KR100702243B1 - 방수용 겔을 형성할 수 있는 진흙 함유 혼합물 또는 블렌드, 및 그 혼합물과 블렌드의 용도 - Google Patents
방수용 겔을 형성할 수 있는 진흙 함유 혼합물 또는 블렌드, 및 그 혼합물과 블렌드의 용도 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 분말 또는 분쇄 스멕타이트 및/또는 스멕타이트 함유 천연 암석과 스멕타이트 함량에 대해 계산된, 적어도 0.8-10 중량%의 최소한 부분적으로 수용성 및/또는 물 팽창성인 폴리머 및 임의로 0.5 중량% 이상의 고체 활성제를 포함하는, 방수용 겔을 형성할 수 있는 진흙 함유 혼합물 또는 블렌드에 관한 것이다. 또한 이 혼합물은 희석제로서 0.5 중량% 이상의 한가지 이상의 고체 불활성 충전재(들)를 추가로 포함할 수 있다; 이 희석 변형물을 본 명세서에서 블렌드라 칭한다.
Description
본 발명은, 분말 또는 분쇄 스멕타이트 및/또는 스멕타이트 함유 천연 암석과 스멕타이트 함량에 대해 계산된, 적어도 0.8-10 중량%의 최소한 부분적으로 수용성 및/또는 물 팽창성인 폴리머 및 임의로 0.5 중량% 이상의 고체 활성제를 포함하는, 방수용 겔을 형성할 수 있는 진흙 함유 혼합물 또는 블렌드에 관한 것이다. 또한 이 혼합물은 희석제로서 0.5 중량% 이상의 한가지 이상의 고체 불활성 충전재(들)를 추가로 포함할 수 있다; 이 희석 변형물을 본 명세서에서 블렌드라 칭한다.
스멕타이트형 진흙 미네랄이 물 존재하에 수용성 및/또는 물 팽창성 폴리머와 반응하여 방수성 겔을 형성할 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. 이러한 겔은 물을 격리시킬 목적으로, 예컨대 토양 실런트(sealant)로서 유리하게 이용가능하다. 이 겔은 혼합물 중 다음 성분들, 즉, 스멕타이트, 활성제, 폴리머 및 물이 동시에 존재할 때 형체를 이룬다. 겔 형성 후 추가로 겔을 조작하는 것은 매우 어렵기 때문에, 당해 분야의 종래 방법에서는 한가지 성분, 즉 활성제 (EP-A-0 335 653, 본 발명자가 출원함) 또는 물 (WO 94/018284 및 WO 99/11732, 모두 본 발명자가 출원함)을 제외시킴으로써 외피의 수명을 연장시킨 혼합물을 제조하였다.
본 발명자가 1994년 1월 25일 출원한, WO 94/18284에 기초한 유럽 특허 출원 0 682 684로부터, 활성 스멕타이트, 즉 교환가능한 격자 이온 중 30% 이상이 소듐 및/또는 리튬 이온인 스멕타이트가 우수한 구조와 특성의 겔을 제공함을 알 수 있다. 이러한 활성화 스멕타이트는 그 천연 자원으로부터 얻거나, 이들을 소듐 및/또는 리튬 이온으로 처리함으로써 불활성 스멕타이트로부터 제조할 수 있다 (이러한 처리를 활성화라고 한다). EP-A-0 682 684에 따른 건조 혼합물은 밀집이 용이하지 않고 그 결과, 혼합물 또는 블렌드의 다른 한쪽의 활성부와 접촉시켜 반응시키지 않으면, 결속층에 틈과 균열이 생겨 그를 통해 물이 매우 빠르게 누수될 수 있다. 활성화는, 스멕타이트와 수용성 및/또는 물 팽창성 폴리머를 반응시키기 전 또는 동안 또는 그 이후에 수행될 수 있다.
