KR100795838B1

KR100795838B1 - 음이온을 방출하는 도로포장용 우레탄 고무

Info

Publication number: KR100795838B1
Application number: KR1020050036866A
Authority: KR
Inventors: 이정희
Original assignee: (주)모겐스톤
Priority date: 2005-05-02
Filing date: 2005-05-02
Publication date: 2008-01-21
Also published as: KR20070051960A

Abstract

본 발명은 음이온을 방출하는 우레탄 고무에 관한 것이다.

본 발명은 우레탄 28~49중량%, 중질탄산칼슘 17~37중량%, 경질탄산칼슘 17~37중량%, 경화제 1.0~2.5중량%, 안료 0.1~0.5중량%, 촉매 0.03~0.5중량%에 모나자이트인 음이온 파우더 3~10중량%를 포함하여 일반 도로에 포장되어 음이온을 방출하는 효과가 있는 기능성 도로 포장체를 제공한다.

음이온, 우레탄

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Description

음이온을 방출하는 도로포장용 우레탄 고무{Urethane rubber for a pavement contained an emit negative ion}

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본 발명은 폴리 우레탄 수지에 경화제와 안료 및 음이온 파우더를 혼합하여 음이온을 방출하는 우레탄 고무에 관한 것이다.

일반적으로 보도블록이나 차량 주행용 도로는 도시공학적인 측면에서 적절한 투수성과 도시 미관을 개선할 수 있는 기능을 필요로 하며, 시공 및 경제적인 측면에서는 지반 침하와 차량의 중량과 같은 하중에 대하여 중량과 충격을 적절하게 흡수할 수 있는 견고한 내구성을 가지고 있어야 한다.

또한 지표는 평상시에 빗물이 침투되어야 지하수가 보존되고 지반의 통상적인 강도를 유지할 수 있다.

이러한 요구에 따라 근래에 도시개발 및 조경공사를 함에 있어서 빗물을 자연적으로 지중에 유입되게 할 목적으로 투수성을 가지는 포장이 요구되어 여러가지 투수성 아스팔트, 또는 투수성 콘크리트 등과 같은 제품들이 개발되었으며 이들 제품에 유색 도료를 첨가하여 그동안 도로가 일반적인 아스팔트나 콘크리트에 의하여 포장되어지던 삭막한 도시 환경을 개선하였으며, 또한 콘크리트와 같은 노면이 차량의 타이어나 보행자의 보행시에 충격을 주게 됨으로써 차량에서는 심한 진동과 소음이 발생하고, 보행자에게는 발뒤굼치로부터 척추와 대뇌에 충격이 전달되어 국민 보건에 좋지 않은 영향을 주게 되는 문제점을 해결하기 위하여 도로 포장체의 최상층에 우레탄 칩을 도포하여 투수 및 완충 효과를 제공할 수 있는 도로 포장체의 연구도 진행되었다.

이렇게 우레탄을 이용한 도로 포장체는 여러 가지 특징 중에서 충격을 완화시켜서 시민의 건강을 보호할 수 있게 된다는 것은 도로 포장체가 가지고 있는 새로운 기능적 특징에 관한 것이다.

이제 도로는 단순히 차량이나 보행자가 목적지에 도달하기 위한 수단에 그치지 않고, 도시의 환경을 개선하고, 환경을 오염시키는 공해로부터 시민의 건강을 고려한 기능성이 중요하게 여겨지고 있다.

따라서 기존에 시공된 포장도로의 표면에 굽힘응력와 압축응력에 탄력적으로 대응하여 자체적인 내구성을 가지면서 차량으로 부터의 충격을 완화시킬 수 있는 우레탄에서 음이온이 방출된다면 종래의 도로에서 내구성의 문제로 발생되었던 보수 및 시공에 따르는 어려움을 해결할 수 있게 됨은 물론 음이온에 의한 시민 건강에 이바지할 수 있게 될 것이다.

