KR101009760B1 - 해쇄 및 재분산 기능이 우수한 점토 케익 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 물을 포함한 점토 슬러리에 계면활성제를 혼합 교반하고, 공기 버블링 시킨 후 필터하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의해 제조된 점토 케익은 필터 후에 물이 빠진 공간이 열린기공 형태로 비어 있어 비중이 0.5~0.8로 작은 장점이 있다. 또한 무게가 가볍고 밀도가 작으며, 압축강도가 10 kgf/cm2이하로 작아서 적은 에너지를 투입하고도 해쇄 및 재분산이 용이한 장점이 있다.
보다 구체적으로 제조된 점토 케익을 건조를 할때, 점토 케익의 물통로(water pass way) 및 공기 통로(air pass)를 따라서 수분이 증발되기 때문에 건조속도가 빠르며, 용이한 장점이 있다. 그리고, 건조된 점토 케익은 수분이 증발된 물통로 및 공기 통로 때문에 적은 에너지를 투입하고도 해쇄 효율이 높다.
해쇄, 점토 슬러리, 계면활성제, 공기방울
Description
본 발명은 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익의 제조방법에 관한 것이다.
점토는 지름이 0.004mm 이하인 미세한 흙입자를 말한다. 암석이 풍화·분해되면, 주로 규소(硅素)·알루미늄과 물이 결합하여 점토광물이 이루어진다. 점토광물은 운모와 같은 구조를 가졌는데, 2층구조 또는 3층구조인 것도 있다. 전자는 카올린류, 후자는 몬모릴로나이트·일라이트 등이며, 층 사이에 물·칼륨·철·마그네슘 등이 들어가 여러 가지 점토광물을 이룬다. 석영 SiO2 이외의 조암광물은 모두 분해하여 점토광물이 된다. 점토는 문구용, 도자기등 다양한 용도로 쓰인다. 점토는 물에 젖으면 연성이나, 물이 건조되면 딱딱해져서, 한번 사용한 점토는 딱딱하고 분쇄하기 힘들 뿐 아니라 비중이 커서 재활용하기 힘든 점이 있었다.
본 발명의 목적은 점토 슬러리에 계면활성제를 혼합 교반하여 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명은 물을 포함한 점토 슬러리에 계면활성제를 혼합 교반하고, 공기 버블링 시킨 후 필터하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능할 뿐 아니라, 해쇄 및 재분산 기능이 우수한 점토 케익 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의해 제조된 점토 케익은 필터 후에 물이 빠진 공간이 열린기공 형태로 비어 있어 비중이 0.5~0.8로 작은 장점이 있다. 또한 무게가 가볍고 밀도가 작으며, 압축강도가 10kgf/cm2이하 로 작아서 적은 에너지를 투입하고도 해쇄 및 재분산이 용이한 장점이 있다.
보다 구체적으로 제조된 점토 케익을 건조를 할때, 점토 케익의 물통로(water pass way) 및 공기 통로(air pass)를 따라서 수분이 증발되기 때문에 건조속도가 빠르며, 용이한 장점이 있다. 그리고, 건조된 점토 케익은 수분이 증발된 물통로 및 공기 통로 때문에 적은 에너지를 투입하고도 해쇄 효율이 높다. 따라서 본 발명에 의한 점토 케익 제조방법은 점토를 일회적으로 사용한 뒤 딱딱해져서 다시 재활용할 수 없는 한계를 극복하여, 간단한 제조공정으로 점토 슬러리를 재활용 하는 방법을 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 물을 포함한 점토 슬러리에 계면활성제를 혼합 교반하고, 공기 버블링을 시킨 후 필터하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 공기 버블링시 점토 슬러리의 점토 입자주변에 형성된 공기방울의 지름이 0.01~1mm인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 공기방울의 지름이 0.1~1mm인 것이 좋으며 보다 바람직하게는 0.1~0.3mm인 것이 점토 입자주변에 계면활성제와 공기방울이 효과적으로 형성되어 용이하게 물층과 점토 입자층으로 분리되어 부유할 수 있다. 본 발명에서 공기방울의 지름은 입자사이에 형성된 공기방울의 최소지름의 값을 측정한 것을 의미한다.
본 발명의 공기 버블링은 점토 입자 주변에 공기방울이 터지지 않고 형성하여야하고, 이를 위해서 공기 버블링은 크게 제한 받는 것은 아니나, 바람직하게는 교반하면서 이루어지고, 교반은 블레이드를 통해서 이루어지는 것이 좋으며, 산기관으로 반응기 하부 즉, 점토슬러리하부에서 수행하는 것이 점토 입자 주변에 공기방울이 터지지 않고 형성할 수 있어 바람직한 방법이다. 또한 교반하면서, 공기 버블링시 충분한 시간, 바람직하게는 3~5분 동안 수행하여, 점토 입자 주변에 공기방울이 충분히 형성될 수 있도록 하는 것이 좋다.
