KR102346683B1 - 패각을 이용한 인테리어 자재 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패각을 이용한 인테리어 자재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 폐기되는 패각을 재활용하여 환경 문제를 용이하게 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 강도, 내구성, 및 내화학성이 뛰어나며, 건축 자재로 활용 시 높은 온도 및 습도 조절 특성 및 탈취 특성을 갖는, 패각을 이용한 인테리어 자재 및 상기 인테리어 자재의 제조방법에 관한 것이다.

Description

패각을 이용한 인테리어 자재 및 그 제조방법{INTERIOR MATERIAL USING SHELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 패각을 이용한 인테리어 자재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 폐기되는 패각을 재활용하여 환경 문제를 용이하게 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 강도, 내구성, 및 내화학성이 뛰어나며, 건축 자재로 활용 시 높은 온도 및 습도 조절 특성 및 탈취 특성을 갖는, 패각을 이용한 인테리어 자재 및 상기 인테리어 자재의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 산업 폐기물 중 하나인 패각은, 남해안을 중심으로 해마다 28만톤 정도가 발생하고 있으며, 이를 패각을 이용한 비료나 양식을 위해 일부 재활용하고 있지만, 대부분은 폐기되고 있고 있는 실정이다. 특히, 이러한 패각은 땅에 뭍거나 태우거나 바다에 버릴 수도 없으며, 방치되거나 무단투기된 약 10만톤의 패각은 참기 힘든 악취가 발생하여 지역 주민들의 민원이 제기되는 등 해당 지역에서 해결이 어려운 환경 및 사회 문제로 대두되고 있다.
상기 패각의 주성분은 탄산칼슘으로서, 석고보드와 같이 단열성능이 우수하고, 기계적 특성이 뛰어나 건축 자재, 산업 자재 등으로 활용될 수 있다는 가능성을 갖는다.
그러나, 현재의 건축 시장은 건축 및 인테리어 자재를 생산하는 과정에 발생하는 이산화탄소의 환경문제 고려 없이 저가 제품으로 시공만을 목적으로 하고 있으며, 그 건축물의 용도 폐기 및 철거 시 발생하는 산업 폐기물의 문제에 대한 고려는 하지 않고 있는 실정이다.
그리고, 인테리어 자재의 필수 원재료인 모래의 수급이 문제가 되어 바다 모래까지 쓰고 있는 실정이며, 한정된 모래도 점점 고갈되어 가는 중이다.
현재, 패각을 활용한 인테리어 자재에 대한 기술은 존재하나, 악취 및 불순물의 제거를 위한 고온의 소성 과정과, 강한 화학적인 전처리 과정을 위한 고가의 설비와 과정의 복잡성 그리고 채산성 문제로 사업화된 사례도 찾기 어려운 상황이다. 특히, 화학적인 전처리 과정은 강산성과 강알카리성의 폐기물이 발생하는 환경적인 문제가 있을 수 있으며, 다양한 건축자재를 제조하기 위한 방법의 한계 등으로 현실적인 사업화에는 한계가 있다.
또한, 산업 폐기물의 재활용에 따라서 8개 중금속(납, 수은, 카드륨, 바룸, 크롬, 비소, 셀레늄, 안티몬)이 표출되지 않는 안전한 제품 제조가 중요한 항목이나 종래의 기술은 이러한 해결에 대한 언급이 없는 실정이다.
