KR101223927B1 - 압출심재를 이용한 친환경 흙패널의 제조방법 - Google Patents

Abstract

압출심재가 휘어지지 않도록 그리고 결합력이 좋도록 특수 형상화하고, 재료 및 제작방법을 변화하여 기존대비 강도가 증진된 효과를 볼 수 있는 친환경 흙패널의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 흙패널은 폭방향 양단에 사이드판이 형성되면서 그 중앙부에는 "T"자 형상으로 적어도 한줄 이상의 보강부가 일체로 형성된 심재를 심재의 규격과 일치되는 크기의 형틀에 넣는 단계와; 심재의 상측으로 마사분말, 왕겨분말, 시멘트, 무수축몰탈, 폴리머, 에폭시를 진반죽으로 믹싱한 흙반죽을 원하는 두께로 올리는 단계와; 흙반죽을 올린후 바로 마사분말, 시멘트, 폴리머, 에폭시를 믹싱한 흙물을 스프레이 방식으로 도포하는 단계와; 흙반죽을 자연 경화시키는 단계;를 포함하여 완성된다. 이때, 흙물에는 적벽돌분말이 더 포함될 수 있으며, 흙반죽에서 사용되는 마사분말 및 왕겨분말은 #16 매쉬로 걸러서 사용하고, 흙물에서 사용되는 마사분말 및 적별돌분말은 #200 매쉬로 걸러서 사용된다.

Description

압출심재를 이용한 친환경 흙패널의 제조방법{Manufacturing method for soil panel}

본 발명은 흙패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자연흙과 압출심재를 이용하여 친환경적이고 균열 발생이 없으며, 큰 하중용으로 사용될 수 있을 정도의 강도를 얻을 수 있는 친환경 흙패널의 제조방법에 관한 것이다.

현대의 건축물 및 토목공사에 주로 사용되고 있는 콘크리트는 여러 가지 문제점을 안고 있는 것이 현실이다. 따라서 최근에는 천연목재 또는 합성목재를 많이 사용하고 있으며, 특히, 친환경 소재인 흙을 이용하는 사례도 늘고 있는 실정이다.

이러한 흙을 이용한 바닥재 및 내외장재는 콘크리트 신축건물에서 나타나는 화학 냄새가 전혀 없고, 오히려 흙이 주변의 냄새를 탈취 및 정화하는 작용도 하게 되어 쾌적한 환경을 제공해 준다. 또한, 흙은 외기변화에 민감하게 반응하지 않는 항온효과가 있어 몸의 상태를 일정하게 유지시켜줌으로써 생체리듬을 안정화시켜주기도 한다. 그리고 흙은 습도 조절기능이 뛰어나 습기가 많으면 이를 흡수하고 건조하면 내뱉는 성질이 있기 때문에 여름철 집안이 눅눅하고 곰팡이가 피는 것을 방지하며, 겨울철에도 감기에 걸리지 않게 된다. 또한, 콘크리트는 전부 폐기 처분해야 되나, 흙은 다시 자연으로 돌아가 친환경적이게 된다.

이렇게 좋은 효과가 많은 흙을 이용한 자재는 그 활용가치가 높음에도 불구하고, 강도나 균열에 대한 문제점을 해결하지 못해 실용화되지 못하고 있는 실정이다. 또는, 실용화가 된 제품도 있으나, 강도개선을 위해 너무 많은 양의 콘크리트를 혼합하여 사용하게 되어 친환경이란 말이 무색한 실정이다.

따라서 본 발명자에 의해 선출원된 대한민국 특허 제1133032호(2012.04.04. 공고)의 자연흙을 이용한 친환경 흙패널의 제조방법이 개시된바 있다. 상기 선행기술은 도 1에서 보는 것과 같이, 폭방향 양단에 사이드판(101)이 형성되면서 그 중앙부에는 "ㄱ"자 또는 "T"자 형상의 보강판(102)이 적어도 하나 이상 형성된 심재(100)를 심재(100)의 규격과 일치되는 크기의 형틀(110)에 넣는 단계;

심재(100)의 상측으로 마사(a), 황토(b), 규사(c)를 혼합한 기본흙과 기본흙의 중량대비 5ㅁ1%의 왕겨(d)와 기본흙의 중량대비 10~30%의 혼합시멘트(e)를 혼합한 배합토(120)를 채우는 단계;

배합토(120)의 상부를 가압기(130)로 눌러 압축시키는 단계; 그리고

압축된 배합토(120)의 상부에 아크릴계열 중합체의 폴리머(140)를 골고루 분사한후 자연 건조시키는 단계;를 포함하여서 됨을 특징으로 한다.

