KR101514809B1 - 플라스터 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라스터 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 정수슬러지를 활성화하여 활성 정수슬러지를 제조하는 과정; 탈황석고를 반수석고 또는 무수석고로 제조하는 과정; 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나를 활성화하는 과정; 및 상기 제조된 활성 정수슬러지, 상기 반수석고 또는 무수석고, 상기 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 및 첨가제를 혼합하는 과정;을 포함하는 건축물 마감재용 플라스터 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

Description

플라스터 조성물 및 그 제조방법{Plaster composition and producing method thereof}
본 발명은 플라스터 조성물 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 건축물 내외부의 벽면, 천정면, 바닥면 등에 사용되는 얇은 마무리용 바름재에 관한 것이다.
최근의 건축물의 유형을 보면 철골 또는 콘크리트 슬라브 구조물에 벽돌, 판넬, 석재 등을 보강한 후 미장, 타일, 페인트, 벽지, 쉬트지, 목재, 스틸, 등의 다양한 마감재를 사용하여 마무리하게 되는데 이때 사용되는 마감재는 기능성 및 미관성, 안전성을 고려하여 사용하게 된다. 외부에 사용되는 마감재의 특징은 침수방지와 보온성, 미관성을 중시하게 되며, 실내 마감재의 경우는 웰빙 기능성과 심미성, 안전성을 고려한 마감재들이 선호되고 있다.
그러나, 종래의 마감재 또는 건축자재의 경우 시공 및 제조 과정에 사용되는 결합재 또는 접착재 등이 대부분 유기화합물 또는 합성화합물을 사용하고 있는데, 이때 사용되는 화합물에서 다량의 유해물질들이 방출하게 되어 새집 증후군 현상을 일으키게 된다. 특히, 상기 새집증후군 현상의 큰 원인 중 하나인 휘발성유기화합물(VOCs)에는 포름알데히드(Formaldehyde), 아세트알데히드(Acetaldhyde), 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 테트라클로로에틸렌(Tetrachloroethylene), 자일렌(Xlene), 스타일렌(Stylene) 등이 포함되어 있어, 마취성 자극, 눈 및 호흡기, 피부에 자극을 주거나 발암의 원인을 제공하는 한편, 피부가 연약한 어린이 등에 아토피 피부병을 유발한다. 이에 환경부는 상기의 물질을 특정 유해물질로 지정하여 규제를 하고 있다.
종래의 마감재 또는 건축자재에서 유해물질들이 발생하는 원인은 원자재의 특수성 및 한계성과 제조기술의 문제점 등 복합적인 것에 기인한다. 특히, 건축물의 구조물에 결합재로 사용되는 시멘트는 내구성과 경제성이 매우 우수한 반면 Ph가 14 이상으로 높아 중화시켜 안전성을 부여하기 위해서는 상당한 시간이 필요하게 된다. 따라서, 시멘트의 유해물질이나 건축자재, 소재에서 발생 되는 유해물질을 차단하거나 흡착 제거할 수 있으면서, 기능성, 미관성, 심미성, 웰빙성, 안전성을 갖춘 건축자재 또는 마감재가 요구되고 있다.
상기의 문제를 해결하기 위한 종래기술로는 무기성 자재인 석고를 주원료로 사용하는 친환경 조성물 기술이 있다. 상기의 종래기술은 석고의 수화 반응에 의한 경화 특성을 이용한 것으로 유해물질 발생이 없으며, 조습성이 뛰어난 것이 특징이나, 과도한 습도에 노출될 시 석고의 본래의 특성에 의해 마감재 본래의 성질을 상실할 수 있는 문제가 있다. 한편, 상기의 문제를 해결하기 위한 기술로 황토 또는 생황토를 석고와 배합하여 사용하는 기술이 있으나, 제조방법의 경제성 및 시공방법의 표준성이 떨어지며, 시공 후에도 크랙 발생 및 재료의 이탈현상 등의 문제가 있다.
