KR101705115B1 - 차열성 투수블록 및 이의 제조방법 - Google Patents

차열성 투수블록 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학적으로 무반응하고, 인체에 무해한 친환경 제품이며, 강도 및 부착력이 우수하며, 염해 및 동해에 무반응하며, 차열의 효과를 극대화하며, 내마모성이 우수한 차열성 투수블록 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차열성 투수블록은 산화아연(ZnO) 34중량%; 티타늄(Ti) 33중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 33중량%로 이루어진 하부블록과; 상기 하부블록의 상면에 형성됨과 동시에 이산화규소(SiO2) 90중량%; 수지조성물 3중량%; 산화아연(ZnO), 티타늄(Ti), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나로 구성된 잔부 7중량%로 이루어진 상부블록으로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차열성 투수블록 제조방법은 청구항 제1항 기재의 차열성 투수블록을 제조하는 방법으로서, 금형에 산화아연(ZnO) 34중량%; 티타늄(Ti) 33중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 33중량%로 이루어진 하부블록 혼합물을 100중량부 배치하고, 상기 하부블록 혼합물의 상면에 이산화규소(SiO2) 90중량%; 수지조성물 3중량%; 산화아연(ZnO), 티타늄(Ti), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나로 구성된 잔부 7중량%로 이루어진 상부블록 혼합물 100중량부를 배치하여 프레스로 압착 성형 제조함을 특징으로 한다.

Description

차열성 투수블록 및 이의 제조방법{water permeable blocks and it's manufacturing method}
본 발명은 차열성 투수블록 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 투수성 콘크리트는 콘크리트 표면을 따라 흐르거나 고여진 채 여러 부작용을 유발하는 우수 등이 지하로 용이하게 투수될 수 있도록 잔 입자 골재를 통해 연속 공극을 형성시킨 콘크리트로서, 지하 토양의 자양분 공급을 통한 생태계 보전과 콘크리트 표면 마찰력의 향상 및 포장체 공극 형성에 따른 흡음성으로 인해 보도는 물론 차도까지 폭 넓게 시공되고 있다.
상기한 투수 콘크리트에 사용되는 골재는 구입 단가가 높은 천연 골재가 주로 활용됨에 따라 결과적으로 제조 단자의 상승이 유발되는 단점이 있다.
등록실용신안 20-0178967(등록일: 2000.02.07)
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 화학적으로 무반응하고, 인체에 무해한 친환경 제품이며, 강도 및 부착력이 우수하며, 염해 및 동해에 무반응하며, 차열의 효과를 극대화하며, 내마모성이 우수한 차열성 투수블록 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차열성 투수블록은 산화아연(ZnO) 34중량%; 티타늄(Ti) 33중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 33중량%로 이루어진 하부블록과; 상기 하부블록의 상면에 형성됨과 동시에 이산화규소(SiO2) 90중량%; 수지조성물 3중량%; 산화아연(ZnO), 티타늄(Ti), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나로 구성된 잔부 7중량%로 이루어진 상부블록으로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차열성 투수블록 제조방법은 청구항 제1항 기재의 차열성 투수블록을 제조하는 방법으로서, 금형에 산화아연(ZnO) 34중량%; 티타늄(Ti) 33중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 33중량%로 이루어진 하부블록 혼합물을 100중량부 배치하고, 상기 하부블록 혼합물의 상면에 이산화규소(SiO2) 90중량%; 수지조성물 3중량%; 산화아연(ZnO), 티타늄(Ti), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나로 구성된 잔부 7중량%로 이루어진 상부블록 혼합물 100중량부를 배치하여 프레스로 압착 성형 제조함을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차열성 투수블록 및 이의 제조방법은 화학적으로 무반응하고, 인체에 무해한 친환경 제품이며, 강도 및 부착력이 우수하며, 염해 및 동해에 무반응하며, 차열의 효과를 극대화하며, 내마모성이 우수한 이점이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 차열성 투수블록은 산화아연(ZnO) 34중량%; 티타늄(Ti) 33중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 33중량%로 이루어진 하부블록과; 상기 하부블록의 상면에 형성됨과 동시에 이산화규소(SiO2) 90중량%; 수지조성물 3중량%; 산화아연(ZnO), 티타늄(Ti), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나로 구성된 잔부 7중량%로 이루어진 상부블록으로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 차열성 투수블록은 하부블록과 상부블록 2단으로 구성된다.
