KR20160028654A - 축열기능을 갖는 난방용 온열보드 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 발열섬유의 양 표면에 보온성, 내구성, 방음성, 방부성, 전자파 차단성, 내열성 등의 기능을 부여하기 위한 기능성부재층을 형성하고, 기능성부재층을 가열압축한 후 냉각하여 제품을 제조함에 의해 저전력에 의한 높은 축열기능 및 난방시공의 효율성과 제품의 경량화와 사용상의 안전성을 향상시킨 축열기능을 갖는 난방용 온열보드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 외부의 전원을 공급받아 발열되는 발열섬유와; 상기 발열섬유의 양면에 열융착필름이 부착되고, 상기 열융착필름의 표면에 보온성섬유와 열융착필름이 적어도 1회이상 순차적으로 부착되어 압축된 기능성부재층과;을 포함하며, 선택적으로, 상기 가열압축된 기능성부재층의 외면에 방수, 전자파 차단, 방염 처리를 위한 각각의 도료 중 어느 하나 이상이 도포되어 건조된 기능성 코팅층;을 더 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명은, 외부의 전원을 공급받아 발열되는 발열섬유의 양면에 부재간의 접착을 위하여 열 공급에 의해 접착력이 발생되며 특정온도 이하의 열에 대한 내열성을 갖는 열융착필름을 부착시키는 단계와; 상기 양측 열융착필름의 각 표면에 발열섬유의 열을 축열하고, 외부의 충격에 대한 완충기능과 진동 및 소음의 통과를 차단하기 위한 보온성섬유와, 상기 보온성섬유의 외측에 부재간의 접착을 위한 열융착필름을 교번하여 1회이상 부착시켜 기능성부재층을 형성하는 단계와; 상기 발열섬유의 양측으로 열융착필름과 보온성섬유가 부착되어 형성된 기능성부재층을 압축열 프레스로 가열압축한 후 냉각시켜 목적하는 두께의 온열보드를 형성하는 단계와; 상기와 같이 형성된 온열보드를 목적하는 크기로 재단하여 제품으로 출시하는 단계;를 수행한다.

Description

축열기능을 갖는 난방용 온열보드 및 그 제조방법{Thermal heating with heat storage function board and its manufacturing method}

본 발명은 축열기능을 갖는 난방용 온열보드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

상세하게 본 발명은, 발열섬유의 양 표면에 보온성, 내구성, 방음성, 방부성, 전자파 차단성, 내열성 등의 기능을 부여하기 위한 기능성부재층을 형성하고, 기능성부재층을 가열압축한 후 냉각하여 제품을 제조함에 의해 저전력에 의한 높은 축열기능 및 난방시공의 효율성과 제품의 경량화와 사용상의 안전성을 향상시킨 축열기능을 갖는 난방용 온열보드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

주거용 건축물인 아파트, 빌라 등의 다세대 주택이나 단독주택 등은 겨울철이나 외부의 기온이 급격하게 낮아지는 기후에 대응하여 실내를 따뜻하게 유지시키기 위한 난방시설이 필수적으로 설치된다.

특히, 한국의 난방은 바닥난방으로 방의 바닥에서 온기를 발생시켜 방 전체를 난방하는 방식으로 그 우수성이 이미 입증된 바 있다. 이와 같은 바닥난방을 실시하기 위해 대한민국 특허출원 제2007-0036517호(난방용 발열보드의 제조방법 및 그 의해 제조된 발열보드, 이하 기출원발명)에 제시되고 있다.

기출원발명의 난방용 발열보드는「마그네슘 성분이 함유된 열전도층의 형성으로 열전도성이 뛰어나 짧은 시간에 전체 발열 면에 고르게 열이 분포됨으로써 난방효율을 향상시키며, 전열선과 마그네슘 보드 상·하판의 일체화를 이루어 고강도의 보호층 역할을 하여 전열선을 안전하게 보호하며 에너지 효율을 향상시키도록 한」기술이 제시되고 있다.

