KR20060040379A - A method for manufacturing a fireproof adiabatic matinal - Google Patents

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.end. The technical field to which the invention described in the claims belongs.

본 발명은 질석을 사용한 불연단열재의 제조방법에 관한 것으로, 특히 인위적인 열에너지의 투입이 없이 반죽한 후 상온에서 자연적인 경화가 가능토록 한 것이다.The present invention relates to a method for producing a non-combustible insulating material using vermiculite, and in particular to allow natural curing at room temperature after kneading without artificial thermal energy input.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.I. The technical problem to be solved by the invention.

현재 질석을 이용한 내화 단열재로서는 질석과 점결재를 혼합하여 반죽한 후 열을 가함으로서 탈수에 의하여 겔상으로 경화가 이루어지도록 하고 있는 것이다. 그러나 이러한 열이 단열성능이 우수할수록 질석 자체가 단열재이기 때문에 건조시 열이 제품의 중심부까지 전달되지 못하여 열을 가할 경우에 상당히 높은 온도로 가열하여야 하고 또한 중심부까지 가열하기 위하여 많은 시간이 소요되며 이러한 가열을 위한 로를 통과할 경우에 형태의 변형 즉 수분이 증발되면서 일정한 규격품의 제공이 불가능하다는 단점이 있는 것이다.As a refractory heat insulating material using vermiculite, the vermiculite and the caking additive are mixed and kneaded, and then heat is applied to harden the gel by dehydration. However, the higher the heat insulation performance, the vermiculite itself is a heat insulator. Therefore, when heat is not transferred to the center of the product during drying, it needs to be heated to a considerably high temperature. When passing through the furnace for heating, there is a disadvantage that it is impossible to provide a certain standard product as the deformation of the shape, that is, the evaporation of moisture.

다. 발명의 해결방법의 요지.       All. Summary of the Solution of the Invention.

따라서 본 발명은 형태의 변형이 없도록 석회석을 질석과 점결재와 동시에 반죽하여 틀에 주입토록 하면 반응에 의하여 자연 경화가 이루어지도록 한 것이다.Therefore, in the present invention, when the limestone is kneaded with vermiculite and caking additive at the same time so that there is no deformation of the form, the natural hardening is made by reaction.

라. 발명의 중요한 용도la. Important uses of the invention

건축용 내화 단열.Fireproof insulation for construction.

Description

질석을 이용한 내화 단열재의 제조방법{A method for manufacturing a fireproof adiabatic matinal}       A method for manufacturing a fireproof adiabatic matinal}

도 1은 본 발명의 제조공정을 도시한 블록도.       1 is a block diagram showing a manufacturing process of the present invention.

도 2는 점결재가 질석과 반죽된 상태의 개략도.       2 is a schematic view of a state in which the caking additive is kneaded with vermiculite.

<도면의주요부분에대한부호의설명>Explanation of symbols on the main parts of the drawing

10: 입도를 갖는 질석 20: 반죽된 점결재의 상태도       10: vermiculite having particle size 20: state diagram of kneaded caking additive

본 발명은 질석을 이용한 불연단열재의 제조방법에 관한 것으로, 특히 인위적인 열에너지의 투입이 없이 반죽만 함으로서 상온에서 경화가 가능토록 한 것이다.The present invention relates to a method for producing a non-combustible insulating material using vermiculite, and in particular, it is possible to cure at room temperature by only kneading without artificial thermal energy input.

현재 내화 단열재로 사용되는 질석은 직경이 통상 1∼15㎜크기의 팽창질석을 지칭하는 것이고, 이러한 팽창질석을 액상의 규산소다인 점결재를 사용하여 반죽하여 판상의 보드 또는 브릭(Brick)등 소정의 형상으로 성형하여 건축이나 산업용의 단열재로 사용되고 있는 것이다.Vermiculite currently used as a refractory insulation material refers to expanded vermiculite having a diameter of 1 to 15 mm in size, and the expanded vermiculite is kneaded using a caustic binder of liquid sodium silicate to form a board or brick. It is molded into the shape of is used as a heat insulating material for building and industrial use.

