KR950005385B1 - 펄프 슬러지(pulp sludge)를 이용한 건축용 판넬의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

펄프 슬러지(pulp sludge)를 이용한 건축용 판넬의 제조방법.

본 발명은 제지공장에서 발생되는 제지폐기물인 펄프 슬러지(pulp sludge)를 주성분으로 하여 건축용 천정판이나 바닥판등의 건축용 판넬을 제조하는 방법에 관한 것이다.

제지공장에서 각종 용지(用紙)를 제조하는 과정은 대개 목재펄프원료와 재생지 및 소량의 첨가제를 첨가하여 균일하게 혼합한 상태에서 열을 가하여 용해처리함으로써 목적하는 바의 종이를 생산하게 되는데, 이같은 종이의 제조과정에 있어서는 난연선의 각종 무기물질, 극히 미세한 리근니질, 페프닌질을 비롯한 헤미셀룰로오즈등으로 이루어진 제지폐기물로서의 펄프 슬러지가 남게 된다.

이러한 펄프 슬러지는 이를 하천에 그대로 방류할 경우에는 심각한 수질오염을 유발시키기 때문에 각 제지공장에서는 폐수처리장치를 설치하여 펄프 슬러지를 분리 회수해내서 폐기시키고 있으나, 이 또한 폐기물의 부패시에 발생하는 악취로 인하여 또다른 공해요인으로 작용하는 문제점을 지니고 있다.

이같이 제지폐기물에서 발생되는 악취를 방지하기 위한 방편으로서 펄프 슬러지중에 포함되어 있는 수분을 수분제거기로 상당량 제거한 다음에 소각로에서 소각처리하는 방법이 사용되고 있긴 하나, 소각을 위해서는 연료비를 포함한 제반비용이 많아 소요되는 한편 소각시 발생하는 매연에 의한 대기공해의 문제와 소각후 남는 재의 매몰에 따르는 토양오염 내지는 수질오염의 문제점이 여전히 남게되어 공해발생을 최대한 억제하면서 펄프 슬러지를 처리하는 방안에 관한 새로운 기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

종래에는 국내 공개특허공보 제585호 공개번호 90-7650호와 같은 펄프 슬러지를 주원료로 하는 판넬의 제조방법이 알려지고 있으나, 이는 단순히 펄프 슬러지의 결합 및 성형성을 높이기 위하여 열경화성 페놀계수지와 파라핀왁그 및 황산반토를 첨가하는 것으로서 성형을 완료하였을때 기계적 강도가 낮고, 화재시 쉽게 착화되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 제지공장에서 발생되는 폐기물로서의 펄프 슬리지를 소각시키거나 매몰시키는 방식이 아닌 새로운 형태로서 펄프 슬리지를 주성부으로 이용하여 건축용 내·외장재 판넬을 제조하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 종래의 공해유발물질로 간주되어 오던 펄프 슬러지를 건축용 판넬의 주원료로 사용함에 따라 자원의 재활용이라는 측면과 공해발생 억제라는 측면에서 바람직하다 할 것이며, 특히 본 발명의 방법에 의해서 제조된 건축용 판넬은 성형과정에서의 프레스선택에 따라 다양한 크기 및 모양으로서의 제작이 가능할 뿐만 아니라 강도 및 외관이 미려하고 방음, 방열효과가 우수하여 천정용보드나 바닥용보드 및 방음, 방열 용벽판체를 비롯한 슬레이트대용재로 다양하게 이용될 수 있다는 점에서 기술적 특징이 있다.

이와 같은 본 발명의 펄프 슬러지를 이용한 건축용 판넬을 제조하는 공정에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제지공정에서 발생하는 펄프 슬러지의 성분은 펄프섬유질과 유용성 고체 페놀계 말레인산계를 주성분으로 하여 여기에 소량의 각종 무기물질에 함유되어 이루어진 것으로서 이같은 펄프 슬러지 65%이상의 수분이 포함되어 있다.

