CN117177851A - 内部形成有碳化层的黄土板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内部内置有碳化层的结构的黄土板的制造方法，尤其涉及一种即使黄土板表面形成涂膜，黄土以及木炭的抗菌性、除味性、吸湿/放湿性等固有功能也可以被优异保持的同时表面颗粒不易脱落，并且即使用锋利的物体也不会使黄土板表面产生划痕且不易污染黄土板表面的黄土板及其制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种在内部内置有碳化层的结构的黄土板的制造方法，尤其涉及一种即使黄土板表面形成涂膜，也能优异地保持黄土以及木炭的抗菌性、除味性、吸湿·放湿性等固有功能的同时表面颗粒不易脱落，并且即使用锋利的物体也不会使黄土板表面产生划痕且不易污染黄土板表面的黄土板及其制造方法。
背景技术
近年来，随着健康热(well-being)的影响，在选择日常生活中常用的瓷砖、枕头、垫子、床以及坐垫等材料时，排除如塑料等合成树脂，而广泛使用作为环保材料的木炭和黄土等成为了趋势。
因上述黄土和木炭的多种有益效果，近年来在建筑材料以及生活用品中对黄土和木炭的需求呈持续增长趋势。
众所周知，尤其，作为建筑内饰材料，以黄土为材料成型的黄土板能放射大量的远红外线来促进血液循环，给人体带来如缓解压力以及恢复慢性疲劳等非常有益的效果，并且净化空气和除味功能优异，具有湿度调节功能，因此可以调节室内湿度，还具有解毒作用和杀菌作用，因此对室内螨虫或细菌等具有有效的杀菌作用，并且还具有阻挡电磁波等作用。
像这样，由于黄土和木炭的各种有用的作用，黄土和木炭被用作建筑材料和各种生活用品的材料，将黄土和木炭混合用作建筑材料或生活用品，可以期待最佳的综合效果。
然而，将黄土和木炭作为材料来制造建筑材料或生活用品非常苛刻，其原因在于，当将黄土作为材料成型为建筑材料或生活用品时，需要经过高温烧成的工艺，但此时，由于木炭燃烧变成灰，因此木炭的物理性质发生变化，并且木炭具有的各种有用的作用丧失。
为了解决这种问题，韩国专利厅注册专利公报第10-0878834号的“黄土中内置有木炭的结构的黄土板的制造方法”公开了一种通过混合黄土和木炭来制造建筑材料的方法。
然而，通过这种方法制造的黄土板强度弱，并且需要花费大量的制造时间，难以大量生产。
此外，黄土板表面的颗粒容易脱落，当衣服剐蹭到时衣服被污染，并且由于黄土板的表面硬度较低，黄土板的表面容易因锋利的物体产生划痕，还存在黄土板的表面容易被污染的问题。
此外，通过现有方法制造的黄土板存在抗菌性、除味性以及吸湿/放湿性低于预期的问题。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是为解决上述问题而开发，其目的在于提供一种内部形成有碳化层的黄土板及其制造方法，上述黄板表面的颗粒不会脱落，表现出优异的抗菌性、除味性以及吸湿/放湿性，并且可以大幅减少生产时间，使得可以大量生产。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的制造方法，包括：
球磨步骤，将黄土、黏土、相对于50～60重量份黄土的8～20重量份的木粉，与水一起放入球磨机中进行球磨搅拌；压滤步骤，将经过上述球磨步骤的混合物挤压以除去水分来形成滤饼；一次干燥步骤，将经过上述压滤步骤的滤饼干燥和熟化；以及一次熟化步骤；粉碎步骤，将经过上述一次干燥和熟化步骤的滤饼粉碎；成型步骤，将在上述粉碎步骤中粉碎的粉末压制成型为板状；二次干燥步骤，对通过上述成型步骤成型的成型物进行干燥；烧成步骤，将经过上述二次干燥步骤干燥的成型物在腔室中在760～860℃的温度下加热50～60分钟；以及涂敷步骤，在经过上述烧成步骤的黄土板的表面涂上涂敷液。
