KR101869049B1 - 코르크 칩 탄성포장재 - Google Patents

코르크 칩 탄성포장재 Download PDF

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나성택
석종민
전봉식
김대건
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주식회사 폴리원
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    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
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Abstract

본 발명은 코르크 칩 탄성포장재에 있어서, 코르크 칩 입자 20~45 중량부, 적황토 입자 5~15 중량부, 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자 5~20 중량부 및 우레탄 접착제 30~45 중량부로 구성되되, 상기 코르크 칩, 적황토 및 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS)의 각각의 입자 표면에 우레탄 접착제가 도포되어 입자 간 결합된 구조인 코르크 칩 탄성포장재에 관한 것이다.

Description

코르크 칩 탄성포장재{Cork Chip Elastic Packaging Material}
본 발명은 코르크 칩 탄성포장재에 관한 것으로, 친환경소재인 다공성 코르크 및 황토를 사용하여 향균성, 투수력뿐만 아니라 탄성 등 물성개선 효과가 동시에 개선된 코르크 칩 탄성포장재에 관한 것이다.
일반적으로 산책로 및 자전거 도로 등은 주민들의 편의성 향상과 건강증진을 위하여 조성한 것으로, 상기 산책로 및 자전거 도로 등은 조경물 및 수목의 사이 양측에 일정폭으로 경계석을 설치하여 산책로는 자연토양을 노출시켜서 산책로 및 자전거 도로를 조성하거나 인위적으로 시공시에는 시멘트로 제조되는 보도블럭을 이용하여 지표면에 연설하여 설치하거나 콘크리트 및 아스콘 등을 이용하여 지표면에 타설하여 형성하는 것이 대부분이다.
종래의 자연토양을 노출시켜서 되는 산책로 및 자전거도로는 우천시에 흙이 빗물에 씻겨 산책로가 쉽게 망실되어 유지보수가 빈번하게 발생하는 결점이 있고 보도블럭 및 콘크리트와 아스콘 등으로 시공되는 산책로 및 자전거 도로는 내구성이 우수하고 시공이 간편한 잇점은 있으나 이용자가 과실로 넘어지거나 이용자들의 가벼운 충돌에도 신체에 큰 부상이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 폐타이어를 일정크기로 분쇄한 고무칩과 규사와 접착제를 일정비율로 혼합하여 일정길이와 폭을 갖는 포장재를 성형한 다음, 아스팔트나 콘크리트가 포장된 표면에 접착제를 도포하고, 상기 성형된 포장재를 이중으로 포장하여 이용자들의 안전성을 도모하도록 한 것도 있으나,
상기와 같은 포장재의 설치는 이중포장으로 이루어져야 하므로, 많은 시공시간이 소요되고, 고무칩이 탄성을 제공하므로 분진 또는 냄새가 심하게 발생되며, 폐타이어로부터 유해물질이 발산되는 문제점이 있었다.
또한, 폐타이어나 폐폴리우레탄과 같은 재생 제품의 경우 일부 제품의 경우 중금속을 함유하고 있어, 환경오염이 발생될 뿐 아니라, 시공 후 포장재의 파손현상이 발생되어 미관을 좋지 않게 하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 포장재 및 보도블록, 콘크리트 등은 모두 자연친화적이지 못하여 공원을 찾는 사람들이 공통적으로 갖는 자연과 보다 친숙하고자 하는 욕구를 충족시키지 못하는 등 여러가지 문제점이 있었다.
관련된 종래기술을 살펴보면, 대한민국공개특허공보 제2005-7217호에는 "발포성 고무칩을 이용한 탄성 포장공법"에 관한 것으로 상기와 같은 탄성 포장공법은 기층 위에 프라이머층(접착층), EPDM 또는 우레탄고무의 발포체를 파쇄한 입자와 바인더로 형성된 발포탄성층, 발포탄층 위에 발포되지 않은 EPDM 또는 우레탄칩과 바인더로 혼합하여 다짐한 표면층으로 적층된 탄성포장공법으로 요약할 수 있는바, 이와 같은 구성으로된 탄성포장공법은 발포탄성층이 형성되어 있어 쿠션성은 우수하다 할 수 있으나 발포층에 의해 지지력이 약하므로 로울러 스케이트나 자전거 등의 순간 멈춤으로 발생하는 전단력에 의해서 쉽게 파단될 수 있는 구성이여서 지지력과 탄성의 적절한 조화가 요구되는 구성이라 할 수 있다.
