KR102159545B1

KR102159545B1 - 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법 및 이의 제조방법에 의하여 제조된 보차도 블록

Info

Publication number: KR102159545B1
Application number: KR1020200042106A
Authority: KR
Inventors: 박문석
Original assignee: 주식회사 데코페이브
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2020-09-23
Also published as: SG10202005071XA; WO2021206222A1

Abstract

본 발명은 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법에 관한 것으로 구체적으로 1) 굵은 골재, 잔골재, 시멘트, 혼화재 및 물을 혼합하여 기층부 조성물을 제조하는 단계; 2) 상기 기층부 조성물을 진동 하판(130) 상단에 마련된 몰드(110)에 투입한 후, 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 기층부 조성물이 진동되면서 가압 성형하여 기층부(20)를 제조하는 단계; 3) 잔골재, 시멘트, 광촉매, 플라이애쉬, 발수제, 강도증진제 및 물을 혼합하여 표층부 조성물을 제조하는 단계;및 4) 표층부 조성물을 상기 몰드(110)의 내부에 성형된 기층부(20)의 상부에 투입한 후 상기 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 표층부 조성물이 진동되면서 가압 성형하여 표층부(10)를 제조하는 단계를 포함하는 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법을 제공한다.

Description

자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법 및 이의 제조방법에 의하여 제조된 보차도 블록{MANUFACTURING METHOD OF ROAD BLOCK HAVING A SELF-CLEANING AND ROAD BLOCK MANUFACTURED BY THE METHOD}

본 발명은 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법에 관한 것으로 구체적으로 1) 굵은 골재, 잔골재, 시멘트, 혼화재 및 물을 혼합하여 기층부 조성물을 제조하는 단계; 2) 상기 기층부 조성물을 진동 하판(130) 상단에 마련된 몰드(110)에 투입한 후, 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 기층부 조성물이 진동되면서 가압 성형하여 기층부(20)를 제조하는 단계; 3) 잔골재, 시멘트, 광촉매, 플라이애쉬, 발수제, 강도증진제 및 물을 혼합하여 표층부 조성물을 제조하는 단계;및 4) 표층부 조성물을 상기 몰드(110)의 내부에 성형된 기층부(20)의 상부에 투입한 후 상기 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 표층부 조성물이 진동되면서 가압 성형하여 표층부(10)를 제조하는 단계를 포함하는 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법을 제공하며, 상기 제조방법에 의하여 제조된 보차도 블록을 제공한다.

보도블록의 경우 안전상의 문제로 표면의 미끄럼 저항성을 증대시키기 위해 블록 표면의 마찰계수를 높이고자 골재의 입도를 크게 하고, 디자인적인 측면을 고려하기 위해 다양한 색상을 발현하고 있다. 특히 과거와 달리 디자인을 위해 밝은 색상의 제품을 사용할 경우 쉽게 오염이 되어 짧은 시간에 기존의 디자인 의도를 상실하는 경우가 많이 발생한다. 또한, 낙엽, 음료수, 오일, 유기물질, 오염물질로 인해 장기적으로 색상이 변색되는 경우도 자주 발생한다.

기존의 기술은 코팅 막을 형성하여 오염물질의 흡수를 방지하고 오염도를 낮추는 방식을 추구하고 있으나, 이 기술의 경우 별도의 공정이 도입되어야 하기 때문에 추가적인 설비가 필요하며, 생산 이후 사용시 충격에 의해 도막이 파손되는 경우가 발생하고, 파손된 표면으로 흡수된 수분으로 인해 제품의 흡수도가 달라져 이색현상의 원인이 되는 2차적 문제를 야기할 수 있다.

본 기술은 2차 표층 원자재의 혼합 과정에서 투입 유지되는 기술로 성능 발현이 블록의 내구성과 같은 기간으로 유지되는 기술이다.

