KR20110017950A

KR20110017950A - 수용성 규산염 시멘트마감처리제 제조제법

Info

Publication number: KR20110017950A
Application number: KR1020090075496A
Authority: KR
Inventors: 장정만
Original assignee: 장정만
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2011-02-23
Also published as: KR101126862B1

Abstract

본 발명은 원적외선을 다량 함유한 규산염과 은행잎 추출물을 이용한 수용성 시멘트마감처리제의 제조 조성물로서 그 구성은 규산나트륨 기조물인 커렛트(Cullet:SiO₂함량75％), 수산화나트륨(NaOH), 헥사메타인산소다((NaPO₃)₆), 제3인산소다(Na₃PO₄), 붕산나트륨(Na₂B₄O₇), 탄산칼슘(CaCO₃)를 믹서기로 고루 혼합하여 전기용융로에 투입하여 축합용융 시켜 냉각 고화한 후, 오토클레이브(autoclave)에 넣어 액화시킨 규산염 알칼리용액을 A액으로 하고, 은행잎추출물은 에틸알콜(CH₃CH₂OH)을 용매로 하여 추출된 용액을 B액으로 하여 A액과 B액의 혼합으로 제조되는 수용성 시멘트마감처리제 이다.

본 발명의 규산염과 은행잎추출물로 제조된 수용성 시멘트마감처리제는 건축된 건물의 시멘트마감처리제로서 시멘트 벽면에 분무도포하면, 인체에 유익한 원적외선을 방출하며 규산염의 피막을 형성시켜 방청, 방음, 방열, 음이온 방출 기능을 가지며, 시멘트독성을 제거하여 방취 및 방충, 방균 효과가 탁월하여 환경공해가 없고 인체에 무해, 무독하며 친환경적인 주거공간을 형성하는데 기여한다.

규산염, 용융, 은행잎추출물, Bilobalide, 바퀴벌레, 원적외선, 음 이온, 시 멘트 독, 항균시험, 방청, 방충, 방균

Description

수용성 규산염 시멘트마감처리제 제조제법{Water-soluble Silicate Cement close construction disposition manufacture}

도1은 본 발명의 제조 시 조성물의 실시 예 도표

도2는 본 발명의 원적외선 방사시험 결과 도표

도3은 본 발명의 탈취 시험 결과 도표

도4는 본 발명의 바퀴벌레 기피성 시험결과 도표

도5는 본 발명의 항균시험 결과 도표 및 그림

도6은 본 발명의 음이온 시험결과 도표

도7은 본 발명의 제조공정도이다.

본 발명의 조성물 구성은 규산소다(Na₂SiO₃)의 기조물인 커렛트(Cullet)를 주성분으로 하고, Silicate 자체가 인체에 유익한 원적외선과 음이온을 방출하며 공사마감 된 시멘트 벽면에 분무하면 수용성규산염의 피막을 형성시켜 방음, 방열기능을 가지며, 시멘트독성을 제거하여 방취성능을 가지며, 탁월한 방충, 방균효과 를 가지는 은행잎추출물이 첨가되어 환경공해가 없고 인체에 무해, 무독한 친환경적인 저렴한 건축마감처리제의 제조에 관한 것이다.

원적외선은 빛의 파장영역 중 3∼100마이크로 범위로써 가시광선 보다 강한 열작용을 하며 방사 에너지가 직접적이고 순간적인 열전달로 빠르게 가열하여 에너지 절약효과가 크며 건조가열, 난방, 온열치료, 건강용품, 식품가공, 건축내장제, 생활용품 및 동식물의 생체적 작용 등에 널리 이용되고 있으며, 탈취효과, 방균효과, 제습효과, 공기정화효과 등이 나타난다.

