KR101882775B1

KR101882775B1 - 닥섬유와 패각 및 광물질을 이용한 타일의 제조방법

Info

Publication number: KR101882775B1
Application number: KR1020160078707A
Authority: KR
Inventors: 차종순; 최성일
Original assignee: 차종순
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2018-07-27
Also published as: KR20180000563A

Abstract

본 발명은 닥섬유와 패각 및 광물질을 이용한 타일의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 닥나무의 인피섬유와 패각을 수집하는 단계; 상기 닥나무 인피섬유의 흑피를 제거하여 형성된 백피로부터 닥섬유를 제조하는 단계; 상기 패각을 가열한 다음 파쇄하여 패각분말을 제조하는 단계; 상기 닥섬유에 패각분말, 포조란, 견운모, 토르말린 및 천기토로 이루어지는 광물질을 혼합하여 원료를 제조하는 단계; 상기 원료를 한지 제조 공정을 통해 바탕지로 제조하는 단계; 상기 바탕지를 금형에 안착시킨 다음 유압프레스로 압착하는 단계; 및 상기 압착된 바탕지를 건조한 후 도장하는 단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 금형의 내주면에는 다양한 무늬 또는 패턴이 형성되어 금형에 가압되는 바탕지의 표면에 무늬 또는 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 닥섬유와 패각 및 광물질을 이용한 타일의 제조방법에 관한 것이다.

Description

닥섬유와 패각 및 광물질을 이용한 타일의 제조방법{Using the method of manufacturing mulberry fibers and shell tiles and mineral}

현대인들의 생활수준과 삶의 질이 높아짐에 따라, 아름답고 건강한 주거 환경을 조성하기 위한 다양한 관심이 쏟아지고 있다. 이러한 흐름에 맞춰 여러 종류의 건축재 또는 마감재에 대한 개발과 연구가 이루어지고 있는 실정이다.

일반적으로 인테리어에 주로 사용되는 목재는 방부를 위해 포르말린을 처리하여 시공 후 잔류 유해물질이 방출되는 우려가 있다. 벽면 장식에 가장 널리 사용되는 벽지 또한 벽지 자체의 제조 공정에서 원자재에 함유되거나 인쇄 공정에 사용되는 화학물질이 잔류하여 시공 후 실내공기의 오염원으로 작용하기도 한다.

이렇게 건축재 또는 마감재에서 배출되는 휘발성 유기 화합물은 특히 겨울철과 같이 환기가 불충분할 경우에는 실내에 축적되어 소위 말하는 ??새집증후군??의 증상으로 아토피 피부염, 천식, 두통과 같이 인체에 각종 문제를 야기하게 되었다.

새집증후군을 최소화하기 위하여 실내용 환기시설이나, 공기청정기의 사용, 광촉매를 사용한 유해가스 저감기술 등이 이용되고 있다. 그러나 그 효과가 아직 미약할 뿐 아니라, 환기시설이나 공기 청정기를 사용할 경우 추가로 설비가 필요하거나 유지에 비용이 소모되고, 광촉매 코팅은 마모로 인해 기능이 소멸되는 등 보다 근원적인 문제 해결이 필요하다.

한지는 우리나라를 대표하는 고유의 종이로서, 자연 친화력이 높은 천연소재로서 닥나무의 껍질과 닥풀 등을 주원료로 하여 제조되며, 섬유길이가 10mm로 장섬유이기 때문에 질겨서 쉽게 찢어지지 않으며, 변색이 쉽게 되지 않으며, 온도와 습도를 자연적으로 조절할 수 있는 기능성과 신축성을 가지고 있으며, 기공이라고 하는 미세한 구멍이 있어 내부의 환기가 가능하도록 하는 특징이 있다.

대한민국 공개특허공보 제2006-42609호에는 한약재를 포함하는 기능성 벽지에 대해 개시되어 있으나, 이는 벽지에 한약재와 무기질분말 및 유기질분말을 포함하는 조성물을 코팅하여 제조된 것으로서 코팅층의 마모로 인해 기능이 상실될 수 있을 뿐 아니라 기존 벽지에 여러 차례의 코팅을 진행해야 하므로 제조 공정 또한 복잡한 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0757949호에는 건강, 곽향, 원지, 박하, 당귀, 천궁, 작약, 백복신, 의이인, 솔잎, 감초, 목향, 향부자, 석창포, 애엽과 같은 한약재를 함유하는 한지 타일에 관한 제조방법이 개시되어 있다. 상기 발명에 의해 제조된 한지 한방 타일은 천연 소재를 사용하고 약리활성이 있는 한약재를 함유하고 있어, 새집증후군을 예방할 수 있을 뿐 아니라 한약재가 방출하는 정유성분으로 인한 유효 약리활성 효과를 기대할 수 있으며 한지의 특성으로 인해 온도 및 습도 조절 기능과 방음효과가 뛰어나다.

한편, 패각(貝殼)은 조개류의 껍데기로서, 현재 우리나라에서 발생하고 있는 패각은 분말로서 호분이나 제산제, 태운 조개재로서 도료, 매염제, 비료 등으로 이용되고, 단추의 제작, 비료 및 건자재 등과 같은 일차적 가공물로서의 활용, 칼슘성분을 추출하여 식품 또는 의약품으로서의 활용 등으로 실생활에 이용되고 있으며, 최근에는 건축분야에서도 굴 및 꼬막 패각을 콘크리트 잔골재로 사용하려는 연구가 진행되고 있다.

그러나 이러한 소비에도 불구하고 패각은 연간 40만 톤 이상이 폐기물로 처리되고 있어서 매립이나 야적을 위해 많은 유지 관리비를 발생시키며, 패각의 처리방식이 다양하게 보급되어 있지 않으므로, 대부분의 굴 패각은 해당 해역에 그냥 방치됨으로 인하여 부패된 악취를 발생시킬 뿐 아니라, 특히 해양폐기물의 주요 오염원으로 패각의 비율이 약 70%에 달해 심각한 환경문제를 초래하고 있어 패각의 재활용은 이러한 문제점의 해결 방안으로서 절실히 요구되는 상황이다.

