KR20090010573A - 섬유사보강전기전도체(40)를 활용한 황토온열판넬(100)의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토온열판넬(100)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬유사보강전기전도체(40)를 발열체로 하고 절연소재가 황토를 주성분으로 하는 온열판넬의 제조에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 황토온열판넬(100) 제조에 있어서, 베이스 판넬(10) 제조를 위한 그림금형과; 상기 그림금형을 이용한 베이스판넬과; 황토혼합물(20) 제조방법; 황토판넬 제조를 위한 적층순서; 제품의 안정성 향상을 위한 평탄화작업 방법; 제품마감을 위한 건조방법이 구성됨을 특징으로 하는 황토온열판넬(100)이 개시된다.

황토온열판넬, 황토패널, 액자난로, 황토액자, 황토사우나, 코튼망사발열체

Description

섬유사보강전기전도체(40)를 활용한 황토온열판넬(100)의 제조방법 {A process of Loess Pannel Heater in application of Cotton Mesh Heating Materials}

본 발명자는 대한민국발명 제10-2000-0068081 (2000.11.16)의 섬유보강면상전기전도체와 대한민국 실용신안등록 제20-0375247호에 따른 침대용 전기 매트리스의 실용신안권자로서 섬유사보강전기전도체의 제조 기술과 절연방법에 관한 기술을 개시한바 있으며

본 발명은 섬유보강면상전기전도체(40)의 응용제품으로 전기적 저항에 의하여 발열하도록 전도성 카본이 피복된 그물모양의 발열체를 황토 속에 몰딩하여 황토온열판넬(100)을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬유사보강전기전도체(40)를 발열체로 하고 절연소재가 황토를 주성분으로 하는 황토온열판넬(100)의 제조에 관한 것이다.

종래의 기술로는 온돌판넬이 있으며 이들 온돌판넬은 상가나, 조립식 주거공간의 바닥에 간편하게 시공할 수 있으므로 건축물의 난방수단으로 널리 사용되고 있다. 또한 원적외선을 얻기 위하여 별도의 황토판넬을 만들어 열선 위에 올려놓고 가열을 하는 등 여러 가지 수단이 강구되었다.

그러나, 온돌판넬은 상부에 설치된 철판을 가열하기 위하여 내장된 열선과 단열재, 그리고 마감 철판을 사용하여 만들어졌으나 축열이 되지 않아 과도한 에너지 사용과 과열로 인한 화재 등 제품의 상품성과 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었고 황토판넬을 만들어 열선 위에 올려놓고 사용하는 것은 가공성과 시공성이 떨어지며 황토판넬의 무게와 마찰로 인하여 열선이 손상되는 등의 문제점이 있었다.

온돌판넬은 상부에 설치된 철판을 가열하기 위하여 내장된 열선과 단열재, 그리고 마감 철판을 사용하여 만들어졌으나 축열이 되지 않아 과도한 에너지 사용과 과열로 인한 화재 등 제품의 상품성과 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었고 황토판넬을 만들어 열선 위에 올려놓고 사용하는 것은 가공성과 시공성이 떨어지며 황토판넬의 무게와 마찰로 인하여 열선이 손상되는 등의 문제점이 있어 축열과 전기적 안정성, 가공성 향상을 위하여 발명된 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 황토온열판넬 제조에 있어서, 베이스판넬 제조를 위한 그림금형과; 상기 그림금형을 이용한 베이스판넬과(10); 황토혼합물(20) 제조방법; 황토판넬 제조를 위한 적층순서; 제품의 안정성 향상을 위한 평탄화작업 방법; 제품마감을 위한 건조방법으로 구성되어 열효율이 좋으면서 내구성과 가공성을 겸비한 황토온열판넬(100)의 제조가 가능하게 하는 것이다.

