KR102069775B1

KR102069775B1 - 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재 및 이를 이용한 바닥 포장방법

Info

Publication number: KR102069775B1
Application number: KR1020180096424A
Authority: KR
Inventors: 박동현
Original assignee: (주)에코도
Priority date: 2018-08-20
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2020-01-23

Abstract

코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재 및 이를 이용한 바닥 포장방법이 개시되어 있다.
이 중, 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재는 기반층 상에 적층되며, 평균 입경이 1~5mm인 코르크 칩 48~65 중량%; 평균 입경이 0.1~1mm인 황토분말 주재 5~15 중량%; 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체에서 선택되며 용융지수가 0.5~20g/10min인 이오노머 0.1~5중량%; 및 바인더 25~38 중량%가 혼합되어 이루어진 하층; 그리고, 하층의 상에 적층되며, 에폭시 혼합수지 92~97 중량％, 분산 소포제 0.8~2.3 중량％, UV차단제 0.5~5 중량％; 및 광택제 1~6 중량％가 혼합되어 이루어진 상층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재 및 이를 이용한 바닥 포장방법{Pitcher and elastic flooring material using cork as main material and floor packing method using same}

본 발명은 친환경 소재인 코르크 및 황토 등을 사용하여 항균성, 투수성 뿐만 아니라 탄성 등의 물리적 효과가 동시에 개선된 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재 및 이를 이용한 바닥 포장방법을 개시한다.

일반적으로 산책로 및 자전거 도로 등은 주민들의 편의성 향상과 건강증진을 위하여 조성한 것으로, 상기 산책로 및 자전거 도로 등은 조경물 및 수목의 사이 양측에 일정 폭으로 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 이점은 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 발생 되며, 폐타이어로부터 유해물질이 발산되는 문제점이 있었다.

또한, 폐타이어나 폐폴리우레탄과 같은 재생 제품은 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 여러 가지 문제점이 있었다.

관련된 종래기술을 살펴보면, 공개특허공보 제2005-7217호에는 "발포성 고무칩을 이용한 탄성 포장공법"에 관한 것으로, 이 탄성 포장공법은 기층 위에 프라이머층(접착층), EPDM 또는 우레탄고무의 발포체를 파쇄한 입자와 바인더로 형성된 발포탄성층, 발포탄층 위에 발포되지 않은 EPDM 또는 우레탄 칩과 바인더로 혼합하여 다짐한 표면층으로 적층된 탄성포장공법으로 요약할 수 있는바, 이와 같은 구성으로 된 탄성 포장공법은 발포탄성층이 형성되어 있어 탄성(쿠션)은 우수하다 할 수 있으나 발포층에 의해 지지력이 약하므로 로울러 스케이트나 자전거 등의 순간 멈춤으로 발생하는 전단력에 의해서 쉽게 파단될 수 있는 구성이어서 지지력과 탄성의 적절한 조화가 요구된다.

또한, 등록특허공보 제821320호에는 "투수탄성 포장공법 및 투수탄성 포장구조체"가 개시되어 있으며, 기술의 구성내용은 다져진 쇄석 기재층 위에 굵은 입자의 고무칩으로된 60mm 두께의 하부 탄성층, 작은 입자의 고무칩으로된 10mm 두께의 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 많은 양의 바인더를 사용할 경우에도 투수성을 기대할 수 없다.

또한, 등록특허공보 제1497253호에는 "폐타이어, 폐우레탄 고무칩을 이용한 투수성 탄성포장재"에 관한 기술이 개시되고 있다. 기술내용은 노상, 필터층(모래), 쇄석기층, 하부지지층, 상부지지층의 순서로 적층된 포장 적층층에 있어서 투수성의 탄성포장재로서 하부지지층의 구성은 6~10mm의 잔골재 또는 규사 70~80부중량부, 입경 4~8mm의 폐타이어고무칩 10~30부, 전체중량에 대하여 10~20부의 우레탄 접착제로 된 조성으로 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, 등록특허공보 제404679호 및 제593502호에도 타이어 폐고무칩과 바인더를 주재로 하는 투수성의 바닥포장재가 개시되어 있다.

이상 열거된 종래 바닥포장재는 대부분이 탄성을 갖는 폐고무칩과 바인더를 주재로 함에 공통점이 있다. 이와 같은 포장재는 폐기물을 재활용하는 차원에서는 의미가 있으나, 폐고무칩과 같은 공해유발물질을 사용함으로서 마모에 의한 분진이나 수명이 다한 포장재의 폐기처리에도 문제가 있었다.

