KR101628018B1 - 천연 재료를 이용한 외장패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 닥나무 펄프와 천연비취광물, 일라이트, 견운모, 흑운모, 편백분말, 쑥분말, 녹차분말 및 감자전분으로 조성된 건축용 외장패널에 관한 것으로 건물의 외벽 또는 내벽에 장식을 위하여 장착되는 천연 조성물을 이용한 외장패널은 흡습성, 흡음성, 소취성, 원적외선 및 음이온을 방사하여 인체 생리 작용을 활성화시키며, 향균성과 방충성이 뛰어난 건축용 외장패널로, HCHO, VOCs등의 유해 화합 물질을 흡착, 탈취하여 실내 공기를 정화시켜주고 또한 흡음성이 뛰어나 층간 소음의 문제를 완화시키며, 실내습도를 조절해 주는 흡습성 및 음이온 및 원적외선을 발생시켜 실내 공기의 질을 향상시켜 아토피, 피부병, 항알러지, 기관지 천식, 폐렴 등의 생활환경성 질환을 예방할 뿐 아니라 다양한 천연향과 천연 컬러를 혼합하여 조형예술재료로서의 기능을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

천연 재료를 이용한 외장패널 {Exterior panels using a natural composition}

본 발명은 닥나무 펄프와 천연비취광물, 일라이트, 견운모, 흑운모, 편백분말, 쑥분말, 녹차분말 및 감자전분을 이용한 건축용 자재인 블록에 관한 것으로 건물의 외벽 또는 내벽에 벽체 또는 장식을 위하여 장착되는 블록으로 흡습성, 흡음성, 소취성, 원적외선 및 음이온을 방사 하여 인체 생리 작용을 활성화 시키며, 향균성과 방충성이 뛰어난 천연 재료를 이용한 외장 패널에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 외벽 또는 실내의 내벽에는 건물의 디자인을 미려하게 하기 위한 마감재가 장착된다. 이러한 마감재로는 벽돌이나 타일 등이 사용될 수 있고, 현재에는 흔히 복합 패널이라 불리는 외장패널이 널리 사용되고 있다.

외장패널은 기본적으로 외부를 금속재질의 판재로 구성하고 그 내부에 난연 또는 단열 기능을 갖는 코어가 채워지며, 외장패널의 외부에 사용용도에 따라서 다양한 목적의 마감재로 마감하여 구성한다.

반면에 현대인의 생활 공간인 주택이나 사무실, 공공건물들은 콘크리트 구조물이 주류를 이루고 있는바, 콘크리트의 주성분인 시멘트는 콘크리트가 양생되면서 시멘트에 함유되어 있던 강알칼리성 질소 화합물이 유기 불순물이나 수분 등과 반응하여 염기성인 유해한 암모니아 가스나 포롬알데히드가 배출되어 이들 유해물질들로 인하여 특유의 냄새가 코를 찌르는 소위 새집 증후군에서 나오는 독소들이 인체 내로 흡입 침투되어 피부와 점막에 장애를 일으키거나, 각종 암과 피부질환, 아토피, 알레르기, 천식, 폐렴 등을 발생시켜 건강에 치명적인 악영향을 미치고 있고, 또한 실내 장식용 내장재들 역시, 대부분이 화학 소재를 사용하고 있어 이들 내장재들은 환경 친화적인 성능에 대한 객관적인 검증절차가 없이 신축 공동주택 등에 무분별하게 사용되고 있는 실정이다.

이에 따라 최근에는 새집증후군(Sick House Syndrome) 및 헌집증후군과 실내 내장재의 화학물질 등의 함유로 인한 실내공기의 정화나 환경오염 등의 문제가 관심의 초점이 되고 있으며, 특히 신축 주택 거주자의 쾌적한 실내 공기환경 확보를 위하여 우선적으로 오염물질 발생원인의 근본적인 차단 및 제거와 층간의 소음문제를 완화시켜 쾌적한 환경을 위한 내장재나 마감재에 대한 다양한 기술들이 개발되고 있다.

