KR101323308B1 - 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고화재, 골재, 황토, 보강섬유, 플라이애쉬, 정제수, 유동화제 및 은분말을 포함하여 이루어진다.
전술한 성분으로 이루어진 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물은 항균성과 기계적 물성이 우수하고, 축열 및 잠열 효율이 월등하여, 열 에너지 소비효율이 향상된 건축용 내외장재를 제공한다.

Description

은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물 {LOESS COMPOSITION FOR CONSTRUCTION INTERIOR AND EXTERIOR MATERIALS INCLUDING SILVER POWDER }

본 발명은 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고화재, 골재, 황토, 보강섬유, 플라이애쉬, 정제수, 유동화제 및 은분말을 포함하여 이루어진다.

본 발명은 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고화재, 골재, 황토, 보강섬유, 플라이애쉬, 정제수, 유동화제 및 은분말을 포함하여 이루어진다.

일반적으로 사용되고 있는 건축용 내외장재용 또는 바닥재용 조성물은 시멘트 몰탈 또는 시멘트나 석고분에 석면을 혼합한 석고보드가 주로 사용되고 있다.

그러나 이들은 소재 자체에서 독성 및 발암물질 등의 유해물질을 함유하고 있고, 따라서 이들 소재가 사용된 건물에서 생활하는 사람들이 이러한 각종 유해물질에 노출되는 것으로 알려져 있어 경계시 되고 있다. 또한 건물의 철거 및 폐기시에도 상기 건축재료들은 환경을 오염시키는 문제가 있었다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 다양한 종류의 건축용 내외장재용 및 바닥재용 조성물의 개발이 시도되고 있다. 그 가운데 황토는 원적외선 방사효과와 내항균성이 우수하고 신진대사의 촉진, 피로회복, 단열, 보온 및 방음 등의 효과가 있어 건축물에 사용될 경우 여름에는 시원하고, 겨울에는 따뜻하며 실내에 곰팡이 발생을 방지하는 등 그 뛰어난 효과로 인해 오래전부터 건축재료로 사용되어 왔다.

그러나 전술한 효능에도 불구하고 황토는 내장강도가 약하여 성형하기가 쉽지 않고, 균열이나 파손의 위험이 있어, 현대건축물로 대표되는 주택이나 아파트 등에 적용하기에는 제한적인 요인이 많은 문제점이 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 황토의 기계적 강도를 개선해 주는 짚과 해조류, 물 등을 혼합하여 전통가옥 등의 건물이나 벽 및 바닥에 사용하여 왔으나, 한옥이 아닌 현대건축물에는 만족할 만한 수준의 강도향상이 이루어지지 않고 있으며, 내습성 또한 취약하여 잘 부스러지거나 묻어나고 미관상으로도 좋지 못할 뿐만 아니라, 멸균처리 측면에서 만족스럽지 못한 문제점이 있었다.

또한, 만족할 만한 수준의 기계적 강도를 얻기 위해 천연 보강섬유를 첨가하여 내장재를 제조하는 기술이 상용되고 있으나, 천연 보감섬유는 수분에 약하고, 내외장재용 황토 조성물의 유동성을 저해하여 작업성을 떨어뜨리기 때문에, 천연 보강섬유를 사용하는 경우에는 유동화제를 과량으로 첨가해야하며, 이로 인해 내장재 의 품질이 저하되고 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 고화재, 골재, 황토, 보강섬유 및 플라이애쉬 등이 함유되어 인체에 유익한 성분을 방출하면서도, 내충격, 내열 및 내습 등의 기계적 강도가 우수하고, 축열 및 잠열 효율이 향상된 내장재를 제조할 수 있는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 은분말이 함유되어 항균효과가 향상된 내장재를 제조할 수 있는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 고화재, 골재, 황토, 보강섬유, 플라이애쉬, 정제수, 유동화제 및 은분말으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물은 고화재 50 내지 60 중량부, 골재 90 내지 110 중량부, 황토 45 내지 55 중량부, 보강섬유 0.15 내지 0.25 중량부, 플라이애쉬 5 내지 15 중량부, 정제수 15 내지 25 중량부, 유동화제 0.2 내지 0.3 중량부 및 은분말 0.02 내지 0.10 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 고화재는 에트링자이트로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 골재는 모래 및 바텀애쉬로 이루어지며, 모래 100 중량부 및 바텀애쉬 50 내지 100 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 바텀애쉬는 직경이 1 내지 3 밀리미터인 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 보강섬유는 파라핀이 코팅된 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 보강섬유는 마닐라삼 또는 마로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 보강섬유는 직경이 0.1 내지 0.5 밀리미터이고, 길이가 10 내지 30 밀리미터인 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 유동화제는 나프탈산 설폰산염계, 멜라민 설폰산염계, 변성 리그닌 설폰산염계 및 폴리카본산계로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물은 고화재, 골재, 보강섬유 및 플라이애쉬 등이 함유되어 인체에 유익한 성분을 방출하면서도, 기계적 강도가 우수하고, 축열 및 잠열 효율이 향상된 내장재를 제조하는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 골재 및 보강섬유의 재료로 재활용품 사용이 가능하여 친환경적이며, 은분말이 함유되어 항균효과가 향상된 내장재를 제조하는 탁월한 효과를 나타낸다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물은 고화재, 골재, 황토, 보강섬유, 플라이애쉬, 정제수, 유동화제 및 은분말으로 이루어지며, 고화재 50 내지 60 중량부, 골재 90 내지 110 중량부, 황토 45 내지 55 중량부, 보강섬유 0.15 내지 0.25 중량부, 플라이애쉬 5 내지 15 중량부, 정제수 15 내지 25 중량부, 유동화제 0.2 내지 0.3 중량부 및 은분말 0.02 내지 0.10 중량부로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

