KR102555705B1 - 폐플라스틱을 이용한 투수 보도블록 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패각에 의해 다양한 색상 구현이 가능하고, 특정한 유무기 하이브리드 바인더를 사용함으로써 내부 유해물질의 방출이 없고 미세 먼지 저감 효과를 가지며, 종래 재활용이 불가능했던 폐기물을 사용하는 폐플라스틱을 이용한 투수 보도블록 및 그 제조방법을 개시한다.

Description

폐플라스틱을 이용한 투수 보도블록{Water-Permeable Sidewalk Block Using Waste Plastic}
본 발명은 투수성이 우수하고, 다양한 색상을 구현하고 폐플라스틱의 유해성분이 배출되는 것을 차단할 수 있는, 폐플라스틱을 이용한 투수 보도블록 및 그 제조방법에 관한 것이다.
보도블록은 보행자가 통행하는 보도, 소위 인도를 포장하기 위한 토목 자재를 의미한다.
보도블록은 빗물과 같은 물의 침투 여부에 따라 투수 보도블록과 불투수 보도블록으로 나뉜다. 상기 투수 보도블록은 통상 입자가 큰 골재를 사용하여 상기 보도블록 위에 내릴 빗물이 지중으로 침투하여 보도에 물고임 현상을 저감시켜 쾌적한 보행을 가능케 한다.
통상 투수 보도블록은 골재, 시멘트 및 자갈을 위주로 하여 제작되었으나, 다양한 연구를 통해 여러 가지 기능을 갖도록 새로운 구조 및 조성을 갖는 투수 보도블록의 개발이 이루어지고 있다.
최근 연구에서는 친환경 요소 기술 강화, 폐자원 활용 증대, 도심 투수 문제 해결, 다양한 건축자재로 확대 적용되고 있다.
특히, 환경 이슈로 인해 기존 폐기물 처리가 곤란하였던 폐자재를 이용하여 보도블록을 제조하고자 하는 시도가 있었다.
KR 공개 10-2018-0127578호는 폐플라스틱 및 순환골재를 이용하여 투수블록을 제조하고 있고, KR 공개 10-2004-0007858호는 폐폴리우레탄칩을 바인더로서 사용하여 골재 및 시멘트를 이용한 투수블록의 제조를 개시하고 있다. 이들 투수블록은 폐플라스틱의 재활용이라는 점에서 친환경적이라 할 수 있으나, 상기 폐자재에서 발생하는 유해물질이 보도블록 내에 잔류한다는 문제점을 안고 있다.
한편, 굴이나 조개와 같은 패각 또한 처리가 곤란한 폐자재 중 하나이다.
굴 또는 조개 등의 껍데기를 통칭하는 패각은 폐기물관리법에 따라 사업장 폐기물로 분류되면서 다양한 분야에 활용이 제한돼 왔다. 처리방법의 부재로 방치돼 온 대량의 패각은 환경 문제로도 부각된 바 있다. 이들 패각을 처리하기 위한 방안이나 기술적인 한계점으로 인하여 사회, 환경적으로 문제가 되고 있다.
KR 등록 10-1151313호는 석탄재와 패각을 이용하여 보도블록을 제조함으로써 저렴한 비용으로 보도블록을 제조함을 개시하고 있다. 이때 패각은 분쇄한 것을 사용하는 것이 아니라 700 내지 800℃의 온도에서 1시간 내지 2시간 동안 물에 삶는 소성단계를 수행하여 탄산칼슘 분말로 제조하여 사용하는데, 이러한 소성단계로 인해 오히려 제작 비용이 증가한다.
KR 공개 10-2018-0127578호 (2018.10.24 공개) KR 공개 10-2004-0007858호 (2004.02.06 공개) KR 등록 10-1151313호 (2012.06.08 공고)
폐자재인 폐플라스틱과 패각을 이용하여 투수 보도블록을 제조하기 위해 다각적인 연구를 수행하였다. 상기 폐플라스틱 및 패각은 시멘트 또는 자갈 대비 낮은 강도를 가지고 있어 투수 보도블록에 대한 품질 기준의 만족이 용이하지 않다. 이에 본 발명에서는 자체적으로 개발한 유무기 하이브리드 바인더를 사용하여 폐플라스틱 및 패각을 사용하더라도 상기 품질 기능을 만족시킬 수 있도록 하였다.
본 발명의 목적은 높은 투수성을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 색상 구현이 가능하고 내부 유해물질의 유출을 방지하고 외부 유해물질의 유입을 차단할 수 있는 친환경 투수 보도블록 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 폐플라스틱 입자 100 중량부에 대하여, 패각 입자 10 내지 50 중량부, 및 유무기 하이브리드 바인더 10 내지 40 중량부를 포함하는, 투수 보도블록을 제공한다.
상기 유무기 하이브리드 바인더는,
a) 세라믹 입자 30 내지 60 중량%, 광물질 5 내지 25 중량%, 폴리우레탄 수지 10 내지 30 중량%, 아크릴계 수지 1 내지 10 중량%, 및 실리콘계 수지 1 내지 10 중량%로 혼합하는 단계; 및
b) 얻어진 혼합물을 60℃ 내지 120℃의 온도에서 열처리하는 단계를 포함하여 제조된다.
상기 열처리는 60℃ 내지 120℃의 온도에서 수행한다.
추가로 상기 투수 보도블록은 표면에 광촉매 코팅층이 형성된다.
상기 투수 보도블록은 KS F 4419에 의거하여 측정된 품질 기준이 휨 강도가 4MPa 이상, 압축 강도가 16 MPa 이상, 투수 계수가 0.1 mm/sec 이상, 미끄럼 저항이 45 BPN 이상을 갖는다.
또한, 본 발명은,
폐플라스틱 입자 100 중량부에 대하여, 패각 입자 10 내지 50 중량부, 및 유무기 하이브리드 바인더 10 내지 40 중량부를 혼합하는 단계; 및
얻어진 혼합물을 가열/가압 프레스를 이용하여 성형하여 제조하는, 투수 보도블록의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 투수 보도블록은 높은 투수성을 제공할 수 있어서 지상에 표류하는 우수에 의한 침수 피해, 환경오염 및 미관의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래 재활용이 어려웠던 폐플라스틱과 패각을 재활용한다는 점에서 친환경적인 기술이라 할 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 투수 보도블록은 패각을 통해 색상 부여가 가능하고 내부 유해물질의 유출을 방지하고 외부 유해물질의 유입을 차단할 수 있다.
