KR20210138275A - 항균 보도블럭 및 이의 제조방법 - Google Patents

항균 보도블럭 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20210138275A
KR20210138275A KR1020200056408A KR20200056408A KR20210138275A KR 20210138275 A KR20210138275 A KR 20210138275A KR 1020200056408 A KR1020200056408 A KR 1020200056408A KR 20200056408 A KR20200056408 A KR 20200056408A KR 20210138275 A KR20210138275 A KR 20210138275A
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Abstract

본 발명은 항균 보도블럭 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 항균 기능 및 투수 기능을 포함하는 항균 보도블럭 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 항균 보도블럭은, 보도블럭의 몸체가 되는 기층부; 및 상기 기층부의 상단에 위치하는 표층부;를 포함하되, 상기 표층부에는 항균 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 항균 보도블럭 제조방법은, 골재, 자갈, 물, 시멘트를 혼합하여 기층부 재료 혼합물을 제조하는 제 1단계; 상기 기층부 재료 혼합물을 기층부 성형틀에 공급한 후 압축 성형을 실시하는 제 2단계; 상기 압축 성형한 기층부 성형물을 건조하는 제 3단계; 잔골재, 모래, 물, 시멘트, 항균 물질을 혼합하여 표층부 재료 혼합물을 제조하는 제 4단계; 상기 표층부 재료 혼합물을 상기 건조한 기층부 성형물이 위치한 성형틀에 공급한 후 압축 성형을 실시하는 제 5단계; 상기 성형틀을 분리한 후 건조하여 블럭 성형물을 제조하는 제 6단계; 상기 블럭 성형물을 세척한 후 재건조하는 제 7단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

