KR20000008145A - 제지슬러지와 폐석고를 이용한 건축내장재 및그 제조방법 - Google Patents

제지슬러지와 폐석고를 이용한 건축내장재 및그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축용 내장재에 관한 것으로서, 특히 폐기물인 제지슬러지와 폐석고를 이용하여 제조한 건축 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 건축내장재는 제지슬러지 39 - 66중량%와 폐석고 25 - 38중량%를 기본원료로 하고, 여기에 탄산칼슘과 수산화칼슘중 선택된 어느 하나 9 - 25중량%, 황토 13 - 25중량%, 지당 5 - 12중량%, 삼산화안티몬 2 - 8중량%, 라바 0.72중량%, 석고 20 - 34중량%, 규조토 25 - 34중량%를 포함한다.
따라서, 본 발명은 환경오염을 유발하는 제지슬러지와 폐석고를 재활용하여 건축용 내장재를 개발함으로써 경제적일 뿐만 아니라 환경보호에 이바지한다.
또한, 본 발명은 건축용 내장재를 경량화시키고, 기계적 강도, 불연성, 흡음성 등을 강화시킨다.

Description

제지슬러지와 폐석고를 이용한 건축내장재 및 그 제조방법
본 발명은 건축용 내장재에 관한 것으로서, 특히 폐기물인 제지슬러지와 폐석고를 이용하여 제조한 건축 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제지공장에서 종이를 만들고 최종 배출되는 제지슬러지는 납, 구리, 카드뮴, 비소, 수은 등의 중금속을 함유하고 있다. 따라서, 이들 제지슬러지를 단순 매립하거나 소각하여 처리하는 방법은 환경오염에 치명적인 영향을 미친다.
또한, 제지슬러지에는 석분이 함유되어 있어 이를 재활용 없이 폐기하는 것은 경제적인 측면에서도 바람직하지 않다.
또한, 티타늄회사에서 다량으로 배출되는 폐기물인 폐석고 역시 카드뮴, 비소, 시안화합물 및 구리 등의 중금속이 함유되어 있다. 따라서, 이 폐석고를 상기 제지슬러지 처럼 단순 매립하여 처리하는 것은 환경문제 뿐만 아니라 경제적으로도 바람직하지 않다 할 것이다.
따라서, 종래부터 제지슬러지와 폐석고를 재활용하는 연구가 오랫동안 진행되어 달걀 받침대를 제조하는데 사용되기도 하였다. 하지만, 이 역시 위생상의 이유로 기피되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 제지슬러지와 폐석고를 재활용하여 경량의 단열, 불연 및 방음효과가 뛰어난 건축용 내장재를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적중 하나는 환경오염을 불러 일으키는 제지슬러지와 폐석고를 건축용 내장재로 재활용하기 위한 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 건축내장재는 제지슬러지 39 - 66중량%와 폐석고 25 - 38중량%를 기본원료로 하고, 여기에 탄산칼슘과 수산화칼슘중 선택된 어느 하나 9 - 25중량%, 황토 13 - 25중량%, 지당 5 - 12중량%, 삼산화안티몬 2 - 8중량%, 라바 0.72중량%, 석고 20 - 34중량%, 규조토 25 - 34중량%를 포함함으로써 달성된다.
또한, 본 발명의 제조방법은 제지슬러지 39 - 66중량%, 폐석고 25 - 38중량%를 물과 함께 분쇄기로 분쇄하여 겔화시키는 단계와; 겔화된 기본원료에 거품방지제인 이소옥틸알콜 0.06중량%를 첨가하여 1차 희석시키고, 여기에 에틸실리케이트 0.09중량%를 첨가하여 2차 희석시키는 희석화 단계와; 희석이 완료된후 45분간 침전시키고, 여기에 탄산칼슘과 수산화칼슘중 선택된 어느 하나 9 - 25중량%, 황토 13 - 25중량%, 지당 5 - 12중량%, 삼산화안티몬 2 - 8중량%, 라바 0.72중량%, 규조토 25 - 34중량%를 첨가하여 반죽기로 1차 반죽시킨후 연이어 석고 25 - 34중량%를 첨가하여 2차 반죽시키는 반죽단계와; 상기 반죽단계를 거쳐 형성되는 조성물을 컨베이어를 통해 이송하고 금형에 부어넣어 1,600톤의 압력으로 성형시키는 성형단계와; 상기 성형체를 건조시켜 인산수소 암모늄으로 불연 코팅하고, 그 표면에 종이를 부착하여 가열, 건조시키는 후처리단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에 의해 알게될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특히, 첨부된 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해서 실현될수 있다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
제지슬러지는 종이를 제조하는 처리과정에 각종 중금속에 오염되기 때문에 처리가 매우 어려울 뿐만 아니라 토양과 수질 및 대기를 심하게 오염시키는 오염물질이다. 일반적으로 제지슬러지를 구성하는 성분은 다량의 펄프 찌꺼기와, 납, 구리, 카드뮴, 비소, 수은 등의 중금속이 함유되어 있다. 또한, 이 제지슬러지는 석분을 일부 함유하고 있어 석고보드 대용의 제품을 만들어 합판 대용품인 건축용 내장재로의 개발을 용이하게 하는 조건을 가지고 있다.
또한, 티타늄회사에서 다량 배출되는 폐석고 역시 카드뮴, 비소, 시안화합물, 구리와 석분을 함유하고 있어 석고보드 대용의 제품을 만드는데 유리한 조건을 가지고 있다.
따라서, 본 발명자들은 상기 제지슬러지와 폐석고를 기본원료로 하고 여기에 황토와 천연규조토를 부가하여 오염물질의 수치를 기준치 이하로 현저히 낮출 뿐만 아니라 탄산칼슘 등의 화학적 부재료를 첨가함으로써 단열 및 방음 특성이 우수한 건축용 내장재의 개발이 가능하다는 것을 발견하였다.
