KR102448979B1 - 스코리아 석고보드의 제조방법 및 스코리아 석고보드 - Google Patents

스코리아 석고보드의 제조방법 및 스코리아 석고보드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스코리아 원석을 분쇄 후 적정 입자크기를 갖는 스코리아 분말을 선별하도록 하는 선별단계;
상기 스코리아 분말과 석고 분말을 균일하게 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합단계;
상기 혼합물에 계면활성제 및 물을 넣어 반죽하여 슬러지화시켜서 보드용 기재반죽을 만들도록 하는 기재 반죽단계;
슬러지화된 상기 보드용 기재반죽을 몰드에 부어서 판상으로 성형하는 성형단계;
상기 몰드를 탈형하여 판상 보드를 얻도록 하는 탈형단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스코리아 석고보드의 제조방법 및 그에 따라 제조되어 우수한 항균, 항곰팡이, 탈취, 유해가스 제거기능 등을 가지는 스코리아 석고보드에 관한 기술이다.

Description

스코리아 석고보드의 제조방법 및 스코리아 석고보드{Manufacturing method of scoria gypsum board and scoria gypsum board}
본 발명은 스코리아 석고 분말을 이용하는 스코리아 석고보드 제조 방법 및 그에 따라 제조되어 건축자재로써 우수한 성능을 나타내는 스코리아 석고보드에 관한 것이다.
최근 건축용 마감재 또는 경량 칸막이 재료로 내열성 및 내화성이 좋은 석고보드를 넓게 활용하고 있다. 그러나 이와 같은 석고보드는 기능에 따라 일반석고보드, 방균용석고보드, 방수용석고보드, 방화용석고보드, 흡음용석고보드, 방화방수용 석고보드 등 다양한 용도와 형태로 분류되어 사용되고 있다.
즉, 사용처에 따라 요구되는 성능과 같은 특성을 갖춘 보다 다양하고 우수한 기능을 갖는 석고보드의 개발이 요구되고 있다.
스코리아(그리스어:Scoria)는 (대한민국 제주도에서는 "제주화산송이"라고 함)는 화산분출물의 일종으로 괴상의 다공질이며 어두운색을 띤다. 화학 성분상으로 주로 안산암질에서 현무암질까지이다 화산이 폭발할 때 분출되는 물질들 가운데서 다공질의 화산암, 화산 모래, 기타 화산회 등이 혼합되어 이루어진 화산성토로서, 특히, 제주도의 일부 오름 지역에 산재되어 있는 화산 쇄석물을 가리킨다.
스코리아는 화산이 발생한 나라와 지역에 따라 차이가 있으나 입자가 수 cm 정도의 조립질이 주를 이루며, 기공이 많고 가벼우며 광물 금속 성분의 함량에 따라 색깔은 적갈색을 비롯한 여러 가지의 색깔을 띤다. 제주화산송이의 조성을 살펴보면, SiO2 , Al2O3, Fe2O3가 전체 조성 중 75 중량%에 달하며 유기 불순물의 함량이 비교적 적어 안정된 화학 조성을 갖는다. 제주화산송이의 화학적 특성 및 조성은 아래 표 1과 같다.
pH 표면적(m2/g) CEC
(cmol/Kg)		 화학적 조성(중량%)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 MnO P2O5 LOI*
7.16 63 5.02 47.48 16.93 13 7.45 4.37 1.63 3.54 2.65 0.16 0.64 2.15
스코리아의 물리적 특성 중 흡수율은 17%에서 32%의 높은 흡수율을 보이고 있으며, 마모율은 조직의 치밀, 강약, 균질, 기공의 과다 등 여러 요인에 기인하여 47%에서 67%이다. 이는 자갈이나 모래보다 높은 수치이다. 스코리아의 비중은 0.65g/㎤에서 0.75g/㎤로 가볍고, 특히, 제주산 "제주화산송이" 스코리아는 기공 내의 수분의 함유량과 관련하여 절대 건조 비중(기공 내부에 포함되어 있는 수분을 전부 제거한 상태의 비중)이 1.31에서 1.9g/㎤을 보이고 있으며, 표면 건조 비중(스코리아의 기공 표면에는 수분이 없으나 기공 내부에 수분이 차 있는 상태의 비중)은 1.85에서 2.45g/㎤로 낮다. 또한, 스코리아는 아래 표 2에 나타낸 바와 같이, 다른 광물들과 비교하여, 92-93%(5~20㎛)의 원적외선 방사율, 3.74x102W/㎡의 방사에너지, 84%-89%의 암모니아 탈취율, 99.97%의 항균성을 갖고 있어, 다른 광물들보다 우수한 특징을 갖고 있다. 또한, 주위 환경의 수분량을 조절하는 친환경 특성을 갖고 있다.
