KR100376124B1 - 탄소기 복합패널 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄소기 복합패널 제조방법에 관한 것으로, 1200℃에서 태워진 백탄을 분체함으로써 생성되는 목탄과 수분이 제거된 상태로 파쇄된 셀룰로오스계 우유팩 및 50℃에서 건조된 후 파쇄된 단백질계 가죽조각 등의 원재료를 가공하게 되는 원재료 가공단계와, 60% 체적범위의 목탄과 17% 체적범위의 우유팩 및 23% 체적범위의 가죽조각을 믹싱하게 되는 원재료 혼합단계와, 상기 재료에 150℃의 열을 가하면서 25㎏/㎠으로 압축하는 가열 압축성형단계와, 이 재료를 300℃에서 4시간 정도 구어줌으로써 재료에 탄소구조를 형성시키는 중온 탄화단계와, 상기 재료를 금형에서 분리시키는 탈형단계와, 탈형된 재료에 12시간 동안 40℃의 열을 가하면서 5㎏/㎠으로 압축하여 양생하는 양생단계 및, 이 재료를 이용하여 패널을 제작하도록 된 제품 가공단계를 거치게 되어, 탄소기 복합패널이 숯과 천연소재로 성형되어 포름알데히드 등의 유해 개스를 흡착분해함과 더불어 화재시 유독개스를 배출하지 않게 되고, 사람의 건강에 도움을 주는 물질을 배출시킬 수 있으며, 자재의 하중이 경량화된 상태로 생산되기 때문에 시공성이 좋아지고, 폐자재 등을 분쇄하여 토양에 섞어줌으로써 토질개선을 도와주는 물질로 사용될 수 있는 것이다.

Description

탄소기 복합패널 제조방법{A manufacturing process for a composite panel of a carbon radical}

본 발명은 건축자재용 내장재로 이용되는 탄소기 복합패널에 관한 것으로, 특히 복합패널의 제조시 숯과 천연소재를 이용함으로써 인체에 이로운 성분이 발산되게 함과 더불어 복합패널의 폐자재가 환경을 오염시키지 않으면서도 재활용이 가능하도록 된 탄소기 복합패널 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 합판, 화이바 보드, 목재계 화학합성 건축내장재 등의 목질재료는 가볍고 가공성이 좋아 각종 건축재료로서 널리 사용되어지고 있는 바, 특히 합판은 주택의 공업화 추세에 따라 건축자재로서 널리 이용되고 있는 것이다.

그런데, 최근에 들어 고기밀화, 고층화 주택의 확대 보급에 따라 사용량이 급격하게 증대된 합판, 화이바 보드, 목재계 화확합성 건축내장재 등은 그 제조공정에서 접착제나 각종 화학재료 및 콘크리트 등이 사용되어 지고, 이에 따라 상기의 건축내장재에서 포름알데히드를 포함하는 각종 유해 개스가 방사되어, 사용자의 인체에 악영향을 주게 되는 심각한 문제가 발생되고 있는 실정이다.

그리고, 상기 각종 건축내장재는 그 하중이 많이 나가기 때문에 공사의 어려움이 있고, 타소재와의 호환성이 결여될 뿐만아니라 방진, 방음, 단열성이 미흡한 단점이 있으며, 또한 건축물의 철거시 그 해체가 어려울 뿐만아니라 이로 인해 발생되는 폐자재의 재활용이 어렵고, 많은 양의 폐자재가 발생됨으로써 환경오염이 더욱 심각해지고 있는 것이다.

이에 본 발명은 상기한 바의 제반 사정을 감안하여 안출된 것으로, 각종 기능이 향상된 천연소재의 탄소기 복합패널을 제조함으로써 사용자의 인체에 이로운 성분이 발산되게 함과 더불어 복합패널의 폐자재가 환경을 오염시키지 않으면서도 재활용이 가능하도록 된 탄소기 복합패널 제조방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 1200℃에서 태워진 백탄을 분체함으로써 생성되는 목탄과 수분이 제거된 상태로 파쇄된 셀룰로오스계 우유팩 및 50℃에서 건조된 후 파쇄된 단백질계 가죽조각 등의 원재료를 가공하게 되는 원재료 가공단계와, 60% 체적범위의 목탄과 17% 체적범위의 우유팩 및 23% 체적범위의 가죽조각을 믹싱하게 되는 원재료 혼합단계와, 상기와 같이 혼합된 재료에 150℃의 열을 가하면서 25㎏/㎠으로 압축하여 재료를 성형하는 가열 압축성형단계와, 이렇게 성형된 재료를 300℃에서 4시간 정도 구어줌으로써 재료에 탄소구조를 형성시키는 중온 탄화단계와, 상기 중온 탄화단계를 거친 재료를 금형에서 분리시키는 탈형단계와, 탈형된 재료에 12시간 동안 40℃의 열을 가하면서 5㎏/㎠으로 압축하여 양생하는 양생단계 및, 이렇게 양생된 재료를 이용하여 패널을 제작하도록 된 제품 가공단계를 거쳐 탄소기 복합패널을 제조하도록 된 것이다.

