KR101571285B1 - 탄성 고무 바닥재 조성물 - Google Patents

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KR101571285B1 KR1020150074743A KR20150074743A KR101571285B1 KR 101571285 B1 KR101571285 B1 KR 101571285B1 KR 1020150074743 A KR1020150074743 A KR 1020150074743A KR 20150074743 A KR20150074743 A KR 20150074743A KR 101571285 B1 KR101571285 B1 KR 101571285B1
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Abstract

DSC 융점이 50℃ 이상이고 150℃ 이하인 열가소성 고분자와 폐유로부터 얻은 탄화수소 성분을 함유한 유동화제를 포함한 혼합 바인더; 및 고무칩을 포함하는 탄성 고무 바닥재 조성물이 제공된다.

Description

탄성 고무 바닥재 조성물{Composition for elastic rubber flooring material}
본 명세서에 개시된 기술은 탄성 고무 바닥재 조성물에 관한 것이다.
보행로나 운동장 등에는 고무칩과 폴리우레탄(Polyurethane) 수지로 된 바인더로 써서 충격을 흡수할 수 있는 탄성체로 바닥을 형성한다. 예를 들어 한국공개특허 제2012-0027763호에는 고무와 우레탄 수지 등을 혼합한 바인더와 목질, 경화제 등을 첨가한 탄성체 조성물이 제시되었다. 그러나 우기 또는 겨울의 장기 동결상태의 경우, 바인더로 사용된 폴리우레탄 수지의 가수분해로 인해 바인더의 기능을 상실하고 접착이 떨어지거나 고무칩 간의 접착력이 떨어지는 문제가 있었다. 따라서 뛰어난 굽힘 강도와 인장 강도를 가지며 우수한 완충 작용을 할 수 있는 새로운 탄성고무 바닥재가 요구된다.
상술한 바와 같이 폴리우레탄을 대체할 수 있는 바인더를 사용한 신규한 탄성고무 바닥재 조성물의 개발이 요구된다.
이에 본 발명의 목적은 상기 폴리우레탄을 대체할 수 있는 바인더를 사용한 신규한 탄성고무 바닥재 조성물을 제공하려는데 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, DSC(시차주사열량분석) 융점이 50℃ 이상이고 150℃ 이하인 열가소성 고분자와 폐유로부터 얻은 탄화수소 성분을 함유한 유동화제를 포함한 혼합 바인더; 및 고무칩을 포함하는 탄성고무 바닥재 조성물이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 폐유로부터 얻은 탄화수소 성분을 함유한 유동화제와 DSC 융점이 50℃ 이상이고 150℃ 이하인 열가소성 고분자를 섞어 혼합 바인더를 형성하는 단계; 상기 혼합 바인더를 고무칩과 섞고 상기 열가소성 고분자의 융점 이상으로 가열하여 탄성고무 바닥재 조성물을 형성하는 단계; 가열된 상기 탄성고무 바닥재 조성물을 바닥 위에 포설하여 포설층을 형성하는 단계; 및 상기 포설층을 다지는 단계를 포함하는 바닥재 형성 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 탄성 고무 바닥재 조성물에 신규하고 개선된 혼합 바인더를 사용함으로써 바닥 포장에 적용시 시공성 및 내구성이 뛰어날 뿐 아니라 폐유로부터 얻은 원료를 사용함으로써 비용이 절감되고 환경친화적인 효과를 갖는다.
도 1은 탄성고무 바닥재 조성물을 이용한 바닥재 형성 방법을 나타내는 공정 순서도이다.
이하, 본 발명의 다양한 구현예에 대해 보다 상세히 설명하고자 한다.
