KR20210036646A

KR20210036646A - 충격완화용 볼라드

Info

Publication number: KR20210036646A
Application number: KR1020190118893A
Authority: KR
Inventors: 모상채; 문형대
Original assignee: 주식회사 세이프업; 문형대
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-04-05
Also published as: KR102362579B1

Abstract

본 발명은 차량진입금지봉인 볼라드에 관한 것으로서, 보도나 자전거 도로에 차량 진입을 막거나, 또는 차량 U턴 방지턱 용도로 설치하여, 보도파손을 방지하고 보행자의 안전을 지킬 수 있으며, 차량통제의 기능을 갖는 충격완화용 볼라드에 관한 것이다.

Description

충격완화용 볼라드{A bollard for impact absorbing}

볼라드란 단주(短柱)라고도 하며, 특정공간에서 보행공간, 놀이공간, 휴게 공간, 운동공간 등의 옥외공간과 도로나 주차장이 만나는 경계부위의 포장 면에 배치하는 기둥을 말한다.

종래 볼라드의 대부분은 우레탄, 강관 재질로 이루어져 있어, 외부 충격에 따른 파손이 심하고, 또한 대부분의 재료를 수입에 의존하고 있어 수입의존도가 매우 높다는 단점이 있었다.

이와 같은 단점을 해소하기 위하여 충격흡수 기능의 볼라드 기술이 개시되고 있기는 하나, 여전히 충격흡수 기능 및 내구성이 크지 않아 차량, 오토바이 등이 충돌할 경우 쉽게 파손되거나 충격이 그대로 차량, 오토바이에 전달되어 사고 피해가 커지는 문제를 갖고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제시되는 것으로서, 볼라드 본체 자체의 충격흡수 기능성과 상기 볼라드 본체 외부로 충격완화용 고무탄성체를 씌워 일체를 이룸으로써 이중 구조의 충격흡수 기능성으로 인해 충격완화 기능성이 매우 뛰어난 볼라드를 제공하고자 한다.

대한민국 등록실용신안 20-0451407(등록일자 2010.12.07) 대한민국 등록실용신안 20-0426973(등록일자 2006.09.13) 대한민국 등록실용신안 20-0437211(등록일자 2007.11.06) 대한민국 등록특허 10-0895066(등록일자 2009.04.20) 대한민국 등록특허 10-1519596(등록일자 2015.05.06) 대한민국 등록특허 10-1850491(등록일자 2018.04.13)

본 발명은 종래 볼라드 제조에 사용되던 우레탄, 강관을 사용하지 않고, 폐통신케이블 또는 폐전력 케이블의 폐피복재를 주재료로 사용함으로써, 폐자원의 재활용에 따른 경제성 확보와 환경개선 기능의 친환경 특성을 가지며, 성형 과정에서 합성 수지 내부에 포함되어 있던 수분이 기화되면서 기포를 발생시켜 기공을 형성함으로써, 외부에서 충격이 가해지더라도 볼라드 본체 내의 수많은 기공이 쿠션 역할을 하여 충격을 흡수하고, 또한 상기 볼라드 본체 외부로 충격완화용 고무탄성체를 씌워 일체를 구성함으로써 이중 구조의 충격흡수 특성에 의해 충격완화기능성이 매우 뛰어나며, 내구성이 뛰어나 쉽게 파손되지 않는 볼라드를 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하고자,

본 발명은

폐동력선 피복을 분쇄한 폐피복재 미립자 50.0 ~ 80.0 wt%;

폐합성수지 10.0 ~ 40.0 wt%;

폴리에틸렌(PE) 5.0 ~ 10.0 wt%;

제올라이트, 버미큘라이트 또는 펄라이트 중 선택되는 중 어느 1종 또는 2종 이상의 팽창성 광물 0.05 ~ 3.0 wt%;

에폭시 수지 38.0 ~ 45.0 wt%, 경화제 48.0 ~ 53.0 wt%, 경화촉진제 0.2 ~ 1.2 wt% 및 유리섬유 3.0 ~ 9.5 wt%로 구성된 100.0 wt%의 유리섬유-에폭시 복합체 1.0 ~ 5.0 wt%;

