KR100912234B1

KR100912234B1 - 바닥재를 이용한 인조석 제조방법 및 그 제조방법으로 생산된 인조석

Info

Publication number: KR100912234B1
Application number: KR20080116766A
Authority: KR
Inventors: 김진아; 김진철; 김홍규
Original assignee: (주)엘피시스; 김진철
Priority date: 2008-11-24
Filing date: 2008-11-24
Publication date: 2009-08-14

Abstract

본 발명은 바닥재를 이용한 인조석 제조방법 및 그 제조방법으로 생산된 인조석에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매립으로 버려지는 화력발전 시 발생되는 바닥재와 활성탄을 이용하여, 수분을 흡수하고 방습하는 기능과 유해냄새를 흡착하는 기능이 우수한 건축물 내부에 사용되는 내장재용 인조석을 제조하여 활용하기 위함이다.

이를 위해 본 발명에 따른 바닥재(10)를 이용한 인조석 제조방법 및 그 제조방법으로 생산된 인조석에 의하면; 먼저 입자형태인 바닥재(10)를 분쇄기를 통해 바닥재분말(20)로 만들기 위한 분쇄단계(S1)와, 활성탄(30)의 검은 가루가 묻어남을 방지하기 위해 표면을 코팅하여, 코팅활성탄(40)을 만들기 위한 코팅단계(S2)와, 물(50)과 수용성 아크릴수지(60)와 염화마그네슘(70)과 멜라닌계 고유동화제(80)를 일정비율 혼합하여, 몰탈 액상(120)을 제조하는 1차 혼합단계(S3)와, 상기 분쇄된 바닥재분말(20)과 코팅 활성탄(40)과 황산칼슘(90)과 경소마그네시아(100)와 이산화티타늄(110)과 1차 혼합단계의 몰탈 액상(120)을 일정비율로 혼합하는 2차 혼합단계(S4)와, 상기 2차 혼합단계(S2)의 혼합물을 형틀에 부어 경화시키는 경화단계(S5)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제조방법으로 제조된 바닥재(10)를 이용한 인조석 제조방법 및 그 제조방법으로 생산된 인조석은 매립으로 버려지는 바닥재(10)를 활용하여, 수분을 흡수하고 방습하는 기능과 유해냄새를 흡착하는 기능과 표면의 미관 및 강도가 우수한 건축자재로 활용함으로써, 폐기되는 자원으로 부족한 유용한 자원으로 재생활용하고, 아울러 매립으로 버려지는 바닥재(10)로 인한 2차적인 환경오염을 줄일 수 있다는 장점을 갖고 있다.

바닥재, 매립, 환경오염, 고유동화제, 활성탄, 인조석

Description

바닥재를 이용한 인조석 제조방법 및 그 제조방법으로 생산된 인조석 {Artificial Stone Manufacturing Method Utilizing Bottom Ash and Artificial Stone Thereby}

본 발명은 바닥재(BOTTOM ASH)를 이용한 인조석 제조방법 및 그 제조방법으로 생산된 인조석에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매립으로 버려지는 화력발전 시 발생되는 바닥재와 활성탄을 이용하여, 수분을 흡수하고 방습하는 기능과 유해냄새를 흡착하는 기능이 우수한 건축물 내부에 사용되는 내장재용 인조석을 제조하여 활용하기 위함이다.

화력발전 시 발생되는 바닥재(10)는 폐기물로 분류되며, 본원에서는 이러한 폐기물을 건축자재로 활용하기 위한 바닥재(10)를 이용한 인조석과 이를 제조하는 방법에 관하여 설명하고자 하는 것이다. 본원은 바닥재(10)를 이용한 인조석을 제조하기 위하여, 통상적으로 매립되어 버려지는 폐기물인, 화력발전 과정에서 발생되는 바닥재인 바닥재(10)를 사용하는 자원 재활용 기술 분야에 속하는 기술이다.

