KR20230166351A - 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지 - Google Patents

콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지 Download PDF

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KR20230166351A
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foam
concrete pump
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이성율
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이성율
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Abstract

본 발명은 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지에 관한 것이다. 본 발명은 파이프 형상의 본체부; 상기 파이프 형상의 일측에 형성되며, 외면이 반구형 또는 원추형으로 제작되는 헤드부; 및 상기 파이프 형상의 타측에 형성되며, 상기 파이프 형상의 내부와 연통되는 개구부가 형성되어 있는 후면부를 포함하는 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지를 제공한다.

Description

콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지{Rubber sponge for cleaning concrete pump pipe}
본 발명은 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지에 관한 것이다.
콘크리트 펌프는 펌핑작업이 끝나고 파이프 내부에 남아 있는 콘크리트 찌꺼기를 닦아내는 데 고무스폰지를 사용한다. 파이프의 내경보다 10-20% 두께가 두꺼운 고무스폰지를 파이프 끝에 밀어 넣고 펌프 헤드부분에서 진공으로 고무스폰지를 빨아 당기면 고무스폰지가 빨려 들어가면서 파이프내의 콘크리트 찌꺼기가 닦이는 것이다. 이때 쓰는 고무스폰지는 천연고무를 상압에서 발포하여 만든 연속기포스폰지(Open Cell Sponge)로서 모양은 여러 가지가 있으나 대부분 둥근 공모양이 사용되고 있다. 연속기포스폰지를 사용하는 이유는 연속기포 스폰지는 압력을 가하면 연속기포를 통하여 내부의 공기가 빠져 나감으로써 인간의 악력과 완력으로 스폰지공의 직경을 줄여서 파이프 속에 밀어 넣기가 쉽기 때문이다. 독립기포 스폰지(Closed Cell Sponge)는 경도가 아무리 낮아도 악력과 완력으로 스폰지공의 직경을 줄이기가 어렵기 때문에 스폰지공을 파이프에 집어 넣기 위해 스폰지공의 직경이 파이프 내경과 같거나 극히 약간 크게 만들어야 하는데, 이럴 경우는 스폰지공과 파이프간의 기밀도가 높지 않아 파이프 내부의 청소효율이 떨어진다.
그런데 이 연속기포 스폰지공은 몇 가지 문제점이 있다.
첫째, 천연고무를 상압 발포하여 블록상으로 만든 뒤 이를 그라인더로 갈아서 공모양을 만들므로 재료의 로스가 40~50%가 되어 원가가 비싸지고 지구환경에도 악영향이 크다.
둘째, 스폰지공은 청소가 이루어 지면 강한 진공압력에 의해 그 연속기포사이로 콘크리트가 파고 들어 가게 되는데, 청소 완료후 즉시 스폰지공을 물통에 넣어 Cell속으로 들어간 콘크리트 찌꺼기를 빼내야 되는데, 완전히 빠지지 않고 미량씩은 스폰지공의 내부에 남게 되므로, 3-4회 청소를 하면 콘크리트 찌꺼기가 누적되어 공이 뻣뻣해지고 청소효율이 떨어져 더 이상 쓸 수가 없게 된다.
셋째, 스폰지공의 표면은 Open Cell이 노출되어 있고 그 크기가 커서 천연고무가 얇은 막을 가진 망상구조로 되어 있기 때문에 각 Cell의 강도가 약하여 파이프 내부를 청소하면 Cell들이 떨어져 나가므로 한번 청소를 하면 공의 직경이 1-2mm 줄어들게 된다. 이를 3-4회 반복하여 공의 직경이 5-6mm 줄어들면 공과 파이프 내부와의 기밀도가 떨어져 청소효율이 줄어든다.
그리하여, 내구성이 좋고 청소효율이 우수한 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 수단의 개발이 요청된다.
(0001) 대한민국 공개특허 제10-2007-0013271호 (0002) 대한민국 등록특허 제10-0541118호
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지를 제공하고자 한다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 파이프 형상의 본체부; 상기 파이프 형상의 일측에 형성되며, 외면이 반구형 또는 원추형으로 제작되는 헤드부; 및 상기 파이프 형상의 타측에 형성되며, 상기 파이프 형상의 내부와 연통되는 개구부가 형성되어 있는 후면부를 포함하는 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 본체부는 상기 콘크리트 펌프의 파이프 내경 대비 10~20%가 큰 외경을 가지며, 상기 외경 대비 5~30%의 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 헤드부는, 내부가 상기 본체부의 내부와 연통되어 있는 함몰부가 형성된 것; 또는 내부가 상기 고무스폰지로 충진된 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 후면부의 두께는 상기 본체부 일측의 두께에 비하여 두껍게 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 본체부는 일측에서 타측으로 갈수록 두께가 두껍게 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 후면부에는 방사상으로 형성되어 상기 본체부의 타측단에 연결되며, 상기 후면부의 확장을 저지하는 지지부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 본체부의 길이와 상기 헤드부의 길이의 비는 1:2~3:1일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지는 DSC 융점(melting point)이 100℃ 이상의 올레핀 블록 공중합체(olefin block copolymer, OBC)와 천연고무 또는 합성고무를 함유하는 중합체; 및 액상 연화제를 필수 성분으로 하는 폼 조성물로 제조될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 상기 올레핀 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 천연고무 또는 상기 합성고무가 10 내지 200 중량부가 함유된 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 상기 올레핀 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 액상 연화제가 10 내지 75 중량부가 함유된 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 가교제, 발포제, 그리고 금속산화물, 스테아린산, 산화방지제, 진크스테아레이트, 티타늄디옥사이드, 가교조제, 안료 및 충전제로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 기타 첨가제가 더 포함된 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 0.3 내지 2 mm 직경의 유기 또는 무기 미립자가 더 포함된 것일 수 있다.
본 발명에 의한 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지는 기준의 구형으로 제조되는 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 스폰지에 비하여 파이프 벽면과의 마찰면적이 늘어나도록 제조됨에 따라 상기 콘크리트 펌프의 파이프 청소시 높은 세척 효율을 가질 수 있다.
또한 본 발명의 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지는 독립기포를 가지는 스폰지로 제조되므로 콘크리트 펌프의 파이프 청소이후 콘크리트 제거가 용이하며, 이에 따라 스폰지의 수축을 방지할 수 있어 내구성이 향상된 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 고무스폰지의 단면을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 고무스폰지의 단면을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 함몰부가 없는 고무스폰지의 단면을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 본체 하단부가 두꺼운 고무스폰지의 단면을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 본체 하단부가 두꺼운 고무스폰지의 단면을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 본체 하단부가 두꺼운 고무스폰지의 단면을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 헤드부아 원추형으로 형성된 고무스폰지의 단면을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 고무스폰지의 하면을 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다”등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또, 방법 또는 제조 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구현예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 구현예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 기술의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.
본 발명은 파이프 형상의 본체부; 상기 파이프 형상의 일측에 형성되며, 외면이 반구형 또는 원추형으로 제작되는 헤드부; 및 상기 파이프 형상의 타측에 형성되며, 상기 파이프 형상의 내부와 연통되는 개구부가 형성되어 있는 후면부를 포함하는 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지에 관한 것이다.
상기 본체부(100)는 파이프 형상으로 제작되어 외주면이 콘크리트 펌프의 파이프 내주면을 마찰하여 세척하는 부분이다(도 1 참조). 기존의 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 스폰지의 경우 구형으로 제작됨에 따라 원주부분만 상기 파이프의 내주면과 마찰되고 있다. 하지만 이 경우 상기 구형의 스폰지 표면적의 대부분은 상기 파이프의 내주면과 접해지지 않으므로, 세척효율이 떨어질 수 있다. 이를 개선하기 위하여 상기 구형의 스폰지 외경은 상기 파이프의 내경에 비하여 10~20%가 크게 제작되고 있지만, 이 경우에도 상기 파이프의 내주면과 접촉되는 부분은 전체의 일부일 뿐이다.
하지만 본 발명의 경우 상기 본체부(100)를 파이프 형상으로 제작하고 있으며, 상기 본체부의 외주면에 상기 파이프의 내주면에 밀착되도록 하고 있으므로, 넓은 마찰면적을 가질 수 있고, 이에 따라 높은 세척효율을 가질 수 있다.
