KR101947121B1

KR101947121B1 - 친환경 머드 타일 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101947121B1
Application number: KR1020180078707A
Authority: KR
Inventors: 김옥경; 장태현
Original assignee: (주)가이아
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2019-02-12

Abstract

본 발명은 친환경 머드 타일 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 머드가 단독으로 되거나, 혹은 상기 머드에 황토, 제올라이트, 맥반석, 규조토, 규석 중에서 선택되는 어느 하나 이상이 혼합되는 기능성 세라믹재 30~60중량%; 질석, 퍼라이트, 유리질 발포체 중에서 선택되는 세라믹 경량재 20~35중량%; 석고, 소석회, 알루미나졸, 물유리의 무기질 바인더, 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머의 유기질 바인더, 천연 바인더 중에서 어느 하나 이상이 혼합되는 바인더 5~30중량%; 증점재, 무기섬유, 천연섬유 중에서 어느 하나 이상이 혼합되는 기타 첨가재 0.2~5중량%가 혼합되어 머드 본연의 물성을 유지하고, 원적외선, 음이온 등이 방출되는 기능성과 함께 친환경적인 아름다운 건축마감재를 제공한다.

Description

친환경 머드 타일 및 그 제조 방법{Nature friendly mud tile and the manufacturing method thereof}

본 발명은 친환경 머드 타일 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상게하게는 머드를 단독으로 사용하거나 혹은 황토, 제올라이트, 맥반석, 규조토 등 기능성 세라믹재와 병행 사용하며, 질석, 퍼라이트, 유리질 발포체 등 세라믹 경량재에 석고, 소석회 등 바인더, 또는 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머 등 유기질 바인더, 알루미나졸, 물유리 등 무기질 바인더와 무기섬유, 천연섬유와 함께 혼합하여 타일 형태로 성형한 후 고온 소성과정을 거치지 않고 건조시킴으로써 머드 본연의 물성을 유지하고, 원적외선, 음이온 등이 방출되는 기능성과 함께 친환경적인 아름다운 건축마감재를 제공할 수 있는 친환경 머드 타일 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축자재로 사용되는 화학제품의 내장재 및 마감재 들은 스티로폼, 석면, 우레탄폼 등이 사용되고, 접착제를 사용하여 결합 및 부착되며, 래커(lacquer), 페인트과 같은 도료를 사용하여 마감하게 됨으로써, 인체에 유해한 포르말린 등의 유해가스가 많이 발생되어 새집증후군으로 아토피성 피부염, 알레르기 비염, 두통, 호흡기질환 등이 발생하는 원인이 되고 있다.

또한, 시멘트의 경우 라돈(Radon)이라는 방사성 원소가 발생되는 것으로 알려져 있다. 이러한 시멘트 모르타르로 미장시 압축강도에 비해 초기 인장강도가 약하다는 문제점이 있으며, 시공시 접착성이 불량하고 가소성이 좋지 않아 흘림방지를 위하여 초벌, 재벌, 정벌 등의 순서로 수회 나누어 바름으로써 작업성이 번거롭다는 시공상의 문제점이 있다.

따라서 최근 미장재로서 시멘트 등을 대체하고자 하는 노력이 계속되고 있으며, 이에 여러 가지 천연재료를 사용하여 건축자재를 제조하는 발명이 다수 출원 및 등록되어 있다. 특히 원적외선이 방출되어 건강에 유익한 황토를 이용한 건축물 및 건축자재가 알려져 있다.

일례로, 대한민국 특허공개 제10-2004-0066339호의 "퍼라이트 미분과 황토를 주원료로 하는 경량재료의 제조방법"에서 퍼라이트 미분 100중량부, 황토 10∼100중량부 및 소결제 1∼10중량부를 포함하는 조성물을 혼합하여 균일하게 제조하는 단계; 상기 조성물에 물 100∼400중량부를 가하여 소정의 형상으로 성형한 다음, 이를 고온에서 소결하여 제조되는 경량재료가 알려져 있다.

이렇게 황토를 이용하는 건축자재에서는 고온에서 소성을 하게 됨으로써, 머드가 가지고 있는 물성이 저하되는 문제점이 있다.

일반적으로 황토(黃土, loess)는 주로 실트 크기의 입자들로 구성되어 있으며, 탄산칼슘에 의해 느슨하게 교결되어 있는 연황색 퇴적물이다. 황토의 효소 성분에는 카탈라아제, 디페놀 옥시다아제, 사카라제, 프로테아제의 4가지가 포함되어 있다. 이 효소들은 각기 독소 제거, 분해력, 비료 요소, 정화 작용의 역할을 하고 있다.

