KR20040016323A

KR20040016323A - 골재를 이용한 패널 제조방법

Info

Publication number: KR20040016323A
Application number: KR1020020048597A
Authority: KR
Inventors: 최태수
Original assignee: 미래화학 주식회사
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2004-02-21

Abstract

본 발명은 골재와 그 제조방법, 분체 및 골재를 이용한 패널 제조방법에 관한 것으로, 20∼100메쉬의 세라믹재료에 무기안료와 분산제를 혼합하여 용광로에서 1300∼1600℃가열하여 용융시킨 후 냉각시켜 결정화한 후 분쇄하거나, 세라믹재료분말을 주재료로하고 여기에 무기안료, 분산제, Al₂O_3,Fe₂O₃를 혼련하여 덩어리 형태로 성형하고 도자기유약을 도포하여 상온 건조 한 다음 1000∼1300℃에서 소성한 후 냉각하여 분쇄하여서 만들어지는 골재와 분체 및 골재를 이용한 패널에 관한 것이며, 다양한 색상과 무늬의 골재를 제조할 수 있고, 이를 이용해 물건을 생산할 경우 다양하고 미려한 제품을 얻을 수 있으며, 고유색상을 띠는 원료들을 배합하고 또 무기안료를 세라믹재료 전체에 골고루 분포시켜서 만들므로 장시간 경과하여도 탈색, 변색이 일어나지 않는 큰 장점이 있다.

Description

골재를 이용한 패널 제조방법{Method for manufacturing a panel utilizing aggregates}

본 발명은 골재를 이용한 패널 제조방법에 관한 것으로, 특히 건축물의 바닥이나 외벽 또는 내벽의 미장 마감재, 장식재 및 기타 다양한 용도로 활용할 수 있는 골재와 그 제조방법, 분체 및 골재를 이용한 패널 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 건축 구조물의 미장 마감재 등에 이용되는 골재로는 천연 석재를 적당한 크기로 부순 것이 주로 사용되는데, 그 색상이나 질감에 있어 다양하지 못하다.

건축구조물 또는 토목용으로 사용되는 컬러골재로는 천연석, 인조석 또는 소결석 등을 일정 입도로 분쇄한 골재에 내구성, 내약품성, 내후성 및 내열성이 우수한 세라믹으로 코팅한 것이 있다. 이러한 컬러골재는 코팅된 것이 벗겨지면 보기에 흉하며, 대기 중에 장기적으로 노출되면 색상 변화가 심한 문제점이 있었다.

또, 미국특허 4,378,408에 의하면 컬러골재의 바인더로서 널리 사용되고 있는 알루미노 실리케이트족 광물은 코팅에 있어서 충진제, 감수제 및 알칼리 금속 규산염의 불용화제의 역할을 한다. 그러나, 알루미노 실리케이트족 광물의 사용량이 증가하면 광택도가 저하하고, 특히 알루미노 실리케이트족 광물에 함유된 산화철 등의 불순물의 영향으로 열처리 후의 색상변화가 크기 때문에 원하는 색상을 예측하기가 어렵다. 이로 인해 다양한 색상의 컬러골재를 생산하기가 어렵고 특히 밝은 색상을 나타내기가 어려운 문제점이 있었다.

또한, 건축 구조물의 미장 마감재 등으로 사용되는 패널로는 여러 종류의 것이 있으나 색상이나 질감에 있어 다양하지 못하고, 대리석 등의 원석을 이용하는 경우 원가가 비싸고 무겁다는 단점도 있다.

본 발명의 목적은 표면이 벗겨질 염려가 없고 색상의 변화가 적으며 원하는 색상을 쉽게 얻을 수 있으며, 건축물 재료 외에도 다양한 용도로 활용이 가능한 골재를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 골재를 제조하기 위한 골재 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 색상과 무늬를 가지는 본 발명의 골재를 이용한 패널 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 나머지 목적은 본 발명에 의한 골재를 이용한 항균제, 방취제, 건축물 미장용 뿜칠재, 벽지나 장판지 또는 비닐장판지의 재료로 활용이 가능한 분체를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 결정화된 세라믹재료 및 결정화된 세라믹재료의 표면과 내부에 분포되어 결정화된 세라믹재료의 표면과 내부를 착색하는 무기안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 골재에 의해 달성 가능하다.

위 세라믹재료로는 맥반석, 맥섬석, 게르마늄석, 제오라이트, 백화석, 일라이트, 벤토라이트, 세리사이트, 각섬석, 남석, 활석, 장석, 백운모, 흑운모, 백토, 흑연, 고령토, 황토, 황적토, 사문암, 백운석, 화산암, 옥석, 규석 중 적어도 하나를 포함하는 구성으로 하는 것이 좋고, 그 외에 다른 광물들이 이용될 수 있다.

위 무기안료로는 황연, 징크크로미트, 몰리브데이트·오렌지, 감청, 티탄백, 아연화, 벵갈라, 산화크롬그리인, 카드뮴레드, 황화수은, 카드뮴옐로우, 황산바륨, 황산납, 규산칼슘, 군청, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 코발트아니올렛, 망간자, 알루미늄분 중 하나를 포함하는 구성으로 하는 것이 좋으며, 그 외에 다른 무기 안료가 이용될 수도 있다.

