KR101186572B1 - 폐기물을 이용한 중간재 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기물을 이용한 중간재 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설 폐기물 및 산업 폐기물 중 불연성질을 갖는 재료와 가연성질을 갖는 재료를 분쇄하고, 일정비율로 혼합하여 주재료를 형성시키는 주재료 형성단계, 상기 주재료에 첨가제를 혼합하여 방수와 경도 및 밀도를 조절하는 첨가제 혼합단계, 및 상기 첨가제와 주재료가 혼합된 혼합물을 형성하고자 하는 형틀에서 난연성 중간재를 성형하는 중간재 성형단계를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 난연성 중간재를 다양한 제품으로 성형할 수 있고, 폐기물을 재활용할 수 있어 재료비용을 절감할 수 있으며, 각 성형 된 제품의 폐기 시, 다시 재활용할 수 있어 반영구적으로 사용될 수 있다.

폐기물, 재활용, 중간재, 제조, 패널

Description

폐기물을 이용한 중간재 제조방법{Insulating and noncombustible panel manufacturing method using industrial waste and constructional waste}

본 발명은 중간재 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산업 폐기물과 건설 폐기물 중 불연성질을 갖는 재료와 가연성질을 갖는 재료를 분쇄하고 혼합하여 주재료를 형성하고, 첨가제를 혼합하여 방수와 경도 및 밀도를 조절하여 난연성 중간재를 성형할 수 있음에 따라, 다양한 제품으로 성형 될 수 있고, 폐기물을 재활용할 수 있음은 물론 재료비용을 절감시킬 수 있는 폐기물을 이용한 중간재 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물의 벽면은 외벽과 내벽으로 구분되며, 이 벽면은 다양한 기능을 갖는 다수의 패널로 구성되어 건축물의 경계 및 내부 공간을 구획함에 따라 공간 활용도를 향상시키도록 사용된다.

이러한 패널은 다양한 재질로 제작되는 것으로, 벽면의 외측을 형성하거나 내부에서 단열과 보온 및 방음 등을 하여 각 구획된 공간 내에서 생활하는 사람들에게 안락함을 제공하게 되는 것이다.

이러한 단열 기능을 갖는 단열패널과 난연 기능을 갖는 난연패널을 다수 층 사용됨에 따라 단열과 난연 기능을 수행하게 된다.

그러나 단열패널과 난연패널을 각각 구비하여 사용하는 것은, 단가를 상승시킴은 물론, 두께가 두꺼워지는 문제점이 있어 두 가지 기능을 갖는 복합패널이 생산되어 사용되고 있다.

이러한 복합패널은 불연재료와 난연재료 등을 포함하여 생산되고 있지만, 이러한 불연재료와 난연재료들은 비교적 고가이기 때문에 비용부분은 해소되지 못하는 문제점이 있다.

이에 따라, 복합패널의 기능을 갖되, 비용을 절감시킬 수 있는 복합패널의 생산이 필요하게 되고, 또한 요구되고 있다.

한편, 산업 폐기물이나 건설 폐기물 등에서 발생 된 폐기물은 환경을 오염시키는 원인이기 때문에 이를 처리하기 위한 처리비용이 지속적으로 발생 되고 있으며, 처리비용을 감소시키기 위해 폐기물의 재활용률을 높일 필요성이 제기되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 건설 폐기물 및 산업 폐기물 중 불연성질을 갖는 재료와 가연성질을 갖는 재료를 분쇄하고 혼합하여 주재료를 형성하고, 첨가제를 혼합하여 방수와 경도 및 밀도를 조절하여 패널을 형성시킬 수 있다.

이에 따라, 난연성질을 갖는 중간재를 생산하여 다양한 제품으로 제작될 수 있음은 물론, 폐기물을 재활용할 수 있고, 재료비용을 절감시킬 수 있는 폐기물을 이용한 중간재 제조방법을 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 건설 폐기물 및 산업 폐기물 중 불연성질을 갖는 재료와 가연성질을 갖는 재료를 분쇄하고, 일정비율로 혼합하여 주재료를 형성시키는 주재료 형성단계, 상기 주재료에 첨가제를 혼합하여 방수와 경도 및 밀도를 조절하는 첨가제 혼합단계, 및 상기 첨가제와 주재료가 혼합된 혼합물을 형성하고자 하는 형틀에서 난연성 중간재를 성형하는 중간재 성형단계를 포함하여 이루어진다.

바람직하게, 상기 중간재는, 상기 주재료 45 내지 55 중량부이고, 상기 첨가제 45 내지 55 중량부를 포함한다.

