KR101694068B1

KR101694068B1 - 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 및 그 바닥패널 제조방법

Info

Publication number: KR101694068B1
Application number: KR1020150145070A
Authority: KR
Inventors: 박봉식; 김동기
Original assignee: 강계수; 강민희; 박봉식; 김동기
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2017-01-09

Abstract

본 발명은 건축물의 실내 바닥면에 시공되는 바닥패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바닥패널을 구성함에 있어 열전도성의 뛰어난 그래핀을 함유시킴으로, 바닥에 시공시 열전도성 향상에 따른 축열효과의 향상을 가져와 보온성의 향상 및 난방효율의 향상을 가져오게 하며, 또한, 바닥패널의 시공시 이음부를 통해 발생되는 열손실을 최소화 시키기 위한 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 및 그 바닥패널 제조방법에 관한 것이다.

Description

그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 및 그 바닥패널 제조방법{Floor panel manufacturing method and floor panel containing graphene}

본 발명은 건축물의 실내 바닥면에 시공되는 바닥패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바닥패널을 구성함에 있어 열전도성의 뛰어난 그래핀을 함유함으로써, 열전도성 향상에 따른 난방효율을 향상시키기 위한 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 및 그 바닥패널 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 각종 건축물의 실내 바닥에는 시공된 콘크리트면을 마감하기 위하여 일반적인 형태의 장판지로 마감하는것이 보편화되어 있으나, 근자에 들어 생활수준의 향상으로 주거문화 또한 향상시키도록 실내를 고급화하고 거주공간 전체를 자연스런 나무 질감을 갖도록 하기 위하여 실내의 바닥에 별도의 판재나 나무늬무니를 갖는 시트를 부착하여 목재의 나무질감을 그대로 표현하는 시공이 일반화되고 있다.

이러한 바닥패널은, 친환경적인 환경의 조성을 위해 아파트, 단독주택의 거실바닥이나, 사무실 및 학교의 실내 바닥에 주로 사용되며, 판재로는 원목이나 원목의 분위기를 낼 수 있는 무늬목을 합판에 붙인 판재가 주로 사용되어 지고 있는 실정이다.

이에, 상기와 같이 사용되는 종래의 일반적인 마루판재는, MDF(Medium Density Fiberboard : 중밀도섬유판)로된 강화마루판재가 있는데, 상기와 같은 MDF를 이용한 마루판재의 제조방법을 살펴보면, MDF의 저면에 멜라민함침 색지와, 상부에 멜라민함침 모양지와 멜라민함친 오버레지를 중첩시키고, 이를 상,하부 열판의 사이에서 열을 가하며 프레스로 열 압축하여 제조하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 마루판재는, 외관상으로 자연친화적인 효과를 얻을 수 있어 실내 인테리어면에서는 이상적이라 할 수 있으나, 단순히 나무 재질로 구성된 특성상 시공시 온수관이 매설되는 콘크리트 바닥을 상당한 두께로 덮게 되는 것인바, 시공후, 난방효율이 현격히 저하되는 문제점이 있었다.

대한민국실용신안출원등록 제20-0411739호.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 바닥패널을 구성함에 있어 열전도성의 뛰어난 그래핀을 함유시킴으로, 바닥에 시공시 열전도성 향상에 따른 축열효과의 향상을 가져와 보온성의 향상 및 난방효율의 향상을 가져오게 하기 위한 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 및 그 바닥패널 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

또한, 바닥패널의 시공시 이음부를 통해 발생되는 열손실을 최소화 시키기 위한 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 및 그 바닥패널 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는, 실내 바닥에 시공되는 바닥패널에 있어서,

목재로 된 하부 목판층;

하부 목판층의 상부에 적층 형성되는 그래핀이 함유된 열전도성물질로 된 열전도층;

열전도층의 상부에 적층 형성되는 상부 목판층;

