KR200163250Y1 - 재생합판 - Google Patents

Abstract

본 고안은 콘크리트 거푸집용 폐합판으로부터 제조된 재생합판에 관한 것으로서 좀더 자세히는 1회 이상의 표면 연마공정과 건조공정을 거쳐 폐합판의 일부를 재생한 내부 판부와, 내부 판부의 파손부위에 접착제가 혼합된 식물성 분말을 충진시킨 충진부와, 내부 판부의 외면에 접착되는 마감 판부로 구성되는 재생합판에 관한 것이다.

Description

재생합판{Recycled panel}

합판은 원료 목재를 대부분 수입에 의존해야 하는 고가품이며, 건설분야에서 콘크리트 거푸집 용도로 사용되는 합판의 양은 막대하다. 콘크리트 거푸집용 합판은 각종 토목 및 건설현장에서 꼭 필요한 건축가설재이며, 대용합판의 존재에도 불구하고 그 사용량은 앞으로도 계속하여 증가할 것이다.

콘크리트 거푸집용 합판은 5∼8회 사용한 후 폐기하는 방법 외에는 별다른 재활용 방법이 없었다. 콘크리트 거푸집용 합판은 콘크리트 타설 후 콘크리트와 합판의 분리를 용이하게 하기 위하여 합판의 표면에 이형제를 처리하며, 합판의 원료인 목재 자체는 포르말린으로 처리되어 있고, 합판의 제조공정에서 다량의 접착제를 사용한다. 따라서, 이를 소각할 경우 화학물질로 인한 독성 매연이 발생하여 소각이 어렵고, 매립하는 경우에도 포르말린 등의 처리로 인하여 자연 상태에서 거의 분해되지 않을 뿐더러 접착제의 화학성분 등이 토양에 악영향을 주게 되어 매립 또한 쉽지 않은 실정이다.

또한, 콘크리트 거푸집용 합판은 강알칼리성 성분을 함유하는 콘크리트와 직접 접촉하므로 거푸집 용도로 사용중 시멘트에서 용출되는 강알칼리성 성분과 물이 합판의 표면 단판 속으로 침투되어 목질부의 팽창 및 열화를 초래하고, 각 접착층의 접착력을 약화시킴으로 인하여 재생이 불가능한 것으로 인식되어 왔다.

『우리나라 건설폐기물의 발생억제 및 재생이용기술에 관한 고찰』(자료출처 http://www.green.co.kr/hi-tech)이라는 논문을 살펴 보면 폐콘크리트, 폐목재, 흙, 초자류 등으로 구분되는 건설폐기물에 있어서 거푸집 및 목조건물해체시 발생하는 폐목재는 다른 용도의 사용이 어려워 파쇄공정을 거쳐 연료료 사용하거나 소각하는 방법으로 처리하고 있음을 알 수 있다. 콘크리트 거푸집용 합판 자체의 재활용이나 재생과 관련된 특허출원이나 특허가 거의 존재하지 않는다는 사실이 이를 뒷받침해 준다.

실용신안등록 제 55263호「건축용 재생판넬」은 거푸집 파손부를 연마하고, 못구멍을 접착테이프로 막아 에폭시 수지로 충진한 후 판넬의 양면을 에폭시페인트로 코팅한 재생판넬에 관한 것이다. 그러나, 이 재생판넬은 거푸집용 합판 내부의 수분 및 오염이 근본적으로 제거되지 않으며, 목재와 에폭시 수지가 균일하게 분포되어 있지 아니하여 인장강도 등 물성이 합판의 부위에 따라 달라지게 되므로 실제로 널리 사용되지 못하였다.

또한, 콘크리트 거푸집용 합판의 내구성을 높이기 위하여 내알칼리성 성분의 석탄산 수지 초기 축합물을 도포함으로써 합판의 내구성을 강화시키는 방법이 있었다(특허 95779). 그러나, 이 방법은 콘크리트 거푸집용 합판의 표면을 처리하여 사용수명을 연장시키기 위한 것으로서 본 고안의 재생합판과는 다르고, 코팅 표면이 손상되면 더이상 사용하기 어려워진다.

또한, 새 합판의 생산도 점점 어려워지고 있는 것이 현실이다. 세계적으로 환경에 대한 인식이 점점 높아져 벌목을 제한하는 국가들이 늘어남에 따라 원목의 수급이 어렵게 되었고, 이로 인해 콘크리트 거푸집용 합판을 대체할 수 있는 여러 가지 대용합판을 개발하려는 다양한 시도가 있었다.

