KR930009345B1 - 다공성 입자체 및 그 제조방법과 건축재료 및 그 제조방법 - Google Patents

다공성 입자체 및 그 제조방법과 건축재료 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

다공성 입자체 및 그 제조방법과 건축재료 및 그 제조방법
제 1 도는 특허청구의 범위 제 1 항 내지 제 10 항에 따른 다공성 입자체의 일 실시태양의 단면도.
제 2 도는 특허청구의 범위 제 11 항 내지 제 15 항에 따른 건축재료의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 다공성 입자체 3 : 벽돌
11 : 기공 12 : 활석층
본 발명은 다공성 입자체(porous grain body) 및 그 제조방법과 건축재료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 다공성 입자체는 점토등과 같은 것을 사용함으로써 제조되었다.
제지산업에서 제지찌꺼기의 많은 양은 산업 폐기물로써 방출되므로 이러한 산업폐기물의 효과적인 사용은 통상 요구 되어왔다.
본 발명의 발명자는 이 제지찌꺼기를 이러한 다공성 입자체의 원료로서 이용될 수 있는 관점에서 생각하게 되었다.
종래의 점토타일은 주로 점토로 만들어졌고 습식 성형기에 의해서 점토를 소정의 형상으로 형성하고 습식 성형기로 성형된 점토를 건조시키고 그것을 구움으로써 제조된다. 하지만, 이러한 종래의 점토타일은 주로 점토로 만들기 때문에 이하의 단점을 갖고 있다.
(1) 습식 성형방법이 사용되기 때문에 건조과정이 요구된다. 그 결과로서 생산품에서 발생되는 수축을 피할 수가 없다.
(2) 습식성형 방법을 사용하기 때문에 다양한 형상의 타일을 얻기가 어렵다.
(3) 이렇게 제조된 점토 타일은 무겁기 때문에 큰 사이즈로 만들기가 어렵다. 그 결과 대체로 가옥 및 빌딩과 같은 건축물의 건설작업의 비용은 줄이기가 어렵다.
본 발명의 제 1 목적은 제지찌꺼기가 원료로 사용한 다공성 입자체와 그 제조방법을 제공함 있다.
제 1 목적을 성취하기 위하여, 시키너(thickener)를 제지찌꺼기에 혼합시키고 그것을 과립상으로 만들고 이러한 과립상의 입자체를 건조시키고 구움으로써 제조되는 다공성 입자체가 본질적으로 제공된다.
상기 시키너는 워터그라스(Water glass), 점토광물, 목절점토, 작성, 벤토나이트, 와목점토, 한국산 고령토, 카목시메틸셀룰로오스, 아라비아고무, 덱스트란 및 프노린(funorin)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나는 포함할 수 있다.
또한, 시키너, 가소제, 발포제, 및 바인더(binder)를 제지찌꺼기에 혼합시키고, 그것을 과립상으로 만들고, 이러한 과립상의 입자체를 건조시키고 구움으로서 제조되는 다공성 입자체가 제공된다.
시키너, 가소제, 발포제 및 바인더를 제지찌꺼기에 혼합시키고 그것을 과립상으로 만들고 표면 개량제를 과립상의 입자체의 표면에 첨가시키고 그것을 건조시키고 이렇게 건조된 입자체를 구움으로써 제조되는 다공성 입자체가 또한 제공된다.
상기 가소제는 폴리글리콜 유도체가 포람될 수 있으며, 상기 바인더는 폴리에텔렌 글리콜과 소다회로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포람한다. 또한, 상기 표면 개량제는 활석과 고령토로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
시키너를 제지찌꺼기에 혼합시키는 단계, 그것을 과립상으로 만드는 단계, 이 과립상의 입자체를 건조시키는 단계, 및 굽는 단계를 포함한 다공성 입자체를 제조하기 위한 방법이 또한 제공된다.
시키너, 가소제, 발포제 및 바인더를 제지찌꺼기에 혼합시키는 단계, 그것을 과립상으로 만드는 단계, 이러한 과립상의 입자체를 건조시키는 단계 및 굽는 단계를 포함한 다공성 입자체 제조방법이 또한 제공된다.
