KR101880800B1 - Ｅｍ 황토벽돌의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 EM황토벽돌의 제조방법에 관한 것으로 유용 미생물(EM)과 황토를 이용하여 반죽을 실시하고, 그 반죽에 왕겨분말과 견운모분말, 플라이애쉬를 첨가하여 황토벽돌로 제조함에 따라 황토벽돌로 지어지는 건물 실내의 습도조절, 공기청정, 원적외선, 항균, 탈취, 방음, 흡음 및 강도향상 기능에 대한 우수한 효과를 부여하도록 하기 위하여, 황토를 0.5∼2㎜ 간격의 메쉬망으로 선별하여 불순물을 제거하는 선별단계(S1); 유용미생물(EM)을 정제수로 480∼530배로 희석시켜 미생물의 개체수를 조절하는 EM희석단계(S2); 상기 선별된 황토에 유용미생물(EM)이 희석된 정제수를 넣고 혼합하되, 15∼25℃의 온도와 65∼75％의 습도 조건하에서 반죽기를 통해 1∼3시간 동안 반죽하여 황토반죽을 형성시키는 황토반죽단계(S3); 상기 황토반죽 100중량부를 기준으로, 1∼5㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 왕겨분말 10∼25중량부와, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말 10∼20중량부와, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 플라이애쉬 5∼15중량부를 혼합한 후, 15∼25℃의 온도와 65∼75％의 습도 조건하의 믹서기에 넣어 2∼5시간 동안 반죽하여 혼합반죽을 형성시키는 혼합반죽단계(S4); 상기 혼합반죽을 180∼200ton의 프레스로 압축 성형하는 황토벽돌성형단계(S5); 상기 성형된 황토 벽돌을 72∼96시간 동안 일광 건조시키는 건조단계(S6);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

ＥＭ 황토벽돌의 제조방법{The method of EM ocher brick}

본 발명은 EM황토벽돌의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유용 미생물(EM)과 황토를 이용하여 반죽을 실시하고, 그 반죽에 왕겨분말과 견운모분말, 플라이애쉬를 첨가하여 황토벽돌로 제조함에 따라 황토벽돌로 지어지는 건물 실내의 습도조절, 공기청정, 원적외선, 항균, 탈취, 방음, 흡음 및 강도향상 기능에 대한 우수한 효과를 부여하도록 하는 EM황토벽돌의 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어 사회적으로 웰빙(well-being)을 추구하는 경향이 강해지고 있다. 웰빙의 사전적 의미로는 복지, 안녕, 행복을 뜻하며, 우리말로는 참살이라고 번역되어 사용되기도 한다. 이는 물질적인 풍요에 치우치는 경향을 보이는 첨단화된 산업사회에서 육체와 정신의 견강이 조화로운 결합을 추구하는 새로운 삶의 방식이나 문화 현상으로 볼 수 있다. 그 유래는 명확하지 않지만 1960년대 미국에서 시작된 히피주의에서 연관성을 찾기도 하고, 환경친화적, 생태학적, 에너지의 효율적 제품을 선호하는 로하스(Life of health and Suatainbility)족을 언급하기도 한다.

웰빙은 다양한 개념을 포괄하여 자의적으로 정의할 수 있지만, 결국 물질적 가치나 명예보다는 건강한 심신을 유지하는 삶을 행복의 척도로 삼는 것이다. 우리나라에서는 2003년 후반부터 이른바 웰빙 붐이 일기 시작하였는데, 이러한 삶을 추구하는 사람들을 웰빙족이라고 부른다. 이들은 구체적인 생활면에서 육류 대신 생선과 유기농산물을 선호하고, 단전호흡·요가 등의 명상 요법과 여행·등산·독서 등의 취미 생활을 통하여 심신의 건강을 추구하는 것이 특징이다.

이러한 웰빙 경향에 따라 건축자재에서도 기존의 철근 콘크리트 구조보다 환경친화적인 황토벽돌의 수요가 증가하고 있다. 황토벽돌은 자연에 존재하는 황토를 원료로 한 제품이기 때문에 인체에 유익하고, 습기를 조절하는 효능이 있으며, 그 밖에 향균 기능등의 유익한 요능이 있다.

예컨대, 한국공개특허 특2000-0033318에 "황토벽돌 제조방법 및 황토벽돌"이 개시되어 있다.

상기 공개특허는 황토를 선별하는 선별단계;와, 선별된 황토에 소금, 숯 및 해초풀을 혼합하고 물을 혼합하여 반죽하는 혼합반죽단계;와, 황토반죽을 압출성형하는 압출성형단계;와, 압출된 성형물을 일정한 길이로 절단하는 절단단계;와, 절단된 성형물을 건조시키는 건조단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

