KR101819430B1

KR101819430B1 - 판재유닛 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101819430B1
Application number: KR1020170134950A
Authority: KR
Inventors: 고광식
Original assignee: 고광식
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2018-02-28

Abstract

본 발명은 판재유닛 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제로 조성되어, 원료준비, 배합 및 혼합, 숙성, 성형, 건조, 소성, 냉각의 과정을 거쳐 판재로 제조된 후에 용도에 맞게 크기별 가공함으로써 건축용 판재나 토목용 보도블록 판재 등으로 적용하기 위한 판재타입의 자재로 적용되어 흡음 및 투수성이 우수하면서도 열의 축열효율을 향상시켜 난방용 고기능성 판재유닛으로 실내나 실외의 바닥 및 벽체 등에 적용할 수 있도록 하는 한편, 원료의 성분 중 탄소나노튜브 및 그래핀이 적용됨으로써 건축이나 토목 등의 용도로 적용되는 판재유닛에 대하여 강도를 더욱 증진시킬 수 있는 것이다.

Description

판재유닛 및 그의 제조방법{PANNEL UNIT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 판재유닛 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축용 판재나 토목용 보도블록 판재 등으로 적용하기 위한 판재타입의 자재로 적용되어 흡음 및 투수성이 우수하면서도 열의 축열효율을 향상시켜 난방용 고기능성 판재유닛으로 실내나 실외의 바닥 및 벽체 등에 적용할 수 있도록 한 판재유닛 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

건축용 바닥판재로 많이 사용되는 인조 합판은 소위 베니어 합판과, 집성 목재, 인조 목재 등으로 분류할 수 있다.

이들 중 인조 목재는 원목을 분쇄한 목재 파편에다 아교를 섞어서 중간 정도의 밀도를 갖도록 평판 형태로 압착시킨 중밀도 섬유판(MDF; medium density fiber-board)와, 목재 등 섬유질 소편(particle)에다 합성수지 접착제를 스프레이로 도포하여 고밀도로 열압 성형 시킨 파티클 보드(particle board)로 분류된다.

여기서, 파티클 보드는 칩 보드(chip-board)나 플레이크보드(flake-board)라고도 하는데, 평면 내에서 강도나 수축 또는 팽창력이 균일하고 균열이 잘 생기지 않는 장점이 있어서 오래전부터 가구용이나 건축 내장재로 많이 사용되어 왔다.

그러나, 이러한 파티클 보드는 구멍뚫기나 도장, 인쇄, 접착 등 가공의 편의성에도 불구하고, 다량의 합성수지 접착제를 포함하고 있기 때문에 이를 가구용이나 실내 마감재로 사용할 경우, 포름알데히드와 같은 휘발성 유기화합물(VOC)이 방출되어 인체에 나쁜 영향을 미칠 수 있다는 우려가 계속 제기되어 왔다.

한편, 건축용 내장재로 널리 사용되는 석고보드는 두 장의 강인한 보드용 원지 사이에 안정된 결정 상태로 경화된 석고가 충진된 것으로서, 건축 내장재가 갖추어야 할 제반 특성, 즉 방화성, 무신축성, 단열성 및 경제성 등을 골고루 갖추고 있다.

그러나, 이러한 석고보드는 충격에 약하여 부서지기 쉽고, 무거우며, 습기에 약한 단점이 있었다.

또한, 국내 실용신안등록 제20-344172호(공개일자; 2004.03.09.)에는 면상 발열체와 방열판으로 이루어진 바닥재가 소개되어 있다.

여기서, 상기 면상 발열체는 중앙 부분에 일정거리 이격되도록 다수개의 방열편이 형성되고, 이 방열편 사이에 다 수개의 장공이 형성되며, 방열편의 양측 단부에는 각각 전원 공급편이 형성된 판체 형상이고, 상기 방열판은 상기 면상 발열체의 방열편이 설치되도록 다수개의 방열체 설치홈이 형성되고, 이 방열체 설치홈 사이를 관통하는 다수개의 보온공이 형성되며, 양측에는 상기 전원 공급편이 설치되는 전원 설치편이 형성되는 구조로 이루어진다.

