KR20040014141A

KR20040014141A - 나무의 나이테 무늬 또는 얼룩말 무늬를 갖는 발포체제조방법 및 그 용도

Info

Publication number: KR20040014141A
Application number: KR1020030004825A
Authority: KR
Inventors: 이양규
Original assignee: 이양규
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-02-14

Abstract

본 발명은 발포체를 제조하기 위한 방법 및 그 용도에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 기 계량하여 연속 투입한 EVA, PE, PVC, 고무 중 단독 또는 2종 이상의 혼합물, 가교제, 충진제, 프로세싱 오일, 안료 및 발포제를 가열 혼련하여 화합물을 제조하고 그 화합물을 1차 롤 미싱한 후, 다시 2차 롤 미싱하여 시트를 제조한 다음, 그 시트를 소정 길이의 단위체들로 커팅한 후, 색상이 다른 단위체들을 서로 적층시켜 되풀어지지 않게 김밥모양으로 말아 발포시키는 과정으로 발포체를 제조하는 것을 특징으로 한다. 이 과정으로 제조된 발포체는 물성이 뛰어나고 친미적인 나무의 나이테 무늬 또는 얼룩말 무늬가 연출되어 있어 건축용 내외장재, 장식재, 매트 또는 완구 등으로 폭넓게 사용된다.

Description

나무의 나이테 무늬 또는 얼룩말 무늬를 갖는 발포체 제조방법 및 그 용도{METHOD FOR MANUFACTURING FOAM WITH WOOD'S ANNUAL RING OR ZEBRA PATTERN , AND USE THEREOF}

본 발명은 발포체(foam)를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 충격 흡수성 등의 뛰어난 물성을 갖춤과 아울러 친미적인 나무의 나이테 무늬 또는 얼룩말 무늬가 연출되어 있어 건축용 내외장재, 장식재, 매트 또는 완구등으로 폭넓게 사용될 수 있는 발포체 제조방법 및 그 용도에 관한 것이다.

종래의 기술은 유아 또는 초등학교 진학전의 어린이들이 모여 생활하는 어린이 놀이방, 유치원 등을 예로 하여 설명한다. 최근에 맞벌이 부부의 증가는 초등학교 진학전의 어린이들을 위탁하는 시설 즉, 어린이 놀이방, 유치원 등(이하, "유치원 등"이라고 약칭한다)을 증가시키는 계기가 되었다. 그러나, 이 유치원 등에서는 대개 소수의 교사들이 다수의 어린이들을 돌봐야 했기에, 그 교사들이 모든 어린이들에게 주의 깊은 관심을 갖기가 어려웠고, 이 때문에 어린이들이 장난을 하다가 놀이기구를 타는 도중에 등에서 부주의로 바닥이나 벽에 넘어지거나 부딪쳐 다치는 사고가 빈번하였고 또한 예컨대, 블록완구등의 완구로 인한 사고가 빈번하였다.

또한, 통상 유치원 등은 상가나 아파트 등의 건물에 위치하고 있으며, 이 건물에서 유치원 등이 2층 이상의 고층에 위치하고 있을 경우, 그 아래층에는 어린이들이 발을 구르거나 뛰어다닐 때에 발생하는 소음이 그대로 전달되는 문제가 있었다. 이에 유치원 등에서는 바닥에 쿠션이 있는 매트를 깔아 이를 해소하려 했지만 큰 방음효과은 얻지 못하였다.

따라서, 본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 충격 흡수성 등의 뛰어난 물성을 갖춤과 아울러 친미적인 나무의 나이테 무늬 또는 얼룩말 무늬가 연출되어 있어 건축용 내외장재, 장식재, 매트 또는 완구등으로 폭넓게 사용되는 발포체 제조방법 및 그 용도를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발포체 제조방법을 나타낸 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 발포체 제조방법에 의해 제조된 일예의 발포체를 나타낸 사시도, 및

도 3은 본 발명에 따른 발포체 제조방법에 의해 제조된 일예의 발포체를 나타낸 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 시트3 : 단위체

