KR102618661B1 - Lightweight porous ceramic buoy block and its manufacturing method - Google Patents
Lightweight porous ceramic buoy block and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- KR102618661B1 KR102618661B1 KR1020230026876A KR20230026876A KR102618661B1 KR 102618661 B1 KR102618661 B1 KR 102618661B1 KR 1020230026876 A KR1020230026876 A KR 1020230026876A KR 20230026876 A KR20230026876 A KR 20230026876A KR 102618661 B1 KR102618661 B1 KR 102618661B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- porous ceramic
- block
- manufacturing
- glass
- beads
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 175
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 114
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims abstract description 109
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 88
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 35
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 30
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 30
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 19
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 17
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 6
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 229920006328 Styrofoam Polymers 0.000 abstract description 11
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 abstract description 11
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 abstract description 8
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 abstract description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 1
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C27/00—Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
- C03C27/06—Joining glass to glass by processes other than fusing
- C03C27/10—Joining glass to glass by processes other than fusing with the aid of adhesive specially adapted for that purpose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/08—Other methods of shaping glass by foaming
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/10—Forming beads
- C03B19/108—Forming porous, sintered or foamed beads
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C12/00—Powdered glass; Bead compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
- C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
- C08K7/28—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L31/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L31/02—Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
- C08L31/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2331/00—Characterised by the use of copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, or carbonic acid, or of a haloformic acid
- C08J2331/02—Characterised by the use of omopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
- C08J2331/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 경량 다공성 세라믹 부표 블럭 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다공성 세라믹 비드를 통해 제조되는 경량 다공성 세라믹 부표 블럭 및 그 제조 방법에 관련된 것이다. The present invention relates to a lightweight porous ceramic buoy block and a manufacturing method thereof, and more specifically, to a lightweight porous ceramic buoy block manufactured using porous ceramic beads and a manufacturing method thereof.
현재 사용 중인 부표는 우리나라 인근해역에서 양식장에 설치하기 위하여 그물이나 줄과 같은 구조물을 원통형상이나 여러 이형 형태에 매달아 해상에 띄워 놓은 것을 총체적으로 사용하는 것을 말한다. 일반적으로 수산양식에 사용되고 있는 부표는 스티로폼 부표와 합성수지를 브로워 몰딩으로 성형한 부표가 있으나 그중 대부분은 스티로폼으로 제작한 부표가 사용되고 있는 실정이다. 이는 스티로폼 부표가 가볍고 부력이 강하며 부식성이 없고 설치 작업이 용이하며 비용이 저렴 하기 때문이다. The buoys currently in use refer to the overall use of structures such as nets or lines attached to a cylindrical shape or various other shapes and floated on the sea to be installed in fish farms in waters near Korea. In general, buoys used in aquaculture include Styrofoam buoys and buoys made of synthetic resin through blow molding, but most of them are buoys made of Styrofoam. This is because Styrofoam buoys are light, highly buoyant, non-corrosive, easy to install, and low cost.
그러나 스티로폼 부표는 자외선에도 매우 취약하고, 재질도 매우 약하여 파손되기 쉽고 이로 인하여 장기간 사용시 수분이 흡수되면서 부력을 잃게 되고 부표가 파손되면 부서진 파편으로 인하여 해양의 오염이 초래됨은 물론 부서진 작은 스티로폼을 고기가 먹으므로서 질식사 하여 죽은 경우가 발생한다든지 수산물의 플라스틱 오염으로 인체에 미치는 악영향도 매우 심각한 수준이다. However, Styrofoam buoys are very vulnerable to ultraviolet rays, and the material is very weak, so they are easily damaged. As a result, when used for a long period of time, moisture is absorbed and buoyancy is lost. When the buoy is damaged, not only does the broken fragments cause pollution in the ocean, but the small pieces of broken Styrofoam can become fish. The adverse effects on the human body due to plastic contamination of marine products, such as cases of death due to suffocation while eating, are very serious.
또한 파손된 스티로폼은 해안가나 야적장에 방치할 경우 폐기물로 처리하는 많은 어려움이 있다. 그리고 합성 수지 을 사용하여 만든 부표는 장시간 자외선에 노출할 경우 점진적으로 합성수지의 재질이 노화되어 강도가 서서히 약화되므로, 파손이 초래될 수 있다. 이에 따라, 종래의 스티로폼 부표나 합성수지 부표를 대체할 수 있는 부표에 관한 요구가 증대되고 있다. In addition, there are many difficulties in disposing of damaged Styrofoam as waste if left on the coast or in a yard. Additionally, if a buoy made using synthetic resin is exposed to ultraviolet rays for a long period of time, the material of the synthetic resin gradually ages and its strength gradually weakens, which may result in damage. Accordingly, the demand for buoys that can replace conventional Styrofoam buoys or synthetic resin buoys is increasing.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 종래의 스티로폼 부표나 합성수지 부표를 대체할 수 있는 다공성 세라믹 블럭 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present invention is to provide a porous ceramic block that can replace conventional styrofoam buoys or synthetic resin buoys and a method of manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 친환경적인 다공성 세라믹 블럭 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an eco-friendly porous ceramic block and a method of manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 장기간 사용 안정성이 향상된 다공성 세라믹 블럭 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a porous ceramic block with improved long-term use stability and a method of manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 낮은 비중을 갖는 다공성 세라믹 블럭 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a porous ceramic block with low specific gravity and a method for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 높은 압축강도를 갖는 다공성 세라믹 블럭 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a porous ceramic block with high compressive strength and a method for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problems to be solved by the present invention are not limited to those described above.
상기 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method for manufacturing a porous ceramic block.
일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법은 유리 분말, 및 발포제가 혼합된 베이스 분말을 준비하는 단계, 상기 베이스 분말에 물유리를 분사하여, 상기 베이스 분말이 응집된 유리 비드를 제조하는 단계, 상기 유리 비드를 소성하여 다공성 세라믹 비드를 제조하는 단계, 상기 다공성 세라믹 비드에 유기 바인더를 첨가하여 블럭 재료를 제조하는 단계, 및 몰드 내에 상기 블럭 재료를 넣고 압력을 인가하여 블럭 형상으로 성형하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing the porous ceramic block includes preparing a base powder mixed with glass powder and a foaming agent, spraying water glass on the base powder, and producing glass beads in which the base powder is agglomerated. , manufacturing a porous ceramic bead by firing the glass beads, manufacturing a block material by adding an organic binder to the porous ceramic bead, and forming the block material into a block shape by placing the block material in a mold and applying pressure. may include.
일 실시 예에 따르면, 상기 유기 바인더는 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate)를 포함하되, 상기 블럭 재료를 제조하는 단계에서, 상기 다공성 세라믹 비드에 첨가되는 상기 유기 바인더의 함량이 제어됨으로써, 상기 다공성 세라믹 블럭의 비중 및 압축 강도가 제어되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the organic binder includes polyvinyl acetate, and in the step of manufacturing the block material, the content of the organic binder added to the porous ceramic beads is controlled, thereby forming the porous ceramic block. It may include controlling the specific gravity and compressive strength.
일 실시 예에 따르면, 상기 유기 바인더가 상기 다공성 세라믹 비드의 중량 대비 37.5 wt% 이상 44.4 wt% 이하로 첨가됨에 따라, 상기 다공성 세라믹 블럭의 비중은 감소되고 압축 강도는 향상되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, as the organic binder is added in an amount of 37.5 wt% or more and 44.4 wt% or less based on the weight of the porous ceramic bead, the specific gravity of the porous ceramic block may be reduced and the compressive strength may be improved.
일 실시 예에 따르면, 상기 발포제는 활성탄 분말 및 석회석 분말을 포함하되, 상기 유리 분말, 상기 활성탄 분말, 및 상기 석회석 분말을 포트 밀(pot mill)에 넣고 회전시킴에 따라, 상기 유리 분말, 상기 활성탄 분말, 및 상기 석회석 분말이 혼합된 상기 베이스 분말이 준비되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the foaming agent includes activated carbon powder and limestone powder, and as the glass powder, the activated carbon powder, and the limestone powder are placed in a pot mill and rotated, the glass powder, the activated carbon It may include preparing the base powder mixed with powder and the limestone powder.
일 실시 예에 따르면, 상기 유리 비드를 제조하는 단계는, 상기 베이스 분말을 콘 밀(corn mill)에 넣고 회전시키되, 상기 베이스 분말이 회전되는 동안 상기 물유리를 분사하여 상기 베이스 분말이 응집된 상기 유리 비드가 제조되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the step of manufacturing the glass beads includes placing the base powder in a corn mill and rotating it, and spraying the water glass while the base powder is rotating to agglomerate the base powder into the glass. It may include manufacturing beads.
