KR102404876B1 - 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템, 그 시스템을 이용한 탄성 매트 생산방법 및 그 탄성 매트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템에 관한 것으로서, 고무 칩에 폴리우레탄 수지를 배합 및 교반하고, 다시 수분을 첨가하여 배합 및 교반하도록 구성되는 배합 및 교반부, 배합 및 교반이 완료된 혼합물을 기포지 시트에 일정량 고루 펼쳐서 가열 및 가압하여 탄성 매트를 성형하도록 구성되는 가열·가압 및 성형부, 성형이 완료된 상기 탄성 매트를 소정의 길이로 견인·롤링 및 절단하도록 구성되는 권취 및 롤링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 생산시스템으로 탄성 매트를 생산하는 방법은, (a) 조성물 준비 단계, (b) 상기 조성물을 배합 및 교반하는 배합 및 교반 단계, (c) 상기 배합 및 교반된 혼합물을 기포지 시트에 가열·가압 및 성형하는 가열·가압 및 성형 단계, (d) 상기 탄성 매트를 견인하고 소정의 길이로 절단하는 권취 및 롤링 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 입자선별 및 단위 면적당 중량으로 구장의 충격 흡수율을 조절할 수 있으며, 제조공정에서 형성되는 공극으로 전면배수가 가능한 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트를 제공한다.
또한, 상기 생산시스템으로 탄성 매트를 생산하는 방법은, (a) 조성물 준비 단계, (b) 상기 조성물을 배합 및 교반하는 배합 및 교반 단계, (c) 상기 배합 및 교반된 혼합물을 기포지 시트에 가열·가압 및 성형하는 가열·가압 및 성형 단계, (d) 상기 탄성 매트를 견인하고 소정의 길이로 절단하는 권취 및 롤링 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 입자선별 및 단위 면적당 중량으로 구장의 충격 흡수율을 조절할 수 있으며, 제조공정에서 형성되는 공극으로 전면배수가 가능한 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트를 제공한다.
Description
본 발명은 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템, 그 시스템을 이용한 탄성 매트 생산방법 및 그 탄성 매트에 관한 것으로, 더 상세하게는 고무 칩과 폴리우레탄 수지 혼합물을 열매체 프레스에서 롤 시트 형태로 성형하여 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 탄성 매트와, 이를 생산하는 시스템 및 생산방법에 관한 것이다.
일반적으로 탄성 매트는 폐타이어를 재활용 재료로 사용하고 그 위에 마감 재료 등을 위치시키는 형태로 설계되고 있다.
구체적으로, 기초 층과 상기 기초 층 위에 도포되는 프라이머층과 상기 프라이머층 상면에서 일정한 두께를 갖고 마련된 사각형의 폼 스펀지와 상기 층 상면에서 일정한 두께를 갖고 접착된 고무 칩으로 형성되는 표면층으로 이루어져 있고, 각 층은 접착제에 의해 상호 접착되는 구조를 가진다.
이러한 상기 구조는 마찰에 의한 제품의 변형이나 내오염성, 내마모성 및 내화학성 등이 취약하고, 유지관리가 어려운 단점이 있으며, 특히 내구성이나 내후성 약화에 따른 접착제의 접착력 저하에 의한 상부 칩 혹은 폼의 이탈이나 들뜸이 발생함으로 인해 다양한 안전사고가 유발되는 문제가 있다.
따라서, 내오염성, 내마모성 및 내화학성이 우수하고 친환경적인 탄성 매트를 이용하는 방법에 대한 개발 필요성이 대두되었고, 특히 장기 사용성, 내후성 및 내구성이 우수한 시공방법에 대한 연구이 요구되고 있다.
