KR101232074B1 - 황토와 해초를 이용한 내장재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토와 해초를 이용한 내장재의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 천연 해초와 황토를 사용함으로써 내구성과 심미성 및 기능성을 갖추어 친환경 건축 내장재로서 사용할 수 있는 황토와 해초를 이용한 내장재 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 황토와 해초를 이용한 내장재는 유해물질의 방출을 줄여 실내공기를 개선하는 효과가 있고, 습도조절 기능, 방음 및 단열성이 우수하다. 아울러, 본 발명에 따른 천연 혼합풀을 이용함으로써, 황토패널의 균열을 방지하고, 강도를 증가시키고 황토 패널의 방수 및 코팅 효과를 부여하면서 인체에 무해한 친환경적인 소재로서 활용될 수 있다.

Description

황토와 해초를 이용한 내장재의 제조방법{Process for preparing interior material using yellow soil and seaweeds}

본 발명은 황토와 해초를 이용한 내장재의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 천연 해초와 황토를 사용함으로써 내구성과 심미성 등의 기능성을 갖추어 친환경 건축 내장재로서 사용할 수 있는 황토와 해초를 이용한 내장재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

주거용 건축물의 건축 자재로 널리 사용되는 황토 패널은 과학적으로 입증된 황토의 효능을 이용하는 것인바, 황토는 많은 양의 원적외선을 방사하여 이 원적외선이 생물체 내에 흡수되면 생체내의 분자를 자극하여 활성화시킴으로써 생체를 보온하고 식품의 신선도를 유지하는 효능이 있고, 과산화수소를 제거하는 카탈라아제를 함유하여 체내 독소인 과산화지질을 중화시키고, 단백질을 아미노산으로 가수분해하는 프로테아제도 함유하여 생물체 내에서 부패한 세포를 분해시키는 효능도 가지고 있다.

이러한 황토의 효능을 이용하여 종래부터 실생활용품이나 건강기구만 아니라 건축자재에 황토가 여러 가지로 이용되어왔다.

그리고, 건축물 실내의 벽, 천장 및 바닥용 소재로는 목재 및 석고보드 등이 이용되고 있으나 목재는 습기에 약하여 용이하게 변형되고, 인화성이 강하여 화재시 진화가 곤란한 문제가 있으며, 석고보드는 석고로 제조되므로 단열성 및 통풍성이 한계가 있어 실내 공기가 외부로 이동하지 못하며, 석면 등 인체에 유해한 성분이 함유되어 있고, 폐기물 처리시 토질 및 물 등 환경오염의 문제를 초래하고 있다.

따라서, 최근에는 황토를 건축물 마감재로 사용하려는 시도가 상기 설명한 바와 같이 다양하게 이루어지고 있다. 예를 들어 황토방, 황토 찜질방, 황토 사우나 등의 바닥, 천정 또는 벽면에 시공되는 반죽 형태의 제품이 그것이다. 그러나 이와같은 기존의 황토 제품은 시공 후에 크랙(Crack)이 많이 발생하여 시공 면에서 쉽게 떨어져 나갈 뿐만 아니라 시공이 불편한 등의 단점이 있어 이에 대한 해결책으로 황토와 백 시멘트 또는 황토와 수지(접착제)와 혼합된 제품들을 사용하고 있다.

그러나 이러한 종래의 황토 제품에서 크랙을 방지하기 위하여 화학물질을 혼합하면 건강을 위한 황토 본래의 목적이 훼손되는 문제점이 있었다.

한편, 최근에는 주거용 아파트 건축시 사용하는 건축자재나 벽지 등에 인체에 유해한 벤젠, 톨루엔, 클로로포름, 아세톤, 포름알데히드 등의 발암물질이 배출되며 건축시 발생하는 석면, 미세먼지, 부유세균과 같은 오염물질도 외부로 배출되지 못하고 실내에 축적되어 소위, 새집 증후군(Sick house syndrome)을 야기하는바, 인간이 이러한 위험에 노출되면 각종 질병 내지 질환에 시달리는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2008-0019908(2008.03.05) 공개특허공보 제10-2011-0092053(2011.0817)

