초록 ▼

1. 최종목표:
본 제품은 기존의 황토벽돌과 달리 “바이오기능성 황토벽”의 생산을 목적으로 한 개발연구이다. 최종 목표는 새로운 혼합재료로 선정한 알긴산, 섬유소, 목탄, 규조토, 펄라이트 와 해사는 각기 특수성이 있다. 이들을 혼합한 제품의 최종 목표는 ①친환경 지속 가능한 바이오 건축자재개발, ②농가소득 증대와 농촌과학화, ③무독성 건강건축자재효율극대화 ④자연회귀에 무해한 건축자재(해조류에서 채취한 알긴산, 목재에서 생산된 섬유질 원로, 목탄과 퍼라이트, 규조토, 강도를 위한 해사)를 개발하여 날로 증가하는 인체피해로부터

1. 최종목표:
본 제품은 기존의 황토벽돌과 달리 “바이오기능성 황토벽”의 생산을 목적으로 한 개발연구이다. 최종 목표는 새로운 혼합재료로 선정한 알긴산, 섬유소, 목탄, 규조토, 펄라이트 와 해사는 각기 특수성이 있다. 이들을 혼합한 제품의 최종 목표는 ①친환경 지속 가능한 바이오 건축자재개발, ②농가소득 증대와 농촌과학화, ③무독성 건강건축자재효율극대화 ④자연회귀에 무해한 건축자재(해조류에서 채취한 알긴산, 목재에서 생산된 섬유질 원로, 목탄과 퍼라이트, 규조토, 강도를 위한 해사)를 개발하여 날로 증가하는 인체피해로부터 독성물질 없는 실내환경조성 및 정화시키는데 있다.
2. 개발내용 및 결과
이상의 재료의 특성을 고려하여 기존의 황토벽돌에 부족한 성능을 높이고 건축실내의 생활공간에서 생활하는 거주자의 건강을 위한 제품이다. 개발내용은 공기정화와 경량화, 단열 및 차단, 흡음, 흡착, 통기성, 유해물질 차단 및 냄새제거의 효능이 좋은 재료가 개발되었다.
3. 사업성과
◦기술적 성과: 기술적 성과 면에서는 새로운 종류의 융합재료의 개발과 그 활용가능성 및 제작에 대한 새로운 배합비가 개발되었음.
◦경제적 성과: 생산 가공비에 따른 인건비가 증가되는 현상이 발생된 반면, 원자재의 채취면에서는 지역민의 경제적 이윤이 발생되었음.
◦사회적 성과(일자리 창출 등): 초기 설정했던 일자리 창출 등의 사회적 성과면에서는 생산과정에 대한 사회적 성과는 기존의 상태와 동일하다. 그러나 혼합재료의 생산 및 가공에 대한 점들이 추가됨으로 해서 일부는 지역에 따란 사회적 성과에 기여가 가능하다고 사료됨.
4. 기술개발결과 활용계획
먼저 기술적인 개발을 위한 각 재료의 특성을 소개하고, 각 재료들의 특성을 고려해 복합적 재료의 혼합에 의한 융화작용이 우수하고, 실내에서의 기 유익한 효능의 제품 제작 기술에 활용방안은 다음과 같다.
1)재료의 특성
- 알긴산(Alginic Acid)은 미역이나 다시마 등 해조류 성분의 20～30%를 차지하고 있는 미끈미끈한 섬유질 성분이다. 그리고 대부분 칼륨, 나트륨, 칼슘과 결합된 형태로 존재하며 서로 결합이 지속적으로 이루어져 긴 결합을 이루는 고분자 물질이다. 또한 물에 녹지 않으나 그 알칼리염은 물에 녹아 점질성이 매우 크다. 다시마인 니그렛센즈는 분자량이 30만이 넘는 초고분자 알긴산이 함유되어 있어 피막 형성 능력이 높고, 수분과의 반응이 빠른 것이 특징이다. 초고분자 알긴산은 수분과 반응하여 꽉 밀착되는 막을 만든다. 알긴산이 수분과 결합하여 그물구조를 만드는 것이다. 일반적으로 나트륨염은 비교적 용해가 잘 되지만 칼슘염은 잘 녹지 않는다. 염화칼슘 수용액에서 알긴산칼슘염이 되어 물에 녹지 않는 겔 상태가 되어 단단한 볼이 형성되는 원리를 이용하여 탄성이 있는 재품을 만든다. 그것은 알긴산의 스펀지 효과란 알긴산이 중금속이나 농약, 발암물질 등을 빨아들여 몸 밖으로 내보내는 작용을 말한다.
- 규조토(Celatom, Diatomite)는 기공성의 재료로 활성탄(숯)의 5천배나 되는 천연자원이다. 이는 규조토 암석을 분쇄하여 천연수지와 석회 등을 결합하여 만든 순수한 천연제품이면서 그 효능은 유해한 물질을 스스로 흡착, 분해하되 방출하지 않기 때문에 새집증후군이나 아토피 피부염 치료법등에 유리한 신뢰성이 높은 친환경 건축내장재다.
- 펄라이트(Pearlite)는 화산작용으로 생긴 진주암이나 흑요석 등을 850~1500℃ 안팎에서 가열한 다공질의 가볍고 단열 및 흡음효과가 뛰어난 인공토양의 건축 골재이다.
- 참숯과 대나무 숯(Bamboo)은 공기정화 효과가 있다. 대나무 숯보다 참숯의 효과가 높다. 이들 보다 수 십 배나 강한 활성탄이 있다. 대나무 숯은 표면적이 참숯 보다 더 넓다.(가마터의 온도는 600~1000℃) 숯은 기공이 넓어 흡착력이 우수하다. 특히 숯의 3가지 효능은 ① 노폐물 등의 정수효과 ② 전자파차단 효과 ③탄소성분은 무한한 음이온 발산으로 공기정화, 혈액순환개선, 집중력 향상, 저항력 증강, 미세먼지 제거 등의 마이너스 이온효과가 있다.
2)활용방안
-날로 증가되는 새집증후군에 의한 기관지 천식, 아토피 피부염, 피로감 및 권태감, 시력저하 등의 일상적 질병과 신체적 면역력 증가와 공기 및 각종 유해파를 방지하는 차단, 중화, 정화 등의 재료로 활용할 수 있음.
-유아, 아동, 산모, 노약자, 장애자등 신체적 면역력이 낮은 이들의 안전을 위한 장기거주가 이루어지는 일반주택 이나 아파트의 실내에 두루 사용될 것임.
-장시간 체류하는 각 급 학교(유치원, 보육소) 및 학원의 교실 공간 벽체에 대량 사용될 수 있으며, 일반 오피스 건축물, 은행, 음식업 종의 주된 사무실, 양로원, 장애인시설, 영유아시설 등의 실내공간, 도서관 치 전시시설(박물관, 미술관)등에 폭넓게 사용될 수 있음.
3)문제
물을 사용하는 욕실, 세면소, 주방 등에는 사용할 수 없다는 단점과 블록으로만 사용되어질 경우 실내면적이 좁아지는 문제가 있기 때문에 이에 대한 제품의 연구개발이 필요하다고 본다.
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술:
수요가 점차 증가하는 현 상에 따라 가격 및 판로에 대한 경쟁력이 극심한 현상이다. 그로 인한 자체적 고유의 기술에 대한 보안이 매우 중요한 요소이다. 이에 따라 불량제품이 생산될 가능성이 있게 되어, 고유의 성능이 저해될 가능성이 내재되 있기 때문에 그에 따른 등급분류와 기준이 있어야 할 것이다.
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원등록 실적:
준비 중이며 추후 출원 및 등록을 할 예정임.