하지만, 상기 공개특허는 해초풀이라는 접착제를 사용하여 황토의 내구성을 높이도록 하였는바, 이는 황토의 장점인 통기성 및 인체 유익성을 절감시키는 행위로써 황토의 본질을 유지하되 황토의 장점을 극대화시켜줄 수 있는 기술사상의 필요성이 대두되었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 유용 미생물(EM)과 황토를 이용하여 반죽을 실시하고, 그 반죽에 왕겨분말과 견운모분말, 플라이애쉬를 첨가하여 황토벽돌로 제조함에 따라 황토벽돌로 지어지는 건물 실내의 습도조절, 공기청정, 원적외선, 항균, 탈취, 방음, 흡음 및 강도향상 기능에 대한 우수한 효과를 부여하도록 하는 EM황토벽돌의 제조방법에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 황토를 0.5∼2㎜ 간격의 메쉬망으로 선별하여 불순물을 제거하는 선별단계(S1); 유용미생물(EM)을 정제수로 480∼530배로 희석시켜 미생물의 개체수를 조절하는 EM희석단계(S2); 상기 선별된 황토에 유용미생물(EM)이 희석된 정제수를 넣고 혼합하되, 15∼25℃의 온도와 65∼75％의 습도 조건하에서 반죽기를 통해 1∼3시간 동안 반죽하여 황토반죽을 형성시키는 황토반죽단계(S3); 상기 황토반죽 100중량부를 기준으로, 1∼5㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 왕겨분말 10∼25중량부와, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말 10∼20중량부와, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 플라이애쉬 5∼15중량부를 혼합한 후, 15∼25℃의 온도와 65∼75％의 습도 조건하의 믹서기에 넣어 2∼5시간 동안 반죽하여 혼합반죽을 형성시키는 혼합반죽단계(S4); 상기 혼합반죽을 180∼200ton의 프레스로 압축 성형하는 황토벽돌성형단계(S5); 상기 성형된 황토 벽돌을 72∼96시간 동안 일광 건조시키는 건조단계(S6);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 EM황토벽돌의 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 혼합반죽단계(S4)에서 황토반죽에 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬를 혼합하기 전 단계로서, 유용미생물(EM)이 희석된 정제수에 황토를 희석하여 황토수를 만든 다음, 1∼5㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 왕겨분말과, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말과, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 플라이애쉬 각각에 황토수를 수차례 스프레이 분사하여 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬에 황토수가 골고루 코팅되게 하는 혼합물준비단계(S4-1)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합반죽단계(S4)에서 황토반죽에 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬를 혼합하기 전 단계로서, 유용미생물(EM)이 희석된 정제수에 황토를 희석하여 황토수를 만든 다음, 상기 황토수에 1∼5㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 왕겨분말과, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말과, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 플라이애쉬를 각각 6∼12시간 침적시킨 다음 황토수를 제거하여 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬에 황토수가 골고루 코팅되게 하는 혼합물준비단계(S4-2)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합물준비단계(S4-1, S4-2)에서 준비된 각각의 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬를 12∼24시간 자연건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 황토벽돌성형단계(S5)에서, 프레스의 상,하 양측면 중 어느 일측면 전체에 골고루 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말을 준비하여 압축 성형과정에서 황토벽돌의 상,하 양측면 중 어느 일측면 전체 외부면에 견운모분말이 노출되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 황토벽돌성형단계(S5) 이후, 유용미생물(EM)이 희석된 정제수에 황토를 희석하여 만든 황토수를 황토벽돌의 표면에 스프레이 분사하거나, 상기 황토수에 황토벽돌을 침적시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 의하면 유용 미생물(EM)과 황토를 이용하여 반죽을 실시하고, 그 반죽에 왕겨분말과 견운모분말, 플라이애쉬를 첨가하여 황토벽돌로 제조함에 따라 황토벽돌로 지어지는 건물 실내의 습도조절, 공기청정, 원적외선, 항균, 탈취, 방음, 흡음 및 강도향상 기능에 대한 우수한 효과가 있다.

또한, 유용미생물(EM, Edffective Microorganisms), 황토, 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬를 최적의 배합비로 혼합하여 각각에 존재하는 미생물들의 생존을 위한 환경을 구축시키되 하나의 공동체로 공존할 수 있도록 하여 인체에 이로운 효능들을 극대화시킴으로써 현대인들의 쾌적한 생활이 보장되게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 EM황토벽돌의 제조방법의 공정 순서도

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 유용 미생물(EM)과 황토를 이용하여 반죽을 실시하고, 그 반죽에 왕겨분말과 견운모분말, 플라이애쉬를 첨가하여 황토벽돌로 제조함에 따라 황토벽돌로 지어지는 건물 실내의 습도조절, 공기청정, 원적외선, 항균, 탈취, 방음, 흡음 및 강도향상 기능에 대한 우수한 효과를 부여하도록 하는 EM황토벽돌의 제조방법에 관한 것으로, 도 1을 참조하여 보면, 선별단계(S1), EM희석단계(S2), 황토반죽단계(S3), 혼합반죽단계(S4), 황토벽돌성형단계(S5) 및 건조단계(S6)를 포함하여 이루어진다.

근래에 들어 물질적인 가치나 명예보다는 건강한 심신을 유지하는 삶을 행복의 척도로 삼는 웰빙(well-being)에 대한 인식이 사회전반적으로 확산됨에 따라 자연이 인간에게 준 선물이라 불리는 ‘황토’에 대한 관심이 높아지고 있다.

이러한 황토는 모든 생명에 가장 이로운 생육광선을 발산하는 것으로서, 예로부터 가옥, 토지 등을 만드는 곳에 우리선조들이 사용했는데 이는 밤의 찬 기운에 훈기를 주며 낮의 더운 기운에 시원함을 주는 토의 기운을 가진 황토의 특성 때문이다.

