KR101110219B1 - 식생블럭의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식생블럭의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 질석원석을 이용하여 비체적이 높아 식물의 뿌리활착이 우수한 식생블럭의 제조방법에 관한 것인바, 본 발명은 식생블럭의 제조방법에 있어서, 열처리에 의해 수분이 제거된 질석분말, 소지분말, 후속의 소성공정에서 기체화되는 열분해성 알갱이 및 결합제를 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 공정과; 상기 원료혼합물을 소정의 형상을 갖는 형틀에 채우는 성형공정과; 성형공정에 의해 제조된 성형품을 변형 방지와 건조를 위하여 100℃ - 200℃로 12시간 이상 1차 가열하는 공정과; 상기 1차 가열된 성형품을 700℃ - 800℃의 고온으로 2차 가열하는 공정 및 2차 가열된 성형품을 형틀에서 분리하는 탈형공정순으로 제조되는 것에 그 특징이 있다.

Description

식생블럭의 제조방법{Method to manufacture of environmental friendship type plant life block}

본 발명은 식생블럭의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 질석원석을 이용하여 비체적이 높아 식물의 뿌리활착이 우수한 식생블럭의 제조방법에 관한 것이다.

질석(蛭石)은 알루미늄과 철이 많이 포함되어 있는 화강암속의 흑운모가 분해된 3층 구조형 운모상의 광물질로서 건축재료, 내화재료, 농축산용, 원예용 등의 여러 분야에서 응용 사용되고 있는 무공해 재료이다. 이러한 질석(vermiculite)을 가열하게 되면 층간수가 탈수되는 현상이 일어나고, 이때 결정속에서 발생하는 수전기의 압력으로 인하여 밑면 방향으로 박리 팽창하여 거머리와 같이 늘어나는 성질이 있어서 이를 라전어로 버미큘라이트(Vermiculite)라고도 한다.

상기 질석은 비중 약 2 ～ 3, 경도 약 1.5로 연질이고, 요곡성은 있지만 탄성은 없으며, 입자 크기는 일반적으로 0.15 ～ 5 mm 정도로서 미세한 입자의 것은 물로 이기면 큰가소성을 나타내는 물리적 성질을 가지고 있다.

이러한 질석 고유의 물리적 성질을 이용하여 상기에서 언급된 바와 같이, 다양한 용도로 사용되고 있는데 이를 설명하면 다음과 같다.

첫 번째, 건축물의 주요 철골 구조체를 화재로부터 보호하기 위해 철골표면을 내화단열재로 피복하여 고온의 화재시에도 건물의 붕괴를 최대한으로 방지하며, 인명피해를 막는 동시에 연소(延燒)를 방지하는 방화구획설치도 겸할 수 있도록 건물에 대한 내화단열피복은 절대적으로 필요한 설계요소로 되어 있다.

따라서, 이러한 요소들에 적합하도록 질석은 건축물의 충진단열재, 시멘트와 석고 등의 경량 단열 혼합재, 천장, 벽체 음향조절, 단열, 방음재, 온돌 바닥 및 난방파이프의 보온재, 파이프 보온커버, 냉장 단열/콘크리트 지붕보드와 같은 건축물의 충진 및 내화 단열재로의 용도로 사용될 수 있다.

둘째, 질석은 불연, 단열, 경량, 흡음 등의 다목적 성능을 갖춘 건축물의 신소재로서 주로 미장을 겸한 방화, 보온, 흡음 및 결로 방지의 목적으로 두께 5 ～ 20 mm까지 신속하게 시공할 수 있는 분무식 코팅제(spray coating)로 사용되어 시간을 단축시키고 염가로 시공할 수 있다.

셋째, 질석은 토양미생물제로서 추비시 부숙을 촉진시키고 토양개량, 작물의 다수확 및 품질향상에 역점을 두어 퇴비 중에서 유효하고 중요한 균만을 분리하여 특별배양한 다음, 여러 가지 광물질 및 무수한 기공을 가지고 있는 팽창질석에 흡착 고정시켜 종합효소제로 사용될 수도 있다.

넷째, 현재 우리 나라의 일반 농가에서 가축을 사육하면서 미량요소와 항생 제를 투여 사육하고 있어 눈에 보이지 않는 피해와 비용증가 요인을 안고 있으나, 여러 가지 미량 요소들을 함유하고 있는 MKC 질석을 사료에 첨가 섭취시킴으로서 가축의 체질을 강화, 병해에 대한 저항력을 길러주며 각종 예방투약비를 절감할 수 있는 직접, 간접적인 효능이 있어 많은 호평을 받고 있다.