5 : 발포체

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발포체 제조방법은 기 계량하여 연속 투입한 EVA, PE, PVC, 고무 중 단독 또는 2종 이상의 혼합물, 가교제, 충진제, 프로세싱 오일, 안료 및 발포제를 30∼150℃에서 10∼20분 동안 가열 혼련하여 화합물을 제조하는 단계; 화합물을 30∼130℃에서 10∼20분 동안 1차 롤 미싱하는 단계; 1차 롤 미싱된 화합물을 1차 롤 미싱과 동일 조건으로 2차 롤 미싱하고 0.5∼5mm 두께의 시트로 시팅하는 단계; 시트를 소정 길이의 단위체들로 커팅하는 단계; 색상이 다른 단위체들을 서로 적층시켜 되풀어지지 않게 김밥모양으로 마는 단계; 말린 단위체들을 120∼180℃에서 10∼60분 동안 열압축 발포시켜 발포체를 제조하는 단계; 및 발포체에 나무의 나이테 무늬 또는 얼룩말 무늬가 연출되도록 그 발포체를 절삭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 발포체 제조방법은 무늬가 연출된 발포체를 용도에 적합하게 가공하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 방법으로 제조된 발포체는 건축용 내외장재, 장식재, 매트, 완구, 장식품, 2차 열성형 모양체, 신발재 또는 각종 손잡이로 사용된다.

상기 목적 및 다른 특징은 첨부 도면을 참조한 아래의 설명으로 부터 명백할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 발포체 제조방법을 나타낸 공정도, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 발포체 제조방법에 의해 제조된 일예의 발포체를 각각 나타낸 사시도 및 평면도이다.

<단계 1 : 화합물을 제조하는 단계>

본 발명에 따른 발포체 제조방법은 먼저, 기 계량하여 연속 투입한 EVA, PE, PVC, 고무 중 단독 또는 2종 이상의 혼합물, 가교제, 충진제, 프로세싱 오일, 안료 및 발포제를 가열 혼련하여 화합물을 제조하는 것으로부터 시작된다. 이때, 가열온도는 30∼150℃이고 혼련은 이 온도에서 10∼20분 동안 이루어진다. 고무는 천연고무 및 합성고무 모두를 포함한다. 가교제로는 과산화물계, 유황, 가황촉진제, 가교조제 등들 중 어느 것을 사용해도 무방하다. 여기서, 가황촉진제로는 티아졸계, 티우람계(THIURAM), 티오카르바-메테계(THIOCARBA-MATE)등들 중 어느 것을 사용해도 무방하며, 가교조제로는 TMP(Trimethylopropane), TMA(Trimethacrylate)등들 중 어느 것을 사용해도 무방하다.

또한, 충진제로는 탄산칼슘, 규회석, 크레이졸등들 중 어느 것을 사용해도 무방하다. 또한, 프로세싱 오일로는 나프탈렌계, 방향족계등들 중 어느 것을 사용해도 무방하며, 이 프로세싱 오일 대신에 상기 화합물에 대해 가요성을 부여하는 무독성의 DOP(Diisononyl phthalate)등의 가소제가 사용되어도 무방하다. 또한, 프로세싱 오일 및 가소제는 동시 사용이 가능하며, 두 성분이 동시에 사용될 때의 각 투입량은 서로에 관련하여 차이가 있다. 즉, 프로세싱 오일이 비교적 많이 투입되면 상대적으로 가소제는 적게 투입된다는 것이다. 이의 반대일 경우도 해당된다. 발포제로는 AC(Azodicarbon amide), DPT(Dinitrosopentatetra amie), UREA계등들 중 어느 것을 사용해도 무방하다. 또한, 상기 화합물은 투입되는 안료의 색상에 따라 다양한 색상을 갖는다.

또한, 상기 화합물에는 상기 성분들 외에 필요에 따라 산화아연(ZnO), 스테아린산, 산화망간, 난연제등이 소량으로 더 첨가될 수 있다. 여기서, 난연제로는 무기계, 유기 실리콘계 화합물, 할로겐계, 보론계(Boron)등들 중 어느 것을 사용해도 무방하다.

상기 화합물은 그를 구성하는 상기 각 성분들의 성분비를 달리하여 다양하게 제조되어야 한다. 왜냐하면, 상기 화합물은 그로 인해 제조되는 발포체가 그 사용 용도에 맞게 물성을 충분히 발현할 수 있도록 하여야 하기 때문이다. 또한, 발포체관련 작업성은 상기 화합물이 지배한다. 따라서, 상기 화합물을 구성하는 각 성분들의 성분비를 별도로 기술함은 큰 의미가 없다. 상기 화합물을 구성하는 각 성분들의 성분비는 하기된 몇개의 실시예들로부터 알아보며, 이 실시예들은 단지 예시된 것이다.