그리고 상기 주재료는, 건설 폐기물 및 산업 폐기물 중 석고보드와 유리섬유 의 불연 재료와 우레탄과 스티로폼의 가연 재료 중 각 어느 하나 이상으로 구성된다.

또한, 상기 주재료는, 상기 석고보드 15 내지 20 중량부, 유리섬유 20 내지 30 중량부, 우레탄 30 내지 40 중량부, 스티로폼 5 내지 10 중량부를 포함한다.

그리고 상기 주재료에, 건설 폐기물 및 산업 폐기물의 미네랄울과 세라크울 중 선택된 어느 하나 이상을 상기 유리섬유에 대체하여 사용될 수 있다.

또한, 상기 첨가제는, 방수액, 접착제, 경화제, 물 및 실리콘 중 어느 하나 이상으로 구성된다.

그리고 상기 첨가제는, 상기 방수액 20 내지 30 중량부, 접착제 5 내지 10 중량부, 경화제 10 내지 15 중량부, 물 10 내지 20 중량부, 실리콘 5 내지 10 중량부를 포함한다.

또한, 상기 중간재를 가공하여 난연 패널을 포함하는 난연 제품을 생산한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 폐기물을 이용한 중간재 제조방법에 의하면, 난연성 중간재를 다양한 제품으로 성형할 수 있고, 폐기물을 재활용할 수 있어 재료비용을 절감할 수 있으며, 각 성형 된 제품의 폐기 시, 다시 재활용할 수 있어 반영구적으로 사용될 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 폐기물을 이용한 중간재 제조방법을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐기물을 이용한 중간재 제조방법의 난연성 중간재의 구성비를 도시한 도면이다.

도면에서 도시한 바와 같이, 폐기물을 이용한 중간재 제조방법은 주재료 형성단계(S10)와 첨가제 혼합단계(S20) 및 패널 성형단계(S30)로 구성된다.

주재료 형성단계(S10)에서는 건설 폐기물 및 산업 폐기물 등의 폐기물 중 불연성질을 갖는 재료와 가연성질을 갖는 재료를 분쇄하고, 일정비율로 혼합하여 주재료를 형성시키게 된다.

그리고 첨가제 혼합단계(S20)는 주재료에 첨가제를 혼합하여 방수와 경도 및 밀도를 조절하는 것으로, 주재료에 방수기능을 부가하고, 경도와 밀도를 향상시켜 내구성을 향상시키는 것이다.

또한 중간재 성형단계(S30)는 첨가제와 주재료가 혼합된 혼합물을 형성하고자 하는 형틀에서 중간재를 성형하는 것으로, 압축과정을 거쳐 중간재를 성형하게 된다.

이러한 중간재는 다양한 난연 제품으로 성형 될 수 있는 것으로, 다양한 분야에서 사용될 수 있으며, 사용된 후 폐기되는 제품들은 다시 상기의 과정을 거쳐 재활용될 수 있게 된다.

그리고 도 2에서 도시한 바와 같이, 중간재는 주재료 45 내지 55 중량부이고, 첨가제 45 내지 55 중량부를 포함한다.

먼저, 난연 등급을 살펴보면, 난연 1급과 난연 2급 및 난연 3급으로 구분되고, 난연 1급은 불연재료로, 불에 타지 않는 재료이고, 20분간 가열(750℃) 시, 자체 열 발생이 50℃ 미만으로 적으며, 350℃에서 10분 가열 후, 30초 미만의 시간에 잔류 불꽃이 없는 재료이다.

그리고 난연 2급은 준불연재료로, 불에 타지 않는 재료이고, 305℃에서 10분 가열 후, 30초 미만의 시간에 잔류 불꽃이 없으며, 가스 속에 방치된 쥐가 9분 이상 활동하는 재료이다.

또한 난연 3급은 난연재료로, 가연성재료의 복재 등과 비교해 더 타기 어려운 재료로서 6분 동안 235℃로 가열 후, 30초 미만의 시간에 잔류 불꽃이 없고, 연소가스 속에 방치된 쥐가 9분 이상 활동하는 재료이다.

이러한 조건하에서 주재료는 불연재료와 가연성재료에 속하는 폐자재를 사용하는 것으로, 주재료는 건설 폐기물 및 산업 폐기물 등의 불연재료인 석고보드와 유리섬유 중 어느 하나 이상과 가연성재료인 우레탄과 스티로폼 중 어느 하나 이상으로 구성된다.

