KR20180026994A - 탄성포장재의 첨가제 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄성포장재의 첨가제 조성물 및 이의 제조방법 탄성포장재의 첨가제 조성물의 제조에 있어서, 키토산 용액 제조단계; 은나노 물질 추가 단계; 및 황토 및 전기석 추가단계를 포함하되, 조성물 전체 100중량%에 대하여 키토산 용액 40 ~ 55 중량%, 은나노 물질 1 ~ 3 중량%, 황토 20 ~ 45중량%, 전기석 5 ~ 15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성포장재의 첨가제 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

탄성포장재의 첨가제 조성물 및 이의 제조방법 {Composite of elastic pavement additive and Preparing thereof}

본 발명은 탄성포장재 첨가제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다상세하게는 각종 도로나 운동장 등에 설치되는 탄성포장재에 첨가제로 들어가는 탄성포장재의 첨가제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 각종 도로 등을 투수성으로 포장 시공함으로써 강우시에 빗물이바로 땅속에 자연 침투되도록 하고 산소와 수분을 확보할 수 있는 친환경적인 도로포장체의 필요에 따라 1970년경부터 아스팔트계열, 콘크리트계열, 수지계열, 블록계열 등 투수기능을 가지는 다양한 표층재료가 개발되었으며, 1980년대 초부터는 건강관리를 위한 걷기운동에 관심이 많아 지면서 보다 편하고 즐거운 길을 위해 보행성, 탄력성, 충격흡수성이 우수한 고무계열을 소재로 하는 투수성 탄성포장체가 개발되어 시공되고 있다.

이러한 투수성 탄성포장체로서 일본 공개특허 제1996-109604호(1996. 04. 30)에서는 탄성과 투수성이 있는 탄성포장체를 제공하기 위하여 지지층 표면에 프라이머를 도포하고 평균입경 2 ~ 10mm의 탄성칩과 바인더의 혼합물을 포설하고 그 위에 평균직경 0.5 ~ 1mm이고 평균길이 3 ~ 20mm 의 섬유상 탄성칩과 바인더의 혼합물을 포설함으로써 강도, 투수성, 내구성 등을 확보하는 기술이 개시되어 있다.

한편, 대한민국 등록특허 제10-0441861호(2004.07.16)에서는 시공 장소를 평탄하게 다진 후 프라이머를 시공한 다음 평균입경 6 ~ 10mm의 잔골재 또는 규사 70 ~ 80중량부 및 입경 4 ~ 8mm로 분쇄한 폐타이어 고무칩 10 ~ 30중량부를 주성분으로 하며 전체 중량의 10 ~ 20%의 폴리우레탄수지를 혼합한 하부 지지층 재료와 3 ~ 4mm 길이로 절단한 폐우레탄 칼라고무칩을 주성분으로 하며 전체중량의 15 ~ 25%의 우레탄바인더를 혼합한 상부 탄성층재료를 각각 준비하고 하부 지지층재료가 경화하기 전에 바로 상부 탄성층 재료를 타설하며 상기 타설 공정 후에는 1 ~ 30℃에서 1 ~ 5일간 양생하여 이루어는 것을 특징으로 하는 투수성 탄성포장재의 시공방법을 개시하고 있다.

상기와 같은 종래기술들에 의하면 투수성 탄성포장체의 시공시 보조기층의 상부에 투수시멘트콘크리트조성물이 투수탄성 포장체의 지지층으로 사용되는 경우에는 롤러다짐시 시멘트풀로 코팅된 골재가 지지층의 표면에서 떨어져 롤러에 달라붙는 현상을 방지하기 위해 물을 살수하게 되고 이 때 살수된 물에 의해 시멘트풀이 지지층의 하부로 씻겨 내려감으로써 하부에 위치된 골재 사이의 공극을 막아 투수성이 저하되며 지지층 상부의 강도를 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허 제1996-109604호(1996. 04. 30) 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허 제10-0441861호(2004.07.16)

