KR20090123153A

KR20090123153A - 기능성 타일 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20090123153A
Application number: KR1020080049091A
Authority: KR
Inventors: 이현대
Original assignee: 이현대
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-12-02
Also published as: KR101006143B1

Abstract

본 발명은 기능성 타일 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 기능성 타일은, 작은 입자의 크기로 파쇄된 황토 40∼60중량%, 규조토 30∼35중량%, 파쇄유리 5∼10중량%, 프릿 2∼5중량%, 인산소다 2∼7중량%, 쌀겨 1∼3중량%를 혼합하는 혼합공정; 상기 혼합공정으로 혼합된 혼합물의 수분함량이 5~7%를 이루도록 혼련하는 혼련공정; 상기 혼련공정으로 혼련된 혼합물을 성형하는 성형공정; 상기 성형공정으로 성형된 성형물을 건조시키는 건조공정; 상기 건조공정으로 건조된 성형물을 고온에서 소성시키는 제1소성공정; 상기 건조공정으로 소성된 성형물의 표면으로 유약을 도포하는 시유공정; 상기 시유공정으로 시유된 성형물을 저온에서 소성시키는 제2소성공정; 상기 제2소성공정으로 소성된 성형물을 정형시키는 정형공정을 통해 제조된다.

타일, 황토, 분쇄, 규조토, 쌀겨, 나노.

Description

기능성 타일 및 그 제조방법{A FUNCTIONAL TILE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 기능성 타일 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황토를 주성분으로 타일을 제조하여 흡습(吸濕) 및 방습(放濕) 작용을 극대화하면서 항균 및 탈취 등의 작용을 기대할 수 있는 기능성 타일 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 타일은 점토, 고령토, 도석, 납석, 석회석 등의 재료로 제조된다. 즉, 종래의 타일은 상기 재료와 물을 볼밀(Ball Mill)에 넣고 분쇄한 후, 이 분쇄된 슬립(Slip)을 스프레이 드라이어(Spray Dryer)를 통해 과립으로 형성한 다음, 성형기에서 성형된다. 그리고 성형물은 1차소성공정을 통해 소성된 후, 그 외면으로 유약을 도포하여 2차소성공정을 통해 제조된다.

그러나, 상술한 과정을 통해 제조된 종래의 타일은 단지 내장재로서의 기능만을 할 뿐, 습기를 흡수하거나 배출하는 등의 기능을 기대할 수 없었다.

물론, 극히 소량의 황토를 혼합하여 흡습 및 방습 작용을 기대하기는 하나, 황토의 소량사용으로 인해 그 효과를 기대할 수 없을 뿐만 아니라, 황토의 특성으 로 인해 볼밀과 스프레이 드라이어의 작업성이 떨어지는 문제점이 있었다. 예컨대, 상기 재료는 볼밀에서 10~15시간 분쇄되어 슬립으로 형성되는데, 이렇게 형성된 슬립은 혼합된 황토성분으로 인해 점성과 유동성이 떨어지므로, 그 이후에 이어지는 스프레이 드라이어를 통해 수분함량 및 크기가 적절한 과립으로 형성할 수 없게 되어, 점성과 유동성이 떨어지는 과립은 성형불량으로 이어지게 되는 것이다.

또한, 종래의 타일은 시유공정 후에 소성되므로, 타일의 표면에 형성된 미세한 기공이 막히게 되는 문제점이 있었다. 즉, 성형된 타일의 표면에는 점토와 황토의 성분으로 인해 미세한 기공이 형성되는데, 그 표면으로 유약을 바른 후에 900∼1080℃의 고온에서 2차소성공정이 진행되므로, 미세한 기공마저 막히게 되어 흡습기능을 발휘할 수 없는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명은 항균 및 탈취 등의 작용을 갖는 황토를 주성분으로 타일을 제조하여 흡습 및 방습 작용을 극대화할 수 있는 기능성 타일 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 기능성 타일은, 작은 입자의 크기로 파쇄된 황토 40∼60중량%, 규조토 30∼35중량%, 파쇄유리 5∼10중량%, 프릿 2∼5중량%, 인산소다 2∼7중량%, 쌀겨 1∼3중량%를 혼합하는 혼합공정; 상기 혼합공정으로 혼합된 혼합물의 수분함량이 5~7%를 이루도록 혼련하는 혼련공정; 상기 혼련공정으로 혼련된 혼합물을 성형하는 성형공정; 상기 성형공정으로 성형된 성형물을 건조시키는 건조공정; 상기 건조공정으로 건조된 성형물을 고온에서 소성시키는 제1소성공정; 상기 건조공정으로 소성된 성형물의 표면으로 유약을 도포하는 시유공정; 상기 시유공정으로 시유된 성형물을 저온에서 소성시키는 제2소성공정; 상기 제2소성공정으로 소성된 성형물을 정형시키는 정형공정을 통해 제조된다.