또한, 추가적인 광촉매의 코팅에 의해 미세먼지 저감 효과를 확보할 수 있다.
본 발명은 인도, 보도 또는 투수성이 요구되는 위치에 설치되어 뛰어난 투수성을 가지면서도 강도가 우수한, 친환경 투수 보도블록 및 그 제조방법을 개시한다.
투수 보도블록은 복사열에 의한 노면의 온도저하 기능이 있으며, 빗물 투과기능으로 하수 유입량을 절감하고, 물고임에 의한 미끄럼 위험을 방지한다. 또한, 배수 기능을 통한 환경친화적인 도시 정비기능 효과가 있고, 색상이 미려하여 친환경적인 보도 조성이 가능하며, 기존 블록보다 표면 질감이 우수하여 미관과 보행성이 좋다는 이점이 있다.
투수 보도블록은 두께 대비 휨 강도, 압축 강도, 미끄럼 저항성과 같은 파라미터에 대한 품질 기준이 있으며, 투수 성능 지속성과 관련된 투수 계수와 같은 물성을 만족시켜야 한다.
서울시의 경우 도시환경문제를 극복하기 위하여 친환경 투수블록 포장재료를 사용하는 기준을 마련하여 권고하고 있다. 구체적으로 투수블록 설계 및 시공시 ' 투수 블록 포장 설계에 따른 시공 및 유지관리 기준과, 및 서울시 전문시방서(SMCS 44 50 30 20)을 준수하여야 한다.
투수 보도블록에 대한 품질 기준, 투수성능 지속성 품질 기준 및 보도포장 미끄럼 저항기준은 하기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같다.
Figure 112022010059463-pat00001
Figure 112022010059463-pat00002
Figure 112022010059463-pat00003
본 발명은 상기 투수 보도블록에 대한 품질 기준, 투수성능 지속성 품질 기준 및 보도포장 미끄럼 저항기준을 만족함과 동시에 다양한 색을 구현하고, 내부 유해물질을 차단하며, 외부 유해물질을 제거하고, 불연 및 난연 특성, 즉 준불연 특성을 함께 갖는다.
종래 투수 보도블록은 시멘트 또는 자갈 등을 사용하여 제조됨에 따라 상기 강도 등의 물성 달성이 용이하나, 본 발명에서는 친환경적인 투수 보도블록을 제조하기 위해 종래 폐기물로 버려지고 있는 폐플라스틱 및 패각을 이용하여 투수 보도블록을 제조한다.
폐플라스틱 및 패각은 시멘트 또는 자갈 대비 낮은 강도를 가지고 있어 투수 보도블록에 대한 품질 기준의 만족이 용이하지 않다. 이에 본 발명에서는 자체적으로 개발한 고기능성 바인더인 유무기 하이브리드 바인더를 사용하여 폐플라스틱 및 패각을 사용하더라도 상기 품질 기능을 만족시킬 수 있도록 하였다.
본 발명에 따른 유무기 하이브리드 바인더는 종래 유기 바인더나 무기 바인더와는 차이가 있고, 이들을 단순 혼합하여 사용하는 혼합 바인더와도 차이가 있다.
종래 알려진 무기 바인더는 Al2O3, TiO2, SiO2 등의 다양한 세라믹 입자를 혼합하여 사용하였다. 이러한 세라믹 입자의 혼합물은 투수 보도블록을 제조하기 위한 가열 및 압착 공정에서 다른 조성과의 결합력을 높일 수 있다.
그러나 폐플라스틱의 경우 유기 성분이므로 무기 바인더와의 결합력이 충분치 않다. 그 결과 제조된 투수 보도블록의 물성이 저하되고 시간이 지남에 따라 갈라짐 등의 품질 불량이 발생한다.
또한, 이들을 단순 혼합하여 사용할 경우 폐플라스틱이나 패각이 이루는 기공을 막아 투수성의 확보가 어려우며, 투수성 확보를 위해 함량을 낮출 경우 물성 저하를 회피할 수 없다. 이로 인해 보도블록 시공 후 재시공 또는 교체 주기가 단축되는 문제를 야기한다.
더불어, 친환경 기술로 폐플라스틱이나 패각을 재활용하고 있는데, 이들 폐자재에 존재하는 유해물질이 보도블록 내에 잔류하여 보도블록 제조 공정, 보관, 이송 및 도로 포장 후 외부로 유출될 우려가 있다.
이에, 본 발명의 유무기 하이브리드 바인더는 상기 폐플라스틱 및 패각의 표면을 코팅하여 이러한 내부 유해물질의 외부 방출을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 유무기 하이브리드 바인더는,
a) 세라믹 입자 30 내지 60 중량%, 광물질 5 내지 25 중량%, 폴리우레탄 수지 10 내지 30 중량%, 아크릴계 수지 1 내지 10 중량%, 및 실리콘계 수지 1 내지 10 중량%로 혼합하는 단계; 및
b) 얻어진 혼합물을 60℃ 내지 120℃의 온도에서 열처리하는 단계를 거쳐 제조된다.
이하 각 단계별로 설명한다.
a) 혼합 단계
본 단계에서는 무기 성분인 세라믹 입자, 광물질과, 유기 성분인 폴리우레탄 수지, 아크릴계 수지 및 실리콘계 수지를 혼합하는 공정을 수행한다.
세라믹 입자는 SiO2, Na2O, CaO, Al2O3, 및 K2O을 포함한다. 보다 구체적으로, 전체 세라믹 입자 100 중량% 내에서 SiO2 30 내지 60 중량%, Na2O 5 내지 20 중량%, CaO 5 내지 20 중량%, Al2O3 10 내지 30 중량%, 및 K2O 1 내지 10 중량%를 포함한다.
이들 세라믹 입자는 평균 입경이 0.1 내지 1000㎛, 바람직하기로 10 내지 500㎛인 것을 사용한다. 상기 평균 입경이 너무 작을 경우 세라믹 입자끼리 응집이 일어나고, 너무 클 경우 상기 다른 조성과의 혼화성이 저하되 상분리가 발생할 수 있다.
