KR100833098B1 - 시멘트가 함유되지 않은 몰탈 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 시멘트가 함유된 몰탈의 독성 및 미장의 문제점을 극복하기 위하여 시멘트가 함유되지 않은 몰탈을 제공함으로써 인체에 유익한 음이온 및 원적외선이 다량 방출되어 인체의 신진대사를 활성화시키고, 유해 독성물질을 중화시키거나 혹은 감소시켜 쾌적한 주거환경을 제공하기 위한 기술사상의 것이다.

상기의 기술사상을 구현하기 위하여 본 발명의 시멘트가 함유되지 않은 몰탈의 조성물에 있어서, 그 배합비율은 특히 한정되지 않지만 세라믹 광물 100 중량부에 대해서, 모래가 20∼80 중량부, 규산계 무기접착제가 2.0∼30 중량부, 수분산형 수지조성물이 1.0∼15 중량부의 몰탈조성물이 개시된다.

시멘트 몰탈, 광물, 원적외선, 새집증후군

Description

시멘트가 함유되지 않은 몰탈 조성물{Mortal component which not containing cement}

본 발명은 종래의 시멘트가 함유된 몰탈의 독성 및 미장의 문제점을 극복하기 위하여 시멘트가 함유되지 않은 몰탈을 제공함으로써 인체에 유익한 음이온 및 원적외선이 다량 방출되어 인체의 신진대사를 활성화시키고, 유해한 독성물질을 중화시키거나 혹은 감소시켜 쾌적한 주거환경을 제공하기 위한 기술사상의 것이다.

상기의 기술사상을 구현하기 위하여 본 발명의 시멘트가 함유되지 않은 몰탈의 조성물에 있어서, 그 배합비율은 특히 한정되지 않지만 예를 들면 세라믹 광물 100 중량부에 대해서, 모래가 20∼80 중량부, 규산계 무기접착제가 2.0∼30 중량부, 수분산형 수지조성물이 1.0∼15 중량부의 몰탈조성물로서 종래의 시멘트 몰탈의 독성 문제점을 제거할 수 있으며, 광물을 응용하여 원적외선에 의한 방사에너지 기능과 음이온 방사 효능에 의한 항균성, 중금속등 인체 및 환경에 저해되는 환경오염을 최대한 방지하는 효과가 있어 인체에 유익한 작용을 일으킬 뿐만 아니라 시공 및 보관이 편리하며, 새집증후군을 해소할 수 있는 시멘트가 함유되지 않은 몰탈을 제공할 수 있게 된다.

시멘트 몰탈은 모래와 포틀랜드 시멘트를 일반적으로 1:3의 비율로 혼합하고 이곳에 작업자의 요구에 맞게 적당량 물을 혼합하여 건축구조물의 표면에 도포하는 것으로서, 물체의 표면보호, 외관의 미장효과 향상 및 기타의 특수기능을 부여하기 위한 것이다. 시멘트 몰탈로 도장된 밀폐된 공간에서 날씨가 상승함에 따라 악취가 몹시 배출되므로 호흡이 곤란하고 눈이 따가워서 잘 뜰 수 없을 정도의 시멘트 독성이 크게 나타난다.

건축물의 내외장의 표면 마감을 하기 위한 몰탈의 개발은 매우 제한적이거나 전무하며, 이와 유사한 수용성 도료를 제공하므로서, 미장의 효과 및 기능성 도료를 제공하기 위한 것들이 개발되고 있다.

일 예로 시멘트 몰탈의 경우 대한민국 특허공개번호 제2003-0068922호 "콘크리트벽면 기본바탕 조성용 몰탈" 을 제안하였으며, 기능성 도료인 경우 대한민국 특허공개번호 제2003-0096754호 "건축 구조물 마감재용 조성물" , 대한민국 특허공개번호 제2002-0046395호 "천연소재 및 천연소재와 광물질을 혼합한 수성도료" 가 제안되고 있다.

전술한 바와 같이 대한민국 특허공개번호 제2003-0068922인 몰탈의 조성물인 경우 시멘트 30중량∼50중량 %와, 물에 의해 상기 시멘트와 일체형으로 결합되는 0.6 mm 이하의 미세골조 40∼65중량 %와, 상기 혼합물의 양생시 수축현상을 최소화하고 경화시간을 촉진하기 위하여 CSA계 시멘트, 무수석고 및 생석회의 혼합물 2∼7중량 %와, 상기 혼합물의 점도를 높이기 위한 보습제(증점제) 0.05∼0.5중량 %, 재유화형 분말수지 0.2∼1.0중량 %, 분산제 0.05∼0.5중량 %, 소포제 0.05∼0.5중 량 % 및 섬유질 혼화제 0.05∼0.5중량%를 포함함을 제안하고 있을 뿐 시멘트 자체의 독성의 문제점을 해결하고 있지 않다.