본 발명의 목적은 세라믹재료분말 60∼88.5중량%, 무기안료 5∼25중량%, 분산제 0.5∼3.5중량%, Al₂O₃3∼8중량%, Fe₂O₃3∼8중량%의 조성비로 된 것을 특징으로 하는 세라믹 골재,

세라믹재료분말 80.5∼94.5중량%, 분산제 0.5∼3.5중량%, Al₂O₃3∼8중량%, Fe₂O₃2∼8중량%의 조성비로 된 것에 을 특징으로 하는 세라믹 골재,

세라믹재료분말 60∼88.5중량%, 무기안료 5∼25중량%, 분산제 0.5∼3.5중량%, 희토류화합물 또는 희토류원소 3∼8중량%의 조성비로 된 세라믹 골재,

세라믹재료분말 80.5∼94.5중량%, 분산제 0.5∼3.5중량%, 희토류화합물 또는 희토류원소 2∼8중량%의 조성비로 된 세라믹 골재에 의해 달성될 수도 있다.

본 발명의 다른 목적은 골재 제조방법에 있어서, 세라믹재료를 가열하여 용융시키는 용융단계 및 용융된 세라믹재료를 냉각시켜 결정화하는 결정화단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 골재 제조방법에 의해 달성 가능하다.

위 용융단계에서의 가열온도는 1300∼1600℃이고, 위 세라믹재료는 20∼100메쉬의 규석인 구성으로 할 수 있다.

위 용융단계에서의 가열온도는 1300∼1600℃이고, 세라믹재료는 20∼100메쉬의 백운석, 장석, 활석이고, 결정화단계 전에 세라믹재료에 산화티타늄과 분산제를 첨가하여 혼합하는 단계를 더 포함하고, 백운석은 25∼35중량%, 장석은 30∼47중량%, 활석은 19∼29중량%, 산화티타늄은8.5∼12중량%, 분산제는 0.5∼3.5중량%인 구성으로 할 수도 있다.

위 용융단계에서의 가열온도는 1300∼1600℃이고, 세라믹재료는 20∼100메쉬의 각섬석, 사문암이고, 결정화단계 전에 카본과 분산제를 첨가하여 혼합하는 단계를 더 포함하고, 각섬석은 42∼48중량%, 사문암은 45∼55중량%, 카본은 2.5∼5중량%, 분산제 0.5∼3.5중량%인 구성으로 할 수도 있다.

위 용융단계에서의 가열온도는 1300∼1600℃이고, 세라믹재료는 20∼100메쉬의 청석, 산화철이고, 결정화단계 전에 적색 무기안료와 분산제를 첨가하여 혼합하는 단계를 더 포함하고, 청석은 25∼35중량%, 산화철은 61∼72중량%, 적색 무기안료는 2.5∼4중량%, 분산제 0.5∼3.5중량%인 구성으로 하여도 된다.

위 용융단계에서의 가열온도는 1300∼1600℃이고, 세라믹재료는 20∼100메쉬의 맥반석, 맥섬석, 각섬석이고, 결정화단계 전에 분산제를 첨가하여 혼합하는 단계를 더 포함하고, 맥반석은 35∼45중량%, 맥섬석은 45∼60중량%, 각섬석은 4.5∼13중량%, 분산제는 0.5∼3.5중량%인 구성으로 하여도 된다.

위 용융단계에서의 가열온도는 1300∼1600℃이고, 세라믹재료는 20∼100메쉬의 카오린과 산성 백토이고, 결정화단계 전에 산화황과 분산제를 첨가하여 혼합하는 단계를 더 포함하고, 카오린은 35∼70중량%, 산성 백토는 25∼50중량%, 산화황은 4.5∼11.5중량%, 분산제는 0.5∼3.5중량%인 구성으로 하여도 된다.

위 세라믹재료는 맥반석, 맥섬석, 게르마늄석, 제오라이트, 백화석, 일라이트, 벤토라이트, 세리사이트, 각섬석, 남석, 활석, 장석, 백운모, 흑운모, 백토, 흑연, 고령토, 황토, 황적토, 사문암, 백운석, 화산암, 옥석, 규석 중 적어도 하나를 포함하면 된다.

위 결정화된 것이 현장에서 사용되는 것보다 큰 경우 결정화된 것을 파쇄하는 단계를 더 포함하는 구성으로 하여야 한다.

본 발명의 다른 목적은 세라믹재료분말 60∼88.5중량%, 무기안료 5∼25중량%, 분산제 0.5∼3.5중량%, Al₂O₃3∼8중량%, Fe₂O₃3∼8중량%를 혼련하여 덩어리 형태로 성형하고 도자기유약을 도포하여 상온 건조 한 다음 1000∼1300℃에서 소성한 후 냉각하는 것을 특징으로 하는 세라믹 골재 제조방법에 의해서도 달성될 수 있다.

위 세라믹재료분말은 장석분말, 활석분말, 옥석분말, 백운모분말, 지오라이트분말, 벤토라이트분말, 고령토분말이 혼합되어서 된 것이고, 위 무기안료는 산화티타늄이고, 상기 도자기유약은 백색이고, 위 덩어리 형태로 성형하기 전에 MgO 1∼3중량%를 첨가하여 혼합하는 단계를 더 포함하는 구성으로 할 수 있다.

위 세라믹재료분말은 황적토분말, 황토분말, 게르마늄석분말, 흑운모분말, 맥반석분말, 맥화석분말, 산화철분말이 혼합된 것이고, 위 무기안료는 적색무기안료이고, 위 도자기유약은 적색인 구성으로 할 수 있다.

