KR20150067709A

KR20150067709A - 매트용 친환경 원단 및 이를 이용하여 제조된 친환경 매트

Info

Publication number: KR20150067709A
Application number: KR1020140066746A
Authority: KR
Inventors: 전영천
Original assignee: 전영천
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2015-06-18
Also published as: KR20150067725A; KR101603581B1

Abstract

본 발명은 매트용 친환경 원단에 관한 것으로서, 폴리염화비닐(PVC)에 친환경 가소제를 첨가하여 제조되고, 상기 친환경 가소제는, 식물성 기름 또는 글리세롤을 사용하여 제조되고, 또한, 상기 식물성 기름은, 대두유, 폐대두유, 식용류, 폐식용유, 야자유, 해바라기유, 유채유, 평지유, 자트로파오일 및 아마유 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 이러한 매트용 친환경 원단은 인체에 무해할 뿐만 아니라 악취나 냄새가 거의 나지 않으며 오래 사용해도 쉽게 변질되지 않는 장점이 있다.

Description

매트용 친환경 원단 및 이를 이용하여 제조된 친환경 매트{Eco-friendly fabric for mat and eco-friendly mat manufacturing using it}

본 발명은 매트에 사용되는 친환경 원단 및 이를 이용하여 제조된 친환경 매트에 관한 것이다.

매트는 태권도나 유도 등의 운동 경기 시 선수를 보호하기 위하여 또는 층간소음방지 등을 위하여 바닥에 설치되어 사용된다. 이때, 매트 표면에는 통상적으로 폴리염화비닐(PVC)에 가소제를 첨가하여 제조된 원단이 부착되는데, 매트 사용 중에 매트 표면이 사람 얼굴이나 피부에 직접 맞닿게 된다.

그런데, 지금까지 사용되고 있는 가소제의 유형은 종류가 매우 다양하고 용도도 다르지만 대표적인 것들로 분류를 해보면 프탈레이트 에스테르류(phthalate esters), 아디페이트 에스테르류(adipate esters), 포스페이트 에스테르류(phosphate esters), 트리멜리테이트 에스테르류(trimellitate esters) 등이며 이들은 대부분 범용 가소제로 이용되고 있다.

특히, 프탈레이트계 가소제는 세계 가소제 시장의 92%를 차지하고 있으며, 주로 폴리염화비닐에 유연성, 내구성, 내한성 등을 부여하고 용융 시 점도를 낮추어 가공성을 개선하기 위하여 사용되는 첨가물로서, PVC에 다양한 함량으로 투입되어 단단한 파이프와 같은 경질 제품에서부터 부드러우면서도 잘 늘어나 식품 포장재 및 혈액백, 바닥재 등에 사용될 수 있는 연질 제품에 이르기까지 그 어떤 재료보다도 실생활과 밀접한 연관성을 갖으며 인체와의 직접적인 접촉이 불가피한 용도로 널리 사용되고 있다.

그러나, 프탈레이트계 가소제의 PVC와 상용성 및 뛰어난 연질 부여성에도 불구하고, 최근 프탈레이트계 가소제가 함유된 PVC 제품의 실생활 사용 시 프탈레이트 성분이 제품 외부로 조금씩 유출되어 내분비계 장애(환경호르몬) 추정 물질 및 중금속 수준의 발암 물질로 작용할 수 있다는 유해성 논란이 제기되고 있다.

따라서, 이에 대한 근본적인 대책이 절실히 필요한 실정이다.

한편, 종래 관련 분야 특허 기술로서 견운모 및 음이온 분말(귀양석)을 활용하여 인체에 유익한 음이온 및 원적외선을 다량 방출하고, 전류를 방전할 뿐만 아니라 천연소재만을 사용하여 인체에 유해한 휘발성유기용제(VOCs), 포름알데히드, 중금속 등의 유해물질이 배출되지 않고, 포텍스섬유 공정완료 후 항균 및 탈취기능을 갖는 청정 포텍스섬유로 된 파티션을 제공함으로써 사무공간에서 장시간 생활하는 사람들에게 보다 향상된 조건을 제공하는 기능성 친환경 파티션 커버용 포텍스원단 및 그 제조방법이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

국내공개특허 10-2005-0051596

이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위한 것으로서, 인체에 무해한 친환경 가소제를 폴리염화비닐에 첨가하여 제조된 매트용 친환경 원단 및 이를 이용하여 제조된 친환경 매트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 매트용 친환경 원단은, 매트에 사용되는 원단으로서, 폴리염화비닐(PVC)에 친환경 가소제를 첨가하여 제조된 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 친환경 가소제는, 식물성 기름 또는 글리세롤을 사용하여 제조될 수 있다.