탄성고무 바닥재는 EPDM 또는 폐타이어 등의 탄성 고무칩을 우레탄 바인더와 혼합하여 현장 타설 또는 일정 형태로 가공한 것으로 골프장 보도용, 유아용 놀이터, 보도 블럭 등으로 사용될 수 있다. 탄성고무 바닥재는 충격흡수율이 높아 충격을 최소화하여 안전사고를 예방하고, 편안한 보행감을 주어 피로도를 경감시키며, 미끄럼을 방지하며 방음 효과가 뛰어나고, 열전도율이 낮아 겨울철 눈이 빨리 녹는 장점이 있다. 다만 배경기술에서 상술한 바와 같이 우레탄 수지를 바인더로 사용할 경우 바닥재가 수분에 노출될 경우 가수분해로 인한 물성 저하의 문제가 있다. 따라서 이를 해결하기 위해 종래의 우레탄 대신 신규한 혼합 바인더를 고무칩과 혼합하여 탄성고무 바닥재 조성물을 만들어 응용할 경우 시공이 간편하고 우수한 물성을 가져서 우레탄 탄성고무 바닥재를 대체할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 탄성고무 바닥재 조성물은 DSC(Differential Scanning Calorimetry) 융점(Melting Point)이 50℃ 이상이고 150℃ 이하인 열가소성 고분자와 폐유로부터 얻은 탄화수소 성분을 함유한 유동화제를 포함한 혼합 바인더; 및 고무칩을 포함한다.
상기 탄성고무 바닥재 조성물은 구체적으로 아래와 같은 특징을 갖는다.
상기 열가소성 고분자는 DSC 융점이 50℃ 이상이고 150℃ 이하인 물질로서 탄성고무 바닥재의 내구성을 높이는 역할을 한다. 상기 열가소성 고분자와 상기 유동화제가 섞여 상기 혼합 바인더를 구성하므로 상기 열가소성 고분자의 강도가 높을수록 전체 탄성고무 바닥재의 내구성이 좋아진다. 다만, 높은 강도를 유지하면서도 상기 유동화제에 의해 가공 시 시공성이 우수한 물질인 것이 바람직하다.
액체인 상기 유동화제와 혼합되어 전체 탄성고무 바닥재가 적당한 강도를 내기 위해서는 상기 열가소성 고분자의 경도가 Shore D40 이상, 바람직하게는 D50 이상이다. 상기 열가소성 고분자의 경도의 상한은 특별히 제한되지는 않지만 통상 D70 이하이다.
또한 시공성을 고려하여 상기 열가소성 고분자는 ASTM D3418로 측정한 DSC 융점이 50℃ 이상 150℃ 이하, 바람직하게는 60℃ 이상 140℃ 이하, 더 바람직하게는 70℃ 이상 130℃ 이하이다. 융점이 상기 범위 미만일 경우 탄성고무 바닥재가 하절기의 강한 일사광선에 의한 고온을 견디지 못하여 사람이 밟을시 변형되어 버리고 상기 범위 초과일 경우 겨울의 저온에서 시공할 경우 너무 빨리 굳어져 버려 시공이 불가능할 수 있다.
상기 열가소성 고분자의 종류는 상기 용융점을 만족하는 딱딱한 고체의 열가소성 고분자라면 열가소성 수지 및 열가소성 고무를 포함하며 특별히 제한되지 않는다. 상기 열가소성 고분자의 종류는 폴리에틸렌(LDPE, LLDPE, HDPE 등) 및 폴리프로필렌(PP)와 같은 폴리올레핀; 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및 에틸렌 부텐 공중합체(EB-Co)와 같은 에틸렌 공중합체; 폴리올레핀 엘라스토머(POE); 및 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(SIS), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SEBS), 스티렌-부틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBBS) 및 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체(SEPS)와 같은 스티렌 블록 공중합체 등일 수 있다.
대한민국의 폐기물 관리법에 따르면 쓰레기·연소재·오니·폐유·폐산·폐알카리·동물의 사체 등으로서 사람의 생활이나 사업 활동에 필요하지 아니하게 된 물질을 "폐기물"이라 하고, 그중 기름성분을 5%이상 함유한 것을 폐유(waste oil, used oil)라 하며 지정폐기물로 분류한다. 폐유는 흑갈색의 불투명 유상 및 겔상 약산성 물질이다. 미세한 흑색입자가 현탁되어 있어서, 일반적인 원심분리 및 여과장치로는 위 탄화된 불순물을 쉽게 제거할 수 없다. 그 이유는 ① 탄화수소류 연소에 의하여 생긴 탄소입자는 10 ㎛이하의 미세입자로 기름에 강하게 흡착되어 부유하며, ② 윤활유내의 유리지방산 일부가 금속성분과 에멀젼화 되어있기 때문에 물, 탄소입자 및 금속 미립자를 유중에 부유시켜 분리침강을 방해하고, ③ 윤활유 제조시 첨가된 각종 안정제(산화방지제, 분산제 등)가 생성된 찌꺼기의 응고를 방해하여 불순물의 분리침강을 더욱 어렵게 만든다. 이와 같이 폐유는 여러가지 이물질의 안정된 콜로이드상을 이루고 있으므로, 위 이물질을 제거하는 정제과정이 필요하다. 본 명세서에 있어서, "폐유"는 상기 정의 외에 좀더 넓은 개념으로 폐윤활유, 폐동물유, 폐식물유 및 폐식용유를 포함한다.