구분 pH Porosity
(%)		 water absorption
(%)		 원적외선방사율 방사에너지(W/m2) energy reduction(%) 암모니아탈취율
(%)		 항균성
(%)
스코리아 7.1-7.3 44-46 25.3 92-93 374 30 84-89 99.97
맥반석 7.0-9.0 - - 90 - - 85 85
비취 - - - 91 - - 57-72 67-80
황토 8.5-9.5 50-55 20-25 93 355 30 - -
숯 - - - 97.6 353 30 - -
시멘트 9.0-13.0 - - 84 - - 35 -
특히, 대한민국의 제주도에서 나오는 스코리아인 "제주화산송이"의 경우 타지역의 스코리아와 달리 황성분이 포함되어 있지 않다는 특징이 있어 그 활용가치가 매우 높다고 할 수 있다. 즉, 제주화산송이는 전세계 어떤 지역의 스코리아 보다 우수한 특성을 가지며, 적절한 가공을 통해 친환경적이고 인체 무해한 소재로 활용될 수 있는 잠재력을 가지고 있는 것이다.
대한민국 등록특허 제10-1675382호
본 발명에서는 건축 내장재로 사용되는 석고보드를 제공하도록 하되, 항균, 탈취, 유해가스를 효과적으로 제거할 수 있는 특성을 갖는 우수한 품질의 스코리아 석고보드를 제공할 수 있도록 하고자 한다.
특히, 본 발명에서는 제주화산송이를 주요한 재료로 하여 고기능성의 차별화된 제품 경쟁력을 갖는 스코리아 석고보드를 제공하고자 한다.
본 발명은 스코리아 원석을 분쇄 후 적정 입자크기를 갖는 스코리아 분말을 선별하도록 하는 선별단계;
상기 스코리아 분말과 석고 분말을 균일하게 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합단계;
상기 혼합물에 계면활성제 및 물을 넣어 반죽하여 슬러지화시켜서 보드용 기재반죽을 만들도록 하는 기재 반죽단계;
슬러지화된 상기 보드용 기재반죽을 몰드에 부어서 판상으로 성형하는 성형단계;
상기 몰드를 탈형하여 판상 보드를 얻도록 하는 탈형단계;를 포함하는 스코리아 석고보드의 제조방법을 제공한다.
상기 선별단계에서는 0 초과 30 ㎛ 이하의 스코리아 분말을 얻을 수 있다.
상기 혼합단계에서는 전체 중량에 대해 스코리아 분말 5 ~ 80 중량부와 석고 분말 20 ~ 95 중량부를 균일하게 혼합할 수 있다.
상기 기재 반죽단계에서는 스코리아 분말과 석고 분말의 혼합물 전체 중량에 대해 물 80 ~ 100 중량부와 계면활성제 0.1 ~ 4 중량부를 투입하여 슬러지화시킬 수 있다.
상기 혼합단계는, 상기 스코리아 분말에 석고 분말을 균일하게 혼합 후, TiO2 분말을 균일하게 혼합하여 혼합물을 제조할 수 있다.
상기 혼합단계에서는 전체 중량에 대해 스코리아 분말 5 ~ 80 중량부, 석고 분말 10 ~ 95 중량부, 및 TiO2 분말 1 ~ 20 중량부를 균일하게 혼합할 수 있다.
상기 혼합단계에서는 상기 혼합물 중량에 대해 물 1 내지 20 중량부를 추가로 혼합할 수 있다.
또한, 본 발명은,
스코리아 원석을 분쇄 후 적정 입자크기를 갖는 스코리아 분말을 선별하도록 하는 선별단계;
상기 스코리아 분말에 TiO2 분말을 균일하게 혼합 후 석고 분말을 균일하게 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합단계;
상기 혼합물에 계면활성제와 물을 넣어 반죽하여 슬러지화시켜서 표면 코팅용 반죽을 만들도록 하는 표면 코팅용 반죽단계;
상기 표면 코팅용 반죽을 몰드 바닥에 소정 두께로 바르도록 하는 표면 코팅층 형성단계;
상기 표면 코팅층 위에 스코리아 분말과 석고 분말을 포함하여 슬러지화된 기재반죽 또는 석고 분말만으로 이루어지는 기재반죽을 상기 몰드에 부어서 판상으로 성형하는 성형단계;
상기 몰드를 탈형하여 상기 표면 코팅용 반죽과 상기 기재반죽이 일체로 결합된 기능성 판상 보드를 얻도록 하는 탈형단계;를 포함하는 스코리아 석고보드의 제조방법을 제공한다.
