KR100614790B1 - 건축물 내외장재용 친환경 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 건축물 내외장재용 친환경 조성물에 관한 것이다.

이는 특히, 황토와 제올라이트및 맥반석이 혼합되는 혼합물에 혼합물의 총중량 대비 일정량의 희토류를 혼합하는 구성으로 새집에서 발생하는 포름알데히드나 톨루엔 등의 유해화학물질을 효과적으로 흡수하여 분해함으로써, 인체에 대한 피해를 최소화하는 것을 특징으로 한다.

이에따라서, 포름알데히드와 톨루엔, 각종 휘발성 유기화합물을 효과적으로 흡착, 분해함으로써 새집증후군으로부터 인체를 보호하는 것이다.

혼합물, 새집증후군, 희토류, 제올라이트, 황토

Description

건축물 내외장재용 친환경 조성물{A composition for interior and exterior decorative with environmental affinitive in used construction}

도1a,b는 각각 본 발명의 내외장 조성물의 비교예인 한토륨A의 원적외선방사율및 방사에너지의 시험결과를 도시한 그래프도 이다.

도2a,b는 각각 본 발명의 내외장 조성물인 한토륨B의 원적외선방사율및 방사에너지의 시험결과를 도시한 그래프도 이다.

도3a,b는 각각 본 발명의 내외장 조성물의 비교예인 한토륨C의 원적외선방사율및 방사에너지의 시험결과를 도시한 그래프도 이다.

도4a,b,c는 각각 본 발명의 내외장 조성물의 비교예인 한토륨A,B,C의 탈취율시험결과를 도시한 그래프도 이다.

본 발명은 건축물 내외장재용 친환경 조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게로는, 황토와 제올라이트및 맥반석이 혼합되는 혼합물에 혼합물의 총중량 대비 일정량의 희토류를 혼합하는 구성으로 새집에서 발생하는 포름알데히드나 톨루엔 등의 유해화학물질을 효과적으로 흡수, 분해함으로써 인체에 대한 피해를 최소화시키 도록 하는 건축물 내외장재용 친환경 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 새집에 입주하여 이유없이 온몸에 붉은 반점이 나고, 비염및 아토피성피부염과 두드러지, 천식및 두통기관지염 등 각종 질병이 나타난다면 '새집증후군(SHS:Sick House Syndrome)'이나 화학물질과민증(MCS:Multiple Chemical Sensitivity)을 의심해 봐야 한다.

그리고, 이러한 새집에 입주하기 전 각종 알레르기성 질환을 앓고 있었던 환자라면 대부분 악화되는 실정이며, 이처럼 이사 후 건강에 이상이 생기거나 악화되는 것은 마감재와 건축자재 등에서 배출되는 휘발성 유기화합물(VOC:Volatile Organic Compounds)이 영향을 미치기 때문이다.

이와같은, 휘발성 유기화합물이란 대기중 상온(섭씨 20도)에서 가스형태로 존재하는 유기화합물의 총칭하는 것으로서 대부분 발암 물질을 포함하고 있는데, 그 종류로는 벤젠을 비롯해 톨루엔, 클로로포름, 아세톤, 스틸렌, 포름알데히드 등을 대표적으로 꼽을 수 있다.

그리고, 상기와 같은 휘발성 유기화합물은 건물을 신축한 후 6개월 때 가장 많이 배출된다는 것이 밝혀지고 있으며, 외국의 연구사례등에 의하면 마룻바닥이나 타일을 붙일 때 쓰이는 접착제 등에서는 시공 후 최장 10년까지 유해물질이 방출된다고 밝혀지고 있다.

그러나, 우리나라에서는 이러한 새집증후군에 대한 연구한 미비한 실정임은 물론 실내에서 배출되는 화학물질의 규제 농도에 대한 기준도 없는 실정이며, 이러한 새집증후군의 경우 일정기간 환기를 잘 하면 그 증세가 사라지게 된다.

