KR101145321B1 - 투수성 블록 - Google Patents

Abstract

본발명은 투수성 블록에 관한 것으로, 투수성 블록에 있어서, 상기 투수성 블록은 화산석, 유기 바인더 및 보강재를 포함하는 것으로, 본발명은 천연재료인 화산석을 유기바인더와 보강재를 사용하여 투수성 블록을 제작함으로 투수 기능이 탁월하고, 접착성과 강도 및 내후성이 뛰어나면서 경제성이 있는 현저한 효과가 있다.

Description

투수성 블록{water permeability block}

본 발명은 투수성 블록에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화산석, 유기 바인더 및 보강재를 포함하는 투수성 블록에 관한 것이다.

현재까지 투수성 소재는 모래를 비롯하여 잡석, 황토, 콘크리트 블록, 기타 세라믹을 다 공질 구조의 블록 등으로 제조하여 시공하여 왔으나 대 부분 투수성이 약하거나 시간이 지나면 공극이 막혀 투수 효과가 저감되는 등, 부작용이 있었으며, 특히 시멘트를 다량 사용하는 제품으로 환경의 오염이 매우 심각하였다.

또한, 다공질의 세라믹 제품은 고가 이거나 시공방법이 까다롭고 또한 충격 강도가 약하여서 바닥 구조재로 사용하기에는 여러 가지 어려움이 있었다. 특히 가장 일반적으로 사용되고 있는 콘크리트 보도블록의 경우 투수 효과도 미미한 반면 바닥에 모래를 깔고 시공하여 평탄 성을 유지하게 되는데, 시간이 지나면서 모래가 침수된 유수에 의해 유실되거나 침적되면서 요철이 발생되어 안전사고의 위험성도 내포하고 있었다.

또한, 최근의 기상 이변과 함께 집중호우가 불특정 지역에서 빈번하여 투수 성능이 뛰어난 블록이 요구 되고 있는 실정이다.

또한, 화산석 등 천연 광물 소재는 저 비중의 다공성 물질로써 탁월한 투수기능은 물론 다량의 음이온과 원적외선을 방출하는 소재로 알려져 있으므로 우리의 실생활에서 친환경적 보건재로서 사용되는 것이다.

그리고 화산석은 비중이 0.5 ～ 1.5 g/㎤의 낮은 경량체이며 스스로 미세한 다공질의 무기소재이나, 일반적인 다른 무기소재와는 달리 강도가 취약한 단점이 있었다.

한편, 건설공사의 조적물이나 실내마감재로 사용되는 블록에 대해서는 등록특허공보 10-0700750(공고일자 2007년03월27일)에는 항균성, 항곰팡이 특성, 및 탈취율이 탁월한 금속이온 Ag+, Cu+, Zn+의 무기물질의 분말과 Triclosan의 유기물의 분말을 소량 배합으로 폐타이어, 폐고무 등과 EPDM, 우레탄, 재생우레탄, 우레탄 등의 칩과 배합하여 제작하는 항균 블록이 공개되어 있다.

또한, 투수성 블록에 대해서는, 등록특허공보 등록번호 10-0960955호(공고일자 2010년06월03일)에는 소성 점토 100 중량부에 대하여, 시멘트 15 ~ 30 중량부, 단섬유 0.1 ~ 10 중량부를 포함하는 조성물로 구성되고, 상기 소성 점토는 2 ㎜ 초과 및 20 ㎜ 이하의 입도 범위에서 2 ㎜ 초과의 입도 차이를 가지는 적어도 2개의 서로 다른 분말로 이루어진 것을 특징으로 하는 점토 블록으로 형성된 상부층; 및 쇄석 골재 100 중량부에 대하여, 시멘트 15 ~ 30 중량부, 단섬유 0.1 ~ 10 중량부를 포함하는 조성물로 구성되는 쇄석 골재 블록으로 형성된 하부층; 포함하는 투수성과 경량성이 향상된 점토 블록이 공개되어 있다.

