KR100880888B1 - 한지점토 및 그 제조방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 한지점토 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 닥나무 섬유를 분쇄하고, 이를 천연 접착제를 혼합하여 한지점토를 제조함으로써, 종래 지점토와는 달리 친환경적이면서도 물성이 우수하고 건조시 갈라지지 않도록 한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 한지점토 및 그 제조방법은, 닥나무 섬유를 분쇄하여 되는 닥나무 섬유 분말에 천연접착제가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한지, 점토, 닥나무, 섬유, 천연접착제

Description

한지점토 및 그 제조방법.{KOREAN PAPER CLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 한지점토 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 닥나무 섬유를 분쇄하고, 이를 천연 접착제를 혼합하여 한지점토를 제조함으로써, 종래 지점토와는 달리 친환경적이면서도 물성이 우수하고 건조시 갈라지지 않도록 한 것이다.

닥나무는 주로 수피(나무 껍질)를 사용하여 삼국시대부터 한지, 지폐, 합죽선, 한지장판, 문풍지 등에 사용되었으며, 목질부는 파쇄 후 퇴비 등으로 사용되어 왔다. 닥나무에서 채취된 섬유질은 동종 계통의 인피섬유 중에서도 섬유질이 비교적 약하고 섬유장이 짧다는 이유 등으로 섬유제품 및 기타 응용제품용으로는 거의 활용되지 않았으며, 종이류의 제조에 국한되어 전통적으로 주로 한지 제조에 이용되어 왔다.

닥나무 껍질은 겉껍질(흑피)과 속껍질(백피)로 이루어져 있는 데 흑피를 제거한 백피를 사용한 펄프화공정은 전통적인 방법으로서 닥방망이로 40∼50분 정도 두들겨서 닥섬유를 찧는 방법을 이용하여 섬유를 풀어주거나 비터를 사용한 기계적인 방법으로 고해하여 섬유질만을 걸러낸 다음, 섬유질과 기타 약제들을 적당량 물에 혼합하여 분산시킨 액으로 한지를 제조하고 있다.

닥나무 백피를 해섬하여(고해과정) 펄프상태로 만들고 고해과정을 거친 닥섬유 펄프(젖은상태)를 그대로 건조하게 되면, 섬유와 섬유가 엉킨 상태로 매우 딱딱하게 굳어져 해섬이 거의 불가능한 상태가 되는 데, 이는 인피섬유의 특징으로 섬유와 섬유질을 결속시키는 펙틴, 리그닌 등의 물질들이 건조과정에서 섬유를 결속시켜 딱딱하게 만들기 때문이다. 이러한 성질로 인하여 닥섬유는 종이제조용으로는 사용하기에 적합하지만, 다른 섬유제품 용도로 활용하는 데 있어서는 가장 큰 장애요인이 되고 있다.

한편, 지점토는 조형물, 공예품의 재료로 사용되는 것으로, 미술 교재용, 미니어쳐 제작용, 장식용 등에 폭넓게 사용되고 있으며, 특히, 근래에는 집안을 꾸미기 위한 홈패션 사업이 활발해지면서 그 상업성이 인정되어 지점토의 사용폭이 넓어지고 있다.

그러나 통상의 지점토는 식품첨가제로도 사용되고 부피를 부풀게 하는 특성을 지닌 파라셀과 납석, 활석분말, CMC(Carboxy Methyl Cellulose), 펄프재를 혼합하여 제조하여, 각종 공예품을 제작하거나 교육용 재료로 사용하였다. 또한 그 이외에도 벽체나 바닥에 부착하는 타일을 제조하거나, 지점토 자체를 벽체나 바닥재로 사용하고 있는 실정이다.

그러나 상기와 같은 지점토는 그 조성물이 점성과 색체적 미감만을 중시하여 제조되어 있으므로, 사용자가 손으로 반죽을 할 때에 지점토로부터 독성이 방출되 어 작업자의 건강을 해치게 되고, 지점토로부터 발생하는 악취로 주위 환경을 해치게 됨은 물론, 벽체나 바닥재로 사용시 점착력이 약화되어 파손될 우려가 있었다.

