KR20020051444A - 폐 가전제품 및 건축폐자재를 이용한 토목, 건축자재제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐 가전제품 및 폐 사무기기와 폐건축자재를 이용하여 각종 건축물에 축조용이나 마감재로 사용하는 토목, 건축자재 제조방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는 가정에서 발생되는 컴퓨터, TV, 냉장고, 복사기, 전화기 등의 각종 가전제품과 건축현장에서 발생되는 건축자재 폐기물, 폐플라스틱, 폐유리, 폐섬유로 된 폐건축자재를 분쇄한 분쇄 혼합물 중량 60%와 수지 및 규사로된 혼합물 중량 40%를 일정비율로 혼합후 200t 용량의 유압 프레스로 압력 200㎏f/㎠, 온도 85∼90℃의 조건에서 30분간 가열 가압하는 1차 성형물을 형성하고, 성형물을 건조로에 넣고 70℃∼80℃의 온도로 60분간 양생하는 양생공정과, 표면 연마, 절단 등의 공정을 거쳐 공원의 시설물이나 토목, 건축자재로 재활용하여 폐기물의 소각, 매립으로 인한 환경오염을 방지하고, 기존의 화강석이나 대리석보다 토목 및 건축자재용으로서의 물성이 뛰어난 토목, 건축자재를 제공할 수 있도록 한 것이다.
Description
본 발명을 컴퓨터, TV, 냉장고, 복사기, 전화기 등의 각종 가전제품 및 사무기기와 건축현장에서 발생되는 건축 폐자재를 이용하여 공원의 시설물이나 토목, 건축자재를 생산할 수 있도록 된 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 토목 폐자재 및 건축 폐자재를 분류된 폐 가전제품과 폴리에스테르수지와 혼합하여 각종 시설물 및 토목, 건축자재를 제조함으로서, 폐기되는 가전제품과 건축현장에서 발생되는 폐기물을 재활용하고, 폐건축자재를 매립함으로 발생되는 환경오염과 폐기처리시 발생되는 비용을 절감할 수 있도록 발명된 폐 가전제품 및 건축폐자재를 이용한 토목, 건축자재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
현대에는 산업의 비약적인 발전으로 인간의 생활 수준 역시 향상되므로 가정에서 사용되는 컴퓨터, TV, 냉장고, 복사기, 전화기 등의 각종 가전제품 및 폐사무기기등을 사용하는 기간도 함께 짧아져 새것으로 교체하는 시기가 그 만큼 빨라지는 실정이다.
따라서 기존에 사용하고 폐기되는 가전제품의 폐기처리가 곤란한 문제점으로 대두되는 실정이며, 또한 최근에는 건축현장에서 발생되는 건축 폐자재가 약 10,000∼15,000ton/day 정도 발생되어 매립지 확보에 대한 어려움등 각종 환경측면에서 심각성이 대두되고 있으며 각종 건축 폐기물중 약 50% 이상을 폐콘크리트가 차지화고 있는 실정이다.
특히 폐자재중 건축자재 폐기물, 폐플라스틱, 폐유리는 폐자재 중에서도 가장 양이 많으면서도 처리가 곤란하여 커다란 사회문제화가 되고 있어 폐자재의 재활용 방안이 많이 강구되어 시행되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
가정에서 발생되는 컴퓨터, TV, 냉장고, 복사기, 전화기 등의 각종 가전제품 및 사무실에서 발생되는 폐사무기기와 건축현장에서 발생되는 건축자재 폐기물, 폐플라스틱, 폐유리, 폐섬유로 된 폐건축자재를 분쇄한 분쇄물과 폴리에스테르 수지를 일정비율로 혼합 및 성형, 양생, 표면 연마, 절단등의 공정을 거쳐 공원의 시설물이나 토목, 건축자재로 재활용하여 폐기물의 소각, 매립으로 인한 환경오염을 방지하고, 기존의 화강석이나 대리석보다 토목 및 건축자재용으로서의 물성이 뛰어난 토목, 건축자재를 제공할 수 있도록 한 것이다.
도1은 본 발명의 제조공정 블럭도.
도2는 본 발명에 따른 국부지압강도 시험 예시도.
