KR102033412B1 - Rice husk - based insulation material and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 왕겨를 이용하여 제조되는 단열재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat insulating material produced using chaff and a method of manufacturing the same.
일반적으로 건축소재는, 크게 광물계와 유기물계로 대별된다.In general, building materials are roughly divided into mineral and organic materials.
광물계 소재는 다시 세라믹계 소재와 금속계 소재로 구분될 수 있다.The mineral material may again be classified into a ceramic material and a metal material.
광물계 소재는 방화성, 내후성, 내구성, 불연성 등이 우수하나, 고가이며 고비중이라는 결점으로 인하여 고층건축에 적용하기에는 문제가 있다.Mineral-based materials are excellent in fire resistance, weather resistance, durability, non-combustibility, etc., but there is a problem to be applied to high-rise construction due to the disadvantage of being expensive and high specific gravity.
유기물계 소재의 경우 목재와 합성수지 등이 해당된다.Organic materials include wood and synthetic resins.
유기물계 소재의 경우 경량으로 미관이 우수하며 규격화된 형태로 비교적 저렴하게 제조할 수 있다는 장점이 있지만, 방화성, 내구성 등이 취약하다는 문제가 있다.In the case of an organic material, there is an advantage that it can be manufactured relatively cheaply in a standardized form with excellent aesthetics at light weight, but there is a problem in that fire resistance and durability are weak.
상기와 같이 기존의 건축소재는 각각의 장점과 단점을 가지고 있다.As mentioned above, existing building materials have their advantages and disadvantages.
한편 왕겨(rice husk 또는 rice hull)는, 벼의 거칠고 단단한 겉껍질(또는 겉겨)를 지칭하는 것으로서, 즉 벼의 탈곡 과정에서 왕겨가 벼로부터 분리되며, 왕겨가 분리된 벼는 현미라고 칭한다.On the other hand, rice husk (rice husk) refers to the rough and hard husk (or husk) of the rice, that is, chaff is separated from the rice during the threshing process of rice, rice is separated rice is called brown rice.
이와 같은 왕겨는, 현재 폐기물로 취급되어 버려지고 있으며, 현재 쌀 생산은 매년 6억5000만톤을 초과하며, 그 중 90%는 아시아에서 생산되고 있으므로, 폐기물로 버려지는 왕겨의 왕 또한 매우 막대하다.Such chaff is now being disposed of as waste, and rice production now exceeds 650 million tonnes per year, 90% of which is produced in Asia, so the chaff is also very large.
나아가 왕겨는 중량에 비하여 막대한 체적을 가지므로, 폐기물로 버려지는 왕겨의 양(부피)은 실로 막대하다.Furthermore, since rice hulls have an enormous volume relative to their weight, the amount (volume) of rice hull that is thrown away as waste is indeed enormous.
한편 일반적으로 건축재의 필수 조건으로서는, 난연성, 염가, 경량화, 안전성, 다층구조, 공장생산, 판넬 제품, 고층빌딩용, 해체공사, 내후성 등을 겸비하며, 건축용 목공기계로 가공이 가능하여야 한다.On the other hand, in general, as an essential condition of building materials, flame retardancy, low cost, light weight, safety, multi-layer structure, factory production, panel products, high-rise building, dismantling work, weather resistance, etc. should be capable of processing with building woodworking machine.
한편 대한민국 등록특허 제10-0575484호 "쌀겨를 주원료로 한 목재 대용품의 제조방법"(2006. 4. 25. 등록)은, 분쇄된 쌀겨를 건조기에 투입하여 쌀겨의 수분함량이 0.02%가 될 때 까지 건조시키는 건조공정과; 상기 건조공정을 거친 쌀겨 70~85중량％, 합성수지제 15~30중량％, 가소제를 쌀겨 및 합성수지제 중량대비 5％, 분산제를 쌀겨 및 합성수지제 중량대비 5％, 흘림제를 쌀겨 및 합성수지제 중량대비 5~10％, 커플링제를 쌀겨 및 합성수지제 중량대비 0.5％의 배합 비율로 배합 후 배합되어진 재료의 온도가 90 ~100℃가 될 때까지 배합하는 배합공정과; 상기 배합공정을 거친 배합재료를 냉각기에 교반하여 실온까지 냉각시키는 냉각공정과; 상기 냉각공정을 거친 배합재료를 길이 대비 직경비가 34:1이며 동방향으로 회전되는 스크루가 장착된 트윈압출기에 일정량씩 공급하여 압출하는 압출공정과; 상기 압출공정을 거친 재료를 금형에 투입하여 일정형태의 제품으로 성형하는 성형공정;으로 이루어지는 기술을 제시하고 있다.On the other hand, Republic of Korea Patent No. 10-0575484, "Method for manufacturing wood substitutes based on rice bran" (registered on April 25, 2006), when the crushed rice bran is added to the dryer and the moisture content of the rice bran becomes 0.02%. Drying process to dry up to; 70 to 85% by weight of the rice bran after the drying process, 15 to 30% by weight of synthetic resin, plasticizer 5% by weight of rice bran and synthetic resin, dispersant 5% by weight of rice bran and synthetic resin, shedding agent rice bran and synthetic resin weight A blending step of blending the mixture 5 to 10% and the coupling agent at a blending ratio of 0.5% by weight of the rice bran and the synthetic resin until the temperature of the blended material is 90 to 100 ° C; A cooling step of stirring the compounding material having undergone the mixing step in a cooler to cool to room temperature; An extrusion process of feeding the compounded material that has undergone the cooling process by feeding a predetermined amount to a twin extruder equipped with a screw having a diameter ratio of 34: 1 and rotating in the same direction; It proposes a technology consisting of; a molding step of molding the material passed through the extrusion process into a mold to form a product of a predetermined form.
이 종래 기술은 쌀겨 중에서도 분쇄된 쌀겨를 필요로 하며, 아울러 쌀겨의 수분 함량이 0.02%가 될때까지 건조시키는 공정을 필요로 하는 바, 쌀겨의 수분을 제거해야 하는 요소로 인식하고 있다는 것을 확인할 수 있다.This prior art requires the crushed rice bran among the rice bran, and also requires a drying process until the water content of the rice bran is 0.02%, it can be seen that it is recognized as a factor to remove the water of the rice bran. .
또한 이 종래 기술은 목재 대용품을 제조한다고 되어 있지만, 목재와 대비하여 어떤 특성이 향상되는지에 대하여는 전혀 기재되어 있지 않으며, 고무의 가류 특성과는 무관한 기술이다.In addition, this prior art is said to produce wood substitutes, but it does not describe at all what properties are improved as compared to wood, and this technique is irrelevant to the vulcanization properties of rubber.
대한민국 특허등록 제10-0308684호 "고무와 왕겨를 이용한 경량패널 및 그 제조방법"(2001. 8. 31. 등록)은, 폐타이어를 파쇄하여 만든 고무입자와 벼를 도정하고 난 후 얻어지는 왕겨에 우레탄과 같은 열경화성 수지인 고분자 화학접착제를 첨가하여 고르게 혼합한 후, 프레스를 가지고 고온에서 일정한 압력과 시간을 두고 압축 성형하여 다양한 두께를 가지는 패널을 제조하는 방법에 대하여 제시하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-0308684 "Lightweight Panel Using Rubber and Chaff and Manufacturing Method thereof" (registered on Aug. 31, 2001) is applied to rice hulls obtained after milling rubber particles and rice made from waste tires. A method of manufacturing a panel having various thicknesses by adding a polymer chemical adhesive, which is a thermosetting resin such as urethane, and evenly mixing the same, and then pressing and pressing at a high temperature with a constant pressure and time with a press is provided.