상기 본체부(100)는 상기 파이프의 내주면을 세척하기 위하여 일정한 두께를 가질 수 있다. 이때 상기 콘크리트 펌프의 파이프는 이송되는 용량에 따라 다양한 내경을 가질 수 있지만, 콘크리트 펌프트럭(Concrete Pump Truck, CPT)의 경우 일반적으로 90~200mm의 내경을 가지는 것으로 알려져 있다. 이때 본 발명의 파이프 청소용 고무스폰지의 경우 상기 파이프의 내경과 잘 마찰되어 세척할 수 있도록 상기 파이프 내경 대비 10~20%가 큰 외경을 가질 수 있다. 이를 통하여 상기 파이프 내부에 삽입되는 경우 적절한 압력으로 상기 파이프의 내주면을 마찰시킬 수 있으며, 또한 이러한 마찰로 인하여 파이프 내부의 콘크리트 잔유물을 용이하게 세척할 수 있다. 이때 상기 고무스폰지의 외경이 상기 파이프 내경대비 10%미만으로 큰 경우 상기 파이프 내주면의 가압량이 줄어들어 세척이 용이하지 않을 수 있으며, 20%를 초과하여 큰 경우에는 상기 고무스폰지의 삽입 및 이동이 어려울 수 있다.
또한 상기 본체부(100)의 경우 상기 내부가 비어있는 파이프 형상으로 제작되므로 일정한 두께를 가지도록 제작되는 것이 바람직하다. 이때 상기 본체부는 상기 본체부의 외경대비 5~30%의 두께를 가질 수 있다. 이때 상기 본체부의 두께가 상기 본체부의 외경대비 5%미만인 경우 세척을 위한 이송시 상기 본체부가 파열될 수 있으며, 30%를 초과하는 두께를 가지는 경우 상기 본체부 내부에서의 가압량이 줄어들어 세척효율이 떨어질 수 있다.
또한 상기 파이프의 세척시 상기 파이프 세척용 고무스폰지를 삽입한 다음, 후방에서 물 또는 세척용 유체를 고압으로 공급하여 상기 고무스폰지를 이동시킴과 동시에 파이프 내주면을 세척할 수 있다. 이때 기존의 구형의 스폰지의 경우 단순히 가압에 의하여 전면으로 이동되기만 하였지만, 본 발명의 경우 상기 본체부를 파이프 형으로 제작함과 더불어 타측이 개방된 형상으로 제작하는 것으로 상기 물 또는 가압용 유체의 압력에 의하여 상기 본체부가 상기 파이프의 내주면을 더욱 강하게 압박할 수 있다.
이를 상세히 살펴보면, 상기 물 또는 가압용 유체를 주입하는 경우 상기 고무스폰지가 압력에 의하여 이동될 수 있다. 이때 본 발명의 고무스폰지의 경우 본체부가 파이프형상을 가짐에 따라 상기 본체부의 내부에도 상기 물 또는 가압용 유체가 주입될 수 있으며, 또한 상기 본체부의 내부를 외측과 일측방향으로 가압할 수 있다. 상기 일측방향으로의 가압은 상기 고무스폰지의 이동을 가져올 수 있으며, 상기 외측방향으로의 가압은 상기 본체부를 확장시켜 상기 파이프의 내주면에 상기 본체부의 외주면이 밀착되도록 할 수 있다.
이를 통하여 본 발명의 고무스폰지는 기존의 구형의 스폰지에 비하여 상기 파이프의 외주면을 더욱 강하게 가압할 수 있으며, 이를 통하여 세척의 효율을 높일 수 있다.
또한 상기 본체부(100)의 일측에는 외면이 반구형 또는 원추형으로 제작되는 헤드부(200)가 형성될 수 있다. 이러한 헤드부(200)는 상기와 같이 원추형(도 7 참조) 또는 반구형(도 1 참조)으로 제작됨에 따라 상기 고무스폰지를 상기 파이프의 입구에 삽입이 용이하게 할 수 있다. 또한 이러한 헤드부의 형상은 세척시 상기 고무스폰지의 전진을 용이하게 할 수 있다.
상기 헤드부는 반구형 또는 원추형으로 제작될 수 있다. 상기 헤드부는 상기 파이프에 용이하게 삽입될 수 있는 형상으로 제작될 수 있으며 이에 따라 반구형 또는 원추형을 가질 수 있다. 구체적으로 상기 헤드부의 길이방향 단면은 반원형, 타원형, 삼각형 또는 사다리꼴일 수 있다(이때 상기 길이방향이 의미하는 것은 상기 본체부의 일단에서 타단방향을 의미한다). 이러한 단면을 가지는 경우 상단부가 하단부에 비하여 직경이 작게 제작되므로 상기 파이프에 용이하게 삽입될 수 있다.
이때 상기 헤드부의 내부는 상기 본체부의 내부와 연통되어 있는 함몰부(210)가 형성되거나 내부가 상기 고무스폰지로 충진될 수 있다.
이를 상세히 살펴보면 첫 번째로 상기 본체부의 내부와 연통되어 있는 함몰부가 형성될 수 있다. 상기와 같이 헤드부가 제조되는 경우 상기 헤드부(200)는 상기 본체부(100)와 동일한 두께를 가지도록 제작되는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 헤드부(100)는 상기 본체부의 일측이 연장된 형태로 제작될 수 있다(도 1 참조). 이 경우 상기와 같은 세척시 상기 물 또는 가압용 유체는 상기 헤드부의 내부 즉 상기 함몰부(210)까지 주입될 수 있으며, 이를 통하여 상기 파이프 내부와의 접촉면을 최대화 할 수 있다. 하지만 상기 헤드부의 두께가 얇게 제작되므로, 파손에 취약하고 세척시 크기가 큰 이물질이 존재하는 경우 헤드부의 형상이 변형될 수 있어 세척력이 떨어질 수 있다.
상기와는 달리 상기 헤드부의 내부는 고무스폰지로 충진될 수 있다(도 3참조). 위에 나타난 바와 같이 상기 헤드부(200)의 내부에 함몰부(210)를 형성하는 경우 상기 헤드부가 변형될 수 있다. 따라서 상기 파이프 내부에 이물질이 많은 경우 상기 헤드부 내부를 고무스폰지로 충진하여 사용할 수도 있다. 이때 상기 고무스폰지의 경우 상기 본체부 및 헤드부를 구성하는 성분이므로, 상기 헤드부는 상기 본체부와 경합되는 부분을 기준으로 후면이 평평하게 제작될 수 있다. 즉 상기 본체부 내부공간의 경우 상기 본체부와 헤드부가 결합되는 부분까지만 형성되어 있으며, 상기 헤드부의 내부는 상기 고무스폰지로 채워져 있도록 제작될 수 있다. 이를 통하여 상기 헤드부의 이동시 변형을 최소화할 수 있다.
이러한 헤드부(200) 내부의 형상은 세척되는 콘크리트 이송용 파이프 내부의 오염정도, 잔여 콘크리트의 양, 잔여 콘크리트의 경화정도에 따라 선택되어 사용될 수 있다. 즉 상기 파이프 내부이 큰 크기의 이물질이 존재하거나 많은 오염이 있는 경우 내부가 채워진 헤드를 가지는 고무스폰지를 사용할 수 있으며, 오염이 적은 경우에는 내부에 함몰부가 형성된 헤드부를 가지는 고무스폰지를 사용할 수 있다. 아울러 상기 고무스폰지를 이용한 세척시 상기 내부가 채워진 헤드부를 가지는 고무스폰지를 먼저 사용하여 1차 세척한 다음, 내부에 함몰부를 가지는 고무스폰지를 추가적으로 사용하는 것도 가능하다.
상기 후면부(300)의 두께는 상기 본체부 일측의 두께에 비하여 두껍게 형성될 수 있다(도 4~6참조). 상기 본체부의 경우 상기 파이프의 내부와 접촉하며 상기 파이프의 내주면을 세척하게 된다. 이때 상기 본체부의 일측 즉 상기 헤드부가 형성되어 있는 전면에서 대부분의 세척이 이루어지지만 크기가 작은 오염물 또는 파이프의 내면과 강하게 결합된 오염물의 경우 상기 본체의 후면으로 이동하며 순차적으로 세척될 수 있다. 이때 상기 본체부의 후면 즉 타측의 경우 크기가 더 작거나 전면에서 세척되지 못한 오염물을 세척해야 하므로, 전면보다 후면의 세척력이 강한 것이 바람직하다. 이를 위하여 본 발명의 경우 상기 후변부의 두께를 일측의 두께에 비하여 두껍게 하는 것으로 상기 후면부쪽의 가압력을 더욱 높일 수 있다.
이를 상세히 살펴보면 상기 후면부(300)의 두께가 상기 일측의 두께보다 두껍게 제작되는 경우 상기 물 또는 가압용 유체에 의한 압력은 후면부 쪽에 집중되므로 일측 보다는 후면부 쪽이 상기 파이프의 내주면에 더욱 강한 압력으로 밀착될 수 있다. 이를 통하여 상기 본체부의 일측 즉 전면부는 낮은 압력으로 밀착되므로 크기가 큰 오염물이 용이하게 진입될 수 있으며, 후면부의 경우 높은 압력으로 밀착되므로 강한 세척력을 가질 수 있다.