그 밖에, 상기 질석은 화학 분야용으로는 흡수재, 매개제, 몰딩(MOLDING) 분말, 각종 합성수지, 고무, 페인트의 중량제로 사용된다. 그리고, 농수산 분야용으로 갯지렁이 포장용, 꽃게, 미꾸라지, 활어 포장용, 토양의 경화, 방지(토양 조절재), 토질 개량제(토양 조절재), 옥상 원예용 토분 제조, 고구마, 감자, 과실류 등의 저장용, 함수 활성용, 사료 첨가제(닭, 돼지, 소)로 사용된다.

일반 분야용으로는 포장용 패킹 재료, 유로화재의 소화재, 해상 오염 물질의 흡수재, 각종 폐기물 처리의 흡수재, 각종 미장 처리로 사용된다. 목재 분야용으로는 합판, 파티클 보드의 불연 미장재로 사용된다.

한편 주지된 바와 같이 식생블럭은 하천의 제방이나 도로의 절개지 등에 토사의 유실을 방지하기 위하여 시공되는데, 종래의 일반적인 블럭과 같이 형틀의 내부에 몰탈을 채워넣은 다음 이를 굳혀서 만들어지고 있다.

식생블럭은 그 특성상 식물의 생장을 돕기 위하여 공극률이 높은 재질을 선택하므로 제조가 완료되어도 내구성이 약한 단점이 있었던 것이며, 이를 방지하기 위하여 성형하는 과정에서 형틀을 약간 흔들어주기는 하여도 그러한 내구성의 문제점은 거의 개선되지 못하였던 것이다.

따라서 이러한 종래의 내구성 문제로 인하여 약간의 충격에도 파손되는 경우 가 많아 이송이나 설치작업 시에 매우 주의를 기울여야 하는 문제가 있었으며, 설치된 후에도 파손이 잦아 수시로 교체를 하여야 하므로 유지보수 비용의 낭비라는 큰 문제로 이어졌던 것이다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 감안하여 질석을 이용한 고 품질의 식생블럭을 제조하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명자의 연구에서 열처리하여 수분을 제거한 질석분말을 도기 또는 자기용 소지분말, 열분해성 알갱이 및 결합제와 배합한 원료 혼합물을 사용하여 성형하고 가열처리하면 상기 목적에 부응하는 식생블럭의 제조가 가능하다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 된 것이다.

그러므로 본 발명에 의하면 질석을 원료로 하여 식생블럭을 제조함에 있어서, 열처리에 의해 수분이 제거된 질석분말, 소지분말, 후속의 소성공정에서 기체화되는 열분해성 알갱이 및 결합제를 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 공정과; 상기 원료혼합물을 소정의 형상을 갖는 형틀에 채우는 성형공정과; 성형공정에 의해 제조된 성형품을 변형방지와 건조를 위하여 100℃ - 120℃로 12시간 이상 1차 가열하는 공정과; 상기 1차 가열된 성형품을 700℃ - 800℃의 고온으로 2차 가열하는 공정 및 2차 가열된 성형품을 형틀에서 분리하는 탈형공정 순으로 제조하는 것을 특징으로 하는 식생블럭의 제조방법이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기 원료혼합물이 소성된 질석분말 100중량부를 기준으로 소지(素地) 분말 5~30중량부, 열분해성 알갱이 5 - 18중량부, 결합제 1 - 4중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 식생블럭의 제조방법이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기 열분해성 알갱이가 발포 플라스틱인 것을 특징으로 하는 식생블럭의 제조방법이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기 질석분말은 질석 원석을 분쇄한 후 100℃ - 120℃ 범위 에서 8시간 ~ 12시간 열처리하여 질석에 함유되어 있는 수분을 제거한 것임을 특징으로 하는 식생블럭의 제조방법이 제공된다.

이와 같은 본 발명의 식생블럭의 제조방법은 본 발명에 의하면 질석을 주원료로 이용하여 성형성 및 공극이 많아 식물의 뿌리활착이 우수한 식생블럭을 제조할 수 있다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 질석 원석을 소정 크기로 분쇄공정을 수행하여 만들어진 소정 크기로 분쇄 된 분말형태의 질석을 100℃ - 120℃ 범위에서 8시간 ~ 12시간 열처리하여 질석에 함유되어 있는 수분을 제거하는 공정을 수행한다.

