KR20110095598A - Color ceramic block and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 칼라 세라믹 블록 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세라믹 패킹제가 가지는 여러 장점을 활용하여, 폐 세라믹 패킹제를 칼라 세라믹 블록의 주요재료로 재활용할 수 있는 최적의 제조조건을 응용·구현하고, 이를 통해, 폐 세라믹 패킹제의 재활용 효율을 극대화시킴과 동시에, 폐 세라믹 패킹제의 무분별한 폐기절차를 미리 차단시킴으로써, 세라믹 패킹제 관련주체(예컨대, 선박 건조 업체, 플랜트 생산업체, 금속구조물 제작업체, 세라믹 패킹제 생산업체, 폐기물 처리업체 등) 측에서 전체적인 용접비용이 증가하는 문제점은 물론, 산업폐기물이 대량 발생하는 문제점, 폐기절차에 따른 불필요한 부대비용이 발생하는 문제점, 인력이 낭비되는 문제점 등을 효과적으로 회피할 수 있도록 가이드 할 수 있는 칼라 세라믹 블록 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color ceramic block and a method for manufacturing the same. More specifically, by utilizing various advantages of the ceramic packing agent, an optimal manufacturing condition for recycling the waste ceramic packing agent as a main material of the color ceramic block is applied. By implementing and thereby maximizing the recycling efficiency of the waste ceramic packing material and at the same time blocking the indiscriminate disposal process of the waste ceramic packing material, it is possible to control the ceramic packing material (e.g., shipbuilding companies, plant producers, metals). Not only does the overall welding cost increase, but also the problem of large amount of industrial waste, unnecessary unnecessary expenses due to the disposal procedure, and manpower Color ceramic blocks that can be guided to effectively avoid problems such as It relates to a manufacturing method.
통상, 세라믹 패킹제(Ceramic packing material)(일명, 웰딩 패킹제라고도 함)는 조선, 해양, 플랜트 및 기타 금속구조물 등의 제작에 폭 넓게 적용되고 있는 용접용 부 재료로써, 열 충격에 강하고, 고온에서 별다른 화학적 변화를 일으키지 않는 등의 여러 장점을 보유하고 있기 때문에, CO2 반자동용접, 자동용접 등의 원-사이드 웰딩 공법(One-side welding construction methods)에 널리 이용되고 있다.In general, ceramic packing materials (also called welding packing materials) are welding sub-materials widely applied in the manufacture of shipbuilding, offshore, plants, and other metal structures. Because it has many advantages such as not causing any chemical change, it is widely used in one-side welding construction methods such as CO 2 semi-auto welding and automatic welding.
일반적으로 이러한 세라믹 패킹제를 사용하여 용접공정을 진행하게 되면, 해당 세라믹 패킹제는 용접공정의 여파로 인하여, 각종 오염(예컨대, 철분 금속에 의한 오염, 철 산화물에 의한 오염, 탄소에 의한 오염 등)에 고스란히 노출될 수밖에 없게 되며, 결국, 종래 에서는 일련의 용접공정이 완료되면, 기 사용된 폐 세라믹 패킹제를 별도의 재활용 절차 없이, 매립 등의 방법에 의해 전량 폐기 처분하는 절차를 진행하게 된다.In general, when the welding process is performed using such a ceramic packing agent, the ceramic packing agent may be subjected to various contaminations (eg, contamination with iron metal, contamination with iron oxide, contamination with carbon, etc.) due to the aftermath of the welding process. In the end, conventionally, when a series of welding processes are completed, the conventional waste ceramic packing agent is disposed of in a total amount by disposal such as landfill, without a separate recycling procedure. .
물론, 이러한 폐 세라믹 패킹제의 무분별한 폐기 상황 하에서, 세라믹 패킹제의 관련주체(예컨대, 선박 건조 업체, 플랜트 생산업체, 금속구조물 제작업체, 세라믹 패킹제 생산업체, 폐기물 처리업체 등) 측에서는 전체적인 용접비용이 증가하는 문제점은 물론, 산업폐기물이 대량 발생하는 문제점, 폐기절차에 따른 불필요한 부대비용이 발생하는 문제점, 인력이 낭비되는 문제점 등을 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다. Of course, under such indiscriminate disposal of the waste ceramic packing material, the total welding cost on the relevant subjects of the ceramic packing material (e.g., shipbuilding company, plant producer, metal structure manufacturer, ceramic packing agent producer, waste disposal company, etc.) This increasing problem, as well as the problem of generating a large amount of industrial waste, the unnecessary incidental costs caused by the disposal process, manpower is forced to bear the same problem.