본 발명에 따른 황토온열판넬(100)은 열선에 비하여 에너지 효율이 매우 좋으며 고온에서도 화상을 입지 않아 안전하면서 미적 감각이 뛰어나기 때문에 찜질방, 건조기, 화장실, 주택, 사무실, 식당, 난방이 필요한 곳에 설치 및 시공이 가능하고 열선의 단선 등의 위험을 현격히 감소시켜 화재의 위험을 제거하고 발열체의 내구성을 획기적으로 강화시키는 효과가 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

베이스판넬 제조를 위한 그림금형과; 상기 그림금형을 이용한 베이스판넬(10)과; 황토혼합물(20) 제조방법; 황토판넬 제조를 위한 적층순서; 제품의 안정성 향상을 위한 평탄화작업 방법; 제품마감을 위한 건조방법으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 베이스 판넬 제조를 위한 그림금형에 관한 것으로 황토판넬 제조 시 무늬가 없으면 제품의 선호도가 떨어지므로 제품의 선호도를 높일 수 있도록 그림을 금형에 넣어 미적 선호도를 높이고, 그림금형은 베이스판넬(10) 제조를 위하여 음각 또는 양각으로 제조되며 그림금형을 이용하여 황토판넬을 제조할 수 있으나 그림금형은 황토판넬 제조 후 떼어내기가 어려우므로 베이스판넬(10) 제조에 사용하며 그림금형의 재질에는 PVC, 쇠, 유리, 목판 등 단단한 소재는 무엇이든 가능하며, 그림금형의 크기에는 제한이 없으며 사용자의 편의에 따라 크기에 따른 제조가 가능하고 형태는 입체 및 평면 등 다양한 형상이 가능하고 입체형상은 원형, 사각형, 다각형, 도자기, 동물형상, 인체형상 등 제한이 없다.

베이스판넬(10)은 황토온열판넬(100)을 제조하기 위하여 황토 원액을 부어 이형이 쉽도록 설계된 것으로 그림금형의 그림에 고무(라텍스) 또는 PVC, 우레탄, 실리콘 등 원액을 그림금형에 부어 건조시킨 것으로 이형을 쉽게 하기 위하여 베이스판넬에 별도의 이형지 부착 및 기름을 칠하는 방법 등도 사용가능하다.

황토혼합물(20)의 제조방법에 관한 것으로는 주 소재는 물, 자연황토흙(실리카), 맥반석, 세라믹, 천연규사, SMC해조물추출물(다시마) 등으로 구성되며 시험에 사용하는 성분비는 물 7L, 자연황토흙(실리카) 10kg중량부, 맥반석 1.5kg중량부, 세라믹 1kg중량부, 천연규사 1kg중량부, SMC해조물추출물(다시마) 900g중량부를 믹서기로 혼합하여 제조하며 혼합액의 구성에 사용된 각 각의 소재의 역할을 비교하여보면 자연황토흙(실리카)은 실내습도를 일정하게 유지하며, 흡·보수성을 가져 결로를 억제하며 여름에는 청량한 실내온도를 유지하고, 겨울에는 한풍을 차단하여 단열효과가 있고 무기질 불연재료의 특성으로 내화성이 우수하며, 화재 시 연소와 유독가스 배출이 없으며, 냄새 등을 흡착 중화시켜 공기 중의 악취, 곰팡이, 유해바이러스를 억제 해독하며, 표면 흡수성이 뛰어나 소음을 경감하여 방음성을 발휘한다. 또한, 유해 전자파의 흡수 및 원적외선 방출로 몸을 이롭게 하는 기능이 있으며 맥반석은 약알카리성으로 정수작용 및 흡착력이 강하여 경화제 역할을 하고 용존산소량을 증가 COD화학적산소량을 감소시키며, 세라믹은 고온으로 열처리하여 만든 비금속의 무기질 고체재료로, 내화성이 뛰어나고, 공기정화, 항균작용, 독성물질중화, 광촉매 효과가 있으며 1000℃ 이상 고온에서 고강도 유지기능이 있다. 천연규사는 석영알갱이 화강암이 풍화되면서 형성된 모래로 크랙방지 역할을 하며 다시마를 주성분으로 하는 SMC해조물추출물은 수분이 건조 시 크랙방지와 경화제 역할을 하는 각각의 기능이 있다. 상기와 같은 황토혼합물은 배합 후 볼밀기를 통한 분쇄 혼합공정을 하여 밀도가 좋은 혼합을 만들며 볼밀과정을 통하여 표면을 더욱 매끄럽고 절연에 강하게 된다.