이를 위해, 기출원발명의 난방용 발열보드는「난방용 발열보드에 있어서, 마그네슘 분말 80중량%와, 톱밥 10중량% 및 천연접착제 10중량%로 이루어진 패널형태로 구성되되, 상면으로는 지그재그 형태로 매립홈이 연속 형성된 하판과; 마그네슘 분말 80중량%와, 톱밥 10중량% 및 천연접착제 10중량%로 이루어진 패널형태의 상판과; 상기 매립홈에 지그재그 형태로 매립되는 발열선과; 하판의 저면과 측면에 도포되어 열손실을 방지하도록 구성된 세라믹 단열층으로」구성된다.

특히, 상기 난방용 발열보드는「난방용 발열보드의 제조방법에 있어서, 마그네사이트와 진주암, 폐총류 중 어느 하나 이상에서 얻어진 산화마그네슘 및 염화 마그네슘을 미세 분말 형태로 분쇄하는 분쇄공정과; 상기 분쇄된 마그네슘 분말과 톱밥 및 천연접착제로 혼합된 상기 혼합물을 물과 반죽한 다음 형틀에 부어 상판 및 하판의 형태로 형성하는 보드판 형성공정과; 형성된 보드판을 24시간 수중 양생 후 그늘에서 다시 양생·건조시켜 규격에 맞게 절단하는 양생 및 절단공정과; 절단된 하판에 발열선 삽입을 위해 지그재그 형태로 매립홈을 가공한 후, 가공된 매립홈에 발열선을 매립하는 매립홈 가공 및 발열선 매립공정과; 상기 발열선이 매립된 하판의 상부로 상판을 접착하고, 유압프레스로 압착시켜 하나의 판으로 일체화시키는 상판 및 하판 합착공정과; 상기 제조된 마그네슘 보드의 하부 및 측면에 세라믹 단열 도료를 도포하여 열의 유실을 막는 단열도료 도포공정을」수행하게 된다.

상기와 같은 기출원발명의 난방용 발열보드는 상, 하판으로 구성된 패널 자체를 직접 제작하기 위해 각종 재료를 분쇄하고 양생한 후, 하판에 목적하는 형태의 매립홈을 가공하기 때문에 패널자체의 중량이 무거우며, 외부의 충격에 대해 취약한 문제점이 노출된다.

특히, 상기 마그네슘을 주 원료로 하고 금속재질의 발열선에 의한 발열은 장시간의 전원공급시 과도한 발열에 의해 톱밥성분이 연소되어 발열보드를 파손시키거나 급격한 발열에 의해 발열보드의 표면에만 열이 머무르거나, 그 외부에 도포된 단열 도료에 의해서만 축열되어 난방효율이 낮은 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 발명한 것이다.

이에 본 발명은, 발열섬유의 양 표면에 보온성, 내구성, 방음성, 방부성, 전자파 차단성, 내열성 등의 기능을 부여하기 위한 기능성부재층을 형성하고, 기능성부재층을 가열압축한 후 냉각하여 제품을 제조함에 의해 저전력에 의한 높은 축열기능 및 난방시공의 효율성과 제품의 경량화와 사용상의 안전성을 향상시킨 난방용 온열보드 및 그 제조방법를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 외부의 전원을 공급받아 발열되는 발열섬유와; 상기 발열섬유의 양면에 열융착필름이 부착되고, 상기 열융착필름의 표면에 보온성섬유와 열융착필름이 적어도 1회이상 순차적으로 부착되어 압축된 기능성부재층과;을 포함하며, 선택적으로, 상기 가열압축된 기능성부재층의 외면에 방수, 전자파 차단, 방염 처리를 위한 각각의 도료 중 어느 하나 이상이 도포되어 건조된 기능성 코팅층;을 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 열융착필름은, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 합성고무, 에틸렌 초산 비닐, 이소시안산 에스테르, 멜라민 중 선택된 하나 이상의 재질로 형성된다.