천연 조성물을 이용한 블록에 관한 종래 기술로는 국내공개특허공보 공개번호 제10-2004-0080392호에 석재질 및 점토질에 일정 양의 메틸셀룰로오스와 제3무수인산나트륨 중 어느 하나 이상이 반드시 첨가되고, 여기에 선택적으로 용융제가 첨가되어 점토블록용 유약조성물이 조성되기 때문에 점토블록의 표면에 유약조성물을 1 ~ 8mm의 두께로 도포할 수 있어 도포된 점토블록용 유약조성물 상에 도드라지거나 옴폭한 디자인측면의 문양을 성형할 수 있는 완성된 점토블록의 형상이 미려해지는 유약조성물을 도포한 점토블록 제조방법 및 그 점토블록이 개시되어 있다. 또 국내등록실용신안공보 등록번호 제20-0230083호에는 견운모를 이용하여 벽돌과 블록을 제조하되, 공지된 표준형의 모양으로 제조된 벽돌에 관한 것으로, 벽돌과 블록을 제조시 천연의 견운모를 잘게 부수어 혼합하여 탈취효과, 방음의 효과를 가져올 수 있도록 한 건축용 벽돌, 블록이 개시되어 있지만, 견운모 만을 사용하므로 효과가 미미할 수 있다. 또한, 국내특허 제975568호에 황토와 닥나무 펄프를 혼합한 건축물 표면 마감재의 제조방법에 관한 기술이 공지되어 있다. 상기의 기술은 황토와 닥나무 펄프, 쪽잎, 우뭇가사리 및 찹쌀풀을 혼합한 건축물 마감재로 단순히 건물벽에 덧칠하는 기능만을 가지고 있다. 국내 특허공개 제2010-0090485호에는 아마인유, 동유, 로진, 테라핀유를 혼합하여 반응시킨 천연수지에 보조첨가제로서 카제인과 레시틴이 혼합된 마감재에 관한 기술이 개시되어 있으나, 마감재의 역할을 하면서도 사용자가 원하는 다양한 형태의 인테리어를 할 수 있는 장식용 외장 패널에 관한 기술들의 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 흡습성, 흡음성, 소취성을 갖으며, 향균성과 방충성이 뛰어나고, 원적외선 및 음이온을 방사 발생시켜 인체 생리 작용을 활성화시키는 건축용 블록을 제공하는 것에 있고, 또 다른 목적은 본 발명의 블록은 마감재로서의 기능은 물론 실내장식이 용이한 기능을 갖는 천연 조성물로 구성된 실내장식이 용이한 기능을 갖는 외장 패널을 제공하는데 있다.

또 다른 목적은 종래의 블록 및 실내 장식용 패널에 비하여 무게가 가벼워 시공이 용이하며, 다양한 형상으로 제작이 가능하고 공기의 유통이 원활한 친환경 소재의 패널을 제공하는 데 있다.

본 발명은 본 발명자가 선출원한 국내 특허출원 제 2013-81904호의 실내장시용 마감재를 천연 조성물을 이용한 블록에 관한 것으로 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 닥펄프와 천연비취광물, 일라이트, 페그마타이트(pegmatite), 편백분, 쑥분말, 녹차분말 및 감자전분으로 조성된 천연 조성물을 마감재로 구성한 블록 또는 외장패널을 제공함에 있다.

먼저, 본 발명에서 사용되는 블록 및 외장패널 조성물의 주요 성분들의 정의 및 특성은 다음과 같다.

닥나무는 뽕나무과에 속하는 쌍떡잎 식물로 껍질을 흑피(黑皮) 또는 조피(粗皮)라고 부르며, 이를 다시 가공하면 백피(白皮)를 얻을 수가 있다.