그러나 이러한 종래의 발열 바닥재는 합성수지 접착제를 사용하지 않기 때문에 휘발성 유기화합물(VOC)이 방출될 우려는 없지만, 상기 방열판의 내부가 비어 있기 때문에 방음이 잘 되지 않고, 내구성이 약한 단점이 있는 등의 문제가 있어서 보다 다양한 소재의 난방용 바닥재를 개발할 필요성이 요구되고 있다.

더욱이, 종래의 건축용 바닥판재는 건축용 바닥에만 국한되어 사용할 수 있는 것으로, 건축용 바닥 판재나 토목용 보도블록 판재 등으로 다양하게 선택적으로 시공 적용하여 사용할 수 없다는 문제가 있었다.

그러므로, 건축용 판재나 토목용 보도블록 판재 등으로 적용하기 위한 판재타입의 자재로 적용될 수 있도록 하는 한편, 흡음 및 투수성이 우수하면서도 열의 축열효율을 향상시켜 난방용 고기능성 판재유닛으로 실내나 실외의 바닥 및 벽체 등에 적용할 수 있도록 한 판재유닛 및 그의 제조방법에 대한 연구 및 개발이 요구되는 실정이다.

대한민국실용신안등록 제20-344172호 대한민국실용신안등록 제20-0414495호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제로 조성되어, 원료준비, 배합 및 혼합, 숙성, 성형, 건조, 소성, 냉각의 과정을 거쳐 판재로 제조된 후에 용도에 맞게 크기별 가공함으로써 건축용 판재나 토목용 보도블록 판재 등으로 적용하기 위한 판재타입의 자재로 적용되어 흡음 및 투수성이 우수하면서도 열의 축열효율을 향상시켜 난방용 고기능성 판재유닛으로 실내나 실외의 바닥 및 벽체 등에 적용할 수 있도록 한 판재유닛 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 기술은 원료의 성분 중 탄소나노튜브 및 그래핀이 적용됨으로써 건축이나 토목 등의 용도로 적용되는 판재유닛에 대하여 강도를 더욱 증진시킬 수 있도록 한 판재유닛 및 그의 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 판재유닛은 판재유닛에 있어서, 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제로 조성되는 한편, 원료준비과정과, 배합 및 혼합과정과, 숙성과정과, 성형과정과, 건조과정과, 소성과정과 냉각과정을 거쳐 일정두께의 판재로 제조된 후에 크기별 가공을 통해 일정두께와 일정크기를 갖는 판재유닛으로 제조되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제로 조성되되, 상기 바텀애시 55중량%, 점토 8중량%, 탄소나노튜브 5중량%, 그래핀 2중량%, 유약 28중량%, 유기가소제 1중량%, 분산제 1중량%로 조성되는 것이 양호하다.

또한, 상기 유약은 액상 발포유약으로 제공되는 것이 바람직하며, 상기 가소제는 액상 가소제로 제공되는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 판재유닛은 크기별 가공을 통해 제조되는 형상에 대하여, 일정두께와 일정크기를 갖는 판재타입으로 제조되되, 표면이 폭 방향으로 크랭크 형상을 가지는 판재타입(a), 표면과 이면이 폭 방향으로 크랭크 형상을 가지는 판재타입(b), 표면에 사각기둥타입의 요철과 홈이 일정간격을 가지고 형성되되 평면에서 봤을 때 전후와 좌우 방향으로 요철과 홈이 교번하여 형성되는 요철과 홈 형상을 가지는 판재타입(c), 표면에 사각기둥타입의 요철과 홈이 일정간격을 가지고 형성되되 평면에서 봤을 때 전후와 좌우 방향으로 요철과 홈이 엇갈리면서 교번하여 형성되는 요철과 홈 형상을 가지는 판재타입(d), 표면에 폭 방향으로 라운드진 산과 골이 반복되는 파형을 가지는 판재타입(e), 표면에 계란판 형상을 가지는 판재타입(f) 또는 표면에 허니콤의 형상을 가지는 판재타입(g) 중 어느 하나의 판재타입으로 제조되는 것이 양호하다.