상기 재료 외에 일라이트 및 숯, 옥, 게르마늄, 금강옥돌 등 다양한 소재가 첨가 될 수 있으나 그 기능에는 큰 영향이 없다.

황토판넬의 적층순서는 베이스판넬(10) 안에 황토혼합액(20)을 부어 도포하고 그 위에 크렉방지용 보강섬유(30) 망사를 넣어 기계적 강도를 강화하고 다시 황토혼합액(20)을 부어 도포한 후 그 위에 섬유사보강전기전도체(40)를 부착한 다음 그 위에 다시 황토혼합액(20)을 부어 도포하며 황토혼합액(20) 위에 다시 기계적 강도를 높이기 위한 크렉방지용 보강섬유(30) 망사를 부착 후 황토혼합액(20)을 부어 도포하는 것으로 마감하여 기계적 강도가 우수한 황토온열판넬(100)을 제조할 수 있다. 상기 적층순서는 제조자에 따라 적층순서를 달리할 수 있으며 고온을 요하는 경우 상기 적층순서를 한번 더하여 섬유사보강전기전도체(40)를 2겹으로 하거나 3겹으로 하여 고온으로 사용가능한 황토온열판넬을 제조할 수 있으며 소재 또한 변형 가능하다. 크렉방지용 보강섬유(30) 망사는 유리섬유, 면, 마, 종이, PVC, 금속류 등 다양한 소재가 사용될 수 있으나 유리섬유나 마, PVC 매쉬가 적당하다. 크랙방지용 망사의 또 다른 기능은 내전압에 강하도록 전면부에 배치하여 전기적인 안정성까지 겸비토록 그 기능이 부가된다.

또한 열을 내는 발열 소재(40)는 열선, 면상발열체, 탄소섬유, 선상발열체 등 시중 구입가능한 제품도 가능하다.

제품의 안정성 향상을 위한 평탄화 작업 방법에 관하여 상하좌우 진동판을 만들어 진동을 주는 평탄화 작업은 본 발명에 매우 중요한 것으로 특히 고온에서는 섬유사보강전기전도체(40)가 산소와 결합하면 산화되므로 평탄화 작업으로 공기중의 산소와 결합 되지 않도록 공기를 빼는 작업인 것이다. 상기와 같은 진동판(60)은 흔들림이 용이하도록 용수철(61)을 4각에 설치하고 진동판(60)을 전동모터에 의해 흔들어 주면 자연히 황토원액속의 공기가 빠져나오게 하는 것이며 흔들림이 용이하도록 사용되는 소재(61)는 고무줄, 용수철, 탄성고무, 에어쇼바, 완충기 등 제한이 없다.

또한 평탄화 작업 중 진동판을 사용하는 것은 황토혼합액이 묽은 경우 사용가능한 방법이나 황토혼합액이 찰흙처럼 단단한 경우 미장작업 등과 같은 수작업 및 기계압착의 방법도 가능하다.

기계압착은 그림금형에 황토원액을 넣어 1차 압착하고, 크랙방지용 보강섬유(30)와 황토혼합물(20)을 넣고 2차압축하며 섬유사보강전기전도체(40), 황토혼합물(20)을 넣고 3차 압축하며, 크렉방지용 보강섬유(30), 황토혼합물(20)을 넣고 4차압축하는 과정과 건조하는 순으로 제조되며, 압축의 방법은 프레스 및 롤 압착 등 방법에 제한이 없다.

제품마감을 위한 건조방법에 관한 것으로는 베이스판넬(10)에 넣은 채로 응달에서 자연건조 후 황토온열판넬(100)을 탈피하고 다시 40℃ 가량의 온도에서 열처리 건조하여 내구성을 강화시키는 것이다.