천연비취는 옥(玉)의 일종으로서, 화학적 성분은 Na2 O.Al2 O3 4SiO3로 이루어진 단사정계(單斜晶系)결정체로 완전한 모양을 이루지 않고 미세한 섬유 같은 것이 얽혀져 있는 휘석광물로 단사정계(單斜晶系)결정체로 인체에 원적외선과 음이온을 방출하여 혈액순환과 신진대사를 촉진시키며, 항균작용, 혈액순환, 피부미용 등에 효과가 있는 것으로 널리 알려져 있다.

일라이트(illite)는 점토입자 크기의 미립질 광물로서 일반적인 백운모와 흡사한 판상구조를 갖는 점토광물이다. 화학조성은 백운모에 비하여 K, Al은 적으나 Si, H2O는 약간 더 많은 것으로 알려져 있다. 주성분은 SiO2, Al2O3, K2O, FEO2 등으로 된 황백색 합성광물이며, 물리 화학적 성질은 수중에서 다량의 용존 산소를 발산하는 효능이 있고, 또 수중에 용존하는 중금속 이온, 유기질 이온 및 부패 유기질의 악취 등을 흡착하는 흡착성이 좋으며, 이 흡착성은 공기 중에서도 발휘되어 유독가스 및 악취 제거제의 원료로 이용되고 있다.

페그마타이트는 거정석이라고도 불리우며, 마그마 분화과정에서 최후기에 형성된 석영, 장석, 운모 등으로 이루어진 암석으로 무수규산, 산화 나트륨 등을 주성분으로 이루어져 있어 세균 증식을 억제하고, 방취 및 소취 효과가 있어 약한 땀냄새부터 강한 체취까지 소멸시켜 주는 효능이 있다.

편백나무는 히노끼 또는 노송이라고도 하며 측백나무과에 속하는 상록침엽수로 우리나라에서 생장하는 편백은 소나무나 잣나무보다도 많은 양의 피톤치드를 발산하고 있는 것으로 알려져 있다. 편백나무의 강한 향은 살균이나 탈취, 피부미용이나 혈액순환에 효능이 있는 것으로 알려져 있다.

먼저 본 발명에서는 닥껍질을 백피화 한 후 50 내지 100 매쉬로 잘게 분쇄하여 6 내지 10시간 고해하여 이황화탄소(CS2)에 용해시켜 20 내지 40℃로 일정하게 온도를 유지하면서 섬유조직이 정착해서 신축율이 낮아지도록 1 일 내지 2 일간 숙성시킨 후 동결 건조시킨다. 상기와 같이 닥나무 백피를 미세하게 분쇄하여야 광물질 및 식물질과 괴리가 일어나지 않고 쉽게 시멘트의 모로타르와 같이 뛰어난 부착력을 가지며, 또한 숙성과정을 거침으로써 전분 등과의 혼합시에도 장기간 부패나 변질이 잘 일어나지 않는 장점이 있다.

상기의 천연비취광물, 일라이트 및 페그마타이트(pegmatite)는 통상적인 광석분쇄기로 미리 1000매쉬 정도로 분쇄하여 분말화하고, 상기의 편백분과 쑥분말 및 녹차분말도 200 내지 300매쉬로 분쇄하여 분말화한다.

상기의 건조된 닥백피 분말 100중량부에 대하여 천연비취광물 0,1 내지 0.5중량부, 일라이트 10 내지 15중량부, 페그마타이트(pegmatite) 5 내지 10중량부, 편백분 3 내지 5 중량부, 쑥분말 1 내지 3 중량부, 녹차분말 1 내지 3 중량부를 감자 전분 20 내지 30중량부 및 40 내지 60 중량부를 를 반죽기에 넣고 각각의 성분들이 잘 혼합될 수 있도록 80 내지 90℃의 온도를 유지하면서 2 내지 4시간 동안 교반하여 외장패널용 조성물을 제조한다.

