KR20160142003A

KR20160142003A - 세라믹 조성물 및 이를 이용해 제조되는 다공질 경량 발포 세라믹 성형품

Info

Publication number: KR20160142003A
Application number: KR1020150077765A
Authority: KR
Inventors: 조동현
Original assignee: 조동현
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2016-12-12

Abstract

본 발명은 가공질 경량 성형품 제조에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 상하수도 슬러지 70~85중량%, 황토 5~10중량%, 파유리 2~5중량%, 탈크 1~5중량%, 장석 1~5중량%, 화산재 1~5중량%, 발포제(foam agent) 1~3중량% 및 플라이애쉬 1~3중량%를 함유하는 세라믹조성물이 제공된다. 상기 세라믹조성물을 이용하여 제조되는 본 발명의 경량 단열 성형품은 경량재로서 다양한 활용이 가능하고 폐기물 처리에 비해 생산비용도 저렴하며 에너지 절감 효과도 뛰어나 매우 경제적이다.

Description

세라믹 조성물 및 이를 이용해 제조되는 다공질 경량 발포 세라믹 성형품{Ceramic composition and porous light foam ceramic shapes made therefrom}

본 발명은 다공질 경량 단열 성형품의 제조에 관한 것으로서, 구체적으로는 버려지는 산업폐기물을 활용하여 다공질 경량 단열 성형품을 제조하는 기술에 관한 것이다.

산업폐기물을 다시 원자재로 활용하여 무기물 소재의 상품으로 재활용하는 것은 지속 가능한 개발의 대표적인 예이다. 따라서 상하수도 슬러지를 재활용하여 신소재 제품을 만드는 것은 슬러지의 무단 해양 투기를 억제할 뿐만 아니라 나아가 폐기물 산업의 선진화를 이루는 일이다.

하수 슬러지는 2012년부터 해양 투기가 금지 되고 있으나 아직도 처리에 있어 해양 투기와 매립에 의존 하고 있는 상태이다.

기존 슬러지는 소각, 재활용, 부숙화 과정을 통해 처리 되었으나, 환경규제로 인해 다른 용도로 개발할 필요성이 생겼다. 이에 따라 하수 슬러지는 경량 골재, 고형 연료화, 인공 토양, 경량 투수 보도블록 등 저부가가치의 제품에 활용 되고 있다.

본 발명자들은 하수 슬러지를 이용해 불연성, 단열성, 흡음성 등이 뛰어난 경량 건축자재를 개발하고자 연구하였다. 이에 환경오염과 바다 사막화의 주된 요인인 상하수도 슬러지를 세라믹 공법으로 가공함으로써 고기능성, 다기능성을 갖춘 경량화된 신소재를 개발하였다. 이 소재를 통해 건축 및 건설 토목 분야에서 경제성이 있는 제품을 생산하고자 한다.

상하수 슬러지의 재활용을 통해 전국적으로 200억원의 예산 절감이 예상된다. 이는 국가적인 녹색성장 기술개발과 일맥상통하며, 친환경 재활용 제품 생산을 통해 새로운 일자리 창출까지 기대된다.

국내 폐기물을 재활용하는 연구는 무수히 많지만 양산에는 조금 못 미치고 있는 실정이다. 투수 블록, 경량 골재, 화력 발전소의 고형 연료를 생산 하는 업체가 있으나 생산기술적인 한계가 있다.

앞으로 국내 각종 산업현장에서 발생하는 다양한 산업폐기물을 이용한 기능성 신소재의 생산이 예상된다. 따라서 각종 원자재를 다양한 산업현장에서 공급받을 수 있으므로 원자재 수급의 측면에서 이 사업의 미래는 무궁무진하다 할 것이다.