문헌 1 : 공개특허공보 제2005-7217호 문헌 2 : 등록특허공보 제821320호, 문헌 3 : 등록특허공보 제1497253호 문헌 4 : 등록특허공보 제404679호 문헌 5 : 등록특허공보 제593502호

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 친환경적인 목재로만 제조된 코르크 칩 및 황토 등을 주재로 하고, 포름알데히드와 같은 발암물질을 유발시키지 않는 바인더를 이용하여 친환경적이면서도 탄성도가 우레탄 바닥재에 준하고, 항균성 및 투수성이 우수한 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재를 이용한 바닥 포장방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재는, 기반층 상에 적층되며, 평균 입경이 1~5mm인 코르크 칩 48~65 중량%; 평균 입경이 0.1~1mm인 황토분말 주재 5~15 중량%; 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체에서 선택되며 용융지수가 0.5~20g/10min인 이오노머 0.1~5중량%; 및 바인더 25~38 중량%가 혼합되어 이루어진 하층; 그리고, 하층의 상에 적층되며, 에폭시 혼합수지 92~97 중량％, 분산 소포제 0.8~2.3 중량％, UV차단제 0.5~5 중량％; 및 광택제 1~6 중량％가 혼합되어 이루어진 상층;을 포함할 수 있다.

바람직하게, 황토분말 주재는, 황토분말 65~70 중량%, 게르마늄 분말 10~15 중량%, 이온파우더 5~8 중량%, 제올라이트 12~15 중량%를 배합하여 만들어진 황토 혼합물에 대하여 7:3 또는 8:2의 비율로 고무수액을 추가로 배합한 후 건조시켜서 파쇄기에서 입경 15~30㎛로 파쇄하여 이루어지되, 이온 파우더는 이산화질소가 포함된 이온 세라믹 파우더로 될 수 있다.

바람직하게, 바인더는 물 65~70 중량%에 식물성 교질물 2~4 중량%, 백반 0.1~0.3 중량% , 크랙방지용 펄프 0.9~1.5 중량%, 탄산칼슘 3.2~8.5 중량%, 지타늄 1~5 중량%, 폴리이소시아네이트 및 폴리올을 포함하는 폴리우레탄 수지 10~15 중량%, 모래 5~10 중량% 및 시멘트 3~9 중량%를 균질로 배합하여 이루어질 수 있다.

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본 발명의 다른 실시예에 따르면, 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재를 이용한 바닥 포장방법, 포장면의 기반층을 가압롤러에 의해 가압하여 평탄하게 다지는 단계; 다져진 기반층 상에 PET 소재로 된 보강매트를 포설하는 단계; 보강매트 상에 평균 입경이 20~30mm인 조골쇄석을 포설하는 단계; 포설된 조골쇄석층을 가압롤러에 의해 가압하여 조골쇄석층의 표면을 고르게 다지는 단계; 조골쇄석층 위에 수지 바인더를 도포하여, 조골쇄석들 사이로 바인더가 침투되면서 조골쇄석층을 고형화시키는 단계; 고형화된 조골쇄석층 위에 상기에 기재된 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재를 포설하여 투수 및 탄성층을 형성하는 단계; 투수 및 탄성층의 표면과 기준선과의 표면오차가 ±3mm 이내가 되도록 휘니셔(finisher)나 항온롤러를 이용하여 반복적으로 압축하는 단계; 그리고 압축이 완료된 투수 및 탄성층을 24시간 이상 양생하는 단계;를 포함할 수 있다.

바람직하게, 항온롤러는 대기온도가 영상온도 일 때는 100~120℃로 발열되도록 설정하고, 대기온도가 영하일 때는 150~160℃로 발열되도록 설정하며, 항온롤러의 무게는 10~25kg 으로 될 수 있다.

바람직하게, 수지 바인더는 수지 10~20 중량%, 모래 50~70 중량%, 시멘트 20~40 중량%를 포함하되, 수지는 수성 우레탄아크릴레이트 수지 10~45 중량%, 수성 아크릴레이트 수지 55~90 중량%로 이루어지고, 수성 우레탄아크릴레이트 수지는 우레탄 프레 폴리머 20~30 중량%, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 2~8 중량%, 메틸메타크릴레이트 1~3 중량%에 나머지를 물로 하여 100 중량%로 이루어지며, 수성 아크릴레이트 수지는 폴리에틸렌글리콜계 계면활성제 0.5~2 중량%, 메틸메타크릴레이트 15~30 중량%, 부틸 아크릴레이트 5~15 중량%, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 5~15 중량%, 나머지를 물로 하여 100 중량%로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 바닥 포장재는 종래 코르크와 접착제를 주재로한 바닥포장재에 비하여 우수한 내마모성을 가지며 인장강도 및 투수성을 확보할 수 있다.

