KR101308434B1 - 친환경 다기능성 열판 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 친환경 다기능성 열판에 관한 것으로 구체적으로는 침대크기의 직육면체 용기 저면에 전열선 또는 온수파이프의 열원이 배치되어 있고 그 위에 황토, 목탄, 세리사이트, 천연섬유, 실리케이트염 수용액으로 조성된 1차 기능성 조성물을 충전시키고 그 표면을 황토, 일라이트, 광촉매분말, 실리케이트염 수용액으로된 2차 기능성 조성물에 한지, 천연섬유 직물지 또는 천연섬유의 부직포를 침지하여 함침시킨 복개시트를 복개하고 직육면체의 측면상에 연장된 테두리를 내측으로 수평되게 구부려서된 친환경 다기능성 열판에 관한 것이다.
Description
본 발명은 친환경 다기능성 열판에 관한 것으로 구체적으로는 침대크기의 직육면체 용기 저면에 전열선 또는 온수파이프의 열원이 배치되어 있고 그 위에 황토, 목탄, 세리사이트, 천연섬유, 실리케이트염 수용액으로 조성된 1차 기능성 조성물을 충전시키고 그 표면을 황토, 일라이트, 광촉매분말, 실리케이트염 수용액으로된 2차 기능성 조성물에 한지, 천연섬유 직물지 또는 천연섬유의 부직포를 침지하여 함침시킨 복개시트를 복개하고 직육면체의 측면상에 연장된 테두리를 내측으로 수평되게 구부려서된 친환경 다기능성 열판에 관한 것이다.
근래 급속한 산입의 발전에 따라 생활수준의 향상과 편리한 생활을 영위하고 있음은 사실이나 반면에 이에 따른 반대급부로 대기 및 수질오염은 물론 각종 오염물질이 만연하고 지구의 온난화까지 진행되고 있음을 감안할때 공해의 정도는 심각하다할 수 있다.
특히 우리들의 생활과 밀접한 주택 및 사무실 등의 생활공간만 하더라도 시멘트를 비롯한 합성수지재의 내장판, 도료, 접착제 등 공해성을 갖는 건자재에 노출되어 있다. 이로 인해 공해 및 건강에 대한 인식이 높아지면서 웰빙제품의 선호도가 높아지고 공해물질의 저감을 위한 연구와 개발로 웰빙제품들이 선보이고 있다.
그 예로서 무공해성의 광석분말인 일라이트, 질석, 제오라이트, 스코리아, 전기석 황토, 숯, 옥 등을 각각의 기능성에 따라 합성수지, 도료, 접착제, 콘크리트 등에 적용하여 친환경적인 기능성을 유도하는 웰빙제품들이 출시되었다.
또한 친환경적인 기능성이라 함은 일반적으로 항균성, 살균성, 탈취성, 흡착성, 내화성, 보온성, 방음성, 원적외선 방사기능, 음이온발생기능으로서 이와 같은 기능성을 갖는 물질을 합성수지재의 천정재, 벽재 및 바닥재 등에 첨가한 기능성 내장재에 적용하거나 시멘트 콘크리트 제품에 적용하여 공해를 저감시키는 노력과 연구를 진행하고 있고 구체적인 관련제품들이 소개되고 있다.
그예로서 국내특허공보번호 제10-1996-4948호는 "온돌 흙침대 및 그 제조방법"에 관한 기술로서 가장자리에 걸림턱이 형성된 하판 상부에 1차 단열재 및 알루미늄재의 2차 단열재를 복개하고 그 상부에 자동온돌장치에 의해 조절되는 발열선을 설치하고 그 위에 절연재 및 절연재 위에 동판을 접착시키고 그 상층부에 백토, 찰흑, 황토, 마사토, 규조토로된 흙과 한천 및 도막을 고아서 만든 반죽물과 수사(섬유)의 혼합물을 균질화시켜 전열망을 설치한 상태에서 그 위에 평활한 평면을 형성시킨 다음 건조후 원적외선 방사물질을 함유한 접착성 합성수지로 코팅층을 형성한 흙침대라 할 수 있다.
