칩을 완성하는 제 6 단계;로 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 탄성고무칩 제조과정을 단계별로 설명하면 다음과 같다.
* 제 1 단계 *
제 1 단계는 탄성고무칩 재료를 개량하여 준비하는 것이다.
탄성고무칩 재료로는 이피디엠고무 14중량%, 폴리부타디엔 고무 10.5중량%, 천연고무 라텍스 10.5중량%, 탄산칼슘 45중량%, 커피슬러지 5중량%, 콜크분말 5중량%, 스테아린산 0.7중량%, 아연화 0.7중량%, 석유수지 0.7중량%, 왁스 0.7중량%, 안료 2중량%, 고무배합유 4중량%, 가황제 1.2중량%가 준비된다.
탄성고무칩의 원재료는 이피디엠고무, 폴리부타디엔 고무, 천연고무 라텍스이며, 천연고무 라텍스는 재생한 것을 사용하여도 무방하다.
탄산칼슘 45중량% 는 보강충진재로서 사용되고, 커피슬러지 5중량%는 소취제로서 사용되며, 콜크분말 5중량%는 탄성보강제로 사용된다.
커피슬러지는 커피숍에서 사용된 폐 커피슬러지를 수거한 후 오븐건조기에 넣고 가열 건조하여 사용하는 것이 바람직하다.
커피슬러지를 첨가하게되면 완성된 고무칩에서 거피향이 배어나오게되어 고무냄새가 발생하지 않게되며, 커피슬러지의 소취기능에 의해 잡냄새가 발생하지 않게된다.
또한, 콜크분말이 첨가됨에 따라 완성된 고무칩의 탄성이 증대되는 효과를 기대할 수 있게된다.
그리고, 본 발명에 첨가되는 스테아린산과 고무배합유는 연화제로서 사용되고, 석유수지는 점착부여제로서 사용되며, 왁스는 자외선 차단제로서 사용된다.
또한, 안료는 착색제이고, 아연화는 가황촉진조제로서 사용되며, 가황제는 가황촉진제로서 사용된다.
* 제 2 단계 *
제 2 단계는 개량된 재료들을 혼합하는 작업단계이다.
재료의 혼합은 3차에 걸쳐 순차적으로 진행한다.
1차 혼합시 준비된 이피디엠고무, 폴리부타디엔 고무, 천연고무 라텍스, 커피슬러지, 콜크분말, 스테아린산, 석유수지, 왁스, 안료, 고무배합유, 그리고, 탄산칼슘 1/2 을 혼합기에 투입한 후 약 3분동안 혼합하고, 1차 혼합 후 나머지 탄산칼슘 1/2 을 투입한 후 다시 약 3분동안 2차 혼합하며, 2차 혼합 후 아연화와 가황제를 투입한 후 20초 동안 3차 혼합하여 재료를 잘 혼합한다.
* 제 3 단계 *
제 3 단계는 혼합된 재료를 압출기에 넣고 압출하는 공정이다.
압출기에서 압출되는 압출물은 바 형태로 형성하는 것이 바람직하다.
* 제 4 단계 *
제 4 단계는 압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성하는 단계이다.
압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성시킴에 따라 압출물이 어느정도 경화된다.
* 제 5 단계 *
제 5 단계는 제 4 단계에서 숙성된 압출물을 가황로에 투입한 후 150℃ 온도와 5Kg/㎠ 의 압력으로 2시간 동안 가황한다.
이러한 가황작업에 의해 압출물이 탄성을 갖게 된다.
가황작업이 끝난 압출물은 상온에서 12시간 이상 냉각시켜 경화되도록 한다.
* 제 6 단계 *
제 6 단계는 가황되어 탄성을 갖게된 압출물을 작은 크기로 파쇄 및 분쇄하여 고무칩을 완성하는 단계이다.
압출물을 작은 크기로 파쇄 및 분쇄할 때에는 한번에 파쇄하는 것이 아니라 여러번의 파쇄 및 분쇄과정을 거쳐 설정된 크기로 제조하는 것이다.
상기 설명과 같이 제조된 탄성고무칩은 커피슬러지를 포함하고 있는 상태이기 때문에 전체적으로 커피향이 배어나오게되는 효과를 기대할 수 있고, 또한, 커피슬러지가 갖는 소취기능에 의해 잡냄새가 제거되는 효과를 기대할 수 있게된다.
또한, 생활폐기물인 커피슬러지를 이용하여 탄성고무칩을 제조함에 따라 친환경적일 뿐만아니라 자원을 재활용하는 효과를 기대할 수 있다.