대한민국 특허공개번호 제2003-0096754호의 경우 건축구조물 마감재용 조성물에 관한 것으로, 흑옥, 수정, 제올라이트, 일라이트, 맥반석, 게르마늄 및 황토가 혼합되어 분말상태로 이루어지는 석분과 상기 석분을 혼합시키는 수성도료와 상기 수성도료에 첨가되며 녹말, 밀가루, 찹쌀 중 어느 하나로 이루어지는 접착풀로 구성됨으로써, 건축물 내장재의 표면에 도포하면, 강력한 항균력과 접착력으로 인하여 벽지의 곰팡이나 벽지의 변색 및 들뜸 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있음을 제안하고 있다. 이는 다양한 색깔을 낼 수 있으며, 원적외선을 방출하여 인체에 유익성을 줄 수 있으나 접착풀로서 내수성이 매우 좋지 않은 녹말, 밀가루, 찹쌀을 사용함으로써, 장마철과 같은 장기간의 습기에 매우 취약할 수 있으며, 석분의 분산성이 어렵다는 단점을 가지고 있으며, 만약 접착풀의 점도에 의한 고·액 분리가 되지 않는다고 할지라도 미장을 위한 롤 내지는 붓 작업의 시공성이 매우 떨어진다는 단점을 가지고 있다.

대한민국 특허공개번호 제2002-0046395호의 경우 일정한 입자로 분류한 소나무, 향나무, 잣나무, 육송, 백송 등의 목재의 목분 및 건조된 그잎, 왕겨분, 녹차분, 볏짚, 쑥분, 콜크분, 건초분, 건수초분, 숯분, 들꽃, 건조된 허브 식물류, 원두커피분등의 천연소재 및 질석, 편운모, 규조토, 마이크로 셀등 광물질을 목분, 왕겨분, 볏짚, 건초분, 건수초분, 숯분과 같은 천연소재와 혼합하여 아크릴계통의 수지, PE계통의 수지, EVA계통의 수지, 불소계통, 생분해성 계면활성제가 포함된 EVA, 우레탄 계통의 수지등을 물과 함께 혼합하여 스프레이건으로 분사 도장할 수 있는 수성도료를 제안하고 있다. 그러나 이는 천연소재에 나타나는 장점을 나타낼 수 있으나, 수성도료로서 천연소재와 광물질과의 비중차이가 크기 때문에 이를 분산시키기 위하여 다량의 분산제가 필요하며, 분산을 시키기 위하여 많은 시간과 장비가 필요하다는 단점을 가지고 있다.

상기 전술한 시멘트 몰탈 및 기능성 도료의 경우 본 발명에 따른 시멘트가 함유되지 않은 몰탈과의 기술사상이 전혀 다르다고 설명할 수 있으며, 특히 시멘트 독성을 제거하면서 인체에 유익한 작용을 일으키는 시멘트가 함유되어 있지 않은 몰탈에 대한 기술에 대해 전혀 제안되지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 시멘트 몰탈로 도장된 밀폐된 공간에서의 호흡 곤란이나 눈을 따갑게 하는 시멘트의 독성을 완전 제거하면서, 광물 자체에서 제공하는 특징을 응용하여 원적외선에 의한 방사에너지 기능과 음이온 방사 효능에 의한 항균성을 발휘하고, 중금속 등 인체 및 환경에 저해되는 환경오염을 최대한 방지하는 효과로 인하여 건강한 거주생활 공간을 제공할 뿐만 아니라 새집증후군을 해소할 수 있는 시멘트가 함유되지 않은 몰탈을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 다른 목적은 시멘트 몰탈과 마감재 시공상의 작업 효율을 저해하지 않으면서, 강도 및 내수성을 부여하여 튼튼한 마감재를 제공하고, 특히 미장효과를 줌으로써 시각적 즐거움 제공하는데 있다.

본 발명은 건축구조물의 마감작업을 하기 위한 시멘트가 함유된 몰탈의 독성 및 미장의 문제점을 극복하기 위하여 시멘트가 함유되지 않은 몰탈을 제공함으로써 인체에 유익한 음이온 및 원적외선이 다량 방출되어 인체의 신진대사를 활성화시키고, 유해 독성물질을 중화시키거나 혹은 감소시켜 쾌적한 주거환경을 제공하기 위한 목적을 가진다.

상기의 기술사상을 구현하기 위한 수단은 다양하게 개시될 수 있을 것인 바, 이하에서 기재하는 실시 예는 본원의 기술사상을 구현하기 위한 일 실시예에 불과한 것이다.

출원인은 개인 발명가로서 실험실에서 상기 기술사상을 구현하기 위한 하나의 수단으로서, 세라믹 분말에 규산계 무기접착제, 모래, 수분산형수지를 적당한 비율로 혼합하여 건축물 벽면에 도포하였을 때 작업성이 시멘트 몰탈보다 떨어지지 않았으며, 내구성 및 내수성이 매우 우수함을 확인하여 시멘트가 함유되지 않은 본 발명의 몰탈을 완성할 수 있었다.