상기 수분제거를 하는 이유는 질석의 부피팽창과 강도향상을 얻기 위함이며, 상기 수분이 제거된 분말형태의 질석과, 분말형태의 소지(素地), 후속의 소성공정에서 기체화되는 열분해성 알갱이 및 결합제를 혼합하여 원료혼합물를 만드는 공정을 수행한다.

상기 원료혼합물은 열처리에 의해 수분이 제거된 질석분말 100중량부를 기준으로 소지(素地) 분말 5~30중량부, 폐유리 분말 5 - 15중량부, 열분해성 알갱이 5 - 18중량부, 결합제 1 - 4중량부의 비율로 준비하는 것이 바람직하다.

상기 소지분말은 도기나 자기를 제조하는데 사용되는 통상의 소지 분말을 의미하는 것으로 이를 본 발명의 원료혼합물에 배합하는 이유는 틀체에 채워 소성시 성형성이 용이하도록 하기 위해 사용한다.

상기 열분해성 알갱이는 식생블럭의 제조과정에서 블럭을 소정의 형상으로 성형한 후 가열과정에서 연소시켜 가스로 방출시킴으로써 그 자리에 알갱이의 크기에 상당하는 기공을 형성시키기 위한 것으로서, 발포 플라스틱 알갱이를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 발포 플라스틱의 예로는 폴리스티렌폼, 폴리우레탄폼, 폴리에틸렌폼, PVC폼 등을 사용할 수도 있다.

본 원료혼합물중 소지분말이 너무 적으면 강도가 다소 낮아지는 문제가 있고, 너무 많으면 강도가 너무 높고 비체적이 다소 미흡하게 된다.

폐유리분말이 너무 적으면 물성이 취약해지고 너무 많으면 비체적이 저하되어 뿌리 활착이 저하되는 문제가 있다.

열분해성 알갱이가 너무 적으면 비체적이 다소 미흡하고, 너무 많으면 물성이 취약하게 된다.

결합제의 알갱이가 너무 적으면 강도 등의 물성이 부적합하고, 너무 많으면 비체적이 저하되어 뿌리 활착을 저하시키는 문제가 있다.

상기 결합제는 HAP를 사용하는 것이 바람직하다.

한편 상기 원료혼합물을 생성하는 공정에 의하여 만들어진 원료혼합물를 소정의 형상을 갖는 형틀에 채우는 성형공정을 수행하고 상기 성형품의 변형 방지와 건조를 위해서 100℃ - 120℃로 12시간 이상 1차 가열하는 공정을 수행한다.

상기 1차가열 공정을 수행 후 고온으로 가열하는 2차가열 공정 및 형틀에서 분리하는 탈형공정 순으로 제조하다. 상기 1차가열 공정을 수행하지 아니하고 고온의 열로 가열하는 2차가열 공정을 수행하게 되면 성형품이 깨지기 쉽기 때문에 1차 가열후에 2차 가열을 수행하여야 한다.

한편 상기 2차가열 공정을 수행하기 위한 가열온도는 700℃ - 800℃ 이내이며 상기한 온도로 가열하면 열분해성 알갱이가 연소하면서 가스로 방출되고 알갱이가 있던 자리에 기공이 생성되게 된다. 따라서 비체적이 높게 형성되므로 식물의 뿌리활착이 우수하게 된다.

Claims (4)

1. 식생블럭의 제조방법에 있어서,

   열처리에 의해 수분이 제거된 질석분말, 소지분말, 후속의 소성공정에서 기체화되는 열분해성 알갱이 및 결합제를 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 공정과;

   상기 원료혼합물을 소정의 형상을 갖는 형틀에 채우는 성형공정과 ;

   성형공정에 의해 제조된 성형품을 변형 방지와 건조를 위하여 100℃ - 200℃로 12시간 이상 1차 가열하는 공정과 ;

   상기 1차 가열된 성형품을 700℃ - 800℃의 고온으로 2차 가열하는 공정 및 2차 가열된 성형품을 형틀에서 분리하는 탈형공정순으로 제조하는 것을 특징으로 하는 식생블럭의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원료혼합물이 소성된 질석분말 100중량부를 기준으로 소지(素地) 분말 5~30중량부, 페유리 분말 5 - 15중량부, 열분해성 알갱이 5-18중량부, 결합제 1 - 4중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 식생블럭의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 열분해성 알갱이가 발포 플라스틱인 것을 특징으로 하는 식생블럭의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 질석분말은 질석 원석을 분쇄한 후 100℃ - 120℃ 범위에서 8시간 - 12시간 열처리하여 질석에 함유되어 있는 수분을 제거한 것임을 특징으로 하는 식생블럭의 제조방법.