시키너, 가소제, 발포제 및 바인더를 제지찌꺼기에 혼합시키는 단계, 그것을 과립상으로 만드는 단계, 표면작용제를 이러한 과립상의 입자체의 표면에 첨가시키는 단계, 그것을 건조시키는 단계, 이렇게 건조된 입자체를 굽는 단계를 포함한 다공성 입자체를 제조하기 위한 방법이 추가적으로 제공된다.
본 발명의 제 2 목적은 새로운 건축재료 및 그 제조방법을 제공하는 것이며, 이 건축재료는 다양한 형상으로 쉽게 성형될 수 있고 그 무게를 쉽게 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 목적을 성취하기 위하여, 제지찌꺼기를 소각재로 주로 만들어지는 건축재료가 본질적으로 제공된다. 이 건축재료는 상기 제지찌꺼기 소각재를 70~80wt% 포함한다. 이 건축재료는 제지찌꺼기 소각재 70~80wt%에 바인더로서 점토 30~20wt%를 첨가시키고 그것을 소정의 형상으로 성형하여 구움으로서 제조된다. 또한, 바인더를 제지찌꺼기를 소각재에 첨가시키는 단계, 그것을 소정의 형상으로 성형시키는 단계, 그것을 굽는 단계를 포함한 본 발명에 따른 건축재료의 제조방법이 제공된다.
본 발명 건축재료의 제조방법은, 바인더로서 점토 20~30wt%을 상기 제지찌꺼기 소각재에 첨가시키는 단계, 그것을 소정의 형상으로 성형시키는 단계, 및 이 성형체를 굽는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 특징은 수반한 도면에 바람직한 실시예와 관련하여 이하에서 상세하게 설명될 것이다.
특허청구의 범위 제 1 항 내지 제 10 항에 따른 다공성 입자체 및 그 제조방법에 관한 실시예를 제 1 도를 참고하여 기술한다.
[실시예 1]
1kg의 벤토나이트(시키너로서), 0.5kg의 폴리글리콜 유도체(가소제로써), 및 0.5kg의 폴리에틸렌글리콜(바인더로써)을 10kg의 제지찌꺼기에 첨가했다. 충분하게 혼합한후, 결과 생성물을 과립기계로 과립화하여 각 입자체는 약 5mm의 직경이 되게 했다. 그다음에 이렇게 얻은 원 입자체의 표면에 활석(표면 개량제로써)을 분무하여 부착시켰다(제 1 도 참조). 그후에, 활석이 부착된 원입자체를 건조하여 약 100℃에서 약 1시간동안 구워서 본 발명의 다공성 입자체를 얻었다(제 1 도 참조). 도면에서, 번호 11은 서로 연통된 기공을 표시한다. 마찬가지로, 번호 12는 활석층을 표시한다.
본 실시예에 있어서, 각각의 입자체의 직경을 약 5mm로 했지만, 이것은 적당하게 선택할 수 있다. 입자체의 바람직한 직경은 약 1mm~5mm이다. 이러한 직경은 필요에 따라 자유롭게 선택될 수 있다.
시키너로서는, 점토광물, 목절점토, 장석, 벤토나이트, 와목점토 한국산고령토, 카르복시메틸셀룰로오스, 아라비아고무, 덱스트린 및 프노린등을 단독으로 또는 벤토나이트를 제외한 조합으로 사용할 수 있다.
표면 개량제로서 활석이외에 고령토를 사용할 수 있다.
발포제를 시키너와 함께 제지찌쩌기에 혼합할 수 있다. 이 경우에 있어서, 예컨대 소다회등을 발포제로서 사용할 수 있다. 소다회는 입자체내의 기공형성을 강화하기 위하여 사용된다.
[실시예 2]
1kg의 벤토나이트를 시키너로서 10kg의 제지찌꺼기에 첨가시켰다. 충분하게 혼합한후, 결과 생성물을 과립기계로 과립화해서 입자체를 약 5mm의 직경이 되게 했다. 그 다음에 이 원 입자체를 건조해 약 100℃에서 1시간동안 구워서 본 발명의 다공성 입자체를 얻었다.
[실시예 3]
1kg의 벤토나이트(시키너로서), 0.5kg의 폴리글리콜 유도체(가소제로서), 및 0.5kg의 폴리에틸렌글리콜(바인더로서)을 10kg의 제지찌꺼기에 첨가했다. 충분하게 혼합한후, 결과 생성물을 과립기계로 과립화해서 입자체를 약 5mm의 직경이 되게했다. 그다음에, 이 원입자체를 건조하여 약 100℃에서 1시간동안 구워서 본 발명의 입자체를 얻었다.
