KR101138285B1 - 친환경 황토벽돌 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토 100중량부에 대하여, 메타규산소다 40~60중량부, 탄산칼륨 45~70중량부, 구연산칼륨 1~4중량부, 붕사 1~3중량부 및 물 100~1000중량부를 포함하는 친환경 황토벽돌에 대한 것으로, 상기 친환경 황토벽돌은 원적외선과 음이온이 지속적으로 발생하고, 오염물질에 대한 소독 및 탈취 효과를 나타내어 인체에 유해하지 않고 친환경적인 이점이 있다.

Description

친환경 황토벽돌 및 이의 제조방법{eco-friendly yellow soil brick stone and manufacturing method the same}

본 발명은 친환경 황토벽돌 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 황토를 주성분으로 메타규산소다, 탄산칼륨, 구연산칼륨 및 붕사를 혼합하여 원적외선 및 음이온을 방출함으로써 인체 건강에 이롭고 환경 친화적인 건축용 자재로서 활용이 가능한 친환경 황토벽돌 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

예로부터 우리 조상들은 황토를 이용하여 건축용 자재를 만들어 이용하였으며, 주로 벽과 벽돌에 많이 사용되어 왔다. 또한, 황토는 토기를 구워내는 원료로 사용되기도 하여 우리 생활의 일부를 차지하면서 자연 친화적 매개체 역할을 하여왔다.

현대에 들어 건축 분야는 편리성, 경제성 및 내구성 등의 이점으로 시멘트 및 각종 화학제품을 이용하게 되었고, 이들은 각종 환경공해를 유발하고 있다. 특히, 상기 시멘트 및 건축 자재용 화학제품은 포르말린 등의 유해 독성가스가 많이 발생하여 새집증후군으로 아토피성 피부염, 알러지 비염 등의 각종 질환을 야기하는 등의 인체에 유해한 문제점이 있다.

또한, 상기 시멘트를 재료로 한 벽돌은 고열로 제조하는 과정에서 대기 및 폐자재를 유발하는 환경 오염 문제가 있다.

반면, 황토는 인체 건강에 유익한 원적외선이 방출되고, 주거 공간 내에 각종 제품에서 발생하는 휘발성 유기화학물질을 제거하는 효과가 특출하여 쾌적한 주거생활공간을 위한 재료로 관심이 커지고 있다.

그러나 황토를 상업적으로 대량생산하여 건축용 자재로 사용하기에 적합한 기술의 개발이 미비하여 용도가 제한적이며, 종래 황토가 갖고 있는 원적외선 방출, 탈취 및 혈액순환을 좋게 해주는 것 이상의 기능을 부여하기에 한계가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 건축 산업 전반에 사용되고 있는 자재들의 환경 공해 및 인체에 해로운 물질로부터 보호할 수 있으며, 인체 건강에 유익한 친환경 황토벽돌 및 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 황토 100중량부에 대하여, 메타규산소다 40~60중량부, 탄산칼륨 45~70중량부, 구연산칼륨 1~4중량부, 붕사 1~3중량부 및 물 100~1000중량부를 포함하는 친환경 황토벽돌을 제공한다.

또한, 본 발명은 불순물을 걸러낸 생황토를 분쇄하여 입도를 조절하는 황토 선별 단계; 황토 100중량부에 대하여, 메타규산소다 40~60중량부, 탄산칼륨 45~70중량부, 구연산칼륨 1~4중량부, 붕사 1~3중량부 및 물 100~1000중량부를 교반기에 넣고 교반 혼련하는 혼련 단계; 혼련된 혼합물을 금형 내에 충진하여 1~20㎏/㎠의 압력으로 성형하는 가압성형 단계; 및 성형된 벽돌을 상온 또는 50~600℃에서 수분을 제거하는 건조 단계; 를 포함하는 친환경 황토벽돌의 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 친환경 황토벽돌은 황토 100중량부에 대하여, 메타규산소다 40~60중량부, 탄산칼륨 45~70중량부, 구연산칼륨 1~4중량부, 붕사 1~3중량부 및 물 100~1000중량부를 포함한다.