이같은 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 항균 및 탈취 등의 가능을 갖는 황토를 주성분으로 제조되므로, 흡습 및 방습 작용을 극대화할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 기능성 타일은, 작은 입자의 크기로 파쇄된 황토 40∼60중량%, 규조토 30∼35중량%, 파쇄유리 5∼10중량%, 프릿 2∼5중량%, 인산소다 2∼7중량%, 쌀겨 1∼3중량%를 혼합하는 혼합공정(S10); 혼합된 혼합물의 수분함량이 5~7%를 이루도록 혼련하는 혼련공정(S20); 혼련된 혼합물을 성형하는 성형공정(S30); 성형된 성형물을 건조시키는 건조공정(S40); 건조된 성형물을 고온에서 소성시키는 제1소성공정(S50); 고온으로 소성된 성형물의 표면으로 유약을 도포하는 시유공정(S60); 시유된 성형물을 저온에서 소성시키는 제2소성공정(S70); 소성된 성형물을 정형시키는 정형공정(S80)의 순서로 진행된다.

혼합공정(S10)의 주성분이면서 다공질 구조로 이루어진 황토는 표면이 넓은 벌집구조로 수많은 공간이 복층구조를 이루어 그 구멍에 원적외선이 저장되며 원적외선을 다량 방출하는 이른바 살아있는 생명체로서, 1스푼에는 곰팡이와 이끼 및 각종 세균 등의 미생물이 약 2억마리 존재하며, 이 미생물은 유기물을 분해하고 이 분해된 유기물은 식물의 영양분 원료가 되고, 인체에 유해한 독성물질을 제거하는 제독작용과 함께 습도를 유지하며, 특히 불쾌한 냄새를 없애주는 탈취작용 등이 있는 것으로 널리 알려져 있다. 이러한 황토는 탄산칼슘, 석영, 운모, 방해석 등의 성분이 많이 함유되어 있어 쉽게 부서지지 않는 것으로 원료로서 천연황토를 20~30메쉬의 입자크기를 이루도록 분쇄기에서 분쇄되며, 흡습 및 방습 작용의 극대화를 위해 40∼60중량%의 범위를 이루는 것이 바람직하다.

규조토는 황토와 같이 흡습 및 방습 작용과 혼합물에 물이 잘 흡착되도록 하는 것으로서, 자연건조시킨 후, 분쇄기를 통해 20~40메쉬의 입자크기로 분쇄된다.

파쇄유리와 프릿은 타일의 강도를 향상시키기 위한 것으로, 자연건조된 파쇄유리와 프릿은 분쇄기에서 분쇄되어 20~40메쉬의 입자크기를 이루는 것이 바람직하다.

인산소다는 인산을 탄산나트륨의 수용액에 포화시켜서 만든 무색투명한 기둥모양의 결정으로서, 공기 중에 풍화되기 쉽고 물에 잘 분해되므로 혼합물이 물과 잘 혼합되도록 한다.

쌀겨는 제1소성공정과 제2소성공정 중에 완전히 소각되면서 타일 내부에 미세한 기공을 형성시키는 것으로, 이러한 쌀겨는 앞서 언급한 재료보다 비교적 적은 60~100메쉬의 균일한 입자크기를 이루도록 체에 거르는 것이 바람직하다.

상기에서 살겨를 톱밥으로 대체하여 사용할 수 있다.

톱밥은 참나무를 켜서 나온 것을 분쇄하여 40~60메쉬의 입자크기로 형성되는데, 이러한 톱밥은 제1소성공정과 제2소성공정을 통해 타버리면서 숯의 형태를 이루게 된다. 또한, 이미 만들어진 숯을 40~60메쉬의 입자크기로 분쇄하여 톱밥 대신 사용할 수도 있다.

이같이 각각 균일한 입자크기를 이루는 재료는 혼합탱크에 투입되어 5~10분간 고르게 혼합된다.