본 발명의 시멘트가 함유되지 않은 몰탈의 조성물에 있어서, 그 배합비율은 특별히 한정되지 않지만 세라믹 광물 100 중량부에 대해서, 모래가 20∼80 중량부, 규산계 무기접착제가 2.0∼30 중량부, 수분산형 수지조성물이 1.0∼15 중량부의 몰탈조성물이 포함되도록 개시된다.

상기 모래는 큰 제한을 두지 않으나 0.1∼2.0 mm의 입자크기를 가진 모래가 적합하며, 염소이온에 의한 건축구조물의 문제점을 줄이기 위하여 가능한한 염소이온이 적은 깨끗한 모래를 사용하는 것이 유리하다.

상기 세라믹 광물은 맥반석, 황토석, 감람석(Olivine), 고령토(Kaolin), 규산염 광물(Silica Mineral), 규조토(Diatomite), 규회석(Wollastonite), 납석(Pyrophyllite), 돌로마이트(Dolomite), 리튬광물(Lithium Minerals), 마그네사이트(Magnesite), 보크사이트(Bauxite), 벤토나이트(Bentonite), 부석(Pumice), 붕산염광물(Borate), 사문석(Serpentine), 산성백토(Acid clay), 산화철(Iron Oxide), 석류석(Garnet), 탄산광물(Carbonate Minerals), 애타풀자이트(Attapulgite), 세피오라이트(Sepiolite), 연옥(Nephrite), 인회석(Apatite), 일라이트-운모(Illite-Mica), 장석(Feldspar), 진주암(Perlite), 질석(Vermiculite), 제올라이트(Zeolite), 중정석(Barite), 활석(Talc), 규조토(diatomaceous earth), 흑연(Graphite), 헥토라이트(Hectorite), 점토광물(Clay Minerals), 지르코늄 광물(Zirconium Minerals), 티타늄 광물(Titanium Minerals), 투어마린(Tourmaine; 전기석) 중 1종 내지는 1종 이상을 선택하여 혼합 사용할 수 있도록 구성되며, 몰탈작업의 작업성과 미장효과를 위하여 60 mesh∼800 mesh의 크기를 갖는 세라믹 광물을 이용하는 것이 유리하고, 원적외선의 방사율을 높이고, 광물의 색조를 높이기 위해 가능한한 규산광물보다 본 발명의 세라믹광물의 량을 많이 첨가하는 것이 유리하나 특별히 제한하는 것은 아니다. 또한 유해가스의 탁월한 탈취율을 위하여 비표면적이 800 내지는 1,500 m²/g의 활성탄소 내지는 활성탄소섬유를 이용하는 것이 유리하다.

본 발명의 실시 예를 설명하기에 앞서 본 발명의 세라믹과 모래에 대한 이해 를 돕기 위하여 본 발명의 조성물에 대해 보다 세부적으로 살펴보도록 한다.

일라이트(Illite)는 점토입자크기의 미립질(보통 2-4 마이크론 이하)광물로서 일반적인 백운모와 흡사한 판상구조를 갖는 점토광물이다.

화학조성은 백운모에 비하여 K, Al은 적으나 Si, H₂O는 약간 더 많으며 처음에는 퇴적물에서 발견되는 점토질의 미립질 운모를 "일라이트"라고 지칭하였으나, 백운모와는 화학조성과 구조, 산출상태가 약간 다르기 때문에 "일라이트"라는 이름을 따로 쓰게 되었다. 구조는 백운모와는 비슷하여 X선 회절분석(XRD)상에 (001)회절선의 값은 거의 같은 10 옹스트럼이지만 결정도는 백운모에 비하여 약간 낮은 편이고, 층간의 K이온의 결합력도 더 약한 것이 특징이다. 그런데 온도가 증가하고, K의 공급이 잘 되는 환경에서 일라이트가 오랫동안 반응한다면 점차 백운모로 변해간다. 반대로 백운모가 풍화되든지 변질되면 K가 빠져나가게 되면서 일라이트가 형성된다. 결정의 외형을 크게 확대해 보면 일라이트는 작은 꽃잎다발처럼 보이나, 백운모는 판상형의 뚜렷한외관의 결정으로서 직선적인 벽개가 잘 발달하는 것이 특징이다.

