KR101140879B1

KR101140879B1 - 숯보드의 제조방법

Info

Publication number: KR101140879B1
Application number: KR1020090111347A
Authority: KR
Inventors: 노미화
Original assignee: 노미화
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2012-05-03
Also published as: KR20110054622A

Abstract

본 발명은 숯보드의 제조방법 및 이를 이용한 숯보드에 관한 것으로, 실내 주거환경 개선을 위하여 숯과 황토가 지낸 여러 유익한 효능을 그대로 발현시킬 수 있고, 불연재료 구성되어 화재로부터 안전을 기할 수 있을 뿐만 아니라 가벼우면서도 견고하여 건축물에 대한 적용성이 높으며, 폐목재를 재활용할 수 있어 친환경적인고, 파손 또는 건축물의 철거시 적조방지용, 토양의 산성화 방지용으로 재활용이 가능한 숯보드의 제조방법 및 이를 이용한 숯보드에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 숯보드의 제조방법 및 이를 이용한 숯보드는 황토, 점토, 고령토 중 선택된 어느 하나의 광물질 60 ~ 90중량%와 물 10 ~ 40중량%를 혼합한 후 반죽하여 반죽물을 수득하는 반죽단계; 상기 반죽단계를 통해 얻은 반죽물을 성형틀에 투입한 후 압착하여 보드로 성형하는 1차보드성형단계; 상기 1차보드성형단계를 통해 얻은 1차보드성형물의 일면에 5 ~ 30메쉬의 목분을 뿌린 후 목분이 1차보드성형물의 내측으로 삽입되도록 압착하는 2차보드성형단계; 상기 2차보드성형단계를 통해 얻은 2차보드성형물을 상온 또는 건조로에서 건조시키는 건조단계; 상기 건조단계를 통해 얻은 건조된 2차보드성형물을 산소를 공급하지 않는 상태에서 300 ~ 500℃의 온도에서 1 ~ 4시간 동안 소성하는 소성단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

보드, 숯, 점토, 황토, 고령토, 목분

Description

숯보드의 제조방법{.}

본 발명은 숯보드의 제조방법에 관한 것으로, 실내 주거환경 개선을 위하여 숯과 황토가 지낸 여러 유익한 효능을 그대로 발현시킬 수 있고, 불연재료 구성되어 화재로부터 안전을 기할 수 있을 뿐만 아니라 가벼우면서도 견고하여 건축물에 대한 적용성이 높으며, 폐목재를 재활용할 수 있어 친환경적인고, 파손 또는 건축물의 철거시 적조방지용, 토양의 산성화 방지용으로 재활용이 가능한 숯보드의 제조방법에 관한 것이다.

대한민국 특허출원번호 제2006-0027033호 "재활용 소재를 이용한 건축용 숯보드 및 그 제조방법"

대한민국 특허출원번호 제2007-0003559호 "황토 및 목분을 주원료로 하는 숯벽돌 및 그 제조방법"

기존 건축용 마감재료는 시멘트와 모래를 일정한 비율로 배합된 모르타르를 이용하여 만들어진 보드가 주류를 이루고 있는데, 이러한 방법으로 제조된 보드는 생산단가가 저렴한 장점이 있지만 보드 자체에서 인체에 유해한 성분이 방출되고, 미려한 외관을 위해 표면에 페인트 등을 칠하여 최근 문제시되고 있는 새집증후군 등의 문제점이 발생하며, 습도조절능력이 떨어져 여름 장마철처럼 습도가 높은 날씨에는 주거생활에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.

최근 새집증후군, 환경부의 실내공기질관리법의 강화, 웰빙(well-being) 수요 증가 등으로 인해 건축물의 실내 공기를 향상시키고, 유해한 물질을 제거할 수 있는 천연 코팅제, 항균제 및 광촉매제 등의 건축자재가 큰 인기를 끌고 있다.

공지의 예로서 대한민국 특허출원번호 제2006-0027033호가 개시되어 있는데 이는 보드의 본체 내부에 숯기둥을 삽입하고, 보트의 표면에 접착망을 부착한 다음 표면코팅을 한 것으로 보드 내부에 숯기둥이 삽입되어 숯이 갖는 음이온 및 원적외선의 발생과 냄새 제거, 습도 조절 등의 여러 가지 유리한 효과를 최대한 발현시키기에는 무리가 있었다.

