KR20130000625A - 전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 규석과, 알루미늄과, 탄화규소와, 염료와, 바인더 및 소포제를 혼합하여 발열 조성물을 형성하는 단계와; 상기 발열 조성물을 교반·건조하는 단계와; 상기 발열 조성물과, 아연과, 소포제와, 계면활성제와, 탄화규소와, 염료와, 바인더와, 규산나트륨 및 리듐실리케이트를 혼합하여 칼라샌드를 형성하는 단계; 및 상기 칼라샌드를 교반·건조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드의 제조방법에 관한 것이다.

Description

전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드의 제조방법{MANUFACTURING OF COLOR SANDS}

본 발명은 전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 규석과, 알루미늄과, 탄화규소와, 염료와, 바인더 및 소포제를 혼합하여 발열 조성물을 형성하는 단계와; 상기 발열 조성물을 교반·건조하는 단계와; 상기 발열 조성물과, 아연과, 소포제와, 계면활성제와, 탄화규소와, 염료와, 바인더와, 규산나트륨 및 리듐실리케이트를 혼합하여 칼라샌드를 형성하는 단계; 및 상기 칼라샌드를 교반·건조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 난방 등을 위한 발열 수단은 바닥체의 내부에 높은 온도의 물이 순환될 수 있도록 파이프를 매설하여 이루어져 왔다. 또한, 보다 열 효율이 높고, 보다 편리하게 시설을 할 수 있을 뿐 아니라 사용이 편리하도록 하기 위하여 전력 공급에 의해 작동되는 다양한 형태의 발열수단이 개발되어 왔다. 그러나, 이와 같은 기술들은 전력 소비가 매우 크다는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점들을 해소하기 위하여 최근에는 탄소를 기초로 한 탄소발열체들이 개발되었는데, 이들 탄소 발열체들은 낮은 작동 전압에도 높은 열효율을 가질 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 탄소발열체를 이용한 난방 수단들은 난방이 되어야 하는 면적의 일 측에서 온도의 상승이 이루어지고, 이와 같이 상승된 온도가 전도와 대류를 통해 난방이 되어야 하는 공간의 온도를 상승시키게 된다.

다시 말하면, 일정한 공간을 갖는 방의 경우 방바닥의 일 측에 위치된 탄소발열체에 의하여 발열이 시작되고, 이에 의해 상승되는 온도는 탄소발열체와 결합 된 발열수단으로 전도된 후에 공간으로 방사 및 대류를 통해 전달되게 된다.

따라서, 이와 같은 구조를 갖는 발열수단들의 발열체를 적어도 약 600 ~ 700℃의 온도로 발열되어야 하는 것이 필수적인 전제 조건이 된다.

이와 같이 탄소발열체가 고온으로 발열되기 위해서는 반드시 소성단계를 거쳐 그 발열체의 치밀성과 고결성 등의 강도를 조절하여야만 하기 때문에 제조상 불리한 점이 있다.

그리고, 이와 같은 종래의 발열체는 고온으로 상승되어야 하기 때문에 발열체 자체가 약 500℃ 이상의 고온으로 발열되는 경우 공기와의 접촉에 의하여 산화되고, 또한 발열체와 연결된 전극 단자들 간에도 산화가 일어나게 되는 문제로 인해 발열체의 수명이 단축되는 문제가 여전히 남아있게 된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 밀폐형식으로 제작하여 상기 문제를 해결하려 하고 있지만, 내부 압력에 의한 파손의 위험성으로 인하여 밀폐수단의 재질을 강화시켜야 하고 밀폐 공간을 충분히 크게 하여야 하기 때문에 실효성이 떨어지고 있다.

게다가, 이와 같은 발열수단은 적용되는 공간의 일부에서 발열되어 전체 공간으로 열이 전달되기 때문에 온도가 상승되는 동안 손실되는 열이 상대적으로 많아지게 된다는 문제가 있으며, 또한 단시간에 적용공간 전체의 온도를 상승시킬 수 없다는 문제가 있다.

이와 같이 종래의 발열 수단은 발열체인 탄소 발열체를 발열되어야 하는 면적 전체로 제조하여 사용할 수 없고, 또한 다수개의 탄소 발열체를 서로 전기적으로 결합되게 구성할 수 없다는 문제로 인해 기존의 방식으로 제조될 수밖에 없는 제한을 받고 있다.