본 발명에 의해 제조되는 EM황토벽돌과 대비한 황토의 특성을 좀 더 살펴보면, 먼저 황토는 습도가 많은 경우 습기를 흡수하고, 실내가 건조한 경우 습기를 공기중으로 내보내 주는 습도를 조절하는데 매우 뛰어난 효과가 있다. 또, 황토에서 배출되는 원적외선은 담배냄새를 비롯한 불쾌한 냄새의 요인인 양이온을 음이온화시켜 공기청정 효과는 물론 뛰어난 흡착력으로 인해 항생작용과 항균작용에 뛰어나기 때문에 세균과 곰팡이균을 없애주는 효과가 있고, 또한, 황토에 함유된 풍부한 미네랄의 작용은 마음이 안정되게 하고 건강을 회복시킬 수 있는 효과가 있다.

이러한, 황토 속에는 약 2억 ~ 2억 5천 마리의 미생물들이 살아 숨 쉬고 있으며, 인간에게 어떠한 영향을 미치는가에 대한 연구는 꾸준히 진행되고 있는바, 최근 생화학 분야에서 알려진 황토 속의 존재 효소는 대략 1300여 종류에 달한다고 한다. 황토는 주거공간에서 발생하는 각종유해 물질을 차단하는 고유의 기능에 의하여 제독력, 분해력, 제습력과 보습력등 탈취, 정화작용을 비롯한 원적외선 방사와 불연재의 특성을 가지고 인체를 건강하게 유지하는데 기초적인 유해효소들이 함유되어 있다.

예를 들면, 프로테아제(protease), 디페놀 옥시다아제(Diphenol Oxidase), 사카라아제(Saccharase), 카탈라아제(katalase)와 같은 인체에 유해한 효소들이 함유되어 있는바, 상기 프로테아제는 단백질 속 질소가 무기화 될 때에 단백질을 아미노산으로 가분수해 하는 역활을 담당, 면역력 밖의 불필요한 암등 기타 부패한 세포는 프로테아제의 도움으로 순식간에 분해, 파괴될 수 있다. 상기 디페놀 옥시다아제는 분자상의 산소를 이용하여 일어나는 산화반응을 촉매하는 역활을 하고 생활이나 생체 구성 성분위 합성에 필요한 에너지를 얻는데 필수로써 생체내에서는 여러가지 유/무기화합물의 산화·환원작용을 유도한다.

또한, 상기 사카라아제는 수크로오스라는 효소를 가수분해하여 클로코오스(포도당)과 프룩토오스를 만드는 효소로 이다. 상기 카탈라아제는 흙의 효소중 가장 중요한 기능을 하는 효소로써, 독소인 과산화수소를 제거하는 역활을 담당하며 인체에서 대사 작용 과정에 발생한 독소가 노화현상을 일으키는데 흙의 강한 흡수력으로 체내 독소인 과산화 지질이 중화 또는 희석되는 노화현상을 방지한다.

이러한 효소들이 함유되어 있음에 따라 인체에 유익한 효능을 발휘하는 황토를 현대인들의 생활전반에 사용되어 그 유익한 효능을 지속적으로 얻고자 건축용으로도 널리 사용되고 있다.

본 발명에서는 사람이 거주하는 주택을 포함한 건물을 지을때 사용되는 벽돌을 제조함에 있어, 상술된 바와 같은 효능을 갖는 황토에 유용미생물(EM) 등을 첨가함으로써 황토벽돌의 효능을 다양화 및 극대화시키도록 하기 위해 개발된 것으로서, 이의 구현을 위한 황토벽돌의 제조방법은, 황토를 0.5∼2㎜ 간격의 메쉬망으로 선별하여 불순물을 제거하는 선별단계(S1); 유용미생물(EM)을 정제수로 480∼530배로 희석시켜 미생물의 개체수를 조절하는 EM희석단계(S2); 상기 선별된 황토에 유용미생물(EM)이 희석된 정제수를 넣되, 15∼25℃의 온도와 65∼75％의 습도 조건하에서 반죽기를 통해 1∼3시간 동안 반죽하여 황토반죽을 형성시키는 황토반죽단계(S3); 상기 황토반죽 100중량부를 기준으로, 1∼5㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 왕겨분말 10∼25중량부와, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말 10∼20중량부와, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 플라이애쉬 5∼15중량부를 혼합한 후, 15∼25℃의 온도와 65∼75％의 습도 조건하의 믹서기에 넣어 2∼5시간 동안 반죽하여 혼합반죽을 형성시키는 혼합반죽단계(S4); 상기 혼합반죽을 180∼200ton의 프레스로 압축 성형하는 황토벽돌성형단계(S5); 상기 성형된 황토 벽돌을 72∼96시간 동안 일광 건조시키는 건조단계(S6);를 포함하여 이루어진다.

상세하게, 상기 선별단계(S1)는 오염되지 않은 순수한 황토를 선별하기 위해 구성된다. 황토는 풍성 퇴적물인 관계로 황토를 채취하기 위해서는 황토와 함께 포함되어지는 불순물, 즉 다른 종류의 퇴적물을 제거하여야만 한다. 이를 위해 0.5∼2㎜ 간격의 메쉬망으로 해당 메쉬의 크기에 대응되는 입자들로 이루어진 불순물을 제거하고, 이를 2∼3회 선별하여 황토로부터 미세한 입자들을 갖는 불순물까지 제거되도록 한다.

