KR100795837B1 - 친환경 다공질 원석을 이용한 건물의 음이온 방출벽체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 다공질 원석을 이용한 음이온 방출벽체에 관한 것으로, 그 목적은 다공질 원석을 포함하고 있는 벽체에서 음이온 및 원적외선이 방출되어 건물의 벽체에서 방출되는 유해한 포름알데히드와 각종 휘발성 유기화합물을 중화시켜 친환경적인 다공질 원석을 이용한 벽체를 제공할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위한 본 발명은, 콘크리트 또는 벽돌로 이루어진 벽체와, 상기 벽체 표면에 수지형 접착제를 균일하게 도포한 후 단열판을 부착하고, 상기 단열판 위에 접착제 60중량%와 시멘트 40%가 혼합된 시멘트 페이스트를 도포함과 동시에 10~1000mesh의 합성섬유로 이루어진 라스를 합침시키며, 300~1000℃ 상태하에서 소성시킨 다공질 원석 10kg에 수지 바인더를 1.5~4kg의 비율로 혼합, 성형시킨 다공질 원석판을 부착시켜 자연 양생하여 이루어지므로서 달성된다.

벽체, 다공질, 원석, 음이온, 원적외선

Description

친환경 다공질 원석을 이용한 건물의 음이온 방출벽체{Negative Ion Emission Wall Structure Of Building Using Environmental Porous Rock}

도 1은 본 발명에 따른 친환경 다공질 원석을 이용한 음이온 방출벽체가 시공된 상태를 도시한 시공상태도.

도 2는 본 발명에 따른 친환경 다공질 원석을 이용한 음이온 방출벽체를 다르게 실시한 시공상태도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 벽체 20: 접착제

30: 단열판 40: 시멘트 페이스트

50: 라스 60: 다공질 원석판

본 발명은 다공질 원석을 이용한 벽체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다공 질 원석을 포함하고 있는 다공질 원석판에서 음이온 및 원적외선이 방출되어 건물의 벽체에서 방출되는 유해한 포름알데히드와 각종 휘발성 유기화합물을 중화시켜 친환경적인 다공질 원석을 이용한 음이온 방출벽체를 제공한다.

일반적인 건물은 벽, 지붕, 바닥 시공시 콘크리트를 타설하거나 벽돌을 조적한 다음 시멘트 몰탈로 미장시켜 마감하게 된다.

특히, 마감되는 시멘트 몰탈은 균일한 평탄면으로 미장되어 있어야 하고, 일정한 강도, 예를 들면 굽힘 내지 압축강도를 가지고 있어야 하며, 통상적으로 시중에 유통되고 있는 마감재는 위와 같은 물리적인 조건을 만족하고 있다.

근래에 들어서는 벽체 내지 바닥재 등에 타설 또는 미장되는 친환경적인 제품들이 다양하게 시판되어, 종래 마감재로 사용되는 시멘트 몰탈 또는 석고보드에서 방출되는 인체에 유해한 포름알데히드와 각종 휘발성 유기화합물을 중화시키도록 하고 있다.

공지의 예들로서, 위와 같은 친환경적인 마감재를 포함하는 벽체 또는 바닥재 내지는 마감 몰탈로서, 대한민국 실용신안등록 출원번호 1996-0021224호 "황토벽체", 대한민국 특허 출원번호 1996-061777호 "황토판이 개재된 벽지 및 장판", 대한민국 특허 출원번호 1999-0041542호 "원적외선 방사 미장 모르타르 및 그 제조방법", 대한민국 특허 출원번호 2004-0023636호 "건축 자재용 황토 모르타르 조성물 및 이의 도포방법"이 개시되어 있다.

위와 같이 다양하게 개시된 공지의 예들은 공통적으로 항균, 탈취 내지 원적외선과 같은 유익한 기능 및 인체에 유해한 물질을 중화시키도록 하고 있다.

또한 시중에 유통되고, 다양한 건축박람회(예를 들면, 방송사인 mbc에서 주최하는 것) 등에 의해서 천연원석과 같은 재료를 사용한 건축자재 들이 공지되어 있다.