진흙 함유 혼합물 및 겔 형성에서의 그 용도는 앞서 언급한 EP-A-0 335 653호에 개시되어 있다. 이에 따르면, 스멕타이트형 진흙 미네랄과 0.6 중량% 이상의 수용성 폴리머를 함유하는 혼합물을 적어도 30 중량%의 물 존재하에 강하게 교반 또는 반죽하여 진흙 미네랄과 폴리머의 반응을 유발한다. 이러한 방식으로 진흙 미네랄/폴리머 복합체의 수성 현탁액을 형성하고, 이를, 임의로 건조 단계 이후 별도 단계로 0.5 중량% 이상의 활성제와 함께 물 존재하에 강하게 교반하거나 반죽하며 반응시켰다. 이 나중 반응은 가역적인 수단으로 물을 흡수하거나 방출할 수 있는 겔을 형성한다. 활성제를 첨가하는 후속 단계는 겔이 이용되는 부위에서 수행된다. 이 방법의 단점은 성가신 기계 조작을 수반한다는 점이다. 겔은 상당히 넓은 범위의 폴리머, 폴리아크릴아미드를 이용하여 형성될 수 있고, 또한 가수분해 폴리아크릴아미드와 아크릴산/아크릴아미드 코폴리머는 이들을 보다 정밀하게 열거하지 않더라도 언급되어진다.
EP-A-0 335 653에 따른 방법이 격리용으로 우수한 성과를 갖는 고품질의 적용가능한 겔을 형성할지라도, 이 방법은 항상, 다소 성가신 기계 조작에 의해 겔을 형성해야 하는 단점을 갖는다. 상기 조작은 강한 혼합과 장기 건조를 필요로 하기 때문에 때로 손으로 제어하기 어렵고 다소 에너지 집약적이다. 이 방법은 이러한 단점으로 인해 경제적인 관점에서 덜 유리하다.
물을 제외시킨 겔 형성 성분들로부터 겔 형성용 건조 예비혼합물을 먼저 제조하고, 고형의 건조 예비혼합물은 단지 취급되는 영역에서만 물과 접촉하도록 한 방법에서는 상기와 같은 단점이 나타나지 않는다. 이러한 방법이 EP-A-0 244 981, GB 1 439 734 및 EP-0 682-684호에 기재되어 있고, 이 중 후자는 고형의 건조 예비혼합물이 보관 중 습기로부터 보호되도록 한다. 이들 방법의 공통적인 문제점은 단지 충분히 밀집된 건조 예비혼합물로부터 틈과 균열이 없는 응집성 겔이 연속적으로 형성될 수 있으나 건조 분말과 과립은 꽉 채워지기가 어렵다는 사실에 기인한다. 따라서 이들을 가장 빈번한 용도인 토양 실링용으로 사용시, 이들을 건조 상태나 물을 이용해 형성된 슬러리로서 토양의 표면상에 단순히 칠하기보다 습윤 이전에 토양과 함께 이들을 혼합(예컨대, 토양으로 파헤침으로써)시키는 것이 훨씬 바람직하다. 앞서 언급한 혼합 조작은 특정 장비와 인력을 요구하므로, 상기 방법의 경제성을 감소시킨다.
건조 분말과 과립은 그 밀집성을 향상시키기 위해 에비습윤될 수 있다. 그러나, 고형의 겔 형성용 건조 예비혼합물은 습윤시 겔 형성 반응이 즉시 개시된다는 점을 유념해야 한다. 구체적으로 이것은 폴리머와 상당히 빠르게 반응하는 활성화 스멕타이트를 함유하는 예비혼합물의 경우에 발생한다. 그러나 손으로 제어할 수 없는 성급한 겔 형성은 혼합물의 가공성과 실링의 품질면에서 매우 바람직하지 않다.
현재 적절하게 선택된 수용성 및/또는 물 팽창성 폴리머 이용시, 겔 형성용 고형 건조 예비혼합물이 방수성을 갖는 것이 발견되었다. 이것은, 특정한 폴리머를 함유하는 겔 형성용 예비혼합물이 또한, 성급한 겔 형성의 위험 없이 제한된 양의 물을 함유할 수 있고 이렇게 낮은 함량의 물은 예비혼합물을 상당히 밀집시키기에 충분하다는 것을 의미한다. 밀집화는 다양한 기술적 방법, 예컨대 밀집화 롤러, 진동 플레이트에 의해 수행되고, 상기 층 또는 구조의 중량 또는 밀집화에 의해서도 이루어진다.
본 발명의 목적은 겔 형성에 필요한 모든 반응물을 포함하는 혼합물로서, 저장에 적절한 겔 형성 혼합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 제어할 수 없는 미성숙 겔 형성 없이 장기간 동안 저장할 수 있는 겔 형성 혼합물을 제공하는 것이다.
