KR101787326B1 - 맥반석 황토 침대의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 맥반석 황토 침대는, 맥반석 황토 침대로서, 편백나무 재질로서 내측에 안착공간이 형성된 침대프레임; 상기 안착공간의 내측에 안착된 방열판; 상기 방열판의 상면에 적층된 히트파이프; 상기 히트파이프의 사이 공간에 충진된 것으로서, 맥반석 파우더 및 황토를 유효 성분으로 포함하는 복수개의 세라믹 황토볼이 충진된 열전도층; 상기 열전도층의 상면에 적층된 것으로서, 맥반석 파우더 및 황토 파우더를 포함하는 황토 모르타르가 타설된 마감층; 상기 마감층의 상면에 적층되는 편백나무 패널;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

맥반석 황토 침대의 제조방법{Method for Manufacturing A Bed With Elvan And Red Clay}

본 발명은 맥반석 황토 침대의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 맥반석을 통해 원적외선이 다량 방출되며 함께 시공한 황토로 인해 인체에 유효한 효과를 기대할 수 있으며, 편백나무를 기반으로 제작되어 편백나무에서 방출된 피톤치드를 이용한 삼림욕 효과를 기대할 수 있는 맥반석 황토 침대의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 침대는 수면을 취하기 위한 용도에서 더욱 나아가 수면 시 피로를 풀어주고 수면 건강을 증진할 목적으로 사용된다. 최근에는 돌침대, 흙침대, 나무침대, 물침대 등과 같이 여러 가지 다양한 특성과 기능을 갖춘 형태의 침대가 활발하게 연구 개발되고 있다.

예를 들면, 돌침대는 방출되는 원적외선으로 인해 모세혈관 확장 및 혈액순환 등과 같은 효과를 볼 수 있을 뿐 아니라 기존 매트리스와 달리 세균 문제나 먼지가 발생하지 않는 장점이 있으며, 흙침대는 혈액순환과 신진대사를 촉진하고 몸 속 노폐물을 효과적으로 배출해주며 허리나 관절이 불편한 사람들에게는 더욱 유용하다고 알려져 있다. 나무침대는 따로 매트리스를 쓰지 않아도 편리하게 이용할 수 있으며 수면을 위해서뿐만 아니라 평상으로도 사용이 가능하며, 물침대는 겨울에는 따뜻하고 여름에는 시원하게 사계절 사용할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 온돌에 익숙한 문화를 갖고 있는 우리나라 성인의 상당수는 동절기 중에는 침대보다는 방바닥을 선호하는 것이 일반적이며, 근자에 들어서는 온돌 및 침대의 장점만을 혼합한 전열식 보료가 내장된 온돌침대가 제안되어 이를 이용하고 있는 실정이며, 돌침대뿐만 아니라 흙침대에서도 열선을 배치하여 보온 기능을 높인 사계절용 침대 보료를 개발하고 생산되어졌다.

이러한 온돌침대 또는 방바닥에 놓여 사용되는 온열식 보료는 외피를 갖는 프레임의 내부에 열선 및 동판 등이 내장되어 있고, 표면으로는 대리석 또는 옥돌이 형성되어 있어 열선의 발열에 의한 표면의 석재판이 가온되므로 과거의 구들과 같은 느낌을 갖게 하는 것이다.

이에 대한 발명으로서, 한국 공개특허 제 10-2016-0141393호에 ‘전자파 차단이 가능한 흙침대/돌침대’가 개시되어 있다.

상기 발명은 전자파 차단이 가능한 흙침대/돌침대에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 공간이 형성되는 보료와, 상기 공간 내부에 삽입되는 전기판넬과, 상기 전기판넬 위에 안착되는 흙판/돌판 및 상기 전기판넬과 전기적으로 연결되며 흙판/돌판을 가열하여 온도를 조절하는 온도조절기를 포함하여 이루어지는 흙침대/돌침대에 있어서, 상기 온도조절기와 전기판넬의 접지되는 부위의 누수전자파를 차단할 수 있도록 상기 보료의 상부면에 보료의 형상을 따라 띠 형태의 동판이 결합되는 것을 특징으로 하는 전자파 차단이 가능한 흙침대/돌침대에 관한 것이다.

그러나 이는 단순한 흙침대/돌침대 구성에 전자파 차단을 위한 동판을 단순 구비한 것에 불과하며, 흙침대를 이용하여 인체에 유효한 기능을 최대로 끌어내지 못한다는 단점이 있다.

