KR100801555B1 - 건축물 마감용 보드 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

건축물의 내부 벽면의 마감 처리에 사용되는 건축물 마감용 보드 및 그 제조 방법이 개시된다. 이를 위하여, 견운모 분말, 귀양석 분말, 물을 일정한 조건에서 혼합 교반하여 제1 액상 겔을 형성한 후, 상기 제1 액상 겔에 항균제 분말, 제올라이트 분말, 양파껍질 분말을 일정한 조건에서 혼합 교반하여 제2 액상 겔을 형성한 후, 상기 제2 액상 겔에 은 나노 콜로이드, 솔잎 추출물, 증점제를 일정한 조건에서 혼합 교반하여 제3 액상 겔을 형성한 후, 상기 제3 액상 겔에 금속산화물 졸을 일정한 조건에서 혼합 교반하여 제4 액상 겔을 형성한 후, 상기 제4 액상 겔을 상온으로 급랭하고 판상 형틀에 주형하고 열처리하여 제조되는 건축물 마감용 보드 및 그 제조 방법이 제공된다. 위에서 기재한 방법으로 제조되는 건축물 마감용 보드는 시멘트로부터 발산되는 유해물질의 차단 기능이 탁월하며, 휘발성 유기화합물을 방출하지 않으며, 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방출하며, 유해가스 탈취, 항균, 결로 억제 기능이 탁월하다는 효과를 지니고 있다.

Description

건축물 마감용 보드 및 그 제조 방법{BOARD FOR WALL FINISHING AND METHOD OF PREPARING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 건축물 마감용 보드의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 건축물 마감용 보드의 탈취 실험 결과를 비교한 그래프
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 건축물 마감용 보드의 원적외선 방사율 측정 결과를 비교한 그래프
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 건축물 마감용 보드의 방사에너지 측정 결과를 비교한 그래프
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 보드 제조용 액상 겔의 균주 배양 사진
도 6은 종래의 건축물 마감재의 균주 배양 사진
본 발명은 건축물의 내부 벽면의 마감 처리에 사용되는 건축물 마감용 보드 및 그 제조 방법 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접착과 관련된 물성이 탁월하 며, 휘발성 유기화합물을 방출하지 않으며, 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방출하며, 유해가스 탈취, 항균, 결로 억제 기능이 탁월한 건축물 마감용 보드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
건축물을 건축하기 위하여 콘크리트를 타설하여 내부 벽체를 설치하고, 상기 내부 벽체의 벽면을 콘크리트 재질의 보드로 마감 처리한다.
상기와 같이, 콘크리트벽의 표면을 콘크리트 재질의 보드로 마감 처리하면 상기 콘크리트에 포함된 시멘트에서 지속적으로 발산되는 각종 유해물질이 거주자에게 나쁜 영향을 미치는 새집증후군을 유발시킨다.
종래에는, 주로 이러한 새집증후군을 예방하기 위하여 거주자가 입주하기 전에 장시간 창문을 완전 개방한 상태로 실내를 고온으로 난방하고(bake out), 이러한 난방 과정을 여러 차례 반복적으로 실시하여 시멘트에서 발산되는 각종 유해물질을 기화시켜서 제거하였다.
그러나, 이러한 실내 난방 방법에 의해서도 시멘트에서 발산되는 각종 유해물질이 완전히 제거되지 않기 때문에 거주자가 입주한 후에도 매우 장기간동안 각종 유해물질이 발산되어 거주자의 건강에 악영향을 미친다. 또한, 실제적으로 실내 난방을 여러 차례 실시하는 것이 대단히 번거롭고, 난방에 에너지를 대량 소비한다는 문제점이 있다.
이에 따라서, 시멘트에서 발산되는 각종 유해물질의 발산을 방지하거나 억제하기 위하여 벽면을 마감 처리하는 마감용 보드의 연구개발이 진행되었다.
예를 들면, 대한민국 등록실용신안공보 제 20-0363676 호(2004. 10. 06. 등 록)에서는 산화마그네슘, 칼슘, 염화마그네슘, 규산 등의 무기질로 이루어진 본체와, 상기 본체의 외면에 형성되는 난연성 외피로 구성되는 건축내장재용 보드 및 마감재가 개시되어 있다.
이러한 건축내장재용 보드 및 마감재는 시멘트로부터 발산되는 유해물질을 어느 정도 차단 가능하고 내구성이 우수하다는 특성을 지니고 있다. 그러나, 무기질 재질로 구성되어 인체에 유익한 원적외선, 음이온이 전혀 방출되지 않고, 탈취 기능이나 결로 방지 기능이 전무하다는 문제점이 있다.
또한, 대한민국 등록실용신안공보 제 20-0400150 호(2005. 11. 02. 공고)에서는 산화마그네슘 보드, CRC 보드, 규산칼슘 보드, 석고보드를 접착하여 구성되는 건축용 루바 내장판넬이 개시되어 있다.