이에, 산업 폐기물인 패각을 이용하여 자연 친화적이면서도 높은 기계적 강도, 내구성, 및 내화학성을 갖는 인테리어 자재를 제조할 수 있는 방법이 요구된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1374841호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기계적 강도가 뛰어나 건축용 내외장재로서 다양하게 활용할 수 있으며, 우수한 항균성, 온도 및 습도 조절 특성, 및 탈취 특성을 가져 고갈되어 가고 있는 자원의 대체품으로 활용할 수 있는, 인테리어 자재 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 패각을 준비하여 세척 및 건조하는 단계; 상기 세척 및 건조한 패각을 분쇄하여 패각 분말을 제조하는 단계; 상기 패각 분말을 정제수, 광물 분말, 및 결합제와 혼합 교반하여 페이스트 형태의 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 소정의 모양으로 성형하는 단계; 상기 성형한 혼합물을 20℃ 내지 60℃의 온도 범위에서 6 시간 내지 72 시간 동안 건조하는 단계; 및 상기 건조한 혼합물을 가열 소성하여 인테리어 자재를 수득하는 단계;를 포함하는, 인테리어 자재 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
구체적으로, 상기 혼합물은, 정제수 10 내지 50 중량%, 패각 분말 10 내지 60 중량%, 광물 분말 10 내지 40 중량%, 및 결합제 0.1 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 광물 분말은, 석고 분말, 화산석 분말, 게르마늄 분말, 맥반석 분말, 실리카 분말, 토르마린 분말, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 휨 강도 및 압축 강도 등이 뛰어나 인테리어용 자재 뿐만 아니라 건물 건축 시 내외장재로서 다양하게 활용할 수 있으며, 우수한 항균성, 온도 및 습도 조절 특성, 및 탈취 특성을 가져 고갈되어 가고 있는 자원의 대체품으로 활용할 수 있는, 친환경적인 인테리어 자재를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 해양 폐기물로서 해양오염을 가중시키고 있는 패각을 재활용할 수 있어 바다오염을 방지할 수 있고, 주거환경에 적합하고 쾌적한 실내공간을 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 인테리어 자재 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원의 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 측면은, 패각을 준비하여 세척 및 건조하는 단계; 상기 세척 및 건조한 패각을 분쇄하여 패각 분말을 제조하는 단계; 상기 패각 분말을 정제수, 광물 분말, 및 결합제와 혼합 교반하여 페이스트 형태의 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 소정의 모양으로 성형하는 단계; 상기 성형한 혼합물을 20℃ 내지 60℃의 온도 범위에서 6 시간 내지 72 시간 동안 건조하는 단계; 및 상기 건조한 혼합물을 가열 소성하여 인테리어 자재를 수득하는 단계;를 포함하는, 인테리어 자재 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 인테리어 자재 제조방법에 의하면, 휨 강도 및 압축 강도 등이 뛰어나 인테리어용 자재 뿐만 아니라 상가, 빌딩, 주거단지 등의 건물 건축 시 내장재 및 외장재로서 다양하게 활용할 수 있으며, 우수한 항균성, 온도 및 습도 조절 특성, 및 탈취 특성을 가져 고갈되어 가고 있는 자원의 대체품으로 활용할 수 있는, 친환경적인 인테리어 자재를 제조할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 인테리어 자재 제조방법을 상세히 설명한다.
먼저, 패각을 준비하여 세척 및 건조한다. 상기 패각은 산업 폐기물 중 하나인 조개의 껍데기를 의미하는 것으로, 예를 들어, 가리비, 함박조개, 굴, 바지락, 백합, 전복, 고동, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 껍데기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 패각을 세척 및 건조하는 단계 이전에, 상기 패각을 유기산 및 마늘 분말을 포함하는 수용액에 침지하여 숙성하는 단계를 추가 포함할 수 있다. 상기 패각을 유기산 및 마늘 분말을 포함하는 수용액에 침지함으로써, 상기 패각에 남아있는 악취 및 미생물을 제거하는 효과를 발휘할 수 있다. 상기 유기산은 제한없이 사용될 수 있으나, 예를 들어, 아세트산, 락트산, 옥살산, 말산, 아스코르브산, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 유기산 및 마늘 분말을 포함하는 수용액에 침지하는 단계는 약 1 일 내지 약 30 일 동안 수행되는 것일 수 있다. 만약, 상기 침지 단계가 약 1 일 미만으로 수행될 경우 상기 패각에 포함된 악취 등이 충분히 제거되지 않을 수 있으며, 약 30 일을 초과할 경우 패각이 산 성분에 의해 지나치게 분해되어 추후 제조되는 인테리어 자재의 물성이 저하될 수 있다.
다음으로, 상기 세척 및 건조한 패각을 분쇄하여 패각 분말을 제조한다.
일 실시예에 있어서, 상기 분쇄는 볼밀, 마모밀, 기류식 분쇄기, 해머밀, 롤러밀, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 구체적으로는 볼밀을 이용하여 약 100 내지 약 500 rpm의 속도 범위로 수행되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 분쇄가 볼밀을 이용하여 수행될 경우, 상기 볼밀에 사용되는 강철 볼의 직경 크기는 약 1 내지 약 10 nm 범위일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 분쇄를 통해 제조된 패각 분말은 약 50 내지 약 200 메쉬의 크기를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 만약, 상기 패각 분말의 크기가 약 50 메쉬 미만일 경우 인테리어 자재의 표면이 매끄럽지 않을 수 있으며, 약 200 메쉬를 초과할 경우 추후 혼합물을 형성하는 단계에서 뭉치는 현상이 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 패각 분말을 정제수, 광물 분말, 및 결합제와 혼합 교반하여 페이스트 형태의 혼합물을 형성한다.