따라서, 본 발명의 목적은 세라믹 패킹제가 가지는 여러 장점을 활용하여, 폐 세라믹 패킹제를 칼라 세라믹 블록의 주요재료로 재활용할 수 있는 최적의 제조조건을 응용·구현하고, 이를 통해, 폐 세라믹 패킹제의 재활용 효율을 극대화시킴과 동시에, 폐 세라믹 패킹제의 무분별한 폐기절차를 미리 차단시킴으로써, 세라믹 패킹제 관련주체(예컨대, 선박 건조 업체, 플랜트 생산업체, 금속구조물 제작업체, 세라믹 패킹제 생산업체, 폐기물 처리업체 등) 측에서 전체적인 용접비용이 증가하는 문제점은 물론, 산업폐기물이 대량 발생하는 문제점, 폐기절차에 따른 불필요한 부대비용이 발생하는 문제점, 인력이 낭비되는 문제점 등을 효과적으로 회피할 수 있도록 가이드 하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to apply and implement the optimum manufacturing conditions that can recycle the waste ceramic packing agent as the main material of the color ceramic block by utilizing various advantages of the ceramic packing agent, and through this, waste ceramic packing agent By maximizing the recycling efficiency of the waste, and by blocking the indiscriminate disposal process of the waste ceramic packing material in advance, such as those related to the ceramic packing material (e.g. shipbuilding companies, plant producers, metal structure manufacturers, ceramic packing material producers, waste In order to effectively avoid the problem that the overall welding cost is increased, as well as the problem of a large amount of industrial waste, unnecessary incidental cost due to the disposal procedure, and waste of manpower, etc. have.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 폐 세라믹 패킹제를 분쇄하여, 폐 세라믹 패킹제 분말을 제조하는 단계와; 상기 폐 세라믹 패킹제 분말에 도자기소지분말을 첨가·혼합하여, 세라믹 블록 원료분말을 제조하는 단계와; 상기 세라믹 블록 원료분말을 성형하여, 세라믹 블록 성형체를 제조하는 단계와; 상기 세라믹 블록 성형체를 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 세라믹 블록의 제조방법을 개시한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of pulverizing the waste ceramic packing agent, to produce a waste ceramic packing agent powder; Adding and mixing the porcelain base powder to the waste ceramic packing agent powder to prepare a ceramic block raw material powder; Forming a ceramic block molded body by molding the ceramic block raw powder; Disclosed is a method of manufacturing a colored ceramic block comprising the step of firing the ceramic block molded body.
또한, 본 발명의 다른 측면에서는 폐 세라믹 패킹제를 분쇄하여, 폐 세라믹 패킹제 분말을 제조하는 단계와; 상기 폐 세라믹 패킹제 분말을 성형하여, 세라믹 블록 성형체를 제조하는 단계와; 상기 세라믹 블록 성형체를 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 세라믹 블록의 제조방법을 개시한다. In another aspect of the present invention, the step of pulverizing the waste ceramic packing agent, to produce a waste ceramic packing powder; Molding the waste ceramic packing agent powder to produce a ceramic block molded body; Disclosed is a method of manufacturing a colored ceramic block comprising the step of firing the ceramic block molded body.
본 발명에서는 세라믹 패킹제가 가지는 여러 장점을 활용하여, 폐 세라믹 패킹제를 칼라 세라믹 블록의 주요재료로 재활용할 수 있는 최적의 제조조건을 응용·구현하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 폐 세라믹 패킹제의 재활용 효율은 최적의 상태로 극대화될 수 있게 되고, 그와 동시에, 폐 세라믹 패킹제의 무분별한 폐기절차는 그 진행이 미리 차단될 수 있게 되며, 결국, 세라믹 패킹제 관련주체(예컨대, 선박 건조 업체, 플랜트 생산업체, 금속구조물 제작업체, 세라믹 패킹제 생산업체, 폐기물 처리업체 등) 측에서는 전체적인 용접비용이 증가하는 문제점은 물론, 산업폐기물이 대량 발생하는 문제점, 폐기절차에 따른 불필요한 부대비용이 발생하는 문제점, 인력이 낭비되는 문제점 등도 효과적으로 회피할 수 있게 된다.In the present invention, since the optimum manufacturing conditions for recycling the waste ceramic packing agent as the main material of the color ceramic block are applied and implemented by utilizing various advantages of the ceramic packing agent, the waste ceramic packing is implemented under the implementation environment of the present invention. The recycling efficiency of the agent can be maximized in an optimal state, and at the same time, the indiscriminate disposal procedure of the waste ceramic packing agent can be prevented from proceeding in advance, and eventually, the ceramic packing agent (e.g., shipbuilding). Companies, plant manufacturers, metal structure manufacturers, ceramic packing material producers, waste disposal companies, etc.) not only increases the overall welding cost, but also generates large amounts of industrial waste and unnecessary incidental costs due to disposal procedures. The problem of doing, waste of manpower, etc. can be effectively avoided.
도 1은 본 발명의 일 실시에 따라 제조된 칼라 세라믹 블록의 촬영 사진.1 is a photograph taken of a color ceramic block manufactured according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 칼라 세라믹 블록 및 그 제조방법을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a color ceramic block and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail.
본 발명에서는 먼저, 용접공정을 마친 폐 세라믹 패킹제를 입수(수거)한 다음, 이를 분쇄하여, 폐 세라믹 패킹제 분말을 제조하는 절차를 진행하게 된다. 이 경우, 세라믹 패킹제로는 예컨대, <카올린, 탈크, 마그네시아, 알루미나 등의 배합물을 1200℃~1400℃의 온도에서 소성한 제품>이 사용될 수 있다(믈론, 세라믹 패킹제는 제조사 마다 그 조성에 큰 차이가 없으므로, 특별한 제한 없이 어느 것이나 사용 가능하다). In the present invention, first, the waste ceramic packing material obtained by the welding process is obtained (collected), and then pulverized, thereby proceeding a procedure for producing waste ceramic packing material powder. In this case, as the ceramic packing agent, for example, a product obtained by calcining a compound such as kaolin, talc, magnesia, or alumina at a temperature of 1200 ° C to 1400 ° C can be used. There is no difference, so you can use any one without any special restrictions).
이러한 분쇄절차 하에서, 본 발명에서는 죠크러셔 등의 1차 분쇄장치를 사용하여, 폐 세라믹 패킹제를 1차 분쇄 후, 밀링기 등의 2차 분쇄장치를 사용하여, 1차 분쇄 완료된 폐 세라믹 패킹제 분말을 예컨대, 44㎛ 이하의 입도로 2차 분쇄하는 프로세스를 진행하게 된다. 이 경우, 2차 분쇄는 예컨대, 습식 조건 하에 진행될 수 있다.Under such a pulverization procedure, in the present invention, the waste ceramic packing agent powder is firstly pulverized using a primary crusher such as a jaw crusher, and then first pulverized using a secondary crusher such as a milling machine. For example, the secondary grinding process proceeds to a particle size of 44 μm or less. In this case, the secondary milling can be carried out, for example, under wet conditions.
