KR101818668B1 - 원적외선 방사율과 항균성이 우수한 충격흡수표면재 및 이의 제조방법 - Google Patents

원적외선 방사율과 항균성이 우수한 충격흡수표면재 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고무를 이용한 압축성형물을 제작함에 있어, 원적외선 발산 및 항균기능성을 높이기 위한 목적을 이루기 위해 압축성형물 제작과정 중에 원적외선 방사광물을 첨가하여 제작하고, 또한 완성된 압축성형물의 표면으로 액상의 원적외선 방사광물를 분사하여 도포층을 형성함으로써 높은 원적외선 발산과 항균기능성을 부여한 충격흡수표면재에 관한 것이다.

Description

원적외선 방사율과 항균성이 우수한 충격흡수표면재 및 이의 제조방법{SURFACE MATERIALS HAVING IMPACT ABSORPTION FUNCTION WITH ANTIMICROBIAL AND FAR-INFRARED RAY RADITION FUNCTION AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 고무를 이용하여 충격흡수 기능을 갖는 압축성형물인 충격흡수표면재를 제조함에 있어, 고무분말, 바인더, 안료 및 원적외선 방사광물의 혼합으로 조성된 상부층; 고무분말, 바인더 및 원적외선 방사광물의 혼합으로 조성된 중간층; 고무분말과 바인더의 혼합으로 조성된 하부층을 금형에 순차적으로 적층한 후 압축성형함으로써 제공되는 원적외선 방사율과 항균성이 우수한 충격흡수표면재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 불리는 '고무매트'는 어린이놀이기구 제품 중 충격흡수표면재가 그 공식명칭이다. 상기 충격흡수표면재는 고무매트, 고무바닥재 또는 탄성매트 등으로 불리기도 한다.
상기 충격흡수표면재는 타이어 또는 고무분쇄품의 고무분말을 주원료로 하여 제작되기 때문에 중금속이 없는 친환경제품이다.
주로 어린이 실외놀이터 바닥재로 사용되며, 그 외에 헬스장, 농구장, 족구장, 배드민턴장, 산책로 등 탄성이 필요로 한곳에 사용된다.
종래 시판되는 대부분의 충격흡수표면재는 고무분말, 바인더, 안료의 혼합으로 이루어진 상부층과 고무분말, 바인더의 혼합으로 이루어진 하부층이 순차적으로 적층한 후 압축성형한 것이다.
기존의 충격흡수표면재는 탄성 기능을 이용하여 외부충격으로부터 사람이 다치지 않도록 보호하는 기능을 수행하는 것이 대부분이나, 최근 실내놀이방 등의 유아 및 어린이 놀이 공간의 증가로 인해 실내·외용 충격흡수표면재로서 다양한 기능이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 실내·외 공간에서 유아 및 어린이의 활동으로 인해 발생할 수 있는 각종 오염균에 의한 감염을 최소화하고, 인체에 좋은 영향을 미칠 수 있도록 하기 위하여, 원적외선 방사율과 항균기능이 우수한 충격흡수표면재를 제공하고자 한다.
대한민국 등록특허 10-1488567(등록일자 2015.01.26)
상기한 바와 같이, 본 발명은 충격흡수표면재의 제조를 위한 상부층, 중간층, 하부층을 조성하되, 원적외선 방사율과 항균성이 우수한 원적외선 방사광물(Sericite)을 일정량 첨가하여 조성한 후, 상기 상부층, 중간층 및 하부층을 금형에 순차적으로 적층한 후 압축성형함으로써 이루어지는 원적외선 방사율과 항균성이 우수한 충격흡수표면재 및 이의 제조방법을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 제1고무분말 80~85wt%와, 제1바인더 2~8wt%와, 안료 2~8.5wt%와, 제1원적외선 방사광물 6.5~12.3wt%의 혼합으로 조성된 혼합물로 이루어진 상부층(10)과,
제2고무분말 82~90wt%와, 제2바인더 3~9wt%와, 제2원적외선 방사광물 5~12wt%의 혼합으로 조성된 혼합물로 이루어진 중간층(20)과,
제3고무분말 95~98.5wt%와, 제3바인더 1.5~5wt%의 혼합으로 조성된 혼합물로 이루어진 하부층(30)이 일체로 구성되는 원적외선 방사율과 항균성이 우수한 충격흡수표면재를 제공한다.
