KR100885943B1 - 음이온 방출 석고 조성물, 이를 이용한 친환경 건축 자재및 상기 건축 자재의 제조 방법 - Google Patents

음이온 방출 석고 조성물, 이를 이용한 친환경 건축 자재및 상기 건축 자재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음이온 방출 석고 조성물, 이를 이용하여 제조된 친환경 건축 자재 및 상기 자재의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 천연석고, 팽창질석, 이오세라믹 및 전기석을 일정비율로 혼합하고 여기에 석고용 경화제를 가하여 형성된 석고 조성물 및 이를 이용한 친환경 건축 자재 및 상기 건축 자재의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 친환경 건축 자재는 난연성이 우수하고, 항균 기능, 탈취 기능, 전자파 차단 기능이 우수하며, 특히 원적외선 방사 및 음이온 발생 기능이 우수하여 최근의 웰빙(well-being) 문화에 부합하는 건축 자재 및 내부 시공 재료로서 이용될 수 있다.
천연석고, 질석, 이오세라믹, 음이온, 친환경 건축 자재

Description

음이온 방출 석고 조성물, 이를 이용한 친환경 건축 자재 및 상기 건축 자재의 제조 방법{Anion-emissive gypsum composition, Eco-building material using the same and the preparation method of said material}
본 발명은 음이온 방출 석고 조성물, 이를 이용한 친환경 건축 자재 및 상기 건축 자재의 제조 방법에 관한 것으로서, 난연성이 우수하고, 항균 기능, 탈취 기능, 전자파 차단 기능이 우수하며, 특히 원적외선 방사 및 음이온 발생 기능이 우수하여 최근의 웰빙(well-being) 문화에 부합하는 건축 자재 및 내부 시공 재료로서 이용될 수 있는 석고 조성물, 이를 이용한 건축 자재 및 상기 자재의 제조 방법에 관한 것이다.
종래 건축 자재로 사용되는 시멘트, 화학물질 등이 포함된 건축용 내, 외장재의 경우, 포름알데히드 등의 휘발성 유기화합물을 발산하여 인체에 해를 끼치며, 특히 이러한 독성 물질들은 각종 질병, 두통, 현기증, 메스꺼움, 집중력 감퇴 등의 현상을 일으키며, 또한, "새집 증후군"의 주된 원인으로 지적되어 왔을 뿐만 아니 라, 최근에는 암을 일으키는 원인으로 지적되어 오기도 했다. 따라서 이러한 문제점을 해소하고자 광화학 촉매를 사용하여 휘발성 유기 화합물을 직접 분해하는 기술 또는 천연 광물을 직접 사용하는 기술 등이 개발되고 있으나, 실제로 건축용 내, 외장재에서 발생하는 독성 물질 등을 방지 또는 제거할 수 있는지 여부가 불확실하며 그 효과에 있어서도 미미한 수준에 머물러 있는 것으로 알려져 있다.
예를 들어, 대한민국특허등록 제 10-0385343 호, 대한민국 특허 출원 제 10 -1997-0035363 등에서는 최근의 웰빙 추세에 부합하기 위하여 친환경 자재를 제공하고자 노력하고 있지만 친환경 소재들 중에서 어떤 소재를 사용할지, 또한 이들을 어떤 조성비를 갖도록 사용해야 하는지, 그리고 이들을 어떻게 사용해야 하는지에 관한 문제가 심미적 효과 및 경제적인 측면이 매우 중시되는 건축 자재의 특성을 감안하면 아직 미해결의 문제로 남아 있다고 할 수 있다.
또한, 기존의 석재와 같은 건축 자재의 경우 제품 자체의 무게가 무거워서 일정 크기 이상이면 운반이 어렵고, 이로 인한 부대비용이 증가하여 건축용 마감재 등으로 사용될 경우 시공상 어려움이 존재하는 문제점이 있기 때문에, 건축 자재 업계에서는 건축 자재 자체의 다양한 기능과 함께 운반과 시공 또한 용이한 건축 자재의 개발이 요구되어 왔다.