따라서, 2∼3회의 선별과정을 통해 오염되지 않은 순수한 황토의 획득이 보장되고 불순물이 제거됨에 따라 반죽시 불순물로 의한 압착강도 저하 및 균열이 형성됨을 방지한다.

상기 EM희석단계(S2)는 EM(Effective microorganisms), 즉 광합성 세균, 유산균, 효모균, 방성균 등으로 이루어진 유용미생물을 정제수에 희석시키는 단계로써, 유용미생물(EM)을 정제수에 480∼530배 희석시켜 유용미생물(EM)에 함유된 미생물들이 황토의 미생물들과 공존할 수 있는 여건을 형성시킨다. 즉 일반적으로 건축자재로 사용할 목적으로 벽돌을 만들면 이를 보수하기가 매우 어려워 장기간 본래의 효능을 지속적으로 발휘되도록 하여야 하는 바, 이를 위해 생존여건, 예를 들면 미생물 개체들의 생존환경을 조성하는 등의 조절의 필요성이 대두된다. 따라서, 본 발명은 유용미생물(EM)을 480∼530배 희석시켜 유용미생물(EM)에 존재하는 미생물이 생존하는 공간을 넓힘에 따라 황토에 존재하는 미생물과의 공생을 유도한다.

상기 황토반죽단계(S3)는 상술된 선별단계(S1)를 통해 선별된 황토에 유용미생물(EM)을 혼합하는 단계이다. 유용미생물(EM)은 일반적으로 효모, 유산균, 누룩균, 광합성 세균, 방선균 등 80여 종의 미생물이 들어 있어 악취제거, 수질 정화, 금속과 식품의 산화방지, 남은 음식물 발효 등에 탁월한 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 미생물들은 항산화 작용 혹은 생리 활성물질을 생성하며 부패를 억제하는 역할을 한다. 또한 이러한 유용 미생물들은 인류가 오래 전부터 식품의 발효 등에 이용해 왔던 미생물들이다. 이러한 미생물들은 항산화 작용 또는 항산화 물질을 생성함으로써 서로 공생하며 부패를 억제하여 자연을 소생의 방향으로 이끌어 나간다.

특히, 유용미생물(EM)은 다양한 종들의 공생하고 있는바, 이는 단순한 공존이 아니라 호기성균과 혐기성균, 분해균과 합성균 등 서로 다른 종들이 결합하여 하나의 생명체 처럼 활동하고 있다. 또한, 이러한 균들의 상호 작용을 통해 환경과 인간, 작물의 상태를 악화시키려는 강렬한 산화작용을 억제함으로써 무기화(가스 발생)되는 과정에서 악취가 나며 유해한 물질이 생성되는 현상을 방지하는 유익한 미생물군이라 알려져 있다. 이러한 유용미생물(EM)의 미생물과 황토에 존재하는 미생물의 상호 공존을 위해 EM을 480∼530배 희석시킨 정제수 30~40중량%와 황토 60~70중량%를 혼합하여 수분율 30~40%의 묽은 반죽을 구성시킴이 바람직하며, 선별된 황토에 유용미생물(EM)이 희석된 정제수를 넣어 혼합하되, 15∼25℃의 온도와 65∼75％의 습도 조건하에서 반죽기를 통해 1∼3시간 동안 반죽하여 황토반죽을 형성시키도록 함이 바람직하다.

상기 혼합반죽단계(S4)는 위 황토반죽단계(S3)에 의해 형성된 황토반죽에 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬를 혼합하는 단계로 구성된다.

왕겨분말은 벼의 겉껍질로 수급이 용이하며 매우 가벼워 취급이 용이하다. 또한 그 자체로서 다공질을 형성함으로써 본원의 목적인 황토의 본질의 기능을 유지하되 그 효능을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다. 즉, 왕겨분말은 단열성이 뛰어나 예로부터 황토나 석회를 섞어 전통 가옥의 벽체를 구성하여 사용되었고, 현대에도 자연 친화적인 소재로 그 사용의 빈도가 늘어나고 있는 추세이다. 또한 왕겨분말은 각종 미네랄 약 230종이 들어 있어 미생물이 생존할 수 있는 여건을 만들어 주며 해당 왕겨분말의 황토와 혼합시 왕겨분말의 틈새 사이로 공기층이 형성되어 단열 효과 및 방항 효과가 향상되고 내구성 등과 같은 물리적 물성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 견운모분말은 질이 치밀하거나 미세한 비닐 모양 백운모의 총칭으로 흔히 ‘세리사이트(sericite)’라 불리며, 단사정계에 속하는 것으로 백색 또는 회백색에 진주광택이 있는 것으로서, 뛰어난 원적외선 효과와 탈취효과가 우수하며, 입자가 미세하고 인편상을 나타내어 물체를 피복하기 쉽기 때문에 도료, 안료, 의약품, 화장품 등의 배합원료 외에도 섬유공업, 충진제, 연마제에도 사용되고 있다.