다른 종래예로서 국내실용신안등록공고번호 제20-1995-1041호에는 "온돌 흙보료"가 소개되고 있으며 기술내용은 직사각으로된 보료에 있어서 베게부를 갖는 보료의 외형틀과 내형판을 분리하되 일정높이의 걸림턱을 갖는 내형판의 내부에는 점토, 황토, 백토, 마사토의 일정비율로 혼합된 미세분말에 한천과 도박을 삶아서 얻어진 교질상의 접착제를 결합제로 첨가하여 혼합물로 성형한 성형체 내에 발열선을 내장시켜서된 흙 보료라 할 수 있다.
상기 전자는 백토, 찰흙, 황토, 마사토, 규조토의 혼합토, 후자는 점토, 황토, 마사토의 혼합토를 각각 성형한 기능성 성형체로서 일반적으로 황토가 갖는 기능성을 발휘할 수 있다고 할 수 있으나 백토, 찰흙, 황토, 마사토, 백토, 점토 등은 그 특성이나 주성분이 극히 유사하므로서 물을 함유하게 되면 팽윤성이 아주크고 건조수축이 엄청남으로써 물을 함유한 반죽물로 성형체를 얻고 이를 건조시키면 마치 가뭄시에 저수지 바닥이나 논바닥처럼 균열이 발생하여 파단되므로서 흙입자나 먼지 등이 발생되는 문제점을 갖게 된다.
또 다른 종래기술로서 국내등록특허공보(등록번호 제10-28716호)에는 "가구용 황토석 패널 및 그 제조방법"에 관한 기술이 소개되고 있다. 상기 가구용 황토석 패널은 판상형으로 이루어진 황토석판재(11)상에 형성되어 있는 다수의 미세홈(12)에 황토석분말 및 수용성 접착제로된 결합제를 충전하므로서 평활면을 얻은 다음 그 위에 프라이머층(13)을 형성시키고 이 프라이머층 표면에 원적외선 방사층(15)과 이 원적외선 방사층을 보호하는 코팅층(17)을 형성시켜서된 황토석 패널이라 할 수 있다.
상기 황토석판재(11)는 황토의 기능을 갖이고 있으나 충격강도가 약한 1차적인 문제점이 있고 황토석 판재상에 경화제를 포함한 프라이머를 신나에 용해시 코팅하므로서 황토석의 조직속에 프라이머와 함께 신나가 깊히 침투하여 서서히 방출되므로서 인체에 해로우며 황토석 표면층에는 프라이머층(13)으로 차단되고 화산석(scoria)분말층(15)상에는 코팅층(17)으로 차단되어 있어 황토화산석이 갖고 있는 보온, 단열, 방음, 탈취, 방습기능 등을 제대로 발휘할 수 없는 가구용 황토석 패널이라 할 수 있다.
본 발명은 종래 황토 및 기능성물질로 구성된 보료 및 침대용 열판의 문제점을 개량보완한 열판으로서 보강제의 첨가와 동시에 건조수축 및 열변화에 의한 수축팽창을 완충시킬 수 있는 기능성물질의 첨가로 균열발생을 방지하고 충격강도와 파열강도를 높히고 동시에 기능서물질의 첨가로 실내공기정화, 악취제거, 전자파의 차단, 보온, 습도조절, 원적외선 방사 및 향균기능성을 갖으므로서 항상 위생적이고 쾌적한 생활공간을 확보할 수 있는 친환경 다기능성 열판을 제공함에 있다.