본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위하여 부단히 연구 노력한 결과, 친환경적 건축용 자재로 사용되기 적합한 음이온 방출 석고 조성물의 각 성분 및 이들의 조성 비율을 알아내어 본 발명을 완성하였다. 따라서 본 발명은 건축용 자재에서 중요시하는 내구성, 미적 효과 및 경제적 측면을 만족시키면서도 친환경적인 건축 자재로서 필요한 요건 즉, 난연성, 항균성, 음이온 방출성, 원적외선 방사 기능 및 전자파 차단 기능과 같은 다양한 기능을 함유한 석고 조성물, 상기 조성물을 이용하여 제조된 건축 자재 및 상기 자재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 태양은 천연석고 40 ~ 70 중량%, 팽창질석 10 ~ 40 중량%, 이오세라믹 1 ~ 20 중량%, 전기석 1 ~ 5 중량%를 포함하는 무기질 파우더 100 중량부; 및 석고용 경화제 1 ~ 30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온 방출 석고 조성물을 제공한다.
본 발명의 제 2 태양은 상기 음이온 방출 석고 조성물을 표면에 코팅시켜 제조된 것을 특징으로 하는 친환경 건축 자재를 제공한다.
본 발명의 제 3 태양은 상기 친환경 건축 자재의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 친환경 건축 자재를 건축물의 내장재로 사용할 경우, 일반적인 실내 환경 또는 계절적으로 차이가 발생하는 환경에서도 자재에서 원적외선 및 음이온이 방출되며, 자재의 성분으로서 유해한 화학 물질을 전혀 사용하지 않음으로써 휘발성 유기화합물의 방출 없이 새집 증후군과 같은 문제가 발생하지 않고, 이와 더불어 전자파 차단 효과, 삼림욕 효과, 항균 및 항곰팡이 효과, 먼지 응집 및 제거효과, 실내 탈취 효과 등의 효과가 발휘되며, 또한, 본 발명의 자재는 그 자체로 불연 자재로서 불에 전혀 타지 않고 무게가 가벼워 시공이 용이한 장점도 갖기 때문에 기존의 건축 내장재와는 비교할 수 없을 만큼 우수한 자재이다.
이하, 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 제1태양인 음이온 방출 석고 조성물은 천연석고 40 ~ 70 중량%, 팽창질석 10 ~ 40 중량%, 이오세라믹 1 ~ 20 중량% 및 전기석 1 ~ 5 중량%를 포함하는 무기질 파우더 100 중량부에 석고용 경화제 1 ~ 30 중량부를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 석고 조성물은 원적외선 방출 기능, 항균, 방취 기능, 난연 기능, 자외선 차단 기능 등 다양한 기능을 포함하나, 가장 중요한 기능은 원적외선 방출 및 음이온 발생 기능이라고 할 수 있다. 이하 음이온에 관한 정의 및 그 효용에 관하여 설명하면 하기와 같다.
음이온은 중성의 입자가 전자를 얻어 만들어지는 음전하를 띠는 미립자 형태의 물질을 말한다. 음이온은 대기 중을 자유자재로 돌아다니기 때문에 활동적이며 이 활동력이 우리의 생명과 건강을 유지시키는 작용을 하는 원동력(생체에너지)을 부여하는 것으로 알려져 있다. 음이온은 공기 중의 산소 분자와 충돌하여 산소 분자를 음전하를 띠도록 만들어 주는데, 이것을 산소 음이온 또는 줄여서 통상 ‘음이온’이라 한다. 양이온이 증가하면, 인체 내의 음이온 감소와 양이온 증가로 인하여 신경통, 천식, 뇌졸중 등의 발병률 수치가 높다고 보고되고 있다. 이와 반대로 삼림, 폭포가 있는 지역이나, 파도가 심한 해변 가에서는 상쾌한 느낌을 받는데 이는 음이온 때문인 것으로 알려져 있다. 대기가 안정된 상태, 즉 일반적인 실내 공기 상태에서는 음이온과 양이온의 비율은 약 1:1.2 정도이며, 일반적으로 양이온은 오염된 지역의 공기 속에 많고, 음이온은 맑은 자연 속에 많이 분포하고 있으며, 음이온을 마시면 세포의 신진대사를 촉진하고 활력을 증진시키며 피를 맑게 하고 신경 안정과 피로 회복, 식욕증진에 효과가 있어 음이온은 공기의 비타민으로도 불린다. 최근의 웰빙 추세에 부합하여 많은 음이온 발생 상품들이 출시되고 있는데, 이러한 음이온을 발생시키는 란탄족 금속 이온을 함유한 광물의 종류는 매우 다양하나, 경제적, 상업적 측면을 고려하면 상기 란탄족 금속 이온을 건축 자재용으로 사용하는 것은 현실적으로 어려운 면이 있다.
