KR101508658B1

KR101508658B1 - 난연성 및 내수성이 강한 건축용 패널의 제조방법

Info

Publication number: KR101508658B1
Application number: KR20120114532A
Authority: KR
Inventors: 조순복
Original assignee: 조순복
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2015-04-07
Also published as: KR20140048508A

Abstract

본 발명은 건축용 패널의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 수거된 제지슬러지를 두께 0.3~0.8mm의 얇은 필름막의 형태로 생성하여 수분율이 3% 이하가 되게 건조처리하고 분쇄기에 투입하여 0.5~1.5mm 크기로 분말한 제지슬러지분말을 얻는 단계, 폐벽지를 절단한 후에 고속회전형 분쇄기에서 분쇄하여 솜과 같은 섬유상 종이분과 수지파쇄분을 얻고 이들 분쇄분을 송풍분위기에서 비중 선별하여 이들이 혼합됨이 없이 각각 섬유상 종이 면상체와 수지파쇄분을 분리하고 이들 중에서 섬유상 종이 면상체만을 회수하는 단계, 38중량%의 상기 제지슬러지분말과 32중량%의 상기 섬유상 종이 면상체를 혼합하고 이를 30중량%의 우레탄수지와 혼합하는 단계와, 상기 제지슬러지분말과 상기 섬유상 종이 면상체를 상기 우레탄수지에 혼합한 혼합물을 건축용 패널을 성형하기 위한 성형틀에 넣어서 자연건조 및 경화시키는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

난연성 및 내수성이 강한 건축용 패널의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING ARCHITECTURAL PANEL HAVING HIGH FLAME-RESISTANCE AND WATERPROOF}

본 발명은 난연성 및 내수성이 강한 건축용 패널의 제조방법에 관한 것으로, 특히 제지과정에서 폐수처리시 침전물로 남는 제지슬러지를 분말화 한 제지슬러지분말과 폐벽지를 분쇄처리하여 얻는 섬유상 종이 면상체를 주성분으로 하여 제조되는 건축용 패널의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 재활용의 재료로 제조되는 건축용 패널은 그 목적하는 바에 따라서 다양한 재료와 다양한 형태로 제작된다. 건축용 패널의 특성상 이러한 패널의 제조과정에서 다양한 기능을 부여하고 있다.

예를 들어, 이러한 패널은 불에 잘 타지 않는 난연성을 가지는 한편, 물에 잘 젖지 않는 내수성을 가지는 것이 좋다. 또한 제조된 패널의 중량이 가볍다면 패널의 용도범위는 더욱 넓어질 것이다.

종래, 재활용 재료를 이용하는 건축용 패널은 이와 같이 양호한 난연성, 높은 내수성, 그리고 초경량성의 특성을 갖는 것을 찾아 보기 어려웠다.

또한 종래의 건축용 패널로서 우레탄수지나 유리섬유 또는 스티로폼 등을 주성분으로 하여 제조되는 것이 있으나 기본적으로 난연 처리하여 난연성은 좋으나 우레탄수지의 비율이 높아지는 경우 가격상승의 요인이 되는 문제점이 있고, 유리섬유는 그 자체가 유해물질로서 사용이 제한되고 있는 실정이며, 스티로폼은 발포에 의한 내구성의 저하라는 문제점 이외에 장시간이 경과하면 분말로 변하는 문제점이 있다.

더욱이 재활용 재료를 이용하고 상당부분이 목재칩이나 목재분말을 포함하는 합성목재의 경우에는 재활용 재료의 비율이 크게 떨어질 뿐 아니라 건축용 패널로서의 특징을 갖기 위하여 양호한 난연성, 높은 내수성, 그리고 초경량성의 특성을 갖지 못한다.

예를 들어, 합성목재의 제조는 잘 알려진 바와 같이, 목재파쇄분이나 기타 식물의 목질부분 또는 각질부분의 분쇄물을 접착물질 또는 베이스물질로서 플라스틱 물질에 혼합하고 발포재를 첨가하여 압출 또는 사출하여 천연목재와 유사한 외관과 성질을 갖는 합성목재로 제조되는 것이 알려져 있다.

