KR102554623B1 - 폐지를 활용한 기능성 보드 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 폐지를 활용한 기능성 보드 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은, 폐지를 수거하여 세척 후 물에 침적하여 불리는 제1 단계와, 상기 물에 불린 폐지를 분쇄기에 의해 분쇄한 후 함수율이 10% 이하가 될 때까지 배수하는 제2 단계, 및 함수율이 10% 이하인 분쇄된 습한 폐지에 고형 상태를 유지하기 위하여 광물 분말을 혼합한 후 열 프레스에 투입하여 소정의 시간동안 소정의 압력을 가하며 건조, 경화시키는 제3 단계를 포함하고; 상기 제3 단계의 상기 광물은 세레사이트를 포함하되, 상기 세레사이트는 분쇄기에 의해 1,000메쉬 이하로 분쇄된 후 1,000℃~1,300℃의 온도 조건으로 소성하며 불술물이 제거된 것을 더 포함하며; 상기 제2 단계의 상기 함수율 10% 이하로 배수된 입자 형태의 습한 폐지 100 중량부에 대해 상기 소성된 세레사이트 분말 5~30 중량부를 혼합기에 의해 혼합하는 제4 단계를 더 포함하고; 상기 입자 형태의 습한 폐지와 소성된 세레사이트 분말을 열 프레스에 배치한 후 혼합물의 양과 두께에 따라 소정의 시간동안 소정의 압력으로 건조 및 경화시키는 것을 특징으로 한다.

Description

폐지를 활용한 기능성 보드 제조방법{manufacturing methods for functional board using application of a waste paper}

본 발명은 폐지를 활용한 기능성 보드 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 폐지를 재활용 하여 가정용 가구의 보드 또는 벽지로 효과적으로 재활용할 수 있는 폐지를 활용한 기능성 보드 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 알려진 바와 같이 가정, 사무실, 및 관공서 등에서 배출되는 폐지의 양은 엄청나다.

이와 같이 배출되는 폐지의 재활용률은 대한민국이 2014년 기준 약 86%으로 세계 1위를 달리고 있다.

그러나 재활용되는 폐지는 다시 버려지는 소모성 또는 1회성인 신문이나 골판지로 재활용될뿐 좀 더 효율적이거나 생산적인 제품으로 거듭나지 못 하고 있는 실정이다.

따라서, 버려지는 폐지를 재활용 하는 방안이 다수 제안되고 있다.

예컨데, 대한민국특허공개번호 특2001-0048395호(폐지를 이용한 보드 제조 방법)를 참조하여 설명하기로 한다.

상기 공개특허는 폐지를 이용하여 다시마, 해초 물고기 뼈 등을 분쇄하여 혼합하고 가열 및 압축프레스로 압착 응고시켜 소망하는 제품 형태로 성형시킨 것을 특징으로 한다.

상기 종래의 공개특허는 폐지 외에 갑각류, 동물 뼈 등의 분쇄 혼합과 프레스의 압축으로 2차적인 제조 공정이 필요하고 이에 따른 에너지소비가 발생되며, 혼합되는 재료의 획득이 용이하지 않다.

또한 갑각류 등이 혼합으로 보드의 무게가 증가하고, 폐지를 비교적 큰 입자로 분쇄하기 때문에 재료가 함유하는 공극이 적고, 압축 응고시키는 과정에서 재료의 공극이 줄어들어 방음, 방열이 잘되지 않는다.

또한 폐지는 수분에 약하며 유기질로, 상기 공개특허의 제조방법에 의해 제해된보드는 별도의 방청/방부처리 등의 공정이 없어 해충, 곰팡이와 같은 부식의 문제점이 있다.

이 외에도 본 발명과 관련된 종래특허들은 폐지를 이용하여 재료의 난연성 및 강도, 결합력 등 성능을 향상시키기 위해 황토 및 석고 등 2차 재료들을 주재료로 혼합하였다.

따라서 폐지에 다른 2차 재료를 혼합하지 않으면, 폐지만으로 소망하는 인체에 무해한 보드형태를 만들기 어려우며 난연성 및 강성 등의 성능을 기대하기 어렵다는 미완의 문제점이 있었다.