이렇게 하여, 폐 세라믹 패킹제 분말의 제조가 완료되면, 본 발명에서는 이 폐 세라믹 패킹제 분말을 탈철기에 투입·경유시켜, 폐 세라믹 페킹제 분말에 붙어있던 용접 오염물질, 예컨대, 철분금속, 철산화물 등을 제거하는 절차를 진행하게 된다. In this way, when the manufacture of the waste ceramic packing agent powder is completed, in the present invention, the waste ceramic packing agent powder is introduced into and passed through a degassing machine, and the welding contaminants attached to the waste ceramic packing agent powder, such as iron metal and iron acid. Proceed with the procedure to remove cargo.
이러한 절차를 통해, 폐 세라믹 패킹제 분말에 붙어있던 용접 오염물질, 예컨대, 철분금속, 철산화물 등이 제거 완료되고, 폐 세라믹 패킹제 분말에 붙어있던 다른 용접 오염물질, 예컨대, 탄소 역시, 후술하는 소성공정에 의해 제거 완료되면, 폐 세라믹 패킹제 분말은 흰색의 뮬라이트, 코디어라이트 분말을 이루게 된다(이는 일종의 샤모트로도 볼 수 있다). Through this procedure, the welding contaminants adhered to the waste ceramic packing powder, such as iron metal, iron oxide, etc., are removed, and other welding contaminants adhered to the waste ceramic packing powder, such as carbon, are also described later. When the removal is completed by the firing process, the waste ceramic packing powder becomes white mullite and cordierite powder (this can be seen as a kind of chamotte).
이렇게 하여, 폐 세라믹 페킹제 분말에 붙어있던 용접 오염물질, 예컨대, 철분금속, 철산화물 등이 제거 완료되면, 본 발명에서는 이 세라믹 패킹제 분말에 도자기소지분말을 첨가·혼합하여, 본 발명의 실시에 따라 최종 제조될 칼라 세라믹 블록의 기본원료를 이루는 세라믹 블록 원료분말을 제조하는 절차를 진행하게 된다. 이 경우, 본 발명에서는 상기 도자기소지분말로 예컨대, <철분이 들어있지 않은 백자소지분말>을 사용하게 된다. In this way, when the welding contaminants adhered to the waste ceramic peking powder, such as iron metal, iron oxide, etc., are removed, in the present invention, ceramic powder is added and mixed with the ceramic packing powder to carry out the present invention. In accordance with the procedure for producing a ceramic block raw material powder forming the basic raw material of the color ceramic block to be finally manufactured. In this case, in the present invention, for example, white porcelain powder containing no iron is used as the porcelain powder.
이때, 상기 도자기소지분말은 바람직하게, 세라믹 블록 원료분말(폐 세라믹 패킹제 분말+도자기소지분말) 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 60 중량부로 첨가·혼합될 수 있다. 여기서, 만약, 도자기소지분말이 0.1 중량부 미만으로 첨가되는 경우에는 도자기소지분말의 첨가 효과가 미미해지는 문제점이 발생할 수 있고, 도자기소지분말이 60 중량부를 초과하는 경우에는 도자기소지분말의 첨가량이 너무 많아져, 폐기물의 재활용(즉, 폐 세라믹 패킹제의 재활용)이라는 본 발명 고유의 이점이 약화되는 문제점이 발생할 수 있다.In this case, the ceramic powder may be added and mixed in an amount of 0.1 parts by weight to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic block raw material powder (waste ceramic packing powder + ceramic material powder). Here, if the ceramic powder is added in less than 0.1 parts by weight, the effect of adding the ceramic powder may be insignificant. If the ceramic powder is more than 60 parts by weight, the amount of ceramic powder added is too much Increasingly, problems may arise that the inherent advantages of the present invention, such as recycling waste (i.e., recycling waste ceramic packing), are weakened.
한편, 본 발명에서는 <폐 세라믹 패킹제 분말에 도자기소지분말을 혼합하여, 세라믹 블록 원료분말을 제조하는 단계>가 완료되면, 제조 완료된 세라믹 블록 원료분말에 <색상 발현을 위한 하나 이상의 안료>를 첨가하는 절차를 추가로 진행시킬 수도 있다(물론, 이러한 안료의 첨가 없이, 백자소지분말이 폐 세라믹 패킹제 분말로 사용될 경우, 최종 제조되는 칼라 세라믹 블록은 백색의 색상을 가지게 된다). 이 경우, 안료는 세라믹 블록 원료분말 100 중량부에 대하여 0.1 중량부~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 만약, 안료가 0.1 중량부 미만으로 첨가되는 경우에는 안료의 첨가 효과가 미미해지는 문제점이 발생할 수 있고, 안료가 5 중량부를 초과하는 경우에는 세라믹 컬러 블록의 생산원가가 너무 높아지는 문제점이 발생할 수 있다(물론, 상황에 따라, 안료의 첨가량을 다소 늘릴 수도 있다).On the other hand, in the present invention, when the <mixing the ceramic substrate powder to the waste ceramic packing agent powder, to prepare a ceramic block raw material powder> is completed, <one or more pigments for color expression> is added to the manufactured ceramic block raw material powder It is also possible to further proceed the procedure (of course, when the white porcelain powder is used as a waste ceramic packing powder without addition of such a pigment, the final colored ceramic block will have a white color). In this case, it is preferable that the pigment is contained in 0.1 weight part-5 weight part with respect to 100 weight part of ceramic block raw material powders. Here, if the pigment is added less than 0.1 parts by weight may cause a problem that the addition effect of the pigment is insignificant, when the pigment exceeds 5 parts by weight may cause a problem that the production cost of the ceramic color block is too high. (Of course, depending on the situation, the amount of the pigment may be slightly increased).