위 세라믹재료분말은 장석분말, 게르마늄석분말, 맥반석분말, 맥섬석분말, 벤토라이트분말, 일라이트분말, 카오린 분말이 혼합된 것이고, 위 무기안료는 산화크롬이고, 위 도자기유약은 녹색인 구성으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 세라믹재료분말 80.5∼94.5중량%, 분산제 0.5∼3.5중량%, Al₂O₃3∼8중량%, Fe₂O₃2∼8중량%를 혼련하여 덩어리 형태로 성형하고 도자기유약을 발라 상온 건조한 후 1000∼1300℃에서 소성하여 냉각하는 것을 특징으로 하는 세라믹 골재 제조방법에 의해서도 달성될 수 있다.

위 세라믹재료분말은 각섬석분말, 게르마늄석분말, 사문암분말, 흑연분말, 흑운모분말이 혼합된 것인 구성으로 할 수 있다.

위 세라믹재료분말은 장석분말, 황토분말, 백운모분말, 백토분말, 고령토분말이 혼합된 것인 구성으로 할 수도 있다.

위 세라믹재료분말은 장석분말, 활석분말, 백운모분말, 백토분말, 고령토분말이 혼합된 것인 구성으로 할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 의한 골재들 중 적어도 한 종류 또는 2이상의 종류를 혼합한 것에 플라스틱수지를 섞는 단계 및 플라스틱수지가 섞인 골재를 금형에 넣고 프레스로 90~150℃하에서 압축하여 소정크기의 패널형태로 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법에 의해 달성 가능하다.

위 패널형태로 성형된 것을 연마하고 광택처리하는 단계를 더 포함하는 구성으로 할 수도 있다.

위 성형하는 단계에는 플라스틱수지가 섞인 골재를 2∼10㎏/㎠의 압력으로 2∼8분간 가압하는 것이 바람직하다.

위 플라스틱수지는 무황변의 아크릴우레탄수지, 폴리에스테르수지, 에폭시수지, 불소수지, UV수지, 아크릴 수지, 비닐(PE, PP)수지 중 어느 하나 또는 2이상을 혼합한 것을 사용하면 된다.

본 발명의 나머지 목적은 본 발명에 의한 골재를 분쇄하여서 된 분체에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 예에서는 입도가 20~100메쉬(Mesh)인 세라믹재료를 무기안료, 분산제 등과 혼합하여 1300~1600℃의 온도로 용융한 후 냉각시켜 유리상태의 결정질 상태로 만든다. 그리고, 이것을 분쇄하여 결정질 골재를 얻는다. 물론, 경우에 따라서는 용융된 것을 골재 크기 정도의 홈이 형성되어 있는 틀에서 냉각시키는 경우 별도의 분쇄과정이 필요치 않다.

본 발명에 사용되는 세라믹재료로는 맥반석, 맥섬석, 게르마늄, 제오라이트, 백화석, 일라이트, 벤토라이트, 세리사이트, 각섬석, 남석, 활석, 장석, 백운모, 흑운모, 백토, 흑연, 고령토, 황토, 황적토, 사문암, 백운석, 화산암, 옥석 등이다. 또한, 무기안료로는 산화티탄늄, 카본, 산화황, 산화크롬, 흑운모, 고령토 등이 있으며, 이 외에도 골재의 색상을 표현하는데 적합한 각종 색상을 띠는 물질들이 사용될 수 있다. 특히, 본 발명에서 골재의 색상은 표현하고자 하는 색상에 부합되는 고유한 색상을 갖는 세라믹 골재들을 적어도 하나이상 선택하여 표현하고, 그에 더하여 무기안료가 부가되어 색상이 보다 강화되어 선명하고 화려한 색상으로 표현되게 된다.

한편으로는, 결정질 골재의 제조 시 무기안료와 분산제를 사용하지 않고 투명하거나 색상을 띠는 세라믹 골재들만을 혼합하여 골재를 만들 수 있다.

또한, 경우에 따라서는 산화물 계통의 세라믹재료분말에 전이산화금속분말, 분산제 등을 혼합하고 무기안료를 첨가하여 혼련하고 소정크기로 성형한다. 이때, 분산제나 무기안료는 첨가되지 않을 수도 있다. 그리고, 여기에 규석, 세리사이트, 장석 등으로 제조되는 색상을 내는 도자기유약을 발라 상온에서 건조한 다음, 1100~1300℃에서 소성하고 분쇄하여 화학적 활성의 기능성 세라믹 컬러골재를 얻는다. 위의 전이산화금속으로는 Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO를 사용하는 것이 바람직하며, 이 외에도 기타 전이산화금속이 사용될 수 있다. 이 전이산화금속을 희토류원소나 희토류화합물로 대체할 수 있다. 이러한 희토류는 원소주기율표 제3족 원소중 원자번호 57에서 71인 란탄계열의 15원소(La(57), Ce(58), Pt(59), Nd(60), Pm(61), Sm(62), Eu(63), Gd(64), Td(65), Dy(66), Ho(67), Er(68), Tm(69),Yb(70), Lu(71)), 그리고 스칸듐 (Se(21))·이트륨(Y(39))을 포함하는 17개의 원소 및, 이들 원소중 어느 하나라도 포함하는 화합물을 통칭한다.

이렇게 제조된 결정질 골재와 세라믹 골재를 믹서(Mixer)에서 플라스틱수지와 혼합하고 열유압 프레스(Press)로 열압축하여 세라믹 컬러패널을 제조한다. 한편, 본 발명에 따른 골재를 분쇄하여 만든 컬러분말을 수지와 혼합하여 모르타르용이나 뿜칠재 등으로도 사용할 수 있다. 이때, 사용되는 수지로는 에폭시수지, 아크릴수지가 바람직하며, 컬러분말과 수지의 배합비율은 4 : 1 정도가 적당하다.

