KR100689342B1 - Multi-layer elastic block by using the composite of thermoplastic elastomers and waste synthetic resin - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 다중 탄성블록의 사시도1 is a perspective view of a multi-elastic block according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 다중 탄성블록의 상부층을 나타내는 저면 사시도Figure 2 is a bottom perspective view showing an upper layer of multiple elastic blocks according to the present invention
도 3은 본 발명에 따른 다중 탄성블록의 접합층을 나타내는 사시도3 is a perspective view showing a bonding layer of multiple elastic blocks according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 다중 탄성블록의 하부층을 나타내는 파단면 사시도Figure 4 is a cross-sectional perspective view showing the lower layer of the multiple elastic blocks according to the present invention
도 5는 본 발명에 따른 다중 탄성블록의 단면도5 is a cross-sectional view of a multi-elastic block according to the invention
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
10: 탄성블록 20: 상부층10: elastic block 20: upper layer
22: 접합돌기 24: 결착돌기22: bonding protrusions 24: binding protrusions
30: 접합층 32: 통공30: bonding layer 32: through hole
40: 하부층 42: 삽입공40: lower layer 42: insertion hole
본 발명은 열가소성 엘라스토머와 폐비닐을 이용한 다중 탄성블록에 관한 것으로, 특히 일반 생활쓰레기를 비롯하여 각종 산업쓰레기로부터 대량으로 발생되고 있는 폐플라스틱 중 재활용되지 못하고 폐기처분되던 농업용 폐비닐을 이용하여 고강도의 하부층을 구성하고, 그 상측에는 탄성을 부여하기 위해 고무 혼합재를 포함한 열가소성 엘라스토머를 이용하여 상부층을 형성하며, 상기 하부층과 상부층 사이에는 폴리올리핀계 수지를 발포 성형한 접합층을 형성하되, 상기 접합층 및 하부층에 삽입되어 접합되는 다수의 접합돌기를 상부층의 저면에 형성한 탄성블록을 구성함으로써, 자원을 재활용할 수 있음과 아울러 제품의 수명이 길며 보행자에게는 편의를 제공할 수 있는 다중 탄성블록에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-elastic block using a thermoplastic elastomer and waste vinyl, and in particular, a low-strength layer using high-strength agricultural waste vinyl that is not recycled and disposed of in waste plastics generated in large quantities from various industrial wastes including general household waste. The upper layer is formed by using a thermoplastic elastomer including a rubber mixture to impart elasticity on the upper side, and a bonding layer formed by foam-molding a polyolefin resin is formed between the lower layer and the upper layer, wherein the bonding layer and By forming an elastic block formed on the bottom surface of the upper layer is a plurality of bonding protrusions are inserted into the lower layer bonded to the lower layer, it is possible to recycle resources as well as long life of the product and to provide multiple elastic blocks that can provide convenience for pedestrians .
일반적으로 시멘트를 원재료로 하는 보도블록은 경도가 크고 탄성이 없어 충격을 흡수하지 못하므로 도보(徒步) 또는 구보(驅步)시 보행자에게 쉽게 피로감을 주는 반면, 탄성이 있는 합성수지제 보도블록(이하 "탄성블록"이라 한다)은 보행시 발생하는 충격에너지를 흡수하여 보행자가 받는 피로를 줄일 수 있어 최근에 그 수요가 증가하고 있는 추세이다.In general, the cement-based sidewalk blocks are hard and absorbent because they have high hardness and no elasticity, which gives fatigue to pedestrians when walking or walking. The "elastic block" to absorb the impact energy generated during walking can reduce the fatigue of pedestrians, the demand is increasing recently.
한편, 상기와 같은 기능을 갖는 탄성블록에 대한 종래 기술로서 공개특허공보 제10-2002-0072768호 "폐타이어 고무 칩을 이용한 블록의 제조방법", 실용신안등록 제0294967호 "이중보도블록", 실용신안등록 제0297379호 "폐타이어 파쇄입자를 이용한 보도블록"을 비롯한 다수의 구성이 제안된바 있으나, 상기의 경우 폐타이어나 고무를 이용하여 탄성블록을 제조함에 따라 내충격성은 좋은 반면 제조 공정이 복잡하고 성형 가공비가 고가여서 상용화시키기 곤란한 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 열경화성 수지인 폐타이어와 함께 액상의 열경화성 우레탄 수지를 바인더로 사용하므로 동절기와 하절기의 온도 차이에 의한 제품의 변형이 크고, 공정상 경화시간을 소요함에 따른 생산성 저하의 문제점이 있었으며, 한편으론 제품이 수명을 다하여 재활용하는 경우에 있어 그 활용성이 떨어지는 문제점 또한 있었다.On the other hand, as a prior art for the elastic block having the function as described in Published Patent Publication No. 10-2002-0072768 "Method of manufacturing a block using a tire tire rubber chip", Utility Model Registration No. 0294967 "Double Press Block", Although a number of configurations have been proposed, including utility model registration No. 0297379, "walking blocks using waste tire crushing particles," in the above case, the impact resistance is good while the elastic blocks are manufactured using waste tires or rubber. It is not only difficult to commercialize due to the complicated and expensive molding process, but also because the liquid thermosetting urethane resin is used as the binder together with the waste tire, which is a thermosetting resin, the deformation of the product due to the temperature difference between winter and summer is large, and the curing in process There was a problem of deterioration of productivity with time, and on the other hand, if the product is recycled There was also a problem of poor utilization.
