KR101457025B1 - Ｆｒｃ 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물을 함유하는 ｆｒｃ - Google Patents

Ｆｒｃ 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물을 함유하는 ｆｒｃ Download PDF

Info

Publication number
KR101457025B1
KR101457025B1 KR1020130002076A KR20130002076A KR101457025B1 KR 101457025 B1 KR101457025 B1 KR 101457025B1 KR 1020130002076 A KR1020130002076 A KR 1020130002076A KR 20130002076 A KR20130002076 A KR 20130002076A KR 101457025 B1 KR101457025 B1 KR 101457025B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
functional
frc
water
binder composition
ceramic binder
Prior art date
Application number
KR1020130002076A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140089952A (ko
Inventor
김병만
Original Assignee
(주)경동하이테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)경동하이테크 filed Critical (주)경동하이테크
Priority to KR1020130002076A priority Critical patent/KR101457025B1/ko
Publication of KR20140089952A publication Critical patent/KR20140089952A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101457025B1 publication Critical patent/KR101457025B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303—Inorganic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/6325—Organic additives based on organo-metallic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0068—Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
    • C04B2103/0097—Anion- and far-infrared-emitting materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • C04B2235/5232—Silica or silicates other than aluminosilicates, e.g. quartz
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C04B2235/5248—Carbon, e.g. graphite

Abstract

본 발명은 일차적으로 SiO2/M2O의 구조를 갖는 수용성의 고분자 규산염(물유리)에 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 복합 기능을 갖는 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말을 미세하게 분쇄, 혼합하여 그 분말 입자의 표면에 수용성의 고분자 규산염이 코팅되도록 한 후 이를 겔화시켜 여과, 건조한 후 이를 다시 미세 분말로 재분쇄하여 이루어지는 복합 기능성 세라믹 분말을 제조하고, 이차적으로 상기와 같은 처리를 거쳐 얻어진 복합 기능성 세라믹 분말을 다시 SiO2/M2O의 구조를 갖는 수용성의 고분자 규산염(물유리)에 혼합하여 균질하게 교반함으로써 얻어지는 FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법과 그 제조방법에 의해 제조된 FRC에 관한 것이다.