국내 아파트의 실내공기 성분을 측정한 결과 휘발성 유기화합물 총량이 ㎥당 최고 1.6mg이 검출된바 있으며, 이는 유럽과 일본의 허용 기준치인 ㎥당 0.4mg의 4배에 해당되는 수치이고, 특히 접착제를 다수사용하는 가구 등에서 배출되는 포름알데히드는 더욱 심각한 것으로 나타났다.

이러한, 유기화합물의 배출을 위해서 실내공기를 환기시키는 방법이 사용되나 이러한 방법은 에어컨을 주로 사용하는 여름철이나 히터를 사용하는 겨울철 등에는 강제환기만을 주로 하여 그 효과에 한계가 있으며, 별도의 공기청정기를 사용할 경우에도 그 한계가 있다.

또한, 광촉매(이산화티탄)을 활용한 방안이 제시되고 있으나 광촉매를 통하여 시공을 할 경우, 시공비가 지나치게 비싸고 별도의 시공을 하여야 하는 불편이 있으며, 또한 효과도 한시적이다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 냄새제거와 곰팡이억제및 항균, 원적외선을 방출하도록 하고, 저렴한 가격으로 양산이 가능하도록 하며, 인체에 위해를 가할 수 있는 각종 휘발성 유기화합물을 효과적으로 흡착, 분해하도록 하고, 인체에 위해성이 없는 환경친화적 천연 재료로서 유기화합물을 효과적으로 흡착하여 분해하는 물질을 제공하는데 있다.

또한, 분해시간을 단축시켜 효율을 향상시킬수 있도록 하고, 혼합물로 도자기나 각종 장식품을 제조할 경우 장식품으로 기능및 새집증후군 해소에 도움이 되도록 하는 건축물 내외장재용 친환경 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 26중량%의 황토, 52중량%의 제올라이트, 22중량%의 맥반석을 각각 혼합하고, 상기 혼합물의 총중량에 대하여 0.03~0.07중량%인 희토류를 더 혼합하여 제조되는 건축물 내외장재용 친환경 조성물을 제공한다.

또한, 상기 희토류는 제3족 원소중 원자번호 57에서 71인 란탄계열의 15원소(La(57), Ce(58), Pr(59), Nd(60), Pm(61), Sm(62), Eu(63), Gd(64), Tb(65), Dy(66), Ho(67), Er(68), Tm(69), Yb(70), Lu(71)), 그리고 우라늄(U), 토륨(Th)을 포함하는 화합물로 이루어진 건축물 내외장재용 친환경 조성물을 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용되는 주 원료인 제올라이트, 맥반석, 황토는 모투 공통적으로 90% 이상의 높은 원적외선 방사효율을 가지고 있으며, 도1a에서 도시한 바와같이 제올라이트, 맥반석, 황토를 혼합한 물질에서 0.914㎛의 방사율과 3.69*10² 정도의 방사에너지가 방출되는 것을 알수 있다.

이를 통하여, 공명, 공진, 침투작용등으로 혈액순환 및 신진대사를 촉진시켜 인체의 면역력을 높이도록 하고, 다층의 다공질로 이루어진 재료의 특성상 그 비표면적이 넓어 각종 오염물질, 중금속의 흡착및 탈취 분해작용에 탁월하게 된다.

또한, 상기와 같은 제올라이트, 맥반석및 황토는 인체에 활력을 주는 많은 미네랄을 용출하여 신진대사 및 피부의 건강관리에 효과적으로 작용하게 된다.

특히, 상기 제올라이트는 다른 물질보다 중금속 흡착, 탈취 및 수분의 흡착특성이 우수한 물질로 습도조절및 탈취에 효과적이어서 본 발명에서 그 함량을 증가시켰다.

그리고, 상기 제올라이트는 중금속인 수은, 아연, 카드뮴들을 잘 흡착함은 물론 암모니아에 대한 선택적 흡착성을 구비하여 주거공간에서 인체에 유해한 각종 독소의 제거에 사용된다.