그러나 상기와 같은 선행기술에서 몇가지 문제점이 발견되었다.

즉, 패널의 폭방향으로 연속해서 결합 설치될때에 적절한 결합적인 수단이 없어 시공의 불편함이 있었다.

그리고 선행기술에서는 흙반죽을 마련할때에 굵은 재료와 가는 재료가 골고루 분포하는 것에 중점을 두었다. 그러다 보니 일반 황토 패널보다 강도가 떨어지는 문제가 있었다. 따라서 본 발명에서는 선행기술에서 사용하였던 규사를 빼고 마사를 분쇄하여 고운 입자들로 이루어지도록 하는데 중점을 두었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이웃한 패널들간 결합력을 향상시키도록 압출심재를 특수 형상화하고, 재료 및 제작방법을 변화하여 기존대비 강도가 증진된 효과를 볼 수 있는 친환경 흙패널의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

폭방향 양단에 사이드판이 형성되면서 그 중앙부에는 "T"자 형상으로 적어도 한줄 이상의 보강부가 일체로 형성된 심재를 심재의 규격과 일치되는 크기의 형틀에 넣는 단계;

심재의 상측으로 마사분말, 왕겨분말, 시멘트, 무수축몰탈, 폴리머, 에폭시를 진반죽으로 믹싱한 흙반죽을 원하는 두께로 올리는 단계;

흙반죽을 올린후 바로 마사분말, 시멘트, 폴리머, 에폭시를 믹싱한 흙물을 스프레이 방식으로 도포하는 단계; 및

흙반죽을 자연 경화시키는 단계;를 포함하여 완성됨을 특징으로 하는 압출심재를 이용한 친환경 흙패널의 제조방법을 제공한다.

이때, 심재의 어느 일단에는 끼움홈부가 형성되고, 타단에는 끼움돌부가 형성되며, 끼움홈부의 하부에는 패널이 안치되는 하부 구조물에 고정되기 위한 연장부가 형성될 수 있다.

그리고 흙물에는 적벽돌분말이 더 포함될 수 있으며, 흙반죽에서 사용되는 마사분말 및 왕겨분말은 #16 매쉬로 걸러서 사용하고, 흙물에서 사용되는 마사분말 및 적별돌분말은 #200 매쉬로 걸러서 사용됨이 바람직하다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 흙패널은 시멘트를 최소량으로 사용하여 친환경을 도모하면서 균열을 방지할 수 있고, 특히 패널에 심재를 사용하여 교량용 인도 등과 같은 구조용 바닥재로도 충분히 사용할 수 있는 강도를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 선행기술에 따른 흙패널의 제작방법을 나타내 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 심재를 나타낸 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 심재를 나타낸 단면도이며,
도 4는 본 발명에 따른 흙패널의 제작순서를 나타낸 도면이며, 그리고
도 5는 본 발명의 흙패널이 사용되는 모습을 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압출심재를 이용한 친환경 흙패널의 제조방법을 설명한다.

본 발명에 따른 흙패널은 압출바로 제작되는 심재와, 이 심재의 상부에 흙반죽을 올린 후, 흙반죽위에 다시 거칠거칠한 흙물을 도포하여 완성된다.

