KR20050011250A - A hardener for concret - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 콘크리트용 급결제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리케이트를 함유한 급결제를 통해 콘크리트 타설시 콘크리트의 경화시간을 단축하여 작업의 효율성 및 경제성을 향상시킬 수 있도록 하는 콘크리트용 급결제에 관한 것이다.The present invention relates to a fastener for concrete, and more particularly, to a concrete fastener for improving the efficiency and economic efficiency of the work by reducing the curing time of the concrete during the concrete pouring through the fastener containing silicate will be.
일반적으로 숏크리트는 지하나 산의 터널을 굴착시 사용되는 공법 중 하나인 NATM공법을 적용할 때 사용되는 신속히 경화되는 콘크리트 라이닝을 말한다. 즉, 발파나 굴착기를 이용하여 터널을 파내면 일차로 무너짐을 방지하기 위해 콘크리트에 급속 급결제를 첨가한 후 고압으로 분사하여 굴착한 상단면에 고착시키는 것을 말한다.In general, shotcrete is a fast-hardening concrete lining used when applying the NATM method, which is one of the methods used when excavating underground or mountain tunnels. In other words, to dig a tunnel using a blasting or excavator to add a rapid fastener to the concrete in order to prevent the first fall and to adhere to the excavated top surface by spraying at high pressure.
한편, 전술한 숏크리트시에는 시멘트와 골재에 급결제를 혼합한 후 분사노즐 선단에서 물을 섞는 방식의 건식장비나 물에 혼련된 콘크리트를 분사노즐선단에서 급결제와 섞는 방식의 습식장비에 의해 이루어진다. 이때, 급결제로는 액상과 고상제품이 사용되고, 대부분의 급결제는 주로 강알카리성 물질로 이루어진다.On the other hand, in the above-mentioned shotcrete, dry equipment of the method of mixing the cement and the aggregate with the aggregate and then mixing the water at the dispensing nozzle end or wet equipment of mixing the kneaded concrete with the fastening agent at the dispensing nozzle end. . In this case, a liquid and a solid product are used as the fastener, and most of the fastener mainly consists of a strong alkaline material.
전술한 바와 같은 숏크리트시에는 분사되는 콘크리트가 매우 신속하게 경화되어야 하기 때문에 통상 3분 미만의 초기 경화시간을 갖는 제품을 사용하여야 한다. 숏크리트 급결제로는 규산소다라 불리우는 규산나트륨(), 알루민산소다라 불리우는 알루미늄산나트륨(), 수산화나트륨(), 수산화칼륨() 및 염화물 등이 있다.In the case of shotcrete as described above, a product having an initial curing time of less than 3 minutes should be generally used because the sprayed concrete has to be cured very quickly. Sodium silicate, called sodium silicate, ), Sodium aluminate (sodium aluminate) ), Sodium hydroxide ( ), Potassium hydroxide ( ) And chlorides.
그러나, 전술한 바와 같은 통상적인 숏크리트 급결제는 만족할 만한 정도의 성능을 나타내지만 본질적으로 부식성이라는 문제점을 안고 있다. 또한, 이러한 숏크리트 급결제들은 눈, 피부 및 폐를 자극하는 독성이 있어 터널과 같은 밀폐된 공간에서는 생명의 위협이 되고 있다. 따라서, 숏크리트 작업시에는 불편하기 짝이 없는 보호용 의복을 착용해야 하는 문제가 있다.However, conventional shotcrete fasteners as described above exhibit satisfactory performance but suffer from inherently corrosiveness. In addition, these shotcrete fasteners are toxic to the eyes, skin and lungs and are a life threat in confined spaces such as tunnels. Therefore, when the shotcrete work there is a problem that you should wear a protective clothing uncomfortable.
