KR102228813B1 - 투수블록의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 투수블록의 제조방법은, 폐골재와 폐플라스틱을 파쇄하는 파쇄 단계; 상기 폐골재파쇄물에 유리분말을 혼합하는 혼합 단계; 상기 폐골재파쇄물과 유리분말을 250도에서 300도로 가열하는 가열 단계; 상기 폐골재파쇄물과 유리분말에 상기 폐플라스틱파쇄물을 교반하는 교반 단계; 및 금형틀에서 압착하는 압착 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 투수블록의 제조방법은, 폐골재파쇄물에 유리분말이 첨가되어 미리 예열된 다음 폐플라스틱파쇄물이 혼합 후 바인딩되고 바인딩된 다음 휴지기를 거침으로써 공극률이 높으며 이에 따라 물의 투수성이 상대적으로 높아 안전사고 발생 가능성이 현저히 저감되며 바인딩 강도가 종래대비 높아 보도블록의 기계적 물성이 우수하여 내충격성에 대한 저항성이 향상될 수 있다.

Description

투수블록의 제조방법{method for manufacturing water permeable block}
본 발명은 투수블록의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐골재와 폐PET병을 재활용하여 우수한 공극률과 경질로 제작될 수 있는 투수블록의 제조방법에 관한 것이다.
보도는 차도와 경계를 형성하고, 보행자의 안전을 보장하면서 차도 주변에 반드시 필요한 시설이다. 이러한 보도에는 콘크리트나 시멘트 재질의 보도블록이 보도의 겉면에 마감되는 것이 일반적이다.
이러한 콘크리트나 시멘트로 제조되는 보도블록은 제조단가가 낮아 경제성 면에서는 유리할 수 있으나, 충격에 약하여 부분적으로 잘 깨지는 등 기계적 풍화에 저항성이 떨어지는 문제점이 있었다.
근래 들어, 이러한 보도블록의 구조적 강도를 향상하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 합성수지재를 활용한 보도블록은 일정한 충격에 대한 내충격성이 우수한 장점이 있으며 종래 폐기되는 폐기물을 재활용하는 관점에서도 친환경적인 장점을 가진다.
그러나, 합성수지로 된 보도블록은 공극률이 낮아서 물의 투수성이 상대적으로 낮고, 이로 인해 이용자가 미끄러지는 등의 안전사고 발생 가능성이 상존하는 문제점이 있다.
또한, 합성수지에 폐골재 등을 혼합하는 경우, 바인딩 강도가 너무 낮고보도블록의 인장강도 등의 기계적 물성이 좋지 못해 여전히 내충격성에 대한 저항성이 낮은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 폐골재와 폐플라스틱을 파쇄하는 파쇄 단계; 상기 폐골재파쇄물에 유리분말을 혼합하는 혼합 단계; 상기 폐골재파쇄물과 유리분말을 250도에서 300도로 가열하는 가열 단계; 상기 폐골재파쇄물과 유리분말에 상기 폐플라스틱파쇄물을 교반하는 교반 단계; 및 금형틀에서 압착하는 압착 단계를 포함할 수 있다.
상기 압착 단계 이후, 상기 금형틀에 유지시킨 상태에서 상온의 냉각수를 공급하여 냉각하는 냉각 단계; 및 상기 냉각 단계 이후 실온상태에서 1시간 30분에서 2시간 이내로 휴지시키는 휴지 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 혼합 단계에서, 상기 폐골재파쇄물은 55%중량부 ~ 65%중량부, 상기 유리분말은 35%중량부 ~ 45%중량부일 수 있다.
상기 교반 단계에서, 상기 유리분말이 혼합된 상기 폐골재파쇄물과 상기 폐플라스틱파쇄물의 교반 비율은 8대 2 또는 9대1일 수 있다.
상기 가열 단계에서, 상기 폐골재로부터 발생되는 불순물이나 먼지를 집진하는 집진부가 마련될 수 있다.
상기 가열 단계는 가열버너가 연결된 가열배관에서 가열되며, 상기 가열배관은 5도에서 7도의 기울기를 가진 적어도 3 m 이상의 지그재그형으로 마련될 수 있다.
상기 교반 단계는, 상기 폐골재파쇄물과 상기 플라스틱파쇄물을 상호 균일하게 교반시키는 이송교반블레이드부를 포함하는 교반배관에서 수행되며, 상기 이송교반블레이드부는, 이송블레이드; 및 상기 이송블레이드가 끝나는 지점에 마련되는 교반블레이드를 포함할 수 있다.