황토의 가장 근본적인 효능은 황토에서 파장되는 원적외선이다. 원적외선은 세포의 생리작용을 활발히 하고, 열에너지를 발생시켜 유해 물질을 방출하는 광전효과가 있다. 정화력, 분해력이 있는 황토는 인체의 독을 제거해주어 제독제, 해독제로 사용되고 있다.

황토와 함께 천연재료인 머드(mud, 진흙)를 이용한 건축자재에 관한 관심이 높다.

머드는 벤토나이트, 게르마늄 등이 함유되어 원적외선이 다량 방출되며, 탄소, 질소, 인, 유항 등 수 많은 무기물질과 미량원소, 유기물질, 비타민 등이 풍부하게 들어있어서, 미네랄과 미량원소들이 인체 내의 모세혈관 확장과 혈액순환을 촉진시켜서 세포조직을 활성화시키는 영향을 준다.

또한 머드는 딥 클렌징 효과가 우수하기 때문에 활발한 피지 분비로 모공이 더러워지기 쉬운 지성이나 복합성 피부에 적합하여 화장품, 염색, 건축 등 여러분야에서 사용되고 있다.

또한, 교질성분과 결정성분이 있어 항균작용을 하기 때문에 외상치료에도 뛰어난 효과가 있으며, 머드 고유의 그레이 색상은 현대적인 건축물의 감각에도 부합된다.

KR 10-2004-0066339 A (2004. 07. 27.) KR 10-2006-0132198 A (2006. 12. 21.)

머드를 이용하여 제작되는 건축재료는 원적외선, 음이온 등이 방출되는 효능이 뛰어난 기능성과 함께 친환경적인 아름다운 건축마감재를 제공할 수 있다.

머드를 건축제품으로 만들기 위해서는 우선 운반 및 시공이 용이하도록 중량을 가볍게 만들어야 하며, 보온성 및 단열성이 뛰어나고, 시공할 때나 거주할 때도 안전하도록 제품이 강해야 한다. 그리고 무엇보다도 인체에 무해하여야 한다.

본 발명은 종래 머드를 이용한 건축자재의 제조 과정에서 고온 소성을 하게 됨에 따라 머드가 가지고 있는 물성이 저하되는 문제점을 해결하면서 건축자재로서의 내구성을 유지할 수 있으며, 음이온과 원적외선을 방출하여 건강에 유익한 주거환경을 제공할 수 있는 친환경 머드 타일과 그 제조 방법을 제공하고자 한다.

본 발명이 이루고자 하는 목적 및 그 기술적 과제는 앞서 기재한 기술적 과제에 한정되는 것이 아니다. 따라서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 친환경 머드 타일은 기능성 세라믹 분말에 세라믹 경량제와 바인더 및 기타 첨가제를 혼합하여 친환경 머드 타일을 제조하되, 머드가 단독으로 되거나, 혹은 상기 머드에 황토, 제올라이트, 맥반석, 규조토, 규석 중에서 선택되는 어느 하나 이상이 혼합되는 기능성 세라믹재 분말 30~60중량부; 질석, 퍼라이트, 유리질 발포체 중에서 어느 하나가 선택되는 세라믹 경량재 20~35중량부; 바인더 5~30중량부; 그리고, 기타첨가재 0.2~5중량부를 더 포함하며, 상기 기타첨가재는 증점재 0.2~0.3중량부에 대하여 무기섬유, 천연섬유 중에서 어느 하나가 선택되는 섬유재 1~2중량부와; 목초액 2~3중량부를 포함하고, 상기 기능성 세라믹재 분말은 기능성 세라믹재 분말 전체 100중량부에 대하여 머드 50~70중량부와 황토 30~50중량부를 포함하는 제1 기능성 세라믹 분말과, 기능성 세라믹재 분말 전체 100중량부에 대하여 머드 50~70중량부와 황토 10~30중량부와 맥반석 10~30중량부를 포함하는 제2 기능성 세라믹 분말과, 기능성 세라믹재 분말 전체 100중량부에 대하여 머드 60~80중량부와 제올라이트 20~40중량부를 포함하는 제3 기능성 세라믹 분말과, 기능성 세라믹재 분말 전체 100중량부에 대하여 머드 70~90중량부와 규조토 10~30중량부를 포함하는 제4 기능성 세라믹 분말과, 기능성 세라믹재 분말 전체 100중량부에 대하여 머드 90~96중량부와 규석 4~10중량부를 포함하는 제4 기능성 세라믹 분말 중에서 어느 하나의 기능성 세라믹재 분말이 선택되며, 상기 바인더는 석고, 소석회 중에서 어느 하나, 또는 석고와 소석회가 균등하게 혼합된 무기질 바인더 20~40중량부에 대하여 알루미나, 물유리 중에서 선택되는 어느 하나, 또는 알루미나와 물유리가 균등하게 혼합된 무기질 바인더 3~8중량부를 포함하는 제1 바인더와, 석고, 소석회 중에서 어느 하나, 또는 석고와 소석회가 균등하게 혼합된 무기질 바인더 20~30중량부에 대하여 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머 중에서 어느 하나, 또는 아크릴계 폴리머와 실리콘계 폴리머가 균등하게 혼합된 유기질 바인더 3~5중량부를 포함하는 제2 바인더와, 천연 바인더로서 젤라틴이 8~10% 수용된 젤라틴 수용액 20~40중량부에 대하여 아마인유 5~8중량부와 밀납 3~5중량부와 송진 3~5중량부를 포함하는 제3 바인더 중에서 어느 하나의 바인더가 선택되고, 기공이 제거되도록 150~250kgf/㎠의 압력으로 가압성형되어 자연건조되며, 건조된 성형물의 표면에 황토, 금분, 은분, 혹은 아크릴 바인더 중에서 선택되는 어느 하나가 코팅되는 것을 포함하는 것이다.