또한 대한민국등록특허공보 제821320호에는 "투수탄성 포장공법 및 투수탄성 포장구조체"가 게재되어 있으며, 기술의 구성내용은 다져진 쇄석기재층 위에 굵은 입자의 고무칩으로된 60mm두께의 하부탄성층, 작은 입자의 고무칩으로된 10mm두께의 상부탄성층, 탑코팅층의 순서로 적층된 투수탄성 포장구조체로서 여기에서 상부 탄성층을 보호하기 위하여 탑코팅층을 형성하게 되면 투수성을 전혀 기대할 수 없으며, 또한 바인더의 사용비율이 기재되어 있지 않지만 많은량의 바인더를 사용할 경우에도 투수성을 기대할 수 없다.
또한 대한민국등록특허공보 제1497253호)에는 "폐타이어, 폐우레탄 고무칩을 이용한 투수성 탄성포장재"에 관한 기술이 소개되고 있다. 기술내용은 노상, 필터층(모래), 쇄석기층, 하부지지층, 상부지지층의 순서로 적층된 포장적층층에 있어서 투수성의 탄성포장재로서 하부지지층의 구성은 6~10mm의 잔골재 또는 규사 70~80부중량부, 입경 4~8mm의 폐타이어고무칩 10~30부, 전체중량에 대하여 10~20부의 우레탄 접착제로된조성으로 구성되어 있다. 이와 같은 하부지지층의 잔골재 또는 규사의 함량이 커서 탄성을 크게 기대할 수 없고 또한 인장강도 역시 기대할 수 없어 표면층의 충격이나 전단력에 의해 쉽게 파단될 수 있는 포장재층이라 할 수 있다.
또한 대한민국등록특허공보 제404679호 및 제593502호에도 타이어 폐고무칩과 바인더를 주재로하는 투수성의 바닥포장재가 소개되고 있다.
이상에서 열거한 종래 바닥포장재는 대부분이 탄성을 갖는 폐고무칩과 바인더를 주재로 함에 공통점이 있다.
이와 같은 포장재는 폐기물을 재활용하는 차원에서는 큰 의미가 있지만, 폐고무칩과 같은 공해물질을 사용함으로서 마모에 의한 분진이나 수명이 다한 포장재의 폐기처리에도 큰 문제가 있으므로 친환경적인 차원에서 보다 공해요인을 저감시키는 탄성 바닥포장재가 절실히 요구되는 시점이라 할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 친환경 소재인 천연 물질 코르크 칩이 주성분인 탄성포장재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 투습력이 뛰어난 다공성 벌집구조체인 코르크 칩을 이용한 탄성포장재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 인장강도 및 신장율에서 뛰어난 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 분말을 혼합제공하는 탄성포장재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 자외선에 의한 코르크 변색을 방지하고 향균성 및 원적외선 발생에 의한 운동피로 감소효과가 있는 적황토를 탄성포장재 재료로 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다공성 구조에 의해 흡수된 수분으로 주위의 온도롤 조절할 수 있도록 코르크 칩 자체의 다공성 및 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 분말과 결합 사이 공간를 제공하는 데 있다.
본 발명은 코르크 칩 탄성포장재에 있어서, 코르크 칩 입자 20~45 중량부, 적황토 입자 5~15 중량부, 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자 5~20 중량부 및 우레탄 접착제 30~45 중량부로 구성되되, 상기 코르크 칩, 적황토 및 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS)의 각각의 입자 표면에 우레탄 접착제가 도포되어 입자 간 결합된 구조인 코르크 칩 탄성포장재를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 코르크 칩의 입도는 3~10mm이고, 입자 단면 1cm2 당 4,000만개~4,500만개의 6각형 벌집 구조의 세포로 구성된 것에 특징이 있는 코르크 칩 탄성포장재를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 적황토의 입도는 30~50㎛이고, 이산화규소(SiO2) 함량이 60~65중량%인 것에 특징이 있는 코르크 칩 탄성포장재를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 적황토는 코르크 칩 입자 표면에 분산 도포된 것에 특징이 있는 코르크 칩 탄성포장재를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 분말의 입도는 상기 코르크 칩 입도의 1/3~1/10인 것에 특징이 있는 코르크 칩 탄성포장재를 제공한다.
