KR20060132198A - 황토 타일 및 황토 타일 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토 고유의 효능을 효과적으로 발휘하고 뒤틀림이 없이 고강도를 가지는 황토 타일 및 그 제조 방법에 관한 것이고, 본 발명에 따른 황토 타일은 40메시 이상의 입도를 가지는 85 내지 90체적%의 황토분과 15 내지 10체적%의 저융점의 미세 모래 혼합물로 구성되고, 압축 성형에 의해 표면부와 요철면의 이면부를 가지는 사각 판체로 성형되고, 표면부는 용융된 모래에 의한 코팅층이 얇게 형성되는 한편, 이면부는 흡습성을 가지도록 구워진다.

황토 타일, 모래, 흡습성, 요철면

Description

황토 타일 및 황토 타일 제조 방법{Yellow earth tile and method for manufacturing the same}

도 1은 본 발명에 따른 황토 타일의 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 황토 타일이 거실이나 방에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도.

도 3은 표면부에 지압용 돌기가 제공된 본 발명에 따른 황토 타일의 다른 형태를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 황토 타일이 가스로에서 구워질 때 배치되는 상태를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 황토 타일에 의해 만들어진 황토 침대를 개략적으로 도시한 도면.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 황토 타일 2 : 표면부

3 : 이면부 4 : 모르타르층

5 : 지압용 돌기 6 : 난방용 배관

7 : 열기 통로 8 : 황토 침대

본 발명은 황토 타일 및 그 제조 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 다량의 원적외선을 발생하고 항균, 탈취, 방습 작용 등을 하여 인체에 매우 유익한 영향을 주는 한편, 실내의 습도를 적절하게 조절하여 쾌적한 주거 환경을 제공하는 황토 타일 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

기술의 발전에 따른 도시 및 농어촌의 산업화로 인하여 대부분의 주거 공간이 시멘트, 콘크리트로 건축되는 것은 이미 오래된 일이 되었으며, 시멘트, 콘크리트로 건축되는 건축물은 실내의 통풍과 습도 및 온도 등을 인위적으로 조절하게 됨으로써, 전자파에 거의 노출된 상태에서 살아간다 해도 지나치지 않고, 시멘트, 콘크리트에서 발생되는 나노 가스등의 화학 물질이 축적되어 인체에 나쁜 영향을 미치고 있어 소위 현대병을 더욱더 유발시키는 요인이 되고 있다.

따라서, 이러한 시대적 상황에 따라서 최근에 우리나라 고유의 건축자재 원료인 황토가 다시 각광받고 있으며, 이는 황토가 자체온도 조절능력이 뛰어나고 원적외선을 다량 방출하여 인체에 유익하며, 단열/보온효과가 뛰어나 여름에는 시원하고 겨울에는 따뜻할 뿐만 아니라 습도조절과 통풍기능이 여타 자재보다 탁월하며, 그 원료의 구입이 용이하여 아파트나 빌딩 등의 건축자재로서 각광을 받고 있는 실정이다.

이러한 황토는 한반도를 비롯한 중국의 화북지방 황하 연안 등 주로 동북아에 집중적으로 분포되어 있으며, 주로 석영을 함유하는 한편, 그 밖에 휘석, 각섬석 등을 함유하는 황갈색 석회질로서, 분해력, 자정력, 흡수력 등이 뛰어나며, 인체에 유익한 약성을 가지는 것으로 알려져 왔다.

최근에 들어서는 황토에 대한 과학적 규명에 많은 연구가 이루어져 황토가 많은 양의 원적외선을 방출하고 유해 전자파를 차단할 수 있으며, 황토 한 수저의 양에는 수억 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 상태 에서는 점도(粘度)가 너무 커서 특정한 형상으로 성형되기 어렵고, 양생 후에는(수분이 증발되고 나면) 표면에 균열이 생기기 때문에, 그 자체만으로는 제품화되기 어렵다는 문제점이 있다.

이에, 종래에는 황토에 시멘트, 석회, 모래 또는 돌가루 등과 같은 다른 재료들과 혼합 반죽되어, 특정한 틀에 넣은 다음 양생한 황토 제품(예: 황토 매트, 각종 음식 용기, 건축 내장재(황토타일) 등)들이 사용되어 왔다.

예를 들어, 대한민국 특허출원 제97-62065호에는 생황토를 낮은 입도의 체로 선별하여 함수율을 28%로 보정하고 24시간 동안 숙성시킨 후, 숙성된 황토 95중량% 에 대하여 5중량%의 리그닌술폰산염을 첨가시켜 진공토련기로 혼련하고, 가압 성형하여 100~150℃℃에서 서서히 가열, 건조시킨 황토벽돌이 개시되어 있다.

