KR100842942B1 - 숯 타일 제조방법 및 숯 타일 유약 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인체에 유익한 원적외선을 방사하는 숯을 함유하여 원적외선 방사와 더불어 항균, 탈취 효과를 가지는 숯 타일 제조방법 및 숯 타일 유약에 관한 것으로 숯 타일의 제조방법은 숯 분말과 카오린을 균일하게 배합하여 제1 혼합물을 조성하는 1차 원료 배합단계, 상기 제1 혼합물에 수퍼음이온과 후리트를 포함하는 제2 혼합물 및 물을 혼합 및 분쇄하여 유약을 제조하는 2차 원료 배합단계를 포함하는 유약 제조단계와, 상기 유약을 성형 건조된 세라믹 혼합물의 외면에 표면 처리하는 표면처리 단계와, 상기 표면 처리된 세라믹 혼합물을 1000~1200℃로 소성가공하는 소성단계를 포함한다.
상기 유약은 후리트 100 중량부에 대하여 카오린 16~20, 숯 분말 1~5, 수퍼음이온 1~3 중량부가 물과 함께 혼합되어 형성되는 것이 바람직하며, 이와는 다르게 유약의 제2 혼합물은 장석, 석회석, 규석 및 알루미나를 더 구비할 수 있고, 이 경우 상기 유약은 후리트 100 중량부에 대하여 장석 100~120, 석회석 100~120, 규석 80~90, 알루미나 45~55, 카오린 80~90, 숯 분말 5~20, 수퍼 음이온 5~17 중량부가 물과 함께 혼합되어 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 숯 타일은 음이온, 원적외선을 방출하고, 항균 및 탈취 기능을 갖는 숯이 포함되어 있기 때문에 건물의 실내외 벽면과 바닥면의 장식재 기능뿐 아니라 거주자의 건강을 증진시키는 효과를 가진다.
Description
본 발명은 숯 타일 제조방법 및 숯 타일 유약에 관한 것으로서, 더 상세하게는 인체에 유익한 원적외선을 방사하는 숯을 함유하여 원적외선 방사와 더불어 항균, 탈취 효과를 가지는 숯 타일 제조방법 및 숯 타일 유약에 관한 것이다.
일반적인 세라믹 타일은 점토, 규석, 장석, 도석 등이 혼합되어 형성된 혼합물에 유약을 바른 후 소성 가공하며, 목적에 따라 특정한 형상, 또는 색상을 갖도록 형성된다. 특히 이러한 세라믹 타일은 건축용 구조물 및 실내외 마감재로 사용되고 있다.
하지만 상기 종래의 세라믹 타일은 건축용 마감재로서의 기능만 가질 뿐 기타 다양한 기능들을 제공하지 못하였다.
대한민국 공개 특허공보 제 10-2002-0041352호에는 원적외선을 방출하고, 항균, 탈취 효과를 가지는 숯이 접착된 숯 타일과 그 제조 방법이 개시되어 있다.
상기 종래 숯 타일은 참나무를 촘촘하게 묶은 뒤 압착하여 숯을 제조하고, 제조된 숯에 형성된 불순물을 제거한 후, 장석, 규석 또는 플라스틱으로 형성된 세 라믹 또는 플라스틱 판에 접착제를 이용하여 상기 불순물이 제거된 숯을 부착함으로써 제조된다.
하지만 상기 종래 숯 타일은 세라믹 판의 외면에 접착제를 이용하여 숯을 부착하기 때문에 접착된 숯이 분리될 가능성이 있으며, 바닥재로 사용하는 것이 불가능하다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 숯 타일이 가지는 문제점 및 결함을 해소하기 위한 것으로서, 원적외선을 방사하며 항균, 탈취 효과를 가지는 숯이 포함되고, 상기 효과가 오랜 시간 지속되는 숯 타일 제조방법 및 숯 타일 유약을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 숯 타일의 제조방법은 숯 분말과 카오린을 균일하게 배합하여 제1 혼합물을 조성하는 1차 원료 배합단계, 상기 제1 혼합물에 수퍼음이온과 후리트를 포함하는 제2 혼합물 및 물을 혼합 및 분쇄하여 유약을 제조하는 2차 원료 배합단계를 포함하는 유약 제조단계와, 상기 유약을 성형 건조된 세라믹 혼합물의 외면에 표면 처리하는 표면처리 단계와, 상기 표면 처리된 세라믹 혼합물을 1000~1200℃로 소성가공하는 소성단계를 포함한다.