이러한 건축용 루바 내장판넬은 시멘트로부터 발산되는 유해물질을 어느 정도 차단 가능하고, 내화성, 단열성, 방음성이 우수하다는 특성을 지니고 있다. 그러나, 무기질 재질로 구성되어 인체에 유익한 원적외선, 음이온이 전혀 방출되지 않고, 탈취 기능이나 결로 방지 기능이 전무하고, 특히 각 보드를 접착하는데 사용되는 접착제로부터 휘발성 유기화합물이 방출된다는 문제점이 있다.
또한, 대한민국 등록실용신안공보 제 20-0400140 호(2005. 11. 04. 공고)에서는 자연목을 슬라이스한 원목박피를 몰딩 조성물에 적층하고 가열 압착하여 일체로 제조한 자연질감을 갖는 건축용 내장판넬이 개시되어 있다.
이러한 건축용 내장판넬은 천연 나무 질감을 느낄 수 있으나, 시멘트로부터 발산되는 유해물질의 차단 기능이 불충분하고, 원적외선, 음이온이 전혀 방출되지 않으며, 화재에 취약하다는 문제점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제 10-0626716 호(2006. 09. 22. 공고)에서는 황토에 코코넛파이버를 혼합하여 이루어진 판재의 일 측면에 목초액이 함침된 망사메시를 매입하고, 한지를 합지하여 구성되는 건축용 내장패널이 개시되어 있다.
이러한, 건축용 내장패널은 시멘트로부터 발산되는 유해물질을 어느 정도 차단할 수는 있지만, 제조 과정이 복잡하고 이에 따른 제조원가가 상승하며, 황토와 코코넛파이버를 주성분으로 제조되어 내장패널의 내구성이 불충분하다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 천연광석물과 기타 재료를 겔화 및 주형하여 제조되어 시멘트로부터 발산되는 유해물질의 차단 기능이 탁월하며, 휘발성 유기화합물을 방출하지 않으며, 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방출하며, 유해가스 탈취, 항균, 결로 억제 기능이 탁월한 건축물 마감용 보드를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 천연광석물인 견운모, 귀양석과 기타 재료들을 4 단계로 혼합하여 겔화하고, 겔화된 액상 겔을 주형하여 제조되어 시멘트로부터 발산되는 유해물질의 차단 기능이 탁월하며, 휘발성 유기화합물을 방출하지 않으며, 음이온과 원적외선을 방출하며, 유해가스 탈취, 항균, 결로 억제 기능이 탁월한 건축물 마감용 보드의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의 한 건축물 마감용 보드는 견운모 분말 35 내지 45 중량부, 귀양석 분말 35 내지 45 중량부, 항균제 분말 5 내지 7 중량부, 제올라이트 분말 5 내지 7 중량부, 양파껍질 분말 5 내지 7 중량부, 은 나노 콜로이드 2 내지 4 중량부, 솔잎 추출물 2 내지 4 중량부, 증점제 2 내지 4 중량부, 및 금속산화물 졸 5 중량부가 포함된다.
또한, 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 건축물 마감용 보드의 제조 방법은 용매인 물 100 중량부를 기준으로 325 내지 1000 메쉬의 견운모 분말 35 내지 45 중량부, 325 내지 1000 메쉬의 귀양석 분말 35 내지 45 중량부를 혼합하여 천연광석물 혼합물을 형성하는 단계; 상기 천연광석물 혼합물을 60 내지 70 분간 교반하여 제1 액상 겔을 형성하는 단계; 상기 제1 액상 겔에 상기 용매인 물 100 중량부를 기준으로 항균제 분말 5 내지 7 중량부, 제올라이트 분말 5 내지 7 중량부, 및 양파껍질 분말 5 내지 7 중량부를 혼합하여 제1 겔 조성물을 형성하는 단계; 상기 제1 겔 조성물을 30 내지 40 분간 교반하여 제2 액상 겔을 형성하는 단계; 상기 제2 액상 겔에 상기 용매인 물 100 중량부를 기준으로 은 나노 콜로이드 2 내지 4 중량부, 솔잎 추출물 2 내지 4 중량부, 및 증점제 2 내지 4 중량부를 혼합하여 제2 겔 조성물을 형성하는 단계; 상기 제2 겔 조성물을 30 내지 40 분간 교반하여 제3 액상 겔을 형성하는 단계; 상기 제3 액상 겔에 상기 용매인 물 100 중량부를 기준으로 금속산화물 졸 5 중량부를 혼합하여 제3 겔 조성물을 형성하는 단계; 상기 제3 겔 조성물을 60 내지 70 분간 교반하여 제4 액상 겔을 형성하는 단계; 상기 제4 액상 겔을 상온으로 급랭하는 단계; 상기 급랭된 액상 겔을 판상 형틀에 주형하는 단계; 및 상기 주형된 액상 겔을 60 내지 120 분 간 열처리하는 단계가 포함된다.
상기와 같이 제조되는 건축물 마감용 보드는 시멘트로부터 발산되는 유해물질의 차단 기능이 탁월하며, 휘발성 유기화합물을 방출하지 않으며, 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 다량으로 방출하며, 유해가스 탈취, 항균, 결로 억제 기능이 탁월하다.
