KR200414495Y1

KR200414495Y1 - 석고 함유 난방용 바닥판재

Info

Publication number: KR200414495Y1
Application number: KR2020060001895U
Authority: KR
Inventors: 박영민
Original assignee: 박영민
Priority date: 2006-01-21
Filing date: 2006-01-21
Publication date: 2006-04-20

Abstract

본 고안은 석고 함유 난방용 바닥판재에 관한 것으로서, 좀더 상세히 설명하면 방음성 및 난연성이 우수한 석고(gypsum)를 주성분으로 하고 여기에 탈취 및 오염제거 성능이 우수한 숯 분말과 음이온과 원적외선을 방출하는 일라이트(illite)가 첨가된 조성물로 바닥 판재를 제조하되 그 내부에 면상 발열체를 배치함으로서, 포름알데히드 등 휘발성 유기화합물(VOC)의 배출이 거의 없고, 가벼우면서도 충격강도가 우수하며, 특히 전원을 인가하면 발열과 함께 음이온과 원적외선이 다량 방출되기 때문에 웰빙(well-bing)형 바닥판재로 매우 적합한 석고 함유 난방용 바닥판재에 관한 것이다.

바닥재, 석고, 면상발열체

Description

석고 함유 난방용 바닥판재{A heating floor board containing gypsum}

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; 상부층 50; 하부층

60; 겔코트(gel coat)피막 100; 바닥판재

건축용 바닥판재로 많이 사용되는 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 오래전부터 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.

한편, 건축용 내장재로 널리 사용되는 석고보드는 두 장의 강인한 보드용 원지 사이에 안정된 결정 상태로 경화된 석고가 충진된 것으로서, 건축 내장재가 갖추어야 할 제반 특성, 즉 방화성, 무신축성, 단열성 및 경제성 등을 골고루 갖추고 있다. 그러나, 이러한 석고보드는 충격에 약하여 부서지기 쉽고, 무거우며, 습기에 약한 단점이 있어서 주로 벽체나 천장 마감재 등으로 사용될 뿐 바닥재로는 거의 사용되지 못하고 있다.

또한, 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 합성수지 접착제를 사용하지 않기 때문에 휘발성 유기화합물(VOC)이 방출될 우려는 없지만, 상기 방열판의 내부가 비어 있기 때문에 방음이 잘 되지 않고, 내구성이 약한 단점이 있는 등의 문제가 있어서 보다 다양한 소재의 난방용 바닥재를 개발할 필요성이 요구되고 있다.

이에, 본 고안의 목적은 방음성 및 난연성이 우수한 석고(gypsum)를 주성분으로 하고 여기에 탈취 및 오염제거 성능이 우수한 숯 분말과 음이온과 원적외선을 방출하는 일라이트(illite)가 첨가된 조성물로 바닥 판재를 제조하되 그 내부에 면상 발열체를 배치함으로서, 포름알데히드 등 휘발성 유기화합물(VOC)의 배출이 전혀 없고, 가벼우면서도 충격강도가 우수하며, 특히 전원을 인가하면 발열과 함께 음이온과 원적외선이 다량 방출되기 때문에 웰빙(well-bing)형 바닥판재로 매우 적합한 석고 함유 난방용 바닥판재를 제공하는 것이다.

본 고안은 석고(gypsum) 45 ~ 60중량부, 숯 분말 12 ~ 20 중량부, 일라이트(illite) 분말 25 ~ 35중량부로 이루어진 판체 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 설치되어 있고, 판체 표면에는 겔코트(gel coat)용 합성수지 피막이 코팅된 것을 특징으로 하는 석고 함유 난방용 바닥판재이다.