패각은 조개의 종류에 따라 분쇄하였을 때 그 질감과 색상이 매우 미려하고 다양하게 나타날 뿐만 아니라 생물화학적으로 조성된 다공성의 칼슘성분으로 인하여 상당한 단열성능을 가지고 있고, 주변 공기와의 호흡을 통해 공기 중의 오염물질 등을 흡착하는 능력을 가지고 있는 위생적이고 친환경적인 재료로 알려져 있다.

한편, 광물질은 천연광물 내에 존재하는 원소의 총칭을 말하며, 이러한 광물질은 포조란, 견운모, 토르말린 및 천기토 등과 같은 광물에서 기인한다. 상기와 같은 광물질은 주로 원적외선과 다량의 음이온 등을 방출하는 것으로 알려져 있는데, 포름알데히드 분해와 같은 오염제거에 효과가 있으며, 곰팡이균 서식 억제로 인한 부패방지 등과 같은 생활 속 오염에 대한 유익한 기능을 하는 것으로 알려져 있다.

근래에는 건축용 또는 산업용으로서 한지에 대한 수요가 더욱 증가하고 있다. 이에 따라 기능성을 첨가하고 우수한 색상 및 무늬를 갖는 한지 타일의 개발과 연구가 필요한 실정이며, 아직까지 닥나무 인피섬유와 패각 및 광물질을 융합한 타일의 제조방법은 개시된 바가 없다.

등록특허공보 제10-0757949 (한지 한방 타일의 제조방법) 등록특허공보 제10-0593559 (표면마감재용 한지 및 이의 제조방법)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인장강도가 높으며 통풍성 및 보온성의 기능이 있는 한지와, 원활한 원료 공급이 가능하여 경제적이며 환경적인 측면에서 우수한 패각을 융합하여, 미려한 색감과 질감 표현은 물론 다양한 무늬 또는 패턴이 형성되어 있는 바탕지를 제조한 다음, 옻칠 또는 수성 마감재로 도장할 수 있도록 하여 건축용이나 산업 인테리어용으로써 예를 들면, 아트월의 타일로 사용할 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 패각가루와 닥섬유를 융합시킴으로써 최종 제품인 타일의 탄성률을 향상시키고, 평활도가 향상되며, 백색도 및 불투명도가 향상되며, 액체에 대한 내성을 부여하도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 인체에 유해한 포름알데히드 및 암모니아 등의 방출을 억제하며, 세균과 곰팡이균의 발생 및 서식을 방지하여 보존성을 높일 수 있는 광물질이 함유된 한지 아트월의 타일의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 타일은 한지의 바탕지를 제조한 다음 그 바탕지의 일면에 무늬 또는 패턴을 금형과 함께 유압프레스기로 가압하기 때문에 일반적인 인쇄공정으로는 쉽게 나타낼 수 없는 깔끔하고 선명한 무늬를 표현할 수 있으며, 옻칠 또는 수성 마감재 도장으로 일종의 코팅제 역할을 하게 되어 보존성을 높이고 시간의 흐름이 있어도 무늬와 패턴이 계속 유지될 수 있도록 하는 닥섬유와 패각을 이용한 타일의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 닥섬유와 패각 및 광물질을 이용한 타일의 제조방법은 닥나무의 인피섬유와 패각을 수집하는 단계; 상기 닥나무 인피섬유의 흑피를 제거하여 형성된 백피로부터 닥섬유를 제조하는 단계; 상기 수집된 패각을 900℃로 1시간 이상 가열한 다음 30~800메쉬의 분말로 파쇄하여 패각분말을 제조하는 단계; 상기 닥섬유 100중량부에 대하여, 패각분말 15~20중량부, 포조란 20~25중량부, 견운모 18~23중량부, 토르말린 15~25중량부 및 천기토 17~22중량부를 혼합하여 원료를 제조하는 단계; 상기 원료 100중량부에 대하여, 분산제 5~10중량부를 투입하고 한지 제조 공정을 통해 바탕지로 제조하는 단계; 상기 바탕지를 내주면에 다양한 무늬 또는 패턴이 형성되어 있는 금형에 안착시킨 다음 유압프레스기로 70~80℃에서 5~10분간 3,000kg로 압착하는 단계; 및 상기 압착된 바탕지를 건조한 후 도장하는 단계;를 포함하며, 상기 도장단계는 옻칠 또는 수성 마감재를 도포하는 것으로 이루어지되, 옻칠 도장은 초칠 과정으로 생칠 10g을 기준으로 송정유 5~10g을 투입하여 도포하며, 중칠 과정으로 생칠 10g을 기준으로 송정유 2~5g을 투입하여 도포하며, 상칠 과정으로 생칠 10g을 기준으로 송정유 0~2g을 투입하여 도포하며, 수성 마감재 도장은 찹쌀풀과 물을 중량비로 1:1의 비율로 혼합하여 1차로 2~3회 도포하며, 2차로 수성 마감재를 3~5회 도포하며, 3차로 수성 마감재를 2~3회 도포하는 것을 특징으로 한다.

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상기와 같이 이루어지는 본 발명은 일반적인 타일과는 차별화되며 자연에서 얻을 수 있는 환경적 소재인 닥섬유와 패각을 주 원료로 하여 융합된 타일을 제조함으로써, 인체에 해로운 공업용 원료는 최대한 줄이고, 서구화된 주거공간과 생활 패턴에 어울리는 건축 내장재의 아이템으로 활용도를 높으며, 자연에서 얻은 소재의 사용으로 소비자의 만족감을 높일 수 있는 효과가 있다.

상기 닥섬유가 함유된 타일은 쉽게 찢어지지 않으며 질겨 인장강도가 좋고, 보관성이 높아 수명이 오래가며, 양지에 비해 변색이 덜하며, 공기의 흐름을 원활하게 하므로 습기흡수성과 통기성이 우수하여 기능적인 측면에서 효과가 높다.

또한, 상기 패각은 버려지는 패각들을 원료로 사용하여 새롭게 상품을 생산한다는 측면에서 자원의 재활용 효과가 높으며, 패각의 폐기에 소요되는 비용과 시간을 줄이게 되므로 부가가치의 최대화 및 경제성 측면에서 긍정적인 효과가 있다.

