KR101579799B1 - 진흙보드 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 채취한 진흙을 함수율 20 ~ 40% 상태의 진흙덩어리로 만드는 단계 1; 상기 단계 1의 진흙 덩어리에 잘게 조각낸 식물성 섬유나 인피섬유를 혼합하고 부레풀이나 아교를 첨가하여 골고루 섞이도록 반죽하는 단계 2; 상기 단계 2의 진흙 덩어리를 인발기에 넣어 평평한 진흙 패널로 인발하여 특정된 규격단위로 재단하는 단계 3; 상기 단계 3의 진흙 패널을 프레스로 압착하되, 프레스 압착면의 온도를 400 ~ 500℃로 승온시킨 후 1 ~ 3분 동안 진흙 패널을 가열하면서 진흙 패널의 두께가 5 ~ 10% 줄어 들게 가압한 후 꺼내어 진흙 패널을 건조기에 집어넣고 상온에서 2 ~ 3분간 건조하는 단계 4; 상기 단계 4의 진흙패널 위에 진흙패널 전체를 덮을 수 있도록 식물성 섬유를 메시망 형태로 직조된 직조부재를 아교에 함침시켜 꺼내어 펴서 덮는 단계 5; 상기 단계 5의 진흙패널을 압착하되 프레스 압착면의 온도를 400 ~ 500℃로 승온시킨 후 진흙패널을 10 ~ 30초 동안 가열하면서 진흙패널의 두께가 40 ~ 50% 줄어들게 가압한 후 꺼내어 진흙패널을 건조기에 집어넣고 1 ~ 2분간 건조하는 단계 6;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 진흙보드 제조방법에 관한 것이다.

Description

진흙보드 제조방법{Making method of muddy board}

본 발명은 벽면이나 천장의 마감재로 사용되는 보드 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진흙을 패널 형태로 인발하여 굳혀서 건축용 마감재로 만드는 진흙보드 제조방법에 관한 것이다.

벽면이나 천장의 건축용 마감재로 가장 많이 이용되는 석고보드는 소석고에 펄라이트 등의 경량재를 물로 반죽한 것을 두껍게 잘라 압축 성형한 판, 벽, 천정의 바탕재에 많이 쓰인다. 소석고를 주원료로 하고 이에 경량ㆍ탄성을 주기 위하여 톱밥, 펄라이트 및 섬유 등을 혼입하여 이 혼합물을 물로 이겨 양면에 두꺼운 종이를 밀착 판상으로 성형한 것이다. 또는 소석고, 부산 화학 석고에 톱밥을 약 85:15의 비율로 반죽하여 약간 두꺼운 펠트 사이에 끼워 롤(roll)처리를 해서 성형한 것으로 방부ㆍ방화성이 크며, 흡습성이 적다.

즉, 석고보드는 단열성, 방화성, 차음성, 방수성, 경량성, 방균성 등의 장점 때문에 벽이나 천장의 건축용 마감 자재로 많이 이용되고 있다.

그런데 최근에 석고보드는 발암 물질은 라돈 성분이 상당량 방출되고 있다는 연구 결과가 계속 발표되고 있어서, 석고보드를 대체할 건축자재가 요구되고 있다.

이러한 요구에 맞춰서 다양한 건축용 보드들이 개발되고 있지만 환경문제를 고려한 건축용 보드는 내구성이나 단열성, 방수성 등 건축용 보드가 갖춰야할 기본적인 요구 사항들이 소비자의 욕구를 충족시키는 못하는 것이 현실이다.