종래 등록특허 (제 10-0420702-0000)는 중금속 처리를 위한 시멘트 고화체 및 그의 제조 방법에 있어서, 시멘트 360 내지 440 kg/㎥, 골재 810 내지 990 kg/㎥, 물 105 내지 135 kg/㎥, 소각재 중 바닥재(바닥재) 820 내지 1000 kg/㎥, 및 시멘트 사용량의 2 내지 6 중량%의 고화안정화 처리제를 포함하며, 상기 고화안정화 처리제는 물 10 ℓ에 대하여 NaCl 100 내지 120 g, Na 2 CO 3 550 내지 700 g, NaAlO 2 150 내지 180 g, FeCl 3 20 내지 50 g, CaCl 2 50 내지 100 g 및 NaNO 3 280 내지 320 g을 포함하는 것을 특징으로 하는 중금속 처리를 위한 시멘트 고화체 및 그의 제조방법을 설명하고 있으며,

공개특허(제 10-2005-0100995)는 바닥재를 이용한 철도용 콘크리트 방음블록과 제조방법에 있어서, 시멘트 원료분말, 잔골재, 굵은 골재, 물 및 바닥재(바닥재)가 혼합된 콘크리트 조성물로 제작되며 상기 바닥재(바닥재)는 상기 잔골재에 대한 용적 대비 10 내지 60%를 대체한다. 상기 콘크리트 조성물에는 상기 시멘트 원료분말 전체 중량 대비 400 내지 600 중량%의 골재가 포함되며 50 내지 60 중량%의 물이 포함되고, 여기에 0.30 내지 0.35 중량%의 AE 감수제인 화학 혼화제가 더 포함되면 바람직하다 설명하고 있으며,

등록특허 (제10-0398076-0000)는 바닥재를 함유하는 고유동성 충전 조성물 및 이의제조방법에 있어서, 포틀랜드 시멘트 30∼120중량부, 플라이애쉬(fly ash) 210∼280중량부, 바닥재 70∼280중량부, 모래 600∼1300중량부 및 물 320∼460중량부를 혼합하여 이루어지며 3∼83kgf/cm 2 의 28일 압축강도 및 20cm 이상의 슬럼프 플로우 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 바닥재를 함유하는 고유동성 충전 조성물 및 이의 제조방법을 설명하고 있으며,

등록특허 (제 10-0616454-0000)는 산업폐기물을 이용한 콘크리트 혼화용 조성물, 이를 포함한콘크리트 조성물 및 콘크리트 구조물에 있어서, 플라이애쉬(FLY ASH) 10~90중량부, 고로슬래그 10-150중량부, 입경 5-20mm인 바닥재(바닥재) 100~500중량부 및 입경 1mm 이하인 폐유리 가공분말100~700중량부를 포함하는 콘크리트 혼화재 조성물 및 콘크리트 구조물을 설명하고 있으며,

등록특허 (제 10-0526037-0000)는 바닥재를 사용한 고강도 콘크리트 조성물에 있어서, 물, 시멘트, 모래, 중간 골재, 굵은 골재 등을 배합하여 사용하는 고강도 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 콘크리트 구성 성분이 시멘트 30∼40중량% , 모래 대체재로서 바닥재 15∼25중량%, 중간 골재 대체재로서 바닥재 10∼20중량%, 굵은 골재 대체재로서 바닥재 10∼20중량%, 미분 5∼10중량%를 포함하고, 혼화제(라텍스)를 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 바닥재를 사용한 고강도 콘크리트 조성물에 관한 것을 설명하고 있다.

상기와 같이 바닥재(10)는 시멘트, 모래, 골재 등에 소량 혼용되어, 콘크리트 제품에 사용되고 있는 것이 통상적이나, 바닥재(10)는 발생량에 비해 재활용되는 량이 극히 미진하여, 매립으로 처리되는 량이 더 많은 것이 현실이며, 머드슬러지(30)의 경우 다량의 수분을 함유하고 있어, 전량 매립으로 처리되고 있는 것이 현실이다.

