KR100411305B1 - 숯 분말을 이용한 고형물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 숯 분말을 이용하여 탈취제, 인형, 받침대, 관광상품, 냉장고 식기류 덮개, 옹기류 뚜껑, 침대 판재, 숯벽돌, 숯불고기판, 실내장식용품 등 각종 조형물로 쓰이는 고형물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건조된 성형물 또는 압출물 100중량%를 기준으로, 가성소다 25~35중량%, 규소분말 7~10중량%, 200~300메쉬(mesh)의 숯 분말 55~68중량% 및 안료로 구성되는 원료를 준비하는 단계와; 상기 준비된 원료 중 가성소다 25~35중량%, 규소분말 7~10중량%를 혼합하여 1500℃로 용해하는 단계와; 상기 용해된 혼합물을 가압된 증기와 반응시키는 단계와; 상기 반응물을 고온에서 여과하여 액상 상태로 농축시키는 단계와; 상기 액상 상태의 농축물과 55~68중량%의 숯 분말을 혼합하는 단계와; 상기 혼합된 농축물을 소정의 몰드에 넣어 350~400kg/㎠의 압력으로 가압성형 또는 압출성형기로 압출성형하는 단계와; 상기 가압된 성형물 또는 압출성형된 압출물을 건조하는 단계와; 상기 건조된 성형물 또는 압출물의 표면에 안료를 도포하는 단계 및 상기 안료가 도포된 성형물 또는 압출물을 600~900℃로 소성하여 고형물을 제조하도록 한 것이다.

Description

숯 분말을 이용한 고형물의 제조방법{Manufacturing method of solid using charcoal powder}

본 발명은 숯 분말을 이용하여 탈취제, 인형, 받침대, 관광상품, 냉장고 식기류 덮개, 옹기류 뚜껑, 침대 판재, 숯벽돌, 숯불고기판, 실내장식용품 등 각종 조형물로 쓰이는 고형물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가성소다 25~35중량%, 규소분말 7~10중량%, 200~300메쉬(mesh)의 숯 분말 55~68중량% 및 안료로 구성되는 원료를 준비하는 단계와; 상기 준비된 원료 중 가성소다 25~35중량%, 규소분말 7~10중량%를 혼합하여 1500℃로 용해하는 단계와; 상기 용해된 혼합물을 가압된 증기와 반응시키는 단계와; 상기 반응물을 고온에서 여과하여 액상 상태로 농축시키는 단계와; 상기 액상 상태의 농축물과 55~68중량%의 숯 분말을 혼합하는 단계와; 상기 혼합된 농축물을 소정의 몰드에 넣어 350~400kg/㎠의 압력으로 가압성형 또는 압출성형기로 압출성형하는 단계와; 상기 가압된 성형물 또는 압출성형된 압출물을 건조하는 단계와; 상기 건조된 성형물 또는 압출물의 표면에 안료를 도포하는 단계 및 상기 안료가 도포된 성형물 또는 압출물을 600~900℃로 소성하여 고형물을 제조하도록 한 것이다.

본래 숯이란 '신선한 힘'이란 뜻을 지닌 우리말로써 목재를 600~900℃의 온도에서 일차적으로 탄화시킨 것이다. 숯의 주요 구성성분은 탄소 85%, 수분 10%, 미네랄 3%, 휘발 성분 2%로 구성되어 있다. 숯을 탄화시킬 때 내부에 작은 구멍들이 생기게 되는데 이 세공은 통해 미생물의 주거공간이 되어 유해세균(박테리아, 호균 등)을 흡착할 수 있기 때문에 상기 세공의 크기에 따라 숯의 품질이 나뉘게 되고, 구멍이 작고 많을 수록 내부표면적이 넓어져 좋은 목탄이 된다. 본래 숯은 제조과정에서 형성된 아주 작고 수 많은 구멍은 넓은 표면적(1,200m²/g)을 가지고 있다. 이 작은 구멍은 크기가 다양하고 액체상태로 된 여러 가지 물질을 흡착하고 결합시키는 장소(binding site)를 제공하게 되므로 강한 흡착력을 갖게 되는 것이다.

