KR100233157B1 - 고분자화합물 결합제를 사용한 황토벽돌 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토와 고분자화합물 결합제를 사용한 건축내장용 벽돌제조방법이다. 세라믹 또는 시멘트의 첨가, 황토 자체만의 벽돌은 압축강도와 수축율, 황토 고유의 기능을 충실히 구현하는데 서로 모순된 양면성을 가졌다. 본 발명은 생황토를 저입도로 스크린(screen)한 후 함수율을 28%로 보정하고 24시간 동안 숙성시킨 후, 숙성된 황토 95중량$에 대하여 5중량%의 리그닌술폰산염을 첨가시켜 진공토련기로 혼련하고 가압성형하여 100~150℃에서 서서히 가열건조시킨 것을 특징으로 한다.

Description

고분자화합물 결합제를 사용한 황토벽돌 제조방법

본 발명은 방충, 항균, 축열성, 원적외선의 복사기능 등을 가지는 황토와 고분자화합물 결합제를 사용한 건축내장용 벽돌제조방법(Process for Making Yellow Earth Blick to Use Bonding Agent as High Polymerized Compound)에 관한 것이다.

지금까지 건축물에 사용되고 있는 벽돌원료는 시멘트 및 일반 점토질을 주원료로 한 벽돌이 주종을 이루고 있었다. 종래의 일반적인 벽돌은 마감재로서 시멘트벽돌, 외장재로서는 적벽돌을 많이 쓰고 있다. 그런데, 소득의 증가에 따른 생활수준의 향상으로 인하여 소비자가 고품질의 쾌적한 주거환경을 요구하면서 단순한 마감재료에서 탈피하여 다양한 소비자 욕구를 충족시키기 위한 황토벽돌이 출현하고 있다.

종래의 황토를 이용한 벽돌로는 원적외선이 방사되는 세라믹층을 일체화한 실용신안공개 제94-24415호가 있고, 그 외에 황토 자체로 된 것과, 황토에 시멘트 또는 세라믹 등의 결합제를 첨가하여 성형한 것들이 있었다. 상기한 실용신안공개 제94-24415는 형틀 내에서 형성되는 흙벽돌체에 세라믹층을 약300℃, 약 300kg/㎠를 가하여 일체로 성형시킨 것이다.

그러나, 상기한 종래의 황토벽돌 중에서 세라믹층을 일체로 성형하거나 세라믹 또는 시멘트를 첨가한 벽돌은 단순히 원적외선의 방사 또는 결합력을 부여할 목적으로 만들어 졌으나 결합력이 약하여 압축강도가 떨어지거나 황토가 가지는 고유의 특성, 예컨데 방충 및 항균효과, 습도조절효과를 충분히 살리지 못하는 양면성을 가지고 있었다. 또, 황토 자체만으로 이루어진 벽돌의 경우에는 그 자체로서 축열성, 방균, 항균, 원적외선 복사, 습도조절효과 등이 있기는 하지만 압축강도가 떨어지고 수축율이 높아 건축내장재로서의 기능에 문제가 되고 있었다.

본 발명의 목적은 고분자화합물과 황토를 원료로 하여 압착강도가 높고 수축율이 낮으면서도 황토 고유의 기능을 충실히 구현할 수 있는 건축내장용 황토벽돌 제조방법을 제공하는데 있는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 생황토를 저입도로 스크린(screen)한 후 함수율을 28%로 보정하고 24시간 동안 숙성시킨 후, 숙성된 황토 95중량%에 대하여 5중량%의 리그닌술폰산염을 첨가시켜 진공토련기로 혼련하고 가압성형하여 100~150℃에서 서서히 가열건조시킨 것을 특징으로 한다.

생황토는 16메시(1mm) 이하로 하는 것이 리그닌술폰산염과의 결합력을 높이는데 적합하다. 원료로서의 생황토가 가지는 함수율은 반입지와 보관상태 및 계절에 따라 각각 다른데, 이를 일정하게 보정시킬 필요가 있다. 그 함수율은 다소 유동적이기는 하지만 리그닌술폰산염과의 결합력을 높이고 가열건조시에 균열의 발생을 방지하는 최적조건이 실험결과 28%정도에서 나타났다.

리그닌술폰산염은 액상 고분자화합물로서 황토와의 비율이 5중량% 이하에서는 결합력이 현저히 떨어지고, 5중량% 이상일 때에는 함수율을 다시 보정해야 하는 이외에 가열건조시의 균열발생가능성이 높아지고, 특히 경제성 면에서 원가가 급상승하며 황토 고유의 특성을 저해하는 결과를 초래하기 때문에 그에 가장 적합한 비율이 황토 95중량% 대비 리그닌술폰산염 5중량%이다.

