KR20050014903A

KR20050014903A - 광물화 식물사 패널의 제조방법 및 광물화 식물사 패널

Info

Publication number: KR20050014903A
Application number: KR1020050002037A
Authority: KR
Inventors: 손진호
Original assignee: 손진호
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2005-01-10
Publication date: 2005-02-07
Also published as: KR20050004751A; CN1792580A

Abstract

본 발명은 목재, 팜열매줄기, 야자열매, 초본류, 땅콩 또는 콩의 껍질 중 적어도 하나이상을 소정의 크기로 절단하여 식물사로 만드는 준비과정과; 탄산칼슘, 염화칼슘, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 진주암, 금강사, 형석 중 적어도 하나이상을 물과 혼합한 경화제를 상기 식물사에 혼합하는 혼합과정과; 상기 식물사와 경화제의 혼합물을 금형에 넣고 압력을 가하여 패널형상을 이루도록 하는 성형과정과; 금형에서 상기 패널을 분리하여 양생하는 양생과정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널의 제조방법 및 이에 따른 광물화 식물사 패널에 관한 것이다.

이에따라 다양한 식물을 사용하여 방화성, 단열성, 차음성이 뛰어나며 무독성의 생산원가가 저렴한 패널을 생산할 수 있다는 효과가 있다. 특히 강도가 뛰어나며 무게가 가벼운 친환경적인 패널을 생산할 수 있다는 효과도 있다.

Description

광물화 식물사 패널의 제조방법 및 광물화 식물사 패널{method for producing mineralized plant-fiber panel and mineralized plant-fiber panel}

본 고안은 광물화 식물사 패널에 관한 것으로 목재, 팜열매줄기, 야자열매, 초본류, 땅콩 또는 콩 껍질등의 다양한 식물성 재료를 소정의 크기로 절단한 후 난연재를 침투시킨 후 경화제를 혼합하여 성형한 광물화 식물사 패널의 제작방법과 이에따른 광물화 식물사 패널에 관한 것이다.

목재를 가늘게 채를 썬 후 수지 또는 시멘트와 배합 교반하고 압착하여 패널 형태로 만든 초기의 목사수지패널은 벽돌조적등 다른 공법에 비해 시공이 간편하며 보온단열성, 흡음성, 조습성등의 다양한 장점을 가지고 있으나 장시간 물을 흡수하면 형태가 해체되는 등 침수변형성이 있으며 방화성, 내후성, 내부식성, 양산성이 떨어져 실용화에는 미미한 성과를 거두었을 뿐이다.

상기와 같은 초기 목사수지패널을 개량하기위해 시멘트에 무기광물류를 소량첨가하여 방화성, 내수성, 내후성, 내부식성, 내약품성을 향상시킨 목사시멘트패널이 소개되고 있다. 그러나 상기 목사시멘트패널은 시멘트를 다량 사용하게 되어 목사와의 교반시 난교반되면서 형성되는 비정형화된 공동낭구조를 메우게 되며 시멘트를 매개로 열과 음이 전달되어 보온, 단열, 흡음, 차음의 효과가 감소하게되며 중량이 무거우며 변형의 우려가 있고 시멘트로 인해 색상이 짙어진다는 문제점이 있다. 또한 시멘트는 1000도씨 이상의 고열에 노출될 경우 균열이 발생하여 강도가 약해진다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기위해 안출된 것으로 방화성을 강화시키면서도 경량화, 박판화시켜 사용범위를 확대하고 품질의 안정화, 고급화시킨 패널 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 활용가치가 떨어지는 중,소경목 또는 활 폐목등 재활용 목재나 팜열매줄기, 야자열매, 초본류, 땅콩껍질, 콩껍질등 다양한 재활용 식물섬유 재료를 사용하여 패널을 제작하므로 환경의 파괴를 최소화 하는 패널의 제작방법 및 패널을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

도1 : 본 발명의 일실시예에 따른 제조방법의 흐름도

본 발명은 목재, 팜열매줄기, 야자열매, 초본류, 땅콩 또는 콩의 껍질 중 적어도 하나이상을 소정의 크기로 절단하여 식물사로 만드는 준비과정과; 탄산칼슘, 염화칼슘, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 진주암, 금강사, 형석 중 적어도 하나이상을 물과 혼합한 경화제를 상기 식물사에 혼합하는 혼합과정과; 상기 식물사와 경화제의 혼합물을 금형에 넣고 압력을 가하여 패널형상을 이루도록 하는 성형과정과; 금형에서 상기 패널을 분리하여 양생하는 양생과정;으로 이루어지는 것을 특징으로하는 광물화 식물사 패널의 제조방법을 기술적 요지로 한다.