또한, 등록특허공보 등록번호 10-0413501호(공고일자 2004년01월03일)에는 연약지반(10)에 단계별로 축조되는 성토용 블록(20)에 있어서, 상기 블록(20)은 2~40mm 크기로 분쇄된 60~70%의 폐타이어 고무 칩과, 18~20%의 시멘트와, 11~18%의 버텀애쉬와, 1~2%의 혼화제가 배합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 연약지반 성토용 투수성 블록이 공개되어 있다.

그러나 상기와 같은 블록들은 투수 기능이 뛰어나지 않고, 접착성 및 강도가 약하여 내구성이 약하며, 제조방법이 복잡하여 경제성이 떨어지는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 천연재료인 화산석을 유기바인더와 보강재를 사용하여 투수 기능이 탁월하고, 접착성과 강도 및 내후성이 뛰어나면서 경제성이 있는 투수성 블록을 제공하고자 하는 것이다.

곧, 본 발명은 탁월한 투수 기능을 지닌 천연 소재를 주요 소재로 사용한 기술로써 장기간 광범위하게 실생활에 적용하여도 환경오염이 없는 보강재 및 접착 바인더를 사용하여 최대한 친 자연적인 제품을 실현하는데 목적이 있다.

그리고 화산석 자체가 비중이 가볍고 석질이 강하지 못하여 화산석간의 접착은 물론 굽힘 강도를 향상시킴이 필수적으로 수반되어야 하였기에 보강재를 입체적으로 설계하여 투수성 블록의 굽힘 강도를 향상하고자 하는 것이다.

본발명은 투수성 블록에 관한 것으로, 투수성 블록에 있어서, 상기 투수성 블록은 화산석, 유기 바인더 및 보강재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본발명은 천연재료인 화산석을 유기바인더와 보강재를 사용하여 투수성 블록을 제작함으로 투수 기능이 탁월하고, 접착성과 강도 및 내후성이 뛰어나면서 경제성이 있는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본발명 일실시례의 플라스틱 망체 보강재가 내부에 결합된 투수성 블록 절개 사시도
도 2는 본발명 일실시례의 하니콤 보강재가 내부에 결합된 투수성 블록 절개 사시도
도 3은 본발명 일실시례의 투수성 블록 사진
도 4는 도 3의 상세 사진

본발명은 투수성 블록에 관한 것으로, 투수성 블록에 있어서, 상기 투수성 블록은 화산석, 유기 바인더 및 보강재를 포함하되, 상기 투수성 블록은 입자크기가 1~10㎜인 화산석 20~85 중량부에 대하여, 유기 바인더 5~40 중량부, 보강재 5~45 중량부이며, 또한, 상기 유기 바인더는 아크릴 계, 에폭시 계, 폴리우레탄 계중 어느 하나이며, 또한, 상기 투수성 블록에는 내부에 다공성 유리섬유 제직물이 상, 하 2 중으로 삽입설치되며, 고형분 30%의 에폭시 수지에 침적경화시킨 하니콤(Honey Comb)보강재가 상기 다공성 유리섬유 중간에 함께 삽입설치된 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명 일실시례의 플라스틱 망체 보강재가 내부에 결합된 투수성 블록 절개 사시도, 도 2는 본발명 일실시례의 하니콤 보강재가 내부에 결합된 투수성 블록 절개 사시도, 도 3은 본발명 일실시례의 투수성 블록 사진, 도 4는 도 3의 상세 사진이다.

본 발명은 화산석에 항 자외선, 내 가수분해 성능이 뛰어난 유기 바인더를 일정한 중량부를 넣어 화산석의 표면에 잘 코팅 되도록 섞은 뒤 다양한 보강재를 내용물로 그 위에 배합된 화산석을 압축, 미장하여 고결 시킨 후에 목표 제품을 얻게 된다.

그리고 상기 접착제로 사용되는 유기 바인더는 아크릴 계, 에폭시 계, 폴리우레탄 계 중 어느 하나를 사용하며 제품의 요구되는 특성을 따라서 적합한 접착제와 양을 사용하게 된다.