그리고, 커피슬러지가 소정의 강성을 갖고 있고, 콜크분말이 소정의 탄성을 갖고 있기 때문에 제조된 탄성고무칩이 이전의 고무칩에 비해 무게가 가벼우면서도 강성과 탄성을 고루 갖추게된다.
이와같이 제조된 탄성고무칩은 바닥재 시공시 아크릴수지와 혼합되어 기층재로서 사용되는 것이다.
◈ 제 2 실시예 ◈
본 발명의 제 2 실시예는 인조잔디층에 심어진 인조잔디파일에 충진되는 이피디엠 고무칩에 관한 것이다.
본 발명의 제 2 실시예는
이피디엠고무 13.5중량%, 폴리부타디엔 고무 10중량%, 천연고무 라텍스 10중량%, 탄산칼슘 42.5중량%, 커피슬러지 7중량%, 콜크분말 5중량%, 스테아린산 1중량%, 아연화 1중량%, 석유수지 1중량%, 왁스 1중량%, 안료 2중량%, 고무배합유 4중량%, 가황제 2중량%를 개량하여 준비하는 제 1 단계와;
준비된 재료를 혼합기에 넣고 혼합하는 제 2 단계와;
혼합된 재료를 압출기에 투입하여 압출시키는 제 3 단계와;
압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성시키는 제 4 단계와;
숙성된 압출물을 가황챔버에 투입하여 가황시키는 제 5 단계와;
가황된 압출물을 파쇄 및 분쇄하여 고무칩을 완성하는 제 6 단계;
로 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 탄성고무칩 제조과정을 단계별로 설명하면 다음과 같다.
* 제 1 단계 *
제 1 단계는 탄성고무칩 재료를 개량하여 준비하는 것이다.
탄성고무칩 재료로는 이피디엠고무 13.5중량%, 폴리부타디엔 고무 10중량%, 천연고무 라텍스 10중량%, 탄산칼슘 42.5중량%, 커피슬러지 7중량%, 콜크분말 5중량%, 스테아린산 1중량%, 아연화 1중량%, 석유수지 1중량%, 왁스 1중량%, 안료 2중량%, 고무배합유 4중량%, 가황제 2중량%가 준비된다.
탄성고무칩의 원재료는 이피디엠고무, 폴리부타디엔 고무, 천연고무 라텍스이며, 천연고무 라텍스는 재생한 것을 사용하여도 무방하다.
탄산칼슘 42.5중량% 는 보강충진재로서 사용되고, 커피슬러지 7중량%는 소취제로서 사용되며, 콜크분말 5중량%는 탄성보강제로서 사용된다.
커피슬러지는 커피숍에서 사용된 폐 커피슬러지를 수거한 후 오븐건조기에 넣고 가열 건조하여 사용하는 것이 바람직하다.
커피슬러지를 첨가하게되면 완성된 고무칩에서 거피향이 배어나오게되어 고무냄새가 발생하지 않게되며, 커피슬러지의 소취기능에 의해 잡냄새가 발생하지 않게된다.
또한, 콜크분말이 첨가됨에 따라 완성된 고무칩의 탄성이 증대되는 효과를 기대할 수 있게된다.
그리고, 본 발명에 첨가되는 스테아린산과 고무배합유는 연화제로서 사용되고, 석유수지는 점착부여제로서 사용되며, 왁스는 자외선 차단제로서 사용된다.
또한, 안료는 착색제이고, 아연화는 가황촉진조제로서 사용되며, 가황제는 가황촉진제로서 사용된다.
* 제 2 단계 *
제 2 단계는 개량된 재료들을 혼합하는 작업단계이다.
재료의 혼합은 3차에 걸쳐 순차적으로 진행한다.
1차 혼합시 준비된 이피디엠고무, 폴리부타디엔 고무, 천연고무 라텍스, 커피슬러지, 콜크분말, 스테아린산, 석유수지, 왁스, 안료, 고무배합유, 그리고, 개량된 탄산칼슘의 1/2 분량을 혼합기에 투입한 후 약 3분동안 1차 혼합하고, 1차 혼합 후 나머지 탄산칼슘 1/2 분량을 투입한 후 다시 약 3분동안 2차 혼합하며, 2차 혼합 후 아연화와 가황제를 투입한 후 20초 동안 3차 혼합하여 재료를 잘 혼합한다.
* 제 3 단계 *
제 3 단계는 혼합된 재료를 압출기에 넣고 압출하는 공정이다.