대한민국공개특허 제10-1995-0011793호 (1995.05.16) 대한민국공개특허 제10-2007-0011021호 (2007.01.24)

본 발명은 다공질 경량 단열 성형품의 제조를 위한 세라믹조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 세라믹조성물을 이용하여 경량이면서, 단열효과가 우수한 성형품을 제조하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 상하수도 슬러지 70~85중량%, 황토 5~10중량%, 파유리 2~5중량%, 탈크 1~5중량%, 장석 1~5중량%, 화산재 1~5중량%, 발포제(foam agent) 1~3중량% 및 플라이애쉬 1~3중량%를 함유하는 세라믹조성물이 제공된다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 상기 세라믹조성물을 이용하여 제조되는 다공질 경량 단열 성형품이 제공된다.

본 발명 세라믹조성물을 이용하여 제조되는 성형품은 경량이면서, 우수한 단열, 소음차단 효과를 가지며, 각종 폐기물을 재활용하므로 원가가 절감되어 건축물 내외장재로 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명은 상하수도 폐기물을 주원료로 하고, 여기에 첨가제를 첨가하여 경량 건축자재를 제조하는 기술에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 상하수도 슬러지 70~85중량%, 황토 5~10중량%, 파유리 2~5중량%, 탈크 1~5중량%, 장석 1~5중량%, 화산재 1~5중량%, 발포제(foam agent) 1~3중량% 및 플라이애쉬 1~3중량%를 함유하는 세라믹조성물이 제공된다.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 각각의 원료를 상기 비율로 평량하여 습식으로 혼합하여 세라믹조성물을 제조한다. 바람직하게는 균일한 크기의 입자로 만들어 분말 과립 건조기를 통하여 일정한 수분의 함량을 가진 과립형태의 분말을 형성하여 성형시 충진율과 성형의 속도를 조절하여 대형 크기의 제품을 만든다. 이와 같이 성형된 제품을 터널 킬른을 통과 하면서 1,100~1,200℃에서 소성하여 소정의 강도와 밀도를 유지하게 열처리를 하여 제품을 생산한다. 용도에 맞게 절단과 연마를 거처 완성된 제품을 만든다.

본 발명에 따라 제조된 판넬은 경량의 중공형 세라믹으로 내부 기공율이 1∼99%, 기공 크기 0.01∼10mm 형태를 나타내었다. 충진 밀도가 높고 고온에서 완전 소결되므로 압축 강도(0.5∼1.5MPa)가 크며, 고온(1,100∼1,200℃)에서 기공을 형성시켜 성형하므로 내화성이 우수하고 고온에서도 변형이 이루어지지 않으며 가스의 발생이 없었다. 판넬 내부가 미세한(0.01∼10mm)크기의 작은 기공으로 이루어져 단위 용적당 비중이 150~280kg/㎥으로 나타났으며, 내부 기공으로 인해 잠열 보온성이 뛰어나 열 손실이 방지된다(전도율: 0.06∼0.1W/㎡K). 또한, 내부 기공이 소리의 굴절을 막아 95% 이상의 높은 소음 차단 효과를 나타내었다. 무수한 다공질 기포에 의한 우수한 단열성으로 결로 방지 효과도 탁월하였다.

본 발명의 경량 단열 성형품은 경량재로서 다양한 활용이 가능하고 폐기물 처리에 비해 생산비용도 저렴하며 에너지 절감 효과도 뛰어나 매우 경제적이다.

Claims

상하수도 슬러지 70~85중량%, 황토 5~10중량%, 파유리 2~5중량%, 탈크 1~5중량%, 장석 1~5중량%, 화산재 1~5중량%, 발포제(foam agent) 1~3중량% 및 플라이애쉬 1~3중량%를 함유하는 세라믹조성물.
제1항의 세라믹조성물을 이용하여 제조되는 다공질 경량 단열 성형품.
제2항에 있어서, 상기 다공질 경량 단열 성형품은 0.5∼1.5MPa의 압축강도를 가지는 것임을 특징으로 하는 다공질 경량 단열 성형품.
제2항에 있어서, 상기 다공질 경량 단열 성형품은 150~280kg/㎥의 비중을 가지는 것임을 특징으로 하는 다공질 경량 단열 성형품.
제2항에 있어서, 상기 다공질 경량 단열 성형품은 0.06∼0.1W/㎡K의 열전도율을 가지는 것임을 특징으로 하는 다공질 경량 단열 성형품.