KR100823222B1 - 비소성 친환경 저독성 자연 원토 칼라 블록 - Google Patents

비소성 친환경 저독성 자연 원토 칼라 블록 Download PDF

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KR100823222B1
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Abstract

본 발명은 자연 상태 보존과 복원이 가능한 블록으로, 자연 원토 색상을 연출한 칼라 블록에 관한 것이다.
현재 대다수 블록 제품 생산 업체는 국내 및 외국에서 수입된 인공색소를 무분별하게 사용하고 있으며, 각종 인공색소에 포함된 유독물질이 자연 토양에 대량 방출되어 토양 오염을 직, 간접으로 가속화시키고 있다.
본 발명에서는 이러한 문제를 방지하기 위하여 우리나라의 전국토에 다양하게 분포되어 있는 흑색토, 백색토, 적색토, 고동색토, 황색토, 노랑색토, 분홍색토, 핑크색토, 주홍색토 등과 같은 자연 원토양 그대로의 흙을 채취하여 이를 건조시킨 다음, 200 내지 500 메쉬 정도(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 미세한 분말로 만들고 가압 처리하여 흙 블록의 상부층을 형성함으로써, 친환경적 자연원토 색상을 여러가지로 다양하게 표현시키며, 하부층은 일반 흙을 주재료로 구성하고 이를 고형화시키기 위한 부재료와 첨가제를 투입하여 가압 진동 후 양생실에서 습윤 양생시켜 제조한 친환경 자연 원토 색상의 칼라블록을 제공한다.
본 발명은 국내 및 수입산의 인공색소에서 용출되어 나오는 각종 유독성 물질의 방출이 없을 뿐 아니라, 태양광선의 자외선에 장기간 노출될수록 인공색소의 표면색이 점점 탈색되어 가는 문제를 방지할 수 있다. 그러므로 보다 우리 인간에게 자연친화적이면서 흙과 직접 접할 수 있다.
비소성, 친환경, 저독성, 자연 원토, 칼라 블록

Description

비소성 친환경 저독성 자연 원토 칼라 블록{Non-firing eco-friendly low-toxic natural soil color block}
본 발명은 하부층과 상부층 모두 흙을 주재료로 사용한 칼라블록에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자연에서 채취한 흑색토, 백색토, 적색토, 고동색토, 황색토, 노랑색토, 분홍색토, 핑크색토, 주홍색토 등을 건조시킨 후 미세하게 분말화시키고 상부층에 표면처리함으로써 자연색소에 의해 다양한 칼라를 구현한 칼라블록에 관한 것이다.
본 발명은 자연색소를 사용함으로써 현재 대다수의 업체가 국내산 인공색소나 비싼 돈으로 외국산 인공색소를 구입하여 블록의 상부층을 색상 처리할 경우 인공색소에서 용출되어 나오는 각종 유독성 물질의 방출로 자연을 서서히 오염시키는 문제를 방지할 수 있을뿐더러 태양광선의 자외선에 장기간 노출되어 인공색소로 제작된 표면의 색상이 변해가는 폐단을 방지할 수 있다.
국내에서 제작, 판매, 시공되고 있고 다양한 칼라로 착색되어 있는 벽돌 및 바닥재용 칼라블록 샘플을 채취하여 분석한 결과, 거의 대다수가 국산 인공안료로 착색시켰거나 혹은 비싼 외국산 수입안료(바이엘 등)를 사용하여 표면을 쉽게 원하 는 색깔로 착색시키는 것을 알 수 있었다. 이 인공색소들은 처음에는 색깔이 선명하다가 시간이 갈수록 빗물에 씻겨 내려가 인공색소의 독성들이 토양 속으로 스며들게 되고, 또한 태양광선의 자외선에 노출되어 세월이 흐를수록 제품의 표면색인 인공색소가 서서히 탈색되어 제품 초기 인공색소에 의한 바탕색과는 많이 바래져 있음을 알 수 있다.