혼련공정(S20)은 상기 혼합물이 건조된 상태로 파쇄공정에서 파쇄된 것이므 로 성형하기 좋은 수분함량을 가지도록 혼련탱크에서 고르게 섞어 이기는 것으로서, 혼합물의 수분함량은 5~7%가 되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 혼련된 혼합물은 1∼10℃의 상온을 유지하는 혼련탱크 또는 밀폐된 챔버에서 혼합물에 수분이 골고루 분포되어 성형성이 양호하게 숙성되도록 1~2일간 보관된다.

성형공정(S30)은 혼련된 혼합물을 성형틀에 넣고 유압프레스로 가압하여 일정한 형상의 타일형태로 형성하는 것으로서, 성형할 타일의 크기에 따라 유압프레스의 성형압력을 달리하는 것이 바람직하다.

건조공정(S40)은 성형된 성형물을 건조시키는 것으로, 가로와 세로가 각각 200mm이상으로 성형된 대형 성형물은 80~120℃를 유지하는 건조기에서 1시간 정도 건조되고, 대형 성형물 미만의 크기를 형성하는 소형 성형물은 80∼120℃에서 30∼40분 동안 건조하며, 자연건조일 경우에는 1일 정도 건조하는 것이 바람직하다.

이같이 건조된 성형물은 730~980℃를 유지하는 소성로에서 50~70분 동안 소성되는 제1소성공정(S50)을 통해 단단하게 소성되는데, 이때 성형물에 포함된 톱밥은 타버리면서 숯의 형태를 이루고 쌀겨는 완전히 소각(용융)되어 다공질 공간을 형성하게 된다.

제1소성공정(S50)으로 소성된 소성물의 외면에는 나노입자로 이루어진 유약이 스프레이로 도포되는데, 이러한 시유공정(S60)에서 사용되는 유약은 1.5의 비중과 80gr/m²의 중량을 이루는 것이 바람직하다.

상기에서 종래와 같이 성형 후 건조한 다음 유약을 도포하지 않고, 고온의 제1소성공정 후에 유약을 도포하는 것은 고온의 소성시에 유약이 용해되어 성형물의 미세기공이 막혀 원적외선 방출 및 흡습ㆍ방습기능이 상실되는 것을 방지하기 위한 것이다.

유약이 도포된 소성물은 제2소성공정(S70)을 통해 더욱 단단히 굳어지는데, 이러한 제2소성공정(S70)은 제1소성공정(S50)에 비해 비교적 낮은 300~400℃를 유지하는 소성로에서 20∼30분 동안 소성되는 것이 바람직하다.

상기 시유공정(S60)은 소성물의 외면에 도포된 나노입자의 유약이 소성물의 외면에 형성된 미세기공을 막지 않은 상태이고, 비교적 저온인 제2소성공정(S70)을 통해 소성되므로, 미세기공을 막지않게 되는 것이다.

이와 같이 두 차례의 소성공정을 거친 소성물은 마지막으로 모양을 가지런히 하는 정형공정(S80)을 통해 완성된다. 정형공정(S80)에서는 규격에 정확하게 맞는 치수를 부여하기 위하여 사포 등을 이용하여 샌딩(sanding)작업을 하여 모양을 바로잡으며 표면을 깨끗하게 한다.

하기 실시예들의 흡습량 및 방습량을 시험한 결과 표 1과 같다.

<표 1>

단위(gr/㎡)

실시예	흡습량	방습량	흡ㆍ방습량
1	364	321	343
2	436	367	401
3	546	479	512
4	492	420	456

상기 표 1에서 알 수 있듯이 황토의 중량%가 커질수록 흡ㆍ방습량이 적어지고, 규조토의 중량%가 커지면 흡ㆍ방습량이 많아지고 있음을 알 수 있으나, 강성이 약하여 쉽게 부서지므로 타일의 강성이 약하여 진다.

따라서 표 1에서 나타나듯이 실시예 4의 흡ㆍ방습량이 실시예 3보다 적으나 타일의 강성유지를 위하여서는 실시예 4의 원료 함유량이 최적의 상태라고 파악된다.

한편, 일반적으로 시중에서 유통되는 타일을 채취한 시료 1 및 시료 2를 시험한 결과의 흡ㆍ방습량은 표 2, 시중에서 유통되는 타일중 황토보다 점토가 많이 함유된 타일을 채취한 시료 1 및 시료 2의 흡ㆍ방습량 시험결과를 표3에 나타냈다.

본 발명의 실시예에 따른 흡습성 및 방습성은

<실시예 1>

파쇄된 황토 55중량%, 규조토 25중량%, 파쇄유리 15중량%, 프릿 2중량%, 인산소다 2중량%, 쌀겨 1중량%를 혼합하여 수분함량이 5∼7%이 되도록 혼련하고, 성형하여 건조하고 소성과정을 거쳐 시유한 후 소성하고 정형하였다.