이 종래 기술은 단순히 고무입자와 왕겨가 고분자 화학접착제(성형바인더)에 의하여 압축 성형된 것으로서, 성형바인더는 고분자 화합물로서 수분과는 상극인 바 수분이 없는 왕겨를 사용하여야 한다고 기재되어 있다.This prior art simply describes that the rubber particles and the rice hull are compression molded by a polymer chemical adhesive (molding binder), and the molding binder should use a chaff without water as a polymer compound, which is opposite to moisture.
또한 이 종래 기술은 폐타이어를 파쇄하여 만든 고무입자를 사용하므로, 고무 가류와는 무관한 기술이며, 가류제가 불필요하다.In addition, since this conventional technique uses rubber particles made by crushing waste tires, the technique is irrelevant to rubber vulcanization and no vulcanizing agent is necessary.
대한민국 등록특허 제10-0350220호 "바닥재용 천연소재층 조성물, 이의 제조방법 및 이를포함하는 바닥장식재"(2002. 8.13. 등록)은, 목분 또는 왕겨로부터 선택된 천연소재 100중량부에 대해, 에틸렌 메틸아세테이트 수지, 에틸렌 에틸아세테이트 수지 및 에틸렌 비닐아세테이트수지로부터 선택된 적어도 하나의 결합제 1∼20중량부, 및 천연고무, 에폭시 변성 천연고무 및 실리콘 고무로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 연성부여제 2∼30중량부를 포함하는 바닥재용 천연소재층 조성물에 대하여 제시되어 있다.Republic of Korea Patent No. 10-0350220 "Natural material layer composition for flooring, a method of manufacturing and a flooring material comprising the same" (registered on Aug. 3, 2002), ethylene methyl based on 100 parts by weight of the natural material selected from wood flour or chaff 1 to 20 parts by weight of at least one binder selected from acetate resin, ethylene ethyl acetate resin and ethylene vinyl acetate resin, and 2 to 30 parts by weight of at least one softener selected from the group consisting of natural rubber, epoxy modified natural rubber and silicone rubber It is shown for a natural material layer composition for flooring comprising a part.
이 종래 기술에서도, 천연소재는 평균입경 100∼500㎛의 목분 또는 평균입경 30∼200㎛의 왕겨로부터 선택되며, 천연소재 내부에 잔존해 있는 수분의 영향으로 최종 제품의 내수성 및 기계적 물성에 나쁜 영향을 미칠 수도 있으므로 전처리하여 사용하는 것이 바람직하다고 기재되어 있다.Even in this prior art, the natural material is selected from wood powder having an average particle diameter of 100 to 500 µm or rice husks having an average particle diameter of 30 to 200 µm, and adversely affects the water resistance and mechanical properties of the final product due to the influence of moisture remaining inside the natural material. It is described that it is preferable to use it after pretreatment because it may have a negative effect.
대한민국 등록특허 제10-1652796호 "친환경 접착제 조성물을 이용한 왕겨 성형체 및 그 제조방법"(2016. 8. 25. 등록)은, 왕겨에 특정 온도에서 경화 반응하는 반응성 경화제 및 천연계 접착제, 아크릴 에멀젼형 접착제, 수성 폴리우레탄계 접착제, 고무계 라텍스형 접착제 등이 포함된 친환경 접착제 조성물을 적용하여, 왕겨 성형체를 제조하는 방법에 대하여 제시되어 있다.Republic of Korea Patent No. 10-1652796 "Chuju molded body using an eco-friendly adhesive composition and its manufacturing method" (August 25, 2016 registration) is a reactive curing agent and a natural adhesive, acrylic emulsion-type adhesive that cures and reacts at a specific temperature to chaff By applying an environmentally friendly adhesive composition containing an aqueous polyurethane-based adhesive, rubber-based latex-type adhesives, etc., a method for producing a rice husk molded body is proposed.
이 종래 기술에서도, 왕겨는 400~800 메시 망체를 사용하여 필터링한 왕겨를 사용함으로써, 왕겨와 접착제와의 혼합성을 증대시키고, 열압성형조건을 개선하여 성형성을 확보할 수 있다고 기재되어 있다.Also in this prior art, chaff is described by using chaff filtered using 400-800 mesh meshes to increase the mixing properties of the chaff and the adhesive, and to improve the moldability by improving the thermoforming conditions.
상기와 같이 지구상에 대량으로 존재하며, 아울러 대량으로 폐기되는 왕겨를 산업상 이용하고자 하는 시도가 종종 시도되었다.Attempts have been made to industrially use chaff that exists in large quantities on Earth and is disposed of in large quantities as described above.
이러한 시도의 하나로서 타이어 등에 왕겨가 미량 첨가되는 기술이 존재하지만, 이는 왕겨의 대량 이용과는 실질적으로 무관하다.As one of these attempts, there is a technique in which trace amounts of chaff are added to tires and the like, but this is substantially irrelevant to mass use of chaff.
아울러 앞서 제시된 종래 기술들은 왕겨를 대량 이용하기 위하여 제시된 기술이지만, 이들 종래 기술들은 왕겨에 내재된 수분을 최종 제품의 물성에 악영향을 미치는 요소로 인식하여 왕겨의 건조 공정 내지 파쇄 고정을 당연시하고 있으며, 이로 인하여 왕겨 고유의 특성을 발현한 제품을 제시하지 못하고 있다.In addition, the conventional techniques presented above are proposed for mass use of chaff, but these conventional techniques recognize the chaff as a factor that adversely affects the physical properties of the final product, taking the drying process or crushing fixing of the chaff into consideration. Because of this, it is not possible to provide a product expressing the unique characteristics of chaff.
또한 앞서 제시된 종래 기술들은, 왕겨를 천연소재의 일종으로서만 취급하고 있을 뿐이며 다른 천연소재와 비교되는 특성이 무엇인지에 관하여 전혀 연구되지 않은 것이다.In addition, the above-described prior art treats chaff only as a kind of natural material and has not been studied at all in terms of characteristics compared with other natural materials.
한편 벼의 탈곡 과정에서 왕겨가 벼로부터 분리되면서 비산된다. 즉 왕겨는 분진 형태로 비산되며, 이에 의하여 왕겨의 예리한 가시가 비산하여, 피부를 찌르거나 눈에 들어가고, 심지어 결막염이나 기관지염 또는 코나 목구멍의 염증을 초래하여 열악한 작업 환경을 조성하게 된다.On the other hand, during rice threshing, chaff is separated from rice and scattered. That is, the chaff is scattered in the form of dust, whereby the sharp thorns of the chaff are scattered, stinging the skin or entering the eyes, and even causing conjunctivitis, bronchitis or inflammation of the nose or throat, creating a poor working environment.
