KR100884729B1

KR100884729B1 - 건축내외장재 조성물 및 그를 이용한 건축내외장재의 제조방법.

Info

Publication number: KR100884729B1
Application number: KR20070086170A
Authority: KR
Inventors: 조중완
Original assignee: 대성산업(주)
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2009-02-19

Abstract

본 발명은 시멘트30kg, 탄화숯 70~80kg, 인동석 5kg, 스맥타이트5kg, 맥섬석5kg와 골재(직경 13mm이하) 85kg으로 조성된 건축내외장재 조성물 및 그를 이용한 건축내외장재의 제조방법 에 관한 것이다.

기능성 건축내외장재. 하수슬러지 탄화숯. 음식물폐기물 탄화숯.

Description

건축내외장재 조성물 및 그를 이용한 건축내외장재의 제조방법. {Fuel solid containing charcoal from sewage or foodgarbage and method producing the same}

일반적으로 "새집증후군"이란 화학물질이 복합적으로 작용하여 실내에 거주하는 사람의 인체에 유해한 영향을 미치는 현상을 말한다. 현대식 건물은 대부분 시멘트가 주성분으로 된 콘크리트 및 벽돌로 건설되어져 인체에 해로운 물질이 방출됨과 동시에 내장재로는 합성수지를 주로하는 물질을 주로 하기 때문에 그곳에서 방출되는 미량의 휘발성 화학물질이 실내공기를 오염시키고 나아가 인체에 악영향을 미쳐 두통, 천식, 아토피성 피부염 등의 알레르기성 질환을 일으키는 경우가 자주 발생되어 왔다.

이러한 단점을 해결하고자, 내장재 조성물로 광촉매 및 천연물질중에서 원적외선이 방사되거나, 흡착 및 탈취효과가 높은 숯, 황토 등과 같은 재질을 사용하여 유해성물질을 차단하고자 기능성을 향상시킨 내장재가 개발되어 왔다.

예를 들면, 국내공개특허공보 공개번호 제10-2003-62664호, 공개번호 제10-2005-106627호 및 공개번호 제10-2007-27012호에는 시멘트, 모래, 숯분말로 구성된 숯함유 시멘트 몰타르 조성물이 공개되어 있고,

동 공보 공개번호 제10-2000-36357호에는 석고, 황토, 숯분말, 셀룰로오스, 폐지, 섬유질 슬러지를 함유한 펄프류, 목초액과 첨가제 등 기타 혼합물을 혼합하여 패널형상으로 압출성형 후 열건조시킨 원적외선이 방사되는 건축용 패널 및 그 제조방법이 기술되어 있으며,

동 공보 제10-1998-25898호에는 근청석, 사문석을 고온 소결하여 시멘트, 후라이매쉬, 화학제, 물을 첨가한 근청석과 사문석을 주체로 한 자성체 모르타르 제조방법이 기술되어 있고,

동 공보 공개번호 제10-2005-123039호에는 수지에멀젼과 탄산칼슘, 안료, 사문석, 귀양석, 경옥, 연옥으로 혼합된 사문옥석이 포함된 마감재에 관한 기술이 기재되어 있으며,

동 공보 공개번호 제10-2006-81158호에는 수성도료, 유성도료와, 수정, 제올라이트, 토르말린, 자수정, 생광석, 죽탄, 흑요석, 귀양석, 의왕석, 광명석, 귀신석으로 된 세라믹파우더와, 금강토 파우더로 조성된 원적외선 및 음이온을 방출하는 세라믹과 금강토를 포함하는 건축물 마감재용 조성물이 기재되어 있고,

동 공보 공개번호 제10-2004-102659호에는 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석중에서 선택된 어느 하나 이상의 천연석재질 또는 해조탄, 비장탄중에서 선택된 어느 하나이상의 숯탄과, 열가소성 탄성체수지 및 안료로 조성된 원적외선 또는 음이온을 방출하는 기능성 탄성체 조성물이 공개되어 있으나,