즉, 상기의 제조방법에 의해 성형되는 탄소기 복합패널은 종이 및 나무를 탄화시켜 숯을 만들고, 여기에 셀룰로우스계 폐지나 천연섬유 등과 같은 천연소재의 결합재를 혼합하여 일정 조건에 따라 복합패널을 성형할 수 있도록 된 것이다.

따라서, 상기의 복합패널은 숯과 천연재료를 이용하여 성형하기 때문에 화재시 유독 개스를 배출하지 않고, 하중이 많이 나가지 않는 경량의 상태로 제작되기 때문에 타소재와의 호환성이 뛰어날 뿐만아니라 방진, 방음, 단열성이 우수하며, 숯으로 이루어진 복합패널 자체에서 원적외선 및 음이온 등이 발생되기 때문에 사용자의 건강상태를 양호하게 유지시킬 수 있고, 또한 복합패널의 폐자재를 이용하여 토양개질재로 재활용할 수 있기 때문에 자연 환경을 개선해 줄 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 탄소기 복합패널 제조방법을 나타낸 공정도이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 탄소기 복합패널 제조방법을 도시한 공정도로서, 천연소재를 이용하여 복합패널을 제조하되, 그 제조방법은 1200℃에서 태워진 백탄을 분체함으로써 생성되는 목탄과 수분이 제거된 상태로 파쇄된 셀룰로오스계 우유팩 및 50℃에서 건조된 후 파쇄된 단백질계 가죽조각 등의 원재료를 가공하게 되는 원재료 가공단계와, 60% 체적범위의 목탄과 17% 체적범위의 우유팩 및 23% 체적범위의 가죽조각을 믹싱하게 되는 원재료 혼합단계와, 상기와 같이 혼합된 재료에 150℃의 열을 가하면서 25㎏/㎠으로 압축하여 재료를 성형하는 가열 압축성형단계와, 이렇게 성형된 재료를 300℃에서 4시간 정도 구어줌으로써 재료에 탄소구조를 형성시키는 중온 탄화단계와, 상기 중온 탄화단계를 거친 재료를 금형에서 분리시키는 탈형단계와, 탈형된 재료에 12시간 동안 40℃의 열을 가하면서 5㎏/㎠으로 압축하여 양생하는 양생단계 및, 이렇게 양생된 재료를 이용하여 패널을 제작하도록 된 제품 가공단계를 거치도록 된 것이다.

여기서, 상기의 제조방법을 통해 제작되는 탄소기 복합패널의 특징은 자연친화적인 소재를 이용하여 인체에 이로운 물질을 방사함과 더불어 재활용에 의한 자연 환경의 개선을 도모하는데 있는 것이다.

다시말하자면, 상기의 제조방법에 의해 성형되는 탄소기 복합패널은 종이 및 나무를 탄화시켜 숯을 만들고, 여기에 셀룰로우스계 폐지나 천연섬유 등과 같은 천연소재의 결합재를 혼합하여 일정 조건에 따라 복합패널을 성형할 수 있도록 된 것이다.

즉, 상기 탄소기 복합패널을 제작하기 위한 제조공정을 순서에 따라 그 단계별로 설명하면 다음과 같다.

원재료 가공단계; 1200℃에서 태워진 백탄을 100 메쉬로 분체함으로써 입자 알갱이가 대략 1㎣의 크기를 갖는 목탄을 제조하고, 수분이 제거된 상태로 입자 알갱이가 대략 2-3㎣의 크기를 갖도록 파쇄된 셀룰로오스계 우유팩을 제조하며, 50℃에서 건조된 후 입자 알갱이가 대략 2-3㎣의 크기를 갖도록 파쇄된 단백질계 가죽조각을 제조하게 되는 공정이다.