상기 견운모분말은 운모 중의 하나로 특히 거정화강암(페그마타이트)에서 산출되는 암석으로서 산소 공급작용이 뛰어나고, 전기적인 성질로 금속과 비금속의 중간적 성질을 갖고 있는 반도체로서 음이온 효과가 뛰어나다.

그리고, 플라이애쉬(fly ash)는 세립의 석탁재로서 규산질 물질로 된 포졸란의 일종이다. 이러한 플라이애쉬는 황토벽돌의 수화 발열량을 감소시키고 수밀성을 향상시켜 본 발명에서는 황토벽돌의 강도 촉진제로 사용된다.

상기와 같은 특성을 갖는 왕겨분말을 1∼5㎜ 간격의 메쉬망으로 선별하여 준비하고, 견운모분말을 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별하여 준비하며, 플라이애쉬를 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별하여 준비한 다음, 상기 황토반죽 100중량부를 기준으로, 왕겨분말 10∼25중량부와, 견운모분말 10∼20중량부와, 플라이애쉬 5∼15중량부를 혼합한 후, 15∼25℃의 온도와 65∼75％의 습도 조건하의 믹서기에 넣어 2∼5시간 동안 반죽하여 혼합반죽을 형성시킨다.

이와 같은 혼합반죽단계(S4)에 의해서 혼합반죽의 수분율을 10∼25％로 조절함으로써 결과적으로는 황토에 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬가 혼합됨에 따라 원적외선의 방출량 및 음이온 효과가 높아지고, 왕겨분말에 포함되어 있는 효소와 황토의 효소들이 상호 반응하여 탈취율, 정화력 등을 향상시키게 된다. 뿐만 아니라, 특히 황토와 왕겨분말의 양생과정에서 다수의 효모군들이 숙성과정을 거쳐 유기화합물을 무기화합물로 바꾸는 작용을 하여 시간이 지날수록 그 시간에 비례한 만큼 더욱 더 유익한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 벽돌로 제조하기 위해 일정한 점성이 필요한바, 묽은 황토반죽에 왕겨분말을 첨가하여 수분율을 10~25%로 조절함에 따라 건조 후 수축에 의한 균열을 적극 방지할 수 있다.

상기 혼합반죽단계(S4)에서 황토반죽에 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬를 혼합하기 전 단계로서, 유용미생물(EM)이 희석된 정제수에 황토를 희석하여 황토수를 만든 다음, 1∼5㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 왕겨분말과, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말과, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 플라이애쉬 각각에 황토수를 수차례 스프레이 분사하여 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬에 황토수가 골고루 코팅되게 하는 혼합물준비단계(S4-1)를 더 포함할 수 있다.

이는 혼합반죽을 위해 준비된 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬에 황토수를 미리 충분히 적시므로서, 혼합반죽단계(S4)에서 반죽이 원활하게 이루어지도록 하기 위함이며, 황토의 효능이 준비된 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬에 각각에 잘 스며들도록 하기 위함이다.

또한, 상기와 같은 효과를 가지기 위한 다른 방법으로, 혼합반죽단계(S4)에서 황토반죽에 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬를 혼합하기 전 단계로서, 유용미생물(EM)이 희석된 정제수에 황토를 희석하여 황토수를 만든 다음, 상기 황토수에 1∼5㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 왕겨분말과, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말과, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 플라이애쉬를 각각 6∼12시간 침적시킨 다음 황토수를 제거하여 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬에 황토수가 골고루 코팅되게 하는 혼합물준비단계(S4-2)를 더 포함할 수 있다.

한편, 상술된 2가지의 혼합물준비단계(S4-1, S4-2)에서 준비된 각각의 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬를 12∼24시간 자연건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 황토수가 골고루 코팅된 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬의 표면을 보호함으로써 주성분인 황토의 효능을 배가시키기 위함이다.

상기 혼합반죽단계(S4) 이후 실시되는 황토벽돌성형단계(S5)는 황토 반죽을 180~200ton의 프레스로 압축 성형하기 위해 구성되는 단계이다. 전술된 단계를 거친 황토반죽을 300mm×150mm×130mm 몰드에 넣은 후 180~200ton 프레스로 소정의 형상을 형성시킨다. 이때, 180ton 이하의 프레스로 압축시 압력이 다소 미흡하여 균열이 발생할 수 있으며, 200ton 이상의 프레스로 압축시 압력이 과도하여 건조 후에 수축이 발생하여 본 발명에서 개시한 사이즈에 적합하지 않음으로써 건축시공시 보다 많은 양의 벽돌이 사용됨에 따라 시공비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있을 수 있다.

또한, 황토벽돌성형단계(S5)에서, 프레스의 상,하 양측면 중 어느 일측면 전체에 골고루 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말을 준비하여 압축 성형과정에서 황토벽돌의 상,하 양측면 중 어느 일측면 전체 외부면에 견운모분말이 노출되도록 구성할 수 있다.

견운모분말은 단사정계에 속하는 것으로 백색 또는 회백색에 진주광택이 있는 것으로 성형된 황토벽돌의 표면에 노출되게함으로써 광택효과로 인한 장식효과 또는 광택에 따른 기능을 가질 수 있게 된다.