이때, 안료는 세라믹 블록 원료분말에 첨가되어 본 발명의 실시에 따라 최종 제조될 칼라 세라믹 블록에 일련의 색상을 부여·발현시켜주는 역할을 수행하게 된다, 이 경우, 안료는 추후 진행될 소성공정의 소성 온도를 고려하여 고화도에서도 안정적인 특징을 가지는 것이 바람직하다(이러한 본 발명의 안료로는 도자기 분야에서 공지된 고화도 안료가 아무런 제한 없이 모두 이용될 수 있다).In this case, the pigment is added to the ceramic block raw material powder to play a role of giving and expressing a series of colors to the color ceramic block to be finally produced according to the practice of the present invention, in this case, the pigment is fired in the subsequent firing process It is desirable to have a stable characteristic even at high degrees in consideration of the temperature (as the pigment of the present invention, any of the high-definition pigments known in the art of ceramics can be used without any limitation).
한편, 본 발명에서는 상술한 <폐 세라믹 패킹제 분말에 도자기소지분말을 혼합하여, 세라믹 블록 원료분말을 제조하는 단계>가 완료되면, 제조 완료된 세라믹 블록 원료분말에 분산제 또는 결합제 중 적어도 하나를 첨가하는 절차를 추가로 진행할 수도 있다.On the other hand, in the present invention, when the above-mentioned <mixing the ceramic substrate powder in the waste ceramic packing agent powder, to prepare a ceramic block raw material powder> is completed, adding at least one of a dispersing agent or a binder to the manufactured ceramic block raw material powder You can also proceed with the procedure.
이때, 분산제는 세라믹 블록 원료분말 중의 고형분(분말)들을 고르게 분산시키는 역할을 수행하게 된다. 특히, 도자기소지분말은 점토분이 그 주원료를 이루어, 습식 혼합 시 응집이 일어날 가능성이 있기 때문에, 이를 방지하기 위해서는 분산제를 일부 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 이 분야에서 공지된 분산제를 별도의 제한 없이 모두 이용할 수 있다. At this time, the dispersant serves to evenly disperse the solid (powder) in the ceramic block raw material powder. In particular, the ceramic powder is made of clay powder as the main raw material, there is a possibility that agglomeration may occur during wet mixing, it is preferable to use a dispersant to prevent this. In the present invention, any dispersant known in the art may be used without any limitation.
상기 분산제는 세라믹 블록 원료분말 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 분산제의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우에는 분산제 첨가 효과가 미미한 문제점이 발생할 수 있고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 소성 후 잔존 회분이 남아 최종 완성되는 칼라 세라믹 블록의 물성 및 색상에 악 영향을 주는 문제점이 발생할 수 있다.The dispersant is preferably included 0.1 parts by weight to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic block raw material powder. When the content of the dispersant is less than 0.1 parts by weight, the effect of dispersant addition may be insignificant, and when the content of the dispersant is more than 10 parts by weight, the remaining ash remains after firing, which adversely affects the physical properties and colors of the final color ceramic block. Problems may arise.
한편, 상기 결합제는 세라믹 블록 원료분말 내의 각 성분들을 결합시키는 역할을 수행하게 된다. 이 경우, 결합제로는 실리카졸, PVA(polyvinylalcohol) 및 카올린(kaolin) 등이 사용될 수 있다(물론, 본 발명에서는 이 분야에서 공지된 결합제를 별도의 제한 없이 모두 이용할 수 있다). On the other hand, the binder serves to bind each component in the ceramic block raw material powder. In this case, as the binder, silica sol, polyvinylalcohol (PVA), kaolin, and the like may be used.
상기 결합제는 세라믹 블록 원료분말 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 결합제의 함량이 0.1 중량부 미만이거나 10 중량부를 초과하는 경우에는 최종 완성되는 칼라 세라믹 블록의 물성이 나빠지는 문제점이 발생할 수 있다.The binder is preferably included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic block raw material powder. In this case, when the content of the binder is less than 0.1 parts by weight or more than 10 parts by weight, there may be a problem that the physical properties of the final color ceramic block is finished.
한편, 본 발명에서는 상기 분산제 및/또는 결합제 이외에, 선택적으로, 추후 진행될 성형 공정의 프레스(press)를 용이하게 하기 위하여 이형제를 더 첨가할 수도 있다. In the present invention, in addition to the dispersant and / or the binder, optionally, a release agent may be further added to facilitate the press of the molding process to be carried out later.
이러한 이형제는 예를 들어, 디에틸렌 글리콜 모노스테아레이트(diethylene glycol monostearate), 수산화 캐스터 오일(hydrogenated castor oil), 스테아르산(stearic acid), 올레산(oleic acid), IPA(isophthalic acid), 스테아르산 아연(zinc stearate), 스테아르산 칼슘(calcium stearate), 미세결정 왁스(microcrystalline wax), 파라핀 왁스(paraffin wax), 카나우바 왁스(carnauba wax), 스퍼마세티 왁스(spermaceti wax), 셀로판(cellophane), 아세트산 셀룰로즈(cellulose acetate), 알긴산 나트륨(sodium alginate); 폴리알킬메틸실록산(polyalkylmethylsiloxane), 폴리테트라폴루로로레틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리(플로오로아크릴레이트)(poly(fluoroacrylates)), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리비닐알콜(poly(vinylalcohol)), 등의 합성 폴리머, 탈크(talc), 카올린(kaolin), 마이카(mica), 및 실리카(silica) 등의 무기물질 중에서 선택한 수종 이상의 무기물질 등일 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. Such release agents are, for example, diethylene glycol monostearate, hydrogenated castor oil, stearic acid, oleic acid, isophthalic acid, zinc stearate (zinc stearate), calcium stearate, microcrystalline wax, paraffin wax, carnauba wax, spermaceti wax, cellophane, Cellulose acetate, sodium alginate; Polyalkylmethylsiloxane, polytetrafluorolorreethylene, poly (fluoroacrylates), polyethylene, polypropylene, polyvinyl alcohol vinylalcohol)), synthetic polymers such as talc, talc, kaolin, kaolin, mica, silica, and the like, and at least several inorganic materials selected from inorganic materials, and the like, but are not necessarily limited thereto.
