KR101552458B1 - 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 황토를 소재로 하는 보드, 타일, 벽돌, 블록 등의 세라믹 성형물에 관한 것으로서 특히, 내부에 탄화층이 형성되고 외부에 다양한 양각 문양이 형성되고, 다양한 인쇄와, 다양한 색상으로 성형되며, 생산비용과 제조시간을 단축시킬 수 있는 세라믹 성형물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물 및 그 제조방법 {Ceramics products having charcoal layer with embossed designe and color, and manufacturing method of the same}
본 발명은 황토를 소재로 하는 보드, 타일, 벽돌, 블록 등의 세라믹 성형물에 관한 것으로서 특히, 내부에 탄화층이 형성되고 외부에 다양한 양각 문양이 형성되고, 다양한 인쇄와, 다양한 색상으로 성형되며, 생산비용과 제조시간을 단축시킬 수 있는 세라믹 성형물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 대표적인 세라믹 형성물로는 점토 또는 황토를 재료로한 보드 및 블록이 있다.
최근에 들어 웰빙의 열풍을 타고 건축 마감재 및 가구 소재로서 플라스틱과 같은 합성수지를 배제하고 친환경 소재를 널리 사용하고 있는 추세이다.
이러한 추세에 맞추어 점토 또는 황토를 재료로 성형한 블록, 벽돌, 타일, 보드를 건축 마감재 또는 가구의 소재로 사용이 급증하고 있다.
최근에는 상기와 같은 세라믹 성형물 내부에 탄화층을 형성함으로써 숯 고유의 효능인 원적외선 방출 효과, 탈취 효과, 항균기능을 발현하도록 내부에 탄화층이 형성된 세라믹 성형물이 제안되어 사용되고 있다.
상기와 같은 내부에 탄화층이 형성된 세라믹 성형물은 황토, 점토 또는 사질토에 톱밥이나 목분을 혼합하여 보드, 타일, 벽돌, 블록 형태로 프레스 성형하고, 이를 고온에서 소성한다.
상기와 같이 황토, 점토 또는 사질토에 톱밥이나 목분을 혼합하여 프레스 성형한 성형물을 소성하면 성형물 표면의 목분은 완전 연소되어 세라믹층이 형성되고, 내부의 목분은 소성과정에서 탄화되어 탄화층이 형성된다.
그런데 종래의 내부에 탄화층이 형성된 세라믹 성형물은 외부에 다양한 양각 문양을 갖으면서 내부에 탄화층이 형성되지 못하는 문제점이 있다.
또한, 100℃ 온도 내외로 12~24시간 건조하거나, 전체 소성시간을 1차로 12~14시간, 2차로 1~2시간으로 총 13~16시간인 경우 또는 1차로 2~3시간, 2차로 33~4시간으로 총 5~7 시간과 같이 오랜 소성시간이 필요함에 따라 경제성이 떨어지고, 공정이 복잡한 문제점이 있다.
그리고 세라믹 성형물의 탄화층을 둘러싼 세라믹층의 두께가 일정하지 못하거나 너무 두꺼워 탄화층의 효과가 제대로 발현되지 못하는 문제점이 있다.
또한, 황토와 점토를 재료로한 세라믹 성형물의 색상 표현이 한계가 있기 때문에 황토 본연의 황토색 또는 연한 황토색이 세라믹 성형물의 주를 이루었다. 색상 표면을 위해 일반적인 염료를 첨가한 경우 소성과정에서 염료가 연소되기 때문에 세라믹 성형물에 다양한 색상의 발현이 어려운 문제점이 있다.
그리고 점토와 황토를 소재로 성형한 세라믹 성형물은 모서리 부분이 작은 충격에도 균열이 발생하거나 깨지는 문제로 제품의 품질에 문제가 있기 때문에 제조과정 또는 시공과정에서 많은 수의 세라믹 성형물이 깨져 버려지는 문제점이 있다.