먼저, 결정질 골재의 제조방법의 바람직한 예들을 대해 색상별로 상세히 설명한다.

1. 백색

20~100메쉬의 백운석 30중량%, 장석 35중량%, 활석 24중량%, 산화티타늄 10중량%, 분산제 1중량%를 혼합하여 1500~1600℃에서 용융한 후 급냉하여 결정질로 만들었다. 그리고, 이것을 분쇄하여 백색의 결정질 골재를 얻었다.

2. 흑색

20~100메쉬의 각섬석 45중량%, 사문암 50중량%, 카본 4중량%, 분산제 1중량%를 혼합하여 1500~1600℃에서 용융한 후 급냉하여 결정질로 만들었다. 그리고, 이것을 분쇄하여 흑색의 결정질 골재를 얻었다.

3. 투명

SiO₂99%의 규석 20~100메쉬 100중량%를 1500~1600℃에서 용융한 후 급냉하여 결정질로 만들었다. 그리고, 이것을 분쇄하여 투명한 결정질 골재를 얻었다.

4. 적색

20~100메쉬의 적색을 띤 청석 30중량%, 산화철 66중량%, 적색 무기안료 3중량%, 분산제 1중량%를 혼합하여 1500~1600℃에서 용융한 후 급냉하여 결정질로 만들었다. 그리고, 이것을 분쇄하여 적색의 결정질 골재를 얻었다.

5. 회색

20~100메쉬의 맥반석 40중량%, 맥섬석 50중량%, 각섬석 9중량%, 분산제 1중량%를 혼합하여 1500~1600℃에서 용융한 후 급냉하여 결정질로 만들었다. 그리고, 이것을 분쇄하여 회색의 골재를 얻었다.

6. 황색

20~100메쉬의 카오린 60중량%, 산성백토 30중량%, 산화황 8중량%, 분산제 2중량%를 혼합하여 1500~1600℃에서 용융한 후 급냉하여 결정질로 만들었다. 그리고, 이것을 분쇄하여 황색의 결정질 골재를 얻었다.

다음으로는, 전술한 세라믹 골재의 제조방법에 대해 색상별로 상세히 설명하기로 한다. 이 세라믹 골재의 제조에 있어서는 재료가 되는 광물의 배합비율이 중요하다.

1. 백색

장석분말 20중량%, 활석분말 20중량%, 옥석분말 10중량%, 백운모분말 5중량%, 제오라이트분말 5중량%, 벤토라이트분말 9중량%, 고령토분말 5중량%, 산화티탄늄 15중량%, 분산제 1중량%에 Al₂O₃5중량%, Fe₂O₃3중량%, MgO 2중량%를 혼련하여 덩어리 형태로 성형하였다. 여기서, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO 등은 원적외선 방사율을 높이기 위한 전이산화금속들이다. 위와 같은 성형물에 백색의 도자기유약을 발라 상온에서 건조한 후, 1000~1300℃에서 소성(燒成)하였다. 그리고, 냉각한 후 분쇄하여 백색 세라믹 골재를 얻었다.

2. 적색

황적토분말 30중량%, 황토분말 20중량%, 게르마늄석분말 5중량%, 흑운모분말 5중량%, 맥반석분말 5중량%, 맥화석분말 5중량%, 산화철 10중량%, 적색무기안료 9중량%, 분산제 1중량%에 Al₂O₃5중량%, Fe₂O₃5중량%를 혼련하여 덩어리 형태로 성형하였다. 여기에서, Al₂O₃, Fe₂O₃등은 원적외선 방사율을 높이기 위한 성분들이다. 위와 같은 성형물에 적색계통의 도자기유약을 발라 상온에서 건조한 후, 1000~1300℃에서 소성하였다. 그리고, 냉각한 후 분쇄하여 적색 세라믹 골재를 얻었다.

3. 녹색

장석분말 15중량%, 게르마늄석분말 10중량%, 맥반석분말 20중량%, 맥섬석분말 5중량%, 벤토라이트분말 5중량%, 일라이트분말 9중량%, 카오린분말 5중량%, 산화크롬 20중량%, 분산제 1중량%에 Al₂O₃5중량%, Fe₂O₃5중량%를 혼련하여 덩어리 형태로 성형하였다. 이때, 혼련되는 Al₂O₃, Fe₂O₃등은 원적외선 방사율을 높이기 위한 성분들이다. 위와 같은 성형물에 녹색계통의 도자기유약을 발라 상온에서 건조한 후, 1000~1300℃에서 소성하였다. 그리고, 냉각한 후 분쇄하여 녹색 세라믹 골재를 얻었다.

4. 흑색

각섬석분말 30중량%, 게르마늄석분말 7중량%, 사문암분말 27중량%, 흑연분말 15중량%, 흑운모분말 10중량%, 분산제 1중량%에 Al₂O₃5중량%, Fe₂O₃5중량%를 혼련하여 덩어리 형태로 성형하였다. 이때, 혼련되는 Al₂O₃, Fe₂O₃등은 원적외선 방사율을 높이기 위한 성분들이다. 위와 같은 성형물에 흑색계통의 도자기유약을 발라 상온에서 건조한 후, 1000~1300℃에서 소성하였다. 그리고, 냉각한 후 분쇄하여 흑색 세라믹 골재를 얻었다.

