KR20070048268A

KR20070048268A - 여러 재료로 된 벽돌을 제조하기 위한 조성물의 개선된제조 방법, 그 조성물, 및 그 결과 얻어진 벽돌

Info

Publication number: KR20070048268A
Application number: KR1020077007424A
Authority: KR
Inventors: 호르제 안토니오 에르난데스 에스코베도
Original assignee: 마르티네스 레알, 앙헬 에두아르도
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2007-05-08
Also published as: MXPA04008452A; WO2006025720A1; RU2007106781A; CA2578768A1; JP2008511436A; CN101102973A

Abstract

본 발명은 재생 종이 및 보드지 등의 각종 재료를 기재로 하는, 어떠한 종류 및 크기의 벽돌, 블럭, 패널 등의 제조에 사용되는 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 조성물을 제조하는 방법 및 제조된 벽돌에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 그 얻어진 벽돌은 불연성, 열 절연성 및 방음성, 취급 용이성, 빠른 설치성을 갖고, 또한 압축 응력에 대한 내성이 높은 저비용의 대체 건축 재료이며, 저비용 주택건설 시의 벽 및 슬래브용으로 사용될 수 있다. 또한 본 발명은 상기 조성물을 제조하는 방법 및 그 방법에 의해 제조된 벽돌에 관한 것이다.

재생 종이, 보드지, 대체 건축 재료

Description

여러 재료로 된 벽돌을 제조하기 위한 조성물의 개선된 제조 방법, 그 조성물, 및 그 결과 얻어진 벽돌{IMPROVED METHOD FOR THE MANUFACTURE OF A COMPOSITION FOR PRODUCING PARTITIONS BASED ON DIFFERENT MATERIALS, COMPOSITION AND PARTITION THUS OBTAINED}

본 발명은 재생 종이 및 보드지, 벽돌 등의 각종 재료로 된 벽돌(brick)을 제조하기 위해 사용되는 조성물, 및 그 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 얻어진 벽돌은 불연성, 열 절연성, 방음성, 취급 용이성 및 빠른 설치성을 갖고, 또한 압축 응력에 대한 내성이 높은 저비용의 대체 건축 재료이며, 저비용 주택건설 시에 벽(wall) 및 슬래브(slab)에 사용될 수 있다. 지금까지, 벽돌과 블럭을 제조하기 위한 조성물을 제조하는 방법은 기본 재료(basic material)를 사용하며, 모래, 클레이, 콩자갈, 미세자갈, 시멘트 등의 다양한 무기물의 사용을 포함하고, 여러 압축 프로세스(고온 또는 진동)를 통해서, 각종 금형에 부어서 원하는 형상을 얻는다. 현재, 저비용 주택건축물 건설 시의 벽 건축에 사용되는 경량 및 중량 벽돌을 제조 또는 형성하기 위한 재생 종이 및 보드지를 기재로 하는 조성물, 그 조성물의 제조 방법, 및 오로지 카본지, 신문지, 보드지, 브리스틀 판지 및 각종 본드지 등의 재생 종이 및 보드지를 기재로 하는 유기 재료의 시너지적 조합으로만 이루어지는 본 발명의 조성물의 제조 방법은 알려져 있지 않다.

본 발명은 재생 종이 및 보드지를 기재로 하는 벽돌 제조에 사용되는 조성물, 그 조성물을 제조하는 방법, 및 벽 건축 및 저비용 주택건설 시에 사용되는 벽돌에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 오로지, 카본지, 신문지, 보드지, 브리스틀 판지 및 각종의 본드지 등의 쓰레기 더미에서 폐기물로서 발견되는 각종 종이를, 클레이 및 시멘트와 결합시켜 이루어진다. 이러한 결합은 놀랍게도 개선된 저항성을 가진 응집 효과(cohesive effect) 및 저비용을 제공한다. 상기 사용된 종이 및 보드지는 현존하는 오염원 중의 하나이며, 그 이유는 야외 쓰레기 더미에 방치되었을 때, 지금까지, 적절하게 그들을 재생하여 이용할 방법이 없기 때문이다. 본 발명의 조성물은 10%∼95%, 바람직하게는 93%의 각종 종이 및 보드지, 0.1%∼4%, 바람직하게는 1.4%의 클레이, 2∼10%, 바람직하게는 5.6%의 시멘트로 형성된다(이들 모두의 합계는 100%가 되어야 한다). 상기 시멘트는 시판품 중에서 선택되며, 회색 시멘트(gray cement)가 바람직하다. 또한, 상기 사용되는 클레이는 시판되고 있는 클레이이며, 바람직하게는 흰색 클레이(white clay) 또는 활성탄(activated carbon)의 일종이다.