또한, 상기 닥섬유에 첨가되는 패각 분말은 섬유 간에 충전제 역할을 하므로 밀도가 향상되어 최종제품의 인장강도가 향상되며, 인장 탄성률과 평활도, 백색도 및 불투명도가 향상되며, 특히 패각 분말은 액체에 대한 내성을 부여하므로 액체 침투의 억제로 인한 평형 함수율 유지에 효과가 있다.

또한, 포름알데히드 및 암모니아 등의 인체에 유해한 성분 방출을 억제하여 기능성을 높이며, 세균과 곰팡이균의 발생 및 서식을 방지할 수 있는 광물질이 함유된 한지 아트월 타일을 제조함으로써 보존력을 향상시켜 변색과 같은 변질방지에도 큰 효과가 있다.

또한, 패각 특유의 은근하고 빛나는 색감이 함유된 타일을 제공하며, 사용된 패각과 그 분말 크기에 따른 다양한 질감을 표현할 수 있으며, 여러 가지의 다양한 패턴의 디자인 개발과 금형(평면형 및 양면형) 제작으로 바탕지에 입체적인 아름다움을 나타낼 수 있으며, 이러한 바탕지에 더불어 옻칠 또는 수성 마감재로 도장하게 되므로 완성되는 타일의 보존 수명을 늘리며 방충 및 방수 효과와 전체적인 심미성을 높여주는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 닥섬유와 패각 및 광물질을 이용한 타일의 제조과정.
도 2는 닥섬유와 패각 융합에 따른 기계적 성질 향상 메카니즘 이미지.
도 3은 본 발명에 따른 광물질 분말 사진.
도 4내지 11은 본 발명에 따른 닥섬유와 패각 및 광물질을 이용하여 제조된 타일의 시험성적서.

본 발명은 닥섬유와 패각 및 광물질을 이용한 타일의 제조방법에 관한 것으로, 패각 수집단계와 닥섬유 제조단계, 패각분말 제조단계, 원료 제조단계, 바탕지 제조단계, 압착단계 및 도장단계로 이루어지는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 닥섬유와 패각 및 광물질을 이용한 타일의 제조방법에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.

1. 원료수집단계

원료수집단계는 닥섬유와 패각 및 광물질을 이용한 타일의 원료가 되는 닥나무와 패각을 수집하는 단계이다.

채집한 닥나무의 줄기를 절단기에 투입하여 50~70cm 크기로 절단한 다음, 가마솥에 넣고 닥나무의 껍질이 수월하게 분리될 수 있도록 물을 부어 1~3시간 삶아, 닥나무 인피섬유를 준비한다. 이때, 닥나무는 11월~2월 사이에 1년생 맹아지(萌芽枝)를 베어서 사용하는 것이 바람직한데, 닥나무를 11월과 2월 사이에 거두면 적당한 수분을 함유하고 있으며 닥의 섬유가 여리고 부드럽기 때문이다.

상기 닥나무(paper mulberry)는 저상(楮桑)이라고도 하며, 아시아가 원산지이고 높이는 3m에 달하고 작은 가지에 짧은 털이 있으나 곧 없어진다. 나무껍질은 회갈색이며, 잎은 어긋나고 길이가 5～20cm이며, 잎 가장자리에는 톱니가 있고 2～3개로 깊게 패어 들어갔다. 앞면은 거칠고 뒷면에는 짧은 털이 있으나 곧 없어지며, 잎자루는 1～2cm이고 꼬부라진 털이 있으나 점차 없어지는 것이 특징이다. 열매는 핵과이고 둥글며 6~7월에 붉은빛으로 익는다. 특히 한방에서는 열매를 양기 부족 및 수종의 치료제로 쓴다. 어린잎은 식용한다. 또한, 닥나무는 주로 수피(나무 껍질)를 사용하여 삼국시대부터 한지, 지폐, 합죽선, 한지장판, 문풍지 등에 사용되었으며, 목질부는 파쇄 후 퇴비 등으로 사용되어 왔다. 닥나무에서 채취된 섬유질은 전통적으로 주로 한지 제조에 이용되어 왔다.

패각은 해안에서 채취되는 패류를 채취하여 내용물을 수집한 후 버려지는 패각을 수집하여 준비한다. 이때, 패각의 종류는 예를 들면, 굴, 조개, 전복, 소라, 꼬막, 모시조개, 홍합, 키조개 및 맛조개 등의 패류를 포함할 수 있다.

2. 닥섬유 제조단계

닥섬유 제조단계는 상기 닥나무 인피섬유의 흑피를 제거하여 형성된 백피로부터 닥섬유를 제조하는 단계이다.

잘 삶아진 상기 닥나무의 껍질을 벗겨 제거하는 닥무지 과정을 통하여 흑피를 수확하며, 닥무지 과정 이후 다시 겉껍질을 제거한 다음 햇볕에서 건조하여 백피로 만들고, 상기 백피를 1~2일 동안 차가운 물에 담가 불린 후 콩대 또는 메밀대 등을 태운 재를 뜨거운 물에 우려내어 얻은 잿물에 삶아 세척한 후, 티를 고른 다음, 돌판 위에 올린 다음 방망이 등으로 두들겨 닥나무의 섬유조직이 잘 풀어지도록 고해하여 닥섬유를 제조한다.

3. 패각분말 제조단계

패각분말 제조단계는 수집한 패각을 세척하여 가열한 다음 파쇄함으로써 패각분말로 제조하는 단계이다.

상기 수집된 패각을 깨끗한 물로 세척하여 패각 표면의 염분이 충분히 제거될 수 있도록 한다. 1차 세척은 양식과정에서 생긴 비닐류 및 다른 해초류 등의 제거를 위한 작업이며, 2차 세척은 고압 세척으로서 미생물과 1차 세척에서 미처 처리되지 못한 오염물질의 제거를 위하여 시행되는 작업이다. 이러한 패각의 세척과정을 1차~2차에 걸쳐서 시행하는 것은 수집된 패각에 남아 있는 염분 제거는 물론, 내부에 있는 모래나 진흙 등의 각종 이물질 제거를 완벽하게 하여 안전하고 위생적으로 만들기 위한 목적이 있기 때문이다.

