KR20110026554A

KR20110026554A - 저회를 이용한 건축자재 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20110026554A
Application number: KR20090084262A
Authority: KR
Inventors: 이광일
Original assignee: 이광일
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2011-03-16

Abstract

본 발명은 저회를 이용한 건축자재 및 그 제조 방법에 관련 된 것이다. 본 발명의 일 실시예인 저회를 이용한 연질보드 제조 방법은, 저회 50∼70 중량부와, 비산회 3∼8 중량부와, 고토(MgO) 5∼15 중량부를 배합기에서 배합하는 단계; 상기 배합기에서 배합된 배합물 100 중량부와, 상기 배합물 대비 80∼90 중량부의 혼화제를 믹서에서 믹싱하는 단계; 상기 믹서에 발포된 기포제를 투입하여 믹싱하는 단계; 및 상기 믹서에서 믹싱된 반죽을 보드로 성형하는 단계를 포함하며, 상기 혼화제는, 염화마그네슘(MgCl₂)을 물에 용해하여 염화마그네슘용액(Mg[H₂O)₆]Cl₂)을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘 100 중량부 대비 0.001∼0.003 중량부의 트리폴리인산나트륨(Na₅P₃O₁₀: 펜타소디움트리포스페이트)을 물에 용해하여 트리폴리인산나트륨용액을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘용액이 약산성 또는 중성상태를 유지하도록 상기 트리폴리인산나트륨용액 및 산성용액을 상기 염화마그네슘용액에 첨가하는 단계를 포함한다.

저회, 비산회, 고토, 혼화제, 연질보드, 경질보드, 패널

Description

저회를 이용한 건축자재 및 그 제조 방법{COSTRUCTION MATERIALS USING BOTTOM ASH AND METHOD OF PREPARING IT}

본 발명은 저회를 이용한 건축자재 및 그 제조 방법에 관련 된 것이다. 더욱 상세하게는, 저회, 비산회 및 고토 등을 건축자재에 따라 적정량 배합하고, 이들 배합물에 염화마그네슘과 트르폴리인산나트륨을 물에 용해한 혼화제를 첨가함으로써 건축자재용 재료들을 보다 잘 혼화시킬 수 있고 저회를 적극 활용할 수 있는 건축자재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

유·무연탄을 사용하는 화력 발전소에서는 석탄이 연소한 석탄회가 발생한다. 이러한 석탄회 중 비산회(fly ash)는 미세한 크기의 입자로 연소가스와 함께 연소로를 통과하면서 필터에 의해 걸러지며, 저회(bottom ash)는 연소로 내에서 소결에 의해 입자가 고형화되어 형성된 것으로 보일러 하부로 낙하하여 분쇄기를 통과하면서 25mm 이하의 입도가 되도록 분쇄된다.

상기 비산회(fly ash)는 석탄회의 70∼90％를 차지하고 있으며, 대부분 시멘트의 혼화재로 사용되고, 이를 응용한 제품들이 다수 개발되고 있는 실정이다. 그러나, 석탄회의 10∼30％를 차지하는 저회는 현재까지 사용되는 곳이 거의 없어 발 전소 주변에 방파재를 구축하여 전량 매립하고 있다. 이러한 저회 매립으로 인해 매립장 부족 현상이 심각해지고 있으며, 매립장 주변에 비산 먼지에 의한 환경오염 등의 문제가 발생하고 있다.

저회는 결합도가 약해 건축자재 원료로 널리 사용되기 어렵다. 따라서, 저회를 이용하여 벽돌이나 단열재 등의 건축자재를 제조할 경우, 균열방지나 결합 강도를 보완하기 위해 고토(MgO)나 무기 원료 등을 과량으로 사용해야한다. 하지만, 고토 등을 과량으로 사용할 경우, 밀도과중으로 작업효율성이 현저히 떨어질 뿐만 아니라 건축자재의 제조원가가 상승하게 되는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 매립되는 저회를 건축자재 원료로 적극 활용하기 위하여 저회를 주성분으로 제조된 건축자재를 제공하되, 각 건축자재의 특성에 따라 원료 배합비를 달리하고, 저회를 포함한 원료가 서로 잘 혼화될 수 있는 혼화제를 사용하여 제조된 연질보드, 경질보드 및 패널과 그 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저회를 이용한 연질보드 제조 방법은,