한편, 본 발명에 따른 판재유닛의 제조방법은 판재유닛의 제조방법에 있어서, 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제의 원료를 준비하는 원료준비과정; 상기 원료준비과정을 통해 준비된 원료의 일부를 배합한 후에 나머지 원료들을 혼합하는 배합 및 혼합과정; 상기 배합 및 혼합과정을 통해 혼합이 완료된 원료를 3시간에 걸쳐 숙성하는 숙성과정; 상기 숙성과정을 통해 숙성이 완료된 원료를 틀에 수용 및 프레스로 가압하여 사각 판재 형태로 성형하는 성형과정; 상기 성형과정을 통해 성형된 판재를 컨베이어를 타고 이동되는 터널식 건조로를 통과시키면서 70~500℃의 온도에서 20분 동안 건조를 수행하는 건조과정; 상기 건조과정을 거쳐 건조된 판재를 950~1,350℃의 소성로에서 30분 동안 소성하는 소성과정; 및 상기 소성과정을 통해 소성된 판재를 10분 동안 질소 냉각하는 냉각과정을 수행하여 판재를 얻음으로 달성할 수 있는 것이다.

이때, 상기 원료준비과정에서 상기 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제의 원료는 바텀애시 55중량%, 점토 8중량%, 탄소나노튜브 중량5%, 그래핀 2중량%, 유약 28중량%, 유기가소제 1중량%, 분산제 1중량%의 조성으로 준비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원료준비과정에서의 상기 유약은 액상 발포유약으로 제공되는 것이 바람직하며, 상기 원료준비과정에서의 상기 가소제는 액상 가소제로 제공되는 것이 양호하다.

더욱이, 상기 배합 및 혼합과정은 상기 원료준비과정을 통해 준비된 원료의 일부를 배합한 후에 나머지 원료들을 혼합하는 과정으로 이루어지되, 상기 원료준비과정을 통해 준비된 원료의 일부를 배합하는 배합과정과, 나머지 원료 중 일부를 혼합하는 1차 혼합과정 및 상기 배합과정, 1차 혼합과정에 적용된 나머지의 원료 모두를 혼합하는 2차 혼합과정으로 이루어지는 한편, 상기 배합과정은 상기 바텀애시 55중량%, 점토 8중량%, 분산제 1중량%를 배합하는 과정으로 이루어지고, 상기 1차 혼합과정은 제1교반기를 통해 상기 배합과정을 통해 배합된 원료에 상기 가소제를 액상 가소제로서 1중량%, 상기 탄소나노튜브 5중량%를 혼합하는 과정으로 이루어지며, 상기 2차 혼합과정은 제2교반기를 통해 상기 1차 혼합과정을 통해 혼합된 원료에 상기 유약을 액상 발포유약으로서 28중량%, 상기 그래핀 2중량%를 혼합하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 냉각과정 이후에는 상기 냉각과정을 거쳐 얻은 일정두께의 판재를 일정크기로 가공하는 크기별 가공과정이 더 이루어지면서 일정두께와 일정크기를 가지는 판재유닛을 얻음이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 판재유닛의 제조방법은 판재유닛의 제조방법에 있어서, 바텀애시 45중량%와, 플라이애시 10중량%와, 유리비드 10중량%와, 점토애시 15중량%와, 흑연애시 10중량%와, 규산소다 5중량%와 보조첨가제 5중량%를 준비 및 혼합 믹싱하여 원료를 얻는 원료 준비과정; 준비된 원료를 틀에 수용 및 프레스로 가압하여 사각 판재 형태로 성형하는 성형과정; 성형된 판재를 컨베이어를 타고 이동되는 터널식 건조로를 통과시키면서 70~500℃의 온도에서 20분 동안 건조를 수행하는 건조과정; 건조된 판재를 950~1,350℃의 소성로에서 30분 동안 소성하는 소성과정; 및 소성된 판재를 10분 동안 질소 냉각하는 냉각과정을 수행하여 판재를 얻음으로 달성될 수도 있다.