상부 목판층의 상부면에 UV도료가 코팅되어 된 UV 코팅층; 및

하부 목판층의 저면에 열전도 코팅액가 코팅되어 된 열전도 코팅층을 포함하여 구성하며,

열전도층의 열전도성물질은,

열전도성물질 100 중량%에 대하여 나노입자 형태의 그래핀분말 40~50중량%와, 바인더 50~60중량%를 혼합하여 구성하며,

UV 코팅층의 UV 도료는,

올리고머 40~60중량%와, 모노머 20~40중량%와, 광개시제 1~5중량%와, 소광제 10~20중량%로 구성하며,

열전도 코팅층의 열전도 코팅액는,

고체성 안료와, 액상의 수지와, 용제와, 혼합액으로 조성하되,

고체성 안료는, 무기안료와 유기안료가 1:1의 비율로 혼합된 투명 또는 색상을 가지는 고체성 안료를 코팅액 100중량% 대비 5~20중량%에 해당하게 사용하고,

액상의 수지는, 투명 또는 유색 중 하나로 구성하되, 액상의 멜라민수지와 아세틸수지와 경화제로 사용되는 에폭시수지가 1:1:2로 혼합된 이액형 수지 중 어느 하나를 코팅액 100중량% 대비 50~60중량%에 해당하게 사용하며,

용제는, 메탄올이나 아세톤 중 하나로 된 알콜계를 코팅액 100중량% 대비 20~30중량%에 해당하게 사용하며,

혼합액은, 코팅액 100중량% 대비 3~6중량%에 해당하게 사용하며,

바닥패널의 크기에 해당하게 원목을 절단하여 하부목판과 상부목판을 형성하는 목판 성형단계;

하부목판을 가압틀의 바닥에 배열시킨 상태에서 열프레스로 열압축하여 하부 목판층을 형성하는 1차 압축단계;

하부목판의 상부에 나노입자의 그래핀이 함유된 열전도성물질을 적층 형성하고, 열프레스를 이용하여 열압축하여 열전도층을 형성하는 2차 압축단계;

열전도층의 상부에 상부목판을 적층 형상하고, 열프레스를 이용하여 열압축하여 상부 목판층을 형성하는 3차 압축단계;

상부 목판층의 상부면에 UV 도료를 도포 및 경화시켜 UV 코팅층을 형성하는 UV 코팅단계;

하부 목판층의 저면에 그래핀이 함유된 열전도 코팅액를 도포 및 경화시켜 열전도 코팅층을 형성하는 열전도 코팅단계; 및

바닥패널의 일측 하부 및 타측 상부를 따내어 이웃하는 바닥패널의 연속 결합력을 가지게 하는 따내기 단계를 수행함으로 달성할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 및 그 바닥패널 제조방법은, 바닥재를 제조시 내부에 열전도성이 뛰어난 그래핀이 함유된 열전도층 및 열전도성물질이 형성되어 있어, 실내 바닥재로 적용시 열전도성 향상에 따른 열의 축열효과의 향상과, 보온성의 향상 및 이에 따른 난방효율의 향상을 가져오는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 연속하여 배열 시공함에 있어 이음부에 대하여 열전도성을 유지 가능하게 함으로, 그 이음부를 통해 발생되는 열손실을 예방할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널의 사시도.
도 2는 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널의 요부 단면도.
도 3은 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널의 연결상태 단면도.
도 4는 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법을 나타낸 전체 공정도.
도 5는 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법의 목판 성형단계를 나타낸 간략도.
도 6은 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법의 1차 압축단계를 나타낸 간략도.
도 7은 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법의 2차 압축단계를 나타낸 간략도.
도 8은 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법의 3차 압축단계를 나타낸 간략도.
도 9는 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법의 UV 코팅단계를 나타낸 간략도.
도 10은 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법의 열전도 코팅단계를 나타낸 간략도.
도 11은 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법의 따내기 단계를 나타낸 간략도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널을 살펴보면,

도 1은 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널의 사시도이고, 도 2는 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널의 요부 단면도이다.

도 1 및 도 2의 도시와 같이 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널(1)은, 하부 목판층(100)과, 열전도층(200)과, 상부 목판층(300)과, UV 코팅층(400)과, 열전도 코팅층(500)을 이루게 구성된다.

여기서, 상기 하부 목판층(100)은, 바닥패널(1)의 하부 구조를 이루게 구성된 것으로, 이때, 하부 목판층(100)은 통상의 원목으로 구성된다.