국내에서 그 동안 제작, 판매되었던 특허 관련 기술을 살펴보면,
대한민국 특허공개 제2001-98022에는 석회 혼합체를 첨가한 점토 조성물, 대한민국 특허등록 제221402에는 황토의 활성화 방법, 대한민국 특허등록 제401091호에는 항곰팡이 성능을 보유한 생태형 점토 벽돌 및 그 제조방법, 대한민국 특허공고 제1997-1067호에는 맥반석을 이용한 유약조성물, 대한민국 특허공고 제1997-10301호에는 맥반석을 원료로 하는 원적외선 발생 방사 세라믹의 제조방법, 대한민국 특허공개 제1999-64871호에는 운모석 황토벽돌의 제조방법, 대한민국 특허등록 제417928호에는 고로 슬래그와 자극 알칼리제를 첨가한 환경친화형 점토조성물이 개시되어 있다.
상기 선행기술들을 면밀하게 분석 검토해본 결과, 상부 표면에는 국내산 인공색소 및 외국산 수입색소를 사용하여 색상을 표면처리하였으며, 이는 본 발명자가 추구하는 비소성 상태의 자연에서 채취한 각종 색상의 흙으로 친환경적 자연원토 칼라블록을 제조하는 기술과는 동떨어진 기술임을 알 수 있다.
본래 흙은 모든 미네랄이 집적된 여러 종류의 풍화 광물이 모재를 형성하고 있어 사람이 직접 흙과 접할 수 있는 비소성의 친환경 자연원토 색상의 블록을 만들 수가 있다.
본 발명에서는 상술한 종래 인공색소로 인한 폐단을 방지하고 자연과 사람이 함께 친화 공존될 수 있고, 토양과 똑같이 환경 친화가 될 수 있도록, 칼라블록의 상부 및 하부 양쪽의 주재료를 모두 자연 흙으로 사용하고 철저히 인공색소를 배제시키고자 하였다. 또한, 하부층은 흙을 주재료로 하여 부재료로는 흙의 자정능력을 가져올 수 있도록 시멘트 및 이와 유사한 결합재를 최소화하고 여기에 혼화제를 사용하여 잔류 독성을 제거하고자 하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 선행기술의 벽돌 및 바닥 제품들이 인공색소로 표면처리되는 문제, 빗물이나 표면 침식에 의하여 독성물질들이 토양 속으로 침투되는 문제, 또한 태양광선의 자외선에 노출되어 세월이 흐를수록 제품의 표면색인 인공색소가 서서히 탈색되어 제품 초기 인공색소에 의한 바탕색과는 색깔이 많이 바래져 가는 악순환을 제거할 수 있으며, 궁극적으로는 상부 표면과 하부 구조체의 주재료로서 자연에서 채취된 흙을 이용하여 비소성된 상태로 제품을 생산함으로써, 세월이 흘러도 오염되지 않은 상태로 자연으로 환원될 수 있고 수많은 미네랄 광물질로 구성된 흙의 다양성과 우수성을 활용하여 이로 인한 산업화의 활용도를 극대화할 수 있는 칼라블록을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 비소성의 칼라 블록으로서 상부층과 하부층으로 구성되고, 상부층에는 인공색소를 배제하고 자연 원토에서 채취한 칼라 흙(자연색소)이 포함되어 칼라를 구현하는 것을 특징으로 하는 칼라 블록을 제공한다.
본 발명에서 칼라 흙은 흑색토, 백색토, 적색토, 고동색토, 황색토, 노랑색토, 분홍색토, 핑크색토, 주홍색토 중에서 선택되는 1종 이상이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 칼라블록은 하부층이 자연 원토에서 채취한 일반 흙 5 내지 30 중량%, 규사 또는 백운석 60 내지 80 중량%, 시멘트 5 내지 20 중량%, 혼화재 0.03 내지 0.12 중량%, 일라이트 분말 0.02 내지 5 중량%, 회장석 또는 천매암 분말 0.02 내지 5 중량%를 포함하는 투수블록인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 칼라블록은 하부층이 자연 원토에서 채취한 일반 흙 60 내지 80 중량%, 규사 또는 백운석 5 내지 30 중량%, 시멘트 5 내지 20 중량%, 혼화재 0.025 내지 0.1 중량%, 일라이트 분말 0.02 내지 5 중량%, 회장석 또는 천매암 분말 0.02 내지 5 중량%를 포함하는 비투수블록인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 하부층에서 일반 흙은 5 ㎜ 체를 통과한 것이고, 규사 또는 백운석의 크기는 4 내지 5 ㎜이며, 일라이트 분말의 크기는 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)이고, 회장석 또는 천매암 분말의 크기는 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)인 것이 바람직하다.