또한, 황토벽돌성형단계(S5) 이후, 유용미생물(EM)이 희석된 정제수에 황토를 희석하여 만든 황토수를 황토벽돌의 표면에 스프레이 분사하거나, 상기 황토수에 황토벽돌을 침적시키는 과정을 더 포함함으로써 황토벽돌의 효능을 배가시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 황토벽돌성형단계(S5) 이후 실시되는 건조단계(S6)는 압축된 황토벽돌을 건조시키는 단계로써, 일광에서 72~96시간 동안 건조시킨다. 본 발명이 설정한 시간은 황토에 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬가 자의적, 즉 각각에 존재하는 미생물들이 자연적으로 생존할 수 있는 여건을 구성토록 하여 유해한 효능이 사라지는 것을 적극 방지하고, 인위적인 건조를 실시하지 않음으로써 친환경적인 벽돌로 제조되도록 하는 것 뿐만 아니라, 황토의 발효 온도를 자연적으로 적절하게 유지할 수 있어 별도의 기기설비를 요하지 않도록 한다.

또한, 자연적으로 건조시킴으로써 압축된 황토벽돌에 존재하는 미생물들을 안전화한다. 이로 인해 미생물의 신진대사과정에서 발생되는 항산화 물질을 크게 증가 시킬 수 있다.

이하 본 발명의 구성을 더욱 구체화하고, 본 발명의 효과성을 입증하기 위해 준비된 실시예에 대해 살펴보겠다.

1㎜ 간격의 메쉬망에서 2회 선별한 후 3㎜ 간격으로 이루어진 메쉬망에서 2회 선별하여 미세한 불순물이 제거된 황토 60~70중량%와, 유용미생물(EM)을 500배 희석한 물 30~40중량%을 혼합한 황토반죽 100중량부를 기준으로 왕겨분말 20중량부, 견운모분말 15중량부와, 플라이애쉬 10중량부를 더 혼합한 황토반죽을 40mm × 40mm × 10mm의 크기로 5 L 크기 반응기에 넣고 밀봉한 후 시험가스의 초기농도를 50 umol/mol으로 주입하고 시험가스의 농도를 초기(0분), 30분, 60분, 90분, 120분으로, 시험 중 온도는 23 ℃ ± 5 ℃, 상대습도는 50 % ± 10 %를 유지하여 KS I 2218에 의거하는 시험방법으로 탈취시험을 실시한 결과는 표 1과 같았다.

시험항목		시험결과
		BLACK 농도(umol/mol)	실시예1 농도(umol/mol)	탈취율(%)
탈취 시험 (HCHO)	0 분	50	50	0.0
	30 분	49	16	67.3
	60 분	49	12	75.5
	90 분	49	10	79.6
	120 분	48	9	81.2

1㎜ 간격의 메쉬망에서 2회 선별한 후 3㎜ 간격으로 이루어진 메쉬망에서 2회 선별하여 미세한 불순물이 제거된 황토를 KICM-FIR-1002에 의거하여 세균에 대한 항균실험을 실시하여 항균능력을 알아보았다. 이때, 시험균주는 Escherichia coli ATCC (대장균), Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 (녹농균)을 사용하여 실험을 실시한 결과는 표 2와 같았다.

		실험결과
		초기농도(CFU/40P)	24시간 후 농도(CFU/40P)	세균증감율 (%)
대장균	BLANK	421	2849	+676.7
	실시예 1	421	420	-0.2
녹농균	BLANK	437	2945	+673
	실시예 1	437	436	-0.2

1㎜ 간격의 메쉬망에서 2회 선별한 후 3㎜ 간격으로 이루어진 메쉬망에서 2회 선별하여 미세한 불순물이 제거된 황토 60~70중량%와, 유용미생물(EM)을 500배 희석한 물 30~40중량%을 혼합한 황토반죽을 KICM-FIR-1002에 의거하여 세균에 대한 항균실험을 실시하여 항균능력을 알아보았다. 이때, 시험균주는 Escherichia coli ATCC 25922 (대장균), Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 (녹농균)을 사용하여 실험을 실시한 결과는 표 3과 같았다.

		실험결과
		초기농도(CFU/40P)	24시간 후 농도(CFU/40P)	세균증감율 (%)
대장균	BLANK	421	2849	+676.7
	실시예 2	421	380	-11
녹농균	BLANK	437	2945	+673
	실시예 2	437	396	-11

1㎜ 간격의 메쉬망에서 2회 선별한 후 3㎜ 간격으로 이루어진 메쉬망에서 2회 선별하여 미세한 불순물이 제거된 황토 60~70중량%와, 유용미생물(EM)을 500배 희석한 물 30~40중량%을 혼합한 황토반죽 100중량부를 기준으로 왕겨분말 20중량부, 견운모분말 15중량부와, 플라이애쉬 10중량부를 믹서기에 넣고 반죽을 실시한 후 180~200ton의 프레스로 압축 성형한 후 72~96시간 동안 일광 건조시켜 제조된 황토벽돌의 온도가 40℃에 도달할 때까지 가열하였으며, 가열된 황토벽돌의 원적외선 방사율(5~20㎛) 및 방사에너지(W/㎡)를 측정한 결과는 표 4와 같았다.