문헌 1. 대한민국특허청 공개특허공보 제10-2004-0096475호, "세라믹볼의 제조방법" 문헌 2. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-0878834호, "황토에 숯이 내장된 구조의 황토보드 제조방법" 문헌 3. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1071243호, "침대용 황토보드 제조방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서 점토와 황토 등을 사용하여 내부에 탄화층이 형성된 세라믹 성형물을 제조하되, 세라믹층이 0.1~2.0mm 두께로 얇게 형성되도록 하고, 세라믹 성형물 외면에 양각문양을 성형하고 다양한 인쇄를 가능하도록 하여 외관이 수려한 세라믹 성형물을 제조할 수 있으며, 건조시간과 소성시간을 총괄하여 40~90분 만에 건조와 소성을 완료하여 경제성을 확보하고, 강도가 우수하여 모서리에 충격이 가해져도 크랙이 발생하거나 깨지지 않는 고강도의 세라믹 성형물을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물 제조방법은 황토 10~80중량부에 대해 적니 1~15중량부, 색상 산화철 1~30중량부를 혼합하는 색상 혼합 황토물 준비단계(S10); 상기 색상 혼합 황토물 준비단계(S10)에서 혼합된 색상 혼합 황토물 10~80중량부에 대해 점토 10~50중량부, 목분 1~30중량부, 폴리머 1~10중량부를 혼합하는 혼합단계(S20); 상기 혼합단계(S20)에서 혼합된 혼합물을 주물금형에 충전하고 프레스 성형하는 성형단계(S40); 상기 성형단계(S40)에서 성형된 프레스 성형물의 함수율이 5~23%가 되도록 건조하는 건조단계(S60); 건조된 프레스 성형물을 350~700℃의 온도로 20~30분간 예열하는 예열단계(S70); 예열된 프레스 성형물을 700~1,300℃의 온도로 3~13분간 소성하는 소성단계(S80); 소성된 세라믹 성형물을 냉각하는 냉각단계(S90); 및 세라믹 성형물(100)의 외면에 표면 강화제를 도포, 건조하는 표면 강화단계(S110);를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 혼합단계(S20)와 성형단계(S40) 사이에는 세라믹 성형물(100)의 외면에 양각문양(110)이 형성되도록 주물금형 내부에 양각문양(110)에 대응하는 홈을 형성하는 양각 문양 준비단계(S30)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 성형단계(S40)와 건조단계(S60) 사이에는 프레스 성형물을 건조, 숙성하여 세라믹 성형물의 수분이 균일하게 되도록 하고, 화산암 분말인 제로스톤을 스프레이 칠하여 세라믹 성형물의 표면 색상을 보정하는 색상 보정단계(S50)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각단계(S90)와 표면 강화단계(S100) 사이에는 세라믹 성형물(100)의 외면에 스텐실 성형물을 부착하고 화산암분말인 제로스톤 또는 아크릴 물감을 스프레이하여 그림 또는 문구를 인쇄하는 스텐실 그림 문양 성형단계(S100)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혼합단계에서 혼합된 혼합물 1m3 당 섬유 400~1,000g을 더 혼합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혼합단계에서 사질토 20~40중량부, 백토 20~40중량부를 더 혼합하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 의한 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각 문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물은 황토 10~80중량부, 적니 1~15중량부 및 색상 산화철 1~30중량부가 혼합된 색상 혼합 황토물 10~80중량부에 대해, 점토 10~50중량부, 목분 1~30중량부, 폴리머 1~10중량로 구성되고, 소성가공을 통해 외면에는 상기 목분이 산화된 세라믹층(101)이 형성되고, 상기 세라믹층(101)의 내부에는 소성과정 중 목분이 탄화된 탄화층(102)이 구비된 세라믹 성형물(100)이 형성되며, 상기 세라믹 성형물(100)은 색상 산화철의 색상이 발현되고, 외면에 양각의 양각문양(110)이 형성된다.
이때, 상기 세라믹 성형물에는 PVA섬유, PE섬유, PP섬유, 메타계아라미드 섬유 또는 이들이 혼합된 섬유가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세라믹 성형물은 사질토 20~40중량부, 백토 20~40중량부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세라믹 성형물의 외면에는 스텐실 그림 문양이 인쇄된 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 세라믹 성형물 및 그 제조방법은 내부에 탄화층이 형성된 세라믹 성형물을 제조하되, 세라믹층이 0.1~2.0mm 두께로 얇게 형성됨으로써 숯 본연의 효과를 제대로 발현할 수 있다.
또한, 세라믹 성형물 외면에 양각 문양을 성형하고, 다양한 색상으로 제조함으로써 외관이 수려한 세라믹 성형물을 제조할 수 있다.
그리고 건조시간과 소성시간을 총괄하여 40~90분 만에 건조와 소성을 완료할 수 있으므로 경제성이 우수하다.