- 심재의 준비 -

심재는 선행기술에서도 사용된 것으로, 금속(특히 알루미늄)을 압출하여 제작된다. 이러한 심재는 도 2 및 도 3에서 보는 것과 같이 폭방향 양쪽에 사이드판(201)이 돌출되게 형성되고, 폭방향 가운데에 상측으로 돌출된 보강부(210)가 형성된다. 보강부(210)는 심재(200)가 휘어지는 것과, 흙반죽과의 결합력을 증진시키기 위한 것으로, 심재(200)의 바닥판이 "T"자 형상으로 심재(200)의 길이방향을 따라 길게 연장되도록 형성하였다. 이러한 보강부(210)는 적어도 한줄 이상으로 형성된다.

그리고 심재(200)의 폭방향 양쪽에는 서로 끼움결합될 수 있도록 끼움홈부(220)와 끼움돌부(230)가 형성되고, 끼움홈부(220)의 선단에는 연장부(240)가 더 형성되어 이 연장부(240)가 그 아래쪽의 구조물과 고정된다.

- 흙반죽의 준비 -

본 발명에 따른 흙패널은 준비된 심재(200)의 상부면상에 도 4의 (b)와 같이 흙반죽(300)이 올려져 경화되면서 패널로써 완성된다. 본 발명에서 사용되는 흙반죽(300)은 주재료로 마사, 왕겨, 시멘트, 석회, 무수축몰탈, 폴리머, 수성 에폭시를 믹싱하여 물로 반죽해서 사용된다.

마사는 자연 그대로의 것을 사용하는 것이 아니라 광석분쇄기에 넣어 분쇄해서 사용된다. 이러한 마사분말은 #16 매쉬에서 걸러 사용하게 되는데, #16 매쉬는 약 1.18mm의 타공크기를 갖는다.

왕겨는 흙의 결합재로 사용되는 것으로, 이러한 왕겨도 분쇄기에 넣어 마사분말과 같이 #16 매쉬에서 걸러 사용하게 된다.

시멘트 및 석회는 원래 분말로 제공되므로 별도의 가공이 필요 없고, 다만, 석회는 시멘트의 색이 어두운 색이라 석회를 첨가해주어 색감을 좋게 하기 위해 사용된다.

무수축몰탈은 재료들의 사이로 파고들어 결합력을 증진시켜주는 역할을 한다.

폴리머는 선행기술에서 사용한 것과 동일한 아크릴계 중합체가 사용된다.

수성 에폭시는 처음 한번만 물을 흡수하고 이후로는 수분을 흡수하지 않는 성질을 갖는데, 이는 패널이 완성된 후에 동결파손을 방지할 수 있게 된다. 즉, 패널이 완성된 후에 수분이 흡수되어 얼게 되면, 부피가 팽창하면서 패널이 파손될 우려가 있으나, 에폭시를 첨가하여 수분의 흡수를 억제해 겨울철에 패널의 파손을 방지할 수 있는 것이다.

- 흙패널의 제작 방법 -

위와 같은 재료들을 구체적인 배합비를 일실시예로 제시하면서 제작방법을 설명한다.

본 발명의 흙반죽은 마사분말 2.13, 왕겨 0.2, 시멘트 0.30, 무수축몰탈 0.28, 석회 0.22, 폴리머 0.10, 수성 에폭시 0.17, 물 0.02를 믹싱하여 반죽한다(단위는 Kg임). 위 제시한 재료 및 배합비는 여러 번의 강도시험 결과에서 얻은 최적의 값으로, 본 발명에서 그 함량을 한정하지는 않는다. 따라서 마사가 1Kg이라고 할때, 왕겨는 0.1, 시멘트는 0.15, 폴리머는 0.05, 수성 에폭시 0.08, 물은 0.01을 넣어 진반죽으로 반죽할 수도 있는 것이다. 즉, 석회, 무수축몰탈은 흙반죽의 색깔 및 약간의 강도증진에 도움이 되는 것이므로 선택적으로 사용될 수 있는 것이다.

이렇게 믹싱된 흙반죽(300)을 심재(200)의 사방으로 도 4의 (a)와 같이 형틀(310)을 설치한 후, (b)와 같이 심재(200)위에 흙반죽(300)을 올린다. 흙반죽(300)을 올린후 평탄화 작업을 한 다음, 흙반죽이 굳기 전에 (c)와 같이 바로 흙물(320)을 도포한다.

