KR100598868B1 - 고강도 황토판넬, 그 제조방법 및 그 판넬을 이용한건축자재. - Google Patents

Abstract

본 발명은 고강도 황토판넬, 그 제조방법 및 그 판넬을 이용한 건축자재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황토, 경량골재, 맥반석, 전기토, 일라이트, 백시멘트 등으로 되는 판넬본체를 구성하되 내부에 고강도 섬유를 삽입함으로써, 황토가 갖는 원적외선 방사 효과를 충분히 발휘하도록 하는 것은 물론, 판넬본체를 박판화하여도 균열이 가지 않게 되도록 한 것으로, 판넬본체(1)는 황토 45∼55중량%, 경량골재 20∼30중량%, 맥반석 1∼2중량%, 전기토 1∼2중량%, 일라이트 1∼2중량% 및 백시멘트 19∼22중량%로 형성되어지되, 판넬본체(1)의 내부에는 격자형태로 짜여진 고강도 섬유(11)가 삽입되어 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 황토판넬이다.

황토판넬, 황토, 경량골재, 고강도 섬유, 원적외선방사 코팅층

Description

고강도 황토판넬, 그 제조방법 및 그 판넬을 이용한 건축자재.{LOESS PANEL WITH STRENGTH, METHOD FOR PRODUCING THE SAME AND CONSTRUCTION METERIALS USING THE PANEL}

도 1은 본 발명에 의한 황토판넬의 분해사시도.

도 2는 본 발명에 의한 황토판넬의 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 황토판넬을 이용한 건축자재를 나타낸 분해사시도.

도 4는 본 발명에 의한 황토판넬을 이용한 건축자재를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명에 의한 황토판넬의 제조공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 판넬본체 11: 고강도 섬유

12: 원적외선방사 코팅층

2: 프레임 21: 보강편

3: 황토

본 발명은 고강도 황토판넬, 그 제조방법 및 그 판넬을 이용한 건축자재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황토, 경량골재, 맥반석, 전기토, 일라이트, 백시멘트 등으로 되는 판넬본체를 구성하되 내부에 고강도 섬유를 삽입함으로써, 황토가 갖는 원적외선 방사 효과를 충분히 발휘하도록 하는 것은 물론, 판넬본체를 박판화하여도 균열이 가지 않게 되도록 한 것이다.

일반적으로 현대 건축물에 널리 이용되는 콘크리트, 무기질 화학재료 등의 건축자재는 그 강도는 우수하지만 실내의 온도 및 습도조절이 곤란하고 인체에 유해한 성분이 방출되어 건강을 해친다는 사실이 많은 연구 결과에 의해 알려져 있다.

이러한 문제점은 황토를 이용한 건축자재의 개발 및 사용으로 어느 정도 해결되었는 바, 이는 물과 혼합한 일정 두께의 황토를 방바닥에 시공하여 인체에 유익한 원적외선이 방출되게 하는 것이었으나, 물로 혼합한 황토를 시공대상에 고른 두께로 시공한 다음 건조시키는 작업을 거치게되어 작업이 번거롭고 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었으며, 시공면적이 넓은 경우에는 건조할 때 쉽게 균열이 발생되고 균열시 부분교체가 어려운 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 선출원된 국내실용공보 제1999-0022679호의 '건축용 황토판넬'은 황토판넬의 테두리 부분에 다른 색상을 형성하여 미감을 향상시키고 판넬의 가운데층에는 합성수지나 금속망사를 설치하여 균열을 방지하고 강도를 향상시키도록 하였으나, 상기한 금속망사는 황토와의 접착력이 좋지 못해 본 드류와 같은 접착제를 혼합하여야만 하며, 접착력이 좋지 못하여 오히려 크랙, 균열 등이 발생될 우려가 있었고, 또 다른 선출원 국내실용신안공게 제1999-002220호의 '황토벽돌'은 황토에 쑥 또는 솔잎을 반죽하고 소정시간 숙성한 뒤 건냉풍으로 건조된 벽돌 몸체 내에 가로 및 세로심을 서로 교차되게 박아 벽돌의 강도 및 수축을 방지시킨 황토벽돌이 제시되었으나, 이러한 황토벽돌은 제조과정이 복잡하고 두께가 두꺼우며 시공이 곤란하여 대중화되지 못하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 시공이 완료된 후 온도 및 습도에 따라 블록이 수축 또는 팽창되는 과정에서 균열이 발생되고 비산 및 풍화현상이 발생되는 등 내구성이 약한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 종래의 황토판넬이 지닌 제반문제점을 해결하기 위하여, 황토, 경량골재, 맥반석, 전기토, 일라이트, 백시멘트 등으로 되는 판넬본체를 구성하되 내부에 고강도 섬유를 삽입함으로써, 황토가 갖는 원적외선 방사, 음이온 방사, 탈취 등의 효과를 충분히 발휘하도록 함은 물론, 종래 황토판넬의 문제점인 강도를 보강할 수 있도록 하고, 균열과 크랙을 방지하여 박판형의 황토판넬을 제조할 수 있도록 하는 고강도 황토판넬, 그 제조방법 및 그 판넬을 이용한 건축자재를 제공함에 있다.

