KR20090103474A - 기공을 살린 운모편 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기공을 살린 운모편 및 그 제조방법에 관한 것으로, 원적외선 방사효과 및 장식효과를 부여하기 위해 매트와 같은 제반 제품의 구성부품으로 사용되는 일정형태의 운모편을 가공처리하는 과정에서 운모 원석이 지니고 있던 운모 고유의 기공률과 기공크기가 파괴됨이 없이 가공처리할 수 있도록 한다.

이를 달성하기 위한 본 발명은 운모 원석을 200-500mesh 크기로 분쇄하는 분쇄단계와, 분쇄된 운모 분말이 동그랗게 뭉쳐질 수 있도록 황토 분말을 바인더로 혼합하여 이를 스프레이 드라이방식으로 하루 정도 건조시키는 건조단계와, 운모 원석의 기공수준과 비교하여 열처리 후의 최종적인 기공크기 및 기공률이 떨어지지 않도록 운모 알갱이인 운모편을 이동식 건조수단에 탑재하여 이송시키면서 850-1,250℃의 가열온도로 소결시키는 소결단계와, 소결을 통해 단단해진 운모편을 고압으로 깨끗하게 물세척하여 운모편들이 서로간에 자연스럽게 부딪치면서 표면이 자연광택되는 세척단계를 포함하여 제품 구성됨을 기술적 특징으로 한다.

Description

기공을 살린 운모편 및 그 제조방법 {Mica piece let out for pore and manufacture method thereof}

본 발명은 원석상태에서 갖고 있던 본래의 고유한 기공상태가 유지될 수 있도록 기공을 살린 운모편 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원적외선 방사효과 및 장식효과를 부여하기 위해 제반 제품의 구성부품으로 사용되는 일정형태의 운모편을 가공처리하는 과정에서 운모 원석이 지니고 있던 운모 고유의 기공률과 기공크기가 파괴됨이 없이 가공처리할 수 있는 기공을 살린 운모편 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 과학기술의 발달과 건강기능에 대한 요구가 증대됨에 따라 생활 곳곳에서 원적외선 제품이 인기를 끌고 있다. 원적외선 제품은 섬유, 가전제품, 건자재, 원료에 이르기까지 널리 사용되는 차세대 첨단과학의 분야에 적용 될 신소재이다.

일반적으로 원적외선이라 함은 적외선 가운데 4.0㎛ 이상으로 파장이 긴 초저주파 광선으로 인체 흡수가 잘되고 열에너지 방사율이 높다. 원적외선은 태양빚과 태양열을 받은 흙, 나무 등 자연에서 발산되는 매우 흔한 전자파이기도 하다. 광물이 태양열 등 열을 받을 때도 그 종류에 따라 많거나 적은 양의 원적외선을 발산한다. 원적외선의 유용성중 가장 널리 알려져 있는 것은 물체의 가열 기능이다.

또한 원적외선은 물체에 닿으며 튕겨 나오는 자외선과 달리 그 안으로 깊숙이 침투해 겉과 속을 동시에 가열해 주는 역할을 한다. 고구마를 돌과 함께 구우면 속까지 고루 익고 돌판에 고기를 구우면 겉이 타지 않는 것도 원적외선의 효과이다. 이러한 원적외선은 돌(특히 운모), 황토, 세라믹 등에서 많이 나온다. 또한 원적외선은 생체의 육성을 촉진하고 세포를 활성화하는 역할을 한다. 원적외선을 이용해 동식물을 키워본 결과, 생체 깊숙이 원적외선이 침투하여 성장발육을 촉진시켰다는 연구실험 내용이 발표되기도 했다.

특히, 원적외선이 인체에 미치는 가장 큰 효과중의 하나가 발열기능이다. 원적외선은 방사, 침투력, 분자의 진동에 의한 에너지를 발생 분자를 활성화시키는 효과가 있다.

방사에 의한 진동적 분자운동이 활발하게 진행돼 세포조직을 활성화 하여 준다. 재래식 한증막의 경우는 돌과 흙으로 굴을 쌓고 불로 달구어 더워진 굴속에 사람이 들어가는 형식이었다. 이때 돌에서 방사된 원적외선이 사람의 체내에 흡수되어 체내 온도를 상승시키고 땀과 각종 노폐물을 몸 밖으로 배출하여 여러 가지 병을 치료하는 데 도움을 준다. 이는 황토 아궁이에서 불을 지피던 옛 여인들에게서 부인병이 없었던 것을 보더라도 가열된 황토아궁이에서 나오는 원적외선이 몸에 방사되었기 때문임을 알 수 있다.