그리고 상기 충격흡수표면재를 제조하기 위한 공정으로서,
제1고무분말 80~85wt%와, 제1바인더 2~8wt%와, 안료 2~8.5wt%와, 제1원적외선 방사광물 6.5~12.3wt%를 혼합하여 상부층(10) 혼합물을 조성하는 단계와,
제2고무분말 82~90wt%와, 제2바인더 3~9wt%와, 제2원적외선 방사광물 5~12wt%를 혼합하여 중간층(20) 혼합물을 조성하는 단계와,
제3고무분말 95~98.5wt%와, 제3바인더 1.5~5wt%를 혼합하여 하부층(30) 혼합물을 조성하는 단계와,
금형에 상기 상부층(10), 중간층(20), 하부층(30)을 금형에 순차적으로 적층한 후 압축성형하여 일체의 압축성형물을 제조하는 단계를 포함하여 이루어진 충격흡수표면재 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 충격흡수표면재는 상부층, 중간층, 하부층을 각각 조성한 후, 순차적으로 적층하여 압축성형함으로써 이루어지되, 상기 상부층과 중간층을 조성함에 있어, 원적외선 방사율과 항균성이 우수한 원적외선 방사광물을 첨가하여 조성함으로써 최종적으로 제작된 충격흡수표면재가 높은 원적외선 방사율과 항균성을 갖는다.
또한 상기 완성된 충격흡수표면재의 표면으로 액상으로 정제한 원적외선 방사광물을 분사하여 도포함으로써 더욱더 높은 원적외선 방사율과 항균성을 부여한 충격흡수표면재를 제공할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 충격흡수표면재의 상면을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 충격흡수표면재의 측면을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 충격흡수표면재의 하면을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 충격흡수표면재의 적층구조를 도시한 측단면도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 충격흡수표면재의 적층구조를 도시한 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 충격흡수표면재의 제조공정을 도시한 도면.
이하, 상기의 기술 구성에 대한 구체적인 내용을 살펴보도록 한다.
상기한 바와 같이,
본 발명에 따른 충격흡수표면재(1)는 제1고무분말 80~85wt%와, 제1바인더 2~8wt%와, 안료 2~8.5wt%와, 제1원적외선 방사광물 6.5~12.3wt%의 혼합으로 조성된 혼합물로 이루어진 상부층(10)과,
제2고무분말 82~90wt%와, 제2바인더 3~9wt%와, 제2원적외선 방사광물 5~12wt%의 혼합으로 조성된 혼합물로 이루어진 중간층(20)과,
제3고무분말 95~98.5wt%와, 제3바인더 1.5~5wt%의 혼합으로 조성된 혼합물로 이루어진 하부층(30)을 금형에 순차적으로 적층한 후 압축성형함으로써 이루어진다.
이때, 상기 제1, 제2 및 제3원적외선 방사광물은 견운모(Sericite), 규석(Quatz), 규조토(Diatomite), 규사(Silica sand), 알루미나(Alumina), 규사(Silica sand), 알루미나(Alumina), 일라이트(Illite), 적점토(Red clay), 납석(Pyrophyllite), 맥반석(Bearly stone), 활석(Talc), 감람석(Serpentine), 지르콘(Zircon), 불석(Zeolite), 고령토(Kaoline), 석회석(limestone), 석고(Gypsum), 화산재(volcanic glass) , 도석(potery stone), 사문석(Olivine) 중 선택되는 어느 1종 이상인 것을 사용한다.
이와 같은 본 발명의 충격흡수표면재(1)에 대한 실제 제품사진을 도 1 내지 도 3을 통해 확인할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 충격흡수표면재(1)는 제1실시예에 따른 것으로서, 상부층(10), 중간층(20) 및 하부층(30)이 순차적으로 적층된 구조를 이루고 있음을 확인할 수 있다.