숯의 구성성분인 탄소는 원자핵 속의 양성자 수가 6개이고, 전자수 6개, 최외각 전자수 4개로 구성된 원자이다. 그러나 다이아몬드와 같은 강한 공유결합 구조가 아니라, 많은 자유전자를 가지고 있으며 자장을 형성하여 음이온을 방출하여물질의 부패를 억제시킴과 함께 자장을 형성함으로써 물질에서 방사되는 방사선을 차단하게 됨으로 건강에 있어서도 좋은 역할을 하게 된다. 또 의약품에 쓰여 숯은 세포 중 미토콘드리아 내외의 전압차를 증가시켜 노폐물을 세포벽 밖으로 배출하게 하며 이러한 현상을 통해 피가 맑아지게 된다.

또한 숯은 미네랄 방출효과를 하는데, 목재 속의 0.3~0.6%정도의 미네랄 성분은 숯을 제조할 때 4~5배로 농축된다. 숯에는 칼슘, 칼륨, 철, 인, 나트륨 등 5대 미네랄 외에 구리, 아연, 망간, 마그네슘, 크롬, 몰리브덴 등이 함유되어 있다. 이러한 미네랄 성분이 노화방지 작용을 비롯하여 여러 가지 역할을 수행하는바, 각종 의약품의 원료로 사용된다. 숯 자체적으로 갖고 있는 작은 세공은 소화되지 않고 장내에서 부패하는 단백질 찌꺼기와 지방 알갱이 및 인체 내부의 잔류 농약이나 중금속을 흡착하는 역할을 한다. 그 결과 혈관 내의 혈액과 체액이 깨끗하게 되어 병에 대한 저항력이 생긴다.

이러한 식용 및 의약품으로서 쓰여지는 숯 외에도 국내특허공보 공개번호 특1998-75992호에서는, 생활하는 가운데 자연스럽게 황토와 숯의 효능을 느낄 수 있도록 한 황토에 숯가루를 첨가한 건축자재용 몰탈의 제조방법이 특허로 출원되고 있으며, 또 다른 특허로는 기존 건축용 벽지에 숯을 분쇄하여 가루로 만든 후, 건축용 외면종이와 내면종이를 나누어 제조하여 건축용 벽지의 외면종이와 내면종이 사이에 숯가루를 첨가하여 실내 내부의 습기로 인한 진드기, 개미, 바퀴벌레 등의 해충이 출연하여 발생되는 유해세균으로부터 악취가 발생하였던 문제점을 해결한 숯을 이용한 벽지의 제조방법 및 벽지가 있다.(국내특허공보 공개번호 특1998-061537)

그러나 상기와 같이 숯을 이용하여 제품을 만들 때 숯가루나 고형물을 그대로를 사용하게 되면 그 가루가 쉽게 날리고, 숯검정이 손이나 다른 곳에 쉽게 묻어 잘 지워지지 않으며, 숯이 가진 검은 색의 색감 등으로 인해 건축자재나 도료로 이용 시 많은 제약이 있어왔다. 이와 같은 단점들에도 불구하고 숯이 가진 흡착효과, 음이온 방출효과, 미네랄 방출효과 등으로 인해 일상생활에서 많은 필요를 요하고 있으며 상기 여러가지 문제점들을 해결하는 것이 급선무라 할 수 있다. 제품의 특성에 맞는 색상조절 및 물성에 있어서 숯이 가진 문제점을 해결하는 일은 필수조건인바, 본 발명에서는 숯을 가성소다 및 규소분말의 고온에서 얻은 농축액과 반응시켜 압출 및 압출물로 다양한 고형물을 제조함은 물론 다양한 색상의 착색을 가능케 하고 몰드의 형태에 따라 다양한 제품의 제조가 가능할 뿐만 아니라 상실된 숯의 기능을 확대, 재 복원시킬 것을 목적으로 한 숯분말을 이용한 고형물의 제조방법에 관한 것이다.

