KR20020039953A - 폐석회를 포함하는 토건 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 불포화 폴리에스테르 수지 조성물 및 폐석회를 포함하는 폐석회 토건 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 불포화 폴리에스테르 수지 조성물, 폐석회 및 경화제를 포함하는 개선된 강도를 갖는 폐석회 토건 조성물 및 이에 의해 제작되는 블록, 제설 모래함, 타일 또는 화분에 관한 것이다. 본 발명의 토건 조성물은 종래에 폐기물로서 처분되었던 폐석회를 이용하므로 폐기물의 재활용을 도모할 수 있고, 이에 의해 제조되는 블록 등의 강도가 크기 때문에, 종래의 콘크리이트 석재, 화강암 석분 등을 대체할 수 있으며, 포함되는 불포화 폴리에스테르 수지 및 폐석회의 양을 달리하면 강도를 조절할 수 있다.

Description

폐석회를 포함하는 토건 조성물{Compositions Used in Construction Comprising Waste Lime Powder}
본 발명은 불포화 폴리에스테르 수지 조성물 및 폐석회를 포함하는 폐석회 토건 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 불포화 폴리에스테르 수지 조성물, 폐석회 및 경화제를 포함하는 개선된 강도를 갖는 폐석회 토건 조성물에 관한 것이다.
폐석회는 석회석, 백암, 패각 등을 물리, 화학적으로로 가공 처리하여 생석회, 소석회, 탄산석회, 소다회 등을 생산하는 과정에서 발생되는 석회석 잔류물로서, 다음 표 1과 같은 조성을 갖는 것으로 알려져 있다:
구 분 중량%
CaCO3 24.1
CaO 10.9
MgO 4.6
CaCl2 5.8
CaSO4 3.5
Fe2O3 1.2
Al2O3 2.3
NaCl 3.6
SiO2 4.0
수분 40.0
한편, 폐석회는 환경오염 물질로서 현재 매립과 같은 방법으로 처리되고 있으나, 매립처리는 자원 재활용의 면에서 바람직하지 못할 뿐만 아니라 매립에 소요되는 매립자 확보 등의 측면에서 문제점이 크다.
이에, 폐석회를 재활용하는 다양한 시도가 이루어졌다. 예컨대, 공유수면 매립지의 성토재 폐기물 매립 시설의 복토재로서 용도를 지정 받았으나, 거의 활용을 못하고 있는 실정이다. 또한, 폐석회를 이용한 석회질 비료의 개발이 이루어졌으나, 투자에 비해 경쟁력이 낮고, 계절적인 특성에 의한 물류 비용 증가 등의 이유로 상업화되지 못했다.
한편, 폐석회를 이용한 보도블록 및 벽돌이 개발됐으나, KS 규격에 미달되고 폐석회 재활용율이 떨어져 생산이 이루어지고 있지 않다. 폐석회를 시멘트 원료 및 첨가제로서 개발하려는 시도도 있었으나, 시설 투자비 등의 문제로 실현되지 못했다.
결국, 폐석회는 현재 그 재활용이 실현되고 있지 못하고, 단지 학계와 전문기관의 공동 연구 결과에 의해 (1) 연약지반 안정화 처리재 (2) 차수재 및 복토재(3) 도로 기층재 및 보조기층재 (4) 토양의 체질 개선제 및 (5) 해안 매립 성토재로서의 용도만 막연하게 추천되고 있는 실정이다.
한편, 폐석회의 재활용과 관련된 특허출원으로는 출원번호 제 1997-52642호가 있고, 이에는 폐석회. 폐주물사, 점토 및 모래를 포함하는 경량 건축재가 개시되어 있다. 또한, 출원번호 제 1997-68402호를 살펴보면, 현장토, 고화재, 폐주물사 및 플라이 애쉬로 구성된 차수재 A층; 현장토, 고화재, 폐석회 및 폐석고로 구성된 차수재 B층; 그리고 실층으로 형성된 매립장 차수재 조성물이 개시되어 있다.
상술한 바와 같이, 폐석회의 재활용에 대해서는 오래전부터 논의되어 왔으나, 현재까지 뚜렷한 활용 실적이 없다.
본 발명자는 폐석회의 재활용을 적극적으로 도모하고자 예의 연구 노력한 결과, 건축재로서 이용되는 종래의 불포화 폴리에스테르 수지 조성물에 폐석회를 혼합하여 사용하는 경우에는 강도가 크게 개선되는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 강도가 개선된 폐석회 토건 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 폐석회 토건 조성물을 이용하여 제작된 블록, 제설 모래함, 타일 또는 화분을 제공하는 데 있다.