따라서 맥반석을 통해 원적외선이 다량 방출되며 함께 시공한 황토로 인해 인체에 유효한 효과를 기대할 수 있으며, 편백나무를 기반으로 제작되어 편백나무에서 방출된 피톤치드를 이용한 삼림욕 효과를 기대할 수 있는 맥반석 황토 침대 및 이의 제조방법을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 맥반석을 통해 원적외선이 다량 방출되며 함께 시공한 황토로 인해 인체에 유효한 효과를 기대할 수 있는 맥반석 황토 침대를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 열전달 효율을 높일 수 있도록 하는 맥반석 황토볼의 제조 공법 및 코팅 공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 높은 열전달 효율과 함께 편안한 사용감을 제공하도록 하는 황토 모르타르의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 황토 모르타르의 사용감을 보다 높일 수 있도록 하는 첨가제 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 맥반석 황토 침대는, 맥반석 황토 침대로서, 편백나무 재질로서 내측에 안착공간이 형성된 침대프레임; 상기 안착공간의 내측에 안착된 방열판; 상기 방열판의 상면에 적층된 히트파이프; 상기 히트파이프의 사이 공간에 충진된 것으로서, 맥반석 파우더 및 황토를 유효 성분으로 포함하는 복수개의 세라믹 황토볼이 충진된 열전도층; 상기 열전도층의 상면에 적층된 것으로서, 맥반석 파우더 및 황토 파우더를 포함하는 황토 모르타르가 타설된 마감층; 상기 마감층의 상면에 적층되는 편백나무 패널;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 세라믹 황토볼은, 열전도성 재질을 유효 성분으로 포함하는 열전도성 코팅액으로 표면이 코팅 처리된 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 맥반석 황토 침대는, 상기 안착공간의 내주면을 따라 구비되는 것으로서, 단열 재질의 열차단층;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 덧붙여, 상기 안착공간은, 상기 침대프레임의 상부 표면에서 함입 형성된 제 1 안착공간 및, 상기 제 1 안착공간의 외측 종결부위에서 연장 함입 형성되어 외부로 노출되는 것으로서, 상기 제 1 안착공간보다 큰 단면적을 갖는 제 2 안착공간으로 분할 형성되며, 상기 제 1 안착공간에는, 상기 방열판과 상기 히트파이프 및 상기 열전도층이 적층 형성되며, 상기 제 2 안착공간에는, 상기 열전도층보다 넓은 단면적의 상기 마감층이 충진되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 맥반석 황토 침대 및 이의 제조방법은,

1) 맥반석을 통해 원적외선이 다량 방출되며 함께 시공한 황토로 인해 인체에 유효한 효과를 기대할 수 있는 맥반석 황토 침대를 제공하며,

2) 열전달 효율을 높일 수 있도록 하는 맥반석 황토볼의 제조 공법 및 코팅 공법을 제공할 뿐 아니라,

3) 높은 열전달 효율과 함께 편안한 사용감을 제공하도록 하는 황토 모르타르의 제조방법을 제공하고,

4) 황토 모르타르에 첨가된 콜로이드 실리카를 통해 황토 모르타르의 사용감을 보다 높임과 더불어 황토 모르타르의 깨짐을 방지하였다.

도 1은 본 발명의 맥반석 황토 침대를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 맥반석 황토 침대의 구조를 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명의 맥반석 황토 침대의 단면도.
도 4는 본 발명의 맥반석 황토 침대의 제조방법을 나타낸 순서도.
도 5는 세라믹 황토볼을 제조하는 단계를 나타낸 순서도.
도 6은 열전도성 코팅액을 제조하는 단계를 나타낸 순서도.
도 7은 황토 모르타르를 제조하는 단계를 나타낸 순서도.
도 8은 콜로이드 실리카를 제조하는 단계를 나타낸 순서도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 맥반석 황토 침대를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 맥반석 황토 침대의 구조를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 맥반석 황토 침대의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 맥반석 황토 침대는, 편백나무 재질로서 내측에 안착공간(100)이 형성된 침대프레임(10); 상기 안착공간(100)의 내측에 안착된 방열판(200); 상기 방열판(200)의 상면에 적층된 히트파이프(300); 상기 히트파이프(300)의 사이 공간에 충진된 것으로서, 맥반석 파우더 및 황토를 유효 성분으로 포함하는 복수개의 세라믹 황토볼(500)이 충진된 열전도층(400); 상기 열전도층(400)의 상면에 적층된 것으로서, 맥반석 파우더 및 황토 파우더를 포함하는 황토 모르타르가 타설된 마감층(600); 상기 마감층(600)의 상면에 적층되는 편백나무 패널(700);을 포함하는 것을 특징으로 한다. 각 구성에 대해 하나씩 설명하면 다음과 같다.

침대프레임(10)은 침대의 형상을 유지하기 위해 하부 및 측부에 형성되는 프레임으로서, 본 발명의 침대프레임(10)은 맥반석 황토 침대인 만큼 종래의 흙침대와 같이 온열 기능을 구비한다. 따라서 맥반석 황토 모르타르 및 온열 구성이 삽입될 안착공간(100)이 형성되는 것을 기본으로 한다. 이 때 안착공간(100)의 형상에 있어서는 별도의 제한을 두지 않으나, 바람직하게 안착공간(100)은 직육면체 형상으로 함입 형성된 것을 특징으로 한다.

더불어 본 발명의 침대프레임(10)은 편백나무 재질로 이루어져 있어, 편백나무에서 발생할 수 있는 피톤치드를 통해 삼림욕 효과를 기대할 수 있음은 물론이며, 불쾌한 냄새가 나는 것을 방지할 수 있는 탈취 효과를 구비할 수 있다.

