KR100902231B1 - 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 숯을 주성분으로 하여 각종 건축용 내외장재나 생활용기를 소결성형법으로 제조하는 방법에 관련된 기술로서, 파우더 상태의 숯과 바인더를 균일하게 혼합시켜서 원료를 만드는 믹싱단계와; 상기 원료를 특정의 금형에 넣어서 제품의 형상으로 만드는 성형단계와; 성형체에 열과 압력을 가하는 1차소결단계와; 1차소결품을 황톳물에 담그거나 상기 1차소결품에 황톳물을 스프레이하는 황토도포단계와; 황토가 입혀진 1차소결품에 열과 압력을 가하는 2차소결단계;를 포함하여 구성되어 인체에 유익하며 우수한 품질을 갖는 건축자재나 생활용기를 만드는 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법에 관한 것이다.

소결, 숯, 황토, 세라믹, 타일, 건축자재

Description

숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF SINTERING PRODUCT USING CHARCOAL}

본 발명은 숯을 주성분으로 하여 각종 건축용 내외장재나 생활용기를 소결성형법으로 제조하는 방법에 관련된 기술이다.

기술의 발전에 따라 새로운 신소재가 많이 개발되고 있으며 이를 이용한 다양한 제품이 만들어지고 있다. 특히, 최근에는 웰빙 열풍으로 소비자들의 구매패턴이 친환경적인 소재를 이용한 각종 생활용품등으로 바뀌고 있다.

건축분야에 있어서 사람들이 실내에 거주하는 시간이 많은 특성상 새집증후군과 같은 신종 질병에 매우 민감하게 반응하고 있다. 따라서 건축분야에서도 인체에 무해하며 유익한 영향을 줄 수 있는 소재개발에 많은 연구와 노력을 투입하게 되었다.

대표적인 건축 내외장재로는 타일이나 벽돌과 같은 것이 있으며, 보편적으로 콘크리트나 세라믹 등을 이용한 것이 사용되어 왔었다.

숯은 오래 전부터 탈취재 등으로 사용되어 왔는데 상기 숯은 우수한 각종 효능을 가지므로 다양하게 활용되고 있다. 상기 숯이 가지는 알려진 효능으로는 습 도조절기능, 정수.정화기능, 탈취, 제독, 원적외선 및 음이온 방출, 가스흡착, 유해파차단 등의 기능을 가진다.

황토 역시 인체에 유익한 물질로 알려져 있으며, 미용효과, 질병치료효과, 제독기능 및 원적외선을 방출한다. 특히, 원적외선이나 음이온은 혈액순환을 돕고 숙면을 유지하는데 큰 도움을 주는 것으로 알려져 있다.

이러한 숯이나 황토의 유용성을 이용한 다양한 제품이 제공되고 있는데, 본 발명과 관련되는 기술로 몇가지를 소개하고자 한다.

먼저, 특허등록번호 446019호의 "숯을 이용한 탄소 성형체 제조방법"이 공개되어 있는데, 이 기술은 숯을 분말화하고 접착제를 혼합한 후 휘발성물질을 제거하고 다시 파쇄하여 분말상태화하고 금형에 넣어 성형한 후 최종적으로 소결하여 탄소 성형체를 만드는 기술이다.

또 다른 기술로 특허출원번호 2001-0074338호의 "황토와 참숯을 이용한 건축용 미장판의 제조방법"이 있었으며, 이것은 황토와 참숯을 수용성수지와 결합하여 형틀에 넣어 경화하여 건축용 미장판을 만드는 기술이다.

또 하나의 기술로 특허출원번호 2002-0010695호의 "수성세라믹 바인더를 이용한 황토 및 숯 제품의 고강도 성형방법"이 공개된 바 있다.

언급한 종래기술들에서는 숯과 황토를 처음부터 혼합교반하여 성형을 위한 원료로 사용하는 기술들이므로 숯과 황토가 혼합상태로 성형이 되므로 숯이 가진 고유의 특성은 높은 기공율로 인한 다양한 효능이 감소될 수 있다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서는 기본적으로는 숯과 황토를 이용하되 제품의 형태로 성형할 때까지는 숯과 바인더만을 이용하여 1차 소결성형하도록 한 후 황토성분을 도포시키도록 하여 재차 소결 처리하여 각종 건축자재 등을 만드는 방법을 제공하고자 한다.