또한, 상기 보온성섬유는, 발포된 내열성 합성섬유나 부풀린 면섬유 또는 스펀지 형태로 형성된 부직포 중 어느 하나 이상으로 선택되어 형성된다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 과정을 수행한다.

본 발명은, 외부의 전원을 공급받아 발열되는 발열섬유의 양면에 부재간의 접착을 위하여 열 공급에 의해 접착력이 발생되며 특정온도 이하의 열에 대한 내열성을 갖는 열융착필름을 부착시키는 단계와; 상기 양측 열융착필름의 각 표면에 발열섬유의 열을 축열하고, 외부의 충격에 대한 완충기능과 진동 및 소음의 통과를 차단하기 위한 보온성섬유와, 상기 보온성섬유의 외측에 부재간의 접착을 위한 열융착필름을 교번하여 1회이상 부착시켜 기능성부재층을 형성하는 단계와; 상기 발열섬유의 양측으로 열융착필름과 보온성섬유가 부착되어 형성된 기능성부재층을 압축열 프레스로 가열압축한 후 냉각시켜 목적하는 두께의 온열보드를 형성하는 단계와; 상기와 같이 형성된 온열보드를 목적하는 크기로 재단하여 제품으로 출시하는 단계;를 수행한다.

여기서, 본 발명은 상기 온열보드의 외면에는 방수, 전자파 차단, 방염 처리를 위한 각각의 도료 중 적어도 어느 하나 이상 도포되고 건조되어 기능성 코팅층을 형성하는 단계;를 더 수행한다.

이상에서와 같이 본 발명은, 발열섬유의 외측으로 기능성부재층이 결합되어 저전력의 전원공급으로 발열섬유가 발열되면, 상기 발생된 열은 기능성부재층에서 축열되어 장시간 난방시 그 효율이 우수한 효과를 얻게 된다.

특히, 본 발명은 상기 기능성부재층이 보온섬유와 내열성을 갖는 열융착필름에 의해 형성되어 보온성, 내구성, 방음성, 방부성, 전자파 차단성, 내열성 등의 기능을 수행하게 되므로써 보다 고품질의 제품을 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 경량의 재료로 형성된 기능성부재층에 의해 제품의 경량화가 실현되어 건축시공시 보다 편리하게 바닥시공을 실시할 수 있게 되며, 경량 제품의 이동 및 보관이 용이하여 물류비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 기능성부재층의 외면에 방수, 방염, 전자파 차단층 등을 다양하게 선택하여 형성하면, 전술된 주택의 바닥시공에서 더 나아가 시설하우의 지중 매설재, 축산농가의 축사, 공장의 바닥재 및 열원을 발열섬유로 적용함에 따른 수중 바닥재로도 설치할 수 있게 되어 그 호환성이 우수한 효과가 있다.

특히, 본 발명은 저전력 설계가 가능한 발열섬유의 기술로 인해 상기 발열섬유로 공급되는 전원을 태양전지로 적용하여 저전력설계와 태양광 에너지의 친환경, 신재생 에너지를 결합한 초절전형 하우스 난방을 실현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 온열보드의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 온열보드의 확대 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 온열보드의 제조방법 순서도.
도 4는 본 발명에 의한 온열보드의 추가 제조과정 순서도.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 응용실시예 예시도.

상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 온열보드의 사시도, 도 2는 본 발명에 의한 온열보드의 확대 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 온열보드는 발열섬유(10), 기능성부재층(20)으로 이루어진 기본 구성에 기능성 코팅층(30)이 더 갖추어져 구성된다. 여기서, 상기 온열보드는 바닥재로 사용되는 가장 보편적인 형태인 4각의 판넬로 예시하였지만, 건축물의 형태 및 설계자의 의도에 따라 4각 이외의 다각형태로도 형성될 수 있다.