한편, 원적외선의 효과와 효능을 이용한 각종 생활용품들이 제시되고 있는데, 그 중에서도 특히 전기담요, 전기방석, 담요, 방석 등의 매트류는 물론 베개나 조끼, 기타 치료용 찜질기 등에도 그 응용범위가 넓어지고 있는 추세이며, 이때 원적외선을 방사하는 물질로서 원적외선이 다량 방출되는 것으로 알려진 운모나 황토, 옥 등이 가장 보편적으로 적용되고 있다.

더구나 상대적으로 원적외선 방사율이 94% 이상으로 높은 운모의 경우에는, 원석상태의 운모를 해당 제품에 바로 적용시킬 수 없어 일정 형태로 가공처리하여 사용하게 되는데, 통상 운모 원석을 분말형태로 잘게 부수고 수분을 함유시켜 열처리하고, 이를 일정형태의 금형을 통해 소성가공하는 처리방법으로 해당 제품에 적용시킬 수 있는 운모편을 가공형성하고 있다.

특히 운모는 물질 특성상 일정크기의 기공 형성이 유지되어야만 원적외선의 방사와 함께 항균, 항습효과가 최상으로 발휘될 수 있는데, 원석상태에서 갖고 있던 본래의 고유한 기공상태가 온모편으로 가공형성하는 처리과정에서 열처리나 기타 소성가공중에 적정한 기공상태가 파괴되기 쉬워 운모 고유의 원적외선 방출과 항균, 항습기능이 저하될 수 있다는 구조적인 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 개발된 것으로, 통상 원적외선 방사효과 및 항균, 항습효과와 함께 장식효과를 부여하기 위해 제반 제품의 구성부품으로 사용되는 운모를 일정형태의 운모편을 가공처리하는 과정에서 천연광물 상태의 운모 원석이 지니고 있던 운모 고유의 기공률과 기공크기가 파괴됨이 없이 가공처리할 수 있도록 기공을 살린 운모편 및 그 제조방법을 제공함에 기본적인 목적이 있다.

또한 본 발명은 운모 원석을 소성가공하는 과정에서 운모와 함께 원적외선 방사효과가 있고 정화능력이 뛰어나 탈취, 탈지의 성질이 있는 황토를 바인더로서 적용시켜 정화능력도 함께 부여시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기공이 파괴되지 않는 소성가공을 통한 운모편이 황토의 함유 정도에 따라 황토 고유의 부드러운 칼라가 표현될 수 있도록 하여 제품의 고급스러운 질감을 높일 수 있으며, 나아가 별도의 광택처리를 통하지 않고도 원석의 거치른 질감이 운모편 형성과정의 부딪힘을 통해 자연스럽게 광택효과까지도 부여시킬 수 있는 기공을 살린 운모편 및 그 제조방법을 제공함에 보다 발전된 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기공을 살린 운모편은, 운모 원석을 200-500mesh 크기로 분쇄하는 분쇄단계와, 분쇄된 운모 분말이 동그랗게 뭉쳐질 수 있도록 황토 분말을 바인더로 혼합하여 이를 스프레이 드라이방식으로 하루 정도 건조시키는 건조단계와, 동그랗게 뭉쳐진 운모 알갱이를 해당 형틀에 부어넣고 압착 성형하여 성형단계와, 운모 원석의 기공 수준과 비교하여 열처리 후의 최종적인 기공크기 및 기공률이 떨어지지 않도록 일정형태로 성형된 운모편을 이동식 건조수단에 탑재하여 이송시키면서 850-1,250℃의 가열온도로 소결시키는 소결단계와, 소결을 통해 단단해진 운모편을 고압으로 깨끗하게 물세척하여 운모편들이 서로간에 자연스럽게 부딪치면서 표면이 자연광택되는 세척단계를 포함하는 제조방법으로 제품 구성된다.

특히 건조단계에서 운모 분말과 함께 첨가되는 황토 분말은 100중량부에 대해 3-7중량부로 첨가하되, 운모 분말과 황토 분말간의 점성이 높아질 수 있도록 필요에 따라 수분을 3-7중량부 첨가할 수 있다. 또한 본 발명의 제조방법으로 성형되는 운모편은 기공률(흡수율)과 평균기공크기가 24.99%와 1,5920㎛ 이상의 기공 수준을 유지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 기공을 살린 운모편 및 그 제조방법은, 원적외선 방사효과 및 항균, 항습효과와 함께 장식효과를 부여하기 위해 전기담요, 전기방석, 담요, 방석 등의 매트류는 물론 베개나 조끼, 기타 치료용 찜질기 등의 폭넓은 제품의 구성부품으로 사용되기 위해 물성의 변화없이 소성가공되는 운모편을 천연광물 상태의 운모 원석이 지니고 있던 운모 고유의 기공률과 기공크기가 파괴됨이 없이 가공처리할 수 있도록 한다.