상기한 바와 같은 종래 탄성블록의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 열경화성 수지로 형성된 탄성블록의 단점을 근본적으로 해소하여 제조공정을 단순화할 수 있고, 제조시 경화시간을 소요하지 않음에 따라 생산성을 향상하며, 열에 의한 변형을 최소화함과 아울러 재활용이 용이한 열가소성 수지로 탄성블록을 구성함에 있어, 상기 탄성블록의 상부층은 고무 혼합재를 포함한 열가소성 엘라스토머로 형성된 고탄성 복합재료를 사용하여 도보(徒步) 또는 구보(驅步)시 보행자의 피로를 최소화할 수 있도록 하고, 탄성블록의 하부층은 열가소성 수지인 폐비닐과 모래 등으로 형성된 고강도 복합재료를 사용하여 자원을 재활용함과 아울러 필 요한 강도를 갖도록 하되, 상기 접착성이 없는 열가소성 수지로서 서로 다른 재질로 형성된 상부층과 하부층을 접착제를 사용치 않으면서 보다 견고히 접합하여 파손 및 층간 박리가 발생하지 않도록 상부층과 하부층에 대하여 상용성이 있음과 아울러 상부층의 탄성을 보완할 수 있는 폴리올리핀계 수지를 발포 성형한 접합층을 형성하는데 본 발명의 목적이 있다.The object of the present invention for solving the problems of the conventional elastic block as described above, by essentially eliminating the shortcomings of the elastic block formed of the thermosetting resin, can simplify the manufacturing process, and does not require curing time during manufacturing In improving the productivity, minimizing the deformation caused by heat and making the elastic block easy to recycle, the upper layer of the elastic block is made of a high elastic composite material formed of a thermoplastic elastomer including a rubber mixture. ) Or to minimize fatigue of pedestrians at the time of doublet, and the lower layer of the elastic block is made of high-strength composite material made of thermoplastic plastic waste vinyl and sand to recycle resources and to have the required strength. However, as the thermoplastic resin without the adhesive and the upper layer formed of different materials Bonding the lower layer is bonded more firmly without the use of adhesives, so that it is compatible with the upper layer and the lower layer so as not to cause breakage and delamination, and the foamed molded polyolefin resin that can compensate the elasticity of the upper layer. It is an object of the present invention to form.
그리고 접합층 및 하부층에 결착되는 다수의 접합돌기를 상부층의 저면에 부가적으로 형성함으로써 상부층과 하부층을 구조적으로 견고히 접합할 수 있도록 하는데 본 발명의 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to additionally form a plurality of bonding protrusions bonded to the bonding layer and the lower layer on the bottom of the upper layer so as to structurally bond the upper layer and the lower layer.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열가소성 엘라스토머와 폐비닐을 이용한 다중 탄성블록의 구성 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 하기에서 상세히 살펴본다.With reference to the accompanying drawings, a configuration of a multi-elastic block using a thermoplastic elastomer and waste vinyl according to the present invention for achieving the above object will be described in detail below.
우선 본 발명에 따른 탄성블록(10)의 구성을 살펴보면, 탄성을 갖도록 고무를 혼합재로 포함한 열가소성 엘라스토머(elastomer)로 고탄성 복합재료를 조성하여 탄성블록(10)의 상부층(20)을 형성하되 상기 상부층(20)의 저면에는 다수의 접합돌기(22)를 형성하고, 폴리올리핀계 수지를 발포 성형하여 접합층(30)을 형성하되 상기 접합층(30)에는 접합돌기(22)가 관통하는 다수의 통공(32)을 형성하며, 강 화재를 포함한 폐비닐로써 고강도 복합재료를 조성하여 탄성블록(10)의 하부층(40)을 형성하되 상기 하부층(40)에는 접합돌기(22)가 삽입되어 접합되는 다수의 삽입공(42)을 형성한 구성의 탄성블록(10)을 특징으로 하는바, 하기에서 상부층(20)과 접합층(30) 및 하부층(40)의 구성을 더욱 상세히 살펴본다.Looking at the configuration of the
