KR100313061B1

KR100313061B1 - 고밀도로 발포가공된 에틸렌비닐아세테이트 합성수지를 이용한 경량벽돌 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100313061B1
Application number: KR1019990039988A
Authority: KR
Inventors: 이승우; 이영철
Original assignee: 이승우; 이영철
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2001-11-07
Also published as: KR20010027978A

Abstract

본 발명은 고밀도로 발포 가공된 EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) 합성수지를 이용한 경량벽돌 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 고밀도로 발포하여 가공한 EVA 합성수지를 사용하여 중량은 종래 일반 콘크리트 벽돌의 절반 정도이면서 강도가 뛰어나고 인장력이 있으며 단열, 보온, 방음효과가 우수한 경량벽돌의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 경량벽돌의 제조방법은, EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)합성수지를 밀도 0.40∼0.43g/cm, 비중 0.06∼0.08의 고밀도로 발포시켜 미세한 기공이 다량 형성된 발포체를 얻는 공정과; 고밀도로 발포된 EVA 합성수지를 1mm∼1.5mm의 입자크기로 절단하는 공정과: 절단된 EVA 합성수지를, 콘크리트 벽돌의 원료인 모래·시멘트 혼합물에 40∼60%, 바람직하게는 50%의 비율로 교반·혼합하는 공정과; 이렇게 얻은 혼합물에, 함유된 시멘트 중량의 0.3∼1.5%, 바람직하게는 1%로 멜라닌포름알데히드축합물을 주성분으로 하는 유동화제를 가하고 물을 혼합하여 성형몰드에서 압축성형한 후 양생하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따라 제조된 벽돌은 가벼우면서도 압축강도가 우수하여 건축자재로서 매우 적합하며, 발포 가공된 EVA의 사용으로 우수한 단열·보온·방음효과를 내며, 인장력이 있어 시공후 크랙이 가지 않고, 또한 내수성, 불연성, 비부식성의 성질이 있어 기능성 건축자재로서 다양하게 활용될 수 있다.

Description

고밀도로 발포 가공된 에틸렌비닐아세테이트 합성수지를 이용한 경량벽돌 및 그 제조방법 {A LIGHTWEIGHT BRICK USING HIGH DENSITY FOAMED ETHYLENE VINYL ACETATE COPOLYMER AND ITS METHOD OF PREPARATION}

본 발명은 고밀도로 발포 가공된 EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) 합성수지를 이용한 경량벽돌 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 고밀도로 발포하여 가공한 EVA 합성수지를 사용하여 중량은 종래 일반 콘크리트 벽돌의 절반 정도이면서 강도가 뛰어나고 인장력이 있으며 단열, 보온, 방음효과가 우수한 경량벽돌의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 벽돌은 시멘트, 모래 및 물을 교반 혼합하고 이를 성형몰드에 투입하여 성형한 후 양생시킴으로써 제조되는데, 이러한 종래의 일반적인 콘크리트 벽돌은 중량이 무겁고 그에 비해 인장력이 약하여 시공후 벽에 크랙이 생길 수 있으며, 또한 단열, 보온, 방음 등의 효과가 없어 별도로 단열재, 방음재를 사용하여야 하므로 시공이 번잡하고 비용이 이중으로 발생한다는 문제점이 있었다.