예를 들면, (주)LCM의 목모시멘트판, (주)에덴바이오벽지의 소나무목분, 천연옥, 녹차, 향나무, 참숯, 질석 등의 천연재료와 황토를 혼합한 천연벽지, (주)베네또의 알칼리성 접착제로 접착제 자체에서 원적외선 방출과 항곰팡이 작용을 하는 건강접착제, 가건대리석의 산호석과 제오라이트, 좋은빛의 도자기타일, (주)금하의 유해전자파 차폐 흡수 및 소멸 기능의 폴리아닐린 고분자 물질을 함유하고 있고, 약6분 이내에 650여 가지의 세균을 박멸시키는 실버를 결합한 제품인 고기능 마감재 등이 있다.

위와 같이, 천연성분 즉 황토 내지 천연광석을 이용하여 건축자재로 사용하는 것이 유익하다는 것을 알 수 있고, 본 발명은 위와 같은 천연원석을 이용하되, 신중을 가하므로써 더욱 개선된 친환경적인 벽체를 제공한다.

따라서, 본 발명의 목적은 통상의 벽체에 일체로 시공되거나, 별도로 가공되어 벽체 내지 바닥재 등에 간편히 마감 시공될 수 있는 다공질 원석이 포함된 조성물을 동시에 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 콘크리트 또는 벽돌로 이루어진 벽체와, 상기 벽체 표면에 수지형 접착제를 균일하게 도포한 후 단열판을 부착하고, 상기 단열판 위에 접착제 60중량%와 시멘트 40%가 혼합된 시멘트 페이스트를 도포함과 동시에 10~1000mesh의 합성섬유로 이루어진 라스를 합침시키며, 300~1000℃ 상태하에서 소성시킨 다공질 원석 10kg에 수지 바인더를 1.5~4kg의 비율로 혼합, 성형시킨 다공질 원석판을 부착시켜 자연 양생하여 이루어지므로서 달성된다.

바람직하게, 상기 다공질 원석은 2~30mm의 크기로 가공된 질석, 부석, 난석, 진주암 중 어느 하나 선택하거나 이들 중 둘 이상이 혼합된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 다공질 원석판은 50~1000 X 50~1000mm 사이의 넓이와 두께 5~50mm 사이로 이루어진 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 소성된 다공질 원석은 물 97~99중량%와 백반 1~3중량%가 혼합된 매염제에 1~2시간 동안 침지시키고, 15~20%의 함수율이 유지되도록 50~60℃로 건조시키고, 상기 매염제가 완전히 건조되지 아니한 상태의 다공질 원석 표면을 물로 세척하고, 물 92~95중량%에 천연염료 5~8중량%가 혼합된 염색제에 상기 소성된 다공질 원석을 1~2시간 동안 침지시켜서 매염시켜 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.

도 1은 본 발명에 따른 친환경 다공질 원석을 이용한 음이온 방출벽체가 시공된 상태를 도시한 시공상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 친환경 다공질 원석을 이용한 음이온 방출벽체를 다르게 실시한 시공상태도이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 친환경 다공질 원석을 이용한 음이온 방출벽체는 콘크리트 또는 벽돌로 이루어진 벽체(10)와, 상기 벽체(10) 표면에 수지형 접착제(20)를 균일하게 도포한 후 단열판(30)을 부착하고, 상기 단열판(30) 위에 접착제 60중량%와 시멘트 40%가 혼합된 시멘트 페이스트(40)를 도포함과 동시에 10~1000mesh의 합성섬유 또는 유리섬유 중 선택된 어느 하나로 이루어진 라스(50)를 합침시키며, 300~1000℃ 상태하에서 소성시킨 다공질 원석 10kg에 수지 바인더를 1.5~4kg의 비율로 혼합, 성형시킨 다공질 원석판(60)을 부착한 후 자연 양생하여 이루어지므로서 달성된다.