이때 상기 후면부의 경우 본체 후면부의 내측만 두께를 두껍게 제작하는 것도 가능(도 6)하지만, 상기 본체의 일측에서 타측으로 갈수록 두께를 두껍게 제작하는 것도 가능(도 4)하다. 또한 상기 본체의 내주면의 직경은 일정하게 유지하면서 외주면의 직경만 타측으로 갈수록 확대되도록 제작하여 상기 본체의 외주면에 사선을 이루도록 제작하는 것도 가능하다(도 5).
상기 후면부(300)에는 방사상으로 형성되어 상기 본체부의 타측단에 연결되며, 상기 후면부의 확장을 저지하는 지지부(310)가 형성될 수 있다.상기 고무스폰지를 이용한 세척이 완료된 이후 상기 고무스폰지가 외부로 방출될 때 내부에는 아직 상기 물 또는 가압용 유체에 의한 가압이 이루어질 수 있다. 이때 상기 고무스폰지를 그대로 배출하는 경우 후면부(300)가 가압되어 파열될 수 있다. 이러한 파열은 외부와 연통된 후면부에서 가장 빈번하게 나타나는 것으로 알려져 있으며, 이를 방지하기 위하여 본 발명의 경우 후면부의 확장을 저지하는 지지부(310)를 설치하는 것이 바람직하다(도 8 참조). 상기 지지부는 후면부에 형성되어 있으며, 후면부의 확장을 저지할 수 있도록 방사상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 지지부는 상기 후면부를 안정적으로 지지하기 위하여 2~10개의 팔이 상기 본체의 타단에 연결되는 것이 바람직하다. 또한 상기 지지부(310)는 상기 본체부(100)와 동일하게 고무스폰지를 사용하여 일체형으로 형성될 수도 있지만, 별도로 형성된 지지부가 상기 후면부에 접합되어 사용될 수도 있으며, 금속, 고분자 수지, 탄소섬유, 합성섬유 등으로 제작되는 지지부를 상기 후면부에 접합하여 사용하는 것도 가능하다. 아울러 이러한 지지부의 경우 상기 고무스폰지가 상기 파이프 내부에 있는 경우에도 상기 고무스폰지의 과도한 확장을 막을 수 있으며, 이를 통하여 상기 파이프 내부에 과도한 압력이 인가되는 경우 상기 고무스폰지의 파열을 막을 수 있다.
상기 본체부(100)의 길이와 상기 헤드부(200)의 길이의 비는 1:2~3:1일 수 있다. 상기 헤드부의 길이가 길어질수록 상기 파이프 내에서 이동이 쉬워질 수 있지만, 상대적으로 본체의 길이가 짧아지게 되어 세척력이 떨어질 수 있다. 또한 상기 본체의 길이가 길어지는 경우 세척력을 올라갈 수 있지만, 마찰 역시 증가되어 상기 고무스폰지를 이동하는 것에 더욱 높은 압력을 필요로 할 수 있다. 따라서 상기 본체부의 길이와 상기 헤드부의 길이의 비는 1:2~3:1인 것이 바람직하다. 상기 길이의 비가 1:2 미만으로 되어 헤드부의 길이가 더욱 길어지는 경우 본체부의 길이가 줄어들어 세척력이 떨어질 수 있으며, 3:1을 초과하는 비율을 가지는 경우 상기 파이프 내에서 이동이 어려울 수 있다.
아울러 상기 고무스폰지는 전체의 길이가 100~500mm일 수 있다. 이러한 고무스폰지의 전체길이는 일반적으로 사용되는 파이프의 직경에 따라 달라질 수 있다. 상기 고무스폰지의 길이가 100mm미만인 경우 짧은 길이로 인하여 파이프 내부의 세척력이 떨어질 수 있으며, 500mm를 초과하는 경우 길 길이로 인하여 취급이 어렵고 이동에 높은 압력이 필요하므로 세척시 파손될 수 있다.
이를 상세히 살펴보면 상기 고무스폰지의 최상단을 중심으로 하단부의 양측외주면을 연결한 점이 이루를 각도(도 2의 a)가 20~90°일 수 있다(도 2 참조). 상기 각도가 20°미만인 경우 상기 고무스폰지의 길이가 과도하게 길어져 상기 파이프 내부에서 이동이 어려울 수 있으며, 상기 각도가 90°를 초과하는 경우 상기 고무스폰지의 길이가 짧아져 청소효율이 떨어질 수 있다.
상기 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지는 DSC 융점(melting point)이 100℃ 이상의 올레핀 블록 공중합체(olefin block copolymer, OBC)와 천연고무 또는 합성고무를 함유하는 중합체; 및 액상 연화제를 필수 성분으로 하는 폼 조성물로 제조될 수 있다.
콘크리트 파이프 세척기능이 양호한 독립기포 폼을 제조하기 위한 방법은 여러 가지가 있을 수 있는데 만들어진 폼이 하기의 특성을 갖는 것이 바람직하다. 첫째, 콘크리트 파이프의 입구에 투입이 용이하도록 저경도를 갖는 제품인 것이 좋다. 둘째, 여름의 고온에서 일광을 직접 받아 세척용 폼의 사용 도중 수축이 일어나면 안되므로 내열성을 가지는 것이 좋다. 셋째, 파이프 내에서 우수한 세척력을 가지 위해서는 폼이 파이프에 강하게 밀착되는 것이 바람직하므로 폼의 반발력, 즉 반발탄성이 큰 것이 좋다.
한편 저경도의 독립기포 폼을 만들기 위해서 천연 고무 또는 각종 합성고무를 가교 발포함으로써 만들 수 있으나 폼 제조 후 상온 상태에서도 수축율이 너무 커서 실용상 불가능하고, EVA, EBA, EMA 등의 에틸렌 공중합체 등을 가교 발포함으로써 만들 수 있으나 이 또한 여름의 고온 하에서는 수축율이 커서 실용상 어려움이 있다. SBS, SEBS, SEPS, 1,2-polybutadiene 등의 열가소성 고무(TPR)로 저경도 폼을 만들면 탄성이 좋고 수축율이 적어 이상적이나, 고분자 자체의 경도가 너무 높아 콘크리트 펌프용 폼으로 사용가능하도록 저경도로 만드는 것은 사실상 불가능하다.
그리하여 본 발명자는 DSC 융점(melting point)이 100℃ 이상의 올레핀 블록 공중합체(olefin block copolymer, OBC)와 천연고무 또는 합성고무와, 액상 연화제를 필수 성분으로 하는 콘크리트 펌프용 폼 조성물을 제공하고자 한다.
일 구현예에서, 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼에 사용되는 올레핀/α-올레핀 공중합체는 올레핀 블록 공중합체(OBC)이다. 상기 올레핀 블록 공중합체는 적어도 100℃ 이상의 융점온도를 가짐으로써 콘크리트 펌프용 폼을 만들었을 때 우수한 내열성을 가지는 장점이 있으며, 융점이 상기 범위 미만에서는 폼의 내열성이 부족하여 하절기에 옥외 보관시 고온의 직사광선에 의해 폼이 수축되어 콘크리트 청소용 폼으로서의 기능을 상실할 수 있다.
상기 올레핀 블록 공중합체(olefin block copolymer, OBC)는 다블록 공중합체이다. 이들은 바람직하게는 선형 방식으로 결합된 둘 이상의 화학적으로 별개인 구역 또는 세그먼트("블록"으로서 칭함)를 포함하는 중합체, 즉 펜던트 또는 그래프트 방식보다는 중합된 에틸렌계 관능기 또는 프로필렌계 관능기에 대해 말단-대-말단 결합되는 화학적으로 구분된 단위들을 포함하는 중합체이다.
상기 올레핀 블록 공중합체(OBC)는 에틸렌/α-올레핀 다블록 공중합체 또는 프로필렌/α-올레핀 다블록 공중합체를 의미한다. 상기 올레핀 블록 공중합체는 에틸렌 또는 프로필렌에 하나 이상의 공중합성 α-올레핀 공단량체가 중합된 형태로 포함하며, 화학적 또는 물리적 특성이 상이한 둘 이상의 중합된 단량체 단위들의 복수의 블록 또는 세그먼트들을 갖는 다블록 공중합체인 것을 특징으로 한다.