물(water) 2.0 ~ 4.0 wt%;로 구성된 혼합물을 용융압출하여 볼라드를 성형하고,

상기 성형된 볼라드 외측면을, EPDM 고무 49.0 ~ 57.0 wt%와, 분산제 1.2 ~ 2.5 wt%와, 카본 블랙(Carbon black) 33.0 ~ 45.0 wt%와, 오일 1.3 ~ 3.5 wt%와, 노화방지제 0.5 ~ 2.5 wt%와, 촉진제 0.7 ~ 2.5 wt%와, 가황제 0.1 ~ 0.3 wt%를 혼합한 후, 온도 155 ~ 165 ℃, 압력 14 ~ 16 MPa 조건에서 가황시켜 제조한 충격완화용 고무탄성체로 감싸 일체를 이루는 것을 특징으로 하는 충격완화용 볼라드를 제공한다.

본 발명에 따른 충격완화용 볼라드는 성형 과정에서 합성 수지 내부에 포함되어 있던 수분이 기화되면서 기포를 발생시켜 기공을 형성함으로써, 외부에서 충격이 가해지더라도 볼라드 본체 내의 수많은 기공이 쿠션 역할을 하여 충격을 흡수함으로써 충격완화기능성이 뛰어나며, 또한 상기 볼라드 본체 외부로 충격완화용 고무탄성체를 씌워 일체를 구성함으로써 충격완화기능성을 한층 더 높일 수 있다는 장점을 갖는다.

또한 내구성이 높기 때문에 파손이 잘 되지 않아 보행자의 안전성 확보가 용이하며, 불법 U턴 지점에 차량 U턴 방지턱으로 설치하여 차량 불법 운전을 차단함으로써 교통사고 위험 방지 효과를 갖는다.

그리고 종래 수입에 의존하던 재료를 재활용이 용이하지 않아 활용도가 떨어지던 폐전선으로 대체함으로써, 외화절감, 높은 경제성 및 산업폐기물 처리 측면에서의 환경오염 개선효과로 인해 친환경 특성을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 충격완화용 볼라드의 다양한 형태를 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 충격완화용 볼라드의 이중 구조를 확인할 수 있는 종단면도.

이하, 상기의 기술 구성에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 충격완화용 볼라드(1)는

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이,

폐동력선 피복을 분쇄한 폐피복재 미립자 50.0 ~ 80.0 wt%;

폐합성수지 10.0 ~ 40.0 wt%;

폴리에틸렌(PE) 5.0 ~ 10.0 wt%;

물(water) 2.0 ~ 4.0 wt%;로 구성된 혼합물을 용융압출하여 볼라드 본체(10)를 성형하고,

상기 성형된 볼라드 본체(10)의 외측면을, EPDM 고무 49.0 ~ 57.0 wt%와, 분산제 1.2 ~ 2.5 wt%와, 카본 블랙(Carbon black) 33.0 ~ 45.0 wt%와, 오일 1.3 ~ 3.5 wt%와, 노화방지제 0.5 ~ 2.5 wt%와, 촉진제 0.7 ~ 2.5 wt%와, 가황제 0.1 ~ 0.3 wt%를 혼합한 후, 온도 155 ~ 165 ℃, 압력 14 ~ 16 MPa 조건에서 가황시켜 제조한 충격완화용 고무탄성체(20)로 감싸 일체를 이룬다.

이때, 상기 충격완화용 볼라드(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 목적에 따라 다양한 형태, 즉 원기둥, 삼각기둥, 사각기둥, 오각기둥, 육각기둥, 팔각기둥 등 다양한 형태로의 제작이 가능하다.