본 발명에서 상부층은 칼라 흙 5 내지 30 중량%, 규사 또는 백운석 60 내지 80 중량%, 시멘트 5 내지 20 중량%, 혼화재 0.025 내지 0.1 중량%, 일라이트 분말 0.02 내지 5 중량%, 회장석 또는 천매암 분말 0.02 내지 5 중량%를 포함한다.
본 발명의 상부층에서 칼라 흙의 크기는 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)이고, 규사 또는 백운석의 크기는 1 내지 2.5 ㎜이며, 일라이트 분말의 크기는 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)이고, 회장석 또는 천매암 분말의 크기는 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)인 것이 바람직하다.
본 발명에서 상부층과 하부층의 두께 비는 1:5 내지 1:9인 것이 바람직하다.
본 발명은 벽돌 및 바닥 제품용 칼라블록에 있어서, 상부 표면층을 자연에서 채취한 다양한 색상의 흙으로 표면처리한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 칼라블록은 흑색토, 백색토, 적색토, 고동색토, 황색토, 노랑색토, 분홍색토, 핑크색토, 주홍색토 등과 같이 자연에서 채취한 원토양 그대로의 흙을 건조시킨 다음, 200 내지 500 메쉬 정도(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 미세한 분말로 만들고 이를 배합하여 상부층을 형성하고, 하부층은 자연에서 채취된 일반 흙을 주재료로 구성하고 이를 체가름한 후 고형화시키기 위하여 부재료와 첨가제를 투입시켜 가압 진동 후 양생실에서 습윤 양생시켜 제조한다.
본 발명은 블록의 상부 표면 색상을 자연원토 칼라 흙으로 구현하고, 하부층도 흙을 주재료하여 상하부 모두 비소성 흙 제품으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
종래의 모든 벽돌, 바닥재 제품들이 인체에 해가 있는 독성이 가미된 국내산 및 수입산 인공색소를 사용하여 토양오염을 가속화하는데 반해, 본 발명의 칼라블록은 시간이 지속되어도 오염 및 탈색되지 않고, 언제든지 토양으로 원래 그대로의 모습으로 환원될 수 있다.
또한, 국내 및 외국산 인공색소는 자연원토의 다양한 칼라 흙에 비하여 똑같은 입도의 가공된 분말상태로 비교하여도 가격이 월등이 비쌀 뿐더러 많은 결점과 하자를 가지고 있다.
본 발명에 따른 투수성 칼라블록의 제조방법을 설명하면, KS규격 체가름 5 ㎜ 체를 통과한 일반 체가름 흙 5 내지 30 중량%, 4 내지 5 ㎜ 크기인 규사나 백운석 60 내지 80 중량%, 시멘트 5 내지 20 중량%, 혼화재 0.03 내지 0.12 중량%, 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 일라이트 분말 0.02 내지 5 중량%, 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 회장석 또는 천매암 분말 0.02 내지 5 중량%의 비율로 하부의 기본재료를 구성하고, 이들 기본재료와 물을 혼합한다. 이때 혼화제는 시멘트 독성을 제거하는 것을 목적으로 사용된다.
다음, 이들을 형틀에 투입하여 하층부를 형성한다.
다음, 1 내지 2.5 ㎜ 크기의 규사 또는 백운석 60 내지 80 중량%, 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 자연 채취 원토 칼라 흙 5 내지 30 중량%, 시멘트 5 내지 20 중량%, 혼화재 0.025 내지 0.1 중량%, 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 일라이트 분말 0.02 내지 5 중량%, 200 내지 500 쉬메 (약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 회장석 또는 천매암 분말 0.02 내지 5 중량%의 비율로 상부층의 기본재료를 구성하고 이들 기본재료와 물을 혼합시킨다. 혼화제는 시멘트 독성을 제거하는 것을 목적으로 사용된다.
다음, 이 혼합물을 하부층의 상부에 투입하여 상부층을 형성하고 상부층 위 에 상부판을 덮개로 한 후 적절한 압력으로 가압시켜 제품을 완성한다.
