KR20100010170A

KR20100010170A - 광석을 이용한 투수성 탄성 포장재

Info

Publication number: KR20100010170A
Application number: KR1020080071041A
Authority: KR
Inventors: 유지혜
Original assignee: 유지혜; 김미영
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2008-07-22
Publication date: 2010-02-01

Abstract

본 발명은 투수성 탄성 포장재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광물 입자와 코르크를 이용한 투수성 탄성 포장재에 관한 것이다.

본 발명의 투수성 탄성 포장재는 맥반석과 같은 친환경적인 광물입자를 코르크과 혼합하여 바인더로 결합함으로써, 친환경적이며 또한 탄성이 좋아, 탄성 포장면의 포장재로 사용할 수 있는 탄성포장재에 관한 것이다.

Description

광석을 이용한 투수성 탄성 포장재{A WATER-PERMITABLE ELASTIC PAVEMENT USING ORE}

본 발명은 투수성 탄성 포장재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광물 입자를 주재료로 한 투수성 탄성 포장재 및 그 시공 방법에 관한 것이다.

최근 등산로, 산책로, 운동장 트랙, 어린이 놀이터 등 보행자 통행로 전반에 걸쳐 탄성 포장이 이루어지고 있다. 탄성 포장의 경우, 비탄성 포장면에 비해서 탄성이 우수하여 보행자의 관절 등을 보호할 수 있고, 사용자가 넘어지거나 떨어지는 경우에도 충격을 흡수하여 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

탄성 포장층을 시공 또는 제조하는 방법은 다양한 방법들이 공지되어 있다.

주식회사 길평에 허여된 대한민국 특허 제331789호에서는 폐PET 재활용 불포화 폴리에스터 수지를 결합재로 사용하여 폐타이어의 폐고무 분말과 골재를 혼합하여 도로포장재로 사용하는 방법을 공개하고 있다.

주식회사 정영씨엠이 출원한 대한민국 특허출원 2001-13286호에서는 기반층의 상부에 입자가 큰 탄성칩을 프라이머 도포 없이 직접 포설하여 하부탄성층을 시공하고, 이 하부탄성층의 상부에 입자가 작고 안료로 착색된 탄성칩을 포설하는 상 부탄성층을 시공하는 단계를 포함하는 투수탄성 포장공법을 개시하고 있다.

주식회사 삼기칼라콘에 허여된 대한민국 특허 제404679호에서는 바닥층(노면) 위에 필터층, 쇄석층, 투수 콘크리트층, 폐타이어칩층 및 표면 채색층이 순차적으로 적층 형성되는 투수성 탄성 포장체를 개시하고 있다.

주식회사 지케이에 허여된 대한민국 특허 제497253호에서는 하부 지지층에 3-4mm 길이로 절단한 폐우레탄 칼라 고무 칩을 주성분으로 하는 상부 탄성층이 형허된 탄성 포장을 개시하고 있다.

주식회사 죽산이 출원한 대한민국 특허출원 제2004-99871호에서는 탄성포장을 할 때 기층 위에 발포 고무칩으로 된 발포탄성층과 EPDM(ETHYLENE PROPYLENE DIENE MOMOMER)칩 또는 우레탄칩으로 된 표면층을 순차적으로 포설 시공하는 방법을 개시하고 있다.

(주)모겐스톤에 허여된 대한민국 특허 제 593502호에서는 다단 탄성층을 포함하는 탄성 포장방법을 개시하고 있는데, 골재층의 상부에 5~8 mm의 크기를 가지는 고무칩과, 바인더로 이루어져서 접착되는 제1탄성층과; 제1탄성층의 상부에 2~4 mm 크기를 가지는 고무칩과 바인더와 음이온과 토르마린 분말로 이루어지는 제2탄성층(40)을 개시하고 있다. 여기서, 표면층에 포함된 음이온과 토르말린은 친환경 소재로 사용된다.

주식회사 푸른뜰 등에 허여된 대한민국 특허 제 631328 호에서는 플라스틱 수지를 탄산칼슘과 혼합한 후, 발포제를 투입, 발포시켜 투수성 탄성 수지칩을 제공하는 방법을 개시하고 있다.

이러한 종래의 탄성 포장은 주로 탄성층에 포함된 고무칩이 탄성을 제공하므로, 분진이나 냄새가 심하다는 문제가 있었다. 더구나, 폐타이어나 폐폴리우레탄과 같은 재생 제품의 경우 일부 제품의 경우 중금속을 함유하고 있어, 시장에서 기피되는 문제가 있었다.

이에 따라 시장에서 친환경적인 새로운 탄성 재료에 대한 요구가 계속되고 있다. 맥반석이나 음이온 발생석과 같이 친환경적인 재료를 사용할 수 있는 방안에 대한 요구가 계속되고 있다.