상기와 같이 숯이 가진 흡착, 탈취효과 및 제습효과를 활용하여 다양한 제품이 출시되고 있으나 검은 색의 단일 색감과 숯의 분말이 날리고, 또한 숯검정이 손이나 인체에 묻어나는 문제점으로 인하여 숯을 이용하여 제품을 제조하는 데는 많은 제약이 있었던바, 본 발명에서는 숯 분말을 안정시키고, 숯검정이 인체나 타 물체와 접촉 시 다른 곳으로 묻어나지 않도록 하며, 제품의 특성에 맞는 다양한 색상을 연출할 수 있을 뿐만 아니라 숯이 가진 제습효과, 냄새탈취, 해충예방, 공기정화, 전자파 차단 및 수질정화의 기능을 상실하지 않고 오히려 숯의 기능을 확대, 재 복원하여 이를 이용한 다양한 제품제조를 가능케 하는데 그 목적이 있다. 또한 제품 제조 시 마지막 단계인 안료가 도포된 성형물 또는 압출물을 600~900℃로 소성함으로써 이물질은 태워 없애고, 숯의 고유한 기능만을 간직하도록 하여 숯의 기능을 확대, 재 복원시키는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따라 가압성형으로 제조되는 숯을 이용한 고형물의 제조공정을 나타낸 공정도.

도 2는 본 발명에 따라 압출성형으로 제조되는 숯을 이용한 고형물의 제조공정을 나타낸 공정도.

본 발명은 숯 분말을 이용하여 탈취제, 인형, 받침대, 관광상품, 냉장고 식기류 덮개, 옹기류 뚜껑, 침대 판재, 숯벽돌, 숯불고기판, 실내장식용품 등 각종 조형물로 쓰이는 고형물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건조된 성형물 또는 압출물 100중량%를 기준으로, 가성소다 25~35중량%, 규소분말 7~10중량%, 200~300메쉬(mesh)의 숯 분말 55~68중량% 및 안료로 구성되는 원료를 준비하는 단계와; 상기 준비된 원료 중 가성소다 25~35중량%, 규소분말 7~10중량%를 혼합하여 1500℃로 용해하는 단계와; 상기 용해된 혼합물을 가압된 증기와 반응시키는 단계와; 상기 반응물을 고온에서 여과하여 액상 상태로 농축시키는 단계와; 상기 액상 상태의 농축물과 55~68중량%의 숯 분말을 혼합하는 단계와; 상기 혼합된 농축물을 소정의 몰드에 넣어 350~400kg/㎠의 압력으로 가압성형 또는 압출성형기로 압출성형하는 단계와; 상기 가압된 성형물 또는 압출성형된 압출물을 건조하는 단계와; 상기 건조된 성형물 또는 압출물의 표면에 안료를 도포하는 단계 및 상기 안료가 도포된 성형물 또는 압출물을 600~900℃로 소성하여 고형물을 제조하도록 한 것이다.

본 발명에서는 상기와 같이 제조된 고형물은 몰드의 형태와 색상에 따라 탈취제, 인형, 모형물, 관광상품, 모제품, 받침대, 건축용 타일, 벽걸이, 정수기 필터, 냉장고 식기류 덮개, 옹기류 뚜껑, 숯벽돌, 숯불고기판 및 각종 고형물, 화분, 불연단열재 등의 제조가 가능하며 이는 생활에서 구석구석 필요로 하는 일상의 제품들이기도 하다. 또한 제주도를 비롯한 관광 명소지에서 돌로 만들어진 조각(예 : 하루방) 및 관광상품들을 흔히 찾아 볼 수 있는데 이를 본 발명에 의한 숯을 이용하여 제조된 고형물로 제조될 때 생산단가도 훨씬 저렴해 질 수 있는 이점이 있는가 하면 관광상품 뿐 아니라 숯이 가지고 있는 각종 기능을 갖는 기능성 제품으로서 그 가치가 있다할 것이다.