항균 보도블럭 및 이의 제조방법{Method of manufacturing antibacterial sidewalk blocks}
본 발명은 항균 보도블럭 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 항균 기능 및 투수 기능을 포함하는 항균 보도블럭 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 보도블럭이란 보행도로를 걷는 사용자의 편의를 도모하기 위하여 보행도로에 시공하는 도시기반시설 하나이다.
예컨대, 보도블럭은 각종 보도는 물론이고 실내바닥에도 시공하여 사용되고 있는 것으로 최근에는 보도블럭의 외관미를 향상시켜 장식적 효과 및 청결함을 높이기 위하여 다양한 보도블럭 제조방법이 제공되고 있으며, 횡단보도 및 교차로와 같이 특정한 장소에 사용하기 위한 보도블럭 또한 다양하게 제공되고 있다.
종래, 이러한 보도블럭은 제조시 대부분 시멘트 블럭(인트로킹 블럭)이나 폐고무칩 등의 단일재료로 성형제작됨에 따라 그 단일 재질적 요소가 가지는 문제점을 그대로 보유할 수 밖에 없다.
인터로킹(시멘트 블럭)은 다량의 시멘트를 함유함으로써 투수성이 없으며, 수명을 다했을 시 교체시 폐기물로서 존재하는 문제점이 있으며, 도심의 열섬현상(주변 지역 온도 상승)을 초래하여 국가적인 차원의 비용이 발생되고, 자체 투수성이 없기 때문에 집중 호우시 우수 문제가 발생하고 지하수로의 유입이 불가하다. 또한, 점토블럭도 마찬가지로 소성된 제품으로 투수성이 없다는 단점이 있다.
최근, 투수성 보도블럭이 개발되고 있으나 주성분인 자갈의 경도가 낮아 보도의 마모 및 균열이 빨리 진행되므로 보도블럭의 수명이 짧아진다는 문제점이 있고, 대기 중에 발생한 미세먼지, 오염물질, 세균 등이 빗물과 보도블럭 내부를 투과할 경우 보도블럭의 오염도가 빠르게 진행될 수 있으며 이를 통한 2차 피해를 가져올 수 있다.
한국공개특허 제10-2001-0107887호
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 보도블럭에 항균 물질을 포함하여 대기 중 또는 우천 시 빗물을 통한 환경오염을 보다 개선할 수 있는 항균 보도블럭을 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 항균 보도블럭은, 보도블럭의 몸체가 되는 기층부; 및 상기 기층부의 상단에 위치하는 표층부;를 포함하되, 상기 표층부에는 항균 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 항균 보도블럭 제조방법은, 골재, 자갈, 물, 시멘트를 혼합하여 기층부 재료 혼합물을 제조하는 제 1단계; 상기 기층부 재료 혼합물을 기층부 성형틀에 공급한 후 압축 성형을 실시하는 제 2단계; 상기 압축 성형한 기층부 성형물을 건조하는 제 3단계; 잔골재, 모래, 물, 시멘트, 항균 물질을 혼합하여 표층부 재료 혼합물을 제조하는 제 4단계; 상기 표층부 재료 혼합물을 상기 건조한 기층부 성형물이 위치한 성형틀에 공급한 후 압축 성형을 실시하는 제 5단계; 상기 성형틀을 분리한 후 건조하여 블럭 성형물을 제조하는 제 6단계; 상기 블럭 성형물을 세척한 후 재건조하는 제 7단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결수단에 의해, 본 발명의 항균 보도블럭은 보도블럭에 항균 물질을 포함하여 대기 중 또는 우천 시 빗물을 통한 환경오염을 보다 개선하는 효과가 있다.
또한, 투수성이 높은 항균 보도블럭을 제공하는 효과가 있다.
또한, 보도블럭의 오염을 방지하여 내구성을 향상된 항균 보도블럭을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 항균 보도블럭의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 항균 보도블럭 제조방법을 나타내는 순서도이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
하기에서는 항균 보도블럭 및 이의 제조방법을 도면과 실시예를 이용하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 항균 보도블럭의 단면을 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 항균 보도블럭은 기층부(10) 및 표층부(20)를 포함한다.
먼저, 상기 기층부(10)는 보도블럭의 몸체가 되며, 투수 기능을 포함한다.
상기 기층부(10)는 몸체의 형성 및 투수를 위하여 골재, 자갈, 물, 시멘트를 포함하여 구성된다.
