건축 자재용 소금 모르타르 조성물

건축 자재용 소금 모르타르 조성물{Salt mortar composition for building materials}

본 발명은 건축 자재용 소금 모르타르 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 인체에 유익한 천연 재료만으로 이루어지면서도 타일, 벽체 또는 바닥재 등의 접착용 모르타르에 요구되는 접착강도, 내균열성, 내수성 등을 구비한 건축 자재용 소금 모르타르 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 모르타르(mortar)라 함은 시멘트와 모래의 혼합물을 일컫는데, 이것은 콘크리트와 동일한 부위에 물과 함께 혼합되어 이의 경화 작용에 의하여 접착제의 성질을 지니게 된다. 이러한 모르타르는 석회, 아스팔트, 합성수지 등의 고착제를 포함할 수 있고, 포함된 고착제의 종류에 따라 석회 모르타르, 아스팔트 모르타르, 수지 모르타르, 질석 모르타르, 펄라이트 모르타르 등으로 구분될 수 있으며, 벽, 바닥, 천장 바탕 등의 마감 재료로도 활용된다. 비교적 값싼 재료인 반면에 강도, 내화성, 내수성, 내구성 등이 우수하여 건축을 비롯한 건설공사 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.

특히, 건조 시멘트 모르타르는 공동주택 및 공공주택의 마감을 구성하는 주요 건축 재료로서, 사람과 가장 밀접하게 접촉하는 생활공간의 주요부를 구성하는 재료인데, 포장된 시멘트 및 포장되어 완전히 건조된 모래를 현장에서 물을 일정량 첨가하여 사용된다.

이와 같이, 종래의 건조 시멘트 모르타르는 크게 시멘트와 골재, 사용수 및 혼합재료로 구성되는 복합재료로서, 지금까지 대부분 구조체의 내구성 확보 및 시멘트 경화에 따라 발생되는 건조수축에 의한 균열을 방지하는 부분에 대하여 중점적으로 제공되었으나 환경에 대한 부분은 검토되지 않았거나, 혹은 맥반석이나 장석 등을 골재로 이용하여 제조된 것으로 다양한 기능 중 제한적인 기능만을 부여한 제품만이 유통되고 있는 실정이다.

그 결과, 건조 시멘트 모르타르에 포함된 대표적인 무기결합제인 시멘트를 제조하는 공정 중에 주성분인 CaCO ₃ 의 열처리 과정에서 막대한 양의 에너지(약 30~35ℓ/ton)가 소비되며, 시멘트 1톤 제조 시 석회석과 규산의 화학 반응만으로도 약 800kg의 이산화탄소가 배출되는 것으로 알려져 있을 뿐만 아니라, 시멘트에 포함된 각종 환경 오염원으로 인하여 아토피성피부염, 천식, 새집증후군 등과 같은 증상이 유발되는 등 환경성 질환의 원인이 되고 있으며, 강알칼리성으로 인하여 식생물의 생육을 심각하게 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 건조 모르타르는 모래에 수분이 없어 유동성이 현저히 떨어진다. 이를 방지하기 위하여 일반적으로 분말형의 화학 감수제를 첨가하는데, 이 감수제는 환경오염의 원인이 된다. 이에 따라, 상술된 문제점이 해결된 새로운 조성의 친환경 모르타르에 대한 개발 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출(案出)된 것으로서, 본 발명의 목적은 친환경적이고 인체에 유익한 성분을 다량 방출하면서도 건축용 모르타르에 요구되는 접착강도, 내균열성, 내수성 등을 충족시킬 수 있는 건축 자재용 소금 모르타르 조성물을 제공하는데에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건축 자재용 소금 모르타르 조성물은,

녹말 12.5~15.0중량%, 설탕 6.5~11.5중량%, 다시마 추출물 12.5~17.5중량%, 찹쌀발아 7.5~12.5중량%, 솔잎 추출물 12.5~17.5중량%, 은행나무 추출물 2.5~5.0중량% 및 물 17.0~22.0중량%로 혼합되어 구성된 천연 혼합 추출물;