재생 종이 및 보드지를 기재로 하는 조성물의 제조 또는 형성을 위한 방법은 다음 공정으로 이루어진다:

A) 10%∼95%, 바람직하게는 93%의, 카본지, 신문지, 보드지, 브리스틀 판지 및 각종 본드지로부터 선택되는, 쓰레기 더미에서 발견되는 각종 종이로 이루어지는 원료를 수집하는 공정;

B) 상기 원료를 수집한 후, 취급하기 쉬운 방식으로, 0.5∼3인치(1.27cm∼7.62cm), 바람직하게는 1인치(2.54cm)의 동일한 크기로 커팅(cutting)하는 공정;

C) 커팅된 원료를 물이 들어 있는 용기에 넣고, 원료가 셀룰로스를 방출하여 걸쭉한 점도를 형성할 때까지 약 2∼3시간 방치하는 공정;

D) 걸쭉한 점성 원료를 롤러에 통과시켜 최대량의 물과 습기를 제거하는 공정;

E) 상기 원료를, 서서히 회전하는 혼합기(mixer)에, 약 7∼15분 동안 넣어 두는 공정으로서, 이 혼합 프로세스는 습기찬 모래 점도(damp sandy consistency)가 얻어질 때까지 계속해야 하는 공정;

F) 그 다음, 벽돌이 요구하는 저항성 및 그들의 사용 용도에 따라서, 0.1%∼4%, 바람직하게는 1.4%의 비율의 클레이와, 2∼10%, 바람직하게는 5.6%의 시멘트를 첨가하는 공정으로서, 이 성분들은, 상기 원료의 분해(disintegration)로 인해 응괴(clot)가 생기는 것을 회피하도록, 서서히 혼합해야 하는 공정;

G) 모든 성분을 혼합한 후, 얻어진 재료를 밴드 위의 저장용기(bin)에 옮긴 다음, 금형에 부어서 벽돌을 형성하는 공정;

H) 각 벽돌의 금형에, 경량 또는 중량의, 요구되는 벽돌의 종류에 따라서, 약 15∼40톤, 바람직하게는 15∼20톤의 성형압력(compacting pressure)을 약 20분∼1시간 30분간 가하는 공정으로서, 이 압축 공정 동안, 공기를 함유할 수 있는 빈 공간이 제거되고, 이러한 공기의 제거에 의해 상기 벽돌이 더 높은 방화(防火)성을 나타내게 되는 공정;

I) 상기 벽돌을 공기 또는 스팀으로 건조 및 경화시키는 공정.

상기 조성물에서, 상기 클레이는 모든 성분을 잘 혼합하기 위한 정화제(purifier) 및 지연제(retardant)로서 작용하며, 상기 모든 성분들의 혼합 프로세스는 원료의 분해에 의해 일어나는 응괴 및 기포 형성을 회피하기 위해서 저속으로 되어야 한다.

상기 벽돌이 압축되었을 때, 얻어진 생성물을 우드 플랫폼에 올려놓고, 지붕이 있어 직접적인 태양광 노출을 피할 수 있는 건조 영역으로 이송하여, 벽돌의 저항 특성을 악화시키는 빠른 수분 손실을 회피하면서, 그 벽돌 혼합물을 경화 및 세팅시킨다. 또한, 상기 건조 프로세스는, 경화 또는 세팅이 더 빨리 일어나도록, 벽돌에 직접 스팀을 가함에 의해 수행할 수도 있다.

본 발명의 조성물 및 방법을 통하여 얻어진 각 벽돌은 다음과 같은 특성을 갖는다:

- 용이한 수송성

- 빠른 배치성

- 진한 황산에 대한 내성

- 45 구경 총탄의 충격에 대한 내성

- 숙련된 작업자를 요구하지 않음

- 건물(structure), 초석(foundation), 벽 및 슬래브(slab)의 비용을 50%까지 줄임

- 작업자의 생산성을 증가시킴

- 가설물(false work)을 요구하지 않음

- 벽돌당 중량이 낮음(개당 1.0 kg)

- 비중량 951∼960 kg/㎥

- 30% 방수

- 직접 화염에 노출했을 때, 쉽게 타지 않는 불연성 타입(B)임, 그 압축성(15∼40톤, 바람직하게는 15∼20톤)으로 인해 불꽃을 내지 않고 탄화하여 화염이 건물의 옆 공간으로 전달되는 것을 회피함.