규조토(Diatomite 또는 kieselgure)는 규조(diatom)라고 하는 단세포조류가 바다나 강에 오랜 세월에 걸쳐 침적하고, 체내의 원형질이 분해한 후 규산(SiO₂)을 주체로 한 유각이 쌓여 지층을 형성한 일종의 화석을 1,250℃정도의 고온에서 소성시켜 무균, 무독, 무미, 무취의 성질을 이용하여 독특한 제조공정을 거쳐 만들어진 규조토 여과조제로서 무수한 다공질로 형성되어 있으며 또한 각입자가 대단히 불규 칙한 형상으로 되어있어 필터 케이크(Filter cake)를 형성했을시 80∼95 %의 미크론단위의 공극률을 이루며 독특한 규조토 입자로 인해 생긴 많은 모세관을 통해 여과용도로 주로 응용되어진다. 규조토의 주된 작용은 높은 공극률과 투수율을 갖고 있어 초미세 여과에 있으면, 각종 첨가제로서 사용시 낮은 밀도, 높은 흡수성, 화학적 안정성을 제공하며 화학적으로 안정하기 때문에 색소들의 역할을 방해하지 않으며, 도료에 첨가시 광택과 번쩍거림을 억제시키는 억제제로도 사용되고, 규조토의 공극률과 입자들의 큰 표면적은 페인트가 좀 더 빨리 마르도록 하며, 벗겨짐을 방지하며 또한 규조토의 미묘한 구조가 도료의 층간 접착력을 강화시키는 역할을 하고, 입자들의 높은 공극 부피 때문에 자신의 무게의 2∼3 배나 되는 액체를 흡수하는 작용을 지니고 있다. 또한 규조토는 낮은 열전도율, 높은 용융점, 낮은 열팽창율, 고온에서의 낮은 수축률, 훌륭한 열충격 저항성, 그리고 온도 증가에 따른 강도 향상의 성질을 지니고 있어 매우 뛰어난 단열재 역할을 한다. 그리고 규조토는 저장 곡물의 해충의 겉에 달라붙은 다음, 해충의 습기를 빨아들여 말려 죽이는 살충작용도 한다.

제올라이트는 장석, 울트라마린 등과 함께 지각의 65%를 구성하는 광물로 나노 세공, 또는 나노 채널로 불리는 미세한 구멍을 지니고 있고, 이온교환 작용이 있어 탈수제와 흡착제, 건축자재, 합성세제, 토질 개선제 등으로 산업분야에서 다양하게 응용되고 있다. 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여, 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 있으므로 다른 미립물질을 흡착할 수가 있다. 이 성질을 이용해서 중금속 흡착, 탈취 및 수분의 흡착 특성이 우 수하다. 즉 습도 조절 및 탈취의 특성을 나타내며 특히 중금속의 경우 수은, 아연, 카드뮴 등을 잘 흡착하며 암모니아에 대한 선택적 흡착성을 가지므로 활성탄보조 탈취제로서 활용되고 있다. 제오라이트는 정수, 냉장고용 냄새제거제의 용도로 활용이 가능하며 어항 등의 암모니아 제거에도 효과를 가진다. 제올라이트 원적외선 방사능력은 황토. 맥반석에 필적하는 0.93이기 때문에 원적외선 방사소재로서의 용도로도 활용이 가능하다.

석고(Gypsum)는 화학성분은 CaSO₄·2H₂O이다. 능판상(菱板狀) 또는 주상결정을 이루며, 때로 국화 모양으로 집합하고, 화살의 오의 모양의 쌍정(雙晶)을 이룬다. 이 밖에도 엽편상·섬유상·괴상(塊狀)·치밀질 단괴상을 이루는 것도 많은데, 특히 섬유상의 병행집합체를 이룬 것을 섬유석고, 세립의 치밀질 집합체를 설화석고(雪花石膏)라고 한다. 쪼개짐은 사축면(斜軸面)에 완전하고, 쪼개짐조각은 휠 수 있다. 단구(斷日)는 섬유상이다. 석고는 시멘트의 혼재(混材), 비료, 백색안료로 쓰이며 구워서 소석고로 하여 소재(塑材), 주물의 모형 제작 재료, 의료용 깁스 등에 사용되고 있으며, 또 무색투명한 것은 투석고(透石膏)라고 하여 질이 좋은 것은 광학(光學) 기재에도 활용된다.

이산화티타늄(TiO₂)는 태양광이나 형광등의 자외선을 받으면 마치 태양전지의 원리처럼 - 전기를 가진 전자(e^-)와·전기를 가진 정공(h+)이 형성되는데 그중에서 정공(h+)는 특히 강력한 산화작용을 하는 수산기(Hydroxyl radical; OH Radical)을 형성하여 살균용 염소나 차아염소산 오존보다도 강력한 산화력을 갖게 된다. 또한 전자는 광촉매에 흡착되어 있는 산소를 산소 이온으로 생성시키는데 이 산소이온은 산화반응의 중간체와 과산화물을 생성하든가 과산화 수소를 통하여 물의 반응 등을 생성한다. 위의 반응에 따라 광촉매 효과는 오염방지 효과, 공기정화 효과, 수질정화 효과, 살균 효과, 냄새 제거 효과 등이 있다. 광촉매는 인체에 전혀 무해하므로 그릇, 도자기 등 식생활과 관련된 응용은 물론 수용성이므로 적용 범위가 광범위하게 응용될 수 있으며 한번 도포하면 반영구적으로 사용이 가능하며 그 효과도 지속된다. 또한 이산화티탄은 백색도가 우수하고, 굴절지수가 높아 안료의 은폐력을 향상시키기 위한 안료의 첨가제로도 사용된다.