상기 상부층(10), 중간층(20) 및 하부층(30)은 각각 서로 다른 성분조성 및 성분배합비율로 독립적으로 조성된 후, 최종적으로 금형에 순차적으로 적층하여 압축성형함으로써 일체의 충격흡수표면재(1)를 이루게 된다.
이때, 상기 중간층(20)과 하부층(30)은 서로 위치를 바꿔 적층한 후에 압축성형할 수도 있다.
도 5에 도시된 충격흡수표면재(1)는 제2실시예를 보인 것으로서, 상기 도 4에 도시된 적층 구조에 있어, 중간층(20)과 하부층(30)의 위치를 바뀐 상태임을 확인할 수 있다.
즉, 중간층(20)과 하부층(30)은 필요에 따라 그 위치를 변경한 후, 압축성형을 통해 최종제품을 생산하게 된다.
이하, 상기 충격흡수표면재(1)를 구성하는 상부층(10), 중간층(20) 및 하부층(30)에 대해 상세히 살펴보도록 한다.
상기 상부층(10)은 제1고무분말 80~85wt%와, 제1바인더 2~8wt%와, 안료 2~8.5wt%와, 제1원적외선 방사광물 6.5~12.3wt%의 혼합으로 조성된 혼합물에 의해 형성된다.
상기 제1고무분말의 사용량이 80wt% 미만인 경우에는 전체두께, 예를 들어 50㎜, 중 입자의 크기가 1~2mm인 고무분말 입자가 차지하는 비중이 낮아, 상부층의 탄성에 많은 영향을 미쳐 충격흡수기능이 떨어질 우려가 있으며,
85wt%를 초과하게 되는 경우에는 상부층의 두께가 두꺼워져, 입자의 크기가 7~8mm의 고무분말 입자를 포함하는 중간층 및 하부층이 상부층을 지지하는 기능이 떨어져 휨, 균열 발생 등 내구성에 문제가 생길 수 있으므로, 상기 제1고무분말의 사용량은 상부층을 조성하는 전체성분 대비 80~85wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 제1고무분말과, 후술하는 제2고무분말 및 제3고무분말은 구체적인 예로서 폐타이어 분말을 사용한다.
상기 폐타이어 분말에는 타이어 제조시 고무자체의 물성변화를 막기 위해 첨가된 노화방지제와 오존방지제가 포함되어 있으므로, 실외에 설치될 경우 내오존성과 내후성 등의 효과를 기대할 수 있다.
또한 고무의 보강을 위한 카본블랙과 실리카 등의 보강제 및 여러 가지의 충전제들을 함유하고 있고, 황 가루에 의한 일반 고무보다 경도와 탄성이 우수하다.
상기 폐타이어 분말 가공은 로울러 분쇄, 초저온 냉동분쇄, Air Turbine Cooler에 의한 냉각 후 분쇄방법 중에서 선택하여 이루어진다.
상기 제시된 방법에 따라 분쇄된 폐타이어 분말은, 다시 자력선별기, 진동분급기, 풍력선별기 등의 공정을 거쳐 철과 섬유질 등을 분리함으로써, 최종 폐타이어 분말을 제공하게 된다.
상기 폐타이어 분말 가공에 있어, 분쇄방법 중 초저온 냉동분쇄와 냉각 후 분쇄방법에 대해 살펴보도록 한다.
상기 초저온 냉동분쇄는 액체질소를 사용하여 고무의 유리전이온도 이하에서 분쇄시켜 분말을 얻는다. 이와 같은 분쇄방법은 작게는 75㎛(200메쉬) 정도의 분말만들 수 있다.
그리고 상기 냉각 후 분쇄방법은 공랭식 공기 터빈 냉각기로 폐타이어를 -60 ~ -90℃까지 냉각한 후 분쇄하고, 고무분말, 섬유코드 및 철선을 각각 분리시켜 용도에 적합한 제품을 생산한다.
이 방법은 액체질소 냉각법이나 Roll Grinding Mill법에 비하여 에너지 소요량이 적으며 별도의 냉매 등을 사용하지 않으므로 환경공해를 유발하지 않는 장점이 있다.