이와 같은 열악한 작업 환경은 농업 종사자가 매년 감소하는 하나의 원인이 된다.This poor working environment is one reason for the decline in agricultural workers every year.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 천연소재인 왕겨를 기초로 제조되는 왕겨 단열재 및 그 제조 방법을 제공하여, 취급 및 설치에 충분한 굴곡파괴하중 및 압축강도를 가지면서 낮은 열전도율(높은 단열성) 및 높은 난연성을 가진 왕겨 단열재를 제공하고자 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, by providing a chaff insulation material and a method for manufacturing the chaff which is made based on the chaff which is a natural material, having a sufficient flexural fracture load and compressive strength for handling and installation To provide a chaff insulation with low thermal conductivity (high insulation) and high flame retardancy.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 클로로프렌 고무 라텍스와, 정수(clean water)와, 가류제를 혼합하여, 클로로프렌 고무 고형분의 농도가 7~40%이며 상기 가류제는 상기 클로로프렌 고무 고형분 100 중량부에 대하여 2~15 중량부를 이루는 라텍스 희석액을 준비하는 단계 ; 상기 라텍스 희석액 100 중량부에 대하여 장액 함유율이 4~7wt%인 미가공 왕겨 150~300 중량부를 혼합하여 이루어진 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 준비하는 단계 ; 상기 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 건조하여 왕겨와 왕겨 사이의 공간 중 50% 이상이 건조에 의하여 빈 공간이 형성되도록 하는 건조 단계 ; 상기 건조 단계를 거친 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 가류 성형하여 밀도 150~310 kg/m3인 왕겨 단열재를 제조하는 단계 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is a mixture of chloroprene rubber latex, clean water and a vulcanizing agent, the concentration of chloroprene rubber solid content is 7 to 40% and the vulcanizing agent is 100 weight of the chloroprene rubber solid content Preparing a latex diluent comprising 2-15 parts by weight relative to the part; Preparing a crude chaff-latex dilution mixture formed by mixing 150-300 parts by weight of raw chaff having a serous content of 4-7 wt% based on 100 parts by weight of the latex diluent; A drying step of drying the raw chaff-latex dilution mixture so that at least 50% of the space between the chaff and the chaff is formed by drying; Preparing a rice hull insulation having a density of 150 to 310 kg / m 3 by vulcanization of the crude chaff-latex dilution mixture obtained through the drying step; Characterized in that comprises a.
상기에 있어서, 상기 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 준비하는 단계는, 탈곡장치에서 탈곡되면서 배출되는 상기 미가공 왕겨에 상기 라텍스 희석액을 분무하여 상기 미가공 왕겨와 상기 라텍스 희석액을 혼합하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.The preparing of the crude chaff-latex dilution mixture may include spraying the raw chaff and the latex diluent by spraying the latex diluent on the raw chaff discharged while threshing in the threshing apparatus. Do.
본 발명의 다른 사상으로, 상기의 왕겨 단열재 제조 방법에 의하여 제조된 왕겨 단열재가 제공된다.In another aspect of the present invention, there is provided a chaff insulation material produced by the above-mentioned chaff insulation material manufacturing method.
상기와 같이 본 발명은, 천연소재인 왕겨를 기초로 제조되는 왕겨 단열재 및 그 제조 방법을 제공하여, 취급 및 설치에 충분한 굴곡파괴하중 및 압축강도를 가지면서 낮은 열전도율(높은 단열성) 및 높은 난연성을 가진 왕겨 단열재를 제공하고자 한다.As described above, the present invention provides a chaff insulation material and a method of manufacturing the chaff insulation material, which is manufactured based on chaff which is a natural material, and has a low thermal conductivity (high thermal insulation property) and high flame retardancy while having sufficient flexural fracture load and compressive strength for handling and installation. To provide chaff insulation with
도 1은 본 발명의 주재료인 왕겨의 사진,
도 2는 본 발명에 의하여 제조된 왕겨 단열재의 사진,
도 3은 도 2의 표면을 확대하여 촬영한 사진,
도 4는 도 2의 표면을 매우 확대하여 촬영한 사진.1 is a photograph of chaff which is the main material of the present invention,
Figure 2 is a photo of chaff insulation prepared by the present invention,
3 is a photograph taken by enlarging the surface of FIG. 2;
Figure 4 is a photograph taken at a very enlarged surface of Figure 2;
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted for simplicity of explanation, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.
도 1은 본 발명의 주재료인 왕겨의 사진이며, 도 2는 본 발명에 의하여 제조된 왕겨 단열재의 사진이며, 도 3은 도 2의 표면을 확대하여 촬영한 사진이며, 도 4는 도 2의 표면을 매우 확대하여 촬영한 사진이다.1 is a picture of the chaff which is the main material of the present invention, Figure 2 is a picture of the chaff insulation material prepared by the present invention, Figure 3 is a photograph taken on an enlarged surface of Figure 2, Figure 4 is a surface of Figure 2 This is a very enlarged picture.
이하 본 발명에 의한 왕겨 단열재 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the chaff insulation material manufacturing method according to the present invention will be described in detail.
1. 라텍스 희석액 준비 단계1. Latex dilution preparation step
클로로프렌 고무 라텍스와, 정수(clean water)와, 가류제를 혼합한 라텍스 희석액을 준비한다.The latex diluent which mixed chloroprene rubber latex, clean water, and a vulcanizing agent is prepared.
이때 준비된 라텍스 희석액은, 클로로프렌 고무 고형분의 농도가 7~40%이며, 가류제는 상기 클로로프렌 고무 고형분 100 중량부에 대하여 2~15 중량부를 이루도록 한다.At this time, the prepared latex diluent, the concentration of the chloroprene rubber solids is 7 to 40%, the vulcanizing agent to form 2 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the chloroprene rubber solids.
클로로프렌 고무 라텍스는, 클로로프렌 고무의 콜로이드상 수분산물이다.Chloroprene rubber latex is a colloidal water product of chloroprene rubber.
클로로프렌 고무(Polychloroprene Rubber, 이하 'CR'이라고 함.)는 가장 오랜 역사를 가진 합성고무로서, 다종의 제품이 전세계에 걸쳐 범용적으로 대량 생산되고 있다.Polychloroprene rubber (hereinafter referred to as 'CR') is the oldest synthetic rubber, and various products are mass-produced universally all over the world.
CR은 클로로프렌 모노머를 중합한 고무이며, 약칭으로 CR 또는 상품명으로 네오프렌(Neoprene)으로 불린다.CR is a rubber obtained by polymerizing a chloroprene monomer, and is abbreviated CR or Neoprene in the trade name.
CR은 염소기(Cl-)를 가진 자기소염성 및 난연성 물질이다.CR is a self-extinguishing and flame retardant material having a chlorine group (Cl − ).
정수(clean water)로는, 우물물, 지하수, 수도수 등이 사용될 수 있다.As clean water, well water, groundwater, tap water and the like may be used.
가류제는 클로로프렌 고무 고형분 100 중량부에 대하여 2~15 중량부가 혼합된다.As a vulcanizing agent, 2-15 weight part is mixed with respect to 100 weight part of chloroprene rubber solid content.
본 발명에서 가류제는 황(Sulfur)의 부존재하에 산화아연(ZnO) 및 산화마그네슘(MgO)이 혼합된 것이다.In the present invention, the vulcanizing agent is a mixture of zinc oxide (ZnO) and magnesium oxide (MgO) in the absence of sulfur (Sulfur).
즉 본 발명은 후술하는 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 건조한 후, 건조된 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 가류할 때 황을 사용하지 않고 ZnO+MgO에 의한 가류 방식을 채택하여, 왕겨 단열재가 연소될 때 유독가스가 발생하지 않도록 하였다.That is, the present invention adopts a vulcanization method by ZnO + MgO without using sulfur when drying the raw chaff-latex dilution mixture to be described later, and then vulcanizing the dried raw chaff-latex dilution mixture, when the chaff insulation is burned. No toxic gas was generated.
