KR101898819B1 - Foam and manufacturing method of foam - Google Patents

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양현경
이유진
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주식회사 오상엠엔이티
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Abstract

The present invention relates to foam and a manufacturing method thereof, wherein the foam includes bio-polyol, activated carbon, coffee meal, and an isocyanate-based compound. The foam is produced by making a mixture containing the bio-polyol, activated carbon, and coffee meal with the isocyanate-based compound react, and foam the result; and has a plurality of pores. The foam of the present invention includes longitudinally oriented pores having an elliptic shape, and can exhibit excellent sound blocking and sound absorption properties.

Description

발포체 및 이의 제조 방법{FOAM AND MANUFACTURING METHOD OF FOAM}[0001] FOAM AND MANUFACTURING METHOD OF FOAM [0002]

본 발명은 발포체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폴리우레탄계 발포체 와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to foams, and more particularly to polyurethane foams and methods of making the same.

폴리우레탄은 우레탄결합으로 결합된 고분자 화합물의 총칭이다. 폴리우레탄은 전기절연체, 구조재, 기포단열재, 기포쿠션, 탄성섬유 등 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 신축성이 좋아서 고무의 대체물질로도 사용되고 있다. 폴리우레탄은 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate)와 폴리올(Polyol)을 주원료로 하여 부가반응으로 얻어지며, 원료의 종류가 다양하고 풍부하기 때문에 그들의 조합방법에 따라서 다종의 다양한 분자구조와 물성을 가진 폴리우레탄 재료의 합성이 이루어지고 있다.Polyurethane is a general term for a polymer compound bonded by a urethane bond. Polyurethane is used in various fields such as electric insulator, structural material, bubble insulation, bubble cushion, elastic fiber, etc. It is also used as a substitute material of rubber because of its excellent elasticity. Polyurethane is obtained by addition reaction using polyisocyanate and polyol as main materials. Since various kinds of raw materials are various and abundant, polyurethane materials having various various molecular structures and physical properties according to their combination methods Synthesis is being carried out.

폴리우레탄 중 석유계 원료를 사용하지 않고 식물성 천연유지와 같은 재생자원으로 합성한 폴리우레탄을 바이오 폴리우레탄이라고 하며, 최근 원유가격의 상승과 환경규제의 강화로 인해 폴리우레탄 원료를 한정된 석유자원에서 지속가능한 식물성 천연유지로 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Polyurethane that is synthesized from renewable resources such as vegetable natural oil without using petroleum-based raw materials among polyurethanes is called bio-polyurethane. Due to the recent increase in crude oil price and strengthening of environmental regulations, polyurethane raw materials continue to be limited in petroleum resources. Researches are being actively carried out to replace natural vegetable oils as much as possible.

그러나, 아직까지는 바이오 폴리올은 석유계 폴리올에 비해 반응성이 낮다는 단점이 있고, 바이오 폴리올 함량이 증가할수록 기계적 물성이 저하될 수 있다는 문제가 있어, 환경 친화적이고 지속적으로 이용 가능한 바이오 폴리올을 이용하면서 우수한 반응성과 우수한 특성을 나타낼 수 있는 폴리우레탄 발포체를 제조하기 위한 방법에 대한 연구가 더 필요한 실정이다.However, biopolyols have a disadvantage that their reactivity is lower than that of petroleum-based polyols, and there is a problem that the mechanical properties may be lowered as the biopolyol content increases. Therefore, There is a need for further studies on a method for producing a polyurethane foam which can exhibit reactivity and excellent properties.

본 발명의 일 목적은 우수한 특성을 나타내는 폴리우레탄계 발포체를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a polyurethane-based foam exhibiting excellent properties.

본 발명의 다른 목적은 우수한 특성을 나타내는 폴리우레탄계 발포체의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a process for producing a polyurethane-based foam exhibiting excellent properties.

본 발명의 일 목적을 위한 발포체는 바이오 폴리올, 활성 탄소, 커피박 및 이소시아네이트계 화합물을 포함하고, 바이오 폴리올, 활성 탄소 및 커피박을 포함하는 혼합물과 이소시아네이트계 화합물이 반응하여 발포되어 경화된 것으로, 다수의 공극들을 포함한다.The foam for one purpose of the present invention comprises a biopolyol, an activated carbon, a coffee bean and an isocyanate-based compound, and a mixture containing a biopolyol, an activated carbon and a coffee foil reacts with an isocyanate- And includes a plurality of voids.

일 실시예에서, 상기 혼합물에서 상기 활성 탄소 대비 상기 커피박의 함량이 증가할수록, 상기 발포체의 종방향으로 공극의 높이가 증가할 수 있다.In one embodiment, as the content of coffee beans in the mixture increases relative to the activated carbon, the height of the voids in the longitudinal direction of the foam may increase.

이때, 상기 공극은 상기 공극의 장축이 상기 발포체의 종방향으로 배향된 타원형 형상을 가질 수 있다.At this time, the cavity may have an elliptical shape in which the major axis of the cavity is oriented in the longitudinal direction of the foam.

이때, 상기 공극의 높이는 1 mm 내지 10 mm이고, 상기 공극의 폭은 1 mm 내지 5 mm일 수 있다.At this time, the height of the gap may be 1 mm to 10 mm, and the width of the gap may be 1 mm to 5 mm.

일 실시예에서, 상기 바이오 폴리올은 피마자유(caster oil) 및 대두유 폴리올 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment, the biopolyol may comprise at least one of caster oil and soybean oil polyol.

일 실시예에서, 상기 혼합물은 상기 혼합물 100 중량부에 대해 상기 바이오 폴리올 20 내지 40 중량부, 활성 탄소 5 내지 45 중량부 및 상기 커피박 5 내지 45 중량부를 포함하고, 상기 발포체는 상기 혼합물과 상기 혼합물 100 중량부에 대해 상기 이소이사네이트계 화합물 20 내지 40 중량부가 반응하여 발포되어 경화될 수 있다.In one embodiment, the mixture comprises from 20 to 40 parts by weight of the biopolyol, from 5 to 45 parts by weight of active carbon and from 5 to 45 parts by weight of the coffee beans, based on 100 parts by weight of the mixture, 20 to 40 parts by weight of the isocyanate compound may react with 100 parts by weight of the mixture to foam and cure.

일 실시예에서, 상기 혼합물은 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나를 더 포함하고, 상기 혼합물이 상기 이소시아네이트계 화합물과 반응하여 발포되어 경화된, 상기 발포체는 바이오 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나, 활성 탄소, 커피박 및 이소시아네이트계 화합물을 포함할 수 있다.In one embodiment, the mixture further comprises at least one of a polyether-based polyol and a polyester-based polyol, wherein the mixture is foamed by being reacted with the isocyanate-based compound to be cured, At least one of a polyol and a polyester-based polyol, an activated carbon, a coffee bean, and an isocyanate-based compound.

이때, 상기 혼합물은 상기 혼합물 100 중량부 대비 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나를 15 내지 35 중량부 포함할 수 있다.At this time, the mixture may contain 15 to 35 parts by weight of at least one of a polyether polyol and a polyester polyol relative to 100 parts by weight of the mixture.