또한, 상기 식물성 기름은, 대두유, 폐대두유, 식용류, 폐식용유, 야자유, 해바라기유, 유채유, 평지유, 자트로파오일 및 아마유 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 상기 친환경 가소제는, 상기 식물성 기름을 산성 조건 하에 에폭시화 반응시키는 제1 단계 및 상기 에폭시화된 식물성 기름을 알코올계 용매 및 알칼리와 반응시키는 제2 단계를 거쳐 제조되며, 상기 제1 단계에서는 에폭시화 반응 후 염기성 용액으로 중화시켜, 벤젠층을 추출하고, 건조, 여과 및 증류 단계를 수행하고, 상기 제2 단계에서는 에폭시화된 식물성 기름을 알코올계 용매 및 알칼리와 가열 교반하여 반응시킨 후 산성 용액으로 중화시켜, 벤젠, 톨루엔 또는 자일렌으로 추출하고, 건조, 여과 및 증류 단계를 수행할 수 있다.

또한, 상기 친환경 가소제는, 상기 식물성 기름을 유기 용매에서 또는 유기 용매 없이 포름산, 초산, 인산 또는 황산을 사용한 산성 조건 하에 0~50 ℃의 온도에서 3 내지 24 시간 동안 20~85% 과산화수소 용액, 과초산, 과포름산 또는 과벤조산을 사용하여 에폭시화 반응시켜 제조될 수 있다.

또한, 상기 알코올계 용매는 메탄올, 에탄올, n-프로필 알코올, n-부틸 알코올, 이소프로필 알코올, 이소부탄올, 이소펜탄올 및 C5~C10 계 알코올로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 알칼리는 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화리튬으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

또한, 상기 친환경 가소제는, 글리세롤에 산을 첨가하여 반응시킨 후 물을 제거하는 제1 단계 및 상기 물이 제거된 반응물과 초산을 반응시켜 물을 제거하는 제2 단계를 거쳐 제조되며, 상기 산은 라우릭산, 팔미틱산, 스테아릭산, 올레익산, 에폭시 올레익산, 리놀레익산 및 에폭시 리놀레익산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 상기 산으로 라우릭산, 팔미틱산, 스테아릭산, 올레익산, 에폭시 올레익산, 리놀레익산 및 에폭시 리놀레익산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종에 촉매로 인산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종을 첨가하여 사용하고, 상기 반응은 50~130 ℃의 온도에서 3 내지 24 시간 동안 수행될 수 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 친환경 매트는, 매트 본체와; 상기 매트 본체의 상면 및 측면에 부착되는 매트용 친환경 원단과; 상기 매트 본체의 하면에 부착되는 바닥재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

다른 한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 친환경 매트는, 매트 본체와; 상기 매트 본체의 상면에 부착되는 매트용 친환경 원단과; 상기 매트 본체의 하면에 부착되는 바닥재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 매트 본체는 마블 또는 폴리에스테르 소재로 이루어지거나, 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 폴리에스테르 소재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 바닥재에는 요철부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 친환경 매트는 블록 형태로 제작되며 블록 상호 간에 결합될 수 있도록 결합부를 구비할 수 있다.

본 발명에 따르면, 매트에 친환경 가소제를 폴리염화비닐에 첨가하여 제조된 친환경 원단을 부착함으로써 인체에 무해할 뿐만 아니라 악취나 냄새가 거의 나지 않으며 오래 사용해도 쉽게 변질되지 않는 장점이 있다. 또한, 다양한 문양과 컬러를 표현할 수 있으므로 제품의 고급스러움과 실용성을 확보할 수 있다.

친환경 원단이 적용된 친환경 매트는 친환경 제품이므로 태권도나 유도 등의 운동 경기장 바닥 뿐만 아니라 일반 주택(아파트 등), 유치원, 학교나 학원 등의 체육관, 종교시설 등의 바닥에 자유롭게 설치하여 완충이나 층간소음 등을 방지하는데도 폭넓게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 친환경 매트의 개념도.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 친환경 매트의 개념도.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

본 발명은 인체에 무해한 친환경 가소제를 폴리염화비닐에 첨가하여 제조된 매트용 친환경 원단 및 이를 이용하여 제조된 친환경 매트를 제공하는 것을 그 기술적 요지로 한다.

구체적으로, 상기 친환경 가소제는, 인체에 무해한 식물성 기름 또는 글리세롤을 사용하여 제조할 수 있다. 그리고, 상기 식물성 기름은, 대두유, 폐대두유, 식용류, 폐식용유, 야자유, 해바라기유, 유채유, 평지유, 자트로파오일 및 아마유 등을 포함할 수 있다.