본 발명에 따른 비투수성 칼라블록의 제조방법을 설명하면, KS규격 체가름 5 ㎜ 체를 통과한 일반 체가름 흙 60 내지 80 중량%, 4 내지 5 ㎜ 크기의 규사나 백운석 5 내지 30 중량%, 시멘트 5 내지 20 중량%, 혼화재 0.025 내지 0.1 중량%, 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 일라이트 분말 0.02 내지 5 중량%, 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 회장석 또는 천매암 분말 0.02 내지 5 중량%의 비율로 하부층의 기본재료를 구성하고, 이들 기본재료와 물을 혼합한다. 다음, 이들을 형틀에 투입하여 하부층을 형성한다.
다음, 1 내지 2.5 ㎜ 크기의 규사 또는 백운석 60 내지 80 중량%, 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 자연 채취 원토 칼라 흙 5 내지 30 중량%, 시멘트 5 내지 20 중량%, 혼화재 0.025 내지 0.1 중량%, 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 일라이트 분말 0.02 내지 5 중량%, 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm)의 회장석 또는 천매암 분말 0.02 내지 5 중량%의 비율로 상부층의 기본재료를 구성하고 이들 기본재료와 물을 혼합시킨다. 혼화제는 시멘트 독성을 제거하는 것을 목적으로 사용된다.
다음, 이 혼합물을 하부층의 상부에 투입하여 상부층을 형성하고 상부층 위에 상부판을 덮개로 한 후 적절한 압력으로 가압시켜 제품을 완성한다.
본 발명의 칼라블록은 자연에서 채취한 일반 흙을 하부층에 사용하여 보다 많은 원적외선 방출, 토양의 자정화, 음이온 방출, 독성 제거 등의 효과가 있으며, 상부층에는 자연에서 채취한 원토의 다양한 칼라 흙을 사용함으로써 자연 그대로의 질감 표현이 아주 우수할 뿐 아니라, 종래 국내산 또는 외국산의 인공색소가 사용되어 토양의 오염이 가속화되고 태양광선의 적외선의 노출로 탈색되는 것은 방지할 수 있을 뿐 아니라, 경제적으로도 인공색소에 비해 훨씬 저렴하여 산업화의 활성화에 기여할 수 있고, 이러한 상부층과 하부층에 자연의 원료를 주재료로 사용하여도 충분한 휨강도 및 투수성을 얻을 수 있다. 또한 일라이트 분말과 천매암 분말을 첨가하여 표면 백화현상, 중금속 흡착, 항균 성능을 기능을 가지도록 하여 투수성, 휨강도 및 미려한 칼라블록의 기능과 경제성을 동시에 갖는 최상의 친환경 제품을 제공할 수 있다.
이하, 첨부도면 및 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 비투수성 칼라블록의 사진이고, 도 2는 투수성 칼라블록의 사진이다.
본 발명의 칼라블록은 상부층과 하부층을 구분하여 제조한다.
상부층에는 국내산 또는 외국산 인공색소를 전혀 사용하지 않고 자연에서 채취한 원토 칼라 흙을 주재료로 사용하고 하부층에는 자연에서 채취한 일반 체가름 흙을 주재료로 사용한다.
상층부에는 규사(모래)를 사용하고 하층부에는 규사나 백운석을 사용하며, 각각 입경을 달리한다. 상부층에는 규사(모래)의 입경을 하부층 규사의 입경보다 작게 하여 미려한 색깔과 보행시의 부드러움을 강화시킨다.
하부층을 이루는 재료로는 자연 채취 체가름 일반 흙, 규사(모래)나 백운석, 일라이트 분말, 회장석 또는 천매암 분말, 물, 혼화제 등으로 이루어진다.
시멘트 양은 5 내지 20 중량% 정도를 유지하여 흙의 자정능력을 저해하지 않으면서 강도 발현을 할 수 있다. 투수블록의 경우 시멘트 양은 더욱 바람직하게는 15 내지 18 중량% 정도를 유지하여 결합력을 강화시키고 강도 발현을 할 수 있다. 비투수블록의 경우 시멘트 양은 더욱 바람직하게는 14 내지 15 중량% 정도를 사용한다.
자연 채취 체가름 일반 흙은 투수블록의 경우 5 내지 30 중량%, 비투수블록의 경우 60 내지 80 중량%로 사용하며, 5 ㎜ 체를 통과시켜 불순물을 제거한다. 이때 체가름된 일반 흙을 규사(모래), 시멘트, 일라이트 분말, 회장석 또는 천매암 분말, 혼화제와 골고루 배합한 후, 교반기계에 넣어 흙이 뭉쳐지지 않도록 특수 제작된 흙 압밀 분쇄 긁게 날을 사용하여 골고루 배합시킨다. 이때 물은 0.1 내지 1 중량% 정도 첨가하여 건식 압착공법으로 제품을 찍어내는데 지장이 없도록 최소치의 물을 사용한다.