본 발명은 천연 물질의 코르크 칩이 주성분인 탄성포장재를 사용한 친환경효과가 있다.
또한 본 발명은 다공성 벌집구조체인 코르크 칩을 이용한 탄성포장재로 투습력이 뛰어나고 일정량 수분을 보유할 수 있어 주위에 냉감효과가 있다.
또한 본 발명은 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 분말을 혼합제공하는 탄성포장재로 인장강도 및 신장율이 동시에 만족시키는 효과가 있다.
또한 본 발명은 적황토를 사용하여 자외선에 의한 코르크 변색을 방지, 향균성, 원적외선 발생에 의한 운동피로 감소효과가 있다.
도 1은 본 발명인 코르크 칩 탄성포장재의 단면에 관한 개념도이다.
도 2는 본 발명인 코르크 칩 탄성포장재의 코르크 칩 입자 벌집구조에 관한 사진이다.
도 3은 본 발명인 코르크 칩 탄성포장재 제조방법에 관한 순서도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
아래에서 설명된 '입도'는 입자의 평균지름을 의미한다.
본 발명은 코르크 칩 탄성포장재에 관한 것으로, 코르크 칩 입자(10) 20~45 중량부, 적황토 입자(13) 5~15 중량부, 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자(20) 5~20 중량부 및 우레탄 접착제(30) 30~45 중량부로 구성되고,
상기 코르크 칩, 적황토 및 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS)의 각각의 입자 표면에 우레탄 접착제가 도포되어 입자 간 결합된 구조인 코르크 칩 탄성포장재입니다.
도 1은 본 발명인 코르크 칩 탄성포장재의 단면에 관한 개념도이다. 상기 코르크 칩, 적황토 및 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS)는 입자 형태이고 가장 이상적은 형태는 구형이지만, 이에 한정하는 것은 아니며 평면형이 아닌 어떠한 형태도 다 포함된다. 완전 구형은 아니지만 표면이 울퉁불퉁 모가 난 경우뿐만 아니라 원통형, 다각형 기둥 등 제한을 두지 않는다.
상기 코르크 칩 입자(10)의 입도는 3~10mm이며, 코르크는 스페인 등 남유럽에 산출되는 너도 밤나무과의 코르크 참나무과로부터 유래하여 코르크라고 하고 있으며, 우리나라에서는 굴참나무의 껍질을 코르크로 이용하고 있다. 코르크의 세포벽은 스베린이라는 지방산의 중합체가 퇴적되어 형성되며 단열, 방음, 전기적 절연, 탄력성이 뛰어난 특성을 가지고 있어 병마게, 신발용깔창, 보온용기, 방음벽, 실내 내장재로 널리 이용되어온 재료를 말한다.
또한 코르크 칩 입자(10)는 도2와 같이 벌집구조와 같은 다공성 구조로 되어 있다. 코르크는 1㎤당 4,000만개~4,500만개의 미세한 6각형 벌집 구조의 세포로 구성되어 있어 코르크 칩 입자는 공기 함유율이 높고 세포질 밀도가 낮아 질량이 아주 가볍다. 공기를 머금은 미세한 세포층들로 인해 높은 압축률을 갖고 원래 부피대로 돌아오는 탄력성도 우수하며 액체나 가스 물질이 세포벽을 침투할 수 없어 부식이나 마모에 강한 저항성을 가지고 있다.
또한 알부민이 적고 탄닌을 포함하여 썩지 않고 습도에 변형도 안되며 마지막으로 코르크는 100% 생분해가 가능하여 재활용 및 재사용이 가능한 자연산 원재료이다.