상기 종래의 발열 수단이 가지고 있는 문제점들은 해결하기 위하여 본 출원인은 도전성 발열 벽돌을 개발하여 건축물에 적용하는 발명을 제안한 바 있다. 이와 같은 도전성 발열 벽돌은 건축 당시부터 축조에 이용되어야 하며, 기존에 축조된 건축물에 적용하기 위해서는 건축물을 다시 축조하여야하는 불편함이 남아 있었다. 이에 이미 축조된 건축물에 적용을 하기 위해서 혼합재로 점토(황토)는 도포 후 건조시 균열이 발생된다는 문제점을 가지고 있다는 것을 알게 되었다. 이와 같은 균열은 발열체에 부분적으로 저항부를 형성하게 되고, 균열에 의해 발열체가 두 부분으로 나누어지게 되는 경우에는 발열 작용을 전혀 할 수 없게 되는 문제점이 있다는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 전도성이 우수함은 물론 온도조절이 용이하고, 온도 상승속도가 높으며, 또한 우수한 유연성을 확보하여 접거나 구부리는 경우 부서지거나 크랙(crack)현상이 방지될 수 있는 칼라샌드를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 규석과, 알루미늄과, 탄화규소와, 염료와, 바인더 및 소포제를 혼합하여 발열 조성물을 형성하는 단계와; 상기 발열 조성물을 교반·건조하는 단계와; 상기 발열 조성물과, 아연과, 소포제와, 계면활성제와, 탄화규소와, 염료와, 바인더와, 규산나트륨 및 리듐실리케이트를 혼합하여 칼라샌드를 형성하는 단계; 및 상기 칼라샌드를 교반·건조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발열 조성물을 형성하는 단계는 규석 100중량부에 대하여 알루미늄 1~20중량부, 탄화규소 1~20중량부, 염료 1~30중량부, 바인더 5~40중량부 및 소포제 1~10중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 칼라샌드를 형성하는 단계는 상기 발열 조성물 100중량부에 대하여 아연 1~15중량부, 소포제 1~10중량부, 계면활성제 1~10중량부, 탄화규소 1~20중량부, 염료 1~30중량부, 바인더 5~40중량부, 규산나트롬 1~10중량부 및 리듐실리케이트 1~10중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 전도 및 발열성이 우수한 칼라샌드는 유연성, 접착강도 및 내한성, 내약품성, 난연성 등의 물리 화학적 특성이 우수하여 바닥면, 벽체, 판재뿐만 아니라 플랙시블한 시트 등에 널리 사용될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드의 제조방법에 대하여 상세히 설명하겠다.

본 발명에 따른 칼라샌드는 규석과, 알루미늄과, 탄화규소와, 염료와, 바인더 및 소포제를 혼합·교반 후 건조하여 발열 조성물을 형성하고, 상기 발열 조성물과, 아연과, 소포제와, 탄화규소와, 염료와, 바인더와, 규산나트륨 및 리듐실리케이트를 혼합·교반 후 건조하여 이루어지는 것이다.

좀더 바람직하게는 상기 발열 조성물을 형성하는 단계는 규석100중량부에 대하여 알루미늄 1~20중량부, 탄화규소 1~20중량부, 염료 1~30중량부, 바인더 5~40중량부 및 소포제 1~10중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 칼라샌드를 형성하는 단계는 발열 조성물 100중량부에 대하여 아연 1~15중량부, 소포제 1~10중량부, 계면활성제 1~10중량부, 탄화규소 1~20중량부, 염료 1~30중량부, 바인더 5~40중량부, 규산나트륨 1~10중량부 및 리듐실리케이트 1~10중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 칼라샌드는 발열 작용으로 인해 도포시 빠른 건조가 이루어지며, 기온이 낮을 때일 때 건축물의 내벽이나 바닥면에 칼라샌드를 도포함에 있어서 보온효과를 나타낼 수 있어 별도의 단열시공이 필요하지 않다. 또한, 본 발명에 따른 칼라샌드를 사용하여 건출물의 내, 외장에 도포할 때 발열 작용으로 습도가 높은 날씨에도 쾌적한 환경을 조성함으로써 건축물 내의 상주인들이 쾌적한 환경에서 생활할 수 있다. 또한, 방수작용을 하여 별도의 방수작업이 필요하지 않다.

상기 칼라샌드는 규석 100중량부에 대하여 산처리 한 후 중화된 알루미늄 1~20중량부, 탄화규소 1~20중량부, 염료 1~30중량부, 바인더 5~40중량부 및 소포제 1~10중량부를 혼합·교반 후 건조시켜 발열 조성물을 형성하고, 상기 발열 조성물 100중량부에 대하여 산처리 한 후 중화된 아연1~15중량부, 소포제 1~10중량부, 계면활성제 1~10중량부, 탄화규소 1~20중량부, 염료 1~30중량부, 바인더 5~40중량부, 규산나트륨 1~10중량부 및 리듐실리케이트 1~10중량부를 혼합·교반 후 건조시켜 형성되는 것이다.

상기 규석은 뜨거운 물에 투입한 후 가열하여 내부에 공극이 형성되도록 하고, 상기 알루미늄과 아연은 각각 산처리하여 녹인 후 산화나트륨과 같은 중화제를 사용하여 중화시켜 형성되는 산화물을 사용한다.

상기 알루미늄은 구리에 비해 가격이 저렴하고 전도성이 우수한 특성이 있고, 상기 아연은 난연성이 뛰어나 발열 되었을 때 화재사고를 방지할 수 있다.