<실시예 2>

파쇄된 황토 50중량%, 규조토 30중량%, 파쇄유리 14중량%, 프릿 2중량%, 인산소다 2중량%, 쌀겨 2중량%를 실시예 1의 공정으로 정형하였다.

<실시예 3>

파쇄된 황토 50중량%, 규조토 37중량%, 파쇄유리 7중량%, 프릿 2중량%, 인산소다 3중량%, 쌀겨 1중량%를 실시예 1의 공정으로 정형하였다.

<실시예 4>

파쇄된 황토 53중량%, 규조토 33중량%, 파쇄유리 7중량%, 프릿 3중량%, 인산소다 3중량%, 쌀겨 1중량%를 실시예 1의 공정으로 정형하였다.

<표 2> 단위(gr/㎡)

실시예	흡습량	방습량	흡ㆍ 방습량
1	187	169	178
2	190	172	181

<표 3> 단위(gr/㎡)

실시예	흡습량	방습량	흡ㆍ 방습량
1	150	130	140
2	170	150	160

상기 표 2 및 표 3의 타일들은 타일내에 황토의 성분이 적고 다공질의 형성이 많지 않기 때문에 흡ㆍ방습량이 적은 것이라 생각된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 기능성 타일은 주성분인 황토로 제조되어 표면공극과 내부에 형성된 다공질 공간을 통해 흡습성 및 방습성이 극대화된다.

또한, 나노입자로 이루어진 유약이 고온의 제1소성공정 후에 타일의 외면에 도포되므로, 표면공극의 막힘현상을 미연에 방지하게 된다.

도 1은 본 발명의 제조과정을 도시한 공정도.

Claims

작은 입자의 크기로 파쇄된 황토 40∼60중량%, 규조토 30∼35중량%, 파쇄유리 5∼10중량%, 프릿 2∼5중량%, 인산소다 2∼7중량%, 쌀겨 1∼3중량%를 혼합하는 혼합공정;

상기 혼합공정으로 혼합된 혼합물의 수분함량이 5~7%가 되도록 혼련하는 혼련공정;

상기 혼련된 혼합물을 1∼10℃의 상온에서 수분이 골고루 퍼지면서 숙성되도록 1∼2일간 보관하는 숙성공정;

상기 숙성공정으로 혼련된 혼합물을 성형하는 성형공정;

상기 성형공정으로 성형된 성형물을 80∼120℃의 건조기에서 30∼60분 건조시키는 건조공정;

상기 건조공정으로 건조된 성형물을 730∼980℃의 고온에서 50∼70분간 소성시키는 제1소성공정;

상기 제1소성공정으로 소성된 성형물의 표면으로 유약을 도포하는 시유공정;

상기 시유공정으로 시유된 성형물을 300∼400℃ 저온에서 20∼30분 소성시키는 제2소성공정;

상기 제2소성공정으로 소성된 성형물을 정형시키는 정형공정;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 타일 제조방법.
청구항 1에 있어서,

혼합물의 파쇄입자는 황토 20∼30메쉬, 규조토 20∼40메쉬, 유리 및 프릿 20∼40메쉬, 쌀겨 60∼100메쉬인 것을 특징으로 하는 기능성 타일 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 건조공정은 1일간 자연건조하는 것을 특징으로 하는 기능성 타일의 제조방법.
파쇄된 황토 40∼60중량%, 규조토 30∼35중량%, 파쇄유리 5∼10중량%, 프릿 2∼5중량%, 인산소다 2∼7중량%, 쌀겨 1∼3중량%를 혼합하고,

상기 혼합된 혼합물의 수분 함량이 5∼7%가 되도록 혼련하며,

상기 혼련된 혼합물을 1∼10℃의 상온에서 수분이 골고루 퍼지면서 숙성되도록 1∼2일간 보관하고,

상기 숙성된 혼합물을 성형한 후, 성형된 성형물을 80∼120℃에서 30∼60분간 건조시키거나 또는 1일간 자연건조시키며,

상기 건조된 성형물을 730∼980℃의 고온에서 50∼70분간 소성시키고,

상기 소성된 소성물에 유약을 도포하여 시유한 후에 시유된 소성물을 300∼400℃의 저온에서 20∼30분 소성시키고 정형하여서 제조된 것을 특징으로 하는 기능성 타일.