따라서, 전문에 기재된대로 본 발명은,
-상기 폴리머는 적어도 500,000의 분자량, 많아야 30%의 가수분해도 및 입경 2㎛ 내지 1mm을 갖는 직쇄형 아크릴아미드형 (코)폴리머이고,
-혼합물 또는 블렌드는, 상기 혼합물 또는 블렌드의 총 중량을 기초로 계산된, 3-20 중량%의 물을 함유하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른다.
본 발명을 기초로 하여, 활성화 스멕타이트(또는 불활성 스멕타이트와 활성제)와 폴리머 사이에 적당한 예비 반응이 발생하여 수성 혼합물이 얻어지고, 이 때 예비 반응은 전체의 겔을 형성하기에는 불충분한 것이다. 그러나, 이 예비 반응은 폴리머와 진흙 미네랄 사이에 얼마간의 결합을 생성하기에는 충분한 것으로, 그로써 혼합물 또는 블렌드의 입자는 서로서로 보다 잘 부착하게 된다. 그 결과, 궁극적으로 겔 형성수를 누수시키는 틈 또는 균열없이, 처리되는 토양 표면상에 용이하게 칠해질 수 있고 쉽게 밀집될 수 있는 비 겔성 혼합물이 형성된다.
본 발명에 따른 혼합물 또는 블렌드의 개별적인 성분을 보다 자세히 후술한다.
스멕타이트로서, 예컨대 몬트모릴로나이트, 베이델라이트, 헥토라이트, 논트로나이트, 사포나이트, 일라이트, 알레바르다이트, 그 혼합물, 이들을 함유하는 천연 암석(예컨대 벤토나이트), 또는 스멕타이트형 실리케이트의 인조 혼합물(예컨대, Laporte Co., GB에서 생산된 LAPONITE
)을 이용할 수 있다. 스멕타이트는 활성 또는 불활성 상태, 또는 활성과 불활성 스멕타이트의 혼합물로서 존재할 수 있다. 모든 스멕타이트가 불활성이거나 활성 스멕타이트를 30 중량% 미만(존재하는 스멕타이트의 총 중량에 대해 계산)으로 포함하는 스멕타이트 혼합물일 경우, 본 발명의 혼합물 또는 블렌드는 적어도 0.5 중량%의 활성제를 포함해야 한다. 활성제의 상한치는 대단히 결정적인 요소는 아니며 주로 존재하는 불활성 스멕타이트의 종류와 혼합물 또는 블렌드가 얼마간의 활성화 스멕타이트를 포함하는지 아닌지에 따라 달라진다. 일반적으로, 활성제의 양은 6 중량%를 초과하지 않는다. 만약 존재하는 모든 스멕타이트가 불활성이라면, 혼합물 또는 블렌드는 바람직하게 3-5 중량%의 활성제를 포함할 것이다. 활성제로서, 그 중 음이온이 알칼리성 토류 금속과 함께 불용성 침전물을 형성하는 모든 수용성 소듐 또는 리튬염을 이용할 수 있다. 이러한 활성제의 예로는 소듐 카르보네이트, 리튬 카르보네이트, 소듐 포스페이트와 폴리포스페이트, 리튬 포스페이트 및 그 혼합물이 있고, 소듐 카르보네이트가 가장 적절하다.
스멕타이트와 스멕타이트 함유 암석의 입경은 바람직하게 100㎛ 이하이다. 30-80g/l의 수성 현탁액상에서 측정시, 20℃에서 겉보기 점도 3-30cP와 마아시 깔때기 통류 시간 25-40초를 갖는 스멕타이트 및 스멕타이트 함유 암석이 바람직하다.
폴리머의 특성은 본 발명에서 중요한 요소이며, 겔 형성을 이끄는 완전하거나 거의 완전한 반응을 반드시 막는, 적당한 부착성 예비 반응을 진행시켜야 함을 고려해야 한다. 게다가, 이 혼합물은 항상, 단지 밀집층을 추가량의 물에 노출시 추가의 겔 형성 반응에 유용한 충분한 양의 완전 폴리머를 포함함을 고려해야 한다. 따라서 폴리머의 용해성과 반응성 양자는 이러한 요구를 만족하도록 조절되어야 한다.