상기와 같은 종래의 기술들은 숯을 이용하여 실내의 공기를 정화하기는 하지만, 숯의 효능을 제대로 활용하지 못하고 숯을 이용한 내장재로 사용되지 못하는 문제점이 있어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 국내특허출원번호 제10-2003-0097370호(등록번호 제10-0592918호), 발명의명칭; 하수슬러지 또는 음식물 폐기물의 탄화숯을 포함하는 탄화숯 연료탄 및 그 제조방법을 개량한 것으로서, 새집증후군과 같은 실내환경 오염문제를 효과적으로 억제할 수 있는 새로운 화학조성물을 얻고, 상기 화학조성물을 실내 인테리어 작업시 바닥이나 벽체 등에 도포 하여 사용하므로서, 흡착,악취 및 잡냄새 제거능력이 탁월한 건축내외장재 조성물 및 그를 이용한 건축내외장재의 제조방법 을 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제인 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 시멘트30kg, 탄화숯 70~80kg, 인동석 5kg, 스맥타이트5kg, 맥섬석5kg와 골재(직경 13mm이하) 85kg으로 조성된 건축내외장재 조성물과, 하수슬러지 또는 음식물 폐기물의 탄화숯을 주로 하는 기능성 건축내외장재 조성물과,

하수슬러지 및 음식물 폐기물에서 함수율 75~85%의 고함수 폐기물을 5~15mm크기로 파쇄한 후, 열풍로를 이용한 간접가열식으로 수직 다단층을 통과하면서 건류가스와 탄화물로 분리되도록 하며, 이때, 건류가스를 이용하여 최초 투입되는 하수슬러지 및 음식물 폐기물을 20~30분 정도 건조시키되 100℃ 에서 10분 정도 체류시키다가, 나머지 시간 동안 400 ℃까지 상승시켜 탄화숯을 얻어 준비한 다음,

시멘트30kg, 탄화숯 70~80kg, 인동석 5kg, 스맥타이트5kg, 맥섬석5kg과 골재(직경 13mm이하) 85kg을 교반기에 넣여 교반하여 제조하는 건축내외장재 조성물 및 그를 이용한 건축내외장재의 제조방법 에 관한 것이다.

본 발명은 건물의 실내인테리어 공사시 또는 외부공사에 사용되어 각종 내장재나 시멘트로부터 방출되는 유해성분을 완화시키거나, 악취를 흡착하여 탈취효 과를 극대화할 수 있는 장점이 있는 것이다.

본 발명 조성물에 함유된 숯은 수많은 기공(1g당 약 300 ㎡)으로 이루어져 있을 뿐 아니라 숯의 기공에는 미생물이 서식하기에 매우 적합하여 미생물의 서식이 활성화되므로 미생물이 세균과 잡냄새 및 악취를 제거하게 된다.

또한, 숯이 발생시키는 음이온은 시멘트 성분으로부터 다량 방출되는 양이온을 중화시켜 실내공기를 맑게 정화시키는 기능을 하게 될 뿐 아니라, 숯으로부터 방사되는 원적외선은 혈액순환 및 신진대사를 촉진시켜 실내에 거주하는 사람의 인체에 유익하게 작용하게 된다.

본 발명에서 숯은 80kg이 넘으면 강도가 약해지고, 70kg 이하이면, 숯의 유효성분이 약화되므로, 70~80kg 사용하는 것이 적당하다.

본 발명에서 사용되는 인동석은 천연음이온방사물질로서 분말화하여 사용되며, 조성성분은 P₂O₅ 25.0중량%, Ce₂O₃ 22.1중량%, La₂O₃ 11.1중량%, Nd₂O₃ 8.95중량%, ThO₂ 4.5중량%, Pr₂O₃ 2.46중량%, SiO₂ 4.10중량%, Sm₂O₃ 1.33중량%, CaO 0.37중량%, Fe₂O₃ 1.2중량%, TiO₂ 0.83중량%, ZrO₂ 5.1중량%, Y₂O₃ 1.27중량%, Gd₂O₃ 1.04중량%, DyO₃ 0.32중량%, SO₃ 0.12중량%, Al₂O₃ 0.7중량%, V₃O₃ 0.10 중량%, 나머지 기타로 조성되어 있음을 알 수 있다.