이때, 상기 혼합물은 촉매를 더 포함하고, 상기 혼합물이 상기 이소시아네이트계 화합물과 반응하여 발포되어 경화된, 상기 발포체는 바이오 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나, 활성 탄소, 커피박, 촉매 및 이소시아네이트계 화합물을 포함할 수 있다.At this time, the mixture further comprises a catalyst, and the foam, which is foamed and cured by reacting with the isocyanate-based compound, is at least one of a biopolyol, a polyether polyol and a polyester polyol, Foams, catalysts and isocyanate-based compounds.

이때, 상기 촉매는 디부틸틴 다이라우레이트(dibutyltin dilaurate, DBTL), 스테너스옥토에이트(stannous occtoate), 디메틸 에탄올아민(dimethyl ethanolamine, DMEA), 테트라메틸 부탄 다이아민(tetramethyl butane diamine, TMBDA), 디메틸 사이클로헥실 아민(dimethyl cyclohexyl amine, DMCHA), 트리에틸아민(triethyl amine, TEA) 및 트리에틸렌 다이아민(triethylene diamine, TEDA) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The catalyst may be selected from the group consisting of dibutyltin dilaurate (DBTL), stannous octoate, dimethyl ethanolamine (DMEA), tetramethyl butane diamine (TMBDA) At least one of dimethyl cyclohexyl amine (DMCHA), triethyl amine (TEA), and triethylene diamine (TEDA).

이때, 상기 혼합물은 상기 혼합물 100 중량부 대비 상기 촉매를 0.5 중량부 미만 포함할 수 있다.At this time, the mixture may contain less than 0.5 part by weight of the catalyst relative to 100 parts by weight of the mixture.

일 실시예에서, 상기 커피박은 로스팅한 커피박일 수 있다.In one embodiment, the coffee bean may be a roasted coffee bean.

일 실시예에서, 상기 발포체는 흡음재, 방음재 및 완충재 중 적어도 어느 하나의 소재로 이용 가능한 발포체일 수 있다.In one embodiment, the foam may be a foam that can be used as a material of at least one of a sound absorbing material, a sound insulating material, and a cushioning material.

본 발명의 다른 목적을 위한 발포체는 바이오 폴리올, 활성 탄소 및 커피박을 포함하는 혼합물에 이소시아네이트계 화합물을 첨가하여, 이소시아네이트계 화합물이 첨가된 혼합물을 발포시키는 단계 및 발포된 혼합물을 건조하는 단계를 포함한다.A foam for another purpose of the present invention comprises adding an isocyanate compound to a mixture comprising a biopolyol, an activated carbon and a coffee bean, foaming the mixture to which the isocyanate compound has been added, and drying the foamed mixture do.

일 실시예에서, 상기 혼합물은 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the mixture may further comprise at least one of a polyether-based polyol and a polyester-based polyol.

일 실시예에서, 상기 혼합물은 촉매를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the mixture may further comprise a catalyst.

일 실시예에서, 상기 커피박은 로스팅한 커피박일 수 있다.In one embodiment, the coffee bean may be a roasted coffee bean.

이때, 상기 발포시키는 단계 이전에, 상기 커피박을 로스팅 팬에 300℃ 내지 400℃의 가열 온도에서 40분 내지 50분 동안 로스팅하여, 로스팅한 커피박을 준비할 수 있다.At this time, before the foaming step, the coffee beans may be roasted in a roasting pan at a heating temperature of 300 ° C to 400 ° C for 40 to 50 minutes to prepare a roasted coffee bean.

본 발명의 발포체 및 이의 제조 방법에 따르면, 바이오 폴리올, 활성 탄소 및 커피박을 포함하는 혼합물과 이소시아네이트계 화합물과 반응을 통해 용이하게 폴리우레탄계 발포체를 형성할 수 있고, 특히, 혼합물이 커피박을 포함함으로써, 발포체에 밀리미터(mm) 단위의 크기를 갖는 다수의 공극들이 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 발포체는 커피박을 포함함으로써, 공극이 장축이 종방향으로 배향된 타원형 형상을 가질 수 있고, 본 발명의 발포체는 종방향으로 배향된 타원형 형상의 공극들을 포함하고 있어 우수한 방음 및 흡음 특성을 나타낼 수 있다, 아울러, 본 발명의 발포체에서 활성 탄소와 커피박은 발포체의 기계적 물성 향상에 기여할 수 있고, 이로부터 우수한 내구성을 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 폐자원인 커피박을 이용하여 발포체를 형성하므로, 폐자원을 재활용 측면에서 환경 친화적임과 동시에, 원재료비나 재료 가공 등 추가 공정 비용과 같은 비용을 절감할 수 있어 경제적일 수 있다.According to the foam of the present invention and the method for producing the same, it is possible to easily form a polyurethane foam by reacting with a mixture containing a biopolyol, an activated carbon and a coffee foil and an isocyanate-based compound, A plurality of voids having a size in the millimeter (mm) can be formed in the foam. In addition, the foam of the present invention may include a coffee foil such that the voids may have an oval shape with the longitudinal axis oriented in the longitudinal direction and the foam of the present invention includes longitudinally oriented oval shaped voids, In addition, in the foam of the present invention, the activated carbon and the coffee bean can contribute to improvement of the mechanical properties of the foam, and from this, excellent durability can be exhibited. In addition, since the present invention forms a foam by using a coffee bean as a waste resource, waste resources are environmentally friendly in terms of recycling, and costs such as raw material costs and additional processing costs such as material processing can be reduced, have.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발포체와 비교 발포체를 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발포체를 설명하기 위한 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGURES 1A and 1B illustrate a foam and a comparative foam according to one embodiment of the present invention.
2A to 2D are views for explaining a foam according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprises" or "having ", etc. is intended to specify that there is a feature, step, operation, element, part or combination thereof described in the specification, , &Quot; an ", " an ", " an "

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

본 발명의 발포체는 바이오 폴리올, 활성 탄소, 커피박 및 이소시아네이트계 화합물을 포함하고, 바이오 폴리올, 활성 탄소 및 커피박을 포함하는 혼합물과 이소시아네이트계 화합물이 반응하여 발포되고 경화된 발포체이다.The foam of the present invention is a foam comprising a biopolyol, an activated carbon, a coffee bean, and an isocyanate compound, and foamed and cured by reacting an isocyanate compound with a mixture containing a biopolyol, an activated carbon and a coffee bean.

폴리올(polyol)은 다가 알코올, 즉 2개 이상의 수산기(-OH)를 가진 지방족 화합물이다. 그 중, 바이오 폴리올(bio-polyol)은 천연 오일 폴리올(natural oil polyol, NOP)라고도 하며, 대두, 야자열매, 피마자열매, 해바라기씨 등의 식물유로부터 기인하는 식물성 폴리올을 의미한다. 일례로, 본 발명에서 바이오 폴리올은 피마지유(cater oil) 및 대두유 폴리올 중 적어도 어느 하나의 바이오 폴리올을 포함할 수 있다. 바이오 폴리올은 일반적으로 식물유의 지방산 내에 탄소이중결합부분 또는 수산기(알코올기)를 개질하여 합성된다. 그러나, 피마자유는 성분의 약 90%가 불포화 지방산인 리시놀렌산으로, C=C의 이중결합 및 C-12에 수산기(-OH)를 가지고 있어 별도의 개질 없이도 이소시아네이트(-NCO)와 반응할 수 있다. 때문에, 일례로, 본 발명에서 바람직하게는 상기 바이오 폴리올이 피마자유를 포함할 수 있다.Polyols are polyhydric alcohols, i.e., aliphatic compounds having two or more hydroxyl groups (-OH). Among them, bio-polyol is also referred to as natural oil polyol (NOP), and refers to a vegetable polyol derived from vegetable oils such as soybean, coconut fruit, castor bean, sunflower seed, and the like. For example, in the present invention, the bio-polyol may include at least one bio-polyol selected from the group consisting of caterpillar oil and soybean oil polyol. Biopolyols are generally synthesized by modifying carbon double bonds or hydroxyl groups (alcohol groups) in fatty acids of vegetable oils. However, castor oil is a ricinoleic acid with about 90% of its constituent unsaturated fatty acids, which has a double bond at C = C and a hydroxyl group (-OH) at C-12 so that it reacts with isocyanate (-NCO) . Thus, for example, in the present invention, the bio polyol may preferably contain castor oil.