이하, 본 발명에서 사용된 각 성분과 그 함량에 관하여 상세히 설명한다.
일반적으로 석고(CaSO4·2H2O)는 천연석고와 산업체의 부산물인 화학석고로 나눌 수 있다. 천연석고는 현재 국내에서는 수입에 의존하고 있으며, 주산지는 미국, 캐나다, 프랑스, 러시아 등이다. 석고는 결정수와 결합 형태에 따라 이수석고, 반수석고, 무수석고(경석고)로 구분되는데, 본 발명에서 말하는 천연석고는 무수석고와 이수석고의 단일물 또는 혼합물을 말한다. 석고는 단열성, 방화성, 방균성, 차음성, 치수안정성 등이 우수하여, 일반적으로 건축용 자재로서 종래로부터 많이 사용되어 왔으며 본원발명에서는 화학 석고의 경우 유해 물질을 포함하고 있는 경우가 많으므로 천연 석고만을 사용한다. 천연석고로 사용되는 무수석고나 이수석고의 경우 그 종류나 혼합 비율에 특별히 한정하지 않고 사용될 수 있다.
질석은 알루미늄과 철이 많이 포함되어 있는 화강암속의 흑운모가 분해된 3층 구조형 운모상 광물질로서, 건축재료, 내화재료, 농축산업, 원예업 등의 여러 분야에서 응용 사용되고 있는 무공해 재료이다. 이러한 질석을 가열하게 되면, 층간수가 탈수되는 현상이 일어나고, 이때 결정 속에서 발생하는 수전기의 압력으로 인하여 밑면 방향으로 박리 팽창하여 늘어나는 성질이 있으며, 이를 통상적으로 ‘팽창질석’이라고 지칭하며, 라틴어로 ‘버뮤큘라이트’라고도 한다. 상기 질석은 비중이 약 2 ~ 3, 경도가 약 1.5로서 연질이고, 요곡성은 있지만 탄성은 없으며, 입자 크기는 일반적으로 0.15 ~ 5 mm정도로서 미세한 입자이고 여기에 물을 가하면 큰 가소성(plasticity)을 나타내는 물리적 성질을 가지고 있다. 이러한 질석의 물리적 성질을 이용하여 다양한 용도로 사용되는데, 통상적으로 건축물의 충전 단열재, 시멘트와 석고 등의 경량 단열 혼합재, 천장, 벽체 음향조절 단열, 방음재, 온돌바닥 및 난방파이프의 보온재, 파이프 보온커버 등의 건축물의 충전 및 내화 단열제로의 용도로 사용되거나, 건축물의 신소재로서 주로 미장을 겸한 방화, 보온, 흡음 및 결로 방지의 목적으로 신속하게 시공할 수 있는 분무식 코팅재로 사용되기도 한다. 이러한 특징을 갖는 질석 중에서 팽창 질석을 사용할 경우, 기공이 증가하고 비표면적이 커지므로 친환경적 건축 자재로서 사용하기에 매우 적합하게 되며, 건축 자재의 무게도 대폭 줄일 수 있다.
이오세라믹은 천연복합 미네랄로서 화산이 분출된 지역의 흙이 퇴적되어 광석이 된 후 미네랄 흙으로 바뀐 토양으로부터 얻을 수 있으며, 풍화작용으로 광석이 흙으로 숙성 진화된 운모계열의 천연광물을 말한다.
