KR100389660B1 - extrusion cement construction material and formation method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 석면을 혼입하여 창호재 및 건축용 패널을 제조하는 진공압출성형시멘트 제품에서 인체에 유해한 석면 대신에 셀룰로오스 섬유와 세피오라이트 및 폴리프로필렌 섬유를 혼입함으로서, 석면이 갖고 있는 제품의 강도보강, 압출성 및 보수성 향상 기능을 대체할 수 있을 뿐 아니라, 인체에 무해하고, 가격, 생산성 면에서도 우수한 제품을 제공할 수 있게 한 진공압출성형시멘트 건축자재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention by mixing cellulose fibers, sepiolite and polypropylene fibers instead of asbestos, which is harmful to the human body in the vacuum extrusion molding products for manufacturing windows and building panels by mixing asbestos, strength reinforcement, extrudeability And it relates to a vacuum extrusion molded cement building material and a method for manufacturing the same, which can replace the function of improving the water retention, and which can provide a product which is harmless to the human body and is excellent in terms of cost and productivity.
Description
본 발명은 진공압출성형시멘트 건축자재 및 그 성형방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무기질계 진공압출성형 공정에서 그동안 광범위하게 사용되었던 석면을 전혀 사용하지 않거나, 최소한으로 사용하므로 인체에 유해한 석면의 사용을 최소화시키도록 하는 진공압출성형시멘트 건축자재 및 그 성형방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum extrusion molding construction material and a molding method thereof, and more particularly, to use asbestos, which is harmful to the human body, because it does not use or minimizes asbestos which has been widely used in the inorganic vacuum extrusion molding process. The present invention relates to a vacuum extrusion molding cement building material and a molding method thereof.
현재 생산 제품의 내구성이 우수하고 변형의 발생이 없는 진공압출성형방법에 의하여 생산되는 무기질계 건축자재는 외장재, 내장재, 방음벽, 창호재 등에 사용되고 있는데 이를 대부분의 제품에는 현재 석면을 10%이상 첨가하여 제조하고 있다.Inorganic building materials produced by the vacuum extrusion molding method with excellent durability and no deformation of current products are used for exterior materials, interior materials, soundproof walls, windows and doors, etc. Manufacture.
즉, 종래의 석면을 첨가하는 진공압출성형시멘트 건축자재의 압출성형공정을 도 1 에 의해 설명하면 다음과 같다.That is, the extrusion molding process of the vacuum extrusion molding construction material to which the conventional asbestos is added will be described with reference to FIG.
먼저, 시멘트, 규석분과 같은 무기질 분체 원료는 중앙제어실에서 자동계량에 의해 투입하고, 석면과 가소제 등 기타 혼화제는 수작업으로 계량하여 투입하게 된다.(S100) 가소제는 시멘트 원료의 윤활성 및 점성을 부여하기 위한 원료로, 주로 하이드록실메틸셀로로오스를 사용하며, 진공압출성형공정에서 사용되는 점도는 15000cps이상을 요구한다.First, inorganic powder raw materials such as cement and silica powder are input by automatic measurement in the central control room, and other admixtures such as asbestos and plasticizer are manually measured and added. (S100) A plasticizer gives lubricity and viscosity of cement raw materials. As a raw material for the reaction, mainly hydroxyl methyl cellulose is used, and the viscosity used in the vacuum extrusion process requires more than 15000 cps.