대한민국 공개특허 10-2010-39470호(2010.04.16) 대한민국 공개특허 10-2012-128225호(2012.11.27) 대한민국 등록특허 10-1418231호(2014.07.03) 대한민국 공개특허 10-2013-101599호(2013.09.16)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 벽이나 천장에 내장되어 설치되면 반영구적으로 인체에 유익한 물질을 지속적으로 방출하면서도 사용후 폐기 처리할 때 오염물질도 배출되지 않으며, 구조적 강도와 내구성도 우수한 친환경적인 진흙보드를 제공하고자 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 채취한 진흙을 함수율 20 ~ 40% 상태의 진흙덩어리로 만드는 단계 1; 상기 단계 1의 진흙 덩어리에 잘게 조각낸 식물성 섬유나 인피섬유를 혼합하고 부레풀이나 아교를 첨가하여 골고루 섞이도록 반죽하는 단계 2; 상기 단계 2의 진흙 덩어리를 인발기에 넣어 평평한 진흙 패널로 인발하여 특정된 규격단위로 재단하는 단계 3; 상기 단계 3의 진흙 패널을 프레스로 압착하되, 프레스 압착면의 온도를 400 ~ 500℃로 승온시킨 후 1 ~ 3분 동안 진흙 패널을 가열하면서 진흙 패널의 두께가 5 ~ 10% 줄어 들게 가압한 후 꺼내어 진흙 패널을 건조기에 집어넣고 상온에서 2 ~ 3분간 건조하는 단계 4; 상기 단계 4의 진흙패널 위에 진흙패널 전체를 덮을 수 있도록 식물성 섬유를 메시망 형태로 직조된 직조부재를 아교에 함침시켜 꺼내어 펴서 덮는 단계 5; 상기 단계 5의 진흙패널을 압착하되 프레스 압착면의 온도를 400 ~ 500℃로 승온시킨 후 진흙패널을 10 ~ 30초 동안 가열하면서 진흙패널의 두께가 40 ~ 50% 줄어들게 가압한 후 꺼내어 진흙패널을 건조기에 집어넣고 1 ~ 2분간 건조하는 단계 6;을 제공한다.

또한, 상기 단계 6의 건조된 진흙 패널의 앞면과 뒷면에 아교를 바르고 그 앞면이나 뒷면 중 적어도 한면에 다수의 통공이 형성된 질석박판을 일체로 결합시키는 단계가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하고, 상기 단계 2에서 진흙덩어리는 진흙 90 ~ 95wt%, 식물성 섬유 1 ~ 3wt%, 아교 3 ~ 5wt% 인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 진흙보드를 주택이나 사람이 거주하는 건축물에 적용하면 진흙보드에 포함된 진흙성분에서 원적외선이 방출되어 인체에 열작용이 일어나고, 이 열작용으로 인해서 각종 질병들의 원인인 세균들을 없애주고, 모세혈관을 확장시켜서 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 준다. 또 세포를 활성화 시켜 노화방지, 신진대사 촉진, 만성피로 및 성인병을 예방하는 효과도 준다. 이밖에도 발한작용 촉진, 통증완화, 중금속 제거, 숙면, 탈취, 방균, 곰팡이 번식방지, 제습, 공기정화 등의 효과가 있다. 또한 이러한 효과 때문에 주택 및 건축자재, 주방기구, 섬유·의류·침구류, 의료기구, 찜질방 등의 여러 분야에 활용할 수 있다.

게다가 진흙보드에 메시망과 같은 직조부재가 일체로 형성되어 있고, 양면에 질석박판이 일체로 결합되어 있어 진흙보드의 단점인 구조적 강성을 높이고 충격에 의해 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 경도가 높은 질석에 의해 표면 손상도 방지할 수 있으므로 산업현장에서 사용시 취급이 용이하고 제품화된 진흙보드의 상품성을 항상성 있게 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진흙보드의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 진흙보드의 결합사시도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

진흙이란 일반적으로 물이 섞인 액상의 흙을 가리 킨다. 지질학의 정의로는 암석이 풍화·침식·운반되어 생긴 암설 가운데 역이나 모래보다 작은 것을 말한다. 그것의 분류는 입자의 크기에 의해서 결정되며 특히 1/16 mm이하의 것을 진흙이라고 부른다.

진흙은 필요에 따라서 한층 더 세세하게 분류되어 1/16 mm(62.5μm)~1/256 mm(4μm)의 것을 실트(silt), 그 이하의 것을 점토(clay)라고 부른다.

진흙은 물과 흙, 실트, 점토, 모래가 혼합된 퇴적물로, 일반적으로 붉은색을 띄지만 회색을 띄는 경우도 있다. 고대에 생겨난 진흙은 오랜 시간 동안 계속 퇴적되어 지층의 일부를 이루고 있기 때문에, 지질학 연구에 있어서 중요한 입지를 가진다.

진흙은 대개 강 어귀에 분포하는 경우가 많으며, 바닷가에 분포하는 진흙 지대를 벌 또는 펄이라고 한다. 알갱이의 지름은 보통 0.01mm 이하로, 모래보다 더 잘다. 주로 벽돌이나 콘크리트 등의 제작에 쓰여 건축 분야에서 많이 이용하는 편이며, 이외에 도자기나 점토 세공에 쓰인다.

