KR102046552B1 - 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법 - Google Patents

패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법 Download PDF

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Abstract

개시되는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법은, 패각을 세척하는 제1단계; 상기 제1단계에 의해 제공되는 상기 패각을 베이킹하는 제2단계; 상기 제2단계에 의해 제공되는 상기 패각 및 폐유리를 분쇄하는 제3단계; 상기 제3단계에 의해 제공되는 분쇄된 상기 패각 및 상기 폐유리를 제1메쉬망으로 거른 후, 1:4 내지 4:1 중량비로 혼합하여 패각-유리 분쇄 혼합물을 생성하는 제4단계; 상기 패각-유리 분쇄 혼합물에 이산화 타이타늄(Titanium Oxide, 이하 TiO2)을 혼합하여, 패각-유리-TiO2 혼합물을 생성하는 제5단계; 상기 패각-유리-TiO2를 볼밀장치을 이용하여 패각-유리-TiO2 파우더를 생성하는 제6단계; 상기 패각-유리-TiO2 파우더를 건조하는 제7단계; 상기 제7단계에 의해 제공되는 상기 패각-유리-TiO2 파우더를 마노유발에서 미분한 후, 제2메쉬망으로 거르는 제8단계; 상기 제8단계에 의해 제공되는 상기 패각-유리-TiO2 파우더를 성형틀에 담아 성형하여 시편을 형성하는 제9단계; 상기 시편을 소결하고 노냉시키는 제10단계;를 포함한다.

Description

패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법{Method for preparing sterilizing functional sintered body using waste glass and shell}
본 발명(Disclosure)은, 멸균 기능성 소결체 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 패각과 폐유리를 이용하여 경제적이며, 강도와 내구성을 가지며, 이산화타이타늄(TiO2)을 이용한 살균력을 가지는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
멸균 기능성 소결체는 대표적으로 수질 정화용 담체를 예로 들 수 있으며, 그외에 건축자재, 토목자재 및 생활용품 등과 같이 다양한 분야에 활용되고 있다.
현재 전 세계적으로 수질환경 개선 방법으로 광촉매를 이용하는 추세에 있다.
일반적으로 사용되고 있는 미생물을 이용한 수처리 기술은 슬러지의 다량발생, 고가의 설비투자비, 다량의 약품사용 등의 문제가 있으며, 활성탄과 같은 흡착제를 이용시에는 완전한 오염물질의 분해가 불가능하기 때문에 2차 처리를 해야 한다는 문제점이 있다.
한편, 광촉매의 뛰어난 산화작용으로 인한 유기물 처리능력 때문에 많은 광촉매 연구가 수처리 기술에 집중되고 있다.
굴, 바지락 및 고막껍질 등의 패각은 남해안 일대에서만도 매년 15만 톤 이상으로 매년 폐기물로 쏟아져 나오는 굴 패각이 지역의 골칫거리로 부각되고 있다.
또한, 폐유리는 재활용이 가능하도록 선별작업을 거쳐 색상별로 분리하여 재활용해야하는 불편함이 있으며, 분리가 불가능한 파유리 등은 재활용에 큰 어려움이 있다.
따라서, 처리 비용과 방법이 까다로운 폐유리와 패각을 이용하여, 폐기물을 처리할 수 있으며, 높은 강도를 가지는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법에 대한 필요성이 요구된다.
1. 한국공개특허공보 제10-2017-0114630
본 발명(Disclosure)은, 폐유리와 패각을 이용하여 고강도 형성을 위한 열처리온도(소결온도)를 낮추어 생산성을 향상시킨 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법의 제공을 일 목적으로 한다.
본 발명(Disclosure)은, 이산화 타이타늄 또는 흑색 이산화 타이타늄을 포함하여, 자외선 영역은 물론 가시광 영역에서도 강력한 광촉매 작용에 의한 멸균기능을 가지는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(S㎛mary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general s㎛mary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 양태(aspect)에 따른 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법은, 준비된 패각과 폐유리를 세척하는 제1단계; 상기 제1단계에 의해 제공되는 상기 패각을 베이킹하는 제2단계; 상기 제2단계에 의해 제공되는 상기 패각 및 상기 폐유리를 분쇄하는 제3단계; 상기 제3단계에 의해 제공되는 분쇄된 상기 패각 및 상기 폐유리를 제1 메쉬망으로 거른 후, 1:4 내지 4:1 중량비로 혼합하여 패각-유리 분쇄 혼합물을 생성하는 제4단계; 상기 패각-유리 분쇄 혼합물에 이산화 타이타늄(Titanium Oxide, 이하 TiO2)을 혼합하여, 패각-유리-TiO2 혼합물을 생성하는 제5단계; 상기 패각-유리-TiO2를 볼밀장치을 이용하여 패각-유리-TiO2 파우더를 생성하는 제6단계; 상기 패각-유리-TiO2 파우더를 건조하는 제7단계; 상기 제7단계에 의해 제공되는 상기 패각-유리-TiO2 파우더를 마노유발에서 미분한 후, 제2 메쉬망으로 거르는 제8단계; 상기 제8단계에 의해 제공되는 상기 패각-유리-TiO2 파우더를 성형틀에 담아 성형하여 시편을 형성하는 제9단계; 상기 시편을 소결하고 노냉시키는 제10단계;를 포함한다.