일반적인 이온이란 전기를 띤 미립자이다. 공기 중에는 눈에 보이지 않는 미립자나 분자들이 떠돌아다니고 있다. 대표적으로 산소, 탄소가스, 질소, 수소 등을 예로 들 수 있는데 이들 각각이 양이온이나 음이온의 형태로 존재한다. 즉 플러스전기를 띤 것을 양이온, 마이너스 전기를 띤 것을 음이온이라고 한다. 음이온은 고원이나 삼림, 폭포와 같이 공기가 깨끗하고 몸에 좋다고 하는 환경에 많다. 날씨가 좋아 습도나 온도가 쾌적하고, 공기도 청정할 때 대기중의 마이너스 정전압이 강하게 되어 공기중의 음이온이 많아진다. 음이온이 많아지면 뇌의 알파파의 활동이 증가되어 긴장을 완화시켜주어 편두통이 예방된다. 또, 호흡기 질환을 일으키는 Selrotonin을 억제하는 효과가 있다. 공기이온은 기상조건에 따라 변한다고 보여 지며, 불연속선, 한냉전선, 저기압이 통과할 때는 양이온이 증가하고 이것이 호흡기나 피부로 전하와 함께 체내에 흡수되어 음이온이 감소하고 양이온이 증가하는 현상이 나타나는 것이다. 현대사회에서는 배기가스나 공장의 매연, 담배연기, 기계로 부터 발생하는 전자파 등도 양이온이다. 우리가 음이온을 숨 쉬면, 심장과 신경 그리고 근육 등 자율신경이 진정된다. 음이온이 많은 숲 속에 들어가면 사람들이 차분해지는 것도 그 때문이다. 또 잠을 잘 오게 하고 신진 대사를 촉진하고 세포와 장기의 기능을 강화하며, 혈액을 정화하고 순환을 도와 혈색이 좋아진다. 또한 음이온은 테르펜에 버금가는 살균력과 함께 방부, 표백력도 가지고 있다.

일반적으로 건축의 마감은 시멘트 몰탈 미장으로 마감되고 있는데 시멘트에서 방출되는 유해가스와 시멘트 독(毒)이 입주한 주민들의 건강과 생활환경에 지대한 영향을 끼치고 있다. 이에 따라 각종 기능성을 연구개발한 세라믹 몰탈 제품들이 생산 판매되고 있는 추세이나, 거의가 미장 몰탈에 첨가혼합 하는 분말 액상 마감재가 주종을 이루고 있다.

선 등록된 특허 제0403488호에 의하면 천연 옥 분말, 세라믹분말, 액상바인더로 혼합하여 복잡한 교반과정을 거쳐 미세스크린을 통해 여과된 후의 미장 몰탈로 마감 후, 액상세라믹 건축마감재로서 미장 마감된 그 상부에 적용하는 도포 몰탈 이다.

본 발명은 선 등록된 액상 세라믹 건축마감재와는 전혀 다른 제조제법으로 그 조성물의 구성은 규산소다(Na₂SiO₃)의 기조물인 커렛트(Cullet)를 주성분으로 하고, 수산화나트륨, 제3인산소다, 붕산나트륨, 탄산칼슘을 믹서기로 혼합하여 전기용융로에 투입하여 축합용융 시켜 냉각 고화한 후, 무색투명한 유리상의 결정을 얻는다. 유리상의 결정을 오토클레이브(autoclave)에 넣어 액화시킨 강알칼리용액인 제조상의 특성을 가진다.

특히, 규사 또는 규석분을 사용할시 용해온도가 1,650℃이상으로, 규산소다(Na₂SiO₃)의 기조물인 커렛트(Cullet)를 주성분으로 사용함으로서 원료용해 동력원의 절감 및 제조공정의 간편성과 원가절감의 최대효과를 가질 수 있다.

본 발명은 "플라보노이드"라는 살충, 살균 성분을 함유하여 탁월한 방충, 방균효과를 가지는 은행잎추출물이 첨가되어 건축마감 된 시멘트 벽면 위에 분무 도포되는 특징을 갖고 있다.

