KR101678019B1 - 친환경 왕겨숯건축보드 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쾌적하고 건강한 주거환경을 조성하여 사용자의 건강증진에 도움을 주며, 제조도 용이한 새로운 구성의 친환경 왕겨숯건축보드 제조방법에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 왕겨숯 70~90중량%와, 저밀도 폴리에틸렌 분말 10~30중량%를 믹싱용기에서 혼합하여 원료혼합물을 제조하는 단계; 상기 원료혼합물을 보드형상으로 압출성형하는 단계; 상기 압출성형된 보드를 경화시키는 단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 원료혼합물을 제조하는 단계에서는 상기 저밀도 폴리에틸렌 분말이 연화되어 왕겨숯 표면에 코팅되도록 가온하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 친환경 왕겨숯 건축보드 제조방법이 제공된다.

Description

친환경 왕겨숯건축보드 제조방법{Manufacturing method of eco-friendly construction board}

본 발명은 친환경 왕겨숯건축보드 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쾌적하고 건강한 주거환경을 조성하여 사용자의 건강증진에 도움을 주며, 제조도 용이한 새로운 구성의 친환경 왕겨숯건축보드 제조방법에 관한 것이다.

새집증후군은 건물을 지을 때 사용된 건축자재에서 발생되는 유해물질, 특히, 휘발성 유기물질에 의해 건강상의 문제가 발생되는 것이다. 이러한 새집증후군이 사회적인 문제로 대두된 지 오래이며, 새집증후군을 없애기 위해 친환경소재로 건축물을 축조하려는 노력들이 이루어지고 있다.

더욱이 소비자들의 생활수준이 향상되면서 비단 새집증후군 뿐만 아니라 단열성, 방음성, 항균성, 항곰팡이성 등에 대한 요구 및 기대수준도 높아지고 있다.

한편, 건축물의 마감재로 다양한 종류의 제품들이 제공되고 있으며, 친환경을 표방하는 제품들도 제공되고 있으나, 종래의 제품들은 그 효과가 미미하여 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다.

따라서 내장 마감재의 품질을 자연친화적이면서도 건강에 유익한 재질로 요구하는 수요에 발맞추어 보다 개선된 고품질의 마감재가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 제10-2003-0079175호(2003.10. 10.)

본 발명은 상기와 같은 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 휘발성 유기물질과 같은 유해물질의 흡착성이 우수하여 새집증후군을 없앨 수 있는 것은 물론이며, 휘발성 유기물질의 흡착성, 항균성, 항곰팡성 등이 우수하여 쾌적하고 건강한 주거환경을 조성하기 때문에 사용자의 건강증진에 도움을 주며, 제조가 용이하고 코스트도 저렴한 새로운 방식의 친환경 왕겨숯건축보드의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 왕겨숯 70~90중량%와, 저밀도 폴리에틸렌 분말 10~30중량%를 믹싱용기에서 혼합하여 원료혼합물을 제조하는 단계; 상기 원료혼합물을 보드형상으로 압출성형하는 단계; 상기 압출성형된 보드를 경화시키는 단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 원료혼합물을 제조하는 단계에서는 상기 저밀도 폴리에틸렌 분말이 연화되어 왕겨숯 표면에 코팅되도록 가온하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 친환경 왕겨숯 건축보드 제조방법 및 이에 의해 제조된 친환경 왕겨숯건축보드가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 압출성형된 보드를 경화시키는 단계 전에, 상기 압출성형된 보드의 표면에 표면시트를 부착시키는 단계가 더 추가되거나 또는 상기 압출성형된 보드의 표면을 엠보싱돌기가 형성된 엠보싱롤러로 가압하여 상기 보드의 표면에 오목홈을 형성하는 단계가 더 추가된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 오목홈에는 기능성 장식편이 부착된다.

이상과 같은 구성을 가지는 왕겨숯을 주성분으로 제조되어 일반적인 숯이 갖는 탈취, 음이온방출, 원적외선방출 등의 기능은 물론이고, 특히, 휘발성 유기물질의 흡착성, 항균성, 항곰팡이성이 우수하다. 따라서 새집증후군 문제를 개선하여 거주자에게 건강하고 쾌적한 실내환경을 제공하여, 거주자의 건강증진에 도움을 준다.