따라서 매립으로 처리되는 바닥재(10)를 다량 사용할 수 있고, 아울러 매립에 따른 2차적인 환경오염을 줄일 수 있으며, 무엇보다 부족한 자원을 대체할 수 있는 기술 개발이 필요하다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로; 본 발명의 목적은 매립으로 버려지는 화력발전 시 발생되는 바닥재와 활성탄을 이용하여, 수분을 흡수하고 방습하는 기능과 유해냄새 흡착기능이 우수한 내부용 인조석을 제조하여 활용함으로써, 부족한 자원을 대체하고, 아울러 매립에 따른 2차적인 환경오염을 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 구체적으로; 바닥재(10)를 이용한 인조석 제조방법 및 그 제조방법으로 생산된 인조석에 있어서,

입자형태인 바닥재를 분쇄기를 통해 바닥재분말로 만들기 위한 분쇄단계(S1)와;

활성탄의 검은 가루가 묻어남을 방지하기 위해 표면을 코팅하여, 코팅활성탄을 만들기 위한 코팅단계(S2)와;

물과 수용성 아크릴수지와 염화마그네슘과 멜라닌계 고유동화제를 일정비율 혼합하여, 몰탈액상을 제조하는 1차 혼합단계(S3)와;

상기 분쇄된 바닥재분말과 코팅 활성탄과 황산칼슘(90)과 경소마그네시아와 이산화티타늄과 1차 혼합단계의 몰탈액상 일정비율로 혼합하는 2차 혼합단계(S4)와;

상기 2차 혼합단계(S2)의 혼합물을 형틀에 부어 경화시키는 경화단계(S5)를 구비한 것을 특징으로 하며,

상기 분쇄단계(S1)와 1차 혼합단계(S3)에서 바닥재분말은 바닥재를 100 ~ 300 매쉬로 분쇄 하는 것을 특징으로 하고,

상기 코팅단계에서 코팅활성탄은 활성탄과 황산칼슘과 경소마그네시아와 물과 염화마그네슘을 10 : 1: 1 : 3 : 3 의 중량부로 혼합된 혼합액에 30~60초간 침전시킨 후, 건조시켜, 표면을 경화시키는 것을 특징으로 하고,

상기 1차 혼합단계(S3)에서 몰탈액상은 물과 수용성 아크릴수지와 염화마그네슘과 멜라닌계 고유동화제를 중량으로 2~6 : 0.5 : 2~3 : 0.5의 중량부로 혼합한 액상인 것을 특징으로 하고,

상기 2차 혼합단계(S4)에서 분쇄된 바닥재분말과 코팅 활성탄과 황산칼슘과 경소마그네시아와 이산화티타늄과 1차 혼합단계의 몰탈액상을 10 : 2 : 1: 1: 0.3: 5의 중량부로 혼합하는 것을 특징으로 하고,

상기 분쇄단계(S1)의 바닥재는 백운석, 맥반석, 옥, 게르마늄, 제철슬래그 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재를 이용한 인조석 제조방법에 관한 것이다.

또한 상기 바닥재를 이용한 인조석 제조방법으로 생산된 인조석에 관한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 매립으로 버려지는 화력발전시 발생되는 바닥재를 이용하여, 수분을 흡수 또는 방습 기능과 유해냄새 흡착기능이 우수한 내부용 인조석을 제조하여 활용함으로써, 부족한 자원을 대체하고, 아울러 매립에 따른 2차적인 환경오염을 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다.

용어의 상세한 설명으로, 바닥재는 화력발전소에서 사용되는 석탄을 연소한 후 발생되는 석탄재중 분말(FLY ASH)이 아닌 입자형태의 보일러의 바닥에 잔존하는 석탄재를 의미하는 것이며,

멜라닌계 고유동화제는 수용성 멜라닌 수지가 혼합된 액상의 시멘트 혼화제로써, 혼합물을 부드럽게 만들어 스스로 유동성 갖도록 보조하는 액상의 시멘트 혼 화제를 의미하는 것이며,

