KR20040103816A

KR20040103816A - 왕겨숯바름재분말 제조방법

Info

Publication number: KR20040103816A
Application number: KR1020040084634A
Authority: KR
Inventors: 김규현
Original assignee: 김규현
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2004-12-09

Abstract

본 발명은 왕겨숯바름재분말에 관한 것으로 250 ~ 350mesh의 왕겨숯분말과 분말형수지바인더와 시멘트와 모나자이트(또는 제노타임)의 혼합비가 50± 10 : 39± 10 : 10± 10 : 1± 0.5 중량비로 혼합하여 조성되는 왕겨숯바름재분말 제조방법을 제공하는데 있다

왕겨숯바름재분말은 건축물 시공 시 벽지나 바닥재, 페인트로 마감하기 전에 콘크리트 벽면이나 천정, 바닥 및 합판, 석고보드, 가구 등에 칠할 수 있도록 분말형태로 제공하는 발명으로 사용자가 필요한 양 만큼 분말을 선택하여 물과 중량비 100:100∼400으로 혼합하여 사용할 수 있으므로 경제적이며, 실내 천정, 바닥, 벽면 등 많은 면적에 왕겨숯을 제공함으로써 건축물, 마감재, 접착제 등에서 발생하는 벤젠, 톨루엔, 포름알데히드, 암모니아 등 인체에 유해한 물질를 제거하고 원적외선 방사에 의한 인체 건강을 유지할 수 있도록 한 것이다

Description

왕겨숯바름재분말 제조방법{Fabrication method of Rice hull charcoal powder coatings}

본 발명은 왕겨숯바름재 분말에 관한 것으로 건축물 시공 시 벽지나 바닥재, 페인트로 마감하기 전에 콘크리트 벽면이나 천정, 바닥 및 합판, 석고보드, 가구 등에 기능성 재료가 첨가된 왕겨숯 분말을 현장에서 직접 물과 혼합하여 사용토록 발명함으로써 유통과정의 편의성과 변질우려가 없고 쉽게 도포할 수 있도록 하였으며 또한 왕겨숯의 탁월한 항균 · 항곰팡이 효과, 강력한 흡착력과 음이온 발생, 원적외선 온열 효과, 실내 습도조절 및 유해가스 흡착 등 왕겨숯의 유익한 기능이 실내 환경에 적용될 수 있도록 한 왕겨숯바름재분말 제조방법에 관한 발명이다

왕겨숯은 미세한 기공이 무수히 존재하는 다기공성 소재로 왕겨숯을 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 특성을 분석한 결과 원적외선 방사율은 5∼20㎛의 파장대에서 0.92, 탈취시험결과 악취원이 되는 암모니아, 벤젠, 톨루엔, 포름알데히드에 대해 180분 후에는 95% 이상 흡착하는 것으로 나타났다. 또한, 항균성능에서 대장균과 녹농균에 대한 세균 감소율을 시험한 결과 BLANK는 24시간 후 균수가 증가하였고, 왕겨숯 시편은 24시간 후의 균수가 감소하여 99.7%의 세균 감소율을 보였으며, 항곰팡이 시험한 결과 시험편의 접종한 부분에 균사의 발육이 인지되지 않았다. 왕겨숯을 한국건자재시험연구원에 의뢰한 원적외선, 탈취, 항균·항곰팡이 시험결과는 아래와 같다

① 원적외선 시험(KICM-FIR-1005)

표 1 원적외선 방사능 시험결과
구 분	방사에너지 (W/㎡㎛)	방사율(5-20㎛)
원적외선 방사율	3.71 ㅧ 10²	0.92

② 탈취 시험(KICM-FIR-1085)

표2 탈취시험결과
경과시간(분)	탈취율(%)
경과시간(분)	암모니아	벤젠	톨루엔	포름알데히드
30	88.1	82.9	81.3	86.6
60	90.5	88.7	86.9	92.4
120	94.6	93.4	92.0	95.3
180	98.2	96.3	95.2	97.5

③ 항균·항곰팡이 시험(KICM FIR 1002)

표3 항균 시험결과
구 분	항균시험
구 분	대장균	녹농균
결 과	99.8	99.7

④ 항곰팡이 시험 결과(ASTM G-21)

표4 항곰팡이 시험결과
구 분	항곰팡이시험	사 용 균 주
구 분	1주	사 용 균 주	2주	3주	4주
결 과	0	0	0	0	Aspergillus niger A TCC 9642Penicillium pinophilum A TCC 11797Chaetomium globosum A TCC 6205Gliosiadium virens A TCC 9645Aureobasidium pullulans A TCC 15233

일반적으로 숯은 미세한 다공성으로 일상생활에서 탈취제와 조습제로 많이 활용하고 있으며 전자파 차단, 원적외선 방출, 음이온 방출, 수맥 차단 효과를 이용하여 건강제품에도 많이 응용하여 실내 장식용, 침구류, 가구 등에 적용하고 있다

이와같이 숯이 일상생활이나 생활용품으로 다양하게 사용되고 있으나 숯 검정에 의한 주위 청결성 문제와 숯의 효과를 얻기 위해서는 많은 양의 숯이 필요함으로 공간의 제약을 받게 된다.

