KR20020025931A - 토양내의 투수 방지를 위한 토양 차.보수막형성물질제조기술 - Google Patents

토양내의 투수 방지를 위한 토양 차.보수막형성물질제조기술 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토양에 차수층을 형성시켜 물이 투수되는것을 방지할수있는 기술이다. 천연 nano size의 무기재료와 고분자 혹은 유기물질을 혼합하여 제조한 에멀젼상태의 제품을 토양에 투입하면 토양내의 일정한 깊이에서 제품이 토양의 성분들과 반응하여 gel상태의 물질이 생성되고 이물질에의해 차수효과가 발현된다. 토양중에 생성된 gel물질은 물에 녹지 않으며, 또 토양이나 식물등에 전혀 해가없다. 본 발명제품은 수분이 부족한 토양,모래,사질토, 가뭄중의 논밭에 적용될수있으며 토목분야에서 차수제와 매립지 침출수 차수막,여러분야에서의 보수막등 다양한 분야에의 활용이 가능하다.

Description

토양내의 투수 방지를 위한 토양 차.보수막형성물질 제조기술{Synthetic technique for water-proof material in soil}
본 발명은 투수방지또는 보수를위한 토양 차.보수막기술이다. 본 발명기술로서 물이 부족한 지역에서 토양의 수분 보수막을 가장 저렴하게 시공할수있으며, 토목분야에서 일시적인 토양차수막이나 매립지등에서의 침출수 방지막등을 매우 간단하고 경제적으로 시공할 수 있다
국내의 경우 토목분야나 토양에서 투수방지에 관한 기술은 낙후되어있고,기술개발도 활발하게 진행되고있지 못하고 있다. 현재 이분야에서 가장 흔히 사용되고있는 기술은 벤토나이트를 사용하는것인데 이때에는 투수방지를위해 벤토나이트를 어느정도의 두께로유지시켜야하므로 매우 다량의 벤토나이트가 필요하게되고, 이에따라 원료비와시공비가 매우 비싸지게된다. 더욱이 매립지나 면적이 넓은 토목공사일 경우는 이러한 문제가 매우 심각해 벤토나이트를 사용한 투수방지막을 형성시키기가 곤란할 경우가 많다. 세계적으로는 이러한 투수방지막에 대한 많은 연구가 진행되고있다. 특히 토양내의 차수막 제조기술에관해서는 사질토 또는 모래땅에 콜로이드를 고압으로 불어넣어 토양내 어느정도의 깊이에 차수막을 형성시키는기술이나,또는 특허 JP86-250085, USP87-4637759, USP87-4690589 와같이 고분자 수용액을 이용하여 토양 속에 gel을 생성시킴으로서 차수층을 형성시키는기술등이 보고되었다. 이러한 기술은 실제 토양중에서 뛰어난 차수효과가 나타내고있으나 실용화되지는 못하였다. 경제적인면에서 매우 효율적이지 못하기때문이었다. 이에반해 본 발명기술은 Montmorillonite와같은 무기천연 namo재료와 고분자 polmer, 혹은 유기물질을 이용하여 제조하는 에멀젼상태의 용액제품을 제조하는기술로서 기존의 방법에비해 원료물질의 양이 훨씬 적게들어가,제조 원가가 매우 낮으면서도 그 효능은 매우 효율적이고 뛰어나 실용적인 면에서 매우 유리한 것이 가장 큰 장점이다. 또한, 제품이 낮은 점도의 액상이므로 시공이 매우 간단하고 간편하므로 토양의경우는 물론이고 다양한 토목공사현장에서 효과적이다.본 발명기술에의해 제조된 제품은 토양중에 뿌려주었을 때 어느정도 깊이의 (깊이 조절이 가능함)토양층에 차수막이 형성되며, 이는 매우 장기간 효능이 유지되며 환경적으로 완전히 안전하며 2차 토양오염의 염려도 전혀없는 친환경기술 제품이다.
본 발명기술은 Montmorillonite등과 같은 천연 무기 nano재료와 Polymer, -OH, -NH3, -COOH 기를 가지고있는 유기물을 혼합하여 에멀젼상태의 제품을 제조하는 기술방법을 주요 내용으로 하고있다.
본 발명기술은 천연무기 nano재료를 이용하여 고분자, 유기물 -OH, -NH3, -COOH를가진 화합물과 에멀젼상태의 복합물질을 형성시킨후, 상온에서 토양등에 액상 그대로 뿌리면 제품이 토양중에 스며들면서 토양내에 차수막을 형성하여 물이 투과되는 것을 막아주게된다. 차수효과는 원료물질의 조합이나 배합비를 변화시킴으로서 조절이 가능하고, 차수막의 생성깊이도 어느정도 조절이 가능하다.
