특허등록 제0377488호 특허권자 : 백우현, 이학갑 발명자 : 백우현, 조대우, 김종성 【요약】 본 발명은 내장용 벽타일 및 바닥타일 제조과정에서 바디 및 유약에 황토를 15내지 40중량%까지 혼합하여 원적외선 방사율을 향상시키고 방습효과를 갖도록 한 원적외선 황토타일 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다공성 바디(body)제조 단계와, 표면의 유약처리 단계 및 소성단계로 구성되며, 사용되는 황토를 300℃에서 800℃사이에 적정온도에서 20분 이상 가열한 후 황토에 함유되어 있는 부착수나 결정수를 제거한 후 바디 및 유약원료에 혼합하는 내장용 벽타일 및 바닥용의 원적외선 황토타일의 제조방법과, 상기 제조방법에 의해 얻어진 황토타일을 제공함으로서 실내습도를 조절하고 원적외선을 방출하여 쾌적한 실내공간을 만들 수 있도록 한 것이다. 【발명의 명칭】 원적외선 황토타일 및 이의 제조 방법 【발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술】 본 발명은 주거공간에 있어서 인체에 가장 적합한 쾌적도를 얻기 위해 실내공간의 습도를 자유롭게 조절해 줄 수 있는 원적외선 황토타일 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 종래에도 세라믹 타일은 여러 종류가 있었으나 대부분 시유내장타일, 무유바닥타일 및 외장타일로서 표면이 유약층으로 이루어져 있다. 이러한 세라믹 타일은 습도가 높은 실내에서는 타일유약 표면에 이슬 맺힘 현상이 발생하게 되고, 따라서 벽면에 곰팡이가 생기게 되어 인체의 호흡기에 질환을 일으키는 등 불결한 실내환경의 주요인을 제공하게 된다. 또한 습도가 낮은 경우에는 가습기 등을 이용하여 실내의 습도를 높이게 되는데, 이 경우 실내 공기 중에 날아다니는 먼지 등이 가습기의 노즐주변에 누적, 부착되어 오히려 실내공기를 혼탁하게 만들게 되므로 인체에도 나쁜 영향을 미치게 되는 문제점이 있다. 【발명이 이루고자 하는 기술적 과제】 따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서 본 발명의 목적은 주거공간에 있어서 인체에 가장 적합한 쾌적도를 얻기 위해서는 실내공간의 습도를 자유롭게 조절해 줄 수 있는 방습효과를 갖는 다공성 타일과 원적외선 방사효과를 극대화할 수 있는 원적외선 황토타일 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다. 【발명의 구성】 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 황토를 이용한 원적외선 황토타일은 다공성 바디(body)제조단계와, 표면의 유약처리단계 및 소성단계로 구성된 것을 특징으로 한다. 이하에서 상기 본 발명을 공정단계별로 상세히 설명한다. 가) 다공성 바디 제조 타일의 흡수효과를 자유롭게 하기 위해서는 바디가 다공성이어야 하므로 천연원료 중 미세기공을 갖는 점토광물인 10내지 30중량%의 무기질점토에 15내지 40중량%의 가공된 황토를 혼합하고, 소결 촉진을 위한 20내지 40중량%의 도석 및 납석과 내구성을 부여 시키는 10내지 15중량%의 석회석을 혼합하며, 흡수효과 및 다공성을 증진 시키는 5내지 10중량%의 1차소성 후 바디 분쇄원료와 소량의 슬러지를 첨가하여 혼합 분쇄, 건조한 후 4일내지 7일간 숙성하여 성형함으로써 다공성 바디를 얻는다. 나)유약 제조 타일 표면의 미적인 효과와 흡수효과를 나타내기 위해여 원적외선을 방사하는 15내지 40중량%의 가공된 황토와 10내지 20중량%의고령토와 15내지 50%의 프릿트(frit)를 혼합하여 300내지 350메쉬로 습식 볼밀(ball mill) 분쇄하고, 유약의 도포시 시유의 효율성을 위해 0.2내지 0.8중량%의 나트륨계 분산제를 첨가하며, 천연황토의 롯드(lot) 변화에 따른 소성색상의 변화를 줄이기 위해 3내지 10중량%의(기존: 1내지 5중량%의) 지르콘(zircon)을 첨가하여 유약을 얻는다. 