본 발명의 목적은 기존 탄성 포장공사에는 우레탄 칩 합성고무칩, 폐타이어칩을 접착제에 혼합하여 일정한 규격으로 탄성포장을 하는데 특히 어린이 놀이터 등에서는 고무냄새는 물론 각종유기 화합물냄새가 나고 공극사이에는 수분이 흡수되어 각종세균이 서식하는 문제점이 있는 데 이를 해결할 수 있는 탄성포장재의 첨가제 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 항균작용을 할 수 있으며, 음이온 및 원적외선 효과가 있는 탄성 포장재를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 탄성포장재의 첨가제 조성물의 제조에 있어서, 키토산 용액 제조단계; 은나노 물질 추가 단계; 및 황토 및 전기석 추가단계를 포함하는 탄성포장재의 첨가제 조성물 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명에 따르면, 조성물 전체 100중량%에 대하여 키토산 용액 40 ~ 55 중량%, 은나노 물질 1 ~ 3 중량%, 황토 30 ~ 45중량%, 전기석 8 ~ 15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성포장재의 첨가제 조성물 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 키토산 용액의 제조는 게 껍질을 5% 염산용액에 넣은 후 꺼내어 건조하는 혼합 및 건조단계; 건조된 게 껍질을 분쇄하는 분쇄단계; 분쇄 후 이를 5% 빙초산 및 35% 염산용액에 12 : 1 ~ 8 : 1의 중량비율로 혼합하는 액상으로 제조하는 액상제조단계; 상기 액상을 물과 혼합하되 1 : 3 ~ 1 : 5 중량비율로 혼합하는 물 혼합단계를 거쳐 점성이 있는 액상의 키토산용액을 제조하는 것을 특징으로 하는 탄성포장재의 첨가제 조성물 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 황토 및 전기석의 혼합비율은 2 : 1 ~ 4 : 1 중량비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탄성포장재의 첨가제 조성물 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명에 따르면, 탄성포장재의 첨가제 조성물에 있어서, 조성물 전체 100중량%에 대하여 키토산 용액 40 ~ 55 중량%, 은나노 물질 1 ~ 3 중량%, 황토 30 ~ 45중량%, 전기석 8 ~ 15중량%를 포함하는 탄성포장재의 첨가제 조성물을 제공한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 황토 및 전기석의 혼합비율은 2 : 1 ~ 4 : 1 중량비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탄성포장재의 첨가제 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 탄성포장재의 첨가제 조성물을 탄성포장재에 첨가됨으로써 고무냄새는 물론 각종유기 화합물냄새를 제거하고 각종세균이 서식되지 못하도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 탄성포장재의 첨가제 조성물은 탄성포장재에 항균작용을 갖게하며, 음이온 및 원적외선 효과가 있다.

또한, 탄성포장재의 첨가제 조성물을 탄성포장원료와 접착제에 혼합하는 경우 자연적인 색상을 제공함과 동시에 황토가 가지고 있는 원적외선 방사 기능 및 전기석에서 음이온이 방출되고 항균처리 기능으로 이해 반영구적으로 항균효과를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 탄성포장재의 첨가제 조성물의 제조공정도 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 탄성포장재의 첨가제 제조 공정 중 키토산 용액제조단계를 나타낸 것이다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 탄성포장재의 첨가제 조성물의 제조공정도를 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명에 따른 탄성포장재의 첨가제 제조 공정 중 키토산 용액제조단계를 나타낸 것이다.

본 발명에 탄성포장재에 첨가되는 첨가제 조성물의 제조는 키토산 용액 제조단계; 은나노 물질 추가 단계; 및 황토 및 전기석 추가단계를 포함한다.

또한, 조성물 전체 100중량%에 대하여 키토산 용액 40 ~ 55 중량%, 은나노 물질 1 ~ 3 중량%, 황토 30 ~ 45중량%, 전기석 8 ~ 15중량%를 포함한다.

먼저 키토산 용액을 제조할 수 있는 데, 키토산은 화학적으로 뮤코다당류의 일종인 키틴이 있으며, 상기 키틴 요소의 일부가 분해되어 화합물이 된 것이 키토산(chitosan)이다.