Description

ＦＲＣ 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물을 함유하는 ＦＲＣ{METHOD FOR MANUFACTURING MULTI-FUNCTIONAL CERAMIC BINDER COMPOSITION FOR MAKING MULTI-FUNCTIONAL FIBER REINFORCED CERAMICS AND THE FIBER REINFORCED CERAMICS COMPRISING THE MULTI-FUNCTIONAL CERAMIC BINDER COMPOSITION MADE BY THE METHOD}
본 발명은 FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 복합기능성 세라믹 바인다 조성물을 함유하는 FRC에 관한 것으로서, 특히 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 복합 기능을 갖는 세라믹 분말을 함유하는 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법과, 이 제조방법에 의해 제조된 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물을 사용하여 만든 FRC에 관한 것이다.
일반적으로 섬유강화플라스틱(FRP : Fiber Reinforced Plastics)은 열경화성 합성수지인 불포화폴리에스터수지, 페놀수지, 에폭시수지, 우레탄수지 등에 유리섬유 또는 탄소섬유 등을 함침시켜, 몰드에 적층, 보강, 경화시킨 뒤 탈형하여 제작되는 것이 기본이다. 이렇게 제작된 FRP는 소각로, 여과설비, 집진설비, 저장탱크, 습식세정설비, 굴뚝, 덕트, 송풍기, 펌프, 철구조물, 발효장치, 환경 및 공해방지설비, 화학공정설비 등의 다양한 분야에서 신소재로서 큰 역활을 담당하고 있다.
또한, 이들 섬유강화플라스틱의 우수한 기계적, 전기적 특성으로 인하여 전기, 전자제품, 자동차 분야를 중심으로 각 분야의 내, 외장 부품으로 그 사용분야가 확대되고 있다.
그러나 이러한 FRP에 사용되는 합성수지 소재는 난연성이 요구되는 곳에 사용되기에는 적합하지 못한데 특히 화재시 유독가스가 생기기 때문에 고열을 필요로 하는 장치 등에 사용하고자 할 경우 크게 제한을 받고 있는 실정이다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 미국특허 제4,380,621, 제4,344,874, 제4,351,757호 및 일본 특공소 제54-38622호 등에서 금속산화물, 알칼리 금속염, 활성분말 등을 사용하여 난연성을 높이는 방법이 제안되었고, 대한민국 등록특허 제0156893호에는 유리섬유강화 난연성 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지를 제조하여 물리적 특성을 개선하고자 하고 있다.
그러나 이러한 제안들에서는 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지의 성형성의 한계로 인한 문제점을 충분히 극복하지 못하였다.
한편, 최근에는 기계적, 전기적 성질뿐만 아니라 성형성과 표면특성이 우수한 섬유강화 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지가 개발되어 전기·전자부품을 중심으로 하여 여러 용도로 활발히 그 사용이 이루어지고 있다. 전기·전자 제품으로 사용되는 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지는 단독으로 사용할 때 강성 및 내열성에 대한 장점이 없어 주로 유리섬유를 보강하여 사용하고 있으며, 주용도인 전기·전자 부품의 특성으로 인하여 화재 발생시 연소가 잘 되지 않도록 난연화가 강구되고 있다.
폴리부틸렌테레프탈레이트 수지의 난연화 방법으로는 일본 특공소 48-52834호 등에 제안된 바와 같이 데카브로모디페닐옥시드(DBDPO), 테트라브로모비스페놀-A 등의 할로겐계 첨가형 난연제를 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물에 첨가하여 사용하는 방법이 공지되어 있다. 그러나 이들의 할로겐계 난연제를 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지에 첨가하여 사용하는 경우 난연성은 부여되나 다량의 난연제를 첨가함으로써 기계적 물성의 저하를 초래하고 연소시 유독성의 할로겐 가스의 발생으로 인하여 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경오염 문제도 야기되어 범세계적으로 이에 대한 규제가 날로 심화되고 있는 실정이다.