경소마그네시아(calcined magnesia)는 화학조성식 MgCO이며, 방해석계 광물의 하나인 능고토석(菱苦土石)이라고도 불리는 마그네사이트 (magnesite)를 1400℃이하의 온도에서 소성해서 얻어진 산화마그네슘으로 마그네슘화합물, 내화재(耐火材) 등의 원료로 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 바닥재를 이용한 인조석 제조 공정을 보인 블록도를 나타내며,

도 2는 본 발명에 따른 공정별 혼합물의 성분을 보이는 것이고,

도 3은 본 발명에 따라 제조된 바닥재를 이용한 인조석 생산 실시 예이며,

도 4는 본 발명에 따라 제조된 바닥재를 이용한 인조석의 시공 사진을 보여준다.

이를 참조 하면, 본 발명에 따른 바닥재(10)를 이용한 인조석 제조방법은; 도 1에 도시한 바와 같이,

입자형태인 바닥재(10)를 분쇄기를 통해 바닥재분말(20)로 만들기 위한 분쇄단계(S1)와;

활성탄(30)의 검은 가루가 묻어남을 방지하기 위해 표면을 코팅하여, 코팅활성탄(40)을 만들기 위한 코팅단계(S2)와;

물(50)과 수용성 아크릴수지(60)와 염화마그네슘(70)과 멜라닌계 고유동화제(80)를 일정비율 혼합하여, 몰탈액상(120)을 제조하는 1차 혼합단계(S3)와;

상기 분쇄된 바닥재분말(20)과 코팅 활성탄(40)과 황산칼슘(90)과 경소마그네시아(100)와 이산화티타늄(110)과 1차 혼합단계의 몰탈액상(120) 일정비율로 혼합하는 2차 혼합단계(S4)와;

상기 2차 혼합단계(S2)의 혼합물을 형틀에 부어 경화시키는 경화단계(S5)를 포함하고 있다.

상기 분쇄단계(S1)에서는 입자형태인 바닥재(10)를 분쇄기를 통해 시공 및 혼합이 용이한 상태의 바닥재분말(20)로 만들기 위한 공정이다.

바닥재(10)는 화력발전 시 사용되는 석탄이 연소되어 보일러의 바닥에 잔류되어 발생되는 석탄재로써, 20~50매쉬 정도의 굵은 입자로 구성되어 있어, 이러한 바닥재(10)를 직접 원료로 사용 시 인조석을 만든 제품의 뒷 표면이 굴곡이 심하여, 제품시공이 용이 하지 않다.

따라서 분쇄의 공정을 거쳐, 바닥재(10)를 100 ~ 300매쉬 정도의 바닥재분말(20)로 만들어 줌으로써, 인조석 제품의 뒷 표면이 일정하고, 그에 따라 몰탈을 사용하여 인조석을 벽면에 시공하기 용이해 진다. 인조석 제품의 뒷 표면에 굴곡이 심하면 시공 시 평편한 시공 면과 밀착이 용이하지 않아 시공 면과 부착효율이 떨어진다.

상기 코팅단계(S2)에서는 활성탄(30)과 황산칼슘(50)과 경소마그네시아(100)와 물(50)과 염화마그네슘(70)을 10 : 1: 1 : 3 : 3 의 중량부로 혼합된 혼합액에 30~60초간 침전시킨 후, 건조시켜, 표면을 경화시켜, 활성탄(30)의 표면을 코팅하여, 코팅활성탄(40)을 만들기 위한 공정이다.

활성탄(30)은 숯을 고온에서 한번 더 구운 것으로 표면에 검은 가루가 묻어나고, 이를 직접 2차 혼합단계에 사용하면, 혼합물은 검은 회색으로 변화하여, 제품 생산 후 미관이 저하된다.

따라서 활성탄(30)의 습기를 흡수 또는 방습 기능 및 유해냄새 흡착기능을 저하시키지 않도록 무기성 재료로 코팅시켜 코팅활성탄(40)을 만들어, 2차 혼합단계에 혼합함으로써, 제품은 백색을 유지할 수 있는 것이다.