본 발명은 규산염과 조합하여 인체에 무해무독하며, 환경공해가 없는 방청, 방음, 방열기능과 시멘트 독성을 제거하는 건축마감재를 제조하는 것이다. 이에 본 발명은 상기한 바와 같은 시멘트 마감 문제점을 해소하기 위하여 원적외선을 다량 방출하며, 방청과 방식의 효과도 가지는 규산소다(Na₂SiO₃)의 기조물인 커렛트(Cullet)를 주재로 한, 규산염용액과 은행잎추출물이 첨가된 본 발명용제를 시공된 시멘트 면에 분무하면 수용성규산염의 피막을 형성시켜 방청, 방음, 방열기능을 가지고 시멘트독성과 냄새를 제거하며, 환경공해가 없고, 탁월한 방충, 방균효과, 인체에 무해, 무독한 친환경적인 저렴하고 시공이 간편한 건축마감처리제를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적달성을 위하여, 이하 본 발명의 조성물로 제조된 수용성 규산염 건축마감처리제의 작용 및 효과의 시험을 첨부된 도표를 참조하여 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 조성물을 이용한 수용성 규산염 건축마감처리제 제조 시 조성물의 실시 예 도표로서 실시 예1, 2, 3으로 각기 조성 비율을 나타내었다.

커렛트(Cullet:SiO₂함량75％)70∼90중량부, 수산화나트륨(NaOH) 10∼25중량부, 헥사메타인산소다 ((NaPO₃)₆) 5∼10중량부, 제3인산소다(Na₃PO₄)5∼10중량부, 붕산나트륨(Na₂B₄O₇) 1∼3중량부, 탄산칼슘(CaCO₃) 1∼2중량부를 믹서기로 고루 배합하여 용융전기로에 투입하여 1,300℃∼1,450℃의 온도로 용해하고 무색투명한 결정체를 얻는다.

규사(SiO₂순도99.9％)는 수산화나트륨(NaOH)과 축합 용융되므로 규산나트륨(Na₂SiO₃)화되고, 수산화나트륨에 의해 규산나트륨(Na₂SiO₃)화 되어 물에 잘 용해하여 강 알칼리도를 유지하게 하고 규산피막으로 표면 코팅과 방청역할을 한다.

2 NaOH+nSiO₂→ Na₂O·nSiO₂+CO₂↑

헥사메타인산소다((NaPO₃)₆)는 금속이온 봉쇄능력과 분산, 이온강도증대작용이 우수하며 벽면의 틈새에 침투하여 제품의 분산제 역할을 보조하고, 제3인산소다(Na₃PO₄)는 강알칼리성으로 수산화나트륨(NaOH)과 함께 알카리도 및 중화제로서 제품의 분무 시에 접착역할도 감당한다. 붕산나트륨(Na₂B₄O₇)은 금속산화물을 잘 녹이며 가열하면 유리상의 투명체로 성질을 가지며 규산염의 용융조합에 열처리제 역할 을 하며 제품의 고착성을 증대시킨다. 탄산칼슘(CaCO₃)은 용융제품의 강도조절 및 균일한 규산 피막의 강화제로 작용한다.

상기의 조성물을 전기용해로에 넣고 1,300∼1,450℃의 온도로 용해시키고, 용해물은 출탕되어 투명의 유리상으로 외기온도에 의해 자연 파쇄 냉각되고, 이것을 오토클레이브(auto-clrave)에 넣어 5∼6기압으로 액화시켜 알칼리성의 "A"액을 제조한다.

은행나무(Ginkgo biloba L.)는 "살아있는 화석"이라 불리며 약 2억년 전부터 지구상에 존재했던 Ginkgoales로 알려진 식물군 중에서 유일하게 살아남은 식물이며, 그 수명이 1,000년을 넘는 장수목으로 우리나라에도 장수 은행나무가 많다. 이 은행나무 잎의 곤충, 박테리아, 곰팡이 등과 같은 다양한 해충에 대한 저항성이나 살충의 효과가 보고되어 왔다. 은행잎의 약리작용에 대해서는 많은 연구와 보고가 되고 실지 혈관질환개선제나 혈압강하제, 치매증의 개선제 등의 개발들로 인해 활발히 연구되고 있으나, 곤충, 박테리아, 곰팡이 등에 대한 연구가 국외에서는 활발하고 효능이 입증되어 학계에 보고되고 있으나, 국내에서는 많이 알려지지 않고 다만 우리나라의 경우, 민간요법으로 바퀴벌레의 퇴치용 정도로 인식 되어 왔다.

