KR20040041101A - 모래 및 합성수지 경계석 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로의 경계 또는 도로와 인도의 경계를 구분해 주는 모래 60~72 중량부, 합성수지 28~40 중량부로 구성된 모래 및 합성수지 경계석 및 합성수지 용융단계와, 60~72 중량부의 모래와 동시에 28~40 중량부의 합성수지를 혼합조에 공급하여 모래가 합성수지 내에 형성되는 조성물 혼합단계와, 혼합된 조성물을 금형에 충진시키는 조성물 충진단계와, 합성수지가 냉각하는 동안에 수축으로 인한 체적감소를 보상하기 위해 조성물에 압력을 가하는 조성물 가압단계와, 상기 금형을 냉각시키면서 용융된 합성수지를 응고시켜 용융된 합성수지를 가소화하면서 성형품 완성단계와, 성형품을 금형으로부터 분리하는 성형품 분리단계로 이루어진 모래 및 합성수지 경계석의 제조방법에 관한 것으로서, 한번 시공하면 몇 년동안 보수할 필요가 없어 반영구적으로 사용이 가능할 뿐만 아니라 경계석을 지면에 고정하기 위한 고정구 등이 불필요하고, 물류비가 감소되고 작업성이 양호하며, 혹한에서의 동파 및 결로가 발생하지 않는 효과가 있는 것이다.

Description

모래 및 합성수지 경계석{Boundary Stone of Sand and Plastics}

본 발명은 도로의 경계 또는 도로와 인도의 경계를 구분해 주는 경계석에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모래와 합성수지가 상호 혼합되어 형성되는 모래 및 합성수지 경계석과 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 경계석은 도로와 보도의 사이에 설치되어 도로와 보도를 구분되도록 하는 보차도 경계석과 도로 내에 설치되어 화단 또는 로타리와 도로를 구분되도록 하는 차도 경계석이 있다. 이들 경계석 중에서 보차도 경계석은 주로 콘크리트를 프레스로 압착하여 대략 사각기둥형상의 콘크리트성형체로 제조하여 도로와 보도사이의 지반위에 콘크리트를 타설한 후, 그 위에 복수개의 경계석을 일렬로 연속하여 서로 맞닿게 설치하고, 콘크리트를 굳혀 설치되는 것이다.

종래의 콘크리트 경계석은 차량이 인도로 올라가거나 차량 등의 충돌시 파손을 방지하기 위해서 어느 정도의 강도와 자체 중량이 유지되어야 하나 무거운 중량에 의해 작업성이 나쁜 문제점이 있다.

최근에는 경계석의 파손을 방지하기 위해서 화강암 등 석재를 가공하여 경계석을 제작하게 되었는데 석재 경계석은 콘크리트 경계석보다 외관은 미려하고, 강도 및 내구성이 높으나 제작이 곤란하여 그 단가가 고가이면서 지나치게 중량이 무거워 작업성이 더욱 나쁜 문제점이 있다.

또한, 상기 콘크리트 및 석재 경계석은 경계를 명확하게하기 위해서 페인트를 도색하거나 반사데이프를 부착하더라도 우수 또는 눈 등에 의해 경계석이 물기를 머금게 되면 페인트 및 반사테이프가 자연적으로 박리되어 미관이 좋지 않을 뿐만 아니라 페인트 또는 반사테이프를 도색하거나 부착한 효과를 충분히 발휘하지 못할 뿐만아니라 경계석 자체의 중량으로 인하여 물류비 및 설치비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위하여 최근에는 합성수지로 된 경계석이 개발되었는데 합성수지 경계석은 무게가 가벼워 설치된 후 자체 하중으로 인한 안정성이 떨어지는 문제점이 있으므로 이를 보완하기 위하여 경계석을 지면에 고정하기 위한 고정구 등을 별도로 설치해야 하는 구조를 가지고 있어 설치시 안정성이 떨어지거나 설치가 불편하고 복잡한 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 모래 60~72 중량부, 합성수지 28~40 중량부로 구성되어 중량이 적당하고 작업성이 좋고 물류비 및 설치비용이 저렴한 모래 및 합성수지 경계석 및 그 제조방법을 제공하고자 하는데 있다.

