KR100777686B1 - 무석면 슬레이트 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물의 지붕이나 벽면을 잇는데 사용되는 슬레이트에 관한 것으로, 특히 인체에 유해한 석면을 사용하지 않아 인체에 무해하도록 하고 강도 및 흡수성 및 보온성이 우수하도록 함과 아울러, 다양한 색상으로 이루어져 친화적인 환경을 도모할 수 있도록 한 무석면 슬레이트에 관한 것으로서,

이는 a) 산화마그네슘(MgO) 45 ~ 50 중량부; b) 염화마그네슘(MgCl₂) 19 ~ 23 중량부; c) 규산마그네슘(MgSiO₃) 8 ~ 12 중량부; d) 황산(H₂SO₄) 1 ~ 3 중량부; e) 석영사 11 ~ 15 중량부; f) 석고분말 5 ~ 7 중량부; g) 유리섬유포를 포함하는 무석면 슬레이트를 이용한 제조방법을 제공한다.

본 발명의 무석면 슬레이트는 기존의 석면 슬레이트에 비해 보온 및 단열성이 우수함은 물론, 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않아 사용 수명이 길어 경제적인 효과가 있는 것이고, 다양한 색상을 갖는 슬레이트를 생산 하므로서, 사용자가 원하는 색상의 선택폭이 넓어질 수 있으며, 이로 인해 주변의 환경을 다양하게 꾸며줄 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

Description

무석면 슬레이트 및 그의 제조방법{NON-ASBESTOS SLATE AND METHOD OF PREPARING THE SAME}

본 발명은 건물의 지붕이나 벽면을 잇는데 사용되는 슬레이트에 관한 것으로, 특히 인체에 유해한 석면을 사용하지 않아 인체에 무해하도록 하고 강도 및 흡수성 및 보온성이 우수하도록 함과 아울러, 다양한 색상으로 이루어져 친화적인 환경을 도모할 수 있도록 한 무석면 슬레이트에 관한 것이다.

현재 널리 사용되고 있는 슬레이트는 석면과 시멘트를 주원료로 하여 생산된 석면 슬레이트(asbestos slate)이다.

상기와 같은 종래의 석면 슬레이트는 석면과 시멘트를 주원료로 제작되어 있어 보온 및 단열성이 상대적으로 낮아 실외의 온도가 슬레이트를 통해 그대로 실내로 전달됨에 따라 여름철에는 실내의 온도가 높아지고, 반대로 겨울철에는 온도가 낮아져, 냉,난방 효율이 떨어지게 되고, 이로 인해 냉,난방기기의 가동시간이 많아져 에너지의 사용이 많아 경제적인 손실을 가져오고 있는 실정이다.

또한, 석면 슬레이트는 단순히 석면과 시멘트를 주원료로 사용하고 있어 내구성이 약해 쉽게 파손되는 단점이 있어, 성형이 완료된 슬레이트를 보관 및 운반 도중에 약간의 충격이 가해지더라도 쉽게 파손됨은 물론, 특히 상기 슬레이트를 설치시 취급 부주의로 인해 충격이 가해질 경우 파손이 이루어져 사용하지 못하게 됨에 따라 경제적인 손실을 가져왔던 것이다.

특히, 상기와 같은 종래의 석면슬레이트는 인체 유해성의 논란으로 인해 석면 슬레이트의 생산 및 사용을 자제하고 있는 현실이고, 상기 석면 슬레이트를 대신하여 사용할 수 있는 새로운 슬레이트의 개발을 적극적으로 추진중에 있는 실정이다.

즉, 종래의 슬레이트에 사용되고 있는 원료인 석면은 강도가 떨어지고 노화부식정도가 심해, 오랜 기간 사용하지 못하게 되는 단점이 있어 경제적인 손실이 있고, 석면 자체의 성분이 폐암 및 진폐증 등을 유발한다는 발표가 있어 전 세계적으로 석면 슬레이트의 사용을 규제하고 있는 실정이다.

또한, 상기 종래의 석면슬레이트는 석면 자체의 단일색상으로만 생산되고 있어 주변 환경을 미려하게 하지 못하는 등의 제반결함이 있었던 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 인체에 유해한 석면을 사용하지 않고 보온 및 단열성이 우수함은 물론, 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않는 무석면 슬레이트를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다양한 색상을 갖는 슬레이트를 생산 하므로서, 사용자가 원하는 색상의 선택폭이 넓어질 수 있으며, 이로 인해 주변의 환경을 다양하게 꾸며줄 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.