통상 단열재의 종류로는 재료의 종류나 형태에 또는 사용 온도에 따라 구분 할 수 있고 일반적으로 재료의 종류에 따라 구분하면 무기질재료와 유기질재료 및 복합재료로 구분할 수 있는 것이다.In general, the type of heat insulating material can be classified according to the type or form of the material or according to the use temperature, and generally can be classified into inorganic materials, organic materials and composite materials.

무기질 재료로는 암면이나 유리면 또는 질석과 퍼라이트 등이 많이 사용되어지고 있으며 유기재료에는 폴리스티렌 코르크, 폴리우레탄 우레아등이 있다.Inorganic materials include rock wool, glass wool, vermiculite and perlite, and organic materials include polystyrene cork and polyurethane urea.

무기질 재료중에서 가장 많이 사용되는 암면이나 유리면은 발암물질이라고 하여 또는 취급 중에 비산되어지는 미분에 의하여 인체에 유해요소가 많다고 하여 사용을 꺼리고 있는 것이고, 이러한 것들을 최근에는 환경문제로 사용을 제한시키고 있는 것이다.Rock wool or glass wool, which is used most among inorganic materials, is reluctant to use it because it is a carcinogen or because there are many harmful elements to human body due to the fine powder scattered during handling. .

반면 유기단열재는 취급이 용이한 점과 비교적 단열이 우수하다는 이유로 많이 사용되고 있으나 열에 약하고 특히 인화되면서 유독가스를 발생시키게 됨으로 최근에는 이러한 유기단열재에 불연이나 난연 처리를 함으로서 어느 정도 개선하고자 노력하고 있으나 이러한 것들이 결국 고온에서는 모두 인화되어지면서 유독가스를 발생시킨다는 것이고, 이로 인하여 화재현장에서는 이러한 유독가스로 많은 인명피해로 인하여 사회문제화가 되면서 사용을 꺼리고 있는 실정이다.On the other hand, organic insulating materials are frequently used because of their ease of handling and relatively good thermal insulation. However, they are vulnerable to heat and generate toxic gases due to ignition. In the end, they are all ignited and generate toxic gases at high temperatures, and as a result, the fire site is reluctant to use these toxic gases as social problems due to many casualties.

따라서 앞으로는 건축물이나 산업용으로 사용되는 단열재가 불에 타지 않고 매연이나 유독가스를 발생시키지 않으면 환경문제를 야기시키지 않는 단열재의 개발이 요구되었던 것이다.Therefore, in the future, it was required to develop a heat insulator that does not cause environmental problems unless the heat insulators used for buildings or industrial use are not burned and generate soot or toxic gas.

따라서 이러한 요구에 부응되어 개발된 것이 팽창질석이고, 이러한 팽창질석의 입자가 통상 10㎜미만으로 사용됨으로 가공이나 취급이 용이하고 특히 단열효과가 우수하며 쉽게 구입이 용이하며 저렴하다는 점으로 인하여 판상이나 블릭의 형 태로 개발되어 지고 있으나 이러한 것들이 팽창질석과 점결재인 액상의 규산소다를 혼합하여 열로 가열하여 일정한 판상이나 블릭의 형태로 가공할 경우에 팽창질석의 자체가 단열재이기 때문에 열을 가할 경우에 중심부까지 열의 전달이 용이치아니하여 가열시키기 위하여 고가의 시설이 요구되어진다는 것이고, 이러한 고온의 열로 가열할 경우에 증발되는 수분과 고열로 인하여 일정한 규격을 유지하면서 대량으로 생산토록 한다는 것이 불가능하다는 단점이 있는 것이다.Therefore, it has been developed in response to this demand, and the expanded vermiculite has been developed to meet the requirements, and because the particles of the expanded vermiculite are usually used less than 10 mm, it is easy to process and handle, in particular, it has excellent thermal insulation effect, and is easily purchased and inexpensive. Although it is being developed in the form of bricks, when these materials are mixed with expanded vermiculite and caustic soda silicate, they are heated with heat and processed in the form of a flat plate or brick, because the expanded vermiculite itself is a heat insulator. Since it is not easy to transfer heat to the center, expensive facilities are required to heat it, and when it is heated by such high temperature heat, it is impossible to produce a large quantity while maintaining a constant specification due to the evaporated moisture and high heat. There is a disadvantage.