시멘트, 규석분, 석면, 및 가소제와 기타 혼화제는 건식혼합기에 투입한 후 약 120∼180초 동안 건식혼합을 실시하게 된다.(S110)Cement, silica powder, asbestos, plasticizers and other admixtures are subjected to dry mixing for about 120 to 180 seconds after entering the dry mixer. (S110)
건식혼합이 완료되면 물을 25∼30%중량비로 투입하여 건식혼합과 동일한 시간으로 습식혼합하게 된다.(S120)When dry mixing is completed, water is added in a 25 to 30% weight ratio, and wet mixing is performed at the same time as dry mixing. (S120)
습식혼합이 완료된 원료는 혼합기(small kneader)에서 다시 혼합하여 압출기에 투입되어 퍼그스크류, 진공실, 오거스크류, 게이트, 및 최종 다이스를 통과하여 외장재, 내장재, 방음벽 또는 창호재 제품의 형상으로 압출성형하게 된다.(S130)The wet mixed raw materials are mixed again in a small kneader and fed into an extruder to be extruded into a shape of an exterior material, an interior material, a soundproof wall or a window product through a pug screw, a vacuum chamber, an auger screw, a gate, and a final die. (S130)
진공실에서는 약 75mmHg의 진공압력으로 탈기를 실시하게되며, 압출기 내에서는 약 30 Kg/cm2정도의 압력을 받게 된다. 이때 적절한 형상으로 압출되지 못한 것은 폐기시키게 된다.In the vacuum chamber, degassing is carried out at a vacuum pressure of about 75 mmHg, and the pressure is about 30 Kg / cm 2 in the extruder. At this time, those that cannot be extruded into the proper shape are discarded.
압출성형된 진공압출성형시멘트 건축자재는 압출속도와 동일한 속도를 유지하면서 이동하는 컨베이어밸트에 의해 후속공정으로 이동되면서 1차로 절단되고, 1차로 절단된 상태에서 스팀(steam)에 의해 스팀양생을 하게 된다.(S140)The extruded vacuum extruded cement construction material is cut first by moving to the subsequent process by a moving conveyor belt while maintaining the same speed as the extrusion speed, and steam cured by steam in the first cut state. (S140)
1차로 스팀양생이 완료되면 제품의 휨 및 표면상태를 검사하고, 마무리로 2차 절단이 이루어진 후 오토클레이브 양생을 하게 된다.(S150)When the first steam curing is completed, the warpage and surface condition of the product are inspected, and after the second cutting is completed, the autoclave curing is performed. (S150)
2차로 오토클레이브 양생이 완료되면 물리적 특성 검사와 최종 가공을 거쳐 제품 출하를 하게 된다.(S160)When the second autoclave curing is completed, the product is shipped through physical property inspection and final processing. (S160)
석면은 경제성 및 생산성이 매우 우수하고, 내화성이 강하고 마찰에 잘 견딜 수 있으며 화학약품에 대한 저항성이 강할 뿐만아니라 전기에 대한 절연성이 있으므로 건축용 자재로 사용하기에는 최고로 적합하나 인체에 대한 유해성으로 그 사용에 많은 제약을 받고 있는 실정이다.Asbestos is very suitable for use as a building material because of its excellent economic efficiency and productivity, strong fire resistance, resistance to friction, strong resistance to chemicals, and insulation against electricity, but it is harmful to human body. There are many restrictions.
즉, 석면은 진공압출성형공정에서 강도보강, 압출성의 개선, 보형성 및 보습성의 역할을 하는 것으로 나타났다. 그래서 석면을 대체하기 위해서는 단순하게 섬유만을 대체하여서는 만족할 만한 생산성과 물리적성능을 얻을 수가 없다.That is, asbestos has been shown to play a role of strength reinforcement, improvement of extrudability, shape retention and moisture retention in the vacuum extrusion molding process. Therefore, in order to replace asbestos, simply replacing the fiber cannot obtain satisfactory productivity and physical performance.
이와 같은 석면은 천연에서 채광되는 섬유상 광물의 총칭으로 크게 5가지 종류가 있으나 공업상 가장 가치가 있는 것은 백석면(chrysotile)과, 황석면(amosite) 및 청석면(crocidolite)이고, 이중에서 백석면이 세계 생산량의 90%이상을 점하고 있으며 국내에서 사용되는 석면도 대부분을 캐나다 등지의 외국에서 수입하고 있는 사용등급 6급∼7급의 백석면이어서 일반적으로 석면이라고 하면 바로 백석면을 말하는 것이다.Such asbestos is a generic name of fibrous minerals mined in nature, but there are five kinds, but the most valuable industrial values are chrysotile, amosite and crocidolite, among which asbestos is produced worldwide. More than 90% of the asbestos used in domestic asbestos grade 6-7 grades of asbestos imported from foreign countries, such as Canada, so asbestos generally refers to asbestos.