더 나아가 보다 다양한 칼라를 갖는 제품을 제공할 수 있고 우수한 강도를 가지며 가볍고 열전도특성도 좋은 특성을 갖는 제품을 만들 수 있는 방법을 제공하고자 함을 본 발명의 과제로 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명은, 파우더 상태의 숯과 바인더를 균일하게 혼합시켜서 원료를 만드는 믹싱단계와; 상기 원료를 특정의 금형에 넣어서 제품의 형상으로 만드는 성형단계와; 성형체에 열과 압력을 가하는 1차소결단계와; 1차소결품을 황톳물에 담그거나 상기 1차소결품에 황톳물을 스프레이하는 황토도포단계와; 황토가 입혀진 1차소결품에 열과 압력을 가하는 2차소결단계;를 포함하여 구성되어 건축자재나 생활용기를 만드는 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법을 제안한다.

바람직하게 상기 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법은, 상기 황토도포단계 후에 세라믹 성분을 입히는 세라믹 코팅단계가 더 추가되는 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법을 제안한다.

바람직하게 상기 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법은, 상기 세라믹 코팅단계 후에 유약을 입혀서 원하는 색상을 연출하도록 하는 유약코팅단계가 더 추가되는 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법을 제안한다.

바람직하게 상기 바인더는 파우더 상태의 숯 중량에 대하여 0.5~5.0 중량% 로 함을 특징으로 하는 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법을 제안한다.

그리고 상기 소결 성형품은 타일, 벽돌 등의 건축 내외장재, 정수 등 환경개선재 또는 그릇, 불판 등의 생활용기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법을 제안한다.

본 발명에 따른 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법에 의하면 우수한 특성을 갖는 각종 건축자재나 생활용기를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

무엇보다도 본 발명의 소결 성형품은 숯을 주재료로 하여 그 외면에 황토 등을 도포시키므로 가벼우면서도 충분한 강도를 가지는 각종 성형품의 제공이 가능하다는 효과가 있다.

또한, 숯 성분을 다량 포함하므로 열전도성이 좋으므로 불판과 같은 열 전달이 잘 이루어져야 하는 성형품의 제작에 적합하다는 효과도 있다.

이하, 본 발명의 기술적 사상에 기초하여 구체적인 실시예에 대해 상세한 설명을 전개하기로 한다. 바람직한 실시예로 제시되는 것들은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 수단으로 제시되는 것인 바 실시가능한 다양한 실시형태 중 하나에 불과한 것임을 지적하며 당업자에 의한 단순한 변형을 가한 실시들도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이다.

<제1실시예>

본 발명에 대한 바람직한 제1실시예에서는 판상의 건축용 타일을 제조하는 것을 예로 하여 설명하기로 한다.

크게 본 발명의 구성은 믹싱단계, 성형단계, 1차소결단계, 황토도포단계 및 2차소결단계로 이루어지며 연속적인 과정을 통해서 다양한 성형품의 제조가 가능하다.

상기 믹싱단계는 파우더 상태인 숯과 결합제 역할을 하는 바인더를 균일하게 혼합시켜 원료를 만드는 단계를 의미한다. 상기 바인더로는 공지의 다양한 것들이 활용될 수 있는 것이며, 숯의 입도는 분말상태로서 특별히 한정될 필요는 없다. 한편, 상기 숯과 바인더의 혼합비율은 숯에 대해서 0.5~5.0 중량%의 바인더를 혼합하여 원료를 만들도록 함이 바람직하다. 상기 바인더의 혼합비율은 다양한 변화를 주어도 무방하다.

믹싱단계로 성형을 위한 원료를 만든 후에는 특정의 금형에 상기 원료를 넣어서 제품의 기본적인 형상으로 만드는 성형단계가 수행된다. 본 예의 경우에는 판상의 타일을 만들고자 하므로 이에 맞는 금형을 준비하여 성형을 하면 된다.

상기 성형단계를 통해서 만들어지는 성형체는 열과 압력을 가하여 1차소결을 실시하게 된다. 바람직한 1차소결온도로는 약 400~1300℃ 정도로 함이 적합하다. 본 발명에서는 1차소결 후 2차소결을 실시하므로 1차소결시에는 낮은 온도로 하여 급격한 변형이나 수축이 발생되는 것을 방지하여 파손을 예방하고자 한다.