상기 교반 단계 이전에, 상기 폐플라스틱파쇄물을 공급하는 공급배관이 마련되며, 상기 공급배관에 마련되는 공급블레이드는 상기 폐골재파쇄물과 상기 폐플라스틱파쇄물을 미리 설정된 비율이 되도록, 정회전 또는 역회전되게 마련될 수 있다.
상기 압착 단계에서 성형된 상기 투수블록의 압축강도는 300kg/cm2 이상일 수 있다.
상기 성형되는 투수블록의 공극률은 10% ~15% 일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 폐골재와 폐플라스틱을 파쇄하는 파쇄 단계; 상기 폐골재파쇄물을 250도에서 300도로 가열하는 가열 단계; 상기 폐골재파쇄물에 상기 폐플라스틱파쇄물 및 유리분말을 교반하는 교반 단계; 금형틀에서 압착하는 압착 단계; 상기 금형틀에 유지시킨 상태에서 상온의 냉각수를 공급하여 냉각하는 냉각 단계; 및 상기 냉각 단계 이후 실온상태에서 1시간 30분에서 2시간 이내로 휴지시키는 휴지 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 투수블록의 제조방법은, 폐골재파쇄물에 유리분말이 첨가되어 미리 예열된 다음 폐플라스틱파쇄물이 혼합 후 바인딩되고 바인딩된 다음 휴지기를 거침으로써 공극률이 높으며 이에 따라 물의 투수성이 상대적으로 높아 안전사고 발생 가능성이 현저히 저감되며 바인딩 강도가 종래대비 높아 보도블록의 기계적 물성이 우수하여 내충격성에 대한 저항성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투수블록의 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투수블록의 제조방법의 공정 전반을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 2에서 제1 및 제2 공급부와, 가열배관, 공급배관 및 교반배관을 도시한 도면이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 정면도이다.
도 6은 도 3에서 교반배관 내의 이송교반블레이드부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투수블록의 제조방법의 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 투수블록의 제조방법의 일 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투수블록의 제조방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투수블록의 제조방법의 공정 전반을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 도 2에서 제1 및 제2 공급부와, 가열배관, 공급배관 및 교반배관을 도시한 도면이고, 도 5는 도 3 및 도 4의 정면도이며, 도 6은 도 3에서 교반배관 내의 이송교반블레이드부를 개략적으로 도시한 도면이다.
먼저, 도 2를 주로 참조하여 투수블록의 제조장치를 간략히 설명한다.
장치 왼편으로는 제1 및 제2 공급부(10, 20)가 마련될 수 있다. 제1 및 제2 공급부(10, 20)에는 각각 폐골재파쇄물(C), 폐플라스틱파쇄물(P) 및 유리분말(G)이 공급될 수 있다.
제1 공급부(10)에는 가열배관(30)이 직접 연결되어 있다. 가열배관(30)에는 가열버너(31)가 마련되며, 가열버너(31)의 가열 정도에 따라 가열배관(30) 내의 온도범위 등의 가열조건이 달라질 수 있다.
상기 가열배관(30)은 대략 5도에서 7도의 기울기를 가진 적어도 3 m 이상의 지그재그형으로 마련될 수 있다. 가열배관(30)에는 진동자(32)가 마련되어 폐골재파쇄물(C) 및 유리분말(G)의 하방 이송을 보조하는 한편 이들의 교반을 촉진할 수 있다.
상기 폐골재로부터 발생되는 불순물이나 먼지를 집진하는 집진부(33)가 마련될 수 있다. 집진부(33)는 가열배관(30) 중간에 상호 연통되는 지점에 연결될 수 있다.
교반배관(40)이 가열배관(30)과 연결될 수 있다.
교반배관(40) 내부에는 폐골재파쇄물(C)과 상기 플라스틱파쇄물을 상호 균일하게 교반시키는 이송교반블레이드부(41)를 포함할 수 있다. 상기 이송교반블레이드부(41)는, 이송블레이드(42); 및 상기 이송블레이드(42)가 끝나는 지점에 마련되는 교반블레이드(43)를 포함할 수 있다.
이송블레이드(42)는 가열배관(30)에 인접하게 배치되어 폐골재파쇄물(C)과 유리분말(G)을 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 오른편으로 이송시킬 수 있다.
