KR102381887B1

KR102381887B1 - 폐유리를 포함하는 친환경 투수 포장용 비드 및 이를 포함하는 투수 골재 포장재

Info

Publication number: KR102381887B1
Application number: KR1020210153689A
Authority: KR
Inventors: 김경태; 임태정
Original assignee: 김경태; 임태정
Priority date: 2021-11-10
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2022-04-01
Also published as: KR102422171B1

Abstract

본 발명은 폐유리를 포함하는 친환경 투수 포장용 비드, 상기 비드를 포함하는 투수 골재 포장재 및 투수 블록에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐유리를 활용하여 고하중을 지지할 수 있는 투수 포장용 비드 및 제작된 상기 유리 비드에 친환경 바인더 및 물을 혼합하고 성형하여 제작된 투수 골재 포장재 및 투수 블록에 관한 것이다. 상기 비드, 투수 골재 포장재 및 투수 블록은 투수성이 현저히 높은 효과를 가지고 고비중의 특성을 가지는 등 성능이 월등히 향상된 보차도용 포장재로 제공될 수 있다.

Description

폐유리를 포함하는 친환경 투수 포장용 비드 및 이를 포함하는 투수 골재 포장재 {Eco-friendly water permeable packaging beads containing waste glass and Permeable aggregate packaging materials including them}

일반적으로 도로의 포장은 콘크리트 포장공법, 아스팔트 포장공법 및 마사토와 생석회를 혼합하여 전압다짐한 공법 등으로 분류되어 진행되고 있다. 그러나 이렇게 포장된 도로는 사계절의 변화에 따른 온도 및 강수량의 변화와 반복되는 하중으로 균열이 일어나고, 여름철에는 햇빛의 가시광선을 흡수하여 고온의 복사열을 방출하면서 보행자 및 운전자들에게 쾌적한 환경을 제공하지 못하며, 상기 복사열은 수증기, 이산화탄소 및 메탄과 같은 온실기체에 흡수되어 밤에도 높은 온도를 유지하는 열대야를 일으키는 주범이 된다.

이와 같은 콘크리트 또는 아스팔트 포장에 따른 제반 문제점을 극복하기 위한 최근의 대안으로서, 흙과 같은 친환경적인 포장재 조성물로 포장하는 방법이 제안되고 있다.

그러나 이러한 포장재 조성물은 주위 환경에 의해 쉽게 마모 및 변형될 뿐만 아니라 그 재질적인 특성으로 인해 알칼리성 조건 하에서 불안정해질 수 있고, 보차도용 포장재로 사용되기에는 지나치게 낮은 비중을 가지며, 투수성이 떨어지는 문제점을 가진다.

등록특허 제10-0351943호

따라서, 본 발명은 상기한 실정을 고려하여 종래 기술들에서 야기되는 여러 가지 결점 및 문제점들을 해결하고자 하는 것으로서, 폐유리를 분류 및 분쇄하고, 과립을 성형하여 소성시켜 비드를 제조하는 방법을 제공하는 것이고, 이를 통하여 양호한 내구성은 만족시키면서도 적절한 비중을 가지면서 투수성이 향상된 투수 골재 포장재 및 투수 블록을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면, 폐유리를 분류하는 제1 분류 단계; 상기 폐유리를 파쇄하여 제1 파쇄물을 얻는 제1 파쇄 단계; 상기 제1 파쇄물을 분쇄하여 제2 파쇄물을 얻는 제2 파쇄 단계; 상기 제2 파쇄물 및 물을 포함하는 반죽을 성형하여 과립을 제조하는 성형 단계; 및 상기 과립을 720℃ 내지 880℃에서 소성하는 소성 단계;를 포함하는 친환경 투수 포장용 비드 제조 방법에 관한 것이다.

또한 본 발명에서, 상기 제1 분류 단계는, 상기 폐유리의 전체 100 중량부에 대하여, 투명색 또는 녹색 유리가 80 중량부 이상이 되도록 분류하는 것일 수 있다.

또한 본 발명에서, 상기 제1 파쇄 단계는, 상기 폐유리를 파쇄하여 중간체를 생성하는 과정; 및 상기 중간체 중 입도 7mm 이상인 것을 선별하여 상기 폐유리에 포함시키는 과정;을 더 포함하는 것일 수 있다.

또한 본 발명에서, 상기 제2 파쇄물은 325메시(mesh) 이상인 것일 수 있다.

또한 본 발명에서, 상기 성형 단계는, 상기 제2 파쇄물 100 중량부에 대해 물은 7 내지 20 중량부인 것일 수 있다.

또한 본 발명에서, 상기 소성 단계는, 740℃ 내지 800℃에서 5분 내지 10분 동안 소성시키는 과정; 800℃ 내지 850℃에서 5분 내지 10분 동안 소성시키는 과정; 및 15℃ 내지 22℃에서 냉각시키는 과정;을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 친환경 투수 포장용 비드를 포함하는 투수 골재 포장재에 관한 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 친환경 투수 포장용 비드를 포함하는 투수 블록에 관한 것일 수 있다.

