KR101747877B1 - 황토보드의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 황토보드 - Google Patents

황토보드의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 황토보드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 황토보드의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 (1) 수분 함량 7~15%인 황토 75~80 중량부와, 포졸란 광물소재 함유 고화제 20~25 중량부 및 무기응집제 1~3 중량부를 혼합하고, 물 7~15중량부를 더 혼합하여 원료 조성물을 제조하는 단계; (2) 상기 원료 조성물의 상하 및 측면으로 한지를 설치하고 프레스로 압착하여 상기 원료 조성물 중의 수분 및 기포를 제거하면서 표면을 평탄하게 눌러주는 압착 및 성형공정을 통해 압착 성형물을 제조하는 단계; 및 (3) 상기 압착 성형물을 건조시켜 황토보드를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 황토보드의 제조방법을 개시한다.

Description

황토보드의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 황토보드{MANUFACTURING METHOD OF OCHER BOARD AND OCHER BOARD MANUFACTURED THEREBY}
본 발명은 황토보드의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 황토보드에 관한 것이다.
옛부터 우리 선조들은 집을 짓는데 있어서 필요한 건축자재를 자연에서 찾아 사용하고자 했으며 주로 목재와 흙과 돌을 이용하고자 하였는바, 기와는 흙을 구워서 만들었고 초가지붕은 짚을 엮어서 만들었으며 벽은 황토를 사용하였고, 방바닥의 온돌구조에는 구들장으로 넓은 면적을 갖는 얇은 돌판을 즐겨 애용하여 왔다.
황토는 습도가 높을 때 습기를 흡수해주고 건조할 시에는 습기 발산을 함으로써 주변의 습도를 자동적으로 조절해주는 기능을 가지며, 음식냄새, 담배냄새 등 기타 실내에서 발생할 수 있는 유해한 냄새를 신속히 흡수함으로써 탈취효과가 우수하며, 곰팡이 및 인체에 유해한 각종 균류의 서식을 방지하며, 인체에 유해한 물질을 흡수하여 중화시켜 주는 기능을 갖는 것으로 알려져 있다.
또한, 황토는 인체에 유익한 미생물이 살아 숨 쉬면서 주변 환경을 정화시켜 줌과 동시에 인체의 혈액순환을 촉진시키고 신진대사를 촉진시키며 세포기능을 활성화시키고 생육을 촉진하는 작용을 하는 원적외선을 방출하는 물질임이 알려져 있다.
그러나 황토는 상기한 바와 같은 우수한 기능을 갖고 있음에도 불구하고 상대적으로 강도가 떨어지고 건조 후에는 타 물질과 결합력이 약하여 부서지거나 크랙이 발생하기 때문에 현대의 건축물에는 황토 흙이나 목재 대신에 상대적으로 강도가 높고 결합력이 우수한 시멘트와 철재가 사용되기 시작하였으며, 더욱이 현대 건축물 내장재에 내구성 및 접착성을 부여하기 위하여 휘발성 유기화합물질이 혼합된 소재를 이용하고 있는바, 이러한 화학제품에서 방출되는 유해물질은 두통, 구토, 알레르기(천신, 아토피)와 같은 실내증후군을 가져다주는 원인물질로 밝혀지고 있으며, 국내에서 생산 사용되는 시멘트에서도 6가 크롬이 다량 검출되어 시멘트 속의 유해물이 사람에게 치명적인 해를 줄 수 있다는 보고서 내용이 매스컴을 통하여 보도되면서 많은 사람들을 놀라게 하고 있지만 현재로서는 시멘트나 기존의 내장재류를 대체할 만한 재질을 제공하지 못하고 있는 안타까운 실정이다.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명은 황토를 주재로 하면서 강도 등 물성을 향상시킨 황토보드의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.