한편, 제2 공급부(20)에는 폐플라스틱파쇄물(P)이 공급되며, 공급배관(21)을 거쳐 교반배관(40)으로 투입될 수 있다. 공급배관(21) 내부에는 공급블레이드(22)가 마련되며, 공급블레이드(22)는 상기 폐골재파쇄물(C)과 상기 폐플라스틱파쇄물(P)을 미리 설정된 비율이 되도록, 정회전 또는 역회전되게 마련될 수 있다.
교반배관(40)이 끝나는 지점에는 금형틀(50)이 마련될 수 있다.
금형틀(50)에는 압착부(60)가 마련되며, 압착부(60)는 유압 또는 공압의 압착실린더로 제작될 수 있다.
금형틀(50)에는 냉각수공급부(70)와 냉각팬(71)이 마련되어 냉각 공정이 수행될 수 있다.
본 발명에 의한 투수블록의 제조장치를 이용한 투수블록의 제조방법은 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 폐골재와 폐플라스틱을 파쇄하는 파쇄 단계(S100); 상기 폐골재파쇄물(C)에 유리분말(G)을 혼합하는 혼합 단계(S200); 상기 폐골재파쇄물(C)과 유리분말(G)을 250도에서 300도로 가열하는 가열 단계(S300); 상기 폐골재파쇄물(C)과 유리분말(G)에 상기 폐플라스틱파쇄물(P)을 교반하는 교반 단계(S400); 및 금형틀(50)에서 압착하는 압착 단계(S500)를 포함할 수 있다.
먼저, 파쇄 단계가 수행될 수 있다(S100). 폐골재는 노후 건축물의 콘크리트 등의 폐자재가 사용가능할 수 있다. 이러한 폐골재파쇄물(C)의 입도는 본 실시예에서는 대략 1 ~ 2 cm 이내로 가공됨이 바람직하다.
폐플라스틱은 폐pet병을 대상으로 하며, 소재는 PE가 사용됨이 바람직하며 PP 재질도 사용가능할 수 있다. 본 실시예에서의 폐플라스틱파쇄물(P)의 입도는 대략 5 ~ 7 cm 내외로 함이 바람직하다.
유리분말(G)은 폐골재파쇄물(C)에 전처리되는 물질로 마련될 수 있다. 유리분말(G)은 강화유리 파편을 대상으로 하며, 이밖에 노후화된 태양전지판 또는 세라믹 소재분말 등도 적용가능할 수 있다. 이러한 강화유리 판넬이나 태양전지판, 또는 세라믹 소재분말 등은 파쇄되어 대략 0.2 ~ 0.4 cm의 입도를 가질 수 있다.
다음으로, 폐골재파쇄물(C)에 유리분말(G)을 혼합하는 혼합 단계가 수행될 수 있다(S200). 혼합 단계의 재료는 폐골재파쇄물(C)과 유리분말(G)이며, 상기 혼합 단계에서, 상기 폐골재파쇄물은 60 중량%이고 상기 유리분말은 40중량%의 비율로 혼합될 수 있다.
다음으로, 가열 단계가 수행될 수 있다(S300). 상기 가열 단계는 가열버너(31)가 연결된 가열배관(30)에서 가열되며, 상기 가열배관(30)은 5도에서 7도의 기울기를 가진 적어도 3 m 이상의 지그재그형으로 마련될 수 있다. 이러한 가열배관(30)을 통해 미리 설정된 시간 이상으로 가열되어 폐골재파쇄물(C) 및 유리분말(G)이 균일하게 섞이면서 가열될 수 있다. 본 실시예에서의 가열 조건은 대략 250에서 300도 이내로 5분 이상 가열됨이 바람직하다.
이 과정에서, 폐골재파쇄물(C)에 포함되어 있는 각종 불순물이나 먼지 등이 집진부(33)를 통해 배출될 수 있다.
다음으로, 교반 단계가 수행될 수 있다(S400).
가열배관(30)에서 미리 설정된 온도로 가열된 폐골재파쇄물(C)(유리분말(G)을 포함한)이 주로 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 교반배관(40)으로 투입될 수 있다.
교반배관(40)에는 주로 도 5를 참조하면, 이송교반블레이드부(41)가 마련되어 있으며, 상기 이송교반블레이드부(41)는, 이송블레이드(42); 및 상기 이송블레이드(42)가 끝나는 지점에 마련되는 교반블레이드(43)를 포함할 수 있다.