특허청구의 범위 제 1 항에 따른 다공성 입자체에 있어서, 입자체는 시키너를 제지찌꺼기에 혼합시키고 그것을 과립상으로 만들고 이러한 과립상의 입자체를 건조하고 구움으로써 제조한다. 따라서, 만족한 부착력과 용수성을 가진 다공성 입자체거 얻어지게 된다. 따라서, 산업폐기물인 제지찌꺼기는 중요한 원자재로서 활용될 수 있다. 또한 예컨대 흰개미 제거제(termite eliminator)를 입자체에 주입시키거나 또는 입자체에 분무시키면 장기동안 흰개비 제거에 효과적인 과립을 얻을 수 있다. 이 흰개미 제거제가 적용된 과립을 건축물이 세워진 토양 또는 지면에 분무함으로써 가옥, 빌딩등과 같은 건축물을 흰개미에 의한 파손으로부터 보호할 수 있다.
특허청구의 범위 제 2 항에 따른 다공성 입자체에 있어서, 이 입자체는 시키너, 가소제, 발포제 및 바인더를 제지찌꺼기에 혼합시키고 그것을 과립상으로 만들고 이러한 과립상의 입자체를 건조시키고 구움으로써 제조한다.
즉, 특허청구의 범위 제 2 항의 다공성 입자체에 있어서 시키너, 가소제, 발포제 및 바인더는 그 제조과정의 제 1 단계에서 제지찌꺼기에 혼합함으로써 이하의 효과를 얻게 된다.
(1) 성형력이 우수하고(균열이 쉽게 발생되지 않는다), (2) 강도가 높고, (3) 다공성이 우수하기 때문에, 부착력 및 용수성이 우수한다.
그러므로 특허청구의 범위 제 2 항에 따른 다공성 입자체가 사용된다면, 산업폐기물로써 제지찌꺼기는 더욱 효과적으로 중요한 원재료로써 활용될 수 있다. 이상과 같이 상기한 실시예를 통해 알 수 있는 바와같이 특허청구의 범위 제 8 항 내지 제 10 항에 따른 다공성 입자체 제조방법을 사용한다면, 이 다공성 입자체는 쉽게 제조된다.
다음에, 본 발명 특허청구의 범위 제 11 항 내지 제 15 항에 따른 건축재료의 일 실시태양으로서 벽돌을 제 2 도를 참고하여 구체적으로 설명할 것이다.
[실시예 4]
벽돌(3)를 제조하기 위하여, 25kg의 벤토나이트(제 11 항 내지 제 15 항에 "점토"에 대응함)을 제지찌꺼기 소각재에 혼합하여 철저하게 교반시켰다. 그후에 이 혼합물은 벽돌 형상을 가진 성형기에 주입하여 가압시킴으로써 벽돌형상으로 건조성형(dry mould)했다. 이렇게 성형된 원 벽돌을 터널 가마에서 구워서, 본 발명 건축재료의 일 실시태양인 벽돌을 제조했다(제 2 도 참조).
이처럼 본 발명의 건축재료는 특허청구의 범위 제 14 항 또는 제 15 항에 따른 제조방법에 의해 쉽게 제조가능하다. 제지찌꺼기 소각재와 벤토나이트의 혼합비는 목적하는 성형물에 따라 적합하게 선택할 수 있다. 벤토나이트 대신에, 다른 점토도 사용할 수 있다. 또한 점토와 다른 바인더(예컨대 상업적으로 유용한 것)를 결합하여 사용할 수도 있다.
본 실시예에 있어서는 단지 벽돌만 설명했으나, 특허청구의 범위 제 11 항 내지 제 15 항에 따른 건축재료는 본실시예에 제한되는 것이 아니라 다른 건축재료, 예컨대 기와, 단열판, 세팅타일, 포장타일드을 포함한다.
특허청구의 범위 제 11 항 내지 제 15 항에 따른 건축재료에 있어서, 건축재료는 주로 제지찌꺼기 소각재로 만들어진다. 즉, 원재료는 분말형태이다. 본 건축재료는 가압에 의해서 건조성형시킬 수 있으므로, 종래의 기술에서는 필요한 건조과정이 본 발명에서는 새략될 수 있다. 그러므로, 이 건축재료에 있어서, 생산품에 발생되는 수축을 방지할 수도 있다.