상기 제1바인더의 사용량이 2wt% 미만인 경우에는 발색과 접착력이 떨어지는 문제가 있고, 8wt%를 초과하게 되는 경우에는 탄성이 저하되는 문제가 있으므로, 상기 제1바인더의 사용량은 상부층을 조성하는 전체성분 대비 2~8wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 제1바인더와, 후술하는 제2바인더 및 제3바인더는 동일 투명바인더를 사용한다.
상기 투명바인더는 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 스트렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SBS) 또는 무정형 폴리알파올레핀(APO) 중 선택되는 어느 1종 이상의 폴리머 5~20wt%와,
석유수지 40~70wt%,
유동 파라핀(Liquid Paraffin) 25~55wt%의 혼합으로 조성된다.
상기 폴리머 중 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA)의 Vinyl Acetate 함량(VA, %)과 용융지수(Melt Index) 등 기본적인 물성은, VA함량(wt.%) 19wt%, 용융지수(g/10 min) 1.8, 용융점(℃) 85, 경도(Shore A) 90이다.
상기 저밀도 폴리에틸렌은 용융지수(g/10 min) 22, 용융점(℃) 103, 밀도(g/㎤) 0.915이고, 상기 스트렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SBS)는 용융지수(g/10 min) <0.5, 밀도(g/㎤) 0.94, 경도(Shore A) 82이며, 그리고 상기 무정형 폴리알파올레핀(APO)은 용융점도(cps) 8,000, 밀도(g/㎤) 0.78, 연화점(℃) 107인 것을 사용한다.
상기 석유수지는 에틸렌 및 프로필렌을 생산하기 위한 납사 분해공정에서 발생되는 C5~C10(5개에서 10개의 탄소수를 가진 유분)의 불포화탄화수소 유분을 기초 원료로 하여 구성되며, 천연물질인 송진 또는 그것의 유도체와 유사한 특성이 있도록 합성한 제품이다.
이와 같은 석유수지는 이를 구성하는 주된 모노머의 종류에 따라 방향족계(Aromatic), 지방족계(Apliphatic), 공중합체(Aromatic Modified Apliphatic) 그리고 지환족계(Cyclic Olefin)로 분류된다.
상기 유동 파라핀(Liquid Paraffin)은 투명바인더의 점도 저하 및 물성 조절을 위해 사용한다.
상기 투명바인더의 제조과정은, 먼저 석유수지, 유동 파라핀을 교반하면서 가열하여 온도를 150~160℃로 유지한다.
상기 석유수지가 균일상으로 용융되었을 때, 폴리머를 투입하였으며, 이후 5시간 동안 교반을 실시하여 투명바인더를 완성한다.
상기 안료의 사용량이 2wt% 미만인 경우에는 발색이 적어 표피 색이 쉽게 변질되는 문제가 있고, 8.5wt%를 초과하게 되는 경우에는 접착력을 떨어뜨릴 수 있으므로, 상기 안료의 사용량은 상부층을 조성하는 전체성분 대비 2~8.5wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
안료는 물이나 용매에 녹지 않는 유색 미립자상의 무기 또는 유기 화합물로서 그대로의 상태로는 물체에 염착되는 성능이 없지만 전색료와 혼화하여 도막 또는 성형물에 미려한 색채를 부여한다. 물리적, 화학적으로 안정한 입자의 분산체로서 인쇄잉크, 도료, 플라스틱 등에 사용된다
상기 안료는 유기안료와 무기안료로 구분된다.
상기 유기안료는 색상의 범위가 넓고 선명하며, 착색력이 우수하다는 장점과 무기안료에 비하여 가격이 비싸고 내구성, 내열성 등에 문제가 있다는 단점이 있다.
근래 환경문제가 심각해짐에 따라 무기안료보다는 유기안료를 선호하는 경향이 커지고 있다. 유기안료는 주로 도료, 잉크, 고무, 섬유, 제지, 피혁, 화장품 등에 사용된다. 본 발명에서는 유기안료를 사용한다.
상기 유기안료의 분류는 아조안료, 프로탈로아닌 안료, 축합안료, 기타안료로 분류할 수 있다.