벽체(10)는 통상적으로 건물의 내, 외부를 구분하는 역할을 하며, 일정한 두께로 형성되어 있다. 특히, 통상적인 벽체(10)는 콘크리트를 타설하여 벽체(10)를 형성시키거나, 벽돌을 적층하여 건물의 벽체(10)인 조적벽을 형성시킨다.

위와 같은 벽체(10) 표면에 접착제(20)를 0.5~1.2㎏/㎡의 양만큼 균일하게 덧칠하거나, 스프레이분사시켜 도포할 수도 있다.

접착제(20)는 형제산업(주)에서 생산되는 제품명 HJ-1300, 1800, 1900, 2000이 적용될 수 있고, 이는 수지성분으로서 벽체(10)와 다공질 원석판(60)과의 접착성을 증대시켜주고, 벽체(10) 등의 표면에 형성된 공극 등을 되메움하는 역할과 이들의 수축팽창을 견디게끔 하는 역할을 동시에 수행한다.

이렇게 벽체(10)에 접착제(20)를 균일하게 도포한 다음, 단열판(30)을 부착시킨다.

단열판(30)은 발포폴리스티렌(Expandable Polystyrene)로 폴리스티렌수지에 펜탄(Pantane : C5H12)이나 부탄과 같은 발포제를 첨가시켜 가열 경화시킴과 동시에 기포를 발생시켜 발포수지로 만든 것으로서 스티렌모노머(Styrene Monomer : C8H8)을 중합시켜 제조된 것이면 모두 적용되고, 그 두께는 한정하지 않는다.

다음, 상기 단열판(30) 위에는 접착제 60중량%와 시멘트 40%가 혼합된 시멘트 페이스트(40)가 도포된다. 특히 여기에서 사용되는 접착제는 효성드라이비트(주)에서 생산되는 상품명 네오비트(Neovit) 등과 같은 일련의 제품들이 사용될 수 있고, 여기에 시멘트가 투입되어 시멘트 페이스트(40)를 이루게 된다.

동시에, 시멘트 페이스트(40)는 10~1000mesh의 합성섬유 또는 유리섬유 중 선택된 어느 하나로 이루어진 라스(50)와 합침되어 상기 단열판(30) 상에 균일한 면을 이루고 있다.

위와 같이 균일한 면을 이루고 있는 상태에서, 본 발명에 따른 다공질 원석 판(60)을 부착시킨 후 양생하여 음이온 벽체(10)를 완성시킨다.

본 발명에 적용되는 다공질 원석은 2~30mm의 크기로 가공 선별된 질석, 부석, 난석, 진주암 중 어느 하나 선택하거나 이들 중 둘 이상을 혼합한 원석을 사용한다.

여기에서, 위와 같은 질석, 부석, 난석, 진주암에 대해서 간략히 살펴본다.

질석은 화산암 계통이 마그마 상태에서 가스가 빠지면서 형성된 무기질 소재로 다공질이어서 흡수력이 좋고, 비중 및 질량이 상당히 가벼워서 하중의 영향을 받는 옥상 슬라브 등의 기초 토양과 내열재료 그리고 방음재로도 많이 사용되고 있다.

부석은 마그마가 대기 중으로 방출될 때 압력이 갑자기 감소한 결과로 마그마 중의 휘발성 성분이 빠져나가서 수많은 기공이 생긴 것으로 외관상 비중이 작아서 물에 뜰 만큼 가볍고, 구조용 콘크리트를 비롯하여 지붕이나 빙고(氷庫) ·욕조, 그 밖에 차열벽용 콘크리트의 골재로 사용된다.

난석은 무기물질로서 주로 원예용으로 사용되는 것으로 자체적으로 기공이 많고 경량체이면서, 보수성과 배수성 및 통기성이 양호하다.

진주암은 고온에서 팽창시킨 후 경량골재 원료로서 산업용, 건축용 및 농업용으로 사용되는 것으로 본 발명의 주재료로서 적합하다.

따라서 질석, 부석, 난석 및 진주암에서 선택되는 다공질 원석을 단독 또는 둘 이상으로 혼합시켜 사용한다.