원재료 혼합단계; 상기와 같이 가루로 제조된 목탄 60%와 셀룰로오스계 우유팩 17%및 단백질계 가죽조각 23%의 체적비율로 선택하여 서로 믹싱하게 되는 공정이다.

가열 압축성형단계; 상기와 같이 혼합된 재료에 150℃의 열을 가하면서 25㎏/㎠으로 압축하여 재료를 성형하는 공정이다.

중온 탄화단계; 압축성형된 재료를 300℃에서 4시간 정도 구어줌으로써 재료에 탄소구조를 형성시키는 공정이다.

탈형단계; 탄소구조가 형성된 재료를 금형에서 분리시키는 공정이다.

양생단계; 탈형된 재료에 12시간 동안 40℃의 열을 가하면서 5㎏/㎠으로 압축하여 양생하는 공정이다.

제품 가공단계; 상기와 같이 양생된 재료를 이용하여 패널을 제작하는 공정이다.

그리고, 상기 제품 가공단계 후 여기서 생산되는 복합패널의 합격 유무를 판단하는 검사단계가 행해지고, 이에 합격된 탄소기 복합패널을 건축자재로 사용할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 제조된 탄소기 복합패널은 주로 기존 합판 등의 목질계 건축자재로 대체될 수 있고, 또한 상기 탄소기 복합패널을 응용하여 건축의 내장재에 사용되는 다른 용도의 건축자재로도 개발함으로써 여러 분야에 확대된 상태로 이용할 수 있는 것이다.

그러므로, 상기 탄소기 복합패널은 숯과 같은 천연소재로 성형되기 때문에 화재시 유해물질을 배출하지 않게 되고, 또한 사람의 건강에 도움을 주는 물질을 배출시킬 수 있는 기능성 건축자재로 사용될 수 있으며, 자재의 하중이 경량화된 상태로 생산되기 때문에 시공성이 좋아지고, 폐자재 등을 분쇄하여 토양에 섞어줌으로써 토질개선을 도와주는 물질로 사용될 수 있는 것이다.또한, 상기 탄소기 복합패널은 그 주원료가 다공질의 숯을 이용하기 때문에 유해 개스 및 악취를 탈취한 후 분해하기가 용이하고, 숯에서 발생되는 원적외선 및 음이온이 상기 탄소기 복합패널로 제조된 후에도 여전히 방사되는 바, 시험에 의하면 그 방사율이 40℃를 기준으로 5-20㎛ 당 93%가 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 탄소기 복합패널 제조방법에 의하면, 숯과 천연재료를 이용하여 성형하기 때문에 화재시 유독 개스를 배출하지 않고, 하중이 많이 나가지 않는 경량의 상태로 제작되기 때문에 타소재와의 호환성이 뛰어날 뿐만아니라 숯의 다공질 성분에 의해 포름알데히드 등의 유해 개스를 흡착 탈취하여 분해하고, 방진, 방음, 단열성이 우수하며, 숯으로 이루어진 복합패널 자체에서 원적외선 및 음이온 등이 발생되기 때문에 사용자의 건강상태를 양호하게 유지시킬 수 있고, 또한 복합패널의 폐자재를 이용하여 토양개질재로 재활용할 수 있기 때문에 자연 환경을 개선해 줄 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1200℃에서 태워진 백탄을 분체함으로써 생성되는 목탄과 수분이 제거된 상태로 파쇄된 셀룰로오스계 우유팩 및 50℃에서 건조된 후 파쇄된 단백질계 가죽조각 등의 원재료를 가공하게 되는 원재료 가공단계;와

60% 체적범위의 목탄과 17% 체적범위의 우유팩 및 23% 체적범위의 가죽조각을 믹싱하게 되는 원재료 혼합단계;와

상기와 같이 혼합된 재료에 150℃의 열을 가하면서 25㎏/㎠으로 압축하여 재료를 성형하는 가열 압축성형단계;와

상기와 같이 성형된 재료를 300℃에서 4시간 정도 구어줌으로써 재료에 탄소구조를 형성시키는 중온 탄화단계;와

상기 중온 탄화단계를 거친 재료를 금형에서 분리시키는 탈형단계;와

탈형된 재료에 12시간 동안 40℃의 열을 가하면서 5㎏/㎠으로 압축하여 양생하는 양생단계; 및

상기와 같이 양생된 재료를 이용하여 패널을 제작하도록 된 제품 가공단계;를 거쳐 이루어지는 탄소기 복합패널 제조방법.