상기 유약은 후리트 100 중량부에 대하여 카오린 16~20, 숯 분말 1~5, 수퍼음이온 1~3 중량부가 물과 함께 혼합되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 유약의 제2 혼합물은 장석, 석회석, 규석 및 알루미나를 더 구비할 수 있고, 이 경우 상기 유약은 후리트 100 중량부에 대하여 장석 100~120, 석회석 100~120, 규석 80~90, 알루미나 45~55, 카오린 80~90, 숯 분말 5~20, 수퍼 음이온 5~17 중량부가 물과 함께 혼합되어 형성되는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 따른 숯 타일의 바람직한 제조방법을 다음 실시예를 통해 설명한다.
숯 타일은 다음과 같은 단계를 통해 제조된다.
단계 1 - 세라믹 혼합물 형성단계
세라믹 혼합물은 숯 타일을 형성하는 기본 재료들을 혼합한 것으로서, 점토, 규석, 장석, 도석을 포함하는 세라믹 형성 물질들을 물과 함께 혼합 및 반죽하고, 반죽된 혼합물을 원하는 숯 타일의 형태대로 성형한 것이다. 성형된 세라믹 혼합물은 건조과정을 거치면서 1차 소성된다.
상기 세라믹 혼합물의 형성을 위해 혼합되는 각 재료들은 점토 100 중량부에 대하여 규석 40~50, 장석 40~50, 도석 20~30 중량부가 혼합되어 형성되는데, 점토와 규석, 장석, 도석은 일반적으로 타일을 제조하기 위해 사용되는 재료들이다.
상기 점토, 규석, 장석 및 도석의 혼합비는 통상적인 타일의 제조시에 사용되는 혼합비를 따른 것이다.
단계 2 - 유약 제조 단계
유약은 상기 세라믹 혼합물을 최종 소성시키기 전 세라믹 혼합물의 표면에 피복 및 밀착시키는 것으로서, 수퍼음이온 및 숯 분말을 포함하여 숯 타일을 설치하는 공간에 원적외선과 음이온이 방출되어 거주자의 신체에 유익을 주도록 하는 것이다.
유약 제조 단계는 숯 분말과 카오린을 균일하게 배합하여 제1 혼합물을 조성하는 1차 원료 배합단계와, 상기 제1 혼합물에 수퍼음이온과 후리트를 포함하는 제2 혼합물 및 물을 혼합 및 분쇄하여 유약을 제조하는 2차 원료 배합단계를 포함한다.
제1 혼합물은 카오린 및 숯 분말을 볼밀에 투입하여 혼합한 것이다. 여기에 사용된 숯 분말은 325메쉬 이하로 미분쇄된 것을 사용하였는데, 이는 유약을 조성하는 과정에서 부피가 크고 비중이 작은 숯 덩어리는 분쇄가 되지 않기 때문에 제품의 기능성의 저하를 발생시킬 수 있기 때문이다.
숯은 음이온과 원적외선을 방출하는 대표적인 물질이며, 이 외에도 탈취, 항균등의 효과도 가지기 때문에 인체에 이롭다. 본 실시예에서는 참나무 숯 분말이 상기 유약에 첨가되는 숯 분말로서 적용되었으나, 본 실시예에 의해 상기 숯 분말의 종류가 한정되는 것은 아니다.