미국특허 제4,380,621호 미국특허 제4,344,874호 미국특허 제4,351,757호 일본 특허공보 소화 54-38622호 일본 특공소 48-52834 대한민국 등록특허 제0156893호
본 발명은 기계적, 전기적 성질뿐만 아니라 성형성과 표면특성이 우수하며 특히 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 복합 기능 및 불연성을 갖는 새로운 FRC(fiber reinforced ceramics) 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물로 만들어짐으로써 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 복합 기능 및 불연성을 갖는 새로운 FRC를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법 은 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말을 함유하여 이루어지는 복합 기능성 세라믹 분말을 SiO2/M2O의 구조를 갖는 수용성의 고분자 규산염과 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는데, 여기서 상기 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말은 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출의 기능을 갖는 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말을 SiO2/M2O의 구조를 갖는 수용성의 고분자 규산염으로 코팅하여 얻어진다.
부연하면 본 발명은, 일차적으로 SiO2/M2O의 구조를 갖는 수용성의 고분자 규산염에 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출의 기능을 갖는 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말들을 혼합함으로써 그 분말 입자의 표면에 수용성의 고분자 규산염이 코팅되도록 한 후 이를 겔화, 여과 및 건조한 다음 이를 다시 미세분말로 재분쇄함으로써 복합 기능성 세라믹 분말을 얻어지며, 이차적으로 이러한 복합 기능성 세라믹 분말을 다시 SiO2/M2O의 구조를 갖는 수용성의 고분자 규산염과 혼합화여 제조된다.
본 발명에서 SiO2/M2O의 구조를 갖는 수용성의 고분자 규산염에서 M은 나트륨(Na), 칼륨(K), 리튬(Li)으로 구성된 군에서 선택되는 알칼리 금속이며, 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 복합 기능을 갖는 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말로는 구리, 은, 아연, 붕소, 마그네슘, 티타늄의 금속 미분말 또는 그들을 함유하는 금속산화물 또는 금속염이며, 그 예로는 황산동, 질산동, 초산동, 염화제이동, 산화제2동, 질산은, 염화은, 산화아연, 질산아연, 황산아연, 염화아연, 과산화아연, 규불화아연, 산화붕소, 산화마그네슘, 이산화티타늄 등이 있으며, 인산칼슘화합물로는 인산삼칼슘(TCP), 육인산팔칼슘(OCP), 인산일칼슘(CaHPO4), 아파타이트(Apatite, Ca10 -x Hx(PO4)6 (OH)2-x, 등이 있으며, 그 외에 이산화토리움, 활성탄, 숯, 흑연, 포졸란, 송이(제주도 화산석) 등이다.
본 발명은 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 기능을 갖는 기능성 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말 직접 FRC 제조용 첨가제로 투입하지 않고 이런 기능성 복합분말의 표면을 고분자 규산염 수용액(물유리)으로 코팅하여 겔화, 여과, 건조 및 재분쇄라는 여러 단계의 전처리 공정을 거쳐 제조된 안정화된 복합 기능성 세라믹 분말을 FRC 제조용 바인더에 첨가되는 첨가제로 사용함으로써 물유리의 불용성을 유도하여 내산성, 내알칼리성과 내용제성이 우수하고, 견고하며 완전한 불연성의 무기 세라믹 구조물을 만들 수 있다.