상기 아조안료는 다시 용성 아조안료(아조레이크안료), 불용성 아조안료, 축합 아조안료, 금속염 아조안료로 구분된다.
상기 프로탈로아닌 안료는 무금속 프탈로시아닌 안료, Copper 프탈로시아닌 안료, 할로겐 치환 Copper 프탈로시아닌 안료로 구분된다.
상기 축합안료는 안트라퀴논계 안료(Anthraquinone), 페리논계 안료(Perinone), 페리렌계 안료(Perylene), 디옥사진계 안료(Dioxazine), 퀴나크리돈계 안료(Quinacridone), 이소인톨리논계 안료(Isoindolinone), 디케토피롤로피롤계(Diketopyrrolopyrrole), 퀴나프탈론계(Quinaphthalone)로 구분된다.
그리고 상기 기타안료에는 형광안료와 금속착염 안료가 있다.
상기 무기안료는 내화학성이 우수하며 아연, 티탄, 철, 납 크롬의 화합물로서 내광성, 내열성, 내약품성 등이 우수하지만, 색상의 수가 다양하지 못한 단점이 있다.
상기 무기안료는 화학구조에 따라 분류하면, 황연, Molybdate, Zinc Chromate 등의 크롬산염 무기안료; TiO2, ZnO, 산화철, 산화크롬의 산화물 무기안료; 산화철황, Aluminium white의 수산화물 무기안료; 및 감청, 카본블랙의 기타 무기안료로 구분된다.
상기 제1원적외선 방사광물의 사용량이 6.5wt% 미만인 경우에는 원적외선 방사율 및 항균기능성이 떨어지는 문제가 있고, 12.3wt%를 초과하게 되는 경우에는 딱딱해져 탄성도가 떨어지는 문제가 있으므로, 상기 제1원적외선 방사광물의 사용량은 상부층을 조성하는 전체성분 대비 6.5~12.3wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 원적외선 방사광물(sericite)은 비늘모양의 박편(plate)상 결정의 미세한 백운모 광물로서 운모 점토광물로 분류되고 있다. 엷은 갈색, 회색 또는 녹색을 띠고 있으며 일반적으로 은백색의 견사 광택을 지니고 있어 견운모라고도 불린다.
원적외선 방사광물은 다량의 원적외선 방사로 인체 내 혈액의 흐름을 원활하게 하며, 관절염 등에 큰 효과가 있다. 탁월한 향균, 탈취 효과가 있으며, 독소 배출 기능으로 타 물질을 흡착하는 성질이 강하여 생체 내에서 Toxin을 흡착·제거한다. 이는 피부로부터 오일이나 독성 물질을 효과적으로 제거하므로 화장품에도 이용된다.
상기 중간층(20)은 제2고무분말 82~90wt%와, 제2바인더 3~9wt%와, 제2원적외선 방사광물 5~12wt%의 혼합으로 조성된 혼합물에 의해 형성된다.
상기 제2고무분말의 사용량이 82wt% 미만인 경우에는 제품의 비중과 내구성에 문제가 있고, 90wt%를 초과하게 되는 경우에는 탄성이 저하되므로, 상기 제2고무분말의 사용량은 중간층을 조성하는 전체성분 대비 82~90wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 제2바인더의 사용량이 3wt% 미만인 경우에는 접착력에 문제가 있고, 9wt%를 초과하게 되는 경우에는 탄성이 저하되는 문제가 있으므로, 상기 제2바인더의 사용량은 중간층을 조성하는 전체성분 대비 3~9wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 제2원적외선 방사광물의 사용량이 5wt% 미만인 경우에는 원적외선 방사량과 항균력에 문제가 있고, 12wt%를 초과하게 되는 경우에는 딱딱해져 탄성도에 문제가 있으므로, 상기 제2원적외선 방사광물의 사용량은 중간층을 조성하는 전체성분 대비 5~12wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 하부층(30)은 제3고무분말 95~98.5wt%와, 제3바인더 1.5~5wt%의 혼합으로 조성된 혼합물에 의해 형성된다.