또한, 종래 고무칩과 접착제를 주재로한 바닥포장재와 비교하여도 투수성과 내마모성이 대등하다할 수 있고, 폐고무칩 대신에 코르크를 사용하므로서 불쾌한 냄새가 나지 않고, 마모에 의한 유해분진이 발생하지 않을 뿐만 아니라 수명이 다하여 폐기처분시도 공해성이 없다.

또한, 친환경적이고 호기능성을 갖는 황토를 첨가함으로써 우수한 경도확보와 인체에 유익한 기능성을 발휘하는 장점을 갖는다.

이러한 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재를 이용한 바닥 포장방법을 설명하기 위한 흐름도

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재(10)는 도 1에서와 같이, 기반층에 적층되는 하층(11) 및 하층에 적층되는 상층(12)으로 구성될 수 있다.

하층(11)은 코르크 칩 48~65 중량%, 황토분말 주재 5~15 중량%를 주재로 하고, 이에 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체에서 선택되며 용융지수가 0.5~20g/10min인 이오노머 0.1~5중량%와, 바인더 25~38 중량%가 혼합되어 이루어진다.

제1 주재인 코르크 칩의 입자평균입경은 1~5mm이며, 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 있어서 병마게, 신발용 깔창, 보온용기, 방음벽, 실내 내장재로 널리 이용되어온 재료이다.

코르크 칩 입자는 벌집구조와 같이 다공성 구조로 되어 있으며, 1cm³ 당 2,500~3,500만개의 미세한 6각형 벌집구조의 세포로 구성되어 있어서 공기 함유율이 높고 세포 밀도가 낮아서 질량이 가볍다. 공기가 충진된 미세한 세포층들로 인해 높은 압축률을 갖고 원래 부피대로 돌아오는 탄성력도 우수하며 액체나 가스물질이 세포벽을 침투할 수 없어서 부식이나 마모에 강한 저항성을 갖는다. 따라서, 이를 바닥포장재의 주재로 사용하는 경우 탄성과 투수효과를 높일 수 있다.

코르크 칩 입자는 알부민이 적고 탄닌을 포함하여 썩지 않고 습도에 변형이 안되며 100% 생분해가 가능하여 재활용 및 재사용이 가능한 자연산 원재료이다.

제2 주재인 황토분말 주재는 채취한 황토를 볼밀로 분쇄하여 500메쉬 이상으로 분말화하여 침전조에 침전시키고, 침전조에서 탈수 및 건조시켜서 황토분말을 취득한 후, 게르마늄 분말, 이온파우더, 제올라이트를 배합하여 얻어진다.

특히, 황토분말 주재는 황토분말 65~70 중량%에 대하여 게르마늄 분말 10~15 중량%, 이온파우더 5~8 중량%, 제올라이트 12~15 중량%를 배합기에 투입하고 1,300~1,500rpm으로 최소 40분 이상 배합하여 황토혼합물을 제조한다.

이렇게 얻어진 황토혼합물에 대하여 7:3 또는 8:2의 비율로 천연고무수액을 배합기에 투입하고, 1,000~2,000rpm으로 30분 이상 배합한 후, 건조시켜서 파쇄기에서 입경 15~30㎛로 파쇄함으로써 최종적으로 황토분말 주재가 제조된다. 여기서, 천연고무수액은 원액과 정제수를 6:4의 비율로 배합하여 얻어진 고무수액을 사용하는 것이 바람직하다.

이와는 달리 천연고무수액을 물로 대체할 수도 있다. 물은 우뭇가사리, 곰배, 느릅나무껍질 중 어느 하나 또는 둘 이상을 다려서 사용하는데, 이는 황토의 점성 및 크랙을 방지하기 위한 천연접착력을 포함하기 때문이다. 또한, 물에는 편백나무, 자작나무, 삼나무 중 어느 하나 또는 둘 이상에서 추출된 추출액, 식물의 꽃이나 잎에서 추출한 천연향료, 계면활성제를 첨가하며, 상기 천연향료는 코스모스, 아카시아, 장비, 밤꽃, 허브 중 어느 하나 또는 둘 이상에서 추출되는 것을 첨가할 수 있다.

이에 더하여, 황토분말 주재는 티탄졸은 1~3 중량%; 숯 1~2 중량%; 기포제, 분산제, 천연감수제, 자외선차단제, 열화방지제, 수축저감제, 응결지연제, 증점제를 포함하는 혼화제 1~5 중량%가 더 포함될 수 있다.

이하에서는 황토분말 주재에 사용되는 성분의 작용 및 수치 한정에 대한 이유를 설명한다.