또한, 강도가 우수하여 모서리 부분에 충격이 가해져도 모서리 부분에 크랙이 발생하지 않고 잘 깨지지 않는 고강도의 세라믹 성형물을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 세라믹 성형물을 도시한 사시도.
도 2는 내부에 탄화층이 형성된 세라믹 성형물을 도시한 부분 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물 제조방법을 도시한 제조 공정도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의한 내부에 탄화층이 형성된 세라믹 성형물(100)은 도 1에 도시한 바와 같이 외면에 다양한 양각 문양(110)이 성형되고, 다양한 색상으로 제조가 가능하므로 외관이 수려하고 인테리어 효과가 뛰어나다.
그리고 도 2에 도시한 바와 같이 세라믹 성형물(100)은 세라믹층(101)의 내부에 탄화층(102)이 형성되므로 숯 고유의 기능인 탈취효과, 공기정화, 습도조절, 전자파 차폐, 항균기능, 해충차단 기능을 구현할 수 있고, 황토를 주재료로 상기 탄화층(102)의 외부에 형성된 세라믹층(101)은 원적외선을 방사하여 신체의 혈액순환을 촉진하고 공기정화와 탈취효과가 있으며, 습도를 조절하는 기능을 한다.
상기와 같은 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각 문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물(100) 제조방법은 색상 혼합 황토물 준비단계(S10), 혼합단계(S20), 양각 문양 준비단계(S30), 성형단계(S40), 색상 보정단계(S50), 건조단계(S60), 예열단계(S70), 소성단계(S80), 냉각단계(S90), 스텐실 그림 문양 성형단계(S100), 표면 강화단계(S110)로 구성된다.
세라믹 성형물(100)을 제조하기 위한 각 공정을 단계별로 상세하게 설명한다.
색상 혼합 황토물 준비단계( S10 )
색상 혼합 황토물 준비단계(S10)는 세라믹 성형물(100)에 다양한 색상을 발현시키기 위해 세라믹 성형물의 소재인 황토물(黃土物)을 준비하는 단계이다.
황토 10~80중량부에 대해 적니 1~15중량부, 색상 산화철 1~30중량부를 혼합한다.
세라믹 성형물(100)의 황토 색상의 채도(dark, half, light tone)를 조절하기 위해서 적니와 적산화철을 혼합하고, 황토 색상 외에 청색, 녹색, 갈색의 색상을 표현하기 위해 청산화철, 녹산화철, 흑산화철을 혼합한다.
산화철(Fe2O3)은 적색, 청색, 녹색, 흑색, 황색 등의 색상을 갖는 산화철을 사용하고, 적니는 보오크사이트로부터 알루민산소다를 추출할 때 잔류하는 적니를 사용함으로써 세라믹 성형물이 다양한 명암과 색상을 발현하도록 한다.
상기 적니는 보오크사이트 용해 잔사인 폐기물 슬러지를 소성함으로써 함수율이 0.1~10% 미만으로 건조하여 소성 적니가 제조된다. 적니는 국내에서 년간 20만톤 이상 발생하는 산업폐기물로서 현재 99% 이상을 매립이나 해양투기에 의존하여 처리하고 있어 이의 재활용 방안이 시급하다.
상기 적니가 혼합됨으로써 세라믹 성형물(100)의 채도(dark, half, light tone)를 조절하는데 적니가 많이 혼합될수록 채도가 높아진다. 그리고 상기 적니가 혼합됨으로써 세라믹 성형물(100)의 강도가 높아지는 효과가 있다.
상기 적니는 황토 10~80중량부에 대해 1~15중량부가 혼합되는데, 적니가 1중량부 미만으로 혼합되면 강도 증대의 효과를 볼 수 없고, 적니가 15중량부를 초과하여 혼합되면 채도가 너무 낮아져 색상 표현이 어렵게 되므로 적니는 황토 10~80중량부에 대해 1~15중량부를 혼합한다.
혼합단계( S20 )
상기 색상 혼합 황토물 준비단계(S10)에서 혼합된 색상 혼합 황토물 10~80중량부에 대해 점토 10~50중량부, 목분 1~30중량부, 폴리머 1~10중량부를 혼합하고, 이들의 혼합물 1m3 당 섬유를 400g~1,000g 을 혼합한다.
