KR20010094777A - 숯용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래 숯성분을 포함하는 용기가 숯성분을 소량 포함하고 있어 실제로 탈취, 원적외선 방사기능 효과 등이 미미한 문제점을 해결하고 숯함량을 높여 숯을 주원료로 하며 식물 또는 음식물의 장기적인 보존관리가 가능한 용기를 제공하려는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 백탄분말 100중량부에 불포화 폴리에스테르 수지 20~50중량부를 첨가, 혼합하여 주조, 성형된 숯용기를 제공한다.

Description

숯용기{A charcoal vessel}

본 발명은 숯 분말에 강화수지를 첨가하여 제조한 숯용기에 관한 것으로서, 좀더 자세히는 백탄분말 100중량부에 폴리에스테르 30중량부, 탈크 10중량부를 첨가하여 주조성형한 백탄용기에 관한 것이다.

참나무숯은 그 성질에 따라서 백탄과 검탄으로 나뉜다. 백탄과 검탄은 탄소, 산소, 수소, 회분 등의 성분이나 딱딱함, 발열량, 화력의 지속성, 화력 등에서 차이가 난다. 검탄은 400~700℃에서 생성되며, 백탄은 100℃ 이상의 고온에서 생성된다.

백탄의 성질은 화력이 세고, 오래 지속되며, 미세한 기공이 많아 흡착력이 강한 것이 특징이다. 우리나라의 참숯 백탄은 특히 우수하여 숯불구이용, 연료 등으로 오랫동안 사용되어 왔다. 백탄의 물성은 단단하고 두드리면 금속성 소리가 난다. 검탄은 백탄에 비해 탄질이 부드럽고 불이 잘 붙으며 타다 꺼지는 일이 적어 요리보다 제련이나 대장간 등의 철가공에 많이 이용된다.

숯의 원료인 목재는 떡갈나무, 졸참나무, 상수리나무, 밤나무, 낙엽송, 소나무, 삼나무, 노송나무 외 대나무, 왕겨, 야자껍질, 매실, 잣, 뽕나무 등이고 숯의 용도별 분류로는 요리용, 농업용, 공업용, 환경개선용, 건강생활용, 공예, 예술용이 있고 숯의 탄화진행도에 따라 저온 탄화숯은 400~500℃에서 탄화된 건류탄, 평로탄, 중온탄화숯은 600~700℃에서 탄화된 검탄(흑탄), 고온탄화숯은 1000℃ 전후에서 탄화되는 백탄이다.

원목의 목질은 셀룰로즈, 헤미셀룰로즈, 리그닌이라는 성분을 가지며, 탄소, 수소 등의 원소로 구성되어 있는데 이것을 산소가 없거나 산소가 적은 환경에서 가열하면 280℃ 전후에서 급격히 분해되기 시작하여 탄산가스, 일산화탄소, 수소, 탄화수소 등 가스를 발생시키고 나무는 점점 탄소성분이 많아지고 결정이 불규칙적인 무정형 탄소로 변한다.

그것을 더욱 가열하여 650~700℃가 되면 산소나 수소가 점점 감소하고 표면 성질이 크게 변하기 시작한다. 원목상태에서는 탄소함유량이 50이지만 탄화온도 400℃가 되면 72, 600℃에서는 89, 1000℃ 이상에서는 95를 넘는다.

숯의 단면을 현미경으로 확대해 보면 미크론 단위의 미세구멍이 숯 내부에 형성되어 있다. 1g의 숯을 표면적으로 환산하면 약 300㎡이나 된다.

또한, 숯은 연마성, 흡착성, 전자파 차단 등 인체에 유익한 특성을 많이 가지고 있다.

최근에는 상기 숯의 물성을 이용하여 환경보존, 농림수산업, 갱활개선, 식품가공 등에 숯을 활용하는 다양한 방법들이 개발되고 있다. 이들 중 몇가지만 살펴 보면

1) 정화작용

생활용수나 하천, 호수 등의 수질정화에 숯의 흡착능을 이용하고 있다.

2) 농림수산업에 이용

현재 숯과 목초액은 시설원예나 논, 밭에 이용되며 야채, 과수, 차 등의 재배에 있어서 토질개량, 퇴비제조 등에 이용된다.

