KR101675382B1 - 황토보드 제조방법 및 그에 의해 제조되는 황토보드 - Google Patents

Abstract

황토보드 제조방법은 황토보드 틀을 제작하여 상층부 및 하층부 재료를 생성하되, 상층부는 산화마그네슘 100 중량부에 황토 60 중량부, 목분 25 중량부, 이산화티탄 광촉매 5 중량부, 및 혼화재 3 중량부를 혼합하여 생성하고, 하층부는 산화마그네슘 100 중량부에 황토 60 중량부, 목분 25 중량부, 다공성 광물분말 8 중량부, 및 혼화재 3 중량부를 혼합하여 생성하고, 황토보드 틀에 하층부, 중간부, 상층부 순서로 투입하여 성형시킨 후, 일정온도로 건조하여 제작한다. 이와 같이 구성되는 황토보드 제조방법에 의하면, 하층부에 포함되는 다공성 광물분말에 의해 유해 화학물질을 흡착 분해하여 제거하고, 상층부에 포함되는 광촉매 물질에 의해 휘발성 유기화합물, 포름 알데히드 등을 분해 제거함으로써 새집증후군을 방지하고 친환경적인 건축내장재를 제공할 수 있는 이점이 있다.

Description

황토보드 제조방법 및 그에 의해 제조되는 황토보드{LOESS BOARD MANUFACTURING METHOD AND LOESS BOARD MANUFACTURED BY THE SAME}

본 발명은 황토보드 제조방법 및 그에 의해 제조되는 황토보드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황토 및 기타 다공성 광물질을 포함하고 광촉매 물질에 의한 광산화 반응에 의해 각종 휘발성 유기화합물을 분해하여 제거할 수 있는 황토보드 제조방법 및 황토보드에 관한 것이다.

건축물의 내장재로 많이 사용되는 석고보드는 제조과정에서 발암물질이 포함되어 있기 때문에, 내장재 시공 과정이나 시공 이후에도 재실자에게 해로운 발암물질을 내보낸다.

이러한 발암물질은 조성재료 및 접착재에 포함된 기타 화학성분 등과 함께 복합적으로 재실자에게 영향을 주기 때문에 새집증후군과 같은 환경성 질환을 일으키는 주범이다.

특히, 최근에는 사회전반의 웰빙 열풍으로 인해 자연친화적이고 친인간적인 소재를 사용하여 주거생활공간을 꾸미고자 하는 욕구가 증대되고 있기 때문에 석고보드와 같은 기존의 내장재를 대체할 수 있는 자연소재의 내장재 개발이 진행되고 있다.

이러한 친환경 내장재 중에 황토를 이용한 내장재는 단열이나 방음성이 우수하고 다량의 원적외선을 방출함과 동시에 습도 조절 기능 및 방취 기능도 가지는 우수한 내장재로 대두되고 있다.

한편, 새집에서 발생되는 다량의 포름알데히드와 같은 휘발성 유기화합물을 제어하기 위하여 다양한 노력이 시도되고 있는데, 그 중 한가지 방법으로서 광촉매 반응을 이용하여 유해 유기물과 대기 오염물질을 분해하는 기술이 제안된 바 있다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 황토 내장재에서는 광촉매 반응과 결합되어 유해 유기물을 제거하여 오염물질을 분해할 수 있는 기능을 가지는 내장재가 개발되지 않은 상태로서 이에 대한 새로운 기술 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 특허등록번호 제07740870호(2007.10.31.자 등록) 대한민국 특허등록번호 제11786390호(2012.08.24.자 등록)