상기 목재는 소정크기 이하의 조각으로 만들어거나, 원주형상을 이루는 목재의 둘레를 따라 얇게 잘라 시트형상으로 만든 후 절단하거나, 목재를 분쇄하여 톱밥형태로 제작하여 사용하게 되는 것이 바람직하다.

상기 팜열매줄기, 야자열매는 유분, 단백질, 당분, 수분 중 적어도 하나이상을 제거하여 섬유만 사용하게 되는 것이 바람직하다.

상기 초본류와 땅콩 또는 콩의 껍질은 화학약품에 담그거나 서로 비비거나 흠집을 내여 표면의 피막을 파괴하고 내부의 당분을 제거하게되는 것이 바람직하다.

상기 준비과정은 만들어진 식물사를 건조하는 과정을 더 포함하게 되는 것이 바람직하다.

상기 혼합과정은 경화제와 혼합하기전 상기 식물사를 액상의 난연재 또는 난연재를 용해시키거나 희석시킨 액체에 침전시켜 내부로 상기 난연재를 침투시키는 것이 바람직하다.

상기 경화제는 불에 연소되지 않도록 하는 상기 난연재를 더 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 경화제는 고로슬래그, 시멘트, 석분, 규산염광물, 수지 중 적어도 하나이상이 더 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 성형과정은 금형을 가열하여 성형하게 되는 것이 바람직하다.

상기 양생과정은 증기실 또는 온실에서 고온으로 양생하게되는 것이 바람직하다.

그리고 상기의 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널을 또 다른 기술적 요지로 한다.

본 발명의 광물화 식물사 패널의 제조방법은 크게 준비과정, 혼합과정, 성형과정, 양생과정으로 나눌 수 있다.

먼저 준비과정에 대해 설명하기로 한다. 상기 준비과정은 다양한 식물로 부터 식물사를 만드는 과정이다. 본 발명의 패널에 사용되는 식물사는 목재, 팜열매줄기, 야자열매, 초본류, 땅콩 또는 콩의 껍질등을 사용하게된다. 상기 준비과정에서는 상기 재료를 소정의 크기로 절단하여 사용하게 된다.

목재는 얇게 잘라 시트 형상으로 제작한 후 3mm이하의 폭으로 잘라 식물사로 사용하게 된다. 이경우 길이는 50cm이내가 되도록 한다. 이때 원통형의 목재인 경우에는 둘레를 따라 얇게 잘라 시트형상으로 만드는 것을 고려해볼만 하다. 그러나 목재를 분쇄하여 톱밥과 같은 작은 입자형태 또는 조그만 조각으로 제작하는 것도 무방하다.

그리고 팜열매줄기, 야자열매는 내부에 유분, 단백질, 수분, 당분등이 다량 포함되어 있으므로 이를 제거하여야 한다. 이를위해 본 발명에서는 촉진제를 투입한 후 원심분리하여 유분, 단백질, 수분, 당분과 같은 필요없는 성분을 제거하여 섬유만을 사용하게 된다. 여기서 유분, 단백질, 수분, 당분을 제거하는데 원심분리를 이용하는 것으로 한정하는 것은 아니다.

그리고 초본류, 땅콩 또는 콩의 껍질은 표피에 피막이 형성되어 있어 내부로화학성분이 잘 침투하지 못하며 내부에 함유된 당분이 후술하게될 경화제의 작용을 방해하게되므로 비비거나 흠집을 내는등의 물리적인 방법 또는 화학약품에 담궈 피막을 제거하는등의 화학적인 방법을 사용하여 피막을 파괴하고 원심분리등을 통해 당분을 제거한 후 소정의 크기로 절단하거나 분쇄하여 사용하게 된다.