라텍스 희석액에서 클로로프렌 고무 고형분의 농도는 7% 이상 40% 이하로 조절되어야 한다.The concentration of chloroprene rubber solids in the latex diluent should be adjusted to between 7% and 40%.
라텍스 희석액에서 클로로프렌 고무 고형분의 농도가 7% 미만이면, 제조된 왕겨 단열재의 굴곡파괴하중 및 압축강도가 매우 취약하게 되어 취급상 및 설치상의 문제가 있다.If the concentration of chloroprene rubber solids in the latex diluent is less than 7%, the flexural fracture load and the compressive strength of the prepared rice hull insulation is very weak and there is a problem in handling and installation.
또한 라텍스 희석액에서 클로로프렌 고무 고형분의 농도가 40% 초과이면, 제조된 왕겨 단열재의 밀도가 증가할 뿐만 아니라 초기 열전도율이 급격히 상승하여 단열재로서 바람직하지 못하다.In addition, when the concentration of the chloroprene rubber solid content in the latex diluent exceeds 40%, not only the density of the prepared chaff insulation material increases but also the initial thermal conductivity rises rapidly, which is not preferable as a heat insulating material.
라텍스 희석액에는, 경우에 따라, 계면활성제 0 ~ 2 wt%, 안정제 0 ~ 1 wt%, 유화제 0 ~ 1 wt%, 습윤제 0~5 wt%, 증점제 0~2 wt%, 소포제 0~3 wt% 등이 첨가될 수 있다.The latex diluent may optionally contain 0-2 wt% of surfactant, 0-1 wt% of stabilizer, 0-1 wt% of emulsifier, 0-5 wt% of wetting agent, 0-2 wt% of thickener, 0-3 wt% of antifoaming agent. And the like can be added.
2. 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물 준비 단계2. Preparation of Raw Chaff-Latex Diluent Mixture
라텍스 희석액 100 중량부에 대하여 장액 함유율이 4~7wt%인 미가공 왕겨 150~300 중량부를 혼합하여 이루어진 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 준비한다.A crude chaff-latex diluent mixture is prepared by mixing 150-300 parts by weight of raw chaff having a serous content of 4-7 wt% with respect to 100 parts by weight of the latex diluent.
라텍스 희석액 100 중량부에 대하여 미가공 왕겨를 150 중량부 미만으로 혼합할 경우, 제조된 왕겨 단열재의 밀도가 증가할 뿐만 아니라 초기 열전도율이 급격히 상승하여 단열재로서 바람직하지 못하다.When the raw rice husk is mixed at less than 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the latex diluent, the density of the prepared rice hull insulation is not only increased but also the initial thermal conductivity is rapidly increased, which is not preferable as a heat insulating material.
라텍스 희석액 100 중량부에 대하여 미가공 왕겨를 300 중량부 초과하여 혼합할 경우, 제조된 왕겨 단열재의 굴곡파괴하중 및 압축강도가 매우 취약하게 되어 취급상 및 설치상의 문제가 있다.When more than 300 parts by weight of the raw chaff mixed with respect to 100 parts by weight of the latex diluent, the flexural fracture load and compressive strength of the prepared chaff insulation material becomes very weak, there is a problem in handling and installation.
한편 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 준비하는 단계는, 탈곡장치에서 탈곡되면서(즉 벼로부터 분리되면서) 배출되는 미가공 왕겨에 라텍스 희석액을 분무하여 미가공 왕겨와 라텍스 희석액을 혼합하는 과정을 포함할 수 있다.Meanwhile, preparing the raw chaff-latex dilution mixture may include mixing the raw chaff and the latex dilution by spraying a latex dilution on the raw chaff discharged while being threshed (ie, separated from rice) in the threshing apparatus.
이에 의하여 탈곡장치로부터 비산되는 미가공 왕겨로 인한 분진을 예방하여 탈곡작업의 작업환경이 개선될 수 있다.As a result, the working environment of the threshing operation may be improved by preventing dust due to the raw chaff scattered from the threshing apparatus.
왕겨(rice husk 또는 rice hull)는, 벼의 거칠고 단단한 겉껍질(또는 겉겨)를 지칭하는 것이다.Rice husk or rice hull refers to the rough and hard husk of rice (or husk).
즉 벼의 탈곡 과정에서 왕겨가 벼로부터 분리되며, 왕겨가 분리된 벼는 현미라고 칭한다.That is, chaff is separated from rice during threshing of rice, and rice with separated chaff is called brown rice.
한편 왕겨와 달리 쌀겨(rice bran)는, 현미를 도정하여 정백미를 만들 때 생기는 과피·종피·호분층 등의 분쇄혼합물을 의미하며, 본 발명의 왕겨는 쌀겨와는 전혀 다른 성질을 가지며, 쌀겨는 본 발명과 무관하다.On the other hand, unlike chaff rice bran (rice bran) refers to a pulverized mixture of skin, seed skin, whistle layer, etc. that occurs when the brown rice is made to make white rice, the chaff of the present invention has a completely different properties from rice bran, Irrelevant to invention.
왕겨는 천연소재이며, 아울러 연질, 경량, 생체 무해, 난연, 내후, 염가 등의 특징을 가진다. 특히 본 발명에서는 왕겨의 특징 중 경량성, 난연성, 단열성에 주목하고 있다.Chaff is a natural material and also has characteristics such as softness, light weight, biohazard, flame retardancy, weather resistance, and inexpensiveness. In particular, in the present invention, attention is paid to lightness, flame retardancy, and heat insulating properties among the features of rice hulls.
한편 본 명세서에서 '미가공 왕겨'란, 실질적으로 벼로부터 분리된 상태 그대로의 왕겨, 즉 원형의 왕겨를 지칭하는 것으로, 별도의 적극적인 건조 공정이나 파쇄 고정을 거치지 않은 왕겨를 말한다. 다만 벼로부터 분리되어 장기간 보관 중에 일부 자연 건조되거나 취급 도중에 부스러진 왕겨 또한 실질적으로 '미가공 왕겨'에 해당하는 것으로 간주된다.Meanwhile, in the present specification, 'unprocessed chaff' refers to a chaff as it is substantially separated from rice, that is, a round chaff, and refers to chaff that has not undergone a separate active drying process or crushing fixing. However, some naturally dried rice hulls separated from rice during long-term storage or crumbled during handling are also considered to be 'raw rice hulls'.
이와 같은 미가공 왕겨의 장액 함유율은 4~7wt%이다.The serous content of such raw rice husk is 4-7 wt%.
한편 적극적인 건조 공정이나 파쇄 공정을 거친 '가공 왕겨'의 경우 왕겨의 장액이 대기중으로 날아가, 장액 함유율이 3wt% 이하로 낮아짐으로써 본 발명이 기대하는 효과를 달성하기에 적절치 않다. Meanwhile, in the case of the 'processed chaff' which has undergone an active drying process or a crushing process, the serous of the chaff flies to the atmosphere, and the serous content is lowered to 3 wt% or less, which is not suitable for achieving the effect expected by the present invention.
즉 본 발명은 특히 왕겨에 내재한 장액의 특징에 주목하고 있다.That is, the present invention pays particular attention to the characteristics of the serous liquid inherent in rice hulls.