본 발명의 일 양태(aspect)에 따른 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법에서 상기 제2단계는, 200℃의 온도에서 베이킹되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태(aspect)에 따른 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법에서 상기 제1 메쉬망 및 제2 메쉬망의 메쉬간격은 50㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태(aspect)에 따른 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법에서 상기 제6단계는, 상기 패각-유리-TiO2과 지로코니아볼 및 물을 상기 볼밀장치에서 혼합하여 48시간동안 볼밀하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태(aspect)에 따른 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법에서, 상기 제7단계는, 60℃의 온도에서 48시간동안 건조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태(aspect)에 따른 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법에서, 상기 제9단계는, 10kPa의 압력을 5분간 인가하여 성형하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태(aspect)에 따른 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법에서, 상기 제10단계는, 650℃ 내지 1,000℃의 온도로 3시간동안 소결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태(aspect)에 따른 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법에서, 상기 제10단계가 수행된 후, 상기 시편을 수소 분위기에서 가열하여 흑색 이산화타이타늄(TiO2)를 형성하는 제11단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태(aspect)에 따른 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법에서, 상기 제11단계는, 수소공정(hydrogenation process) 열처리는 수소분위기에서 200℃ 내외의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 폐유리와 패각을 이용하여 자원 재활용 효과를 가지며, 폐유리와 패각의 미분화(평균입자크기를 약 1㎛ 이하, 최대입자크기 2㎛ 이하)하여 소결체에 필요한 강도를 부여하기 위한 열처리온도(소결온도)를 낮춤으로써, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 이산화 타이타늄 또는 흑색 이산화 타이타늄을 포함하여, 자외선 영역은 물론 가시광 영역에서도 강력한 광촉매 작용에 의한 멸균기능을 가지게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법의 일 실시 형태를 보인 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 제조된 멸균 기능성 소결체의 TiO2의 중량비율에 따른 XRD 측정 결과를 보인 도면.
도 3은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 제조된 멸균 기능성 소결체의 TiO2의 중량비율이 (a)0wt%와, (b)10wt%와, (c)20wt% 및, (d)30wt% 일때 FE-SEM 측정 결과를 보인 도면.
도 4은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 제조된 멸균 기능성 소결체의 소결 온도에 따른 XRD 측정 결과를 보인 도면.
도 5는 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법에서 소결 온도가 600 ℃일 때와 1,100℃일때의 패각-유리-TiO2 파우더의 물성 상태를 보인 사진.
도 6은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법에 사용되는 패각의 EDS 측정 결과를 보인 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법에 사용되는 폐유리의 EDS 측정 결과를 보인 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법에 사용되는 TiO2의 EDS 측정 결과를 보인 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 제조된 멸균 기능성 소결체의 멸균 시험 결과를 보인 도면.
도 10은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 TiO2 파우더를 20 wt%로 첨가하여 제조된 멸균 기능성 소결체의 비커스 경도 측정에 사용된 시편 표면의 이미지를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법의 일 실시 형태를 보인 공정도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법은, 준비된 폐유리 및 패각을 세척하는 제1단계가 수행된다.
폐유리 및 패각을 세척함으로써 폐유리 및 패각 표면의 오염물이 제거되는 효과가 있다.
다음으로 패각을 베이킹하는 제2단계가 수행된다.
패각 표면의 잔류 유기물이 소각되어 제거될 수 있으며, 후술하는 패각 파쇄 과정에서 파쇄 작용이 용이하다.
패각 베이킹 온도는 바람직하게는 200℃이다.
다음으로 베이킹된 패각 및 폐유리를 분쇄하는 제3단계가 수행된다.
제3단계에서 분쇄된 패각 및 폐유리를 제1 메쉬망으로 거른 후, 혼합하여 패각-유리 분쇄 혼합물을 생성하는 제4단계가 수행된다.