또한, 대한민국 특허출원 제2001-088925호에는 원적외선을 방출하는 황토와 옥돌을 분쇄한 후 수지액과 반죽하여 경화시킨 황토/옥돌층과, 황토/옥돌층의 하부에 부착되며 도형이 인쇄된 인쇄층과, 인쇄층의 하부에 위치되어 황토/옥돌층의 강도를 유지하는 투명 수지층으로 이루어진 황토타일이 개시되어 있다.

또한, 대한민국 특허출원 제2001-08812호에서는 종이를 물에 불려 분쇄하여, 종이 덩어리 없이 액체 상태로 되어 종이의 섬유질이 황토와 풀 등과 함께 고루 혼합 반죽하는 방법과, 황토 반죽을 이용하여 황토 패널, 황토 벽돌, 황토타일 등과 같은 황토 제품을 만들어 100℃미만에서 서서히 건조시키는 방법이 개시되어 있다.

또한, 대한민국 특허출원 제2001-03469호에서는 황토 또는 황토에 사질 40중량%까지 혼합하고, 입도 100목 이하로 분쇄 및 수분함량을 조절하고, 탈기한 다음, 타일모양으로 성형한 후, 음지에서 건조하여 초벌온도 800±20℃ 범위에서 열처리하여 냉각시킨 후, 재벌온도 1,180±30℃ 범위 내에서 열처리하여 제조된 황토타일을 개시하고 있으며, 한국 특허출원 제2001-029823호에서는 황토 30~50%; 목재 세편(細片) 30~50% 및 물 10~30%가 혼합되어 이루어진 황토 조성물 및 이를 이용한 황토 매트를 개시하고 있다.

또한, 대한민국 특허출원 제2003-0023928호에는 황토 100중량부에 대하여 초경량제 5~15중량부, 펄프 1~3중량부, 전분 분말 3~10중량부 및 물 50~100중량부로 구성되는 건축 자재용 황토타일 조성물과, 이러한 황토 조성물을 혼합하고, 규격화 된 틀에 넣고 원하는 두께로 평탄하게 고른 후, 미장한 성형물을 제공하며, 성형물의 함수율 이상으로 가습하면서 성형물의 온도를 75~95℃로 승온시키고, 성형물이 승온된 후, 습기를 제거하고 70~120℃에서 18~24시간 건조시키는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기된 바와 같은 종래의 황토 제품들의 경우에는 황토의 함유 비율이 지나치게 낮은 한편, 고분자 화합물, 시멘트 또는 석회 등과 같은 다른 조성물들이 황토의 기능을 희석시키기 때문에, 황토가 가진 고유한 효능을 효과적으로 살리지 못하였으며, 또한, 성형후 건조에 의한 방법에 의한 것은 강도가 저하되고, 고온에서 굽는 경우에는 뒤틀림이 발생한다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 황토 고유의 효능을 효과적으로 발휘하고 뒤틀림이 없이 고강도를 가지는 황토 타일 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기된 바와 같은 목적은, 40메시 이상의 입도를 가지는 85 내지 90체적%의 황토분과 15 내지 10체적%의 저융점의 미세 모래 혼합물로 구성되고, 압축 성형에 의해 표면부와 요철면의 이면부를 가지는 사각 판체로 성형되고, 표면부는 용융된 모래에 의한 코팅층이 얇게 형성되는 한편, 이면부는 흡습성을 가지도록 구워지는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 황토 타일에 의해 달성될 수 있다.

상기에서, 상기 요철면으로 형성되는 이면부는 바람직하게 전체 두께의 1/3 내지 1/3.5의 두께를 가진다.

상기 이면부에 형성되는 요철면은 어긋물림 형상으로 형성된다.

상기에서, 상기 표면부는 지압용 요철부가 제공될 수도 있다.

상기에서, 모래는 바람직하게 철분이 없는 모래이다.

상기된 바와 같은 목적은 또한, 40메시 이상의 입도를 가지는 85 내지 90체적%의 황토분과 15 내지 10체적%의 저융점의 미세 모래 혼합물로 구성되고, 압축 성형에 의해 표면부와 요철면의 이면부를 가지는 사각 판체로 성형되고, 전체 표면부는 용융된 모래에 의한 코팅되도록 구워지는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 황토 타일에 의해 달성될 수 있다.