또한 점결재를 유기질이나 석유화학 제품으로 사용할 경우에는 경화조건이 용이한 반면에 고온에서 견딜 수 없기 때문에 불에 탐으로서 유독가스를 발생시킬 위험이 있다는 것이고, 불에 전혀 타지 않고 고온이나 어떠한 가혹한 조건에서도 안전한 점결력을 유지할 수 있는 무기질 점결재로 사용되는 규산소다는 100℃∼180℃정도의 온도에서 열을 가하여 탈수를 이용한 경화방법을 사용함으로서 용이한 경화가 가능토록 하면서도 고온에서도 전혀 타지 않는 안정적인 단열재를 제공할 수 있게 되지만 이러한 것들의 단점이 일정한 판상이나 블릭으로 제조할 경우에 팽창질석 자체가 단열기능을 갖게 됨으로 점결재와 반죽되어 열을 가할 경우에 열이 이러한 단열성능으로 인하여 내부 중심부까지 전달이 용이치 못하다는 단점이 있는 것이다.In addition, when the caking additive is used as an organic or petrochemical product, it is easy to cure at the same time, but there is a danger of generating toxic gas as a fire because it cannot withstand high temperatures. Sodium silicate, which is used as an inorganic binder to maintain a safe coking force even at high temperatures, can be easily cured by applying dehydration by applying heat at a temperature of about 100 ° C to 180 ° C. Insulation can be provided, but the disadvantage of these materials is that the expanded vermiculite itself has a thermal insulation function when manufactured in a flat plate or brick. The disadvantage is that it is not easy to deliver.

따라서 이를 위하여 고온으로 가열을 하고 또한 별도의 로를 구비하여야 하며 또한 가열을 위한 장시간이 소요된다는 단점은 물론 이렇게 가열됨으로서 일정한 규격의 제품을 제공할 수 없다는 단점이 있는 것이다. Therefore, for this purpose, the heating to a high temperature and also has to have a separate furnace, and also takes a long time for heating, as well as the disadvantage is that it is not possible to provide a product of a certain standard by heating like this.                         

즉 액상 규산나트륨(Na2O,nSiO2,xH2O)을 점결재로 사용하여 경화할 경우에 규산소다에 150℃∼180℃ 정도의 열을 가하면 탈수와 함께 겔상으로 탈수반응이 일어나면서 단시간에 규산이 겔상으로 변화되어지면서 경화되어지는 것이다.In other words, when curing using sodium sodium silicate (Na 2 O, nSiO 2, xH 2 O) as a caking additive , when heat of about 150 ℃ to 180 ℃ is applied to sodium silicate, dehydration and gelation dehydration occur in a short time. The silicic acid hardens as it is changed into a gel.

따라서 경화의 시간은 경화제의 몰비나 제품의 크기에 따라 차이가 있으나 보통 수십분에서 수시간이 소요되는 것이다.Therefore, the curing time is different depending on the molar ratio of the curing agent and the size of the product, but usually takes tens of minutes to several hours.

따라서 본 발명은 이러한 문제점의 해결을 위하여 따라서 형태의 변형이 없도록 일정한 틀에 주입토록 한 후 상온에서 반죽 만하여 틀어 주입토록 함으로서 규산소다와 석회석에 함유되어진 규산 이석회나 삼석회가 신속하게 반응하여 물을 배출토록 함으로서 경화가 용이토록 하고 일정한 규격품을 빠르게 대량생산할 수 있게 된 것이다.Therefore, in order to solve this problem, the present invention is to inject into a constant mold so that there is no deformation of the form, and then inject only by kneading at room temperature so that the silicate dihydrate or tricalcium contained in the sodium silicate and limestone reacts with water quickly. By discharging it, it is easy to cure and it is possible to mass produce a certain standard quickly.