일 실시 예에 따르면, 상기 유리 분말, 상기 활성탄 분말, 및 상기 석회석 분말을 혼합하기 위한 상기 포트 밀의 회전 속도는, 상기 유리 비드를 제조하기 위한 상기 콘 밀의 회전 속도보다 빠른 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the rotation speed of the pot mill for mixing the glass powder, the activated carbon powder, and the limestone powder may be faster than the rotation speed of the cone mill for manufacturing the glass beads.
일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법은 상기 유리 비드를 제조하는 단계 이후 상기 다공성 세라믹 비드를 제조하는 단계 이전, 상기 유리 비드를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing the porous ceramic block may further include drying the glass beads before manufacturing the porous ceramic beads after manufacturing the glass beads.
일 실시 예에 따르면, 상기 유리 비드는, 100℃ 내지 110℃의 온도에서 24 시간 동안 건조되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the glass beads may be dried at a temperature of 100°C to 110°C for 24 hours.
일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 세라믹 비드는, 상기 유리 비드가 820℃의 온도에서 3 시간 동안 소성되어 제조되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the porous ceramic bead may be manufactured by firing the glass bead at a temperature of 820°C for 3 hours.
상기 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 다공성 세라믹 블럭을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a porous ceramic block.
일 실시 예에 따르면, 복수의 다공성 세라믹 비드들이 압착되어 블럭 형상을 이루는 다공성 세라믹 블럭에 있어서, 상기 다공성 세라믹 블럭은 0.19 g/cm3 이하의 비중을 갖고, 40 Kg/cm2 이상의 압축 강도를 가질 수 있다. According to one embodiment, in a porous ceramic block in which a plurality of porous ceramic beads are pressed to form a block shape, the porous ceramic block has a specific gravity of 0.19 g/cm 3 or less and a compressive strength of 40 Kg/cm 2 or more. You can.
본 발명의 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법은 유리 분말, 및 발포제가 혼합된 베이스 분말을 준비하는 단계, 상기 베이스 분말에 물유리를 분사하여, 상기 베이스 분말이 응집된 유리 비드를 제조하는 단계, 상기 유리 비드를 소성하여 다공성 세라믹 비드를 제조하는 단계, 상기 다공성 세라믹 비드에 유기 바인더(폴리비닐아세테이트)를 첨가하여 블럭 재료를 제조하는 단계, 및 몰드 내에 상기 블럭 재료를 넣고 압력을 인가하여 블럭 형상으로 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 종래의 스티로폼 부표나 합성수지 부표를 용이하게 대체할 수 있는 다공성 세라믹 블럭이 제공될 수 있다. A method for manufacturing a porous ceramic block according to an embodiment of the present invention includes preparing a base powder mixed with glass powder and a foaming agent, spraying water glass on the base powder, and producing glass beads in which the base powder is agglomerated. , manufacturing a porous ceramic bead by firing the glass beads, manufacturing a block material by adding an organic binder (polyvinyl acetate) to the porous ceramic bead, and placing the block material in a mold and applying pressure to form a block. It may include forming into a shape. Accordingly, a porous ceramic block that can easily replace conventional styrofoam buoys or synthetic resin buoys can be provided.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법에 사용되는 유기 바인더의 화학식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제2 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법 중 S400 단계를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법 중 S500 단계를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법에 사용되는 제1 블럭 및 제2 블럭을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제4 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실험 예에 따른 다공성 세라믹 비드의 제조 과정에 사용되는 조립질 유리와 콘 밀을 통해 유리 비드를 제조하는 과정을 촬영한 사진이다.
도 11은 본 발명의 실험 예 1 내지 실험 예 5에 따른 다공성 세라믹 블럭을 촬영한 사진이다.
도 12는 본 발명의 실험 예 6에 따른 다공성 세라믹 블럭을 촬영한 사진이다.
도 13은 본 발명의 실험 예들에 따른 다공성 세라믹 블럭의 부표로서 활용 가능성을 확인하기 위한 도면이다. 1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a porous ceramic block according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining the chemical formula of an organic binder used in the method of manufacturing a porous ceramic block according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a porous ceramic block according to a first modified example of the present invention.
Figure 4 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a porous ceramic block according to a second modified example of the present invention.
Figure 5 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a porous ceramic block according to a third modified example of the present invention.
Figure 6 is a flowchart specifically explaining step S400 in the method for manufacturing a porous ceramic block according to a third modified example of the present invention.
Figure 7 is a flowchart specifically explaining step S500 in the method for manufacturing a porous ceramic block according to a third modified example of the present invention.
Figure 8 is a diagram for explaining the first block and the second block used in the method of manufacturing a porous ceramic block according to the third modified example of the present invention.
Figure 9 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a porous ceramic block according to a fourth modified example of the present invention.
Figure 10 is a photograph of the process of manufacturing glass beads through a cone mill and coarse-grained glass used in the manufacturing process of porous ceramic beads according to an experimental example of the present invention.
Figure 11 is a photograph of a porous ceramic block according to Experimental Examples 1 to 5 of the present invention.
Figure 12 is a photograph of a porous ceramic block according to Experimental Example 6 of the present invention.
Figure 13 is a diagram to confirm the possibility of using the porous ceramic block as a buoy according to experimental examples of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and so that the spirit of the invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be formed directly on the other element or that a third element may be interposed between them. Additionally, in the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. Additionally, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. Additionally, in this specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the components listed before and after.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. In the specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "include" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, components, or a combination thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features, numbers, steps, or components. It should not be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Additionally, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조 방법Method for manufacturing porous ceramic blocks according to embodiments
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법에 사용되는 유기 바인더의 화학식을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a flowchart for explaining a method for manufacturing a porous ceramic block according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart for explaining the chemical formula of an organic binder used in the method for manufacturing a porous ceramic block according to an embodiment of the present invention. It is a drawing.
도 1을 참조하면, 유리 분말 및 발포제가 혼합된 베이스 분말이 준비될 수 있다(S100). 일 실시 예에 따르면, 상기 발포제는 활성탄 분말 및 석회석 분말을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 유리 분말 70~90wt%, 상기 활성탄 분말 14~18 wt%, 및 상기 석회석 분말 2~6wt%를 포트 밀(pot mill)에 넣고 80~120 회전/min의 회전 속도로 6~10시간 동안 회전시킴에 따라, 상기 유리 분말, 상기 활성탄 분말, 및 상기 석회석 분말이 혼합된 상기 베이스 분말이 준비될 수 있다. Referring to Figure 1, a base powder mixed with glass powder and a foaming agent can be prepared (S100). According to one embodiment, the foaming agent may include activated carbon powder and limestone powder. More specifically, 70 to 90 wt% of the glass powder, 14 to 18 wt% of the activated carbon powder, and 2 to 6 wt% of the limestone powder were placed in a pot mill and milled at a rotation speed of 80 to 120 revolutions/min. By rotating for 10 hours, the base powder mixed with the glass powder, activated carbon powder, and limestone powder can be prepared.
일 실시 예에 따르면, 상기 유리 분말은 조립질 유리를 디스크 밀(disk mill)로 분쇄하는 방법으로 준비될 수 있으며, 표준망체 325 메쉬(mesh) 통과율이 80%~90%인 크기를 가질 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 활성탄 분말은 표준망체 325 메쉬(mesh) 통과율이 95%~98%인 크기를 가를 가질 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 석회석 분말은 제천 석회석 분말로서, 표준망체 325 메쉬(mesh) 통과율이 75%~85%인 크기를 가질 수 있다. According to one embodiment, the glass powder may be prepared by grinding coarse-grained glass with a disk mill, and may have a size that has a pass rate of 80% to 90% through a standard mesh 325 mesh. . Additionally, according to one embodiment, the activated carbon powder may have a size that has a pass rate of 95% to 98% through a standard mesh 325 mesh. In addition, according to one embodiment, the limestone powder is Jecheon limestone powder, and may have a size that has a pass rate of 75% to 85% through a standard mesh 325 mesh.
상기 베이스 분말에 물유리를 분사하여, 상기 베이스 분말이 응집된 유리 비드를 제조할 수 있다(S200). 보다 구체적으로, 상기 베이스 분말을 콘 밀(corn mill)에 넣고 25~30 회전/min의 속도로 회전시키되, 상기 베이스 분말이 회전되는 동안 5~8 wt% 농도의 물유리를 분사함으로써, 상기 베이스 분말이 응집된 상기 유리 비드가 제조될 수 있다. By spraying water glass on the base powder, glass beads in which the base powder is agglomerated can be manufactured (S200). More specifically, the base powder is placed in a corn mill and rotated at a speed of 25 to 30 revolutions/min, and water glass at a concentration of 5 to 8 wt% is sprayed while the base powder is rotated, thereby forming the base powder. These agglomerated glass beads can be produced.