예를 들어 대한민국 특허공개공보 10-1988-0009748에는 잡목껍질이나 열매껍질 또는 고사목이나 대나무 등을 세절하여 분말화한 것을 포르말린과 아교액에 혼합하여 합성목재를 제조하는 방법이 소개되고 있다.

대한민국 특허공개공보 10-1994-0002015에는 볏짚이나 보리짚을 분쇄한 것과 폐지나 제지슬러지를 분쇄한 것을 분쇄한 톱밥에 혼합하고 이 혼합물을 요소수지접착제에 혼합하여 합성목재를 제조하는 방법이 기술되어 있다.

또한 대한민국 특허공개공보 10-1995-0003360에는 목재칩과 섬유단사물을 여러 수지혼합물에 혼합하여 강화합성목재를 제조하는 방법이 소개되어 있다.

또한 대한민국 특허등록공보 10-0902025에 소개된 합성목재 제조방법에는 목분을 합성수지에 혼합하는 내용이 포함되어 있다.

또한 대한민국 특허등록공보 10-0928702에 소개된 합성목재의 제조방법에는 천연목재의 목분을 합성수지에 혼합하는 내용이 포함되어 있다.

이와 같이 상기 특허문헌에 소개된 종래기술의 합성목재 제조에 있어서는 다양한 재료를 이용하여 합성목재를 제조하는 것을 보이고 있다.

그러나, 이들 합성목재의 제조에 있어서는 비록 일부 재활용 재료가 사용되고 있으나 제조된 합성목재에서 건축용 패널로 사용이 적합하도록 하는 양호한 난연성, 높은 내수성, 그리고 초경량성의 특성을 갖지 못한다.

본 발명의 목적은 종래의 이와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로, 제지과정에서 폐수처리시 침전물로 남는 제지슬러지를 분말화한 제지슬러지분말과 폐벽지를 분쇄처리하여 얻는 섬유상 종이면상체를 주성분으로 하고 결합제로서 우레탄수지를 이용하여 제조되는 것으로, 양호한 난연성, 높은 내수성, 그리고 초경량성의 특성을 갖는 건축용 패널의 제조방법을 제공한다.

이를 위하여, 본 발명에 있어서는 건축용 패널의 제조방법을 제공하는 바, 이 방법이 수거된 제지슬러지를 두께 0.3~0.8mm의 얇은 필름막의 형태로 생성하여 수분율이 3% 이하가 되게 건조처리하고 분쇄기에 투입하여 0.5~1.5mm 크기로 분말한 제지슬러지분말을 얻는 단계, 폐벽지를 절단한 후에 고속회전형 분쇄기에서 분쇄하여 솜과 같은 섬유상 종이분과 수지파쇄분을 얻고 이들 분쇄분을 송풍분위기에서 비중 선별하여 이들이 혼합됨이 없이 각각 섬유상 종이 면상체와 수지파쇄분을 분리하고 이들 중에서 섬유상 종이 면상체만을 회수하는 단계, 38중량%의 상기 제지슬러지분말과 32중량%의 상기 섬유상 종이 면상체를 혼합하고 이를 30중량%의 우레탄수지와 혼합하는 단계와, 상기 제지슬러지분말과 상기 종이 면상체를 상기 우레탄수지에 혼합한 혼합물을 건축용 패널을 성형하기 위한 성형틀에 넣어서 자연건조 및 경화시키는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 서두에 언급된 바와 같이, 제지과정에서 폐수처리시 침전물로 남는 제지슬러지를 분말화한 제지슬러지분말과 폐벽지를 분쇄처리하여 얻는 섬유상 종이 면상체를 주성분으로 하고 결합제로서 우레탄수지를 이용하여 제조되는 것으로, 양호한 난연성, 높은 내수성, 그리고 초경량성의 특성을 갖는 건축용 패널의 제조방법을 제공한다.