저회 50∼70 중량부와, 비산회 3∼8 중량부와, 고토(MgO) 5∼15 중량부를 배합기에서 배합하는 단계; 상기 배합기에서 배합된 배합물 100 중량부와, 상기 배합물 대비 80∼90 중량부의 혼화제를 믹서에서 믹싱하는 단계; 상기 믹서에 발포된 기포제를 투입하여 믹싱하는 단계; 및 상기 믹서에서 믹싱된 반죽을 보드로 성형하는 단계를 포함하며,

상기 혼화제는, 염화마그네슘(MgCl₂)을 물에 용해하여 염화마그네슘용액(Mg[H₂O)₆]Cl₂)을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘 100 중량부 대비 0.001∼0.003 중량부의 트리폴리인산나트륨(Na₅P₃O₁₀: 펜타소디움트리포스페이트)을 물에 용해하여 트리폴리인산나트륨용액을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘용액이 약산성 또는 중성상태를 유지하도록 상기 트리폴리인산나트륨용액 및 산성용액을 상기 염화마그네슘용액에 첨가하는 단계를 포함하여 제조된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 배합단계에서, 상기 배합기에 발포 진주암 5∼15 중량부와, 제올라이트 5∼15 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.7∼1.0 중량부 중 적어도 하나를 투입하여 배합한다.

또한, 바람직하게는, 상기 발포된 기포제와 함께 접착제 1.0∼1.2 중량부 또는 섬유칩 1.5∼2.0 중량부 중 적어도 하나를 상기 믹서에 투입하여 믹싱하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 저회를 이용한 경질보드 제조 방법은,

저회 20∼40 중량부와, 비산회 5∼15 중량부와, 고토(MgO) 5∼15 중량부를 배합기에서 배합하는 단계; 상기 배합기에서 배합된 배합물과, 상기 배합물 100중량부 대비 혼화제를 80∼90 중량부를 믹서에서 믹싱하는 단계; 및 상기 믹서에서 믹싱된 반죽을 보드로 성형하는 단계를 포함하며,

상기 혼화제는, 염화마그네슘(MgCl₂)을 물에 용해하여 염화마그네슘용액(Mg[H₂O)₆]Cl₂)을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘 100 중량부 대비 0.001∼0.003 중량부의 트리폴리인산나트륨(Na₅P₃O₁₀: 펜타소디움트리포스페이트)을 물에 용해하여 트리폴리인산나트륨용액을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘용액이 약산성 또는 중성상태를 유지하도록 상기 트리폴리인산나트륨용액 및 산성용액을 상기 염화마그네슘용액에 첨가하는 단계를 포함한다.

상기 배합단계에서, 발포 진주암 5∼10 중량부와, 황토 또는 제올라이트 5∼15 중량부와, 석분 5∼10 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.7∼1.0 중량부 중 적어도 하나를 상기 배합기에 투입하여 배합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 성형단계 이전에, 상기 믹서에 접착제 1.0∼1.2 중량부를 투입하여 믹싱하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예인 저회를 이용한 패널 제조 방법에 따르면,

저회 25∼35 중량부와, 고토(MgO) 10∼20 중량부와, 비산회 5∼10 중량부를 배합기에서 배합하는 단계; 상기 배합기에서 배합된 배합물과, 상기 배합물 100 중량부 대비 90∼100 중량부의 혼화제를 믹서에서 믹싱하는 단계; 상기 믹서에 발포된 기포제를 투입하여 믹싱하는 단계; 및 상기 믹서에서 믹싱된 반죽을 패널로 성형하는 단계를 포함하며,

상기 혼화제는, 염화마그네슘(MgCl₂)을 물에 용해하여 염화마그네슘용액 (Mg[H₂O)₆]Cl₂)을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘 100 중량부 대비 0.001∼0.003 중량부의 트리폴리인산나트륨(Na₅P₃O₁₀: 펜타소디움트리포스페이트)을 물에 용해하여 트리폴리인산나트륨용액을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘용액이 약산성 또는 중성상태를 유지하도록 상기 트리폴리인산나트륨용액 및 산성용액을 상기 염화마그네슘용액에 첨가하는 단계를 포함한다.