대한민국 등록특허 제10-1960886호

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위해 개발된 것으로서, 고강도 특성을 통해 보도 또는 차도에 포설되어 장기간 내구성을 유지하면서 사용될 수 있으면서도 블록 표면의 유기 오염물질을 UV와 촉매 작용에 의한 산화로 오염물질을 자체적으로 제거하고 발수 성능의 발현으로 오염물질의 침투를 방지하여 보다 깨끗하고 쾌적한 환경을 유지할 수 있는 보차도 블록을 제작하기 위한 기술을 제공하기 위한 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은 1) 굵은 골재, 잔골재, 시멘트, 혼화재 및 물을 혼합하여 기층부 조성물을 제조하는 단계; 2) 상기 기층부 조성물을 진동 하판(130) 상단에 마련된 몰드(110)에 투입한 후, 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 기층부 조성물이 진동되면서 가압 성형하여 기층부(20)를 제조하는 단계; 3) 잔골재, 시멘트, 광촉매, 플라이애쉬, 발수제, 강도증진제 및 물을 혼합하여 표층부 조성물을 제조하는 단계;및 4) 표층부 조성물을 상기 몰드(110)의 내부에 성형된 기층부(20)의 상부에 투입한 후 상기 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 표층부 조성물이 진동되면서 가압 성형하여 표층부(10)를 제조하는 단계를 포함하는 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법을 제공한다.

상기 기층부 조성물은 시멘트 100 중량부에 대하여 굵은 골재 380 내지 440 중량부, 잔골재 45 내지 80 중량부, 혼화재 10 내지 20 중량부 및 물 15 내지 35 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 표층부 조성물은 시멘트 100 중량부에 대하여 잔골재 440 내지 480 중량부, 광촉매 2 내지 4 중량부, 플라이애쉬 13 ~ 17 중량부, 발수제 0.2 내지 3 중량부, 강도증진제 3 내지 7 중량부 및 물 20 내지 30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 광촉매는 TiO₂, ZrO₂, V₂O₃, WO₃, CuO, 및 SrTiO₃으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 TiO₂를 사용한다.

상기 강도증진제는 1,2-벤즈이소티아졸-3(2H)-온(1,2-Benzisothiazol-3(2H)-one) 및 2-메틸-2H-이소티아졸-3-온(2-methyl-2H-isothiazol-3-one)을 1:1의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 발수제는 파라핀 왁스 및 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르의 혼합물(바람직하게는 1:1의 중랑비로 혼합)인 것을 특징으로 한다.

상기 표층부(10)의 연직 두께는 6 ~ 10mm인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 제조방법에 의하여 제조된 보차도 블록을 제공한다.

본 발명은 배합설계, 혼합방법 및 비율에 대한 구체적인 범위 설정을 통해, 표층부에 TiO₂, 플라이애쉬 및 발수제를 첨가하였으며, 상기 표층부에 첨가된 TiO₂, 플라이애쉬에 의하여 시멘트 표면의 마찰계수가 감소하게 되고, 발수제에 의하여 시멘트 표면의 접촉각을 증가시키고, 블록 내부로 수분이 침투하는 것을 억제할 수 있다.

따라서 블록의 표층부에 유기물의 오염물질이 달라붙은 경우, 상기 TiO₂의 광촉매 작용에 의하여 블록 표층부에 달라붙은 오염물질이 분해되고, 비나 강수에 의하여 물이 공급되는 경우에 상기 오염물질과 표층부의 틈으로 수분이 들어가 블록의 표층부로부터 오염물질이 탈리하는 현상이 일어나게 된다. 또한 발수제에 의하여 블록표면의 수분의 접촉각이 증가하여 블록 표면에 부착된 유기물, 먼지 등을 밀어내게 되므로 물리적 힘에 의해서 쉽게 먼지, 이물질이 분리되므로 세정기능을 갖는 것을 특징으로 한다.

