KR101653285B1 - 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법 - Google Patents

연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101653285B1
KR101653285B1 KR1020160017095A KR20160017095A KR101653285B1 KR 101653285 B1 KR101653285 B1 KR 101653285B1 KR 1020160017095 A KR1020160017095 A KR 1020160017095A KR 20160017095 A KR20160017095 A KR 20160017095A KR 101653285 B1 KR101653285 B1 KR 101653285B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
powder
coffee
mixing
molded body
Prior art date
Application number
KR1020160017095A
Other languages
English (en)
Inventor
박윤정
Original Assignee
박윤정
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 박윤정 filed Critical 박윤정
Priority to KR1020160017095A priority Critical patent/KR101653285B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101653285B1 publication Critical patent/KR101653285B1/ko

Links

Images

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
    • C04B35/653—Processes involving a melting step
    • C04B35/657—Processes involving a melting step for manufacturing refractories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • 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
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/82—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to sound only
    • E04B1/84—Sound-absorbing elements
    • E04B1/86—Sound-absorbing elements slab-shaped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire
    • E04B1/941—Building elements specially adapted therefor
    • E04B1/942—Building elements specially adapted therefor slab-shaped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/26—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F15/00—Flooring
    • E04F15/02—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements
    • E04F15/10—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements of other materials, e.g. fibrous or chipped materials, organic plastics, magnesite tiles, hardboard, or with a top layer of other materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