상기 폐동력선 피복은 분쇄기를 이용하여 1.0 ~ 3.0 mm의 미립자로 분쇄하는 것으로서, 1.0 mm 미만의 입자로 분쇄하기 위해서는 많은 에너지의 소모가 필요하고, 3.0 mm를 초과하게 되는 경우에는 제조된 볼라드의 내구성이 떨어지거나, 성형성이 떨어질 수 있으므로, 상기 미립자의 크기는 1.0 ~ 3.0 mm의 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

또한 상기 폐피복재 미립자의 사용량이 50.0 wt% 미만인 경우에는 볼라드의 성형성이 떨어질 수 있고, 80.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 폐피복재의 이용율이 높아지는 점이 있기는 하나, 상대적으로 다른 성분의 사용량이 줄어들기 때문에 볼라드의 물리적 성질이 나빠질 수 있으므로, 상기 폐피복재 미립자는 전체 혼합물에 대해 50.0 ~ 80.0 wt%의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폐합성수지는 다양하게 적용할 수 있으나, 바람직하게는 폐비료포대를 사용한다.

상기 폐합성수지의 사용량이 10.0 wt% 미만인 경우에는 볼라드의 성형성이 떨어지며, 또한 볼라드의 충격완화기능성이 떨어질 수 있으며, 40.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 폐피복재 등의 사용량이 상대적으로 줄어들어 재활용율이 떨어지거나, 팽창성 광물과 수분의 함량이 줄어들어 충격흡수 및 완화 기능성이 떨어질 수 있으므로, 상기 폐합성수지의 사용량은 전체 혼합물에 대해 10.0 ~ 40.0 wt%의 범위에서 한정하는 것이 바람직하다.

상기 폴리에틸렌(PE)은 볼라드의 성형성 및 내구성 향상을 위해 첨가하는 것으로서, 그 사용량이 5.0 wt% 미만인 경우에는 성형성 및 내구성의 향상을 기대하기 어렵고, 10.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 상대적으로 폐합성수지의 사용량이 줄어들어 폐합성수지의 재활용율이 떨어지는 문제가 있으므로, 상기 폴리에틸렌(PE)의 사용량은 전체 혼합물에 대해 5.0 ~ 10.0 wt%의 범위에서 한정하는 것이 바람직하다.

상기 팽창성 광물은 상기한 바와 같이, 제올라이트, 버미큘라이트 또는 펄라이트 중 선택되는 중 어느 1종 또는 2종 이상을 사용하는 것으로서, 사용량이 0.05 wt% 미만인 경우에는 수분에 의해 형성되는 기공과 함께 작용하는 충격흡수 및 완화 기능이 떨어질 우려가 있고, 3.0 wt%를 초과하여 사용하게 되는 경우에는 볼라드의 성형성이 떨어지므로, 상기 팽창성 광물의 사용량은 전체 혼합물의 0.05 ~ 3.0 wt% 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 팽창성 광물 중 제올라이트는 3 ~ 20 Å의 균일한 세공을 갖는 것으로, 비중이 2 ~ 2.4이고, 경도가 3.5 ~ 5.5인 것으로 원석을 0.4 mm 크기의 원석을 750 ℃에서 급가열하여 20 배로 팽창시킨 것으로, 상기 제올라이트 발포온도가 750 ℃를 초과하게 되는 경우에는 물성변화가 발생할 수 있고, 750 ℃ 미만인 경우에는 불완전한 발포로 인하여 충분한 공극율을 얻기 힘들게 되므로, 상기 발포온도는 750 ℃를 유지하는 것이 바람직하다.

상기 버미큘라이트(vermiculite)는 질석이라고 칭하는 것으로서 일반적으로 금운모나 흑운모의 변질산물인 함수 운모를 말한다. 그 구조식은 Mx(Mg, Fe)₆(Si₈-xAlx)O₂(OH)y·H₂O(x는 1 ~ 1.4 y는 8, M은 교환성 양이온으로 Mg⁺⁺, Ca⁺⁺)의 형태를 가지며 흑운모와 비슷한 삽층 구조형 층상구조의 점토광물이다.

상기 버미큘라이트는 흡수수와 층간수 및 결정수의 3가지 수분을 함유하고 있는 특유의 광물로서 층간에 두층의 물 층과 미량의 교환성이온이 있어 그 층간거리는 14.2 Å이다. 그리고 버미큘라이트를 가열하게 되면, 결정 속에서 발생하는 수증의 압력 때문에 박리 팽창하게 된다.

