KR20190074696A - 장석을 이용한 인공부석 제조방법 및 그로부터 제조된 인공부석 - Google Patents

장석을 이용한 인공부석 제조방법 및 그로부터 제조된 인공부석 Download PDF

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Abstract

본 발명은 장석을 이용한 인공부석 제조방법 및 그로부터 제조된 인공부석에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 장석을 이용하여 경량의 높은 강도를 가진 인공부석을 제조하는 인공부석 제조방법 및 그로부터 제조된 인공부석에 관한 것이다.

Description

장석을 이용한 인공부석 제조방법 및 그로부터 제조된 인공부석{METHOD FOR MANUFACTURING ARTIFICIAL PUMICE USING FELDSPAR AND ARTIFICIAL PUMICE PRODUCED THEREFROM}
본 발명은 장석을 이용한 인공부석 제조방법 및 그로부터 제조된 인공부석에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 장석을 이용하여 경량의 높은 강도를 가진 인공부석을 제조하는 인공부석 제조방법 및 그로부터 제조된 인공부석에 관한 것이다.
건축은 인간이 주거하여 편안한 휴식을 보장하여야 하는 중요한 공간이다.
이러한 건축에서 실내와 실외 간의 열손실에 따른 냉/난방문제와 외부와의 소음차단문제를 해결하면서 콘크리트 구조물의 내/외벽 또는 실내를 구분하도록 건축패널을 사용한다.
이러한 건축패널은 벽체에 적용되며 일반적으로 스테인리스 스틸, 알루미늄, 두랄루민과 같은 금속재 또는 비금속재로 이루어진 두 장의 패널 사이에 벌집(honeycomb) 또는 파형(波形)의 코어가 배치된 상태에서 패널과 코어가 서로 접착제에 의하여 접착된 구조로 이루어진다.
상기 코어로는 스티로폼이 널리 사용되고 있는데, 이는 스티로폼이 단열성이 뛰어나고, 경량이며 저가품이므로 사용량이 폭발적으로 증가해 왔다.
그러나 스티로폼은 화재 발생에 매우 취약하고 화재 시 유독가스가 발생하여 화재 진압이 어려우므로 막대한 재산과 인명 피해를 발생시킨다.
또한, 스티로폼은 강도가 매우 낮은 특성으로 인하여 조적용 벽돌로 사용될 수 없는 문제가 발생하며 일부 하중을 지지하는 벽체구성으로도 사용되기 어렵다.
따라서 스티로폼을 대체하여 단열효과가 높고 경량이되 적절한 강도를 지닌 불연성의 재료 개발의 요구가 증대되고 있다.
KR 2011-0058550 A
본 발명은 경량성, 높은 단열효과 및 적절한 강도를 가진 부재를 제조하는 장석을 이용한 인공부석 제조방법 및 그로부터 제조된 인공부석을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장석을 이용한 인공부석 제조방법은 장석 분말을 탄산나트륨과 혼합하여 초자분말을 제조하는 초자분말 제조단계, 상기 초자분말 제조단계에서 제조된 초자분말에 물을 첨가하여 물유리 형태로 형성하는 물유리 형성단계, 상기 물유리 형성단계에서 형성된 물유리에 발포제를 혼합하여 인공부석을 형성하는 인공부석 형성단계 및 상기 인공부석 형성단계에서 형성된 인공부석을 소정의 크기와 형태로 절단하는 인공부석 성형단계를 포함하여 이루어진다.
상기 초자분말 제조단계에서 장석 분말과 탄산나트륨의 비율은 60: 40 내지 80: 20 중량비이다.
상기 초자분말 제조단계는, 혼합된 장석 분말 및 탄산나트륨을 1200℃ 이하로 가열된 용광로에 투입하여 용융시키는 용융단계, 상기 용융단계에서 용융된 장석 분말 및 탄산나트륨 혼합물을 냉각시키는 냉각단계 및 상기 냉각단계에서 냉각된 혼합물을 분쇄하여 초자분말을 형성하는 분말화단계를 포함하여 구성된다.
