KR20090115559A - Tile comprising volcanic rocks and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화산암으로부터 얻어진 화산암 분말을 이용하여 제조되는 타일에 관한 것이다.The present invention relates to a tile produced using volcanic rock powder obtained from volcanic rock.
일반적으로 타일(Tile)은 바닥 ·벽 등의 표면을 피복하기 위하여 만든 평판상(平板狀)의 점토질 소성제품으로, 내장(內裝) 타일 ·외장 타일 ·모자이크 타일 ·내산타일 ·바닥 타일 ·염전 타일 ·쿼리 타일 등이 있다. 타일은 시공이 간단하고 시공 후에 균열을 일으키거나 변색하는 일이 거의 없고 내구성이 있어, 주방 ·화장실 ·목욕탕 ·세면장 등에 사용된다. Generally, tiles are flat clay plastic products made to cover the surface of floors, walls, etc., and are made of interior tiles, exterior tiles, mosaic tiles, acid resistant tiles, floor tiles, and salt salts. Tiles and query tiles. Tiles are easy to install, hardly crack or discolor after construction and are durable. They are used in kitchens, restrooms, bathrooms and washrooms.
타일의 제조기술은 여러 형태로 발전하여 기본 타일 소지(素地)에 기능성 광물질을 혼합하여 음이온 발생, 내수성 등을 갖춘 소성 타일들이 제공되고 있다. 비 소성 타일의 경우 기능성 광물질을 물유리 또는 저 알칼리 시멘트를 결합제로 하여 생산하고 있다. The tile manufacturing technology has been developed in various forms, and calcined tiles having anion generation, water resistance, and the like are provided by mixing functional minerals with basic tile bases. In the case of non-fired tiles, functional minerals are produced using water glass or low alkali cement as a binder.
위와 같이 기능성을 부여를 위한 첨가물은 상당수는 합성 화학 물질들로 이루어져 있다. 예를 들어, 음이온 발생 목적으로 사용하는 광물질 중 대부분은 높은 방사능 검출이 문제가 있는 실정이어서, 기능성과 동시에 안정성(친환경성)의 조건까지 만족시키지는 못하고 있다. Additives for imparting functionality as described above consists of a large number of synthetic chemicals. For example, most of the minerals used for the purpose of generating negative ions have a problem in that high radioactivity is detected, and thus they cannot satisfy the conditions of stability and eco-friendliness at the same time.
나아가, 합성 화학 물질들은 여러 단계의 공정을 통해 별도로 제조되어야 하기도 한다. Furthermore, synthetic chemicals may have to be prepared separately through several stages of the process.
본 발명의 일 목적은 종래와 다른 천연 소재를 이용한 타일 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. One object of the present invention is to provide a tile using a natural material different from the conventional method and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다른 일 목적은 타일이 하나 이상의 기능을 갖추면서도 인체에 대한 안정성이 향상된 천연소재를 갖도록 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a tile having a natural material with improved stability to the human body while having at least one function.
