KR102353348B1 - Cement composition having the effect of reducing radient heat using natural meta-nano silk - Google Patents

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Abstract

A cement composition having a radiant heat reduction effect of the present invention comprises a silk fibroin powder added thereto, thereby achieving a better heat shielding effect than that of the conventional heat shielding concrete composition. In addition, since a raw material of the silk fibroin powder is easily acquired by simply processing silk balls, which are by-products of silk fiber production, environmental-friendly and economical advantages can be provided at the same time. Due to the properties, the cement composition can be used for mass casting of buildings and manufacturing of large structures, and can be widely used for repair and reinforcement of sections or cracks, post-treatment of building exteriors or roofs, etc.

Description

천연 메타 나노 실크를 포함하는 복사열 저감 효과를 가지는 시멘트 조성물{Cement composition having the effect of reducing radient heat using natural meta-nano silk}Cement composition having the effect of reducing radient heat using natural meta-nano silk

본 발명은 천연 메타 나노 실크를 포함하는 복사열 저감효과를 가지는 시멘트 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 천연 메타구조를 가지는 실크 피브로인 미분말을 함유함으로써 기존의 차열 시멘트나 코팅 공법에 비해 훨씬 더 우수한 복사열 저감효과를 가지면서도 시공이 간편하고 재료나 보수 보강 비용이 저렴한 복사열 저감효과를 가지는 시멘트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a cement composition having a radiant heat reduction effect containing natural meta nano silk, and more particularly, by containing fine silk fibroin powder having a natural meta structure, a much superior radiant heat reduction effect compared to conventional heat shielding cements or coating methods It relates to a cement composition having a radiant heat reduction effect that is easy to construct while having a low cost of materials or repair and reinforcement.

여름철 건물의 내부 온도를 상승시키는 것은 외부 기온보다도 지붕 혹은 옥상 표면의 온도이다. 우리나라 여름철 태양열 에너지는 평균 5,900 ㎉/㎡에 달하고 있으며, 건축물의 지붕이나 옥상 표면은 이를 그대로 받아들여 실내온도 상승으로 인한 냉방 부하의 문제점을 유발시킨다.It is the roof or roof surface temperature that raises the inside temperature of a building in summer rather than the outside temperature. The average solar energy in summer in Korea reaches 5,900 ㎉/㎡, and the roof or roof surface of the building accepts it as it is, causing a problem of cooling load due to an increase in indoor temperature.

하지만 우리나라 건축물의 대다수는 옥상이나 지붕에 누수를 막기 위해 방수공사만 시공하는 실정이고, 이러한 상기 방수층은 방수기능만 존재할 뿐 차열이나, 단열효과는 거의 없어서 차열 문제를 해결할 수 없다는 구조적 문제점이 있다.However, most of the buildings in our country are only waterproofing construction to prevent water leakage on the roof or roof, and this waterproofing layer has only a waterproof function, and there is a structural problem that the heat shielding problem cannot be solved because there is little heat shielding or thermal insulation effect.

여기에 우리나라는 1970년대 이후 급격한 산업화로 인하여 도시 집중현상이 심화되었으며 이로 인해 도시의 양적 팽창으로 녹지의 면적이 크게 줄어들고 인구밀도가 증가하였으며, 각종 인공열과 대기오염 물질로 인해 도시 상공의 기온이 주변지역보다 높아지는 이른바 열섬현상(Heat Island Effects)이 큰 사회적, 환경적 문제로 대두되었다.In Korea, the urban concentration phenomenon has deepened due to rapid industrialization since the 1970s. Due to this, the area of green areas has greatly decreased and the population density has increased due to the quantitative expansion of the city. The so-called heat island effect, which is higher than the local area, has emerged as a major social and environmental problem.

열섬현상이란 도시화와 고도의 토지이용이 진행되면서 나타나는 기후적 특성으로서, 도시 안에서 발생하는 인공열과 대기오염, 건축물, 포장도로 등의 영향으로 도심이 주변의 교외지에 비해 고온의 공기가 섬 모양으로 뒤덮고 있는 상태를 의미한다.The heat island phenomenon is a climatic characteristic that occurs as urbanization and high land use progress. Due to the effects of artificial heat, air pollution, buildings, and paved roads in the city, hot air in the city center is covered with an island shape compared to the surrounding suburbs. means the state of being.

때문에 도시는 많은 콘크리트나 아스팔트에서 내놓는 복사열, 그리고 여러 오염물질에 의한 열섬현상으로 매년 여름마다 사람들에게 큰 불편함을 주고 있으며, 여러 사회적 부작용을 낳고 있다. 도시공학자들은 이러한 열섬현상을 완화하기 위한 대안으로 바람, 녹지, 물, 반사 및 인공배출열 억제 등을 활용한 다양한 연구가 수행되고 있으나, 현재까지 그 효과는 미비한 실정이다.For this reason, the city gives great inconvenience to people every summer due to the radiant heat emitted by a lot of concrete or asphalt, and the heat island phenomenon caused by various pollutants, and it is causing various social side effects. Urban engineers are conducting various studies using wind, green areas, water, reflection and suppression of artificial exhaust heat as an alternative to alleviate the heat island phenomenon, but the effect is insignificant so far.

최근에는 상기와 같은 열섬현상 등의 문제를 해결하기 위해 건축물이나 블록 표면에 차열성 성분을 포함하는 도료를 코팅하는 방식이 제안되고 있다. 구체적으로 종래 차열 도료 관련한 기술을 찾아보면, 대한민국 등록 특허 제10-1169183호나 대한민국 등록 특허 제10-1886687호 등이 있으며, 이들은 대부분 금속성 무기안료나 알루미늄 실리케이트와 같이 금속성분을 포함함으로써 온도 상승의 주원인이 되는 태양광 근적외선 영역의 빛에 대한 높은 반사율을 확보하여 표면온도의 상승을 막아주는 한편, 다공성 입자를 함께 포함함으로써 물체로의 열전도를 방해함으로써 근본적으로 열의 축적을 차단하거나 완화시켜 준다.Recently, in order to solve problems such as the heat island phenomenon as described above, a method of coating a paint containing a heat-shielding component on the surface of a building or block has been proposed. Specifically, if you look for technologies related to conventional heat-shielding paints, there are Republic of Korea Patent No. 10-1169183 or Korean Patent No. 10-1886687, etc., which mostly contain metal components such as metallic inorganic pigments or aluminum silicate, which is the main cause of the temperature rise. It prevents the rise of surface temperature by securing high reflectivity to light in the near-infrared region of the sunlight, and blocks or alleviates the accumulation of heat fundamentally by interfering with heat conduction to an object by including porous particles.

그러나 상기와 같은 도료들은 콘크리트 구조물에서의 방수 및 태양열에 의한 차열효과를 발휘하고 초기 접착성은 양호하나, 열팽창계수나 건조, 수축 등의 변형특성이 콘크리트와 큰 차이를 나타내어 장기적으로 콘크리트의 계면에서 탈락이 발생하고, 이로 인하여 접착 강도가 저하되고, 표면의 내오염성이 불량하여 장기적인 내구성 확보가 곤란한 단점을 내포하고 있다. 이러한 현상은 구조물의 수명을 단축시키고, 또한 지속적인 관리 보수가 필요하기 때문에 시공비용보다 관리 보수 비용이 훨씬 많이 발생하는 문제점을 가진다.However, the above paints exhibit waterproofing and solar heat shielding effects in the concrete structure, and have good initial adhesion, but exhibit great differences from concrete in deformation characteristics such as coefficient of thermal expansion, drying, and shrinkage, and thus fall off from the interface of concrete in the long term. This occurs, and thus adhesive strength is lowered, and the surface has poor contamination resistance, which makes it difficult to secure long-term durability. This phenomenon shortens the lifespan of the structure, and also has a problem in that the maintenance cost is much higher than the construction cost because continuous maintenance and repair is required.

대한민국 등록특허 제10-1169183호 (2012년 07월 20일)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1169183 (July 20, 2012) 대한민국 등록특허 제10-1886687호 (2018년 08월 02일)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1886687 (August 02, 2018)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상세하게는 천연 메타구조를 가지는 실크 피브로인 미분말을 함유함으로써 태양광을 초고밀도로 모으거나 강하게 반사할 수 있어 기존의 차열 시멘트나 코팅 공법에 비해 훨씬 더 우수한 복사열 저감효과를 가지면서도 시공이 간편하고 재료나 보수 보강 비용이 저렴한 천연 메타 나노 실크를 포함하는 복사열 저감효과를 가지는 시멘트 조성물에 관한 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and in detail, by containing fine silk fibroin powder having a natural meta-structure, it is possible to collect or strongly reflect sunlight at an ultra-high density, so that it can be applied to conventional heat-shielding cement or coating methods. It relates to a cement composition having a radiant heat reduction effect, including natural meta nano silk, which has a much superior radiation heat reduction effect compared to that, is easy to construct, and is inexpensive in materials or repair and reinforcement costs.

본 발명은 천연 메타 나노 실크를 포함하는 복사열 저감효과를 가지는 시멘트 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a cement composition having a radiant heat reduction effect comprising natural meta nano silk.

본 발명의 일 양태는 시멘트 및 피브로인 분말을 함유하는 시멘트 조성물로, 상기 피브로인 분말은 정련된 누에고치를 건식 기계적 분쇄수단으로 분쇄한 평균 입경 100㎛ 이하의 미분말인 것을 특징으로 하는 복사열 저감효과를 가지는 시멘트 조성물에 관한 것이다.One aspect of the present invention is a cement composition containing cement and fibroin powder, wherein the fibroin powder is a fine powder with an average particle diameter of 100 μm or less obtained by grinding a refined cocoon with a dry mechanical grinding means. It relates to a cement composition.