상술된 바와 같이, 상기 유리 분말, 상기 활성탄 분말, 및 상기 석회석 분말을 혼합하기 위한 상기 포트 밀의 회전 속도(100 회전/min)는, 상기 유리 비드를 제조하기 위한 상기 콘 밀의 회전 속도(25~30 회전/min)보다 빠를 수 있다. 이와 달리, 상기 유리 분말, 상기 활성탄 분말, 및 상기 석회석 분말을 혼합하기 위한 상기 포트 밀의 회전 속도보다 상기 유리 비드를 제조하기 위한 상기 콘 밀의 회전 속도가 더 빠른 경우, 상기 유리 비드의 형성이 이루어지지 않는 문제점이 발생될 수 있다. As described above, the rotational speed of the pot mill for mixing the glass powder, the activated carbon powder, and the limestone powder (100 rotations/min) is the rotational speed of the cone mill for producing the glass beads (25 to 30 revolutions/min). In contrast, when the rotation speed of the cone mill for producing the glass beads is faster than the rotation speed of the pot mill for mixing the glass powder, the activated carbon powder, and the limestone powder, the formation of the glass beads does not occur. Unexpected problems may occur.
상기 유리 비드는 건조될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 유리 비드는 100℃ 내지 110℃의 온도에서 24 시간 동안 건조될 수 있다. The glass beads can be dried. According to one embodiment, the glass beads may be dried at a temperature of 100°C to 110°C for 24 hours.
건조된 상기 유리 비드를 소성하여 다공성 세라믹 비드를 제조할 수 있다(S300). 일 실시 예에 따르면, 건조된 상기 유리 비드는 820℃의 온도에서 3 시간 동안 소성될 수 있다. 이 경우, 상기 유리 비드가 포함하는 상기 발포제(활성탄 분말 및 석회석 분말)에 의해, 상기 유리 비드 내에 복수의 기공들이 형성될 수 있다. 즉, 상기 다공성 세라믹 비드는, 내부에 복수의 기공들이 형성된 상기 유리 비드로 정의될 수 있다. Porous ceramic beads can be manufactured by firing the dried glass beads (S300). According to one embodiment, the dried glass beads may be fired at a temperature of 820°C for 3 hours. In this case, a plurality of pores may be formed in the glass bead by the foaming agent (activated carbon powder and limestone powder) contained in the glass bead. That is, the porous ceramic bead may be defined as the glass bead with a plurality of pores formed therein.
상기 다공성 세라믹 비드에 유기 바인더를 첨가하여 블럭 재료를 제조할 수 있다(S400). 일 실시 예에 따르면, 상기 유기 바인더는 도 2에 도시된 화학식을 갖는, 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate)를 포함할 수 있다. A block material can be manufactured by adding an organic binder to the porous ceramic beads (S400). According to one embodiment, the organic binder may include polyvinyl acetate, which has the chemical formula shown in FIG. 2.
일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 세라믹 비드에 첨가되는 상기 유기 바인더의 함량을 제어함으로써, 후술되는 다공성 세라믹 블럭의 비중 및 압축 강도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 다공성 세라믹 비드에 첨가되는 상기 유기 바인더의 함량은, 상기 다공성 세라믹 비드의 중량 대비 37.5 wt% 이상 44.4 wt% 이하로 제어될 수 있다. 이에 따라, 후술되는 다공성 세라믹 블럭의 비중은 감소되고 압축 강도는 향상될 수 있다. 보다 구체적으로, 후술되는 다공성 세라믹 블럭은 0.19 g/cm3 이하의 비중을 갖고, 40 Kg/cm2 이상의 압축 강도를 가질 수 있다. According to one embodiment, the specific gravity and compressive strength of the porous ceramic block, which will be described later, can be controlled by controlling the content of the organic binder added to the porous ceramic bead. For example, the content of the organic binder added to the porous ceramic bead may be controlled to be 37.5 wt% or more and 44.4 wt% or less based on the weight of the porous ceramic bead. Accordingly, the specific gravity of the porous ceramic block, which will be described later, can be reduced and the compressive strength can be improved. More specifically, the porous ceramic block described later may have a specific gravity of 0.19 g/cm 3 or less and a compressive strength of 40 Kg/cm 2 or more.
최종적으로, 몰드 내에 상기 블럭 재료를 넣고 압력을 인가하여 블럭 형상으로 성형할 수 있다(S500). 이에 따라, 상기 다공성 세라믹 블럭이 제조될 수 있다. 제조된 상기 다공성 세라믹 블럭은 80℃의 온도에서 24시간 동안 건조한 후 상온까지 자연 냉각시킬 수 있다. Finally, the block material can be placed in a mold and pressure applied to mold it into a block shape (S500). Accordingly, the porous ceramic block can be manufactured. The manufactured porous ceramic block can be dried at a temperature of 80°C for 24 hours and then naturally cooled to room temperature.
결과적으로, 상기 다공성 세라믹 블럭은 복수의 다공성 세라믹 비드들이 압착되어 블럭 형상을 이루되, 상기 복수의 다공성 세라믹 비드들은 유기 바인더(예를 들어, 폴리비닐아세테이트)에 의해 응집될 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 다공성 세라믹 블럭은 0.19 g/cm3 이하의 낮은 비중을 가질 수 있음으로, 부표로서 사용될 수 있다. 또한, 유기 바인더로 사용된 폴리비닐아세테이트의 경우, 껌, 사탕, 마우스 피스 등으로 사용될 정도로 인체에 무해함으로 친환경적 특성을 가질 수 있다. 이로 인해, 상기 다공성 세라믹 블럭은 종래의 스티로폼 부표나 합성수지 부표를 용이하게 대체할 수 있다. As a result, the porous ceramic block is formed by compressing a plurality of porous ceramic beads to form a block, and the plurality of porous ceramic beads may be aggregated by an organic binder (eg, polyvinyl acetate). As described above, the porous ceramic block may have a low specific gravity of 0.19 g/cm 3 or less and may be used as a buoy. In addition, polyvinylacetate used as an organic binder is harmless to the human body to the extent that it can be used in gum, candy, mouthpiece, etc., so it can have environmentally friendly properties. Because of this, the porous ceramic block can easily replace conventional styrofoam buoys or synthetic resin buoys.
또한, 일 실시 예에 따르면, 다공성 유리 비드를 제조하기 위해 1차적으로 0.1 mm 이하 점토질 시드를 콘 밀에 넣고, 콘 밀의 회전 속도를 90~110으로 유지한 후 5~8%의 물유리를 분사하여 충분히 물유리를 도포한 후 유리 조성 분말을 서서히 넣어주는데, 이때 회전 속도는 110~120로 유지하면서 다공성 유리 비드가 Φ 1 mm~5mm 범위에 이를 때까지 유리 조성 분말을 천천히 계속 투입할 수 있다. In addition, according to one embodiment, in order to manufacture porous glass beads, clay seeds of 0.1 mm or less are first placed in a cone mill, the rotation speed of the cone mill is maintained at 90 to 110, and then 5 to 8% of water glass is sprayed. After sufficiently applying the water glass, the glass composition powder is slowly added. At this time, the rotation speed is maintained at 110 to 120 and the glass composition powder can be slowly added until the porous glass beads reach the range of Φ 1 mm to 5 mm.
이상, 본 발명의 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭 및 그 제조 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 변형 예들에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조 방법이 설명된다. Above, the porous ceramic block and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention have been described. Hereinafter, a method for manufacturing a porous ceramic block according to modified examples of the present invention will be described.
제1 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조 방법Method for manufacturing a porous ceramic block according to the first modification example
도 3은 본 발명의 제1 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. Figure 3 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a porous ceramic block according to a first modified example of the present invention.
도 3을 참조하면, 상기 제1 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법은 베이스 분말을 준비하는 단계(S100), 상기 베이스 분말에 물유리을 분사하는 단계(S150), 유리 비드를 제조하는 단계(S200), 다공성 세라믹 비드를 제조하는 단계(S300), 블럭 재료를 제조하는 단계(S400), 및 블럭 재료를 성형하는 단계(S500)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the method for manufacturing a porous ceramic block according to the first modified example includes preparing a base powder (S100), spraying water glass on the base powder (S150), and manufacturing a glass bead (S200). ), manufacturing a porous ceramic bead (S300), manufacturing a block material (S400), and forming a block material (S500).
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법이 포함하는 상기 S100 단계, S200 단계, S300 단계, S400 단계, 및 S500 단계는 도 1을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법이 포함하는 상기 S100 단계, S200 단계, S300 단계, S400 단계, 및 S500 단계와 같을 수 있다. According to one embodiment, steps S100, S200, S300, S400, and S500 included in the method of manufacturing a porous ceramic block according to the first modified example are in the embodiment described with reference to FIG. 1. The method for manufacturing a porous ceramic block may be the same as steps S100, S200, S300, S400, and S500.