상기목적을 달성하기위한 본 발명의 방법은 nano 급 입자크기를 가지는 무기천연광물 (고령토, 다원고령토, 내화점토, montmorillonite) 수용액(농도 30%이하)을 제조하는단계; 상기용액에 -OH, -NH3, -COOH를 가지는 유기물인 polyacryl acid(농도 50%이하) 및/또는 polyacryl amide(농도 50%이하) 및/또는 야자유용액(농도 50%이하) 및/또는 tall oil용액(농도 50%이하) 을 용액상태로 가하여 혼합시키는단계로 이루어진다. nano급 무기천연광물수용액은 되도록 적은농도로 제조하여 사용하는 것이 시공성과 경제성에서 유리하다. 또한, 유기물이나 고분자물질 수용액도 되도록 낮은농도의 수용액을 만들어 사용하는 것이 경제적으로 유리하다.
천연점토광물과 고분자와 유기물비는 10∼1 : 2.5 : 10 ∼ 1 의 범위에서 이루어지지만 가장바람직하게는 5∼1 : 2.5 : 3 ∼ 1 이며 바탕액은 물을 사용한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 구체적으로 살펴보지만, 이에 본발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
(실시 예1)
상대분자량이 260만인 polyacryl acid 0.1%수용액 124ml에 1ml의 Polyacryl amide 용액을 넣고, 0.1%의 Montmorillonite 수용액 124ml 넣고 또 1N NaOH수용액 1ml 넣어 250ml emulson을 만든다.
이 용액을(emulsion) 1m 높이직경 5cm, 70cm 높이로 사막모래를 넣은 유리관에 부어 넣는다. 몇 분 후에 다시 물을 부어 넣어도 물이 새지 않는다. 이때 토양내에 형성되는 보수막이 존재하는위치는 20cm깊이였고 이는 분광광도계를 이용하여 측정이 가능하다.
(실시 예2)
0.1%의 Montmorillonite 수용액 124ml에 1% polyacryl amide 3방울과 0.2% 야자유 125ml를 가하여 혼합한후,이를 황토가 70cm높이로 들어 있는 유리관에 부어 넣었다. 반시간 후에 다시 물 150ml을 유리관에 넣었으나 새지 않았다. 깊이를 측정하니 41cm 깊이에 보수막이 형성되었다.
(실시 예3)
0.1%의 Montmorillonite 수용액 124ml에 1% Polyacryl acid 3방울과 0.1% talloil 가용액 75ml을 혼합하여 진흙이 70cm 높이를 들어 있는 유리관에 넣어 보수막을 세웠다. 3시간 후에 다시 물 200ml을 유리관에 넣었으나 물이 새지 않았다. 깊이를 측정하니 40cm 깊이였다.
본 발명기술에의해 제조된 제품의 효능을 수치적으로 나타내기위해 토양중에서 물의 차수율에 대한 정의를 다음과같이 정하였을때
차수율(%)=(1- 제품사용후 컬럼에서 투수로인한 물기둥의높이변화(mm)/사용전 컬럼에서 투 수되던 물기둥의 높이 ) × 100
본 발명기술에의해 제조된 제품으로 시험된 결과는 차수율이 60∼99% 으로 나타났다. 이러한 수치는 여러 가지원료물질의 조합이나 배합비로서 어느정도 조절이 가능하여 완전한 차수는 물론이고,경우에 따라서는 본 발명기술로서 제조된 제품으로 토양내에서 물이 일부만이 투수되도록 조절할수도 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 천연 광물과 고분자 및 유기물질을 혼합하여 토양중에서 차수또는 보수기능을 발현하는 에멀젼 상태의 물질을 제조함에있어 천연점토광물로서 고령토, 다원고령토, 내화점토, 팽인토,석회석등을 사용하는 방법과 가장 바람직하게는 montmorillonite-Na 등을 사용하는 방법
  2. Nano 크기 입자의 천연점토 광물과 고분자 및 유기물질을 혼합하여 토양중에서 차수또는 보수기능을 발현하는 에멀젼 상태의 물질을 제조함에있어 고분자물질로서 Polyvinyl alchol, Polyacryl acid, Polyacryl amide 등과같이 -OH, -NH3, -COOH를 관능기로 가진 물질을 사용하는 방법
  3. Nano 크기 입자의 천연점토 광물과 고분자 및 유기물질을 혼합하여 토양중에서 차수또는 보수기능을 발현하는 에멀젼 상태의 물질을 제조함에있어 천연점토광물과 고분자와 유기물비를 10∼1 : 2.5 : 10 ∼ 1 로 조정하여 제조하는 방법.
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