KR100664693B1 - 온돌 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

온돌 패널 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온돌 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 해결하고자하는 기술적 과제는 딱딱하면서도 무게가 가벼워 운반 및 시공이 쉽고, 열효율이 우수하여 전력 소비량이 적으며, 또한 건강에 유익한 원적외선을 다량으로 방출하는 온돌 패널을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명에 의한 해결 방법의 요지는 펄프 종이가 페놀 수지에 함침 및 건조되어 형성된 메인 함침지와, 상기 메인 함침지 위에 상호 소정 거리 이격되어 인쇄된 다수의 도전성 잉크층과, 상기 다수의 도전성 잉크층중 양단에 접착된 소정 길이의 동선과, 상기 메인 함침지의 상부와 하부에 각각 적층되고, 상기 메인 함침지와 함께 압축된 다수의 보조 함침지로 이루어진 온도 패널이 개시된다.
온돌 패널, 도전성 잉크층, 동선, 함침지, 펄프 종이, 페놀 수지

Description

온돌 패널 및 그 제조 방법{Heater panel and manufacturing method thereof}
도 1a는 본 발명에 따른 온돌 패널을 도시한 사시도이고, 도 1b는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 온돌 패널의 제조 방법을 도시한 플로우 챠트이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 온돌 패널의 제조 방법을 도시한 순차 설명도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100; 본 발명에 의한 온돌 패널
110; 메인 함침지 120; 도전성 잉크층
130; 동선 140; 보조 함침지
본 발명은 온돌 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 딱딱하면서도 무게가 가벼워 운반 및 시공이 쉽고, 열효율이 우수하여 전력 소비량이 적으며, 또한 건강에 유익한 원적외선을 다량으로 방출하는 온돌 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
땔감을 아궁이에서 연소시키고 그 열을 난방용으로 이용하는 온돌은 우리나라의 고대로부터 전해져 내려오는 매우 과학적인 바닥 난방 기술인데, 바닥이 난방됨과 아울러 실내도 난방이 되는 것은 당연한 이치이다. 하지만 이러한 재래식 온돌은 최근에 이르러 온수 난방 문화가 주류를 이루게 된 이유로 인하여 거의 찾아보기 힘든 상황에 처해져 있는데, 그 원인은 자연보호 차원 및 인구 증가로 인한 땔감의 극심한 부족 상태와 화재의 발생문제 그리고 이로 인한 법적인 제한문제, 사용상의 불편함과 용이하지 않은 유지관리 등이 될 것이다.
한편, 상술한 온수난방은 방바닥을 수평으로 고른 후 보일러에서 고온으로 데워진 온수가 순환할 수 있는 엑셀 파이프 혹은 동 파이프를 지그재그식으로 연결시켜 깔고 그 상면에 시멘트를 발라서 엑셀 파이프나 동 파이프가 매몰되게 한 다음 시멘트의 상면을 수평으로 마감질을 하고 다시 그 위에 장판지를 바르거나 비닐장판을 깔아서 사용하는 방법인데, 이는 작업이 번거롭고 많은 시간이 소요되며 열효율이 그다지 양호하지 못할 뿐만 아니라 개보수작업이 매우 까다롭고 번거로우며 반드시 보일러를 이용하여야 한다는 등의 단점을 안고 있다.
이에 시멘트 혹은 황토와 시멘트의 혼합물을 이용하여 사각형의 형태로 판체를 만들되 상기 판재의 상면에는 엑셀 파이프가 지그재그식으로 매입될 수 있는 홈을 형성시킨 바닥 판체와, 상기 바닥 판체의 위에 얹히는 뚜껑 판체로 된 온수난방용 조립식 패널이 안출되었던 바, 이는 종래의 온수난방 작업에 비하여 작업성이 우수하고 개보수가 용이한 장점은 있으나 보온성이 낮아서 열효율이 우수하지 못하 고 습기가 올라와서 장판지를 부식시키거나 적시는 비위생적이고 좋지 못한 문제가 있다. 그리고 흡음성 및 방음 기능이 거의 없어 층간 소음발생의 문제를 그대로 안고 있으며 시멘트는 인체에 유해하여 좋지 못한 문제를 해결하지 못하고 있다.