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광촉매 물질을 포함함으로써 광산화 반응이 일어날 수 있는 황토보드를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 황토보드 제조방법은 황토보드의 외형을 성형하기 위한 황토보드 틀 제작단계; 상기 황토보드 틀에 부어지는 상층부 및 하층부의 재료를 생성하는 상층부 및 하층부 재료 생성단계; 상기 황토보드 틀에 상기 하층부 재료를 투입하여 성형하는 하층부 성형단계; 상기 황토보드 틀의 하층부 상면에 상기 상층부 재료를 투입하여 성형하는 상층부 성형단계; 상기 황토보드를 일정온도로 건조하는 건조단계; 및 상기 황토보드를 마감하는 마감단계를 포함하고, 상기 상층부는 산화마그네슘 100 중량부에 황토 60 중량부, 목분 25 중량부, 이산화티탄 광촉매 5 중량부, 및 혼화재 3 중량부를 혼합하여 생성하고, 상기 하층부는 산화마그네슘 100 중량부에 황토 60 중량부, 목분 25 중량부, 다공성 광물분말 8 중량부, 및 혼화재 3 중량부를 혼합하여 생성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 이산화티탄 광촉매는 입자 내부에 중심 기공의 지름이 0.01 내지 5.0 nm의 기공을 가지는 아나타제형의 이산화화 티탄으로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 상층부는 산화철(Fe₂O₃), 산화은(Ag₂O), 산화크롬(Cr₂O₃), 산화코발트(CoO₂), 산화구리(CuO), 산화아연(ZnO), 구리아세테이트, 아연아세테이트 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속이온 전구체 0.5 중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 하층부 성형단계는 상기 하층부의 상면에 그라스울로 구성되는 중간부를 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다공성 광물분말은 석회석(Calcite ; CaCO₃), 돌로마이트(Dolomite ; MgCO₃ㆍCaCO₃), 활석(Talc ; Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂), 생석회(CaO), 안티고라이트(Antigorite ; 8(Mg_3-x)[(SiFe)₂O₅](OH)₄), 무스코바이트-2M(Muscovite-2M ; KAl₂(Si₃Al)O₁₀(OH,F)₂), 무스코바이트-3T(Muscovite-3T ; (K,Na)(AlMgFe)₂), 기스모딘(Gismodine ; CaAl₂Si₂O₈4H₂O), 알바이트(Albite ; (Na,Ca)Al(SiAl)₃O₈, (Na,Ca)(SiAl)₄O₈, Na,AlSi₃O₈), 석영(SiO₂), 클로라이트-세펜틴(Chlorite-Serpentin ; (MgAl)₆(SiAl)₄O₁₀(OH)₈), 클리노클로르(Clinochlore ; (MgFe)₆(SiAl)₄O₁₀(OH)₈), 마이크로클린(Microcline ; KAlSi₃O₈), 아노르타이트(Anorthite ; (CaNa)(SiAl)₄O₈), 파이로필라이트(Pyrophylite-1A ; (Al₂Si₄O₁₀(OH)₂), 카오리나이트(Kaolinite ; Al₂Si₂O₅(OH)₄), 월라스토나이트(Wallastonite), 펄라이트(Pearlite), 티타나이트(Titanite) 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명의 건조단계는 고온건조실에서 7일 동안 50 ~ 60 ℃의 고온으로 건조시킨 후, 다시 24시간 동안 자연건조시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 황토보드는 상기 황토보드 제조방법에 의해 제조되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의한 황토보드 제조방법 및 그에 의해 제조되는 황토보드에 의하면, 하층부에 포함되는 다공성 광물분말에 의해 유해 화학물질을 흡착 분해하여 제거함으로써 새집증후군을 방지할 수 있고, 상층부에 포함되는 광촉매 물질에 의해 휘발성 유기화합물, 포름 알데히드 등을 분해 제거함으로써 친환경적인 건축내장재를 제공할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 황토보드 제조방법에 의해 제조되는 황토보드에 대한 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 황토보드 제조방법을 순차적으로 보인 플로우차트.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

설명에 앞서, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예(들)에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시 예(들)은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않는다.

하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시 예(들)을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다.

통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시 예(들)은 본 발명의 이상적인 실시 예(들)의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시 예(들)은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되는 것은 아니라 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 황토보드 제조방법의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.

본 발명의 황토보드 제조방법은 광촉매 물질을 이용하여 광산화반응을 발생시킴으로써 유기화합물을 분해하여 새집증후군을 저감시키고 친환경적인 건축물자재를 제공할 수 있다.

본 발명에 의한 황토보드 제조방법에 의해 제조되는 황토보드는 산화마그네슘, 황토, 목분, 다공성 광물분말, 및 이산화티탄 광촉매를 일정비율로 혼합하여 제조될 수 있다.

본 발명에 의한 황토보드는 상층부(10), 하층부(20), 및 중간부(30)를 포함하고, 상기 상층부(10)는 외부에 노출되는 면으로써 광촉매 물질을 포함하여 광산화반응이 발생하는 부분이고, 상기 하층부(20)는 상층부(10) 아래에 있는 면으로써 다공성 광물분말을 포함하여 통기성 및 내구성이 향상되도록 구성된 부분이고, 상기 중간부(30)는 그라스울매쉬와 같은 것으로 구성되어 상기 상층부(10) 및 하층부(20) 사이에서 매개체와 같은 역할을 하는 것이다.

상기 상층부(10)는 산화마그네슘 100 중량부에 황토 60 중량부, 목분 25 중량부, 이산화티탄 광촉매 5 중량부, 및 혼화재 3 중량부를 혼합하여 균일하게 교반하여 형성할 수 있다.

상기 이산화티탄 광촉매는 나노 크기의 기공을 갖는 광촉매 물질로서 입자 내부에 중심 기공의 지름이 0.01 내지 5.0 nm의 기공을 가지는 아나타제형의 이산화화 티탄으로 이루어 질 수 있다.