상기 α-올레핀 공단량체의 구체적인 예는 프로필렌, 부텐, 3-메틸-1-부텐, 3,3-디메틸-1-부텐, 펜텐, 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 펜텐, 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 헥센, 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 헵텐, 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 옥텐, 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 노넨, 에틸, 메틸 또는 디메틸 치환 데센, 도데센, 스티렌 등을 포함한다. 특히 요망되는 α-올레핀 공단량체는 프로필렌, 부텐(예를 들어, 1-부텐), 헥센 및 옥텐(예를 들어, 1-옥텐 또는 2-옥텐)이다. 이러한 공중합체의 에틸렌 함량은 약 60 몰% 내지 약 99.5 몰%, 일부 실시양태에서는 약 80 몰% 내지 약 99 몰%, 일부 실시양태에서는 약 85 몰% 내지 약 98 몰%일 수 있다. 마찬가지로, α-올레핀 함량은 약 0.5 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시양태에서는 약 1 몰% 내지 약 20 몰%, 일부 실시양태에서는 약 2 몰% 내지 약 15 몰%의 범위일 수 있다. α-올레핀 공단량체의 분포는 대표적으로 랜덤하고, 에틸렌 공중합체를 형성하는 상이한 분자량 분율에 걸쳐서 균일하다.
몇몇 구현예에서, 상기 다블록 공중합체는 다음 화학식으로 나타낼 수 있다.
(AB)n
화학식에서, n은 1 이상, 바람직하게는 1 초과, 예컨대 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 또는 그 이상의 정수이고; "A"는 경질 블록 또는 세그먼트를 나타내고; "B"는 연질 블록 또는 세그먼트를 나타낸다. 바람직하게는, A와 B는 분지형 또는 별형 방식이 아닌 선형 방식으로 연결된다. "경질" 세그먼트는 에틸렌 또는 프로필렌이 몇몇 구현예에서는 95 중량％ 이상, 다른 구현예에서는 98 중량％ 이상의 양으로 존재하는 중합된 단위의 블록을 의미한다. 즉, 경질 세그먼트 내 공단량체 함량은 몇몇 구현예에서는 경질 세그먼트의 총 중량의 5 중량％ 이하, 다른 구현예에서는 2 중량％ 이하이다. 몇몇 구현예에서, 경질 세그먼트는 모두 또는 실질적으로 모두 에틸렌 또는 프로필렌으로 구성된다. 반면, "연질" 세그먼트는 공단량체 함량이 몇몇 구현예에서는 연질 세그먼트의 총 중량의 5 중량％ 이상, 다양한 다른 구현예에서는 8 중량％ 이상, 10 중량％ 이상, 또는 15 중량％ 이상인 중합된 단위의 블록을 의미한다. 몇몇 구현예에서, 연질 세그먼트 내 공단량체 함량은 다양한 다른 구현예에서 20 중량％ 이상, 25 중량％ 이상, 30 중량％ 이상, 35 중량％ 이상, 40 중량％ 이상, 45 중량％ 이상, 50 중량％ 이상, 또는 60 중량％ 이상일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 올레핀 블록 공중합체는 0.85 내지 0.91 g/cc, 또는 0.86 내지 0.88 g/cc의 밀도를 가질 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 올레핀 블록 공중합체는 ASTM D1238(190℃, 2.16 kg)에 의해 측정한 용융지수(MI)가 0.01 내지 30 g/10분, 또는 0.01 내지 20 g/10분, 또는 0.1 내지 10 g/10분, 또는 0.1 내지 5.0 g/10분, 또는 0.1 내지 1.0 g/10분, 또는 0.3 내지 0.6 g/10분일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 올레핀 블록 공중합체는 연속공정으로 제조시 1.7 내지 3.5, 또는 1.8 내지 3, 또는 1.8 내지 2.5, 또는 1.8 내지 2.2의 다분산지수(PDI)를 가질 수 있다. 배치 또는 세미-배치 공정으로 제조시에는 상기 올레핀 블록 공중합체는 1.0 내지 3.5, 또는 1.3 내지 3, 또는 1.4 내지 2.5, 또는 1.4 내지 2의 PDI를 가질 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 올레핀 블록 공중합체는 5 내지 30 중량%, 또는 10 내지 25 중량%, 또는 11 내지 20중량%의 경질 세그먼트를 함유할 수 있다. 상기 경질 세그먼트는 공단량체로부터 유도되는 0.0 내지 0.9 몰% 단위체를 함유할 수 있다. 상기 올레핀 블록 공중합체는 또한 70 내지 95 중량%, 또는 75 내지 90 중량%, 또는 80 내지 89 중량%의 연질 세그먼트를 함유할 수 있다. 상기 연질 세그먼트는 공단량체로부터 유도되는 15 몰% 미만, 또는 9 내지 14.9 몰% 단위체를 함유할 수 있다. 일 구현예에 있어서, 상기 공단량체는 부텐 또는 옥텐일 수 있다.
상기 올레핀 블록 공중합체는 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트의 블록이 교대로 이어지는 사슬구조를 지니고 있으므로 하드 세그먼트의 강성과 소프트 세그먼트의 유연성을 겸비한 특성을 지니고 있다. 그리하여 유사한 경도의 에틸렌 랜덤 공중합체에 비하여 높은 내열성을 가지며 탄성회복 특성이 스티렌계 또는 가황된 올레핀계 열가소성 탄성체와 동등 이상의 성능을 가질 수 있다. 또한 분진문제와 환경문제를 일으키지 않고 스티렌계 탄성체 혼합물에 비해 가격 면에서 경제성이 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 펌프 세척용 폼에는 상기의 필수 성분 외에 낮은 수축율 및 경도를 유지하면서 콘크리트 펌프 세척 용도의 요구사항을 벗어나지 않는 범위에서 발포 가능한 에틸렌 공중합체나 폴리올레핀 엘라스토머와 같은 타 고분자가 추가로 사용될 수 있다.
상기 중합체의 원료로서 부가적으로 사용될 수 있는 에틸렌 공중합체나 폴리올레핀 엘라스토머는 그 자체가 저경도 수지이기 때문에 본 발명의 목표인 저경도 제품을 만들기가 용이하기 때문에 바람직하다.
상기 에틸렌 공중합체는 i) 에틸렌과 ii) C3-C10 알파 모노올레핀, 불포화 C3-C20 모노카르복시산의 C1-C12 알킬에스테르, 불포화 C3-C20 모노 또는 디카르복시산, 불포화 C4-C8 디카르복시산의 무수물 및 포화 C2-C18 카르복시산의 비닐 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체일 수 있다.
상기 에틸렌 공중합체의 구체적인 예로서, 에틸렌 비닐아세테이트 (Ethylene Vinylacetate, EVA), 에틸렌 부틸 아크릴레이트(Ethylene Butylacrylate, EBA), 에틸렌 메틸아크릴레이트(Ethylene Methylacrylate, EMA), 에틸렌 에틸아크릴레이트(Ethylene Ethylacrylate, EEA), 에틸렌 메틸메타크릴레이트(Ethylene Methylmethacrylate, EMMA), 에틸렌 부텐 공중합체(Ethylene Butene Copolymer, EB-Co), 에틸렌 옥텐 공중합체(Ethylene Octene Coplymer, EO-Co)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
일 구현예에서 상기 중합체는 폴리올레핀 엘라스토머일 수 있다. 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 하나 이상의 메탈로센 촉매를 사용하여 제조된다. 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 에틸렌계 공중합체 또는 프로필렌계 공중합체이다.
이들 엘라스토머 수지는 또한 상업적으로 입수가능하며, 에틸렌계 폴리올레핀 엘라스토머들의 비제한적인 예들에는 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Company)로부터 입수가능한 상품명 ENGAGE, 엑손(Exxon)으로부터의 상품명 EXACT, 미쓰이 케미칼스(Mitsui Chemicals)로부터의 상품명 TAFMER 등이 있다.
프로필렌계 폴리올레핀 엘라스토머들의 비제한적인 예들에는 미쯔비시 케미칼 코포레이션(Mitsubishi Chemical Corporation)으로부터의 상품명 THERMORUNTM 및 ZELASTM, 라이온델바젤로부터의 상품명 ADFLEXTM 및 SOFTELLTM, 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Company)로부터의 상품명 VERSIFYTM 및 엑손모빌로부터의 상품명 VISTAMAXXTM 등이 있다.
일 구현예에서, 상기 중합체는 상기 올레핀 블록 공중합체와 함께 천연고무 또는 합성고무를 더 포함한다. 상기 중합체 성분에 천연고무 또는 합성고무가 부가됨으로써 폼의 탄성이 좋아지므로 폼과 파이프와의 밀착력이 좋아져 세척력이 좋아지는 효과가 있다. 상기 합성고무는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 이소프렌 고무(IR), 니트릴 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 에틸렌-프로필렌 고무(EPM), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM) 등이 단독 또는 2 이상 조합되어 사용될 수 있다.
상기 합성고무는 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS), 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS), 스티렌 에틸렌 프로필렌 스티렌(SEPS), 1,2-폴리부타디엔(1,2-polybutadiene) 등의 열가소성 고무(TPR)가 단독 또는 2 이상 조합되어 사용될 수 있다.