본 발명의 건축물 마감용 보드에 대한 일 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한 건축물 마감용 보드는 견운모 분말 35 내지 45 중량부, 귀양석 분말 35 내지 45 중량부, 항균제 분말 5 내지 7 중량부, 제올라이트 분말 5 내지 7 중량부, 양파껍질 분말 5 내지 7 중량부, 은 나노 콜로이드 2 내지 4 중량부, 솔잎 추출물 2 내지 4 중량부, 증점제 2 내지 4 중량부, 및 금속산화물 졸 5 중량부가 포함되어 구성된다.
본 발명의 건축물 마감용 보드의 주원료인 견운모는 인체의 혈액 순환을 촉진하고 세포활성을 활성화하는 원적외선을 90% 이상 방출하는 물질로서, 강력한 음이온을 발산하여 각종 유해 물질을 흡착하는 기능을 지닌다.
또한, 귀양석(kiyoseki)은 장석계 중에서 음이온이 가장 많이 방출(24.140 ed/cc.sec)하는 물질로서 상온인 25 ℃에서 원적외선을 최고로 방출(96 %)하는 물질이다. 이러한 귀양석은 높은 계면활성 효과를 나타내고 혈류량을 4.9 % 증가시키는 반면, 혈류속도는 7.2% 감소시키는 광석물이다.
본 발명에서는 이러한 견운모, 귀양석을 바인더로서 사용하여 천연광석물 혼합물을 형성하고, 상기 천연광석물 혼합물을 겔화하고 고형화하여 견운모, 귀양석 을 주원료로 하는 건축물 마감용 보드를 제조한다.
용매에 혼합되는 견운모 분말과 귀양석 분말의 평균 입도가 325 메쉬 미만이면 천연광석물 혼합물이 제대로 겔화되지 않으며, 견운모 분말과 귀양석 분말의 평균 입도가 1000 메쉬를 초과하면 견운모 분말과 귀양석 분말의 분쇄 비용에 대비하여 천연광석물 혼합물로부터 제조되는 건축물 마감용 보드의 물성이 더 이상 향상되지 않는다.
또한, 건축물 마감용 보드에 포함되는 견운모 분말과 귀양석 분말의 함량이 각각 35 중량부 미만이면 천연광석물 혼합물로부터 제조되는 건축물 마감용 보드의 접착 성능이 저하되고, 견운모 분말과 귀양석 분말의 함량이 각각 45 중량부를 초과하면 상기 천연광석물 혼합물이 과잉 겔화되어 다음 단계의 겔화를 진행시킬 수 없다.
건축물 마감용 보드에 항균력을 제공하기 위하여 항균제 분말이 포함되는데, 상기 항균제 분말의 5 중량부 미만이면 제2 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 항균력이 저하되고, 항균제 분말의 함량이 7 중량부를 초과하면 제1 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 기계적 물성이 저하된다.
또한, 제올라이트는 알칼리 및 알칼리토금속의 규산알루미늄 수화물(水化物)로서, 일반적으로 무색투명하거나 백색 반투명하며, 결정구조적으로 원자 사이의 결합이 느슨하여, 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격이 그대로 유지되므로 미립물질을 용이하게 흡착할 수 있다. 이러한 성질을 이용하여 제올라이트는 흡착제, 양이온 교환수지, 경수의 연수화, 크기가 다른 미립물질을 선택적 으로 분리하는 분자체(分子篩), 건조제 등의 분야에 응용되며, 최근에는 석유화학공업의 촉매, 시멘트의 활성 첨가제 등과 같은 다양한 용도로 광범위하게 사용되고 있다.
건축물 마감용 보드에 포함되는 제올라이트 분말의 함량이 5 중량부 미만이면 건축물 마감용 보드의 흡착 및 탈취 기능이 저하되고, 제올라이트 분말의 함량이 7 중량부를 초과하면 제올라이트의 과다사용으로 인한 낭비가 발생하게 된다.
또한, 양파껍질은 강력한 살균 및 곰팡이 억제 기능을 가지고 있는 알리신(allicin)을 포함하여 천연식품류 중에서 곰팡이 억제 효과가 가장 탁월하므로 건축물 마감용 보드에 곰팡이 억제 기능을 부여하는 한편, 화학적인 곰팡이 억제제의 필요성을 저감시킨다.
건축물 마감용 보드에 혼합되는 양파껍질의 함량이 5 중량부 미만이면 양파껍질의 살균 및 곰팡이 억제 기능이 저하되어 건축물 마감용 보드가 변질되기 쉽고, 양파껍질의 함량이 7 중량부를 초과하면 제1 액상 겔의 농도가 증가되기 때문에 교반이 곤란하게 된다.