상기 선별단계에서는 0 초과 30 ㎛ 이하의 스코리아 분말을 얻을 수 있다.
상기 혼합단계에서는 전체 중량에 대해 스코리아 분말 5 ~ 80 중량부, 석고 분말 10 ~ 95 중량부, 및 TiO2 분말 1 ~ 20 중량부를 균일하게 혼합할 수 있다.
상기 표면 코팅용 반죽단계에서는 스코리아 분말과 석고 분말의 혼합물 전체 중량에 대해 물 80 ~ 100 중량부와 계면활성제 0.1 ~ 4 중량부를 투입하여 슬러지화시키도록 할 수 있다.
상기 표면 코팅층 형성단계에서는 상기 표면 코팅용 반죽을 몰드 바닥에 1 ㎛ ~ 10 mm 두께로 균일하게 도포할 수 있다.
상기 성형단계에서 스코리아 분말과 석고 분말을 포함하여 슬러지화된 기재반죽을 사용하는 경우, 상기 기재반죽은 전체 중량에 대해 스코리아 분말 5 ~ 80 중량부와 석고 분말 20 ~ 95 중량부을 포함할 수 있다.
상기 성형단계에서의 기재반죽은 상기 스코리아 분말과 석고 분말의 혼합물 전체 중량에 대해 물 80 ~ 100 중량부와 계면활성제 0.1 ~ 4 중량부를 투입하여 슬러지화시킨 것일 수 있다.
본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되는 스코리아 석고보드를 제공한다.
본 발명에 의한 스코리아 석고보드는 스코리아가 가지고 있는 다공질 구조 로 인하여 건축용 마감재로 활용되는 석고보드에 항균, 항곰팡이, 탈취, 유해가스 제거 기능, 음이온 및 원적외선을 방출 기능을 부가할 수 있고 동시에, 흡방습량을 조절할 수 있어 친환경적이고 고품질의 차별화되는 제품을 제공할 수 있다.
본 발명에 의한 스코리아 석고보드는, 실시예에 따라 이산화티탄을 포함할 수 있어, 상기 이산화티탄의 광촉매 효과로 인해 항곰팡이 기능 등 제반 물성이 더욱 향상될 수 잇다.
또한, 본 발명에 의하면 황성분이 포함되지 않는 세계 유일의 스코리아인 제주화산송이의 활용도를 높일 수 있고 이를 통해 높은 부가가치를 창출할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 스코리아 석고보드를 사용함으로써 실내 미세먼지 및 기타 유해물질들을 효과적으로 감소시켜서 거주하는 사람들의 건강에 도움을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1기술사상에 따른 스코리아 석고보드의 제조방법에 대한 공정도이다; 및
도 2는 본 발명의 제2기술사상에 따른 스코리아 석고보드의 제조방법에 대한 공정도.
이하 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하고자 하며, 발명의 기술적 사상에 대한 구체적인 예를 통해 이해를 돕고자 한다. 단, 제시되는 구체적인 실시예는 본 발명의 기술적 사상으로부터 도출 가능한 하나의 실시 가능한 예임을 지적해두며, 따라서 본 발명의 기술적 범위가 실시예로 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 제1기술사상에 따른 스코리아 석고보드의 제조방법에 대한 공정도이며, 도 2는 본 발명의 제2기술사상에 따른 스코리아 석고보드의 제조방법에 대한 공정도이다.
본 발명에 의한 스코리아 석고보드의 제조방법은 소정규격을 갖는 판상 보드형의 건축용 석고보드를 제조하기 위한 기술이다.
본 발명에 의한 스코리아 석고보드의 제조방법은 크게 두 가지 방법으로 제조될 수 있다.
제1기술사상에 의한 스코리아 석고보드의 제조방법은 다음과 같다.
전체적인 제조단계는 선별단계(S10), 혼합단계(S20), 기재 반죽단계(S30), 성형단계(S40), 탈형단계(S50)로 이루어질 수 있다.