키토산은 갑각류(게, 새우 등)의 껍질, 연체류(오징어, 갑오징어 등)의 뼈를 분쇄하여 얻은 수 있는 데, 본 발명에서는 게 껍질을 가공하여 키토산 용액을 얻는다. 상기 키토산은 항균 작용이 뛰어난 물질로 이를 이용하여 탄성포장재의 첨가제로 추가할 경우 항균작용을 할 수 있다.

키토산 용액의 제조는 상기 키토산 용액의 제조는 게 껍질을 5% 염산용액에 넣은 후 꺼내어 건조하는 혼합 및 건조단계; 건조된 게 껍질을 분쇄하는 분쇄단계; 분쇄 후 이를 5% 빙초산 및 35% 염산용액에 12 : 1 ~ 8 : 1의 중량비율로 혼합하는 액상으로 제조하는 액상제조단계; 상기 액상을 물과 혼합하되 1 : 3 ~ 1 : 5 중량비율로 혼합하는 물 혼합단계를 거쳐 점성이 있는 액상의 키토산용액을 제조할 수 있다.

구체적인 키토산 용액의 제조를 살펴보면 다음과 같다.

상기 키토산 용액은 게 껍질을 약 5% 염산용액에 넣어 혼합한 후 이를 꺼내어 건조한다. (혼합 및 건조단계)

염산용액에 넣어 혼합하게 되면 게 껍질 성분중 불순물을 제거할 수 있게 된다.

건조한 게 껍질은 이를 분쇄하는 데, 분쇄하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 약 0.1 ~ 3mm 크기로 분쇄할 수 있다.(분쇄단계)

키토산을 추출하기 위해서 건조한 게 껍질을 분쇄하여 얻을 수 있는 데, 게 껍질의 양에 따라 시간 조절을 하여 분쇄시킬 수 있다.

분쇄가 이루어진 게 껍질을 이를 액상으로 만들기 위해 빙초산 및 염산용액을 혼합하여 액상으로 제조할 수 있다.(액상제조단계)

게 껍질 분쇄 후 5% 빙초산 및 35% 염산용액에 12 : 1 ~ 8 : 1의 중량비율로 혼합하여 약 30분간 인위적으로 혼합을 시킨다. 혼합시 온도를 30~40℃를 유지하면서 혼합할 수 있다.

혼합된 액상물질은 물과 혼합할 수 있는 데, 상기 액상을 물과 혼합하는 비율은 1 : 3 ~ 1 : 5 중량비율로 혼합할 수 있다.(물 혼합단계)

이를 거쳐 점성이 있는 액상의 키토산용액을 제조할 수 있다.

키토산 용액이 제조된 이후에는 상기 액상의 키토산 용액에 추가로 황토 및 전기석을 혼합할 수 있다.

상기 황토 및 전기석의 혼합비율은 2 : 1 ~ 4 : 1 중량비율로 혼합할 수 있다. 상기 범위내에서 원적외선 방사 기능 및 전기석에서 음이온이 방출되고 항균처리 되었기 때문에 반영구적으로 항균효과를 제공할 수 있다.

즉, 놀이터 또는 놀이방에 탄성포장을 할 때 탄성포장원료와 접착제에 본 발명의 첨가제를 혼합하는 경우 황토를 첨가함으로써 천연황토색의 자연적인 색상을 제공함과 동시에 황토가 가지고 있는 원적외선 방사 기능 및 전기석에서 음이온이 방출되고 항균처리 기능으로 이해 반영구적으로 항균효과를 제공할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

실시예 1

키토산 용액 제조

상기 키토산 용액의 제조는 게 껍질을 이용하는 데, 게 껍질을 5% 염산용액에 넣은 후 꺼내어 건조하는 혼합 및 건조하며, 건조된 게 껍질을 분쇄하는 데, 약 0.1 ~ 3mm 크기로 분쇄한다.

분쇄 후 이를 5% 빙초산 및 35% 염산용액에 분쇄된 게 껍질을 10 : 1의 중량비율로 혼합하는 데, 온도를 30~40℃를 유지하면서 약 30분간 혼합한다.