방열판(200)은 안착공간(100)의 가장 내측에 구비되는 것으로서 바람직하게는 안착공간(100)의 단면적과 일치하는 형상으로 구비된다. 이러한 방열판(200)을 통해 열이 한 쪽으로 확산될 수 있도록 함과 동시에 불필요한 방향으로 열이 이동되는 것을 방지할 수 있다. 방열판(200)의 재질에는 별도의 제한을 두지 않으나, 열전도성이 높은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.

히트파이프(300)는 본 발명의 맥반석 황토 침대에 온열기능을 부가하기 위해 상기 방열판(200)의 상면에 적층되는 것으로서, 이 때 안착공간(100) 내부에는 히트파이프(300)의 고정을 위한 별도의 고정부재가 추가로 구비될 수 있음은 물론이다. 이러한 히트파이프(300)는 가스나 온수가 내부를 흐름으로써 열원을 제공하는 것이며, 혹은 전기를 공급받아 발열되는 발열 파이프가 히트파이프(300)로서 작용할 수도 있다. 이를 통해 본 발명의 맥반석 황토 침대를 통한 온열 효과를 제공할 수 있는 것이다.

이 때 히트파이프(300)는 본 발명의 안착공간(100) 단면적 전체에 매설될 수 있도록 ‘ㄹ’자와 유사한 형태를 나타내도록 안착됨으로써 히트파이프(300)가 안착공간(100) 전체에 고르게 열원을 제공할 수 있도록 하게 되는 것이며, 이는 종래의 히트파이프(300) 매설 방법을 참고하면 되므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

열전도층(400)은 상기 히트파이프(300)가 매설된 사이 공간에 충진된 것으로서, 맥반석 파우더 및 황토를 유효 성분으로 포함하는 복수개의 세라믹 황토볼(500)이 충진되어 형성된다. 이는 상술한 바와 같이 매설된 히트파이프(300)는 각각의 히트파이프(300)가 매설된 매설 구조 사이에 사이 공간이 형성된다는 점을 감안하여, 상기 사이 공간에 세라믹 황토볼(500)을 충진시켜 세라믹 황토볼(500)을 통한 열전도 효과 및 높은 보온 효과를 기대할 수 있도록 하는 것이다.

더불어 이러한 세라믹 황토볼(500)은 맥반석 파우더 및 황토를 유효 성분으로 포함하는 바, 열원이 가해짐에 따라 세라믹 황토볼(500)에 포함된 맥반석으로부터 원적외선이 발산되어 본 발명의 황토 침대에 원적외선을 조사하게 됨으로써 원적외선을 통해 인체의 혈액순환과 신진대사의 활성화 및 정신적인 스트레스 해소 효과를 기대할 수 있게 된다.

세라믹 황토볼(500)은 맥반석 파우더 및 황토를 포함하는 바, 히트파이프(300)로부터 가해지는 열을 실내에 쉽게 전달할 수 있음은 물론이며, 히트파이프(300)와 연결된 전원을 통한 전력 공급이 중단되더라도 쉽사리 온도가 떨어지지 않아 실내 보온 효과를 보다 높일 수 있다.

더불어 이러한 세라믹 황토볼(500)은 열전도성 재질을 유효 성분으로 포함하는 열전도성 코팅액으로 표면이 코팅 처리된 코팅층(미도시)을 더 포함할 수 있으므로, 코팅층을 통해 세라믹 황토볼(500)의 열전도성을 보다 높일 수 있을 뿐 아니라 세라믹 황토볼(500)이 깨지는 것을 방지할 수 있으며, 세라믹 황토볼(500)로부터 발생할 수 있는 분진 등이 외부로 새어나가는 것 역시 방지할 수 있음은 물론이다.

마감층(600)은 상기 열전도층(400)의 상면에 적층된 것으로서, 맥반석 파우더 및 황토 파우더를 포함하는 황토 모르타르가 타설되어 형성된다. 이 때 황토 모르타르는 바람직하게 황토 30 내지 60 중량부와 맥반석 파우더 20 내지 40 중량부를 포함하여 황토 및 맥반석 파우더가 주 재료가 되는 것으로서, 황토와 맥반석 파우더의 혼합물에 정제수를 가하여 모르타르 상태로 만든 것이며, 이 때 별도로 접착용제와 증점제, 소석회 등이 첨가되어 점착력을 보다 증대시키는 것 역시 가능함은 물론이다.

더불어 이러한 마감층(600) 역시 황토와 맥반석 파우더를 포함하므로 히트파이프(300)를 이용한 열원 공급 시 원적외선 및 음이온 발생을 기대할 수 있어 인체의 혈액순환과 신진대사의 활성화 효과를 보다 높일 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 마감층(600)의 상면에는 별도로 편백나무 패널(700)이 시공될 수도 있으나, 바닥재를 시공하지 않고 마감층(600)을 표면 마감재로 이용함으로써 우리 고유의 미감을 불러일으키는 것 역시 가능하다.