따라서, 본 발명자는 상기한 종래의 닥섬유의 활용도가 넓지 못한 점 그리고 지점토의 환경적인 문제점 등을 고려하여, 닥섬유를 이용한 점토를 제안하기에 이르렀다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 종래의 지점토가 갖는 제반문제점을 해결하기 위하여, 닥나무 섬유를 분쇄하고, 이에 천연 접착제를 혼합하여 한지점토를 제조함으로써, 냄새가 없고 친환경적이면서도 건조시 강도 및 물성이 우수한 한지점토 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

또한 상기 한지점토를 이용하여 다양한 문화상품을 개발함으로써 고부가가치를 창출하고, 우리 나라의 전통재료를 실생활에 사용하여 환경적 가치와 전통적 가치를 동시에 높이는데 기여하도록 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한지점토의 제조방법은, 닥나무 섬유를 분쇄하여 분말을 제조하는 단계와, 상기 제조된 닥나무 섬유 분말에 천연접착제를 혼합하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 닥나무 섬유는 닥나무를 알칼리 처리, 표백하는 단계와, 상기 표백된 닥나무 섬유를 6∼9mm로 칼비팅하는 단계와, 상기 칼비팅된 닥나무 섬유에 알카리제 및/또는 펙틴분해효소를 가함으로써 닥나무 섬유의 섬유결속물질을 제거하는 단계와, 상기 섬유결속물질을 제거한 닥나무 섬유를 1∼2mm의 작은 섬유질로 습식분쇄하는 단계와, 상기 습식분쇄된 닥나무 섬유를 탈수 및 건조하는 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 닥나무 섬유를 분쇄하여 분말을 제조하는 단계는 1분에 2500∼ 3500rpm으로 고속분쇄하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 천연접착제는 곡물가루에 물을 가하고 가열하여 제조된 것을 특징으로 한다.

이때 상기 닥나무 섬유 분말과 천연접착제의 혼합비는 10: 3∼7 중량비로 하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 닥나무 섬유 분말과 천연접착제의 혼합시 물을 첨가하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 한지점토는 닥나무 섬유를 분쇄하여 되는 닥나무 섬유 분말에 천연접착제가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 닥나무 섬유를 분쇄하고 이에 천연접착제를 혼합하여 한지점토를 제조함으로써, 냄새가 없고 친환경적이면서도 건조시 강도 및 물성이 우수하여 다양한 제품을 성형할 수 있도록 하는 등의 유용한 효과를 제공한다.

또한 한지점토를 이용한 다양한 문화상품을 개발, 제조함으로써, 우리나라 전통재료의 가치를 널리 알릴 수 있도록 기여하며, 고부가가치를 창출할 수 있도록 한다.

이하 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

한지점토의 제조방법에 대해 설명한다.

먼저 본 발명의 한지점토는 닥나무 섬유를 이용하여 제조하는 데, 닥나무 섬 유는 다음과 같은 방법으로 제조한다.

닥나무의 껍질을 알카리(일반적으로 가성소다)로 처리하여 흑피를 제거하여 섬유질이 포함된 속피 재료를 준비한다. 상기 알카리 처리로는 10∼15중량%의 가성소다수 용액에 닥나무 껍질을 침적하여 1∼3시간 끓이는 것으로, 이렇게 하면 닥나무의 껍질은 보다 유연해지고 섬유결속물질 및 비섬유질이 어느 정도 제거되면서 흑피는 완전히 제거되는 것이다. 이러한 공정은 자숙 또는 증자라고 하는 바, 이는 한지업계에서는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

그리고 상기 흑피가 제거된 닥나무 껍질을 표백하여 백피를 제조하는 데, 상기 표백제로는 차아염소산 수용액 등을 사용할 수 있다.

상기 표백이 완료되면 닥나무 백피를 해섬하여 펄프화하는데 이를 고해라고 하며, 그 방법으로는 전통적인 방법으로 닥방망이로 40∼50분 정도 두들겨서 닥섬유를 찧는 방법이 있다. 본 발명에서는 닥나무 백피를 고해기를 이용하여 6∼9mm 정도로 칼비팅 하는 바, 상기 칼비팅이란 칼날로 줄기를 잘게 부수는 것을 말하며, 물과 함께 약 70kg 정도의 닥나무 섬유를 1시간 가량 통 안을 흐르게 하며 잘게 부수는 것이다. 이때 그 크기를 6∼9mm로 하는 것은, 그 크기가 6mm 미만으로 할 경우 칼비팅 공정이 길어져 생산성이 좋지 못하게 되고, 9mm를 초과할 경우 리그닌의 제거가 용이하게 이루어질 수 없기 때문이나, 그 크기를 반드시 제한하는 것은 아니다.

그리고 칼비팅된 닥나무 섬유(젖은상태)를 그대로 건조하게 되면, 섬유와 섬유가 엉킨 상태로 매우 딱딱하게 굳어지게 된다. 이는 섬유와 섬유질을 결속시키는 펙틴, 리그닌 등의 물질들이 펄프화된 닥나무 섬유 내에 잔류하여 건조과정에서 섬유를 결속시켜 딱딱하게 만들기 때문인데 이러한 성질은 닥나무 섬유를 종이제조용으로 사용하기엔 적합한 성질로 작용하지만 다른 섬유제품 용도로 활용하는데 있어서는 가장 큰 장애요인이 되기 때문이다.