폴리머는 직쇄형 아크릴아미드형 (코)폴리머로서 존재하고, 이는 (코)폴리머 사슬이 완전히 직쇄형이거나 단지 짧은 측쇄를 가진다는 의미이다. (코)폴리머의 분자량은 적어도 500,000, 바람직하게는 1-8 x 106, 보다 바람직하게는 2-7 x 106이다. 분자량이 500,000보다 작으면 폴리머는 지나치게 쉽게 용해되어 밀집될 수 없는 겔 덩어리를 형성하는 한편, 다른 한편으로는, 후속적인 겔 형성에 불충분한 완전 폴리머 "데포(depot)"의 양을 초래한다. (코)폴리머의 가수분해도는 30%를 초과하지 않거나 바람직하게는 많아야 15%를 넘지 않고, 구체적으로 2-10%이며, 이것은 (코)폴리머가, 15%를 넘지 않는 가수분해도에 상응하는 (-COOH 및/또는 -COO-로 가수분해되는 -CONH2기의 백분율) 비 가수분해 폴리아크릴아미드, 또는 약하게 가수분해된 폴리아크릴아미드 또는 아크릴아미드/아크릴산 코폴리머임을 의미한다. 가수분해된 폴리아크릴아미드의 가수분해도 (또는 동가 아크릴아미드/아크릴산 코폴리머 중 -COOH 함량)는 바람직하게 2-10%이다. 폴리머의 가수분해도는 강약 부착성 결합 비율에 큰 영향을 미친다. 가수분해도 30% 이상에서는 예비반응 기간 중 필요량으로 강한 부착성 결합을 형성할 수 없고, 이는 혼합물의 밀집성을 손상시킨다. 이러한 결합은 예비반응 기간 뿐 아니라 반응 기간 이후에도 중요하다. (코)폴리머의 고유 점도는 20℃에서 4-7 cm3/g인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 혼합물 또는 블렌드는 직쇄형 아크릴아미드형 (코)폴리머로서 단일 (코)폴리머 또는 두가지 이상의 이러한 (코)폴리머의 혼합물을 포함한다. 소망한다면, 본 발명의 혼합물 또는 블렌드는 또한 상기에서 정의한 직쇄형 아크릴아미드형 (코)폴리머의 범주에 속하지 않는 한가지 이상의 (코)폴리머가 직쇄형 아크릴아미드형 (코)폴리머와 스멕타이트간 반응에 역효과를 갖지 않고 혼합물 또는 블렌드의 방수성에 영향을 미치지 않는 한, 이들을 함유할 수 있다. 이러한 부가적인 (코)폴리머는, 존재한다면, 본 발명의 혼합물 또는 블렌드로부터 형성되는 겔의 몇몇 특성을 변화시킬 수 있다. 바람직하게도 (코)폴리머의 혼합물 이용시, 상기 직쇄형 아크릴아미드형 (코)폴리머의 양은, (코)폴리머 혼합물의 총 중량을 기초로 ≥30 중량%이다. 미립자형의 직쇄형 폴리머가 부분적으로 진흙 미네랄의 결정 격자로 들어갈 수 있고, 그로 인해 진흙 미네랄이 폴리머에 부착한다. 폴리머 사슬의 다른 한쪽은 훼손된 채로 남아있고 이후 겔 형성 단계에서 반응할 수 있다. 적어도 일부 반응이 결정 격자 내부에서 발생할 때 미성숙 겔 형성없이 소망하는 정도의 부착을 달성할 수 있다.
추가로, 본 발명에 따른 폴리머의 입경은 2㎛ 내지 1mm이어야 한다. 이 입경은 혼합물 또는 블렌드내 다른 성분들과 가장 쉽게 균질화될 수 있고 스멕타이트를 이용한 예비반응 단계 동안 바람직한 용해성을 가질 수 있다. 입경이 지나치게 작으면, 팽창 또는 용해가 소망하는 정도를 넘게 되므로 형성층이 소정의 품질을 갖지 않을 것이다. 입경이 지나치게 크면 팽창성을 한정하게 되고, 필요량의 부착성 결합이 형성될 수 없다.
또한 본 발명의 블렌드는 한가지 이상의 고체 불활성 충전재를 포함한다. 충전재의 양은 블렌드의 중량을 기초로, 90 중량% 미만, 바람직하게는 10-85 중량%이다. 고체 충전재의 평균 입경은 0.05-8.0mm, 바람직하게는 0.1-60mm이다. 고체 충 전재는 모래, 실리케이트, 분쇄 암석 또는 미네랄, 분쇄가열 세라믹 또는 그 혼합물로부터 선택될 수 있다. 또한 충전재로서 분쇄된 산업 폐기물을 사용하는 것이 가능하고, 이로써 폐기물을 재활용할 수 있다.