본 발명에 따른 탄성블록(10)에 있어 상부층(20)의 구성 조건은, 도보(徒步) 또는 구보(驅步)시 보행자의 피로를 최소화할 수 있도록 고탄성을 갖춘 열가소성 합성수지로 형성하되, 접합층(30)을 구성하는 폴리올리핀계 수지와 열융착에 의한 접합이 용이하고, 하부층(40)을 구성하는 폐비닐과 상용성이 있으며, 상기 접합층(30) 및 하부층(40)을 구성하는 각 모재에 대하여 용융 온도가 50℃ 이상 차이가 나지 않음과 아울러 화학적인 안정성을 가져야 한다.Constituent conditions of the
위와 같은 모재 선정의 조건을 만족하는 본 발명에 따른 상부층(20)의 구성은, 탄성을 갖도록 펠렛(pellet) 또는 분말 형태의 고무 혼합재를 포함한 열가소성 엘라스토머(elastomer)로 고탄성 복합재료를 조성하여 탄성블록(10)의 상부층(20)을 형성하되, 상부층(20)의 열가소성 엘라스토머는 다른 접합층(30)과 하부층(40)과의 접합강도를 고려하여 상부층(20)의 전체 중량에 대하여 35% 이상 함유하여야 하는바, 상부층(20) 전체를 열가소성 엘라스토머로 형성할 수도 있으나 중량비로서 열가소성 엘라스토머 35%~50%와 고무 혼합재 50%~65%로 구성함이 바람직하다.The configuration of the
그리고 상기 상부층(20)의 열가소성 엘라스토머는 하부층(40)을 구성하는 모재로서 농업용 폐비닐의 에틸렌기와 상용성이 있도록 에틸렌기가 포함됨과 아울러 하부층(40)의 모재와 용융 온도 차이가 50℃ 이내인 SES, SBS, SEBS, SB, SE 등과 같은 열가소성 엘라스토머를 사용함이 바람직하고, 고무 혼합재는 탄성을 갖는 열가소성 우레탄이나 EPDM 고무의 신재 또는 재활용재를 사용하여 상부층(20)의 모재인 열가소성 엘라스토머의 탄성 저하가 발생하지 않도록 함이 바람직하다.In addition, the thermoplastic elastomer of the
또한, 상기와 같이 상부층(20)을 구성하는 고탄성 복합재료에 강도를 강화하기 위해서 별도의 첨가재를 혼합할 수 있는바, 상기 첨가재는 중량비로서 고무 혼합재를 포함한 열가소성 엘라스토머 90%~99%에 대하여 1%~10%의 흙이나 모래 또는 폐지 파쇄물이나 섬유상 열가소성 고분자 수지를 혼합하여 강도를 강화할 수 있으며, 한편으론 목분(木粉) 1%~10%를 첨가재로 혼합하여 상부층(20)에 목재 질감을 표현할 수도 있다. 상기 흙, 모래, 폐지 파쇄물, 섬유상 열가소성 고분자 수지, 목분은 단독 또는 혼합하여 조성한다.In addition, a separate additive may be mixed in order to enhance the strength of the high elastic composite material constituting the
뿐만 아니라, 중량비로서 고무 혼합재를 포함한 열가소성 엘라스토머 95%~99%에 대하여 1%~5%의 안료를 첨가하여 상기 상부층(20)에 색상을 부여할 수도 있다.In addition, 1% to 5% of the pigment may be added to the
한편, 상기한 바와 같이 고탄성 복합재료로 형성한 상부층(20)의 저면에는 다수의 접합돌기(22)를 형성하되, 상기 접합돌기(22)의 종단에는 양측으로 분할되어 확장된 결착돌기(24)를 형성함으로써, 접합층(30)에 의한 열융착과 함께 구조적인 접합수단을 제공하여 탄성블록(10)의 각 층간 파손 및 박리를 더욱 예방할 수 있다.Meanwhile, as described above, a plurality of joining
본 발명에 따른 탄성블록(10)에 있어 접합층(30)의 구성을 살펴보면, 접합층(30)은 상부층(20)과 하부층(40)에 상용성이 큰 폴리올리핀계 수지를 발포 성형하되, 기타 첨가물을 혼합하지 않은 폴리올리핀계 수지로서 신재 또는 재활용재 폴리에틸렌 수지를 2배~10배로 발포하여 사용함이 바람직한 한편, 상기 접합층(30)에는 상부층(20)의 접합돌기(22)가 관통하는 다수의 통공(32)을 형성한다.Looking at the configuration of the
본 발명에 따른 탄성블록(10)에 있어 하부층(40)의 구성을 살펴보면, 농업용 폐비닐에 강화재를 첨가함으로써 고강도 복합재료를 조성하여 하부층(40)을 구성하되, 상기 강화재는 중량비로서 농업용 폐비닐 30%~60%에 대하여 40%~70%의 강화재를 첨가함이 바람직한바, 모래, 토분, 석분, 폐지 파쇄물, 시멘트 파쇄물을 강화재로 사용할 수 있다. 상기 강화재의 조성비율은 강화재의 단독 또는 혼성에 관계없이 전체 함량을 나타낸다.Looking at the configuration of the
한편, 상기한 바와 같이 고강도 복합재료로 형성한 하부층(40)에는 상부층(20)에 형성되어 접합층(30)의 통공(32)을 관통하는 다수의 접합돌기(22)가 삽입 접합되는 삽입공(42)을 형성한다.Meanwhile, as described above, the
상기한 바와 같이 구성된 상부층(20)과, 접합층(30)과, 하부층(40)이 적층되어 접합된 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 탄성블록(10)은, 상부층(20)과 접합층(30)을 더한 두께가 탄성블록(10) 전체 두께의 50%를 넘지 않도록 하고, 반대로 하부층(40)의 두께는 탄성블록(10) 전체 두께의 50% 이상으로 구성함이 바람직한 데, 이는 상부층(20) 및 접합층(30)의 재료의 원가가 하부층(40)에 비하여 고가이고, 하부층(40)의 두께가 얇을 경우 탄성블록(10)의 강도가 약해지기 때문이다.The
이하 본 발명이 특징으로 하는 탄성블록의 제조방법을 살펴본다.Look at the method of manufacturing an elastic block characterized by the present invention.