此时，其特征在于，在上述球磨步骤中，相对于50～60重量份的黄土，在球磨机中进一步投放15～25重量份的伊利石。
此外，其特征在于，在上述粉碎步骤中，将在球磨步骤中混合搅拌的混合物粉碎至50～70目的粒径。
此外，其特征在于，在上述二次干燥步骤中，将成型物干燥至含水率为7～12％。
此外，其特征在于，上述涂敷步骤中的涂敷液为，相对于1～5重量份的表面活性剂，混合0.1～0.5重量份的甘油，并且相对于100重量份的水，混合20～30重量份的上述表面活性剂-甘油混合物并稀释而组成。
此时，上述涂敷液还可以通过在100重量份的水中混合10～20重量份的硅酸钠来制备成硅酸钠稀释液，并相对于10～20重量份的上述表面活性剂-甘油混合物，混合5～10重量份的上述硅酸钠稀释液而成。
发明效果
如上所述构成的本发明将木粉与黄土和黏土等混合，并将其用高温烧成，使其内部形成碳化层(木炭)，外部形成黄土陶瓷层，从而可以制造出兼备黄土和木炭的有用功能的黄土板。
此外，还具有即使黄土板表面形成涂膜，也能优异地保持黄土以及木炭的抗菌性、除味性、吸湿/放湿性等固有功能的同时表面颗粒不易脱落，并且即使用锋利的物体也不会导致黄土板表面出现划痕且不易污染的优点。
附图说明
图1是示出通过通过本发明的制造方法制造的黄土板的图。
图2是测试通过本发明的制造方法制造的黄土板的抗霉菌性的测试报告单。
图3是测量通过本发明的制造方法制造的黄土板放射的远红外线的测试报告单。
图4是测量通过本发明的制造方法制造的黄土板发射的负离子的测试报告单。
图5至图7是以通过本发明的制造方法制造的黄土板的甲醛和氨作为对象进行除味试验的测试报告单。
图8以及图9是测试通过本发明的制造方法制造的黄土板的抗菌性的测试报告单。
具体实施方式
以下，将参照本发明的优选实施例以及附图来详细描述本发明，并且附图中相同的附图标记表示相同的组件为前提进行描述。
当在发明的详细描述或专利权利要求中称某一个组件“包括”另一组件时，除非明确相反地说明，否则不应将其理解为限于仅由上述组件组成，而应理解为能够进一步包括其他组件。
本说明书中使用的诸如“上部”、“下部”、“底部”、“前方”、“后方”、“下”等术语仅是为了便于描述，是指如图中所示的组件的方向。
以下，将对本发明的内部形成有碳化层的黄土板的制造方法进行详细描述。
本发明的黄土板的制造方法由如下步骤组成：球磨步骤、压滤步骤、一次干燥步骤、一次熟化步骤、粉碎步骤、二次熟化步骤、成型步骤、二次干燥步骤、烧成步骤以及涂敷步骤。
以下，对本发明的黄土板的制造方法以各步骤进行详细说明。
球磨步骤
将破碎的黄土和木粉与水一起放入球磨机中，并实施球磨搅拌4至24小时的球磨步骤。
此时，优选为相对于50～60重量份的黄土，将8～20重量份比例的木粉投放到球磨机中。
如果木粉以少于8重量份混合，则烧成加工后内部无法正常形成碳化层，如果木粉以超过20重量份混合，不仅压制成型无法正常进行，而且黄土板的强度降低，会存在其容易破裂或破损的问题，因此相对于50～60重量份的黄土，优选在球磨机中投放8～20重量份的木粉。
黄土放射远红外线，促进体内血液循环，并且净化空气和除味功能优异，还具有调节湿度的功能。
此外，木粉是指粉末形式的木头，可以使用橡木、松木、竹子、柳木等的木粉，还可以使用木材工厂或家具工厂以副产品产生的木屑，但优选使用橡木木粉，其在碳化后表现出最优异的木炭效果。
上述木粉经过后续的烧成步骤，在黄土板内部形成碳化层。
除了投放到球磨机中的黄土外，优选将黏土和砂土(sandy soil)混合并投放到球磨机中。
黏土增加混合物的粘性力，起到增加生产的黄土板的强度和耐久性的作用，而砂土可以防止黄土板出现裂纹。
相对于50～60重量份的黄土，优选以15～20重量份的黏土，5～15重量份比例的砂土投放到球磨机中。