이때, 하부 목판층(100)에는 전,후,좌,우 일정한 간격으로 다수의 충전홀(110)(110')이 더 포함되게 구성된 것으로, 충전홀(110)(110')은 수직 관통 형태를 이루게 구성된다.

상기 열전도층(200)은, 상기 하부 목판층(100)의 상부에 적층 형성되는 것으로, 바닥패널(1)을 구성함에 있어, 열전도성을 향상시키게 되는 것으로, 그래핀이 함유된 열전도성물질로 이루어져 있으며, 하부 목판층(100)의 상부에 형성시 그 하부 목판층(100)의 충전홀(110)(110')에 까지 충전된 상태를 이룬다.

이때, 상기 열전도성물질은, 열전도성물질 100 중량%에 대하여 나노입자 형태의 그래핀분말 40~50중량%와, 바인더 50~60중량%로 조성되어 있다.

이때, 상기 그래핀분말을 이루는 그래핀은, 알려진바와 같이 탄소가 육각형의 형태로 서로 연결되어 벌집 모양의 2차원 평면 구조를 이루는 물질로서, 그래핀은 현존하는 소재중 특성이 가장 뛰어난 소재로 두께가 0.2nm로 얇아서 투명성이 높고, 상온에서 구리보다 100배 많은 전류를, 실리콘보다 100배 빨리 전달할 수 있다. 뿐만아니라 열전도성이 최고라는 다이아몬드보다 2배 이상 높다. 기계적 강도도 강철보다 200배 이상 강하지만 신축성이 좋아 늘리거나 접어도 전기전도성을 잃지 않는 것으로, 본 발명에서는 열전도성의 향상과 신축성 및 인장 강도의 향상을 가져오게 된다.

즉, 그래핀은 열전도성이 좋아 본 발명의 열전도층(200)에 적용시 온수배관을 통해 달궈진 콘크리트 바닥으로부터 빠르게 열을 흡수할 수 있게 되는 한편, 보온과 축열효과를 향상시켜주게 된다.

그리고, 바인더는, 알콕 사이드와, 콜로이날실리카 중 선택된 하나 또는 이들을 혼합하여 조성하여 적용할 수 있다.

상기 상부 목판층(300)은, 바닥패널(1)의 상부 구조를 이루게 구성된 것으로, 이때, 상부 목판층(300)은 통상의 원목으로 구성된다.

상기 UV 코팅층(400)은, 상기 상부 목판층(300)의 상부에 UV 코팅 형성된 것으로, UV 도료가 도포되어 구성된다.

이때, UV 코팅층(400)을 구성하기 위한 UV 도료는, 올리고머 40~60중량%와, 모노머 20~40중량%와, 광개시제 1~5중량%와, 소광제 10~20중량%로 조성된다.

이때, 상기 올리고머는, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 불포화포리에스테르수지를 사용할 수 있으며 이중 어느하나 또는 2종이상 사용할 수 있다.

또한, 모노머는, 2HPA(2 Hydroxy propyl acrylate), 2HEA(2 Hydroxy ethylacrylate), THFA(Tetrahydrofurfuryl acrylate), IBOA(Isobonyl acrylate), 2HEMA(2 Hydroxy ethyl methacrylate), TPGDA(Tripropylene glycol diacrylate), DPGDA(Dipropylene glycol diacrylate), 1,6HDDA(1,6 Hexanedioldiacrylate), TMPTA(Trimethylopropane triacrylate)를 사용할 수 있으며 이중 어느하나 또는 2종이상 사용할 수 있다.

또한, 광개시제는, 알파하이드록시케톤류, 비스아크릴 포스핀옥사이드류, 벤질디메틸케탈류, 알파아미노케톤류, 페닐글록시레이트, 벤조페논류를 사용 할 수 있으며 이중 어느하나 또는 2종이상 사용할 수 있다.

또한, 소광제는, WAX type Slica 또는 NON WAX type Silica를 사용할 수 있으며, 이중 어느하나 또는 2종 모두 사용할 수 있다.

상기 열전도 코팅층(500)은, 하부 목판층(100)의 저면에 열전도 코팅액가 코팅되어 된 것으로, 이때, 열전도 코팅액은 고체성 안료와, 액상의 수지와, 용제와, 혼합액으로 조성되며, 하부 목판층(100)의 충전홀(110)(110')에 충전되는 열전도성물질과 접촉력을 가지게 된다.

