KR20130011060A

KR20130011060A - 다공성 탄성매트의 제조방법

Info

Publication number: KR20130011060A
Application number: KR1020110071942A
Authority: KR
Inventors: 소병춘
Original assignee: 소병춘
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2013-01-30
Also published as: KR101265687B1

Abstract

본 발명은 다공성 탄성매트의 제조방법에 관한 것으로, 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중의 어느 1종 또는 이들을 혼합하여서 된 겉보기 밀도 0.002 ~ 0.500g/㎤의 발포체를 3 ~ 100mm의 크기로 분쇄하는 제1단계; 상기 분쇄된 발포체를 120 ~ 150℃의 온도로 열프레스에서 가압 성형하거나 150 ~ 200℃의 열풍 또는 히터가 장착된 성형롤러로 다공성 시트를 성형하는 제2단계; 상기 다공성 시트의 상부 표면에 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트 중의 어느 1종으로 구성되는 탄성 합성수지시트를 접합하는 제3단계를 포함하여 성형됨을 특징으로 하고 있다. 상기 제3단계 중의 탄성 합성수지시트는 다공성 시트의 상부 표면에 프레스 금형으로 가압하여 접합하거나 접착제를 도포하여 접합하게 된다.
그리고 본 발명의 다공성 탄성매트의 제조방법은, 상기 다공성 시트의 상부 표면에 탄성 합성수지시트를 접합하는 제3단계 대신에, 우레탄고무, EDPM, EVA 중 어느 1종 이상으로 구성되는 칩(chip) 90 ~ 95중량%와 우레탄수지 접착제 5 ~ 10중량%를 혼합하여 탄성 합성수지 칩조성물을 제조한 다음, 상기 다공성 시트의 상부 표면에 적층시켜 프레스 금형으로 100 ~ 120℃에서 10~15분 동안 가압하여 접합하거나 현장에서 직접 포설하여 접합하는 제3단계를 포함하여 성형되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다공성 탄성매트의 제조방법은, 특정 입도분포로 형성된 발포 폴리에틸렌(PE) 또는 발포 폴리프로필렌(PP), 그리고 상기 2종의 재료를 혼합하여 유기용제를 사용하지 않고 순수한 열에 의해 성형된 다공성 시트를 기재로 사용하기 때문에, 통기성이 우수하여 수분이 토양으로 배출되는 양수성과 습기에 대한 증발성이 양호하며, 복사열에 대한 단열성능과 내충격성이 우수할 뿐만 아니라, 환경 친화적이고 제조비용이 저렴하다.
또한, 본 발명의 제조방법으로 제조된 다공성 탄성매트는, 기재로 사용되는 다공성 시트 상부에 보강재로 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트 또는 탄성 합성수지 칩조성물을 접합시켜 성형함으로써 하이힐이나 지팡이, 날카로운 쇠붙이로부터 매트가 손상되지 않고 충격에 대한 흡수가 양호하고, 우천시에도 토양으로부터 피부나 의류가 오염되지 않으며, 또한 장기간 사용으로 인한 다공성 시트의 변형이 거의 발생하지 않아 매트의 내구성이 양호함은 물론, 상기 보강재에 각종 문양, 무늬, 장식 등을 형성하기 용이한 장점이 있다.

Description

다공성 탄성매트의 제조방법{MANUFACTURING PROCESS OF A POROUS ELASTIC MAT}

본 발명은 다공성 탄성매트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴레에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중의 어느 1종 또는 2종의 재료를 혼합 발포하여서 된 발포체를 특정 크기로 분쇄하여 성형된 다공성 시트의 상부 표면에 탄성 합성수지시트를 접합하여 성형시킴으로써, 충분한 탄성과 충격에 대한 흡수력은 물론, 특히 하이힐이나 지팡이, 날카로운 쇠붙이로부터 매트가 손상되지 않고 내구성이 양호하여 이를 어린이 놀이터, 운동장이나 공원의 트랙 및 필드, 보행자 및 자전거 전용도로, 유치원 실내 등 각종 옥내외용 바닥재에 적용할 수 있는 환경 친화적인 다공성 탄성매트의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 어린이 놀이터, 운동장이나 공원의 트랙 및 필드, 보행자 및 자전거 전용도로, 유치원 실내 등 옥내외용 바닥재에는 중력에 의한 충격을 최소화하면서 일정한 반발력을 이용하여 운동효과가 충분히 발휘되도록 함과 동시에, 인체의 관절에 무리가 가지 않도록 하기 위한 탄성매트로 포장되는 추세에 있다.