황토는 원적외선 방사효과에 의해 항균, 탈취 작용은 물론 인체에 대해 제독 또는 해독 등의 유익한 작용을 일으키는데, 본 발명에서는 특히 황토의 기능성을 더욱 향상시키기 위하여 침전하여 분말화 한 형태로 이러한 침전황토분말은 대략 500메쉬 이상으로 분쇄하여 사용하며 그 사용량은 65~70 중량% 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 이때 70 중량% 초과하여 사용하면 유연성이 저하되고 갈라지는 현상이 발생되며, 65 중량% 미만으로 사용시는 첨가 효과가 떨어지는 문제가 있다.

게르마늄 분말 역시 500메쉬 이상으로 분쇄하여 사용하는데, 게르마늄은 경도가 높으므로 습식 분쇄법을 이용하여 분쇄한 후 건조시켜 사용하는 것이 좋으며, 그 바람직한 사용량은 10~15 중량% 범위로서, 15 중량% 초과 사용시는 유연성 저하와 크랙이 발생하는 등의 문제가 있으며 10 중량% 미만으로 사용시는 첨가 효과가 미약하다.

그리고, 침전황토분말과 게르마늄 분말을 500메쉬 이상으로 한 이유는 도료로서의 성질을 양호하게 발휘하도록 하기 위함이다.

또한, 황토분말을 침전분말로 하는 것은 황토 내에 혼재되어 있는 부유물등의 불순물을 제거하고, 황토 자체를 숙성하여 찰기가 강하고 약알카리성의 황토분말을 얻기 위함이다.

또한, 이온 파우더(ion powder)는 음이온을 발생하는 것으로서 이온 세라믹 파우더(예컨대, 성분으로서 이산화질소 45~66%, 이산화규소 23~36%, 산화 알루미늄 1% 미만, 오산화인 0.5~5%, 산화제2철 0.2% 미만, 이산화티타늄 0.2% 미만을 포함) 또는 무기금속산화물의 일종인 π물질을 이용한 이온파우더(국내의 이박세라톤주식회사가 판매하는 상품명 황토 엑기스)를 사용할 수 있으며, 악취 제거 뿐만 아니라 총체적인 인체의 생리작용을 개선하고 자연 치유력을 향상시켜 세포를 활성화하므로 5~8 중량%, 바람직하게는 7 중량% 정도 혼합한다. 이온 파우더로서는 상기와 같은 종류를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 음이온을 발생하는 것이라면 다른 분말도 대신 사용할 수 있다.

또한, 제올라이트(Zeolite)(상품명:NI#100)는 결정성 규산알루미늄 화합물로서 비석이라고도 하는 것으로서 결정 구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출하여도 골격은 그대로 있으므로 다른 미립 물질을 흡착할 수 있는 바, 이러한 성질에 기인하여 흡착제로 주로 사용된다. 본 발명에서는 흡착력을 향상시키기 위해 이를 첨가하며, 12~15 중량% 범위에서 13 중량%가 적량이다.

또한, 천연고무수액은 고무나무에서 흘러나오는 수액으로 라텍스(latex)라고 하는데 우유처럼 흰 액체로 60∼65%가 물이고 고무 성분, 수지, 단백질, 당질, 기타 무기물 등이 섞여 있다. 본 발명에서는 황토 혼합물에 대해 7:3 또는 8:2의 비율로 배합하는 바, 이는 최적의 황토 도료의 접착성을 확보하기 위한 수치이다. 이와 같은 천연고무수액은 원액과 정제수를 6:4의 비율로 혼합하고 500~800rpm의 속도로 회전시켜 제조하며, 이러한 회전 속도 및 배합 시간에서 최적의 품질을 가지는 고무수액이 얻어진다.

(액상)바인더는 물 65~70 중량%에 식물성 교질물 2~4 중량%, 백반 0.1~0.3 중량% , 크랙방지용 펄프 0.9~1.5 중량%, 탄산칼슘 3.2~8.5 중량%, 지타늄 1~5 중량%, 폴리이소시아네이트 및 폴리올을 포함하는 폴리우레탄 수지 10~15 중량%, 모래 5~10 중량% 및 시멘트 3~9 중량%를 균질로 배합하여 이루어질 수 있다.

바인더의 조성물 중 식물성 교질물은 녹말전분(옥수수 전분)2~5중량%를 정수 95~98c중량%에 교반하여 60~80℃ 온도의 중탕으로 가열하여 된 전분 도료를 사용할 수 있다.

또 크랙방지용 펄프는 잘게 절단된 신문지를 60~80℃의 아교물에 넣고 400rpm의 회전속도로 40분 정도 교반하여 분해한 펄프가 사용될 수 있다.