본 고안에 따른 바닥판재의 제조방법은 소석고(calcined gypsum) 45 ~ 60중량부, 숯 분말 12 ~ 20 중량부, 일라이트 분말 25 ~ 35중량부로 이루어진 조성물에다 물을 1 : 1의 비율로 혼합하고, 이 조성물로 판체 형상의 기판을 성형하여 건조 하는 단계와; 상기 기판의 일면에 면상 발열체를 띠 형상으로 나란히 도포하고, 상기 면상 발열체의 띠와 띠 사이의 공간에 장공을 형성하여 타공 기판을 형성하는 단계와; 상기 타공 기판의 양단에 전원 공급선을 연결하고, 그 끝단에 전선 컨넥터를 설치하는 단계와; 상기 타공 기판의 양면에 상기 기판 성형 조성물과 동일한 구성으로 이루어지는 조성물을 도포하여 상하부층을 형성하는 단계; 상기 판체의 표면을 샌딩(sanding) 가공하고, 그 표면에 겔코트(gel coat)용 합성수지를 도포하는 단계; 로 이루어진다.

본 고안의 조립식 바닥판재는 예컨대 사각형 형상의 판재로서, 석고 45 ~ 60중량부, 숯 분말 12 ~ 20 중량부, 일라이트 분말 25 ~ 35중량부로 이루어지는데 각 구성성분별 효능을 다음과 같다.

먼저, 본 고안에서 바인더(binder)의 기능을 하는 석고(石膏, gypsum)는 황산칼슘 이수화물(CaSO₄·2H₂O)로서, 난연성인데다 방음성, 단열성 등이 우수하여 이미 오래전부터 건축용 판재의 재료로 널리 사용되고 있다. 석고를 약 120℃의 온도에서 여러 시간 가열하면 황산칼슘 반수화물(CaSO₄·½H₂O), 즉 소석고(燒石碍, calcined gypsum)가 되고, 소석고가 수분을 흡수하여 경화하면 석고가 된다. 소석고는 결정이 미세하여 적당한 점도(粘度)로 반죽하는데 많은 양의 물이 필요하다. 소석고는 석고 플라스터, 건축용 석고 보드, 도자기용 형재(型材), 금속공업용 주형재(鑄型材), 의료용 등으로도 사용된다. 석고는 본 고안의 판재를 구성하는 주성 분으로서 전체 구성성분의 45 ~ 60 중량부를 포함한다. 석고의 함량이 45 중량부 이하이면, 판재의 내구성이 불량하게 되어 좋지 않고, 반대로 60 중량부 이상이면, 상대적으로 숯 분말과 일라이트의 함량이 축소되기 때문에 기능성이 저하되어 좋지 않다.

다음으로 숯 분말은 잘 알려진 바와 같이, 다공성 물질로서 뛰어난 탈취 효과와 함께 습도 조절효과, 유해 전자파 차단효과, 음이온 발생 효과 등이 있다. 따라서, 본 고안에서 숯은 판재 내부에 미세한 기공을 형성하여 유해 휘발성 물질들을 최대한 제거하고, 실내 공기를 정화하며 습도를 조절해 주는 기능을 한다. 숯 분말은 다른 조성 성분, 특히 바인더인 석고와의 상용성 등을 고려하여 그 입도가 30 내지 150 메쉬인 것을 사용하는 것이 가장 효과가 좋다. 또한 숯 분말의 함량이 12 중량부 이하이면 숯 첨가 효과가 미미하고, 반대로 20 중량부 이상이면, 석고의 함량이 너무 적어져서 판재의 강도 등 물성이 저하되는 문제가 생긴다.

또한 일라이트(illite) 분말은 해양성 셰일 및 이와 관련된 퇴적물에 널리 분포하는 운모형 점토광물로서, 진짜 운모보다 더 많은 물과 더 적은 칼륨을 함유하지만 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. 따라서 일라이트 분말은 기판 내부에 설치된 면상발열체가 적당히 가열되었을 때 최적의 효능을 발휘한다. 본 고안에서 일라이트 분말의 함량은 25 ~ 35중량부 일 때 가장 효과 적이다.