전술한 바와 같은 탄성매트는 주로 폴리우레탄, 에폭시, 재생우레탄, EPDM (Ethylene-propylene-diene ter-monomer), PVC, 폐타이어, 폐고무 등의 분쇄물을 경화제 또는 접착제와 함께 일정한 비율로 교반한 상태에서 이를 필요한 장소에 도포 후 양생시키거나 교반된 분쇄물을 소정 크기의 패널 형태로 압출 성형하여 현장에서 직접 부착하는 방법 등에 의해 포장되고 있다.

그러나 폐고무 시트를 바닥에 깔거나 폐고무 분쇄물의 탄성매트 등을 사용하는 경우, 폐고무 내에 함유된 다량의 중금속이 용출될 뿐만 아니라 분진으로 비산하게 되고, 특히 하절기에는 고무 냄새 등이 심하게 유발되어 극히 비위생적인 면이 있으며, 또한 혼합된 분쇄물을 현장에서 직접 도포한 후 양생시키는 경우에는 이음매 없이 연속하여 포장할 수 있는 장점이 있는 반면에, 균일한 두께로 포장하기 어려운 단점이 있어 포장된 탄성매트의 충격흡수력이나 반발력이 균일하지 못한 문제가 발생한다.

또한, 도로 및 공원에 탄성 포장재를 시공하기 위해서 우레탄수지와 고무칩을 믹싱하여 가열 로울러나 흙손을 이용하여 다지는 방법을 많이 사용하고 있으나, 상기와 같은 시공방법은 작업 시간이 길고 작업조건이 까다로우며, 가공 작업시에 프라이머(primer)나 희석제와 같은 인체에 유해한 성분을 사용하는 단점이 있다.

그리고 통상적으로 우레탄수지만을 결합재로 사용하기 때문에 탄성은 우수하지만 수평, 수직의 인장응력에 대한 취약성을 나타내고 있으며, 이러한 문제점을 극복하기 위해서 일부에서는 수지에 고무칩을 섞어 탄성매트를 제작하여 사용하거나 폐타이어 고무칩과 폐에폭시 분말을 혼합하여 내구성 및 탄력성이 개선된 탄성매트를 제조하는 방법이 있으나, 이러한 탄성매트는 도막의 강도가 충분히 못한다는 단점을 가지고 있고, 이를 보강하기 위하여 매트의 하부에 부직포나 섬유 보강재를 부착하여 사용하기도 하지만 하부에 사용되는 부직포나 섬유 보강재는 매트 자체에 가해지는 인장응력에 대한 보강효과는 없으며, 그러한 섬유재료의 사용은 기재와의 접착력 증강효과만 나타내고 있는 실정이다.

뿐만 아니라, 소정 크기의 패널 형태로 대량 생산된 탄성매트를 현장에서 직접 부착하는 경우에는 작업이 간편한 장점이 있는 반면에, 충격흡수력이나 반발력이 취약할 뿐만 아니라, 내구성이 취약하여 외부 온도나 습도, 압력 등에 의한 변형이 쉽게 일어나는 문제가 발생하며, 또한 종래의 기술에 따른 소정 크기의 패널 형태로 대량 생산된 탄성매트의 경우에는 자외선에 약하기 때문에 내구성이 저하되는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 출원인은 특허 출원번호 제10-2009-0082640호(출원일자 2009. 09. 02)로서 발포올레핀을 이용한 탄성바닥재 및 그 시공방법을 개발하여 사용하고 있으며, 또한 특허 제10-0596192호(등록일자 2006. 06. 26)에서는 발포 폴리에틸렌(PE) 및 발포 폴리프로필렌(PP), 또는 이들 두 재료를 혼합하여 제조된 발포체를 이용하여 제조한 건축용 다공성 시트를 제조하는 방법에 의해 강도가 종래 시트에 비해 매우 뛰어나고 소음방지 및 차음, 단열, 제진효과 등도 매우 뛰어나며, 더불어 제조가 매우 간단하게 이루어지게 한 건축용 다공성 시트를 개발하여 건축 및 토목현장에서 현재까지 유용하게 실시하고 있다.