특히 운모 원석을 소성가공하는 과정에서 운모와 함께 원적외선 방사효과가 있고 정화능력이 뛰어나 탈취, 탈지의 성질이 있는 황토를 바인더로서 적용시켜 정화능력도 함께 부여시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기공이 파괴되지 않는 소성가공을 통한 운모편이 황토의 함유 정도에 따라 황토 고유의 부드러운 칼라가 표현될 수 있도록 하여 제품의 고급스러운 질감을 높일 수 있으며, 나아가 별도의 광택처리를 통하지 않고도 원석의 거치른 질감이 운모편의 세척과정을 토한 자연스러운 부딪힘을 통해 자연광택의 효과까지도 제공할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제조방법을 통해 압착 성형시킨 육각편상의 운모편을 매트에 결속 구성시킨 사용상태도.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제조방법에 따라 입자 사이에 분명한 기공을 형성한 운모편의 표면 확대사진 및 측면 확대사진.

도 3a와 도 3b는 본 발명의 제조방법으로 형성된 운모편에 대한 기공률과 평균기공크기의 시험성적서와 기공크기 그래프.

도 4는 통상의 운모 원석의 기공상태를 보인 표면 확대사진.

이하, 본 발명의 기공을 살린 운모편 및 그 제조방법에 대한 구체적인 처리공정 및 작용효과를 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제조방법을 통해 압착 성형시킨 육각편상의 운모편을 매트에 결속 구성시킨 사용상태를 도시한 것이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제조방법에 따라 입자 사이에 분명한 기공을 형성한 운모편의 표면 확대사진 및 측면 확대사진이며, 도 3a와 도 3b는 본 발명의 제조방법으로 형성된 운모편에 대한 기공률과 평균 기공크기의 시험성적서와 기공크기를 보인 그래프이다. 또한 도 3은 통상의 운모 원석에 대한 기공상태를 보인 표면 확대사진이다.

먼저 본 발명에 따른 운모편은 자연상태의 운모 원석을 도 2a 내지 도 2b의 촬영사진과 같이, 운모 본래의 기공수준이 파손되지 않도록 본 발명자가 오랜 연구노력에 의해 개발된 제조방법으로 제품 형성되는데, 이하의 바람직한 실시예에서는 통상 매트에 가장 보편적으로 적용되는 육각편상의 운모편을 기준으로 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 기공을 살린 운모편은 자연상태의 운모 원석을 일정형태의 틀체에 넣고 압착 성형하기에 앞서 200-500mesh 크기로 분쇄하는 분쇄단계를 거치게 된다. 이때 운모 원석에 대한 분쇄방식은 볼밀을 통한 분쇄처리가 바람직하며, 분쇄되는 운모의 분말크기는 350-450mesh 크기 수준이 물성을 변화시키지 않고 소성가공하기 압착성형에 가장 바람직한 범위이다.

그리고 분쇄단계를 통해 미세하게 분쇄된 운모 분말은 바로 육각편상의 틀체에 부어넣고 압축성형하기 곤란하므로 일정크기의 알갱이 형태로 뭉치는 성형공정을 반드시 거쳐야 한다. 특히 분쇄된 운모 분말이 좀더 점성을 갖고 쉽게 뭉쳐질 수 있도록 통상 미량의 수분이 함유된 황토 분말을 바인더로서 상기 운모 분말과 함께 원형 건조드럼에 넣고 혼합하여 이를 스프레이 드라이방식으로 하루 정도 건조시키는 건조단계를 거친다. 즉, 황토 분말이 혼합된 운모 분말은 건조단계의 스프레이 드라이공정을 통해 서서히 동그랗게 말리게 된다.

특히 원적외선 방사효율이 높은 운모 분말에 대해 바인더로서 첨가시키는 황토 분말은 지구표면에 있는 60여종의 흙 가운데 가장 우수한 광물질로 평가받고 있는데, 운모와 함께 많은 산소를 함유하고 있으며 정화능력이 뛰어나고 탈취, 탈지의 성질이 있다. 또한 가열하지 않은 상태에서는 일반 흙과 비슷하나 일단 가열(60℃ 이상)하면 원적외선 방사가 월등하여 인체에 가장 유익한 에너지 곡선에 근접, 인체의 중심 부분의 35℃의 체온을 유지, 혈류량을 증가시켜 신진 대사의 촉진으로 피로를 풀어주는 역할을 돕는 효과가 있다.