상기한 목적을 이루기 위한 본 발명의 고강도 황토판넬은, 판넬본체(1)는 황토 45∼55중량%, 경량골재 20∼30중량%, 맥반석 1∼2중량%, 전기토 1∼2중량%, 일라이트 1∼2중량% 및 백시멘트 19∼22중량%로 형성되어지되, 판넬본체(1)의 내부에 는 격자형태로 짜여진 고강도 섬유(11)가 삽입되어 이루어진 것을 특징으로 하고,

그 판넬을 이용한 건축자재는 보강편(21)이 일체로 형성된 프레임(2)에는 황토(3)가 충진되고, 상기 프레임(2)의 상, 하 외면에는 황토 45∼55중량%, 경량골재 20∼30중량%, 맥반석 1∼2중량%, 전기토 1∼2중량%, 일라이트 1∼2중량% 및 백시멘트 19∼22중량%로 된 판넬본체(1)(1')가 접착되어 이루어지되, 상기 판넬본체(1)(1')의 내부에는 격자형태로 짜여진 고강도 섬유(11)(11')가 삽입되어 이루어지는 것을 특징으로 하고,

판넬의 제조방법은 황토 45∼55중량%, 경량골재 20∼30중량%, 맥반석 1∼2중량%, 전기토 1∼2중량%, 일라이트 1∼2중량% 및 백시멘트 19∼22중량%로 된 혼합물에 일정량의 물과 감수제를 가하여 반죽하는 단계(S1)와; 혼합된 반죽을 일정 형태의 성형틀에 충진하는 단계(S2)와; 반죽이 충진된 성형틀에 격자형태로 짜여진 고강도 섬유를 설치하는 단계(S3)와; 고강도 섬유가 설치된 성형틀에 상기 반죽을 재충진하는 단계(S4)와; 반죽이 충진된 성형틀을 고압스팀 양생하는 단계(S5)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 황토판넬의 분해사시도로서, 그 구성은 판넬본체(1)의 내부에 고강도 섬유(2)가 삽입되어 이루어진다.

상기 판넬본체(1)는 황토, 경량골재, 맥반석, 전기토, 일라이트 및 백시멘트 로 형성되어진 것으로, 원적외선 방사 등의 유용한 효과를 갖는 황토에 점토성분과의 결합력이 우수한 경량골재, 황토의 효능을 돕는 맥반석, 전자파를 흡수하는 전 기토와 일라이트 등을 결합재인 백시멘트로 결합시켜서 된다.

상기 판넬본체(1)의 배합비는 수분을 제외하고, 황토 45∼55중량%, 경량골재 20∼30중량%, 맥반석 1∼2중량%, 전기토 1∼2중량%, 일라이트 1∼2중량% 및 백시멘트 19∼22중량%로 되며, 황토의 배합비가 45중량% 미만이면 황토의 효과가 미미하고 본 발명의 목적인 황토의 제반기능을 제공할 수 없게되며 55중량%를 초과하면 과량이 되므로 45∼55중량%로 하고, 경량골재의 배합비가 20중량% 미만이면 소량이 되어 골재의 역할이 미미하게 되며 30중량%를 초과하면 황토의 배합비가 줄어들어 황토의 효과가 축소될 수 있으므로 경량골재의 배합비는 20∼30중량%로 하고, 맥반석, 전기토, 일라이트는 보조재로서의 역할이므로 소량을 투입하도록 하며 상호간 배합비는 변형이 가능한 것이고, 백시멘트의 배합비가 19중량% 미만이면 결합재로서의 역할이 미미하여 결합력이 좋지 못하게 되며 22중량%를 초과하면 과량이 되어 황토판넬로서의 기능이 충분히 발휘될 수 없으므로 백시멘트의 배합비는 19∼22중량%로 한다.

