KR101312864B1 - 건축용 미장재 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 우수한 항균력과 정화력을 가진 황토를 주성분으로 하되 특정의 친환경 천연 성분을 부가하여 주로 황토의 주성분이 갖는 성질과 물질적 특징을 더욱 향상하는 즉, 낮은 친화성의 향상, 건조시 나타나는 수축 균열의 보완, 강도의 향상과 아울러 단열성과 흡음성도 향상하는 건축용 미장재에 관한 것으로, 24~42 중량%의 황토, 12~24 중량%의 황마 섬유, 8~18 중량%의 천연 접합제, 8~12 중량%의 톱밥, 및 24~36 중량%의 물을 포함할 수 있고, 4~12 중량%의 펄프(pulp)를 선택적으로 더 포함할 수 있으며, 상기 톱밥은 쑥분말 또는 녹차분말로 대체할 수 있다.

Description

건축용 미장재{Plastering Materials for Construction}

본 발명은 건축물의 벽 및 바닥에 마감재로 사용되는 건축용 미장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 항균력과 정화력을 가진 황토를 주성분으로 하되 특정의 친환경 천연 성분을 부가하여 주로 황토의 주성분이 갖는 성질과 물질적 특징 즉, 친화성, 단열성, 흡음성, 및 강도를 더욱 향상하고, 특히 증산을 방지하여 황토의 건조시 나타나는 수축 균열을 보완하는, 건축용 미장재에 관한 것이다.

일반적으로, 산업화와 도시화로 인하여 대부분의 주거 공간이 시멘트 및 콘크리트로 건축되었음은 이미 오래 전의 일이 되었고, 오랜 기간 동안 건축에 사용되는 골재의 채취로 인하여 자원이 고갈되면서 하천과 생태계의 파괴는 물론 환경오염을 유발하게 되어 공해가 더욱 심화되고 있는 실정이다.

특히, 사람이 거주하는 콘크리트로 이루어진 주거 공간은 전자제품들을 사용하여 통풍과 습도 및 온도 등을 인위적으로 조절하게 됨으로써 사람들이 전자파에 거의 노출된 상태에서 살아간다하여도 과언이 아니며, 콘크리트에서 발생되는 유해 화학 물질에 의하여 새집증후군과 같은 소위 현대병이 더욱 유발되는 실정이다.

즉, 신축건물에 적용되는 온갖 도료와 화학제품들에 기인하여 발생되는 포름알데히드 등의 유해 물질에 의하여 인체에 유익한 요소들이 차단되고 이러한 환경 하에서 주거 생활하는 사람들에게 상쾌감을 주지 못할 뿐더러 무력감을 주게 되고 면역성도 저하하는 등의 여러 문제가 발생하였다.

한편, 우리 전통가옥 중의 하나인 황토로 지어진 집은 자체 특성에 의하여 습도 조절과 통기성을 구비하여 계절에 상응하는 냉난방 기능은 물론 인체에 혈액순환을 촉진시키는 원적외선 방사기능을 갖추며 그밖에 탈취 작용 및 항균 효과를 발생하는 등 그 우수성에 대해서는 이미 입증된 바가 있다.

황토는 그 자체에서 인간에게 유익한 원적외선을 다량 방사하는 것으로 널리 알려져 있다. 또한 그 자체적으로 단열의 효과도 매우 우수하여, 자연적인 항온 및 항습의 효과도 뛰어나고 나아가 항균의 효과도 우수한 것으로 알려져 있다. 따라서 우리 조상들이 가옥의 건축 재료로서 황토를 이용하여 주거환경을 조성한 것은 그와 같은 과학적인 사실에 기초한 것으로 볼 수 있다.

따라서 최근에는 우수한 항균력과 정화력을 가진 황토를 실내 주거환경에 응용 내지 적용하려는 다양한 시도가 있고, 그 시도의 일환으로 황토와 물을 일정 비율 혼합하여 건축물의 벽 및 바닥에 마감 작업으로서 황토 미장을 하고 있다.

