KR100971888B1 - 광물질을 이용한 음이온이 발생되는 불연판재 및 그의 제조방법 - Google Patents

광물질을 이용한 음이온이 발생되는 불연판재 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광물질을 이용한 불연판재 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미세하게 분쇄한 전기석분말, 모나자이트분말 및 가열팽창된 질석을 무기바인더와 혼합한 후 가열압착하여 판재를 제조함으로써, 전기석과 모나자이트에서 다량의 음이온이 일정하게 발생되어 인체의 공명 공진작용 향상과 호반효과를 기대할 수 있어 실내에서도 건강한 생활을 할 수 있고, 불연, 단열, 흡음, 방음, 탈취, 전자파흡수, 층간소음흡수 효과를 기대할 수 있다.
광물질, 불연판재, 질석, 전기석, 모나자이트

Description

광물질을 이용한 음이온이 발생되는 불연판재 및 그의 제조방법{Non-inflammable board and manufacturing method for the same}
본 발명은 광물질을 이용한 불연판재 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 전기석분말, 모나자이트분말, 가열팽창된 질석을 무기바인더로 가열압착시킴으로써 음이온이 다량 발생되는 불연판재를 제조할 수 있어 이의 사용시 건강상의 잇점을 기대할 수 있도록 한다.
토르말린(tourmaline)은 Ca, K, Na, Cr, Fe, Li, Mg 및 Si 등을 함유하는 광물의 일종이고, 모나자이트(monazite)는 (Ce, La, Y, Th)PO4등을 함유하는 광물의 일종으로, 일정한 전위를 가지고 있으며, 이에 하전된 전위는 감소되거나 소멸되지 않고 영구히 보존되면서 (+),(-)의 전자의 흐름이 지속되고 있기 때문에 일명 전기석이라고도 부른다.
이는 공간에너지를 흡수하는 능력을 갖고 있을 뿐만 아니라 흡수된 공간에너지를 인체에 유용한 정전기적 에너지로 변화시켜 인체 내에 결손된 전기적 에너지 를 보완해 주는 역할을 하기도 한다.
상기 전기석과 모나자이트에 포함된 원소에 의하여 얻어지는 건강상의 효과는 다음과 같은바, 마그네슘(Mg)은 세포의 활성화, 증혈 기능, 신경계의 활성화 등의 작용을 나타내며, 철(Fe)은 혈액 관계, 심장 관계, 항균성 등을 나타내며, 붕소(B)는 피부나 점막 성장 촉진에 관여하며, 규소(Si)는 신장, 간장, 췌장, 위장기능과 미용 효과 등의 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.
또한 전기석과 모나자이트에서 방출되는 음이온은 인체에 있어 모세혈관을 확장시켜 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 주며, 세포기능을 활성화하여 노화방지, 신진대사, 조직의 자생력 및 효소의 활성을 촉진하는 효과가 있으며, 이외에도 탈취, 방균, 곰팡이 번식방지 및 축열성 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명은 상기한 전기석과 모나자이트의 특성이 잘 발현되어 다량의 음이온이 발생되므로 건강상 잇점을 얻을 수 있는 불연판재와 그의 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 달성하기 위한 일례로서, 본 발명의 불연판재 제조방법은, 전기석과 모나자이트를 각각 500 내지 1000 메쉬의 입도로 분쇄하여 전기석분말과 모 나자이트분말을 제조하는 단계, 질석을 1 내지 3 mm 크기로 분쇄하고 800 내지 1200 ℃ 범위에서 가열시켜 가열팽창된 질석을 제조하는 단계, 및, 상기 전기석분말, 모나자이트분말 및 가열팽창된 질석을 무기바인더와 혼합한 다음 가열압착하여 판재를 제조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 또 다른 일례로서, 본 발명의 불연판재는, 전기석분말 20 내지 45 중량%, 모나자이트분말 10 내지 20 중량%, 층간거리가 10 내지 20 배 범위로 가열팽창된 질석 30 내지 55 중량% 및 무기바인더 5.0 내지 15 중량% 범위로 포함되며, 상기 전기석분말이 가열팽창된 질석의 층간에 삽입되고 무기바인더에 의하여 고정 및 가열압착성형된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 불연판재의 제조방법을 위주로 각 단계별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전기석과 모자나이트의 분말을 제조하는 단계이다.