본 발명은 불포화 폴리에스테르 수지 조성물, 폐석회 및 경화제를 포함하는 개선된 강도를 갖는 폐석회 토건 조성물을 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 폐석회 토건 조성물에 의해 제작된 블록, 제설 모래함, 타일 또는 화분을 다른 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다:
본 발명의 조성물에 있어서, 상기 불포화 폴리에스테르 수지 조성물:폐석회의 중량비는 본 발명의 조성물의 용도에 따라서 그 비율을 다양하게 조절할 수 있고, 바람직하게는 불포화 폴리에스테르 수지 조성물:폐석회의 중량비는 1:0.5 ∼ 1:5이다. 상기 중량비에서 불포화 폴리에스테르 수지 조성물의 양이 상기한 범위보다 크면 강도가 지나치게 증가하여 부서지기 쉽고, 상기한 범위보다 작으면 강고가 크게 감소하게 된다.
한편, 본 발명의 조성물에 있어서, 상기 불포화 폴리에스테르 수지 조성물과 폐석회:경화제의 중량비는 바람직하게는 50:1 ∼ 150:1이고, 보다 바람직하게는 80:1 ∼ 120:1이며, 가장 바람직하게는 100:1이다. 경화제의 양이 상기한 범위보다 크면 필요 이상으로 강도가 증가하여 바람직하지 않고, 상기한 범위보다 작으면 경화 반응이 너무 느리게 이루어진다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 불포화 폴리에스테르 수지 조성물은불포화 폴리에스테르 수지, 비닐 모노머, 교호결합 반응 촉매를 추가적으로 포함한다. 한편, 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 상기 불포화 폴리에스테르 수지 조성물에 대하여 바람직하게는 55 ∼ 80 중량%이고, 보다 바람직하게는 65 ∼ 70 중량%이며, 가장 바람직하게는 68 중량%이다.
본 발명의 조성물에 포함되는 상기 비닐 모노머는 바람직하게는 15 ∼ 40 중량%이고, 보다 바람직하게는 25 ∼ 30 중량%이며, 가장 바람직하게는 27 중량%이다. 비닐 모노머의 양이 15 중량% 미만인 경우에는 최종 생성물에서 가교 결합이 충분히 만들어지지 않아, 경도 및 강도가 감소되고, 40 중량%를 초과하는 경우에는 가교 결합이 너무 많이 이루어져 지나치게 강도가 크게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 조성물에 함유되어 있는 상기 교호결합 반응 촉매는 바람직하게는 0.5 ∼ 5 중량%이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 2 중량%이며, 가장 바람직하게는 1.5 중량%이다.
한편, 본 발명의 조성물에서 이용되는 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 바람직하게는, 프탈산, 무수프탈산, 무수 말레인산, 말레인산, 푸마르산, 이타콘산 및 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 이작용기성의 카복실산과 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,4-부탄디올 및 비스페놀 A로 구성된 그룹으로부터 선택되는 이가 알코올의 축중합 반응에 의해 생성된 것이다. 가장 바람직하게는 프탈산과 말레인산의 혼합물 및 에틸렌 글리콜의 축중합 반응에 의해 제조된 것이다.
본 발명에서 사용되는 상기 비닐 모노머는 바람직하게는 스틸렌,o-클로로스틸렌, 비닐 톨루엔, 디알릴프탈레이트, 트리알릴시아눌레이트, 메틸메타크릴레이트 및 디알릴벤젠포스포네이트로 구성된 그룹으로부터 선택되며, 가장 바람직하게는 스틸렌이다. 한편, 상기 교호결합 반응 촉매는 바람직하게는 코발트, 3급 아민류 및 구리로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것이고, 가장 바람직하게는 코발트이다.
상기 불포화 폴리에스테르 수지 조성물은 소포제, 평활제, 왁스류 및 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 첨가제를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 이용되는 상기 경화제는 메틸에틸케톤페록시드 또는 과산화벤조일이고, 가장 바람직하게는 메틸에틸케톤페록시드이다.
한편, 본 발명에서 이용되는 폐석회는 폐기물로서 생성되는 모든 폐석회가 이용될 수 있다.
본 발명의 토건 조성물에는 필요한 경우에는 적합한 색소를 추가적으로 첨가하여 조성물이 적용되는 제품의 미감을 향상시킬 수도 있다.
본 발명의 토건 조성물은 강도가 클 뿐만 아니라, 포함되는 불포화 폴리에스테르 수지 및 폐석회의 양을 달리하면 그 강도가 조절될 수 있으므로, 종래의 콘크리트 석재, 화강암 석분 등을 대체할 수 있다.
