KR100516931B1 - 기능성 타일의 제조 방법 - Google Patents

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KR100516931B1
KR100516931B1 KR1020050009834A KR20050009834A KR100516931B1 KR 100516931 B1 KR100516931 B1 KR 100516931B1 KR 1020050009834 A KR1020050009834 A KR 1020050009834A KR 20050009834 A KR20050009834 A KR 20050009834A KR 100516931 B1 KR100516931 B1 KR 100516931B1
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Abstract

점토, 도석, 장석, 이에라석, 활석등으로 조성된 혼합물인 소지 100g, 종이(Paper) 10g, TiO2 2g, 은이온 5g를 혼합하여 습식 분쇄한 유약을 점토, 도석, 장석, 이에라석, 활석등으로 조성된 혼합물을 습식 분쇄, 건조후 성형한 미 소성된 소지위에 기능성유약과 유색유약을 도포한 후 약 1,000℃ ∼ 1,100℃의 롤러허스 가마에서 소성하여 제조되는 기능성 타일의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

기능성 타일의 제조 방법{Method of manufacturing for functional tile}
본 발명은 기능성으로 구성된 유약을 이용한 다 기능성 타일의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면, 본 발명은 점토, 도석, 장석, 이에라석, 활석등으로 조성된 혼합물을 습식 분쇄, 건조후 성형하여 미 소성된 소지 표면에 점토, 도석, 장석, 이에라석, 활석, Paper, 나무(톱밥), TiO2, 은이온등으로 구성된 유약을 처리하여 제조되는 기능성 타일의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 타일의 제조에 있어서는 장석, 석회석, 카올린, 지르콘, 아연화등의 원료를 혼합하여, 건식 및 습식 분쇄 후 미 소성된 타일의 소지 표면에 도포하여 건조한 다음, 약 1,000℃∼1,200℃ 정도의 온도를 가진 롤러허스 가마에서 소성한 후, 선별, 포장하는 것이 일반적인 생산방법이라고 하겠다.
현재 시판되는 기능성 타일의 경우는 점토, 도석, 장석등의 원료를 혼합하여 습식 분쇄, 건조후 성형하여 소지 표면에 유약을 도포한 후, 기능성 첨가제를 첨가하여 약 1000℃ ∼ 1200℃정도의 롤러허스 가마에서 소성하여 하나의 기능성 타일로 만들어 판매하고 있다.
예를 들면, 한국공개특허공보 공개번호 특1990-9489호에는 고령토,시멘트, 도석,장석,납석,규조토, 형석, 점토, 톱밥 으로 조성된 벽돌 및 타일의 제조방법이 공개되어 있고,
한국공개특허공보 공개번호 특1999-760호에는 점토, 톱밥 으로 조성된 톱밥을 이용한 요업제품의 제조방법과 요업제품이 기술되어 있으며,
한국등록특허공보 등록번호 10-0331122호에는 황토, 톱밥, 참숯, 접착제 로 조성된 숯타일의 제조에 관한 기술이 기재되어 있고,
한국등록특허공보 등록번호 제10-415691호에는 점토나 황토, 톱밥, 으로 조성된 황토타일의 제조방법이 공개되어 있으나,
상기와 같은 종래의 기술들은 황토타일, 숯타일, 원적외석 타일, 항균타일, 옥타일등의 기능성의 첨가제를 소지에 첨가하는 위주로 만들어 기능성이 단일화 되어 있는 문제점이 있어 왔다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 다양한 색상 및 화학적으로 안정된 고 다기능성 타일을 개발하여 쾌적한 환경유지를 할 수 있는 습도 조절 기능, 항균, 탈취, 살균 및 원적외선등의 기능성의 효과가 있는 점토, 도석, 장석, 이에라석, 활석, 종이(Paper), 나무(톱밥), TiO2, 은이온등의 천연광물을 주원료로 사용한 유약을 제조한 다음, 상기 유약으로 신개념의 다기능성 웰빙 타일을 개발하여 안락한 실내 공간과 주거 문화의 격을 한층 더 높일 수 있는 다기능성 타일의 제조 방법 및 그 용도를 제공하는 것을 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제인 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 점토, 도석, 장석, 이에라석, 활석등으로 조성된 혼합물인 소지 100g, 종이(Paper) 10g, TiO2 2g, 은이온 5g를 혼합하여 습식 분쇄한 유약을 점토, 도석, 장석, 이에라석, 활석등으로 조성된 혼합물을 습식 분쇄, 건조후 성형한 미 소성된 소지위에 기능성유약과 유색유약을 도포한 후 약 1,000℃ ∼ 1,100℃의 롤러허스 가마에서 소성하여 제조되는 기능성 타일의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 사용되는 바디소지와 유약제조에 사용되는 바디 소지는 동일한 것으로, 유약 제조에 사용되는 바디 소지는 점토, 도석, 장석, 이에라석, 활석등으로 조성된 혼합물을 습식 분쇄, 건조후 성형한 미 소성된 소지의 폐기되는 것을 다시 재활용하는 것이다.