이하 본 발명의 토목, 건축패널의 제조방법에 대한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
건축현장에서 발생되는 건축자재 폐기물, 폐플라스틱, 폐유리를 수거 및 세척하고, 가정에서 발생되는 컴퓨터, TV, 냉장고, 복사기, 전화기 등의 각종 가전제품을 수거하는 공정과;
상기 수거된 건축폐자재와 가전제품을 파쇄하여 종류별로 분류하는 선별공정과;
상기 선별된 폐콘크리트, 폐유리, 폐도기, 폐규사, 폐플라스틱, 탄산칼슘를 파쇄하여 각각 5mm이 하로 분쇄하는 공정과;
상기 가전제품에서 발생된 폐플라스틱과 건축 폐자재에서 발생된 폐합성수지및 폐섬유를 가열로에 넣고 약50∼500℃로 가열하여 용융시킨 후 건조시켜 약5mm이하로 분쇄하는 공정과;
상기 혼합된 원료를 450 ×450mm의 성형 몰드 하층부에 폴리에스테르 수지 중량 20%, 탄산칼슘 중량 5%, 폐콘크리트 중량 30%, 분쇄된 혼합원료 중량 20%, 폐유리 중량 10%, 폐도기 중량 10%, 폐알루미늄 중량 5%으로된 혼합물 중량 60%를 채우고, 상층부에 폴리에스테르 수지 중량 40%, 규사 중량 40%, 탄산칼슘 중량 15%, 안료 중량 5%로된 혼합물 40%의 원료를 채운 다음 몰드를 진동시킨 후 200t 용량의 유압 프레스로 압력 200㎏f/㎠, 온도 85∼90℃의 조건에서 5∼30분간 가열 가압하는 1차 성형공정과;
상기 1차 성형된 성형물을 건조로에 넣고 70℃∼85℃의 온도로 60분간 양생하는 양생공정과,
상기 양생된 토목, 건축자재의 표면을 연마하고 일정한 규격으로 절단하는 가공 공정으로 이루어지는 것이다.
상기와 같이 제조 공정이 이루어지는 본 발명은 먼저 폐콘크리트, 폐플라스틱, 폐유리, 폐규사를 수거하여 기계파쇄 또는 수작업 파쇄하고 적정의 입도로 분쇄하여 각각의 원료로 사용할 수 있도록 원료 분쇄공정 단계를 거친다.
상기 원료 분쇄공정을 실시한 후 1차 분쇄한 폐콘크리트 중량 30%, 폐가전제품을 파쇄하여 타지 않도록 용융시킨 후 다시 건조하여 분쇄된 혼합원료 중량 20%, 폐유리 중량 10%, 폐도기 중량 10%, 폴리레스테르 수지 중량 20%, 탄산칼슘 중량 5%, 폐알루미늄 중량 5%를 일정비율로 건식혼합한 혼합물 중량 60∼80%를 성형몰드 하층부에 채우고, 성형몰드 상층부에는 가전제품에서 발생된 폐플라스틱과 건축 폐자재에서 발생된 폐합성수지및 폐섬유를 가열로에 넣고 약50∼500℃로 가열하여 용융시킨 후 건조시켜 분쇄한 혼합원료 중량 20%와 폐규사 중량 40%, 탄산칼슘 중량 15%, 폴리에스테르 수지 중량 20%, 안료 중량 5%를 적정비율로 혼합하여 2단으로 채워 넣는다.
상기와 같이 450×450㎜의 4각 몰드에 상층부, 하층부별로 배합된 원료들을 2단으로 채운 후에는 진동을 가하여 성형 몰드 내에 채워진 혼합물들 사이에 기포가 발생되지 않도록 다진 다음 200T 용량의 유압프레스를 사용하여 가압 성형하였다.
이때 성형조건은 압력 200kgf/㎠, 온도 85∼90℃의 조건에서 30분간 가열·가압 성형하는 압축공정을 실시한다.
상기 450×450㎜의 4각 몰드를 사용하는 것은 본 발명에서 제품을 만들기 위해 임의 설정한 것으로서 제품을 상품화 할 때는 제품의 형상모양을 갖는 몰드에 혼합원료를 넣고 유압 프레스 또는 고압 프레스로 가압 성형하게 된다.
상기 분쇄공정에서부터 압축공정까지 실시하여 제작 완료된 패널(치수:W450×L450×T15㎜)을 약70∼80℃의 건조기 내에서 약 1시간 정도 가열 경화시켜 성형물을 건조(양생)공정을 실시한다.
