KR100653856B1

KR100653856B1 - 실내 공기 환경 개선 기능을 갖는 습도조절용 다층 다공질성형체의 제조 방법

Info

Publication number: KR100653856B1
Application number: KR1020050045435A
Authority: KR
Inventors: 김병곤; 박종력; 김용인; 전호석; 장동수
Original assignee: 한국지질자원연구원; (주)환경신소재
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-12-06

Abstract

본 발명은 실내 공기 환경 개선 기능을 갖는 습도조절용 다층 다공질 성형체의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 성형체 제조방법은, 소수성을 갖는 광물의 분말이 일종 또는 이종 이상 혼합된 소수성분말을 준비하되 소수성분말은 입도 325 mesh 보다 작고 입도 500 mesh 보다 큰 크기의 것을 준비하고, 친수성을 갖는 광물의 분말이 일종 또는 이종 이상 혼합된 친수성분말을 준비하되 친수성분말은 입도 50 mesh 보다 작고 500 mesh 보다 큰 크기의 것을 준비하며, 소수성분말과 친수성분말의 혼합물에 물을 혼합하여 액상슬립을 제조하는 단계와; 수분 흡수성이 큰 수분흡수부재로 된 성형틀을 준비한 다음 성형틀 내부에 상기 액상슬립을 투입하여, 소수성분말은 수분흡수부재에 가까이 위치하고, 친수성분말은 입자의 크기가 작을 수록 수분흡수부재에 가까이 위치하도록 한 후 액상슬립을 건조시켜 건조체를 형성하는 단계와; 건조체 외측의 성형틀을 떼어내는 단계와; 건조체를 소성하는 단계;로 구성된다.

본 발명에 의해 다층, 다공질로 된 습도 조절 기능이 우수한 성형체 제조 방법이 제공된다.

습조, 조절, 성형체, 입자, 다공, 소성

Description

실내 공기 환경 개선 기능을 갖는 습도조절용 다층 다공질 성형체의 제조 방법{THE MAKING METHOD OF MULTILAYER POROUS FORMATION BODY FOR HUMIDITY CONTROL WITH IMPROVED AIR ENVIRONMENT OF INTERIOR}

도 1은 본 발명의 제조 방법을 나타낸 공정도.

도 2는 본 발명의 성형틀을 나타낸 부분절단 사시도.

도 3은 본 발명의 성형틀에 액상슬립을 투입할 때 초기 입자 배열 상태를 나타낸 개략도.

도 4는 본 발명의 성형틀에 액상슬립을 투입한 후 수분 이동에 따라 입자가 배열되는 과정을 나타낸 개략도.

도 5는 성형틀을 분리한 후 성형체 내부의 입자 배열을 나타낸 개략도.

도 6은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 성형체가 대기 중의 수분을 흡수하는 과정을 나타낸 개략도

(A) : 대기중의 수분이 이동하는 단계를 나타낸 개략도.

(B) : 수분이 성형체 표면의 입자에 흡착되는 단계를 나타낸 개략도.

(C) : 수분이 성형체 내부의 입자에 흡착되는 단계를 나타낸 개략도.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>

10 : 성형틀 11 : 수분흡수부재

12 : 투입구 13 : 틈막이부재

20 : 성형체 21 : 소수성분말

22 : 친수성분말 22a : 소형입자

22b : 중형입자 22c : 대형입자

30 : 수분

일반적으로 습도 조절 기능을 갖는 다공질 성형체는 내부의 기공에 대기 중의 수분이 흡착 또는 탈착 되는 성질을 이용해 제조된 것이다.

이러한 다공질 성형체의 제조 방법은 화산재 및 점토광물군에 속하는 비금속 광물 등의 일정한 성형틀에 건식 혼합 분말 상태로 주입한 다음 고압 프레스를 이용하여 성형한 후 고온에서 소성하여 제조하는 방법이 사용되어 왔다.

다공질 성형체 제조 방법에 관한 기술로, 자기겔화 방법을 이용해 균일한 크기의 기공을 형성하는 '연속적인 기공을 갖는 세라믹 다공체의 제조 방법'(한국 공개특허공보 10-2004-0086621)이 안출되었다.

또, 발포수지를 소성시켜 기공을 형성하는 '건축 내장재용 다공성 판넬과 그 제조 방법'(한국 등록특허공보 제10-0375321호)가 안출되기도 하였다.