이와 같이 무기성 또는 천연 재료를 이용한 친환경 마감재 또는 건축자재를 통해 유해성 물질 특히, 포름알데히드 및 휘발성 유기화합물(VOCs)의 발생 억제를 목적으로 다양한 소재 및 방법으로 시공되고 있으나 종래의 수경성 또는 기경성 계열의 시멘트 고화재 및 경화재나 석회, 석고, 알루미나 시멘트는 pH가 14 이상으로 높아 생태계에 유해성이 높을 뿐 아니라, 지속적인 수화 반응에 의한 물성의 안정성 유지가 어려운 문제가 있으며, 이를 해결하기 위해 열경화성 수지, 열가소성 수지 등을 결합재로 사용하게 되면 천연재료 또는 무기성 재료 특유의 기능을 상실하게 되는 문제점이 있어, 이를 해결하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 종래의 기술에 비해 조성물의 제조원가를 낮출 수 있을 뿐 아니라, 환경오염을 방지할 수 있으며, 건물의 외장 마감재로 사용될 경우 침수 방지 특성, 단열성 및 디자인성이 더욱 더 향상될 수 있고, 건물의 내장 마감재로 사용될 경우에는 조습 조절 특성, 결로 방지 특성, 냄새흡착성, 흡음성 등이 더욱 향상될 수 있는 친환경 흙 플라스터 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 강도가 우수하고, 균열 발생 없이 시공 및 제조될 수 있으며, 원적외선과 음이온 방사로 웰빙 생활공간 창출 및 환경부하를 유발하지 않는 흙 플라스터 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 난연성이 우수하여 화재 안전성을 유지하고, 플라스터 시공후 pH 가 7.5 내지 8.5인 중성 또는 저알카리성을 유지하여 인체에 유해하지 않은 친환경 흙 플라스터 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 플라스터 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 정수슬러지를 활성화하여 활성 정수슬러지를 제조하는 과정; 탈황석고를 반수석고 또는 무수석고로 제조하는 과정; 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나를 활성화하는 과정; 및 상기 제조된 활성 정수슬러지, 상기 반수석고 또는 무수석고, 상기 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 및 첨가제를 혼합하는 과정;을 포함하는 플라스터 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 정수슬러지를 활성화하여 활성 정수슬러지를 제조하는 과정은 정수슬러지 케이크를 건조기를 이용하여 살균하고, 함수율 5 내지 25%로 건조하는 과정; 상기 건조된 정수슬러지 케이크를 2㎜ 이하 입경의 분말로 분쇄하여 정수슬러지 분말을 제조하는 과정; 상기 정수슬러지 분말을 120 내지 400℃로 소성하는 과정; 상기 소성된 정수슬러지 분말을 냉각하는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 탈황석고를 반수석고 또는 무수석고로 제조하는 과정은 탈황석고 및 생석회를 각각 부착수 함수율 5 내지 25%로 건조하는 과정; 상기 건조된 탈황석고 및 생석회를 300 내지 600 메쉬로 각각 분쇄하여 분말화 하는 과정; 상기 분쇄된 탈황석고 및 생석회 분말을 120 내지 400로 각각 소성하는 과정; 상기 소성된 탈황석고 및 생석회 분말을 냉각하는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 활성화하는 과정은 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 각각 부착수 함수율 5 내지 25%로 건조하는 과정; 상기 건조된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 0.1 내지 0.5㎜로 각각 분쇄하여 분말화 하는 과정; 상기 분쇄된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 분말을 120 내지 400℃로 각각 소성하는 과정; 상기 소성된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 분말을 냉각하는 과정; 을 포함할 수 있다.
상기의 방법에 의해 제조된 활성 정수슬러지, 반수석고 또는 무수석고 및 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 및 첨가제를 혼합하는 과정은 전체 조성물 중량 대비 활성 정수슬러지 35 내지 55 중량%, 반수석고 또는 무수석고 15 내지 35 중량%, 석회 10 내지 25 중량%, 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 5 내지 10 중량%, 무기안료 2 내지 5 중량%, 중점제 0.5 내지 3 중량% 및 지연제 0.01 내지 0.03 중량%를 혼합하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 경우에 따라서 전체 조성물 중량 대비 활성 정수슬러지 15 내지 35 중량%, 반수석고 또는 무수석고 25 내지 55 중량%, 석회 5 내지 15 중량%, 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 5 내지 10 중량%, 무기안료 0.1 내지 1 중량%, 아마인유계열수지, 케제인, 메틸셀룰로오스, 리그노셀룰로오스 중 적어도 하나로 이루어진 중점제 1 내지 7 중량% 및 지연제 0.01 내지 0.03 중량%를 혼합할 수 있다.