활성 탄소(activated carbon)는 대부분의 구성 물질이 탄소질로 이루어진 물질로, 활성탄과 같은 의미일 수 있다. 본 발명에서 활성 탄소는 본 발명의 발포체에 포함됨으로써, 커피박과 함께 본 발명의 발포체의 공극의 크기 및 형태에 기여할 수 있다. 아울러, 본 발명의 발포체에 포함됨으로써 탈취 효과 및 심미적 효과를 나타낼 수 있으며, 본 발명의 발포체의 경도 등의 기계적 특성 향상에 기여할 수도 있다.Activated carbon is a substance in which most of the constituent material is made of carbonaceous material, which can be synonymous with activated carbon. Activated carbon in the present invention may be included in the foam of the present invention, thereby contributing to the size and shape of the pores of the foam of the present invention together with the coffee beans. In addition, by being included in the foam of the present invention, it can exhibit a deodorizing effect and an aesthetic effect and contribute to improvement of mechanical properties such as hardness of the foam of the present invention.

커피박은 커피 찌꺼기, 커피퍽, 커피 그라운드 등과 같이 나타내기도 하며, 커피 생두를 고온의 온도에서 볶아 탄화시켜(로스팅) 커피 원두로 만들고, 커피 원두를 기계적으로 분쇄한 상태의 커피 분말로부터 고온의 물로 커피를 추출하고 남은 잔여물을 의미한다. 즉, 커피박은 예를 들어, 에스프레소 머신, 드립커피용 커피 머신으로부터 커피를 추출하고 남은 부산물일 수 있다. 커피 생두는 일반적으로 다당류의 비중이 가장 높고, 지질, 유기아미노산, 단백질, 무기질, 지방산, 카페인 등으로 구성된다. 커피 생두를 로스팅하고 이를 다시 고온의 물로 커피를 추출한 후의 남은 잔재인 커피박은 커피 생두를 구성하는 다당류인 셀룰로오스의 일부가 탄화되어 셀룰로오스의 일부 또는 전부가 탄화되어 카본, 세미그래핀, 카본 양자점(carbon quantun dots, CQD)을 포함하게 되고, 커피 추출 시 물과 함께 유기물과 같은 불필요한 성분들이 제거된다. 때문에, 커피박은 복잡한 탄화 공정이나 추가적인 가공 공정 없이도 우수한 탄화 소재로서 사용할 수 있고, 특히, 커피 생두의 성분들 중 혼화성을 저하시키고 결집력을 약화시키는 요인인 지방산이나 유기 아미노산과 같은 불필요한 성분이 제거됨으로써 이의 혼화성이나 결집력 저하를 방지할 수 있다. 한편, 본 발명에서 커피박은 다시 간단히 로스팅하여 수분을 제거하고 보다 탄화시킨, 로스팅한 커피박을 사용할 수도 있다. 로스팅 공정을 거친 커피박은 커피박 내의 탄화되지 않은 셀룰로오스가 더 탄화됨으로써, 카본, 카본 양자점, 일부가 그래핀화된 세미그래핀 등의 함량이 증가될 수 있다. 이때, 커피박은 300℃ 내지 400℃의 가열 온도에서 40분 내지 50분 동안 로스팅하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명에서 커피박은 발포체의 발포율 향상에 기여할 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 설명은 하기에서 후술하도록 한다. The coffee grounds may be represented as coffee grounds, coffee pucks, coffee grounds, etc. The roasted coffee beans are roasted at high temperatures to carbonize them (roasting) into coffee beans. The coffee beans are mechanically pulverized from coffee powder to high- And the remaining residues. That is, the coffee bean may be, for example, a by-product of coffee extracted from an espresso machine, a coffee machine for drip coffee. Coffee beans generally have the highest polysaccharide content, and are composed of lipids, organic amino acids, proteins, minerals, fatty acids, and caffeine. The coffee residue, which is the remnant residue after roasting the coffee bean roots and extracting coffee with hot water again, is a part of the cellulose which is the polysaccharide constituting the coffee bean, carbonized part or all of the cellulose to form carbon, semigrain, carbon quantun dots, CQD), and unnecessary components such as organic matter are removed together with water during coffee extraction. Therefore, the coffee bean can be used as an excellent carbonized material even without a complicated carbonization process or an additional processing step. In particular, the coffee bean can be produced by removing unnecessary components such as fatty acids and organic amino acids, It is possible to prevent miscibility and deterioration of cohesive strength. On the other hand, in the present invention, the coffee beans may be roasted again to remove moisture and more carbonized roasted coffee beans. The roasted coffee beans may further increase the content of carbon, carbon quantum dots, partially graphened semi-graphene, and the like by further carbonizing the non-carbonized cellulose in the coffee beans. At this time, it may be preferable to roast the coffee beans at a heating temperature of 300 ° C to 400 ° C for 40 minutes to 50 minutes. In the present invention, the coffee bean can contribute to the improvement of the foaming rate of the foam. A more detailed description thereof will be described later.

이소시아네이트계 화합물은 폴리올의 수산기와 반응하여 우레탄 결합(-NHCOO-)을 형성하는 이소시아네이트기(-NCO)를 포함하는 화합물로, 일례로, 상기 이소시아네이트계 화합물은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene diphenyl diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate, IPDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HMDI) 등과 같은 이소시아네이트계 화합물을 포함할 수 있다. 이때, 이소시아네이트계 화합물 내의 이소시아네이트기의 함량은 전체 이소시아네이트계 화합물 중량 대비 10 내지 30 중량%일 수 있다.The isocyanate compound is a compound containing an isocyanate group (-NCO) that reacts with the hydroxyl group of the polyol to form a urethane bond (-NHCOO-). Examples of the isocyanate compound include methylene diphenyl diisocyanate (Methylene diphenyl diisocyanate, Based compounds such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HMDI) and the like. At this time, the isocyanate group content in the isocyanate compound may be 10 to 30% by weight based on the total weight of the isocyanate compound.

본 발명의 발포체의 제조 방법에 따르면, 본 발명의 발포체는 바이오 폴리올, 활성 탄소 및 커피박을 포함하는 혼합물에 이소시아네이트계 화합물을 첨가하여 이소시아네이트계 화합물이 첨가된 혼합물을 발포시키고, 발포된 혼합물을 건조하여 제조한다.According to the method for producing the foam of the present invention, the foam of the present invention is produced by adding an isocyanate compound to a mixture containing a biopolyol, an activated carbon and a coffee bean to foam the mixture to which the isocyanate compound has been added, .