상기 천연고무 또는 상기 합성고무는 상기 올레핀 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 10 내지 200 중량부, 바람직하게는 30 내지 150 중량부, 더욱 바람직하게는 40 내지 130 중량부가 함유될 수 있다. 상기 천연고무 또는 상기 합성고무가 상기 범위 미만에서는 효과가 미미하며, 상기 범위 초과에서는 폼의 수축율이 커져 유통중에 수축이 되어 상품의 가치를 잃어버리거나, 사용 중 줄어들어 청소 효과가 점점 나빠지므로 반복 사용횟수가 줄어들 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 펌프 세척용 폼에는 올레핀 블록 공중합체 및 천연고무 또는 합성고무가 함유된 중합체에 액상 연화제가 포함된다. 상기 액상 연화제는 폼의 경도를 떨어뜨려 펌프를 청소하는 폼으로서의 기능을 가능하게 하는 역할을 한다. 상기 액상 연화제의 예로 고무용 프로세스 오일, 액상 폴리부텐, 실리콘 오일 등을 들 수 있다.
상기 액상 연화제는 상기 올레핀 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 10 내지 75 중량부, 바람직하게는 20 내지 70 중량부, 더욱 바람직하게는 40 내지 60 중량부가 함유될 수 있다. 상기 액상 연화제가 상기 범위 미만에서는 폼의 경도가 높아 청소시 파이프에 투입이 불가능 할 수 있으며, 상기 범위 초과에서는 경도가 너무 낮아 청소의 효과가 떨어질 수 있고, 폼 조성물을 가교시키기 어려워 폼의 제조가 어려워지는 한편 폼의 강도가 매우 낮아져 청소 시 쉽게 찢어질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 펌프 세척용 폼 조성물에는 가교제, 발포제, 그리고 금속산화물, 스테아린산, 산화방지제, 진크스테아레이트, 티타늄디옥사이드, 가교조제, 안료 및 충전제로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 기타 첨가제가 더 포함될 수 있다.
상기 콘크리트 펌프 세척용 폼을 만들기 위한 원료 조성물에는 가스 및 다른 부산물로 분해되는 가스 재료, 휘발성 액체 및 화학작용제를 포함하는 임의의 공지된 대부분의 발포제(기포발생제 또는 팽창제로서 또한 공지됨)가 사용될 수 있다. 상기 발포제는 발포체를 제조하기 위해서 첨가하는 것으로 분해온도가 150 ~ 210℃ 인 아조계 화합물을 사용하며, 중합체 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 6 중량부 사용하는 것이 좋다. 만일, 그 사용량이 0.1 중량부 미만이면 비중이 많이 높아질 수 있고, 경도가 지나치게 높아질 수 있으며, 6 중량부를 초과하면 비중이 0.10 미만으로 떨어져 폼의 강도가 떨어질 수 있다. 그리고, 분해 온도가 150℃ 미만이면 컴파운드 제조중에 조기발포가 발생하고, 210℃를 초과하면 발포체의 성형시간이 15분 이상 소요되기 때문에 생산성이 저하될 수 있다.
발포제는 화학적 발포제 및 물리적 발포제를 포함하며, 대표적인 발포제는 질소, 이산화탄소, 공기, 메틸 클로라이드, 에틸 클로라이드, 펜탄, 이소펜탄, 퍼플루오로메탄, 클로로트리플루오로메탄, 디클로로디플루오로메탄, 트리클로로플루오로메탄, 퍼플루오로에탄, 1-클로로-1,1-디플루오로에탄, 클로로펜타플루오로에탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 트리클로로트리플루오로에탄, 퍼플루오로프로판, 클로로헵타플루오로프로판, 디클로로헥사플루오로프로판, 퍼플루오로부탄, 클로로노나플루오로부탄, 퍼플루오로시클로부탄, 아조디카르본아미드(ADCA), 아조디이소부티로니트릴, 벤젠술폰히드라지드, 4,4-옥시벤젠 술포닐-세미카르바지드, p-톨루엔 술포닐 세미카르바지드, 바륨 아조디카르복실레이트, N,N'디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드, 및 트리히드라지노 트리아진을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 일반적으로 ADCA가 바람직한 발포제이다.
상기 가교제는 발포제에서 발생한 분해가스를 충분히 포집하고 수지에 고온점탄성을 부여할 수 있는 유기과산화물 가교제를 중합체 100 중량부에 대하여 0.02 ~ 4 중량부 사용하고, 바람직하기로는 0.02 ~ 1.5 중량부 사용하고, 더욱 바람직하기로는 0.05 ~ 1.0 중량부 사용하는 것이 바람직하며, 이들은 1분 반감기 온도가 130 ~ 180℃ 인 것이다. 그 사용량에 있어서 0.02 중량부 미만이면 가교가 부족하여 발포체 분해시 수지의 고온 점탄성이 유지되지 못하고, 1.5 중량부를 초과하면 과가교로 인하여 경도가 급격히 높아질 뿐만 아니라 발포체가 터지는 현상과 발포체의 기포의 벽이 깨져 연속기포화 하는 현상이 나타날 수 있다. 이러한 가교제의 예로는 고무 배합에 많이 사용되고 있는 유기과산화물 가교제로서 t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼옥시리우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸퍼옥시프탈레이트, t-디부틸포옥시말레인산, 시클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부킬히드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-(t-부틸퍼옥시)-3-헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트, a,a'-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠 등을 사용할 수 있다.
상기 기타 첨가제는 가공특성을 돕고 발포체의 물성 향상을 위해 발포체의 제조시 일반적으로 사용되는 금속산화물, 스테아린산, 산화방지제, 진크스테아레이트, 티타늄디옥사이드, 가교조제 등 발포체 제조시 사용되는 통상의 첨가제를 사용하며, 색상을 고려하여 다양한 안료를 사용하는 것도 가능하다. 상기 첨가제는 상기 중합체 100 중량부에 대하여 4 ~ 15 중량부 첨가할 수 있다. 상기 금속산화물로는 산화아연, 산화티타늄, 산화카드뮴, 산화마그네슘, 산화수은, 산화주석, 산화납, 산화칼슘 등을 발포체의 물성 향상을 위해 사용할 수 있으며 상기 중합체 100 중량부에 대하여 1 ~ 4 중량부 사용할 수 있다. 또한, 프레스가 150 ~ 170℃일 때 성형시간을 5 ~ 10분으로 조절하고자 가교조제인 트리아릴시안우레이트(TAC)을 중합체 100 중량부에 대하여 0.05 ~ 0.5 중량부 사용하는 것이 바람직하다. 만일 그 사용량이 0.05 중량부 미만이면 가교조제의 효과가 거의 없었으며, 가교조제가 0.5 중량부를 초과하면 가교제 사용량이 1.5 중량부를 초과할 때와 비슷하게 과가교로 인하여 경도가 급격히 높아질 뿐만 아니라 발포체가 터지는 현상과 발포체의 기포의 벽이 깨져 연속기포화 하는 현상이 나타날 수 있다.
스테아린산과 진크스테아레이트는 발포 셀을 미세하고 균일하게 형성하고 발포체 성형시 탈형을 용이하게 하며 상기 중합체 100 중량부에 대하여 일반적으로 1 ~ 4 중량부 사용할 수 있다. 산화방지제로는 선녹(sonnoc), 비에이치티이(BHT,butylated hydroxy toluene), 송녹스 1076(songnox 1076, octadecyl 3,5-di-tert-butylhydroxy hydrocinnamate) 등을 사용하며, 상기 중합체 100 중량부에 대하여 통상 0.25 ~ 2 중량부 사용할 수 있다. 티타늄디옥사이드는 백색용 안료로 사용되며 앞에서 언급한 금속산화물과 같은 기능을 하며 통상 2 ~ 5 중량부 사용할 수 있다.
상기 조성물에 포함될 수 있는 충전제는 조성물의 원가를 낮추는 역할을 한다. 상기 충전제의 종류로 실리카 (SiO2), MgCO3, CaCO3, 탈크(Talc), Al(OH)3, Mg(OH)2 등이 있으며 상기 중합체 100 중량부에 대해 일반적으로 10 내지 50 중량부 사용될 수 있다. 상기 충전제는 폼의 세척력 증대를 위한 연마제로 사용될 수도 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 콘크리트 펌프 세척용 폼이 제공된다. 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼은 DSC 융점(melting point)이 100℃ 이상의 올레핀 블록 공중합체(olefin block copolymer, OBC)와 천연고무 또는 합성고무를 함유하는 중합체를 발포하여 형성한 고분자 폼을 포함한다. 여기서 상기 고분자 폼은 다수의 발포 셀들을 구비한다. 상기 발포 셀들의 총 부피 중 독립 기포들(closed cells)이 차지하는 부피가 70% 이상이다.