이때, 고체성 안료는, 무기안료와 유기안료가 1:1의 비율로 혼합된 투명 또는 색상을 가지는 고체성 안료를 나노입자로 분쇄하여 코팅액 100중량% 대비 5~20중량%에 해당하게 적용된다.

또한, 액상의 수지는, 투명 또는 유색 중 하나로 구성하되, 액상의 멜라민수지와 아세틸수지와 경화제로 사용되는 에폭시수지가 1:1:2로 혼합된 이액형 수지 중 어느 하나를 코팅액 100중량% 대비 50~60중량%에 해당하게 적용되는 것으로, 이때 액상의 수지는 접착제 역할을 수행하게 된다.

또한, 용제는, 메탄올이나 아세톤 중 하나로 된 알콜계를 코팅액 100중량% 대비 20~30중량%에 해당하게 적용되는 것으로, 이때 용제는 상기 안료와 수지를 풀어주는 역할을 수행하게 된다.

또한, 혼합액은 그래핀을 반응시켜 얻은 그래핀용액을 코팅액 100중량% 대비 3~6중량%에 해당하게 적용된다.

이때, 혼합액으로 사용되는 그래핀용액은 다음과 같은 제조방법으로 제조된다.
그래핀을 산화시켜 얻은 용액으로로, 황산(H2SO4) 50ml를 90℃까지 열중탕기를 이용하여 가열하고, 과황화칼륨(K2S2O8) 10g과 오산화인 10g을 넣어준 후, 다 녹을 때까지 교반한다.

교반된 혼합액을 80℃가 되도록 냉각시킨 후, 흑연(Graphite) 12g을 넣고 4~5시간동안 반응시킨 후, 가열을 멈추고 2L의 증류수로 12시간 동안 교반하면서 희석시킨다.

희석된 용액을 0.2㎛의 나일론 필터를 이용하여 흑연을 걸러내어 용액을 추출한다.

추출된 용액을 0℃의 항온조에 2L 비커를 넣어 준비하고 460mL의 황산을 비커에 넣고 전처리를 거친 그래핀을 비커에 넣고 교반한다.

혼합물을 비커에 과망간산칼륨(KMnO4) 60g을 넣고 완전히 녹을 때까지 교반한 후, 비커를 꺼내어 35℃의 항온조에 넣고 2시간동안 교반한다.

혼합물을 다시 0℃의 항온조에서 40~50℃의 온도를 유지하면서 증류수 920mL를 20~30mL로 나누어 넣어주면서 2시간 동안 교반 후, 2.8L의 물을 넣어 3시간동안 교반 희석한다.

희석물 100중량%에 대하여 과산화수소(H2O2)를 20~30중량%를 넣어준 후, 염화수소(HCl)와 증류수가 1 : 2의 비율로 혼합된 물을 첨가한다.
이러한 제조방법으로 얻어진 그래핀용액을 열전도 코팅액의 3~6중량%에 해당하게 적용한다.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명 바닥패널(1)을 구성함에 있어, 도 3의 도시와 같이 하부 목판층(100)의 일측 단부에 하부 단턱부(120)를 형성하고, 타측 단부에 상기 하부 단턱부(120)와 형합되는 상부 단턱부(320)가 더 형성되게 구성된다.

이때, 하부 단턱부(120)는, 열전도층(200)이 노출되도록 그 열전도층(200)의 1/2에 해당하는 두께까지 하부 목판층(100)을 따내기 하여 구성된다.

또한, 상부 단턱부(320)는, 열전도층(200)이 노출되도록 그 열전도층(200)의 1/2에 해당하는 두께까지 상부 목판층(300)을 따내기 하여 구성된다.

이때, 상기 하부 단턱부(120) 및 상부 단턱부(320)는, 바닥패널(1)을 본 발명의 실시예에서와 같이 사각 판체 형태로 구성시 4면의 둘레에 대하여 서로 대항되는 형태로 구성함이 바람직할 것이다.