일반적으로 음이온이 인체에 미치는 유익한 작용은 신경계통 및 혈액, 세포, 임파액 등에 생기를 주어 약화된 기능을 강화시키고 활력을 주는 자율신경계 조절 작용을 하게 되는데, 혈액 중에 미네랄 성분인 칼슘, 나트륨, 칼륨 등의 이온화 율을 상승시켜 알칼리화의 진행을 통해 혈액을 정화해주고, 엔돌핀, 엔케피린이라는 물질을 발생시켜서 혈청 속에 칼슘과 나트륨의 이온화율의 상승으로 혈액정화, 피로회복, 체력의 회복뿐 아니라 강한 통증이 있던 부분의 세포를 건강하게 활성화시켜서 통증을 완화시키고, 세포막에서의 전기적 물질교류로 혈액을 정화해 주면서, 작용혈청 중에 포함된 면역 성분인 글로부린의 양을 증가 시켜서 감염증세에 대한 저항력을 높여주는 작용을 하며, 또한 공기 중에 존재하는 여러 가지 오염물질 즉, 담배연기 아황산가스, 질소산화물, 일산화 탄소, 오존 및 각종 유기물질 들의 양이온을 침전시켜 제거하므로 공기를 깨끗하고 신선하게 유지하는 공기정화기능과 세균이나 먼지, 곰팡이, 오염된 입자들을 중화 및 제거하는 작용을 하는 것이다.

본 발명은 도로 포장체의 최상층을 구성하는 폴리 우레탄의 제조시에 적정한 양의 음이온 파우더를 혼합함으로써 다량의 음이온이 지속적으로 방출될 수 있는 도로 포장체를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 우레탄 28~49중량%, 중질탄산칼슘 17~37중량%, 경질탄산칼슘 17~37중량%, 경화제 1.0~2.5중량%, 안료 0.1~0.5중량%, 촉매 0.03~0.5중량%에 모나자이트인 음이온 파우더 3~10중량%를 포함하는 것을 기술적인 특징으로 한다.

우레탄은 순수 우레탄 수지가 사용될 수 있고, 폐우레탄 수지를 톨루엔으로 용해한 것을 사용할 수도 있는데, 28중량% 이하에서는 탄성이 저하되고, 49중량% 이상에서는 탄성이 과도하여 도로 포장체로서 적합하지 않은 물성을 나타내게 된다.

상기 우레탄에 대하여 도로포장용이나 바닥재에 사용하기에 적합한 탄성을 가지도록 탄성을 감소시키고 강도를 보강함과 동시에 난연성을 부여하기 위하여 탄산칼슘이 혼합된다.

상기 탄산칼슘은 중질탄산칼슘과 경질탄산칼슘이 사용되는데, 알려진 바와 같이 화학적으로도 안정하고, 폐기시 환경에 미치는 영향과 독성이 없는 것이다.

따라서 중질탄산칼슘과 경질탄산칼슘은 우레탄의 탄성을 적절하게 감소시키면서 보강재의 역할을 하여 굽힘응력와 압축응력에 탄력적으로 대응하여 충격을 완화시킬 수 있게 되는데, 혼합된 중질탄산칼슘과 경질탄산칼슘이 34중량%이하에서는 탄성의 감소 효과과 적고, 74중량% 이상에서는 탄성의 감소가 현저하여 도로 포장체로서 적합하지 않은 물성을 나타내게 된다.

본 발명에서의 우레탄 수지 조성물에서 탄산칼슘은 혼합된 중질탄산칼슘과 경질탄산칼슘이 약 54중량%가 혼합되는 것이 바람직하게 되는데, 여기서 탄산칼슘의 비중이 조화를 이룰 수 있도록 중질탄산칼슘과 경질탄산칼슘이 50 : 50으로 혼합되는 것이 좋다.

경화제로는 에테르 폴리올이 사용되고, 안료는 무기안료 및 유기안료가 사용되며, 촉매는 아민촉매와 금속촉매가 사용된다.

경화제는 1.0중량% 이하에서는 경화 정도가 미약하고, 2.5중량% 이상에서는 정화정도가 커지게 되어 바람직하지 못하다.