한편, 본 실시예에서 사용되는 스코리아 원석은 제주도에서 산출되는 스코리아인 "제주화산송이"를 의미한다.
선별단계(S10)에서는 스코리아 원석을 분쇄하여 적정 입자크기를 스코리아 분말을 얻도록 하는 것이다. 스코리아 원석을 햄머밀(hammer mill) 분쇄기 또는 볼밀(ball mill) 분쇄기를 이용하여 미세하게 분쇄하도록 하며, 이후 바이브레이션 선별기를 이용하여 0 초과 30 ㎛ 이하의 스코리아 분말을 얻도록 한다.
상기 스코리아 분말의 크기가 30 ㎛를 초과할 경우 석고 분말과 균일하게 혼합되기 어렵고, 최종제품의 표면 상에 요철이 다수 생길 수 있어 바람직하지 않다.
바이브레이션 선별기를 통해 특정 사이즈 이하의 분말을 획득하도록 하며, 바이브레이션 선별기에 의해 걸러진 큰 입자상 스코리아 분말은 다시 분쇄기를 이용하여 보다 미세한 입자로 분쇄하도록 하는 것이 바람직하다.
혼합단계(S20)에서는 상기 스코리아 분말과 석고 분말을 균일하게 혼합하여 혼합물을 제조하며, 예를 들어, 전체 중량에 대해 스코리아 분말 5 ~ 80 중량부와 석고 분말 20 ~ 95 중량부를 균일하게 혼합할 수 있다.
스코리아 분말이 80 중량부를 초과하거나 석고 분말이 20 중량부 미만인 경우 최종 제품의 강성이 저하될 수 있고, 스코리아 분말이 5 중량부 미만이거나 석고 분말이 95 중량부를 초과할 경우 스코리아 분말이 너무 적어 본 발명이 의도하는 효과를 얻을 수 없어 바람직하지 않다. 상세하게는 스코리아 분말 60 ~ 80 중량부와 석고 분말 20 ~ 40 중량부를 균일하게 혼합할 수 있다.
기재 반죽단계(S30)에서는 혼합단계(S20)를 통해 스코리아 분말과 석고 분말로 이루어진 혼합물에 계면활성제와 물을 넣어 반죽함으로써 슬러지화시켜서 보드용 기재반죽을 만들도록 한다.
기재 반죽단계(S30)에서 스코리아 분말과 석고 분말의 혼합물 전체 중량에 대해 물 80 ~ 100 중량부와 계면활성제 0.1 ~ 4 중량부를 투입할 수 있다. 상기 범위를 벗어나 물의 양이 지나치게 많거나 계면활성제 양이 적을 경우, 적정한 반죽 농도를 확보하기 어려워 슬러지화시키기 어렵고, 물의 양이 지나치게 적거나 계면 활성제 양이 많을 경우 균일하게 반죽이 되기 어려워 스코리아 분말 또는 석고 분말이 뭉칠 수 있어 바람직하지 않다.
계면활성제로, 당업계에 일반적으로 사용되는 것이라면 제한이 없으나, 예를 들어, 알킬황산염, 알킬에테르 황산염, 황산염알카놀 아마이드 또는 그리세라이드 황산염 등일 수 있다.
경우에 따라, 상기 혼합단계(S20)에서는, 광촉매 기능을 가지는 TiO2 분말을 추가로 혼합하여 최종제품의 항곰팡이성, 흡방습 조절능력, 폼 알데하이드 흡착율 등이 향상될 수 있다. 즉, 상기 스코리아 분말에 석고 분말을 균일하게 혼합 후, TiO2 분말을 균일하게 혼합하여 혼합물을 제조할 수 있다. 예를 들어, 전체 중량에 대해 스코리아 분말 5 ~ 80 중량부, 석고 분말 10 ~ 95 중량부, 및 TiO2 분말 1 ~ 20 중량부를 균일하게 혼합할 수 있다.
스코리아 분말이 80 중량부를 초과하거나 석고 분말이 20 중량부 미만인 경우 최종 제품의 강성이 저하될 수 있고, 스코리아 분말이 5 중량부 미만이거나 석고 분말이 95 중량부를 초과할 경우 스코리아 분말이 너무 적어 본 발명이 의도하는 효과를 얻을 수 없어 바람직하지 않다. 또한, TiO2 분말이 1 중량부 미만일 경우 본 발명이 의도하는 효과를 얻기 힘들며 TiO2 분말이 20 중량부를 초과할 경우 제조 공정 상 어려움이 발생하며 경제성이 낮아지기 때문에 바람직하지 않다.