또한, 석면은 석면폐증(석면에 의하여 폐의 섬유화를 초래하는 질병), 폐암및 중피종(흉막이나 복막에 생기는 암으로서 발병 후 대개 6개월 이내에 사망함)을 유발하는 무서운 물질이며, 현재 진단하기도 힘들기 때문에 치료는 더욱 어려운 것으로 알려져 있다. 연구에 의하면 석면에 한번 노출되면 그 후에 노출되는 일이 없어도 질병은 계속 진행되며, 약 20년 후면 치명적인 상태로 발전하는 것으로 되어 있다.Asbestos is also a scary substance that causes asbestosis (a disease that causes fibrosis in the lungs by asbestos), lung cancer, and mesothelioma (cancer of the pleura or peritoneum, which usually die within 6 months of onset) and is currently difficult to diagnose. Because of this, treatment is known to be more difficult. Research suggests that once exposed to asbestos, the disease continues without any subsequent exposure and develops fatal in about 20 years.
따라서, 정부를 비롯한 해당업체 및 여러기관에서 석면을 대체하기 위하여 폴리프로필렌섬유나, 내알카리성 유리섬유, 셀룰로오스 섬유를 사용하여 개발을 시도하였으나, 아직까지 뚜렷한 성과를 얻지 못하고 있으며, 종래의 석면 혼입 제품에 비하여 생산성 및 경제성이 맞지 않는 것으로 나타났다. 따라서, 석면의 첨가율을 낮추지 못하고 있는 실정이었다.Therefore, in order to replace asbestos, the government and the relevant companies and various organizations have attempted to develop using polypropylene fiber, alkali-resistant glass fiber, cellulose fiber, but have not yet achieved a clear result, the conventional asbestos mixture product Compared to productivity and economic feasibility, Therefore, it was the situation that the addition rate of asbestos was not lowered.
특히, 일반적인 진공압출성형공정의 2차 양생에서는 최고온도를 180℃까지 유지하고 있어 유기계 섬유 대부분은 열화온도가 163℃정도이기 때문에 공정에서 정밀한 온도 조절이 필수적인 문제가 있었다.In particular, in the second curing of the general vacuum extrusion molding process, the maximum temperature is maintained up to 180 ° C, and since most of the organic fibers have a deterioration temperature of about 163 ° C, precise temperature control is essential in the process.
또한 대부분의 금속섬유 및 유기계섬유의 분산성이 나빠서 강도 보강 성능 및 생산성이 좋지 않게 나타나고 있다.In addition, since the dispersibility of most metal fibers and organic fibers is poor, strength reinforcement performance and productivity are poor.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 석면을 첨가하지 않거나, 사용하더라도 최소량만 사용하는 진공압출성형시멘트 건축자재를 제공하는데 있으며, 본 발명의 또 다른 목적은 종래의 공정을활용하여 현재의 공정 시스템을 유지하면서 석면을 첨가하지 않거나, 사용하더라도 최소량만 사용하는 진공압출성형시멘트 건축자재 성형방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a vacuum extrusion molded cement building material using only a minimum amount even if no asbestos is added or used, another object of the present invention is The present invention provides a method for forming a construction material for vacuum extrusion molding cement which does not add asbestos or uses only a minimum amount even if it is used while maintaining the current process system.
도 1은 종래 진공압출성형시멘트 건축자재의 성형방법을 나타낸 흐름도이고,1 is a flow chart showing a method for forming a conventional vacuum extrusion molding cement building material,
도 2는 본 발명에 따른 진공압출성형시멘트 건축자재의 성형방법을 나타낸 흐름도이다.Figure 2 is a flow chart showing a method of forming a vacuum extrusion molding cement building material according to the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,
시멘트, 규석분, 석면, 가소제 및 물을 혼합하여 진공압출성형하는 시멘트 제품에 있어서, 석면 대신에 셀룰로오스 섬유, 세피오라이트 및 폴리프로필렌 섬유를 혼입하여서 됨을 특징으로하는 진공압출성형 시멘트 건축자재를 제공한다.Provided is a vacuum extrusion molded cement building material characterized by mixing cellulose fibers, sepiolite and polypropylene fibers in place of asbestos in a cement product vacuum-molded by mixing cement, silica powder, asbestos, plasticizer and water.