이하 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선 본 발명에서 사용된 팽창질석은 그 입도가 1∼15㎜의 것을 사용하는 것이고, 이러한 입도는 본 발명의 목적을 제한하는 것이 아니고 사용용도나 목적에 따라 입도는 변화되어지는 것이다.First, the expanded vermiculite used in the present invention is one having a particle size of 1 to 15 mm, and the particle size does not limit the object of the present invention, and the particle size is changed according to the use purpose or purpose.

다음은 팽창질석과 혼합되어진 점결재 등과의 배합비율을 일실시 예로 나타낸 것입니다.The following shows an example of the mixing ratio with caking additives mixed with expanded vermiculite.

실시 예 1 Example 1                     

팽창질석 100(기준값)Expanded Vermiculite 100 (reference value)

규선소다 10∼50(비교값)Regular soda 10-50 (comparative value)

석회석 10∼50(비교값)Limestone 10-50 (comparative value)

이때 팽창질석의 입도에 따라 배합비율은 달라지는 것이고, 즉 팽창질석의 입도가 7㎜를 기준으로 하여 그 이하일 경우에는 규산소다나 석회석이 골고루 섞이도록 하기 위하여 40∼50이 배합되어지는 것이고, 팽창질석의 입도가 7㎜이상일 경우에는 10∼30이 배합되어지게 되는 것이다.In this case, the mixing ratio is changed according to the particle size of the expanded vermiculite, that is, when the particle size of the expanded vermiculite is less than 7 mm, the soot silicate or limestone is mixed in order to mix evenly. When the particle size of is 7mm or more, 10 to 30 will be blended.

이러한 팽창질석의 입도는 성형된 판상이나 블릭의 사용용도에 따라 또한 이러한 것들이 사용되는 것의 단열기준에 따라 달라지는 것이다.The granularity of these expanded vermiculite depends on the use of the molded plate or brick and also on the insulation standards of those used.

또한 석회석과 규산소다는 가능하면 1:1의 비율로 배합하는 것이 가장 우수한 것이고 석회석의 배합량이 적을 경우에는 경화후에 완전한 경화가 이루어지지 못하여 부스러짐이 발생된다는 문제가 있고 석회석을 많이 배합할 경우에는 비중이 커지게 됨으로 과중량으로 인한 경제성이 덜어진다는 단점이 있는 것이다.In addition, limestone and sodium silicate are best mixed in a ratio of 1: 1 if possible, and when the amount of limestone is small, there is a problem that crushing is not completed after hardening. As the specific gravity is increased, there is a disadvantage that the economy due to overweight is reduced.

또한 상기 석회석을 점결재로 사용할 경우에는 석회석에 함유되어 있는 규산 이석회(C2S, dicalcium-Silicate)가 액상의 규산소다에 함유되어진 액상 규산나트륨과 상온에서 반응되면서 수분이내에 경화가 완료되는 것이다.In addition, when the limestone is used as a caking additive, the dicalcium silicate (C 2 S, dicalcium-Silicate) contained in the limestone reacts with liquid sodium silicate contained in the liquid sodium silicate at room temperature, and then hardening is completed within minutes. .

다음은 경화과정을 나타낸 구조식이다.The following is the structural formula showing the curing process.

즉 -2CaO,SiO2,Ca(OH)2의 수화에 따른 규산소다의 경화In other words, the curing of sodium silicate according to the hydration of -2CaO, SiO 2 , Ca (OH) 2

2C2S+4H→→→C3S2H3 + CH + Heat 2C 2 S + 4H →→→ C 3 S 2 H 3 + CH + Heat

-Ca++ 이온의 존재에 의한 규산나트륨의 겔화    Gelation of Sodium Silicate by the Presence of -Ca ++ Ions

-base exchange reaction에 의한 겔화    Gelation by -base exchange reaction

Na2O, SiO2, n H2O + 2CaO, SiO2→→→8CaO, SiO 2,nH2O + SiO + NaOHNa 2 O, SiO 2 , n H 2 O + 2 CaO, SiO 2 →→→ 8 CaO, SiO 2 , nH 2 O + SiO + NaOH

따라서 외부에서 열을 전혀 가하지 않고도 자체 구성성분들의 화학반응에 의하여 규산나트륨과 규산이석회가 반응하여 즉 발열반응에 의하여 상온에서 간단하게 경화가 이루어지게 되는 것이다.Therefore, sodium silicate and dicalcium silicate react by chemical reaction of its own components without any heat from the outside, that is, it is simply hardened at room temperature by exothermic reaction.