완성된 황토온열판넬(100)은 절연을 강화하기 위하여 에폭시, 액상실리콘, 카슈, 니스, 에니멜 등 절연물질을 도포 및 함침할 수 있다.

상기와 같이 제조된 황토온열판넬(100)은 흙이라는 완전한 절연 및 방화특성으로 화재의 위험을 현격히 감소시키므로 사우나, 액자, 건조기, 난방판넬 등 다양하게 사용된다.

상기의 적층순서와 배합비 및 첨가되는 자제의 종류는 고정적인 것이 아니고 각 용도에 따라 적절히 증감하거나 변경하여 사용될 수 있는 것이다.

이는 본 발명의 권리를 실시함에 있어서의 변형되는 일 실시 예에 불과한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 황토온열판넬의 전체도.

도 2는 베이스판넬에 황토혼합액을 성형하는 예시도.

도 3은 보강섬유와 황토혼합액을 적층한 예시도.

도 4는 도3 과정 후의 섬유사보강전기전도체와 황토혼합액을 적층한 예시도.

도 5는 도4 과정 후 보강섬유와 황토혼합액을 적층한 예시도.

도 6은 적층된 황토판넬을 진동판으로 공기를 제거하는 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 베이스판넬 20 : 황토혼합액

30 : 크랙방지용 보강섬유 40 : 섬유사보강전기전도체

51 : 양(+)단자 52 : 음(-)단자

60 : 진동판 61 : 진동스프링

100 : 황토온열판넬

Claims (5)

1. 전기적 특성에 의해 발열되는 황토온열판넬(100)에 있어서,

   베이스판넬 제조를 위한 그림금형과; 상기 그림금형을 이용한 베이스판넬(10)에 황토혼합물(20)을 적층하고 크렉방지용 보강섬유(30)와 황토혼합물(20), 섬유사보강전기전도체(40), 황토혼합물(20), 크렉방지용 보강섬유(30), 황토혼합물(20) 순으로 적층하고 산화방지를 위한 평탄화작업과 건조과정을 거치는 것을 특징으로 하는 황토온열판넬(100)의 제조 방법
2. 청구항 1에 있어서

   황토혼합물(20)의 제조는 물, 자연황토흙(실리카), 맥반석, 세라믹, 천연규사, SMC해조물추출물(다시마) 등으로 구성되며 성분비는 물 2～10L, 자연황토흙(실리카) 10～20kg중량부, 맥반석 1.5～5kg중량부, 세라믹 1～5kg중량부, 천연규사 1～10kg중량부, SMC해조물추출물(다시마) 900g～5kg중량부인 것과 볼밀작업을 통하여 입자의 밀도를 높이는 것을 특징으로 하는 황토온열판넬(100)의 황토혼합물(20)의 제조 방법
3. 청구항 1에 있어서 제품의 안정성 향상을 위해 고온에서 산화방지를 위하여 평탄화 작업으로 공기중의 산소와 결합되지 않도록 공기를 뺄 수 있도록 진동판(60)을 설치하며 진동판은 흔들림이 용이하도록 용수철(61)을 4각에 설치하고 진 동판을 전동모터에 의해 흔들어 주도록 구성된 황토온열판넬의 제조장치
4. 청구항 1에 있어서 기계압착은 그림금형에 황토혼합액(20)을 넣어 1차 압착하고, 크랙방지용보강섬유(30)와 황토혼합물(20)을 넣고 2차압축하며 섬유사보강전기전도체(40), 황토혼합물(20)을 넣고 3차 압축하며, 크렉방지용 보강섬유(30), 황토혼합물(20)을 넣고 4차압축하는 과정과 건조하는 순으로 제조되는 것과 압착은 프레스방법 및 롤 압착인 것을 특징으로 하는 황토온열판넬(100)의 제조방법
5. 청구항 1, 4에 있어서 완성된 황토온열판넬(100)은 절연을 강화하기 위하여 절연물질을 도포 및 함침하는 것을 특징으로 하는 절연방법

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