본 발명에 따른 FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법은 다음과 같은 공정으로 이루어진다.
제1단계(기능성 복합분말 조성단계)
이 단계는 하기의 원료분말을 혼합하여 볼밀에서 약 200-400메쉬로 분쇄하여 고운 복합분말을 조성하는 단계이다.
원료분말은 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 기능을 갖는 금속화합물로서 구리, 은, 아연, 붕소, 마그네슘, 티타늄의 금속 미분말 외에 이들을 함유하는 금속산화물 또는 금속염이 있으며, 예를 들면 박테리아, 곰팡이 등의 미생물에 항균 기능이 뛰어난 구리, 은, 아연, 붕소 등의 성분을 함유하고 있는 황산동, 질산동, 초산동, 염화제이동, 산화제2동, 질산은, 염화은, 산화아연, 질산아연, 황산아연, 염화아연, 과산화아연, 규불화아연, 산화붕소 등과 음이온 방출 기능이 있는 이산화토리움, 원적외선 방사 기능이 있는 산화마그네슘, 이산화티타늄, 활성탄, 숯, 흑연, 포졸란, 송이(제주도 화산석) 등이 있으며, 탈취력이 우수한 인산칼슘화합물로는 인산삼칼슘(TCP), 육인산팔칼슘(OCP), 인산일칼슘(CaHPO4), 아파타이트(Apatite, Ca10-xHx(PO4)6(OH)2 -x) 등이 있다.
이들 중에서 특히, 황산동(CuSO4), 산화제2동(CuO/Black), 질산은(AgNO3), 산화붕소(B2O3), 산화아연(ZnO), 이산화토리움(ThO2)/Thorium, 산화마그네슘(MgO), 이산화티타늄(TiO2/아나타제형), 인산삼칼슘[Ca3(PO4)2], 산화알루미늄(Al2O3), 흑연(C/Graphite) 등의 조성이 더 바람직하다.
이들의 함량은 황산동(CuSO4)/0.3-2중량%, 산화제2동(CuO/Black)/1-3중량%, 질산은(AgNO3)/1-3중량%, 산화붕소(B2O3)/1-3중량%, 산화아연(ZnO)/1-5중량%, 이산화토리움(ThO2)/1-7중량%, 산화마그네슘(MgO)/5-15중량%, 이산화티타늄(TiO2/아나타제형)/10-20중량%, 산화알루미늄(Al2O3)/10-30중량%, 흑연(C/Graphite) /15-35중량%, 인산삼칼슘[Ca3(PO4)2]/10-20중량%이며, 단 혼합하여 100중량부로 한다. 이들의 사용 범위에 있어서 황산동(CuSO4), 산화제2동(CuO/Black), 질산은(AgNO3), 산화붕소(B2O3), 산화아연(ZnO) 등은 지정범위 안에서 충분히 항균력을 나타내며, 그 이하가 되면, 항균력이 저하되고, 그 이상이 되면 독성을 나타내어 인체에 유해할 수 있다. 이산화토리움(ThO2)은 지정범위 안에서 음이온 기능의 적절한 방출량인 ㎠당 약 500-1500개의 음이온이 방출되며, 그 이하가 되면 음이온에 대한 효과가 미약하고, 그 이상이 되면 음이온의 방출량이 지나치게 높아 인체에 유해할 수 있다. 인산삼칼슘[Ca3(PO4)2]은 지정범위 안에서 탈취기능(암모니아 기준) 95%이상으로 적절하며, 그 이하가 되면 탈취에 대한 기능이 미약하고, 그 이상이 되면 경제성이나 효율적인 면에서 큰 의미가 없다. 산화마그네슘(MgO), 이산화티타늄(TiO2/아나타제형), 산화알루미늄(Al2O3), 흑연(C/ Graphite)은 그 양이 많아도 문제될 것은 없으나 앞에서 서술한 성분들을 조정한 잔량에 기준한 것이다.
제2단계(수용성의 고분자 규산염 수용액 조성단계)
SiO2/M2O의 결합을 갖는 수용성의 고분자 규산염(물유리)을 조성하는 단계이다. 여기서 M은 나트륨(Na), 칼륨(K), 리튬(Li)으로 구성된 군에서 선택되는 알칼리 금속이다. 이 단계에서 SiO2/M2O의 결합을 갖는 수용성의 고분자 규산염의 고형분은 5-15중량%이다.
제3단계(수불용성의 겔화물의 침전단계)
상기 제2단계에서 마련된 수용성의 고분자 규산염 수용액 100중량부를 약 1000RPM의 속도로 교반하면서 여기에 제1단계에서 조성된 기능성 복합분말 5-15중량부를 약 1시간에 걸쳐 서서히 첨가하여 그 기능성 복합분말 입자의 표면에 고분자 규산염이 코팅됨으로써 수불용성의 겔화물을 생성하여 침전시키는 단계이다.
제4단계(침전된 겔화물의 여과, 건조 및 분쇄단계)
상기 3단계에서 형성된 침전된 겔화물을 겔화물 입자보다 다소 작은 망으로 여과하여 정제수로 수세하여 잔류하는 알카리 성분을 제거한 뒤, 입자 속 무기화합물의 성분에 존재하는 결합수(·nH2O)를 이탈시키고 표면에 잔류하는 수분을 충분히 제거하기 위하여 250-350℃에서 약 2시간 건조한 뒤, 볼밀에서 분쇄하여 약 200-400메쉬 이상의 미세분말로 분쇄하여 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 복합 기능을 갖는 복합 세라믹 분말을 제조하는 단계이다.
