KR20030030612A - 폐타이어 고무분말을 이용한 매트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐타이어 고무분말을 이용한 매트의 제조방법에 관한 것으로, 폐타이어의 고무를 분리하여 분쇄하는 단계; 폐타이어 고무분말 60-85중량%에 부틸고무 5-10중량%, 에틸렌프로필렌디엔고무 5-10중량%, 우레탄 5-15중량%, 폴리프로필렌 5%이하를 첨가하여 혼합하는 단계; 전기 단계의 혼합물에 접착제를 투입, 혼합하는 단계; 전기 단계의 혼합물을 150-170℃로 가열하는 단계; 및 전기 단계의 가열된 혼합물을 가압하여 소정의 형상으로 성형시키는 단계를 포함하는 폐타이어 고무분말을 이용한 매트제조방법을 제공하는 것이다.

Description

폐타이어 고무분말을 이용한 매트의 제조방법{Method of manufacturing mats using rubber powder of waste tire}

본 발명은 폐타이어 고무분말을 이용한 매트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 폐타이어 고무분말에 부틸고무, 에틸렌프로필렌디엔고무, 우레탄 및 폴리프로필렌을 적정량 첨가한 혼합물에 바인더로서 접착제를 투입, 혼합하고, 이 혼합물을 70-100℃로 가열한 후, 일정 두께의 시트 상의 성형기를 통과하게 함으로써 매트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

국내에서 연간 발생되는 폐타이어는 약 2천만개에 달하는 것으로 보고되고 있는데, 이 중 일부만이 재활용되고 있을 뿐 대부분은 소각 등을 통하여 폐기처분되고 있는 실정이다. 이 폐타이어를 폐기처분함에 소요되는 비용도 엄청날 뿐만 아니라, 소각 등에 의하여 발생되는 매연으로 인한 공해문제도 매우 심각하다.

이러한 사정으로, 정부도 폐타이어의 재활용을 적극 권장하고 그 재활용을 위한 연구에 많은 지원을 하고 있는 실정이라, 폐타이어의 재활용에 대하여 지금까지 수많은 연구가 행해져 왔다. 그 연구결과 중에는 폐타이어 고무를 분말화한 후 이를 바인더를 사용하여 탄성을 갖는 시트 상으로 성형하여, 체육시설, 병원, 공원, 어린이놀이터, 공연장, 건축물의 방진시설 등에 사용하는 방법들이 제시되어 있다.

그러나, 폐타이어 고무분말을 재활용하여 탄성을 갖는 매트로 제작함에 있어서는 세 가지 요건, 즉, 일정정도의 탄성을 가질 것, 착색이 가능할 것, 착색 매체를 사용하여 착색의 효과를 갖도록 하는 경우에는 착색매체와 폐타이어 분말이 공고히 결합되어 쉽게 분리되지 않을 것의 요건들이 충족되어야 하는데, 종래의 연구결과들은 이와 같은 요건을 충족시키지 못함으로 인하여 제대로 실용화되지 못하고 있는 실정이다.

한국특허공개 제96-978호는 10 매쉬 이하로 분쇄된 폐타이어 고무분말에 바인더로서 액상폴리우레탄을 첨가 혼합한 혼합물을 가열, 압착하여 매트를 성형시키는 방법을 제시하고 있는데, 이러한 방법으로 생산되는 매트는 아스콘과 비슷한 정도로 딱딱해지면서 탄성을 잃게되므로, 체육시설 등에서 방진용이나 내충격용 매트로 사용하기에 적합하지 않다.

폐타이어 고무분말의 색상이 검은 색이기 때문에 미관상 보기가 좋지 않고 또한 폐타이어 고무분말 자체에 착색하는 것은 거의 불가능하기 때문에, 폐타이어 고무분말을 이용하여 매트를 제조함에 있어서는 그 매트에 어떻게 착색을 할 것인지가 매우 중요하다. 착색을 위하여 제조된 매트 표면에 페인트칠을 할 수도 있겠으나, 폐타이어분말로 된 매트는 탄성 및 유연성이 있기 때문에 그로 의하여 페인트가 쉽게 벗겨지는 문제점이 있다. 따라서, 페인트칠은 착색방법으로 고려대상이 되지 못한다.