점토를 혼합함으로써 혼합물에 점도를 부여하여 성형성을 높인다. 상기 점토는 색상 혼합 황토물 준비단계(S10)에서 혼합된 색상 혼합 황토물 10~80중량부에 대해 10~50중량부가 혼합되는데, 점토가 10중량부 미만으로 혼합되면 혼합물의 점력이 약해 이후의 성형단계에서 프레스 성형이 제대로 이루어지지 않고 점토가 50중량부를 초과하여 혼합되면 황토와 탄화층의 함량이 적어져 황토와 숯 고유의 효능을 얻기 힘드므로 색상 혼합 황토물 10~80중량부에 대해 점토를 10~50중량부 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 색상 혼합 황토물 10~80중량부에 대해 사질토 20~40중량부, 백토 20~40중량부를 더 혼합할 수도 있다.
상기 사질토와 백토를 더 혼합함으로써 세라믹 성형물(100)에 크랙 발생을 억제하고, 흰 색상의 세라믹 성형물(100)을 생산할 수도 있다.
그리고 톱밥 형태의 목분은 색상 혼합 황토물 10~80중량부에 대해 1~30중량부를 혼합한다. 목분이 1중량부 미만으로 혼합되면 소성 가공 후 내부에 탄화층이 형성되지 않고, 목분이 30중량부를 초과하여 혼합되면 프레스 성형이 이루어지지 않을뿐더러 소성된 세라믹 성형물의 강도가 저하되어 쉽게 깨지거나 금이 가는 문제점이 있으므로 목분은 색상 혼합 황토물 10~80중량부에 대해 1~30중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.
폴리머는 프레스의 성형효율을 높이고, 세라믹 성형물(100)의 내부 공극을 채워 치밀한 조직을 형성하여 인장강도을 보완하며, 세라믹 성형물(100)이 깨지거나 파손되는 것을 보완하기 위한 강도 증대의 수단으로 mma수지, 아크릴폴리머에멀션 등을 혼합한다.
그리고 혼합단계(S20)의 혼합물 1m3 당 섬유를 400g~1,000g 을 혼합한다.
상기 섬유로서 PVA섬유, PE섬유, PP섬유, 메타계아라미드 섬유 등을 사용하는데 상기 섬유가 혼합됨으로써 세라믹 성형물(100)의 내부 공극을 채우고, 조직간 결합력을 높여서 쉽게 깨지거나 파손되는 것을 방지하도록 강도를 높인다.
상기 혼합단계(S20)에서 혼합된 혼합물을 볼밀(습식) 믹서하여 100~250메시 크기로 분쇄하여 슬립상태로 만든 다음 스프레이 드라이기로 건조하여 분말 입자 상태로 만든다.
양각 문양 준비단계( S30 )
세라믹 성형물(100)의 외면에 양각문양(110)을 성형하기 위해 다양한 양각 문양이 형성된 주물금형을 제작한다.
상기 주물금형은 이후의 성형단계(S40)를 통해 주물금형 내부에 혼합단계(S20)에서 혼합된 혼합물을 충전하고 가압 프레스하여 보드, 타일, 벽돌, 블록 형태로 소성 전 세라믹 성형물을 만든다.
상기 주물금형의 내부에서 혼합물이 완전하게 탈형이 되고 모서리 부분의 깨끗한 탈형을 위해 박리제를 도포하는 것이 바람직하다. 상기 박리제는 시중에서 쉽게 구할 수 있는 공지의 박리제를 사용한다.
성형단계( S40 )
상기 혼합단계(S20)에서 혼합된 혼합물을 주물금형에 충전하고, 프레스 성형기를 통해 보드, 타일, 벽돌, 블록 등의 특정한 형태로 가압 성형한다.
색상 보정단계( S50 )
상기 성형단계(S40)를 통해 성형된 성형물의 함수율이 다른 상태에서 소성하면 각 성형물 별로 소성된 세라믹 성형물(100)의 색상이 균일하지 못하게 된다.
이를 방지하기 위해 성형단계(S40)를 통해 성형된 성형물을 건조기에 투입하여 건조 및 숙성함으로써 성형물 내부의 수분이 고르게 퍼져 성형물 수분이 균일하게 되도록 한다.
그리고 각 성형물의 색상이 균일하지 않을 경우 디스크스모그 장비를 사용하여 화산암분말인 제로스톤을 스프레이 칠하여 성형물의 색상을 보정함으로써 각 성형물의 색상이 균일하게 되도록 한다.