여기서, 상기 하부블록은 산화아연(ZnO) 34중량%; 티타늄(Ti) 33중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 33중량%로 구성된다.
상기 산화아연(ZnO)은 산소와 아연의 화합물로 가벼운 백색 분말로 녹는점 1,975℃(가압), 1,720℃(상압)이며, 비중 5.47(비결정성), 5.78(결정성)이다. 약 300℃로 가열하면 황색으로 변하지만, 식히면 원래의 빛깔이 된다. 물에는 거의 녹지 않지만, 묽은 산 및 진한 알칼리에는 녹는 양쪽성 산화물이다. 입자가 곱고, 연백(鉛白)보다 피복력(被覆力)은 떨어지지만 독성이 없다.
상기한 산화아연(ZnO)은 하부블록 100중량% 내에 대하여 34중량%를 함유함이 가장 바람직하다.
또한, 상기 티타늄(Ti)은 원자번호 22, 비중 4.5, 융점 1800℃, 상자성체(常磁性體)이며 매우 경도(硬度)가 높고 여리다. 강도는 거의 탄소강과 같고, 비강도(比强度)는 비중이 철보다 작으므로 철의 약 2배가 되고 열전도도와 열팽창률도 작은 편이다.
상기한 티타늄(Ti)은 하부블록 100중량% 내에 33중량% 함유함이 가장 바람직하다.
그리고, 상기 산화알루미늄은 화학식 Al2O3. 분자량은 101.96이다. 천연으로는 결정광물인 코런덤으로 산출되고, 또 순수한 코런덤이 착색된 루비와 사파이어도 있다. 여러 가지 형태를 가진 것이 알려져 있는데, 수산화알루미늄(Al2O3)을 300℃ 이하로 가열하면 생기는 α-산화알루미늄(Al2O3)은 순수하고 가장 안정된 형태이다. 이밖에 알칼리를 약간 함유하는 β-산화알루미늄(Al2O3)수화물을 탈수하여 생기는 결정성이 나쁜 산화알루미늄(Al2O3) 본문 이미지 1-산화알루미늄(Al2O3)이 있으며, 또 δ, ζ, η, θ, κ, x, ρ, 등도 알려져 있다.
상기한 산화알루미늄(Al2O3)은 하부블록 100중량% 내에 33중량% 함유함이 가장 바람직하다.
한편, 상기 상부블록은 이산화규소(SiO2) 90중량%; 수지조성물 3중량%; 산화아연(ZnO), 티타늄(Ti), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나로 구성된 잔부 7중량%로 구성된다.
여기서, 상기 이산화규소(SiO2)는 실리카라고도 한다. 천연에는 석영, 트리디마이트(인규석), 크리스토발라이트(cristobalite) 등 결정형이 다른 몇 가지 변태가 있다. 석영은 장석류에 이어 풍부하며 지구상의 여러 곳에 분포하여 지각의 12%를 차지한다. 가용성 규소의 염류 수용액에 적당한 산을 가해 증발·건조(乾燥)하면 비결정 물질을 얻는다. 비결정성인 것을 용제를 사용하여 적당한 온도와 압력으로 융해·고화하면 3가지 변태(석영·인규석·홍연석)를 얻을 수 있다. 순수한 것은 무색 투명한 고체이고, 분자량 60.09이다. 천연산은 불순물을 함유하므로 불투명 또는 유색인 것도 있다. 규소를 4개의 산소가 둘러싼 정사면체형인 SiO4를 기본 단위로 하고 모든 산소를 규소가 공유하여 3차원적으로 연결된 거대 분자구조를 가지고 있다. 이 때의 SiO4의 사면체 배열에 따라서 석영·인규석·홍연석의 차이가 생긴다. 또 이 배열이 불규칙한 것이 석영 유리이고, 결정 이산화규소(SiO2)를 융해하여 냉각하면 석영 유리가 된다. 산에 녹지 않지만 알칼리 용융 또는 탄산염 융해 등에 의하여 가용성인 규산염이 된다. 진한 알칼리 수용액에도 서서히 녹는다. 플루오르화수소 HF에는 다음과 같은 반응을 나타내며 아주 침식되기 쉽다. SiO2+4HF→SiF4+2H2O, 고순도의 것은 화학장치, IC제조, 도가니 등에, 극히 순도가 높은 것은 광 투과성이 좋으므로 광통신용 글라스파이버에 사용된다.