구체적으로, 상기 혼합물에 상기 이소시아네이트계 화합물을 첨가하면, 상기 혼합물 내의 바이오 폴리올의 수산기와 시아네이트계 화합물의 시아네이트기가 반응하여 우레탄 결합을 이루고 이에 의해 이산화탄소가 발생하여 공극(pore)이 형성된다. 즉, 본 발명의 발포체는 바이오 폴리올 및 이소시아네이트계 화합물에 의해 발포되고 경화된 다수의 공극들을 포함하는 폴리우레탄계 발포체이다. 이때, 본 발명에 따르면, 상기 혼합물이 커피박을 포함하고 있어, 바이오 폴리올과 이소시아네이트계 화합물의 반응성을 향상시킬 수 있고, 발포체에 밀리미터(mm) 단위의 크기가 큰 다수의 공극들이 발포체에 전반적으로 고르게 형성될 수 있다. 이때, 상기 공극은 상기 혼합물 내의 커피박의 함량에 따라 원형 또는 타원형을 가질 수 있다. 일례로, 상기 혼합물 내의 커피박 함량이 증가할수록 상기 혼합물 내의 바이오 폴리올과 이소시아네이트계 화합물의 반응 시, 발포체의 종방향을 따라 공극의 높이가 증가할 수 있다. 즉, 장축이 본 발명의 발포체의 종방향으로 배향된 공극들이 형성될 수 있고, 상기 공극들은 발포체의 종방향으로 길쭉하게 배향된 타원형 형상을 나타낼 수 있다. 장축은 타원이나 타원체의 가장 긴 축(예를 들어, 높이 방향)을 의미하며, 본 발명에서 장축은 발포체의 종단면에서 공극이 갖는 가장 긴 축을 의미할 수 있고, 이때, 상기 공극의 장축은 주로 발포체의 종방향을 향하기만 하면 반드시 항상 종방향과 평행일 필요는 없다. 일례로, 상기 공극의 높이는 1 mm 내지 10 mm일 수 있고, 상기 공극의 폭은 1 mm 내지 5 mm일 수 있다.Specifically, when the isocyanate compound is added to the mixture, the hydroxyl group of the biopolyol in the mixture reacts with the cyanate group of the cyanate compound to form a urethane bond, whereby carbon dioxide is generated to form a pore. That is, the foam of the present invention is a polyurethane-based foam comprising a plurality of voids foamed and cured by a bio-polyol and an isocyanate-based compound. In this case, according to the present invention, the mixture contains a coffee bean, so that the reactivity of the bio-polyol and the isocyanate-based compound can be improved, and a large number of voids having a large size in units of millimeters (mm) It can be formed evenly. At this time, the pores may have a circular shape or an elliptical shape depending on the content of coffee beans in the mixture. For example, the higher the amount of coffee bean in the mixture, the greater the height of the voids along the longitudinal direction of the foam during the reaction of the bio-polyol and the isocyanate-based compound in the mixture. That is, the longitudinal axes of the foams of the present invention can be formed in the longitudinally oriented voids, and the voids can exhibit an elongated elliptical shape in the longitudinal direction of the foam. The long axis means the longest axis of the ellipse or ellipsoid (for example, the height direction), and the long axis in the present invention may mean the longest axis of the gap in the longitudinal section of the foam, It is not always necessary to be parallel to the longitudinal direction. In one example, the height of the gap may be 1 mm to 10 mm, and the width of the gap may be 1 mm to 5 mm.

즉, 본 발명에 따르면, 커피박을 이용함으로써, 바이오 폴리올과 이소시아네이트계 화합물 사이의 반응성을 향상시켜, 커피박을 포함하지 않은 발포체와 비교하여 mm 단위의 큰 공극 길이 및 폭을 갖는 다수의 공극들이 균일하게 분포하는 발포체를 형성할 수 있고, 특히, 이때, 커피박의 함량에 따라 상기 공극은 종축이 상기 발포체의 종방향으로 배향된 타원형 형상을 가질 수 있다. 또한, 본 발명은 커피박을 포함함으로써, 커피박을 포함하지 않은 발포체와 비교하여 향상된 강도를 나타낼 수 있다.That is, according to the present invention, by using a coffee foil, it is possible to improve the reactivity between the bio-polyol and the isocyanate-based compound so that a large number of voids having a large pore length and width in mm The foam can form a uniformly distributed foam, and in particular, depending on the content of the coffee bean, the void can have an oval shape whose longitudinal axis is oriented in the longitudinal direction of the foam. In addition, the present invention can exhibit enhanced strength compared to foams that do not include coffee beans, by including a coffee foil.

상기 혼합물은 상기 혼합물 100 중량부에 대해 상기 바이오 폴리올 20 내지 40 중량부, 활성 탄소 5 내지 45 중량부 및 상기 커피박 5 내지 45 중량부를 포함할 수 있고, 상기 발포체는 상기 혼합물과 상기 혼합물 100 중량부에 대해 상기 이소이사네이트계 화합물 20 내지 40 중량부가 반응하여 발포되어 경화된 발포체일 수 있다. 이때, 상기 활성 탄소 대 커피박의 비율은 1:0.2 내지 1:5일 수 있고, 타원형 형상의 공극을 위해 바람직하게는 1:1 내지 1:2의 비율일 수 있다.The mixture may comprise from 20 to 40 parts by weight of the biopolyol, from 5 to 45 parts by weight of active carbon and from 5 to 45 parts by weight of the coffee beans, based on 100 parts by weight of the mixture, And 20 to 40 parts by weight of the isocyanate-based compound may be reacted to foam to form a cured foam. At this time, the ratio of the activated carbon to the coffee bean may be 1: 0.2 to 1: 5, and preferably 1: 1 to 1: 2 for oval shaped pores.

일례로, 상기 혼합물은 폴리에테르계 폴리올(polyether polyol) 및 폴리에스테르계 폴리올(polyester polyol) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있고, 이에, 상기 혼합물이 이소시아네이트계 화합물과 반응하여 발포 및 경화된 본 발명의 발포체는 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 폴리에테르계 폴리올은 구조에 에테르기(-O-)가 반복적으로 결합되어 있는 폴리올을 의미하고, 폴리에스테르계 폴리올은 구조에 에스테르기(-COO-)가 반복적으로 결합되어 있는 폴리올을 의미한다. 상기 폴리에테르계 폴리올 또는 폴리에스테르계 폴리올은 본 발명의 발포체가 보다 단단한 경도를 갖는 경질의 폴리우레탄을 형성하도록 상기 혼합물에 포함될 수 있다. 이때, 상기 혼합물은 상기 혼합물 100 중량부 대비 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나를 15 내지 35 중량부 포함할 수 있다. 일례로, 상기 폴리에테르계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올 또는 이들의 혼합물은 분자량이 100 내지 1,000 g/mol일 수 있다. 본 발명의 발포체는 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나를 더 포함함으로써 보다 향상된 기계적 특성을 나타낼 수 있다.For example, the mixture may further comprise at least one of a polyether polyol and a polyester polyol, and the mixture may be prepared by reacting the isocyanate compound with the foamed and cured May further include at least one of a polyether-based polyol and a polyester-based polyol. The polyether-based polyol means a polyol in which an ether group (-O-) is repeatedly bonded to the structure, and the polyester-based polyol means a polyol in which an ester group (-COO-) is repeatedly bonded to the structure. The polyether polyol or polyester polyol may be included in the mixture so that the foam of the present invention forms a hard polyurethane having a harder hardness. At this time, the mixture may contain 15 to 35 parts by weight of at least one of a polyether polyol and a polyester polyol relative to 100 parts by weight of the mixture. In one example, the polyether-based polyol, the polyester-based polyol, or a mixture thereof may have a molecular weight of 100 to 1,000 g / mol. The foam of the present invention may further exhibit improved mechanical properties by further including at least one of a polyether-based polyol and a polyester-based polyol.

