KR200413534Y1

KR200413534Y1 - 면상 발열체가 적층된 조립식 바닥판재

Info

Publication number: KR200413534Y1
Application number: KR2020060001289U
Authority: KR
Inventors: 박영민
Original assignee: 박영민
Priority date: 2006-01-16
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2006-04-07

Abstract

본 고안은 면상 발열체가 적층된 조립식 바닥판재에 관한 것으로서, 좀더 상세히 설명하면, 우리 주변에서 쉽게 구할 수 있는 환경 친화적 소재인 솔잎과, 탈취 및 오염 제거 성능이 탁월하여 소위 웰빙(well-being)소재로 각광 받고 있는 숯 분말을 주재료로 포함하는 파티클 보드(particle board)의 내부에 면상 발열체가 적층되어 있어서, 포름알데히드 등 휘발성 유기화합물(VOC)의 배출이 거의 없으면서 전원을 인가하면 발열이 되기 때문에 특히 주택 난방용으로 매우 적합한 조립식 바닥판재에 관한 것이다.

바닥재, 발열, 면상발열체

Description

면상 발열체가 적층된 조립식 바닥판재{A sectional floor board with flat heater}

도 1은 본 고안의 바닥판재에 대한 제조 중간단계로서 타공기판 상에 면상 발열체와 전원 공급선이 배치된 형태를 나타낸 도면,

도 2는 본 고안의 바닥판재에 대한 종단면도로서, 도 1의 A-A'선 위치에서 본 단면도,

도 3은 본 고안의 바닥판재에 대한 횡단면도로서, 도 2의 B-B'선 위치에서 본 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10; 타공기판 12; 장공

20; 면상 발열체 30; 전원 공급선

32; 연결 전선 34; 전선 컨넥터

40; 상부 도포층 50; 하부 도포층

100; 바닥판재

일반적으로 인조 합판은 소위 베니어 합판과, 집성 목재, 인조 목재 등으로 분류할 수 있다. 이들 중 인조 목재는 원목을 분쇄한 목재 파편에다 아교를 섞어서 중간 정도의 밀도를 갖도록 평판 형태로 압착시킨 중밀도 섬유판(MDF; medium density fiber-board)와, 목재 등 섬유질 소편(particle)에다 합성수지 접착제를 스프레이로 도포하여 고밀도로 열압 성형 시킨 파티클 보드(particle board)로 분류된다. 여기서, 파티클 보드는 칩 보드(chip-board)나 플레이크 보드(flake-board)라고도 하는데, 평면 내에서 강도나 수축 또는 팽창력이 균일하고 균열이 잘 생기지 않는 장점이 있어서 오래 전부터 가구용이나 건축 내장재로 많이 사용되어 왔다.

그러나, 이러한 파티클 보드는 구멍뚫기나 도장, 인쇄, 접착 등 가공의 편의 성에도 불구하고, 다량의 합성수지 접착제를 포함하고 있기 때문에 이를 가구용이나 실내 마감재로 사용할 경우, 포름알데히드와 같은 휘발성 유기화합물(VOC)이 방출되어 인체에 나쁜 영향을 미칠 수 있다는 우려가 계속 제기되어 왔다.

이러한 우려를 해소하기 위한 노력의 일환으로 왕겨나 땅콩 껍질, 볏짚 등을 주재료로 사용하는 새로운 소재의 파티클 보드가 속속 소개되어 있고, 이중 일부는 이미 상품으로 개발되어 있다. 그런데 이러한 종래의 파티클 보드들은 우리 주변에서 흔히 구할 수 있는 농업 부산물들을 재활용한다는 점에서 나름대로 의미가 있다 하겠으나, 완제품의 품질면에서는 목재를 주재료로 사용하는 파티클 보드에 비하여 별다른 차이를 보여주지 못하였다.

이에 본 고안자는 특허출원 제2004-18042호에서 솔잎과 숯 분말을 주재료로 포함하는 새로운 개념의 인조 합판을 소개한 바 있다. 이 특허 발명에서 솔잎에는 솔향의 원인물질인 테르펜(terpene)이라는 화학 물질이 다량 함유되어 있고, 조직이 치밀하여 섬유소의 함량이 약 15% 정도나 되며, 전체적인 외형이 침상구조로 되어 있기 때문에 파티클 보드의 섬유질 소재로 매우 적합하다. 또한, 숯은 습도 조절효과, 유해 전자파 차단효과, 탈취 효과 등이 매우 우수하며, 숯 분말이 솔잎 사이의 공간을 채워 주기 때문에 성형성을 개선하고 바인더 수지의 사용량을 절감시켜 주는 효과가 있다. 그러나 이러한 종래의 파티클 보드는 여러가지 소재적 장점에도 불구하고, 발열기능은 전혀 없기 때문에 난방용 바닥재로 사용하기에는 기능적으로 다소 개선의 여지가 남아 있었다.