본 발명에서 인동석은 조성물의 조성이 5kg을 넘으면, 원가가 높아지고, 그 이하이면 음이온방사량이 적기 때문에 5kg이 적당하다.

또한, 본 발명에서 사용되는 스맥타이트에서 원적외선 방사율 및 방사에너지는

방사율 : 0.99㎛

방사에너지 : 3.81 × 10²(W/m²㎛ 40℃) 이며,

본 발명에서 스맥타이트는 조성물의 조성이 5kg을 넘으면, 원가가 높아지고, 그 이하이면 음이온방사량이 적기 때문에 5kg이 적당하다.

본 발명에서 사용되는 맥섬석은 항균,항충작용을 하며 중금속 및 각종 오염물질 등을 흡착,분해하고 식물의 생육촉진,생체의 세포활성화,물/공기의 정수, 정화작용이 우수하다. 그리고 인체에 유익한 미네랄을 다량 함유하고 있으며 원적외선 방사율도 다른 광물보다 높다. 인체에 유익하기 위해서는 중심파장이 약 10 ㎛전후의 원적외선을 방사해야 하는데,맥섬석은 약 8 내지 11㎛의 원적외선을 약 90%이상 방사한다. 따라서 인체의 신진대사 촉진작용으로 혈액순환, 통증완화 등의 효능을 볼 수 있다.

상기 맥섬석은 약 5kg을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 맥섬석이 5kg보다 적으면, 인체에 유익한 미네랄 함유량과 원적외선 방사율이 미비하여 신진대사 촉 진작용으로 혈액순환, 통증완화 등의 효능이 저하되는 문제점이 있고, 5kg을 초과하면 맥섬석은 경제적인 면에서 바람직하지 못하다.

하수슬러지 및 음식물 폐기물의 건류탄화기술에서 열풍건조과정은 함수율 75~85%의 고함수 폐기물을 5~15mm크기로 파쇄한 후,건류탄화과정에서 얻어지는 열분해 가스를 연소한 열을 이용하여 20~30분 정도 건조시킨다. 이때 온도는 100℃ 에서 10분 정도 체류시키다가, 나머지 시간 동안 400 ℃까지 상승시키는 것으로 한다.

다음으로 건류탄화과정에서는 간접가열식으로 수직 다단층을 통과하면서 건류가스와 탄화물로 분리되도록 한다.건류가스는 연소시켜 건류탄화과정에서 이용한다.

건류탄화반응을 하기의 화학식으로 표시하였다.

화학식 1

C n H n (유기물)→xCH₄+yH₂+C(탄화숯)

본 발명에서 사용되는 시멘트는 무기결합제로 사용되며, 골재는 강도 보강용으로 당분 야에서 통상적으로 사용되는 것이므로 구체적인 내용은 더 이상 기재하지 않기로 하였다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

제1공정(원료제조)

하수슬러지 및 음식물 폐기물을 함수율 75~85%의 고함수 폐기물을 5~15mm크기로 파쇄한 후, 열풍로를 이용한 간접가열식으로 수직 다단층을 통과하면서 건류가스와 탄화물로 분리되도록 하며, 이때, 건류가스를 이용하여 최초 투입되는 하수슬러지 및 음식물 폐기물을 20~30분 정도 건조시키되 100℃ 에서 10분 정도 체류시키다가,나머지 시간 동안 400 ℃까지 상승시켜 탄화숯을 얻어 준비한 다음,

제2공정(기능성시멘트몰탈 제조)

시멘트30kg, 탄화숯 80kg, 인동석 5kg, 스맥타이트5kg, 맥섬석5kg와 골재(직경 13mm이하) 85kg을 교반기에 넣여 교반하여 하수슬러지 또는 음식물 폐기물의 탄화숯을 주로하는 건축내외장재 조성물 을 제조하였다.