또한, 상기 혼합물은 상기 혼합물과 이소시아네이트계 화합물 사이의 반응을 촉진하는 촉매를 더 포함할 수 있고, 이에, 상기 혼합물이 이소시아네이트계 화합물과 반응하여 발포되어 경화된 본 발명의 발포체는 촉매를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 촉매는 상기 혼합물 내의 폴리올과 이소시아네이트계 화합물 사이의 수지화 반응을 촉진하는 촉매일 수 있고, 예를 들어, 상기 촉매는 디부틸틴 다이라우레이트(dibutyltin dilaurate, DBTL), 스테너스옥토에이트(stannous occtoate), 디메틸 에탄올아민(dimethyl ethanolamine, DMEA), 테트라메틸 부탄 다이아민(tetramethyl butane diamine, TMBDA), 디메틸 사이클로헥실 아민(dimethyl cyclohexyl amine, DMCHA), 트리에틸아민(triethyl amine, TEA) 및 트리에틸렌 다이아민(triethylene diamine, TEDA) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 혼합물은 상기 혼합물 100 중량부 대비 상기 촉매를 0.5 중량부 미만 포함할 수 있고, 일례로, 0.1 중량부 포함할 수 있다.Further, the mixture may further include a catalyst promoting the reaction between the mixture and the isocyanate-based compound, and the foam of the present invention in which the mixture is foamed and cured by reacting with the isocyanate-based compound may include a catalyst have. For example, the catalyst may be a catalyst promoting the resinization reaction between the polyol and the isocyanate-based compound in the mixture, for example, the catalyst may include dibutyltin dilaurate (DBTL), stannous octo Dimethyl ethanolamine (DMEA), tetramethyl butane diamine (TMBDA), dimethyl cyclohexyl amine (DMCHA), triethyl amine (TEA), and the like. , And triethylene diamine (TEDA). At this time, the mixture may include less than 0.5 part by weight of the catalyst relative to 100 parts by weight of the mixture, and may include 0.1 part by weight, for example.

발포된 혼합물의 건조는 상기 발포된 혼합물을 60℃ 내지 120℃의 온도에서 가열 건조하여 수행할 수 있고, 바람직하게는 80℃에서 가열하여 건조할 수 있다. 이때, 건조는 5 내지 10 시간 동안 수행할 수 있다. 상기 건조하는 과정에서, 상기 혼합물과 상기 이소시아네이트계 화합물의 지속적인 반응에 의한 이산화탄소의 발생 등으로부터 기인하는 공극의 형성과 더불어, 상기 혼합물의 액상 물질이 상기 혼합물로부터 제거됨에 따라서도 공극이 형성될 수도 있다.Drying of the foamed mixture can be carried out by heat-drying the foamed mixture at a temperature of 60 ° C to 120 ° C, preferably by heating at 80 ° C. At this time, the drying can be carried out for 5 to 10 hours. In the drying process, pores may be formed as the liquid material of the mixture is removed from the mixture, along with the formation of voids resulting from the generation of carbon dioxide by the continuous reaction of the mixture and the isocyanate-based compound .

한편, 본 발명의 발포체는 상기 혼합물 및 이소시아네이트계 화합물의 반응을 원하는 용도, 형상 등에 적합한 다양한 형태의 몰드(틀)에서 수행할 수 있다. 즉, 상기 혼합물의 발포 및 경화를 적절한 몰드에서 수행하여, 목적하는 다양한 형태 및 크기의 발포체를 형성할 수 있다. 일례로, 상기 발포체는 패널 형태일 수 있다. 이와 달리, 상기 발포체는 블록 형태일 수도 있다.Meanwhile, the foam of the present invention can be carried out in various types of molds suitable for the purpose, shape, and the like of the reaction of the mixture and the isocyanate compound. That is, the foaming and curing of the mixture can be carried out in a suitable mold to form foams of various desired shapes and sizes. In one example, the foam may be in the form of a panel. Alternatively, the foam may be in block form.

본 발명에 따르면, 상기에서 설명한 바와 같이, 바이오 폴리올과 활성 탄소, 커피박을 포함하는 혼합물에 이소시아네이트계 화합물을 첨가함으로써, 폴리올의 수산기와 시아네이트계 화합물의 시아네이트기가 반응하여 우레탄 결합을 형성하고 이에 의해 형성된 다수의 공극을 포함하는 발포체가 형성되며, 이때, 상기 혼합물이 커피박을 포함하고 있어, 상기 공극은 장축이 본 발명의 발포체의 종방향으로 길쭉하게 배향된 타원형 형상을 갖고 발포체 내에 균일하게 분포할 수 있다. 즉, 본 발명의 발포체는 균일한 크기 및 분포도를 갖고, 발포체의 종방향으로 배향된 mm 단위의 큰 공극들을 다수 포함할 수 있다. 때문에, 작은 크기를 갖는 원형의 공극보다 우수한 방음 및 흡음 효과를 나타낼 수 있고, 발포체에 충격이 가해지는 경우 우수한 효율로 충격을 완화할 수 있다. 아울러, 본 발명의 발포체는 커피박을 포함함으로써 우수한 경도를 나타낼 수 있고, 이에 기인하여 본 발명의 발포체는 향상된 내구성을 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 발포체는 다양한 용도 및 목적에 적합한 다양한 형태로 제조할 수 있다.According to the present invention, as described above, by adding an isocyanate compound to a mixture containing a biopolyol, an activated carbon and a coffee bean, the hydroxyl group of the polyol and the cyanate group of the cyanate compound react to form a urethane bond Whereby a foam comprising a plurality of voids is formed, wherein the mixture comprises a coffee foil, the voids having an elongated elliptical shape with a long axis in the longitudinal direction of the foam of the present invention, . That is, the foam of the present invention has a uniform size and distribution, and can include a large number of large pores in mm longitudinally oriented in the foam. Therefore, it is possible to exhibit a soundproof and sound absorbing effect superior to that of a circular pore having a small size, and the impact can be relieved with excellent efficiency when an impact is applied to the foam. In addition, the foams of the present invention can exhibit excellent hardness by including coffee beans, and as a result, the foams of the present invention can exhibit improved durability. In addition, the foams of the present invention can be prepared in various forms suitable for various uses and purposes.

따라서, 이러한 특성에 기인하여, 본 발명의 발포체는 다양한 분야에서 소음을 차단 또는 흡수하는 방음 또는 흡음용 소재로서 이용하거나, 충격을 흡수하는 완충재로서 이용할 수 있다. 일례로, 내장재, 외장재, 벽재, 바닥재, 골재 등의 다양한 유형의 건축자재로서 이용할 수 있다.Therefore, owing to these characteristics, the foam of the present invention can be used as a material for soundproofing or absorbing noise which blocks or absorbs noise in various fields, or can be used as a shock absorber for absorbing shocks. For example, it can be used as various types of building materials such as an interior material, an exterior material, a wall material, a floor material, and an aggregate.