본 발명에서 사용하는 버미큘라이트는 비중 2.3, 경도 1.5로 연질이며, 공극률은 53 ~ 64 %, 융점 1,300 ℃이고, 열전도율이 0.05 kcal/mh℃인 것을 사용한다.

상기 버미큘라이트(vermiculite)는 0.4 mm 크기의 원석을 1,250 ℃에서 급가열하여 20 배로 팽창시킨 것을 사용한다.

상기 펄라이트는 점성의 용암이나 마그마가 지표의 호수로 흘러들어 급격히 냉각되면서 형성된 휘발분이 농집된 비정질의 암석으로서, 흑요석, 진주암, 송지석으로 불리워지는 광물이다.

상기 펄라이트의 주성분은 SiO₂, Al₂O₃로서 일반적으로 회색, 갈색, 청색의 색을 띠게 된다.

그리고, 물리적 측면에서의 펄라이트는 열에 의해 매우 기공이 많은 가벼운 물질 형태로 팽창 될수 있는 함수화산성 유리질(Hydrated Volcanic Glass)로서 폭발성형시켜 팽창 펄라이트를 얻게된다.

본 발명에서 사용되는 펄라이트의 화학적 조성은 SiO₂ 71.0 ~ 75.0 wt%, Al₂O₃ 12.0 ~ 16.0 wt%, K₂O 1.0 ~ 4.0 wt%, Na₂O 2.5 ~ 5 wt%, Fe₂O₃ 0.15 ~ 1.5 wt%, CaO 0.1 ~ 2.0 wt%, MgO 0.2 ~ 0.5 wt%의 함유을 갖는 것으로, 그 물리적 성질은 비중 0.15, 공극율 90%, 열전도율(kcal/mh℃) 0.03 ~ 0.05, pH 6.5 ~ 7.5, 조립율 2.94이다.

상기 펄라이트는 0.4 mm 크기의 원석을 1,200 ℃에서 급가열하여 20 배로 팽창시킨 것을 사용한다.

상기 유리섬유-에폭시 복합체는 에폭시 수지 38.0 ~ 45.0 wt%, 경화제 48.0 ~ 53.0 wt%, 경화촉진제 0.2 ~ 1.2 wt%, 유리섬유 3.0 ~ 9.5 wt%로 구성된다.

더욱 구체적인 예로는 에폭시 수지 41.49 wt%, 경화제 51.86 wt%, 경화촉진제 0.41 wt%, 유리섬유 6.24 wt%로 구성된다.

상기 경화제로는 Diethylene Triamine, Diethyl amino propylamine, Phthalic acid anhydride 중 선택되는 어느 1종 사용이 가능하다.

그리고 상기 경화촉진제로는 phenol, cresol, nonylphenol, bisphnol-A 중 선택되는 어느 1종 사용이 가능하다.

상기 유리섬유-에폭시 복합체의 사용량이 1.0 wt% 미만인 경우에는 충격흡수기능을 발휘하기 어렵고, 5.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 볼라드의 성형성이 떨어질 수 있으므로, 상기 유리섬유-에폭시 복합체의 사용량은 전체 혼합물의 1.0 ~ 5.0 wt%의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 유리섬유-에폭시 복합체를 구성하는 에폭시 수지는 한 분자 중에 두 개 이상의 3원형 고리형 에스테르의 일종인 oxirane 고리를 함유하고 있으므로 반응성 경화제에 의한 3차원 가교 구조를 이룰 수 있으며 가장 널리 사용되고 있는 것으로 비스페놀-A와 epichlorohydrin으로부터 제조되는 bisphenol A의 diglycidyl ether(DGEBA)를 들 수 있으며 이외에도 분자량이 대단히 크며, 일반적인 에폭시 수지와는 다른 열가소성 페녹시(phenoxy)수지 난연성을 부여한 브롬화된 비스페놀 A(brominated bisphenil A)수지, 저점도형인 비스페놀 F수지, 내열성 및 접착성을 개선한 노볼락(novolac)형 에폭시 수지 등이 있으며 최근에는 기존의 비스페놀계 에폭시 수지로 얻기 어려운 고기능성 수지인 지방족 고리상 에폭시 수지, glycidyl ester수지, glycidyl amine수지, 헤테로 고리상 에폭시 수지 등이 있으며, 일반적으로 bisphenol A(BPA)와 epichlorohydrin(ECH)을 알칼리 존재 하에서 반응시켜 얻는 기본형 수지를 상업적으로 가장 많이 사용된다.