삭제

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 친환경 머드 타일의 제조 방법은 기능성 세라믹 분말에 세라믹 경량제와 바인더 및 기타 첨가제를 혼합하여 친환경 머드 타일을 제조하되, 머드, 또는 황토, 제올라이트, 맥반석, 규조토, 규석 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 기능성 세라믹재를 각각 선별 분쇄하는 분쇄단계(S1); 상기 분쇄단계(S1)에서 분쇄된 기능성 세라믹 분말 중에서 선택되는 어느 하나 이상이 혼합되는 기능성 세라믹재 분말 30~60중량부와, 질석, 퍼라이트, 유리질 발포체 중에서 어느 하나가 선택되는 세라믹 경량재 20~35중량부와, 무기질 바인더와 유기질 바인더 중에서 선택되는 어느 하나의 바인더 5~30중량부와, 증점제, 무기섬유, 천연섬유, 목초액 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 기타첨가제 0.2~5중량부를 혼합하는 혼합단계(S2); 상기 혼합단계(S2)에서 혼합된 혼합물을 성형몰드에 투입하고 150~250kgf/㎠의 압력으로 가압하여 기공이 제거되도록 성형하는 성형단계(S3); 상기 성형단계(S3)에서 성형된 성형물을 상온에서 자연건조시키는 건조단계(S4);상기 건조단계(S4)에서 건조된 성형물의 표면에 황토, 금분, 은분, 혹은 아크릴 바인더 중에서 선택되는 어느 하나가 코팅되는 코팅단계(S5)를 포함하는 것이다,

삭제

위와 같은 본 발명에 의하면, 주재료인 머드와 기능성 세라믹 물질, 무게를 경감시키기 위한 세라믹 경량재, 강도를 낼 수 있는 바인더, 그리고 기타 첨가재를 선택적으로 혼합하여 타일 형태로 제조한 다음 건조 시킴으로써, 원적외선과 음이온이 방출되는 기능성과 함께 자연친화적인 아름다운 건축마감을 할 수 있는 친환경 머드 타일을 제공하게 된다.

삭제

본 발명은 시공 후 머드에 포함된 게르마늄, 벤토나이트 성분으로 인해 원적외선이 다량 방출되어 세포의 생리작용을 활발하게 하고, 열에너지를 발생시켜 유해물질을 제거해주며, 음이온을 직속적으로 방출해서 효과가 있다.

이온 및 공기의 저장능력이 우수하므로 인체에 많은 유익함을 제공하는 효과가 있다.

그리고, 다공도는 높으나 중량은 가볍고, 강도가 우수하므로 운반 및 시공이 매우 용이한 효과도 있다.

또한 폐기시 자연환경에서 쉽게 분해되므로 폐기물을 만들지 않아 환경오염을 방지하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명 실시예의 제조공정을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명 실시예의 암모니아 탈취시험 결과 그래프
도 3은 본 발명 실시예의 포름알데히드 탈취시험 결과 그래프
도 4는 본 발명 실시예의 대장균 배양사진
도 5는 본 발명 실시예의 녹농균 배양사진
도 6은 본 발명 실시예의 황색포도상구듄 배양사진

본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 발명자가 발명의 용어와 개념을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념에 입각하여 기재한 것으로 해석하여야 한다.