본 발명에 따른 탄성블록(10)은 그 제조방법에 따라 냉각시 수축에 의한 변형이 일어나거나 조직이 균일하지 못할 수 있으므로, 그 제조공정에 있어 원재료의 배합/용융/성형 온도와 조립시 각 층간 온도의 설정, 냉각 속도의 조절 등이 중요한 요소로 작용하는바, 위와 같은 조건을 만족하는 본 발명에 따른 탄성블록의 제조방법을 접합층 성형공정, 상부층 성형공정, 하부층 성형공정, 접합공정으로 구분하여 상기에서 상세히 살펴본다.The
우선, 상기 접합층 성형공정은 폴리올리핀계 수지를 2배~10배 발포 성형하여 다수의 통공(32)이 형성된 접합층(30)을 형성하는 공정으로서 상기 폴리올리핀계 수지는 바람직하게 폴리에틸렌을 사용하며, 상기 폴리에틸렌은 신재 또는 재활용재에 관계없이 사용할 수 있다.First, the bonding layer forming process is a process of forming a
상부층 성형공정은 상온에서 열가소성 엘라스토머 35%~50%(중량비)와 펠렛(pellet) 또는 분말 형태의 고무 혼합재 50%~65%(중량비)를 배합한 후, 압출기 또는 사출기 또는 용융 혼련기로 상기 배합된 원료를 120℃~300℃로 용융하여 저면에 다수의 접합돌기(22)가 형성된 상부층(20)을 성형하되 상기 상부층 성형금형에 접합층(30)을 미리 인서트(insert) 함으로써 접합층(30)이 일체화된 상부층(20)을 성형하는 공정으로서, 상기 열가소성 엘라스토머는 SES, SBS, SEBS, SB, SE를 선택적으로 사용하고, 고무 혼합재는 열가소성 우레탄 고무 또는 EPDM 고무를 선택하여 사용하며, 열가소성 엘라스토머와 고무 혼합재는 배합이 균일하게 이루어질 수 있도록 0.01mm~10mm 크기의 입자로 형성함이 바람직하다.The upper layer molding process is a mixture of 35% to 50% (weight ratio) of thermoplastic elastomer and 50% to 65% (weight ratio) of rubber mixture in pellet or powder form at room temperature, and then blended with an extruder or an injection machine or a melt kneader. Melting the raw material to 120 ° C ~ 300 ° C to form the
그리고 상기 상부층 성형공정의 원료배합 단계에서 고무 혼합재를 포함한 열가소성 엘라스토머 90%~99%(중량비)에 대하여 상부층(20)의 보강을 목적으로 0.01mm~5mm 크기의 첨가재로서 1%~10%(중량비)의 흙, 모래, 폐지 파쇄물, 섬유상 열가소성 고분자 수지를 선택적으로 혼합하거나, 목재 질감을 표현할 수 있도록 0.01mm~10mm 크기의 목분(木粉) 1%~10%(중량비)를 첨가재로 혼합할 수도 있다.And 1% to 10% (weight ratio) as an additive of 0.01mm ~ 5mm for the purpose of reinforcing the
또한, 고무 혼합재를 포함한 열가소성 엘라스토머 95%~99%(중량비)에 대하여 첨가재로서 1%~5%(중량비)의 안료를 첨가하여 상기 상부층(20)에 색상을 부여할 수 있다.In addition, 1% to 5% (by weight) of the pigment may be added as the additive to 95% to 99% (by weight) of the thermoplastic elastomer including the rubber mixture to impart color to the
한편, 상기 상부층 성형공정에서 배합된 원료의 용융온도는 120℃~300℃ 로 설정함이 바람직한데, 이는 300℃ 이상의 온도에서는 용융된 수지의 점도가 떨어져 균일한 조직을 구성하는데 장애가 되기 때문이다.On the other hand, the melting temperature of the raw material blended in the upper layer forming process is preferably set to 120 ℃ ~ 300 ℃, because the viscosity of the molten resin is lowered at a temperature of 300 ℃ or more to impede a uniform structure.
상부층 성형공정에 이어 하부층 성형공정을 하기에서 살펴보면, 하부층 성형공정은 건조된 농업용 폐비닐을 120℃~350℃로 용융하되 상기 용융된 폐비닐 30%~60%(중량비)에 대하여 0.01mm~5mm 크기의 강화재를 40%~70%(중량비) 투입하여 용융 혼련함으로써 고강도 복합재료를 조성한 후, 120℃~300℃의 온도로 성형금형에 투입하여 다수의 삽입공(42)이 형성된 하부층(40)을 성형하는 공정으로서, 상기 폐비닐은 선별품 또는 비선별품 또는 종말품에 관계없이 사용이 가능하고, 상기 강화재는 모래, 토분, 석분, 폐지 파쇄물, 시멘트 파쇄물을 사용하며, 상기 강화재의 조성비는 강화재의 종류 및 그 혼성에 관계없이 전체 함량(40%~70%)을 나타낸다.Looking at the lower layer forming process following the upper layer forming process, the lower layer forming process is to melt the dried agricultural waste vinyl at 120 ℃ ~ 350 ℃ but the
한편, 종말품 폐비닐의 경우 통상 30% 내외의 흙 또는 모래가 포함되어 있음으로 종말품 폐비닐을 사용할 때에는 상기 종말품 폐비닐에 포함된 흙 또는 모래를 강화재의 전체 함량에 포함한다.On the other hand, in the case of the end product waste vinyl usually contains about 30% soil or sand, when using the end product waste vinyl includes the soil or sand contained in the end product waste vinyl in the total content of the reinforcing material.