그리고 에폭시 수지는 다른 수지에 비해서 높은 기계적 물성과 접착성 및 내구성, 내화성이 있으며 경화 과정에서의 수축율이 적고 전기절연성과 내화학성 등의 특성이 있다.

상기 유리섬유-에폭시 복합체는 볼라드 본체(10)에 포함되어 인장강도, 강성, 내열성, 내구성을 크게 향상시키는 역할을 한다.

상기 유리섬유-에폭시 복합체를 구성하는 유리섬유는 수지의 인장강도, 강성, 내열성, 내구성을 크게 향상시킬 수 있으며 일반 범용수지로부터 공업용 수지까지 많은 수지에 사용되고 있다.

상기 유리섬유의 종류와 그 특성을 살펴보면, E-glass(Electrical galss)는 알칼리 성분함량을 낮추고 전기적 특성을 개선하여 전기분야에 주로 사용되며 근래에는 수지강화용에도 많이 사용된다. 그리고 상기 E-galss는 유리섬유 중 90%이상을 차지한다.

C-glass(Chemical glass)는 내알칼리 섬유로서 내산성이 우수한 특징을 가져 산성액의 여과와 내산 용기용 보강에 주로 사용된다.

T-glass(Toughened glass)는 E-glass보다 강도를 더욱 높여 고온에서 우수한 기계적 강도를 보인다.

S-glass(strength glass)는 T-glass와 마찬가지로 고온에서 높은 기계적 강도가 요구되는 항공기나 로켓의 모터 케이스의 보강 재료로 사용된다.

상기 유리섬유 복합재료의 기지재로는 크게 열경화성 수지와 열가소성 수지로 이루어져 있다. 이 중에서 열경화성 수지로는 비닐에스터, 페놀, 에폭시 등이 있는데, 에폭시 수지의 경우 우수한 전기절연성, 내약품성 및 비강도와 비강성 등 우수한 물성으로 인하여 항공·우주 산업 분야 뿐 아니라 방산제품 및 차량용 소재에 이르기까지 다양하게 적용되고 있다.

상기 에폭시 수지의 경우 섬유의 원활한 함침을 위하여 적절한 점도가 요구된다. 수지의 적정 점도를 벗어날 경우에는 불균일성을 유발하거나 또는 함침이 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명에서는 40 ℃에서 3,900 cps ~ 7,000 cps의 점도를 가지며, 50 ℃에서 1,200 cps ~ 1,900 cps의 점도를 갖는 에폭시 수지를 사용한다.

상기 물(water)은 충격완화용 볼라드의 용융압출과정에서 볼라드 내에서 기화작용에 의해 기포를 형성하고, 외부로 빠져나가지 못한 기포는 기공을 볼라드 본체 내에서 다수의 기공을 형성함으로써 외부로부터의 충격을 흡수할 수 있는 완충기능을 갖는다. 이때 그 사용량이 2.0 wt% 미만인 경우에는 이와 같은 충격흡수 기능성이 미미하고, 4.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 볼라드의 내구성이 떨어지는 문제가 있으므로, 상기 물(water)의 사용량은 전체 혼합물의 2.0 ~ 4.0 wt%의 범위 내에서 한정하는 것이 바람직하다.

상기 폐피복재 미립자, 폐합성수지, 팽창성 광물, 유리섬유-에폭시 복합체 및 물(water)을 혼합한 후에는 혼합물을 210 ~ 350 ℃에서 용융 압출함으로써 충격완화용 볼라드 본체(10)가 완성된다.

이때, 제조된 볼라드 본체(10)의 구체적인 규격범위로는, 직경 10.0 ~ 30.0 ㎝, 길이 80.0 ㎝ ~ 3.0 m로 제조한다.