도 1은 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명에 의해 제조된 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록의 사시도이다.
도 3은 본 발명인 몰드(110)를 이용하여 기층부(20) 및 표층부(10)를 제조하는 공정도이다.
도 4는 본 발명의 발수제를 3 중량부와 4 중량부 첨가한 경우에 관찰되는 표층부와 기층부의 분리 현상 사진이다.
도 5는 본 발명의 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록과 기존 블록의 오염 정도를 비교한 사진이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

기존 제품 제조 시 믹싱 공정 특성상 배합비 및 물/시멘트 비에 따라 혼합물 내부에 광촉매 특성을 갖는 기능성 재료의 분포가 균질하지 못하며, 빛이 미치지 않는 제품의 내부 깊숙한 곳에 일부 분포되어 표층의 광촉매 성능의 심각한 편차가 발생하였다.

본 발명자는 콘크리트의 강도 증가와 작업성 향상에 영향을 미치는 플라이애쉬의 특성과 TiO₂, ZrO₂, V₂O₃, WO₃, CuO, 및 SrTiO₃으로 이루어진 광촉매 그룹에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 성분을 가지는 것의 분산 특성을 고려하여, 상기 TiO₂, ZrO₂, V₂O₃, WO₃, CuO, 및 SrTiO₃으로 이루어진 광촉매 그룹에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 성분을 가지는 것에 상기 플라이애쉬를 코팅된 광촉매 재료를 사용하여 블록의 강도 향상과 분산 특성을 해결하고자 대한민국 등록특허 제10-1960886호를 개시한 바 있다.

본 발명은 상기 개시된 등록특허의 개량발명으로 강도증진제를 첨가하여 기존 발명보다 광촉매 및 플라이애쉬를 적게 사용하여 경제성을 극대화하여 상기 기능 성분이 균질하게 혼합되고 강도가 증가된 블록을 제조할 수 있으며, 또한 발수제를 포함하고 있어 블록 표면의 수분 접촉각이 증가하여 블록 표면에 부착된 유기물, 먼지 등을 밀어내고, 오염물질의 침투를 방지하여 물리적 힘에 의해서 쉽게 먼지, 이물질이 분리되므로 자가세정기능을 나타낸다.

수분 접촉각이란 고체 표면 위 액체 방울이 고체 표면과 이루는 각을 의미하는 것으로 접촉각은 기체, 액체, 고체 간의 표면 에너지가 열역학적 평형을 이루고 있을 때 형성되며, 고체 표면의 물리적, 화학적 성질이 균일할 경우, 같은 종류의 액체는 그 고체 표면 어디에서나 동일한 접촉각을 가진다. 접촉각이 작을수록 표면은 액체에 의해 젖고, 접촉각이 클수록 표면에 잘 젖지 않고 흘러내리는 경향을 가진다.

본 발명의 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법은 도 1에 나타난 순서도와 같이 제조될 수 있다.

먼저, 제1단계(S10)는 굵은 골재, 잔골재, 시멘트, 혼화재 및 물을 혼합하되, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 굵은 골재 380 ~ 440 중량부, 잔골재 45 ~ 80 중량부, 혼화재 10 내지 20 중량부 및 물 15 내지 35 중량부를 혼합하여 기층부 조성물을 제조한다.

상기 굵은 골재는 5mm 체에서 중량비로 85% 이상 남는 골재이고 2.5mm 체에 다 남는 골재인 것으로 하고, 상기 잔골재는 10mm 체를 전부 통과하고 5mm 체를 중량비로 85% 이상 통과하며 0.08mm체에 다 남는 골재인 것으로 한다.

상기 시멘트 100 중량부에 대하여 상기 굵은 골재 380 중량부 미만으로 혼합하는 경우 아래 제2단계(S20)의 기층부(20)의 내구성을 증가시키기 어려워 고강도의 보차도 블록을 제조할 수 없고, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 상기 굵은 골재 440 중량부를 초과하여 혼합하는 경우 상대적으로 상기 잔골재의 혼합량이 낮아 하기 제2단계(S20)의 기층부(20) 내부가 치밀하지 못하고 흡착력이 낮아져서 강도 발현이 어려워질 수 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 상기 잔골재 45 중량부 미만으로 혼합하는 경우 상기 잔골재의 혼합량이 낮아 아래 제2단계(S20)에서 제조된 기층부(20)의 내부 및 표면에 물이 부착되어 있는 습윤 상태가 좋지 못하거나 실적률이 낮아 아래 제2단계(S20)의 기층부(20) 골재의 모양이 좋지 못하거나 입도 분포가 적당하지 못할 우려가 있고, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 상기 잔골재를 80 중량부를 초과하여 혼합하는 경우 아래 제2단계(S20)에서 제조된 기층부(20)의 공극률을 일정하게 유지하기 어렵고 강도저하의 우려가 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.