도 1은 본 발명의 모래 및 합성수지 경계석을 나타낸 사시도 및 사용상태도

도 2는 본 발명의 모래 및 합성수지 경계석의 제조방법의 공정도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 모래 및 합성수지 경계석 110: 모래

120: 합성수지

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 복수개가 연속적으로 맞대어 시공됨으로써 도로의 경계석에 있어서; 모래 60~72 중량부, 합성수지 28~40 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 모래 및 합성수지 경계석에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 복수개가 연속적으로 맞대어 시공됨으로써 도로의 경계를 구분하는 경계석의 제조방법에 있어서; 합성수지를 용융하는 합성수지 용융단계와, 상기 합성수지 용융단계 후 60~72 중량부의 모래와 동시에 28~40 중량부의 합성수지를 혼합조에 공급하여 이들을 혼합하면서 상기 합성수지가 겔 상태로 되면서 모래가 합성수지 내에 형성되는 조성물 혼합단계와, 상기 조성물 혼합단계 후 혼합된 조성물을 금형에 충진시키는 조성물 충진단계와, 상기 조성물 충진단계 후 합성수지가 냉각하는 동안에 수축으로 인한 체적감소를 보상하기 위해 조성물에 압력을 가하는 조성물 가압단계와, 상기 조성물 가압단계 후 상기 금형을 냉각시키면서 용융된 합성수지를 응고시켜 용융된 합성수지를 가소화하면서 성형품 완성단계와, 상기 성형품 완성단계 후 성형품을 금형으로부터 분리하는 성형품 분리단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 모래 및 합성수지 경계석의 제조방법에 관한 것이다

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 모래 및 합성수지 경계석을 나타낸 사시도 및 사용상태도에 의한 본 발명에 따른 모래 및 합성수지 경계석(100)은 60~72 중량부의 모래(110)와, 28~40 중량부의 합성수지(120)로 구성된다.

상기와 같이 제한하는 이유는 모래(110)가 60 중량부보다 이하의 경우에는 모래량이 적어 모래 및 합성수지 경계석(100)의 무게가 가벼워 차량이 인도로 올라가거나 차량 등의 충돌시 파손을 방지할 수 없어 안정성이 떨어지는 문제점이 있고, 72 중량부 이상일 경우에는 모래 및 합성수지 경계석(100)의 자체 중량으로 인하여 작업성이 양호하지 않을 뿐만 아니라 물류비 및 설치비용이 많이 소요되는 문제점이 발생하기 때문이다.

한편, 합성수지(120)가 28 중량부 이하일 경우에는 모래(110)의 결합력이 저하되어 모래 및 합성수지 경계석(100)의 휨파괴 강도가 저하되는 결점이 있고, 40 중량부 이상일 경우에는 휨파괴 강도가 급격히 감소하는 현상이 발생하고 모래 및 합성수지 경계석(100)의 무게가 가벼워지는 결점이 있기 때문이다.

경계석의 규격이 150×170×200×1,000mm(윗면×밑면×높이×길이)일때 콘크리트 경계석의 무게는 약 73kg이며 석재 경계석의 무게는 약 100kg 인데 반하여 본 발명의 모래 및 합성수지 경계석(100)의 무게는 49kg 내외가 되어 33% 내외로 감소된다.

따라서, 본 발명의 모래 및 합성수지 경계석(100)은 어느 정도 자체 중량을 유지하면서 물류비가 감소되고 작업성이 양호한 것이다.

도 2는 본 발명의 모래 및 합성수지 경계석의 제조방법의 공정도에 의한 본발명에 따른 모래 및 합성수지 경계석의 제조과정에 대하여 설명하면,

먼저 합성수지 용융단계(도 2의 단계 10)를 수행하게 되는데 상기 단계는 합성수지 용융기에서 합성수지(120)를 용융하는 단계이다.

상기 합성수지 용융단계는 사출성형기 등의 합성수지 용융기를 사용하게 되는데, 합성수지 용융기의 캐비티 온도 즉, 합성수지(120)가 용융되는 공간부의 온도가 200~350℃ 를 유지하도록 하여야 한다. 이는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴카보네이트(PC), 폴리염화비닐(PVC) 등의 용융 등의 성형조건에 적합하기 때문이다.

상기 합성수지 용융단계에서 유채색의 수지원료를 사용하면 모래 및 합성수지 경계석(100)의 완성품이 유체색으로 되어 다양한 색상의 모래 및 합성수지 경계석(100)을 만들 수 있다.

상기 합성수지 용융단계 후 조성물 혼합단계(도 2의 단계 20)를 수행하게 되는데 이 단계는 별도로 채취된 모래와 상기 합성수지 용융단계에서 용융된 합성수지(120)를 동시에 혼합조에 공급하여 합성수지와 모래(110)를 혼합하는 단계이다.