또한 건축물을 시공할 때 보통 석고보드를 콘크리트 내벽에 설치 시공하는데, 유해가스 흡착, 소취, 제습, 항균, 멸균 작용 등의 기능이 없어 수분 조절 및 공기 정화가 어렵고 병균 서식과 악취가 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본인이 선출원한 실용신안 출원번호 제20-2004-0020298호 "건축용숯합판"은 건축용으로 사용되는 합판과 합판사이 또는 석고보드와 석보보드사이의 벌집모양의 틀 속에 다량의 숯을 함유하게 하였고.

대한민국 등록실용신안공보 등록번호 20-0205862호"옥분말 및 숯분말을 함유하는 원적외선방사 바인더를 이용하여 제조되는 건축용 조립식 마루판재"는 숯분말을 수용성바인더와 혼합하여 원적외선방사바인더를 만들고 다수의 판재는 바인더를 도포하고 최상단 무늬목 상단에는 원적외선방사바인더를 수회 걸쳐 도포 건조한 후 무늬목판재를 상기 목판재와 접착하여 이루어지는 조립식마루판재이다

대한민국 공개특허공보 특2000-17677호"숯분이 함유된 건축용 내장판넬 및 그 제조방법"은 숯분말을 수용성바인더와 혼합하여 혼탁액을 얻고 이것을 섬유질 매트에 수회 흡착 및 건조를 한 매트를 얻은 다음 매트를 내장판넬에 부착하여 사용할 수 있도록 한 건축용 내장판넬 및 그 제조방법이다

대한민국 공개특허공보 특2002-0079314호 "숯도료"는 숯분말에 수성바인더를 혼합하고 이에 유통과정과 장기간 보관 시 부패방지를 위해 방부재와 항균효과를 높이기 위한 항균제를 혼합하여 만든 숯도료 제조방법이다

그러나 이러한 종래 방법은 첫째 실내에서 지속적으로 발생하는 포름알데히드나 휘발성화합물 등 유해가스를 소량으로 들어가는 이중 합판이나 마루판재, 내장판넬에 국한하여 숯을 첨가하거나 도포하는 방법으로 실내 공기를 정화하는데 한계가 있고 그 제조공정이 복잡한 문제점이 있다. 둘째 숯혼탁액의 유통과정과 장기보관 시 수성바인더에 포함된 물속의 세균과 미생물 번식으로 숯도료가 부패되는 것을 방지하기 위하여 인체에 해로운 방부재와 항균제를 섞는 문제점이 있다

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결한 것으로서, 왕겨숯분말을 콘크리트 벽면, 천장, 바닥면 등 모든 벽재나 실내 구조물에 칠할 수 있어 다량의 왕겨숯이 실내에 존재함으로 항상 숯의 효과를 지속적으로 얻을 수 있도록 한 것이다.

또한 항균성과 항곰팡이성이 일반 나무숯 보다 뛰어난 왕겨숯에 황토와 분말바인더를 혼합하여 제공함으로써 소비자가 필요한 경우 직접 물에 혼합하여 도포함으로써 유통과정 상 취급이 편리하고 방부재나 항균제를 혼합하지 않고도 부패의 우려가 없으며, 왕겨숯의 효능이 최대 발휘되면서 왕겨숯분말 도포 후 그 위에 벽지나 페인트 칠 할 수 있도록 도포면이 매끄럽고 문질러도 왕겨숯분말이 묻어나지 않도록 하는 것이다

도1은 본 발명이 적용된 왕겨숯바름재분말을 나타내는 실시예도

도2는 왕겨숯바름재분말을 물에 혼합한 후 일정크기의 합판에 도포한 실시사진예

도3은 왕겨숯바름재분말의 항균 시험(KICM-FIR-1002)결과 대장균 감소 비교 사진예

도4은 왕겨숯바름재분말의 항균 시험(KICM-FIR-1002)결과 녹농균 감소 비교 사진예

도5은 왕겨숯바름재분말의 항곰팡이 시험(ASTM G-21)결과 시험편의 접종한 부분에 균사 발육 상태 사진예(균사의 발육을 인지하지 못함)