또한, 본 발명은 왕겨숯을 주성분으로 하기 때문에, 상당히 경량이여서 운반이 용이한 등 취급성이 좋고, 또한, 타카핀으로 시공할 수 있어서 시공이 용이한 장점도 가진다.

뿐만 아니라, 왕겨숯과 저밀도 폴리에틸렌수지를 혼합하는 과정에서 저밀도 폴리에틸렌수지가 연화되도록 열을 가하기 때문에, 저밀도 폴리에틸렌수지가 왕겨숯 표면에 고르게 코팅되어, 제조되는 건축보드가 균일한 표면물성을 갖게 된다. 또, 압출성형방식을 채택함으로써, 크기별 금형을 구비하지 않고도 다양한 크기의 보드를 공급할 수 있는 장점이 있다.

또, 보드에 표면시트가 부착되거나 오목홈이 형성되거나 또는 오목홈에 기능성 장식편이 부착되면, 이들 표면시트, 오목홈 및 기능성 장식편에 의해 보드가 장식되는 것은 물론이며, 표면시트에 의해 보드의 단열성, 흡음성도 향상되므로 좀 더 품질이 우수한 고품질의 건축보드를 제조할 수 있고, 건축보드의 친환경적인 특성도 향상되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공정도.
도 2는 상기 실시예에 의해 제조된 건축보드의 시공사진.
도 3 내지 도 5는 상기 실시예에 의해 제조된 보드의 시험성적서.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 공정도.
도 7은 상기 실시예에 의해 제조된 보드의 사시도.
도 8은 본 발명의 제3실시예를 보인 사시도.
도 9는 상기 실시예의 시공상태 단면도.
도 10은 본 발명의 제4실시예를 보인 사시도.

이하에서, 본 발명의 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 왕겨숯과 저밀로 폴리에틸렌수지로 성형된 건축용 보드로서, 본 발명의 제1실시예에 따르면 다음과 같이 제조된다. 도 1은 본 발명의 제조공정도이고, 도 2는 본 발명의 시공사진이다.

1) 왕겨숯과 저밀도 폴리에틸렌수지를 혼합하여 원료혼합물을 제조한다.

왕겨숯은 왕겨를 고온에서 탄화시킨 것이다. 왕겨숯은 왕겨가 탄화하는 과정에서 미세한 기공이 형성되는데, 왕겨는 주성분이 섬유질로 되어 있어서 경질화된 목질보다 구조가 치밀하기 때문에, 일반 목재가 탄화되는 경우에 비해 것에 비해 에 탄화과정에서 미세한 기공이 더 많이 생성된다.

따라서 왕겨숯은 일반적인 목재숯에 비해 기공율이 높기 때문에 기공에 의한 흡착력이 상대적으로 더 우수한 장점을 가지며, 항균성, 항곰팡성도 우수한 것으로 알려져 있다. 또한, 왕겨숯에서도 일반 숯처럼 음이온 및 원적외선이 방사되며, 취, 조습 등의 기능을 가진다.

한편, 왕겨는 벼를 도정하는 과정에서 발생되는 부산물로서, 일부가 베개속 등으로 재활용되고 있기는 하지만 대부분은 폐기된다. 따라서 본 발명은 이와 같이 폐기되는 왕겨를 사용한 왕겨숯을 이용하기 때문에, 코스트가 저렴하며 자원 재활용성도 우수한 장점을 가진다.

그리고 저밀도 폴리에틸렌수지는 왕겨숯을 결합시켜서 성형성을 부여하는 바인더로서의 기능을 한다. 저밀도 폴리에틸렌수지는 비교적 낮은 온도에서도 성형성이 우수하고 내수성, 내약품성 등이 우수하므로 본 발명에서 사용이 바람직하다.