광물질은 일라이트, 제올라이트, 맥반석, 규조토, 황토, 벤토나이트, 게르마늄 및 석회석으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 광물질은 무기 성분으로 이루어져 투수 보도블록의 강도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 흡착 기능을 하여 도로 내 유해물질, 일례로 포름알데히드, 휘발성 유기 화학 물질(VOCs) 등의 흡착을 수행할 수 있다. 또한, 일라이트의 경우 상온에서 원적외선 및 음이온을 발생시키고, 제올라이트의 경우 조습 기능을 통해 습도를 조절할 수 있다는 고유의 특성 또한 투수 보도블록에 그 기능을 부여할 수 있다.
이들 광물질은 다른 조성과의 혼화성을 고려하여 입자 크기를 1 내지 100㎛의 범위를 갖는 것을 사용한다. 입자 크기가 너무 작을 경우 광물질 간의 응집이 발생할 수 있고, 너무 클 경우 타 조성과 균일한 혼합이 어려워진다.
유기 성분으로는 폴리우레탄 수지, 아크릴계 수지 및 실리콘계 수지를 함께 사용한다.
폴리우레탄 수지는 바인더로서의 결합력을 높일 수 있고, 아크릴계 수지는 빠른 경화를, 실리콘계 수지는 무기 성분과의 혼합성을 높이기 위해 사용한다. 이들 수지는 분말 또는 라텍스 형태일 수 있으며, 바람직하기로는 라텍스 형태인 것을 사용한다.
본 혼합 단계에서 전술한 바의 조성은 세라믹 입자 30 내지 60 중량%, 광물질 5 내지 25 중량%, 폴리우레탄 수지 10 내지 30 중량%, 아크릴계 수지 1 내지 10 중량%, 및 실리콘계 수지 1 내지 10 중량%로 혼합된다. 이들 각 조성의 함량은 바인더로서의 기능을 수행하기 위한 것으로, 각 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 유무기 하이브리드 바인더로서의 기능이 저하될 수 있다.
특히, 본 발명의 유무기 하이브리드 바인더는 하기 설명되는 폐플라스틱과 패각과 혼합시 기공을 막지 않으면서 이들 표면이 잘 코팅되어야 한다. 이에, 상기 언급한 범위의 함량을 벗어날 경우 이러한 효과를 확보할 수 없다.
또한, 본 혼합 단계에서 유기 성분은 라텍스와 같은 액상 형태로 사용되어 무기 성분과 균일하게 혼합될 수 있다. 이때 무기 성분의 분산 안정성을 높이기 위해 분산제와 같은 첨가제를 더욱 사용할 수 있다.
b) 열처리 단계
상기 단계에서 혼합된 세라믹 입자, 광물질, 폴리우레탄 수지, 아크릴계 수지 및 실리콘계 수지는 일정 온도에서 열처리하여 경화된 형태의 유무기 하이브리드 바인더를 얻는다.
열처리는 60℃ 내지 120℃의 온도에서 수행한다.
본 열처리 단계에서 유기 성분인 폴리우레탄 수지, 아크릴계 수지 및 실리콘계 수지는 경화가 일어나 가교화된 구조, 보다 구체적으로 상호 침투하는 고분자 가교구조(IPN, interpenetrating polymer networks)를 형성하며, 여기에 세라믹 입자 및 광물질이 분산되어 있는 형태를 갖는다.
이러한 구조는 가교구조로 인해 높은 강도 및 경도를 갖는 유무기 하이브리드 바인더를 얻으며, 상기 유무기 하이브리드 바인더는 높은 기공률을 가지며, 높은 강도를 유지할 수 있다.
본 발명의 유무기 하이브리드 바인더는 투수 보도블록의 주원료가 되는 폐플라스틱과 패각의 표면을 코팅함으로써 열전도율을 최소화하고 단열 효과를 상승시키는 역할을 한다. 또한, 코팅을 통해 상기 폐플라스틱과 패각의 유해 성분이 블록의 밖으로 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 더불어, 세라믹 기공과 코팅으로 인해 준불연 소재로 사용 가능하며, 상기 폐플라스틱과 패각 사이의 공극을 통해 보도블록이 투수 기능을 갖도록 한다.
투수 보도블록
상기 유무기 하이브리드 바인더를 이용한 투수 보도블록의 제조는,
S1) 폐플라스틱 입자 100 중량부에 대하여, 패각 입자 10 내지 50 중량부, 및 유무기 하이브리드 바인더 10 내지 40 중량부를 혼합하는 단계; 및
S2) 얻어진 혼합물을 가열/가압 프레스를 이용하여 성형하여 제조한다.
이하 각 단계별로 설명한다.
S1) 혼합 단계
먼저, 혼합기에 폐플라스틱 입자, 패각 입자 및 유무기 하이브리드 바인더를 첨가하여 일정 함량으로 혼합한다.
폐플라스틱 입자
폐플라스틱은 산업 또는 가정환경에서 발생하는 플라스틱 폐기물로서 특히 재활용이 불가한 것을 의미하며, 일례로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, ABS(아크릴로-부타디엔-스티렌) 수지, 폴리스티렌, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), 아크릴계 고분자 등의 일상생활에서 많이 발생하는 것을 사용할 수 있다.
일 구현예에 따르면 폐플라스틱은 인조잔디의 폐기물일 수 있다. 인조잔디는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀계 고분자가 사용될 수 있다.
폐플라스틱은 불순물 제거 공정, 선별 공정, 및 분쇄 공정을 거쳐 폐플라스틱 입자로 제조한다.
불순물 제거 공정은 재활용을 위해 수집된 폐플라스틱 내에 잔존하는 불순물을 제거하는 공정으로, 불순물 선별장치를 통하여 잔존하는 불순물을 선별하며 이때, 폐플라스틱 내에 잔존하는 쇠조각, 못, 볼트, 너트 등의 불순물은 수작업(육안)이나 자석 등을 통하여 제거하게 된다.
선별 공정은 폐플라스틱을 특징이나 기능별로 분리 선별하는 공정으로 상기 언급한 바의 플라스틱을 선별한다.
분쇄 공정은 선별 공정을 통해 얻어진 폐플라스틱을 분쇄 장치를 통해 5 내지 25mm의 입자로 분쇄하여 폐플라스틱 입자를 얻는다.