본 발명은 본 출원인에 의해 개발된 상기 특허의 기술적 특징을 이용한 것으로, 다공성 시트의 상부 표면에 보강재로서 탄성 합성수지시트를 접합시킨 다공성 탄성매트를 제조하여 어린이 놀이터, 운동장이나 공원의 트랙 및 필드, 보행자 및 자전거 전용도로, 유치원 실내 등 옥내외용 바닥재로 사용함으로써 충분한 탄성과 충격흡수력을 가지며, 특히 하이힐이나 지팡이, 날카로운 쇠붙이로부터 매트가 손상되지 않고 내구성이 양호한 다공성 탄성매트를 얻을 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성한 것이다.

본 발명의 목적은, 특정 입도분포로 형성된 발포 폴리에틸렌(PE), 발포 폴리프로필렌(PP), 또는 상기 2종의 재료를 혼합하여 유기용제를 사용하지 않고 순수한 열에 의해 성형된 다공성 시트를 기재로 사용하는 관계로, 통기성이 우수하여 수분이 토양으로 배출되는 양수성과 수분에 대한 증발성이 양호하며, 복사열에 대한 단열성능과 내충격성이 우수할 뿐만 아니라, 환경 친화적이고 제조비용이 저렴한 다공성 탄성매트의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 기재로 사용되는 다공성 시트의 상부 표면에 보강재로 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트 또는 탄성 합성수지 칩조성물을 접합 성형시킴으로써 하이힐이나 지팡이, 날카로운 쇠붙이로부터 매트가 손상되지 않고 내충격성이 우수하며, 또한 장기간 사용하더라도 다공성 시트의 변형이 거의 발생하지 않아 내구성이 매우 양호함은 물론, 상기 보강재에 각종 문양, 무늬, 장식 등을 형성하기 용이한 다공성 탄성매트의 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다공성 탄성매트의 제조방법은, 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중의 어느 1종 또는 이들을 혼합하여서 된 겉보기 밀도 0.002 ~ 0.500g/㎤의 발포체를 3 ~ 100mm의 크기로 분쇄하는 제1단계; 상기 분쇄된 발포체를 120 ~ 150℃의 온도로 열프레스에서 가압 성형하거나 150 ~ 200℃의 열풍 또는 히터가 장착된 성형롤러로 다공성 시트를 성형하는 제2단계; 상기 다공성 시트의 상부 표면에 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트 중의 어느 1종으로 구성되는 탄성 합성수지시트를 접합하는 제3단계를 포함하여 성형됨을 특징으로 하고 있다. 상기 제3단계 중의 탄성 합성수지시트는 다공성 시트의 상부 표면에 프레스 금형으로 가압하여 접합하거나 접착제를 도포하여 접합하게 된다.

또한, 본 발명의 다공성 탄성매트의 제조방법은, 상기 다공성 시트의 상부 표면에 탄성 합성수지시트를 접합하는 제3단계 대신에, 우레탄고무, EDPM, EVA 중 어느 1종 이상으로 구성되는 칩(chip) 90 ~ 95중량%와 우레탄수지 접착제 5 ~ 10중량%를 혼합하여 탄성 합성수지 칩조성물을 제조한 다음, 상기 다공성 시트의 상부 표면에 적층시켜 프레스 금형으로 100 ~ 120℃에서 10~15분 동안 가압하여 접합하거나 현장에서 직접 포설하여 접합하는 제3단계를 포함하여 성형되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다공성 탄성매트의 제조방법은, 특정 입도분포로 형성된 발포 폴리에틸렌(PE) 또는 발포 폴리프로필렌(PP), 그리고 상기 2종의 재료를 혼합하여 유기용제를 사용하지 않고 순수한 열에 의해 성형된 다공성 시트를 기재로 사용하기 때문에, 통기성이 우수하여 수분이 토양으로 배출되는 양수성과 습기에 대한 증발성이 양호하며, 복사열에 대한 단열성능과 내충격성이 우수할 뿐만 아니라, 환경 친화적이고 제조비용이 저렴하다.

본 발명의 제조방법으로 제조된 다공성 탄성매트는, 기재로 사용되는 다공성 시트 상부에 보강재로 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트 또는 탄성 합성수지 칩조성물을 접합시켜 성형함으로써 하이힐이나 지팡이, 날카로운 쇠붙이로부터 매트가 손상되지 않고 충격에 대한 흡수가 양호하고, 우천시에도 토양으로부터 피부나 의류가 오염되지 않으며, 또한 장기간 사용으로 인한 다공성 시트의 변형이 거의 발생하지 않아 매트의 내구성이 양호함은 물론, 상기 보강재에 각종 문양, 무늬, 장식 등을 형성하기 용이한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 고다공성 탄성매트의 제1의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 의한 고다공성 탄성매트의 제2의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.