본 발명은 각종 건축물의 내외장용 보드나 패널, 바닥재 등으로 사용되며 폐자재인 연탄재와 커피슬러지를 주재(主材)로 하여 불연성, 경량성, 흡음성, 내수성 및 높은 강도를 지니도록 제조된 건축용 내화성형체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건조 및 분쇄처리된 커피슬러지분말 90 ~ 95중량%와 점토분말 3 ~ 5중량%와 물 2 ~ 5중량%를 혼합하여 반죽하고 펠렛상태로 프레스성형하여 일정직경을 지닌 커피펠렛을 제조하는 단계와, 상기 커피펠렛 30 ~ 50중량%와 연탄재분말 30 ~ 55중량%와 점토분말 10 ~ 25중량%와 유약분말 5 ~ 20중량%를 혼합하여 성형체조성물을 제조하는 단계와, 상기 성형체조성물에 물을 첨가하여 교반 혼합하고 성형틀에 충진시켜 다짐성형한 다음 상온에서 일정시간 자연건조시키는 단계와, 자연건조된 성형체조성물을 소성로에 넣어 1000 ~ 1200℃로 가온시키면서 일정시간 소성처리하여 내화성형체를 제조하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법{The lightweight refractories for a used briquet and coffee sludge and the producing method thereof}
본 발명은 각종 건축물의 내외장용 보드나 패널, 바닥재 등으로 사용되며 폐자재인 연탄재와 커피슬러지를 주재(主材)로 하여 불연성, 경량성, 흡음성, 내수성 및 높은 강도를 지니도록 제조된 건축용 내화성형체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건조 및 분쇄처리된 커피슬러지분말 90 ~ 95중량%와 점토분말 3 ~ 5중량%와 물 2 ~ 5중량%를 혼합하여 반죽하고 펠렛상태로 프레스성형하여 일정직경을 지닌 커피펠렛을 제조하는 단계와, 상기 커피펠렛 30 ~ 50중량%와 연탄재분말 30 ~ 55중량%와 점토분말 10 ~ 25중량%와 유약분말 5 ~ 20중량%를 혼합하여 성형체조성물을 제조하는 단계와, 상기 성형체조성물에 물을 첨가하여 교반 혼합하고 성형틀에 충진시켜 다짐성형한 다음 상온에서 일정시간 자연건조시키는 단계와, 자연건조된 성형체조성물을 소성로에 넣어 1000 ~ 1200℃로 가온시키면서 일정시간 소성처리하여 내화성형체를 제조하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축용 보드나 패널은 대다수가 화학 재료로 제조되어 왔으며, 특히 스티로폴이나 우레탄 소재의 샌드위치패널의 경우 비교적 가격이 저렴하고 가벼우며 강도가 높고 단열성이 좋아 일반적인 산업건축물의 조립식 건축자재로 많이 사용되고 있으나, 시공시 먼지나 분진을 발생시켜 인체에 해로운 영향을 미치고 인화성이 강해 발화하는 순간 걷잡을 수 없이 빠른 속도로 화재가 전파되어 순식간에 인접한 건물까지 피해를 끼치며, 더욱이 유독가스를 배출시켜 짧은 시간에 인체에 치명적인 악영향을 미치는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위한 종래기술로서 대한민국 등록특허공보 등록번호 제 10-0853754호에서는 보통포틀랜드시멘트, 고로슬래그미분말, 반수석고, 팽창펄라이트미분말, 규산나트륨, 물, 감수제 및 경량골재를 사용하여 강도를 증진하고 수밀성을 향상시키며 조기경화를 촉진하도록 하는 건축용 고강도 내화성형체에 있어서, 보통포틀랜드시멘트 60 ~ 80중량부와 강도증진 및 수밀성향상제로서 고로슬래그미분말 10 ~ 25중량부와 초기강도증진 및 탈형제로서 반수석고 5 ~ 15중량부와 장기강도증진제로서 팽창펄라이트미분말 4 ~ 8중량부와 조기경화촉진제로서 규산나트륨 2 ~ 4중량부와 단위수량감소 및 내구성증진제로서 고성능AE감수제 1 ~ 3중량부와 물 25 ~ 45중량부를 고르게 혼합하여 1차 혼합물을 제조하고, 상기 1차 혼합물 100중량부에 대하여 경량골재 30 ~ 70중량부를 2차 혼합 교반하여 내화성형체조성물을 제조하며, 성형틀에 상기 내화성형체조성물을 충진시켜 진동성형한 다음 상온에서 1차 건조한 후 스팀양생하고 다시 상온에서 2차 자연건조시킨 다음 탈형하여 완성된 것을 특징으로 하는 건축용 고강도 내화성형체가 개시되었다.
그러나, 종래기술은 다량의 포틀랜드시멘트를 주재(主材)로 하여 제조된 콘크리트제품으로 건축용 내,외장재 등으로 사용시 인체에 유해한 각종 환경호르몬 등이 방출되는 문제점이 있으며 제조비용이 비싸 경제적이지 못한 문제점이 있었다.