한편, 건조단계를 통해 동그랗게 뭉쳐진 운모 알갱이를 해당 모양, 특히 육각단면의 형틀에 부어넣고 소정압력으로 압착 성형하는 성형단계를 통해 도 1a 및도 1b의 사용상태 제품사진과 같은 육각편상의 운모편이 가공 형성된다.

이때 성형단계를 통해 압착 성형되는 운모편은 제품에 적용시킬 수 있는 기계적 물리적 성질(특히 강도)가 취약하므로 가마(Kiln) 특히, 운모편을 이동 가열시킬 수 있는 이동식 건조수단에 탑재시켜 850-1,250℃의 높은 온도로 가열 건조시킴으로서 성형단계를 통해 소성가공된 운모편이 제품으로서의 내구성이 확보될 수 있도록 한다.

특히 소결단계에서의 운모편에 대한 열처리 온도는 1,250℃를 넘지 않도록 하는데, 이는 광물인 운모가 압착 성형을 통해 운모편으로 소성변형된 상태에서 1,250℃ 이상으로 가열될 경우 자연상태에서 운모가 지녔던 기공상태가 파괴될 수 있으며, 만약 이럴 경우에는 운모 제품으로서 제공될 수 있는 바람직한 기공률 및 평균 기공크기에 변형되어 원하는 원적외선의 방사효과 등이 저하될 수 있기 때문이다. 물론 본 발명의 제조방법에서 적용되는 운모편에 대한 소결처리는 고정식 가마가 아닌 이동식 건조수단을 이용하므로 구간별로 약간의 온도차는 발생될 수 있으나, 통상 광물인 운모의 물성변화가 쉽게 발생될 수 있는 1,250℃를 초과하지 않도록 함이 바람직하다.

그리고 소결(Sintering) 처리를 통해 단단해져 내구성을 갖게 된 운모편은 표면이 원석 고유의 자연스러움은 있으나 거칠거칠하므로 수세장치를 통해 운모편의 거칠은 표면을 깨끗하게 세척하는 세척단계를 거치는 것이 바람직하다.

특히 운모편에 대한 세척공정은 운모편의 표면이 물세척을 통해 깨끗하게 세척처리됨은 물론, 세척과정중에 운모편 서로간에 자연스러운 부딪힘이 발생되면서 표면이 매끌매끌하게 광택처리될 수 있어 별도의 광택공정 없이도 자연광택의 효과까지도 제공할 수 있다. 이는 광택효과 뿐만 아니라 소결처리 후의 세척과정에서 내구성까지도 자연스럽게 향상시킬 수 있도록 한다.

한편, 상기한 기공을 살린 운모편의 제조방법은 육각편상의 운모편을 대상으로 설명하였으나, 용도에 따라서는 일정크기의 면적을 갖는 육각편상이나 사각편상 또는 원형편상의 운모편이 아니라, 스프레이 드라이방식의 건조단계를 통해 단순히 동그랗게 뭉쳐진 운모 알갱이 자체를 별도의 형틀에 압착 성형시키는 성형단계를 거치지 않고, 운모 알갱이를 바로 소결처리할 수도 있으며, 특히 소결단계 이후에 운모편에 대한 기계적, 물성적으로 내구성을 향상과 함께 자연적인 광택성을 높이기 위한 세척단계를 거쳐는 것이 바람직하다.

이와 같은 제조방법으로 제품 형성되어 자연상태의 운모 원석이 지녔던 기공률의 변화 없는 즉, 물성 변화가 전혀 발생되지 않는 소성가공의 운모편으로 제품 형성시키는 있는 본 발명의 운모편은 도 2a 및 도 2b의 표면 확대사진을 통해 확인할 수 있듯이, 도 4의 운모 원석의 표면을 촬영한 확대사진에서와 같은 기공 수준의 기공상태가 운모편의 입자 사이에 분명하게 형성될 수 있었으며, 이러한 본 발명의 운모편에 형성되는 기공을 통해 원적외선 및 음이온의 방출량이 운모 원석과 비교하여 떨어지지 않을 뿐만 아니라, 나아가 기공상태가 불규칙하게 형성된 운모 원석에 비해 본 발명의 운모편은 비교적 규칙적으로 기공 입자가 형성됨에 따라 흡입한 에너지를 서시히 흡수하고 전달함에 있어 흡착 분해에 탁월한 기능적 구조를 갖게 된다.