<실시예 1>

반죽가능한 전기 가열로 관련 혼련기(kneather)에 EVA 36.0∼83.3중량%, 상기 충진제 관련 성분 중 어느 하나의 성분 10.0∼30.0중량%, 상기 가교제 관련 성분 중 어느 하나의 성분 0.5∼2.0중량%, 스테아린산 0.2∼2.0중량%, 안료 5.0∼10.0중량% 및 상기 발포제 관련 성분 중 어느 하나의 성분 1.0∼20.0중량%을 연속 투입하여 30℃의 온도에서 10분 동안 가열 혼련하여 화합물을 제조하였다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일하게 실시하되, EVA 대신에 PE를 사용하여 100℃ 의 온도에서 10분 동안 가열 혼련하여 화합물을 제조하였다.

<실시예 3>

실시예 1과 동일하게 실시하되, EVA 대신에 고무를 사용하여 150℃의 온도에서 20분 동안 가열 혼련하여 화합물을 제조하였다.

<실시예 4>

반죽가능한 전기 가열로 관련 혼련기에 고무 23.0∼81.7중량%, 상기 프로세싱 오일 관련 성분 중 어느 하나의 성분 1.0∼15.0중량%, DOP 1.0∼15.0중량%, 탄산칼슘 10.0∼15.0중량%, 유황 0.2∼1.0중량%, 상기 가황촉진제 관련 성분 중 어느 하나의 성분 1.0∼3.0중량%, 안료 1.0∼3.0중량%, 스테아린산 0.1∼1.0중량%, 산화아연 1.0∼4.0중량%, 산화망간 1.0∼4.0중량%, 상기 난연제 관련 성분 중 어느 하나의 성분 1.0∼8.0중량% 및 상기 발포제 관련 성분 중 어느 하나의 성분 1.0∼8.0중량%을 연속 투입하여 55℃의 온도에서 20분 동안 가열 혼련하여 화합물을 제조하였다.

<실시예 5>

실시예 4와 동일하게 실시하되, 고무와 PVC를 8:2로 혼합하여 그 혼합물을 고무 대신에 사용하여 화합물을 제조하였다.

<단계 2: 1차 롤 미싱하는 단계>

이와같이 하여 제조된 화합물은 서로 접동하는 한쌍의 롤들로 이송되어 더 양호하게 화합된 상태가 되도록 1차 롤 미싱(roll-mixing)된다. 이때에, 롤 미싱온도는 30∼130℃이고 롤 미싱시간은 이 온도에서 10∼20분안 이루어진다.

<단계 3: 2차 롤 미싱하며 시트로 시팅하는 단계>

1차 롤 미싱된 화합물은 접동하는 한쌍의 다른 롤들에 의해 더 양호하게 화합된 상태가 되도록 1차 롤 미싱과 동일 조건으로 2차 롤 미싱되고 또 다른 다수개의 롤들에 의해서 소정 폭의 시트(1)로 시팅된다. 시팅되는 시트(1)의 길이는 비교적 길며, 그 두께는 0.5∼5mm인 것이 바람직하다. 이러한 과정을 거쳐 마련된 시트(1)는 안료에 따라 그 색상이 다양하다.

<단계 4: 단위체로 커팅하는 단계>

시팅된 시트는 소정 길이의 단위체들(3)로 커팅된다. 단위체들(3)은 프레스 발포기에 수용되어 발포될 수 있는 길이로 커팅된다.

<단계 5: 마는 단계>

먼저, 색상이 다른 단위체들(3a,3b)을 준비한다. 상기된 바와 같이, 단위체들(3)은 안료에 따라 그 색상이 다양하다. 준비된 각 단위체들(3a,3b)을 서로 적층시킨다. 도면에 도시된 바와 같이, 적층된 단위체들(3a,3b)을 김밥모양으로 만다. 김밥모양으로 말린 단위체들(3a,3b)이 되풀어지지 않게 동일 재질의 끈으로 묶는다. 이 과정에서, 본 발명에 대한 나무의 나이테 무늬 또는 얼룩말 무늬가 발현된다. 이 무늬들은 단위체들(3)이 어떤 상이한 색상을 갖고 적층되느냐에 따라 달라질 수 있다. 도면에서는 서로 색상이 다른 2개의 단위체들(3a,3b)로 하여 김밥모양으로 말았지만, 필요에 따라 서로 색상이 다른 3개 이상의 단위체들(3)로 하여 김밥모양으로 말을 수 있다. 하지만, 단위체들(3)이 3겹 이상으로 적층될 경우 그것을 김밥모양으로 말기가 어렵기에, 가능하면 단위체들(3)은 2겹 내지 3겹으로 적층되어 김밥모양으로 말리는 것이 바람직하다.