특히, 전술한 바와 같은 급결제로 규산나트륨()의 경우에는 타설되는 콘크리트에 첨가시 콘크리트 강도를 저하시키는 문제가 있다. 또한, 알루미늄산나트륨()의 경우에는 높은 알칼리도 때문에 작업자에게 화상 등의 피해를 주기 때문에 사용상에 많은 문제가 있다. 더구나, 알루미늄산나트륨()의 현존 제품들은 제품의 안정성이 떨어져 단시간 내에 저장용기 내에서 경화 및 분해되어 슬러지화되는 문제가 있다.In particular, sodium silicate ( ) Has a problem of lowering the concrete strength when added to the concrete to be poured. In addition, sodium aluminate ( In case of), there are many problems in use because of high alkalinity which causes injury to workers. Moreover, sodium aluminate ( Existing products of) have a problem that the stability of the product is hardened and decomposed in the storage container in a short time to sludge.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 기존의 알루미늄산나트륨()이 가지고 있는 불안정성과 규산나트륨()이 가지고 있는 경화시간의 지연 및 높은 리바운드량을 개선하여 콘크리트 경화시간을 단축시킬 수 있도록 한 콘크리트용 급결제를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the existing sodium aluminate ( ) Instability and sodium silicate ( The purpose is to provide a fastener for concrete that can shorten the hardening time of concrete by improving the delay of hardening time and high rebound amount.
본 발명의 다른 목적은 실리케이트와 알루미늄을 결합한 구조의 알루미늄규산나트륨을 제조하여 기존의 콘크리트용 급결제가 가지고 있는 인체에 유해한 독성을 완화시킴으로써 작업을 보다 원활하게 할 수 있도록 함에 있다.Another object of the present invention is to produce a sodium silicate having a structure in which silicate and aluminum are combined to alleviate the harmful toxicity to the human body of the conventional concrete fasteners so as to facilitate the operation.
나아가, 본 발명은 기존의 알루미늄산나트륨()이 가지고 있는 불안정성과 규산나트륨()이 가지고 있는 경화시간의 지연 및 높은 리바운드량을 개선하여 콘크리트 경화시간을 단축시킬 수 있도록 함으로써 작업의 효율성 및 경제성을 향상시킬 수 있도록 함에 있다.Furthermore, the present invention is a conventional sodium aluminate ( ) Instability and sodium silicate ( It is to improve the efficiency and economic efficiency of work by improving the delay of hardening time and high rebound amount of).
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 콘크리트용 급결제는 산화나트륨()의 농도가 30∼50%인 수산화나트륨() 40∼65 wt%, 산화알루미늄()의 농도가 50∼68%인 수산화알루미늄() 31.5∼50 wt%, 산화규소()의 농도가 10∼30%인 규산나트륨() 0.01∼10.0 wt% 및 물() 0.5∼30 wt%를 혼합하여 100∼150℃의 온도조건하에서 30∼120분 동안 반응시켜 산화알루미늄()의 농도가 10∼25%, 산화나트륨()의 농도가 10∼25% 및 산화규소()의 농도가 0.001∼10%인 알루미늄규산나트륨()으로 제조된다.The present invention configured to achieve the above object is as follows. That is, the fastener for concrete according to the present invention is sodium oxide ( Sodium hydroxide with a concentration of 30-50% 40 to 65 wt% aluminum oxide Aluminum hydroxide with a concentration of 50-68% 31.5-50 wt%, silicon oxide Sodium silicate (10-30%) ) 0.01 to 10.0 wt% and water ( ) 0.5-30 wt% was mixed and reacted for 30-120 minutes under the temperature condition of 100-150 ℃. ) Concentration of 10-25%, sodium oxide ( ) Concentration of 10-25% and silicon oxide ( Sodium silicate (concentration of 0.001-10%) Is prepared).
전술한 구성에서 수산화알루미늄()은 알루미늄()염 상태의 다른 화합물로 대체하여 사용할 수 있다.In the above-described configuration, aluminum hydroxide ( ) Is aluminum ( It can be used in place of another compound in the salt state.
또한, 전술한 수산화나트륨()은 나트륨염() 상태의 다른 화합물로 대체하여 사용할 수 있다.In addition, the aforementioned sodium hydroxide ( ) Is the sodium salt ( It can be used in place of other compounds in the) state.
