KR20180022158A

KR20180022158A - 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법

Info

Publication number: KR20180022158A
Application number: KR1020160107105A
Authority: KR
Inventors: 이종익; 고영은
Original assignee: 이종익; 고영은
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2018-03-06

Abstract

본 발명은 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코르크를 제1황토혼합물에 수침하는 제1수침단계, 상기 제1수침단계를 통해 수침된 코르크를 건조하는 제1건조단계, 상기 제1건조단계를 통해 건조된 코르크를 제2황토혼합물에 수침하는 제2수침단계, 상기 제2수침단계를 통해 수침된 코르크를 건조하는 제2건조단계, 상기 제2건조단계를 통해 건조된 코르크의 표면에 코팅제 혼합물을 코팅하는 코팅단계 및 상기 코팅단계를 통해 코팅제 혼합물이 코팅된 코르크를 건조하는 제3건조단계로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 제조되는 친환경 바닥재는 원적외선을 방출하며, 난연성, 탄성 및 항균성이 우수하기 때문에, 놀이터, 산책로, 자전거 도로에 적용가능하며, 인조잔디용 충전재로도 사용이 가능하다.

Description

코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF ECO-FRIENDLY FLOOR MATERIAL USING CORK AND LOESS}

본 발명은 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원적외선을 방출하며, 난연성, 탄성 및 항균성이 우수하기 때문에, 놀이터, 산책로, 자전거 도로에 적용가능하며, 인조잔디용 충전재로도 사용이 가능한 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법에 관한 것이다.

최근 자전거 도로, 조깅로, 산책로, 다목적 구장 등 각종 체육시설용 바닥재로서 현장 포설용 탄성 바닥매트가 5, 6년 전부터 본격적으로 설치되고 있다. 이들 대부분은 폴리우레탄 수지로 이루어져 있다.

바닥재로 사용되는 재료인 폴리우레탄 수지는 시공이 쉽고, 내마모성, 평탄성 및 미장 특성 등이 우수하여 널리 사용되고 있는데, 보통 2년 내지 4년 동안 사용하면 자외선에 의해 표면이 탈색되거나 부슬부슬 떨어지는 현상이 일어나 제품의 수명이 급격하게 떨어져 폐기해야 되는 문제점이 있었다.

또한, 폴리우레탄 수지로 이루어진 탄성 바닥매트는 고가의 고급 재질임에도 불구하고 이를 유지 보수하는 별다른 방법이 없었고, 단순히 손상부위를 유사한 도료로 도색하는 방법이 이용되었는데, 이는 손상부위를 근본적으로 복구시키기 못하며, 시각적인 측면에서도 바람직하지 못한 문제점이 있었다.

또한, 폴리우레탄 수지는 가격이 고가이기 때문에, 최근에는 바닥재의 기층재로 페타이어 칩, 우레탄 칩 또는 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 칩과 같은 칩 형태의 재료를 사용하고 있는데, 이와 같은 칩을 사용할 경우 우레탄 수지에 비해서 저비용으로 바닥재를 시공할 수 있는 장점이 있고, 손상부위에 대해 보수가 용이한 장점이 있으나, 상기에 나열된 칩에는 환경 유해 물질이 포함되어 있어 시설물을 이용하는 사람들의 건강에 악영향을 미치며, 토양 오염과 같은 환경 오염 문제를 유발시키는 문제점이 있었다.

한국특허등록 제10-0474053호(2005.02.21). 한국특허등록 제10-0527819호(2005.11.03).