상기 물유리 형성단계는, 소정의 압력을 유지한 상태에서 물이 첨가된 초자분말을 가열하여 물유리를 형성한다.
상기 인공부석 형성단계는, 상기 발포제가 혼합된 물유리를 용융시켜 물유리 혼합체를 형성하는 물유리 혼합체 형성단계 및 상기 물유리 혼합체 형성단계에서 형성된 물유리 혼합체를 냉각시키는 물유리 혼합체 냉각단계를 포함하여 구성된다.
상기 방법 중 어느 하나의 장석을 이용한 인공부석 제조방법으로 건축용 패널 및 조적용 벽돌을 제조한다.
본 발명의 실시 예에 따른 인공부석은 장석 분말과 탄산나트륨이 혼합된 혼합물로부터 제조되는 인공부석에 있어서, 상기 혼합물은, 혼합물 전체 100 중량%에 대하여, 주재료로서 장석 분말 60 내지 80 중량%와, 부재료로서 탄산나트륨 20 내지 40 중량% 를 함유한다.
상기 인공부석은 상기 혼합물 100 중량%에 대하여 발포제 0.1 내지 10 중량%가 더 함유된다.
상기 발포제는, 나뭇재 또는 석탄분말 등의 소재 내에서 적어도 하나 이상을 이용한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인공부석은 장석 분말과 탄산나트륨이 혼합된 혼합물로부터 제조되는 인공부석에 있어서, 상기 혼합물은, 혼합물 전체 100 중량%에 대하여, 주재료로서 장석 분말 60 내지 80 중량%와, 부재료로서 탄산나트륨 18 내지 20 중량%, 석탄재 5 내지 10 중량%, 석탄분말 5 내지 10 중량%; 를 함유한다.
상기 인공부석은 상기 혼합물 100 중량%에 대하여 발포제 0.1 내지 10 중량%가 더 함유된다.
상기 발포제는, 나뭇재 또는 석탄분말 등의 소재 내에서 적어도 하나 이상을 이용한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장석을 이용한 인공부석 제조방법 및 그로부터 제조된 인공부석은 적정의 강도를 지니며 경량성이 뛰어난 인공부석을 제조하여 단열성을 가지는 불연성의 판넬로 형성될 수 있으며 스티로폼에 비해 비교적 무겁고, 강도가 높은 특성에 의해 조적용 벽돌로도 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 장석을 이용한 인공부석 제조방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 장석을 이용한 인공부석 제조방법 중 초자분말 제조단계의 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 장석을 이용한 인공부석 제조방법 중 인공부석 형성단계의 순서도.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 식별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 장석을 이용한 인공부석 제조방법
본 발명의 실시 예에 따른 장석을 이용한 인공부석 제조방법은 장석과 탄산나트륨을 혼합하여 초자분말을 형성하고, 형성된 초자분말에 물을 첨가하여 물유리 형태로 형성함에 따라 장석과 탄산나트륨이 고루 섞여서 용융되며 용융된 형태에서 다양한 형상으로 성형할 수 있다.
일반적으로 장석은 지구상에서 가장 부존량이 많은 광물이다.
이러한 장석을 이용한 인공부석 제조방법은 도 1을 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 장석을 이용한 인공부석 제조방법의 순서도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 장석을 이용한 인공부석 제조방법은 우선 장석 분말을 탄산나트륨과 혼합하여 초자분말을 제조하고(초자분말 제조단계: S110), 제조된 초자분말에 물을 첨가하여 물유리 형태로 형성한다(물유리 형성단계: S120).
그런 후, 형성된 물유리에 발포제를 혼합하여 인공부석을 형성하고(인공부석 형성단계: S130), 형성된 인공부석을 필요한 소정의 크기와 형태로 절단한다(인공부석 성형단계: S140).
상기 장석을 이용한 인공부석 제조방법의 각 단계는 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.