그리고, 본 명세서에 기재된 설명과 도면에 도시된 내용들은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 관련된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

따라서 본 발명은 제시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여, 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능하다.

다음에서 본 발명의 실시 예를 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따르는 친환경 머드 타일은 주원료인 머드와 기능성 세라믹재, 무게를 경량화 하기 위한 세라믹 경량재, 강도를 낼 수 있는 바인더, 그리고 기타 첨가제를 혼합하여 타일 형태로 성형한 후 건조시킴으로써, 원적외선, 음이온 등이 방출되는 기능성과 함께 친환경적이고 현대건축 인테리어에 부합하도록 건축물을 아음답게 마감할 수 있는 머드 타일 제조방법에 관한 것이다.

여기서 기능성 세라믹재는 원적외선과 음이온 방출 효과를 위한 것으로 황토, 제올라이트, 맥반석, 규조토, 규석등이 있다.

세라믹 경량재는 중량을 가볍게 하기 위한 것으로, 질석, 퍼라이트, 유리질발포체 등을 사용하였다.

상기한 세라믹 경량재는 다공성이기 때문에 보온성 및 단열성도 뛰어나다.

그리고, 강도를 내기 위한 바인더에는 무기질 바인더와 유기질 바인더 및 천연 바인더가 있다.

무기질 바인더에는 석고, 소석회, 알루미나졸, 물유리가 있다

유기질 바인더에는 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머 등이 있다.

상기 바인더는 석고, 소석회, 알루미나졸, 물유리, 무기질 바인더 및 유기질 바인더가 각각 단독으로 사용되거나, 균등한 비율로 혼합하여 원하는 강도를 나타낼 수 있다.

강도를 내기 위해 상기 바인더 이외에 젤라틴, 아마인유, 송진, 밀납 등의 천연 바인더를 사용하면 훨씬 더 인체에 무해한 자연친화적인 머드 타일 제품을 만들 수 있다.

상기 머드분말 및 기능성 세라믹재는 머드 타일의 물리적 목적이나 기능적 목적에 맞는 재료로 구성된다.

본 발명에 사용되는 머드에 포함된 게르마늄, 벤토나이트 성분으로 인해 원적외선 및 음이온이 다량 방출되어 세포의 생리작용을 활발히 하고 인체에 많은 유익함을 제공한다.

그리고 머드 타일이 다공성이기 때문에 중량은 가벼우면서도 강도가 우수하므로 운반 및 시공이 매우 용이한 효과도 있다. 또한 폐기시 폐기물을 만들지 않아 환경오염을 방지할 수 있다.

이와 같은 특성을 가지는 본 발명의 친환경 머드 타일의 제조 방법을 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1단계 (분쇄단계, S1)

머드 또는 황토, 제올라이트, 맥반석, 규조토 등 기능성 세라믹재를 선별하여 각각 적당한 입도로 분쇄하는 단계로 분쇄는 다음과 같은 순서로 한다.

먼저, 상기 재료들을 함수율10% 미만이 되도록 건조한 뒤, 햄머밀을 거처 조분쇄한다.

그리고 볼밀레이몬드밀 등으로 원하는 입도가 나올 때까지 미분쇄하여 분쇄과정을 마친다.

본 발명에 따른 머드를 함유하는 머드 타일에 있어서, 머드분말의 입도는 300~1500메쉬이고, 기능성 세라믹의 입도는150~800메쉬이며, 세라믹 경량체의 입도는 80~120메쉬인 것이 바람직하다.

제2단계 (혼합단계, S2)

친환경 머드 타일 전체 중량부에 대하여 머드분말을 단독적으로 사용하거나, 혹은 황토, 맥반석, 제올라이트, 규조토, 규석을 포함하는 기능성 세라믹재 분말 30~60중량, 제품 경량화와 탈취율을 향상시키기 위해 질석, 퍼라이트, 유리질 발포체 등 세라믹 경량재 20~35중량부, 강도 발현을 위해 바인더 5~30중량부, 기타 첨가재 0.2 ~5중량부를 혼합한다.

여기서, 기능성 세라믹재 분말은 천연머드, 또는 천연머드와 황토의 혼합물; 천연머드와 황토 및 맥반석의 혼합물; 천연머드와 제올라이트의 혼합물; 천연머드와 규조토의 혼합물; 또는 천연머드와 규석의 혼합물로 이루어질 수 있는데, 기능성 세라믹재 전체 100중량부에 대하여 머드 50~70중량부와, 황토 10~30중량부 및 맥반석 10~30중량부로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 기능성 세라믹재 분말은 기능성 세라믹재 전체 100중량부에 대하여 머드 60~80중량부와, 제올라이트20~40중량부로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 기능성 세라믹재 분말은 기능성 세라믹재 전체 100중량부에 대하여 머드 70~90중량부와, 규조토 10~30중량부로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 기능성 세라믹재 분말은 기능성 세라믹재 전체 100중량부에 대하여 머드 90~96중량부와, 규석 4~10중량부로 이루어질 수 있다.