본 발명자는 상기와 같은 문제점들을 해소하고, 천연 소재로부터 기능성 건축용 자재를 개발하기 위해 예의 연구한 결과, 후술하는 바와 같은 황토와 해초를 이용하여 건축용 내장재를 제조하여 본 결과, 이것이 기능성과 효능성을 고루 갖추어 위와 같은 목적에 부합되게 사용될 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은

황토를 해수에 가하여 황토 덩어리가 완전히 풀어질 때까지 교반하여 황토물을 형성한 후 황토 입자가 가라앉을 때가지 정치한 다음, 해수를 걸러내어 함수량이 10~50 중량%인 황토 반죽을 제조하는 단계;

황칠 추출액을 제조하는 단계;

해초와 상기 황칠 추출액을 1:0.5~2의 중량비로 혼합하여 95 ~ 125℃에서 2~3 시간 동안 끓여서 해초풀을 제조하는 단계;

상기 해초풀을 자연 냉각시켜서 완전히 굳기 전에 25 ~ 50℃에서 상기 황토 반죽과 해초풀을 1:0.3~0.7의 부피비로 혼합하는 단계; 및

상기 혼합물을 교반하여 겔 상태의 해초황토 성형물을 제조하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 및 해초를 이용한 내장재를 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다.

상기 본 발명의 목적들은 이에 제한되지 않으며, 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 황토와 해초를 이용한 내장재는 유해물질의 방출을 줄여 실내공기를 개선하는 효과가 있고, 습도조절 기능, 방음 및 단열성이 우수하다. 아울러, 본 발명에 따른 천연 혼합풀을 이용함으로써, 황토패널의 균열을 방지하고, 강도를 증가시키고 황토 패널의 방수 및 코팅 효과를 부여하면서 인체에 무해한 친환경적인 소재로서 활용될 수 있다. 또한, 황토 마감재의 균열 및 크랙(crack)을 방지하여 강도를 높일 수 있고 황토 패널의 방수 및 코팅효과를 부여한다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 건축용 내장재의 제조방법에 대한 공정도.

본 발명은, 일면에 있어서

황토를 해수에 가하여 황토 덩어리가 완전히 풀어질 때까지 교반하여 황토물을 형성한 후 황토 입자가 가라앉을 때가지 정치한 다음, 해수를 걸러내어 함수량이 10~50 중량%인 황토 반죽을 제조하는 단계;

세척 및 세절된 황칠나무를 황칠나무와 물을 중량을 기준으로 1:1~5중량부로 혼합하여 고압멸균솥에 넣고 95 ~ 125℃의 온도에서 2 ~ 5 시간 동안 추출한 후 여과 및 농축하여 황칠 추출액을 제조하는 단계;

해초와 상기 황칠추출액을 1:0.5~2의 중량비로 혼합하여 95 ~ 125℃에서 2~3 시간 동안 끓여서 해초풀을 제조하는 단계;

상기 해초풀을 자연 냉각시켜서 완전히 굳기 전에 25 ~ 50℃에서 상기 황토 반죽과 해초풀을 1:0.3~0.7의 부피비로 혼합하는 단계; 및

상기 혼합물을 교반하여 겔 상태의 해초황토 성형물을 제조하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 및 해초를 이용한 내장재를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명은 추가의 일면에 있어서, 상기 해초는 세모가사리 또는 도박인 것인 방법을 제공한다.

본 발명은 다른 추가의 일면에 있어서, 상기 황토 및 해초를 이용하여 제조된 내장재를 초배지 상에 1회 이상 도포하여 내부를 마감하는 것을 특징으로 하는 마감재 시공 방법을 제공한다.

본 발명은 다른 추가의 일면에 있어서, 상기 제조방법에 의해 제조된 것인 겔 상태의 황토 및 해초를 이용한 내장재를 제공한다.

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이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 건축용 내장재의 제조방법에 대한 공정도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 황토 및 해초를 이용한 내장재를 제조하는 방법은 크게 황토반죽 준비 단계(S100), 황칠 추출액 제조 단계(S200); 해초풀 제조 단계(S300), 황토 혼합 단계(S300) 및 성형 단계(S300)로 이루어진다.

먼저, 황토 반죽 준비 단계(S00)에서는 황토를 해수에 가하여 황토 덩어리가 완전히 풀어질 때까지 교반하여 황토물을 형성한 후 황토 입자가 가라앉을 때가지 정치한 다음, 해수를 걸러내어 해수 함수량이 10~50 중량%인 황토 반죽을 준비한다.