본 발명에 사용되는 바디소지를 화학적으로 구성성분을 나타내면 K2O 1.66중량%, Na2O 6.6중량%, CaO 0.52중량%, MgO 1.56중량%, TiO2 0.36중량%, Al2O 3 10.96중량%, Fe2O3 0.31중량%, SiO2 78.02중량%이며,
바디소지를 이용하여 제조 되는 유약을 화학적으로 구성성분을 나타내면 K2O 1.66중량%, Na2O 6.6중량%, CaO 0.52중량%, MgO 1.56중량%, TiO2 0.36중량%, Al2 O3 10.96중량%, Fe2O3 0.31중량%, SiO2 78.02중량%으로 구성된 바디 소지에 종이(Paper) 8중량%, 나무(톱밥) 2중량%, TiO2 2중량%를 첨가하며, 물은 총 중량비에 110중량%를 첨가하고 은이온을 물 중량비의 5중량%을 첨가하며,
바디소지를 이용한 유약의 제조는 볼밀에 약 7∼9시간 분쇄하여 230메쉬의 직경크기로 되게 하여 제조후,
유약을 이용하여 미 소성된 소지 표면에 비중 1.30∼1.35, 중량은 300×300규격 기준으로 40∼50g을 시유하여, 1,000℃∼1,100℃로 셋팅되어 있는 롤러허스가마에 투입하여 소성하여 기능성으로 구성된 유약을 이용하여 기능성 타일을 제조하는 것이다.
본 발명에서 사용되는 점토는 결합력을 증가시켜 타일 강도를 증진 시키는 역할을 하며, 소다장석은 소지의 화도를 낮추는 융제 역할을 하고, 2차점토는 점토의 일종으로 퇴적될시 퇴적물의 차이에 의해 2차 점토로 분류였으며, 도석은 타일의 가소성을 높여주는 역할을 하고, 이에라석은 장석의 일종으로, 타일의 백색도를 증가시켜주는 역할을 하며, 흑활석은 온도를 내리는 역할 및 타일의 벤딩을 잡아주는 역할을 한다.
본 발명의 유약을 이용한 타일의 제조공정은 다음과 같다.
바디 소지 제조 공정
타일 소지 원재료→습식 분쇄→분무 건조→건식 성형
본 발명의 유약을 이용한 타일의 제조 공정.
타일 소지 원재료 + 습식 분쇄후 분무 건조, 건식 성형된 바디 소지의 불량, 폐기 원료 + 종이(Paper) + 나무(톱밥) + TiO2 + 은이온→습식 분쇄→ 유약 저장탱크→시유→소성→선별→포장
예컨대, 본 발명의 유약 조합에 사용되는 종이를 투입시 모든 종이를 사용할 수 있으며, 볼밀 투입시 부피가 많이 차지하게 되어, 밀도가 높은 종이나 부피를 줄일수 있도록 분쇄하여 투입하여야 한다.
나무(톱밥)또한 볼밀에 투입할수 있는 정도로 분쇄하여 투입한다.
이하 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다.
실시예1
(제1공정) (바디소지의 제조)
점토 20g, 소다장석 22g, 2차 점토 24g, 도석 22g, 이에라석 9g, 흑활석 3g을 혼합하고, 물을 넣어 반죽한 다음, 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 13∼16시간 동안 분쇄하여 직경크기가 230메쉬로 습식 분쇄 한 후, 고압 분사 건조기(SPRAY DRYER)에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 5.5∼6.5중량%되게 건조 파우더를 제조한 다음, 사일로로 이송시켜, 사일로(SILO)안에서 약 24시간 동안 숙성 시킨 후에, 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(PRESS)에 투입하여 바디 소지를 제조 한다.
