KR100895213B1 - 규산소다 및 팽창질석을 이용한 패널 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 규산소다 및 팽창질석을 이용한 패널 제조방법에 관한 것으로, 팽창 질석에 상기한 팽창 질석과 동일한 중량의 액상 규산 소다를 가압분무기를 사용하여 골고루 분사하는 분사 과정과, 상기한 바와 같이 액상 규산 소다가 분무코팅된 팽창 질석을 몰드에 원하는 두께의 0-40% 초과하는 두께로 투입하여 원하는 두께로 가압성형하는 성형 과정과, 상기한 바와 같이 성형된 패널을 마이크로웨이브 건조기에서 2000-3000MHz, 500-1500W로 조사하여 건조하는 건조 과정으로 구성되는 제조방법을 제공하여 패널의 내부부터 외부가 균일한 강도를 갖도록 하며 팽창질석의 다공성으로 인하여 경량성을 갖도록 한다.

팽창질석, 규산소다, 분무, 패널

Description

규산소다 및 팽창질석을 이용한 패널 제조방법{Manufacturing method of Pannel with Vermiculite and silicic acid soda}

도 1은 본 발명에 따른 패널을 나타내는 사진

본 발명은 규산소다 및 팽창질석을 이용한 패널 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경량이면서 강도가 균일한 패널를 제공하기 위하여 가압 분무기를 사용하여 액상 규산소다를 팽창질석에 분무하고 성형하여 마이크로파를 이용하여 건조시킴으로서, 패널의 내부부터 외부가 균일한 강도를 갖도록 하며 팽창질석의 다공성으로 인하여 경량성을 갖도록 하는 규산소다 및 팽창질석을 이용한 패널 제조방법에 관한 것이다.

팽창질석(Vermiculite)은 운모가 풍화 또는 변질되어 생성된 것으로 함유하고 있는 수분이 탈수되면 팽창하여 늘어나는 성질을 가지고 있다. 특히, 밀도 0.07∼0.30g/㎤로 경량성이 있으며, 열전도율 0.06㎉/mh℃이하로 단열성을 가지고, 1,400℃±50℃의 내화성을 가지며, 무수한 기공에 의한 다공질구조로 인한 경량성을 가지고, 절연성 등을 가지고있어서, 최근 각종 건축자재 등에 사용이 증가하고 있는 추세이다.

이러한 팽창질석을 이용한 선행기술로 대한민국 공개특허 10-2006-0040378호에는 규산소다와 질석을 반죽한 후 이산화탄소를 이용하여 경화시키는 기술이 공개되어 있으며, 등록특허 10-0695910호에는 팽창질석과 유기바인더를 혼합하여 80-100℃에서 가압 성형하는 기술이 공개되어 있으며, 공개특허 1993-0009949호에는 질석 또는 진주암을 로내온도 800℃-1000℃에서 에어버너로 처리한 30 내지 50 멧쉬의 입자 70-80중량%(용적비)에 탄산갈륨, 수산화나트륨, 규산 소다 등 무기화합물로 조성된 접착제 원액을 15배의 물에 희석한 희석액 20-30중량%(용적비)를 혼화하여 성형하여 약 5시간 양생시킨 기술이 공개되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 방법들은 모두 팽창 질석과 바인더원액을 직접 투입하여 혼합하는 방법을 사용하고 있으나, 한번에 일정량의 바인더원액을 투입하여 교반할 경우 최초로 규산 소다와 닿은 질석은 주변보다 많은 수분량을 가지므로 믹싱을 한다고 하더라도 이미 빨아드린 수분은 주변에 잘 전달되지 않기 때문에 건조과정에서 불균일한 팽창을 일으킨다.

또한 규산 소다가 어떠한 이유에서든 겔화가 되었거나 겔화가 진행되어 지고 있으면 질석의 비중이 0.27인데 비해 규산 소다의 일반적인 비중은 1.30~1.70까지이기 때문에 비중이 높으면 점도 또한 높아 이보다 월등히 비중이 낮은 질석과 교반한다는 것은 매우 힘든 일이고 또한 겔화가 진행되고 있거나 겔화된 경우는 질석과 믹싱을 하기 위하여 손으로 일일이 비벼서 하더라도 매우 어려운 일이며 그 과정에서 질석의 고유한 성질인 다공성이 손실되고, 이때 겔화가 진행되었거나 진행 중인 규산 소다에 함침되어 있는 SiO₂는 알갱이로 분해돼서 그 고유의 점도를 잃어버리므로 바인더로서의 효용을 상실하게 된다.