즉, 상기 하부 단턱부(120)와 상부 단턱부(320)는, 바닥패널(1)의 연속연결시 그 이웃하는 바닥패널(1)간의 형합 연결성이 부여되고, 노출된 열전도층(200)이 면접 가능하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널(1)은, 저면에 열전도 코팅층(500)이 형성된 하부 목판층(100)과, 열전도층(200)과, 상부 목판층(300)과, UV 코팅층(400)으로 구성된 것으로, 이를 시공시에는 도 3을 참조하여 하부 단턱부(120)와 상부 단턱부(320)를 통해 서로간에 전,후,좌,우 연속하여 형합 연결이 가능하게 된다.

한편, 상기와 같이 시공된 본 발명 바닥패널(1)은, 바닥에서 난방을 수행시 그 열기가 열전도 코팅층(500)을 통해 빠르게 흡수되어 그 난방효율이 향상되게 된다.

이때, 열전도 코팅층(500)에는 그래핀 성분이 함유된 것인바, 그 열의 흡수가 매우 빠르게 되며, 이렇게 흡수된 열기는 그 열전도 코팅층(500)과 접촉 형성된 하부 목판층(100)의 충전홀(110)(110')에 충전된 열전도성물질로 전달 및 열전도층(200)으로 전달되는 등 빠르게 상부로 이동시키는 한편, 그 열전도층(200)을 통해 축열 효과가 향상되게 된다.

또한, 이웃하여 연속 연결되는 바닥패널(1)은, 그 이음부에 대하여 열전도층(200)을 통해 면접되는 형태를 이루는 것인바, 서로간의 열전도성의 부여가 가능하게 되는 등 이음부에 대한 틈새로의 열손실을 방지할 수 있게 된다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널의 제조방법을 살펴보면,

도 4의 도시와 같이 본 발명 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법은, 목판 성형단계(S100)와, 1차 압축단계(S200)와, 2차 압축단계(S300)와, 3차 압축단계(400)와, UV 코팅단계(S500)와, 열전도 코팅단계(S600)와, 따내기 단계(S700)를 수행하여 된다.

먼저, 목판 성형단계(S100)는,

바닥패널(1)의 크기에 해당하게 원목을 절단하여 도 5의 도시와 같이 하부목판(10)과 상부목판(20)을 준비한다.

한편, 목판 성형단계(S100)에서는, 하부목판(10)에 드릴링(도면중 미도시함)을 이용하여 다수의 충전홀(110)(110')을 형성하는 하부목판 천공단계(S110)를 더 수행하면 된다.

이후, 1차 압축단계(S200)는,

도 6의 도시와 같이 상기와 같이 얻어진 하부목판(10)을 이용하여 하부 목판층(100)을 이루게 위한 단계로, 하부목판(10)을 통상의 프레스 작업을 위한 가압틀(40)의 바닥면에 배열시킨 상태에서 열프레스(50)를 이용하여 열압축을 수행하여 되는 것으로, 이에, 하부목판(10)은 압축된 판체 형태의 하부 목판층(100)을 이루게 된다.

이후, 2차 압축단계(S300)는,

도 7의 도시와 같이 상기와 같이 압축 형성된 하부 목판층(100)의 상부에 나노입자의 그래핀이 함유된 열전도성물질을 적층 형성한 상태에서 열프레스(50)를 이용하여 열압축을 수행하게 된다.

이때, 상기 열전도성물질은, 열전도성물질 100 중량%에 대하여 나노입자 형태의 그래핀분말 40~50중량%와, 바인더 50~60중량%가 혼합하여 조성된 점도를 가지는 물질로 구성되며, 열압축시 그 부피가 압축됨과 동시에 하부 목판층(100)의 상부에 압착되어 열전도층(200)을 이루게 된다.

한편, 상기와 같이 열전도성물질이 압축되는 과정에서 그 열전도성물질은 하부 목판층(100)에 형성된 다수의 충전홀(110)(110')에 자연스럽게 진입되어 충전되게 된다.

이후, 3차 압축단계(400)는,

도 8의 도시와 같이 상기와 같이 얻어진 상부목판(20)을 상기 열전도층(200)의 상부에 적층 형성한 상태에서 열프레스(50)를 이용하여 열압축을 수행하여 되는 것으로, 이에, 상부목판(20)은 압축된 판체 형태의 상부 목판층(300)을 이루게 되는 것으로, 압축과정이 완료되어 하나의 판체 형태를 이루게 된다.