상기 이오세라믹은 탈취력, 자정 분해력, 향균력 등이 우수하여 신소재 친환경물질로서 알려져 있다. 본 발명에서 사용되는 이오세라믹은 SiO2 45~58 중량%, Al2O3 25~36중량%, Fe2O3 0.7~1.5 중량%, TiO2 0.05~0.20 중량%, Na2O 1.7~3.5 중량%, K2O 0.1~0.7 중량%, MgO 0.1~0.7 중량% 및 CaO 5~20 중량%를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
전기석은 다른 말로 토르말린(tourmaline)이라고도 불리는 물질로서 본 발명이 속하는 분야에서 일반적으로 알려진 전기석은 특별히 한정하지 않고 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 천연석고는 40 ~ 70 중량% 범위에서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 천연석고가 40 중량% 미만으로 사용되면 단열성, 치수안정성이 저 하되는 문제가 발생하며, 70 중량%를 초과하면 상대적으로 팽창질석의 함유량이 저하되어 건축 자재의 경도가 약해지고 중량이 증가하는 문제가 있어서 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에서 상기 팽창질석은 10 ~ 40 중량% 범위에서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 팽창질석이 10 중량% 미만으로 사용되면 건축 자재의 강도가 약해지는 문제가 발생하며, 40 중량% 초과하여 사용하면 가소성이 너무 높아져 경화가 지연되는 문제가 있어 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에서 상기 이오세라믹은 1 ~ 20 중량% 범위에서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 이오세라믹 1 중량% 미만으로 사용되면 충분한 항균, 탈취효과를 볼 수 없고, 20 중량%를 초과하면 더 이상의 기능 향상은 없고 제조 원가만 상승하는 문제가 있어 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에서 상기 전기석은 1 ~ 5 중량% 범위에서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 전기석은 이오세라믹과 함께 사용되어 원적외선 방출 효과 및 음이온 방사 효과를 더욱 증대시키는 역할을 한다. 상기 전기석이 1 중량% 미만으로 사용되면 충분한 음이온 및 원적외선 방출 효과를 볼 수 없으며, 5 중량% 초과하여 사용되면 더 이상의 기능 향상은 없고 제조 원가만 상승하는 문제가 있어 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 음이온 방출 석고 조성물은 상기에서 설명된 천연석고, 팽창질석, 이오세라믹 및 전기석을 상기에서 설명된 함량 비율로 포함하는 무기질 파우더 100 중량부에 석고용 경화제 1 ~ 30 중량부를 포함하여 제조된다.
본 발명에서 상기 경화제는 석고 조성물의 경화를 촉진하기 위하여 첨가하는 물질로서, 본 발명이 속하는 분야에서 일반적으로 사용되는 석고용 경화제를 사용할 수 있으며, 휘발성 유기 화합물의 발생을 최소화하기 위하여 천연본드를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 석고 경화제의 사용량은 상기 제조된 무기질 파우더 100 중량부에 대하여 1 ~ 30 중량부의 범위에서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 경화제가 1 중량부 미만으로 사용되면, 발명의 경도가 낮게 되고 경화시간이 지나치게 오래 걸려 생산성이 낮아지는 문제가 있으며, 30 중량부를 초과하면, 경화가 너무 빠르게 일어나서 본 발명을 건축 자재로 사용 시 뒤틀림 현상, 제품의 색상 저하의 문제가 발생하여 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 음이온 방출 석고 조성물은 건축 자재의 코팅재 또는 마감재로서 사용할 수 있으며, 음이온 방출 석고 조성물을 이용한 친환경 건축 자재는 예를 들어, 기둥, 판재, 박공, 내장벽, 실내 가구, 인테리어 소품, 조각품, 몰딩, 조형장식 등의 표면에 코팅되어 사용될 수 있다. 상기 건축 자재에 본 발명의 석고 조성물을 코팅하는 방법은 미장, 도장, 분무 등 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 방법을 사용할 수 있으며, 특별히 한정하지 않는다.