본 출원인은 다년간 충격흡수력과 배수성이 우수한 탄성 매트에 관한 연구를 계속하면서, 조성물의 선택과 생산시스템 및 생산방법을 개선하여 입자선별 및 단위 면적당 중량의 변경으로 구장의 충격 흡수율을 조절할 수 있는 탄성 매트를 생산하기 위한 생산시스템, 그 시스템을 이용하여 탄성 매트를 생산하는 방법 및 그 탄성 매트를 제공한다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 배합 및 교반부, 가열·가압 및 성형부 및 권취 및 롤링부를 포함하여 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 배합 및 교반부는 고무 칩에 폴리우레탄 수지의 조성물을 배합 및 교반하고, 다시 수분을 첨가하여 혼합물을 준비하도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 가열·가압 및 성형부는 상기 배합 및 교반부에서 배합 및 교반이 완료된 혼합물을 기포지 시트에 일정량 고루 펼쳐서 가열 및 가압하여 탄성 매트를 성형하도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 가열·가압 및 성형부는 열 프레스 및 프레스 가이드로 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 열 프레스는 열매체로 가열되는 열판의 상·하부에 상부 열판 및 하부 열판이 결합되어 상부의 열판이 하향하면서 프레스 공정이 이루어지는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 열판은 상부 열판 및 하부 열판의 일부 면적을 냉매로 냉각하는 냉각 판으로 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 프레스 가이드는 상기 열 프레스에 공급되는 혼합물의 가압·성형을 조절하도록 상부 가이드 및 하부 가이드로 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 상부 가이드는 일정한 두께를 가지는 사각 판의 형상으로서 상기 상부 열판에 결합하여 열 프레스에 투입되는 혼합물을 가압하도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 하부 가이드는 사각 틀 모양으로서 상기 혼합물을 가압하는 상부 가이드가 일정 깊이까지 평면 삽입할 수 있도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 하부 가이드는 상기 혼합물이 상기 기포지 시트의 양측 가장자리를 제외한 일정 폭에만 성형되도록 상기 기포지 시트의 좌·우측에 설치되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 권취 및 롤링부는 상기 가열·가압 및 성형부에서 성형이 완료된 상기 탄성 매트를 견인하는 견인 롤러 및 소정의 길이로 절단하여 권취하는 권취 롤러를 포함하여 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, (a) 조성물 준비 단계, (b) 배합 및 교반 단계, (c) 가열·가압 및 성형 단계 및 (d) 권취 및 롤링 단계를 포함하여 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 (a) 조성물 준비 단계는 고무 칩, 폴리우레탄 수지 및 물을 준비하도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (b) 배합 및 교반 단계는 상기 고무 칩에 폴리우레탄 수지를 배합 및 교반하고, 다시 수분을 첨가하여 배합 및 교반하도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (b) 배합 및 교반 단계는 1차 배합 및 교반 단계 및 2차 배합 및 교반 단계를 포함하여 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 1차 배합 및 교반 단계는 상기 고무 칩 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 수지 5.3~25 중량부를 교반기에 넣어 상온에서 5분간 교반하여 1차 혼합물을 얻도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 2차 배합 및 교반 단계는 상기 1차 배합 및 교반 단계에서 얻어지는 상기 1차 혼합물에 수분 0.5~3 중량부를 첨가하여 상온에서 5분간 더 교반하여 2차 혼합물을 얻도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계는 상기 배합 및 교반 단계에서 배합 및 교반된 혼합물을 기포지 시트에 일정량 고루 펼쳐서 가열 및 가압하여 탄성 매트를 성형하도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계는 열판의 길이 만큼 이송되면서 연속적으로 가열·가압하도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계는 상기 열판에 의해 2차 혼합물에 가해진 압력을 제거하면, 조성물에 포함된 수분이 증발하면서 탄성 매트의 매트 층에 공극이 형성되도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (d) 권취 및 롤링 단계는 상기 열융착 단계에서 완성된 탄성 매트를 견인하고 소정의 길이로 절단하여 권취하도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 제공하는 데 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 입자선별 및 단위 면적당 중량으로 구장의 충격 흡수율을 조절할 수 있으며, 제조공정에서 형성되는 공극으로 전면배수가 가능한 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트를 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 기포지 시트 양측의 여유분(측면날개)을 연결하여 전체 구장을 하나의 탄성 매트로 결합할 수 있도록 구성되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 특징은, 배합 및 교반부, 가열·가압 및 성형부 및 권취 및 롤링부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 다른 특징은, 상기 배합 및 교반부는 고무 칩에 