패각 입자
본 발명의 패각은 투수 보도블록의 단기 강도를 높이고 장기적으로 안정된 강도를 발현할 수 있는 역할을 할 뿐만 아니라 패각 고유의 독특한 빛깔을 발휘하며 보는 각도에 따라 다양한 색상을 구현하는 이점을 확보할 수 있다. 또한, 패각 자체가 갖는 다공성으로 인해 우수를 일시적으로 저장할 수 있어 흡수율이 우수하며, 보습성을 띠고 열전도율이 낮아 상기 일반 보도블록의 열변성에 따른 제품 변형을 최소화할 수 있다.
종래 보도블록의 색상 구현은 인공안료를 이용하여 표면을 원하는 색상으로 착색 처리한 것이었다. 이러한 인공안료를 이용한 색상 구현은 초기에는 선명한 색상을 나타내나 시간이 지남에 따라 태양광에의 노출 등에 의해 탈색되어 색이 쉽게 바래지며, 또한 표면 침식이나 빗물에 씻겨 내려가 인공색소로부터 기인하는 각종 유독성 물질들(중금속 성분 등)이 용출되어 토양으로 스며드는 등 주변 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 패각이 갖는 특유의 색상을 그대로 사용함에 따라 종래 인공안료 사용에 따른 문제점을 해소할 수 있다.
구체적으로 패각은 연체동물 중 이미패류(부족류) 및 복족류일 수 있다. 상기 이미패류로는 굴, 가리비, 재첩, 대합, 홍합, 백합, 꼬막, 맛조개, 바지락, 우럭(도끼조개), 칼조개, 키조개, 피조개 등이 있으며, 복족류로는 고둥, 우렁이, 다슬기, 소라, 오분자기, 골뱅이, 전복 등이 있다.
하기 표 4에 패각의 종류에 따른 색상을 나열하였다.
조개 종류 특성 조개 종류 특성
굴껍질 흰색, 검종 꼬막 아이보리색
홍합 검정색, 진녹색 바지락 검정색, 아이보리색, 갈색
가리비 순백색 전복 청록색, 분홍색, 무지개빛 색깔
오분자기 청록색, 분홍색, 무지개빛 색깔 백합 흰색, 회백 갈색, 적갈색
상기 표에서 언급한 패각을 사용할 경우 투수 보도블록에 다양한 색상 구현이 가능하다.
패각은 조개 또는 굴 등의 속 내용물을 취출하고 버리는 껍데기를 전처리 후 파쇄하여 입자화된 상태로 사용하며, 탄산칼슘(CaCO3)이 주성분으로 존재한다. 상기 패각은 고유의 항균 및 항공팜이성과, 살균성 및 탈취성이 있는 것으로 알려져 있다. 이에 본 발명의 투수 보도블록은 상기 패각이 지닌 고유의 기능을 포함함과 동시에 천연물의 폐기물의 재활용이라는 점에서 친환경적이라고 할 수 있다.
패각의 전처리 공정은 패각을 수거한 다음, 상온 세척, 고온 세척 및 건조 과정을 거쳐 양질의 패각만을 분리한다. 상기 고온 세척은 끓는 물에 2 내지 3시간 동안 가열을 수행하고, 건조는 80 내지 150℃에서 1 내지 10분 동안 열풍 건조를 통해 수행한다.
전처리가 완료된 패각은 5 내지 25mm의 크기로 분쇄하여 사용한다. 상기 패각의 분쇄된 입자 크기가 상기 범위 미만인 경우 입자가 너무 작아 패각 분말의 우수기능이 저하될 수 있으며, 제조 과정에서 분진이 발생될 수 있다. 또한, 상기 패각이 분쇄된 입자 크기가 상기 범위를 초과하는 경우에는 조성물 내 다른 혼합소재와의 혼합이 용이하게 이뤄지지 않아 혼합 공정 시간이 증가될 수 있다.
패각의 분쇄화는 공지된 방법이 사용될 수 있으며, 특성상 판상형의 입자가 얻어진다. 추가적인 분쇄 공정을 더 수행하여 구형 또는 부정형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
판상형의 패각 입자는 패각 자체가 갖는 다공질성과 판상의 구조적인 특성으로 인해 투수 보도블록에 도입시, 상기 보도블록의 투수성 및 통기성을 향상시키는 역할을 한다. 이로 인해 우수를 보도블록 하부로 효과적으로 투수시킬 수 있다. 이러한 투수과정을 통해 상기 투수 보도블록은 보도블록 외측에서 유입된 우수를 내측으로 통과시켜 하부로 배출하면서 우수를 정화시킬 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 패각은 입자 크기를 달리하여 분쇄함으로써, 상기 색상 구현 및 혼합력을 더욱 높일 수 있다.
구체적으로, 5 내지 10mm 범위의 미세 입자, 11 내지 17mm의 중간 입자, 및 18 내지 25mm의 조대 입자와 같이 3개의 입자 사이즈를 갖도록 분쇄하여 사용할 수 있다. 이때 패각 입자 총 100 중량%에 대해, 미세 입자 5 내지 30 중량%, 중간 입자 10 내지 50 중량%, 조대 입자 30 내지 90 중량%의 범위를 갖도록 사용한다. 상기 미세 입자는 다른 조성과의 혼합성을 높여 투수 보도블록의 강도를 높이고, 조대 입자는 투수 보도블록의 투수성을 높임과 동시에 다양한 색상 구현에 기여한다. 또한, 상기 중간 입자는 혼합성과 함께 투수성을 높이는 역할을 한다.
본 발명에 따른 패각 입자는 폐플라스틱 100 중량부에 대하여 10 내지 50 중량부, 바람직하기로 20 내지 40 중량부의 범위로 사용한다. 이러한 범위는 상기 패각 입자가 갖는 전술한 바의 효과를 확보하기 위한 범위로, 상기 범위 미만이면 원하는 효과를 얻을 수 없다. 반대로 상기 범위를 초과할 경우 다른 조성과의 혼화성이 저하되어 투수 보도블록의 강도가 낮아질 수 있다.
유무기 하이브리드 바인더
유무기 하이브리드 바인더는 상기에서 언급한 바의 것이 사용될 수 있다.
상기 유무기 하이브리드 바인더는 타 조성과의 혼합을 고려하여 분쇄 후 체에 걸러 입자 크기를 1 내지 100㎛의 범위를 갖는 것을 사용한다. 입자 크기가 너무 작을 경우 응집이 발생할 수 있고, 너무 클 경우 타 조성과 균일한 혼합이 어려워진다.
