KR102397688B1 - 친환경 건축용 패널 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 건축용 패널 및 이의 제조방법으로서, 구체적으로 친환경 건축용 패널은 폐섬유로부터 분류되어 소정의 크기로 절단된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 성형된 적어도 하나의 폐섬유 펠트층이 압축된 제1층, 폐섬유 펠트 또는 폐섬유 펠트층에 물, 저회, 및 반응화제를 포함하는 페이스트를 가하여 형성된 제2층, 및 제1층과 제2층 사이에 형성되고 양 층을 가교하는 와이어 메쉬층을 포함하고, 제1층과 와이어 메쉬층 및 제2층을 금형 공동에 넣어 가열 가압하여 최종적으로 건축용 패널을 제조한다.

Description

친환경 건축용 패널 및 이의 제조방법{ECO-FRIENDLY PANEL FOR CONSTRUCTION AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 친환경 건축용 패널 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 폐섬유와 저회(Bottom Ash)를 이용한 친환경의 기능성 건축 패널로서 고분자 화학 접착제를 사용하지 않고 친환경적인 결합방식을 사용하여 고밀도로 경화시키고 내구성을 향상시킨 건축용 패널과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
현대 사회의 고질적인 문제는 각종 산업, 생활 폐기물과 이로 인한 환경 파괴로 자연이 훼손되는 것이다.
최근 들어 환경 보호의 필요성을 인지하여 다양한 환경 폐기물의 리사이클링과 천연 분해를 통한 해결책이 제시되고 일부 정책적으로 시행되고 있으나 재료의 다양한 측면으로 확장되기에는 상당히 부족한 실정이다.
특히 산업 폐기물 또는 생활 쓰레기로부터 유출되는 각종 섬유폐기물은 그 양이 압도적으로 증가되는 반면 이를 제대로 재활용하는 방법의 제시가 미비하다.
구체적으로 섬유 폐기물의 재활용 방법은 각종 충전재로 사용되거나, 부직포, 매트, 러그, 퀄트, 가방으로 단순 재사용하거나, 혹은 강화플라 스틱, 카프로락탐, SRF 고형연료로 재활용하는 방법이 알려져 있다.
건축 자재로 재활용하는 국내 기술의 경우, 폐섬유와 폐플라스틱을 이용하여 인조목재를 제조한다거나, 폐섬유와 석분을 이용하여 건축내장재를 제조한다거나, 폐섬유를 이용하여 자동차용 내장재를 제조하는 방법이 제공되고 있다.
또한 폐섬유 및 폐종이를 원료로 한 판재의 제조 기술 역시 알려져 있다.
해외 기술의 경우 폐섬유를 솜으로 재 제조하거나, 폐섬유를 이용하여 대체 종이를 제조하거나, 섬유폐기물을 이용한 절연 보드 제조 등의 기술이 알려져 있다.
그러나 이러한 건축 자재로의 폐섬유 재활용 기술은 면섬유 재활용이 이루어지지 못하고, 강력한 접착력과 경도를 부여하기 위한 화학적 고분자 수지 접착제의 사용이 필수적이다.
면섬유의 경우 열경화성 성질로 인해 열을 가하면 불가역적으로 파괴되기 때문에 재사용은 가능하나 재활용은 어렵다. 또한 화학적 고분자 수지 접착제의 사용은 인체유해물질을 방출하게 되어 친환경적이고 자연친화적인 건축 흐름에 역행하고 인체에 해를 가할 수 있다.
따라서 폐섬유를 이용한 건축 자재의 개발 기술에 있어 인체에 유해물질인 고분자 화학 접착제의 사용을 대체할 수 있는 친환경적인 점착제 또는 결합방식의 개발이 필요하고 이를 활용하여 폐섬유를 이용한 건축 자재에서 균일한 강도과 경도를 갖는 기술 개발이 요구된다.
한편, 석탄화력발전의 오랜 역사만큼이나 화력발전으로 인한 환경공해의 문제 역시 우리 주변에 상재하고 있다.
한국남동발전에 의하면 석탄화력발전은 국내 총 발전 설비용량의 약 28%를 차지하고 있으며 석탄의 연소과정에서 발생되는 석탄회는 연간 약 850만 톤 이상이라고 발표하고 있다.
석탄회는 폐기물 소각장과 화력 발전소에서 발생하는 부산물로서, 크기가 미세해 공중에서 포집되는 비회(Fly ash)와 상대적으로 커서 보일러 바닥에 떨어지는 저회(Bottom Ash)로 구분할 수 있다.
2019년도 기준 영흥 발전본부에 의하면 영흥 본부 내 발생한 저회는 약 20만 톤이며 이 중 15만 톤의 저회가 매립되고 있다고 한다.
부산물 중 약 80%를 차지하는 비회의 경우 시멘트 대체재, 콘크리트 혼화재 등 건설재료로써 재활용이 활발히 이루어지고 있으나 부산물의 약 20%를 차지하는 저회의 경우 건설재료로의 재활용에 어려움이 있어 재활용의 범위가 제한적이고 재활용률이 낮기 때문에 대부분이 발전소 인근과 해안가 등에 매립되고 있다.
저회를 매립하는 경우 매립 가능 부지의 확장이 어려우며 더욱이 매립지 인근 지역에서의 비산먼지로 인한 환경오염, 토양 및 수질오염 등의 2차 오염 가능성이 제기되고 있으며 경제 및 환경적 부하가 가중되어 저회 처리 기술 개발이 시급한 실정이다. 이러한 저회를 활용하여 건축재를 제작하는 기술은 폐기되는 자원을 재활용하는 기술로 자연보존에 기여할 수 있으며 폐기물 처분 부담금 문제, 매립지 부족 문제 등을 해결할 수 있다.
따라서, 이러한 다방면의 환경오염의 문제를 해결하고 재활용 선순환으로 경제성장을 위한 자원화 확보를 위해 섬유 폐기물과 저회를 동시에 활용하는 지속가능한 기술개발이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 10-2010-0137709호
본 발명의 목적은 섬유 폐기물과 화력발전 부산물인 저회를 재활용하여 균일한 강도의 건축 자재로서 단열, 방음, 보온, 충격 흡수, 견고성을 가지는 기능성 친환경 건축용 패널을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 폐섬유과 화력발전 부산물 또는 자연 폐기물을 활용하여 견고하고 가벼운 강화 패널을 친환경적으로 대량 생산 및 제조할 수 있는 패널 제조방법을 통해 일반 석재 외장재보다 시공이 간편하고 가벼우며 시공단가를 낮출 수 있는 건축자재를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축용 패널은 폐섬유 펠트층이 압축된 제1층과, 폐섬유와 저회 및 반응화제의 결합재(이하에서, 결합재는 페이스트의 조성분 중 물 이외의 것을 모두 포함하여 지칭하는 것으로 한다)가 포함된 페이스트로 형성된 제2층과, 상기 제1층 및 제2층 사이에서 양자를 가교하는 와이어 메쉬층으로 구성된다.
상기 제1층은 폐섬유로부터 분류되어 소정의 크기로 절단된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 성형될 수 있으며 하나의 폐섬유 펠트층 뿐만 아니라 복수 개의 폐섬유 펠트층이 축합되어 구성될 수 있다.
상기 제2층은 폐섬유로부터 분류되어 소정의 크기로 절단된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 성형된 폐섬유 펠트 또는 폐섬유 펠트층과 함께 결합재 페이스트가 교반 또는 적층되어 형성될 수 있다.
상기 결합재는 저회와 반응화제가 소정의 비율로 물에 교반된 것을 의미한다.
구체적으로 상기 폐섬유 펠트층은 상기 폐섬유로부터 분류된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유를 직경 3~5cm의 원형 또는 가로길이와 세로길이가 각각 3~5cm인 사각형으로 절단하고 타면기를 통해 솜 형태로 풀어낸 후 니들펀칭기로 상기 풀린 솜 형태의 섬유를 망상구조로 가교시킨 것일 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
이때 상기 기타 섬유는 폴리아미드계 섬유, 폴리아크릴로 니트릴계 섬유, 폴리우레탄계 섬유, 폴리올레틴계 섬유, 및 폴리비닐알코올계 섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
다른 실시예로서 상기 제2층에 사용되는 페이스트의 상기 결합재는 저회 및 반응화제 이외에 고로슬래그미분, 감수제를 더 포함할 수 있다.
또한 다른 실시예로서 상기 제2층에 사용되는 페이스트의 조성비는 상기 저회 및 반응화제(일 실시예의 결합재)의 혼합 중량에 대한 상기 물의 중량에 대한 중량비(W/B)가 0.3 내지 0.4로 희석/교반될 수 있다.