또한 본 발명은 상기 방법으로 제조되는 황토보드를 제공하는 것을 따른 기술적 해결과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은,
(1) 수분 함량 7~15%인 황토 75~80 중량부와, 포졸란 광물소재 함유 고화제 20~25 중량부 및 무기응집제 1~3 중량부를 혼합하고, 물 7~15중량부를 더 혼합하여 원료 조성물을 제조하는 단계;
(2) 상기 원료 조성물의 상하 및 측면으로 한지를 설치하고 프레스로 압착하여 상기 원료 조성물 중의 수분 및 기포를 제거하면서 표면을 평탄하게 눌러주는 압착 및 성형공정을 통해 압착 성형물을 제조하는 단계; 및
(3) 상기 압착 성형물을 건조시켜 황토보드를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 황토보드의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 무기 응집제는 NaCl, CaCl2, KCl, MgCl2, Na2SO4, FeCl2를 25~35 : 15~30: 12~28 : 5~10 : 1 ~7 : 1~3의 중량비로 포함하여 이루어지고,
상기 고화제는 포졸란(pozzoan) 광물소재를 포함하는 고로슬래그 분말, 석회, 무수석고, 실리카 흄, 메타카올린, 칼슘 설포알루미네이트(Calcium sulphoaluminate cements:CSA)를 50~60 : 1~20 : 20~30 : 1~2 : 1~5 : 1~5의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 무기 응집제는 입경이 150 내지 250 메쉬인 분말 형태일 수 있다.
또한 본 발명에 있어서 상기 (3)단계 후, (4) 상기 제조된 황토보드 상에 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하고,
상기 코팅제는 솔잎 분말과 녹차잎 분말을 1:10~10:1의 비로 혼합한 녹색염료, 백년초 분말로 이루어진 핑크색 염료 또는 울금 분말과 치자 분말을 1:10~10:1의 비로 혼합한 노란색 염료 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 천연 염료 5~30 중량부; 편백나무 분말 30~40 중량부; 토르말린, 천기석, 세라믹 및 옥분 중에서 선택되는 1종 이상의 광물질 10~20 중량부; 및 송진 5~10중량부를 포함하는 천연 염료 코팅제인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 상기 방법으로 제조되는 황토보드에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조되는 황토보드는 종래 강도 특성, 내구성 등 물성을 향상시켜 황토의 기능성을 나타내면서도 우수한 물성을 나타낼 수 있는 효과가 있으며, 한지에 의한 외관의 수려함과 시공의 편리성을 갖춘 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 황토보드는 코팅층의 형성으로 내구성 및 강도를 보다 향상시킴은 물론 알레르기, 천식 등을 유발시킬 수 있는 환경 유해인자를 차단하고, 음이온 및 피톤치드에 의한 기능성을 나타내는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 황토보드의 제조공정을 흐름도로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 황토보드의 사진을 나타낸 것이다.
이하, 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예 및 실시예를 들어 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다.
또한 본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한 본원 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 "상에"또는 "전에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함한다.
본 발명은 황토를 주재로 하면서도 강도 특성이 향상되고, 한지를 이용하여 피착면에의 부착을 용이하게 하면서도 외관을 수려하게 할 수 있도록 한 황토보드의 제조방법을 제공한다. 즉, 황토보드의 원료 조성물을 준비한 후, 압착 및 성형 공정을 통해 압착 성형물을 제조하고, 이를 건조시켜 황토보드를 제조하게 되는 바, 구체적으로 본 발명은, (1) 수분 함량 7~15%인 황토 75~80 중량부와, 포졸란 광물소재 함유 고화제 20~25 중량부 및 무기응집제 1~3 중량부를 혼합하고, 물 7~15중량부를 더 혼합하여 원료 조성물을 제조하는 단계; (2) 상기 원료 조성물의 상하 및 측면으로 한지를 설치하고 프레스로 압착하여 상기 원료 조성물 중의 수분 및 기포를 제거하면서 표면을 평탄하게 눌러주는 압착 및 성형공정을 통해 압착 성형물을 제조하는 단계; 및 (3) 상기 압착 성형물을 건조시켜 황토보드를 제조하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
먼저 (1) 단계는 원료 조성물을 준비하는 단계로, 수분 함량 7~15%인 황토 75~80 중량부와, 포졸란 광물소재 함유 고화제 20~25 중량부 및 무기응집제 1~3 중량부를 혼합하고, 물 7~15중량부를 더 혼합하여 원료 조성물을 제조한다. 이 때 상기 황토와 고화제는 각각 75~80 중량부, 20~25 중량부로 포함되도록 하여야 원료 조성물을 제조 후 (2)단계에서 압착 및 성형 공정만으로도 압착 성형물을 제조할 수 있게 된다. 즉, 황토의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 황토가 건조되면서 균열이 생길 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 강도 특성이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.