상기 초자분말 제조단계(S110)는 장석 분말을 탄산나트륨과 혼합하여 초자분말을 제조하는 단계로서, 도2를 들어 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 장석을 이용한 인공부석 제조방법 중 초자분말 제조단계의 순서도이다.
도 2를 참고하면, 상기 초자분말 제조단계(S110)는 혼합된 장석 분말 및 탄산나트륨을 1200도 이하로 가열된 용광로에 투입하여 용융시킨다(용융단계: S111).
그런 후, 용융된 장석 분말 및 탄산나트륨 혼합물을 냉각시키고(냉각단계: S112), 냉각된 혼합물을 분쇄하여 초자분말을 형성한다(분말화단계: S113).
상기 용융단계(S111)에서는 용광로가 1100도 내지 1200도 사이로 가열되는 것이 바람직한데, 일반적으로 분말 용융 시 용광로의 가열 온도는 1300도 이상의 고온으로 가열되며, 이러한 고온을 형성하는 것은 제조단가를 상승시키므로 용광로 가열비용이 제조비용의 상당부분을 차지하게 된다.
상기 용광로의 가열에 소요되는 비용을 감소시키기 위하여 본 발명의 실시 예에서는 용융 온도를 감소시키는 산화나트륨(Na2O) 및 산화칼륨(K2O)이 포함된 장석을 주재료로 사용하며, 좀 더 효과적으로 가열온도를 감소시키기 위하여 용융 온도를 저하시키는 탄산나트륨(Na2CO3)을 소정 비율 섞어서 사용한다.
또한, 장석 분말과 탄산나트륨의 비율은 60: 40 내지 80: 20 중량비를 형성하지만, 75: 25 내지 77: 23 중량비를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 냉각단계(S112)는 상기 용융단계(S111)에서 용융된 장석 분말 및 탄산나트륨 혼합물이 고체화되도록 냉각기체를 주입시켜 급속 냉각시킨다. 여기서 급속 냉각은 냉각기체 주입 외에도 다양한 방법을 이용하여 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 분말화단계(S113)는 상기 냉각단계(S112)에서 냉각된 혼합물을 분쇄시키는 단계로서, 분말형태로 분쇄된 혼합물은 다음 단계인 물유리 형성단계(S120)에서 큰 덩어리 형태보다 용이하게 물과 섞여 빠르게 물유리를 형성할 수 있다.
또한, 상기의 초자분말 제조단계(S110)는 단순히 장석 분말 및 탄산나트륨을 믹스하여 물유리 형성단계(S120)에서 물과 섞는 방법보다 장석 분말 및 탄산나트륨의 구성이 좀더 균일하게 분포될 수 있으며, 이러한 균일한 분포로 인하여 인공부석의 불량률이 감소될 수 있도록 한다.
또한, 상기 물유리 형성단계(S120)는 상기 초자분말 제조단계(S110)에서 제조된 초자분말에 물을 첨가하여 물유리 형태로 형성하는 단계로서, 좀 더 상세하게 설명하자면, 물이 첨가된 초자분말에 소정의 압력을 유지한채 가열시켜 물유리 형태로 형성한다.
여기서 소정의 압력은 일 실시 예로서, 6kg/㎠ 내지 7kg/㎠ 내의 값으로 설정하고, 가열온도는 일 실시 예로서, 160 내지 170 내의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인공부석 형성단계(S130)는 상기 물유리 형성단계(S120)에서 형성된 물유리에 발포제를 혼합하여 인공부석을 형성하는 단계로서, 도 3을 들어 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 장석을 이용한 인공부석 제조방법 중 인공부석 형성단계의 순서도이다.
도 3을 참고하면, 상기 인공부석 형성단계(S130)는 우선 발포제를 혼합시키고 발포제가 혼합된 물유리를 용융시켜 물유리 혼합체를 형성한다(물유리 혼합체 형성단계: S131).
기본적으로 장석에 포함된 산화알루미늄(Al2O3)은 용융체의 유동성과 점성을 향상시킴으로서 독립된 기포를 형성하지만, 이보다 더욱 경량성을 증대시키기 위하여 추가적으로 발포제를 혼합한다.