본 발명에서 상기 시멘트 조성물은 시멘트 100 중량부 대비 피브로인 분말을 0.1 내지 5 중량부 포함하며, 상기 피브로인 분말은 50 내지 200℃로 설정된 알칼리 수용액, 산성 수용액, 효소 수용액 및 아민 수용액에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 정련액에 0.1 내지 5시간 동안 누에고치를 접촉시켜 정련한 피브로인 섬유로 제조된 것을 특징으로 한다.In the present invention, the cement composition contains 0.1 to 5 parts by weight of fibroin powder relative to 100 parts by weight of cement, and the fibroin powder is any one selected from an aqueous alkali solution, an acidic aqueous solution, an aqueous enzyme solution, and an aqueous amine solution set at 50 to 200 ° C. It is characterized in that it is made of fibroin fibers refined by contacting a cocoon with a plurality of scouring solutions for 0.1 to 5 hours.

이때 상기 피브로인 분말은,In this case, the fibroin powder is

a) 누에고치에 정련액을 접촉시켜 누에고치를 정련하는 정련 단계;a) a refining step of refining the cocoon by contacting the refining solution to the cocoon;

b) 상기 정련된 누에고치를 건식 기계적 분쇄수단으로 단섬유로 분쇄하는 제1분쇄 단계; 및b) a first pulverizing step of pulverizing the refined cocoon into short fibers using a dry mechanical pulverizing means; and

c) 상기 단섬유를 건식 기계식 분쇄수단으로 분쇄하여 평균 입경 100㎛ 이하의 미분말로 분쇄하는 제2분쇄 단계;c) a second grinding step of pulverizing the short fibers into a fine powder having an average particle size of 100 μm or less by pulverizing the short fibers with a dry mechanical grinding means;

를 포함하여 제조되되, 상기 b) 단계는 임펠러가 구비된 파우더 믹서(powder mixer)를 사용하여 수행하며, 상기 c) 단계는 직경이 서로 다른 세 종류의 볼(ball)이 구비된 유성밀(planetary mill)을 사용하여 수행하는 것을 특징으로 한다.Doedoe prepared including, step b) is performed using a powder mixer equipped with an impeller, and step c) is a planetary mill equipped with three types of balls having different diameters. mill) is characterized in that it is carried out using

본 발명에 따른 복사열 저감효과를 가지는 시멘트 조성물은 상술한 바와 같이 조성물에 실크 피브로인 분말을 더 첨가함에 따라 기존의 차열 콘크리트 조성물 등에 비해 훨씬 더 우수한 차열효과를 달성할 수 있다. 또한 상기 실크 피브로인 분말의 원료가 견섬유 생산의 부산물인 절각견을 단순 가공하여 쉽게 수득할 수 있기 때문에 친환경적인 장점과 경제적인 장점을 동시에 가질 수 있다.The cement composition having the effect of reducing radiant heat according to the present invention can achieve a much better heat shielding effect than the conventional heat shielding concrete composition by adding silk fibroin powder to the composition as described above. In addition, since the raw material of the silk fibroin powder can be easily obtained by simple processing of jellied silk, a by-product of silk fiber production, it can have environmental-friendly and economic advantages at the same time.

본 발명에 따른 시멘트 조성물은 상기와 같은 특성을 가짐에 따라 건축물의 대량 타설 및 대형 구조물 제조에 사용될 뿐만 아니라, 단면이나 균열의 보수 보강용, 건물 외면이나 옥상 등의 후처리용 등으로도 폭넓게 사용 가능하다.As the cement composition according to the present invention has the above characteristics, it is not only used for mass casting of buildings and for manufacturing large structures, but also widely used for repairing and reinforcing sections or cracks, and for post-treatment of building exteriors or roofs, etc. It is possible.

도 1은 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 사용된 내부에 램프가 구비된 항온항습 장치와 시편을 도시한 것이다.1 shows a thermo-hygrostat device and a specimen having a lamp inside used in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. Referring to FIG.

이하, 본 발명에 따른 복사열 저감효과를 가지는 시멘트 조성물을 더욱 상세히 설명한다. 다만 다음에 소개되는 구체 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.Hereinafter, the cement composition having the effect of reducing radiant heat according to the present invention will be described in more detail. However, the embodiments introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

따라서 본 발명은 이하 제시되는 구체 예들은 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 이하 제시되는 구체 예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.Therefore, the present invention is not limited to the embodiments presented below and may be embodied in other forms, and the embodiments presented below are merely described to clarify the spirit of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.At this time, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms used, it has a meaning commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and in the following description, it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. A description of possible known functions and configurations will be omitted.

또한 명세서 및 첨부된 특허 청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태로 포함하는 것으로 의도할 수 있다.Also, the singular forms used in the specification and appended claims may be intended to include the plural forms unless the context specifically dictates otherwise.

본 발명은 기존의 차열, 단열을 위한 시공방법이 대부분 구조물의 표면에 금속 안료 등을 포함하는 조성물을 코팅하여 일종의 피막을 형성하는 바, 이러한 피막이 대부분 유기용제를 사용하기 때문에 제조 및 사용 시 많은 공해물질과 유해물질을 배출하는 문제점은 차치하더라도, 도포 대상과의 열팽창계수나 건조, 수축 등의 변형특성이 큰 차이를 나타내어 장기적으로 도포 대상의 계면에서 탈락이 발생하고, 이로 인하여 접착 강도가 저하되고, 표면의 내오염성이 크게 떨어지는 등의 문제점을 인지하여 이를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭하던 중, 천연적인 메타구조를 가지는 피브로인 분말을 시멘트 조성물에 첨가하였을 때 기존의 차열성을 갖는 시멘트나 콘크리트 조성물에 비해 훨씬 환경 친화적이면서도 우수한 온도 저감 효과를 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.The present invention forms a kind of film by coating a composition containing a metal pigment, etc. on the surface of most structures in the conventional construction method for heat shielding and insulation. Aside from the problem of discharging substances and harmful substances, the coefficient of thermal expansion with the application target and deformation characteristics such as drying and shrinkage show a large difference, resulting in long-term drop-off at the interface of the application target, thereby lowering the adhesive strength. In the course of recognizing problems such as a significant decrease in surface contamination resistance and repeated research to solve this problem, when fibroin powder having a natural meta-structure is added to the cement composition, the existing cement or concrete composition having heat-shielding properties The present invention was completed by confirming a much more environmentally friendly and excellent temperature reduction effect compared to the present invention.

예부터 하얀 비단으로 만든 옷은 다른 재질의 옷감에 비해 착용자에게 훨씬 시원하다는 느낌을 준다. 예전에는 이러한 비단의 특성이 단순히 하얀 색을 띄기 때문에 빛을 더 반사하기 때문으로 알려졌는데, 최근 비단을 이루는 실크 섬유의 물리적인 구조가 메타물질과 같기 때문에 빛을 초고밀도로 모으거나 또는 강하게 반사하여 거울이나 블랙홀과 같은 옷이 될 수 있다는 것이 밝혀졌다.Since ancient times, clothes made of white silk give the wearer a much cooler feeling than other fabrics. In the past, this characteristic of silk was known to reflect light more simply because it had a white color. It turns out that it could be clothes like a mirror or a black hole.

일반적으로 빛을 높은 효율과 밀도로 모아 공진시키기 위해서는 메타물질이나 메타구조가 필요한데, 이러한 메타구조나 메타물질은 물리적인 이론에 따라 설계되고 첨단 기술로 미세하고 정교하게 제작되기 때문에 자연에는 존재하지 않는 물리적 특성을 가졌다고 알려졌다. In general, metamaterials or metastructures are needed to collect and resonate light with high efficiency and density. These metastructures or metamaterials are designed according to physical theories and are manufactured finely and precisely with cutting-edge technology, so they do not exist in nature. known to have physical properties.

그러나 정교하게 제작된 규칙적인 구조가 없이도 빛의 공진이 가능한 예외적인 경우가 있는데, 이를 앤더슨 응집(anderson localization) 현상이라고 한다. 앤더슨 응집 현상은 필립 앤더슨(Phillip anderson)이 1958년 발견한 것으로, 파동의 전도성이 불규칙한 구조에 의해 사라지고, 내부에 갇힌다는 현상인데, 비단의 물질 구조에서 바로 이 앤더슨 응집 현상이 나타나는 것이다.However, there is an exceptional case in which light resonance is possible without a precisely fabricated regular structure, which is called the Anderson localization phenomenon. The Anderson agglomeration phenomenon was discovered by Phillip Anderson in 1958, and is a phenomenon in which the conduction of a wave disappears due to an irregular structure and is trapped inside.

앤더슨 광응집 현상이 나타나기 위해서는 산란된 빛의 파동 사이에 간섭이 일어나야 한다. 불규칙하게 밀집된 나노구조는 빛을 산란시켜야 하며, 산란된 빛의 파동은 보강 혹은 상쇄 간섭을 겪어야 한다. 우연히 보강 간섭이 강하게 발생할 경우 빛은 나노구조 내부에서 높은 에너지를 형성하며 응집한다.For the Anderson light aggregation phenomenon to occur, interference must occur between the scattered light waves. Irregularly dense nanostructures must scatter light, and the scattered light waves must undergo constructive or destructive interference. In case of strong constructive interference by chance, light is condensed to form high energy inside the nanostructure.

누에고치에서 수득한 실크 섬유는 앤더슨 광응집 현상을 잘 발생시킬 수 있는 구조를 갖고 있다. 지름 10 내지 20㎛의 실크 섬유는 내부에 지름이 100 ㎚ 내외인 또 다른 나노 섬유 수천 개로 구성되어 있다.The silk fibers obtained from the cocoon have a structure capable of generating the Anderson photocoagulation phenomenon well. The silk fibers with a diameter of 10 to 20 μm are composed of thousands of other nanofibers with a diameter of about 100 nm inside.