경우에 따라, 상기 혼합단계(S20)에서는, 재료들의 균일한 혼합을 위해 상기 혼합물 중량에 대해 물 1 내지 20 중량부를 추가로 혼합할 수 있다. 상기 범위를 벗어나 물의 양이 지나치게 많을 경우 원하는 반죽 농도를 확보하기 어려워 바람직하지 않다.
성형단계(S40)에서는, 슬러지화된 보드용 기재반죽을 몰드에 부어서 판상으로 성형하도록 한다. 즉, 준비된 몰드를 이용하여 요구되는 두께와 면적을 갖는 판상형 보드가 되도록 하는데, 몰드에서 형상을 잡은 후 소정의 시간동안 건조 및 경화가 이루어지게 된다. 상기 건조 및 경화 시간은 제조되는 판상형 보드의 두께 및 면적에 따라 결정될 수 있다.
탈형단계(S50)에서는, 몰드에 투입된 기재반죽이 경화되고 난 다음에 몰드를 탈형하여 규격화된 판상 보드를 얻도록 한다. 즉 탈형단계를 통해 스코리아 석고보드가 완성된다.
제2기술사상에 의한 스코리아 석고보드의 제조방법은 선별단계(S100), 혼합단계(S200), 표면 코팅용 반죽단계(S300), 표면 코팅층 형성단계(S400), 성형단계(S500) 및 탈형단계(S600)로 이루어진다.
선별단계(S100)에서는 스코리아 원석을 분쇄 후 적정 입자크기를 갖는 스코리아 분말을 얻도록 하는 단계이다. 바람직하게 30 ㎛ 이하의 스코리아 분말을 선별하여 획득하도록 한다. 스코리아 원석을 햄머밀(hammer mill) 분쇄기 또는 볼밀(ball mill) 분쇄기를 이용하여 미세하게 분쇄하도록 하며, 이후 바이브레이션 선별기를 이용하여 0 초과 30 ㎛ 이하의 스코리아 분말을 얻도록 한다.
상기 스코리아 분말의 크기가 30 ㎛를 초과할 경우 석고 분말과 균일하게 혼합되기 어렵고, 최종제품의 표면 상에 요철이 다수 생길 수 있어 바람직하지 않다.
혼합단계(S200)에서는 상기 스코리아 분말에 TiO2 분말을 균일하게 혼합 후 석고 분말을 균일하게 혼합하여 혼합물을 제조하며, 전체 중량에 대해 스코리아 분말 5 ~ 80 중량부, 석고 분말 10 ~ 95 중량부, 및 TiO2 분말 1 ~ 20 중량부를 균일하게 혼합할 수 있다.
스코리아 분말이 80 중량부를 초과하거나 석고 분말이 20 중량부 미만인 경우 최종 제품의 강성이 저하될 수 있고, 스코리아 분말이 5 중량부 미만이거나 석고 분말이 95 중량부를 초과할 경우 스코리아 분말이 너무 적어 본 발명이 의도하는 효과를 얻을 수 없어 바람직하지 않다. 또한, TiO2 분말이 1 중량부 미만일 경우 본 발명이 의도하는 효과를 얻기 힘들며 TiO2 분말이 20 중량부를 초과할 경우 제조 공정 상 어려움이 발생하며 경제성이 낮아지기 때문에 바람직하지 않다.
표면 코팅용 반죽단계(S300)에서는, 혼합단계(S200)을 통해 제조된 혼합물에 계면활성제와 물을 첨가한 후 반죽하여 슬러지화시켜서 표면 코팅용 반죽을 만들도록 한다.
상기 표면 코팅용 반죽단계에서는 혼합물 전체 중량에 대해 물 80 ~ 100 중량부와 계면활성제 0.1 ~ 4 중량부를 투입할 수 있다. 상기 범위를 벗어나 물의 양이 지나치게 많거나 계면활성제 양이 적을 경우, 적정한 반죽 농도를 확보하기 어려워 슬러지화시키기 어렵고, 물의 양이 지나치게 적거나 계면 활성제 양이 많을 경우 균일하게 반죽이 되기 어려워 스코리아 분말 또는 석고 분말이 뭉칠 수 있다.
