KR20130131552A

KR20130131552A - 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법

Info

Publication number: KR20130131552A
Application number: KR1020120055176A
Authority: KR
Inventors: 정연일
Original assignee: 정연일
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2013-12-04
Also published as: KR101337352B1

Abstract

본 발명은 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 숯과 흑연을 분말화시키고, 분말화된 숯 분말과, 흑연 분말을 수성 바인더와 고온으로 교반한 후 배합물을 유압프레스로 성형하고, 성형물을 고온으로 가열하여 유해 물질을 모두 휘발시킴과 동시에 강도를 증가시키며, 성형물의 표면에 코팅층을 형성하여 침대 상판용 탄소성형체를 제조함으로써 비용을 저감시키면서도 고효율의 탄소성형체를 제조하도록 하는 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법에 관한 것이다.

Description

침대 상판용 탄소성형체의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING CARBON MOLDING FOR BED TOP}

본 발명은 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 숯과 흑연을 분말화시키고, 분말화된 숯 분말과, 흑연 분말을 수성 바인더와 고온으로 교반한 후 배합물을 유압프레스로 성형하고, 성형물을 고온으로 가열하여 유해 물질을 모두 휘발시킴과 동시에 강도를 증가시키며, 성형물의 표면에 코팅층을 형성하여 침대 상판용 탄소성형체를 제조함으로써 비용을 저감시키면서도 고효율의 탄소성형체를 제조하도록 하는 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 침대는 수면과 휴식을 취할 수 있게 하는 도구로서, 기존의 침대의 경우 금속이나 강화합성수지, 목재분말을 접착수지로 압착형성한 가공목재를 사용하였으며, 그 표면에는 니스나 페인트를 도포하거나 접착시트를 붙이는 등의 표면처리를 시행하여 옴에 따라 침대의 제작공정과 구조가 복잡하고 제작시 체결공구가 많이 소요되며 특히 수면이 주요 기능인 침대에 인공적인 요소가 너무 강조되어 수면을 방해할 뿐 아니라, 인체에 유해한 성분이 배출되고 있으며, 주변 사물들과의 부조화로 거부감을 불러일으키고, 시간이 지날수록 재질이 쉽게 변형되거나 표면이 변색되어 장시간 사용이 불가능한 문제점이 있다.

또한, 근래에 들어 사람들이 건강에 많은 관심이 집중되면서 인체에 유익한 여러 형태의 침대를 비롯하여, 원적외선 등이 방출되도록 제작된 매트나 침대 등이 사용되고 있으며, 그 예로, 돌침대, 황토침대 등이 있다.

특히, 상기 황토침대의 경우 황토성분에 의해 열이나 자연광에 의해 다량의 원적외선이 방출되므로 신체의 혈행을 원활하게 함은 물론이고, 습할 때 수분을 흡수하고, 건조할 때 수분을 방출하므로 습도조절기능이 매우 우수할 뿐만 아니라, 여러 유익한 성분이 함유되어 냄새와 노폐물을 제거할 수 있으며, 또한 인체노화의 원인이 되는 과산화지질을 중화 내지 희석시킴으로 체질을 개선하고 노화를 억제하는 기능이 있고, 보온 및 단열효과가 매우 탁월하여 다양한 형태의 황토침대가 보편화되어 있는 실정이다.

그러나 종래의 황토침대 또는 원적외선을 방출하는 기능성침대는 온열 효과를 위해 침대의 내부에서 가열되는 공기가 사용자에게 전달되기까지 열손실이 많거나 효과적으로 전달되지 못하는 등 그 기능성의 증진에 한계가 있었다.

그리하여 최근에는 숯의 효능이 알려지면서 숯을 패널로 제작하여 이용한 침대들이 많이 제작되고 있다.

이러한 숯 패널을 제조하는 방법은 국내 등록특허공보 제10-0446019호와, 공개특허공보 10-2011-0038259호에 개시되었다.