본 발명에서 상기 지연제는 석고 수화반응시 급결 경화되는것을 막아주는 것으로서, 소석회 및 산화마그네슘을 혼합한 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 흙 플라스터 조성물에 의하면, 무기성 흙이 주성분인 활성 정수 슬러지 및 석고를 주성분으로 하고, 이에 다공성이 뛰어난 맥반석, 천연제올라이트, 견운모, 규사 등을 포함함으로써 플라스터 조성물의 제조원가를 종래의 플라스터 조성물에 비해 낮출 수 있고, 환경오염을 방지할 수 있으며, 건물의 외장 마감재로 사용될 경우 침수 방지 특성, 단열성 및 디자인성이 더욱 더 향상될 수 있고, 건물의 내장 마감재로 사용될 경우에는 조습 조절 특성, 결로 방지 특성, 냄새흡착성, 흡음성 등이 더욱 향상된다.
또한, 본 발명의 흙 플라스터 조성물에 의하면 강도가 우수하고, 균열 발생 없이 시공 및 제조될 수 있으며, 원적외선과 음이온 방사로 웰빙 생활공간 창출 및 환경부하를 억제하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 흙 플라스터 조성물은 난연성이 우수하여 화재 안전성이 높으며, 플라스터 시공 후에도 pH 가 7.5 내지 8.5인 중성 또는 저알카리성을 유지하므로, 인체에 대한 유해성이 현저히 낮다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 플라스터 조성물의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 플라스터 조성물을 이용하여 시공하는 일 예를 나타낸 순서도에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 플라스터 조성물에 대한 암모니아 감쇠 실험의 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 플라스터 조성물에 대한 포름알데히드 감쇠 실험의 결과를 나타낸 것이다.
이하 본 발명에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 플라스터 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 정수슬러지를 활성화하여 활성 정수슬러지를 제조하는 과정; 탈황석고를 반수석고 또는 무수석고로 제조하는 과정; 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나를 활성화하는 과정; 및 상기 제조된 활성 정수슬러지, 상기 반수석고 또는 무수석고, 상기 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 및 첨가제를 혼합하는 과정;을 포함하는 플라스터 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 정수슬러지는 수돗물 생산을 위한 처리공정인 응집-침전 공정 중 발생되는 것으로, 통상적으로 원수에 포함된 부유물질(Suspended Solids, 주로 Silt질)을 응집하기 위해 응집제인 Alum, PAC (Poly Aluminium Chloride) 등을 사용하는데, 상기 응집제의 주성분은 SiO2, Al2O3로 비결정 포졸란 반응물질을 다량 포함하고 있는 것이 특징이며, 산화알루미늄(Al2O3)은 강력한 흡수력을 가지고 있어 중금속, 세균, 분진, 악취에 대해 흡수, 분해, 배출, 중화작용을 하는 특성이 있다. 상기 정수슬러지의 화학적 성분은 대부분 무기질이고, 공극율 높은 다공성 물질로서 최근에는 공극을 이용한 흡취제로 사용되기도 한다.
하기 [표 1]은 본 발명에서 사용되는 원료인 정수슬러지의 성분을 나타내고, 하기 [표 2]는 본 발명의 정수슬러지의 물리적 특성을 나타낸 것이다.