이러한 목적을 실현하기 위한 본 발명은 a) 산화마그네슘(MgO) 45 ~ 50 중량부; b) 염화마그네슘(MgCl₂) 19 ~ 23 중량부; c) 규산마그네슘(MgSiO₃) 8 ~ 12 중량부; d) 황산(H₂SO₄) 1 ~ 3 중량부; e) 석영사 11 ~ 15 중량부; f) 석고분말(CaSO₄·2H₂O) 5 ~ 7 중량부; g) 유리섬유포를 포함하는 무석면 슬레이트를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 a) 돌가루인 산화마그네슘(MgO) 45 ~ 50 중량부와; 액상으로 이루어지는 염화마그네슘(MgCl₂) 19 ~ 23 중량부; 분말의 규산마그네슘(MgSiO₃) 8 ~ 12 중량부; 및 액상의 황산(H₂SO₄) 1 ~ 3 중량부; 그리고 석영사(모래) 11 ~ 15 중량부; 그리고 석고분말 5 ~ 7 중량부; 를 혼합기내에 투입시켜 골고루 혼합이 이루어지도록 하는 혼합공정;

b) 상기 a의 공정을 거치면서 혼합된 혼합원료를 미세하게 분쇄된 유리섬유포의 양면에 부착되도록 일정한 두께로 압출시켜 주는 압출공정;

c) 상기 b의 압출공정을 거치면서 일정한 두께를 갖고 혼합원료 사이에 유리섬유층이 도포된 가성형판을 몰드를 이용하여 일정한 압력을 가해 소정의 형상이 되도록 성형시켜 주는 성형공정;

d) 상기 c의 성형공정을 거치면서 소정의 형상으로 성형이 이루어진 가성형판을 컷팅기 등을 이용하여 소정의 길이가 되도록 절단시켜 주는 컷팅공정;

e) 상기 d의 컷팅공정을 통해 일정한 길이로 성형이 이루어진 가성형물을 약65℃의 온도를 유지하고 있는 양성기내에서 약 30 ~ 60분 정도의 시간내에서 양생을 시켜 주는 양생공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 무석면 슬레이트 제조방 법을 제공함에 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여

a) 산화마그네슘(MgO) 45 ~ 50 중량부;

b) 염화마그네슘(MgCl₂) 19 ~ 23 중량부;

c) 규산마그네슘(MgSiO₃) 8 ~ 12 중량부;

d) 황산(H₂SO₄) 1 ~ 3 중량부;

e) 석영사 11 ~ 15 중량부;

f) 석고분말(CaSO₄·2H₂O) 5 ~ 7 중량부;

g) 유리섬유포

를 포함하는 무석면 슬레이트를 제공한다.

또한, 상기와 같은 조성물을 이용한 본 발명은 무석면 슬레이트 제조방법을 설명하면,

a) 돌가루인 산화마그네슘(MgO) 45 ~ 50 중량부와; 액상으로 이루어지는 염화마그네슘(MgCl₂) 19 ~ 23 중량부; 분말의 규산마그네슘(MgSiO₃) 8 ~ 12 중량부; 및 액상의 황산(H₂SO₄) 1 ~ 3 중량부; 그리고 석영사(모래) 11 ~ 15 중량부; 그리고 석고분말 5 ~ 7 중량부; 를 혼합기내에 투입시켜 골고루 혼합이 이루어지도록 하는 혼합공정;

b) 상기 a의 공정을 거치면서 혼합된 혼합원료를 미세하게 분쇄된 유리섬유포의 양면에 부착되도록 일정한 두께로 압출시켜 주는 압출공정;

c) 상기 b의 압출공정을 거치면서 일정한 두께를 갖고 혼합원료 사이에 유리섬유층이 도포된 가성형판을 몰드를 이용하여 일정한 압력을 가해 소정의 형상이 되도록 성형시켜 주는 성형공정;

d) 상기 c의 성형공정을 거치면서 소정의 형상으로 성형이 이루어진 가성형판을 컷팅기 등을 이용하여 소정의 길이가 되도록 절단시켜 주는 컷팅공정;

e) 상기 d의 컷팅공정을 통해 일정한 길이로 성형이 이루어진 가성형물을 약65℃의 온도를 유지하고 있는 양생기내에서 약 30 ~ 60분 정도의 시간내에서 양생을 시켜 주는 양생공정을 통해 이루어지게 되는 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 무석면 슬레이트는 사용용도에 따라 골판 또는 평판으로 제조될 수 있는 것이고, 또한 압출 및 성형공정에 따라 다양한 밀도와 두께로 제조가 이루어질 수 있게 되는 것이다.