그러나, 대용합판 중 기존 콘크리트 거푸집용 목재합판을 대체하여 상용화된 대용합판은 아직 없다. 예컨대 여러 가지 재생수지(특허출원 92-18698), 플라스틱을 이용한 대용합판들은 온도변화, 특히 열에 약하여 콘크리트 양생 중의 높은 온도로 인하여 쉽게 변형이 되며, 겨울의 추운 날씨에는 수축되는 등의 문제가 있다. GMT(Glassfiber Mat reinforced Thermoplastic)와 같은 유리섬유성분의 판넬은 규격이 정해져 있어 목재와 같이 필요에 따라 절단하여 사용할 경우 유리섬유 분진이 호흡기로 흡입되거나 피부에 닿을 경우 인체에 치명적이며, 사용 후 표면이 거칠어지는 문제가 있어 1회 사용 후마다 표면처리제로 처리하여야 하는 번거로움이 있고, 통상의 거푸집용 합판 가격의 3∼4배로서 고가여서 경제성이 없다는 단점이 있다.

또한, 최근에는 폐지(특허 163451), 폐섬유(특허 156952, 161818), 폐비닐(특허출원 93-11077), 폐플라스틱(특허 156952) 등을 이용하여 재활용판재를 제조하는 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이 분야의 특허출원 및 특허도 점점 증가하는 추세이다. 그러나, 상기 폐지, 폐플라스틱 등을 이용한 재활용판재의 제조에는 폐지 등의 폐자재를 절단, 분쇄하고, 수지를 녹이고, 혼합하고 이를 결합제, 접착제 등으로 접착시키고 150℃ 내지 200℃ 이상으로 고온 가압하여 압출하는 등 공정이 복잡하고, 다량의 화학물질을 부가하게 되어 다시 환경에 악영향을 미친다는 문제점이 있다. 또한, 폐지를 이용한 판넬은 높은 흡습성으로 인하여 현실적으로 사용이 불가능하다.

거푸집용 목재 합판은 목재의 특성상 콘크리트 양생 중 발생하는 수분을 일부 흡수하거나 외부로 발산시킬 수 있으므로 콘크리트의 표면과 내부의 성분이 골고루 분포되나, 상기와 같은 여러 가지 합성수지를 이용한 대용합판들은 함수율이 0.05% 이하로서 수분을 전혀 흡수하지 아니하여 시멘트 성분이 표면으로 올라오고 수포현상이 발생할 수 있으며, 양생기간이 길어지게 된다는 단점이 있다.

따라서, 본 고안은 위에서 살펴 본 바와 같이 콘크리트 성분과 이물질, 이형제 등의 오염으로 인하여 재생이 불가능하다고 여겨지던 콘크리트 거푸집용 폐합판을 이용하여 목재의 특성을 살린 재생합판을 제공하려는 것이다.

도 1a는 콘크리트 거푸집용 폐합판의 평면도이다.

도 1b는 상기 도 1a의 a-a 단면도이다.

도 2a∼e는 폐합판의 재생공정에 따른 합판의 단면을 나타낸 것이다.

* 도면 부호의 간단한 설명

10: 콘크리트 거푸집용 폐합판

11: 폐합판 표면의 이물질

12: 폐합판 표면의 파손부위

20: 마감 판부

30: 폐합판의 일부를 재생한 내부 판부

40: 충진부

일반적으로 콘크리트 거푸집용 합판의 두께는 KS규격이 11.51∼12.4mm로서 7중의 판상으로 구성되어 있다. 이를 건설현장의 콘크리트 거푸집으로 사용하는 경우 외측에 위치하는 면은 콘크리트 성분 등으로 심하게 오염되고 손상되나, 내측의 합판은 강도나 재질이 크게 저하되지는 않는다. 따라서, 본 고안자는 콘크리트 거푸집용 폐합판 외측의 양면 또는 파손된 일면을 제거하고 내측의 5중판 내지 6중판을 재활용할 수 있다면 간단한 공정으로 재생합판을 제조할 수 있을 것으로 예상되어 본 고안에 이르게 되었다.

아래에서는 여러 가지 실험예를 통해 콘크리트 거푸집용 합판을 이용하여 재생합판을 제조하는 방법을 찾아 보았다.