본 발명의 친환경 투수 포장용 비드 제조 방법은 친환경적이고, 적절한 비중을 가지며, 뛰어난 투수 능력을 가지는 포장용 비드 및 투수 블록을 제공할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투수 블록에 대하여, 투수 계수를 측정하는 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투수 블록에 대하여, 투수 계수를 측정하는 과정을 나타낸 것이다.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

한편, 본 명세서에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 명세서에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 출원의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 폐유리를 분류하는 제1 분류 단계; 상기 폐유리를 파쇄하여 제1 파쇄물을 얻는 제1 파쇄 단계; 상기 제1 파쇄물을 분쇄하여 제2 파쇄물을 얻는 제2 파쇄 단계; 상기 제2 파쇄물 및 물을 포함하는 반죽을 성형하여 과립을 제조하는 성형 단계; 및 상기 과립을 720℃ 내지 880℃에서 소성하는 소성 단계;를 포함하는 친환경 투수 포장용 비드 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에서, 상기 제1 분류 단계는, 상기 폐유리의 전체 100 중량부에 대하여, 투명색 또는 녹색 유리가 80 중량부 이상이 되도록 분류하는 것일 수 있고, 바람직하게는 전체 폐유리 100 중량부에 대하여, 투명색 또는 녹색 유리가 85 중량부 이상이 되도록 분류하는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 전체 폐유리 100 중량부에 대하여, 투명색 또는 녹색 유리가 90 중량부 이상 99 중량부 미만이 되도록 분류하는 것일 수 있다. 상기 투명색 또는 녹색 유리의 중량비가 낮을 경우, 투수성 등 제조된 비드의 성능이 저하될 수 있고, 반대로 상기 투명색 또는 녹색 유리의 중량비가 높을 경우, 경제성 및 내구성이 낮을 수 있다.

본 발명에서, 상기 폐유리는 투명색 또는 녹색의 유리로 구성된 것일 수 있고, 이 경우 입자 크기가 균일하고, 친환경 성분의 친환경 투수 포장용 비드를 제조할 수 있다.

본 발명에서, 상기 제1 파쇄 단계는, 상기 폐유리를 파쇄하여 중간체를 생성하는 과정; 및 상기 중간체 중 입도 7mm 이상인 것을 선별하여 상기 폐유리에 포함시키는 과정;을 더 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 입도 6mm 이상을 선별하는 것일 수 있고, 바람직하게는 입도 5mm 이상을 선별하는 것일 수 있고, 입도 4mm 이상을 선별하는 것일 수 있고, 입도 3mm 이상을 선별하는 것일 수 있다.

본 발명에서, 상기 제2 파쇄물은 325메시(mesh) 이상인 것일 수 있고, 바람직하게는 300메시(mesh) 이상인 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 270메시(mesh) 이상 100메시(mesh) 이하인 것일 수 있다. 상기 제2 파쇄물이 상기와 같은 범위일 경우, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 조성물의 투수성이 극대화될 수 있다.

본 발명에서, 상기 성형 단계는, 상기 제2 파쇄물 100 중량부에 대해 물은 7 내지 20 중량부인 것일 수 있다. 상기와 같은 조성비에 의해 제조된 조성물은 투수성 내지 내구성이 극대화될 수 있다. 또한 상기 성형 단계에서는, 상기 성형에 필요한 보조제를 더 추가하는 것일 수 있다.

본 발명에서, 상기 소성 단계는, 740℃ 내지 800℃에서 5분 내지 10분 동안 소성시키는 과정; 800℃ 내지 850℃에서 5분 내지 10분 동안 소성시키는 과정; 및 15℃ 내지 22℃에서 냉각시키는 과정;을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 친환경 투수 포장용 비드 제조 방법에 의해 제조된 비드를 포함하는 친환경 투수 골재 포장재에 관한 것일 수 있다. 상기 투수 골재 포장재를 제조하기 위하여 상기 비드에 보조제가 더 포함될 수 있다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 친환경 투수 포장용 비드를 포함하는 투수 블록에 관한 것일 수 있다. 상기 투수 블록을 제조하기 위하여 상기 비드에 보조제가 더 포함되어 틀에 성형될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하나 이는 일 예시일 뿐이고, 하기 실시예에 의해 본 발명이 제한되지 아니함은 자명하다.

실시예

제조예 1

본 발명의 실시예에 따라, 친환경 투수 포장용 조성물을 제조하였다. 구체적으로는 폐유리를 수집하여 투명색 유리 또는 녹색 유리의 중량비가 전체 폐유리에서 80% 이상이 되도록 분류하였다.

다음으로 분류된 폐유리에 대하여 파쇄를 수행하였고, 파쇄 후 입도 7mm 이상인 것은 걸러서 분류된 폐유리 더미로 돌려보내고, 입도 7mm 미만의 제1 파쇄물을 얻은 후, 미분쇄를 수행하여 320메시(mesh)의 제2 파쇄물을 제조하였다.