등록특허공보 제10-0446019호에는 백탄 분말에 접착제와 SiO₂혼합시킨 후 성형하고, 가열, 냉각하여 숯 패널을 제조하는 방법이 기재되어 있고, 공개특허공보 10-2011-0038259호에는 천연숯 분말과 백탄 분말에 일정비율로 목초액을 혼합하여 성형하고, 가열, 냉각하여 숯 패널을 제조하는 방법이 기재되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 숯 패널을 제조하는 방법은 고가의 숯 분말만을 원재료로 사용하기 때문에 그 제조 단가가 상승되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 숯과 흑연을 분말화시키고, 분말화된 숯 분말과, 흑연 분말을 수성 바인더와 고온으로 교반한 후 배합물을 유압프레스로 성형하고, 성형물을 고온으로 가열하여 유해 물질을 모두 휘발시킴과 동시에 강도를 증가시키며, 성형물의 표면에 코팅층을 형성하여 침대 상판용 탄소성형체를 제조함으로써 비용을 저감시키면서도 고효율의 탄소성형체를 제조하도록 하는 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

침대 상판용 탄소성형체의 제조방법에 있어서, 참 숯 또는 대나무 숯과, 출토되어 정제된 순도 95% 이상의 흑연을 상온 조건에서 200~325메쉬로 각각 1차 분쇄하여 분말화시키는 1차 분쇄 공정과; 흑연 분말 40~80중량%, 숯 분말 10~40중량%, 수성 바인더 10~20중량%로 이루어진 배합물을 교반하는 배합 공정과; 교반이 완료되면 상기 배합물을 파쇄기를 이용하여 2차 분쇄하여 배합과정에서 서로 뭉쳐진 분말 덩어리를 다시 미립화시키는 2차 분쇄 공정과; 2차 분쇄가 완료된 배합물을 금형에 주입하고, 유압 프레스로 10~50㎏/㎠의 압력을 1~5분간 가하여 제품을 성형하는 성형 공정과; 상기 성형물을 진공로에 투입하고, 700~1200℃로 30~40시간동안 가열하는 소성 공정과; 소성이 완료되면 진공로에 열 공급을 중단하여 자연 상태로 10~14시간 동안 냉각시키는 냉각 공정과; 냉각이 완료된 성형물의 상하부 표면에 부착된 이물질을 제거하는 이물질 제거 공정; 및 다듬질이 완료된 성형물에 코팅을 수행하여 침대 상판용 탄소성형체를 완성하는 코팅 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 교반 공정은 상기 수성 바인더가 흑연 분말과 숯 분말에 침투할 수 있도록 히터가 구비된 교반기에 투입한 후 100~120℃의 온도로 10~20시간 교반한다.

여기에서 또한, 상기 성형 공정은 상기 수성 바인더가 열에 의해 반응이 이루어지도록 상기 금형의 온도를 300~350℃를 유지한다.

여기에서 또, 상기 코팅 공정은 상기 성형물 배면과 측면에만 무기 수지 바인더를 40~100㎛의 두께로 도포한 후 컨베이어 형태의 건조 가마를 통과시키면서 200~250℃의 온도조건하에서 40~60분 동안 가열하고, 40~80분간 자연 냉각하여 코팅하는 1차 코팅 공정과; 상기 1차 코팅된 성형물의 상면과 측면에만 무기 수지 바인더를 40~100㎛의 두께로 도포한 후 컨베이어 형태의 건조 가마를 통과시키면서 200~250℃의 온도조건하에서 40~60분 동안 가열하고, 40~80분간 자연 냉각하여 코팅하는 2차 코팅 공정; 및 상기 2차 코팅된 성형물의 상면에만 무기 수지 바인더를 5~20㎛의 두께로 도포한 후 컨베이어 형태의 건조 가마를 통과시키면서 200~250℃의 온도조건하에서 40~60분 동안 가열하고, 40~80분간 자연 냉각하여 3차 코팅하는 코팅 공정으로 이루어진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법에 따르면 숯 분말과, 흑연 분말에 수성 바인더를 혼합하여 고온으로 교반시키고, 고온으로 압축하여 성형물을 제작한 후 성형물을 고온으로 소성하여 유해 물질을 모두 휘발시킴과 동시에 강도를 증가시켜 침대 상판용 탄소성형체를 제조함으로써 비용을 저감시키면서도 고효율의 탄소성형체를 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법을 상세하게 설명한 공정도이다.