본 발명의 목적은 원적외선을 방출하며, 난연성, 탄성 및 항균성이 우수하기 때문에, 놀이터, 산책로, 자전거 도로, 육상트랙의 기층, 보행로의 기층, 농구장의 기층 등에 적용가능하며, 인조잔디용 충전재로도 사용이 가능한 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인체에 유해하거나, 토양을 오염시키는 성분이 방출되지 않아 친환경적인 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 코르크를 제1황토혼합물에 수침하는 제1수침단계, 상기 제1수침단계를 통해 수침된 코르크를 건조하는 제1건조단계, 상기 제1건조단계를 통해 건조된 코르크를 제2황토혼합물에 수침하는 제2수침단계, 상기 제2수침단계를 통해 수침된 코르크를 건조하는 제2건조단계, 상기 제2건조단계를 통해 건조된 코르크의 표면에 코팅제 혼합물을 코팅하는 코팅단계 및 상기 코팅단계를 통해 코팅제 혼합물이 코팅된 코르크를 건조하는 제3건조단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법을 제공함에 의해서 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제1수침단계는 40 내지 50℃의 온도에서 2 내지 3시간 동안 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 제1황토혼합물은 물 100 중량부, 황토 15 내지 25 중량부, 천일염 0.005 내지 0.015 중량부 및 계면활성제 0.001 내지 0.01 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 제1건조단계는 60 내지 80℃의 온도에서 4 내지 5시간 동안 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 제2수침단계는 40 내지 50℃의 온도에서 50 내지 70분 동안 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 제2황토혼합물은 물 100 중량부, 황토 30 내지 50 중량부, 천일염 0.01 내지 0.03 중량부 및 계면활성제 0.002 내지 0.02 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 제2건조단계는 60 내지 80℃의 온도에서 3 내지 4시간 동안 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 코팅단계는 상기 제2건조단계를 통해 건조된 코르크 100 중량부에 코팅제 혼합물 25 내지 45 중량부를 혼합하고 20 내지 30분 동안 교반하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 코팅제 혼합물은 우레탄 수지 100 중량부, 에폭시 수지 80 내지 120 중량부, 황토 4 내지 8 중량부, 탄산칼슘 4 내지 8 중량부, 안료 2 내지 4 중량부 및 경화제 2 내지 4 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법은 원적외선을 방출하며, 난연성, 탄성 및 항균성이 우수하기 때문에, 놀이터, 산책로, 자전거 도로에 적용가능하며, 인조잔디용 충전재로도 사용이 가능한 바닥재를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 인체에 유해하거나, 토양을 오염시키는 성분이 방출되지 않아 친환경적인 바닥재를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법은 코르크를 제1황토혼합물에 수침하는 제1수침단계(S101), 상기 제1수침단계(S101)를 통해 수침된 코르크를 건조하는 제1건조단계(S103), 상기 제1건조단계(S103)를 통해 건조된 코르크를 제2황토혼합물에 수침하는 제2수침단계(S105), 상기 제2수침단계(S105)를 통해 수침된 코르크를 건조하는 제2건조단계(S107), 상기 제2건조단계(S107)를 통해 건조된 코르크의 표면에 코팅제 혼합물을 코팅하는 코팅단계(S109) 및 상기 코팅단계(S109)를 통해 코팅제 혼합물이 코팅된 코르크를 건조하는 제3건조단계(S111)로 이루어진다.

상기 제1수침단계(S101)는 코르크를 제1황토혼합물에 수침하는 단계로, 코르크를 40 내지 50℃의 온도의 제1황토혼합물에 2 내지 3시간 동안 수침하여 황토혼합물이 코르크에 흡수될 수 있도록 하는 단계다.

코르크(cork)는 코르크 나무 표피하에서 채취하는 목전질(木栓質) 물질로, 얇은 세포막으로 구획된 독립 세포의 집합체로서, 각 세포는 공기를 내포하고 있다. 이것은 기체, 액체를 투과시키지 않으며 탄성, 저온성 및 압축성이 좋아 와인병 마개와 같은 밀폐용 기자재를 만드는데 주로 사용되었는데, 상기와 같이 제1수침단계를 통해 황토혼합물이 코팅되면, 황토혼합물에 함유된 황토 및 천일염과 같은 성분이 갖는 기능성이 내포된 코르크가 제공된다.

또한, 코르크는 함수성능이 우수하기 때문에, 마닥재와 피부 마찰시 화상의 위험성이 낮은 장점으로 인해 인조잔디용 충전재로도 사용이 가능하다.

이때, 상기 제1황토혼합물의 온도가 40℃ 미만이면 제1황토혼합물을 구성하는 각 성분이 고르게 혼합되지 못해 균질한 제1황토혼합물이 제조되지 못하며, 수침시간이 2시간 미만이면 제1황토혼합물이 코르크에 흡수되는 효율이 저하되고, 상기 제1황토혼합물의 온도가 50℃를 초과하게 되면 제1황토혼합물을 구성하는 각 성분이 고르게 혼합된 상태에서도 온도를 승온시키는 과정을 진행하는 것으로 바람직하지 못하며, 상기 수침시간이 3시간을 초과하게 되면 코르크에 제1황토혼합물이 충분히 흡수된 후에도 수침과정을 진행하는 것으로 제조공정의 효율상 바람직하지 못하다.