즉, 닥나무 인피섬유의 조성을 살펴보면 홀로셀룰로오스 약 70∼85%, 추출물(물, 알칼리, 유기용매 등) 7∼10%, 펙틴 7∼10%, 리그닌 3∼5%, 회분 2∼5% 등으로 되어 있으며, 이 가운데 식물계에 널리 분포되어 있는 펙틴질은 주로 세포간층이나 어린 세포의 1차 벽과 결합하여 식물조직을 구성하기 위한 풀의 역할을 하여 대마, 아마 및 저마 등과 같은 인피섬유계의 중요한 섬유결착물질로 작용한다. 닥나무 인피섬유의 경우에도 다량의 펙틴이 존재하며 이러한 섬유간 펙틴은 리그닌 등과 결합하여 불용화된 펙틴으로 인피섬유 상호간을 결속시키는 데 중요한 역할을 수행하고 특히 더욱 복잡한 화학구조를 가지게 되어 쉽게 제거되지 않는다.

본 발명에서는 칼비팅된 닥나무 섬유를 알카리제(예 가성소다, 탄산칼륨, 탄산나트륨, 과황산칼륨)로 처리하는 화학적 방법을 사용하거나 펙티나제 등의 펙틴분해효소로 처리하는 생화학적 방법 또는 상기 화학적 방법이나 생화학적 방법을 병행하여 상기 닥나무의 섬유결착물질을 효과적으로 제거한다. 이에 대한 상세한 설명은 본 발명의 발명자가 선출원하여 등록된 특허 제10-0426637호에 의해 공지된 것으로서, 본 발명에서는 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기한 바와 같이 상기 섬유결속물질을 제거한 닥나무 섬유는 1∼2mm의 작은 섬유질로 습식분쇄하는 데, 이때 분쇄기로서는 기어 혹은 맷돌형 습식 분쇄기로 분쇄작업을 할 수 있다. 이때 상기 닥나무 섬유의 크기를 1∼2mm로 하는 이유는 반죽을 용이하게하기 위함인데, 닥나무 섬유의 크기가 1mm 미만일 경우 닥나무 섬유가 쉽게 비산되어 취급이 용이하지 않고, 2mm를 초과할 경우 닥나무 섬유가 서로 엉겨붙어 후공정인 분쇄시에 문제가 발생될 수 있기 때문이다.

상기와 같이 분쇄된 닥나무 섬유는 탈수 및 건조하는 데, 그 방법으로는 탈수용기에 담아 탈수펌프가 부착된 장치를 통과시켜 탈수하고, 건조실에서 건조하는 것이 바람직하나, 상기 탈수 및 건조방법은 제한하는 것은 아니다.

상기와 같이 닥나무 섬유가 준비되면, 상기 닥나무 섬유를 더욱 미세하게 분쇄하여 분말화하는 데, 상기 분쇄방법으로는 고속 분쇄기를 이용하여 건식분쇄하며, 그 속도는 1분에 2500∼3500rpm 정도로 한다. 이때 그 입도는 300mesh 에서 1mm 정도까지 분쇄되며, 상기 고속분쇄의 이유는 저속(2500rpm 미만)으로 분쇄할 경우 닥나무 섬유가 미세하게 분쇄될 수 없어 제조되는 한지점토가 거칠어 질 수 있으며 3500rpm을 초과할 경우 과다한 에너지가 소요되는 등의 문제점이 있기 때문이다.

다음으로 분쇄된 닥나무 섬유 분말에 천연접착제를 혼합함으로써 한지점토의 제조를 완료한다. 상기 천연접착제로는 곡물가루에 물을 가하고 가열하여 제조되는 것을 사용할 수 있으며, 상기 곡물가루로는 옥수수가루, 전분가루 등을 모두 이용할 수 있음은 물론이다.

또한 상기 천연접착제에는 상기한 곡물가루 이외에 천연점성물질인 황촉규, 느릅나무, 해초류 등을 포함시킬 수 있다.

그리고 상기 닥나무 섬유 분말과 천연접착제의 혼합비는 10: 3∼7 중량비로 하는 것이 바람직한 바, 천연접착제가 너무 적게 혼합될 경우 접착력이 좋지 못하게 되고 7중량비를 초과하면 과량이 되어 건조시간이 길어지고 한지점토의 물성이 저하되는 등의 문제점이 있기 때문이다.