이제, 식물성 기름 또는 글리세롤을 사용하여 친환경 가소제를 제조하는 과정을 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 식물성 기름을 사용하여 친환경 가소제를 제조하기 위해서, 우선 식물성 기름을 산성 조건 하에 에폭시화 반응시킨다(S1 단계).

본 발명에서는 가소제의 제조 시 대두유, 폐대두유, 식용류, 폐식용유, 야자유, 해바라기유, 유채유, 평지유, 자트로파오일, 아마유 등과 같은 인체에 무해한 식물성 기름을 사용함으로써 친환경적인 가소제를 제공할 수 있다.

본 발명의 상기 S1 단계에서는 식물성 기름을 포름산, 초산, 인산 또는 황산을 사용한 산성 조건 하에서 20-85% 과산화수소 용액, 과초산, 과포름산 또는 과벤조산을 사용하여 0~50 ℃의 온도에서 3 내지 24 시간 동안 교반함으로써 에폭시화 반응을 수행할 수 있다.

본 발명에서 상기 식물성 기름의 에폭시화 반응은 벤젠, 톨루엔 등의 기타 유기 용매 하에서 또는 유기 용매 없이 수행할 수 있다.

본 발명에서는 상기 에폭시화 반응을 수행한 후 염기성 용액으로 중화시키고, 벤젠층을 추출하고, 통상적으로 본 기술 분야에 잘 알려진 방법으로 건조, 여과 및 증류 단계를 더 수행할 수 있다.

다음으로, S1 단계에서 에폭시화된 식물성 기름을 알코올계 용매 및 알칼리와 반응시킨다(S2 단계).

상기 S2 단계에서 에폭시화된 식물성 기름을 메탄올, 에탄올, n-프로필 알코올, n-부틸 알코올, 이소프로필 알코올, 이소부탄올, 이소펜탄올, C5~C10계 알코올 등의 알코올계 용매 및 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬 등의 알칼리와 혼합한 후 50~130 ℃의 온도에서 3 내지 24 시간 동안 가열 교반하면서 반응시킨다.

본 발명에서는 S2 단계에서 상술한 바에 따라 에폭시화된 식물성 기름을 알코올계 용매 및 알칼리와 가열 교반하여 반응시킨 후, 반응물을 1M 염산 수용액 등과 같은 산성 용액으로 중화시키고, 벤젠, 톨루엔 또는 자일렌등으로 추출하고, 건조, 여과 및 증류 단계를 더 수행할 수 있다.

상술한 바에 따라 식물성 기름에 대해 S1 단계 및 S2 단계를 수행하는 경우 에폭시 메틸에스테르 혼합물, 에폭시 에틸에스테르 혼합물, 에폭시 프로필에스테르 혼합물, 에폭시 부틸에스테르 혼합물, 에폭시 이소프로필에스테르 혼합물, 에폭시 이소부틸에스테르 혼합물 및 에폭시 이소펜틸에스테르 혼합물을 제조할 수 있다.

다음에, 본 발명에 따른 글리세롤을 사용하여 가소제를 제조하는 방법으로서, 글리세롤에 라우릭산, 팔미틱산, 스테아릭산, 올레익산, 에폭시 올레익산, 리놀레익산 및 에폭시 리놀레익산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 산을 첨가하여 반응시킨 후 물을 제거하는 단계 및 상기 물이 제거된 반응물과 초산을 반응시켜 물을 제거하는 단계를 포함하는 가소제의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 글리세롤을 사용한 가소제의 제조방법에서 상기 산으로서 라우릭산, 팔미틱산, 스테아릭산, 올레익산, 에폭시 올레익산, 리놀레익산 및 에폭시 리놀레익산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 산에 인산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종을 촉매로 혼합하여 사용한다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 글리세롤에 1당량의 산을 첨가하여 반응시킨 후 물을 제거하고 상기 물이 제거된 반응물과 2당량의 초산을 반응시켜 물을 제거하여 글리세롤을 사용한 가소제를 제조할 수 있다.

상술한 바에 따라 글리세롤을 사용하여 가소제를 제조하는 경우, 디아세틸 라우릴 글리세롤, 디아세틸 팔미틸글리세롤, 디아세틸 스테아릴 글리세롤, 디아세틸 올레익 글리세롤, 디아세틸 에폭시 올레익 글리세롤, 디아세틸 리놀레익 글리세롤 및 디아세틸 에폭시 리놀레익 글리세롤을 제조할 수 있다.