이에 이러한 문제점을 보완하고자 기존 콘크리트 벽돌에 다른 소재를 혼입하여 벽돌을 제조하는 다양한 방법들이 연구개발되었다. 한국공개특허 제83-8950호는 석탄재 경량벽돌의 제조방법에 관한 것으로서 화력발전소에서 완전 연소되어 나오는 포토에쉬에 후라이에쉬가 약간 섞인 슬러지 70부, 포트랜드 시멘트 30부, 규조토 10부 및 마그네시아 시멘트 10부를 응결제로 혼련하고 60℃에서 양생하여 석탄재 벽돌을 제조하는 방법에 관해 기술하고 있으며; 한국공개실용신안 제91-7251호는 발전소 등에서 발전연료로 사용한 부산물인 유연탄 연소재를 특수 분쇄기에 의하여 소정크기의 입자로 분쇄하여 이를 시멘트와 1:7 정도의 비율로 혼합한 후 기타 혼화재 및 보조재를 사용하여 벽돌로 성형하고 양생하여 경량벽돌을 제조하는 방법에 관해 기술하고 있으며; 이밖에도 한국특허공고 제86-1755호는 시멘트 및 칼슘실리케이트에 수침급냉하여 팽윤이 종결된 푸라이에쉬를 건조하여 혼합하고, 수침, 혼련하여 벽돌을 성형하는 푸라이에쉬를 주재로 한 내수성 경량벽돌의 제조방법에 관해 기술하고 있다. 그러나, 연탄재를 이용하여 개발된 이러한 벽돌들은 기존의 일반 콘크리트 벽돌에 비해 중량이 감소되어 가볍기는 하나 충분한 강도를 갖지 못해 실제 건축자재로는 활용되지 못하고 있는 실정이다.

또한, 연탄재 대신 EVA 등과 같은 합성수지를 이용하여 경량벽돌을 제조하는 방법에 대해서도 많이 시도되었는데, 특히 한국특허공개 제94-21455호는 합성수지 제품의 생산시에 발생하는 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA) 폐조각을 수집하여 이를 1∼15㎜의 입자로 분쇄한 후 통상의 벽돌원료인 모래 및 시멘트와 1:1로 혼합하고 물을 혼합하여 압축성형, 양생하여 벽돌을 제조하는 방법에 관해 기술하고 있으며; 한국특허공개 제98-19540호는 시멘트(51%)에 EVA 합성수지(6.4%)와 파우더상의 단열재(3%) 및 시멘트접착제(0.8%)와 물(38%)을 교반 혼합하여 성형몰드에서 성형시키고 양생하여 경량성과 단열성 및 인장력을 갖춘 벽돌을 제조하는 방법에 관해 기술하고 있다.

그러나, 한국특허공개 제94-21455호와 같이 EVA를 시멘트 및 모래의 혼합물과 대등한 양으로 사용할 경우에는, 기존 콘크리트 벽돌의 1/2 정도로 중량은 감소되나 EVA의 폐자재를 그대로 사용하기 때문에 밀도가 균일하지 않고 그에 따라 건축재로서의 충분한 강도와 균일성을 확보하기 어려우며, 단열, 방음 등의 효과도 미약하여 일반적인 수준의 단열, 방음효과를 얻기 위해서는 별도의 단열재·방음재를 사용하여야 하는 문제점이 있었다. 또한, 한국특허공개 제98-19540호와 같이 EVA를 10% 미만의 소량으로 사용할 경우에는 원하는 만큼의 충분한 경량화가 이루어지지 않고, 역시 발포 가공되지 않은 EVA 합성수지를 사용하므로 단열, 보온, 방음 등의 효과가 미약하여 시공시 별도의 단열재나 방음재의 사용을 대치하기는 어려웠다. 따라서, 이러한 종래의 EVA를 이용한 경량벽돌들은 기존 일반 콘크리트 벽돌과 차별화될 수 있을 정도의 경량화와 건축재로서의 강도를 모두 만족시키면서 동시에 단열재나 방음재의 사용을 대치할 만큼의 충분한 단열, 보온, 방음효과를 갖지 못했으므로 실제 건축현장에서 활용되지는 못하고 있는 실정이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명은 고밀도로 발포하여 가공한 EVA(Ethylene Vinyl Acetatate Copolymer) 합성수지를 이용하여 기존 콘크리트 벽돌의 1/2 정도로 가벼우면서도 건축재로서의 적합한 강도를 갖고 동시에 단열, 보온, 방음효과가 우수하고 인장력이 있는 경량벽돌의 제조방법 및 이렇게 제조된 경량벽돌을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)합성수지를 밀도 0.40∼0.43g/cm, 비중 0.06∼0.08의 고밀도로 발포시켜 미세한 기공이 다량 형성된 발포체를 얻는 공정과; 고밀도로 발포된 EVA 합성수지를 1mm∼1.5mm의 입자크기로 절단하는 공정과: 절단된 EVA 합성수지를, 콘크리트 벽돌의 원료인 모래·시멘트 혼합물에 40∼60%, 바람직하게는 50%의 비율로 교반·혼합하는 공정과; 이렇게 얻은 혼합물에, 함유된 시멘트 중량의 0.3∼1.5%, 바람직하게는 1%로 멜라닌포름알데히드축합물을 주성분으로 하는 유동화제를 가하고 물을 혼합하여 성형몰드에서 압축성형한 후 양생하는 공정을 포함하는 경량벽돌의 제조방법 및 이렇게 제조된 경량벽돌을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 경량벽돌의 제조방법을 각 단계별로 상세하게 설명한다.

