KR100799889B1 - 팜을 이용한 건축자재 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생분해성 원료인 팜섬유 및 대나무 분말과 바이오세라믹, 석탄재 등의 무기질로 구성하여 화재에 안전하고 유독가스의 발생을 방지할 수 있음은 물론 항균, 항곰팡이, 탈취의 기능을 구현할 수 있도록 한 팜을 이용한 건축자재 제조방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 팜섬유를 세척한 후 건조율 95%가 되도록 건조하는 단계와, 상기 건조된 팜섬유를 1∼1.5㎝단위로 파쇄, 절단하여 팜섬유칩을 제조하는 단계와, 상기 건조된 팜섬유를 200메쉬의 입경으로 분쇄하는 단계와, 대나무를 200메쉬의 입경으로 분쇄하는 단계와, 바이오세라믹을 200메쉬 입경으로 분쇄하는 단계와, 상기 팜섬유칩, 상기 팜섬유 분말, 상기 대나무 분말, 상기 바이오세라믹분말을 1:1:1:1로 혼합하여 주원료를 제조하는 단계와, 석탄 탄화물로부터 200메쉬의 입경을 갖는 플라이애쉬를 추출하는 단계와, 화염방지제와 내열성 수지인 경화용 난연수지를 1:1로 혼합 용융하여 바인더를 제조하는 단계와, 상기 제조된 바인더 20∼30중량%, 상기 혼합된 주원료 50∼60중량%, 플라이애쉬 20∼25중량%의 분말을 혼합하여 고액상으로 반죽하는 단계와, 150∼200℃의 온도를 발산하는 2개의 성형롤러가 일정간격으로 이격되어 있는 성형부를 통과시켜 상기 반죽을 1차 구워주는 단계와, 상기 구워진 성형물을 다수의 상부롤러군과 하부롤러군이 후위측으로 갈수록 그 사이 간격이 점차 좁아지도록 배치된 압연부 사이를 통과시키면서 점차 얇은 두께로 압연해주면서 150∼200℃의 열을 가하여 완전히 구워주는 단계와, 상기 성 형물을 다수의 상부롤러군과 하부롤러군으로 이루어진 냉각부를 통과시키면서 0∼4℃로 냉각시켜 주는 단계와, 절단실린더에 의해 승하강하는 칼날에 의해 상기 성형물을 일정한 길이 단위로 절단해주는 단계로 이루어지는 것으로, 이와 같이 하면 팜섬유를 주원료로 이용함에 따라 인체에 무해함은 물론 팜섬유를 1∼1.5㎝로 파쇄, 절단한 것을 팜섬유 분말과 함께 사용하게 되므로 팜섬유가 주변의 다른 내용물와 가교역할을 하여 보다 견고한 건축자재를 제공할 수 있으며, 대나무 성분과 바이오세라믹에 의해 항균 및 탈취기능을 구현할 수 있어 바퀴벌레등의 먹이가 되는 곰팡이가 발생되지 않음은 물론 냄새가 나지 않고 원적외선, 음이온 발생으로 웰빙을 선호하는 현추세에 부합될 수 있고, 인도네시아 말레시아에서 팜유를 생산하고 산더미처럼 쌓여있는 팜섬유질은 버리다시피 하는 불연성 폐자재로서 이것을 재활용할 수 있기 때문에 제작 단가가 저렴하며, 조성물 모두 화재가 발생하여 접촉시 화염 및 유독성 가스가 발생하지 않아 건축자재로 사용하기 적합하며, 또한 가공성이 용이하고 제품 강도 및 내수성이 우수하고, 불연성이 있어 목재나 석고보드와 같은 용도로 사용가능하여 환경 친화적인 건축자재로서 우수한 효과가 있는 것이고, 압연방법에 의해 건축자재를 연속 제조할 수 있으므로 건축자재의 생산성을 높일 수 있음은 물론 설비비를 절감할 수 있는 이점도 있는 것이다.

팜섬유, 건축자재

Description

팜을 이용한 건축자재 제조방법{Method to manufacture construction materials using palm}

본 발명은 팜을 이용한 건축자재 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생분해성 원료인 팜섬유 및 대나무 분말과 바이오세라믹, 석탄재 등의 무기질로 구성하여 화재에 안전하고 유독가스의 발생을 방지할 수 있음은 물론 항균, 항곰팡이, 탈취의 기능을 구현할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 건축물의 내외장재 또는 천정 마감재와 같은 건축자재는 석고보드, 합판, MDF 등이 사용되고 있는데, 석고보드는 부서지기 쉬운 단점과 함께 파손시 석고가루가 배출하게 되어 인체나 주위 환경을 오염시키게 되는 문제점이 있고, 합판과 MDF는 습기나 물에 아주 약할 뿐만 아니라 화재에 특히 약해 화재 발생시 안전성에 큰 문제점이 있기 때문에 건축자재로 사용되기에는 적당하지 못하다.