이때 유무기 하이브리드 바인더는 폐플라스틱 입자 100 중량부에 대하여 10 내지 40 중량부, 바람직하기로 20 내지 30 중량부의 범위로 사용한다. 이러한 범위는 상기 유무기 하이브리드 바인더가 갖는 전술한 바의 효과를 확보하기 위한 범위로, 상기 범위 미만이면 원하는 효과를 얻을 수 없다. 반대로 상기 범위를 초과할 경우 다른 조성과의 혼화성이 저하되어 투수 보도블록의 강성이 증가하여 외부 충격에 의해 쉽게 부서지거나, 투수 보도블록 내 기공을 막아 투수성이 낮아질 우려가 있다.
유무기 하이브리드 바인더 내 존재하는 광물질은 성형 단계에서 용융되어 폐플라스틱 입자 및 패각의 표면에 상기 유무기 하이브리드 바인더가 쉽게 코팅될 수 있도록 한다.
추가 성분
상기 조성에 더하여 다른 조성을 더욱 첨가할 수 있다.
추가 가능한 조성으로는 무기 안료, 활제, 충진제, 항산화제, 레벨링제 등이 가능하며, 이들은 폐플라스틱 입자 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하로 사용한다.
무기 안료는 황산바륨, 탄산칼슘, 클레이, 탈크, 실리카, 규조토 등의 체질 안료, 산화티탄, 유화아연, 리드 화이트, 리토폰 등의 백색 안료가 사용될 수 있다. 상기 무기 안료는 투수 보도블록 내 기공을 막지 않으면서 색상 구현을 위해 폐플라스틱 입자 100 중량부에 대하여 5 중량부 이하로 사용한다.
활제는 서로 다른 종류의 분말 혼합 시 혼합력을 높이기 위해 사용한다. 일례로, 유동 파라핀, PE 왁스, 스테아린산, 라우릴산 등의 물질이 사용될 수 있다. 상기 활제는 혼합력을 높이나 입자 간의 결합력을 낮추지 않도록 폐플라스틱 입자 100 중량부에 대하여 5 중량부 이하로 사용한다.
S2) 성형 단계
상기 S1) 단계에서 얻어진 혼합물을 성형 공정을 수행하여 투수 보도블록을 제조한다.
성형 공정은 성형틀 내로 혼합물을 주입한 후, 가열/가압 프레스를 이용하여 미리 결정된 압력으로 재료를 열처리 하면서 가압하는 공정을 수행한다.
성형틀은 투수 보도블록의 형상에 따라 달라지며, 일례로 성형된 투수 보도블록의 바닥면에 복수의 배수구가 형성되게 바닥면에는 배수구 성형돌부가 복수개 돌출되어 형성된 성형틀이 사용될 수 있다.
성형틀 내에 혼합물을 투입 후 진동을 가해 상기 혼합물을 균일하게 다짐한 후 고르게 면처리 한다.
이어, 가열/가압 프레스를 통해 투수 보도블록을 제조한 후, 성형물을 분리하고 분리된 성형물을 증기양생 또는 자연 양생 과정을 거치게 하여 투수 보도블록의 제조를 완료한다.
본 성형 공정의 열처리는 100 내지 200℃에서 수행하며, 이 온도는 유무기 하이브리드 바인더 내 광물질이 용융 상태 또는 유동성이 있도록 위한 온도이다.
본 성형 공정의 열처리를 통해 광물질의 유동성이 향상되어 유무기 하이브리드 바인더와 함께 폐플라스틱 및 패각이 이루는 기공 내부에 침투하여 이들 표면에 상기 유무기 하이브리드 바인더가 코팅될 수 있도록 한다. 또한, 상기 광물질의 이동에 의해 추가적인 기공이 형성된다. 만약 열처리 온도가 낮아 광물질이 용융되지 않으면, 상기 유무기 하이브리드 바인더의 코팅이 어렵고, 반대로 너무 높을 경우 광물질끼리의 뭉침이나 외부로 유출 후 응집되어 이 또한 균일한 코팅을 이룰 수 없으며, 폐플라스틱과 패각 사이의 기공을 막아 투수성을 저하시킬 수 있다.
열처리에 따른 유무기 하이브리드 바인더의 표면 코팅을 통해 투수 보도블록의 열전도율 최소화, 단열 효과 상승의 효과를 발휘하며, 상기 폐플라스틱 및 패각의 유해 성분의 밖으로의 유출을 방지한다. 또한, 상기 유무기 하이브리드 바인더의 코팅으로 인해 투수성 보도블록은 불연/난연성을 가지며, 폐플라스틱과 패각 사이의 기공을 유지하여 투수 기능을 발휘한다.
특히, 투수 보도블록은 패각의 사용을 통해 다양한 색상 구현이 가능해져 심미적인 효과를 확보할 뿐만 아니라 장시간이 지나더라도 색상의 바램 등이 발생하지 않아 투수 보도블록의 교체주기를 늘릴 수 있다.
표면 코팅
본 발명의 일 구현예에 따르면, 투수 보도블록은 표면에 광촉매의 코팅이 형성될 수 있다.
이때 '투수 보도블록의 표면 코팅'은 상기 보도블록의 표면 및 내부 기공의 표면까지 광촉매 입자가 코팅될 수 있음을 의미한다.
광촉매는 TiO2, ZrO2, V2O3, WO3, CuO, 및 SrTiO3으로 이루어진 그룹에서 선택된 2종 이상의 입자를 포함하며, 이중에서도 TiO2를 바람직하게 사용한다.
TiO2는 물리화학적으로 매우 안정적이면서도 은폐력이 높아서 그동안 백색 페인트의 원료로 많이 사용되어 왔다. 하지만, 최근 들어서는 탁월한 분해능력이 있음이 밝혀짐에 따라 환경정화 제품이나 초친수성 기능을 활용한 셀프클리닝 제품 등에 많이 적용되고 있다.
본 발명에서는 투수 보도블록에 광촉매를 코팅하여 미세먼지 저감효과를 확보한다.
투수 보도블록에 미세먼지가 붙게 되면, 미세먼지 속 질소산화물이 광촉매제와 화학반응을 일으킨다. 이후 광촉매제와 화학반응을 일으킨 질소산화물은 사라지면서 이산화탄소와 물만 배출된다. 따라서 광촉매를 투수 보도블록에 코팅하면, 보도블록이 질소산화물을 흡착 분해하여 미세먼지를 제거할 수 있다.