본 발명은 목적은 신규한 친환경적 탄성포장 재료를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광석을 이용한 친환경 탄성포장 재료를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 친환경적인 새로운 탄성재료를 이용하여 제조되는 탄성 포장면을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 친환경적인 새로운 탄성재를 포함하는 탄성포장면의 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 친환경적인 새로운 탄성재를 이용하여 제조되는 탄성부재를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 광석 입자에 코르크 칩을 주재료로 하는 탄성층을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 포장면으로 이루어진다.

상기 광석은 천연광석 또는 인공광석을 사용할 수 있으며, 탄산칼슘, 중탄, 경탄, 모래와 같은 일정한 입자 크기를 가지는 통상의 천연 광물을 사용할 수 있으며, 건강에 유익한 광석을 사용할 수 있는데, 일 예로 원적외선이나 음이온 등이 발생되는 맥반석이나 게르마늄과 같은 고급 광석을 사용할 수 있다. 또한, 천연광석을 단순 분쇄한 모래나, 규사 또는 이를 가공한 유리 비드 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 광석은 0.5 - 5 mm 정도의 평균입경을 가지는 제품을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 코르크칩을 제조하는 코르크는 비대생장(肥大生長)을 하는 식물의 줄기나 뿌리의 주변부에 만들어지는 보호조직이며, 친환경적인 포장면을 형성할 수 있도록 자연적으로 생성되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 코르크 칩은 코르크를 칩형태로 가공한 것으로서, 0.5-7 mm 평균 직경의 제품을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 코르크 칩의 크기가 작을 경우, 탄성 특성 및 투수성이 저하될 수 있으며, 코르크칩이 지나치게 클 경우에는 기계적 강도가 약해 칩이 탄성 표면에서 이탈될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 탄성층은 중량비로 광석의 단단함과 코르크칩의 탄성이 조화를 이루도록 코르크칩과 광석이 1:0.5-1:20의 중량비로 사용되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 광석이 주재료를 이루도록 1:1-1:20이 좋고, 보다 더 바람직하게는 1;2-1:5이며, 가장 바람직하게는 1;3의 중량비로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 코르크의 중량이 지나치게 많을 경우에는 전체 부피에서 광석의 양이 적어져 탄성층에 압력이 가해질 경우 탄성층이 파쇄되는 문제가 발생할 수 있으며, 상기 광석의 무게가 지나치게 많을 경우에는 탄성층에서 코르크가 충분한 탄성을 가지지 못하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 광석입자와 코르크는 바인더와 혼합 후 경화되어 탄성층을 형성하게 된다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 탄성층은 상기 코르크칩과 바인더를 혼합하 여 제조되는 탄성층에 추가적으로 환경친화적인 비광석 물질들을 탄성층의 기계적 강도나 탄성을 유지하는 범위에서 추가로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 광석 100 중량부에 대해서 1-20 중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 탄성층은 상기 광석과 코르크칩와 바인더를 혼합하여 제조되는 탄성층을 표면 장식층으로 사용할 수 있도록, 안료 및/또는 염료를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 탄성층의 광석과 코르크칩과 바인더 혼합물에는 추가적인 탄성재료를 더 포함할 수 있다. 추가적인 탄성 재료로는 종래 공지된 고무류, 예를 들어 우레탄칩, EPDM칩 등을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 고무칩은 탄성층 100 중량부에 대해서 1-20 중량부의 범위로 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 탄성층은 사용중 탄성 포장면이 파쇄되는 것을 방지할 수 있는 충분한 지지강도를 제공할 수 있는 한 기반층을 이루는 재료에 대한 특별한 제한은 없다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 탄성층은 콘크리트 기반층 또는 석재나 골재를 다져서 이루어진 기반층에 포설되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 탄성층과 상기 기반층 사이에는 두 층의 접합강도를 높일 수 있도록 프라이머 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 탄성층은 광석을 다량 포함하고 있어 전체적인 강도가 강화되어 광석이 많아질 경우 기반층이 없이도 포설이 가능하며, 또한 다른 탄성층의 기반층 또는 탄성재료의 바닥 탄성층으로 사용될 수도 있다.

예를 들어, 본 발명에 따른 상기 탄성층은 다른 탄성층의 상면에 형성되는 상부 탄성층으로 사용될 수 있다. 이는 본 발명에 따른 탄성층이 자연친화적인 광석과 코르크를 주재료로 사용하고 있으며, 특히 음이온이나 원적외선과 같은 유용한 광선을 방사할 수 있도록 환경친화적인 재료로 구성되어 있어, 고온 다습한 상황에서도 냄새가 나지 않으며, 특히 냄새가 심해지는 여름철에는 광석입자가 가열되어 원적외선이나 음이온의 방출이 많아져 냄새 제거에 더욱 효과적인 특성을 이용한 것이다. 그러나 이것이 본 발명에 따른 탄성층 상부에 별도의 기능성 코팅층이 형성되는 것을 제한하는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 코르크칩과 함께 사용되는 바인더는 통상의 수지류 바인더를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리우레탄 바인더를 사용할 수 있다. 상기 폴리우레탄 바인더는 일액형 또는 이액형 우레탄 바인더를 사용할 수 있다. 상기 바인더는 경화되어 코르크칩에 충분한 결합력을 제공할 수 있는한 특별한 제한은 없다.