바인더는 식물성 오일 2~7 중량%를 더 포함할 수 있다. 식물성 오일은 숙성되는 과정에서 천연 글리세린이 생성되며, 자체 내 지방산을 포함하고 있어, 바닥재의 조성물 표면에 코팅되어 얇은 막을 형성하여 이들의 산화를 방지함으로써 바닥재의 수명을 증가시킨다. 식물성 오일로는 식물 또는 식물의 씨로부터 추출된 오일이 가능하며, 일 예로 팜 오일, 코코넛 오일, 피마자 오일, 포도씨 오일, 호호바 오일, 홍화 오일, 마카데미아너츠 오일, 올리브씨 오일, 및 이들의 혼합 오일로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.

식물성 오일의 함량이 2 중량% 미만이면 전술한 효과가 미비하고, 7 중량% 이상이면 바인더의 접착성이 저하되어 바인더로서의 역할을 수행하지 못하는 문제가 발생하므로, 상기 범위내에서 적절히 선택하여 사용한다.

이상의 바인더는 다음과 같이 제조될 수 있다.

교반기가 구비된 혼합조에 상기 조성물질 중 먼저 식물성 교질물과 백반을 투입하여 400~1,000rpm으로 30분간 균질로 교반하고, 이어 펄프, 탄산칼슘, 지타늄, 폴리우레탄 수지를 투입하여 400~1,000rpm으로 30~60분간 교반한 다음 마지막으로 모래, 시멘트를 투입하고 300~500rpm으로 20분간 교반한 후 200~400rpm의 저속으로 교반하여 물성에 화학적 반응을 1기간 내외로 안정화 시키어 액상의 바인더를 제조한다.

액상 바인더는 밀폐용기에 넣어 포장하여 출하하며, 밀봉된 액상 바인더는 고형 혼합물의 시멘트와 접촉되어 있지 않으므로 보관 중에 바인다의 경화반응은 일어나지 않는다. 공사 현장에서 상기 액상 바인더와 고상 혼합물을 용도에 따라 지정된 혼합비로 혼합하여 사용한다,

한편, 바인더의 다른 실시예로서, 기존 바인더로 사용되고 있는 폴리우레탄이 가지는 한계점을 극복하기 위하여 폴리우레아를 적용할 수 있다. 구체적으로 실릴화 폴리우레아를 사용하며, 보다 구체적으로는, 아미노 말단기 또는 이소시아네이트 말단기를 함유하는 실릴화 폴리우레아를 사용한다.

아미노 말단기 또는 이소시아네이트 말단기는 대기 중의 수분을 포함한 물과 반응하여 아민기를 형성할 수 있고, 이와 같이 형성된 아민기는 다른 폴리우레아 분자의 이소시아네이트 말단기와 반응하여 우레아 간의 결합을 형성하기 때문에 경화시간이 현저하게 빠르고, 일단 경화가 종료된 후에는 다른 폴리우레아와 반응하지 않아 코르크 칩의 표면에 도포된 후 서로 붙어 뭉치는 현상을 억제할 수 있다.

또한, 실릴화 폴리우레아는 실란의 경화에 의한 분자간 결합을 촉진시킬 수 있고, 경화가 종료된 후에는 다른 폴리우레아와 반응하지 않도록 하기 때문에 코르크 칩의 표면에 도포된 후 서로 붙어 뭉치는 현상을 억제할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 우레아 수지는 종래에 사용되었던 우레탄 수지에 비해 경화 성능이 우수하기 때문에 코르크 칩의 함수율을 엄격하게 조절할 필요가 없다.

폴리우레아는 폴리아민과 이소시아네이트로부터 합성될 수 있으며, 이소시아네이트는 헥사메틸렌 1,6-디이소시아네이트(HDI), HDI 우레트디온, HDI이소시아누레이트, HDI 뷰렛, HDI 알로파네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산, 2,4- 및/또는 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트 및/또는 4,4'-, 2,4'- 및/또는 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, m-크실렌 디이소시아네이트, m-테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, p-테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트, 시클로헥산 1,4-디이소시아네이트, 수소화 크실릴렌 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4-디이소시아네이토시클로헥산, 테트라메톡시부탄 1,4-디이소시아네이트, 부탄 1,4-디이소시아네이트, 1,6-디이소시아네이토-2,2,4-트리메틸헥산, 1,6-디이소시아네이토-2,4,4-트리메틸헥산, 1-이소시아네이토-1-메틸-4(3)-이소시아네이토메틸시클로헥산 및 1,12-도데칸 디이소시아네이트 중 어느 하나를 적용할 수 있다.