상기 발열섬유(10)는 외부의 전원을 공급받아 발열되기 위한 구성이다. 이와 같은 발열섬유(10)는 메쉬형태의 발열망, 통상의 면상 발열체, 하이카본, CNT 발열사, 무자개 열선 등으로 대체 구성될 수 있다.

특히, 상기 발열섬유는 본 출원인이 이미 확보하고 있는 대한민국 특허 제0767781호(2007.10.10 등록)에 제시된 탄소섬유사 제조공정에 의해 제조된 탄소섬유사의 것으로 적용됨이 바람직하다.

또한, 상기 발열섬유(10)로 공급되는 전원은 상당히 저전력이기 때문에 태양전지 등을 이용하여 전원공급을 실시하여 친환경, 신재생 에너지를 이용한 초절전형 하우스 난방을 실현할 수 있게 된다.

상기 기능성부재층(20)은 발열섬유(10)의 양면에 열융착필름(21)이 부착되고, 상기 열융착필름(21)의 표면에 보온성섬유(22)와 열융착필름(21)이 적어도 1회이상 순차적으로 부착되어 구성된다.

본 실시예에서는 상기 열융착필름(21)과 보온성섬유(22)가 각각 3개의 층으로 형성된 기능성부재층(20)의 구성을 예시하였지만, 건축물의 종류 및 온열보드의 규격 등에 의해 1개층, 2개층 또는 3개를 초과하는 층으로 형성될 수도 있다.

여기서, 상기 열융착필름(21)은 폴리우레탄(PU), 폴리에스테르(Polyester), 폴리아미드(PI), 아크릴(acrylic), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 합성고무, 에틸렌 초산 비닐(EVA), 이소시안산 에스테르(isocyanate), 멜라민(melamines) 중 선택된 하나 이상의 수지 재질로 형성된다.

특히, 상기 열융착필름(21)은 한종 이상의 수지로 한겹층 이상 다수겹층으로 각기 다른 수지가 겹층되어 형성될 수 있는 것으로, 예로써, 세겹층 필름으로 형성될 경우 양면에 열융착용 필름층으로 형성하고 그 내측(가운데)은 고내열성 필름층으로 형성하여 기능성을 향상시킬 수도 있다.

또한, 상기 보온성섬유(22)는 발포된 내열성 합성섬유 또는 면섬유를 특정의 체적으로 부풀려 적용하거나 부직포를 특정한 두께로, 흡사 스펀지와 같이 형성하여 적용할 수 있다.

상기 발열섬유(10)와 기능성부재층(20)의 결합 후, 기능성부재층(20)의 외측에서 압축열프레스를 이용하여 가압하면 목적하는 두께의 온열보드(1)가 형성되며, 이와 같이 형성된 온열보드(1)를 목적하는 크기로 재단하여 온열보드 제품을 완성하게 된다. 이때, 상기 온열보드(1)는 소형의 경우 2㎜에서 대형의 경우 20㎜ 두께를 초과하여 제작될 수 있다.

상기 기능성 코팅층(30)은 선택적으로 부가되는 구성으로, 상기 기능성부재층(20)이 가열압축된 후 재단되어 온열보드(1)가 완성되면, 그 외면에 방수, 전자파 차단, 방염 처리를 위한 각각의 도료 중 어느 하나 이상이 도포되고 건조되어 구성된다.

이와 같은 기능성 코팅층(30)은 온열보드(1)를 사용하고자 하는 목적, 예로써 아파트, 빌라, 일반 주택 등의 바닥재로 사용될 경우 방수 및 전자파 차단(분해)과 방염처리를 순차적으로 실시하여 형성되고, 축사 등의 바닥재로 사용될 경우 방수와 방염처리 만을 순차적으로 실시하는 등 사용목적에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 온열보드의 제조방법 순서도이다.

