KR200250509Y1 - 황토 조성물 및 그 황토 조성물로 제작된 황토 매트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다량의 원적외선을 발생하고 항균, 탈취, 방습 작용 등을 하여 인체에 매우 유익한 영향을 주는 황토를 주성분으로 하는 황토 조성물에 관한 것으로, 특히, 황토를 주성분으로 함유하면서도 점도가 낮아 시공 및 형상의 성형이 매우 용이하고 양생 후 표면에 균열을 생성치 않으면서 그 강도도 매우 높아서, 건축 마감재, 타일, 벽돌, 보드 등과 같은 각종의 건축 자재, 또는, 온돌 매트나 침대 매트 등과 같은 생활가구, 또는, 불판 등과 같은 각종 음식 조리 용기 등으로 제작 가능한 황토 조성물에 관한 것이다.

본 고안에 따른 황토 조성물은 황토 30∼50 체적%와; 목재 세편(細片) 30∼50 체적%, 그리고, 물 10∼30 체적%가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하며, 이와 같은 황토 조성물은, 황토와 목재 세편으로만 조성되어 황토 특유의 효능을 최대한 발휘할 수 있고, 굳은 이후에 균열 발생의 우려가 없으며, 황토의 높은 점성으로 인한 형상 성형 및 시공의 어려움이 없다. 따라서, 황토 매트나 건축 마감재 등 매우 다양한 용품으로 제작될 수 있는 바, 황토의 함유비율이 높아 다량의 원적외선을 방출하고 목재 세편의 작용으로 열전도성 및 축열성이 우수하며 탈취와 탈습 등의 기능을 함과 아울러 시멘트 독성과 유해 전자파를 차단할 수 있으므로 에너지 절감 및 건강증진에 크게 기여할 수 있다..

Description

황토 조성물 및 그 황토 조성물로 제작된 황토 매트{LOESS COMPOSITE AND LOESS MATT BE MADE OF THE SAME}

본 고안은 다량의 원적외선을 발생하고 항균, 탈취, 방습 작용 등을 하여 인체에 매우 유익한 영향을 주는 황토를 주성분으로 하는 황토 조성물에 관한 것으로, 특히, 황토를 주성분으로 함유하면서도 점도가 낮아 시공 및 형상의 성형이 매우 용이하고 양생 후 표면에 균열을 생성치 않으면서 그 강도도 매우 높아서, 건축 마감재, 타일, 벽돌, 보드 등과 같은 각종의 건축 자재, 또는, 온돌 매트나 침대 매트 등과 같은 생활가구, 또는, 불판 등과 같은 각종 음식 조리 용기 등으로 제작 가능한 황토 조성물에 관한 것이다.

한반도를 비롯한 중국의 화북지방 황하 연안 등 주로 동북아에 집중적으로 분포되어 있는 황토는 주로 석영을 함유하면서 그 밖에 휘석 각섬석 등을 함유하는 황갈색 석회질로서, 실리카(SiO₂) 60∼65 %, 철분 5∼6 %, 알루미나(Al₂O₃) 10∼13 %, 마그네슘(Mg)과 나트륨(Na) 각 2 % 내외, 칼리 1.5 %, 석회 8 % 내외의 화학적 조성을 가지며, 분해력, 자정력, 흡수력 등이 뛰어나며 인체에 유익한 약성을 갖는 것으로 알려져 왔다. 이에, 예로부터 가옥의 재료로서 중요하게 쓰여졌으며, 식기나 기구로 만들어져 생활의 도구로도 활용되었다. 그뿐 아니라 황토는 해독과 질병 치료에도 탁월한 약효를 가지고 있어 동양의학에서는 중요한 약제로 쓰여졌다. 대표적인 동양 의서들인 본초강목(本草綱木), 동의보감(東醫寶鑑) 및 향약집성방 등에는 황토가 본디 색을 지닌 흙으로 약성이 가장 뛰어나 널리 중요하게 쓰이는 것으로서 맛은 달고 독이 없으며 부인병(婦人病)과 소아병(小兒病)에 탁월한 효능이 있다고 기록되어 있다. 또한, 본초강목의 중수부편에는 황토에 물을 부어 우러나온 물을 지장(地漿) 또는 토장(土漿)이라 하며, 이는 각종 독을 해독하고 마음을 안정시키는 효능이 있다고 기록되어 있다.

