KR200421536Y1

KR200421536Y1 - 어린이 놀이터용 폐 고무 바닥재 매트

Info

Publication number: KR200421536Y1
Application number: KR2020060011674U
Authority: KR
Inventors: 석종민; 나성택; 전봉식
Original assignee: 주식회사 폴리원; 주식회사 케이씨앤지
Priority date: 2006-05-01
Filing date: 2006-05-01
Publication date: 2006-07-12

Abstract

본 고안은 폐 타이어를 비롯한 각종 폐 고무를 고온 전단 분쇄 기술로 표면 활성 미세 분말화 공정을 통하여 얻어진 표면 활성 폐 고무 분말을 기존 신재 고무에 첨가 후 각종 첨가제를 배합하여 얻어진 원료 고무를 활용하여 만든 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트에 관한 것으로, 다양한 색상을 지닌 에틸렌-프로필렌 고무(이하 EPDM ; Ethylene-Propylene Diene Monomer)로 이루어진 상부 외표면; 고온 전단 분쇄 기술로 제조된 표면 활성 폐 고무 미세 분말을 함유하는 천연고무(NR)로 이루어진 중간 탄성층; 그리고, 고온 전단 분쇄 기술로 제조된 표면활성 폐 고무 미세 분말을 함유하는 천연고무(NR)로 이루어지고 두께가 4 ~ 10 mm인 벌집 형태(Honeycomb)의 탄성 리브(Rib)층을 포함하여 구성된 것이다.

놀이터용 고무 바닥재 매트, 두부상해방지(HIC수치), 표면활성화 폐 고무분말, 벌집형태 탄성 리브, 투수공

Description

어린이 놀이터용 폐 고무 바닥재 매트{Reclaimed rubber mat for children playground}

도 1은 본 고안에 따른 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트의 구조 단면도

도 2는 본 고안에 따른 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트의 배면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 상부 외표면 2 : 중간 탄성층

3 : 탄성 리브층 4 : 투수공

5 : 투수용 홈

본 고안은 폐 타이어를 비롯한 각종 폐 고무를 고온 전단 분쇄 기술로 표면 활성 미세 분말화 공정을 통하여 얻어진 표면 활성 폐 고무 분말을 기존 신재 고무에 첨가 후 각종 첨가제를 배합하여 얻어진 원료 고무를 활용하여 만든 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트에 관한 것이다.

[등록실용 20-0361746]호와 같이 흑색 폐 고무 칩을 유색 고무 원료 내에 첨가 배합한 유색 고무 매트의 제공을 목적으로 하는 종래 기술이 있지만, 원료고무 가 폐 고무 칩을 감싸고 있는 형태로써 폐 고무 칩이 원료 고무의 역할이 아닌 단순 탄성 증량제(Filler)의 개념으로 활용된 형태이다.

이에 속하는 기술분야로 가장 대표적인 것이 기존의 10 메쉬(mesh) 전후 크기의 폐 고무 칩을 우레탄계 등의 접착제와 혼합하여 열 압축 성형하여 고무블록 등의 탄성바닥재를 제공하는 것이다. 이와 같은 고무 블록은 우레탄계 접착제가 10 메쉬(mesh) 이상 크기의 폐 고무칩을 결합시키는 형태이므로 블록 제품의 내구성은 전적으로 접착제의 성능에 의존하는 개념이며 하부층에 적용되는 4 메쉬 이상의 비교적 크기가 큰 고무 칩의 경우 서로간의 접촉 면적이 매우 작기 때문에 복잡한 형상의 하부구조를 구현하기가 불가능하다. 따라서 대부분의 폐 고무칩을 활용한 고무블록은 내부 공동이 없이 폐 고무 칩으로 가득 채워진 형태로 제조되기 때문에 탄성 바닥재로서 탄성 및 투수성을 부여하는데 한계가 있으며 이를 개선할 목적으로 폐 고무 칩의 투입량을 줄여 폐 고무 칩 입자간의 공극을 확대할 경우 접착력이 저하되어 고무 블록 자체의 내구성이 감소되는 한계가 있다.