또한, 본 출원인에 의해서 권리화된 대한민국 특허출원번호 제2007-0003559호 "황토 및 목분을 주원료로 하는 숯벽돌 및 그 제조방법"이 개시되어 있다.

그러나 상기 숯벽돌은 최근 건설되는 건축물이 아파트와 고층빌딩이 주를 이루고 있어 그 적용범위가 좁아지고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실내 주거환경 개선을 위하여 숯과 황토가 지낸 여러 유익한 효능을 그대로 발현시킬 수 있고, 탄화물질이므로 불연재료 구성되어 화재로부터 안전을 기할 수 있을 뿐만 아니라 가벼우면서도 견고하여 건축물에 대한 적용성이 높으며, 폐목재의 활용으로 자원의 재활용이 가능하고, 파손 또는 건축물의 철거시 적조방지용, 토양의 산성화 방지용으로 재활용이 가능하여 친환경적인 숯보드의 제조방법을 제공한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

황토, 점토, 고령토 중 선택된 어느 하나의 광물질 60 ~ 90중량%와 물 10 ~ 40중량%를 혼합한 후 반죽하여 반죽물을 수득하는 반죽단계;와 상기 반죽단계를 통해 얻은 반죽물을 성형틀에 투입한 후 압착하여 보드로 성형하는 1차보드성형단계;와 상기 1차보드성형단계를 통해 얻은 1차보드성형물(10)의 일면에 목분(20)을 적층시키는 2차보드성형단계;와 상기 2차보드성형단계를 통해 얻은 2차보드성형물(30)을 상온 또는 건조로에서 건조시키는 건조단계;와 상기 건조단계를 통해 얻은 건조된 2차보드성형물(30)을 산소를 공급하지 않는 상태에서 300 ~ 500℃의 온도에서 1 ~ 4시간 동안 소성하는 소성단계;로 이루어진 숯보드의 제조방법에 있어서,

상기 2차보드성형단계는 1차보드성형물(10)의 일면에 5 ~ 30메쉬의 목분(20)을 뿌린 후 목분(20)이 1차보드성형물(10)의 내측으로 삽입되도록 압착하되, 1차보드성형물(10)의 일면에 목분(20)이 고르게 삽입되도록 2 ~ 3번 반복적으로 1차보드성형물(10)의 내측으로 삽입되지 않은 목분(20)을 털어낸 다음 다시 목분(20)을 뿌려 압착하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.

본 발명에 따른 숯보드의 제조방법에 의하면, 기존의 천정 및 벽체에 주로 사용되는 석고보드를 대체하여 실내 주거환경 개선을 위하여 숯과 황토가 지낸 여러 유익한 효능을 그대로 발현시킬 수 있고, 탄화물질이므로 불연재료 구성되어 화재로부터 안전을 기할 수 있을 뿐만 아니라 가벼우면서도 견고하여 건축물에 대한 적용성이 높으며, 폐목재를 활용하여 자원의 재활용이 가능하고, 파손 또는 건축물의 철거시 적조방지용, 토양의 산성화 방지용으로 재활용이 가능하여 친환경적인 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세 히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 숯보드의 제조방법을 나타내는 공정도이고, 도 2는 본 발명에 적용된 1차보드성형물의 일면에 목분이 뿌리진 것을 보여주는 도면이고, 도 3a와 도 3b는 본 발명에 적용된 1차보드성형물의 일면에 뿌려진 목분을 압착하여 2차보드성형물을 성형하는 것을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 에 의해 제조된 숯보드를 보여주는 도면이다.

먼저, 본 발명에 따른 숯보드의 제조방법 및 이를 이용한 숯보드는 본 출원인에 의해서 권리화된 대한민국 특허출원번호 제2007-0003559호의 광물질과 목분을 이용하여 일정한 형상으로 성형한 다음 소성하는 것을 본 발명에 기본적으로 적용된다.

본 발명에 적용되는 점토는 토양이나 풍화작용을 받은 암석에서 산출되는 것으로 운모와 같은 층 구조로써 카올리류 같이 2층구조로 된 것이 있고, 몬모릴로나이트, 일라이트 등과 같이 3층 구조로 된 것도 있으며, 모래나 실트에 비해서 단위 무게당 표면적이 훨씬 넓어 수분의 보유력이 강하다.