상기 탄화규소는 발열효과가 우수하고 내화성과 화학적 안정성을 갖으며, 상기 바인더는 알루미늄과 아연이 규석에 잘 접착되도록 하는 역할을 한다.

상기 리듐실리케이트는 다른 성분과의 용해도와 접착성이 우수하며, 내화성이 뛰어나고, 내수성과 열 저항성이 우수하며, 상기 리듐실리케이트는 혼합률 이하일 경우 내화성이 저하되고, 그 이상일 경우 점착성이 저하되므로 혼합률을 준수하는 것이 바람직하다.

상기 염료는 다양한 색상의 염료를 사용할 수 있고, 특히 검정색 염료를 사용하고자 할 경우 카본이나 나노탄소를 사용할 수 있으며 이와 같이 카본이나 나노탄소를 사용할 경우 검정색으로 염색되는 효과와 함께 발열효과를 얻을 수 있다.

상기 규산나트륨은 아연과 혼합되어 휘발성 유기용제의 함량이 전혀 없는 환경 친화적 보호 코팅제의 매개물로써, 방청성, 내마모성, 내충격성, 내화성이 우수하다.

상기 규산나트륨은 혼합률 이하일 경우 내화성이 저하되고, 그 이상일 경우 점착성이 저하되므로 혼합률을 준수하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 규산나트륨을 대신해 규산칼륨이나 실리케이트 중 하나를 선택하여 사용할 수도 있다.

소포제는 칼라샌드를 이루고 있는 상기의 물질들을 혼합하는데 있어서 기포 발생을 예방하도록 한다.

상기 계면활성제는 도데실벤젠나트륨 또는 알킬벤젠폰산나트륨 등을 사용할 수 있으며, 각 성분들의 혼합이 원활하게 이루어지도록 하는 역할을 한다.

또한, 본 발명에 따른 칼라샌드는 다양한 색으로 염색된 실이나 면사, 아크릴사, 유리섬유사 등이 혼합되어 제조함으로써 심미성을 더욱 향상시킬 수 있고, 난연성을 갖는 실이나 화이바를 더 투입하여 도포시 발열성을 향상시키고 유연성을 확보하여 크랙을 방지할 수 있다.

상기와 같이 구성되어 이루어진 칼라샌드는 건축물의 내, 외장에 도포되거나, 건축물의 크랙 또는 이음새 부분에 도포되는 것으로, 건축물의 방수와 단열 또는 크랙된 부분을 밀폐하는데 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 칼라샌드가 도포되는 곳에 전극을 형성하여 상기 전극에 전원공급선을 연결하여 전원을 공급함으로써 칼라샌드가 도포된 곳이 발열되어 보온효과까지 나타낼 수 있다.

실시예. 전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드의 조성.

규석 100g에 대하여 알루미늄 10g, 탄화규소 10g, 염료15g, 바인더 25g 및 소포제 5g의 비율로 혼합·교반 후 건조시켜 발열 조성물을 형성하였다.

상기 발열 조성물 100g에 대하여 아연 8g, 소포제 5g, 알킬벤젠폰산나트륨 5g, 탄화규소 10g, 염료 15g, 바인더 25g, 규산나트륨 5g 및 리듐실리케이트 5g을 혼합·교반 후 건조시켜 본 발명에 따른 칼라샌드를 조성한다.

상기와 구성된 전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드를 건축물의 내부에 도포함으로써 방수, 단열, 보온 등의 효과를 나타낼 수 있으며, 크랙 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 권리범위가 상기 실시예에 국한되어 정해지는 것은 아니며, 하나의 예시로 제시된 것으로 칼라샌드를 조성할 수 있다.

또한, 당업자로서는 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형, 변경 및 치환할 수 있다.

Claims (3)

1. 규석과, 알루미늄과, 탄화규소와, 염료와, 바인더 및 소포제를 혼합하여 발열 조성물을 형성하는 단계와;
   상기 발열 조성물을 교반·건조하는 단계와;
   상기 발열 조성물과, 아연과, 소포제와, 계면활성제와, 탄화규소와, 염료와, 바인더와, 규산나트륨 및 리듐실리케이트를 혼합하여 칼라샌드를 형성하는 단계; 및
   상기 칼라샌드를 교반·건조하는 단계;
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 발열 조성물을 형성하는 단계는 규석 100중량부에 대하여 알루미늄 1~20중량부, 탄화규소 1~20중량부, 염료 1~30중량부, 바인더 5~40중량부 및 소포제 1~10중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 칼라샌드를 형성하는 단계는 상기 발열 조성물 100중량부에 대하여 아연 1~15중량부, 소포제 1~10중량부, 계면활성제 1~10중량부, 탄화규소 1~20중량부, 염료 1~30중량부, 바인더 5~40중량부, 규산나트롬 1~10중량부 및 리듐실리케이트 1~10중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 전도성 및 발열성이 우수한 칼라샌드의 제조방법.