폴리우레탄 수지의 조성물을 배합 및 교반하고, 다시 수분을 첨가하여 혼합물을 준비하도록 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 가열·가압 및 성형부는 상기 배합 및 교반부에서 배합 및 교반이 완료된 혼합물을 기포지 시트에 일정량 고루 펼쳐서 가열 및 가압하여 탄성 매트를 성형하도록 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 가열·가압 및 성형부는 열 프레스 및 프레스 가이드로 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 열 프레스는 열매체로 가열되는 열판의 상·하부에 상부 열판 및 하부 열판이 결합되어 상부의 열판이 하향하면서 프레스 공정이 이루어진다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 열판은 상부 열판 및 하부 열판의 일부 면적을 냉매로 냉각하는 냉각 판으로 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 프레스 가이드는 상기 열 프레스에 공급되는 혼합물의 가압·성형을 조절하도록 상부 가이드 및 하부 가이드로 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 상부 가이드는 일정한 두께를 가지는 사각 판의 형상으로서 상기 상부 열판에 결합하여 열 프레스에 투입되는 혼합물을 가압하도록 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 하부 가이드는 사각 틀 모양으로서 상기 혼합물을 가압하는 상부 가이드가 일정 깊이까지 평면 삽입할 수 있도록 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 하부 가이드는 상기 혼합물이 상기 기포지 시트의 양측 가장자리를 제외한 일정 폭에만 성형되도록 상기 기포지 시트의 좌·우측에 설치된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 권취 및 롤링부는 상기 가열·가압 및 성형부에서 성형이 완료된 상기 탄성 매트를 견인하는 견인 롤러 및 소정의 길이로 절단하여 권취하는 권취 롤러를 포함하여 구성된다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법의 특징은, (a) 조성물 준비 단계, (b) 배합 및 교반 단계, (c) 가열·가압 및 성형 단계 및 (d) 권취 및 롤링 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법의 다른 특징은, 상기 (a) 조성물 준비 단계는 고무 칩, 폴리우레탄 수지 및 물을 준비하도록 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법의 또 다른 특징은, 상기 (b) 배합 및 교반 단계는 상기 고무 칩에 폴리우레탄 수지를 배합 및 교반하고, 다시 수분을 첨가하여 배합 및 교반하도록 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법의 또 다른 특징은, 상기 (b) 배합 및 교반 단계는 1차 배합 및 교반 단계 및 2차 배합 및 교반 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법의 또 다른 특징은, 상기 1차 배합 및 교반 단계는 상기 고무 칩 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 수지 5.3~25 중량부를 교반기에 넣어 상온에서 5분간 교반하여 1차 혼합물을 얻도록 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법의 또 다른 특징은, 상기 2차 배합 및 교반 단계는 상기 1차 배합 및 교반 단계에서 얻어지는 상기 1차 혼합물에 수분 0.5~3 중량부를 첨가하여 상온에서 5분간 더 교반하여 2차 혼합물을 얻도록 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법의 또 다른 특징은, 상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계는 상기 배합 및 교반 단계에서 배합 및 교반된 혼합물을 기포지 시트에 일정량 고루 펼쳐서 가열 및 가압하여 탄성 매트를 성형하도록 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법의 또 다른 특징은, 상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계는 열판의 길이 만큼 이송되면서 연속적으로 가열·가압하도록 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법의 또 다른 특징은, 상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계는 상기 열판에 의해 2차 혼합물에 가해진 압력을 제거하면, 조성물에 포함된 수분이 증발하면서 탄성 매트의 매트 층에 공극이 형성되도록 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법의 또 다른 특징은, 상기 (d) 권취 및 롤링 단계는 상기 열융착 단계에서 완성된 탄성 매트를 견인하고 소정의 길이로 절단하여 권취하도록 구성된다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 충격흡수력이 우수한 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트의 특징은, 입자선별 및 단위 면적당 중량으로 구장의 충격 흡수율을 조절할 수 있으며, 제조공정에서 형성되는 공극으로 전면배수가 가능하다.
본 발명에 따른 충격흡수력이 우수한 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트의 다른 특징은, 기포지 시트 양측의 여유분(측면날개)을 연결하여 전체 구장을 하나의 탄성 매트로 결합할 수 있도록 구성된다.
이상에서와 같은 본 발명은 고무 칩, 폴리우레탄 수지 및 수분을 조성물로 하는 제조되는 혼합물을 기포지 시트 위에 적절하게 배분하고 가열·가압 및 성형하여 탄성 매트를 제조하도록 구성된다. 따라서 성형 과정에서 매트 층에 수분의 급격히 증발로 인한 공극이 형성되어 충격 흡수성 및 배수성이 향상되고, 바닥의 기포지 시트에 의해 수축 현상이 전혀 발생하지 않는 우수한 탄성 매트를 생산할 수 있다.
