KR100915193B1 - 내외장용 친환경 보드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 자연 친화적이며 인체에 무해한 특성을 갖게 한 내외장용 친환경 보드의 제조방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명은 석고(Gypsum) 70중량%, 질석(Vermiculite)20중량% 및 0.5 내지 10mm의 크기의 칡 분쇄물 10중량%를 혼합한 혼합물을 적어도 5mm 이상의 두께를 갖는 판체를 이루게 가압 롤러로서 2번 이상 가압하여 된 것으로, 폐기시 자연분해되어 환경 오염을 없게 하는 자연친화적인 특성을 갖게 함과 아울러 인체에도 무해한 웰빙 특성을 갖게 한 것이다.

Description

내외장용 친환경 보드의 제조방법{Interior and Exterior Environmental Board And Method For Manufacturing Thereof}

본 발명은 주택 혹은 상업 건축물 등의 내외장재로 사용하는 친환경 보드(Board)의 제조방법에 관 한 것으로, 특히 인체에 무해하고 자연 친화성을 갖게 천연 재료만을 사용하여 제조한 내외장용 친환경 보드의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축용 내 외장재로는 석고를 주재로 하여 만든 석고 보드가 주로 사용되고 있음은 주지된 사실이다.

그러나 기존의 석고보드는 결합재로서 암면이나 유리섬유를 사용하기 때문에 폐기 처리시 분해의 어려움으로 자연을 오염시는 우려성이 있으며, 특히 유리섬유의 경우에는 제조과정상 섬유간의 결합을 위한 접착재를 사용하는데, 이게 화재시 유해성 기체를 발생시킨다는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 순수 천연 재료들을 사용하여 폐기시 자연 분해율을 증대하여 인체에도 무해한 자연 친화성을 갖게 하였고, 또한 쉽게 가공하여 사용할수 있는 시공성, 시공이 용이하여 공기를 단축할수 있게 한 경제성, 온도나 습도에 따른 신축 변형을 거의 없게 한 치수 안정성, 조용한 실내환경을 조성하는 차음성, 천연 재료를 사용한 밀도의 조절로 낮은 밀도에서 단단한 경량성, 열전도율이 낮아 여름과 겨울의 덮고 찬 공기를 효율적으로 차단할 수 있게 한 단열성 및 주재료가 천연 무기질로 인하여 초기방화와 연소 지연 역활을 하는 방화 특성을 갖게 한 내외장용 친환경 보드의 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한 주위의 흔한 자연물을 자원으로 재 활용 할 수 있게 함과 아울러 부산물 또한 이차 상품으로 활용할 수 있는 자원활용의 특성을 갖게 한 내외장용 친환경보드의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내외장용 보드는 청구항1 기재의 석고(Gypsum) 70중량%, 질석(Vermiculite)20중량% 및 0.5 내지 10mm의 크기의 칡 분쇄물 10중량%를 혼합한 혼합물을 적어도 5mm이상의 두께를 갖는 판체를 이루게 가압하여 된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 칡 분쇄물은 청구항2 기재의 채취한 칡으로부터 수분 제거와 아울러 녹말이 제거된 순수 섬유질 만으로 형성함이 바람직하다.

또, 상기 판체의 표면으로는 청구항3 기재의 황토를 도포하여 일체화 함이 바람직하다.

또 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내외장용 보드의 제조방법은 청구항3 기재의 채취한 칡으로부터 순수한 섬유질로 이루어진 0.5 내지 10mm 크기의 분쇄물을 얻는 단계; 기 준비한 석고(Gypsum, CaSO₄.2H₂O)70중량%에 질석(Vermiculite, CMg,Fe^{3 +},Al₃(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂.4H₂O)20중량% 및 상기 0.5 내지 10mm의 크기의 칡 분쇄물을 넣고 균일하게 혼합되게 교반하는 단계; 혼합물을 형틀에 넣은후 적어도 5mm이상의 두께를 갖는 판체를 이루게 롤러로서 가압하여 압축하는 단계; 압축된 판체를 건조하는 50 내지 80℃의 열을 가하여 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로한다.