미가공 왕겨는, 68wt%의 셀룰로오스 섬유(cellulos fiber)로 이루어진 세포벽과, 나머지 잔부 32wt%인 장액(serous fluid)과 비결정질 실리카(amorphous silica)로 이루어지며, 장액(serous fluid)은 통상 4~7wt% 정도이다.Raw chaff consists of a cell wall consisting of 68 wt% of cellulos fibers, the remainder of which is 32 wt% of serous fluid and amorphous silica, and the serous fluid is usually 4-7 wt%. It is enough.
68wt%의 셀룰로오스 섬유는, 헤미셀룰로오스(hemicellulose) 16wt%와, 리그닌(lignin) 20wt%와, 셀룰로오스(cellulose) 32wt%로 이루어진다.68 wt% of cellulose fibers is composed of 16 wt% of hemicellulose, 20 wt% of lignin, and 32 wt% of cellulose.
본 발명은, 미가공 왕겨에서 잔부 32wt%를 차지하는 장액(serous fluid)과 비결정질 실리카(amorphous silica)를 적극적으로 이용하기 위한 기술이다.The present invention is a technique for actively using the serous fluid (amorphous silica) and occupying the balance of 32wt% in the raw chaff.
표 1은 왕겨에서 장액의 수분을 제외한 백탄의 성분을 보인다.Table 1 shows the components of white charcoal, except for the serous water in the rice hulls.
확인되는 바와 같이 왕겨의 주성분은 무정형(amorphous)의 비결정질 실리카(SiO2) 섬유가 98.87%를 차지하고 있다는 것을 확인할 수 있다.일반적으로 알려진 광물의 결정성 실리카(SiO2)는, 천연고무 배합시의 ‘보강재’이며, 아울러 시장에서는 카본 타이어에 투입되는 최강 보강재로서의 지위를 확립하고 있다.본 발명에서 무정형의 비결정질 실리카 섬유는, 광물의 결정성 실리카와 동일하게, 반응성이 풍부할 뿐만 아니라 고물성을 발휘하며, 게다가 가류 조성물의 내부에서는 섬유가 서로 얽혀, 다수의 미세한 간극과 공간을 생성하여, 반발탄성을 구축하여 경량화를 실현하게 된다.As can be seen, it is confirmed that the main component of the rice hull is 98.87% of amorphous amorphous silica (SiO 2 ) fibers. Generally known mineral crystalline silica (SiO 2 ) is used in natural rubber formulation. It is a 'reinforcement material' and has established a position in the market as the strongest reinforcement material for carbon tires. In the present invention, amorphous silica fiber is not only rich in reactivity but also high in physical properties, similar to mineral crystalline silica. In addition, in the interior of the vulcanizing composition, the fibers are entangled with each other, creating a large number of fine gaps and spaces, thereby establishing a repulsive elasticity to realize a light weight.
또한 실리카는, 불소에 버금가는 발수성을 가지며, 부식성과 안전성이 중요한 주거재에 최적의 재료이다.In addition, silica has a water repellency comparable to fluorine and is an optimal material for a housing material where corrosion and safety are important.
본 발명은 실리카와 함께 왕겨에 내재한 장액을 적극적으로 이용한다.The present invention actively utilizes the serous inherent in rice hulls with silica.
즉 종래의 기술에서 천연소재의 장액 내지 수분은 고무 제품의 성질에 악영향을 미치는 요소로서, 왕겨를 적극적으로 건조 처리하여 폴리머와의 배합 전에 미리 대기중에 날려버리거나, 왕겨를 미세하게 파쇄함으로서 자연적으로 장액 내지 수분이 날아가도록 처리하여 장액 함유율이 3wt% 이하로 낮아지게 하였지만, 본 발명은 미가공 왕겨의 장액을 적극적으로 이용하기 위하여 미가공 왕겨를 적극적으로 건조 처리하거나 적극적으로 파쇄하지 않도록 하여 장액 함유율이 4~7wt%를 유지하게 된다.In other words, in the prior art, the serous to water of the natural material is a factor that adversely affects the properties of the rubber product, and the chaff is naturally dried by actively drying the chaff and blowing it in the air before blending with the polymer or by finely crushing the chaff. To lower the serous content to less than 3wt% by treating the moisture to fly away, the present invention does not actively dry processing or actively shredded raw chaff in order to actively use the serous of the raw chaff 4 to 4 ~ It is maintained at 7wt%.
장액(serous fluid)은 일종의 함수화합물이다.The serous fluid is a type of hydrous compound.
장액은 수산기, 아미노기, 카르복실기, 아미도기, 메르캅토기, 활성수소 등의 실릴 에테르(silyl ether)제를 함유하여, 실란 커플링제(Silane Coupling Agents)와 동일한 모양의 작용을 통하여, 특히 반죽 공정 및 가류공정의 열이력에 반응하여, 하이드로실릴화(Hydrosilylation) 반응을 하여, 관능기가 실리카(SiO2)와 결합하며 장액은 가스화하여 공기중에 방출되어, 최종 제품에 기계적 고강도, 내충격성, 탄성, 단열성능을 부여하게 된다.The intestinal fluid contains a silyl ether agent such as hydroxyl group, amino group, carboxyl group, amido group, mercapto group, and active hydrogen, and thus, through the action of the same shape as Silane Coupling Agents, in particular, kneading process and In response to the thermal history of the vulcanization process, hydrosilylation reaction is carried out, the functional group is bonded to silica (SiO 2 ), and the serous is gasified to be released into the air. Performance.
특히, 본 발명의 최종 제품은 유기 폴리머(CR)와 왕겨의 실리카(SiO2)가 커플링 액션(coupling action)을 통하여 상호 견고한 커플링 브릿지를 형성하여 고강도 가류물이 된다.In particular, in the final product of the present invention, organic polymer (CR) and chaff silica (SiO 2 ) form a rigid coupling bridge with each other through a coupling action to become a high strength vulcanizate.
나아가 친화성의 장액은 실릴 에테르제를 더욱 희석하여, 미가류 왕겨-라텍스 희석액이 분산에 높은 효과를 발휘하는 폴리머로 개질된다.Furthermore, the affinity sera further dilute the silyl ether so that the unvulcanized rice hull-latex diluent is modified to a polymer that has a high effect on dispersion.
하이드로실릴화 반응은 염기의 존재하에서 반응하는 성상이며, 본 발명의 클로로프렌 고무의 염소기는 이 반응을 완결하게 된다.The hydrosilylation reaction is a property of reacting in the presence of a base, and the chlorine group of the chloroprene rubber of the present invention completes this reaction.
유기 폴리머(CR)와 왕겨의 실리카가 상호 강고하게 커플링 액션(coupling action)을 통하여 브릿지를 형성하여 고강도 가황물이 된다.The organic polymer (CR) and the chaff of silica form a bridge through the coupling action (coupling action) firmly with each other to form a high-strength vulcanizate.
또한 장액에는 비극성 분자인, 페놀기(C6H5OH), 카르복실기(-COOH), 히도로킨기(OH)가 응집 형태로 분산되어 있으며, 이에 의하여 CR과 혼합시에, 소수 효과(hydrophobic effect)가 발현된다. In addition, in the serous fluid, non-polar molecules, a phenol group (C 6 H 5 OH), a carboxyl group (-COOH) and a hydokinin group (OH), are dispersed in a coagulated form, whereby a hydrophobic effect when mixed with CR ) Is expressed.