모래(110)의 분사는 샌드블라스트(Sandblasting) 등에서 사용하는 에어젯트 원리를 사용하는 것으로서 분사노즐의 몸체는 모래분사구와 모래흡입구가 일자형의 일체로 되어 있고 모래분사구와 모래흡입구의 사이에 공기흡입구가 분기된 Y 형상으로 구성되어 있다.

상기 분사노즐의 모래흡입구에는 타단이 개방되고 내부 공간이 형성된 관상의 모래흡입관이 구성되고, 분사노즐의 공기흡입구는 타단이 송풍경계석 결합되고내부 공간이 형성된 관상의 공기흡입관이 구성된다. 분사노즐의 모래분사구를 혼합조에 적치하고 모래흡입관의 일측을 모래 속에 적치하여 송풍기를 가동하면 공기흡입관으로 송풍기에서 발생한 강한 압력의 공기가 주입되고 주입된 공기는 분사노즐의 모래분사구로 통하여 분사된다. 이때 모래가 모래흡입관을 통해 빨려 들어가면서 공기와 같이 분사가 되어 혼합조에 공급되는 것이다.

캐비티 내의 용융된 합성수지(120)는 피스톤 또는 스크루 등의 가압장치로 노즐을 통하여 혼합조로 유동시키는 것이다.

상기 모래(110)와 융융된 합성수지(120)는 혼합조로 공급되면서 혼입되어 상호 혼합되나 모래(110)의 비중과 융융 합성수지(120)의 비중 차이로 인하여 혼합의 불균일성을 해소하기 위하여 상기 합성수지(120)가 겔 상태로 되면서 모래(110)가 합성수지(120) 내에 균일하게 형성되도록 모래(110)와 융융된 합성수지(120)를 혼합되는 것이다.

한편, 혼합조의 내부온도를 일정하게 유지하기 위해서는 물 또는 기름 등의 액체를 사용한 가열기로서 혼합조를 가열한다. 액체가열기는 가열중 혼합조의 온도가 일정온도 이상으로 상승하더라도 열을 혼합조로 부터 흡수할 수도 있고 균일한 열을 가할 수 있어 평균적인 가열과 냉각을 할 수 있기 때문이다.

혼합되는 조성물은 모래(110) 60~72 중량부, 합성수지(120) 28~40 중량부로 구성된다. 상기와 같이 제한하는 이유는 모래(110)가 60 중량부보다 이하의 경우에는 모래량이 적어 모래 및 합성수지 경계석(100)의 무게가 가벼워 차량이 인도로 올라가거나 차량 등의 충돌시 파손을 방지할 수 없어 안정성이 떨어지는 문제점이있고, 72 중량부 이상일 경우에는 모래 및 합성수지 경계석(100)의 자체 중량으로 인하여 작업성이 양호하지 않을 뿐만 아니라 물류비 및 설치비용이 많이 소요되는 문제점이 발생하기 때문이다.

한편, 합성수지(120)가 28 중량부 이하일 경우에는 모래(110)의 결합력이 저하되어 모래 및 합성수지 경계석(100)의 휨파괴 강도가 저하되는 결점이 있고, 40 중량부 이상일 경우에는 휨파괴 강도가 급격히 감소하는 현상이 발생하고 모래 및 합성수지 경계석(100)의 무게가 가벼워지는 결점이 있기 때문이다.

상기 조성물 혼합단계 후 조성물 충진단계(도 2의 단계 30)를 수행하게 되는데 이 단계는 혼합된 조성물을 금형에 충진시키는 것으로서 혼합된 모래(110)와 융융된 합성수지(120)가 상기 혼합조로 부터 유동되어 금형의 충진실에 채워지는 단계로서 혼합된 모래(110)와 융융된 합성수지(120)는 피스톤 또는 스크루 등의 가압장치가 전진하여 혼합조 내로 부터 금형의 스프루, 런너, 게이트로 유동되어 충진실로 충만하게 되는 것이다.

다시 말하면, 원뿔 형상의 혼합조의 노즐로 부터 혼합된 모래 및 용융된 합성수지(120)가 혼합조의 노즐과 접촉하고 있는 원뿔형상이면서 폭이 작은 2~4°정도 테이퍼를 하고 있는 스프루를 거쳐 길이가 짧은 원형 홈 또는 통로의 런너를 유동한다., 이때, 혼합된 모래 및 용융된 합성수지(120)는 충진실 입구로 부터 신속히 반대편까지 유동할 수 있는 곳에 설치된 원형 등으로 된 게이트를 통과하여 충진실로 유동되는 것이다.