즉, 상기 제1 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법은 상기 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법과 비교하여 상기 S100 단계와 상기 S200 단계 사이에 S150 단계가 더 수행되는 차이점이 있다. That is, the method for manufacturing a porous ceramic block according to the first modified example has a difference in that a step S150 is further performed between the step S100 and the step S200 compared to the method for manufacturing a porous ceramic block according to the above embodiment.
상술된 바와 같이, 상기 S150 단계에서는 상기 베이스 분말에 물유리가 분사될 수 있다. 이후, 상기 S200 단계에서는 물유리가 1차적으로 분사된 상기 베이스 분말에 물유리를 2차적으로 분사하여 상기 베이스 분말이 응집된 유리 비드를 제조할 수 있다. As described above, in step S150, water glass may be sprayed onto the base powder. Thereafter, in step S200, water glass is secondarily sprayed on the base powder to which water glass was primarily sprayed, thereby producing glass beads in which the base powder is agglomerated.
상기 베이스 분말에 물유리가 1차적으로 분사되는 경우, 상기 물유리를 통한 상기 베이스 분말의 응집이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있다. 이로 인해, 상기 유리 비드의 제조가 더욱 효율적으로 이루어질 수 있다. When water glass is primarily sprayed onto the base powder, agglomeration of the base powder through the water glass can be achieved more efficiently. Because of this, the production of the glass beads can be performed more efficiently.
제2 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조 방법Method for manufacturing porous ceramic block according to second modification example
도 4는 본 발명의 제2 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. Figure 4 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a porous ceramic block according to a second modified example of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 제2 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법은 베이스 분말을 준비하는 단계(S100), 유리 비드를 제조하는 단계(S200), 다공성 세라믹 비드를 제조하는 단계(S300), 블럭 재료를 제조하는 단계(S400), 및 블럭 재료를 성형하는 단계(S500)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the method for manufacturing a porous ceramic block according to the second modified example includes preparing a base powder (S100), manufacturing a glass bead (S200), and manufacturing a porous ceramic bead (S300). , manufacturing the block material (S400), and forming the block material (S500).
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법이 포함하는 상기 S100 단계, S300 단계, S400 단계, 및 S500 단계는 도 1을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법이 포함하는 상기 S100 단계, S300 단계, S400 단계, 및 S500 단계와 같을 수 있다. According to one embodiment, steps S100, S300, S400, and S500 included in the method of manufacturing a porous ceramic block according to the second modified example are the porous ceramic according to the embodiment described with reference to FIG. 1. It may be the same as steps S100, S300, S400, and S500 included in the block manufacturing method.
즉, 상기 제2 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법은 상기 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법과 비교하여 상기 S200 단계가 다른 차이점이 있다. That is, the method for manufacturing a porous ceramic block according to the second modified example has a different step S200 compared to the method for manufacturing a porous ceramic block according to the above embodiment.
상기 제2 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 S200 단계에서는, 상기 베이스 분말에 제1 물유리 및 제2 물유리를 순차적으로 분사하여 유리 비드를 제조할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 분사되는 상기 제1 물유리는 액적 크기가 상대적으로 작을 수 있다. 이와 달리, 분사되는 상기 제2 물유리는 액적 크기가 상대적으로 클 수 있다. 이에 따라, 상기 유리 비드는 상기 베이스 분말이 응집되, 코어(core)-쉘(shell) 구조를 가질 수 있다. In step S200 of the porous ceramic block according to the second modification, glass beads may be manufactured by sequentially spraying first water glass and second water glass on the base powder. According to one embodiment, the first water glass sprayed may have a relatively small droplet size. In contrast, the sprayed second water glass may have a relatively large droplet size. Accordingly, the glass beads may have a core-shell structure due to the agglomeration of the base powder.
보다 구체적으로, 상대적으로 작은 액적 크기를 갖는 상기 제1 물유리는 상기 베이스 분말을 상대적으로 강하게 응집시킬 수 있다. 이와 달리, 상대적으로 큰 액적 크기를 갖는 상기 제2 물유리는 상기 베이스 분말을 상대적으로 약하게 응집시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 물유리에 의해 코어가 형성된 후 상기 제2 물유리에 의해 상기 코어를 둘러싸는 쉘이 형성될 수 있다. 상기 제1 물유리에 의해 형성된 코어는 상대적으로 높은 강도를 갖는 반면, 상기 제2 물유리에 의해 형성된 쉘은 상대적으로 높은 기공율을 가질 수 있다. More specifically, the first water glass having a relatively small droplet size can agglomerate the base powder relatively strongly. In contrast, the second water glass having a relatively large droplet size can relatively weakly agglomerate the base powder. Accordingly, after the core is formed by the first water glass, a shell surrounding the core may be formed by the second water glass. The core formed by the first water glass may have a relatively high strength, while the shell formed by the second water glass may have a relatively high porosity.
코어-쉘 구조를 갖는 상기 유리 비드를 통해 다공성 세라믹 블럭을 제조하는 경우, 다공성 세라믹 블럭의 비중은 낮아지는 반면 압축강도는 향상될 수 있다. When manufacturing a porous ceramic block using the glass beads having a core-shell structure, the specific gravity of the porous ceramic block can be lowered while the compressive strength can be improved.
제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조 방법Method for manufacturing porous ceramic block according to third modification example
도 5는 본 발명의 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 6은 본 발명의 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법 중 S400 단계를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이고, 도 7은 본 발명의 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법 중 S500 단계를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이고, 도 8은 본 발명의 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법에 사용되는 제1 블럭 및 제2 블럭을 설명하기 위한 도면이다. Figure 5 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a porous ceramic block according to a third modified example of the present invention, and Figure 6 specifically explains step S400 of the method of manufacturing a porous ceramic block according to a third modified example of the present invention. FIG. 7 is a flowchart specifically explaining step S500 in the method for manufacturing a porous ceramic block according to a third modified example of the present invention, and FIG. 8 is a porous ceramic block according to a third modified example of the present invention. This is a drawing to explain the first block and the second block used in the manufacturing method.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법은 베이스 분말을 준비하는 단계(S100), 유리 비드를 제조하는 단계(S200), 다공성 세라믹 비드를 제조하는 단계(S300), 제1 및 제2 블럭 재료를 제조하는 단계(S400), 제1 및 제2 블럭을 제조하는 단계(S500), 및 상기 제1 및 제2 블럭을 결합하는 단계(S600)를 포함할 수 있다. 5 to 8, the method for manufacturing a porous ceramic block according to the third modified example includes preparing a base powder (S100), manufacturing a glass bead (S200), and manufacturing a porous ceramic bead. (S300), manufacturing first and second block materials (S400), manufacturing first and second blocks (S500), and combining the first and second blocks (S600). can do.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법이 포함하는 상기 S100 단계 내지 S300 단계는 도 1을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법이 포함하는 S100 단계 내지 S300 단계와 같을 수 있다. 이에 따라, 구체적인 설명은 생략된다. According to one embodiment, steps S100 to S300 included in the method for manufacturing a porous ceramic block according to the third modified example are included in the method for manufacturing a porous ceramic block according to the embodiment described with reference to FIG. 1. It may be the same as steps S100 to S300. Accordingly, detailed description is omitted.
이하, 상기 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법 중 S400 단계 내지 S600 단계에 대해 설명된다. Hereinafter, steps S400 to S600 of the method for manufacturing a porous ceramic block according to the third modified example will be described.
상기 S400 단계에서는 제1 블럭 재료 및 제2 블럭 재료가 제조될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 블럭 재료는 상기 다공성 세라믹 비드에 유기 바인더(예를 들어, 폴리비닐아세테이트)를 상대적으로 적게 첨가함으로써 제조될 수 있다(S410). 이와 달리, 상기 제2 블럭 재료는 상기 다공성 세라믹 비드에 유기 바인더(예를 들어, 폴리비닐아세테이트)를 상대적으로 많이 첨가함으로써 제조될 수 있다(S420). 즉, 상기 제1 블럭 재료는 유기 바인더(예를 들어, 폴리비닐아세테이트)의 함량이 상대적으로 적은 반면, 상기 제2 블럭 재료는 유기 바인더(예를 들어, 폴리비닐아세테이트)의 함량이 상대적으로 많을 수 있다. In step S400, the first block material and the second block material can be manufactured. According to one embodiment, the first block material may be manufactured by adding a relatively small amount of organic binder (eg, polyvinylacetate) to the porous ceramic beads (S410). In contrast, the second block material may be manufactured by adding a relatively large amount of an organic binder (eg, polyvinylacetate) to the porous ceramic beads (S420). That is, the first block material has a relatively low content of an organic binder (for example, polyvinylacetate), while the second block material has a relatively high content of an organic binder (for example, polyvinylacetate). You can.