황토는 10중량부 이하가 되거나, 너무 많이 함유되어 30중량부 이상이 되면 적당한 부착력, 점도 등의 유지가 어려워진다.

맥반석은 10중량부 이하가 되거나, 너무 많이 함유되어 30중량부 이상이 되면 적당한 부착력, 점도 등의 유지가 어려워진다.

규조토는 비중이 가볍기 때문에 기능성 세라믹재 전체중량부에 대하여 10~30 중량부 내에서 사용할 수 있다. 10중량부 미만의 경우 흡착성 증가 효과가 미미하고, 30중량부 이상의 경우 도료의 비중이 증가하며, 부착력 확보가 어려워져서 중량의 증가 대비 흡착력 증대 효과는 미미하다.

규석은 4 중량부 미만의 경우 흡착성 증가와 강도 증가 효과가 미미하고, 10 중량부 이상의 경우 도료의 비중이 증가하고 부착력 확보가 어려워지며, 취성이 증가되는 원인이 된다.

바람직하게, 상기 기능성 세라믹재 분말은 머드와 항토 혼합물이 6 : 4의 비율로 이루어진다.

황토가 4이하 비율로 첨가되면 황토를 넣은 효과가 충분치 않고 4이상 비율이면 머드타일의 고유의 색상이 없어진다.

한편, 머드와 황토 및 맥반석의 혼합물은 6 : 2 : 2의 비율로 이루어진다.

황토의 일정부분을 맥반석으로 대신하면 강도가 증가될 수 있다.

또한, 머드와 제올라이트의 혼합물은 7 : 3의 비율로 이루어진다.

제올라이트는 다공성 재료이기 때문에 습도조절 및 탈취 효과가 있는데, 3이상에서는 타일 성형시 물이 많이 소요되어 강도가 약화될 수 있다.

그리고, 머드와 규조토의 혼합물은 8 : 2의 비율로 이루어진다.

규조토는 다공성 재료로서, 비중이 굉장히 가벼워 적게 넣어도 습도 조절력, 탈취력 등 충분한 효과가 있다. 2이상 넣을 경우 성형시 물이 많이 소요되어 강도가 저하되고, 건조시간도 길어진다.

본 발명에 따른 머드 타일에 사용되는 기능성 세라믹재인 황토, 제올라이트, 맥반석, 규조토에서 발생되는 원적외선 및 음이온에 의해 인체 내의 모세혈관 확장과 혈액순환을 촉진시키고, 세포조직을 활성화시키는 효과를 발휘하게 된다.

제올라이트는 탈취효과가 좋은 재료이며, 또한 원적외선이 풍부하게 나오는 재료이며, 전체중량부를 기준으로 20~40중량부 내에서 바람직하게 사용할 수 있으며, 20 중량부 이상에서는 머드 페인트 고유의 색상이 훼손될 수 있고, 40 중량부 이하에서는 색상 발현이 곤란해진다.

또한, 질석, 퍼라이트, 유리 발포체 등 세라믹 경량재는 비중이 가벼워 운반 및 시공이 쉽도록 도와주며, 미세한 독립기포가 형성되어 보온성과 단열성을 높여주며, 다량의 원적외선을 방사하여 인체에 많은 이로움을 주게 된다.

이러한 세라믹 경량재는 20중량부 이하에서는 보온성과 단열성 및 원적외선 방출 효과가 저하되고, 35중량부 이상에서는 경량재로서의 역할을 할 수 없게 된다.

또한, 상기 기능성 세라믹재, 세라믹 경량재 들은 자연에서 얻어진 재료들로 머드 타일 폐기시 환경오염물질이 발생하지 않는다.

본 발명에 따른 머드를 함유하는 머드 타일은 표면 강도 증대, 이동중 파손방지 및 크랙방지를 위해 바인더가 사용되는데, 바인더에는 무기질 바인더와 유기질 바인더 및 천연 바인더가 사용된다.

무기질 바인더에는 석고, 소석회, 알루미나졸, 물유리가 있다.

물유리는 젤라틴과 더불어 머드 페인트의 접착력 부착력을 향상시키고 성형물의 평활도를 향상시키는 기능을 한다.

유기질 바인더로는 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머가 있다.