5. 황색

장석분말 15중량%, 황토 50중량%, 백운모분말 9중량%, 백토 7중량%, 고령토 10중량%, 분산제 1중량%에 Al₂O₃5중량%, Fe₂O₃3중량%를 혼련하여 성형하였다. 이때, 혼련되는 Al₂O₃, Fe₂O₃등은 원적외선 방사율을 높이기 위한 성분들이다. 위와 같은 성형물에 황색계통의 도자기유약을 발라 상온에서 건조한 후, 1000~1300℃에서 소성하였다. 그리고, 냉각한 후 분쇄하여 황색 세라믹 골재를 얻었다.

6. 청색

장석분말 20중량%, 활석분말 20중량%, 백운모분말 36중량%, 백토분말 5중량%, 고령토분말 10중량%, 분산제 1중량%에 Al₂O₃5중량%, Fe₂O₃3중량%를 혼련하여 덩어리 형태로 성형하였다. 이때, 혼련되는 Al₂O₃, Fe₂O₃등은 원적외선 방사율을 높이기 위한 성분들이다. 위와 같은 성형물에 청색계통의 도자기유약을 발라 상온에서 건조한 후, 1000~1300℃에서 소성하였다. 그리고, 냉각한 후 분쇄하여 청색 세라믹 골재를 얻었다.

이상 설명한 결정질 골재들과 세라믹 골재들을 이용하여 패널을 제조하는 방법에 대해 이하부터 상세히 설명하고자 한다.

앞서 설명한 세라믹 컬러골재들을 믹서(Mixer)에 넣고 천천히 혼합하면서 플라스틱수지를 부어 완전히 혼합한다. 이렇게 완전히 혼합된 혼합물을 금형에 부어넣고 열유압 프레스로 90~150℃하에서 5분간 압축한다. 압축압력은 2∼10㎏/㎠이적당하다. 이때, 세라믹 패널은 금형의 형태에 따라 소정형태로 성형되므로, 금형은 원하는 형태를 갖는 것을 선택한다. 압축 후 성형된 패널을 금형에서 빼낸 후, 연마하여 광택을 낸 후 필요치수로 절단하여 완제품을 얻는다.

예를 들어, 폭 1.2m ×2.4m, 두께 15mm의 패널을 성형하기 위해서는 1.2 ×2.4㎡, 두께 15mm의 금형과 100t의 유압열 프레스가 사용된다.

위와 같이 제조되는 패널의 컬러조성에 변화를 주어 다양한 색상 및 무늬의 패널을 제조하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

(1) 적색바탕에 흑색점 및 투명점이 혼재된 이태리 화강석 무늬

황적토 94중량%, 산화철이나 적색무기안료 5중량%, 분산제 1중량%를 혼합하여 용광로에 녹여 만든 결정질 골재 20~100메쉬 50중량%에 SiO₂99%의 규석을 녹여 만든 입경 2∼5㎜의 투명골재 20중량%, 사문석을 녹여 만든 1~3mm의 골재 15중량%를 혼합하고, 거기에 플라스틱수지 15중량%를 혼합한 것을 금형에 부어 넣고 압축, 가열하여 성형.

(2) 한국의 고급화강석, 상주석 무늬

반백색의 백운석 85중량%, 각섬석 15중량%를 혼합하여 용광로에 녹여 냉각한 후 분쇄하여 20~100메쉬의 골재를 만든다. 그리고, 이 골재 40중량%에 SiO₂99%의 규석 90중량%과 사문석 10중량%를 녹여 만든 입경 2~5mm의 골재 30중량%를 혼합하고, 거기에 사문석을 녹여 만든 입경 2~3mm의 골재 20중량%와 플라스틱수지10중량%를 혼합한 것을 금형에 부어 넣고 압축, 가열하여 성형.

(3) 이태리 화강석 적색 무늬

기설명한 바와 같이 제조된 결정질 적색골재 20~100메쉬 55중량%, 입경이 2~3mm인 결정질 흑색골재 10중량%, 입경이 2~5mm인 결정질 투명골재 25중량%에 플라스틱수지 10중량%를 혼합한 것을 금형에 부어 넣고 앞에서 설명한 바와 같이 압축, 가열하여 성형.

(4) 한국 상주화강석 무늬

20~100메쉬 결정질 백색골재 55중량%, 입경이 3~5mm인 결정질 흑색골재 25중량%, 결정질 투명골재 10중량%에 플라스틱수지 10중량%를 혼합한 것을 금형에 부어 넣고 압축, 가열하여 성형.

(5) 흑색무늬

20~100메쉬 결정질 흑색골재 60중량%, 입경이 2~5mm인 결정질 투명골재 20중량%, 입경이 3~5mm인 결정질 흑색골재 10중량%에 플라스틱수지 10중량%를 혼합한 것을 금형에 부어 넣고 압축, 가열하여 성형.

(6) 순백색 화강석 무늬

20~100메쉬 결정질 순백색 골재 60중량%, 입경이 2∼5㎜인 결정질 투명골재20중량%, 입경이 1~3mm인 세라믹 백색골재 10중량%에 플라스틱수지 10중량%를 혼합한 것을 금형에 부어 넣고 압축, 가열하여 성형.

(7) 녹색무늬

20~100메쉬 결정질 순녹색 골재 55중량%, 입경이 2~5mm인 결정질 투명골재 20중량%, 입경이 3~5mm인 결정질 흑색골재 15중량%에 플라스틱수지 10중량%를 혼합한 것을 금형에 부어 넣고 압축, 가열하여 성형.