필요에 따라서, 상기 혼합물에 석면을 3중량% 이하 추가 혼입하여서 됨을 특징으로하는 진공압출성형 시멘트 건축자재를 제공할 수도 있다.If necessary, it is also possible to provide a vacuum extrusion molded cement building material, characterized in that the asbestos 3% by weight or more in the mixture.
따라서,시멘트 50∼65중량%, 규석분 30∼40중량%, 가소제 0.5∼1.0중량%, 셀룰로오스 섬유 1.5∼3.0중량%, 세피오라이트 0∼3.0중량%, 폴리프로필렌 0.1∼0.15중량%와 물 23∼30중량%를 혼합하여 압출성형한 것을 특징으로하는 진공압출성형시멘트 건축자재를 제공한다.Therefore, 50-65 weight% of cement, 30-40 weight% of silica powder, 0.5-1.0 weight% of plasticizer, 1.5-3.0 weight% of cellulose fibers, 0-3.0 weight% of sepiolite, 0.1-0.15 weight% of polypropylene, and water 23- It provides a vacuum extrusion molding cement building material characterized in that the extrusion molding by mixing 30% by weight.
또한, 본 발명의 진공압출성형시멘트 건축자재를 성형하는 방법은 섬유를 해면 하는 단계와; 시멘트, 규석분과 같은 무기질 분체 원료를 비롯한 석면과 가소제 등의 기타 혼화제를 계량하여 투입하는 단계와; 시멘트, 규석분, 석면, 및 가소제와 기타 혼화제를 건식혼합기에 투입한 후 건식혼합을 실시하는 단계와; 건식혼합이 완료되면 물을 투입하여 습식혼합하는 단계와; 습식혼합이 완료된 혼합물을 압출기에 투입하여 건축자재의 형상으로 압출 성형하는 단계와; 압출성형된 진공압출성형시멘트 건축자재를 1차로 스팀양생을 하는 단계와; 2차로 오토클레이브 양생하는 단계와; 물리적 특성 검사와 최종 가공을 거쳐 제품을 출하하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공압출성형시멘트 건축자재 성형방법을 제공한다.In addition, the method for forming a vacuum extrusion molded building construction material of the present invention comprises the steps of sponge the fiber; Weighing and inputting other admixtures such as asbestos and plasticizers, including inorganic powder raw materials such as cement and silica powder; Putting cement, silica powder, asbestos, a plasticizer and other admixture into the dry mixer, and then performing dry mixing; When the dry mixing is completed, adding water and wet mixing; Injecting a mixture having wet mixing into an extruder and extruding it into a shape of a building material; First steam curing the extruded vacuum extrusion molding building material; Secondly autoclaving curing; It provides a vacuum extrusion molding cement building material forming method comprising the step of shipping the product through physical properties inspection and final processing.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention that can specifically realize the above object will be described in detail. This embodiment is not intended to limit the scope of the invention, but is presented by way of example only.
먼저 석면을 대체할 수 있으며 인체에 해롭지 않은 대체 섬유가 필요하나 석면이 강도보강 역할만을 하는 것이 아니라 압출성, 경제성등 다양한 역할을 하므로 단순하게 한가지의 섬유로 석면을 대체하기 어려운 실정이다.First, asbestos can replace asbestos and need harmless fiber, but asbestos plays a variety of roles such as extrudability and economical efficiency as well as strengthening strength, it is difficult to replace asbestos with just one fiber.
또한, 석면 대체 섬유로 활용할 수 있는 섬유 중에도 석면과 같이 공개적으로 인체에 대한 유해성의 논란이 일어나지는 않지만 인체에 해로운 영향을 미칠 수 있는 원료들이 있다. 따라서 대체섬유를 선정함에 있어서도 많은 어려움이 있으며 참고적으로 석면 대체섬유로 활용할 수 있는 섬유는 다음의 표1과 같다.In addition, among the fibers that can be used as an asbestos replacement fiber, there are raw materials that may adversely affect the human body, although there is no controversy about the harmfulness to the human body like asbestos. Therefore, there are many difficulties in selecting alternative fibers, and for reference, the fibers that can be used as asbestos replacement fibers are shown in Table 1 below.