그런데, 위와 같은 방법은 습도 조절 기능의 발현을 위해 특정 재료의 특성에 의존하는 문제점이 있었다.

또, 기공의 크기가 균일하거나 무작위로 되어 있는데 이는 습도 조절 기능이 떨어지는 문제점도 있었다.

구체적으로, 습도 조절 기능을 향상시키기 위해서는 성형체의 외주면은 기공의 크기가 작고 내부로 갈수록 기공의 크기가 큰 것이 바람직한데 위와 같은 제조 방법은 이와 같은 구조로 제조되지 않아 습도 조절 능력이 떨어지는 것이다.

또한, 성형체의 외부에 형성된 기공의 크기가 크거나 불규칙해 실내 건축재 등으로 쓰이기에 미관을 해치고 촉감이 좋지 않은 문제점도 있었다.

본 발명 실내 공기 환경 개선 기능을 갖는 습도조절용 다층 다공질 성형체의 제조 방법은, 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로 기공이 형성되어 있는 특정 재료에 의존하지 않으면서 다층의 기공을 갖는 성형체를 제조하려는 목적이 있다.

특히, 성형체 표면 측의 기공 크기가 작고, 성형체 내부로 갈수록 기공 크기를 크게 하여 표면흡착, 표면포화, 내부로의 확산, 그리고 반대쪽으로의 재확산 등의 단계별 과정을 거쳐 흡습 및 방습 능력을 향상시키려는 목적도 있다.

또, 성형체 표면에 형성된 기공의 크기가 작고 균일해 실내 건축재 등으로 사용될 때 미감을 해치지 않으면서 촉감을 좋게 하려는 목적도 있다.

또한, 소수성분말의 재료로 흑연, 석탄 등과 같이 탄소를 주성분으로 하는 재료를 사용함으로써 소성 과정에서 탄소가 연소되어 보다 많은 수의 기공이 형성되게 하려는 목적도 있다.

본 발명의 성형체 제조 방법에 의해 특정 재료에 의존하지 않으면서 다층 다공의 성형체가 제조 된다.

또, 성형체의 표면에서는 기공의 크기가 작고, 내부로 갈수록 기공의 크게 하여 표면흡착, 표면포화, 내부로의 확산, 그리고 반대쪽으로의 재확산 등의 단계별 과정을 거쳐 흡습 및 방습 능력이 향상된다.

또, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 성형체 표면에 형성된 기공의 크기가 작고 균일해 실내 건축재 등으로 사용될 때 미감을 해치지 않으면서 촉감이 좋아진다.

또한, 소수성분말의 재료로 흑연, 석탄 등과 같이 탄소를 주성분으로 하는 재료를 사용함으로써 소성 과정에서 탄소가 연소되어 보다 많은 수의 기공이 형성된다.

본 발명의 실내 공기 환경 개선 기능을 갖는 습도조절용 다층 다공질 성형체의 제조 방법은, 소수성을 갖는 광물의 분말이 일종 또는 이종 이상 혼합된 소수성 분말을 준비하되 소수성분말은 입도 325 mesh 보다 작고 입도 500 mesh 보다 큰 크기의 것을 준비하고, 친수성을 갖는 광물의 분말이 일종 또는 이종 이상 혼합된 친수성분말을 준비하되 친수성분말은 입도 50 mesh 보다 작고 500 mesh 보다 큰 크기의 것을 준비하며, 소수성분말과 친수성분말의 혼합물에 물을 혼합하여 액상슬립을 제조하는 단계와; 수분 흡수성이 큰 수분흡수부재가 외측에 설치되어 있으며 내부가 빈 성형틀을 준비한 다음 성형틀 내부에 상기 액상슬립을 투입하여, 소수성분말은 수분흡수부재에 가까이 위치하고, 친수성분말은 입자의 크기가 작을 수록 수분흡수부재에 가까이 위치하도록 한 후 액상슬립을 건조시켜 건조체를 형성하는 단계와; 건조체 외측의 성형틀을 떼어내는 단계와; 건조체를 소성하는 단계;로 구성된다.

일반적으로, 소수성 표면을 가지고 있는 광물 입자는 액체-기체 계면 쪽으로 이동하려는 특성이 있다.