아울러, 종래의 패널 제조방법은 통상 가열로 등을 이용하여 열 혹은 열풍을 이용하여 일정한 온도로 직접 외부로부터 가열하여 열전도에 의하여 경화시키는 방법을 사용하고 있으나, 이 경우 외부 표면에 위치된 규산 소다의 경화가 먼저 일어나 내부의 수분이 증발하지 못하며 이에 따라 건조가 된다고 하더라도 완전 건조를 위하여 소요되는 에너지 비용이 너무 많은 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 경량이면서 강도가 균일한 패널를 제공하기 위하여 가압 분무기를 사용하여 액상 규산소다를 팽창질석에 분무하고 성형하여 마이크로파를 이용하여 건조시킴으로서, 패널의 내부부터 외부가 균일한 강도를 갖도록 하며 팽창질석의 다공성으로 인하여 경량성을 갖도록 하는 규산소다 및 팽창질석을 이용한 패널 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 팽창 질석에 상기한 팽창 질석과 동일한 중량의 액상 규산 소다를 가압분무기를 사용하여 골고루 분사하는 분사 과정과, 상기한 바와 같이 액상 규산 소다가 분무코팅된 팽창 질석을 원하는 두께의 0-40% 초과하는 두께로 투입하여 원하는 두께로 가압성형하는 성형 과정과, 상기한 바와 같이 성형된 패널을 마이크로웨이브 건조기에서 2000-3000MHz, 500- 1500W로 조사하여 건조하는 건조 과정으로 구성된다.

상기한 구성에서 팽창질석 100중량부에 대하여 메타카오린 2-10중량부와 견운모 혹은 황토 등의 음이온 방사재 또는 원적외선 방사재 2-10중량부를 팽창질석과 더 혼합하여 규산소다의 분사과정을 수행한다.

그리고, 상기한 건조 과정에서 마이크로웨이브 건조기 내부에는 패널의 팽창을 억제하기 위한 강화유리롤러가 설치된다.

이상과 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.

본 발명에 따른 패널 제조 방법은 팽창 질석과 동일한 중량의 액상 규산 소다를 가압분무기를 사용하여 팽창질석에 골고루 분사하는 분사 과정과, 상기한 바와 같이 액상 규산 소다가 분무코팅된 팽창 질석을 원하는 두께의 30% 초과하는 두께로 투입하여 원하는 두께로 가압성형하는 성형 과정과, 상기한 바와 같이 성형된 패널을 마이크로웨이브 건조기에서 2000-3000MHz, 500-1500W로 조사하여 건조하는 건조 과정으로 구성된다.

상기한 팽창 질석은 이미 소성된 상태로서, 무기바인더인 규산 소다를 상기한 팽창 질석에 치밀하게 가압 분무기를 사용하여 스프레이 하여 믹싱하는데 이 과정에서 분무기로부터 공기가 분사될 경우에는 규산소다가 경화되므로 공기와 함께분사되지 않는 가압분무기를 사용하여야 하고, 분사과정에서 규산소다가 골고루 코팅되도록 하기 위하여 팽창 질석이 투입된 혼합기 자체를 회전하거나 별도의 회전 수단을 혼합기내부에 설치하여 팽창질석을 골고루 섞어준다.

그리고, 상기한 규산소다를 가압분무기를 사용하여 스프레이하는 이유는 규산소다가 팽창질석에 골고루 코팅됨으로써 종래 문제점에서 언급된 바와 같이 수분전달을 균일하게 하고, 팽창을 균일하게 하여 마이크로웨이브 건조로에서 치밀한 연결고리 즉 유리화가 가능하도록 하여 제품의 불량율을 낮추기 위함이다.

이와 같이 형성된 규산소다와 팽창질석의 혼합물을 생산하고자 하는 두께의 30퍼센트를 초과한 두께로 컨베이어 프레스에 투입하여 초과한 30퍼센트를 가압하여 패널로 성형하고, 이를 다시 컨베어 등의 이송 수단을 사용하여 마이크로웨이브 건조기로 이송하여 이미 질석에 충분히 피막을 형성하고 있는 규산소다에 마이크로파(2460MHz.1000W)를 조사함으로서 규산소다에 40~60중량%를 함유하고 있는 수분을 증발시킴과 동시에 규산 소다의 주성분인 SiO₂가 유리화 반응 및 팽창을 일으키며 질석과 결합하여 강도가 매우 강하고 질석 고유의 공극과 입자가 살아있으며 비중은 0.5를 초과하지 않도록 하는 경량 패널을 제조한다.