이 때 상기 주재인 황토는 질 좋은 황토가 사용되는 것이 중요한바, 일단 도자기나 쌀로 유명한 지역의 황토 흙은 대체로 성분이 좋고, 원적외선도 다량 방출됨이 알려져 있고, 붉은색의 흙은 무조건 황토라고 인식해서는 안되고 인체에 유익한 황토의 성분과 구조적 특성을 정확히 이해하는 것이 중요하고 황토는 최소한의 점성이 보장되어야 하고 오염되지 않은 흙이어야 하므로 지표에서 1m 이하의 황토층을 재료로 선택하여 오염을 피해야 한다.
또한 황토가 건조되면서 균열이 생기는 흙은 점토가 많은 것이고, 건조되면서 푸석푸석하고 입자가 굵게 느껴지는 것은 모래성분이 있기 때문인바, 이들을 구분하기 위한 가장 기초적인 흙말이 실험(roll teat)은 체로 거르지 않은 한 웅큼의 흙을 집어서 축축하게 적시고, 공처럼 둥글게 만들어서 햇빛 아래서 말려보게 되면, 산산이 부서진다면 그 흙은 점토가 너무 적고 강도가 약한 흙이니 황토제품으로 부적합하다. 따라서 본 발명에 있어서 원료 조성물에의 혼합시 물 등을 첨가하지 않고 교반 및 혼합이 이루어질 수 있도록 상기 황토는 7~15% 정도의 수분함량을 가지도록 하는 것이 중요하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 고화제는 포졸란(pozzoan)을 함유하는 광물소재를 적정 비율로 배합설계를 하게 되면 황토의 이온 응집반응, 포졸란 반응 및 고로슬래그의 잠재수경성 반응을 통해 소성 공정 없이도 소정의 강도를 확보할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서 상기 무기 응집제는 NaCl, CaCl2, KCl, MgCl2, Na2SO4, FeCl2를 25~35 : 15~30: 12~28 : 5~10 : 1 ~7 : 1~3의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 무기 응집제가 분말형태로 제조되는 경우 그 입경은 150 내지 250 메쉬일 수 있다.
이와같이 본 발명에 따른 원료 조성물에는 황토, 고화제와 무기응집제를 혼합하도록 하고 있어 소성과정을 거치지 않고도 가압 성형과, 증기양생 공정만으로도 경량 보드를 제조할 수 있게 된다. 따라서 상기 원료 조성물 제조단계에 있어서 적절한 배합비를 갖도록 하는 것이 중요하며, 특히 무기 응집제는 황토 및 고화제 100중량부 기준으로 1~3중량부로 포함되는 것이 중요하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 고화제는 포졸란(pozzoan) 광물소재를 포함하는 고로슬래그 분말, 석회, 무수석고, 실리카 흄, 메타카올린, 칼슘 설포알루미네이트(Calcium sulphoaluminate cements:CSA)를 50~60 : 1~20 : 20~30 : 1~2 : 1~5 : 1~5의 중량비로 포함하도록 한다.
상기의 고화제의 각 수치 범위에 의해 제조된 고화제는 그 성분 중 다량의 에트링가이트(Ettringite)가 생성되는데 이것의 화학성분은 3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O 이며 이 성분은 다량의 물을 결합수로서 취하여 반응을 촉진시키는 동시에 황토 입자의 이동을 제어하는 역할을 하게 되어 고화를 용이하게 하는 작용을 하며 산화칼슘, 수산화칼슘에 의하여 수화물이 생성되어 황토 입자의 고화를 더욱 상승시키게 되며 황토 입자에 포함되어 있는 SiO2, Al2O3 등의 성분이 수산화칼슘과 수화물을 생성하여 포졸란을 활성화시켜 경화를 촉진시키게 되는데, 이 수치범위 내에서 그 효율이 높은 것에 수치한정의 의의가 있다.