상술한 본 발명의 폐석회 토건 조성물은 소망하는 제품을 제조하기 위하여, 소망하는 형상을 갖는 형틀내에 주입되고, 적합한 시간동안 경화반응을 진행시키게 된다. 본 발명의 조성물은 바람직하게는 보도 경계석, 보도 블록, 볼라드, 치장콘크리트 블록, 제설 모래함, 화분 등을 제조하는 데 이용될 수 있다. 상술한 바와 같은 본 발명의 폐석회 토건 조성물은 포함되는 불포화 폴리에스테르와 폐석회의 양을 조절함으로써 소망하는 경도 및 강도로 조절할 수 있고, 폐석회가 다량 함유되어 있으므로 중량이 작고 작업하기가 용이할 뿐만 아니라, 본 발명의 조성물이 적용되는 블록, 제설 모래함, 타일 또는 화분의 중량이 작게 되므로 제품에 대한 소비자의 선호도가 향상되고, 그 제품의 운반이 용이하게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1
불포화 폴리에스테르 수지 조성물(불포화 폴리에스테르 수지 68 중량%, 스틸렌 모노머 27 중량%, 코발트 1.5 중량%, 소포제 1 중량%, 평활제 1.2 중량% 및 왁스류 1.3 중량% 포함) 900 g에 폐석회 900 g을 혼합하고, 메틸에틸케톤페록시드 18 g을 상기 혼합액에 첨가한 다음 믹서기로 균질하게 교반하였다. 이어, 균질 혼합액을 사각형의 틀내에 주입하여 경화시켰다. 또한, 사각형의 틀 내측면에는 경화후 이형을 용이하게 하기 위하여, 이형제를 적당량 분사하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 불포화 폴리에스테르 수지 조성물은 900 g, 폐석회는 1800 g 및 메틸에틸케톤페록시드는 27 g을 이용하였다.
시험예 1
상기 실시예 1 및 2에서 제조한 본 발명의 토건 조성물의 압축강도를 한국화학시험연구원내 토건재료센타에 2000년 11월 2일자에 의뢰하여 측정하였다. 압축강도의 측정방법은 KS F 2405에 따라 실시되었고, 이 경우 수치의 맺음법은 KS A 0021에 따랐고, 압축 시험기는 KS B 5533에서 규정하는 1등급 이상인 것을 사용하였으며, 콘크리트의 강도 시험용 공시체는 KS F 2403에 따라 제작된 것이다.
측정된 압축강도는 다음 표 2와 같다:
시 편 압축강도 (kgf/㎠)
실시예 1 1263
실시예 2 428
상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 토건 조성물에 의해 제조된 시편의 강도는 일반 콘크리이트의 강도보다 우수한 강도를 나타내었고, 포함되는 불포화 폴리에스테르 수지 및 폐석회의 양을 달리하여 강도를 조절할 수 있다.
이상에서 상세히 설명되었듯이, 본 발명은 개선된 강도를 갖는 폐석회 토건조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 상기한 토건 조성물에 의해 제작된 블록, 제설 모래함, 타일 또는 화분을 제공한다. 본 발명의 토건 조성물은 종래에 폐기물로서 처분되었던 폐석회를 이용하므로 폐기물의 재활용을 도모할 수 있고, 이에 의해 제조되는 블록 등의 강도가 크기 때문에, 종래의 콘크리이트 석재, 화강암 석분 등을 대체할 수 있으며, 포함되는 불포화 폴리에스테르 수지 및 폐석회의 양을 달리하면 강도를 조절할 수 있다. 결국, 본 발명의 토건 조성물은 경제적으로 매우 유용한 조성물이다.

Claims (10)

  1. 불포화 폴리에스테르 수지 조성물, 폐석회 및 경화제를 포함하는 개선된 강도를 갖는 폐석회 토건 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 불포화 폴리에스테르 수지 조성물:폐석회의 중량비는 1:0.5 ∼ 1:5이고, 상기 불포화 폴리에스테르 수지 조성물과 폐석회:경화제의 중량비는 50:1 ∼ 150:1인 것을 특징으로 하는 폐석회 토건 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 불포화 폴리에스테르 수지 조성물은 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐 모노머, 교호결합 반응 촉매를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 폐석회 토건 조성물.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 상기 불포화 폴리에스테르 수지 조성물에 대하여 55 ∼ 80 중량%, 상기 비닐 모노머는 15 ∼ 40 중량% 및 상기 교호결합 반응 촉매는 0.5 ∼ 5 중량%인 것을 특징으로 하는 폐석회 토건 조성물.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 프탈산, 무수 프탈산, 말레인산, 무수 말레인산, 푸마르산, 이타콘산 및 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 카복실산과 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,4-부탄디올 및 비스페놀 A로 구성된 그룹으로부터 선택되는 이가 알코올의 축중합 반응에 의해 생성된 것임을 특징으로 하는 폐석회 토건 조성물.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 비닐 모노머는 스틸렌,o-클로로스틸렌, 비닐 톨루엔, 디알릴프탈레이트, 트리알릴시아눌레이트, 메틸메타크릴레이트 및 디알릴벤젠포스포네이트로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 폐석회 토건 조성물.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 교호결합 반응 촉매는 코발트, 3급 아민류 및 구리로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 폐석회 토건 조성물.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 불포화 폴리에스테르 수지 조성물은 소포제, 평활제, 왁스류 및 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 첨가제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 폐석회 토건 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 경화제는 메틸에틸케톤페록시드 또는 과산화벤조일인 것을 특징으로 하는 폐석회 토건 조성물.
  10. 상기 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한항의 폐석회 토건 조성물에 의해 제작된 블록, 제설 모래함, 타일 또는 화분.
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