KR102528460B1 - 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템, 그 시스템에 의한 코르크 칩 제조방법 및 그 방법으로 제조되는 친환경 코르크 칩 - Google Patents

재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템, 그 시스템에 의한 코르크 칩 제조방법 및 그 방법으로 제조되는 친환경 코르크 칩 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코르크 마개 및 코르크 바닥 포장재(재활용 코르크)를 재활용하여 코르크 칩을 생산하는 친환경 코르크 칩 생산시스템에 관한 것으로서, 재활용 코르크를 수거하도록 구성되는 재활용 코르크 수집부, 수집된 상기 재활용 코르크에 부착된 불순물을 제거하고 잘게 부수도록 구성되는 세척 및 분쇄부, 상기 세척 및 분쇄된 재활용 코르크를 건조하도록 구성되는 건조부 및 코르크 칩 가공 생산부를 포함하는 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 재활용 코르크를 수거하는 수집 단계, 부착된 불순물을 제거하고 칩 형태로 잘게 부수는 세척 및 분쇄 단계, 재활용 코르크를 건조하는 단계 및 재활용 코르크를 가공하여 코르크 칩(1)을 생산하는 단계를 포함하는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법에 관한 것이다.
따라서 본 발명의 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩은 자원의 재순환을 통해 인체에 해가 없는 환경친화적인 코르크 칩을 제조하여 유연성과 신축성 및 압축 회복성이 우수하여 바닥 포장재 및 인조잔디 충전재를 제공할 수 있다.

Description

재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템, 그 시스템에 의한 코르크 칩 제조방법 및 그 방법으로 제조되는 친환경 코르크 칩{An eco-friendly cork chip production system using recycled cork, a method of manufacturing cork chips by the system, and an eco-friendly cork chip manufactured by the method}
본 발명은 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템, 그 시스템에 의한 코르크 칩 제조방법 및 그 방법으로 제조되는 친환경 코르크 칩에 관한 것으로서, 더 상세하게는 재활용 코르크를 가공한 코르크 칩에 가중 부재를 침투 결합하고, 폴리우레탄, 자외선 차단제 및 무독성 안료를 코팅하여 내구성이 좋고 친환경적인 코르크 바닥 포장재, 인조잔디 충전재 및 제조방법에 관한 것이다.
최근 학교 또는 공공시설의 운동장은 인조잔디 구장 및 주변에는 코르크 바닥 포장재로 시공하는 사례가 많다. 이러한 도로는 기층은 콘크리트 또는 아스콘 포장되고, 그 위에 친환경 코르크 칩을 이용하여 포장한다. 이와 같은 친환경 코르크 포장은 코르크의 특성인 유연성과 신축성 및 압축 회복성이 좋아 쿠션감을 느끼며, 인체에 해가 없어 이용자의 건강을 보호할 수 있다.
일반적인 바닥 포장재 및 인조잔디 충전재로는 각종 탄성 칩이 사용되는데, 주로 비중이 크고 탄성이 좋은 폐타이어 파쇄 고무칩, 산업용 폐고무 등이 사용되고 있었으나, 상기 폐자재는 이용자의 건강 및 환경적인 문제로 인하여 그 사용을 제한하고 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 우레탄 고무와 같은 새로운 탄성 칩으로 대체되고 있으나, 보습효과가 없으며, 사용할수록 미끄러운 특성이 있고, 특히 지열을 식혀주는 역할을 하지 못하는 점에서 좋은 점수를 얻지 못한다.
이에 따라 친환경적이고 인체에 해가 없는 코르크 칩을 인조잔디 충전재 및 바닥 포장재로 이용하는 연구가 활발해지고 있다.
천연 코르크는 코르크 굴참나무의 껍질 부분이다. 원재료가 되는 코르크 굴참나무는 수명이 약 200년이고, 25년 정도 자라야 코르크를 채취할 수 있으며, 채취 주기는 10년이며, 한 그루에서 약 20회 채취하게 되며, 식목 후 45년 지나서 고품질의 코르크 채취가 가능하다.
본 출원인은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 한번 사용된 천연재료인 코르크를 재활용한 재활용 코르크 칩에 가중 부재를 침투 결합하고 폴리우레탄 수지, 자외선 차단제 및 무독성 안료를 코팅하여 내구성이 좋고 친환경 코르크 칩을 개발하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-2306125호(2021.09.28.) 대한민국 등록특허공보 제10-1871855호(2018.06.27.)