따라서, 본 발명 건축용 패널의 제조방법에서 건축용 패널을 구성하는 주성분은 제지과정에서 폐수처리시 침전물로 남는 제지슬러지를 분말화한 제지슬러지분말과 폐벽지를 분쇄처리하여 얻는 섬유상 종이 면상체이고, 우레탄수지가 결합제로서 사용된다.

먼저, 주성분으로서의 제지슬러지분말은 다음과 같은 과정을 통하여 얻는다. 즉, 제지공장 또는 폐지처리공장에서 침전물로서 남는 제지슬러지를 수거하고, 수거된 제지슬러지를 얇게 펼쳐서 롤러를 이용하여 두께 0.3~0.8mm의 얇은 필름막의 형태로 생성하며, 이와 같이 하여 얻은 필름막을 콘베이어벨트로 이송하여 건조기로 투입하고 여기에서 수분율이 3% 이하가 되게 건조처리한 다음, 분쇄기에 투입하여 0.5~1.5mm 크기로 분말화한다. 이와 같이 함으로서 본 발명의 주성분의 하나인 제지슬러지분말을 얻는다.

다음으로, 본 발명의 주성분으로서의 섬유상 종이 면상체는 다음과 같이 폐벽지를 분쇄처리하여 얻는다.

통상적으로 비닐벽지 또는 실크벽지와 같이 종이기재의 표면에 PVC필름이 코팅되거나 후처리로 발포처리되며 코팅지 또는 라미네이팅 합지는 종이기재에 PVC 필름 또는 폴리에틸렌(PE) 필름이 코팅되거나 라미네이팅 처리된다. 이들은 이들의 용도에 사용된 후 수거되어 분리기 또는 파쇄기에서 종이와 수지가 분리된다. 예를 들어, 종이와 수지로 이루어진 폐벽지는 절단한 후에 타격날개를 갖는 고속회전형 분쇄기에서 분쇄하여 솜과 같은 섬유상 종이분과 수지파쇄분을 송풍분위기에서 비중 선별하여 이들이 혼합됨이 없이 각각 섬유상 종이 면상체와 수지파쇄분을 분리 회수할 수 있다. 종이의 경우 통상적으로 모조지의 경우에는 비중이 약 1 이고 일반백상지는 비중이 0,7~0.8 이며 얇은 종이는 0.4~0.5 인 것으로 알려져 있음을 감안할 때, 상기 언급된 솜과 같은 섬유상 종이 면상체는 비중이 0.4 이하일 것으로 추정할 수 있다. 이에 반하여 PVC는 비중이 1.3~1.6 이고, PE는 저밀도폴리에틸렌인 경우 비중이 0.93~0.96 이므로 섬유상 종이 면상체는 비중선별방식으로 수지분말로부터 분리될 수 있을 것이다. 우유팩 또는 음료팩과 같은 종이팩은 천연펄프와 같은 양질의 판지에 무균의 폴리에틸렌(PE)필름이 양면에 코팅되거나 수겹의 종이판지와 폴리에틸렌수지를 라미네이팅하여 얻은 원지를 이용하여 제조된다. 이러한 종이팩은 양질의 천연펄프가 사용되므로 종이팩은 재활용도가 크다. 종이팩에서 재활용 종이와 수지가 분리된 후 분리된 수지물질은 대개 소각처리된다. 그러나, 종이팩을 구성하고 있는 천연펄프의 재활용이 어려운 폐기상태의 종이팩 수거물도 상기 언급된 바와 같이 고속회전형 분쇄기에서 섬유상 종이 면상체와 수지파쇄분으로 분리회수될 수 있을 것이다.

본 발명에 있어서는 상기 언급된 바와 같이 비닐벽지나 코팅수지 또는 음료용 종이팩과 같은 종이수지결합물로부터 얻는 섬유상 종이 면상체만을 이용한다. 이와 같은 섬유상 종이 면상체는 약 2 mm 이하의 길이를 갖는 약 20메쉬 이하의 단섬유상으로 솜과 같이 뭉쳐지는 면상체이다.