반면에 일라이트 등의 점토광물과 플라이 애쉬, 펄라이트 등은 표면이 친수성을 띄고 있어 물중에 고르게 분포하려고 하는 특성이 있다.

위에서 설명한 친수성을 갖는 광물 입자와 소수성을 갖는 광물 입자를 물과 함께 혼합하여 액상슬립을 형성한 후 액상슬립의 외주면에 물을 흡수하는 능력이 좋은 석고판 등의 수분흡수부재를 부착시키면 소수성을 띠는 광물 입자는 기체-액체 계면으로 이동하려는 성질 때문에 수분흡수부재와 인접한 부분으로 이동하게 된다.

이때, 친수성으로 혼합 액상슬립 속에 고르게 분포되어 있던 점토광물, 플라이 애쉬, 펄라이트 등의 크기가 작은 입자들도 빠르게 수분흡수부재 쪽으로 이동하는 물을 따라 수분흡수부재가 있는 표면 쪽으로 이동하게 된다.

따라서, 수분흡수부재와 가장 가까운 표면 맨 바깥쪽은 소수성 표면을 갖는 광물 입자와 친수성 광물의 미세 입자들의 분포가 높아지고, 그 다음 층은 친수성 표면을 갖는 중간 크기의 점토광물의 분포가 높아지며, 중간 층은 상대적으로 입자가 큰 친수성 광물 입자가 분포하게 된다.

결국, 도 4에 나타낸 바와 같이 다양한 기공 및 입자 크기를 갖는 층상 구조를 갖게 되며 바깥쪽에서 중앙으로 갈수록 기공의 크기가 점차 커지는 형태를 띄게 된다.

이와 같은 구조는 대기중의 습도가 높아지면, 대기 압력이 증가하여 1차적으로 성형체 표면에 수분이 흡착되고, 이 수분은 삼투압현상에 의하여 성형체 안쪽으로 빨려 들어간다.

반대로 대기중의 습도가 성형체 내부보다 낮으면 도 6의 반대 원리로 압력의 차이에 의하여 내부로부터 수분이 밖(대기중)으로 다시 이동하게 된다.

이하, 본 발명의 제조공정에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1단계 : 액상슬립 제조

소수성을 갖는 광물의 분말이 일종 또는 이종 이상 혼합된 소수성분말(21)을 준비하되 소수성분말(21)은 입도 325 mesh 보다 작고 입도 500 mesh 보다 큰 크기의 입자를 갖는 것을 준비하고, 친수성을 갖는 광물의 분말이 일종 또는 이종이상 혼합된 친수성분말(22)을 준비하되 친수성분말(22)은 입도 50 mesh 보다 작고 입도 500 mesh 보다 큰 크기의 입자를 갖는 것을 준비한다.

그런 다음 소수성분말(21)과 친수성분말(22)을 혼합한 후 이 혼합물에 물을 투입하여 교반함으로써 액상슬립을 제조한다.

즉, 소수성분말(21)은 작은 크기를 갖게 되고, 친수성분말(22)은 다양한 크기를 갖게 된다.

소수성을 갖는 광물로는 석탄, 흑연 등이 있고, 친수성 광물로는 점토광물과 플라이 애쉬, 펄라이트, 제올라이트 등이 있다.

점토광물은 다양한 종류가 있는데, 카올리나이트, 디카이트, 핼로이사이트 등의 카올린계 광물과, 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 산성백토 등의 몬모릴로나이트계 광물, 일라이트 등 여러 가지가 있다.

이러한 소수성분말(21)과 친수성분말(22) 혼합물의 바람직한 예로,

흑연 또는 석탄 분말, 점토광물 분말, 제올라이트 분말, 플라이애쉬 분말, 중공 펄라이트 분말이 혼합물 전체 중량 대비 5 ~ 20 : 30 ~ 70 : 0 ~ 40 : 0 ~ 50 : 0 ~ 20 의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

이때, 플라이애쉬는 미연탄소분이 10 중량 % 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 제올라이트는 천연 및 합성 모두 가능하다.

또, 점토광물은 일라이트가 주성분을 이루는 것이 좋다.

이때, 친수성분말(22)의 입자 크기를 다양하게 하기 위한 방법으로 점토광물의 분말은 흑연 또는 석탄 분말과 같이 입도 325 mesh 보다 작고 입도 500 mesh 보다 큰 크기의 입자를 사용하고, 제올라이트, 플라이애쉬, 중공 펄라이트의 분말은 입도 50 mesh 보다 작으면서 입도 100 mesh 보다 큰 입자를 사용하는 것이 바람직하다.