더불어, 상기 맥반석 황토 침대는, 상기 안착공간(100)의 내주면을 따라 구비되는 것으로서, 단열 재질의 열차단층(800)을 더 포함할 수 있는데, 이러한 열차단층(800)은 일반적인 단열재로서, 히트파이프(300)에서 발생한 열이 상방으로 전달되는 것이 아니라 하방으로 전달되어 편백나무로 이루어진 침대프레임(10)에 손상을 가하는 것을 방지하기 위해 안착공간(100)의 내주면을 따라 구비된다. 더불어 열차단층(800)의 재질에 있어서는 별도의 제한을 두지 않으므로, 종래의 단열재로 이용되던 다양한 단열 재질이 열차단층(800)으로서 적용될 수 있다.

또한, 상기 안착공간(100)은, 상기 침대프레임(10)의 상부 표면에서 함입 형성된 제 1 안착공간(110) 및, 상기 제 1 안착공간(110)의 외측 종결부위에서 확장 함입 형성되어 외부로 노출되는 것으로서, 상기 제 1 안착공간(110)보다 큰 단면적을 갖는 제 2 안착공간(120)으로 분할 형성되며, 상기 제 1 안착공간(110)에는, 상기 방열판(200)과 상기 히트파이프(300) 및 상기 열전도층(400)이 적층 형성되며, 상기 제 2 안착공간(120)에는, 상기 열전도층(400)보다 넓은 단면적의 상기 마감층(600)이 충진되도록 구성될 수 있다.

이는 도 3의 단면도를 확인하면 알 수 있는데, 이 때 제 1 안착공간(110)에 열전도층(400)이 형성되고, 보다 넓은 단면적의 제 2 안착공간(120)에 마감층(600)이 충진됨에 따라 반복 사용에 있어서도 열전도층(400)에 충진된 세라믹 황토볼(500)이 외부로 빠져나오는 것을 방지할 수 있는 것이다. 이 때 본 발명의 황토 모르타르는 높은 열전도성 및 보온성을 나타내므로, 보온 효과가 떨어지는 것은 방지됨은 물론이다.

이와 같은 본 발명의 맥반석 황토 침대의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 맥반석 황토 침대의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 맥반석 황토 침대의 제조방법은, 침대프레임(10)을 준비하는 단계; 방열판(200)을 적층하는 단계; 히트파이프(300)를 매설하는 단계; 열전도층(400)을 형성하는 단계; 마감층(600)을 형성하는 단계; 편백나무 패널(700)을 적층하는 단계;를 기본적으로 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 각 단계에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

침대프레임(10)을 준비하는 단계는 편백나무의 가공을 통해 내측에 안착공간(100)이 형성된 침대프레임(10)을 준비하는 과정이다. 이러한 침대프레임(10)을 준비하는 단계는 편백나무를 준비하고 전처리한 뒤 가공하여 침대 형상으로 제조하는 모든 과정을 포함한다.

방열판(200)을 적층하는 단계는 상기 안착공간(100)의 내측에 방열판(200)을 적층하는 과정이며, 이 때 방열판(200)은 상술한 설명에서와 같이 방열판(200)을 통해 열이 한 쪽으로 확산될 수 있도록 함과 동시에 불필요한 방향으로 열이 이동되는 것을 방지하기 위해 구비되는 것으로서, 바람직하게는 열전도성이 높은 금속 재질이다. 더불어 방열판(200)은 안착공간(100)의 가장 내측에 구비되는 것으로서 바람직하게는 안착공간(100)의 단면적과 일치하는 형상으로 준비되어 안착된다.

히트파이프(300)를 매설하는 단계는 상술한 히트파이프(300)를 방열판(200)의 상면에 매설하는 과정으로서, 이 때 히트파이프(300)는 본 발명의 침대프레임(10)의 형성된 안착공간(100)의 단면적 전체에 매설될 수 있도록 ‘ㄹ’자와 유사한 형태를 나타내도록 매설되어 히트파이프(300)가 안착공간(100) 전체에 고르게 열원을 제공할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 때 히트파이프(300)는 별도의 전원부와 연결되어야 함이 기본이며, 이 때 히트파이프(300) 매설에 있어서는 종래의 매설 방법을 참고하면 되므로 상세한 생략을 생략하기로 한다.

열전도층(400)을 형성하는 단계는 각각의 히트파이프(300)가 매설된 매설 구조 사이에 형성되는 사이 공간에 상술한 세라믹 황토볼(500)을 충진하여 열전도층(400)을 형성하는 단계로서, 상술한 설명에서와 같이 세라믹 황토볼(500)의 충진을 통해 높은 열전도 효과 및 보온 유지 효과를 기대할 수 있다.

그 후 마감층(600)을 형성하는 단계가 진행되는데, 이는 상기 열전도층(400)의 상면에 맥반석 파우더 및 황토 파우더를 포함하는 황토 모르타르를 타설하는 과정이다. 이는 황토 모르타르를 이용한 내부 공간 충진 과정이라 할 수 있다.

마지막으로 편백나무 패널(700)을 적층하는 단계를 통해 편백나무 패널(700)로 안착공간(100)이 마감되는 것이며, 이와 같은 편백나무 패널(700)을 통해 온열 시 피톤치드 발생을 보다 촉진할 수 있어 피톤치드를 통한 삼림욕 효과를 기대할 수 있다.