흙물(320)은 흙반죽이 패널로 완성된 후에 표면을 거칠게 보이도록 하는 효과를 내기 위한 것이다. 흙패널은 그 표면이 아주 미끄럽지 않음에도 불구하고 시각적인 효과에 의해 사용자들이 미끄럽다고 생각하게 된다. 따라서 흙물을 더 뿌려주어 시각적으로도 그리고 실제로도 거칠은 면을 제공하도록 하는 것이다.

이러한 흙물은 마사 1Kg에 적벽돌 0.3, 시멘트 0.1, 폴리머 0.2, 에폭시 0.2, 물 0.1을 믹싱하여 스프레이 방식으로 도포한다(단위는 Kg임). 이때, 마사와 적벽돌은 흙반죽과 같은 굵기가 아닌 #200(0.075mm) 매쉬에 걸러 아주 고운 분말을 사용하게 된다.

주의할 점은 흙반죽이 굳기전(흙반죽을 형틀에 채운 후 바로)에 흙물을 도포하여야 한다. 이때, 적벽돌은 흙물의 색깔을 나타내기 위해 사용되는 것으로, 경우에 따라서는 사용하지 않을 수도 있거나 아니면 더 많이 사용될 수도 있다. 따라서 적벽돌의 양에 따라 물의 양을 조절하게 되는 것이다.

위와 같은 방법에 의해 도 4의 (d)에서 보는 것과 같이 흙패널을 완성하게 된다. 그리고 도 5에서 보는 것과 같이 흙패널의 양쪽 끼움홈부(220)와 끼움돌부(230)을 서로 끼움결합하여 폭방향으로 연속해서 결합시키며, 그 하부에는 연장부(240)에 볼트 등을 체결하여 하부쪽의 각봉 등과 결합 고정시키게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

200 : 심재 201 : 사이드판
210 : 보강부 220 : 끼움홈부
230 : 끼움돌부 240 : 연장부
300 : 흙반죽 310 : 형틀
320 : 흙물

Claims (5)

1. 폭방향 양단에 사이드판(201)이 형성되면서 그 중앙부에는 "T"자 형상으로 돌출된 적어도 한줄 이상의 보강부(210)가 일체로 형성된 심재(200)를 상기 심재(200)의 규격과 일치되는 크기의 형틀(310)에 넣는 단계;
   상기 심재(200)의 상측으로 마사분말, 왕겨분말, 시멘트, 무수축몰탈, 아크릴계 중합체 폴리머, 에폭시를 진반죽으로 믹싱한 흙반죽(300)을 원하는 두께로 올리는 단계;
   상기 흙반죽(300)을 올린후 바로 마사분말, 시멘트, 아크릴계 중합체 폴리머, 에폭시를 믹싱한 흙물(320)을 스프레이 방식으로 도포하는 단계; 및
   상기 흙반죽(300)을 자연 경화시키는 단계;를 포함하며,
   상기 심재(200)의 어느 일단에는 끼움홈부(220)가 형성되고, 타단에는 끼움돌부(230)가 형성되며, 상기 끼움홈부(220)의 아래쪽 에는 패널이 안치되는 하부구조물과 고정되기 위한 연장부(240)가 형성됨을 특징으로 하는 압출심재를 이용한 친환경 흙패널의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 에폭시는 수성 에폭시임을 특징으로 하는 압출심재를 이용한 친환경 흙패널의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 흙반죽(300)에서 사용되는 마사분말 및 왕겨분말은 #16 매쉬로 걸러서 사용됨을 특징으로 하는 압출심재를 이용한 친환경 흙패널의 제조방법.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 흙반죽(300)에는 석회가 그리고 상기 흙물(320)에는 적벽돌분말이 더 포함됨을 특징으로 하는 압출심재를 이용한 친환경 흙패널의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 흙물(320)에서 사용되는 마사분말 및 적벽돌분말은 #200 매쉬로 걸러서 사용됨을 특징으로 하는 압출심재를 이용한 친환경 흙패널의 제조방법.

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