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 재활용 코르크 수집부, 세척 및 분쇄부, 건조부 및 코르크 칩 가공 생산부를 포함하여 구성되는 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 재활용 코르크 수집부는 상기 재활용 코르크를 수거하도록 구성되는 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 세척 및 분쇄부는 수집된 상기 재활용 코르크에 부착된 불순물을 제거하고 잘게 부수도록 구성되는 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 세척 및 분쇄부는 고온 세척기, 불순물 제거기 및 분쇄기를 포함하여 구성되는 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 코르크 칩 가공 생산부는 상기 건조된 재활용 코르크를 가공하여 코르크 칩을 생산하도록 팬, 챔버, 교반기 및 건조기를 포함하여 구성되는 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 (a) 재활용 코르크 수집 단계, (b) 세척 및 분쇄 단계, (c) 건조 단계 및 (d) 칩 가공 생산 단계를 포함하여 구성되는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 (a) 재활용 코르크 수집 단계는 재활용 코르크를 수거되는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 (b) 세척 및 분쇄 단계는 고온 세척기, 불순물 제거기 및 분쇄기를 이용하여 수집된 상기 재활용 코르크에 부착된 불순물을 제거하고 잘게 부수도록 구성되는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 (c) 건조 단계는 회전 건조로를 이용하여 상기 세척 및 분쇄된 재활용 코르크의 수분을 제거하기 위하여 건조하도록 구성되는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 (d) 칩 가공 생산 단계는 팬, 챔버, 교반기 및 건조기를 이용하여 상기 건조된 재활용 코르크의 리그닌 함량을 저감, 표면에 가중 부재를 침투 결합하고 수지를 코팅하여 완성된 친환경 코르크 칩을 생산하도록 리그닌 제거 단계, 가중(加重) 부재 결합 단계 및 수지 코팅 단계를 더 포함하여 구성되는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 수지 코팅 단계는 상기 가중 부재가 결합한 재활용 코르크 칩의 표면에 수지 바인더를 코팅하여 코르크 칩이 완성되도록 상기 ‘1차 코팅’된 재활용 코르크 칩에 폴리우레탄 수지, 자외선 차단제 및 탄산칼슘을 ‘2차 코팅’을 하도록 구성되는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩의 제조방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템의 특징은 재활용 코르크 수집부, 세척 및 분쇄부, 건조부 및 코르크 칩 가공 생산부를 포함하여 구성된다.
본 발명의 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템의 다른 특징은 상기 재활용 코르크 수집부는 상기 재활용 코르크를 수거하도록 구성된다.
본 발명의 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템의 또 다른 특징은 상기 세척 및 분쇄부는 수집된 상기 재활용 코르크에 부착된 불순물을 제거하고 잘게 부수도록 구성된다.
본 발명의 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템의 또 다른 특징은 상기 세척 및 분쇄부는 고온 세척기, 불순물 제거기 및 분쇄기를 포함하여 구성된다.
본 발명의 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템의 또 다른 특징은 상기 코르크 칩 가공 생산부는 상기 건조된 재활용 코르크를 가공하여 코르크 칩을 생산하도록 팬, 챔버, 교반기 및 건조기를 포함하여 구성된다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법의 특징은 (a) 재활용 코르크 수집 단계, (b) 세척 및 분쇄 단계, (c) 건조 단계 및 (d) 칩 가공 생산 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 천연 코르크를 이용한 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법의 다른 특징은 상기 (a) 재활용 코르크 수집 단계는 재활용 코르크를 수거된다.
본 발명의 천연 코르크를 이용한 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법의 또 다른 특징은 상기 (b) 세척 및 분쇄 단계는 고온 세척기, 불순물 제거기 및 분쇄기를 이용하여 수집된 상기 재활용 코르크에 부착된 불순물을 제거하고 잘게 부수도록 구성된다.
본 발명의 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법의 또 다른 특징은 상기 (c) 건조 단계는 회전 건조로를 이용하여 상기 세척 및 분쇄된 재활용 코르크의 수분을 제거하기 위하여 건조하도록 구성된다.