如果黏土以少于15重量份混合，则混合物的粘性力较弱使得无法正常实现压制成型，如果黏土以超过20重量份混合，则黄土和碳化层(木炭)的含量减少，难以获得黄土和木炭的固有功能，因此相对于50～60重量份的黄土，优选混合15～20重量份的黏土。
此外，相对于50～60重量份的黄土，优选还包含15～25重量份的破碎的伊利石(illite)。
伊利石(illite)是属于单斜晶系的云母族矿物，将其混入到板成型物中，起到吸附空气中的甲醛、氨以及氡的作用。
投放到球磨机中的混合物随着球磨机的运转而被粉碎和搅拌。
压滤步骤
将通过上述球磨步骤产生的混合物投放到压滤机中并在高压下压制以除去混合物中的水分来形成滤饼。
一次干燥步骤
将通过上述压滤步骤产生的滤饼在干燥机中干燥或自然干燥，使得滤饼中的水分含量为15％～19％。这是为了保持滤饼内一定的含水量，以使通过随后实施的熟化步骤使滤饼内的含水量均匀。
一次熟化步骤
这是将经过上述一次干燥步骤干燥的滤饼熟化48小时的步骤，通过熟化步骤使得滤饼中的水分均匀分布。
通过熟化使滤饼内的水分均匀，可以使成型性提高，并且制造出高品质的黄土板。
粉碎步骤
将通过上述一次熟化步骤来实现内部水分均匀分布的块状滤饼粉碎成50～70目、优选粉碎成60目的尺寸。
当混有土和木粉的混合物的粒度为60目的尺寸时，其与投放到烧成机的板成型物的含水量以及烧成温度条件有机结合的同时，在烧成过程中防止黄土板破裂或产生裂纹，从而制造出高强度的黄土板。
二次熟化步骤
将经过上述粉碎步骤粉碎成粉末状的滤饼粉末熟化12～45小时，使得滤饼粉末中的水分均匀分布。
通过二次熟化步骤使得滤饼粉末内部的水分均匀分布，可以提高成型性，并制造出高品质的陶瓷成型物，并且可以防止烧成过程中黄土板破损。
成型步骤
将通过上述粉碎步骤粉碎滤饼而形成的粉末放入压制成型机中成型为板状。
二次干燥步骤
将通过上述成型步骤成型为板状的成型物干燥，使得含水率为7～12％。
二次干燥步骤是烧成步骤之前的步骤，在二次干燥步骤中将板成型物干燥至含水率为7～12％，以防止在烧成过程中黄土板出现裂纹或破裂和变形。
烧成步骤
将通过上述二次干燥步骤干燥的板成型物放置在腔室内并在760～860℃的温度下加热50～60分钟以形成陶瓷成型物。
板成型物由颗粒尺寸为50～70目的黄土、黏土、砂土、伊利石以及木粉混合而成，通过上述烧成步骤，板成型物在被加热的同时，板成型物表面上的木粉被完全燃烧，仅黄土、黏土、砂土以及伊利石留在板成型物表面以形成外层。
此外，在烧成过程中板成型物的内部木粉被碳化，形成碳化层。
即，经过上述烧成步骤的板成型物的截面如图1所示，表面的木粉完全燃烧，形成厚度为1～3mm的外层，其内部形成由木粉炭化的木炭、黄土、黏土、砂土以及伊利石组成的黑色炭化层。
当木粉完全燃烧时，板成型物的外层会形成气孔，通过这些气孔黄土板的功能性被表现出来。
本发明在烧成步骤中在760～860℃的温度下加热板成型物，在粉碎步骤中将熟化的滤饼(黄土、黏土、砂土、伊利石以及木粉的混合物)粉碎至50～70目的尺寸，并且以在烧成前的干燥步骤中，将板成型物干燥至含水率为7～12％的条件，在烧成步骤中在760～860℃的温度下烧成，则在强度优异的同时，在烧成过程中板成型物不会出现裂纹，或变形，或破裂。
如果烧成温度低于760℃，则成型的黄土板的硬度和强度降低，如果烧成温度超过860℃，则黄土板被瓷化，其气孔被堵塞，从而丧失吸湿/放湿、除味等各种功能，因此在烧成步骤中在760～860℃的温度下烧成。
涂敷步骤
实施将涂敷液喷涂在通过上述烧成步骤制造的黄土板的表面的涂敷步骤。
对于完成烧成步骤的黄土板而言，当衣服剐蹭到其上时，衣服上会沾有黄土板颗粒，或在生活过程中，表面容易被划伤而产生划痕，并且表面还容易被污染，为了防止这种情况，将涂敷液喷涂在通过上述烧成步骤制造的黄土板的表面以形成涂膜。