본 발명의 또 다른 일 목적은 타일 제조에 폐자원을 재활용하여 다른 합성 물질을 제조함에 필요한 자원의 낭비를 막으며, 제조 비용도 절감할 수 있도록 하는 것이다. Another object of the present invention is to recycle waste resources in the manufacture of tiles to prevent waste of resources required to manufacture other synthetic materials, and to reduce manufacturing costs.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 화산암 타일은 타일 소지와 유약층을 포함한다. 상기 타일 소지는 점토를 포함하며, 일정한 형태를 가지도록 1차로 소성 된다. 상기 1차로 소성된 소지에는 유약층이 도포 되고, 이는 2차로 소성된다. 유약층은 10 ~ 75 마이크론의 입도를 가지는 화산암 포함한다. One embodiment of the present invention and the volcanic rock tile includes a tile body and a glaze layer for realizing the above object. The tile body includes clay and is first fired to have a certain shape. The glaze layer is applied to the first fired body, which is fired secondly. The glaze layer contains volcanic rock with a particle size of 10 to 75 microns.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 타일 소지는 1 ~ 10 중량%의 화산암을 포함한다. According to an aspect of the present invention, the tile holder comprises 1 to 10% by weight of volcanic rock.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기 화산암은 상기 유약층 중 5 ~ 20 중량%를 차지한다. 상기 유약층은 장석 15 ~ 20 중량%, 석회석 15 ~ 20 중량%, 규석 20 ~ 25 중량%, 알루미나 5 ~ 10 중량%, 카오린 10 ~ 15 중량%, 후리트(frit) 5 ~ 10 중량%를 더 포함할 수 있다.According to another aspect of the invention, the volcanic rock occupies 5 to 20% by weight of the glaze layer. The glaze layer is 15 to 20% by weight of feldspar, 15 to 20% by weight of limestone, 20 to 25% by weight of silica, 5 to 10% by weight of alumina, 10 to 15% by weight of kaolin, and 5 to 10% by weight of frit. It may further include.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 화산암은 제주에서 생산되는 송이(scoria) 또는 현무암을 포함한다. According to another aspect of the present invention, the volcanic rock includes scoria or basalt produced in Jeju.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 화산암 제조 방법은 (a) 점토를 포함한 채로 1차로 소성된 타일 소지를 준비하는 단계와, (b) 10 ~ 75 마이크로 입도를 가지도록 화산암을 분쇄하는 단계와, (c) 상기 분쇄된 화산암과 다른 물질을 물에 혼합하여 유약층을 제조하는 단계, 그리고 (d) 상기 타일 소지에 상기 유약층을 시유(施釉)하여 1차 소성 시 보다 높은 온도에서 2차 소성하는 단계를 포함한다.Volcanic rock production method according to another embodiment of the present invention comprises the steps of (a) preparing the first baked fired tiles containing clay, (b) grinding the volcanic rock to have a particle size of 10 to 75 microns, ( c) mixing the pulverized volcanic rock and other materials with water to produce a glaze layer, and (d) secondary glazing at a higher temperature than the first firing by lubricating the glaze layer on the tile substrate. Steps.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계의 다른 물질은 장석, 석회석, 규석, 알루미나, 카오린, 후리트를 포함한다. According to one embodiment of the present invention, the other material of step (c) includes feldspar, limestone, silica, alumina, kaolin, frit.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 타일은 화산암 특유의 항균,중금속 흡착기능, 휘발성 유기물 제거,원적외선 방사 기능뿐 아니라 이산화티타늄의 포함으로 인한 광 촉매 효과를 가지게 된다. 이로 인하여, 내장재 타일로 제조할 경우 새 집 증후군을 개선할 수 있으며, 지속적으로 타일이 시공된 주거 공간이 건강 증진에 기여하는 효과를 높일 수 있다.Tiles according to the present invention configured as described above have a photocatalytic effect due to the inclusion of titanium dioxide as well as antibacterial, heavy metal adsorption, volatile organics removal, far-infrared radiation function unique to volcanic rock. Because of this, when manufactured from interior tiles can improve the new house syndrome, it is possible to increase the effect that the residential space that is continuously tiled contributes to health promotion.
또한, 화산암의 함량의 차이 및 가공온도의 차이에 따라, 색상이 다르게 연출되므로 실내 환경에 대한 심미감을 일으킬 수 있게 된다. In addition, according to the difference in the content of the volcanic rock and the difference in the processing temperature, the color is produced differently can cause an aesthetic sense for the indoor environment.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타일 및 그의 제조 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a tile according to a preferred embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
화산암(火山岩, volcanic rocks)은 마그마가 지표 또는 지하의 얕은 곳에까지 올라와 고결된 암석을 말하며 분출암이라고도 한다. 지표나 얕은 지하에서는 마그마가 빨리 냉각되어 고결되므로, 화산암의 대부분은 입자가 매우 작은 결정질이거나 유리질이다.Volcanic rocks (volcanic rocks) are magnified rocks where magma rises to the shallow surface of the surface or underground. Because magma cools and solidifies quickly on the surface or in shallow ground, most volcanic rocks are crystalline or glassy with very small particles.