숯에 의해 제조된 숯 제품들은 숯이 가진 수많은 세공들을 통해 각종 불순물과 물이나 공기 중에 있어 좋지 못한 중금속을 흡착함으로써 공기와 물을 맑게 하는 기능을 지닌다.

특히 시멘트에는 라돈(Radon)과 같은 방사능물질이 함유되어 있어 시멘트분말이 눈에 들어가면 따갑고 충혈이 되며 눈물이 나고, 피부에 접촉이 되면, 가렵고 물집이 생기며 허물이 벗겨지는 등 인체에 직접적인 피해를 주게 된다. 또 마늘과 같은 식물을 콘크리트 벽면에 걸어 놓으면 마늘 표면이 쭈글쭈글해져 썩는 등 식물에도 직접적인 피해를 주게 되며, 아파트와 같은 생활공간에서는 습기가 부족하여 가습기나 어항 등을 설치하여 부족한 습기를 보충해야 하는 등의 문제점이 많았던 것이다. 그러나 숯으로 제조된 건축 자재를 이용하여 건축물을 지을 경우 시멘트나 건축물로부터 방출되어 인체에 해로운 시멘트 독을 흡착하게 됨으로써 건강에도 도움이 된다.

또한 숯을 이용하여 만들어진 고형물을 소재로 장식품이나 김치제작용 옹기류 뚜껑을 만들었을 때 단순한 장식품이나 일상의 필요상품으로써의 역할 외에도 숯의 구성 성분인 탄소의 음이온 방출 효과로 인해 텔레비젼이나 컴퓨터로부터 방사되는 전자파를 차단하여 줌은 물론 무게가 가벼워 노약자나 여성들이 이용하는 데 편리할 뿐만 아니라 기공에서 오는 외부와의 산소공급량이 높으므로 용기내의 내용물을 오랫동안 신선하게 보전하게 해준다.

또 숯으로 제조된 제품은 미네랄 방출 효과를 가지고 있어서 목재 속에 0.3~0.6% 정도의 미네랄이 숯에는 4~5배로 늘어나게 됨으로 정수기 필터로 사용 시 각종 유해 중금속을 흡착하여 제거하고 물에 없는 미네랄을 보충해 주는 역할을 하게 된다.

하기에, 본 발명의 실시예와 함께 가압성형으로 제조되는 숯 분말을 이용한 고형물의 제조방법을 상세히 설명한다.

[실시예]

먼저 가성소다 150g, 규소분말 42.5g, 200~300메쉬(mesh)의 숯 분말 300g 및 안료를 준비한다.

상기 준비된 가성소다 150g과 규소분말 42.5g을 혼합하여 1500℃에서 용해시킨다.

상기 용해된 혼합물을 가압된 증기와 반응시킨다.

상기 반응물을 고온에서 여과하여 액상 상태로 농축시킨다.

상기 액상 상태의 농축물과 300g의 참숯 분말을 혼합한다.

상기 배합된 농축물을 소정의 몰드에 넣어 350~400kg/㎠의 압력으로 가압성형 한다.

상기 성형물을 건조한다.

상기 건조된 성형물의 표면에 안료를 도포한다.

상기 안료가 도포된 성형물을 600~900℃로 소성하여 고형물을 얻는다. 이때 상기단계는 성형물의 상실된 숯의 기능을 확대 재 복원시킬 목적으로 시행되는 단계이며 이물질은 타서 없어지고 숯의 고유한 기능만을 갖게 된다.