〔실험예 1〕

우선, 폐합판 표면의 이물질 제거를 위해 전기대패를 사용해 표면을 처리하였다. 그러나, 이 경우 합판의 나뭇결때문에 표면처리가 정교하게 되지 않았다. 고운 사포를 사용하면 목재의 결에 상관 없이 표면처리될 것으로 판단하여 샌더기에 180 정도의 사포를 장착하여 연마하였다. 그 결과 표면처리가 깨끗하게 되었다.

〔실험예 2〕

콘크리트 거푸집 설치시 못 등으로 인하여 찢어지거나 파손된 폐합판을 처리하기 위해 곡분, 목분 등의 식물성 분말을 접착제와 혼합하여 충진시켜 보았다. 곡분의 경우, 표면이 갈라지는 문제점이 발생하였고, 목분의 경우는 깨끗이 처리되고 합판 본체와 재질의 차이가 거의 없었다.

〔실험예 3〕

폐합판을 연마하고, 600t 프레스를 이용해 상기 연마한 폐합판의 양면에 베니어판을 접착해 보았다. 이 경우 못 등으로 인해 파손된 부분이 약해져 콘크리트 부설시 약해진 부분이 파손되었다. 또한, 폐합판의 외부 양면 또는 일면에 접착시키는 베니어판이 합판과 고르게 접합되지 못하여 쉽게 분리되었다.

〔실험예 4〕

폐합판을 1차 연마한 후 파손된 부분에 식물성 분말을 접착시키고 프레스를 이용해 상기 연마한 폐합판의 일면 또는 양면에 베니어판을 접착해 보았다. 이 경우 목분을 접착시켜 수리한 부분이 돌출되며 표면에 베니어판이 잘 접착되지 않았다.

〔실험예 5〕

폐합판의 표면을 연마하여 이물질을 제거하였다. 표면을 연마한 후 합판의 파손부위에 목분을 포함하는 식물성 분말을 접착제와 혼합하여 메운 후 다시 연마하였다. 2차 연마 후 이형제 등 화학물질의 잔여분을 처리하고 또한 합판의 함수율을 낮추어 접착이 용이하게 하기 위하여 건조하였다. 건조는 50∼60℃의 온도로 유지되는 건조실에서 9∼10시간동안 건조시키는 방법, 70∼80℃에서 6∼7시간동안 건조시키는 방법 등 온도 및 시간을 다양하게 조절하였다.

〔실험예 6〕

이번에는 표면 연마 및 파손된 곳의 식물성 분말 충진공정 이후 건조공정을 먼저 수행한 후 2차 연마공정을 수행하였다. 이 경우에도 상기 실험예 5와 같이 합판의 수분 및 이형제 등 화학물질을 효과적으로 처리할 수 있었다.

상기 실험예들을 바탕으로 본 고안의 재생합판을 제조하는 방법을 자세히 설명한다.

먼저, 본 고안 재생합판 제조의 준비단계로서 콘크리트 거푸집용 폐합판(10)의 가장자리를 재단한 후

1) 폐합판의 손상된 일면 또는 양면을 연마하여 표면에 부착된 이물질(11)을 제거한다(제2도의 a). 일반 재생합판은 손상된 일면 또는 양면을 1∼3mm씩 연마하며, 표면의 오염상태가 양호한 폐합판은 양면을 0.2∼0.4mm씩 연마한다(제2도의 b). 못자국 등의 파손부위도 연마한다.

2) 합판의 파손부위(12)에 식물성 분말, 더욱 바람직하게는 목분을 접착제와 혼합하여 충진한다(제2도의 c).

3) 2차 연마한다(제2도의 d).

4) 2차 연마 후 이형제 및 콘크리트 성분 등의 잔여분을 제거하고 또한 마감 판재 또는 코팅필름의 접착을 용이하게 하기 위하여 합판의 함수율이 10% 이하, 좀더 바람직하게는 3% 이하가 되도록 건조시킨다. 건조는 50∼60℃의 온도로 유지되는 건조실에서 9∼10시간동안 건조시키는 방법, 70∼80℃에서 6∼7시간동안 건조시키는 방법, 또는 고온에서 단시간 건조시키는 방법 등 온도 및 시간을 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있다.

또는, 상기 건조공정을 먼저 수행한 후 2차 연마공정을 수행할 수도 있다. 이 방법으로도 합판의 화학성분 및 수분의 제거가 가능하다.