본 발명에서 사용하는 메타규산소다(Sodium meta silicate;Na₂SiO₃)는 알칼리 빌더로서 경도(硬度, 알카리성)과 pH를 높여서 요구되는 탄산칼슘의 사용량을 충분히 용해될 수 있도록 하고, 알칼리 조건을 유지하여 세정력을 강화하고 지방을 중화시켜 무취 상태로 유지하며, 계면활성력을 촉진하여 미생물의 침투력과 살균 효과를 상승시켜 주는 역할을 한다. 이때, 본 발명의 조성물에서 황토 100 중량부 기준으로 메타규산소다를 40 중량부 미만을 사용하면 상기 역할의 효과가 저감되고, 60 중량부를 초과하면 인체나 동물의 피부나 점막 또는 눈 등에 자극을 줄 수 있기 때문에, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 탄산칼륨(Potassium carbonate;K₂CO₃)는 백색분말 형태의 알칼리 소독제로서, 악취를 발생하거나 질병을 전염하는 바이러스나 세균 등을 소독하여 제거하는 역할을 하며, 황토 100 중량부 기준으로 45 중량부 미만을 사용하면 상술한 소독 효과가 저감되고 70 중량부를 초과하면 인체나 동물의 피부나 점막 또는 눈 등에 자극을 줄 수 있기 때문에, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 구연산칼륨(Potassium citrate; C₆H₅K₃O₇)은 탄산칼륨과 함께 칼륨이 이온화되면서 경도를 높이고, 자체의 살균 작용으로 소독 효과를 보다 상승시키며, 건축 기재가 부식되는 것을 방지하고, 탄산칼륨과 메타규산소다의 사용으로 인하여 지나치게 조성물이 알카리화되는 것을 억제해 주는 pH 조절제의 역할을 한다. 이때, 본 발명의 조성물에서 황토 100 중량부 기준으로 구연산칼륨을 1 중량부 미만으로 사용하면 상술한 효과가 미미하고, 4 중량부를 초과하여 사용하면 초과 사용량에 비하여 효과가 미미하고 오히려 충분히 용해되지 않아 침전되어 조성물이 탁하게 되는 문제점이 발생할 수 있기 때문에, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 붕사(Borex;Na₂B₄O₇)는 살균 및 방부의 역할을 하여, 유기성 폐기물을 분해하는 미생물을 소독하거나 유기성 폐기물를 방부하여 부패되지 않게 하여 악취를 억제하고 지방과 유분을 유화하여 지방의 산화로 인한 악취를 방지하는 역할을 하는데, 본 발명의 조성물에서는 황토 100 중량부 기준으로 1 중량부 미만을 사용하면 상술한 효과를 달성할 수 없고, 3 중량부를 초과하여 사용하면 충분히 용해되지 않고 침전되어 조성물이 탁해질 수 있기 때문에, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명에서 사용되는 조성물은 칼륨염을 위주로 사용하여 구성 성분 간에 서로 반응이 잘 되도록 유도하고, 이로써 황토벽돌로 성형할 때, 원적외선 및 음이온이 방출이 원활할 수 있도록 하여 인체에 유익할 수 있는 친환경 건축자재용으로 사용할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 친환경 황토벽돌은 질산은(Silver nitrate ; AgNO₃)과 염화금(Gold chloride ; AuCl)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 질산은 및 염화금은 성분 자체가 물에서 이온화되어 은과 금을 석출하고, 이들은 살균 효과와 악취를 분해하는 기능을 가지고 있어 종래 건축자재들을 대체함에 있어 인체에 보다 유익할 수 있는 기능성을 부여할 수 있다. 상기 질산은 및 염화금은 병용하여 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 이때, 질산은 및 염화금, 각각 황토 100중량부에 대하여 0.03~0.04 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 함량의 범위가 0.03 중량부 미만이면 기대하는 효과를 볼 수 없고, 0.04 중량부 초과이면 효과가 미미하다.

또한, 본 발명은 황토 100중량부에 대하여 수지코팅제 1~20중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 수지코팅제는 가공성을 향상시키기 위한 것으로, 상기 범위를 벗어나면, 성형 가공성을 수월하게 하는 효과를 보기 어렵고, 크랙이 생기거나 물에 의해 분해될 수 있다. 이때 사용되는 수지코팅제는 멜라민계 수지, 우레아계 수지, 페놀계 수지 또는 에폭시계 수지 중에서 선택된 어느 하나의 수지를 사용한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 친환경 황토벽돌 제조방법에 있어서,

불순물을 걸러낸 생황토를 분쇄하여 입도를 조절하는 황토 선별 단계;

황토 100중량부에 대하여, 메타규산소다 40~60중량부, 탄산칼륨 45~70중량부, 구연산칼륨 1~4중량부, 붕사 1~3중량부 및 물 100~1000중량부를 교반기에 넣고 교반 혼련하는 혼련 단계;

혼련된 혼합물을 금형 내에 충진하여 1~20㎏/㎠의 압력으로 성형하는 가압성형 단계;

성형된 벽돌을 상온 또는 50~600℃에서 수분을 제거하는 건조 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 황토벽돌 제조방법을 제공한다.