전술한 고화재는 50 내지 60 중량부가 첨가되며, 에트링자이트(Ettringite)로 이루어지는데, 이러한 에트링자이트는 칼슘설퍼알루미네이트와 석고를 반응시켜 제조되며, 전술한 성분의 반응을 통해 제조된 에트링자이트는 자기 팽창성이 부여되어 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물에 별도로 팽창제를 투입할 필요가 없으며, 균열을 감소시키고 강도를 증진시키는 역할을 한다.

전술한 골재는 90 내지 110 중량부가 첨가되며, 모래 및 바텀애쉬로 이루어지는데, 모래 100 중량부 및 바텀애쉬 50 내지 100 중량부로 이루어진다.

이때, 전술한 모래에 바텀애쉬의 혼합비율은 1:0.5 내지 1이 바람직하며, 모래보다 바텀애쉬의 함유량이 높아지면 골재로서의 기능이 저하된다.

이때, 사용되는 모래는 표준입도를 갖는 것이 바람직하며, 바텀애쉬는 직경이 1 내지 3 밀리미터인 것이 바람직한데, 재활용되는 것을 사용해도 무방하기 때문에 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물의 제조비용을 절감하는 역할을 한다.

전술한 황토는 45 내지 55 중량부가 첨가되며, 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물에 첨가되어, 원적외선 방출, 악취제거 및 음이온을 발생시키는 역할을 한다.

이때, 황토는 200 내지 500℃의 고온에서 증기건조하여 불순물을 제거한 후에 사용한다.

전술한 보강섬유는 0.15 내지 0.25 중량부가 첨가되며, 파라핀이 코팅되는데, 전술한 보강섬유는 특별히 한정되지는 않지만, 인장강도가 우수한 마닐라삼 또는 마섬유인 것이 바람직하며, 이때, 전술한 보강섬유는 마닐라삼 또는 마섬유를 꼬아서 제조되는 것이 더욱 바람직하고, 마닐라삼이나 마섬유는 재활용품을 사용해도 무방하기 때문에 제조비용을 낮추는 역할을 한다.

마닐라삼을 재활용할 때는, 20 내지 25℃의 온도를 갖는 물에 10시간 이상 담근후에 10 내지 30 밀리미터의 크기로 절단하여 사용한다.

전술한 보강섬유를 파라핀을 코팅하게 되면, 천연섬유의 단점인 내습성 및 뭉침현상이 개선되고, 분산성이 향상되기 때문에 작업성이 개선되며, 축열 및 잠열성이 부여된다.

파라핀이 코팅된 천연섬유로 제조된 보강섬유는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물에 첨가되어 난방시에 내장재의 온도가 40℃ 이상으로 향상되면 보강섬유에 코팅되어 있는 파라핀이 고체에서 액체로 상 변화를 하게 된다. 이때, 주위의 열을 흡수해 내장재의 불필요한 온도 상승을 억제하게 되며, 난방이 중지되어 내장재의 온도가 40℃ 이하로 내려갈 때는 액체로 녹아있던 파라핀이 고체로 상 변화를 하면서 흡수했던 열을 방출하며 주위 온도를 높여주어 난방이 중단 후에도 장시간 실내의 온도를 유지시켜 에너지를 절감해주는 역할을 한다.

이때, 전술한 천연섬유는, 직경이 0.1 내지 0.5 밀리미터이고, 길이가 10 내지 30 밀리미터인 것이 바람직한데, 직경이 0.5 밀리미터를 초과하게 되면 부착성이 저하되고, 길이가 30 밀리미터를 초과하게 되며, 뭉침현상 등이 발생하여 분산성이 저하된다.

또한, 전술한 천연섬유의 표면에 파라핀을 코팅하는 방법은, 전술한 천연섬유를 꼬은 후에 파라핀 용액에 함침시켜 천연섬유의 표면에 파라핀을 코팅하게 된다.