한편, 상술한 절차를 통해, <폐 세라믹 패킹제 분말에 도자기소지분말을 혼합하여, 세라믹 블록 원료분말을 제조하는 단계>, <세라믹 블록 원료분말에 안료, 분산제, 결합제, 이형제 등을 추가 혼합·첨가하는 단계> 등이 완료되면, 본 발명에서는 해당 세라믹 블록 원료분말에 수분을 첨가하여, 이를 과립화하는 절차를 진행하게 된다.On the other hand, through the above-described process, <the step of mixing the ceramic substrate powder in the waste ceramic packing agent powder, to prepare a ceramic block raw material powder>, <additional mixing of pigment, dispersant, binder, release agent and the like to the ceramic block raw material powder When the step of adding> and the like is completed, the present invention proceeds to add water to the ceramic block raw material powder and granulate it.
이때, 상기 수분은 세라믹 블록 원료분말 100 중량부에 대하여 20 중량부 내지 50 중량부로 첨가될 수 있다. 여기서, 만약, 상기 수분의 첨가함량이 20 중량부 미만이면 분무가 잘 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있고, 수분의 첨가함량이 50 중량부를 초과하는 경우에는 수분 분무 후 과립을 만들 때 풍선 모양으로 안이 빈 과립이 만들어지는 등 과립 형성이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있다. 상기 언급한 수분 혼합은 이 기술 분야에서 널리 알려진 방법에 의하여 수행될 수 있다.In this case, the moisture may be added in 20 parts by weight to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic block raw material powder. Here, if the water content is less than 20 parts by weight may cause a problem that the spray is not made well, if the water content is more than 50 parts by weight when forming the granules after spraying the water inside the balloon shape Problems may occur in which granules are not formed properly, such as empty granules being made. The above-mentioned moisture mixing can be carried out by methods well known in the art.
본 발명의 일 실시에서는, 상기 수분의 첨가 및 과립화를 분무건조기(Spray dryer)를 이용하여 수행하였는데, 이는 하나의 예시일 뿐, 본 발명의 과립화 절차가 반드시 이 방법만으로 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present invention, the addition and granulation of the water was carried out using a spray dryer, which is only one example, and the granulation procedure of the present invention is not necessarily limited to this method.
본 발명에서는 상기 과립화 과정을 마친 세라믹 블록 원료분말의 평균 입자가 50㎛ 내지 150㎛의 크기를 가지는 구형의 입자를 이루도록 조절하게 된다.In the present invention, the average particle of the ceramic block raw material powder after the granulation process is adjusted to form spherical particles having a size of 50 μm to 150 μm.
이때, 입자의 크기가 50㎛ 미만이면, 성형할 때 과립이 비산하게 되어 밀도 조절이 어려운 문제점이 발생할 수 있으며, 입자의 크기가 150㎛를 초과하는 정도로 커지면 과립 내에 만들어진 동공현상으로 성형 후 기포가 많이 존재하게 되어 물성이 나빠질 수 있다.In this case, when the size of the particles is less than 50㎛, the granules are scattered during molding, which makes it difficult to control the density, and when the size of the particles becomes larger than 150㎛, the bubbles after molding are formed into the pupil phenomenon made in the granules. There may be a lot of physical properties can be bad.
한편, 상술한 절차를 통해, <안료, 분산제, 결합제, 이형제 등이 첨가된 세라믹 블록 원료분말을 과립화하는 단계>가 마무리되면, 본 발명에서는 세라믹 블록 원료분말을 성형하여, 세라믹 블록 성형체를 제조하는 절차를 진행하게 된다.On the other hand, when the <step of granulating the ceramic block raw material powder to which the pigment, dispersant, binder, mold release agent, etc. are added> through the above-described procedure, in the present invention, by molding the ceramic block raw material powder, to manufacture a ceramic block molded body The procedure is to proceed.
이러한 세라믹 블록 성형체 제조 시, 일반적으로 규격화되어있는 여러 가지 블록 모양(예컨대, 정사각형, 직사각형, 원형, KS에 정해져 있는 모양 등)이 그 성형 몰드로 선택될 수 있으며, 이 기술 분야에서 널리 알려진 성형법이 두루 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시에서는 건식 일축 성형법이 사용되었다.When manufacturing such a ceramic block molded body, various standard block shapes (for example, square, rectangular, circular, shape defined in KS, etc.), which are generally standardized, may be selected as the molding mold, and molding methods widely known in the art may be used. Can be used throughout. In one embodiment of the present invention, a dry uniaxial molding method was used.
이렇게 하여, 최종 제조될 칼라 세라믹 블록을 형성하기 위한 세라믹 블록 성형체가 제조 완료되면, 본 발명에서는 이러한 세라믹 블록 성형체를 소성하는 절차를 진행하게 된다.In this way, when the ceramic block molded body for forming the color ceramic block to be finally manufactured is manufactured, the present invention proceeds with the procedure of firing the ceramic block molded body.