성 분 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO Mgo K2O
함유율 50-70 15-45 3-7 0-2 1-2 1-2
성 분 비 중 흡수율 단위용적용량
(㎏/㎡)		 공극율 pH 안전성(%)
함유율 2.3-2.6 5-25 900-1,200 30-55 6.5-7.5 7-10
본 발명에서 상기 정수슬러지를 활성화하여 활성 정수슬러지를 제조하는 과정은 정수슬러지 케이크를 건조기를 이용하여 살균하고, 함수율 5 내지 25%로 건조하는 과정; 상기 건조된 정수슬러지 케이크를 2㎜ 이하 입경의 분말로 분쇄하여 정수슬러지 분말을 제조하는 과정; 상기 정수슬러지 분말을 120 내지 400℃로 소성하는 과정; 상기 소성된 정수슬러지 분말을 냉각하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 건조기는 특별히 제한적인 것은 아니나, 가스, 중유 등의 에너지원의 발생열을 이용하는 로터리킬른(rotary kiln) 등의 건조장치에 비해 건조장치 비용 및 에너지 비용 면에서 경제적인 마이크로웨이브 건조기인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 활성 정수슬러지는 정수장에서 발생된 정수슬러지 케이크를 건조기를 이용하여 건조하고, 열처리를 통해 정수슬러지 속의 미생물을 살균한 다음, 2㎜ 이하의 입자크기로 분쇄 및 선별하고, 상기 분쇄된 정수슬러지 분말을 저온소성 후 냉각 하면, 정수슬러지 내의 유기물이 제거되고, 정수슬러지의 주성분인 이산화규소(SiO)와 산화알루미늄(Al2O3)의 활성도가 높아지며, 여기에 석회를 첨가하면 수산화칼슘(Ca(OH)2 )과 포졸란 반응(Pozzolanic reaction)을 한다.
본 발명의 활성 정수슬러지 분말은 반수석고 또는 무수석고, 석회와 수화반응을 통하여 결합력을 갖게 된다.
본 발명에서 상기 탈황석고를 반수석고 또는 무수석고로 제조하는 과정은 탈황석고 및 생석회를 각각 건조기를 이용하여 부착수를 함수율 5 내지 25%로 건조하는 과정; 상기 건조된 탈황석고 및 생석회를 300 내지 600 메쉬로 각각 분쇄하여 분말화하는 과정; 상기 분쇄된 탈황석고 및 생석회 분말을 120 내지 400℃로 각각 소성하는 과정; 상기 소성된 탈황석고 및 생석회 분말을 냉각하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 건조기는 특별히 제한적인 것은 아니나, 마이크로웨이브 건조기인 것이 바람직하다.
상기 탈황석고는 화력발전소에서 배출되는 부산물을 이용하는 것으로 이수석고의 형태를 갖는다.
석고(황산칼슘, Calcium Sufate)의 분자식은 CaSO4·2H2O 로서 수화반응식 은
CaSO4·2H2O + H2O -> CaSO4 + 2H2O + heat(120cal) 이며 수화반응을 통해 결합력을 갖는다. 반수석고는 자체중량의 21% 정도의 결정수를 함유하고 있어 초기 화제를 억제하는 효과가 있으며, 안정된 결정 상태로 온도, 습도 변화에 따른 쳐짐, 균열, 변형이 적은 것이 특징이다. 또한, 열전도율이 낮고, 조습성이 좋아 마감재로 사용 시 항온항습 효과와 열효율을 높일 수 있다. 또한, 황산칼슘의 영향으로 곰팡이균 억제 및 해충의 접근을 차단하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서 상기 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 활성화하는 과정은 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 각각 건조기를 이용하여 부착수를 함수율 5 내지 25%로 건조하는 과정; 상기 건조된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 0.1 내지 0.5㎜로 각각 분쇄하여 분말화하는 과정; 상기 분쇄된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 분말을 120 내지 400℃로 각각 저온 소성하는 과정; 상기 저온 소성된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 분말을 냉각하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 건조기는 특별히 제한적인 것은 아니나, 마이크로웨이브 건조기인 것이 바람직하다.
본 발명의 경우, 다공성 천연물질인 규사 또는 견운모, 맥반석, 천연제올라이트 중 하나 이상을 혼합함으로써, 본 발명에 의한 마감재의 강도가 증진되고, 다공성을 통해 조습, 흡음, 유해물질 흡착 기능이 향상되며, 음이온과 원적외선이 방사된다.
상기의 방법에 의해 제조된 활성 정수슬러지, 반수석고 또는 무수석고 및 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 및 첨가제를 혼합하는 과정은 전체 조성물 중량 대비 활성 정수슬러지 35 내지 55 중량%, 반수석고 또는 무수석고 15 내지 35 중량%, 석회 10 내지 25 중량%, 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 5 내지 10 중량%, 무기안료 2 내지 5 중량%, 중점제 0.5 내지 3 중량% 및 지연제 0.01 내지 0.03 중량%를 혼합하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 경우에 따라서 전체 조성물 중량 대비 활성 정수슬러지 15 내지 35 중량%, 반수석고 또는 무수석고 25 내지 55 중량%, 석회 5 내지 15 중량%, 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 5 내지 10 중량%, 무기안료 0.1 내지 1 중량%, 아마인유계열수지, 케제인, 메틸셀룰로오스, 리그노셀룰로오스 중 적어도 하나로 이루어진 중점제 1 내지 7 중량% 및 지연제 0.01 내지 0.03 중량%를 혼합할 수 있다.