3) 주택자재로의 응용

숯의 탁월한 조습작용을 이용하여 주거환경조습제, 벽지, 장판 등의 제품이 만들어지며, 이때는 숯의 부산물이 많이 활용된다.

4) 생활용품에 이용

정수기, 냉장고, 신발장의 탈취제 및 실내정화용 등으로 많이 이용되고 있으며, 침대패드, 배게, 방석 등 건강제품으로 판매되고 있다.

한편, 원적외선이란 18세기 독일의 과학자 허셀에 의해 발견되어 1876년부터 의학계에서 질병치료에 이용되기 시작하여 국내에서도 온열 암치료기기 등이 개발되어 임상에 사용되고 있다. 원적외선은 생명생육광선이라 불리며 3.6~16미크론의 긴 파장의 열에너지를 발산한다. 이 열에너지는 피부속 40㎜까지 침투하여 몸의 온영작용을 통해 인체의 모세혈관을 확장시켜 혈액순환을 원활히 하고 인체의 물질들을 순환시키는 유익한 광선이다. 이 광선은 지구상의 모든 물질에서 방사되나 특히 숯, 황토, 돌, 세라믹 등이 방사율이 높다. 원적외선은 물의 분자구조를 바꾸어주는 생명의 에너지로 숯을 물에 넣으면 산소량이 높아져 좀처럼 물이 변질되지 않는다.

또한, 숯에는 냄새를 제거하는 효과도 있다. 방부작용과 부패균의 발생을 억제하여 냄새의 근원을 없애고 악취를 흡착한다.

이와 같이 원적외선 방출 등 인체에 유익한 여러 가지 효과를 나타냄에도 불구하고 종래의 숯함유제품들, 예컨대 숯을 포함하는 장판, 벽지 등은 숯 함량이 매우 낮아 실제로 숯의 유익한 효과를 발휘하기가 어려웠다.

공개특허공보 특2000-0012409호는 플라스틱 원료 100중량부에 대나무숯 분말 0.5~1.5중량부, 산화티타늄 0.3~0.8중량부를 첨가하여 사출성형한 대나무숯을 넣은 플라스틱 용기에 대하여 개시하고 있다.

그러나, 위 대나무숯을 넣은 플라스틱 용기는 대나무숯 분말의 함량이 0.5~1.5중량부에 불과하여 숯의 유익한 효과를 크게 기대하기는 어렵다. 즉, 도 4에 개시된 탈취시험에서는 상기 대나무숯을 넣은 플라스틱 용기의 탈취율이 30~35정도로서 실제로 숯 자체의 탈취능보다는 훨씬 저감된 효과만을 나타낸다. 뿐만 아니라, 소량의 숯분말을 함유하고 있기 때문에 방사되는 원적외선의 양도 미약하다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하고 숯함량을 높여 숯을 주원료로 하며 식물 또는 음식물의 장기적인 보존관리가 가능한 용기를 제공하려는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 백탄분말 100중량부에 불포화 폴리에스테르 수지 20~50중량부를 첨가, 혼합하여 주조, 성형된 숯용기를 제공한다.

또한, 본 발명은 백탄분말 100중량부에 불포화 폴리에스테르 수지 20~50중량부 및 무기충진제 5~10중량부를 첨가, 혼합하여 주조, 성형된 숯용기를 제공한다.

본 발명에서 사용하는 백탄분말은 입자크기가 200~300메쉬인 것이 좋고, 백탄분말은 참나무숯으로 제조된 것이 더욱 바람직하다. 백탄분말 100중량부에 대하여 불포화 폴리에스테르 강화수지원료가 20~50중량부인 것이 바람직하다. 불포화 폴리에스테르 강화수지원료가 20중량부 미만인 경우에는 성형이 잘 되지 않는 단점이 있으며, 50중량부를 초과하는 경우에는 탈취효능 등이 저하되는 문제가 있다.

또한, 본 발명의 구성에는 탈크 등의 무기충진제를 백탄분말 중량대비 15중량부 이하 부가하면 숯용기의 강도를 더욱 높일 수 있다. 부가되는 무기충진제가 15중량부를 초과하는 경우에는 성형시 표면이 매끄럽게 성형되지 아니할 뿐만 아니라 생산단가가 높아지는 문제점이 있다.