따라서, 상기와 같은 합판 또는 MDF의 난연성을 해결할 수 있도록 합판 또는 MDF에 난연성 도료를 도포하거나 난연성 수지로 된 박판을 부착하여 난연성을 향상시키기도 하였으나 원재료 자체가 난연성이 없기 때문에 그 기능에 한계가 있는 것이었다.

또한, 석고보드의 단점을 보완할 수 있도록 석고보드에 난연성 합판을 붙이거나, 철판 등의 금속판을 붙이는 다양한 방법이 시도되고는 있지만 석고 소재의 중량 자체가 무거워 취급 및 시공이 어렵고, 쉽게 깨지는 단점은 여전한 것이었다.

즉, MDF나 합판은 가공성과 시공성, 경량성 및 가격이 저렴한 특성을 지니고 있어 현재 일반적으로 사용되고 있지만, 내수성이 떨어지고, 가연성 소재로 불연, 준불연, 난연의 성능을 갖추지 못해 화염에 쉽게 연소되고, 화재발생시 불길이 급격히 확산되는 문제점이 있으며, 석고보드는 비료공장 또는 발전소에서 배출되는 폐 화학석고, 플라스터 등을 조성하여 제조한 것으로서, 가공성과 시공성이 우수하며, 가격이 저렴하고, 불연, 준불연, 난연의 성능을 지니고 있지만, 습기나 물에 매우 약하고 강도가 낮아 파손되기 십고 가공시 분진 발생과 폐 석고의 재활용이 되지 않는 등 환경오염을 발생시키는 문제가 있는 것이다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 새집증후군 등과 같은 독성물질에 의한 호흡기 장애나 기타 알러지의 발생을 방지하고, 또 재건축 등으로 인해 폐기 처리될 때에는 재활용이 가능토록 하고, 먼지의 발생을 방지하여 환경 오염을 전혀 일으키지 않도록 함과 아울러 난연성, 경량성, 시공성, 친환경성을 갖도록 순식물성인 팜섬유 칩과 분말에 항균, 탈취의 효과를 갖는 대나무 분말과 바이오세라믹 분말, 석탄의 탄화물로부터 추출한 플라이애쉬를 첨가하여 친환경 건축자재의 환경성을 부각시키고, 그 시장성을 향상시키도록 한 팜을 이용한 건축자재 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 팜을 이용한 건축자재 제조방법은 팜섬유를 세척한 후 건조율 95%가 되도록 건조하는 단계와, 상기 건조된 팜섬유를 1∼1.5㎝단위로 파쇄, 절단하여 팜섬유칩을 제조하는 단계와, 상기 건조된 팜섬유를 200메쉬의 입경으로 분쇄하는 단계와, 대나무를 200메쉬의 입경으로 분쇄하는 단계와, 상기 팜섬유칩, 상기 팜섬유 분말, 상기 대나무 분말, 바이오세라믹 분말을 1:1:1:1로 혼합하여 주원료를 제조하는 단계와, 석탄 탄화물로부터 200메쉬의 입경을 갖는 플라이애쉬를 추출하는 단계와, 화염방지제와 내열성 수지인 경화용 난연수지를 1:1로 혼합 용융하여 바인더를 제조하는 단계와, 상기 제조된 바인더 20∼30중량%, 상기 혼합된 주원료 50∼60중량%, 플라이애쉬 20∼25중량%의 분말을 혼합하여 고액상으로 반죽하는 단계와, 150∼200℃의 온도를 발산하는 성형부의 사이를 통과시켜 상기 반죽을 1차 구워주는 단계와, 상기 구워진 성형물을 다수의 상부롤러군과 하부롤러군이 후위측으로 갈수록 그 사이 간격이 점차 좁아지도록 배치된 압연부 사이를 통과시켜 점차 얇은 두께로 압연해주는 단계와, 상기 성형물을 다수의 상부롤러군과 하부롤러군으로 이루어진 냉각부를 통과시키면서 0∼4℃로 냉각시켜 주는 단계와, 절단실린더에 의해 승하강하는 칼날에 의해 상기 성형물을 일정한 길이 단위로 절단해주는 단계로 이루어지는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예로는 다양하게 이루어질 수 있으며, 이하에서는 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 팜은 식물성 재료 중 가장 강도가 높고 열에 강한 특징이 있는 것으 로, 본 발명에 적용되는 팜섬유는 팜 나무 열매의 오일을 짜낸 후 남은 슬러지로서, 대부분이 섬유질로 이루어지게 된다.