투어마린(Tourmaine; 전기석)은 호르메시스 이론에 따르면 첨단소재 물질로서 규소, 투어마린, 게르마늄 수용액(침출수)는 pH 8.7의 알카리 반응이 일어나고, 또한, 미량의 전기(0.06m 암페어의 미약전류가 흐름)가 발생되는 것 이외에 마이너스 이온 방출량이 18이며, 인체에 유익한 원적외선과 저선량 방사선이 방사되고, 또한 많은 분량의 방사선이 아닌 저선량 방사선을 방출하여 질병개선, 식물의 발아율 촉진, 성장속도 촉진, 농산물의 수확량 증대, 동물의 신진대사 촉진 등 광범한 용도로 응용되고 있는 물질이다. pH가 약 8.5∼8.7은 인체 친화성이다.

벤토나이트(Bentonite)의 화학식은 (Na.Ca)₃(Al.Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂(H₂O)로서 몬모릴로나이트를 주로 한 점토로, 석영·장석·제올라이트 등을 포함한 것이 많고, 빛깔은 백색·회색·담갈색·담녹색 등이 있으며, 물을 흡착하여 팽윤하고, 양이온 교환성이 뚜렷한 점에서 몬모릴로나이트의 성질과도 흡사하다. 용도는 매우 다양하 여 석유정굴진용 이수(石油井掘進用泥水)의 주성분, 주물형(鑄物型)의 결합제, 요업원료의 혼입제, 연고의 기초제, 연약지반 지역의 그라우팅재료 및 방수제로서 사용되기도 한다.

지르코늄 광물(Zirconium Minerals)은 90% 이상이 산화물이나 화합물형태로 사용되며 금속으로 사용되는 양은 소량이다. 지르코늄 광물은 대부분 내화페인트, 내화벽돌 제조용 또는 주물사용으로 사용된다.

탄산칼슘(CaCO₃; 칼사이트(Calcite))는 자연계에 존재하는 염 중에서 가장 많다. 그 형태도 여러 가지이며, 대리석, 방해석, 선석(霰石), 석회석, 백악, 빙주석(氷洲石), 조개껍질, 달걀껄질, 산호 등으로서 존재한다. 일반적으로 무색의 결정 또는 백색 고체로, 비중 2.93이며, 825 ℃에서 분해한다. 가열하면 이산화탄소를 발생하고 생석회를 얻는다. 이 반응은 이산화탄소와 생석회를 공업적으로 얻기 위한 중요한 반응이다. 탄산칼슘은 값이 싸고, 비중도 크지 않아 공업 분야에서 널리 사용된다. 즉, 석회석·대리석으로서 시멘트의 주원료, 산화칼슘의 원료, 제철·건축재료 등의 각종 중화제로서 사용된다. 또한 호분은 백색 안료, 수성도료에, 침강 탄산칼슘은 안료, 도료, 치약 등에 사용되며, 고무에도 보강제로서 배합된다. 백색도가 우수한 탄산염 광물로 낮은 표면에너지를 가지며 친수성이 높고 흡유성이 낮은 특성을 가지기 때문에 수성도료에서는 중요한 충전제(filler)로 사용된다. 백색도 및 불투명도가 우수할수록 착색이 자유롭기 때문에 색도조절이 용이하다. 수성 유성도료에 광범위하게 사용되며 도료의 내구성과 풍화저항성을 증가시킨다.

활성탄소 및 활성탄소섬유의 용도는 주로 물리적인 방법에 의한 흡착 내지는 탈취기능을 위해 첨가되는 것으로서 기체나 물속의 유기물을 흡착시키는데 사용된다. 참고로 활성탄이란 천연야자 열매를 유기물질의 흡착력을 더욱 활성화시키기 위하여 600～900℃의 수증기를 가하여 숯을 화학적, 물리적으로 열처리하여 재가공한 제품으로서 비표면적이 1,000∼1,500 m²/g이기 때문에 강력한 물리적인 흡착으로 고흡착력을 가지고 있어 탈취뿐만 아니라 새집증후군의 휘발성유기화합물(VOCs)이나 포름아데히드(HCHO) 등 환경오염물질을 정화하는데 효과가 매우 우수하다.

참고로 활성탄이란 탄화된 숯의 가장큰 특징인 흡착력을 더욱 활성화 시키기 위해 600～900 ℃의 수증기를 가하여 숯을 화학적, 물리적으로 열처리하여 재가공한 제품으로 재래식 숯가마에서 활성화 시킨다는 것은 거의 불가능하기 때문에 대부분의 숯은 탄화과정만 거친 것이며 천연야자 열매를 활성화처리한 야자활성탄은 1g당 약 1,200㎡ 정도의 거대한 내부 단면적에 의한 강력한 자연흡착으로 참숯보다 수십배 강력한 흡착능력을 가지고 있어 탈취뿐만이 아니라 새집증후군의 휘발성유기화합물(VOCs)이나 포름알데히드(HCHO)등 환경오염물질로 인해 극도로 오염된 실내공기 자체를 맑고 깨끗하게 정화시키는 작용이 우수하다.

