KR100796717B1 - 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인체에 유익한 원적외선과 음이온이 방출되고, 새집 증후군의 원인물질로 알려진 휘발성 유기화합물이나 실내의 나쁜 냄새가 흡착·제거될 수 있으며, 생활하기에 적합한 수준으로 습도가 조절되는 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법을 제공하는데 특징이 있다.

본 발명의 일 예에 따른 무기질 벽면재의 제조방법은, 입경이 1.2㎜ 이하가 되도록 선별한 시멘트, 석고, 규사, 질석, 점토, 백토를 적정한 부피비로 믹서에 투입하여 교반하되 수분을 가하면서 교반하는 혼합물 준비단계 : 혼합물을 일정시간 동안 숙성실에 적치하여 수분이 골고루 퍼지게 함으로써 점성을 갖게 하는 숙성단계 : 점성이 증가한 혼합물을 프레스성형기에 공급하여 성형하는 성형단계 : 성형단계에서 제조된 소지 양면에 수분을 공급하되 소지의 무게가 수분 공급 전보다 15-30% 증가하도록 조절하는 가수단계 ; 및 수분율(수분함량)이 조절된 소지를 양생실로 운반하여 양생하는 양생단계 : 를 포함하여 구성된다.

인조석, 타일, 벽면재, 음이온, 원적외선, 습도조절, 탈취, 새집 증후군

Description

건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법 {Manufacturing methods of tile or imitation stone}

도 1은 종래 인조석의 제조과정을 도시한 제조공정도.

도 2는 종래 타일의 제조과정을 도시한 제조공정도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무기질 벽면재의 제조과정을 나타낸 제조공정도.

본 발명은 점토, 백토, 규석(규사), 질석, 맥반석, 석고, 시멘트, 안료 등을 적정 부피비로 혼합한 후 프레스성형기로 압축·성형하여 무수히 많은 미세구멍을 가진 다공성 제품이 되도록 하되 제품의 크기가 줄어드는 소성(燒成)과정을 거치지 않음으로써 인체에 유익한 원적외선과 음이온이 다량 방출되고, 새집 증후군의 주요 원인물질로 알려진 휘발성 유기화합물이나 실내의 나쁜 냄새 등이 제품의 미세구멍을 통해 흡착·제거될 수 있으며, 실내 습도가 생활하기에 적합한 수준으로 조 절될 수 있도록 한 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법에 관한 것이다.

건축 외장재로 많이 이용되는 인조석은, 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 시멘트와 모래, 자갈(석분) 그리고 물이 적정 비율로 혼합된 모르타르를 고무 형틀에 부어 성형한 후 일정시간 동안 양생시켜 제조되는데, 대개는 천연석의 질감이나 색상 등이 인조석의 표면에 잘 표현될 수 있도록 고무 형틀의 내면에 흑운모 가루나 무기 안료 등이 도포된다. 그런데 이와 같이 수분함량이 높은 모르타르로 인조석을 제조할 경우, 생산량에 비례하여 고무 형틀의 사용개수(個數)가 증가하고, 이에 따라 많은 수의 형틀을 보관·적치하기 위한 넓은 공간이 요구되며, 형틀의 공정간 이동이나 제품 탈형에 많은 작업인원이 요구되는 단점이 있다.

상기 인조석과 더불어 건축 내·외장재로 많이 이용되는 타일은, 도 2에 나타나 있는 바와 같이 규석·장석 등의 분말에 점토를 혼합한 후 가수(加水)하여 반죽을 만들고, 이 반죽을 스프레이 드라이어로 건조시켜 파우더를 만든 후 파우더를 프레스성형기에 넣어 소지(素地)로 성형하여 초벌 구이(1차 소성)를 하고, 초벌구이가 된 제품 표면에 시유(施釉)한 다음 본 구이(2차 소성)를 하여 제조된다.

그런데 이러한 제조방법에 의하면 1200℃ 전후의 높은 온도에서 이루어지는 본 구이 과정 중에 제품이 수축하여 규격편차가 발생하는 단점이 있고, 다량의 타일을 동시에 소성할 때 소성로 내부의 통기 상태가 고르지 못하거나 부분적으로 온도차가 생길 경우 타일의 색상이 서로 다르게 되는 단점이 있다. 아울러, 유약 층이 형성된 자기질 또는 도기질 타일은 내구성이 우수한 대신 실내의 나쁜 냄새를 흡수·제거하는 흡수율이 매우 낮아 벽면이나 바닥면을 보기 좋게 장식한다는 장식기능 외에는 다른 작용이 없다.

본 발명은 상술한 종래 건축 내·외장재의 단점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 인체에 유익한 원적외선과 음이온이 다량 방출되고, 새집 증후군의 원인물질로 알려진 휘발성 유기화합물(ＶＯＣ)이나 실내의 나쁜 냄새가 흡착·제거될 수 있으며, 숯부작처럼 실내습도가 높을 때는 수분을 흡수하고 실내습도가 낮을 때는 머금고 있던 수분을 방출함으로써 습도가 적당히 조절될 수 있는 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법을 제공하는데 특징이 있다.