대안적으로, 상기된 바와 같은 목적은 본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 황토를 40메시 이상의 그물눈을 가지는 체를 이용하여 황토로부터 불순물이 제거하여 황토분을 만드는 단계와; 85 내지 90 체적%의 황토분과 15 내지 10 체적%의 저융점의 미세 모래를 혼합하여, 60 내지 70℃의 온도에서 40 내지 50일 동안 숙성시키는 단계와; 상기 모래 혼합 황토분 100중량부에 대해 10 내지 20중량부의 물을 혼합 반죽하여, 표면부와 요철면의 이면부를 가지는 사각의 판체 형상으로 압축 성형하는 단계와; 상기 성형물로부터 습기를 제거하도록 상기 성형물을 48시간 이상 자연 건조시키는 단계와; 다수의 성형물을 요철면끼리 서로 맞닿게 배치하여, 상기 성형물을 850 내지 950℃의 온도에서 11 내지 13시간동안 굽는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 황토 타일을 제조하는 방법에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 황토 타일의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 황토 타일(1)은 표면부(2)와 요철면으로 형성되는 이면부(3)를 가지는 사각의 판체로 형성된다. 본 발명에 따른 황토 타일(1)은 바람직하게 300 × 300 × 30㎜의 크기를 가지는 정사각의 판체로 만들어진다. 황토 타일(1)은 모래, 작은 돌 등과 같은 불순물이 제거된 85 내지 90 체적%의 황토분과, 15 내지 10 체적%의 저융점 모래, 예를 들어 800메시의 입도의 백운석 성분으로 이루어진 미세 모래 혼합물로 만들어진다. 본 발명의 황토 타일(1)에 사용되는 모래는 백운석 성분을 포함하는 저융점 모래일 뿐만 아니라, 상기에서, 상기 표면부는 지압용 요철부가 제공될 수도 있다. 모래는 바람직하게 철분을 포함하지 않는다.

표면부(2)는 황토 타일(1)을 만들기 위하여 사용되는 저융점의 모래가 고온, 예를 들어 900℃의 온도에서 구워질 때 표면상의 모래가 용융되는 것에 의하여 용융된 모래에 의해 매끄럽게 코팅된다. 그러므로, 본 발명에 따른 황토 타일(1)은 바닥 또는 벽 등에 시공되었을 때 황토분이 표면으로부터 묻거나 날리는 것이 방지되는 한편, 물과 같은 액체가 황토 타일(1) 내로 침투되는 것이 억제된다. 한편, 본 발명에 따라서, 바닥 또는 벽에 직접 설치되는 이면부(3)는 모르타르 등에 용이하게 설치될 수 있도록 흡습성을 가지도록 처리된다.

이면부(3)에 형성되는 요철면은 황토 타일(1)의 전체 두께의 1/3 내지 1/3.5의 깊이와 약 20㎜의 폭을 가지며, 그 형상은 어긋물림(dovetail) 형상으로 형성된 다. 따라서, 본 발명에 따른 황토 타일(1)이 도 2에 도시된 바와 같이 거실이나 방바닥 등에 시공될 때, 황토 타일(1)의 이면부(3)에 제공되는 요철면이 어긋물림 형상으로 형성되기 때문에, 이면부(3)의 요철면이 모르타르층(4)에 매립되고, 모르타르층(4)이 견고하게 양생됨으로써, 황토 타일(1)이 양생된 모르타르층(4)으로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 이면부(3)가 흡습성을 가지기 때문에, 황토 타일(1)이 모르타르층(4)에 설치될 때, 모르타르 중의 수분이 이면부(3)로 흡습되기 때문에, 모르타르층(4)에 대한 결합력이 향상될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 황토 타일(1)이 바닥에 시공될 때 도 4에 도시된 바와 같이 난방용 배관(6)으로부터 떨어지도록 배치되고, 이를 위해, 모르타르층(4)의 두께는 난방용 배관(6)의 외경 높이 이상 적층되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따라서 제조되는 황토 타일(1)은 종래의 방 또는 거실의 바닥을 이루는 시멘트보다 열전도성이 크기 때문에, 난방용 배관(6)으로부터 열이 보다 용이하게 전도된다. 또한, 본 발명에 따른 황토 타일(1)이 거실이나 방의 바닥에 시공되었을 때, 황토의 고유 특성으로 인하여 장마철이나 겨울철의 실내와 실외의 온도 차이로 인한 결로 현상이 방지될 수 있으며, 또한 시멘트보다 열전도성이 크지만 동절기에 난방이 되지 않는 경우에도 바닥이 차갑게 되는 것이 방지될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 황토 타일(1)은 바람직하게 표면부(2)에 지압용 돌기(5)가 제공될 수도 있다. 이러한 지압용 돌기(5)가 제공되는 황토 타일(1)은 방 또는 거실의 한 쪽 구석에 시공되어, 지압용 돌기(5) 위를 걷거나 누르는 것에 의하여 지압 효과를 얻도록 할 수 있다. 표면부(2)에 제공되는 지 압용 돌기(5)는 도면에 도시된 형태 외에 다른 형태로 만들어질 수 있다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 황토 타일(1)은 황토를 채취하여 건조시킨 상태에서, 황토를 40메시 이상의 그물눈을 가지는 체를 이용하여 황토로부터 불순물을 제거한다. 상기와 같이, 건조된 황토를 체질함으로써, 황토에 포함된 모래, 작은 돌 등과 같은 불순물 등이 제거되어, 일정한 입자 크기를 가지는 황토분이 얻어질 수 있다.