최근들어서는 황토에 대한 과학적 규명에 많은 연구가 이루어져 황토가 많은양의 원적외선이 방출하고 유해 전자파를 차단할 수 있으며, 황토 한 숟갈에는 수 억 마리의 미생물과 다양한 효소들이 촘촘히 들어 있어 이들이 순환작용을 하여 여러 면에서 인체에 매우 유익한 영향을 준다는 것이 과학적으로도 입증되었다. 이에, 황토가 침구용 매트, 황토 침대 등의 생활가구나 음식 조리용 용기 또는 건축용 내,외장재나 온돌 등과 같은 생활용품의 소재로서 각광받고 있으며, 그 활용범위도 급속히 늘어나는 추세에 있다.

한편, 순수한 황토는 열전도성과 축열성이 떨어지는 데다 물에 혼합된 상태에서는 점도(粘度)가 너무 커서 특정한 형상으로 성형하기 어렵고 양생 후에는(수분이 증발되고 나면) 표면에 균열이 생기기 때문에 그 자체만으로는 제품화되기 어렵다는 문제점이 있다.

이에, 종래에는 황토에 시멘트, 석회, 모래 또는 기타의 돌가루 등과 같은 다른 재료들과 혼합하여 반죽한 다음 그것을 특정한 틀에 넣은 다음 양생한 황토 제품(예: 황토 매트, 각종 음식용기, 건축 내장재 등)들이 사용되어 왔다.

그러나, 종래 황토 제품들의 경우에는 황토의 함유 비율이 지나치게 낮은 데다가 시멘트나 석회 등과 같은 다른 조성물들이 황토의 기능을 희석시키기 때문에 황토가 가진 고유한 효능을 효과적으로 살리지 못하였으며, 황토에 혼합되는 다른 조성물들의 높은 원가와 복잡한 제조공정 인하여 제조원가가 매우 높다는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라 황토가 갖는 점성으로 인해 레미콘화 할 수 없으므로 건축물 외장재로서 직접 시공이 불가능하다는 문제점도 있었다.

이에, 본 고안은 상술한 바와 같은 종래 황토 제품의 문제점을 해소할 수 있는 것으로서, 황토와 목재 세편(木材 細片)으로만 조성되어 황토 특유의 효능을 최대한 발휘할 수 있고, 굳은 이후에 균열 발생의 우려가 없으며, 황토의 높은 점성으로 인한 형상의 성형 및 시공의 어려움이 없는데다가 양생 후 열전도성 및 축열성이 양호하고 아울러 탈취와 탈습 등의 기능도 하여 침구용 매트나 건축 마감재의 소재로서 적합한 황토 조성물을 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 황토 조성물로 제작된 황토 매트의 부분 절개 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 >

10 : 지지판 20 : 황토층

30 : 표피층 40 : 온수 배관

50 : 단열 시트 60 : 프레임

본 고안에 따른 황토 조성물은 황토 30∼50 체적%와, 목재 세편(細片) 30∼50 체적%, 그리고, 물 10∼30 체적%가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성에 있어서, 상기 황토, 목재 세편 및 물은 1 : 1 : 0.5의 체적비율로 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 목재 세편은 참나무재인 것이 바람직하다.

한편, 본 고안에 따른 황토 매트는 지지판과; 상기 지지판의 상면에 접합되는 단열 시트와; 제 1 항의 황토 조성물이 상기 단열 시트 상에서 양생되어 형성하는 황토층과; 상기 황토층 내에 매설되고 그 입,출구부가 상기 프레임의 바깥으로 인출되는 온수 배관과; 상기 황토층의 상면에 접합되는 표피층; 그리고, 상기 지지판 상기 단열시트 상기 황토층 및 상기 표피층을 둘러싸 이들을 서로 결합하는 프레임;을 포함하여 이루어진다.

이하, 본 고안에 따른 황토 조성물의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.

본 고안의 일 실시예에 따른 황토 조성물은 황토, 목재 세편(細片) 및 물이 1 : 1 : 0.5의 체적비 즉 황토 40 체적%와, 목재 세편(細片) 40 체적%, 그리고, 물 20 체적%가 균일하게 혼합되어 이루어진다.