상기 혼화재는 콘크리트의 성질을 개선, 향상시킬 목적으로 첨가하는 재료로 플라이애쉬, 고로슬래그, 실리카퓸, 천연 포졸란을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.

상기 혼화재는 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부로 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 상기 혼화재 10 중량부 미만으로 혼합하는 경우 필요 성능이 발현되지 않을 우려가 있고, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 상기 혼화재 20 중량부를 초과하여 혼합하는 경우 블록 품질에서 장기 강도 및 동결 융해에 취약한 문제점이 발생할 수 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.

다음으로, 제2단계(S20)은 상기 기층부 조성물을 진동 하판(130) 상단에 마련된 몰드(110)에 투입한 후, 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 기층부 조성물이 진동되면서 가압 성형하여 기층부(20)를 제조한다.

일반적인 보도블록 제조방법은 시멘트와 물을 적절한 비율로 혼합하고 혼합된 반죽물을 일정한 형상의 몰드에서 성형한 다음 양생 과정을 거쳐 성형 몰드에서 보도블록을 빼내는 탈형 과정을 거치게 된다. 그러나 몰드에서 제품 성형시 가압을 하지 않거나 진동을 실시하지 않으면 내구성이 약하여 미세한 충격에도 쉽게 파손되어 유사시에 그 기능을 발휘하지 못하는 제품들이 많았다. 따라서 본 발명에서는 제품의 성형과 강도 발현이 적합한 진동 가압 방식을 적용하도록 한다.

다음으로, 제3단계(S30)은 잔골재, 시멘트, 광촉매, 플라이애쉬, 발수제, 강도증진제 및 물을 혼합하여 표층부 조성물을 제조하되, 상기 표층부 조성물은 시멘트 100 중량부에 대하여 잔골재 440 내지 480 중량부, 광촉매 2 내지 4 중량부, 플라이애쉬 13 ~ 17 중량부, 발수제 0.2 내지 3 중량부, 강도증진제 3 내지 7 중량부 및 물 20 내지 30 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

구체적으로 상기 제3단계(S30)은 상기 잔골재, 시멘트, 광촉매, 플라이애쉬, 발수제, 강도증진제를 건식 혼합하여 건식 혼합물을 제조한 후, 상기 건식 혼합물에 최종적으로 물을 투입하여 습식 혼합하여 상기 표층부 조성물을 제조한다.

상기 제3단계(S30)은 먼저 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 상기 잔골재 440 내지 480 중량부, 상기 TiO₂, ZrO₂, V₂O₃, WO₃, CuO, 및 SrTiO₃으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 광촉매 재료 2 내지 4 중량부, 플라이애쉬 13 ~ 17 중량부, 발수제 0.2 내지 3 중량부, 강도증진제 3 내지 7 중량부를 20 ~ 60초 동안 건식혼합하여 제조한다.

상기 시멘트 100 중량부에 대하여 상기 잔골재 440 중량부 미만으로 혼합하는 경우 상기 잔골재의 혼합량이 낮아 아래 제4단계(S40)에서 제조된 표층부(10)의 내부 및 표면에 물이 부착되어 있는 습윤 상태가 좋지 못하거나 실적률이 낮아 아래 제4단계(S40)의 표층부(10) 골재의 모양이 좋지 못하고 입도 분포가 적당하지 못할 우려가 있고 과도한 시멘트비로 인해 골재를 노출시켜 미관을 형성하는 제품의 특성을 구현하기 어렵고, 원재료비가 상승하는 요인이 되기도 하며, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 상기 잔골재 480 중량부를 초과하여 혼합하는 경우 아래 제4단계(S40)에서 제조된 표층부(10)의 공극률을 일정하게 유지하기 어려우며 과도한 골재량과 낮은 시멘트비로 인해 강도 저하가 발생할 수 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.