광촉매의 코팅은 광촉매 입자, 일례로 TiO2 슬러리를 이용하여 코팅하거나, 졸-겔 코팅에 의해 코팅될 수 있다. 상기 코팅 방법은 직접 분사 또는 침지 방법이 사용될 수 있다.
TiO2 슬러리는 투수 보도블록의 기공을 막지 않도록 0.1 내지 10㎛의 입자 분포를 갖는 TiO2 100 중량부에 대해 바인더 1 내지 10 중량부, 분산제 0.1 내지 1 중량부, 및 용매를 사용하여 제조한다. 이때 슬러리의 농도는 코팅 방법에 의해 달라질 수 있으며, 통상 5 내지 20%의 고형분 농도로 제조될 수 있다.
졸-겔 코팅은 TiO2 전구체를 수용액에 용해시킨 후 산 또는 염기를 첨가하여 투명한 졸 상태로 제조하고, 이를 코팅 후 건조하여 TiO2를 투수 보도블록에 코팅할 수 있다. 졸-겔 코팅은 TiO2 슬러리 대비 nm 수준의 TiO2 입자의 제조가 가능하여 광촉매 효과를 극대화할 수 있다.
투수 보도블록 100 중량부 대비 코팅되는 광촉매의 함량은 고형분 함량으로 0.1 내지 1 중량부 수준으로 조절한다. 상기 광촉매의 함량이 너무 적을 경우 전술한 바의 효과를 확보할 수 없으며, 반대로 너무 많은 광촉매를 사용할 경우 투수 보도블록의 장기 내구성이 저하될 우려가 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.
일부 공지된 기술에 따르면, 보도블록 제조시 원료와 함께 광촉매를 첨가한 후 보도블록을 제조하는 기술을 언급하고 있다. 이러한 기술에서는 광촉매 효과를 확보하기 위해 다량의 광촉매가 사용되어야 하며, 과도한 광촉매의 사용에 따라 보도블록의 물성이 저하되고, 광촉매에 의한 다른 원료 조성의 산화가 유발될 수 있어 보도블록의 교체주기가 짧아지는 문제가 발생한다.
상기한 단계를 거쳐 제조된 본 발명의 투수 보도블록은 KS F 4419에 의거하여 측정된 품질 기준에서 휨 강도가 4MPa 이상, 구체적으로 4 내지 8 MPa, 압축 강도가 16 MPa 이상, 구체적으로 16 내지 25 MPa, 투수 계수가 0.1 mm/sec 이상, 바람직하기로 0.1 내지 0.5 mm/sec를 가져 투수 보도블록의 품질 및 투수 성능 지속성 품질 기준을 달성할 수 있다. 또한, 미끄럼 저항이 45 BPN 이상, 바람직하기로 45 내지 80 BPN으로, 평지, 완경사, 및 급경사에서의 보도포장 미끄럼 저항 기준을 만족시킬 수 있다.
이외에도 한국 도로공사 시험방법 ASTM C 779에 의거하여 수행된 마모 저항성을 보면, 평균 마모 깊이 2.0 mm 이하를 갖는다. 이러한 마모 저항성은 표면 마모에 의한 탈색 현상 및 미끄럼 저항 수치 감소 및 투수 보도블록의 표면 내구성(표층 갈라짐, 동결 융해)에 영향을 주는 것으로, 상기 범위를 만족함으로써 투수 보도블록의 교체주기를 연장시킬 수 있다.
또한, KS F ISO 1182에 의한 난연등급 측정 결과 준불연재료(난연 2급)로 측정되었다.
본 발명에 따른 투수 보도블록은 인도에 포장되어 복사열에 의한 노면의 온도를 저하시키고, 빗물 투과기능으로 하수유입량의 절감을 가능케 한다. 또한, 물고임에 의한 미끄럼 위험을 방지하고, 배수기능을 통한 환경친화적인 도시 정비기능 효과를 얻는다. 더불어 색상이 미려하여 친환경적인 보도 조성이 가능하며, 미관과 보행성이 우수하다는 이점이 있다.
[실시예]
다음에 실시예, 비교예 및 실험예에 의거하여 본 발명을 자세히 설명하고자 하며, 본 발명이 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1] 바인더1 제조
무기 성분으로, SiO2 55 중량%, Na2O 10 중량%, CaO 10 중량%, Al2O3 15 중량%, 및 K2O 10 중량%를 혼합하여 세라믹 입자를 준비하였다. 이때 각 입자의 평균 입경은 50 내지 100㎛의 범위의 것을 사용하였다.
또다른 무기 성분으로, 50 내지 80㎛의 평균 입경을 갖는 일라이트, 제올라이트, 맥반석, 및 규조토를 각각 1:1:1:1의 중량비로 혼합하여 광물질로 사용하였다.
혼합기에 폴리우레탄 수지 20 중량%, 폴리아크릴 수지 5 중량%, 실리콘계 수지 5 중량%를 첨가하고, 여기에 상기 세라믹 입자 50 중량% 및 광물질 20 중량%을 혼합하였다.
얻어진 혼합물을 95℃의 온도에서 열처리를 수행하였다. 얻어진 바인더를 분쇄 후 체에 걸러 75㎛의 입경을 갖도록 하였다.
[제조예 2] 바인더2 제조
바인더 제조시 열처리 온도에 따른 영향을 확인하기 위해 50℃의 온도에서 열처리 공정을 수행한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일하게 수행하여 바인더를 제조하였다.
[제조예 3] 바인더3 제조
바인더 제조시 열처리 온도에 따른 영향을 확인하기 위해 180℃의 온도에서 열처리 공정을 수행한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일하게 수행하여 바인더를 제조하였다.
[제조예 4] 바인더4 제조
바인더 제조시 열처리 여부에 대한 영향을 확인하기 위해, 열처리 없이 혼합기에 각 조성을 단순 혼합하였다.
[제조예 5] 바인더5 제조
유기 성분에 대한 영향을 확인하기 위해, 상기 유기 성분을 제외하고, 세라믹 입자 및 광물질만을 혼합한 후 95℃의 온도에서 열처리를 수행하여 바인더로 사용하였다.
[제조예 6] 바인더6 제조
KR 등록특허 10-1835517호에서 언급하는 방법으로 수행하였다.