또한, 상기 수지조성물은 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate) 10중량%; 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate) 10중량%; 리튬실리케이트(SiO2) 3중량%; 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 60중량%; 하이드록시 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylate) 15중량%; 규산소다(Na2SiO2ㆍnH2O) 2중량%로 구성된다.
여기서, 상기 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)는 우레탄의 특성과 아크릴레이트의 특성을 모두 갖는 하이브리드(hybride) 수지이다.
이러한 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)는 일반적으로 우레탄 프리폴리머(urethane prepolymer)와 하이드록시 알킬 아크릴레이트와의 중합반응에 의해서 제조된다.
우레탄 프리폴리머는 폴리올(polyol)과 이소시아네이트(isocyanate)의 중합 반응에 의해서 형성되며, 그 종류는 다양하다.
또, 상기 하이드록시 알킬 아크릴레이트의 예로는 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 2-하이드록시 에틸메타크릴레이트(2-hydroxyethylmethacrylate), n-부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 등이 있다.
여기서, 상기한 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)의 제조는 아디프산(adipic acid) 약 20 중량부와 이소시아네이트(isocyanate) 약 25 중량부를 반응기에서 열중합하여 우레탄 프리폴리머(urethane prepolymer)를 제조하였다. 여기에, 메틸 메타크릴레이트 약 30 중량부, 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyl ethyl methacrylate) 약 25 중량부 및 알코올 약 0.3 중량부를 첨가한 후 열중합하여 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)를 제조한다.
또한, 상기 리튬실리케이트(SiO2)는 시멘트, 모르타르, 콘크리트, 칼슘실리케이트와 같은 시멘트 물질로 된 구조물의 표면강화제로서 사용된다.
리튬실리케이트(SiO2)는 콘크리트 표면 내부로 침투하여 콘크리트의 유리 알칼리성분들과 화학적 반응을 일으켜 콘크리트를 강화시킨다.
그리고, 상기 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)와 혼합 사용함으로써, 수지로 이루어진 구조물의 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyl ethyl methacrylate)는 본 발명에서 우레탄 아크릴레이트와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지 이외에, 블록의 강도 보강을 위해 수지로서 하이드록시 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylateA) 을 추가적으로 사용할 수 있다.
한편, 상기 규산소다(Na2SiO2ㆍnH2O)는 규산의 나트륨염이라 한다.
조성(組成)에 따라 메타규산나트륨 NaSiO, 그 수화물인 오르토규산나트륨 NaSiO , 이규산나트륨 NaSiO 등 여러 가지가 있으나 보통은 메타규산나트륨을 말한다.
수화물(水和物)도 있으나 무수물은 석영과 탄산나트륨의 혼합물을 1,000℃로 가열 융해하여 고화(固化)시켜서 만든다.
메타규산나트륨은 물에 잘 녹으며 수용액은 가수분해하여 알칼리성이 된다.
따라서 희박한 수용액에서는 산을 사용하여 정량할 수 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 투수블록의 제조에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 투수블록 제조방법은 금형에 산화아연(ZnO) 34중량%; 티타늄(Ti) 33중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 33중량%로 이루어진 하부블록 혼합물을 100중량부 배치하고, 상기 하부블록 혼합물의 상면에 SiO2 90중량%; 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate) 10중량%; 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate) 10중량%; 리튬실리케이트(SiO2) 3중량%; 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 60중량%; 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyl ethyl methacrylate) 15중량%; 규산소다(Na2SiO2ㆍnH2O) 2중량%로 구성된 수지조성물 3중량%; 산화아연(ZnO), 티타늄(Ti), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나로 구성된 잔부 7중량%로 이루어진 상부블록 혼합물 100중량부를 배치하여 프레스로 압착 성형 제조한다.
여기서, 본 발명에 따른 차열성 투수블록은 종래의 블록이 일사파장이 290㎚∼300㎚의 빛이 표면에 들어오면 근적외선 파장 700㎚을 반사하므로 상온 30℃의 경우 표면온도가 60℃∼70℃까지 올라가 열대야를 발생하므로, 이를 방지하기 위해 산화아연(ZnO) 34중량%, 티타늄(Ti) 33중량%, 이산화규소(SiO2) 33중량%를 혼합하여 하부블록 혼합물을 구성하고, 상기 하부블록 혼합물 상부면에 규사(SiO2), 90중량%, 수지조성물 3중량%, 산화아연(ZnO), 티타늄(Ti), 이산화규소(SiO2) 중 어느 하나로 구성된 잔부 7중량%를 혼합하여 상부블록 혼합물을 형성하고, 상기한 하부블록 혼합물과 상부블록 혼합물을 금형 내에 채운 상태에서 프레스로 압축 및 성형하여 제조된다.