본 발명의 혼합물 또는 블렌드는 상기 성분들 이외에 3-20 중량%, 바람직하게는 5-15 중량%의 물을 포함한다. 이들 백분율은 혼합물 또는 블렌드의 총 중량에 대해 계산한 것이다. 상기량의 물은 별도 단계에서 혼합물 또는 블렌드로 첨가하거나, 적절한 수분량을 갖는 성분들로부터 혼합물 또는 블렌드를 형성할 수 있고, 또는 이들 방법을 공동으로 이용할 수 있다. 또한 혼합물 또는 블렌드는 흡착될 수 있고 별개의 응용 공정 중 혼합 공정 이후에 물의 양을 흡수할 수 있다. 물 함량이 너무 낮으면 혼합물은 지나치게 건조한 상태로 존재하고, 밀집화의 수행이 어렵게 된다. 물 함량이 지나치게 높으면 미성숙 겔 형성이 일어나고 쓸모있는 혼합물을 얻을 수 없다.
상기 언급한 특허와 특허 출원을 기초로, 이 중에 기술된 것들이 여기서 참조로써 관계하며, 이러한 물 함량이 혼합물 또는 블렌드의 저장성에 영향을 미치지 않고, 혼합물 또는 블렌드가 심지어 장기간의 저장 후에도 우수한 격리 특성을 갖는 방수성 겔을 형성할 수 있다는 것은 매우 놀라운 것이다. 상기 참조와 여기서 인용된 다른 논문에 기초하여, 혼합물 또는 블렌드내 물 함량이 (코)폴리머와 스멕타이트(및 존재한다면, 활성제)간 화학 반응을 확실히 개시하고, 제어할 수 없는 미성숙 겔 형성 공정을 이끌며, 그로써 혼합물 또는 블렌드는 후속의 봉함 형성 조작 중 가공이 불가능해지거나 재생가능한 특성의 봉함을 생산하는데 부적절하게 된다는 것을 예상해야 한다.
본 발명의 혼합물 또는 블렌드는, 개개의 성분들을 단순히 균질화하고, 필요하다면, 혼합물 또는 블렌드 중 물 함량을 요구되는 수준으로 조절함으로써 제조가능하다. 성분들은 어떠한 소망하는 순서로도 도입될 수 있고, 균질화 또한 단계적으로 수행될 수 있다. 따라서 먼저 혼합물을 제조하고, 이후 충전재와 함께 균질화시켜 블렌드를 형성하는 것이 가능하다. 바람직하게는 혼합물 1부에 대해 1-9배의 충전재를 사용한다.
방수 목적으로 사용시, 혼합물 또는 블렌드는 단순히 처리 영역상에 칠해진다. 혼합물 또는 블렌드내에 함유된 물은 처리 대상에 대한 그 부착을 돕고 혼합물 또는 블렌드가 용이하고도 만족스럽게 밀집될 수 있도록 하며, 이는 연속적인 겔 구조를 형성하는 관점에서 가장 중요한 것이다. 그에 따라 혼합물 또는 블렌드가 물로 습윤되는 동시에 겔이 형성된다. 이러한 습윤은 또한 강우, 스며든 지하수 등의 영향으로 발생할 수 있다. 큰 규모의 격리에 대해서는 블렌드의 이용을 권한다.
본 발명의 혼합물과 블렌드, 및 구체적으로 블렌드는 특히 다음 목적으로 이용될 수 있다:
-물 또는 수용액의 피해에 노출된 유역, 댐프 및 그밖의 대상을 위한 방수격리;
-쓰레기 창고의 격리;
-지하 쓰레기 저장소의 표면을 재경작하기에 앞서 그 덮개층;
-깨진 부분을 서로 붙이기 위해; 또는 다르게 열리도록 구성되거나 천연 또 는 인공적으로 생성된 물 투과성 층(들) 사이에서, 물 또는 수용액에 노출된 벽, 댐프 및 그밖의 대상물 상에서 구멍 및 갈라진 틈에 적합한 충전재;
-진동 피해에 노출된 철도, 도로 및 그밖의 대상물에 적합한 진동 평형 및 격리용 베드를 형성한다.
