WO2021020894A1 - 웰빙 온열의자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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WO2021020894A1
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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Definitions

  • the present invention relates to a well-being heated chair and a method of manufacturing the same, and more particularly, it is environmentally friendly, harmless to the human body, and provides a humidity control function, antibacterial property, and deodorization, so that when there is a part that repeatedly contacts the human body, the skin of the part
  • the present invention relates to a well-being heated chair that can contribute to minimizing irritation, improving surrounding air quality, and creating a pleasant environment, and a method of manufacturing the same.
  • wood discharges a large amount of harmful substances such as toluene, xylene, and ethylbenzene, and thus, may cause various diseases such as skin diseases such as atopy and rhinitis.
  • a functional paint which is a paint applied to the surface of a chair, is used to apply the functional paint, but the functional paint has a disadvantage in that the function of the dry drawing is halved after application.
  • non-combustible compositions use non-flammable agents or flame retardants made of various kinds of chemical substances to lower the price, and these chemical substances include various allergic diseases or respiratory diseases including formalin, toluene, volatile organic substances, etc. Not only does it cause various problems that are harmful to the human body such as, but also causes environmental pollution when discarded.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-0695910
  • Patent Document 2 Korean Patent Publication No. 10-1213988
  • the present invention was devised to solve the problems of the prior art, and it is environmentally friendly, harmless to the human body, and provides a humidity control function, antibacterial and deodorizing properties, so when there is a part that is repeatedly in contact with the human body, the skin irritation of the part It is an object of the present invention to provide a well-being heated chair and a method of manufacturing the same, which can contribute to minimizing the temperature and improving the surrounding air quality and creating a pleasant environment.
  • the chair according to the present invention is a means for achieving the above object, comprising: a compression body including a plate-shaped plate compression member and a rod-shaped support compression member; A heat transfer part built into the plate compression member; And a charcoal block built into the plate compression member and disposed on one side of the heat transfer unit, wherein the plate compression member is used as a seat plate and a back of a chair, and the support compression member is used as a leg of a chair. .
  • the compressed body a second mixture formed by mixing the first mixture 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the expanded vermiculite and the expanded vermiculite pulverized into 20 to 25 mesh after heating at 1,000 to 1,100 °C; And a third mixture formed by mixing liquid silicate soda and charcoal pulverized with 200 to 325 mesh.
  • the first mixture includes 50 to 70% by weight of rosin powder pulverized with 300 to 325 mesh based on the total weight, and 30 to 50% by weight of alcohol, and the second mixture expands with the first mixture After vermiculite is simultaneously added to the mixer and mixed, the mixture is stirred at 100°C for 1 to 2 hours and then naturally cooled 5 times, and the third mixture is pressed in a rolling mill 3 times.
  • the fourth mixture 80 to 95% by weight of the second mixture and 5 to 20% by weight of the third mixture are stirred for 2 to 3 hours to form a fourth mixture
  • the fourth mixture is a hydraulic press having a pressure of 2,000 to 2,300 tons. It is pressed at 180 to 230 °C for 5 minutes to form a compact, the first mixture is characterized in that the composition of the resin powder and alcohol are mixed at room temperature.
  • the third mixture contains 40 to 80 parts by weight of charcoal based on 100 parts by weight of liquid silicate soda
  • the charcoal is 10 to 35% by weight of the first charcoal powder having an oak as a raw material and a rod-shaped structure
  • it is characterized in that it comprises 25 to 45% by weight of the second charcoal powder having a pine tree as a raw material and having a spherical structure, and 20 to 45% by weight of the third charcoal powder formed by burning rice husk in a high temperature vacuum state.
  • the step (a) comprises a first step of preparing a first mixture by mixing 50 to 70% by weight of rosin powder pulverized into 300 to 325 mesh and 30 to 50% by weight of alcohol at room temperature; A second step of heating vermiculite at 1,000 to 1,100°C to prepare expanded vermiculite, and pulverizing the expanded vermiculite into 20 to 25 mesh; A third step of mixing 5 to 30 parts by weight of the first mixture with respect to 100 parts by weight of pulverized expanded vermiculite and stirring at 100° C.
  • eco-friendly compositions such as expanded vermiculite, charcoal, and liquid silicate soda are used, and various functional characteristics such as humidity control function, antibacterial and deodorizing properties can be provided by the expanded vermiculite and charcoal. It can prevent various allergic diseases or respiratory diseases arising from a chair that directly or indirectly touches.
  • the chair is molded while filling the gap between the expanded vermiculite and the charcoal in a state in which charcoal is bonded to the expanded vermiculite made of porous material, the manufactured chair is lightweight and non-flammable by volume, but has excellent compressive strength compared to conventional non-combustible materials. It has the effect of increasing the added value of the chair.