상기 일 실시예의 결합재가 고로슬래그미분, 감수제를 더 포함하는 경우라 하여도 이들 전체의 결합재 총 중량에 대한 물의 중량의 중량비(W/B)는 0.3 내지 0.4의 수준을 유지하는 것이 바람직하다.
또한 결합재가 상기 저회 및 반응화제로 구성되는 실시예에 있어서, 상기 저회 및 반응화제 혼합 중량대비 상기 저회는 55~60 중량%인 것이 바람직하나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따라 상기 제2층에 포함되는 폐섬유 펠트 또는 폐섬유 펠트층은 다양한 방법을 통해 가공된 친환경 건축용 패널의 제조방법에 따라 가교된 폐섬유 펠트층이거나 혹은 상기 풀린 솜 형태의 섬유인 펠트 조직을 사용할 수 있다.
한편, 또다른 일 실시예에서 상기 페이스트는 판상형 그라파이트, 그래핀, 질화붕소가 2:1:0.5의 중량비로 혼합된 나노탄소재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 반응화제는 알칼리 금속 수산화물 용액 또는 규산염 용액에 카올린 또는 메타카올린을 추가할 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 제1층과 제2층을 가교하는 와이어 메쉬층은, 지올라이트 분말, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 연탄재, 화산토, 펄라이트, 황토, 숯, 정장석 분말, 맥반석 분말, 옥 분말, 게르마늄 분말 및 패각류 소성분말로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상의 분말을 폐갈조류, 폐홍조류, 또는 폐녹조류의 폐해조류로부터 추출된 점액질로 교반한 적어도 하나의 점액층을 더 포함할 수 있다.
상기 점액층은 고점도의 특성이 있으므로 와이어 메쉬층의 빈 공간으로 침투하여 최종적으로 내부에 와이어 메쉬를 포함하는 레이어로 형성될 수 있다.
이때 상기 와이어 메쉬층은 소정의 이격 거리를 두고 빗금형, X자형, 십자형, 동심원형, 또는 기타 기하학적 형태로 패턴화된 복수의 절삭 부분을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 건축용 패널의 제조방법은 크게 섬유패널층을 형성하는 단계와, 혼합패널층을 형성하는 단계와, 상기 혼합패널층과 섬유패널층 사이에 와이어 메쉬층을 두고 가압, 경화하여 최종 패널을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 섬유패널층 형성단계, 혼합패널층 형성단계는 순서에 상관없이 진행된다. 다만 일 실시예로서 혼합패널층 내부 코어에 섬유패널층이 위치하도록 구성할 수 있기 때문에 가압과 경화 과정으로 최종 패널을 형성하는 경우, 금형의 공동에 혼합패널층, 와이어 메쉬층, 및 섬유패널층의 순서로 적층하여 가압 및 경화를 진행한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 구체적으로 상기 섬유패널층을 형성하는 단계는 폐섬유를 수거하여 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 분류하고 소정의 크기로 절단하여 타면기로 솜 형태의 섬유를 제조한 후 이를 혼합하여 평면의 펠트를 형성하고 균일한 밀도의 망상구조로 가교시킨 적어도 하나의 폐섬유 펠트층을 가열압착 및 냉각압착하는 과정이다.
이때 상기 가열압착 과정은 적어도 하나의 폐섬유 펠트층을 가열 압축 성형기로 150~220℃ 온도에서 100~150kg/cm2 의 압력으로 진행하는 것이다.
또한 이때의 상기 냉각 압착 과정은 상기 가열 압착된 적어도 하나의 폐섬유 펠트층을 냉각프레스로 5~15℃ 온도에서 100~200kg/cm2 의 압력으로 진행하는 것이다.
또한 구체적인 상기 혼합패널층을 형성하는 단계는, 폐섬유와 결합재가 포함된 페이스트를 함께 폐섬유 펠트 또는 폐섬유 펠트층과 혼합하여 경화시키는 과정이다.
이때 페이스트의 결합재인 저회 및 반응화제의 혼합 중량에 대한 물의 중량에 대한 중량비(W/B)가 0.3 내지 0.4가 되도록 물과 함께 저회 및 반응화제를 교반하여 페이스트를 제조한다.
이렇게 제조된 페이스트는 제1방법인 믹싱법을 통하여 혼합패널층을 제조할 수 있다. 즉, 폐섬유로부터 분류되어 소정의 크기로 절단된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 성형된 폐섬유 펠트와 상기 페이스트를 1:1~2의 중량비로 믹싱하고 경화시키는 과정이다. 여기에서 상기 경화과정의 굳기 정도는 특별히 제한되는 것은 아니나, 이후의 과정에서 섬유패널층과 와이어 메쉬를 통해 결착될 수 있을 수준의 경도로 굳히는 것이 바람직하다.
또한 페이스트는 제2방법인 스프레이법(분산법)을 통해 혼합패널층으로 제조될 수 있는데, 이는 폐섬유 펠트를 균일한 밀도의 망상구조로 가교시켜 형성된 복수의 폐섬유 펠트층 각각의 상부에 상기 페이스트를 분사(스프레이)하는 것을 반복하면서 폐섬유 펠트층과 페이스트의 중량비가 3:6~7이 되도록 적층한 후 경화시키는 것이다. 바람직하게는 상기 폐섬유 펠트층과 페이스트의 중량비가 3:7일 수 있다.
바람직하게는 이때 상기 제2방법에서의 페이스트의 점도는 상기 제1방법에서의 페이스트 점도보다 낮은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서 상기 최종적인 패널을 형성하는 단계는, 상기 섬유패널층과 혼합패널층 사이에 규칙적으로 패턴화된 복수의 절삭 부분을 가지는 와이어 메쉬층을 삽입하고, 상기 섬유패널층, 와이어 메쉬층, 및 혼합패널층을 금형의 공동에 넣고 양면을 가압 또는 가열 및 가압하는 것이다.
상기 섬유패널층과 혼합패널층을 내부에 포함하는 상기 금형(몰드)은 각각의 접촉면이 모두 고온으로 가열될 수 있어 최종 패널이 가압 뿐만 아니라 가열/가압 방식으로 제조될 수 있게 된다.
바람직하게는 이때 상기 섬유패널층 접촉면 금형 온도가 상기 혼합패널층 접촉면 금형 온도보다 10~70℃보다 낮은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예로서 상기 패널의 제조방법은 혼합패널층과 섬유패널층 사이를 결합시키는 와이어 메쉬층을 점액층과 함께 구성할 수 있다.
즉, 구체적으로 지올라이트 분말, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 연탄재, 화산토, 펄라이트, 황토, 숯, 정장석 분말, 맥반석 분말, 옥 분말, 게르마늄 분말 및 패각류 소성분말로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상의 분말을 폐갈조류, 폐홍조류, 또는 폐녹조류의 폐해조류로부터 추출된 점액질로 교반한 점액층을 제조하고, 상기 금형에 혼합패널층, 와이어 메쉬층, 섬유패널층으로 순차로 적층할 때 와이어 메쉬층 삽입 전 또는 후에 추가로 주입하여 형성할 수 있다.
이때 상기 점액층은, 폐갈조류, 폐홍조류, 및 폐녹조류 중에서 선택된 어느 하나 이상의 폐해조류를 미온수로 수차례 탈염하고, 2~4배의 물을 가해 분쇄한 후, 그 혼합물의 20~40중량%의 활성탄 분말과 혼합하는 단계와, 상기 혼합액을 1~3시간 동안 80~100℃로 가열하여 호화시키고 상온으로 냉각한 후 필터링하여 글리세린, 카라기난, 한천, 및 변성전분 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 점도를 조정하여 점성액을 제조하는 단계와, 지올라이트 분말, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 연탄재, 화산토, 펄라이트, 황토, 숯, 정장석 분말, 맥반석 분말, 옥 분말, 게르마늄 분말 및 패각류 소성분말로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상의 분말과 상기 점성액을 1:1~2의 중량비로 혼합하는 단계로 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서 본 발명에 따른 친환경 건축용 패널의 양면은 외장 마감재를 더 포함하여 완성될 수 있다.
본 발명에 따르면 폐섬유와 화력발전의 부산물인 저회, 친환경 유래 물질의 천연 점착제를 재활용하고 인체에 유해한 고분자 화학 접착제을 사용하지 않음으로써 환경문제를 개선하고, 인체에 무해하고 친환경적인 기능성 강화 건축 자재인 패널을 제공할 수 있다.
특히 본 발명에 따르면 폐섬유 뿐만 아니라 화력발전의 폐기물인 저회를 이용하여 단열, 방음, 보온, 충격 흡수, 내구성이 강화된 기능성 패널을 대량생산 할 수 있는 제조 방법을 제공함으로써 기초 건축재 이외에 보도블록, 데크, 벤치, 가구, 내외장 마감재 등의 건축 인테리어로 다방면으로 응용할 수 있는 효과가 있다.