상기 고강도 섬유(11)는 황토판넬(A)의 강도를 보강함은 물론, 균열, 크랙 등을 방지하도록 하는 것으로, 고강도 섬유(11)는 테두리부를 갖는 격자형태로 짜여진 것을 사용함으로써 판넬의 수직, 수평을 균등한 간격으로 잡아주어 박판형의 황토판넬(A)의 크기를 극대화하여 제조할 수 있게 되고, 균열이 발생하더라도 균열로 인한 판넬의 하자가 발생치 않게 되며, 판넬본체(1)를 구성하는 황토와 함께 축열효과를 상승시켜 바닥재로서 사용할 경우 에너지를 절약할 수 있게될 뿐 아니라 황토와 유기적 결합이 가능하여 온도변화 등에 따른 판넬(A)의 수축과 팽창시 황토 의 변형을 방지하게 된다.

상기 본 발명의 판넬본체(1)에 사용된 황토는 통상적인 것으로, 열 또는 자연광에 의해 인체에 유익한 원적외선이 방출되고, 건조할 때 수분이 방출되며, 악취와 노폐물을 제거시킬 수 있고, 특히 분해력, 자정력, 흡수력 등이 뛰어나 인간에 유익한 약성을 갖고 있는 것이다.

또한 경량골재는 판넬(A)의 경량화를 가능하게 하고, 뛰어난 축열기능을 갖고 있으며, 점토와의 결합력이 우수함은 물론, 섬유조직과의 결합이 우수하여 본 발명의 황토판넬(A)에 적합한 것이다.

그리고 상기 본 발명의 판넬본체(1) 상면에는 원적외선방사 코팅층(12)을 선택적으로 형성시킬 수도 있는 것으로, 상기 코팅층(12)에서 계속적으로 원적외선이 방사되도록 하여 황토판넬(A)로서의 효과를 더욱 우수하게 한다.

상기 원적외선방사 코팅층(12)은 산화규소 45∼65중량%, 붕사 10~20중량%, 탄산칼륨 2∼4중량%, 초석 1∼1.2중량%, 수산화알루미나 3.3∼6.8중량%, 석회석 1.4∼1.8중량%, 탄산바륨 0.8∼1중량%, 리튬 0.7∼0.8중량%, 지르콘 1∼1.3중량%, 인산 0.2∼0.4중량%, 탄소 3∼3.5중량%, 탄산마그네슘 0.4∼0.5중량% 및 채색제 0.2∼0.22중량%로 되며, 상기 붕사의 첨가량이 20중량%를 초과하면 용해 시간은 단축되나 내열성이 약해지고 10중량% 미만이면 용해시간이 길어지며, 탄소의 첨가량이 3중량% 미만이면 원적외선 방출량이 적어서 바람직하지 못한 문제점이 있다.

또한 산화코발트는 X선을 차단하고 적외선을 흡수 투과하며, 인산은 결정체를 형성하는 특성이 있어 적당하게 첨가량을 조절하지 않으면 원적외선 방출물질로 부터 방출되는 원적외선의 파장이 0.26㎛ 이하가 되어 수질을 개선시키는 힘이 약해질뿐 아니라 악취제거, 카페인분해 및 담배의 니코틴 성분을 분해시키는 힘이 약해져서 바람직하지 못하다.

그리고 상기 채색제로는 산화제2동, 산화코발트, 이산화망간, 산화니켈 등을 사용할 수 있으며, 이산화망간과 산화니켈을 사용하면 흑색의 원적외선방사 코팅층(12)이 되고, 산화제2동 0.1중량%와 산화코발트 0.1∼0.12중량%를 사용하면 코발트색의 원적외선방사 코팅층(12)이 되며, 채색제를 전혀 첨가하지 않으면 투명이 되는 것이므로, 선택적으로 사용할 수 있는 것이다.

즉 본 발명의 황토판넬(A)은, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 판넬본체(1) 내부에 강도를 증진시켜주고 균열을 방지하는 격자형태로 짜여진 고강도 섬유(11)가 삽입되고, 본체(1)의 상면에는 원적외선을 방사하는 원적외선방사 코팅층(12)이 형성되어져 있다.

상기와 같은 황토판넬(A)을 이용하여 건축자재(B)를 제조할 수 있는 바, 도 3과 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

보강편(21)이 일체로 형성된 프레임(2)에는 황토(3)가 충진되고, 상기 프레임(2)의 상, 하 외면에는 황토판넬(A)(A')이 접착되어 고강도의 황토건축자재(B)가 형성된다. 즉 황토판넬(A)을 단독으로 사용하지 않고 별도의 프레임(2)에 황토(3)를 투입하고 다시 상, 하에 황토판넬(A)을 접착하여 사용함으로써 황토의 효능이 더욱 우수해지는 것이며, 판넬(A)보다 더욱 우수한 원적외선방사 효과와 축열효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

이 때 상기 프레임(2)은 목재 등으로 구성된 것을 사용하여 황토 등과 같이 친환경적인 건축자재(B)를 형성할 수 있도록 하고, 사각형태의 프레임(2)에는 보강편(21)이 일체로 형성되어 황토와의 접착력을 우수하게 하고 강도 또한 더욱 우수하게 한다.