또한 본 발명에 있어서 상기 고로슬래그 미분말은 용광로에서 선철과 함께 생성되는 용융슬래그를 급랭시켜 얻은 입상의 수쇄슬래그를 건조 및 분쇄하여 미분화한 것으로 잠재수경성이 있다. 고로슬래그의 반응성은 일반적으로 염기도 및 유리화율이 높을수록 크며 비중은 2.92 ~ 2.95 범위이며 분말도는 비표면적으로 3000 ~ 4000㎠/g이 적당하다. 고로슬래그 분말을 사용함에 따라 표면 활성도가 증가하며 Al2O3 의 용출속도가 빨라지게 되어 에트링가이트의 생성이 촉진되며 또한 C-S-H계 수화물의 겔화를 촉진시키는 것과 동시에 미 반응 부분을 감소시키는 효과가 있다.
본 발명에 사용된 고로슬래그 분말의 화학적 조성은 하기 표 1과 같다.
성분명 단위 화학조성비
SiO2 % 32.5
Al2O3 % 12.8
Fe2O3 % 1.5
CaO % 45.2
MgO % 3.6
또한 본 발명에 있어서 상기 석회는 일반 시중에서 판매되는 백색 분말상태로서 CaO 함량이 70% 이상의 공업용이며, 입도는 200mesh 90%이상의 것으로, 황토 원료를 결합화를 통해 강도를 향상시키고 잠재수경성을 촉진시키는 자극제로서 이온 응집반응 및 포졸란 반응이 충분히 수행될 수 있도록 첨가한다.
상기 석회는 고로슬래그의 수화반응에 필요한 알카리성 부여하는 자극제로서 본원의 수치범위 내에서 수분과의 접촉에서 생성되는 내부 입자 막을 빠른 속도로 파괴할 수 있으므로 수화반응의 가속화에 따른 초기 압축강도는 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명에 있어서 상기 무수석고는 일반적으로 사용되는 있는 석고로서 본원의 수치범위 내로 슬래그와 석회에 혼합하여 물과 반응시키게 되면 에트링가이트(3CaO, Al2O3 , 3CaSO4 , 32H2O)가 수화반응을 일으키면서 감수(減水)효과 및 미세입자의 공극충진으로 조직이 치밀화 되므로 초기강도가 증가하며 수화가 촉진된다.
또한 본 발명에 있어서 상기 실리카 흄은 규소 또는 규소철 합금의 제조 부산물일 수 있고, 그 주성분은 비정질 이산화규소일 수 있다. 개별 입자로는 5 내지 10㎚의 직경을 가질 수 있고, 개별 입자들이 응집되어 0.1 내지 1㎛의 응집체를 형성한 후 20 내지 30㎛의 응집체로 응집될 수 있다. 또한, 상기 실리카 흄은 10 내지 30㎡/g의 BET 표면적을 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 실리카 흄은 상술한 중량비로 포함되어야 다른 구성성분과 상호작용하여 황토보드의 압축강도를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 있어서 상기 메타카올린은 상기 무수석고와 함께 사용되어 제조비용을 경감시키는 경제적 이전과 함께, 황토보드의 단기 강도 및 중장기 강도를 향상시키는 역할을 할 수 있다. 또한 황토보드의 경시적인 유동성 저하를 방지하여 양호한 시공성을 제공할 수 있다. 이를 위해서는 상술한 중량비로 포함되는 것이 요구되며, 이 때, 상기 메타카올린과 무수석고는 칼슘 설포알루미네이트의 알루미늄 이온의 존재 하에 급속히 수화반응하여 유동성 저하를 발휘하는 것으로 추정된다.
또한 본 발명에 있어서 상기 칼슘 설포알루미네이트는 화학식 3CaOㅇ3Al2O3ㅇCaSO를 가질 수 있고, 수화하여 에트링가이트(ettringite)를 생성할 수 있다. 상기 알루미늄 이온는 상기 무수석고와 메타카올린과 반응하여 에트링게이트 또는 유사화합물을 생성할 수 있다.