이러한 실크 섬유 내부의 나노 섬유는 각각이 개별적인 산란체로 작용하며, 앤더슨 광응집 현상은 이 내부의 나노섬유 때문에 생기는 빛의 산란으로부터 발생한다. 특히 나란히 정렬된 나노 섬유는 빛의 산란 방향을 정렬하여 산란된 파동이 결맞음이 잘 맞아 높은 확률로 서로 간섭되도록 하며, 빛의 파장과 비슷한 크기를 갖는 여러 개의 나노 섬유 산란체는 산란 세기를 극대화 시키기 때문에 가시광 파장의 아주 작은 일부분은 실크 내부에 응집하지만 대부분 파장의 빛은 실크 표면에서 강하게 반사된다. Each of the nanofibers inside the silk fiber acts as an individual scatterer, and the Anderson light aggregation phenomenon arises from light scattering due to the nanofiber inside. In particular, the nanofibers aligned side by side align the scattering direction of light so that the scattered waves have a good coherence and interfere with each other with high probability. Therefore, a very small fraction of visible light wavelengths are condensed inside the silk, but most wavelengths of light are strongly reflected off the silk surface.

따라서 앤더슨 광응집 현상에 의한 강한 가시광 반사 특성이 실크의 특수한 단백질 구조에 의한 높은 적외선 방출 특성과 결합될 경우, 자신이 흡수한 열 보다 더 많은 열을 복사함으로써 다른 에너지가 없이도 시원한 효과를 만들 수 있는 점을 확인하였다.Therefore, when the strong visible light reflection property by Anderson's photocoagulation phenomenon is combined with the high infrared emission property due to the special protein structure of silk, it can radiate more heat than it absorbs and create a cool effect without other energy. point was confirmed.

또한 상기 실크의 경우 의류 등을 생산하는 과정에서 필연적으로 많은 부산물이 발생하는데, 이렇게 발생하는 부산물, 특히 절각견을 단순 가공함으로써 상기 조성물에 투입 가능한 실크섬유를 수득할 수 있으므로 다른 열차단 소재에 비해 훨씬 경제적이며 실크의 친환경적인 특성으로 인해 휘발성유기화합물(Volatiile Organic Compounds, VOCs)의 발생을 현저히 줄일 수 있다는 점을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다. In addition, in the case of the silk, many by-products are inevitably generated in the process of producing clothing, etc., and since it is possible to obtain silk fibers that can be put into the composition by simply processing the by-products, especially the cleavage fibers, compared to other heat-blocking materials. The present invention was completed by confirming that the generation of volatile organic compounds (VOCs) can be significantly reduced due to the much more economical and eco-friendly properties of silk.

본 발명에 따른 복사열 저감효과를 가지는 시멘트 조성물은 기본적으로 시멘트 및 피브로인 분말을 함유하되, 상기 피브로인 분말은 정련된 누에고치를 건식 기계적 분쇄수단으로 분쇄한 평균 입경 100㎛ 이하의 미분말인 것을 특징으로 한다.The cement composition having the effect of reducing radiant heat according to the present invention basically contains cement and fibroin powder, wherein the fibroin powder is a fine powder having an average particle diameter of 100 μm or less, which is pulverized from a refined cocoon by a dry mechanical grinding means. .

본 발명에서 상기 시멘트는 당업계에서 모르타르 또는 콘크리트 등에 포함되는 것이라면 종류에 한정하지 않으며, 바람직하게는 일반 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 초조강 포틀랜드 시멘트, 중용열 포틀랜드 시멘트, 내황산염 포틀랜드 시멘트, 백색 포틀랜드 시멘트 및 초속경 시멘트 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.In the present invention, the cement is not limited to the type as long as it is included in mortar or concrete in the art, and preferably general Portland cement, crude steel portland cement, early steel Portland cement, medium heat Portland cement, sulfate resistant Portland cement, or white Portland cement. Any one or a mixture of cement and super-velocity cement may be used, but is not limited thereto.

상기 시멘트는 분말형태 뿐만 아니라 클링커 형태도 사용 가능하다. 다만 시멘트 클링커를 사용하는 경우 전처리로 소성 및 분쇄과정을 거친 것을 사용하는 것이 바람직하며, 이때 상기 시멘트의 비표면적은 2,000 cm2/g 내지 8,000 cm2/g인 것이 바람직하다.The cement may be used not only in powder form but also in clinker form. However, in the case of using cement clinker, it is preferable to use what has been calcined and pulverized as a pretreatment, and in this case, the cement preferably has a specific surface area of 2,000 cm 2 /g to 8,000 cm 2 /g.

본 발명에서 상기 피브로인 분말은 일반적인 누에고치에서 세리신을 제거하고 남은 피브로인을 분말화하여 수득한 것으로, 이때 상기 피브로인은 화학적인 방법이 아닌 물리적인 분쇄방법을 통해 수득한 것을 특징으로 한다.In the present invention, the fibroin powder is obtained by removing sericin from a common cocoon and pulverizing the remaining fibroin, wherein the fibroin is obtained through a physical grinding method rather than a chemical method.

상기와 같이 실크 섬유가 앤더슨 광응집 현상을 보이는 이유는 기본적으로 실크 섬유가 나노 직경의 필라멘트가 수십에서 수천 가닥 합사하여 이루어졌기 때문에 다수의 나노 섬유가 서로 나란히 위치하게 되며, 각각의 나노 섬유가 빛의 산란 방향을 정렬하여 산란된 파동이 결맞음이 잘 맞아 높은 확률로 서로 간섭되도록 하며, 여기에 빛의 파장과 비슷한 크기를 갖는 여러 개의 나노 섬유 산란체는 산란 세기를 극대화시키기 때문이다.The reason why silk fibers show Anderson's light aggregation as described above is that because silk fibers are basically made by braiding tens to thousands of nano-diameter filaments, a number of nanofibers are positioned side by side, and each nanofiber is This is because the scattered waves have a good coherence and interfere with each other with high probability by aligning the scattering direction of

따라서 상기 피브로인 분말은 일반적인 시멘트 조성물에 첨가되는 피브로인 섬유와는 달리 피브로인 섬유를 물리적인 분쇄 방법으로 분말화한 것을 사용하여야 한다. 특히 일반적인 시멘트 조성물에 사용되는 피브로인 섬유, 예를 들어 대한민국 등록특허 제10-2179840호 등에 개시된 피브로인 섬유는 피브로인 성분을 용매에 완전히 용해하여 방사용액을 만든 후 이를 전기 방사 등의 방법으로 방사한 것으로, 이러한 방법을 통해 제조된 피브로인 섬유는 상술한 나노 섬유 산란체 구조가 완전히 파괴되었기 때문에 상술한 앤더슨 광응집 현상이 나타나지 않게 된다.Therefore, as the fibroin powder, unlike the fibroin fiber added to a general cement composition, a powder obtained by pulverizing the fibroin fiber by a physical grinding method should be used. In particular, fibroin fibers used in general cement compositions, for example, fibroin fibers disclosed in Korean Patent Registration No. 10-2179840, etc. are spun by a method such as electrospinning after completely dissolving the fibroin component in a solvent to make a spinning solution, In the fibroin fibers prepared by this method, the Anderson light aggregation phenomenon does not appear because the above-described nanofiber scattering body structure is completely destroyed.

본 발명에서 상기 피브로인 분말은 기본적으로 누에고치를 정련한 후 수득한 피브로인 섬유를 분쇄하여 제조하는 것으로, 구체적으로, In the present invention, the fibroin powder is basically prepared by pulverizing the fibroin fibers obtained after refining the cocoon, specifically,

a) 누에고치에 정련액을 접촉시켜 누에고치를 정련하는 정련 단계;a) a refining step of refining the cocoon by contacting the refining solution to the cocoon;

b) 상기 정련된 누에고치를 건식 기계적 분쇄수단으로 단섬유로 분쇄하는 제1분쇄 단계; 및b) a first pulverizing step of pulverizing the refined cocoon into short fibers using a dry mechanical pulverizing means; and

c) 상기 단섬유를 건식 기계식 분쇄수단으로 분쇄하여 평균 입경 100㎛ 이하의 미분말로 분쇄하는 제2분쇄 단계;c) a second grinding step of pulverizing the short fibers into a fine powder having an average particle size of 100 μm or less by pulverizing the short fibers with a dry mechanical grinding means;

를 포함하여 제조할 수 있다.It can be prepared including

a) 단계는 누에고치에 정련액을 접촉시켜 불필요한 성분인 세리신(sericin)을 제거하는 정련 단계이다. Step a) is a refining step of removing unnecessary component sericin by contacting the cocoon with the refining solution.

일반적으로 18종의 아미노산으로 구성된 누에의 견사선에서 생합성된 액상의 실크는, 누에의 토사에 의하여 결정화도가 높은 섬유배열이 형성되며, 강신도가 3.8 내지 4.2g/d에서 18 내지 24% 정도의 신도를 갖는 약 75 중량%의 피브로인(fibroin)과 약 25 중량%의 세리신(sericin)의 2성분으로 형성된 실크가 생산된다. In general, the liquid silk biosynthesized from the silk glands of silkworms composed of 18 amino acids has a high crystallinity fiber arrangement by the silt of the silkworm, and has an elongation of 18 to 24% at 3.8 to 4.2 g/d. Silk formed from two components of about 75% by weight of fibroin and about 25% by weight of sericin is produced.

세리신은 대표적인 수용성 구형 단백질로 겔 상의 검을 형성하여 섬유 본체인 피브로인의 주위를 싸고 있다. 피브로인 섬유끼리, 또 고치와 토대를 접착하는 작용을 하며 피브로인 섬유화할 때 윤활제로서 기능하나, 피브로인의 분쇄에 방해가 되므로 이를 제거하는 것이 바람직하다.Sericin is a representative water-soluble globular protein that forms a gel-like gum and wraps around fibroin, a fiber body. It acts as a bonding agent between the fibroin fibers and the cocoon and the base, and functions as a lubricant when forming fibroin fibers.