여기서, 폐골재파쇄물(C) 및 유리분말(G)은 이송블레이드(42)를 타고 오른편으로 이송될 수 있다.
그리고, 제2 공급부(20)에 연결된 공급배관(21)을 통해 폐플라스틱파쇄물(P)이 교반배관(40) 정확히 말하면, 교반블레이드(43)로 공급될 수 있다. 상기 공급배관(21)에 마련되는 공급블레이드(22)는 상기 폐골재파쇄물(C)과 상기 폐플라스틱파쇄물(P)을 미리 설정된 비율이 되도록, 정회전 또는 역회전되게 마련될 수 있다.
이러한 공급블레이드(22)의 기능에 의해, 상기 교반 단계에서는 상기 유리분말이 혼합된 상기 폐골재파쇄물과 상기 폐플라스틱파쇄물의 교반 비율은 중량비 90 : 10일 수 있다.
이러한 교반배관(40)은 본 실시예에서는 대략 3 m 정도의 길이를 가지며, 폐골재파쇄물(C)과 폐플라스틱파쇄물(P)이 충분히 교반될 수 있게 한다.
이와 같이, 폐골재파쇄물(C)에 유리분말(G)이 첨가되어 미리 예열된 다음 폐플라스틱파쇄물(P)이 혼합 후 예열된 폐골재파쇄물(C)의 잔열에 의해 폐플라스틱파쇄물(P)이 용융되어 폐골재파쇄물(C)이 상호 바인딩될 수 있어 바인딩 강도가 종래대비 높아 보도블록의 기계적 물성이 우수하여 내충격성에 대한 저항성이 향상될 수 있다.
이에 따라 상기 압착 단계에서 성형된 상기 투수블록의 압축강도는 300kg/cm2 이상일 수 있다.
다음으로, 금형틀(50)에서 압착하는 압착 단계가 수행될 수 있다(S500). 압착실린더를 통해 압착되며 압착 조건은 50 kg/m2 이상의 압착력으로 성형되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 투수블록의 제조방법은 상기 금형틀(50)을 유지시킨 상태에서 상온의 냉각수를 공급하여 냉각하는 냉각 단계(S600); 및 상기 냉각 단계 이후 실온상태에서 1시간 30분에서 2시간 이내로 휴지시키는 휴지 단계(S700)를 더 포함할 수 있다.
냉각 단계(S600)는 금형틀(50)을 유지한 상태에서 상온의 냉각수를 공급할 수 있다. 그리고, 냉각팬(71)을 조합하여 급속 냉각시킬 수 있다.
다음으로, 휴지 단계(S700)가 수행될 수 있다. 휴지 단계는 실온상태에서 1시간 30분에서 2시간 이내로 휴지시키게 된다.
이러한 휴지기를 거침으로써 투수블록의 공극률이 높으며 이에 따라 물의 투수성이 상대적으로 향상될 수 있어 안전사고 발생 가능성이 현저히 저감될 수 있다. 상기 성형되는 투수블록의 공극률은 10% ~15% 일 수 있다.
마지막으로, 투수블록이 금형틀(50)로부터 분리 배출될 수 있다.
이러한 단계 구성을 통해, 폐골재파쇄물(C)에 유리분말(G)이 첨가되어 미리 예열된 다음 폐플라스틱파쇄물(P)이 혼합 후 바인딩되고 바인딩된 다음 휴지기를 거침으로써 공극률이 높으며 이에 따라 물의 투수성이 상대적으로 높아 안전사고 발생 가능성이 현저히 저감되며 바인딩 강도가 종래대비 높아 보도블록의 기계적 물성이 우수하여 내충격성에 대한 저항성이 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투수블록의 제조방법의 순서도이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 투수블록의 제조방법을 도 7을 참조하여 설명하되, 일 실시예와 차이가 있는 구성에 대해서 상세 설명하기로 한다.
제1 공급부(10)에는 폐골재파쇄물(C)만 공급된다. 그리고, 가열배관(30)에서는 폐골재파쇄물(C)만 가열조건을 충족하면서 가열될 수 있다(S310). 여기서, 폐골재파쇄물(C)과 유리분말(G)의 상호 혼합하는 단계가 생략될 수 있다.