상기 고분자 폼은 가교(부분가교 또는 완전가교)된 저밀도의 고분자로서 외력에 의해 압축될 수 있고 외력을 제거하면 다시 원래의 부피를 회복하는 성질을 가진다. 따라서 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼을 파이프의 한편 끝에 밀어 넣고 반대편에서 진공으로 흡입하면 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼이 압축되어 도입되고 다시 팽창하게 되고, 파이프 내부에 남아있는 콘크리트 잔류물이 팽창된 폼에 의해 밀려나오면서 파이프 내부가 청소된다. 팽창된 콘크리트 펌프 세척용 폼은 그 표면이 거칠어 콘크리트 펌프의 파이프 내부 표면을 수세미처럼 닦아내는 효과가 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 펌프 세척용 폼은 일반적으로 하기의 특성을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼은 일반적으로 비교적 저밀도이며, 0.30 g/cc 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼의 밀도는 0.05 내지 0.30 g/cc, 바람직하게는 0.05 내지 0.25 g/cc, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.20 g/cc일 수 있다. 더더욱 바람직하게는 0.10 내지 0.2 g/cc일 수 있다. 상기 범위 미만에서는 폼의 강도가 약하여 찢어질 수 있으며, 상기 범위 초과에서는 독립 기포 폼으로서 콘크리트 펌프의 파이프를 청소하는 데 사용하기에 폼의 부드러움이 충분하지 않을 수 있다.
한편, 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼이 세척력의 효과를 내기 위해 일정 이상의 경도를 갖는 것이 좋다. 다만 너무 높은 경도를 가질 경우 폼을 파이프에 투입하기가 용이하지 않을 수 있다. 일반적으로 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼의 적절한 경도 범위는 Shore 00 10 내지 40의 경도, 바람직하게는 15 내지 35의 경도를 갖는 것이 좋다. 경도가 너무 낮으면 폼과 파이프와의 밀착도가 떨어져 세척력의 감소할 수 있다.
생성된 콘크리트 펌프 세척용 폼은 일반적으로 비교적 작은 평균 기포(셀) 크기, 전형적으로 약 2~3 mm 정도의 기포크기를 갖는다. 평균 기포크기는 예컨대, ASTM D3576-77에 따라 측정될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 콘크리트 펌프 세척용 폼은 일반적으로 약 1 내지 4 mm의 기포크기를 갖는다. 직경이 1 mm보다 작을 경우 수세미 효과가 떨어지고, 4 mm보다 크면 폼과 파이프 내면과의 밀착도가 감소하여 결과적으로 세척 효과가 떨어질 수 있다. 바람직하게는 2 내지 3 mm의 평균 기포 크기를 갖는 것이 가장 좋다. 상기 기포들의 개수 중 90% 이상이 1-4 mm의 크기 분포를 가지는 것이 바람직하다.
생성된 콘크리트 펌프 세척용 폼은 일반적으로 다량의 독립 기포(closed cell) 및 소량의 연속 기포(open cell)를 가질 수 있다. 독립 기포의 상대량은 예를 들어, ASTM D2856-A에 따라 측정될 수 있다. 하나의 구현예에 있어서, 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼의 발포 셀들은 연속 기포들보다는 대부분 독립 기포들로 이루어질 수 있으며 예를 들어, 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼의 발포 셀들(독립 기포들 + 연속 기포들)의 부피 중 약 70% 이상, 바람직하게는 약 80% 이상, 더욱 바람직하게는 약 85% 이상이 독립 기포들로 이루어질 수 있다. 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼 내의 발포 셀들 중 독립 기포들이 70% 이상일 경우 세척에 적합한 압축력을 가질 뿐 아니라, 파이프 청소 후 폼의 표면에 묻은 콘크리트의 세척이 용이해 폼의 재사용성이 우수해진다. 상기 발포 셀들 중 독립 기포들은 발포 공정에 따라 차이가 있지만 최대 90% 이하, 95% 이하, 98% 이하, 99% 이하, 99.5% 이하, 또는 100% 이하의 부피를 가질 수 있다.
콘크리트 펌프 세척용 폼을 제조하는 공정 중에 몰드 개방시 가교도가 높을 경우는 발포 셀의 팽창 중에 발포 셀 간의 벽이 파괴되어 일부분 연속 기포가 형성되기도 하는데, 그 정도가 심하여 30%가 넘는 연속 기포들이 존재하면 상술한 연속 기포 구조를 갖는 천연고무 폼의 결점이 나타나므로 바람직하지 못하다.
만일 콘크리트 펌프 세척용 폼으로서 본 발명의 재질 대신 폴리우레탄 폼, 우레아 폼, 라텍스 폼과 같이 대부분 연속 기포 구조의 발포 셀들을 가지는 콘크리트 펌프 세척용 폼을 이용할 경우 눌림에 따라 발포 셀 내부의 공기가 빠져나갈 수 있다. 따라서, 이러한 콘크리트 펌프 세척용 폼을 콘크리트 펌프의 파이프 내에 투입시 빡빡함이 적어 세척효과가 떨어질 수 있다.
바람직하게는 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼의 표면에 독립 기포가 노출된 것이 좋다. 금형 내 발포 공정과 같은 방법으로 제조되는 콘크리트 펌프 세척용 폼의 표면에는 일정 두께의 스킨 층이 존재할 수 있는데, 이러한 스킨 층은 폼과 파이프와의 마찰력이 약해져 수세미 효과가 약해지므로 그라인더 등으로 스킨 층을 제거하는 것이 바람직하다. 그 결과 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼의 표면에는 독립 기포가 노출되어 있다. 예를 들어 상기 폼의 전체 표면적 중 독립 기포가 노출된 표면이 70% 이상, 바람직하게는 85% 이상의 면적을 차지할 수 있다. 상기 범위 이상에서 세척용 폼의 파이프 내 이송이 원활할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 콘크리트 펌프 세척용 폼의 제조방법이 제공된다. 예를 들어 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼은 중합체의 발포 가공에 의해 만들어질 수 있다. 발포 가공에 의해 콘크리트 펌프 세척용 폼을 제조하기 위한 적절한 원료에는 기본적인 중합체 외에 발포체 가공을 위한 가교제, 발포제, 및 충전제나 안료를 비롯한 기타 첨가제 등이 더 포함될 수 있다. 상기 콘크리트 펌프 세척용 폼을 제조하기 위한 원료를 니더나 밴버리 믹서 등과 같은 혼련기에서 혼합하고 롤밀을 이용하여 쉬팅하거나 펠릿형태로 제조한다. 이후 일정 온도 및 압력 (예를 들어 150 ~ 250℃의 온도 및 100 ~ 300 kg/㎠의 압력)에서 가압 프레스의 금형 내에서 가교한 후 금형을 열어 발포시키거나 금형이 장착된 사출발포기에서 사출하여 가교한 다음 금형을 열어 발포시키는 등의 방식으로 발포체(폼, foam) 형태의 시편을 얻을 수 있다. 금형의 형태 및 후속 가공 등을 통해 육면체, 원통형, 구형 및 기타 다양한 형상의 시편이 얻어질 수 있다. 상기 고분자 폼이 콘크리트 펌프의 파이프 내경에 밀착될 수 있는 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는 콘크리트 펌프 세척용 폼의 크기는 파이프 내 세척을 위해 파이프 내경보다 약간 더 큰 크기를 가질 수 있으며, 파이프의 규격에 따라 다르지만 통상 50 내지 300 mm, 예를 들어 150 내지 200 mm의 직경을 가지며, 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지는 이하의 방법으로 제조될 수도 있다. 먼저 DSC 융점 (melting point)이 100℃ 이상의 올레핀 블록 공중합체(olefin block copolymer, OBC)와 천연고무 또는 합성고무를 함유하는 중합체; 액상 연화제; 가교제, 발포제, 그리고 금속산화물, 스테아린산, 산화방지제, 진크스테아레이트, 티타늄디옥사이드, 가교조제 및 안료로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 기타 첨가제; 및 0.3 내지 2 mm 직경의 유기 또는 무기 미립자를 섞은 혼합물을 제공한다.
상기 유기 또는 무기 미립자는 기포를 만드는 핵의 역할을 한다. 상기 유기 또는 무기 미립자의 종류로는 플라스틱을 액체 질소 등으로 동결시켜 분쇄한 것, 모래, 규사 등이 있으며, 이중 플라스틱 분쇄품은 가격이 비싸고 모래는 강도가 약해 혼합과정에서 부숴져 버리는 결점이 있기 때문에 규사가 바람직하다.
상기 유기 또는 무기 미립자의 크기에 따라 연속 기포의 크기가 정해질 수 있다. 다음 상기 혼합물을 금형에 넣고 150~200℃ 및 10~15분 조건에서 가압하여 발포함으로써 고분자 폼을 형성한다.