한편, 연탄재는 연탄이 타고 남은 재를 뜻하며 붉은 빛이 도는 흰색으로 원래 연탄보다는 많이 가벼워지기는 하나 연탄 형태를 그대로 갖추고 있는 딱딱한 덩어리로 다른 용도로 재활용되지 못하고 대부분 폐기처분되고 있으며, 커피슬러지는 각종 커피전문점 등에서 원두커피의 추출 후 남은 부산물로서 커피찌꺼기나 커피폐기물, 커피부산물이라고도 하며 방향제 등으로 일부 재활용되기는 하나 대부분 폐기처분되고 있는 실정으로, 상기와 같은 연탄재와 커피슬러지 등의 폐자재를 효과적으로 재활용하기 위한 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로 폐자재인 연탄재와 커피슬러지를 주재(主材)로 하여 건축용 내,외장재나 바닥재 등으로 사용되는 보드나 판넬을 제조하되, 건조 및 분쇄처리된 커피슬러지분말과 점토분말과 물을 일정비율로 혼합하여 반죽하고 펠렛상태로 프레스성형하여 커피펠렛을 제조한 다음 상기 커피펠렛과 연탄재분말과 점토분말과 유약분말을 일정비율로 혼합하여 성형체조성물을 제조하고 성형체조성물에 일정량의 물을 첨가하여 교반 혼합한 후 성형틀에 넣고 자연건조시킨 다음 소성로에서 소성처리하여 성형체조성물에 포함된 커피펠렛이 소성과정에서 연소되면서 공극을 형성하고 유약분말이 융해(融解)되어 점토분말과 연탄재분말 사이에 고르게 스며들어 융착되면서 불연성, 경량성, 흡음성, 내수성 및 높은 강도를 지닌 건축용 내화성형체를 제조하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 건조 및 분쇄처리된 커피슬러지분말 90 ~ 95중량%와 점토분말 3 ~ 5중량%와 물 2 ~ 5중량%를 혼합하여 반죽하고 펠렛상태로 프레스성형하여 일정직경을 지닌 커피펠렛을 제조하는 단계와, 상기 커피펠렛 30 ~ 50중량%와 연탄재분말 30 ~ 55중량%와 점토분말 10 ~ 25중량%와 유약분말 5 ~ 20중량%를 혼합하여 성형체조성물을 제조하는 단계와, 상기 성형체조성물에 일정량의 물을 첨가하여 교반 혼합하고 통상의 성형틀에 충진시켜 다짐성형한 다음 상온에서 일정시간 자연건조시키는 단계와, 자연건조된 성형체조성물을 소성로에 넣어 1000 ~ 1200℃로 가온시키면서 일정시간 소성처리하여 내화성형체를 제조하는 단계로 구성된 것에 본 발명의 특징이 있다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로 폐자재인 연탄재와 커피슬러지를 주재(主材)로 하여 건축용 내,외장재나 바닥재 등으로 사용되는 보드나 판넬을 제조하되, 건조 및 분쇄처리된 커피슬러지분말과 점토분말과 물을 일정비율로 혼합하여 반죽하고 펠렛상태로 프레스성형하여 커피펠렛을 제조한 다음 상기 커피펠렛과 연탄재분말과 점토분말과 유약분말을 일정비율로 혼합하여 성형체조성물을 제조하고 성형체조성물에 일정량의 물을 첨가하여 교반 혼합한 후 성형틀에 넣고 자연건조시킨 다음 소성로에서 소성처리하여 성형체조성물에 포함된 커피펠렛이 소성과정에서 연소되면서 공극을 형성하고 유약분말이 융해(融解)되어 점토분말과 연탄재분말 사이에 고르게 스며들어 융착되면서 불연성, 경량성, 흡음성, 내수성 및 높은 강도를 지닌 건축용 내화성형체를 제공할 수 있으며, 폐자재의 재활용에 따라 생산비용 및 제조비용이 저렴하여 높은 경제성을 나타낼 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 내화성형체의 제조방법을 단계별로 나타낸 제조공정도
도 2는 본 발명에 따른 내화성형체의 일례를 나타낸 사진
본 발명에 따른 내화성형체 및 그 제조방법은 각종 건축물의 내외장용 보드나 패널, 바닥재 등으로 사용되며 폐자재인 연탄재와 커피슬러지를 주재(主材)로 하여 불연성, 경량성, 흡음성, 내수성 및 높은 강도를 지니도록 제조된 것으로, 건조 및 분쇄처리된 커피슬러지분말과 점토분말과 물을 일정비율로 혼합하여 반죽하고 펠렛상태로 프레스성형하여 일정직경을 지닌 커피펠렛을 제조하는 단계와, 상기 커피펠렛과 연탄재분말과 점토분말과 유약분말을 일정비율로 혼합하여 성형체조성물을 제조하는 단계와, 상기 성형체조성물에 일정량의 물을 첨가하여 교반 혼합하고 성형틀에 충진시켜 다짐성형한 다음 상온에서 일정시간 자연건조시키는 단계와, 자연건조된 성형체조성물을 소성로에 넣어 일정시간 소성처리하여 내화성형체를 제조하는 단계로 구성된다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 구성을 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다.
1. 커피펠렛제조단계
건조 및 분쇄처리된 커피슬러지분말과 점토분말과 물을 혼합하여 반죽하고 펠렛상태로 프레스성형하여 일정직경을 지닌 커피펠렛을 제조하는 단계로서, 상기 커피슬러지분말은 커피전문점 등에서 원두커피의 제조를 위해 사용되고 남은 분쇄처리된 커피슬러지를 자연건조하거나 가열건조 처리하여 수분이 제거된 분말상태로 사용되며, 본 발명에서는 커피펠렛을 제조하기 위하여 상기 커피슬러지분말 90 ~ 95중량%와 점토분말 3 ~ 5중량%와 물 2 ~ 5중량%를 혼합하여 반죽하고 통상의 펠렛 프레스성형기에 투입하여 직경이 1 ~ 10mm로 된 커피펠렛을 제조하게 된다.