황토는 본 고안의 일 실시예에 따른 황토 조성물을 이루는 주요한 구성 성분으로서, 야산 등에 흔히 채취할 수 있는 것이 사용된다. 이 황토는 입경이 0.002∼0.005mm 정도의 입자들로 이루어져 물 속에서 분산되어 콜로이드화 되며, 물이 증발되면 단단하게 굳는 특성을 갖는다.

목재 세편으로는 참나무를 잘게 분쇄하여 만든 목재 미세조각이 사용된다. 이 목재 세편의 경우, 본 고안에 따른 황토 조성물이 황토, 목재세편 및 물이 소정의 체적비로서 혼합되는 바, 톱밥이나 대팻밥의 형태로 분쇄된 것을 사용하게 되면 황토나 물의 양에 비해 상대적으로 적은 양을 사용할 수 있어 황토 조성물의 중량이 작아지고 제조원가도 낮아져 유리하다. 이 목재 세편은 경화되기 전 황토 조성물의 점성을 연화시키는 작용을 하여 황토 조성물의 레미콘화를 가능하게 하며, 경화된 황토 조성물에서는 그 고유한 성질을 그대로 보유하여 열전도성(熱傳導性)과 축열성(縮熱性)을 높임과 아울러 탈습(脫濕)과 탈취(脫臭) 작용을 하게 된다. 그리고, 황토 조성물이 경화된 이후에는 표면에 균열이 발생되지 않게 한다. 특히, 목재 세편으로써 참나무재의 목재 세편을 사용한 황토 조성물을 건축 내장재로 시공할 경우에는 참나무재의 특유한 작용으로 시멘트의 독성을 차단할 수 있고 탈습과탈취에 있어서도 탁월한 효과가 있다. 한편, 참나무재가 아닌 예컨대 소나무, 나왕 등과 같은 다른 나무로서 만든 목재 세편의 경우에는 굳기 전의 황토조성물을 연화하는 역할과 굳은 후의 황토 조성물의 균열을 방지하는 역할에는 전혀 지장이 없고, 다만, 탈습 및 탈취 효과에 있어서 참나무재 목재 세편에 비해 다소 떨어지게 된다.

이와 같은 조성으로 이루어지는 황토 조성물은 먼저 황토와 목재세편을 섞어 교반한 다음 물을 붓고 재 교반하는 순서로 만들어지는 바, 그 혼합비율은 각 조성물(황토, 목재 세편, 물)이 부피비로써 정해진다.

이들 조성물의 조성비는 황토조성물의 특성 실험 결과인 다음의 표 1에 나타난 바와 같이, 황토와 목재세편(참나무 톱밥)이 1 : 1의 부피(물의 비율은 0.5)로 혼합될 때 가장 양호한 성능을 갖는 것으로 나타났다.

황 토	참나무 톱밥	결 과
1	1.5	심하게 부서짐
1	1.3	부서지는 현상 발생
1	1.0	최적으로 성형됨
1	0.7	약간의 갈라짐 발생
1	0.5	심하게 갈라짐

즉, 황토에 대한 목재세편의 부피비가 1.0을 초과한 황토 조성물은 양생 후 인성(靭性)이 취약하여 쉽게 부서지고 1.0 미만이 되는 경우에는 황토의 고유 특성이 발현하여 표면에 갈라지게 되는 문제점이 생기게 되는 바, 황토와 목재세편이 1: 1 로 혼합될 때 최적의 성능을 갖는 것으로 나타났다.

또한, 본 고안에 따른 황토 조성물은 열전도성 실험 및 축열성 실험 결과에 따르면 경화된 상태에서 순수 황토에 비해 열전도성 및 축열성에서도 매우 우수한 것으로 나타났다.