본 발명에 포함되는 TiO₂는 아나타제(anatase)의 구조를 가지는 것으로, 내마모성과 내구성이 우수하다는 특성을 가지고 있고 안전하며 무독성 물질로서, 사용 후 폐기 시에도 3차 공해에 대한 염려가 없는 친환경 소재이다.

플라이애쉬는 콘크리트 혼화재로 사용되는 것으로 상기 TiO₂와 함께 사용함으로써 본 발명에 의해 습식 혼합하여 제조된 상기 표층부 조성물은 장기적으로 매우 높은 강도를 가질 수 있고, TiO₂의 분산이 고르게 되어 광촉매 반응 효율이 높은 고강도 보차도 블록을 제조할 수 있다. 또한, 상기 플라이애쉬를 사용하지 않고 광촉매만을 사용하여 상기 시멘트와 혼합하여 제조된 보차도 블록의 경우 TiO₂의 분산도가 떨어지고, 강도가 낮아지는 문제점이 발생할 수 있고, 초미립자인 광촉매의 특성상 상기 광촉매와 상기 시멘트가 용이하게 섞이지 않는 문제점이 있으므로 제조되는 보차도 블록의 강도와 혼합 용이성을 증가시키기 위한 목적으로 상기 플라이애쉬를 첨가한다.

본 발명은 선행특허(제10-1960886호)와 달리 적은 광촉매와 플라이애쉬를 사용한다. 구체적으로 본 발명의 표층부 조성물은 시멘트 100 중량부에 대하여 광촉매 2 내지 4 중량부, 플라이애쉬 13 내지 17 중량부를 포함한다.

상기 시멘트 100 중량부에 대하여 상기 광촉매를 2 중량부 미만으로 혼합하는 경우 상기 광촉매의 대기정화 기능 효과가 미미할 수 있고, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 상기 광촉매를 4 중량부를 초과하여 혼합하는 경우 상대적으로 상기 잔골재 및 시멘트의 비율이 낮아져 내구성이 낮아질 우려가 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.

상기 제3단계에서 표층부 조성물을 위한 건식 혼합물 제조시 발수제를 첨가하는 경우, 상기 기능 성분이 균일하게 혼합되지 않고 혼합물의 상호 결합도가 감소하여 최종 제품인 보차도 블록의 강도가 저하되는 결과가 발생하여, 본 발명자는 상기 기능 성분이 균일하게 혼합되고, 상기 혼합물의 상호 결합도를 증가시켜 최종적으로 블록의 강도를 증가시키기 위하여 강도 증진제를 첨가하였다. 상기 강도증진제는 수분의 원활한 분산을 통하여 수화반응을 촉진하고 균등화를 통하여 블록의 강도를 증가시킬 수 있다.

상기 강도증진제는 1,2-벤즈이소티아졸-3(2H)-온(1,2-Benzisothiazol-3(2H)-one: CAS NO. 2634-33-5) 및 2-메틸-2H-이소티아졸-3-온(2-methyl-2H-isothiazol-3-one: CAS NO. 2682-20-4)을 포함하며, 상기 화합물은 1:1의 중량비로 포함되는 것이 바람직하다.

구체적으로 본 발명의 표층부 조성물은 시멘트 100 중량부에 대하여 강도증진제 3 내지 7 중량부를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 5 중량부 포함할 수 있다.

상기 발수제는 물에 녹으면서 내부 입자표면과 경화체 표면에 코팅막을 형성시켜 내수 및 방수 성능을 향상시키는 역할을 한다. 상기 발수제는 내수성을 극대화시키기 위해 추가적으로 첨가하는 재료로서, 파라핀 왁스 및 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르를 1:1의 중랑비로 혼합한 혼합물을 사용하며, 시멘트 100 중량부에 대하여 0.2 내지 3 중량부 범위 내로, 바람직하게는 시멘트 100 중량부에 대하여 0.2 내지 3 중량부를 사용한다.