그리고 보강재로는 수직하중에 대한 응력이 뛰어난 하니 콤(Honey Comb) 구조물, 인장 강도를 신장시키는 폴리에스터(Yarn Cross)직물, 철제 망상 구조물, 망상구조의 열가소성 플라스틱 사출 보강재를 사용한다.

본발명의 투수성 블록은 그 중량 비가 화산석 20~85 중량부에 대하여, 유기 바인더 5~40 중량부, 보강재 5~45 중량부로 이루어진다.

그리고 화산석의 입자크기는 1~10 ㎜가 적정한 것으로, 화산석의 입자가 너무 크게 되면, 바인더와의 결합력이 좋지 않게 되며, 입자가 너무 적게 되면 투수성이 나빠진다. 따라서 화산석의 입자크기는 1~10 ㎜의 것을 선택한다.

그리고 다공성 물질에 과도한 유기 바인더를 사용하였을 경우, 향상된 물리적 강도를 얻을 수 있으나 다공 형태의 구조가 모두 막히는 역효과와 비용의 증가 등, 다른 여러 문제가 있다.

그리고 다공성 물질에 너무 적은 유기 바인더를 사용하였을 때는 결합력이 떨어지며 물리적 강도도 저하되므로, 유기 바인더는 5~40 중량부를 첨가한다.

그리고 보강재의 중량비는 5~45 중량부가 적정한 것으로, 블록에 대한 보강재의 비율이 너무 크게 되면, 블록의 투수성과 접착성이 떨어지며, 비율이 너무 적으면 강도가 떨어지므로 보강재의 중량비가 5~45 중량부가 되도록 혼합한다.

이하의 실시 예에 의거하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

화산석 100 중량부에 대하여, 프리폴리머 폴리우레탄 바인더를 15중량부를 넣고 약 3분간 교반한다. 다음으로 고형분 30%의 에폭시 수지에 침적하여 경화시킨 하니콤 보강재를 200×200×20 (m/m)의 금형 내에 넣는다.

그리고 바인더와 충분하게 교반된 화산석을 상기 금형내에 충진한 후, 230℃ 고온 가압 프레스에 넣고 10분간 경화하여 강도가 우수한 투수성 블록을 얻을 수 있었다.

당 공정으로 제조된 블록의 투수성은 200g의 물을 블록 위에 붓고 완전히 통과 시키는데 3~4초가 소요 되었으며 굽힘 강도는 3.8 Kg/cm 의 결과를 얻게 되었다.

상기 본발명에 사용되는 하니콤의 재질은 종이재질이 주로 사용된다.

화산석 100 중량부에 대하여, 2액형 에폭시 수지를 선 배합 후 12 중량부를 넣고 약 3 분간 교반한다. 다음으로 고형분 30%의 에폭시 수지에 침적 경화시킨 하니콤 보강재를 200×200×20 (m/m)의 금형 내에 넣는다.

그리고 바인더와 충분하게 교반된 화산석을 상기 금형 내에 충진 한 후 미장하여 24시간 자연 건조 경화하여 강도가 우수한 투수성 블록을 얻을 수 있었다.

당 공정으로 제조된 블록의 투수성은 200g의 물을 블록 위에 붓고 완전히 통과 시키는데 3~4초가 소요 되었으며 굽힘 강도는 5.5 Kg/cm 의 결과를 얻을 수 있었다.

화산석 100 중량부에 대하여, 프리폴리머 폴리우레탄 바인더를 10중량부를 넣고 약 3분간 교반한다. 다음으로 200×200×20 (m/m)의 금형내에, 다공성 유리섬유 제직물을 상, 하 2 중으로 넣고, 고형분 30%의 에폭시 수지에 침적 경화시킨 하니콤 보강재를 상기 다공성 유리섬유 제직물 중간에 넣는다.

그리고 바인더와 충분하게 교반된 화산석을 충진 한 후 230℃ 고온 가압 프레스에 넣고 10분간 경화하여 강도가 우수한 투수성 블록을 얻을 수 있었다.