제1 혼합물이 준비되면 이에 제2 혼합물 및 물을 첨가하여 분쇄 및 혼합하는 2차 원료 배합단계를 거쳐 유약을 조성한다.
2차 원료 배합단계에 적용되는 제2 혼합물은 숯 타일을 사용하는 목적에 따라 혼합되는 물질의 종류와 혼합비가 달라지게 되는데, 먼저 화장실과 같이 습기가 많은 구역의 바닥재 또는 벽재로 사용되는 도기질 숯 타일의 경우 제2 혼합물은 후리트와 수퍼음이온의 혼합물로 이루어진다. 이 경우 도기질 숯 타일을 형성하기 위한 숯 타일 유약은 후리트 100 중량부에 대하여 카오린 16~20, 숯 분말 1~5, 수퍼음이온 1~3 중량부가 물과 함께 혼합되어 형성된다.
도기질 숯 타일과는 달리 실내 공간 또는 외부 벽체에 주로 사용되는 자기질 숯 타일을 제조하는 경우에는 제2 혼합물이 후리트와 수퍼음이온 외에도 장석, 석회석, 규석 및 알루미나를 더 포함한다. 이 경우 자기질 숯 타일을 형성하기 위한 숯 타일 유약은 후리트 100 중량부에 대하여 장석 100~120, 석회석 100~120, 규석 80~90, 알루미나 45~55, 카오린 80~90, 숯 분말 5~20, 수퍼 음이온 5~17 중량부가 물과 함께 혼합되어 형성된다.
상기 자기질과 도기질 숯 타일 유약의 조성에서 상기 혼합비는 혼합되는 장석, 석회석, 규석, 알루미나, 카오린, 후리트, 수퍼음이온 및 숯 분말을 각각 다른 혼합 비율로 혼합하여 제조한 후 제조의 편의성과 효과를 비교하는 실험을 통하여 선택한 것으로 상기 실험 결과를 다음 표로 정리하였다.
| 도기질 숯 타일 유약 조성물(%) | 평가항목 | 비고 | |||||||
| 후리트 | 카오린 | 수퍼음이온 | 숯 분말 | 원적외선 방사량 | 음이온 방출량 | 항균감소율(%) | 탈취율 (%) | ||
| 실험1 | 75 | 15 | 5 | 5 | 0.94 | 690 | 95.7 | 89.8 | |
| 실험2 | 75 | 10 | 8 | 7 | - | - | - | - | |
| 실험3 | 80 | 10 | 5 | 5 | 0.94 | 665 | 95.8 | 88.9 | |
| 실험4 | 80 | 15 | 2 | 3 | 0.947 | 650 | 96.1 | 89.2 | |
| 실험5 | 80 | 18 | 1 | 1 | 0.88 | 350 | 57 | 62 | |
| 실험6 | 85 | 10 | 3 | 2 | 0.93 | 640 | 94 | 88.3 | |
| 실험7 | 85 | 12 | 2 | 1 | 0.87 | 450 | 65 | 78 | |
| 실험8 | 85 | 5 | 5 | 5 | 0.94 | 695 | 94.8 | 88.6 | |
본 실험에서는 후리트와 카오린, 수퍼음이온 및 숯 분말을 각기 다른 조성비로 혼합한 후, 원적외선 방사량, 음이온 방출량, 항균 감소율, 탈취율의 네 가지 항목으로 평가하여 그 수치를 나타내었다.
먼저 실험 2에서는 숯 분말의 함유량이 전체의 7% 이상이 되는 경우, 숯 분말의 탄소 입자가 2차 소성과정(재벌구이)을 거치면서 공기중으로 날아가 숯 타일의 표면에 기포자국을 남기게 되었다. 이러한 문제로 인해 숯 분말의 함유량이 일정수준 이상이 되면 숯 타일의 제품가치가 저하되기 때문에 실험 2의 경우에는 평가항목들을 평가하지 않았다.