본 발명의 혼합물 또는 블렌드로부터 형성된 겔은 우수하고 가역적인 방수 특성을 갖는다. 겔의 열내성 및 결빙 내성 또한 우수하다; -25℃ 내지 +60℃ 온도 범위에서 그 구조 및 격리 특성은 변화하지 않는다. 겔은 또한 완충성을 가지므로 유체의 공세에도 충분히 내성이 있다.
추가로 다음 비제한적인 구체예로써 본 발명을 자세히 설명한다.
실시예 1
다음 성분들을 건조 상태로 혼합하였다:
-평균 입경 100㎛를 갖는 인공적으로 활성화된 분쇄 벤토나이트 150kg (스멕타이트 함량: 72 중량%, 자유 소듐 카르보네이트 함량: 3.5 중량%, 양자는 모두 벤토나이트의 중량을 기초로 한 것임), 및
-입경 0.2-80㎛의 폴리아크릴아미드 과립 4.0kg (분자량: 6 x 105, 가수분해도: 3%, 고유 점도: 6 cm3/g).
-900kg의 건조 모래(입경: 0.2-5.0mm)를 일정한 교반하에 균질한 혼합물로 첨가시켰다. 생성된 균질한 블렌드를 2등분하고, 단일 부분의 물 함량을 각각 5%와 12%로 조절하였다.
두개의 다른 물 함량을 갖도록 생성된 블렌드를 20kg 분량의 밀폐 및 방수 플라스틱 백으로 포장하고, 이 백을 대기 온도에서 10개월간 보관하였다. 이후, 개개 백으로부터 샘플을 취하여 Hoeks, J. 등(Guidelines for the design of final landfill covers, Report 91, Starting Centre, Wshington, 1990)에 따른 선단 낙하 방법(falling head method)을 이용하여 수돗물에 대항하는 개개 샘플의 투과성을 측정하였다. 유사한 결과를 얻기 위해, 동일한 물 함량을 갖는 샘플이 실질적으로 동일한 밀도(최대 허용 오차: 1%)로 밀집되도록 처리하였다. 다음 결과를 얻었다: 물 함량 5%인 샘플: 밀도 1580kg/m3에서 1.4 (±0.05)x10-11m/sec, 물 함량 12%인 샘플: 밀도 1595kg/m3에서 2.1 (±0.05)x10-11m/sec.
실시예 2
다음 성분들을 건조 상태로 혼합하였다:
-100㎛ 이하의 입경을 갖는 불활성 분쇄 Ca-벤토나이트 100g (스멕타이트 함량: 76 중량%),
-분말 소듐 카르보네이트 3.2g,
-0.2㎛ 내지 0.5mm 범위의 입경을 갖는 폴리아크릴아미드 1.5g (분자량: 5 x 105, 가수분해도: 5%, 고유 점도: 4.5 cm3/g),
-0.4㎛ 내지 0.2mm 범위의 입경을 갖는 가교 결합 아크릴아미드/아크릴산 코폴리머 0.2g, 및
-0.5㎛ 내지 0.8mm 범위의 입경을 갖는 비이온성 폴리아크릴아미드 0.5g (분자량: 2.5 x 105, 비가수분해, 고유 점도: 2.5 cm3/g).
-평균 입경 6mm를 갖는 건조 자갈 950g을 일정한 교반하에 상기 혼합물로 첨가시키고, 이 혼합물을 균질화게 한 다음 균질한 혼합물의 물 함량을 14%로 조절하였다.
실시예 1에 기재된 동일한 방법에 따라 수돗물에 대항하는 생성 블렌드의 투과성을 측정한 결과, 밀도 1550kg/m3에서 3.7x10-11m/sec이었다.
생성 블렌드 중 400g을 칭량하여 밀폐 용기에 넣고, 이 용기를 85℃로 가열된 자동 온도 조절 장치에서 60일간 보관하였다. 20℃에서 약 1년의 기간 동안 저장한 것에 해당되는 이러한 숙성 후, 상기대로 투과성을 재측정한 결과, 밀도 1520kg/m3에서 4.1x10-11m/sec이었다.
이 결과로써, 본 발명의 블렌드가 쉽게 밀집되고, 그 밀집성 및 투과성은 경시적으로 단지 대수롭지 않은 변화만을 일으키는 것을 알 수 있다.