  • the chair manufactured according to the present embodiment is pulverized and liquefied when discarded, it can be used again as a material for other furniture materials, thereby advantageous in recycling of resources and environmental protection.
  • FIG. 1 is a view showing the overall appearance of a well-being heating chair according to the present invention.
  • Figure 2 is a diagram showing an exploded configuration of a block of charcoal.
  • FIG 3 is a view showing a state in which charcoal blocks are applied to both the seat plate and the backrest.
  • FIG. 4 is a view showing a cross-sectional configuration of a plate compression member, a view showing an example in which the heat transfer unit is composed of an electric heating wire.
  • FIG. 5 is a view showing a cross-sectional configuration of a plate compression member, a view showing an example in which the heat transfer part is composed of a planar heating element.
  • FIG. 6 is a flow chart showing a method of manufacturing a compressed body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a compressed body according to another embodiment.
  • FIGS. 8 to 10 are diagrams showing a schematic appearance of a well-being heating chair according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a photograph showing the expanded vermiculite used in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a photograph showing the rosin powder used in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a photograph showing a state before the third charcoal powder used in an embodiment of the present invention is pulverized.
  • the chair 10 according to the present invention is a compressed body including a plate-shaped plate compression member 10 ′′ and a rod-shaped support compression member 10 ′, as shown in FIGS. 1 to 2, the plate compression It will be exemplified as including a heat transfer unit 20 built into the member 10 ′′ and a charcoal block 30 disposed at one side of the plate compression member 10 ′′ and disposed on one side of the plate compression member 10 ′′. I can.
  • the plate compression member 10 ′′ may be used as a seat plate and a back of the chair 10, and the support compression member 10 ′ may be used as a leg of the chair 10.
  • a chair-shaped structure may be formed by properly combining the plate compression member 10 ′′ and the support compression member 10 ′.
  • An insertion groove into which the heat transfer part 20 and the charcoal block 30 are inserted may be formed in the plate compression member 10 ′′.
  • the charcoal block 30 may be prepared from raw materials made of oak and pine.
  • the charcoal block 30 may be formed by adding a binder to charcoal powder and then compressing it, or a solid charcoal may be cut into a certain form.
  • Charcoal is a natural material that is harmless to the human body and is eco-friendly, has excellent humidity control functions, has excellent antibacterial properties, sterilization and deodorization properties, and can be expected to radiate far-infrared rays.
  • the heat transfer unit 20 is a means for performing a heating function, and may increase the body temperature of a seated person seated in a chair, and promote sterilization, deodorization, and far-infrared radiation efficiency of the char block 30.
  • the heat transfer unit 20 may be a known electric heating wire, a planar heating element, etc., as shown in FIGS. 3 to 4.
  • the well-being heating chair according to an embodiment of the present invention may include a coating layer 2 covering the surface of the compressed body.
  • the coating layer 2 may be formed by coating an inorganic binder on the surface of the compressed body.
  • the compressed body may be formed including 90% by weight of the second mixture and 10% by weight of the third mixture based on the total weight.
  • the second mixture may be formed by mixing expanded vermiculite and 5 to 30 parts by weight of the first mixture based on 100 parts by weight of expanded vermiculite.
  • the content of the first mixture is less than 5 parts by weight, the bonding strength of the rosin powder may not be sufficient, so that the strength of the chair may decrease.
  • a relatively high content of the expanded vermiculite may cause problems in that the homogeneity of the second mixture is deteriorated, such as not being properly liquefied when the second mixture is prepared, or a part of the expanded vermiculite is locally agglomerated. This homogeneity problem may consequently act as a cause of lowering the compressive strength of the chair.
  • the content of the first mixture exceeds 30 parts by weight, the content of expanded vermiculite is relatively small, and various effects of the expanded vermiculite may not be properly implemented.
  • the expanded vermiculite may be pulverized into particles having a size of 20 to 25 mesh. If the size of the pulverized expanded vermiculite is less than 20 mesh, there may be a problem that the vermiculite particles are exposed to the surface of the molded chair, making it difficult to see visually. If the size of the pulverized expanded vermiculite exceeds 25 mesh, when mixing raw materials Since mixing is difficult, the liquefaction of the second mixture is not performed properly, which may cause manufacturing problems.
  • the expanded vermiculite is a lightweight, natural material that is harmless to the human body and is an eco-friendly material.
  • the expanded vermiculite has excellent non-flammability of the first grade, and has good absorption capacity as a porous structure, so it is very effective when used as a chair mainly installed indoors.