공정 Ⅰ

EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)합성수지를 밀도 0.40 ∼ 0.43g/cm, 비중 0.06∼0.08 의 고밀도로 발포시킨다.

EVA 합성수지를 고밀도로 발포시키면 미세한 기공층이 다량 형성된 발포체를 얻게 되는데, 이러한 고밀도 기공성 발포체를 이용하여 제조된 벽돌은 뛰어난 단열, 보온, 방음효과와 함께 우수한 인장력을 갖게 된다.

공정 Ⅱ

공정 Ⅰ의 고밀도로 발포된 EVA 합성수지를 1mm∼1.5mm 크기의 미세입자로 절단한다.

상기와 같이 미세입자로 절단된 EVA 합성수지는 다음 공정에서 모래 및 시멘트와의 혼합이 용이해지며, 또한 최종적으로 제조된 벽돌내에 고루 분산되게 됨으로써 벽돌이 균일한 강도를 유지할 수 있게 되고 우수한 단열·보온·방음 효과를 갖게 된다.

공정 Ⅲ

공정 Ⅱ에서 얻은 균일하게 절단된 EVA 합성수지를 콘크리트 벽돌의 구성성분인 모래·시멘트 혼합물에 40∼60%, 바람직하게는 50%의 비율로 교반·혼합한다. 이때 EVA 합성수지의 혼합비율에 따라 벽돌의 중량, 강도, 탄성 등이 달라지게 되는데, EVA의 혼합비율이 40% 미만일 경우에는 충분한 경량화 및 좋은 단열·방음효과를 기대하기 어려우며, 60% 이상일 경우에는 탄성이 지나치게 되어 건축자재로서 부적절하게 된다. 본 발명에서는 EVA의 혼합비율을 40∼60%, 바람직하게는 50%로 하여 일반 콘크리트 벽돌에 비해 중량을 1/2 정도로 감소시키는 동시에 건축자재로서의 적합한 압축강도 및 우수한 단열·방음효과를 갖도록 한다.

공정 Ⅳ

공정 Ⅲ에서 얻은 혼합물에, 함유된 시멘트 중량의 0.3∼1.5%, 바람직하게는 1%로 멜라닌포름알데히드축합물을 주성분으로 하는 유동화제를 가하고 물을 혼합한 후 성형몰드에서 압축성형하고 양생하여 목적하는 경량벽돌을 얻는다.

유동화제로는 멜라닌포름알데히드 축합물 또는 멜라닌포름알데히드 축합물과 변성리그닌을 주성분으로 하는 시판 콘크리트용 유동화제가 사용될 수 있다. 유동화제의 첨가로 공정 Ⅲ에서 얻은 혼합물의 유동성이 개선되어 작업성이 좋아지고 성형이 용이해지며 물의 사용량이 20% 정도 감수되어 압축강도가 증가되고 수밀성이 향상된다. 이밖에, 본 공정에서 압축성형과 양생과정은 일반적인 콘크리트 벽돌의 제조공정과 동일하다.