따라서 반죽되어진 것들을 일정한 틀에 주입하여 압력을 가하면 반죽되어진 상태에서 석회석과 점결재인 규산소다에 함유되어진 규산나트륨이 반응하여 자연적인 경화가 일어나게 됨으로 일정한 규격을 유지하게 되는 것이고 신속하게 내부가지 경화가 이루어지는 것이다.Therefore, when the dough is injected into a mold and pressure is applied, limestone and sodium silicate contained in sodium silicate as a binder react in the kneaded state, so that natural hardening occurs to maintain a constant specification. It is done.

본 발명에서 사용된 석회석은 시멘트를 사용하였고 고령토는 물론 규산이석회사 규산 삼석회가 함유되어진 어떠한 것을 사용할 수 있는 것이다.Limestone used in the present invention is a cement, and kaolinite, as well as any silica containing silicate tricalcite can be used.

따라서 생산공정을 간편하게 할 수 있고 또한 어떠한 형태로의 성형이 가능하며 불에 타지 않는 단열재를 일정한 규격품으로 얻을 수 있는 것이다.Therefore, it is possible to simplify the production process and to be molded in any form, and to obtain a non-burning insulation material as a regular standard.

Claims (6)

일정한 입도를 갖는 팽창질석을 규산소다와 석회석과 반죽하여 일정한 틀로 유지하면 규산소다의 규산나트륨과 석회석의 규산이석회가 반응하여 경화토록 함을 특징으로 하는 질석을 이용한 내화 단열재의 제조방법.A method of manufacturing a refractory insulation material using vermiculite characterized in that when the expanded vermiculite having a certain particle size is kneaded with sodium silicate and limestone and maintained in a constant mold, sodium silicate of sodium silicate and limestone silicate react to harden. 제1항에 있어서, 상기 팽창질석의 입도는 1∼15㎜인 것을 특징으로 하는 질석을 이용한 내화 단열재의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the expanded vermiculite has a particle size of 1 to 15 mm. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반죽된 것을 틀로 유지할 경우에 일정한 압력으로 가압되어짐을 특징으로 하는 질석을 이용한 내화 단열재의 제조방법.The method for producing a refractory insulating material using vermiculite according to claim 1 or 2, wherein the dough is pressurized at a constant pressure when the dough is kept in the mold. 제1항에 있어서, 상기 석회석의 대용으로 점토나 석고가 사용되어짐을 특징으로 하는 질석을 이용한 내화 단열재의 제조방법.The method of manufacturing a fireproof insulation using vermiculite according to claim 1, wherein clay or gypsum is used as a substitute for the limestone. 제1항 또는 제2항에 있어서, 팽창질석과 점결재인 규산소다와 석회석의 비율은 팽창질석을 100으로 할 경우 10∼50인 것을 1:1로 배합토록 한 것을 특징으로 하는 질석을 이용한 내화 단열재의 제조방법.The refractory using vermiculite according to claim 1 or 2, wherein the ratio of the expanded vermiculite to the caking additive, sodium silicate and limestone, is set at a ratio of 1: 1 to 10 to 50 when the expanded vermiculite is 100. Method of manufacturing insulation. 제1항에 있어서, 규산소다에 함유되어진 규산나트륨과 반응하는 석회석은 석회석에 함유되어진 규산이석회나 규산 삼석회인 것을 특징으로 하는 질석을 이용한 내화 단열재의 제조방법.       The method for producing a refractory insulating material using vermiculite according to claim 1, wherein the limestone reacted with sodium silicate contained in sodium silicate is dicalcium silicate or trisilicate silicate contained in limestone.
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