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 폴리우레탄 바인더는 보다 환경적인 탄성면을 이루기 위해서, 수분산 폴리우레탄 바인더를 사용하는 것이 좋고, 일예로 켐나인(대한민국)에서 구입하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 폴리우레탄 바인더는 천연 소재의 천연바인더를 사용하여 더욱 친환경적으로 설계될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 탄성층에는 연질의 코르크과 경질의 광석의 특성으 로 인해, 표면층에서 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위해, 크랙 방지제를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 크랙방지제로는 섬유 또는 망상 구조체를 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 코르크 칩과 광석 100 중량에 대해서 0.1-5 중량부의 범위로 사용하는 것이 좋다.

본 발명은 일 측면에 있어서, 광석과 코르크칩 혼합물 20-95중량%와 바인더 5-80중량%를 혼합 경화시켜 제조되는 탄성부재로 이루어진다. 본 발명의 탄성부재는 일정한 성형틀에 코르크칩과 바인더의 혼합물을 부어서 경화시킨 후, 탈형하여 제조될 수 있다. 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 탄성부재는 탄성블럭, 탄성벽돌, 또는 탄성매트이다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 코르크칩과 광석은 1:1-1:20의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다.

본 발명은 일 측면에서, 탄성 포장면의 탄성부재로 사용되는 광석과 코르크칩 혼합물의 용도를 제공한다.

본 발명의 실시에 있어서, 친환경적인 광석을 이용한 탄성 포장면을 제공하기 위해서, 포장면 정리 단계; 프라이머 도포 단계; 광석과 코르크칩을 바인더와 함께 혼합 포설하여 도포하는 단계; 및 경화 단계를 포함하는 탄성 포장면 시공 방법이 제공된다.

상기 방법에 있어서, 포장면 정리단계는 콘크리트나 석재로 이루어진 포장면에서 수분이나 이물질을 깨끗이 제거하기 위한 단계이다. 상기 프라이머 도포 단계 는 면과 탄성부재의 결합력을 높여서 탄성 포장층을 견고하게 유지할 수 있도록하는 프라이머를 도포하는 단계이며, 상기 프라이머는 접착제와 같은 통상의 프라이머를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 탄성 바닥층 부재 도포 단계는 광석과 코르크칩의 혼합물을 폴리우레탄 바인더와 혼련하여 이루어진 혼련물을 포장면에 균일한 두께로 도포하는 방식으로 이루어진다.

본 발명에 있어서, 상기 광석과 코르칩의 혼합물과 혼련되는 바인더는 통상의 바인더를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 환경친화적인 수분산 폴리우레탄 바인더를 사용하는 것이 바람직하다. 도포 후 항온 롤러를 이용하여 2-4회 전압하고, 항온 롤러가 닿지 않는 곳이나 면 마무리는 가열된 흙손으로 처리하여, 마무리된다. 상기 시공방법에서의 항온 롤러는 광석과 코르크칩과 폴리우레탄 바인더의 결합을 견고히 하기 위한 전압 과정에서 사용하는 것으로, 광석과 탄성칩과 폴리우레탄 바인더가 들러붙지 않을 정도의 온도, 즉 50-100℃ 정도의 온도를 유지하도록 한 상태에서 사용하는 것이 적당하다. 본 발명에 있어서, 상기 경화시키는 단계는 광석과 코르크 칩과 바인더로 이루어진 부재가 경화되어 견고히 되도록 기다리는 단계를 말하는 것이다. 통상 상기 경화는 24 시간 정도가 소요되며, 바인더의 종류에 따라 단축되거나 늘어날 수 있다.

본 발명에 의해서, 광석과 코르크칩을 이용한 환경친화적인 탄성포장면이 제공되었다. 본 발명에 따른 탄성포장면은 종래 고무류 탄성 포장에 비해서 친환경적 이며, 여름에도 냄새가 나지 않고, 중금속과 같은 오염물질이 없고, 또한 파손되더라도 환경을 오염시키지 않는 효과가 있다. 또한, 수분산 폴리우레탄 바인더를 이용할 경우, 휘발성 용제에 의한 환경오염을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 탄성 포장면에 의해서 종래 단단한 광석의 용도가 가벼운 코르크칩과 결합되어 적절한 경도를 가지는 탄성포장으로 그 용도가 획기적으로 넓어지게 되었다.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다.