다음으로 (2) 단계는 상기 원료 조성물을 압착 및 성형 공정을 통해서 압착 성형물을 제조하는 단계이다. 구체적으로 원료 조성물의 상하 및 측면으로 한지를 설치하고 프레스로 압착하여 상기 원료 조성물 중의 수분 및 기포를 제거하면서 표면을 평탄하게 눌러줌으로서 압착 성형물을 제조하게 된다. 이 때 성형압은 50 ~ 100kg f/ ㎠ 범위의 압력으로 3 ~ 5초 정도 가압하여 성형할 수 있다.
특히 본 발명에 있어서 상기 압착 성형물 제조시 한지로 황토를 포함하는 원료 조성물의 상하 및 측면을 전부 감싸게 되므로, 건축 내장재로 사용되는 본 발명의 황토보드가 피착면에 용이하게 부착될 수 있고 접착의 강도를 높일 수 있으며, 황토보드의 균열을 예방하여 보드의 수명을 증대시키는 효과가 있게 된다. 뿐만 아니라, 상기 한지 자체의 문양 또는 한지에 문양을 새겨 넣는 등 수려한 외관을 갖출 수 있도록 하는 효과가 있게 된다.
다음으로 상기 (3)단계는, 상기 압착 성형물을 건조시켜 황토보드를 제조하는 단계이다. 상기 건조 방법은 당 업계에 알려진 통상의 방법으로 수행할 수 있다. 예를 들면, 50 ~ 60℃의 저온에서 5 ~ 10시간 건조 시킨 후 자연 양생시켜 조기 출하할 수 있으며, 20 ~ 25℃ 범위의 온도에서 1~15일 범위에서 자연 건조시키는 것도 가능하다.
또한 본 발명에 있어서 상기 (3)단계를 통해 한지로 감싸도록 제조된 황토보드 상에 코팅층을 형성하도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 제조된 황토보드 상에 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하게 된다. 이 때 상기 코팅제는 솔잎 분말과 녹차잎 분말을 1:10~10:1의 비로 혼합한 녹색염료, 백년초 분말로 이루어진 핑크색 염료 또는 울금 분말과 치자 분말을 1:10~10:1의 비로 혼합한 노란색 염료 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 천연 염료 5~30 중량부; 편백나무 분말 30~40 중량부; 토르말린, 천기석, 세라믹 및 옥분 중에서 선택되는 1종 이상의 광물질 10~20 중량부; 및 송진 5~10중량부를 포함하는 천연 염료 코팅제를 이용할 수 있다.
상기 천연 염료 코팅제를 이용할 경우, 천연 염료에 의하여 친환경적이면서도 외관의 장식성을 향상시킬 수 있다.
또한 상기 코팅제는 편백 나무 분말을 포함하도록 함으로써 피톤치드를 배출시킬 수 있게 된다. 이러한 피톤치드는 실내 세균이나 집먼지 진드기의 번식과 휘발성 유기화합물(VOCs)을 억제하고, 주성분인 테르펜(terpene)는 알파파를 형성하여 심신안정효과가 우수하며, 특히 실내의 인테리어 내장재에서 휘발되는 포름알데히드, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 스틸렌, 아세트 알데히드 등의 탈취 기능과 알레르기, 가려움증, 여드름과 같은 피부 트러블 및 아토피 피부염 완화 효과 뿐만 아니라 항균, 제균, 살균 및 탈취작용을 나타낼 수 있게 된다.
또한 상기 광물질은 음이온을 방사하는 물질들로서, 이러한 광물질을 코팅제에 포함하도록 하여 음이온이 방사되도록 하여 보드의 친환경적이면서 건강기능성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한 상기 천연 염료 코팅제는 천연 염료 5~30 중량부와, 광물질 10~20 중량부 및 송진 5~10 중량부를 혼합하여 제조하게 되는 바, 상기 송진은 접착제로 첨가됨에 따라 코팅제를 황토보드에 도포함에 따라 코팅층을 형성할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 송진에 함유된 피톤치드에 의한 살균,탈취 등의 기능성을 나타낼 수 있어 편백나무 분말의 기능성을 높일 수 있다. 이 때, 송진은 상기 범위 미만으로 포함시 접착 성능이 저하되어 코팅층의 형성이 어렵고, 상기 범위를 초과하는 경우 표면에 접착 성분이 남아 있어 외부의 먼지 등이 부착되게 되므로 상기 범위로 포함되도록 하는 것이 중요하다.