이러한 저밀도 폴리에틸렌수지는 분말상의 것이 사용되는데, 바람직하게는 입도가 90~110㎛ 범위의 것이 사용된다. 저밀도 폴리에틸렌수지의 입도가 상기 수준보다 크면 후술하는 바와 같이, 저밀도 폴리에틸렌수지가 왕겨숯 표면에 고르게 코팅되지 않을 수 있으며, 저밀도 폴리에틸렌수지의 입도가 상기 수준 보다 작으면 저밀도 폴리에틸렌수지가 뭉치는 현상이 발생되어 오히려 왕겨숯과의 분산성이 저하되므로 바람직하지 않다.

바인더인 저밀도 폴리에틸렌수지의 혼합량을 최소화하여 상대적으로 왕겨숯의 함량을 높임으로써, 왕겨숯에 의한 친환경효과를 극대화시킬 필요가 있는데, 보드로 성형가능한 성형성을 부여하고 건축보드로서의 기능을 수행하기 위한 강도를 가지도록 하기 위해 왕겨숯과 저밀도 폴리에틸렌수지의 혼합량을 조절할 필요가 있다. 이를 위해서는 바람직하게는 왕겨숯 70~90중량%, 저밀도 폴리에틸렌수지10~30중량%로 혼합한다.

한편, 특히 바람직하게는 본 단계에서는 왕겨숯과 저밀도 폴리에틸렌수지를 믹싱용기에 넣고 저밀도 폴리에틸렌수지의 표면이 연화될 정도의 온도로 믹싱용기를 가온하여 왕겨숯과 저밀도 폴리에틸렌수지를 혼합한다. 대락 80℃ 정도의 온도로 믹싱용기를 가온한다.

이와 같이 하는 이유는 저밀도 폴리에틸렌수지가 연화되어 왕겨숯 표면에 고르게 코팅되도록 하기 위한 것이다. 이와 같이 저밀도 폴리에틸렌수지를 왕겨숯의 표면에 코팅하여 보드형상으로 압출성형하면, 저밀도 폴리에틸렌수지가 부분적으로 뭉쳐서 보드의 표면물성이 일정하지 못하게 되고 결국 제품불량이 초래되므로 균일한 표면물성을 가지는 고품질의 제품을 불량없이 생산할 수 있는 장점이 있다.

2) 상기 단계에서 제조된 원료혼합물을 보드형태로 압출성형한다.

상기 원료혼합물을 압출기의 챔버에 투입하고, 압출하여 보드형태로 성형한다. 보드의 두께는 다양하게 조절성형된다.

3) 성형된 보드를 경화시킨다.

성형된 보드를 냉각시켜서 경화시킨다.

이와 같은 과정에 의해 완성된 제품은 다양한 크기로 절단하여 시공된다.

본 발명에 의한 건축보드는 왕겨숯을 주성분으로 하기 때문에, 새집증후군의 주범이라 할 수 있는 포름알데이드와 같은 휘발성 유기물질의 흡착력이 우수하여 새집증후군을 없앨 수 있으며, 또한, 왕겨숯에 의해 항균성, 항곰팡이성도 우수하기 때문에 위생적이고 쾌적한 주거환경을 조성할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 건축보드는 왕겨숯을 주성분으로 하기 때문에, 강도가 크게 높지 않아서 타카핀으로 시공이 가능한 장점을 가진다. 따라서 도 2에 개재된 바와 같이, 타카를 이용하여 건축물의 벽면에 시공할 수 있으므로 시공이 간편한 장점도 가진다.

도 3 내지 도 5는 왕겨숯 85중량%, 저밀도 폴리에틸렌수지 분말 15중량%를 혼합하여 전술한 바와 같은 방법으로 제조된 보드의 포름알데히드 흡착률, 항균성, 항곰팡이성을 테스트한 시험성적서이다.

도 3을 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 보드의 시공 7일 후에는 포름알데이드의 흡착률이 96.9%로 상당히 우수한 흡착률을 보였다. 또한, 항균성 역시 99,9%로 상당히 우수하였으며, 곰팡이 저항성 실험에서도 곰팡이균을 4주 동안 접종한 결과, 균사의 발육이 인지되지 않을 정도로 우수한 항곰팡이성을 보였다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예를 설명하되, 전술한 실시예와 동일한 구성 및 효과에 대해서는 설명을 생략한다.