이러한 팜섬유를 깨끗이 세척한 후 건조율 95%가 되도록 건조한 후 팜섬유중 일부는 1∼1.5㎝로 파쇄, 절단하고, 나머지 절반정도는 200메쉬 정도의 입경으로 분쇄하여 준비한다.

또한, 대나무는 다공성을 가지고 있어 항균 및 탈취에 탁월한 효능을 발휘하는 재료로서, 이러한 대나무 역시 200메쉬 정도의 입경으로 분쇄하여 준비하며, 불연성에 따른 강도부족을 방지하면서 지속적인 원적외선 방사를 위한 바이오세라믹을 200메쉬 정도의 입경으로 분쇄하여 준비하게 된다.

이후, 팜섬유칩, 팜섬유 분말, 대나무 분말, 바이오세라믹 분말을 1:1:1:1로 혼합하여 주원료를 제조하게 된다.

이때, 팜섬유칩을 사용함으로써 그 긴 길이에 의해 주변의 다른 내용물과 견고히 연결해주는 역할을 하게 되어 나중에 제조되는 건축자재를 보다 질기고 쉽게 깨지지 않게 하는 것이며, 팜섬유 분말, 대나무 분말을 200메쉬 정도로 분쇄하는 것은 분산성 향상을 위한 것이다.

그리고, 매끄러운 표면과 강도를 유지하기 위하여 석탄이 타고 남은 잔재 중 비교적 중량이 가벼운 200메쉬의 입경을 갖는 플라이애쉬를 추출하여 준비하게 된다.

이때, 200메쉬의 입경을 갖는 플라이애쉬를 준비하는 것은 플라이애쉬의 경량성에 의해 일측으로 치우치는 것을 방지하기 위한 것이다.

또, 난연성을 높이기 위해 화염방지제와 내열성 수지인 경화용 난연수지를 사용하여 바인더를 제조하게 되는데, 이때 난연성과 접착성을 동시에 향상시킬 수 있도록 화염방지제와 내열성 수지인 경화용 난연수지를 1:1로 혼합 용융하게 된다.

상기와 같이 건축자재를 제조하기 위한 모든 재료가 준비되면 상기 제조된 바인더 20∼30중량%, 상기 혼합된 주원료 50∼60중량%, 플라이애쉬 20∼25중량%의 분말을 혼합하여 고액상으로 반죽하게 된다.

여기서, 플라이애쉬는 그 조성비율에 따라 밀도와 표면 및 압축강도를 조절할 수 있으며, 시멘트보다 가벼운 비중을 가지고 있으나 난연성 성형품을 이루고 있는 제품의 재료 중에는 그 중량이 비교적 무거운 편이므로 조성비율이 높을 시에는 경량화에 문제가 발생될 수 있으나, 상대적으로 난연성은 더욱 우수해지는 장단점이 있다.

따라서, 각 제품의 특성에 따라 조성 비율 또한 가감될 수 있으며, 본 발명에 따른 건축자재에서는 25중량% 이하로 사용하는 것이 적당하다.

또한, 화염방지제와 내열성 수지인 경화용 난연수지로 된 바인더가 전체 함량의 30중량%를 초과하게 되면 나중에 제조되는 건축자재의 강도가 저하될 수 있고, 바인더가 20중량% 미만이면 다른 재료들과의 고액상으로 반죽하기 어려워질 수 있다.

또한, 본 발명에 강도와 가공성, 불연성 조절을 위해 나트륨실리케이트, 칼슘실리케이트 등의 경화제 및 경향 촉진제를 사용할 수도 있다.

상기와 같이 반죽된 것을 150∼200℃의 온도를 발산하는 2개의 성형롤러가 일정간격으로 이격되어 있는 성형부를 통과시키면 어느 정도의 유동성을 갖는 상태로 표면에서부터 구워지게 되고, 상기 1차 구워진 성형물을 다수의 상부롤러군과 하부롤러군이 후위측으로 갈수록 그 사이 간격이 점차 좁아지도록 배치된 압연부 사이를 통과시켜 점차 얇은 두께로 압연해줄 수 있게 된다.