코팅 활성탄(40)은 활성탄(30)의 코팅액은 수지계열을 혼합하지 않은 무기질 재료이므로 표면의 코팅시 활성탄(30)의 기능인 습기를 흡수 또는 방습 기능 및 유해냄새 흡착기능을 저하시키지 않으며, 상기에서 코팅이라 함은 활성탄(30)의 표면에 다량 존재하는 활성탄(30) 가루를 활성탄(30)의 표면과 분리되지 않도록 활성탄(30)의 표면을 무기질 재료로 경화 시키는 것을 말한다.

상기 1차 혼합단계(S3)에서 몰탈액상(120)은 물(50)과 수용성 아크릴수지(60)와 염화마그네슘(70)과 멜라닌계 고유동화제(80)를 2~6 : 0.5 : 2~3 : 0.5의 중량부 혼합하여 몰탈 액상(120)을 만들기 위한 공정이다.

몰탈 액상(120)의 성분 중, 물(50)은 혼합물의 성분 중 결정체 상태인 염화마그네슘(70)을 용해시키는 기능과 혼합을 용이하게 만드는 기능을 하며, 중량부로 염화마그네슘(70)이 2~3 중량부 일 경우 물(50)은 2~6 중량부를 혼합한다.

이는 몰탈 액상(120)의 성분 중 물(50)이 2 중량부 이하일 경우 보다 작을 경우는 시공 후 강도는 강하나 황산칼슘(50)이 수분을 흡수 수화시켜 경소마그네시아(100)의 경화작용을 급하게 상승시키므로, 급격한 경화작용으로 인하여, 경화 후 강도는 강하나 휨이나 균열이 발생되고, 몰탈 액상(120)의 성분 중 물(50)이 6 중량부 보다 많을 경우는 황산칼슘(50)이 흡수하여, 수화할 수 있는 범위를 넘기 때문에 경소마그네시아(60)의 경화작용을 저해하여 경화가 지연되고, 시공 후 표면강도가 약하며, 표면에 분진이 발생되기 때문이다.

따라서 몰탈 액상(120)의 성분 중 물(50)은 중량부로 염화마그네슘(70)이 2~3 중량부일 경우 물(50)은 2~6 중량부를 벗어나지 않아야 한다.

액상경화제(120)의 성분 중 수용성 아크릴수지(60)는 몰탈 표면의 코팅기능을 하며, 중량부로 염화마그네슘(70)이 2~3 중량부일 경우 수용성 아크릴수지(60)는 0.5 중량부를 혼합한다.

수용성 아크릴수지(60)는 몰탈 액상(120)의 성분 중 물(50)에 용해되어, 시공 후 비중이 가벼운 수용성 아크릴수지(60)는 표면으로 상승되고, 표면으로 상승된 수용성 아크릴수지(60)는 몰탈 경화 후 몰탈 표면을 코팅하여, 표면의 분진발생을 억제 시키는 기능을 한다.

몰탈 액상(120)의 성분 중 염화마그네슘(70)은 응집 경화기능을 하며, 중량부로 경소마그네시아(100)가 1 중량부일 때 염화마그네슘(70)은 2~3 중량부를 혼합한다.

염화마그네슘(70)은 몰탈 액상(120)의 성분 중 물(50)에 용해되어, 경소마그네시아(100)를 용해시켜, 경소마그네시아(100)가 접착기능을 할 수 있도록 하는 경화제 기능을 한다.

염화마그네슘(70)이 2 중량부 보다 작을 경우는 응집 경화기능이 약하여 몰 탈의 강도가 저하될 수 있고, 3 중량부 보다 많이 투입될 경우 급격한 경화로 인하여 균열 및 휨이 발생할 수 있기 때문이다.

따라서 몰탈 액상(120)의 성분 중 염화마그네슘(70)은 중량부로 경소마그네시아(100)가 1 중량부일 경우 염화마그네슘(70)은 2~3 중량부를 벗어나지 않는 것이 바람직하다.