상기 프레임(2)에 형성된 보강편(21)은 프레임(2)과 같은 부재를 사용하며 가로, 세로의 격자형태로 된 것을 이용할 수도 있고, 세로로만 형성된 것을 이용할 수도 있는 것으로 이를 특정하는 것은 아니며, 제조되는 건축자재(B)의 크기를 고려하여 보강편(21)의 개수, 형태 등을 결정하도록 한다.

또한 건축자재(B)를 구성할 시, 건축자재(B)의 상측에는 원적외선방사 코팅층(12)이 형성된 황토판넬(A)을 이용하고 그 타측에는 코팅층(12)이 형성되지 않은 판넬(A)을 이용할 수도 있고, 양측 모두 코팅층(12)을 형성시켜 이용할 수도 있으며, 모두 형성시키지 않고 이용할 수도 있는 것으로, 건축자재(B)가 요구되는 특성에 맞게 적용할 수 있는 것은 물론이다.

상기와 같이 되는 건축자재(B)는 박판형의 황토판넬(A)과 황토(3)를 포함하여 구성하고 있으므로, 황토의 효능을 최대로 할 수 있는 것이다.

이하 본 발명의 황토판넬(A)의 제조방법에 대해 살펴보면, 도 5의 제조공정도에서 알 수 있는 바와 같이, 반죽(S1), 반죽 성형틀에 충진(S2), 고강도 섬유 설치(S3), 재충진(S4) 및 양생단계(S5)로 된다.

먼저 황토, 경량골재, 맥반석, 전기토, 일라이트 및 백시멘트에 물과 감수제를 가하여 반죽(S1)하되, 황토, 맥반석, 전기석, 일라이트 및 백시멘트에 물을 가 하여 반죽한 후, 다시 경량골재와 감수제를 가하여 혼합한다.

이 때 상기 조성물간의 배합비는 황토 45∼55중량%, 경량골재 20∼30중량%, 맥반석 1∼2중량%, 전기토 1∼2중량%, 일라이트 1∼2중량% 및 백시멘트 19∼22중량%로 되며, 물은 일반적인 몰탈을 제조하는 방법과 동일한 양을 사용하고 투입되는 감수제(조강소)는 물과 약 100: 5의 중량비로 투입한다.

상기 감수제는 황토판넬을 제조할 시 작업성을 좋게 하는 것은 물론, 내구성과 강도를 향상시키고 소량의 시멘트를 사용할 수 있도록 하여, 판넬의 물성을 증진시키고 친황경적인 제품을 생산할 수 있도록 한다.

상기 반죽을 혼합(S1)한 후, 혼합된 반죽을 일정 형태의 성형틀에 충진(S2)하되, 성형틀 높이의 절반 정도만 충진하여 고강도 섬유를 충진한 후 나머지 절반을 재충진하도록 하며, 상기 성형틀은 황토판넬이 요구되는 모양과 크기에 알맞은 것을 사용한다.

상기 반죽이 절반정도 충진된 성형틀에 격자형태로 짜여진 고강도 섬유를 설치(S3)한다. 이 때 고강도 섬유는 테두리부를 갖고 있고 격자형태로 짜여져 있어 수직, 수평을 균등한 간격으로 잡아줌으로써 균열 및 크랙이 발생되지 않도록 하는 것이다. 또한 이러한 고강도 섬유는 황토와의 결합력이 우수하며 시공방법의 제한을 가져오지 않는다.

상기 고강도 섬유가 설치(S3)되면, 성형틀에 상기 반죽을 나머지 절반만큼 재충진(S4)한다.

이렇게 반죽이 충진된 성형틀을 약 70∼90℃에서 6시간 이상 고압하에서 스 팀 양생(S5)하여 판넬을 완성한다. 상기 양생온도가 70℃ 미만이면 양생이 용이하지 않고 90℃를 초과하면 균열이 발생될 수 있으므로 양생온도는 70∼90℃가 바람직하며, 6시간 이상 충분히 양생하는 것이 황토판넬의 품질을 우수하게 하는데 바람직하다.

또한 상기와 같이 제조된 황토판넬의 상면에 추가적으로 원적외선방사액을 도포하여 원적외선방사 코팅층을 형성시킬 수도 있는 것으로, 이 코팅층은 필요에 따라 선택적으로 형성시킬 수 있다.