상기 세척이 완료된 패각을 900℃의 고온에서 가열하여 소성될 수 있도록 하며, 패각의 내부 및 외부에 대한 전체 소독효과를 높이고, 미생물을 멸균하도록 한다. 이때, 상기 패각은 900℃로 1시간 이상 가열하는 것이 바람직한데, 가열 온도가 900℃ 미만이면 패각의 미생물 멸균에 대한 효과 및 파쇄작업의 효율성이 떨어지게 되며, 가열 온도가 900℃ 이상이 되면 경제적 측면에서 효과적이지 않게 된다.

1차 소성과정을 900℃에서 1시간 이상 시행한 다음 2차 소성과정으로 30분 이상 시행하도록 한다. 소성과정을 1차와 2차로 나누어 시행하는 이유는 패각에 붙어 있는 미생물과 이물질을 완전히 제거하기 위해서이며, 파쇄과정에서도 파쇄가 더욱 용이하게 되어 작업시간을 단축할 수 있는 효과를 볼 수 있으며, 파쇄했을 때 고운 입자를 얻기 위한 목적이 있기 때문이다.

상기 가열된 패각을 이송하여 파쇄 시설 패각 파쇄기에 투입한다.

먼저, 1차 파쇄과정으로는 실제 크기의 패각을 복수 개의 작은 조각 형태로 파쇄될 수 있도록 시행하며, 다음으로 2차 파쇄과정에서는 상기 패각 조각을 다시 파쇄시설에 투입하여 파쇄한 후 거름망을 이용하여 30~800메쉬의 미세한 분말 형태로 걸러냄으로써 입자가 미세한 패각 분말을 제조한다.

한편, 도 2와 같이 닥섬유와 패각 분말이 융합되면 다음과 같은 효과를 갖게 된다.

닥섬유와 패각을 이용한 한지(바탕지) 제조에 있어서, 밀도에 영향을 미치는 인자는 섬유의 고해 정도와 충전제의 첨가량으로 패각가루는 섬유 간에 충전제 역할을 하므로 밀도가 향상(20% 증가)되며, 이러한 밀도는 최종제품의 물리적 성질(인장강도 등) 향상과 밀접한 관계를 갖게 되며, 밀도와 일정한 관계로 인하여 탄성률이 향상되며, 패각 분말이 충전제 역할을 하게 되어 평활도가 향상되며, 백색도와 불투명도가 향상된다. 또한, 닥섬유 제품은 온도의 의존성은 거의 없고 습도의 의존성이 강한 편인데, 패각 분말이 충전제의 역할을 하게 되어 액체에 대한 강한 내성을 부여하므로 액체 침투의 억제로 인한 평형 함수율을 유지할 수 있게 되는 것이다.

4. 원료 제조단계

원료 제조단계는 상기 닥섬유에 패각분말, 포조란, 견운모, 토르말린 및 천기토로 이루어지는 광물질을 혼합하여 원료를 제조하는 단계이다.

상기 닥섬유 100중량부에 대하여 패각분말 15~20중량부, 포조란 20~25중량부, 견운모 18~23중량부, 토르말린 15~25중량부 및 천기토 17~22중량부를 혼합 비터기에 투입하여 55~65분간 혼합한다.

이때, 상기 포조란과 견운모, 토르말린 및 천기토로 이루어지는 광물질은 분쇄기에서 분쇄한 다음 건조 및 가열하여 얻은 도 3과 같은 분말 형태로 제조하여 투입할 수 있다.

좀 더 바람직하게 상기 포조란은 분쇄기를 이용하여 325메시(Mesh)로 분쇄하여 입자들을 선별한 다음 건조실에서 1일간 100℃로 건조하여 함유된 수분이 제거될 수 있도록 한 후 800~950℃로 가열하여 분말 형태로 제조하며, 견운모는 분쇄기를 이용하여 325메시(Mesh)로 분쇄하여 입자들을 선별한 다음 건조실에서 1일간 100℃로 건조하여 함유된 수분이 제거될 수 있도록 한 후 800~950℃로 가열하여 분말 형태로 제조하며, 토르말린은 분쇄기를 이용하여 325메시(Mesh)로 분쇄하여 입자들을 선별한 다음 건조실에서 1일간 100℃로 건조하여 함유된 수분이 제거될 수 있도록 한 후 800~950℃로 가열하여 분말 형태로 제조하며, 천기토는 분쇄기를 이용하여 325메시(Mesh)로 분쇄하여 입자들을 선별한 다음 건조실에서 1일간 100℃로 건조하여 함유된 수분이 제거될 수 있도록 한 후, 800~950℃로 가열하여 분말 형태로 제조하여 투입할 수 있다.

상기 포조란은 약 1억년전 백악기 화성암석으로 이탈리아 포조리라는 마을에서 처음 발견된 이후 최근 선진국뿐만 아니라 우리나라에서도 첨단 신소재 재료로 연구개발되어 매우 유용한 광물의 일종으로 알려지며, 이 중 한국에서 출토되는 포조란이 가장 우수한 것으로 평가되고 있다. 문헌에 의하면 로마시대 이탈리아의 콜로세움투기장의 건축물을 만들 때, 포조란을 사용하였으며 그로 인해 지금까지 균열이나 부식이 없을 정도로 다양한 치환율을 지닌 광물로 알려져 있다.

이러한 포조란은 각종유기물과 미네랄을 다량 함유하고 있으며, 게르마늄 함량이 풍부하고 원적외선 방사율이 높아 온열효과가 높은 암석으로 알려져 왔다.

상기 포조란은 다공성암석으로 스펀지와 같이 물체를 흡착하는 특성을 가지고 있으며, 이러한 포조란의 대표적인 성분은 게르마늄으로 그 함유량이 2.0ppm으로 옥보다 198배 많은 양을 함유하고 있으며, 게르마늄의 효과인 원적외선 방출 및 음이온 방출에 뛰어난 효과가 있다. 양이온은 세균이나 먼지, 꽃가루곰팡이, 오염된 입자들을 자유롭게 떠다니도록 하여 공기를 혼탁하게 만드는 반면, 음이온은 이들을 중화, 제거해주는 효과가 있다.