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 도면이고, 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 먼저 소석고 45 ~ 60중량부, 숯 분말 12 ~ 20 중량부, 일라이트 분말 25 ~ 35중량부로 이루어진 조성물을 제조하고, 이 조성물에 물을 1 : 1의 비율로 첨가한 다음, 이 조성물을 사용하여 통상적인 방법으로 두께 약 4 ~ 6mm 정도의 다각형 기판을 성형한다. 소석고는 수분을 흡수하여 경화하면서 석고가 된다. 이어, 상기 기판의 일면에 도 1과 같은 형태로 면상 발열체(20)를 도포하는데, 면상 발열체(20)로는 필름형이나 도료형 중 어느 것을 사용해도 좋으나, 바람직 하기로는 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 저 항값을 가지며, 최고 70 ~ 80℃ 까지 고안되며, 별도의 온도조절기(도시하지 않음)를 사용하여 최적으로 온도로 조절할 수 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 공급선(30)은 예컨대 동선(銅線)으로 설치하고, 이 동선과 면상 발열체(20) 사이에는 은분(silver powder)이나 철분(iron powder)를 도포하여 면상 발열체(20)의 저항을 조절할수 있다.

이와 같이 하여 면상 발열체(20)와 전원 공급선(30)가 도포된 타공기판(10)을 제조한 다음에는 상기 타공기판(10)의 양면에다 상기 기판 조성물과 동일한 조성물로 다시 각각 소정 두께의 상하부층(40,50)을 도포한다. 이렇게 하면 상기 타공기판(10)에 형성된 장공(12)을 통해서 상하부층(40,50)이 서로 한몸으로 연결되기 때문에 보다 강력한 구조의 판재를 제조할 수 있다.

이어 상기 판재의 표면을 샌딩(sanding) 가공하고, 그 표면에 겔코트(gel coat)용 합성수지를 도포하여 겔코트 피막(60)을 형성하면 본 고안의 바닥판재(100)가 완성된다. 여기서 겔코트(gel coat)는 FRP(fiber reinforcement plastic) 성형법의 일종으로서, 주형(mold)의 표면에 글래스 파이버가 들어 있지 않은 합성수지를 일정 두께로 도포하고, 그 위에 글래스 파이버를 적층하여 성형품의 표면을 깨끗하게 마무리하게 되는데, 이때 그 성형품의 표면에 형성된 피막을 겔코트라고 한다. 본 고안에서 겔코트 피막(60)을 형성하는 데는 이러한 겔코트 기법에 사용되는 합성수지를 사용하는데, 예컨대 아크릴수지나, 에폭시수지, 폴리우레탄수지, 폴리에스테르수지 등을 사용할 수 있다. 겔코트 피막(60)은 바닥판재(100)의 강도를 증가시켜 주고, 방습성을 강화시켜 주는 기능을 하며, 필요에 따라서는 적당한 색상을 가미하여 외관을 장식할 수도 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 방음성 및 난연성이 우수한 석고(gypsum)를 주성분으로 하고 여기에 탈취 및 오염제거 성능이 우수한 숯 분말과 음이온과 원적외선을 방출하는 일라이트(illite)가 첨가된 조성물로 바닥 판재를 제조하되 그 내부에 면상 발열체를 배치함으로서, 포름알데히드 등 휘발성 유기화합물(VOC)의 배출이 전혀 없고, 가벼우면서도 충격강도가 우수하며, 특히 전원을 인가하면 발열과 함께 음이온과 원적외선이 다량 방출되기 때문에 웰빙(well-bing)형 바닥판재로 매우 적합한 효과가 있다.

Claims

석고(gypsum) 45 ~ 60중량부, 숯 분말 12 ~ 20 중량부, 일라이트(illite) 분말 25 ~ 35중량부로 이루어진 판체 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 설치되어 있고, 판체 표면에는 겔코트(gel coat)용 합성수지 피막이 코팅된 것을 특징으로 하는 석고 함유 난방용 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 난방용 바닥판재.