이때 혼합 비율은 바람직하게는 1:4 내지 4:1 중량비이다.
제1 메쉬망의 메쉬간격은 바람직하게는 50㎛ 내지 100㎛이다.
다음으로, 패각-유리 분쇄 혼합물에 이산화 타이타늄(Titanium Oxide, 이하 TiO2)을 혼합하여, 패각-유리-TiO2 혼합물을 생성하는 제5단계가 수행되며, 패각-유리-TiO2 혼합물을 볼밀장치을 이용하여 패각-유리-TiO2 파우더를 생성하는 제6단계가 순차적으로 수행된다.
이때, 볼밀 장치 내부에서 제5단계가 수행될 수도 있다.
이때 패각-유리-TiO2과 지로코니아볼 및 물을 각각 혼합하여 볼밀할 수 있다.
혼합비율은 바람직하게는 패각-유리-TiO2 : 지로코니아볼 : 물 = 1 : 1 : 1이며, 시간은 48시간이다.
다음으로, 생성된 패각-유리-TiO2 파우더를 건조하는 제7단계가 수행된다. 겅조 온도와 시간은 바람직하게는 60℃의 온도에서 48시간이다.
다음으로, 건조된 패각-유리-TiO2 파우더를 마노유발에서 미분한 후, 제2 메쉬망으로 거르는 제8단계가 수행된다.
제2 메쉬망의 메쉬간격은 바람직하게는 50㎛ 내지 100㎛이다.
다음으로, 제8단계에 의해 제공되는 패각-유리-TiO2 파우더를 성형틀에 담아 성형하여 시편을 형성하는 제9단계가 수행된다. 이때 성형압력과 성형시간은 바람직하게는 10kPa의 압력과 5분이다.
다음으로, 시편을 소결(열처리)하고 노냉시키는 제10단계가 수행된다. 이때 소결 온도 및 소결시간은 바람직하게는, 650℃ 내지 1,000℃의 온도와 3시간이다.
또한, 제10단계가 수행된 후, 형성된 시편을 수소 분위기에서 가열하여 흑색 이산화타이타늄(TiO2)를 형성하는 제11단계를 더 포함될 수 있다.
이때 가열온도는 바람직하게는 200℃ 내외이다.
흑색 이산화타이타늄(TiO2)은, 기존 흰색의 TiO2에서 산소가 결핍되어 흑색을 띄게 되는데, 이는 자외선 영역에서만 활성이 우수하고, 태양광의 대부분인 가시광 영역에서는 활성이 거의 없어 실제 활용되지는 못하는 기존 흰색의 TiO2의 한계를 극복하고, 태양광에서 수소 생산에 적합한 고효율의 광활성 특성과 안정성을 가지게 된다.
따라서, 본 발명에 따라 제조된 멸균 기능성 소결체의 사용 환경을 확장시킬 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 제조된 멸균 기능성 소결체의 TiO2의 중량비율에 따른 XRD 측정 결과를 보인 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 제조된 멸균 기능성 소결체의 TiO2의 중량비율이 (a)0wt%와, (b)10wt%와, (c)20wt% 및, (d)30wt% 일때 FE-SEM 측정 결과를 보인 도면.
먼저, 도 2를 참조하면, 모든 TiO2의 함량 범위에 있어서, 베타-웰라스토나이트(CaSiO3)(β-wollastonite)과 겔레나이트(gehlenite) 및 소다-칼슘-실리케이트 조성물(sodi㎛ calci㎛ cilicate, 이하 'SCS') 상이 혼재하고 있음을 확인할 수 있다.
이는 본 발명에 따른 소결체가 결정질 소재로서, 강도 면에서 비결정질에 비해 우수함을 확인할 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, TiO2 함량이 0wt% 중량비에서 30wt% 중량비로 증가함에 따라서, SCS 피크의 강도(2θ=30°~40°)는 서서히 감소한다.
또한, TiO2가 0wt%~20wt%중량비로 증가하면, 베타-웰라스토나이트(CaSiO3)(2θ=29°~ 30°)의 피크 강도가 증가하며, TiO2가 30wt% 중량비로 증가하면, 베타-웰라스토나이트(CaSiO3)(2θ=29°~ 30°)의 피크 강도는 감소한다.
도 3은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 제조된 멸균 기능성 소결체의 TiO2의 중량비율이 (a)0wt%와, (b)10wt%와, (c)20wt% 및, (d)30wt% 인 시편의 FE-SEM 측정 결과를 보인 도면이다.