이후, UV 코팅단계(S500)는,

도 9의 도시와 같이 상기와 같이 압축 성형된 판체의 상부 목판층(300)의 표면을 마무리하게 되는 것으로, 상부 목판층(300)의 표면에 UV 도료를 도포 및 경화시켜 UV 코팅층(400)을 이루게 된다.

이때, 도포되는 UV 도료는 올리고머 40~60중량%와, 모노머 20~40중량%와, 광개시제 1~5중량%와, 소광제 10~20중량%로 조성되어 되며, 롤링(60) 등의 도포방식을 적용함이 가장 바람직할 것이며, UV 도료가 도포된 상태에서 통상의 UV 경화실(60)에서 경화를 수행함이 바람직할 것이다.

이후, 열전도 코팅단계(S600)는,

도 10의 도시와 같이 압축 성형된 판체의 하부 목판층(100)의 표면을 마무리하게 되는 것으로, 하부 목판층(100)의 표면에 그래핀 성분이 함유된 열전도 코팅액을 롤링(60) 등의 도포방식을 통해 도포 및 경화시켜 열전도 코팅층(500)을 이루게 된다.

이때, 열전도 코팅액은 고체성 안료와, 액상의 수지와, 용제와, 혼합액으로 조성되며, 하부 목판층(100)의 충전홀(110)(110')에 충전되는 열전도성물질과 접촉력을 가지게 된다.

이후, 따내기 단계(S700)는,

도 11의 도시와 같이 일측 하부 및 타측 상부를 따내어 바닥패널(1)을 연속하여 연결시 서로간에 연결력이 부여되게 하기 위한 것으로, 이를 위해서는, 하부 목판층(100)의 일측 및 상부 목판층(300)의 타측을 열전도층의 1/2에 해당하는 깊이까지 따내어 양측이 서로 형합되는 형태를 이루도록 도 3을 참조하여 하부 목판층(100)에 해당하는 하부 단턱부(120)와 상부 목판층(300)에 해당하는 상부 단턱부(320)를 이루게 됨으로 바닥패널(1)의 제조가 완료된다.

이상에서와 같이 일련의 과정에 의해 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널의 제조가 완료되는 것으로, 이렇게 제조된 바닥패널은 전술한바와 같이 열전도성의 뛰어난 그래핀이 함유되어 있어, 열전도성의 향상 및 보온성 및 축열효과가 매우 뛰어나게 된다.

100 : 하부 목판층 110,110' : 충전홀
120 : 하부 단턱부
200 : 열전도층 300 : 상부 목판층
320 : 상부 단턱부
400 : UV 코팅층 500 : 열전도 코팅층