또한, 포조란은 인체 내에 있는 산화물질을 제거하며 노화방지는 물론, 혈액정화를 하여 피부 세포를 활성화시키고 혈액순환을 촉진시켜 오염된 피부표면을 청결히 함과 동시에 Demo Dex(모낭충)가 서식하지 못하도록 하여 피부 문제점을 완화 시켜주며, 노폐물을 깨끗하게 제거하는 효과가 있는 것은 물론 항균, 살균, 탈취 이외에도 정수, 해독작용과 산소공급이 우수하여 변색 또는 부패 방지에 효과적이다.

상기 견운모는 칼륨, 알루미늄을 함유한 함수 규산염 광물로 필수 미네랄과 미량원소 등을 풍부하게 함유하고 있는 천연 광물을 말하며, 세리사이트(Sericite)라고도 한다. 이러한 견운모는 예로부터 동서양을 막론하고 건강에 이로운 작용을 하는 것으로 알려져 있는 대표적인 광물질로서, 다량의 음이온과 원적외선을 방출해 세포활동의 활성화, 혈액정화, 피로회복, 통증완화 및 면역력 증가 등의 효과를 나타내는 것으로 전해진다.

특히, 견운모에는 셀레늄이라는 강력한 항암물질과 각종 질병예방에 도움이 될 뿐만 아니라 피부의 노화방지에 효과가 있고, 각종 미네랄이 풍부하며, 우리나라 충북 영동산이 대표적이다. 견운모는 원적외선 효과가 있으며, 혈액순환을 촉진하고, 신진대사를 원활하게 하여 노폐물 배출과 해독 효능이 있으며, 인체와 비슷한 대역대의 생육파동을 방출하여 세포를 진동시키는 효능이 있으며, 전자파 차폐 등 뛰어난 기능성 효과가 있다고 알려져 있다.

또한, 견운모는 혈류의 흐름을 원활하게 하고 정화시키는 효능인 음이온효과가 높으며, 항균 및 탈취효과가 있어 공기 중의 유해물질을 흡착하여 중화 또는 제거하는 효능이 있다고 알려진다.

상기 토르말린은 수정과 같은 결정구조를 가지는 육방정계에 속하는 광물로서 마찰에 의해 전기가 생기며, 원적외선과 음이온을 발생시켜 신체의 신진대사를 촉진시키는데 효과가 있다. 또한, 토르말린은 세포기능과 면역기능을 활성화 시키고, 강력한 열효과와 높은 침투력으로 혈액순환과 정화에 효과가 있다고 알려져 있다.

이러한 토르말린은 항산화 작용, 피로회복, 혈행촉진, 신진대사촉진, 혈압강하, 혈액정화, 세포활성화, 노화방지 등에 효과적이며, 스트레스 완화를 비롯한 정신안정작용, 자율신경 조정효과, 안면효과, 집중력향상 등 신경과 정신건강에 효과적이라고 알려진다.

또한, 플러스 이온의 중화, 냄새제거, 미립분진 제거, 항균, 포름알데히드 분해 등 환경관련 오염 제거에도 큰 효능이 있다고 알려져 있으며, 생활 속 오염원인 담배연기 분해, 냄새제거, 식품신선도 보관 유지, 부패방지, 대전방지 등 음이온은 신체에 유익한 효능뿐만 아니라 대기 중의 유해한 화학물질 및 냄새, 전자파 등의 양이온을 분해하는 효과가 있다.

상기 천기토는 복합알칼리 미네랄 광물로서 一名(天寶藥石)이라고도 하며, 화성암류중 장석반암에 속한다. 이러한 천기토는 무독하여 피부병과 외상치료에 특효가 있다고 하여 약석으로 사용되었던 자연석으로써, 45종 이상의 미네랄 원소를 함유하고 있어 각종 미네랄 용출, pH 조정, 용존산소증가 등 수질 개선의 효과가 뛰어날 뿐만아니라 93%가 넘는 고효율의 원적외선을 방사하여 생물 성장 촉진과 활력을 공급하는 에너지원이 되고 있다. 또한, 천기토는 광석이 오랜 세월동안 화산작용과 풍화작용으로 인해 흙으로 숙성 및 진화되는 과정 중에 천연 나노화 되면서 다공성이 극대화되어 가벼우며, 다량의 음이온과 원적외선 방출로 여러 분야에서 다양한 효과가 있으며, 따뜻함과 함께 아름다운 빛깔과 향기를 지닌 운모계열의 천연 점토광물로 알려져 있다.

이러한 천기토는 사람의 기운을 상승시키고 수맥, 전자파 차단 등의 효과가 있다는 자수정씨앗과 영구자석의 원료인 천연 地磁氣(네오비듐)가 들어있어 생체 리듬에 영향을 끼치며 활성파워를 발휘하는 천연 배터리와 같다고 알려진다.

또한, 천기토는 악취제거 효율이 뛰어난 제오라이트와 통증을 감소시키는 성분이 함유되어 있다고 알려진다.

상기 혼합시간이 55분 미만이면 닥섬유와 패각 및 광물질의 입자가 고르게 섞이지 않고 엉키게 되는 현상이 발생하기 때문에 제조되는 지질의 고른 표면을 도출할 수 없게 되고, 혼합시간이 65분 이상이면 불필요한 동력이 낭비되어 경제적으로 비효율적인 이유가 있으므로 상기 시간을 준수하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

상기 비터기는 종이 원료에 필요한 강도를 갖게 하고 종이를 구성하는 섬유의 퍼짐을 좋게 하기 위하여 펄프와 기타 요소들을 혼합하여 교반하고 수화시키는 기계이며, 이와 같이 비터기로 혼합하게 되면 고해 및 해리가 원활히 진행될 수 있기 때문에 닥섬유와 패각 및 광물질 분말이 뭉치는 현상이 없이 두 원료가 고루 혼합되는 효과가 있다.