도면을 참조하면, 상기 온열보드(1)는 외부의 전원을 공급받아 발열되는 발열섬유(10)의 양면에 부재간의 접착을 위하여 열 공급에 의해 접착력이 발생되며 특정온도 이하의 열에 대한 내열성을 갖는 열융착필름(21)을 부착시킨다.(S1)

상기 양측 열융착필름(21)의 각 표면에는 발열섬유(10)의 열을 축열하고, 외부의 충격에 대한 완충기능과 진동 및 소음의 통과를 차단하기 위한 보온성섬유(22)를 부착시킨다.(S2) 이후, 상기 보온성섬유(22)의 외측에 부재간의 접착을 위한 열융착필름(21)을 다시 부착시키고, 상기 열융착필름(21)의 외면에 2회차의 보온성섬유(22)를 부착시키게 된다.(S3) 즉, 상기 열융착필름(21)과 보온성섬유(22)는 각각 1회이상 교번되게 부착되어 기능성부재층(20)을 형성하게 된다.(S4)

상기와 같이 기능성부재층(20)이 상기 발열섬유(10)의 양측으로 형성되면, 기능성부재층(20)을 압축열 프레스를 이용하여 목적하는 두께로 가열압축하게 되며,(S5) 상기 기능성부재층(20)이 가열압축된 후 상온이나 특정한 온도의 냉각실에서 냉각시켜 목적하는 두께의 온열보드(1)를 형성하게 된다.(S6)

여기서, 상기 압축력프레스는 가열온도를 100℃ ~ 250℃의 온도하고, 10ton/㎠ ~ 500ton/㎠의 압력으로 가열압축하게 된다. 이때, 상기 가열온도가 100℃ 미만을 경우 열융착필름(21)의 접착력이 대단히 낮아지게 되며, 250℃를 초과할 경우 보온성섬유(22)가 타버리기 때문에 설정된 온도조건이다. 또한, 상기 압력이 10ton 미만일 경우 압축 후 목적하는 두께의 변화가 발생되며, 500ton/㎠을 초과할 경우 보온성섬유(22) 및 열융착필름(21)의 조직이 파괴되어 온열보드(1)의 강도가 낮아지기 때문에 설정된 압력조건이다.

이후, 상기와 같이 형성된 온열보드(1)를 목적하는 크기로 재단하여 제품으로 출시하게 된다.(S7)

도 4는 본 발명에 의한 온열보드의 추가 제조과정 순서도이다.

도면을 참조하면, 상기 온열보드는 가열압축되어 재단된 후, 그 외면에 방수, 전자파 차단, 방염 처리를 위한 각각의 도료 중 적어도 어느 하나 이상 도포되고 건조되어 기능성 코팅층(30)을 형성하게 된다.(S8-S11)

전술된 것과 같이 상기 기능성 코팅층(30)은 온열보드(1)를 사용하고자 하는 목적에 따라 방수, 전자파 차단, 방염 처리를 위한 것으로 더 나아가 그 표면에 다양한 무늬, 모양을 형성하여 실내 인테리어에 적합하도록 형성될 수도 있다.

<응용실시예>

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 응용실시예 예시도이다.

도면을 참조하면, 응용실시예의 온열보드(1)는 다수의 온열보드(1)를 상호 접속결합하여 건축물의 난방 바닥 또는 난방 벽체 등을 형성하기 위한 구성을 예시하게 된다.

도 5a는 상호 연접되기 위해 대향되는 온열보드(1)에 각각 전원열결단자(2)가 형성된 요철결합부(3)를 형성하여서 된 구성이다. 이를 위해 각각의 온열보드(1)에는 일측에 결합홈(3a)이 형성되고, 타측에 결합돌기(3b)가 형성되어 다수의 온열보드(1)를 연접시켜 결합시킬 수 있게 된다.

도 5b는 온열보드(1)의 측부가 절개되도록 하고, 절개된 공간으로 전원공급선(4)이 노출되도록 하여 다수 온열보드(1) 간의 전기적 연결을 할 수 있도록 한 구성이다.