또한, 은 나노 콜로이드는 은을 나노 분쇄하여 미세 은 분말을 형성하고, 상기 미세 은 분말을 알칼리 암모니아수인 콜로이드 용액에 용해하여 콜로이드화시켜서 제조되는 것이다. 이러한 은 나노 콜로이드는 콜로이드화된 미세 은 분말에 의하여 항균력이 매우 탁월하다는 특성을 지니고 있다. 특히, 은 나노 콜로이드는 접착력이 매우 강력하기 때문에, 오랜 시일이 경과해도 상기 건축물 마감용 보드로부터 은 나노 콜로이드가 탈리되지 않는다.
건축물 마감용 보드에 포함되는 은 나노 콜로이드의 함량이 2 중량부 미만이면 제2 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 항균력이 저하되고, 은 나노 콜로이드의 함량이 4 중량부를 초과하면 제2 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 제조 원가가 증대된다.
또한, 솔잎은 테르펜 계통의 피톤치드가 풍부하여 그 자체로서 음이온과 솔향을 발생하고, 비타민이 풍부하게 함유되어 있는 재료이다. 본 발명에서는 솔잎을 분쇄하고 여과하여 회수되는 액상 성분인 솔잎 추출물을 사용한다.
건축물 마감용 보드에 포함되는 솔잎 추출물의 함량이 2 중량부 미만이면 제2 액상 겔로부터 형성되는 겔 조성물의 솔향이 충분히 발생하지 않고, 솔잎 추출물의 함량이 4 중량부를 초과하면 제2 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 기계적 물성이 저하된다.
또한, 증점제는 고구마 전분, 옥수수 전분으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전분으로서, 제2 액상 겔의 겔화를 촉진하고 점성을 증가시킨다.
건축물 마감용 보드에 포함되는 증점제의 함량이 2 중량부 미만이면 제2 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 기계적 물성이 저하되고, 증점제의 함량이 4 중량부를 초과하면 제2 액상 겔의 점도가 필요 이상으로 증가되어 교반이 곤란하게 된다.
또한, 금속산화물 졸은 산화아연, 이산화티타늄, 산화알루미늄 등과 같은 금속산화물을 약산에 용해하여 졸 형태로 구성된 것으로서, 이러한 금속산화물 졸은 건축물 마감용 보드에 색상을 제공하고, 기계적 물성을 향상시킨다.
상기에서 기술된 조성 성분과 함량으로 이루어지는 본 발명의 건축물 마감용 보드가 구성된다. 상기와 같이 구성된 건축물 마감용 보드는 유기용매가 포함되지 않아서 휘발성 유기화합물을 방출하지 않는다.
본 발명의 건축물 마감용 보드의 제조 방법의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 건축물 마감용 보드의 제조 방법의 순서를 도시한 것이다.
용매인 물에 주원료인 귀양석 분말, 견운모 분말과 각종 부원료를 동시에 혼합되어 겔화된다면, 혼합물이 일정한 단계까지만 겔화된 후에 더 이상 겔화되지 않는 현상이 발생하기 때문에, 이러한 현상을 방지하기 위하여 본 발명에서는 용매인 물에 주원료인 귀양석 분말, 견운모 분말과 각종 부원료가 4 단계에 걸쳐서 순차적으로 혼합되고 65 내지 80 ℃에서 겔화시킴으로써 건축물 마감용 보드를 구성하는 것이다.
도 1을 참조하면, 용매인 물 100 중량부를 기준으로 325 내지 1000 메쉬의 견운모 분말 35 내지 45 중량부, 325 내지 1000 메쉬의 귀양석 분말 35 내지 45 중량부를 혼합하여 천연광석물 혼합물을 형성한다(단계 S110).
천연광석물 혼합물에 포함되는 견운모는 인체의 혈액 순환을 촉진하고 세포활성을 활성화하는 원적외선을 90% 이상 방출하는 물질로서, 강력한 음이온을 발산하여 각종 유해 물질을 흡착하는 기능을 지닌다.
또한, 귀양석은 장석계 중에서 음이온이 가장 많이 방출하는 물질로서 상온 에서 원적외선을 최고로 방출하는 물질이다. 이러한 귀양석은 계면활성 효과가 우수하고 혈류량을 4.9 % 증가시키는 반면, 혈류속도는 7.2% 감소시키는 광석물이다.
용매인 물에 혼합되는 견운모 분말과 귀양석 분말의 평균 입도가 325 메쉬 미만이면 천연광석물 혼합물이 제대로 겔화되지 않으며, 견운모 분말과 귀양석 분말의 평균 입도가 1000 메쉬를 초과하면 견운모 분말과 귀양석 분말의 분쇄 비용에 대비하여 천연광석물 혼합물로부터 제조되는 건축물 마감용 보드의 물성이 더 이상 향상되지 않는다.
또한, 용매인 물 100 중량부에 혼합되는 견운모 분말과 귀양석 분말의 함량이 각각 35 중량부 미만이면 건축물 마감용 보드의 접착 성능이 저하되고, 견운모 분말과 귀양석 분말의 함량이 각각 45 중량부를 초과하면 상기 천연광석물 혼합물이 과잉 겔화되어 다음 단계의 겔화를 진행할 수 없게 된다.