그 밖에 가공성을 부여한 것으로 폐 타이어나 폐 고무 제품을 절단 절삭하여 얻어진 폐 고무 칩에 고무 원료를 가소화 및 연화시킨 것을 코팅시킨 고무 칩을 일정 형태로 성형하여 실내 바닥 또는 보도용 매트 또는 블록으로 이용하는 경우와 유색으로 코팅시킨 폐 고무 칩을 접착제와 함께 보도나 골프장 통로 등에 현장에서 직접 타설하여 표면 고름, 로울러 다짐으로 전체를 일체로 매트화시킨 것이 있다.

이와 같은 칩을 이용한 매트 및 블록이나 보도 위의 도포층 매트는 원하는 색상을 얻을 수 있고 특이하게 보이나 좁쌀 또는 쌀알과 같은 단위칩의 집적으로 성형되기 때문에 칩 입자들이 매트 또는 코팅층으로부터 탈리되기 쉽고 특히 약한 접착부에서는 외부로부터 강한 충격을 받게 되면 칩 부스러기가 떨어져 나가거나 파열되게 되므로 충격강도, 인장강도 등이 약하여 내구성이 좋지 않고 시공 작업 시 폐 고무 칩의 가소화 및 연화시킨 유색의 새 고무 원료를 코팅하는 방법이 까다롭고 현장에서 직접 타설하는 경우는 많은 시간과 경비가 소요되는 문제점을 가지고 있다.

본 고안은 기존의 분쇄 기술로는 미세 입도의 제조에 한계를 보이는 탄성 고무재료 중 폐기물로 발생하는 폐 타이어 및 성형 고무 폐기물을 고온 전단 분쇄 기술에 의하여 400㎛ 이하의 입도로 미세하게 분쇄하여 표면 활성 폐 고무 분말을 만들고, 상기 표면 활성 폐 고무 분만을 신재 원료 고무에 첨가, 배합하여 일반 고무 제품과 동등 수준의 성형성 확보를 통한 자유로운 형태의 지지구조를 지닌 어린이 놀이터용 바닥재로써 안전상 가장 중요한 기준인 두부상해기준(HIC : Head Injury Criteria) 면에서 높은 수치를 지닌 어린이 놀이터용 탄성 고무매트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트는, 다양한 색상을 지닌 에틸렌-프로필렌 고무(이하 EPDM ; Ethylene-Propylene Diene Monomer)로 이루어진 상부 외표면; 고온 전단 분쇄 기술로 제조된 표면 활성 폐 고무 미세 분말을 함유하는 천연고무(NR)로 이루어진 중간 탄성층; 그리고, 고온 전단 분쇄 기술로 제조된 표면활성 폐 고무 미세 분말을 함유하는 천연고무(NR)로 이루어지고 두께가 4 ~ 10 mm인 벌집 형태(Honeycomb)의 탄성 리브(Rib)층을 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.

상기와 같은 특징을 갖은 본 고안에 따른 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안인에 의해 기 등록된 [특허 제 0530609]에서, 기존의 분쇄 기술로는 미세 입도의 제조에 한계를 보이는 탄성 고무 재료 중 폐기물로 발생하는 폐 타이어 및 성형 고무 폐기물을 고온 전단 분쇄 기술에 의하여 400 ㎛ 이하의 입도로 미세하게 분쇄하여 표면 활성 폐 고무 분말을 제조하는 방법을 제시한 바 있다.

따라서, 본 고안은, 상기 표면 활성 폐 고무 분만을 신재 원료 고무에 첨가 및 배합하여 일반 고무 제품과 동등 수준의 성형성을 확보함으로써, 바닥면에 벌집 구조 형태의 공동을 가지게 되며 그를 형성하는 얇은 리브(Rib)로 바닥면에 지지함으로써 어린이 놀이터 바닥에 설치할 경우 현재 규격상의 두부상해기준(HIC)의 한계하강높이가 2 m 이상인 어린이 안전에 크게 기여하도록 한 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 폐 고무 바닥재 매트의 구조 단면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 폐 고무 바닥재 매트의 배면도이다.

본 고안에 따른 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트는, 도 1에 도시한 바와 같이, 다양한 색상을 지닌 에틸렌-프로필렌 고무(이하 EPDM ; Ethylene-Propylene Diene Monomer)로 이루어진 상부 외표면(1)과, 고온 전단 분쇄 기술로 제조된 표면 활성 폐 고무 미세 분말을 함유하는 천연고무(NR)로 이루어진 중간 탄성층(2)과, 고온 전단 분쇄 기술로 제조된 표면 활성 폐 고무 미세 분말을 함유하는 천연고무(NR)로 이루어진 벌집 형태 (Honeycomb)의 탄성 리브(Rib)층(3)을 구비하여 구성된다.

