WO2020262866A2 - 발포시멘트 단열보드의 제조방법 - Google Patents

발포시멘트 단열보드의 제조방법 Download PDF

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WO2020262866A2
WO2020262866A2 PCT/KR2020/007703 KR2020007703W WO2020262866A2 WO 2020262866 A2 WO2020262866 A2 WO 2020262866A2 KR 2020007703 W KR2020007703 W KR 2020007703W WO 2020262866 A2 WO2020262866 A2 WO 2020262866A2
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    • B28B3/20—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded

Definitions

  • the surface of the styrofoam grains is coated with cement, extruded together with a cement mixture to produce a board, and an emulsion is coated on the top of the board, and then fired at high temperature to form numerous pores as the styrofoam grains located inside the board are carbonized.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a foamed cement insulation board that is light and has a beautiful external pattern and color by forming fine pores by reaction of cement and calcium sulfate in a cement mixture.
  • building cement bricks and cement boards composed of cement do not change in volume even if they are fired at high temperatures like other minerals.
  • Cement blocks used for wall construction of buildings are manufactured by mixing cement, sand, and water, and the order of production is to mix dry cement and dry sand well, add water appropriately, and mix and mix them to a certain size and shape. It is customary to put it in a block mold, chop it, remove the mold, and undergo a curing process for about 28 days or longer. Cement blocks manufactured for special purposes in recent years are sometimes produced with high strength or early curing products through the curing process using special equipment such as steam or using a separate additive when blending or mixing.
  • the conventional cement block manufactured as described above has been used as a major building material for a long period of time, it does not have heat insulating properties and has no sound-absorbing properties. Therefore, when it is necessary to thoroughly protect and block the temperature inside the building so that the temperature inside the building is not affected by the external temperature, such as an exterior wall, in the actual construction of a building, insulation construction must be performed separately.
  • Styrofoam is a foaming agent in which foaming beads containing lower hydrocarbons as a foaming agent in polystyrene are put in a mold, heated and foamed at about 60 times, and then extruded into a sheet for vacuum forming, or 30 times by adding a foaming agent to ordinary polystyrene. It is then extruded into a plate shape, or it is made by injection molding with low foaming to about twice as much.
  • Such styrofoam functions as an insulation material, but it always has problems when constructing a building and is unavoidably constructing it, but it is susceptible to fire due to chemicals, so when it is installed between the building wall and the wall, or when installing inside or outside the building wall, finish with another non-flammable plate.
  • Insulation materials for building walls which have the advantage of being formed in a honeycomb structure to withstand external impacts and loads, and a manufacturing method thereof are described.
  • Korean Patent Publication No. 1020130104382 (2013.09.25.) is a non-flammable sandwich panel made by mixing styrofoam grains made by crushing waste styrofoam, magnesium oxide, and a suspension.
  • This suspension has the cohesive power of the filler, the waterproofing agent, the resin that acts as an adhesive, and the hydration of the catalyst role that makes it easy to melt the glue and the filler for high tensile strength and compressive strength with adhesion and cohesion against vibration or impact (rubber properties).
  • a non-combustible suspension is made by properly mixing sodium, trisodium phosphate, which gives high tensile strength, ammonia that dissolves the covalent substances of the fillers, and an emulsifier that makes these liquids float.
  • a non-combustible sandwich panel for construction using waste styrofoam manufactured by properly mixing the above waste styrofoam grains, magnesium oxide, and non-combustible suspension, compressing the mixture in a molding frame, attaching external panels to one or both sides, and performing heat treatment.
  • Korean Patent Publication No. 1010200800000 (2011.02.28.)
  • a material in which silicon oxide, an oxidizing inorganic substance, and calcium oxide, magnesium oxide, and ilite are mixed in hydroxide or carbonate, and the purity relative to the total amount of surfactant A material that mixes 30% (weight ratio) methyl alcohol is created, and the resulting material is stirred with expanded polystyrene crystal particles to create a new material, and 30% purity hydrogen peroxide is added while stirring the above material at room temperature.
  • a new material is created by mixing and stirring 0.1 to 5 ratios of the total amount of the expanded polystyrene filler foam resin (polyurethane foam).
  • non-flammable insulating powders of metals, non-metals, metal oxides, metal hydroxides, and non-metallic minerals with a particle diameter of 1 to 70 ⁇ m are heated to 50 to 300°C, and resin particles before foaming. And sprayed on the surface layer of the expanded particles, and penetrated by pressing and stirring, and fusion coating is applied to form a non-flammable and heat-insulating film on the surface layer of the expandable resin particles, and a method for producing a non-flammable and heat-insulating film is disclosed.
  • Expanded vermiculite used as the main raw material, is a lightweight, non-flammable inorganic material with a density of 0.06 ⁇ 0.3g/cm3 manufactured by thermally expanding and foaming minerals harmless to the human body at a high temperature of 1000°C or higher.
  • Flame-retardant vermiculite styrofoam board is 100 parts by weight of expanded vermiculite, 3 to 50 parts by weight of PS foaming resin and 3 to 300 parts by weight of oil and inorganic flame-retardant adhesive compounds such as sodium silicate, potassium silicate, and flame-retardant urethane adhesive Other polymer resins, inorganic flame retardants, fillers, etc.
  • the manufacturing method consists of weighing the above materials at a certain ratio, coating the surface of the EPS with organic and inorganic flame-retardant adhesive compounds, putting them in a molding machine with expanded vermiculite, mixing them, and thermoforming at high temperature, aging and cutting. It can be seen that a method of manufacturing a board through a processing process has been disclosed.
  • the surface of the styrofoam grains is coated with cement
  • the board is produced by extrusion molding with a cement mixture, and the emulsion is coated on the top of the board, and then fired at a high temperature to form numerous pores as the styrofoam grains located inside the board are carbonized. It is a problem to be solved by the present invention to produce a lightweight, foamed cement insulation board having a beautiful external pattern and color by forming fine pores by the reaction of cement and calcium sulfate in the cement mixture.
  • the present invention is an improved method of manufacturing a non-combustible styrofoam insulating gypsum board and a method of manufacturing a porous ceramic filed for a patent application with Patent Application No. 1020170150337 (Public Publication No. 1020190054260) and No. 1020180138213,
  • a cement mixture was prepared by mixing 800 g of cement powder, 150 g of pottery powder, 50 g of calcium sulfate powder, and 100 g of styrofoam grains coated with cement prepared in the first step and 300 g of water,
  • the cement mixture prepared above was transferred to an extruder equipped with a molding mold having a thickness of 3 mm, a width of 60 cm, a length of 30 cm, and a height of 3 cm, and extruded to produce a board having a width of 60 cm, a length of 30 cm, and a height of 3 cm,
  • 200 g of feldspar, 200 g of silica, 100 g of limestone, 200 g of kaolin, 200 g of zinc oxide, 100 g of talc, and 400 g of water were put into a ball mill, and 1,000 g of sodium silicate was mixed with 500 g of the emulsion mixed for 24 hours to prepare an emulsion to which the desired pigment was added.
  • the drying board When the drying board is transferred to a sintering kiln and fired at 1,150°C for 6 hours, the styrofoam grains located inside the drying board at 130 to 250°C are carbonized, creating a number of irregular pores of less than 5 mm, and the sintering kiln temperature is 750°C. It is a problem solving means of the present invention to provide a method of manufacturing a foamed cement insulation board, characterized in that the board is manufactured by firing when it is abnormal.
  • a board of a certain standard is formed by mixing cement with a mixture, so that the styrofoam particles present inside the board physicochemically form numerous pores during firing, and fine bubbles are formed by the reaction of cement and calcium sulfate, and the board It has the advantage of being light and excellent in insulation effect due to numerous pores by the board which is fired by coating an emulsion on the top of the panel, and has a beautiful pattern by the emulsion treatment, and has the advantage of being used as a building insulation material due to reduced thermal conductivity.