상기 배합단계에서, 발포 진주암 25∼35 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.7∼1.0 중량부 중 적어도 하나를 상기 배합기에 투입하여 배합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 발포된 기포제를 상기 믹서에 투입하기 전에, 접착제 1.0∼1.2 중량부를 상기 믹서에 투입하여 믹싱하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 연질보드, 경질보드 및 패널과 그 제조방법에 따르면, 고가의 고토나 무기물질을 다량 사용하지 않고도 결합력이 적은 저회 등의 건축자재를 잘 혼화시킬 수 있으므로, 폐자원인 저회를 건축자재 원료로 적극 활용할 수 있을 뿐만 아니라 저회 매립으로 인한 환경오염문제를 감소시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 본 발명에서 주 원료로 사용되는 석탄회의 화학적·물리적 성질은 표 [1]과 같다.

[표 1]

상기 [표 1]에서 알 수 있는 바와 같이, 석탄회는 단열성, 내열성, 내식성, 내화성 등이 우수한 다양한 물질들로 구성되어 있으므로 건축자재로 이용 가능하다.

본 발명은 저회 및 고토(MgO)를 포함하는 건축재료가 잘 혼합되도록 하기 위하여 염화마그네슘 및 트리폴리인산나트륨 등으로 제조된 혼화제를 사용한다.

본 발명에 따른 혼화제 제조방법에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 혼화제 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1을 참조하면, 먼저 염화마그네슘 함량이 45∼47％ 인 염화마그네슘(MgCl₂)을 20℃의 물에 용해하여 육수화 염화마그네슘(Mg[H₂O)₆]Cl₂) 용액을 제조한다(S100). 상기 육수화 염화마그네슘 용액의 밀도는 29'이고, 비중은 1.45°이다.

상기 염화마그네슘 함량이 45％ 미만인 것은 거의 상용화되고 있지 아니하 며, 47％를 초과하면 경제성 차원에서 바람직하지 않으므로, 혼화제 제조시 염화마그네슘 함량이 45∼47％ 정도인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 염화마그네슘 용액은 본 발명에 따른 건축자재 원료를 잘 혼화시키는 역할을 한다.

다음으로, 20℃의 물에 트리폴리인산나트륨(Na₅P₃O₁₀: 펜타소디움 트리포스페이트)을 상기 염화마그네슘 대비 0.001∼0.003 중량부 서서히 용해시킨다(S110). 상기 트리폴리인산나트륨은 상기 염화마그네슘을 촉진시키기 위한 물질로서, 상기 염화마그네슘 대비 트리폴리인산나트륨이 0.001 중량부 미만이거나 0.003 중량부를 초과하면 촉진제 역할을 하기 어려우며, 특히 0.003 중량부를 초과하면 경제적으로 적합하지 않다. 따라서, 상기 범위 내에서 트리폴리인산나트륨 촉진제를 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 육수화 염화마그네슘 용액에 상기 트르폴리인산나트륨용액 및 강산을 첨가하여 pH 5∼6인 혼화제를 제조한다(S120). 이때, 강산으로는 pH 2∼3인 인산(H₃PO₄)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 혼화제를 약산성 또는 중성상태로 만들어야 인체에 무해하고 사용상 적합하다. 한편, 상기 혼화제는 12시간 침전 숙성하여 안정화시키는 것이 바람직하다.

상기와 같이 제조된 혼화제는 제조하고자 하는 건축자재의 생산 유효점도에 따라 그 사용량을 달리하는 바, 이하 본 발명에 따른 상기 혼화제를 이용한 건축자재 제조방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 2를 참조하여 연질보드 제조방법에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발 명의 일 실시예에 따른 저회를 주성분으로 하는 연질보드 제조방법에 대한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 먼저 저회 50∼70 중량부와, 비산회 3∼8 중량부와, 함량 80％의 입도 180 메쉬의 고토(MgO) 5∼15 중량부와, 발포 진주암 3∼10 중량부와, 제올라이트 5∼15 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.7∼1.0 중량부를 배합기에 투입하여 약 10분 정도 배합한다(S200).

상기 저회 및 비산회는 석탄회의 성분으로서, 이들에는 [표 1]에서와 같이 단열성, 내식성, 내화성 등의 기능을 발휘하는 유용한 물질이 많이 포함되어 있으므로 건축자재로 유용하게 사용가능하다. 또한, 이들 물질은 대부분 매립하여 처리하는데, 이를 건축자재로 재활용함으로써 석탄회 폐기로 인한 환경오염 문제를 감소시킬 수 있다.