높이가 낮은 직육면체형의 용기 저면에 전열선 또는 온수파이프의 열원이 배치되어 있고 그 위에 황토, 목탄, 백탄 및 일라이트분말, 길이 1~3cm길이의 천연섬유 혼합물을 소디움 또는 포타시움 실리케이트 3~5wt%의 수용성에 첨가하여 균질화시킨 교질물을 충전하여 평활하게 한 다음 그 위에 황토, 일라이트 질석, 천연섬유 소디움 또는 포타시움 실리케이트 수용액, 실리카프링제로 조성된 표면층 조성액에 한지, 무명천 및 삼배천, 기타섬유직물 중에서 선택되는 하나의 직물의 여러겹을 함침시킨것을 복개하여 고화시킨 다음 상기 직육면체의 측면, 상기 연장되어 있는 테두리를 내측으로 수평되게 구부려서된 친환경 기능성열판을 구성하게 되므로서 본 발명의 목적을 달성할 수 있었다.
본 발명 친환경 다기능성 열판을 대기정화기능이 탁월하고 다량의 음이온방출과 높은 원적외선 방사율로 인체에 유익하며 그밖에도 항균성, 탈취성, 보온성, 전자파 차단성을 확보하고 있으므로 항상 위생적이고 쾌적한 생활공간을 확보할 수 있는 찜질용 및 침대용 웰빙제품으로 각광받을 수 있는 친환경 다기능성 열판이라 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 열판용기 형성용 금속판의 평면재단도.
도 2는 본 발명의 제작된 열판용기 사시도.
도 3은 본 발명의 친환경 다기능성 열판 분해사시도.
도 4는 본 발명의 친환경 다기능성 열판 사시도.
도 2는 본 발명의 제작된 열판용기 사시도.
도 3은 본 발명의 친환경 다기능성 열판 분해사시도.
도 4는 본 발명의 친환경 다기능성 열판 사시도.
본 발명 친환경 다기능성 열판의 구성과 특성은 이의 제조방법을 통하여 더욱 명확하게 이해할 수 있으므로 먼저 제조방법을 알아보기로 한다.
1. 친환경 다기능성 열판의 제조.
1) 용기제작용 금속판의 재단.
0.5~1.5mm두께의 스테인레스판, 동판, 황동판, 철판 중에서 선택되는 하나의 금속판을 도 1에서와 같이 재단용 프레스 금형으로 직사각형의 저면(1)을 기준으로 하여 가로, 세로 방향으로 대칭되게 장·모서리선(2), 장·측면(3), 장·꺽임선(4), 장·복개 테두리(5)와 단·모서리선(2'), 단·측면(3'), 단·꺽임선(4'), 단·복개 테두리(5')가 각각 형성될 수 있게 하고 단·측면(3')에는 전열선 또는 열수파이프가 통과하는 구멍(6)이 형성된 평판형의 재단된 금속판(A)를 얻는다.
단, 장·모서리선(2), 단·모서리선(2), 장·꺽임선(4) 및 단·꺽임선(4)은 쉽게 꺽일수 있도록 홈으로된 선이 형성되어 있으며 장·복개 테두리(5) 및 단·복개 테두리(5')의 각 양단을 45℃각도로 재단되어 제거된 금속판(A)이다.
2) 용기제작.
상기 재단된 금속판(A)의 장·모서리선(2) 및 단·모서리선(2')에 따라 장·측면(3) 및 단·측면(3')을 각각 내측으로 수직되게 휘어 용기형태로 형성하고 장·측면(3)과 단·측면(3')의 접선을 용접하고 구멍(6)을 통하여 용기저면(1)에 전선(7)을 배선하거나 열수관(7')을 배열하여서된 용기(B)를 제조한다(도 2 참조).
3) 용기내에 기능성 조성물의 충전과 마감.
(1) 충전용 기능성 조성물의 조성.
충전용 기능성 조성물은 용기내에 충전되는 기능성 조성물로서 황토 40중량부, 흑탄(검탄) 20중량부, 백탄 20중량부, 일라이트분말 10중량부, 천연섬유 7중량부, 실란카프링제 3중량부로된 기능성 혼합고형물 100중량부를 3~5wt%의 소디움 또는 포타시움 실리케이트 수용액 100중량부에 첨가하여 균질화시킨 충전용 기능성 조성물이다.
(2) 함침용 기능성 조성액의 조성.
함침용 기능성 조성물이라 함은 상기 충전용 기능성 조성물을 용기에 충전하여 경화시킨 경화체 표면을 복개하는 한지, 천연직물 및 이들의 부직포를 함침시키는 함침용 기능성 조성물로서 황토 60중량부, 백탄 20중량부, 일라이트 10중량부, 전기석 5중량부, 실란카프링제 3중량부, 폐광촉매분말 2중량부로되는 기능성 혼합고형물 100중량부를 3~5wt%의 소디움 또는 포타시움 실리케이트 수용액 150중량부에 첨가하여 균질화시킨 함침용 기능성 조성액이다.
(3) 다기능성 열판의 제조.
도 2에서와 같이 제작된 용기(B)내에 전술한 충전용 기능성 조성물을 각각의 장·단 꺽임선(4,4')까지 충전시켜 경화시키고 경화체 표면을 상기 한침용 기능성 조성액에 한지, 천연직물지, 천연섬유의 부직포 중에서 선택되는 하나의 2~3매를 침지한 복층의 시트로 복개하여 경화시킨 다음 각 장·단 꺽임선(3,3')을 기준하여 각 복개 테두리(5,5')를 내측으로 수평되게 꺽어서된 다기능성 열판의 제조방법이라 할 수 있다.
상기 본 발명에서 충전용 기능성 조성물로 사용된 황토는 체질개선, 성인병의 예방 및 스트레스해소, 면역성증대, 피부미용, 건강증진, 찜질기능, 악취제거, 공기정화, 해독기능 등 다양한 기능이 있음이 알려지고 있어 웰빙제품에 널리 적용되는 소재이다.
또한 목탄은 극히 다공성물질이여서 흡착기능, 보온기능, 단열기능, 탈취기능성이 있는 것으로 알려지고 있으며 검탄은 목재를 700~900℃범위에서 탄화시키면 흑탄(검탄)이 생성되지만 백탄은 1000~1200℃범위에서 탄화되어 백탄이 생성된다. 이와 같은 백탄 역시 작은 공극이 많아 흡착성이 높고 전자파 차단효과가 있으며 흑탄(검탄)에 비해 원적외선 방사 및 음이온 발생효과가 높다.
일라이트분말의 첨가목적은 조성물중의 어느것보다 원적외선 방사율이 높고 다공성이여서 흑탄이나 백탄의 다공성물질과 함께 경화체성형후 건조수축이 큰 황토와 열변화에 의한 신축에 따른 완충성을 부여하므로서 황토를 주성분으로 하는 경화체의 균열을 방지할 수 있고 천연섬유와 함께 인장강도 충격, 파열강도 등이 보강된다.
그밖에 소디움 또는 포타시움의 수용액이나 실란카프링제는 각 조성물의 결합제로서 작용하여 경화체를 형성하게 되며 특히 실란카프링제는 접착제로서 결합력이 강력하여 조성물중의 유기물과 무기물 그리고 이들과 금속판과의 접착력을 크게 향상시킨다.
또한 본 발명의 함침용 기능성 조성물(액)로 사용된 전기석분말은 알려진 음이온 발생물질 중에서 방사성물질을 발생할 수 있어 사용을 피하고 있는 모나자이트(4500~5000Ion/cc) 다음으로 음이온 발생량이 높은 물질(1000~1500Ion/cc)로서 원적외선 방사율이 높은 일라이트와 함께 경화체 표면층에 밀집시켜 노출시키므로서 효율적으로 음이온을 발생할 수 있다.
함침기능성 조성물에서 더욱 중요한 조성물로는 폐광촉매분말로서 광촉매분말은 빛조사하에서 유기물질을 분해하는 기능이 있으므로서 공기중에 있는 유기성 오염물질을 분해시키므로서 대기정화기능을 갖게 된다. 여기에서 사용되는 페광촉매(TiO2)분말이라 함은 용수 및 폐수처리에서 응집제로 사용된 염화티탄이 수중의 콜로이상 고형물, 부유고형물과 함께 플록(floc)을 형성하여 침전된 슬러지를 건조하여 700~800℃로 소성처리하므로서 슬러지중의 유기물을 연소제거함과 동시에 염소는 분해되어 비산되고 티탄은 고열과 공기에 의하여 산화되어 불순물이 함유된 광촉매(TiO2)를 얻고 이를 습식분쇄하여 얻어진 폐슬러지 광촉매분말이다.
이와 같은 폐슬러지 광촉매분말은 폐기되는 슬러지로부터 재활용되므로서 아주 염가로 광촉매분말을 얻을 수 있으므로 해서 본 발명에 이용 또한 가능하다.
상기와 같은 방법으로 제조된 친환경 다기능성 열판의 구성은 도 3과 같이 직사각형으로된 저면(1)의 장변 및 단변으로부터 장·측면(2) 및 단·측면(2')이 수직으로 형성되고 장·측면(2) 및 단·측면(2') 상단부에는 장·꺽임선(3) 및 단·꺽임선(3')을 경계로 모서리가 45℃ 재단 제거된 장·복개 테두리(4)와 단·복개테두리(4')가 연장되어 있고 저면(1)에는 단·측면(2')에 형성된 구멍(6)으로부터 유도된 전열선(7) 또는 열수관(7')이 배열 배치되어 있는 용기(B)내에 충전용 기능성 조성물(C)을 장·꺽임선(3)이나 단·꺽임선(3')까지 충전시켜 경화시킨 경화체 표면에 한지, 천연직물지, 천연섬유의 부직포 중에서 선택되는 하나의 시트 1~3매를 함침용 기능성 조성액에 함침시킨것을 복개 경화시킨 다음 각 장단 꺽임선(3,3')을 기준하여 각 복개 테두리(5,5')를 내측으로 수평되게 꺽여서된 친환경 다기능성 열판이라 할 수 있다.
충전용 기능성 조성물의 조성비(단 소디울 실리케이트의 수용액은 5wt% 것을 사용함.)에 따라 5×5×2cm의 경화체를 제작하고 경화체 일면에 함침용 기능성 조성액(단 소디움 실리케이트의 수용액은 3wt% 것을 사용함)에 함침시킨 면직물 2매로 복개 경화시킨 공시체를 제조하였다.
상기 공시체로서 대기정화기능을 알아보기 위해서,
공시체의 가스백B법에 의한 아세트알데히드 분해율을 평가하였다.
대기정화 평가를 하기 위해서 한국광촉매협회에서 제시하는 가스백B법에 의하여 20시간 동안 자외선을 조사하여 아세트 알데히드의 분해성을 평가하였다.
공시체편 10개를 5L용량의 가스백에 넣은후 3L의 아세트알데히드/공기의 혼합가스를 아세트알데히드 농도가 평행을 이루도록 한 다음 10mw/㎠의 광량과 UV-A의 파장을 가지는 자외선을 20시간 조사하면서 아세트알데히드 농도변화를 관찰하여 표1과 같은 광촉매의 아세트알데히드의 분해율을 알아보았다.
| 항목＼구분 | 초기농도 (ppm) |
2시간경과후 농도(ppm) | 10시간경과후 농도(ppm) | 20시간경과후 농도(ppm) | 제거율 (%) |
| 공시체 | 132 | 74.8 | 26 | 2.5 | 98.1% |
또한 상기 공시체의 암모니아가스의 탈취기능을 평가하였다. 탈취기능을 평가하기 위하여 KICH-FIR-1004범위에 따라 암모니아가스를 사용하여 암실에서 실시한 시험결과를 표2로 나타내었다.
| 항목＼구분 | 시간에 따른 농도(ppm) | 탈취율(%) | |||||
| 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | ||
| 공시체 | 초기농도 (136ppm) |
99 | 56 | 23 | 11 | 5 | 96.3 |
표 2의 탈취율의 결과는 황토, 검탄, 백탄, 일라이트와 같은 다공성물질에 의한 탈취기능도 있겠지만 주로 광촉매(산화티탄)의 분해기능에 의한 것이라 추측된다.
또한 공시체를 사용하여 음이온 방출량을 알아보기 위하여 KFIA-FI-1042에 의한 시험방법으로 전하입자 측정장치를 이용하여 실내온도 20°, 습도 53%, 대기중의 음이온수 112Ion/cc 조건에서 시험하였으며 공시체에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 Ion수로 표시한 결과로서 방출량 1326Ion/cc로 많은 음이온을 방출하는 것은 광촉매 및 전기석의 첨가에 의한 결과로 추정된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의한 친환경 다기능성의 열판은 폐광촉매분말을 적용하므로서 인체에 유해한 유기성물질을 분해하므로서 우수한 대기정화기능을 가지며 다량의 음이온을 방출하고 우수한 원적외선 방사율과 항균성, 탈취성, 보온성, 전자파 차단성을 확보하고 있으므로 웰빙제품으로 손색이 없으며 항상 위생적이고 쾌적한 생활공간을 확보할 수 있는 친환경 다기능성 열판이라 할 수 있다.
1 ..... 저면, 2 ..... 장·모서리선
2' ..... 단·모서리선 3 ..... 장·측면
3' ..... 단·측면, 4 ..... 장·꺽임선
4' ..... 단·꺽임선, 5 ..... 장·복개 테두리
5' ..... 단·복개 테두리, 6 ..... 구멍
7 ..... 전선, 7' ..... 열수관
A ..... 금속판, B ..... 용기
2' ..... 단·모서리선 3 ..... 장·측면
3' ..... 단·측면, 4 ..... 장·꺽임선
4' ..... 단·꺽임선, 5 ..... 장·복개 테두리
5' ..... 단·복개 테두리, 6 ..... 구멍
7 ..... 전선, 7' ..... 열수관
A ..... 금속판, B ..... 용기
Claims (4)
- 직사각형으로된 저면(1)의 장변 및 단변으로부터 장·측면(2) 및 단·측면(2')이 수직으로 형성되고 장·측면(2) 및 단·측면(2') 상단부에는 장·꺽임선(3) 및 단·꺽임선(3')을 경계로 모서리가 45°로 재단 제거된 장·복개 테두리(4)와 단·복개테두리(4')가 연장되어 있고 저면(1)에는 단·측면(2')에 형성된 구멍(6)으로부터 유도된 전열선(7) 또는 열수관(7')이 배열 배치되어 있는 통상의 용기(B)내에 황토 40중량부, 흑탄(검탄) 20중량부, 백탄 20중량부, 일라이트분말 10중량부, 천연섬유 7중량부 및 실란카프링제 3중량부를 3~5wt% 소디움 또는 포타시움 실리케이트수용액 100중량부에 첨가 균질화시킨 충전용 기능성조성물(C)를 장.단 꺽임선까지 충전시켜 경화시킨 경화체표면에 한지, 천연직물지, 천연서유 부직포 중에서 선택되는 하나의 시트 1~3매를 황토 60중량부, 백탄 20중량부, 일라이트 10중량부, 전기석 5중량부, 실란카프링제 3중량부, 광촉매분말 2중량부로된 100중량부를 3~5wt%의 소다 또는 포타시움 실리케이트수용액 150중량부에 함침한 것을 복개 경화시킨 다음 용기의 테두리를 내측으로 수평되게 꺽어서된 친환경 다기능성 열판.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 제1항에 있어서,
폐광촉매분말은 수처리 응집제로 사용된 염화티탄의 폐슬러지로부터 제조한 광촉매 분말임을 특징으로 하는 친환경 다기능성 열판.
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| KR200225377Y1 (ko) * | 2000-11-08 | 2001-06-01 | 박매자 | 옥과 황토를 이용한 매트리스 |
| KR20110052166A (ko) * | 2009-11-12 | 2011-05-18 | 이세형 | 황토 내장판재 |
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2011
- 2011-08-23 KR KR1020110084121A patent/KR101308434B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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Also Published As
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| KR20130021697A (ko) | 2013-03-06 |
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