상기 적황토 입자(13)는 황토의 일종이며 산화철의 함량에 따라 적색을 많이 띄고 있다. 입도는 30~50㎛이다. 화학적 조성에는 이산화규소(SiO2) 함량이 60~65중량%을 갖는다. 이외에 알루미나(Al2O3) 10~13중량%, 석회 8중량%, 철분 5~6중량%, 마그네슘 및 나트륨 등이 2중량% 정도 함유하고 있다. 광물적 조성에는 석영이 60~70중량%이고 나머지 장석, 운모, 탄산염광물, 기타 중광물로 구성되있다.
코르크 칩 입자(10) 표면에 약간의 수분이 있는 상태에서 적황토 입자(13)를 교반하면 코르크 칩 표면에 분산 도포될 때 수분에 의해 적황토에 점력이 생성되어 코르크 칩 입자(10) 표면에 접착이 용이하게 된다. 따라서 본 발명에서는 적황토 입자(13)와 교반하기 전에 코르크 칩 입자(10)의 10~20 중량비에 해당되는 수분을 상기 코르크 칩 입자(10)표면에 분무할 수 있다. 다만, 상기 코르크 칩 입자(10)의 입도를 고려할 때 코르크 칩 입자(10)의 벌집구조내부로 들어갈 수는 없다.
상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자(20)의 입도는 0.1~1.0mm이다. 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS)는 스티렌부타디엔스티렌 블록공중합체(SBS) 수지의 부타디엔(Butadiene) 중의 모든 이중결합을 수소첨가로 포화시킨 우수한 안정성을 가진 폴리머로 탄성포장체 칩의 탄성을 부여하기 위한 주재료로 사용된다. 이는 스티렌과 부타디엔을 기본으로 하는 블록 공중합체로서 고무와 같은 탄성을 가지고 있고, 대부분의 고무가 가교로 인하여 성형이 용이하지 않은데 반하여 열가소성 고무로 재성형이 가능한 특징을 갖고 있어 폴리스티렌의 Tg온도 이상 가열하면 도메인은 연화하고 전단력을 가지며 유동하고, 냉각하면 다시 도메인이 재현될 수 있기 때문에 열가소성 성형법을 이용하여 용이하게 성형이 가능하며, 이에 따라 추후 압출을 통해 소정의 형상을 갖는 칩으로 용이하게 제조될 수 있다.
또한, 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS)는 열분해되지 않기 때문에 인체에 유해한 악취가 발생될 염려가 없으며, 내구성, 내한성, 내마모성, 복원력이 우수한 특성도 있는 친환경적인 탄성포장재 칩으로 사용된다.
상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자(20)는 적황토 입자(13)가 접착 도포된 코르크 칩 입자(10) 간 공간(40)을 메꾼다. 코르크 칩 입자(10) 간 공간(40)을 완벽히 메꿀 수는 없으며 공간(40)의 부피 및 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자(20)의 크기 및 모양에 따라 공간(40)이 결정된다.
다만, 코르크 칩 입자(10)표면에 골고루 분포된 적황토 입자(13)는 입도가 30~50㎛에 불과하고 상기 코르크 칩 입자(10)에 접착된 상태이므로 상기 코르크 칩 입자(10) 사이 공간(40)을 밀폐할 정도의 역할을 할 수 없다.
상기 공간(40)은 평소에는 공기를 함유하기도 하고 우천시에는 물을 흡수하여 포장재 아래의 토양으로 전달할 수 있으며, 또한 자체 수분을 흡수한 상태에서 고온의 여름철에는 공기 중으로 기화되어 주위의 온도를 낮추는 기능도 한다.
상기의 코르크 칩, 적황토 및 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS)가 입자 형태로 일정한 공간(40)에 단단히 결합해 존재할 수 있도록 접착제를 사용하여 상기 입자들을 결합시켜야 한다. 접착제로서는 내마모성, 내수성, 내약품성, 내유성, 내오존성, 내한성이 우수하며 강인하고, 접착력이 우수한 연질성의 접착재료인 일액형 습기 경화형 우레탄 접착제을 사용한다. 특히 우레탄접착제중에도 폴리이소시아네이트접착제, 프레폴리머접착제, 이소시아네이트변성폴리머 중에서 이소시아네이트변성폴리머 폴리우레탄접착제가 코르크와 접착성을 좀 더 높힐 수 있었으며 내후성, 내약품성에서도 유리하다.