다)소성 방습효과를 발현할 수 있는 바디를 얻기 위해서는 내부가 다공성이어야 하므로 소성 온도는 비교적 낮아야 하며 표면의 유약 용융온도를 고려하여 1100내지 1150℃사이에서 28분내지 45분 동안 소성시킨다. 상기 조건으로 소성시킨 바디에, 유약을 시유한 후 1030내지 1070℃의 온도에서 28분내지 50분 동안 소성 시켜 제조하는 2번을 소성하는 공정이다. 또한 바닥황토타일의 경우에는 성형한 바디에 유약을 도포하여 유약과 바디를 동시에 1160℃내지 1190℃의 온도에서 40분내지 60분 동안 1번으로 소성 시킨다 여기서, 상기 바디 제조단계와 유약 제조 단계에서 사용되는 황토는 천연황토를 가공한 것으로서 내부에 함유된 부착수나 결정수를 제거하기 위하여 300℃내지 800℃의 온도에서 30분 이상 가열한 것이 사용된다. 【실시예】 본 발명에 따른 원적외선 황토타일의 기능평가 시험을 다음과 같이 실시하였다. 1)탈취율 시험 원적외선 황토타일을 건물내부의 바닥면과 벽면에 시공하여 여러 냄새 등을 제거하는 능력을 평가하기 위하여 가스검지관법을 이용하여 암모니아수 탈취능력시험을 실시하였다. 표 1에서는 경과시간에 따른 탈취율 변화를 나타내었다. 표1. 경과시간에 따른 가스농도 및 탈취율변화 표 1에 나타난 바와 같이 황토를 적용함에 따라 탈취율은 증가하는 것을 알 수 있다. 이와 같은 결과는 가스의 압력구배, 농도차이, 삼투효과 등에 의해서 좌우되고 있는 것으로 알려져 있으나, 여기서는 원료 중 황토구조에 형성되어 있는 기공과 밀접한 관계가 있는 것으로 판단된다. 2)흡수율 시험 흡수율은 무게백분율 시험방법을 채택하여 실시 하였다. 흡수율은 황토배합비가 30중량%일 때 벽타일은 16.48%, 바닥타일은 3.85%를 나타내었다. 3)항 곰팡이 시험 일반적으로 곰팡이류는 사방으로 뻗은 실과 같은 균사체를 가지고 있은며, 포자에 의해 증식되며 비교적 저온에서도 성장을 하는 것으로 알려져 있다. 본시험에 사용된 곰팡이 균주는 Aspergillus niger ATCC9642, Penicliun pinophilum ATCC11797, Chaetomium globosum ATCC 6205등의 포자를 채취하여 혼합균주로 사용 하였으며, 사용된 시편의 크기는 20×30×3mm로 하였다. 4주 후 항 곰팡이 시험결과 타일 차체에서의 곰팡이 서식부위는 관찰되지 않았고, 시편의 주변에 곰팡이가 서식하는 것으로 보아 시편 주변까지 항 곰팡이 능력이 발휘되지 않는 것으로 판단된다. 실제 곰팡이균의 경우, 약산성의 생육조건을 좋아하는 것으로 보고되고 있고, 또한 생육속도도 늦은 것으로 알려져 있지만, 황토 등의 세라믹은 구성된 원소자체가 약알카리성이 많고, 세라믹스로부터 해리된 항균 금속이온 등도 영향을 줄 것으로 추정되며, 따라서 본 발명에 사용한 시편은 진핵 생물인 곰팡이류가 서식하기에는 좋은 조건이 아니므로 시편 자체에서는 곰팡이가 서식하지 못하는 것으로 판단된다. 4)원적외선 복사 강도 원적외선 복사체로써 요구되는 가장 중요한 것은 무엇보다도 그 물질에 대한 복사 특성이다. 거의 모든 물질과 물체는 5~20μm의 범위에서 측정하였다. 이 때 바닥재로서 사용되는 난방온도는 35~40℃임을 근거로 하여, 측정시료의 표면온도는 40℃로 유지하여 측정하였으며, 이상흑체(복사율=1)를 대비하여 표면온도는 동일하게 고정 시켰다. 황토타일의 경우 복사율은 전 파장영역에 걸쳐 도 1과 같이 약 0.92정도 나타났다. 한편, 8~10μm 부근에 약간의 골이 형성되는 복사 특성을 보이고 있으나, 이와 같은 원인은 원료성분 중에 포함되어 있는 성분특성에 기인하는 것으로 추정된다. 원적외선 복사에너지 발산도 특성 중에 가장 에너지를 많이 복사하는 중심파장은 빈의 변위법칙(Wines Displacement Law)에 의해 흑체와 측정시료가 9.3μm 부근에 중심을 보였다. 