건조단계( S60 )
상기 색상 보정단계(S50)를 통해 색상이 보정된 성형물을 80~350℃의 온도로 건조하는 건조단계(S60)를 실시한다.
상기 건조단계(S60)를 통해 각 성형물의 함수율이 5~23%가 되도록 한다. 성형물의 함수율이 5% 미만이면 소성을 거친 세라믹 성형물(100) 내부의 목분이 완전 연소되어 까만 색의 탄화층이 형성되지 않고, 성형물의 함수율이 23%를 초과하면 프레스 성형물이 예열과정 또는 소성과정에서 고열에 의해 성형물이 깨지는 현상이 발생하므로 건조단계(S60)를 통해 성형물의 함수율이 5~23%가 되도록 조정한다.
예열단계( S70 )
건조단계(S60)를 거친 성형물을 350~700℃의 온도로 20~30분간 예열하는 예열단계(S70)를 실시한다.
만일 예열단계(S70)를 거치지 않고 이후의 소성단계(S80)을 바로 진행하면 급격한 온도 상승에 의해 프레스 성형물이 깨지므로 이를 방지하기 위해서 예열단계(S70)를 통해 프레스 성형물을 350~700℃의 온도로 20~30분간 예열한다.
소성단계( S80 )
상기 예열단계(S70)를 거친 프레스 성형물을 700~1,300℃의 온도로 소성하여 프레스 성형물을 세라믹 성형물(100)로 가공한다.
이때, 상기 소성단계(S80)에서 프레스 성형물을 700~1,300℃의 온도로 가열하는 챔버내부에서 약 3~13분 동안 소성한다. 소성시간이 3분 미만이면 세라믹 성형물의 내부에 탄화층(102)이 제대로 형성되지 않고, 13분을 초과하면 세라믹 성형물(100) 내부의 탄화층(102)이 모두 연소되어 아예 탄화층(102)이 생성되지 않는다.
냉각단계( S90 )
상기 소성단계(S80)를 거쳐 성형된 세라믹 성형물(100)를 냉각기에 투입하여 상온으로 냉각시킨다.
상기 건조단계(S60), 예열단계(S70), 소성단계(S80) 및 냉각단계(S90)는 일련의 자동화된 공정으로서 성형단계(S40)를 통해 성형된 세라믹 성형물을 컨베이어로 건조기, 예열기, 소성 챔버 및 냉각기로 자동이동하면서 일련의 과정이 이루어진다.
스텐실 그림 문양 성형단계( S100 )
상술한 단계들을 거치면서 세라믹층(101) 내부에 탄화층(102)이 형성된 세라믹 성형물(100)이 제조된다.
상기 세라믹 성형물(100)은 외면에 양각문양(110)이 형성되고, 다양한 색상이 발현되어 외관이 수려하고 실내 인테리어에도 폭넓게 활용할 수 있다.
상기 스텐실 그림 문양 성형단계(S100)에서는 세라믹 성형물(100)의 표면에 여러 가지 그림을 인쇄할 수 있다.
세라믹 성형물(100)에 스텐실 성형물을 부착시키고 화산암 분말인 제로스톤(회색톤) 및 천연 물감 등을 스프레이 함으로써 세라믹 성형물(100)의 표면에 그림, 문구 등 다양한 문양을 인쇄할 수 있다.
스텐실(stencil)이란 글자나 무늬, 그림 따위의 모양을 오려낸 후, 그 구멍에 물감을 넣어 그림을 찍어내는 기법이다.
표면 강화단계( S110 )
세라믹 성형물(100)의 외부 표면에 표면 강화제를 도포한다.
상기 표면 강화제를 세라믹 성형물(100)의 외면에 도포함으로써 날카로운 것에 의해 표면이 긁히는 것을 방지하고, 옷이 스쳤을 때 황토나 점토 입자가 옷에 묻는 것을 방지하며, 외부의 충격에 세라믹 성형물(100)이 쉽게 깨지지 않도록 한다.
상기 표면 강화제는 공지의 여러 표면 강화제를 사용한다.