이때 사용되는 흙 교반기계는 일반 평면날개가 부착된 일반 흙 교반기로 사용하면 안 된다. 일반 흙에는 Ca2 +, Fe2 +, Al3 + 등의 다가이온들이 응집현상을 강하게 유발시켜 입단을 형성시키고 흙의 내부 공극 발생으로 강도 저하 및 이로 인하여 시멘트 사용량을 증가시켜야 하는 문제가 있으므로, 특수 제작된 흙 압밀 분쇄 T자형 긁게 날을 사용하여야 시멘트 함유량을 적정한 양으로 사용하여도 강도 발현이 가능하며, 제품 생산 시 흙 입단 형성으로 인한 공극을 제거할 수 있어 동결 용해 에 대한 저항성을 갖게 된다.
규사나 백운석 재료는 4 내지 5 ㎜ 정도의 크기를 갖는 것을 사용하여야 투수작용을 원활히 할 수 있다.
규사 대신 백운석을 사용할 수 있고, 백운석은 돌로마이트(dolomite)라고도 칭한다. 화학성분은 CaMg(CO3)2이다. 이것은 자연 상태에서 음이온, 적외선을 방출하여 미립 물질 흡착과 분리작용을 일으키며, 시멘트와의 결합력이 강하여 결합력 증진에 강한 기능을 가짐과 동시에 시멘트 독성을 중화하는 기능이 있다.
규사 또는 백운석의 함량은 투수블록의 경우 60 내지 80 중량%, 비투수블록의 경우 5 내지 30 중량%로 한다. 규사 또는 백운석의 함량이 5 내지 30 중량%일 경우 투수성의 효과는 적으나 흙의 함유성분이 높아 흙의 자정능력이 우수한 효과를 가져온다. 규사 또는 백운석의 함량이 60 내지 80 중량%일 경우 우수한 투수성을 갖는다.
시멘트는 5 내지 20 중량%를 사용하여 흙의 자정능력과 강도 발현을 할 수 있으며, 혼화제는 시멘트의 잔류 독성을 제거하기 위하여 시멘트 양의 0.5 중량% 정도 사용한다.
일라이트(illite)는 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm) 입도 분말로 사용하며, 0.02 내지 5 중량%를 첨가한다. 이것의 화학조성은 (KH3O)Al2(Si·Al)4O10(H2O·OH)로서 응회암질의 퇴적암에서 산출되며, 주된 화학성분은 Al2O3K2O·SiO2이며, 비중은 2.6 내지 2.9 정도이다. 일라이트는 강력한 흡착기능 및 이온기능을 가질 수 있는 아주 미세한 다공질을 형성하고 있다.
일라이트는 자연 상태에서 음이온과 원적외선을 방사하고 미립물자들을 흡착하며 크기가 다른 미립물자들을 분리하는 특성을 갖고 있다. 이러한 특성은 시멘트 경화제 중의 Ca(OH)2, Na2SO4, CaCO3, Na2CO3, K2CO3 성분들의 치환작용 및 물질 변화를 유도할 뿐 아니라 시멘트의 강한 알칼리 특성을 흡착, 분리하는 기능들을 가지고 있다. 또한 백화현상을 억제하고 동시에 시멘트 독성을 저감한다.
회장석은 사장석의 일종으로 아노사이트라고도 하는데 사장석 중 칼슘을 다량 포함하는 것을 말하며 일반적으로 10㏖％ 이하의 NaSi3AlO8 성분을 함유한다.
천매암은 점판암이 변성작용을 받아 재결정 작용 때 생긴 엽리가 뚜렷한 변성암으로 매우 세립이다. 이것은 탈취 음이온 발생, 원적외선 방사, 중금속의 흡착, 항균, 게르마늄의 성능을 발휘할 수 있다. 주광물은 석영, 장석이며 미량 광물로 흑운모, 방해석, 녹니석이 포함되어 있으며, 금은을 포함하여 반도체 칩에도 응용되고 있으며, 식물 성장에 대한 필수요소 10가지를 포함하므로 비료로 사용하기도 한다.