이하에서는 본 발명에 의한 세라믹 골재를 이용하여 제조된 제품들에 대한 시험 예들에 대해 설명한다.

1) 원적외선 인체 침투성 시험

바닥온도를 25℃로 유지한 방바닥에 본 발명에 의한 세라믹 골재로 제작한 패널을 깔고 그 위에 타월을 올려놓은 다음 신경통으로 허리가 아픈 54세 주부가 누워 이불을 덮고서 약 1시간이 경과한 후 피험자의 몸상태를 살펴보았다. 그 결과 피험자는 땀이 너무 많이 흘러 밑에 깔아 놓았던 타월이 흠뻑 젖었고, 샤워를 한 후 허리의 통증은 거리 사라지고 몸은 가벼운 상태로 상쾌한 기분이 들었다고 한다.

위와 같은 시험을 5일간 오전, 오후 각 1회씩 실시하였더니 피험자의 허리통증은 완전히 사라졌다고 한다. 이것을 분석한 결과, 본 발명에 의한 세라믹 패널에서 방출된 다량의 원적외선이 몸속 깊숙히 침투하면서 체내 물분자에 에너지를공급하여 활성화시키고, 그에 따라 죽은 피나 중금속, 나쁜 물은 땀으로 배출되고, 몸속은 완전히 활성인 약알카리수로 바뀌어서 피가 맑아지므로 몸은 가벼워지고 아픈 곳은 사라진 것으로 추정된다.

2) 신선도유지 시험

활어 2마리를 30mm ×30mm ×30mm의 스티로폼 박스 2개에 각각 넣은 다음, 일측 박스에는 본 발명에 의한 세라믹 골재를 함께 넣고 뚜껑을 닫은 후 실내온도 18℃인 온실에 보관하였고, 다른 박스에는 세라믹 골재를 넣지 않고 다른 조건은 동일하게 하여 보관하였다.

3일 경과후 두 개의 박스뚜껑들을 열어 본 결과, 본 발명에 의한 세라믹 컬러골재를 넣은 박스에서는 비린내가 전혀 나지 않고 수포막이 터지지 않아 구입할 때와 거의 같은 상태를 유지하고 있었으나, 본 발명에 의한 세라믹 골재를 넣지 않은 박스에서는 비린내가 많이 나고 생선 색깔이 조금 변했으며 수포막이 파괴되어 생선 입에서 붉은 물이 흐르고 있어 어느 정도 부패가 진행된 것을 확인할 수 있었다.

5일 경과후 관찰해 보니, 세라믹 골재를 넣지 않은 박스의 생선은 몹시 부패되어 냄새가 지독하였다. 반면에, 본 발명에 의한 세라믹 컬러골재가 들어있는 박스에서는 생선에서 냄새가 거의 나지 않고 색깔이 조금 변해 있었을 뿐, 수포막이 터지지 않아 신선도를 그대로 유지하고 있었다. 이것은 본 발명에 의한 세라믹 골재에서 방출되는 원적외선에 의해 생선 속의 물이 알카리수로 변해 신선도가 유지되었음을 추정할 수 있다.

3) 항균성 시험

실내온도 25℃, 습도 60%하에서 벽지를 바르지 않은 벽면과 방바닥 각각 1m ×1m 면적에 빵가루를 바른 후 통풍이 되지 않도록 창문을 닫고 커튼을 친 상태에서 문을 닫아 완전히 밀폐시켰다. 3일 경과 후에 문을 열어보니, 이 시험공간의 빵가루가 발라진 벽면과 바닥에는 곰팡이가 번식하여 지독한 냄새가 났으며, 바퀴벌레도 여러 마리 눈에 띄었다.

이곳에 본 발명에 의한 세라믹 골재의 분말 0.1kg을 물 0.3ℓ로 희석하여 곰팡이가 핀 벽면이나 바닥에 분무하였다. 그리고 나서, 1일 후에 방문을 열어보니 곰팡이는 멸균되어 곰팡이냄새는 사라지고 바퀴벌레도 자취를 감췄다.

이 실험에서 알 수 있는 바와 같이, 주거환경에 본 세라믹 컬러골재를 사용하면 곰팡이의 서식방지는 물론 악취제거, 공기정화 등으로 인해 쾌적한 주거환경을 조성할 수 있어 인체를 건강하게 유지시켜 줄 수 있다.

4) 탈취성 시험

10%의 암모니아수 1ℓ에 본 발명에 의한 세라믹 골재의 분말 10g을 투입하고 혼합하였다. 1시간 경과 후 암모니아 냄새는 거의 사라지고, 시간이 경과할수록 냄새가 서서히 사라지더니 4시간 경과 후에는 암모니아 냄새가 완전히 없어졌다.

이 시험을 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 세라믹 골재는 악취를 제거하는 능력이 탁월하다. 이때, 본 발명에 의한 세라믹 골재는 소독약에 세라믹분말 형태로 혼합하여 분무용으로 사용하여도 되고, 분말형태로 직접 뿌려도 된다. 위와 같은 형태로 공중화장실, 식당주방, 병원에 분사/분무하여 실시가 가능하고, 나아가 벽지, 장판지, 비닐장판지 등의 원료에 본 세라믹 컬러골재분말을 10~15중량%을 혼합적용하면 소재자체에서 원적외선이 방출되어 탈취기능성 제품을 만들 수 있다.