또한, 본 발명은 제품 성형에서 양생까지의 공정시간이 짧아 제품의 대량생산이 가능하고, 제품 규격과 색상이 균일하게 유지될 수 있는 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법을 제공하는데 특징이 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 미리 준비해 놓은 무기질 원료들을 믹서에 투입하여 균질 혼합물이 되도록 교반하는 혼합물 준비단계와: 상기 혼합물이 적당한 점성을 갖도록 숙성시키는 숙성단계와: 숙성된 혼합물을 일정 규격의 소지로 성형하는 성형단계와: 상기 성형단계 에서 제조된 소지의 양면에 수분을 공급하여 소지의 수분율을 증가시키는 가수(加水)단계와: 수분율이 조절된 소지를 일정시간 동안 양생하는 양생단계: 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. (청구항 1)

구체적으로 A) 혼합물 준비단계 에서는 평균입경이 1.2㎜ 이하가 되도록 각각의 원료를 롤 크러셔(roll crusher)나 플래트 밀로 분쇄한 후 체(sieve)로 쳐서 선별한 시멘트 20-40%, 석고 20-40%, 규사 10-30%, 질석 5-10%, 점토 10-60%, 백토 10-60%를 상기의 부피비로 믹서에 투입하여 교반하되 상기 믹서로부터 배출되는 혼합물의 무게가 상기 믹서 내에 투입되는 각 원료의 무게 총량보다 3-8% 증가하도록 수분을 가하면서 교반한다. 원료끼리의 고른 혼합과 믹서의 내구성 및 운전비용 등을 고려하여 믹서의 회전수는 15-25ｒｐｍ으로 유지하고, 교반시간은 10분 내외로 하는 것이 바람직하다.

B) 숙성단계 에서는 내부온도가 10-35℃로 유지되는 숙성실 내에 상기 혼합물을 2-3시간 적치하여 수분이 골고루 퍼지게 함으로써 상기 혼합물이 프레스성형 또는 압출성형을 하기에 적합한 점성을 갖도록 숙성시킨다. 숙성시간이 2시간 미만인 때에도 충분한 점성을 갖는 경우가 더러 있었지만 대체로 숙성시간이 짧을수록 점성이 낮고 수분이 균일하게 퍼지지 않아 후속공정(성형단계)에서의 불량률이 높았고, 3시간 이후에는 혼합물의 점성이 더 이상 증가하지 않아 의미가 없었다.

본 발명자가 몇 차례 시험한 바에 의하면 약 2시간 동안 숙성시키는 것이 바 람직하였다.

C) 성형단계 에서는 상기 숙성단계에서 점성이 증가한 혼합물을 200-400㎏/㎠의 토출압으로 작동하는 프레스성형기에 공급하여 정 규격 또는 부정 규격의 소지(素地)로 성형한다. 여기서, 소지의 성형 두께는 특별히 제한할 필요가 없지만 벽면과의 시공성이나 제품 내구성 등을 고려할 때 8-15㎜가 적당하다.

또한, 내면에 특정 문양이 형성된 스틸 금형을 프레스성형기에 얹어 작업할 경우, 소지 표면에 기하문양이나 전통문양 등을 형성할 수 있어 바람직하다.

D) 가수단계 에서는 상기 성형단계에서 제조된 소지의 상·하면에 수분을 공급하되 가수 후의 소지(素地) 무게가 가수(加水) 전보다 15-30% 증가하도록 수분율을 조절한다. 예컨대, 양측 단부가 지지될 수 있도록 적당한 간격을 두고 설치한 2대의 Ｖ벨트 컨베이어에 소지(素地)를 얹어 저속으로 이송하고, 이 과정에서 스프레이어로 소지의 상·하면에 물을 분무하는 것이다.

E) 양생단계 에서는 상기 가수단계에서 무게 증가의 형태로 수분율이 조절된 소지를 양생실로 운반하여 양생한다.

또한, 본 발명에 의한 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 양생단계가 완료된 후, 소지 표면에 유약을 도포하 는 F) 시유( 施釉 )단계 가 추가로 실시되는 것이 바람직하다. (청구항 2)

상기 유약은 색소를 포함할 수 있다. 또한, 시유가 끝난 후에는 약 5-30분간 자연건조를 하여 소지 표면에 유약 층이 형성되도록 할 필요가 있는데, 이때 형성되는 유약 층의 두께에 대해서는 제한을 둘 필요가 없다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 혼합물 준비단계에서, 색상부여를 위한 안료가 상기 혼합물의 전체 부피에 대해 0.3-0.8%의 비율로 투입될 수 있다. (청구항 3)

이 경우, 소지의 표면에 유약을 도포하지 않아도 된다.