도 3은 본 발명인 코르크 칩 탄성포장재 제조방법에 관한 순서도이다. 코르크 칩 탄성포장재의 제조방법은 (1) 코르크 칩 입자(10) 20~45 중량부과 적황토 입자(13) 5~15 중량부를 혼합하여 상기 코르크 칩 입자 표면에 적황토 입자(13)가 도포되도록 교반하는 단계(S1); (2) 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자(20) 5~20 중량부를 투입하여 교반하는 단계(S2);(3) 우레탄 접착제(30) 30~45 중량부를 투입하여 교반하는 단계(S3) 후 포설 성형단계(S4)로 구성된다.
상기 (1)단계에서 적황토 입자(13)를 교반하기 전에 코르크 칩 입자(10)의 10~20 중량비에 해당되는 수분을 상기 코르크 칩 입자(10) 표면에 분무단계(S0)를 추가할 수 있다. 상기 적황토는 수분이 존재할 경우 접착력이 증가될 수 있기 때문이다.
상기 (1)단계에 의해 적황토 입자(13)가 코르크 칩 입자(10)표면에 골고루 분포된 후 (2)단계는 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자(20) 5~20 중량부를 투입하여 교반(S2)한다. 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자는 상기 코르크 칩 입자(10) 사이 공간(40)에 위치한다. 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자(20)의 입도가 1.0~3.0mm로 코르크 칩 입자(10)의 1/3~1/10 크기가 된다. 1/10보다 작으면 상기 코르크 칩 입자 사이 공간(40)을 모두 막게 되고, 뿐만 아니라 우레탄 접착제(30)에 의해서 입자 사이 공간(40)을 더 좁게 할 수 있어 투습성 및 포장재의 탄성력에 문제가 될 수 있다.
또한, 1/3보다 크면 상기 코르크 칩 입자 사이 공간(40)이 너무 커서 본 발명인 코프크 칩 탄성포장재의 기계적 강도가 약해지므로 표면에 가해지는 충격이나 전단력에 의하여 개개의 입자가 탈리되기 쉽고 탄성포장재포의 인장강도가 약해진다.
상기 (3)단계의 우레탄 접착제(30)를 투입 교반하는 단계(S3) 후 포설 성형단계(S4)는 코르크 칩, 적황토 및 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS)의 각각의 입자 표면에 도포된 우레탄 접착제에 의해서 상호 결합하게 된다. 이때 성형단계에서 가압다짐 압력의 세기가 커지면 입자 간 밀착도가 높아서 결합력은 증가하나 상기 코르크 칩 입자의 부피가 크게 줄어 입자가 작아지면서 입자간 형성되는 간극 또한 줄어들게 되어 투수성이 줄어들게 된다. 반대로 압력이 낮으면 투습도는 증가하나 결합력이 낮아져서 인장강도가 약해져 쉽게 입자가 떨어지게 된다. 따라서 본 발명의 성형단계에서 가압다짐 압력은 20~30kg/cm2이 가장 적당하다.
이하 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리 범위가 이들 실시예에 반드시 한정되는 것으로 해석되어 져서는 아니된다.
<실시예 및 비교예>
실시예 1~3
표 1에 기재된 함량부 및 입도를 갖는 코르크 칩 입자, 적황토 입자, 적황토 입자 및 우레탄 접착제를 준비한다. 우선 코르크 칩 입자와 적황토 입자를 투입하고 5~10분간 교반한다. 이후 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자를 투입하여 5~10분간 교반 후 우레탄 접착제을 추가하여 5~10분간 교반한다. 이후 일정한 거푸집에 포설한 후 표 1에 기재된 압력으로 가압다짐한다.