국제조명용어집(CIE)에 의하면 근적외선, 중적외선 및 원적외선은 각각 0.75∼1.4㎛, 1.4∼3㎛, 3∼1000㎛의 파장 영역을 지칭하며, 특히 원적외선이 속하는 파장 영역은 자연계에 존재하는 유기화합물 분자의 고유 진동수에 가까워 이와 쉽게 공진(共振)하기 때문에, 유기고분자 화합물로 이루어진 생체 내로 잘 흡수되어 생체 내의 분자를 자극하여 활성화시키는 작용을 하게 된다. 원적외선을 상온에서 방사하는 물질로는 무기산화물을 주성분으로 하는 세라믹이 있다. 일반적으로 세라믹이란 무기물질을 주원료로 사용하는 산화물, 질화물, 탄화물 등의 재료를 뜻하는 것으로 이러한 재료는 금속재료, 유기재료에 비하여 내식성, 내열성, 내마모성 등이 우수하여 의료 및 건강산업분야, 화학분야, 축산분야, 농업분야, 수산업분야 등 다양한 분야에서 이용되고 있다. 이러한 상온에서 방사되는 원적외선은 세정력, 분해력, 해독력, 제독력 뿐만 아니라 숙취해소, 중금속 제거, 숙면효과, 탈취효과, 항균효과, 제습효과 및 공기정화에 이르는 생명광선이라 할 수 있다.

모래는 원래 화강암이 풍화되면서 가장 강한 규사성분이 남아서 흘러 강과 바다로 흘러 모인 것으로 주성분이 규석과 같아 이산화규소(SiO₂)로 되어 있다. 여기에는 불순물로 원래 화강암의 성분으로 장석, 운모 등이 들어 있어 산화알미늄(Al₂O₃), 산화철(Fe₂O₃), 칼리(K₂O), 소다(Na₂O), 석회(CaCO₃) 등이 극미량 함유되어 있고, 경우에 따라서는 티탄 등 성분이 들어있는 사철 등이 섞여 있다. 모래는 이산화규소를 원료로 사용하는 유리나 시멘트(점토의 성분조절용), 몰탈, 벽돌, 도자기 등을 만들 때 이용되고 있다.

상기 규산계 무기접착제는 규산나트륨(Sodium Silicate), 규산칼륨(Potassium Silicate), 규산리튬(Lithium Silicate), 알루미늄 실리콘산 나트륨(Sodium Alumino Silicate) 1종 내지는 1종 이상을 선택하여 사용하도록 구성되며, 규산계 무기접착제의 사용에 있어서 큰 제한을 두지 않으나 실외와 같이 비가 올 것을 대비한 높은 내수성을 높이고, 몰탈 표면의 백화현상을 방지하기 위해서는 규산리튬 내지는 알루미늄 실리콘산 소다가 선택되는 것이 유리하며, 실내와 같이 내수성이 그다지 필요치 않으며, 원가절감을 하기 위해서는 규산나트륨 내지는 규산칼륨이 선택되어지는 것이 유리하다.

상기 수분산형 수지조성물은 아크릴계수지 및 폴리에틸렌, 에틸렌비닐 아세테이트, 불소계 수지, 우레탄 계통의 수지가 포함된 1종 내지는 그 이상을 사용할 수 있으며, 수분산형 수지 조성물에 있어서 특별히 한정되지 않지만, 내수성이 요구되는 용도에서는 아크릴 수지를 이용하는 것이 유리하며, 건조된 몰탈의 신축성을 요구되는 용도에는 비닐아세테이트 수지를 이용하는 것이 유리하고, 2액형 보다는 1액형으로 경화되는 수지를 사용하는 것이 유리하다.

이하 본 발명을 이용한 실시 예를 개시한다. 본원에서 개시된 실시 예는 본원 발명의 이해관계를 명확히 하기 위한 것이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시 예 1.

350 mesh의 황토 100 중량부에 대해 50 mesh의 모래 80중량부와, 규산나트륨 30 중량부, 수분산형 수지로 아크릴 수지 15 중량부를 측량하고 수지미장에 적당하게 물을 넣고 균일하게 혼합하였다.

실시 예 2.

50 mesh의 벤토나이트 100 중량부에 대해 20 mesh의 모래 20 중량부, 규산칼륨 10 중량부, 수분산형 수지로 비닐아세테이트 수지 15 중량부를 측량하고 수지미 장에 적당하게 물을 넣고 균일하게 혼합하였다.

실시 예 3.

각각의 800 mesh의 Fe₂O₃, Fe₃O₄의 산화철 100 중량부에 대해 50 mesh의 모래 80중량부와, 알루미늄 실리콘산 소다(Sodium Alumino Silicate) 2.0 중량부, 수분산형 수지로 아크릴 수지 5 중량부를 측량하고 수지미장에 적당하게 물을 넣고 균일하게 혼합하였다.