이하에서는 보다 구체적인 실시예를 들어, 본 발명의 (폴리우레탄) 발포체 및 이의 제조 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a (polyurethane) foam of the present invention and a method for producing the same will be described in more detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 발포체를 제조하기 위해, 먼저, 바이오 폴리올로서 피마자유를 사용하였다. 피마자유, 폴리에스테르 폴리올 및 촉매로서 트리에틸렌 다이아민(TEDA)을 포함하는 폴리올 용액 60 mL를 준비하였고, 폴리올 용액은 피마자유, 폴리에스테르 폴리올 및 촉매를 각각 폴리올 용액 100 중량부에 대해 70 중량부, 29.8 중량부 및 0.2 중량부 포함하였다. 이어서, 폴리올 용액에 폴리올 용액에 활성 탄소 18 g 및 커피박 36 g을 첨가하여 혼합물을 준비하였다. 그 다음, 혼합물에 이소포론 다이이소시아네이트(IPDI) 상기 혼합물 100 중량부 대비 대략 36 중량부가 되도록 계량하여 첨가한 후, 이를 30분 동안 교반하면서 발포시켰다. 이어서, 발포된 혼합물을 80℃의 온도에서 7시간 동안 가열 건조하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 (폴리우레탄) 발포체(이하, 발포체 1)을 제조하였다.In order to prepare the foam according to one embodiment of the present invention, castor oil was first used as the biopolyol. 60 mL of a polyol solution containing castor oil, polyester polyol and triethylenediamine (TEDA) as a catalyst was prepared, and the polyol solution contained 70 parts by weight of castor oil, polyester polyol and catalyst per 100 parts by weight of the polyol solution , 29.8 parts by weight and 0.2 parts by weight. Subsequently, 18 g of active carbon and 36 g of coffee beans were added to the polyol solution in the polyol solution to prepare a mixture. Subsequently, isophorone diisocyanate (IPDI) was metered into the mixture in an amount of about 36 parts by weight relative to 100 parts by weight of the mixture, followed by foaming with stirring for 30 minutes. Then, the foamed mixture was heated and dried at a temperature of 80 DEG C for 7 hours to prepare a (polyurethane) foam (hereinafter referred to as Foam 1) according to Example 1 of the present invention.

아울러, 발포체 제조에 커피박을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 본 발명의 실시예 1에 따라 발포체 1을 제조한 것과 실질적으로 동일한 공정을 수행하여, 비교예 1에 따른 비교 발포체 1을 제조하였다.Comparative Foam 1 according to Comparative Example 1 was prepared by performing substantially the same process as that of Foam 1 according to Example 1 of the present invention except that no coffee bean was added to the foam.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발포체와 비교 발포체를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGURES 1A and 1B illustrate a foam and a comparative foam according to one embodiment of the present invention.

도 1a는 본 발명의 실시예 1에 따른 발포체 1의 종단면을 나타내는 사진이고, 도 1b는 비교예 1에 따른 비교 발포체 1의 종단면을 나타내는 사진이다.Fig. 1A is a photograph showing a longitudinal section of a foam 1 according to a first embodiment of the present invention, and Fig. 1B is a photograph showing a longitudinal section of a comparative foam 1 according to a first comparative example.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 커피박을 이용하여 형성된 본 발명의 실시예 1에 따른 발포체 1은 대체적으로 균일한 크기를 갖는 다수의 공극들이 발포체 전반적으로 고르게 분포하고 있음을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 발포체 1의 공극은 타원형 형상이고 발포체 1의 종방향으로 배향되어 있음을 확인할 수 있으며, 공극들은 높이 1 mm 내지 10 mm 범위, 폭 1 mm 내지 5 mm의 범위를 갖는 mm 단위의 큰 크기를 갖는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 1A and 1B, it can be seen that the foam 1 according to the first embodiment of the present invention formed using a coffee foil has a substantially uniform distribution of a plurality of voids having a uniform size throughout the foam. It can also be seen that the pores of the foam 1 of the present invention are elliptical in shape and oriented in the longitudinal direction of the foam 1 and the pores are in the range of 1 mm to 10 mm in height, It can be confirmed that it has a large size.

반면, 커피박을 포함하지 않는 비교예 1에 따른 비교 발포체 1은 본 발명의 발포체 1과 비교하여 공극의 크기 및 분포도가 상대적으로 불규칙하고, 공극의 크기도 상대적으로 작은 크기를 나타내며, 특히, 공극의 형상이 원형에 가까운 것을 확인할 수 있다.On the other hand, Comparative Foam 1 according to Comparative Example 1, which does not contain coffee beans, has a relatively small size and distribution of pores and a relatively small size of pores as compared with Foam 1 of the present invention, It can be confirmed that the shape of the circle is close to the circle.

즉, 커피박 포함 유무에서 차이가 있는 본 발명의 발포체 1과 비교 발포체 1은 공극의 형상, 크기 및 분포도에서 차이를 나타냄을 확인할 수 있고, 이로부터, 본 발명의 혼합물이 커피박을 포함함으로써, 커피박을 포함하지 않는 발포체와 비교하여, 타원형 형상이고 일 방향으로 배향된 다수의 공극들이 발포체 전반에 균일한 크기로 분포하는 발포체를 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.That is, it can be seen that the foam 1 and the comparative foam 1 of the present invention, which differ in the presence or absence of a coffee bean, show differences in the shape, size and distribution of pores. From this, It can be seen that, compared to a foam that does not include a coffee bean, a plurality of voids having an elliptical shape and oriented in one direction can form a foam having a uniform size distribution throughout the foam.

뿐만 아니라, 본 발명의 발포체 1의 경도 및 비교 발포체 1의 경도를 비교하였고, 그 결과, 본 발명의 발포체 1의 경도가 비교 발포체 1과 비교하여 향상되었음을 확인하였다.In addition, the hardness of Foam 1 of the present invention and the hardness of Comparative Foam 1 were compared, and it was confirmed that the hardness of Foam 1 of the present invention was improved as compared with Comparative Foam 1.

따라서, 상기 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 것과 같이, 본 발명에 따라 커피박을 포함함으로써, 발포체의 종방향으로 길쭉하게 배향된 타원형 형상을 갖고 크기가 큰 다수의 공극들이 균일하게 분포하는 발포체를 형성할 수 있으며, 형성된 본 발명의 발포체는 향상된 경도를 나타낼 수 있음을 확인할 수 있다.Therefore, as described with reference to FIGS. 1A and 1B, by including a coffee foil according to the present invention, it is possible to provide a foam having an elliptical shape elongated in the longitudinal direction of the foam and having a large number of pores uniformly distributed , And it can be confirmed that the foam of the present invention formed can exhibit improved hardness.