그리고 주재료는 석고보드는 15 내지 20 중량부, 유리섬유 20 내지 30 중량부, 우레탄 30 내지 40 중량부, 스티로폼 5 내지 10 중량부를 포함하며, 산업 폐기물과 건설 폐기물에서 발생 되는 불연재료 및 가연성재료는 더 사용될 수도 있다.

이때, 주재료로 사용되는 석고보드와 유리섬유는 건설 폐기물 및 산업 폐기물에서 사용되던 원상태로 분리하여 운반되며, 일정한 크기로 분쇄된 후 혼합하여 사용되는 것이다.

이와 같은 구성비는 유리섬유가 다른 재료보다 불연성이 높아 주재료의 불연성을 높이고 중량을 감소시키는 효과가 있으며, 석고보드는 중간재의 형상을 유지하기 위한 적정한 강도 및 중량을 부여하기 위해 일정비율로 혼합시키게 된다.

또한 우레탄과 스티로폼은 중간재를 난연재료로 성형함은 물론, 중량을 감소시킬 수 있도록 사용된다.

이때, 우레탄과 스티로폼은 건설 폐기물 및 산업 폐기물 중 폐기되는 것을 사용하며, 건설 폐기물 및 산업 폐기물에서 사용되던 원상태로 분리하여 운반되며, 일정한 크기로 분쇄된 후 혼합하여 사용된다.

이러한 중간재에는 산업 폐기물이나 건설 폐기물에서 사용되고 있는 미네랄울과 세라크울 중 어느 하나 이상을 유리섬유에 대체하여 사용될 수 있으며, 경우에 따라 미네랄울과 세라크울을 더 포함하여 사용할 수 있다.

이 미네랄울은 불연성과 경량성, 단열성 및 흡음성을 갖는 재료이고, 세라크울은 단열성을 갖는 재료로 중간재에 사용되어 불연과 단열 및 흡음은 물론, 중량을 감소시킬 수 있다.

이때, 미네랄울과 세라크울은 건설 폐기물 및 산업 폐기물에서 사용되던 원상태로 분리하여 운반되며, 일정한 크기로 분쇄된 후 혼합하여 사용되는 것이다.

첨가제는 방수액, 접착제, 경화제, 물 및 실리콘 중 어느 하나 이상으로 구 성되는 것으로, 경우에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.

이러한 첨가제는 방수액 20 내지 30 중량부, 접착제 5 내지 10 중량부, 경화제 10 내지 15 중량부, 물 10 내지 20 중량부, 실리콘 5 내지 10 중량부를 포함한다.

이러한 첨가제는 중간재에 방수기능을 부가하고, 경도와 밀도를 향상시켜 내구성을 향상시키는 것으로, 방수제와 경화제에 의해 방수기능 및 경도를 향상시킬 수 있다.

이때, 방수제는 액상 방수제를 사용함이 바람직하다.

그리고 접착제는 혼합되는 각 재료들의 결합력을 향상시킬 수 있고, 물은 금형에 의해 패널이 제조되기 전 경화되는 것을 지연시키며, 실리콘은 각 재료들 간의 일정한 유연성을 제공하게 된다.

실시예 1

첨가제 50 중량부에 대해,

주재료로 유리섬유 20 중량부와 석고보드 20 중량부, 우레탄 40 중량부, 스티로폼 10 중량부를 혼합하여 중간재를 성형함.

실험 1

중간재를 305℃에서 10분간 가열시 잔류 불꽃이 있고, 이 중간재의 연소 가스 속에 쥐를 방치하였더니 9분 이상 활동을 하지 못하였다.

실험 2

중간재를 235℃에서 6분간 가열시 잔류 불꽃이 없고, 이 중간재의 연소 가스 속에 쥐를 방치하였더니 9분 이상 활동을 하였다.

이에, 상기 중간재는 난연 3급인 난연재료에 속한다.

실시예 2

첨가제 50 중량부에 대해,

주재료로 유리섬유 30 중량부와 석고보드 20 중량부, 우레탄 30 중량부, 스티로폼 10 중량부를 혼합하여 중간재를 성형함.

실험 1

중간재를 305℃에서 10분간 가열시 잔류 불꽃이 있고, 이 중간재의 연소 가스 속에 쥐를 방치하였더니 9분 이상 활동을 하지 못하였다.

실험 2

중간재를 235℃에서 6분간 가열시 잔류 불꽃이 없고, 이 중간재의 연소 가스 속에 쥐를 방치하였더니 9분 이상 활동을 하였다.

이는, 상기 중간재가 난연 3급인 난연재료에 속한다.