상기 S500 단계에서는 상기 제1 블럭 재료 및 상기 제2 블럭 재료를 통해 제1 블럭(b1) 및 제2 블럭(b2)이 제조될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 블럭(b1)은 제1 몰드 내에 상기 제1 블럭 재료를 넣고 압력을 인가하는 방법으로 제조될 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 블럭(b2)은 제2 몰드 내에 상기 제2 블럭 재료를 넣고 압력을 인가하는 방법으로 제조될 수 있다. In step S500, the first block (b 1 ) and the second block (b 2 ) can be manufactured using the first block material and the second block material. More specifically, the first block (b 1 ) may be manufactured by placing the first block material in a first mold and applying pressure. Alternatively, the second block (b 2 ) may be manufactured by placing the second block material in a second mold and applying pressure.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈은 형상이 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 블럭(b1) 및 상기 제2 블럭(b2) 또한 형상이 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 블럭(b1)은 상대적으로 작은 크기의 육면체 형상을 가질 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 블럭(b2)은 상대적으로 큰 크기의 육면체 형상을 갖되, 중심부에는 상기 제1 블럭(b1)이 삽입될 수 있는 크기의 빈 공간이 형성될 수 있다. 상술된 바와 달리, 다른 예를 들어, 상기 제1 블럭(b1) 및 상기 제2 블럭(b2)은 구 형상, 및 원기둥 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 블럭(b1) 및 상기 제2 블럭(b2)의 형상은 제한되지 않는다. According to one embodiment, the first module and the second module may have different shapes. Accordingly, the first block (b 1 ) and the second block (b 2 ) may also have different shapes. For example, as shown in FIG. 8, the first block b 1 may have a relatively small hexahedral shape. In contrast, the second block (b 2 ) has a relatively large hexahedral shape, and an empty space large enough to insert the first block (b 1 ) may be formed in the center. Unlike what was described above, for another example, the first block (b 1 ) and the second block (b 2 ) may have various shapes, such as a spherical shape and a cylindrical shape. The shapes of the first block (b 1 ) and the second block (b 2 ) are not limited.
상기 S600 단계에서는 상기 제1 블럭(b1) 및 상기 제2 블럭(b2)이 결합될 수 있다. 구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2 블럭(b2)의 중심부에 형성된 빈 공간 내에 상기 제1 블럭(b1)이 삽입됨으로써, 상기 제1 블럭(b1) 및 상기 제2 블럭(b2)이 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭이 제조될 수 있다. In step S600, the first block (b 1 ) and the second block (b 2 ) may be combined. Specifically, as shown in FIG. 8, the first block (b 1 ) is inserted into the empty space formed in the center of the second block (b 2 ), so that the first block (b 1 ) and the second Blocks (b 2 ) can be combined. Accordingly, the porous ceramic block according to the third modification example can be manufactured.
상기 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭은, 외측과 내측에 포함된 상기 유기 바인더(예를 들어, 폴리비닐아세테이트)의 함량이 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 상기 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 외측은 상기 제2 블럭(b2)으로 이루어져 있음으로, 상기 유기 바인더(예를 들어, 폴리비닐아세테이트)의 함량이 상대적으로 많을 수 있다. 이와 달리, 상기 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 내측은 상기 제1 블럭(b1)으로 이루어져 있음으로, 상기 유기 바인더(예를 들어, 폴리비닐아세테이트)의 함량이 상대적으로 적을 수 있다. 이로 인해, 상기 제3 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 외측은 높은 강도를 가질 수 있음으로, 외부 충격을 용이하게 견딜 수 있다. 뿐만 아니라, 내측으로의 바닷물 침투 또한 감소시킬 수 있음으로, 장기간 사용 안정성이 향상될 수 있다. The porous ceramic block according to the third modified example may have different contents of the organic binder (eg, polyvinylacetate) included on the outside and inside. Specifically, since the outside of the porous ceramic block according to the third modified example is composed of the second block (b 2 ), the content of the organic binder (eg, polyvinylacetate) may be relatively high. In contrast, since the inside of the porous ceramic block according to the third modified example is composed of the first block (b 1 ), the content of the organic binder (eg, polyvinylacetate) may be relatively small. Because of this, the outside of the porous ceramic block according to the third modified example can have high strength and can easily withstand external shock. In addition, seawater penetration into the inside can also be reduced, so long-term use stability can be improved.
제4 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조 방법Method for manufacturing porous ceramic block according to fourth modification example
도 9는 본 발명의 제4 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. Figure 9 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a porous ceramic block according to a fourth modified example of the present invention.
도 9를 참조하면, 상기 제4 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법은 베이스 분말을 준비하는 단계(S100), 유리 비드를 제조하는 단계(S200), 다공성 세라믹 비드를 제조하는 단계(S300), 블럭 재료를 제조하는 단계(S400), 블럭 재료를 성형하는 단계(S500), 및 상기 S500 단계에서 제조된 다공성 세라믹 블럭을 진공 탈포하는 단계(S600)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9, the method for manufacturing a porous ceramic block according to the fourth modified example includes preparing a base powder (S100), manufacturing a glass bead (S200), and manufacturing a porous ceramic bead (S300). , manufacturing a block material (S400), forming the block material (S500), and vacuum defoaming the porous ceramic block manufactured in step S500 (S600).
일 실시 예에 따르면, 상기 제4 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법이 포함하는 상기 S100 단계 내지 S500 단계는 도 1을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법이 포함하는 S100 단계 내지 S500 단계와 같을 수 있다. 이에 따라, 구체적인 설명은 생략된다. According to one embodiment, steps S100 to S500 included in the method for manufacturing a porous ceramic block according to the fourth modified example are included in the method for manufacturing a porous ceramic block according to the embodiment described with reference to FIG. 1. It may be the same as steps S100 to S500. Accordingly, detailed description is omitted.
상기 S600 단계에서는 상기 S500 단계에서 제조된 다공성 세라믹 블럭이 진공 탈포될 수 있다. 이에 따라, 상기 다공성 세라믹 블럭의 외측에 분포된 상기 유기 바인더(예를 들어, 폴리비닐아세테이트)의 함량이 상기 다공성 세라믹 블럭의 내측에 분포된 상기 유기 바인더(예를 들어, 폴리비닐아세테이트)의 함량보다 높게 제조될 수 있다. 이로 인해, 상기 제4 변형 예에 따른 다공성 세라믹 블럭의 외측은 높은 강도를 가질 수 있음으로 외부 충격을 용이하게 견딜 수 있다. 뿐만 아니라, 내측으로의 바닷물 침투 또한 감소시킬 수 있음으로, 장기간 사용 안정성이 향상될 수 있다. In step S600, the porous ceramic block manufactured in step S500 may be vacuum defoamed. Accordingly, the content of the organic binder (e.g., polyvinylacetate) distributed on the outside of the porous ceramic block is the content of the organic binder (e.g., polyvinylacetate) distributed on the inside of the porous ceramic block. It can be manufactured higher. Because of this, the outer side of the porous ceramic block according to the fourth modified example can have high strength and can easily withstand external shock. In addition, seawater penetration into the inside can also be reduced, so long-term use stability can be improved.
이상, 본 발명의 변형 예들에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조 방법의 구체적인 실험 예 및 특성 평가 결과가 설명된다. Above, a method for manufacturing a porous ceramic block according to modified examples of the present invention has been described. Hereinafter, specific experimental examples and characteristic evaluation results of the method for manufacturing a porous ceramic block according to an embodiment of the present invention will be described.
실험 예에 따른 다공성 세라믹 비드 제조Manufacturing porous ceramic beads according to experimental example
유리 분말 80wt%, 활성탄 분말 16 wt%, 및 석회석 분말 4wt%를 포트 밀(pot mill)에 넣고 100 회전/min의 회전 속도로 8시간 동안 회전시켜 베이스 분말을 제조하였다. Base powder was prepared by putting 80 wt% of glass powder, 16 wt% of activated carbon powder, and 4 wt% of limestone powder in a pot mill and rotating it for 8 hours at a rotation speed of 100 rotations/min.
보다 구체적으로, 상기 유리 분말은 조립질 유리를 디스크 밀(disk mill)로 분쇄하여 표준망체 325 메쉬(mesh) 통과율이 80%~90%인 크기를 갖도록 제조하였다. 또한, 표준망체 325 메쉬(mesh) 통과율이 95%~98%인 크기를 갖는 상기 활성탄 분말을 준비하였다. 또한, 상기 석회석 분말은 제천 석회석 분말로서, 표준망체 325 메쉬(mesh) 통과율이 75%~85%인 크기를 갖는 석회석 분말을 준비하였다. More specifically, the glass powder was manufactured by grinding coarse-grained glass with a disk mill to have a size with a pass rate of 80% to 90% through a standard mesh 325 mesh. In addition, the activated carbon powder having a standard 325 mesh passing rate of 95% to 98% was prepared. In addition, the limestone powder was Jecheon limestone powder, and limestone powder having a standard mesh 325 mesh passage rate of 75% to 85% was prepared.