본 발명에서 상기 건축 자재에 코팅되는 음이온 방출 석고 조성물의 두께는 1 ~ 10 mm 범위인 것이 바람직하다. 상기 코팅 두께가 1 mm 미만일 경우 본 발명의 효과를 충분히 달성하기 어려우며, 10 mm를 초과하면 더 이상의 기능 향상은 없고 제조 원가만 증가하는 문제가 있어 바람직하지 않다.
이하에서는 본 발명에 따른 친환경 건축 자재의 제조 방법에 관하여 설명한다.
본 발명에 따른 친환경 건축 자재의 제조 방법은
(a) 천연석고 40 ~ 70 중량%, 팽창질석 10 ~ 40 중량%, 이오세라믹 1 ~ 20 중량% 및 전기석 1 ~ 5 중량%를 분쇄 및 혼합하여 무기질 파우더를 제조하는 단계;
(b) 상기 무기질 파우더 100 중량부에 석고용 경화제 1 ~ 30 중량부를 첨가하여 혼합한 후 물을 첨가하여 반죽하여 모르타르(mortar)를 제조하는 단계;
(c) 상기 제조된 모르타르를 성형용 몰드에 도포하여 1 ~ 10 mm 두께의 코팅층을 형성시키는 단계;
(d) 상기 코팅층에 물을 분사시켜 주면서 상기 모르타르를 경화시키는 단계;
(e) 상기 경화된 모르타르 상부에 강화 석고원액을 붓는 단계; 및
(f) 상기 강화석고원액을 부어 얻어진 성형용 몰드를 건조시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 친환경 건축 자재의 제조 방법은, 본원 발명에 따른 무기질 파우더를 사용하고 여기에 석고용 경화제를 혼합한 후 물을 섞어 모르타르를 형성하여 이를 몰드에 도포하여 1차 코팅층을 형성하며, 상기 코팅층에 물을 분사시켜 가며 경화를 완료하고 이어서 경화된 코팅층 상부에 강화석고 원액을 붓고 건조시켜 최종 제품을 완성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 (c)단계에서 모르타르를 성형용 몰드에 도포할 경우에는 경화를 용이하게 하기 위하여 30 ~ 60 ℃의 온도 범위에서 실시하는 것이 바람직하 나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 상기 (d)단계에서 물을 분사시키며 경화시키는 이유는 경화에 따른 발열을 식히고 경화를 완전하게 일어나기 위하여 행하는 것으로서 시간에 따라 통상 2 ~ 3회 물을 분사시키는 것이 바람직하며, 또한 경화시간은 생산성과 경화성을 고려하여 통상 20 ~ 40분 동안 실시하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 상기 (c)단계에서 상기 성형용 몰드는 미감을 고려하여 수요자에게 어필할 수 있는 디자인을 갖는 임의의 성형 몰드를 사용할 수 있으며, 성형용 몰드의 디자인, 재질 등은 특별히 한정하지 않는다.
또한, 본 발명의 상기 (e)단계에서 상기 강화 석고는 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 강화석고 원액을 사용할 수 있으며, 그 의 종류, 성분, 재질 등은 특별히 한정하지 않는다.
또한, 본 발명의 상기 (f)단계에서 상기 성형용 몰드의 건조는 스팀 항균 건조실에서 실시하는 것이 바람직하며, 충분한 건조를 위하여 80 ~ 120 ℃에서 5 ~ 15시간 동안 건조시키는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 친환경 건축 자재의 제조 방법에 있어서는 강도를 강화하기 위하여 코팅층 또는 강화 석고층에 보강 섬유를 추가하여 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이상으로 본 발명에 따른 음이온 방출 석고 조성물, 이용한 친환경 건축 자재 및 상기 건축 자재의 제조 방법에 관하여 설명하였다. 본 발명에 따른 음이 온 방출 석고 조성물을 이용하여 제조된 건축 자재는 유기 화학 물질을 전혀 사용하지 않고 광물질, 물 및 천연 경화제만을 사용하여 제조하므로 휘발성 유기 화합물이 발생되지 않고 자체로 불에 타지 않아 난연성이 우수하며, 또한, 이오 세라믹, 전기석과 같이 원적외선 방출 효과, 음이온 방출 효과가 우수한 미네랄 성분을 사용하므로 사람 및 동물이 생활하기에 쾌적한 환경을 제공할 수 있어 웰빙 문화가 주요 관심사인 현대 생활에 있어 건축용 내장재로서 이용 가치가 높다.