이와 함께 시멘트 혹은 황토(소량)와 시멘트의 혼합물을 사용하여 판체를 제조하기 때문에 판체 하나의 중량이 수십 킬로그램 이상이 되어서 판체의 사이즈를 키우기가 어려운 문제가 있어 통상적으로 가로와 세로의 길이가 500mm 정도가 된다. 따라서 보통 크기의 방에 온돌을 시공코자 할 때 적어도 수십 개 이상의 판체를 깔아야 하기 때문에 작업성이 불량하고 번거로우며 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 조립된 판체들의 전체 수평 균형을 잡는 것이 쉽지가 않아서 요철현상이 생기기 때문에 불량이 발생되는 예가 허다하고 일단 판체들의 수평 균형을 어느 정도 잡았다고 하더라도 수십 개 이상의 판체들이 조립된 상태가 오래 유지되지 못하여 단시간 안에 요철현상이 생겨서 보수작업을 하여야 하는 등의 폐단이 속출되고 있어 개선책이 시급하게 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 딱딱하면서도 무게가 가벼워 운반 및 시공이 쉽고, 열효율이 우수하여 전력 소비량이 적으며, 또한 건강에 유익한 원적외선을 다량으로 방출하는 온돌 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 온돌 패널은 펄프 종이가 페놀 수지에 함침 및 건조되어 형성된 메인 함침지와, 상기 메인 함침지 위에 상호 소정 거리 이격되어 인쇄된 다수의 도전성 잉크층과, 상기 다수의 도전성 잉크층중 양단에 접착된 소정 길이의 동선과, 상기 메인 함침지의 상부와 하부에 각각 적층되고, 상기 메인 함침지와 함께 압축된 다수의 보조 함침지를 포함한다.
여기서, 상기 도전성 잉크층은 페놀 13w%, 카본 70w%, 규소(SiO2) 4w% 및 메탄올 13w%이 배합된 채로 상기 함침지 위에 인쇄될 수 있다.
또한, 상기 보조 함침지는 상기 메인 함침지의 상부 및 하부에 각각 2장 내지 10장이 적층되어 압축될 수 있다.
또한, 상기 메인 함침지와 이것에 적층 및 압축된 보조 함침지는 소정 외력 범위에서 구부러지지 않는 경성 재질일 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 온돌 패널의 제조 방법은 페놀 수지에 펄프 종이를 함침하여, 메인 함침지 및 보조 함침지를 형성하는 함침지 형성 단계와, 상기 메인 함침지의 표면에 상호 소정 거리 이격되도록 다수의 도전성 잉크층을 형성하는 도전성 잉크 인쇄 단계와, 상기 도전성 잉크층의 양단에 소정 길이의 동선을 접착하는 동선 접착 단계와, 상기 메인 함침지의 상부 및 하부에 각각 다수의 보조 함침지를 적층하는 보조 함침지 적층 단계와, 상기 메인 함침지 및 보조 함침지를 프레스에 넣고 소정 압력으로 압축하는 프레스 압축 단계를 포함한다.
여기서, 상기 도전성 잉크 인쇄 단계에서 사용된 도전성 잉크층은 페놀 13w%, 카본 70w%, 규소(SiO2) 4w% 및 메탄올 13w%이 배합되어 이루어질 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 온돌 패널 및 그 제조 방법은 다수의 함침지를 프레스를 이용한 압축 방법에 의해 제조함으로써, 재질이 딱딱한 동시에 소정 인장 강도를 갖고, 또한 무게가 가벼움으로써, 운반이 쉽고 온돌 시공도 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 함침지 내측에 넓게 개재된 도전성 잉크층으로부터 다량의 주울열이 발생하여 열효율이 매우 우수하고, 이에 따라 전력 소비량 또는 난방비도 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 도전성 잉크층에서 다량의 원적외선이 방출됨으로써, 그 위에 있는 사람의 건강을 증진시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 소비자가 원하는 다양한 크기로 제작할 수 있어, 온돌 바닥의 평평도를 맞추기 용이하다.