여기서, 상기 폴리아민으로는 히드라진, 히드라진 수화물 및 치환된 히드라진을 들 수 있으며, 구체적으로는, N-메틸히드라진, N,N'-디메틸히드라진, 아디프산, 메틸아디프산, 세바스산, 히드라크릴산, 테레프탈산, 이소프탈산의 산 히드라지드, 13-세미카르바지도프로피오닐 히드라지드, 2-세미카르바지도에틸-카르바진 에스테르, 13-아미노에틸 세미카르바지도카르보네이트 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

상층(12)은 에폭시 혼합수지 92 ~ 97 중량％, 분산 소포제 0.8 ~ 2.3 중량％, UV차단제 0.5 ~ 5 중량％; 및 광택제 1 ~ 6 중량％가 혼합되어 이루어진다.

에폭시 혼합수지는 에스테르화법에 의해 합성하는 것이 바람직하다. 즉, 임의의 염기성 화합물을 에스테르화 촉매로서 사용하고, 에폭시 수지의 에폭시기와 카르복실기를 함유하는 아크릴중합체의 카르복실기를 에스테르화 반응시켜 얻을 수 있다. 상기 에스테르화 반응은, 예를 들면 에폭시 수지와 카르복실기를 함유하는 아크릴중합체를 임의의 유기 용매 중에 용해 후, 염기성 화합물을 첨가하고, 50℃~130℃에서 1~8시간 교반함으로써 행해진다.

분산 소포제는 수지의 거품을 제거 및 억제하고 물과 기름 중에 용해하지 않거나 난용성의 미분말을 안정되게 현탁시키는 것으로 0.8 중량％ 미만 첨가시에는 혼합시 기포가 발생하여 도막불량현상이 발생하고 혼합물이 분산되지 않으며, 2.3 중량％ 초과 첨가시에는 양생되는 과정에서 결합력을 저하시키게 되므로, 0.8~2.3 중량％ 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 폴리 카르본산형 분산제와 실리콘계 분말형 소포제를 1:05∼2 중량비율로 혼합하여 사용될 수 있다.

에폭시 혼합수지는 친환경성, 유연성 및 접착성 등의 주요 물성을 결정하는 것으로 92 중량％ 미만이거나 97 중량％ 초과하는 경우에는 주요 물성에 변화가 발생하게 된다. 분산 소포제는 수지의 거품을 제거 및 억제하고 물과 기름 중에 용해하지 않거나 난용성의 미분말을 안정되게 현탁시키는 것으로 0.8 중량％ 미만 첨가시에는 혼합시 기포가 발생하여 도막불량현상이 발생하고 혼합물이 분산되지 않으며 2.3 중량％ 초과 첨가시에는 혼합물이 경화되는 과정에서 결합력을 저하시키게 되고, UV차단제 0.5 중량％ 미만 첨가시에는 UV차단 기능이 저하되고 5 중량％ 초과 첨가시에는 혼합물의 강도가 저하되며, 광택제 1 중량％ 미만 첨가시에는 광택 기능이 저하되고 6 중량％ 초과 첨가시에는 너무 번들거리게 되며 혼합물의 강도도 저하된다. 이때, 본 발명에서는 분산소포제로 폴리 카르본산형 분산제와 실리콘계 분말형 소포제를 1:0.5~2 중량비율로 혼합하여 사용하고, UV차단제로는 벤조트리아졸을 사용하며, 광택제로는 에탄올, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르 또는 메틸카비톨이 사용될 수 있다.

이하, 본 발명은 하기 실시예를 통해 보다 상세히 설명하는 바, 이 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예시일 뿐 이들에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

혼합기 내에 코르크 칩 50 중량%, 황토분말 9 중량%, 에틸렌과 메타크릴산 9 중량% 및 바인더 32 중량%을 투입한 다음 혼합하여 바닥포장재의 하층을 제조하고,

다른 혼합기 내에 에폭시 혼합수지 93 중량%, 분산 소포제 1 중량%, 벤조트리아졸 2 중량%, 메틸카비톨 4 중량%를 투입한 다음 혼합하여 바닥포장재의 상층을 제조하여, 하층 상에 적층하여 가로×세로 100㎠의 시편을 만들었다.

본 실시예에서는 공정 과정은 실시예 1과 동일하나, 조성량에서 코르크 칩을 40 중량%, 황토분말을 5 중량%로 변경하였고, 변경된 양에 맞게 다른 조성물의 조성량을 부분적으로 조정하였다.

본 실시예에서는 공정 과정은 실시예 1과 동일하나, 조성량에서 코르크 칩을 30 중량%로 변경하였고, 변경된 양에 맞게 다른 조성물의 조성량을 부분적으로 조정하였다.