상기 이산화티탄 광촉매는 (1) 건조 분쇄된 티탄원광(TiO₂ 50~60% 함유)에 80 내지 95% 농도의 황산(H₂SO₄)을 중량비로 1.5 내지 3.0배 혼합하여 반응을 시켜 용해된 황산티탄용액을 만드는 용해단계; (2) 상기 용해단계에서 수득된 황산티탄용액(티타닐황산)을 침강조에서 청등화하여 불용해 잔분을 침전시켜 청등액만 여과하고, 황산티탄용액을 0 내지 -5℃의 온도범위로 냉각하여 황산티타늄 용액 중에 함유되어 있는 황산제1철(FeSO₄.7H₂O)을 생성시켜 이것을 원심분리기를 통하여 결정을 분리한 후 여과시키는 여과단계; (3) 상기 여과단계에서 수득된 황산티탄 청등여액에 물을 중량비로 2.0 내지 3.0배수로 가하여 가수분해하면 백색유탁의 수산화티탄 미립자를 생성시키는 가수분해단계; (4) 상기 가수분해단계에서 생성되는 수산화티탄산 여액에 암모니아수, 중탄산암모늄 등의 염기를 가하여 중성으로 중화시키는 중화단계; (5) 상기 중화단계에서 수득된 침전물을 물로 세척하여 수산화티탄산 슬러리에 함유된 황산, 가용성불순물 즉 철분, 기타 성분을 필터로 여과하여 제거하는 세척단계; 및 (6) 상기 수득된 이산화티탄 슬러리를 50 내지 100℃의 온도에서 10 내지 30시간 동안 수열시켜 다공성의 결정상으로 전이시키는 전이단계;들을 포함하여 이루어진다.

상기 이산화티탄 광촉매에는 금속이온 전구체 0.5 중량부를 더 포함할 수 있다. 금속이온 전구체는 산화철(Fe₂O₃), 산화은(Ag₂O), 산화크롬(Cr₂O₃), 산화코발트(CoO₂), 산화구리(CuO), 산화아연(ZnO), 구리아세테이트, 아연아세테이트 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것이 될 수 있다. 상기 금속이온 전구체의 금속이온은 유해 화학물질의 분해 및 흡착을 촉진시키는 기능을 한다.

상기 하층부(20)는 산화마그네슘 100 중량부에 황토 60 중량부, 목분 25 중량부, 다공성 광물분말 8 중량부, 및 혼화재 3 중량부를 혼합하여 균일하게 교반하여 형성할 수 있다.

상기 다공성 광물분말은 황토보드 내부의 강도를 높이고 내부의 다공성 소재로 인해 주변의 유해물질을 흡입하는 기능을 가지는 것으로서, 석회석(Calcite ; CaCO₃), 돌로마이트(Dolomite ; MgCO₃ㆍCaCO₃), 활석(Talc ; Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂), 생석회(CaO), 안티고라이트(Antigorite ; 8(Mg_3-x)[(SiFe)₂O₅](OH)₄), 무스코바이트-2M(Muscovite-2M ; KAl₂(Si₃Al)O₁₀(OH,F)₂), 무스코바이트-3T(Muscovite-3T ; (K,Na)(AlMgFe)₂), 기스모딘(Gismodine ; CaAl₂Si₂O₈4H₂O), 알바이트(Albite ; (Na,Ca)Al(SiAl)₃O₈, (Na,Ca)(SiAl)₄O₈, Na,AlSi₃O₈), 석영(SiO₂), 클로라이트-세펜틴(Chlorite-Serpentin ; (MgAl)₆(SiAl)₄O₁₀(OH)₈), 클리노클로르(Clinochlore ; (MgFe)₆(SiAl)₄O₁₀(OH)₈), 마이크로클린(Microcline ; KAlSi₃O₈), 아노르타이트(Anorthite ; (CaNa)(SiAl)₄O₈), 파이로필라이트(Pyrophylite-1A ; (Al₂Si₄O₁₀(OH)₂), 카오리나이트(Kaolinite ; Al₂Si₂O₅(OH)₄), 월라스토나이트(Wallastonite), 펄라이트(Pearlite), 티타나이트(Titanite) 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 의한 황토보드 제조방법은 황토보드 틀 제작단계, 상층부 및 하층부 재료 생성단계, 하층부 성형 단계, 상층부 성형단계, 건조단계, 및 마감단계를 포함한다.

먼저, 황토보드 틀 제작단계는 황토보드의 외형을 형성하기 위한 틀을 준비하는 단계로서 기제작된 성형틀을 이용하거나 제품사양에 따라 별도로 틀을 제작하여 사용할 수 있다.