상기 베이스 분말을 콘 밀(corn mill)에 넣고 25~30 회전/min의 속도로 회전시키되, 상기 베이스 분말이 회전되는 동안 5~8 wt% 농도의 물유리를 분사하여 상기 베이스 분말이 응집된 유리 비드를 제조하였다. The base powder is placed in a corn mill and rotated at a speed of 25 to 30 revolutions/min, and while the base powder is being rotated, water glass at a concentration of 5 to 8 wt% is sprayed to form glass beads in which the base powder is agglomerated. was manufactured.
상기 유리 비드를 100℃ 내지 110℃의 온도에서 24 시간 동안 건조한 후 5℃/min의 승온 속도로 820℃까지 올리고 820℃의 온도에서 3 시간 동안 소성하여 실험 예에 따른 다공성 세라믹 비드를 제조하였다. The glass beads were dried at a temperature of 100°C to 110°C for 24 hours, then raised to 820°C at a temperature increase rate of 5°C/min and fired at a temperature of 820°C for 3 hours to prepare porous ceramic beads according to the experimental example.
도 10은 본 발명의 실험 예에 따른 다공성 세라믹 비드의 제조 과정에 사용되는 조립질 유리와 콘 밀을 통해 유리 비드를 제조하는 과정을 촬영한 사진이다. Figure 10 is a photograph of the process of manufacturing glass beads through a cone mill and coarse-grained glass used in the manufacturing process of porous ceramic beads according to an experimental example of the present invention.
도 10의 (a)를 참조하면, 상기 실험 예에 따른 다공성 세라믹 비드의 제조 과정에 사용되는 조립질 유리를 촬영하여 나타낸다. 조립질 유리는 아래의 <표 1>과 같은 입자 분포를 갖는 것으로 확인되었다. Referring to Figure 10 (a), the coarse-grained glass used in the manufacturing process of the porous ceramic bead according to the above experimental example is photographed and shown. Coarse-grained glass was confirmed to have a particle distribution as shown in <Table 1> below.
도 10의 (b)를 참조하면, 상기 실험 예에 따른 다공성 세라믹 비드의 제조 과정 중 콘 밀을 통해 유리 비드를 제조하는 과정을 촬영하여 나타낸다. 도 10의 (b)에서 확인할 수 있듯이, 콘 밀을 통해 유리 비드가 제조된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 제조된 유리 비드의 직경을 확인해본 결과 2~4 mm의 직경을 갖는 유리 비드들이 제조된 것을 확인할 수 있었다. Referring to Figure 10 (b), the process of manufacturing glass beads through a cone mill during the manufacturing process of porous ceramic beads according to the above experimental example is photographed and shown. As can be seen in (b) of Figure 10, it was confirmed that glass beads were manufactured through a cone mill. Additionally, as a result of checking the diameter of the manufactured glass beads, it was confirmed that glass beads with a diameter of 2 to 4 mm were manufactured.
실험 예 1에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조Manufacturing porous ceramic block according to Experimental Example 1
상기 실험 예에 따른 다공성 세라믹 비드 300g에 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate)를 첨가하여 블럭 재료를 제조하였다. 보다 구체적으로, 폴리비닐아세테이트는 상기 다공성 세라믹 비드의 중량 대비 47.4 wt%로 첨가하였다. A block material was manufactured by adding polyvinyl acetate to 300 g of the porous ceramic beads according to the above experimental example. More specifically, polyvinylacetate was added at 47.4 wt% based on the weight of the porous ceramic beads.
제조된 블럭 재료를 몰드에 넣고 1.5 Mpa의 압력을 인가하여 블럭 형상으로 성형함으로써, 실험 예 1에 따른 다공성 세라믹 블럭을 제조하였다. 제조된 다공성 세라믹 블럭은 80℃에서 24시간 동안 건조한 후 상온까지 자연 냉각하였다. The porous ceramic block according to Experimental Example 1 was manufactured by putting the prepared block material into a mold and forming it into a block shape by applying a pressure of 1.5 Mpa. The prepared porous ceramic block was dried at 80°C for 24 hours and then naturally cooled to room temperature.
실험 예 2에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조Manufacturing porous ceramic block according to Experimental Example 2
상술된 실험 예 1에 따른 방법으로 제조하되, 폴리비닐아세테이트를 상기 다공성 세라믹 비드의 중량 대비 44.4 wt%로 첨가하여 제조하였다. It was manufactured by the method according to Experimental Example 1 described above, with polyvinylacetate added at 44.4 wt% based on the weight of the porous ceramic beads.
실험 예 3에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조Manufacturing porous ceramic block according to Experimental Example 3
상술된 실험 예 1에 따른 방법으로 제조하되, 폴리비닐아세테이트를 상기 다공성 세라믹 비드의 중량 대비 41.2 wt%로 첨가하여 제조하였다. It was manufactured by the method according to Experimental Example 1 described above, with polyvinylacetate added at 41.2 wt% based on the weight of the porous ceramic beads.
실험 예 4에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조Manufacturing a porous ceramic block according to Experimental Example 4
상술된 실험 예 1에 따른 방법으로 제조하되, 폴리비닐아세테이트를 상기 다공성 세라믹 비드의 중량 대비 37.5 wt%로 첨가하여 제조하였다. It was manufactured by the method according to Experimental Example 1 described above, with polyvinylacetate added at 37.5 wt% based on the weight of the porous ceramic beads.
실험 예 5에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조Manufacturing a porous ceramic block according to Experimental Example 5
상술된 실험 예 1에 따른 방법으로 제조하되, 폴리비닐아세테이트를 상기 다공성 세라믹 비드의 중량 대비 33.3 wt%로 첨가하여 제조하였다. It was manufactured by the method according to Experimental Example 1 described above, with polyvinylacetate added at 33.3 wt% based on the weight of the porous ceramic beads.
실험 예 6에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조Manufacturing a porous ceramic block according to Experimental Example 6
상술된 실험 예 1에 따른 방법으로 제조하되, 폴리비닐아세테이트를 상기 다공성 세라믹 비드의 중량 대비 28.6 wt%로 첨가하여 제조하였다. 또한, 블럭 형상이 아닌 원통 형상으로 제조하였다. It was manufactured by the method according to Experimental Example 1 described above, with polyvinylacetate added at 28.6 wt% based on the weight of the porous ceramic beads. Additionally, it was manufactured in a cylindrical shape rather than a block shape.
실험 예 7에 따른 다공성 세라믹 블럭 제조Manufacturing a porous ceramic block according to Experimental Example 7
상술된 실험 예 1에 따른 방법으로 제조하되, 폴리비닐아세테이트를 상기 다공성 세라믹 비드의 중량 대비 28.6 wt%로 첨가하여 제조하였다. 또한, 블럭 형상이 아닌 속이 빈 원통 형상(강도에 따라 두께 조절 가능)으로 제조하였다. It was manufactured by the method according to Experimental Example 1 described above, with polyvinylacetate added at 28.6 wt% based on the weight of the porous ceramic beads. In addition, it was manufactured in a hollow cylindrical shape (thickness can be adjusted depending on strength) rather than a block shape.
(다공성 세라믹 비드 대비 wt%)Polyvinyl acetate addition amount
(wt% compared to porous ceramic beads)
도 11은 본 발명의 실험 예 1 내지 실험 예 5에 따른 다공성 세라믹 블럭을 촬영한 사진이고, 도 12는 본 발명의 실험 예 6에 따른 다공성 세라믹 블럭을 촬영한 사진이다. Figure 11 is a photograph taken of the porous ceramic block according to Experimental Examples 1 to 5 of the present invention, and Figure 12 is a photograph taken of the porous ceramic block according to Experimental Example 6 of the present invention.
도 11의 (a) 내지 (e)를 참조하면, 상기 실험 예 1 내지 실험 예 5에 따른 다공성 세라믹 블럭(시료번호 1 내지 시료번호 5)들을 촬영하여 나타내고, 도 12를 참조하면, 상기 실험 예 6에 따른 다공성 세라믹 블럭을 촬영하여 나타낸다. Referring to Figures 11 (a) to (e), porous ceramic blocks (sample numbers 1 to 5) according to Experimental Examples 1 to 5 are photographed and shown. Referring to Figure 12, the experimental examples are shown. The porous ceramic block according to Fig. 6 is photographed and shown.
도 11의 (a) 내지 (e) 및 도 12에서 확인할 수 있듯이, 상기 실험 예 1 내지 실험 예 5에 따른 다공성 세라믹 블럭들은 육면체 블럭 형상으로 제조된 반면 상기 실험 예 6에 따른 다공성 세라믹 블럭은 원통 형상으로 제조된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in FIGS. 11 (a) to (e) and FIG. 12, the porous ceramic blocks according to Experimental Examples 1 to 5 were manufactured in a hexahedral block shape, while the porous ceramic blocks according to Experimental Example 6 were cylindrical. It was confirmed that it was manufactured in this shape.