따라서, 상기 표1의 섬유들 중에서 공정의 변화를 최소화하면서 경제성이 있는 섬유를 선정하는 것이 바람직할 것이다. 즉, 섬유의 자체 강도, 섬유의 분산성, 내열성, 시멘트와의 친화력, 내구성 등을 고려하였다.Therefore, it would be desirable to select an economical fiber while minimizing the process change among the fibers of Table 1. That is, the fiber's own strength, the fiber's dispersibility, heat resistance, affinity with cement, durability and the like were considered.
상기 표2에서 비교한 바와 같이 석면은 비교항목 대부분에서 아주 우수한 특성을 나타내고 있지만 기타의 섬유들은 장점과 단점을 모두 가지고 있다.Asbestos, as compared in Table 2, shows very good characteristics in most of the comparison items, but other fibers have both advantages and disadvantages.
예를 들어 폴리프로필렌의 경우 분산성 및 압축성은 우수하지만 섬유표면이 매끄러워 풀아웃(Pull-Out) 현상이 발생하여 강도보강 효과가 크지 않으며, 163℃에서 열화하는 현상을 보여 2차 오토클레이브 양생에서 녹아내리는 단점이 있다. 내알카리성 유리섬유의 경우에는 강도 및 내열성 분산성이 우수하지만 유리질의 특성상 강알카리인 시멘트에 침식이 될 우려가 있으며, 압출시 작용하는 압력에 의하여 섬유가 깨지는 현상이 발생하기도 한다.For example, polypropylene has excellent dispersibility and compressibility, but the fiber surface is smooth, so pull-out occurs, so the strength reinforcing effect is not great, and it shows deterioration at 163 ℃. There is a drawback to melting. In the case of alkali-resistant glass fibers, the strength and heat resistance dispersibility are excellent, but due to the nature of the glass, there is a risk of being eroded into cement, which is a strong alkali, and the fiber may be broken by the pressure applied during extrusion.
따라서, 본 발명에서는 석면을 대체하기 위하여 셀룰로오스 섬유와 세피오라이트, 폴리프로필렌섬유를 적용제품과 용도에 따라 2가지 이상의 복합섬유를 사용하여 제품을 제조할 수 있도록 하였다.Therefore, in the present invention, in order to replace asbestos, cellulose fibers, sepiolite, and polypropylene fibers were used to manufacture a product using two or more composite fibers according to the applied product and use.
즉, 본 발명의 진공압출성형시멘트 건축자재는That is, the vacuum extrusion molding cement building material of the present invention
시멘트, 규석분 및 가소제를 물과 혼합하여 압출성형하는 진공압출성형시멘트 건축자재에 있어서,In the vacuum extrusion cement construction material which extrudes by mixing cement, silica powder and plasticizer with water,
상기 시멘트 50∼65중량%, 규석분 30∼40중량% 및 가소제 0.5∼1.0중량%에;50 to 65% by weight of cement, 30 to 40% by weight of silica powder and 0.5 to 1.0% by weight of plasticizer;
셀룰로오스 섬유 1.5∼3.0중량%, 세피오라이트 0∼3.0중량%, 폴리프로필렌 0.1∼0.15중량%와 물 23∼30중량%를 혼합하여 압출성형한 것이다. 본 실시예는 석면을 전혀 사용하지 않은 무석면 진공압출성형시멘트 건축자재인 것이다.It is extrusion-molded by mixing 1.5-3.0 weight% of cellulose fibers, 0-3.0 weight% of sepiolites, 0.1-0.15 weight% of polypropylene, and 23-30 weight% of water. This embodiment is a non-asbestos vacuum extrusion molding construction material that does not use asbestos at all.
셀룰로오스(cellulose) 섬유는 유기계 섬유로 목재에서 생산되는데 본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 섬유는 신문 파쇄지를 사용하는 것이다.Cellulose (cellulose) fiber is an organic fiber produced in wood, the cellulose fiber used in the present invention is to use newspaper shredded paper.
폴리프로필렌(polypropylene) 섬유는 인공유기계 섬유로 사용되는 섬유의 길이를 6∼9mm 로 일정한 길이를 유지하는 섬유이고, 세피오라이트는 천연섬유로 석면과 같이 천연에서 채광하여 길이를 조정하여 사용하는 것이다.Polypropylene fiber is a fiber that maintains a constant length of 6 ~ 9mm length of the fiber used as artificial organic fiber, sepiolite is a natural fiber, such as asbestos is used to adjust the length by mining in nature.