(비교예 1)

본 비교예에서는 공정 과정은 실시예 1과 동일하나, 조성량에서 코르크 칩을 20 중량%, 황토분말을 4 중량%로 감량하였다. 감량분에 맞게 다른 조성물의 조성량을 부분적으로 조정하였다.

상기 실시예와 비교예에서 제조된 시편을 대상으로 특성을 시험한 결과를 표 1로 나타내었다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
하층	코르크 칩 50 중량%, 황토분말 9 중량%, 에틸렌과 메타크릴산 9 중량% 바인더 32 중량%	코르크 칩 40 중량%, 황토분말 5 중량%, 기타 조성물의 중량%는 비례조정	코르크 칩 30 중량% 기타 조성물의 중량%는 비례조정	코르크 칩 20중량% 황토분말 4 중량% 기타 조성물의 중량%는 비례조정
상층	에폭시 혼합수지 93 중량%, 분산 소포제 1 중량%, 벤조트리아졸 2 중량%, 메틸카비톨 4 중량%	동일	동일	동일
유연성	최적합	적합	보통	부적합
투수율	양호	양호	보통	불량

위 표에서 보듯이, 코르크 칩의 50, 40 중량%일 때는 제품의 유연성이나 투수율이 적합 및 양호 하였으나, 코르크 칩의 조성량을 30 중량%로 줄이면서 유연성과 투수율이 떨어지기 시작했고, 코르크 칩의 조성량을 20 중량%/황토분말 4 중량%로 줄이면 유연성 및 투수율이 부적합한 수준으로 떨어지는 것을 알 수 있었다.

이하에서는 상기한 투수 및 탄성 바닥재의 설치하는 과정을 설명한다.

1 단계, 포장면의 기반층을 다짐하는 단계(S10)

1 단계는 포장할 면의 기반층을 가압롤러에 의해 가압하여 평탄하게 다짐하여 사전 정리하는 단계이다. 여기서, 기반층의 넓이에 따라 별도의 다짐장비를 사용할 수 있으며, 포설면 외 기구, 경계석 등에는 포장재가 묻지 않도록 보양을 실시할 수 있다.

2 단계, 보강매트를 포설하는 단계(S20)

2 단계는 다져진 기반층 상에 PET 소재로 된 보강매트를 포설하는 단계로서, 보강매트는 포설 면 전체에 설치하고 설치 시에는 하부 토양이 보이지 않도록 설치한다.

3 단계, 조골쇄석 포설단계(S30)

3 단계는 보강매트 상에 쇄석을 평균 입경이 20~30mm이 되게 파쇄한 조골쇄석을 포설하는 단계로서, 설치높이는 상부 마감면에서 상부에 설치예정인 투수 및 탄성층의 두께를 남기고 설치한다.

4 단계, 조골쇄석층 다짐단계(S40)

4 단계는 상기 포설된 조골쇄석층을 롤러를 이용하여 가압하여 평탄하게 다짐하는 단계이다.

5 단계, 조골쇄석층 고형화 단계(S50)

5 단계는 조골쇄석층 위에 수지 바인더를 도포하여, 조골쇄석들 사이로 바인더가 침투되면서 조골쇄석층을 고형화시키는 단계이다.

여기서, 수지 바인더는 수지 10~20 중량%, 모래 50~70 중량%, 시멘트 20~40 중량%를 포함하되, 수지는 수성 우레탄아크릴레이트 수지 10~45 중량%, 수성 아크릴레이트 수지 55~90 중량%로 이루어지고, 수성 우레탄아크릴레이트 수지는 우레탄 프레 폴리머 20~30 중량%, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 2~8 중량%, 메틸메타크릴레이트 1~3 중량%에 나머지를 물로 하여 100 중량%로 이루어지며, 수성 아크릴레이트 수지는 폴리에틸렌글리콜계 계면활성제 0.5~2 중량%, 메틸메타크릴레이트 15~30 중량%, 부틸 아크릴레이트 5~15 중량%, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 5~15 중량%, 나머지를 물로 하여 100 중량%로 이루어질 수 있다.

수지 바인더를 도포한 후 건조시키고, 고형화가 미진한 부분은 2차로 수지 바인더를 더 도포할 수 있다.

6 단계, 투수 및 탄성층 형성단계(S60)

6 단계는 고형화된 조골쇄석층 위에 상술한 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재(10)를 포설하여 투수 및 탄성층을 형성하는 단계이다.

7 단계, 투수 및 탄성층 압축 단계(S70)

7 단계는 투수 및 탄성층의 표면과 기준선과의 표면오차가 ±3mm 이내가 되도록 휘니셔(finisher)나 항온롤러를 이용하여 반복적으로 압축하는 단계로서, 항온롤러는 대기온도가 영상온도 일 때는 100~120℃로 발열되도록 설정하고, 대기온도가 영하일 때는 150~160℃로 발열되도록 설정하며, 항온롤러의 무게는 10~25kg 인 것을 사용한다.