또한, 천연광석물 혼합물의 교반 시간이 60 분 미만이면 상기 혼합물이 제대로 겔화되지 않으며, 천연광석물 혼합물의 교반 시간이 70 분을 초과하면 상기 혼합물이 경화되거나 과잉 겔화되어 다음 단계의 겔화를 진행 시킬 수 없게 된다.
상기 천연광석물 혼합물을 60 내지 70 분간 교반하여 제1 액상 겔을 형성한다(단계 S120).
즉, 단계 S110에서 형성된 천연광석물 혼합물을 65 내지 80 ℃에서 60 내지 70 분간 교반하여 1차 겔화시킴으로써 제1 액상 겔을 형성한다.
1차 겔화 온도가 65 ℃ 미만이면 천연광석물 혼합물이 제대로 겔화되지 않으며, 1차 겔화 온도가 80 ℃를 초과하면 천연광석물 혼합물이 일정한 단계까지만 급 속하게 겔화된 후에 더 이상 겔화되지 않는다.
또한, 천연광석물 혼합물의 교반 시간이 60 분 미만이면 상기 혼합물이 제대로 겔화되지 않으며, 천연광석물 혼합물의 교반 시간이 70 분을 초과하면 상기 혼합물이 경화되거나 과잉 겔화되어 다음 단계의 겔화를 진행시킬 수 없게 된다.
상기 제1 액상 겔에 상기 용매인 물 100 중량부를 기준으로 항균제 분말 5 내지 7 중량부, 제올라이트 분말 5 내지 7 중량부, 및 양파껍질 분말 5 내지 7 중량부를 혼합하여 제1 겔 조성물을 형성한다(단계 S130).
제1 액상 겔에 혼합되는 항균제 분말의 함량이 5 중량부 미만이면 제2 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 항균력이 저하되고, 항균제 분말의 함량이 7 중량부를 초과하면 제1 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 기계적 물성이 저하된다.
또한, 제1 액상 겔에 혼합되는 제올라이트는 알칼리 및 알칼리토금속의 규산알루미늄 수화물(水化物)로서, 무색투명하거나 백색 반투명하며, 결정구조적으로 원자 사이의 결합이 느슨하여, 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격이 그대로 유지되므로 미립물질을 용이하게 흡착할 수 있다.
제1 액상 겔에 혼합되는 제올라이트 분말의 함량이 5 중량부 미만이면 건축물 마감용 보드의 흡착 및 탈취 기능이 저하되고, 제올라이트 분말의 함량이 7 중량부를 초과하면 제올라이트의 과다사용으로 인한 낭비가 발생하게 된다.
또한, 양파껍질은 강력한 살균 및 곰팡이 억제 기능을 가지고 있는 알리신을 포함하여 곰팡이 억제 효과가 가장 탁월하므로 건축물 마감용 보드에 곰팡이 억제 기능을 부여한다.
제1 액상 겔에 혼합되는 양파껍질의 함량이 5 중량부 미만이면 양파껍질의 살균 및 곰팡이 억제 기능이 저하되어 건축물 마감용 보드가 변질되기 쉽고, 양파껍질의 함량이 7 중량부를 초과하면 제1 겔 조성물의 농도가 증가되기 때문에 교반이 곤란하게 된다.
상기 제1 겔 조성물을 30 내지 40 분간 교반하여 제2 액상 겔을 형성한다(단계 S140).
즉, 단계 S130에서 형성된 제1 겔 조성물을 65 내지 80 ℃에서 30 내지 40 분간 교반하여 2차 겔화시킴으로써 제2 액상 겔을 형성한다.
2차 겔화 온도가 65 ℃ 미만이면 제1 겔 조성물이 제대로 겔화되지 않으며, 2차 겔화 온도가 80 ℃를 초과하면 제1 겔 조성물이 일정한 단계까지만 급속하게 겔화된 후에 더 이상 겔화되지 않는다.
또한, 제1 겔 조성물의 교반 시간이 30 분 미만이면 상기 제1 액상 겔이 제대로 겔화되지 않으며, 제1 액상 겔의 교반 시간이 40 분을 초과하면 상기 제1 액상 겔이 경화되거나 과잉 겔화되어 다음 단계의 겔화를 진행시킬 수 없게 된다.
상기 제2 액상 겔 85 중량부에 상기 용매인 물 100 중량부를 기준으로 은 나노 콜로이드 2 내지 4 중량부, 솔잎 추출물 2 내지 4 중량부, 및 증점제 2 내지 4 중량부를 혼합하여 제2 겔 조성물을 형성한다(단계 S150).
은 나노 콜로이드는 은을 나노 분쇄하여 미세 은 분말을 형성하고, 상기 미세 은 분말을 알칼리 암모니아수인 콜로이드 용액에 용해하여 콜로이드화시켜서 제 조된다. 이러한 은 나노 콜로이드는 콜로이드화된 미세 은 분말에 의하여 매우 탁월한 항균력을 지니고 있다. 특히, 은 나노 콜로이드는 접착력이 매우 강력하기 때문에, 오랜 시일이 경과해도 건축물 마감용 보드로부터 은 나노 콜로이드가 탈리되지 않는다.