상기 볼라드 본체(10)의 제조에 있어, 용융압출의 온도가 210 ℃ 미만인 경우에는 폐피복재 미립자, 폐비료포대 미립자 성분이 충분히 용융되지 않아 성형이 제대로 이루어지지 않고, 또한 성형품의 내구성 등의 물리적 성질이 나빠질 수 있으며, 350 ℃를 초과하게 되는 경우에는 성형물의 내구성이 떨어질 수 있으므로, 상기 용융압출의 온도는 210 ~ 350 ℃의 범위에서 유지되는 것이 바람직하다.

이하, 상기 충격완화용 볼라드 본체(10) 제조를 위한 구체적인 배합비를 실시예를 통해 살펴보고자 한다.

본 발명에 따른 충격완화용 볼라드 본체(10)는 폐피복재 미립자, 폐합성수지, 제올라이트, 버미큘라이트 또는 펄라이트가 동 중량비율 구성된 팽창성 광물, 유리섬유-에폭시 복합체 및 물(water)의 혼합으로 구성된 혼합물을 용융압출하여 제조하는 것으로서,

상기 혼합물은,

폐피복재 미립자 60.0 wt%와,

폐비료포대의 폐합성수지 28.0 wt%와,

폴리에틸렌(PE) 7.0 wt%와,

제올라이트, 버미큘라이트 및 펄라이트를 3:3.5:3.5의 중량비율 구성된 팽창성 광물 0.1 wt%와,

유리섬유-에폭시 복합체 1.9 wt%와,

물(water) 3.0 wt%로 구성된다.

상기 실시예 1과 성분 구성은 동일하나 배합비를 달리하여 구성한다.

폐피복재 미립자 60.0 wt%와,

폐비료포대의 폐합성수지 29.0 wt%와,

폴리에틸렌(PE) 6.0 wt%와,

제올라이트, 버미큘라이트 및 펄라이트를 3:3.5:3.5의 중량비율 구성된 팽창성 광물 0.05 wt%와,

유리섬유-에폭시 복합체 1.95 wt%와,

물(water) 3.0 wt%로 구성된다.

상기 충격완화용 볼라드 본체(10)는 그 자체적으로도 충격흡수, 충격완화 기능성이 뛰어나기는 하나, 충격흡수 기능성을 더욱 높이기 위하여 상기 충격완화용 볼라드 본체(10)의 외부로 충격완화용 고무탄성체(20)를 씌워 일체 구조의 충격완화용 볼라드(1)를 제공한다.

상기 충격완화용 고무탄성체(20)는 EPDM 고무 49.0 ~ 57.0 wt%와, 분산제 1.2 ~ 2.5 wt%와, 카본 블랙(Carbon black) 33.0 ~ 45.0 wt%와, 오일 1.3 ~ 3.5 wt%와, 노화방지제 0.5 ~ 2.5 wt%와, 촉진제 0.7 ~ 2.5 wt%와, 가황제 0.1 ~ 0.3 wt%를 혼합한 후, 온도 155 ~ 165 ℃, 압력 14 ~ 16 MPa 조건에서 가황시켜 제조한 것을 사용한다.

상기 분산제는 충격완화용 고무탄성체(20)의 구성 성분들이 EPDM 고무 중에 균일하게 분산되는 것을 촉진시키기 위해 첨가하는 물질로서, 폴리옥시알킬렌 소르비탄 디지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 소르비톨 지방산 에스테르, 알킬나프탈렌술폰산염, 알킬술포숙신산염, 알킬암모늄염 또는 알킬피리디늄염 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상을 사용한다.

상기 오일은 고무에 가소성을 부여하여 가공을 용이하게 하기 위하여 첨가하는 것으로서, 피마자유, 톨유 또는 프로세스유 중 선택하여 사용한다.

상기 노화방지제는 산소, 오존, 열, 자외선, 기계적 피로 등의 외부인자와, 고무종류, 가황법, 가황도, 가교제 종류 등의 내부인자로 인해 자동산화되는 연쇄반응을 정지시키는 작용을 한다.

구체적인 예로는, N,N'-diphenyl-p-phenylenedlamine(DPPD), N,N'-Di-β-Naphthyl-p-phenylene diamine(DNPD), N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine(IPPD) 또는 N-(1,3-dimethyl-butyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상을 사용한다.