250-350℃의 고온건조의 이유는 결합수를 이탈시키기 위한 고온의 열에너지가 필요하기 때문으로, 결합수가 존재하면 흡습성이나 보존상의 문제가 있을 수 있으며, 피첨가 구조물의 물성에도 영향을 줄 수 있다. 구조물은 대부분 비친수성 성분이다.
제5단계 (세라믹 바인더 조성물 제조단계)
이 단계는 교반기가 부탁된 교반조에 SiO2/M2O의 배합을 갖는 수용성의 고분자 규산염(농도 40% 기준) 100중량부에 상기 제4단계를 통해 제조된 복합 기능성 세라믹 분말 1-30 중량부를 서서히 첨가하여 1000RPM의 속도로 교반하여 균일하게 분산시켜 불연성 및 기능성의 FRC 제조용 세라믹 바인다 조성물을 만드는 단계이다.
본 발명은 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 기능을 갖는 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말 자체를 직접 FRC 제조용 첨가제로 투입하지 않고, 이런 분말의 표면을 고분자 규산염 수용액(물유리)으로 코팅처리하여 겔화, 여과, 건조 및 재분쇄라는 여러 단계의 공정을 거쳐 안정화한 것을 FRC 제조용 바인더에 첨가되는 첨가제로 사용하고자 하는 것인데, 이처럼 기능성 복합분말 자체를 직접 사용하지 않고 이를 고분자 규산염 수용액으로 코팅한 후 재분쇄 처리를 거쳐서 얻어진 복합 기능성 세라믹 분말을 사용하는 이유는 물유리의 불용성을 유도하여 내산성, 내알칼리성과 내용제성이 우수하고, 견고하며 완전한 불연성의 무기 세라믹 구조물을 만들기 위함이다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 물유리(water glass)는 물에 대해 용해성이 있는 규산염을 일컫는 것으로서 알칼리금속이 실리카(SiO2)와 다양한 몰비(molar ratio)로 결합한 화합물을 말하는데, 물유리는 단독으로 경화하거나 건조할 경우 완전 경화가 어려울 뿐만 아니라, 그 경화물은 장시간 물이나 습기에 접촉할 경우 물이나 습기에 서서히 녹아서 알칼리성 수용액을 만들기 때문에 저장탱크와 같은 구조물을 만들 경우 수용성 저장물의 변질과 구조물의 침식 등으로 인해 비록 불연성의 측면에서는 유용하더라도 실용화에 어려움이 있다.
본 발명은 바로 이러한 점을 해결한 것으로서 수용성 알칼리 금속 규산염(물유리)에 다양한 기능성 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말을 첨가하여 그 분말을 구조물의 코아(CORE)로 삼아 그 분말과 함께 경화시켜 사용할 경우 일정 시간이 경과하면서 그 물유리가 완전 불용성의 유리화가 진행되어 내산성, 내알칼리성 및 내용제성이 우수하고, 견고하며 완전한 불연성의 무기 세라믹 구조물을 만들 수 있게 되는 것이다.
제6단계(FRC제조단계)
이 단계는 일정한 형틀 내에 전술한 제5단계에 의해 제조된 세라믹 바인더 조성물과 유리섬유, 탄소섬유 또는 현무암섬유와 같은 무기섬유를 함께 인입하여 경화시킨 후 탈형함으로써 복합 기능성, 불연성의 FRC를 만드는 단계이다.
<실시예 1>
황산동(CuSO4)/0.3g, 산화제2동(CuO/Black)/3g, 질산은(AgNO3)/3g, 산화붕소(B2O3)/1g, 산화아연(ZnO)/3.7g, 이산화토리움(ThO2)/Thorium/7g, 산화마그네슘(MgO)/5g, 이산화티타늄(TiO2/아나타제형)/17g, 인산삼칼슘[Ca3(PO4)2]/20g, 산화알루미늄(Al2O3)/10g, 흑연(C/Graphite)/30g, 혼합하여 100중량부로 한다.
1단계 : 위 각각의 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말을 중량% 비율대로 300g을 혼합하여 볼밀에서 약 24시간 분쇄, 가공하여 320메쉬 표준체로 체질하여 320메쉬 통과분을 고운 분말로 하여 복합 무기화합물 분말 약 200g을 준비한다.
2단계 : 수용성의 고분자 규산나트륨 40% 수용액 500g을 물로 희석하여 고형분이 10%로 되게 조정한 물유리 용액 2,000g을 만들었다.