우선, 본 발명에 의해 제조되는 무석면 슬레이트에 사용되는 원료들을 살펴보면, 돌가루로 이루어지는 산화마그네슘(MgO)과 석영사(모래)는 무석면 슬레이트 자체의 강도를 높여주기 위한 것이고, 또한 액상의 염화마그네슘(MgCl₂)은 혼합이 이루어지는 여러가지의 원료가 효율적으로 배합될 수 있도록 하기 위함이다.

그리고, 상기 분말로 이루어진 규산마그네슘(MgSiO₃)은 배합이 이루어진 원료들이 서로 분리되지 않고 견고하게 응고가 이루어질 수 있는 기능을 수행하게 되는 것이고, 액상으로 이루어지는 황산(H₂SO₄)은 혼합물 사이에서 화학반응을 일으켜 원료의 혼합 및 응고가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

그리고, 유리섬유포는 혼합물 사이에 적층 되도록 하므로서, 방화 및 방음의 효능을 갖도록 한다.

본 발명의 슬레이트 제조방법을 살펴 보면 다음과 같다.

돌가루로 이루어지는 산화마그네슘(MgO)을 약 45 ~ 50 중량%, 바람직하게는 48%중량%와, 액상의 염화마그네슘(MgCl₂) 19 ~ 23 중량%, 분말의 규산마그네슘(MgSiO₃) 8 ~ 12 중량% 및 액상의 황산(H₂SO₄) 1 ~ 3 중량%, 석영사(모래) 11 ~ 15 중량%와, 석고분말 5 ~ 7 중량%를 혼합기내에 투입시켜 교반 작업에 의해 골고루 혼합이 이루어지도록 한다.

또한, 유리섬유포를 분쇄기를 통해 분쇄시켜 주게 되는데, 이때 분쇄입자는 약 6mm 이하의 알갱이가 되도록 잘게 분쇄시켜 준다.

상기와 같이 혼합기내에서 혼합된 혼합원료와 잘게 분쇄된 알갱이의 유리섬유포를 성형기내에 각각 투입시켜 압출기의 압출력에 의해 일정한 두께로 배출시켜 이들이 이송켄베어의 상면에 적층 되는 상태로 이송이 이루어지게 되는 것이다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 이송컨베어 상면에 비닐지가 깔려있는 상태에서 이의 상면에 혼합원료가 일정한 두께로 배출되고, 이의 상면에 유리섬유포가 적층 되도록 한다.

이때, 상기 유리섬유포의 적층 두께는 약 4mm 정도가 바람직할 것이다.

상기와 같이 유리섬유포의 상면에 다시 혼합원료가 도포 되고, 이의 상면에 비닐지가 덮이는 상태로 하여 성형 된 가성형물이 이송켄버어에 의해 이송이 이루어지게 되는 것이다.

이때, 상기의 가성형물은 일정한 두께의 판상을 유지하고 있는 상태이다.

상기와 같이 이송켄베어에 의해 이송되는 가성형물은 유압장치에 의해 작동이 이루어지는 정형몰드를 거치면서 일정한 모양으로 성형이 이루어지게 되는 것이다.

즉, 암,수로 이루어지는 정형몰드내에 가성형물이 위치하게 되면 유압장치에 의해 작동되는 암,수몰드의 압력으로 인해 가성형물이 압착되면서 몰드의 모양에 따라 소정의 형상모양으로 성형이 이루어지게 되는 것이다.

이때, 상기 정형몰드는 가성형물을 압착시켜 주면서 임의 모양으로 성형시켜 줌과 아울러, 암,수몰드의 압착으로 인해 사방 외측으로 밀려나오는 가성형물의 외주면을 컷팅처리에 의해 제거시켜 주므로서, 외주면이 마감이 깨끗한 상태로 하여 항상 일정한 크기가 되도록 한다.

상기와 같이 암,수몰드를 거치면서 압착에 의해 성형이 이루어진 성형물을 양생공정을 거치게 된다.