제2 액상 겔에 혼합되는 은 나노 콜로이드의 함량이 2 중량부 미만이면 제2 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 항균력이 저하되고, 은 나노 콜로이드의 함량이 4 중량부를 초과하면 상기 제2 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 제조 원가가 증대된다.
또한, 솔잎은 테르펜 계통의 피톤치드가 풍부하여 그 자체로서 음이온과 솔향을 발생하고, 비타민이 풍부하게 함유되어 있다. 본 발명에서는 솔잎을 분쇄하고 여과하여 회수되는 액상 성분인 솔잎 추출물을 사용한다.
제2 액상 겔에 혼합되는 솔잎 추출물의 함량이 2 중량부 미만이면 제2 액상 겔로부터 형성되는 겔 조성물의 솔향이 충분히 발생하지 않고, 솔잎 추출물의 함량이 4 중량부를 초과하면 상기 제2 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 기계적 물성이 저하된다.
또한, 증점제는 고구마 전분, 옥수수 전분으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전분으로서, 제2 액상 겔의 겔화를 촉진하고 점성을 증가시킨다.
제2 액상 겔에 혼합되는 증점제의 함량이 2 중량부 미만이면 제2 액상 겔로부터 형성되는 건축물 마감용 보드의 기계적 물성이 저하되고, 증점제의 함량이 4 중량부를 초과하면 제2 액상 겔의 점도가 필요 이상으로 증가되어 교반이 곤란하게 된다.
상기 제2 겔 조성물을 30 내지 40 분간 교반하여 제3 액상 겔을 형성한다(단계 S160).
즉, 단계 S150에서 형성된 제2 겔 조성물을 65 내지 80 ℃에서 30 내지 40 분간 교반하여 3차 겔화시킴으로써 제3 액상 겔을 형성한다.
3차 겔화 온도가 65 ℃ 미만이면 제2 겔 조성물이 제대로 겔화되지 않으며, 3차 겔화 온도가 80 ℃를 초과하면 제2 겔 조성물이 일정한 단계까지만 급속하게 겔화된 후에 더 이상 겔화되지 않는다.
또한, 제2 겔 조성물의 교반 시간이 30 분 미만이면 상기 제2 겔 조성물이 제대로 겔화되지 않으며, 교반 시간이 40 분을 초과하면 상기 제2 겔 조성물이 경화되거나 과잉 겔화되어 다음 단계의 겔화를 시킬 수 없게 된다.
상기 제3 액상 겔 95 중량부에 금속산화물 졸 5 중량부를 혼합하여 제3 겔 조성물을 형성한다(단계 S170).
제3 액상 겔 95 중량부에 상기 용매인 물 100 중량부를 기준으로 금속산화물 졸 5 중량부를 혼합하고 65 내지 80 ℃에서 60 내지 70 분간 교반하여 제4 액상 겔을 형성한다.
제3 액상 겔에 혼합되는 금속산화물 졸은 산화아연, 이산화티타늄, 산화알루미늄 등과 같은 금속산화물을 약산에 용해하여 졸 형태로 구성된 것으로서, 이러한 금속산화물 졸은 건축물 마감용 보드에 색상을 제공하고, 기계적 물성을 향상시킨다.
상기 제3 겔 조성물을 60 내지 70 분간 교반하여 제4 액상 겔을 형성한다(단계 S180).
즉, 단계 S170에서 형성된 제3 겔 조성물을 65 내지 80 ℃에서 60 내지 70 분간 교반하여 4차 겔화시킴으로써 제4 액상 겔을 형성한다.
4차 겔화 온도가 65 ℃ 미만이면 제3 겔 조성물이 제대로 겔화되지 않으며, 4차 겔화 온도가 80 ℃를 초과하면 제3 겔 조성물이 일정한 단계까지만 급속하게 겔화된 후에 더 이상 겔화되지 않는다.
또한, 제3 액상 겔의 교반 시간이 60 분 미만이면 상기 제3 액상 겔이 제대로 겔화되지 않으며, 교반 시간이 70 분을 초과하면 상기 제3 액상 겔이 경화되어 건축물 마감용 보드로서 사용할 수 없게 된다.
상기 제4 액상 겔을 상온으로 급랭한다(단계 S190).
상기 급랭된 액상 겔을 판상 형틀에 주형한다(단계 S200).
상기 주형된 액상 겔을 60 내지 120 분간 열처리한다(단계 S210).
구체적으로, 주형된 액상 겔을 100 내지 150 ℃에서 60 내지 120 분간 열처리함으로써 보드로 고형화시킨다.
이러한 열처리 단계에서 형틀에 주형된 액상 겔에 포함된 용매를 포함한 수분이 완전히 증발되어 고형화된 보드가 구성되는 것이다.
액상 겔의 열처리 온도가 100 ℃ 미만이면 상기 액상 겔이 제대로 고형화되지 않으며, 열처리 온도가 150 ℃를 초과하면 상기 액상 겔이 변성될 수 있다.