상기와 같이 제작된 식물사는 수분이 약 18%이하로 되도록 건조시키게된다. 상기와 같이 건조를 시키는 이유는 후술하게될 혼합단계에서 난연재가 식물사 내부로 보다 잘 침투할 수 있도록 하여 난연효과를 높이기 위함이다.

다음으로 혼합단계에 대해 설명하기로 한다. 시중에서 판매되고 있는 난연재를 액체상태로 만들게 된다. 액상의 난연재일 경우 원액을 바로 사용하거나 소정의 비율로 희석하게되며 고체의 경우 물 또는 용액에 용해시켜 사용하게된다. 상기와 같이 준비된 난연재에 건조된 식물사를 투입하게 된다. 이에 따라 상기 식물사의 표면을 통해 난연재가 침투하여 식물사에 난연성이 부여된다.

이후 탄산칼슘, 염화칼슘, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 진주암, 금강사, 형석중 적어도 하나이상의 재료를 혼합하여 경화제를 만들게된다. 이때 각 재료의 비율은 패널의 용도와 식물사의 상태에 따라 달라 지게된다. 상기 경화제는 물과 함께 혼합한 후 상기 식물사와 혼합하여 교반하게된다. 이때 상기 경화제를 물과 함께 혼합하는 대신 침투시키고 남은 난연재를 물대신 사용하여 혼합하는 것도 무방하다.

또한 상기 경화제에 고로슬래그, 시멘트(포틀랜드, 혼합포틀랜드, 특수포틀랜드), 무독성의 수지(수기성(water base)의 에폭시계와 아크릴계, 플러버계), 석분(석영, 석고, 옥석, 사장석, 휘석, 현무암 또는 기타 석분), 규산염광물(규산칼슘, 규산알미늄, 규산마그네슘)등을 10%이하 소량 첨가하는 것도 고려해볼만 하다.

상기 경화제를 사용하는 이유는 식물사를 접착시켜 강도를 유지시키며 성형이 이루어지도록 하고, 내화성능을 높이기 위함이다. 또한 무기광물들이 상기 식물사 내부로 흡수되며 표면에 피막을 형성하여 식물사의 광물화를 강화 촉진시키기 때문이다.

상기와 같이 혼합된 경화제를 상기 식물사와 혼합하여 교반하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 상기 난연재를 먼저 식물사에 침투시킨 후 경화제를 혼합하는 것으로 기재하고 있으나 상기 난연재를 식물사에 침투시키는 과정을 생략하는 것도 무방하다.

다음으로 성형과정에 대해 설명하기로 한다. 상기 성형과정은 상기 혼합과정에서 혼합된 식물사와 경화제를 금형에 투입한 후 압력을 가해 원하는 두께의 패널을 제작하는 과정이다. 이때 상기 식물사와 경화제를 상온에서 가압하는 대신 금형을 가열한 후 가압하도록 구성하는 것도 무방하다.

다음으로 양생과정에 대해 설명하기로 한다. 금형에서 상기 패널을 꺼낸 후 증기실, 또는 온실에 보관하여 패널내부의 잉여수분이 증발되도록 하고 경화제가 완전히 굳도록 한다. 여기서 상기 증기실 또는 온실에서 양생을 하는 이유는 고온에서 양생하여 양생시간을 줄이게 되며 온도를 일정하게 유지할 수 있어 노지에서 양생하는 것에 비해 품질이 균일하기 때문이다. 그러나 노지에서 양생을 하는 것도 무방하다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따라 광물화 식물사 패널의 제조방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 먼저 폐잡목의 둘레를 따라 두께 약 0.2mm의 시트형상으로 잘라낸 후 이를 약 2.0mm의 폭으로 다시 자른다. 이때 길이는 약 35cm가 되도록 한다.

상기와 같이 만들어진 식물사를 수분함유량 14%정도가 되도록 건조하게된다.