본 발명은 물을 포함한 점토 슬러리에 계면활성제를 혼합 교반하는데 특징이 있다. 상기 물을 포함한 점토슬러리는 그대로 두면, 점토가 가라앉아 점토층과 물층으로 분리된다. 상기 물의 양은 점토 슬러리의 건조분 100중량부에 대하여 100~300중량부를 포함하는 것이 좋으며, 상기 물의 양은 점토 입자에 수막이 생길 정도로 포함하는 양이며, 상기 범위에서 공기 버블링을 하였을 때, 점토 입자 주변에 공기방울 형성이 용이하다. 상기 점토 슬러리는 점토라면 제한받지 않고 사용할 수 있으며, 점토 광물 같은 딱딱한 점토를 사용할 때는 습식 분쇄하여 상기 범위의 물을 혼합하여 점토 슬러리를 제조할 수 있다.
본 발명은 계면활성제는 점토 슬러리의 전하와 반대의 전하를 가진 것을 사용하는 것을 특징으로 한다. 상기 계면활성제를 혼합한 후, 공기 버블링을 함으로써, 점토 입자 주변에 계면활성제 및 공기방울이 형성되어 점토 입자층이 물층 위로 부유하게 된다. 상기 계면활성제는 보다 바람직하게는 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제 및 알칼리 실리케이트계 화합물로부터 선택된 것을 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 알킬벤질디메틸암모늄클로라이드(Alkyl benzyldimethylammoniumchloride;ABDM), 쇼듐실리케이트로부터 선택된 것을 사용하는 것이 좋다. 구체적으로 점토 슬러리로 도자기용 슬립을 사용 하였을 때는 소듐실리케이트를 사용하는 것이 바람직하다. 계면활성제의 바람직한 중량부는 점토 슬러리의 건조분 100중량부에 0.2~4중량부를 포함하는 것이 좋다.
상기 건조 시 점토 슬러리 무게에 따른 물과 계면활성제의 함량은 공기 버블링을 하였을 때, 점토 입자 주변에 공기방울 형성이 용이하게 하여, 공기 방울의 지름이 0.01~1mm, 보다 바람직하게는 0.1~0.3mm이 되도록 조절하는 역할을 한다. 또한 점토 입자층과 물층이 분리되어, 점토 입자층이 효과적으로 부유될 수 있게 한다.
상기 필터 단계는 물층과 점토 입자층으로 분리 된 후 수행하는 것을 특징으로 한다. 필더 방법으로는 제한받지 않으며, 본 발명은 단순히 체에 거르기만 해도 점토 케익의 물통로(water pass way)를 통해서 일차적으로 물이 빠져나가고, 건조하게 되면, 공기 버블링을 통해 형성된 공기방울로 인하여 공기통로(air pass way)가 형성되어 건조시간이 단축되는 장점이 있다. 본 발명에 의해 제조된 점토 케익은 해쇄하여 사용할 수 있으며, 해쇄는 크게 제한받지 않으나, 보다 바람직하게는 어트리션밀, 제트밀을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 의해 제조된 점토 케익은 필터 후에 물이 빠진 공간이 열린기공 형태로 비어 있어 비중이 0.5~0.8로 작은 장점이 있다. 또한 무게가 가볍고 밀도가 작으며, 압축강도가 10kgf/cm2이하 로 작아서 적은 에너지를 투입하고도 해쇄 및 재분산이 용이한 장점이 있다.
보다 구체적으로 제조된 점토 케익을 건조를 할때, 점토 케익의 물통로(water pass way) 및 공기 통로(air pass)를 따라서 수분이 증발되기 때문에 건조속도가 빠르며, 용이한 장점이 있다. 그리고, 건조된 점토 케익은 수분이 증발된 물통로 및 공기 통로 때문에 적은 에너지를 투입하고도 해쇄 효율이 높다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예1]
카올린 100g, 물150g을 혼합하여 점토 슬러리를 제조하였다. 상기 점토 슬러리를 그대로 두어 가라앉히고, 알킬벤질디메틸암모늄클로라이드(Alkyl benzyldimethylammoniumchloride;ABDM) 4g을 넣어 교반하였다. 상기 교반은 블레이드를 사용하여 수행하였다. 교반한 점토 슬러리는 공기 버블링을 하되, 디스크 형 산기관을 사용하여 점토 슬러리 하부로부터 공기 버블링을 5분동안 수행하였고, 공기 버블링을 수행한 후, 그대로 두어 물층과 점토 입자층이 분리되면 필터로 점토 입자층을 걸러 낸후, 상온에서 건조하여 점토 케익을 제조하였다. 제조된 점토 케익사진을 하기 도1에 나타내었다.