본 발명의 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법의 또 다른 특징은 상기 (c) 리그닌 제거 단계는 상기 천연 코르크에 함유된 리그닌을 제거하도록 구성된다.
본 발명의 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법의 또 다른 특징은 상기 (d) 칩 가공 생산 단계는 팬, 챔버, 교반기 및 건조기를 이용하여 상기 건조된 재활용 코르크의 리그닌 함량을 저감, 표면에 가중 부재를 침투 결합하고 수지를 코팅하여 완성된 친환경 코르크 칩을 생산하도록 리그닌 제거 단계, 가중(加重) 부재 결합 단계 및 수지 코팅 단계를 더 포함하여 구성된다.
본 발명의 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법의 또 다른 특징은 상기 수지 코팅 단계는 상기 가중 부재가 결합한 재활용 코르크 칩의 표면에 수지 바인더를 코팅하여 코르크 칩이 완성되도록 상기 ‘1차 코팅’된 재활용 코르크 칩에 폴리우레탄 수지, 자외선 차단제 및 탄산칼슘을 ‘2차 코팅’을 하도록 구성된다.
이상에서와 같은 본 발명은 우선, 코르크 마개 및 코르크 바닥 포장재를 재활용하여 친환경 코르크 칩을 제조한다. 따라서 자원의 재순환을 통한 인체에 해가 없고 구장이나 보행로 이용자의 건강을 보호할 수 있는 환경친화적인 코르크 칩을 생산할 수 있으며, 제조되는 코르크 칩은 유연성과 신축성 및 압축 회복성이 우수하여 바닥 포장재 및 인조잔디 충전재로 재사용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 천연 사포닌을 이용하여 리그닌의 함량을 저감하도록 하는 것을 특징으로 한다. 따라서 코르크의 목질을 연화하고 산화를 방지하여 수명기 동안 변색을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 코르크에 황토, 탄산칼슘, 황산바륨, 모래 및 돌가루를 침투 결합하여 비중을 높이도록 하는 것을 특징으로 한다. 따라서 일반적인 코르크의 비중에 비해 높은 비중을 가지므로 우천 시 유실 또는 쏠림 현상을 억제할 수 있으며, 시공성이 우수하다.
또한, 본 발명은 천연 코르크의 외표면에 폴리우레탄 수지, 자외선 차단제 및 탄산칼슘을 이용하여 2차 코팅한 것을 특징으로 한다. 따라서 내오존성, 내마모성 및 인장력을 강화되는 장점이 있어 사용 시 변색 및 부식을 방지할 수 있으며, 옥상 조경용으로 사용될 경우 태양열 차단 효과가 뛰어나며, 복사열의 발생이 억제되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩의 재활용 코르크 상태(a) 및 친환경 코르크 칩의 완성 상태(b)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 생산시스템으로 친환경 코르크 칩을 제조 단계를 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 4는 본 발명에 따른 코르크 칩 가공 생산 단계(S400)의 세부 공정도이다.
이하에서는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 실시 예를 가질 수 있는바, 이하의 설명은 본 발명의 이해 및 실시를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해된다.
본 발명에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 자신의 발명을 최선으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙으로 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩의 재활용 코르크 상태(a) 및 친환경 코르크 칩의 완성 상태(b)를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 생산시스템으로 친환경 코르크 칩을 제조 단계를 개략적으로 나타내는 공정도이고, 도 4는 본 발명에 따른 코르크 칩 가공 생산 단계(S400)의 세부 공정도이다.
본 발명의 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템, 그 시스템에 의한 친환경 코르크 칩 제조방법의 구체적인 특징 및 이점을 이하에서 설명한다.
[실시 예 1] 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 코르크 마개 및 코르크 바닥 포장재(이하, ‘재활용 코르크’라 한다.)를 재활용하여 코르크 칩을 생산하는 친환경 코르크 칩 생산시스템(10)은, 재활용 코르크 수집부(100), 세척 및 분쇄부(200), 건조부(300) 및 코르크 칩 가공 생산부(400)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템(10)의 상기 재활용 코르크 수집부(100)는, 상기 재활용 코르크(1.1)를 수거하도록 구성된다.