일 실시예에 있어서, 상기 혼합물은 정제수 약 10 내지 약 50 중량%, 패각 분말 약 10 내지 약 60 중량%, 광물 분말 약 10 내지 약 40 중량%, 및 결합제 약 0.1 내지 약 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 인테리어 자재의 구성성분으로서, 광물 분말은 상기 구성성분들을 서로 결합하게 하는 결합제의 역할을 하면서도 충분한 기계적 강도를 부여하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 광물 분말은 석고 분말, 화산석 분말, 게르마늄 분말, 맥반석 분말, 실리카 분말, 토르마린 분말, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로는 석고 분말을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광물 분말은 상기 혼합물 전체 대비 약 10 내지 약 40 중량%로 포함될 수 있다. 만약, 상기 광물 분말이 약 10 중량% 미만으로 포함될 경우 제조되는 인테리어 자재의 표면이 매끄럽지 않을 수 있고, 약 40 중량%를 초과할 경우 기계적 강도가 오히려 하락할 수 있다.
상기 인테리어 자재의 구성성분으로서, 결합제는 상기 구성성분들간의 혼합성을 향상시키고, 형성되는 혼합물의 점도를 높이기 위해 첨가되는 것으로, 식품첨가물을 포함하는 것일 수 있다. 이에 따라, 제조되는 인테리어 자재는 먹을 수 있는 식품첨가물을 구성성분으로 포함함으로써 친환경성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 구성성분간의 혼합성이 증대되어 가열 소성 후에도 높은 기계적 강도를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 식품첨가제를 포함하는 결합제는 네츄럴셀룰로오즈, 하이셀, 카보머(Carbomer), 카보폴프리젤, 올리브유화왁스, 폴리쿼터, 글루카메이트, 메칠셀룰로오즈, 카르복실 메틸셀룰로오즈, 카르복실 비닐 폴리머, 아카시아 콜라겐, CMC(carboxymethyl cellulose), 알로에베라겔, 카 보폴프리젤, 키트리파이드, 실리케이드, 셀락, 러버, 레지노미드, PVC, PVA, PTFE, 타마린드검(Tamarind Gum), 플루오린화규소산마그네슘(Magnesium fluorosilicate), 폴리아크릴산나트륨, 아르긴산 프로필렌 글리콜, 카르복시 메틸 셀룰로오즈 나트륨, 카르복시 메틸 셀룰로오즈 칼슘, 아르긴산 나트륨, 카제인, 카제인 나트륨, 글루코만산, 말토덱스트린, 글루텐, 알긴산프로필렌글리콜, 카르복시 메틸셀룰로오즈칼륨, 천연 전분, 변성 전분(Food Starch Modified), 알긴산암모늄, 글로코사민, 구아검, 펙틴, 카라기난, 아라비아검, 로커스트빈검, 산성 백토, 셀룰라아제, 스피룰리나색소, 시클로텍스트린, 아밀라아제, 스테비올배당체, 삼황 색소, 덱스트린(dextrin), 카나우바 왁스, 프락토올리고당, 로커스트콩검(Locust Bean Gum), 마노스, 갈락톡스, 타피오카 전분, HPC(Hydroxyrpopyl cellulose), HPC-L, 전젤라틴화전분(progelatinized starch), 잔탄검(Xanthan gum), 포비돈(Povidone), HPMC(Hydroxypropyl methyl cellulose), PVP(Poly vinyl pyrrolidone), 규산(硅酸) 소다, 데키스토린 아라비아 고무, 폼알데하이드(formaldehyde), 비트리파이드, 실리케이트, 셀락, 러버, 레지노이드, 베이크라이트, 고무, 실리케이트 셸락(shellac) 마그네사이트, 한천 가루, 송진(레진), 녹말 가루, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 결합제는 프락토올리고당 및 잔탄검을 1:1의 중량비로 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 결합제는 상기 혼합물 전체 대비 약 0.1 내지 약 10 중량%로 포함될 수 있다. 만약, 상기 결합제가 약 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 제조되는 인테리어 자재의 기계적 강도가 하락할 수 있으며, 약 10 중량%를 초과할 경우 혼합물의 점도가 지나치게 상승하여 작업성이 저하될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 혼합물은 연근 추출액을 추가 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연근 추출액은 상기 패각 분말을 정제수, 광물 분말, 및 결합제와 혼합 교반할 시 함께 첨가되어 혼합물을 형성하는 것일 수 있다. 상기 연근 추출액은 천연 접착 성분으로, 상기 패각 분말과 다른 구성 성분과의 혼합성을 향상시키는 바인더로 기능할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연근 추출액은 연근의 껍질을 벗기고 분쇄한 후, 연근 전체 중량의 약 5 배에 해당하는 물을 첨가하고, 약 80