1) 대조군 1 : 황토

2) 대조군 2 : 왕겨분말

3) 대조군 3 : 견운모분말

4) 대조군 4 : 플라이애쉬

	원적외선 방출량(40℃)
	방사율(5~20㎛)	방사에너지(W/㎡)
대조군 1	0.846	3.19×10²
대조군 2	0.837	3.16×10²
대조군 3	0.828	3.12×10²
대조군 4	0.822	3.09×10²
실시예 3	0.914	3.69×10²

1㎜ 간격의 메쉬망에서 2회 선별한 후 3㎜ 간격으로 이루어진 메쉬망에서 2회 선별하여 미세한 불순물이 제거된 황토 60~70중량%와, 유용미생물(EM)을 500배 희석한 물 30~40중량%을 혼합한 황토반죽 100중량부를 기준으로 왕겨분말 20중량부, 견운모분말 15중량부와, 플라이애쉬 10중량부를 믹서기에 넣고 반죽을 실시한 후 180~200ton의 프레스로 압축 성형한 후 72~96시간 동안 일광 건조시켜 제조된 황토벽돌에 대해 KCL-FIR-1042에 의거하여 온도 21 ℃ ± 3 ℃, 상대습도는 55 % ± 15 % R.H의 측정환경에서 음이온 방출량을 측정한 결과는 표 5와 같았다.

시험항목	시험결과(개/cm³)
BLANK	75
실시예 5	86

1㎜ 간격의 메쉬망에서 2회 선별한 후 3㎜ 간격으로 이루어진 메쉬망에서 2회 선별하여 미세한 불순물이 제거된 황토 60~70중량%와, 유용미생물(EM)을 500배 희석한 물 30~40중량%을 혼합한 황토반죽 100중량부를 기준으로 왕겨분말 20중량부, 견운모분말 15중량부와, 플라이애쉬 10중량부를 믹서기에 넣고 반죽을 실시한 후 180~200ton의 프레스로 압축 성형한 후 72~96시간 동안 일광 건조시켜 제조된 황토벽돌의 강도(㎏f/㎠)를 측정한 결과는 표 6과 같다.

	기준	추가 1 견운모분말 (중량부)	추가 2 플라이애쉬 (중량부)	강도 (㎏f/㎠)	흡수율 (%)
대조군 1	황토반죽 100중량부	5	3	197	9
대조군 2		10	5	213	9
대조군 3		20	15	224	9
대조군 4		25	20	225	9

상기 표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 탈취시험의 결과에 대해 살펴보자면, 초기의 가스 농도인 50 umol/mol에서 30분이 경과하면서 67.3%의 탈취율을 나타내며 이후 지속적으로 탈취율이 상승되는 것을 확인할 수 있었다. 이 결과로 보아 1㎜ 간격의 메쉬망에서 2회 선별한 후 3㎜ 간격으로 이루어진 메쉬망에서 2회 선별하여 미세한 불순물이 제거된 황토 60~70중량%와, 유용미생물(EM)을 500배 희석한 물 30~40중량%을 혼합한 황토반죽 100중량부를 기준으로 왕겨분말 20중량부, 견운모분말 15중량부와, 플라이애쉬 10중량부를 더 혼합한 황토반죽으로 제조된 황토벽돌은 유기화합물을 무기화합물로 변화시켜 일상생활 전반에 걸쳐 쾌적한 환경의 제공을 보장할 수 있음이 확인되었다.

상기 표 2에 도시된 바와 같이, 실시예 2의 항균활성 능력을 실험한 결과에서는 대장균이 세균 감염 24시간 후에 BLANK는 약 677% 증가한 반면, 실시예 1은 증식은 하지 않았지만 0.2%의 낮은 감소율을 보였으며, 녹농균도 마찬가지로 24시간 후에 BLANK는 약 674% 증가한 반면, 실시예 1은 증식은 하지 않았지만 0.2%의 낮은 감소율을 보였다. 세균 감소율은 비록 낮았지만, 세균의 증식을 억제하지만 항균활성에 영향을 미치지 못하는 것으로 확인되었다.

상기 표 3에 개시된 바와 같이, 실시예 3의 항균활성 능력을 시험한 결과 대장균이 세균 감염 24시간 후에 BLANK는 약 677% 증가한 반면, 실시예 3에서는 증식되지 않았으며 10% 이상의 감소율을 보였으며, 녹농균도 마찬가지로 24시간 후에 BLACK는 약 674% 증가한 반면 황토판재는 증식되지 않았으며 10% 이상의 감소율을 나타내었다. 이 결과로 보아 황토 60~70중량%와, 유용미생물(EM)을 500배 희석한 물 30~40중량%을 혼합한 황토반죽은 황토와 유용미생물(EM)이 항균활성에 영향이 미치는 것으로 확인되었다.

상기 표 4에 개시된 바와 같이, 대조군 1의 방사율은 84.6%, 방사에너지는 3.19×10²(W/㎡)로 나타났으며, 대조군 2의 방사율은 83.7%, 방사에너지는 3.16×10²(W/㎡)로 다소 낮게 나타났으며, 실시예 4의 방사율은 91.4%, 방사에너지 3.69×10²로 나타났다. 이 결과로 보아 실시예 4에 의해 제조된 황토벽돌은 원적외선 방출 및 방사에너지의 효능이 극대화되는 것을 확인하였다.