5) 상기 1)∼4)와 같이 처리된 합판의 양면에 목제 마감 판재, 바람직하게는 베니어판을 고온고압 프레스 등을 이용하여 접착하여 일반 재생합판을 제조한다.

또는 비교적 표면의 상태가 좋은 상기 1)∼4)공정으로 처리된 합판은 테고필름(종에 페놀을 함침시켜 건조한 코팅필름의 일종, 인도네시아 또는 필리핀에서 수입한 제품), 우드스탁(상표명, 독일산, 코팅필름의 일종) 등의 코팅필름을 접착, 바람직하게는 고온고압(600t) 프레스를 이용하여 접착 코팅함으로써 재생 코팅합판을 제조한다.

상기 공정 순서 외에도 건조 공정을 먼저 수행한 후 1회 이상의 연마 공정 및 충진 공정을 수행할 수도 있다.

상기 공정을 거쳐 제조된 본 발명의 재생합판의 구조는

1회 이상의 표면 연마공정과 건조공정을 거쳐 폐합판의 일부를 재생한 내부 판부(30)와, 상기 내부 판부의 파손부위에 접착제가 혼합된 식물성 분말을 충진시킨 충진부(40)와, 상기 내부 판부의 외면에 접착되는 마감 판부(20)로 구성되어 있다.

상기 충진부(40)의 충진제로서의 식물성 분말은 곡분, 목분 등을 사용할 수 있으며, 목분을 사용한 경우 충진부와 충진하지 않은 부분의 물성 차가 크지 않아 바람직하다.

또한, 상기 재생합판의 구조 중 마감 판부(20)는 베니어판을 포함하는 목제 판재 및/또는 코팅필름을 채용할 수 있다. 즉, 표면이 많이 손상된 폐합판은 연마를 많이 한 후 마감 판부로서 베니어판과 같은 목제 마감 판재를 접착시키며, 비교적 표면 상태가 양호한 폐합판은 마감 판부로서 코팅필름을 접착시킨다. 또는 베니어판과 같은 목제 마감 판재 접착 후 코팅필름을 접착시킬 수도 있다.

이와 같이 제조된 재생합판(일반 재생합판과 재생 코팅합판을 총칭함)은 콘크리트 거푸집용 합판 등 여러 가지 다양한 용도로 사용할 수 있다.

본 고안의 재생합판 견본 1, 2에 대하여 한국화학시험연구소에 물성분석을 의뢰하여 다음의 표 1과 같은 결과를 얻었다.

	인장강도(%)	하중(kg)	응력(kg/㎟)	시컨트계수(kg/㎟)	탄성계수(kg/㎟)
견본 1	1.547	133.7	6.333	513.4	681.3
견본 2	1.326	169.9	7.666	704.9	933.0

위와 같은 물성시험수치는 구조용 합판의 KS규격을 초과하는 것으로서 새 합판에 비하여 큰 차이가 나지 않았다. 이와 같이 본 고안에 의한 재생합판은 물성이 저하되지 아니함을 알 수 있었다.

본 고안은 소각이나 매립 등의 폐기가 곤란한 다량의 콘크리트 거푸집용 폐합판을 재활용함으로써 환경보호 효과가 현저하다.

또, 본 고안은 매년 대량 발생하는 콘크리트 거푸집용 폐합판을 재활용하여 간단한 공정으로 재생합판을 제조함으로써 일반 판재와 건축자재 용도로 연간 1조 5천억원 이상이 소요되는 목재 수입물량을 획기적으로 줄일 수 있다.

나아가, 본 고안은 내열성, 내한성 및 일정한 흡수성을 가지는 목재 고유의 특성을 살린 재생합판을 제공함으로써 열에 약하고, 온도변화에 민감하며, 흡수성이 전혀 없는 대용합판의 단점을 극복하였다.

또한, 본 고안에 의한 재생합판은 종래의 일반 거푸집용 합판 가격의 60%, 대용합판 가격의 1/6로서 경제적이므로 건축비를 크게 절감시킬 수 있다.

Claims (2)

1회 이상의 표면 연마공정과 건조공정을 거쳐 폐합판의 일부를 재생한 내부 판부와,

상기 내부 판부의 파손부위에 접착제가 혼합된 식물성 분말을 충진시킨 충진부와,

상기 내부 판부의 외면에 목제 판재 또는 코팅필름을 접착시킨 마감 판부로 구성되는 재생합판.

제1항에 있어서,

상기 식물성 분말은 목분인 것을 특징으로 하는 재생합판.