  • the unit weight is lighter and the compressive strength is similar to the physical properties, which greatly reduces the self-weight of the building, thereby reducing the construction cost by reducing the cross-section of the frame structure, and greatly extending the internal life of the building.
  • the styrofoam was transferred to a filter net, and 500g of styrofoam immersed in water and 1,000g of cement powder were put in a stirrer and stirred at 5 RPM. After making the styrofoam surface to be coated with cement,
  • a cement mixture was prepared by mixing 800 g of cement powder, 150 g of pottery powder, 50 g of calcium sulfate powder, and 300 g of water with 100 g of styrofoam grains coated with cement prepared above,
  • the cement mixture prepared above was transferred to an extruder equipped with a molding mold having a thickness of 3 mm, a width of 60 cm, a length of 30 cm, and a height of 3 cm, and extruded to produce a board having a width of 60 cm, a length of 30 cm, and a height of 3 cm,
  • 200 g of feldspar, 200 g of silica, 100 g of limestone, 200 g of kaolin, 200 g of zinc oxide, 100 g of talc, and 400 g of water were put into a ball mill, and 1,000 g of sodium silicate was mixed with 500 g of the emulsion mixed for 24 hours to prepare an emulsion to which the desired pigment was added.
  • the drying board When the drying board is transferred to a sintering kiln and fired at 1,150°C for 6 hours, the styrofoam grains located inside the drying board at 130 to 250°C are carbonized, creating a number of irregular pores of less than 5 mm, and the sintering kiln temperature is 750°C. When it is over, it relates to a method of manufacturing a foamed cement insulation board manufactured by firing the board.
  • the present invention is to make a cement mixture in a ratio of 100 g of cement-coated styrofoam grains of 5 mm in diameter, 800 g of cement, 150 g of pottery, 50 g of calcium sulfate, and 300 g of water, and then extrude to make a board, and then coat the top of the board with an emulsion. Then, it is a method of producing a foamed cement insulation board by firing.
  • emulsion used in the present invention various colors of emulsion are applied to one side of a rectangular parallelepiped board, but the existing general emulsion appears unclear and unnatural on a board containing cement,
  • 200g of feldspar, 200g of silica, 100g of limestone, 200g of kaolin, 200g of zinc oxide, 100g of talc, and 400g of water are separately added to the emulsion used in the present invention, and 1,000g of sodium silicate is mixed with 500g of pulverized emulsion for 24 hours to obtain a desired pigment.
  • 1,000g of sodium silicate is mixed with 500g of pulverized emulsion for 24 hours to obtain a desired pigment.
  • the reason for coating the cement powder on the surface of the styrofoam grains is to minimize the phenomenon that the styrofoam grains are depressed or crushed by compression when the styrofoam grains are mixed with the cement powder to form a board of a certain standard in the molding process,
  • Styrofoam grains have a light specific gravity and a large volume, and the volume is reduced by carbonization by carbonization at 130 ⁇ 250°C, so that fine pores with fine residues are formed in the carbonized part, and the change in volume during firing of the cement mixture is minimized (column or base It minimizes the phenomenon that fine pores are depressed or crushed by carbonization of Styrofoam particles.
  • the cement of the present invention refers to a material that bonds a material to a material, but generally refers to an inorganic bonding hardener for civil works or construction.
  • Portland cement is commonly referred to as cement today.
  • the main components of Portland cement are lime, silica, alumina, and iron oxide. This cement is made into powder by sufficiently mixing the raw materials containing these in an appropriate proportion, adding an appropriate amount of gypsum to the clinker in which a part is melted and fired.
  • Cement is a major construction material and is used for secondary products with concrete or cement as the main raw material. Cement products are commonly found in living areas such as slats, tiles, foam concrete, electric poles, and pipes.
  • the pottery stone used in the present invention is a mineralogical main component of sericite, silica, or opal.
  • Chemical composition is SiO 2 70 ⁇ 80%, Al 2 O 3 13 ⁇ 20%, Fe 2 O 3 0.04 ⁇ 1%, CaO 0.03 ⁇ 0.8%, MgO 0.4% or less, K 2 O 0.06 ⁇ 4%, Na 2 O It is 0.1 ⁇ 3%, H 2 O 1.5 ⁇ 5%.
  • Fire resistance is also SK 26 ⁇ 29, hardness 1 ⁇ 3, specific gravity 2.61 ⁇ 2.74.
  • the white mass is also called pottery, and is used for refractory materials and papermaking pesticides, as well as for filling rubber and synthetic resins in addition to ceramics.
  • Calcium sulfate of the present invention has the formula CaSO 4 .
  • Anhydride is also referred to as pumice and anhydride, while dihydrate is called gypsum and hemihydrate is called calcined gypsum.
  • Anhydrides are colorless crystals, and those that are naturally produced are colored by mixing impurities. Specific gravity is 2.96, hardness is 3.5. It dissolves about 0.3g at 20°C in 100g of water.
  • the dihydrate CaSO 4 ⁇ 2H 2 O is a colorless twin.
  • gypsum can be produced by using forget-me-not obtained when making viscose silk and calcium chloride obtained when making soda ash. It is also produced as a by-product such as when phosphoric ore is reacted with sulfuric acid to produce phosphoric acid, or when cryolite is produced from fluorspar. It has a wide range of uses as plaster and plaster.
  • the emulsion of the present invention is composed of 200 g of feldspar, 200 g of silica, 100 g of limestone, 200 g of kaolin, 200 g of zinc oxide, 100 g of talc, and 400 g of water,
  • Feldspar used in the present invention is an aluminum layered silicate mineral that is a major constituent of granite found in the crust, moon, and meteorites. Most of the feldspars that are naturally produced belong to three single-component families: potassium feldspar (K-feldspar), sodium feldspar (sand feldspar), and calcium feldspar. Potassium feldspar, sodium feldspar, calcium feldspar and sodium feldspar form a solid solution continuously along Bowen's reaction sequence, and they are collectively referred to as alkali feldspar and plagioclase.
  • Moss hardness is 6 and specific gravity is 2 ⁇ 2.7, which is similar to soil composition.
  • the two directions of the cleavage are at right angles and are white, gray, and dark brown.
  • the crystal structure is a triclinic system and a monoclinic system, and has a complex X-ray diffraction pattern because of its low degree of symmetry.
  • K-feldspar and plagioclase can be distinguished through peaks appearing as interlayers in the range of 3.30-3.18 ⁇ . In the case of two intermediate compositions, the position of the peak is also located in the middle.
  • Potassium feldspar and calcium feldspar hardly form a solid solution, but potassium feldspar, sodium feldspar, sodium feldspar, and calcium feldspar form a continuous solid solution, and each series is collectively referred to as alkali feldspar and plagioclase.
  • Alkaline feldspar is represented by silt feldspar with triclinic and monoclinic feldspar, and is the main component mineral of acidic igneous rock. The colored mineral of pink granite is jeongsuseok.
  • Plagioclase is a major component mineral of neutral and basic igneous rocks.
  • plagioclase which is richer in calcium than sodium
  • Plagioclase which has sodium and calcium as its main components
  • plagioclase containing almost the same amount of sodium and calcium is called medium growth stone.
  • feldspars are treated as impurities in the deposit, but feldspar crystals grown to show good crystalline form are treated as gems or semi-precious stones.
  • Typical examples are Labradorite, Sunstone, Moonstone, Jeongjeongseok, Andesine Amazonite, which are a kind of feldspar.
  • clay produced by weathering feldspar is used as a raw material for ceramics.