여기서, 상부 외표면(1)은 과산화물 가류로 성형되는 적색 EPDM고무를 사용하는 것이 바람직하고 특정치 이상의 마찰력을 제공하기 위하여 표면에 엠보싱 처리를 한다.

상기 중간 탄성층(2)과 탄성 리브층(3)는 동일한 구성으로 일체로 형성된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 벌집 형태의 탄성 리브층(3)는 사용 시에 적은 면적에 지속적으로 가해지는 고하중에 대한 벌집 형태 특유의 구조적 안정성을 유지하도록 고안되었으며, 기존 폐 고무칩을 우레탄계 등의 바인더로 접착 성형할 경우 기대할 수 없었던 자유로운 형상의 설계가 가능해짐으로써 고무 블록 내부의 공동화를 가능하게 하여 재료 투입량을 절감할 뿐 아니라 상부 외표면(1)부터 중간 탄성층(2)을 관통하는 투수공(4)은 강우 시 빗물을 탄성 리브 사이의 공동으로 유도하여 신속한 빗물의 투수를 가능하게 하며 상기 탄성 리브(3) 하부에 마련된 투수 홈은 구배에 따른 신속한 빗물의 흐름을 가능하게 한다.

또한, 상기 중간 탄성층(2)과 탄성 리브(3)층은 흑색 천연 고무를 기본으로 하는 성형 고무로서 그 배합은 다음과 같다.

즉, 천연고무 80~100 PHR 중량부, 고온 전단 분쇄 기술로 제조된 표면 활성 폐 고무 분말 200 ~ 400 PHR 중량부, 보강제로 FEF(Fast Extrusion Furnace) 등급의 carbon black 20 ~ 50 PHR 중량부, 경질 탄산칼슘 50 ~ 150 PHR 중량부, 중질 탄산칼슘 100 ~ 250 PHR 중량부, 연화제로써 파라핀계 배합유(Paraffinic processing oil) P-3 20 ~ 50 PHR 중량부, 무기계 가황 촉진제로써 활성화 아연화 2 ~ 10 PHR 중량부, 유기계 가황 촉진제로써 스테아르산 1 ~ 5 PHR 중량부, Dibenzothazyl Disulfide(MBTS) 1 ~ 5 PHR 중량부, 2-Mercapto Benzothiazole(MBT) 1 ~ 5 PHR 중량부, N-cyclohexy l-2-benzothiazoyl Sulfenamide(CBS) 1 ~ 5 PHR 중량부, 가황제로써 황(Su lfur) 1 ~ 10 PHR 중량부의 구성을 가지는 조성물이다.

그리고, 상기 상부 외표면(1)을 구성하는 적색 EPDM 고무 배합물과 탄성 중간층(2) 및 탄성 리브(3)를 포함하는 하부층을 구성하는 표면 활성 폐 고무 분말을 함유하는 천연고무 배합물을 금형몰드에 각각 투입하고 약 150 ~ 200 ℃의 온도로 약 10분간 열프레스로 가압 성형하여 본 고안에 따른 폐 고무 바닥재 매트를 제조한다.

상기 복층 구조의 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트는 50T의 두께를 기준으로 할 경우, 상부 외표면(1)의 EPDM 고무 탄성층은 2 mm 두께로 일정하게 하고, 상기 탄성 중간층(2) 및 탄성 리브(3)를 포함하는 하부층의 흑색 천연 고무층은 총 두께 48mm 중 하부로부터 40mm는 육각 벌집 구조 (honeycomb) 형태의 공동화된 리브(rib) 구조로서 재료 사용량의 절감과 충격 흡수에 의한 탄성력 향상 효과를 발휘하는 것을 특징으로 한다.

상기 벌집구조 형태의 리브의 크기는 다양하게 설계될 수 있으며 본 고안의 경우, 리브의 두께를 4 ~ 10 mm, 육각벌집의 한 변의 길이를 10 ~ 50 mm, 상부 투수공의 크기는 1 ~ 7 mm로 형성할 수 있다.