상술한 방법으로 형성된 고분자 폼의 밀도는 0.3 g/cc 이하일 수 있다. 또한, 상기 독립 기포의 평균 직경이 1 내지 4 mm이며, 전체 발포 셀의 부피 중 상기 독립 기포의 부피가 70% 이상일 수 있다.
발포 후 그라인더로 폼 표면을 갈아서 독립 기포를 표면으로 노출시킨다. 발포를 마친 직후 세척용 폼 표면에는 일정 두께의 스킨 층이 형성될 수 있다. 표면의 스킨 층이 있을 경우 폼과 파이프와의 마찰력이 약해져 수세미 효과가 약해지므로 그라인딩을 통해 세척용 폼 표면의 스킨 층을 제거하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 그라인더 작업이 완료된 이후 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지의 내부를 성형할 수 있다. 상기 발포과정에서 상기 고무스폰지의 파이프형상을 동시에 성형할 수도 있지만, 이를 성형하지 않고 제조한 다음, 내부를 삭제하여 파이프 형상으로 가공할 수도 있다.
상술한 독립 기포 구조의 세척용 폼은 청소 후 파이프를 통해 나온 폼의 표면에 묻은 콘크리트를 브러쉬로 털어 내고 물로 간단히 세척하는 것으로 충분히 재사용 가능하다. 본 발명에 의한 고무스폰지는 마모에 의한 직경 감소에 따른 세척력이 떨어질 때까지 재사용이 가능한데 대체적으로 20회 이상이 재사용이 가능하므로 종래 연속기포 폼에 비해 원가 면에서 훨씬 저렴하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
실시예 : 폼 적합성 실험
1. OBC-1: 에틸렌 옥텐 공중합체(Ethylene Octene Copolymer, 밀도 0.866 g/㎤, MI 15, 융점: 118℃)
2. OBC-2: 에틸렌 옥텐 공중합체(Ethylene Octene Copolymer, 밀도 0.857 g/㎤, MI 20, 융점: 95℃)
3. Ethylene Copolymer-1: 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer, VA 33 중량%, MI 3.0)
4. Ethylene Copolymer-2: 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer, VA 28 중량%, MI 3.0)
5. Polyolefin Elastomer-1: 에틸렌 옥텐 공중합체(Ethylene Octene Copolymer, 밀도 0.865 g/㎤, MI 3.0, 융점 60℃)
6. Synthetic Rubber-1: 스티렌 부타디엔 고무(Styrene Butadiene Rubber, SBR 1502)
7. Synthetic Rubber-2: 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 고무(Styrene Ethylene Butylene Styrene Rubber, Styrene 20 중량%)
8. Process Oil-1: 파라핀계 프로세스 오일
상기 1~8의 원료를 하기의 표 1 및 표 2의 비율로 혼합한 다음, 이를 이용하여 하기의 시험방법을 통하여 물성 및 세척용 고무스폰지로의 사용 가능 여부를 조사하였다(하기의 표1~2에서 숫자는 각 원료의 중량부를 나타냄).
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9 비교예 10
시판 우레탄 폼 시판 천연고무 폼
OBC-1
OBC-2
Ethylene
Copolymer-1		 100
Ethylene
Copolymer-2		 100
Polyolefin
Elastomer-1		 100
Synthetic
Rubber-1		 100 30
Synthetic
Rubber-2		 100 100 100 70
Process Oil-1 50 30
Stearic Acid 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
Znic Oxide 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
Dicumyl Peroxide 0.8 0.8 2.0 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
Azodicarbonamide 4.0 4.0 4.5 4.0 40 7.5 4.0 4.0
비교예 11 비교예 12 비교예 13 비교예 14 비교예 15 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 16 비교예 17
OBC-1 100 70 75 60 50 50 35 50 25
OBC-2 100
Ethylene
Copolymer-1
Ethylene
Copolymer-2
Polyolefin
Elastomer-1
Synthetic
Rubber-1		 30 30 20 45 20 55
Synthetic
Rubber-2
Process Oil-1 0 25 40 20 30 20 30 20
Stearic Acid 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
Znic Oxide 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
Dicumyl Peroxide 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 2.0 0.8
Azodicarbonamide 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0
실험예 1
하기의 실험방법을 이용하여 상기 실시예 1~3 및 비교예 1~17의 물성을 비교하여 콘크리트 펌프 파이프 청소용으로 사용이 적합한지를 확인하였다.
(시험방법)
1. 연속기포비율 측정시험
ASTM D2856-A의 측정시험법에 의거하여 연속기포비율을 측정하였다.
2. 수축율
각각의 배합비율로 폼을 만든 뒤 직경 170 mm의 공모양으로 그라인딩(Grinding)하고 오븐에 넣어 35℃에서 30일 동안 보관한 뒤 수축된 비율을 측정하였다. 수축율이 1% 미만이면 '양호', 1% 이상이면 '불량'으로 표시하였다.
3. 콘크리트 청소효율
상기 수축율 항목에서 만든 직경 170 mm의 공들을 콘크리트 펌핑 작업이 끝난 내경 150 mm의 콘크리트 펌프의 파이프 끝에 밀어 넣고 진공으로 1회 흡입해낸 후 파이프 내면을 물로 세척하였을 때 물에 의하여 씻겨져 나오는 시멘트의 양을 육안으로 관찰하여 시판 중인 천연고무 연속기포 폼의 경우보다 같거나 적으면 '양호', 많으면 '불량'으로 표시하였다.
4. 청소 후 폼(Foam)의 찢김 정도
내경 150 mm의 콘크리트 펌프에 펌핑작업이 끝난 후 직경 170 mm의 볼(Ball) 형태의 각종 폼으로 청소를 한 후 폼을 물로 세척한 뒤 표면의 기포(Cell)들이 찢어져 있는 상태를 관찰하여 시판 중인 천연고무 연속기포 폼의 경우보다 같거나 양호하면 '양호', 불량하면 '불량'이라 표시하였다.
5. 청소 후 24시간 후의 상태
내경 150 mm의 콘크리트 펌프에 펌핑작업이 끝난 후 직경 170 mm의 볼(Ball) 형태의 각종 폼으로 청소를 한 후 폼 표면에 묻어 있는 콘크리트를 브러쉬로 털어내고 물에 가볍게 흔들어 씻어서 상온에 보관하여 건조시킨 뒤 표면의 굳어 있는 상태를 지촉으로 검사하여 '양호' 또는 '불량'을 표시하였다.
6. 재사용 가능횟수
내경 150 mm의 콘크리트 펌프에 펌핑작업이 끝난 후 직경 170 mm의 볼 형태의 각종 폼으로 청소를 한 후 폼 표면에 묻어 있는 콘크리트를 브러쉬로 털어내고 물에 가볍게 흔들어 씻어서 상온에 보관하여 건조시킨 뒤 재사용 하기를 반복하여 폼의 직경이 165 mm로 줄어들 때까지의 횟수를 표시하였다. 그리고 연속기포가 30% 이상인 폼은 물속에 24시간 보관하였다가 건조시켜 재사용 가능한 횟수를 표시하였다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9 비교예 10
사출작업성 양호 양호 양호 불량 양호 양호 양호 불량
경도(Shore 00) 20 25 37 55 35 19 70 35 35 35
밀도(g/㎤) 0.20 0.25 0.16 0.15 0.16 0.17 0.15 0.12 0.15 0.15
연속기포비율(%) 100 95 12 12 35 14 13 20 14 14
수축률 양호 양호 불량 불량 불량 극히 불량 양호 불량 불량 불량
콘크리트 청소효율 불량 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호
청소 후 Form찢김정도 불량 양호 양호 양호 양호 양호 양호 불량 양호 양호
청소 후 24시간 휴의 상태 불량 불량 양호 양호 불량 양호 양호 양호 양호 양호
재사용 가능 회수 1 3 20 25 4 15 25 7 20 4
콘크리트 펌프 파이프 청소용 적합성 부적합 부적합 부적합 부적합 부적합 부적합 부적합 부적합 부적합 부적합
비교예 11 비교예 12 비교예 13 비교예 14 비교예 15 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 16 비교예 17
사출작업성 양호 양호 불량 양호 불량 양호 양호 양호 양호 불량
경도(Shore 00) 55 35 45 45 39 35 25 20 23 18
밀도(g/㎤) 0.16 0.12 0.16 0.15 0.14 0.15 0.15 0.16 0.16 0.17
연속기포비율(%) 12 12 13 11 11 13 13 14 35 14
수축률 양호 불량 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 불량
콘크리트 청소효율 양호 양호 양호 양호 불량 양호 양호 양호 양호 양호
청소 후 Form찢김정도 양호 양호 불량 양호 불량 양호 양호 양호 양호 양호
청소 후 24시간 휴의 상태 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 불량 양호
재사용 가능 회수 20 15 20 20 5 25 20 20 5 7
콘크리트 펌프 파이프 청소용 적합성 부적합 부적합 부적합 부적합 부적합 적합 적합 적합 부적합 부적합
상기 표 3 및 표 4를 참조하면, 비교예 1, 2의 시판 우레탄폼이나 시판 천연고무폼의 경우 연속 기포 구조를 가지므로 콘크리트 청소효율, 청소 후 폼 찢김 정도, 청소 후 24시간 후의 상태 등이 불량하다. 또한 비교예 3 내지 12와 같이 OBC, 에틸렌 공중합체, POE 또는 합성 고무 등을 단독으로 사용하여 제조한 한 폼의 경우 수축율이나 경도가 높게 나타나는 단점이 있다. 또한 비교예 13 내지 15와 같이 OBC, 고무, 액상 연화제 중 어느 하나를 생략하여 제조한 폼의 경우에도 물성이 저조함을 알 수 있었다. 비교예 16의 경우 과산화물(peroxide)의 양이 많아 과가류가 되어, 발포시 기포(cell) 벽이 찢어져 연속 기포(open cell)가 다수 생긴다. 그 결과 독립 기포의 부피가 70% 미만으로 인해 청소 후 24시간 후의 폼의 상태가 불량하며, 비교예 17과 같이 고무 함량이 너무 많은 경우 수축율이 불량하며 재사용 가능성이 떨어짐을 알 수 있다.