제3단계 : 상기 물유리 용액을 약 1000RPM의 속도로 교반하면서 위 1단계에서 제조한 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말 200g을 서서히 첨가, 분산하여 그 입자에 고분자 규산나트륨을 코팅하여 수불용성의 겔화물을 생성시켜 침전시킨다. 이때, 수분을 함유한 약 500g의 침전물이 얻어진다.
4단계 : 침전된 겔화물을 여과와 수세를 3회 반복하여 최종 여과물을 약 300℃에서 표면에 잔류하는 수분이 충분히 제거될 때까지 약 2시간 건조하여 380g의 건조물을 수득한 뒤, 볼밀에서 약 24시간 분쇄, 가공하여 320메쉬 표준체로 체질하여 320메쉬 통과분을 고운 분말로 하여 350g의 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 복합 기능을 갖는 수불용성의 복합 세라믹 분말을 제조하였다.
5단계 : 수용성의 고분자 규산염 40% 수용액 1,000g을 약 1000RPM의 속도로 교반하면서 위에서 제조한 수불용성의 복합 세라믹 미세 분말 200g을 서서히 첨가, 분산하여 비중 1.40/20℃, 점도 250cps/20℃의 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 복합 기능을 갖는 균질 세라믹 바인다를 제조하였다.
6단계 : 위에서 제조된 복합 기능을 갖는 균질 세라믹 바인다에 유리섬유 또는 탄소섬유 등을 함침시켜, 몰드에 적층, 보강, 경화시킨 뒤 탈형하여 제작되는 것을 특징으로 하는 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 복합 기능을 갖는 기능성 및 불연성 유리 섬유강화 구조물을 제작한다.
실시예 2
황산동(CuSO4)/2g, 산화제2동(CuO/Black)/2g, 질산은(AgNO3)/1g, 산화붕소(B2O3)/3g, 산화아연(ZnO)/3g, 이산화토리움(ThO2)/Thorium/1g, 산화마그네슘(MgO)/15g, 이산화티타늄(TiO2/아나타제형)/15g, 인산삼칼슘[Ca3(PO4)2]/13g, 산화알루미늄(Al2O3)/20g, 흑연(C/Graphite)/25g, 혼합하여 100중량부로 한다.
실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 단, 2단계와 5단계에서 사용된 수용성의 고분자 규산나트륨 40% 수용액 대신 수용성의 고분자 규산칼륨 40% 수용액을 사용하였고, 얻어진 수득물은 비중 1.39/20℃, 점도 50cps/20℃의 물성을 나타내었다.
실시예 3
황산동(CuSO4)/1g, 산화제2동(CuO/Black)/2g, 질산은(AgNO3)/2g, 산화붕소(B2O3)/2g, 산화아연(ZnO)/3g, 이산화토리움(ThO2)/Thorium/5g, 산화마그네슘(MgO)/10g, 이산화티타늄(TiO2/아나타제형)/15g, 인산삼칼슘[Ca3(PO4)2]/15g, 산화알루미늄(Al2O3)/30g, 흑연(C/Graphite)/15g, 혼합하여 100중량부로 한다.
실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 단, 2단계에서 사용된 수용성의 고분자 규산나트륨 40% 수용액 대신 수용성의 고분자 규산칼륨 40% 수용액을 사용하였고, 얻어진 수득물은 비중 1.40/20℃, 점도 250cps/20℃의 물성을 나타내었다.
<기능성 시험>
1. 항균시험
1) 시험방법 : KICM-FIR-1002/한국건자재시험연구원
2) 사용균주 : Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442
3) 시료 : 실시예 1, 2, 3 시료 10g 씩과 시료를 넣지 않은 비교예 1
2. 탈취시험
1) 시험방법 : KICM-FIR-1085/한국건자재시험연구원
2) 시험가스명 : 암모니아
3) 가스농도측정 : FT-IR
3) 시료 : 실시예 1, 2, 3 시료 10g 씩과 시료를 넣지 않은 비교예 1
3. 음이온시험
1) 시험방법 : 넓게 편 시료 위에 A4용지를 덮고, 그 위에 측정기를 대어서 측정
2) 측정기기 : COM-3010 PRO ION TESTER (일본 COM SYSTEM사 제품)
3) 시료 : 실시예 1, 2, 3 시료 10g 씩과 시료를 넣지 않은 A4용지 비교예 1
4. 원적외선시험
1) 시험방법 : KICM-FT-IR-Spectrometer를 이용한 Black Body 대비 측정 결과임.
2) 시험온도 : 40℃
3) 방사에너지 : 3.74×102(W/㎡)
4) 시료 : 실시예 1, 2, 3 시료 10g 씩