실시 예 4.

350 mesh의 탄산칼슘(CaCO₃) 100 중량부에 대해 350 mesh의 TiO₂ 5중량부, 20 mesh의 모래 20 중량부, 규산나트륨 30 중량부, 수분산형 수지로 아크릴 수지 1.0 중량부를 측량하고 수지미장에 적당하게 물을 넣고 균일하게 혼합하였다.

실시 예 5.

350 mesh의 활석 100 중량부에 대해 50 mesh의 모래 60 중량부, 알루미늄 실리콘산 나트륨 10 중량부, 수분산형 수지로 비닐아세테이트 수지 15 중량부를 측량하고 수지미장에 적당하게 물을 넣고 균일하게 혼합하였다.

실시 예 1∼5에 의해 제조된 몰탈을 가로 10 cm, 세로 30 cm의 시편에 흙손을 이용하여 약 1 mm의 두께로 미장을 하고, 이에 따른 작업성 및 물리적 특성을 살펴보았다.

비교 예 1.

시판용 포틀랜드 시멘트 1중량 %와 50 mesh의 모래를 혼합한 후 수지미장에 적당하게 물을 넣고 균일하게 혼합하여 실시 예 1∼5와 비교하였다.

수지미장재의 색깔을 살펴보면 종래의 몰탈의 경우 어두운 회색을 띠고 있었으나, 실시 예 1에서 황토가 첨가됨으로써 우리나라 고유의 은은한 황토 색깔이 나타났으며, 실시 예 2의 벤토나이트, 실시 예 4의 탄산칼슘, 실시 예 5의 활석을 첨가했을 때 모두 하얀 색을 띠고 있었다. 특히 실시 예 4에서 TiO₂를 첨가함으로써 다른 광물보다 은폐력이 매우 뛰어남을 알 수 있었다. 실시 예 3에서 산화철로서 Fe₂O₃를 사용하였을 경우 실시 예 1과 유사하게 엷은 적색을 나타냈으며, Fe₃O₄를 사용하였을 경우 엷은 검정색을 나타냈다. 따라서, 적색과 흑색을 요구하는 몰탈일 경우 각각의 Fe₂O₃과 Fe₃O₄를 적당한 비율로 첨가하면 안료로서의 역할을 할 것으로 기대되었다.

실시 예 1∼5의 몰탈에 첨가된 광물들 중 벤토나이트를 제외하고 다른 광물들은 비교 예 1과 비교할 때 작업성이 떨어지지 않았다. 벤토나이트의 경우 물의 흡습력이 커서 물에 의한 저항이 커서 작업성이 떨어질 것으로 예측한다. 따라서 벤토나이트를 첨가할 경우 흡수성이 강한 나트륨 타입보다는 흡수성이 낮은 칼슘타입을 첨가하여야 물에 대한 문제점을 극복할 수 있음을 알 수 있었다.

미장 후 2주일간 완전 건조 후 미장 표면을 조사한 결과 비교 예 1은 미세클랙이 국부적으로 발생하였으며, 무기접착제와 수분산형 수지의 함량이 클수록 미세균열 발생의 확률을 감소시킴을 확인하였으며, 특히 무기접착제중 규산리튬이 내수성이 가장 높았으며, 규산나트륨이 내수성이 가장 낮았다. 또한 규산나트륨이 백화 현상이 가장 크게, 규산칼륨은 약간 미세하게 나타났으며, 규산리튬과 알루미늄 실리콘산 나트륨은 백화현상이 전혀 발생치 않았다.

수분산형 수지의 경우 비닐아세테이트계 수지보다는 아크릴계 수지를 사용하였을 때 내수성 및 강도 증가 및 미세클랙의 발생이 적게 나타냈다. 따라서, 실내와 같이 물과 접촉 확률이 낮을 경우 가격이 저렴한 규산나트륨을 첨가하는 것이 유리하고, 실외와 같이 물과 접촉할 확률이 높은 경우 내수성이 우수한 규산리튬을 첨가하는 것이 유리한 것을 확인하였다.

실시 예 6

350 mesh의 맥반석 100 중량부에 대해 350 mesh의 TiO₂ 5중량부와, 투어마린 0.5 중량부와, 20 mesh의 모래 80 중량부, 규산나트륨 30 중량부, 수분산형 수지로 아크릴 수지 100 중량부를 측량하고 수지미장에 적당하게 물을 넣고 균일하게 혼합하였다.

실시 예 7

실시 예 5의 조성비에 비표면적이 1,100 m²/g인 활성탄 10 중량부를 첨가한 것 이외에 나머지는 실시 예 5와 동일하게 수행하였다.

실시 예 8

실시 예 5의 조성비에 500 mesh의 제올라이트 10 중량부를 첨가한 것 이외에 나머지는 실시 예 5와 동일하게 수행하였다.