이때, 상기 원료 준비과정에서, 바텀애시 45중량%는 0.3이하~5mm의 입도를 고르게 혼합하여 구성하되, 바텀애시 100중량%에 대하여, 4.75~5mm 10중량%와, 4.75~2.36mm 40중량%와, 2.36~1.18mm 30중량%와, 1.18~0.6mm 10중량%와, 0.6~0.3mm이하 10중량%를 혼합 조성하여 됨이 바람직하다.

본 발명에 따른 판재유닛 및 그의 제조방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제로 조성되어, 원료준비, 배합 및 혼합, 숙성, 성형, 건조, 소성, 냉각의 과정을 거쳐 판재로 제조된 후에 용도에 맞게 크기별 가공함으로써 건축용 판재나 토목용 보도블록 판재 등으로 적용하기 위한 판재타입의 자재로 적용되어 흡음 및 투수성이 우수하면서도 열의 축열효율을 향상시켜 난방용 고기능성 판재유닛으로 실내나 실외의 바닥 및 벽체 등에 적용할 수 있다.

둘째, 원료의 성분 중 탄소나노튜브 및 그래핀이 적용됨으로써 건축이나 토목 등의 용도로 적용되는 판재유닛에 대하여 강도를 더욱 증진시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 판재유닛에 대한 일정두께를 가지는 다양한 형상의 판재타입으로 제조되는 형상들을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 판재유닛 및 그의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 판재유닛에 대한 일정두께를 가지는 다양한 형상의 판재타입으로 제조되는 형상들을 나타낸 예시도이다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 판재유닛은 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제로 조성되는 한편, 원료준비과정과, 배합 및 혼합과정과, 숙성과정과, 성형과정과, 건조과정과, 소성과정과 냉각과정을 거쳐 일정두께의 판재로 제조된 후에 크기별 가공을 통해 일정두께와 일정크기를 갖는 판재유닛으로 제조되는 것이다.

이때, 상기 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제로 조성되되, 상기 바텀애시 55중량%, 점토 8중량%, 탄소나노튜브 5중량%, 그래핀 2중량%, 유약 28중량%, 유기가소제 1중량%, 분산제 1중량%로 조성되는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 유약은 액상 발포유약으로 제공되는 것이 바람직하며, 상기 가소제는 액상 가소제로 제공되는 것이 바람직한 것이다.

아울러, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 판재유닛은 크기별 가공을 통해 제조되는 형상에 대하여, 일정두께와 일정크기를 갖는 판재타입으로 제조되되, 도 1에서 보는 바와 같이, 표면이 폭 방향으로 크랭크 형상을 가지는 판재타입(a), 표면과 이면이 폭 방향으로 크랭크 형상을 가지는 판재타입(b), 표면에 사각기둥타입의 요철과 홈이 일정간격을 가지고 형성되되 평면에서 봤을 때 전후와 좌우 방향으로 요철과 홈이 교번하여 형성되는 요철과 홈 형상을 가지는 판재타입(c), 표면에 사각기둥타입의 요철과 홈이 일정간격을 가지고 형성되되 평면에서 봤을 때 전후와 좌우 방향으로 요철과 홈이 엇갈리면서 교번하여 형성되는 요철과 홈 형상을 가지는 판재타입(d), 표면에 폭 방향으로 라운드진 산과 골이 반복되는 파형을 가지는 판재타입(e), 표면에 계란판 형상을 가지는 판재타입(f) 또는 표면에 허니콤의 형상을 가지는 판재타입(g) 중 어느 하나의 판재타입으로 제조될 수 있는 것이다.

이때, 상기와 같은 표면 또는 표면과 이면의 형상은 성형과정에서의 틀과 프레스 가압을 통해 다양한 틀로 적용되어 구현될 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 판재유닛의 제조방법은 원료준비과정, 배합 및 혼합과정, 숙성과정, 성형과정, 건조과정, 소성과정 및 냉각과정을 포함한다.