상기 재료는 원활한 투수를 위하여 골재의 입자는 5 내지 10mm, 자갈의 입자는 10 내지 25mm를 사용한다.
상기 자갈의 경우는 규사, 홍사, 목문석, 흑사, 폐석재 등을 단독, 혼합으로 사용할 수 있으며 다양한 석재가 활용 가능하다.
이때, 상기 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 고로 슬래그 시멘트, 고로 슬래그 미분말 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 시멘트는 상기 골재와 자갈 등의 물질들을 결합하는 용도로 사용되며, 경제성, 강도, 내구성 등을 고려하여 작업자에 의해 선택 가능하다.
또한, 상기 골재, 자갈, 물, 시멘트의 혼합 비율은 골재 15 내지 22중량%, 자갈 46 내지 53중량%, 물 1 내지 8중량%, 시멘트 18 내지 22중량%이다.
상기 골재 또는 자갈이 상기 범위를 벗어날 경우에는 성형물의 형상 유지 또는 투수성에 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 물 또는 시멘트가 상기 범위를 벗어날 경우에는 원활한 혼합 및 작업(다짐, 건조 등)에 어려움이 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 표층부(20)는 상기 기층부(10)의 상단에 위치하며, 항균 기능을 포함한다.
상기 표층부(20)는 항균 기능을 위하여 잔골재, 자갈, 물, 시멘트, 항균 물질을 포함하여 구성된다.
상기 재료는 내구성을 위해 골재의 입자는 1 내지 3mm, 자갈의 입자는 5 내지 8mm를 사용한다.
상기 자갈의 경우 상기 기층부(10)와 동일하게 적용하거나 변경할 수 있다.
이때, 상기 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 고로 슬래그 시멘트, 고로 슬래그 미분말 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 항균 물질은 키토산, 항균 수성도료, 물을 포함한다.
상기 키토산은 갑각류의 껍질에 함유된 키틴을 탈아세틸화하여 얻어낸 물질로, 천연 양이온 고분자 물질이다.
상기 키토산은 항균 및 항곰팡이 작용으로 오염성을 감소시키며, 중금속을 제거할 수 있는 중금속 이온 흡착 제거가 가능하다.
상기 키토산의 탈아세틸화는 우수한 항균 작용을 위하여 95% 이상이 적합하며, 중량 평균 분자량의 경우 20,000 내지 350,000이 바람직하다.
또한, 상기 항균 물질로 포함 시 입자 크기가 1 내지 80㎛이 바람직하다. 상기 항균 물질에 포함되는 키토산의 입자 크기가 1㎛ 미만일 경우 과도하게 작은 입자로 인해 균일한 혼합이 되지 않거나, 내부의 공극을 메워 투수 기능이 저하될 수 있으며, 80㎛를 초과할 경우 불균일한 혼합 또는 내구성 저하의 우려가 있다.
또한, 상기 키토산은 균일한 혼합 또는 잔골재, 자갈, 모래 등의 타 재료에 의해 항균 능력이 감소할 것을 고려하여 분말이 아닌 액상의 형태로 배합될 수 있다.
상기 키토산의 제조는 껍질 분쇄 단계, HCl, NaOH를 이용하여 칼슘, 회분, 단백질 제거 단계, 탈아세틸화반은 단계를 거쳐 생성할 수 있다.
상기 항균 수성도료의 경우 카바메이트(Carbamate)계 도료로, 비중은 1~1.1이며 PH는 6.8~7.0이고, 외관은 회백색 수성현탁액이다.
또한, 상기 항균 물질에는 항균 성능을 향상시키기 위하여 살진균제가 더 포함될 수 있다.
상기 잔골재, 자갈, 물, 시멘트, 항균 물질의 혼합 비율은 잔골재 30 내지 44중량%, 자갈 22 내지 36중량%, 물 1 내지 8중량%, 시멘트 18 내지 22중량%, 항균 물질 2중량%인 것이 바람직하다.
상기 잔골재 또는 자갈이 상기 범위를 벗어날 경우에는 성형물의 형상 유지 또는 투수성에 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 물 또는 시멘트가 상기 범위를 벗어날 경우에는 원활한 혼합 및 작업(다짐, 건조 등)에 어려움이 발생할 수 있다.
상기 항균 물질이 2중량% 미만일 경우 항균 작용이 충분히 발생하지 않을 수 있으며, 2중량%를 초과할 경우 표면의 내구성이 저하될 수 있다.
도 2는 본 발명의 항균 보도블럭 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 먼저 제 1단계(S10)에서는 기층부 재료 혼합물을 제조한다. 구체적으로, 기층부(10)의 재료가 되는 골재, 자갈, 물, 시멘트를 믹싱하여 기층부 재료 혼합물을 준비한다.
상기 재료는 원활한 투수를 위하여 골재의 입자는 5 내지 10mm, 자갈의 입자는 10 내지 25mm를 사용한다.