이때, 상기 재활용 코르크(1.1)는 병마개로 사용된 코르크 또는 코르크 바닥 포장재로 기사용된 폐 코르크를 수거하여 재활용하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템(10)의 상기 세척 및 분쇄부(200)는, 수집된 상기 재활용 코르크(1.1)에 부착된 불순물을 제거하고 잘게 부수도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템(10)의 상기 세척 및 분쇄부(200)는, 고온 세척기(210), 불순물 제거기(220) 및 분쇄기(230)를 포함하여 구성된다.
상기 고온 세척기(210) 및 불순물 제거기(220)는, 상기 재활용 코르크(1.1)의 표면에 고온의 물을 분사하여 재활용 코르크(1.1)의 표면에 결착된 바인더, 모래, 흙 및 이물질을 제거하도록 구성된다.
이때, 상기 세척 및 분쇄는 전문업체에 의뢰하여 진행할 수 있다.
또한, 상기 분쇄기(230)는 상기 재활용 코르크(1.1)를 코르크 바닥 포장재 또는 인조잔디 충진재로 사용할 수 있도록 1.4~3.35mm 크기의 칩 형태로 분쇄된다.
본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템(10)의 상기 건조부(300)는, 상기 세척 및 분쇄된 재활용 코르크(1.1)의 수분을 제거하기 위하여 회전 건조로(310)를 이용하여 건조하도록 구성된다.
본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템(10)의 상기 코르크 칩 가공 생산부(400)는, 상기 건조된 재활용 코르크(1.1)를 가공하여 코르크 칩(1)을 생산하도록 팬(410), 챔버(420), 교반기(430) 및 건조기(440)를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 코르크 칩 가공 생산부(400)의 상기 팬(410)은, 천연 액상 사포닌 용액에 상기 재활용 코르크(1.1) 칩을 침지하여 표면의 리그닌을 제거하도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 코르크 칩 가공 생산부(400)의 상기 챔버(420)는, 칩 형태의 재활용 코르크(1.1) 표면에 가중(加重) 부재(1.2)를 침투 결합하도록 구성된다.
이때, 상기 가중 부재(1.2)는, 황토, 탄산칼슘, 황산바륨, 모래 및 돌가루 중에서 어느 하나 이상의 부재를 사용하여 천연 코르크의 비중을 증가시키도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 상기 챔버(420)는, 쇠 구슬을 함께 넣어 상기 재활용 코르크(1.1) 칩과 가중 부재(1.2)를 회전 충돌하거나, 복수의 노즐(421)을 통하여 가중 부재(1.2)를 상기 재활용 코르크(1.1) 칩의 표면에 분사하도록 구성된다.
이때, 상기 챔버(420)에는 가중 부재가 결합한 재활용 코르크(1.1) 칩의 표면에 폴리우레탄 수지를 ‘1차 코팅’하도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 코르크 칩 가공 생산부(400)의 상기 교반기(420)는, 칩 형태의 재활용 코르크(1.1) 표면에 수지 바인더를 코팅하여 수지 코팅층(1.3)을 ‘2차 코팅’하도록 구성된다.
이때, 본 발명의 2차 코팅은, 상기 재활용 코르크(1.1) 칩 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 수지 10~20 중량부, 자외선 차단제 0.5~1 중량부, 탄산칼슘 2~15 중량부를 교반한다.
이러한 본 발명에 따른 코르크 칩 가공 생산부(400)의 상기 건조기(430)는, 코팅이 완료된 코르크 칩(1)을 송풍기를 이용하여 건조하도록 구성된다.
[실시 예 2] 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법
본 발명에 따른 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩의 수지 코팅 물질 및 가중 부재의 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
1. 수지 코팅 물질
가. 폴리우레탄 수지
폴리우레탄은 알코올기(OH)와 아이소사이안산기(NCO)의 결합으로 만들어지는 고분자 화합물의 총칭이다. 본 발명에서는 친수성 섬유를 매개로 하여 코르크 칩에 깊숙이 침투시켜 내오존성, 내마모성 및 인장력을 강화한다.
폴리우레탄계 수지에는 폴리에스터계와 폴리에테르계가 있다. 폴리에스터계는 프로필렌글리콜과 에틸렌글리콜을 아디프산과 반응시켜 폴리에스터로 만들고, 폴리우레탄화 시킴과 동시에 고분자로 만든다. 또한, 폴리에테르계는 산화프로필렌에 얼마간의 산화에틸렌을 섞어서 먼저 폴리에테르로 하고, 양 끝의 OH기를 톨루일렌다이아이소사이안산과 반응시켜 고분자량의 폴리우레탄으로 만든다.