실시예 1.

평균 직경 2 mm의 맥반석 입자 70 kg 과 평균 입경 2.1 mm의 코르크칩 30 kg을 폴리우레탄 바인더(경도화학) 30 kg 과 혼합하여, 15 mm 두께로 15 시간 경화시켰다. 경화된 블럭의 물성을 하기 표 1 에 나타내었다.

실시예 2

평균 직경 2 mm의 맥반석 입자 50 kg 과 평균 입경 2.1 mm의 코르크칩 50 kg을 폴리우레탄 바인더(경도화학) 30 kg 과 혼합하여, 15 mm 두께로 15 시간 경화시켰다. 경화된 블럭의 물성을 하기 표 1 에 나타내었다.

실시예 3

평균 직경 2mm의 게르마늄 입자 20 kg과 평균입경 2 mm의 코르크칩 80 kg을 수분산 폴리우레탄 바인더(켐나인, 대한민국) 30 kg 과 혼합하여, 15 mm 두께로 15 시간 경화시켰다. 경화된 블럭의 물성을 하기 표 1 에 나타내었다.

실시예 4.

평균 직경 2 mm의 모래 입자 30 kg 과 평균 입경 2 mm의 코르크칩 70 kg을 폴리우레탄 바인더(경도화학) 30 kg 과 혼합하고, 15 mm 두께로 15 시간 경화시켰다. 경화된 블럭의 물성을 하기 표 1 에 나타내었다.

비교예 1

평균 직경 2mm의 코르크칩 100 kg과 폴리우레탄 바인더(경도화학) 30 kg 과 혼합하여, 15 mm 두께로 15 시간 경화시켰다. 경화된 블럭의 물성을 하기 표 1 에 나타내었다.

비교예 2

평균 직경 2mm의 맥반석 입자 100 kg과 폴리우레탄 바인더(경도화학) 30 kg 과 혼합하여, 15 mm 두께로 15 시간 경화시켰다. 경화된 블럭의 물성을 하기 표 1 에 나타내었다.

비고	충격흡수성(GB)	탄성반발성(SB)	투수성	경도(HS)	인장(MPa)	신장율(%)
실시예 1	15	4	5.4	70	7.3	210
실시예 2	14	3	5.6	80	7.8	200
실시예 3	16	4	5.5	60	7.2	205
실시예 4	15	4	5.5	65	7.3	210
비교예 1	14	4	5.6	50	7.1	220
비교예 2	50	2	5.7	85	8.5	180

비고

1. 충격 흡수성

실시예 및 비교에에서 제조된 블록 각각에 골프공을 100 cm 의 높이에서 자연낙하시켜 그 바운드의 높이를 측정하였다. 결과를 GB 계수(충격흡수성)로서 표 1 에 나타내었다.

2. 탄성 반발성

실시예 및 비교예에서 제조된 블록 각각에 직경 1 cm 의 강구를 100 cm 의 높이에서 자연낙하시켜 그 바운드의 높이를 측정하였다. 결과를 SB 계수(탄성반발성)로서 표 1 에 나타내었다.

3. 투수성

실시예 및 비교예에서 제조된 블록을 흙의 투수성 시험방법과 동일한 방법에 의해 측정하였다.

Claims

광석과 코르크 칩을 포함하는 탄성층을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성포장면.
제1항에 있어서, 상기 광석은 평균 직경이 0.5-5mm 의 범위인 것을 특징으로 하는 탄성포장면.
제1항에 있어서, 상기 코르크 칩의 입자는 평균 직경이 0.5-7 mm인 것을 특징으로 하는 탄성 포장면.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코르크 칩과 상기 광석은 1:0.5 - 1: 20의 중량비를 이루는 것을 특징으로 하는 탄성 포장면.
제4항에 있어서, 상기 바인더는 수분산 폴리우레탄 바인더인 것을 특징으로 하는 탄성 포장면.
기반층을 형성하는 단계;

상기 기반층에 광석과 코르크 칩을 바인더와 혼합 포설하여 탄성층을 형성하는 단계;및

상기 탄성층을 경화시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 포장면 시공방법.
제6항에 있어서, 상기 탄성층은 평균 직경이 0.5-7 mm인 코르크칩과 평균 직경이 0.5-5 mm 인 광석이 1; 0.5-1:20 의 중량비로 이루어진 재료 20-95 중량%와 바인더 5-80 중량%로 이루어진 탄성 조성물을 포설하여 제조되는 것을 특징으로 하는 탄성 포장면 시공방법.
평균 직경이 0.5-7 mm인 코르크칩과 평균 직경이 0.5-5 mm 인 광석이 1; 0.5-1:20 의 중량비로 혼합된 혼합물 20-95중량%와 바인더 5-80중량%로 이루어진 탄성부재.