더불어, 본 발명에서 중요한 물질 중 하나는 세라믹 황토볼(500)이라 할 수 있는데, 세라믹 황토볼(500)은 상술한 설명에서와 같이 맥반석 파우더 및 황토를 유효 성분으로 포함한다. 이 때 세라믹 황토볼(500)을 제조하는 과정에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 세라믹 황토볼(500)을 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하여 설명하면, 상기 세라믹 황토볼(500)을 제조하는 단계는, 맥반석 파우더와 소성 패각 파우더를 준비하는 단계;와, 파우더 혼합물을 제조하는 단계; 및, 황토 반죽을 제조하는 단계와, 성형 황토볼을 제조하는 단계 및, 성형 황토볼을 1차 소성 처리하는 단계와, 성형 황토볼을 2차 소성 처리하는 단계를 포함한다.

먼저, 맥반석 파우더와 소성 패각 파우더를 준비하는 단계는 맥반석과 황토 및 소성된 패각을 각각 분쇄하여 맥반석 파우더와 황토 파우더 및 소성 패각 파우더를 준비하는 과정이다. 이는 세라믹 황토볼(500)의 성형성을 높이기 위해 각각의 입자를 미세화하는 것이며, 이는 종래의 분쇄 공정을 생각하면 되므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.

파우더 혼합물을 제조하는 단계는 상기 황토 파우더 40 내지 70 중량부와 맥반석 파우더 20 내지 40 중량부 및 소성 패각 파우더 10 내지 30 중량부를 혼합하여 파우더 혼합물을 제조하는 과정으로서, 이는 세라믹 황토볼(500)의 주성분인 황토 파우더와 맥반석 파우더, 소성 패각 파우더의 균질 혼합물인 파우더 혼합물을 제조하는 것이다. 이 때 혼합 공정에 있어 압력 조건 및 온도 조건은 별다른 제한을 두지 않는다.

황토 반죽을 제조하는 단계는 상기 파우더 혼합물의 중량 대비로 10 내지 150 중량부의 정제수를 첨가하고 혼합 반죽하여 황토 반죽을 제조하는 과정으로서, 이 때 황토 반죽은 후술할 성형 황토볼을 제조하는 과정에서 구 형상으로 원활히 성형될 수 있도록 하기 위해, 상기 파우더 혼합물의 중량 대비로 10 내지 150 중량부의 정제수를 첨가하여 제조된다. 이 때 정제수의 첨가 비중은 파우더 혼합물에 포함된 황토 파우더와 맥반석 파우더, 소성 패각 파우더의 조성에 따라 달라질 수 있다.

성형 황토볼을 제조하는 단계는 상기 황토 반죽을 지름 1 내지 80 mm 의 구 형상으로 성형하여 성형 황토볼을 제조하는 과정으로서, 이 때 황토 반죽에 성형을 위해 별도의 성형기가 이용될 수 있으며, 성형 황토볼의 지름은 1 내지 80 mm 범위에서 조절될 수 있다.

성형 황토볼을 1차 소성 처리하는 단계는 상기 성형 황토볼을 200 내지 600℃에서 6 내지 12시간 동안 1차 소성 처리하는 과정으로서, 이 때 1차 소성 처리는 후술할 2차 소성 처리에 비해 저온과 짧은 시간 동안 진행되어 성형 황토볼의 건조 및 고형화가 이루어질 수 있도록 한다.

성형 황토볼을 2차 소성 처리하는 단계는 상기 1차 소성 처리된 성형 황토볼을 1000 내지 1300℃에서 10 내지 24시간 동안 2차 소성 처리하는 과정이며, 이를 통해 높은 압축강도 갖는 세라믹 황토볼(500)을 얻을 수 있음과 동시에 소성 패각 파우더를 통해 항균특성을 부가할 수 있는 것이다.

더불어, 상기 성형 황토볼을 2차 소성 처리하는 단계 후에는, 2차 소성 처리된 상기 성형 황토볼의 표면에 열전도성 코팅액을 도포하고 건조 처리하여 코팅층을 형성하는 단계;가 더 포함될 수 있는데, 이는 상술한 코팅층의 형성을 통해 세라믹 황토볼(500)의 열전도성을 보다 높일 수 있을 뿐 아니라 세라믹 황토볼(500)이 깨지는 것을 방지함과 동시에 세라믹 황토볼(500)로부터 발생할 수 있는 분진 등이 외부로 새어나가는 것 역시 방지하기 위함이다. 이 때 이용되는 열전도성 코팅액의 제조 방법에 대해서는 후술하기로 한다.

여기서 코팅층을 형성하는 단계에 대해 보다 상세히 설명하면, 상기 코팅층을 형성하는 단계는, 열전도성 코팅액을 도포하는 단계와, 코팅액을 건조시키는 단계로 이루어진다.

열전도성 코팅액을 도포하는 단계는 상기 성형 황토볼의 표면에 상기 열전도성 코팅액을 도포하는 과정으로서, 이 때 열전도성 코팅액을 도포하기 위해서는 단순 도포 뿐 아니라 분사 등의 방법 역시 이용될 수 있음은 물론이다.