(제2공정)(기능성 유약의 제조)
상기 제1공정에서 제조된 바디 소지 또는 그 바디 소지의 부산물인 폐기된 원료 100g, 종이(Paper) 8g, 나무(톱밥) 2g, TiO2 2g을 칭량하여 칭량된 각 조성물을 알루미나 볼로 구성된 볼밀에 투입한 후, 총량의 약 110중량%정도 되는 물을 투입하고, 은이온을 물 중량비의 5중량%를 첨가 한 후, 약 7∼9시간 분쇄하여 직경의 크기가 230메쉬 되게 하여 유약을 제조 한다.
(제3공정) (유색 유약의 제조)
장석 24g, 석회석 19g, 아연화 5g, 카오린 22g, FRIT 18g, 알루미나 10g, 규석 2g로 조합하여 제조된 조성물 100g과, 안료 10∼20g을 칭량하여 칭량된 각 조성물을 알루미나 볼로 구성된 볼밀에 투입한 후 총량의 약 130중량%정도 되는 물을 투입한 후, 약 3∼5시간 분쇄하여 직경의 크기가 325메쉬 되게 하여 유약을 제조 한다.
(제4공정) (기능성 타일의 제조)
미 소성된 바디 소지 위에 상기 제2공정에서 제조된 기능성 유약을 1차 도포후, 상기 제3공정에서 제조한 유색 유약을 2차 도포한 다음, 롤러허스 가마에 투입한 후, 온도 1,000℃∼1,100℃에서 30∼45분간 가열하여 기능성 타일을 제조 하였다.
실시예2
(제1공정) (바디소지의 제조)
점토 20g, 소다장석 22g, 2차 점토 24g, 도석 22g, 이에라석 9g, 흑활석 3g을 혼합하고, 물을 넣어 반죽한 다음, 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 13∼16시간 동안 분쇄하여 직경의 크기가 230메쉬로 습식 분쇄 한 후, 고압 분사 건조기(SPRAY DRYER)에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 5.5∼6.5중량%되게 건조 파우더를 제조한 다음, 사일로 이송시켜, 사일로(SILO)안에서 약 24시간 동안 숙성 시킨 후에, 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(PRESS)에 투입하여 바디 소지를 제조 한다.
(제2공정)(기능성 유약의 제조)
상기 제1공정에서 제조된 바디 소지 또는 그 바디 소지의 부산물인 폐기된 원료 100g, 종이(Paper) 8g, 나무(톱밥) 2g, TiO2 2g을 칭량하여 칭량된 각 조성물을 알루미나 볼로 구성된 볼밀에 투입한 후 총량의 약 110중량%정도 되는 물을 투입하고, 은이온을 물 중량비의 5중량%를 첨가 한 후, 약 7∼9시간 분쇄하여 직경의 크기가 230메쉬 되게 하여 유약을 제조 한다.
(제3공정) (유색 유약의 제조)
장석 40g, 석회석 14g, 규회석 16g, 아연화 8g, FRIT 6g, 카오린 10g, 활석 6g로 조합하여 제조된 조성물 100g과, 안료 10∼20g을 칭량하여 칭량된 각 조성물을 알루미나 볼로 구성된 볼밀에 투입한 후 총량의 약 130중량%정도 되는 물을 투입한 후, 약 3∼5시간 분쇄하여 직경의 크기가 325메쉬 되게 하여 유약을 제조 한다.
(제4공정) (기능성 타일의 제조)
미 소성된 바디 소지 위에 상기 제2공정에서 제조된 기능성 유약을 1차 도포후, 상기 제3공정에서 제조한 유색 유약을 2차 도포한 다음, 롤러허스 가마에 투입한 후, 온도 약 1,000℃∼1,100℃에서 약 30∼45분간 가열하여 기능성 타일을 제조 하였다.
실험예1 (원직외선방사시험)
본 발명의 실시예1에서 제조한 기능성타일을 요업(세라믹)기술원에 2004년 12월 29~2005. 1. 6 까지 시험의뢰하여 시험한 결과 다음 표1과 같은 결과를 얻었습니다.