상기 황토 반죽을 제조하는 과정에서 담수 또는 정제수 형태의 물을 사용하여 해초풀과 혼합하게 되면 경화가 너무 빨리 진행되므로 적합하지 않으며 해수를 사용하여 경화도를 조절하는 것이 바람직하다. 경화도는 상기 해수의 함수량에 의해 조절할 수 있으며, 함수량이 10 중량% 이하이면, 경화 속도의 완화가 용이하지 않고, 50 중량%를 초과하면 경화가 너무 느려지게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 황토 반죽을 준비하는 과정에서 해수를 사용함으로써 황토 반죽의 경화를 지연시켜 현장에서 사용가능한 형태로 내장재 제품을 제공하는 것에 특징이 있다.

이어서, 황칠 추출액 제조 단계(S200)에서는 황토를 주성분으로 포함하는 내장에서 기능성, 방충성을 강화시키기 위하여 황칠추출액을 제조한다.

황칠나무는 그 학명이 Dendropanax morbifera Lev.로서 우리나라에서만 자생하는 천연보호림이며, 두릅나무과에 속하는 상록활엽교목으로 겨울에도 낙엽이 지지 않으며, 세계적으로도 귀한 난지성 수목으로, 우리나라에는 1속 1종 밖에 없으며 서남해안 및 제주도, 진도, 장흥, 완도, 해남, 거제도 등 도서지역에 자생하는 상록활엽교목으로 예전부터 다양한 용도로 사용되어 왔으며, 수피에 상처를 주면 수지액이 흘러나오는데 이러한 수지액을 황칠이라 부른다. 그 樹皮에서 나오는 黃漆은 찬란한 금빛을 띄어서 예전부터 황칠은 황제의 갑옷, 금속 장신구 등의 외간을 황금색으로 장식하는 진귀한 도료로 사용되어 왔으며, 안식향을 함유하여 예로부터 약리효과가 탁월한 신비한 나무로 주목을 받아 왔다.

황칠나무의 주요 성분의 효능은 다음과 같다. α-Cubebene은 간질, 신경장애, 불면증, 실신, 히스테리, 편두통, 우울증 치료에 사용되고, β-Elemene은 중앙신경계와 호르몬계를 자극하여 남성 호르몬계와 우울증 치료에 사용되며, β-Selinene은 식욕 자극제, 구토와 설사, 임신중의 구토에 효과가 있는 것으로 알려져 있고, α-Muurolene은 소화기 질환, 강장제, 발한제 감정완화와 진정제에 쓰이고 있으며, Germacrene D는 신경통, 월경불순, 두통, 혈뇨치료 및 지혈에 효과가 있는 것으로 알려져 있고, β-sitosterol은 전립선 비대증 치료제로 사용되고 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 황칠나무의 유익한 성분을 건축물의 내장재에 포함시키고자 예의 노력한 결과 이루어진 것이다.

황칠나무 추출액을 얻기 위한 방법으로는 황칠나무(잎, 줄기, 뿌리 포함)를 깨끗이 세척하여 건조하여 세절한 다음 이를 용기에 넣고 황칠나무와 물을 중량을 기준으로 1:1~5중량부, 바람직하게는 1:3 중량부로 혼합하여 고압멸균솥에 넣고 95 ~ 125℃의 온도에서 2 ~ 5 시간 동안 추출하여 여과하여 농축한 액을 원료로 사용할 수 있다.

이어서, 해초풀 제조 단계(S300)에서는 황토에 접착성과 기능성을 제공하기 위한 성분으로서 상기 제조된 황칠 추출액을 이용하여 해초풀을 제조한다.