Claims

실내 바닥에 시공되는 바닥패널에 있어서,
목재로 된 하부 목판층(100);
하부 목판층(100)의 상부에 적층 형성되는 그래핀이 함유된 열전도성물질로 된 열전도층(200);
목재로 구성되며, 열전도층(200)의 상부에 적층 형성되는 상부 목판층(300);
상부 목판층(300)의 상부면에 UV도료가 코팅되어 된 UV 코팅층(400); 및
하부 목판층(100)의 저면에 열전도 코팅액가 코팅되어 된 열전도 코팅층(500)을 포함하고,
하부 목판층(100)에는,
다수의 충전홀(110)(110')을 더 포함하여 구성하되,
열전도층(200)의 열전도성물질이 충전홀(110)(110')에 충전되게 구성함을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널.
삭제
제 1항에 있어서,
하부 목판층(100)의 일측 단부는,
열전도층(200)이 노출되도록 그 열전도층(200)의 1/2에 해당하는 두께까지 따내기 하여 하부 단턱부(120)를 이루게 구성하고,
상부 목판층(300)의 타측 단부는,
열전도층(200)이 노출되도록 그 열전도층(200)의 1/2에 해당하는 두께까지 따내기 하여 상부 단턱부(320)를 이루게 구성하되,
바닥패널의 연속연결시 하부 단턱부(120)와 상부 단턱부(320)의 형합에 의해 연결성이 부여되고, 노출된 열전도층(200)의 면접 가능하게 구성함을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널.
제 1항에 있어서,
열전도층(200)의 열전도성물질은,
열전도성물질 100 중량%에 대하여 나노입자 형태의 그래핀분말 40~50중량%와, 바인더 50~60중량%를 혼합하여 구성함을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널.
제 1항에 있어서,
UV 코팅층(400)의 UV 도료는,
올리고머 40~60중량%와, 모노머 20~40중량%와, 광개시제 1~5중량%와, 소광제 10~20중량%로 구성함을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널.
제 1항에 있어서,
열전도 코팅층(500)의 열전도 코팅액는,
고체성 안료와, 액상의 수지와, 용제와, 혼합액으로 조성하되,
고체성 안료는, 무기안료와 유기안료가 1:1의 비율로 혼합된 투명 또는 색상을 가지는 고체성 안료를 코팅액 100중량% 대비 5~20중량%에 해당하게 사용하고,
액상의 수지는, 투명 또는 유색 중 하나로 구성하되, 액상의 멜라민수지와 아세틸수지와 경화제로 사용되는 에폭시수지가 1:1:2로 혼합된 이액형 수지 중 어느 하나를 코팅액 100중량% 대비 50~60중량%에 해당하게 사용하며,
용제는, 메탄올이나 아세톤 중 하나로 된 알콜계를 코팅액 100중량% 대비 20~30중량%에 해당하게 사용하며,
혼합액은, 코팅액 100중량% 대비 3~6중량%에 해당하게 사용함을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널.
제 6항에 있어서,
혼합액은 그래핀을 반응시켜 얻은 그래핀용액으로 구성하되,
그래핀용액은,
황산(H2SO4) 50ml를 90℃까지 열중탕기를 이용하여 가열하고, 과황화칼륨(K2S2O8) 10g과 오산화인 10g을 넣어준 후, 다 녹을 때까지 교반하는 단게;
교반된 혼합액을 80℃가 되도록 냉각시킨 후, 흑연(Graphite) 12g을 넣고 4~5시간동안 반응시킨 후, 가열을 멈추고 2L의 증류수로 12시간 동안 교반하면서 희석시키는 단계;
희석된 용액을 0.2㎛의 나일론 필터를 이용하여 흑연을 걸러내어 용액을 추출하는 단계;
추출된 용액을 0℃의 항온조에 2L 비커를 넣어 준비하고 460mL의 황산을 비커에 넣고 전처리를 거친 그래핀을 비커에 넣고 교반하는 단계;
혼합물을 비커에 과망간산칼륨(KMnO4) 60g을 넣고 완전히 녹을 때까지 교반한 후, 비커를 꺼내어 35℃의 항온조에 넣고 2시간동안 교반하는 단계;
혼합물을 다시 0℃의 항온조에서 40~50℃의 온도를 유지하면서 증류수 920mL를 20~30mL로 나누어 넣어주면서 2시간 동안 교반 후, 2.8L의 물을 넣어 3시간동안 교반 희석하는 단계;
희석물 100중량%에 대하여 과산화수소(H2O2)를 20~30중량%를 넣어준 후, 염화수소(HCl)와 증류수가 1 : 2의 비율로 혼합된 물을 첨가하는 단계;의 제조방법으로 얻어진 것을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널.
바닥패널 제조방법에 있어서,