일라이트 분말과 회장석이나 천매암 분말 2가지를 혼합 사용함으로써, 국내의 시멘트에서 As, Pb, 유가크롬(CrO6)이 용출되어 환경오염에 심각한 문제를 일으키는 것에 대항하여 저독성의 상태로 치환시킬 수 있다.
이상에서 설명한 것은 하부층의 기본재료이며, 여기에 물과 혼화제를 첨가하여 혼합한다.
물은 앞서 설명한대로 0.1 내지 1 중량% 정도로 첨가하여 건식 압축공법으로 제품을 생산하는데 최소한의 물을 사용하면 된다. 혼화제는 시멘트 독성을 중화시키는 물질로 시멘트 양의 0.5 중량%로 사용한다. 또한 동결융해에 저항 기능을 갖는 혼화제를 사용한다.
혼화제는 시멘트 독성을 중화시키는 물질로서, 투수블록의 경우 시멘트 양의 0.6 중량%로 사용한다. 투수블록의 경우 규사(모래)나 백운모의 함량이 60 내지 80 중량%으로 높으므로, 결합력을 지니게 하여 위하여 더욱 바람직하게는 15 내지 18 중량%의 시멘트를 사용하며, 시멘트 중량이 증가됨에 따라 시멘트 독성을 중화시키기 위한 혼화제 사용도 비투수블록에서 시멘트 중량의 0.5 중량% 정도인 것에 비하여 0.6 중량%로 올려 독성 중화 효과를 증진시킨다.
상부층을 이루는 재료는 자연 채취 원토 칼라 흙(자연색소), 규사(모래) 또는 백운석, 시멘트, 일라이트 분말, 회장석 또는 천매암 분말, 혼화제, 물로 이루어진다.
자연 채취 원토 칼라 흙(자연색소)으로는 흑색토, 백색토, 적색토, 고동색토, 황색토, 노랑색토, 분홍색토, 핑크색토, 주홍색토 등을 사용할 수 있다. 이러한 흙들을 채취한 다음 30 내지 40℃의 온도로 건조시킨 다음 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm) 정도의 가는 입자로 분쇄시켜 자연색소로 사용한다.
이 자연색소는 앞서 설명한 바와 같이, 인공색소에 비해 값이 상당히 저렴할 뿐 아니라, 필요에 의하여 자연토양으로의 환원이 가능하며, 인공색소가 지녔던 중금속 오염을 일으키는 문제를 방지할 수 있을 뿐 아니라, 태양광선의 자외선에 노 출되어 인공색소가 세월이 지날수록 탈색이 되던 것과 달리, 토양의 원래 색깔을 항상 원하는 색상으로 유지시킬 수 있으며, 친환경적 토양을 접할 수 있는 수많은 유익한 측면을 가지고 있다.
규사(모래) 또는 백운석은 1 내지 2.5 ㎜의 가는 입자를 60 내지 80 중량%를 사용하여 미려한 색상 유지 및 보행의 부드러움을 가지며 결합력을 강화할 수 있다.
시멘트로는 백시멘트 5 내지 20 중량%를 사용하여 자연 채취 원토 칼라 흙 색상의 부드러움을 지킬 수 있고 파스텔 칼라로 격조를 높일 수 있다.
일라이트는 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm) 입도 분말로 하여 0.02 내지 5 중량%를 첨가한다. 이것의 화학조성 및 주된 화학성분, 비중, 치환 작용은 위의 하부층에서 설명한 바와 동일하며, 강력한 흡착기능과 이온기능 및 아주 미세한 다공질을 형성하고 있다. 이것은 자연상태에서도 음이온과 원적외선을 방출하며, 대기중에서 지표면에 용착될 수 있는 미립물자들의 흡착기능과 크기가 다른 미립물자들을 분리시킬 뿐 아니라, 표면의 백화현상을 억제함과 동시에 시멘트 독성을 저감하는 기능을 가진다.
천매암(phtllite) 혹은 회장석은 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm) 입도 분말로 하여 0.02 내지 5 중량%를 첨가한다. 이것의 광물질 특성은 하부층에서 전술한 바와 같으며, 탈취, 음이온 발생, 원적외선 방사, 대기중 지표면에 용착되는 중금속의 흡착, 항균, 게르마늄의 성능을 발휘하며, 식물 성장에 필요한 10가지를 포함하여 천연비료로 사용되기도 하므로 자연 채취 원토 칼라 흙과 혼합되어 휠씬 유익한 토양으로의 기능을 제공할 수 있다.