한편, 종래에도 면상 발열체를 이용한 발열 바닥재가 소개된 바 있다. 예컨대, 국내 실용신안등록 제344172호(공개일자; 2004.03.09.)에는 면상 발열체와 방열판으로 이루어진 바닥재가 소개되어 있다. 여기서, 상기 면상 발열체는 중앙 부분에 일정거리 이격되도록 다수개의 방열편이 형성되고, 이 방열편 사이에 다수개의 장공이 형성되며, 방열편의 양측 단부에는 각각 전원 공급편이 형성된 판체 형상이고, 상기 방열판은 상기 면상 발열체의 방열편이 설치되도록 다수개의 방열체 설치홈이 형성되고, 이 방열체 설치홈 사이를 관통하는 다수개의 보온공이 형성되며, 양측에는 상기 전원 공급편이 설치되는 전원 설치편이 형성되는 구조로 이루어진다. 그러나 이러한 종래의 발열 바닥재는 상기 방열판의 내부가 비어 있기 때문에 방음이 잘 되지 않고, 내구성이 약한 단점이 있는 등, 일반적인 파티클 보드의 소재적 장점을 전혀 갖추지 못하고 있기 때문에 보다 다양한 소재의 난방용 바닥재를 개발할 필요성이 요구되고 있다.

따라서, 환경 친화적 소재인 솔잎과 탈취 및 오염 제거 성능이 탁월한 숯 분말 및 음이온과 원적외선을 방출하는 일라이트 분말을 주재료로 포함하는 파티클 보드(particle board)의 내부에다 면상 발열체를 적층하므로서, 파티클 보드(particle board)의 소재적 장점을 가지면서도 포름알데히드 등 휘발성 유기화합물(VOC)의 배출이 거의 없고, 전원을 인가하면 발열이 되기 때문에 특히 주택 난방용으로 매우 적합한 조립식 바닥판재를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 솔잎 25 ~ 30중량부, 입도가 30 내지 150 메쉬인 숯 분말 10 ~ 18 중량부, 일라이트 분말 25 ~ 35중량부 및 합성수지 접착제 40 ~ 52중량부로 이루어진 판체 형상의 파티클 보드(particle board) 내부에 띠 형상의 면상 발열체가 나란히 배치되어 있고, 상기 면상 발열체의 양단에는 전원 공급선이 연결되어 있으며, 상기 판체의 가장자리에는 상기 전원 공급선의 끝단에 연결된 1 ~ 4개의 전선 컨넥터가 설치된 것을 특징으로 하는 면상 발열체가 적층된 조립식 바닥판재이다.

본 고안의 조립식 바닥판재는 예컨대 사각형 형상의 파티클 보드로서, 솔잎 25 ~ 30중량부, 입도가 30 내지 150 메쉬인 숯 분말 10 ~ 18 중량부, 일라이트 분말 25 ~ 35중량부 및 합성수지 접착제 40 ~ 52중량부로 이루어진다.

먼저, 솔잎은 파티클 보드를 구성하는 주재료로서 전체적으로 판재의 골격을 형성하며, 침 형태의 솔잎들이 서로 얽혀서 판재의 균열을 방지하고 탄성과 복원력을 증가시켜 주는 기능을 한다. 솔잎은 온전한 상태 그대로 사용 할 수도 있고, 바람직하기로는 5 ~ 20 mm의 크기로 분쇄시킨 분쇄 솔잎을 포함할 수도 있는데, 이때 분쇄 솔잎의 함량은 전체 솔잎 함량의 25 ~ 30중량부가 되도록 하는 것이 좋다. 분쇄 솔잎은 솔잎과 솔잎 사이의 공간을 채워서 합판이 전체적으로 치밀한 조직을 갖도록 하며, 합판의 성형성을 증가시켜 준다. 또한 솔잎은 테르펜과 같은 성분을 다량 분비하는데, 이러한 성분들은 사람들에게는 은은한 솔향을 풍기지만, 바퀴벌레 나 집개미와 같은 유해 곤충들에게는 아주 불쾌감을 주기 때문에 유해 곤충들의 서식이나 접근을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 나아가 곰팡이와 같은 부패균의 서식도 방지할 수 있다.

본 고안에서, 솔잎의 함량이 25중량부 이하이면, 솔잎의 함량이 너무 적어서 솔잎 합판으로서의 효과가 아주 미약하고, 상대적으로 합성수지 접착제의 함량이 너무 많아져서 제조단가가 상승하고, 합판의 무게가 너무 무거워질 우려가 있다. 반대로 솔잎의 함량이 30중량부 이상이면 수지의 함량이 너무 적어져서 합판의 강도 등 물성이 저하되는 문제가 생긴다.