반면 실시예 1 내지 3과 같이 OBC, 합성 고무 및 액상 연화제를 동시에 사용하여 제조한 폼의 경우 세척용 폼으로서 기본적인 물성을 모두 충족시킨다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 제조된 폼을 이용하여 도 1에 나타난 와 같이 고무스폰지를 제작하였다. 이때 상기 고무스폰지의 직경은 170mm, 헤드부 길이는 100mm, 본체부의 길이는 200mm(이때 최상단과 하단부 외부면이 이루는 각도는 약 30°), 본체부 두께는 30mm로 제작하였으며, 헤드부 내부에 함몰부를 형성하여 헤드부의 두께도 상기 본체부와 동일하게 제작하였다. 본체부의 타측 즉 후면부에는 4개의 팔을 가지는 지지부를 설치하였다
실시예5
상기 실시예 4에서 헤드부의 길이를 30mm, 본체부의 길이를 60mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다(이때 최상단과 하단부 외부면이 이루는 각도는 약 87°).
실시예 6
상기 실시예 4에서 헤드부의 길이를 200mm, 본체부의 길이를 400mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다(이때 최상단과 하단부 외부면이 이루는 각도는 약 21°).
실시예 7
상기 실시예 4에서 헤드부의 길이를 200mm 본체부의 길이를 100mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다(이때 최상단과 하단부 외부면이 이루는 각도는 약 30°).
실시예 8
상기 실시예 4에서 헤드부의 길이를 100mm 본체부의 길이를 300mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다(이때 최상단과 하단부 외부면이 이루는 각도는 약 25°).
실시예 9
상기 실시예 4에서 헤드부 내부의 함몰부를 형성하지 않은 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 10
상기 실시예 4에서 본체부의 일측의 내경은 110mm(본체부 두께 30mm), 타측의 내경은 90mm(본체부 두께 40mm)로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다(도 4 참조).
실시예 11
상기 실시예 4에서 본체부 일측의 외경은 170mm(내경 110mm) 본체부 타측의 외경은 190mm(내경 110mm)로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다(도 5 참조).
실시예 12
상기 실시예 1에서 후면부에 지지부를 설치하지 않은 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
비교예 18
기존에 사용한 것과 같이 직경 170mm의 구형으로 제작하였다.
실험예 2
상기 실시예 4~12, 비교예 1을 이용하여 콘크리트 펌프 세척력 및 내구성을 실험하였다. 1톤의 콘크리트를 이송한 이후 상기 각 고무스폰지를 통과시키되, 더 이상의 잔여 콘크리트가 나오지 않을 때 까지의 통과 회수를 비교하여 세척력을 비교하였다(잔여물 미검출 회수).
또한 각 세척시 통과시간을 비교하여 각 고무스폰지의 이동용이성을 측정하였다.
마지막으로 각 고무스폰지를 20회 통과시키되, 파열이나 파손부위가 관찰되는 통과 회수를 기록하여 내구성을 비교하였다.
실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11 실시예 12 비교예 1
전여물 미검출(회) 5 11 3 10 4 6 4 3 6 15
이동용이성(초) 2.2 2.0 4.8 2.1 3.7 2.4 2.3 2.4 2.1 2.0
파손부위 관찰(회) - - 19 - - - - - 14 19
표 5에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예의 경우 기존의 구형 스폰지에 비하여 높은 세척효율을 가지는 것으로 나타났다. 하지만 최상단과 하단부 외부면이 이루는 각도가 약 87°로 조절된 실시예 5의 경우 그 세척효과가 감소되는 것으로 나타났으며, 최상단과 하단부 외부면이 이루는 각도가 약 21°도로 조절된 실시예 6의 경우 통과시간이 오래걸려 세척력은 높아졌지만 통과시간이 지체되는 것을 확인하였다. 또한 실시예 6의 경우 가해지는 압력이 높아짐에 따라 파손부위가 관찰되었다.
헤드부의 길이를 길게 제작한 실시예 7의 경우 상대적으로 본체부의 길이가 줄어들어 세척력이 잔여물 미검출까지의 통과회수가 늘어나는 것을 확인하였으며, 상대적으로 본체부의 비율을 높인 실시예 8의 경우 배출까지 시간이 많이 걸리게되어 이동이 용이하지 못한 것으로 나타났다. 헤드부에 함몰부를 형성하지 않은 실시예 9의 경우 실시예 1과 유사한 결과를 나타내었으며, 다만 육안으로 관찰시 배출이후 헤드부의 형상이 더욱 잘 유지되는 것을 확인할 수 있었다.
본체부의 하단두께를 두껍게 제작한 실시예 10 및 11의 경우 세척효율이 향상되는 것을 확인할 수 있었으며, 지지부를 설치하지 않은 실시예 12의 경우 14회 통과시점에서 후단부가 파손되는 것을 확인하였다.
기존의 구형으로 제작된 비교예 1의 경우 15회를 통과시킨 시점에서 잔여물이 나타나지 않아 본 발명의 실시예에 비하여 세척력이 떨어지는 것으로 확인되었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
100 : 본체부
200 : 헤드부
210 : 함몰부
300 : 후면부
310 : 지지부

Claims (12)

  1. 파이프 형상의 본체부;
    상기 파이프 형상의 일측에 형성되며, 외면이 반구형 또는 원추형으로 제작되는 헤드부; 및
    상기 파이프 형상의 타측에 형성되며, 상기 파이프 형상의 내부와 연통되는 개구부가 형성되어 있는 후면부;
    를 포함하는 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 콘크리트 펌프의 파이프 내경 대비 10~20%가 큰 외경을 가지며, 상기 외경 대비 5~30%의 두께를 가지는 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 헤드부는,
    내부가 상기 본체부의 내부와 연통되어 있는 함몰부가 형성된 것; 또는
    내부가 상기 고무스폰지로 충진된 것;
    인 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 후면부의 두께는 상기 본체부 일측의 두께에 비하여 두껍게 형성된 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 본체부는 일측에서 타측으로 갈수록 두께가 두껍게 형성된 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 후면부에는 방사상으로 형성되어 상기 본체부의 타측단에 연결되며, 상기 후면부의 확장을 저지하는 지지부가 형성되어 있는 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 본체부의 길이와 상기 헤드부의 길이의 비는 1:2~3:1인 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지는 DSC 융점(melting point)이 100℃ 이상의 올레핀 블록 공중합체(olefin block copolymer, OBC)와 천연고무 또는 합성고무를 함유하는 중합체; 및 액상 연화제를 필수 성분으로 하는 폼 조성물로 제조된 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 올레핀 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 천연고무 또는 상기 합성고무가 10 내지 200 중량부가 함유된 것인 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 올레핀 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 액상 연화제가 10 내지 75 중량부가 함유된 것인 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 조성물은 가교제, 발포제, 그리고 금속산화물, 스테아린산, 산화방지제, 진크스테아레이트, 티타늄디옥사이드, 가교조제, 안료 및 충전제로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 기타 첨가제가 더 포함된 것인 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 조성물은 0.3 내지 2 mm 직경의 유기 또는 무기 미립자가 더 포함된 것인 콘크리트 펌프의 파이프 청소용 고무스폰지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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