상기와 같이 토목, 건축자재 패널을 양생한 후에는 표면을 연마하는 연마공정과, 연마된 자재를 규격별로 절단하는 가공공정을 실시하여 제품을 완성하게 된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 제조공정 순서를 간략하게 요약하여 보면, 원료 수거 → 원료 선별 → 원료 분쇄 → 원료 혼합 → 고압 프레스로 가압 성형 → 양생 → 연마 → 절단의 공정 순서로 제품을 완성할 수 있게 된다.
이와 같이 이루어지는 공정에 의하여 본 발명에 따른 제품화의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
먼저 각 제품을 생산하기 전에 원료의 준비 단계로서,
제1단계: 건축현장에서 발생되는 건축자재 폐기물, 폐플라스틱, 폐유리를 수거 및 세척하고, 가정에서 발생되는 컴퓨터, TV, 냉장고, 복사기, 전화기 등의 각종 가전제품을 수거하고, 상기 수거된 건축폐자재와 가전제품을 1차 파쇄하여 종류별로 분류하고 재활용이 가능한 플라스틱 및 금속은 재활용할 수 있도록 분류하고 폐콘크리트, 폐유리, 폐도기, 폐규사, 재사용하지 못하는 폐플라스틱과 비철금속 등을 종류별로 선별한다.
제2단계: 상기 제1단계에서 선별된 폐콘크리트, 폐유리, 폐도기, 폐규사, 폐플라스틱, 탄산칼슘을 파쇄하여 각각 5mm이 하로 분쇄하는 공정을 실시하여 종류별로 보관한다.
제3단계: 상기 제1단계의 가전제품에서 발생된 컴퓨터, TV, 냉장고, 복사기, 전화기 등의 폐가전제품과 폐사무기기를 파쇄하여 재활용 가능한 것과 재활용할 수 없는 것을 구분하여 제활용할 수 없는 폐플라스틱, 폐금속(용융점이 낮은 것에 한함), 폐섬유 등을 가열로에 넣고 약200℃로 가열하여 용융시키면 플라스틱의 수지 계열은 녹기직전의 누글누글한 상태로 가영시킨 후 냉각시켜 금속과 함께 통상의 파쇄기로 약5mm 이하로 분쇄하여 혼합원료를 준비한다.
상기와 같이 폐가전제품의 혼합 원료와 건축 폐자재를 분쇄한 분쇄물을 이용하여 토목, 건축자재를 제품에 따라서 성형할 수 있게된다.
즉, 패널을 형성할 경우에는 상기 각 단계를 거쳐 준비된 원료를 450 ×450mm의 성형 몰드에 폴리에스테르 수지 중량 10∼20%, 탄산칼슘 중량 2∼5%, 폐콘크리트 중량 40∼60%, 분쇄된 가전제품 혼합원료 중량 15∼20%, 폐유리 중량 10∼15%, 폐도기 중량 5∼10%, 폐알루미늄 중량 2∼4%로 혼합한 원료를 채운 다음 몰드를 진동시킨 후 200t 용량의 유압 프레스로 압력 200㎏f/㎠, 온도 85∼90℃의 조건에서 제품에 따라서 5∼30분간 가열 가압하는 1차 성형공정과;
상기 1차 성형된 성형물을 건조로에 넣고 70℃∼85℃의 온도로 60분간 양생하는 양생공정과,
상기 양생된 토목, 건축자재의 표면을 연마하고 일정한 규격으로 절단하는 가공 공정으로 패널을 성형할 수 있도록 한다.
상기 패널공정에 의거하여 콘크리트를 타설할 수 있는 거푸집, 바닥재, 조립식 건물, 축사 등을 성형할 수 있으며, 성형하는 제품에 따라서 폐콘크리트의 혼합량을 증가시켜 도로의 경계석, 방파제구조물, 보도블럭, 흄관 등의 토목, 건축자재를 형성하게 된다.
본 발명의 건축 폐자재 중 유리의 함유량이 많을 경우 유리는 약800℃에서 용융시켜 파쇄기로 파쇄할 수 있다.