상기 천연 혼합 추출물 19.0~21.4중량%, 소금 70~75중량% 및 허브 오일 6~10중량%로 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 허브 오일은 라벤더, 로즈마리, 민트, 구본초, 쑥, 솔잎으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 천연 혼합 추출물 및 이 천연 혼합 추출물과 소금 및 허브 오일의 혼합은 교반기에 의해서 30분 내지 60분 동안 300rpm 내지 900rpm의 교반 속도로 교반시켜 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 천연 혼합 추출물은 4일 내지 7일간 상온에서 숙성시켜 액상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 소금은 800℃ 내지 1,000℃에서 8시간 구운 천일염으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 조성물은 전단 접착 강도가 0.40N/㎟ 내지 0.60N/㎟ 으로서, 파티션, 시멘트, 벽지 및 석고보드에 시공되는 것을 특징으로 한다.

다른 한편, 상기 조성물은 식용색소, 분말도료, 황토, 백토석 및 안료제의 군에서 선택되는 하나 이상의 추가의 성분을 포함하여 다양한 색상을 발현시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 천연 혼합 추출물은 증점제 성분을 추가로 혼합하여 접착력이 증대되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 소금 모르타르 조성물은 접착 시 서서히 굳어지면서 용해된 소금이 상온에서 재결정화되는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 건축 자재용 소금 모르타르 조성물은 황토 또는 백토석과 같이 원적외선 방출, 탈취 등의 기능을 포함하고, 건축 접착용 모르타르에 요구되는 접착강도, 내균열성, 내수성 등을 충족함으로서 파티션, 시멘트, 벽지 및 석고보드 등에 시공이 가능하며, 음이온을 다량 발산시킬 수 있는 천연 재료만으로 이루어져 아토피 개선, 혈액의 순환 작용, 피로회복, 호흡기 질환 치유 등에 탁월한 효과가 있다. 또한, 시멘트 등의 환경오염을 유발할 수 있는 화학물질을 대체하여 친환경적인 재료만을 사용함으로써, 환경오염 방지에도 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소금 모르타르 조성물을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 천연 혼합 추출물을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 천연 혼합 추출물에 소금이 첨가되는 상태를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 천연 혼합 추출물과 소금이 혼합된 상태에서 허브 오일을 첨가시키는 사진이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소금 모르타르 조성물을 이용한 시공 사진이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소금 모르타르를 이용한 벽체 시공 완료 사진이다.

본 발명은 일면에 있어서,

녹말 12.5~15.0중량%, 설탕 6.5~11.5중량%, 다시마 추출물 12.5~17.5중량%, 찹쌀발아 7.5~12.5중량%, 솔잎 추출물 12.5~17.5중량%, 은행나무 추출물 2.5~5.0중량% 및 물 17.0~22.0중량%로 혼합되어 구성된 천연 혼합 추출물;

상기 천연 혼합 추출물 19.0~21.4중량%, 소금 70~75중량% 및 허브 오일 6~10중량%로 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축 자재용 소금 모르타르 조성물을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석하지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 소금 모르타르 조성물은 4일 내지 7일 동안 상온에서 숙성시킨 천연 혼합 추출물과 소금 및 허브 오일을 혼합하여 이루어진다.

상기 천연 혼합 추출물은 녹말 12.5 내지 15.0중량%, 설탕 6.5 내지 11.5중량%, 다시마 추출물 12.5 내지 17.5중량%, 찹쌀발아 7.5 내지 12.5중량%, 솔잎 추출물 12.5 내지 17.5중량%, 은행나무 추출물 2.5 내지 5.0중량% 및 물 17.0 내지 22.0중량%를 교반시켜 상온에서 4일 내지 7일 동안 숙성시키면, 도 2에 첨부된 사진에서 보이는 바와 같이, 묽은 색상의 무른 물성을 지니는 액상으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 교반은 교반기에 의해서 30분 내지 60분 동안 300rpm 내지 900rpm의 교반 속도로 이루어짐이 바람직하다.

추가로, 조성물의 접착력이 배가되도록 증점제 성분을 혼합할 수도 있다. 상기 증점제는 점성 또는 점탄성을 임의로 조정하는 성분으로써, 목적에 적절한 점성 및 점탄성의 효과를 기대할 수 있다.