전기석(토르말린, tourmaline)과 모나자이트(monazite)을 분쇄하여 분말을 제조하는데, 이때 분쇄되는 분말의 입도는 500 내지 1000 메쉬 범위로 미세하게 한다. 분말의 입도가 상기 범위를 초과하여 크면 입자 자체의 크기가 너무 미세하게 형성되어 제조 공정상 처리가 용이하지 않을 수 있고, 상기 범위 미만으로 작으면 입자 자체의 크기가 크게 형성되므로 추후 가열팽창된 질석과 혼합시 층간삽입이 용이하지 않게 이루어지는 경향이 있으므로, 가급적이면 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
전기석이나 모자자이트를 분쇄할 때 사용하는 수단으로는 통상적으로 당업계에서 적용되는 다양한 방법을 활용할 수 있으며, 이로써 본 발명이 한정되는 것이 아님은 자명하다.
그리고, 질석을 분쇄하고 가열하여 가열팽창된 질석을 제조하는 단계이다.
질석(버미큘라이트, vermiculite)은 1 내지 3 ㎜ 범위로 분쇄한 후 고온으로 가열하여 팽창시키는데, 이때 800 내지 1200 ℃ 범위의 고온에서 가열하여 박리를 유도함으로써 층간거리를 팽창시키도록 한다. 가열은 5 내지 10 분 동안 수행하는 것이 바람직하며, 이러한 가열에 의하여 상기 질석은 층간거리가 10 내지 20 배 박리 팽창되도록 할 수 있다. 질석을 상기와 같이 박리 팽창시켜 사용함으로써 가열팽창된 질석 입자 간에 전기석분말과 모나자이트분말이 삽입되는 효과를 얻을 수 있고, 이로써 제조된 판재의 강도의 향상을 극대화시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
상기 전기석분말, 모나자이트분말 및 가열팽창된 질석의 혼합물에 무기바인더를 가하여 혼합한 다음 가열 압착하여 판재를 제조하는 단계이다.
전기석분말, 모나자이트분말과 가열 팽창시킨 질석을 미리 균일하게 혼합한 다음 무기바인더를 혼합할 경우 각 성분이 보다 균일하게 혼합될 수 있다.
상기 전기석분말, 모나자이트분말, 질석 및 무기바인더는 각각 20 내지 45 중량%, 10 내지 20 중량%, 30 내지 55 중량% 및 5 내지 15 중량% 범위로 포함되도록 할 수 있다. 이때 전기석분말과 모나자이트분말의 사용량이 상기 범위 미만으로 적으면 음이온 발생량이 충분하지 않고 또한 질석의 사용량이 상기 범위 미만으로 적으면 흡음 및 방음에 경향이 있어 좋지 않다.
따라서 무기질원료인 전기석분말, 모나자이트분말과 가열팽창된 질석은 각각 상기 범위를 유지하도록 조성하는 것이 본 발명의 목적 달성을 위하여 바람직하다. 또한 상기 무기질원료들을 충분히 혼합하여 균일하게 섞이도록 하는 것이 좋은데 특히 무기바인더가 전기석과 모나자이트 및 질석에 빠짐없이 혼합되어야하며, 층간거리가 충분히 팽창된 질석 간에 미세하게 분쇄된 전기석분말과 모나자이트분말이 삽입됨으로써, 제조되어진 판재의 물리적 강도가 월등히 강화되는 효과를 기대할 수 있다.
상기 무기바인더는 무기질원료인 전기석분말 및 모나자이트분말과 질석의 고정시키는 역할을 수행하며, 또한 무기물로 구성되므로 불연성을 극대화하는 효과를 나타낼 수 있다.
이러한 무기바인더는 제올라이트(zeolite), 벤토나이트(bentonite), 규산나트륨, 탄산리튬, 실리카졸 및 무기질경화재 등을 포함하여 구성되며, 이들 각각의 구성성분은 전체 불연판재의 중량 중 제올라이트 0.3 내지 5 중량%, 벤토나이트 2 내지 5 중량%, 규산나트륨 1 내지 3 중량%, 탄산리튬 0.2 내지 0.5 중량%, 실리카졸 0.2 내지 3 중량% 및 무기질경화재 0.5 내지 3 중량% 범위로 포함되도록 할 수 있다. 상기 무기질경화재로는 통상적으로 당 업계에서 사용되는 것을 사용할 수 있는데, 구체적으로 실리카 졸, 규산나트륨 및 규산칼륨 등을 사용할 수 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기와 같은 비율로 혼합한 전기석분말, 모나자이트분말, 가열팽창된 질석 및 무기바인더는 가열 압착하여 판재로 제조되는데, 상기 가열압착은 150 내지 250 ℃ 범위의 온도 조건과 80 내지 150 ㎏/㎠ 범위의 압력 조건에서 이루어지는 것이 좋다. 가열압착은 5 내지 10 분 동안 수행되는 것이 좋으며, 가열압착이 약 5 내지 10 분을 경과하면 수분이 완전히 증발하여 목적하는 불연판재를 얻을 수 있다.