또한 본 발명에서 사용되는 컴퓨터, TV, 냉장고, 복사기, 전화기 등의 각종 가전제품 및 사무기기를 수거한 후 분해하여 사용 가능한 부품은 재활용하고 나머지 플라스틱과 용융점이 낮은 비철 금속을 함께 가열로(도가니)에 넣고 온도 50∼500℃에서 가열한 후 경화시킨 다음 이를 파쇄기로 분쇄하여 혼합원료로 사용하게 된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 제품 용도가 벽체 및 바닥, 계단용 마감재와 콘크리트 거푸집으로 사용되는 점을 고려하여 기계적 강도 측면의 안전성 및 내구성을 평가하기 위해 샘플제품을 A제품과 B제품을 선정 이에 대한 휨강도를 시험하여 아래의 1과 같은 시험결과를 얻었다.
| SAMPLE | 휨강도(kgf/㎠) |
| A | 240∼320 |
| B | 280∼410 |
상기 표에서 알 수 있듯이 기존의 실리카인조대리석의 휨강도 기준은 10.2kgf/㎠이고, 기성품 테라조의 휨강도가 56.1kgf/㎠ 임을 감안 할 때 본 발명의 제품은 이들보다 높은 약240∼400kgf/㎠로 매우 우수하게 나타나고 있음을 알 수 있습니다.
또한 본 발명의 제품을 바닥재와 보도블럭으로 사용할 경우 등분포 하중이 작용하므로 국부하중에 크게 문제되지 않지만 시공조건에 따라서 중량물량을 올려 놓았을 때 집중 하중에 따른 문제가 발생할 수 있으므로 본 발명에서는 국부 집중하중에 대한 안전성을 검증하기 위해 50mm 두께의 발포폴리에스티렌 보온재 또는 강판의 두종류의 바탕면에 샘플 제품을 올려 놓고 지름 30mm의 환봉을 가압봉으로 사용하여 도2와 같이 국부지압 강도를 시험하여 표2와 같은 결과를 얻었다.
| SAMPLE | 지압 강도(kgf/㎠) | |
| 발포폴리스티렌 본온재 | 강판재 위 | |
| A | 72.1 | 2677 |
| B | 76.7 | 3347 |
이상의 시험결과 제품을 발포폴리스티렌 위에 올려 놓고 지름 30mm의 환봉을 사용한 A, B 두 종류의 국부지압강도는 약72.kgf/㎠와 76kgf/㎠의 강도값을 나타나고 있는 바 이는 기존제품의 국부압축강도 기준 10.2kgf/㎠ 이상을 충분히 상회하고 있으므로 동일용도에 적용시 우수한 물성을 기대할 수 있는 것으로 평가 되었다.
이렇게된 본 발명의 토목, 건축자재는 폐자재를 이용하므로서 천연석이 낼 수 없는 색상과 무늬를 나타내므로서 주변의 환경에 적합한 색상과 무늬를 형성한 건축자재를 제조하여 사용자의 선택폭이 보다 넓어지는 것이며, 화강석과 대리석과 같이 결삭가공이 난해하지 않아 다양한 크기로 절삭가공이 가능하여 크기를 임의로 조절할 수 있다.
이렇게 이루어진 본 발명의 건축 패널 소재는 가볍고 단단하고 내열성이 높아 내열소재와 내열도료 등 21세기 첨단 소재로 사용되고 있다.
상기와 같은 본 발명 폐자재를 이용한 토목, 건축자재는 그 주원료를 건축자재 폐기물, 폐플라스틱, 폐유리에 한정하지 않고 폐알루미늄, 폐철물, 폐목제, 폐시멘트, 돌, 컴퓨터나 TV, 냉장고등의 가전제품을 이용하면서도 가능하여 거의 모든 폐자재를 활용할 수 있는 것이다.
특히, 토목자재로 제작하여 사용시에는 도로의 방음벽, 터널 조립벽, 농수로관, 농산물 저장장치, 농산물 말뚝버팀대, 가로수 물받이, 다리난간, 호안블럭, 경계석, 보도블럭, 플롬관, 태라죠타일, 조립식 토목자재, 방파제구조물, 축사, 조립식건물 등에 특히 유용하게 사용할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 건축물에 블럭이나 타일로 사용되는 토목, 건축자재를 건축자재 폐기물, 폐플라스틱, 폐유리를 수지와 혼합하여 제조하므로서 현대 사회의 큰 문제로 대두되고 있는 폐자재의 재활용을 통해 자원의 절약과 환경공해문제를 해결할 수 있고, 기존의 대리석이나 화강석보다 가격을 저렴화 하여 일반인들이 경제적 부담 없이 사용이 가능하며, 대리석이나 화강석보다 비중과 흡수율이 낮고 굴곡 및 압축강도는 낮아 충격이나 하중 및 마모에 강하여 반영구적으로 사용이 가능하도록 된 것이다.