  • the chemical composition of silicate used in the present invention is silicic anhydride to be.
  • High purity and white ones are called baekgyuseok and are produced from pegmatite, quartz vein, quartzite, and churt.
  • the silicate content is more than 95-97%.
  • pegmatite is called Janggyuseok because it is mined along with feldspar.
  • Baek Kyu-seok is a raw material mainly for glass, ceramics, silicon, and ferrosilicon.
  • Yeongyuseok is a quartz rock that has been weathered to form a soil, and some clay is mixed. It is used as a mixture of fireproof mortar or cement and contains about 90% silicate.
  • Furnace quartzite is a kind of chut, and because it contains iron, it has a red color and is the main raw material for refractory bricks.
  • Naejangseok is a small piece of silica stone, 5 ⁇ 15cm in diameter, and is used for interior decoration of ball mill for grinding ceramic raw materials.
  • Limestone used in the present invention is a kind of aqueous rock containing calcium carbonate (CaCO 3 ) as a main component, and is made by chemical precipitation in seawater or fossils of living organisms with a calcareous carbonic shell.
  • the standard of quality varies depending on the use, but those with CaO of 45% or more are being mined.
  • impurities silicon dioxide, alumina, magnesia, and the like are contained. Although it can be used as a neutralizing agent, it is necessary to perform aeration after stirring for a long time because carbon dioxide gas is generated.
  • there are various uses such as raw materials for coal, cement, glass, carbide, iron making, and chemical industries.
  • Kaolin used in the present invention is produced when rocks or feldspar minerals in the soil undergo chemical weathering by carbonic acid or water.
  • Kaolin is one of the most common clay minerals and is called by various names such as kaolin, goreung, and white clay.
  • the most representative mineral species are kaolinite and haloysite, and are rarely produced in the form of nacrite and dicite.
  • High-quality kaolin does not contain iron and magnesium, so it has a light and bright color and is suitable for making thin bowls due to its viscosity.
  • Kaolin may be pure white or gray before processing, but it turns white when baked at high temperatures. This is generally called white porcelain, and Joseon white porcelain made of high quality kaolin is designated as a cultural property and is preserved. Even recently, a lot of clean white modern ceramics using such kaolin are being produced.
  • Zinc oxide used in the present invention is a colorless crystal ZnO that is insoluble in water.
  • the powder is called zinc oxide, zinc white, etc. It is a light white powder with a melting point of 1,975°C (pressurized) and 1,720°C (normal pressure), specific gravity 5.47 (amorphous), 5.78 (crystalline). It turns yellow when heated to about 300°C, but becomes original color when cooled. It is an amphoteric oxide that is hardly soluble in water but soluble in dilute acids and concentrated alkalis.
  • red zinc Naturally, it is produced as red zinc, and industrially, it is made by heating and vaporizing metallic zinc and burning it with air or burning zinc sulfate or zinc nitrate. It is important as a white pigment because the particles are fine and the covering power is lower than that of light white, but it is not toxic and does not turn black by hydrogen sulfide.
  • White pigment, vulcanization accelerator, catalyst, electrophotographic material, phosphor In addition, it is used as a raw material for pharmaceuticals or cosmetics such as zincized ointment and zincized starch.
  • Talc used in the present invention has the lowest hardness among natural minerals and is easily scratched by a knife.
  • the touch of the surface is soft and smooth like soap, giving it a sense of fat.
  • the specific gravity is 2.58 ⁇ 2.83, and the color is white when it is a pure ingredient, but it is green depending on the content of impurities.
  • the original structure When heated, the original structure changes to another structure. At 700 to 900°C, it becomes an amphibole structure and at 1,000 to 1,200°C it becomes a pyroxene structure. At 1,250-1,350°C, it decomposes and becomes monopyrite and high-temperature quartz.
  • Talc has been widely used under the name of “gopdol” and has been used for stoneware and other carvings due to its unique smoothness and soft hardness. Talc is produced by secondary deterioration of dolomite and magnesite, or hydrothermal deterioration of serpentine, which is a superbasic rock, and the former is relatively high in purity.
  • the main producing countries are the United States, Japan, China, Russia, and France, and Korea is also one of the major producing countries.
  • the world's total output is about 5 million tons per year, and the estimated reserves are about 1.6 billion tons.
  • the dolomite limestone deterioration there are two types of output: the dolomite limestone deterioration and the serpentine hydrothermal deterioration.
  • the former type is mainly distributed in Chungju, Chungcheongbuk-do, and the latter type is widely distributed in Gwangju and Yesan, Chungcheongnam-do.
  • the total reserves in Korea are estimated to be about 35 million tons, of which more than 70% are buried in Chungcheong-do.
  • the annual output is about 200,000 tons, of which about 60% is produced in the Dongyang talc mine near Chungju.
  • Talc has insulation against electricity, has strong absorbency and adhesion when in powder form, and has excellent fire resistance, so it is often used as a refractory material or filler.
  • a cement mixture was prepared by mixing 800 g of cement powder, 150 g of pottery powder, 50 g of calcium sulfate powder, and 100 g of styrofoam grains coated with cement prepared in the first step and 300 g of water,
  • 200 g of feldspar, 200 g of silica, 100 g of limestone, 200 g of kaolin, 200 g of zinc oxide, 100 g of talc, and 400 g of water were put in a ball mill, and 1,000 g of sodium silicate was mixed with 500 g of pulverized emulsion for 24 hours to prepare an emulsion to which the desired pigment was added.
  • the drying board of the sixth process When the drying board of the sixth process is transferred to a firing kiln and fired at 1,150°C for 6 hours, the styrofoam grains located inside the drying board at 130 to 250°C are carbonized, creating a number of irregular pores of 5 mm or less, while the firing kiln When the temperature is higher than 750°C, the board is fired when it reaches high heat, and the pattern and color appear on the top by the glaze, and a foamed cement insulation board with good insulation effect was manufactured.
  • Test Items unit Test result Remark Initial thermal conductivity (average temperature 23 ⁇ 2°C) W/(m ⁇ K) 0.079 KS L 9016: 2010
  • the foamed cement insulation board of the present invention has a very low initial thermal conductivity, indicating excellent as an insulation material.

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Abstract

본 발명은 스티로폼 알갱이 표면에 시멘트로 코팅하고, 시멘트혼합물과 함께 압출성형하여 보드를 제조하고 보드의 상부에 유액을 코팅시킨 후, 고온에서 소성시켜 보드 내부에 위치한 스티로폼알갱이가 탄화되면서 수많은 기공을 형성하게 하고, 시멘트혼합물중 시멘트와 황산칼슘의 반응에 의해 미세한 기공을 형성하게 하여 가볍고, 외부의 무늬와 색상이 아름다운 발포 시멘트 단열보드의 제조방법에 관한 것이다.

Description

발포시멘트 단열보드의 제조방법
본 발명은 스티로폼 알갱이 표면에 시멘트로 코팅하고, 시멘트혼합물과 함께 압출성형하여 보드를 제조하고 보드의 상부에 유액을 코팅시킨 후, 고온에서 소성시켜 보드 내부에 위치한 스티로폼알갱이가 탄화되면서 수많은 기공을 형성하게 하고, 시멘트혼합물중 시멘트와 황산칼슘의 반응에 의해 미세한 기공을 형성하게 하여 가볍고, 외부의 무늬와 색상이 아름다운 발포 시멘트 단열보드의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 시멘트로 구성된 건축물 시멘트 벽돌, 시멘트 보드등은 다른 광물질과 같이 고온에서 소성시켜도 부피의 변화가 크지 않다.