상기 제3고무분말의 사용량이 95wt% 미만인 경우에는 제품의 비중과 내구성에 문제가 있고, 98.5wt%를 초과하게 되는 경우에는 탄성이 저하되므로, 상기 제3고무분말의 사용량은 하부층을 조성하는 전체성분 대비 95~98.5wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 제3바인더의 사용량이 1.5wt% 미만인 경우에는 접착력에 문제가 있고, 5wt%를 초과하게 되는 경우에는 탄성이 저하되는 문제가 있으므로, 상기 제3바인더의 사용량은 하부층을 조성하는 전체성분 대비 1.5~5wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 제1고무분말, 제2고무분말 및 제3고무분말의 구체적인 예로는 폐타이어 분말을 사용한다.
상기 폐타이어 분말화 기술은 상온파쇄방식과 냉동파쇄방식이 사용되며,
상기 상온파쇄방식에 의해 생산된 고무분말의 평균 입도는 2~6mm 정도이나, 0.2mm의 고무분말 제조도 가능하다.
상기 냉온파쇄방식은 액체질소를 냉매로 하여 고무분말을 제조하는 공정으로서, 고무분말의 입도는 0.15~0.8mm 정도이다.
상기 폐타이어 분말의 특성은 다음의 표 1과 같다.
폐타이어 분말의 특성
비중 강열감량 유기물(%) Polymer C/B량(%) ASH(%)
1.16 0.76 9.73 54.1 30.57 5.47
이하, 충격흡수표면재(1)의 제조방법에 대해 살펴보도록 한다.
본 발명에 따른 충격흡수표면재(1)는 제1고무분말 80~85wt%와, 제1바인더 2~8wt%와, 안료 2~8.5wt%와, 제1원적외선 방사광물 6.5~12.3wt%를 혼합하여 상부층(10) 혼합물을 조성하는 단계와,
제2고무분말 82~90wt%와, 제2바인더 3~9wt%와, 제2원적외선 방사광물 5~12wt%을 혼합하여 중간층(20) 혼합물을 조성하는 단계와,
제3고무분말 95~98.5wt%와, 제3바인더 1.5~5wt%를 혼합하여 하부층(30) 혼합물을 조성하는 단계와,
금형에 상기 상부층(10), 중간층(20), 하부층(30)을 금형에 순차적으로 적층한 후 압축성형하여 일체의 압축성형물을 제조하는 단계를 거쳐 완성된다.
이때, 상기 압축성형은 금형의 상부층 온도를 120~140℃로 하고, 하부층 온도를 170~200℃로 하여 7~10분 동안 압축하여 성형하는 것이다.
이와 같은 과정을 거쳐 완성된 충격흡수표면재(1)를 그대로 사용할 수도 있으나, 원적외선 방사율과 항균성을 더욱 높이기 위하여, 액상의 원적외선 방사광물을 상기압축성형과정을 거쳐 제조된 충격흡수표면재(1)의 표면으로 분사하여 도포하는 과정을 더 거침으로써, 충격흡수표면재(1)의 원적외선 방사율과 항균성을 더욱 높일 수 있다.
상기 압축성형과정에 있어, 상부층의 온도가 120℃ 미만인 경우에는 접착력과 제품 성형에 문제가 있고, 140℃를 초과하게 되는 경우에는 제품 상단 바인더 및 고무분말이 고열로 표피가 타는 제품하자가 발생할 수 있으므로, 상기 상부층의 온도는 120~140℃ 범위 내로 유지하는 것이 바람직하다.
그리고 하부층의 온도가 170℃ 미만인 경우에는 접착력과 제품 성형에 문제가 있고, 200℃를 초과하게 되는 경우에는 제품 중·하부층 바인더 및 고무분말이 고열로 표피가 타는 제품하자가 발생할 수 있으므로, 상기 하부층의 온도는 170~200℃ 범위 내로 유지하는 것이 바람직하다.
또한 상기 압축시간이 7분 미만인 경우에는 제품 성형에 문제가 있고, 10분을 초과하게 되는 경우에는 과도한 열로 안료가 탈색되며 표피가 고열로 타는 현상이 발생할 수 있으므로, 상기 압축시간은 7~10분의 범위 내로 유지하는 것이 바람직하다.