본 발명에서 상기 지연제는 석고 수화반응시 급결 경화되는것을 막아주는 것으로서, 소석회 및 산화마그네슘을 혼합한 혼합물을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 혼합물 중 소석회 및 산화마그네슘의 혼합 비율은 특별히 제한적인 것은 아니나, 상기 혼합물 전체 중량 대비 소석회 60 내지 70중량%, 산화마그네슘 30 내지 40중량% 인 것이 바람직할 수 있다. 상기 소석회 및 산화마그네슘을 혼합한 혼합물 중 소석회의 함량이 혼합물 전체 중량 대비 60 중량% 미만일 경우에는 응결경화시간이 지나치게 짧아지며, 70 중량%를 초과할 경우에는 응결지연시간이 지나치게 길어지게 되어 시공 후 10 내지 30분에서 경화될 수 있도록 하고자하는 본 발명의 바람직한 경화시간을 달성할 수 없는 문제가 있다.
상기의 무기질 석고의 장점을 활용하여 석고보드 제작을 통해 건축자재 및 마감재로 상용되고 있으나, 인장강도 및 요곡강도가 낮아 부서지기 쉬운 결정이기에 사용이 한정적인 단점이 있다. 이를 개선하기 위한 방법으로 호스트 입자를 첨가하게 되는데 본 발명에서는 천연재료인 아마인유계열수지, 케제인, 메틸셀롤로오스, 리그노셀롤로오스 등을 첨가하여 물성을 향상시키는 한편, 석고와 다공성 물질인 활성 정수슬러지, 맥반석등 무기질의 상호결합(inter looking)을 통해 경화된 석고가 재 수화 되어 재료 분리현상이 잃어 나지 않도록 할 수 있다.
한편 상기의 석고는 급결성을 갖고 있어 시공에 장애를 줄 수 있다. 이를 개선하기 위한 지연제는 소석회 또는 산화마그네슘이 혼합되어 사용되게 하였으며, 결합력을 높이고 무기질 재료의 특성을 살릴 수 있도록 아크릴 수지를 사용하게 되는데 실내의 경우 2% 이내로 사용을 최소화 하였으며, 실외의 경우 방수성을 감안하여 10% 이내로 사용할 수 있도록 하였다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 플라스터 조성물을 이용하여 벽천정 면을 시공하기 위해, 본 발명의 방법에 의해 제조된 플라스터 조성물에 조성물 중량 대비 물 20 내지 40 중량%, 아크릴수지 1 내지 12 중량%를 혼합한 플라스터 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 플라스터 조성물을 이용하여 벽천정 면을 시공 방법은 다음과 같다.
시공 면 상황에 따라 미장방법 또는 뿜칠 방법을 결정하는 과정;
시공방법에 따라 면을 평탄성 정지작업하고, 기물(유리창, 전열등 등)을 보호 및 정리하는 과정;
시공 면에 바인더로 도포 또는 수성페인트칠을 하는 과정;
본 발명에 따른 플라스터 조성물에 플라스터 조성물 100 중량% 대비 물 20 내지 40 중량%, 아크릴수지 1 내지 12 중량% 를 혼합하여 플라스터 혼합물을 제조하는 과정;
상기 플라스터 혼합물을 결정된 방법에 따라 미장 또는 뿜칠 시공하는 과정;
시공된 면을 5 내지 30℃ 온도에서 36시간 건조하는 과정;
기물 보호 장치를 제거하고 마감 정리하는 과정; 을 포함한다.
본 발명의 이해를 위해 도면을 통해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스터 조성물의 제조방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다. 도 1에 의하면, 활성 정수슬러지는 정수 슬러지 케이크를 마이크로웨이브 건조기를 이용하여 살균 및 함수율 10 내지 20%가 되도록 건조하고(S10), 상기 건조된 슬러지 케이크를 분쇄하여 분말화 하고(S11), 분쇄된 슬러지 분말을 설정된 입도로 선별한 다음(S12), 선별된 정수슬러지 분말을 저온소성(S13)한 후 냉각(S14)하여 제조한다.