상기 언급된 바와 같이, 본 발명의 두 주성분, 즉, 제지과정에서 폐수처리시 침전물로 남는 제지슬러지를 분말화한 제지슬러지분말과 폐벽지를 분쇄처리하여 얻는 섬유상 종이 면상체는 결합제로서 사용되는 우레탄수지와 적정비율로 혼합된 후 혼합물을 성형틀에 넣어 자연건조 및 경화시켜 목적한 바의 건축용 패널을 얻는다.

제지슬러지분말, 섬유상 종이 면상체와, 결합제로서의 우레탄수지의 배합비율은 다음과 같다.

배합비율

제지슬러지분말 38중량%

섬유상 종이 면상체 32중량%

우레탄수지 30중량%

본 발명의 실시예는 다음과 같다.

실시예

제지과정 또는 폐지처리과정에서 침전물로서 남는 제지슬러지를 수거하고 이를 얇게 펼쳐서 롤러를 이용하여 두께 0.3~0.8mm의 얇은 필름막의 형태로 생성하며 이와 같이 하여 얻은 필름막을 콘베이어벨트로 이송하여 건조기로 투입하고 여기에서 수분율이 3% 이하가 되게 건조처리한 다음, 분쇄기에 투입하여 0.5~1.5mm 크기로 분말화하여 본 발명의 주성분의 하나인 제지슬러지분말을 얻는다.

종이와 수지로 이루어진 폐벽지를 5×5mm 내지 7×7mm 크기로 절단한 후에 타격날개를 갖는 고속회전형 분쇄기에서 분쇄하여 솜과 같은 섬유상 종이분과 수지파쇄분을 얻고 이들 분쇄분을 송풍분위기에서 비중 선별하여 이들이 혼합됨이 없이 각각 섬유상 종이 면상체와 수지파쇄분을 분리 회수하였다. 이들 중에서 섬유상 종이 면상체만을 선택하여 사용한다. 이와 같은 섬유상 종이 면상체는 약 2 mm 이하의 길이를 갖는 약 20메쉬 이하의 단섬유상으로 솜과 같이 뭉쳐지는 면상체이다.

이와 같이 하여 얻은 38중량%의 제지슬러지분말과 32중량%의 섬유상 종이 면상체를 혼합하고 이러한 혼합물을 30중량%의 우레탄수지와 혼합한다. 혼합물을 건축용 패널을 성형하기 위한 성형틀에 넣어서 자연건조 및 경화시켜 본 발명의 건축용 패널을 얻는다.

이와 같이 본 발명에 따라 제조된 건축용 패널은 양호한 난연성, 높은 내수성, 그리고 초경량성의 특성을 갖는다.

Claims

수거된 제지슬러지를 두께 0.3~0.8mm의 얇은 필름막의 형태로 생성하여 수분율이 3% 이하가 되게 건조처리하고 분쇄기에 투입하여 0.5~1.5mm 크기로 분말화한 제지슬러지분말을 얻는 단계,
폐벽지를 절단한 후에 고속회전형 분쇄기에서 분쇄하여 솜과 같은 섬유상 종이분과 수지파쇄분을 얻고 이들 분쇄분을 송풍분위기에서 비중 선별하여 이들이 혼합됨이 없이 각각 섬유상 종이 면상체와 수지파쇄분을 분리하고 이들 중에서 섬유상 종이 면상체만을 회수하는 단계,
38중량%의 상기 제지슬러지분말과 32중량%의 상기 섬유상 종이 면상체를 혼합하고 이를 30중량%의 우레탄수지와 혼합하는 단계와,
상기 제지슬러지분말과 상기 섬유상 종이 면상체를 상기 우레탄수지에 혼합한 혼합물을 건축용 패널을 성형하기 위한 성형틀에 넣어서 자연건조 및 경화시키는 단계,
로 구성됨을 특징으로 하는 건축용 패널의 제조방법.