제2 공급부(20)에 폐플라스틱파쇄물(P) 및 유리분말(G)이 공급될 수 있다. 이에 따라, 유리분말(G)에는 전술한 가열조건이 가해지지 아니한다.
교반배관(40)에서 교반 단계가 수행될 수 있다(S410). 교반배관(40)에서는 미리 예열된 폐골재파쇄물(C)에 공급배관(21)으로부터 폐플라스틱파쇄물(P) 및 유리분말(G)이 투입되며, 상호 균일하게 교반될 수 있다.
이후, 압착, 냉각 및 휴지 단계(S500, S600, S700)는 전술한 1실시예의 단계 구성과 동일하게 수행될 수 있다.
이러한 단계 구성을 통해, 폐골재파쇄물(C)에 유리분말(G)이 첨가되어 미리 예열된 다음 폐플라스틱파쇄물(P)이 혼합 후 바인딩되고 바인딩된 다음 휴지기를 거침으로써 공극률이 높으며 이에 따라 물의 투수성이 상대적으로 높아 안전사고 발생 가능성이 현저히 저감되며 바인딩 강도가 종래대비 높아 보도블록의 기계적 물성이 우수하여 내충격성에 대한 저항성이 향상될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 제1 공급부 20 : 제2 공급부
21 : 공급배관 22 : 공급블레이드
30 : 가열배관 31 : 가열버너
32 : 진동자 33 : 집진부
40 : 교반배관 41 : 이송교반블레이드부
42 : 이송블레이드 43 : 교반블레이드
50 : 금형틀 60 : 압착부
70 : 냉각수공급부 71 : 냉각팬

Claims (11)

  1. 폐골재와 폐플라스틱을 파쇄하는 파쇄 단계;
    폐골재파쇄물에 유리분말을 혼합하는 혼합 단계;
    상기 폐골재파쇄물과 유리분말을 250도에서 300도로 가열하는 가열 단계;
    상기 폐골재파쇄물과 유리분말에 폐플라스틱파쇄물을 교반하는 교반 단계; 및
    금형틀에서 압착하는 압착 단계를 포함하며,
    상기 혼합 단계에서, 상기 폐골재파쇄물은 60 중량%이고 상기 유리분말은 40중량%의 비율로 혼합되며,
    상기 교반 단계에서, 상기 유리분말이 혼합된 상기 폐골재파쇄물과 상기 폐플라스틱파쇄물의 교반 비율은 중량비 90 : 10이며,
    상기 가열 단계에서, 상기 폐골재파쇄물로부터 발생되는 불순물이나 먼지를 집진하는 집진부가 마련되며,
    상기 가열 단계는 가열버너가 연결된 가열배관에서 가열되며,
    상기 가열배관은 5도에서 7도의 기울기를 가진 적어도 3 m 이상의 지그재그형으로 마련되고 상기 가열배관(30)에는 진동자(32)가 마련되며,
    상기 교반 단계는, 상기 폐골재파쇄물과 상기 폐플라스틱파쇄물을 상호 균일하게 교반시키는 이송교반블레이드부를 포함하는 교반배관에서 수행되며,
    상기 이송교반블레이드부는,
    이송블레이드; 및
    상기 이송블레이드가 끝나는 지점에 마련되는 교반블레이드를 포함하며,
    상기 교반 단계 이전에, 상기 폐플라스틱파쇄물을 공급하는 공급배관이 마련되며,
    상기 공급배관에 마련되는 공급블레이드는 상기 폐골재파쇄물과 상기 폐플라스틱파쇄물이 상기 교반배관에서 미리 설정된 비율이 되도록, 정회전 또는 역회전되게 마련되는 것을 특징으로 하는 투수블록의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압착 단계 이후,
    상기 금형틀에 유지시킨 상태에서 상온의 냉각수를 공급하여 냉각하는 냉각 단계; 및
    상기 냉각 단계 이후 실온상태에서 1시간 30분에서 2시간 이내로 휴지시키는 휴지 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투수블록의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열 단계에서, 상기 폐골재파쇄물로부터 발생되는 불순물이나 먼지를 집진하는 집진부가 마련되는 것을 특징으로 하는 투수블록의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압착 단계에서 성형된 상기 투수블록의 압축강도는 300kg/cm2 이상인 것을 특징으로 하는 투수블록의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 성형되는 투수블록의 공극률은 10% ~15% 인 것으로 제작되는 것을 특징으로 하는 투수블록의 제조방법.
  11. 삭제
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