KR20040006249A

KR20040006249A - 원적외선이 방사되는 현무암 섬유를 이용한 건축용 황토패널

Info

Publication number: KR20040006249A
Application number: KR1020020040255A
Authority: KR
Inventors: 이춘규; 전경진
Original assignee: 주식회사 쎄코텍
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-01-24

Abstract

본 발명은 원적외선이 방사되는 현무암 섬유를 이용한 건축용 황토패널에 관한 것으로, 황토분말 90 ∼ 95중량%, 현무암섬유 5 ∼ 8중량% 및 결합수지로 이루어진 혼합물을 물을 이용하여 혼합한 후 압축성형으로 건조시킨 황토 혼합물층과, 현무암섬유로 직조된 직물로 이루어지고 상기 황토 혼합물층의 외표면에 부착된 현무암섬유 직물층이 포함된 구성을 가지며, 이에 의하면 내열성, 내화학성 및 기계적인 물성이 향상됨은 물론 원적외선 방사량이 증가된 효과를 갖는다.

Description

원적외선이 방사되는 현무암 섬유를 이용한 건축용 황토패널{Construction loess panel using infrared basalt fibers}

본 발명은 원적외선이 방사되는 현무암 섬유를 이용한 건축용 황토패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현무암 섬유와 황토로 이루어져 내열성, 내화학성 및 기계적인 물성이 향상됨은 물론 원적외선 방사량이 증가된, 원적외선이 방사되는 현무암 섬유를 이용한 건축용 황토패널에 관한 것이다.

일반적으로 현대 건축물에 널리 이용되는 콘크리트, 무기질 화학재료 등의 건축자재는 그 강도는 우수하지만 실내의 온도 및 습도조절이 곤란하고 인체에 유해한 성분이 방출되어 건강을 해친다는 사실이 많은 연구 결과에 의해 알려져 있다.

이러한 문제점은 황토를 이용한 건축자재의 개발 및 사용으로 어느 정도 해결되고 있으며, 이는 인체에 좋은 영향을 미치는 황토를 주성분으로 하여 실내의 벽과 천장이 시공되는 것인바, 이렇게 황토를 이용하여 벽체를 시공하기 위해서는 백시멘트나 강회를 혼합시켜 황토의 점착성을 향상시키거나, 짚을 혼합하여 일정한 크기의 블록을 성형하여 건조시킨 후 건조된 황토블록을 쌓아 올려 벽이나 천장을 시공하게 된다.

상기 황토블록에 대한 종래의 제조방법을 보다 상세하게 살펴보면, 황토의 결점인 압축강도 및 수축을 방지하기 위하여 황토에 고분자화합물, 볏집, 자갈, 모래 등의 각종 결합제를 일정한 비율로 물과 혼합 반죽하여 성형 건조시키는 습식 건조방법이 주로 이용되고, 또한 압착 성형된 벽돌 등의 건축자재를 소정의 온도의 불에 굽는 방법도 주로 이용되고 있다.

그리고, 상기한 방법 이외에 황토에 쑥 또는 솔잎을 반죽하고 소정시간 숙성시키고 건냉풍으로 건조된 벽돌 몸체 내에 가로 및 세로심을 서로 교차되게 박아벽돌의 강도 및 수축을 방지시킨 황토벽돌이 국내 실용신안공개 제99-002220호에 개재되어 있으며, 또한 벽돌망을 이용하여 내부에 황토 흙과 자갈을 넣어 성형시킨 흙벽돌이 국내 실용신안공개 제99-0021994호에 개재되어 있으며, 황토 벽돌 중에 세락믹 층이 일체로 성형된 벽돌이 국내 실용신안공개 제94-24415에 개재되어 있다.

그러나, 상기와 같은 황토블록 등은 그 제조 과정이 복잡할 뿐만 아니라 두께가 두꺼우며 시공이 곤란하여 대중화되지 못하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 시공이 완료된 후 온도 및 습도에 따라 황토블록이 수축 또는 팽창되는 과정에서 균열이 발생되고 비산 및 풍화 현상이 발생되는 등 내구성이 약한 결함이 있으며, 황토에 백시멘트나 강회가 혼합된 경우에는 인체에 유해한 성분이 여전히 방출되어 황토의 장점을 저해시키는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은, 황토가 갖는 단점을 현무암 섬유로 극복하여 내열성, 내화학성 및 기계적인 물성이 우수하면서 원적외선이 다량으로 방사될 수 있도록 된, 원적외선이 방사되는 현무암 섬유를 이용한 건축용 황토패널을 제공함에 있다.