KR 10-2001-0048395 A

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제, 즉, 본 발명의 목적은, 폐지를 효과적으로 재활용 하여 두껍게 제작하거나 또는 얇게 제작하여 목재나 플라스틱을 대체할 수 있는 다양한 용도의 물건으로 재활용 할 수 있는 폐지를 활용한 기능성 보드 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 폐지를 효과적으로 재활용하여 가구용 보드 또는 물세척이 가능한 벽지로 제조함으로써 재활용 된 폐지의 사용폭을 확대할 수 있는폐지를 활용한 기능성 보드 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 폐지를 수거하여 세척 후 물에 침적하여 불리는 제1 단계와, 상기 물에 불린 폐지를 분쇄기에 의해 분쇄한 후 함수율이 10% 이하가 될 때까지 배수하는 제2 단계, 및 함수율이 10% 이하인 분쇄된 습한 폐지에 고형 상태를 유지하기 위하여 광물 분말을 혼합한 후 열 프레스에 투입하여 소정의 시간동안 소정의 압력을 가하며 건조, 경화시키는 제3 단계를 포함하고; 상기 제3 단계의 상기 광물은 세레사이트를 포함하되, 상기 세레사이트는 분쇄기에 의해 1,000메쉬 이하로 분쇄된 후 1,000℃~1,300℃의 온도 조건으로 소성하며 불술물이 제거된 것을 더 포함하며; 상기 제2 단계의 상기 함수율 10% 이하로 배수된 입자 형태의 습한 폐지 100 중량부에 대해 상기 소성된 세레사이트 분말 5~30 중량부를 혼합기에 의해 혼합하는 제4 단계를 더 포함하고; 상기 입자 형태의 습한 폐지와 소성된 세레사이트 분말을 열 프레스에 배치한 후 혼합물의 양과 두께에 따라 소정의 시간동안 소정의 압력으로 건조 및 경화시키는 것을 특징으로 하는 폐지를 활용한 기능성 보드 제조방법을 제공한다.

상기와 같은 제조방법으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 폐지를 효과적으로 재활용 하여 두껍게 제작하거나 또는 얇게 제작하여 목재나 플라스틱을 대체할 수 있는 다양한 용도의 물건으로 재활용하므로 산업 폐기물을 줄일 수 있는 효과가 있다.

둘째, 폐지를 효과적으로 재활용하여 가구용 보드 또는 물세척이 가능한 벽지 등 다양한 제품으로 제조함으로써 재활용 된 폐지의 사용범위를 확대할 수 있는 효과도 있다.

셋째, 폐지를 재활용 하여 가정용 가구의 보드 또는 벽지로 효과적으로 재활용하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 테이블 상판의 도면대용 사진
도 2는 한국건자재 시험연구원에 시험성적서의 도면대용 사진
도 3은 한국 건설생활환경 시험연구원 시험결과표의 도면대용 사진
도 4는 한국 원적외선 협회에 시험 성적을 의뢰한 시험성적서의 도면대용 사진

이하에서는 상기의 목적을 달성하는 본 발명의 바람직한 실시 예를 단계별로 상세히 설명한다.

제1 단계

신문지, 골판지, 서적과 같은 폐지를 수거하여 뭉쳐지지 않도록 낱장으로 분리하거나 잘게 파쇄한 후 오염물질을 세척한다.

상기와 같이 세척된 폐지 파쇄물을 소정의 시간동안 물에 침적하여 폐지를 불린다.

제2 단계

물에 불린 폐지를 분쇄기에 투입하여 입자 또는 가느다란 섬유 형태로 잘게 분쇄한다.

상기와 같이 잘게 분쇄 후 채반에 넣어 함수율이 10% 이하가 될 때까지 충분히 배수한다.

상기와 같이 물에 불리고 분쇄된 젖은 상태의 폐지를 건져내어 채반 또는 배수공이 형성된 틀에 담으면 물은 배수되고 분쇄된 습한 폐지들만 채반 또는 틀에 남게된다.

상기한 함수율 10% 이하의 습한 폐지에 보강 기능을 하는 광물 가루를 혼합한다.
상기 광물 가루는 세레나이트 분말이 효과적이다.

즉, 상기 세레사이트 덩어리에 충격을 가해 부수고 분쇄기에 의해 잘게 분쇄하여 분말 상태로 믹싱한 후, 분말 상태로 믹싱된 세레사이트를 1,000메쉬 이하로 분쇄하여 믹싱한 후, 믹싱된 세레라이트 분말을 소성로에 투입하여 소정의 시간동안 소성한다.

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소성로에 투입하여 소성된 세레사이트 분말은 1,000℃~1,300℃의 온도 조건으로 소성한다.
여기서, 상기와 같이 세레사이트 분말의 소성 온도가 1,000℃~1,300℃의 범위 내를 유지하게 되면 상기 세레사이트에 함유된 다른 성분의 광물, 즉, 불순물들이 소각 제거된다.

또 상기와 같이 소성된 세레사이트 분말은 더 고운 입자로 믹싱하는 것이 가능하다.

상기 함수율 10% 이하로 배수된 입자 형태의 습한 폐지 100 중량부에 대해 5~30 중량부의 소성된 세레사이트 분말을 혼합기에 의해 혼합한다.

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상기 습한 폐지는 유연성을 갖고 상기 세레사이트는 광물 분말이므로 하드 보드의 부피 또는 두께에 따라 적정한 비율로 혼합하여 하드 보드의 형태를 유지하게 된다.
상기 세레사이트 분말과 상기 습한 폐지 분말이 혼합되면 상기 세레사이트 분말은 습한 폐지 분말에 함유된 습기를 흡수하게 되며 상호 결합체를 구성하게 된다.