상기 폐유에는 탄화수소 성분 및 다양한 불순물이 존재할 수 있다. 상기 탄화수소 성분에는 상기 폐유에서 분별증류된 기름, 불포화지방산, 폴리알파올레핀(PAO), 인산에스테르 등이 포함될 수 있다. 상기 불순물은 중금속, 회분, 유황분, 탄화물, 수분 및 기타 고형분을 포함한다.
발명의 일 구현예에 따른 탄성고무 바닥재 조성물에 사용되는 상기 유동화제는 상기 폐유(폐윤활유, 폐식용유 등)로부터 상기 탄화수소 성분을 제외한 찌꺼기, 중금속, 탄화물 등의 각종 불순물을 제거하여 얻을 수 있다. 상기 혼합 바인더의 원료가 입수가 용이하고 값싼 폐유로부터 얻어지므로 경제적이고 환경친화적이다. 상기 유동화제는 상온에서 유동성이 있으며 낮은 점도를 가질 수 있다.
상기 유동화제가 상온에서 높은 경도를 갖는 상기 열가소성 수지에 함께 혼합되면, 일반적으로 약 110~130℃ 정도의 고온에서 전체 혼합 바인더의 용융지수(MI)가 매우 높아질 수 있어서 고온에서의 시공성이 매우 높아질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 혼합 바인더의 용융점도는 ASTM D1986-91로 140℃에서 측정시 100 내지 1,000 cps일 수 있다. 상기 혼합 바인더의 용융점도가 상기 범위 미만에서는 바인더의 강도가 너무 낮을 수 있고, 상기 범위 초과에서는 시공에 장시간이 걸리고 시공품질이 불량할 수 있다.
상기 폐유 성분으로서 불포화도가 낮은 것이 옥외 폭로시 내후성이 좋으므로 바람직하다. 통상 상기 폐유 중에서 엔진오일 같은 고급윤활유는 파라핀 오일 또는 폴리알파올레핀(PAO)을 주원료로 하는데, 이들은 자체 불포화도가 낮아 사용 후의 폐유 또한 불포화도가 극히 적다. 따라서 이 경우 별도의 처리없이 중금속, 찌꺼기, 탄화물 등을 제거하기 위한 여과과정을 거치면 본 발명의 유동화제로 사용 가능하다.
한편, 상기 폐유 중에서 예를 들어 폐식용유는 주로 라면, 스낵 등의 튀김공정이나 치킨집의 튀김 과정 같은 데서 다량 생긴다. 그런데 식용유 자체의 불포화도가 높으므로 튀김 공정 중에 식용유에 동물이나 식물의 지방이 녹아 들어가고 고열에 의한 산화로 말미암아 폐식용유의 불포화도는 더욱 높아져서 옥외에 장기간 폭로되는 탄성고무 바닥재의 용도로는 그대로 사용할 수 없다. 따라서 상기 폐유로부터 얻은 상기 탄화수소 성분에 대해 적어도 일부의 포화율을 증가시키도록 당업자에게 공지되어 있는 수소 첨가, 알킬화, 분자 개질, 분자 치환 등 또는 이들의 조합에 의해 상기 폐유를 개질할 수 있다.
바람직하게는 상기 유동화제는 상기 탄화수소 성분을 수첨(수소 첨가)하는 방식으로 개질된 것일 수 있다. 상기 수첨은 상기 폐유를 고온/고압 반응기에서 수소와 함께 반응하여 폐유가 가지고 있는 이중결합에 수소원자가 부가 결합되면서 포화되는 반응을 말한다. 수첨 반응에는 촉매가 필요하며 니켈, 니켈-동, 동-크롬, 백금, 코발트-몰리브덴 등이 이용될 수 있다. 이러한 수첨 반응을 통해 폐유의 불포화 탄화수소를 포화 탄화수소로 변환시켜 제품의 안정도를 향상시킬 수 있다. 또한 폐유에 포함된 불순물이 수소와 반응하여 불순물이 제거될 수 있는데, 그 예로 황의 경우 H2S로, 질소는 NH3, 산소는 H2O 형태로 제거될 수 있다.