여기서, 상기 원료준비과정은 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제의 원료를 준비하는 과정으로 이루어진다.

상기 원료준비과정에서 상기 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제의 원료는 바텀애시 55중량%, 점토 8중량%, 탄소나노튜브 5중량%, 그래핀 2중량%, 유약 28중량%, 유기가소제 1중량%, 분산제 1중량%의 조성으로 준비되는 것이 바람직한 것이다.

이때, 상기에서 적용되는 바텀애시(Bottom Ash)는, 화력발전소에서 연료로 사용하고 남은 석탄재로 비교적 경량재로써 다공성 성질을 가지고 있는 것으로, 본 발명 판재유닛에 적용시 그 중량을 경량화시킬 수 있으며, 열의 축열효과를 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 원료준비과정에서의 상기 유약은 액상 발포유약으로 제공되는 것이 바람직하며, 상기 원료준비과정에서의 상기 가소제는 액상 가소제로 제공되는 것이 바람직한 것이다.

한편, 상기 배합 및 혼합과정은 상기 원료준비과정을 통해 준비된 원료의 일부를 배합한 후에 나머지 원료들을 혼합하는 과정으로 이루어진다.

이러한 배합 및 혼합과정은 상기 원료준비과정을 통해 준비된 원료의 일부를 배합한 후에 나머지 원료들을 혼합하는 과정으로 이루어지되, 특히 상기 원료준비과정을 통해 준비된 원료의 일부를 배합하는 배합과정과, 나머지 원료 중 일부를 혼합하는 1차 혼합과정 및 상기 배합과정, 1차 혼합과정에 적용된 나머지의 원료 모두를 혼합하는 2차 혼합과정을 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 배합과정은 상기 바텀애시 55중량%, 점토 8중량%, 분산제 1중량%를 배합하는 과정으로 이루어지고, 상기 1차 혼합과정은 제1교반기를 통해 상기 배합과정을 통해 배합된 원료에 상기 가소제를 액상 가소제로서 1중량%, 상기 탄소나노튜브 5중량%를 혼합하는 과정으로 이루어지며, 상기 2차 혼합과정은 제2교반기를 통해 상기 1차 혼합과정을 통해 혼합된 원료에 상기 유약을 액상 발포유약으로서 28중량%, 상기 그래핀 2중량%를 혼합하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 숙성과정은 상기 배합 및 혼합과정을 통해 혼합이 완료된 원료를 3시간에 걸쳐 숙성하는 과정으로 이루어진다.

또한, 상기 성형과정은 상기 숙성과정을 통해 숙성이 완료된 원료를 틀에 수용 및 프레스로 가압하여 사각 판재 형태로 성형하는 과정으로 이루어진다.

그리고 상기 건조과정은 상기 성형과정을 통해 성형된 판재를 컨베이어를 타고 이동되는 터널식 건조로를 통과시키면서 70~500℃의 온도에서 20분 동안 건조를 수행하는 과정으로 이루어진다.

또한, 상기 소성과정은 상기 건조과정을 거쳐 건조된 판재를 950~1,350℃의 소성로에서 30분 동안 소성하는 과정으로 이루어진다.

그리고 상기 냉각과정은 상기 소성과정을 통해 소성된 판재를 10분 동안 질소 냉각하는 과정으로 이루어지며, 이와 같은 냉각과정이 수행되면서 사각 판재 형태의 판재를 얻을 수 있는 것이다.

아울러, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 판재유닛의 제조방법은 일정두께는 물론, 용도에 따라 일정크기로 가공되는 것으로, 상기 냉각과정 이후에 상기 냉각과정을 거쳐 얻은 일정두께의 판재를 일정크기로 가공하는 크기별 가공과정이 더 이루어지면서 일정두께와 일정크기를 가지는 판재유닛을 얻도록 하는 것이 더욱 바람직한 것이다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 판재유닛의 제조방법은 원료 준비과정, 성형과정, 건조과정, 소성과정 및 냉각과정을 포함한다.