실시예 3

첨가제 50 중량부에 대해,

주재료로 유리섬유 30 중량부와 석고보드 15 중량부, 우레탄 40 중량부, 스티로폼 5 중량부를 혼합하여 중간재를 성형함.

실험 1

중간재를 305℃에서 10분간 가열시 잔류 불꽃이 있고, 이 중간재의 연소 가스 속에 쥐를 방치하였더니 9분 이상 활동을 하지 못하였다.

실험 2

중간재를 235℃에서 6분간 가열시 잔류 불꽃이 없고, 이 중간재의 연소 가스 속에 쥐를 방치하였더니 9분 이상 활동을 하였다.

이는, 상기 중간재가 난연 3급인 난연재료에 속한다.

비교예 1

첨가제 50 중량부에 대해,

주재료로 유리섬유 15 중량부와 석고보드 15 중량부, 우레탄 45 중량부, 스티로폼 15 중량부를 혼합하여 중간재를 성형함.

실험 1

중간재를 305℃에서 10분간 가열시 잔류 불꽃이 있고, 이 중간재의 연소 가스 속에 쥐를 방치하였더니 9분 이상 활동을 하지 못하였다.

실험 2

중간재를 235℃에서 6분간 가열시 잔류 불꽃이 있고, 이 중간재의 연소 가스 속에 쥐를 방치하였더니 9분 이상 활동을 하지 못하였다.

이는, 상기 중간재가 난연 3급에 속하지 않고, 가연성에 속함.

비교예 2

첨가제 50 중량부에 대해,

주재료로 유리섬유 35 중량부와 석고보드 25 중량부, 우레탄 25 중량부, 스티로폼 5 중량부를 혼합하여 중간재를 성형함.

실험 1

중간재를 305℃에서 10분간 가열시 잔류 불꽃이 없고, 이 중간재의 연소 가스 속에 쥐를 방치하였더니 9분 이상 활동을 하였다.

실험 2

중간재를 235℃에서 6분간 가열시 잔류 불꽃이 없고, 이 중간재의 연소 가스 속에 쥐를 방치하였더니 9분 이상 활동을 하였다.

이는, 상기 중간재가 난연 2급에 속하는 것으로, 준불연재료에 속함.

[표 1]

상기 표에서,

난연 2급과 난연 3급은 KS F2271의 건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시 험방법에 따라서 실시된 시험 결과이다.

도 1은 본 발명에 따른 폐기물을 이용한 중간재 제조방법을 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 폐기물을 이용한 중간재 제조방법의 난연성 중간재의 구성비를 도시한 도면이다.

Claims (8)

1. 건설 폐기물 및 산업 폐기물 중 불연성질을 갖는 재료와 가연성질을 갖는 재료를 분쇄하고, 일정비율로 혼합하여 주재료를 형성시키는 주재료 형성단계;

   상기 주재료에 첨가제를 혼합하여 방수와 경도 및 밀도를 조절하는 첨가제 혼합단계; 및

   상기 첨가제와 주재료가 혼합된 혼합물을 형성하고자 하는 형틀에서 난연성 중간재를 성형하는 중간재 성형단계를 포함하여 이루어지고,

   상기 주재료는 건설 폐기물 및 산업 폐기물 중 석고보드와 유리섬유의 불연 재료와 우레탄과 스티로폼의 가연 재료 중 각 어느 하나 이상으로 구성되며,

   상기 첨가제는 방수액, 접착제, 경화제, 물 및 실리콘 중 어느 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 중간재 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 중간재는,

   상기 주재료 45 내지 55 중량부이고, 상기 첨가제 45 내지 55 중량부를 포함하는 폐기물을 이용한 중간재 제조방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 주재료는,

   상기 석고보드 15 내지 20 중량부, 유리섬유 20 내지 30 중량부, 우레탄 30 내지 40 중량부, 스티로폼 5 내지 10 중량부를 포함하는 폐기물을 이용한 중간재 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 주재료에,

   건설 폐기물 및 산업 폐기물의 미네랄울과 세라크울 중 선택된 어느 하나 이상을 상기 유리섬유에 대체하여 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 중간재 제조방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는,

   상기 방수액 20 내지 30 중량부, 접착제 5 내지 10 중량부, 경화제 10 내지 15 중량부, 물 10 내지 20 중량부, 실리콘 5 내지 10 중량부를 포함하는 폐기물을 이용한 중간재 제조방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 중간재를 가공하여 난연 패널을 포함하는 난연 제품을 생산하는 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 중간재 제조방법.

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