KR20200107360A

KR20200107360A - 이산화규소를 함유한 불연성 바인더 조성물 및 이를 이용한 건축용 자재

Info

Publication number: KR20200107360A
Application number: KR1020190026372A
Authority: KR
Inventors: 조준희; 김종오; 성수현; 허경선
Original assignee: 주식회사 유세라보드
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-09-16

Abstract

본 발명은 이산화규소를 함유한 불연성 바인더 조성물 및 이를 이용한 건축용 자재에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 친환경적이며 불연성이 우수한 이산화규소를 함유한 새로운 불연성 바인더 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 불연성 건축자재에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 불연성 바인더 조성물은 무기질 및 천연재료로 구성된 매우 친환경적인 조성물로서 환경오염을 감소시키는 효과가 있으며, 우수한 불연성을 가지고 있어 건축용 판재 및 보드 등의 건축자재와 생활용품의 제조에 유용하게 사용할 수 있고, 합성수지의 유해성분을 감소시켜줄 수 있어 보다 안전한 주거 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.

Description

이산화규소를 함유한 불연성 바인더 조성물 및 이를 이용한 건축용 자재{Non flammable binder composition comprising silicon dioxide and construction material using thereof}

본 발명은 친환경적이며 불연성이 우수한 이산화규소를 함유한 불연성 바인더 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 불연성 건축자재에 관한 것이다.

플라스틱, 즉 합성수지는 성형이 용이하고 가격도 저렴한 장점으로 인해 가장 널리 사용되는 소재이다. 건축용 보드나 가구용 보드도 합성수지로 제조된 제품들이 많다.

그러나 합성수지 제품은 난연성이나 불연성의 기능이 매우 미약하여 화재에 취약하고, 화재 시 유독가스도 많이 발생되는 단점을 가진다.

따라서 합성수지를 이용한 건축용 보드나 가구용 보드의 미약한 난연성 문제점을 해결할 수 있는 친환경적이며 불연성이 우수한 새로운 건축용 소재의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-1468780호

이에 본 발명은 건축용 보드나 가구용 보드의 미약한 난연성 문제를 해결하기 위한 방안으로 건축자재 또는 생활용품의 제조에 사용될 수 있는 불연성 성능이 우수한 새로운 바인더 조성물을 고안함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 건축용품 또는 생활용품에 사용될 수 있는 새로운 불연성 바인더 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 본 발명의 불연성 바인더 조성물을 이용한 불연성 건축자재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 본 발명의 불연성 바인더 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 물, 산화규소(silicon dioxide), 산화나트륨(sodium oxide), 산화알루미늄(aluminum oxide), 산화칼륨(potassium monoxide), 산화칼슘(calcium oxide) 및 미량물질을 유효성분으로 포함하는, 불연성 바인더 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 불연성 바인더 조성물 총 중량기준, 물은 60~80%, 산화규소는 10~20%, 산화나트륨은 2~10%, 산화알루미늄은 1~5%, 산화칼륨은 0.1~1%, 산화칼슘은 0.1~1% 및 미량물질은 2%로 포함되어 있는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 불연성 바인더 조성물은 천연라텍스를 추가로 더 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 천연라텍스는 천연라텍스 원액이 10~50%의 양으로 상기 조성물에 함유되어 있는 것일 수 있다.

또한 본 발명은 상기 본 발명의 불연성 바인더 조성물을 포함하는, 불연성 건축자재를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 건축자재는 바닥재, 내장재, 외장재, 마감재, 보드 또는 합판일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 보드는 야자수 섬유에 상기 불연성 바인더 조성물을 첨가하여 혼합하고 성형하여 제조된 불연성 야자수 섬유 보드일 수 있다.

또한 본 발명은, 물, 산화규소(silicon dioxide), 산화나트륨(sodium oxide), 산화알루미늄(aluminum oxide), 산화칼륨(potassium monoxide), 산화칼슘(calcium oxide) 및 미량물질을 혼합한 후, 200~220℃의 온도에서 20~24시간 동안 교반하는 단계; 상기 교반하여 제조한 혼합물을 상온이 될 때까지 식히는 단계; 및 천연라텍스를 상기 혼합물에 추가로 첨가하여 혼합한 후, 70~80℃의 온도에서 10~12시간 동안 교반하는 단계를 포함하는, 본 발명의 불연성 바인더 조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 불연성 바인더 조성물 총 중량기준, 물은 60~80%, 산화규소는 10~20%, 산화나트륨은 2~10%, 산화알루미늄은 1~5%, 산화칼륨은 0.1~1%, 산화칼슘은 0.1~1% 및 미량물질은 2%로 혼합하는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 천연라텍스는 천연라텍스 원액을 10~50%의 양으로 상기 혼합물에 첨가하여 혼합하는 것일 수 있다.