실시예 4
실시예 1과 동일한 조건으로 실시하되, 우선 코르크 칩 입자 표면에 상기 코르크 칩 입자의 15 중량비에 해당되는 수분을 15~30℃ 조건에서 분무하면서 2분간 교반하고 이후 적황토 입자를 투입하고 7분간 교반한 후, 적황토 입자를 투입한다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 조건에서 실시하되, 적황토를 투입하지 않는다.
비교예 2
실시예 1과 동일한 조건에서 실시하되, 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS)을 투입하지 않는다.
비교예 3
실시예 1과 동일한 조건에서 실시하되, 가압다짐 압력은 10kg/cm2으로 한다.
비교예 4
실시예 1과 동일한 조건에서 실시하되, 가압다짐 압력은 40kg/cm2으로 한다.

실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4
코르크 칩 입자 함량(중량부) 30 33 35 30 30 30 30 30
입도(mm) 5 6 7 5 5 5 5 5
수분함량(코르크 칩 입자대비 중량비) - - - 15 - -
적황토
입자
 함량(중량부) 12 13 7 12 - 12 12 12
입도(㎛) 30 30 30 30 - 30 30 30
SEBS
입자
 함량(중량부) 15 12 14 15 15 - 15 15
입도(mm) 1.5 1.6 1.5 1.5 1.5 - 1.5 1.5
우레탄 접착제 함량
(중량부)		 43 42 44 43 43 43 43 43
가압다짐압력(kg/cm2) 20 25 23 22 20 20 10 40
황변성 양호 양호 양호 양호 불량 양호 양호 양호
물성 인장강도
(MPa)		 1.20 1.18 1.21 1.30 1.19 0.95
 1.12 1.46
신장률(%) 27.2 25.1 27.5 30.5 25.1 19.5 21.6 31.0
공극율(%) 41 38 39 38 45 60 46 25
<실험예>
1. 황변성
UV A,B 테스트기을 이용한 황변 평가 시(24시간, 온도 조건 63도, 1.2W/m2/nm) 자외선에 의한 코르크 칩 탄성포장재 단면의 황변성을 측정하였다.
비교예 1만 황변성이 불량하고 나머지 실험예, 비교예는 양호하다. 코르크 칩 입자는 셀룰로오스, 펙틴, 리그닌등이 주성분인 식물세포벽으로 구성되어 특히 리그닌은 화학적으로 안정한 셀룰로오스와는 달리 화학적으로 불안정하기 때문에 대기중의 산소나 자외선에 쉽게 반응해 퀴논과 같은 물질로 변화하여 그 결과 노란색으로 황변이 발생된다.
코르크 칩 입자표면을 적황토 입자로 도포한 실시예는 황변현상이 24시간 내에서는 발생되지 않음을 알 수 있으며, 상기 적황토입자가 주된 광물인 석영과 여러가지 장석, 운모, 탄산염광물, 기타 중광물로 구성되어 자외선을 차단반사시킬 수 있기 때문이다.
2. 물성
표 1의 물성은 KS F 3888-2 포설형 탄성포장재 시험방법에 의하여 측정된 실시예, 비교예의 인장강도(MPa) 및 신장율(%)에 대한 물성시험 결과표이다.
인장강도(MPa)는 재료의 인장 시험에 있어서 시험편이 파단할 때까지의 최대 인장 하중을 시험 전 시험편의 단면적으로 나눈 값으로 재료의 강도 기준의 하나이다. 또한 신장률(%)은 재료의 인장 시험시, 처음의 길이와 파단 때의 길이와의 비의 백분률에 관한 것이다.
실시예의 인장강도는 1.18~1.30 MPa, 신장률은 25.1~30.5%를 나타낸다. 비교예 2는 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자가 존재하지 않은 것으로 인장강도 및 신장률이 불량함을 알 수 있다. 이는 코르크 칩에 작용하는 파단에너지를 저경도의 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자가 완충작용으로 흡수하기 때문이다.