- 높은 방음성(15% 데시벨)

- 높은 열 절연성(11.7 kcal/Hr/degrees ℃)

- 외벽에서는 400Km/hr까지의 바람에 지탱함.

- 방수(50∼60%)

- 내벽에서는 더 경량임(1:200 kgs 까지)

- 양호한 내굽힘성(3.32 kg/㎠)

- 건축 프로젝트에 한계가 없음. 심지어 벽을 자르는데 톱을 사용할 수 있음.

- 본 발명의 벽돌은 그 구조로 인해 조립할 수 있음

실시예 1

상기한 방법에 따라, 시멘트 300g, 카본지, 신문지, 보드지, 브리스틀 판지 및 각종 본드지 등의 쓰레기 더미에서 발견되는 각종 종이로 이루어지는 원료 5kg, 클레이 75g을 포함하는 조성물을 제조하여, 7×14×28 센티미터, 중량 1.2kg의 경량 벽돌을 형성한다. 경량 벽돌의 바람직한 비는 1:1:1이다.

실시예 2

600 300g의 시멘트, 카본지, 신문지, 보드지, 브리스틀 판지 및 각종 본드지 등의 쓰레기 더미에서 얻은 각종 종이로 이루어지는 원료 5kg, 클레이 75g을 포함하는 조성물을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로, 7×14×28 센티미터, 1.2∼3kg의 중량 벽돌(heavy brick)을 형성한다. 그 구성성분의 바람직한 중량비는 1:2:3이다. 혼합 프로세스가 완료되었을 때, 상기 조성물을 원하는 형태의 금형에 퇴적시키고 35톤의 압력으로 압축한다. 다음에, 금형에서 벽돌을 꺼낸 후, 그 새로 만든 벽돌을 외기 또는 스팀에 의한 건조 프로세스 상에 전달한다.

하기 표 1은 벽돌을 제조할 수 있는 여러 재료를 나타낸다. 이 재료들 중의 몇몇은 이 출원과 동시에 출원된 특허 출원에 해당한다.

[표 1]

시료	벽돌 제조에 사용되는 재료
1	대팻밥, 과립 스티렌, 클레이, 모래 및 타입 1 시멘트
2	플라스틱, 과립 스티렌, 클레이, 모래 및 타입 1 시멘트
3	플라스틱 모래, 과립 스티렌, 대팻밥 및 타입 1 시멘트
4	실리카, 과립 스티렌 및 톱밥
5	신문지, 보드지, 클레이, 모래, 대팻밥 및 타입 1 시멘트
6	스티렌, 가솔린, 클레이 및 모래
7	과립 스티렌, 클레이, 대팻밥 및 타입 1 시멘트
8	신문지
9	흑색물감(lampblack), 클레이, 모래, 플라스틱 모래 및 타입 1 시멘트
10	사탕수수 당밀, 플라스틱 모래, 클레이, 모래 및 타입 I 시멘트
11	톱밥, 작은 흰색 바다조개껍질 및 흰색 시멘트

하기 표 2는 상기 표 1의 재료로 제조한 각종 벽돌에 적용한 테스트 결과를 나타낸다.

[표 2]

시료 번호	폭 (cm)	두께 (cm)	길이 (cm)	면적 (㎠)	중량 (kg)	하중 (kg)	응력 (kg/㎠)	중량 (Gr/㎤)
1	14.0	7.3	30.2	422.8	2.491	5200	12.3	1.45
2	13.5	6.7	28.8	388.8	2.685	6650	17.1	1.29
3	13.7	5.3	28.0	383.6	2.077	14300	37.3	0.96
4	10.4	6.4	20.6	214.2	1.537	8050	37.6	1.21
5	10.4	6.2	20.8	216.3	1.960	25725	118.9	1.46
6	10.3	3.9	20.4	210.1	1.119	14800	70.4	1.41
7	10.4	5.1	20.5	213.2	1.209	11725	55.0	1.16
8	8.2	11.9	18.8	154.2	0.414	2700	17.5	0.63
9	10.4	6.0	20.5	213.2	1.426	10675	50.1	1.13
10	10.4	6.2	20.5	213.2	1.905	6650	31.2	1.45
11	불규칙적	불규칙적	불규칙적	477.5	6.583	26800	56.1	2.17

주: 압축 시험을 통해 얻어진 응력

본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부한 청구항에 나타낸 바와 같이 명백히 본 발명의 모든 면을 포함함을 이해해야 한다. 본 발명이 적용될 수 있는 여러 변형, 등가의 방법은 물론, 다수의 조성물 및 과정은, 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 본 명세서를 검토 시, 명백하고 용이하게 알 수 있다.