도1은 본 발명에 사용되는 현무암 장섬유의 제조장치가 전체적으로 도시된 개략 구성도;

도2는 본 발명의 패널이 결합되는 상태가 개략적으로 도시된 평면도;

도3은 본 발명의 패널을 나타낸 외관 사시도;

도4는 본 발명의 패널이 도시된 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

100 : 패널110 : 발열체

120 : 플러그122 : 콘센트

124 : 전선130 : 전원공급부

140 : 황토 혼합물층142 : 황토분말

144 : 현무암 섬유150 : 현무암섬유 직물층

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 황토분말 90 ∼ 95중량%, 현무암섬유 5 ∼ 8중량% 및 결합수지로 이루어진 혼합물을 물을 이용하여 혼합한 후 압축성형으로 건조시킨 황토 혼합물층과, 현무암섬유로 직조된직물로 이루어지고 상기 황토 혼합물층의 외표면에 부착된 현무암섬유 직물층이 포함된, 원적외선이 방사되는 현무암 섬유를 이용한 건축용 황토패널을 마련함에 의한다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에서 사용될 현무암 장섬유는 대한민국 특허출원 제2002-14449호에 제시된 장치에 의하여 제조될 수 있으며, 이를 도1을 참조하여 간단하게 설명하면 다음과 같다.

현무암 장섬유를 제조하기 위한 장치는 현무암(10)을 분쇄시키는 분쇄기(20)와, 상기 분쇄기(20)에서 분쇄된 현무암 쇄석(12)을 저장하여 정량 배출시키는 사일로(40)와, 상기 사일로(40)에서 현무암 쇄석(12)을 공급받는 용융로(50)와, 상기 용융로(50)의 현무암 쇄석(12)을 가열하여 용용시키는 버너(60)와, 상기 용융로(50)의 일측에 형성된 용융물 이동통로(53)를 통해 용융된 현무암을 받아 섬유를 형성시키는 섬유형성기(70) 및, 상기 섬유형성기(70)에서 배출된 현무암 섬유를 권취시키는 권취기(86)로 이루어진다. 그리고, 이 장치는 상기 섬유형성기(70)에서 배출된 섬유를 가열하여 서냉시키는 가열기(80)가 더 포함된다. 또한, 이 장치는 상기 섬유형성기(70)에서 배출된 섬유의 표면에 표면처리제를 도포시키는 도포기(82)와, 상기 도포기(82)에서 배출된 섬유를 건조시키는 건조기(84)가 더 포함된다. 또한, 상기 용융물 이동통로(53)는 상기 용융로(50)의 일측에 형성되어 현무암 용융물을 오버플로우시키는 수직벽(55)과 연결 설치된다.

상기한 현무암 섬유 제조장치를 이용하여 현무암 장섬유를 제조하기 위하여는, 현무암을 20㎜ 이하의 굵기로 된 현무암 쇄석으로 분쇄하여 공급하고, 상기 현무암 쇄석을 1,440℃ ∼ 1,480℃에서 용융하며, 상기에서 용융된 현무암을 1,380℃ ∼ 1,480℃로 유지시키면서 인발하고, 상기 장섬유를 960℃ ∼ 1,150℃로 서서히 냉각하며, 상기 장섬유의 표면에 표면처리제를 도포한 다음, 상기 장섬유에 도포된 표면처리제를 건조하고 권취한다. 상기에서 사용된 현무암은 SiO₂47 ∼ 56 중량%, Al₂O₃14 ∼ 19 중량%, FeO + Fe₂O₃7.0 ∼ 13.5 중량%, CaO 8 ∼ 11 중량%, MgO 3.5 ∼ 10.0 중량%, K₂O + Na₂O 2.5 ∼ 6.0 중량%, TiO₂2.0 중량% 이하의 조성을 갖는다.

다음에, 본 발명에서 사용될 황토는 건축자재로서 널리 이용되는 일반적인 조성을 가지면 충분하며, 이러한 황토는 주로 실트 크기의 지름 0.002 ∼ 0.005㎜인 입자로 이루어진 퇴적물로서 여러 가지 광물 입자로 구성되어 있는데, 광물조성은 석영, 방해석, 장석 등의 가벼운 광물이 풍부하고 운모, 각선석, 휘석, 녹렴석 등의 무거운 광물도 함유되어 있다.