건강에 좋다고 알려져 있어서 진흙 관련 팩 산업이 활발하며, 가끔 굳은 진흙을 식용으로 하는 경우도 있다.

진흙에서는 원적외선이 방출되는데, 사람의 몸에 적외선을 쐬면 피부안으로 들어가 열을 발생시켜 따뜻하게 느껴진다.

이 열작용으로 인해서 각종 질병들의 원인인 세균들을 없애주고, 모세혈관을 확장시켜서 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 준다고 알려져 있다. 또 세포를 활성화 시켜 노화방지, 신진대사 촉진, 만성피로 및 성인병을 예방하는 효과가 있다고 알려져 있다. 이밖에도 발한작용 촉진, 통증완화, 중금속 제거, 숙면, 탈취, 방균, 곰팡이 번식방지, 제습, 공기정화 등의 효과가 있어 주택 및 건축자재, 주방기구, 섬유·의류·침구류, 의료기구, 찜질방 등의 여러 분야에 쓰이고 있다.

상기한 진흙을 이용하여 불연보도를 만들기 위해서는 자연상태의 진흙을 채취한다. 진흙의 알갱이 입자는 0.01mm 이하의 것을 사용한다. 진흙의 알갱이 입자가 0.01mm 이상의 것이 섞여 있을 경우에는 물속에 진흙을 집어 넣고 교반시킨 후 침전시켜 물을 제거한 후, 상층부의 진흙만 이용함으로써 알갱이 입자가 0.01mm 이상인 것은 걸려낸다.

자연상태에서 채취한 진흙은 대부분 수분을 포함한 상태이지만 건조된 상태일 경우도 있다. 건조된 상태의 진흙은 용기내에 진흙과 물을 혼합하여 으깨면서 교반하여 진흙 알갱이 사이에 수분이 골고루 흡수되도록 하여 함수율이 20 ~ 35%인 끈적 끈적한 상태가 되도록 한다. 채취한 진흙에 수분이 너무 많으면 유동성이 높아져 압출후 건조과정에서 변형될 수 있으므로 뭉쳐진 진흙 덩어리에서 물이 흘러내리지 않을 정도로 수분을 제거하는 것이 바람직하다. 진흙 덩어리에서 수분을 압출하기 적절하게 제거할 때 햇볕에 말릴수도 있지만 그것보다는 1 ~ 5kg 정도로 덩어리를 만들어 그늘진 곳에 2 ~ 5시간 정도 놓아두면 물이 흘러내려 빠져나가면서 압출하기 적절한 정도의 수분 함유 상태가 된다.

함수율이 20 ~ 40% 인 끈적 끈적한 상태의 진흙 덩어리 90 ~ 95wt%, 식물성 섬유 1 ~ 3wt%, 아교 3 ~ 5wt% 를 첨가하여, 서로가 골고루 섞일 수 있도록 반죽한다. 이때 식물성 섬유의 길이는 1 ~ 5cm 하고, 두께는 0.1 ~ 0.5mm 로 하는 것이 바람직하다. 식물성 섬유는 대마, 아마, 저마, 황마와 같은 줄기에서 뽑아내 것을 의미하고, 야자섬유, 볏짚, 왕골도 포함된다. 진흙 덩어리에 식물성 섬유를 섞어서 반죽할 때, 진흙 덩어리 전체중량에 대해 맥반석 분말 1 ~ 3wt%와 진흙 덩어리 전체 중량에 대해 옥분말 1 ~ 3wt% 를 혼합하여 반죽할 수도 있다.

상기에서 아교는 점성이 높아서 인발되는 진흙 패드의 결합력을 높이고 탄성 복원력을 높이며 건조과정에서 진흙 패드가 갈라지지 않도록 한다.

맥반석은 1㎤당 3만 ~ 15만개의 다층다공질로 구성되어 있고 비 표면적이 넓어 오염물질, 중금속 등을 흡착.분해하는 작용을 하며, 또한 시멘트 독성중화, 항균, 방충 및 강한 탈취력을 보이고 있고, 다이옥신 제거효과도 있으며, 인체에 활력을 주는 40여종 이상의 미네랄이 용출되어 신진대사와 피부건강관리에 효과가 있고, 산성이나 강한 알칼리성 물을 약알칼리성(pH7.2~7.4)으로 조절하며, 수질을 활성화시켜 정수작용을 하며, 맥반석을 물에 담그면 COD(화학적 산소요구량), BOD(생물학적 산소요구량)가 낮아져 방부작용은 물론 활성화에 따른 생체에 활력을 준다. 게다가 원적외선 방사에 의한 공명.공진, 흡수작용 등으로 식품의 선도유지, 맛의 증가, 혈액순환 및 신진대사 촉진 등에 탁월한 효과가 있으므로 이러한 효능 등을 얻을 수 있다.