여기서 발포제는 일 실시 예로서, 나뭇재 또는 석탄분말 등의 소재가 사용될 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 발포제가 혼합된 물유리를 용융시키는 온도는 700 내지 900 온도범위 내로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 용융되어 형성된 물유리 혼합체를 냉각시킨다(물유리 혼합체 냉각단계: S132).
이러한 물유리 혼합체 냉각단계(S132)는 상기 초자분말 제조단계(S110)의 냉각단계(S112)와 같이 급속으로 냉각시킬 수도 있고 실온 또는 실온보다 낮은 온도에서 천천히 냉각시킬 수도 있다.
또한, 상기 인공부석 성형단계(S140)는 상기 물유리 혼합체 냉각단계(S132)에서 물유리 혼합체가 냉각되어 형성된 인공부석을 소정의 필요한 크기와 형태로 절단하는 단계이다.
이는 벽돌과 같은 블록 형태로 형성할 수 있으며, 샌드위치 판넬에 사용되는 판상형 형태로도 형성할 수 있다.
2. 본 발명에 실시 예에 따른 인공부석
본 발명의 실시 예에 따라 제조된 인공부석은 장석이 주를 이루는 장석과 탄산나트륨의 혼합물에 발포제가 추가되어 가벼우며 뛰어난 불연성, 단열성 및 내구성의 특성을 가질 수 있다.
장석 분말과 탄산나트륨이 혼합된 혼합물로부터 제조되는 인공부석에 있어서, 상기 혼합물은, 혼합물 전체 100 중량%에 대하여, 주재료로서 장석 분말 60 내지 80 중량%와, 부재료로서 탄산나트륨 20 내지 40 중량%를 함유하지만, 장석 분말 75 내지 77 중량%와, 탄산나트륨 23 내지 25 중량%를 함유하는 것이 바람직하다.
장석의 비율이 약 60 중량% 미만으로 형성되는 경우에는 제조되는 인공부석의 결합강도가 약해지는 문제가 발생하며, 장석의 비율이 약 80 중량%를 초과하는 경우에는 다량의 유리상이 형성되어 경도가 약해지는 문제가 발생하므로 장석은 소정 범위 이내에 형성될 수 있도록 한다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 일반적으로 물유리는 이산화규소와 알칼리를 융해해서 얻은 규산나트륨 수용액으로서, 방수성와 불연성을 가지며 접착력이 강한 특성을 가진다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 인공부석은 물유리특성을 가지도록 제조되므로 이산화 규소(SiO2)가 75%이상 함유된 장석을 주재료로 사용한다.
일반적으로 장석은 이산화 규소(SiO2): 75.44%, 산화나트륨(Na2O): 5.43%, 산화칼륨(K2O): 4.31%, 산화알루미늄(Al2O3): 14.26%, 산화칼슘(CaO): 0.41%, 산화철(Fe2O3): 0.15%를 함유하고 있다.
또한, 상기 탄산나트륨은 물유리 형성을 위한 알칼리 구성으로서, 장석과의 용융온도를 감소시킨다.
또한, 상기의 혼합물은 1100 내지 1200 내의 온도에서 용융되어 분말 형태로 제조되는데, 이러한 혼합물은 물유리화를 위한 무수규산나트륨 초자를 의미한다.
상기 무수규산나트륨 초자에 물을 섞은 후, 가압 가열하여 물유리화 하는데, 여기서 물유리는 혼합물 70 내지 90 중량%와 물 10 내지 30 중량%으로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 가압 시 압력은 일 실시 예로서, 6kg/㎠ 내지 7kg/㎠ 내의 값으로 설정하고, 가열온도는 일 실시 예로서, 160 내지 170 내의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 물유리화된 물유리 혼합물에는 발포제를 추가로 투입하여 인공부석을 생성하는데, 이러한 인공부석은 상기 물유리 혼합물 100 중량%에 대하여 발포제 0.1 내지 10 중량%가 더 함유되며, 좀 더 구체적으로 5 내지 10 중량%가 바람직하다.