상기 자갈의 경우는 규사, 홍사, 목문석, 흑사, 폐석재 등을 단독, 혼합으로 사용할 수 있으며 다양한 석재가 활용 가능하다.
이때, 상기 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 고로 슬래그 시멘트, 고로 슬래그 미분말 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 골재, 자갈, 물, 시멘트의 혼합 비율은 골재 15 내지 22중량%, 자갈 46 내지 53중량%, 물 1 내지 8중량%, 시멘트 18 내지 22중량%이다.
다음으로, 제 2단계(S20)에서는 상기 기층부 재료 혼합물을 기층부 성형틀에 공급한 후 압축 성형을 실시한다. 구체적으로, 상기 기층부 재료 혼합물을 기층부 성형틀에 붓고 프레스 장비를 이용하여 압축 성형을 실시한다.
상기 압축 성형 중 다짐 작업 횟수는 10회 내지 15회인 것이 바람직하다. 상기 다짐 작업 횟수가 10회 미만일 경우 항균 보도블럭의 압축 성형이 충분히 수행되지 않을 수 있으며, 15회를 초과할 경우 이미 완료되어 작업의 효율성이 저하된다.
이때, 상기 기층부(10)의 높이는 전체 완성된 항균 보도블럭의 높이 중 90%를 차지하도록 마련되는 것이 바람직하다. 상기 기층부(10)의 높이가 90% 미만일 경우 항균 보도블럭의 내구성, 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 90%를 초과할 경우 항균 작용이 충분히 발생하기에 어려운 문제점이 발생한다.
다음으로, 제 3단계(S30)에서는 상기 압축 성형한 기층부 성형물을 건조한다. 구체적으로, 상기 압축 성형한 기층부 성형물을 건조한다.
상기 건조는 40 내지 50시간 수행하는 것이 바람직하다. 상기 건조가 40시간 미만으로 진행될 경우 충분한 양생, 건조가 이루어지지 않을 수 있으며, 50시간을 초과할 경우 이미 양생, 건조가 완료되어 작업의 효율성이 저하될 수 있다.
다음으로, 제 4단계(S40)에서는 표층부 재료 혼합물을 제조한다. 구체적으로, 잔골재, 모래, 물, 시멘트, 항균 물질을 믹싱하여 표층부 재료 혼합물을 제조한다.
상기 재료는 내구성을 위해 골재의 입자는 1 내지 3mm, 자갈의 입자는 5 내지 8mm를 사용한다.
상기 자갈의 경우 상기 기층부(10)와 동일하게 적용하거나 변경할 수 있다.
이때, 상기 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 고로 슬래그 시멘트, 고로 슬래그 미분말 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 항균 물질은 키토산, 항균 수성도료를 포함한다.
또한, 상기 잔골재, 자갈, 물, 시멘트, 항균 물질의 혼합 비율은 잔골재 30 내지 44중량%, 자갈 22 내지 36중량%, 물 1 내지 8중량%, 시멘트 18 내지 22중량%, 항균 물질 2중량%이다.
다음으로, 제 5단계(S50)에서는 상기 표층부 재료 혼합물을 상기 건조한 기층부 성형물이 위치한 성형틀에 공급한 후 압축 성형을 실시한다.
구체적으로, 상기 표층부 재료 혼합물을 기층부가 들어있는 성형틀에 붓고 프레스 장비를 이용하여 압축 성형을 실시한다.
상기 압축 성형 중 다짐 작업 횟수는 10회 내지 15회인 것이 바람직하다. 상기 다짐 작업 횟수가 10회 미만일 경우 항균 보도블럭의 압축 성형이 충분히 수행되지 않을 수 있으며, 15회를 초과할 경우 이미 완료되어 작업의 효율성이 저하된다.
이때, 상기 표층부(20)의 높이는 전체 완성된 항균 보도블럭의 높이 중 10%를 차지하도록 마련되는 것이 바람직하다. 상기 표층부(20)의 높이가 10% 미만일 경우 항균 작용이 충분히 발생하지 못하거나 외부 마찰에 의해 장기간 항균 작용이 발생되기 어려울 수 있으며, 10%를 초과할 경우 항균 보도블럭의 내구성, 기계적 물성이 저하될 수 있다.
다음으로, 제 6단계(S60)에서는 상기 성형틀을 분리한 후 건조하여 블럭 성형물을 제조한다. 구체적으로, 상기 압축 성형한 기층부 성형물을 양생·건조하여 블럭 성형물을 제조한다.
상기 건조는 40 내지 50시간 수행하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제 7단계(S70)에서는 상기 블럭 성형물을 세척한 후 재건조한다. 구체적으로, 상기 건조한 블럭 성형물을 물 세척 등을 이용하여 표면, 이물질 클리어를 실시한 후 자연 건조하여 항균 보도블럭의 제조를 완료한다.
하기에서는 본 발명의 항균 보도블럭의 표층부(20)에 포함되는 상기 항균 물질의 세균 감소율 효과를 나타낸다.