한편, 상기와 같이 혼합되어 교반된 천연 혼합 추출물은, 상기 천연 혼합 추출물 19.0 내지 21.4중량%에 소금 70 내지 75중량%와 허브 오일 6 내지 10중량%를 교반시키면 소금 모르타르 조성물을 얻을 수 있다. 상기와 같은 혼합비로 얻어진 소금 모르타르는 흰색의 무른 물성으로 형성되며, 강한 접착 성질을 지닐 수 있는데, 이때, 접착 강도는 0.40N/㎟ 내지 0.60N/㎟ 이다. 물론, 혼합되는 원료의 배합비에 따라 상기 접착 강도는 변경될 수 있음은 자명하다. 또한, 상기 천연 혼합 추출물에 황토 분말과 숯 분말을 추가로 혼합시킨 소금 모르타르 조성물을 마감재로 사용하면, 실내에 습기를 머금었다가 다시 건조되는 현상을 반복하는 자연가습기 역할을 수행할 수 있다.

상기 소금 모르타르 조성물은 혼합되어 첨가되는 소금의 입자 크기에 따라서 질감이 달리 나타날 수 있는데, 이는 상기 소금 모르타르 조성물이 벽체 또는 바닥재 등에 접착 시 서서히 굳어지면서 용해되어진 소금이 상온에서 재결정화되는 과정을 포함하기 때문이다.

따라서, 소금의 입자 크기가 작으면 무른 물성의 질감이 나타나고, 소금의 입자 크기가 크면 거친 물성의 질감을 나타낼 수 있다.

한편, 상기 소금은 800℃ 내지 1,000℃에서 8시간 구운 천일염을 사용하는게 바람직하나, 이와 동등한 성분인 정제염을 사용할 수도 있다.

별법으로, 상기 소금 모르타르 조성물을 얻기 위해 혼합물을 교반시킬 때, 식용색소, 분말도료, 황토, 백토석 및 안료제의 군에서 선택되는 하나 이상의 추가 성분을 소량 혼합하면 조성물에 다양한 색상을 발현시킬 수 있다.

상기 천연 혼합 추출물은 녹말이 12.5중량% 미만이고, 설탕이 11.5중량%를 초과하면 접착강도와 내수성이 약화되고, 반대로 녹말의 비율이 15.0중량%를 초과하고, 설탕이 6.5% 미만이면 점도가 높아져 작업성 측면에서 효율적이지 못하다.

상기 다시마 추출물은 일정한 점성을 지니는 특성이 있으므로, 혼합물과 교반되어 형성된 소금 모르타르 조성물의 접착력을 증대시킬 수 있으며, 또한, 천연 성분이므로 인체에 유익할 수 있다. 상기 다시마 추출물은 12.5중량% 미만이면 점성 기능이 약화되고, 17.5중량%를 초과하면 점성 기능의 상승 작용이 나타나지 않으므로 경제적이지 못하다.

상기 찹쌀발아는 아밀로펙틴이 주성분으로 이루어지는데, 상기 아밀로펙틴은 끈적거리는 성분으로 이루어지면서 강하게 달라붙는 성질이 있다. 상기 찹쌀발아는 7.5중량% 미만이면 달라붙는 성질이 약화되며, 12.5중량%를 초과하면 달라붙는 성질이 강해지면서 모르타르가 굳어지는 현상이 나타나므로 기능성 측면에서 가치가 급격하게 하락하게 된다.

상기 솔잎 추출물은 a-pinene, β-pinene, camphene 등으로 조성된 terpenes과 같은 정유 성분과 폴리페놀(polyphenol), 폴라보노이드(flavonoid)류, 무기 및 유기성분, 비타민류 등 다양한 성분이 함유되어 있는데, 이 중 terpenes 성분은 곰팡이 및 세균 등의 성장을 저해하는 효과를 나타내고, 또한, 솔잎 추출물의 성분 중에는 폴리페놀(polyphenol) 성분인 수용성 탄닌의 함량이 높은데, 이 탄닌은 항균 작용 및 항바이러스 작용과 항산화능, 부패성 미생물 생육 저해능이 있을 수 있다. 따라서, 건물 건축 시, 상기 솔잎 추출물이 포함된 소금 모르타르 조성물로 벽지 등을 시공할 때, 유해한 성분이 제거됨으로써, 새집증후군과 같은 현상을 억제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 은행나무 추출물은 수피로부터 추출된 추출물로, 유효 성분으로 포함하는 항균물질을 제공할 수 있으며, 상기 은행나무 추출물을 소금 모르타르 조성물을 제조하기 위한 혼합물에 첨가함으로써 항균 효과를 제공받을 수 있다. 또한, 부패 방지 또는 선도 유지뿐만 아니라 항균제, 항미생물제 등 항균력을 발휘하는 성분으로 매우 유용하게 사용될 수 있다.