통상적으로 황토는 열 또는 자연광에 의해 인체에 유익한 원적외선이 방출되고, 건조할 때 수분이 방출되며, 악취와 노폐물을 제거시킬 수 있는 물질로 알려져 있으며, 특히 분해력, 자정력, 흡수력 등이 뛰어나고, 인간에 유익한 약성을 갖고 있다.

상기한 현무암 섬유와 황토를 이용하여 본 발명에 따른 건축용 패널이 제조되며, 이러한 본 발명의 패널 구조를 도2를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명의 패널이 다수개 서로 결합되는 상태가 개략적으로 도시된 평면도로서, 직사각 형상을 갖는 패널(100)이 서로 결합되어 벽체 또는 천정 등의 외표면을 이룬다. 물론, 이웃한 패널(100)에서 인접한 패널의 외표면이 각각 오목한 형상과 볼록한 형상을 갖도록 형성되어 그 부분이 서로 끼워 결합되게 구성된 것이 바람직하다. 또한, 상기 패널(100)은 필요한 경우 하나만 사용될 수도 있다.

상기 패널(100)의 내부에는 전기의 공급에 의하여 발열되는 니크롬선 등으로 이루어진 발열체(110)가 설치되며, 이 발열체(110)를 소정 경로를 따라 배치시켜 상기 패널(100)의 전체 면적에 걸쳐 골고루 열이 발생되도록 구성시킴이 바람직하다.

상기 패널(100)에는 전기를 공급받는 플러그(120)와 이 플러그(120)에 전선(124)을 매개로 연결된 콘센트(122)가 각각 설치되며, 상기 콘센트(122)에는 이웃한 패널(100)의 플러그(120)가 결합되어 이웃한 패널(100)의 발열체(110)에도 전기가 공급될 수 있도록 연결시키는 구성을 갖는다. 그리고, 상기 패널(100)의 플러그(120)를 통해 전원공급부(130)에서 전기가 공급됨으로써 발열체(110)에서 발열이 이루어진다.

물론, 여러 개의 패널(100)을 서로 연결시킨 경우에는 어느 하나의 패널(100)에만 전원공급부(130)를 통해 전원을 공급받도록 구성되면 충분하며, 이 전원공급부(130)는 통상적인 전열기와 마찬가지로 사용자가 패널(100)의 온도를 설정하여 패널(100)의 온도가 그 설정 온도보다 상승하는 것을 방지시키는 기능을 갖는 것이 좋다.

상기 플러그(120)와 콘센트(122)의 설치 위치는 여러 개의 패널(100)을 서로 연결시켰을 때 이웃한 플러그(120)와 콘센트(122)가 서로 결합됨으로써 각각의 패널(100)에 구비된 발열체(110)에 각각 전기가 공급될 수 있게 구성되며, 도2에 도시된 것처럼 패널(100)이 어느 일방향(여기에서는 가로방향)으로만 연속되도록 설치되는 경우에는 패널(100)의 일측 장변에 플러그(120)가 1개 구비되고 대향측 장변에 콘센트(122)가 1개 구비된 형태의 구조를 갖는다. 물론, 플러그(120)와 콘센트(122)를 적절하게 배치시키면 패널(100)이 가로 및 세로 방향으로 연속되도록 설치할 수 있으며, 이러한 구성은 본 발명의 기술분야에 종사하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 구성할 수 있는 관계로 그에 대한 실시예에 대한 설명은 생략하고자 한다.

도3은 본 발명의 패널을 나타낸 외관 사시도이고, 도4는 단면도로서, 본 발명의 패널(100)은 천연재료인 황토가 주재료로 이루어진 황토 혼합물층(140)과, 현무암 장섬유로 직조된 직물로 이루어져 상기 황토 혼합물층(140)의 외표면에 부착된 현무암섬유 직물층(150)을 포함한다.

상기 황토 혼합물층(140)은 황토분말(142) 90 ∼ 95중량%, 현무암 섬유(144) 5 ∼ 8중량% 및 잔부 결합수지로 구성되며, 상기 현무암 섬유는 현무암 장섬유를 5 ∼ 20㎜ 정도 절단시킨 것으로 황토의 결속력을 증가시켜 황토의 균열을 방지시키는데 효과적이다.

상기 현무암섬유 직물층(150)은 상기 황토 혼합물층(140)의 외표면을 감싸도록 부착됨으로써 황토가 시간이 경과되면서 여러 가지 요인에 의해 균열된 경우 그 비산을 효과적으로 방지시키는 작용을 한다.