또한 일 구현예에서, 상기 조성물의 용융점도와 연화점을 낮추기 위해 상기 혼합 바인더에 파라핀 왁스(Paraffin wax) 및 미세결정질 왁스(Microcrystalline wax)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 왁스가 추가될 수 있다.
통상 탄성고무 바닥재에 사용되는 바인더의 요구물성은 침입도(ASTM D5)는 60~100 dmm, 인화점(ASTM D92)은 250℃ 이상, 연화점(ASTM D36)은 42℃ 이상, 신도(ASTM D113) 100cm 이상, 용융점도(ASTM D1986) 100~1000cps이다.
상기 혼합 바인더가 종래 우레탄 바인더를 대체하기 위해 침입도, 인화점, 연화점, 신도, 용융점도 등의 요구 물성을 모두 만족시키기 위해서는 상기 혼합 바인더가 적절한 연화점을 가져서 시공이 용이하면서도 상온에서 경도가 높은 것이 좋다. 또한 상기 열가소성 고분자와 상기 유동화제의 함량비율이 적절하게 조절되는 것이 필요하다. 상기 혼합 바인더의 총 중량을 100중량%라 할 때, 상기 유동화제의 함량은 50 내지 90중량%, 바람직하게는 60 내지 90중량%이다. 한편 상기 왁스는 필요에 따라 상기 혼합 바인더의 총 중량 중 1 내지 5 중량% 포함될 수 있다.
상기 탄성고무 바닥재 조성물에 있어서, 상기 고무칩은 바닥의 탄성을 부여하여 충격 흡수가 용이하도록 한다. 상기 고무칩의 예는 EPDM, 합성고무, 연질 합성수지, 폐타이어, 폐고무 등을 칩 형태로 가공한 것일 수 있다. 상기 고무칩의 크기는 1.0 내지 5.0 mm일 수 있다. 상기 고무칩은 바닥의 탄성을 부여하여 충격 흡수가 용이하도록 하는 것으로, 사용되는 그 크기는 시공하고자 하는 목적에 따라 적절히 조절하여 사용된다. 예를 들면, 표면이 다소 거칠어도 되는 바닥에는 비교적 입도가 큰 탄성 고무칩을 사용하고, 표면이 비교적 평평한 것이 바람직한 장소에는 그 입도가 작은 탄성 고무칩을 사용할 수 있다.
전체 탄성고무 바닥재 조성물에 있어서 상기 고무칩 100 중량부에 대해 상기 혼합 바인더는 5 내지 40 중량부, 바람직하게는 10 내지 30 중량부가 사용될 수 있다. 상기 혼합 바인더의 함량이 상기 범위 미만에서는 바인더의 결합력이 약할 수 있고, 상기 범위 초과에서는 탄성고무 바닥재의 경도가 너무 높아지고 탄성이 약해질 수 있다.
바람직한 구현예에서, 상기 조성물은 안료를 더 포함할 수 있다. 그리하여 상기 안료는 탄성고무 바닥재에 색상을 부여하는 기능을 수행한다. 상기 안료는 유기 안료 또는 무기 안료일 수 있다. 상기 유기 안료의 종류로는 아조 안료, 프탈로시아닌계 안료, 염료 레이크 안료, 및 축합다환안료(안트라퀴논, 티오인디고, 페릴렌(Perylene), 프리논(Prinone), 퀴나크리돈(Quinacridone), 디옥사진(Dioxazine), 이소인도리논(Isoindorinone), 이소인도린(Isoindorine), 퀴나프탈론(Quinaphtalone) 등), 니트로소 안료, 알리자린 레이크 안료, 금속착염 아조 메틴 안료, 아닐린 블랙 안료, 알칼리 블루 안료, 화광형광안료 등이 있다. 상기 무기 안료의 종류로는 산화물 안료(이산화티탄, 산화철, 산화크롬, 철흑, 코발트 블루), 수산화물 안료(알루미늄 화이트, 산화철 황), 황화물(황화아연, 카드뮴 옐로우, Lithopone(BaSO4+ZnS), 카드뮴 레드, HgS), 크롬산염(크롬 옐로우, 몰리브데이트 오렌지, 징크 크로메이트, 스트론튬 크로메이트), 규산염(화이트 카본, 클레이, 탈크, 우마린 블루), 황산염(침강성 황산바륨, 베어라이트분), 탄산염(탄산칼슘, Lead White), 페로시안화물(Iron Blue), 인산염(망간바이올렛), 탄소(카본블랙) 등이 있다.