특히, 도 3a와 도 3b는 본 발명의 제조방법으로 형성된 운모편에 대한 기공률과 평균 기공크기의 시험성적서와 기공크기 그래프에서 보는 것과 같이, 본 발명의 운모편에 대한 실험결과 본 발명의 제조방법으로 소결 형성된 운모편의 기공률(흡수율)과 평균기공크기는 24.99%와 1,592 이상으로 기공상태가 유지되는 것을 확인할 수 있다.

즉, 이와 같이 본 발명의 운모편에 형성되는 기공상태는 육각편상의 경우 육각 1모(통상 6g)당 0.5㎎의 수분 흡수능력을 갖으며, 이는 운모편의 기공이 주변 냄새 및 물을 흡착하고 자연스럽게 흡착 분해하면서 원적외선과 음이온을 방출함에 자연상태의 운모 원석과 비교하여 그 효과가 떨어지지 않는다는 것을 알 수 있다.

또한 본 발명은 운모편의 소성가공중에 바인더로서 미량 첨부시키는 황토는 운모 분말을 알갱이 상태로 보다 효과적으로 뭉쳐질 수 있도록 하는 점성기능을 제공하게 되며, 운모와 함께 원적외선 방사효과가 있고 정화능력이 뛰어나 탈취, 탈지의 효과를 제공함은 물론, 특히 기공이 파괴되지 않는 소성가공을 통한 운모편이 황토의 함유 정도에 따라 황토 고유의 부드러운 칼라가 표현될 수 있도록 하여 제품의 고급스러운 질감까지도 높일 수 있는 효과도 제공하게 된다.

Claims (5)

1. 운모 원석을 200-500mesh 크기로 분쇄하는 분쇄단계와,

   분쇄된 운모 분말이 동그랗게 뭉쳐질 수 있도록 황토 분말을 바인더로 혼합하여 이를 스프레이 드라이방식으로 하루 정도 건조시키는 건조단계와,

   운모 원석의 기공수준과 비교하여 열처리 후의 최종적인 기공크기 및 기공률이 떨어지지 않도록 운모 알갱이인 운모편을 이동식 건조수단에 탑재하여 이송시키면서 850-1,250℃의 가열온도로 소결시키는 소결단계와,

   소결을 통해 단단해진 운모편을 고압으로 깨끗하게 물세척하여 운모편들이 서로간에 자연스럽게 부딪치면서 표면이 자연광택되는 세척단계를 포함하여 제품 구성되는 것을 특징으로 하는 기공을 살린 운모편 제조방법.
2. 운모 원석을 200-500mesh 크기로 분쇄하는 분쇄단계와,

   분쇄된 운모 분말이 동그랗게 뭉쳐질 수 있도록 황토 분말을 바인더로 혼합하여 이를 스프레이 드라이방식으로 하루 정도 건조시키는 건조단계와,

   동그랗게 뭉쳐진 운모 알갱이를 해당 모양의 형틀에 부어넣고 압착 성형하여 성형단계와,

   운모 원석의 기공수준과 비교하여 열처리 후의 최종적인 기공크기 및 기공률이 떨어지지 않도록 일정형태로 성형시킨 운모편을 이동식 건조수단에 탑재하여 이송시키면서 850-1,250℃의 가열온도로 소결시키는 소결단계와,

   소결을 통해 단단해진 운모편을 고압으로 깨끗하게 물세척하여 운모편들이 서로간에 자연스럽게 부딪치면서 표면이 자연광택되는 세척단계를 포함하여 제품 구성되는 것을 특징으로 하는 기공을 살린 운모편 제조방법.
3. 청구항 1 및 청구항 2에 있어서,

   상기 건조단계에서 운모 분말 100중량부에 대해 친환경 바인더로서 황토 분말을 3-7중량부 첨가하되, 운모 분말과 황토 분말간의 점성이 높아질 수 있도록 선택적으로 수분을 3-7중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 기공을 살린 운모편 제조방법.
4. 청구항 1 및 청구항 2에 있어서,

   상기 소결단계를 통해 소결 형성된 운모편은 기공률(흡수율)과 평균기공크기가 24.99%와 1,5920㎛ 이상으로 기공이 유지되는 것을 특징으로 하는 기공을 살린 운모편 제조방법.
5. 청구항 1 또는 청구항 2의 제조방법으로 제품 형성되는 것을 특징으로 하는 기공을 살린 운모편.