상기 저회는 50∼70 중량부 사용하는 것이 바람직한데, 50 중량부 미만이면 다른 기능성 물질을 많이 사용해야 되므로 경제성 측면에서 부적합하고, 70 중량부를 초과하면 상기 물질들을 배합시 혼화력이 떨어지고 결합력이 약해지기 쉽다.

상기 고토(MgO)는 원료의 결합력을 좋게 하고 저회에 소량 함유된 유해물질을 중성화시키며 흡착성 및 내화성이 뛰어나다. 하지만, 고토는 수입원료이므로 상기 성질을 유지하되 제조원가 절감을 위해 최소적량으로 사용하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 연질보드 제조시, 상기 고토(MgO)는 5∼15 중량부 사용하는 것이 바람직하다. 고토를 10 중량부 미만으로 사용하면 흡착성이나 내화 성 등이 저하되고, 30 중량부를 초과하여 사용하면 연질보드의 제조원가가 상승하게 되어 바람직하지 못하다.

상기 발포 진주암은 최종 제품인 건축자재의 단위 부피당 중량을 적게하고, 단열성 등을 확보하기 위해 사용된다. 이러한 발포암은 발포 정도에 따라 고발포 진주암, 중발포 진주암 및 저발포 진주암으로 나눌 수 있으며, 최종 제품인 연질보드의 표면을 매끄럽게 함과 동시에 잘 부스러지지 않도록 하기 위해서는 3∼10 중량부의 중발포 진주암을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제올라이트는 흡습제 및 촉매제 역할을 한다. 상기 제올라이트는 5∼15 중량부 사용하는 것이 바람직한데, 5 중량부 미만으로 사용시 흡습제 및 촉매제 역할을 충분하게 할 수 없으며, 20 중량부를 초과하면 제조원가 상승을 초래하므로 바람직하지 못하다.

상기 포스포닉산은 상기 재료들, 특히 저회 및 고토의 혼화를 촉진시키는 촉진제 역할을 한다. 상기 포스포닉산 촉진제 0.7∼1.0 중량부 사용하는 것이 바람직한데, 0.7 중량부 미만 투입시 촉진제 역할을 하기 어렵고, 1.0 중량부를 초과하면 제조원가 상승을 초래하기 때문이다.

다음으로, 상기 배합기에서 배합된 배합물을 믹서에 투입한 후, 상기 배합물을 잘 혼화시키기 위하여 상기 배합물 100 중량부 대비 80∼90 중량부의 혼화제를 상기 믹서에 투입하여 400rpm으로 5분 정도 저속믹싱한다(S210). 이때, 상기 혼화제를 80 중량부 미만으로 투입하면 상기 혼합물의 점도가 떨어져서 연질보드 양산 제작이 곤란하고, 90 중량부를 초과하여 투입하면 혼합물이 지나치게 묽어져서 성 형이 곤란하게 된다.

다음으로, 상기 믹서에 수용성 접착제를 1.0∼1.2 중량부 투입한다(S220). 상기 수용성 접착제는 휨강도를 보강하기 위한 것으로서, 1.0 중량부 이하이면 휨강도를 제대로 보강하기 어렵고, 1.2 중량부를 초과하면 연질보드가 경화되어 복원력이 떨어지게 된다.

이어서, 휨강도 등을 보강하기 위해 섬유칩을 상기 믹서에 1.5∼2.0 중량부 투입하여 1400rpm으로 약 10분간 고속믹싱한다(S220). 상기 섬유칩을 첨가하는 이유는 강도를 조절하기 위한 것으로서, 1.5 중량부 이하이면 소기의 강도를 확보하기 어렵고, 2.0 중량부를 초과하면 점도가 떨어져서 믹싱이 어려울 뿐만 아니라 제조원가 상승을 초래하므로 바람직하지 않다.

다음으로, 발포된 기포제를 소량 상기 믹서에 투입하여 800rpm으로 약 5분 정도 믹싱한다(S230).

이어서, 부직포를 도포한 몰드 위에 상기 믹서에서 반죽된 혼합물을 주입한 후 롤러식 성형기로 성형한다(S240). 그리고, 그 상부에 부직포를 배접하고 다시 롤러식 성형기로 2차 성형한 후, 상기 성형제품을 양생 및 탈모하여 소정 규격으로 절단한 후 건조하여 연질보드 제작을 완료한다(S250).