이때, 상기한 마이크로웨이브 건조기 내부로는 컨베이어벨트의 벨트만 통과되고 벨트의 상/하부에는 강화유리(일명 파이렉스 글라스)롤러가 각각 설치되는데, 상부에 설치되는 강화유리롤러는 규산소다가 팽창되는 것을 방지하여 패널의 변형이나 두께의 균일성을 유지할 수 있도록 하고, 하부에 설치되는 강화유리롤러는 벨트의 처짐을 방지함과 아울러 마이크로파의 통과가 원할하도록 하는 역할을 한다.

상기한 바와 같은 제조방법에 의하여 제조된 패널은 도 1에 나타내는 바와 같이 다수의 공극을 갖고 있다.

한편, 상기한 패널을 제조하는 과정에서 팽창 질석 100중량부에 대하여 메타카오린 10중량부와, 견운모 혹은 황토 등의 음이온 혹은 원적외선 방사재 10중량부(각각 0-10중량부 범위내로 투입, 본 발명의 실시예에서는 견운모 5중량부, 황토 5중량부 투입)를 팽창 질석과 충분히 혼합하고, 투입되는 팽창 질석의 중량에 준하는 규산 소다를 가압분무기를 사용하여 스프레이함과 동시에 혼합을 하여 상기 방법과 동일한 방법으로 프레싱.건조를 하여 상기한 패널의 2~3배의 강도를 유지하며, 음이온과 원적외선이 방사되도록 할 수 있다.

상기한 구성에서 질석보다 비중이 높은 물질 특히 물에 녹아 점성을 나타내는 황토 등의 물질을 팽창 질석 100중량부에 대하여 10중량부 이상 투입하는 경우 상기한 황토 등의 물질이 규산 소다에 녹아 점막을 형성하고 건조시 수분증발을 억제하여 제품에 균열을 발생시키고, 균일한 팽창이 이루어지지 않도록 한다.

한편, 이러한 패널 제조방법을 이용한 응용제품으로는 방화문을 들 수 있으며, 이 경우 상기 믹싱 방법과 동일한 방법으로 믹싱한 후 한쪽이 개방되어 있는 공간 내에 그 공간이 필요로 하는 만큼의 질석을 충진하고 마이크로웨이브 건조로에 투입하면 가볍고 견고한 방화문을 만들 수 있다.

본 제품은 순수 무기화합물로 제조되는 것이기 때문에 제조시 유해물질이 발생하거나 환경오염을 유발하는 문제점이 발생되지 않는다.

또한, 마이크로파를 이용하여 건조하므로 내/외부의 규산소다가 균일하게 경화 및 유리화되므로 패널의 강도가 일정하고, 수분증발율이 빠르며, 변형이 적은 효과가 있다.

더욱이, 패널에 원적외선 혹은 이온 발생물질과 강도보강물질을 첨가함으로서 제품의 특성이 향상되는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 규산소다를 팽창질석에 분무방식으로 혼합하므로 규산소다가 팽창지석에 균일하게 코팅되어 규산소다의 경화 및 유리화가 패널의 전면에 걸쳐서 균일하게 이루어지므로 강도가 향상되고 품질이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 팽창 질석과 동일한 중량의 액상 규산 소다를 가압분무기를 사용하여 팽창질석에 골고루 분사하여 팽창질석에 액상 규산 소다를 코팅하는 분사 과정과,

   성형하고자하는 두께의 0-40% 초과하는 두께로 상기한 분사 과정을 거친 액상 규산 소다가 분무코팅된 팽창 질석을 투입하여 성형하고자하는 두께로 가압성형하는 성형 과정과,

   상기한 바와 같이 성형된 패널을 마이크로웨이브 건조기에서 2000-3000MHz, 500-1500W로 조사하여 건조하는 건조 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 규산소다 및 팽창 질석을 이용한 패널 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 분사 과정에서 메타카오린을 팽창질석 100중량부에 대하여 2-10중량부 더 첨가하고, 음이온 방사재 또는 원적외선 방사재 중에서 하나 혹은 그 이상 선택하여 팽창질석 100중량부에 대하여 2-10중량부 더 첨가하여 규산소다의 분사과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 규산소다 및 팽창 질석을 이용한 패널 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기한 건조 과정에서 마이크로웨이브 건조기 내부에는 패널의 팽창을 억제하기 위한 강화유리 롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 규산소다 및 팽창 질석을 이용한 패널 제조방법.

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