원료를 24시간 숙성시키는 것은 수분(물)이 황토 원료 내에 고르게 분포되면서 부풀어나도록 하는 시간으로서, 이 시간은 대량 생산시에 적용할 수 있는 최적의 시간이다. 숙성된 황토와 리그닌술폰산염을 혼련하고, 일정 형태의 벽돌로 가압성형하기 위한 진공토련기는 압출식을 사용한다. 진공토련시에 요구되는 것은 충분한 점력을 유지시켜야 한다는 것이다. 이를 위해서는 혼련과정을 반복할 필요가 있다.

성형된 벽돌에 대한 가열건조는 온도조건이 중요하다. 그 최적조건이 100~150℃인데, 이 온도에서도 서서히 가열하는 것이 필요하고, 또 온도를 점차로 상승시키는 것이 균열을 최소화하는데 긴요하다.

이렇게 얻어진 황토벽돌은 압축강도가 높아지고 수축율이 낮아지기 때문에 건축내장의 마감재로서 적합한 물성을 가지는 것은 물론, 건축내장의 마감재로 사용하였을 때 이미 연구된 바와 같이 원적외선 복사에너지가 체내 깊숙히 흡수되어 혈액순환 및 세포의 생리작용을 활성화시켜 신진대사를 원활하게 하고, 발한작용, 통증완화, 탈취효과, 항균효과, 습도조절효과 등 인체의 주거환경에 적합한 기능을 수행한다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

광산으로부터 입하된 생황토를 16메시(1mm) 이하의 입도로 스크린기에서 스크린한 후 물을 가하여 함수율을 28%로 보정한다. 함수율이 보정된 황토는 24시간 동안 숙성시킨다. 숙성된 황토 95중량%에 대하여 죠지아 패시픽사(Georgia-Pacific Corporation)의 상품명 리그노사이트(LIGNOSITE)100을 5중량% 첨가한다. 이를 압출식 진공토련기로 2차에 걸쳐 혼련하여 충분한 점력을 보유한 상태에서 3차 토련으로 들어가 일정크기로 가압성형을 실시한다. 성형공정을 거친후 건조실에서 100℃로 시작하여 150℃까지 서서히 온도를 가변시켜 가열한다. 이러한 건조공정 후에 최종적인 황토벽돌제품이 얻어진다.

상기한 죠지아 패시픽사의 상품명 리그노사이트100은 미분의 고형체가 다량 함유되고 물리적 강도가 높으며 성형후 인체에 무해한 액상 고분자화합물의 일종인 일명 리그닌술폰산염이다. 그 성분분석결과는 다음과 같다.

위에서¹은 오븐건조 고형체이다.

KS규격 표준형인 190×90×57mm의 크기로 상기 제조과정을 거쳐서 얻어진 황토벽돌의 물성을 측정하였다. 그 결과는 이하의 표 1과 같다.

상기와 같이 본 발명에 의하여 얻어진 황토벽돌은 흡수율과 압축강도가 KS규격에 적합한 마감재로서 사용하기에 충분한 물성을 나타내고 있으며, 수축율은 황토의 특성상 약간 주어지지만 일반 황토벽돌보다는 적고, 인체에 좋은 영향을 주는 원적외선의 복사효율이 높은 것으로 나타났다.

이와 같은 본 발명은 황토의 특성상 여타 벽돌보다 가벼워 건축의 내부벽체 공사에 유리하고, 또 그 특성상 원적외선 복사효과와 수분조절기능, 탈취효과, 축열성, 방충 및 항균효과, 단열성이 뛰어나 인체의 건강증진에 유리한 자연친화적인 쾌적한 주거환경을 만들 수 있으며, 압축강도 및 수축율이 기존의 황토벽돌보다 우수하며 균열의 발생이 매우 적어 내구성, 실용성, 운반성, 작업성, 시공성, 원가면에서 비교적 유리하다.

Claims (1)

1. 생황토를 저입도로 스크린 후 함수율을 28%로 보정하고 24시간 동안 숙성시킨 후, 숙성된 황토 95중량%에 대하여 5중량%의 리그닌술폰산염을 첨가시켜 진공토련기로 혼련하고 가압성형하여 100~150℃에서 서서히 가열건조시킨 것을 특징으로 하는 고분자화합물 결합제를 사용한 황토벽돌 제조방법.