또한, 본 발명은 방바닥으로부터 발생하는 습기를 함침지가 효율적으로 차단함으로써, 실내 환경을 항상 쾌적하게 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 온돌 패널 자체가 펄프 종이를 주 원료로 하여 제조되기 때문에, 흡음성 및 방음 기능이 뛰어서 예를 들면 아파트의 층간 소음을 효율적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 본 발명에 따른 온돌 패널을 도시한 사시도이고, 도 1b는 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 온돌 패널(100)은 메인 함침지(110)와, 도전성 잉크층(120)과, 동선(130)과, 다수의 보조 함침지(140)를 포함한다. 여기서, 상기 메인 함침지(110)와 보조 함침지(140)는 동일 재질 및 동일 넓이일 수 있다.
상기 메인 함침지(110)는 펄프 종이를 페놀 수지(프리프레그 상태의 페놀 수지)에 소정 시간동안 함침한 후, 꺼내어 소정 시간 동안 건조하여 형성된 것이다. 여기서, 상기와 같은 페놀 수지는 주지된 바와 같이 열과 외부 응력에 강인함으로써, 전자 제품의 회로기판, 절연 재료 또는 전기 소켓의 용도로도 사용된다.
상기 도전성 잉크층(120)은 상기 메인 함침지(110) 위에 상호 소정 거리 이격된 채 다수가 형성되어 있다. 도면에서는 비록 상기 도전성 잉크층(120)이 대략 사다리 모양으로 형성되어 있으나, 이러한 모양으로 상기 도전성 잉크층(120)의 모양을 한정하는 것은 아니다. 여기서, 상기 도전성 잉크층(120)은 주지된 바와 같이 도전성 필러(filler)를 비이클(vehicle)에 분산한 것으로서, 인쇄(예를 들면 스크린 인쇄) 후에도 그 경화막에 도전성이 나타나는 잉크를 의미한다. 본 발명에서는 상기 도전성 잉크층(120)을 페놀 13w%, 카본 70w%, 규소(SiO2) 4w% 및 메탄올 13w%을 배합하여 형성하였으며, 상기 도전성 잉크층(120)에 페놀이 함유되어 있기 때문에, 상기 페놀에 함침된 메인 함침지 위에 상기 도전성 잉크층이 아주 양호하게 접 착된다. 더욱이, 상기 도전성 잉크층(120)에는 규소가 함유되어 있기 때문에, 상기 도전성 잉크층(120)에서 주울열 발생시 다량의 원적외선이 방출되는 장점도 있다.
상기 동선(130)은 상기 다수의 도전성 잉크층(120)중 양단에 접착되어 있으며, 이것의 일단은 상기 메인 함침지(110) 및 보조 함침지(140)의 외측으로 소정 길이 연장 및 돌출되어 있다.