상기와 같이 본 발명은 건축자재 폐기물, 폐플라스틱, 폐유리로 된 폐자재를 분쇄한 분쇄물과 접착제와 수지을 일정비율로 혼합하여 토목, 건축자재의 형상으로 압축 가공하여 토목, 건축자재로 재활용 하므로서 가정에서 발생하는 폐 가전제품과 사무실에서 발생하는 폐 사무기기 및 건축 폐자재에 의한 매립에 의한 토양오염, 침출수에의한 수질오염, 소각에 의한 대기오염 등의 환경오염을 방지하고, 자원을 재활용할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 화강석이나 대리석보다 고품질의 토목, 건축자재를 제공할 수 있게된 효과가 있는 것이다.
Claims (3)
- 폐의류, 폐섬유, 건축자재 폐기물 등을 이용하여 토목, 건축자재를 제조하는 방법에 있어서,건축현장에서 발생되는 건축자재 폐기물, 폐플라스틱, 폐유리와 를 수거하고, 가정에서 발생되는 컴퓨터, TV, 냉장고, 복사기, 전화기 등의 각종 가전제품을 수거하는 공정과;상기 수거된 건축폐자재와 폐가전제품을 파쇄하여 종류별로 분류하는 선별공정과;상기 선별된 폐콘크리트, 폐유리, 폐도기, 폐규사, 폐플라스틱, 탄산칼슘를 파쇄하여 분쇄하는 공정과;상기 가전제품에서 발생된 폐플라스틱과 건축 폐자재에서 발생된 폐합성수지및 폐섬유를 가열로에 넣고 약50∼500℃로 가열하여 용융시킨 후 건조시켜 분쇄한 공정과;상기 혼합된 원료를 450×450mm의 성형 몰드 하층부에 수지 중량 20%, 탄산칼슘 중량 5%, 폐콘크리트 중량 30%, 폐플라스틱 중량 20%, 폐유리 중량 10%, 폐도기 중량 10%, 폐알루미늄 중량 5%으로된 혼합물 중량 60%를 채우고 상층부에 수지 중량 40%, 폐규사 중량 40%, 탄산칼슘 중량 15%, 안료 중량 5%로된 혼합물 중량 40%의 원료를 채운 다음 200t 용량의 유압 프레스로 압력 200㎏f/㎠, 온도 85∼90℃의 조건에서 30분간 가열 가압하는 1차 성형공정과;상기 1차 성형된 성형물을 건조로에 넣고 70℃∼80℃의 온도로 60분간 양생하는 양생공정과,상기 양생된 토목, 건축자재의 표면을 연마하고 일정한 규격으로 절단하는 가공 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐 가전제품 및 건축폐자재를 이용한 토목, 건축자재 제조방법.
- 제1항에 있어서,준비된 원료를 제품 성형 몰드에 폴리에스테르 수지 중량 10∼20%, 탄산칼슘 중량 2∼5%, 폐콘크리트 중량 40∼60%, 분쇄된 폐가전제품 혼합원료 중량 15∼20%, 폐유리 중량 10∼15%, 폐도기 중량 5∼10%, 폐알루미늄 중량 2∼4%로 혼합한 원료를 채운 다음 몰드를 진동시킨 후 200t 용량의 유압 프레스로 압력 200㎏f/㎠, 온도 85∼90℃의 조건에서 5∼30분간 가열 가압하는 1차 성형공정과;상기 1차 성형된 성형물을 건조로에 넣고 70℃∼85℃의 온도로 60∼120분간 양생공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐 가전제품 및 건축폐자재를 이용한 토목, 건축자재 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 원료를 폐 건축자재와 폐가전재품을 수거 →세척→건조→5mm이하로 파쇄(분쇄)→혼합→성형→표면연마→절단 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐 가전제품 및 건축폐자재를 이용한 토목, 건축자재 제조방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100782952B1 (ko) * | 2007-05-10 | 2007-12-07 | 주식회사 현성리싸이클링 | 폐자재를 이용한 재생원료의 제조 방법. |
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| KR960037602A (ko) * | 1995-04-25 | 1996-11-19 | 임준재 | 폐수지등을 이용한 폐주물사 고형화법 |
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2000
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