[실시예2]
상기 실시예1과 동일하게 실시하되, 알킬벤질디메틸암모늄클로라이드(Alkyl benzyldimethylammoniumchloride;ABDM) 2g을 넣어 교반한 것에 차이가 있으며 나머지는 상기 실시예1과 동일하게 실시하였다. 제조된 점토 케익사진을 하기 도2에 나타내었다.
[실시예3]
상기 실시예1과 동일하게 실시하되, 알킬벤질디메틸암모늄클로라이드(Alkyl benzyldimethylammoniumchloride;ABDM) 0.4g을 넣어 교반한 것에 차이가 있으며 나머지는 상기 실시예1과 동일하게 실시하였다.
[비교예1]
상기 실시예1과 동일하게 실시하되 알킬벤질디메틸암모늄클로라이드(Alkyl benzyldimethylammoniumchloride;ABDM)을 넣지 않은 것에 차이가 있으며, 나머지는 상기 실시예1과 동일하게 실시하였다. 제조된 점토 케익사진을 하기 도3에 나타내었다.
[시험예]
[압축강도시험]
상기 실시예 1 내지 3과 비교예1의 압축강도 시험기(Model : Unitech T, R&B Inc, Korea) 으로 압축강도를 시험하여, 하기 도4에 나타내었다. 하기 도4의 X축에서 none는 비교예1의 결과이고, 0.1wt%는 실시예3, 0.5wt%는 실시예2, 1wt%는 실시예1의 결과이다. 알킬벤질디메틸암모늄클로라이드(Alkyl benzyldimethylammoniumchloride;ABDM)의 함량이 커짐에 따라 압축강도는 줄어드는 것을 볼 수 있었다.
[분쇄효율시험]
상기 실시예1 내지 3과 비교예1의 해쇄 효율을 비교하기 위해서, 어트리션밀을 사용하여 상기 제조된 실시예1 내지 3과 비교예1의 점토 케익을 해쇄하되, 100rpm으로 고정하여 수행하였고, 10분마다 샘플을 확보하여 입도를 측정하였다. 그 결과를 하기 도 5에 나타내었다. 하기 도5에서 none는 비교예1의 결과이고, 0.1wt%는 실시예3, 0.5wt%는 실시예2, 1wt%는 실시예1의 결과이다. 실시예1의 해쇄효율이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다.
도1은 실시예1의 점토 케익사진이다.
도2는 실시예2의 점토 케익사진이다.
도3은 비교예1의 점토 케익사진이다.
도4는 실시에 1 내지 3 및 비교예1의 압축강도를 나타낸 그래프이다.
도5는 실시에 1 내지 3 및 비교예1의 어트리션밀을 통한 해쇄시간에 따른 입도 측정결과를 나타낸 것이다.
Claims (10)
- 물을 포함한 점토 슬러리에 계면활성제를 혼합 교반하고, 공기 버블링 시킨 후 필터하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 공기 버블링시 점토 슬러리의 점토 입자주변에 형성된 공기방울의 지름은 0.01~1mm인 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법.
- 제2항에 있어서,상기 공기방울의 지름은 0.1~0.3mm인 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 계면활성제는 점토 슬러리의 전하와 반대의 전하를 가진 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법.
- 제 4항에 있어서,상기 계면활성제는 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제 및 알칼리 실리케 이트계 화합물로부터 선택된 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법.
- 제 5항에 있어서,상기 계면활성제는 소듐실리케이트, 알킬벤질디메틸암모늄클로라이드(Alkyl benzyldimethylammoniumchloride;ABDM)으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 점토 슬러리의 건조분 100중량부에 대하여 물은 100~300중량부, 계면활성제는 0.2~4중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 필터 단계는 물층과 점토 입자층으로 분리 된 후 수행하는 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법.
- 제 8항에 있어서,상기 공기 버블링은 산기관으로 점토 슬러리 하부에서 사용하는 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법.
- 제 1항 내지 제 9항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,상기 제조된 점토 케익의 비중은 0.5 ~ 0.8인 것을 특징으로 하는 해쇄 및 재분산이 가능한 점토 케익 제조방법.
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| JPH0967157A (ja) * | 1995-08-28 | 1997-03-11 | Sanyo Chem Ind Ltd | 粘土素地結合剤 |
| JPH10212116A (ja) | 1997-01-28 | 1998-08-11 | Tosoh Corp | 粘土鉱物粉末の製造方法 |
| KR100774807B1 (ko) | 2006-05-09 | 2007-11-07 | 대림요업 주식회사 | 점토를 이용한 반점 타일 및 그 제조방법 |
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2009
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