상기 촉진제는 고무와 가황체와의 반응을 촉진하고 가황시간의 단축 및 가황온도 저하, 황의 양을 감소시키며 가황제품의 물리화학적 성질을 향상시키는 역할을 한다.

구체적인 예로는, tetramethyl thiuram disulfide(TMTD), dipenta methylene thiuram tertasulfied(DPTT), 2-mercapto benzothiazole(MBT), 2,2'-dithiobisbenzothiazole(MBTS), n-cyclohexyl benzothiazyl-2-sulfenamide(CBS) 또는 n-oxydiethylene benzo-thiazyl-2-sulfenamide(NOBS) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상을 사용한다.

상기 가황제는 가교제라고도 불리는 것으로서, 구체적인 예로는 염화황, 이염화황 또는 고분자 다황화물 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상을 사용한다.

상기 충격완화용 고무탄성체(20)의 구체적인 배합예는 다음의 표 1과 같다.

	배합예 1	배합예 2	배합예 3	배합예 4	배합예 5
EPDM 고무	52.40 wt%	54.65 wt%	56.30 wt%	55.00 wt%	57.00 wt%
분산제	2.50 wt%	2.30 wt%	2.10 wt%	1.80 wt%	1.20 wt%
카본 블랙 (Carbon black)	40.00 wt%	38.00 wt%	36.00 wt%	37.45 wt%	36.30 wt%
오일	2.00 wt%	2.00 wt%	2.00 wt%	2.00 wt%	2.00 wt%
노화방지제	0.70 wt%	0.90 wt%	1.60 wt%	2.00 wt%	2.30 wt%
촉진제	2.30 wt%	2.00 wt%	1.80 wt%	1.50 wt%	0.90 wt%
가황제	0.10 wt%	0.15 wt%	0.20 wt%	0.25 wt%	0.30 wt%
합 계	100.0 wt%	100.0 wt%	100.0 wt%	100.0 wt%	100.0 wt%

이하, 본 발명에 따른 볼라드 본체(10)의 충격흡수 기능을 시험을 통해 살펴보고자 한다.

< 충격흡수 효과 >

상기 충격흡수 효과를 확인하기 위하여,

본 발명에 따른 폐동력선 피복을 분쇄기를 이용하여 평균입도 2.0 mm의 미립자로 분쇄한 폐피복재 미립자 60.0 wt%와,

사용후 폐기된 비닐 비료포대를 세척, 건조한 폐합성수지 28.0 wt%와,

폴리에틸렌(PE) 7.0 wt%와,

에폭시 수지 45.0 wt%, 경화제 45.0 wt%, 경화촉진제 1.0 wt% 및 유리섬유 9.0 wt%로 구성된 유리섬유-에폭시 복합체 1.9 wt%와,

물(water) 3.0 wt%로 구성된 혼합물을 300 ℃에서 용융압출하여 판재를 제조한다. 이와 같이 제조된 판재를 본 발명에 따른 볼라드 본체(10)의 충격흡수 효과 측정을 위한 시험예로 사용한다.

상기 시험예에 대한 비교예로서, 상기 시험예와 동일한 성분 구성을 갖되, 팽창성 광물의 함량을 줄이고, 물(water)을 포함하지 않도록 구성한다.

즉, 폐동력선 피복을 분쇄기를 이용하여 평균입도 2.0 mm의 미립자로 분쇄한 폐피복재 미립자 63.05 wt%와,

폴리에틸렌(PE) 7.0 wt%와,

에폭시 수지 45.0 wt%, 경화제 45.0 wt%, 경화촉진제 1.0 wt% 및 유리섬유 9.0 wt%로 구성된 유리섬유-에폭시 복합체 1.9 wt%로 구성된 혼합물을 300 ℃에서 용융압출하여 제조된 판재를 사용한다.

상기 시험예에 따른 판재에 하중을 가하여 측정한 결과, 최대하중 2,000 kg 이고, 상기 최대하중에서의 정적흡수에너지는 150.7 Joule임을 확인하였다.