모래, 작은 돌 등과 같은 불순물이 제거된 85 내지 90 체적%의 황토분과, 15 내지 10 체적%의 저융점의 모래, 예를 들어 800메시의 입도를 가지는 주로 백운석 성분으로 이루어진 미세 모래를 혼합한다. 황토분에 혼합되는 모래는 모래를 채취하여 흐르는 물에서 800 메시의 입도를 가지는 체를 이용하여 준비된다. 이 때, 모래는 철분이 없는 모래가 채취되어 사용되는 것이 바람직하며, 체질에 의해 적당한 입도의 모래를 채취할 때, 철분이 포함된 모래는 흐르는 물에 가라앉음에 따라서 철분이 없는 모래와 선별될 수 있다.

이러한 모래는 황토와 함께 혼합되어 60 내지 70℃의 온도에서 40 내지 50일 동안 숙성(발효)된다. 본 발명에 따라서, 철분이 없는 비교적 가는(부드러운) 모래와 황토분이 혼합되어 60 내지 70℃의 온도에서 40 내지 50일 동안 숙성실에서 숙성됨으로써, 황토분이 가지는 점력(점도)이 모래에 의해 완화되어 성형후 성형물이 건조될 때 성형물이 갈라지는 것을 방지하는 한편, 황토 타일(1)의 제조중의 굽기 공정 중에 뒤틀림이 발생되는 것이 방지하여, 황토 타일(1)이 정확히 수평으로 시공될 수 있다.

본 발명에 따른 황토 타일(1)은 상기된 바와 같이 숙성된 모래 혼합 황토분 100중량부에 대해 10 내지 20중량부의 물이 혼합되어 반죽된다. 황토분과 물의 반죽은 국수를 만들 때의 밀가루 반죽과 같은 반죽 상태가 적절하고, 반죽 내에 공기의 발생이 방지될 수 있도록 충분히 반죽하는 것이 바람직하다.

이러한 황토 반죽은 압축 성형기(프레스)를 이용하여 상기된 바와 같은 형태로 성형된다. 그런 다음, 성형물로부터 습기가 제거되도록 48시간 이상 자연 건조, 바람직하게는 음지에서 자연 건조된다. 자연 건조에 의해 습기가 충분히 제거된 황토 타일 성형물들은 도 4에 도시된 바와 같이 한 쌍의 황토 타일(1)들의 이면부(3)들이 서로 마주하여 맞닿도록 가스 가마에 배치한 상태에서, 850 내지 950℃, 바람직하게 약 900℃의 온도에서 11 내지 13시간동안, 바람직하게는 12시간동안 구워진다.

상기된 바와 같이, 한 쌍의 황토 타일(1)들이 이면부(3)들이 서로 맞닿도록 배치되기 때문에, 황토 타일(1)들 사이에는 요철면에 의한 열기 통로(7)들이 형성되고, 가스로에서의 850 내지 950℃, 바람직하게는 900℃의 열기가 도 4에 도시된 바와 같이 황토 타일(1)의 열기 통로(7)들이 형성된 측면으로 보내진다. 따라서, 황토 타일(1) 중의 저융점의 미세 모래가 열에 의하여 용융되고, 용융된 모래는 황토 타일(1)의 표면을 코팅한다. 이러한 코팅층에 의하여 액체 등이 황토 타일(1) 내로 흡수되는 것이 방지될 수 있다. 한편, 서로 맞닿은 황토 타일(1)의 이면부(3)는 열기 직접적으로 접촉하지 않기 때문에, 모래가 완전히 용융되는 것이 방지되어, 굽기 작업에 의한 강도의 보강이 이루어지는 한편 흡습성이 유지될 수 있다.