본 발명의 폴리우레탄 수지는 1차 코팅(가중 부재의 결합 코팅) 및 2차 코팅(친환경 코르크 칩 표면 코팅)에 적용되며, 재활용 코르크 칩 100 중량부에 대하여, 10~35 중량부(1차 15~35 중량부, 2차 10~20 중량부)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
나. 자외선 차단제
본 발명은 차열 및 변색 방지를 목적으로 자외선 차단제가 포함된다. 자외선 차단 성분은 크게 무기계 및 유기계로 나뉜다. 무기 차단 성분은 석분을 주재료로 하는 티타늄디옥사이드(Titanium Dioxide), 징크옥사이드(Zinc Oxide)가 있으며, 자외선을 반사하는 원리를 이용한다. 유기 차단 성분에는 에칠헥실메톡시신나메이트, 부틸메톡시디벤조일메탄(아보벤존), 벤조페논-3(옥시벤존), 테레프탈릴리덴디캠퍼설포닉애씨드 등 다양한 종류가 있으며 자외선을 흡수해서 해롭지 않은 에너지로 바꾸는 원리이다.
본 발명에 적용되는 자외선 차단제는 재활용 코르크 칩 100 중량부에 대하여, 0.5~1 중량부를 포함하여 조성한다.
다. 무독성 안료
본 발명에 적용되는 무독성 안료는 인조잔디 충전재의 색상에 변화를 주어 인조잔디의 색상을 더욱 돋보이게 한다. 따라서 인체에 무독성의 유기 또는 무기 안료를 사용하여야 하며, 재활용 코르크 칩 100 중량부에 대하여, 1~5 중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.
2. 비중 추가물질(가중 부재)
가. 황토
본 발명의 코르크 바닥 포장재의 비중을 향상하는 목적으로 황토를 주로 포함한다. 황토 입자는 0.02~0.05㎜이며, 크기 비율은 무게비로 50％ 정도이다.
황토의 광물적 조성은, 석영 60~70％, 장석과 운모 10~20％, 탄산염광물 5~35％를 구성하고, 화학적 조성은 실리카(SiO2) 50~60％, 알루미나(Al2O3) 8~12％, 산화철(Ⅲ)(Fe2O3) 2~4％, 산화철(Ⅱ)(FeO) 0.8~1.1％, 이산화티탄(TiO2)과 산화망간(MnO) 약 0.5％, 석회(CaO) 4~16％, 산화마그네슘(MgO) 2~6％ 등과 같은 비율로 나타난다.
본 발명에서 주된 가중(加重) 부재로 사용되어 재활용 코르크 칩에 침투하여 결합하도록 구성된다.
나. 탄산칼슘(CaCO3)
본 발명에 적용되는 탄산칼슘은 비중 및 탄성을 향상하는 목적으로 사용된다. 상기 탄산칼슘(CaCO3)은 무색의 결정 또는 백색 고체로서, 비중 2.93이며, 825℃에서 분해한다. 자연에서 대리석, 방해석, 석회석, 조개껍데기, 달걀껍데기, 산호 등으로서 존재하여 쉽게 얻을 수 있다.
본 발명에서는 가중(加重) 부재로 사용되어 코르크 칩에 침투하여 결합하도록 구성되며, 재활용 코르크 칩 100 중량부에 대하여, 2~15 중량부로 포함되어 탄성 코팅표면을 형성한다.
다. 황산바륨(BaSO4)
본 발명에 적용되는 황산바륨은 천연에서 채취되는 중정석을 분쇄하여 얻어지는 백색의 분말 또는 무정형의 결정으로 무미·무취이다. 비중은 4.25~4.5로서 무기물 중 가장 비중이 높고 인체에 해가 없어 본 발명에서는 가중 부재로 채택된다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩의 제조방법은, (a) 재활용 코르크 수집 단계(S100), (b) 세척 및 분쇄 단계(S200), (c) 건조 단계(S300) 및 (d) 칩 가공 생산 단계(S400)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법의 상기 (a) 재활용 코르크 수집 단계(S100)는, 재활용 코르크(1.1)를 수거한다.