본 발명은 PVC에 상술한 바에 따라 제조된 가소제를 사용하여 매트용 원단을 제조할 수 있다. 구체적으로는, PVC 100 중량부를 기준으로 상기 가소제 10~50 중량부 및 안정제 3~10 중량부를 사용하여 매트용 원단 등을 제조할 수 있다.

또한, PVC 100 중량부를 기준으로 상기 가소제 10~50 중량부, 안정제 3~10 중량부, 트리아세틴 1~20 중량부 및 PEG 1~20를 사용하여 매트용 원단 등을 제조할 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 친환경 매트(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 매트 본체(110), 상기 매트 본체(110)의 상면 및 측면에 천연 본드 등에 의해 부착되는 매트용 친환경 원단(120) 및 상기 매트 본체(110)의 하면에 천연 본드 등에 의해 부착되는 바닥재(130)를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 친환경 매트(200)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 매트 본체(210), 상기 매트 본체(210)의 상면에 부착되는 매트용 친환경 원단(220) 및 상기 매트 본체(210)의 하면에 부착되는 바닥재(230)를 포함하여 이루어진다.

이 때, 본 발명에 따른 친환경 매트(100)는 매트 본체(110)로부터 유해 물질이 나오는 것을 효과적으로 방지하기 위하여 본 발명에 따른 매트용 친환경 원단(120)과 옥수수 등을 원료로 한 순 식물성 수지인 PLA(Poly Lactic Acid, 폴리유산)를 적용한 친환경 바닥재(130)를 이용하여 매트 본체(110)를 완전히 밀폐 처리하는 것이 바람직하다.

참고적으로, PLA(Poly Lactic Acid)는 옥수수에서 녹말을 분리하여 포도당을 발효 젖산을 응축 고분자화 하여 생산되는 100% 생 분해되는 소재이다.

상기 매트 본체(110)의 경우, 마블 소재 이외에 유독가스 없는 환경 친화적인 폴리에스테르 소재로 이루어질 수 있다. 폴리에스테르 소재로 이루어진 매트 본체(110,210)의 경우, 폴리에스테르 수지를 녹여 성형시킨 것으로 보온성, 흡음성, 난연성, 무독성 등 기능면에서 환경 친화적인 장점을 갖는다.

상기 매트 본체(210)의 경우, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA:Ethyl Vinyl Acetate) 소재 이외에 폴리에스테르 소재로 이루어질 수 있다.

상기 바닥재(130,230)의 경우, 완충이나 소음 방지 등의 목적으로 부착되는데, 미끄럼이나 밀림을 방지하기 위하여 엠보싱 가공에 의한 요철부(131,231)가 표면에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 상기 친환경 매트(200)는 블록 형태로 제작될 수 있으며 블록 상호 간에 퍼즐 형태로 결합될 수 있도록 사방 측면에 결합부(211)를 구비할 수 있다.

이렇게 제조된 친환경 매트(100,200)를 사용하게 되면, 인체에 무해할 뿐만 아니라 악취나 냄새가 나지 않고 오래 사용해도 쉽게 변질되지 않는 장점이 있다. 참고적으로, 이러한 친환경 매트(100,200)는 태권도나 유도 등의 운동 경기장 바닥 뿐만 아니라 일반 주택(아파트 등), 유치원, 학교나 학원 등의 체육관, 종교시설 등의 바닥에 자유롭게 설치하여 완충이나 층간소음 등을 방지하는데도 폭넓게 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 시험예를 상세하게 설명한다.

<실시예>

실시예 1: 대두유를 이용한 에폭시 메틸에스테르 혼합물의 제조

(1) 대두유를 이용한 에폭시 대두유의 제조

벤젠 500 mL에 대두유 217.7 g, 포름산 43.8 g 을 넣고 3시간 동안 저어준 후 35% 과산화수소 (123.9 g) 를 넣고 약 5 시간 동안 실온에서 저어주었다. 반응이 완결된 후 포화 탄산수소나트륨을 가하여 중화시키고 벤젠층을 추출하고 무수 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증류하여 에폭시화된 대두유를 얻었다.

수율 : 98%; H-NMR (CDCl3) δ 5.11 (m, 1H), 4.13 (m, 1H), 3.97 (m, 1H), 2.93 (m, 4H), 2.78 (m, 5H), 2.1(m, 6H), 1.34-1.10 (m, 75H), 0.69 (m, 9H).

(2) 에폭시 메틸에스테르 혼합물의 제조

벤젠 500 mL 에 에폭시화된 대두유 250g, 메탄올 43g 과 수산화나트륨 1.5g 을 넣고 60 ℃에서 4 시간동안 가열 교반하였다. 1M 염산 수용액으로 중화하고 벤젠층을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증류하여 원하는 화합물을 얻었다.