기능성에 대한 평가는 원적외선 방사량과 음이온 방출량, 항균 감소율 및 탈취율에 대하여 이루어졌는데, 원적외선 방사량은 기기분석(KF1A-F1-1042)을 통해 수행하였으며, 음이온 방출량은 전하입자측정방법을 통해 측정하였다. 또한 항균 감소율은 대장균 및 녹농균 시험을 통해 수행하였고, 탈취율은 암모니아를 이용한 탈취율을 측정하였다.
실험 2를 제외한 나머지 실험들을 통해, 먼저 수퍼음이온과 숯 분말의 함유량이 3~5%가 될 때, 음이온 방출량과 원적외선 방사량, 항균 감소율 및 탈취율이 일정 수준 이상이 됨을 볼 수 있다.
혼합되는 카오린과 후리트의 경우에는 후리트가 85% 이상 혼합되었을 때는 2차 원료 배합단계에서 습식 분쇄 하기가 어렵고 제조 단가가 상승하고, 75% 이하로 혼합되는 경우에는 숯 타일 품질이 요구하는 유약의 비중을 갖추기 어려워 품질이 떨어지는 문제가 발생하였다. 또한 카오린은 15%를 초과하는 경우 유약의 유동성이 떨어지고 숯 타일 표면의 발색이 저하되는 문제점이 나타났다.
따라서 수퍼음이온과 숯 분말은 각각 5% 정도 혼합되고, 후리트는 80%, 카오린은 10% 정도로 혼합되는 것이 가장 이상적이라고 할 수 있다.
| 자기질 숯 타일 유약 조성물(%) | 평가항목 | 비고 | |||||||||||
| 장석 | 석회석 | 규석 | 알루미나 | 카오린 | 후리트 | 수퍼음이온 | 숯 분말 | 원적외선방사량 | 음이온방출량 | 항균감소율(%) | 탈취율 (%) | ||
| 실험1 | 20 | 20 | 15 | 13 | 10 | 20 | 1 | 1 | 0.88 | 450 | 54 | 49 | |
| 실험2 | 20 | 15 | 20 | 13 | 10 | 20 | 1 | 1 | 0.87 | 487 | 53 | 48 | |
| 실험3 | 18 | 17 | 15 | 18 | 10 | 20 | 1 | 1 | 0.87 | 477 | 53 | 52 | |
| 실험4 | 18 | 22 | 13 | 13 | 12 | 18 | 2 | 2 | 0.92 | 652 | 89 | 83 | |
| 실험5 | 16 | 24 | 11 | 15 | 12 | 18 | 2 | 2 | 0.93 | 660 | 87 | 85 | |
| 실험6 | 16 | 20 | 15 | 15 | 12 | 18 | 2 | 2 | 0.93 | 654 | 88 | 84 | |
| 실험7 | 20 | 20 | 15 | 9 | 14 | 18 | 2 | 2 | 0.92 | 655 | 88 | 84 | |
본 실험에서는 장석, 석회석, 규석 및 알루미나를 카오린과 후리트, 수퍼음이온 및 숯 분말에 다양한 혼합비로 더 첨가한 후, 상기 표 1에 정리된 것과 동일한 방법으로 네 가지 부면의 기능성을 평가하였다.
본 실험에서 카오린과 후리트, 수퍼음이온 및 숯 분말의 혼합비는 상기 표 1에 정리된 내용을 토대로 설정하였기 때문에 혼합비가 거의 일정하며, 이에 더하여 첨가되는 장석과 규석, 석회석 및 알루미나의 혼합비를 달리하여 평가하여 상기 표 2에 정리된 것과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
정리된 것과 같이 평가 항목은 주로 숯 분말과 수퍼음이온의 함유량에 따라 그 값이 결정되기 때문에 이에 첨가되는 장석, 석회석, 규석, 알루미나의 혼합비는 유약의 점도, 광택 등이 가장 좋은 실험 7의 혼합비가 가장 적절한 것으로 나타났다.