그리고, 규산나트륨() 역시도 규산()염 상태의 다른 화합물로 대체하여 사용할 수 있다.And sodium silicate ( ) Also silicic acid ( It can be used in place of another compound in the salt state.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 콘크리트용 급결제에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter will be described in detail with respect to the concrete fastener according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 앞서의 목적에서 밝힌 바와 같이 기존의 알루미늄산나트륨()이 가지고 있는 불안정성과 규산나트륨()이 가지고 있는 경화시간의 지연 및 높은 리바운드량을 개선하여 콘크리트 경화시간을 단축시킴은 물론, 인체에 유해한 독성을 완화시킴으로써 작업성을 보다 향상시킬 수 있도록 한 콘크리트용 급결제를 제조하는 기술에 관한 것이다.The present invention is a conventional sodium aluminate ( ) Instability and sodium silicate ( To improve the delay of hardening time and the high rebound amount, which can shorten the hardening time of concrete and alleviate harmful toxicity to human body. will be.
본 발명에 따른 콘크리트용 급결제는 먼저, 수산화나트륨(), 수산화알루미늄(), 규산나트륨() 및 물()을 40∼65 : 31.5∼50 : 0.01∼10.0 : 0.5∼30 wt%의 비율로 혼합한다. 이때, 수산화나트륨() 은 산화나트륨()의 농도가 30∼50%인 것을 사용하고, 수산화알루미늄()은 산화알루미늄()의 농도가 50∼68%인 것을 사용하며, 규산나트륨()의 경우에는 산화규소()의 농도가 10∼30%인 것을 사용한다.The fastener for concrete according to the present invention, first, sodium hydroxide ( ), Aluminum hydroxide ( ), Sodium silicate ( ) And water ( ) Are mixed at a ratio of 40 to 65: 31.5 to 50: 0.01 to 10.0: 0.5 to 30 wt%. At this time, sodium hydroxide ( ) Is sodium oxide ( Aluminum hydroxide (30-50%), ) Is aluminum oxide ( ), The concentration of 50-68%, sodium silicate ( ) For silicon oxide ( ), The concentration is 10 to 30%.
한편, 전술한 바와 같이 산화나트륨()의 농도가 30∼50%인 수산화나트륨(), 산화알루미늄()의 농도가 50∼68%인 수산화알루미늄(), 산화규소()의 농도가 10∼30%인 규산나트륨() 및 물()을 40∼65 : 31.5∼50 : 0.01∼10.0 : 0.5∼30 wt%의 비율로 혼합한 후에는 100∼150℃의 온도조건하에서 30∼120분 동안 반응시켜 목적하는 콘크리트용 급결제를 제조한다.Meanwhile, as described above, sodium oxide ( Sodium hydroxide with a concentration of 30-50% ), Aluminum oxide ( Aluminum hydroxide with a concentration of 50-68% ), Silicon oxide ( Sodium silicate (10-30%) ) And water ( ) Was mixed at a ratio of 40 to 65: 31.5 to 50: 0.01 to 10.0: 0.5 to 30 wt%, and then reacted for 30 to 120 minutes under a temperature condition of 100 to 150 ° C to prepare a desired concrete fastener. .
전술한 바와 같은 제조과정을 통해 제조되는 콘크리트용 급결제가 바로 알루미늄규산나트륨()이다. 이때, 콘크리트용 급결제인 알루미늄규산나트륨()은 산화알루미늄()의 농도가 10∼25%, 산화나트륨()의 농도가 10∼25% 및 산화규소()의 농도가 0.001∼10%인 구성으로 이루어진다.Sodium aluminum silicate (fastener for concrete prepared through the manufacturing process as described above) )to be. At this time, sodium silicate which is a fastener for concrete ( ) Is aluminum oxide ( ) Concentration of 10-25%, sodium oxide ( ) Concentration of 10-25% and silicon oxide ( ) Concentration is 0.001 to 10%.