즉, 보일러에 의해 만들어진 고열의 수증기(약65℃)가 있는 양생실내에서 약 30 ~ 60분 정도 숙성시켜 준다.

상기와 같이 양생공정을 거치면서 양생이 완료된 슬레이트를 적층 보관시켜 두었다가 슬레이트를 사용하고자 할 경우 슬레이트의 양면에 부착되어 있는 비닐지를 제거시켜 준 상태에서 사용하면 되는 것이다.

상기와 같은 제조공정을 거치면서 생산된 본 발명인 무석면 슬레이트와 종래의 석면 슬레이트와의 성능분석을 하였더니 다음 표1과 같은 결과가 나타났다.

항 목 명 칭	무석면 슬레이트	석면 슬레이트	비 고
횡방향 항굴력	<2400N	<200N
종방향 항굴력	<200N	<40N
흡 수 율	8.8%	28%
방 화 성 능	불연성 합격	방화성
내염성(10%용액)	무부식	-
내산성(2.5%용액)	무부식	-
불투수성	합격	-

상기의 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명인 무석면 슬레이트가 종래의 석면 슬레이트에 비해 모든 성능면에서 우수함을 확인할 수 있었다.

또한, 본 발명인 무석면 슬레이트에 대한 성능을 시험한 결과 다음의 표와 같은 결과가 나타났다.

시험항목	단 위	성 적		시험방법
		대 골	소 골
휨파괴하중	N	4528	1764	KS F 5114
흡 수 율	%	14.3	15.6
투 수 성	-	이상없음	이상없음
두 께	mm	5.7	5.9

본 발명의 다른 실시예로서는 슬레이트를 성형시켜 주기 위하여 원료를 혼합시켜 줄 때 다양한 색소를 선택적으로 첨가시켜 준 상태에서 생산할 경우 첨가된 색소의 슬레이트가 양산됨에 따라 사용자가 원하는 색상으로 다양하게 건물을 신축시켜 줄 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의해 생산되는 무석면 슬레이트는 기존의 석면 슬레이트에 비해 보온 및 단열성이 우수함은 물론, 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않아 사용 수명이 길어 경제적인 효과가 있는 것이고, 다양한 색상을 갖는 슬레이트를 생산 하므로서, 사용자가 원하는 색상의 선택폭이 넓어질 수 있으며, 이로 인해 주변의 환경을 다양하게 꾸며줄 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. a) 산화마그네슘(MgO) 45 ~ 50 중량부;

   b) 염화마그네슘(MgCl₂) 19 ~ 23 중량부;

   c) 규산마그네슘(MgSiO₃) 8 ~ 12 중량부;

   d) 황산(H₂SO₄) 1 ~ 3 중량부;

   e) 석영사 11 ~ 15 중량부;

   f) 석고분말 5 ~ 7 중량부;

   g) 유리섬유포를 포함하는 무석면 슬레이트
2. a) 돌가루인 산화마그네슘(MgO) 45 ~ 50 중량부와; 액상으로 이루어지는 염화마그네슘(MgCl₂) 19 ~ 23 중량부; 분말의 규산마그네슘(MgSiO₃) 8 ~ 12 중량부; 및 액상의 황산(H₂SO₄) 1 ~ 3 중량부; 그리고 석영사(모래) 11 ~ 15 중량부; 그리고 석고분말 5 ~ 7 중량부; 를 혼합기내에 투입시켜 골고루 혼합이 이루어지도록 하는 혼합공정;

   b) 상기 a의 공정을 거치면서 혼합된 혼합원료를 미세하게 분쇄된 유리섬유포의 양면에 부착되도록 압출시켜 주는 압출공정;

   c) 상기 b의 압출공정을 거치면서 혼합원료 사이에 유리섬유층이 도포된 가성형판을 몰드를 이용하여 압력을 가해 성형시켜 주는 성형공정;

   d) 상기 c의 성형공정을 거치면서 성형이 이루어진 가성형판을 컷팅기 등을 이용하여 절단시켜 주는 컷팅공정;

   e) 상기 d의 컷팅공정을 통해 절단이 이루어진 가성형물을 65℃의 온도를 유지하고 있는 양생기내에서 30 ~ 60분 정도의 시간내에서 양생을 시켜 주는 양생공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 무석면 슬레이트 제조방법.