상기와 같이 제조된 커피펠렛은 성형체조성물에 일정비율로 혼합되어 소성과정에서 완전연소처리되면서 내화성형체의 내부에 공극을 형성하고 이에 따라 내화성형체가 경량성을 지니도록 한다.
상기 점토분말은 건조된 점토를 통상의 분쇄기에서 100 ~ 300mesh의 입도를 지니도록 분쇄하여 미세한 분말상태로 사용하게 되고, 물과 혼합되는 점토분말에 의해 커피슬러지분말에 일정한 점도가 부여되도록 하여 펠렛형태로의 용이한 성형이 이루어지도록 하며, 본 발명에서는 커피펠렛을 제조하기 위한 혼합물의 전체 중량에 대하여 점토분말이 3 ~ 5중량% 첨가 혼합되는데, 상기 점토분말이 3중량% 미만으로 첨가되면 커피슬러지분말에 점성이 없어 펠렛형태로의 성형이 어렵고 점토분말이 5중량%를 초과하여 첨가되면 소성시 커피펠렛에 혼합된 점토분말이 연소처리되지 않아 커피슬러지분말의 일부가 완전연소되지 않고 잔존하여 경량성이 저하되는 문제점이 발생된다.
2. 성형체조성물제조단계
상기 커피펠렛제조단계에서 제조된 커피펠렛과 연탄재분말과 점토분말과 유약분말을 일정비율로 혼합하여 성형체조성물을 제조하는 단계로서, 상기 커피펠렛은 내화성형체에 공극을 형성하기 위한 것으로 본 발명에서는 성형체조성물의 전체 중량에 대하여 커피펠렛이 30 ~ 50중량% 첨가 혼합되는데 커피펠렛이 30중량% 미만으로 첨가되면 내화성형체에 공극이 적게 형성되어 경량성이 저하되며 커피펠렛이 50중량%를 초과하여 첨가되면 내화성형체에 공극이 너무 많이 형성되어 전체적인 강도가 저하되고 내구성이 떨어지는 문제점이 발생된다.
상기 연탄재분말은 연탄이 타고 남은 연탄재를 통상의 분쇄기에서 20 ~ 200mesh의 입도를 지니도록 분쇄하여 분말상태로 사용하게 되고 연탄재분말에는 연소과정에서 미세기공이 다수 형성되어 경량성을 지니면서 내화성형체에 단열성과 흡음성을 높여주는 역할을 하게 되며, 본 발명에서는 성형체조성물의 전체 중량에 대하여 연탄재분말이 30 ~ 55중량% 첨가 혼합되는데 연탄재분말이 30중량% 미만으로 첨가되면 상대적으로 점토분말의 첨가량이 증대되어 경량성이 저하되며 연탄재분말이 55중량%를 초과하여 첨가되면 전체적인 강도가 저하되고 내구성이 떨어지는 문제점이 발생된다.
또한, 필요에 따라 본 발명에서 상기 연탄재분말은 석탄재분말로 대체 가능하다.
상기 점토분말은 일반적으로 단열성과 접착성이 우수한 재질로 내화성형체의 압축강도 및 결합성을 증가시키기 위해 일정비율로 첨가되고 통상의 분쇄기에서 100 ~ 300mesh의 입도를 지니도록 분쇄하여 미세한 분말상태로 사용하게 되며, 본 발명에서는 성형체조성물의 전체 중량에 대하여 점토분말이 10 ~ 25중량% 첨가 혼합되는데 점토분말이 10중량% 미만으로 첨가되면 커피펠렛과 연탄재분말 간의 결합성이 떨어져 일정한 형상으로의 성형이 어렵고 강도가 크게 저하되며 점토분말이 25중량%를 초과하여 첨가되면 내화성형체의 중량이 크게 증가되어 밀도가 커짐으로써 경량성이 떨어지는 문제점이 발생된다.