도 2는 투수성 칼라블록의 사진으로, 도 1의 비투수성 칼라블록과 비교하면, 하부층에서 규사나 백운석의 중량비를 증가시켜 높은 투수성을 갖도록 한 점에서 차이가 있다.
투수블록의 경우 하부층에서 규사 또는 백운석의 함량을 60 내지 80 중량%로 하여 투수효과를 높이며, 결합력을 강화시키기 위하여 시멘트 함유량을 더욱 바람직하게는 15 내지 18 중량% 정도로 사용하되 흙의 자정능력을 높이기 위하여 시멘트 혼화제를 시멘트 양의 0.6 중량% 정도 사용한다.
도 3의 첫번째 사진은 일라이트로서, 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm) 입도 분말로 사용하며, 0.02 내지 5 중량%를 첨가한다. 이것의 화학조성 및 화학성분, 비중, 치환작용은 전술한 바와 같다.
도 3의 두번째 사진은 천매암으로서, 200 내지 500 메쉬(약 0.028mm 내지 약 0.074mm) 입도 분말로 사용하며, 0.02 내지 5 중량%를 첨가한다. 이것의 광물질 특성은 전술한 바와 같으며, 각종 기능성, 각종 효과, 각종 특성의 다양한 기능적 측면도 전술한 바와 같다.
도 4는 자연 원토에서 채취한 각종 칼라 흙(자연색소)의 사진으로, 흙 종류와 채취와 사용방법은 전술한 바와 동일하다. 즉 상부층을 이루는 재료 및 사용 제작방법, 중량 등 일체의 기본구성 원리는 전술한 바와 같다.
[실시예]
표 1에 나타낸 재료와 규격 및 배합량으로 본 발명에 따른 비소성 저독성 자연 원토 투수성 칼라블록을 제조하였다. 상부층에는 혼화제 0.04 kg를 첨가한 후 물 15 kg을 사용하였으며, 하부층에는 혼화제 0.18kg를 첨가한 후 물 60 kg을 사용하였다.
제조된 블록의 크기는 가로×세로 10×10 cm, 두께 6 cm로 제작하였고, 하부층은 5.2 cm, 상부층은 0.8 cm로 제작하였다.
상 부 층 재료 시멘트 규사 일라이트 천매암 연원토 칼라흙
규격 백시멘트 1-2.5㎜ 200-500메쉬 200-500메쉬 흑,백,적,고동,황,노랑,분홍,핑크,주황색토(200-500메쉬)
배합량 70kg 315kg 10kg 10kg 24kg
하 부 층 재료 시멘트 규사,백운석 일라이트 천매암 자연채취 일반체가름흙
규격 포틀랜드 일반 4-5㎜ 200-500메쉬 200-500메쉬 4-5㎜ 체통과
배합량 304kg 1580kg 50kg 50kg 120kg
[시험예]
표 2는 실시예에서 제조한 칼라블록의 각종 실험 측정치이다. 측정기준은 한국산업규격(KS)의 투수계수시험(KSF 2322:2000), 한국산업규격(KS)의 휨강도시험(KSF 4419:2001)으로 측정하였다.
휨강도 투수계수 색상 치수
시험치 56 5.6×10-1 자연원토 칼라색상 가로×세로×두께 10cm×10cm×6cm
규격 30kg/㎠ 10×10-1cm/sec이상 견본 실례 ±2㎜ 이내
표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일라이트, 천매암, 자연원토 색상토 등을 적절한 함량으로 배합한 결과, 표면 질감은 아주 우수하였고, 원적외선 방출, 탈취 음이온도 우수하였으며, 휨강도, 투수율도 우수하였다.
도 1은 비투수성 칼라블록의 사진으로, 첫번째는 상부층에 고동색토로 처리한 사진이고, 두번째는 주홍색토로 표면처리한 사진이다.
도 2는 투수성 칼라블록의 사진으로, 첫번째는 상부층에 핑크색토로 처리한 사진이고, 두번째는 노랑색토로 표면처리한 사진이다.
도 3은 일라이트 및 천매암 분말가루(크기: 200 메쉬(약 0.074mm))의 사진이다.