본 발명의 구성요소인, 해초는 알칼리성 식품으로, 각종 미네랄(K, Ca, Mg, Fe, P, I, Zn)과 각종 비타민(비타민 A, 비타민B1, B2, B6, B12, 나이아신, 판토테인산, 비타민C, 비타민E)이 함유되어 있으며, 식이섬유인 알긴산의 보고로 알려져 있으며, 상기와 같은 해초 성분은 활성 산소의 생성 억제, 비만 방지, 빈혈 예방,갑상선 장애 방지, 고혈압 방지, 암류의 발생을 억제하고 피를 맑게 하는 효능을 가진다. 특히 해초에 함유되어 있는 알긴산(Algin acid)은 식품 중에 함유되어 있는 콜레스테롤을 흡착하여 체외에 배출시키는 특성이 있으며, 상기와 같은 작용으로 인해 혈중 콜레스테롤 수치를 저하시키는 작용 및 유해 중금속을 흡착하여 체외로 배출하는 효과 및 혈압저하의 효과를 가지며, 푸코이단(Fucoudan)은 강력한 항혈액응 고활성과 항암효과가 있고, 포프란(Porphyran)은 일종의 기능성 식이섬유로서 유해 중금속의 체외배출, 콜레스테롤 흡착 및 체내 흡수억제, 항고혈압 등의 생리활성 기능을 가진다.

해초류는 옛 부터 식용, 호료, 사료, 비료 및 해조 공업원료 등으로 많이 이용하여 왔으며, 그 종류가 다양하여 자원량도 풍부하고 해초류 인공양식 방법의 발달로 그 생산량도 증대하였다.

이러한 해초추출물은 점성을 지니고 있으므로, 황토와 혼합되어 형성된 황토 모르타르의 접착력을 증대시킬 수 있으며, 또한 천연성분이기 때문에 인체에 유익하다.

본 발명에서 사용되는 해초류는 홍조류인 도박과 세모가사리를 바람직하게 사용할 수 있다.

세모가사리는 가느다란 털 같다는 의미의 '세모'라는 이름을 지닌 세모가사리는 적색 또는 남보라빛을 띄며, 색이 진할수록 단단하고 너무 가늘면 식감이 좋지 않다. 갯바위에서 손으로 직접 채집하며 서해와 남해에 걸쳐 자란다. 해조류 중에서 가장 키가 작고 가늘다. 식이섬유를 비롯해 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 아미노산 등을 다량 함유하고 있다. 또한, 도박은 당을 많이 함유하고 있어, 접착력이 좋아서 접착제를 만드는데 주로 쓰는 해초이다.

이러한 해초풀은 포함된 섬유질 때문에 웬만한 기후변화에도 벽이 트거나 갈라지지 않으며 열전도, 방수, 방풍효과가 우수하여 온습도조절에 뛰어난 작용을 기대할 수 있다.

이러한 해초풀을 준비하는 과정은 해초와 상기 황칠 추출액을 1:0.5~2의 중량비, 더욱 바람직하게는 1:1의 중량비로 혼합하여 95 ~ 125℃에서 2~3 시간 동안 끓여서 제조할 수 있다.

이어서, 황토 혼합 단계(S300)에서 황토와 해초풀을 혼합한다.

상기 해초풀을 자연 냉각시켜서 완전히 굳기 전에 25 ~ 50℃에서 상기 황토 반죽과 해초풀을 1:0.3~0.7의 부피비, 바람직하게는 황토 1: 해초풀 0.5의 비율로 혼합하는 것이 좋다.

마지막으로, 성형 단계(S300)에서는 상기 황토 해초풀의 혼합물을 골고루 교반하여 겔 상태의 해초황토 성형물을 얻는다.

상기와 같이 제조된 내장재는 겔(gel) 상태를 유지하고 있어서 현장에서 별다른 혼합이나 처리 공정없이 곧바로 적용할 수 있다는 특징이 있으며, 초배지 상에 1회 이상 도포하여 내부를 마감하도록 사용할 수 있다.

<실시예>

이하, 본 발명은 다음의 대표적인 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명되나, 본 발명이 이들 실시예에 의해 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다.

실시예 1: 황칠나무의 뿌리 추출액의 제조

채취한 황칠나무의 가지 10 Kg을 깨끗이 세척하여 건조하여 세절한 후, 황칠나무와 물을 1:2 중량부로 혼합하여 고압멸균솥에 넣고 121 ℃의 온도에서 3 시간 동안 추출하고 얻어진 추출물을 여과 농축하여 황칠나무 추출액 15kg을 얻었다.