상기 유약분말은 대략 1100℃ 내외에서 융해되는 도기유(陶器釉)가 사용되며 소성시 성형체조성물의 내부에서 융해되어 연탄재분말과 점토분말 사이에 스며들어 융착되면서 완성된 내화성형체가 높은 강도와 내수성을 지니도록 하며, 본 발명에서는 성형체조성물의 전체 중량에 대하여 유약분말이 5 ~ 20중량% 첨가 혼합되는데 상기 유약분말이 5중량% 미만으로 첨가되는 경우에는 소성시 성형체조성물간의 결합력이 저하되어 강도가 저하되는 문제점이 발생되고 유약분말이 20중량%를 초과하여 첨가되면 소성과정에서 유약분말이 융해되면서 커피펠렛의 연소에 따라 형성되는 공극 내부로 함침되어 내화성형체의 부피가 크게 축소되고 공극이 막혀 흡음성이 저하되는 문제점이 발생된다.
한편, 상기 유약분말은 장석 10 ~ 30중량%, 규석 5 ~ 35중량%, 석회석 10 ~ 25중량%, 프리트분말 10 ~ 40중량%가 혼합된 것으로 이루어지며, 상기 유약분말에 산화알루미늄 2 ~ 10중량% 또는 산화아연 2 ~ 8중량%를 더 포함하여 제조될 수 있다.
3. 자연건조단계
상기 성형체조성물에 일정량의 물을 첨가하여 교반 혼합하고 성형틀에 충진시켜 다짐성형한 다음 상온에서 일정시간 자연건조시키는 단계로서, 상기 성형체조성물 100중량%에 대하여 물 6 ~ 12중량%를 혼합하여 교반 혼합하고 일정한 형상을 지닌 성형틀에 상기 성형체조성물을 전체적으로 가득차게 충진시킨 다음 통상의 진동성형기로 일정시간 동안 진동을 가하여 다짐성형하며 상온에서 5 ~ 7일간 자연건조시키는데, 성형틀에서 다짐성형된 성형체조성물을 자연건조처리하지 않고 곧바로 소성처리시에는 성형체조성물에 남아있는 수분의 급격한 증발과정에서 크랙이 발생되므로 자연건조처리하여 수분을 건조시킨 상태에서 소성처리하게 된다.
4. 소성 및 완성단계
자연건조된 성형체조성물을 소성로에 넣어 일정온도 가온시키면서 일정시간 소성처리하여 내화성형체를 제조하는 단계로서, 자연건조된 성형체조성물을 통상의 소성로에서 1000 ~ 1200℃까지 서서히 가온시키면서 4 ~ 7시간 동안 소성하되, 대략 700 ~ 800℃까지 1.5 ~ 3시간 동안 서서히 가온시키고 대략 800℃에서 0.5 ~ 1시간 동안 예열한 후 다시 800 ~ 1200℃까지 2 ~ 3시간 동안 서서히 가온시켜 가열소성함으로써 내화성형체를 제조하게 된다.
상기와 같이 단계별로 가온하면서 1000 ~ 1200℃ 까지만 소성함으로써 내화성형체가 깨지거나 손상되는 것을 방지할 수 있을 뿐 아니라 700 ~ 800℃로 가온시키는 과정에서 내부의 커피펠렛이 완전연소되어 제거되면서 공극을 형성한 후 도기유(陶器釉)로 된 유약분말이 1000 ~ 1200℃에서 융해되면서 연탄재분말과 점토분말 사이에 스며들어 융착됨에 따라 결합력을 증대시켜 내화성형체의 강도와 내구성을 증진시키게 되며, 연탄재분말과 점토분말 사이에 스며들어 융착된 유약성분에 의해 내화성형체의 내수성이 크게 증대된다.
상기와 같이 소성처리된 내화성형체는 상온으로 서서히 자연 냉각시킨 후 성형틀로부터 탈형시켜 완제품으로 제조된다.
상기와 같이 제조된 본 발명에 따른 내화성형체는 완전 불연재(不燃材)로 높은 단열성, 경량성, 흡음성, 내수성, 압축강도를 지니도록 제조되면서 건축 내,외장재를 비롯하여 바닥재 등의 다양한 용도로 사용된다.
이하 본 발명에 따른 실시예는 다음과 같다.