또한 상기 칡 분쇄물을 얻는 단계는, 청구항4 기재의 채취한 칡을 가압하여 수분을 제거하는 단계와, 수분이 제거된 칡을 0.5 내지 10mm 크기로 분쇄하는 단계와, 칡분쇄물을 수돗물에 24시간 침지하여 녹말을 제거 후 순수한 섬유질의 분쇄물 만을 얻는 단계를 통하여 달성됨을 특징으로 한다.

또, 상기 판체에는 청구항6 기재의 황토의 도포 단계를 포함하는데, 황토의 도포는 상기 건조 단계 이후에는 실시함이 바람직하다.

상기에서 석고는 강도를 위하여 첨가함이 주목적이고 부수적으로는 절연성도 갖게 한다.따라서 함량이 70% 미만이면 보드의 강도가 저하될 우려가 있고, 반대 초과를 하면 강도가 증대되는 면은 있으나 시공에 있어서 가공성이 결여되는 문제가 있으므로 함량은 총 중량에서 70%를 차지하게 첨가함이 바람직하다.

또한 질석은 점토광물로서 다공질이며 흡수능력이 좋아서 방음 및 내열 특성을 부여하기 위하여 첨가하는데, 상기 함량(20중량%)을 초과하게 되면 방음 및 내열 특성은 좋아지지만, 보드의 강도를 저하시 킬 우려 성이 있고, 반대로 그 미만이면 방음 특성과 내열 특성을 저하시 킬 우려가 있기 때문에, 본 발명의 보드에서는 상기 함량이 바람직하다.

또 석고나 질석과 같이 첨가되는 섬유질만으로 된 칡 분쇄물은 결합재 기능을 발휘하도록 하고자 첨가하는데 상기한 칡 분쇄물이 10중량%를 초과하게 되면 상기 석고와 질석의 특성 즉, 강도와 흡음성을 감소 시킬 우려가 있으며, 또한 그 미만이면 석고나 이들 혼합물의 결합능력을 약화시킬 우려가 있으므로, 상기 함량(10중량%)이 바람직하다.

본 발명은 순수 천연 재료들을 사용하여 폐기시 자연 분해율을 증대하여 자연 환경을 유해물질로서 오염시키는 일이 없게 함과 아울러 황토에 의한 원적외선 방사의 효과를 갖게 하였다. 또한 쉽게 가공하여 사용할 수 있으며, 시공이 용이하여 공기를 단축할 수 있는 효과가 있다. 또 온도나 습도에 따른 신축 변형이 없게 한 효과가 있고, 겨울의 덮고 찬 공기를 효율적으로 차단할 수 있게 하는 효과가 있고, 조용한 실내환경을 조성하는 차음 효과및 천연 재료를 사용한 밀도의 조절로 낮은 밀도에서 단단하며 가변은 경량 효과가 있으며, 또 열전도율이 낮아 여름과 겨울의 덮고 찬 공기를 효율적으로 차단할 수 있게 한 단열성 및 초기방화와 연소 지연 역활을 하는 방화성의 효과가 있다.

또, 주위에서 그대로 방치되는 자연물(칡)을 자원으로 이용하는 효과와 아울러 칡의 가공시 얻게 되는 부산물인 칡즙, 녹말 가루나 찌꺼기 등은 건강식품 이나 사료 등의 이차 상품으로 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의하여 제조된 보드의 단면도이고,

도 2는 도1 표시의 보드의 양면에 원지를 부착하여 만든 구조의 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100,110 : 보드 102 : 석고

104: 질석 106 : 칡 섬유질 분쇄물

112a,112b : 원지 108: 황토

이하, 본 발명에 따른 내외장용 친환경 보드의 제조방법의 보다 바람직하 실시예를 첨부도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의하여 제조된 보드의 단면도이다.