황토타일의 경우, 40℃일 때 도 2와 같이 전복사에너지는 3.72×102W/m2.μm로 나타났다. 5)서모그라피를 이용한 온열효과 측정 서모그라피란 인체의 피부표면 온도를 2차원 영상으로 표시하는 방법으로 이학적으로 표현하면 원적외(8~12마이크론)사이의 에너지 분포를 가시화 한 것이다. 의료용 서머그라피는 최근 디지털(digital) 영상처리 장치를 개발함으로써 비약적으로 진단 가치가 높아진 것으로, 원적외선을 피부에 조사 시키면 피부조직 내에 흡수되어 열로 변하고, 이 열이 피부조직의 온도를 상승시켜 조직내의 열 고통각 수용기를 자극해서 온열감과 통감을 느낀다. 이와 같은 원적외선 복사체에 대한 인체의 온열효과를 조사하기 위해서 황토를 사용한 온돌용 바닥재와 기존 시멘트(Cement)온돌 바닥면을 상온에서 온도 분포 37℃로 가열하면서 시간의 경과에 따라 인체에 대한 온열효과를 조사하였으며, 여기에는 일본의 Nippon Avionicos사 Thermal bideo system(TVS-200MKⅡ)장치를 이용하여 비교실험을 행하였다. 인체에 대한 보온여부는 원적외선 복사체(far-infrared ray radiator 바닥황토타일)의 조합에 따라 온수보일러로 온도를 부여 하였고, 인체에서 등 부위를 써모그라피로 촬영 하였으며, 방바닥의 표면온도를 37℃까지 상승시키면서 관찰 하였다. 【발명의 효과】 이상의 설명에서와 같이 본 발명은, 실내 바닥용 및 벽면용 고기능성 다공성질 타일을 제조함으로써 주거공간을 쾌적하게 만들어 줄 수 있고, 인체에 유익한 원적외선을 방사함으로써 건강증진에 크게 기여 할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 원적외선 황토타일을 주거공간의 방바닥과 벽면에 시공할 경우 원적외선 공명흡수작용에 의하여 인체와 공명흡수를 하여 인체내 세포와 물분자를 활성화시켜 신진대사를 촉진시켜 줌으로써 주거 공간 내에서 생활하는 사람들의 건강을 증진시키는 효과를 가져온다. 【특허 청구범위】 【청구항 1】 미세기공을 갖는 10내지 30중량%의 유기질점토에 15내지 40중량%의 황토를 혼합하고, 소결의 촉진을 위한 20내지 40중량% 의 도석 및 납석과 내구성을 부여시키는 10내지 15중량%의 석회석을 혼합하며, 흡수효과 및 다공성을 증진시키는 5내지 10중량%의 1차소성 후 바디 분쇄원료와 소량의 슬러지를 첨가하여 혼합 분쇄, 건조한 후 4일내지 7일간 숙성하는 다공성 바디 제조단계와 타일 표면의 미적인 효과를 위해서 원적외선을 방출하는 15 내지 40중량%의 황토와 5내지 15%중량의 고령토와 10내지 50중량%의 프릿트를 혼합하며, 천연황토의 롯트(Lot)변화에 따른 소성색상의 변화를 줄이기 위해 3내지 10중량%의 지르콘(Zircon)을 첨가하여, 325메쉬에 1%내외의 잔사량으로 볼밀을 이용한 습식분쇄를 하고, 시유성질을 위하여 0.2~0.8중량%의 나트륨계 분산제를 첨가한 후 3내지 7일간 숙성시키는 유약제조 단계와 상기 바디 제조단계에서 얻어진 다공성 바디를 1100℃내지 1150℃ 사이에서 28분 내지 45분 동안 1차 소성한 후, 1차 소성시킨 바디를 냉각하고 그 표면에 유약 제조단계에서 얻어진 유약을 시유한 후 1030℃내지 1090℃의 온도에서 28분 내지 45분동안 소성시키는 소성단계 및 유약과 소지를 동시에 1170℃내지 1200℃에서 40분내지 60분으로 소성하는 소성단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 원적외선 황토타일의 제조 방법. 【청구항2】 제 1항에 있어서, 상기 바디 제조단계와 유약 제조단계에서 사용되는 황토는, 그 내부에 함유된 부착수나 결정수를 제거하기 위하여 300내지 800℃의 온도에서 30분 이상 가열한 것을 특징으로 하는 원적외선 황토타일의 제조방법. 【청구항 3】 제 1항의 방법에 의해 제조된 실내용 바닥 및 실내용 벽 타일용 원적외선 황토타일.