또한, 액상 겔의 열처리 시간이 60 분 미만이면 상기 액상 겔에 포함된 수분 이 완전히 증발되지 않으며, 열처리 시간이 120 분이면 상기 액상 겔이 충분히 고형화된다.
상기와 같이 용매를 포함한 수분이 증발되고, 고형화된 보드를 형틀로부터 이형함으로써 본 발명의 건축물 마감용 보드를 제조한다.
이하, 본 발명을 바람직한 일 실시예를 참조하여 다음에서 구체적으로 상세하게 설명한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것이며, 이것만으로 한정하는 것은 아니다.
< 실시예 >
1. 500 메쉬의 견운모 분말 400 g, 1000 메쉬의 귀양석 분말 400 g, 용매인 정제수 1000 g을 반응기에 투입하여 천연광석물 혼합물을 형성하였다.
2. 상기 천연광석물 혼합물을 75 ℃에서 70 분간 355 rpm으로 교반하여 제1 액상 겔을 형성하였다.
3. 상기 제1 액상 겔에 항균제 분말 50 g, 제올라이트 분말 50 g, 및 양파껍질 분말 50 g을 혼합하여 제1 겔 조성물을 형성하였다.
4. 상기 제1 겔 조성물을 70 ℃에서 30 분간 355 rpm으로 교반하여 제2 액상 겔을 형성하였다.
5. 상기 제2 액상 겔에 은 나노 콜로이드 30 g, 솔잎 추출물 30 g, 및 고구마 전분 40 g을 혼합하여 제2 겔 조성물을 형성하였다.
6. 상기 제2 겔 조성물을 70 ℃에서 40 분간 425 rpm으로 교반하여 제3 액상 겔을 형성하였다.
7. 상기 제3 액상 겔에 금속산화물 졸인 산화아연 졸 50 g을 혼합하여 제3 겔 조성물을 형성하였다.
8. 상기 제3 겔 조성물을 75 ℃에서 60 분간 425 rpm으로 교반하여 제4 액상 겔을 형성하였다.
9. 상기 제4 액상 겔을 급속냉각기에 넣고 상온이 될 때까지 강제 급랭하였다.
10. 상기 급랭된 액상 겔을 판상 형틀에 주형하였다.
11. 상기 주형된 액상 겔을 120 ℃에서 90 분간 열처리하여 보드로 고형화시켰다.
상기 보드를 형틀로부터 이형하여 건축물 마감용 보드를 제조하였다.
건축 현장에서 건축물 마감용 보드로 건축물의 내벽을 마감 처리하였다.
< 실험예 1 >
상기 실시예에 의하여 제조된 건축물 마감용 보드와, 콘크리트 재질의 건축물 마감용 보드인 비교예에 대하여, 휘발성 유기화합물 중에서 대표적인 물질인 포름알데히드(HCHO)의 탈취 실험을 실시하였다.
상기 포름알데히드 검출 실험은 한국건자재시험연구원에서 일반적으로 사용되는 유해가스 탈취 실험 방법인 KICM-FIR-1085에 의거하여 실시하였으며, 그 결과를 다음의 표 1, 및 도 2에 나타낸다.
< 표 1 > 마감재의 포름알데히드 탈취 실험 결과 비교
구분 비 교 예 HCHO 농도(ppm) 실 시 예
경과시간(분) HCHO 농도(ppm) 탈 취 율(%)
0 80 81 -
30 78 26 66.7
60 75 19 74.7
90 72 15 79.2
120 70 11 84.3
상기 표 1, 및 도 2에서 본 발명의 건축물 마감용 보드가 포름알데히드(HCHO) 등과 같은 휘발성 유기화합물의 탈취 기능이 훨씬 탁월한 것으로 나타났다.
< 실험예 2 >
상기 실시예에 의하여 제조된 건축물 마감용 보드에 대하여 일반적으로 사용되는 원적외선 방출량 측정 실험 방법인 KCIM-FIR-1005에 의거하여 원적외선 방출량 측정 실험을 실시하고 그 결과를 도 3, 도 4에 나타내었다.
이러한 원적외선 방출량 측정 실험 결과, 도 3에서 본 발명의 건축물 마감용 보드는 파장 5 내지 20 ㎛에서의 원적외선 방사율이 0.918로 나타나고, 도 4에서 방사에너지는 3.70 ㅧ 102 W/㎡로 나타났다.
이에 따라, 본 발명의 건축물 마감용 보드는 인체에 유익한 원적외선을 다량으로 방출하는 것으로 판명되었다.
이와 별도로, 음이온 발생 분말인 견운모, 귀양석이 혼합되어 제조된 건축물 마감용 보드는 인체에 유익한 음이온이 대량으로 방출되는 것으로 나타났다.
< 실험예 3 >
상기 실시예에 의한 제조 과정에서 급랭된 상태인 액상 겔, 즉 열처리되기 전의 액상 겔과, 일본 후지와라화학(Fujiwara Chemical co, ltd) 제품인 규조토를 주성분으로 한 벽바름재인 비교예에 대하여, 항균 실험을 실시하였다.