상기 발수제를 0.2 중량부 미만으로 사용하면 내수성 향상에 효과를 발현하지 못하고, 반면에 3 중량부를 초과하면, 비빔이 매우 불량해지고, 제조 단가가 대폭 증대되며, 오히려 블록의 강도가 감소하는 단점이 있으며 본 발명자의 실험에 의하면 발수제를 시멘트 100 중량부에 대하여 4 중량부 첨가하는 경우 표층부와 기층부의 분리현상이 관찰되었다.

또한, 상기 건식혼합을 20초 미만으로 실시하는 경우 균일하게 혼합되지 못할 우려가 있고, 60초 초과하여 실시하는 경우 아래 제4단계(S40)에서 제조된 표층부(10) 내부에 기포 및 재료분리가 생길 수 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 건식혼합된 표층부 조성물의 시멘트 100 중량부에 대하여 물 20 내지 30 중량부를 10 ~ 30초 동안 서서히 투입하여 150 ~ 300초 동안 습식혼합하여 표층부 조성물을 제조한다. 상기 건식혼합된 표층부 조성물에 물 20 중량부 미만으로 혼합하는 경우 유동이 어려워 하기 제4단계(S40)에서 가압 성형이 어려울 뿐만 아니라 상기 잔골재에 포함되어 있는 염분 또는 불순물을 충분히 녹여 제거할 수 없는 문제점이 발생할 수 있고 시멘트가 경화되기 위한 수화반응이 일어나기에 충분한 수분이 공급되지 않아 강도 발현이 어려워지며, 상기 건식혼합된 표층부 조성물에 대하여 물 30 중량부를 초과하여 혼합하는 경우 상기 시멘트와 혼합할 때 강도 발현이 미흡하거나, 과도한 반죽 질기로 인해 탈형 시 제품 표면에 불량이 발생할 우려가 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 물은 서서히 투입해야 하며 10초 미만으로 빠르게 투입하는 경우 아래 제4단계(S40)에서 제조된 표층부(10) 내부에 기포가 생길 우려가 있고 고른 물 분사가 되지 않을 우려가 있으며 30초를 초과하여 느리게 투입하는 경우 혼합 이전에 굳어버릴 우려가 있으므로 상기 조건으로 실시하고, 상기 혼합은 150초 미만으로 혼합하는 경우 상기 건식혼합된 표층부 조성물에 상기 물의 혼합이 미미할 수 있고 300초 초과하여 혼합하는 경우 상기 건식혼합된 표층부 조성물에 기포와 재료분리가 발생하여 내구성이 낮아질 우려가 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.

상기 제3단계(S30)에서 건식 혼합 후 습식 혼합을 실시하여 선행기술로부터 공지된 보차도 블록과는 다른 상당한 이점을 포함하게 된다. 특히 건식 혼합물에 광촉매 재료를 혼합한 조성물과 비교할 때 상기 표층부(10)에서 상기 광촉매 재료의 균일도가 매우 일정하여 광촉매 효율이 증가되고, 상기 기층부(20)와 유사한 강도를 가지도록 마련할 수 있다.

다음으로, 제4단계(S40)는 상기 표층부 조성물을 상기 몰드(110)의 내부에 성형된 기층부(20)의 상부에 투입한 후 상기 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 표층부 조성물이 진동되면서 가압 성형하여 표층부(10)를 제조한다.

상기 표층부 조성물을 상기 제3단계(S30)의 조건으로 실시하지 않고 특히 상기 물의 혼합량 및 물의 혼합 속도를 따르지 않고 상기 제4단계(S40)의 진동 가압을 실시하는 경우 상기 혼합된 물에 의해 상기 광촉매 재료가 상기 표층부(10)에 균일하게 분포할 수 없게 되어 상기 표층부(10)의 위치에 따라 광촉매 효율 차이가 달라지므로 대기정화 기능을 효과적으로 실행할 수 없는 문제점이 있다. 그러나 상기 표층부(10) 성형시 가압을 하지 않거나 진동을 실시하지 않으면 내구성이 약하여 미세한 충격에도 쉽게 파손되어 유사시에 그 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있으므로 상기 제3단계(S30)의 조건에서 표층부 조성물을 제조한 후 상기 제4단계(S40)의 조건으로 성형을 실시하는 것이 가장 바람직하다.