5) 농작물 성장 시험

20∼100메쉬 세라믹 골재 1kg을 금방 파종한 벼논 3㎡의 면적에 살포하고, 이웃한 벼논 3㎡에는 세라믹 골재를 살포하지 않고 10일 경과후 두 논의 벼를 관찰하였다. 그 결과, 세라믹을 살포한 쪽은 색깔이 푸르고 싱싱한 상태였으나, 살포하지 않은 쪽은 색이 누렇고 뿌리를 제대로 내리지 못한 상태였다.

30일 경과후 살펴본 결과, 세라믹 골재를 살포한 쪽의 벼는 가지가 많았고 빠른 성장이 진행되었다. 그러나, 세라믹 골재를 살포하지 않은 쪽의 벼는 이제야 뿌리를 내렸고 색깔이 푸르게 변하고 있었다.

60일이 경과한 후에는, 세라믹 골재를 살포한 쪽의 벼는 가지가 모두 무성하고 색깔이 까맣게 자라고 있었다. 또한, 세라믹 골재를 살포하지 않은 쪽에 비해 이삭이 10일 먼저 피었고, 그에 따라 수확도 10일 먼저 하였다. 특히, 농약을 쓰지 않았음에도 불구하고 다른 벼보다 수확량이 25% 더 많고 쌀알도 매끄럽고 충실하였다.

이 시험을 통해 알 수 있는 바와 같이, 세라믹에서 방사되는 원적외선효과로 인해 벼가 흡수한 물이 활성수로 바뀌어 병충해가 없이 건강하게 벼를 생장시킬 뿐만 아니라, 수확량도 증가되고 튼실한 열매, 즉 낱알을 생산하게 한다. 이와 같이, 본 발명에 의한 세라믹 골재를 농사에 이용하면 농약을 쓰지 않고도 무공해 작물을 고품질로 재배할 수 있다.

본 발명의 적용분야 및 그 작용효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

1. 신선도유지

앞서 시험을 통해 알아 본 바와 같이, 본 발명에 의한 세라믹 골재의 분말을 생선박스에 넣어두면 생선을 장기간 신선한 상태로 보관할 수 있다. 또 한 방법으로, 아예 생선박스의 제조시 본 세라믹 컬러분말을 원료에 10~15중량% 혼합하여 제조하거나, 생선을 싸는 부직포나 비닐 등의 제조에도 사용할 수 있다.

2. 살균, 냄새제거

양말이나 속옷, 기타 의류제조시 본 세라믹 컬러골재의 분말을 5~10중량% 혼합하면 착용시 무좀방지, 냄새제거는 물론 기타 잡균을 억제시킬 뿐만 아니라 원적외선 효과로 건강에도 기여한다.

3. 미장용 모르타르

본 세라믹 컬러골재를 시멘트에 10~15중량%로 혼합하여, 각종 시설물의 건물벽, 바닥 등에 시공하면 그 세라믹성분에서 방출되는 원적외선으로 건물에는 곰팡이가 피지 않고 벌레 등이 기생하지 못하며, 각종 냄새가 제거됨은 물론 전자파차단 등의 효과가 있다. 나아가, 실내 주거공간에 시공하면 주거공간에서 활동하는 인체내의 수분을 활성수로 활성화시켜 건강을 유지할 수 있게 하고, 내부공기를 정화시켜 쾌적한 주거환경을 유지시켜 준다.

이에 더하여, 본 세라믹 컬러골재가 혼합된 모르타르는 농수산물 저장창고, 병원, 식품공장, 제약공장, 각종 위생시설, 냉동창고, 온장고, 주택 및 콘도, 호텔 등 광범위하게 사용할 수 있다.

특히, 곰팡이나 세균 등이 많이 증식하는 지하철 정류장의 천장과 바닥 등에 본 세라믹 컬러골재를 사용하여 시공하면 공기정화, 냄새제거, 살균, 곰팡이의 서식방지 등의 효과로 지하공간을 보다 쾌적하게 만들 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에서는 녹으면 유리상태의 액체로 변할 수 있는 광물 골재에 무기안료를 첨가하고 분산제를 혼합하고 용광로에 넣어 1300∼1600℃에서 녹여 액체상태가 된 때 급냉각시켜 분쇄하여 백색, 투명, 흑색, 노란색, 청색, 회색, 미색 등의 원하는 색상의 결정질 컬러골재를 얻을 수 있고, 또 투명 골재에 원하는 색깔의 골재를 1∼2중량%씩 섞어서 다색 골재를 만들 수 있으며, 이 다색 골재로 패널, 뿜칠용 재료, 미장용 재료 등으로 사용할 수 있다.

또, 세라믹재료, 무기안료, 전이산화금속, 분산제 등의 중량비는 만들고자하는 골재 등의 색깔이나 성질, 용도 등에 따라 다양하게 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.

여기에 개시되는 실시 예는 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시 예에 의해서만 한정되거나 제한 받는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 다른 실시 예가 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 다양한 색상과 무늬의 골재를 제조할 수 있고, 이를 이용해 물건을 생산할 경우 다양하고 미려한 제품을 얻을 수 있다.

특히, 본 발명에 의한 골재는 고유색상을 띠는 원료들을 배합하고 또 무기안료를 세라믹재료 전체에 골고루 분포시켜서 만들므로 장시간 경과하여도 탈색, 변색이 일어나지 않는 큰 장점이 있다.