도 3을 참조하면, TiO2의 중량비율이 0 wt%인 경우에는, 열처리한 시편의 표면에 규회석(wollastonite)상(像)인 위스커(whisker 침상(針狀))의 형태로 발달되어 있다. TiO2를 10 wt% 내지 20wt%를 혼합한 시편에는 원형의 입자가 부분적으로 발달되어 있었으며, 침상의 크기가 서서히 증가하여 약 20 μm의 길이로 성장하였다. TiO2가 30wt%로 증가하면 침상의 크기가 보이지 않음을 확인하였음.
일반적인 규회석(wollastonite)상(像)은 위스커(whisker 침상(針狀)) 형태로 발달하는 것으로 알려져 있다. 도 3에 도시된 주사전자현미경(field emission scanning electron microscope, FE-SEM) 결과를, 도 2에 도시된 XRD 측정 결과와 비교하면, FE-SEM 사진 상의 침상은 규회석(wollastonite)상(像)인 것으로 판단할 수 있다.
또한, TiO2가 20wt%인 시편은 TiO2가 10wt% 또는 TiO2가 30wt%인 일때 시편에 비교해서, 더 침상형이고 비표면적이 넓어서 항균 특성이 우수하다.
도 4는 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 제조된 멸균 기능성 소결체의 소결 온도에 따른 XRD 측정 결과를 보인 도면이다.
도 4를 참조하면, 소결(열처리) 온도가 650℃에서 800℃인 상태에서 베타-웰라스토나이트(CaSiO3)(β-wollastonite)과 겔레나이트(gehlenite) 및 소다-칼슘-실리케이트 조성물(sodi㎛ calci㎛ cilicate, 이하 'SCS') 상이 혼재하고 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 소결체의 강도가 우수함을 예상할 수 있다.
한편, 소결(열처리)온도가 증가할수록 베타-웰라스토나이트(CaSiO3)(β-wollastonite)과 겔레나이트(gehlenite) 및 소다-칼슘-실리케이트 조성물(sodi㎛ calci㎛ cilicate, 이하 'SCS')의 피크가 증가하고 있음을 확인할 수 있는데, 이로부터 제조된 소결체의 강도 우수성을 담보하는 온도범위가 존재함을 예상할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법에서 소결 온도가 600℃일 때와 1,100℃일 때의 패각-유리-TiO2 파우더의 물성 상태를 보인 사진이다.
도 5를 참조하면, 소결(열처리) 온도가 600℃에서는, 시편으로 성형된 형태를 유지할 수 없을 정도로 강도가 낮아진다. 이는 베타-웰라스토나이트(CaSiO3)(β-wollastonite)과 겔레나이트(gehlenite) 및 소다-칼슘-실리케이트 조성물(sodi㎛ calci㎛ cilicate, 이하 'SCS')의 결정화가 부족한 결과로 판단된다. 또한, 소결온도가 1,100℃에서는 성형후 물러지는 현상이 발생한다.
600℃로 열처리한 시편의 표면에는 많은 양의 기공이 존재한다. 시편에 존재하는 기공은, 출발원료인 폐유리 및 패각 분말 입자들의 계면이, 습윤 [wetting, 濕潤]상태에 이르지 못한 결과인 것으로 판단할 수 있다. 이러한 기공의 존재가 시편의 기계적 성질에 나쁜 영향을 끼칠 것으로 생각된다.
도 6은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법에 사용되는 패각의 EDS 측정 결과를 보인 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법에 사용되는 폐유리의 EDS 측정 결과를 보인 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법에 사용되는 TiO2의 EDS 측정 결과를 보인 도면이며, 표 1은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법에 따라 TiO2가 20 wt% 첨가되어 제조된 멸균 기능성 소결체의 EDS 측정 결과에서 측정된 조성비를 나타낸 것이다.
Figure 112018030758950-pat00001
도 6 내지 도 8 및 표 1에 나타난 바와 같이, 매질(성형된 소결체 내부) 부분은 실리케이트 유리가 주성분이고 불순물로 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 나트륨(Na) 및 마스네슘(Mg)가 검출되고 있는 반면에, 침상은 Ca와 Si가 다량 존재하는 규회석(wollastonite) 결정으로 이루어져 있음을 확인할 수 있다. 이상의 결과에 따라, 20 wt% TiO2 파우더를 첨가하였을 때, 규회석(wollastonite) 결정의 형성 및 성장은 Ca의 공급원인 패각의 투입으로 촉진된 것이다.