제주에서 채취 가능한 화산암은 방사능이 전혀 없는 안전한 물질이며, 감람석,휘석,사장석,자철석 등으로 구성된다. 색깔은 적갈색이 주를 이루며 황갈색, 흣개, 암회색을 띠고 있다. Volcanic rock that can be collected in Jeju is a safe substance with no radioactivity and is composed of olivine, fluorite, plagioclase and magnetite. The color is mainly reddish brown, yellowish brown, green, and dark gray.
화산암 중에서 송이(scoria)는 화산 분출 시 지상으로 1600도의 마그마가 비상하면서 공기 중의 산소와 결합하여 산화된 화산암이다. Among the volcanic rocks, scoria is a volcanic rock that is oxidized by combining with oxygen in the air as the magma erupts 1600 degrees above ground.
표1은, 제주의 송이에 대하여, 한국화학시험연구원(ICP 분석)과 재단법인 일본식품분석센터(XRF 분석)에서 분석한 성분비를 보이고 있다. Table 1 shows the composition ratios analyzed by the Korea Chemical Testing Institute (ICP Analysis) and Japan Food Analysis Center (XRF Analysis).
송이는 다공성(多孔性)으로 0.9~1.7 정도의 비중을 가지며, 위 표1에서 알 수 있는 바와 같이, 이산화규소, 산화알미늄, 이산화 철의 기본 함량이 77.42 중량%로 안정된 구조를 가진다. 이산화티타늄 성분은 2.54 중량%로 분석되었으나, 일반적으로 2~7 중량% 범위를 함유한다.The clusters have a specific gravity of about 0.9 to 1.7 due to porosity, and as shown in Table 1, the basic content of silicon dioxide, aluminum oxide, and iron dioxide has a stable structure of 77.42 wt%. The titanium dioxide component was analyzed at 2.54 wt%, but generally contained in the range of 2-7 wt%.
송이는 다공성에 기인하여 흡수율이 20% 이상으로 높으며, 비 표면적이 크기 때문에 오염 물질을 신속히 빨아 당길 수 있는 흡착제 역할에 적합하다. 흡착된 오염물질은 이산화티타늄의 특징으로 광 촉매(光觸媒, photocatalyst) 작용[산화티타늄이 유해 물질을 산화 분해하는 작용]에 의해 광 분해된다. 이러한 흡착 및 분해의 순환 작용은 영구적인 지속력을 가져서, 타 광물질과는 대비되는 특징이 된다. The cluster has a high absorption rate of 20% or more due to its porosity, and its specific surface area is suitable for adsorbents that can quickly suck contaminants. Adsorbed pollutants are characterized by titanium dioxide, which is photocatalyst (photocatalyst) action (titanium oxide oxidatively decomposes harmful substances). This circulation of adsorption and decomposition has a permanent persistence, which is a feature that contrasts with other minerals.
마그마가 표면에서 식으면서 형성된 현무암도 화학성분은 송이와 유사하나, 비중이 2.78로 송이에 비해 기공 성이 다소 부족하다. 그러나, 분말로 사용 시는 항균력 등의 기능성이 있는 제주 화산암의 일 종이다.The basalt chemistry of magma formed as it cools on the surface is similar to that of clusters, but has a specific gravity of 2.78, which is somewhat poor in porosity. However, when used as a powder, it is a species of Jeju volcanic rock that has functions such as antibacterial activity.
위의 송이와 현무암은 모두 화산 활동에 의해 생성된 광물로서, 타일에 혼합되어서 공통 적으로 원 적외선방사, 중금속 흡착, 항균, 휘발성 물질제거,탈취 등의 효과를 나타낼 수 있다. 제주화산암은 약 알칼리성을 띠므로, 타일 소지로서 사용되는 점토 등의 페하(PH)를 중성 및 약 알칼리성으로 조절하여 보존성 및 기능을 높힐 수 있게 한다. Both clusters and basalt are minerals produced by volcanic activity, and they can be mixed with tiles and commonly have effects such as far infrared radiation, heavy metal adsorption, antibacterial, volatile removal, and deodorization. Since Jeju volcanic rock has a weak alkalinity, it is possible to improve the preservation and function by adjusting the pH (ph) such as clay used as tile material to neutral and weak alkaline.