상기 안료는 상기 탄성고무 바닥재 조성물 총 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5.0 중량부로 첨가될 수 있다. 아울러, 상기 안료는 적색, 갈색, 흑색, 황색, 녹색, 청색, 백색의 칼라인 것을 사용하거나 이들의 혼합색이 부여된 것을 사용할 수 있어 원하는 모든 칼라를 부여할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 상술한 조성물을 이용한 바닥재 형성 방법이 제공된다. 도 1은 탄성고무 바닥재 조성물을 이용한 바닥재 형성 방법을 나타내는 공정순서도이다. 도 1을 참조하면, 단계 S1에서 폐유로부터 얻은 탄화수소 성분을 함유한 유동화제와 DSC 융점이 50℃ 이상이고 150℃ 이하인 열가소성 고분자를 섞어 혼합 바인더를 형성한다.
단계 S2에서, 상기 혼합 바인더를 고무칩과 섞고 상기 열가소성 고분자의 융점 이상으로 가열하여 탄성고무 바닥재 조성물을 형성한다. 단계 S3에서, 가열된 상기 탄성고무 바닥재 조성물을 바닥 위에 포설하여 포설층을 형성한다. 단계 S4에서, 상기 포설층을 다진다. 필요에 따라, 상기 바닥과의 결착력을 향상시키기 위하여 상기 단계 S2와 단계 S3 사이에 상기 바닥 위에 프라이머를 도포하여 프라이머 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기 바닥은 비포장 도로 또는 콘크리트나 아스콘 바닥일 수 있다. 상술한 탄성고무 바닥재 조성물은 시공 시 110~130℃ 전후의 고온에서 녹아 물처럼 흘러서 고무칩과 더불어 양질의 시공성을 나타내다가 식으면 높은 강도 및 고탄성을 나타낼 수 있다. 또한 기존의 탄성고무 바닥재를 대체하여 종래의 우레탄 수지의 가수분해로 인한 바닥재의 박리 및 붕괴 문제를 해소할 수 있다. 그리하여 본 탄성고무 바닥재 조성물은 양호한 탄성고무 바닥 재료의 시공성을 가지며 우수한 물성을 함께 가질 수 있다. 또한 혼합 바인더에 안료를 혼합하면 유색의 혼합 바인더와 고무칩의 혼합물을 만들 수 있어서 안료의 종류에 따라 다양한 칼라의 구현이 가능하다.
이하 본 발명을 다양한 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하고자 하나 본 발명의 사상이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
폐윤활유-1: 자동차 정비공장에서 수집한 폐엔진오일을 분석하였더니 잔류탄소 1.43%, 수분 및 침전물 0.04%, 회분 0.664%, 유황분 0.30%, 카드뮴 1%를 함유하고 있었다. 폐엔진오일에 포함된 수분 및 저비점 성분을 제거하기 위해 감압하에서 250℃에서 증류 및 응축하여 정제유를 얻었다.
폐식용유-1: 팜유(Palm Oil)가 주성분인 식용유를 사용하는 치킨집의 폐식용유를 수거하였다. 먼저 원심분리기를 이용하여 폐식용유 내의 이물질을 분리하고 100℃ 이상 가열 및 농축하여 수분을 증발시켰다. 다음 필터로 여과하여 폐식용유 내의 이물질을 분리하여 정제유를 얻었다. 다음 CoMo 촉매가 채워진 촉매 반응기에 정제유와 수소를 통과시키면서 촉매 층의 평균온도를 370℃까지 서서히 승온하여 유지시킨 다음, 그로부터 4시간 이후부터 액상 생성물을 포집하기 시작하여 총 10시간 동안 액상 생성물을 포집하였다. 포집된 생성물로부터 수분을 제거하여 수첨 반응을 완료하였다.
이렇게 하여 얻어진 폐윤활유 정제품(폐윤활유-1) 및 폐식용유 정제품(폐식용유-1)의 성질들을 하기 표 1에 표시하였다.