순수 황토	황토 조성물	가열 온도
50 분	30 분	5 ℃ →40 ℃
1 시간 30 분	50 분	5 ℃ →70 ℃

순수 황토	황토 조성물	냉각 온도
2 시간	2 시간 30 분	40 ℃ →5 ℃
3 시간	4 시간	70 ℃ →5 ℃

표 1은 순수황토와 황토 조성물을 5℃인 상태에서 동일한 열량을 가하여 그 각각이 소정의 온도까지 올라가는데 걸린 시간을 표로 나타낸 것이고, 표 2는 소정의 온도로 가열된 순수황토와 황토 조성물을 동일한 조건에서 5 ℃까지 냉각하는데까지 걸린 시간을 비교한 결과이다.

표 1에 나타난 바와 같이, 본 고안에 따른 황토 조성물은 참나무재 목재 세편의 특성에 의해 열전도성이 향상되고, 우수한 축열성을 갖게 된다. 즉 열전도성에 있어서, 본 고안에 따른 황토 조성물은 5 ℃에서 40 ℃와 70 ℃까지 상승하는데 각각 30 분과 50 분이 소요된 반면 순수한 황토의 경우는 동일한 조건에서 각각 50분과 1 시간 30 분이 소요되어 본 고안의 황토조성물이 순수 황토에 비해 열전도성이 두 배 가까이 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 본 고안에 따른 황토 조성물의 경우 열전도성이 우수하기 때문에 히터 방식이 아닌 온수를 이용하는 침대 매트로 제작될 수 있다.

또한, 표 2에 나타난 바와 같이, 본 고안에 따른 황토 조성물은 소정의 냉각조건에서 40 ℃와 70 ℃에서 5 ℃로 하강하는데 각각 2 시간 30 분과 4 시간이 소요되었고, 동일한 냉각조건에서 순수 황토는 각각 2 시간과 3 시간이 소요되었다. 이 실험 결과에서 알 수 있듯이, 본 고안의 황토 조성물은 축열성에 있어서도 대단히 우수한 것으로 판명되었다.

이상과 같은 두 가지의 실험결과에서 나타나듯이, 본 고안에 따른 황토 조성물은 열전도성 및 축열성이 매우 우수하여 매트나 실내 내장재로 사용하는 경우 에너지 사용량을 획기적으로 감소시킬 수 있다.

한편, 도 1은 본 고안에 따른 황토 조성물로 제작된 황토 매트의 절개사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 황토 조성물로 제작된 황토 매트는 지지판(10); 상기 지지판(10)의 상면에 접합되는 단열 시트(50); 상기 단열 시트(50) 상에서 양생된 황토 조성물이 형성하는 황토층(20); 상기 황토층(20) 내에 매설되고 그 입,출구부가 황토층(20)의 바깥으로 인출되는 온수 배관(40); 상기 황토층(20)의 상면에 접합되는 표피층(30); 및 상기 지지판(10), 단열 시트(50), 황토층(20) 및 표피층(30)을 둘러싸 이들을 서로 결합하는 프레임(60); 등을 포함하여 이루어진다.

이와 같은 구성의 황토 매트는 다음과 같은 제조과정을 통해서 제작된다.

먼저, 목재 등으로 이루어진 지지판(10)의 둘레에 프레임(60)을 결합한다. 이어, 지지판(10)의 상면에 은박 필름 등으로 이루어진 단열 시트(50)를 접합하고 그 위에 온수 배관(40)을 배설한다. 그리고, 프레임(60) 내측의 단열 시트(50) 상에 본 고안에 따른 황토 조성물을 타설한 다음 일정 시간 동안 양생하여 황토층(20)을 형성한다. 마지막으로, 상기 황토층(20)의 표면에 표피층(30)을 덮어 접합하면 내부에 온수 배관(40)을 갖는 온돌형 황토 매트가 완성된다.

이와 같이 제작된 황토 매트는 그 자체로서 침구용 매트로서 사용될 수 있음은 물론, 블록의 형태로 제작된 후 실내 바닥재로 시공되어질 수도 있다. 뿐만 아니라 실내 바닥의 온돌로서 현장에서 직접 시공될 수도 있다.

이러한 황토 매트는 황토 조성물이 갖는 기능 즉 열전도성 축열성, 시멘트의 독성 차단 기능을 그대로 보유하게 하는 것 외에도 열원으로 온수 파이프를 이용하기 때문에 기존의 히터 방식을 채용한 매트와 달리 유해 전자파를 전혀 발생하지 않는다는 장점이 있다.