이때, 상기 소성 온도는 1200℃ 내지 1400℃ 일 수 있는데, 여기서, 만약, 소성온도가 1400℃ 이상일 경우, 도자기소지분말로부터 유리상의 증가로 인해 물성의 저하가 나타날 수 있으며, 발색에 사용되는 안료가 타버리기 때문에 원하는 발색효과를 나타낼 수 없는 문제점이 야기된다. 상기 소성온도가 1200℃ 미만인 경우에는 소결이 잘 이루어지지 않을 수 있다. In this case, the firing temperature may be 1200 ℃ to 1400 ℃, where, if the firing temperature is 1400 ℃ or more, the physical properties may appear due to the increase in the glass phase from the porcelain base powder, the pigment used for color development The burning causes a problem in which the desired color development effect cannot be achieved. If the firing temperature is less than 1200 ℃ sintering may not be made well.
소성 시간은 세라믹 블록 성형체의 크기와 조성에 따라 조절 가능한데, 보통 1시간 내지 20시간일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 소성 분위기는 산화 소성이나 환원 소성 등이 모두 이용될 수 있다. The firing time can be adjusted according to the size and composition of the ceramic block molded body, which may be usually 1 hour to 20 hours, but is not necessarily limited thereto. As the firing atmosphere, both oxidative firing and reducing firing may be used.
이러한 절차가 모두 마무리되면, 도 1에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 칼라 세라믹 블록이 최종 완성된다. 이러한 본 발명의 칼라 세라믹 블록은, 1200℃ 이상의 고온에서도 안정적으로 각각의 색상을 나타내고, 친환경적인 블록으로서의 특성을 가진다. 따라서 본 발명에 따른 칼라 세라믹 블록은 소비자가 원하는 다양한 색상의 블록에 대한 수요를 충족시키면서 도로용, 건축용 소재로서 다양하게 사용될 수 있다.When all of these procedures are completed, the colored ceramic block according to the invention as shown in FIG. 1 is finally completed. Such a color ceramic block of the present invention stably exhibits each color even at a high temperature of 1200 ° C or higher, and has characteristics as an environmentally friendly block. Therefore, the color ceramic blocks according to the present invention can be used in various ways as road materials and building materials while satisfying the demand for blocks of various colors desired by consumers.
이와 같이, 본 발명에 따른 칼라 세라믹 블록의 제조방법은, 폐 세라믹 패킹제의 재활용에 의한 자원 재활용 및 폐기물의 매립문제를 해결함에 의한 환경 유지의 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의해 최종 제조되는 칼라 세라믹 블록은 단순한 회색, 붉은색의 색상만 나타내는 일반 블록과는 달리 다양한 색상을 나타냄으로서 도로용, 건축용으로 활용함으로서 미관 향상에도 적극 활용될 수 있다.As described above, the manufacturing method of the color ceramic block according to the present invention has an effect of maintaining the environment by solving the problem of resource recycling and waste disposal by recycling the waste ceramic packing agent. In addition, the color ceramic block finally manufactured by the present invention can be actively used to improve aesthetics by using a variety of colors, such as roads and construction, unlike the general block that shows only simple gray and red colors.
이러한 본 발명은 상황에 따라, 다양한 변형을 이룰 수 있다.This invention can be variously modified depending on the situation.
예를 들어, 본 발명은 도자기소지분말의 사용 없이, 폐 세라믹 패킹제 분말만을 단독 성형하여, 세라믹 블록 성형체 및 칼라 세라믹 블록을 제조하는 변형된 방식을 취할 수도 있다(이 경우에는, 도자기소지분말에 의한 분말결합효과가 없어지므로, 결합제가 필수적으로 첨가되어야 한다)(물론, 이 경우에도, 안료, 분산제, 이형제 등은 선택적으로 추가 첨가될 수 있다).For example, the present invention may take a modified manner in which only the waste ceramic packing powder is molded alone to produce a ceramic block molded body and a colored ceramic block without using porcelain base powder (in this case, porcelain base powder As the powder-binding effect is eliminated, a binder must be added essentially) (also in this case, pigments, dispersants, mold release agents and the like may optionally be further added).
이 경우, 본 발명의 다른 실시에 따른 칼라 세라믹 블록의 제조방법은 폐 세라믹 패킹제를 분쇄하여, 폐 세라믹 패킹제 분말을 제조하는 단계와, 상기 폐 세라믹 패킹제 분말을 성형하여, 세라믹 블록 성형체를 제조하는 단계와, 상기 세라믹 블록 성형체를 소성하는 단계를 포함하게 된다.In this case, the manufacturing method of the color ceramic block according to another embodiment of the present invention is to pulverize the waste ceramic packing agent, to produce the waste ceramic packing powder, and to form the waste ceramic packing powder, to form a ceramic block molded body And manufacturing the ceramic block molded body.
이때에도, 상기 안료는 폐 세라믹 패킹제 분말 100 중량부에 대하여 0.1 중량부~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 상기 분산제는 폐 세라믹 패킹제 분말 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 상기 결합제는 폐 세라믹 패킹제 분말 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. In this case, the pigment may be included in an amount of 0.1 parts by weight to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste ceramic packing agent powder, and the dispersant may be included in an amount of 0.1 parts by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste ceramic packing agent powder. Preferably, the binder is included in an amount of 0.1 parts by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste ceramic packing powder.