이들 바인더는 전체중량부를 기준으로 5~30중량부 범위 내에서 단독, 혹은 여러 가지 혼합으로 사용될 수 있다.

석고는 전체중량부를 기준으로 20~40중량부 넣으며, 석고의 일정부분을 소석회로 대체할 수 있다. 이럴 경우 혼합비율은 전체중량부를 기준으로 석고 10~20중량부 소석회10~20중량부가 될 수 있다.

소석회의 비율을 높이면 강도는 다소 저하되지만 생산원가를 줄일 수 있다.

점착력을 높이기 위해 전체중량부를 기준으로 알루미나졸, 물유리 등을 3~8중량부 정도 첨가할 수 있다.

알루미나졸, 물유리는 3중량부 미만에서는 점착력 증진 효과가 미미하고, 8중량부이상에서는 건조가 늦어져 생산성이 낮아질 수 있다

바인더가 너무 많이 함유되는 경우 흐름성이 저해되어 균일한 혼합이 어려워질 수 있다.

아크릴계폴리머, 실리콘계폴리머는 석고와 더불어 사용할 수 있으며, 비율은 전체중량부를 기준으로 석고 20~30중량부, 아크릴계 폴리머 3~5중량부이며, 특히 내수성이 요구될 경우에는 실리콘계 폴리머를 3~5중량부 정도 첨가할 수 있다.

아크릴계 폴리머를 많이 넣으면 강도는 강해지나 친환경적 요소는 줄어든다. 이렇게 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머를 첨가한 머드타일은 강도와 내수성이 좋아 외벽에 시공 가능한 머드타일을 만들 수 있다

아크릴수지 3~5중량부와 수성실리콘계 폴리머 3~5중량부에서 충분한 표면강도 증대 및 방수 효과를 누릴 수 있으며 5중량부 이상의 경우 플라스틱 수지가 갖는 자연 비친화적인 문제점이 발생할 수 있다.

상기한 바인더 외에도 젤라틴, 아마인유, 송진, 밀납 등과 같은 천연 바인더가 사용될 수도 있다.

상기 천연 바인더는 전체중량부를 기준으로 젤라틴이 8~10% 수용된 젤라틴 수용액 20~40중량부, 아마인유 5~8중량부가 배합되며, 결합력을 높이기 위해 밀납 3~5중량부, 혹은 송진 3~5중량부를 첨가할 수 있다.

그리고 표면강도가 요구되는 곳에는 천연 바인더에 상기 무기질 바인더 및 유기질 바인더를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

기타첨가재에는 증점제(셀룰로오스), 무기섬유, 천연섬유, 목초액이 사용된다.

증점재인 셀룰로오스는 점도를 향상시키는데 바람직하게 사용된다.

상기 목초액은 항균작용을 위해 사용된다.

배합비는 전체중량부를 기준으로 증점제(셀룰로오스) 0.2~0.3중량부, 크랙방지를 위해 무기섬유 혹은 천연섬유를 1~2중량부, 항균작용을 위한 목초액 2~3중량부 이다.

증점제의 첨가량이 0.2중량부 미만이 될 경우에는 도료의 점도 조절에 어려울 뿐만 아니라 첨가된 안료가 침강할 우려가 있고, 증점제의 첨가량이 0.3중량부를 초과할 경우에는 점도의 향상으로 흐름성을 저해할 우려가 있다.

기타 첨가재는 0.2중량부 이하에서는 기포 발생이 많고, 표면강도가 저하되며, 5 중량부 이상에서는 기포발생량과 표면강도의 증대 효과가 미미하다.

상기 기타 첨가제는 머드타일의 물성을 개선하고자 혼합되는 것으로써, 필요에 따라서 상기 언급된 배합비율 내에서 넣고자 하는 첨가제만 선택적으로 넣을 수 있다.

제3단계 (성형단계, S3)

혼합물을 상부만 개구된 판상의 성형틀에 일정량 주입하여 일정 크기의 판상으로 성형한다.

즉 성형틀에 주입된 혼합물을 약12시간 경과 후 탈형하면 판상 형태의 성형물로 성형된다.

상기 성형 방식외에 머드를 단독으로 사용하거나 혹은 황토, 제올라이트, 맥반석, 규조토 등 기능성 세라믹재와 병행 사용하여 바인더 없이 순수하게 진공토련기를 이용하여 압축성형하는 방법이 있다.

이를 위해서는 30마력 이상의 혼수혼련기로 머드 혹은 기능성 세라믹 재료와의 혼합물질을 물과 혼합한 후 적어도 50마력 이상의 진공토련기로 성형한다.