이때, 상기 제1황토혼합물은 물 100 중량부, 황토 15 내지 25 중량부, 천일염 0.005 내지 0.015 중량부 및 계면활성제 0.001 내지 0.01 중량부로 이루어지는데, 상기 황토는 코르크에 원적외선을 방출 및 난연효과를 부여하며, 상기 천일염은 코르크에 항균특성을 부여하며, 상기 계면활성제는 상기 물, 황토 및 천일염이 고르게 혼합되어 균질한 제1황토혼합물을 제조하며, 황토 성분이 코르크에 잘 흡수될 수 있도록 하는 역할을 하는데, 소듐라우레스설페이트(SLES, Sodium Laureth Sulfate)로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제1건조단계(S103)는 상기 제1수침단계(S101)를 통해 수침된 코르크를 건조하는 단계로, 상기 제1수침단계(S101)를 통해 수침된 코르크를 60 내지 80℃의 온도에서 4 내지 5시간 동안 건조하여 이루어지는데, 상기 건조온도가 60℃ 미만이거나 건조시간이 4시간 미만이면 코르크에 함유된 수분이 완전하게 제거되지 못하며, 상기 건조온도가 80℃를 초과하거나 건조시간이 5시간을 초과하게 되면, 코르크가 물성이 변질될 수 있으며, 코르크에 수분이 완전히 제거된 후에도 건조를 진행하는 것이므로 바람직하지 못하다.

상기 제2수침단계(S105)는 상기 제1건조단계(S103)를 통해 건조된 코르크를 제2황토혼합물에 수침하는 단계로, 상기 제1건조단계(S103)를 통해 건조된 코르크를 40 내지 50℃의 제2황토혼합물에 50 내지 70분 수침하여 이루어진다.

이때, 상기 제2황토혼합물의 온도가 40℃ 미만이면 제2황토혼합물을 구성하는 각 성분이 고르게 혼합되지 못해 균질한 황토혼합물이 제조되지 못하며, 수침시간이 50분 미만이면 황토혼합물이 코르크에 흡수되는 효율이 저하되고, 상기 제2황토혼합물의 온도가 50℃를 초과하게 되면 제2황토혼합물을 구성하는 각 성분이 고르게 혼합된 상태에서도 온도를 승온시키는 과정을 진행하는 것으로 바람직하지 못하며, 상기 수침시간이 3시간을 초과하게 되면 코르크에 제2황토혼합물이 충분히 흡수된 후에도 수침과정을 진행하는 것으로 제조공정의 효율상 바람직하지 못하다.

이때, 상기 제2황토혼합물은 물 100 중량부, 황토 30 내지 50 중량부, 천일염 0.01 내지 0.03 중량부 및 계면활성제 0.002 내지 0.02 중량부로 이루어지는데, 상기 제1황토혼합물에 비해, 황토, 천일염 및 계면활성제가 두 배로 함유되는데, 황토와 천일염의 함량이 증가되면 코르크에 함유되는 황토와 천일염의 양이 증가되어 코르크의 중량이 증가함과 동시에 항균성 및 방부 효과가 향상되어 곰팡이류의 증식이 억제되고, 원적외선의 방출량이 증가하며, 코르크의 난연성능도 향상된다.

상기와 같이 수침과정과 건조단계를 반복적으로 진행하게 되면, 수침과정이 1회로 끝나는 공정에 비해 황토 및 천일염과 같은 성분이 코르크 내로 침투하는 효율성이 향상되어 항균성, 난연성 및 원적외선 방출 효율이 향상된 코르크가 제공된다.

상기 제2건조단계(S107)는 상기 제2수침단계(S105)를 통해 수침된 코르크를 건조하는 단계로, 상기 제2수침단계(S105)를 통해 수침된 코르크를 60 내지 80℃의 온도에서 3 내지 4시간 동안 건조하여 이루어지는데, 상기 건조온도가 60℃ 미만이거나 건조시간이 3시간 미만이면 코르크에 함유된 수분이 완전하게 제거되지 못하며, 상기 건조온도가 80℃를 초과하거나 건조시간이 4시간을 초과하게 되면, 코르크의 물성이 변질될 수 있으며, 코르크에 수분이 완전히 제거된 후에도 건조를 진행하는 것이므로 바람직하지 못하다.

상기 제2건조단계(S107)에서 건조시간이 상기 제1건조단계보다 짧은 이유는 상기 제1수침단계와 상기 제1건조단계를 거치면서 코르크 내에 황토 및 천일염 성분이 함유되어 상대적으로 수분의 함량이 낮아지기 때문이다.

상기 코팅단계(S109)는 상기 제2건조단계(S107)를 통해 건조된 코르크의 표면에 코팅제 혼합물을 코팅하는 단계로, 상기 제2건조단계(S107)를 통해 건조된 코르크 100 중량부와 코팅제 혼합물 25 내지 45 중량부를 교반기에 투입하고 100 내지 200rpm의 속도로 20 내지 30분 동안 교반하여 이루어진다.

상기 코팅단계(S109)를 통해 코팅제 혼합물이 코팅된 코르크는 표면손상이 억제되어 기계적 물성이 향상될 뿐만 아니라, 코르크에 함유되어 있는 황토와 천일염이 코르크의 외부로 유출되는 것이 억제되어 오랜 기간 물성이 유지되는 바닥재를 제공할 수 있다.