물론, 이러한 본 발명의 다른 실시에 따른 칼라 세라믹 블록의 제조방법 역시, 폐 세라믹 패킹제의 재활용에 의한 자원 재활용 및 폐기물의 매립문제를 해결함에 의한 환경 유지의 효과가 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시에 의해 최종 제조되는 칼라 세라믹 블록 역시 단순한 회색, 붉은색의 색상만 나타내는 일반 블록과는 달리 다양한 색상을 나타냄으로서 도로용, 건축용으로 활용함으로서 미관 향상에도 적극 활용될 수 있다.Of course, the manufacturing method of the color ceramic block according to another embodiment of the present invention also has the effect of maintaining the environment by solving the problem of resource recycling and waste landfill by recycling the waste ceramic packing agent. In addition, the color ceramic block finally manufactured by another embodiment of the present invention can also be actively used to improve aesthetics by utilizing various colors for roads and constructions, unlike the general blocks that show only simple gray and red colors. .
이하, 본 발명을 실시예 및 시험예를 통하여 더욱 자세히 설명한다. 물론, 이들 실시예 및 시험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples and test examples. Of course, these Examples and Test Examples are for illustrating the present invention and the scope of the present invention is not limited thereto.
<실시예 1> (도자기소지분말을 첨가하는 경우)<Example 1> (When adding a ceramic holding powder)
수거된 폐 세라믹 패킹제 50g을 습식 분쇄하고, 탈철기를 이용하여 철분을 0.1% 이하가 되도록 조정하면서 정제한 후, 여기에 백자 도자기소지분말 50g, 소다계 분산제(44CF, 신흥신소재, 한국) 1g, PVA P17 3g을 혼합하고, 분무건조기(건조용량 15L/hr)를 이용하여, 세라믹 블록 원료분말 100 중량부의 40 중량부에 해당하는 수분을 첨가하여 과립화를 수행하였다. 이 때 분무건조실 내부 온도는 180℃이었고, 분무기 내 디스크의 회전 속도를 10000rpm으로 하여 평균입자크기가 60㎛인 세라믹 블록 원료분말을 얻었다. 상기 세라믹 블록 원료분말을 직경 1inch의 원형 몰드를 사용하여 건식 압축가압성형법으로 성형하고 1250℃의 전기로에서 1시간동안 소성한 후 자연 냉각하여 흰색 칼라 세라믹 블록을 얻었다.50 g of the collected waste ceramic packing material was wet-pulverized and refined by adjusting the iron content to 0.1% or less using a degasser, and then 50 g of white porcelain porcelain powder, and 1 g of soda-based dispersant (44CF, Emerging New Material, Korea). 3 g of PVA P17 were mixed, and granulation was performed by using a spray dryer (drying capacity of 15 L / hr) by adding water corresponding to 40 parts by weight of 100 parts by weight of the ceramic block raw material powder. At this time, the temperature inside the spray drying chamber was 180 ° C., and the ceramic block raw material powder having an average particle size of 60 μm was obtained at a rotational speed of the disk in the sprayer at 10000 rpm. The ceramic block raw material powder was molded by dry compression molding using a circular mold having a diameter of 1 inch, calcined for 1 hour in an electric furnace at 1250 ° C., and then naturally cooled to obtain a white colored ceramic block.
<실시예 2> (도자기소지분말 및 안료를 첨가하는 경우)<Example 2> (In the case of adding a ceramic base powder and a pigment)
수거된 폐 세라믹 패킹제 50g을 습식 분쇄하고, 탈철기를 이용하여 철분을 0.1% 이하가 되도록 조정하면서 정제한 후, 여기에 백자 도자기소지분말 50g, 소다계 분산제(44CF, 신흥신소재, 한국) 1g, PVA P17 3g을 포함하고, 여기에 도자기용 고화도 세라믹 안료(한일안료, 적색, 황색, 초록, 하늘색)를 3% 첨가한 것을 제외하고는 <실시예 1>과 동일하게 실시하여 칼라 세라믹 블록을 얻었다.50 g of the collected waste ceramic packing material was wet-pulverized and refined by adjusting the iron content to 0.1% or less using a degasser, and then 50 g of white porcelain porcelain powder, and 1 g of soda-based dispersant (44CF, Emerging New Material, Korea). , 3VA of PVA P17, and the same process as in <Example 1> except that 3% of high-density ceramic pigments for ceramics (Korean pigment, red, yellow, green, sky blue) were added thereto. Got.
<실시예 3> (도자기소지분말을 첨가하지 않는 경우)<Example 3> (when no ceramic holding powder is added)
수거된 폐 세라믹 패킹제 100g을 습식 분쇄하고, 탈철기를 이용하여 철분을 0.1% 이하가 되도록 조정하면서 정제한 후, 여기에 PVA P17 3g을 혼합하고, 분무건조기(건조용량 15L/hr)를 이용하여, 폐 세라믹 패킹제 분말 100 중량부의 40 중량부에 해당하는 수분을 첨가하여 과립화를 수행하였다. 이 때 분무건조실 내부 온도는 180℃이었고, 분무기 내 디스크의 회전 속도를 10000rpm으로 하여 평균입자크기가 60㎛인 세라믹 블록 원료분말을 얻었다. 상기 성형분말을 직경 1inch의 원형 몰드를 사용하여 건식 압축가압성형법으로 성형하고 1250℃의 전기로에서 1시간동안 소성한 후 자연 냉각하여 흰색 칼라 세라믹 블록을 얻었다.100 g of the collected waste ceramic packing material was wet-pulverized, refined while adjusting iron content to 0.1% or less using a degassing machine, and then 3 g of PVA P17 was mixed therein, using a spray dryer (drying capacity of 15 L / hr). Then, granulation was performed by adding water corresponding to 40 parts by weight of 100 parts by weight of the waste ceramic packing agent powder. At this time, the temperature inside the spray drying chamber was 180 ° C., and the ceramic block raw material powder having an average particle size of 60 μm was obtained at a rotational speed of the disk in the sprayer at 10000 rpm. The molded powder was molded by dry compression molding using a circular mold having a diameter of 1 inch, fired for 1 hour in an electric furnace at 1250 ° C., and then naturally cooled to obtain a white colored ceramic block.