또한, 본 발명은 조성물인 고무 칩의 크기를 선택하고, 단위면적당 배분 중량을 조절할 수 있으며, 성형 시 기포지 시트의 양측에 100~150mm 날개(미성형 부분)를 형성하도록 구성된다. 따라서 구장의 특성에 맞추어 충격 흡수율을 조절할 수 있으며, 운동장 전면을 하나의 탄성 매트로 결합하여 최상의 상태를 유지하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 가열·가압 및 성형부의 열 프레스는 열판과 냉각 판을 같은 몸체에 형성하여 탄성 매트를 성형하도록 구성된다. 따라서 연속적으로 프레스 공정이 수행되어도 열 프레스에 의한 자국이 발생하지 않아 표면이 평탄한 우수한 탄성 매트를 생산할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템의 가열·가압 및 성형부 및 성형 공정을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 상기 가열·가압 및 성형부의 열판 및 냉각 판의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 상기 생산시스템으로 생산되는 탄성 매트의 성형 전(a) 및 성형 후(b)의 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 단계별로 나타내는 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템의 가열·가압 및 성형부 및 성형 공정을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 상기 가열·가압 및 성형부의 열판 및 냉각 판의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 상기 생산시스템으로 생산되는 탄성 매트의 성형 전(a) 및 성형 후(b)의 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 단계별로 나타내는 공정도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 실시 예를 가질 수 있는바, 특정한 실시 예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 자신의 발명을 최선으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙으로 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
일반적으로 탄성 매트는 기초 층과 상기 기초 층 위에 도포되는 프라이머층과 상기 프라이머층 상면에서 일정한 두께를 갖고 마련된 사각형의 폼 스펀지와 상기 층 상면에서 일정한 두께를 갖고 접착된 고무 칩으로 형성되는 표면층으로 이루어져 있고, 각 층은 접착제에 의해 상호 접착되는 구조를 가진다.
이러한 상기 구조는 마찰에 의한 제품의 변형이나 내오염성, 내마모성 및 내화학성 등이 취약하고, 유지관리가 어려운 단점이 있으며, 특히 내구성이나 내후성 약화에 따른 접착제의 접착력 저하에 의한 상부 칩 혹은 폼의 이탈이나 들뜸이 발생함으로 인해 다양한 안전사고가 유발되는 문제가 있다.
본 출원인은 다년간 충격흡수력과 배수성이 우수한 탄성 매트에 관한 연구를 계속하면서, 조성물의 선택과 생산시스템 및 생산방법을 개선하여 입자선별 및 단위 면적당 중량의 변경으로 구장의 충격 흡수율을 조절할 수 있으며, 제조과정에서 형성되는 공극으로 전면배수가 가능한 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트를 개발하였다.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템의 가열·가압 및 성형부 및 성형 공정을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 상기 가열·가압 및 성형부의 열판 및 냉각 판의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 상기 생산시스템으로 생산되는 탄성 매트의 성형 전(a) 및 성형 후(b)의 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법을 단계별로 나타내는 공정도이다.
<실시 예 1> 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템
본 발명에 따른 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템은, 충격을 흡수하고 우수를 전면 배출하는 탄성 매트를 생산하도록 구성된다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템은, 배합 및 교반부(100), 가열·가압 및 성형부(200) 및 권취 및 롤링부(300)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 상기 배합 및 교반부(100)는, 고무 칩(1.11)에 폴리우레탄 수지의 조성물을 배합 및 교반하고, 다시 수분이 첨가되는 혼합물로 구성된다.
이때, 상기 조성물은 <실시 예 2>의 본 발명에 따른 탄성 매트 생산방법에서 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 상기 가열·가압 및 성형부(200)는, 상기 배합 및 교반부(100)에서 배합 및 교반이 완료된 혼합물을 기포지 시트(1.2)에 일정량 고루 펼쳐서 가열 및 가압하여 탄성 매트(1)를 성형하도록 구성된다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템의 상기 가열·가압 및 성형부(200)는, 열 프레스(210)와 프레스 가이드(220)를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템의 상기 열 프레스(210)는, 열매체로 가열되는 열판(211)의 상·하부에 상부 열판(211.1) 및 하부 열판(211.2)이 결합하고, 상부 열판(211.1)이 하향 가압하는 프레스 공정이 이루어지고, 기포지 시트는 일 측에서 다른 일 측으로 상기 상부 열판의 폭 만큼 이동하면서 탄성 매트(1)를 성형한다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템의 상기 열판(211)은, 상부 열판(211.1) 및 하부 열판(211.2)의 일부 면적을 냉매로 냉각하는 냉각 판(212)이 구성된다.