따라서 자기질 숯 타일 유약의 조성물은 후리트 100 중량부에 대하여 장석 100~120, 석회석 100~120, 규석 80~90, 알루미나 45~55, 카오린 80~90, 숯 분말 5~20, 수퍼 음이온 5~17 중량부가 물과 함께 혼합되어 형성되는 것이 가장 바람직하다.
단계 3 - 표면처리 단계
상기 세라믹 혼합물이 1차 소성단계를 거치면, 상기 제 2단계에서 제조된 유약을 1차 소성된 세라믹 혼합물에 피복, 밀착시켜 표면처리를 한다. 숯 타일이 두 가지 이상의 색상을 갖도록 형성하고자 하는 경우에는 유약 제조시 서로 다른 색상을 발하는 유약을 준비하고 본 단계에서 1차 소성된 세라믹 혼합물에 상기 서로 다른 색상을 발하는 두 가지 유약을 함께 표면 처리함으로써 두 가지 혹은 각 유약이 중첩되는 부분을 포함하여 세 가지의 색상을 갖는 숯 타일을 형성할 수 있다.
단계 4 - 소성단계
상기 유약을 이용하여 표면처리한 세라믹 혼합물을 소성시키는 소성과정을 통해 숯 타일이 완성된다.
소성과정은 상기 1차 소성에서와는 달리 1000~1200℃의 고온에서 이루어진다. 유약으로 표면처리가 된 세라믹 혼합물은 소성과정을 거치면서 강도가 세지고, 물의 흡수율이 낮아져, 타일이 수분에 의해 물러지지 않게 된다.
본 실시예에서는 표면처리를 하기 전 세라믹 혼합물을 건조시킨 후, 건조된 세라믹 혼합물에 유약을 바르고 구워내어 숯 타일을 제작하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 1차 소성과정에서 숯 타일의 형태로 형성된 세라믹 혼합물을 1차 소성단계에서 가열하여 구워내는 초벌구이 작업이 수행된 후, 이에 유약을 발라 구워내는 2차 소성과정을 거치도록 할 수도 있다.
상기 단계들을 통해 제조된 숯 타일은 실내외의 장식재로 사용 가능하며, 특히 실내의 벽면 또는 바닥면에 시공하여 거주자에게 이로운 원적외선과 음이온을 방출하여 거주자의 건강을 증진시킬 수 있다.
상기 제조방법에 의해 제조된 본 발명에 따른 숯 타일은 음이온, 원적외선을 방출하고, 항균 및 탈취 기능을 갖는 숯이 포함되어 있기 때문에 건물의 실내외 벽면과 바닥면의 장식재 기능뿐 아니라 거주자의 건강을 증진시키는 효과를 가진다.
Claims (3)
- 숯 분말과 카오린을 포함하는 제1 혼합물을 조성하는 1차 원료 배합단계와, 상기 제1 혼합물에 수퍼음이온과 후리트를 포함하는 제2 혼합물 및 물을 혼합 및 분쇄하여 유약을 제조하는 2차 원료 배합단계를 포함하는 유약 제조단계;상기 유약을 성형 건조된 세라믹 혼합물의 외면에 표면 처리하는 표면처리 단계와;상기 표면 처리된 세라믹 혼합물을 1000~1200℃로 소성가공하는 소성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 숯 타일 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 유약은 후리트 100 중량부에 대하여 카오린 16~20, 숯 분말 1~5, 수퍼음이온 1~3 중량부를 포함하여 혼합 형성된 것을 특징으로 하는 숯 타일 제조방법.
- 제 1항에 있어서상기 유약제조단계에 있어서, 제2 혼합물은 장석, 석회석, 규석 및 알루미나를 더 구비하고,상기 유약은 후리트 100 중량부에 대하여 장석 100~120, 석회석 100~120, 규석 80~90, 알루미나 45~55, 카오린 80~90, 숯 분말 5~20, 수퍼 음이온 5~17 중량부를 포함하여 혼합형성된 것을 특징으로 하는 숯 타일 제조방법.
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