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1. 왕겨숯바름재분말팩

2. 왕겨숯분말, 3. 분말형수지바인더

4. 시멘트 5. 모나자이트

본 발명은 250 ~ 350mesh의 왕겨숯분말과 분말형수지바인더의 혼합비가 60±10 : 40± 10 중량비로 혼합하여 조성되는 왕겨숯바름재분말에 특징이 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 250 ~ 350mesh의 왕겨숯분말과 분말형수지바인더 및 시멘트의 혼합비가 50± 10 : 40± 10 : 10± 10 중량비로 혼합하여 조성되는 왕겨숯바름재분말로 피아노 등과 같은 무거운 하중에 견딜 수 있는 도포면 강도를 위하여 시멘트를 혼합한다.

본 발명의 또 다른 특징은 황토의 유익한 기능을 살리기 위하여 황토분말을 혼합하는데, 즉 250 ~ 350mesh의 왕겨숯분말과 분말형수지바인더 및 250 ~ 350mesh의 황토분말의 혼합비가 50± 10 : 40± 10 : 10± 10 중량비로 혼합하여 조성되는 왕겨숯바름재분말에 특징이 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 왕겨숯에서 발생하는 음이온외에 다량의 음이온이 발생하도록 음이온 발생소재인 모나자이트(또는 제노타임)를 혼합한다. 즉 250 ~ 350mesh의 왕겨숯분말과 분말형수지바인더와 시멘트(또는 황토분말)와 모나자이트(또는 제노타임)의 혼합비가 50± 10 : 39± 10 : 10± 10 : 1± 0.5 중량비로 혼합하여 조성되는 왕겨숯바름재분말에 특징이 있다.

상기 음이온 소재가 포함된 왕겨숯바름재분말에 물을 중량비로 100 : 200으로 혼합하여 합판에 도포하여 자연건조한 시편으로 저온안정성, 잔갈림저항성, 부착강도, 온랭 반복작용 저항성, 물 흡수계수, 내세척성, 내충격성, 내알카리성, 내후성, 습기투과성, 내변퇴색성, 난연성, 가요성, 원적외선 방사율, 음이온수, 암모니아 등 탈취, 항균성, 항곰팡이성을 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 측정한 결과 기계적 성능과 건강적 성능이 기준치에 적정하며 양호한 결과를 얻었다

시험결과를 요약하면 다음 표와 같다

표5 왕겨숯분말 벽바름재 시험결과(한국건자재시험연구원 시험)

검 사 항 목	판 정 기 준	왕겨숯분말벽바름재
저온안정성	덩어리가 없고, 조성물의 분리, 응집이 없을 것	이상 없음
초기건조에 따른잔갈림 저항성	잔갈림이 생기지 않을 것	이상 없음
부착강도N/mmㅂ	표준양생	0.6 이상	1.05
부착강도N/mmㅂ	침 수 후	0.4 이상	0.94
온랭 반복작용저항성	표면상태	벗겨짐, 잔갈림, 부풂이 없고 현저한 변색 및 광택저하가 없을 것	이상 없음
온랭 반복작용저항성	부착강도N/㎟	0.4 이상	0.70
물흡수계수(W)kg/(㎡ · h^0.5)	0.2 이하	0.15
내 세 척 성	벗겨짐, 마모에 의한 밑판의 노출이 없을 것	이상 없음
내 충 격 성	잔갈림, 두드러진 변형 및 벗겨짐이 없을 것	이상 없음
내 알 칼 리 성	갈라짐, 부품, 벗겨짐, 녹아남이 없고, 침투안된 부분에 비하여 선명하지 않거나 변색이 현저하지 않을 것	이상 없음
내 후 성	잔갈림, 벗겨짐이 없고, 변색이 표준회색 색표 3호 이상일 것	이상 없음
습기투과성(sd)m	2 이하	1.13
내변퇴색성	-	이상없음
난연성	-	난연 3급
가요성	-	이상 없음
원적외선방사율	-	0.93
음이온	-	3,160
탈취(180분후)	암모니아	-	82.4
	벤젠	-	80.0
	톨루엔	-	83.3
	포름알데히드	-	89.9
항균	-	99.8
항곰팡이	-	0