이때, 상기 원료 준비과정은 바텀애시 45중량%와, 플라이애시 10중량%와, 유리비드 10중량%와, 점토애시 15중량%와, 흑연애시 10중량%와, 규산소다 5중량%와 보조첨가제 5중량%를 준비 및 혼합 믹싱하여 원료를 얻는 과정으로 이루어진다.

상기에서 적용되는 바텀애시(Bottom Ash)는 화력발전소에서 연료로 사용하고 남은 석탄재로 비교적 경량재로써 다공성 성질을 가지고 있는 것으로, 본 발명 난방용 판재에 적용시 그 중량을 경량화 시킬 수 있으며, 열의 축열효과를 향상시킬 수 있게 되는 것으로, 바텀애시 45중량%는, 바텀애시 100중량%에 대하여 0.1~5mm의 입도를 고르게 혼합하여 구성하되, 채취된 바텀애시의 입도분포는 KS F 2502에 의거하여 체가름 시험후 각 체에 남아 있는 백분률(%)로 아래의 표1과 같이 구분하였다.

체 번 호	무게 백분율
#4(4.75~5mm)	10%
#4~#8(4.75~2.36mm)	40%
#8~16#(2.36~1.18mm)	30%
#16~#30(1.18~0.6mm)	10%
#30~#50(0.6~0.1mm)	10%

이때, 상기 바텀애시의 선별은 통상적으로 사용되는 선별기를 이용한 것으로서 특별히 바텀애시의 선별기가 별도로 필요한 것은 아니며 일반적으로 골재 등의 선별기 또는 광석을 분쇄한 후 선별하는 선별기면 가능하다.

한편, 상기와 같이 바텀애시를 조성함에 있어 그 입도에 따라 고르게 구성함은 비교적 큰 입도를 통해 열의 축열이 가능한 공극률의 부여와, 비교적 작은 입도를 통해 서로간에 결집력을 부여하기 위함이다.

또한, 적용되는 플라이애시는, 미분탄(微粉炭)을 연소하는 보일러의 연도(煙道) 가스로부터 집진기로 채취한 석탄재를 말하는데, 구상(球狀)인 입자 크기는 시멘트와 같은 정도며 알루미나와 실리카가 주성분이고 콘크리트의 혼화재로 사용된다.

이러한 플라이애시는, 구상(球狀)의 입자로 크기는 시멘트와 같은 정도며 알루미나(Al₂O₃)와 실리카(SiO₂)가 주성분이다. 플라이애시시멘트의 원료로, 혼화재로 사용된다. 시멘트에 20∼30중량%를 혼합하여 사용하면 가공성(加工性:workability)이 개선되고 경화열이 완화됨과 더불어 장기적인 강도 및 수밀성(水密性)이 향상되어 경제적이기도 하며, 적용시 장기강도가 상당히 향상되게 된다.

또한, 적용되는 유리비드(Glass Beads)는, 유리로 된 비즈로 작은 구체(球體) 형태로 구성되며, 충격에 부서지지 않고 내마모성을 유지할 수 있는 성분으로 구성되어 있으며, 내부응력, 내충격을 유지할 수 있도록 열처리되어 있으며, 이러한 유리비드는 플라스틱, 고무, 주물, 유리, 다이케스팅 등 각종 금형 청소나, 항공기터빈날개, 항공기엔진, 발전소터빈날개, 자동차엔진 및 부품등의 카본 제거에도 사용되며, 특히 기계적 강도를 높이기 위한 플라스틱수지의 보강 재료로도 사용되는 것으로, 본 발명 판재유닛에 적용시 판재의 강도 향상에 매우 효과적인 것으로, 유리비드 15중량%는, 상기 바텀애시의 선별시 사용되는 선별기를 이용하여 2.36~1.18mm의 입도를 이루게 조성하였다.

또한, 점토 15중량%와, 흑연 10중량%와, 규산소다 10중량%는 분말 형태로 구성되며, 혼합하여 사용시 점결성의 향상 및 하기하는 가압 성형시 그 강도의 향상을 가져오게 된다.