몰탈 액상(120)의 성분 중 멜라닌계 고유동화제(80)는 혼합물을 부드럽게 만드는 기능을 하며, 중량부로 염화마그네슘(90)이 2~3 중량부일 경우 멜라닌계 고유동화제(80)는 0.5 중량부를 혼합한다.

멜라닌계 고유동화제(80)는 수용성 멜라닌 수지가 함유된 고유동화제로써, 혼합물을 부드럽게 만들어 유동성을 갖게 함으로써, 생산이 원활하도록 하는 것이다.

상기 2차 혼합단계(S4)에서 분쇄된 바닥재분말(20)과 코팅 활성탄(40)과 황산칼슘(90)과 경소마그네시아(100)와 이산화티타늄(110)과 1차 혼합단계의 몰탈액상(120)을 8~15 : 2 : 0.5~1: 1: 0.3 : 5~7의 중량부 혼합하는 공정이다.

성분 중 바닥재분말(20)은 충진제의 역할을 하며, 제품의 강도를 상승시키는 기능을 갖으며, 중량부로 경소마그네시아(60)가 1 중량부 일 때 바닥재분말(20)을 8 ~ 15 중량부를 혼합한다.

이는 바닥재분말(20)이 8 중량부 보다 작을 경우는, 바닥재분말(20)이 시멘트의 경우 모래의 역할을 하는 것이기 때문에 시공 후 표면이 갈라지거나 수축되어 휘는 현상이 발생되기 때문이며, 바닥재분말(20)이 15 중량부 보다 많이 투입되는 경우는, 바닥재분말(20)이 다량의 수분을 흡착하여, 혼합이 용이하지 않고, 따라서 다량의 몰탈 액상(120)이 투입되어, 제품의 강도가 저하되어, 표면이 경화되지 않고, 시공 후 표면이 묻어나거나, 백화현상이 발생되기 때문이다.

따라서 바닥재분말(20)은 중량부로 경소마그네시아(60)가 1일 경우, 바닥재분말(20)을 8 ~ 15 중량부를 유지하는 것이 바람직하다.

성분 중 황산칼슘(90)은 경화보조기능을 갖으며, 중량부로 바닥재분말(20)이 8~15 중량부일 때, 황산칼슘(90)은 0.5~1 중량부를 혼합한다.

이는 경소마그네시아(100)자체로는 몰탈 액상(120)의 성분 중 물(50)에 의해 경화기능이 떨어져, 제품의 강도 및 경화가 이루어지지 않아, 황산칼슘(90)을 혼합해줌으로써, 몰탈 액상(120)의 성분 중 물(50)을 흡수, 수화시켜, 경소마그네시아(100)의 기능을 유지할 수 있기 때문이다.

황산칼슘(90)은 바닥재분말(20)의 중량부가 증가함에 따라 몰탈 액상(120)의 중량부가 증가되고, 몰탈 액상(120)의 중량부가 증가됨에 따라 황산칼슘(90)의 중량부는 증가 된다.

이때 황산칼슘(90)의 투입 중량이 0.5 중량부 보다 적을 경우 수분의 흡수 및 수화가 충분하지 않아 경소마그네시아(100)의 경화기능이 떨어지고, 또한 황산칼슘(90)의 투입 중량이 1 중량부 보다 많을 경우 수분의 흡수 및 수화가 지나쳐서 오히려 경소마그네시아(100)의 경화속도가 너무 빠르게 작용하여 바닥면의 시공 상 크랙을 형성시키는 문제점을 발생시키기 때문이다.

따라서 황산칼슘(50)은 중량부로 바닥재분말(20)이 8~15 중량부일 경우, 황산칼슘(50)은 0.5~1 중량부를 투입하는 것이 바람직하다.