본 발명에 의해 제조된 숯 제품은 탄소, 미네랄로 구성되어 있는 다공성 구조로서 흡착력이 강해 유해 세균이나 악취를 제거하게 되며 음이온을 발생시켜 칼륨, 칼슘의 미네랄을 제공하게 된다. 또한 숯이 가진 검은 색의 색감을 규소와 가성소다를 용해하고 숯을 첨가하여 제조되는 간단한 공정만으로도 다양한 색깔의 착색이 가능하여 원색에 가까운 밝은 색도 가능하게 된다. 또한 숯이 가진 제습효과, 불쾌한 냄새 제거, 공기정화, 전자파 제거, 수질정화로 인해 단순한 기능을 가진 제품이 아니라 복합적인 기능을 함께 가질 수 있어 기능성 제품의 제조가 가능하다. 또 숯검정이 손에 묻어 제품을 제조하기 쉽지 않았지만 본 발명에 의한 제품은 본 발명의 제조 공정에 따라서 옷이나 손에 묻지 않는 장점이 있다. 또한 본 발명에 의해 제조되어진 숯-건축용 자재는 화재가 발생하였을 때 쉽게 타지 않아서 불연단열재의 성질을 가지고 있으며 무게가 가벼워 건축물의 무게를 줄이는데 도움이 된다.

또한 플라스틱이나 다른 소재로 제조된 건축자재나 장식품 또는 화공약품으로 제조되어지는 탈취제 등은 폐기될 때 다시 땅위에 버려지거나 태워짐으로 말미암아 땅속에 묻히거나 태워지는데 이는 땅 속에 묻히더라도 환경오염을 유발하게 된다. 그러나 본 발명에 의한 제품은 소재가 목재를 태워서 만들어진 숯 성분이므로 땅위에 버려지거나 묻히더라도 전혀 환경오염이 없고 오히려 환경친화 제품으로 토양을 비옥하게 하는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 건조된 성형물 100중량%를 기준으로,

   가성소다 25~35중량%, 규소분말 7~10중량%, 200~300메쉬의 숯 분말 55~68중량% 및 안료로 구성되는 원료를 준비하는 단계와;

   상기 준비된 원료 중 가성소다 25~35중량%와 규소분말 7~10중량%를 혼합하여 1500℃로 용해하는 단계와;

   상기 용해된 혼합물을 가압된 증기와 반응시키는 단계와;

   상기 반응물을 고온에서 여과하여 액상 상태로 농축시키는 단계와;

   상기 액상 상태의 농축물과 55~68중량%의 숯 분말을 혼합하는 단계와;

   상기 혼합된 농축물을 소정의 몰드에 넣어 350~400kg/㎠의 압력으로 가압성형하는 단계와;

   상기 가압된 성형물을 건조하는 단계와;

   상기 건조된 성형물의 표면에 안료를 도포하는 단계 및

   상기 안료가 도포된 성형물을 600~900℃로 소성하는 단계로 되는 것을 특징으로 하는 숯 분말을 이용한 고형물의 제조방법.
2. 건조된 압출물 100중량%를 기준으로,

   가성소다 25~35중량%, 규소분말 7~10중량%, 200~300메쉬의 숯 분말 55~68중량% 및 안료로 구성되는 원료를 준비하는 단계와;

   상기 준비된 원료 중 가성소다 25~35중량%, 규소분말 7~10중량%를 혼합하여 1500℃로 용해하는 단계와;

   상기 용해된 혼합물을 가압된 증기와 반응시키는 단계와;

   상기 반응물을 고온에서 여과하여 액상 상태로 농축시키는 단계와;

   상기 액상 상태의 농축물과 55~68중량%의 숯 분말을 혼합하는 단계와;

   상기 혼합된 농축물을 압출성형기로 압출하는 단계와;

   상기 압출성형된 압출물을 건조하는 단계와;

   상기 건조된 압출물의 표면에 안료를 도포하는 단계 및

   상기 안료가 도포된 압출물을 600~900℃로 소성하는 단계로 되는 것을 특징으로 하는 숯 분말을 이용한 고형물의 제조방법.