본 발명에서 상기 누에고치는 당업계에서 섬유용 또는 바이오용 등으로 통상적으로 사용되는 것이라면 종류에 한정치 않는다. 우리나라의 경우 누에고치 생산 및 교육용 누에 생산을 목적으로 17종의 누에 장려품종을 지정하고 있는 바, 본 발명에서는 이들 모두 사용 가능하며, 예를 들어 장려품종으로 금옥잠, 대성잠, 일본종으로 SK-1, N28, 추화, N74(방추형 고치), 중국종으로 혹누에, 유럽종으로 Bagdad(1화성), Romogua(1화성), 열대종으로 SA6(다화성), 한국종으로 삼면홍회백(4면잠), 선3호(3면잠) 등을 포함할 수 있으며, 이들을 둘 이상 혼합하여 사용하여도 무방하다.In the present invention, the cocoon is not limited to the type as long as it is commonly used for textile or bio use in the art. In the case of Korea, 17 kinds of silkworm incentives are designated for the purpose of cocoon production and educational silkworm production, and in the present invention, all of them can be used. -1, N28, Chuhwa, N74 (fusiform cocoon), Chinese silkworm, European Bagdad (1 Hwaseong), Romogua (1 Hwaseong), tropical SA6 (multiple cocoon), Korean three-sided red chrysanthemum (4 Myeonjam), Seon No. 3 (three-sided sleep), etc. may be included, and two or more of these may be mixed and used.

다만 누에고치는 품종에 따라 견층의 무게나 두께, 견층 밀도, 인장강도 등이 상이하므로 후술할 분쇄 공정의 조건이나 생산되는 실크 분말의 평균 입경 등에 따라 선택적으로 적용할 수 있다. 예를 들어 절단강도가 큰 선3호나 삼면홍회백 등의 품종은 분쇄 단계에서의 임펠러나 볼 회전속도를 높이거나 분쇄 시간을 길게 가져가는 것이 좋으며, 절단강도가 낮은 SA6이나 N74 등은 임펠러나 볼 회전속도를 낮추거나 볼의 크기 등을 조절하는 식으로 실크 입자의 입경을 결정할 수 있다.However, since the weight and thickness of the silk layer, the density of the silk layer, the tensile strength, etc. are different depending on the type of cocoon, it can be selectively applied depending on the conditions of the grinding process described later or the average particle size of the silk powder produced. For example, it is recommended to increase the rotation speed of the impeller or ball in the crushing stage or to take a longer crushing time for varieties such as Seon 3 or three-sided red ginseng that have high cutting strength. The particle size of silk particles can be determined by lowering the rotation speed or adjusting the size of the ball.

본 발명에서 상기 정전제는 통상적으로 누에고치에서 세리신을 제거할 때 사용하는 정련제라면 모두 사용할 수 있다. 예를 들어 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산칼슘, 규산나트륨, 인산나트륨, 중탄산나트륨, 붕사, 암모니아 등의 수용액인 알칼리 수용액; 젖산, 타타르산, 구연산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 초산, 클로로아세트산, 디클로로아세트산 트리클로로아세트산 등의 수용액인 산성 수용액; 트립신(Trypsin), 파파인(Papain) 등의 수용액인 효소 수용액; 및 메틸 아민, 에틸 아민 등의 아민를 포함하는 아민 수용액이 있으며, 이외에도 탈로우 오일(Tallow oil), 올리브 오일(Olive oil), 코코넛 오일(Coconut oil), 카스터 오일(Caster oil), 아라키스 오일(Arachis oil), 코튼 씨드 오일(Cotton seed oil), 크라이살리스 오일(Chrysalis oil), 소듐 라우레이트(Sodium Laurate), 소듐 미리스테이트(Sodium Myristate), 소듐 스테아레이트(Sodium Stearate), 소듐 아라키데이트(Sodium Arachidate), 소듐 올레이트(Sodium Oleate), 소듐 리시놀레이트(Sodium Ricinoleate) 등의 계면활성제를 물에 용해하여 사용하여도 무방하다.In the present invention, the electrostatic agent may be used as long as it is a refining agent commonly used when removing sericin from a cocoon. Aqueous alkali aqueous solution which is, for example, aqueous solutions, such as sodium hydroxide, sodium carbonate, calcium carbonate, sodium silicate, sodium phosphate, sodium bicarbonate, borax, ammonia; acidic aqueous solutions, such as lactic acid, tartaric acid, citric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, acetic acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid and trichloroacetic acid; Enzyme aqueous solution which is an aqueous solution, such as trypsin (Trypsin) and papain (Papain); and an amine aqueous solution containing amines such as methyl amine and ethyl amine, in addition to tallow oil, olive oil, coconut oil, caster oil, arachis oil Arachis oil, Cotton seed oil, Chrysalis oil, Sodium Laurate, Sodium Myristate, Sodium Stearate, Sodium Arachidate (Sodium Arachidate), Sodium Oleate (Sodium Oleate), Sodium Ricinoleate (Sodium Ricinoleate), etc. surfactants dissolved in water may be used.

상기 정련제를 포함하는 정련욕에 대한 실크의 욕비는(Bath ratio, w/v, g/mL)는 실크 : 정련욕 부피로 1 : 5 내지 100인 것이 바람직하다. 욕비가 상기 범위 미만인 경우 정련액이 실크에 충분히 침지되지 않아 세리신의 제거가 효율적으로 이루어지지 않으며, 상기 범위를 초과하는 경우 경제적인 측면에서 바람직하지 않다.The bath ratio of silk to the scouring bath containing the scouring agent (Bath ratio, w/v, g/mL) is preferably 1:5 to 100 by volume of silk:scouring bath. When the bath ratio is less than the above range, the scouring solution is not sufficiently immersed in the silk, so that the removal of sericin is not performed efficiently.

상기 a) 단계는 50 내지 200℃로 설정된 정련액에 0.1 내지 5시간 접촉시켜 수행할 수 있다. 상기 정련 공정을 통해 손상 없이 피브로인만을 효과적으로 수득할 수 있으며, 상기 온도나 시간 범위 미만으로 공정을 수행할 경우 세리신이 충분히 제거되지 않으며, 상기 범위 초과로 공정을 수행할 경우 정련 과정에서 피브로인의 절단이 발생하여 나노구조가 파괴될 수 있다.Step a) may be performed by contacting the refining solution set at 50 to 200° C. for 0.1 to 5 hours. Only fibroin can be effectively obtained without damage through the refining process, and when the process is performed below the above temperature or time range, sericin is not sufficiently removed. This can lead to destruction of the nanostructure.

상기 a) 단계는 필요에 따라 물리적인 교반을 통해 피브로인 성분만을 수집할 수 있다. 이때 물리적인 교반 수단으로 예를 들면 초음파나 교반기, 교반봉 등이 있으며, 이를 이용한 교반 조건은 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 한정하지 않는다. In step a), only the fibroin component may be collected through physical stirring if necessary. At this time, as a physical stirring means, for example, there is an ultrasonic wave, a stirrer, a stirring rod, etc., and the stirring conditions using the same are not limited within the range that does not impair the object of the present invention.

또한 정련액으로 산이나 알칼리 수용액을 사용한 후에는 중화하는 공정을 더 추가할 수 있다. 중화를 통해 가수분해된 용액 내 세리신을 미세 입자로 석출, 침전시킬 수 있으며, 여기에 여과, 탈염, 건조 공정 등을 통해 완전한 피브로인 섬유만을 수득할 수 있다.In addition, after using an acid or alkali aqueous solution as the refining solution, a neutralizing step may be further added. Sericin in the hydrolyzed solution can be precipitated and precipitated as fine particles through neutralization, and only complete fibroin fibers can be obtained through filtration, desalting, drying processes, etc.

본 발명에서 상기 b) 단계는 제1분쇄 단계로, 상기 정련된 누에고치를 건식 기계적 분쇄수단으로 단섬유로 분쇄하는 공정이다. 이때 상기 ‘단섬유’는 필라멘트의 형태를 갖는 피브로인이 수 회 절단되어 형성되는 것으로, 길이를 한정하는 것은 아니나 대략 5㎝ 이하의 길이를 갖는 것을 의미한다.In the present invention, step b) is a first grinding step, and is a process of grinding the refined cocoon into short fibers by a dry mechanical grinding means. In this case, the 'short fiber' is formed by cutting fibroin having the shape of a filament several times, and the length is not limited, but it means having a length of about 5 cm or less.

상기 b) 단계에서 사용 가능한 분쇄기는 건식 공정을 통해 장섬유인 피브로인을 단섬유 형태로 절단 가능한 것이라면 종류에 한정하지 않으며, 예를 들어 에어제트밀(air jet mill), 로터리밀(rotary mill), 해머밀(hammer mill), 압출식밀(extruder mill), 유압식 파쇄기, 파우더믹서(powder mixer) 등이 있으며, 이들 중 임펠러가 내부에 구비되어 피브로인 섬유가 균일하게 혼합되면서 동시에 분쇄 및 표면개질 등의 효과를 달성할 수 있는 파우더믹서를 사용하는 것이 바람직하다.The pulverizer usable in step b) is not limited to the type as long as it can cut long-fiber fibroin into short fibers through a dry process, for example, an air jet mill, a rotary mill, There are hammer mills, extruder mills, hydraulic crushers, powder mixers, and the like. Among them, an impeller is provided inside so that the fibroin fibers are uniformly mixed while simultaneously grinding and surface modification. It is preferable to use a powder mixer that can achieve

본 발명에서 파우더믹서는 형태 및 구성을 본 발명에서 한정하지는 않으나 기본적으로 대한민국 등록특허 제10-1276352호와 같이 분쇄가 일어나는 본체와, 상기 본체 내부에 회전 가능하게 장착되며 횡단면이 절곡된 형태의 날개를 가지는 임펠러 및 상기 임펠러를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.In the present invention, the shape and configuration of the powder mixer is not limited in the present invention, but basically, as in Korean Patent Registration No. 10-1276352, a main body to be pulverized and a blade rotatably mounted inside the main body and bent in cross section It may include an impeller having and a motor rotating the impeller.