또한, 옥은 인체에 극히 필요한 광물질, 칼슘, 마그네슘을 함유하고 있으며 그 성분중에는 마그네슘이 40%이상을 차지하고 있는데, 마그네슘은 엽록소의 구성물질로 되어 있다. 동시에 우리 인체세포를 구성하고 있는 세포 역시 마그네슘으로 되어 있어 옥에서 나오는 기 파동과 인체 세포의 기 파동이 같은 파동이라고 한다. 따라서 숨을 쉬는 옥에서 발산하는 파동이 우리 인체세포에 골고루 침투하여 공명공진 작용을 함으로써 조직의 부활, 열액순환, 혈액의 약 칼리화, 체내의 유해 노폐물 배설 등을 통해 건강을 유지하는데 옥만이 가질 수 있는 특이한 효과가 있으므로 첨가된 옥분말에 의해 이러한 효과를 동시에 얻을 수 있다.

진흙에 탄소섬유, 맥반석 분말, 옥분말을 혼합하여 반죽한 덩어리를 인발기에 집어 넣고 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 두께 12mm 정도인 평평한 진흙패널(110)로 인발 한다. 인발기를 통해서는 인발기의 크기에 따라 폭은 제한받지만 길이는 제한 받지 않고 연속해서 뽑아낼 수 있다. 일반적으로 산업현장에서 사용하는 마감재 보드의 폭이 30 ~ 80cm, 길이는 100 ~ 300cm 이므로 인발하는 진흙패널도 이와 동일한 크기가 되도록 인발 하여 재단한다.

인발하여 재단된 진흙패널(110)을 프레스로 압착하되, 전열선이 내장된 프레스 압착면의 온도를 400 ~ 500℃로 승온한 후 1 ~ 3분 동안 가열하고, 진흙 패널의 두께가 5 ~ 15% 줄어 들게 가압한 후 꺼내어 진흙 패널을 건조기에 집어넣고 통풍시켜 상온에서 2 ~ 3분간 건조한다. 최종적으로 가공된 진흙 패널의 두께는 가장 많이 사용되는 것이 5 ~ 6mm 인데, 진흙패널의 전체면에 압력을 균일하게 가해 압착하여 1차적으로 두께가 10 ~ 11mm 정도 되도록 하는 것이다.

진흙패널(110)을 프레스로 압착할 때에는 프레스면에 1mm 이하로 작은 통기공이 다수 형성된 타공판(도시되지 않음)을 덧되어 결합함으로써 진흙 패널에 함유된 수분이 통기공을 통해 빠져 나가도록 한다.

진흙패널(110)을 압착하여 1차적으로 수분을 제거한 진흙패널은 2차적으로 압착하는데, 2차적으로 압착하기 전에 진흙패널(110) 전체를 덮을 수 있는 식물성 섬유를 직조하여 메시망(모기장) 형태로 만들고, 메시망 형태로 직조된 식물성 직조부재(120)를 아교에 함침시켜 꺼내어 진흙패널 위에 펴서 진흙패널 전체를 덮는다.

상기 식물성 직조부재가 덮인 진흙패널(110)을 프레스로 압착하되, 타공판이 결합된 프레스 압착면의 온도를 400 ~ 500℃로 승온한 후 에서 10 ~ 30초 동안 가열하고, 10 ~ 11mm인 진흙 패널의 두께가 40 ~ 50% 줄어 들어 5 ~ 6mm 되도록 가압한 후 꺼내어 진흙패널을 건조기에 집어넣고 통풍시켜 상온에서 1 ~ 2분간 건조한다.

진흙패널 위에 직조부재(120)를 덮어 놓고 가압하면 직조부재(120)는 진흙패널(110) 속으로 파고 들어가 진흙패널(110) 표면에서는 직조부재(120)가 노출되지도 않고 보이지도 않으면서 진흙패널(110)의 구조적 강도와 진흙 알갱이 간의 결합력을 강화시킨다.