이때, 본 발명의 상기 재활용 코르크는 폐 코르크 바닥 포장재 및 코르크 마개이다.
본 발명에 따른 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법의 상기 (b) 세척 및 분쇄 단계(S200)는, 고온 세척기(210), 불순물 제거기(220), 분쇄기(230) 및 UV 소독기(240)를 이용하여 수집된 상기 재활용 코르크(1.1)에 부착된 불순물(표면에 결착된 바인더, 모래, 흙 및 이물질)을 제거하고 잘게 부수도록 구성된다.
이때, 수거되는 ‘코르크 마개’의 경우에는 표면이 깨끗한 건조상태이면 ‘UV 소독’을 거쳐서 상기 세척 단계를 마감하고, 불순물이 부착된 ‘재활용 코르크’는 고온 세척 및 불순물 제거는 전문업체에 의뢰하여 진행할 수도 있다.
이러한 본 발명의 상기 (b) 세척 및 분쇄 단계(S200)는, 상기 재활용 코르크(1.1)를 코르크 바닥 포장재 또는 인조잔디 충진재로 사용할 수 있도록 1.4~3.35mm 크기의 칩 형태로 분쇄하도록 구성된다.
본 발명에 따른 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법의 상기 (c) 건조 단계(S300)는, 회전 건조로(310)를 이용하여 상기 세척 및 분쇄된 재활용 코르크(1.1)의 수분을 제거하기 위하여 건조하도록 구성된다.
본 발명에 따른 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법의 상기 (d) 칩 가공 생산 단계(S400)는, 팬(410), 챔버(420), 교반기(430) 및 건조기(440)를 이용하여 상기 건조된 재활용 코르크(1.1)의 리그닌 함량을 저감, 표면에 가중 부재를 침투 결합하고 수지를 코팅하여 완성된 친환경 코르크 칩(1)을 생산하도록 리그닌 제거 단계(S410), 가중(加重) 부재 결합 단계(S420) 및 수지 코팅 단계(S430)를 더 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명의 상기 리그닌 제거 단계(S410)는, 상기 (c) 건조 단계(S300) 후, 재활용 코르크(1.1)의 리그닌 함량을 저감하도록 천연 액상 사포닌이 포함된 용액에 상기 재활용 코르크(1.1) 칩을 침지하도록 구성된다.
이때, 리그닌(Lignin)의 나무의 목질부 구조를 단단하게 만드는 지용성 페놀 고분자 성분을 제거하여 코르크의 산화 방지 및 조직의 연화를 위하여 천연계면활성제인 사포닌이 함유된 식물 재료로 리그닌을 제거하고자 한다. 상기 사포닌 함유 식물 재료는 인삼 찌꺼기, 도라지, 더덕, 콩 등이 사용된다.
이러한 본 발명의 상기 가중(加重) 부재 결합 단계(S420)는, 상기 리그닌 제거 단계(S410)에서 리그닌이 제거된 재활용 코르크(1.1)의 비중을 높이기 위하여 황토, 탄산칼슘, 황산바륨, 모래 및 돌가루 중 하나 이상의 가중 부재(1.2)를 침투 결합하도록 구성된다.
이때, 상기 가중(加重) 부재(1.2)를 재활용 코르크(1.1)에 침투 결합하는 방법은, 우선, 상기 재활용 코르크(1.1)와 상기 가중 부재를 쇠 구슬이 든 챔버(420)에 함께 넣어 회전 충돌하는 방법과 복수의 노즐(421)이 설치된 챔버(420)에 상기 재활용 코르크(1.1)를 넣고 상기 노즐을 통하여 가중 부재(1.2)를 분사하는 방법이 있다.
도 4를 참조하여 설명하면, 이러한 본 발명의 상기 가중(加重) 부재 결합 단계(S420)에는, 상기 가중 부재의 접착을 위하여 상기 챔버(420)에 재활용 코르크(1.1)와 가중 부재(1.2) 및 폴리우레탄 수지를 함께 넣어 ‘1차 코팅’을 하도록 구성된다.
이때, 상기 폴리우레탄 수지는 상기 칩 형태의 재활용 코르크 100 중량부에 대하여, 15.0~35.0 중량부를 첨가되며, 50~60℃에서 20~30분간 교반 한다.