상기 하부층 성형공정에서 강화재의 입자 크기를 0.01mm~5mm로 형성하는 것은 0.01mm 이하의 입자는 균일한 투입이 곤란하고, 5mm 이상의 입자는 혼련이 곤란하기 때문이며, 성형시 온도를 120℃~300℃로 설정하는 것은 120℃ 이하의 온도에서는 복합재료의 점도가 커서 성형이 어렵고, 300℃ 이상의 온도에서는 성형 후 냉각시간을 많이 소요함과 아울러 후술할 접합공정에서 상부층(20)의 변형을 일으킬 수 있기 때문이다.Forming the particle size of the reinforcing material to 0.01mm ~ 5mm in the lower layer molding process is because it is difficult to uniformly feed the particles of 0.01mm or less, it is difficult to knead particles of 5mm or more, the temperature during molding 120 ℃ ~ 300 ℃ It is difficult to set the mold at a temperature of 120 ° C. or lower because of the large viscosity of the composite material, and at the temperature of 300 ° C. or higher, it takes a lot of cooling time after molding and may cause deformation of the
부가적으로 상기 고강도 복합재료를 조성하는 농업용 폐비닐에 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 재활용 수지를 분쇄하여 첨가할 수도 있는바, 이때 상기 재활용 수지를 0.1mm 이하로 분쇄하면 생산비 증대와 아울러 분진이 발생하여 작업장을 오염하고, 10mm 이상의 입자로 분쇄하면 균일한 물성의 복합재료를 조성 할 수 없으므로 0.1~10mm 크기의 입자로 분쇄함이 바람직하다.Additionally, recycled resins such as low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, and polyethylene terephthalate may be pulverized and added to agricultural waste vinyl for forming the high strength composite material. If the grinding is less than 0.1mm, the production cost increases and dust is generated, which contaminates the workplace. If the grinding is carried out with particles of 10mm or more, it is preferable to grind into particles of 0.1 to 10mm in size because it cannot form a composite material of uniform physical properties.
하부층 성형공정에 이어 접합공정을 하기에서 살펴보면, 상부층 성형공정에 의하여 접합층(30)이 일체화된 상부층(20)을 100℃~150℃로 유지한 상태에서 접합금형에 투입한 후, 상기 투입된 상부층(20)에 하부층 성형공정에서 성형된 하부층(40)을 120℃~300℃로 유지한 상태에서 투입한 다음, 1~100 kg/㎠의 압력을 20초~20분간 가하여 상부층(20)에 일체로 접합된 접합층(30)이 하부층(40)과 접합 되도록 한다.Looking at the bonding process following the lower layer forming process, after the
한편, 상기 접합공정에서 상부층(20)의 온도를 150℃ 이상으로 할 경우 상부층(20)의 형상이 변형될 수 있으므로 상부층(20)은 150℃ 이하의 온도에서 접합함이 바람직하고, 하부층(40)의 접합온도의 경우 상부층(20)의 접합온도보다 낮으면 접합이 용이하지 않고 300℃ 이상이면 접합층(30)과 상부층(20)의 소재 물성을 저하시킬 수 있으므로 120℃~300℃의 범위로 접합온도를 설정함이 바람직하다.On the other hand, when the temperature of the
또한, 접합압력이 1 kg/㎠ 이하이거나 접합시간이 20초 이하일 때 불완전한 접합이 될 수 있고, 접합압력이 100 kg/㎠ 이상이거나 접합시간이 20분 이상이면 제조비가 증대의 원인이 되므로 설정된 접합압력 및 접합시간의 범위 내에서 접합공정을 수행함이 바람직하다.In addition, when the joining pressure is 1 kg / cm 2 or less or the joining time is 20 seconds or less, incomplete joining may occur. If the joining pressure is 100 kg / cm 2 or more or the joining time is 20 minutes or more, the manufacturing cost may increase, which may result in increased joining. It is preferable to perform the joining process within a range of pressure and joining time.
이하 본 발명에 따른 열가소성 엘라스토머와 폐비닐을 이용한 다중 탄성블록의 실시예를 살펴본다. 단, 탄성블록(10)은 폭 125mm, 길이 250mm로 형성하였고, 상부층(20)에 형성한 접합돌기(22)는 지름 6mm, 길이 12mm, 돌기간 거리 14mm로 설정하였으며, 하부층(40)의 삽입공(42) 깊이는 7mm로 설정하였다.Hereinafter, an embodiment of a multi-elastic block using a thermoplastic elastomer and waste vinyl according to the present invention will be described. However, the
<실시예 1><Example 1>
SEBS 열가소성 엘라스토머를 중량비로 40%, 약 1mm 크기의 열가소성 우레탄 폐고무 분말을 중량비로 40%, 같은 성분의 폐고무 칩을 중량비 20% 혼합한 후 210℃로 용융시켜 재활용 폴리에틸렌을 발포한 두께 5mm의 접합층(30)이 인서트된 금형에 투입함으로써 접합층(30)이 일체화된 두께 10mm(접합층 두께 5mm 포함)의 상부층(20)을 성형하였다.