Figure 112021085765750-pat00001
내지 약 100
Figure 112021085765750-pat00002
에서 약 6 시간 이상 가열한 후, 액체 성분을 추출하여 여과하며, 이어서 여과된 액체 성분을 약 55
Figure 112021085765750-pat00003
내지 약 60
Figure 112021085765750-pat00004
에서 농축하여 제조되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연근 추출액은 상기 혼합물 전체 대비 약 0.1 내지 약 5 중량%로 포함될 수 있다. 만약, 상기 연근 추출액이 약 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 제조되는 인테리어 자재의 기계적 강도가 하락할 수 있으며, 약 5 중량%를 초과할 경우 혼합물의 점도가 지나치게 상승하여 작업성이 저하될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 혼합물은 모노필라멘트사를 추가 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 모노필라멘트사는 상기 패각 분말을 정제수, 광물 분말, 및 결합제와 혼합 교반할 시 함께 첨가되어 혼합물을 형성하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 모노필라멘트사는 나일론 모노필라멘트사일 수 있으며, 바람직하게는 나일론 66 모노필라멘트사를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 나일론 모노필라멘트사는 약 0.1 내지 약 1 데니어의 섬도를 갖는 것일 수 있으며, 약 0.5 cm 내지 약 2 cm의 길이로 절단된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 인테리어 자재는 약 0.1 내지 약 1 데니어의 섬도 및 0.5 내지 2 cm 길이로 절단된 나일론 66 모노필라멘트사를 포함함에 따라, 높은 기계적 강도 및 탄성을 나타낼 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 나일론 모노필라멘트사는 상기 혼합물 전체 대비 약 0.1 내지 약 3 중량%로 포함될 수 있다. 만약, 상기 나일론 모노필라멘트사가 약 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 기계적 강도 및 탄성 향상 효과가 충분히 발휘되지 않을 수 있고, 약 3 중량%를 초과할 경우 다른 성분과의 혼합성이 저해되고 작업성이 하락할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 혼합물은 소듐 실리케이트를 추가 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 소듐 실리케이트는 상기 패각 분말을 정제수, 광물 분말, 및 결합제와 혼합 교반할 시 함께 첨가되어 혼합물을 형성하는 것일 수 있다. 상기 소듐 실리케이트는 규산염의 하나로서, 소듐 카보네이트 및 석영 가루를 융합해서 수득되는 것일 수 있다. 상기 소듐 실리케이트는 불연성을 나타냄으로써, 상기 인테리어 자재에 포함될 경우 불의 재연소를 방지하고, 소화 성능을 강화시키며, 금속에 대한 부식성을 감소시키는 효과를 발휘할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 소듐 실리케이트는 상기 혼합물 전체 대비 약 0.1 내지 약 3 중량%로 포함될 수 있다. 만약, 상기 소듐 실리케이트가 약 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 연소 방지 효과가 충분히 발휘되지 않을 수 있고, 약 3 중량%를 초과할 경우 다른 성분과의 혼합성이 저해될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 혼합물은 천연 해충 기피제를 추가 포함함으로써, 외부 환경에서 장기간 보관 시 간편하고 안전하게 방충 효과를 달성할 수 있다. 예를 들어, 상기 천연 해충 기피제는 상기 패각 분말을 정제수, 광물 분말, 및 결합제와 혼합 교반할 시 함께 첨가되어 혼합물을 형성하는 것일 수 있다.
예를 들어, 상기 천연 해충 기피제는 레몬유칼립투스, 시트로넬라, 디레몬, 제라니올, 시트랄, 네롤 및 유칼립투스 중에서 선택되는 1종 이상의 에탄올 추출물일 수 있고, 바람직하게는 레몬유칼립투스의 에탄올 추출물일 수 있다.