본 발명에서는 백탄이 가지고 있는 고경질, 고강도 특성을 그대로 살리는 용기를 제조하는 것이 특징인데, 백탄, 특히 참나무숯 백탄을 분말화하여 이를 주원료로 하여 숯용기를 제조하되, 사출성형이 아니라 주조성형함으로써 원래의 물성을 발현할 수 있도록 하였다.

본 발명의 숯용기는 화분, 꽃병, 수반, 음식 담는 그릇용 등으로 제조할 수 있다.

이하 본 발명의 구성을 실시예를 통하여 좀더 상세히 설명한다. 그러나, 본발명의 범위가 아래의 실시예 범위에 제한되는 것은 아니다.

제조예

참나무숯 백탄분말 100kg에 폴리에스테르 30kg, 탈크 10kg을 혼합하여 2일동안 숙성시켰다. 숙성시킨 후 전체 혼합물 중량의 1/100가량 되는 주조성형에 일반적으로 사용되는 경화제를 가하여 잘 혼합한 후 주조틀에 혼합한 재료를 부어 화분 및 수반을 주조성형하였다. 상기 경화제를 가한 후 혼합된 주조재료에서 열이 발생한다. 이때, 주조시 주조틀에 일정 정도의 약한 진동을 주어 혼합한 주조재료가 주조틀 안에서 골고루 분산되고 표면이 매끄럽게 성형되도록 하였다.

이와 같이 성형된 본 발명의 숯용기는 주원료가 참나무숯 백탄으로서 탈취, 항균, 수질 등의 정화, 원적외선 방사, 음이온 방출 효과를 나타내었다.

물성측정시험

참나무숯 백탄 및 본 발명의 숯용기에 대하여 40℃에서 FT-IR Spectrometer를 이용하여 흑체(black body) 대비 방사율과 방사에너지를 측정하였다. 결과는 표 1에 나타내었다.

또한, 본 발명의 숯용기가 있는 상태와 없는 상태에서 각각 암모니아 가스 탈취효과가 어느 정도인지 KICM-FIR-1004 방법에 의하여 측정하였다. 결과는 표 2에 제시되었다.

시험결과, 본 발명의 숯용기는 가공하지 않은 숯과 거의 동일한 정도의 원적외선 방사율 및 방사에너지 값을 나타내었다.

또한, 본 발명의 숯용기는 대나무숯을 약1중량부 함유하는 종래기술에 의한플라스틱 용기에 비하여 그 탈취능이 월등히 향상되었다.

나아가, 본 발명의 숯용기는 주조성형방법에 의하여 제조되어 숯을 다량 함유하고 있음에도 불구하고 용기의 표면에 숯가루가 묻어나지 않는다.

시험대상	방사율(5~20㎛)	방사에너지(W/㎡)
숯	0.925	3.73 X 102
본 발명 숯용기	0.909	3.67 X 102

시험항목	경과시간(분)	블랭크 농도(ppm)	시료농도(ppm)	탈취율()
탈취시험	0분(초기)	500	500	-
	30분	480	120	65
	60분	470	90	73
	90분	450	70	77
	120분	440	60	79

(주) 1) 블랭크(blank): 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것임. 즉, 본 발명의 숯용기 없이 탈취시험을 수행한 것으로서 대조군임.

1) 시험방법: KICM-FIR-1004

2) 시험가스명: 암모니아

3) 가스농도측정: 가스검지관

상기와 같이, 본 발명의 숯용기는 참나무숯 백탄분말을 주원료로 하고 강화수지를 부가하여 주조성형함으로써 숯 고유의 탈취, 흡착특성, 원적외선 방사특성 등을 저감시키지 않고 숯가루가 묻어나지 않는다.

또한, 본 발명의 숯용기는 숯가루를 주원료로 하여 제조되었으므로 식물이나 음식물을 오랜 기간동안 신선하게 유지시킬 수 있으며, 식물 생장을 촉진시키는 효과가 현저하다.

Claims (3)

1. 백탄분말 100중량부에 불포화 폴리에스테르 수지 20~50중량부를 첨가, 혼합하여 주조, 성형되는 숯용기.
2. 제1항에 있어서,

   무기충진제를 참나무숯 백탄분말 100중량부 대비 15중량부 이하 부가하는 것을 특징으로 하는 숯용기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 백탄분말은 참나무로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 숯용기.