바닥패널의 크기에 해당하게 원목을 절단하여 하부목판과 상부목판을 형성하는 목판 성형단계(S100);
하부목판을 가압틀의 바닥에 배열시킨 상태에서 열프레스로 열압축하여 하부 목판층을 형성하는 1차 압축단계(S200);
하부목판의 상부에 나노입자의 그래핀이 함유된 열전도성물질을 적층 형성하고, 열프레스를 이용하여 열압축하여 열전도층을 형성하는 2차 압축단계(S300);
열전도층의 상부에 상부목판을 적층 형상하고, 열프레스를 이용하여 열압축하여 상부 목판층을 형성하는 3차 압축단계(400);
상부 목판층의 상부면에 UV 도료를 도포 및 경화시켜 UV 코팅층을 형성하는 UV 코팅단계(S500);
하부 목판층(100)의 저면에 그래핀이 함유된 열전도 코팅액를 도포 및 경화시켜 열전도 코팅층을 형성하는 열전도 코팅단계(S600); 및
바닥패널의 일측 하부 및 타측 상부를 따내어 이웃하는 바닥패널의 연속 결합력을 가지게 하는 따내기 단계(S700);를 수행하고,
목판 성형단계(S100)에서,
하부목판에 드릴링을 이용하여 다수의 충전홀을 형성하는 하부목판 천공단계(S110)를 더 수행하여 됨을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법.
삭제
제 8항에 있어서,
2차 압축단계(S300)에서 열전도성물질은,
열전도성물질 100 중량%에 대하여 나노입자 형태의 그래핀분말 40~50중량%와, 바인더 50~60중량%로 조성함을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법.
제 8항에 있어서,
UV 코팅단계(S500)에서 UV 도료는,
올리고머 40~60중량%와, 모노머 20~40중량%와, 광개시제 1~5중량%와, 소광제 10~20중량%로 조성함을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법.
제 8항에 있어서,
열전도 코팅단계(S600)에서 열전도 코팅액는,
고체성 안료와, 액상의 수지와, 용제와, 혼합액으로 조성하되,
고체성 안료는, 무기안료와 유기안료가 1:1의 비율로 혼합된 투명 또는 색상을 가지는 고체성 안료를 코팅액 100중량% 대비 5~20중량%에 해당하게 사용하고,
액상의 수지는, 투명 또는 유색 중 하나로 구성하되, 액상의 멜라민수지와 아세틸수지와 경화제로 사용되는 에폭시수지가 1:1:2로 혼합된 이액형 수지 중 어느 하나를 코팅액 100중량% 대비 50~60중량%에 해당하게 사용하며,
용제는, 메탄올이나 아세톤 중 하나로 된 알콜계를 코팅액 100중량% 대비 20~30중량%에 해당하게 사용하며,
혼합액은, 코팅액 100중량% 대비 3~6중량%에 해당하게 사용함을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법.
제 12항에 있어서,
혼합액은 그래핀을 반응시켜 얻은 그래핀용액으로 구성하되,
그래핀용액은,
황산(H2SO4) 50ml를 90℃까지 열중탕기를 이용하여 가열하고, 과황화칼륨(K2S2O8) 10g과 오산화인 10g을 넣어준 후, 다 녹을 때까지 교반하는 단계;
교반된 혼합액을 80℃가 되도록 냉각시킨 후, 흑연(Graphite) 12g을 넣고 4~5시간동안 반응시킨 후, 가열을 멈추고 2L의 증류수로 12시간 동안 교반하면서 희석시키는 단계;
희석된 용액을 0.2㎛의 나일론 필터를 이용하여 흑연을 걸러내어 용액을 추출하는 단계;
추출된 용액을 0℃의 항온조에 2L 비커를 넣어 준비하고 460mL의 황산을 비커에 넣고 전처리를 거친 그래핀을 비커에 넣고 교반하는 단계;
혼합물을 비커에 과망간산칼륨(KMnO4) 60g을 넣고 완전히 녹을 때까지 교반한 후, 비커를 꺼내어 35℃의 항온조에 넣고 2시간동안 교반하는 단계;
혼합물을 다시 0℃의 항온조에서 40~50℃의 온도를 유지하면서 증류수 920mL를 20~30mL로 나누어 넣어주면서 2시간 동안 교반 후, 2.8L의 물을 넣어 3시간동안 교반 희석하는 단계;
희석물 100중량%에 대하여 과산화수소(H2O2)를 20~30중량%를 넣어준 후, 염화수소(HCl)와 증류수가 1 : 2의 비율로 혼합된 물을 첨가하는 단계;의 제조방법으로 얻어진 것을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법.
제 8항에 있어서,
따내기 단계(S700)는,
하부 목판층의 일측 및 상부 목판층의 타측을 열전도층의 1/2에 해당하게 따내어 이웃하는 바닥패널을 연결시 열전도층이 서로 면접되는 형태를 이루게함을 특징으로 하는 그래핀을 함유한 전도성 목재 바닥패널 제조방법.