저밀도 폴리에틸렌과 고밀도 폴리에틸렌이 혼합된 한국환경자원공사로부터 공급받은 비선별 농업용 폐비닐을 280℃로 가열된 1차 용융기에 투입하여 용융하고, 250℃로 가열된 2차 용융기에서 용융된 폐비닐에 강화재로서 약 2mm 크기의 모래를 폐비닐 30%(중량비)에 대하여 70%(중량비) 혼합하였으며, 상기 혼합된 복합재료로 고점도를 유지하면서 두께 50mm의 하부층(40)을 성형하였다.Non-selective agricultural waste vinyl supplied from Korea Environmental Resources Corporation mixed with low density polyethylene and high density polyethylene is poured into a primary melter heated to 280 ° C and melted, and reinforcement is added to the waste vinyl melted in a secondary melter heated to 250 ° C. As a sand of about 2mm size was mixed with 70% (weight ratio) with respect to the
상기 접합층(30)이 일체화된 상부층(20)을 100℃로 유지하여 조립 금형에 투입한 후, 200℃로 유지된 하부층(40)을 투입하여 10㎏/㎠ 압력으로 1분간 가압한 후 물로 냉각시키어 다중 탄성블록(10)을 제조하였다.Maintaining the
본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 탄성블록(10)을 강도 측정기에서 압축강도와 휨 강도 및 인장강도와 접착강도를 측정하여 다음의 표에 나타내었다.The
상기 표 1.에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 1에 따르면 압축강도는 시멘트 콘크리트 1종에서 요구하는 290 ㎏/㎠ 이상이고, 휨 강도는 일반 시멘트 블록에서 요구되는 50 ㎏/㎠의 6배에 달하는 것을 알 수 있다. 접합층(30)의 접착강도는 접합층(30)의 인장강도보다 크므로 제품 파손이 층간의 박리에 의해서 발생하지 않고, 상부층(20)과 하부층(40)의 중간에 위치하여 파손의 위험이 없는 접합층(30)의 파손에 의해 발생함으로 결과적으로 제품 파손이 쉽게 일어나지 않음을 알 수 있다.As can be seen in Table 1 above, according to the first embodiment of the present invention, the compressive strength is not less than 290 kg / cm 2 required by one type of cement concrete, and the flexural strength is 6 times greater than 50 kg / cm 2 required by a general cement block. I can see that it reaches. Since the adhesive strength of the
<실시예 2><Example 2>
SEBS 열가소성 엘라스토머를 중량비로 50%, 약 1mm 크기의 EPDM 폐고무 분말을 중량비로 30%, 같은 성분의 폐고무 칩을 중량비 20% 배합한 후 200℃로 가열된 사출기에서 용융시켜 재활용 폴리에틸렌을 발포한 두께 5mm의 접합층(30)이 인서트된 금형에 투입함으로써 접합층(30)이 일체화된 두께 10mm(접합층 두께 5mm 포함)의 상부층(20)을 성형하였다.50% by weight of SEBS thermoplastic elastomer, 30% by weight of EPDM waste rubber powder of about 1mm size, 20% by weight of waste rubber chips of the same component were mixed and melted in an injection machine heated to 200 ° C to foam recycled polyethylene. The
저밀도 폴리에틸렌과 고밀도 폴리에틸렌이 혼합된 한국환경자원공사로부터 공급받은 비선별 농업용 폐비닐을 280℃로 가열된 1차 용융기에 투입하여 용융하고, 250℃로 가열된 2차 용융기에서 용융된 폐비닐에 강화재로서 약 2mm 크기의 모래를 폐비닐 30%(중량비)에 대하여 70%(중량비) 혼합하였으며, 상기 혼합된 복합재료로 고점도를 유지하면서 두께 50mm의 하부층(40)을 성형하였다.Non-selective agricultural waste vinyl supplied from Korea Environmental Resources Corporation mixed with low density polyethylene and high density polyethylene is poured into a primary melter heated to 280 ° C and melted, and reinforcement is added to the waste vinyl melted in a secondary melter heated to 250 ° C. As a sand of about 2mm size was mixed with 70% (weight ratio) with respect to the
상기 접합층(30)이 일체화된 상부층(20)을 100℃로 유지하여 조립 금형에 투입한 후, 200℃로 유지된 하부층(40)을 투입하여 10㎏/㎠ 압력으로 1분간 가압한 후 물로 냉각시키어 다중 탄성블록(10)을 제조하였다.Maintaining the
본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 탄성블록(10)을 강도 측정기에서 압축강도와 휨 강도 및 인장강도와 접착강도를 측정하여 다음의 표에 나타내었다.The
상기 표 2.에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 2에 따르면 압축강도는 시멘트 콘크리트 1종에서 요구하는 290 ㎏/㎠ 이상이고, 휨 강도는 일반 시멘트 블록에서 요구되는 50 ㎏/㎠의 6배에 달하는 것을 알 수 있다. 접합층(30)의 접착강도는 접합층(30)의 인장강도보다 크므로 제품 파손이 층간의 박리에 의해서 발생하지 않고, 상부층(20)과 하부층(40)의 중간에 위치하여 파손의 위험이 없는 접합층(30)의 파손에 의해 발생함으로 결과적으로 제품 파손이 쉽게 일어나지 않음을 알 수 있다.As can be seen in Table 2 above, according to the second embodiment of the present invention, the compressive strength is 290 kg / cm 2 or more required by cement concrete, and the bending strength is 6 times of 50 kg / cm 2 required by the general cement block. I can see that it reaches. Since the adhesive strength of the
<실시예 3><Example 3>