전술한 플라이애쉬는 5 내지 15 중량부가 첨가되며, 구형으로 형성되어 골재사이의 공간을 메꿔주는 역할을 하는데, 이러한 플라이애쉬는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물에 첨가되어, 밀도를 향상시키는 역할을 하며, 조성물 제조시에 골재와의 접촉면에서 볼베어링(ball-bearing)과 같은 작용을 하여 골재, 황토, 보강섬유 및 은분말 사이에 마찰저항을 줄여 작업성을 개선하는 역할을 한다.

전술한 유동화제는 0.2 내지 0.3 중량부가 첨가되며, 전술한 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토조성물에 첨가되어 골재, 황토, 보강섬유 및 은분말의 유동성을 향상시켜 전술한 성분들이 고르게 혼합되도록 하는 역할을 한다.

이때, 전술한 유동화제는 나프탈산 설폰산염계, 멜라민 설폰산염계, 변성 리그닌 설폰산염계 및 폴리카본산계로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어진다.

전술한 은분말은 0.02 내지 0.10 중량부가 첨가되며, 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토조성물에 함유된 세균을 살균하는 역할을 하는데, 은분말의 사이즈는 100 내지 500nm 정도가 바람직하다.

전술한 은분말이 0.02 중량부 미만으로 함유되며 살균효과가 저하되며, 0.10중량부를 초과하면 살균효율은 증가하지 않으면서 제조비용을 증가시키게 된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물의 제조방법 및 물성을 실시예를 들어 설명한다.

<실시예 1>

엔트링자이트 450kg, 플라이에쉬 50kg, 황토 500kg, 바텀애쉬 500kg, 마사토 750kg, 모래 750kg, 나프탈산 설폰산염계 유동화제 2.5kg, 파라핀이 코팅되며 직경이 0.3 밀리미터이고, 길이가 10 내지 20 밀리미터인 마닐라삼 2kg, 정제수 250kg 및 은분말 0.25kg을 믹서기에 투입하고 교반하여 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물을 제조하였다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 엔트링자이트를 400kg 혼합하고, 마사토를 850kg을 혼합하여 은 분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물을 제조하였다.

<비교예 1>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 파라핀이 코팅되지 않은 마닐라삼을 혼합하여 은분말이 함유된 건축 내외장재용 조성물을 제조하였다.

<비교예 2>

시멘트 500kg, 마사토 750kg, 모래 750kg, 정제수 290kg 및 나프탈산 설폰산염계 유동화제 2.5kg을 믹서기에 투입하고 교반하여 건축 내외장재용 조성물을 제조하였다.

전술한 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 은분말이 함유된 건축 내외장재용 조성물 및 건축 내외장재용 조성물로 건축 내외장재를 제조하고 강도를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

(단, 강도의 측정은 콘크리트 강도측정 장치인 슈미트햄머를 이용하였으며, 7일과 28일이 경과한 후로 나누어 측정하였다.)

<표 1>

위에 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명에 의해 제조된 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물은 기존에 콘크리트로 제조된 건축 내외장재용 조성물과 유사한 강도를 가지면서도, 축열 및 잠열 효율이 향상된 특성을 나타내며, 골재 및 보강섬유의 재료로 재활용품 사용이 가능하여 친환경적이며, 은분말이 함유되어 우수한 항균효과와 인체에 유익한 효과를 나타낸다.

Claims (9)

1. 고화재, 골재, 황토, 보강섬유, 플라이애쉬, 정제수, 유동화제 및 은분말으로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
   상기 유동화제는 나프탈산 설폰산염계, 멜라민 설폰산염계, 변성 리그닌 설폰산염계 및 폴리카본산계로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물은 고화재 50 내지 60 중량부, 골재 90 내지 110 중량부, 황토 45 내지 55 중량부, 보강섬유 0.15 내지 0.25 중량부, 플라이애쉬 5 내지 15 중량부, 정제수 15 내지 25 중량부, 유동화제 0.2 내지 0.3 중량부 및 은분말 0.02 내지 0.10 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 고화재는 에트링자이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 골재는 모래 및 바텀애쉬로 이루어지며, 모래 100 중량부 및 바텀애쉬 50 내지 100 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 바텀애쉬는 직경이 1 내지 3 밀리미터인 것을 특징으로 하는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 보강섬유는 파라핀이 코팅되는 것을 특징으로 하는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 보강섬유는 마닐라삼 또는 마로 이루어지며, 직경이 0.1 내지 0.5 밀리미터이고, 길이가 10 내지 30 밀리미터인 것을 특징으로 하는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 보강섬유는 직경이 0.1 내지 0.5 밀리미터이고, 길이가 10 내지 30 밀리미터인 것을 특징으로 하는 은분말이 함유된 건축 내외장재용 황토 조성물.
   
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