수율 : 90%; H-NMR (CDCl3) δ 3.61 (s, 3H), 2.95-2.85 (m, 2H), 2.25 (m, 2H), 1.69-1.21 (m, 27H), 0.81(m, 3H).

실시예 2: 폐대두유를 이용한 에폭시 메틸에스테르 혼합물의 제조

(1) 폐대두유를 이용한 에폭시 대두유의 제조

벤젠 500 mL 에 폐대두유 217.7 g, 포름산 43.8 g 을 넣고 3 시간 동안 저어준 후 35% 과산화수소 123.9 g 을 넣고 5 시간 동안 실온에서 저어주었다. 반응이 완결된 후 포화 탄산수소나트륨을 가하여 중화시키고 벤젠층을 추출하고 무수 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증류하여 에폭시화된 대두유를 얻었다.

수율 : 91%; [0052] H-NMR (CDCl3) δ 5.11 (m, 1H), 4.13 (m, 1H), 3.97 (m, 1H), 2.93 (m, 4H), 2.78 (m, 5H), 2.1(m, 6H), 1.34-1.10 (m, 75H), 0.69 (m, 9H).

(2) 에폭시 메틸에스테르 혼합물의 제조

벤젠 500 mL 에 에폭시화된 대두유 250g, 메탄올 43g 과 수산화나트륨 1.5g 을 넣고 60 ℃에서 4 시간 동안 가열 교반하였다. 이후, 1M 염산 수용액으로 중화하고 벤젠층을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증류하여 원하는 혼합물을 얻었다.

수율 : 94%; [0055] H-NMR (CDCl3) δ 3.61 (s, 3H), 2.95-2.85 (m, 2H), 2.25 (m, 2H), 1.69-1.21(m, 27H), 0.81(m, 3H).

실시예 3: 에폭시 대두유를 이용한 에폭시 이소프로필 에스테르 혼합물의 제조

벤젠 500 mL 에 상기 에폭시화된 대두유 250g 와 이소프로판올 80.4g, 수산화나트륨 1.5g 을 넣고 60 ℃에서 4시간 동안 가열 교반하였다. 이후, 1M 염산 수용액으로 중화하고 벤젠층을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증류하여 원하는 혼합물을 얻었다.

수율 : 93%; H-NMR (CDCl3) δ 4.31 (m, 1H), 2.95-2.85 (m, 2H), 2.25 (m, 2H), 1.69-[0058] 1.21(m, 27H), 1.35(m, 6H), 0.82 (m, 3H).

실시예 4: 폐대두유로부터 제조된 에폭시 대두유를 이용한 에폭시 이소프로필 에스테르 혼합물의 제조

벤젠 500 mL 에 상기 폐대두유로부터 만들어진 에폭시화된 대두유 250g 와 이소프로판올 80.4g, 수산화나트륨 1.5g 을 넣고 60 ℃에서 4 시간 동안 가열 교반하였다. 이후, 1M 염산 수용액으로 중화하고 벤젠층을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증류하여 원하는 혼합물을 얻었다.

수율 : 89%; [0061] H-NMR (CDCl3) δ 4.30 (m, 1H), 2.95-2.85 (m, 2H), 2.25 (m, 2H), 1.69-1.21(m, 27H), 1.35(m, 6H), 0.82 (m, 3H).

실시예 5: 에폭시 대두유를 이용한 에폭시 에틸 에스테르 혼합물의 제조

벤젠 500 mL 에 상기 에폭시화된 대두유 250g 와 에탄올 59.0g, 수산화나트륨 1.5g 을 넣고 60 ℃에서 4 시간동안 가열 교반하였다. 이후, 1M 염산 수용액으로 중화하고 벤젠층을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증류하여 원하는 혼합물을 얻었다.

수율 : 95%; [0064] H-NMR (CDCl3) δ 4.12 (q, 2H), 2.95-2.85 (m, 2H), 2.25 (m, 2H), 1.69-1.21(m, 27H), 1.30(t, 3H), 0.82 (m, 3H).

실시예 6: 폐대두유로부터 제조된 에폭시 대두유를 이용한 에폭시 에틸 에스테르 혼합물의 제조

벤젠 500 mL 에 상기 폐대두유로부터 만들어진 에폭시화된 대두유 250g 와 에탄올 59.0g, 수산화나트륨 1.5g을 넣고 60 ℃에서 4 시간 동안 가열 교반하였다. 이후, 1M 염산 수용액으로 중화하고 벤젠층을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증류하여 원하는 혼합물을 얻었다.