또한 최종적인 건축용 패널이 섬유 폐기물과 저회를 중심으로 활용하여 제조된 것이어서 가볍고 견고하여 일반 석재 외장재보다 시공이 간편하고 시공단가를 낮출 수 있는 경제적인 건축자재로 활용될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 서로 다른 일 실시예에 따른 친환경 건축용 패널을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축용 패널의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 서로 다른 일 실시예에 따른 혼합패널층의 제조방법을 통해 제조된 혼합패널층 결합 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 패널의 와이어 메쉬층의 구조와 결합을 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 패널의 제조방법에 있어서 가열 및 가압에 따라 패널을 형성하는 단계를 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축용 패널에 대한 제품 이미지이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 특정한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 패널 구성을 자세히 이해할 수 있도록 도 1과 도 2의 실시예에 따른 단면도를 이용하여 설명하고자 한다.
도 1의 실시예에 따른 친환경 건축용 패널(10)은 섬유패널층(101)과 혼합패널층(102), 및 그 사이에 구비된 와이어 메쉬층(103)으로 형성되어 있다.
다른 실시예에 따른 도 2의 친환경 건축용 패널(20)은 섬유패널층(201)과 혼합패널층(202), 및 그 사이에 구비된 와이어 메쉬층(203)으로 구성되어 있으나, 와이어 메쉬층(203)은 점액층(204) 내에 구비된 형태로 형성되어 있다.
섬유패널층(101, 201)은 폐섬유 펠트층이 압축된 제1층으로 지칭하며, 폐섬유로부터 분류되어 소정의 크기로 절단된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 성형될 수 있으며 하나의 폐섬유 펠트층 뿐만 아니라 복수 개의 폐섬유 펠트층이 축합된 것일 수 있다.
특히 폐섬유로부터 분류된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유를 소정의 크기로 절단하고 타면기를 통해 솜 형태로 풀어낸 후 니들펀칭기로 풀린 솜 형태의 섬유를 망상구조로 가교시켜 사용할 수 있다.
폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유의 절단 형태는 직경 3~5cm의 원형 또는 가로길이와 세로길이가 각각 3~5cm인 사각형일 수 있다.
폴리에스터계 또는 면 섬유 이외의 기타 섬유는 폴리아미드계 섬유, 폴리아크릴로 니트릴계 섬유, 폴리우레탄계 섬유, 폴리올레틴계 섬유, 및 폴리비닐알코올계 섬유 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니며 솜 형태로 풀어질 수 있는 합성 섬유는 모두 이에 해당될 수 있다.
바람직하게는 상기 기타 섬유는 나일론, 아라미드를 포함하는 폴리아미드계 섬유, 폴리아크릴로 니트릴계 섬유, 폴리우레탄계 섬유, 폴리올레틴계 섬유, 및 폴리비닐알코올계 섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 상기 적어도 하나의 폐섬유 펠트층은, 바람직하게는 폐섬유로부터 분류된 폴리에스터계 섬유가 단일 층 전체 중량대비 100중량%인 층과, 및 폐섬유로부터 분류된 폴리에스터계 섬유, 면 섬유, 및 기타 섬유가 단일층 전체 중량대비 각각 40~70중량%, 20~40중량%, 및 10~20중량%으로 혼재되어 사용될 수 있다. 폐섬유 펠트층이 각 구성 섬유 종류별로 다른 중량비를 포함하면서 복수 개의 펠트층으로 합재될 경우 내구성과 인장강도가 현저히 높아질 수 있다.
여기서, 폴리에스터계 섬유가 단일 펠트층 전체 중량대비 40중량% 이내가 되면 가열접합이 불량해지고, 70중량%를 넘게 되면 면의 함량을 줄이게 되어 방음, 보온 및 단열의 기능을 저하시키기 때문에 단일 펠트층 전체 중량대비 40~70중량%가 되도록 함량비를 조정한다.
또한 면의 함량이 단일 펠트층 전체 중량대비 20중량% 이내가 되면, 방음, 보온 및 단열의 기능을 충분히 발휘하기 어렵고 40중량%를 넘게 되면 폴리에스터 섬유의 함량을 줄이게 되어 가열접합이 불량해지기 때문에 면의 함량비는 단일 펠트층 전체 중량대비 20~40중량%가 되도록 유지하여 단열, 방음, 보온, 및 충격 흡수 기능이 발휘되도록 한다.
한편 혼합패널층(102, 202)은 폐섬유와 저회 및 반응화제의 결합재(이하에서, 결합재는 페이스트의 조성분 중 물 이외의 것을 모두 포함하여 지칭하는 것으로 한다)가 포함된 페이스트로 형성된 제2층으로 지칭할 수 있다. 상기 결합재는 저회와 반응화제가 소정의 비율로 물에 교반된 것을 의미한다.
다른 실시예로서 상기 결합재는 저회 및 반응화제 이외에 고로슬래그미분, 감수제를 더 포함할 수 있다.
혼합패널층(102, 202)은 폐섬유로부터 분류되어 소정의 크기로 절단된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 성형된 폐섬유 펠트 또는 폐섬유 펠트층과 함께 결합재 페이스트가 교반 또는 적층되어 형성된다.
상기 폐섬유 펠트 또는 폐섬유 펠트층은 다양한 방법을 통해 가공된 친환경 건축용 패널의 제조방법에 따라 가교된 폐섬유 펠트층을 사용하거나 혹은 풀린 솜 형태의 섬유인 펠트 조직을 사용할 수 있다.
하기에서 설명되겠지만, 펠트 조직은 믹싱법으로 페이스트와 함께 혼합할 때 사용되며, 폐섬유 펠트층은 스프레이법으로 페이스트를 펠트층이 적층될 때마다 사이사이에 분산할 때 사용될 수 있다.
페이스트에 사용되는 저회(Bottom Ash)는 폐기물 소각장과 화력 발전소에서 발생하는 부산물로서, 크기가 미세하여 공중에서 포집되는 비회(플라이애쉬, Fly Ash)와 달리 상대적으로 그 입경이 크기 때문에 보일러 등의 바닥에 떨어지는 산업 폐기물이다.
저회는 화력발전소 보일러 내 미분탄이 연소될 때 노벽, 과열기 등에 부착되어 있다가 보일러 하부의 호퍼에 떨어져 수집된 것일 수 있다.
부산물 중 약 80%를 차지하는 비회의 경우 시멘트 대체재, 콘크리트 혼화재 등 건설재료로써 재활용이 활발히 이루어지고 있으나, 부산물의 약 20%를 차지하는 저회의 경우 건설재료로의 재활용에 어려움이 있어 재활용의 범위가 제한적이고 재활용률이 낮기 때문에 대부분이 발전소 인근과 해안가 등에 매립되고 있다.
또한 저회를 매립하는 경우 매립 가능 부지의 확장이 어려우며 더욱이 매립지 인근 지역에서의 비산먼지로 인한 환경오염, 토양 및 수질오염 등의 2차 오염 가능성이 제기되고 있으며 경제 및 환경적 부하가 가중되어 저회 처리 기술 개발이 시급한 실정이다.
특히 저회의 화학적 구성은 SiO2 65.9%, Al2O3 17.2%, Fe2O3 1.7%, CaO 3.9%로 구성되어 있으며 저회는 비회와 유사한 화학적 특성을 나타내고 일반 토양의 화학조성과 유사한 조성비를 갖는다. 그래서 저회는 1200℃ 이상의 고온에서 소성 발포 작용을 거친 공정을 거쳐 고에너지 공법으로 활용되어 왔으나 이는 온실가스를 배출하는 또다른 환경 문제를 야기하고 생산 비용을 높여 산업적으로 활용도가 낮은 문제가 있다.
따라서 본 발명에서 이러한 저회를 활용하여 폐섬유와 함께 건축재를 제작하기 때문에 폐기되는 자원을 재활용하는 기술로 자연보존에 기여할 수 있으며 폐기물 처분 부담금 문제, 매립지 부족 문제, 생산성 문제 등을 해결할 수 있다.
본 발명에서 상기 혼합패널층에 사용되는 페이스트는 저회를 기반으로 하는 결합재와 물을 혼합한 것인데, 저회는 반응화제를 통해 지오폴리머화 되고 건축 현장에 자재 패널로 사용될 수 있도록 고강도로 변화한다.
상기 반응화제는 알칼리 금속 수산화물 용액 또는 규산염 용액에 카올린 또는 메타카올린을 추가할 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 수산화나트륨(NaOH), 소디움 실리케이트(Na2SiO3) 등이 사용될 수 있다.