이때 본체는 상측에 개구부가 형성되고, 개구부의 일단에는 상기 개구부를 개폐하는 뚜껑이 장착되어 상기 피브로인의 분쇄 시 단섬유가 본체 밖으로 탈출하는 것을 막을 수 있으며, 상기 임펠러는 상기 본체의 내면 중 바닥면에 회전 가능하게 장착되는 것이 바람직하다.At this time, an opening is formed on the upper side of the main body, and a lid for opening and closing the opening is mounted at one end of the opening to prevent short fibers from escaping out of the main body when the fibroin is pulverized, and the impeller is a bottom surface of the inner surface of the main body. It is preferable to be rotatably mounted to the.

상기 임펠러는 회전축과 결합하는 보스와 상기 보스의 외측면에 형성되는 다수의 날개로 구성될 수 있으며, 필요에 따라 상기와 같은 임펠러가 하나 또는 둘 이상 구비될 수도 있다. The impeller may include a boss coupled to the rotation shaft and a plurality of blades formed on an outer surface of the boss, and one or two or more of the above impellers may be provided as necessary.

또한 상기 임펠러와는 별개로 상기 피브로인 섬유의 분쇄를 원활히 하고, 분쇄된 피브로인 섬유의 직경(섬도)이나 길이를 짧게 하기 위해 세라믹 비드를 본체 내부에 함께 수용하는 것이 바람직하다. 상기 세라믹 비드는 임펠러에 의해 움직이면서 피브로인 섬유와의 마찰을 일으키고, 그 결과로 상기 섬유의 길이나 섬도를 더욱 짧게 한다.In addition, it is preferable to accommodate the ceramic beads together in the body in order to facilitate the grinding of the fibroin fibers separately from the impeller and to shorten the diameter (fineness) or length of the pulverized fibroin fibers. The ceramic beads cause friction with the fibroin fibers while being moved by the impeller, resulting in a shorter length or fineness of the fibers.

상기 보스는 본체의 바닥면에 회전 가능하게 장착되며, 필요에 따라 회전과 동시에 상기 축방향으로 본체 내부에서 상하로 운동할 수 있다. 상기 보스는 중앙에 회전을 위한 축이 삽입되는 삽입공이 형성될 수도 있으며, 상술한 모터에 의해 회전력을 전달받아 운동하게 된다.The boss is rotatably mounted on the bottom surface of the main body, and can move up and down inside the main body in the axial direction at the same time as the rotation if necessary. The boss may be formed with an insertion hole into which a shaft for rotation is inserted in the center, and is moved by receiving rotational force by the above-described motor.

상기 날개는 상기 보스의 외주면에 상기 본체의 내주면 방향으로 서로 방사상으로 배치되되, 소정의 각도로 경사지게 부착될 수 있다. 이때 상기 날개는 일방향으로 긴 사각 형상이며 끝단에는 상기 피브로인 섬유의 절단을 위해 칼날 형태로 형성된 칼날부가 구비되는 것이 바람직하다.The wings are disposed on the outer circumferential surface of the boss radially to each other in the direction of the inner circumferential surface of the main body, and may be attached to be inclined at a predetermined angle. In this case, it is preferable that the blade has a long rectangular shape in one direction and a blade portion formed in the shape of a blade for cutting the fibroin fiber is provided at the end.

상기 모터는 상기 회전축을 회전시켜 임펠러에 회전을 전달하기 위한 것으로, 피브로인 섬유의 단섬유화와 분쇄 시간을 단축시키기 위해 회전수를 높게 유지하는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 모터는 상기 임펠러의 공전 속도가 10 내지 50 rpm, 누에고치의 분쇄속도가 1,000 내지 15,000rpm이 되도록 축을 외전시키는 것이 바람직하다.The motor rotates the rotation shaft to transmit rotation to the impeller, and it is preferable to maintain a high number of rotations in order to shorten the fibroin fiber formation and grinding time. Specifically, it is preferable that the motor abduct the shaft so that the revolving speed of the impeller is 10 to 50 rpm, and the grinding speed of the cocoon is 1,000 to 15,000 rpm.

또한 상기 파우더믹서는 대한민국 등록특허 제10-0935688호에 기재된 바와 같이 본체를 회동시키기 위한 회동수단이 더 구비될 수도 있다. 상기 회동수단은 본체 자체를 공전시킴으로써 상기 임펠러에 의한 피브로인 섬유의 이동 이외에 상하좌우로 움직이면서 상기 임펠러와 피브로인 섬유의 접촉 횟수를 높여줌과 동시에 절단된 단섬유 형태의 피브로인 섬유가 상기 본체의 바닥에 적층되어 더 이상 절단이 이루어지지 않는 것을 방지할 수 있다.In addition, the powder mixer may further include a rotating means for rotating the main body as described in Korean Patent Registration No. 10-0935688. The rotating means increases the number of contact between the impeller and the fibroin fiber while moving up, down, left and right in addition to the movement of the fibroin fiber by the impeller by revolving the body itself, and at the same time the cut short fiber type fibroin fiber is laminated on the bottom of the body It can prevent further cuts being made.

상기 b) 단계는 상술한 바와 같이 모터의 구동으로 임펠러를 회전시켜 피브로인 섬유의 절단을 유도하되, 임펠러의 공전 속도가 10 내지 50 rpm, 누에고치의 분쇄속도가 1,000 내지 15,000rpm을 유지하는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만으로 구동되는 경우 섬유장이 길어지기 때문에 후술할 제2분쇄가 제대로 이루어지지 않으며, 상기 범위를 초과하는 경우 모터 회전 속도 증가에 따른 분쇄 효과 증가가 미비하다. 또한 상기 b) 단계는 1 내지 5분간 진행하는 것이 바람직하다.In step b), as described above, the impeller is rotated by driving the motor to induce cutting of the fibroin fiber, but the revolving speed of the impeller is 10 to 50 rpm, and the grinding speed of the cocoon is preferably maintained at 1,000 to 15,000 rpm. do. When it is driven below the above range, the second crushing, which will be described later, is not properly performed because the fiber length becomes longer. In addition, it is preferable that step b) proceeds for 1 to 5 minutes.

다음으로 상기 c) 단계와 같이 상기 피브로인 단섬유를 건식 기계식 분쇄수단으로 분쇄하여 평균 입경 100㎛ 이하의 미분말로 분쇄하는 제2분쇄 단계를 진행할 수 있다.Next, as in step c), a second grinding step of pulverizing the short fibroin fibers into a fine powder having an average particle size of 100 μm or less by pulverizing the fibroin short fibers with a dry mechanical pulverizing means may be performed.

본 발명에서 상기 c) 단계는 단섬유 형태의 피브로인 섬유를 기계적 분쇄수단으로 분쇄하여 미분말 형태로 제조하는 공정이다. 이때 상기 ‘미분말’은 단섬유 형태의 피브로인이 완전히 마모되어 아주 작은 직경을 가지는 입자로 형성되는 것으로, 입경을 한정하는 것은 아니나 대략 100㎛ 이하의 직경을 갖는 것을 의미한다.In the present invention, step c) is a process for producing a fine powder form by pulverizing the fibroin fibers in the form of short fibers with a mechanical grinding means. In this case, the 'fine powder' means that the fibroin in the form of short fibers is completely abraded to form particles having a very small diameter, and the particle size is not limited, but it means having a diameter of about 100 μm or less.

상기 c) 단계에서 사용 가능한 분쇄기는 상기 b) 단계와 유사하게 건식 공정을 통해 장섬유인 피브로인을 단섬유 형태로 절단 가능한 것이라면 종류에 한정하지 않으며, 예를 들어 에어제트밀(air jet mill), 로터리밀(rotary mill), 해머밀(hammer mill), 압출식밀(extruder mill), 유압식 파쇄기, 파우더믹서(powder mixer), 유성밀(planetary mill) 등이 있으며, 이들 중 볼과 함께 회전시켜 볼에 의해 상기 피브로인 분말의 분쇄 및 마모를 유도할 수 있는 유성밀을 사용하는 것이 바람직하다.The pulverizer usable in step c) is not limited to the type as long as it can cut long-fiber fibroin into short fibers through a dry process similar to step b), for example, an air jet mill, There are rotary mills, hammer mills, extruder mills, hydraulic crushers, powder mixers, planetary mills, etc. It is preferable to use a planetary mill capable of inducing grinding and abrasion of the fibroin powder.

상기 유성밀은 고속으로 공전과 자전을 동시에 할 수 있도록 제작되어진 장비로, 하나 이상의 보울을 가지고 있으며, 상기 보울이 원형의 회전판 상에 고정되도록 구비된다. 상기 회전판이 회전함과 동시에 상기 보울이 각각 독립적으로 회전판의 회전방향과 반대 방향으로 회전하도록 구성되며, 상기 보울 내부에는 볼과 함께 분쇄 대상 물질이 위치하여 고속 회전에 따라 발생하는 충격력에 의해 분쇄-분산이 이루어지는 원리를 이용한 것이다.The planetary mill is an equipment manufactured to simultaneously revolve and rotate at high speed, has one or more bowls, and is provided so that the bowls are fixed on a circular rotating plate. At the same time as the rotating plate rotates, the bowl is each independently configured to rotate in the opposite direction to the rotating direction of the rotating plate. It uses the principle of dispersion.