한편, 본 고안에 따른 황토 조성물은 상술한 바와 같은 황토 매트 외에도 황토 벽돌, 황토 타일, 황토 보드 등과 같은 건축물 내장재로 제작되는 될 수도 있으며, 음식물 조리 용기나 황토 구이 불판 등 주방용기로 제작될 수도 있다. 뿐만 아니라, 목재 세편의 연화작용으로 레미콘화도 가능하여 건축 내,외장재로서 현장에서 직접 시공될 수도 있다. 특히, 타일이나 벽돌 또는 주방용기 등과 같이 경도나 강도를 요하는 물품으로 제작되는 경우에는 목재 세편 외에 천연 경화제가 추가 혼합된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 황토 조성물은 황토와 목재 세편으로만 조성되어 황토와 목재가 갖는 특유의 효능을 최대한 발휘할 수 있고, 굳은 이후에 균열 발생의 우려가 없으며, 황토의 높은 점성으로 인한 형상 성형 및 시공 상의 어려움이 없다는 장점이 있다. 따라서, 본 고안에 따른 황토 조성물은 예컨대 황토 매트 등과 같은 침구용품이나, 황토벽돌, 황토타일, 황토보드 등과 같은 건축 자재, 또는, 황토 용기, 황토 불판 등과 같은 조리 용기 등 매우 다양한 제품의 소재로 사용될 수 있다.

그리고, 본 고안에 따른 황토 조성물로 제작된 물품의 경우, 그 강도 대비 중량이 작다는 특성을 가지게 되는 바, 황토의 함유비율이 월등히 높아 기존 황토 제품에 비해 다량의 원적외선 방출량이 훨씬 더 많고 시멘트 독성 및 유해 전자파를 차단하는 기능이 우수하여 인체에 매우 유익하다는 장점이 있다. 또한, 목재 세편의 작용으로 열전도성 및 축열성이 우수하여 에너지 소모량을 줄일 수 있으며, 탈취와 탈습 등의 기능도 하여 환경 등의 개선에도 기여하게 된다.

특히, 황토 조성물을 소재로 하여 제작된 예컨대 황토 벽돌, 황토 타일, 황토 보드 등과 같은 건축자재의 경우,

첫째, 강도 대비 중량이 작아 건축의 하중 설계에 매우 유리하며,

둘째, 함유비율이 높은 황토가 인체에 유익한 다량의 원적외선을 방출하는 데다 시멘트 독성 및 유해 전자파 등을 차단하는 등 여러 면에서 인체에 이로운 작용을 하여 건강증진에 크게 기여할 수 있으며,

셋째, 목재 세편의 작용으로 열전도성 및 축열성이 우수하여 에너지 절감 효과도 매우 뛰어나며,

넷째, 목재 세편의 탈취와 탈습 작용으로 실내환경을 보다 쾌적하게 조성할 수 있고,

다섯째, 건축 외장재로 사용할 경우 목재 세편의 연화작용으로 레미콘화가 가능해짐에 따라 현장에서의 직접 시공이 가능하여 시공이 아주 간편하며,

여섯째, 조성물이 모두 천연재이기 때문에 폐기시 환경공해 문제를 전혀 유발하지 않는 등

여러 가지의 장점을 고루 갖추고 있다.

Claims (4)

1. 황토 30∼50 체적%와;

   목재 세편(細片) 30∼50 체적% 및

   물 10∼30 체적%

   가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 황토 조성물.
2. 제 1 항에 있어서,

   황토, 목재 세편 및 물은 체적비로 1 : 1 : 0.5의 비율로 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 황토 조성물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서

   상기 목재 세편은 참나무재인 것을 특징으로 하는 황토 조성물.
4. 지지판;

   상기 지지판의 상면에 접합되는 단열 시트;

   제 1 항의 황토 조성물이 상기 단열 시트 상에서 양생되어 형성하는 황토층;

   상기 황토층 내에 매설되고 그 입,출구부가 상기 프레임의 바깥으로 인출되는 온수 배관;

   상기 황토층의 상면에 접합되는 표피층; 및

   상기 지지판, 상기 단열시트, 상기 황토층 및 상기 표피층을 둘러싸 이들을 서로 결합하는 프레임;

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 황토 매트.