시험항목

시험방법
시험결과
시험환경
초기농도
(CFU/mL)
24시간 후 농도
(CFU/mL)
세균감소율
(%)
항균실험
대장균

KCL-FIR-
1003 : 2018
2.1x10^5 <10 99.9

37.5±
항균실험
-녹농균
2.4x10^5 <10 99.9
항균실험
-황색포도상구균
3.0x10^5 <10 99.9
상기 항균 물질의 경우 도로에서 발생될 수 있는 대장균, 녹농균, 황색포도상구균 등에 대해 항균 작용이 우수함을 알 수 있다.
또한, 상기 항균 물질은 미세먼지에 대한 오염도를 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명의 항균 보도블럭은 항균 작용을 통해 대기 중의 먼지 및 이물질, 세균 등의 생성을 억제하고 오염도를 줄여, 비가 올 경우 투수 시 토양 및 상수도로 유출되는 오염성 물질들을 감소시킨다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10. 기층부
20. 표층부
S10. 골재, 자갈, 물, 시멘트를 혼합하여 기층부 재료 혼합물을 제조하는 제 1단계;
S20. 상기 기층부 재료 혼합물을 기층부 성형틀에 공급한 후 압축 성형을 실시하는 제 2단계;
S30. 상기 압축 성형한 기층부 성형물을 건조하는 제 3단계;
S40. 잔골재, 모래, 물, 시멘트, 항균 물질을 혼합하여 표층부 재료 혼합물을 제조하는 제 4단계;
S50. 상기 표층부 재료 혼합물을 상기 건조한 기층부 성형물이 위치한 성형틀에 공급한 후 압축 성형을 실시하는 제 5단계;
S60. 상기 성형틀을 분리한 후 건조하여 블럭 성형물을 제조하는 제 6단계;
S70. 상기 블럭 성형물을 세척한 후 재건조하는 제 7단계;

Claims (7)

  1. 보도블럭의 몸체가 되는 기층부; 및
    상기 기층부의 상단에 위치하는 표층부;를 포함하되,
    상기 표층부에는 항균 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 보도블럭
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 항균 물질은 키토산을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 보도블럭
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기층부는 골재, 자갈, 물, 시멘트를 포함하여 구성되되,
    상기 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 고로 슬래그 시멘트, 고로 슬래그 미분말 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 항균 보도블럭
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 표층부는 잔골재, 모래, 물, 시멘트, 항균 물질을 포함하여 구성되되,
    상기 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 고로 슬래그 시멘트, 고로 슬래그 미분말 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 항균 보도블럭
  5. 골재, 자갈, 물, 시멘트를 혼합하여 기층부 재료 혼합물을 제조하는 제 1단계;
    상기 기층부 재료 혼합물을 기층부 성형틀에 공급한 후 압축 성형을 실시하는 제 2단계;
    상기 압축 성형한 기층부 성형물을 건조하는 제 3단계;
    잔골재, 모래, 물, 시멘트, 항균 물질을 혼합하여 표층부 재료 혼합물을 제조하는 제 4단계;
    상기 표층부 재료 혼합물을 상기 건조한 기층부 성형물이 위치한 성형틀에 공급한 후 압축 성형을 실시하는 제 5단계;
    상기 성형틀을 분리한 후 건조하여 블럭 성형물을 제조하는 제 6단계;
    상기 블럭 성형물을 세척한 후 재건조하는 제 7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 보도블럭 제조방법
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 항균 물질은 키토산을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 보도블럭
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 기층부와 표층부 높이는 기층부 9: 표층부 1인 것을 특징으로 하는 항균 보도블럭 제조방법
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KR102649728B1 (ko) * 2023-07-07 2024-03-20 주식회사 동아에이블 하수슬러지 및 발포유리비드를 이용한 보도블럭 제조방법

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KR20010107887A (ko) 2001-11-12 2001-12-07 이회진 에폭시몰탈 자갈블록

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