건축물의 벽면축조에 사용되는 시멘트블럭은 시멘트, 모래, 물의 배합에 의해 제작되며, 제작순서는 마른 시멘트와 마른 모래를 잘 섞고 물을 적당히 투입하여 건배합 비빔을 한 후, 이를 일정한 규격과 형상의 블록형틀에 담고 다진후, 형틀을 제거하고 약 28일 이상 양생과정을 거쳐 제작되는 것이 통례이다. 최근의 특수 목적으로 제작되는 시멘트블럭은 배합 혹은 비빔시 별도의 첨가제를 사용하거나 스팀등 특수한 설비를 이용한 양생과정을 통하여 고강도 혹은 조기양생제품을 생산하기도 한다.
상기와 같이 제조되는 종래의 시멘트블럭은 오랜 기간 동안 주요 건축자재로 이용되고 있음에도 불구하고, 단열성이 없을 뿐만 아니라, 흡음성도 없다. 따라서 실제 건축물 시공시, 외벽과 같이 건물내부의 온도가 외부의 온도에 영향을 받지 않도록 철저히 보호, 차단시켜야 할 필요가 있는 경우에는 단열시공을 별도로 하여야 한다.
스티로폼은, 폴리스티렌에 발포제로서 저급 탄화수소를 함유시킨 발포성 비드들을 형틀에 넣고 60배 정도로 가열 발포시킨 후 쉬트(sheet)상으로 압출하여 진공성형하거나, 보통의 폴리스티렌에 발포제를 가해서 30배 정도로 가열 발포시킨 후 판상으로 압출하거나, 2배 정도로 저발포 사출성형하여 만들어진다.
이러한 스티로폼은 단열재 기능을 하고 있지만 건물시공시 항상 문제점을 안고 어쩔 수 없이 시공을 하고 있으나 화학품으로 인해 화재에 취약하여 건축물 벽체와 벽체 사이에 시공하거나 건물 벽 안, 밖으로 시공시 다른 불연제판으로 마감을 해야 하는 문제점과 압력에 약해서 바닥 시공시 압력을 강화하기 위해 시멘트 타설 사이사이 구멍을 내어 시멘트 기둥을 내야 하는 문제점 그러므로 인하여 열의 누수가 생겨 에너지 효율성이 떨어지고 화학품이기 때문에 인체에 해롭고 시멘트 과다사용으로 건물의 하중이나 공기연장 비용증가의 문제점이 있어 어려움이 있었다.
국내공개특허공보 공개번호 제1019970069269 (1997.11.07.)호에는 폐기처분되는 페스티로폼을 잘게 부순 입방체형태의 것 4~6중량%를 모래와 세멘트외에 배합하여 성형후 표면에 있는 스티로폼만 유기용매로 제거하므로서 표면이 요철이 심하고 내부에는 100~170℃의 온도로 20~60초간 가열처리하므로서 내부만 스티로폼이 잔료되어지도록 경량단열특성의 스티로폼이 배한된 세멘트벽돌이 공개되어 있고,
국내공개특허공보 공개번호 제1020140041125 (2014.04.04.)호에는 돌이나 흙 또는 석고를 분쇄하여 불연재분말가루를 생성시켜 물풀과 경화제를 혼합하여 혼합물을 생성하고, 상기 혼합물에 발포성 스티로폼알갱이를 다수개 투입하여 교반시켜 스티로폼알갱이의 외부 표면에 혼합물을 고르게 달라붙게 한 후 일정한 형틀에 투입하여 다수개의 스티로폼알갱이 외주표면을 서로 압착시켜 벌집모양으로 형성시킨 스티로폼단열재를 건축물의 실내 벽체 시공시 벽체 내부에 마련하여 불에 약한 화학품 외주연으로 불연성분말로 감싸 불에 화학품인 스티로폼알갱이와 직접 닿는 것을 방지하여 스티로폼알갱이에 불에 붙지 않도록 하여 화재시 불이 빨리 진화할 수 있도록 하는 효과가 있는 이점과 불연재불말을 벌집모양의 구조로 형성시켜 외부 충격과 하중에 버틸 수 있도록 하는 이점이 있는 건축용 벽체의 단열재 및 그 제조방법이 기재되어 있으며,
국내공개특허공보 공개번호 제1020130104382 (2013.09.25.)호에는 폐스티로폼을 분쇄하여 만든 스티로폼 알갱이와 산화마그네슘 그리고 현탁액을 혼합하여 만든 불연 샌드위치 판넬이다. 이 현탁액은 충진제의 응집력과 방수제, 접착제 역할을 하는 송진과 접착력과 진동이나 충격에 대비한 응집력(고무성질)을 지니는 높은 인장강도와 압축강도를 위한 아교와 충진제를 쉽게 융해하게 하는 촉매역할의 수산화나트륨, 높은 인장강도를 부여하는 제3인산나트륨과 충진제들의 공유 결합성 물질을 녹이는 암모니아와 이러한 액체들을 부유하도록 하는 유화제를 적절히 혼합하여 만든 것이 불연 현탁액이다.
상기의 폐스티로폼 알갱이와 산화마그네슘과 불연 현탁액을 적절히 혼합하여 이 혼합물을 성형 틀 내에서 압축가공한 후 일면 또는 양면에 외부 판넬을 부착하고 열처리를 하여 제조된 폐스티로폼을 이용한 건축용 불연 샌드위치 판넬이 공개되어 있고,
국내등록특허공보 등록번호 제1010200800000 (2011.02.28.)호에는 수산화염 또는 탄산염에산화성 무기질인 산화규소와, 산화칼슘과 산화마그네슘과 일라이트를 혼합하는 재료를 생성하고, 계면 활성제 총량에 대한 순도 30%(중량비) 메틸알코올을 혼합하는 재료를 생성하여, 상기와 같이 생성한 재료를 발포 폴리스티렌 결정 입자와 교반하여 새로운 재료를 생성하여, 상기의 재료를 상온에서 교반하면서 순도 30% 과산화수소를 첨가하여 기포를 생성하면서 겔상의 미세한 폼을 형성하는 새로운 재료를 생성한 후 상기의 재료에 내수성 증가를 위하여 충진제 발포 수지(폴리우레탄 폼) 발포 폴리스티렌 총량에 대해 0.1~5비율 혼합 교반하여 새로운 재료를 생성하여, 생성된 재료를 발포 건조하여 스티로폼을 생성하는 단계로 구성한 내화 불연성 스티로폼의 제조방법이 기재되어 있으며,
국내등록특허공보 등록번호 제 1013006260000 (2013.08.21.)호에는 입경 1~70μm의 금속, 비금속, 금속산화물, 금속수산화물, 비금속광물의 불연 단열성 분말을 50~300℃로 가열해서 발포하기 전의 수지 입자와 발포한 입자 표면층에 분사하고 압착 교반해서 침투시키며 융착 코팅하여 발포성 수지 입자 표면층에 불연성과 단열성의 막을 형성시킨 것으로 이를 제공하여 불연성과 단열성막을 형성시킨 발포성 수지 입자의 제조방법이 공개되어 있고,
국내공개특허공보 공개번호 제1020090019087(2009.02.25.)호에는 난연성 및 흡차음성이 우수한 팽창 질석과 단열성이 우수한 폴리스티렌 발포수지(EPS Bead)를 주원료하고 여기에 난연성 및 두 원료의 접착력강화를 위해 유무기계 난연 접착성 화합물을 혼합한 후 성형기에서 열성형하여 난연질석스티로폼 보드를 제조한다.