또한, 본 발명에 따른 무기질 벽면재의 제조방법은 상기 혼합물 준비단계에서, 원적외선과 음이온을 방출할 수 있는 기능성 물질이 혼합물의 전체 부피에 대해 5-20%의 비율로 추가 투입되는 것을 특징으로 한다. (청구항 4)

상기 기능성 물질로는 맥반석이나 토르말린 또는 그 외 원적외선과 음이온이 방출되는 것으로 알려진 다양한 물질이 이용될 수 있다. 아울러, 이러한 기능성 물질은 단독으로 사용되거나 여러 종류가 복합적으로 혼합되어 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 스프레이어를 통해 50-70℃의 온수(溫水)가 상기 가수단계에서 소지의 표면에 뿌려질 수 있다. (청구항 5)

이와 같이 가수단계에서 온수를 이용할 경우, 시멘트와 석고를 포함하고 있는 소지가 온수의 열로 인해 더욱 빨리 양생될뿐만 아니라 수분율의 조절도 더욱 빨리 이루어질 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 양생단계는 내부온도가 40-70℃로 유지되는 양생실 내에 9-15시간 동안 소지를 적치해 두는 형태로 진행될 수 있다. (청구항 6)

공정시간을 단축하기 위해서라면 스팀 양생도 가능하지만, 본 발명자가 여러 차례 시험제작한 바에 따르면 상기 조건 하에서 양생하는 것이 바람직하였다.

따라서 본 발명의 제조방법에 따라 제작된 무기질 벽면재에 의하면, 수분이 가해진 분말 형태의 혼합물에 높은 압력을 가하여 소정 형상의 소지로 성형하긴 하되 타일 제조시와 같이 소성을 하지는 않으므로 완제품의 규격에 편차가 발생하는 일이 없으며, 유약이 도포된 경우에도 완제품의 색상이 균일하게 표현된다.

또한, 프레스성형기로 찍어낸 소지 내부에는 많은 미세구멍이 존재하므로 흡수력이 매우 크다. 그 결과, 새집 증후군의 원인물질로 알려진 휘발성 유기화합물(ＶＯＣ)이나 실내의 나쁜 냄새가 미세구멍을 통해 흡착·제거될 수 있다.

또한, 숯부작처럼 실내습도가 높을 때는 미세구멍이 수분을 흡수하고 반대로 실내습도가 낮을 때는 스며있던 수분이 방출됨으로써 습도조절이 가능하다.

또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제작된 무기질 벽면재에는 맥반석 등의 기능성 물질이 포함되어 있으므로, 인체에 유익한 원적외선이나 음이온 등이 실내로 다량 방출될 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 제조방법에 의하면, 무수히 많은 미세구멍을 가진 다공(porous) 구조의 무기질 벽면재가 매우 효과적으로 대량 생산이 될 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제작된 무기질 벽면재에 의하면, 새집 증후군의 원인물질로 알려진 휘발성 유기화합물이나 나쁜 냄새가 미세구멍을 통해 흡착·제거될 수 있고, 실내습도도 조절이 가능하다.

또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제작된 무기질 벽면재에는 맥반석과 같은 기능성 물질이 포함되어 있으므로 인체에 유익한 원적외선이나 음이온 등이 실내로 방출되어 건강증진에 일조할 수 있다.

Claims (6)

1. 각 원료의 평균입경이 1.2㎜ 이하가 되도록 선별한 시멘트 20-40%, 석고 20-40%, 규사 10-30%, 질석 5-10%, 점토 10-35%, 백토 10-35%를 상기의 비율(부피 비율)대로 믹서에 투입하여 교반하되, 상기 믹서에 투입된 각 원료의 무게 총량이 가수(加水) 후에 3-8% 증가하도록 수분을 가하면서 교반하는 혼합물 준비단계 :

   상기 혼합물 준비단계에서 마련된 혼합물을 내부온도가 10-35℃로 유지되는 숙성실에 적치하여 2-3시간 숙성함으로써 상기 혼합물이 성형하기에 적합한 점성을 갖도록 하는 숙성단계 :

   상기 숙성단계에서 점성이 증가한 혼합물을 200-400㎏/㎠의 토출압으로 작동하는 프레스성형기에 공급하여 소지(素地)로 성형하는 성형단계 :

   상기 성형단계에서 제조된 소지의 상·하면에 수분을 공급하되, 가수 후의 소지(素地) 무게가 가수(加水) 전보다 15-30% 증가하도록 조절하는 가수단계 ; 및

   상기 가수단계에서 무게 증가의 형태로 수분율이 조절된 소지를 양생실로 운반하여 양생하는 양생단계 :

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 양생단계 이후에,

   소지의 표면에 유약을 도포하는 시유( 施釉 )단계 가 추가로 실시되는 것을 특징으로 하는 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 혼합물 준비단계에서,

   색상부여를 위한 안료가 혼합물의 전체 부피에 대해 0.3-0.8%의 비율로 추가 투입되는 것을 특징으로 하는 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 혼합물 준비단계에서,

   원적외선과 음이온을 방출할 수 있는 기능성 물질이 혼합물의 전체 부피에 대해 5-20%의 비율로 추가 투입되는 것을 특징으로 하는 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 가수단계에서 공급되는 수분의 온도는 50-70℃인 것을 특징으로 하는 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 양생단계는

   내부온도가 40-70℃로 유지되는 양생실 내에 9-15시간 동안 소지를 적치해 두는 것을 특징으로 하는 건축 내·외장용 무기질 벽면재의 제조방법.

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