<단계 6: 발포하는 단계>

김밥모양으로 말린 단위체들(3a,3b)은 프레스 발포기에서 열압축 발포되어 소정 형상의 발포체(foam)(5)로 형성된다. 발포온도는 120∼180℃이고, 발포시간은 10∼60분 동안인 것이 바람직하다. 또한, 김밥모양으로 말린 단위체들(3a,3b)은 필요에 따라 2번 이상 더 다른 프레스 발포기로 발포되어 발포체(5)를 형성할 수 있다.

<단계 7: 절삭하는 단계>

프레스 발포기에서 발포된 발포체(5)의 표면은 다소 거칠고 그 무늬 또한 매끄럽지 않다. 따라서, 발포된 발포체(5)는 본 발명이 원하는 무늬를 매끄럽게 발현하기 위해 다듬질(finishing)이 필요하다. 발포체(5)의 다듬질은 절삭을 통해서 이루어진다. 즉, 발포체(5)는 평면절삭 등으로 그 일부위가 절삭됨을 통해 나무의 나이테 무늬 또는 얼룩말 무늬를 매끄럽게 연출할 수 있다.

<단계 8: 가공하는 단계>

끝으로, 다듬질된 발포체(5)는 용도에 적합하게 가공된다. 발포체(5)는 그를 구성하는 성분들에 따라 가공되어 건축용 내외장재, 장식재, 매트, 완구, 장식품, 2차 열성형 모양체, 신발재 또는 각종 손잡이등의 용도로 사용된다. 예컨대, 난연제가 첨가된 발포체(5)는 건축용 내외장재로 사용된다. 또한, EVA 등의 수지가 다량 함유된 발포체(5)는 유치원 등의 매트로 사용된다. 매트로 가공된 발포체(5)는 친미적인 무늬로 인해 시각적 효과와 아울러 탄성 등의 뛰어난 물성으로 인해 특히, 유치원 등의 바닥이나 벽에 설치되어 어린들의 상해를 방지하고 충격 및 소음을 효과적으로 흡수하는 효과가 있다. 도 2 및 도 3은 건축용 내외장재 또는 매트로 사용되게 가공된 일예의 발포체를 나타낸 것이다.

또한, EVA 등의 수지가 다량 함유된 발포체(5)는 예컨대, 블록완구와 같은 완구로 가공되어 블록쌓기 등을 통해 발생될 수 있는 어린들의 상해를 방지할 수 있다. 발포체(5)가 완구로 가공될 수 있는 것은 기존의 발포체와의 비교에서 무게가 더 가벼웠기 때문이며, 또한 소프트한 면에서도 더 우수했기 때문이다. 또한, 이 이유로 발포체(5)는 신발재 및 각종 손잡이들로도 가공될 수 있다.

또한, 친미적인 무늬로 인해 발포체(5)는 충분히 장식재, 장식품, 2차 열성형 모양체등으로 가공되어 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 충격 흡수성 등의 물성이 뛰어나고 친미적인 나무의 나이테 무늬 또는 얼룩말 무늬가 연출되어 있어 건축용 내외장재, 장식재, 매트 또는 완구 등으로 폭넓게 사용되는 발포체를 제조한다.

Claims

기 계량하여 연속 투입한 EVA, PE, PVC, 고무 중 단독 또는 2종 이상의 혼합물, 가교제, 충진제, 프로세싱 오일, 안료 및 발포제를 30∼150℃에서 10∼20분 동안 가열 혼련하여 화합물을 제조하는 단계;

화합물을 30∼130℃에서 10∼20분 동안 1차 롤 미싱하는 단계;

1차 롤 미싱된 화합물을 1차 롤 미싱과 동일 조건으로 2차 롤 미싱하고 0.5∼5mm 두께의 시트로 시팅하는 단계;

시트를 소정 길이의 단위체들로 커팅하는 단계;

색상이 다른 단위체들을 서로 적층시켜 되풀어지지 않게 김밥모양으로 마는 단계;

말린 단위체들을 120∼180℃에서 10∼60분 동안 열압축 발포시켜 발포체를 제조하는 단계; 및

발포체에 나무의 나이테 무늬 또는 얼룩말 무늬가 연출되도록 그 발포체를 절삭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 무늬가 연출된 발포체를 용도에 적합하게 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 제조방법.
제1 항에 기재된 방법으로 제조된 발포체는 건축용 내외장재, 장식재, 매트,완구, 장식품, 2차 열성형 모양체, 신발재 또는 각종 손잡이로 사용되는 것을 특징으로 하는 발포체의 용도.