혼합물에 첨가되는 물의 양은 혼합물 전체 중량 대비 50 ~ 100 중량 % 가 바람직하다.

이때, 소수성분말(21)의 재료로 소수성을 갖는 광물 중 흑연 이나 석탄을 사용하게 되면 소성 과정에서 부분 연소되게 되는데 이로 인해 보다 많은 수의 기공이 발생된다.

제 2단계 : 건조체 제조

위 단계에서 제조된 액상슬립을 성형틀(10) 내부에 투입한 후 건조시켜 건조체를 형성하는 단계다.

성형틀(10)은 수분 흡수성이 좋은 석고판 등의 수분흡수부재(11)가 조립되어 형성된 것으로 내부가 비어 있다.

또, 성형틀(10)의 일측에는 투입구(12)가 형성되어 있어 투입구(12)를 통해 내부에 액상슬립을 투입하도록 되어 있다.

성형틀(10)을 형성하는 예로 도 2 처럼 양면에 수분흡수부재(11)를 위치시키고 상, 하 , 전, 후 면에 수분을 흡수하지 않는 틈막이부재(13)를 설치하여 조립할 수 있다.

그러나, 석고 등과 같은 수분흡수부재(11) 외의 틈막이부재(13) 등은 탈형이 잘 되지 않는 문제가 있다.

이러한 문제로 인해 성형틀(10)은 육면 모두를 석고 등의 수분흡수부재(11) 만으로 형성하는 것이 바람직하다.

성형틀(10)의 또다른 방법으로, 일정 면에서만 습도 조절 능력을 갖기를 원할 경우 한쪽 면만 수분흡수부재(11)를 위치시킨 다음 다른 면은 수분을 흡수하지 않는 틈막이부재(13)를 조립하여 성형틀(10)을 형성할 수도 있다.

도 3은 액상슬립을 성형틀(10) 내부에 투입할 때 초기 입자 배열 상태를 나타낸 개략도로 소수성분말(21)과 친수성분말(22)의 소형입자(22a), 중형입자(22b), 대형입자(22c)가 무작위로 섞여 있는 것을 알 수 있다.

투입구(12)를 통해 액상슬립을 성형틀(10) 내부에 투입한 후 건조를 시키는데, 건조 시간은 액상슬립을 투입한 지 짧게는 10분에서 길게는 2시간의 범위가 바람직하다.

건조 방법은 자연 건조 및 건조 기구를 이용한 건조 등의 방법이 가능하다.

액상슬립을 성형틀(10) 내부에 투입하게 되면, 위에서 설명한 것처럼 순간적으로 수분흡수부재(11)가 수분을 빠르게 흡수하므로 계면쪽으로 이동하려던 소수성분말(21)이 수분흡수부재(11) 쪽으로 보다 쉽게 이동하게 된다.

도 4는 성형틀(10) 내부에 액상슬립을 투입한 후 수분 이동에 따라 입자가 배열되는 상태를 나타낸 것으로 소수성분말(21)과 친수성분말(22) 중 크기가 작은 소형입자(22a)가 가장 먼저 수분흡수부재(11) 쪽으로 이동하는 것을 도시하였다.

이는, 순간적으로 수분흡수부재(11)가 수분을 빠르게 흡수하므로, 계면쪽으로 이동하려던 소수성분말(21)이 수분흡수부재(11) 쪽으로 보다 쉽게 이동하기 때문이다.

또한, 친수성분말(22)의 입자 중 크기가 작은 소형입자(22a)도 수분의 이동에 따라 빠르게 수분흡수부재(11) 쪽으로 이동하는 물을 따라 표면 쪽으로 이동하게 된다.

이때, 소형입자(22a)보다 크기가 큰 중형입자(22b)도 수분의 이동에 따라 수분흡수부재(11) 측으로 이동하게 되나 소형입자(22a)와 같이 많이 이동하지 못하므로 소형입자(22a) 보다 내측에 위치하게 된다.

상대적으로 대형입자(22c)는 중앙에 위치하게 된다.