다음으로, 경질보드 제조방법에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저회를 주성분으로 하는 경질보드 제조방법에 대한 순서도이다. 상기 경질보드는 선박, 벽체 등 딱딱하고 강도가 있는 보드를 요하는 곳에 사용되는 건축자재이다.

먼저, 저회 30∼50 중량부와, 비산회 5∼15 중량부와, 황토 5∼15 중량부 또는 제올라이트 25∼35 중량부와, 고토(MgO) 5∼15 중량부와, 중발포 진주암 3∼10 중량부와, 석분 5∼10 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.7∼1.0 중량부를 배합기에 투입하여 약 8분 정도 배합한다(S300).

연질보드와 달리 경질보드를 제조하기 위해서는 황토 또는 제올라이트를 저회와 비슷한 양으로 사용한다. 상기 황토나 제올라이트 등은 흡습, 방음, 단열 등의 기능성 물질로서 이를 사용하면 친환경 건축자재를 제조 할 수 있다.

상기 석분은 경질보드 특성을 보강하기 위해 추가된 것이다. 상기 석분을 5 중량부 미만으로 사용하면 경질보드 특성 보강에 취약하고, 10 중량부를 초과하여 사용하면 경질보드의 중량이 증가하여 건축자재로 사용하기에는 부적합하므로, 5∼10 중량부 정도 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 배합기에서 배합된 배합물을 믹서에 투입한 후, 혼화제를 상기 혼합물 100 중량부 대비 80∼90 중량부 투입하여 500rpm으로 15분 정도 믹싱한다(S310).

다음으로, 상기 믹서에 수용성 접착제를 1.0∼1.2 중량부 투입할 수 있다(S320). 상기 수용성 접착제는 최종품인 경질보드의 휨강도를 보강하기 위한 것으로서, 1.0 중량부 이하이면 휨강도를 제대로 보강하기 어렵고, 1.2 중량부 초과투입하면 경화현상이 일어나기 쉬워 경질보드의 복원력을 저하시킨다.

이어서, 부직포 또는 FRP 섬유포를 배접한 몰드위에 상기 믹서에서 믹싱된 재료를 주입한 후 FRP 섬유포를 상부에 배접 성형한다(S330).

다음으로, 상기 성형제품을 양생 및 탈모하여 소정 규격으로 절단한 후 건조하여 경질보드를 제작한다(S340).

상기 경질보드 제조시에는 연질보드와 달리 발포된 기포제를 배합하지 않는다. 이는 발포된 기포제 추가시 강도가 강한 경질보드를 제작 할 수 없기 때문이다.

한편, 저회를 주성분으로 하여 패널을 제조할 수도 있다. 이하, 저회를 이용한 패널 제조방법에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저회를 주성분으로 하는 패널 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

먼저, 저회 35∼45 중량부와, 고토(MgO) 10∼20 중량부와, 비산회 5∼10 중량부, 발포 진주암 25∼35 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.7∼1.0 중량부를 배합기에서 10분 정도 배합한다(S400).

패널은 주로 천장재나 방음재, 흡음재 등으로 사용되는바, 상기 발포 진주암은 저발포 진주암인 것이 바람직하다. 상기 발포 진주암을 다량 첨가하는 이유는 패널의 중량을 줄이기 위해서이다.

다음으로, 상기 배합기에서 배합된 배합물을 믹서에 투입한 후, 혼화제를 상기 배합물 100 중량부 대비 90∼100 중량부 믹서에 투입하여 500rpm으로 8분 정도 저속 믹싱한다(S410). 상기 혼화제가 130 중량부 미만이면 원료가 제대로 반죽(믹싱)되지 않고, 140 중량부를 초과하면 패널 용도로 성형하기 어려운 문제점이 있다.

이어서, 상기 믹서에 수용성 접착제를 1.0∼1.8 중량부 투입한다(S420).

다음으로, 상기 믹서에 발포된 기포제를 소정량 주입한 이후 1500rpm으로 10분 정도 고속믹싱한다(S420). 상기 기포제는 공기층을 형성하여 흡음력을 증가시킬 수 있고 강도를 저하시킬 수 있다.