또한, 보조 첨가제 5중량%는, 분말 형태의 황토, 숯, 맥반석, 천연옥, 세라믹 중 어느 하나 또는 2종 이상의 가열시 원적외선의 방사가 가능한 보조 첨가제를 혼합한 것으로, 본 발명 판재유닛의 건축물 실내에 적용한 후의 가열시 실내에 원적외선 방사가 가능하게 된다.

한편, 상기 성형과정은 전술한 바와 같이 준비된 원료를 틀에 수용 및 프레스로 가압하여 사각 판재 형태로 성형하는 과정으로 이루어진다.

또한, 상기 건조과정은 성형된 판재를 컨베이어를 타고 이동되는 터널식 건조로를 통과시키면서 70~500℃의 온도에서 20분 동안 건조를 수행하는 과정으로 이루어진다.

그리고 상기 소성과정은 건조된 판재를 950~1,350℃의 소성로에서 30분 동안 소성하는 과정으로 이루어진다.

이러한 소성과정은 판재 조직의 치밀도 내지 제품의 강도를 향상시키기 위한 것이며, 이러한 소성 조건을 벗어나게되면 오히려 물성하락으로 인해 난방용 판재로서 사용하기에 그 기능이 현저히 저하될 우려가 있다.

또한, 상기 냉각과정은 소성된 판재를 10분 동안 질소 냉각하는 과정으로 이루어지며, 고온에서 소성된 판재를 10분 동안 질소 냉각을 통해 극저온 냉동을 수행함으로 소성된 판재의 성질을 오랫동안 유지 가능하게 하는 것이다.

더욱이, 전술한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 판재유닛의 제조방법은 일정두께는 물론, 용도에 따라 일정크기로 가공되는 것으로, 상기 냉각과정 이후에 상기 냉각과정을 거쳐 얻은 일정두께의 판재를 일정크기로 가공하는 크기별 가공과정이 더 이루어지면서 일정두께와 일정크기를 가지는 판재유닛을 얻도록 하는 것이 더욱 바람직한 것이다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 판재유닛 및 그의 제조방법에 의하면, 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제로 조성되어, 원료준비, 배합 및 혼합, 숙성, 성형, 건조, 소성, 냉각의 과정을 거쳐 판재로 제조된 후에 용도에 맞게 크기별 가공함으로써 건축용 판재나 토목용 보도블록 판재 등으로 적용하기 위한 판재타입의 자재로 적용되어 흡음 및 투수성이 우수하면서도 열의 축열효율을 향상시켜 난방용 고기능성 판재유닛으로 실내나 실외의 바닥 및 벽체 등에 적용할 수 있게 된다.

더욱이, 원료의 성분 중 탄소나노튜브 및 그래핀이 적용됨으로써 건축이나 토목 등의 용도로 적용되는 판재유닛에 대하여 강도를 더욱 증진시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