위와 같이 구비된 다공질 원석을 가열로에서 300~1000℃의 온도하에서 가열, 소성시키게 되면, 다공질 원석에는 가열시 물이 수증기가 되면서 쪼개지는 방향의 수직으로 공극이 팽창하고, 다공질 원석의 공극은 6~20배로 커지게 되며, 후술하겠지만 위와 같이 커진 공극을 통해 음이온이나 원석외선을 방출한다.

이렇게 소성되어 선별된 다공질 원석은 고온처리에 의하여 약산성(ph5.4~6)인 무균토로 형성되며, 경질이며 매우 가볍고, 화학적으로 독성이 없으며, 안정적일 뿐만 아니라 최적의 절연 성질과, 이온 교환능력이 좋은 특징을 갖게 된다.

한편, 다공질 원석이 벽체(10)에 다른 수지조성물과 혼합되어 마감재로 이용될 경우에는 원석이 색상을 나타내고자 할 때 다양한 색상을 표현할 수도 있다.

이러한 과정은 다공질 원석을 매염시켜 소망하는 색상을 얻기 위하여 먼저, 상기 소성된 다공질 원석은 물 97~99중량%와 백반 1~3중량%가 혼합된 매염제에 1~2시간 동안 침지시켜 초벌 색상을 수득한다.

이렇게 초벌 색상을 수득한 후에는 15~20%의 함수율이 유지되도록 50~60℃의 온도하에서 건조시킨다.

이때 주의할 점은 상기 매염제가 완전히 건조되지 아니한 상태의 다공질 원석 표면을 물로 세척하게 된다.

이후, 물 92~95중량%에 천연염료 5~8중량%가 혼합된 염색제에 상기 소성된 다공질 원석을 1~2시간 동안 침지한 후 매염시켜, 위와 같이 질석, 부석, 난석, 진주암과 같은 다공질 원석에 다양한 색상의 염료로 매염시키게 된다.

이렇게 매염된 다공질 원석 10kg에 수지 바인더를 1.5~4kg의 비율로 혼합, 성형시켜 전술한 다공질 원석판(60)을 얻는다.

특히, 상기 수지 바인더는 통상적으로 시멘트 모르타르에 첨가할 수 있는 천연고무와 합성고무를 포함하는 모든 혼화제, 예를 들면 스티렌부타디엔 고무(SBR), 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 에폭시계, 아크릴계, 우레탄계 중의 선택된 어느 하나의 수지가 사용될 수 있고, 이러한 수지 바인더에는 통상적으로 에멀젼이 첨가될 수도 있다.

바람직하게, 상기 다공질 원석판은 50~1000 X 50~1000mm 사이의 넓이와 두께 5~50mm 사이로 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 기공이 커진 다공질 원석은 일반적으로 그 강도면에서 취약해지므로 이를 보강하기 위하여 소성 후 매염된 다공질 원석을 액상의 수지에 침지시킬 수도 있다.

이러한 액상의 수지는 우레탄수지 1~1.5ℓ, 혼합경화제 1~1.5ℓ, 톨루엔 3~4ℓ, 음이온 파우더 0.1~1.5kg, 토르마린 파우더 0.1~1.5kg으로 이루어져 있고, 이러한 비율은 다공질 원석 10kg과 혼합되는 비율의 일예이다.

여기에서 음이온 파우더는 천연광물인 모나자이트 분말로 인체에 유익한 음이온을 다량으로 방출시키는 역할을 수행하고, 토르마린(Tourmaline)은 천연광물로서 주변의 물 분자와 결합하여 히드록실(H₃O₂) 음이온이라고 하는 계면활성 물질을 생성하게 된다.

특히, 히드록실 이온은 물을 최적의 pH7.4로 약알카리화 시키고, 발생되는 원적외선은 경이적으로 높은 수치를 나타내서, 강력한 열효과와 높은 침투력으로 인체에 혈액순환촉진, 혈액 정화 및 혈전용해 효과가 있고, 인체 내에서 면역기능을 향상시키면서 자율신경을 자극하여 교감신경의 흥분을 억제하며 산성화된 인체를 환원시키는 역할을 수행한다.