본 발명에서 상기 보울 내부에 삽입되는 볼(ball)은 용어와 같이 전체적으로 둥근 모양을 가지는 구형의 물체로, 판상 등의 각진 형상을 제외하는 것을 의미하고, 완벽한 구 형태를 의미하는 것이 아니라 타원형이거나 그 일부가 찌그러진 구 형태도 포함할 수 있다.In the present invention, the ball inserted into the bowl is a spherical object having an overall round shape as in the term, meaning excluding angular shapes such as plate shape, and does not mean a perfect spherical shape, but an oval or its It may also include a spherical shape with some dents.

상기 볼은 기본적으로 세라믹 입자로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 세라믹 입자의 예를 들면 알루미나, 질화알루미늄, 실리카, 산화티탄, 지르코니아 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용하여도 무방하다.Preferably, the ball is basically formed of ceramic particles. Examples of such ceramic particles include alumina, aluminum nitride, silica, titanium oxide, zirconia, and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.

또한 상기 볼은 직경을 한정하는 것은 아니나 1 내지 50㎜의 직경을 갖는 것이 바람직하며, 모든 볼이 동일한 직경을 갖는 것을 적용할 수도 있으나, 직경이 서로 다른 세 종류의 볼(ball)이 혼합되어 상기 보울 내부에 위치하는 것이 바람직하다. 이때 상기 볼은 직경이 10 내지 30㎜인 대직경볼, 직경이 5 내지 20㎜인 중직경볼 및 직경이 1 내지 10㎜인 소직경볼이 혼합되어 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the ball is not limited in diameter, but preferably has a diameter of 1 to 50 mm, and all balls having the same diameter may be applied, but three types of balls having different diameters are mixed and the It is preferably located inside the bowl. In this case, it is preferable that the ball is provided with a mixture of a large-diameter ball having a diameter of 10 to 30 mm, a medium-diameter ball having a diameter of 5 to 20 mm, and a small-diameter ball having a diameter of 1 to 10 mm.

상기와 같이 볼의 크기를 다양하게 가져가는 것은, 일반적으로 회전수가 높아질수록 볼에 투입되는 힘이 커지게 되며, 상대적으로 크기가 큰 볼을 사용할 경우 힘이 더욱 증가되기 때문에 물리적인 강성이 높은 실크 섬유를 쉽게 절단할 수 있기 때문이다.As described above, taking various sizes of the balls generally increases the force applied to the balls as the number of rotations increases. This is because the fibers can be cut easily.

다만 볼의 직경이 크게 되면 상대적으로 보울의 크기가 커져야 하기 때문에 회전을 가하기 위한 에너지가 과도하게 소모될 수 있으므로 직경이 작은 볼을 함께 투입하여 추가적인 분쇄를 진행할 수 있다. 특히 임계회전속도를 넘어가면 볼이 보울을 따라 회전하면서 볼의 회전속도가 보울의 회전속도와 동일하게 빨라짐에 따라 충격에너지 및 분쇄속도가 증가하게 되는데, 직경이 큰 볼은 보울 내에 많은 양을 투입할 수 없기 때문에, 피브로인 섬유와 볼과의 접촉 횟수를 높이기 위해 직경이 작은 볼을 함께 투입하는 것이다.However, if the diameter of the ball is large, since the size of the bowl must be relatively large, the energy for applying the rotation may be excessively consumed. In particular, when the critical rotation speed is exceeded, the impact energy and crushing speed increase as the ball rotates along the bowl and the rotation speed of the ball increases to the same as the rotation speed of the bowl. Since it cannot be done, a ball with a small diameter is put together to increase the number of contact between the fibroin fiber and the ball.

상기 볼은 보울 한 개당 대직경볼이 1 내지 5개, 중직경볼이 10 내지 50개, 소직경볼이 100 내지 1,000개 투입되는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나는 경우 피브로인 섬유와 볼과의 적절한 비율을 벗어나게 되어 분말의 입자 크기가 제각각이 되거나 제대로 분쇄가 진행되지 않는 등, 분쇄 효과가 떨어질 수 있다.The balls are preferably 1 to 5 large-diameter balls, 10 to 50 medium-diameter balls, and 100 to 1,000 small-diameter balls per bowl. If it is out of the above range, the proper ratio between the fibroin fibers and the balls is exceeded, so that the particle size of the powder is different or the grinding effect is not performed properly, and the grinding effect may be deteriorated.

또한 상기 c) 단계는 분쇄된 피브로인 섬유의 입경을 100㎛ 이하로 조절하기 위해 100 내지 500 rpm의 속도로 0.1 내지 2시간 분쇄하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나는 경우 입자의 크기가 100㎛를 초과하거나 입자 크기가 균일하지 않으며 분말의 수율이 떨어질 수 있어 바람직하지 않다. 또한 상기와 같이 분쇄가 진행되는 중에는 피브로인 분말의 지나친 산화를 방지하기 위해 보울 내부는 공정 동안 비활성 기체 분위기로 유지하는 것이 바람직하다.In addition, in step c), it is preferable to pulverize the pulverized fibroin fibers for 0.1 to 2 hours at a speed of 100 to 500 rpm to adjust the particle size of the pulverized fibroin fibers to 100 μm or less. If it is out of the above range, the particle size may exceed 100 μm or the particle size may not be uniform, and the yield of the powder may be reduced. In addition, during the grinding process as described above, in order to prevent excessive oxidation of the fibroin powder, it is preferable to maintain the inside of the bowl in an inert gas atmosphere during the process.

여기에 상기 c) 단계는 보울(bowl)에 누에고치와 볼(ball)을 순차적으로 투입하고 분쇄를 진행하는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 보울에 피브로인 단섬유를 먼저 투입하여 바닥면에 위치하도록 한 후, 상기와 같이 3 가지 크기의 직경을 갖는 볼을 먼저 균일하게 혼합하고 이를 상기 보울에 투입하여 상기 피브로인 단섬유 위에 볼이 위치하도록 하는 것이다. 상기와 같이 피브로인 단섬유 위에 볼을 위치시키게 되면 피브로인 분말의 직경이 100㎛ 이하로 균일해지며, 수율 또한 90% 이상을 달성할 수 있다.Here, step c) is characterized in that the cocoon and the ball are sequentially put into a bowl and pulverized. That is, after putting the short fibroin fibers into the bowl first and placing them on the bottom surface, the balls having the three sizes of diameters are first uniformly mixed as described above, and then put into the bowl to make the balls on the short fibroin fibers. to place it. When the ball is placed on the short fibroin fibers as described above, the diameter of the fibroin powder becomes uniform to 100 μm or less, and a yield of 90% or more can be achieved.

이를 더욱 상세히 설명하면 상술한 바와 같이 유성밀 분쇄를 진행할 때 피브로인 단섬유에 기계적 전단력을 부여하는 것이 중요한 바, 상기 기계적 전단력은 볼이 피브로인 단섬유를 가압하는 압력에도 영향을 받기 때문에 볼이 피브로인 단섬유를 최대한 압박할 수 있도록 상기와 같이 보울 내에 피브로인 단섬유를 투입한 후 그 위에 볼을 투입하는 것이 바람직하며, 피브로인 단섬유와 볼의 투입 순서가 반대가 될 경우 원심력 및 단섬유와 볼의 무게차에 의해 피브로인 단섬유가 보울의 상단면 쪽으로 먼저 이동하게 되고 볼이 그 밑에 위치하게 되기 때문에 기계적 전단력이 피브로인 단섬유로 거의 전달되지 않으며 분말 직경이 불규칙해지고 수율이 떨어지게 된다.To explain this in more detail, it is important to apply a mechanical shear force to the short fibroin fibers when performing planetary mill grinding as described above. In order to compress the fibers as much as possible, it is preferable to put the short fibroin fibers in the bowl as described above and then put the balls on them. Due to the difference, the short fibroin fibers first move toward the top surface of the bowl and the ball is located below it, so the mechanical shear force is hardly transmitted to the short fibroin fibers, and the powder diameter becomes irregular and the yield decreases.

상기와 같은 공정을 통해 생성된 피브로인 분말은 필요에 따라 후처리를 더 가할 수 있다. 특히 상기와 같이 볼에 의한 밀링 시 세라믹 분말이 함께 발생할 수 있으므로 원심분리 등의 방법을 통해 직경이 큰 입자나 무거운 볼 분말을 제거하여 순수한 피브로인 분말만을 수득하는 것이 바람직하다.The fibroin powder produced through the above process may be further subjected to post-treatment if necessary. In particular, since ceramic powder may be generated together during milling by a ball as described above, it is preferable to obtain only pure fibroin powder by removing large-diameter particles or heavy ball powder through a method such as centrifugation.

본 발명에서 상기 시멘트 조성물은 시멘트 100 중량부 대비 피브로인 분말을 0.1 내지 5 중량부, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1 중량부의 범위로 포함하는 것이 바람직하다. 피브로인 분말이 상기 범위 미만으로 첨가되는 경우 상술한 앤더슨 광응집 현상이 제대로 발현되지 않으며, 상기 범위를 초과하여 첨가하는 경우 조성물의 인장강도와 파단강도와 같은 기계적 물성이 저하될 수 있다.In the present invention, the cement composition preferably contains 0.1 to 5 parts by weight of fibroin powder, more preferably 0.5 to 1 parts by weight, based on 100 parts by weight of cement. When the fibroin powder is added below the above range, the Anderson light aggregation phenomenon is not properly expressed, and when added above the above range, mechanical properties such as tensile strength and breaking strength of the composition may be reduced.

본 발명에서 상기 시멘트 조성물은 상기 시멘트와 피브로인 분말을 베이스로 하여 여기에 물이나 골재 및 기타 첨가제 등을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 골재는 모래나 쇄석을 의미하는 것으로, 특히 쇄석은 첨가에 따라 모르타르나 콘크리트를 구분하는 기준으로 작용할 수 있다.In the present invention, the cement composition may further include water, aggregates, and other additives based on the cement and fibroin powder. In this case, the aggregate means sand or crushed stone, and in particular crushed stone may act as a criterion for classifying mortar or concrete according to the addition.