주원료로 사용된 팽창질석은 인체에 무해한 광물질을 1000℃이상 고온에서 열팽창 발포시켜 제조한 밀도가 0.06～0.3g/cm3인 경량의 불연성 무기질 재료이다. 난연 질석스티로폼 보드는 팽창질석 100중량부에 PS 발포수지 3내지 50 중량부와 규산나트륨, 규산칼륨, 난연 우레탄접착제등 유, 무기계 난연성 접착화합물 3 내지 300중량부 기타 고분자수지, 무기계 난연제, 충진제등으로 이루어져 있으며 제조방법은 상기재료를 일정비율로 각각 계량한 다음 유,무기계 난연성 접착화합물 등을 EPS표면에 코팅한 후 팽창질석과 함께 성형기에 넣고 혼합한 다음 고온에서 열성형 한 후, 숙성, 절단가공 공정을 통해 보드를 제조하는 방법이 공개되어 있음을 알 수 있다.
본 발명은 스티로폼 알갱이 표면에 시멘트로 코팅하고, 시멘트혼합물과 함께 압출성형 하여 보드를 제조하고 보드의 상부에 유액을 코팅시킨 후, 고온에서 소성시켜 보드 내부에 위치한 스티로폼알갱이가 탄화되면서 수많은 기공을 형성하게 하고, 시멘트혼합물중 시멘트와 황산칼슘의 반응에 의해 미세한 기공을 형성하게 하여 가볍고, 외부의 무늬와 색상이 아름다운 발포 시멘트 단열보드를 제조하는 것이 본 발명이 해결하고자 하는 과제인 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 특허출원번호 제1020170150337호(공개번호1020190054260)와 제1020180138213호 로 특허출원한 불연성 스티로폼 단열 석고보드 제조방법 및 다공질 세라믹의 제조방법을 개량한 것으로서,
직경 5mm 크기로 발포된 스티로폼 알갱이를 선택하여 교반기에 물을 넣고 교반시킨 후, 스티로폼을 여과망에 이송시켜 물에 침적시킨 스티로폼 500g 과 시멘트분말 1,000g을 교반기에 넣어 5 RPM으로 교반시켜 스티로폼 표면에 시멘트가 코팅되도록 제조한 다음,
시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이를 교반기에서 꺼내어 여과망으로 이동시켜 1시간 방치하여 스티로폼 알갱이의 표면에 코팅된 시멘트가 건조되도록 하여 시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이를 준비한 후에,
시멘트분말 800g, 도석분말 150g, 황산칼슘분말 50g과 상기 제1공정에서 제조된 시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이 100g에 물 300g을 혼합하여 시멘트혼합물을 제조한 다음,
상기에서 제조된 시멘트혼합물을 두께 3mm, 가로 60cm, 세로 30cm, 높이 3cm의 성형틀이 구비된 압출기로 이송시켜 압출성형하여 가로 60cm, 세로 30cm, 높이 3cm의 보드를 제조한 후에,
상기에서 제조된 보드를 제1건조기로 이송시켜 90℃ 의 열풍으로 24시간 건조시키되, 강알칼리성인 시멘트 분말과 약산성인 황산칼슘분말의 혼합시 중화반응이 일어나 기포가 발생되어 수많은 기공들이 건조보드에 형성되며,
장석200g, 규석 200g, 석회석 100g, 고령토 200g, 산화아연 200g, 활석 100g, 물 400g을 볼밀에 넣고 24시간 혼합한 유액 500g 에 규산소다 1,000g을 혼합하여 원하는 안료를 첨가한 유액을 제조한 후,
상기에서 제조된 건조 보드 상부에 제5공정에서 제조된 유액을 1~2mm 두께로 코팅 시킨 후, 제2건조기로 이송시켜 90℃ 의 열풍으로 5시간 건조시킨 다음,
상기 건조 보드를 소성 가마로 이송시켜 1,150℃에서 6시간 소성시키면, 130 ~ 250℃에서 건조 보드 내부에 위치된 스티로폼알갱이가 탄화되면서, 5mm 이하의 불규칙한 수많은 기공들이 만들어지면서, 소성가마온도가 750℃ 이상 되면 보드가 소성되어 제조함을 특징으로 하는 발포시멘트 단열보드를 제조하는 방법을 제공하는 것이 본 발명의 과제해결 수단인 것이다.
본 발명은 시멘트를 혼합물과 혼합하여 일정규격의 보드를 성형하여 물리화학적으로 보드 내부에 존재하는 스티로폼 알갱이가 소성시 수많은 기공을 형성하고, 시멘트와 황산칼슘의 반응에 의해 미세한 기포가 형성되고, 보드의 상부에 유액을 코팅시켜 소성시킨 보드에 의해 수많은 기공에 의해 가볍고 단열효과가 우수하고, 유액 처리에 의해 아름다운 문양을 가지며 열전도율이 감소되어 건축 단열재로 사용할 수 있는 장점이 있으며,
종래의 시멘트 제품에 비해 단위중량이 가볍고, 압축강도가 비슷한 물리적 성질을 가지고 있어 건축물의 자중을 대폭 경감시켜 줌으로써 골조구조의 단면 절감을 통해 건축공사비를 절감시켜 주고, 건축물의 내부연한을 대폭 연장시킬 수 있는 효과와,
시멘트를 주 원료로 사용하였기 때문에 일반적인 단열보드보다 원가가 아주 저렴한 경제적으로 효과가 큰 이점이 있는 것이다.
본 발명은 직경 5mm 크기로 발포된 스티로폼 알갱이를 선택하여 교반기에 물을 넣고, 교반시킨 후, 스티로폼을 여과망에 이송시켜 물에 침적시킨 스티로폼 500g 과 시멘트분말 1,000g을 교반기에 넣어 5 RPM으로 교반시켜 스티로폼 표면에 시멘트가 코팅되도록 제조한 다음,
시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이를 교반기에서 꺼내어 여과망으로 이동시켜 1시간 방치하여 스티로폼 알갱이의 표면에 코팅된 시멘트가 건조되도록 하여 시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이를 준비한 후에,
시멘트분말 800g, 도석분말 150g, 황산칼슘분말 50g과 상기에서 제조된 시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이 100g에 물 300g을 혼합하여 시멘트혼합물을 제조한 다음,
상기에서 제조된 시멘트혼합물을 두께 3mm, 가로 60cm, 세로 30cm, 높이 3cm의 성형틀이 구비된 압출기로 이송시켜 압출성형하여 가로 60cm, 세로 30cm, 높이 3cm의 보드를 제조한 후에,
상기에서 제조된 보드를 제1건조기로 이송시켜 90℃ 의 열풍으로 24시간 건조시키되, 강알칼리성인 시멘트 분말과 약산성인 황산칼슘분말의 혼합시 중화반응이 일어나 기포가 발생되어 수많은 기공들이 건조보드에 형성되며,
장석200g, 규석 200g, 석회석 100g, 고령토 200g, 산화아연 200g, 활석 100g, 물 400g을 볼밀에 넣고 24시간 혼합한 유액 500g 에 규산소다 1,000g을 혼합하여 원하는 안료를 첨가한 유액을 제조한 후,
상기에서 제조된 건조 보드 상부에 제5공정에서 제조된 유액을 1~2mm 두께로 코팅 시킨 후, 제2건조기로 이송시켜 90℃ 의 열풍으로 5시간 건조시킨 다음,
상기 건조 보드를 소성가마로 이송시켜 1,150℃에서 6시간 소성시키면, 130 ~ 250℃에서 건조 보드 내부에 위치된 스티로폼알갱이가 탄화되면서, 5mm 이하의 불규칙한 수많은 기공들이 만들어지면서, 소성 가마 온도가 750℃ 이상 되면 보드가 소성되어 제조된 발포시멘트 단열보드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 시멘트가 고열에 소성시키면 다른 광물질과 같이 부피의 변화가 거의 없으며,
(기존의 세라믹은 고열에 용융되어 경화 될 때 12% 정도 수축되는 현상이 나타난다.)