계면활성제로, 당업계에 일반적으로 사용되는 것이라면 제한이 없으나, 예를 들어, 알킬황산염, 알킬에테르 황산염, 황산염알카놀 아마이드 또는 그리세라이드 황산염 등일 수 있다.
표면 코팅층 형성단계(S400)에서는 상기 표면 코팅용 반죽을 준비된 몰드의 바닥에 소정 두께로 고르게 바르도록 한다. 바람직하게 표면 코팅용 반죽을 몰드 바닥에 1 ㎛ ~ 10 mm 두께 범위로 균일하게 도포하도록 한다. 상기 도포 두께가 1 ㎛ 미만일 경우 제조 공정상 용이하지 않으며, 10 mm를 초과할 경우 최종 제품의 두께 및 부피가 지나치게 커질 수 있어 바람직하지 않다. 상세하게는 1 mm 내지 5 mm일 수 있다.
몰드의 바닥 영역에 일정한 두께로 표면 코팅층을 형성시킨 후에는 기재반죽을 몰드에 부어서 소정두께의 판상형 보드가 형성되도록 하는 성형단계(S500)가 이어진다.
성형단계(S500)에서는 두 종류의 기재반죽이 선택적으로 사용될 수 있으며, 스코리아 분말과 석고 분말을 포함하여 슬러지화된 기재반죽이거나 단순히 석고 분말만으로 이루어지는 기재반죽일 수 있다.
스코리아 분말과 석고 분말을 포함하여 슬러지화된 기재반죽을 사용하는 경우, 상기 기재반죽은 전체 중량에 대해 스코리아 분말 5 ~ 80 중량부와 석고 분말 20 ~ 95 중량부을 포함할 수 있다. 여기서 스코리아 분말이 80 중량부를 초과하거나 석고 분말이 20 중량부 미만인 경우 최종 제품의 강성이 저하될 수 있고, 스코리아 분말이 5 중량부 미만이거나 석고 분말이 95 중량부를 초과할 경우 스코리아 분말이 너무 적어 본 발명이 의도하는 효과를 얻을 수 없어 바람직하지 않다.
몰드의 바닥에 표면 코팅층이 소정 두께로 도포된 상태에서 기재반죽이 표면 코팅층 위에 덮여지면서 판상형의 보드가 성형되며, 표면 코팅층과 기재반죽은 일체화 된다.
기재반죽으로 스코리아 분말과 석고 분말이 포함되는 경우 이들 혼합분말 중량대비 80 ~ 100 중량%의 물과 0.1 ~ 4중량%의 계면활성제가 투입되어 균일하게 반죽한 것을 사용하도록 한다.
다음으로 탈형단계(S700)에서는 성형단계를 통해 소정 규격의 판상형 보드를 만든 후 건조 및 경화시킨 다음 몰드를 탈형하여 표면 코팅용 반죽과 기재반죽이 일체로 결합된 기능성 판상보드를 얻도록 하는 것이다.
한편, 본 발명은 이상 설명한 바와 같은 제조방법을 통해 제조되는 스코리아 석고보드에 관한 것이며, 스코리아가 가지고 있는 다공질 구조 및 이산화티탄에 의해 광촉매 효과로 인해 항균, 항바이러스, 탈취효과가 탁월하며 유해가스를 효과적으로 제거할 수 있는 고품질의 기능성 석고보드를 제공할 수 있다.
이하 실시예를 참조하여 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
스코리아 원석을 분쇄하여 30㎛ 이하 입자크기를 갖는 스코리아 분말을 획득하여, 혼합물 전체 중량에 대해 스코리아 분말 80 중량부과 석고 분말 20 중량부을 균일하게 혼합하였다.
상기 혼합물에 대해 물 100 중량부와 계면 활성제 2 중량부를 넣어 고르게 반죽하여 슬러지화시켜서 보드용 기재반죽을 만들었다.
상기 보드용 기재반죽을 몰드 속에 부어 판상으로 성형하였다. 이후 상기 몰드를 탈형하여 판상 보드를 얻었다.
<실시예 2>
스코리아 원석을 분쇄하여 30㎛ 이하 입자크기를 갖는 스코리아 분말을 획득하여, 혼합물 전체 중량에 대해 스코리아 분말 80 중량부, 석고 분말 17 중량부, TiO2 분말 3 중량부를 균일하게 혼합하였다.
상기 혼합물에 대해 물 100 중량부와 계면 활성제 2 중량부를 넣어 고르게 반죽하여 슬러지화시켜서 보드용 기재반죽을 만들었다.