이렇게 얻어진 제2 파쇄물 1kg에 대하여, 첨가제 200g, 물 80g을 투여하여 반죽을 제조한 후, 성형하여 직경 4.5mm~5.8mm 범위의 과립을 제조하고, 760℃, 7분으로 세팅하여 소성시킨 후, 곧바로 820℃에서 8분으로 세팅을 변경하여 소성시켰다. 이와 같이 총 15분 동안 소성 후 20℃ 조건에서 냉각시키는 과정을 거쳐 친환경 투수 포장용 비드를 제조하였다.

또한, 소성된 비드를 틀에 성형시켜 친환경 투수 블록을 완성하였다.

제조예 2

제조예 2의 친환경 투수 포장용 비드를 제조예 1에 따라 제조하되, 폐유리의 색이 투명색 또는 녹색인 유리만을 분류한 것을 사용하였고, 소성된 비드를 틀에 성형시켜 제조예 2의 친환경 투수 블록을 완성하였다.

제조예 3

제조예 3의 친환경 투수 포장용 비드를 제조예 1에 따라 제조하되, 폐유리의 색을 구별하지 않고 유리성분을 분류한 것을 사용하였고, 소성된 비드를 틀에 성형시켜 제조예 3의 친환경 투수 블록을 완성하였다.

제조예 4

제조예 4의 친환경 투수 포장용 비드를 제조예 1에 따라 제조하되, 성형된 과립을 750℃, 15분으로 세팅하여 온도변화 없이 소성시켰고, 소성된 비드를 틀에 성형시켜 제조예 4의 친환경 투수 블록을 완성하였다.

제조예 5

제조예 5의 친환경 투수 포장용 비드를 제조예 1에 따라 제조하되, 성형된 과립을 850℃, 15분으로 세팅하여 온도변화 없이 소성시켰고, 소성된 비드를 틀에 성형시켜 제조예 5의 친환경 투수 블록을 완성하였다.

평가예

제조예 1 내지 5에 따른 친환경 투수 포장용 비드 및 이에 따른 투수 블록의 투수 능력을 확인하기 위하여, 도 1 및 도 2와 같이 투수 계수를 측정하였다. 구체적으로는, 제조예 1 내지 5에 따른 비드를 제작하였고, 모두 같은 크기의 육면체 형상으로 각각 성형한 투수 블록을 제작한 뒤, 하단에 수조가 구비된 측정 틀 위에 놓고, 블록 상단에 물을 1000mL를 120초 동안 공급하였다. 다음으로 물 공급이 완료된 시점부터 수조에 모인 측정 물이 950mL에 도달한 시점까지의 투수 시간을 측정하였고, 블록의 두께를 측정된 투수 시간으로 나누어 투수 계수를 확인하였고, 그 결과를 하기 표 1과 같이 나타내었다.

투수 블록	투수 계수(mm/s)
제조예 1	5.31 x 10^-1
제조예 2	5.68 x 10^-1
제조예 3	3.13 x 10^-1
제조예 4	2.27 x 10^-1
제조예 5	2.71 x 10^-1

상기 표 1에 나타난 것처럼, 본 발명과 같이 온도 조건으로 소성시켜 제조된 비드의 경우 그렇지 않은 비드에 비하여 투수 블록을 제조하였을 때 투수성이 뛰어났으며, 특히 폐유리 분류 과정에서 투명색 또는 녹색 유리의 함량이 높을 경우 뛰어난 투수성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

단일 종류로 분류되지 않은 폐유리를 분류하는 제1 분류 단계;
상기 폐유리를 파쇄하여 제1 파쇄물을 얻는 제1 파쇄 단계;
상기 제1 파쇄물을 분쇄하여 제2 파쇄물을 얻는 제2 파쇄 단계;
상기 제2 파쇄물 및 물을 포함하는 반죽을 성형하여 과립을 제조하는 성형 단계; 및
상기 과립을 720℃ 내지 880℃에서 소성하는 소성 단계;를 포함하고,
상기 제1 분류 단계는, 상기 폐유리의 전체 100 중량부에 대하여, 투명색 또는 녹색 유리가 80 중량부 이상이 되도록 분류하는 것이고,
상기 제1 파쇄 단계는, 상기 폐유리를 파쇄하여 중간체를 생성하는 과정; 및 상기 중간체 중 입도 7mm 이상인 것을 선별하여 상기 폐유리에 포함시키는 과정;을 더 포함하는 것이고,
상기 제2 파쇄물은 325메시(mesh) 이상인 것이고,
상기 소성 단계는, 740℃ 내지 800℃에서 5분 내지 10분 동안 소성시키는 과정; 800℃ 내지 850℃에서 5분 내지 10분 동안 소성시키는 과정; 및 15℃ 내지 22℃에서 냉각시키는 과정;을 포함하는 것인,
친환경 투수 포장용 비드 제조 방법.
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제1항에 의해 제조된 친환경 투수 포장용 비드를 포함하는 투수 골재 포장재.
제1항에 의해 제조된 친환경 투수 포장용 비드를 포함하는 투수 블록.