본 발명에서 제공하는 불연성 바인더 조성물은 무기질 및 천연재료로 구성된 매우 친환경적인 조성물로서 환경오염을 감소시키는 효과가 있으며, 우수한 불연성을 가지고 있어 건축용 판재 및 보드 등의 건축자재와 생활용품의 제조에 사용할 경우, 친환경적이고 합성수지의 유해성분을 감소시켜줄 뿐만 아니라 우수한 불연성의 특징으로 인해 보다 안전한 주거 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 무기질 및 천연재료로 구성된 환경친화적이며 우수한 불연성을 갖는 새로운 불연성 바인더 조성물을 제공한다는 점에 특징이 있다.

구체적으로 본 발명의 불연성 바인더 조성물은 물, 산화규소(silicon dioxide), 산화나트륨(sodium oxide), 산화알루미늄(aluminum oxide), 산화칼륨(potassium monoxide), 산화칼슘(calcium oxide) 및 미량물질을 유효성분으로 포함하며, 이때 상기 불연성 바인더 조성물 총 중량기준, 물은 60~80%, 산화규소는 10~20%, 산화나트륨은 2~10%, 산화알루미늄은 1~5%, 산화칼륨은 0.1~1%, 산화칼슘은 0.1~1% 및 미량물질은 2%로 포함되어 있다.

또한 본 발명의 상기 불연성 바인더 조성물은 바인더의 강성을 완화시켜 주고 플렉서블한 성질을 구현해주며 발수성을 보완하기 위한 용도로 천연라텍스를 더 포함할 수 있으며, 바람직하게 상기 천연라텍스는 천연라텍스 원액을 10~50%의 양으로 첨가할 수 있다.

여기서 상기 천연라텍스 원액은 상기 원액을 10% 미만의 양으로 혼합하게 되면 성형성이 저하되는 문제점이 있고, 50% 이상이 초과하여 혼합하게 되면 상대적으로 불연성이 감소되는 단점을 가진다. 따라서 천연라텍스 원액은 10~50%의 양으로 첨가하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10~30%의 양으로 첨가할 수 있다.

나아가 본 발명은 상기 본 발명의 불연성 바인더 조성물을 포함하는, 불연성 건축자재를 제공할 수 있다.

상기 건축자재는 건축용 자재 뿐만 아니라 생활용품의 제조를 위한 자재를 모두 포함할 수 있으며, 이에 제한되지는 않으나 바닥재, 내장재, 외장재, 마감재, 보드, 합판 또는 스티로폼일 수 있다.

상기 본 발명의 불연성 건축자재의 제조는 건축용 또는 생활용품용 자재를 분말화한 파우더 형태로 제조하고, 파우더 형태의 건축자재에 본 발명의 바인더 조성물을 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 혼합된 혼합물을 용도에 맞게 소정의 두께와 폭을 갖는 건축자재가 되도록 압출성형 또는 핫프레스 성형을 한 후 건조함으로써 제조된다.

이렇게 본 발명의 바인더 조성물을 이용하여 제조된 건축자재는 건축용 또는 가구용으로 사용할 수 있으며, 본 발명의 건축자재는 친환경적이고 불연성이 우수하여 화재로 인한 피해를 줄일 수 있고, 기존 플라스틱류와 같은 제품에 비해 환경호르몬의 발생이 적어 인체의 위험성을 보다 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 본 발명의 불연성 바인더 조성물을 적용하여 제조한 건축용 보드는 표면이 발포됨으로써 진공 셀이 형성될 수 있고, 이러한 진공 셀은 화염으로 인한 열을 효과적으로 차단해주어 건물 구조물을 열로부터 보호해 줄 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에서는, 본 발명의 불연성 바인더 조성물을 야자수 섬유에 적용하여 친환경적인 불연성 야자수 섬유 보드를 제조할 수 있다.

보통 야자수 열매의 섬유는 아열대 지방에서는 처치 곤란 물질로 여겨지고 있고, 일부를 로프 또는 야자수 매트로 만들어 사용하고 있으나, 대부분 폐기물로 처리되고 있다.

한편, 이러한 야자수 섬유에 본 발명의 바인더 조성물을 첨가하여 혼합하고 프레스로 성형하면 강도가 높고 불연성이 우수하며 친환경적인 단열 판재 보드를 제조할 수 있다.

나아가 본 발명은 상기 본 발명의 불연성 바인더 조성물을 제조하는 방법을 제공할 수 있는데, 바람직하게 상기 방법은, 물, 산화규소(silicon dioxide), 산화나트륨(sodium oxide), 산화알루미늄(aluminum oxide), 산화칼륨(potassium monoxide), 산화칼슘(calcium oxide) 및 미량물질을 혼합한 후, 200~220℃의 온도에서 20~24시간 동안 교반하는 단계; 상기 교반하여 제조한 혼합물을 상온이 될 때까지 식히는 단계; 및 천연라텍스를 상기 혼합물에 추가로 첨가하여 혼합한 후, 70~80℃의 온도에서 10~12시간 동안 교반하는 단계를 포함한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

불연성이 우수한 바인더 조성물의 제조

물(60~80%), 산화규소(silicon dioxide: 10~20%), 산화나트륨(sodium oxide:2~10%), 산화알루미늄(aluminum oxide:1~5%), 산화칼륨(potassium monoxide:0.1~1%), 산화칼슘(calcium oxide:0.1~1%) 및 기타 미량물질(2%)을 혼합한 후, 200℃ 이상의 고온에서 24시간 이상 고온 교반하였다.