* 실란 커플링제[Y-R-Si(X)3]의 작용 설명* Explanation of the action of silane coupling agent [Y-R-Si (X) 3]
분자내에 유기재료와 반응 결합하는 관능기와 무기재료와 반응결합하는 관능기를 복수로 가진 ‘유기규소화합물’을 ‘실란 커플링’이라 한다.An 'organosilicon compound' having a plurality of functional groups reactively bonded to organic materials and inorganic materials in a molecule is called 'silane coupling'.
- 본 발명의 주성분인 미가공 왕겨는 유기규소화합물이며, 왕겨 모체에 [Y-R-Si(X)3]을 함유한다.-The raw chaff, the main ingredient of the present invention, is an organosilicon compound and contains [Y-R-Si (X) 3] in the chaff matrix.
- 본 발명은 유기규소화합물에 의하여, 자연계의 왕겨의 형태(쉽게 부스러질 수 있는 형태)에서는 도저히 상상할 수 없는 고강도, 탄성, 단열, 방음, 굽힘강도, 충격흡수성의 신기능을 겸비한 신소재가 제조될 수 있다.-According to the present invention, the organic silicon compound can be produced a new material that combines the high-strength, elasticity, insulation, sound insulation, bending strength, impact absorbing new functions that can not be imagined in the form of natural chaff (easily crushed) have.
한편 라텍스 희석액의 비중은 약 1.15 (1.1 ~ 1.2) g/cc임에 비하여, 왕겨의 겉보기 비중은 0.1g/cc에 불과하다.On the other hand, the specific gravity of the latex diluent is about 1.15 (1.1 ~ 1.2) g / cc, the apparent specific gravity of the chaff is only 0.1g / cc.
따라서 라텍스 희석액 100중량부에 대한 미가공 왕겨 150 ~ 300 중량부를 겉보기 부피로 환산하면, 라텍스 희석액 1cc에 대한 미가공 왕겨 17~34cc가 대응한다. 나아가 라텍스 희석액의 클로로프렌 고무 고형분의 농도가 10%이면, 약 1cc의 클로로프렌 고무 고형분에 대하여 미가공 왕겨 170~340 cc가 대응한다고 볼 수 있다. 이와 같은 엄청난 부피 차이에도 불구하고, 앞서 설명한 바와 같이, 미가공 왕겨의 장액과 실리카 섬유에 의하여 산업상 이용가능한 형태의 왕겨 단열재가 제조될 수 있다.Therefore, when converted into apparent volume of 150 to 300 parts by weight of the raw chaff to 100 parts by weight of the latex diluent, 17 to 34 cc of the raw chaff corresponding to 1 cc of the latex diluent. Furthermore, when the concentration of chloroprene rubber solids in the latex diluent is 10%, it can be said that the raw rice husks 170 to 340 cc correspond to about 1 cc of chloroprene rubber solids. Despite this enormous volume difference, as previously described, rice hull insulation in an industrially usable form can be produced by the serous and silica fibers of raw chaff.
특히 탈곡장치에서 탈곡되면서 배출되는 미가공 왕겨에 라텍스 희석액을 분무할 경우, 이에 의하여 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 얻어낼 수 있을 뿐만 아니라, 라텍스 희석액은 탈곡 과정에서 미가공 왕겨라는 분진이 비산되는 것을 방지하는 분진 비산 방지액으로 작용하게 된다.In particular, when the latex diluent is sprayed on the raw rice husk discharged from the threshing apparatus, not only can the raw chaff-latex diluent mixture be obtained, but the latex diluent prevents the dust of the raw chaff from threshing. It acts as an anti-dust scattering solution.
3. 왕겨 단열재 제조 단계3. Chaff insulation material manufacturing step
미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 건조한 후 가류 성형하여 밀도 150~310 kg/m3인 왕겨 단열재를 제조한다.The raw rice husk-latex dilution mixture is dried and vulcanized to produce rice hull insulation with a density of 150-310 kg / m 3 .
왕겨 단열재의 밀도 150~310 kg/m3는, 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 충분히 건조한 후 가류 성형할 때 달성할 수 있는 밀도이다.The density of the rice hull insulation is 150-310 kg / m 3, which is achievable when the raw rice hull-latex diluent mixture is sufficiently dried and subjected to vulcanization.
이에 의하여 도 2와 같은 왕겨 단열재가 제조되며, 아울러 도 2 및 도 2의 확대사진인 도 3 및 도 4를 통하여 왕겨 단열재에서 왕겨의 형태는 부스러지지 않고 왕겨의 원형이 거의 그대로 유지된다는 것을 확인할 수 있으며, 왕겨와 왕겨 사이의 공간은 대부분 비어있는 상태임을 확인할 수 있다.
즉 도 3 및 도 4를 통하여 건조 단계를 거친 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물은, 왕겨와 왕겨 사이의 공간 중 50% 이상이 빈 공간이 형성된 것을 알 수 있다.Thereby, the chaff insulation material as shown in Figure 2 is produced, and also through the enlarged picture of Figures 2 and 2 through Figures 3 and 4 it can be seen that the shape of the chaff in the rice hull insulation does not crumble and the original shape of the rice hull remains almost intact. The space between the chaff and the chaff is mostly empty.
That is, the crude chaff-latex dilution mixture, which has undergone the drying step through FIGS. 3 and 4, may have at least 50% of the space between the rice husk and the rice hull, where an empty space is formed.
즉 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물에서 라텍스 희석액의 대부분은 건조되며, 왕겨에 비하여 매우 소량인 클로로프렌 고무 고형분의 가류에 의하여 왕겨가 서로 결합되어 있는 것이다.That is, most of the latex dilution in the raw chaff-latex diluent mixture is dried, and the chaffs are bound together by vulcanization of a very small amount of chloroprene rubber solids compared to the chaff.
< 구체적 실험예 ><Specific Experimental Example>
바람직한 실험예 : 실험예 1Preferred Experimental Example: Experimental Example 1
클로로프렌 고무 라텍스(고형분 농도 60%)(상품명 : 슈우프렌)를 준비한 후, 클로로프렌 고무 라텍스 100 중량부에 대하여 정수 500 중량부, 가류제로서 MgO 1.8 중량부 및 ZnO 2.4 중량부를 혼합믹서에서 혼합하여 라텍스 희석액을 준비한다.After preparing chloroprene rubber latex (solid content concentration 60%) (brand name: Suprene), 500 parts by weight of purified water, 1.8 parts by weight of MgO and 2.4 parts by weight of ZnO as a vulcanizing agent are mixed with 100 parts by weight of chloroprene rubber latex in a mixing mixer. Prepare the diluent.
이에 의하여 준비된 라텍스 희석액의 클로로프렌 고무 고형분의 농도는 10%이며, 클로로프렌 고무 고형분 100 중량부에 대하여 가류제는 7 중량부(MgO 3 중량부 + ZnO 4 중량부)를 이룬다.The concentration of chloroprene rubber solids in the latex dilution thus prepared is 10%, and the vulcanizing agent forms 7 parts by weight (3 parts by weight of MgO + 4 parts by weight of ZnO) with respect to 100 parts by weight of chloroprene rubber solids.