표1
시료명 시험분석항목 시험분석결과 시험분석방법
도지기질타일(기능성타일) 원적외선방출량(40℃) 방사율(5~20㎛) 0.917 기기분석(FT-IR)
방사에너지(W/㎡) 3.699 ×102
상기 분석에 사용된 FT-IR 스펙트로메타는 미국 MIDAC사 M 2400-C를 이용한 BLACK BODY 대비 측정결과임
실험예2(항균시험)
본 발명의 실시예1에서 제조한 기능성타일을 산업환경연구센터에 항균시험을 의뢰한 결과 다음 표2와 같은 결과를 얻었다.
표2
시험항목 시험결과 비고
공시균1 99.9
공시균2 99.9
시험종균은 공시균1은 Staphtococcus aureus ATCC 6338.
공시균2는 Escherichia coli ATCC 8739.
접종균액의 농도 및 접종량은 공시균1 : 3.7 ×06 개 ㎖, 0.1 ㎖.
공시균1 : 3.8 ×106 개 ㎖, 0.1 ㎖.
접종액의 종류 및 농도는 1/100 Nutrient broth
시험편의 종류는 타일이며 크기는 50 ×50 mm
비이온계면활성제로 Tween80을 접종균액에 0.05% 첨가하였음.
실험예3(암모니아탈취)
본 발명의 실시예1에서 제조한 기능성타일을 산업환경연구센터에 2005. 1. 24자 시험의뢰한 결과 2005. 1. 28일자 다음 표3과 같은 결과를 얻었습니다.
표3
시험경과시간 탈취량(%) 비고
30분 95
60분 96
90분 97
120분 98
시험조건
시료크기 : 10Cm ×10Cm
시험가스 : 암모니아.
주입된 암모니아수용액의 양 : 2㎕
용기 부피 : 1,000㎖
시험환경 : 온도 19℃, 습도 19%,
탈취량 계산방법 :
[(Blank 가스농도-Sample가스농도)/Blank 가스농도] ×100
실험예4(아세트알데히드탈취)
본 발명의 실시예1에서 제조한 기능성타일을 산업환경연구센터에 2005. 1. 24자 시험의뢰한 결과 2005. 1. 28일자 다음 표4과 같은 결과를 얻었습니다.
표4
시험경과시간 탈취량(%) 비고
30분 63
60분 65
90분 68
120분 70
시험조건
시료크기 : 10Cm ×10Cm
시험가스 : 아세트알데히드
주입된 아세트알데히드수용액의 양 : 4㎕
용기 부피 : 1,000㎖
시험환경 : 온도 15℃, 습도 21%,
탈취량 계산방법 :
[(Blank 가스농도-Sample가스농도)/Blank 가스농도] ×100
실험예5(포름알데히드탈취)
본 발명의 실시예1에서 제조한 기능성타일을 산업환경연구센터에 2005. 1. 24자 시험의뢰한 결과 2005. 1. 28일자 다음 표3과 같은 결과를 얻었습니다.
표3
시험경과시간 탈취량(%) 비고
30분 67
60분 70
90분 74
120분 76
시험조건
시료크기 : 10Cm ×10Cm
시험가스 : 포름알데히드.
주입된 포름알데히드수용액의 양 : 2㎕
용기 부피 : 1,000㎖
시험환경 : 온도 18℃, 습도 19%,
탈취량 계산방법 :
[(Blank 가스농도-Sample가스농도)/Blank 가스농도] ×100
실험결과를 살펴보면, 본 발명의 기능성타일은 원적외선이 방사되었으며, 항균시험결과 항균효과가 있고, 암모니아, 아세트알데히드 및 포름알데히드의 탈취효과가 우수한 것으로 나타났음을 알 수 있다.
상기와 같은 본 발명은 약 1,000℃∼1,100℃에서 소성시 종이(Paper) 또는 나무(톱밥)가 불에 의해 타면서 타일 표면에 기공이 형성되어 습도 조절이 용이하게 하였다.
그리고, 제품의 불량을 재활용 하였으며, 기존 물성에 TiO2, 은이온을 첨가하여 습도조절 뿐만 아니라 원적외선, 항균, 탈취, 살균등의 기능성이 복합적으로 첨가되어 인간 생활 공간에 쾌적함과 안심하고 생활 할 수 있는 제품, 또는 소비자가 안심하고 사용 할 수 있는 제품에 부합하는 복합성 다기능 타일을 부가가치가 높은 제품으로 만들었다.