도 4는 자연에서 채취한 각종 칼라흙(크기: 200 메쉬(약 0.074mm))의 사진으로, 흑색토, 백색토, 적색토, 고동색토, 황색토, 노랑색토, 분홍색토, 핑크색토, 주홍색토를 나타낸다.

Claims (4)

  1. 비소성의 칼라 블록으로서 상부층과 하부층으로 구성되고,
    상부층에는 인공색소를 배제하고 자연 원토에서 채취한 칼라 흙(자연색소)이 포함되어 칼라를 구현하는 것을 특징으로 하는 칼라 블록에 있어서,
    상기 칼라 흙은 흑색토, 백색토, 적색토, 고동색토, 황색토, 노랑색토, 분홍색토, 핑크색토, 주홍색토 중에서 선택되는 1종 이상이며;
    상기 하부층이 자연 원토에서 채취한 일반 흙 5 내지 30 중량%, 규사 또는 백운석 60 내지 80 중량%, 시멘트 5 내지 20 중량%, 혼화재 0.03 중량% 내지 0.12 중량%, 일라이트 분말 0.02 내지 5 중량%, 회장석 또는 천매암 분말 0.02 내지 5 중량%를 포함하며;
    상기 흙이 5 ㎜ 체를 통과한 것이고, 규사 또는 백운석의 입경 크기가 4 내지 5 ㎜이며, 일라이트 분말의 입경 크기가 0.03mm 내지 0.06mm이고, 회장석 또는 천매암 분말의 입경 크기가 0.03mm 내지 0.06mm인 투수블록인 것을 특징으로 하는 칼라 블록.
  2. 비소성의 칼라 블록으로서 상부층과 하부층으로 구성되고,
    상부층에는 인공색소를 배제하고 자연 원토에서 채취한 칼라 흙(자연색소)이 포함되어 칼라를 구현하는 것을 특징으로 하는 칼라 블록에 있어서,
    상기 칼라 흙은 흑색토, 백색토, 적색토, 고동색토, 황색토, 노랑색토, 분홍색토, 핑크색토, 주홍색토 중에서 선택되는 1종 이상이며;
    상기 하부층이 자연 원토에서 채취한 일반 흙 60 내지 80 중량%, 규사 또는 백운석 5 내지 30 중량%, 시멘트 5 내지 20 중량%, 혼화재 0.025 중량% 내지 0.1 중량%, 일라이트 분말 0.02 내지 5 중량%, 회장석 또는 천매암 분말 0.02 내지 5 중량%를 포함하며;
    상기 흙이 5 ㎜ 체를 통과한 것이고, 규사 또는 백운석의 입경 크기가 4 내지 5 ㎜이며, 일라이트 분말의 입경 크기가 0.03mm 내지 0.06mm이고, 회장석 또는 천매암 분말의 입경 크기가 0.03mm 내지 0.06mm인 비투수블록인 것을 특징으로 하는 칼라 블록.
  3. 비소성의 칼라 블록으로서 상부층과 하부층으로 구성되고,
    상부층에는 인공색소를 배제하고 자연 원토에서 채취한 칼라 흙(자연색소)이 포함되어 칼라를 구현하는 것을 특징으로 하는 칼라 블록에 있어서,
    상기 칼라 흙은 흑색토, 백색토, 적색토, 고동색토, 황색토, 노랑색토, 분홍색토, 핑크색토, 주홍색토 중에서 선택되는 1종 이상이며;
    상기 상부층이 칼라 흙 5 내지 30 중량%, 규사 또는 백운석 60 내지 80 중량%, 시멘트 5 내지 20 중량%, 혼화재 0.025 중량% 내지 0.1 중량%, 일라이트 분말 0.02 내지 5 중량%, 회장석 또는 천매암 분말 0.02 내지 5 중량%를 포함하며;
    상기 칼라 흙의 크기가 0.03mm 내지 0.06mm이고, 규사 또는 백운석의 입경 크기가 1 내지 2.5 ㎜이며, 일라이트 분말의 입경 크기가 0.03mm 내지 0.06mm이고, 회장석 또는 천매암 분말의 입경 크기가 0.03mm 내지 0.06mm인 것을 특징으로 하는 칼라 블록.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상부층과 하부층의 두께 비가 1:5 내지 1:9인 것을 특징으로 하는 칼라 블록.
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