시험항목
실시예1
실시예2
실시예3
비교예1
결과 단위

항균시험
12/98.4%
23/97%
16/97.9%
768/100%
24시간후 농도와 세균감소율(CFU/40P)/(%)

탈취시엄
19/96%
14/97%
23/95%
467/100%
60분경과후농도와 탈취율(ppm)/(%)

음이온시험
1500
210
1070
38
음이온수(개/㎠)

원적외선
0.948
0.937
0.928
-
방사율(5~20㎛)
<시험결과>
실시예 1, 2, 3 및 비교예 1 대한 각 기능성 시험결과 위 표1과 같이 24시간 후의 세균의 농도, 세균감소율 및 60분 후의 암모니아 가스농도와 탈취율이 실시예들이 비교 1에 비하여 월등이 우수하였으며, 실시예 1, 2, 3이 비교예에 비하여 방출한 음이온수가 월등이 높은 것을 확인할 수 있다.

Claims (9)

  1. 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출의 복합 기능을 갖는 구리, 은, 아연, 붕소, 마그네슘, 티타늄의 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말을 혼합하여 볼밀로 분쇄하여 기능성 복합분말을 조성하는 제1단계와:
    SiO2/M2O의 결합을 갖는 수용성의 고분자 규산염을 조성하는 제2단계와; (여기서 M은 나트륨(Na), 칼륨(K), 리튬(Li)으로 구성된 군에서 선택되는 알칼리 금속).
    상기 제2단계에서 마련된 수용성의 고분자 규산염 수용액에 상기 제1단계에서 조성된 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말을 첨가하여 그 분말 입자의 표면에 고분자 규산염을 코팅함으로써 수불용성의 겔화물을 생성하여 침전시키는 제3단계와;
    상기 제3단계에서 형성된 침전된 겔화물을 여과하여 정제수로 수세한 뒤 건조하여 분쇄하는 제4단계와; 그리고,
    교반기가 부착된 교반조에 SiO2/M2O의 결합을 갖는 수용성의 고분자 규산염을 부어넣고, 여기에 상기 제4단계를 통해 제조된 복합 기능성 세라믹 분말을 서서히 첨가하면서 교반함으로써 균일하게 분산시켜 불연성 및 기능성의 FRC 제조용 세라믹 바인다 조성물을 만드는 단계;
    를 포함하는 FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법
  2. 삭제
  3. 청구항 1에서, 상기 금속산화물 또는 금속염은 황산동(CuSO4), 산화제2동(CuO/Black), 질산은(AgNO3), 산화붕소(B2O3), 산화아연(ZnO), 이산화토리움(ThO2)/Thorium, 산화마그네슘(MgO), 이산화티타늄(TiO2/아나타제형), 인산삼칼슘[Ca3(PO4)2], 산화알루미늄(Al2O3), 흑연(C/Graphite)인, FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법
  4. 청구항 3에서, 상기 금속산화물 또는 금속염의 함량은 황산동(CuSO4)/0.3-2중량%, 산화제2동(CuO/Black)/1-3중량%, 질산은(AgNO3)/1-3중량%, 산화붕소(B2O3)/1-3중량%, 산화아연(ZnO)/1-5중량%, 이산화토리움(ThO2)/Thorium/1-7중량%, 산화마그네슘(MgO)/5-15중량%, 이산화티타늄(TiO2/아나타제형)/10-20중량%, 인산삼칼슘[Ca3(PO4)2]/10-20중량%, 산화알루미늄(Al2O3)/10-30중량%, 흑연(C/Graphite)/ 15-35중량%인, FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법
  5. 청구항 1에서
    제5단계에서 사용되는 수용성의 고분자 규산염은 그 농도가 35-40중량%이며, 이 수용성의 고분자 규산염 100중량부에 대하여 상기 제4단계를 통해 제조된 복합 기능성 세라믹 분말이 1-30 중량부 혼합되는, FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법
  6. 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3단계는 제2단계에서 마련된 수용성의 고분자 규산염 수용액 100중량부를 1000RPM의 속도로 교반하면서 여기에 제1단계에서 조성된 기능성 복합분말 5-15중량부를 첨가하는, FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법
  7. 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4단계는 상기 3단계에서 형성된 침전된 겔화물을 여과하여 정제수로 수세한 후 250-350℃에서 표면의 수분이 잔류하지 않을 때까지 건조한 뒤, 볼밀로 분쇄하여 200-400메쉬의 미세분말로 분쇄하는, FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법
  8. 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조된 FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물
  9. 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조된 FRC 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물과, 유리섬유, 탄소섬유 또는 현무암섬유를 소정의 형틀에 인입하여 함께 경화시킨 후 탈형함으로써 제조된 복합 기능성 FRC(Fiber Reinforced Ceramics)
KR1020130002076A 2013-01-08 2013-01-08 Ｆｒｃ 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물을 함유하는 ｆｒｃ KR101457025B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130002076A KR101457025B1 (ko) 2013-01-08 2013-01-08 Ｆｒｃ 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물을 함유하는 ｆｒｃ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130002076A KR101457025B1 (ko) 2013-01-08 2013-01-08 Ｆｒｃ 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물을 함유하는 ｆｒｃ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140089952A KR20140089952A (ko) 2014-07-16
KR101457025B1 true KR101457025B1 (ko) 2014-10-31

Family

ID=51737835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130002076A KR101457025B1 (ko) 2013-01-08 2013-01-08 Ｆｒｃ 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물을 함유하는 ｆｒｃ