은행잎 속에 함유된 유효한 성분은 플라보노이드(flavonoid)와 테르펜(terpens)을 각기 24％, 6％ 함유하고 있다. 은행잎만의 특유 성분으로 살충력을 가진 빌로발리드(bilobalide)와 징코라이드(ginkgolide) A, B, C가 있다. 배추흰나비(pieris rapae crucivora) 유충에 대한 강력한 섭식 저해물질로 Ginkgolide A, Ginkgolide B 및 bilobalide등이 학계에 보고 되었으며(Matsumoto T, Tsuyoshi S 1987), 벼멸구에 대한 인체에 무해한 살충성분으로 bilobalide와 Ginkgolide A, Ginkgolide B와 C가 연구 발표된 바 있다.(Ahn. 1997)

6∼7월경에 채취한 녹색은행잎을 깨끗이 수세, 음지에서 통풍으로 건조시킨 후, 잘게 분쇄한 은행잎 50kg을 추출용매 99.8％ 에틸알콜(CH₃CH₂OH) 50ℓ에 60일간 침적밀봉 추출시켜 추출물의 Ginkgolide 및 bilobalide 성분 순도 (1∼3％)를 유지시켜 냉암소에 보관하며 이상의 은행잎 추출물을 "B"액으로 한다.

상기의 규산염 "A"액과 은행잎추출물 "B"액을 100 : 0.1∼1％의 비율로 희석 교반할 때 부형제로 SiO₂의 20％대의 적정농도를 맞추기 위해 증류수를 첨가하고, 여과과정을 거쳐 건축마감처리제로 제조되며, 상기 본 발명의 조성물의 보다 상세한 이해를 위하여 본 발명의 배합 및 제조방법의 실시 예를 상술한다.

＜실시 예1＞

커렛트(Cullet:SiO₂함량75％) 75중량부, 수산화나트륨(NaOH) 15 중량부, 헥사메타인산소다 ((NaPO₃)₆) 7 중량부, 제3인산소다(Na₃PO₄) 6 중량부, 붕산나트륨(Na₂B₄O₇) 3 중량부, 탄산칼슘(CaCO₃) 2 중량부를 믹서기로 고루 배합하여 용융전기로에 투입하여 1,300℃∼1,450℃의 온도로 용해하고 4∼5시간의 용융시간으로 합성반응이 끝난 용융물을 용해로에서 출탕 자연 냉각하여 유리상의 무색투명한 결정체 (SiO₂함량 53.3％)를 얻었고, 이 결정체를 오토클레이브(auto-clrave)에 넣어 5∼6 기압으로 액화시켜 강알칼리성의 "A"(SiO₂함량 17％)액을 제조한다. 은행잎을 에틸알콜(CH₃CH₂OH) 용매로 추출된 추출물의 Ginkgolide 및 bilobalide 성분 순도 (1∼3％) 용액 "B"액으로 혼합비 100 : 0.2로 희석 교반하여 여과과정을 거쳐 건축마감처리제로 제조 하였다.