이하, 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나, 본 발명의 보호 범위가 하기 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3
하기 표 1과 같은 조성을 같도록 천연석고, 팽창질석(디에스 바이오사, 실버4호), 이오세라믹, 전기석((주)세진, 경남함양산)을 분쇄 및 혼합하여 무기질 파우더를 만든 후, 여기에 경화제로서, 수성천연본드((주)이지와이화학, 이지본드201)를 첨가 및 혼합시켜서 석고 조성물을 제조하였다. 상기 이오세라믹의 천연 미네랄 성분은 SiO2 53 중량%, Al2O3 31중량%, Fe2O3 1.15 중량%, TiO2 0.15 중량%, Na2O 2.35 중량%, K2O 0.55 중량%, MgO 0.45 중량% 및 CaO 10.25 중량%가 포함된 세라믹 혼합물을 사용하였다.
상기 조성물에 물을 첨가한 후 반죽하여 모르타르로 만들고 이를 약 50 ℃의 온도로 가열된 성형용 몰드에 두께가 3 mm가 되도록 도포한 후 물을 2 ~ 3회 분사 하면서 30분 동안 경화시키고 이후 강화석고원액을 상기 경화된 모르타르 상부에 붓고 100 ℃의 스팀 항균 건조실에서 10시간 동안 건조시켜서 음이온 방출 건축 자재 시편을 완성하였다.
Figure 112007079453515-pat00001
실험예
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 시편을 이용하여 전자파 차단 실험, 난연성 실험, 원적외선 방출량 실험, 포름알데히드 및 총 휘발성 유기화합물(TVOC) 발생 실험, 탈취 실험, 항균 실험 및 음이온 발생 실험을 하기와 같은 방법을 이용하여 실시하였다.
전자파 차단 실험
전자파 차단 실험은 제1측정으로서 컴퓨터 모니터에서 나오는 전자파를 측정하였고, 제2측정으로서 실험예 및 비교예의 시편을 모니터 앞에 세워 둔 후 시편 뒤에서 전자파를 측정하였으며, 전자파 측정 장비는 PSEL-01(NIT)을 사용하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112007079453515-pat00002
상기 실험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 조성물을 사용한 시료의 경우 비교예의 시료에 비하여 전자파 차단 효과가 우수함을 확인할 수 있었다.
난연성 실험
난연성 실험은 KS F 2271-'98(실험기관 : 한국건자재시험연구원)의 실험방법에 의해 행하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure 112007079453515-pat00003
상기 실험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 조성물을 사용한 시료의 경우와 비교예의 시료 모두 난연성 결과에서는 우수함을 확인할 수 있었다.
총 휘발성 유기화합물 발생 실험
당해 실험은 실내 공기질 공정시험법(환경부고시 제 2004-80 호)에 의하여 행하였으며, 실시예 및 비교예의 시편을 사용한 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 그리고 도 2의 소형챔버를 사용하였으며, 표 5 내지 표 7은 당해 실험의 실험조건을 나타낸 것이다.
Figure 112007079453515-pat00004
상기 실험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 조성물을 사용한 시료의 경우와 비교예의 시료 모두 총 휘발성 유기화합물 발생 실험 결과에서는 우수함을 확인할 수 있었다.
Figure 112007079453515-pat00005
Figure 112007079453515-pat00006
Figure 112007079453515-pat00007
탈취실험
탈취실험은 KICM-FIR-1085(실험기관 : 한국건자재시험연구원)의 방법으로 행하였으며, 냄새 기체는 암모니아를 사용하였다. 실시예 및 비교예의 시편을 사용한 실험 결과는 하기 표 8에 나타내었으며, 하기 표 8의 탈취율은 하기 수학식 1에 의해 계산된 것이다.