이때, 압연부를 이루는 상부롤러군과 하부롤러군의 내부에는 히터를 내장하여 130∼170℃ 정도의 열을 제공하여 상기 성형물이 압연부를 통해 점차 얇은 두께로 압연되면서 내부까지 완전히 구워지게 해야 한다.

압연부를 통해 완전히 구워져 건조되고 또 적정한 두께를 갖도록 성형된 성형물을 다수의 상부롤러군과 하부롤러군으로 이루어진 냉각부를 통과시키면서 0∼4℃로 냉각시켜주게 되면 건축자재로 사용하기에 적당하게 견고해지게 되며, 이후 절단실린더에 의해 승하강하는 칼날에 의해 상기 성형물을 일정한 길이 단위로 절단해줌으로써 건축자재의 제조가 완료되는 것이다.

상기와 같이 제조되는 건축자재는 팜섬유, 대나무분말, 바이오세라믹, 플라이애쉬를 사용한 것이므로 흰색의 제품을 만들기 어려우며, 이를 보완할 수 있도록 화염에 강하고 은폐력이 우수한 백색 무기 착색제를 사용하여 바탕색을 엷은 회백색으로 만들어 주면 성형품에 도장 및 무늬목 코팅 등의 표면 처리를 번거롭지 않게 개선시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 팜섬유를 주원료로 이용함에 따라 인체에 무해함은 물론 팜섬유를 1∼1.5㎝로 절단한 것을 팜섬유 분말과 함께 사용하 게 되므로 팜섬유가 주변의 다른 내용물와 가교역할을 하여 보다 견고한 건축자재를 제공할 수 있으며, 대나무와 바이오세라믹에 의해 항균 및 탈취기능을 구현할 수 있어 바퀴벌레의 먹이가 되는 곰팡이가 발생되지 않음은 물론 냄새가 나지 않고 원적외선, 음이온이 발생되어 웰빙을 선호하는 현추세에 부합될 수 있으며, 불연성 폐자재를 재활용할 수 있기 때문에 제작 단가가 저렴하며, 조성물 모두 화재가 발생하여 접촉시 화염 및 유독성 가스가 발생하지 않아 건축자재로 사용하기 적합하며, 또한 가공성이 용이하고 제품 강도 및 내수성이 우수하고, 불연성이 있어 목재나 석고보드와 같은 용도로 사용가능하여 환경 친화적인 건축자재로서 우수한 효과가 있는 것이다.

또한, 압연방법에 의해 건축자재를 연속 제조할 수 있으므로 건축자재의 생산성을 높일 수 있음은 물론 설비비를 절감할 수 있는 이점도 있는 것이다.

Claims (1)

1. 팜섬유를 세척한 후 건조율 95%가 되도록 건조하는 단계;

   상기 건조된 팜섬유를 1∼1.5㎝단위로 절단하여 팜섬유칩을 제조하는 단계;

   상기 건조된 팜섬유를 200메쉬의 입경으로 분쇄하는 단계;

   대나무를 200메쉬의 입경으로 분쇄하는 단계;

   바이오세라믹을 200메쉬의 입경으로 분쇄하는 단계;

   상기 팜섬유칩, 상기 팜섬유 분말, 상기 대나무 분말, 상기 바이오세라믹 분말을 1:1:1:1로 배합하여 주원료를 제조하는 단계;

   석탄 탄화물로부터 200메쉬의 입경을 갖는 플라이애쉬를 추출하는 단계;

   화염방지제와 내열성 수지인 경화용 난연수지를 1:1로 혼합 용융하여 바인더를 제조하는 단계;

   상기 제조된 바인더 20∼30중량%, 상기 혼합된 주원료 50∼60중량%, 플라이애쉬 20∼25중량%의 분말을 혼합하여 고액상으로 반죽하는 단계;

   150∼200℃의 온도를 발산하는 2개의 성형롤러가 일정간격으로 이격되어 있는 성형부를 통과시켜 상기 반죽을 1차 구워주는 단계;

   상기 구워진 성형물을 다수의 상부롤러군과 하부롤러군이 후위측으로 갈수록 그 사이 간격이 점차 좁아지도록 배치된 압연부 사이를 통과시키면서 점차 얇은 두께로 압연해주면서 150∼200℃의 열을 가하여 완전히 구워주는 단계;

   상기 성형물을 다수의 상부롤러군과 하부롤러군으로 이루어진 냉각부를 통과 시키면서 0∼4℃로 냉각시켜 주는 단계; 및

   절단실린더에 의해 승하강하는 칼날에 의해 상기 성형물을 일정한 길이 단위로 절단해주는 단계로 이루어진 팜을 이용한 건축자재 제조방법.