황토는 석영 40~80%, 장석과 운모 10~20%, 탄산염광물 5~35%, 실트 2~4% 등의 조성으로 이루어진 광물로, 화학성분은 실리카 50~60%, 알루미나 8~12%, 3가 산화철 2~4%, 2가 산화철 0.8~1.1%, 산화칼슘 4~16%, 산화마그네슘 2~6%, 약 0.5%의 산화티탄과 산화망간, 나트륨, 석회 등으로 이루어져 있고, 다양한 무기물과 효소의 작용, 습도조절능력을 가지고 있으며, 원적외선을 방사하므로 건축물 내외장재로 사용할 경우 다른 인조 가공 재료에 비해 인체에 무해하고 건강에 도움을 줄 수 있는 적합한 재료로 분류되며, 또한 다른 천연 재료에 비해 인체 건강에 유익한 특징을 가지고 있음이 널리 알려져 있다.

그러나, 황토 입자는 물에 대한 친화성이 좋지 못하고, 건조될 때 함유된 잉여수가 증발하면서 수축하게 되어 균열이 발생 되고, 그 결과 황토의 부착력이 급격하게 감소하여 황토미장층이 벽 및 바닥으로부터 박리되어 떨어지며, 또한 건축용 미장재로서의 강도가 충분하지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 우수한 항균력과 정화력을 가진 황토를 주성분으로 하되 특정한 친환경 천연 부성분을 추가하여 황토의 주성분이 갖는 성질과 물질적 특징 즉, 친화성, 단열성, 흠음성, 및 강도를 더욱 향상하고, 특히 증산을 방지하여 황토의 건조시 나타나는 수축 균열을 방지하도록 이루어진 건축용 미장재를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 건축용 미장재는, 24~42 중량%의 황토, 12~24 중량%의 황마 섬유, 8~18 중량%의 천연 접합제, 8~12 중량%의 톱밥, 및 24~36 중량%의 물을 포함할 수 있고, 4~12 중량%의 펄프(pulp)를 선택적으로 더 포함할 수 있으며, 상기 톱밥은 쑥분말 또는 녹차분말로 대체할 수 있다.

상기 천연 접합제는 감자, 옥수수, 쌀, 밀가루 중 적어도 하나의 전분질로 만든 풀 및 미역이나 다시마와 같은 해조류를 달여 끈끈하게 만든 풀 중 하나 이상을 포함일 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따르면, 황토를 주성분으로 하여 우수한 항균력과 정화력 등을 가진 황토의 특장점은 그대로 보유하거나 배가하되, 특정한 친환경 천연 부성분을 추가하여 황토의 주성분이 갖는 낮은 친화성을 향상하고, 건조시 나타나는 수축 균열을 방지하며, 미장재의 강도 향상과 아울러 단열성, 흡음성 및 항균력도 더욱 향상하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

건축 및 건물의 구조물 벽면은, 시멘트, 단열재, 페인트 및 각종 접착제가 표면을 형성하여 라돈 가스, 포름알데히드, 석면, 유기화합물 등 각종 인체에 해로운 물질이 방출되고 이렇게 방출된 물질들은 밀폐된 공간에서 쉽게 빠져나가지 못하여 인체에 해로운 영향을 끼친다.

라돈 가스는 방사능 원소이고, 포름알데히드는 정서 불안, 기억력 상실, 정신집중 저하, 어지러움 증, 구토, 각종 염증을 일으키고, 장기간 노출되면 월경불순, 불임, 암 등을 유발하는 독성 물질로 분류되어, 이를 차단하여 친환경적인 건축물 벽면을 구성하는 다양한 시공법이 제시되었으며, 그 중 황토를 이용하여 벽면을 미장처리 하는 방법은 독성 물질의 방출을 억제하기 위한 방법의 하나로 제시되었다.

본 발명의 실시예에 따른 건축용 미장재는 황토를 주성분으로 하고, 친환경적 천연재료인 황마 섬유, 천연 펄프, 천연 전분질 또는 천연 해조류로 이루어진 천연 접합제, 천연 톱밥, 및 물 등을 부성분으로 추가하여 만들어 진다.

본 발명의 실시예에 따른 건축용 미장재에 의하면, 콘크리트 및 시멘트 구조물에 대한 친화성이 높아 고접착력을 제공하고, 건조시 균열이 없으며, 별도의 화학 본드를 사용하지 않아 친환경적이고, 황토성분이 갖는 인체에 유익한 광물질의 방사 효과를 제공하고, 부성분으로 혼합하는 물질을 인체에 유익한 천연 물질을 사용함으로써, 쾌적한 주거 환경을 제공할 수 있는 안정성이 큰 미장재를 제공할 수 있다.