실시 예 6∼8에 의해 얻어진 몰탈을 이용하여 시멘트의 독성 확인 및 포름알 데히드의 제거율을 확인하였다. 가로 1 m, 세로 1 m, 높이 1m 크기의 체적을 갖은 4개의 석고보드를 제작하고 내부에 비교 예 1에서 얻어진 시멘트 몰탈과 따로 실시 예 5∼7에서 얻어진 몰탈을 균일하게 도포하고 1주일간 완전 건조시키고, 이곳에 머리부분을 10분간 넣어 시멘트 독을 확인하였다. 시멘트 독을 확인한 후 이곳에 30 %의 포름알데히드 시약 1 ml를 정확히 분취하고, 이를 완전히 밀폐한 후 5일이 지난 후에 내부의 공기를 트랩장치를 이용하여 포집하고 포집된 용액을 KS K0611 아세틸아세톤법에 의해 포름알데히드를 분석하여 실시 예에 따른 포름알데히드의 흡착력을 확인하였으며, 결과는 표 1에 나타냈다

[표 1]

종래의 시멘트가 함유된 몰탈의 경우 시멘트 독이 매우 강하게 발생하여 자체적으로 인체에 유해할 뿐만 아니라 실시 예를 통한 결과 포름알데히드 유해물질의 흡착력이 상당히 저조함을 알 수 있다. 그러나. 본 발명의 실시예를 통한 결과 모두 시멘트 냄새가 전혀 발생하지 않았으며, 특히 활성탄이 함유된 몰탈인 경우 유해가스의 흡착률이 매우 좋음을 알 수 있었다.

본 발명을 이용한 시멘트가 함유되지 않은 몰탈을 이용하여 종래의 시멘트 몰탈보다 시공성이 우수하며, 미적 감각을 발휘할 수 있으며, 강도 및 내수성이 우 수한 몰탈을 제공함으로써, 광물에 의한 방사에너지 기능과 음이온 방사 기능에 의해 항균성 및 알칼리독, 중금속 등 환경에 저해되는 원인을 최대한 방지하는 효과가 있으며, 세포의 생리작용을 활발하게 하고, 유해물질을 방출, 해독하는 효과가 탁월하여 건강을 최적의 상태로 유지하는데 매우 효과적인 잇점을 갖는다.

Claims (6)

1. 세라믹 광물 100 중량부에 대해서, 모래가 20∼80 중량부, 규산계 무기접착제가 2.0∼30 중량부, 수분산형 수지조성물이 1.0∼15 중량부가 함유된 것을 특징으로 하는 시멘트가 함유되지 않은 몰탈 조성물
2. 청구항 1의 세라믹 광물에 있어서, 맥반석, 황토석, 감람석(Olivine), 고령토(Kaolin), 규산염 광물(Silica Mineral), 규조토(Diatomite), 규회석(Wollastonite), 납석(Pyrophyllite), 돌로마이트(Dolomite), 리튬광물(Lithium Minerals), 마그네사이트(Magnesite), 보크사이트(Bauxite), 벤토나이트(Bentonite), 부석(Pumice), 붕산염광물(Borate), 사문석(Serpentine), 산성백토(Acid clay), 산화철(Iron Oxide), 석류석(Garnet), 탄산광물(Carbonate Minerals), 애타풀자이트(Attapulgite), 세피오라이트(Sepiolite), 연옥(Nephrite), 인회석(Apatite), 일라이트-운모(Illite-Mica), 장석(Feldspar), 진주암(Perlite), 질석(Vermiculite), 제올라이트(Zeolite), 중정석(Barite), 활석(Talc), 규조토(diatomaceous earth), 흑연(Graphite), 헥토라이트(Hectorite), 점토광물(Clay Minerals), 지르코늄 광물(Zirconium Minerals), 티타늄 광물(Titanium Minerals), 투어마린(Tourmaine; 전기석)이 포함된 1종 내지는 1종 이상이 선택되어지는 것을 특징으로 하는 시멘트가 함유되지 않은 몰탈 조성물
3. 청구항 1의 모래에 있어서, 모래의 크기가 0.1∼2.0 mm의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 시멘트가 함유되지 않은 몰탈 조성물
4. 청구항 1의 세라믹 광물에 있어서, 세라믹 광물의 크기가 60∼800 mesh의 크지를 갖는 것을 특징으로 하는 시멘트가 함유되지 않은 몰탈 조성물
5. 청구항 1의 규산계 무기접착제에 있어서, 규산나트륨, 규산칼륨, 규산리튬, 알루미늄 실리콘산 나트륨(Sodium Alumino Silicate)이 포함된 1종 내지는 1종 이상 선택되어지는 것을 특징으로 하는 시멘트가 함유되지 않은 몰탈 조성물
6. 청구항 1의 수분산형 수지조성물에 있어서, 아크릴계수지, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐 아세테이트, 불소계, 우레탄 계통의 수지가 포함된 1종 내지는 1종 이상이 선택되어지는 것을 특징으로 하는 시멘트가 함유되지 않은 몰탈 조성물