이들 알칼리 금속 수산화물 용액 또는 규산염 용액과 같은 반응화제는 알루미노 실리케이트 원료 물질로부터 Si, Al이 용출되고 Si-O-Si, Si-O-Al 형태의 고분자 결합으로 구성되는 단량체를 형성하게 된다. 이 단량체들의 중합반응에 의해 삼차원적 알루미노 실리케이트 구조가 형성되며 삼차원 구조들과 저회와 같은 결합재 성분 고체 분말과 강하게 결합하여 경화된다.
이러한 경화의 정도는 특별히 제한되는 것은 아니나, 이후의 과정에서 섬유패널층과 와이어 메쉬를 통해 결착될 수 있을 수준의 경도로 굳히는 것이 바람직하다.
한편 저회 및 반응화제 이외에 고로슬래그미분, 감수제를 더 포함하는 결합재의 경우, 감수제는 최적의 공정과 지오폴리머 페이스트의 물성 조건을 탐색하여 선택할 수 있으며 특별히 제한되지 않는다.
고로슬래그는 제철소 고로에서 선철을 제조하는 과정에서 발생하는 생성물을 말하는 것으로 주원료(철광석)와 부원료(코크스, 석회석)의 회분에 존재하는 SiO2와 AlO3 등이 고온에서 석회와 반응하여 생성된다.
구성 원소는 일반 암석과 같고, 성분은 시멘트와 유사하며, 환경 친화적 재료라고 할 수 있다.
특히 고로슬래그 미분말은 철을 생산하는 용광로 속에서 철광석의 암석성분이 녹아 쇳물 위에 떠 있게 되는데, 이것을 흘러내리게 하여 물(공기)로 급격히 냉각시켜 작은 모래 입자 모양으로 만든 다음 이것을 미분쇄기(Roller Mill)로 미분말이 되도록 분쇄하여 제조한 것을 말한다.
고로슬래그미분을 결합재로 더 추가할 경우 알칼리 반응화제로 인한 작극으로 경화가 촉진되고 강화되는 특성을 얻을 수 있다. 또한 친환경 건축용 패널에서 장기간에 걸친 강도를 유지하고 내화학성과 내해수성이 증대될 수 있다.
한편, 감수제는 콘크리트 혼합제의 일종인데, 페이스트에서 감수효과를 부여하고 배합시 분산성과 혼화성을 높여 페이스트의 성질이 내화학성, 고강도, 수밀성 등이 향상되도록 개질시키는 효과가 있다.
감수제의 종류를 특별히 제한되지 않으며, 멜라닌계, 나프탈렌계, 폴리카본산계, 리그닌계 감수제를 사용할 수 있다.
본 발명에서 혼합패널층(102, 202)에 사용되는 페이스트의 배합비는 결합재에 대한 물의 중량비(W/B)가 0.3 내지 0.4로 하는 것이 바람직하다.
즉, 결합재를 저회 및 반응화제만으로 사용할 경우나, 혹은 저회 및 반응화제와 함께 고로슬래그미분, 감수제를 더 포함하는 경우라도 결합재의 전체 혼합 중량에 대한 물의 중량에 대한 중량비(W/B)가 0.3 내지 0.4로 희석/교반하여 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 W/B가 0.4일 수 있다.
또한, 결합재가 저회 및 반응화제만으로 구성되는 실시예에 있어서, 상기 저회 및 반응화제 혼합 중량대비 상기 저회는 55~60 중량%인 것이 바람직하나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다. 더욱 바람직하게는 상기 저회가 60 중량% 일 수 있다.
한편 본 발명의 다른 실시예로서 페이스트의 결합재는 판상형 그라파이트, 그래핀, 질화붕소가 2:1:0.5의 중량비로 혼합된 나노탄소재를 더 포함할 수 있다.
이들 나노탄소재는 구성 물질층간의 엉킴으로 인한 균일한 특성과 강도가 유지될 수 있도록 수십 마이크로 미터 또는 수 밀리미터의 두께를 가짐으로써 혼합패널층에 강도와 내구성을 더 부여하는 특성이 있다.
판상형 그라파이트와 그래핀은 수평 면적이 극대화되어 수분 배리어 특성과 수분 이동을 방해하는 기능을 월등하게 수행할 수 있으며, 혼합패널층에 포함되는 폐섬유 펠트 또는 펠트층의 고분자 섬유 물질과 결합시 인장 강도가 증가하므로 친환경 건축용 패널에서 우수한 방수성, 수분차단성, 내열성 및 가공성을 향상하는 기능이 있다.
특히 나노탄소재의 일례로 수분 차단력과 강도를 더욱 높이기 위해 층상 흑연인 질화붕소(BN)를 혼합하여 사용할 수 있다.
혼합패널층(102, 202)은 상술한 바와 같은 실시예에 따라 제조된 페이스트가 다양한 방법으로 폐섬유 펠트나 펠트층과 결합하여 형성된다.
한편, 도 1 및 도 2를 참조하면 섬유패널층(101, 201)과 혼합패널층(102, 202)은 와이어 메쉬층(103, 203)으로 결착되어 있다.
와이어 메쉬층(103, 203)은 와이어 메쉬로 구성된 것이며, 섬유패널층(101, 201)과 혼합패널층(102, 202) 사이에 삽입되어 양 층을 접합시킨다.
특히 와이어 메쉬층(103, 203)은 도면에 도시된 바와 같이, 규칙적인 패턴으로 고르게 분포된 절삭 부위를 가지고 있다.
실시예에 따라 와이어 메쉬층(103, 203)의 절삭부위는 소정의 이격 거리를 두고 빗금형, X자형, 십자형, 동심원형, 또는 기타 기하학적 형태로 패턴화될 수 있다.
도 6에는 도 1의 실시예에 따른 건축용 패널을 제작함에 있어서 와이어 메쉬층(103)이 패턴화된 규칙적인 절삭 부위를 가지도록 형성된 후 섬유패널층(101)과 혼합패널층(102) 사이에 삽입된 것을 도시하였다.
부분적으로 절삭된 와이어 메쉬는 압착을 통하여 두 개의 구성 레이어(섬유패널층(101, 201)과 혼합패널층(102, 202)) 간의 가교 역할을 하여 저밀도로 형성된 섬유패널층과 혼합패널층과 연결하는 앵커 역할을 효율적으로 하게 된다.
본 발명의 다른 실시예로서, 도 2의 와이어 메쉬층(203)은 점액층(204)과 함께 구성된다.
즉 도 2를 참조하여 알 수 있듯이, 점액층(204)은 두 개의 레이어, 즉 섬유패널층(201)과 혼합패널층(202)을 더욱 견고하여 결합시킬 수 있도록 와이어 메쉬층(203)을 내포하면서 상하에 형성된다. 점액층(204)은 고점도의 특성이 있으므로 와이어 메쉬층의 빈 공간으로 침투하여 최종적으로 내부에 와이어 메쉬를 포함하는 레이어로 형성된다.
점액층(204)은 지올라이트 분말, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 연탄재, 화산토, 펄라이트, 황토, 숯, 정장석 분말, 맥반석 분말, 옥 분말, 게르마늄 분말 및 패각류 소성분말로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상의 분말을 폐갈조류, 폐홍조류, 또는 폐녹조류의 폐해조류로부터 추출된 점액질로 교반하여 제조된다.
지올라이트 분말, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 연탄재, 화산토, 펄라이트, 황토, 숯, 정장석 분말, 맥반석 분말, 옥 분말, 게르마늄 분말 및 패각류 소성분말 등은 무기질 분말로서, 분자 물질 간 다공성 결정의 상호 결합력을 높이기 위해 사용된다.
지올라이트 분말, 벤토나이트, 몬모릴로나이트는 광물질의 합성 물질이고, 연탄재, 화산토, 펄라이트, 황토, 숯 분말, 정장석 분말, 맥반석 분말, 옥 분말, 게르마늄 분말 및 패각류 소성분말은 음이온 및 원적외선을 방출하는 기능적 효과와 준 불연특성을 갖는 물질이어서 원적외선 및 음이온이 배출되어 쾌적한 주거 환경을 조성하는 섬유 건축판재로 활용될 수 있는 배합조성물로서 역할을 할 수 있다.
점액층의 실시예에 따라서 무기질 분말은 다양한 성분 조합과 조합비로 조성될 수 있는데, 바람직하게는 다공성 정장석 분말에 게르마늄 또는 옥 분말 및 황토분말을 혼합 조성하여 구성하는 것이 가능하다.
상기에서 무기질 분말로 다공성 정장석 분말에 게르마늄 또는 옥 분말 및 황토 분말을 혼합 조성하는 경우에는 상기 다공성 정장석 분말 : 게르마늄 또는 옥 분말 : 황토 분말의 중량비는 2 ~ 3 : 1 : 1의 중량비율로 혼합 조성한다.