본 발명의 다공성 탄성매트의 제조방법은, 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중의 어느 1종 또는 이들을 혼합하여서 된 겉보기 밀도 0.002 ~ 0.500g/㎤의 발포체를 3 ~ 100mm 크기로 분쇄하는 제1단계; 상기 분쇄된 발포체를 120 ~ 150℃의 온도로 열프레스에서 가압 성형하거나 150 ~ 200℃의 열풍 또는 히터가 장착된 성형롤러로 다공성 시트를 성형하는 제2단계; 상기 다공성 시트의 상부 표면에 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트 중의 어느 1종으로 구성되는 탄성 합성수지시트를 접합하는 제3단계; 또는 우레탄고무, EDPM, EVA 중 어느 1종 이상으로 구성되는 칩(chip) 90 ~ 95중량%와 우레탄수지 접착제 5 ~ 10중량%를 혼합하여 탄성 합성수지 칩조성물을 제조한 다음, 상기 다공성 시트의 상부 표면에 적층시켜 접합하는 제3단계를 차례로 포함하여 성형된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 의한 다공성 탄성매트의 제조방법에 대하여 설명하기로 하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 예시하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 다공성 탄성매트의 제조방법은 제1단계 내지 제3단계를 포함하여 이루어진다.

제1단계 공정은, 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중의 어느 1종 또는 이들을 혼합하여서 된 겉보기 밀도 0.002 ~ 0.500g/㎤의 발포체를 3 ~ 100mm 크기로 분쇄하는 것으로, 상기 발포체는 가교 및 무가교 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 상기 두 재료를 혼합 발포하여서 된 통상의 발포체로서, 겉보기 밀도가 0.002 ~ 0.500g/㎤인 재료를 3 ~ 100mm 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 장기간 사용에 의하더라도 다공성 시트로 된 바닥재의 탄성이 줄어들지 않고 원래의 형태를 오랫동안 유지할 수 있음과 동시에 기후변화에 따라 그 외형이 수축되거나 팽창되는 정도가 적다.

여기에서, 상기 발포체는 입도가 3mm 미만의 미분말을 사용하지 않기 때문에 통기성이 우수하여 수분이 토양으로 배출되는 양수성과 습기에 대한 증발성이 양호하고, 이는 투수 공극을 통해 수분이 증발하여 기화열을 빼앗아 매트 표면의 온도를 저하시켜 열섬현상을 완화시키게 되며, 또한 단열성능이 우수하여 지열에 의한 복사열을 발생시키지 않으므로 사용감과 내구성이 매우 우수하게 된다. 아울러 상기 발포체는 입도가 100mm를 초과하는 굵은 발포체 입자를 사용하지 않기 때문에 다공성 시트의 경도와 휨강도, 인장강도 등의 성질이 탄성매트 전체 면적에 걸쳐 균일하게 유지하게 된다.

그리고 상기 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)으로 된 발포체 입자는 겉보기 밀도가 본 발명에서 제시하고 있는 범위를 벗어나지 않는다면 폐자재를 일부 또는 전부 사용하여도 무방하다.

제2단계 공정은, 상기 분쇄된 발포체를 120 ~ 150℃의 온도로 열프레스에서 가압 성형하거나 150 ~ 200℃의 열풍 또는 히터가 장착된 성형롤러로 성형하여 다공성 시트를 형성하는 것으로, 이때, 시트의 난연성 또는 내화도를 부여하기 위해 상기 발포체 입자에 수산화마그네슘, 규산나트륨 등의 난연제를 발포체 총중량을 기준으로 5 ~ 15% 첨가한 다음, 열프레스 또는 성형롤러로 성형하면 시트에 난연성을 부여하게 된다. 상기 난연제는 성형된 시트의 표면에 진공 함침시키거나 도포할 수도 있다.

상기와 같이, 본 발명의 제2단계 공정은 분쇄된 발포체 입자를 열프레스를 이용하여 120 ~ 150℃의 온도에서 가압 성형하거나 열풍기 또는 히터가 장착된 성형롤러를 이용하여 150 ~ 200℃의 온도에서 성형하는 것이 다공성 시트를 형성하는 발포체 입자 내부의 용융과 기공 폐쇄를 방지함으로 말미암아, 발포체의 기공도, 밀도와 탄성 등의 고유한 물리적, 화학적 성질을 유지하기에 바람직하며, 특히 고강도가 요구되는 용도에서는 상기 발포체 입자에 핫멜트(hot-melt) 등의 열가소성 수지를 입자 총중량을 기준으로 20 ~ 30% 정도로 첨가하여 성형할 수도 있다.