혼합 믹서는, 토카이(TOKAI)제 (드럼 치수 600D x 300 mm/55L)400W(60Hz)를 사용하며, 38rpm의 회전에서 30min 혼합한다. 이와 같이 혼합된 라텍스 희석액은 유백색(乳白色)의 액체로 된다.The mixing mixer uses TOKAI (drum dimension 600D x 300 mm / 55L) 400W (60 Hz), and mixes for 30 minutes by the rotation of 38 rpm. The latex diluent mixed in this way becomes a milky white liquid.
라텍스 희석액과 미가공 왕겨와의 혼합은, 55L 혼합 믹서에 미가공 왕겨를 투입하면서 라텍스 희석액을 분무기로 분무하였다.In the mixing of the latex diluent and the raw chaff, the latex diluent was sprayed with an atomizer while putting the raw chaff into a 55L mixing mixer.
분무압 3MPa로 섹터 노즐(sector nozzle)을 사용하여 미가공 왕겨 3kg을 혼합 믹서에 3분 동안 투입하면서 라텍스 희석액 1.5kg을 분무하였으며(즉 라텍스 희석액 100 중량부 대비 미가공 왕겨 200 중량부 혼합), 이후 믹서의 회전수 38rpm으로 약 10분간 교반을 수행하여, 이 과정에서 분진을 발생시키지 않고 혼합을 완료하였다.The spray pressure 3MPa was used to inject 3 kg of raw chaff into the mixing mixer using a sector nozzle for 3 minutes while spraying 1.5 kg of the latex diluent (ie mixing 200 parts by weight of the raw chaff against 100 parts by weight of the latex diluent). Stirring was performed at about 38 rpm for about 10 minutes to complete mixing without generating dust in this process.
이에 의하여 미가공 왕겨의 원형은 그대로 유지되면서 미가공 왕겨의 표피에는 라텍스 희석액이 균일하게 부착된다.As a result, the original chaff remains intact while the latex diluent is uniformly attached to the skin of the raw chaff.
이와 같이 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 준비하였다.Thus, a crude chaff-latex dilution mixture was prepared.
이후 미가공 왕겨-라텍스 희석액의 혼합물 3kg을 계량하고, 이를 전용용기(치수 1000x1000x30t mm)에 수작업으로 장전하고, 창고에서 자연건조로 7일간 방치하고, 건조 고형물을 취출하였다.Thereafter, 3 kg of the mixture of raw rice husk-latex dilution was weighed, and it was loaded by hand into a dedicated container (dimensions 1000x1000x30t mm), left in a warehouse for 7 days by natural drying, and a dry solid was taken out.
전용용기에서 취출된 건조 고형물은 대형 4단 프레스(1500x2500mm)를 사용하여, 철제 금형(내부 치수 1000x1000x20t mm, 상하 덮개 철판 2.3mm)에 삽입한 후, 증기압 8kg/cm2, 프레스압 150kgf/cm2 x 20min의 조건으로 가류 성형하며, 금형내의 증기압(Vapor pressure)을 제로(0)로 하는 가스 빼기 작업을 3회 반복하며, 다시 가류를 2분동안 진행하고 성형품을 취출하였다.The dry solids taken out from the special container were inserted into an iron mold (inner dimensions 1000x1000x20t mm, upper and lower cover iron plate 2.3mm) using a large four-stage press (1500x2500mm), and the vapor pressure 8kg / cm 2 and press pressure 150kgf / cm 2 Vulcanization was carried out under the condition of x 20 min, and the gas bleeding operation was repeated three times, with the vapor pressure in the mold being zero (0), followed by vulcanization for 2 minutes, and the molded article was taken out.
상기의 성형품은, 모서리의 각이 진 부위에 취약한 부분이 있어, 절단기계(sawing machine)로 가장자리를 절단해낸 후, 소정의 크기로 절단하여 시험편을 얻고 해당 시험편에 대하여 제품 특성을 실험하였다.The molded article has a weak part in the corner of the corner, cut the edge with a sawing machine, cut into a predetermined size to obtain a test piece, and tested the product characteristics on the test piece.
다른 실험예들Other Experimental Examples
실험예 2, 3, 4, 5, 6, 7Experimental Example 2, 3, 4, 5, 6, 7
실험예 1과 동일한 조건으로 진행하되, 라텍스 희석액의 클로로프렌 고무 고형분의 농도는 5%, 7%, 20%, 35%, 40%, 58%(희석하지 않음)로 설정하였다.Proceed under the same conditions as in Experimental Example 1, the concentration of chloroprene rubber solids in the latex diluent was set to 5%, 7%, 20%, 35%, 40%, 58% (not diluted).
즉 클로로프렌 고무 라텍스(고형분 농도 60%) 100 중량부에 대하여, 정수 1100 중량부(실험예 2), 750 중량부(실험예 3), 200 중량부(실험예 4), 67 중량부(실험예 5), 45 중량부(실험예 6), 0 중량부(실험예 7)와, 가류제로서 MgO 1.8 중량부 및 ZnO 2.4 중량부를 혼합믹서에서 혼합하여 라텍스 희석액을 준비한 후,Namely, 100 parts by weight of chloroprene rubber latex (60% solid content), 1100 parts by weight (Experimental Example 2), 750 parts by weight (Experimental Example 3), 200 parts by weight (Experimental Example 4), 67 parts by weight (Experimental example) 5), 45 parts by weight (Experimental Example 6), 0 parts by weight (Experimental Example 7), 1.8 parts by weight of MgO and 2.4 parts by weight of ZnO as a vulcanizing agent in a mixed mixer to prepare a latex diluent,
라텍스 희석액 100 중량부에 대하여 미가공 왕겨 200 중량부를 혼합하여 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 준비한 후, 이를 건조한 후 가류 성형하여 단열재 시험편을 준비하였다.200 parts by weight of raw chaff was mixed with 100 parts by weight of the latex diluent to prepare a raw chaff-latex diluent mixture, which was dried and vulcanized to prepare an insulation test piece.
실험예 8, 9, 10, 11Experimental Example 8, 9, 10, 11
실험예 1과 동일한 조건으로 진행하되, 라텍스 희석액 100 중량부에 대하여 미가공 왕겨를 100 중량부, 150 중량부, 300 중량부, 350 중량부로 혼합하도록 하였다.Proceeding under the same conditions as in Experimental Example 1, 100 parts by weight of the latex diluent was mixed to 100 parts by weight, 150 parts by weight, 300 parts by weight, 350 parts by weight.
즉 라텍스 희석액의 클로로프렌 고무 고형분의 농도를 10%로 설정하여 라텍스 희석액을 준비한 후, That is, after preparing the latex diluent by setting the concentration of chloroprene rubber solids of the latex diluent to 10%,
라텍스 희석액 100 중량부에 대하여 미가공 왕겨를 100 중량부(실험예 8), 150 중량부(실험예 9), 300 중량부(실험예 10), 350 중량부(실험예 11)를 혼합하여 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 준비한 후, Raw chaff is mixed with 100 parts by weight (Experimental Example 8), 150 parts by weight (Experimental Example 9), 300 parts by weight (Experimental Example 10), and 350 parts by weight (Experimental Example 11) based on 100 parts by weight of the latex diluent. After preparing the latex dilution mixture,
이를 건조한 후 가류 성형하여 단열재 시험편을 준비하였다.This was dried and subjected to vulcanization to prepare a heat insulating material test piece.