상기 1차소결단계 후에는 황토도포단계가 뒤따르게 되는데 1차소결을 통해서 만들어진 1차소결품에 황토를 입히게 되는 단계를 의미한다. 황토도포단계에서는 황톳물을 준비하여 상기 1차소결품을 황톳물에 담근 후 꺼내어 건조시키거나 상기 1차소결품 표면에 황토물을 스프레이하는 것으로 충분하다. 상기 황토도포단계를 거치게 되면 상기 1차소결품 표면에 얇은 황토층이 형성되며, 상기 황토도포단계는 여러번 반복수행하거나 농도를 달리하여 제품의 용도나 특성에 맞게 황토층의 두께를 조정할 수 있도록 함이 바람직하다.

황토도포단계가 완료되면 건조과정을 거친 후 2차소결단계가 이어진다. 상기 2차소결단계에서는 보다 높은 열과 압력으로 황토가 입혀진 1차소결품을 다시한번 소결하는 단계이다. 2차소결단계에서의 바람직한 온도로는 500~1300℃ 정도로 설정함이 적합하다.

상술한 바와 같은 다수의 단계를 거쳐서 만들어지는 소결 성형품은 숯의 기본적인 특성이 저해되지 않으며 황토가 표면을 감싸게 되므로 외부충격에 의한 손상이 예방될 수 있고 황토와 숯의 특유한 효능을 그대로 간직한 채 건축용 타일로 제공될 수 있어 많은 수요가 예상되고 사람들의 건강에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

<제2실시예>

본 발명에 의한 제2실시예에서는 제1실시예를 기본으로 하되, 상기 황토도포 단계 후에 세라믹 성분을 입히는 세라믹 코팅단계가 더 부가되는 것을 주요한 특징으로 한다.

상기 세라믹 코팅단계의 경우 액상화된 세라믹성분에 황토도포가 이루어진 제품을 담그거나 스프레이하여 황토층 표면에 세라믹층이 더 형성될 수 있도록 하였다.

상기 세라믹 코팅단계에 이어서는 2차소결이 이루어진다. 이렇게 제조되는 소결 성형품은 보다 높은 강도를 보유하게 되며 세라믹이 가지는 고유의 특성을 보여준다.

보다 바람직하게는 상기 세라믹 코팅단계 후에 유약코팅단계를 더 추가하도록 함이 적합하다. 상기 유약코팅단계는 다양한 색상을 연출할 수 있도록 원하는 유약을 입히도록 하는 단계이다. 이를 통해서 소비자들의 기호에 맞는 색상을 가지는 타일 등을 제공하여 장식미를 구현하는데 도움을 줄 수 있게 된다.

제시한 제1실시예와 제2실시예에서는 건축자재로서 타일을 위주로 하여 설명이 되었으나 본 발명에 따른 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법은 벽돌 등의 건축 내외장재, 정수 등 환경개선재는 물론 그릇, 불판 등과 같은 생활용기의 제작에 활용될 수 있다.

본 발명에 따라 제조되는 소결 성형품은 기본적으로는 충분한 강도를 보유하게 되고 중량이 가볍다는 장점을 가진다. 또한, 숯을 기재로 하여 그 외면에 황토층 및 세라믹층이 입혀지므로 숯이 가지는 특성인 열전도성이 저해되지 않아 불 판과 같은 제품에 매우 적합하다.

본 발명에 따른 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법은 웰빙을 추구하는 현대인들의 기호에 잘 맞아서 타일, 벽돌 등 건축자재, 수질 및 대기개선용 환경소재, 그릇, 불판 등 생활용품 뿐만 아니라 다양한 제품의 제조에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (5)

1. 파우더 상태의 숯과 바인더를 균일하게 혼합시켜서 원료를 만드는 믹싱단계와;

   상기 원료를 특정의 금형에 넣어서 제품의 형상으로 만드는 성형단계와;

   성형체에 열과 압력을 가하는 1차소결단계와;

   1차소결품을 황톳물에 담그거나 상기 1차소결품에 황톳물을 스프레이하는 황토도포단계와;

   황토가 입혀진 1차소결품에 열과 압력을 가하는 2차소결단계;를 포함하여 구성되어 건축자재, 정수를 위한 환경개선재나 생활용기를 만드는 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법은,

   상기 황토도포단계 후에 세라믹 성분을 입히는 세라믹 코팅단계가 더 추가되는 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법은,

   상기 세라믹 코팅단계 후에 유약을 입혀서 원하는 색상을 연출하도록 하는 유약코팅단계가 더 추가되는 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 바인더는 파우더 상태의 숯 중량에 대하여 0.5~5.0 중량% 로 함을 특징으로 하는 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 소결 성형품은,

   타일, 벽돌, 정수를 위한 환경개선재, 그릇, 불판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 소결 성형품의 제조방법.