수율 : 98%; [0067] H-NMR (CDCl3) δ 4.10 (q, 2H), 2.95-2.85 (m, 2H), 2.25 (m, 2H), 1.69-1.21(m, 27H), 1.30(t, 3H), 0.82 (m, 3H).

실시예 7: 에폭시 대두유를 이용한 에폭시 이소부틸 에스테르 혼합물의 제조

[0069] 벤젠 500 mL 에 상기 에폭시화된 대두유 250g 와 이소부탄올 99.2g, 수산화나트륨 1.5g 을 넣고 60 ℃에서 4 시간 동안 가열 교반하였다. 이후, 1M 염산 수용액으로 중화하고 벤젠층을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증류하여 원하는 혼합물을 얻었다.

수율 : 88%; [0070] H-NMR (CDCl3) δ 4.04 (d, 2H), 2.95-2.85 (m, 2H), 2.43 (m, 1H), 2.25 (m, 2H), 1.69-1.21(m, 27H), 1.01 (d, 6H), 0.80 (m, 3H).

실시예 8: 폐대두유로부터 제조된 에폭시 대두유를 이용한 에폭시 이소부틸 에스테르 혼합물의 제조

벤젠 500 mL 에 상기 폐대두유로부터 만들어진 에폭시화된 대두유 250g 와 이소부탄올 99.2g, 수산화나트륨 1.5g 을 넣고 60 ℃에서 4 시간 동안 가열 교반하였다. 이후, 1M 염산 수용액으로 중화하고 벤젠층을 추출하고 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증류하여 원하는 혼합물을 얻었다.

수율 : 89%; [0073] H-NMR (CDCl3) δ 4.04 (d, 2H), 2.95-2.85 (m, 2H), 2.43 (m, 1H), 2.25 (m, 2H), 1.69-1.21(m, 27H), 1.01 (d, 6H), 0.80 (m, 3H).

실시예 9: 글리세롤을 이용한 [0074] 디아세틸 라우릴 글리세롤의 제조

글리세롤 100g 에 라우릭산 217.7g 과 황산 1.5g 을 8시간 동안 80 ℃에서 저어주면서 딘-스탁장치를 이용해 반응 중에 형성된 물을 제거하였다. 상기 반응 혼합물에 초산 130.4g 을 넣고 80 ℃에서 8 시간 동안 저어준 후 반응 중에 형성된 물을 제거하였다. 이후 수득된 화합물에 톨루엔 600g 을 넣은 후 포화 중탄산나트륨 수용액으로 중화하고 유기층을 분리하고 무수 황산 마그네슘으로 건조한 후, 여과 및 증류하여 원하는 혼합물을 얻었다.

수율 90%; [0076] H-NMR (CDCl3) δ 4.3 (m, 1H), 4.2 (m, 1H), 2.3 (m, 2H), 2.1 (d, 6H), 1.6 (m, 2H), 1.6-1.1(m, 19H), 0.9 (m, 3H).

실시예 10: 글리세롤을 이용한 디아세틸 에폭시올레익 글리세롤의 제조

글리세롤 100g 에 에폭시올레익산 324.4g 과 황산 1.5g 을 8시간 동안 80 ℃ 에서 저어주면서 딘-스탁장치를 이용해 반응 중에 형성된 물을 제거하였다. 이 반응혼합물에 초산 130.4g 을 넣고 80 ℃에서 8 시간 동안 저어준 후 반응 중에 형성된 물을 제거하였다. 이후 수득된 화합물에 톨루엔 600g 을 넣은 후 포화 중탄산나트륨 수용액으로 중화하고 유기층을 분리하고 무수 황산 마그네슘으로 건조시킨 후, 여과 및 증류하여 원하는 혼합물을 얻었다.

수율 97%; [0079] H-NMR (CDCl3) δ 4.3 (m, 1H), 4.2 (m, 1H), 2.6 (m, 1H), 2.3 (m, 2H), 2.1 (d, 6H), 1.6 (m,2H), 1.4-1.0 (m, 28H), 0.87 (m, 3H).