실시예 3
다음 성분들을 건조 상태로 혼합하였다:
-평균 입경 80㎛를 갖는 분말 주형 칼슘 벤토나이트 60g (스멕타이트 함량: 70 중량%, 이 스멕타이트는 활성화되기 어려운 차폐성 구조이다),
-90㎛ 이하의 입경을 갖는 고도로 팽창성인 활성화 벤토나이트 70g (스멕타이트 함량: 85 중량%),
-2㎛ 내지 1.0mm 범위의 입경을 갖는 아크릴아미드/아크릴산 코폴리머 1.4g (분자량: 5.5 x 105, 가수분해도 7%에 상응하는 아크릴산 함량, 고유 점도: 5 cm3/g), 및
-2㎛ 내지 0.8mm 범위의 입경을 갖는 폴리아크릴아미드 1.1g (분자량: 3 x 105, 가수분해도 0.5, 고유 점도: 4.5 cm3/g).
평균 입경 6mm와 6.5 중량%의 수분 함량을 갖는 자갈 1000g을 일정한 교반하에 상기 혼합물에 첨가시켰다. 생성된 균질한 블렌드의 물 함량을 10 중량%로 조절하였다.
생성된 블렌드의 투과성을, 초기 상태 및 상기 기술한대로 숙성시킨 이후에, 경도 250NK°의 공격적인 수용액에 대하여 측정하였다. 다음 결과를 얻었다: 제조된 초기 샘플: 밀도 1590kg/m3에서 0.9x10-11m/sec, 숙성 샘플: 밀도 1570kg/m3
에서 1.1x10-11m/sec.
비교예 1
2㎛-1mm의 입경을 갖는 폴리아크리아미드 과립 (분자량: 400,000, 가수분해도: 7%, 고유 점도: 0.8 cm3/g)을 혼합시키고 물 함량을 12%로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 화합물을 건조 상태로 균질화시켰다. 생성된 블렌드의 수돗물에 대한 투과성을 측정하였고, 실시예 1에서 얻은 결과보다 상당히 높은 것을 발견하였다.
비교예 2
2㎛-0.5mm의 입경을 갖는 폴리아크리아미드 과립 (분자량: 4.5 x 106, 가수분해도: 40%, 고유 점도: 4 cm3/g)을 혼합시키고 물 함량을 10%로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 화합물을 균질화시켰다. 생성된 블렌드의 수돗물에 대한 투과성을 측정하였고, 실시예 1에서 얻은 결과보다 상당히 높은 것을 발견하였다.
비교예 3
1.5mm-2.3mm의 입경을 갖는 폴리아크리아미드 과립 (분자량: 6 x 106, 가수분해도: 4%, 고유 점도: 5 cm3/g)을 혼합시키고 물 함량을 15%로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 화합물을 균질화시켰다. 생성된 블렌드의 수돗물에 대한 투과성을 측정하였고, 실시예 1에서 얻은 결과보다 상당히 높은 것을 발견하였다.
비교예 4
생성된 균질한 블렌드의 물 함량을 30%로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 화합물을 균질화시켰다. 높은 함량의 물로 인해 쓸모있는 블렌드를 얻지 못했다.
비교예 5
생성된 균질한 블렌드의 물 함량을 1%로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 화합물을 균질화시켰다. 낮은 함량의 물로 인해 혼합물과 같이 충분한 반죽을 얻지 못했다.
비교예 6
0.5-2mm의 입경을 갖는 폴리아크리아미드 과립 (분자량: 400,000, 가수분해도: 50%, 고유 점도: 0.9 cm3/g)을 혼합시키고 물 함량을 16%로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 화합물을 균질화시켰다. 생성된 블렌드의 수돗물에 대한 투과성을 측정하였고, 실시예 1에서 얻은 결과보다 상당히 높은 것을 발견하였다.
Claims (24)
- 분말 또는 분쇄 스멕타이트, 스멕타이트 함유 천연 암석 또는 이의 혼합물과 적어도 부분적으로 수용성이거나 물 팽창성인, 또는 수용성과 물 팽창성을 겸비한 0.8-10 중량%의 폴리머를 포함하는 진흙 함유 혼합물로서, 모든 중량 백분율은 스멕타이트의 중량에 대해 계산된 것이며,-상기 폴리머는 적어도 500,000의 분자량, 많아야 30%의 가수분해도 및 입경 2㎛ 내지 1mm를 갖는 직쇄형 아크릴아미드형 (코)폴리머이고,-상기 혼합물은 또한, 혼합물의 총 중량에 대해 계산된, 3-20 중량%의 물을 함유하는 것이 특징인 진흙 함유 혼합물.