또한 상기 닥나무 섬유 분말과 천연접착제의 혼합시 물을 첨가하여 그 혼합을 용이하게 할 수 있는 것으로, 그 혼합을 제한하지 않는다. 이때 물의 혼합비는 닥나무 섬유 분말, 천연접착제, 물 10: 3∼7: 2∼4 중량비 정도가 바람직하다.

그리고 상기 닥나무 섬유 분말에 천연접착제를 혼합할 시에 천연방수제를 혼합할 수도 있는 바, 상기 천연방수제로는 팜, 아교 등을 사용할 수 있는 데, 이는 한지점토가 물기에 약하기 때문이다.

즉, 본 발명의 한지점토는 닥나무 섬유를 분쇄하여 되는 닥나무 섬유 분말에 천연접착제가 10: 3∼7 중량비로 혼합되어 구성되는 것으로, 상기 제조방법을 통해 닥나무 섬유의 제조방법, 천연접착제 등을 상세히 설명하였으므로, 한지점토의 구성에 대한 추가설명은 생략한다.

본 발명의 한지점토는 종래의 지점토와는 달리 건조시간이 빠르고, 건조시 표면의 갈라짐이 없으며, 그 물성 또한 우수한 것이다. 그리고 별도의 화학제를 전혀 사용하지 않고 제조하기 때문에 친환경적일 뿐 아니라 냄새가 없어 사용이 편리하며, 다양한 공예제품을 제조할 수 있어 산업적 활용도가 높은 것이다.

또한 브로치, 코사지, 각종 악세사리 등을 한지점토로 제조하여 금, 은을 이용하여 도금함으로써, 중량이 가벼운 악세사리의 제조가 가능하게 되어 얇은 옷에도 악세사리의 착용이 가능하도록 하게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 상기한 실시예에 한하여 설명하였지만, 이를 반드시 제한하는 것은 아닌 것으로, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.

Claims (11)

1. 닥나무 섬유를 분쇄하여 분말을 제조하는 단계와,

   상기 제조된 닥나무 섬유 분말에 천연접착제를 혼합하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 한지점토의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 닥나무 섬유는 닥나무를 알칼리 처리 및 표백하는 단계와, 상기 표백된 닥나무 섬유를 6∼9mm로 칼비팅하는 단계와, 상기 칼비팅된 닥나무 섬유에 알카리제, 펙틴분해효소 및 알카리제와 펙틴분해요소의 혼합물중 어느 하나를 가함으로써 닥나무 섬유의 섬유결속물질을 제거하는 단계와, 상기 섬유결속물질을 제거한 닥나무 섬유를 1∼2mm의 작은 섬유질로 습식분쇄하는 단계와, 상기 습식분쇄된 닥나무 섬유를 탈수 및 건조하는 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 한지점토의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 닥나무 섬유를 분쇄하여 분말을 제조하는 단계는 1분에 2500∼3500rpm으로 고속분쇄하는 것을 특징으로 하는 한지점토의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 천연접착제는 곡물가루에 물을 가하고 가열하여 제조된 것을 특징으로 하는 한지점토의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 닥나무 섬유 분말과 천연접착제의 혼합비는 10: 3∼7 중량비인 것을 특징으로 하는 한지점토의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 닥나무 섬유 분말과 천연접착제의 혼합시 물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 한지점토의 제조방법.
7. 닥나무 섬유를 분쇄하여 되는 닥나무 섬유 분말에 천연접착제가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 한지점토.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 닥나무 섬유는 닥나무를 알칼리 처리 및 표백하는 단계와, 상기 표백된 닥나무 섬유를 6∼9mm로 칼비팅하는 단계와, 상기 칼비팅된 닥나무 섬유에 알카리제, 펙틴분해효소 및 알카리제와 펙틴분해요소의 혼합물중 어느 하나를 가함으로써 닥나무 섬유의 섬유결속물질을 제거하는 단계와, 상기 섬유결속물질을 제거한 닥나무 섬유를 1∼2mm의 작은 섬유질로 습식분쇄하는 단계와, 상기 습식분쇄된 닥나무 섬유를 탈수 및 건조하는 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 한지점토.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 천연접착제는 곡물가루에 물을 가하고 가열하여 되는 것을 특징으로 하는 한지점토.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 닥나무 섬유 분말과 천연접착제의 혼합비는 10: 3∼7 중량비인 것을 특징으로 하는 한지점토.
11. 제 7항에 있어서,

    상기 닥나무 섬유 분말과 천연 접착제에 물이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는 한지점토.