여기서 다공성 정장석 분말은 본 발명의 친환경 패널에서 단열효과를 발휘하는 구성으로서, 통상적으로 장석은 지각을 구성하는 무기질 중 가장 흔한 자연계 물질이며 산업광물로서 유리, 도료 등의 제조에 이용되고 있다. 이러한 정장석의 광물구조는 일차적으로 Al과 Si의 배열-비배열, 쌍정, 연정 및 이들의 복합적 구조와 연관되고(Parsons, 1994; Smith & Brown, 1988; Deer et al., 2001), 이차적으로 풍화와 변질에 의한 미세구조로 구분된다.
특히, 풍화과정에서 정장석의 표면에는 미세한 공극이 특징적으로 발달하고 있는데, 이러한 정장석의 다공체 구조로 인해 비표면적이 증가하며, 체적특성은 감소하고 표면특성이 증대되어 이에 따른 전기/자기적, 광학적 성질이 발현되는 것으로 알려져 있다.(Park & Lee, 2000).
따라서, 본 발명에서는 상기 다공성 정장석 분말의 자체적인 미세한 공극을 활용하여 단열효과를 발휘할 수 있는 친환경 패널을 구현할 수 있다.
상기 다공성 정장석 분말의 입자크기가 40㎛ ~ 1mm인 것을 사용하여 구성하는 것이 단열효과면에서 바람직하다.
또한, 상기에서 다공성 정장석 분말은 입자크기 40~500㎛인 것과 500~1,000㎛인 것을 구분하여 상호 혼합조성할 수 있게 구성할 경우, 정장석 고유의 다공성을 유지하면서 제품의 전반적인 조밀도를 높일 수 있어 바람직하다.
한편, 상기 게르마늄이나 옥 분말의 경우 자화성이 있어 원적외선이나 음이온을 자체적으로 방출할 수 있어 친환경 건축자재에서 많이 활용되고 있다.
이들 게르마늄이나 옥 분말은 황토와 맥반석보다 약 3배 이상 원적외선 방사율(94%)이 높으며 게르마늄의 경우 생명의 돌로서 발암물질도 제거시키는 효능이 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 게르마늄이나 옥 분말을 원적외선 방사효율을 높이기 위해서 황토 분말과 1 : 1 중량비로 혼합하여 다공성 정장석분말에 혼합하여 사용할 수 있다.
한편 황토 분말은 가소성, 흡착성, 흡수 및 탈수성, 현탁성, 이온교환성 등의 점토광물의 광물학적 특성을 가지고 있으며, 다른 광물에 비해 활성도가 높으며 촉매성, 높은 표면적, 전자파의 흡수 및 방출 등의 다양한 성질을 가진 천연 재료이며, 이러한 황토를 사용하게 되면 토양의 습도 조절 능력이 우수하고, 탄산칼슘이 함유되어 있어 산성비를 중화하는 기능을 가지고 있어 토양의 산성화를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 황토 스스로 습도조절능력이 우수하고 원적외선을 방사하므로써 인체에 매우 유익한 재료이며, 다양한 무기물 과 효소의 작용에 의해 수질 및 토양개선 및 치료 등의 효능이 알려져 있으며 매우 환경친화적인 성분이다.
상기 황토분말은 상기 게르마늄이나 옥 분말과 1 : 1 중량비로 혼합하여 다공성 정장석분말에 혼합하여 사용할 수 있다.
점액층(204)을 구성하는 물질은 지올라이트 분말, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 연탄재, 화산토, 펄라이트, 황토, 숯, 정장석 분말, 맥반석 분말, 옥 분말, 게르마늄 분말 및 패각류 소성분말과 같은 무기질 분말 이외에 폐갈조류, 폐홍조류, 또는 폐녹조류의 폐해조류로부터 추출된 점액질이다.
상기 폐갈조류는 폐미역, 폐다시마, 폐톳, 폐감태, 폐괭생이모자반이고, 상기 폐홍조류는 폐김, 폐꼬시래기, 폐우뭇가사리이고, 상기 폐녹조류는 폐갈파래, 폐구멍갈파래일 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에 따른 점액층(204)을 구성하는 물질은 특별히 제한되지 않으나 바람직한 실시예로서 황토, 숯, 정장석 분말이 2~3:1:1의 중량비로 혼합된 무기질 분말에 폐괭생이모자반 및 폐구멍갈파래로부터 추출된 점액질을 1:1~2의 중량비로 교반한 것을 사용할 수 있다.
특히 점액질 성분은 폐해조류로부터 추출하여 사용되므로 해양 환경 폐기물인 폐조류의 활용성 측면에서 우수하며, 특히 최근들어 제주도 인근 해안에서 악취를 풍기며 자연 폐기물로 문제가 되고 있는 폐갈파래, 폐구멍갈파래를 활용할 경우 자연 환경 보호와 활용의 두가지 효과를 볼 수 있게 된다.
구멍갈파래는 매년 수거량이 2500~3000만톤으로 집계되고 수거, 분리, 처리 비용에서 10억원 이상 소요되는데, 이를 활용하는 기술은 바이오 에탄올 정도에 그치고 있어 부패로 인한 악취가 발생되기 이전의 신선한 재료를 가공하여 본 발명과 같은 친환경 건축자재로 활용되는 바람직한 방안으로 응용될 수 있다.
한편 본 발명의 다른 일 실시예에서 상기 점액층(204)으로 바람직하게는 상기 여러 종류의 분말 중에서도 황토, 숯, 정장석 분말을 2~3:1:1의 중량비로 혼합된 분말을 사용할 수 있으며, 폐해조류는 폐괭생이모자반 및 폐구멍갈파래로부터 추출된 점액질을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 혼합된 분말의 1~2배 중량비로 상기 점액질을 희석하고 교반한 것을 사용할 수 있다
본 발명의 또다른 일 실시예에 따르면 상기 점액질은, 상기 폐해조류를 그 폐해조류의 2~5배 중량비의 미온수에 3~5시간 동안 적어도 2~5차례 침지하여 탈염하고, 상기 폐해조류를 1~5cm로 1차 분쇄한 후, 물 100중량부 및 활성탄 분말 20~40중량부를 포함하는 탈취액을 상기 1차 분쇄물의 2~4배로 가하여 2차 분쇄하고, 상기 2차 분쇄물을 1~3시간 동안 80~100℃로 가열하여 호화시키고, 상기 호화액을 상온으로 냉각한 후 필터링하여 글리세린, 카라기난, 한천, 및 변성전분 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 점도를 조정한 것일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축용 패널의 제조방법을 도 3의 흐름도를 통해 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 친환경 건축용 패널의 제조방법은 크게 섬유패널층을 형성하는 단계(S1)와, 혼합패널층을 형성하는 단계(S2)와, 상기 혼합패널층과 섬유패널층 사이에 와이어 메쉬층을 두고 가압, 경화하여 최종 패널을 형성하는 단계(S3)를 포함한다.
상기 섬유패널층을 형성하는 단계(S1), 혼합패널층을 형성하는 단계(S2)는 순서에 상관없이 진행된다. 다만 일 실시예로서 혼합패널층 내부 코어에 섬유패널층이 위치하도록 구성할 수 있기 때문에 가압과 경화 과정으로 최종 패널을 형성하는 경우, 금형의 공동에 혼합패널층, 와이어 메쉬층, 및 섬유패널층의 순서로 적층하여 가압 및 경화를 진행한다. 일례로 도 7에는 고온으로 가열된 하부 금형의 공동에 PVA(폴리비닐알콜)로 이형처리한 후 혼합패널층, 와이어 메쉬층, 및 섬유패널층을 적층하고, 역시 고온으로 가열된 상부 금형을 고압 프레스기로 가압하여 건축용 패널을 생성하는 모식도의 흐름이 개시되어 있다.
도 3의 흐름도에서 상기 섬유패널층을 형성하는 단계(S1)는 폐섬유를 수거하여(collection) 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 분류하고(grouping), 소정의 크기로 절단하여(cutting) 타면기로 솜 형태의 섬유로 풀어준다(cotton beating).
이후 타면된 원사들은 계면기를 통과시켜 믹싱탱크에서 블렌딩하는 과정을 거친다(blending). 블렌딩 과정 후 에어 레이 공법을 통하여(Air-lay) 섬유들이 혼합하여 평면의 저밀도 펠트를 형성하고 펀칭과정을 거친 뒤(punching) 균일한 밀도의 망상구조로 가교시킨다.
이를 건조하고(dry) 롤 프레스를 통해 압착시켜(roll press) 섬유패널층(textile panel)을 제조한다.
롤 프레스의 압착 과정은 적어도 하나의 폐섬유 펠트층을 가열압착 및 냉각압착하는 과정이다.