이러한 본 발명의 상기 수지 코팅 단계(S430)는, 상기 가중 부재가 결합한 재활용 코르크(1.1) 칩의 표면에 수지 바인더를 코팅하여 코르크 칩(1)이 완성되도록 상기 ‘1차 코팅’된 재활용 코르크(1.1) 칩에 폴리우레탄 수지, 자외선 차단제 및 탄산칼슘을 ‘2차 코팅’을 하도록 구성된다.
이때, 상기 ‘2차 코팅’은, 재활용 코르크 칩 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 수지 10.0~20.0 중량부, 자외선 차단제 0.5~1.0 중량부 및 탄산칼슘 2~15 중량부를 10분간 교반하고, 필요에 따라 무독성 안료를 첨가한다.
상술한 단계를 거쳐서 제조되는 코르크 칩(1)은 친환경 코르크 바닥 포장재로 재사용되며, 친환경 인조잔디 충전재로 사용된다.
이러한 본 발명의 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩은 다음과 같은 순서로 제조된다.
가. 준비
- 재활용 코르크/ 가중 부재/ 폴리우레탄 수지/ 자외선 차단제
(재활용 코르크는 수집 → 세척 및 분쇄 → 건조 단계를 거쳐서 준비)
- 상기 파쇄된 코르크는 크기가 1.4~3.35mm의 불규칙한 칩 형상이다.
나. 리그닌 제거
- 천연계면활성제인 사포닌 함유 식물(인삼/ 도라지/ 더덕/ 콩)을 이용한다.
(사포닌 용액에 침지하여 리그닌을 제거)
다. 가중 부재 결합
- 코르크 칩의 비중을 높이기 위하여 가중 부재를 침투 결합한다.
* 회전 충돌 방법
- 쇠 구슬이 든 고속 회전 챔버에 상기 재활용 코르크 칩과 가중 부재를 넣는다.
- 쇠 구슬의 회전 충돌로 재활용 코르크 칩에 가중 부재가 박힌다.
* 노즐 분사 방법
- 다수 개의 노즐이 설치된 챔버에 상기 재활용 코르크 칩을 넣는다.
- 상기 노즐로 고압 에어와 함께 가중 부재를 분사한다.
- 와류에 의해 부상하는 재활용 코르크 칩에 상기 가중 부재가 박힌다.
(이때, 가중 부재는 황토/ 탄산칼슘/ 황산바륨/ 모래/ 돌가루 중에서 하나 이상 선택)
* 1차 코팅(가중 부재의 결합)
- 교반기에 상기 가중 부재 결합 코르크 칩과 폴리우레탄 수지를 넣어 교반하여 1차 코팅을 한다.
(이때, 폴리우레탄 수지를 상기 코르크 칩 100 중량부에 대하여, 15.0~35.0 중량부 투입하고, 교반 온도는 50~60℃, 시간은 20~30분간 수행한다. )
라. 수지 코팅
* 2차 코팅(친환경 코르크 칩 표면)
- 상기 1차 코팅이 종료되면, 폴리우레탄, 자외선 차단제 및 탄산칼슘을 넣어 교반하여 2차 코팅을 한다.
- 폴리우레탄 수지는 코르크 칩 100 중량부에 대하여, 10.0~20.0 중량부 투입한다.
- 자외선 차단제는 코르크 칩 100 중량부에 대하여, 0.5~1.0 중량부 투입한다.
- 탄산칼슘은 상기 코르크 칩 100 중량부에 대하여, 2~15 중량부 투입한다.
- 다시 10분간 교반한다.
* 건조
- 송풍기로 건조하여 알갱이(칩) 형태의 친환경 코르크 칩이 완성된다.
이와 같은 본 발명의 재활용 코르크를 이용한 친환경 코르크 칩 생산시스템으로 제조되는 친환경 코르크 칩은 다음과 같은 특징을 가진다.
우선, 본 발명은 코르크 마개 및 코르크 바닥 포장재를 재활용하여 친환경 코르크 칩을 제조한다.