＜실시 예2＞

커렛트(Cullet:SiO₂함량75％) 80중량부, 수산화나트륨(NaOH) 18중량부, 헥사메타인산소다 ((NaPO₃)₆) 5중량부, 제3인산소다(Na₃PO₄) 8중량부, 붕산나트륨(Na₂B₄O₇) 2중량부, 탄산칼슘(CaCO₃) 1중량부를 믹서기로 고루 배합하여 용융전기로에 투입하여 1,300℃∼1,450℃의 온도로 용해하고 4∼5시간의 용융시간으로 합성반응이 끝난 용융물을 용해로에서 출탕 자연 냉각하여 유리상의 무색투명한 결정체 (SiO₂함량 65％)를 얻었고, 이 결정체를 오토클레이브(auto-clrave)에 넣어 5∼6기압으로 액화시켜 강알칼리성의 "A"액(SiO₂함량 18.5％)을 제조한다. 은행잎을 에틸알콜(CH₃CH₂OH) 용매로 추출된 추출물의 Ginkgolide 및 bilobalide 성분 순도 (1∼3％) 용액 "B"액으로 혼합비 100 : 0.5로 희석 교반하여 여과과정을 거쳐 건축마감처리제로 제조 하였다.

＜실시 예3＞

커렛트(Cullet:SiO₂함량75％) 85 중량부, 수산화나트륨(NaOH) 20 중량부, 헥 사메타인산소다 ((NaPO₃)₆) 8 중량부, 제3인산소다(Na₃PO₄) 8 중량부, 붕산나트륨(Na₂B₄O₇) 1 중량부, 탄산칼슘(CaCO₃) 1 중량부를 믹서기로 고루 배합하여 용융전기로에 투입하여 1,300℃∼1,450℃의 온도로 용해하고 4∼5시간의 용융시간으로 합성반응이 끝난 용융물을 용해로에서 출탕 자연 냉각하여 유리상의 무색투명한 결정체 (SiO₂함량 53.9％)를 얻었고, 이 결정체를 오토클레이브(auto-clrave)에 넣어 5∼6기압으로 액화시켜 알칼리성의 "A"(SiO₂함량 20.0％)액을 제조한다. 은행잎을 에틸알콜(CH₃CH₂OH) 용매로 추출된 추출물의 Ginkgolide 및 bilobalide 성분 순도 (1∼3％) 용액 "B"액으로 혼합비 100 : 0.8비율로 희석 교반하여 여과과정을 거쳐 건축마감처리제로 제조하였다.

상기의 실시 예1, 2, 3의 제품은 모두 시멘트 벽면 침투부착성이 탁월하였고, 탈취시험 결과로도 시멘트 독성의 중화능력이 탁월 하였다.

도2는 본 발명의 배합조성물(실시예2)로 제조한 수용성 시멘트마감처리제의 원적외선 방사시험을 FT-IR Spectrometer를 이용하여 38℃의 조건으로 의뢰측정결과, 방사율(5∼20㎛)이 0.924를 나타내었고 방사에너지(W / ㎡)는 3.72 × 10²를 나타냄으로 인체에 유익한 원적외선의 방출결과를 얻었음을 나타내고 있다.

도3은 본 발명의 탈취시험(NH₃)결과 도표이며, 경과시간이 지날수록 탈취율은 높아짐을 알 수 있으며 경과시간 120분에는 86.2％의 탈취율을 보여 우수한 탈취효과도 겸하고 있음을 입증하였다.

도4는 본 발명의 바퀴벌레 기피성 시험결과의 도표이고, 3㎜ 두께의 아크릴로 제작된 400cm×30cm×20cm(가로× 세로× 높이)의 사각형의 시험상자를 2개 만들어 위덮게는 엷은 그물망을 씌우고 바퀴벌레가 위로 올라가지 못하도록 6cm높이까지 바세린(Vaseline) 처리를 하였고, 빛을 차단하여. 암수에 관계없이 바퀴벌레 각 20마리씩 넣고 고형사료와 물이 함유된 탈지면을 넣어주고 48시간을 적응 시켰다. 10㎜두께의 시멘트 시편과 시멘트 위에 본 발명의 시료를 분무한 시험편을 넣어 19시간 동안 4회에 걸쳐 측정 하였다. 시멘트 시료위로는 바퀴벌레의 활동영역으로 왕래가 자유로우나 본 발명의 분무 시편에는 거의 기피성을 띄고 있었다. 바퀴벌레 기피성 결과는 본 발명 시험시료는 상대 기피율은 96.4％를 나타냄으로서 바퀴벌레에 대한 탁월한 기피성능이 있는 것으로 평가되었다.