하부의 벌집구조 형태의 리브는 honeycomb 형태 특유의 구조적 안정성으로 매트 자체에 가해지는 하중을 효과적으로 분산시켜줌과 동시에 형태 첨부된 그림에서 보듯이 리브의 일부에 깊이 1 ~ 5 mm의 투수용 홈(5)을 내어 상부로부터 투수공을 통하여 벌집구조 내부의 공동으로 흘러내린 빗물이 공동 내부에 머무르지 않고 지형의 구배에 따라 신속히 흘러나갈 수 있도록 고안되어 강우 후에도 즉시 놀이 활동을 재개할 수 있도록 쾌적한 어린이 놀이터을 제공할 수 있도록 하였다.

이상에서 본 고안은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트는 산업 폐기물로서 그 처리에 곤란함을 겪고 있는 고무 폐기물을 고온 전단 분쇄 기술이란 특수한 기술로 분말화하여 원료화를 이룩함으로써 일반 고무제품과 같은 성형물의 제조가 가능함으로써 기존의 폐 고무칩을 접착성형한 제품과는 비교할 수 없을 정도의 견고한 내구성과 수명을 그 특징으로 하며 자유로운 형상을 구현할 수 있다는 장점과 함께 견고한 벌집구조의 리브구조에 의한 바닥재매트의 내부 공동화를 통하여 두부상해기준(HIC)에서 2 m 이상의 한계하강높이를 가지는 제품으로서 안락한 보행 및 아동들에게 안전한 놀이환경을 제공하며 강우 후에도 신속한 투수성과 배수성으로 신속한 활동의 재개가 가능하도록 한 환경친화적이며 경제적인 제품의 제공이 가능하게 된 것이다.

Claims

다양한 색상을 지닌 에틸렌-프로필렌 고무(이하 EPDM ; Ethylene-Propylene Diene Monomer)로 이루어진 상부 외표면;

고온 전단 분쇄 기술로 제조된 표면 활성 폐 고무 미세 분말을 함유하는 천연고무(NR)로 이루어진 중간 탄성층; 그리고,

고온 전단 분쇄 기술로 제조된 표면활성 폐 고무 미세 분말을 함유하는 천연고무(NR)로 이루어고 두께가 4 ~ 10 mm인 벌집 형태(Honeycomb)의 탄성 리브(Rib)층을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트.
제 1 항에 있어서,

상부 외표면은 과산화물 가류로 성형되는 적색 EPDM고무를 사용하고 특정치 이상의 마찰력을 제공하기 위하여 표면에 엠보싱 처리됨을 특징으로 하는 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트.
제 1 항에 있어서,

상기 중간 탄성층과 탄성 리브는 동일한 구성을 갖고 일체로 형성됨을 특징으로 하는 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트.
제 1 항에 있어서,

상기 상부 외표면부터 중간 탄성층을 관통하도록 형성되는 투수공을 더 포함함을 특징으로 하는 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트.
제 4 항에 있어서,

상기 투수공은 1 ~ 7 mm의 크기로 형성됨을 특징으로 하는 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트.
제 1 항에 있어서,

상기 중간 탄성층 및 탄성 리브는, 천연고무 80~100 PHR 중량부, 고온 전단 분쇄 기술로 제조된 표면 활성 폐 고무 분말 200 ~ 400 PHR 중량부, 보강제로 FEF(Fast Extrusion Furnace) 등급의 carbon black 20 ~ 50 PHR 중량부, 경질 탄산칼슘 50 ~ 150 PHR 중량부, 중질 탄산칼슘 100 ~ 250 PHR 중량부, 연화제로써 파라핀계 배합유(Paraffinic processing oil) P-3 20 ~ 50 PHR 중량부, 무기계 가황 촉진제로써 활성화 아연화 2 ~ 10 PHR 중량부, 유기계 가황 촉진제로써 스테아르산 1 ~ 5 PHR 중량부, Dibenzothazyl Disulfide(MBTS) 1 ~ 5 PHR 중량부, 2-Mercapto Benzothiazole(MBT) 1 ~ 5 PHR 중량부, N-cyclohexy l-2-benzothiazoyl Sulfenamide(CBS) 1 ~ 5 PHR 중량부, 가황제로써 황(Su lfur) 1 ~ 10 PHR 중량부의 구성을 가지는 조성물임을 특징으로 하는 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트.
제 1 항에 있어서,

상기 탄성 리브층은 한 변의 길이가 10 ~ 50 mm인 육각형태의 벌집 구조를 갖음을 특징으로 하는 어린이 놀이터용 고무 바닥재 매트.