성분 중 경소마그네시아(100)는 접착 기능을 갖는 고형제로써, 경소마그네시아(100)의 비율에 따라 모든 혼합물의 비율이 조절된다. (인조석에 있어, 혼합물의 성분 중 경소마그네시아(100)는 시멘트의 역할을 하고, 바닥재분말(20)은 모래의 역할을 하고, 혼합물의 성분 중 염화마그네슘과 멜라닌계 고유동화제(80)와 황산칼슘(90)은 시멘트의 혼화제 역할을 하고, 이산화티타늄(110)은 시멘트 안료 역할을 하고, 활성탄(30)은 시멘트 기능제 역할을 하고, 수용성 아크릴수지(60)는 시멘트 방수재 역할을 하는 것이다. 따라서 경소마그네시아(100)의 비율에 따라 몰탈액상(120) 및 바닥재분말(20)과 활성탄(30)과 황산칼슘과 이산화티타늄(110)의 혼합비율을 조절하므로써, 일정강도를 갖는 인조석을 제조할 수 있기 때문이다.

성분중 이산화티타늄(110)은 제품을 백색으로 만들기 위한 안료로써, 중량부로 경소마그네시아(100)가 1 중량부일 경우에 이산화티타늄(110) 0.3 중량부일 때 백색도가 안정적이며, 이산화티타늄(110)의 중량이 0.3 중량부 보다 적을 경우는 제품의 백색도가 떨어지고, 이산화티타늄(110)의 중량이 0.3중량부 보다 많을 경우 제품원가 상승되기 때문이다.

상기 경화단계(S5)에서는 상기 2차 혼합단계의 혼합물을 형틀에 부어 경화시켜, 제품을 만드는 공정이다.

형틀에 부어진 상기 2차 혼합단계의 혼합물은 30분 후부터 경화가 시작되어, 3시간 경과 후 틀에서 분리시킬 수 있으며, 8~24시간 경과되어 강한 강도를 갖는다.

이와 같이 제조된 바닥재(10)를 이용한 인조석 제조방법의 원리는 바닥재분말(20)과 코팅 활성탄(40)과 황산칼슘(90)과 경소마그네시아(100)와 이산화티타늄(110)과 1차 혼합단계의 몰탈액상(120)을 8~15 : 2 : 0.5~1: 1: 0.3 : 5~7의 중량부로 혼합하면 혼합물의 성분 중 경소마그네시아(100)와 황산칼슘(90)은 몰탈 액상(120)의 성분 중 물(50)과 염화마그네슘(70)에 용해되어 점성을 갖고, 이때 멜라닌계 고유동화제(80)는 혼합물을 부드럽게 하여, 혼합이 용이하도록 하며, 용해된 혼합물은 바닥재분말(20)과 코팅 활성탄(40)의 표면에 흡착되고, 이때 혼합물은 이산화티타늄(110)에 의하여 백색 혼합물이 되며, 이를 형틀에 부으면 시간이 경과함에 따라 다량의 수분흡수와 수화기능이 있는 황산칼슘(50)이 흡수한 수분을 수화하며, 경소마그네시아(60)의 경화를 도와주고, 이때 경소마그네시아(60)는 Cl과 수분과 공기 중의 Co2와 반응하여 경화되고, 경화된 고형물의 바닥재분말(20)에 의해 일정 강도를 갖으며, 표면은 이산화티타늄(110)에 의해 백색이 되고, 수용성 아크릴수지(80)에 의해 코팅되어, 강도 및 미관이 우수한 바닥재(10)를 이용한 인조석이 되는 것이다.

이상으로, 본 발명에 따른 바닥재(10)를 이용한 인조석 제조방법을 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 여기에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 사항과 균등한 범위의 모든 기술적 사상에 대하여 미친다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 바닥재를 이용한 인조석 제조방법 제조공정을 보인 블록도를 나타내며,

도 2는 본 발명에 따른 혼합단계별 혼합물의 성분을 보이는 것이고,

도 3은 본 발명에 따라 제조된 바닥재를 이용한 인조석 생산 실시예이며,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 바닥재 (화력발전 시 발생되는 20~ 50매쉬의 입자)

20 : 바닥재분말 (바닥재(10)을 100~300매쉬로 분쇄한 분말)