또한, 본 발명은 세라믹골재에 전이산화금속이나 희토류와 같은 원적외선 방출량이 많은 원료들을 혼합함에 의하여 원적외선의 방사효율이 우수한 세라믹재를 얻을 수 있어, 그를 직접 건축재료로 사용하거나 패널로 제작하여 각종 건축자재로 활용할 수 있다. 즉, 항균성, 기계적 강도, 단열성, 방음성이 우수한 건축내장재, 건축외장재, 타일 및 바닥재로 사용될 수 있다.

또한, 의류나 신체에 착용할 수 있는 제품에 내장하거나 도포하여 항균성을 부여함으로써 균의 증진을 억제하고 신진대사를 촉진하여 건강에 일조할 수 있는 효과도 있다.

Claims

골재를 준비하는 단계;

상기 준비된 골재를 한 종류 또는 2이상의 종류를 혼합한 것에 플라스틱수지를 섞는 단계; 및

상기 플라스틱수지가 섞인 골재를 금형에 넣고 프레스로 90~150℃하에서 압축하여 소정크기의 패널형태로 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 패널형태로 성형된 것을 연마하고 광택처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 성형하는 단계에는 상기 플라스틱수지가 섞인 골재를 2∼10㎏/㎠의 압력으로 2∼8분간 가압하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 플라스틱수지는 무황변의 아크릴우레탄수지, 폴리에스테르수지, 에폭시수지, 불소수지, UV수지, 아크릴 수지, 비닐(PE, PP)수지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 골재를 준비하는 단계는 세라믹재료를 가열하여 용융시키는 용융단계 및 상기 용융된 세라믹재료를 냉각시켜 결정화하는 결정화단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 5항에 있어서, 상기 용융단계에서의 가열온도는 1300∼1600℃이고, 상기 세라믹재료는 20∼100메쉬의 맥반석, 맥섬석, 게르마늄석, 제오라이트, 백화석, 일라이트, 벤토라이트, 세리사이트, 각섬석, 남석, 활석, 장석, 백운모, 흑운모, 백토, 흑연, 고령토, 황토, 황적토, 사문암, 백운석, 화산암, 옥석, 규석 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 5항에 있어서, 상기 세라믹 재료가 냉각되기 전에 무기안료를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 골재를 준비하는 단계는 세라믹재료분말 60∼88.5중량%, 무기안료 5∼25중량%, 분산제 0.5∼3.5중량%, Al₂O₃3∼8중량%, Fe₂O₃3∼8중량%를 혼련하여 덩어리 형태로 성형하고 도자기유약을 도포하여 상온 건조 한 다음 1000∼1300℃에서 소성한 후 냉각하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 골재를 준비하는 단계는 세라믹재료분말 80.5∼94.5중량%, 분산제 0.5∼3.5중량%, Al₂O₃3∼8중량%, Fe₂O₃2∼8중량%를 혼련하여 덩어리 형태로 성형하고 도자기유약을 발라 상온 건조한 후 1000∼1300℃에서 소성하여 냉각하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 골재를 준비하는 단계에는 황적토 94중량%, 산화철이나 적색무기안료 5중량%, 분산제 1중량%를 혼합하여 용광로에 녹여 급냉시킨 후 분쇄하여 20~100메쉬의 결정질 골재 50중량%를 만들고, SiO₂99%의 규석을 녹여 입경 2∼5㎜의 투명골재 20중량%를 만들고, 사문석을 녹여 입경 1~3mm의 골재 15중량%를 만들고, 상기 플라스틱 수지를 섞는 단계에 플라스틱수지 15중량%를 섞는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 골재를 준비하는 단계에는 반백색의 백운석 85중량%, 각섬석 15중량%를 혼합하여 용광로에 녹여 냉각한 후 분쇄하여 20~100메쉬의 골재40중량%를 만들고, SiO₂99%의 규석 90중량%과 사문석 10중량%를 녹여 입경 2~5mm의 골재 30중량%를 만들고, 거기에 사문석을 녹여 입경 2~3mm의 골재 20중량%를 만들며, 상기 플라스틱수지를 섞는 단계에 플라스틱수지 10중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 골재를 준비하는 단계에는 결정질 적색골재 20~100메쉬 55중량%를 만들고, 입경이 2~3mm인 결정질 흑색골재 10중량%를 만들고, 입경이 2~5mm인 결정질 투명골재 25중량%만들며, 상기 플라스틱수지를 섞는 단계에는 플라스틱수지 10중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 골재를 준비하는 단계에는 20~100메쉬 결정질 백색골재 55중량%, 입경이 3~5mm인 결정질 흑색골재 25중량%, 결정질 투명골재 10중량%를 만들고, 상기 플라스틱수지를 섞는 단계에는 플라스틱수지 10중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 골재를 준비하는 단계에는 20~100메쉬 결정질 흑색골재 60중량%, 입경이 2~5mm인 결정질 투명골재 20중량%, 입경이 3~5mm인 결정질 흑색골재 10중량%를 만들고, 상기 플라스틱수지를 섞는 단계에 플라스틱수지 10중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 골재를 준비하는 단계에는 20~100메쉬 결정질 순백색 골재 60중량%, 입경이 2∼5㎜인 결정질 투명골재 20중량%, 입경이 1~3mm인 세라믹 백색골재 10중량%를 만들고, 상기 플라스틱수지를 섞는 단계에는 플라스틱수지 10중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 골재를 준비하는 단계에는 20~100메쉬 결정질 순녹색골재 55중량%, 입경이 2~5mm인 결정질 투명골재 20중량%, 입경이 3~5mm인 결정질 흑색골재 15중량%를 만들고, 상기 플라스틱수지를 섞는 단계에 플라스틱수지 10중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 패널 제조방법.