关于涂敷液，相对于1～5重量份的表面活性剂混合0.1～0.5重量份的甘油，相对于100重量份的水混合20～30重量份的上述表面活性剂-甘油混合物，并稀释以制备表面活性剂-甘油稀释混合物。
通过混合表面活性剂，起到稳定混合物的作用(乳液稳定性)，甘油(C3H8O3)赋予混合物粘性，使涂敷后的黄土板表面生成的涂膜稳定形成，并对生成的涂膜赋予润滑性，起到防止异物附着在表面使其受污染的作用。
表面活性剂可以使用公知的各种表面活性剂。
相对于1～5重量份的上述表面活性剂混合0.1～0.5重量份的甘油，如果混合少于0.1重量份的甘油，则涂敷液的粘性降低，导致涂敷操作后涂敷液流下来，使涂膜的品质降低，并使防污染功能不能正常发挥。
此外，相对于1～5重量份的表面活性剂混合超过0.1～0.5重量份的甘油，则粘性过高，存在操作性降低的问题，因此，优选相对于1～5重量份的表面活性剂混合0.1～0.5重量份的甘油。
此外，通过相对于100重量份的水稀释10～20重量份的硅酸钠来制备硅酸钠稀释液。
通过混入硅酸钠(Sodium silicate，硅酸苏打)给涂膜赋予了一定水平的防水性，并起到使涂膜牢固地附着在黄土板表面的作用。
相对于100重量份的水，混合10～20重量份的上述硅酸钠进行稀释，如果硅酸钠少于10重量份，则涂膜在黄土板表面的附着力降低，如果超过20重量份，黄土板表面的气孔因涂敷液被堵塞，可能导致黄土板固有的吸湿/放湿、除味功能降低或丧失，因此，优选相对于100重量份的水混合10～20重量份的硅酸钠进行稀释。
此外，涂敷液由相对于10～20重量份的上述表面活性剂-甘油稀释混合物混合5～10重量份的硅酸钠稀释液而组成。
如果相对于10～20重量份的表面活性剂-甘油稀释混合物，混合少于5重量份的硅酸钠稀释液，则涂膜的附着性和防水能力降低，如果硅酸钠稀释液超过10重量份，则黄土板的气孔被堵塞，或吸湿/放湿功能急速降低，因此，优选相对于100重量份的表面活性剂-甘油稀释混合物混合5～10重量份的硅酸钠稀释液。
将上述涂敷液涂敷在黄土板上形成涂膜时，黄土板表面的硬度因涂膜而增加，即使用锋利的物体刮擦也不易产生划痕，且强度增加，表面污染显著减少，并且表现出一定水平的防水能力。
同时，黄土表面的气孔得以保留，吸湿/放湿功能、除味功能、杀菌功能、远红外线以及负离子辐射等功能持续发挥出来。
如上述实施例，可以通过将表面活性剂-甘油稀释混合物与硅酸钠稀释液混合来形成涂敷液，但也可以单独使用表面活性剂-甘油稀释混合物作为涂敷液。此时，虽然形成的涂膜的防水性和黄土板表面的附着力降低，但能够充分发挥其作为涂膜的作用。
图2是试通过本发明的制造方法制造的黄土板的抗霉菌性的测试报告单，通过试验片接种部分中没有形成菌丝生长，可以确认本发明的黄土板具有优异的抗霉菌性。
图3是测量通过本发明的制造方法制造的黄土板放射的远红外线的测试报告单，图4是测量通过本发明的制造方法制造的黄土板发射的负离子的测试报告单，可以确认本发明的黄土板辐射高水平的远红外线并释放大量的负离子。
图5至图7是以通过本发明的制造方法制造的黄土板的甲醛和氨作为对象进行除味试验的测试报告单。
在与本发明近似的现有技术，即韩国专利厅注册专利公报第10-1552458号的“内部形成有碳化层，外部具有压花图案的各种颜色的陶瓷成型物及其制造方法”中显示了甲醛除味率30分钟后为28.6％、60分钟后为38.8％、90分钟后为46.9％、120分钟后为50.0％，而如图7所示，本发明显示出30分钟后为97.4％、60分钟后为97.2％、90分钟后为97.2％、120分钟后为97.1％的除味率，因此可以确认具有比现有技术更高水平的甲醛除味效果。