판재유닛에 있어서,
바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제로 조성되는 한편, 원료준비과정과, 배합 및 혼합과정과, 숙성과정과, 성형과정과, 건조과정과, 소성과정과 냉각과정을 거쳐 일정두께의 판재로 제조된 후에 크기별 가공을 통해 일정두께와 일정크기를 갖는 판재유닛으로 제조되고,
상기 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제로 조성되되,
상기 바텀애시 55중량%, 점토 8중량%, 탄소나노튜브 5중량%, 그래핀 2중량%, 유약 28중량%, 유기가소제 1중량%, 분산제 1중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 판재유닛.
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제1항에 있어서,
상기 유약은 액상 발포유약으로 제공되는 것을 특징으로 하는 판재유닛.
제1항에 있어서,
상기 유기가소제는 액상 가소제로 제공되는 것을 특징으로 하는 판재유닛.
제1항에 있어서,
상기 판재유닛은 크기별 가공을 통해 제조되는 형상에 대하여, 일정두께와 일정크기를 갖는 판재타입으로 제조되되,
표면이 폭 방향으로 크랭크 형상을 가지는 판재타입(a), 표면과 이면이 폭 방향으로 크랭크 형상을 가지는 판재타입(b), 표면에 사각기둥타입의 요철과 홈이 일정간격을 가지고 형성되되 평면에서 봤을 때 전후와 좌우 방향으로 요철과 홈이 교번하여 형성되는 요철과 홈 형상을 가지는 판재타입(c), 표면에 사각기둥타입의 요철과 홈이 일정간격을 가지고 형성되되 평면에서 봤을 때 전후와 좌우 방향으로 요철과 홈이 엇갈리면서 교번하여 형성되는 요철과 홈 형상을 가지는 판재타입(d), 표면에 폭 방향으로 라운드진 산과 골이 반복되는 파형을 가지는 판재타입(e), 표면에 계란판 형상을 가지는 판재타입(f) 또는 표면에 허니콤의 형상을 가지는 판재타입(g) 중 어느 하나의 판재타입으로 제조되는 것을 특징으로 하는 판재유닛.
판재유닛의 제조방법에 있어서,
바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제의 원료를 준비하는 원료준비과정;
상기 원료준비과정을 통해 준비된 원료의 일부를 배합한 후에 나머지 원료들을 혼합하는 배합 및 혼합과정;
상기 배합 및 혼합과정을 통해 혼합이 완료된 원료를 3시간에 걸쳐 숙성하는 숙성과정;
상기 숙성과정을 통해 숙성이 완료된 원료를 틀에 수용 및 프레스로 가압하여 사각 판재 형태로 성형하는 성형과정;
상기 성형과정을 통해 성형된 판재를 컨베이어를 타고 이동되는 터널식 건조로를 통과시키면서 70~500℃의 온도에서 20분 동안 건조를 수행하는 건조과정;
상기 건조과정을 거쳐 건조된 판재를 950~1,350℃의 소성로에서 30분 동안 소성하는 소성과정; 및
상기 소성과정을 통해 소성된 판재를 10분 동안 질소 냉각하는 냉각과정을 수행하여 판재를 얻음을 특징으로 하는 판재유닛의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 원료준비과정에서 상기 바텀애시, 점토, 탄소나노튜브, 그래핀, 유약, 유기가소제, 분산제의 원료는 바텀애시 55중량%, 점토 8중량%, 탄소나노튜브 5중량%, 그래핀 2중량%, 유약 28중량%, 유기가소제 1중량%, 분산제 1중량%의 조성으로 준비되는 것을 특징으로 하는 판재유닛의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 원료준비과정에서의 상기 유약은 액상 발포유약으로 제공되는 것을 특징으로 하는 판재유닛의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 원료준비과정에서의 상기 유기가소제는 액상 가소제로 제공되는 것을 특징으로 하는 판재유닛의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 배합 및 혼합과정은 상기 원료준비과정을 통해 준비된 원료의 일부를 배합한 후에 나머지 원료들을 혼합하는 과정으로 이루어지되,
상기 원료준비과정을 통해 준비된 원료의 일부를 배합하는 배합과정과,
나머지 원료 중 일부를 혼합하는 1차 혼합과정 및
상기 배합과정, 1차 혼합과정에 적용된 나머지의 원료 모두를 혼합하는 2차 혼합과정으로 이루어지는 한편,
상기 배합과정은 상기 바텀애시 55중량%, 점토 8중량%, 분산제 1중량%를 배합하는 과정으로 이루어지고,
상기 1차 혼합과정은 제1교반기를 통해 상기 배합과정을 통해 배합된 원료에 상기 유기가소제를 액상 가소제로서 1중량%, 상기 탄소나노튜브 5중량%를 혼합하는 과정으로 이루어지며,
상기 2차 혼합과정은 제2교반기를 통해 상기 1차 혼합과정을 통해 혼합된 원료에 상기 유약을 액상 발포유약으로서 28중량%, 상기 그래핀 2중량%를 혼합하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 판재유닛의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 냉각과정 이후에는,
상기 냉각과정을 거쳐 얻은 일정두께의 판재를 일정크기로 가공하는 크기별 가공과정이 더 이루어지면서 일정두께와 일정크기를 가지는 판재유닛을 얻음을 특징으로 하는 판재유닛의 제조방법.
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