상기 친환경 황토벽돌 제조방법은 공정을 단순화하였기 때문에 제조비용의 절감을 가져올 수 있는 이점이 있다.

상기 친환경 황토벽돌 제조방법에 의하여 제조된 황토벽돌은 다양한 분야에서 건축자재 등으로 이용되어 원적외선과 음이온이 다량 방출되는 황토의 이점과 함께 인체에 유해할 수 있는 오염물질로부터 건강한 환경을 지켜낼 수 있는 친환경 공간을 제공할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 벽돌은 건축 산업 현장의 다양한 분야에서 사용되는 건축 자재로 사용됨에 있어서, 원적외선과 음이온이 다량 방출될 뿐만 아니라, 인체에 안정하고 무해하여 주거환경을 보다 쾌적하고 건강하게 유지할 수 있으며, 악취 제거 및 소독 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명의 친환경 황토 벽돌의 제조방법은 공정이 간단하여 대량생산이 가능하고, 제조 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

불순물을 제거한 생황토를 분쇄기를 이용하여 ?~?의 입도를 갖도록 조절한 순수한 황토 100kg을 준비하였다. 상기 황토와 90℃ 이상으로 가열한 물 100ℓ에 메타규산소다(Na₂SiO₃) 45kg을 투입하여 균일하게 용해하고, 상기 용액에 탄산칼륨(K₂CO₃) 50kg을 투입하고 용해한 다음, 구연산칼륨(C₆H₅K₃O₇) 2kg을 투입하여 다시 균일하게 용해하고, 붕사(Na₂B₄O₇) 1.33kg를 투입하여 교반기에 넣고 교반 혼련함으로써 완전히 용해시킨 후, 이를 100×25×20㎜의 규격의 금형에 충진하여 1~20㎏/㎠의 압력으로 성형하고, 상온에서 건조하여 친환경 황토 벽돌을 제조할 수 있었다.

[실시예 2]

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 순수한 황토 100kg과 90℃ 이상으로 가열한 물 100ℓ에 메타규산소다) 45 kg, 탄산칼륨 50 kg, 구연산칼륨 2 kg, 붕사 1.33 kg을 교반기에 넣고, 추가로 염화금(AuCl) 0.033g을 투입하여 교반 혼련함으로써 완전히 용해시킨 후, 이를 100×25×20㎜의 규격의 금형에 충진하여 1~20㎏/㎠의 압력으로 성형하고, 상온에서 건조하여 친환경 황토 벽돌을 제조할 수 있었다.

[실시예 3]

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 순수한 황토 100kg과 90℃ 이상으로 가열한 물 100ℓ에 메타규산소다) 45 kg, 탄산칼륨 50 kg, 구연산칼륨 2 kg, 붕사 1.33 kg을 교반기에 넣고, 추가로 염화금(AuCl) 0.033g 및 질산은(AuCl) 0.033g을 투입하여 교반 혼련함으로써 완전히 용해시킨 후, 이를 100×25×20㎜의 규격의 금형에 충진하여 1~20㎏/㎠의 압력으로 성형하고, 상온에서 건조하여 친환경 황토 벽돌을 제조할 수 있었다.

이상과 같이 본 발명의 실시예는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (6)

1. 황토 100중량부에 대하여,
   메타규산소다 40~60중량부, 탄산칼륨 45~70중량부, 구연산칼륨 1~4중량부, 붕사 1~3중량부 및 물 100~1000중량부를 포함하는 친환경 황토벽돌.
2. 제 1항에 있어서,
   황토 100중량부에 대하여 질산은(Siver nitrate) 0.03~0.04 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 황토벽돌.
3. 제 1항에 있어서,
   황토 100중량부에 대하여 염화금(Gold chloride) 0.03~0.04 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 황토벽돌.
4. 제 1항에 있어서,
   황토 100중량부에 대하여 수지코팅제 1~20중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 황토벽돌.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 수지코팅제는 멜라민계 수지, 우레아계 수지, 페놀계 수지 또는 에폭시계 수지 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 친환경 황토벽돌.
6. 불순물을 걸러낸 생황토를 분쇄하여 입도를 조절하는 황토 선별 단계;
   황토 100중량부에 대하여, 메타규산소다 40~60중량부, 탄산칼륨 45~70중량부, 구연산칼륨 1~4중량부, 붕사 1~3중량부 및 물 100~1000중량부를 교반기에 넣고 교반 혼련하는 혼련 단계;
   혼련된 혼합물을 금형 내에 충진하여 1~20㎏/㎠의 압력으로 성형하는 가압성형 단계;
   성형된 벽돌을 상온 또는 50~600℃에서 수분을 제거하는 건조 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 황토벽돌 제조방법.