또한, 상기 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 다공성 세라믹 블럭들에 대해 비중 및 압축강도를 측정하였고, 측정된 결과는 아래의 <표 3> 및 <표 4>를 통해 정리된다. In addition, specific gravity and compressive strength were measured for the porous ceramic blocks according to Experimental Examples 1 to 6, and the measured results are summarized in <Table 3> and <Table 4> below.
<표 3> 및 <표 4>에서 확인할 수 있듯이, 폴리비닐아세테이트의 함량이 높아질수록 압축강도는 높아지지만 비중 또한 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 높은 압축강도 및 낮은 비중을 모두 갖기 위해 폴리비닐아세테이트의 함량이 37.5 wt% 이상 44.4 wt% 이하로 제어되어야 하는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in <Table 3> and <Table 4>, it was confirmed that as the content of polyvinylacetate increases, the compressive strength increases, but the specific gravity also increases. Accordingly, it was confirmed that the content of polyvinylacetate should be controlled from 37.5 wt% to 44.4 wt% in order to have both high compressive strength and low specific gravity.
특히, 폴리비닐아세테이트의 함량이 37.5 wt% 이상 44.4 wt% 이하인 경우 40 Kg/cm2의 높고 일정한 압축강도를 갖고 0.19 g/cm3의 낮고 일정한 비중을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 폴리비닐아세테이트의 함량은 37.5 wt%의 하한값과 44.4 wt%의 상한값을 갖는 것을 알 수 있다. In particular, when the polyvinylacetate content was 37.5 wt% or more and 44.4 wt% or less, it was confirmed that it had a high and constant compressive strength of 40 Kg/cm 2 and a low and constant specific gravity of 0.19 g/cm 3 . Accordingly, it can be seen that the content of polyvinylacetate has a lower limit of 37.5 wt% and an upper limit of 44.4 wt%.
도 13은 본 발명의 실험 예들에 따른 다공성 세라믹 블럭의 부표로서 활용 가능성을 확인하기 위한 도면이다. Figure 13 is a diagram to confirm the possibility of using the porous ceramic block as a buoy according to experimental examples of the present invention.
도 13의 (a)를 참조하면 상기 실험 예 3에 따른 다공성 세라믹 블럭이 물에 떠있는 상태를 촬영하여 나타내고, 도 13의 (b)를 참조하면 상기 실험 예 6에 따른 다공성 세라믹 블럭을 24시간 동안 물속에 침잠시킨 후 떠오른 상태를 촬영하여 나타내고, 도 13의 (c)는 상기 실험 예 6에 따른 다공성 세라믹 블럭을 24시간 동안 물속에 침잠시킨 후 건조한 상태를 촬영하여 나타낸다. Referring to Figure 13(a), the porous ceramic block according to Experimental Example 3 is photographed and shown floating in water, and Figure 13(b) shows the porous ceramic block according to Experimental Example 6 for 24 hours. Figure 13 (c) shows the dry state of the porous ceramic block according to Experimental Example 6 after being immersed in water for 24 hours.
도 13의 (a) 내지 (c)에서 확인할 수 있듯이, 상기 실험 예에 따른 다공성 세라믹 블럭은 오랜 시간(24시간) 동안 물속에 침잠된 후에도 다시 떠오를 수 있으며 건조 후에도 원형 그대로의 모습을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 상기 실험 예에 따른 다공성 세라믹 블럭은 부표로서 용이하게 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다. As can be seen in (a) to (c) of Figure 13, the porous ceramic block according to the above experimental example can float again even after being submerged in water for a long time (24 hours) and retains its original shape even after drying. I was able to. Accordingly, it was confirmed that the porous ceramic block according to the above experimental example could be easily used as a buoy.
또한, 상기 실험 예 1 내지 실험 예 4에 따른 다공성 세라믹 블럭 각각에 대해 KSL 3114 시험 방법에 준하여 물에 24시간 담근 후의 흡수율을 측정하였다. 측정된 값은 아래의 <표 5>를 통해 정리된다. In addition, the water absorption rate of each of the porous ceramic blocks according to Experimental Examples 1 to 4 was measured after being immersed in water for 24 hours according to the KSL 3114 test method. The measured values are summarized in <Table 5> below.
<표 5>에서 확인할 수 있듯이, 상기 실험 예 1 내지 실험 예 5에 따른 다공성 세라믹 블럭들 모두 낮은 흡수율을 나타내고, 이는 블럭을 이루는 비드 사이의 공극으로 인한 흡수율로써 세라믹 비드 자체의 흡수율은 0% 임으로, 상기 실험 예 1 내지 실험 예 5에 따른 다공성 세라믹 블럭들 모두 부표로서 용이하게 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다. As can be seen in <Table 5>, all of the porous ceramic blocks according to Experimental Examples 1 to 5 above exhibit low water absorption rates, which is due to the water absorption rate due to the pores between the beads forming the blocks, and the water absorption rate of the ceramic beads themselves is 0%. , it was confirmed that all of the porous ceramic blocks according to Experimental Examples 1 to 5 could be easily used as buoys.
또한, 상기 실험 예 1 내지 실험 예 6에 따른 다공성 세라믹 블럭 각각에 대해 유기바인더 고형분(유기바인더 첨가량의 80℃ 건조 후 무게)을 측정하였고, 측정된 결과는 아래의 <표 6>을 통해 정리된다. In addition, the organic binder solid content (weight after drying at 80°C of the amount of organic binder added) was measured for each of the porous ceramic blocks according to Experimental Examples 1 to 6, and the measured results are summarized in <Table 6> below. .
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments and should be interpreted in accordance with the appended claims. Additionally, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
b1, b2: 제1 블럭, 제2 블럭b 1 , b 2 : 1st block, 2nd block
Claims (10)
상기 베이스 분말에 물유리를 분사하여, 상기 베이스 분말이 응집된 유리 비드를 제조하는 단계;
상기 유리 비드를 소성하여 다공성 세라믹 비드를 제조하는 단계;
상기 다공성 세라믹 비드에 유기 바인더를 첨가하여 블럭 재료를 제조하는 단계; 및
몰드 내에 상기 블럭 재료를 넣고 압력을 인가하여 블럭 형상으로 성형하는 단계를 포함하되,
상기 베이스 분말은 포트 밀(potmill)을 이용하여 준비되고, 상기 유리 비드는 콘 밀(corn mill)을 이용하여 제조되는 것을 포함하고,
상기 콘 밀(corn mill)의 회전 속도가 상기 포트 밀(potmill)의 회전 속도보다 느리게 제어되어, 상기 유리 비드가 제조되는 것을 포함하는 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법.
Preparing a base powder mixed with glass powder and a foaming agent;
Spraying water glass on the base powder to produce glass beads in which the base powder is agglomerated;
manufacturing porous ceramic beads by firing the glass beads;
manufacturing a block material by adding an organic binder to the porous ceramic beads; and
Including the step of putting the block material into a mold and applying pressure to mold it into a block shape,
The base powder is prepared using a potmill, and the glass beads are manufactured using a corn mill,
A method of manufacturing a porous ceramic block, comprising controlling the rotational speed of the corn mill to be slower than the rotational speed of the potmill, so that the glass beads are manufactured.
상기 유기 바인더는 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate)를 포함하되,
상기 블럭 재료를 제조하는 단계에서, 상기 다공성 세라믹 비드에 첨가되는 상기 유기 바인더의 함량이 제어됨으로써, 상기 다공성 세라믹 블럭의 비중 및 압축 강도가 제어되는 것을 포함하는 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법.
According to claim 1,
The organic binder includes polyvinyl acetate,
In the step of manufacturing the block material, the specific gravity and compressive strength of the porous ceramic block are controlled by controlling the content of the organic binder added to the porous ceramic bead.
상기 유기 바인더가 상기 다공성 세라믹 비드의 중량 대비 37.5 wt% 이상 44.4 wt% 이하로 첨가됨에 따라, 상기 다공성 세라믹 블럭의 비중은 감소되고 압축 강도는 향상되는 것을 포함하는 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법.
According to clause 2,
As the organic binder is added in an amount of 37.5 wt% to 44.4 wt% based on the weight of the porous ceramic bead, the specific gravity of the porous ceramic block is reduced and the compressive strength is improved.
상기 발포제는 활성탄 분말 및 석회석 분말을 포함하되,
상기 유리 분말, 상기 활성탄 분말, 및 상기 석회석 분말을 포트 밀(pot mill)에 넣고 회전시킴에 따라, 상기 유리 분말, 상기 활성탄 분말, 및 상기 석회석 분말이 혼합된 상기 베이스 분말이 준비되는 것을 포함하는 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법.