이때 상기 가열압착 과정은 적어도 하나의 폐섬유 펠트층을 가열 압축 성형기로 150~220℃ 온도에서 100~150kg/cm2 의 압력으로 진행하는 것이다.
또한 이때의 상기 냉각 압착 과정은 상기 가열 압착된 적어도 하나의 폐섬유 펠트층을 냉각프레스로 5~15℃ 온도에서 100~200kg/cm2 의 압력으로 진행하는 것이다.
보다 구체적으로 상기 S1 단계 중 폐섬유를 수거하여 면과 폴리에스터계 섬유 및 기타 섬유로 분류하는 과정에 있어서, 상기 폴리에스터 섬유는 폐플라스틱 예로 페트병에서 재생 처리되어 제조된 것이 될 수 있다.
분류된 폐섬유를 소정의 크기로 절단하고 타면하는 과정은 폐섬유로부터 분류한 면, 폴리에스터 섬유 및 기타 섬유를 알려진 회전절단기를 통해 일정한 크기로 절단한 후, 타면 과정을 거치는 단계이다.
절단 크기는 특히 제한되지 않으나 바람직하게는 3 내지 5cm × 3 내지 5cm가 될 수 있다. 타면 과정은 타면기(계면기)를 통해 섬유를 솜 형태가 되도록 풀어주는 단계이다.
블렌딩하는 과정은 상기 타면 및 계면된 원사들을 주지의 믹싱탱크에 투입시켜 혼합(브렌딩)시키는 것이다.
예를 들어, 복수 개의 펠트층을 형성하여 합재하여 하나의 섬유패널층을 제조하는 실시예의 경우 최외측 펠트층을 제작함에 있어서 바람직하게는 100%의 폴리에스터계 섬유를 사용할 수 있다.
또한, 최외측 펠트층 사이의 내부 펠트층을 제작할 경우 바람직하게는 폴리에스터계 섬유 40~70중량%, 면 20~40중량%, 기타 섬유 10~20중량%로 혼합될 수 있다. 상기 각 중량%의 기준은 각개 펠트층 단일층의 전체 중량을 기준으로 한다.
이러한 각 최외측 및 내부 펠트층의 혼합 섬유의 함유량 범위를 지정하는 것은 폴리에스터계 섬유가 40중량% 이내가 되면 가열접합이 불량해지고, 70중량%를 넘게 되면 면의 함량을 줄이게 되어 방음, 보온 및 단열의 기능을 저하시키기 때문이다. 또한 면의 함량이 20중량% 이내가 되면, 방음, 보온 및 단열의 기능을 충분히 발휘하기 어렵고 40중량%를 넘게 되면 폴리에스터 섬유의 함량을 줄이게 되어 가 열접합이 불량해지기 때문이다.
상기 실시예와 같이 내부 펠트층을 적어도 하나 이상 제작할 경우, 면 20~40중량%가 함유되면 단열, 방음, 보온 및 충격흡수의 기능을 발휘할 수 있다.
또한 S1 단계에서 혼합된 섬유들은 주지의 카드기와 정면기를 거쳐 일정한 폭과 두께를 갖도록 배열된 후 성형기의 가압롤러를 거쳐 부드럽고 평편하게 성형된다.
상기 주지의 성형기의 가압롤러는 온도 50℃~70℃, 압력 100Kg/㎠의 분위기에서 작동이 이루어질 수 있다.
니들펀칭기로 상기 평면의 펠트들은 균일한 밀도의 망상구조로 가교시켜 복수의 폐섬유 펠트층을 형성하게 된다.
즉, 평면의 펠트를 니들펀칭기를 이용하여 단면도로 볼 때 위아래 긴 바늘 고리 형상으로 교차된 풀림 섬유가 1.18g/㎠ 이상의 고밀도를 갖는 망상구조가 되도록 가결합시키는 것이다. 즉, 긴 바늘이 붙은 소정의 침판을 상하 반복 운동시켜 2차원적인 랜덤한 섬유배열의 일부를 3차원적인 구조로 결합시키는 것이다. 가교 후, 성형된 평면 상태의 펠트보다 부피가 70%로 줄어든다.
도 3의 패널 제조방법에서 혼합패널층을 형성하는 상기 S2 단계는 폐섬유와 결합재가 포함된 페이스트를 제조하고(paste), 상기 제조된 페이스트와 함께 S1 과정에서 생성되는 폐섬유 펠트 또는 폐섬유 펠트층과 혼합하여 경화시키는 과정이다.
폐섬유 펠트 또는 폐섬유 펠트층과 페이스트를 혼합하는 공정은 특별히 제한되지 않으나 도 3의 실시예에서는 믹싱법(mixing)과 스프레이법(분산법)(spraying)을 사용한다.
실시예에 따라 제조 공정상의 효율과 생산성을 고려하여 최종 개발품 제작에 있어서 상기 믹싱법(mixing)과 스프레이법(분산법)(spraying) 중에서 어느 하나의 방법을 채용할 수 있다.
믹싱법(mixing)은 저회를 활용한 페이스트와 타면된 폐섬유 펠트를 물성에 가장 적합한 비율로 혼합하여 경화체 내 폐섬유 펠트가 필러로 존재하게 되어 기존 CRC보드와 유사한 효과를 얻을 수 있게 한다.
도 4에는 저회와 반응화제가 포함된 페이스트가 폐섬유 펠트와 믹싱되어 혼합패널층으로 경화된 것의 내부 결합 모식도를 나타내었다.
즉 도 4에는 폐섬유 사이사이의 공간에 저회와 반응화제로 구성된 결합재가 물로 혼합된 페이스트가 복합체를 형성하여 경화됨으로써 혼합패널층의 경도가 향상되는 모습이 모식화되어 있다.
한편 다른 방법으로서 스프레이법(분산법)(spraying)은 혼합패널층을 형성하기 위하여 거즈 형태의 폐섬유 펠트층을 적층시키며 그 위로 지오폴리머화 된 페이스트 복합체를 스프레이를 활용하여 적층시킨다. 지오폴리머화된 본 발명의 페이스트 복합체와 폐섬유 펠트층의 중량비가 7:3이 될 때까지 적층을 반복 진행한다. 이 과정에서 분사되는 페이스트 농도는 상기 믹싱법에 사용된 페이스트 농도보다 낮은 것이 바람직하다.
도 5에는 스프레이법을 통해 혼합패널층이 형성되는 결합 과정을 나타낸 모식도가 개시되어 있으며, 도 5를 참조하여 알 수 있듯이, 거즈 형태의 폐섬유 펠트층 사이에 페이스트 복합체를 분사하고, 적층 및 분사하는 과정을 반복함으로써 혼합패널층이 견고하게 형성된다.
S2 단계에서 상술한 믹싱법 또는 스프레이법을 통해 형성된 혼합패널층은 제품 완성의 약 50%의 건조 공정을 거치며(dry) 프레스로 압착(press)된 형태로 다음의 접착 공정으로 보내진다.
S3의 단계에서는 최종적으로 패널이 형성되는데, 도 6에 도시된 방법과 같이 규칙적 패턴으로 부분 절삭된 부위를 가지는 와이어 메쉬가 혼합패널층과 섬유패널층 사이에 삽입되어(wire-mesh inserting) 양 층을 접착시킨다.
부분 절삭된 와이어 메쉬는 도 7과 같은 상하부 금형의 고압 압착을 통하여 두 개의 구성 레이어, 즉 혼합패널층과 섬유패널층 간의 가교 역할을 꾀하여 접합공정이 이룬다. 건조(dry)와 압착(press) 과정을 통해 최종적으로 S1 단계에서 제작된 저밀도 섬유패널층과 S2 단계에서 제작된 혼합패널층 사이를 연결하는 앵커 역할을 하게 된다.
다른 실시예로서 상기 와이어 접착층은 점액층과 함께 혼재되어 삽입될 수 있다.
점액층은 상술한 바와 같이, 지올라이트 분말, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 연탄재, 화산토, 펄라이트, 황토, 숯, 정장석 분말, 맥반석 분말, 옥 분말, 게르마늄 분말 및 패각류 소성분말로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상의 분말을 폐갈조류, 폐홍조류, 또는 폐녹조류의 폐해조류로부터 추출된 점액질로 교반하여 제조된다. 제조된 점액층은 상기 금형에 혼합패널층, 와이어 메쉬층, 섬유패널층으로 순차로 적층할 때 와이어 메쉬층 삽입 전 또는 후에 추가로 주입하여 형성할 수 있다.
이때 상기 점액층에 포함되는 점액질은, 폐갈조류, 폐홍조류, 및 폐녹조류 중에서 선택된 어느 하나 이상의 폐해조류를 미온수로 수차례 탈염하고, 2~4배의 물을 가해 분쇄한 후, 그 혼합물의 20~40중량%의 활성탄 분말과 혼합하는 단계와, 상기 혼합액을 1~3시간 동안 80~100℃로 가열하여 호화시키고 상온으로 냉각한 후 필터링하여 글리세린, 카라기난, 한천, 및 변성전분 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 점도를 조정하여 점성액을 제조하는 단계와, 지올라이트 분말, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 연탄재, 화산토, 펄라이트, 황토, 숯, 정장석 분말, 맥반석 분말, 옥 분말, 게르마늄 분말 및 패각류 소성분말로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상의 분말과 상기 점성액을 1:1~2의 중량비로 혼합하는 단계로 제조될 수 있다.
먼저 상기 탈염 및 분쇄 과정을 거치는 폐해조류는 폐갈조류, 폐홍조류, 및 폐녹조류 중에서 선택된 어느 하나 이상이다.
임의로 선택되거나 환경 처리를 위해 수집된 폐해조류들은 미온수로 수차례 탈염하고, 2~4배의 물을 가해 분쇄한다.
상기 미온수의 온도는 40 내지 50℃이며, 2 내지 4배량으로 3 내지 4시간 간격으로 물갈이를 해주면서 수회 탈염 공정을 실시한다.
상기 탈염된 해조류를 마쇄기로 1차 거칠게 분쇄한 후 2차로 1 내지 4배의 물을 가한 후 조분쇄하여 고운 풀 형상으로 준비한다. 조분쇄하는 목적은 해조류의 이취를 제거하는 탈취효과를 증진하고, 가열에 의한 불용성 알긴산을 수용성 알긴산으로 용이하게 전환하기 위한 것이다.
상기 탈취 과정은 조분쇄된 해조류와 물을 1 : 1 내지 2의 비율로 가열용기에 활성탄 탈취제를 해조류 중량 대비 20 내지 30중량％와 함께 넣고, 0.5 내지 1시간 80 내지 100℃로 끓여 탈취 및 열분해 반응을 시켜 해조류를 호화시키는 과정이다.
호화된 해조류 풀을 0 내지 25℃의 냉수로 급냉하여 해조류의 섬유성분의 고분자화 반응을 방지하고, 냉각된 해조류 풀을 필터링(S23)하여 활성탄 입자를 제거하고, 여기에 해조류 필름 성분 전체 중량 대비 글리세린 10 내지 20중량％, 알킬디아미노에틸그리신염산염액(30% 농도) 5 내지 15중량％ 및 알로에 추출액 2 내지 5중량％를 첨가한 후, 다시 조분쇄하면 기포의 발생에 의한 부피가 증가하고 점성이 높은 반죽물, 즉 점성액이 형성된다.
상기의 조성 성분의 비율은 글리세린의 함량이 10중량％ 미만이면 필름의 유연성이 떨어지고, 20중량％를 초과하면 필름의 강도가 약화되어 파손될 위험성이 커지며, 알킬디아미노에틸그리신염산염 5중량％ 미만이면 필름의 탄성 및 살균력이 저하되고, 15중량％를 초과하면 필름에 기공에 의한 통공이 생길 우려가 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예로서 추가적으로 여기에 에틸알코올 9 내지 18중량% 첨가하고 혼합, 분쇄하면 작은 입자들은 분해되면서 반투명상태의 수용성 해조류의 점액질 필름 원료가 생성될 수 있다.
또한 상기의 필름 원료를 이형 시트지에 0.5 내지 2㎜의 두께로 도포하여 건조실에서 50 내지 60℃의 3 내지 4시간 열풍 건조하여 이형지에서 분리하면 해조류 필름으로 점액층이 형성될 수 있다.
상술한 혼합액을 1~3시간 동안 80~100℃로 가열하여 호화시키고 상온으로 냉각한 후 필터링하여 글리세린, 카라기난, 한천, 및 변성전분 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 점도를 조정하여 점액질을 제조하고 나면, 지올라이트 분말, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 연탄재, 화산토, 펄라이트, 황토, 숯, 정장석 분말, 맥반석 분말, 옥 분말, 게르마늄 분말 및 패각류 소성분말로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상의 분말과 상기 생성된 점액질을 1:1~2의 중량비로 혼합한다.
구체적으로 이들 분자 물질간의 다공성 결정의 상호 결합성을 높여주기 위해 나노 세라믹 분말(NANOCERAMIC POWDER), 맥반석 분말, 지올라이트(ZEOLITE) 분말, 벤토나이트(BENTONITE), 항균 세라믹 분말(CERAMICPOWDER), 몬모릴로나이트(MONTMORILLONITE) 등의 광물질의 합성물질 중 어느 하나 이상의 무기질 물질과 점액질을 혼합한다.
특히 상기 무기질 물질 중에서 숯분말은 수많은 벌집모양의 다공 형태를 갖어 냄새, 습기 및 유해물질을 흡착하고, 적정한 온도 유지 보온성을 갖으며, 수분을 흡착하고 건조한 곳에서는 수분을 방출해 습도조절이 가능하고, 강력한 환원작용과 에너지 상승작용을 지니고 있어 포름알데히드 및 악취, 냄새를 제거하는 공기정화 기능을 갖는 특징이 있다.
압축 프레스를 활용하여 혼합패널층과 섬유패널층을 성형시키는 공정은 가장 일반적인 열경화성 수지, 열가소성 수지 성형 방법으로 성형 재료를 금형의 공동에 넣고 재료가 경화될 때까지 가열, 가압하여 성형하는 방법이 있다.
압축 성형은 다른 성형공정과는 달리 원료 수지가 완전히 용융되지 않고 연화되거나 일부만 용융된 상태에서 성형이 이루어지기 때문에 초고분자량의 수지 성형이나 충전제의 함량이 너무 높아 용융 가공이 어려운 고분자 물질의 성형에 활용되기도 한다. 수지의 종류에 따라 간혹 가열하지 않고 상온에서 수지를 금형에 투입하고 높은 압력으로 성형하는 경우도 있다.
그러나, 본 발명의 S3 단계에서는 친환경 건축용 패널을 열경화성 수지, 열가소성 수지를 접착제로 사용하지 않으면서, 고온 고압 프레스(press)와 상술한 와이어 메쉬층, 또는 와이어 메쉬층과 점액층을 통하여 혼합패널층과 섬유패널층을 결합시킴으로써 기타 어떠한 휘발성 또는 비휘발성 유해물질을 방출하지 않기 때문에 안전하고 친환경적인 건축용 패널을 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서는 금형을 가열하지 않고 고압 프레스만으로 강한 압력을 부가하여 패널을 접착시킬 수도 있다.
즉 도 7에 도시된 내용을 참조하면 가열 가압 프레스 성형 공정을 개시하였으나, PVA와 같은 종류의 수지의 경우 이형처리 한 후 간혹 가열하지 않고 상온에서 수지를 금형에 투입하고 높은 압력으로 성형하는 경우도 있다.
다만, 가열 및 가압 성형의 경우, 면섬유는 발화가 쉬운 섬유로 불꽃을 제거해도 스스로 타는 가연성 섬유이기 때문에 패널 속 포함된 면섬유의 탄화 방지를 위해 S3 단계의 압축성형시(press) 상부 금형과 고압 프레스기의 온도 조절이 중요하며, 혼합패널층을 경화시키는 하부 금형의 고온 온도 조절과 함께 양 금형의 온도를 달리 설정하여 압축 성형을 진행하게 된다.
즉 섬유패널층 접촉면의 상부 금형 온도가 혼합패널층 접촉면 하부 금형 온도보다 10~70℃보다 낮도록 설정한 후 가열 가압하여 성형할 수 있다.
바람직하게는 도 7에 도시된 바와 같이, 저밀도 섬유패널층이 접촉하는 상부 금형 온도는 180~190℃로 설정하고, 혼합패널층이 접촉하는 하부 금형 온도는 200~250℃로 설정할 수 있다.
상기 S3 단계에서의 패널 형성 단계를 통해 최종적인 패널이 도 8과 같은 형태로 제조되게 된다. 일반적으로 S3 단계에서 형성된 패널의 양면은 건축용 외장 마감재를 더 추가하여 완성할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 친환경 건축용 패널은 시판되는 타사들의 복합판넬이나 건축 외장재와 비교할 때, 크기 대비 가볍고 견고하여 공사가 비교적 용이하고, 시공 후에 기간이 지나도 변색되지 않고 색상이 유지되며, 내화성이 우수하고 시공성이 좋아 경량으로 공사비를 낮추는 장점이 있다. 또한 파손이나 탈락, 추락 등으로 인한 부작용이 적고, 단열과 차음성이 양호한 특징이 있다.