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101457025B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102361460B1 (ko) * 2021-03-10 2022-02-14 가미소재 (주) 습윤면에 코팅 가능한 수성 프라이머 조성물 및 이의 제조방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112707595B (zh) * 2020-12-25 2022-08-09 广西壮族自治区亚热带作物研究所（广西亚热带农产品加工研究所） 一种麻水除臭方法
CN113664481A (zh) * 2021-09-23 2021-11-19 广东洪裕智能制造研究院有限公司 一种基于轻量化的陶瓷通风刹车毂的制造与工艺
CN115820188B (zh) * 2023-02-03 2023-04-25 山东永安胶业有限公司 一种室内用防霉美容胶的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09156972A (ja) * 1995-12-04 1997-06-17 Futsutowaaku Composite Kk 珪酸化合物硬化体及びその製造方法、並びに繊維強化珪酸化合物複合材及びその製造方法
JP2001122654A (ja) 1999-10-25 2001-05-08 Mitsubishi Electric Corp 無機繊維強化複合体およびその製造法
KR101164657B1 (ko) 2012-02-02 2012-07-11 주식회사 가성 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물과 그 시공방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09156972A (ja) * 1995-12-04 1997-06-17 Futsutowaaku Composite Kk 珪酸化合物硬化体及びその製造方法、並びに繊維強化珪酸化合物複合材及びその製造方法
JP2001122654A (ja) 1999-10-25 2001-05-08 Mitsubishi Electric Corp 無機繊維強化複合体およびその製造法
KR101164657B1 (ko) 2012-02-02 2012-07-11 주식회사 가성 실리케이트 실버나노졸이 포함된 항균 탈취 세라믹 코팅제 조성물과 그 시공방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102361460B1 (ko) * 2021-03-10 2022-02-14 가미소재 (주) 습윤면에 코팅 가능한 수성 프라이머 조성물 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140089952A (ko) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101457025B1 (ko) Ｆｒｃ 제조용 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 복합 기능성 세라믹 바인다 조성물을 함유하는 ｆｒｃ
EP2838868B1 (de) Verfahren zur bildung eines schnell erhärtenden, anorganischen schaums
JP6077137B2 (ja) 化学的に修飾された再炭化赤泥をベースとする新規の無機ハロゲンフリー防炎剤
KR20150126819A (ko) 화학 결합된 세라믹 방사선 차폐재 및 제조방법
KR101649052B1 (ko) 왕겨를 포함하는 몰타르 조성물 및 이의 제조 방법
DE102013218689A1 (de) Kieselsäure-Mischungen und ihre Verwendung als Wärmedämmmaterial
EP3068728B1 (de) Dotiertes kupfer-ii-hydroxid-phosphat, verfahren zu dessen herstellung und verwendung
KR101457024B1 (ko) 복합 기능성 세라믹 분말의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 복합 기능성 세라믹 분말
CN106045403A (zh) 一种具有吸波功能的再生骨料透水混凝土及其制备方法
CN111869681A (zh) 抗菌剂的制备方法、其抗菌剂及使用其的抗菌人造石
KR101294350B1 (ko) 친환경 기능성 페인트 조성물
US11699533B2 (en) Advanced lead-free radiation protection materials utilizing modified brine sludge composition and the process thereof
KR20090114497A (ko) 대나무 활성탄 페인트
CN103044709A (zh) 一种镁系复配阻燃剂的制备方法及在铝基覆铜板中的应用
KR101289807B1 (ko) 기계화학적 방법에 의한 사문석을 이용한 불연성 마그네슘 산화물보드 제조
KR20110050851A (ko) 친환경 무기 접착제 조성물 및 그 제조 방법
KR101629635B1 (ko) 시멘트 벽면에서 유출되는 알카리염 독성 유출 방지용 실리카겔 조성물 나노 용액과 인조제오라이트 황토 조성물 도포제 제조 방법과 그 사용방법
KR102630097B1 (ko) 수분산성을 갖는 개질된 에어로겔 복합체를 함유하는 다기능성 도료 조성물
KR101878897B1 (ko) 고효율 원적외선과 음이온 방사체 및 이의 제조방법
CN111887243A (zh) 多孔抗菌剂的制备方法、其多孔抗菌剂及使用其的人造石
KR101683281B1 (ko) 적외선 흡수 및 축열 기능을 갖는 나노 구리계 복합물과 섬유의 제조방법, 적외선 흡수 및 축열 기능을 갖는 섬유원단
CN111217551A (zh) 一种无机矿物聚合纤维晶体无卤阻燃粉
KR100911147B1 (ko) 친환경 기능성 방염도료의 제조방법 및 그 조성물
KR100739397B1 (ko) 나노철이온 수용액을 포함하는 양이온 세라믹 혼합도료의 제조방법
CN101020825A (zh) 锑基纳米复合阻燃协效剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171019

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190725

Year of fee payment: 5

R401 Registration of restoration