상기 표층부(10)의 연직 두께는 6 내지 10mm인 것으로 하며 바람직하게는 8mm이다. 상기 표층부(10)의 연직 두께가 6mm 미만인 경우 보차도에서의 사용 과정에서 마모, 파손 등으로 인하여 광촉매 성분이 제거되어 질소산화물 제거 효과를 발휘하지 못하게 될 우려가 있고, 상기 표층부(10)의 연직 두께가 10mm를 초과하는 경우 상기 기층부(20)의 연직 두께가 낮아져야 하므로 내부강도가 낮아질 수 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.

<실시예>

시멘트 100 중량부에 대하여 굵은 골재 412 중량부, 잔골재 61 중량부, 플라이애쉬 15중량부 및 물 25 중량부를 혼합하여 기층부 조성물을 제조하였다. 상기 기층부 조성물을 동하판 상단에 마련된 몰드(110)에 투입한 후, 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 기층부(20)조성물이 진동되면서 가압 성형하여 기층부를 제조하였다.

시멘트 100 중량부에 대하여 잔골재 460 중량부, TiO₂ 3 중량부, 플라이애쉬 15 중량부, 강도증진제(1,2-벤즈이소티아졸-3(2H)-온(1,2-Benzisothiazol-3(2H)-one: CAS NO. 2634-33-5) 및 2-메틸-2H-이소티아졸-3-온(2-methyl-2H-isothiazol-3-one: CAS NO. 2682-20-4)의 1:1 중량비 혼합물) 5 중량부, 발수제(파라핀 왁스(Paraffin wax: CAS NO. 8002-74-2) 및 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르(Polyoxyethylene nonylphenylether: CAS NO. 9106-41-9)의 1:1 중량비 혼합물)를 40초 동안 건식혼합하였다. 상기 건식혼합된 표층부 조성물의 시멘트 100 중량부에 대하여 물 25 중량부를 20초 동안 서서히 투입하여 230초 동안 습식혼합하여 표층부 조성물을 제조하였다. 상기 표층부 조성물을 상기 몰드(110)의 내부에 성형된 기층부(20)의 상부에 투입한 후 상기 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 표층부 조성물이 진동되면서 가압 성형하여 표층부(10)를 제조하였다.

상기 발수제의 중량비는 [표 1]과 같이 다양하게 혼합하였다.

	강도증진제	발수제
실시예 1	5	0
실시예 2	5	1
실시예 3	5	3
실시예 4	5	4

(1) 수분접촉각 측정

상기 실시예 1 내지 12의 시편의 접촉각은 contact angle meter를 이용하여 측정하였다. 접촉각 측정은 상온의 상태에서 필름 표면 위에 일정량의 물을 한 방울 떨어뜨리고 표면과 방울의 접촉된 각을 측정하는 방법으로 이루어졌다

상기 수분접촉각 측정 결과를 아래 [표 2]에 기재하였다.

	수분접촉각
실시예 1	66.6°
실시예 2	80.2°
실시예 3	110.6°
실시예 4	130.4°

상기 수분접촉각 측정 결과를 참고하면, 발수제의 경우 첨가량이 증가할수록 수분접촉각이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 발수제를 4 중량부 첨가한 경우(실시예 4) 수분 접촉각은 130.4°로 가장 높게 나타났으나 표층부와 기층부의 분리 현상이 관찰되었다(도 4). 도 4를 참조하면 발수제를 4 중량부 첨가한 경우(왼쪽 블록) 표층부와 기층부가 분리되는 현상을 나타내었으나, 발수제를 3 중량부 첨가한 경우(오른쪽 블록)은 표층부와 기층부가 분리되지 않았다.