따라서 자원의 재순환을 통한 인체에 해가 없고 구장이나 보행로 이용자의 건강을 보호할 수 있는 환경친화적인 코르크 칩을 생산할 수 있으며, 제조되는 코르크 칩은 유연성과 신축성 및 압축 회복성이 우수하여 바닥 포장재 및 인조잔디 충전재로 재사용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 천연 사포닌을 이용하여 리그닌의 함량을 저감하도록 하는 것을 특징으로 한다.
따라서 코르크의 목질을 연화하고 산화를 방지하여 수명기 동안 변색을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 코르크에 황토, 탄산칼슘, 황산바륨, 모래 및 돌가루를 침투 결합하여 비중을 높이도록 하는 것을 특징으로 한다.
따라서 일반적인 코르크의 비중에 비해 높은 비중을 가지므로 우천 시 유실 또는 쏠림 현상을 억제할 수 있으며, 시공성이 우수하다.
또한, 본 발명은 천연 코르크의 외표면에 폴리우레탄 수지, 자외선 차단제 및 탄산칼슘을 이용하여 2차 코팅한 것을 특징으로 한다.
따라서 내오존성, 내마모성 및 인장력을 강화되는 장점이 있어 사용 시 변색 및 부식을 방지할 수 있으며, 옥상 조경용으로 사용될 경우 태양열 차단 효과가 뛰어나며, 복사열의 발생이 억제되는 장점이 있다.
1 : 코르크 칩(완성품)
1.1 : 코르크(재활용 코르크)
1.2 : 가중(加重) 부재
1.3 : 수지 코팅층
10 : 본 발명에 따른 코르크 칩 생산시스템
100 : 재활용 코르크 수집부
110 : 수거 장치
200 : 세척 및 분쇄부
210 : 고온 세척기
220 : 불순물 제거기
230 : 분쇄기
240 : UV 소독기
300 : 건조부
310 : 회전 건조로
400 : 코르크 칩 가공 생산부
410 : 팬
420 : 챔버
421 : 노즐
430 : 교반기
440 : 건조기

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 코르크 마개 및 코르크 바닥 포장재를 재활용하여 코르크 칩을 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 폐 코르크 바닥 포장재 및 코르크 마개(이하, ‘재활용 코르크’)를 수거하는, 재활용 코르크 수집 단계(S100);
    (b) 상기 재활용 코르크(1.1)에 부착된 불순물을 제거하고 칩 형태로 잘게 부수는, 세척 및 분쇄 단계(S200);
    (c) 세척 및 분쇄된 상기 재활용 코르크(1.1)를 건조하는, 건조 단계(S300);
    (d) 건조된 상기 재활용 코르크(1.1)를 가공하여 코르크 칩(1)을 생산하는, 칩 가공 생산 단계(S400);를 포함하며,
    상기 (d) 칩 가공 생산 단계(S400)는 사포닌이 함유된 천연재료를 이용하여 상기 재활용 코르크(1.1)에 함유된 리그닌을 저감하는 리그닌 제거 단계(S410), 코르크 칩의 비중을 높이기 위하여 상기 재활용 코르크(1.1)의 표면에 가중(加重) 부재(1.2)를 침투 결합하는 가중(加重) 부재 결합 단계(S420) 및 상기 가중 부재가 결합한 재활용 코르크(1.1) 칩의 표면에 수지 바인더를 코팅하여 코르크 칩(1)을 완성하는 수지 코팅 단계(S430)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 가중(加重) 부재 결합 단계(S420)는, 쇠 구슬이 든 챔버(420)에 상기 재활용 코르크(1.1) 칩과 가중 부재(1.2)를 함께 넣어 회전 충돌하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가중(加重) 부재 결합 단계(S420)는, 복수의 노즐(421)이 설치된 챔버(420)에 상기 재활용 코르크(1.1) 칩을 넣고, 상기 노즐(421)을 통하여 가중 부재(1.2)를 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 가중(加重) 부재 결합 단계(S420)에는, 상기 가중 부재의 접착을 위하여 상기 챔버(420)에 폴리우레탄 수지를 넣어 ‘1차 코팅’을 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 수지 코팅 단계(S430)는, 상기 ‘1차 코팅’된 재활용 코르크(1.1) 칩에 폴리우레탄 수지, 자외선 차단제 및 탄산칼슘을 ‘2차 코팅’을 하는 것을 특징으로 하는 코르크 칩 생산시스템을 이용한 친환경 코르크 칩 제조방법.
  10. 삭제
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