이하, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법은, 1차 분쇄 공정(S100)과, 배합 공정(S110)과, 2차 분쇄 공정(S120)과, 성형 공정(S130)과, 소성 공정(S140)과, 냉각 공정(S150)과, 이물질 제거 공정(S160)과, 코팅 공정(S170)으로 이루어진다.

<1차 분쇄 공정-S100>

참 숯 또는 대나무 숯과, 출토되어 정제된 순도 95% 이상의 흑연을 상온 조건에서 200~325메쉬로 각각 1차 분쇄하여 분말화시킨다.

<배합 공정-S110>

흑연 분말 40~80중량%, 숯 분말 10~40중량%, 수성 바인더 10~20중량%로 이루어진 배합물을 교반한다. 이때, 바람직하게는 흑연 분말 70중량%, 숯 분말 20중량%, 수성 바인더 10중량%로 이루어진 배합물을 히터가 구비된 교반기에 투입한 후 100~120℃의 온도로 16시간 교반한다. 그리고, 교반 온도를 고온으로 유지하는 이유는 수성 바인더가 흑연 분말과 숯 분말에 골고루 침투할 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 수성 바인더는 통상의 수성 하드 바인더이며 모노머와, 물과, 유화제 및 반응촉진제(촉매)로 이루어진다.

<2차 분쇄 공정-S120>

교반이 완료되면 상기 배합물을 파쇄기를 이용하여 2차 분쇄하여 배합과정에서 서로 뭉쳐진 분말 덩어리를 다시 미립화시킨다.

<성형 공정-S130>

2차 분쇄가 완료된 배합물을 금형에 주입하고, 유압 프레스로 10~50㎏/㎠의 압력을 1~5분간 가하여 제품을 성형한다. 이때, 바람직하게 2차 분쇄가 완료된 배합물을 300~350℃를 유지하는 금형에 주입하고, 유압 프레스로 10~50㎏/㎠의 압력을 2~3분간 가하여 제품을 성형한다. 그리고, 금형을 고온으로 유지하는 이유는 수성 바인더가 열에 의해 반응이 이루어지도록 하기 위함이다.

<소성 공정-S140>

성형물을 진공로에 투입하고, 700~1200℃로 30~40시간 동안 가열한다. 이때, 바람직하게 1200℃로 36시간동안 가열한다. 한편, 성형물이 1200℃까지 가열되는 36시간 동안 인체에 유해한 물질은 모두 휘발되며, 강도가 증가된다.

<냉각 공정-S150>

소성이 완료되면 진공로에 열 공급을 중단하여 자연 상태로 10~14시간 동안 냉각시킨다. 이때, 바람직하게 냉각 시간은 자연 상태로 12시간 동안 냉각시킨다.

<이물질 제거 공정-S160>

냉각이 완료된 성형물의 상하부 표면에 부착된 이물질을 에어 건이나 브러쉬를 이용하여 제거한다.