즉, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 콘크리트용 급결제로써의 알루미늄규산나트륨()은 산화알루미늄()의 농도가 10∼25%, 산화나트륨()의 농도가 10∼25% 및 산화규소()의 농도가 0.001∼10%의 범위일 때 가장 그 효과가 우수하다는 것이다.That is, sodium aluminum silicate as a fastener for concrete according to the present invention as described above ( ) Is aluminum oxide ( ) Concentration of 10-25%, sodium oxide ( ) Concentration of 10-25% and silicon oxide ( ) Is most effective when the concentration is in the range of 0.001 to 10%.
다음은 앞서의 제조과정을 통해 제조되는 콘크리트용 급결제인 알루미늄규산나트륨()을 제조하기 위한 반응식을 보인 것으로, 알루미늄규산나트륨()의 반응식은 다음과 같이 표현된다.Next is sodium silicate, which is a fastener for concrete manufactured by the above manufacturing process ( ) Shows a reaction formula for preparing sodium aluminum silicate ( ) Is expressed as
여기서, n은 4 이하이고, y≤4, 1≤k≤2이다.Here, n is 4 or less, and y≤4 and 1≤k≤2.
한편, 본 발명에 따른 콘크리트용 급결제의 제조과정은 다음과 같이 정리할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 콘크리트용 급결제는 산화나트륨()의 농도가 30∼50%인 수산화나트륨() 40∼65 wt%, 산화알루미늄()의 농도가 50∼68%인 수산화알루미늄() 31.5∼50 wt%, 산화규소()의 농도가 10∼30%인 규산나트륨() 0.01∼10.0 wt% 및 물() 0.5∼30 wt%를 혼합하여 100∼150℃의 온도조건하에서 30∼120분 동안 반응시켜 산화알루미늄()의 농도가 10∼25%, 산화나트륨()의 농도가 10∼25% 및 산화규소()의 농도가 0.001∼10%인 알루미늄규산나트륨()으로 제조된다.On the other hand, the manufacturing process of the concrete fastener according to the present invention can be summarized as follows. That is, the fastener for concrete according to the present invention is sodium oxide ( Sodium hydroxide with a concentration of 30-50% 40 to 65 wt% aluminum oxide Aluminum hydroxide with a concentration of 50-68% 31.5-50 wt%, silicon oxide Sodium silicate (10-30%) ) 0.01 to 10.0 wt% and water ( ) 0.5-30 wt% was mixed and reacted for 30-120 minutes under the temperature condition of 100-150 ℃. ) Concentration of 10-25%, sodium oxide ( ) Concentration of 10-25% and silicon oxide ( Sodium silicate (concentration of 0.001-10%) Is prepared).
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 콘크리트용 급결제인 알루미늄규산나트륨()의 제조과정에서 수산화알루미늄()은 알루미늄()염 상태의 다른 화합물로 대체하여 사용할 수 있다.Sodium aluminum silicate which is a fastener for concrete according to the present invention as described above ( Aluminum hydroxide in the manufacturing process ) Is aluminum ( It can be used in place of another compound in the salt state.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄규산나트륨()의 제조과정에서 수산화나트륨() 역시 나트륨염() 상태의 다른 화합물로 대체하여 사용할 수 있다.In addition, sodium aluminum silicate according to the present invention ( Sodium hydroxide during the manufacturing process ) Sodium salt ( It can be used in place of other compounds in the) state.
그리고, 본 발명에 따른 알루미늄규산나트륨()의 제조과정에서 규산나트륨() 역시도 규산()염 상태의 다른 화합물로 대체하여 사용할 수 있다.And, sodium aluminum silicate according to the present invention ( Sodium silicate in the manufacturing process ) Also silicic acid ( It can be used in place of another compound in the salt state.
다음은 본 발명이 목적하는 콘크리트용 급결제로써의알루미늄규산나트륨()을 제조하기 위한 실시 예를 보인 것이다.Next is sodium silicate as a fastener for concrete, which is the object of the present invention ( It will be shown an embodiment for manufacturing).