코팅액을 건조시키는 단계는 상기 열전도성 코팅액이 도포된 상기 성형 황토볼을 100 내지 200℃에서 30분 내지 2시간 동안 저온 소성 처리하여 코팅액을 건조하는 과정이며, 이 때 코팅액의 건조 시간 및 건조 온도는 도포된 코팅액의 두께에 따라 조절될 수 있다.

더하여, 보다 바람직하게는 상기 열전도성 코팅액을 도포하는 단계와, 코팅액을 건조시키는 단계를 1주기로 하여, 상기 코팅층의 두께가 5 내지 20㎛가 되도록 1 내지 4회 반복 수행함으로써 코팅층 형성을 통한 유효 효과를 보다 높일 수 있게 된다.

도 6은 열전도성 코팅액을 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.

도 6을 참조하여 상술한 열전도성 코팅액을 제조하는 단계에 대해 설명하면, 상기 열전도성 코팅액을 제조하는 단계는, 탄소나노튜브를 준비하는 단계; 분산액을 제조하는 단계; 침전물을 수득하는 단계; 열전도성 파우더를 제조하는 단계; 수지 용액을 준비하는 단계; 혼합 용액을 준비하는 단계; 혼합 용액의 고형분을 조절하는 단계;를 포함한다.

탄소나노튜브를 준비하는 단계는 총 조성물 질량 대비로 1 내지 20 중량부의 탄소 불순물을 포함하는 탄소나노튜브를 준비하는 과정으로서, 탄소 나노 튜브(CNT)는 통상의 아크(arc) 방전법, 레이저 증착법, 플라즈마 화학기상증착법, 기상 합성법, 열분해법 등과 같은 방법으로 제조된 후 열처리된 것일 수 있다. 위 합성법에 의해 제조된 생성물에는 합성된 탄소나노 튜브와 함께 비정질 탄소 또는 결정성 흑연 입자와 같은 탄소 불순물과 촉매 전이금속 입자 등이 존재한다. 이와 같이 불순물이 함유된 탄소나노튜브를 정제과정 없이 직접 코팅액에 적용하는 경우 코팅액의 분산성과 코팅성이 저하되고 탄소나노튜브 고유의 독특한 물성이 제대로 발현되기 어렵다. 따라서, 위 합성법에 의해 제조된 생성물을 시트 또는 평균직경이 2 내지 5㎜인 과립 형상으로 만든 후 진행방향(수평 기준)에 대하여 아래쪽으로 1 내지 5° 각도로 경사진 회전성 반응기에 투입하고, 회전성 반응기를 350 내지 500℃로 가열하면서 산화성 가스를 위 투입된 생성물 1g에 대하여 200 내지 500㏄/분의 속도로 공급하여 60 내지 150분 동안 열처리하는 방식을 통해 총 탄소나노튜브 조성물 질량 대비 탄소 불순물이 1 내지 20 중량부가 되도록 조절할 수 있다.

분산액을 제조하는 단계는 상기 탄소나노튜브 5 내지 20 중량부와 정제수 70 내지 90 중량부, 도데실술폰산나트륨 0.1 내지 5 중량부를 혼합하여 분산액을 제조하는 과정이다. 이 때 도데실술폰산나트륨은 음이온계 계면활성제로서 첨가되며, 그 종류가 특별히 한정되지는 않으나 도데실술폰산나트륨이 탄소나노튜브와의 상용성이 뛰어나 분산성을 높일 수 있어 이를 이용하는 것이 바람직하다.

침전물을 수득하는 단계는 상기 분산액에 포함된 상기 탄소나노튜브의 중량 대비 10 내지 50 중량부의 실리카졸을 상기 분산액에 첨가하며 교반 처리하여 생성된 침전물을 수득하는 과정이다. 실리카졸이 분산액에 첨가되면 탄소나노튜브와 실리카졸의 혼합이 이루어지는데, 이 때 산처리 되지 않은 탄소나노튜브를 사용하게 되면 탄소나노튜브와 실리카졸에 포함된 규소산화물이 물리적으로 결합되며, 산처리된 탄소나노튜브를 사용하게 되면 탄소나노튜브와 규소산화물이 화학적으로 결합된다.

열전도성 파우더를 제조하는 단계는 수득된 상기 침전물을 감압 증류하여 열전도성 파우더를 제조하는 과정으로서, 감압 증류를 통해 침전물 속에 포함된 용매를 증발시키고 탄소나노튜브와 규소산화물이 물리적 또는 화학적으로 결합된 열전도성 파우더를 얻게 된다.

수지 용액을 준비하는 단계는 폴리에틸렌-아크릴 공중합 수지를 고형분으로서 10 내지 40 중량부 포함하는 수지 용액을 준비하는 과정으로서, 이 때 바람직하게는 수지 용액의 용매로서 정제수가 이용될 수 있으나, 친수성 용매라면 용매의 종류에는 별다른 제한을 두지 않는다. 폴리에틸렌-아크릴 공중합 수지는 수용성으로서 에멀젼 형태를 가져 코팅액 형성에 바람직하다는 특징을 보인다.