이때, 상기 열판(211)과 냉각 판(212)은, 같은 몸체에 면적을 나누어 형성되며, 상기 냉각 판(212)은, 상기 혼합물과 기포지 시트(1.2) 공급되는 측에 설치된다. 기포지 시트가 진입 및 진출하면, 상기 열 프레스에서 가열·가압 공정이 이루어질 때, 상기 열판(211) 부위에서는 가열·가압 및 성형이 모두 이루어지나, 냉각 판(212) 부위에서는 가압 및 성형만 이루어지고, 다음 차수 공정에서 가열·가압 및 성형이 이루어지면서 탄성 매트(1)가 완성된다. (도 2의 ‘가열·가압 성형 공정’ 참조)
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템의 상기 프레스 가이드(220)는, 상기 열 프레스(210)에 공급되는 혼합물의 가압·성형을 조절하도록 상부 가이드(221) 및 하부 가이드(222)로 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템의 상기 상부 가이드(221)는, 일정한 두께를 가지는 사각 판의 형상으로서 상기 상부 열판(211.1)에 결합하여 열 프레스(210)에 투입되는 혼합물을 가압하도록 구성된다.
이때, 상부 가이드는, 5~10mm의 두께로서, 상기 상부 열판(211.1)의 열을 혼합물에 전달하여 가열·가압 및 성형을 한다.
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템의 상기 하부 가이드(222)는, 사각 틀 모양으로서 상기 혼합물을 가압하는 상부 가이드(221)가 일정 깊이까지 평면 삽입할 수 있도록 구성된다.
이때, 하부 가이드의 높이는, 15~20mm로서, 내측에 고무 칩을 15~20mm 두께로 배분하도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템의 상기 하부 가이드(222)는, 상기 혼합물이 상기 기포지 시트(1.2)의 양측 가장자리를 제외한 일정 폭에만 성형되도록 상기 기포지 시트(1.2)의 좌·우측에 설치된다. (이상, 도 3 참조)
이때, 상기 상부 열판(211.1)에 결합된 상기 상부 가이드(221)가 열 프레스(210)에 투입된 혼합물을 140~180℃로 가열하고, 0.98~3MPa 압력으로 7~10분간 가압한 후 순간적으로 압력을 해제하면, 상기 혼합물에 포함된 수분이 증발하면서, 매트 층(1.1)에 전면배수 공극이 발생하게 된다.
본 발명에 따른 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템의 상기 권취 및 롤링부(300)는, 상기 가열·가압 및 성형부(200)에서 성형이 완료된 상기 탄성 매트(1)를 견인하는 견인 롤러(310) 및 소정의 길이로 절단하여 권취하는 권취 롤러(320)를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산시스템의 상기 권취 및 롤링부(300)에는, 상기 가열·가압 및 성형부(200)에서 성형이 완료된 상기 탄성 매트(1)를 소정의 길이(구장의 길이)에 맞추어 절단하는 절단기(321)를 더 포함하여 구성된다.
<실시 예 2> 본 발명에 따른 탄성 매트 생산방법
도 5를 참조하여 설명하면, 상술한 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템으로 본 발명에 따른 탄성 매트를 생산하도록 구성된다.
본 발명에 따른 생산시스템을 이용한 탄성 매트 생산방법은, (a) 조성물 준비 단계(S100)와, (b) 배합 및 교반 단계(S200)와, (c) 가열·가압 및 성형 단계(S300) 및 (d) 권취 및 롤링 단계(S400)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 생산시스템을 이용한 탄성 매트 생산방법의 상기 (a) 조성물 준비 단계(S100)는, 고무 칩(1.11), 폴리우레탄 수지 및 물을 준비하도록 구성된다.
이때, 본 발명의 상기 고무 칩은 구장의 종류에 따라 축구장·야구장은 3.35~7mm, 농구장·배구장 및 테니스장은 1.15~3.35mm로 선별된다.