본 발명에 적용되는 고령토는 카올린, 백도토라고도 하는데, 바위 속에 있는 장석, 정장석, 소다 장석, 회장성 같은 장석류가 탄산 또는 물에 의해 화학적으로 분해되는 풍화에 의해 생성되는 것으로, 그 주성분은 카올리나이트(Al₂O₃2SiO₂2H₂O) 와 할로이사이트(Al₂O₃SiO₂4H₂O) 이다.

본 발명에 적용되는 황토는 육각 구조의 입자로 구성되어 있으며 탄산칼슘에 의하여 느슨하게 교결되어 있는 연황색 퇴적물로서 대개 균질하고 층리가 발달되어 있지 않으며, 공극률이 크고 퇴적층을 수직방향으로 갈라지게 하는 수직의 열극들이 발달해 있기 때문에 분해력, 자정력, 흡수력이 강하며 단열효과가 우수하다. 특히 실리카, 산화알루미늄 등을 주성분으로 하여 생물체에 필요한 산화철, 칼리, 칼슘, 망간 마그네슘 등의 미네랄이 포함되어 있으며 원적외선을 방출한다.

상기 황토, 점토, 고령토 중 선택된 어느 하나의 광물과 혼합되는 목분은 일반적인 톱밥의 형태로 되는 것으로, 하기에서 설명하는 바와 같이 소성과정을 거치면서 탄화되어 숯이 되므로 이 과정을 통해 경량화가 이루어져 보드의 중량이 감소하게 되고 숯의 효과로써 원적외선을 발생으로 혈액 순환촉진, 전자기에 의한 전자파를 산란, 음이온 발생으로 정균작용 및 탈취효과 등을 갖게 된다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 숯보드의 제조하는 방법을 각 단계별로 살펴보면 다음과 같다.

1. 반죽단계

먼저, 황토, 점토, 고령토 중 선택된 어느 하나의 광물질과 물을 혼합하여 반죽물을 수득한다.

바람직하게 반죽물은 상기 광물질 60 ~ 90중량%에 물 10 ~ 40중량%를 혼합하여 토련기에 넣고 반죽하여 이루어진다.

이때, 물은 상기 양보다 적게 넣게 되면 반죽이 되져 결합력이 떨어지고, 상 기 양보다 많이 널게 되면 반죽이 묽어져 건조하는 시간이 길어지게 된다.

2. 1차보드성형단계

반죽단계를 통해 얻은 반죽물을 성형틀에 투입한 후 반죽의 밀도가 치밀해지도록 압착하여 1차보드성형물(10)로 성형한다.

3. 2차보드성형단계

1차보드성형단계를 통해 얻은 1차보드성형물(10)의 일면에 목분을 뿌린 후 목분(20)이 1차보드성형물(10)의 내측으로 삽입되도록 압착하여 2차보드성형물(30)로 성형한다.

상기 목분(20)은 5 ~ 30메쉬의 크기가 적용되며, 5메쉬 이하의 목분(20)은 1차보드성형물(10)의 일면에 뿌리면 목분(20) 사이의 공극이 커져 표면에 고르게 분포되는 것이 어려우며, 30메쉬 이상의 목분(20)은 1차보드성형물(10)의 일면에 뿌린 후 압착 시 그 크기가 작아 표면에 제대로 삽입되어 고정되지 못한다.

또한, 1차보드성형물(10)의 일면에 목분(20)이 고르게 삽입되도록 2 ~ 3번 반복적으로 1차보드성형물(10)의 내측으로 삽입되지 않은 목분을 털어낸 다음 다시 목분(20)을 뿌려 압착하는 것이 바람직하다.

4. 건조단계

2차보드성형단계를 통해 얻은 2차보드성형물(30)을 상온 또는 건조로에서 건조한다.

바람직하게 상기 2차보드성형물(30)은 상온의 그늘진 곳에서 48 ~ 50시간 동안 건조하거나 50 ~ 70℃의 건조로에서 8 ~ 10시간 동안 건조시킨다.

5. 소성단계

건조단계를 통해 얻은 건조된 2처보드성형물(30)을 소성시켜 숯보드를 제조한다.

상기 소성은 산소가 공급되지 않는 상태의 소성로에 건조된 2차보드성형물을 넣고 300 ~ 500℃의 온도에서 1 ~ 4시간 동안 소성한다.

이때, 소성과정에서 산소가 공급되지 않는 상태에서 소성가공을 하게 되면 보드성형물에 포함된 목분성분에서 탄화가 일어난다.