- 제1항에 있어서, 폴리머는 (코)폴리머 혼합물이고, 상기 직쇄형 아크릴아미드형 (코)폴리머의 양은 (코)폴리머 혼합물의 총 중량에 대해 계산할 때 ≥30 중량%인 것이 특징인 혼합물.
- 제1항에 있어서, 폴리머의 분자량은 1-8 x 106인 것이 특징인 혼합물.
- 제3항에 있어서, 폴리머의 분자량은 2-7 x 106인 것이 특징인 혼합물.
- 제1항에 있어서, 폴리머의 가수분해도는 2-10%인 것이 특징인 혼합물.
- 제1항에 있어서, 폴리머의 고유 점도는 4-7 cm3/g인 것이 특징인 혼합물.
- 제1항에 있어서, 혼합물의 총 중량에 대해 계산된 물 함량은 5-15 중량%인 것이 특징인 혼합물.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 스멕타이트 중량에 기초하여 적어도 0.5 중량%의 고체 활성제를 추가로 함유하는 혼합물.
- 분말 또는 분쇄 스멕타이트, 스멕타이트 함유 천연 암석 또는 이의 혼합물과 적어도 부분적으로 수용성이거나 물 팽창성인, 또는 수용성과 물 팽창성을 겸비한 0.8-10 중량%의 폴리머 및 희석제로서 0.5 중량% 이상의 한가지 이상의 불활성 고체 충전재(들)을 포함하는 진흙 함유 블렌드로서, 모든 중량 백분율은 스멕타이트의 중량에 대해 계산된 것이며,-상기 폴리머는 적어도 500,000의 분자량, 많아야 30%의 가수분해도 및 입경 2㎛ 내지 1mm를 갖는 직쇄형 아크릴아미드형 (코)폴리머이고,-상기 블렌드는 또한, 블렌드의 총 중량에 대해 계산된, 3-20 중량%의 물을 함유하는 것이 특징인 진흙 함유 블렌드.
- 제9항에 있어서, 폴리머는 (코)폴리머 혼합물이고, 상기 직쇄형 아크릴아미드형 (코)폴리머의 양은 (코)폴리머 혼합물의 총 중량에 대해 계산할 때 ≥30 중량%인 것이 특징인 블렌드.
- 제9항에 있어서, 폴리머의 분자량은 1-8 x 106인 것이 특징인 블렌드.
- 제11항에 있어서, 폴리머의 분자량은 2-7 x 106인 것이 특징인 블렌드.
- 제9항에 있어서, 폴리머의 가수분해도는 2-10%인 것이 특징인 블렌드.
- 제9항에 있어서, 폴리머의 고유 점도는 4-7 cm3/g인 것이 특징인 블렌드.
- 제9항에 있어서, 블렌드의 총 중량에 대해 계산된 물 함량은 5-15 중량%인 것이 특징인 블렌드.
- 제9항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 스멕타이트 중량에 기초하여 적어도 0.5 중량%의 고체 활성제를 추가로 함유하는 블렌드.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 따른 혼합물 또는 제9항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 따른 블렌드를 이용함을 특징으로 하는, 물 또는 수용액의 피해에 노출된 유역, 댐프 및 그밖의 대상물의 방수 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 데포니스용 실링제로서 사용되는 혼합물.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 따른 혼합물 또는 제9항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 따른 블렌드를 이용함을 특징으로 하는 데포니스의 밀봉 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 따른 혼합물 또는 제9항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 따른 블렌드를 이용하여 물 또는 수용액에 노출된 물품의 구멍 또는 틈새를 충전하는 방법.
- 제8항에 따른 혼합물을 이용함을 특징으로 하는, 물 또는 수용액의 피해에 노출된 유역, 댐프 및 그밖의 대상물의 방수 방법.
- 제8항에 있어서, 데포니스용 실링제로서 사용되는 혼합물.
- 제8항에 따른 혼합물을 이용함을 특징으로 하는 데포니스의 밀봉 방법.
- 제8항에 따른 혼합물을 이용하여 물 또는 수용액에 노출된 물품의 구멍 또는 틈새를 충전하는 방법.
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