다음으로 숯 분말은 솔잎 사이의 공간을 채워 줌으로서 성형성을 개선하고 바인더 수지의 사용량을 절감시켜 주며, 특히 합성수지 접착제에서 발생하는 각종 공해물질들을 탈취, 제거해 주는 기능을 한다. 잘 알려진 바와 같이, 숯은 뛰어난 방부 효과와 함께 습도 조절효과, 유해 전자파 차단효과, 탈취 효과 등이 있다. 따라서, 본 고안에서 숯은 합성수지 접착제에서 발생하는 유해 휘발성 물질들을 최대한 제거, 정화시키는 기능을 한다. 숯 분말은 합성수지 접착제와의 상용성 등을 고려하여 그 입도가 30 내지 150 메쉬인 것을 사용하는 것이 가장 효과가 좋다. 또한 숯 분말의 함량이 10중량부 이하이면 숯 첨가 효과가 미미하고, 반대로 18 중량부이상이면, 합성수지 접착제의 함량이 너무 적어져서 판재의 강도 등 물성이 저하되는 문제가 생긴다.

또한 일라이드(illite) 분말은 해양성 셰일 및 이와 관련된 퇴적물에 널리 분포하는 운모형 점토광물로서, 진짜 운모보다 더 많은 물과 더 적은 칼륨을 함유 하지만 운모와 같은 층상구조를 갖는다. 이러한 일라이트 분말은 대기 중에서 각종 중금속을 흡착, 분해하며, 특히 18 ~ 25℃의 상온에서 다량의 음이온을 발생한다. 또한, 상온에서 약 93% 정도의 원적외선을 방사하는 기능이 있고, 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등을 억제하는 정균작용이 있는 것으로 보고되어 있다. 본 고안에서 일라이트 분말의 함량은 25 ~ 35중량부 일때 가장 효과적이다.

마지막으로 본 고안의 바닥판재는 합성수지 접착제 40 ~ 52 중량부를 포함한다. 이때, 합성수지 접착제로는 종래 파티클 보드를 제조하는데 사용되어온 열가소성 수지나 열경화성 수지들 중 어느 것을 사용하여도 좋다. 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 염화비닐수지, 초산 비닐 수지, 폴리스티렌, ABS수지, 아크릴수지, 에폭시수지, 페놀수지, 폴리우레탄 수지, 불포화 폴리에스테르수지 중에서 선택된 어느 하나, 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수도 있으나, 바람직 하기로는 열가소성 수지중에서는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 열경화성 수지중에서는 불포화 폴리에스테르수지를 사용하는 것이 가장 좋다. 본 고안에서 합성수지 접착제의 함량이 40중량부 이하이면 합판의 강도 및 성형성이 불량하게 되고, 반대로 52중량부 이상이면 솔잎의 성능을 저해하고 판재의 중량이 증가하며, 제조원가가 상승하여 좋지 않다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바닥판재에 대한 구조와 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 고안의 바닥판재에 대한 제조 중간단계로서 타공기판(10) 상에 면상 발열체(20)와 전원 공급선(30)이 설치된 형태를 나타낸 도 면이고, 도 2는 본 고안에 따라 제조된 바닥판재에 대한 종단면도로서, 도 1의 A-A'선 위치에서 본 단면도이며, 도 3은 본 고안에 따라 제조된 바닥판재에 대한 횡단면도로서, 도 2의 B-B'선 위치에서 본 단면도이다.

본 고안에서는 상기와 같은 구성성분 및 조성비율로 이루어진 파티클 보드 조성물을 제조하고, 이 조성물을 사용하여 통상적인 방법으로 두께 약 4 ~ 6mm 정도의 다각형 기판을 성형한다. 이어, 상기 기판의 일면에 도 1과 같은 형태로 면상 발열체(20)를 도포하는데, 면상 발열체(20)로는 필름형이나 도료형 중 어느 것을 사용해도 좋으나, 바람직하기로는 카본블랙 도료를 사용하는 것이 좋다. 면상 발열체(20)는 형태가 일정한 띠(stripe) 형상을 2.0 ~ 2.5 cm의 간격으로 나란히 코팅한다. 상기 면상 발열체(20) 띠의 형상은 두께가 0.05 ~ 0.2 mm이고, 폭이 0.8 ~ 1.2 cm 이며, 길이가 20 ~ 25 cm 인 것이 바람직하다. 면상 발열체(20)의 도포 형태는 저항값, 즉 발열온도와 밀접한 관련이 있는데, 상기와 같은 조건으로 도포하면, 면상발열체(20) 띠 한개 당 13 ~ 15 ㏀의 저항값을 가지며, 최고 70 ~ 80℃ 까지 고안되며, 별도의 온도조절기(도시하지 않음)를 사용하여 최적으로 온도로 조절할수 있다.