此外，在韩国专利厅注册专利公报第10-1552458号中，显示了氨除味率为30分钟后69.4％、60分钟后75.5％、90分钟后75.5％、120分钟后77.1％，而如图6所示，本发明显示出30分钟后为99.5％、60分钟后为99.5％、90分钟后为99.5％、120分钟后为99.5％的除味率，因此可以确认具有比现有技术更高水平的氨除味效果。
图8以及图9是测试通过本发明的制造方法制造的黄土板的抗菌性的测试报告单，可以确认具有优异的抗菌性。
图10至图13是测量通过本发明的制造方法制造的黄土板的吸湿/放湿量的测试报告单。
如图10所示，本发明显示出55.20g/m2的吸湿量和，42.56g/m2放湿量，由此可知，当将本发明用作室内装饰材料时，具有调节室内湿度的优异效果。
如上所述构成的本发明将木粉与黄土和黏土等混合，并将其用高温烧成，使其内部形成碳化层(木炭)，外部形成黄土陶瓷层，从而可以制造出兼备黄土和木炭的有用功能的黄土板。
此外，还具有即使黄土板表面形成涂膜，也能优异地保持黄土以及木炭的抗菌性、除味性、吸湿/放湿性等固有功能也可以被优异保持的同时表面颗粒不易脱落，并且即使用锋利的物体也不会导致黄土板表面出现划痕且不易污染的优点。
以上，通过上述实施例观察了本发明的技术思想。
显而易见，本发明所属领域的技术人员可以根据本发明的描述对上述记载的实施例进行各种修改或改变。
此外，即使没有明确示出或解释，本发明所属领域的技术人员可以根据本发明的描述做出包括本发明的技术思想在内的各种形式的修改是显而易见的，这仍然落入本发明的权利范围之内。
参照附图描述的上述实施例是以解释本发明的目的而描述的，本发明的权利范围不限于这些实施例。
Claims (7)
1.一种内部形成有碳化层的黄土板的制造方法，其特征在于，包括：
球磨步骤，将黄土、黏土、及相对于50～60重量份黄土的8～20重量份的木粉，与水一起放入球磨机中进行球磨搅拌；
压滤步骤，将经过所述球磨步骤的混合物挤压以除去水分来形成滤饼；
一次干燥步骤，将经过所述压滤步骤的滤饼干燥和熟化；以及一次熟化步骤；
粉碎步骤，将经过所述一次干燥和熟化步骤的滤饼粉碎；
成型步骤，将在所述粉碎步骤中粉碎的粉末压制成型为板状；
二次干燥步骤，对通过所述成型步骤成型的成型物进行干燥；
烧成步骤，将经过所述二次干燥步骤干燥的成型物在腔室中在760℃～860℃的温度下加热50分钟～60分钟；以及
涂敷步骤，在经过所述烧成步骤的黄土板的表面涂上涂敷液。
2.根据权利要求1中所述的内部形成有碳化层的黄土板的制造方法，其特征在于，
在所述球磨步骤中，相对于50～60重量份的黄土，在球磨机中进一步投放15～25重量份的伊利石。
3.根据权利要求1中所述的内部形成有碳化层的黄土板的制造方法，其特征在于，
在所述粉碎步骤中，将在球磨步骤中混合搅拌的混合物粉碎至50目～70目的粒径。
4.根据权利要求1中所述的内部形成有碳化层的黄土板的制造方法，其特征在于，
在所述二次干燥步骤中，将成型物干燥至含水率为7％～12％。
5.根据权利要求1中所述的内部形成有碳化层的黄土板的制造方法，其特征在于，
所述涂敷步骤中的涂敷液为，
相对于1～5重量份的表面活性剂，混合0.1～0.5重量份的甘油，
并且相对于100重量份的水，混合20～30重量份的所述表面活性剂-甘油混合物并稀释而组成。
6.根据权利要求5中所述的内部形成有碳化层的黄土板的制造方法，其特征在于，
所述涂敷液为，
通过在100重量份的水中混合10～20重量份的硅酸钠来制备成硅酸钠稀释液，
并相对于10～20重量份的所述表面活性剂-甘油混合物，混合5～10重量份的所述硅酸钠稀释液而成。
7.一种内部形成有碳化层的黄土板，其特征在于，通过权利要求1至6中任一项所述的制造方法制造。
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