도면 표시와 같이,본 발명에 따른 보드(100)은 70중량%의 석고(Gypsum)(102), 20중량%의 질석(Vermiculite)(104)20중량% 및 10중량%의 0.5 내지 10mm의 크기의 순수 섬유질만으로 된 칡 분쇄물(106)을 이용하여 적어도 5mm이상의 두께를 갖는 판체를 이루게 가압하여 만든 것이며, 보드(100)의 표면으로는 황토(108)를 입힌 것이다. 이와 같이 이루어진 본 발명의 보드(100)의 제조방법은 다음과 같다.

<제조예>

단계1 : 섬유질의 칡 분쇄물을 제조하는 단계

산 혹은 들에서 채취한 칡은 깨끗한 물로 수회에 걸쳐서 수세(水洗)를 하여 흙이나 이물질을 제거한다. 수세한 칡은 압축기(혹은 착즙기)등을 사용하여 가압하여 수분제거 즉, 즙을 짜 낸다. 이때 발생되는 즙은 별도 수거하여 한약 원료 혹은 건강 음료로서 활용한다. 수분이 제거된 칡은 통상의 분쇄기를 사용하여 0.5 내지 10mm 크기로 잘게 분쇄한다. 잘게 분쇄된 칡 분쇄물들은 미리 용기에 받아놓은 수돗물에 24시간 침지한다. 잘게 분쇄된 칡 분쇄물들을 수돗물에 장시간 침지하는 이유는 칡에 함유된 녹말이 자연적으로 빠져나가게 하여 칡의 섬유질만을 얻기 위함인데, 칡 분쇄물을 24시간 물에 침지하게 되면 칡으로부터 빠져나오는 녹말은 용기의 바닥으로 가라앉는 반면, 녹말이 빠져나간 망상(網狀)구조의 섬유질만이 남게되는 칡은 물 위로 뜨게된 다. 이때 물위로 뜨는 칡으로부터는 껍질을 제외하고 내부의 섬유질만을 수거하여, 석고 보드의 결합재로 사용할 수 있게 한다.

용기 바닥에 가라앉은 녹말은 수거하여 한약재 혹은 건강식품 등의 원료나 사료 원료로서 사용하고, 칡 껍질 등의 부산물은 다시 물에 침지하여 2차로 녹말을 제거후 건조 작업 등을 거쳐서 가축사료를 만드는 원료로서 이용한다.

단계2 : 혼합교반 단계

단계1을 통하여 얻은 0.5 내지 10mm의 순수 섬유질 분쇄물 10중량%와 그리고 사전에 준비한 석고(Gypsum) 70중량% 및 질석(Vermiculite)20중량%를 통상의 교반기에 넣고 20분간 균일하게 혼합되게 교반한 다. 이때의 혼합 교반 시에는 상기 구성물들의 원활한 혼합을 위하여 물을 가하여 혼합함이 바람직하다. 물은 상기 혼합물 즉, 석고, 칡 섬유질 분쇄물 및 질석의 총 혼합물에 대하여 10 내지 20중량%를 가한다. 이 렇게 혼합된 혼합물은 반죽 상태를 이루게 된다.

단계3 : 롤링 가압 단계

단계2를 통하여 제조한 반죽 상태의 혼합물은 기 준비한 소정 넓이의 형틀에 넣은 후 적어도 2회 이상의 롤링 작업을 통하여 가압함에 의해 5mm이상의 두께를 갖는 판체를 제조한다. 롤러의 가압력은 200 내지 500kg/㎠이다. 판체의 넓이와 두께는 한국 표준규격인 KS F 3504의 규격에 따라 제조된다.

단계4 : 건조 단계

단계3을 경유한 압축된 판체는 50 내지 80℃의 열이 가해지는 열풍에 의해서 건조된다.

위와 같은 단계들을 경유하여 제조한 보드는 도2의 표시와 같이, 상하면으로 원지들(112a,112b)를 위치하여 일체화한 보드(110)로 제작할 수 있으며, 그 밖의 구성 및 제조방법은 도1과 동일하여 동일 부호로서 표시하였다. 또한 철판의 사이에 흡음용 판재로서 사용할 수 있다.