30 : 활성탄 (대나무, 야자, 목재나 갈탄 등을 염화아연 등의 약품으로 처리, 건조시킨 것)

40 : 코팅활성탄( 황산칼슘(50)과 경소마그네시아(60)와 물(80)과 염화마그네슘(100)을 혼합한 혼합액에 침전 후 건조시켜, 표면을 코팅한 것)

50 : 물 (H2O)

60 : 수용성 아크릴수지(Solid 50%의 액상)

70 : 염화마그네슘 (MgCl2의 함량 47%의 결정체)

80 : 멜라닌계 고유동화제 (poly melamine sulfur formalize condensation : 혼합물을 부드럽게 하기 위한 혼화제)

90 : 황산칼슘 (CaSo4의 함량 75~95%의 분말)

100 : 경소마그네시아 (MgO의 함량 75%~95%의 분말)

110 : 이산화티타늄(TiO2의 함량 95~99%의 백색안료)

120 : 몰탈 액상( 물(50)과 수용성 아크릴수지(60)와 염화마그네슘(70)과 멜라닌계 고유동화제(80)를 혼합한 액상)

S1 : 분쇄단계 S2 : 코팅단계

S3 : 1차 혼합단계 S4 : 2차 혼합단계

S5 : 경화단계

Claims

바닥재를 이용한 인조석 제조방법 있어서,

입자형태인 바닥재(10)를 분쇄기를 통해 바닥재분말(20)로 만들기 위한 분쇄단계(S1)와;

활성탄(30)의 검은 가루가 묻어남을 방지하기 위해 표면을 코팅하여, 코팅활성탄(40)을 만들기 위한 코팅단계(S2)와;

물(50)과 수용성 아크릴수지(60)와 염화마그네슘(70)과 멜라닌계 고유동화제(80)를 혼합하여, 몰탈액상(120)을 제조하는 1차 혼합단계(S3)와;

상기 분쇄된 바닥재분말(20)과 코팅 활성탄(40)과 황산칼슘(90)과 경소마그네시아(100)와 이산화티타늄(110)과 1차 혼합단계의 몰탈액상(120)을 혼합하는 2차 혼합단계(S4)와;

상기 2차 혼합단계(S2)의 혼합물을 형틀에 부어 경화시키는 경화단계(S5)를 구비한 것을 특징으로 하는 바닥재를 이용한 인조석 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 1차 혼합단계(S3)에서 바닥재분말(20)은 바닥재(10)를 100 ~ 300 매쉬로 분쇄 한 것을 특징으로 하는 바닥재를 이용한 인조석 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 코팅단계(S2)에서 코팅활성탄(40)은 활성탄(30)과 황산칼슘(50)과 경소마그네시아(60)와 물(80)과 염화마그네슘(100)을 10 : 1: 1 : 3 : 3 의 중량부로 혼합된 혼합액에 30~60초간 침전시킨 후, 건조시켜, 표면을 경화시킨 것을 특징으로 하는 바닥재를 이용한 인조석 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 1차 혼합단계(S3)에서 몰탈액상(120)은 물(50)과 수용성 아크릴수지(60)와 염화마그네슘(70)과 멜라닌계 고유동화제(80)를 2~6 : 0.5 : 2~3 : 0.5의 중량부 혼합한 액상인 것을 특징으로 하는 바닥재를 이용한 인조석 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 2차 혼합단계(S4)에서 분쇄된 바닥재분말(20)과 코팅 활성탄(40)과 황산칼슘(90)과 경소마그네시아(100)와 이산화티타늄(110)과 1차 혼합단계의 몰탈액상(120)을 8~15 : 2 : 0.5~1: 1: 0.3 : 5~7의 중량부 혼합하는 것을 특징으로 하는 바닥재를 이용한 인조석 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 분쇄단계(S1)의 바닥재 (10)는 백운석, 맥반석, 옥, 게르마늄, 제철슬래그 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재를 이용한 인조석 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 바닥재를 이용한 인조석 제조방법으로 생산된 인조석.