상기와 같은 광물질이 함유됨으로써 제조될 한지 아트월 타일로부터 포름알데히드 및 암모니아 등의 인체에 유해한 성분 방출을 억제하여 기능성을 높이며, 세균과 곰팡이균의 발생 및 서식을 방지할 수 있게 되므로 보존력을 향상시켜 변색과 같은 변질방지에 큰 효과가 있다.

5. 바탕지 제조단계

바탕지 제조단계는 혼합이 완료된 상기 원료를 한지 제조 공정을 통하여 바탕지로 제조하는 단계이다.

상기 원료 100중량부에 대하여 분산제 5~10중량부를 투입한 다음, 종래에 개시된 한지 제조방법으로 바탕지를 제조할 수 있다.

여기에서, 상기 분산제는 황촉규 점액 또는 PAM(화학성 분산제)을 사용할 수 있다.

황촉규(黃蜀葵)는 아욱과에 속하는 일년생 초본식물로서 닥풀이라고도 부른다. 닥풀은 뿌리에 점액이 많기 때문에 제지용 점제로 사용하기 위하여 재배한다. 황촉규근은 약재로서뿐만 아니라 D-갈락토즈, L-알비노즈, L-람노즈, 자일로즈, 글루코즈, D-가락투론산, 알도비온산, 람갈락투론산 등의 점액질 성분을 함유하고 있어 한지 제조 시 중요한 풀감으로도 사용된다. 지통에서 지료액이 점성을 갖게 하여 닥의 인피섬유 같이 긴 섬유가 침강하는 것을 방지하며, 발 위에서 물이 흐르는 속도를 조절하고 초지를 용이하게 하여 지질을 고르게 하는 작용을 한다. 또한 지상판 위에 쌓아놓은 습지가 압착한 뒤에도 붙어버리지 않고 떼어낼 때 낱장으로 잘 떨어지게 도와주는 역할을 한다.

한편, PAM(polyacryamide) 화학성 분산제는 황촉규 점액과 비슷한 성질을 갖고 있으며, 일반적으로 초지용으로써 이용되고 있는 것은 주로 40%이하의 점조성의 액체 혹은 겔상태의 고분자로 이것을 물에 용해시켜 사용할 수 있다.

상기와 같이 한지 제조공정에서 황촉규 점액 또는 PAM를 투입하면 제조되는 바탕지의 지질이 균일해지도록 하는 효과를 볼 수 있으며, 중성지(PH 7.5) 재질을 생산할 수 있는 효과가 있다.

종래에 개시되어 있는 한지제조방법 중 예를 들면, 외발뜨기는 전통적 초지 방법으로서, 하나의 끈으로 묶여 있는 틀 위에 발을 놓고 앞물질과 옆물질을 반복한다. 두께 조절을 위해 습지 두 장을 서로 반대 방향으로 겹쳐 한 장의 한지를 만든다. 이로 인해 종이의 섬유질 결이 수직과 수평으로 교차하게 되므로 더욱 견고하고 튼튼한 한지를 제조할 수 있다. 상기와 같은 전통적 초지 방법으로 제조되는 바탕지의 표면에는 티가 없고 고른 지질을 도출해낼 수 있는 효과가 있다.

6. 압착단계

압착단계는 상기 바탕지를 금형에 안착시킨 다음 유압프레스기에서 압착하는 단계이다.

상기 바탕지를 금형에 투입한 다음 유압프레스기로 70~80℃에서 5~10분간 3,000kg의 열과 압착을 가하여 성형한다. 이때, 상기 금형의 내주면에는 다양한 무늬 또는 패턴이 형성되어 금형에 가압되는 바탕지의 표면에 무늬 또는 패턴이 형성되도록 한다.

상기 무늬 및 패턴은 한가지로 한정되는 것이 아니며 여러 가지 다양한 형태의 금형(평면형 및 양면형)을 제조하여 가압할 수 있다.

한편, 압착이 완료된 바탕지의 바깥 테두리 부분은 커팅하여 깔끔해지도록 성형하여 잘라낸다.

7. 도장단계

도장단계는 상기 압착 성형된 바탕지를 건조한 후 도장하는 단계이며, 이때 도장 방법은 옻칠 또는 수성 마감재를 도포하여 건조하는 것으로 이루어진다.

상기 바탕지는 건조실로 이송하여 40℃로 60~90분간 건조한다. 이때, 건조 시간이 60분 미만이면 바탕지 전체가 충분히 건조되지 않아 완성품의 외형에 변형이 나타나거나 곰팡이 등의 오염물질이 발생할 수 있으며, 건조 시간이 90분 이상이면 지나치게 건조되어 바탕지가 말리거나 휘어지는 현상이 발생하거나 또는 갈라지는 현상으로 크렉이 발생할 수 있기 때문에 상기 시간을 준수하는 것이 효과적이다.

건조된 바탕지는 먼지 또는 이물질 등이 침투하지 못하는 공간에서 마감 도장을 하게 되며, 도장 방법으로는 천연 옻칠 도장 또는 수성 마감재 도장 둘 중 하나의 방법으로 이루어질 수 있다.

천연 옻칠 마감 도장은 옻나무 진액을 이용하여 도포하는 방법으로 이루어지며 더욱 상세하게는 아래와 같이 도포 전 표면 정리과정, 1차 도포과정, 2차 도포과정, 3차 도포 과정으로 이루어진다. 특히, 마감재 도장은 먼지나 이물질 등이 유입되어 바탕지 도포 시 오염되는 것을 방지할 수 있는 건조하고 청결한 조건의 공간에서 도포해야 한다.

옻칠 마감 도장의 첫 과정으로써 도포 전 표면 정리 과정으로는 옻나무 진액을 도포하기 전 곱게 사포로 정리하여 바탕지의 거친 표면을 다듬어 주는 과정으로 이루어진다.

1차 도포는 초칠과정으로 바탕지에 옻 액이 충분히 스며들 수 있도록 농도를 묽게 하여 도포하며, 초칠의 농도는 생칠 10g을 기준으로 송정유(松精油) 5~10g을 투입하는 것으로 이루어진다.