[시험예 1][Test Example 1]
<시험예 1> (칼라 세라믹 블록의 색상분석)Test Example 1 (Color Analysis of Color Ceramic Blocks)
실시예 1과 실시예 3에서 얻은 흰색의 색상 분석을 자외선-가시광선 분광광도계(UV-2401PC, 시마쯔, 일본)로서 국제조명위원회(CIE:Commissiom Internationalede I'Eclairage) 표색계의 값 (L*, a*, b*)으로 분석하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.The color analysis of the white color obtained in Example 1 and Example 3 was carried out using an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-2401PC, Shimatsu, Japan), and the value of the CIE (Commissiom Internationaled I'Eclairage) colorimeter (L *, a *, b *) and the results are shown in Table 1.
<표 1>에 나타난 바와 같이 명도는 72.20 및 70.12 정도의 값이 나타났고, 채도는 a* :0.11 및 0.15, b* : 0.17 및 -0.31로 흰색이 발현되었음을 알 수 있다.As shown in Table 1, the brightness was about 72.20 and 70.12, and the saturation was a *: 0.11 and 0.15, b *: 0.17 and -0.31.
<시험예 2> (물성분석)<Test Example 2> (Physical Analysis)
실시예 3 및 1의 흰색 시편과, 기준예로서 KS 규격의 2종벽돌의 압축강도 및 흡수율을 다음과 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 <표 2>에 나타내었다.The compressive strength and water absorption of the white specimens of Examples 3 and 1 and the two types of bricks of the KS standard as reference examples were measured by the following method, and the results are shown in <Table 2>.
- 강도측정 : 만능시험기 (EZ test, 시마쯔, 일본)-Strength measurement: Universal testing machine (EZ test, Shimatsu, Japan)
- 흡수율 : KS L 3114-Absorption rate: KS L 3114
상기 <표 2>의 결과를 통해 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 폐 세라믹 패킹재 분말 100에서는 소결온도의 낮음에 의해 기준 물성에 미치지 못했으나, 소성온도의 상승에 의해 기준예 이상이 될 것으로 보인다. 또한, 50 중량비의 도자기소지분말을 첨가한 경우에는 기준예 이상의 우수한 물성을 나타냄을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 폐 세라믹 패킹재의 칼라 세라믹 블록으로의 적용은 가능하다.As can be seen from the result of <Table 2>, the waste ceramic packing material powder 100 according to the present invention did not reach the reference physical properties due to the low sintering temperature. see. In addition, it can be seen that when the ceramic powder in a weight ratio of 50 is added, excellent physical properties are shown above the reference example. Therefore, the application of the waste ceramic packing material according to the present invention to the color ceramic block is possible.
<시험예 3>(칼라 세라믹 블록의 색상분석)Test Example 3 (Color Analysis of Color Ceramic Blocks)
<실시예 2>에서 얻은 적색, 황색, 녹색, 하늘색의 색상 분석을 <시험예 1>과 같이 행하고 그 결과를 <표 3>에 나타내었다.The color analysis of red, yellow, green, and light blue obtained in <Example 2> was performed as in <Test Example 1>, and the results are shown in <Table 3>.
<표 3>의 결과에서처럼, 각 색상의 안료를 3% 첨가함에 의해 각 색상의 발현이 가능하였으며, 각 안료 첨가량의 변화에 따라, 더욱 다양한 색상의 발현이 가능하다. 또한 색상의 발현에 철분의 영향은 크므로, 확실한 제거를 통해 더욱 깨끗한 색상의 발현도 가능하다.As shown in the results of Table 3, the expression of each color was possible by adding 3% of the pigment of each color, and according to the change of the amount of each pigment, more various colors were possible. In addition, since the effect of iron on the appearance of the color is large, it is possible to express a cleaner color through the clear removal.
상술한 본 발명은 칼라 세라믹 블록을 필요로 하는 다양한 분야에서 전반적으로 유용한 효과를 나타낸다. The present invention described above exhibits an overall useful effect in various fields requiring color ceramic blocks.
그리고, 앞에서, 본 발명의 특정한 실시 예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위 안에 속한다 해야 할 것이다.And, in the foregoing, specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, but it is obvious that the present invention may be variously modified and implemented by those skilled in the art. Such modified embodiments should not be individually understood from the technical spirit or viewpoint of the present invention, and such modified embodiments should fall within the scope of the appended claims of the present invention.
Claims (9)
상기 폐 세라믹 패킹제 분말에 도자기소지분말을 첨가·혼합하여, 세라믹 블록 원료분말을 제조하는 단계와;
상기 세라믹 블록 원료분말을 성형하여, 세라믹 블록 성형체를 제조하는 단계와;
상기 세라믹 블록 성형체를 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 세라믹 블록의 제조방법.Grinding the waste ceramic packing agent to produce waste ceramic packing powder;
Adding ceramic material powder to the waste ceramic packing powder and mixing the mixture, thereby preparing a ceramic block raw material powder;
Forming a ceramic block molded body by molding the ceramic block raw powder;
Calcining the ceramic block molded body.
상기 폐 세라믹 패킹제 분말을 성형하여, 세라믹 블록 성형체를 제조하는 단계와;
상기 세라믹 블록 성형체를 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 세라믹 블록의 제조방법.Grinding the waste ceramic packing agent to produce waste ceramic packing powder;
Molding the waste ceramic packing agent powder to produce a ceramic block molded body;
Calcining the ceramic block molded body.
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