이 결과에 따르면, 매질보다는 침상의 규회석(wollastonite)에 Ca가 훨씬 더 많이 존재하고 있음을 알 수 있다. 즉, 전 영역의 시편에 고르게 존재하고 있던 Ca가 TiO2 파우더의 함량에 따라서 규회석(wollastonite)의 생성에 소비되어 유리질의 매질에는 Ca량이 감소하는 것이다.
한편 나트륨(Na), 알루미늄(Al) 및 칼륨(K)등의 알칼리 원소는 침상의 wollastonite 결정보다는 유리질인 매질에 훨씬 더 많이 분포하고 있다.
도 8은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 제조된 멸균 기능성 소결체 및 자외선 조사를 이용한 멸균 시험 결과를 보인 도면이다.
도 8을 참조하면, 시험진행 12시간까지 균을 관찰할 수 있었으나, 24시간이후에는 멸균됨을 확인할 수 있다. TiO2의 광촉매 작용으로 균을 멸균됨을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 제조된 멸균 기능성 소결체의 멸균 시험 결과를 보인 도면이며, 도 10은 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 TiO2 파우더를 20 wt%로 첨가하여 제조된 멸균 기능성 소결체의 비커스 경도 측정에 사용된 시편 표면의 이미지를 나타낸 도면이다.
표 2는 본 발명에 따른 멸균 기능성 소결체 제조 방법으로 TiO2 파우더를 20 wt%로 첨가하여 제조된 멸균 기능성 소결체에 대해 1Kg의 하중을 인가하여 비커스 경도 측정값을 나타낸 것이다.
Figure 112018030758950-pat00002
도 9 내지 도 10 및 표 2를 참조하면, 평균 534.49HV의 경도값을 나타낸다. 또한, 500g 의 하중을 10sec 동안 인가하여 측정한 또 다른 비커스 경도 측정에서는, 평균 619.9 HV의 경도값을 확인하였다.
이와 같은 20 wt%의 TiO2 파우더 함량의 시편의 경도 값은, 현재 실용화되어 건축 자재로 사용하고 있는 미국의 600 비커스 값에 근접하며, 따라서 높은 기계적 강도가 요구되는 구조재로 사용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 준비된 패각과 폐유리를 세척하는 제1단계;
    상기 제1단계에 의해 제공되는 상기 패각을 베이킹하는 제2단계;
    상기 제2단계에 의해 제공되는 상기 패각 및 상기 폐유리를 분쇄하는 제3단계;
    상기 제3단계에 의해 제공되는 분쇄된 상기 패각 및 상기 폐유리를 제1 메쉬망으로 거른 후, 1:4 내지 4:1 중량비로 혼합하여 패각-유리 분쇄 혼합물을 생성하는 제4단계;
    상기 패각-유리 분쇄 혼합물에 이산화 타이타늄(Titanium Oxide, 이하 TiO2)을 혼합하여, 패각-유리-TiO2 혼합물을 생성하는 제5단계;
    상기 패각-유리-TiO2를 볼밀장치을 이용하여 패각-유리-TiO2 파우더를 생성하는 제6단계;
    상기 패각-유리-TiO2 파우더를 건조하는 제7단계;
    상기 제7단계에 의해 제공되는 상기 패각-유리-TiO2 파우더를 마노유발에서 미분한 후, 제2 메쉬망으로 거르는 제8단계;
    상기 제8단계에 의해 제공되는 상기 패각-유리-TiO2 파우더를 성형틀에 담아 성형하여 시편을 형성하는 제9단계;
    상기 시편을 소결하고 노냉시키는 제10단계;를 포함하고,
    상기 제10단계가 수행된 후,
    상기 시편을 수소 분위기에서 가열하여 흑색 이산화타이타늄(TiO2)를 형성하는 제11단계;를 더 포함하는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2단계는, 200℃의 온도에서 베이킹되는 것을 특징으로 하는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 메쉬망 및 제2 메쉬망의 메쉬간격은 50㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제6단계는, 상기 패각-유리-TiO2과 지로코니아볼 및 물을 상기 볼밀장치에서 혼합하여 48시간동안 볼밀하는 것을 특징으로 하는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제7단계는, 60℃의 온도에서 48시간동안 건조하는 것을 특징으로 하는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제9단계는, 10kPa의 압력을 5분간 인가하여 성형하는 것을 특징으로 하는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제10단계는, 650℃ 내지 1,000℃의 소결온도로 3시간 동안 유지하여 소결하는 것을 특징으로 하는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제11단계는, 200℃ 내외의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 패각과 폐유리를 이용한 멸균 기능성 소결체 제조 방법.


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