위와 같은 방법으로 성형된 다공성 시트는 유기용제를 전혀 사용하지 않고 저온에서 발포체 입자간의 표면용융에 의해 접합되어 성형되는 관계로, 미세한 구멍이 최초 발포시와 같이 그대로 살아있어 휨강도, 인장강도와 충격흡수는 물론, 단열효과와 내구성이 탁월하고 환경에 친화적인 다공성 시트를 형성하게 되며, 성형되는 시트의 두께는 20 ~ 100㎜ 정도로 다양하게 설정할 수 있어 바닥재의 용도와 요구되는 특성에 따라 적절한 두께로 제조할 수 있다.

제3단계 공정은, 상기 다공성 시트의 상부 표면에 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트 중의 어느 1종으로 구성되는 탄성 합성수지시트를 접합하는 것인데, 상기 탄성 합성수지시트는 기재로 사용되는 다공성 시트의 상부 표면에 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트 또는 탄성 합성수지 칩조성물을 접합시켜 보강재로 사용함으로써 하이힐이나 지팡이, 날카로운 쇠붙이로부터 매트가 손상되지 않고 내구성이 양호하게 된다. 상기 탄성 합성수지시트는 다공성 시트의 상부 표면에 적층시켜 프레스 금형으로 가압하여 접합하거나 접착제를 도포하여 성형됨으로써 탄성 매트의 표면에 별도로 각종 문양, 무늬, 장식 등을 형성하기 용이하며, 상기 탄성 합성수지 칩조성물은 다공성 시트의 상부 표면에 적층시켜 프레스 금형으로 가압하여 접합하거나 현장에서 직접 포설하여 접합시킴에 의해 본 발명의 다공성 탄성매트를 제조하게 된다.

상기와 같이 보강재로 사용되는 인조잔디시트는 라텍스에 나이론, PE, PP 등의 소재로 털길이 6 ~ 45㎜로 식재된 제품을 사용하는 것이 바람직하며, 용도에 따라 다양한 색상과 무늬를 형성함으로써 기존의 폐타이어를 이용한 탄성매트에 비해 악취와 변색을 방지할 수 있는 효과가 있어 깨끗하고 쾌적한 노면 환경을 조성하게 된다. 또한, 콜크시트(Cork-sheet)는 천연 코르크 나무껍질을 분쇄하고 합성수지 접착제와 혼합하여 압축 건조하여 제조한 것으로, 내구성은 다소 떨어지지만 상부 보강재의 교체가 쉽고 탄성력과 강도가 우수한 환경 친화적인 소재로서 외관미가 탁월하다.

그리고 TPE시트에 사용되는 TPE(Thermoplastic elastomer)는 가공시 열경화성 플라스틱과 동일하게 성형가공이 가능하고, 상온에서 열경화성 고무의 탄성을 지녔으며, 상분리 조직에 의한 다양한 물성을 얻을 수 있다. TPE공업은 1960년대 초부터 발전하여 현재는 재활용이 쉽다는 점에서 환경문제가 대두됨에 따라 고분자 재료로서 중요한 위치를 차지하고 있으며, 종래의 고무에 비해 가황공정이 필요없을 뿐만 아니라 가공공정의 간소화가 가능하고, 한번 사용한 스크랩은 재생가공 이용이 가능한 경제적인 장점은 물론, 탁월한 휨강도와 충격에 대한 흡수성을 지니고 있다.

위와 같이, 본 발명은 다공성 시트의 상부 표면에 10 ~ 50㎜의 두께로 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트 등의 보강재를 프레스 금형으로 가압 성형하거나 접착제를 도포하여 성형할 수도 있는바, 상기 접착제의 종류는 환경에 유해한 종류가 아닌 한 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 본 발명에서는 인체에 무해한 우레탄수지계 또는 합성수지계로서 스프레이형(spray type)을 사용하는 것이 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 발포체로 구성되는 다공성 시트와의 접착성과 작업성, 환경면에서 바람직하며, 본 발명에 있어 접착제를 사용하여 다공성 시트 기재와 탄성 합성수지시트 보강재를 접합할 경우, 상기 다공성 시트의 상부표면에 평방미터(㎡) 당 100 ~ 150g 정도로 도포하고 상온에서 약 6 ~ 12시간 정도 경화시킴으로써 상기 다공성 시트와 탄성 합성수지시트가 일체로 접합되어 환경 친화적인 다공성 탄성매트의 성형이 완료되게 된다.