따라서 발수제는 시멘트 100 중량부에 대하여 3 중량부(파라핀 왁스(Paraffin wax: CAS NO. 8002-74-2) 및 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르(Polyoxyethylene nonylphenylether: CAS NO. 9106-41-9)의 각각 1 중량부) 첨가하는 것이 최적의 자가세정 기능을 발휘할 수 있을 것으로 판단된다.

(3) 항균실험

상기 실시예 3의 조성비율로 표층부 조성물을 제조한 후 이를 시험시료로 하여 항균실험을 진행하였다. 시험균주로는 대장균(Escherichia coil ATCC 25922)을 사용하였으며, 시험방법은 KICM-FIR 1002의 방법에 따라 시험하였다. 시험결과는 [표 3]과 같다.

비교예는 본 발명자의 선행특허인 제10-1960886호의 실시예 1의 방법으로 표층부 조성물을 제조하였다.

	시험 결과
	초기 농도	24시간 후 농도	세균 감소율(%)
실시예 3	450	3	99.3
비교예	462	2	99.6

상기 표 3을 참조하면 본 발명의 실시예 3의 조성비율로 제조된 표층부 조성물은 비교예와 비교하여 항균성이 비슷한 것으로 확인되었다. 본 발명은 비교예에 비하여 훨씬 적은 양의 TiO₂를 함유하고 있으나, 항균성은 크게 차이가 나지 않는 것을 확인할 수 있었다.

(4) 자가세정 실험

상기 실시예 3의 방법으로 제조된 블록과 현재 시판되는 블록을 자동차가 다니는 도로에 설치한 후 8주 후에 양 블록의 오염상태를 확인하였다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록은 기존 블록에 비하여 오염 물질이 자가세정 되어 더 깨끗한 상태를 유지하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

1) 굵은 골재, 잔골재, 시멘트, 혼화재 및 물을 혼합하여 기층부 조성물을 제조하는 단계;
2) 상기 기층부 조성물을 진동 하판(130) 상단에 마련된 몰드(110)에 투입한 후, 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 기층부 조성물이 진동되면서 가압 성형하여 기층부(20)를 제조하는 단계;
3) 잔골재, 시멘트, 광촉매, 플라이애쉬, 발수제, 강도증진제 및 물을 혼합하여 표층부 조성물을 제조하는 단계;및
4) 표층부 조성물을 상기 몰드(110)의 내부에 성형된 기층부(20)의 상부에 투입한 후 상기 진동 상판(100)이 상기 몰드(110) 내부로 하강되고 상기 진동 상판(100)과 진동 하판(130)에 의하여 상기 표층부 조성물이 진동되면서 가압 성형하여 표층부(10)를 제조하는 단계를 포함하며,
상기 표층부 조성물은 시멘트 100 중량부에 대하여 잔골재 440 내지 480 중량부, 광촉매 2 내지 4 중량부, 플라이애쉬 13 ~ 17 중량부, 발수제 0.2 내지 3 중량부, 강도증진제 3 내지 7 중량부 및 물 20 내지 30 중량부를 포함하는 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법.

제1항에 있어서,
상기 기층부 조성물은 시멘트 100 중량부에 대하여 굵은 골재 380 내지 440 중량부, 잔골재 45 내지 80 중량부, 혼화재 10 내지 20 중량부 및 물 15 내지 35 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법.

삭제

제1항에 있어서,
상기 광촉매는 TiO₂, ZrO₂, V₂O₃, WO₃, CuO, 및 SrTiO₃으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법.

제1항에 있어서,
상기 발수제는 파라핀 왁스 및 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르의 혼합물인 것을 특징으로 하는 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법.

제1항에 있어서,
상기 강도증진제는 1,2-벤즈이소티아졸-3(2H)-온(1,2-Benzisothiazol-3(2H)-one) 및 2-메틸-2H-이소티아졸-3-온(2-methyl-2H-isothiazol-3-one)을 1:1의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법.

제1항에 있어서,
상기 표층부(10)의 연직 두께는 6 ~ 10mm인 것을 특징으로 하는 자가세정 기능을 갖는 보차도 블록 제조방법.

제1항, 제2항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 제조된 보차도 블록.