3. 공극율
표 1의 공극율은 KS F 3888-2;2011 시험방법에 의하여 측정된 실시예, 비교예의 결과표이다. 공극율은 투수율과 밀접한 관계가 있으며, 입자의 고르기에 따라 결정된다. 실시예는 38~41%의 공극율을 유지하나, 비교예 2는 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자가 존재하지 않아 입도가 큰 코르크 칩 입자만 주로 구성되어 공극율이 60%값이 나오며, 또한 성형단계에서 가압다짐압력(MPa)값에 30MPa 이상인 비교예 4는 입자 간 빈공간이 압력에 의해 줄어들어 25%값이 나온다. 반대로 가압다짐압력(MPa)값에 20MPa 이하인 비교예 3은 공극율이 46%값이 나옴을 알 수 있다.
4. 원적외선 방사
표 2는 실시예 1에 대한 원적외선 방사율 및 방사에너지 시험 결과를 나타낸다. 원적외선은 가시광선보다 파장이 길어서 눈에 보이지 않고 열작용이 크며 침투력이 강하다. 이러한 열작용은 각종 질병의 원인이 되는 세균을 없애는 데 도움이 되고 인체에는 모세혈관을 확장시켜 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 준다.
시험 항목 단위 시험 결과 시험 조건 시험규격
원적외선 방사율
(측정온도 40℃, 측정파장 5~20㎛)
-
0.91
22.3±0.1℃
24.5±0.3 % R.H
KCL-FIR-1005:2011
원적외선 방사에너지
(측정온도 40℃, 측정파장 5~20㎛)		 W/㎡ 3.61 X 102
5. 항균성
표 3은 실시예 1에 대한 원적외선에 의한 항균성을 측정하여 비교예 1과 대비한 값이다. 그 결과 실시예 1은 대장균, 녹농균 및 황색포도상구균의 24시간 후 초기 농도보다 99%이상 소멸됨을 알 수 있다. 이에 반에 비교예 1은 100%이상 증가함을 확인할 수 있다.
실시예 1과 비교예 1의 구성의 차이는 코르크 칩 입자 표면에 도포된 적황토 유무이다. 따라서 적황토의 광물입자가 적외선을 발생시킴을 알 수 있다.
시험 항목 시험 결과
초기 농도
(CFU/mL)		 24hr후 농도
(CFU/mL)		 증감율
(%)
대장균 비교예 1 3.6 X 105 6.9 X 105 192
실시예 1 1.1X 105 ＜10 -99.9
녹농균 비교예 1 3.8 X 105 7.1 X 105 187
실시예 1 3.8 X 105 ＜10 -99.9
황색포도상구균 비교예 1 3.3 X 105 4.8 X 105 145
실시예 1 3.3 X 105 ＜10 -99.9
* CFU : Clony Forming Unit
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.
10 : 코르크 칩 입자 11: 벌집구조
13 : 적황토 입자 20 : SEBS 입자
30 : 우레탄 접착제 40 : 공간

Claims (5)

  1. 코르크 칩 탄성포장재에 있어서,
    코르크 칩 입자 20~45 중량부, 적황토 입자 5~15 중량부, 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자 5~20 중량부 및 우레탄 접착제 30~45 중량부로 구성되되,
    상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 분말의 입도는 상기 코르크 칩 입도의 1/3~1/10이고,
    상기 코르크 칩 입자 표면에는 점력이 있는 적황토 입자가 분산 도포되어 있으며,
    상기 적황토 입자가 표면에 분산된 코르크 칩 입자 및 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자의 표면에는 우레탄 접착제가 도포되어 있어,
    상기 적황토 입자, 코르크 칩 입자 및 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 공중합체(SEBS) 입자 간 상호 결합되어 있으며 상기 입자 사이의 공극율이 35~42%인 것에 특징이 있는 코르크 칩 탄성포장재.

  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코르크 칩의 입도는 3~10mm이고, 입자 단면 1cm2 당 4,000만개~4,500만개의 6각형 벌집 구조의 세포로 구성된 것에 특징이 있는 코르크 칩 탄성포장재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적황토의 입도는 30~50㎛이고, 이산화규소(SiO2) 함량이 60~65중량%인 것에 특징이 있는 코르크 칩 탄성포장재.
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