즉, 전기석분말 20 내지 45 중량%, 모나자이트분말 10 내지 20 중량%, 층간거리가 10 내지 20 배 범위로 확장된 질석 30 내지 55 중량% 및 무기바인더 5.0 내지 15 중량% 범위로 포함되며, 상기 전기석분말과 모나자이트분말이 가열팽창된 질석 간에 삽입되고 무기바인더에 의하여 고정 및 가열압착성형된 본 발명의 불연판재는, 7,000 내지 8,000 개/cc 범위의 음이온이 발생되는 것으로 확인할 수 있으므로, 음이온에 의하여 얻을 수 있는 다양한 효과를 기대할 수 있다.
상기한 본 발명에 의하면, 전기석과 모나자이트에서 일정하게 음이온이 발생하여 피부건강 신진대사를 왕성하게 하여 각종 질병치유의 작용을 하는 등 인체의 공명 공진작용의 효과를 높이는 효과를 기대할 수 있을 것으로 예상되며, 기존의 판재보다 전기석(토르말린)과 모나자이트를 첨가하면 공기 중에 음이온 수치가 증가하여 혈액정화작용, 신경안정작용, 통증저감, 아토피완화, 피로회복 등의 각종 인체 내 호반을 일으켜 실내에서도 건강한 생활을 할 수 있고, 또한 불연, 단열, 흡음, 방음, 탈취, 전자파흡수, 음이온방출 등의 효과를 기대할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하는바, 다음 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예 1 내지 2. 판재의 제조
전기석분말과 모나자이트분말(500 내지 1000 메쉬)을 준비하고, 평균 입자크기가 1 내지 3 ㎜ 인 질석을 약 1200 ℃에서 5분 가열처리하여 가열팽창된 질석을 준비하였다.
무기바인더는 제올라이트, 벤토나이트, 규산나트륨, 탄산리튬, 실리카졸을 각각 1 kg, 1.2 kg, 500 g, 300 g, 250 g 의 비율로 혼합하여 준비하였다.
상기 전기석분말 및 모나자이트분말과 가열팽창된 질석을 생산제품의 두께의 조건에서 맞추어 미리 혼합하고, 여기에 상기 준비된 무기바인더를 가하여 무기바인더가 전기석분말, 모나자이트분말 및 가열팽창된 질석에 골고루 퍼지도록 균일하게 혼합하였다. 사용된 전기석분말, 모나자이트분말, 가열팽창된 질석 및 무기바인더의 함량은 다음 표 1에 나타낸 바와 같다.
전기석분말, 모나자이트분말, 가열팽창된 질석 및 무기바인더를 균일하게 혼합한 후 약 250 ℃의 온도와 150 ㎏/㎠ 압력 조건에서 5 내지 10 분 동안 가열 압착하였다. 10분 정도 지나고 나면 수증기가 완전히 증발되어 불연판재를 얻었다. 얻어진 불연판재의 두께는 15.5 mm 이었다.
[표 1]
구분 성분 사용량(중량%)
비교예 1 전기석 10
모나자이트 5
질석 70
무기바인더 10
비교예 2 전기석 20
모나자이트 10
질석 60
무기바인더 10
실시예 전기석 40
모나자이트 15
질석 35
무기바인더 10
실험예 1. 음이온 발생 개수 측정
상기 실시예 및 비교예 1에 의하여 제조된 불연판재를 사용하고, 정부에서 인정하는 기관(한국건자재시험연구원)에서 공인된 방법(KICM-FIR-1042)음이온 확인 시험을 수행하였다. 그 결과는 다음 표 2에 정리하여 나타내었으며, 시험성적서는 도 1에 첨부하였다.
[표 2]
항목 시험결과
음이온(ION/cc) 실시예 8246
비교예 1 75
상기 표 2 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 불연판재는 이와 상이한 조성으로 이루어진 비교예 1의 경우보다 다량의 음이온이 발생되므로, 본 발명의 불연판재를 생활에 적용할 경우 다량의 음이온 발생 효과를 얻을 수 있으며, 이로인해 건강상 다양한 잇점을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
실험예 2. 불연성 및 가스유해성 특성 측정
상기 실시예에 의하여 제조된 불연판재를 사용하고, 정부에서 인정하는 기관(한국건자재시험연구원)에서 불연성 및 가스유해성 특성을 공인된 방법(건설교통부 고시 제2006-476호 KS F ISO 1182-'04, KS F 2271-'06)에 의하여 수행하였다. 그 결과는 다음 표 3에 정리하여 나타내었으며, 시험성적서는 도 2에 첨부하였다.