< 실시예 1 >
건조 및 분쇄처리된 커피슬러지분말 93중량%와 점토분말 4중량%와 물 3중량%를 혼합하여 반죽하고 펠렛상태로 프레스성형하여 2mm의 직경을 지닌 커피펠렛을 제조한 다음 상기 커피펠렛 40중량%와 연탄재분말 40중량%와 점토분말 15중량%와 유약분말 5중량%를 혼합하여 성형체조성물을 제조하며, 상기 성형체조성물에 물을 첨가하여 교반 혼합하고 내부 규격이 가로 500mm, 세로 500mm, 높이 30mm의 성형틀에 충진시켜 다짐성형하며 상온에서 6일간 자연건조시킨 다음 소성로에 넣어 1150℃로 가온시키면서 6시간 동안 소성처리하여 내화성형체를 제조하였다.
< 실시예 2 >
실시예 1에서 제조된 커피펠렛 35중량%와 연탄재분말 35중량%와 점토분말 20중량%와 유약분말 10중량%를 혼합하여 성형체조성물을 제조하며, 상기 성형체조성물에 실시예1과 동일 조건으로 다짐성형한 후 자연건조처리하고 소성처리하여 내화성형체를 제조하였다.
< 비교예 1 >
실시예 1에서 제조된 커피펠렛 25중량%와 연탄재분말 30중량%와 점토분말 35중량%와 유약분말 10중량%를 혼합하여 성형체조성물을 제조하고, 상기 성형체조성물을 실시예1과 동일 조건으로 다짐성형한 후 자연건조처리하고 소성처리하여 내화성형체를 제조하였다.
< 비교예 2 >
실시예 1에서 제조된 커피펠렛 30중량%와 연탄재분말 25중량%와 점토분말 40중량%와 유약분말 5중량%를 혼합하여 성형체조성물을 제조하고, 상기 성형체조성물을 실시예1과 동일 조건으로 다짐성형한 후 자연건조처리하고 소성처리하여 내화성형체를 제조하였다.
< 비교예 3 >
실시예 1에서 제조된 커피펠렛 20중량%와 연탄재분말 60중량%와 점토분말 10중량%와 유약분말 10중량%를 혼합하여 성형체조성물을 제조하고, 상기 성형체조성물을 실시예1과 동일 조건으로 다짐성형한 후 자연건조처리하고 소성처리하여 내화성형체를 제조하였다.
< 비교예 4 >
실시예 1에서 제조된 커피펠렛 60중량%와 연탄재분말 200중량%와 점토분말 10중량%와 유약분말 10중량%를 혼합하여 성형체조성물을 제조하고, 상기 성형체조성물을 실시예1과 동일 조건으로 다짐성형 후 자연건조처리하고 소성처리하여 내화성형체를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 실시예 1,2와 비교예 1,2,3,4의 내화성형체를 각각 동일한 조건에서 밀도(경량성)와 압축강도를 측정하였으며, 그 결과를 아래 <표 1>에 나타내었다.
실시예 1,2와 비교예 1,2,3,4의 측정결과
실시예 1
 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
밀도
(kg/㎥)		 632 659 1170 1327 515 422
압축강도
(N/㎠)		 228 246 265 271 153 135
상기 <표 1>의 측정결과와 같이 본 발명에 따라 제조된 실시예 1,2의 내화성형체는 커피펠렛에 의해 형성된 공극이 전체적으로 균일하고 고르게 분포되고 연탄재분말이 적정 비율로 혼합되어 있어 점토분말이 과량 혼합되고 연탄재분말과 커피펠렛이 상대적으로 적게 혼합된 비교예 1,2보다 밀도가 대략 0.5배 정도로 작아 경량성을 나타낼 뿐 아니라 압축강도에 있어서 평균 237N/㎠로 비교예 1,2의 압축강도(평균 268N/㎠)와 큰 차이가 없어 높은 강도와 내구성을 함께 지니고 있음을 알 수 있으며 이에 따라 실시예 1,2의 내화성형체에 조밀하게 형성된 공극에 의해 흡음성과 내열성 및 단열성이 우수한 경량 내화성형체를 제공하게 된다.