초칠과정 후 온도는 20~25℃, 습도는 약 75~85%정도 되는 건조실에서 약 10~24시간 건조한다. 이때, 계절에 따라 건조시간은 차이가 날 수 있으며 예를 들면 여름 장마철에는 습도가 높게 되므로 건조시간을 조절할 수 있다.

상기 생칠은 옻나무 줄기의 껍질에 상처를 낸 자국에서 흘러나온 끈끈한 유장물(乳狀物)을 도료로 사용할 수 있도록 걸러 낸 것으로써 색은 반투명하다.

상기 송정유(松精油)는 송진을 수증기로 증류하여 얻는 정유로써 특이한 향기가 나는 무색 또는 연한 노란색의 끈끈한 액체이며 주로 용제, 합성 장뇌 등을 만드는 데 쓰인다.

2차 도포는 초칠이 건조된 바탕지를 사포로 문질러 표면을 곱게 해 주는 과정을 거쳐 시행하는 중칠 과정으로, 4~5회 반복하여 도포한다. 중칠의 농도는 생칠 10g을 기준으로 송정유(松精油) 2~5g을 투입하는 것으로 하여 도포한 다음 건조실에서 20~25℃로 습도는 약 75~85%정도로 약 10~24시간 건조한다.

3차 도포는 마지막 상칠 과정으로 2~3회 반복하여 도포하여 완성하는데, 상칠의 농도는 생칠 10g을 기준으로 송정유(松精油) 0~2g을 투입하는 것으로 하여 도포한 다음 건조실에서 20~25℃로 습도는 약 75~85%정도로 약 10~24시간 건조시키며 상기 압착단계 이후, 건조와 옻칠 마감 도장을 거쳐 완성된 타일을 제조할 수 있다.

상기 옻은 옻나무에서 추출한 인체에 무해한 친환경적 도료로서, 약용 및 식용으로도 쓰이며, 아름다운 광택을 가질 뿐만 아니라 오래 저장하여도 변하지 않으며, 산이나 알칼리에 대해 매우 강하며, 70℃ 이상의 열에 대해서도 변하지 않는 특징이 있다. 또한, 옻은 예술품이나 공예품은 물론 가구, 건구 칠기 등 다양한 분야에 사용되는 고급도장재료이다. 상기 옻칠은 한국, 중국, 일본, 대만 등 동아시아의 일부 지역에서 많이 생산되어온 전통적 도료 기법으로서, 그 피막의 촉감이 좋고, 차분한 광택과 우수한 투명도를 가진다. 또한, 옻칠은 방부효과 및 살균력이 우수해 장시간이 경과 하여도 쉽게 곰팡이가 생기지 않으며, 더불어 내산성, 내염성, 내열성, 방수성, 불연성 및 절연효과가 뛰어나다. 한편, 옻칠 도장은 방충 및 방수에 효과가 있으며, 아세트 알데히드와 톨루엔의 감소로 실내 공기를 정화시키는 효과와, 아토피가 호전되며, 살균력과 항균력의 작용으로 항암에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

한편, 수성 마감재 도장은 한지 마감재용으로 시판되는 무독성 수성 마감재를 사용하여 도포하는 방법으로 이루어지며 더욱 상세하게는 아래와 같이 도포 전 표면 정리과정, 1차 도포과정, 2차 도포과정, 3차 도포과정으로 이루어진다. 특히, 마감재 도장은 먼지나 이물질 등이 유입되어 바탕지 도포 시 오염되는 것을 방지할 수 있는 건조하고 청결한 조건의 공간에서 도포해야 한다.

수성 마감재 도장의 첫 과정으로써 도포 전 표면 정리과정으로는 수성 마감재를 도포하기 전 곱게 사포로 정리하여 바탕지의 거친 표면을 다듬어 주는 과정으로 이루어진다.

상기 도포 전 표면정리과정이 끝난 바탕지에 1차 도포과정으로 묽은 풀칠을 하는 과정으로 이루어지며 찹쌀풀과 물을 중량비로 1:1의 비율로 혼합하여 묽게 만든 뒤 2~3회 도포한 다음 건조실에서 20~25℃로 습도는 약 75~85%정도로 약 10~24시간 건조시킨다.

2차 도포는 수성 마감재를 3~5회 도포한 다음 건조실에서 20~25℃로 습도는 약 75~85%정도로 약 10~24시간 건조시킨다.

3차 도포는 수성 마감재를 2~3회 도포한 다음 건조실에서 20~25℃로 습도는 약 75~85%정도로 약 10~24시간 건조시키며 상기 압착단계 이후, 건조와 수성 마감재 도장을 거쳐 완성된 타일을 제조할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

<실시예>

1년생 닥나무를 대상으로 하여 채집한 닥나무의 줄기를 절단기에 투입하여 50cm로 절단한 다음, 절단한 닥나무 줄기를 가마솥에 넣고 물을 부어 2시간 삶았다.

해안에서 채취되는 패류를 채취하여 내용물을 수집한 후 버려지는 패각 중, 키조개 패각을 수집하여 준비하였다.

상기 삶은 닥나무의 껍질을 벗겨 제거하는 닥무지 과정으로 흑피를 수득하며, 닥무지 과정 이후 다시 겉껍질을 제거하여 햇볕에서 건조함으로 백피를 제조한다. 상기 백피를 1일간 차가운 물에 담가 불린 후 콩대를 태워 얻은 잿물에 삶은 다음 세척하고, 티를 골라 낸 후 돌판 위에 올려놓고 방망이로 두들기는 고해과정으로 닥나무 섬유조직이 풀어지도록 함으로써 닥섬유를 제조하였다.

상기 수집된 패각을 깨끗한 물로 세척하여 패각의 염분이 제거되도록 한다. 1차로 키조개 패각 표면의 이물질을 모두 제거한 다음 2차로 고압 세척하여 패각 내부에 남아 있는 모래와 찌꺼기 등을 제거하였다.

