KR200324526Y1 - 흡수성 고분자백 - Google Patents

Abstract

본 고안은 흡수성 고분자를 이용하여 초경량 상태를 유지하다가 흡수되는 경우 단시간에 소정의 중량을 유지하고 백의 외피를 친환경성 재질로 사용함으로써, 재활용이 가능하고 폐기시에도 소각이 가능한 흡수성 고분자백을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 물을 투과할 수 있으며 횡·종의 일 말단부가 마감처리되어 있는 외피, 상기 외피 내부에 위치하며 흡수성 고분자를 수용하는 내피, 및 수분공급에 의해 자체 팽창하는 흡수성 고분자를 포함하되, 상기 외피는 마 직조 직물로 이루어진 흡수성 고분자백을 제공한다.

Description

흡수성 고분자백{ABSORPTION POLYMER BAG}

본 고안은 흡수성 고분자백에 관한 것으로서, 특히 흡수성 고분자를 마사로직조된 백에 내장하여 수해 발생시 응급 물막이 재료 사용되는 흡수성 고분자백에 관한 것이다.

대한민국은 하절기 국지성 폭우나 집중호우로 인하여 배수용량을 초과하는 많은 양의 비가 내리게 된다 이러한 경우 배수용량을 초과한 빗물은 저지대 및 주택으로 유입되어 수해를 야기한다. 이러한 수해를 방지하는 방법은 종래 폴리프로필렌계 모래주머니를 사용함이 일반적이다. 그러한 상기 모래주머니는 중량이 무거운 모래를 사용하기 때문에 모래를 구하기 용이한 하천이나 제방에서는 효과적으로 사용될 수 있으나, 모래를 긴급으로 구하기 어려운 주택가에서는 효과적으로 사용되고 있지 못한다. 또한 항상 모래가 적재된 주머니를 준비하여야 하므로 일정 적재공간이 마련되어야 하므로 실제 사용됨에 있어서는 준비되는 비용과 장소가 과다한 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 물을 흡수할 수 있는 고흡수성 수지를 내장한 자루형 포대가 제안되었으나 이러한 방법으로도 흡수 후 강한 유수를 견딜 만한 중량이 형성되어 있지 않았으며 형성되더라도 장시간이 요구되었다. 수해의 급박성에 비추어 볼 때 신속하게 소정의 중량이 형성되어야 할 긴급용 방수포대의 기능을 수행하는데 어려움이 있음은 자명하다.

또한, 상기 개선된 방식의 포대는 1회성에 그쳐 재사용이 어렵고 외피 재질 자체도 재활용이 어려운 합성섬유로 이루어져 있어 산업폐기물로서 오염원이 되고 있다.

따라서 자연재해를 감소시키고 홍수를 조절하기 위한 필요성과 수해에 맞서도시 및 농촌지역의 주택과 재산을 보호하는 재난 방지용 비상구호품으로서 경량으로 운반이 용이하고 흡착이 빨라 신속히 대응할 수 있으며 기존의 모래주머니에 비해 저비용과 저장에 필요한 공간이 많이 필용없고 사용된 재질이 환경친화적이며 더욱이 소각 폐기처리 할 수 있어 소각시에도 환경에 피해를 입히지 않은 모래주머니 대용 비상구호품이 소망되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안의 목적은 흡수성 고분자를 이용하여 초경량 상태를 유지하다가 흡수되는 경우 단시간에 소정의 중량을 유지하는 흡수성 고분자백을 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 백의 외피를 친환경성 재질로 사용함으로써, 재활용이 가능하고 폐기시에도 소각이 가능한 흡수성 고분자백을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 물을 투과할 수 있으며 횡·종의 일 말단부가 마감처리되어 있는 외피, 상기 외피 내부에 위치하며 흡수성 고분자를 수용하는 내피, 및 수분공급에 의해 자체 팽창하는 흡수성 고분자를 포함하되, 상기 외피는 마 직조 직물로 이루어진 흡수성 고분자백을 제공한다.

또한, 본 고안은 상기 흡수성 고분자가 폴리아크릴레이트계인 흡수성 고분자백을 제공한다.