도 5c는 온열보드(1)의 측면에 단자(5)를 삽입하여 온열보드(1)가 연접될 때 이들이 상호 접속되도록 하므로써 온열보드(1) 간의 전기적 연결을 할 수 있도록 한 구성이다. 이때, 상기 단자는 적어도 상호 대향되는 2측면 이상의 지점에 장착되어 구성된다.

도 5d는 온열보드(1)의 상호 대향되는 측부에 단턱(6)을 형성하고, 상호 접촉되는 대향지점에 양단이 결합되어 전기적 연결을 할 수 있도록 하기 위한 전원연결핀(7)을 구성하여서 이루어진 것이다.

도 5e와 도 5f는 각 온열보드(1)에 전원연결선(4)이 배치되기 위한 구성을 예시한 것으로, 도 5e는 온열보드(1)의 양측에 각각 전원연결선(4)을 배치한 일반적인 구성을 예시하며, 도 5f는 접속 편의를 위해 전원연결선(4)을 일측으로 몰아서 배치한 구성을 예시한다.

1: 온열보드
10: 발열섬유
20: 기능성부재층
21: 열융착필름
22: 보온성섬유
30: 기능성코팅층

Claims (5)

1. 외부의 전원을 공급받아 발열되는 발열섬유(10)와;
   상기 발열섬유(10)의 양면에 열융착필름(21)이 부착되고, 상기 열융착필름(21)의 표면에 보온성섬유(22)와 열융착필름(21)이 적어도 1회이상 순차적으로 부착되어 가열압축된 기능성부재층(20);을 포함하며,
   선택적으로, 상기 가열압축된 기능성부재층(20)의 외면에 방수, 전자파 차단, 방염 처리를 위한 각각의 도료 중 어느 하나 이상이 도포되어 건조된 기능성 코팅층(30);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축열기능을 갖는 난방용 온열보드.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열융착필름(21)은
   폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 합성고무, 에틸렌 초산 비닐, 이소시안산 에스테르, 멜라민 중 선택된 하나 이상의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 축열기능을 갖는 난방용 온열보드.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 보온성섬유(22)는
   발포된 내열성 합성섬유나 부풀린 면섬유 또는 스펀지 형태로 형성된 부직포 중 어느 하나 이상으로 선택된 것을 특징으로 하는 축열기능을 갖는 난방용 온열보드.
   
4. 외부의 전원을 공급받아 발열되는 발열섬유(10)의 양면에 부재간의 접착을 위하여 열 공급에 의해 접착력이 발생되며 특정온도 이하의 열에 대한 내열성을 갖는 열융착필름(21)을 부착시키는 단계와;
   상기 양측 열융착필름(21)의 각 표면에 발열섬유(10)의 열을 축열하고, 외부의 충격에 대한 완충기능과 진동 및 소음의 통과를 차단하기 위한 보온성섬유(22)와, 상기 보온성섬유(22)의 외측에 부재간의 접착을 위한 열융착필름(21)을 교번하여 1회이상 부착시켜 기능성부재층(20)을 형성하는 단계와;
   상기 발열섬유(10)의 양측으로 열융착필름(21)과 보온성섬유(22)가 부착되어 형성된 기능성부재층(20)을 압축열 프레스로 가열압축한 후 냉각시켜 목적하는 두께의 온열보드(1)를 형성하는 단계와;
   상기와 같이 형성된 온열보드(1)를 목적하는 크기로 재단하여 제품으로 출시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 축열기능을 갖는 난방용 온열보드 제조방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 온열보드(1)의 외면에는 방수, 전자파 차단, 방염 처리를 위한 각각의 도료 중 적어도 어느 하나 이상 도포되고 건조되어 기능성 코팅층(30)이 형성되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축열기능을 갖는 난방용 온열보드 제조방법.

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