[실시 예 1]Example 1
산화나트륨()의 농도가 38.8%인 수산화나트륨() 52 wt%, 산화알루미늄()의 농도가 58%인 수산화알루미늄() 36 wt%, 산화규소()의 농도가 28.7%인 규산나트륨() 0.18 wt% 및 물() 11.82 wt%를 혼합하여 135℃의 온도조건하에서 120분 동안 반응시켰다.Sodium oxide ( Sodium hydroxide with a concentration of 38.8% ) 52 wt%, aluminum oxide ( Aluminum hydroxide with a concentration of 58% ) 36 wt%, silicon oxide ( Sodium silicate (28.7%) ) 0.18 wt% and water ( ) 11.82 wt% was reacted for 120 minutes under a temperature of 135 ° C.
전술한 바와 같은 반응과정을 통해 산화알루미늄()의 농도가 21%, 산화나트륨()의 농도가 20% 및 산화규소()의 농도가 0.05%인 콘크리트용 급결제로써의 알루미늄규산나트륨()을 제조할 수 있었다.Through the reaction process as described above, aluminum oxide ( ) Concentration of 21%, sodium oxide ( ) Concentration of 20% and silicon oxide ( Sodium silicate as a fastener for concrete with a concentration of 0.05% ) Could be manufactured.
[실시 예 2]Example 2
산화나트륨()의 농도가 34.9%인 수산화나트륨() 60 wt%, 산화알루미늄()의 농도가 58%인 수산화알루미늄() 36.2 wt%, 산화규소()의 농도가 28.7%인 규산나트륨() 0.1 wt% 및 물() 3.7 wt%를 혼합하여 125℃의 온도조건하에서 60분 동안 반응시켰다.Sodium oxide ( Sodium hydroxide with a concentration of 34.9% 60 wt% aluminum oxide Aluminum hydroxide with a concentration of 58% ) 36.2 wt%, silicon oxide Sodium silicate (28.7%) ) 0.1 wt% and water ( 3.7 wt% was mixed and reacted for 60 minutes under the temperature condition of 125 ° C.
전술한 바와 같은 반응과정을 통해 산화알루미늄()의 농도가 21%, 산화나트륨()의 농도가 21% 및 산화규소()의 농도가 0.03%인 콘크리트용 급결제로써의 알루미늄규산나트륨()을 제조할 수 있었다.Through the reaction process as described above, aluminum oxide ( ) Concentration of 21%, sodium oxide ( ) Concentration of 21% and silicon oxide ( Sodium silicate as a fastener for concrete with a concentration of 0.03% ) Could be manufactured.
[실시 예 3]Example 3
산화나트륨()의 농도가 35.7%인 수산화나트륨() 53.3 wt%, 산화알루미늄()의 농도가 50%인 수산화알루미늄() 46 wt%, 산화규소()의 농도가 30%인 규산나트륨() 0.1 wt% 및 물() 0.6 wt%를 혼합하여 135℃의 온도조건하에서 30분 동안 반응시켰다.Sodium oxide ( Sodium hydroxide with a concentration of 35.7% 53.3 wt% aluminum oxide Aluminum hydroxide with a concentration of 50% ) 46 wt%, silicon oxide Sodium silicate (30%) ) 0.1 wt% and water ( ) 0.6 wt% was mixed and reacted under a temperature of 135 ° C. for 30 minutes.
전술한 바와 같은 반응과정을 통해 산화알루미늄()의 농도가 23%, 산화나트륨()의 농도가 19% 및 산화규소()의 농도가 0.03%인 콘크리트용 급결제로써의 알루미늄규산나트륨()을 제조할 수 있었다.Through the reaction process as described above, aluminum oxide ( ) Concentration of 23%, sodium oxide ( ) Concentration of 19% and silicon oxide ( Sodium silicate as a fastener for concrete with a concentration of 0.03% ) Could be manufactured.