또한, 본 고안은 상기 고분자백이 0.4 Kg인 경우 수분 공급 후 3 내지 5분 내에 15 Kg으로 변형되는 흡수성 고분자백을 제공한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 흡수성 고분자백의 사시도.

도 2는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 수분 공급 전 고분자백의 단면도.

도 3은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 수분 공급 후 고분자백의 단면도.

도 4는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 수분 공급 후 중량변화 그래프.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

100, 200 : 고분자백 20 : 외피

30 : 내피 40 : 흡수성 고분자

이하 본 고안에 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 고안의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 흡수성 고분자백의 사시도이고 도 2는 흡수 전 단면도를 나타낸 것이다. 고분자백(100)은 외피(20)가 일 측면만 마감처리 되어 있고 외피(20)의 내부에는 흡수성 고분자(40)를 수용하는 내피(30)가 형성되어 있다.

상기 내피(30)는 흡수성을 향상시키기 위해 통상의 면직물이 바람직하며 외피(20)의 내면 전장에 걸쳐 형성될 수 있다. 상기 흡수성 고분자는 폴리아크릴레이트계가 바람직하다. 본 고안의 외피 및 내피와 흡수성 고분자의 함량은 70 내지 80 중량% 대 20 내지 30 중량%가 바람직하며 특히 75 중량% 대 25 중량%가 바람직하다.

본 고안에 있어서, 특히 중요한 것은 외피(20)의 재질로서 마(麻)를 사용한 것이다. 본 고안이 목적하는 친환경성이란 점을 달성하기 위하여 외피의 재질은 매우 중요하다. 따라서 본 고안의 재질로 사용될 수 있는 것은 천연섬유나 분해성 기능을 구비한 합성섬유이여야 한다는 점이다. 일단 분해성 기능을 구비한 합성섬유는 그 제조단가가 고가이며 소각에 있어 유해물질이 유출되는 점에서는 동일하므로 채택할 수 없다. 그렇다면 천연섬유 중에 선택되어야 하는 데 대표적인 천연섬유를 차례로 검토하면 '모'는 흡수시 축융현상이 일어난다는 점에서 본 고안에서는 채택되기 어렵고 흡수시 강도가 저하되는 문제도 있다. 다음 '면'은 흡수성은 뛰어나며 흡수시에도 인장강도가 증가되는 장점이 있다는 점에서 고려의 대상은 될 수 있다. 그러나 본 고안에 의한 고분자백은 하나가 단독으로 사용되는 경우보다는 다수의 백이 적층되어 사용된다는 점에서 외피 직물간 적층되었을 때 별도의 접착 내지 체결부재가 없이도 적층안정성이 유지되어야 한다. 이러한 점에서 면은 본 고안에서 채택하기 어려운 점이 있다.

본 고안의 외피로 채택한 '마'는 크게 아마, 대마, 저마, 황마를 포함하며 상기 종류에 따라 형태가 다르기는 하지만 대체로 단면이 6각 내지 다각형이며 중심부에 공도가 있는 것이 특징이다. 마 섬유의 내부구조는 면 섬유와 같이 다수의 박층으로 이루어지며 상기 박층은 피브릴이 나선배열을 한 피브릴 구조로 이루어져 있다. 상기 피브릴의 나선각이 적기 때문에 면보다 강도가 큰 반면 신도는 낮은 특성을 나타낸다. 특히 아마는 수분의 흡수, 건조속도가 빠른 특징이 있으며, 또한 액체를 흡수하면 즉시 팽윤되어 조직이 치밀하게 되고 자외선이나 곰팡이에 대한 내성이 면보다 우수한 것으로 알려져 있다.

또한, 흡습성이 우수하고 흡습시 인장강도가 천연섬유 중 가장 우수할 뿐만 아니라 마 직물의 거친 표면은 다수의 마 소재 외피가 적층되었을 때 서로 엉키는 성질을 나타내어 별도의 체결부재를 요하지 않을 정도의 부착력을 나타낸다. 또한천연섬유이므로 부패가 가능하여 친환경적이라 할 것이고 소각시에도 불순 오염원이 방출되지 않아 폐기비용도 저렴한 장점이 있다. 결국 본 고안자는 이러한 다수의 실험결과 마 소재 직물이 본 고안에 가장 적합한 사실을 발견하였다.