한편, 비교예 1,2의 내화성형체의 경우 점토분말이 과량 혼합됨에 따라 강도는 높으나 밀도가 너무 높아 경량성이 떨어져 본 발명의 목적에 부적합한 결과를 나타내었고, 비교예 3,4의 내화성형체의 경우 연탄재분말이나 커피펠렛이 과량 혼합됨에 따라 밀도가 작아 경량성은 우수하나 압축강도가 평균 144N/㎠로 실시예 1,2의 압축강도의 평균값보다 대략 0.6배 정도 작은 수치를 나타내어 전체적인 강도와 내구성의 저하로 본 발명의 목적에 부적합한 결과를 나타내었다.

Claims (5)

  1. 건조 및 분쇄처리된 커피슬러지분말과 점토분말과 물을 일정비율로 혼합하여 반죽하고 펠렛상태로 프레스성형하여 일정직경을 지닌 커피펠렛을 제조하는 단계와, 상기 커피펠렛 30 ~ 50중량%와 연탄재분말 30 ~ 55중량%와 점토분말 10 ~ 25중량%와 유약분말 5 ~ 20중량%를 혼합하여 성형체조성물을 제조하는 단계와, 상기 성형체조성물에 물을 첨가하여 교반 혼합하고 성형틀에 충진시켜 다짐성형한 다음 상온에서 자연건조시키는 단계와, 자연건조된 성형체조성물을 소성로에 넣어 일정온도로 소성처리하여 내화성형체를 제조하는 단계를 통해 제조된 것을 특징으로 하는 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 커피펠렛은 커피슬러지분말 90 ~ 95중량%와 점토분말 3 ~ 5중량%와 물 2 ~ 5중량%를 혼합하여 1 ~ 10mm 직경을 지닌 펠렛상태로 제조된 것을 특징으로 하는 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 유약분말은 장석 10 ~ 30중량%, 규석 5 ~ 35중량%, 석회석 10 ~ 25중량%, 프리트분말 10 ~ 40중량%가 혼합된 것을 특징으로 하는 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 연탄재분말은 20 ~ 200mesh의 입도를 지니도록 분쇄된 분말상태이며, 상기 커피펠렛을 제조하는 단계와 성형체조성물을 제조하는 단계에서 사용되는 점토분말은 100 ~ 300mesh의 입도를 지니도록 분쇄된 분말상태인 것을 특징으로 하는 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체.
  5. 건조 및 분쇄처리된 커피슬러지분말 90 ~ 95중량%와 점토분말 3 ~ 5중량%와 물 2 ~ 5중량%를 혼합하여 반죽하고 펠렛상태로 프레스성형하여 1 ~ 10mm 직경을 지닌 커피펠렛을 제조하는 단계와, 상기 커피펠렛 30 ~ 50중량%와 연탄재분말 30 ~ 55중량%와 점토분말 10 ~ 25중량%와 유약분말 5 ~ 20중량%를 혼합하여 성형체조성물을 제조하는 단계와, 상기 성형체조성물 100중량%에 대하여 물 6 ~ 12중량%를 첨가하여 교반 혼합하고 성형틀에 충진시켜 다짐성형한 다음 상온에서 5 ~ 7일간 자연건조시키는 단계와, 자연건조된 성형체조성물을 소성로에 넣어 1000 ~ 1200℃로 가온시키면서 일정시간 소성처리하여 내화성형체를 제조하는 단계를 통해 제조된 것을 특징으로 하는 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체의 제조방법.