상기 조성물 충진단계 후 조성물 가압단계(도 2의 단계 40)를 수행하게 되는데 이 단계는 용융된 합성수지(120)가 냉각하는 동안에 수축으로 인한 체적감소를 보상하기 위해 조성물에 압력을 가하는 단계로서, 상기 충진실에 혼합된 모래 및 용융된 합성수지(120)가 채워진 후에 피스톤 또는 스크류 등의 가압장치가 더욱 전진하여 압력이 가해지는 단계로서 용융된 합성수지(120)는 용융상태에서 고체상태로 변화할 때 발생하는 약 25%의 수축 즉, 냉각하는 동안에 수축으로 인한 체적감소를 보상하게 되는 것이다.

상기 조성물 가압단계 후 성형품 완성단계(도 2의 단계 50)를 수행하게 되는데 이 단계는 상기 금형을 냉각시키면서 용융된 합성수지(120)를 응고시켜 가소화하면서 합성수지(120) 내에 모래(110)를 정착시켜 성형품 완성하는 단계이다.

한편, 이 단계는 상기 금형을 냉각시키면서 용융된 합성수지(120)를 응고시키는 단계로서, 상기 성형기나 금형에 뚫은 냉각 구멍 또는 냉각 홈으로 냉각수를 관통시켜 금형에서 용융수지의 고열을 제거하고, 용융수지에 탄성한계 이상의 응력하에서 일어나는 변형으로 응력을 제거하여도 원형으로 되돌아가지 않는 성질인 가소성을 부여되는 것이다.

상기 성형품 완성단계 후 성형품 분리단계(도 2의 단계 60)를 수행하게 되는데, 이 단계는 성형품을 금형으로부터 분리하는 단계로서 상기 가동금형(상형) 및 고정금형(하형)이 분리되면서 이젝트로 완성된 성형품을 금형으로부터 분리하는 단계로서 금형 속에 설치되고 이젝터 플레이트에 고정되어 금형이 열릴 때 이젝터 플레이트와 같이 전진하는 이젝터 핀으로 성형품을 충진실로부터 분리되는 것이다.

바람직하게 상기의 합성수지 용융단계전에 모래 선별단계를 부가할 수 있는데 상기 모래 선별단계는 적정 입도의 모래를 선별하고 선별된 모래(110)에 포함된 불순물을 제거하는 단계이다.

본 발명에 사용되는 모래(110)는 입자가 비교적 균일한 모래(110)를 필요로 할 경우에는 강이나 바다에서 채취한 모래(110)를 진동망체을 이용한 모래선별기 등을 사용하여 입자가 비교적 균일한 모래(110)를 선별하여 사용할 수 있는 것이다. 예를 들면, 채취된 모래(110)는 모래선별기의 콘베이어벨트 등을 사용하여 선별부로 이송되어 0.4mm의 진동망체를 통과시켜 통과되지 못한 모래는 별도로 회수하고 통과된 모래는 다시 0.2mm의 진동망체를 통과시킨다. 여기에서 통과된 모래는 별도로 회수하고 통과되지 못한 모래(110) 즉, 0.2~0.4mm 입도의 모래(110)를 본 발명에 사용한다는 것이다.

만약, 모래(110) 입도의 크기를 한정한다고 한다면 채취된 모래(110)의 사용량과 제작원가와 경계석의 표면이 거칠기와 상품성이 고려되어야 할것이다.

상기 모래 선별단계에서 모래에 포함된 분순물을 제거하고 모래를 세척하여 건조시키는 모래세척 단계를 더 포함할 수도 있다. 모래세척 단계는 채취된 모래에 불순물이 다량 포함될 수 있다. 특히 바다에서 채취된 모래는 염분이 다량 함유되어 있으므로 이를 제거하기 위해서 모래를 세척하고 건조시켜 세척시 함유된 수분을 제거하여 일정한도의 수분을 포함하도록 하는 것이다.

세척방법의 일실시예로서는 수도물 또는 지하수를 스프레이 등으로 살수하는 방법 등이 있을 수 있으며, 건조는 세척된 모래를 열풍건조실로 통과시키는 열풍건조 또는 야적에 쌓아 바람 및 태양광선에 의해 건조시키는 자연건조의 방법을 사용할 수도 있다.