또한, 도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 다른 실시형태로서 제3단계 공정은, 우레탄고무, EDPM, EVA 중 어느 1종 이상으로 구성되는 칩(chip) 90 ~ 95중량%와 우레탄수지 접착제 5 ~ 10중량%를 혼합하여 탄성 합성수지 칩조성물을 제조한 다음, 상기 다공성 시트의 상부 표면에 접합하는 것으로, 상기 탄성 합성수지 칩조성물은 다공성 시트의 상부 표면에 각종 색상과 무늬를 넣어 10 ~ 50㎜의 두께로 프레스 금형으로 가압 성형하거나 다공성 시트의 상부 표면에 현장에서 직접 포설하여 성형하는 공정으로 다양하게 실시할 수 있다.

다시 말해, 본 발명에 의한 다공성 탄성매트는 다공성 시트 표면에 상기 탄성 합성수지 칩조성물을 적층하고 성형기에서 약 100 ~ 120℃의 온도로 10 ~ 15분 동안 가압 성형함으로써, 다공성 시트를 구성하는 발포체 입자의 기공 축소를 방지하게 되며, 성형압력은 다공성 시트의 변형이 발생하지 않는 범위 내에서 저압으로 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 탄성 합성수지 칩조성물을 다공성 시트에 포설하여 현장에서 직접 시공하는 경우에도 다공성 시트의 상부 표면에 칩조성물을 포설하고 상온에서 약 6 ~ 12시간 정도 자연 건조시키면 칩조성물에 함유되어 있는 우레탄수지 접착제가 경화되어 기재의 상부 표면에 탄성 합성수지 칩조성물로 구성된 보강재를 견고하게 결합시키게 되며, 상기 칩조성물을 포설하고 난 후의 가압 여부는 통상적인 롤러를 사용하여 가압을 하는 것이 바람직하지만, 특별한 가압을 하지 않아도 보강재가 성형될 정도로 표면을 고르게 다지기만 하면 사용상 문제가 없는 것으로 연구되었다.

상기 탄성 합성수지 칩조성물에 사용되는 우레탄고무는 고경도임에도 불구하고 우수한 탄성을 가지고 있으며, 내마모성, 진동흡수성, 내유성이 우수하고, 산화나 노화에 저항성과 접착력이 탁월하므로, 우레탄고무칩을 우레탄수지 접착제와 혼합하여 다공성 시트의 상부에 접합하면 그 경계층 간에 박리가 잘 일어나지 않고 내구성이 우수한 탄성매트를 형성하게 된다.

또한, EPDM(Ethylene-propylene-diene ter-monomer)은 에틸렌과 프로필렌을 혼성 중합시켜 얻은 비결정성 고분자 물질로서, 화학적으로 안정하며 가황한 것은 물리적 성질이 천연고무와 SBR(Styrene butadien rubber, 스티렌부타디엔 고무)의 중간 성질을 보인다. 통상적으로, 에틸렌과 프로필렌 공중합체로 구성된 EPM(copolymer of ethylene and propylene)과 에틸렌, 프로필렌 그리고 비공액 디엔의 삼원공중합체로 구성되는 EPDM으로 분류되며, 견고한 고분자 구조를 갖춤으로 인해 내후성과 내오존성이 다른 합성고무보다 우수한 특징을 갖고 있다. 그밖에도 우수한 내후성, 내열성 및 내한성, 내화학성, 온도. 습기에 대한 내구성이 강하고, 뛰어난 신장율, 접합성, 담수된 물과 접촉시 나트륨, 수은 등 동,식물에 해로운 성분이 유출되지 않으며, 열가소성 탄성체로서 재활용이 가능하다.

또한, 에틸렌 비닐아세테이트(Ethylene vinyl acetate, EVA)는 에틸렌(Ethylene)과 초산비닐(Vinyl acetate, VA)의 공중합체인데, 그 성질은 VA함량과 분자량에 의해 대폭으로 달라지고, VA함량이 적을수록 그 성질은 폴리에틸렌(Polyethylene)과 유사하고, 많아지면 연화점은 저하되고, 대단히 많아지면 상온에서 액상을 나타나기에 이른다. 통상 VA함량이 7 ~ 60%정도의 것을 EVA수지라고 부르고 있다. EVA수지의 특징은 연질 PVC와 같은 유연성과 고무탄성을 가지고 있어 성형 가공성이 우수하고 충격에도 잘 견디며 위생적으로 무독성으로 알려져 있다. 또한, EVA수지는 가교 발포시키면 그 탄력성, 내마모성이 향상되며, 다른 플라스틱재료와 블렌드하면 내충격성을 향상시키는데 효과적이다.