도5는 본 발명의 항균시험 결과 도표와 그림이며, 대장균(Escherichia coli ATCC 25922)에 대하여 세균감소율을 시험결과 BLANK(시료를 넣지 않은 상태 측정)는 24시간 후 균수가 증가 하였고, 본 발명의 시편은 24시간 후의 세균수가 거의 감소되어 99.8％의 감소율을 기록 하였다.

도6은 본 발명의 음이온(negativeinos) 시험결과 도표이며, 전하입자 측정장치를 이용하여 실내온도 25℃, 습도 47％, 대기 중 음이온 수 105/cc 조건에서 시험 하였으며, 본 발명 수용성 규산염 건축마감재 방출 음이온을 측정하여 단위체적당 ION수로 표시하였다. 음이온의 방출량은 실내의 대기 중 음이온 수를 40∼60(ION/cc)으로 측정 될 때를 기준으로 보면 390(ION/cc)으로서 양호한 음이온을 방출 하였다.

도7은 본 발명의 제조공정도이며 조성물을 적정비율로 고루 혼합하여 전기용해로에 투입하여 1,300℃∼1,450℃의 온도로 용해하고 4∼5시간의 축합용융으로 출탕시키고, 크리스탈화의 결정을 다시 오토크레이브(Auto-clrave)에서 액체화 하고, 추출용매 에틸알콜(CH₃CH₂OH : 99.8％)로 Ginkgolide 및 bilobalide 성분 순도 (1∼3％)로 추출된 은행잎 추출물을 규산 수용액 100에 대하여 0.1∼1％ 비율로 희석 교반조합하여 여과과정을 거친 후, 제품의 pH, 함량 및 시험을 거쳐 포장, 출고 되는 공정을 나타내고 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 본 발명은 상기의 곤충, 박테리아, 곰팡이 구제효능을 가진 은행잎의 추출물을 규산염과 조합하여 인체에 무해무독한 건축마감재를 제조하는 것이다. 규산염과 은행잎추출물로 제조된 수용성 시멘트마감처리제는 건축물의 시멘트마감처리제로서 시멘트 벽면에 분무도포하면, 인체에 유익한 원적외선을 방출하며 규산염의 피막을 형성시켜 방청, 방음, 방열기능을 가지며, 시멘트독성을 제거하여 방취 및 방충, 방균 효과가 탁월하여 환경공해가 없고 인체에 무해, 무독한 친환경적인 시멘트마감처리제이다.

Claims

커렛트(Cullet:SiO₂함량75％)70∼90중량부, 수산화나트륨(NaOH) 10∼25중량부, 헥사메타인산소다 ((NaPO₃)₆) 5∼10중량부, 제3인산소다(Na₃PO₄)5∼10중량부, 붕산나트륨(Na₂B₄O₇) 1∼3중량부, 탄산칼슘(CaCO₃) 1∼2중량부를 고루 배합하여 용융전기로에 투입하여 1,300℃∼1,450℃의 온도로 용해하고 4∼5시간의 용융시간으로 합성반응이 끝난 용융물을 용해로에서 출탕 자연 냉각하여 유리상의 무색투명한 결정체를 얻고, 이 결정체를 오토클레이브(auto-clrave)에 넣어 5∼6기압으로 액화시켜 알칼리성의 수용액 SiO₂함량 15∼25％를 제조하고, 은행잎추출물은 에틸알콜(CH₃CH₂OH) 용매로 추출된 추출물의 Ginkgolide 및 bilobalide 성분 순도 (1∼3％) 수용액을 상기의 규산수용액 100에 대하여 은행잎 추출물 0.1∼1％ 비율로 희석 교반하여 여과과정을 거쳐 제조하는 수용성 규산염 시멘트 마감처리제의 제조제법.