따라서, 수분흡수부재(11)와 가장 가까운 표면 맨 바깥쪽은 소수성분말(21)과 친수성분말(22) 중 소형입자(22a)의 분포가 높아지고, 그 다음 층은 친수성분말(22) 중 중간 크기의 중형입자(22b)가 분포되며, 중간 층은 상대적으로 큰 크기의 대형입자(22c)가 본포하게 된다.

결국 입자의 크기별로 다층을 이루게 되는 것이다.

제 3단계 : 성형틀과 수분흡수부재 분리

건조가 끝난 후에는 건조체 외주면에 부착되어 있는 성형틀(10)을 분리한다.

성형틀(10)을 떼어낸 건조체의 외주면에는 수분흡수부재(11)와 접해 있던 부분에 미세한 기공이 다수 생겨나게 된다.

제 4단계 : 건조체 소성

성형틀(10)을 분리한 후 건조체를 소성하는 단계이다.

소성 온도는 600 ~ 1,200 ℃ 의 온도가 바람직하며, 소성 방법은 연소실이나 도자기 가마 등의 다양한 방법을 이용할 수 있다.

고온에서의 소성 과정이 끝나게 됨으로써 본 발명의 다층 다공질의 성형체 제조가 끝나게 된다.

도 5는 성형틀을 분리한 후 성형체(20)의 상태를 나타낸 것으로 위에서 설명한 것처럼 입자 크기에 따라 다층을 이루고 있는 것을 알 수 있다.

위의 공정에 의해 제조된 성형체(20)는 도 6에서 보는 바와 같이 대기 중의 수분(30)을 잘 빨아들이게 된다.

이하, 본 발명의 습도조절용 다층 다공질 성형체의 제조방법에 대하여 실시예를 통하여 상세히 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

<실시예 1> 습도조절용 다층 다공질 성형체의 제조

계면활성제로 수용성 실리콘을 사용하여 표면이 개질되고, 입도 325 mesh 보다 작고 입도 500 mesh 보다 크기가 큰 흑연 분말 10 g 을 준비하였다.

친수성분말로, 일라이트질 점토광물 50 g, 합성 제올라이트 30 g, 중공 펄라이트 10 g을 준비하였다.

이때, 일라이트질 점토광물은 입도 325 mesh 보다 크기가 작고 입도 500 mesh 보다 크기가 큰 것으로 하고, 합성 제올라이트, 중공 펄라이트는 입도 50 mesh 보다 크기가 작으면서 입도 100 mesh 보다 크기가 큰 것을 사용하였다.

준비된 소수성분말과 친수성분말을 용기에 넣은 후 용기에 물 1010 g을 넣고 2시간 동안 교반하여 액상슬립을 제조하였다.

육면체 형태의 성형틀을 제조하되 성형틀의 양 측에 수분흡수부재로 석고판을 설치하였다.

성형틀의 상부에 투입구를 형성하였다.

투입구로 위에서 제조된 액상슬립을 주입한 후 1 시간 동안 방치하였다.

그런 다음 성형틀을 떼어내 80 ℃ 의 온도에서 1시간 동안 건조시켜 건조체를 제조하였다.

건조 과정이 끝난 후 건조체를 소성가마에 넣은 후 800 ~ 1,000 ℃ 의 온도에서 3시간 동안 소성시킨 후 꺼내 성형체를 완성시켰다.

<실시예 2> 도자기 소지가 함유된 성형체 제조

입도가 200 mesh 이하인 도자기 소지를 100 g 준비한 후 실시예 1와 같이 친수성분말과 소수성분말의 혼합물 100 g 을 준비하였다.

친수성분말과 소수성분말의 혼합물 100 g 에 도자기 소지 100 g 을 용기에 넣고 혼합한 후 물 200 g 을 넣고 2 시간 동안 교반해 액상슬립을 제조하였다.

액상슬립 제조 후 실시예 1 과 동일한 과정을 거쳐 성형체를 완성시켰다.

<실시예 3> 플라이 애쉬가 함유된 성형체 제조

실시예 2 와 동일한 방법으로 친수성분말을 제조하되 합성 제올라이트 대신 플라이 애쉬를 사용하였다.

이후 실시예 1과 동일한 방법으로 성형체를 제조하였다.

<실험예1> 흡습율 방습율 측정

실시예 1, 2, 3 의 방법으로 제조된 성형체를 일본국 표준산업규격 중 JIS A 1470-1, JIS A 1470-2의 흡방습율 측정을 위한 시험규정에 의하여 흡습율 및 방습율을 측정하여 표 1에 표시하였다.