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산방법의 상기 (a) 조성물 준비 단계(S100)는, 고무 칩 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 수지 5.3~25 중량부, 수분 0.5~3 중량부를 준비하도록 구성된다.
이때, 상기 고무 칩(Chip)은 비정형의 크기가 불규칙한 입자로서, 1~10mm 범위에서 선별되고, 성분은 열가소성 소재(EPDM, SEBS 등) 중에서 하나 이상을 선택한다.
본 발명에 따른 생산시스템을 이용한 탄성 매트 생산방법의 상기 (b) 배합 및 교반 단계(S200)는, 상기 고무 칩(1.11)에 폴리우레탄 수지를 배합 및 교반하고, 다시 수분을 첨가하여 다시 배합 및 교반하도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산방법의 상기 (b) 배합 및 교반 단계(S200)는, 1차 배합 및 교반 단계(S210) 및 2차 배합 및 교반 단계(S220)를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산방법의 상기 1차 배합 및 교반 단계(S210)는, 상기 열가소성 소재 중에서 어느 하나 이상으로 조성된 고무 칩 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 수지 5.3~25 중량부를 교반기에 넣어 상온에서 5분간 교반하여 1차 혼합물을 얻도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산방법의 상기 2차 배합 및 교반 단계(S220)는, 상기 1차 배합 및 교반 단계(S210)에서 얻어지는 상기 1차 혼합물에 수분 0.5~3 중량부를 첨가하여 상온에서 5분간 더 교반하여 2차 혼합물을 얻도록 구성된다.
본 발명에 따른 생산시스템을 이용하여 탄성 매트를 생산하는 방법의 상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계(S300)는, 상기 배합 및 교반 단계(S200)에서 배합 및 교반된 혼합물을 기포지 시트(1.2)의 하부 가이드(222) 내에 일정량 고루 펼쳐서 가열 및 가압하여 탄성 매트(1)를 성형하도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산방법의 상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계(S300)는, 열 프레스(210)의 상부 열판(211.1) 및 하부 열판(211.2)을 이용하여 상기 2차 혼합물을 140~180℃, 0.98~3MPa로 7~10분간 가열 및 가압하여 기포지 시트(1.2)의 표면에 매트 층(1.1)이 압착·성형되도록 구성된다.
이때, 상기 기포지 시트(1.2)는 PA6 성분으로서 100~150g/m2가 적용된다.
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산방법의 상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계(S300)는, 열판(211)의 길이 만큼 이송되면서 연속적으로 가열·가압하도록 구성된다.
이때, 상기 열판(211)은, 상부 열판(211.1) 및 하부 열판(211.2)의 일부 면적을 냉매로 냉각하는 냉각 판(212)으로 구성된다. 상기 열판(211)과 냉각 판(212)은, 같은 몸체에 면적을 나누어 형성되며, 상기 냉각 판(212)은, 상기 혼합물과 기포지 시트(1.2)가 공급되는 측에 설치된다. 상기 기포지 시트(1.2)가 이동하면, 상기 열 프레스에서 가열·가압 공정이 이루어질 때, 상기 열판(211) 부위에서는 가열·가압 및 성형 단계가 모두 이루어지나, 냉각 판(212) 부위에서는 가압 및 성형만 이루어지다가 다음 차수 공정에서 가열·가압 및 성형 단계가 이루어지면서 탄성 매트(1)가 완성된다. (도 2의 ‘가열·가압 성형 공정’ 참조)
이러한 본 발명에 따른 탄성 매트 생산방법의 상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계(S300)는, 상기 열판(211)에 의해 2차 혼합물에 가해진 압력을 제거하면, 조성물에 포함된 수분이 증발하면서 탄성 매트(1)의 매트 층(1.1)에 공극이 형성되도록 구성된다.
이때, 상부 열판(211.1)에 결합된 상기 상부 가이드(221)가 열 프레스(210)에 투입된 혼합물을 140~180℃로 가열하고, 0.98~3MPa 압력으로 7~10분간 가압한 후 순간적으로 압력을 해제하면, 상기 혼합물에 포함된 수분이 증발하면서, 매트 층(1.1)에 전면 배수할 수 있는 공극이 발생하게 된다.