상기 보드용 기재반죽을 몰드 속에 부어 판상으로 성형하였다. 이후 상기 몰드를 탈형하여 판상 보드를 얻었다.
<실시예 3>
실시예 2에서 스코리아 분말 80 중량부, 석고 분말 19 중량부, TiO2 분말 1 중량부를 균일하게 혼합한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법을 사용하여 판상 보드를 얻었다.
<실시예 4>
실시예 2에서 스코리아 분말 15 중량부, 석고 분말 85 중량부, TiO2 분말 3 중량부를 균일하게 혼합한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법을 사용하여 판상 보드를 얻었다.
<실시예 5>
실시예 2에서 스코리아 분말 15 중량부, 석고 분말 85 중량부, TiO2 분말 2 중량부를 균일하게 혼합한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법을 사용하여 판상 보드를 얻었다.
<실시예 6>
실시예 2에서 스코리아 분말 15 중량부, 석고 분말 85 중량부, TiO2 분말 1 중량부를 균일하게 혼합한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법을 사용하여 판상 보드를 얻었다.
<실시예 7>
실시예 2에서 스코리아 분말 10 중량부, 석고 분말 80 중량부, TiO2 분말 1 중량부를 균일하게 혼합한 후, 추가로 물 9 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법을 사용하여 판상 보드를 얻었다.
<실시예 8>
스코리아 원석을 분쇄하여 30 ㎛ 이하 입자크기를 갖는 스코리아 분말을 획득하여, 혼합물 전체 중량에 대해 스코리아 분말 80 중량부, 석고 분말 17 중량부, TiO2 분말 3 중량부를 균일하게 혼합하였다.
상기 혼합물에 대해 물 100 중량부와 계면 활성제 2 중량부를 넣어 고르게 반죽하여 슬러지화시켜서 표면 코팅용 반죽을 만들었다.
상기 표면 코팅용 반죽을 몰드 바닥에 2 mm 두께로 발라 표면 코팅층을 형성하고, 상기 표면 코팅층 위에 석고 분말을 포함하는 기재반죽을 상기 몰드에 부어서 판상으로 성형하였다. 이 후, 상기 몰드를 탈형하여 상기 표면 코팅용 반죽과 상기 기재반죽이 일체로 결합된 기능성 판상 보드를 얻었다.
<실험예>
실시예 1 내지 8에서 제작된 판상형의 스코리아 보드를 각각의 시험 항목에 적합하도록 50*50 cm또는 250*250 cm으로 제작하였다
국토부에서 시행하는 친 환경주택에 적용되는 환경자재의 기준을 참고하여 항곰팡이 성능, 항균성, 탈취율 등을 평가하여 하기 표 3에 나타내었다.
<항곰팡이 건축자재의 성능평가>
가.적용제품:건축용 실내마감재로 사용하는 제품화된 건축자재
나.평가항목:항곰팡이 저항성(log(CFU))
다.평가방법:ASTMD6329 및 ASTMG-21로 평가하고 모두 만족하여야함
라.평가기준:
-ASTMD6329:항곰팡이 저항성1.0log(CFU)이하
-ASTMG21:0등급 이상(낮을수록 곰팡이 서식이 어려움
*상대습도 85%,온도 28℃에서28일 배양 후 평가
<항균 건축자재의 성능평가>
가.적용제품:건축용 실내마감재로 사용하는 제품화된 건축자재
나.평가항목:항균성
다.평가방법:JISZ2801
라.평가기준:항균활성치2.0이상
<탈취율>
가.적용제품:건축용 실내마감재로 사용하는 제품화된 건축자재
나.평가항목:탈취율
다.평가방법:30분 간격으로 농도 측정하여 Blank와 비교
항 곰팡이 항균성 탈취율
황색
포도상구균(B)
/폐렴균/녹농균		 대장균ⓒ 녹농균
(D)		 암모니아
(E )		 폼알데
하이드
(HCHO)(F)		 톨루엔(G)
실시예 1 2등급 99.9% 99.9% 99.9% 98% 85% 38.80%
실시예 2 - - - - - 85% -
실시예 3 3등급 - - - - 85% -
실시예 4 0등급 - - - - 80% -
실시예 5 0등급 - 99.9% - - 80% -
실시예 6 0등급 - 99.9% - - 80% -
실시예 7 - - - - 95.90% 80% -
실시예 8 0등급 - 99.9% - - 85% -
국토부에서 시행하는 친 환경주택에 적용되는 환경자재의 기준을 참고하여 음이온 및 원적외선을 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
음이온관련 원적외선
방사율(5-20㎛) 방사에너지
(W/㎡,㎛,37℃)
실시예 1 150/cc 92.4% 3.56*10₂
실시예 7 136/cc 92.2% 3.55*10₂
국토부에서 시행하는 친 환경주택에 적용되는 환경자재의 기준을 참고하여 흡방습력을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.