더욱이, 이 건축재료에 있어서, 건조성형과정을 사용할 수가 있어서, 이 재료는 쉽게 다양한 형상으로 성형할 수 있다. 그러므로, 이 건축재료를 사용하면, 기와등을 편평하고 납짝한 형상을 성형할 수 있는 등, 다양한 디자인이 가능하다. 그러므로 이 건축재료는 서구식 가옥을 만드는데 사용할 수 있다.
더욱이, 이 건축재료에 있어서, 원재료는 주로 제지찌꺼기 소각재로부터 제조하기 때문에 무게가 가볍다. 결과로서 기와등을 어려움없이 큰 사이즈로 제조할 수 있고, 대체로 가옥과 빌딩과 같은 건축물의 건설작업의 비용을 어려움 없이 줄일 수 있다. 또한 이 건축재료는 제지찌꺼기 소각재가 주요한 구성요소이므로, 우수한 방수성이 있다. 결과로써, 이 제지찌꺼기 소각재는 세트 타일, 포장타일등과 같은 다양한 분야에서 새로운 건축재료로써 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 시키너를 제지찌꺼기에 혼합시키고, 그것을 과립상으로 만들고, 이러한 과립상의 입자체를 건조시키고 구움으로서 제조되는 것을 특징으로 하는 다공성 입자체.
  2. 시키너, 가소제, 발포제 및 바인더를 제지찌꺼기에 혼합시키고 그것을 과립상으로 만들고, 이러한 과립상의 입자체를 건조시키고 구움으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 다공성 입자체.
  3. 시키너, 가소제, 발포제 및 바인더를 제지꺼끼에 혼합시키고 그것을 과립상으로 만들고, 표면개량제를 이러한 과립상의 입자체의 표면에 첨가시키고, 그것을 건조시키고 이렇게 건조된 입자체를 구움으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 다공성 입자체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 시키너가 워터그라스, 점토광물, 목절점토, 장석 벤토나이트, 와목점토, 한국산 고령토, 카르복시메틸셀룰로오스, 아라비아고무, 덱스트린, 및 프노린으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인 것을 특징으로 하는 다공성 입자체.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 가소제가 폴리글리콜 유도체를 포함하는 것인 것을 특징으로 하는 다공성 입자체.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 바인더가 폴리에틸렌글리콜과 소다회로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인 것을 특징으로 하는 다공성 입자체.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 표면개량체가 활석과 고령토로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인 것을 특징으로 하는 다공성 입자체.
  8. 시키너를 제지찌꺼기에 혼합시키는 단계, 그것을 과립상으로 만드는 단계, 이러한 과립상의 입자체를 건조시키는 단계, 및 굽는단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 다공성 입자체 제조방법.
  9. 시키너, 가소제, 발포제 및 바인더를 제지찌꺼기에 혼합시키는 단계, 그것을 과립상으로 만드는 단계, 이러한 과립상의 입자체를 건조시키는 단계, 및 굽는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 다공성 입자체 제조방법.
  10. 시키너, 가소제, 발포제 및 바인더를 제지찌꺼기에 혼합시키는 단계, 그것을 과립상으로 만드는 단계, 표면-작용제를 이러한 과립상의 입자체에 첨가시키는 단계, 그것을 건조시키는 단계 및 이렇게 건조된 입자체를 굽는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 입자체 제조방법.
  11. 제지찌꺼기 소각재로 주로 만들어진 것을 특징으로 하는 건축재료.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제지찌꺼기 소각재를 70~80wt% 포함하는 것을 특징으로 하는 건축재료.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 바인더로서 30~20wt%의 점토를 상기 제지찌꺼기의 소각재 70~80wt%에 첨가시키고 그것을 소정의 형성으로 성형하고 그 형상체를 구움으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 건축재료.
  14. 바인더를 제지찌꺼기 소각재에 첨가시키는 단계, 그것을 소정의 형상으로 성형하는 단계, 및 그 형상체를 굽는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축재료 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 바인더로서 30~20wt%의 점토를 상기 제지찌꺼기 소각재 70~80wt%에 첨가시키는 단계, 그것을 소정의 형상으로 성형하는 단계, 및 그 형상체를 굽는단계로 구성된 것을 특징으로 하는 건축재료 제조방법.
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