여기서 사용되는 발포제는 PH 7-7.5의 중성 또는 약 알칼리성분이 바람직하며, 일 실시 예로서, 나뭇재 또는 석탄분말 등의 소재가 적어도 하나 이상이 포함되어 사용될 수 있도록 한다.
3. 본 발명에 또 다른 실시 예에 따른 인공부석
본 발명의 또 다른 실시 예로서, 이산화 규소(SiO2)의 함량을 낮추는 폐기물인 석탄재를 추가하여 저렴한 인공부석을 제조할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 제조된 인공부석에 있어서, 장석 분말, 석탄재 및 탄산나트륨이 혼합된 혼합물은, 혼합물 전체 100 중량%에 대하여, 주재료로서 장석 분말 60 내지 70 중량%와, 부재료로서 탄산나트륨 18 내지 20 중량%와, 석탄분말 5 내지 10 중량%와, 석탄재 5 내지 10 중량%를 함유한다.
장석의 비율이 약 60 중량% 미만으로 형성되는 경우에는 제조되는 인공부석의 결합강도가 약해지는 문제가 발생하며, 장석의 비율이 약 80 중량%를 초과하는 경우에는 다량의 유리상이 형성되어 경도가 약해지는 문제가 발생하므로 장석은 소정 범위 이내로 구성될 수 있도록 한다.
또한, 석탄재는 인공부석의 강도를 강화하는 시멘트와 같은 효과를 가지나, 석탄재의 비율이 약 5 중량% 미만으로 형성되는 경우에는 발포현상이 과도하게 생성되어 강도가 저하되고, 석탄재의 비율이 약 10 중량%를 초과하는 경우에는 발포가 발생되지 않거나 발포되어 생성된 기공이 작게 형성되어 단열성이 저하되고 무게도 무거워지는 문제가 발생한다. 이에 석탄재는 소정 범위 이내로 구성될 수 있도록 한다.
또한, 석탄분말은 상기 석탄재보다 발생되는 기포의 양이 조절가능하며 상기 석탄재를 통해 무거워진 무게를 감소시킬 수 있도록 한다.
또한, 일반적으로 물유리는 이산화규소와 알칼리를 융해해서 얻은 규산나트륨 수용액으로서, 방수성와 불연성을 가지며 접착력이 강한 특성을 가진다.
따라서 본 발명의 인공부석은 물유리특성을 가지도록 제조되므로 이산화 규소(SiO2)가 75%이상 함유된 장석을 주재료로 사용한다.
또한, 상기 탄산나트륨은 물유리 형성을 위한 알칼리 구성으로서, 장석과의 용융온도를 감소시키며, 상기 석탄재는 13% 정도의 CaO가 포함되어 용융온도를 감소시킨다.
또한, 상기의 혼합물은 1200도 내지 1300도 내의 온도에서 용융되어 분말 형태로 제조되는데, 이러한 혼합물은 물유리화를 위한 무수규산나트륨 초자를 의미한다.
상기 무수규산나트륨 초자에 물을 섞은 후, 가압 가열하여 물유리화 하는데, 여기서 물유리는 혼합물 70 내지 90 중량%와 물 10 내지 30 중량%으로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 물유리화된 물유리 혼합물에는 발포제를 추가로 투입하여 인공부석을 생성하는데, 이러한 인공부석은 상기 물유리 혼합물 100 중량%에 대하여 발포제 0.1 내지 10 중량%가 더 함유되며, 좀 더 구체적으로 5 내지 10 중량%가 바람직하다.