한편, 전술한 실시 예 1, 2, 3 에서와 같은 과정에서 규산나트륨() 비율이 전체의 10 wt% 이상일 경우에는 제조된 알루미늄규산나트륨()의 성상이 불안정한 것을 볼 수 있었고, 규산나트륨() 비율이 전체의 10 wt% 이하일 경우에는 제조된 알루미늄규산나트륨()의 성능이 우수한 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, in the same process as in Example 1, 2, 3 described above sodium silicate ( ) If the ratio is more than 10 wt% of the total sodium silicate ( ) Was found to be unstable, and sodium silicate ( If the ratio is less than 10 wt% of the total sodium silicate ( It was confirmed that the performance of) is excellent.
또한, 전술한 실시 예 1, 2, 3 에서와 같은 과정에서 산화알루미늄()의 농도가 25%, 산화나트륨()의 농도가 25% 및 산화규소()의 농도가 10%의 범위를 넘어서는 경우에는 안정된 제품을 얻을 수 없음을 확인할 수 있었다.In addition, in the same process as in Examples 1, 2, and 3 described above, ) Concentration of 25%, sodium oxide ( ) Concentration of 25% and silicon oxide ( When the concentration of) exceeds the range of 10%, it was confirmed that a stable product could not be obtained.
다음은 기존의 콘크리트용 급결제와 본 발명에 따른 알루미늄규산나트륨()의 급결실험을 비교한 예이다.Next is a conventional concrete fastener and sodium silicate according to the present invention ( ) Is an example of a quick test.
표 1 에서와 같이 본 발명에 따른 콘크리트용 급결제로써의 알루미늄규산나트륨()은 기존의 급결제에 비해 초결(초기 경화시간)과 종결(경화가 완료되는 시간)이 단축되었음을 알 수 있다.Sodium aluminum silicate as a fastener for concrete according to the present invention as shown in Table 1 ) Shows that the initial setting (initial curing time) and the termination (time to complete curing) are shortened compared to the conventional fasteners.
본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서와 같이 본 발명의 알루미늄규산나트륨()에 따르면 기존의 알루미늄산나트륨()이 가지고 있는 불안정성과 규산나트륨()이 가지고 있는 경화시간의 지연 및 높은 리바운드량을 개선하여 콘크리트 경화시간을 단축시킬 수 있는 효과가 발휘된다.Sodium aluminum silicate of the present invention as described above ( ) Shows that conventional sodium aluminate ( ) Instability and sodium silicate ( The effect of shortening the concrete hardening time is improved by improving the delay time and high rebound amount of).
본 발명의 다른 효과로는 실리케이트와 알루미늄을 결합한 구조의 알루미늄규산나트륨을 제조하여 기존의 콘크리트용 급결제가 가지고 있는 인체에 유해한 독성을 완화시킴으로써 작업을 보다 원활하게 할 수 있다.Another effect of the present invention is to produce a sodium silicate of a structure in which the silicate and aluminum combined to facilitate the operation by mitigating harmful toxicity to the human body has a conventional concrete fastener.
나아가, 본 발명은 기존의 알루미늄산나트륨()이 가지고 있는 불안정성과 규산나트륨()이 가지고 있는 경화시간의 지연 및 높은 리바운드량을개선하여 콘크리트 경화시간을 단축시킬 수 있도록 함으로써 작업의 효율성 및 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Furthermore, the present invention is a conventional sodium aluminate ( ) Instability and sodium silicate ( By improving the delay of hardening time and high rebound amount of), it is possible to shorten the hardening time of concrete, thereby improving work efficiency and economic efficiency.
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| KR (1) | KR100567376B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100653890B1 (en) * | 2005-07-08 | 2006-12-05 | 주식회사 화진정밀화학 | Manufacturing methods of high-performan shocrete admixture |
| KR100725030B1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-06-07 | 주식회사 인트켐 | Liquid concrete additive and concrete composition for reinforcing early strength |
-
2003
- 2003-07-22 KR KR1020030050258A patent/KR100567376B1/en active IP Right Grant
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| KR100653890B1 (en) * | 2005-07-08 | 2006-12-05 | 주식회사 화진정밀화학 | Manufacturing methods of high-performan shocrete admixture |
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| Publication number | Publication date |
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| KR100567376B1 (en) | 2006-04-04 |
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