상기와 같이 제조된 황토판넬은 황토가 갖는 원적외선방사, 탈취 등의 효과를 갖는 것은 물론, 시공이 용이하며 친환경적이고 축열기능이 뛰어나 난방비를 절약할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며, 다른 건축자재를 제조하여 사용할 수도 있으며, 이를 바닥재, 내장재, 외장재 등의 다양한 분야에 적용할 수도 있는 것으로, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이 본 발명의 고강도 황토판넬, 그 제조방법 및 그 판넬을 이용한 건축자재에 의하면, 황토, 경량골재, 맥반석, 전기토, 일라이트, 백시멘트 등으로 되는 판넬본체를 구성하되 내부에 고강도 섬유를 삽입함으로써, 황토가 갖는 원적외선 방사, 음이온 방사, 탈취 등의 효과를 충분히 발 휘하도록 함은 물론, 종래 황토판넬의 문제점인 강도를 보강할 수 있도록 하고, 균열과 크랙을 방지하여 박판형의 황토판넬을 제조할 수 있게되는 등의 유용한 효과를 제공한다.

또한 황토와 고강도 섬유를 사용함으로써 판넬의 내구성이 크게 향상될 수 있고, 불연성 재질로 화재의 확산을 방지시킬 수 있으며, 황토를 사용량을 높이고 시멘트의 사용량을 줄여 친환경적인 건축자재를 제조할 수 있고, 황토판넬의 크기를 극대화할 수 있게되어 판넬의 시공이 용이하게 되는 효과를 제공한다.

그리고 본 발명의 황토판넬 사이에 별도의 황토를 충진하여, 더욱 우수한 원적외선 방사효과와 축열효과를 갖고 강도와 내구성 또한 우수한 건축자재를 제공할 수 있어 고부가가치를 창출할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 판넬에 있어서,

   판넬본체(1)는 황토 45∼55중량%, 경량골재 20∼30중량%, 맥반석 1∼2중량%, 전기토 1∼2중량%, 일라이트 1∼2중량% 및 백시멘트 19∼22중량%로 형성되어지되, 판넬본체(1)의 내부에는 격자형태로 짜여진 고강도 섬유(11)가 삽입되어 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 황토판넬.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 판넬본체(1)의 상면에는 산화규소 45∼65중량%, 붕사 10~20중량%, 탄산칼륨 2∼4중량%, 초석 1∼1.2중량%, 수산화알루미나 3.3∼6.8중량%, 석회석 1.4∼1.8중량%, 탄산바륨 0.8∼1중량%, 리튬 0.7∼0.8중량%, 지르콘 1∼1.3중량%, 인산 0.2∼0.4중량%, 탄소 3∼3.5중량%, 탄산마그네슘 0.4∼0.5중량% 및 채색제 0.2∼0.22중량%로 되는 원적외선방사 코팅층(12)이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 황토판넬.
3. 건축자재에 있어서,

   보강편(21)이 일체로 형성된 프레임(2)에는 황토(3)가 충진되고, 상기 프레임(2)의 상, 하 외면에는 황토 45∼55중량%, 경량골재 20∼30중량%, 맥반석 1∼2중량%, 전기토 1∼2중량%, 일라이트 1∼2중량% 및 백시멘트 19∼22중량%로 된 판넬본 체(1)(1')가 접착되어 이루어지되, 상기 판넬본체(1)(1')의 내부에는 격자형태로 짜여진 고강도 섬유(11)(11')가 삽입되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 황토판넬을 이용한 건축자재.
4. 건축판넬의 제조방법에 있어서,

   황토 45∼55중량%, 경량골재 20∼30중량%, 맥반석 1∼2중량%, 전기토 1∼2중량%, 일라이트 1∼2중량% 및 백시멘트 19∼22중량%로 된 혼합물에 일정량의 물과 감수제를 가하여 반죽하는 단계(S1)와;

   혼합된 반죽을 일정 형태의 성형틀에 충진하는 단계(S2)와;

   반죽이 충진된 성형틀에 격자형태로 짜여진 고강도 섬유를 설치하는 단계(S3)와;

   고강도 섬유가 설치된 성형틀에 상기 반죽을 재충진하는 단계(S4)와;

   반죽이 충진된 성형틀을 고압스팀 양생하는 단계(S5)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 황토판넬의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 반죽단계(S1)는, 황토, 맥반석, 전기석, 일라이트 및 백시멘트에 물을 가하여 반죽한 후, 다시 경량골재와 감수제를 가하는 것을 특징으로 하는 고강도 황토판넬의 제조방법.

Images