8 단계, 양생단계(S80)

8 단계는, 압축이 완료된 투수 및 탄성층을 24시간 이상 양생하는 단계로서, 양생이 완료되면 포설시 표시한 기준선 등을 제거한다.

10 : 투수 및 탄성 바닥포장재
11 : 하층
12 : 상층

Claims

기반층 상에 적층되며, 평균 입경이 1~5mm인 코르크 칩 48~65 중량%; 평균 입경이 0.1~1mm인 황토분말 주재 5~15 중량%; 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체에서 선택되며 용융지수가 0.5~20g/10min인 이오노머 0.1~5중량%; 및 바인더 25~38 중량%가 혼합되어 이루어진 하층; 그리고,
하층의 상에 적층되며, 에폭시 혼합수지 92~97 중량％, 분산 소포제 0.8~2.3 중량％, UV차단제 0.5~5 중량％; 및 광택제 1~6 중량％가 혼합되어 이루어진 상층;을 포함하는 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재.
청구항 1에 있어서,
황토분말 주재는, 황토분말 65~70 중량%, 게르마늄 분말 10~15 중량%, 이온파우더 5~8 중량%, 제올라이트 12~15 중량%를 배합하여 만들어진 황토 혼합물에 대하여 7:3 또는 8:2의 비율로 고무수액을 추가로 배합한 후 건조시켜서 파쇄기에서 입경 15~30㎛로 파쇄하여 이루어지되,
이온 파우더는, 이산화질소가 포함된 이온 세라믹 파우더인 것을 특징으로 하는 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재.
청구항 1에 있어서,
바인더는 물 65~70 중량%에 식물성 교질물 2~4 중량%, 백반 0.1~0.3 중량% , 크랙방지용 펄프 0.9~1.5 중량%, 탄산칼슘 3.2~8.5 중량%, 지타늄 1~5 중량%, 폴리이소시아네이트 및 폴리올을 포함하는 폴리우레탄 수지 10~15 중량%, 모래 5~10 중량% 및 시멘트 3~9 중량%를 균질로 배합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재.
삭제
포장면의 기반층을 가압롤러에 의해 가압하여 평탄하게 다지는 단계;
다져진 기반층 상에 PET 소재로 된 보강매트를 포설하는 단계;
보강매트 상에 평균 입경이 20~30mm인 조골쇄석을 포설하는 단계;
포설된 조골쇄석층을 가압롤러에 의해 가압하여 조골쇄석층의 표면을 고르게 다지는 단계;
조골쇄석층 위에 수지 바인더를 도포하여, 조골쇄석들 사이로 바인더가 침투되면서 조골쇄석층을 고형화시키는 단계;
고형화된 조골쇄석층 위에 청구항 1, 2, 3 중 어느 한 항에 기재된 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재를 포설하여 투수 및 탄성층을 형성하는 단계;
투수 및 탄성층의 표면과 기준선과의 표면오차가 ±3mm 이내가 되도록 휘니셔(finisher)나 항온롤러를 이용하여 반복적으로 압축하는 단계; 그리고
압축이 완료된 투수 및 탄성층을 24시간 이상 양생하는 단계;를 포함하는 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재를 이용한 바닥 포장방법.
청구항 5에 있어서,
항온롤러는 대기온도가 영상온도 일 때는 100~120℃로 발열되도록 설정하고, 대기온도가 영하일 때는 150~160℃로 발열되도록 설정하며,
항온롤러의 무게는 10~25kg 인 것을 특징으로 하는 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재를 이용한 바닥 포장방법.
청구항 5에 있어서,
수지 바인더는 수지 10~20 중량%, 모래 50~70 중량%, 시멘트 20~40 중량%를 포함하되,
수지는 수성 우레탄아크릴레이트 수지 10~45 중량%, 수성 아크릴레이트 수지 55~90 중량%로 이루어지고,
수성 우레탄아크릴레이트 수지는 우레탄 프레 폴리머 20~30 중량%, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 2~8 중량%, 메틸메타크릴레이트 1~3 중량%에 나머지를 물로 하여 100 중량%로 이루어지며,
수성 아크릴레이트 수지는 폴리에틸렌글리콜계 계면활성제 0.5~2 중량%, 메틸메타크릴레이트 15~30 중량%, 부틸 아크릴레이트 5~15 중량%, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 5~15 중량%, 나머지를 물로 하여 100 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 코르크를 주재로 하는 투수 및 탄성 바닥포장재를 이용한 바닥 포장방법.