다음으로, 성형틀에 석분반죽 8∼12 중량부를 2mm 두께로 편 후 상부에 야자피 섬유제를 6∼15mm 두께로 덮는다(S430). 이후, 상기 야자피 섬유제 상부에 상기 믹서에서 믹싱된 반죽을 6∼50mm 두께가 되도록 부은 후 압축 성형한다(S440). 상기 석분반죽을 투입하는 이유는 패널 전면부의 표면을 매끄럽게 하기 위함이고, 상기 야자피 섬유제는 흡음성 향상을 위한 것이다. 상기 믹싱된 반죽을 압축 성형하면, 상기 야자피 섬유제가 믹싱 반죽 사이로 섞이게 된다.

상기 믹싱된 반죽을 6∼15mm 두께가 되도록 하여 성형하면 흡음성이 매우 우수한 흡음 패널 제조가 가능하고, 20∼50mm 두께의 성형품을 제조하면 단열 기능이 탁월한 패널을 제조할 수 있다. 상기와 같은 방법으로 제조된 패널은 인체에 유해한 독성이 없을 뿐만 아니라 난연성이 우수하므로 단열재인 스티로폼을 대체할 수 있을 것이다.

한편, 상기 혼화제를 이용하여 블럭을 제조할 수도 있다. 이하, 상기 혼화제를 이용하여 블럭을 제조하는 방법에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

저회 60∼80 중량부와, 황토 10∼20 중량부 또는 제올라이트 10∼20 중량부와, 고토(MgO) 5∼15 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.7∼1.2 중량부를 배합기에 투입하여 약 8분간 배합한다(S500).

다음으로, 상기 배합기에서 배합된 배합물을 믹서에 투입 후, 상기 믹서에 혼화제를 배합율 대비 70∼80 중량부 투입하여 500rpm으로 약 5분간 저속믹싱한다(S510).

이어서, 상기 믹서에 수용성 접착제 0.8∼1.2 중량부와, 짚 또는 대나무잎으로 된 섬유제 0.8∼1.2 중량부와, 기포제를 소량 발포하여 1500rpm으로 약 10분간 믹싱한다(S520). 상기 섬유제는 상기 배합물의 상호 결합력을 향상시킬 뿐만 아니라 인체에 좋은 성분을 포함하고 있다.

다음으로, 상기 반죽을 블럭 성형틀에 부어서 압축 성형하여 블럭을 제조한다. 이때, 기포가 없어지지 않도록 압축 강도를 조절하여 성형한다(S530).

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

＜실시예 1＞ 혼화제 제조방법

염화마그네슘 함량이 45∼47％ 인 염화마그네슘(MgCl₂)을 20℃의 물에 용해하여 육수화 염화마그네슘(Mg[H₂O)₆]Cl₂) 용액을 제조하고, 상기 염화마그네슘 대비 0.002 중량부의 트리폴리인산나트륨(Na₅P₃O₁₀: 펜타소디움 트리포스페이트)을 20℃의 물에 서서히 용해한다. 다음으로, 상기 육수화 염화마그네슘 용액에 상기 트르폴리인산나트륨용액 및 인산(H₃PO₄) 첨가하여 pH 5∼6인 혼화제를 제조한 후 12시간 침전 숙성하여 안정화시킨다.

＜실시예 2＞ 연질보드 제조방법

먼저, 저회 60 중량부와, 비산회 5 중량부와, 함량 80％의 입도 180메쉬의 고토(MgO) 10 중량부와, 중발포 진주암 10 중량부와, 제올라이트 10 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.9 중량부를 배합기에 투입하여 약 10분 정도 배합한다.

다음으로, 상기 배합기에서 배합된 배합물을 믹서에 투입후, 상기 배합물을 잘 혼화시키기 위하여 상기 배합물 100 중량부 대비 80∼90 중량부의 혼화제를 상기 믹서로 투입하여 400rpm으로 5분 정도 저속믹싱한 후, 수용성 접착제를 1.1 중량부 투입한다.

이어서, 휨강도 등을 보강하기 위해 섬유칩을 상기 믹서에 1.8 중량부 투입하여 1400rpm으로 약 10분간 고속믹싱한 후, 발포된 기포제 ㎥/1.2ℓ를 상기 믹서에 투입하여 800rpm으로 약 5분 정도 발포 믹싱한다.

다음으로, 부직포를 도포한 몰드 위에 상기 믹서에서 반죽된 혼합물을 주입한 후 롤러식 성형기로 성형한 후, 상부에 부직포를 배접하고 다시 롤러식 성형기로 2차 성형한다. 이어서, 상기 성형제품을 양생 및 탈모하여 소정 규격으로 절단한 후 건조하여 연질보드 제작을 완료한다.