본 발명의 건축용 내장재는 제지슬러지 39 - 66중량%, 폐석고 25 - 38중량%, 탄산칼슘 9 - 25중량%, 황토 13 - 25중량%, 규조토 25 - 34중량%, 라바(LAVA) 0.72중량%, 지당 5 - 12중량%, 삼산화안티몬 2 - 8중량%, 석고 25 - 34중량%, 이소옥틸알콜 0.06중량% 및 에틸실리케이트 0.09중량%를 포함한다.
상기 제지슬러지와 폐석고는 본 발명의 건축용 내장재를 형성하기 위한 기본원료에 해당한다. 이때, 상기 제지슬러지의 중량이 39%를 하회하면 단열과 흡음성이 현저히 떨어지고, 66%를 초과하면 기계적강도, 불연성 및 내구성이 현저히 떨어진다.
상기 황토는 전국 각처에 분포되어 있는 것으로서, 소성 색깔은 적갈색을 띄고 있고, 적벽돌, 내화벽돌의 제조에 사용된다. 특히, 도자기의 제조에 널리 사용되며 원적외선을 다량 함유하여 건강에 좋은 영향을 미친다.
상기 규조토는 가루로 산출되는 규산질의 원료이며 규조의 유해가 퇴적한 흙덩어리이다. 순수한 규조유해의 화학조성은 SiO296.16 - 96.80% 및 Al2O3+ Fe2O31.20 - 1.98%로 이루어진다. 좋은 규조토는 매우 가볍고 연하며 많은 기공 때문에 부피의 5배에 달하는 액체를 흡수할 수 있을 정도로 다공질이다. 규조토는 이와같은 다공질로 인한 여러 가지 특성을 지니고 있어 단열재, 시멘트 혼합재 등의 용도로 사용된다. 본 발명에 있어서는 특히, 경주 감포를 중심으로 한 지대에서 산출되는 규조토를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 탄산칼슘은 무색, 무취의 가루 또는 결정형 분말고체로서 일반적으로 기재의 기계적 강도를 증가시키기 위해 첨가되는 충전재이다. 이때, 탄산칼슘은 수산화칼슘으로 대체하여 첨가될 수도 있다. 이렇게 탄산칼슘 대신 수산화칼슘을 대체 첨가하면 내장재의 중량은 무거워지지만 제조단가는 떨어지는 잇점이 있다.
상기 삼산화안티몬은 재료의 연소성을 저하시키고 방지하기 위한 연소방지제의 일종이다.
상기 이소옥틸알콜은 거품방지제이며, 상기 에틸실리케이트는 경화제의 일종이다.
상기 석고는 기본원료를 보충하기 위해 첨가되는 보조원료이다.
이때, 상기에 기술된 조성범위를 벗어나서 제조되는 내장재는 인장력, 흡음성, 불연성 등이 떨어져서 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 된다.
상기와 같은 조성으로 구성되는 본 발명의 조성물은 아래와 같은 제조공정을 통해 건축용 내장재로 재가공된다.
39 - 66중량%의 제지슬러지와 25 - 38중량%의 폐석고를 물과 함께 미세한 분쇄기로 분쇄하여 겔화 시킨다음 거품방지제인 이소옥틸알콜 0.06중량%를 넣고 1차 희석시킨다.
여기에 에틸실리케이트 0.09중량%를 넣어 2차 희석시킨후 약 45분간 침전시킨다.
45분간의 침전이 완료되면 황토분말 13 - 25중량%, 탄산칼슘(혹은 수산화칼슘) 9 - 25중량%, 라바 0.72중량%, 폐석고 25 - 38중량%, 지당 5 - 12중량%, 규조토 25 - 34중량%, 삼산화안티몬 2 - 8중량%를 첨가하여 반죽기로 반죽한다.
반죽이 어느 정도 진행되면 마지막으로 석고 25 - 34중량%를 참가하고 빠르게 반죽한후 스크류 컨베이어를 통해 금형장치로 이송한다.
금형장치에 도달한 반죽된 조성물은 일정한 형상을 갖는 금형에 부어지고 1,600톤의 압력으로 성형된다.
이 성형체는 자동 컨베이어에 내장된 온풍덕트를 통해 이송도중 자동건조된다.
건조된 성형체(예를들어, 건조패널)는 인산수소암모늄으로 불연 코팅된후 에어스프레이에 의해 접착제가 살포되고 그 표면에 종이가 흡착된다.
종이가 흡착된 성형체는 약 150 - 200℃로 가열된 송풍장치를 통해 2차 건조된후 일정크기로 재단되어 제품화된다.
본 발명에 의한 건축용 석고보드의 제품규격에 따른 무게와 강도의 비교는 다음의 표 1과 같다.
제품규격(폭×길이×두께)[mm] 종래의 석고보드 본 발명의 석고보드
900 × 1,800 × 9 10.45kg 7.13kg
900 × 2,400 × 9 13.9kg 10.15kg
900 × 2,700 × 9 15.6kg 12.14kg
900 × 1,800 × 12 13.5kg 7.84kg
900 × 2,400 × 12 18.00kg 14.52kg
900 × 2,700 × 12 20.2kg 16.41kg
상기 표 1로 부터 알 수 있는 바와같이, 본 발명은 종래품에 비해 동일한 규격에 대하여 중량이 현저히 감소된다. 따라서, 본 발명의 경우 제품의 경량화에 일조함을 알 수 있다.
또한, 종래품의 경우 동일한 규격에 대하여 휩 파괴하중이 각기 40이상, 52이상 및 70이상으로 나타나는 반면에 본 발명은 65이상, 69이상 및 81이상으로 나타나고 있어 강도면에서도 현저한 향상이 있음을 알 수 있다.
또한, 본 발명은 방음(흡음성)에 있어서도 시편의 두께가 12.15mm일 때 14%, 9.1215mm일 때 약 9%를 나타내고 있어 방음효과가 우수하다.
추가의 이점 및 변형이 이 분야의 지식을 가진자에게는 용이하게 알 수 있을 것이다. 따라서, 광범한 양태에 있어, 본 발명은 본 명세서에 표시, 설명된 특정 상세에 한정되지 않는다.
따라서, 여러 변형이 첨부된 특허청구범위 및 그 대등물에 의해 정의된 전반적 발명 개념의 정신 또는 범위에서 벗어나지 않고도 가능할 것이다.
상술한 실시예에 본 발명이 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 환경오염을 유발하는 제지슬러지와 폐석고를 재활용하여 건축용 내장재를 개발함으로써 경제적일 뿐만 아니라 환경보호에 이바지한다.
또한, 본 발명은 건축용 내장재를 경량화시키고, 기계적 강도, 불연성, 흡음성 등을 강화시킨다.