본 출원인은, 지금까지, 본 출원인이 알고 있는, 상기한 발명을 실시하기 위한 최선의 방법이 본 발명의 상세한 설명으로부터 명백함을 밝힌다.

상기한 본 발명에 대해, 하기 청구항의 내용을 권리로서 청구한다.

Claims

하기 공정을 포함함을 특징으로 하는, 벽돌 제조에 사용되는 재생 종이 및 보드지를 기재로 하는 조성물의 제조 방법:

A) 10%∼95%, 바람직하게는 93%의, 카본지, 신문지, 보드지, 브리스틀 판지 및 각종 본드지로부터 선택되는, 쓰레기 더미에서 발견되는 각종 종이로 이루어지는 원료를 수집하는 공정;

B) 상기 원료를 수집한 후, 취급하기 쉽게 되도록, 0.5∼3인치(1.27cm∼7.62cm), 바람직하게는 1인치(2.54cm)의, 동일한 크기로 커팅(cutting)하는 공정;

C) 커팅된 원료를 물이 들어 있는 용기에 넣고, 원료가 셀룰로스를 방출하여 걸쭉한 점도를 형성할 때까지 약 2∼3시간 방치하는 공정;

D) 걸쭉한 점성 원료를 롤러에 통과시켜 최대량의 물과 습기를 제거하는 공정;

E) 상기 원료를, 서서히 회전하는 혼합기(mixer)에, 약 7∼15분 동안 넣어 두는 공정으로서, 이 혼합 프로세스는 습기찬 모래 점도(damp sandy consistency)가 얻어질 때까지 계속해야 하는 공정;

F) 그 다음, 벽돌이 요구하는 저항성 및 그들의 사용 용도에 따라서, 0.1%∼4%, 바람직하게는 1.4%의 비율의 클레이와, 2∼10%, 바람직하게는 5.6%의 시멘트를 첨가하는 공정으로서, 이 성분들은, 상기 원료의 분해(disintegration)로 인해 응괴(clot)가 생기는 것을 회피하기 위해, 서서히 혼합해야 하는 공정;

G) 모든 성분을 혼합한 후, 얻어진 재료를 밴드 위의 저장용기(bin)에 옮긴 다음, 금형에 부어서 벽돌을 형성하는 공정;

H) 각 벽돌의 금형에, 경량 또는 중량의, 요구되는 벽돌의 종류에 따라서, 약 15∼40톤, 바람직하게는 15∼20톤의 성형압력(compacting pressure)을 약 20분∼1시간 30분간 가하는 공정으로서, 이 압축 공정 동안, 공기를 함유할 수 있는 빈 공간이 제거되고, 이러한 공기의 제거에 의해 상기 벽돌이 더 높은 방화(防火)성을 나타내게 되는 공정;

I) 상기 벽돌을 공기 또는 스팀으로 건조 및 경화시키는 공정.
제1항에 있어서,

상기 시멘트는 시판품 중에서 선택되는, 바람직하게는 회색 시멘트(gray cement)인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 클레이는 시판품 중에서 선택되는, 바람직하게는 흰색 클레이(white clay) 또는 활성탄(activated carbon)의 일종인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 벽돌이 35톤의 압력으로 압축된, 7×4×28 센티미터의 경량 또는 중량인 것을 특징으로 하는 방법.
10∼95%, 바람직하게는 93%의 각종 재생 종이 및 보드지, 0.1∼4%, 바람직하게는 1.4%의 클레이, 2∼10%, 바람직하게는 5.6%의 시멘트(이들 모두의 합계량은 100%임)를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생 종이 및 보드지를 기재로 하는 벽돌 제조용 조성물.
제5항에 있어서,

상기 시멘트가 시판품에서 선택되는, 바람직하게는 회색 시멘트인 것을 특징으로 하는 재생 종이 및 보드지를 기재로 하는 벽돌 제조용 조성물.
제5항에 있어서,

상기 종이가 쓰레기 더미로부터 회수한 각종 종이, 예를 들면, 카본지, 신문지, 보드지, 브리스틀 판지, 및 각종 본드지로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 재생 종이 및 보드지를 기재로 하는 벽돌 제조용 조성물.
벽 건축용 경량 및 중량 벽돌을 제조하기 위한, 제5항 기재의 재생 종이 및 보드지를 기재로 하는 벽돌 제조용 조성물의 용도.