이후, 상기 고온 교반으로 제조된 무기물 바인더를 상온의 온도가 될 때까지 식힌 후, 천연라텍스 원액을 10~50%로 첨가하여 혼합하고 80℃의 온도에서 12시간 이상 교반하여, 본 발명의 불연성이 우수한 바인더 조성물을 제조하였다.

<실시예 2>

본 발명의 불연성이 우수한 바인더 조성물을 이용한 건축용 보드의 제조

이를 위해 본 발명자들은 먼저 신품 플라스틱 파우더, 재활용 플라스틱 파우더, 재활용 분쇄된 스티로폼 또는 여러 종류의 재활용 플라스틱 파우더, 재활용 비닐 파우더, 분쇄 가능한 건축폐기물 파우더의 혼합물을 호퍼에 준비하였다. 이후 상기 실시예 1에서 제조한 본 발명의 바인더 조성물을 다른 호포에 준비하였다. 그런 뒤, 상기에서 준비한 건축 자재의 파우더와 본 발명의 바인더 조성물을 각각 10:90 중량비 또는 50:50 중량비로 각각 혼합하여 첨가하고 스크류 교반기를 이용하여 균일하게 혼합하였다. 이후 혼합물을 소정 두께와 폭을 갖도록 압출성형 또는 핫프레스 성형을 한 후, 원적외선 건조기에서 건조시켰고, 건조 시간은 보드의 두께에 따라 10분에서 20분간 건조하였다.

이후, 건조된 보드는 쓰임새에 따라 코팅 작업을 수행하였는데, 경우에 따라 색상을 혼합하여 코팅함으로써 본 발명의 바인더 조성물을 이용한 불연성이 우수한 건축용 보드를 제조하였다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

물, 산화규소(silicon dioxide), 산화나트륨(sodium oxide), 산화알루미늄(aluminum oxide), 산화칼륨(potassium monoxide), 산화칼슘(calcium oxide) 및 미량물질을 유효성분으로 포함하는, 불연성 바인더 조성물.
제1항에 있어서,
불연성 바인더 조성물 총 중량기준, 물은 60~80%, 산화규소는 10~20%, 산화나트륨은 2~10%, 산화알루미늄은 1~5%, 산화칼륨은 0.1~1%, 산화칼슘은 0.1~1% 및 미량물질은 2%로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는, 불연성 바인더 조성물.
제1항에 있어서,
상기 불연성 바인더 조성물은 천연라텍스를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 불연성 바인더 조성물.
제3항에 있어서,
상기 천연라텍스는 천연라텍스 원액이 10~50%의 양으로 상기 조성물에 함유되어 있는 것을 특징으로 하는, 불연성 바인더 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 불연성 바인더 조성물을 포함하는, 불연성 건축자재.
제5항에 있어서,
상기 건축자재는 바닥재, 내장재, 외장재, 마감재, 보드 또는 합판인 것을 특징으로 하는, 불연성 건축자재.
제6항에 있어서,
상기 보드는 야자수 섬유에 상기 불연성 바인더 조성물을 첨가하여 혼합하고 성형하여 제조된 불연성 야자수 섬유 보드인 것을 특징으로 하는, 불연성 건축자재.
물, 산화규소(silicon dioxide), 산화나트륨(sodium oxide), 산화알루미늄(aluminum oxide), 산화칼륨(potassium monoxide), 산화칼슘(calcium oxide) 및 미량물질을 혼합한 후, 200~220℃의 온도에서 20~24시간 동안 교반하는 단계;
상기 교반하여 제조한 혼합물을 상온이 될 때까지 식히는 단계; 및
천연라텍스를 상기 혼합물에 추가로 첨가하여 혼합한 후, 70~80℃의 온도에서 10~12시간 동안 교반하는 단계를 포함하는,
제1항의 불연성 바인더 조성물의 제조방법.
제8항에 있어서,
불연성 바인더 조성물 총 중량기준, 물은 60~80%, 산화규소는 10~20%, 산화나트륨은 2~10%, 산화알루미늄은 1~5%, 산화칼륨은 0.1~1%, 산화칼슘은 0.1~1% 및 미량물질은 2%로 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 천연라텍스는 천연라텍스 원액을 10~50%의 양으로 상기 혼합물에 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법.