상기 보조 함침지(140)는 상기 메인 함침지(110)의 상부와 하부에 각각 다수가 적층되고, 상기 메인 함침지(110)와 함께 프레스로 압축되어 있다. 이와 같이 하여, 상기 도전성 잉크층(120) 및 동선(130)은 외부로부터 확실하게 절연된다. 또한, 상기 보조 함침지(140)는 상기 메인 함침지(110)의 상부와 하부에 각각 2장 내지 10장이 적층됨으로써, 본 발명에 의한 온돌 패널(100)이 소정 두께를 갖는 동시에, 쉽게 구부러지지 않는 딱딱한 상태를 유지하게 된다. 이러한 보조 함침지(140)의 개수는 시공하는 온돌 패널(100)의 특성에 따라 다양하게 변경 가능하다. 또한, 상술한 바와 같이 보조 함침지(140)는 메인 함침지(110)와 같은 재질 및 같은 넓이를 갖는 것으로서, 펄프 종이가 페놀 수지에 함침 및 건조되어 형성된 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 온돌 패널의 제조 방법을 도시한 플로우 챠트이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 온돌 패널(100)의 제조 방법은 메인 함침지 및 보조 함침지 형성 단계(S1)와, 건조 단계(S2)와, 도전성 잉크 인쇄 단계(S3)와, 동선 접착 단계(S4)와, 보조 함침지 적층 단계(S5)와, 프레스 압축 단계(S6)를 포함한다.
상기 메인 함침지 및 보조 함침지 형성 단계(S1)에서는 펄프 종이를 페놀 수 지에 소정 시간 함친 한 후 이를 꺼냄으로써, 메인 함침지 및 보조 함침지가 형성된다. 여기서, 편의상 함침지를 메인 함침지 및 보조 함침지로 구분하였지만, 사실 상기 메인 함침지 및 보조 함침지는 동일한 공정으로 제조되며, 단지 기능별로 구분한 것일 뿐이다.
상기 건조 단계(S2)에서는 상기 함침된 메인 함침지(110) 및 보조 함침지(140)를 소정 시간 건조한다.
이러한 메인 함침지 및 보조 함침지 형성 단계(S1)와, 건조 단계(S2)가 도 3a에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 펄프 종이 롤(1)로부터 펄프 종이(2)를 소정 속도로 풀면서 이것이 페놀 수지가 담겨 있는 함침함(3)을 통과하도록 한다. 이어서, 상기 함침된 펄프 종이(2)가 소정 온도의 가열로(4)를 통과하도록 하도록 함으로써, 상기 펄프 종이(2)에 스며든 상기 페놀 수지가 건조되도록 한다. 물론, 이러한 공정 후에는 소정 길이로 함침지(메인 함침지 또는 보조 함침지)를 컷팅한다. 도면중 미설명 부호 5는 컷터이다.
상기 도전성 잉크 인쇄 단계(S3)에서는 상기 메인 함침지(110)의 표면에 소정 패턴으로 도전성 잉크층(120)을 스크린 인쇄한다. 즉, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 도전성 잉크층(120)은 메인 함침지(110)의 표면에 상호 소정 거리 이격된 동시에, 소정 길이를 갖도록 스크린 인쇄 방법으로 형성한다. 여기서, 상기 도전성 잉크층(120)은 페놀 13w%, 카본 70w%, 규소(SiO2) 4w% 및 메탄올 13w%을 배합하여 형성한 것을 이용한다. 따라서, 상기 도전성 잉크층(120)에는 페놀이 함유되어 있 기 때문에, 상기 페놀에 함침된 메인 함침지(110) 위에 상기 도전성 잉크층이 아주 양호하게 접착된다. 더욱이, 상기 도전성 잉크층(120)에는 규소가 함유되어 있기 때문에, 상기 도전성 잉크층(120)에서 주울열 발생시 다량의 원적외선이 방출되는 장점도 있다.
상기 동선 접착 단계(S4)에서는 상기 각각의 도전성 잉크층(120) 양단에 소정 길이의 동선(130)을 위치시킨다. 즉, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 동선(130)은 소정 길이를 가지며 메인 함침지(110)의 외측으로 소정 길이 연장 및 돌출되도록 도전성 잉크층(120)의 양단에 위치한다.
상기 보조 함침지 적층 단계(S5)에서는 상기 메인 함침지(110)의 위와 아래에 각각 소정 개수의 보조 함침지(140)를 위치시킨다. 즉, 도 3d에 도시된 바와 같이 상기 보조 함침지(140)는 2장~10장 내외가 구비되어 상기 메인 함침지(110)의 위와 아래에 각각 위치한다.