이렇게 만들어진 머드 타일은 진공토련기로 내부의 기공을 없애주며 고압으로 압출하기 때문에 조직이 치밀해져 비록 바인더가 들어가지 않았지만 건축재료로서 충분한 강도의 머드 타일이 만들어 진다.

진공토련기를 이용한 압출방식은 장소가 넓어야 하고 시설 규모가 커야 한다.

이런 단점을 보완하는 방식으로 프레스에서 150~250kgf/㎠의 압력으로 가압성형하는 방식으로 제조하는 방법이 있다. 이렇게 만들어진 제품은 역시 건축재료로써 충분한 강도를 가질 뿐만 아니라 금형에 따라 다양한 무늬를 연출할 수 있다는 장점이 있다.

진공토련기를 이용한 압출방식에는 바인더를 별도로 첨가할 필요가 없으나, 프레스를 이용한 가압방식에는 바인더를 10% 이하에서 혼합비율을 달리함으로써 강도 및 질감을 다양하게 연출할 수 있다. 일반적으로 바인더의 비율이 높을수록 표면질감이 매끈하며, 바인더의 비율이 낮으면 강도는 다소 약하나 흡습성이나 탈취율은 높아진다.

진공토련기를 이용하여 제조함으로써 성형물 내에 기공을 없애 조직을 치밀하게 할 수 있다.

또한, 금형의 형상과 모양에 따라 다양한 모양을 연출할 수 있다는 장점이 있다.

제4단계 (건조단계, S4)

성형된 성형물을 건조하여 머드 타일을 제조한다.

건조방법에는 성형물을 12시간 이상 자연건조하거나, 건조실에서 15℃ 이상 50℃ 이하의 온도에서 12시간 이상 건조하거나, 터널 건조로에서 건조하는 방법이있다.

이때 너무 급격히 온도를 올리거나 내리면 크랙이 발생할 수 있으므로 주의해야 한다. 그리고, 터널 건조로에서 건조시 진동으로 인한 균열이 발생하지 않도록 섬유질 함량을 높여야 한다.

제5단계 (코팅단계, S5)

건조된 성형물의 황토, 금분, 은분, 혹은 아크릴 바인더 중에서 선택되는 어느 하나를 코팅하여 친환경 머드 타일의 제조를 완료한다.

아래의 표 1을 통하여 본 발명에서의 최적의 실시예를 제시한다. 하기 실시예의 성분비를 통하여 머드 본연의 물성을 유지하고, 원적외선, 음이온 등이 방출되는 기능성과 함께 친환경적인 아름다운 건축마감재를 제공할 수 있는 친환경 머드 타일을 얻었다.

실시예 1 ~ 실시예 6 (단위: 중량부)

실시예	세라믹재	세라믹 경량재	고화재	기타첨가재
실시예 1	17	45	37.9	0.1
실시예 2	30	40	29.5	0.5
실시예 3	45	31	21	3
실시예 4	55	28	12	5
실시예 5	65	18	11	6
실시예 6	80	11	2	7

본 발명의 실시예 3의 시료에 대한 음이온 방출 시험 결과는 표 2와 같다.

시험방법 KCL-FIR-1042:2100

본 발명의 실시예 3의 시료에 대한 암모니아(NH₃) 탈취 시험 결과는 표 3과 같고, 결과 그래프는 도 2에 나타내었다.

본 발명의 실시예 3의 시료에 대한 포름알데히드(HCHO) 탈취 시험 결과는 표 4와 같고, 결과 그래프는 도 3에 나타내었다.

본 발명의 실시예 3의 시료에 대하여 대장균, 녹농균, 허ㅏㅇ색포도상구균에 대한 항균시험을 실시하였고, 그 결과를 표 5에 나타내었다. 각 배양사진들은 도4, 도 5, 및 도 6에 나타내었다.

본 발명의 실시예 3의 시료에 대한 불연시험 및 가스유해성 시험 결과표를 표 6에 나타내었다.

본 발명의 실시예 3의 시료에 대한 불연시험 결과표를 표 7에 나타내었다.

본 발명의 실시예 3의 시료에 대한 불연성 및 가스유해성 시험 결과표를 표 8에 나타내었다.

지금까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 관련된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

따라서 본 발명은 제시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능한 실시 예가 있을 수 있다.