미장재로서 사용 가능한 황토는, 콘크리트 시멘트 등의 구조물 표면에 일정한 접착 유지력으로 접착되도록 하기 위하여 다양한 첨가물을 혼합하여 사용이 가능하며, 미장법을 개선하여 일정한 접착력을 얻고 균열이나 갈라짐이 없도록 보완하는 방법이 적용되고 있으나, 첨가물을 사용하는데 따라 첨가물 사용으로 인한 유해성 물질의 사용 안정성의 문제점이 있고, 미장법의 개선 또한 충분한 고접착력을 얻을 수 없고, 균열 가능성이 있어 실내 마감재로서의 활용이 불가능했다.

본 발명의 실시예에 따른 건축용 미장재는, 콘크리트 표면 또는 구조물의 내외장 미장을 위하여 주성분을 황토로 하고, 그 황토 주성분 이 갖는 취약한 친화성과 건조시 균열에 따른 강도를 보완하기 위하여 전술한 바와 같은 특정의 부성분을 추가하여 이루어진다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 건축용 미장재는, 구체적으로, 24~42 중량%의 황토, 12~24 중량%의 황마 섬유, 8~18 중량%의 천연 접합제, 8~12 중량%의 톱밥, 및 24~36 중량%의 물을 포함할 수 있고, 4~12 중량%의 펄프(pulp)를 선택적으로 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 미장재는 상기 톱밥 대신 쑥분말 또는 녹차분말을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 건축용 미장재는, 바람직하게, 30~35 중량%의 황토, 15 중량%의 황마 섬유, 10~15 중량%의 천연 접합제, 10 중량%의 톱밥, 및 30 중량%의 물을 포함하여 이루어질 수 있고, 선택적으로 5~10 중량%의 펄프를 더 포함할 수 있다.

전술한 본 발명의 실시예에서 천연 접합제는, 일 예로 감자, 옥수수, 쌀, 밀가루 중 적어도 하나의 전분질로 만든 제1 풀을 사용하거나, 다른 예로 미역이나 다시마와 같은 해조류를 달여 끈끈하게 만든 제2 풀을 사용하거나, 또 다른 예로 전술한 제1 풀과 제2 풀을 혼합한 풀을 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 건축용 미장재는 전술한 전체 구성 성분 중 물을 제외한 건조 혼합물 상태의 미장재 제품으로 제조하여 판매할 수 있고, 사용자는 구매한 미장재에 물을 혼합하여 사용할 수 있다.

이어, 본 발명의 실시예에 사용되는 각 구성 성분에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 사용되는 황토는 석영 40~80%, 장석과 운모 10~20%, 탄산염광물 5~35%, 실트 2~4% 등의 조성으로 이루어진 광물로, 화학성분은 실리카 50~60%, 알루미나 8~12%, 3가 산화철 2~4%, 2가 산화철 0.8~1.1%, 산화칼슘 4~16%, 산화마그네슘 2~6%, 약 0.5%의 산화티탄과 산화망간, 나트륨, 석회 등으로 이루어져 있고, 다양한 무기물과 효소의 작용, 습도조절능력을 가지고 있으며, 원적외선을 방사하므로 건축물 내외장재로 사용할 경우 다른 인조 가공 재료에 비해 인체에 무해하고 건강에 도움을 줄 수 있는 적합한 재료로 분류되며, 또한 다른 천연 재료에 비해 인체 건강에 유익한 특징을 가지고 있다.

본 발명의 실시예에 사용되는 황마 섬유는 수사(樹絲)라고도 불리며, 인도, 방글라데시, 파키스탄, 미얀마 등 열대 지방에서 재배되는 갈대류의 일년생 초본에서 채취한 인피섬유로서, 해당 섬유세포의 내공이 불규칙하게 배열되어 있어서 흡수성, 보온성, 부식성, 햇볕에 그을음 방지, 수분의 증산 방지 등의 특성을 가진다.