마지막으로 상기 프레스 압축 단계(S6)에서는 상기 메인 함침지(110) 및 보조 함침지(140)를 소정 압력으로 프레스 압축함으로써, 상기 동선(130)이 상기 도전성 잉크층(120)에 확실하게 접착되도록 하는 동시에, 상기 메인 함침지(110) 및 다수의 보조 함침지(140)가 일체화되도록 한다. 즉, 도 3e에 도시된 바와 같이, 소정 프레스(6)가 상기 메인 함침지(110) 및 보조 함침지(140)를 함께 소정 압력으로 가압함으로써, 본 발명에 의한 온돌 패널(100)이 완성되도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 온돌 패널 및 그 제조 방법은 다수의 함 침지를 프레스를 이용한 압축 방법에 의해 제조함으로써, 재질이 딱딱한 동시에 소정 인장 강도를 갖고, 또한 무게가 가벼움으로써, 운반이 쉽고 온돌 시공도 용이한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 함침지 내측에 넓게 개재된 도전성 잉크층으로부터 다량의 주울열이 발생하여 열효율이 매우 우수하고, 이에 따라 전력 소비량 또는 난방비도 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 도전성 잉크층에서 다량의 원적외선이 방출됨으로써, 그 위에 있는 사람의 건강을 증진시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 소비자가 원하는 다양한 크기로 제작할 수 있어, 온돌 바닥의 평평도를 맞추기 용이한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 방바닥으로부터 발생하는 습기를 함침지가 효율적으로 차단함으로써, 실내 환경을 항상 쾌적하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 온돌 패널 자체가 펄프 종이를 주 원료로 하여 제조되기 때문에, 흡음성 및 방음 기능이 뛰어서 예를 들면 아파트의 층간 소음을 효율적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 온돌 패널 및 그 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 펄프 종이가 페놀 수지에 함침 및 건조되어 형성된 메인 함침지;
    상기 메인 함침지 위에 상호 소정 거리 이격되어 인쇄된 다수의 도전성 잉크층;
    상기 다수의 도전성 잉크층중 양단에 접착된 소정 길이의 동선; 및,
    상기 메인 함침지의 상부와 하부에 각각 적층되고, 상기 메인 함침지와 함께 압축된 다수의 보조 함침지를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 온돌 패널.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 잉크층은 페놀 13w%, 카본 70w%, 규소(SiO2) 4w% 및 메탄올 13w%이 배합된 채로 상기 함침지 위에 인쇄된 것을 특징으로 하는 온돌 패널.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 함침지는 상기 메인 함침지의 상부 및 하부에 각각 2장 내지 10장이 적층되어 압축된 것을 특징으로 하는 온돌 패널.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 함침지와 이것에 적층 및 압축된 보조 함침지는 소정 외력 범위에서 구부러지지 않는 경성 재질인 것을 특징으로 하는 온돌 패널.
  5. 페놀 수지에 펄프 종이를 함침하여, 메인 함침지 및 보조 함침지를 형성하는 함침지 형성 단계;
    상기 메인 함침지의 표면에 상호 소정 거리 이격되도록 다수의 도전성 잉크층을 형성하는 도전성 잉크 인쇄 단계;
    상기 도전성 잉크층의 양단에 소정 길이의 동선을 접착하는 동선 접착 단계;
    상기 메인 함침지의 상부 및 하부에 각각 다수의 보조 함침지를 적층하는 보조 함침지 적층 단계; 및,
    상기 메인 함침지 및 보조 함침지를 프레스에 넣고 소정 압력으로 압축하는 프레스 압축 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 온돌 패널의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 도전성 잉크 인쇄 단계에서 사용된 도전성 잉크층은 페놀 13w%, 카본 70w%, 규소(SiO2) 4w% 및 메탄올 13w%이 배합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 온돌 패널의 제조 방법.
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