여기서 사용되는 발포제는 PH 7-7.5의 중성 또는 약 알칼리성분이 바람직하며, 일 실시 예로서, 나뭇재 또는 석탄분말 등의 소재가 적어도 하나 이상이 포함되어 사용될 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 장석 분말을 탄산나트륨과 혼합하여 초자분말을 제조하는 초자분말 제조단계;
    상기 초자분말 제조단계에서 제조된 초자분말에 물을 첨가하여 물유리 형태로 형성하는 물유리 형성단계;
    상기 물유리 형성단계에서 형성된 물유리에 발포제를 혼합하여 인공부석을 형성하는 인공부석 형성단계; 및
    상기 인공부석 형성단계에서 형성된 인공부석을 소정의 크기와 형태로 절단하는 인공부석 성형단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 장석을 이용한 인공부석 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 초자분말 제조단계에서 장석 분말과 탄산나트륨의 비율은 60: 40 내지 80: 20 중량비인 것을 특징으로 하는 장석을 이용한 인공부석 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 초자분말 제조단계는,
    혼합된 장석 분말 및 탄산나트륨을 1200도 이하로 가열된 용광로에 투입하여 용융시키는 용융단계;
    상기 용융단계에서 용융된 장석 분말 및 탄산나트륨 혼합물을 냉각시키는 냉각단계; 및
    상기 냉각단계에서 냉각된 혼합물을 분쇄하여 초자분말을 형성하는 분말화단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장석을 이용한 인공부석 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 물유리 형성단계는,
    소정의 압력을 유지한 상태에서 물이 첨가된 초자분말을 가열하여 물유리를 형성하는 것을 특징으로 하는 장석을 이용한 인공부석 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 인공부석 형성단계는,
    상기 발포제가 혼합된 물유리를 용융시켜 물유리 혼합체를 형성하는 물유리 혼합체 형성단계; 및
    상기 물유리 혼합체 형성단계에서 형성된 물유리 혼합체를 냉각시키는 물유리 혼합체 냉각단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장석을 이용한 인공부석 제조방법.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 장석을 이용한 인공부석 제조방법으로 건축용 패널 및 조적용 벽돌을 제조하는 것을 특징으로 하는 장석을 이용한 인공부석 제조방법.
  7. 장석 분말과 탄산나트륨이 혼합된 혼합물로부터 제조되는 인공부석에 있어서,
    상기 혼합물은, 혼합물 전체 100 중량%에 대하여, 주재료로서 장석 분말 60 내지 80 중량%와, 부재료로서 탄산나트륨 20 내지 40 중량%; 를 함유하는 것을 특징으로 하는 인공부석.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 인공부석은 상기 혼합물 100 중량%에 대하여 발포제 0.1 내지 10 중량%가 추가로 함유되는 것을 특징으로 하는 인공부석.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 발포제는, 나뭇재 또는 석탄분말 등의 소재 내에서 적어도 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는 인공부석.
  10. 장석 분말과 탄산나트륨이 혼합된 혼합물로부터 제조되는 인공부석에 있어서,
    상기 혼합물은, 혼합물 전체 100 중량%에 대하여, 주재료로서 장석 분말 60 내지 80 중량%와, 부재료로서 탄산나트륨 18 내지 20 중량%, 석탄재 5 내지 10 중량%, 석탄분말 5 내지 10 중량%; 를 함유하는 것을 특징으로 하는 인공부석.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 인공부석은 상기 혼합물 100 중량%에 대하여 발포제 0.1 내지 10 중량%가 추가로 함유되는 것을 특징으로 하는 인공부석.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 발포제는, 나뭇재 또는 석탄분말 등의 소재 내에서 적어도 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는 인공부석.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110058550A (ko) 2009-11-26 2011-06-01 한국세라믹기술원 바텀애쉬와 폐유리를 사용한 경량골재 제조 및 코팅방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110058550A (ko) 2009-11-26 2011-06-01 한국세라믹기술원 바텀애쉬와 폐유리를 사용한 경량골재 제조 및 코팅방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102097728B1 (ko) * 2019-07-15 2020-04-06 에이엠나노텍 주식회사 왕겨 또는 왕겨재를 이용한 물유리의 제조방법
WO2021010662A1 (ko) * 2019-07-15 2021-01-21 에이엠나노텍 주식회사 왕겨 또는 왕겨재를 이용한 물유리의 제조방법

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