단계5: 황토 도포단계

또한 필요에 따라서는 실내의 내장재로서 사용시 인체에 유용한 원적외선 방사를 위하여 황토(108)를 도포할 수 있다. 황토(108)는 액상 황토분말을 살포하여 도포하는 것인데, 황토분말은 도포량은 석고 혼합물의 총 중량에 대하여 0.5중량% 내지 10중량%이다.

상기 단계들을 경유하여 제조한 본 발명의 보드의 물성을 시험한 결과 하기 표1과 같았는데, 이러한 물성 치는 KS F 3504의 일반석고 보드 규격에 만족하였다.

<본원발명의 보드의 물성치>

항목		두께
		9.5mm	12.5mm	15.0mm
휨파괴하중	길이방향	360이상	500이상	650이상
	나비(폭)방향	140이상	180이상	220이상
난연성		난연2급	난연1급	난연1급
함수율(%)		3이하
내충격성		오목부의 지름이 25mm이하였고, 균열이 판을 관통하는 일이 없었음
내화염성		파단되어 떨어지지 않았음
열저항㎡*K/W		0.043이상	0.060이상	0.069이상
흡수성	전흡수성(%)	10이하
	표면흡수량(g)	2이하

이상의 표1에서 확인되는 바와 같이,본원발명의 보드는 기존의 KS F 3504의 규격에 있는 일반 석고보드의 물 성치와 거의 같았다. 그러나, 본원발명은 천연의 칡을 결합재로 사용함으로 인하여 폐기시 자연을 오염시키지 않고 분해되는 점에서는 기존의 석고보드에 비하여는 환경친화적인 면에서 대단히 우수하였다.

본 발명은 천연 재료 사용에 의한 분해율이 높아서 폐기시에도 자연 환경을 오염시키는일 없이 깨끗하게 보전되게 함과 아울러 사람들에게 좋은 원적외선을 방사하는 친환경제품이라는 유용성이 있고, 또 주위에 방치되는 천연 재료를 자원으로 활용하는 자원활용에 대한 유용성이 있고, 부산물은 이차 상품으로 활용할 수 있는 특징도 있다. 그리고 작업이 간편하게 되는 시공성, 시공이 용이하여 공기를 단축할 수 있게 하는 경제성, 온도나 습도에 따른 신축 변형을 거의 없게 한 치수 안정성, 조용한 실내환경을 조성하는 차음성, 천연 재료를 사용한 밀도의 조절로 낮은 밀도에서 단단한 경량성, 열전도율이 낮아 여름과 겨울의 덮고 찬 공기를 효율적으로 차단할 수 있게 한 단열성 및 주재료가 천연 무기질로 인하여 초기방화와 연소 지연 역활을 하는 방화성 등의 높은 산업 이용성도 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 채취한 칡으로부터 순수한 섬유질로 이루어진 0.5 내지 10mm 크기의 분쇄물을 얻는 단계;

   기 준비한 석고(Gypsum) 70중량%에 질석(Vermiculite)20중량% 및 상기 0.5 내지 10mm의 크기의 칡 분쇄물을 넣고 균일하게 혼합되게 교반하는 단계;

   혼합물을 형틀에 넣은후 적어도 5mm이상의 두께를 갖는 판체를 이루게 롤러로서 가압하여 압축하는 단계; 및

   압축된 판체를 건조하는 50 내지 80℃의 열을 가하여 건조하는 단계를 포함하는 내외장용 친환경 보드의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 칡 분쇄물을 얻는 단계는, 채취한 칡을 가압하여 수분을 제거하는 단계와, 수분이 제거된 칡을 0.5 내지 10mm 크기로 분쇄하는 단계와, 칡분쇄물을 수돗물에 24시간 침지하여 녹말을 제거 후 순수한 섬유질의 분쇄물 만을 얻는 단계를 통하여 달성됨을 특징으로 하는 내외장용 친환경 보드의 제조방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 판체에는 황토의 도포를 단계를 더 포함하고, 황토의 도포 단계는 상기 건조 단계 이후에는 실시됨을 특징으로 하는 내외장용 친환경 보드의 제조방법.