그리고 상기 칩조성물에 사용되는 우레탄고무, EDPM, EVA는 재생칩을 일부 또는 전부 사용할 수 있다.

위와 같이, 상기 제1단계 내지 제3단계 공정으로 제조된 다공성 탄성매트는 현장에 적용하는 방법에 따라 임의적으로 절단, 포장하는 등의 마무리 공정을 실시할 수 있음은 당업자에게 자명한 것이므로, 이에 관한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명에 의해 제조된 탄성매트는, 시공하는 표면이 모래일 경우 지표에서 20 ~ 30㎝ 이상 다진 후 시공하고, 콘크리트 구조물인 경우 접착제를 도포한 후에 가압하여 바닥면에 견고하게 접착한다.

본 발명의 다공성 탄성매트의 제조방법은, 현장에서 다공성 시트를 먼저 형성한 후, 그 상부 표면에 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트로 구성되는 탄성 합성수지시트를 접착제를 사용하여 접합하거나 탄성 합성수지 칩조성물을 포설하여 접합할 수 있음은 물론이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 수많은 실험을 거쳐 완성되었으나, 이하에서는 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있을 정도의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다.

<실시예 1>

폴리에틸렌(PE)으로 된 겉보기 밀도 0.002g/㎤의 발포체를 분쇄기에 넣어 분쇄하여 선별기를 통해 3 ~ 100mm의 입자 크기만을 선별한 후, 상기 발포체 입자를 열프레스를 이용하여 120℃의 온도를 가한 상태에서 가압하여 두께 70mm, 가로 2400mm, 세로 1200mm 크기의 다공성 시트를 제조한 다음, 상기 다공성 시트의 상부에 300g의 접착제를 도포하고 두께 10mm인 인조잔디시트를 접합하였다.

<실시예 2>

폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)으로 된 겉보기 밀도 0.01g/㎤의 발포체를 분쇄기에 넣어 분쇄하여 선별기를 통해 3 ~ 100mm의 입자 크기만을 선별한 후, 상기 발포체 입자를 열프레스를 이용하여 140℃의 온도를 가한 상태에서 가압하여 두께 50mm 가로 2400mm 세로 1200mm 크기의 다공성 시트를 제조한 다음, 상기 다공성 시트의 상부에 두께 10mm인 콜크시트를 적층하고 프레스 금형에 의해 고주파로 가열하면서 가압하여 접합하였다.

<실시예 3>

폴리프로필렌(PP)으로 된 겉보기 밀도 0.5g/㎤의 발포체를 분쇄기에 넣어 분쇄하여 선별기를 통해 3 ~ 100mm의 입자 크기만을 선별한 후, 상기 발포체 입자를 성형롤러를 이용하여 170℃의 온도를 가한 상태에서 가압하여 두께 30mm 가로 2400mm 세로 1200mm 크기의 다공성 시트를 제조한 다음, 상기 다공성 시트의 상부에 두께 10mm인 TPE시트를 적층하고 프레스 금형에 의해 고주파로 가열하면서 가압하여 접합하였다.

<실시예 4>

폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)으로 된 겉보기 밀도 0.01g/㎤의 발포체를 분쇄기에 넣어 분쇄하여 선별기를 통해 3 ~ 100mm의 입자 크기만을 선별한 후, 상기 발포체 입자를 열프레스를 이용하여 140℃의 온도를 가한 상태에서 가압하여 두께 50mm 가로 2400mm 세로 1200mm 크기의 다공성 시트를 제조한 다음, 상기 다공성 시트의 상부에 우레탄고무, EDPM, EVA가 각각 동일한 중량으로 함유된 칩(chip) 93 중량% 및 우레탄 접착제 7중량%를 혼합한 탄성 합성수지 칩조성물을 두께 10mm로 적층하고 프레스 금형으로 100℃에서 10분 동안 가압하여 접합하였다.

<실시예 5>

폴리프로필렌(PP)으로 된 겉보기 밀도 0.5g/㎤의 발포체를 분쇄기에 넣어 분쇄하여 선별기를 통해 3 ~ 100mm의 입자 크기만을 선별한 후, 상기 발포체 입자를 성형롤러를 이용하여 170℃의 온도를 가한 상태에서 가압하여 두께 30mm 가로 2400mm 세로 1200mm 크기의 다공성 시트를 제조한 다음, 상기 다공성 시트의 상부에 우레탄고무로 구성되는 칩(chip) 93중량% 및 우레탄 접착제 7중량%를 혼합한 탄성 합성수지 칩조성물을 두께 20mm로 적층하고 롤러로 가압하여 접합하였다.