Claims (3)

  1. 기능성타일의 제조방법에 있어서,
    (제1공정) (바디소지의 제조)
    점토 20g, 소다장석 22g, 2차 점토 24g, 도석 22g, 이에라석 9g, 흑활석 3g을 혼합하고, 물을 넣어 반죽한 다음, 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 13∼16시간 동안 분쇄하여 직경의 크기가 230메쉬로 습식 분쇄 한 후, 고압 분사 건조기(SPRAY DRYER)에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 5.5∼6.5중량%되게 건조 파우더를 제조한 다음, 사일로로 이송시켜, 사일로(SILO)안에서 약 24시간 동안 숙성 시킨 후에, 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(PRESS)에 투입하여 바디 소지를 제조 한 다음,
    (제2공정)(기능성 유약의 제조)
    상기 제1공정에서 제조된 바디 소지 또는 그 바디 소지의 부산물인 폐기된 원료 100g, 종이(Paper) 8g, 나무(톱밥) 2g, TiO2 2g을 칭량하여 칭량된 각 조성물을 알루미나 볼로 구성된 볼밀에 투입한 후, 총량의 약 110중량%정도 되는 물을 투입하고, 은이온을 물 중량비의 5중량%를 첨가 한 후, 약 7∼9시간 분쇄하여 직경의 크기가 230메쉬 되게 하여 유약을 제조 한 후에,
    (제3공정) (유색 유약의 제조)
    장석 24g, 석회석 19g, 아연화 5g, 카오린 22g, FRIT 18g, 알루미나 10g, 규석 2g로 조합하여 제조된 조성물 이거나,
    장석 40g, 석회석 14g, 규회석 16g, 아연화 8g, FRIT 6g, 카오린 10g, 활석 6g로 조합하여 제조된 조성물중에서 선택된 어느 하나의 조성물 100g 과, 통상의 안료 10∼20g을 칭량하여 칭량된 각 조성물을 알루미나 볼로 구성된 볼밀에 투입한 후 총량의 약 130중량%정도 되는 물을 투입한 후, 약 3∼5시간 분쇄하여 직경의 크기가 325메쉬 되게 하여 유약을 제조 한 다음,
    (제4공정) (기능성 타일의 제조)
    미 소성된 바디 소지 위에 상기 제2공정에서 제조된 기능성 유약을 1차 도포후, 상기 제3공정에서 제조한 유색 유약을 2차 도포한 다음, 롤러허스 가마에 투입한 후, 온도 1,000℃∼1,100℃에서 30∼45분간 가열하여 제조함을 특징으로 하는 기능성 타일의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 (제1공정) (바디소지의 제조)는 점토 20g, 소다장석 22g, 2차 점토 24g, 도석 22g, 이에라석 9g, 흑활석 3g을 혼합하고, 물을 넣어 반죽한 다음, 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 13∼16시간 동안 분쇄하여 직경의 크기가 230메쉬로 습식 분쇄 한 후, 고압 분사 건조기(SPRAY DRYER)에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 5.5∼6.5중량%되게 건조 파우더를 제조한 다음, 사일로로 이송시켜, 사일로(SILO)안에서 약 24시간 동안 숙성 시킨 후에, 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(PRESS)에 투입하여 바디 소지를 제조함을 특징으로 하는 기능성 타일의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 (제2공정)(기능성 유약의 제조)은 점토 20g, 소다장석 22g, 2차 점토 24g, 도석 22g, 이에라석 9g, 흑활석 3g을 혼합하고, 물을 넣어 반죽한 다음, 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 13∼16시간 동안 분쇄하여 직경의 크기가 230메쉬로 습식 분쇄 한 후, 고압 분사 건조기(SPRAY DRYER)에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 5.5∼6.5중량%되게 건조 파우더를 제조한 다음, 사일로로 이송시켜, 사일로(SILO)안에서 약 24시간 동안 숙성 시킨 후에, 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(PRESS)에 투입하여 제조된 바디 소지 또는 그 바디 소지의 부산물인 폐기된 원료 100g, 종이(Paper) 8g, 나무(톱밥) 2g, TiO2 2g을 칭량하여 칭량된 각 조성물을 알루미나 볼로 구성된 볼밀에 투입한 후, 총량의 약 110중량%정도 되는 물을 투입하고, 은이온을 물 중량비의 5중량%를 첨가 한 후, 약 7∼9시간 분쇄하여 직경의 크기가 230메쉬 되게 하여 유약을 제조함을 특징으로 하는 기능성 타일의 제조방법.
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