<코팅 공정-S170>

이어서, 다듬질이 완료된 성형물에 코팅을 수행하여 침대 상판용 탄소성형체를 완성한다(S170). 이때, 코팅 공정은 성형물 배면과 측면에만 코팅에 사용되는 통상의 무기 수지 바인더를 40~100㎛의 두께로 도포한 후 컨베이어 형태의 건조 가마를 통과시키면서 200~250℃의 온도조건하에서 40~60분 동안 가열하고, 40~80분간 자연 냉각하여 코팅하는 1차 코팅 공정(S171)과, 1차 코팅된 성형물의 상면과 측면에만 무기 수지 바인더를 40~100㎛의 두께로 도포한 후 컨베이어 형태의 건조 가마를 통과시키면서 200~250℃의 온도조건하에서 40~60분 동안 가열하고, 40~80분간 자연 냉각하여 코팅하는 2차 코팅 공정(S172)과, 2차 코팅된 성형물의 상면에만 무기 수지 바인더를 5~20㎛의 두께로 도포한 후 컨베이어 형태의 건조 가마를 통과시키면서 200~250℃의 온도조건하에서 40~60분 동안 가열하고, 40~80분간 자연 냉각하여 3차 코팅하는 코팅 공정(S173)으로 이루어진다. 이때, 1, 2차 코팅 두께는 60㎛, 3차 코팅의 두께는 10㎛, 건조 가마의 온도는 230℃, 건조 시간은 50분, 냉각 시간은 60분을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

침대 상판용 탄소성형체의 제조방법에 있어서,
참 숯 또는 대나무 숯과, 출토되어 정제된 순도 95% 이상의 흑연을 상온 조건에서 200~325메쉬로 각각 1차 분쇄하여 분말화시키는 1차 분쇄 공정과;
흑연 분말 40~80중량%, 숯 분말 10~40중량%, 수성 바인더 10~20중량%로 이루어진 배합물을 교반하는 배합 공정과;
교반이 완료되면 상기 배합물을 파쇄기를 이용하여 2차 분쇄하여 배합과정에서 서로 뭉쳐진 분말 덩어리를 다시 미립화시키는 2차 분쇄 공정과;
2차 분쇄가 완료된 배합물을 금형에 주입하고, 유압 프레스로 10~50㎏/㎠의 압력을 1~5분간 가하여 제품을 성형하는 성형 공정과;
상기 성형물을 진공로에 투입하고, 700~1200℃로 30~40시간 동안 가열하는 소성 공정과;
소성이 완료되면 진공로에 열 공급을 중단하여 자연 상태로 10~14시간 동안 냉각시키는 냉각 공정과;
냉각이 완료된 성형물의 상하부 표면에 부착된 이물질을 제거하는 이물질 제거 공정; 및
다듬질이 완료된 성형물에 코팅을 수행하여 침대 상판용 탄소성형체를 완성하는 코팅 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 교반 공정은,
상기 수성 바인더가 흑연 분말과 숯 분말에 침투할 수 있도록 히터가 구비된 교반기에 투입한 후 100~120℃의 온도로 10~20시간 교반하는 것을 특징으로 하는 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 성형 공정은,
상기 수성 바인더가 열에 의해 반응이 이루어지도록 상기 금형의 온도를 300~350℃를 유지하는 것을 특징으로 하는 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 코팅 공정은,
상기 성형물 배면과 측면에만 무기 수지 바인더를 40~100㎛의 두께로 도포한 후 컨베이어 형태의 건조 가마를 통과시키면서 200~250℃의 온도조건하에서 40~60분 동안 가열하고, 40~80분간 자연 냉각하여 코팅하는 1차 코팅 공정과;
상기 1차 코팅된 성형물의 상면과 측면에만 무기 수지 바인더를 40~100㎛의 두께로 도포한 후 컨베이어 형태의 건조 가마를 통과시키면서 200~250℃의 온도조건하에서 40~60분 동안 가열하고, 40~80분간 자연 냉각하여 코팅하는 2차 코팅 공정; 및
상기 2차 코팅된 성형물의 상면에만 무기 수지 바인더를 5~20㎛의 두께로 도포한 후 컨베이어 형태의 건조 가마를 통과시키면서 200~250℃의 온도조건하에서 40~60분 동안 가열하고, 40~80분간 자연 냉각하여 3차 코팅하는 코팅 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 침대 상판용 탄소성형체의 제조방법.