본 발명의 실시예에 사용되는 펄프는 종이 장판 등의 원료로 사용되는 펄프이다. 펄프란 목재나 그 밖의 섬유 식물에서 기계적ㅇ화학적 또는 그 중간 방법에 의하여 얻는 셀룰로오스 섬유의 집합체를 나타낸다. 원래는 많은 수분을 포함하고 있어서 죽 모양으로 되어 있거나, 압착 등의 방법에 의하여 탈수한 습윤물(濕潤物)을 말하는데, 좁은 의미로는 식물을 구성하고 있는 섬유를 추출하여 모은 것을 말한다. 현재 이용되는 펄프의 원료로는 솜 같은 종모섬유(種毛纖維)와 대나무ㅇ짚, 에스파르토, 버개스 등과 같은 벼과식물의 줄기, 마닐라삼의 줄기, 대마ㅇ아마, 닥, 삼아, 안피 등의 나무껍질(靭皮部)과 나무의 가지나 잎을 제외한 줄기 등 매우 다양하다. 분류법에는 사용한 원료의 이름을 따서 분류하는 법과 제조법에 의하여 분류하는 법이 있다. 원료에 따른 분류로는 먼저 목재펄프와 비목재펄프로 구분하고, 목재펄프는 다시 침엽수펄프(NP)와 활엽수펄프(LP)로, 비목재펄프는 짚펄프(straw pulp), 버개스펄프(bagasse pulp), 갈대펄프, 대나무펄프, 인피섬유(靭皮纖維)펄프, 넝마펄프, 면펄프 등으로 구분한다. 제조법에 의한 분류는 먼저 기계펄프(MP)와 화학펄프(CP) 두 가지 방법을 병행하여 생산한 것이 있는데, 기계펄프는 다시 쇄목펄프(GP), 리파이너펄프(RGP), 열처리기계펄프(TMP) 등으로 구분하며, 화학펄프는 아황산펄프(SP), 크라프트펄프(KP), 소다펄프(soda plup)로 구분한다. 기계와 화학 두 가지 방법을 병행하는 것은 화학쇄목펄프(CGP), 세미케미컬펄프(SCP)로 구분한다. 제조법에 의하여 구분할 경우는 펄프의 표백 정도에 따라 명칭의 앞에 표백(B), 반표백(S), 미표백(U) 등을 붙여서 사용한다. 또 펄프를 용도에 따라 구분할 때에는 제지용과 용해용(DP)으로 나눈다.

본 발명의 실시예에 사용되는 접합제는 다른 구성 성분들 간의 친화력을 높이고 건축물의 벽체나 바닥에 마감재를 바를 때 접합성을 높이는 것으로, 일 예로 감자, 옥수수, 쌀, 밀가루 등에서 나오는 천연 전분질로 만든 친환경 풀(이하, 천연 전분질 풀이라 칭함)을 사용하거나, 다른 예로 미역이나 다시마와 같은 천연 해조류를 달여 끈끈하게 만든 풀(이하, 천연 해조류 풀이라 침함)을 사용하거나, 또 다른 예로 전술한 천연 전분질 풀과 천연 해조류 풀을 을 혼합한 풀을 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 사용되는 톱밥은 톱으로 켜거나 자를 때에 나무 따위에서 쓸려 나오는 가루를 나타내는 것으로 소나무나 편백나무 등과 같이 인체에 유익한 나무의 톱밥을 사용한다. 편백(扁柏)은 일본 원산의 상록교목으로, 회목(檜木), 히노끼, 또는 노송나무라고도 한다. 높이 30~40m, 폭 1~2m 가량이며, 나무껍질은 적갈색이고, 작은 바늘 모양의 잎이 가지에 밀생한다. 봄에 가지 위에 작은 꽃이 피며, 10월에 녹색의 구과가 붉은색으로 익는다. 구과는 지름 1㎝로 7~9개의 방패 모양인 비늘조각으로 되어 있다. 잎과 목재에는 1%의 정유가 포함되어 있으며, 약용으로 이용되고 있다. 즉, 편백나무는 측백나뭇과이며 흔히 알듯이 피톤치드라는 우리 몸에 이로운 물질을 뿜어내며, 그것도 침엽수 중에서 가장 많은 양의 피톤치드를 방출하는 나무로, 편백나무 톱밥은 아토피치료에 효과가 있다.

본 발명의 실시예에서 황토는 가공되지 않은 생황토를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 생황토는 자연 상태를 그대로 유지하는 천연재를 그대로 사용하는 것으로, 화학물질을 섞지 않을 것과, 고열을 가하거나 성분과 상태를 변형 시키지 않도록 하여 미생물이 천연 상태로 보존된 상태로 사용한다. 또한, 생황토는 다른 성분과의 혼합 접착력과 다른 물질과의 친화력을 강화시키기 위해 입자의 크기를 약 1/100mm 정도 내로 유지하는 것이 바람직하며, 부성분이 되는 톱밥, 쑥분말 또는 녹차분말도 생황토의 입자 크기를 기준으로 채로 거르거나 선별하여 사용할 수 있다.