이때, 상기 코팅제 혼합물은 우레탄 수지 100 중량부, 에폭시 수지 80 내지 120 중량부, 황토 4 내지 8 중량부, 탄산칼슘 4 내지 8 중량부, 안료 2 내지 4 중량부 및 경화제 2 내지 4 중량부로 이루어지는데, 상기 우레탄 수지 및 에폭시 수지는 코르크의 표면강도를 향상시켜주는 막을 형성하고, 상기 탄산칼슘은 충전재로서 코팅제 혼합물로 이루어진 막의 기계적 물성을 향상시켜주며, 상기 안료는 분말안료나 에멀젼 알료 등이 사용될 수 있으며 코르크에 다양한 색상을 부여하여 상품성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 경화제는 코팅제 혼합물로 이루어진 막의 경화시간을 단축시켜 제조공정의 효율성능을 향상시키는 역할을 하는데, 경화제의 성분으로는 헥사메틸렌테트라민, 아민 및 폴리 아미드 등이 사용될 수 있다.

상기 코팅제 혼합물의 함량이 25 중량부 미만이면 코르크의 표면에 형성되는 코팅제 혼합물의 막 두께가 얇아 외력에 의해 코팅제 혼합물 막이 쉽게 손상될 수 있으며, 상기 코팅제 혼합물의 함량이 45 중량부를 초과하게 되면 코르크에 비해 코팅제의 혼합량이 지나치게 많아 제조비용을 증가시키게 된다.

상기 제3건조단계(S111)는 상기 코팅단계(S109)를 통해 코팅제 혼합물이 코팅된 코르크를 건조하는 단계로, 상기 코팅단계(S109)를 통해 코팅제 혼합물이 코팅된 코르크를 30 내지 40℃의 온도에서 3 내지 4시간 동안 건조하여 이루어지는데, 코팅제 혼합물에는 주재료인 우레탄 수지 및 에폭시 수지를 경화시키는 경화제가 함유되어 코팅제 혼합물이 코팅된 코르크는 서로 뭉치는 현상이 발생하지 않도로 넓게 펼친 상태에서 건조과정을 진행하는 것이 바람직하다.

상기의 제3건조단계(S111)를 진행하면 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조가 완료되는데, 상기의 과정을 통해 제조되는 바닥재는 황토와 천일염이 함유되어 원적외선을 방출하며, 난연성, 탄성 및 항균성이 우수하기 때문에, 놀이터, 산책로, 자전거 도로에 적용가능하며, 인조잔디용 충전재로도 사용이 가능할 뿐만 아니라, 천연에서 추출된 코르크가 주성분으로 사용되어 인체에 유해하거나, 토양을 오염시키는 성분이 방출되지 않아 친환경적인 효과를 나타낸다.

S101 ; 제1수침단계
S103 ; 제1건조단계
S105 ; 제2수침단계
S107 ; 제2건조단계
S109 ; 코팅단계
S111 ; 제3건조단계

Claims

코르크를 제1황토혼합물에 수침하는 제1수침단계;
상기 제1수침단계를 통해 수침된 코르크를 건조하는 제1건조단계;
상기 제1건조단계를 통해 건조된 코르크를 제2황토혼합물에 수침하는 제2수침단계;
상기 제2수침단계를 통해 수침된 코르크를 건조하는 제2건조단계;
상기 제2건조단계를 통해 건조된 코르크의 표면에 코팅제 혼합물을 코팅하는 코팅단계; 및
상기 코팅단계를 통해 코팅제 혼합물이 코팅된 코르크를 건조하는 제3건조단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1수침단계는 40 내지 50℃의 온도에서 2 내지 3시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1황토혼합물은 물 100 중량부, 황토 15 내지 25 중량부, 천일염 0.005 내지 0.015 중량부 및 계면활성제 0.001 내지 0.01 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1건조단계는 60 내지 80℃의 온도에서 4 내지 5시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2수침단계는 40 내지 50℃의 온도에서 50 내지 70분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2황토혼합물은 물 100 중량부, 황토 30 내지 50 중량부, 천일염 0.01 내지 0.03 중량부 및 계면활성제 0.002 내지 0.02 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2건조단계는 60 내지 80℃의 온도에서 3 내지 4시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 코팅단계는 상기 제2건조단계를 통해 건조된 코르크 100 중량부에 코팅제 혼합물 25 내지 45 중량부를 혼합하고 20 내지 30분 동안 교반하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법.
청구항 1 또는 8에 있어서,
상기 코팅제 혼합물은 우레탄 수지 100 중량부, 에폭시 수지 80 내지 120 중량부, 황토 4 내지 8 중량부, 탄산칼슘 4 내지 8 중량부, 안료 2 내지 4 중량부 및 경화제 2 내지 4 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재의 제조방법.