세피오라이트(해포석 ; Sepiolite)는 비표면적 230-380m2/g, 증점성, 요변성(Thixotrophic), 액체 및 가스 흡착성(탈취, 방취), 건조시 고결, 소성시 소결, 조습성, 고온에서 안정, 낮은 마모도, 경량, 단열성, 섬유보강, 난연성과 같은 특성을 갖고 있어서, 충전재(고무, 안료, 페인트, 플라스틱), 건조제, 담체, 촉매, 석면대체 보강제, 건재(몰탈, 타일), 내화물, 흡착제, 깔개흙, 충전재, 액체의 Carrier, 흡유제, 청징제(탈색제), 보링니수제, 브레이크라이닝, 상하조습제의 용도로 널리 사용되는 것이다.Sepiolite has a specific surface area of 230-380 m2 / g, thickening, thixotrophic, liquid and gas adsorption (deodorization, deodorization), solidification on drying, sintering on firing, humidity control, stable at high temperatures, low It has properties such as wear, light weight, heat insulation, fiber reinforcement, and flame retardancy, so it is suitable for fillers (rubbers, pigments, paints, plastics), desiccants, carriers, catalysts, asbestos substitutes, building materials (mortar, tiles), refractory materials, adsorbents, and rugs. It is widely used for soil, filler, liquid carrier, oil absorbent, clarifier (bleach), boringnier, brake lining, top and bottom humidifier.
한편, 물리적 성능의 개선을 위해 상기 무석면 진공압출성형시멘트 건축자재에 석면 1.5∼2.0중량%를 혼합하여 비석면 진공압출성형시멘트 건축자재를 제공하여 석면의 첨가량을 획기적으로 최소화할 수도 있다.On the other hand, in order to improve the physical performance, the asbestos vacuum extrusion molded cement building material by mixing 1.5 to 2.0% by weight of asbestos, by providing a non-asbestos vacuum extrusion molded building material, it is also possible to dramatically minimize the amount of asbestos added.
셀룰로오스 섬유는 강도와 분산성이 타 섬유에 비하여 좋지 않은 편이지만 물을 흡수하는 성질이 우수하여 제품 생산시에 발생하는 겉마름 현상 등을 해결할 수 있는 원료이며, 세피오라이트는 천연무기섬유로 내열설 및 분산성이 우수하여 물리적 성능을 향상 시킬 수 있는 섬유이다. 또한 폴리프로필렌의 경우 내열성이 좋지 않지만 압출시 발생하는 제품의 중공(中空) 부분 처짐 현상을 보완하기 위하여 배합하였다.Cellulose fiber is not good compared to other fibers in strength and dispersibility, but because of its excellent water absorption property, it is a raw material that can solve the dryness that occurs during product production. Sepiolite is a natural inorganic fiber, It is a fiber that can improve physical performance due to its excellent dispersibility. In the case of polypropylene, the heat resistance is not good, but it is blended to compensate for the deflection of the hollow part of the product generated during extrusion.
본 발명의 무석면 진공압출성형시멘트 건축자재와, 비석면 진공압출성형시멘트 건축자재는 물리적 특성을 실험한 결과 아래의 표3과 같이 종래의 석면 제품에 비해 전체적으로 90% 정도 수준의 물리적 특성을 나타내고 있으며, 길이변화율, 함수율, 흡수율 등은 석면 제품보다 더 우수한 특성을 보였다.Asbestos-free vacuum extrusion cement construction materials and non-asbestos vacuum extrusion molding cement construction materials of the present invention exhibited physical properties of about 90% as compared to conventional asbestos products as shown in Table 3 below. , Length change rate, water content, and water absorption rate were better than those of asbestos products.
원재료에 대한 경제적인 측면에서도 석면의 가격은 중량비로 환산할 경우, 대체섬유에 비하여 약 다소 저렴하지만, 대체섬유의 사용량이 석면의 약 10%에 불과하므로 본발명에서 제시하는 무석면 배합의 경우 석면배합과 비교하면 약 12%정도 저렴하게 생산할 수 있게 된다.In terms of economics on raw materials, the price of asbestos is slightly lower than that of substitute fiber in terms of weight ratio, but since the use of substitute fiber is only about 10% of asbestos, the asbestos compounding in the case of asbestos-free formulation presented in the present invention is used. Compared to this, it can be produced about 12% cheaper.