상기 천연 혼합 추출물의 혼합에 있어서, 물을 첨가할 수 있는데 17.0중량% 미만이면, 점성은 높아지나 단시간 내에 굳어지며, 반대로 22.0중량%를 초과하면 점성이 낮아짐과 동시에 접착 강도가 현저히 떨어지게 된다.

한편, 향기로운 향을 발산하여 사용자에게 심신의 안정감을 취할 수 있도록 허브 오일을 첨가할 수 있는데, 상기 허브 오일은 라벤더, 로즈마리, 민트, 구본초, 쑥, 솔잎으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 특히, 허브 오일은 효모의 생육을 강하게 억제함은 물론, 타 혼합물과 동시에 혼합되는 재료로서, 사용 시 더욱 광범위하게 항균성 및 항진균성의 성질을 나타낸다. 또한, 향기로운 향을 발산하여 사용자에게 마음의 안정감을 취할 수 있도록 할 수 있다.

따라서, 상기 허브 오일을 소금 모르타르 조성물 제조 시 혼합함으로서, 전술한 항균성, 항진균성 및 향기 등의 효과를 얻는데 더욱 유리할 수 있다. 한편, 상기한 성분을 대신하여 동등한 기능을 수행하는 재료이면 대체하여 사용이 가능할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 건축 자재용 소금 모르타르 조성물은 강한 접착력을 지닌 무른 물성으로 형성되고, 전단 접착 강도가 0.40N/㎟ 내지 0.60N/㎟ 으로서 접착강도가 매우 우수할 뿐만 아니라, 내균열성, 내수성은 물론, 항균 효과로 새집증후군과 같은 유해 환경을 제거할 수 있고, 음이온을 다량 발산시킬 수 있는 천연 재료만으로 이루어져 아토피 개선, 혈액의 순환 작용, 피로회복, 호흡기 질환 치유 등에 탁월한 효과가 있다.

하기에서는, 본 발명에 따른 건축 자재용 모르타르 조성물의 실시예 및 실험예에 대하여 설명한다. 그러나, 이들 실시예 및 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 기술한 것으로서 발명의 내용 및 범위를 제한하지 않는다.

하기 실험은 공인 시험 기관(화학시험연구원)에 의뢰하여 통상적인 시험 평가 기준에 의거하여 실시하였다.

( 실시예 1)

통상의 교반기를 사용하여, 하기 표 1에 나타난 비율로 각 성분을 30분간 500rpm의 속도로 교반시켜 천연 혼합 추출물을 제조하였다.

상기 표 1과 같이 교반되어 제조되어진 천연 혼합 추출물을 하기 표2에 나타난 비율로 각 성분을 30분간 500rpm의 속도로 교반시켜 소금 모르타르 조성물을 제조하였다.

( 실시예 2)

통상의 교반기를 사용하여 하기 표 3에 나타난 비율로 각 성분을 30분간 500rpm의 속도로 교반시켜 천연 혼합 추출물을 제조하였다.

상기 표 3과 같이 교반되어 제조되어진 천연 혼합 추출물을 하기 표 4에 나타난 비율로 각 성분을 30분간 500rpm의 속도로 교반시켜 소금 모르타르 조성물을 제조하였다.

( 실험예 1) 전단 접착 강도 시험

'KS L 1592: 2005 시험방법'에 따라 소금 모르타르 조성물을 준비한 후, 크기 100mm×100mm의 도자기질 모자이크 타일을 부착한 시험 샘플을 준비하였다. 상기 시험 샘플은 온도 23±2℃, 습도 50±5%의 항온 항습기에 6시간 저장 후에 전단 접착 강도 시험 샘플을 지지 기구에 결합시킨 후 9.8N/min의 속도로 하중을 인가하여 시험기가 나타내는 최대 하중을 구하고, 그 최대 하중을 타일 접착 면적으로 나누어 전단 접착 강도(N/㎟)를 측정하였다. 하기 표 5에 나타난 바와 같이, 전단 접착 강도는 각각 0.50이상, 0.45이상으로서, KS L 1592의 품질 기준에 부합하였다.