SES 열가소성 엘라스토머를 중량비로 35%, 약 1mm 크기의 EPDM 폐고무 분말을 중량비로 50%, 같은 성분의 폐고무 칩을 중량비 15% 배합한 후 220℃로 가열된 사출기에서 용융시켜 재활용 폴리에틸렌을 발포한 두께 5mm의 접합층(30)이 인서트된 금형에 투입함으로써 접합층(30)이 일체화된 두께 10mm(접합층 두께 5mm 포함)의 상부층(20)을 성형하였다.35% by weight of SES thermoplastic elastomer, 50% by weight of EPDM waste rubber powder of about 1mm in size, and 15% by weight of waste rubber chips of the same component were mixed and melted in an injection machine heated to 220 ° C to foam recycled polyethylene. The
폭 50mm~200mm, 길이 100mm~500mm 정도의 저밀도 폴리에틸렌 선별품 폐비닐을 250℃로 가열된 1차 용융기에 투입하여 용융하고, 250℃로 가열된 2차 용융기에서 용융된 폐비닐 45%(중량비)에 강화재로서 폭 2mm~10㎜, 길이 15mm~30mm 크기의 폐지 파쇄물 5%(중량비) 및 약 2mm 크기의 토분 50%(중량비) 혼합하였으며, 상기 혼합된 복합재료로 고점도를 유지하면서 두께 50mm의 하부층(40)을 성형하였다.Low-density polyethylene sorted products with a width of 50mm to 200mm and a length of 100mm to 500mm are injected into a primary melter heated at 250 ° C and melted, and 45% of waste vinyl melted in a secondary melter heated at 250 ° C (weight ratio ) Was mixed with 5% (weight ratio) of waste paper shreds of 2mm to 10mm in width, 15mm to 30mm in length and 50% (weight ratio of soil) of about 2mm in size as a reinforcing material. The
상기 접합층(30)이 일체화된 상부층(20)을 100℃로 유지하여 조립 금형에 투입한 후, 200℃로 유지된 하부층(40)을 투입하여 10㎏/㎠ 압력으로 1분간 가압한 후 물로 냉각시키어 다중 탄성블록(10)을 제조하였다.Maintaining the
본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 탄성블록(10)을 강도 측정기에서 압축강도와 휨 강도 및 인장강도와 접착강도를 측정하여 다음의 표에 나타내었다.In the
상기 표 3.에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 3에 따르면 실시예 1과 2에서와 달리 낮은 강도의 저밀도 폴리에틸렌이 주성분인 선별된 농업용 폐비닐 필름을 사용함으로 압축 강도와 휨강도가 떨어지었으나, 압축 강도는 시멘트 콘크리트 1종에서 요구하는 290 ㎏/㎠ 이상이고, 휨 강도는 일반 시멘트 블록에서 요구되는 50 ㎏/㎠의 6배에 달하는 것을 알 수 있다. 접합층(30)의 접착강도는 접합층(30)의 인장강도보다 크므로 제품 파손이 층간의 박리에 의해서 발생하지 않고, 상부층(20)과 하부층(40)의 중간에 위치하여 파손의 위험이 없는 접합층(30)의 파손에 의해 발생함으로 결과적으로 제품 파손이 쉽게 일어나지 않음을 알 수 있다.As can be seen from Table 3, according to the third embodiment of the present invention, the compressive strength and the flexural strength were lowered by using the selected agricultural waste vinyl film mainly composed of low-density low-density polyethylene, unlike in the first and second embodiments. It can be seen that the strength is 290 kg / cm 2 or more required by one type of cement concrete, and the bending strength reaches 6 times the 50 kg / cm 2 required by the general cement block. Since the adhesive strength of the
<실시예 4><Example 4>
SEBS 열가소성 엘라스토머를 중량비로 45%, 약 1mm 크기의 EPDM 고무 분말을 중량비로 45%, 약 2mm 크기의 EPDM 고무 칩을 중량비로 5%와, 폭이 2~10㎜이고 길이가 15~30mm 크기의 폐지 파쇄물을 중량비로 3%, 황색의 산화크롬 무기안료 2%를 혼합한 후 210℃로 용융시켜 재활용 폴리에틸렌을 발포한 두께 5mm의 접합층(30)이 인서트된 금형에 투입함으로써 접합층(30)이 일체화된 두께 10mm(접합층 두께 5mm 포함)의 상부층(20)을 성형하였다.45% by weight of SEBS thermoplastic elastomer, 45% by weight of EPDM rubber powder of about 1mm size, 5% by weight of EPDM rubber chips of about 2mm in size, 2 ~ 10mm in width and 15 ~ 30mm in length The waste paper shredded material is mixed with 3% by weight and 2% of a yellow chromium oxide inorganic pigment, and then melted at 210 ° C., and then injected into a mold into which a 5 mm-
하부층은 한국환경자원공사로부터 공급받은 종말품 농업용 폐비닐을 실내에서 건조시킨 후 280℃로 가열된 1차 용융기에 투입하여 용융한 후 2차 용융기에서 강화재로서 약 2mm 크기의 모래를 폐비닐 85%(중량비)에 대하여 10%(중량비) 혼합함과 아울러 기타 파쇄물을 5%(중량비) 혼합하였으며, 상기 혼합된 복합재료로 고점도를 유지하면서 두께 50mm의 하부층(40)을 성형하였다. 상기에 있어 모래의 혼합량을 줄인 것은 종말품 폐비닐에 토분이 약 30%(중량비) 정도 혼합되어 있으므로 결과적으로 폐비닐 약 60%, 토분 약 25%, 모래 10%, 기타 파쇄물 5%가 중량비로 혼합된 것인바, 상기 기타 파쇄물은 폐지 파쇄물이나 시멘트 파쇄물을 사용할 수 있다.The lower layer is dried waste vinyl for end-product agriculture supplied from Korea Environmental Resources Corporation in the room, put into the primary melter heated to 280 ℃ and melted, and then sand about 2mm in size is used as reinforcement material in the secondary melter. 10% (weight ratio) was mixed with% (weight ratio), and 5% (weight ratio) was mixed with other shreds, and the
상기 접합층(30)이 일체화된 상부층(20)을 100℃로 유지하여 조립 금형에 투입한 후, 200℃로 유지된 하부층(40)을 투입하여 10㎏/㎠ 압력으로 1분간 가압한 후 물로 냉각시키어 다중 탄성블록(10)을 제조하였다.Maintaining the
본 발명의 실시예 4에 따라 제조된 탄성블록(10)을 강도 측정기에서 압축강도와 휨 강도 및 인장강도와 접착강도를 측정하여 다음의 표에 나타내었다.In the