실시예 11: 대두유로부터 유래된 에폭시 메틸에스테르 혼합물을 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC 안정제) 3g, 친환경 가소제인 에폭시 메틸에스테르 혼합물 30g 을 혼합하여 원단을 압출하는데 사용하는 롤러(바람직하게는 180 ℃로 예열)에 넣고 원단으로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

실시예 12: 폐대두유로부터 유래된 에폭시 메틸에스테르 혼합물을 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC 안정제) 3g, 친환경 가소제인 에폭시 메틸에스테르 혼합물 30g 을 혼합하여 원단을 압출하는데 사용하는 롤러 (바람직하게는 180 ℃로 예열)에 넣고 원단으로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

실시예 13: 대두유로부터 유래된 에폭시 이소프로필에스테르 혼합물을 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC 안정제) 3g, 친환경 가소제인 에폭시 이소프로필에스테르 혼합물 30g 을 혼합하여 원단을 압출하는데 사용하는 롤러 (바람직하게는 180 ℃로 예열)에 넣고 원단로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

실시예 14: 폐대두유로부터 유래된 에폭시 이소프로필에스테르 혼합물을 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

실시예 15: 대두유로부터 유래된 에폭시 에틸에스테르 [0088] 혼합물을 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC 안정제) 3g, 친환경 가소제인 에폭시 에틸에스테르 혼합물 30g 을 혼합하여 원단을 압출하는데 사용하는 롤러 (바람직하게는 180 ℃로 예열)에 넣고 원단으로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

실시예 16: 폐대두유로부터 유래된 에폭시 에틸에스테르 혼합물을 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC 안정제) 3g, 친환경 가소제인 에폭시 에틸에스테르 혼합물 30g 을 혼합하여 원단을 압출하는데 사용하는 롤러 (바람직하게는 180 ℃로 예열)에 넣고 원단로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

실시예 17: 대두유로부터 유래된 에폭시 이소부틸에스테르 혼합물을 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC 안정제) 3g, 친환경 가소제인 에폭시 이소부틸에스테르 혼합물 30g 을 혼합하여 원단을 압출하는데 사용하는 롤러 (바람직하게는 180 ℃로 예열)에 넣고 원단으로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

실시예 18: 폐대두유로부터 유래된 에폭시 이소부틸에스테르 혼합물을 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

실시예 19: 대두유로부터 유래된 에폭시 메틸에스테르 혼합물과 PEG을 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC 안정제) 3g, 친환경 가소제인 에폭시 메틸에스테르 혼합물 20g 과 PEG 10g (분자량 200) 을 혼합하여 원단을 압출하는데 사용하는 롤러 (바람직하게는 180 ℃로 예열) 에 넣고 원단으로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

실시예 20: 대두유로부터 유래된 에폭시 메틸에스테르 혼합물, 트리아세틴 및 PEG을 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC 안정제) 3g, 친환경 가소제인 에폭시 메틸에스테르 혼합물 20g, 트리아세틴 5g 및 PEG 5g (분자량 200)을 혼합하여 원단을 압출하는데 사용하는 롤러 (바람직하게는 180 ℃로 예열) 에 넣고 원단으로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

실시예 21: 트리아세틴을 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC 안정제) 3g, 트리아세틴 30g 을 혼합하여 원단을 압출하는데 사용하는 롤러 (바람직하게는 180 ℃로 예열) 에 넣고 원단으로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

실시예 22: 디아세틸 라우릴 글리세롤을 가소제로 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC [0103] 안정제) 3g, 친환경 가소제인 디아세틸 라우릴 글리세롤 30g을 혼합하여 원단을 압출하는데 사용하는 롤러 (바람직하게는 180 ℃로 예열)에 넣고 원단으로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

실시예 23: 디아세틸 에폭시올레익 글리세롤을 가소제로 이용한 매트용 친환경 원단의 제조

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC 안정제) 3g, 친환경 가소제인 디아세틸 에폭시올레익 글리세롤 30g을 혼합하여 원단을 압출하는데 사용하는 롤러 (바람직하게는 180 ℃로 예열) 에 넣고 원단으로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

<비교예>

PVC 파우더 (한화제품, 분자량 1000) 100g, 안정제 (BZ-205T, 바륨, 아연 PVC 안정제) 3g, 프탈레이트 가소제 DOP 30g 을 혼합하여 매트용 친환경 원단을 압출하는데 사용하는 롤러(바람직하게는 180 ℃로 예열)에 넣고 원단으로 가공하였다. 육안으로 가공되는 정도를 DOP와 비교하고 원단 표면으로의 이행성을 관찰하였다.

시험예: 실시예 및 비교예에서 제조된 매트용 친환경 원단의 육안 관찰

본 발명에 따른 친환경 가소제를 사용하여 제조된 매트용 친환경 원단은 인체에 유해한 프탈레이트 가소제를 사용하여 제조된 매트용 친환경 원단와 별다른 차이없이 잘 제조되었음을 알 수 있다. 또한, 대부분의 실시예에서 가소제가 원단 표면으로 이행되는 현상은 관찰되지 않았으며 가공성이 매우 우수하였다.