즉, 본 발명에 따른 상기 코팅제는 세균, 곰팡이, 휘발성 유기 화합물, 포름 알데히드 등의 환경성 노출에 자극 받고 알레르기, 천식을 일으킬 수 있는 유해물질들로서의 방지와 예방에 도움을 줄 수 있음은 물론, 이러한 코팅제의 도포에 따른 코팅층의 형성으로 황토 판넬의 균열이나 변색을 방지하고 기능성을 높이면서 물(습기)에 강한 특성을 갖게 함은 물론 내구성을 높일 수 있게 된다.
이와같이 본 발명은 상기 방법으로 제조되는 황토보드를 제공할 수 있게 된다.
본원에서 제공되는 상기 황토보드를 이용하여 바닥면을 시공하는 방법으로서는 황토보드의 저면으로 녹말풀이나 아교, 송진, 옻 중에서 선택되는 무독성 접착제를 도포하여 황토보드를 바닥면에 부착시키는 구성으로 적용될 수 있으며, 벽면으로 적용될 때는 0.3~5.0 ㎜ 두께의 알루미늄판이나 동판이나 갈판 중에서 선택되는 철재류나 합성수지재를 이용하여 H형 격자 구조를 만들어 벽면에 고정하여 황토판재의 걸림턱을 형성하고 격자구조 사이의 걸림턱 공간부에 황토판재를 조립하는 구성으로 황토판재를 측벽판으로 시공할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하나 본 발명이 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
1. 원료의 준비
먼저, 기능성 소재로서 황토는 경남 하동 옥종지역에서 산출되는 황토를 구입 준비하였으며, 수분 함량이 7 ~ 10% 정도 자연건조 시킨 후 스크린 공정을 거친 입도 5mm 이하의 황토를 준비하였다.
또한 NaCl, CaCl2, KCl, MgCl2, Na2SO4, FeCl2를 30 : 20 : 20 : 7 : 3 : 1의 중량비로 혼합하여 무기응집제를 준비하였다.
또한 고화제는 고로슬래그 분말, 석회, 무수석고, 실리카 흄, 메타카올린, 칼슘 설포알루미네이트(Calcium sulphoaluminate cements:CSA)를 50: 5: 25: 1: 1: 1의 중량비로 혼합 및 투입하여 정밀혼합이 될 수 있도록 일정한 속도로 혼합하여 제조하였다.
2. 황토보드의 제조
상기 준비한 황토 75kg, 고화제 25kg, 무기응집제 1.5kg을 정밀혼합이 될 수 있도록 일정한 속도로 혼합과정을 거친 후 물 약 10ℓ를 원형 교반기에 투입하여 원료가 뭉치지 않도록 분무식으로 분사하여 골고루 고른 분사가 이루어지도록 하였다.
함수비가 적절히 조절된 혼합물을 가압프레스(대원, 50TON 유압프레스) 방식에 한지를 몰드 하부 및 상부에 부착한 후 50 ~ 100 kgf/ ㎠ 범위의 압력으로 3 ~ 5초 정도 가압하여 성형 제작하였다.
위의 성형 틀에 의해 성형된 황토보드를 스팀 시설이 설치된 저온건조실에서 50 ~ 60℃로 5 ~ 10시간 정도 양생을 실시한 후 야적장에서 자연양생을 실시하여 황토보드 성형품을 완성하였다.
<실시예 2>
상기 황토 80kg, 상기 고화제 20kg, 무기 응집제 1.5kg 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 황토보드 성형품을 제조하였다.
<비교예 1>
황토 90kg, 고화제 10kg 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 황토보드 성형품을 제조하였다.