상기 항균 실험은 한국건자재시험연구원에서 일반적으로 사용되는 항균 실험 방법인 KICM-FIR-1002(사용균주 Escherichia coli ATCC 25922)에 의거하여 실시하였으며, 그 결과를 다음의 표 2와, 균주 배양 상태를 나타낸 사진인 도 5, 도 6에 나타낸다.
< 표 2 > 마감재의 항균 결과 비교
구분 비 교 예 세균 농도(CFU/40p) 실 시 예
경과시간(분) 세균 농도(CFU/40p) 세균 감소율(%)
0 415 415 -
24시간 2878 1 99.8
상기 표 2에서 본 발명의 건축물 마감용 보드가 각종 세균에 대한 항균 기능이 훨씬 탁월한 것으로 나타났으며, 또한 도 5의 실시예에서는 배양된 균주가 거의 사라진 반면, 도 6의 비교예에서는 배양된 균주가 증식된 것으로 나타났다. 그리고, 상기 액상 겔이 열처리되더라도 구성 성분에 의한 고유한 항균 기능은 그대로 유지된다.
즉, 본 발명에 의한 건축물 마감용 보드는 항균 기능이 매우 탁월하다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 의한 건축물 마감용 보드는 벽체의 시멘트로부터 발산되는 유해물질 차단 기능이 탁월하고, 결로 현상을 억제하여 건축물 내벽의 마감재로 적합하 다.
또한, 상기 건축물 마감용 보드는 유기용매가 포함되지 않아서 휘발성 유기화합물을 방출하지 않으며, 인체에 유익한 음이온과 원적외선을 방출하며, 유해가스 탈취, 항균 기능이 탁월하여 건축물 거주자의 건강을 향상시키는 효과를 지니고 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 325 내지 1000 메쉬의 견운모 분말 35 내지 45 중량부, 325 내지 1000 메쉬의 귀양석 분말 35 내지 45 중량부, 항균제 분말 5 내지 7 중량부, 제올라이트 분말 5 내지 7 중량부, 양파껍질 분말 5 내지 7 중량부, 은 나노 콜로이드 2 내지 4 중량부, 솔잎 추출물 2 내지 4 중량부, 증점제 2 내지 4 중량부, 및 금속산화물이 약산에 용해되어 졸 형태로 구성된 금속산화물 졸 5 중량부가 포함되는 건축물 마감용 보드.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 증점제는 고구마 전분, 옥수수 전분으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전분인 것을 특징으로 하는 건축물 마감용 보드.
  4. 삭제
  5. 용매인 물 100 중량부를 기준으로 325 내지 1000 메쉬의 견운모 분말 35 내지 45 중량부, 325 내지 1000 메쉬의 귀양석 분말 35 내지 45 중량부를 혼합하여 천연광석물 혼합물을 형성하는 단계;
    상기 천연광석물 혼합물을 60 내지 70 분간 교반하여 제1 액상 겔을 형성하 는 단계;
    상기 제1 액상 겔에 상기 용매인 물 100 중량부를 기준으로 항균제 분말 5 내지 7 중량부, 제올라이트 분말 5 내지 7 중량부, 및 양파껍질 분말 5 내지 7 중량부를 혼합하여 제1 겔 조성물을 형성하는 단계;
    상기 제1 겔 조성물을 30 내지 40 분간 교반하여 제2 액상 겔을 형성하는 단계;
    상기 제2 액상 겔에 상기 용매인 물 100 중량부를 기준으로 은 나노 콜로이드 2 내지 4 중량부, 솔잎 추출물 2 내지 4 중량부, 및 증점제 2 내지 4 중량부를 혼합하여 제2 겔 조성물을 형성하는 단계;
    상기 제2 겔 조성물을 30 내지 40 분간 교반하여 제3 액상 겔을 형성하는 단계;
    상기 제3 액상 겔에 상기 용매인 물 100 중량부를 기준으로 금속산화물 졸 5 중량부를 혼합하여 제3 겔 조성물을 형성하는 단계;
    상기 제3 겔 조성물을 60 내지 70 분간 교반하여 제4 액상 겔을 형성하는 단계;
    상기 제4 액상 겔을 상온으로 급랭하는 단계;
    상기 급랭된 액상 겔을 판상 형틀에 주형하는 단계; 및
    상기 주형된 액상 겔을 60 내지 120 분간 열처리하는 단계가 포함되는 건축물 마감용 보드의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 액상 겔을 형성하는 단계, 제2 액상 겔을 형성하는 단계, 제3 액상 겔을 형성하는 단계, 및 제4 액상 겔을 형성하는 단계는 65 내지 80 ℃에서 실시하는 것을 특징으로 하는 건축물 마감용 보드의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 주형된 액상 겔을 열처리하는 단계는 100 내지 150 ℃에서 실시하는 것을 특징으로 하는 건축물 마감용 보드의 제조 방법.
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