<흡방습 건축자재의 성능평가>
가.적용제품: 건축용 실내마감재로 사용하는 제품화 된 건축자재
나.평가항목: 흡방습량(g/㎡)
다.평가방법: ISO24353,KSF2611
라.평가기준: 흡방습량 65g/㎡이상 (흡습량과 방습량의 평균치. 단,흡습량과 방습량의 편차가 20% 이내이어야 함)
흡방습량
흡습량 방습량
실시예 7 54.40g/㎡ 26.68g/㎡
폼알데하이드의 흡착율을 측정하여 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
<흡착 건축자재의 성능평가>
가.적용제품:건축용 실내마감재로 사용하는 제품화된 건축자재
나.평가항목:흡착률(%)및 적산 흡착량(㎍/㎡)
다.평가방법:KSI3546,KSI3547
라.평가기준
1)흡착률 60% 이상
2)적산 흡착량:톨루엔 25,000 ㎍/㎡이상,폼알데하이드 6,000 ㎍/㎡이상
*흡착성능은 흡착률 및 적산 흡착량 기준을 모두 만족해야하며,적산 흡착량은 톨루엔 또는 폼알데하이드 중 어느 하나를 만족
**흡착률 및 적산 흡착량은 시험시작 7 일후(168 시간이후)시험결과를 적용
시험 항목 시험결과
실시예 7 1일 폼알데하이드 흡착율(%) 93.9
3일 폼알데하이드 흡착율(%) 90.9
5일 폼알데하이드 흡착율(%) 89.9
7일 폼알데하이드 흡착율(%) 88.7
적산 흡착율(㎍/㎡) 8687
재 방출(㎎/(㎡.h)) 0.001
상기 표 3 내지 6에 따르면 본 발명에 따른 스코리아 석고보드는 항곰팡이 저항성, 항균성 탈취율이 우수할 뿐만 아니라, 음이온 및 원적외선 방출량도 뛰어나며, 흡방습량, 폼알데하이드 흡착율 등이 우수하여 건축용 자재로 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능하다.
S10 : 선별단계 S20 : 혼합단계
S30 : 기재 반죽단계 S40 : 성형단계
S50 : 탈형단계
S100 : 선별단계 S200 : 혼합단계
S300 : 표면 코팅용 반죽단계 S400 : 표면 코팅용 형성단계
S500 : 성형단계 S600 : 탈형단계

Claims (8)

  1. 스코리아 원석을 분쇄 후 0 초과 30 ㎛ 이하의 스코리아 분말을 선별하도록 하는 선별단계;
    혼합물 전체 중량에 대해 상기 스코리아 분말 80 중량부와 석고 분말 20 중량부를 혼합하거나 또는 혼합물 전체 중량에 대해 스코리아 분말 10 ~ 80 중량부, 석고 분말 17 ~ 85 중량부, 및 TiO2 분말 1 ~ 3 중량부를 균일하게 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합단계;
    상기 혼합물에 계면활성제 및 물을 넣어 반죽하여 슬러지화시켜서 보드용 기재반죽을 만들도록 하는 기재 반죽단계;
    슬러지화된 상기 보드용 기재반죽을 몰드에 부어서 판상으로 성형하는 성형단계;
    상기 몰드를 탈형하여 판상 보드를 얻도록 하는 탈형단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스코리아 석고보드의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재 반죽단계에서는 반죽단계에서는 스코리아 분말과 석고 분말의 혼합물 전체 중량에 대해 물 80 ~ 100 중량부와 계면활성제 0.1 ~ 4 중량부를 투입하여 슬러지화시키하는 것을 특징으로 하는 스코리아 석고보드의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합단계에서는 상기 혼합물 중량에 대해 물 1 내지 20 중량부를 추가로 혼합하는 것을 특징으로 하는 스코리아 석고보드의 제조방법.
  8. 제 1 항 에 따른 제조방법에 의해 제조되는 스코리아 석고보드.
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