도 6과 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 공정도와 제조된 보드의 사시도이다. 본 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 압출성형된 보드를 경화시키는 단계 전에 보드(10) 표면에 표면시트(20)를 부착하는 단계가 추가된다.

상기 표면시트(20)는 보드(10)의 표면을 장식하는 기능과 더불어 건축보드의 전체적인 단열성, 흡음성을 향상시키는 기능을 한다. 사용가능한 표면시트(20)의 종류가 특별히 제한되는 것은 아니나. 전술한 바와 같이, 표면시트(20)에 단열성, 흡음성 향상을 기대하기 위해서는 합성수지필름의 사용을 지양하는 것이 바람직할 것이다. 바람직하게는 표면시트(20)는 종이, 부직포, 직물 중에서 선택된다. 제조되는 건축보드의 단열성, 흡음성의 측면에서 볼 때, 표면시트(20)로 부직포를 사용하면, 부직포의 삼차원망상구조에 의해 제조되는 건축보드의 단열성과 흡음성이 한층 더 향상될 것이다.

도 6은 참조하여 본 실시예의 제조과정을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.

전술한 실시예와 같은 방법으로 압출 성형된 보드(10)의 표면에 표면시트(20)를 부착시킨다. 전술한 바와 같이, 보드(10)가 경화되기 전이므로 보드(10)의 표면이 접착성을 갖기 때문에 별도의 접착제를 사용하지 않고도 표면시트(20)를 보드(10) 표면에 부착시킬 수 있다. 이 단계에서는 가압롤러를 이용하여 표면시트(20)를 보드(10) 표면에 가압함으로써 표면시트(20)와 보드(10)의 부착력을 향상시킨다.

이와 같이 표면시트(20)를 부착한 후에는 보드(10)를 냉각시켜서 경화시킨다.

도 7에서는 표면시트(20)가 보드(10)를 일면에만 부착된 것으로 도시되었으나, 필요에 따라 보드(10)의 양면에 모두 부착시킬 수도 있다.

표면시트(20)를 보드(10) 양면에 모두 부착하는 경우에는 보드(10)의 양면에 서로 다른 재질, 또는 물성의 표면시트(20)를 부착시킨다. 예를 들면, 보드(10)의 일면에는 장식성을 높일 수 있는 표면시트(20)를 부착하고, 타면에는 단열성과 흡음성을 높일 수 있는 재질의 표면시트(20)를 부착한다.

본 실시예와 같이 보드(10)에 표면시트(20)가 부착되면, 전술한 바와 같이, 건축보드의 단열성과 흡층성의 향상을 기대할 수 있으며, 건축보드의 외관이 한층 미려해진다. 특히, 표면시트(20)로 무늬가 형성된 것을 사용하면 표면시트(20)의 무늬에 의해 보드의 외관이 한층 더 미려해지는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 표면시트(20)의 종류를 달리 하여 제조되는 건축보드의 종류를 다양화할 수 있으므로 소비자들에게 다양한 제품을 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 8과 9는 본 발명의 제3실시예를 보인 것이다. 본 발명의 제3실시예에 따르면, 보드(10)의 표면에 오목홈(12)이 형성된다.

상기 오목홈(12)은 보드(10)를 압출성형한 후 보드(10)의 표면을 상기 오목홈(12)에 대응되는 형상의 엠보싱돌기가 형성된 엠보싱롤러로 가압하여 형성된다.

이와 같이 보드(10)의 표면에 오목홈(12)이 형성되면, 오목홈(12)에 의해 보드(12)가 장식되어 보드(10)의 외관이 미려해지는 효과와 더불어 보드(10)의 단열성, 흡음성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

상기 오목홈(12)은 표면의 일면 또는 양면에 형성될 수 있는데, 오목홈(12)이 형성된 면을 전면으로 하여 시공하면, 오목홈(12)이 외부로 노출되어 보이므로 오목홈(12)에 의해 보드의 외관이 장식된다. 그리고 오목홈(12)이 형성된 면을 배면으로 하여 시공하면 도 9에 도시된 바와 같이, 오목홈(12)에 의해 시공면(2)과 보드(12) 사이에 공간이 형성되는데, 이 공간에 의해 단열성 및 흡음성이 향상된다. 도 9에서는 보드(10)의 양면에 오목홈(12)이 형성된 것으로 도시되었다.