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상기 입자 형태의 습한 폐지와 소성된 세레사이트 분말이 혼합된 혼합물을 열 프레스에 배치한 후 소정의 시간동안 소정의 압력을 가하여 건조 및 경화시키며 하드 보드를 제조한다.

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예를 들어, 혼합물을 얇게 펼쳐놓은 상태에서 열 프레스에 의해 건조 및 경화시킬 때에는 비교적 낮은 압력과 낮은 온도가 소요될 것이고, 이와 같이 제조된 하드 보드는 벽지로 이용 가능하다.

반면, 혼합물을 두껍게 펼쳐놓은 상태에서 열 프레스에 의해 건조 및 경화시킬 때에는 비교적 높은 압력과 높은 온도가 소요될 것이고, 이와 같이 제조된 하드 보드는 판재로 이용 가능하다.

즉, 첨부된 사시대용 사진 도면 1은 본 발명에 의해 제조된 하드 보드를 테이블 상판(10)으로 적용한 것으로, 일반 가정용이나 사무용 가구의 판재로 다양하게 적용되는 하드 보드로 사용 가능하다.

반면, 상술했던 바와 같이, 본 발명에 따른 판재를 상기 테이블의 상판과 달리 얇게 보드 형상으로 제작했을 경우 타일 식으로 낱장씩 접착하여 사용하는 벽지 대용으로 사용 가능하다.

상기와 같이 벽지로 사용할 경우 외부의 열은 차단하고 내부의 열은 외부로 방출하는 것을 방지함으로써 실내의 열 손실을 방지할 수 있다.

한편, 상기의 공정에 의해 완성된 하드 보드의 표면은 강한 압력과 열에 의해 표면이 다양한 형상을 가지며 눌러붙어 코팅 기능을 하지만, 제품이 완성되면 그 표면에 별도의 문양이나 그림을 그려 넣은 후 표면을 보호하기 위한 코팅처리를 한 후 사용할 수도 있다.

도 2는 본 발명에서 적용되는 세레사이트를 첨가한 폴리에스터를 한국건자재 시험연구원에 시험성적을 의뢰한 시험 결과를 보인 것이다.

시험성적서에서 보인 바와 같이, 다량의 인체에 유익한 5~20㎛의 원적외선이 90% 방사되는 것을 알 수 있다.

도 3은 한국 건설생활환경 시험연구원 시험결과표에 관한 것으로, 시료를 암모니아로 했을 경우 탈취효과를 보인 것이다.

즉, 시험결과 짧은 시간 안에 탈취 효과가 급속도로 상승하는 것을 알 수 있고, 시간이 흐를수록 탈취 효과가 상승됨을 알 수 있다.

도 4는 본 발명에 적용되는 세레사이트를 부직포에 첨가한 후 한국 원적외선 협회에 시험 성적을 의뢰한 시험결과표이다.

마찬가지로, 본 발명에 의해 완성된 세레사이트가 첨가된 부직포의 시험성적을 의뢰하였더니 도 3의 결과와 마찬가지로 짧은 시간 안에 탈취 효과가 급속도로 상승하는 것을 알 수 있고, 시간이 흐를수록 탈취 효과가 상승 됨을 시험결과를 통하여 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 해당 분야에 속하는 기술분야의 당업자들이 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 ; 테이블 상판

Claims (1)

1. 폐지를 수거하여 세척 후 물에 침적하여 불리는 제1 단계와,
   상기 물에 불린 폐지를 분쇄기에 의해 분쇄한 후 함수율이 10% 이하가 될 때까지 배수하는 제2 단계, 및
   함수율이 10% 이하인 분쇄된 습한 폐지에 고형 상태를 유지하기 위하여 광물 분말을 혼합한 후 열 프레스에 투입하여 소정의 시간동안 소정의 압력을 가하며 건조, 경화시키는 제3 단계를 포함하고;
   상기 제3 단계의 상기 광물은 세레사이트를 포함하되,
   상기 세레사이트는 분쇄기에 의해 1,000메쉬 이하로 분쇄된 후 1,000℃~1,300℃의 온도 조건으로 소성하며 불술물이 제거된 것을 더 포함하며;
   상기 제2 단계의 상기 함수율 10% 이하로 배수된 입자 형태의 습한 폐지 100 중량부에 대해 상기 소성된 세레사이트 분말 5~30 중량부를 혼합기에 의해 혼합하는 제4 단계를 더 포함하고;
   상기 입자 형태의 습한 폐지와 소성된 세레사이트 분말을 열 프레스에 배치한 후 혼합물의 양과 두께에 따라 소정의 시간동안 소정의 압력으로 건조 및 경화시키는 것을 특징으로 하는 폐지를 활용한 기능성 보드 제조방법.
   
   
   
   
   

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