황토보드 틀이 제작되면, 상층부 및 하층부 재료를 생성하는 단계를 실시한다. 상층부 재료 생성은 산화마그네슘 100 중량부에 황토 60 중량부, 목분 25 중량부, 이산화티탄 광촉매 5 중량부, 및 혼화재 3 중량부를 혼합하여 균일하게 교반하여 생성하고, 하층부 재료 생성은 산화마그네슘 100 중량부에 황토 60 중량부, 목분 25 중량부, 다공성 광물분말 8 중량부, 및 혼화재 3 중량부를 혼합하여 균일하게 교반하여 생성한다.

상층부 및 하층부 재료가 생성되면, 하층부 성형단계를 실시한다. 하층부 성형단계는 황토보드 틀 내에 하층부 재료를 투입하여 소정 두께의 판 형태로 성형한다.

그리고, 하층부의 성형이 완료되면, 하층부 상면에 그라스울과 같은 중간부를 위치시킨 후 상층부 성형단계를 실시한다. 상층부 성형단계는 하층부의 상면에 상층부 재료를 투입하여 소정 두께의 판 형태로 성형한다.

상기와 같이 상층부와 하층부의 성형이 완료되면, 완료된 황토보드를 고온건조실에서 7일 동안 50 ~ 60 ℃의 고온으로 건조시킨 후, 다시 24시간 동안 자연건조시킨다.

건조가 완료되면, 표면 연마 및 미장처리함으로써 마감단계를 수행하여 제조를 완료한다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 상층부 20 : 하층부
30 : 중간부

Claims (7)

1. 황토보드의 외형을 성형하기 위한 황토보드 틀 제작단계;
   상기 황토보드 틀에 부어지는 상층부 및 하층부의 재료를 생성하는 상층부 및 하층부 재료 생성단계;
   상기 황토보드 틀에 상기 하층부 재료를 투입하여 성형하는 하층부 성형단계;
   상기 하층부의 상면에 그라스울을 배치하여 성형하는 중간부 성형단계;
   상기 중간부 상면에 상기 상층부 재료를 투입하여 성형하는 상층부 성형단계;
   상기 황토보드를 일정온도로 건조하는 건조단계; 및
   상기 황토보드를 마감하는 마감단계를 포함하고,
   상기 상층부는 외부에 노출되는 면으로써 광촉매 물질을 포함하여 광산화 반응이 발생하는 부분으로 산화마그네슘 100 중량부에 황토 60 중량부, 목분 25 중량부, 이산화티탄 광촉매 5 중량부, 및 혼화재 3 중량부를 혼합하여 생성하고,
   상기 하층부는 산화마그네슘 100 중량부에 황토 60 중량부, 목분 25 중량부, 다공성 광물분말 8 중량부, 및 혼화재 3 중량부를 혼합하여 생성하고,
   상기 이산화티탄 광촉매는
   입자 내부에 중심 기공의 지름이 0.01 내지 5.0 nm의 기공을 가지는 아나타제형의 이산화화 티탄으로 구성되고,
   상기 상층부는
   산화철(Fe₂O₃), 산화은(Ag₂O), 산화크롬(Cr₂O₃), 산화코발트(CoO₂), 산화구리(CuO), 산화아연(ZnO), 구리아세테이트, 아연아세테이트 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속이온 전구체 0.5 중량부를 더 포함하고,
   상기 건조단계는
   고온건조실에서 7일 동안 50 ~ 60 ℃의 고온으로 건조시킨 후, 다시 24시간 동안 자연건조시키는
   황토보드 제조방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 다공성 광물분말은
   석회석(Calcite ; CaCO₃), 돌로마이트(Dolomite ; MgCO₃ㆍCaCO₃), 활석(Talc ; Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂), 생석회(CaO), 안티고라이트(Antigorite ; 8(Mg_3-x)[(SiFe)₂O₅](OH)₄), 무스코바이트-2M(Muscovite-2M ; KAl₂(Si₃Al)O₁₀(OH,F)₂), 무스코바이트-3T(Muscovite-3T ; (K,Na)(AlMgFe)₂), 기스모딘(Gismodine ; CaAl₂Si₂O₈4H₂O), 알바이트(Albite ; (Na,Ca)Al(SiAl)₃O₈, (Na,Ca)(SiAl)₄O₈, Na,AlSi₃O₈), 석영(SiO₂), 클로라이트-세펜틴(Chlorite-Serpentin ; (MgAl)₆(SiAl)₄O₁₀(OH)₈), 클리노클로르(Clinochlore ; (MgFe)₆(SiAl)₄O₁₀(OH)₈), 마이크로클린(Microcline ; KAlSi₃O₈), 아노르타이트(Anorthite ; (CaNa)(SiAl)₄O₈), 파이로필라이트(Pyrophylite-1A ; (Al₂Si₄O₁₀(OH)₂), 카오리나이트(Kaolinite ; Al₂Si₂O₅(OH)₄), 월라스토나이트(Wallastonite), 펄라이트(Pearlite), 티타나이트(Titanite) 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는
   황토보드 제조방법.
   
6. 삭제
7. 삭제

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