<표 1>

실험대상	소성온도 (℃)	8시간 흡습율 (g/㎡)	8시간 방습율 (g/㎡)	24시간 흡습율 (g/㎡)	24시간 방습율 (g/㎡)
실시예 1	800	170	165	450	450
	900	160	150	420	420
	1000	130	110	360	355
실시예 2	800	190	180	430	430
	900	150	140	410	410
	1000	100	90	280	280
실시예 3	800	180	180	480	480
	900	170	170	460	460
	1000	160	160	430	430

실시예 1, 2, 3의 방법으로 제조된 최종 목적물의 흡습 및 방습율은 일반 목재의 24시간 흡습 및 방습율의 4배 이상이며, 규조토의 5배 이상으로 본 발명에서 목적으로 한 조습능력을 충분히 발휘하고 있음을 알 수 있다.

또, 실시예 2 및 3의 경우 실시예 1에 비하여 성형틀에 주입하는 공정, 탈형 및 건조공정에서 작업성이 매우 뛰어나 공업적으로는 실시예 2 또는 3과 같이 도자기용 소지를 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 실시예 2와 3과 같이 제조된 최종 목적물은 대기중의 상대습도가 60%를 지속적으로 유지할 경우 흡습 및 방습 속도 및 양이 매우 낮아져 24시간 흡습율 및 방습율이 20g/m2 정도를 유지한다.

따라서 본 발명의 최종 목적물을 건축용 실내 내장재로 사용할 경우 일반 조습용 건재와 달리 실내의 습기를 과량 흡습하거나 과량 방습하지 않고 상대습도를 항상 60% 정도로 유지할 수 있는 장점이 있다.

<실험예 2> 비교예의 흡습율 방습율 실험

실시예 1의 실험조건과 모두 동일하나 친수성분말과 소수성분말의 모든 원료광물 입자의 입도가 50 mesh 이하 100 mesh 이상의 것을 사용하여 비교예 1을 제조하였다.

이때, 흑연분말과 점토광물에 대한 표면처리를 행하지 않았다.

실시예 1의 실험조건과 모두 동일하나 친수성분말과 소수성분말의 모든 원료 광물 입자의 입도가 100 mesh 이하 325 mesh 이상의 것을 사용하여 비교예 2를 제조하였다.

실시예 1의 실험조건과 모두 동일하나 친수성분말과 소수성분말의 모든 원료광물 입자의 입도가 325mesh 이하의 것을 사용하여 비교예 3을 제조하였다.

비교예 1, 2, 3의 방법으로 제조된 최종 목적물은 실험예 1과 동일한 방법으로 흡습율 및 방습율을 측정을 하여 표 2에 표시하였다.

<표 2>

비교예	소성온도 (℃)	8시간 흡습율 (g/㎡)	8시간 방습율 (g/㎡)	24시간 흡습율 (g/㎡)	24시간 방습율 (g/㎡)
비교예 1	800	105	100	295	295
	900	100	90	270	270
	1000	90	80	240	240
비교예 2	800	130	130	375	375
	900	120	115	350	350
	1000	100	90	270	265
비교예 3	800	140	130	380	380
	900	135	130	360	360
	1000	120	110	320	320

표 2의 비교예 1, 2, 3의 실험결과를 표 1의 실시예 1의 실험결과와 비교해 보면 평균 입자의 크기가 작아질수록 흡습율 및 방습율이 증가하는 경향이 있으나 실시예 1의 실험결과에 비하여 상당히 낮은 것임을 알 수 있다.

이는 입자의 크기가 서로 다른 다층구조의 구조체가 동일한 입자 크기를 갖는 일반적인 구조체에 비하여 흡습율 및 방습율이 훨씬 크다는 것을 나타내는 것으로 본 발명에서 목적으로 하는 조습능력이 뛰어난 구조체의 제조가 가능함을 보여준다.

<실험예 3> 표면처리한 비교예의 흡습율 방습율 실험

비교예 1과 동일한 방법으로 성형체를 제조하되 계면활성제를 이용해 표면을 소수성으로 개질시킨 흑연 및 점토광물을 사용하여 비교예 4를 제조하여 그 결과를 표 3에 나타냈다.