밀도
kg/m3 		유동점
℃		 인화점
℃		 동점도 (100℃) cSt
ASTM D4052 ASTM D97 ASTM D92 ASTM D445
폐윤활유-1 899 -15 250 14.5
폐식용유-1 898 25 301 10.30
다음 하기 표 2와 같이 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 고상 열가소성 고분자를 준비하였다. 사용된 열가소성 고분자는 하기와 같다.
PE-1~4 폴리에틸렌
PP-1, PP-2: 폴리프로필렌
POE-1, POE-2: 폴리올레핀 엘라스토머
PA-1: 폴리아마이드
밀도
g/cc		 DSC 용융온도
℃		 침입도 (100g,
5초, 25℃) dmm		 용융점도(140℃)
cps		 비고
ASTM
D1505-98		 ASTM D3418 ASTM D5 ASTM D1986-91
PE-1 0.92 103 7.0 180
PE-2 0.92 109 2.0 450
PE-3 0.95 118 0.7 350
PE-4 0.95 120 0.1 470
PP-1 0.89 155 <0.1 녹지않음 호모폴리머
PP-2 0.88 130 0.1 4,000 신디오탁틱 폴리머
POE-1 0.87 70 10.0 8,000
POE-2 0.86 38 30 4,500
PA-1 1.02 178 <0.1 녹지않음 나일론 12
상기 표 1 및 표 2의 폐윤활유-1, 폐식용유-1와 열가소성 고분자를 하기 표 3(표 안의 숫자는 중량부)과 같은 비율로 200℃의 믹서 내에서 혼합하였으며, 탄성고무 바닥재의 바인더에 요구되는 필수물성을 측정하여 표 3에 나타내었다.
바인더 요구 물성 우레탄 바인더 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예2 비교예3 실시예6 실시예7 비교예4 비교예5
폐윤활유-1 90 70 50 70 90 95 90 95
폐식용유-1 70 70 40 40
PE-1 10 30 50
PE-2
PE-3 30
PE-4 30 30
PP-1 10 5
PP-2 10
POE-1 60
POE-2 60
PA-1 5
침입도 60-
100		 80 130 80 65 90 90 80 65 170 90 100 150 30
인화점 250↑ 400 200 260 270 260 270 280 260 200 260 300 290 250
연화도 42↑ 없음 35 45 48 50 50 52 55 40 50 43 30 70
신도 100↑ 300 300 250 180 250 240 250 200 400 250 250 500 80
용융점도 100-
1000		 없음 50 200 300 230 210 290 2000 1500 900 900 400 5000
가수분해 있음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음
바인더로 사용 가부 부 부 가 가 가 가 가 부 부 가 가 부 부
*-침입도(ASTM D5): 100g, 5초, 25℃, 단위 dmm, 인화점(ASTM D92): ℃, 연화점(ASTM D36): ℃, 신도(ASTM D113): 15℃, 단위 cm, 용융점도(ASTM D1986): 140℃, 단위 cps
상기 표 3의 결과로부터, 우레탄 바인더를 대체하기 위한 혼합 바인더의 최적화된 조성이 정해질 수 있다. 표 3에서 밑줄, 굵게 표시된 수치는 각 탄성 고무 바닥재 바인더의 요구 물성을 벗어난 경우를 나타내며 요구 물성을 하나라도 충족시키지 않은 경우는 우레탄 바인더를 대체할 수 없는 것이다. 본 발명의 일 구현예에 따른 탄성 고무 바닥재 조성물은 신규하고 개선된 혼합 바인더를 사용함으로써 바닥 포장에 적용시 시공성 및 내구성이 뛰어나다. 또한 폐유로부터 얻은 원료를 사용함으로써 비용이 절감되고 환경친화적이다.
<시험예>
EPDM 고무 칩과의 혼합 사용을 통한 혼합 바인더의 우레탄 바인더 대체 시험
20 cm×20 cm×30 mm의 콘크리트와 아스콘 바닥 위에 두께 10 mm로 탄성 고무 바닥재를 시공하였다. 비교예로서 우레탄 수지는 상온의 믹서에서 EPDM 칩과 같이 섞은 뒤 바닥에 골고루 도포하고 롤러로 민 뒤 48시간 상온 경화시켰으며, 실시예 5의 조성물을 180℃의 믹서에서 EPDM 칩과 같이 섞은 뒤 바닥에 도포하고 롤러로 밀어 냉각 고화시켰다. 그리고 바닥에 접착된 채로 시료를 40℃의 물속에 10일간 침적시켰다. 하기 표 4에 수중 침적 후의 접착성과 굴곡 강도의 결과를 나타내었다. 표 4 안의 숫자는 중량부이다.