상기의 혼합비와, 성형과정에서의 온도 범위를 유지하는 것은 매우 중요하며, 이는 품질기준에 영향을 미치는 탄성도와 겉모양 치수변화율(휨, 비틀림, 굴곡 ±5%) 때문이다.
상기 성형과정에서 상부층과 하부층의 온도차이에 있어, 같거나 차이가 크거나 적을 경우 또는 상부층과 하부층의 온도가 바뀔 경우 휨이 심하게 발생하고 내구성에 문제를 일으키게 된다.
상부층으로 휨이 발생할 경우 제품 설치(시공)시 밀착이 되지 않고 연결부위에 틈이 발생하며, 제품 모서리가 위로 말려 보행시 걸림이 되는 문제가 발생한다.
그리고 본 발명에서 제시한 혼합비율을 유지하지 않으면 제품 접착력과 발색, 탄성도 및 원적외선 방사량과 항균효과가 극대화되지 않는다.
또한 원적외선 방사광물을 제품 전체에 혼합하지 않고 상부층, 중간층, 하부층 중 상부층이나 중간층 또는 상부층이나 하부층에만 혼합하는 이유는 원석 분말 가루이므로 탄성도에 영향을 미치므로 충격흡수를 목적으로 하는 제품에 부합되게 함이다.
본 발명에 따른 충격흡수표면재는 탄성에 의한 충격흡수의 기본기능 외에 높은 원적외선 방사율과 항균성, 아토피 유발억제 효과 등을 가짐으로써, 유아, 어린이들이 사용하는 각종 놀이시설, 놀이방에 적용함으로써, 안심하고 사용할 수 있도록 청결한 환경 제공과, 인체에 좋은 영향을 미칠 수 있다는 장점으로 인해 소비자의 기대를 충분히 충족시켜줌으로써 산업상 이용가능성이 매우 크다.
1: 충격흡수표면재
10: 상부층
20: 중간층
30: 하부층

Claims (7)

  1. 제1고무분말, 제1바인더, 안료, 제1원적외선 방사광물의 혼합으로 조성된 혼합물로 이루어진 상부층(10)과,
    제2고무분말, 제2바인더, 제2원적외선 방사광물의 혼합으로 조성된 혼합물로 이루어진 중간층(20)과,
    제3고무분말, 제3바인더의 혼합으로 조성된 혼합물로 이루어진 하부층(30)이 일체로 구성되는 것에 있어서,

    상기 상부층(10)은 제1고무분말 80~85wt%; 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 스트렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SBS) 또는 무정형 폴리알파올레핀(APO) 중 선택되는 어느 1종 이상의 폴리머 5~20wt%와, 석유수지 40~70wt%, 유동 파라핀(Liquid Paraffin) 25~55wt%의 혼합으로 조성된 투명 제1바인더 2~8wt%; 안료 2~8.5wt%; 제1원적외선 방사광물 6.5~12.3wt%;의 혼합물로 이루어진 것이고,
    상기 중간층(20)은 제2고무분말 82~90wt%; 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 스트렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SBS) 또는 무정형 폴리알파올레핀(APO) 중 선택되는 어느 1종 이상의 폴리머 5~20wt%와, 석유수지 40~70wt%, 유동 파라핀(Liquid Paraffin) 25~55wt%의 혼합으로 조성된 투명 제2바인더 3~9wt%; 제2원적외선 방사광물 5~12wt%;의 혼합물로 이루어진 것이며,
    상기 하부층(30)은 제3고무분말 95~98.5wt%; 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 스트렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SBS) 또는 무정형 폴리알파올레핀(APO) 중 선택되는 어느 1종 이상의 폴리머 5~20wt%와, 석유수지 40~70wt%, 유동 파라핀(Liquid Paraffin) 25~55wt%의 혼합으로 조성된 투명 제3바인더 1.5~5wt%;의 혼합물로 이루어진 것임을 특징으로 하는 원적외선 방사율과 항균성이 우수한 충격흡수표면재.
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