한국특허공개 제2000-17703호는 일차로 폴리우레탄 분말을 착색한 후, 이를 폐타이어 고무분말과 혼합하고 이에 바인더로서 폴리우레탄결합제를 첨가, 혼합한 후, 이를 매트로 성형시키는 방법을 제시하고 있는데, 이 방법에서는 폐타이어 고무분말에 첨가되는 폴리우레탄 분말을 착색함으로써 전체적으로 착색의 효과를 가져오게 하는 것이다. 그러나, 폴리우레탄은 결합보조제로서의 물성을 가지며 이를 많이 참가하는 경우에는 폐타이어분말을 급결시켜 탄성을 잃게 하는 효과를 가져오기 마련인데, 상기 방법에 있어서는 이러한 폴리우레탄을 착색을 위한 매체로서 뿐만 아니라 결합제로서도 사용함으로써, 성형되는 매트의 탄성을 잃게 할 가능성이 높다.

한편, 종래 기술에 의하여 제작된 매트는 공기투과성이 낮아, 습기가 많은 곳에 바닥재로 사용되는 경우에는 박테리아 등의 병원균 서식지가 되기 쉽다. 뿐만 아니라, 종래의 매트는 습기 찬 바닥에서 발생되는 오존이나 유독가스에 취약하여 쉽게 손상되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래 기술들의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 일정정도의 탄성을 가지는 폐타이어 고무분말을 이용한 매트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 폐타이어 고무분말에 착색 매체를 사용하여 착색의 효과를 갖도록 하되 착색매체와 폐타이어 분말이 공고히 결합되어 쉽게 분리되지 않도록 하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 공기의 투과성을 높이고, 내오존성 및 내가스성을 높힘으로써 종래의 바닥재가 갖는 단점을 해소하는 것이다.

본 발명은 10 매쉬 이하로 분쇄된 폐타이어 고무분말 60-85중량%에 부틸고무 5-10중량%, 에틸렌프로필렌디엔고무 5-10중량%, 우레탄 5-15중량%, 폴리프로필렌 5%이하를 첨가하여 혼합하고, 이에 바인더로서 합성수지계 접착제를 적정량 투입, 혼합하고, 이 혼합물을 150-170℃로 가열한 후, 가압하여 일정 두께의 시트 상의 성형기를 통과하게 함으로써 매트를 제조하는 방법이다. 이하 본 발명은 각 단계에 대하여 설명한다.

제1단계 : 폐타이어 고무의 분쇄단계

폐타이어로부터 고무를 분리해내어 10 매쉬 이하로 분쇄하는 단계이다. 그러나, 이미 이와 같이 분쇄된 폐타이어 고무분말을 구입하여 사용할 수도 있다.

제2단계 : 재료 혼합단계

이 단계는 분쇄된 폐타이어 고무분말 60-80중량%, 부틸고무 5-10중량%, 에틸렌프로필렌디엔고무 5-10중량%, 우레탄 7-15중량%, 폴리프로필렌 3-5%을 혼합하는 단계이다.

이 단계에서 부틸고무를 첨가하는 이유는 부틸고무가 갖는 공기 투과성, 내후성, 내오존성 및 내가스성과 탄성을 제조되는 매트에 적용하기 위함이다. 부틸고무를 5중량%이하로 첨가하는 경우에는 이러한 부틸고무의 물성 효과를 제대로 가질 수 없으며, 10중량% 이상으로 첨가하는 것은 비경제적이다. 에틸렌프로필렌디엔고무를 첨가하는 이유는 이 고무가 갖는 내노화성, 내오존성 및 극성 액체에 대한 저항성을 이용하기 위함이다. 이 역시 5중량%이하로 첨가하는 경우에는 이러한 부틸고무의 물성 효과를 제대로 가질 수 없으며, 10중량% 이상으로 첨가하는 것은 비경제적이다.

우레탄은 그 비중이 낮고 또한 결합보조제의 성질을 갖는 것이기 때문에 이를 첨가함으로써 전체적으로 매트를 가볍고 단단하게 만들 수 있다. 또한, 우레탄은 착색이 용이하므로, 이에 미리 착색하여 첨가하면, 전체적으로 착색의 효과를 가져올 수 있다. 우레탄을 15중량%이상으로 첨가하면 급결효과로 인하여 혼합물이 너무 빨리 굳게 되어 원하는 형상으로 성형하기가 어렵고, 7중량%이하로 첨가하면 전체적으로 결합력이 저하되는 발생한다.