According to claim 1,
The foaming agent includes activated carbon powder and limestone powder,
The glass powder, the activated carbon powder, and the limestone powder are placed in a pot mill and rotated, thereby preparing the base powder in which the glass powder, the activated carbon powder, and the limestone powder are mixed. Method for manufacturing porous ceramic blocks.
상기 유리 비드를 제조하는 단계는,
상기 베이스 분말을 콘 밀(corn mill)에 넣고 회전시키되, 상기 베이스 분말이 회전되는 동안 상기 물유리를 분사하여 상기 베이스 분말이 응집된 상기 유리 비드가 제조되는 것을 포함하는 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법.
According to clause 4,
The step of manufacturing the glass beads is,
A method of manufacturing a porous ceramic block comprising placing the base powder in a corn mill and rotating it, and spraying the water glass while the base powder is rotating to produce the glass beads in which the base powder is agglomerated.
상기 물유리는 제1 물유리, 및 상기 제1 물유리보다 액적 크기가 큰 제2 물유리를 포함하고,
상기 베이스 분말이 회전되는 동안, 상기 제1 물유리 및 상기 제2 물유리가 순차적으로 제공되는 것을 포함하되,
상기 제1 물유리에 의해 상기 베이스 분말이 응집되어 상기 유리 비드의 코어가 형성되고, 상기 제2 물유리에 의해 상기 베이스 분말이 응집되어, 상기 유리 비드의 상기 코어를 둘러싼 상기 유리 비드의 쉘이 형성되는 것을 포함하는 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법.
According to clause 5,
The water glass includes a first water glass and a second water glass having a larger droplet size than the first water glass,
While the base powder is rotated, the first water glass and the second water glass are provided sequentially,
The base powder is agglomerated by the first water glass to form a core of the glass bead, and the base powder is agglomerated by the second water glass to form a shell of the glass bead surrounding the core of the glass bead. A method of manufacturing a porous ceramic block comprising:
상기 유리 비드를 제조하는 단계 이후 상기 다공성 세라믹 비드를 제조하는 단계 이전,
상기 유리 비드를 건조하는 단계를 더 포함하는 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법.
According to claim 1,
After manufacturing the glass beads and before manufacturing the porous ceramic beads,
A method of manufacturing a porous ceramic block further comprising drying the glass beads.
상기 유리 비드는, 100℃ 내지 110℃의 온도에서 24 시간 동안 건조되는 것을 포함하는 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법.
According to clause 7,
A method of manufacturing a porous ceramic block comprising drying the glass beads at a temperature of 100°C to 110°C for 24 hours.
상기 다공성 세라믹 비드는, 상기 유리 비드가 820℃의 온도에서 3 시간 동안 소성되어 제조되는 것을 포함하는 다공성 세라믹 블럭의 제조 방법.
According to claim 1,
The porous ceramic bead is manufactured by firing the glass bead at a temperature of 820° C. for 3 hours.
상기 복수의 다공성 세라믹 비드들이 폴리비닐아세테이트를 포함하는 유기 바인더에 의해 응집된 제1 블럭; 및
상기 제1 블럭을 둘러싸고, 상기 복수의 다공성 세라믹 비드들이 상기 제1 블럭보다 높은 함량의 상기 폴리비닐아세테이트를 포함하는 유기 바인더에 의해 응집된 제2 블럭을 포함하되,
상기 제1 블럭 및 상기 제2 블럭은, 0.19 g/cm3 이하의 비중을 갖고, 40 Kg/cm2 이상의 압축 강도를 갖고,
상기 제2 블럭이 상기 제1 블럭보다 높은 압축 강도를 갖는 것을 포함하는 다공성 세라믹 블럭.A plurality of porous ceramic beads are pressed to form a block shape,
a first block in which the plurality of porous ceramic beads are aggregated by an organic binder containing polyvinyl acetate; and
Surrounding the first block, the plurality of porous ceramic beads include a second block agglomerated by an organic binder containing a higher content of polyvinyl acetate than the first block,
The first block and the second block have a specific gravity of 0.19 g/cm 3 or less and a compressive strength of 40 Kg/cm 2 or more,
A porous ceramic block wherein the second block has a higher compressive strength than the first block.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230026876A KR102618661B1 (en) | 2023-02-28 | 2023-02-28 | Lightweight porous ceramic buoy block and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230026876A KR102618661B1 (en) | 2023-02-28 | 2023-02-28 | Lightweight porous ceramic buoy block and its manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102618661B1 true KR102618661B1 (en) | 2023-12-28 |
Family
ID=89384888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230026876A Active KR102618661B1 (en) | 2023-02-28 | 2023-02-28 | Lightweight porous ceramic buoy block and its manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102618661B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2617362B2 (en) * | 1987-12-02 | 1997-06-04 | セルコナ インコーポレーテッド | Porous ceramic profile, composition for producing the same, and method for producing the same |
| JP2002526375A (en) * | 1998-10-05 | 2002-08-20 | アボネティックス・リミテッド | Foam ceramic |
| KR20110100689A (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-15 | 주식회사지메텍 | Ceramic Composition, Porous Ceramic Insulator Using the Same, and Manufacturing Method Thereof |
| KR20160137716A (en) * | 2015-05-20 | 2016-12-01 | 주식회사지메텍 | Porous, ultra light ceramic insulator for building external insulation system using waste glass and coal ash and manufacturing method thereof |
| KR102144650B1 (en) * | 2020-03-10 | 2020-08-14 | 김경태 | method manufacturing permeable block using waste glass and permeable block manufactured by this same |
-
2023
- 2023-02-28 KR KR1020230026876A patent/KR102618661B1/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2617362B2 (en) * | 1987-12-02 | 1997-06-04 | セルコナ インコーポレーテッド | Porous ceramic profile, composition for producing the same, and method for producing the same |
| JP2002526375A (en) * | 1998-10-05 | 2002-08-20 | アボネティックス・リミテッド | Foam ceramic |
| KR20110100689A (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-15 | 주식회사지메텍 | Ceramic Composition, Porous Ceramic Insulator Using the Same, and Manufacturing Method Thereof |
| KR20160137716A (en) * | 2015-05-20 | 2016-12-01 | 주식회사지메텍 | Porous, ultra light ceramic insulator for building external insulation system using waste glass and coal ash and manufacturing method thereof |
| KR102144650B1 (en) * | 2020-03-10 | 2020-08-14 | 김경태 | method manufacturing permeable block using waste glass and permeable block manufactured by this same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102557594B (en) | High-strength and low-density ceramic hollow ball and preparation method thereof | |
| KR102618661B1 (en) | Lightweight porous ceramic buoy block and its manufacturing method | |
| JP2010053029A (en) | Inorganic hollow fine particle | |
| CN112040770B (en) | Buoyancy body using environment-friendly material and manufacturing method thereof | |
| CN105837776A (en) | Calcined shell micropore structure-based sea surface oil stain treatment micropowder preparation method | |
| US9018139B2 (en) | Method for producing expanded glass granules and expanded glass granules and the use thereof | |
| JP2010534073A (en) | Pneumatic expansion and contraction float for marine aquaculture, method for producing the same, and valve used therefor | |
| KR102027365B1 (en) | Manufacturing method of oyster cell removing phosphorus in waste water | |
| KR101982480B1 (en) | Manufacturing method of buoyant body using environment-friendly material | |
| US6528446B1 (en) | Process for making clay spheroids | |
| KR200389744Y1 (en) | A buoy with a built-in compressed styrofoam for fishculture | |
| US20040139920A1 (en) | Cultured pearl nuclei and method of fabricating same from calcium carbonate precursor powders | |
| CN111138163A (en) | A kind of effective ingredient slow-release ceramsite and preparation method thereof | |
| JPH11236279A (en) | Porous ceramic sintered body and its production | |
| US4708090A (en) | Method for feeding fish | |
| CN1037847A (en) | Dual-sucking seal-storage agent for fresh-keeping, its preparation method and use thereof | |
| JP4884283B2 (en) | Bivalve breeding method and substrate for improving bottom sediment | |
| KR20250069713A (en) | Production method of porous ceramic beads and ceramic buoy based on porous ceramic beads | |
| KR100816882B1 (en) | Method of manufacturing assoblock | |
| CN110788962A (en) | Preparation method of hollow ceramic ball | |
| KR102584451B1 (en) | Buoy with biodegradable plastics and method for manufacturing | |
| JP2006341210A (en) | Sequestration and storage of carbon dioxide in the ocean | |
| KR20210004141A (en) | Method for manufacturing artificial fishing reef using shell | |
| JP2958579B2 (en) | Production method of pearl core material | |
| US4197208A (en) | Synthetic granular filter material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20230228 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PA0302 | Request for accelerated examination |
Patent event date: 20230228 Patent event code: PA03022R01D Comment text: Request for Accelerated Examination |
|
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20230607 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20231218 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20231222 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20231222 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |