KR100951649B1

KR100951649B1 - 열효율이 우수한 일체형 쿠션 바닥재

Info

Publication number: KR100951649B1
Application number: KR1020080008645A
Authority: KR
Inventors: 김효린; 이장훈; 주현기; 박선국; 박철성; 백광우; 최재길
Original assignee: 영보화학 주식회사
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2010-04-07
Also published as: KR20080100758A

Abstract

본 발명은 나무 마루의 하부에 위치하여 나무마루를 받쳐주는 열효율이 우수한 일체형 쿠션 바닥재에 관한 것으로, 나무마루를 받쳐주는 동시에 바닥 난방열이 빠르게 나무마루로 전달될 수 있도록 하는 것이다.

이러한 본 발명은 온수관이 배치된 바닥층의 상부에 깔리고, 나무마루를 받쳐주는 바닥재에 있어서, 상기 바닥재에 열전달 홀을 형성하여 바닥층의 난방열이 대류에 의해 나무마루로 전달되게 함으로써 이루어지는 것으로, 난방열이 빠르게 나무마루로 전달되지 않는 문제를 없애게 된다.

바닥재, 가교 및 무가교 발포시트, 난방열, 전달

Description

열효율이 우수한 일체형 쿠션 바닥재{Cushion flooring having improved thermal efficiency property}

본 발명은 나무 마루의 하부에 위치하여 나무마루를 받쳐주는 열효율이 우수한 일체형 쿠션 바닥재에 관한 것으로, 나무마루를 받쳐주는 동시에 바닥 난방열이 빠르게 나무마루로 전달되게 하는 한편 시공이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

이러한 발명은 바닥재에 열전달 홀을 형성시켜 바닥으로부터 전달되는 열이 용이하게 나무마루로 전달되게 하는 한편 나무마루를 안정되게 받치도록 하는 것이다.

국내의 온돌 시스템 그 중에서도 아파트와 같은 일반적인 온돌 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 콘크리트 슬래브(10)의 상부에 진동 및 소음을 방지하는 방진재(20)를 설치하고, 상기 방진재(20)의 상부에 기포 콘크리트로 바닥층(30)을 형성하되 상기 바닥층(30)에는 온수관(40)을 지그재그 형태로 배치하여 온수를 공급함으로써 난방이 이루어지게 하며, 상기 바닥층(30)의 상부에는 비닐(35)을 깔고 바닥재(50)를 설치한 후 그 위에 나무마루(60)를 설치하고 있다.

여기서 바닥재(50)는 나무마루(60)가 결합에 의해 배치될 때 나무마루(60)의 수평을 맞추고, 나무마루(60)에 가해지는 충격을 흡수하기 위하여 발포시트로 제작되고 있으며, 상기 바닥재(50)는 쿠션성은 있으나, 발포시트 재질의 특성인 단열성으로 인하여 온수관(30)의 열전달이 제대로 이루어지지 못하여 나무마루(60)의 표면온도가 낮아지는 단점이 있다.

즉 기존에는 바닥재(50)를 깔고 그 위에 나무마루(60)를 깔아주되 나무마루(60)의 하부에 발포시트로 제작되는 바닥재(50)를 깔아주고, 그 위에 나무마루(60)를 결합수단에 의하여 서로 결합되게 설치하고 있으나, 상기 바닥재(50)는 열을 차단하는 단열재의 역할을 수행하는 관계로, 온수관(40)이 묻힌 바닥층(30)으로부터 나무마루(60)로 난방열의 전달이 원활히 이루어지지 않게 되고, 이로 인하여 난방비용 대비 나무마루(60)의 표면 온도가 낮게 된다.

열의 전달, 이동은 온도의 차이에 의하여 전도, 대류, 복사에 의해 전달되는 것으로, 전도는 고체 또는 정지상태의 유체에서 직접적으로 접촉하고 있는 면으로 분자운동에 의한 열전달이 이루어지게 되고, 물질 내부의 온도 기울기(단위 길이당 온도차)에 비례하여 열전달 속도가 변하게 되어 도체의 경우 전도가 빠르고, 절연체의 경우 느리게 되는 현상을 말한다.

그리고 대류는 벌크 모션(bulk motion)이 존재하는 유체에서 온도차에 의해 밀도가 변화하고, 밀도차에 의해 유체의 흐름이 발생하여 열이 전달되는 것으로, 유체가 부분적으로 가열되어 온도가 높아지면 그 부분이 팽창하여 밀도가 적어지기 때문에 부력이 생겨 위로 올라가고, 대신 위에 있는 온도가 낮고 밀도가 큰 부분이 내려오게 되는 과정을 되풀이하여 물질 자신의 운동으로 열을 전달하는 현상을 말한다.

또한 복사는 열을 전달하는 매개체 없이 열이 전달되는 것으로, 복사에 의한 열전달 방식은 대류나 전도와는 달리 주위의 열을 중개하는 매개체가 없어도 빛과 동일한 속도로 순간적으로 고온체에서 저온체로 열이 전달되는 현상을 말하며, 빛과 같이 반사판으로 열을 방향을 바꿀 수 있는 특징을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 나무마루의 하부에 깔리는 바닥재에 열전달 홀을 형성하여 바닥층의 난방열이 열전달 홀에 채워진 공기의 대류에 의하여 나무마루로 빠르게 전달되게 함으로써 바닥재가 단열재로 작용하여 나무마루의 표면온도를 낮추게 되는 문제를 없애도록 하는 것이다.

본 발명은 온수관이 배치된 바닥층의 상부에 깔리고, 마루나무를 받쳐주는 바닥재에 있어서, 상기 바닥재에 열전달 홀을 형성하여 바닥층의 난방열이 열전달 홀에서 대류에 의해 나무마루로 전달되게 함으로써 이루어지는 것으로, 난방열이 빠르게 나무마루로 전달되지 않는 문제를 없애게 된다.

이러한 본 발명은 바닥층의 상부에 비닐을 깔고 열전달 홀이 형성된 바닥재를 깔은 후 나무마루가 설치되게 하거나, 바닥층의 상부에 비닐이 일측에 부착된 열전달 홀이 형성된 바닥재를 깔되 비닐이 상측으로 위치하게 한 후 그 상부에 나무마루를 설치하는 것이다.

본 발명은 나무마루의 하부에 깔리는 바닥재에 열전달 홀을 형성하여 바닥층의 난방열이 열전달 홀에서 대류에 의하여 나무마루로 빠르게 전달되게 함으로써 나무마루에 난방열을 빠르게 전달될 수 있도록 하는 것으로, 열전도율이 낮은 30~40배 발포배율에서 열전도율이 높은 10~30배의 발포배율로 낮춘 바닥재를 사용 하여 열손실을 줄이도록 함으로써, 난방 효율을 높여 난방비를 줄이는 한편 나무마루의 표면온도를 빠르게 높일 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명은 바닥재와 비닐을 일체로 형성하여 시공시간과 작업공정을 줄일 수 있게 된다.

본 발명은 나무마루(60)의 하부에 설치되고, 나무마루(60)에 우수한 쿠션의 제공 및 단차를 없애주는 역할을 제공하는 한편 대류 현상으로 나무마루(60)에 빠르게 열전달이 이루어지도록 하는 쿠션 바닥재(100)를 설치하되, 상기 바닥재(100)는 가교 및 무가교 발포시트를 사용하는 한편 열전달 홀(110)을 형성하는 것으로, 상기 바닥재(100)는 가교 및 무가교 발포시트를 사용하여 제조하는 한편 바닥재(100)의 제조 시 열전달 홀(110)을 형성하거나, 바닥재(100)의 제조 후 열전달 홀(110)을 형성하도록 한다.

바닥재(100)는 가교 및 무가교 발포시트를 사용하여 물성이 뛰어나고, 반발탄성 및 복원력이 우수하여 장기간 사용이 가능하며, 내약품성 및 강도가 우수해 시간이 경과 후에도 물성의 변화가 거의 없도록 한다.

본 발명은 상기 된 바닥재(100)에 열전달 홀(110)을 형성하게 되는 것으로, 바닥재(100)의 생산과정에서 핀홀용 핀이 수 없이 많이 부착된 롤을 통과시켜 형성되게 하거나, 바닥재(100)에 다이 커팅(die cutting) 금형으로 타공을 하여 형성되게 하거나, 바닥재(100)에 칼집을 내어서 열을 주고 폭 방향으로 잡아당김으로써 열전달 홀(110)을 형성하도록 한다.

가교 및 무가교 발포시트는 열전도율이 0.04kcal/mh^oC 이하로 주로 단열재로 사용되어지게 되며, 단열재란 열전도율이 0.06kcal/mh^oC 이하인 것으로, 상온영역에서 보온, 보냉을 하게 되는 것을 말한다.

이러한 가교 및 무가교 발포시트를 나무마루(60)의 하부에 쿠션재로 사용하는 경우, 나무마루(60)의 충격 흡수를 위한 쿠션성은 좋으나, 가교 및 무가교 발포시트의 단열성 때문에 바닥층(30)의 난방열이 나무마루(60)까지 전달되지 않아 온돌 시스템에는 적용이 곤란한 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 가교 및 무가교 발포시트를 바닥재(100)로 사용하기 위하여 쿠션성은 살리면서 열전달은 용이하게 이루어지도록 열전달 홀(110)을 형성한 것이다.

본 발명의 바닥재(100)를 제조하는 과정에 대하여 살펴보기로 한다.

폴리올레핀 폼으로 바닥재(100)를 생산하기 위한 일차적인 단계로서 폴리올레핀 수지, 발포제, 기타 첨가제를 혼련하여 일정하게 분산시키는 과정을 통해 마스터배치(Master batch)를 얻게 되며, 이때 첨가물의 비율을 변화시킴으로써 다양한 배율의 제품이 결정된다.

그리고 압출공정을 거쳐 연속적인 판상의 모판을 제조하게 되고 폴리올레핀을 가교 시키는 과정으로 진행하게 되며, 상기 가교방식에는 무가교 화학 가교와 전자선 가교방식으로 나눠지며, 다음 공정으로 압출에서 만들어진 모판을 일정온도 범위(170~250℃)에서 발포로를 통과하게 하여 요구되는 두께, 밀도, 물성을 만족하는 폴리올레핀 폼을 제조하게 된다.

여기서 기존의 바닥재(50)는 배율이 30~40배가 되게 발포를 시켰으나, 본 발명에서는 열전달 홀(110)이 형성되는 관계로 쿠션성이 떨어지게 되므로, 본 발명의 바닥재(100)는 밀도 10~30배가 되게 발포시켜 쿠션성을 보강시키고, 두께는 1mm~3mm 가 되도록 하는 것이 적합하다.

가교 및 무가교 발포시트를 이용하여 제작되는 바닥재(100)에는 열전달 홀(110)을 형성시키게 되는 것으로, 상기 열전달 홀(110)은 바닥재(100)의 제조시 핀홀용 핀이 수 없이 돌출되게 설치된 롤러를 바닥재(100)가 통과되게 하여 바닥재(100)에 크기가 적은 열전달 홀(110)을 형성시키거나, 바닥재(100)의 제조 후 열전달 홀(110)과 동일 모양을 갖는 다이 커팅 같은 금형을 이용하여 열전달 홀(110)을 형성시키거나, 규칙적으로 칼집을 낸 후 열을 가하며 폭 방향으로 당겨주어 열전달 홀(110)을 형성시키게 된다.

여기서 열전달 홀(110)은 도 5내지 도 8에 도시된 바와 같이 소형 직경을 갖는 핀홀 형태를 갖게 되나, 마름모, 원형, 다각형, 허니컴 형태든 매우 다양한 형태를 갖게 되는 것으로, 본 발명에서 열전달 홀(110)의 형상이나 직경은 당 업자에 의해 얼마든지 설계변경에 의해 이루어지게 된다.

그리고 본 발명은 바닥재(100)에 황토 또는 숯 등의 원적외선 방출 물질을 혼합하여 원적외선 방출이 가능하게 하거나, 은나노 물질의 혼합이 가능하고, 또한 바닥재(100)의 하부에 필름을 부착시킬 경우 기존과 같이 바닥층(30)의 상부에 비닐(35)을 깔아줄 필요 없이 본 발명의 바닥재(100)를 깔은 후 나무마루(60)를 설치 할 수 있어, 설치시간과 노동을 줄일 수 있게 된다.

한편 본 발명은 도 9및 도 10과 같이 바닥재(100)에 비닐(35)을 부착시켜 도 11과 같이 제작할 수 있는 것으로, 열전달 홀(110)이 형성된 바닥재(100)의 일측에 비닐(35)을 열융착 방식으로 접착하게 되며, 이러한 비닐(35)이 부착된 바닥재(100)는 도 12및 도 13에 도시된 바와 같이 비닐(35)이 나무마루(60)에 닿고 바닥재(100)가 바닥층(30)에 닿도록 한 상태로 설치되게 한다.

여기서 비닐(35)이 부착된 바닥재(100)는 도 14와 같이 비닐(35)이 서로 맞닿는 부위에 테이프(36)를 이용하여 접착시킴으로써 설치되게 하거나, 도 15와 같이 비닐(35)의 일측을 길게 하여 접착부(35a)를 형성한 후 상기 접착부(35a)에 접착제(37)와 이형지(38)를 붙여주어 설치 작업시 이형지(38)를 떼 내고 접착부(35a)의 접착제(37)를 비닐(35)의 일측 상부에 붙여주거나 양면테이프를 이용하여 붙여주는 형태로 설치되게 하거나, 도 16과 같이 비닐(35)의 상측에 접착제(37)와 이형지(38)를 붙여주되 대향된 쪽에는 접착부(35a)를 돌출되게 형성하여 설치 작업시에는 이형지(38)를 떼 내고 접착제(37)에 접착부(35a)가 붙여지는 형태로 설치되게 하거나 양면테이프를 이용하여 접착될 수 있도록 한다.

여기서 접착부(35a)는 도 17에 도시된 바와 같이 바닥재(100)의 중간을 덮어주는 크기의 접착부(35b)로 제작한 후 상기 접착부(35b)와 비닐(35)의 접착 부위를 테이프(36)를 이용하여 접착시켜도 무방하다.

도 15에 제시된 접착제(37)는 비닐(35)에 접착부(35a)를 돌출시킨 후 돌출된 접착부(35a)의 하부에 설치하고, 도 16에 제시된 접착제(37)는 비닐(35)의 일측으로 접착부(35a)를 돌출시키되 접착부(35a)의 대향된 위치에 설치되게 함으로써, 도 15의 접착제(37)는 비닐(35)의 상부를 붙이게 되고, 도 16의 접착제(37)는 접착부(35a)의 하부에 붙이게 된다.

본 발명은 비닐(35)을 깔고 바닥재(100)를 설치하는 작업에 비하여, 한 번에 비닐(35)이 부착된 바닥재(100)를 깔아줄 수 있으므로, 설치가 간편하고 시간을 절약할 수 있으며, 바닥층(30)의 열이 직접 열전달 홀(110)을 통하여 쉽게 전달될 수 있고, 비닐(35)은 나무마루(60)와 밀착되어 열전달이 용이하게 이루어지게 된다.

이러한 본 발명에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.

먼저 나무마루(60)를 깔아줄 때 사용하는 바닥재(50)는 기존의 경우 약 30~40배 가량의 열전도율이 0.03~0.04kcal/mh^oC 인 제품을 사용하고 있지만, 기존의 바닥재(50)는 비닐과 같은 형태를 갖게 되어 바닥층(30)에서 전달되는 난방열을 차단하는 역할을 하게 되므로, 나무마루(60)의 표면온도를 떨어뜨리는 문제가 있었으나, 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 발포배율을 낮추고 열전달 홀(110)이 형성된 바닥재(100)를 사용하도록 하는 것이다.

본 발명의 바닥재(100)는 기존의 바닥재(50)가 배율 30~40배로 발포시켰던 경우와 달리 열전달 홀(110)이 형성되어 쿠션성이 떨어지게 되는 단점을 해결하기 위하여 밀도 10~30배가 되게 발포하여 사용하게 되는 것으로, 배율 30~40배로 발포된 제품은 열전도율이 낮기 때문에 밀도 10~30배의 낮은 배율 발포 제품을 선택하게 되며, 상기 바닥재(100)에는 여러 가지 형상과 크기를 갖는 열전달 홀(110)을 형성하게 되고, 열전달 홀(110)이 형성된 바닥재(100)는 열효율을 높이는 한편 쿠 션성도 높이게 된다.

본 발명의 바닥재(100)를 깔고, 그 위에 나무마루(60)를 시공하는 경우 바닥층(30)에서 온수관(40)에 의해 발생된 난방열은 바닥재(100)의 열전달 홀(110)을 통하여 나무마루(60)의 바닥으로 대류에 의한 열전달이 이루어지게 되어 보다 빠르게 나무마루(60)에 열을 전달할 수 있게 된다.

여기서 바닥재(100)에 형성된 열전달 홀(110)은 바닥재(100)의 하부와 바닥재(100)의 상부로 관통되어 있어, 공기가 채워져 난방열을 대류에 의하여 전달되게 한다.

특히 배율이 낮은 10~30배의 발포 제품을 사용하여 30~40배로 발포시켰던 기존 제품대비 열전도율을 높게 하여, 나무마루(60)의 열손실을 줄일 수 있다.

이 같이 바닥재(100)인 가교 및 무가교 발포시트를 다른 소재로 대체하지 않고 밀도를 증가시켜 열전달 효율을 높일 수 있는 것으로, 가교 및 무가교 발포시트의 밀도별 열전도율은 다음과 같다.

여기서 대류와 복사 관점에서 볼 때 대류가 많이 일어나는 공간과 열복사가 가능한 직선 공간을 확보한다면 열전달 효율이 증가할 것이므로, 열전달 홀(110)을 가공하여 열전도율을 측정하였으며 그 결과는 아래와 같다.

	배율(배)	밀도(g/L)	열전도율(kcal/mh^oC)
A	30	33	0.033
B	20	50	0.036
C	10	100	0.040
A(가공)			0.052
B(가공)			0.055
C(가공)			0.061

즉 기존과 같이 단열재인 바닥재(50)를 깔아주지 않고, 열전달 홀(110)이 형 성된 바닥재(100)를 깔아주어 나무마루(60)로 난방열이 빠르게 전달되어 난방비를 줄일 수 있도록 하는 한편 바닥재(100)의 발포비율을 낮추어 열전달 홀(110)이 형성되어도 바닥재(100)의 쿠션성은 그대로 유지할 수 있도록 한다.

또한 본 발명의 바닥재(100)는 가교 및 무가교 발포시트를 사용하여 물성이 뛰어나고, 반발탄성 및 복원력이 우수하여 장기간 사용이 가능하며, 내약품성 및 강도가 우수해 시간이 경과 후에도 물성의 변화가 거의 없도록 한다.

한편 본 발명은 열전달 홀(110)이 형성된 바닥재(100)의 일측에 비닐(35)을 열융착 방식으로 접착하여 일체형으로 제작할 수 있으며, 이러한 비닐(35)이 부착된 바닥재(100)는 비닐(35)이 나무마루(60)에 닿고 바닥재(100)가 바닥층(30)에 닿도록 한 상태로 설치되게 함으로써, 열효율을 높이는 한편 시공이 용이하게 이루어지도록 한다.

도 1은 기존의 바닥 마감 단면도

도 2는 기존의 바닥 마감 분해 단면도

도 3은 본 발명의 바닥 마감 단면도

도 4는 본 발명의 바닥 마감 분해 단면도

도 5는 본 발명의 바닥재 평면도

도 6내지 도 8은 본 발명의 바닥재 실시예 사진

도 9는 본 발명의 다른 실시예 바닥재의 저면 분해 사시도

도 10은 본 발명의 다른 실시예 바닥재의 저면 사시도

도 11은 본 발명의 다른 실시예 바닥재의 사시사진

도 12는 본 발명 다른 실시예의 바닥 마감 단면도

도 13은 본 발명 다른 실시예의 바닥 마감 분해 단면도

도 14는 본 발명 다른 실시예의 시공 상태 단면도

도 15및 도 16은 본 발명 다른 실시예의 실시예 단면도

도 17은 본 발명 또다른 실시예의 실시예 단면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 슬래브 20 : 방진재

30 : 바닥층 35 : 비닐

35a : 접착부 36 : 테이프

37 : 접착제 38 : 이형지

40 : 온수관 50 : 바닥재

60 : 나무마루 100 : 바닥재

110 : 열전달 홀

Claims

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온수관이 배치된 바닥층의 상부와 나무마루의 하부 사이에 깔리는 바닥재에 열전달 홀이 형성되어 난방열이 열전달 홀을 통하여 나무마루로 전달되게 하되 상기 바닥재의 일측에는 비닐이 부착된 것에 있어서, 바닥재에 형성되는 열전달 홀은 바닥재 제조 후 칼집을 내고, 열을 가하여 폭 방향으로 당김으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 열효율이 우수한 일체형 쿠션 바닥재.
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온수관이 배치된 바닥층의 상부와 나무마루의 하부 사이에 깔리는 바닥재에 열전달 홀이 형성되어 난방열이 열전달 홀을 통하여 나무마루로 전달되게 하되 상기 바닥재의 일측에는 비닐이 부착된 것에 있어서, 바닥재의 일측에 부착된 비닐은 접착을 위한 접착부를 일측으로 돌출되게 형성한 것을 특징으로 하는 열효율이 우수한 일체형 쿠션 바닥재.
제9항에 있어서, 바닥재에 부착된 비닐에 형성된 접착부에는 양면접착제를 붙이고 이형지를 부착시킨 것을 특징으로 하는 열효율이 우수한 일체형 쿠션 바닥재.