본 발명에 따른 생산시스템을 이용하여 탄성 매트를 생산하는 방법의 상기 (d) 권취 및 롤링 단계(S400)는, 상기 열융착 단계에서 완성된 탄성 매트(1)를 견인하고 소정의 길이로 절단하여 권취하도록 구성된다.
<실시 예 3> 본 발명에 따른 탄성 매트
상술한 방법으로 생산되는 본 발명에 따른 탄성 매트는, 입자선별 및 단위 면적당 중량으로 구장의 충격 흡수율을 조절할 수 있으며, 제조공정에서 형성되는 공극으로 전면배수가 가능한 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트를 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 생산시스템을 이용한 탄성 매트는, 기포지 시트 양측의 여유분(측면날개)을 연결하여 전체 구장을 하나의 탄성 매트로 결합할 수 있는 무수축 롤 시트형으로 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 생산시스템으로 생산되는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트는 다음과 같은 특징을 가진다.
먼저, 본 발명은 고무 칩, 폴리우레탄 수지 및 수분을 조성물로 하는 제조되는 혼합물을 기포지 시트 위에 적절하게 배분하고 가열·가압 및 성형하여 탄성 매트를 제조하도록 구성된다.
따라서 성형 과정에서 매트 층에 수분의 급격히 증발로 인한 공극이 형성되어 충격 흡수성 및 배수성이 향상되고, 바닥의 기포지 시트에 의해 수축 현상이 전혀 발생하지 않는 우수한 탄성 매트를 생산할 수 있다.
또한, 본 발명은 조성물인 고무 칩의 크기를 선택하고, 단위면적당 배분 중량을 조절할 수 있으며, 성형 시 기포지 시트의 양측에 100~150mm 날개(미성형 부분)를 형성하도록 구성된다.
따라서 구장의 특성에 맞추어 충격 흡수율을 조절할 수 있으며, 운동장 전면을 하나의 탄성 매트로 결합하여 최상의 상태를 유지하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 가열·가압 및 성형부의 열 프레스는 열판과 냉각 판을 같은 몸체에 형성하여 탄성 매트를 성형하도록 구성된다.
따라서 연속적으로 프레스 공정이 수행되어도 열 프레스에 의한 자국이 발생하지 않아 표면이 평탄한 우수한 탄성 매트를 생산할 수 있다.
1 : 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트
1.1 : 매트 층
1.11 : 고무 칩
1.2 : 기포지 층(PA6)
10 : 탄성 매트 생산시스템
100 : 배합 및 교반부
110 : 교반기
120 : 급수장치
200 : 가열·가압 및 성형부
210 : 열 프레스
211 : 열판
211.1 : 상부 열판
211.2 : 하부 열판
212 : 냉각 판
212.1 : 상부 냉각 판
212.2 : 하부 냉각 판
220 : 프레스 가이드
221 : 상부 가이드
222 : 하부 가이드
300 : 권취 및 롤링부
310 : 견인 롤러
311 : 버퍼
320 : 권취 롤러
321 : 절단기
1.1 : 매트 층
1.11 : 고무 칩
1.2 : 기포지 층(PA6)
10 : 탄성 매트 생산시스템
100 : 배합 및 교반부
110 : 교반기
120 : 급수장치
200 : 가열·가압 및 성형부
210 : 열 프레스
211 : 열판
211.1 : 상부 열판
211.2 : 하부 열판
212 : 냉각 판
212.1 : 상부 냉각 판
212.2 : 하부 냉각 판
220 : 프레스 가이드
221 : 상부 가이드
222 : 하부 가이드
300 : 권취 및 롤링부
310 : 견인 롤러
311 : 버퍼
320 : 권취 롤러
321 : 절단기
Claims (10)
- 충격을 흡수하고, 우수를 전면 배출하도록 구성되는 탄성 매트 생산시스템에 관한 것으로서,
고무 칩(1.11)에 폴리우레탄 수지를 배합 및 교반하고, 다시 수분을 첨가하여 배합 및 교반하도록 구성되는 배합 및 교반부(100);
상기 배합 및 교반부(100)에서 배합 및 교반이 완료된 혼합물을 기포지 시트(1.2)에 일정량 고루 펼쳐서 가열 및 가압하여 탄성 매트(1)를 성형하도록 구성되는 가열·가압 및 성형부(200);
상기 가열·가압 및 성형부(200)에서 성형이 완료된 상기 탄성 매트(1)를 소정의 길이로 견인·롤링 및 절단하도록 구성되는 권취 및 롤링부(300);를 포함하며,
상기 가열·가압 및 성형부(200)는, 열매체로 가열되는 열판(211)의 상·하부에 상부 열판(211.1) 및 하부 열판(211.2)이 결합되어 성형하는 열 프레스(210)와, 상기 열 프레스(210)에 공급되는 혼합물의 가압·성형을 조절하는 프레스 가이드(220)로 구성되며,
상기 열판(211)은, 상부 열판(211.1) 및 하부 열판(211.2)의 일부 면적을 냉매로 냉각하도록 상기 혼합물과 기포지 시트(1.2)의 인입 측에 설치되는 냉각 판(212)으로 구성되며,