또한, 커피박 함량에 따른 본 발명의 발포체의 공극의 변화를 확인하기 위해, 피마자유, 폴리에스테르 폴리올 및 촉매를 각각 폴리올 용액 100 중량부에 대해 70 중량부, 29.8 중량부 및 0.2 중량부 포함하는 폴리올 용액에 활성 탄소 및 커피박이 각각 1:0.2, 1:0.5, 1:1 및 1:2의 비율이 되도록 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에 따라 본 발명의 발포체 1을 제조한 것과 실질적으로 동일한 공정을 수행하여, 본 발명의 실시예 2에 따른 발포체들(이하, 발포체 2-1, 2-2, 2-3 및 2-4)를 제조하였다. 그 결과를 도 2a 내지 2d에 나타낸다.Further, in order to confirm the change of voids of the foam of the present invention according to the content of coffee beans, castor oil, polyester polyol and catalyst were added in amounts of 70 parts by weight, 29.8 parts by weight and 0.2 parts by weight, The foam 1 of the present invention was produced according to the above Example 1 except that the polyol solution was added so that the ratio of activated carbon and coffee bean was 1: 0.2, 1: 0.5, 1: 1 and 1: 2, respectively The foams according to Example 2 of the present invention (hereinafter referred to as Foams 2-1, 2-2, 2-3, and 2-4) were produced in substantially the same manner. The results are shown in Figs. 2A to 2D.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발포체를 설명하기 위한 도면이다.2A to 2D are views for explaining a foam according to another embodiment of the present invention.

도 2a는 활성 탄소 및 커피박을 1:0.2의 비율로 포함하는 발포체 2-1의 종단면 사진을 나타내고, 도 2b는 활성 탄소 및 커피박을 1:0.5의 비율로 포함하는 발포체 2-2의 종단면 사진을 나타낸다. 도 2c는 활성 탄소 및 커피박을 1:1의 비율로 포함하는 발포체 2-3의 종단면 사진을 나타내며, 도 2d는 활성 탄소 및 커피박을 1:2의 비율로 포함하는 발포체 2-4의 종단면 사진을 나타낸다.2a shows a longitudinal cross-sectional photograph of a foam 2-1 containing activated carbon and coffee beans at a ratio of 1: 0.2, and Fig. 2b shows a cross-sectional view of a foam 2-2 containing activated carbon and coffee beans at a ratio of 1: 0.5 Picture. 2C is a longitudinal cross-sectional photograph of the foam 2-3 containing activated carbon and coffee beans at a ratio of 1: 1, FIG. 2D is a cross-sectional view of the foam 2-4 containing active carbon and coffee beans in a ratio of 1: Picture.

도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 발포체에서 활성 탄소 대비 커피박의 함량이 증가할수록 공극의 높이가 점차 높아지고 발포체의 성장 높이 또한 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 발포체에서 활성 탄소 대비 커피박 함량이 적은 발포체와 비교하여 대체적으로 커피박의 함량이 높은 발포체의 공극의 크기가 더 크고, 공극의 형상 또한 원형에서 점차 타원형을 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 2A to 2D, it can be seen that as the content of coffee beans increases relative to the activated carbon in the foam, the height of the void gradually increases and the growth height of the foam increases. In addition, it can be confirmed that the size of the pores of the foam having a high coffee bean content is larger than that of the foam having a small coffee bean content compared to the activated carbon in the foam, and the shape of the pores gradually becomes elliptical in the circular shape.

따라서, 본 발명의 발포체는 활성 탄소 대비 커피박의 함량에 따라 원형에서 타원형에 이르는 다양한 공극 형상을 가질 수 있고, 특히, 커피박의 함량이 증가할수록 공극의 높이가 증가하여 타원형 형상을 띄는 공극들이 형성됨을 확인할 수 있다. 이때, 타원형 형상을 갖는 공극을 형성하기 위해 활성 탄소 대비 커피박의 함량이 1:1 내지 1:2인 것이 바람직할 수 있다.Therefore, the foam of the present invention may have various pore shapes ranging from circular to elliptical depending on the content of coffee beans compared to activated carbon. Particularly, as the content of coffee bean increases, the pores increase in height and voids having an oval shape . At this time, it may be preferable that the content of coffee beans relative to activated carbon is 1: 1 to 1: 2 in order to form voids having an elliptical shape.

아울러, 커피박이 아닌 커피박을 로스팅 팬에서 300℃의 온도에서 40분 동안 볶아 로스팅하여 준비한 로스팅 커피박을 사용하여 발포체를 제조하였다. 커피박이 아닌 로스팅 커피박을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에 따른 발포체 1을 제조한 것과 실질적으로 동일한 공정을 수행하여, 본 발명의 실시예 3에 따른 발포체(이하, 발포체 3)를 제조하였고, 이를 발포체 1과 비교하였다.In addition, a non-coffee bean coffee roast was roasted in a roasting pan at a temperature of 300 ° C for 40 minutes to prepare a foam using a prepared roasting coffee bean. A foam (hereinafter, referred to as Foam 3) according to Example 3 of the present invention was prepared by performing substantially the same process as that of Foam 1 according to Example 1 except for using a roasting non-coffee bean foil , Which was compared with Foam 1.

그 결과, 본 발명의 실시예 3에 따른 발포체 3 또한 종방향으로 배향된 공극들이 균일한 크기로 분포하는 것을 확인할 수 있었고, 발포체 1과 비교하여 상대적으로 공극의 크기 및 분포의 균일도가 향상된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 발포체의 경도 또한 로스팅한 커피박을 이용한 발포체 2의 경도가 로스팅하지 않은 커피박을 사용한 발포체 1과 비교하여 다소 향상되었음을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed that the longitudinally oriented pores in the foam 3 according to Example 3 of the present invention were uniformly distributed, and it was confirmed that the uniformity of the size and distribution of the pores was relatively improved as compared with the foam 1 I could. In addition, it was confirmed that the hardness of the foamed material was slightly improved as compared with that of the foamed material 1 using the roasted coffee foil.

즉, 본 발명에 따라, 커피박을 이용한 발포체 1도 우수한 공극의 크기 및 분포 균일도와 경도를 나타내지만, 로스팅한 커피박을 이용하는 경우 더 향상된 공극의 크기 및 분포 균일도와 경도를 나타낼 수 있음을 확인할 수 있었다.That is, according to the present invention, the foam 1 using the coffee foil also exhibits excellent size and distribution uniformity and hardness of the pores, but it can be confirmed that the roasted coffee foil can exhibit improved size and distribution uniformity and hardness of the pores I could.

따라서, 종합적으로, 본 발명에 따르면, 바이오 폴리올과 함께 활성 탄소 및 커피박을 이용함으로써, 바이오 폴리올로부터 기존의 바이오 폴리올이 갖는 낮은 반응성과 기계적 물성 저하라는 문제점을 극복하고, 균일한 공극의 크기 및 분포와 우수한 경도를 갖는 발포체를 형성할 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 발포체는 커피박의 함량에 따라 공극의 형상이 원형에서 타원형을 갖는 것을 확인할 수 있으며, 특히, 타원형 형상을 갖는 공극은 일 방향으로 배향되고, 더 큰 크기를 갖는 것을 확인할 수 있다.Therefore, in general, according to the present invention, by using the activated carbon and the coffee bean together with the bio-polyol, it is possible to overcome the problems of low reactivity and mechanical property deterioration of the conventional bio-polyol from the bio-polyol, It can be confirmed that a foam having a distribution and an excellent hardness can be formed. Further, it can be confirmed that the foam of the present invention has a circular shape and an elliptical shape according to the content of coffee bean, and in particular, the void having an elliptical shape is oriented in one direction and has a larger size .

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.