실험예 12Experimental Example 12
실험예 1과 동일한 조건으로 진행하되, 라텍스 희석액의 클로로프렌 고무 고형분의 농도는 40%로 설정하되, 라텍스 희석액 100 중량부에 대하여 미가공 왕겨를 100 중량부 혼합하도록 하였다.Proceeding under the same conditions as in Experimental Example 1, the concentration of chloroprene rubber solids in the latex diluent was set to 40%, but 100 parts by weight of the raw chaff was mixed with 100 parts by weight of the latex diluent.
즉 클로로프렌 고무 라텍스(고형분 농도 60%) 100 중량부에 대하여, 정수 45 중량부와, 가류제로서 MgO 1.8 중량부 및 ZnO 2.4 중량부를 혼합믹서에서 혼합하여 클로로프렌 고무 고형분의 농도가 40%인 라텍스 희석액을 준비한 후,That is, a latex diluent having a chloroprene rubber solid content of 40% by mixing 45 parts by weight of purified water, 1.8 parts by weight of MgO and 2.4 parts by weight of ZnO as a vulcanizing agent with respect to 100 parts by weight of chloroprene rubber latex (60% of solid content concentration). After preparing
라텍스 희석액 100 중량부에 대하여 미가공 왕겨 100 중량부를 혼합하여 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 준비한 후, 이를 건조한 후 가류 성형하여 단열재 시험편을 준비하였다.100 parts by weight of the raw rice husk was mixed with respect to 100 parts by weight of the latex diluent to prepare a raw rice husk-latex diluent mixture, which was dried and vulcanized to prepare a heat insulating material test piece.
각 시험편에 대하여, KS M 3808에 의겨 밀도(kg/m3), 초기 열전도율(W/m.K), 굴곡파괴하중(N), 압축강도(N/cm2), 연소성(연소시간(초) 및 연소길이(mm))을 시험하였으며, 그 결과를 아래의 표 2에 제시한다.For each specimen, the density (kg / m 3 ), initial thermal conductivity (W / mK), flexural fracture load (N), compressive strength (N / cm 2 ), combustibility (burn time (seconds) and Combustion length (mm)) was tested and the results are shown in Table 2 below.
실험예
Experimental Example
고형분 농
도(%)Latex diluent
Solids
Degree(%)
미가공 왕겨의 혼합량 (중량부)100 parts by weight of latex diluent
Mixed amount of raw chaff (part by weight)
(kg/m3)density
(kg / m 3 )
열전도율
(W/m.K)Early
Thermal conductivity
(W / mK)
파괴
하중
(N)curve
Destruction
weight
(N)
강도
(N/cm2)compression
burglar
(N / cm 2 )
(초)Burning time
(second)
(mm)Combustion length
(mm)
밀도에 대한 평가Evaluation of Density
CR 라텍스를 희석하지 않은 실험예 7은 밀도가 335이고, 라텍스 희석액의 고형분 농도가 40%이면서 라텍스 희석액 100 중량부 대비 미가공 왕겨 100 중량부가 혼합된 실험예 12는 337인 반면, 다른 실험예들은 모두 밀도가 310 이하로서 비교적 경량의 단열재를 달성할 수 있었다.Experimental Example 7 without diluting the CR latex has a density of 335, the solid concentration of the latex diluent is 40% and Experimental Example 12 is 337 mixed with 100 parts by weight of the raw chaff compared to 100 parts by weight of the latex diluent, while all other examples As the density was 310 or less, a relatively light insulating material could be achieved.
초기 열전도율에 대한 평가Evaluation of Initial Thermal Conductivity
CR 라텍스를 희석하지 않은 실험예 7 및 라텍스 희석액의 고형분 농도가 40%이면서 라텍스 희석액 100 중량부 대비 미가공 왕겨 100 중량부가 혼합된 실험예 12는 초기 열전도율이 각각 0.073 및 0.072로서 매우 높은 반면, 다른 실험예들은 모두 초기 열전도율이 0.061 이하로서 우수한 단열성을 가지는 것으로 확인되었다.Experimental Example 7 without dilution of CR latex and Experimental Example 12 with a solid content of 40% of the latex diluent and 100 parts by weight of the raw rice husk mixed with 100 parts by weight of the latex diluent were very high initial thermal conductivity of 0.073 and 0.072, respectively. All of the examples were found to have excellent thermal insulation with an initial thermal conductivity of 0.061 or less.
굴곡파괴하중 및 압축강도에 대한 평가Evaluation of Flexural Failure Load and Compressive Strength
실험예 2 및 실험예 11은 굴곡파괴하중 및 압축강도가 각각 4, 1 및 5, 1로서 쉽게 파괴되기 쉬운 성질을 가진 반면, 나머지 실험예들은 모두 굴곡파괴하중 10 이상, 압축강도 3 이상을 가져 취급 및 설치에 아무런 문제가 없는 것으로 확인되었다.Experimental Examples 2 and 11 had flexural fracture loads and compressive strengths of 4, 1, 5, and 1, respectively, and were easily fractured, while the other experimental examples had flexural fracture loads of 10 or more and compressive strength of 3 or more. It was confirmed that there was no problem in handling and installation.
연소성에 대한 평가Evaluation of Combustibility
모든 실험예가 연소시간 70초 이내이며, 연소길이 25mm이하로서 우수한 난연성을 가지는 것으로 확인되었다.All the experimental examples were found to have excellent flame retardancy with a combustion time of less than 70 seconds and a combustion length of 25 mm or less.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
Claims (3)
상기 라텍스 희석액 100 중량부에 대하여 장액 함유율이 4~7wt%인 미가공 왕겨 150~300 중량부를 혼합하여 이루어진 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 준비하는 단계 ;
상기 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 건조하여 왕겨와 왕겨 사이의 공간 중 50% 이상이 건조에 의하여 빈 공간이 형성되도록 하는 건조 단계 ;
상기 건조 단계를 거친 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 가류 성형하여 밀도 150~310 kg/m3인 왕겨 단열재를 제조하는 단계 ;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕겨 단열재 제조 방법.
Chloroprene rubber latex, clean water, and vulcanizing agent are mixed so that the concentration of chloroprene rubber solids is 7 to 40% and the vulcanizing agent is 2 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the chloroprene rubber solids. To prepare;
Preparing a crude chaff-latex dilution mixture formed by mixing 150-300 parts by weight of raw chaff having a serous content of 4-7 wt% based on 100 parts by weight of the latex diluent;
A drying step of drying the raw chaff-latex dilution mixture so that at least 50% of the space between the chaff and the chaff is formed by drying;
Preparing a rice hull insulation having a density of 150 to 310 kg / m 3 by vulcanization of the crude chaff-latex dilution mixture obtained through the drying step;
Rice hull insulation manufacturing method comprising a.
상기 미가공 왕겨-라텍스 희석액 혼합물을 준비하는 단계는, 탈곡장치에서 탈곡되면서 배출되는 상기 미가공 왕겨에 상기 라텍스 희석액을 분무하여 상기 미가공 왕겨와 상기 라텍스 희석액을 혼합하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕겨 단열재 제조 방법.
The method of claim 1,
Preparing the raw chaff-latex dilution mixture, the chaff insulation comprising mixing the raw chaff and the latex dilution by spraying the latex dilution to the raw chaff discharged while threshing in the threshing apparatus Manufacturing method.
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2019
- 2019-06-11 KR KR1020190068700A patent/KR102033412B1/en active IP Right Grant
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