혼합 용액을 준비하는 단계는 상기 수지 용액에 포함된 상기 폴리에틸렌-아크릴 공중합 수지 고형분의 중량 대비로 1 내지 10 중량부의 에폭시계 경화제 및, 0.1 내지 1 중량부의 소포제와 10 내지 40 중량부의 상기 열전도성 파우더를 상기 수지 용액에 첨가하여 혼합 용액을 준비하는 과정이다. 이 때 에폭시계 경화제는 코팅층 피막의 견고성을 높이기 위해 첨가된다. 더하여 소포제는 코팅액을 이용한 코팅 적용 시 거품 발생으로 인한 작업성 저하를 방지하게 위해 첨가되는 것으로서, 종래의 실리콘계 용액 및 이와 유사한 효과를 가지는 소포제가 첨가될 수 있다.

혼합 용액의 고형분을 조절하는 단계는 상기 혼합 용액에 정제수를 첨가하여 상기 혼합 용액에 포함된 전체 고형분을 10 내지 30 중량부로 조절하는 과정으로서, 혼합 용액의 고형분 함량 조절을 통하여 도포성을 높이고 피막 형성이 원활히 일어날 수 있게 함이 바람직하다.

이에 더하여, 본 발명의 황토 모르타르는 이 때 황토 모르타르는 바람직하게 황토 30 내지 60 중량부와 맥반석 파우더 20 내지 40 중량부를 포함하여 황토 및 맥반석 파우더가 주재료가 되는 것이라 하였는데, 이와 같은 본 발명의 황토 모르타르의 제조 방법에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 7은 황토 모르타르를 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.

도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 황토 모르타르를 제조하는 단계는, 파우더 혼합물을 제조하는 단계;와, 겔 혼합물을 제조하는 단계; 및, 편백수를 첨가하는 단계;를 기본적으로 포함하되, 추가적으로 상기 겔 혼합물을 제조하는 단계와 편백수를 첨가하는 단계 사이에는, 콜로이드 실리카를 첨가하는 단계;가 더 포함될 수 있다.

파우더 혼합물을 제조하는 단계는 황토 40 내지 70 중량부와 맥반석 파우더 20 내지 50 중량부 및 소석회 10 내지 20 중량부를 혼합하여 파우더 혼합물을 제조하는 과정이다. 이 때 바람직하게는 파우더 혼합물 제조를 위해 교반기를 이용하여 별도의 교반이 더 수행될 수도 있다. 본 발명에서 사용되는 황토는 전술한 바와 같이 원적외선 방사효과에 의해 항균, 탈취 작용은 물론 인체에 대해 제독 또는 해독 등의 유익한 작용을 일으키는데, 본 발명에서는 특히 황토의 기능성을 더욱 향상시키기 위하여 침전하여 분말화 한 형태로 이용된다. 이러한 황토분말은 대략 400메쉬 이상으로 분쇄하여 사용하며 그 사용량은 조성물 총량의 40 내지 70 중량부 범위, 보다 바람직하게는 40 내지 60 중량부 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

겔 혼합물을 제조하는 단계는 상기 파우더 혼합물의 중량 대비로 접착용제 1 내지 10 중량부와 증점제 1 내지 5 중량부를 투입한 뒤 5 내지 20분 동안 혼합 처리하여 겔 혼합물을 제조하는 과정으로서, 파우더 혼합물에 접착용제와 증점제를 투입함으로써 끈적한 겔 상태의 겔 혼합물을 제조한다.

편백수를 첨가하는 단계는 상기 겔 혼합물의 중량 대비 40 내지 150 중량부의 편백수를 첨가하는 과정으로서 종래의 모르타르와 같은 질감을 나타낼 수 있도록 함과 동시에 편백수를 이용한 피톤치드 공급 효과를 극대화하고 탈취 효과를 부가하기 위한 것이며, 이를 통해 본 발명의 맥반석 황토 침대를 이용하는 것 만으로 삼림욕을 하는 효과를 구현할 수 있게 되는 것이다.

더불어, 상기 겔 혼합물을 제조하는 단계와 편백수를 첨가하는 단계 사이에는, 혼화제로서 상기 겔 혼합물의 중량 대비로 5 내지 15 중량부의 콜로이드 실리카를 첨가하는 단계가 더 포함될 수 있다 하였는데, 이와 같은 콜로이드 실리카가 혼화제로 작용하여 건조 시 콜로이드 실리카가 모르타르에 포함된 수분을 일부 흡수함으로써 보다 푹신한 사용감을 제공함과 동시에, 표면에 치밀한 피막을 형성하게 함으로써 내수성을 향상시킬 수 있음은 물론이다. 이 때, 본 발명의 콜로이드 실리카를 제조하는 단계에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 8은 콜로이드 실리카를 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.

도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명의 콜로이드 실리카를 제조하는 단계는, 1차 실리케이트 용액을 제조하는 단계와, 씨드 실리카 졸을 제조하는 단계 및, 2차 실리케이트 용액을 제조하는 단계와, 콜로이드 실리카를 제조하는 단계 및, 나트륨 이온을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

1차 실리케이트 용액을 제조하는 단계는 소듐실리케이트에 증류수를 가하여 실리콘다이옥사이드 3 내지 10 중량부를 포함하는 1차 실리케이트 용액을 제조하는 과정이다. 이러한 1차 실리케이트 용액은 활성형의 씨드 실리카 졸을 얻기 위한 베이스가 된다.