Claims (2)

  1. 제지슬러지 39 - 66중량%와 폐석고 25 - 38중량%를 기본원료로 하고, 여기에 탄산칼슘과 수산화칼슘중 선택된 어느 하나 9 - 25중량%, 황토 13 - 25중량%, 지당 5 - 12중량%, 삼산화안티몬 2 - 8중량%, 라바 0.72중량%, 석고 20 - 34중량%, 규조토 25 - 34중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 제지슬러지와 폐석고를 이용한 건축내장재.
  2. 제지슬러지 39 - 66중량%, 폐석고 25 - 38중량%를 물과 함께 분쇄기로 분쇄하여 겔화시키는 단계와;
    겔화된 기본원료에 거품방지제인 이소옥틸알콜 0.06중량%를 첨가하여 1차 희석시키고, 여기에 에틸실리케이트 0.09중량%를 첨가하여 2차 희석시키는 희석화 단계와;
    희석이 완료된후 45분간 침전시키고, 여기에 탄산칼슘과 수산화칼슘중 선택된 어느 하나 9 - 25중량%, 황토 13 - 25중량%, 지당 5 - 12중량%, 삼산화안티몬 2 - 8중량%, 라바 0.72중량%, 규조토 25 - 34중량%를 첨가하여 반죽기로 1차 반죽시킨후 연이어 석고 25 - 34중량%를 첨가하여 2차 반죽시키는 반죽단계와;
    상기 반죽단계를 거쳐 형성되는 조성물을 컨베이어를 통해 이송하고 금형에 부어넣어 1,600톤의 압력으로 성형시키는 성형단계와;
    상기 성형체를 건조시켜 인산수소 암모늄으로 불연 코팅하고, 그 표면에 종이를 부착하여 가열, 건조시키는 후처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제지슬러지와 폐석고를 이용하여 건축내장재를 제조하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030025450A (ko) * 2001-09-21 2003-03-29 김용규 건축자재용 조성물과 그 제조방법
KR100391089B1 (ko) * 2000-06-01 2003-07-12 조래웅 산업폐기물을 이용한 타일의 제조방법
KR100814740B1 (ko) * 2006-12-07 2008-03-19 백태현 차음 효과를 갖는 단열재의 제조방법

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