또한, 송이는 주로 적갈색을 띠나 현무암은 상대적으로 밀도가 높고 진회색을 띠는 경향이 있다. 이러한 색상의 차이를 이용하여, 필요에 따라 하나를 선택하거나 둘을 적절히 혼합하여 원하는 색상이나 밀도의 타일을 제조할 수 있다.In addition, clusters are mainly reddish brown, but basalts tend to be relatively dense and dark gray. Using these color differences, one can select one or mix them suitably as needed to produce tiles of the desired color or density.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화산암 타일의 제조 공정을 보인 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a volcanic rock tile according to an embodiment of the present invention.
본 도면에 예시된 바와 같이, 상기 타일의 제작을 위한 재료들(소지 및/또는 유약)에 혼합될 화산암을 가공해야 한다(S10). 화산암은 제주도 북제주군 한림읍 옹포지역 등에서 채취 가능하며, 석재공장에서 발생하는 절단석분 오니를 활용할 수도 있다. 채취된 화산암은 분쇄 공정을 거쳐서 요구되는 수준으로 분쇄된다.As illustrated in the figure, the volcanic rock to be mixed with materials (material and / or glaze) for producing the tile should be processed (S10). Volcanic rock can be collected in Ongpo, Hallim-eup, Bukjeju-gun, Jeju Island, and can also use chopped sludge from stone factories. The collected volcanic rock is crushed to the required level through the grinding process.
분쇄된 화산암은 타일 소지에 첨가될 수 있고, 유약에만 사용될 수도 있다(S20). 타일 소지에 화산암을 첨가하는 경우(S30)에, 점토를 주성분으로 타일 소지에는 1 ~ 10 중량%의 분쇄된 화산암이 포함될 수 있다.The crushed volcanic rock may be added to the tile body, it may be used only in the glaze (S20). When the volcanic rock is added to the tile body (S30), the tile body may include 1 to 10% by weight of crushed volcanic rock based on clay.
화산암이 첨가되거나 첨가되지 않은 타일 소지는 1000 ~ 1060 ℃에서 1차로 소성된다(S40). 1차 소성에 의해 타일 소지는 판상 형 등과 같이 일정한 형태를 유지하게 된다.Volcanic rocks are added or not added to the tile is first fired at 1000 ~ 1060 ℃ (S40). By the primary firing, the tile body maintains a constant shape such as a plate shape.
1차 소성된 타일 소지에 유약을 시유 할지 여부를 결정해야 한다(S50). 1차 소성 전에 이미 화산암을 소지에 첨가한 경우라면, 별도로 유약을 시유 하지않더라도 화산암에 의한 유용한 기능들이 발휘될 수 있을 것이다. Whether to apply the glaze to the first calcined tile should be determined (S50). If volcanic rock has already been added to the substrate before the first firing, useful functions by volcanic rock can be exerted without glazing.
유약을 시유하여 유약층을 형성하고자 하는 경우 라면(S60), 유약의 제조가 선행되어야 한다. If you want to form a glaze layer by applying a glaze (S60), the manufacture of the glaze should be preceded.
유약은 자체 중량에 대하여 5 ~ 20 중량%를 차지하는 수준의 분쇄된 화산암을 포함한다. 이때, 분쇄된 화산암은 10 ~ 75 마이크론 정도의 입도(粒度, grain size/granularity)를 가지는 것이 바람직하다. 입도가 너무 적으면 분쇄에 사용되는 비용이 증가하고, 너무 크면 침전이 발생하고 소지와 결합에 장애가 발생하는 등 화산암이 적절한 수준으로 분산되지 못하기 때문이다. Glazes contain crushed volcanic rock at levels ranging from 5 to 20% by weight, based on their weight. In this case, the pulverized volcanic rock preferably has a grain size (grain size / granularity) of about 10 to 75 microns. If the particle size is too small, the cost of grinding is increased. If the particle size is too large, the volcanic rock is not dispersed to an appropriate level such as sedimentation and failure of the body and bonding.