본 발명에서 상기 물은 종류에 한정하지 않으나, 불순물이 없고 깨끗하게 정제된 물을 사용하는 것이 좋다. 또한 물과 결합재(시멘트 및 슬래그 등의 분체(W/B))는 설계기준강도 및 배합강도와 같은 콘크리트의 강도와 내구성 등을 결정하는 수치로서, W/B가 15 내지 60 중량%가 되도록 하는 것이 시멘트의 건조수축, 재료 분리 등이 일어나지 않는 조건으로 바람직하다. Although the type of water is not limited in the present invention, it is preferable to use clean purified water without impurities. In addition, water and binder (powder (W/B) such as cement and slag) are numerical values that determine the strength and durability of concrete such as design standard strength and blending strength, and W/B is 15 to 60% by weight. This is preferable under the condition that drying shrinkage of cement, material separation, etc. do not occur.

상기 쇄석은 입자의 굵기에 따라 굵은 골재와 잔골재로 나눌 수 있다. 이를 상세히 설명하면, 잔골재만을 포함하는 경우 모르타르, 잔골재와 굵은 골재를 모두 포함하는 경우 콘크리트로 정의할 수 있다.The crushed stone can be divided into coarse aggregate and fine aggregate according to the thickness of the particles. In detail, it can be defined as mortar when only fine aggregates are included, and concrete when both fine aggregates and coarse aggregates are included.

상기 굵은 골재는 일반적으로 자갈(gravels)로도 불리며, 당업계에서 일반적으로 사용하는 것이라면 종류에 한정하지 않는다. 상기 굵은 골재는 부순 골재 또는 천연골재를 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 KS F 2502 또는 KS F 2527을 만족하는 것을 사용하는 것이 좋다. The coarse aggregate is generally also called gravel (gravels), as long as it is generally used in the art, it is not limited to the type. The coarse aggregate is preferably crushed aggregate or natural aggregate, preferably one that satisfies KS F 2502 or KS F 2527.

상기 잔골재는 일반적으로 모래라고 통칭되는 것으로 미세골재, 거친골재 모두 사용이 가능하다. 상기 미세골재는 4번 체(ASTM C125, 4.75㎜)를 거의 완전하게 통과하는 물질이 좋으며, 실리카 모래 등을 사용하는 것이 좋다. 상기 거친 골재는 4번 채(ASTM C125, 4.75㎜)에 주로 남아있는 물질, 예를 들어 실리카 모래, 석영, 대리석, 화강암, 석회석, 방해석, 장석, 충적사, 기타 모래 등 다른 내구성 골재 또는 이들의 혼합물이 좋다. 또한 본 발명에서는 콘크리트의 유동성을 결정하기 위하여 잔골재율(S/a)이 35 내지 55 부피%를 만족하는 것이 좋은데, 이는 전체 골재(모래+자갈, a)체적에 대한 모래(S)의 체적비로 계산할 수 있다. The fine aggregate is generally referred to as sand, and both fine aggregate and coarse aggregate can be used. The fine aggregate is preferably a material that almost completely passes through the No. 4 sieve (ASTM C125, 4.75 mm), and it is preferable to use silica sand or the like. The coarse aggregate is a material mainly remaining in sieve No. 4 (ASTM C125, 4.75 mm), for example, silica sand, quartz, marble, granite, limestone, calcite, feldspar, alluvial sand, other durable aggregates such as sand, or their The mixture is good. In addition, in the present invention, in order to determine the fluidity of concrete, it is preferable that the fine aggregate ratio (S/a) satisfies 35 to 55 volume %, which is the volume ratio of sand (S) to the total aggregate (sand + gravel, a) volume. can be calculated

상기 첨가제는 시멘트의 적용 목적에 따라 강도 향상이나 혼화성 향상 등의 효과를 달성하기 위해 첨가하는 것으로, 종류를 한정하는 것은 아니며 예를 들어 고로슬래그나 플라이애시 등의 충전재를 비롯하여 급결제, 급경제, 촉진제, 지연제, 강도개선제, 경화지연제, 습윤제, 수용성 중합제, 유동개질제, 발수제, 투과성 감소제, 펌핑보조제, 살균제 및 알칼리 반응감소제 등을 포함할 수 있다.The additive is added to achieve effects such as strength improvement or miscibility improvement depending on the application purpose of the cement, and the type is not limited. , accelerators, retarders, strength improving agents, curing retardants, wetting agents, water-soluble polymers, rheology modifiers, water repellents, permeability reducing agents, pumping aids, sterilizing agents and alkali reaction reducing agents, and the like.

상기 고로슬래그는 선철 제조 공정의 부산물인 수재슬래그를 미분쇄한 것으로 시멘트의 장기강도를 높여주고, 수밀성, 내해수성을 증대시키는 역할을 하게 된다. 상기 고로슬래그는 분말도 2,000 내지 15,000cm2/g, 바람직하게는 4,000 내지 8,000cm2/g 을 사용하는 것이 콘크리트 조성물의 유동성을 유지시키면서 콘크리트 조성물의 강도발현이 저하되지 않아 좋다. 또한 상기 고로슬래그는 전체 100 중량% 중에서 2 내지 6 중량%의 무수황산(SO3)을 포함하는 것이 좋으며, 바람직하게는 2 내지 3 중량% 첨가하는 것이 좋다. 상기 무수황산은 고로슬래그를 미분쇄할 때 첨가되는 것이며, 보조자극제의 역할을 수행하게 된다.The blast furnace slag is finely pulverized water slag, a by-product of the pig iron manufacturing process, and serves to increase the long-term strength of cement and increase watertightness and seawater resistance. The blast furnace slag has a fineness of 2,000 to 15,000 cm 2 /g, preferably 4,000 to 8,000 cm 2 /g, so that the strength of the concrete composition is not reduced while maintaining the fluidity of the concrete composition. In addition, the blast furnace slag preferably contains 2 to 6% by weight of sulfuric anhydride (SO 3 ) based on 100% by weight of the total, and preferably 2 to 3% by weight is added. The anhydrous sulfuric acid is added when pulverizing blast furnace slag, and serves as a secondary irritant.

상기 플라이애시는 포졸란 반응에 의하여 콘크리트의 장기 강도를 증진시키고 콘크리트 조직의 수밀성, 내구성, 내화학성을 강화시키는 역할을 하는 것으로, 화력발전소에서 석탄을 사용하고 남은 석탄재로서 완전히 연소되어 비중이 2.0 내지 2.4, 바람직하게는 2.1 내지 2.2 범위에 드는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 분말도는 3,500 내지 4,500 ㎠/g, 강열 감량은 5% 미만인 것을 사용하는 것이 바람직하다.The fly ash serves to enhance the long-term strength of concrete by the pozzolan reaction and to strengthen the watertightness, durability, and chemical resistance of the concrete structure. , Preferably, it is preferable to use a thing falling within the range of 2.1 to 2.2, the fineness is 3,500 to 4,500 cm / g, and it is preferable to use a thing with a loss on ignition of less than 5%.

본 발명에 따른 복사열 저감효과를 가지는 시멘트 조성물은 상술한 바와 같이 조성물에 실크 피브로인 분말을 더 첨가함에 따라 기존의 차열 콘크리트 조성물 등에 비해 훨씬 더 우수한 차열효과를 달성할 수 있다. 또한 상기 실크 피브로인 분말의 원료가 견섬유 생산의 부산물인 절각견을 단순 가공하여 쉽게 수득할 수 있기 때문에 친환경적인 장점과 경제적인 장점을 동시에 가질 수 있다..The cement composition having the effect of reducing radiant heat according to the present invention can achieve a much better heat shielding effect than the conventional heat shielding concrete composition by adding silk fibroin powder to the composition as described above. In addition, since the raw material of the silk fibroin powder can be easily obtained by simple processing of jellied silk, a by-product of silk fiber production, it can have both eco-friendly and economical advantages.

본 발명에 따른 시멘트 조성물은 상기와 같은 특성을 가짐에 따라 건축물의 대량 타설 및 대형 구조물 제조에 사용될 뿐만 아니라, 단면이나 균열의 보수 보강용, 건물 외면이나 옥상 등의 후처리용 등으로도 폭넓게 사용 가능하다.As the cement composition according to the present invention has the above characteristics, it is not only used for mass casting of buildings and for manufacturing large structures, but also widely used for repairing and reinforcing sections or cracks, and for post-treatment of building exteriors or roofs, etc. It is possible.

이하, 실시예를 들어 본 발명에 따른 실크 피브로인 분말의 제조방법을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예들은 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예들에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a method for producing silk fibroin powder according to the present invention will be described in more detail by way of example. However, the following examples are only examples for explaining the present invention in more detail, and the present invention is not limited to the following examples.

실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편의 물성 측정 방법과 사용된 시료의 재원은 다음과 같다.The method of measuring the physical properties of the specimens prepared in Examples and Comparative Examples and the resources of the samples used are as follows.

(제원)(Specification)

실시예에 사용된 누에고치, 믹서 및 볼의 제원은 하기 표 1과 같다Specifications of cocoons, mixers and balls used in Examples are shown in Table 1 below.