이렇게 보강된 다공질 원석을 음이온과 원적외선이 방출되는 기능성 소재인 다공질 원석판(60)으로 가공하여 벽체(10)에 마감하면, 친환경적이고 유익한 환경의 건물을 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

본 발명에 있어서, 그 밖에 여러 가지 변형예가 가능한 것은 말할 것도 없다. 예를 들면, 필요에 따라서 도 2에 도시된 바와 같이 시공방법이나 시공되는 환경에 따라 벽체(10)에 단열판(30)을 제거하여 시공할 수 있는 것도, 본 발명으로부터 일탈하는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 다공질 원석판(60)의 특징으로 인해 충분한 단열기능과 벽체의 유해물질을 중화시키므로, 단열판(30)을 미설치하고도 충분히 위와 같은 효과를 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 참정신 및 범위내에 존재하는 변형예는, 모두 특허청구의 범위에 포함되는 것이다.

한편, 본 발명에서는 선택적으로 시공이 완성된 다공질 원석판(60) 위에 방수 내지 광택을 위하여 코팅을 수행할 수도 있다. 이때, 코딩은 전술한 음이온 방출성분을 갖는 수지와 바인더와 같은 역할을 수행하는 액상의 수지를 혼합하여 스프레이 및 덧칠을 하므로써 달성된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 다공질 원석을 이용한 음이온 방출벽체에 의하면, 다공질 원석판으로 마감된 벽체에 의해서 벽체에서 방출되는 유해한 포름알데히드와 각종 휘발성 유기화합물을 중화시키고, 인체에 유익한 음이온 등을 발생시키는 효과가 발생한다. 또한, 별도의 시공기술이 필요 없고, 건조시간이 빨라 다른 공정수행에 지장이 없어 인건비가 감소되어 경제적인 효과가 더불어 발생된다

Claims (5)

1. 콘크리트 또는 벽돌로 이루어진 벽체와, 상기 벽체 표면에 수지형 접착제를 균일하게 도포한 후 단열판을 부착하고, 상기 단열판 위에 접착제 60중량%와 시멘트 40%가 혼합된 시멘트 페이스트를 도포함과 동시에 10~1000mesh로 이루어진 합성섬유로 이루어진 라스를 합침시키며, 300~1000℃ 상태하에서 소성시킨 다공질 원석 10kg에 수지 바인더를 1.5~4kg의 비율로 혼합, 성형한 다공질 원석판을 부착시킨 후 자연 양생하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 다공질 원석을 이용한 건물의 음이온 방출벽체.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 소성된 다공질 원석(10kg)은 우레탄수지 1~1.5ℓ, 혼합경화제 1~1.5ℓ, 톨루엔 3~4ℓ, 음이온 파우더 0.1~1.5kg, 토르마린 파우더 0.1~1.5kg 으로 이루어진 액상의 수지에 침지시킨 후, 수지 바인더 1.5~4kg과 혼합, 성형하는 것을 특징으로 하는 친환경 다공질 원석을 이용한 건물의 음이온 방출벽체.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 소성된 다공질 원석은 물 97~99중량%와 백반 1~3중량%가 혼합된 매염제에 1~2시간 동안 침지시키고, 15~20%의 함수율이 유지되도록 50~60℃로 건조시키고, 상기 매염제가 완전히 건조되지 아니한 상태의 다공질 원석 표면을 물로 세척하고, 물 92~95중량%에 천연염료 5~8중량%가 혼합된 염색제에 상기 소성된 다공질 원석을 1~2시간 동안 침지시켜서 매염시키는 것을 특징으로 하는 친환경 다공질 원석을 이용한 건물의 음이온 방출벽체.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 다공질 원석은 2~30mm의 크기로 가공된 질석, 부석, 난석, 진주암 중 어느 하나 선택하거나 이들 중 둘 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 친환경 다공질 원석을 이용한 건물의 음이온 방출벽체.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 다공질 원석판은 50~1000 X 50~1000mm 사이의 넓이와 두께 5~50mm 사이로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 다공질 원석을 이용한 건물의 음이온 방출벽체.

Images