유약층이 형성된 타일 소지는 1050 ~ 1200 ℃의 온도에서 2차로 소성 된다(S70). The glaze layer formed tile body is secondarily fired at a temperature of 1050 ~ 1200 ℃ (S70).
이상에서 화산암을 직접 첨가하지 않고, 화산암 제올라이트(zeolite, 본 출원인이 공동 발명자로 참여한 한국특허 제301790호에 송이를 이용한 합성 제올라이트가 개시됨)가 첨가될 수도 있다.In the above, the volcanic rock zeolite (synthetic zeolite using a cluster is disclosed in Korean Patent No. 301790, in which the applicant participates as a co-inventor) may be added without directly adding volcanic rock.
위의 공정에 의하여, 일정 형태의 타일 소지에 화산암이 포함된 타일이 제조된다. By the above process, a tile containing volcanic rock is produced in a certain form of tile.
표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송이를 포함하는 화산암 타일에 대한 산업환경연구센터(KATR, 서울특별시 동대문구 용두동 232-22)의 시험 성적서이다. 본 성적서를 참조하면, 위 화산암 타일은 원적외선 방출율이 0.923에 달하고, 방사 에너지는 3.72*10^2에 달한다. Table 2 is a test report of the Industrial Environment Research Center (KATR, 232-22, Yongdu-dong, Dongdaemun-gu, Seoul) for the volcanic rock tile containing pine according to an embodiment of the present invention. According to this report, the above volcanic rock tile has a far infrared ray emission rate of 0.923 and a radiant energy of 3.72 * 10 ^ 2.
표 3 역시 위 타일에 대한 산업환경연구센터의 시험 결과이고, 이 표를 참조하면, 위 타일의 대장균, 녹농균 등에 대한 항균성이 99.9%에 함을 알 수 있다. Table 3 is also the test result of the Industrial Environment Research Center for the tile, referring to this table, it can be seen that the antimicrobial activity of E. coli, Pseudomonas aeruginosa, etc. of the tile is 99.9%.
표 4 역시 위 타일에 대한 산업환경연구센터의 시험 결과로서, 상기 타일에 대한 포름알데히드 가스를 이용한 시험의 결과이다. Table 4 is also the test result of the Industrial Environment Research Center for the tile, the result of the test using the formaldehyde gas on the tile.
위 표에서 알 수 있는 바와 같이, 위 타일에 의하여 포름알데히드는 90% 가량 탈취 제거된다. 이는 근래 새집 증후군의 원인인 포름알데히드{및 휘발성 유기화합물}를 효과적으로 제거할 수 있게 하여, 맑고 쾌적한 주거환경을 제공하게 된다. As can be seen from the table, formaldehyde is deodorized by about 90% by the tile. This makes it possible to effectively remove formaldehyde (and volatile organic compounds), which is the cause of recent sick house syndrome, to provide a clear and comfortable living environment.
위 타일은 또한 실내의 수분을 조절해주는 기능이 있다. 이 기능성은 단기간에 없어지지 않고, 화산암의 다공성과 같은 구조적 특징에 의거하여 지속적으로 유지가 되어 한 번의 타일 시공으로 반영구적인 기능성 효과를 누릴 수 있는 이점이 있다.The tile also has the ability to control the moisture in the room. This functionality does not disappear in a short period of time, and is continuously maintained based on structural features such as volcanic rock's porosity, so that it is possible to enjoy semi-permanent functional effects with one tile construction.
이상에서는 본 발명에 따른 화산암 타일 및 그 제조 방법을 첨부한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다. Although the above has been described with reference to the accompanying drawings and volcanic rock tile according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, but within the scope of the technical idea of the present invention Various modifications can be made by those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화산암 타일의 제조 공정을 보인 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a volcanic rock tile according to an embodiment of the present invention.
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