상기의 외장패널용 조성물을 다양한 형태의 성형기를 이용하여 외장패널을 제조한 후 자연 건조시킨다.

본 발명의 천연 조성물을 이용한 외장패널은 HCHO, VOCs등의 유해 화합 물질을 흡착, 탈취하여 실내 공기를 정화시켜주고 또한 흡음성이 뛰어나 층간 소음의 문제를 완화시키며, 실내습도를 조절해 주는 흡습성 및 음이온 및 원적외선을 발생시켜 실내 공기의 질을 향상시켜 아토피, 피부병, 항알러지, 기관지 천식, 폐렴 등의 생활환경성 질환을 예방할 뿐 아니라 다양한 천연향과 천연 컬러를 혼합하여 조형예술재료로서의 기능을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명인 천연 조성물을 이용한 외장패널의 단면을 나타내는 도면.
도 2 내지 도 5 시험성적서.

이하, <실시예> 및 <시험예>를 통하여 천연재료의 외장패널 조성물을 이용한 외장패널에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

1) 건조백피 분말의 제조

닥나무를 제지원료로 가공하려면 먼저 수확된 닥나무 줄기를 1~2m 길이로 잘라 밀폐된 솥에 넣고 2시간 증기로 찐후 껍질을 벗긴 흑피를 하룻밤 동안 물에 담가서 수분을 충분히 흡수시켜 검은 외피를 긁어 벗긴 뒤, 8시간 동안 물에 담가둔 후 씻어 건조시켜 백피를 얻는다.

상기의 백피 1Kg을 분쇄기에 넣고 50 내지 100 매쉬로 잘게 분쇄하여 분말화 한 후 6시간 고해시킨다. 고해가 끝난 백피 분말을 이황화탄소(CS2)에 용해시켜 20 내지 40℃로 일정하게 온도를 유지하면서 섬유조직이 정착해서 신축율이 낮아지도록 48시간 숙성시킨 후 24시간 물에 담가 씻은 후 동결 건조시킨다.

2) 광물들의 준비단계

천연비취광물, 일라이트 및 페그마타이트(pegmatite)을 각각 광석분쇄기로 1000매쉬 정도로 분쇄하여 분말화한다.

3) 식물성분들의 준비단계

3cm 크기로 절단한 깨끗이 세척한 편백나무 줄기와 쑥 및 녹차 잎을 각각 믹서기에 넣고 250매쉬가 되도록 분쇄하여 분말화한다.

4) 감자 전분풀의 제조

물 4ℓ에 감자전분 1K을 넣고 80 내지 90℃의 온도을 유지하면서 풀이 눌러 붙지 않도록 50분간 잘 저어 두면서 감자 전분풀을 제조한다.

5) 천연 외장패널조성물의 제조

상기의 건조된 백피 분말 100중량부에 대하여 천연비취광물 0,1 내지 0.5중량부, 일라이트 10 내지 15중량부, 페그마타이트(pegmatite) 5 내지 10중량부, 편백분 3 내지 5 중량부, 쑥분말 1 내지 3 중량부, 녹차분말 1 내지 3 중량부와 상기의 감자전분 25중량부 및 물 50중량부를 반죽기에 넣고 90℃의 온도를 유지하면서 각각의 성분들이 잘 혼합될 수 있도록 2 내지 4 시간 교반한 후 천연재료를 이용한 외장패널 조성물을 제조한다.

6) 외장패널의 제조

상기의 천연 외장패널 조성물을 성형기를 이용하여 외장패널을 제조한 후 자연 건조시켜 외장패널(1)을 제조하였다.

<실시예 2>

상기의 천연 외장패널 조성물을 이용하여 판재형상의 외장패널(2)로 제조하는 것을 제외한 나머지 공정은 실시예 1과 동일하다.

상기의 실시예 1의 천연외장패널 조성물에 천연향 및 천연 컬러를 더 첨가할 경우 색상이 미려한 컬러 외장패널을 제조할 수 있다.