＜실시예 3＞ 경질보드 제조방법

저회 34.8 중량부와, 비산회 10 중량부와, 황토 10 중량부 또는 제올라이트 30 중량부와, 고토(MgO) 10 중량부와, 중발포 진주암 8 중량부와, 석분 7.2 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.9 중량부를 배합기에 투입하여 약 8분 정도 배합한다.

다음으로, 상기 배합기에서 배합된 배합물을 믹서에 투입한 후, 혼화제를 상기 혼합물 100 중량부 대비 80∼90 중량부 투입하여 500rpm으로 15분 정도 믹싱한 후, 수용성 접착제를 1.0∼1.2 중량부 투입한다.

이어서, 부직포 또는 FRP 섬유포를 도포한 몰드위에 상기 믹서에서 믹싱된 재료를 주입한 후 FRP 섬유포를 상부에 배접성형한 후, 상기 성형제품을 양생 및 탈모하여 소정 규격으로 절단·건조하여 경질보드를 제작한다.

＜실시예 4＞ 패널 제조방법

저회 40 중량부와, 고토(MgO) 15 중량부와, 비산회 5 중량부와, 발포 진주암 15 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.9 중량부를 배합기에서 10분 정도 배합한다.

다음으로, 상기 배합기에서 배합된 배합물을 믹서에 투입한 후, 혼화제를 상기 배합물 100 중량부 대비 90∼100 중량부를 투입하여 500rpm으로 8분 정도 저속으로 믹싱하고, 수용성 접착제를 1.0∼1.5 중량부 투입한다.

다음으로, 상기 믹서에 발포된 기포제 ㎥/3ℓ를 주입한 이후 1500rpm으로 10분 정도 고속믹싱한다.

이어서, 성형틀에 석분반죽 8∼12 중량부를 2mm 두께로 편 후 상부에 야자피 섬유제를 6∼15mm 두께로 덮는다. 이후, 상기 야자피 섬유제 상부에 상기 믹서에서 믹싱된 반죽을 6∼50mm 두께가 되도록 부은 후 압축 성형하여 패널을 제작한다.

＜실시예 5＞ 블럭 제조방법

저회 70 중량부와, 황토 15 중량부 또는 제올라이트 15 중량부와, 고토(MgO) 10 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.9 중량부를 배합기에 투입하여 약 8분간 배합한다. 다음으로, 상기 배합기에서 배합된 배합물을 믹서에 옮긴후, 상기 믹서에 혼화제를 혼합율 대비 70-80 중량부 투입하여 500rpm으로 약 5분간 저속믹싱한 후, 수 용성 접착제 1.0 중량부와, 짚 또는 대나무잎으로 된 섬유제 1.0 중량부와, 기포제를 ㎥/1.2ℓ 발포하여 1500rpm으로 약 10분간 믹싱한다.

다음으로, 상기 반죽을 블럭 성형틀에 부어서 압축 성형하여 블럭을 제조한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 저회를 이용한 건축자재 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 건축자재를 실시예를 통해 상세히 설명하였지만 본 발명은 상기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 치환, 변형 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 혼화제 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저회를 주성분으로 하는 연질보드 제조방법에 대한 순서도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저회를 주성분으로 하는 경질보드 제조방법에 대한 순서도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저회를 주성분으로 하는 패널 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

Claims

저회 50∼70 중량부와, 비산회 3∼8 중량부와, 고토(MgO) 5∼15 중량부를 배합기에서 배합하는 단계;

상기 배합기에서 배합된 배합물 100 중량부와, 상기 배합물 대비 80∼90 중량부의 혼화제를 믹서에서 믹싱하는 단계;

상기 믹서에 발포된 기포제를 투입하여 믹싱하는 단계; 및

상기 믹서에서 믹싱된 반죽을 보드로 성형하는 단계를 포함하며,

상기 혼화제는, 염화마그네슘(MgCl₂)을 물에 용해하여 염화마그네슘용액(Mg[H₂O)₆]Cl₂)을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘 100 중량부 대비 0.001∼0.003 중량부의 트리폴리인산나트륨(Na₅P₃O₁₀: 펜타소디움트리포스페이트)을 물에 용해하여 트리폴리인산나트륨용액을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘용액이 약산성 또는 중성상태를 유지하도록 상기 트리폴리인산나트륨용액 및 산성용액을 상기 염화마그네슘용액에 첨가하는 단계를 포함하여 제조된 것을 특징으로 하는 저회를 이용한 연질보드 제조 방법.
제 1항에 있어서,