안료는 도시 미관을 고려하여 다양한 색상을 나타내기 위한 것으로, 0.1중량% 이하에서는 착색성이 좋지 않고, 0.5중량% 이상에서는 음이온의 방출과 탄성을 저하시키는 요인으로 작용될 수 있는데, 유기안료와 무기안료 어느것을 사용하여도 좋다. 그러나 직사광선에 노출되어 내열성과 내열성이 필요한 곳에 사용되어지는 경우에는 유기안료를 사용하는 것이 바람직하다.

모나자이트인 음이온 파우더(천연광물로서, 희토류원소와 이트륨을 함유하는 광물인 모나자이트(Monazite)를 고온에서 열처리한 후 미립자로 분쇄시켜 파우더 형태로 가공한 것)는 이산화규소(SiO₂), 산화알루미늄(Al₂O₃), 산화칼슘(CaO), 산화제이철(Fe₂O₃), 산화아연(ZnO), 산화이인(P₂O₃), 이산화타탄(TiO₂), 이산화지르코늄(ZrO₂), 산화세륨(Ce₂O₃), 산화란탄(La₂O₃), 산화이트륨(Y₂O₃), 산화가도리늄(Gd₂O₃), 산화네오디움(Nd₂O₃), 산화사마륨(Sm₂O₃), 산화프리세오디뮴(Pr₂O₃), 이산화토륨(ThO₂), 산화디스프로슘(Dy₂O₃), 산화황(SO₃)으로 이루어지는 것으로서, 폴리 우레탄의 제조시에 혼합됨으로서 지속적으로 음이온을 방출할 수 있게 된다.

상기 음이온 파우더를 이루는 물질에 대한 개별적 음이온 방출 시험 분석 결과는 다음의 표 1과 같다.

시료	분석결과(ION/CC)	시험 분석방법
이산화규소	2.70	습식분석 및 기기분석 (ICP-OES)
산화알루미늄	불검출
산화칼슘	0.32
산화제이철	0.35
산화아연	불검출
산화이인	29.3
이산화티탄	0.83
이산화지르코늄	0.80
산화세륨	25.6
산화란탄	11.5
산화이트륨	0.98
산화가도리늄	0.81
산화네오디움	10.3
산화사마륨	1.69
산화프리세오디뮴	5.62
이산화토륨	7.15
산화디스프로슘	0.27
산화황	0.13	기기분석 (CS분석기)

상기 음이온 파우더에 대한 음이온 방출 시험 분석 결과는 다음의 표 2와 같다.

시료	음이온(ION/CC)	시험 분석방법
음이온 파우더	30410	시험방법 KICM-FIR-1042 시험편 내경:44mm, 높이 297mm의 원기둥

이와 같은 본 발명은 판상의 형상으로 성형되어 블록, 또는 매트 등과 같은 용도로 사용될 수도 있고, 적정한 크기의 칩(chip)형태로 절단되어 투수성 도로 포장체에 사용될 수도 있다.

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이상에서 살펴 본 바와 같은 본 발명은 도로 포장체에 적용되어 차량과 보행자를 충격으로부터 보호하여 주고, 주변 환경에 적합한 색상의 안료를 혼합하여 도시 미관을 개선하면서로 다량의 음이온이 지속적으로 방출됨으로써 보행자들의 건강을 증진시켜주게 되는데, 특히 건강을 고려하여 보행이나 구보를 하는 사람들에게 운동량에 상승효과를 제공할 수 있게 된다.

Claims

도로 포장체에 적용되어 음이온을 지속적으로 방출시키기 위한 공지의 모나자이트인 음이온 파우더와 우레탄, 중질탄산칼슘, 경질탄산칼슘, 경화제, 안료, 촉매를 포함하여 이루어지는 우레탄 고무로서, 상기 우레탄 고무에는 상기 우레탄과 음이온 파우더를 28~49중량%와 3~10중량%로 포함하고, 여기에 상기 중질탄산칼슘 17~37중량%, 경질탄산칼슘 17~37중량%, 경화제 1.0~2.5중량%, 안료 0.1~0.5중량%, 촉매 0.03~0.5중량%를 더 포함하여 이루어진 음이온을 방출하는 도로포장용 우레탄 고무.
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