시멘트에 다른 물질을 자유롭게 혼합하여 원하는 경도나 크기, 색상 등을 맞출 수 있으며, 성형 또한 용이하여 다양한 건축 자재를 제조할 수 있는 장점을 이용한 발명으로서,
시멘트를 주 원료로 사용하였기 때문에 일반적인 단열보드보다 원가가 아주 저렴한 경제적으로 효과가 큰 이점이 있는 것이다.
본 발명은 직경 5mm 크기의 시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이100g, 시멘트 800g, 도석 150g, 황산칼슘 50g, 물 300g 비율로 시멘트혼합물을 만든 다음, 압출성형 하여 보드를 만든 후, 유액으로 보드의 상부를 코팅시킨 다음, 소성시켜 발포시멘트 단열보드를 제조하는 방법인 것이다.
이때, 고온에서 소성시 보드 내부에 위치한 직경 5mm 크기의 스티로폼알갱이가 탄화되면서 수많은 기공을 형성하게 하여 단열효과를 상승 시켰고, 시멘트혼합물 중 시멘트와 황산칼슘의 반응에 의해 미세한 기공을 형성하게 하여 가볍고, 보드 상부 또는 보드의 표면에 코팅된 유액에 의해 무늬와 색상이 아름다운 발포 시멘트 단열보드를 제조하는 방법인 것이다.
본 발명에 사용되는 유액은 직육면체 형상의 보드 한쪽 면에 다양한 색상의 유액이 도포되는데 시멘트가 함유된 보드에 기존의 일반적인 유액은 선명하지 않고 부자연스럽게 나타나므로,
본 발명에서 사용되는 유액을 별도로 장석200g, 규석 200g, 석회석 100g, 고령토 200g, 산화아연 200g, 활석 100g, 물 400g을 볼밀에 넣고 24시간 분쇄한 유액 500g 에 규산소다 1,000g을 혼합하여 원하는 안료를 첨가하여 제조하였다.
본 발명은 스티로폼알갱이 표면에 시멘트 분말을 코팅하는 이유는 스티로폼 알갱이가 시멘트 분말과 혼합하여 성형공정에서 일정규격의 보드를 성형할 때 압축에 의해 스티로폼 알갱이가 함몰되거나 찌그러지는 현상을 최소화 하도록 하였으며,
스티로폼 알갱이는 비중이 가볍고 부피가 크고 130 ~ 250℃에서 건류 탄화되어 부피가 줄어들어 탄화된 부분에는 미세한 잔류물과 함께 미세한 기공이 형성되며, 시멘트혼합물은 소성시 부피의 변화가 최소화 되어 (기둥 또는 베이스 역할을 하여) 스티로폼 알갱이의 탄화에 의한 미세한 기공이 함몰되거나, 찌그러지는 현상을 최소화 하였다.
본 발명의 시멘트는 넓은 뜻으로는 물질과 물질을 접착하는 물질을 의미하지만 일반적으로 토목용이나 건축용의 무기질의 결합경화제를 뜻한다. 이 중에서도 오늘날 흔히 시멘트로 불리는 것은 포틀랜드 시멘트다.
포틀랜드 시멘트의 주성분은 석회·실리카·알루미나·산화철 등이다. 이 시멘트는 이것들을 함유한 원료를 적당한 비율로 충분히 혼합하여, 그 일부가 용융·소성된 클링커에 적당량의 석고를 가하여 분말로 만든 것이다. 시멘트는 주요 건설자재로서 콘크리트 또는 시멘트를 주원료로 한 2차 제품용으로 사용한다. 슬레이트·기와·기포 콘크리트·전주·관 등 생활주변에서 시멘트 제품은 흔히 볼 수 있다.
[네이버 지식백과] 시멘트 [cement] (두산백과)에서 발췌
본 발명에서 사용되는 도석은 광물학적 주성분은 견운모·규석 또는 단백석 등이다. 견운모가 많을수록 가소성이 증가하고, 건조강도가 커진다. 또한 규석의 미세화 정도가 제품의 성질에 큰 영향을 미친다고 한다. 화학조성은 SiO 2 70～80%, Al 2O 3 13～20%, Fe 2O 3 0.04～1%, CaO 0.03～0.8%, MgO 0.4% 이하, K 2O 0.06～4%, Na 2O 0.1～3%, H 2O 1.5～5%이다. 내화도 SK 26～29, 굳기 1～3, 비중 2.61～2.74이다. 백색괴상점도 도석이라 부르며, 도자기 이외에 내화물·제지용농약용, 고무 및 합성수지의 충전용으로 사용된다.
[네이버 지식백과] 도석 [pottery stone, 陶石] (두산백과)
본 발명의 황산칼슘은 화학식 CaSO 4. 무수물은 경석고·무수석고라고도 하며, 그밖에 2수화물을 석고, 반수화물을 소석고라고 한다. 무수물은 무색의 결정으로 천연으로 산출되는 것은 불순물이 혼입하여 착색되어 있다. 비중 2.96, 굳기 3.5이다. 100g의 물에 20℃에서 약 0.3g 녹는다. 2수화물 CaSO 4·2H 2O은 무색의 쌍정이다.
천연으로 산출되는 것 중에는 판상결정도 있으나, 일반적으로 엽상·입상·토상으로 되어 있다. 비중 2.32이다. 천연으로는 석고 및 경석고의 광상을 만들고 대량으로 산출된다. 암염광상·바닷물·경수 속에 함유되며, 글라우버라이트 Na 2SO 4·CaSO 4 등의 복염으로도 존재한다.
칼슘염 용액에 묽은 황산 또는 알칼리금속의 황산염 용액을 가하면 백색의 2수화물로 침전되어 생성되는데, 공업적으로는 천연으로 채취하며 여러 가지 화학공업에서 부산물로 얻을 수 있다.
예를 들면, 비스코스인견 제조 때에 얻는 망초와 소다회를 만들 때 얻는 염화칼슘에 의하여 석고를 제조할 수 있다. 또 인광석을 황산과 반응시켜 인산을 만들 때, 또는 형석으로부터 빙정석을 제조할 때 등의 부산물로도 생성된다. 석고·소석고로서 용도가 매우 넓다.
[네이버 지식백과] 황산칼슘 [calcium sulfate] (두산백과)
본 발명의 유액은 장석200g, 규석 200g, 석회석 100g, 고령토 200g, 산화아연 200g, 활석 100g, 물 400g으로 조성되어 있으며,
본 발명에서 사용되는 장석은 지각이나 달, 운석 속에서 발견되는 화강암의 주요 구성성분인 알루미늄 층상 규산염 광물이다. 천연으로 산출되는 장석은 대부분, 칼륨장석 (K-장석), 나트륨장석 (사장석), 칼슘장석 의 세 가지 단성분 계열에 속한다. 칼륨장석과 나트륨장석 및 칼슘장석과 나트륨장석은 보웬의 반응계열을 따라 연속적으로 고용체를 이루는데, 각각을 알칼리장석, 사장석이라고 총칭한다.
모스 굳기는 6이고, 비중은 2~2.7으로 토양 성분과 비슷한 수치를 보인다. 쪼개짐의 두 방향은 직각을 이루며, 흰색, 회색, 짙은 갈색 등을 띠고 있다. 결정구조는 삼사정계, 단사정계로 대칭도가 낮기 때문에 복잡한 X-선 회절 패턴을 갖는다. 하지만 장석은 소량으로 존재하여도 인식하기에 충분한 강도를 보인다. 3.30-3.18 Å 범위에서 층간격으로 나타나는 피크들을 통해 K-장석과 사장석을 구분할 수 있다. 두 개의 중간 조성을 갖는 경우 피크의 위치도 중간에 위치한다.