[표 3]
시험항목 단위 시험결과
1차 2차 3차
불연성시험 질량감소율 % 5.4 5.5 5.3
최고온도와
최종평형온도의 차		 ℃ 1.6 2.5 0.8
가스유해성 마우스 행동정지시간 분:초 14:03 14:55 -
건설교통부 고시 제2006-476호의 시험방법에 따라 시험한 결과 불연 재료의 기준에 적합함
상기 표 3 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 불연판재는 불연성이 우수하게 나타나며, 가스유해성이 낮음을 알 수 있다.
실험예 3. 탈취 특성 측정
상기 실시예에 의하여 제조된 불연판재를 사용하고, 정부에서 인정하는 기관(한국건자재시험연구원)에서 불연성 및 가스유해성 특성을 공인된 방법(KUCM-FIR-1085)에 의하여 수행하였다. 그 결과는 다음 표 4에 정리하여 나타내었으며, 시험성적서는 도 3a와 도 3b에 첨부하였다.
[표 4]
시험항목 탈취시험(HCHO)
경과시간
(분)		 비교예 1 농도
(ppm)		 실시예 농도
(ppm)		 탈취율
(%)
시험결과 0 82 82 -
30 79 53 32.9
60 76 49 35.5
90 73 46 37.0
120 70 44 37.1
상기 표 4 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 불연판재는 이와 상이한 조성으로 이루어진 비교예 1의 경우보다 포름알데히드에 대한 탈취특성이 우수함을 알 수 있으며, 본 발명의 불연판재를 생활에 적용할 경우 새집증후군의 예방 등의 효과를 얻을 수 있는 등 건강상 다양한 잇점을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
도 1은 음이온 발생 개수를 측정한 시험성적서이다.
도 2는 불연성 및 가스유해성 특성을 측정한 시험성적서이다.
도 3a는 탈취 특성을 측정한 시험성적서이고, 도 3b는 탈취 특성을 측정한 결과 그래프를 나타낸 것이다.

Claims (8)

  1. 전기석과 모나자이트를 각각 500 내지 1000 메쉬의 입도로 분쇄하여 전기석분말과 모나자이트분말을 제조하는 단계,
    질석을 1 내지 3 mm 크기로 분쇄하고 800 내지 1200 ℃ 범위에서 가열시켜 가열팽창된 질석을 제조하는 단계,
    전체 불연판재 중량 중 제올라이트 0.3 내지 5 중량%, 벤토나이트 2 내지 5 중량%, 규산나트륨 1 내지 3 중량%, 탄산리튬 0.2 내지 0.5 중량%, 실리카졸 0.2 내지 3 중량% 및 무기질경화재 0.5 내지 3 중량% 중에서 선택된 성분을 포함하는 무기 바인더를 제조하는 단계,
    상기 전기석분말 20 내지 45 중량%, 모나자이트분말 10 내지 20 중량%, 가열팽창된 질석 30 내지 55 중량% 및 상기 무기바인더 5.0 내지 15 중량% 범위로 혼합한 다음 150 내지 250 ℃ 범위의 온도와 80 내지 150 ㎏/㎠ 범위의 압력 조건에서 5 내지 10 분 동안 가열압착하여 판재를 제조하는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 불연판재의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 질석의 가열은 층간거리가 10 내지 20 배 박리 팽창되도록 가열시키는 것을 특징으로 하는 불연판재의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 질석의 가열은 5 내지 10 분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 불연판재의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 전기석분말 20 내지 45 중량%, 모나자이트분말 10 내지 20 중량%, 층간거리가 10 내지 20 배 범위로 가열팽창된 질석 30 내지 55 중량% 및 무기바인더 5.0 내지 15 중량% 범위로 포함되며,
    상기 무기바인더는 전체 불연판재 중량 중 제올라이트 0.3 내지 5 중량%, 벤토나이트 2 내지 5 중량%, 규산나트륨 1 내지 3 중량%, 탄산리튬 0.2 내지 0.5 중량%, 실리카졸 0.2 내지 3 중량% 및 무기질경화재 0.5 내지 3 중량% 중에서 선택된 성분을 포함하여 구성되며, 상기 전기석분말이 가열팽창된 질석의 층간에 삽입되고 무기바인더에 의하여 고정 및 가열압착성형된 것을 특징으로 하는 불연판재.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 불연판재는 7,000 내지 8,000 개/cc 범위의 음이온이 발생되는 것을 특징으로 하는 불연판재.
KR1020090097888A 2009-10-14 2009-10-14 광물질을 이용한 음이온이 발생되는 불연판재 및 그의 제조방법 KR100971888B1 (ko)

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