소성로의 열원은 산소가 공급되는 정도에 따라서 환원염, 중성염, 산화염으로 나뉘는데, 본 발명에 적용되는 열원은 소성로 내부에 산소의 공급을 차단한 상태의 환원염에서 소성가공하는 것으로써 소성 초기에는 소성로 내의 온도가 서서히 상승함에 따라 환원염에 의하여 경화 및 탄화가 진행되는데, 이때 목분은 산화됨이 없이 분해됨으로써 축중합에 의하여 지방족 및 방향족화 되어 축합 벤젠고리를 가지고 평면상의 분자를 형성함으로써 연한 흑색의 탄화물로 된다.

이후 축합분자 상태로 되어 있는 성형물은 고열에 의하여 완전히 경화 및 탄화되면서 무정형 탄소로부터 축합분자가 수소 및 탄화수소 기체를 방출하여 육각 고리의 망평면 집합체 구조를 갖는 흑연이 되어 검은 색상을 띄게 된다.

소성로의 온도는 300 ~ 500℃ 범위로 한정하는데, 이는 소성온도를 300℃ 미만에서 소성하게 되면 목분이 탄화되지 않으며, 500℃ 이상으로 소성하게 되면 황토성분 내에서 재결정화가 일어나 압축강도는 커지게 되나, 자연상태의 광물이 갖는 고유의 기공성이 상실되므로 황토가 갖는 장점이 없어지게 될 뿐만 아니라 에너 지 낭비이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

점토 90중량%와 물 10중량%를 혼합하여 반죽하여 반죽물을 수득한 후 성형틀에 투입한 다음 압착시켜 1차보드성형물(10)을 수득하였다.

상기 1차보드성형물(10)의 일면에 5 ~ 30메쉬의 목분(20)을 뿌린 후 압착한 다음 1차보드성형물(10)의 내측으로 삽입되지 않은 목분(20)을 털어낸 뒤 다시 목분(20)을 뿌려 압착하여 2차보드성형물(30)로 성형하였다.

상기 2차보드성형물(30)을 60℃의 건조로에서 8시간 동안 건조한 다음 산소가 공급되지 않는 상태의 소성로에 건조된 2차보드성형물(30)을 넣고 450℃의 온도에서 2시간 동안 소성시켜 숯보드(100)를 제조하였다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 숯보드의 제조방법을 나타내는 공정도

도 2는 본 발명에 적용된 1차보드성형물의 일면에 목분이 뿌리진 것을 보여주는 도면

도 3a와 도 3b는 본 발명에 적용된 1차보드성형물의 일면에 뿌려진 목분을 압착하여 2차보드성형물을 성형하는 것을 보여주는 도면

도 4는 본 발명에 에 의해 제조된 숯보드를 보여주는 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 1차보드성형물 20 : 목분

30 : 2차보드성형물 100 : 숯보드

Claims

황토, 점토, 고령토 중 선택된 어느 하나의 광물질 60 ~ 90중량%와 물 10 ~ 40중량%를 혼합한 후 반죽하여 반죽물을 수득하는 반죽단계;와 상기 반죽단계를 통해 얻은 반죽물을 성형틀에 투입한 후 압착하여 보드로 성형하는 1차보드성형단계;와 상기 1차보드성형단계를 통해 얻은 1차보드성형물(10)의 일면에 목분(20)을 적층시키는 2차보드성형단계;와 상기 2차보드성형단계를 통해 얻은 2차보드성형물(30)을 상온 또는 건조로에서 건조시키는 건조단계;와 상기 건조단계를 통해 얻은 건조된 2차보드성형물(30)을 산소를 공급하지 않는 상태에서 300 ~ 500℃의 온도에서 1 ~ 4시간 동안 소성하는 소성단계;로 이루어진 숯보드의 제조방법에 있어서,

상기 2차보드성형단계는 1차보드성형물(10)의 일면에 5 ~ 30메쉬의 목분(20)을 뿌린 후 목분(20)이 1차보드성형물(10)의 내측으로 삽입되도록 압착하되, 1차보드성형물(10)의 일면에 목분(20)이 고르게 삽입되도록 2 ~ 3번 반복적으로 1차보드성형물(10)의 내측으로 삽입되지 않은 목분(20)을 털어낸 다음 다시 목분(20)을 뿌려 압착하는 것을 특징으로 하는 숯보드의 제조방법.
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