<탈취시험>

탈취시험을 위하여 상기 <실시예>에서 제조한 본 발명의 천연 조성물(시료 A)을 100mm x 200mm 크기의 시트 한 면에 도포한 후 건조한 시트를 시험가스(암모니아, 폼알레히드)가 채워진 5ℓ반응기에 넣고, KICM-FIR-1085의 시험방법에 따라 시간경과에 따른 탈취율에 대하여 시험하였다. 시험결과는 결과는 아래 [표 1]과 같다.

구분	시험가스	시험결과
		시간경과	초기농도(umol/mol)	잔여농도(umol/mol)	탈취율(%)
시료A	폼알데히드	0분	82	82	-
		60분	79	9	88.6
		120분	76	5	93.4
		180분	72	2	97.2
	암모니아	0분	82	82	-
		60분	78	10	87.2
		120분	75	4	94.7
		180분	70	2	97.4

<중금속함유 시험>

중금속함유 시험을 위하여 상기 <실시예>에서 제조한 본 발명의 천연 조성물(시료 A)을 100mm x 200mm 크기의 시트 한면에 도포한 후 건조한 시트에 대하여 KS M ISO 의 시험방법에 따라 시험하였다. 시험 결과는 아래 [표 2]와 같다.

구분	함유량(mg/kg)
	납	카드뮴	수은	6가 크롬
시료 A	물검출 (검출한계 : 5)	물검출 (검출한계 : 5)	물검출 (검출한계 : 2)	물검출 (검출한계 : 1)

<항균 시험>

본 발명의 실시예에서 제조한 천연 조성물(시료 A)에 대하여 항균성 시험을 실시하였다. 시험 균주로는 Escherichia coli ATCC 25922 (대장균) 및 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442(녹뇽균)을 사용하였으며, 시험방법은 KICM-FIR 1002의 방법에 따라 시험하였다. 시험결과는 [표 3]과 같다.

시험항목		시험결과			시험방법
		초기농도 (CFU/40p)	24시간후농도 (CFU/40p)	세균감소율
ATCC 25922	시료 A	450	3	99.3	KICM-FIR 1002
ATCC 15442	시료 A	462	2	99.6

본 발명의 블록 및 외장 패널에 다양한 천연향과 천연 컬러를 혼합할 경우, 다양한 무늬 또는 다양한 컬러를 연출할 수 있어서 별도의 도장작업이나 벽지를 부착시키지 않더라도 내장 마감재로서 기능을 충실하게 수행할 수 있어 공사비용과 공사기간을 대폭 줄일 수 있게 된다. 또한, 흡습성, 흡음성, 소취성, 원적외선 및 음이온을 방사하여 인체 생리 작용을 활성화 시키며, 향균성과 방충성이 뛰어나서 건물의 외벽 및 내벽에 이용되는 건축용 블록으로서 뛰어난 기능을 발휘하게 된다.

1 : 외장패널 10 : 보드
20 : 판재 30 : 천연조성물

Claims (3)

1. 건조된 백피 분말 100중량부에 대해서 천연비취광물 0.1 ~ 0.5중량부와, 일라이트 10 ~ 15중량부와, 페그마타이트(pegmatite) 5 ~ 10중량부와 감자 전분풀 25중량부 및 물 50중량부를 반죽기에 넣고 90℃로 2 ~ 4시간 동안 교반하여 모르타르화 한 후 이를 성형기를 이용하여 성형하여 자연 건조시키는 것을 특징으로 하는 천연 재료를 이용한 외장패널.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기의 모르타르에 편백분 3 ~ 5중량부와, 쑥분말 1 ~ 3중량부와, 녹차분말 1 ~ 3중량부를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 천연 재료를 이용한 외장패널.
   
3. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
   천연향 및 천연 컬러를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 천연 재료를 이용한 컬러 외장패널.

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