참고적으로, 본 발명의 친환경 매트는 태권도나 유도 등의 운동 경기장 바닥 뿐만 아니라 일반 주택(아파트 등), 유치원, 학교나 학원 등의 체육관, 종교시설 등의 바닥에 자유롭게 설치하여 완충이나 층간소음 등을 방지하는데 폭넓게 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 매트용 친환경 원단 및 이를 이용하여 제조된 친환경 매트를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100,200 : 친환경 매트
110,210 : 매트 본체
120,220 : 친환경 원단
130,230 : 바닥재
131,231 : 요철부
211 : 결합부

Claims

매트에 사용되는 원단으로서,
폴리염화비닐(PVC)에 친환경 가소제를 첨가하여 제조된 매트용 친환경 원단.
청구항 1에 있어서,
상기 친환경 가소제는, 식물성 기름 또는 글리세롤을 사용하여 제조된 것을 특징으로 하는 매트용 친환경 원단.
청구항 2에 있어서,
상기 식물성 기름은, 대두유, 폐대두유, 식용류, 폐식용유, 야자유, 해바라기유, 유채유, 평지유, 자트로파오일 및 아마유 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 매트용 친환경 원단.
청구항 2에 있어서,
상기 친환경 가소제는, 상기 식물성 기름을 산성 조건 하에 에폭시화 반응시키는 제1 단계 및 상기 에폭시화된 식물성 기름을 알코올계 용매 및 알칼리와 반응시키는 제2 단계를 거쳐 제조되며,
상기 제1 단계에서는 에폭시화 반응 후 염기성 용액으로 중화시켜, 벤젠층을 추출하고, 건조, 여과 및 증류 단계를 수행하고,
상기 제2 단계에서는 에폭시화된 식물성 기름을 알코올계 용매 및 알칼리와 가열 교반하여 반응시킨 후 산성 용액으로 중화시켜, 벤젠, 톨루엔 또는 자일렌으로 추출하고, 건조, 여과 및 증류 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 매트용 친환경 원단.
청구항 2에 있어서,
상기 친환경 가소제는, 상기 식물성 기름을 유기 용매에서 또는 유기 용매 없이 포름산, 초산, 인산 또는 황산을 사용한 산성 조건 하에 0~50 ℃의 온도에서 3 내지 24 시간 동안 20~85% 과산화수소 용액, 과초산, 과포름산 또는 과벤조산을 사용하여 에폭시화 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 매트용 친환경 원단.
청구항 4에 있어서,
상기 알코올계 용매는 메탄올, 에탄올, n-프로필 알코올, n-부틸 알코올, 이소프로필 알코올, 이소부탄올, 이소펜탄올 및 C5~C10 계 알코올로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 알칼리는 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화리튬으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 매트용 친환경 원단.
청구항 2에 있어서,
상기 친환경 가소제는, 글리세롤에 산을 첨가하여 반응시킨 후 물을 제거하는 제1 단계 및 상기 물이 제거된 반응물과 초산을 반응시켜 물을 제거하는 제2 단계를 거쳐 제조되며,
상기 산은 라우릭산, 팔미틱산, 스테아릭산, 올레익산, 에폭시 올레익산, 리놀레익산 및 에폭시 리놀레익산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 상기 산으로 라우릭산, 팔미틱산, 스테아릭산, 올레익산, 에폭시 올레익산, 리놀레익산 및 에폭시 리놀레익산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종에 촉매로 인산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종을 첨가하여 사용하고,
상기 반응은 50~130 ℃의 온도에서 3 내지 24 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 매트용 친환경 원단.
친환경 매트(100)로서,
매트 본체(110)와;
상기 매트 본체(110)의 상면 및 측면에 부착되는 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 매트용 친환경 원단(120)과;
상기 매트 본체(110)의 하면에 부착되는 바닥재(130)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 매트.
친환경 매트(200)로서,
매트 본체(210)와;
상기 매트 본체(210)의 상면에 부착되는 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 매트용 친환경 원단(220)과;
상기 매트 본체(210)의 하면에 부착되는 바닥재(230)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 매트.
청구항 8에 있어서,
상기 매트 본체(110)는 마블 또는 폴리에스테르 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 매트.
청구항 9에 있어서,
상기 매트 본체(210)는 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 폴리에스테르 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 매트.
청구항 8 또는 9에 있어서,
상기 바닥재(130,230)에는 요철부(131,231)가 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 매트.
청구항 9에 있어서,
상기 친환경 매트(200)는 블록 형태로 제작되며 블록 상호 간에 결합될 수 있도록 결합부(211)를 구비한 것을 특징으로 하는 친환경 매트.