상기 표 5에 개시된 바와 같이, BLANK와 실시예 5는 1 cm의 측정거리 상에서 측정된 결과이다. 상세하게는 BLANK는 75개/㎤의 음이온이 발생되었으며, 실시예 5는 86개/㎤의 음이온이 발생되었다. 이러한 결과로 보면, 황토에 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬와 혼합됨으로써 탈취율의 향상을 도모하고 주변공간의 정화력이 향상되는 효과를 얻을 수 있음이 확인되었다.

상기 표 6에 도시된 바와 같이, 실시예 6의 강도(㎏f/㎠)의 결과에 대해 살펴보자면, 우선 KSL 4201 규정에 의거 황토벽돌의 강도는 1종의 경우 흡수율은 10％이하 이고, 이때 강도(㎏f/㎠)는 210 이상일때 사용이 적합하도록 규정하고 있다. 이에 황토반죽 100중량부를 기준으로 견운모분말 5중량부, 플라이애쉬 3중량부를 포함한 대조군 1에서는 강도가 197㎏f/㎠ 로서 기준에 미달됨을 알 수 있고, 견운모분말 10중량부, 플라이애쉬 5중량부를 포함한 대조군 2에서는 213㎏f/㎠ 로서 기준에 적함함을 알 수 있으며, 견운모분말 20중량부, 플라이애쉬 15중량부를 포함한 대조군 3에서는 224㎏f/㎠ 로서 기준에 적함함을 알 수 있으며, 견운모분말 25중량부, 플라이애쉬 20중량부를 포함한 대조군 4에서는 225㎏f/㎠ 로서 기준에 적함하지만 대조군 3에서의 강도과 별 차이가 없는 것으로 확인되었다.

상술된 실시예는 한국건설생활환경시험연구소에서 실시된 실험결과를 설명한 것으로서, 즉 본 발명인 EM황토벽돌의 제조방법에 의해 제조된 황토벽돌은 유용미생물(EM, Edffective Microorganisms), 황토, 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬를 최적의 배합비로 혼합하여 각각에 존재하는 미생물들의 생존을 위한 환경을 구축시키되 하나의 공동체로 공존할 수 있도록 하여 인체에 이로운 효능들을 극대화시킴으로써 현대인들의 쾌적한 생활이 보장되는 이점이 있다.

S1 : 선별단계 S2 : EM희석단계
S3 : 황토반죽단계 S4 : 혼합반죽단계
S5 : 황토벽돌성형단계 S6 : 건조단계

Claims (6)

1. 황토를 0.5∼2㎜ 간격의 메쉬망으로 선별하여 불순물을 제거하는 선별단계(S1);
   유용미생물(EM)을 정제수로 480∼530배로 희석시켜 미생물의 개체수를 조절하는 EM희석단계(S2);
   상기 선별된 황토에 유용미생물(EM)이 희석된 정제수를 넣고 혼합하되, 15∼25℃의 온도와 65∼75％의 습도 조건하에서 반죽기를 통해 1∼3시간 동안 반죽하여 황토반죽을 형성시키는 황토반죽단계(S3);
   상기 황토반죽 100중량부를 기준으로, 1∼5㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 왕겨분말 10∼25중량부와, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말 10∼20중량부와, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 플라이애쉬 5∼15중량부를 혼합한 후, 15∼25℃의 온도와 65∼75％의 습도 조건하의 믹서기에 넣어 2∼5시간 동안 반죽하여 혼합반죽을 형성시키는 혼합반죽단계(S4);
   상기 혼합반죽을 180∼200ton의 프레스로 압축 성형하는 황토벽돌성형단계(S5);
   상기 성형된 황토 벽돌을 72∼96시간 동안 일광 건조시키는 건조단계(S6);를 포함하고,
   상기 혼합반죽단계(S4)에서 황토반죽에 왕겨분말 및 견운모분말을 혼합하기 전 단계로서, 유용미생물(EM)이 희석된 정제수에 황토를 희석하여 황토수를 만든 다음, 1∼5㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 왕겨분말과, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말과, 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 플라이애쉬 각각에 황토수를 수차례 스프레이 분사하여 왕겨분말 및 견운모분말에 황토수가 골고루 코팅되게 하는 혼합물준비단계(S4-1)를 더 포함하고,
   상기 혼합물준비단계(S4-1, S4-2)에서 준비된 각각의 왕겨분말, 견운모분말 및 플라이애쉬를 12∼24시간 자연건조하는 단계를 포함하고,
   상기 황토벽돌성형단계(S5)에서, 프레스의 상,하 양측면 중 어느 일측면 전체에 골고루 1∼3㎜ 간격의 메쉬망으로 선별된 견운모분말을 준비하여 압축 성형과정에서 황토벽돌의 상,하 양측면 중 어느 일측면 전체 외부면에 견운모분말이 노출되도록 하는 단계를 포함하고,
   상기 황토벽돌성형단계(S5) 이후, 유용미생물(EM)이 희석된 정제수에 황토를 희석하여 만든 황토수를 황토벽돌의 표면에 스프레이 분사하거나, 상기 황토수에 황토벽돌을 침적시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 EM 황토벽돌의 제조방법.
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