세라믹 입자 15g, 광물질 15g을 혼합한 후 1500℃에서 열처리를 수행하였다. 열처리 후 얻어진 분말을 폴리우레탄 수지 30g, 폴리아크릴 수지 40g과 혼합한 후, 50℃에서 교반한 것을 바인더로 사용하였다.
[시험예 1]
혼합기에 표에서 제시한 바의 조성을 첨가한 후 균일하게 혼합하였다.
얻어진 혼합물을 성형틀에 주입한 후 150℃의 온도에서 고온/고압 프레스 공정을 수행한 다음, 양생시켜 투수 보도블록을 제조하였다. 이어, 하기 표의 물성을 측정한 후 그 결과를 나타내었다.
이때 폐플라스틱 입자는 PE 및 PET 폐플라스틱을 사용하여 15mm로 분쇄하였고, 패각 입자는 굴을 12mm로 분쇄한 것을 사용하였다.
중량부 폐플라스틱 입자 패각 입자 바인더(제조예) 활제
1 2 3 4 5 6
실시예 1 100 5 25 - - - - - -
실시예 2 100 30 25 - - - - - -
실시예 3 100 70 25 - - - - - -
실시예 4 100 30 5 - - - - - -
실시예 5 100 30 55 - - - - - -
실시예 6 100 30 25 - - - - - 5
비교예 1 100 - 25 - - - - - -
비교예 2 100 30 - 25 - - - - -
비교예 3 100 30 - - 25 - - - -
비교예 4 100 30 - - - 25 - - -
비교예 5 100 30 - - - - 25 - -
비교예 6 100 30 - - - - - 25 -
중량부 휨강도
(4 MPa 이상)		 압축강도
(8 MPa 이상)		 투수계수
(mm/sec)		 미끄럼 저항기준 (BPN), 평지 마모저항
(평균 마모깊이, mm)		 난연등급 색상
실시예 1 3.2 7.4 0.12 68 1.5 난연2급 진녹색
실시예 2 7.2 9.2 0.15 82 0.5 난연2급 진녹색
실시예 3 7.5 10.1 0.08 75 0.3 난연2급 진녹색
실시예 4 3.1 5.8 0.16 55 2.1 난연2급 진녹색
실시예 5 8.2 10.5 0.09 78 0.2 난연2급 진녹색
실시예 6 7.3 9.2 0.16 85 0.5 난연2급 진녹색
비교예 1 2.8 6.5 0.05 35 2.5 난연3급 -
비교예 2 3.2 4.8 0.01 28 3.9 변형 진녹색
비교예 3 2.5 7.5 0.02 36 1.9 난연2급 진녹색
비교예 4 1.2 2.9 1.5 46 2.8 난연2급 진녹색
비교예 5 3.8 7.5 0.9 39 0.8 난연2급 진녹색
비교예 6 2.8 6.9 0.8 41 0.9 변형 진녹색
휨강도, 압축강도, 투수계수, 미끄럼 저항기준: KS F 4419
마모저항: ASTM C 779
난연등급: KS F ISO 1182
색상: 육안 확인
상기 표 6을 보면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 투수 보도블록은 비교예 1 내지 6의 보도블록 대비 각 물성에서 우수한 결과를 보였다.
구체적으로, 비교예 1과 같이 패각 입자를 사용하지 않는 경우 휨 강도 및 압축 강도의 저하가 발생하였다.
또한, 비교예 2 및 3과 같이, 유무기 하이브리드 바인더의 제조 공정을 변화시킬 경우 일부 물성에서 낮은 수치를 나타내었다.
비교예 4의 경우 세라믹 입자만을 사용할 경우 제조된 보도블록의 기공이 커 투수성은 우수하였으나, 바인더로서의 기능이 저하되어 휨 강도 및 압축 강도 모두 낮았다.
비교예 5의 경우 유무기 하이브리드 바인더 제조시 유기 성분을 사용하지 않을 경우 얻어진 보도블록의 마모저항은 높으나 다른 물성의 저하가 발생하였다.
또한, 비교예 6과 같이, 유기 바인더 수지를 사용할 경우 난연 시험에서 변형이 발생하여 투수 보도블록으로 사용이 쉽지 않음을 알 수 있다.
한편, 비교예 1의 투수 보도블록을 제외하고, 모든 투수 보도블록은 패각에 의해 검회색을 나타내었으며, 빛의 조사시 각도에 따라 다양한 색상을 나타냄을 육안으로 확인하였다.
[실시예 7]
TiO2 코팅에 따른 광촉매 효과를 확인하기 위해, TiO2 슬러리를 제조한 다음, 실시예 2에서 제조된 투수 보도블록에 코팅하여 TiO2 코팅 투수 블록을 제조하였다.
TiO2 슬러리는 평균 입경 2㎛의 TiO2 100 중량부, 폴리우레탄 바인더 5 중량부, 폴리실록산계 분산제 0.5 중량부를 물 1L에 첨가하여 TiO2 슬러리를 제조하였다.
상기 TiO2 슬러리 내에 투수 보도블록을 5시간 완전히 침지시킨 후 상온에서 완전히 건조시켜 TiO2 코팅 투수 보도블록을 제조하였다.
TiO2의 코팅량은 투수 보도블록을 완전히 건조시킨 상태에서 무게를 측정한 후, TiO2 슬러리에 침지 후 완전히 건조시킨 상태에서 무게를 측정하여 계산하였다. 그 결과 투수 보도블록 내에 TiO2의 코팅량은 투수 보도블록 100 중량부 대비 0.5 중량부로 확인되었다.
[시험예 2]
실시예 및 비교예에서 제조된 보도블록의 친환경 여부를 확인하기 위해, 물을 통과시킨 후 중금속, 휘발성 유기화합물, 기타 오염물질이 검출되는지에 대한 시험결과는 다음과 같다.
시험예 사용된 보도블록은, 실시예 2, 실시예 7, 비교예 1, 비교예 4 및 비교예 6의 보도블록을 사용하였다.