도 3은 본 고안의 바람직한 일실시예에 의한 흡수 후 고분자백의 단면도를 나타낸 것으로 수분을 흡수한 고분자백은 소정의 크기 및 중량을 구비하며 팽창하고 수분이 증발하면 다시 도 2와 같은 형상으로 축소된다. 통상 본 고안에 의한 고분자백은 3회 정도 재사용이 가능하며 이 때에도 약 94% 정도의 흡수률이 유지된다.

실시예

외피 및 내피의 중량은 0.3 Kg으로 하고 흡수성 고분자의 중량을 0.1 Kg으로 하여 외피는 마 직조 직물을, 내피 면직물을, 흡수성 고분자는 폴리아크릴레이트를 사용하였다.

- 흡습성 평가 (도 4 참조)

수분 온도 : 18.6℃

고분자백을 완전 침수시킨 후 3분이 경과 : 약 15 Kg

3분 이후 : 15 Kg 유지

- 하중시험

하중 1176 N으로 하중속도 20 mm/분으로 가중한 결과 크랙, 균열, 파단 및 흡수성 고분자의 누출 등을 관찰할 수 없었다.

- 저온특성시험 (시험법 : PTRLL-3S)

저온특성시험결과

시편번호	수온(℃)	투입 전 질량(a, Kg)	투입 후 질량(b, Kg)	흡수 배율(b/a)
A1	4.1	0.432	12.95	30.0
A2		0.404	12.50	30.9
A3	20.6	0.412	16.00	38.8
A4	20.2	0.417	16.00	38.4
A5	30.5	0.418	15.60	37.3
A6	30.2	0.414	15.10	36.5

- 폐기물 공정 시험

시험항목	단위	결과치	시험방법
Cu	mg/L	0.01	폐기물공정시험법
CN-	mg/L	검출안됨	폐기물공정시험법
Cr6+	mg/L	검출안됨	폐기물공정시험법
Pb	mg/L	검출안됨	폐기물공정시험법
Cd	mg/L	0.04	폐기물공정시험법
As	mg/L	검출안됨	폐기물공정시험법
Hg	mg/L	검출안됨	폐기물공정시험법
트리클로로에틸렌	mg/L	검출안됨	폐기물공정시험법
테트라클로로에틸렌	mg/L	검출안됨	폐기물공정시험법
유기인	mg/L	검출안됨	폐기물공정시험법
기름성분	wt%	0.05	폐기물공정시험법

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안의 실시예에 따른 흡수성 고분자백은 3분 내지 5분 만에 물을 흡수하여 모래주머니가 되므로 수해시 신속히 조치를 취할 수 있고, 흡수 전 무게가 매우 경량이어서 사용자의 체력에 관계없이 사용될 수 있으며 많은 인력동원이 필요가 없는 장점이 있다.

또한 부피가 적어 보관하는데 많은 장소적 제한이 없으며 재질이 환경친화적이라 환경피해가 전혀 없으며 재활이 가능하여 재해방지 비상구호품으로 이용될 수 있다.

본 고안에 의한 백은 물가(선창가)의 수재해의 예방, 지하로의 유수의 유입 방지, 주택 또는 차고로의 유수의 유입 방지, 건설현장의 상하수도 공사용, 산사태 방지용을 사용될 수 있다.

Claims (3)

1. 물을 투과할 수 있으며 횡·종의 일 말단부가 마감처리되어 있는 외피,

   상기 외피 내부에 위치하며 흡수성 고분자를 수용하는 내피, 및

   수분공급에 의해 자체 팽창하는 흡수성 고분자를 포함하되, 상기 외피는 마 직물로 이루어짐을 특징으로 하는 흡수성 고분자백.
2. 제1항에 있어서,

   상기 흡수성 고분자는 폴리아크릴레이트계임을 특징으로 하는 흡수성 고분자백
3. 제1항에 있어서,

   상기 고분자백이 0.4 Kg인 경우 수분 공급 후 3 내지 5분 내에 15 Kg으로 변형됨을 특징으로 하는 흡수성 고분자백.