실시예
황토 60중량부, 적니 10중량부, 청색과 녹색 산화철 20중량부를 혼합하여 색상 혼합 황토물을 준비하고, 상기 색상 혼합 황토물 60중량부에 대해 점토 20중량부, 사질토 20중량부, 백토 20중량부, 목분 25중량부, mma수지 8중량부를 혼합한 혼합물 1m3 당 PE단섬유 600g을 혼합하고, 200mm×200mm×18mm 크기로 보드로 프레스 성형하며,
이를 150℃의 온도로 함수율이 18%가 되도록 건조한 후, 500℃의 온도로 20분간 예열하여 1,000℃의 온도에서 10분간 소성하하고, 냉각 후 표면에 '중앙eng'사의 '나이토플로 리슈린2(상표명)'을 표면에 도포,건조함으로써 세라믹 성형물 시편 3개(시편1, 시편2, 시편3)를 제작하였다.
압축강도시험 결과
시험항목 단위 시편 측정값 시험방법

압축강도
MPa
 1 19.8
KS F 2405 :2005
2 20.3
3 20.1
동일한 크기의 일반적인 세라믹 성형물은 14~15MPa 정도의 압축강도를 보이는 반면에 본 발명에 의한 세라믹 성형물은 평균 20.7MPa의 압축강도를 보여 일반적인 세라믹 성형물에 비해 강한 압축강도를 나타냄을 알 수 있다.
원적외선 방사율 및 방사에너지 측정결과
시험항목 시험결과 시험방법
원적외선 방출량
(40℃)		 평균방사율
(5~20㎛)		 0.926
KICM-FIR-1005
방사에너지
(W/m2)		 3.73×102
상기와 측정결과와 같이 높은 원적외선이 방사됨을 알 수 있다.
음이온 측정 결과
시험항목 시험결과 시험방법
음이온
(ION/cc)		 비교예 75 KICM-FIR-1042
실시예 평균 405
일반적인 세라믹 성형물은 75개의 음이온이 방출된 것에 비해 본 발명의 황토 모르타르는 405개의 음이온이 방출되어 많은 음이온이 방출되는 것을 확인할 수 있다.
탈취시험(포름알데히드)


시험항목
 시험결과
시험방법
blank농도
μmol/mol(ppm)		 sample농도
μmol/mol(ppm)		 탈취율(%)

탈취시험
(포름알데히드)
HCHO
 0분 50 50 0.0

별첨
30분 49 35 28.6
60분 49 30 38.8
90분 49 26 46.9
120분 48 24 50.0
- 시편을 10L 크기 반응기에 넣고 밀봉하고, 시험가스(포름알데히드)의 초기농도를 50ppm으로 주입하고 시험가스의 농도를 초기(0분), 30분, 60분, 90분, 120분에서 측정함. 시험가스의 농도는 KS I 2218 : 2009에 의해 측정함. 시험 중 온도는 23℃±5℃, 습도는 50%±10%를 유지함.
- 이와 별도로 시료가 없는 상태에서 시험을 진행하고 이를 blank라 함.
탈취시험(암모니아)


시험항목
 시험결과
시험방법
blank농도
μmol/mol(ppm)		 sample농도
μmol/mol(ppm)		 탈취율(%)

탈취시험
(암모니아)
NH3
0분 50 50 0.0

별첨
30분 49 15 69.4
60분 49 12 75.5
90분 49 12 75.5
120분 48 11 77.1
- 시편을 10L 크기 반응기에 넣고 밀봉하고, 시험가스(암모니아)의 초기농도를 50ppm으로 주입하고 시험가스의 농도를 초기(0분), 30분, 60분, 90분, 120분에서 측정함. 시험가스의 농도는 KS I 2218 : 2009에 의해 측정함. 시험 중 온도는 23℃±5℃, 습도는 50%±10%를 유지함.
- 이와 별도로 시료가 없는 상태에서 시험을 진행하고 이를 blank라 함.
상기와 같이 본 발명의 세라믹 성형물은 탈취효과가 있는 것을 알 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 세라믹 성형물 및 그 제조방법은 내부에 탄화이 형성된 세라믹 성형물을 제조하되, 세라믹층이 0.1~2.0mm 두께로 얇게 형성됨으로써 숯 본연의 효과를 제대로 발현할 수 있다.
또한, 세라믹 성형물 외면에 양각 문양을 성형하고, 다양한 색상으로 제조함으로써 외관이 수려한 세라믹 성형물을 제조할 수 있다.