더하여, 상기 황토는, 오래전부터 우리나라에서 주택 건축용재료로 사용되어왔으며, 공기가 다량의 습기를 포함하고 있을때 습기를 흡수하고, 건조시에는 흡수한 습기를 발산함으로써 실내에 쾌적한 습도를 유지하여 주며, 여름철에는 시원하고 겨울철에는 따뜻하게 해주는 단열재로서의 역할과 축열효과를 통한 열손실을 줄이는데 사용된다.

계속하여, 상기 맥반석은, 인체에 활력을 주는 40여종 이상의 미네랄이 용출되는 것으로서 신진대사와 피부 건강관리에 효과가 탁월하며, 원적외선 방사에 의한 공명, 공진, 흡수작용등을 통해 혈액순환및 신진대사 촉진등에 탁월한 효과가 있다.

상기와 같은 특성을 갖는 제올라이트와 황토및 맥반석은 그 투입비율이 황토 26중량%, 제올라이트 52중량%, 맥반석 22중량%로 한정되어 투입되며, 상기와 같은 투입비율은 투입비율이 발명자가 반복실험을 통하여 각각의 원료물질인 제올라이트와 황토및 맥반석에서 구현되는 특징은 상쇄시키지 않으면서도 혼합시 최적의 흡수율및 원적외선과 음이온의 방사율을 갖는 조건이다.

그리고, 상기와 같은 조합비율은 황토 고유의 특성을 최대한 발휘할수 있도록 하면서 다른 물질들이 갖고 있는 미네랄 용출기능과 원적외선 방사기능을 한증 더 강화시키도록 한다.

더하여, 상기와 같은 배합비는 각 물질의 가장 특징적인 기능을 중심으로 다양하게 조합하여 서로의 기능을 상쇄시키지 않으면서 오히려 다른 물질의 대표적인 기능을 더욱 향상시켜주고, 자신이 가지고 있는 고유의 기능은 극대화 시킬수 있는 최적의 비율인 것이다.

그리고, 상기와 같이 제올라이트와 황토밑 맥반석이 혼합되는 혼합물(이하, "한토륨"이라함)에 한토륨 총중량의 0.03~0.07중량%인 희토류를 혼합하면 도4에서와 같은 탈취효율을 갖는 조성물을 이루게 된다.

여기에서, 상기 한토륨에 혼합되는 희토류의 농도가 0.03중량% 이하이면 시간에 따른 탈취율을 변화가 미비하며, 희토류의 농도가 0.07중량% 이상이면 고가의 희토류를 더 사용하여도 시간에 따른 탈취율을 변화는 거의 찾아볼수 없게 되는 단점이 있는 것이다.

더하여, 상기 한토륨에 데한 희토류의 혼합비는 도2 내지 도3에서와 같이 일정범위까지 그 투입량이 증가에 비례하는 원적외선 방사율및 방사에너지의 방출능을 구비하나, 0.05%를 넘으면 방사율은 오히려 감소하면서 방사에너지의 변화는 발견되지 않게 되고, 음이온의 방사율 역시 동일한 결과를 가져온다.

그리고, 상기 희토류는, 제3족 원소중 란탄계열((La(57), Ce(58), Pr(59), Nd(60), Pm(61), Sm(62), Eu(63), Gd(64), Tb(65), Dy(66), Ho(67), Er(68), Tm(69), Yb(70), Lu(71))중에서 선택되는 어느 하나 이상에 우라늄, 토륨이 더 포함된다.

여기에서, 상기 La, Ce, Nd, Th의 용량이 상대적으로 많이 투입되며, 그 이유는 할로겐, 수소, 질소, 산소와 화합하는 성질이 강하며 전성및 연성을 갖는 물질로서 새집등에서 발생되는 포름알데히트의 수소및 산소화 반응하여 분해시킴으로써 탈취효율을 상승시키게 된다.

이렇게 제조하여 만든 신물질을 사용하여 각종 응용상품(인형, 모형전시물등)을 제조하여 사용하면 새집에서 발생하는 유해화학물질을 흡착, 분해할 수 있는 것이다.