또한, 반수석고 또는 무수석고는 탈황석고, 생석회를 각각 마이크로웨이브 건조기를 이용하여 부착수를 건조하고(S20), 상기 건조된 탈황석고 및 생석회를 각각 분쇄(S21)하고 설정된 입도로 분말을 선별한 다음(S22), 상기 선별된 탈황석고 및 생석회 분말을 저온소성(S23)한 후 냉각(S24)하여 제조한다.
또한, 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사의 활성화는 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 각각 마이크로웨이브 건조기를 이용하여 건조하고(S30), 상기 건조된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 각각 분쇄(S31)하고 설정된 입도로 분말을 선별한 다음(S32), 상기 선별된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 분말을 저온 소성(S33)한 후 냉각(S34)하여 제조한다.
상기의 방법에 의해 제조된 활성 정수슬러지 분말, 반수석고 또는 무수석고 분말 및 활성도 높은 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사와 첨가제를 혼합(S40)하여 본 발명에 따른 플라스터 조성물을 제조한다.
도 2는 본 발명의 방법에 의해 제조된 플라스터 조성물을 이용하여 시공하는 일 실시예를 나타낸 순서도에 관한 것으로, 시공할 면(벽, 천장)의 평탄성 정지작업을 하고, 기물(유리창, 전열등 등) 보호장치를 설치하는 과정(S50); 시공할 면에 바인더로 도포 또는 수성페인트칠을 하는 과정(S51); 본 발명의 플라스터 조성물과 물을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 과정(S52); 상기 1차 혼합물에 아크릴 수지를 첨가하고 2차 혼합하여 플라스터 혼합물을 만드는 과정(S53); 상기 플라스터 혼합물을 결정된 방법에 따라 작업 면에 미장 또는 뿜칠 도포하는 과정(S54); 미장 또는 뿜칠 도포 도장된 면을 5 내지 30℃ 온도에서 건조하는 과정(S55); 기물 보호 장치를 제거하고 마감 정리하는 과정(S56)으로 이루어져 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 설명하도록 한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 지나지 않으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
본 발명의 일 실시예에 따른 플라스터 조성물을 다음과 같은 방법으로 제조하였다.
실시예 : 플라스터 조성물의 제조
① 활성 정수 슬러지의 제조
정수슬러지 케이크를 마이크로웨이브 건조기를 이용하여 살균하고, 함수율 약 15%이하로 건조하고, 상기 건조된 정수슬러지 케이크를 핀밀 또는 롤밀 등의 분쇄기를 이용하여 2㎜ 이내의 입도로 분쇄하여 정수슬러지 분말을 제조한 다음, 상기 정수슬러지 분말을 약 250℃로 30분 동안 저온 소성한 후 2 시간 동안 상온에 냉각하여 활성 정수슬러지를 제조하였다.
② 무수 석고의 제조
탈황석고 및 생석회를 각각 마이크로웨이브 건조기를 이용하여 부착수를 함수율 15%이하로 건조하고, 상기 건조된 탈황석고 및 생석회를 대략 400 메쉬로 각각 분쇄하여 분말을 제조한 다음, 상기 분쇄된 탈황석고 및 생석회 분말을 250℃로 각각 30분 동안 저온 소성하는 후 2 시간 동안 상온에 냉각하여 무수 석고를 제조하였다.
③ 견운모 , 맥반석, 천연제올라이트, 규사의 활성화
견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 각각 마이크로웨이브 건조기를 이용하여 부착수를 함수율 15%이하 로 건조하고, 상기 건조된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 대략 0.3㎜로 각각 분쇄하여 분말화한 다음, 상기 분쇄된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 분말을 250℃로 각각 30분 동안 저온 소성하는 후 2 시간 동안 상온에 냉각하여 활성도 높은 견운모, 맥반석, 천연제올라이트 및 규사를 제조하였다.