그리고 상기 비교예에 따른 판재에 하중을 가하여 측정한 결과, 최대하중은 1.000 kg 이고, 이와 같은 최대하중에서의 정적흡수에너지는 60.5 Joule임을 확인하였다.

이로써, 본 발명에 따른 볼라드 본체(10)를 구성하는 팽창성 광물과 물(water)에 의해 형성된 수많은 기공에 의한 충격흡수 기능성이 뛰어남을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 충격완화용 볼라드는 종래 재활용도가 떨어져 산업폐기물로서 처리가 곤란했던 폐전선의 피복물을 용이하게 재생하여 재활용함으로써 산업폐기물의 재활용에 따른 자원의 절약 등의 경제성과 산업폐기물의 처리에 따른 환경개선의 효과를 가질 수 있어 산업상 이용가능성이 크다.

1 : 볼라드
10: 볼라드 본체
20: 고무탄성체

Claims

폐동력선 피복을 분쇄한 폐피복재 미립자 50.0 ~ 80.0 wt%;
폐합성수지 10.0 ~ 40.0 wt%;
폴리에틸렌(PE) 5.0 ~ 10.0 wt%;
제올라이트, 버미큘라이트 또는 펄라이트 중 선택되는 중 어느 1종 또는 2종 이상의 팽창성 광물 0.05 ~ 3.0 wt%;
에폭시 수지 38.0 ~ 45.0 wt%, 경화제 48.0 ~ 53.0 wt%, 경화촉진제 0.2 ~ 1.2 wt% 및 유리섬유 3.0 ~ 9.5 wt%로 구성된 100.0 wt%의 유리섬유-에폭시 복합체 1.0 ~ 5.0 wt%;
물(water) 2.0 ~ 4.0 wt%;로 구성된 혼합물을 용융압출하여 볼라드 본체(10)를 성형하고,
상기 성형된 볼라드 본체(10)의 외측면을, EPDM 고무 49.0 ~ 57.0 wt%와, 분산제 1.2 ~ 2.5 wt%와, 카본 블랙(Carbon black) 33.0 ~ 45.0 wt%와, 오일 1.3 ~ 3.5 wt%와, 노화방지제 0.5 ~ 2.5 wt%와, 촉진제 0.7 ~ 2.5 wt%와, 가황제 0.1 ~ 0.3 wt%를 혼합한 후, 온도 155 ~ 165 ℃, 압력 14 ~ 16 MPa 조건에서 가황시켜 제조한 충격완화용 고무탄성체(20)로 감싸 일체를 이루는 것을 특징으로 하는 충격완화용 볼라드.
청구항 1에 있어서,
폐피복재 미립자는 1.0 ~ 3.0 mm인 것을 특징으로 하는 충격완화용 볼라드.
청구항 1에 있어서,
경화제는 Diethylene Triamine, Diethyl amino propylamine 또는 Phthalic anhydride 중 선택되는 어느 1종이며, 경화촉진제는 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea(TCI)인 것을 특징으로 하는 충격완화용 볼라드.
청구항 1에 있어서,
용융압출은 210 ~ 350 ℃의 온도 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 충격완화용 볼라드.
청구항 1에 있어서,
분산제는 폴리옥시알킬렌 소르비탄 디지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 소르비톨 지방산 에스테르, 알킬나프탈렌술폰산염, 알킬술포숙신산염, 알킬암모늄염 또는 알킬피리디늄염 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 충격완화용 볼라드.
청구항 1에 있어서,
노화방지제는 N,N'-diphenyl-p-phenylenedlamine(DPPD), N,N'-Di-β-Naphthyl-p-phenylene diamine(DNPD), N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine(IPPD) 또는 N-(1,3-dimethyl-butyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 충격완화용 볼라드.
청구항 1에 있어서,
촉진제는 tetramethyl thiuram disulfide(TMTD), dipenta methylene thiuram tertasulfied(DPTT), 2-mercapto benzothiazole(MBT), 2,2'-dithiobisbenzothiazole(MBTS), n-cyclohexyl benzothiazyl-2-sulfenamide(CBS) 또는 n-oxydiethylene benzo-thiazyl-2-sulfenamide(NOBS) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 충격완화용 볼라드.