상기 배합단계에서, 상기 배합기에 발포 진주암 3∼8 중량부와, 제올라이트 5∼15 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.7∼1.0 중량부 중 적어도 하나를 투입하여 배합하는 것을 특징으로 하는 저회를 이용한 연질보드 제조 방법.
제 1항에 있어서,

상기 발포된 기포제와 함께 접착제 1.0∼1.2 중량부 또는 섬유칩 1.5∼2.0 중량부 중 적어도 하나를 상기 믹서에 투입하여 믹싱하는 것을 특징으로 하는 저회를 이용한 연질보드 제조 방법.
저회 30∼50 중량부와, 비산회 5∼15 중량부와, 고토(MgO) 5∼15 중량부를 배합기에서 배합하는 단계;

상기 배합기에서 배합된 배합물과, 상기 배합물 100중량부 대비 80∼90 중량부의 혼화제를 믹서에서 믹싱하는 단계; 및

상기 믹서에서 믹싱된 반죽을 보드로 성형하는 단계를 포함하며,

상기 혼화제는, 염화마그네슘(MgCl₂)을 물에 용해하여 염화마그네슘용액(Mg[H₂O)₆]Cl₂)을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘 100 중량부 대비 0.001∼0.003 중량부의 트리폴리인산나트륨(Na₅P₃O₁₀: 펜타소디움트리포스페이트)을 물에 용해하여 트리폴리인산나트륨용액을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘용액이 약산성 또는 중성상태를 유지하도록 상기 트리폴리인산나트륨용액 및 산성용액을 상기 염화마그네슘용액에 첨가하는 단계를 포함하여 제조된 것을 특징으로 하는 저회를 이용한 경질보드 제조 방법.
제 4항에 있어서,

상기 배합단계에서, 발포 진주암 3∼10 중량부와, 황토 5∼15 중량부 또는 또는 제올라이트 25∼35 중량부와, 석분 5∼10 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.7∼1.0 중량부 중 적어도 하나를 상기 배합기에 투입하여 배합하는 것을 특징으로 하는 저회를 이용한 경질보드 제조 방법.
제 4항에 있어서,

상기 성형단계 이전에, 상기 믹서에 접착제 1.0∼1.2 중량부를 투입하여 믹싱하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저회를 이용한 경질보드 제조 방법.
저회 35∼45 중량부와, 고토(MgO) 10∼20 중량부와, 비산회 5∼10 중량부를 배합기에서 배합하는 단계;

상기 배합기에서 배합된 배합물과, 상기 배합물 100 중량부 대비 90∼100 중량부의 혼화제를 믹서에서 믹싱하는 단계;

상기 믹서에 발포된 기포제를 투입하여 믹싱하는 단계; 및

상기 믹서에서 믹싱된 반죽을 패널로 성형하는 단계를 포함하며,

상기 혼화제는, 염화마그네슘(MgCl₂)을 물에 용해하여 염화마그네슘용액 (Mg[H₂O)₆]Cl₂)을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘 100 중량부 대비 0.001∼0.003 중량부의 트리폴리인산나트륨(Na₅P₃O₁₀: 펜타소디움트리포스페이트)을 물에 용해하여 트리폴리인산나트륨용액을 제조하는 단계와, 상기 염화마그네슘용액이 약산성 또는 중성상태를 유지하도록 상기 트리폴리인산나트륨용액 및 산성용액을 상기 염화마그네슘용액에 첨가하는 단계를 포함하여 제조된 것을 특징으로 하는 저회를 이용한 패널 제조 방법.
제 7항에 있어서,

상기 배합단계에서, 발포 진주암 25∼35 중량부와, 포스포닉산 촉진제 0.7∼1.0 중량부 중 적어도 하나를 상기 배합기에 투입하여 배합하는 것을 특징으로 하는 저회를 이용한 패널 제조방법.
제 7항에 있어서,

상기 발포된 기포제를 상기 믹서에 투입하기 전에, 접착제 1.0∼1.8 중량부를 상기 믹서에 투입하여 믹싱하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저회를 이용한 패널 제조 방법.