레몬유칼립투스는 도금양과 상록관목의 식물로서, 호주가 원산지이다. 미국 질병통제예방센터에 따르면 레몬유칼립투스 오일은 해충 퇴치제인 DEET의 유일한 대체제이다. 본 발명에 따른 인테리어 자재 제조 시 레몬유칼립투스의 에탄올 추출물과 같은 친환경적인 천연 해충 기피제가 추가 포함됨으로써, 상기 제조되는 인테리어 자재가 외부 환경에서 장기간 보관 시에도 간편하고 안전하게 방충 효과를 달성할 수 있는 효과가 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 천연 해충 기피제는 상기 혼합물 전체 대비 약 0.01 내지 약 3 중량%로 포함될 수 있다. 만약, 상기 천연 해충 기피제가 약 0.01 중량% 미만으로 포함될 경우 목적하는 방충 효과를 달성하기 어려우며, 약 3 중량%를 초과할 경우 다른 성분과의 혼합성이 저해될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 혼합 교반은 약 1,500 내지 약 2,500 rpm의 속도로 약 10 분 내지 약 60 분 동안 수행되는 것일 수 있다. 만약, 상기 혼합 교반이 약 1,500 rpm 미만의 속도 또는 약 10 분 미만의 시간 동안 수행될 경우 각 구성성분이 충분히 혼합되지 않고 뭉치는 현상이 발생할 수 있으며, 약 2,500 rpm을 초과하는 속도 또는 약 60 분을 초과하는 시간으로 수행될 경우 혼합 교반에 의한 열이 과도하게 발생하여 성분이 변성될 수 있다.
다음으로, 상기 혼합물을 소정의 모양으로 성형한다. 상기 성형 단계는 상기 페이스트 형태인 혼합물의 점도에 따라 다양하게 수행될 수 있으며, 예를 들어, 성형틀에 주입하여 소정의 모양의 성형하는 것일 수 있다.
다음으로, 상기 성형한 혼합물을 약 20℃ 내지 약 60℃의 온도 범위에서 건조한다. 상기 성형한 혼합물을 충분히 건조해줌으로써, 추후 가열 소성 후에도 인테리어 자재의 모양이 흐트러지지 않고 고정되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 건조가 약 20℃ 미만의 온도 범위에서 수행될 경우 추후 인테리어 자재가 부서지는 현상이 쉽게 발생할 수 있으며, 약 60℃를 초과하는 온도에서 수행될 경우 성분의 변이가 발생할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 건조는 약 6 시간 내지 약 72 시간 동안 건조되는 것일 수 있다. 만약, 상기 건조가 약 6 시간 미만으로 수행되거나, 약 72 시간을 초과하여 수행될 경우 추후 인테리어 자재가 부서지는 현상이 쉽게 발생할 수 있으므로 상기 건조는 약 6 시간 내지 약 72 시간 동안 수행되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 상기 건조는 약 12 시간 내지 약 48 시간 동안 수행되는 것일 수 있다.
마지막으로, 상기 건조한 혼합물을 가열 소성하여 인테리어 자재를 수득한다. 상기 가열 소성을 통해 패각에 남아있는 악취를 제거하고, 단백질을 분해함과 동시에 인테리어 자재로서 활용될 수 있을 정도로의 기계적 강도를 부여할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가열 소성은 약 700℃ 내지 약 1,500℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다. 만약, 상기 가열 소성이 약 700℃ 미만의 온도 범위에서 수행될 경우 패각에 포함된 단백질이 충분히 분해되지 않을 수 있으며, 약 1,500℃를 초과할 경우 오히려 기계적 강도가 하락하는 현상이 발생할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 서술한 방법에 의해 제조된 인테리어 자재는, 포장 및 검수를 통해 공급될 수 있으며, 상기 공급 시 인테리어 자재에 고유 색상을 부여하기 위하여, 안료 조성물을 도포하는 단계 등이 추가로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
패각을 준비하여 3 회 이상 깨끗이 세척한 뒤, 열풍을 이용하여 건조하였다. 건조된 패각은 직경 10 nm의 강철 볼을 포함하는 볼밀을 이용하여 150 메쉬 크기를 갖도록 분쇄하였다. 분쇄된 패각 분말은 하기 표 1과 같이 각 구성성분과 함께 혼합기에서 2,000 rpm의 속도로 약 60 분 동안 혼합 교반하였다. 교반하여 형성된 페이스트 형태의 혼합물은 성형틀에 넣어 성형한 뒤, 25℃에서 48 시간 동안 실온 건조하였다. 다음으로, 건조된 혼합물을 900℃의 온도 범위에서 가열 소성하여 실시예 1의 인테리어 자재를 수득하였다.