칼륨장석과 칼슘장석은 거의 고용체를 이루지 않지만, 칼륨장석과 나트륨장석 및 나트륨장석과 칼슘장석은 연속고용체를 이루며, 각각의 계열을 알칼리장석 및 사장석이라 총칭한다. 알칼리장석은 삼사정계를 갖는 미사장석, 단사정계를 갖는정장석으로 대표되며, 산성 화성암의 주성분 광물이다. 담홍색 화강암의 유색 광물은 정장석이다. 사장석은 중성·염기성 화성암의 주성분 광물이다. 나트륨과 칼슘의 비율은 보웬의 반응계열을 따라 연속적으로 변화하여, 산성암에서 염기성암으로 되어감에 따라, 나트륨보다도 칼슘이 풍부한 사장석이 많아진다. 나트륨 및 칼슘을 주성분으로 하는 사장석을 각각 조장석 및 회장석이라 하며, 나트륨과 칼슘을 거의 같은 양을 함유한 사장석을 중성장석이라 한다. 장석의 이 세 가지 종류와 고용체는 지각내에 분포가 많이 분포하여 전체 지각의 약 50 % 정도를 차지하여 지각을 구성하는 광물 중에서 가장 많은 조암광물로 석영보다 많은 양을 차지한다.
일반적으로 광상에서 장석류는 불순물로 취급하지만 결정형이 잘 보이게 자란 장석 결정은 보석 내지는 준보석으로 취급된다. 대표적인 예가 장석의 일종인 라브라도라이트, 선스톤, 문스톤, 정장석, 안데신 아마조나이트 등 이다. 또한 장석이 풍화하여 생성된 도토는 도자기의 원료로 사용된다.
[네이버 지식백과] 장석 [feldspar, 長石] (두산백과)
본 발명에서 사용되는 규석은 화학성분은 무수규산 이다. 순도가 높고 흰색의 것을 백규석이라 하며, 페그마타이트·석영맥·규암·처트에서 산출된다. 규산분은 95~97% 이상이다. 특히 페그마타이트에 포함된 것은 장석과 함께 채굴되므로 장규석이라 한다. 백규석은 주로 유리·도자기·규소·페로실리콘의 원료이다.
연규석은 석영질 암석이 풍화하여 토상을 이룬 것으로 다소 점토가 섞여 있다. 내화 모르타르나 시멘트의 혼합재로 사용되며 규산분이 90 % 정도이다. 노재 규석은 처트의 일종으로, 철분을 함유하므로 적색을 띠는 각력이 있으며 내화벽돌의 주원료이다. 내장석은 규석의 작은 조각으로, 지름 5~15cm이며, 도자기 원료 분쇄용 볼밀의 내장용에 사용된다.
[네이버 지식백과] 규석 [silica stone, 硅石] (두산백과)
본 발명에서 사용되는 석회석은 탄산칼슘(CaCO 3)을 주성분으로 하는 수성암의 일종으로, 해수 속의 화학 침전이나 탄산 석회질의 껍데기가 있는 생물의 화석 등에 의해 만들어진 것이다. 품질의 규격은 용도에 따라 다르지만 CaO가 45% 이상인 것이 채굴되고 있다. 불순물로는 이산화규소, 알루미나, 마그네시아 등을 함유한다. 중화제로 사용할 수 있지만 탄산 가스가 발생하기 때문에 장시간 교반해서 폭기를 실행할 필요가 있다. 그 외에 석탄, 시멘트, 유리, 카바이드의 원료, 제철, 화학 공업 등 용도가 다양하다.
[네이버 지식백과] 석회석 [limestone, 石灰石] (환경공학용어사전, 1996. 4., 환경용어연구회)
본 발명에서 사용되는 고령토는 암석 혹은 토양 내에 있는 장석류의 광물이 탄산 혹은 물에 의한 화학적 풍화를 받을 때 생성된다. 고령토는 가장 흔한 점토광물 가운데 하나로 카올린, 고릉토, 백도토 등 다양한 명칭으로 불린다. 중국 강서성 경덕진의 가오링이란 지명에서 산출되는 점토로 만들어진 도자기가 유명해지자, 이 곳에서 산출되는 점토와 유사한 가오링의 영어식 표기인 카올린이라고 부르게 되었다. 가장 대표적으로 산출되는 광물종으로는 카올리나이트와 할로이사이트 이며, 나크라이트와 딕카이트의 형태로도 드물게 산출된다.
국내에서는 경기, 전남, 강원, 경남 일부에 분포한다. 품질이 좋은 카올린에는 철과 마그네슘 성분이 포함되지 않기 때문에 연하고 밝은 색을 띄게되며 점성으로 인하여 얇은 그릇을 만들기에 적당하다. 카올린은 가공 전에는 순백색과 회색을 띠는 것도 있지만, 높은 온도에서 구워내면 흰색으로 변하는데, 이것을 일반적으로 백자라고 부르며, 질이 좋은 고령토로 만들어진 조선백자는 문화재로 지정되어 보존 되고 있다. 최근에도 이러한 고령토를 이용한 맑은 백색의 현대 도자기가 많이 생산되고 있다.
[네이버 지식백과] 고령토 [kaolin, 高嶺土] (두산백과)
본 발명에서 사용되는 산화아연은 물에 녹지 않는 무색의 결정 ZnO. 분말은 아연화, 아연백 등이라 한다. 가벼운 백색 분말로 녹는점 1,975℃(가압), 1,720℃(상압)이며, 비중 5.47(비결정성), 5.78(결정성)이다. 약 300℃로 가열하면 황색으로 변하지만 식히면 원래의 빛깔이 된다. 물에는 거의 녹지 않지만 묽은 산 및 진한 알칼리에는 녹는 양쪽성 산화물이다.
천연으로는 홍아연석으로서 산출되며, 공업적으로는 금속 아연을 가열하여 기화시켜서 공기로 연소시키거나 황산아연 또는 질산아연을 태워서 만든다. 입자가 곱고 연백보다 피복력은 떨어지지만 독성이 없고, 황화수소에 의하여 흑색으로 변하지 않기 때문에 백색 안료로서 중요하다.
백색 안료, 가황 촉진제, 촉매, 전자사진 재료, 형광체. 이 밖에 아연화 연고·아연화 녹말 등의 의약품 또는 화장품의 원료로 사용된다.
[네이버 지식백과] 산화 아연 [酸化亞鉛, zinc oxide] (화학용어사전, 2011. 1. 15., 화학용어사전편찬회, 윤창주)
본 발명에서 사용되는 활석은 자연산 광물 중 경도가 가장 낮은 것으로 칼에 쉽게 긁히는 성질이 있다. 표면의 촉감은 비누처럼 부드럽고 매끄러워 지방감을 준다. 비중은 2.58～2.83이고, 색깔은 순수한 성분일 때는 백색을 띠나 불순물의 함유량에 따라 녹색을 띤다.
가열하였을 때 원래의 구조가 다른 구조로 변하는 성질이 있는데, 700～900℃에서는 각섬석 구조로 되고 1,000～1,200℃에서는 휘석 구조로 된다. 1,250～1,350℃에서는 분해되어 단사휘석과 고온성의 석영이 된다.
활석은 ‘곱돌’이라는 이름으로 많이 통용되어 왔고, 독특하게 매끄러운 성질과 연한 경도 때문에 석기와 기타 조각용으로 이용되어 왔다. 활석은 백운암과 마그네사이트가 이차적으로 변질되거나 초염기성암인 사문석이 열수변질되어 생성되는 것으로, 전자의 경우가 비교적 순도가 높다.
주요 생산국은 미국·일본·중국·러시아·프랑스 등이며, 우리 나라도 주요 생산국 중의 하나이다. 세계의 총생산량은 연간 약 500만t 정도이며, 추정매장량은 16억t 정도이다. 우리 나라에서의 산출상태는 백운암질 석회암이 변질되어 생성된 것과 사문암이 열수변질되어 생성된 것의 두 종류가 모두 나타난다.