위와 같이 제조된 다공성 탄성 매트는 특정의 입자 크기로 된 발포 폴리에틸렌(PE), 발포 폴리프로필렌(PP) 또는 상기 2종의 재료를 혼합하여 유기용제를 사용하지 않고 순수한 열에 의해 입자 표면의 용융에 의해 성형된 다공성 시트를 기재로 사용하기 때문에, 성형되기 전의 겉보기 밀도를 그대로 유지하게 됨에 따라 통기성이 우수하여 수분에 대한 흡수성과 증발성이 양호하고 단열성능과 내충격성이 우수할 뿐만 아니라, 환경 친화적이고 제조비용이 저렴하며, 아울러 기재로 사용되는 다공성 시트의 상부 표면에 보강재로 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트 또는 탄성 합성수지 칩조성물을 접합시켜 사용함으로써 그 기능성과 내구성이 더욱 우수하게 될 뿐만 아니라 상기 보강재에 각종 문양, 무늬, 장식 등을 형성하기에도 용이하다.

따라서 상기와 같이 제조된 다공성 탄성 매트는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능한데, 이는 비중이 0.5 이하로서 세라믹 소재에 비해 경량이므로, 어린이 놀이터, 운동장이나 공원의 트랙 및 필드, 보행자 및 자전거 전용도로, 유치원 실내 등 옥내외용 바닥재로 사용함으로써 충분한 탄성과 충격흡수력을 가지며, 특히 하이힐이나 지팡이, 날카로운 쇠붙이로부터 매트가 손상되지 않고 내구성이 양호한 소재로서 다양한 용도와 형태로 사용되어 질 수 있다.

Claims

폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중의 어느 1종 또는 이들을 혼합하여서 된 겉보기 밀도 0.002 ~ 0.500g/㎤의 발포체를 3 ~ 100mm 크기로 분쇄하는 제1단계;
상기 분쇄된 발포체를 120 ~ 150℃의 온도로 열프레스에서 가압 성형하거나 150 ~ 200℃의 열풍 또는 히터가 장착된 성형롤러로 다공성 시트를 성형하는 제2단계;
상기 다공성 시트의 상부 표면에 인조잔디시트, 콜크시트, TPE시트 중의 어느 1종으로 구성되는 탄성 합성수지시트를 접합하는 제3단계를 포함하여 성형되는 것을 특징으로 다공성 탄성매트의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 제3단계 중의 탄성 합성수지시트는 다공성 시트의 상부 표면에 프레스 금형으로 가압하여 접합하는 것을 특징으로 다공성 탄성매트의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 제3단계 중의 탄성 합성수지시트는 다공성 시트의 상부 표면에 접착제를 도포하여 접합하는 것을 특징으로 다공성 탄성매트의 제조방법.
폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중의 어느 1종 또는 이들을 혼합하여서 된 겉보기 밀도 0.002 ~ 0.500g/㎤의 발포체를 3 ~ 100mm 크기로 분쇄하는 제1단계;
상기 분쇄된 발포체를 120 ~ 150℃의 온도로 열프레스에서 가압 성형하거나 150 ~ 200℃의 열풍 또는 히터가 장착된 성형롤러로 성형하여 다공성 시트를 형성하는 제2단계;
우레탄고무, EDPM, EVA 중 어느 1종 이상으로 구성되는 칩(chip) 90 ~ 95중량%와 우레탄수지 접착제 5 ~ 10중량%를 혼합하여 탄성 합성수지 칩조성물을 제조한 다음, 상기 다공성 시트의 상부 표면에 적층시켜 접합하는 제3단계를 포함하여 성형되는 것을 특징으로 다공성 탄성매트의 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 제3단계 중의 탄성 합성수지 칩조성물은 다공성 시트의 상부 표면에 프레스 금형으로 100 ~ 120℃에서 10 ~ 15분 동안 가압하여 접합하는 것을 특징으로 다공성 탄성매트의 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 제3단계 중 탄성 합성수지 칩조성물은 다공성 시트의 상부 표면에 현장에서 직접 포설하여 접합하는 것을 특징으로 다공성 탄성매트의 제조방법.