[실시예 2 및 실시예 3]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 패각을 정제수 80 중량%, 유기산(시트르산) 15 중량%, 및 마늘 분말 5 중량%를 포함하는 수용액에 약 25 일 동안 침지하여 전처리를 진행하는 단계를 포함하였다. 하기 표 1의 구성성분에 따라, 제조된 각각의 인테리어 자재를 실시예 2 및 실시예 3으로 명명하였다.
[비교예]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 하기 표 1의 구성성분으로 인테리어 자재를 제조하고 이를 비교예로 명명하였다.
혼합물 구성성분(중량%) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
정제수 40.00 38.00 37.50 60.00
패각 분말 25.00 25.00 25.00 20.00
석고 분말 25.00 25.00 23.50 20.00
결합제 10.00 7.50 7.50 -
연근 추출액 - 2.50 2.50 -
나일론 66 모노필라멘트사 - 2.00 2.25 -
소듐 실리케이트 - - 1.25 -
레몬유칼립투스 에탄올 추출물 - - 0.50 -
합계 100.00 100.00 100.00 100.00
[실험예 1: 기계적 물성 측정]
상기 실시예 1 내지 실시예 3, 및 비교예에서 제조된 인테리어 자재 대상면의 기계적 물성을 측정하였다. 측정 항목은 휨 강도, 압축 강도, 인장 강도, 및 부착 강도이며, KS F 4042-02 표준에 따라 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
구분 휨 강도
(N/mm2)		 압축 강도
(N/mm2)		 인장 강도
(N/mm2)		 부착 강도
(MPa)
실시예 1 18.6 48.0 11.4 2.7
실시예 2 21.3 52.9 13.7 3.0
실시예 3 24.6 61.4 16.2 3.6
비교예 10.2 28.6 9.0 2.1
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 인테리어 자재의 경우, 비교예에 비하여 휨 강도, 압축 강도, 인장 강도, 및 부착 강도 성능 면에서 매우 향상된 값을 나타내었다.
[실험예 2: 탄성계수 측정]
상기 실시예 1 내지 실시예 3, 및 비교예에서 제조된 인테리어 자재 대상면의 탄성 계수를 측정하고, 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
탄성계수(MPa) 1.97×105 2.03×105 2.63×105 1.01×105
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 인테리어 자재의 경우, 비교예에 비하여 높은 탄성 계수를 나타낸 것을 확인할 수 있었다.
[실험예 3: 내수성 및 내화학성 측정]
상기 실시예 1 내지 실시예 3, 및 비교예에서 제조된 인테리어 자재 대상면의 내수성 및 내화학성을 각각 측정하였다. 측정 방법은, 먼저 내수성의 경우 상기 인테리어 자재 대상면 위에 원통형의 물탱크를 설치하여 1 개월 단위로 수분의 침투 여부를 6 개월간 확인하는 방법으로 진행하였다. 내화학성의 경우 각각의 인테리어 자재 대상면에 35‰의 염분 농도를 갖는 소금물을 매일 1 시간씩 처리하고, 상기 인테리어 자재의 표면층이 손상되었는 지를 1 일 단위로 60 일 동안 확인하였다. 측정 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
구분 내수성 측정 결과(개월) 소금물 내화학성
측정 결과(일)
실시예 1 1.5 31
실시예 2 3 40
실시예 3 - -
비교예 1 7
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 인테리어 자재의 경우 비교예와 달리 높은 내수성 및 내화학성을 나타낸 것을 확인할 수 있었다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (3)

  1. 패각을 유기산, 마늘 분말, 및 정제수를 포함하는 용액에 1 일 내지 30 일 동안 침지하여 전처리하는 단계;
    상기 전처리한 패각을 세척 및 건조하는 단계;
    상기 세척 및 건조한 패각을 분쇄하여 패각 분말을 제조하는 단계;
    상기 패각 분말 10 내지 60 중량%, 정제수 10 내지 50 중량%, 석고 분말 10 내지 40 중량%, 결합제 0.1 내지 10 중량%, 연근 추출액 0.1 내지 5 중량%, 및 0.5 내지 2 cm 길이로 절단된 나일론 66 모노필라멘트사 0.1 내지 3 중량%를 혼합 교반하여 페이스트 형태의 혼합물을 형성하는 단계;
    상기 혼합물을 소정의 모양으로 성형하는 단계;
    상기 성형한 혼합물을 20℃ 내지 60℃의 온도 범위에서 6 시간 내지 72 시간 동안 건조하는 단계; 및
    상기 건조한 혼합물을 700℃ 내지 1,500℃의 온도 범위에서 가열 소성하여 인테리어 자재를 수득하는 단계;
    를 포함하는, 인테리어 자재 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
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