브롬계 난연제 중금속
(Pb, Cd, Hg, 6가 Cr)		 포름 알데히드 제거율(%) 질소산화물 제거율(%)
실시예 2 검출안됨 검출안됨 25.3 26.5
실시예 7 검출안됨 검출안됨 47.5 43.2
비교예 1 검출 검출 <1 -
비교예 4 검출 검출 2.5 3.5
비교예 6 검출 검출 3.8 4.6
브롬계 난연제, 중금속 함량: IEC 62321 (111/116/FDIS)
포름알데히드 제거율 및 질소산화물 제거율: KS F ISO 22197-1
상기 표를 보면, 실시예 2 및 7의 보도블록의 경우 브롬계 난연제 및 중금속이 검출이 안되어 내부 유해물질을 효과적으로 차단할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 포름 알데히드 및 질소산화물의 제거를 통해 외부 유해물질의 침투 또한 방지함을 알 수 있다.
이와 비교하여, 비교예 1, 4 및 6의 보도블록의 경우 난연제 및 중금속이 미량 검출되어 내부 유해물질의 차단 및 외부 유해물질의 방지가 잘 이루어지지 않음을 알 수 있다.
[비교예 7]
광촉매인 TiO2의 도입에 따른 투수 보도블록의 물성 변화 및 유해물질 방지를 확인하기 위해 TiO2를 보도블록 제조 공정에 첨가하였다. 기본적인 공정은 상기 언급한 바를 따른다.
혼합기에 폐플라스틱 입자 100 중량부에 대해, 패각 입자 30 중량부, 제조예 1의 바인더 25 중량부를 혼합하고, 이들 총 함량 100 중량부 대비 0.5 중량부의 TiO2 분말을 첨가하였다.
얻어진 혼합물을 성형틀에 주입한 후 150℃의 온도에서 고온/고압 프레스 공정을 수행한 다음, 양생시켜 투수 보도블록을 제조하였다.
[시험예 3]
광촉매 코팅에 따른 보도블록의 물성 및 오염물질에 대한 내용을 확인하기 위해 시험을 수행하였다.
시험에 사용된 보도블록은, 실시예 2, 실시예 7 및 비교예 7의 보도블록을 사용하였다.
휨강도
(4 MPa 이상)		 압축강도
(8 MPa 이상)		 투수계수
(mm/sec)		 포름 알데히드 제거율(%) 질소산화물
제거율(%)
실시예 2 7.2 9.2 0.15 25.3 26.5
실시예 7 7.1 9.2 0.14 47.5 43.2
비교예 7 4.3 7.5 0.09 5.4 2.3
상기 표를 보면, 광촉매를 보도블록의 제조시 함께 첨가한 비교예 7의 경우 포름 알데히드 및 질소산화물의 제거에 약간의 효과를 나타내었다.
그러나 광촉매를 코팅한 실시예 7 대비 강도 면에서 크게 저하되었을 뿐만 아니라 투수계수가 낮아 투수성이 저하됨을 확인하였다.
[시험예 4]
투수 보도블록 제조시 성형 공정에서의 프레스의 가열 온도에 따른 영향을 확인하기 위해, 상기 시험예 1의 실시예 2와 동일하게 수행하되, 열처리 온도를 80℃ 및 300℃에서 각각 수행한 후, 물성을 측정하였다.
열처리 온도 휨강도
(4 MPa 이상)		 압축강도
(8 MPa 이상)		 투수계수
(mm/sec)		 브롬계 난연제 중금속
(Pb, Cd, Hg, 6가 Cr)
80℃ 3.8 8.4 0.07 검출 검출
150℃ (실시예 2) 7.2 9.2 0.15 검출안됨 검출안됨
300℃ 4.8 7.5 0.04 검출 검출
열처리는 광물질을 용융시켜 바인더의 코팅 및 투수성과 직접적인 관련이 있다. 상기 바인더의 코팅이 원활히 이루어지지 않게되면 내부 유해물질의 유출이 발생할 수 있다.
상기 표 9를 보면, 낮은 온도에서 열처리를 수행할 경우 강도 저하가 약간 발생하였으나 투수 계수가 낮아지고, 유해물질이 검출되는 문제가 있었다. 이러한 경향은 고온에서 열처리를 수행한 경우에서도 동일하게 발생하였다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 폐플라스틱 입자 100 중량부에 대하여,
    패각 입자 10 내지 50 중량부, 및 유무기 하이브리드 바인더 10 내지 40 중량부를 포함하고,
    상기 폐플라스틱 입자는 인조잔디 폐기물이고,
    상기 패각 입자는 5 내지 25 mm 입경으로 분쇄하여 사용하되, 5 내지 10 mm 입경의 미세 입자, 11 내지 17 mm 입경의 중간 입자, 및 18 내지 25mm의 조대 입자를 전체 패각 입자 100 중량% 내에서 미세 입자를 5 내지 30 중량%, 중간 입자를 10 내지 50 중량%, 및 조대 입자를 30 내지 90 중량%로 포함하고,
    상기 유무기 하이브리드 바인더는 세라믹 입자를 30 내지 60 중량%, 광물질을 5 내지 25 중량%, 폴리우레탄 수지를 10 내지 30 중량%, 아크릴계 수지를 1 내지 10 중량%, 및 실리콘계 수지를 1 내지 10 중량%로 포함하고,
    상기 세라믹 입자는 SiO2, Na2O, CaO, Al2O3, 및 K2O을 포함하되, 전체 세라믹 입자 100 중량% 내에서 SiO2를 30 내지 60 중량%, Na2O를 5 내지 20 중량%, CaO를 5 내지 20 중량%, Al2O3를 10 내지 30 중량%, 및 K2O를 1 내지 10 중량%로 포함하고,
    상기 광물질은 일라이트, 제올라이트, 맥반석, 규조토, 황토, 벤토나이트, 게르마늄, 및 석회석으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고,
    상기 폴리우레탄 수지, 아크릴계 수지, 및 실리콘계 수지는 액상 형태로 상기 세라믹 입자 및 광물질과 혼합되고 60 내지 120 ℃로 열처리 경화된 후 분쇄되어 1 내지 100 ㎛ 입경을 갖는 상기 유무기 하이브리드 바인더를 형성하고,
    상기 폐플라스틱 입자, 패각 입자, 유무기 하이브리드 바인더의 혼합물을 성형틀에 투입한 후 상기 유무기 하이브리드 바인더 내의 상기 광물질이 용융 상태 또는 유동성 있는 상태가 되는 100 내지 200 ℃ 범위에서 가열 및 가압하여 형성하는, 폐플라스틱을 이용한 투수 보도블록.
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