상기된 바와 같이, 가스로에서 황토 타일 성형물을 굽는 것에 의해, 내부의 모래가 일부 용융되어 황토분의 강한 결합을 유발하여 황토 타일(1)의 강도를 증가시키는 한편, 황토 타일(1)의 표면상의 모래의 용융에 의해 표면이 매끄럽게 코팅된다. 그러므로, 황토 타일(1)의 표면으로부터 황토분이 날리거나 손에 묻는 것을 방지할 뿐만 아니라, 종래의 황토 타일과 비교하여 높은 강도를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 황토 타일(1)은 주로 거실이나 방바닥에 주로 시공되지만, 사용 용도에 따라서 타일의 전체 두께 및 요철부의 두께를 적절하게 조절함으로써, 벽체 또는 황토 침대의 바닥재로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 황토 침대의 바닥재로 사용될 때, 황토 타일(1)은 이면부(3)에 요철면을 제거하거나 형태를 달리한 상태에서, 황토 타일(1)의 전체 표면이 용융된 모래로 코팅되도록 가스로에서 구워진다. 따라서, 목재 또는 금속재의 침대 프레임(8)의 침상 부분에 황토 타일(1)이 시공됨으로써, 도 5에 도시된 바와 같은 황토 침대가 완성될 수 있다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 황토 타일에 의하면, 황토분이 발생하는 것을 방지하도록 성형물이 구워짐으로써, 충격 및 가열에 의한 파손이 방지될 수 있는 한편, 내구성이 향상되어 장기간 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 황토 타일은 고온에서 황토와 모래 혼합물이 소정온도에서 소정기간 숙성되기 때문에 성형물을 굽는 동안 뒤틀림이 발생되는 것을 방지 되는 한편, 황토의 함유 비율이 높기 때문에, 황토가 가진 고유한 효능을 효과적으로 살릴 수 있어, 실험 결과 원적외선 방출량은 97% 이상 인 것으로 확인되었다.

Claims (8)

1. 40메시 이상의 입도를 가지는 85 내지 90체적%의 황토분과 15 내지 10체적%의 저융점의 미세 모래 혼합물로 구성되고, 압축 성형에 의해 표면부와 요철면의 이면부를 가지는 사각 판체로 성형되고, 표면부는 용융된 모래에 의한 코팅층이 얇게 형성되는 한편, 이면부는 흡습성을 가지도록 구워지는 것을 특징으로 하는 황토 타일.
2. 제 1 항에 있어서, 요철면으로 형성되는 이면부는 전체 두께의 1/3 내지 1/3.5의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 황토 타일.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이면부에 형성되는 요철면은 어긋물림 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 황토 타일.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 표면부는 지압용 요철부가 제공되는 것을 특징으로 하는 황토 타일.
5. 제 1 항에 있어서, 모래는 철분이 없는 모래인 것을 특징으로 하는 황토 타일.
6. 40메시 이상의 입도를 가지는 85 내지 90체적%의 황토분과 15 내지 10체적%의 저융점의 미세 모래 혼합물로 구성되고, 압축 성형에 의해 표면부와 요철면의 이면부를 가지는 사각 판체로 성형되고, 전체 표면부는 용융된 모래에 의한 코팅되도록 구워지는 것을 특징으로 하는 황토 타일.
7. 황토를 40메시 이상의 그물눈을 가지는 체를 이용하여 황토로부터 불순물이 제거하여 황토분을 만드는 단계와;

   85 내지 90 체적%의 황토분과 15 내지 10 체적%의 저융점의 미세 모래를 혼합하여, 60 내지 70℃의 온도에서 40 내지 50일 동안 숙성시키는 단계와;

   상기 모래 혼합 황토분 100중량부에 대해 10 내지 20중량부의 물을 혼합 반죽하여, 표면부와 요철면의 이면부를 가지는 사각의 판체 형상으로 압축 성형하는 단계와;

   상기 성형물로부터 습기를 제거하도록 상기 성형물을 48시간 이상 자연 건조시키는 단계와;

   다수의 성형물을 요철면끼리 서로 맞닿게 배치하여, 상기 성형물을 850 내지 950℃의 온도에서 11 내지 13시간동안 굽는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 타일을 제조하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 모래는 철분이 없는 모래인 것을 특징으로 하는 황토 타일.

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