압출기에서 압출되는 압출물은 바 형태로 형성하는 것이 바람직하다.
* 제 4 단계 *
제 4 단계는 압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성하는 단계이다.
압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성시킴에 따라 압출물이 어느정도 경화된다.
* 제 5 단계 *
제 5 단계는 제 4 단계에서 숙성된 압출물을 가황로에 투입한 후 150℃ 온도와 5Kg/㎠ 의 압력으로 2시간 동안 가황한다.
이러한 가황작업에 의해 압출물이 탄성을 갖게 된다.
가황작업이 끝난 압출물은 상온에서 12시간 이상 냉각시켜 경화되도록 한다.
* 제 6 단계 *
제 6 단계는 가황되어 탄성을 갖게된 압출물을 작은 크기로 파쇄 및 분쇄하여 이피디엠 고무칩을 완성하는 단계이다.
압출물을 작은 크기로 파쇄 및 분쇄할 때에는 한번에 파쇄하는 것이 아니라 여러번의 파쇄 및 분쇄과정을 거쳐 설정된 크기로 제조하는 것이다.
상기 설명과 같이 제조된 이피디엠 고무칩은 커피슬러지를 포함하고 있는 상태이기 때문에 전체적으로 커피향이 배어나오게되는 효과를 기대할 수 있고, 또한, 커피슬러지가 갖는 소취기능에 의해 잡냄새가 제거되는 효과를 기대할 수 있게된다.
또한, 생활폐기물인 커피슬러지를 이용하여 이피디엠 고무칩을 제조함에 따라 친환경적일 뿐만아니라 자원을 재활용하는 효과를 기대할 수 있다.
그리고, 콜크분말이 첨가됨에 따라 제조된 이피디엠 고무칩이 이전의 고무칩에 비해 무게가 가벼우면서도 탄성이 증가하게되는 효과를 기대할 수 있게된다.
상기와 같이 제조된 이피디엠 고무칩은 인조잔디의 인조잔디파일 사이에 충진되어 사용된다.
Claims (3)
- 이피디엠고무 14중량%, 폴리부타디엔 고무 10.5중량%, 천연고무 라텍스 10.5중량%, 탄산칼슘 45중량%, 커피슬러지 5중량%, 콜크분말 5중량%, 스테아린산 0.7중량%, 아연화 0.7중량%, 석유수지 0.7중량%, 왁스 0.7중량%, 안료 2중량%, 고무배합유 4중량%, 가황제 1.2중량%를 개량하여 준비하는 제 1 단계와;
준비된 재료를 혼합기에 넣고 혼합하는 제 2 단계와;
혼합된 재료를 압출기에 투입하여 압출시키는 제 3 단계와;
압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성시키는 제 4 단계와;
숙성된 압출물을 가황챔버에 투입하여 가황시키는 제 5 단계와;
가황된 압출물을 파쇄 및 분쇄하여 고무칩을 완성하는 제 6 단계;로 구성한 것을 특징으로 하는 커피슬러지와 콜크분말을 이용한 탄성고무칩 제조방법.
- 이피디엠고무 13.5중량%, 폴리부타디엔 고무 10중량%, 천연고무 라텍스 10중량%, 탄산칼슘 42.5중량%, 커피슬러지 7중량%, 콜크분말 5중량%, 스테아린산 1중량%, 아연화 1중량%, 석유수지 1중량%, 왁스 1중량%, 안료 2중량%, 고무배합유 4중량%, 가황제 2중량%를 개량하여 준비하는 제 1 단계와;
준비된 재료를 혼합기에 넣고 혼합하는 제 2 단계와;
혼합된 재료를 압출기에 투입하여 압출시키는 제 3 단계와;
압출물을 상온에서 12시간 이상 숙성시키는 제 4 단계와;
숙성된 압출물을 가황챔버에 투입하여 가황시키는 제 5 단계와;
가황된 압출물을 파쇄 및 분쇄하여 2mm ~ 3.5mm 크기의 고무칩을 완성하는 제 6 단계;
로 구성한 것을 특징으로 하는 커피슬러지와 콜크분말을 이용한 탄성고무칩 제조방법.
- 청구항 1 항 또는 청구항 2항에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 커피슬러지와 콜크분말을 이용한 탄성고무칩.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020130136636A KR101381158B1 (ko) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | 커피슬러지와 콜크분말을 이용한 탄성고무칩 제조방법과 이에 의해 제조된 탄성고무칩 |
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2013
- 2013-11-12 KR KR1020130136636A patent/KR101381158B1/ko active IP Right Grant
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