씨드 실리카 졸을 제조하는 단계는 상기 1차 실리케이트 용액과 양이온 교환수지를 4:3 내지 5:3의 중량비로 혼합한 뒤 25 내지 35℃에서 200 내지 400rpm으로 5 내지 15분 간 교반하고 여과하여 2.0 내지 2.5의 pH를 갖는 씨드 실리카 졸을 제조한다.

2차 실리케이트 용액을 제조하는 단계는 소듐실리케이트에 증류수를 가하여 실리콘다이옥사이드 1 내지 5 중량부를 함유한 2차 실리케이트 용액을 제조하는 과정으로서, 이 때 2차 실리케이트 용액은 바람직하게는 1차 실리케이트 용액보다 실리콘다이옥사이드의 함량이 낮으며, 씨드 실리카 졸의 성장을 위해 이용되는 것이다.

콜로이드 실리카를 제조하는 단계는 상기 2차 실리케이트 용액의 중량 대비 600 내지 700 중량부의 상기 씨드 실리카 졸을 상기 2차 실리케이트 용액에 1 내지 10 ml/min속도로 첨가한 뒤 70 내지 100℃의 온도 조건에서 5 내지 7시간 동안 유지하여 콜로이드 실리카를 제조함으로서, 활성형의 씨드 실리카 졸이 2차 실리케이트 용액에 의해 성장함으로써 분산안정성과 친수성이 우수한 콜로이드 실리카를 얻을 수 있게 되며, 이 때 얻어진 콜로이드 실리카는 직경이 10 내지 100nm이므로 황토 모르타르에 첨가시 그 표면에 치밀한 피막을 형성할 수 있다.

나트륨 이온을 제거하는 단계는 상기 콜로이드 실리카에 폴리스티렌술폰산형 수지를 첨가하여 용액 속에 포함된 나트륨 이온을 제거하는 과정으로서, 양이온 교환수지의 첨가에 의해 포함되어있는 나트륨 이온 중 강산성 양이온 교환수지인 폴리스티렌술폰산형 수지의 첨가에 의해서도 제거되지 않고 남아있는 나트륨 이온을 제거한다.

따라서 제조된 콜로이드 실리카에 포함될 수 있는 나트륨 이온이 황토 모르타르의 다른 조성물과 혼합되었을 때 발생할 수 있는 불필요한 반응을 억제시킬 수 있는 것이다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 맥반석 황토 침대 및 이의 제조방법의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

10 : 침대프레임 100 : 안착공간
110 : 제 1 안착공간 120 : 제 2 안착공간
200 : 방열판 300 : 히트파이프
400 : 열전도층 500 : 세라믹 황토볼
600 : 마감층 700 : 편백나무 패널
800 : 열차단층

Claims (13)

1. 맥반석 황토 침대의 제조방법으로서,
   편백나무 재질로서 내측에 안착공간이 형성된 침대프레임을 준비하는 단계;
   상기 안착공간의 내측에 방열판을 적층하는 단계;
   상기 방열판의 상면에 히트파이프를 매설하는 단계;
   상기 히트파이프 간의 사이 공간에 맥반석 파우더 및 황토를 포함하는 복수개의 세라믹 황토볼을 충진하여 열전도층을 형성하는 단계;
   상기 열전도층의 상면에 맥반석 파우더 및 황토 파우더를 포함하는 황토 모르타르를 타설하여 마감층을 형성하는 단계;
   상기 마감층의 상면에 편백나무 패널을 적층하는 단계;를 포함하되,
   상기 세라믹 황토볼을 제조하는 단계는,
   맥반석과 황토 및 소성된 패각을 각각 분쇄하여 맥반석 파우더와 황토 파우더 및 소성 패각 파우더를 준비하는 단계와, 상기 황토 파우더 40 내지 80 중량부와 맥반석 파우더 20 내지 40 중량부 및 소성 패각 파우더 10 내지 30 중량부를 혼합하여 파우더 혼합물을 제조하는 단계 및, 상기 파우더 혼합물에 정제수를 첨가하고 혼합 반죽하여 황토 반죽을 제조하는 단계와, 상기 황토 반죽을 지름 10 내지 80 mm 의 볼 형상으로 성형하여 성형 황토볼을 제조하는 단계 및, 상기 성형 황토볼을 200 내지 600℃에서 6 내지 12시간 동안 1차 소성 처리하는 단계와, 상기 1차 소성 처리된 성형 황토볼을 1000 내지 1300℃에서 10 내지 24시간 동안 2차 소성하는 단계 및, 상기 2차 소성 처리된 상기 성형 황토볼의 표면에 열전도성 코팅액을 도포하고 건조 처리하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 맥반석 황토 침대의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 침대프레임을 준비하는 단계와 상기 방열판을 적층하는 단계 사이에는,
   상기 안착공간의 내주면을 따라 단열재를 부착하여 열차단층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 맥반석 황토 침대의 제조방법.
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