본 고안에서 면상 발열체(20)인 카본블랙 도료를 도포하는 방법은 붓으로 정해진 구역을 칠하는 방법이나, 실크스크린 방식으로 분무하여 도포하는 방법, 스폰지 등을 사용하여 찍어서 도포하는 방법 등이 사용될 수 있다.

이어 상기 면상 발열체(20)의 띠와 띠 사이의 공간에다 장공(12)을 형성하고, 면상 발열체(20) 띠의 양단에는 전원 공급선(30)을 설치한다. 이때, 전원 공급 선(30)은 예컨대 동선(銅線)으로 설치하고, 이 동선과 면상 발열체(20) 사이에는 은분(silver powder)을 도포하면 더욱 효과적이다

이와 같이 하여 면상 발열체(20)와 전원 공급선(30)가 도포된 타공기판(10)을 제조한 다음에는 상기 타공기판(10)의 양면에다 상기 파티클 보드 조성물과 동일한 조성물로 다시 각각 소정 두께의 상하부 코팅층(40,50)을 도포한다. 이렇게 하면 상기 타공기판(10)에 형성된 장공(12)을 통해서 상하부 코팅층(40,50)이 서로 한몸으로 연결되기 때문에 보다 강력한 구조의 바닥판재(100)를 제조할 수 있다. 본 고안의 조립식 바닥판재(100)는 서로 조립이 가능한 형상이면 어떤 형상으로 성형 해도 좋으나, 통상 사각형 형상으로 성형 되는데, 그 가장자리에는 각각 1 ~ 4개의 전선 컨넥터(34,34')를 암수 형태로 설치하고, 이 전선 컨넥터(34,34')는 각각 연결전선(32)에 의해서 상기 전원 공급선(30)에 연결된다.

본 고안의 바닥판재(100)를 시공할 때는 바닥판재(100)의 자장자리에 설치된 암수형 전선 컨넥터(34,34')를 서로 접속함으로서, 별도의 전선 없이 여러 장의 바닥판재(100)를 서로 연결하여 통전 시킬 수 있다. 또한, 본 고안의 바닥판재(100)는 인접한 바닥판재(100)와 가장자리가 서로 대응 형태로 결합 되도록 요철형 또는 암수형 구조로 형성하면 더욱 편리하게 사용할 수 있다.

본 고안에 따른 바닥판재(100)는 성형된 형태 그대로 사용할 수도 있고, 소비자들의 기호나 용도에 따라서 기존의 합판 표면 처리방법으로 바닥판재의 표면을 가공처리한 후에 사용할 수도 있다.

본 고안은 우리 주변에서 쉽게 다량으로 구할 수 있는 환경 친화적 소재인 솔잎과, 탈취 및 오염 제거 성능이 탁월하여 소위 웰빙(well-being) 소재로 각광 받고 있는 숯 분말 및 음이온과 원적외선을 방출하는 일라이트 분말을 주재료로 사용하여 판체 형상의 파티클 보드를 제조하되, 그 내부에 면상 발열체를 배치함으로서, 포름알데히드 등 휘발성 유기화합물(VOC)의 배출이 거의 없고, 바퀴벌레와 같은 유해 곤충이 서식하는 것을 억제할 수 있으며, 판체 가장자리에 설치된 전선 컨넥터를 통해서 전원을 인가하면 면상 발열체가 발열되기 때문에 난방용 바닥재로 사용하기에 매우 적합한 효과가 있다.

Claims

솔잎 25 ~ 30중량부, 입도가 30 내지 150 메쉬인 숯 분말 10 ~ 18 중량부, 일라이트 분말 25 ~ 35중량부 및 합성수지 접착제 40 ~ 52중량부로 이루어진 판체 형상의 파티클 보드(particle board) 내부에 띠 형상의 면상 발열체가 나란히 배치되어 있고, 상기 면상 발열체의 양단에는 전원 공급선이 연결되어 있으며, 상기 판체의 가장자리에는 상기 전원 공급선의 끝단에 연결된 1 ~ 4개의 전선 컨넥터가 설치된 것을 특징으로 하는 면상 발열체가 적층된 조립식 바닥판재
제1항에 있어서, 면상 발열체는 두께가 0.05 ~ 0.2 mm이고, 폭이 0.8 ~ 1.2 cm 이며, 길이가 20 ~ 25 cm 인 카본블랙 코팅층인 것을 특징으로 하는 조립식 바닥판재