실시예 2: 황토 해초풀을 포함하는 내장재의 제조

황토 20Kg를 해수 100 리터에 가하여 황토 덩어리가 완전히 풀어질 때까지 잘 저어준 다음 상층에 형성된 맑은 물을 걸러내고 함수량이 30%인 황토 반죽을 준비하였다. 이어서 상기 실시예 1에서 제조한 황칠 추출액 15 Kg과 세모가사리와 도박을 1:1로 혼합한 해초 15 Kg을 121℃에서 3 시간 동안 균일한 교반하에 끓여서 해초풀 20Kg을 얻었다. 이어서, 상기 해초풀을 자연 냉각시켜서 40℃에서 상기 황토 반죽 20Kg과 해초풀 10Kg을 혼합하고, 이를 골고루 교반하여 겔 상태의 해초풀이 포함된 황토 내장재를 제조하였다.

시험예 1: 황토 해초풀을 포함하는 내장재의 유해물질 시험결과

이하, 본 발명에 따른 천연 혼합풀을 이용하여 제작된 친환경 내장재의 시험결과를 통한 효과에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 실시예 2에서 제조된 해초황토로 이루어진 건축용 마감재에 대하여 유해물질 방출량 시험을 수행하고 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

시험항목	결과(ppm)	시험방법
총휘발성유기화합물(TVOCs)	0.003	실내공기질공정시험기준(환경부고시 제2010-24호)
톨루엔	0.000
포름알데히드	0.001

상기 시험결과로부터 알수 있는 바와 같이, 본 발명의 제품은 "실내공기질공정시험기준"을 만족하는 것으로 나타났다.

시험예 2: 탈취시험

실시예 2에서 제조된 해초황토로 이루어진 건축용 마감재에 대하여 탈취 시험을 수행하고 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다. 간단히, FT-IR Detector를 이용하여 분석을 하였으며, 시험가스는 암모니아(NH₃)를 사용하였다. 시험편은 40 x 40 x 10mm 크기로 3개를 만들었으며, 시스템 안에서 가스가 샘플의 표면에 흡착되면서, 계안의 압력과 온도는 변화하게 되는데, 흡착된 가스와 압력 및 온도와의 관계는 기체의 상태방정식(equation of state- n=f(T,P,V)을 통하여 분석하였다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.

시험항목	탈취시험(NH3)
	경과시간(분)	Blank 농도(ppm)	시료농도(ppm)	탈취율(%)
시험결과	0	200	200	-
	30	176	157	15.6
	60	169	148	17.2
	120	152	132	21.3
	240	145	125	26.8
시험방법	KICM-FIR-1085

황토내장재의 탈취효과를 확인하기 위하여 암모니아 가스를 대상으로 2시간 동안 실시한 결과 30분 후 약 15.6%의 효과를 보였으며, 2시간 후 약 21.3% 효과를 타나냈다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다 할 것이다.

Claims (6)

1. 황토를 해수에 가하여 황토 덩어리가 완전히 풀어질 때까지 교반하여 황토물을 형성한 후 황토 입자가 가라앉을 때가지 정치한 다음, 해수를 걸러내어 함수량이 10~50 중량%인 황토 반죽을 제조하는 단계;
   세척 및 세절된 황칠나무를 황칠나무와 물을 중량을 기준으로 1:1~5중량부로 혼합하여 고압멸균솥에 넣고 95 ~ 125℃의 온도에서 2 ~ 5 시간 동안 추출한 후 여과 및 농축하여 황칠 추출액을 제조하는 단계;
   해초와 상기 황칠추출액을 1:0.5~2의 중량비로 혼합하여 95 ~ 125℃에서 2~3 시간 동안 끓여서 해초풀을 제조하는 단계;
   상기 해초풀을 자연 냉각시켜서 완전히 굳기 전에 25 ~ 50℃에서 상기 황토 반죽과 해초풀을 1:0.3~0.7의 부피비로 혼합하는 단계;
   상기 혼합물을 교반하여 겔 상태의 해초황토 성형물을 제조하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 및 해초를 이용한 내장재를 제조하는 방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 해초는 세모가사리 또는 도박인 것인 방법.
3. 제1 항에 따른 황토 및 해초를 이용하여 제조된 내장재를 초배지 상에 1회 이상 도포하여 내부를 마감하는 것을 특징으로 하는 마감재 시공 방법.
4. 제1 항에 따른 방법에 의해 제조된 것인 겔 상태의 황토 및 해초를 이용한 내장재.
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6. 삭제

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