상기와 같은 성분으로 이루어진 펄프 슬러지를 이용하여 건축용 판넬을 제작하기 위한 1단계 공정으로서는 펄프 슬러지의 주성분에 화황산이나 화염산과 같은 산성계통의 중화제를 가하여 2시간 이상 교반함으로써 중화시키는 작업이 행해지게 된다.

다음, 중화제를 이용한 펄프 슬러지의 중화공정이 완료된 후에는 펄프 슬러지중에 함유되어 있는 약 65%이상의 수분을 50% 이상 제거하는 수분제거공정이 수행되게 되는데, 이 공정은 고압, 고열하의 인젝션(Injection)장치를 통하여 이루어진다.

일단 수분이 제거된 펄프 슬러지는 분쇄기내로 도입되어 약 2mm의 입자크기로 분쇄처리되어 입상슬러지상태로 된다.

이와 같이 하여 마련된 입상의 펄프 슬러지는 PVC, 세라믹, 실리콘, 난염제 및 첨가제등이 일정비율로 첨가되어 혼합과정을 거치게 되는데, 이때의 배합비율은 다음과 같다.

펄프 슬러지 60-70wt%

저밀도 PVC 18-22wt%

세라믹 5wt%

실리콘 3wt%

난염제 5wt%

첨가제 2tw%

상기 성분중 세라믹은 규산염이나 알루미나(Al₂O₃)등이 바람직하며, 난염제로는 테프론이나 테프젤등이 사용되고 첨가제로는 부타디엔 고무접착제 등이 유용하다.

상기와 같은 원료조성은 배합기중에서 배합되어 1200PRM으로 1시간 가량 교반된 다음 소정의 형상을 갖는 금형내로 충진되어 유압프레스를 통한 100-1500psi의 압력으로 150-200℃의 성형압력하에서 성형됨으로써 건축용 판넬로서의 제작이 완료되어 진다.

이하, 본 발명의 실시예는 다음과 같다.

제지공장에서 배출된 펄프 슬러지에 회황산을 혼합하여 2시간 30분에 걸쳐 교반을 행하여 슬러지를 중화시켰다.

다음으로 중화처리된 펄프 슬러지중에 포함된 수분이 10%가 되도록 인젝션장치를 이용하여 수분의 제거를 행하고 나서 분쇄기중에서 슬러지 입자의 크기가 약 2mm가 되도록 분쇄하여 입상의 슬러지를 마련하였다.

이같이 마련된 입상의 펄프 슬러지에 소량씩의 성분원료를 배합함에 있어, 그 배합비율은, 펄프 슬러지 65wt%, 저밀도 PVC 20wt%, 규산염 5wt%, 실리콘 3wt%, 테프론 5wt% 및 부타디엔 고무접착제 2wt%로 하여 배합한 다음 1200RPM으로 1시간 동안 교반하였다.

이같이 교반이 완료된 혼합물을 평면체상의 내부공간을 갖는 금형내부에 충진시켜 200℃의 온도에서 130psi의 압력을 가하여 천정용보드를 제작하였다.

이와 같은 공정을 통해 얻어진 천정용보드에 대하여 강도시험을 행한 결과 종래의 천정용 건축재에 비해 우수한 강도를 나타내었으며 외관의 색상이 미려하다는 효과도 아울러 지니고 있었다.

Claims (2)

1. 펄프 슬러지를 주성분으로 하여 압축성형하여 판넬을 제조함에 있어서, 펄프 슬러지를 산성계통의 중화제로 중화한 다음 수분제거공정에 이은 분쇄공정을 수행하여 얻어진 입상의 펄프 슬러지 60-70wt%, 저밀도 PVC 18-22wt%, 세라믹 5wt%, 실리콘 3wt%, 난염제 5wt% 및 첨가제 2wt%를 배합 교반한 후 유압프레스의 금형을 이용하여 건축용 판넬을 압축성형함을 특징으로 하는 펄프 슬러지를 이용한 건축용 판넬의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 유압프레스를 통한 압축성형시 성형온도가 150-200℃이고 성형압력이 100-1500psi인 것을 특징으로 하는 펄프 슬러지를 이용한 건축용 판넬의 제조방법.