그리고 건조시간과 소성시간을 총괄하여 40~90분 만에 건조와 소성을 완료할 수 있으므로 경제성이 우수하다.
또한, 강도가 우수하여 모서리 부분에 충격이 가해져도 모서리 부분에 크랙이 발생하지 않고 잘 깨지지 않는 고강도의 세라믹 성형물을 제조할 수 있다.
이상 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다.
또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.
첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.
100 : 세라믹 성형물
101 : 세라믹층
102 : 탄화층
110 : 양각문양
S10 : 색상 혼합 황토물 준비단계
S20 : 혼합단계
S30 : 양각 문양 준비단계
S40 : 성형단계
S50 : 색상 보정단계
S60 : 건조단계
S70 : 예열단계
S80 : 소성단계
S90 : 냉각단계
S100 : 스텐실 그림 문양 성형단계
S110 : 표면 강화단계

Claims (10)

  1. 황토 10~80중량부에 대해 적니 1~15중량부, 색상 산화철 1~30중량부를 혼합하는 색상 혼합 황토물 준비단계(S10);
    상기 색상 혼합 황토물 준비단계(S10)에서 혼합된 색상 혼합 황토물 10~80중량부에 대해 점토 10~50중량부, 목분 1~30중량부, 폴리머 1~10중량부를 혼합하고, 이 혼합물 1m3 당 섬유 400~1,000g을 더 혼합하는 혼합단계(S20);
    상기 혼합단계(S20)에서 혼합된 혼합물을 주물금형에 충전하고 프레스 성형하는 성형단계(S40);
    상기 성형단계(S40)에서 성형된 프레스 성형물의 함수율이 5~23%가 되도록 건조하는 건조단계(S60);
    건조된 프레스 성형물을 350~700℃의 온도로 20~30분간 예열하는 예열단계(S70);
    예열된 프레스 성형물을 700~1,300℃의 온도로 3~13분간 소성하는 소성단계(S80);
    소성된 세라믹 성형물을 냉각하는 냉각단계(S90); 및
    세라믹 성형물(100)의 외면에 표면 강화제를 도포, 건조하는 표면 강화단계(S110);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혼합단계(S20)와 성형단계(S40) 사이에는,
    세라믹 성형물(100)의 외면에 양각문양(110)이 형성되도록 주물금형 내부에 양각문양(110)에 대응하는 홈을 형성하는 양각 문양 준비단계(S30)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 성형단계(S40)와 건조단계(S60) 사이에는,
    프레스 성형물을 건조, 숙성하여 세라믹 성형물의 수분이 균일하게 되도록 하고, 화상암분말인 제로스톤을 스프레이 칠하여 세라믹 성형물의 표면 색상을 보정하는 색상 보정단계(S50)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉각단계(S90)와 표면 강화단계(S110) 사이에는,
    세라믹 성형물(100)의 외면에 스텐실 성형물을 부착하고 화산암분말인 제로스톤 또는 아크릴 물감을 스프레이하여 그림 또는 문구를 인쇄하는 스텐실 그림 문양 성형단계(S100)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합단계에서,
    사질토 20~40중량부, 백토 20~40중량부를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각 문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물 제조방법.
  7. 황토 10~80중량부, 적니 1~15중량부 및 색상 산화철 1~30중량부가 혼합된 색상 혼합 황토물 10~80중량부에 대해, 점토 10~50중량부, 목분 1~30중량부, 폴리머 1~10중량로 구성되고,
    PVA섬유, PE섬유, PP섬유, 메타계아라미드 섬유 또는 이들이 혼합된 섬유가 더 포함되며,
    소성가공을 통해 외면에는 상기 목분이 산화된 세라믹층(101)이 형성되고, 상기 세라믹층(101)의 내부에는 소성과정 중 목분이 탄화된 탄화층(102)이 구비된 세라믹 성형물(100)이 형성되며,
    상기 세라믹 성형물(100)은 색상 산화철의 색상이 발현되고, 외면에 양각의 양각문양(110)이 형성된 것을 특징으로 하는 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각 문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 세라믹 성형물은 사질토 20~40중량부, 백토 20~40중량부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각 문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 세라믹 성형물의 외면에는 스텐실 그림 문양이 인쇄된 것을 특징으로 하는 내부에 탄화층이 형성되고 외면에 양각 문양을 갖는 다양한 색상의 세라믹 성형물.
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