실시예 2

제1공정(원료제조)

제2공정(기능성시멘트몰탈 제조)

시멘트30kg, 탄화숯 70kg, 인동석 5kg, 스맥타이트5kg, 맥섬석5kg와 골재(직경 13mm이하) 85kg을 교반기에 넣여 교반하여 하수슬러지 또는 음식물 폐기물의 탄화숯을 주로하는 건축내외장재 조성물 을 제조하였다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 (하수슬러지 또는 음식물 폐기물의 탄화숯을 주로하는) 건축내외장재 조성물은 시멘트30kg, 탄화숯 70~80kg, 인동석 5kg, 스맥타이트5kg, 맥섬석5kg와 골재(직경 13mm이하) 85kg으로 조성되어 있음을 알 수 있다.

실험예1

실시예1에서 제조된 (하수슬러지 또는 음식물 폐기물의 탄화숯을 주로하는) 건축내외장재 조성물을 이용하여 벽면마감재의 탈취효과에 대하여 시험하여 시험방법; KIDM-FIR-1004, 시험가스명; 암모니아, 가스농도측정; 검지관으로 시험한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.

	경과시간	Blank 농도 (ppm)	시료농도 (ppm)	탈취비교율(%)
탈취시험	초기	500	500	-
	30	480	132	72.5
	60	470	98	79.1
	90	450	72	84
	120	440	65	85.2

실험예2

상기 실시예1에 의해 제조된 (하수슬러지 또는 음식물 폐기물의 탄화숯을 주로하는) 건축내외장재 조성물을 이용하여 벽면마감재로 사용하여 미장공사를 한 다음 종래의 제품과 비교하여 실험하였으며, 실험결과는 다음과 같다.

표2 비교 분석

구분 종별	본원발명	일반 황토 몰탈	세멘트 몰탈	비고
독성	없음	있음	있음
기능	습도조절 탁월 탈취효과 탁월	습도조절탁월 탈취효과 약간	없음
열효율성	급속온도 상승 보온성 탁월	저속온도 상승 보온성탁월	저속온도 상승 축열효과 적음
향	시멘트냄새 미미	황토냄새 미미	세멘트 냄새 (강알카리 냄새)
결과	균열전무	균열발생	균열전무

상기와 같은 종래의 일반 시멘트몰탈보다 본원 발명은 탈취효과가 뛰어나고, 보온성이 탁월함을 알 수 있다.

Claims

건축내외장재 조성물에 있어서,

시멘트30kg, 탄화숯 70~80kg, 인동석 5kg, 스맥타이트5kg, 맥섬석5kg과 직경이 13mm이하인 골재 85kg으로 조성되어 있음을 특징으로 하는 건축내외장재 조성물.
건축내외장재 조성물의 제조방법에 있어서,

제1공정(원료제조)

하수슬러지 및 음식물 폐기물을 함수율 75~85%의 고함수 폐기물을 5~15mm크기로 파쇄한 후, 열풍로를 이용한 간접가열식으로 수직 다단층을 통과하면서 건류가스와 탄화물로 분리되도록 하며, 이때, 건류가스를 이용하여 최초 투입되는 하수슬러지 및 음식물 폐기물을 20~30분 건조시키되 100℃ 에서 10분 체류시키다가, 나머지 시간 동안 400 ℃까지 상승시켜 탄화숯을 얻어 준비한 다음,

제2공정(기능성시멘트몰탈 제조)

시멘트30kg, 탄화숯 70~80kg, 인동석 5kg, 스맥타이트5kg, 맥섬석5kg와 직경이 13mm이하인 골재 85kg을 교반기에 넣여 교반하여 제조함을 특징으로 하는 건축내외장재 조성물의 제조방법.