이후 난연재를 물에 희석시킨 후 상기 건조된 식물사를 투입하여 식물사 내부에 난연재가 흡수되도록 한다. 다음으로 상기 식물사를 건져낸 후 상기 난연재와 경화제를 혼합하게된다. 이때 상기 경화제는 경량 탄산칼슘, 염화칼슘, 산화마그네슘, 염화마그네슘 그리고 팽화 진주암을 1:0.5:1:0.5:1의 부피비로 혼합한 혼합물이다. 상기 경화제와 희석된 난연재, 그리고 식물사를 중량비 1:1:1로 혼합하게된다. 상기 비율은 식물사의 상태와 완성한 패널의 사용용도에 따라 적절하게 조절하여야 한다.

이후 혼합된 재료를 소정규격(예를들면 910X1820X12mm)의 금형에 넣고 압력을 가하여 패널을 제작하게된다. 이때 보다 빠른 성형을 위하여 상기 금형의 온도를 약 80도씨정도로 가열하여 약 30분간 가압하게된다. 여기서 금형을 가열하는 대신 상온에서 가압하는 것도 무방하나 이경우 성형시간이 8시간 가량 소요된다.

이후 상기 패널은 증기실에 보관되어 양생이 이루어진다. 이때 상기 증기실내의 온도는 약 60도씨를 유지하도록 하여 패널의 품질이 균일하게 유지되도록 한다.

상기와 같은 제작과정을 거치면 방화성, 무독성, 내수성, 내부식성, 내약품성, 내변형성이 뛰어나면서도 경량화, 박판화된 패널을 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 패널의 제조방법과 패널에 의하면 다양한 재활용 재료를 사용하게 되므로 환경파괴를 최소화하며 재료의 수급이 용이하다는 효과가 있다. 또한 무독성, 방화성, 내수성, 내후성, 내부식성, 내약품성, 내변형성이 뛰어나며 경량화, 박판화되어 시공이 간편하여 건물의 내외장재로 다양하게 사용할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

목재, 팜열매줄기, 야자열매, 초본류, 땅콩 또는 콩의 껍질 중 적어도 하나이상을 소정의 크기로 절단하여 식물사로 만드는 준비과정과;

탄산칼슘, 염화칼슘, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 진주암, 금강사, 형석 중 적어도 하나이상을 물과 혼합한 경화제를 상기 식물사에 혼합하는 혼합과정과;

상기 식물사와 경화제의 혼합물을 금형에 넣고 압력을 가하여 패널형상을 이루도록 하는 성형과정과;

금형에서 상기 패널을 분리하여 양생하는 양생과정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널의 제조방법.
제1항에 있어서 목재는

소정크기 이하의 조각으로 만들어거나, 원주형상을 이루는 목재의 둘레를 따라 얇게 잘라 시트형상으로 만든 후 절단하거나, 목재를 분쇄하여 톱밥형태로 제작하여 사용하게 되는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널의 제조방법
제1항에 있어서 상기 팜열매줄기, 야자열매는,

유분, 단백질, 당분, 수분 중 적어도 하나이상을 제거하여 섬유만 사용하게 되는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널의 제조방법
제1항에 있어서 상기 초본류와 땅콩 또는 콩의 껍질은,

화학약품에 담그거나 서로 비비거나 흠집을 내여 표면의 피막을 파괴하고 내부의 당분을 제거하게되는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널의 제조방법
제1항에 있어서 상기 준비과정은,

만들어진 식물사를 건조하는 과정을 더 포함하게되는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널의 제조방법
제1항에 있어서 상기 혼합과정은,

경화제와 혼합하기전 상기 식물사를 액상의 난연재 또는 난연재를 용해시키거나 희석시킨 액체에 침전시켜 내부로 상기 난연재를 침투시키는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널의 제조방법
제1항에 있어서 상기 경화제는,

불에 연소되지 않도록 하는 상기 난연재를 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널의 제조방법
제1항에 있어서 상기 경화제는,

고로슬래그, 시멘트, 석분, 규산염광물, 수지 중 적어도 하나이상이 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널의 제조방법
제1항에 있어서 상기 성형과정은,

금형을 가열하여 성형하게 되는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널의 제조방법
제1항에 있어서 상기 양생과정은,

증기실 또는 온실에서 고온으로 양생하게되는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널의 제조방법
제1항 내지 제10항에 기재된 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 광물화 식물사 패널