탈취율(%) = (블랭크 농도 - 시료농도) / 블랭크 농도 × 100 (%)
Figure 112007079453515-pat00008
실시예 및 비교에의 탈취실험의 결과를 통해서, 본 발명인 실시예의 경우, 모두 우수한 탈취효과가 있음을 확인할 수 있었다. 그리고 비교예 1 ~ 3의 탈취실험결과를 통하여 이오세라믹을 함유하지 않은 비교예 1의 경우, 탈취효과가 거의 없음을 확인할 수 있었으며, 또한, 이오세라믹과 전기석을 함유하고 있는 비교예 2 및 전기석이 함유되지 않은 비교예 3의 탈취효과의 결과를 통해서 이오세라믹이 본 발명에 있어서 탈취효과기능을 발휘하는데 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 2 및 비교예 3의 결과를 통하여 발명의 함유성분인 전기석 역시 본 발명의 항균작용에 보조적인 역할을 하고 있음을 알 수 있다.
항균실험
당해 항균실험은 실시예 1의 시편을 미세하게 분쇄하여 대장균 및 녹농균에 의한 항균시험을 하였으며, 시험방법은 KFIA-FI-1002(한국원적외선응용평가연구원)에 의해 행하였고, 그 결과는 하기 표 9 및 도 3-A1,A2 및 도 3-B1,B2에 각각 나타내었다.
시험 항목 시료구분 초기 농도 (균수) 24시간 후 농도 (균수) 정균감소율(%)
대장균에 의한 항균시험 블랭크(blank) 3.2×105 (도 3-A1) 9.4×105 -
실시예 1 3.6×105 (도 3-A2) 61.7
녹농균에 의한 항균시험 블랭크(blank) 4.2×105 (도 3-B2) 1.2×105 -
실시예 1 4.7×105 (도 3-B2) 60.8
* 상기 블랭크는 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것임. * 상기 배지상의 균수는 희석배수를 곱하여 산출환 것임 * 사용균주는 대장균(E-coli, Escherichia coli ATCC 25922) 및 칸다디균(아구창의 병원균)곰팡이류인 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442) 이다.
상기 항균실험결과 본 발명에 따른 음이온 방출 석고 조성물의 항균성이 우수함을 확인할 수 있었다.
원적외선 방출량 실험
당해 실험은 실험예 1 ~ 3 및 이오세라믹을 포함하고 있지 않은 비교예 1의 시편을 사용하여 실험하였으며, 실험방법은 KICM-FIR-1005(실험기관 : 한국원적외선응용평가연구원)에 의해 행하였으며, 그 결과는 하기 표 10에 나타내었고 이는 FT-IR Spectrometer(미국 MIDAC사 M 2400-C 모델)를 이용한 블랙 바디(black body) 대비 측정 결과이다. 또한, 도 4에 실시예 1의 원적외선 방출량 실험 결과를 그래프로 표현하였다.
Figure 112007079453515-pat00009
상기 표 10에 나타난 원적외선 방출량 실험을 통하여 본 발명의 원적외선 방출량이 높음을 확인할 수 있으며, 이오세라믹을 함유하고 있지 않은 비교예 1의 경우에는 매우 낮은 원적외선 방출량을 확인할 수 있었고, 또한, 비교예 1의 경우 약하게 원적외선을 방출하는데, 이는 전기석에 의해서 방출되는 것으로 추정된다. 당해 실험을 통하여 본 발명의 원적외선 방출효과에 있어서, 이오세라믹이 중요한 역할을 한다는 것을 확인할 수 있다.
음이온 발생량 실험
당해 실험은 실험예 1 ~ 3 및 전기석을 함유하고 있지 않은 비교예 3의 시편을 사용하여 실험하였으며, 한국건자재시험연구원의 장치(KOBE DEMPA KST-900)를 이용하여 KFIA-FI-1042의 방법에 의거하여 측정하였으며, 측정조건은 하기와 같으며, 방출되는 음이온을 측정하여 단위 체적 당 이온수로 표시하였고, 실험결과는 하기 표 11에 나타내었으며, 실시예 1의 음이온의 주요성분은 표 12에 나타내었다.