접착시험: 밑바닥과 탄성고무 바닥재 사이의 끝을 집게로 벌려서 뜯었을 때, 탄성고무 바닥재가 원형으로 남아있으면 '불량', 탄성고무 바닥재가 찢겨지면 '양호'로 하였다.
굴곡강도: 상기의 접착시험에서 뜯어낸 탄성고무 바닥재를 180°굽혔을 때 원형을 유지하면 '양호', 균열이 가면 '불량'으로 하였다.
Figure 112015051315230-pat00001

Claims (12)

  1. DSC 융점이 60℃ 이상이고 140℃ 이하인 열가소성 고분자와 폐유로부터 얻은 탄화수소 성분을 함유한 유동화제를 포함한 혼합 바인더; 및 고무칩을 포함하되,
    상기 고무칩은 크기가 1.0 내지 5.0 mm이고, 상기 고무칩 100 중량부에 대해 상기 혼합 바인더가 5 내지 40 중량부이며,
    상기 혼합 바인더의 용융점도는 ASTM D1986-91로 140℃에서 측정시 100 내지 1,000cps인 탄성 고무 바닥재 조성물.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열가소성 고분자는 폴리올레핀, 에틸렌 공중합체, 폴리올레핀 엘라스토머 및 스티렌 블록 공중합체로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상인 탄성 고무 바닥재 조성물.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 탄화수소 성분은 상기 폐유에서 분별증류된 기름, 불포화지방산, 폴리알파올레핀(PAO) 및 인산에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 탄성 고무 바닥재 조성물.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 유동화제는 상기 탄화수소 성분에 대해 적어도 일부의 포화율을 증가시키도록 수소 첨가, 알킬화, 분자 개질, 및 분자 치환으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 방법에 의해 개질된 것인 탄성 고무 바닥재 조성물.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 혼합 바인더의 연화점은 ASTM D36으로 측정시 42℃ 이상인 탄성 고무 바닥재 조성물.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 혼합 바인더는 파라핀 왁스(Paraffin wax) 및 미세결정질왁스(Microcrystalline wax)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 왁스를 더 포함하는 탄성 고무 바닥재 조성물.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 고무칩은 EPDM, 합성고무, 연질 합성수지, 폐타이어 및 폐고무로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 탄성 고무 바닥재 조성물.
  8. 삭제
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    안료를 더 포함하는 탄성 고무 바닥재 조성물.
  10. 폐유로부터 얻은 탄화수소 성분을 함유한 유동화제와 DSC 융점이 60℃ 이상이고 140℃ 이하인 열가소성 고분자를 섞어 ASTM D1986-91로 140℃에서 측정된 용융점도가 100 내지 1,000cps인 혼합 바인더를 형성하는 단계:
    상기 혼합 바인더를 1 내지 5 mm 크기의 고무칩과 섞되, 상기 고무칩 100 중량부 기준으로 5 내지 40 중량부 범위로 섞고 상기 열가소성 고분자의 융점 이상의 온도로 가열하여 탄성 고무 바닥재 조성물을 형성하는 단계;
    가열된 상기 탄성 고무 바닥재 조성물을 바닥 위에 포설하여 포설층을 형성하는 단계: 및
    상기 포설층을 다지는 단계를 포함하는 바닥재 형성 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 바닥 위에 프라이머를 도포하여 프라이머 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 바닥재 형성 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 유동화제는 상기 탄화수소 성분을 수첨하여 개질한 것인 바닥재 형성 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100920809B1 (ko) 2009-07-06 2009-10-08 신철균 탄성포장재 및 이를 이용한 탄성포장체의 시공방법
KR101131168B1 (ko) * 2011-11-04 2012-04-23 코오롱글로텍주식회사 탄성 바닥재의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100920809B1 (ko) 2009-07-06 2009-10-08 신철균 탄성포장재 및 이를 이용한 탄성포장체의 시공방법
KR101131168B1 (ko) * 2011-11-04 2012-04-23 코오롱글로텍주식회사 탄성 바닥재의 제조방법

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