④ 혼합
상기 ① 내지 ③에서 제조된 활성 정수슬러지, 무수석고 및 활성도 높은 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 이용하여, 하기 표 3의 배합 비율(단위는 ㎏)로 혼합한 후 교반하여 본 발명에 따른 플라스터 조성물을 제조하였다.
친환경 흙플라스터 조성물 시공배합 압축강도(kgf/㎠)
활성
정수
슬러지		 무수석고 석회 견운모
.
규사		 중점제 무기안료 지연제 아크릴
수지		 물 3일 7일 28일
실시예1 470 300 100 100 10 19 1 50 100 80 110 130
실시예2 400 400 70 100 10 18 2 50 100 90 120 150
실시예3 330 470 70 100 10 17 3 50 100 100 130 170
<실험예>
상기 본 발명에 따른 실시예 중 표 3의 실시예 2의 배합비율로 제조된 플라스터 조성물에 대해 암모니아 감쇠 실험, 포름알데히드 감쇠 시험을 실시하였다.
실험예 1 : 암모니아 감쇠 시험
상기 실시예 2의 플라스터 조성물을 스테인레스판에 5㎜ 두께로 도포하여 20℃의 실온으로 7일간 양생하여 테스트판을 제조하였다. 상기 양생된 테스트판을 테트라백에 넣고 밀봉하여, 기화시킨 시험대상물질 암모니아 25ℓ를 주입한 후 20 ~ 23℃에서 0, 5, 10, 30, 60, 120, 240분 단위와 24, 48시간 단위로 테트라백의 시험대상물질의 농도를 감지판으로 측정하였다(시험편, test piece).
한편, 본 발명에 따른 플라스터 조성물을 바르지 않은 스테인레스판을 넣은 테트라백에 대해서도 상기와 같은 시험을 실시하고 공시험으로 하였다.
상기 실험 결과는 하기 표 4(농도단위는 ppm) 및 이를 그래프로 도시한 도 3에 나타난 바와 같다.
경과시간 0m 5m 10m 30m 60m 120m 240m 24h 48h
시험편
(test piece)		 37.0 37.0 35.0 25.0 15.9 6.0 2.0 0.3 0.2미만
공시험
(BLANK)		 38.0 38.0 38.0 38.0 37.0 36.0 36.0 30.0 28.0
도 3에서 굵은 실선은 근사곡선을 의미하며, 상기 표 4 및 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 플라스터 조성물의 경우 240분(4h)이 경과한 후 암모니아의 대부분이 감쇄되었으며, 공시험(blank)에 비하여 암모니아에 대한 흡착 성능이 현저히 뛰어남을 확인할 수 있다.
실험예 2 : 포름알데히드 감쇠 시험
상기 실시예 2의 플라스터 조성물을 스테인레스판에 5 두께로 도포하여 20℃의 실온으로 7일간 양생하여 테스트판을 제조하였다. 상기 양생된 테스트판을 테트라백에 넣고 밀봉하여, 기화시킨 시험대상물질 포름알데히드 25ℓ를 주입한 후 20 ~ 23℃에서 0, 5, 10, 30, 60, 120, 240분 단위와 24, 48시간 단위로 테트라백의 시험대상물질의 농도를 감지판으로 측정하였다(시험편, test piece).
한편, 본 발명에 따른 플라스터 조성물을 바르지 않은 스테인레스판을 넣은 테트라백에 대해서도 상기와 같은 시험을 실시하고 공시험으로 하였다.
상기 실험 결과는 하기 표 5(농도단위는 ppm) 및 이를 그래프로 도시한 도 4에 나타난 바와 같다.