본 발명의 진공압출성형시멘트 건축자재를 성형하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서는 기존의 진공압출성형공정에 셀룰로오스 섬유의 해면과정을 추가하고, 건식혼합시간을 종래의 공정보다 25%∼35%정도 더 오래 실시하는 것이다.Referring to the method of molding the vacuum extrusion molding cement building material of the present invention is as follows. In the present invention, the sponge process of cellulose fibers is added to the existing vacuum extrusion molding process, and the dry mixing time is 25% to 35% longer than the conventional process.
즉, 셀룰로오스 섬유를 별도의 해면기를 사용하여 해면하거나, 건식혼합기에 우선 투입하여 60초간 해면하게 된다(S200).In other words, the cellulose fibers are sponged using a separate sponge, or first put into a dry mixer to sponge for 60 seconds (S200).
이는 석면 대체 섬유로 사용하는 셀룰로오스 섬유의 분산성이 석면에 비해좋지 않기 때문에 이를 보완하기 위한 공정이다. 만약 이러한 공정을 경유하지 않을 경우 섬유가 뭉치는 현상이 발생하여 압출성 및 제품의 표면상태가 불량하게 된다.This is a process to compensate for the dispersibility of cellulose fibers used as an asbestos replacement fiber is not as good as that of asbestos. If this process is not carried out, agglomeration of fibers may occur, resulting in poor extrudability and surface condition of the product.
셀룰로오스 섬유의 해면은 별도의 해면기를 통해 이루어지도록 할 수도 있지만, 기존의 건식혼합기에 셀룰로오스 섬유를 단독으로 먼저 60초 동안 가동한 뒤 다른 원료를 투입하여 건식혼합을 실시하는 것으로 해면시킬 수도 있다.Sponge of the cellulose fibers may be made through a separate sponge, but the existing dry mixer may be spun by performing dry mixing by first operating the cellulose fibers alone for 60 seconds and then adding other raw materials.
즉, 해면시킨 셀룰로오스 섬유에 시멘트, 규석분과 같은 무기질 분체 원료를 중앙제어실에서 자동계량에 의해 투입하고, 가소제, 세피오라이트 및 폴리프필렌은 수작업으로 계량하여 투입하게 된다(S210).That is, inorganic powder raw materials, such as cement and silica, are injected into the spun cellulose fibers by automatic metering in a central control room, and the plasticizer, sepiolite and polypropylene are weighed by hand (S210).
시멘트, 규석분, 셀룰로오스 섬유, 가소제, 세피오라이트 및 폴리프필렌을 건식혼합기에 투입한 후 150∼240초 동안 건식혼합을 실시하게 된다.(S220)Cement, silica powder, cellulose fibers, plasticizers, sepiolite and polypropylene are added to the dry mixer and then dry mixed for 150 to 240 seconds. (S220)
이는 기존 공정에 비해 혼합시간을 전체적으로 90∼120초 정도 더 길게 소요되나 압출공정상 원료의 공급이 끊어지지 않고 계속적으로 공급될 수 있어서 시간상으로는 문제가 없는 것으로 나타났다.This takes about 90 ~ 120 seconds longer than the overall mixing time, but it can be supplied continuously without being cut off during the extrusion process.
건식혼합이 완료되면 물을 투입하여 120∼180초 동안 습식혼합을 실시하게 된다(S230).When dry mixing is completed, water is added to perform wet mixing for 120 to 180 seconds (S230).
습식혼합이 완료된 혼합물을 압출기에 투입하여 외장재, 내장재, 방음벽 및 창호재 등의 건축자재 형상으로 압출성형하게 된다(S240).The wet mixed mixture is injected into an extruder and extruded into a shape of a building material such as an exterior material, an interior material, a soundproof wall, and a window material (S240).