< 실시예 >

본 발명의 모래 및 합성수지 경계석(100)을 제작하여 한국산업규격 KSF 4006의 규격에 의한 휨강도의 비교실험을 하였다. 시험방법은 시료를 200×60×60mm 절단하여 절단된 시료를 나비 방향으로 수평하게 시험받침대에 정치하고 절단된 시료의 위로 시험기의 윗면을 밀착시켜 놓은 후 지간을 530mm로 하여 지간의 중앙에 하중을 균일한 속도로 재하하여 시료가 파괴되는 최대하중인 휨파괴하중을 측정하였다.

일반시중에서 판매되는 경계석과 동일 크기로 본 발명의 모래 및 합성수지 경계석을 제작하여 한국산업규격 KSF 4006의 규격에 의한 흡수율 시험을 하였다. 시험방법은 상기 휨강도 시험이 끝난 후 상기 시료에서 시험편을 채취하여 건조기 내에서 100~115℃ 로 24시간 건조시킨 후 2시간 사이에 측정한 무게차가 0.2%를 초과하지 않을 때까지 건조시킨 후 실온에서 4시간 냉각하여 무게를 측정한 후 시료를 5~30℃의 물에 시료를 24시간 침수시킨 후 꺼내어 헝겊으로 표면수를 제거하여 무게를 측정하여 다음식으로 흡수율을 계산하였다

흡수율(%) = {(A-B)/B} ×100

A: 시료의 흡수시 무게 B: 시료의 건조시 무게

시험 측정장비는 일반적으로 공지된 재료시험기 및 냉동조를 사용하였기 때문에 그에 대한 기술을 생략한다.

본 발명의 모래 및 합성수지 경계석(100)의 시험결과는 [표1]과 같다.

[표1]

모래 (중량부)	휨파괴하중(kgf)	흡수율(%)
53	1610	0.1
56	1677	0.1
59	1736	0.1
62	1773	0.2
65	1811	0.1
68	1786	0.2
71	1762	0.1
74	1659	0.2
77	1644	0.2
80	1628	0.3

* 모래의 중량부를 제외한 것이 합성수지의 중량부로서 모래 65 중량부는 합성수지 35 중량부를 혼합한 모래 및 합성수지의 경계석임

결과적으로 본 발명의 모래 및 합성수지 경계석(100)은 모래(110)가 65중량부 일때 휨파괴하중이 최대가 되었어나 모래(110)의 중량부가 그 이상 증가하거나 감소하면 휨파괴하중이 서서히 감소하는 것을 나타났다. 이는 합성수지(120)가 모래(110)를 적당한 간격으로 결합하였기 때문이라고 판단된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 모래 및 합성수지 경계석은 휨파과하중이 양호하고 어느 정도 자체 중량을 유지하므로 한번 시공하면 시멘트 경계석처럼 몇 년동안 보수할 필요가 없어 반영구적으로 사용이 가능할 뿐만 아니라 경계석을 지면에 고정하기 위한 고정구 등이 불필요하고, 또한 감소된 무게에 의해 물류비가 감소되고 작업성이 양호하며, 경계석 자체가 수분을 흡수하지 아니하므로 혹한에서의 동파 및 결로가 발생하지 않는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 도로의 가장자리를 따라 복수개가 연속적으로 맞대어 시공됨으로써 도로의 경계를 구분하는 경계석에 있어서;

   모래 60~72 중량부, 합성수지 28~40 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 모래 및 합성수지 경계석.
2. 복수개가 연속적으로 맞대어 시공됨으로써 도로의 경계를 구분하는 경계석의 제조방법에 있어서;

   합성수지를 용융하는 합성수지 용융단계와;

   상기 합성수지 용융단계 후 60~72 중량부의 모래와 동시에 28~40 중량부의 합성수지를 혼합조에 공급하여 이들을 혼합하면서 상기 합성수지가 겔 상태로 되면서 모래가 합성수지 내에 형성되는 조성물 혼합단계와;

   상기 조성물 혼합단계 후 혼합된 조성물을 금형에 충진시키는 조성물 충진단계와;

   상기 조성물 충진단계 후 합성수지가 냉각하는 동안에 수축으로 인한 체적감소를 보상하기 위해 조성물에 압력을 가하는 조성물 가압단계와;

   상기 조성물 가압단계 후 상기 금형을 냉각시키면서 용융된 합성수지를 응고시켜 용융된 합성수지를 가소화하면서 성형품 완성단계와,

   상기 성형품 완성단계 후 성형품을 금형으로부터 분리하는 성형품 분리단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 모래 및 합성수지 경계석의 제조방법.