기계적 특성은 표준양생 후 부착강도 시험 결과 1.05N/㎟으로, 침수 후 시험 결과 0.94N/㎟으로 기준치를 모두 만족하였다. 온랭 반복 작용에 대한 저항성 시험에서 표면 상태는 잔갈림이 입자의 미립화로 발생하지 않았으며, 부착강도는0.70N/㎟ 으로 기준치 이상으로 양호하였다. 또한, 내충격성 시험에서 추 낙하시 표면에 이상이 없었으며, 선샤인 카본 아크등을 이용한 내후성 시험에서도 잔갈림이 발생하지 않았다. 습기투과성에서는 1.13m으로 습기 투과성이 기준치에 만족하였다

건강적 성능 특성은 왕겨 숯 벽바름재의 건강적 성능에 대해 항균(KICM-FIR-1002), 항곰팡이(ASTM G-21), 원적외선(KICM-FIR-1005), 음이온(KICM-FIR-1042), 탈취(KICM-FIR-1085)에 대한 시험방법을 통해 특성을 파악하였다.

원적외선은 왕겨숯벽바름재의 원적외선 방사율은 5∼20㎛의 파장대에서 0.93으로 나타났으며, 음이온은 음이온 성능을 개선하기 위해서는 "모나자이트"소재를 첨가하여 3,160개로 음이온 발생량이 증가하였다. 탈취시험에서는 악취원이 되는 암모니아, 벤젠, 톨루엔, 포름알데히드에 대해 180분 후에는 원재료 왕겨숯은 95% 이상 흡착하는 것으로 나타났으나, 왕겨숯분말벽바름재의 경우 입도분포의 변화 및 접착제의 코팅 효과에 의해 80%로 약 15% 저감되었다. 항균성능 시험(도3, 도4)은 대장균과 녹농균에 대한 세균 감소율을 시험한 결과 BLANK는 24시간 후 균수가 증가하였고, 왕겨숯분말벽바름재 시편은 24시간 후의 균수가 감소하여 99.7%의 세균 감소율을 보였으며, 항곰팡이도 왕겨숯분말벽바름재 시편(도5)을 ASTM-G 21에 준하여 항곰팡이 시험 결과 시험편의 접종한 부분에 균사의 발육이 인지되지 않았다.

본 발명에서 제시한 왕겨숯바름재분말은 건축물 시공 시 벽지나 바닥재, 페인트로 마감하기 전에 콘크리트 벽면이나 천정, 바닥 및 합판, 석고보드, 가구 등에 칠할 수 있도록 분말형태로 제공하는 발명으로 사용자가 필요한 양 만큼 선택하여 물에 혼합하여 사용할 수 있으므로 경제적이며 실내 천정, 바닥, 벽면 등 많은 면적에 왕겨숯을 제공함으로써 건축물, 마감재, 접착제 등에서 발생하는 벤젠, 톨루엔, 포름알데히드, 암모니아 등 인체에 유해한 물질를 제거하고 원적외선 방사에 의한 인체 건강을 유지시켜 준다

또한 왕겨숯은 항균성과 항곰팡이성 뛰어나 물에 혼합하여 사용하고 남은 왕겨숯바름재를 장기간 보관하여도 변질되지 않으며 별도의 방부제나 항균제를 첨가할 필요가 없다. 특히 방부제는 미생물 즉 부패균의 발육을 억제하거나 살균하는 작용을 할 수 있도록 인체에 해로운 살균소독제가 들어있다

Claims

250 ~ 350mesh의 왕겨숯분말과 분말형수지바인더의 혼합비가 60± 10 : 40± 10 중량비로 혼합하여 조성되는 왕겨숯바름재분말 제조방법
피아노 등과 같은 무거운 하중에 견딜 수 있도록 도포면 강도를 위하여 250 ~ 350mesh의 왕겨숯분말과 분말형수지바인더 및 시멘트의 혼합비가 50± 10 : 40± 10 : 10± 10 중량비로 혼합하여 조성되는 왕겨숯바름재분말 제조방법
황토의 유익한 기능을 살리기 위하여 250 ~ 350mesh의 왕겨숯분말과 분말형수지바인더 및 250 ~ 350mesh의 황토분말의 혼합비가 50± 10 : 40± 10 : 10± 10 중량비로 혼합하여 조성되는 왕겨숯바름재분말 제조방법
왕겨숯에서 발생하는 음이온외에 다량의 음이온이 발생하도록 250 ~ 350mesh의 왕겨숯분말과 분말형수지바인더와 시멘트(또는 250 ~ 350mesh의 황토분말)와 모나자이트(또는 제노타임)의 혼합비가 50± 10 : 39± 10 : 10± 10 : 1± 0.5 중량비로 혼합하여 조성되는 왕겨숯바름재분말 제조방법