상기 프레스 가이드(220)는, 일정한 두께를 가지는 사각 판의 형상으로서 상기 상부 열판(211.1)에 결합하여 열 프레스(210)에 투입되는 상기 혼합물을 가압하는 상부 가이드(221)와, 사각 틀 모양으로서 상기 혼합물을 가압하는 상부 가이드(221)가 일정 깊이까지 평면 삽입할 수 있는 하부 가이드(222)로 구성되며,
상기 하부 가이드(222)는, 상기 혼합물이 상기 기포지 시트(1.2)의 양측 가장자리를 제외한 일정 폭에만 성형되도록 상기 기포지 시트(1.2)의 좌·우측에 설치되며,
상기 가열·가압 및 성형부(200)에서는, 상기 혼합물을 140~180℃, 0.98~3MPa 압력으로 7~10분간 상기 기포지 시트(1.2)에 성형하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템.
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- 청구항 1에 따른 생산시스템으로 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트를 생산하는 방법에 관한 것으로서,
(a) 고무 칩(1.11), 폴리우레탄 수지 및 물을 준비하는, 조성물 준비 단계(S100);
(b) 상기 고무 칩(1.11)에 폴리우레탄 수지를 배합 및 교반하고, 다시 수분을 첨가하여 배합 및 교반하는, 배합 및 교반 단계(S200);
(c) 상기 배합 및 교반 단계(S200)에서 배합 및 교반된 혼합물을 기포지 시트(1.2)에 일정량 고루 펼쳐서 가열 및 가압하여 탄성 매트(1)를 성형하는, 가열·가압 및 성형 단계(S300);
(d) 상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계(S300)에서 완성된 탄성 매트(1)를 견인하고 소정의 길이로 절단하여 권취하는, 권취 및 롤링 단계(S400);를 포함하며,
상기 (b) 배합 및 교반 단계(S200)에는, 열가소성 소재로 조성된 고무 칩 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 수지 5.3~25 중량부를 교반기에 넣어 상온에서 5분간 교반하여 1차 혼합물을 만드는, 1차 배합 및 교반 단계(S210) 및 상기 1차 혼합물에 수분 0.5~3 중량부를 첨가하여 상온에서 5분간 더 교반하여 2차 혼합물을 만드는, 2차 배합 및 교반 단계(S220)로 구성되며,
상기 (c) 가열·가압 및 성형 단계(S300)는, 열판(211)의 길이 만큼 이송되면서 연속적으로 가열·가압하도록 구성되며, 열 프레스(210)의 상부 열판(211.1) 및 하부 열판(211.2)을 이용하여 상기 2차 혼합물을 140~180℃, 0.98~3MPa 압력으로 7~10분 가열 및 가압하여 기포지 시트(1.2)의 표면에 매트 층(1.1)이 압착·성형되며, 상기 열판(211)에 의해 2차 혼합물에 가해진 압력을 제거하면 상기 조성물에 포함된 수분이 증발하면서 탄성 매트(1)의 매트 층(1.1)에 공극이 형성되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산방법.
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- 청구항 6의 방법으로 생산되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트.
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| KR1020220028558A KR102404876B1 (ko) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | 충격 흡수성 및 전면 배수성이 우수한 무수축 롤 시트형 탄성 매트 생산시스템, 그 시스템을 이용한 탄성 매트 생산방법 및 그 탄성 매트 |
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| KR102404876B1 true KR102404876B1 (ko) | 2022-06-08 |
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ID=81982011
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Citations (7)
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-
2022
- 2022-03-07 KR KR1020220028558A patent/KR102404876B1/ko active IP Right Grant
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