당 공정으로 제조된 블록의 투수성은 200g의 물을 블록 위에 붓고 완전히 통과 시키는데 3~4초가 소요 되었으며 굽힘 강도는 4.6 Kg/cm 의 결과를 얻었다.

화산석 100 중량부에 대하여, 프리폴리머 폴리우레탄 바인더를 20중량부를 넣고 약 3 분간 교반한다. 다음으로 200×200×20 (m/m)의 금형내에 폴리에스터 제직물을 넣는다.

그리고 바인더와 충분하게 교반된 화산석을 상기 금형내에 충진 한 후 미장하여 상온에서 24시간 경화하여 강도가 우수한 투수성 블록을 얻을 수 있었다.

당 공정으로 제조된 블록의 투수성은 200g의 물을 블록 위에 붓고 완전히 통과 시키는데 7~10초가 소요 되었으며 굽힘 강도는 2.9 Kg/cm 의 결과를 얻게 되었다.

화산석 100 중량부에 대하여, 2액형 아크릴 바인더를 20 중량부를 넣고 약 3 분간 교반한다. 다음으로 200×200×20 (m/m)의 금형내에 하니콤 보강재를 넣는다.

그리고 바인더와 충분하게 교반된 화산석을 상기 금형내에 충진 한 후 미장하여 230℃ 고온 가압 프레스에 넣고 10분간 경화하여 강도가 우수한 투수성 블록을 얻을 수 있었다.

당 공정으로 제조된 블록의 투수성은 200g의 물을 블록 위에 붓고 완전히 통과 시키는데 5~64초가 소요 되었으며 굽힘 강도는 4.2 Kg/cm 의 결과를 얻게 되었다.

화산석 100 중량부에 대하여, 프리폴리머 폴리우레탄 바인더를 15중량부를 넣고 약 3 분간 교반한다. 다음으로 200×200×20 (m/m)의 금형내에 다공성 PVC 사출물을 넣는다.

그리고 바인더와 충분하게 교반된 화산석을 상기 금형내에 충진 한 후 미장하여 상온에서 24시간 경화하여 강도가 우수한 투수성 블록을 얻을 수 있었다.

당 공정으로 제조된 블록의 투수성은 200g의 물을 블록 위에 붓고 완전히 통과 시키는데 3~4초가 소요 되었으며 굽힘 강도는 5.1 Kg/cm 의 결과를 얻게 되었다.

그러므로 본발명은 보강재와 유기 접착 바인더를 사용하여 수직 하중에 견디는 강한 물성을 부여하고 장기간 투수 성능을 오래 보지할 수 있도록 설계한 것이다.

그리고 본발명은 투수성 블록을 투수성 바닥재로도 사용할 수 있으며, 또한 천연재료인 화산석을 대신하여 다공성 세라믹을 사용하여 동일한 제작방법으로 투수 블록을 제작할 수 있다. 다공성 세라믹은 공업전반에 일반적으로 사용되는 다공질의 세라믹을 사용하면 된다.

따라서 본발명은 천연재료인 화산석을 유기바인더와 보강재를 사용하여 투수성 블록을 제작함으로 투수 기능이 탁월하고, 접착성과 강도 및 내후성이 뛰어나면서 경제성이 있는 현저한 효과가 있다.

100 : 투수성 블록 110 : 보강재

Claims (5)

1. 투수성 블록에 있어서, 상기 투수성 블록은 화산석, 유기 바인더 및 보강재를 포함하되, 상기 투수성 블록은 입자크기가 1~10㎜인 화산석 20~85 중량부에 대하여, 유기 바인더 5~40 중량부, 보강재 5~45 중량부이며, 또한, 상기 유기 바인더는 아크릴 계, 에폭시 계, 폴리우레탄 계중 어느 하나이며, 또한, 상기 투수성 블록에는 내부에 다공성 유리섬유 제직물이 상, 하 2 중으로 삽입설치되며, 고형분 30%의 에폭시 수지에 침적경화시킨 하니콤(Honey Comb)보강재가 상기 다공성 유리섬유 중간에 함께 삽입설치된 것을 특징으로 하는 투수성 블록
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images