( 실험예 2) 길이 변화율 시험

상기 전단 접착 강도 시험에서와 동일한 방법으로 소금 모르타르 조성물을 준비하였다. 상기 모르타르 조성물을 KS L 5107의 규정에 따른 틀을 이용하여 시험 샘플을 준비한 후, 틀과 함께 약 72시간 동안 온도 23±2℃, 상대습도 95% 이상의 습기실에 저장하였다. 저장 기간 후에 틀을 분해하여 길이 측정용 콤퍼레이터를 이용하여 길이(L1)를 0.1mm까지 측정한 후, 온도 23±2℃, 습도 50±5%인 항온 항습기에 넣어 7일 경과 후 시험 샘플의 길이(L2)를 0.1mm까지 측정한 후, 하기 수식 1에 의해 길이 변화율(%)을 측정하였다.

하기 표 5에 나타난 바와 같이, 길이 변화율은 각각 0.13이하, 0.15이하로서, KS L 1592의 품질 기준에 부합하였다.

( 실험예 3) 보수율 시험

유리판 상부에 거름종이를 올려놓고 그 가운데 도우넛 형상의 틀을 설치한 후, 시료의 총질량 30%의 물을 첨가하고, 교반되어진 소금 모르타르 조성물을 주걱으로 도우넛 형상의 틀 내부에 채워 형틀의 높이와 수평이 일치되도록 초과되는 부분은 제거한 뒤, 즉시 그 상부에 유리판을 덮어 상하로 반복하여 뒤집어 준 후, 거름종이가 있는 부분이 위로 올라오도록 하였다. 측정은 약 60분 후에 거름종이가 배인 수분의 가장 큰 부분을 버니어캘리퍼스로 측정하고, 이의 직각 방향 구분의 크기를 0.1mm까지 측정하였고, 계산식은 하기 수식 2와 같다.

하기 표 5에 나타난 바와 같이, 보수율은 각각 89, 88로서, KS L 1592의 품질 기준에 부합하였다.

( 실험예 4) 위치 교정도 시험

상기 전단 접착 강도 시험에서와 동일한 방법으로 소금 모르타르 조성물을 준비하였다. 상기 모르타르를 30×30cm의 석고 보드 상부에 6×6mm 요철 흙손으로 바른 다음, 평균 두께가 3mm가 되도록 타일을 붙여 시험 샘플을 제조하여 항온 항습기에 수평으로 넣어 둔 다음, 20분 후에 항온 항습기에서 꺼내서 개방 시간 조정 기구를 사용하여 타일을 바탕과 타일 사이를 2mm의 두께로 유지한 채 직각으로 바른 다음, 다시 처음 상태로 환원시켰을 때, 타일 자체 무게에 의해 낙하되는지를 검사하였다.

하기 표 5에 나타난 바와 같이, 위치 교정도(mm)는 모두 20 이상으로서, KS L 1592 품질 기준에 부합하였다.

( 실험예 5) 개방 시간 시험

시험 샘플은 항온 항습기에서 30분 동안 유지시키는 것을 제외하면, 상기 위치 교정도 시험에서와 동일한 방식으로 개방 시간 시험을 시행하였다.

하기 표 5에 나타난 바와 같이, 개방 시간(min)은 모두 30 이상으로서, KS L 1592의 품질 기준에 부합하였다.

상기와 같이, 본 발명의 실시예 및 실험예에 따른 건축 자재용 소금 모르타르 조성물은 다량의 소금을 함유함에도 모르타르 조성물에 요구되는 전단 접착 강도, 길이 변화율, 보수율, 위치 교정도 및 개방 시간이 일반 시멘트 모르타르의 품질 기준(KS L 1592)과 부합되거나 훨씬 상회하는 것을 알 수 있다. 따라서, 타일이나 바닥재의 접착용에 적합하게 사용될 수 있다는 결론을 도출할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.