인체에 유익한 순기능으로 작용되는 생황토의 기능은 일반적으로 성분에 포함된 미생물의 활성화에 따른 자체 정화 및 보존 효과와 음이온 방출을 통한 다양한 효과, 그리고 원적외선 방사를 통한 공기의 여과 및 정화 등의 일반적인 기능에 따르는데 천연 상태의 생황토가 이러한 순기능을 충족시키는데 적합하다.

부성분으로 생황토와 혼합되는 소나무 또는 편백나무 톱밥이나 쑥분말 또는 녹차분말은 각종 약재로 사용될 정도로 인체에 유익한 것은 물론 황토하고의 친화력도 좋고 난방 시 유익한 물질을 발산하여 공기 정화력과 탈취 및 세균 활성화 등을 방지할 수 있다.

부성분으로 생황토와 혼합되는 황마 섬유는 보온과 보습에 탁월한 효과를 가지고 있어 황토의 건조 시 나타나는 수축 균열을 방지하며 황토의 강도를 보강하고 방음의 기능도 나타내며, 펄프는 황마 섬유의 특장점을 배가시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 천연 접합제는 전술한 모든 구성 성분들 간의 혼합 시 상호 친화력을 높이고, 완성된 미장재가 벽이나 바닥에 견고히 접합되도록 하는 접합력을 향상한다.

다음의 [표 1]은 본 발명의 실시예에 따른 건축용 미장재를 실제 적용하였을 경우의 대표적인 몇 가지 실험예를 나타낸다.

	배합비율 (중량%)	균열 발생 여부 및 시기
실험1	황토 30, 황마 20, 풀 10, 톱밥 10, 물 30	90일 이후까지 균열 발생하지 않음
실험2	황토 30, 황마 15, 펄프 5, 풀 15, 톱밥 10, 물 25	90일 이후까지 균열 발생하지 않음
실험3	황토 24, 황마 16, 펄프 4, 풀 16, 톱밥(또는 쑥) 10, 물 30	90일 이후까지 균열 발생하지 않음
실험4	황토 35, 황마 12, 펄프 5, 풀 10, 톱밥(또는 녹차) 8, 물 30	90일 이후까지 균열 발생하지 않음
실험5	황토 70, 물 30	20일 이후 균열 확인

[표 1]을 보면, 실험 5에 나타난 바와 같이 황토만으로 구성된 미장재는 20일 이후에 미세한 균열이 발생된 것이 확인되었으나, 실험1 내지 실험4에 나타난 바와 같이 본 발명의 전술한 실시예의 혼합 비율 범위에 따른 미장재는 90일 이후까지 균열이 발생하지 않아 건축용 미장재로 사용하기에 매우 적합함을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 건축용 미장재는 모든 구성 성분이 인체에 유익한 친환경적 천연 성분을 사용하여, 인체에 유익한 친환경 상태에서 그대로 사용할 수 있으며, 콘크리트 및 구조물 모체 표면에 대하여 착상시 변색이 없고 별도의 페인팅 작업이 불필요하여 도색 시공에 소요되는 시간을 줄여 공기를 단축시키고, 내외장 처리시 도색에 따르는 원부자재의 사용 절감과 화학적 처리 및 일반 가공 등에 따르는 다양한 처리 작업을 생략할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (1)

1. 24~42 중량%의 황토, 12~24 중량%의 황마 섬유, 8~18 중량%의 천연 접합제, 8~12 중량%의 톱밥, 쑥분말 및 녹차분말 중 하나, 및 24~36 중량%의 물을 포함하고,
   4~12 중량%의 펄프(pulp)를 선택적으로 더 포함할 수 있으며,
   상기 천연 접합제는 감자, 옥수수, 쌀, 밀가루 중 적어도 하나의 전분질로 만든 풀 및 미역이나 다시마를 포함하는 해조류를 달여 끈끈하게 만든 풀 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 황토는 입자의 크기가 1/100mm 내로 유지된 가공되지 않은 생황토를 사용하고, 상기 황마 섬유는 열대 지방에서 재배되는 갈대류의 일년생 초본에서 채취한 인피섬유인 것을 특징으로 하는 건축용 미장재.