폴리프로필렌은 착색이 용이하므로, 본 발명에서는 착색매체로 사용된다. 위에서 보았듯이, 우레탄은 많은 량을 사용하는 경우 급결효과가 있기 때문에, 그 사용량을 많이 늘일 수 없다. 따라서, 보다 많은 착색효과를 가져오기 위하여 폴리프로필렌을 보조적으로 사용하게 된다. 그러나, 폴리프로필렌은 견고성이 떨어지기 때문에 그 사용량을 5중량%이하로 한정해 두는 것이 바람직하다.

제3단계 : 접착제 투입 및 혼합단계

폐타이어 고무와 이에 첨가되는 성분들이 합성수지이므로 합성수지계 접착제를 사용하는 것이 좋다. 합성수지계 접착제 중에는 물성을 딱딱하게 하는 것과, 탄성을 유지하도록 하는 것이 있으므로, 제조되는 매트의 용도를 고려하여 사용되는 접착제 및 그 사용량을 정하면 된다. 그러나, 접착제가 급결의 효과가 있는 것은이후 단계에서 원하는 형상으로 성형하는데 문제가 있으므로, 되도록 피하는 것이 바람직하다.

제4단계 : 가열단계

전기 단계에서 접착제가 첨가된 혼합물을 활성화시켜 그 결합력을 높이고, 또한 소정의 공극이 생기도록 하여 공기의 투과성을 확보하기 위하여 150-170℃로 가열한다. 가열하는 시간은 사용된 접착제의 성분에 따라 달라질 수 있으나, 대체적으로 30분-2시간 동안 가열하는 것이 바람직하다.

제5단계 : 성형 및 매트 제조단계

전기 단계에서 가열된 혼합물을 압착롤러 등을 통과하게 함으로써 시트 형상으로 성형시킨 후, 일정 규격으로 재단하여 매트를 제작한다. 한편, 본 발명은, 예를 들어 교통시설에 있어서 충격방지재나, 건축용 방진재 등으로도 사용할 수 있기 때문에, 매트 형상이 아닌 특정 형상의 몰더에 투입, 성형시켜 사용할 수도 있다.

본 발명은 폐타이어를 재활용할 수 있는 방법을 제시하는 것으로, 종래 기술과 비교할 때, 탄성이 우수하고 미관이 수려하며, 공기 투과성 및 내오존성, 내가스성이 우수한 폐타이어 고무분말을 이용한 매트를 제공하는 것인바, 그 경제적 및 친환경적인 효과는 지대한 것이다.

본 발명에 의하여 제조되는 매트 또는 이와 유사한 제품은 체육시설의 바닥재, 유치원 놀이터의 바닥재, 건축물의 방진재, 소음방지재, 교통시설의 충격방지재 등으로 사용될 수 있으며, 그외에도 소정의 탄성과 내오존성, 내가스성 및 공기투과성이 요구되는 다양한 용도에 모두 적용될 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 폐타이어의 고무를 분리하여 분쇄하는 단계; 폐타이어 고무분말 60-85중량%에 부틸고무 5-10중량%, 에틸렌프로필렌디엔고무 5-10중량%, 우레탄 5-15중량%, 폴리프로필렌 5%이하를 첨가하여 혼합하는 단계; 전기 단계의 혼합물에 접착제를 투입, 혼합하는 단계; 전기 단계의 혼합물을 150-170℃로 가열하는 단계; 및 전기 단계의 가열된 혼합물을 가압하여 소정의 형상으로 성형시키는 단계를 포함하는 폐타이어 고무분말을 이용한 매트제조방법.
2. 제1항에 있어서, 폐타이어 고무분말이 10매쉬 이하인 것을 특징으로 하는 폐타이어 고무분말을 이용한 매트제조방법.
3. 제1항에 있어서, 접착제는 합성수지계인 것을 특징으로 하는 폐타이어 고무분말을 이용한 매트제조방법.