본 발명의 패널(100)을 제조하기 위하여는, 황토분말 90 ∼ 95중량%, 현무암 섬유 5 ∼ 8중량% 및 잔부 결합수지로 이루어진 혼합물을 물로 희석하여 잘 혼합시킨 후, 발열체(110), 플러그(120), 콘센트(122) 및 전선(124) 등이 배치된 형틀에 상기 혼합물을 부어 압착시킨다. 여기에서, 상기 황토분말이 90중량%보다 더 적게 포함될 경우 황토가 갖는 물리화학적 특성을 제대로 이용할 수 없으며 95중량%보다 더 많이 포함될 경우 현무암섬유와 결합수지에 의한 황토 사이의 결속력이 급격하게 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 상기 현무암섬유가 5중량%보다 더 적게 포함될 경우 황토 사이의 결속력이 급격하게 저하될 염려가 있으며 8중량%보다 더 많이 포함될 경우 상대적으로 황토의 함유량이 감소되어 황토가 갖는 물리화학적 특성을 제대로 이용할 수 없어 바람직하지 않다.

계속하여, 상기 혼합물을 80℃ 정도의 온도로 48 시간 이상 건조시켜 황토 혼합물층(140)을 제조한다.

그리고, 이렇게 제조된 황토 혼합물층(140)의 외표면 전부 또는 일부에 현무암 장섬유로 직조된 직물을 수성수지를 이용하여 부착시켜 현무암섬유 직물층(150)을 형성시킴에 의하여 패널(100)이 완성된다.

본 발명의 패널(100)을 설치할 경우, 플러그(120)와 콘센트(122)가 서로 결합되도록 패널(100)을 서로 연결시켜 벽체, 바닥 또는 천정을 이루도록 시공되고, 적어도 하나의 콘센트(122)를 전원공급부(130)에 연결시켜 발열체(110)에 전기를공급시킨다.

이렇게 설치된 패널(100)은 주재료인 황토의 특성에 의하여 열보유성 및 보온성이 우수하므로 에너지절감 효과를 갖는다. 또한, 원적외선이 방출되어 신체의 혈액순환과 신진대사를 원활하게 하여 건강을 증진시킬 뿐만 아니라 습도조절이 자연적으로 이루어져 세균의 증식이 억제되어 악취의 제거 및 방충 효과를 갖는다.

특히, 발열체(110)에 전기가 공급된 경우, 발열체(110)에서 열이 발생되면서 현무암섬유(144)와 현무암섬유 직물층(150)에서 원적외선이 방출되는바, 이는 황토에서 방출되는 원적외선과 함께 건강 증진에 효과적이다.

또한, 상기 패널(100)의 외표면을 이루는 현무암섬유 직물층(150)은 불연성 재질로 화재발생시 화재의 확산을 방지시키는 기능도 갖는다. 게다가, 상기 현무암섬유 직물층(150)이 갖는 기계적인 성질에 의해 패널(100)의 내구성이 크게 향상된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 건축용 황토패널에 의하면, 황토와 현무암 섬유로 구성되어 원적외선 방출량이 크게 증가됨으로써 건강 증진에 큰 효과를 갖는다.

게다가, 황토 혼합물층을 이루는 현무암 섬유에 의하여 황토의 결속력이 증가되는 반면에 균열은 방지되는 효과를 갖는다.

또한, 외표면을 이루는 현무암섬유 직물층에 의하여 불연성을 가짐은 물론 내구성이 향상되는 효과를 갖는다.

Claims

황토분말 90 ∼ 95중량%, 현무암섬유 5 ∼ 8중량% 및 결합수지로 이루어진 혼합물을 물을 이용하여 혼합한 후 압축성형으로 건조시킨 황토 혼합물층과,

현무암섬유로 직조된 직물로 이루어지고 상기 황토 혼합물층의 외표면에 부착된 현무암섬유 직물층이 포함된, 원적외선이 방사되는 현무암 섬유를 이용한 건축용 황토패널.
제1항에 있어서, 상기 황토 혼합물층에 내장된 발열체(110)와, 상기 발열체(110)에 전기를 공급시키도록 연결된 전원공급부(130)가 더 포함됨을 특징으로 하는 원적외선이 방사되는 현무암 섬유를 이용한 건축용 황토패널.
제2항에 있어서, 상기 발열체(110)에 전기적으로 연결된 플러그(120)와, 상기 발열체(110)에 전기적으로 연결되고 이웃한 플러그(120)가 끼워 결합되는 콘센크(122)가 더 포함됨을 특징으로 하는 원적외선이 방사되는 현무암 섬유를 이용한 건축용 황토패널.