상기 표 4.에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 4에 따르면 압축 강도는 시멘트 콘크리트 1종에서 요구하는 290 ㎏/㎠ 이상이고, 휨 강도는 일반 시멘트 블록에서 요구되는 50 ㎏/㎠의 6배에 달하는 것을 알 수 있다. 열가소성 엘라스토머 모재에 EPDM과 폐지 파쇄물을 혼합한 경우 상부층(20)의 인장강도는 실시예1, 2, 3보다는 크게 증가하였는데, 이는 폐지 파쇄물이 강화재 효과를 나타냈음을 알 수 있다. 따라서 외부의 힘에 의한 파손 발생은 실시예 1, 2, 3보다 더욱 감소함을 알 수 있다. As can be seen from Table 4, according to the fourth embodiment of the present invention, the compressive strength is not less than 290 kg / cm 2 required by one type of cement concrete, and the flexural strength is 6 times greater than 50 kg / cm 2 required by a general cement block. I can see that it reaches. When the EPDM and waste paper shredders were mixed with the thermoplastic elastomer base material, the tensile strength of the
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 탄성블록 및 그 제조방법에 의하면, 탄성블록(10)의 상부층(20)을 고무 혼합재 및 열가소성 엘라스토머로 조성된 고탄성 복합재료로 형성하여 도보 또는 구보시 충격을 흡수하여 보행자에게 편의를 제공하고, 하부층(40)은 농업용 폐비닐을 주원료로 하면서 강도에 따라 모래나 황토를 혼합하되 경우에 따라 폐지와 같은 기타 파쇄물을 혼합한 고강도 복합재료로 형성하여 탄성블록(10)으로서 필요한 강도를 갖추는 기능은 물론이고 폐자원을 재활용할 수 있으며, 접합층(30)은 폴리올리핀계 수지로 형성하여 상부층(20)의 열가소성 엘라스토머와 하부층(40)의 폐비닐에 대하여 모두 상용성을 갖고 있으면서 특히 발포층으로 구성되어 융착이 용이함과 아울러 상부층(20)의 탄성을 보강한다.As described above, according to the elastic block and the method of manufacturing the same, the
뿐만 아니라, 상부층(20)과 하부층(40)에 대하여 상용성 있는 폴리올리핀계 수지로 접착층(30)을 형성하여 상부층(20) 및 하부층(40)을 융착함으로써 접착제를 필요치 않는다.In addition, the
한편, 접합층(30)을 지나 하부층(40)에 이르는 접합돌기(22)를 상부층(20)에 형성하여 각 층간 접합력을 강화할 수 있으며, 특히 하부층(40)은 상부층(20)에 비해 성형 조립시 설정된 온도가 높아 냉각 수축량이 커서 접합돌기(22)를 둘러싼 삽입공(42)의 수축력으로 상부층(20)이 빠져 박리 되는 것을 더욱 방지할 수 있음과 아울러 접합돌기(22) 종단에 결착돌기(24)를 형성하여 접합력은 더욱 강화된다. On the other hand, by forming a
본 발명에 의하면 열가소성 엘라스토머와 폐고무로 탄성블록의 상부층을 형성함으로써 도보 또는 구보시 충격을 흡수하여 보행자의 무릎 등을 보호할 수 있고, 농업용 폐비닐과 모래 등의 강화재로 탄성블록의 하부층을 형성하여 재활용이 쉽지 않던 농업용 폐비닐을 재활용할 수 있음과 아울러 쉽게 파손되지 않는 탄성블 록을 제공할 수 있으며, 특히 상기 상부층과 하부층을 접착제로 접합하거나 직접 열접합 하지 않고 폴리에틸렌 수지를 발포성형한 접착층을 형성하여 열접합 함으로써 보다 견고한 접합이 이루어져 상부층과 하부층의 박리 및 층간파손을 방지하여 탄성블록의 수명을 연장하는 효과가 있는 한편, 각 층의 주재료가 열가소성 수지로 형성되어 재활용이 용이하므로 궁극적으로 환경을 보호할 수 있는 효과 또한 있다. According to the present invention, by forming the upper layer of the elastic block with thermoplastic elastomer and waste rubber, it is possible to protect the pedestrian's knees by absorbing the impact during walking or cantering, and to form the lower layer of the elastic block with reinforcing materials such as agricultural waste vinyl and sand. It is possible to recycle agricultural waste vinyl, which is not easy to recycle, and to provide an elastic block that is not easily damaged. In particular, an adhesive layer in which polyethylene resin is foamed without bonding the upper layer and the lower layer with an adhesive or directly thermally bonding By forming a thermal bond to form a more firm bond to prevent the peeling and interlayer damage of the upper layer and the lower layer has the effect of extending the life of the elastic block, while the main material of each layer is formed of a thermoplastic resin and easy to recycle ultimately It also has the effect of protecting the environment.
Claims (10)
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| KR1020050078498A KR100689342B1 (en) | 2005-08-25 | 2005-08-25 | Multi-layer elastic block by using the composite of thermoplastic elastomers and waste synthetic resin |
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| KR1020050078498A KR100689342B1 (en) | 2005-08-25 | 2005-08-25 | Multi-layer elastic block by using the composite of thermoplastic elastomers and waste synthetic resin |
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| KR1020050078498A KR100689342B1 (en) | 2005-08-25 | 2005-08-25 | Multi-layer elastic block by using the composite of thermoplastic elastomers and waste synthetic resin |
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