실험예

26중량%의 황토, 52중량%의 제올라이트, 22중량%의 맥반석을 혼합하여 혼합물(이하,"한토륨B"라함)을 형성하고, 상기 혼합물 총중량의 0.05중량%인 희토류를 혼합한 원료(B)를 기준으로 한토륨에 희토류를 첨가하지 않은 상태(A)와 한토륨에 희토류를 과(2배) 혼합한 상태(C)에 대한 시험을 시행하였다.

또한, 상기 희토류는, 19.20중량%의 La, 38.87중량%의 Ce, 4.24중량%의 Pr, 16.79중량%의 Nd, 0.02중량%의 Pm, 2.64중량%의 Sm, 0.23중량%의 Eu, 1.91중량%의 Gd, 0.40중량%의 Tb, 1.29중량%의 Dy, 0.23중량%의 Ho, 0.82중량%의 Er, 0.11중량%의 Tm, 0.84중량%의 Yb, 0.13중량%의 Lu, 그리고 1.60중량%의 우라늄, 10.68중량%의 토륨이 혼합된 것을 사용하였다.

여기에서, 기준시료를 Blank로 표시하였으며, 본 발명의 시료를 Sample로 표시하였고, 음이온의 방출량 측정은 한국건자재시험연구원에서 KICM-FIR-1042의 시험방법에 의해 측정하였으며, 원적외선의 방출량 측정은 한국건자재시험연구원에서 KICM-FIR-1005의 시험방법에 의해 측정하였고, 특히 상기의 원적외선 방출량 측정은 FT-IR Spectrometer를 이용한 Black Body대비 측정결과 입니다.

[표 1]

또한, 표1에 나타난 바와같이 상기의 각 시료를 통한 탈취시험을 시행하였으며, 상기의 탈취시험은 새집의 유사한 조건을 갖도록 포름알데히드가 존재하는 소정의 챔버내에 각각의 시료를 놓아 탈취시험을 수행하였으며, 탈취시험은 KICM-FIR-1085의 시험방법에 의해 탈취량을 측정한 것입니다.

상기 결과를 살펴보면 도1 내지 도4에 도시한 바와같이, 본 발명의 한토륨에 적당량의 희토류를 첨가하면 원적외선과 음이온이 증가함은 물론 탈취효율을 상승을 가져오는 것입니다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 냄새제거와 곰팡이억제및 항균, 원적외선을 방출하여 건강을 증진하고, 저렴한 가격으로 양산이 가능하며, 인체에 위해를 가할 수 있는 각종 휘발성 유기화합물을 효과적으로 흡착, 분해하고, 인체에 위해성이 없는 환경친화적 천연 재료로서 유기화합물을 효과적으로 흡착,분해하며, 분해시간을 단축시켜 효율을 향상시키고, 혼합물로 도자기나 각종 장식품을 제조할 경우 장식품으로 기능및 새집증후군 해소에 도움이 되는 효과가 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀 두고자 한다.

Claims (3)

1. 26 중량%의 황토, 52 중량%의 제올라이트, 22 중량%의 맥반석을 혼합하고;

   상기 혼합물 총중량의 0.03∼0.07 중량%인 하기와 같은 희토류를 혼합하는 구성으로 이루어진 건축물 내외장재용 친환경 조성물:

   19.20 중량%의 La(57), 38.87 중량%의 Ce(58), 4.24 중량%의 Pr(59), 16.79 중량%의 Nd(60), 0.02 중량%의 Pm(61), 2.64 중량%의 Sm(62), 0.23 중량%의 Eu(63), 1.91 중량%의 Gd(64), 0.40 중량%의 Tb(65), 1.29 중량%의 Dy(66), 0.23 중량%의 Ho(67), 0.82중량%의 Er(68), 0.11 중량%의 Tm(69), 0.84 중량%의 Yb(70), 0.13 중량%의 Lu(71), 그리고 1.60 중량%의 U, 10.68 중량%의 Th로 이루어짐.
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