혼합된 액상물질은 물과 혼합하는 데, 액상을 물과 혼합하는 비율은 1 : 3의 중량비율로 혼합하여 키토산 용액을 제조한다.

탄성포장재의 첨가제 조성물 제조

탄성포장재의 첨가제 조성물의 제조를 함에 있어서, 제조한 액상의 키토산용액에 은나노 물질 추가하며, 추가 후 황토 및 전기석 추가단계하여 탄성포장재의 첨가제 조성물을 완성한다.

혼합되는 비율은 조성물 전체 100중량%에 대하여 키토산 용액 50중량%, 은나노 물질 3 중량%, 황토 35중량%, 전기석 12%를 포함하도록 제조한다.

실시예 2

실시예 1과 동일하게 실시하되,

키토산 용액 제조시 물 혼합단계에서 액상을 물과 1 : 4 중량비율로 혼합하며, 탄성포장재의 첨가제 조성물은 조성물 전체 100중량%에 대하여 키토산 용액 55중량%, 은나노 물질 2 중량%, 황토 30중량%, 전기석 13%를 포함하도록 제조하였다.

실시예 3

실시예 1과 동일하게 실시하되,

탄성포장재의 첨가제 조성물은 조성물 전체 100중량%에 대하여 키토산 용액 40중량%, 은나노 물질 3 중량%, 황토 45중량%, 전기석 12%를 포함하도록 제조하였다.

제조된 실시예들 탄성포장재 첨가제 조성물의 원적외선 테스트를 실시하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.

	원적외선 방출량(40℃)		시험방법
	방사율(5~20㎛)	방사에너지(W/㎡)
실시예 1	0.916	350	KICM-FIR-1005
실시예 2	0.924	369	KICM-FIR-1005
실시예 3	0.911	352	KICM-FIR-1005

※ 원적외선 측정방법

시험편 10g을 이용하여 전하입자 측정장치를 이용하여 측정하는 데, 실내온도 25℃, 습도 36%, 대기중 음이온수 108/cc 조건에서 시험하였으며, 40℃에서 시험하였음. 또한 측정 대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 10N 수로 표시하였음

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 명백할 것이다.

Claims (6)

1. 탄성포장재의 첨가제 조성물의 제조에 있어서,
   키토산 용액 제조단계;
   은나노 물질 추가 단계; 및
   황토 및 전기석 추가단계를 포함하는 탄성포장재의 첨가제 조성물 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   조성물 전체 100중량%에 대하여 키토산 용액 40 ~ 55 중량%, 은나노 물질 1 ~ 3 중량%, 황토 30 ~ 45중량%, 전기석 8 ~ 15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성포장재의 첨가제 조성물 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 키토산 용액의 제조는 게 껍질을 5% 염산용액에 넣은 후 꺼내어 건조하는 혼합 및 건조단계;
   건조된 게 껍질을 분쇄하는 분쇄단계;
   분쇄 후 이를 5% 빙초산 및 35% 염산용액에 12 : 1 ~ 8 : 1의 중량비율로 혼합하는 액상으로 제조하는 액상제조단계;
   상기 액상을 물과 혼합하되 1 : 3 ~ 1 : 5 중량비율로 혼합하는 물 혼합단계를 거쳐 점성이 있는 액상의 키토산용액을 제조하는 것을 특징으로 하는 탄성포장재의 첨가제 조성물 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 황토 및 전기석의 혼합비율은 2 : 1 ~ 4 : 1 중량비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탄성포장재의 첨가제 조성물 제조방법.
   
5. 탄성포장재의 첨가제 조성물에 있어서,
   조성물 전체 100중량%에 대하여 키토산 용액 40 ~ 55 중량%, 은나노 물질 1 ~ 3 중량%, 황토 30 ~ 45중량%, 전기석 8 ~ 15중량%를 포함하는 탄성포장재의 첨가제 조성물.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 황토 및 전기석의 혼합비율은 2 : 1 ~ 4 : 1 중량비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탄성포장재의 첨가제 조성물.

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