또한, 본 발명에서는 고밀도로 발포된 EVA 합성수지의 폐자재를 이용해서도 목적하는 단열성의 경량벽돌을 제조할 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 경량벽돌은 발포 가공된 EVA 합성수지를 벽돌 구성재의 40∼60%로 포함함으로써 기존 콘크리트 벽돌의 중량이 2㎏인데 비해 1㎏ 정도로 절반으로 경량화되면서도, 압축강도는 KS규격인 8N/㎟ 보다 훨씬 큰 17∼18N/㎟ 정도를 나타내므로 건축자재로서 매우 적합하다. 또한, 본 발명의 경량벽돌은 미세한 기공층이 다량 형성된 EVA 합성수지 발포체를 벽돌내에 균일하게 분산시킴으로써 단열·보온 및 방음 효과가 우수하고 또한 내수성, 불연성, 비부식성의 성질을 가지며, 인장력이 있어 건축재로 시공후 크랙(crack)이 가지 않는다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 다음의 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

제조예

(1) EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)합성수지를 밀도 0.40g/cm, 비중 0.07 정도의 고밀도로 발포시켜 미세한 기공층이 다량 형성된 EVA 합성수지 발포체를 얻었다.

(2) 상기에서 얻은 고밀도로 발포된 EVA 합성수지를 1mm 정도 크기의 미세입자로 절단하였다.

(3) 상기 절단된 EVA 합성수지를 콘크리트 벽돌의 구성성분인 모래·시멘트 혼합물에 50%의 비율로 교반·혼합한 후,

(4) 이 혼합물에, 함유된 시멘트 중량의 1%로 멜라닌포름알데히드축합물을 주성분으로 하는 유동화제를 가하고 물을 혼합한 후 성형몰드에서 압축성형하고 양생하여 목적하는 경량벽돌을 얻었다. 이때 유동화제로는 시판 Sikament-FF86을 사용하였다.

실시예 2

강도실험

상기 실시예 1에서 제조된 본 발명의 경량벽돌의 압축강도를 6차에 걸쳐 실험하였다. 실험은 한국건설기술연구원에 의뢰하여 하였으며, 그 결과는 다음의 표 1과 같다.

	압축강도(N/㎟)
1차	18
2차	18
3차	17
4차	17
5차	17
6차	17

상기 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 벽돌은 기존 콘크리트 벽돌의 절반 정도로 가벼우면서도 압축강도가 우수하여 건축자재로서 매우 적합하며, 벽돌내에 고밀도 다기공성 EVA 발포체가 다량으로 균일하게 분산되어 있어 우수한 단열·보온·방음효과를 내게 되므로, 본 발명의 경량벽돌을 이용하면 시공시 별도의 단열재나 방음재를 사용하지 않고도 충분한 단열·방음효과를 낼 수 있다. 또한, 본 발명의 경량벽돌은 인장력이 있어 시공후 크랙이 가지 않으며, 단열·방음효과외에도 내수성, 불연성, 비부식성의 성질을 갖고 있어 기능성 건축자재로 다양하게 활용될 수 있다.

Claims

(a) EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)합성수지를 밀도 0.40∼0.43g/cm, 비중 0.06∼0.08의 고밀도로 발포시켜 미세한 기공이 다량 형성된 발포체를 얻는 공정과;

(b) (a)의 고밀도로 발포된 EVA 합성수지를 1mm∼1.5mm의 입자크기로 절단하는 공정과:

(c) (b)에서 얻은 절단된 EVA 합성수지를, 콘크리트 벽돌의 원료인 모래·시멘트 혼합물에 40∼60%의 비율로 교반 혼합하는 공정과;

(d) (c)에서 얻은 혼합물에 함유된 시멘트 중량의 0.3∼1.5%로 멜라닌포름알데히드축합물을 주성분으로 하는 유동화제를 가하고 물을 혼합하여 성형몰드에서 압축성형한 후 양생하는 공정을 포함하는 경량벽돌의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 공정(c)에서 EVA 합성수지의 혼합비율은 50%인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항의 제조방법으로 제조된 경량벽돌.