상기 세척이 완료된 패각을 1차로 고온에서 900℃로 1시간 이상 가열하여 소독함으로써 미생물을 멸균하도록 한다. 1시간 이상 가열하여 소성 변형이 일어나면 파쇄가 더욱 용이해질 수 있도록 2차로 30분간 더 가열하도록 하였다.

상기 가열이 완료된 패각을 파쇄시설로 이송하여 패각 파쇄기에 투입하였다.

먼저, 1차 파쇄과정으로 실제 크기의 패각을 복수 개의 작은 조각으로 파쇄 하였다. 파쇄된 작은 조각의 패각을 다시 파쇄기에 투입하여 400메쉬의 미세한 분말 형태인 패각 분말로 제조하였다.

상기 닥섬유에 패각분말, 포조란, 견운모, 토르말린 및 천기토로 이루어지는 광물질을 혼합하여 원료를 제조하도록 하며, 이때 광물질은 분쇄기를 이용하여 분쇄한 다음 건조하고 가열하였다. 좀 더 바람직하게 포조란은 분쇄기를 이용하여 325메시(Mesh)로 분쇄하여 입자들을 선별한 다음 건조실에서 1일간 100℃로 건조하여 함유된 수분이 제거될 수 있도록 한 후 850℃로 가열하여 분말 형태로 제조하며, 견운모는 분쇄기를 이용하여 325메시(Mesh)로 분쇄하여 입자들을 선별한 다음 건조실에서 10일간 100℃로 건조하여 함유된 수분이 제거될 수 있도록 한 후 900℃로 가열하여 분말 형태로 제조하며, 토르말린은 분쇄기를 이용하여 325메시(Mesh)로 분쇄하여 입자들을 선별한 다음 건조실에서 1일간 100℃로 건조하여 함유된 수분이 제거될 수 있도록 한 후 890℃로 가열하여 분말 형태로 제조하며, 천기토는 분쇄기를 이용하여 325메시(Mesh)로 분쇄하여 입자들을 선별한 다음 건조실에서 1일간 100℃로 건조하여 함유된 수분이 제거될 수 있도록 한 후 920℃로 가열하여 분말 형태로 제조하였다.

상기 닥섬유 100중량부에 대하여 패각분말 20중량부, 포조란 19중량부, 견운모 18중량부, 토르말린 20중량부 및 천기토 21중량부를 비터기에 투입하여 60분간 혼합하여 원료를 제조하였다.

혼합된 원료 100중량부에 대하여 황촉규 점액 8중량부를 투입한 다음, 하나의 끈으로 묶여 있는 틀 위에 발을 놓고 앞물질과 옆물질을 반복하는 초지 방법으로 바탕지를 제조하였다.

상기 바탕지를 금형에 투입한 다음 유압프레스기에서 75℃로 10분간 3,000kg로 가압하여 바탕지의 표면에 무늬가 형성되도록 한다. 압착이 완료된 바탕지의 바깥 테두리는 커팅하여 잘라냈다.

상기 바탕지를 건조실로 이송하여 40℃로 80분간 건조시키고, 건조가 완료된 바탕지는 먼지 등이 침투하지 못하는 공간에서 도장하였다.

상기 건조된 바탕지에 옻칠 마감 도장을 하기 위하여 옻나무 진액을 도포하기 전 곱게 사포로 정리하여 바탕지의 거친 표면을 다듬어 주었다.

생칠 10g을 기준으로 송정유 8g을 준비하여 바탕지에 옻 액이 충분히 스며들 수 있도록 농도를 묽게 하여 1차 도포하는 것으로 이루어지며, 상기 1차 도포하는 초칠 과정 후 건조실로 이송한 다음 25℃로 습도 80%로 24시간 건조시켰다.

2차 도포는 생칠 10g을 기준으로 송정유 4g을 준비하여 바탕지에 4회 반복하여 도포한 다음 상기 2차 도포하는 중칠 과정 후, 건조실로 이송하여 25℃에서 습도 85%로 약 22시간 건조시켰다.

3차 도포는 생칠 10g을 기준으로 송정유 1g을 준비하여 바탕지에 2회 반복하여 도포한 다음 상기 3차 도포하는 상칠 과정 후, 건조실로 이송하여 20℃에서 습도 75%로 약 18시간 건조시킴으로써 닥섬유와 패각 및 광물질을 이용한 타일을 제조하였다.

Claims

닥나무의 인피섬유와 패각을 수집하는 단계;
상기 닥나무 인피섬유의 흑피를 제거하여 형성된 백피로부터 닥섬유를 제조하는 단계;
상기 수집된 패각을 900℃로 1시간 이상 가열한 다음 30~800메쉬의 분말로 파쇄하여 패각분말을 제조하는 단계;
상기 닥섬유 100중량부에 대하여, 패각분말 15~20중량부, 포조란 20~25중량부, 견운모 18~23중량부, 토르말린 15~25중량부 및 천기토 17~22중량부를 혼합하여 원료를 제조하는 단계;
상기 원료 100중량부에 대하여, 분산제 5~10중량부를 투입하고 한지 제조 공정을 통해 바탕지로 제조하는 단계;
상기 바탕지를 내주면에 다양한 무늬 또는 패턴이 형성되어 있는 금형에 안착시킨 다음 유압프레스기로 70~80℃에서 5~10분간 3,000kg로 압착하는 단계; 및
상기 압착된 바탕지를 건조한 후 도장하는 단계;를 포함하며,
상기 도장단계는 옻칠 또는 수성 마감재를 도포하는 것으로 이루어지되, 옻칠 도장은 초칠 과정으로 생칠 10g을 기준으로 송정유 5~10g을 투입하여 도포하며, 중칠 과정으로 생칠 10g을 기준으로 송정유 2~5g을 투입하여 도포하며, 상칠 과정으로 생칠 10g을 기준으로 송정유 0~2g을 투입하여 도포하며, 수성 마감재 도장은 찹쌀풀과 물을 중량비로 1:1의 비율로 혼합하여 1차로 2~3회 도포하며, 2차로 수성 마감재를 3~5회 도포하며, 3차로 수성 마감재를 2~3회 도포하는 것을 특징으로 하는 닥섬유와 패각 및 광물질을 이용한 타일의 제조방법.
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