이와 같이 진흙패널(110)을 두 단계로 압착하면서 건조하면, 건조후 국소적인 응력집중이 크게 감소되어 진흙패널(110)이 미세하게 갈라지는 현상이 발생되지 않고, 압력을 가해 두께를 줄이면서 건조하므로 조직의 밀도도 치밀하게 할 수 있다.

건조된 진흙패널(110)의 앞면과 뒷면에 또는 앞면이나 뒷면 중 어느 한쪽면에 질석박판(130)을 결합한다. 질석박판(130)의 전체면에는 일정 간격으로 다수의 통공을 형성하여 질석박판(130)이 진흙패널(110)에 결합되었들 때 통기공 기능을 하여 공기가 입출되면서 진흙 패널이 가지고 있는 수분 조절능력이 충분히 수행되도록 한다. 질석박판에 형성되는 통공은 진흑 패널의 앞면에만 형성할 수도 있고 뒷면에만 형성할 수 있는 등 선택적으로 할 수 있다. 또한 질석박판이 결합되면 금속판과 같이 진흙보드의 탄성이 좋아지고 잘 부러지지 않으며 사용중에 스크래치 등 진흙패널의 손상도 방지된다.

질석(vermiculite)은 흑운모 등 운모질 원석을 고온 소성하여 팽창시켜 0.2~0.4 정도의 낮은 비중을 가진 것으로서, 단열 및 흡음성이 우수하다. 질석은 비중이 낮고 다공질을 가졌기 때문에 질석박판은 흡음 및 흡수성이 우수하여 천장이나 벽면 마감재로 사용되면 방안에서 발생되는 소음을 흡수하여 울림 현상이 없어지고, 수분 흡수가 우수하여 방안의 습도조절이 잘된다. 또한 건조된 진흙 패널은 흡음성, 흡습성, 방열성 등이 우수하나 충격 강도가 약하여 건축용 마감재인 진흙 보드로 상품화시켰을 때 취급중에 쉽게 파손되어 상품화를 하는데 가장 큰 걸림돌이었지만, 질석박판을 앞뒷면에 결합하여 구조적 강도를 높였고, 진흙 패널 보다 상대적으로 높은 경도를 가지고 있으므로 상품화된 진흙 보드의 표면 손상도 방지된다.

진흙 패널에 질석박판을 접착제로 결합할때, 그 접착제로서 아교를 사용함으로써 접착제로 인한 인체 유해물질이 발생 되지 않도록 한다.

110 : 진흙패널 120 : 직조부재
130 : 질석박판

Claims (3)

1. 채취한 진흙을 함수율 20 ~ 40% 상태의 진흙덩어리로 만드는 단계 1;
   상기 단계 1의 진흙 덩어리에 잘게 조각낸 식물성 섬유나 인피섬유를 혼합하고 부레풀이나 아교를 첨가하여 골고루 섞이도록 반죽하는 단계 2;
   상기 단계 2의 진흙 덩어리를 인발기에 넣어 평평한 진흙 패널로 인발하여 특정된 규격단위로 재단하는 단계 3;
   상기 단계 3의 진흙 패널을 프레스로 압착하되, 프레스 압착면의 온도를 400 ~ 500℃로 승온시킨 후 1 ~ 3분 동안 진흙 패널을 가열하면서 진흙 패널의 두께가 5 ~ 10% 줄어 들게 가압한 후 꺼내어 진흙 패널을 건조기에 집어넣고 상온에서 2 ~ 3분간 건조하는 단계 4;
   상기 단계 4의 진흙패널 위에 진흙패널 전체를 덮을 수 있도록 식물성 섬유를 메시망 형태로 직조된 직조부재를 아교에 함침시켜 꺼내어 펴서 덮는 단계 5;
   상기 단계 5의 진흙패널을 압착하되 프레스 압착면의 온도를 400 ~ 500℃로 승온시킨 후 진흙패널을 10 ~ 30초 동안 가열하면서 진흙패널의 두께가 40 ~ 50% 줄어들게 가압한 후 꺼내어 진흙패널을 건조기에 집어넣고 1 ~ 2분간 건조하는 단계 6;
   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 진흙보드 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 단계 6의 건조된 진흙 패널의 앞면과 뒷면에 아교를 바르고 그 앞면이나 뒷면 중 적어도 한면에 다수의 통공이 형성된 질석박판을 일체로 결합시키는 단계가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 진흙보드 제조방법.
   
3. 삭제

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