이하에서는 일 실시예로서 결합재와 물이 교반된 페이스트를 이용한 혼합패널층과 섬유패널층을 합재한 최종제품인 본 발명의 친환경 건축용 패널과 기타 건축용 자재와의 물성 비교 실험을 통해 본 발명의 패널 제품의 우수한 특성을 살펴보기로 한다.
섬유패널층의 성분비 (단위 중량%) :
폴리에스터 70, 면 20, 기타 섬유(폴리아미드계 섬유) 10
혼합패널층의 성분비 :
상기 섬유패널층을 제조할 때 생성된 폐섬유 펠트와 페이스트의 중량비를 1:1.5로 배합하되 믹싱법을 사용하여 혼합패널층 성형함
페이스트를 구성하는 결합재 조성비(단위 중량%)는 저회 60, 수산화나트륨(NaOH) 16, 소디움 실리케이트(Na2SiO3) 24이며, 조합된 결합재에 대한 물의 중량비(W/B)는 0.4로 하여 배합함
실시예1의 경우 섬유패널층과 혼합패널층을 접합하는 재료는 와이어 메쉬만으로 구성함
상기 실시예1에 따라 제조된 최종적인 패널의 기본 물성은 여타 석재 마감 건축재와 비교할 때 다음의 표와 같다.
구분 실시예1 패널 화강석재 판넬 인조석재 판넬 대리석재 판넬
표준 두께(mm) 20-30 20-30 20-30 20-30
단위중량(kg/m2) 15-20 60-80 16-27 78-82
내오염성 우수 보통 보통 산성비 취약
내구성 우수 우수 우수 우수
내충격성 우수 우수 우수 우수
생산단가 중 중 저 고
상기 표 1에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 패널은 기타 화강재, 인조재, 대리석재 패널과 비교하였을 때 현저한 중량의 차이가 있어 시공성이 우수한 특징이 있고, 내오염성, 내구성, 내충격성에서 우수한 특성을 가지면서 동시에 생산단가 수준이 중간 정도여서 경제성이 높은 것으로 나타났다.
추가적으로 실시예 1에 따른 패널은 비중이 2.2, 압축강도가 89 N/mm2, 난연시험시 총방출열량 5.7 MJ/m2, 200 KW/m2 를 초과하는 시간 2초(sec), 쥐의 평균행동정지시간 9.5(min:s), 시험체를 관통하는 균열, 구멍 및 용융이 없는 것으로 확인되었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수 도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10, 20 : 친환경 건축용 패널
101, 201 : 섬유패널층
102, 202 : 혼합패널층
103, 203 : 와이어 메쉬층
204 : 점액층

Claims (11)

  1. 폐섬유로부터 분류되어 소정의 크기로 절단된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 성형된 적어도 하나의 폐섬유 펠트층이 압축된 제1층,
    폐섬유로부터 분류되어 소정의 크기로 절단된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 성형된 폐섬유 펠트 또는 폐섬유 펠트층을 포함하고, 저회, 반응화제, 고로슬래그미분 및 감수제를 포함하는 결합재와 물을 포함하는 페이스트를 가하여 형성된 제2층,
    상기 제1층과 제2층 사이에 형성되고 양 층을 가교하는 와이어 메쉬층을 포함하고,
    상기 페이스트의 상기 결합재는, 판상형 그라파이트, 그래핀, 질화붕소가 2:1:0.5의 중량비로 혼합된 나노탄소재를 더 포함하고,
    상기 페이스트는 상기 결합재의 전체 혼합 중량에 대한 상기 물의 중량의 중량비(W/B)가 0.3 내지 0.4이고,
    상기 와이어 메쉬층을 내포하면서 빈 공간으로 침투하여 상기 와이어 메쉬층의 상하에 형성된 점액층을 더 포함하고,
    상기 점액층은, 다공성 정장석 분말 : 게르마늄 또는 옥 분말 : 황토 분말을 2 ~ 3 : 1 : 1의 중량비율로 혼합 조성된 무기질 분말과, 폐괭생이모자반 및 폐구멍갈파래로부터 추출된 점액질을 1:1~2의 중량비로 교반하여 제조된 것이고,
    상기 다공성 정장석 분말은 입자크기 40~500㎛인 것과 500~1,000㎛인 것을 구분하여 상호 혼합조성된 것을 특징으로 하는, 친환경 건축용 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폐섬유 펠트층은 상기 폐섬유로부터 분류된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유를 직경 3~5cm의 원형 또는 가로길이와 세로길이가 각각 3~5cm인 사각형으로 절단하고 타면기를 통해 솜 형태로 풀어낸 후 니들펀칭기로 상기 풀린 솜 형태의 섬유를 망상구조로 가교시킨 것을 특징으로 하는 친환경 건축용 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기타 섬유는 폴리아미드계 섬유, 폴리아크릴로 니트릴계 섬유, 폴리우레탄계 섬유, 폴리올레틴계 섬유, 및 폴리비닐알코올계 섬유 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 건축용 패널.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반응화제는 알칼리 금속 수산화물 용액 또는 규산염 용액에 카올린 또는 메타카올린을 추가한 것을 특징으로 하는 친환경 건축용 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 와이어 메쉬층은 소정의 이격 거리를 두고 빗금형, X자형, 십자형, 동심원형, 또는 기타 기하학적 형태로 패턴화된 복수의 절삭 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 건축용 패널.
  8. 폐섬유를 수거하여 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 분류하고 소정의 크기로 절단하여 타면기로 솜 형태의 섬유를 제조한 후 이를 혼합하여 평면의 펠트를 형성하고 균일한 밀도의 망상구조로 가교시킨 적어도 하나의 폐섬유 펠트층을 가열압착 및 냉각압착하여 섬유패널층을 형성하는 단계;
    저회, 반응화제, 고로슬래그미분 및 감수제를 포함하는 결합재와 물을 포함하는 페이스트를 제조하고,
    폐섬유로부터 분류되어 소정의 크기로 절단된 폴리에스터계, 면, 및 기타 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 성형된 폐섬유 펠트와 상기 페이스트를 1:1~2의 중량비로 믹싱한 후 경화시키는 제1방법, 또는
    또는 상기 폐섬유 펠트를 균일한 밀도의 망상구조로 가교시켜 형성된 복수의 폐섬유 펠트층 각각의 상부에 상기 페이스트를 분사(스프레이)하는 것을 반복하면서 폐섬유 펠트층과 페이스트의 중량비가 3:6~7이 되도록 적층한 후 경화시키는 제2방법으로 혼합패널층을 형성하는 단계; 및
    상기 섬유패널층과 혼합패널층 사이에 규칙적으로 패턴화된 복수의 절삭 부분을 가지는 와이어 메쉬층을 삽입하고, 상기 섬유패널층, 와이어 메쉬층, 및 혼합패널층을 금형의 공동에 넣고 양면을 가압 또는 가열 및 가압하여 패널을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 페이스트는 상기 결합재의 전체 혼합 중량에 대한 상기 물의 중량의 중량비(W/B)가 0.3 내지 0.4이고,
    상기 페이스트의 상기 결합재는, 판상형 그라파이트, 그래핀, 질화붕소가 2:1:0.5의 중량비로 혼합된 나노탄소재를 더 포함하고,
    상기 와이어 메쉬층을 내포하면서 빈 공간으로 침투하여 상기 와이어 메쉬층의 상하에 형성된 점액층을 더 포함하고,
    상기 점액층은, 다공성 정장석 분말 : 게르마늄 또는 옥 분말 : 황토 분말을 2 ~ 3 : 1 : 1의 중량비율로 혼합 조성된 무기질 분말과, 폐괭생이모자반 및 폐구멍갈파래로부터 추출된 점액질을 1:1~2의 중량비로 교반하여 제조된 것이고,
    상기 다공성 정장석 분말은 입자크기 40~500㎛인 것과 500~1,000㎛인 것을 구분하여 상호 혼합조성된 것을 특징으로 하는, 친환경 건축 패널의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가열 및 가압하여 패널을 형성하는 단계는, 섬유패널층 접촉면 금형 온도가 혼합패널층 접촉면 금형 온도보다 10~70℃보다 낮은 것을 특징으로 하는 친환경 건축 패널의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 가열 압착은 상기 적어도 하나의 폐섬유 펠트층을 가열 압축 성형기로 150~220℃ 온도에서 100~150kg/cm2 의 압력으로 진행하고,
    상기 냉각 압착은 상기 가열 압착된 적어도 하나의 폐섬유 펠트층을 냉각프레스로 5~15℃ 온도에서 100~200kg/cm2 의 압력으로 진행하는 것을 특징으로 하는 친환경 건축 패널의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2방법에서의 페이스트의 점도는 상기 제1방법에서의 페이스트 점도보다 낮은 것을 특징으로 하는 친환경 건축 패널의 제조방법.
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