KR1020160017095A 2016-02-15 2016-02-15 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법 KR101653285B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160017095A KR101653285B1 (ko) 2016-02-15 2016-02-15 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160017095A KR101653285B1 (ko) 2016-02-15 2016-02-15 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101653285B1 true KR101653285B1 (ko) 2016-09-01

Family

ID=56942759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160017095A KR101653285B1 (ko) 2016-02-15 2016-02-15 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101653285B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101964550B1 (ko) * 2018-05-21 2019-04-01 박한별 갯벌흙을 이용한 내화성형체 및 그 제조방법
KR20190112914A (ko) * 2018-03-27 2019-10-08 (주)제이원산업 소음저감용 흡음구조물 및 그 제작방법
KR20200113537A (ko) * 2019-03-25 2020-10-07 우석대학교 산학협력단 칼라시멘트

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002265248A (ja) * 2001-03-06 2002-09-18 Machida Corporation Kk 炭化物成型体及びその製造方法
KR20030083289A (ko) * 2002-04-20 2003-10-30 한승호 다공질 화분
KR20080058353A (ko) * 2005-09-26 2008-06-25 생-고뱅 생트레 드 레체르체 에 데투드 유로삐엔 향상된 내열충격성을 나타내는 소결 내화성 제품
KR101102936B1 (ko) * 2009-08-18 2012-01-10 이승현 미세다공타일 및 이의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002265248A (ja) * 2001-03-06 2002-09-18 Machida Corporation Kk 炭化物成型体及びその製造方法
KR20030083289A (ko) * 2002-04-20 2003-10-30 한승호 다공질 화분
KR20080058353A (ko) * 2005-09-26 2008-06-25 생-고뱅 생트레 드 레체르체 에 데투드 유로삐엔 향상된 내열충격성을 나타내는 소결 내화성 제품
KR101102936B1 (ko) * 2009-08-18 2012-01-10 이승현 미세다공타일 및 이의 제조방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190112914A (ko) * 2018-03-27 2019-10-08 (주)제이원산업 소음저감용 흡음구조물 및 그 제작방법
KR102084605B1 (ko) 2018-03-27 2020-03-04 (주)제이원산업 소음저감용 흡음구조물 및 그 제작방법
KR101964550B1 (ko) * 2018-05-21 2019-04-01 박한별 갯벌흙을 이용한 내화성형체 및 그 제조방법
KR20200113537A (ko) * 2019-03-25 2020-10-07 우석대학교 산학협력단 칼라시멘트
KR102307197B1 (ko) * 2019-03-25 2021-09-30 우석대학교 산학협력단 칼라시멘트

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0543666B2 (ko)
KR101653285B1 (ko) 연탄재와 커피슬러지를 주재로 한 경량 내화성형체 및 그 제조방법
KR100853754B1 (ko) 건축용 고강도 내화성형체 및 그 제조방법
KR102129782B1 (ko) 발포 세라믹 볼을 이용한 패널의 제조방법 및 그 발포 세라믹 볼을 이용한 패널
KR20110125913A (ko) 석분오니를 함유하는 내장용 벽돌 및 그 제조방법
KR20180030372A (ko) 플라이애쉬와 팽창암석을 사용한 고강도 불연성 단열패널 및 그 제조방법
US1761108A (en) Method for the manufacture of cellular building materials
KR100210014B1 (ko) 원적외선방사 벽체재 및 그 제조방법
KR101586172B1 (ko) 경량 다공성 세라믹 소성체 및 그 제조방법
KR101183535B1 (ko) 나노필러 효과 및 포졸란 반응성을 높인 건조수축 저감형 고강도 무기질 조성물
DE2533774C2 (de) Keramische Masse, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie Verwendung der Masse zur Herstellung von Steinguterzeugnissen
KR101193482B1 (ko) 친환경 세라믹 흡음재 및 그 제조방법
KR101964550B1 (ko) 갯벌흙을 이용한 내화성형체 및 그 제조방법
KR101815649B1 (ko) 건축용 실내 내장재의 제조방법
KR19990000098A (ko) 원적외선방사 온돌바닥재 및 그 제조방법
JP3090085B2 (ja) セメント系陶磁器製品の製造方法
KR102424989B1 (ko) 팽창 펄라이트를 이용한 불연 건축용 패널의 제조 방법
JP4938234B2 (ja) 軽量無機質板および該軽量無機質板の製造方法
KR101447989B1 (ko) 황토 조성물, 황토 건축자재 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 황토 건축자재
KR102103099B1 (ko) 습도 조절이 용이한 친환경 불연성 조성물 및 그 제조 방법
RU2703061C1 (ru) Смесь для получения силикатного кирпича
JP4870371B2 (ja) 軽量無機質板および該軽量無機質板の製造方法
KR100940869B1 (ko) 석분 오니를 이용한 내장용 점토벽돌 및 그 제조방법
CA1149421A (en) Firebricks containing chrysotile asbestos residues
JP4275381B2 (ja) 溶融スラグを用いたタイルの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 4