여기서, 상기한 차열성 투수블록은 상온 30℃의 경우 표면온도가 60℃∼70℃까지 올라가는 것을 표면온도가 20℃∼25℃로 낮출 수 있으므로 열대야를 예방하고, 자외선으로 차열성 블록 표면의 부식을 예방하며, 상기 차열성 투수블록의 표면온도가 상당히 저하되므로 차열성 블록의 주변 환경을 쾌적하게 조성할 수 있고, 겨울철 강설에 따른 염화칼슘 살포로 인한 표면 손상을 예방하고, 차열성 투수블록에 정전기가 발생되므로 공극속에 먼지가 달라붙어 투수광이 줄어들어 3∼4년 후에는 투수의 기능이 상실되는 것을 정전기 방지제 물비의 1%를 혼합하여 방지할 수 있다.
또한, 상기 차열성 투수블록의 크기를 400 X 400 X 80T의 대형크기로 제작하므로 지반의 문제가 생겨도 변형을 주지 않으며 외부의 충격에도 강하여 차열성 블록이 깨지지 않는 작용효과가 있다
특히 휨강도를 높이기 위하여 MRB수지를 3% 혼합하므로 골재와 골재가 부착력이 우수하여 200 X 200 X 80T인 경우 8mm 이하를 사용하나, 본 발명에 따른 차열성 투수블록은 13mm 이하를 사용하므로 공극이 크므로 투수량을 배가시켜 많은 비가 와도 침수가 되지 않는 작용효과가 있다.
본 발명의 명세서에 기재한 바람직한 실시예는 예시적인 것으로서 한정적인 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 나타나 있고, 그들 특허청구범위의 의미중에 들어가는 모든 변형예는 본 발명에 포함되는 것이다.

Claims (4)

  1. 산화아연(ZnO) 34중량%; 티타늄(Ti) 33중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 33중량%로 이루어진 하부블록과; 상기 하부블록의 상면에 형성됨과 동시에 이산화규소(SiO2) 90중량%; 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate) 10중량%; 부틸아크릴레이트(butyl acrylate) 10중량%; 리튬실리케이트(SiO2) 3중량%; 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 60중량%; 하이드록시 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylate) 15중량%; 규산소다(Na2SiO2ㆍnH2O) 2중량%로 구성된 수지조성물 3중량%; 산화아연(ZnO), 티타늄(Ti), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나로 구성된 잔부 7중량%로 이루어진 상부블록으로 구성됨을 특징으로 하는 차열성 투수블록.
  2. 삭제
  3. 산화아연(ZnO) 34중량%; 티타늄(Ti) 33중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 33중량%로 이루어진 하부블록과; 상기 하부블록의 상면에 형성됨과 동시에 이산화규소(SiO2) 90중량%; 수지조성물 3중량%; 산화아연(ZnO), 티타늄(Ti), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나로 구성된 잔부 7중량%로 이루어진 상부블록으로 구성되고, 상기 수지조성물은 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate) 10중량%; 부틸아크릴레이트(butyl acrylate) 10중량%; 리튬실리케이트(SiO2) 3중량%; 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 60중량%; 하이드록시 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylate) 15중량%; 규산소다(Na2SiO2ㆍnH2O) 2중량%로 구성된 차열성 투수블록을 제조하는 방법으로서,
    금형에 산화아연(ZnO) 34중량%; 티타늄(Ti) 33중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 33중량%로 이루어진 하부블록 혼합물을 100중량부 배치하고, 상기 하부블록 혼합물의 상면에 이산화규소(SiO2) 90중량%; 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate) 10중량%; 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate) 10중량%; 리튬실리케이트(SiO2) 3중량%; 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 60중량%; 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylate) 15중량%; 규산소다(Na2SiO2ㆍnH2O) 2중량%로 구성된 수지조성물 3중량%; 산화아연(ZnO), 티타늄(Ti), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나로 구성된 잔부 7중량%로 이루어진 상부블록 혼합물 100중량부를 배치하여 프레스로 압착 성형 제조함을 특징으로 하는 차열성 투수블록 제조방법.
  4. 삭제
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