전자의 유형에 속하는 것은 충청북도 충주지역에 집중적으로 분포하며, 후자의 유형에 속하는 것은 경기도 광주지역과 충청남도 예산지역에 많이 분포한다. 우리 나라의 총매장량은 약 3500만t으로 추정되며, 이 중 약 70％ 이상이 충청도 일원에 매장되어 있다. 연간 생산량은 약 20만t 정도이고, 이 중 약 60％ 정도가 충주 부근에 있는 동양 활석광산에서 생산된다.
활석의 용도는 순도에 따라 다양하다. 상품으로서의 가치는 백색도로 정해지는데, 백색도 90 이상이면 고순도로 취급한다. 순도가 높은 활석은 백색석필과 화장품용으로 이용되는데, 베이비파우더의 주원료로 쓰인다.
순도가 낮은 것은 농약용 살충제 또는 건축재료로서의 지붕재료나 아스팔트 루핑에 사용되고 있다. 활석은 전기에 대하여 절연성을 가지고, 분말상태일 때 흡수성·고착성이 강하며, 내화성도 우수하여 내화재·충진재 등으로도 많이 쓰인다.
이 밖에도 타일·도자기 등의 요업제품 재료, 페인트원료, 제지공업 재료, 고무·활석크레용·세면도구·윤활제·구두약 등의 원료로 쓰인다. 우리 나라에서는 아직 내화재로 쓰이지 않고 주로 제지용으로 이용되고 있으나 국내 수요가 증가되는 추세에 있다.
[네이버 지식백과] 활석 [滑石] (한국민족문화대백과, 한국학중앙연구원)
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
제1공정
직경 5mm 크기로 발포된 스티로폼 알갱이를 선택하여 교반기에 물을 넣고, 교반시킨 후, 스티로폼을 여과망에 이송시켜 물에 침적시킨 스티로폼 500g 과 시멘트분말 1,000g을 교반기에 넣어 5 RPM으로 교반시켜 스티로폼 표면에 시멘트가 코팅되도록 제조한 다음,
시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이를 교반기에서 꺼내어 여과망으로 이동시켜 1시간 방치하여 스티로폼 알갱이의 표면에 코팅된 시멘트가 건조되도록 하여 시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이를 준비한 후에,
제2공정
시멘트분말 800g, 도석분말 150g, 황산칼슘분말 50g과 상기 제1공정에서 제조된 시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이 100g에 물 300g을 혼합하여 시멘트혼합물을 제조한 다음,
제3공정
상기 제2공정에서 제조된 시멘트혼합물을 두께 3mm, 가로 60cm, 세로 30cm, 높이 3cm의 성형틀이 구비된 압출기로 이송시켜 두께 3mm, 가로 60cm, 세로 30cm, 높이 3cm의 보드를 제조한 후에,
제4공정
상기 제3공정에서 제조된 보드를 제1건조기로 이송시켜 90℃ 의 열풍으로 24시간 건조시키되, 강알칼리성인 시멘트 분말과 약산성인 황산칼슘분말의 혼합시 중화반응이 일어나 기포가 발생되어 수많은 기공들이 건조보드에 형성되며,
제5공정
장석200g, 규석 200g, 석회석 100g, 고령토 200g, 산화아연 200g, 활석 100g, 물 400g을 볼밀에 넣고 24시간 분쇄한 유액 500g 에 규산소다 1,000g을 혼합하여 원하는 안료를 첨가한 유액을 제조한 후,
제6공정
상기 제4공정에서 제조된 건조 보드 상부에 제5공정에서 제조된 유액을 1~2mm 두께로 코팅 시킨 후, 제2건조기로 이송시켜 90℃ 의 열풍으로 5시간 건조시킨 다음,
제7공정
상기 제6공정의 건조 보드를 소성 가마로 이송시켜 1,150℃에서 6시간 소성시키면, 130 ~ 250℃에서 건조 보드 내부에 위치된 스티로폼알갱이가 탄화되면서, 5mm 이하의 불규칙한 수많은 기공들이 만들어지면서, 소성가마온도가 750℃ 이상 되면, 고열이 되면 보드가 소성되며, 유약에 의해 무늬와 색상이 상부에 나타나고, 단열효과가 좋은 발포시멘트 단열보드를 제조하였다.
실험예 (열전도도 실험)
본 발명의 실시예 1 에서 제조된 발포시멘트 단열보드로 열전도율을 시험한 결과 다음과 같은 결과를 나타내었다.
실험기준 : 한국건설생활환경연구원, KS L 9016 : 2010
실험일자 : 2019 . 4. 6.
시험항목 단위 시험결과 비고
초기열전도율(평균온도 23± 2℃) W/(m·K) 0.079 KS L 9016 : 2010
상기 표 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 발포시멘트 단열보드는 초기 열전도율이 아주 낮아 단열재로서 우수함을 나타내었다.

Claims (1)

  1. 발포시멘트 단열보드의 제조방법에 있어서,
    제1공정
    직경 5mm 크기로 발포된 스티로폼 알갱이를 선택하여 교반기에 물을 넣고, 교반시킨 후, 스티로폼을 여과망에 이송시켜 물에 침적시킨 스티로폼 500g 과 시멘트분말 1,000g을 교반기에 넣어 5 RPM으로 교반시켜 스티로폼 표면에 시멘트가 코팅되도록 제조한 다음,
    시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이를 교반기에서 꺼내어 여과망으로 이동시켜 1시간 방치하여 스티로폼 알갱이의 표면에 코팅된 시멘트가 건조되도록 하여 시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이를 준비한 후에,
    제2공정
    시멘트분말 800g, 도석분말 150g, 황산칼슘분말 50g과 상기 제1공정에서 제조된 시멘트가 코팅된 스티로폼 알갱이 100g에 물 300g을 혼합하여 시멘트혼합물을 제조한 다음,
    제3공정
    상기 제2공정에서 제조된 시멘트혼합물을 두께 3mm, 가로 60cm, 세로 30cm, 높이 3cm의 성형틀이 구비된 압출기로 이송시켜 압출성형하여 가로 60cm, 세로 30cm, 높이 3cm의 보드를 제조한 후에,
    제4공정
    상기 제3공정에서 제조된 보드를 제1건조기로 이송시켜 90℃ 의 열풍으로 24시간 건조시키되, 강알칼리성인 시멘트 분말과 약산성인 황산칼슘분말의 혼합시 중화반응이 일어나 기포가 발생되어 수많은 기공들이 건조보드에 형성되며,
    제5공정
    장석200g, 규석 200g, 석회석 100g, 고령토 200g, 산화아연 200g, 활석 100g, 물 400g을 볼밀에 넣고 24시간 분쇄한 유액 500g 에 규산소다 1,000g을 혼합하여 원하는 안료를 첨가한 유액을 제조한 후,
    제6공정
    상기 제4공정에서 제조된 건조 보드 상부에 제5공정에서 제조된 유액을 1~2mm 두께로 코팅 시킨 후, 제2건조기로 이송시켜 90℃ 의 열풍으로 5시간 건조시킨 다음,
    제7공정
    상기 제6공정의 건조 보드를 소성 가마로 이송시켜 1,150℃에서 6시간 소성시키면, 130 ~ 250℃에서 건조 보드 내부에 위치된 스티로폼알갱이가 탄화되면서, 5mm 이하의 불규칙한 수많은 기공들이 만들어지면서, 소성가마온도가 750℃ 이상 되면 보드가 소성되어 제조함을 특징으로 하는 발포시멘트 단열보드의 제조방법.
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