[표 1][Table 1]

Figure 112021050208664-pat00001
Figure 112021050208664-pat00001

(램프 조사)(lamp irradiation)

도 1의 항온항습 장치에 시편을 설치하고, 상기 시편에 램프를 조사하여 온도 변화를 조사하였다. 구체적으로 도 1과 같이 내부에 저면과 일정 거리 이격되도록 평행한 방향으로 나란히 위치한 두 개의 ‘L’자 프레임이 구비되었으며, 상면에 저면 방향으로 빛을 조사할 수 있는 세 개의 램프(220V, 250W)가 상기 'L’자 프레임과 60㎝ 이격되도록 구비된 900㎜×900㎜×1,600㎜ 크기의 직육면체의 프레임을 준비하였다. 이때 상기 직육면체 프레임은 프레임 내부와 외부를 유리로 차단하여 대류에 의한 온도변화를 억제하였다. A specimen was installed in the constant temperature and humidity device of FIG. 1, and a lamp was irradiated to the specimen to investigate the temperature change. Specifically, as shown in FIG. 1, two 'L'-shaped frames positioned side by side in a parallel direction were provided to be spaced apart from the bottom by a certain distance, and three lamps (220V, 250W) capable of irradiating light in the bottom direction on the top surface. A rectangular parallelepiped frame with a size of 900 mm × 900 mm × 1,600 mm was prepared so as to be spaced 60 cm apart from the 'L' frame. At this time, the rectangular parallelepiped frame blocks the inside and outside of the frame with glass to suppress temperature change due to convection.

그리고 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1을 통해 제조된 시편을 상기 ‘L’자 프레임 상에 위치시켰다. 이때 시편은 300㎜×400㎜×20㎜의 크기이며, 램프의 대향면과 반대면에 온도 측정 장치(OMEGA SAI-RTD 센서-A클래스)를 부착하였다. And the specimens prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were placed on the ‘L’-shaped frame. At this time, the specimen was 300 mm × 400 mm × 20 mm in size, and a temperature measuring device (OMEGA SAI-RTD sensor-Class A) was attached to the opposite and opposite surfaces of the lamp.

실험은 먼저 프레임 외부의 온도, 내부의 온도 및 시편의 온도를 각각 측정한 후, 세 개의 램프를 모두 가동시키고 3시간 경과 후의 온도를 측정하였으며, 프레임 내부의 온도와 시편의 온도 차를 계산하였다. 또한 실험은 각 시편별로 3회 반복하였다.In the experiment, the temperature outside the frame, the temperature inside, and the temperature of the specimen were measured respectively, then all three lamps were operated and the temperature was measured after 3 hours, and the temperature difference between the temperature inside the frame and the specimen was calculated. In addition, the experiment was repeated 3 times for each specimen.

(제조예)(Production Example)

실크 피브로인 분말을 제조하기 위해 먼저 누에고치를 소듐 스테아레이트가 5g/ℓ로 용해되었으며, 온도가 80℃로 설정된 정련액에 투입하되, 액비를 3 : 100의 부피비로 하였으며 2시간 동안 담근 후 수세 건조하였다.To prepare silk fibroin powder, first, sodium stearate was dissolved in a silkworm cocoon at 5 g / ℓ, and it was put into a scouring solution whose temperature was set to 80 ° C, but the liquid ratio was 3: 100 by volume, soaked for 2 hours, washed with water and dried did.

다음으로 피브로인 상태의 누에고치를 상기 표 1의 파우더믹서에 투입하고 공전속도 15 rpm, 분쇄속도 10,000 rpm으로 설정하여 3분간 분쇄하였다. 분쇄 후 1분간 휴지기를 가진 후 다시 3분간 분쇄하는 것을 반복하여 총 10회 분쇄하여 단섬유 상태의 피브로인을 수득하였다.Next, the cocoon in the fibroin state was put into the powder mixer of Table 1, and the idle speed was set to 15 rpm and the grinding speed to 10,000 rpm, and then pulverized for 3 minutes. After grinding, there was a rest period of 1 minute, and then grinding was repeated for 3 minutes, followed by grinding a total of 10 times to obtain short-fiber fibroin.

다음으로 상기 피브로인 단섬유 3.3g과 상기 표 1의 밀링용 볼을 상기 유성밀에 투입하되, 보울에 피브로인 단섬유를 먼저 투입한 후 밀링용 볼을 투입하였다. 그리고 공전속도 300 rpm, 분쇄속도 690 rpm으로 설정하여 90분간 분쇄하여 피브로인 분말을 수득하였다.Next, 3.3 g of the fibroin short fibers and the milling balls of Table 1 were put into the planetary mill, but the short fibroin fibers were first put into the bowl, and then the milling balls were added. Then, the revolution speed was set to 300 rpm and the grinding speed was set to 690 rpm, and the powder was pulverized for 90 minutes to obtain a fibroin powder.

(실시예 1 내지 3 및 비교예 1)(Examples 1 to 3 and Comparative Example 1)

시편을 만들기 위해 무수축 몰탈(ARDEX A45 초속경 고강도 무수축 몰탈)과 물 및 피브로인 분말을 하기 표 2의 비율로 혼합하여 조성물을 제조한 후, 진동 프레스로 성형 후 양생하여 시편을 제조하였으며, 피브로인이 물을 흡수하는 성질을 갖기 때문에 피브로인의 첨가량과 물의 첨가량을 함께 증가시켰다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 3에 기재하였다. To make a specimen, a composition was prepared by mixing non-shrinkable mortar (ARDEX A45 ultra-high-strength high-strength non-shrinkable mortar), water and fibroin powder in the ratio shown in Table 2 below, molded with a vibrating press and cured to prepare a specimen, fibroin Since it has the property of absorbing water, the amount of fibroin added and the amount of water added were increased together. The physical properties of the prepared specimens were measured and shown in Table 3 below.

[표 2][Table 2]

Figure 112021050208664-pat00002
Figure 112021050208664-pat00002

[표 3][Table 3]

Figure 112021050208664-pat00003
Figure 112021050208664-pat00003

상기 표 3과 같이 본 발명에 따라 제조된 시멘트 조성물은 피브로인 분말을 첨가함에 따라 그렇지 않은 시편(비교예 1)에 비해 최대 2.76℃ 낮은 온도를 보이고 있어 상기 피브로인 분말이 시편의 온도 상승을 효과적으로 억제하는 것을 확인할 수 있다. 다만 피브로인 분말의 함량이 더 큰 실시예 3보다 실시예 2이 미세하게 온도 상승의 억제 효과가 큰 것을 고려할 때, 시멘트 100 중량부 대비 피브로인 분말이 0.5 내지 1 중량부 범위로 첨가하였을 때 가장 바람직한 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 3, the cement composition prepared according to the present invention exhibits a maximum temperature of 2.76° C. lower than that of the specimen without the addition of fibroin powder (Comparative Example 1), so that the fibroin powder effectively inhibits the temperature rise of the specimen. can check that However, considering that Example 2 has a slightly greater effect of inhibiting the temperature rise than Example 3, which has a larger fibroin powder content, it is most preferable when the fibroin powder is added in an amount of 0.5 to 1 part by weight relative to 100 parts by weight of cement. can be checked

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이며, 본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석 되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the present invention, and various modifications will be possible without departing from the technical spirit of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, The examples do not limit the present invention. The scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technologies within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (6)

시멘트 및 피브로인 분말을 함유하는 시멘트 조성물로, 상기 피브로인 분말은 정련된 누에고치를 건식 기계적 분쇄수단으로 분쇄한 평균 입경 100㎛ 이하의 미분말인 것을 특징으로 하며,
상기 시멘트 조성물은 시멘트 100 중량부 대비 피브로인 분말을 0.1 내지 1 중량부 포함하며,
상기 피브로인 분말은,
a) 50 내지 200℃로 설정된 알칼리 수용액, 산성 수용액, 효소 수용액 및 아민 수용액에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 정련액에 0.1 내지 5시간 동안 누에고치를 접촉시켜 누에고치를 정련하는 정련 단계;
b) 상기 정련된 누에고치를 건식 기계적 분쇄수단으로 단섬유로 분쇄하는 제1분쇄 단계; 및
c) 상기 단섬유를 직경이 서로 다른 세 종류의 볼(ball)이 구비된 유성밀(planetary mill)로 분쇄하여 평균 입경 100㎛ 이하의 미분말로 분쇄하는 제2분쇄 단계;
를 포함하며, 상기 볼은 직경이 10 내지 30㎜인 대직경볼 1 내지 5개, 직경이 5 내지 20㎜인 중직경볼 10 내지 50개 및 직경이 1 내지 10㎜인 소직경볼 100 내지 1,000개를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 천연 메타 나노 실크를 포함하는 복사열 저감효과를 가지는 시멘트 조성물.
A cement composition containing cement and fibroin powder, wherein the fibroin powder is a fine powder with an average particle diameter of 100 μm or less, obtained by pulverizing a refined cocoon by a dry mechanical grinding means,
The cement composition contains 0.1 to 1 part by weight of fibroin powder based on 100 parts by weight of cement,
The fibroin powder,
a) a refining step of refining the cocoon by contacting the cocoon with any one or a plurality of refining solutions selected from an aqueous alkali solution, an acid solution, an aqueous enzyme solution and an aqueous amine solution set at 50 to 200° C. for 0.1 to 5 hours;
b) a first pulverizing step of pulverizing the refined cocoon into short fibers using a dry mechanical pulverizing means; and
c) a second grinding step of pulverizing the short fibers into fine powders having an average particle diameter of 100 μm or less by pulverizing the short fibers with a planetary mill equipped with three types of balls having different diameters;
Including, wherein the balls are 1 to 5 large-diameter balls having a diameter of 10 to 30 mm, 10 to 50 medium-diameter balls having a diameter of 5 to 20 mm, and 100 to 1,000 small-diameter balls having a diameter of 1 to 10 mm A cement composition having a radiant heat reduction effect comprising natural meta nano silk, characterized in that it is prepared by including
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 b) 단계는 임펠러가 구비된 파우더 믹서(powder mixer)를 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 천연 메타 나노 실크를 포함하는 복사열 저감효과를 가지는 시멘트 조성물.
The method of claim 1,
Step b) is a cement composition having a radiant heat reduction effect comprising natural meta nano silk, characterized in that it is performed using a powder mixer equipped with an impeller.
삭제delete
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