Claims (18)

바이오 폴리올, 활성 탄소, 커피박 및 이소시아네이트계 화합물을 포함하고,
바이오 폴리올, 활성 탄소 및 커피박을 포함하는 혼합물과 이소시아네이트계 화합물이 반응하여 발포되어 경화된,
다수의 공극들을 포함하고,
상기 혼합물에서 상기 활성 탄소 대비 상기 커피박의 함량이 증가할수록, 상기 발포체의 종방향으로 공극의 높이가 증가하고,
상기 공극은 상기 공극의 장축이 상기 발포체의 종방향으로 배향된 타원형 형상을 가지며,
상기 공극의 높이는 1 mm 내지 10 mm이고, 상기 공극의 폭은 1 mm 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는,
발포체.
Bio-polyols, activated carbon, coffee beans and isocyanate-based compounds,
A mixture containing a bio-polyol, an activated carbon and a coffee foil and an isocyanate-based compound are reacted to foam and cure,
Comprising a plurality of voids,
As the content of the coffee beans in the mixture increases with respect to the activated carbon, the height of the voids in the longitudinal direction of the foam increases,
Wherein the cavity has an elliptical shape in which the major axis of the cavity is oriented in the longitudinal direction of the foam,
Characterized in that the height of the gap is 1 mm to 10 mm and the width of the gap is 1 mm to 5 mm.
Foam.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 바이오 폴리올은 피마자유(caster oil) 및 대두유 폴리올 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
발포체.
The method according to claim 1,
Wherein the bio-polyol comprises at least one of caster oil and soybean oil polyol.
Foam.
제1항에 있어서,
상기 혼합물은 상기 혼합물 100 중량부에 대해 상기 바이오 폴리올 20 내지 40 중량부, 활성 탄소 5 내지 45 중량부 및 상기 커피박 5 내지 45 중량부를 포함하고,
상기 발포체는 상기 혼합물과 상기 혼합물 100 중량부에 대해 상기 이소시아네이트계 화합물 20 내지 40 중량부가 반응하여 발포되어 경화된 것을 특징으로 하는,
발포체.
The method according to claim 1,
Wherein said mixture comprises 20 to 40 parts by weight of said biopolyol, 5 to 45 parts by weight of active carbon and 5 to 45 parts by weight of said coffee beans per 100 parts by weight of said mixture,
Wherein the foam is foamed by reacting 20 to 40 parts by weight of the isocyanate compound with respect to 100 parts by weight of the mixture and the mixture.
Foam.
제1항에 있어서,
상기 혼합물은 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나를 더 포함하고,
상기 혼합물이 상기 이소시아네이트계 화합물과 반응하여 발포되어 경화된 상기 발포체는, 바이오 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나, 활성 탄소, 커피박 및 이소시아네이트계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는,
발포체.
The method according to claim 1,
Wherein the mixture further comprises at least one of a polyether-based polyol and a polyester-based polyol,
The foamed product in which the mixture is foamed and reacted with the isocyanate compound to be cured includes at least one of a bio polyol, a polyether polyol and a polyester polyol, an activated carbon, a coffee bean, and an isocyanate compound doing,
Foam.
제7항에 있어서,
상기 혼합물은 상기 혼합물 100 중량부 대비 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나를 15 내지 35 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는,
발포체.
8. The method of claim 7,
Wherein the mixture comprises 15 to 35 parts by weight of at least one of a polyether polyol and a polyester polyol relative to 100 parts by weight of the mixture.
Foam.
제7항에 있어서,
상기 혼합물은 촉매를 더 포함하고,
상기 혼합물이 상기 이소시아네이트계 화합물과 반응하여 발포되어 경화된 상기 발포체는, 바이오 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나, 활성 탄소, 커피박, 촉매 및 이소시아네이트계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는,
발포체.
8. The method of claim 7,
Wherein the mixture further comprises a catalyst,
The foamed product obtained by the reaction of the mixture with the isocyanate compound and foamed and cured includes at least one of a bio polyol, a polyether polyol and a polyester polyol, an activated carbon, a coffee bean, a catalyst and an isocyanate compound Features,
Foam.
제9항에 있어서,
상기 촉매는 디부틸틴 다이라우레이트(dibutyltin dilaurate, DBTL), 스테너스옥토에이트(stannous occtoate), 디메틸 에탄올아민(dimethyl ethanolamine, DMEA), 테트라메틸 부탄 다이아민(tetramethyl butane diamine, TMBDA), 디메틸 사이클로헥실 아민(dimethyl cyclohexyl amine, DMCHA), 트리에틸아민(triethyl amine, TEA) 및 트리에틸렌 다이아민(triethylene diamine, TEDA) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
발포체.
10. The method of claim 9,
The catalyst may be selected from the group consisting of dibutyltin dilaurate (DBTL), stannous octoate, dimethyl ethanolamine (DMEA), tetramethyl butane diamine (TMBDA) Characterized in that it comprises at least one of dimethyl cyclohexyl amine (DMCHA), triethyl amine (TEA) and triethylene diamine (TEDA)
Foam.
제9항에 있어서,
상기 혼합물은 상기 혼합물 100 중량부 대비 상기 촉매를 0.5 중량부 미만 포함하는 것을 특징으로 하는,
발포체.
10. The method of claim 9,
Wherein the mixture comprises less than 0.5 parts by weight of the catalyst relative to 100 parts by weight of the mixture.
Foam.
제1항에 있어서,
상기 커피박은 로스팅한 커피박인 것을 특징으로 하는,
발포체.
The method according to claim 1,
Characterized in that the coffee beans are roasted coffee beans,
Foam.
제1항에 있어서,
상기 발포체는 흡음재, 방음재 및 완충재 중 적어도 어느 하나의 소재로 이용 가능한 발포체인 것을 특징으로 하는,
발포체.
The method according to claim 1,
Characterized in that the foam is a foam usable as a material of at least one of a sound absorbing material, a soundproofing material and a cushioning material.
Foam.
제1항의 발포체를 제조하는 방법에 있어서,
바이오 폴리올, 활성 탄소 및 커피박을 포함하는 혼합물에 이소시아네이트계 화합물을 첨가하여, 이소시아네이트계 화합물이 첨가된 혼합물을 발포시키는 단계; 및
발포된 혼합물을 건조하는 단계를 포함하는,
발포체의 제조 방법.
A process for producing the foam of claim 1,
Adding an isocyanate compound to a mixture comprising a biopolyol, an activated carbon and a coffee bean, and foaming the mixture to which the isocyanate compound is added; And
And drying the foamed mixture.
≪ / RTI >
제14항에 있어서,
상기 혼합물은 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르계 폴리올 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
발포체의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Characterized in that the mixture further comprises at least one of a polyether polyol and a polyester polyol.
≪ / RTI >
제15항에 있어서,
상기 혼합물은 촉매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
발포체의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
Characterized in that the mixture further comprises a catalyst.
≪ / RTI >
제14항에 있어서,
상기 커피박은 로스팅한 커피박인 것을 특징으로 하는,
발포체의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Characterized in that the coffee beans are roasted coffee beans,
≪ / RTI >
제17항에 있어서,
상기 발포시키는 단계 이전에,
상기 커피박을 로스팅 팬에 300℃ 내지 400℃의 가열 온도에서 40분 내지 50분 동안 로스팅하여, 로스팅한 커피박을 준비하는 것을 특징으로 하는,
발포체의 제조 방법.
18. The method of claim 17,
Before the foaming step,
Roasting said coffee beans to a roasting pan at a heating temperature of 300 DEG C to 400 DEG C for 40 to 50 minutes to prepare a roasted coffee bean.
≪ / RTI >
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