시험조건
시편 10 g, 실내온도:27 ℃, 상대습도:44 %, 이온측정농도범위: 106/cc, 측정이온이동도범위: 0.4cm2/Vsec 이상, 측정방식:공기흡입식
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 3
음이온 방출(이온/cc) 5018 5895 4211 758
실시예 1의 음이온 성분(단위 중량%)
주요원소 Ca Mn Mg Fe Al Si S 기타
함유량 39.7 0.4 9.4 0.3 15.4 31.7 1.33 1.77
상기 음이온 발생량 실험을 통하여 본 발명의 석고 조성물이 음이온 발생량이 매우 우수함을 알 수 있으며, 또한, 실시예 1 ~ 3과 전기석이 함유되어 있지 않은 비교예 3의 음이온 발생량 실험의 결과를 통하여 전기석이 음이온 발생효과에 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있다.
본 발명은 음이온 방출 석고 조성물, 이를 이용한 친환경 건축 자재 및 상기 건축 자재의 제조 방법에 관한 것으로서, 우수한 난연성, 항균 기능, 탈취 기능, 전자파 차단 기능, 원적외선 방사 및 음이온 발생 기능 등을 가지고 있는 바, 친환경 건축 자재 및 내부 시공 자재로서 폭 넓은 이용이 기대된다.
도 1은 본 발명의 음이온 방출 석고 조성물을 기능을 설명하기 위한 것이다.
도 2는 실험예의 포름알데히드 및 총 휘발성 유기화합물 제거 실험에서 사용한 챔버이며, A는 챔버 설치전 사진이며, B는 챔버 설치후 사진이다.
도 3은 실험예의 항균실험한 결과로서, A1은 대장균 실험 시작 전의 사진이며, A2는 24 시간 후의 사진이며, B1은 녹농균 실험 시작 전의 사진이며, B2는 36 시간 후의 사진이다.
도 4는 실시예 1에 대한 원적외선 방출 실험 결과로서 A는 원적외선 방출량에 대한 그래프이고, B는 원적외선 방사에너지에 대한 그래프이다.

Claims (5)

  1. 천연석고 40 ~ 70 중량%, 팽창질석 10 ~ 40 중량%, 이오세라믹 1 ~ 20 중량%, 전기석 1 ~ 5 중량%를 포함하는 무기질 파우더 100 중량부; 및 석고용 경화제 1 ~ 30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온 방출 석고 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이오세라믹은 SiO2 45~58 중량%, Al2O3 25~36중량%, Fe2O3 0.7 ~ 1.5 중량%, TiO2 0.05~0.20 중량%, Na2O 1.7~3.5 중량%, K2O 0.1~0.7 중량%, MgO 0.1~0.7 중량% 및 CaO 5~20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온 방출 석고 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 음이온 방출 석고 조성물을 표면에 코팅시켜 제조된 것을 특징으로 하는 친환경 건축 자재.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 코팅의 두께는 1 ~ 10 mm인 것을 특징으로 하는 친환경 건축 자재.
  5. (a) 천연석고 40 ~ 70 중량%, 팽창질석 10 ~ 40 중량%, 이오세라믹 1 ~ 20 중량% 및 전기석 1 ~ 5 중량%를 분쇄 및 혼합하여 무기질 파우더를 제조하는 단계;
    (b) 상기 무기질 파우더 100 중량부에 석고용 경화제 1 ~ 30 중량부를 첨가하여 혼합한 후 물을 첨가하여 반죽하여 모르타르(mortar)를 제조하는 단계;
    (c) 상기 제조된 모르타르를 성형용 몰드에 도포하여 1 ~ 10 mm 두께의 코팅층을 형성시키는 단계;
    (d) 상기 코팅층에 물을 분사시켜 주면서 상기 모르타르를 경화시키는 단계;
    (e) 상기 경화된 모르타르 상부에 강화 석고원액을 붓는 단계; 및
    (f) 상기 강화석고원액을 부어 얻어진 성형용 몰드를 건조시키는 단계를 포함하는 음이온 방출 친환경 건축자재의 제조방법.
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