즉, 습식혼합이 완료된 원료는 혼합기(small kneader)에서 다시 혼합하여 압출기에 투입되며 퍼그스크류, 진공실, 오거스크류, 게이트, 및 최종 다이스를 통과하여 건축자재의 형상으로 압출성형되는 것이며, 진공실에서는 약 75mmHg의 진공압력으로 탈기를 실시하게되고, 압출기 내에서는 약 30 Kg/cm2정도의 압력을 받게 된다. 이때 적절한 형상으로 압출되지 못한 것은 폐기시키게 된다.In other words, the wet mixed raw materials are mixed again in a small kneader and introduced into an extruder, and are extruded into a shape of a building material through a pug screw, a vacuum chamber, an auger screw, a gate, and a final die. The degassing is carried out at a vacuum pressure of 75 mmHg, and the pressure is about 30 Kg / cm 2 in the extruder. At this time, those that cannot be extruded into the proper shape are discarded.
또한 압출성형된 진공압출성형시멘트 건축자재는 압출속도와 동일한 속도를 유지하면서 이동하는 컨베이어밸트에 의해 후속공정으로 이동되면서 1차로 절단되고, 스팀(steam)에 의해 압출성형된 진공압출성형시멘트 건축자재를 1차로 스팀양생을 하게 된다.(S250)In addition, the extruded vacuum extruded cement construction material is first cut while being moved to a subsequent process by a moving conveyor belt while maintaining the same speed as the extrusion speed, and the extruded vacuum extruded cement construction material is steamed. Steam curing will be the first. (S250)
1차로 스팀양생이 완료되면 제품의 휨 및 표면상태를 검사하고, 마무리로 2차 2절단이 이루어 진후 2차로 오토클레이브 양생이 이루어진다(S260).When the first steam curing is completed, the warpage and the surface state of the product is inspected, and after the second two cuttings are made to finish, the second autoclave curing is performed (S260).
2차 오토클레이브 양생이 완료되면, 물리적 특성 검사와 최종 가공을 거쳐 제품을 출하하게 되는 것이다.(S270)When the second autoclave curing is completed, the product will be shipped through physical property inspection and final processing. (S270)
따라서, 본 공정은 종래의 공정설비를 그대로 유지하면서 석면을 첨가하지 않거나 최소한으로 첨가하는 진공압출성형시멘트 건축자재의 성형방법을 제공한 것이다.Accordingly, the present process provides a method of forming a vacuum extrusion molding cement building material in which asbestos is not added or minimally added while maintaining the conventional process equipment.
상기에서 설명한 본 발명의 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention described above are as follows.
먼저, 석면을 사용하지 않는 무기질 진공압출성형시멘트 건축자재의 생산이 가능해 진다. 따라서, 석면을 사용하는 진공압출성형제품에 적용할 경우 인체에 유해한 석면을 사용하지 않게 되므로 작업자와 사용자 모두에게 안전한 제품을 공급할 수 있게 되는 이점이 있다.First, it becomes possible to produce inorganic vacuum extrusion molding construction materials that do not use asbestos. Therefore, when applied to a vacuum extrusion molding product using asbestos, there is an advantage that it is possible to supply a safe product to both the operator and the user because asbestos is not used harmful to the human body.
특히 석면은 건축자재 및 자동차의 라이닝과 각종 플랜지(flange) 및 자동 차 및 각종 기계용 가스켓(gasket)에 광범위하게 사용되고 있는데 이를 대체하는 제품의 기술 개발에 기폭제가 될 수 있을 것이며, 청정한 재품을 모든 소비자들에게 제공할 수 있을 것이다. 따라서, 인체에 유해한 석면의 사용량이 감소하게 되고, 본 발명을 적용한 건축자재의 생산 증대를 기대할 수도 있게 된다.In particular, asbestos is widely used in building materials and linings of automobiles, flanges and gaskets for automobiles and machinery, and it can be used as a catalyst for the development of technology to replace these products. It can be provided to consumers. Therefore, the amount of asbestos harmful to the human body is reduced, and production of building materials to which the present invention is applied can be expected to increase.
뿐만아니라, 기존의 공정시스템을 유지하면서 본 발명의 진공압출성형시멘트 건축자재를 생산할 수 있는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that can produce the vacuum extrusion molding cement building material of the present invention while maintaining the existing process system.
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