경과시간 0m 5m 10m 30m 60m 120m 240m 24h 48h
시험편
(test piece)		 1.5 1.5 1.5 1.0 0.5 0.3 0.2 0.1 0.05
미만
공시험
(BLANK)		 1.5 1.5 1.5 1.0 0.8 0.6 0.5 0.5 0.5
도 4에서 굵은 실선은 근사곡선을 의미하며, 상기 표 5 및 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 플라스터 조성물의 경우 240분(4h)이 경과한 후 포름알데히드의 대부분이 감쇄되었으며, 공시험(blank)에 비하여 포름알데히드에 대한 흡착 성능이 현저히 뛰어남을 확인할 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 플라스터 조성물은 조성물의 배합설계에 따라 재령 7일 기준 30 내지 130k㎏/㎠ 압축강도를 가지며, 공극률이 30 내지 50% 형성되어 응결경화 후 모세관 형성에 의한 흡수성이 뛰어나며, 본 발명의 활성 정수슬러지는 잠재수경성의 포졸란 물질인 실리카(silica), 알루미나(alumina) 성분과 수산화칼슘에 의해 반응하여 생성된 규산칼슘, 알루민산칼슘 수화물은 불용성으로 응결경화 후 공기와 습기에 접촉되어도 2차 수화반응이 최소화 되도록 하며, 석고가 재수화하는 것을 막아주는 등 본 발명에 의한 마감재 및 건축자재의 지속적인 안정성을 유지할 수 있도록 한다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술할 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 정수슬러지를 활성화하여 활성 정수슬러지를 제조하는 제1 과정;
    탈황석고를 반수석고 또는 무수석고로 제조하는 제2 과정;
    견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나를 활성화하는 제3 과정; 및
    상기 제조된 활성 정수슬러지, 상기 반수석고 또는 무수석고, 상기 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 및 첨가제를 혼합하는 제4 과정;을 포함하며,
    상기 제1 과정은 정수슬러지 케이크를 건조기를 이용하여 살균하고, 함수율 5 내지 25%로 건조하는 과정;
    상기 건조된 정수슬러지 케이크를 2㎜ 이하 입경의 분말로 분쇄하여 정수슬러지 분말을 제조하는 과정;
    상기 정수슬러지 분말을 120 내지 400℃로 소성하는 과정;
    상기 소성된 정수슬러지 분말을 냉각하는 과정;을 포함하는 건축물 마감재용 플라스터 조성물의 제조방법.

  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 과정은 탈황석고 및 생석회를 각각 부착수 함수율 5 내지 25%로 건조하는 과정;
    상기 건조된 탈황석고 및 생석회를 300 내지 600 메쉬로 각각 분쇄하여 분말화하는 과정;
    상기 분쇄된 탈황석고 및 생석회 분말을 120 내지 400℃로 각각 소성하는 과정;
    상기 소성된 탈황석고 및 생석회 분말을 냉각하는 과정;을 포함하는 건축물 마감재용 플라스터 조성물의 제조방법.

  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제3 과정은 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 각각 부착수 함수율 5 내지 25%로 건조하는 과정;
    상기 건조된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사를 0.1 내지 0.5㎜로 각각 분쇄하여 분말화하는 과정;
    상기 분쇄된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 분말을 120 내지 400℃로 각각 소성하는 과정;
    상기 소성된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 분말을 냉각하는 과정; 을 포함하는 건축물 마감재용 플라스터 조성물의 제조방법.

  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제조된 활성 정수슬러지, 상기 반수석고 또는 무수석고, 상기 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 및 첨가제를 혼합하는 과정은 전체 조성물 중량 대비 활성 정수슬러지 35 내지 55 중량%, 반수석고 또는 무수석고 15 내지 35 중량%, 석회 10 내지 25 중량%, 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 5 내지 10 중량%, 무기안료 2 내지 5 중량%, 중점제 0.5 내지 3 중량% 및 지연제 0.01 내지 0.03 중량%를 혼합하는 건축물 마감재용 플라스터 조성물의 제조방법.

  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제조된 활성 정수슬러지, 상기 반수석고 또는 무수석고, 상기 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 및 첨가제를 혼합하는 과정은 전체 조성물 중량 대비 활성 정수슬러지 15 내지 35 중량%, 반수석고 또는 무수석고 25 내지 55 중량%, 석회 5 내지 15 중량%, 활성화된 견운모, 맥반석, 천연제올라이트, 규사 중 적어도 하나 5 내지 10 중량%, 무기안료 0.1 내지 1 중량%, 아마인유계열수지, 케제인, 메틸셀룰로오스, 리그노셀룰로오스 중 적어도 하나로 이루어진 중점제 1 내지 7 중량% 및 지연제 0.01 내지 0.03 중량%를 혼합하는 건축물 마감재용 플라스터 조성물의 제조방법.

  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 지연제는 소석회 및 산화마그네슘을 혼합한 것을 특징으로 하는 건축물 마감재용 플라스터 조성물의 제조방법.
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