도 10은 본 발명의 제4실시예를 보인 것인데, 본 실시예에서는 상기 오목홈(12)에 본 발명의 친환경적인 취지와 부합하는 원료로 성형된 기능성 장식편(30)이 삽입된다.

기능성 장식편(30)은 황토나 옥, 맥반석, 게르마늄, 토르말린, 이산화티탄 등과 같이 음이온, 원적외선을 방출하고, 전자파차단, 탈취 등의 기능을 가지는 무기물을 오목홈(12)에 대응되는 형상으로 가공한 것이다. 특히, 바람직하게는 기능성 장식편(30)으로는 옻칠을 한 자개장식을 사용한다. 옻칠을 한 자재장식을 기능성 장식편(30)으로 사용하면 보드가 고풍스러운 멋을 낼 수 있으므로 고급 마감재로 사용하여도 손색이 없으며, 또한, 옻의 항균성, 항곰팡이성, 전자파차단, 원적외선 방사성능에 의해 친환경적인 효과도 얻을 수 있다.

이와 같은 기능성 장식편(30)을 오목홈(12)에 삽입하면, 보드(10)와 색상 및 재질감이 다른 기능성 장식편(30)에 의해 보드(10)가 장식되는 것은 물론이며, 기능성 장식편(30)들의 기능에 의해 보드의 친환경적인 특성이 더 향상되는 장점이 있다.

이러한 기능성 장식편(30)은 오목홈(12)을 성형한 후, 보드(10)를 2차 경화시키기 전에 오목홈(12)에 부착하는 것이 바람직하나, 보드(10)를 경화시킨 후에 별도의 접착제를 사용하여 오목홈(12)에 부착하는 것도 가능할 것이다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 표면시트로 왕겨숯의 제조과정에서 발생되는 목초액을 함침시킨 종이가 사용된다.

왕겨숯을 제조하는 과정에서 부산물로 목초액이 제조되는데, 이 목초액은 항균, 항곰팡성이성, 항충성 등을 가진다. 따라서 본 실시예에서는 왕겨숯 제조과정에서 부산물로 수득되는 목초액을 함침시킨 종이를 표면시트로 부착한다. 왕겨숯의 제조과정에서 목초액이 부산물로 수득되는 것은 공지된 사항이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하며, 표면시트로 사용할 종이를 목초액에 침지시킨 후 건조시켜서 표면시트로 사용한다.

본 실시예와 같이 목초액이 함침된 종이를 표면시트로 사용하면 보드의 항균, 항곰팡이성 등이 더욱 향상될 것으로 기재된다.

Claims (7)

1. 왕겨숯 70~90중량%와, 저밀도 폴리에틸렌 분말 10~30중량%를 믹싱용기에서 혼합하여 원료혼합물을 제조하는 단계;
   상기 원료혼합물을 보드형상으로 압출성형하는 단계;
   상기 압출성형된 보드를 경화시키는 단계;를 포함하여 이루어지며,
   상기 원료혼합물을 제조하는 단계에서는,
   상기 저밀도 폴리에틸렌 분말이 연화되어 왕겨숯 표면에 코팅되도록 가온하여 혼합하며,
   상기 압출성형된 보드를 경화시키는 단계 전에,
   상기 압출성형된 보드의 표면에는 표면시트를 부착 시키며, 상기 압출성형된 보드의 표면은 엠보싱돌기가 형성된 엠보싱롤러로 가압하여 상기 보드의 표면에 오목홈을 형성하는 단계가 더 추가되는 친환경 왕겨숯건축보드 제조방법에 있어서,
   상기 오목홈에는 기능성 장식편이 부착되고,
   상기 기능성 장식편은 옥, 맥반석, 토르말린, 이산화티탄 중에서 선택되며,
   상기 표면시트는 왕겨숯의 제조과정에서 부산물로 수득되는 목초액을 함침시킨 종이로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 왕겨숯건축보드의 제조방법.
   
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