<표 3>

예	소성온도 (℃)	8시간 흡습율 (g/㎡)	8시간 방습율 (g/㎡)	24시간 흡습율 (g/㎡)	24시간 방습율 (g/㎡)
비교예 4	800	140	140	400	400
	900	130	130	380	380
	1000	120	110	340	340

표 3의 결과를 보면 표면처리를 행하지 않은 비교예 1에 비하여 표면처리를 행한 비교예 4의 흡습 및 방습율이 더욱 높은 것을 알 수 있다.

비교예 4와 실시예 1을 비교하더라도 표면처리가 되어 있고, 다층 다공질 구조로 된 실시예 1이 좋은 효과를 나타내고 있음을 알 수 있다.

본 발명 실내 공기 환경 개선 기능을 갖는 습도조절용 다층 다공질 성형체의 제조 방법에 의해, 기공이 형성되어 있는 특정 재료에 의존하지 않으면서 다층의 기공을 갖는 성형체 제조 방법이 제공된다.

또, 성형체의 표면에서는 기공의 크기가 작고, 내부로 갈수록 기공의 크게 형성되어 있어 표면흡착, 표면포화, 내부로의 확산, 그리고 반대쪽으로의 재확산 등의 단계별 과정을 거쳐 흡습 및 방습 능력이 향상된다.

또, 성형체 표면에 형성된 기공의 크기가 작고 균일해 실내 건축재 등으로 사용될 때 미감을 해치지 않으면서 촉감을 좋게 한다.

또한, 소수성분말의 재료로 흑연, 석탄 등과 같이 탄소를 주성분으로 하는 재료를 사용함으로써 소성 과정에서 탄소가 연소되어 보다 많은 수의 기공이 형성되어 습도 조절 능력이 향상된다.

또한, 건축물의 내장재로 사용되어 실내 및 외기와 접촉되는 부분의 결로 방지가 용이해진다.

또한, 다층 다공질체로 이루어지기 때문에 방음, 보온 등의 효과가 탁월하다.

Claims

다공질 성형체의 제조 방법에 있어서,

소수성을 갖는 석탄 분말 또는 흑연 분말 중 선택된 1 ~ 2종으로 된 소수성분말(21)을 준비하되 소수성분말(21)은 입도 325 mesh 보다 작고 입도 500 mesh 보다 큰 크기의 것을 준비하고, 친수성을 갖는 점토광물, 플라이 애쉬, 펄라이트, 제올라이트 중 선택된 1 ~ 4종으로 된 친수성분말(22)을 준비하되 친수성분말(22)은 입도 50 mesh 보다 작고 500 mesh 보다 큰 크기의 것을 준비하며, 소수성분말(21)과 친수성분말(22)의 혼합물에 물을 혼합하여 액상슬립을 제조하는 단계와;

수분 흡수성이 큰 수분흡수부재(11)가 외측에 설치되어 있으며 내부가 빈 성형틀(10)을 준비한 다음 성형틀(10) 내부에 상기 액상슬립을 투입하여, 소수성분말(21)은 수분흡수부재(11)에 가까이 위치하고, 친수성분말(22)은 입자의 크기가 작을 수록 수분흡수부재(11)에 가까이 위치하도록 한 후 액상슬립을 건조시켜 건조체를 형성하는 단계와;

상기 건조체 외측의 성형틀(10)을 떼어내는 단계와;

상기 건조체를 소성하는 단계;를 포함하여 구성된,

실내 공기 환경 개선 기능을 갖는 습도조절용 다층 다공질 성형체의 제조 방법.
제 1항에 있어서,

상기 소수성분말(21)은 표면 소수화제를 이용해 표면이 개질된 것을 특징으로 하는,

실내 공기 환경 개선 기능을 갖는 습도조절용 다층 다공질 성형체의 제조 방법.
제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의해 제조되며,

소수성분말(21)은 표면 쪽에 위치하고, 친수성분말(22)은 입자의 크기가 작은 소형입자(22a)가 표면 쪽에 위치하고, 소형입자(22a) 보다 크기가 큰 중형입자(22b)가 소형입자(22a) 내측에 위치하며, 중형입자(22b) 보다 크기가 큰 대형입자(22c)가 중앙에 위치하여 다층 구조를 이루도록 구성된,

실내 공기 환경 개선 기능을 갖는 습도조절용 다층 다공질 성형체.