<시험예 1>
상기 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 황토보드에 대하여 휨강도를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
시험
항목 		구분 황토
kg(중량부) 		고화제
kg(중량부) 		무기응집제
kg(중량부) 		휨강도
(N/cm) 		비 고
측정재령
(14일)
휨강도 실시예 1 75(75) 25(25) 1.5(1.5) 14 휨강도(KS내장타일기준)
12(N/cm)
실시예 2 80(80) 20(20) 1.5(1.5) 12
비교예 1 90(55) 10(15) - 8
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 혼합 중량 범위 내에 들어가는 실시예 1 내지 실시예 2의 경우에, 황토와 고화제 간에 포졸란 반응, 고로슬래그의 잠재수경성 반응 및 무기응집제의 이온 응집반응을 통해 휨강도가 12 이상으로 우수한 휨 강도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
반면에 무기 고화제의 함량이 적고 무기 응집제가 없는 경우에는 휨강도가 미흡하고 가장자리 부분이 다소 약한 품질을 확인 할 수 있었다.
또한 도 2는 실시예 1에 따라 제조된 황토보드의 사진을 나타낸 것으로, 이를 참고하면 본 발명 실시예에 따라 제조된 황토보드의 경우에 보드 표면의 질감도 자연스러운 것도 확인할 수 있었다.
이러한 실시예의 결과로부터 본 발명에 따라 제조된 황토보드는 무기 고화제 및 무기 응집제에 의하여 소성 과정 없이 비소성 방식으로 제조되어도 소정의 강도를 확보할 수 있으며, 또한 한지가 상부 및 하부에 접착되어 있어 재단가공 작업시 시공성이 좋아 편리하게 작업할 수 있다. 또한 천연 광물질 무기 고화제 및 무기 응집제를 첨가하게 되면 물에 의한 풀림 현상도 방지할 수 있다.
따라서 본 발명에 따르면 비소성 방식으로 경제적 황토보드를 제조하면서도 물성변화가 없고, 유해환경 물질(VOCs) 배출이 없어 쾌적한 실내환경을 조성 할 수 있는 친환경 황토보드를 제공할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다.

Claims (5)

  1. (1) 수분 함량 7~15%인 황토 75~80 중량부와, 포졸란 광물소재 함유 고화제 20~25 중량부 및 무기응집제 1~3 중량부를 혼합하고, 물 7~15중량부를 더 혼합하여 원료 조성물을 제조하는 단계;
    (2) 상기 원료 조성물의 상하 및 측면으로 한지를 설치하고 프레스로 압착하여 상기 원료 조성물 중의 수분 및 기포를 제거하면서 표면을 평탄하게 눌러주는 압착 및 성형공정을 통해 압착 성형물을 제조하는 단계; 및
    (3) 상기 압착 성형물을 건조시켜 황토보드를 제조하는 단계;를 포함하되,
    상기 무기 응집제는 NaCl, CaCl2, KCl, MgCl2, Na2SO4, FeCl2를 25~35 : 15~30: 12~28 : 5~10 : 1 ~7 : 1~3의 중량비로 포함하여 이루어지고,
    상기 고화제는 포졸란(pozzoan) 광물소재를 포함하는 고로슬래그 분말, 석회, 무수석고, 실리카 흄, 메타카올린, 칼슘 설포알루미네이트(Calcium sulphoaluminate cements:CSA)를 50~60 : 1~20 : 20~30 : 1~2 : 1~5 : 1~5의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는, 황토보드의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 응집제는 입경이 150 내지 250 메쉬인 분말 형태인 것을 특징으로 하는, 황토보드의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (3)단계 후,
    (4) 상기 제조된 황토보드 상에 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 코팅제는 솔잎 분말과 녹차잎 분말을 1:10~10:1의 비로 혼합한 녹색염료, 백년초 분말로 이루어진 핑크색 염료 또는 울금 분말과 치자 분말을 1:10~10:1의 비로 혼합한 노란색 염료 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 천연 염료 5~30 중량부; 편백나무 분말 30~40 중량부; 토르말린, 천기석, 세라믹 및 옥분 중에서 선택되는 1종 이상의 광물질 10~20 중량부; 및 송진 5~10중량부를 포함하는 천연 염료 코팅제인 것을 특징으로 하는, 황토보드의 제조방법.
  5. 제 1 항, 제3항, 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되는 황토보드
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