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서 ... 1
• 개발결과의견서 ... 4
• 최종보고요약서(초록) ... 5
• 목차 ... 8
• 표목차 ... 10
• 그림목차 ... 11
• 사진목차 ... 12
• 제1장 서론 ... 13
• 제1절 기술 개발의 배경 ... 13
• 1. 기술개발의 개요 ... 13
• 2. 배경 및 기술개발의 목표 ... 13
• 3. 기술개발 내용 및 방법 ... 13
• 제2절 기능성 바이오목탄황토벽돌의 필요성과 기대효과 ... 14
• 1. 바이오목탄황토벽돌의 필요성 ... 14
• 2. 기술개발시 기대효과 ... 14
• 3. 결과활용 및 사업화 방안 ... 14
• 제2장 과제개발 내용 및 방법 ... 15
• 제1절 기술개발의 목표 ... 15
• 제2절 바이오 목탄황토벽돌의 공정시스템 ... 15
• 제3절 자재준비 및 공정절차 ... 16
• 제4절 실험준비 및 제품 제작 ... 17
• 제5절 분석결과 ... 26
• 1. 실험결과 및 해석 ... 33
• 2. SEM 결과 ... 34
• 3. EDS 결과 ... 34
• 제6절 실험결과 및 고찰 ... 39
• 제3장 사업성과 ... 41
• 제1절 기술적 측면의 성과 ... 41
• 제2절 경제적 측면의 성과 ... 41
• 제3절 기타 성과 ... 41
• 제4장 결론 ... 42
• 제1절 자기완결적 기능성 바이오목탄황토벽돌 개발 ... 42
• 제2절 공학적 성능면의 개발 ... 42
• 제3절 향후 계획 방향 ... 43