Claims

친환경 머드 타일을 제조하기 위한 방법으로서,
기능성 세라믹 분말에 세라믹 경량제와 바인더 및 기타 첨가제를 혼합하여 친환경 머드 타일을 제조하되,
머드, 또는 황토, 제올라이트, 맥반석, 규조토, 규석 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 기능성 세라믹재를 각각 선별 분쇄하는 분쇄단계(S1);
상기 분쇄단계(S1)에서 분쇄된 기능성 세라믹 분말 중에서 선택되는 어느 하나 이상이 혼합되는 기능성 세라믹재 분말 30~60중량부와, 질석, 퍼라이트, 유리질 발포체 중에서 어느 하나가 선택되는 세라믹 경량재 20~35중량부와, 무기질 바인더와 유기질 바인더 중에서 선택되는 어느 하나의 바인더 5~30중량부와, 증점제, 무기섬유, 천연섬유, 목초액 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 기타첨가제 0.2~5중량부를 혼합하는 혼합단계(S2);
상기 혼합단계(S2)에서 혼합된 혼합물을 성형몰드에 투입하고 150~250kgf/㎠의 압력으로 가압하여 기공이 제거되도록 성형하는 성형단계(S3);
상기 성형단계(S3)에서 성형된 성형물을 상온에서 자연건조시키는 건조단계(S4);
상기 건조단계(S4)에서 건조된 성형물의 표면에 황토, 금분, 은분, 혹은 아크릴 바인더 중에서 선택되는 어느 하나가 코팅되는 코팅단계(S5)를 포함하는 친환경 머드 타일의 제조 방법.
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친환경 머드 타일에 있어서,
기능성 세라믹 분말에 세라믹 경량제와 바인더 및 기타 첨가제를 혼합하여 친환경 머드 타일을 제조하되,
머드가 단독으로 되거나, 혹은 상기 머드에 황토, 제올라이트, 맥반석, 규조토, 규석 중에서 선택되는 어느 하나 이상이 혼합되는 기능성 세라믹재 분말 30~60중량부;
질석, 퍼라이트, 유리질 발포체 중에서 어느 하나가 선택되는 세라믹 경량재 20~35중량부;
바인더 5~30중량부;
그리고, 기타첨가재 0.2~5중량부를 더 포함하며,
상기 기타첨가재는,
증점재 0.2~0.3중량부에 대하여 무기섬유, 천연섬유 중에서 어느 하나가 선택되는 섬유재 1~2중량부와; 목초액 2~3중량부를 포함하고,

상기 기능성 세라믹재 분말은,
기능성 세라믹재 분말 전체 100중량부에 대하여 머드 50~70중량부와 황토 30~50중량부를 포함하는 제1 기능성 세라믹 분말과,
기능성 세라믹재 분말 전체 100중량부에 대하여 머드 50~70중량부와 황토 10~30중량부와 맥반석 10~30중량부를 포함하는 제2 기능성 세라믹 분말과,
기능성 세라믹재 분말 전체 100중량부에 대하여 머드 60~80중량부와 제올라이트 20~40중량부를 포함하는 제3 기능성 세라믹 분말과,
기능성 세라믹재 분말 전체 100중량부에 대하여 머드 70~90중량부와 규조토 10~30중량부를 포함하는 제4 기능성 세라믹 분말과,
기능성 세라믹재 분말 전체 100중량부에 대하여 머드 90~96중량부와 규석 4~10중량부를 포함하는 제4 기능성 세라믹 분말 중에서 어느 하나의 기능성 세라믹재 분말이 선택되며,

상기 바인더는,
석고, 소석회 중에서 어느 하나, 또는 석고와 소석회가 균등하게 혼합된 무기질 바인더 20~40중량부에 대하여 알루미나, 물유리 중에서 선택되는 어느 하나, 또는 알루미나와 물유리가 균등하게 혼합된 무기질 바인더 3~8중량부를 포함하는 제1 바인더와,
석고, 소석회 중에서 어느 하나, 또는 석고와 소석회가 균등하게 혼합된 무기질 바인더 20~30중량부에 대하여 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머 중에서 어느 하나, 또는 아크릴계 폴리머와 실리콘계 폴리머가 균등하게 혼합된 유기질 바인더 3~5중량부를 포함하는 제2 바인더와,
천연 바인더로서 젤라틴이 8~10% 수용된 젤라틴 수용액 20~40중량부에 대하여 아마인유 5~8중량부와 밀납 3~5중량부와 송진 3~5중량부를 포함하는 제3 바인더 중에서 어느 하나의 바인더가 선택되고,

기공이 제거되도록 150~250kgf/㎠의 압력으로 가압성형되어 자연건조되며,
건조된 성형물의 표면에 황토, 금분, 은분, 혹은 아크릴 바인더 중에서 선택되는 어느 하나가 코팅되는 것을 포함하는 친환경 머드 타일.
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