  • the first mixture may include 50 to 70% by weight of rosin powder pulverized with 300 to 325 mesh and 30 to 50% by weight of alcohol based on the total weight.
  • liquid sodium silicate as a binder to reinforce strength.
  • liquid silicate soda due to its characteristics, liquid silicate soda has poor flow characteristics, so it is difficult to uniformly mix when mixing raw materials, and if a certain amount or more is excessively added, problems such as agglomeration or lump formation may occur.
  • liquid sodium silicate may be replaced with a first mixture consisting of rosin powder and alcohol, and used as a binder between expanded vermiculite, which will be described later.
  • the size of the pulverized rosin powder is less than 300 mesh, some of the particles of rosin powder are exposed to the surface of the chair, which may cause visually unfavorable problems. If the size of the pulverized rosin powder exceeds 325 mesh, dispersibility This decreases, the homogeneity of the first mixture is lowered, and thus the second mixture is not properly liquefied, so that the bonding strength of the rosin powder may be lowered, and as a result, the compressive strength of the chair may be lowered.
  • such a rosin powder When liquefied, such a rosin powder is a natural material with excellent adhesion and bonding strength, and is harmless to the human body, and is located in the gap between adjacent expanded vermiculite to increase the bonding strength between expanded vermiculite, thereby improving the compressive strength of the material formed by compression at high heat. .
  • the resin powder since the resin powder is a material having excellent waterproof properties, it can impart excellent waterproof properties to the finished chair.
  • the content of the rosin powder in the first mixture is less than 50% by weight, the bonding force between the expanded vermiculite is lowered, and thus the compressive strength of the chair may be lowered.
  • the content of rosin powder does not exceed 70% by weight in order to maintain the incombustibility of the present invention at a certain level.
  • the content of alcohol in the first mixture is less than 30% by weight, mixing may not be performed properly when the first mixture is blended, so that some of the rosin powder may remain undissolved, thereby reducing homogeneity.
  • the alcohol content exceeds 50% by weight, the content of the rosin powder is relatively small, so as described above, the compressive strength decreases.
  • the third mixture may be formed by mixing liquid silicate soda and charcoal pulverized with 200 to 325 mesh.
  • the size of the pulverized charcoal is less than 200 mesh, there may be a problem that the charcoal particles are exposed to the surface of the molded chair, making it difficult to see visually. If the size of the pulverized charcoal exceeds 325 mesh, liquid sodium silicate It is not mixed properly and some clumps or lumps may occur. Accordingly, the third mixture may not properly fill the space between the hole of the expanded vermiculite and the expanded vermiculite, and as a result, the quality and strength of the chair may be deteriorated.
  • the charcoal is a natural material that is harmless to the human body and is environmentally friendly, has excellent humidity control functions, has excellent antibacterial properties, sterilization properties, and deodorization properties, and can be expected to radiate far-infrared rays.
  • charcoal may be made of a variety of wood as a raw material, preferably may be prepared from a raw material consisting of oak and pine.
  • the charcoal is 20 to 50% by weight of the first charcoal powder having an oak as a raw material and a bar-shaped structure, and 50 to 80% by weight of the second charcoal powder having a pine tree as a raw material and having a spherical structure May contain %.
  • the second charcoal powder may serve to improve homogeneity when blended with the second mixture by maintaining the viscosity of the second mixture in a thick state.
  • the second charcoal powder is filled in the gaps provided between the first charcoal powders that are in close contact with each other to increase the density of the third mixture and at the same time serve as a binder to allow the charcoal to be well combined with the liquid sodium silicate. Accordingly, when a third mixture is prepared by composing charcoal with the first charcoal powder and the second charcoal powder as in this embodiment, as a result, the first charcoal powder and the second charcoal powder having different shapes are combined in an entangled state to compress the chair. Strength and workability can be further improved.
  • the content of charcoal in the third mixture may be limited to 15 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of liquid silicate soda.
  • the content of the first charcoal powder is less than 20% by weight, the overall strength provided by the charcoal may decrease, and the content of the second charcoal powder is relatively increased. Since it is a weak material, it is preferable to maintain the content of the first charcoal powder at 20% by weight or more in order to maintain the non-flammability of the present embodiment at a certain level.
  • the third mixture may further include a third charcoal powder in addition to the first and second charcoal powders, if necessary.
  • the third mixture may be prepared by mixing 40 to 80 parts by weight of charcoal based on 100 parts by weight of liquid silicate soda. If the content of charcoal is less than 40 parts by weight, the bonding strength is weakened and the strength of the composition decreases, and the functional characteristics of charcoal such as excellent humidity control function, antibacterial property, sterilization property and deodorization property may not be properly implemented.
  • this third mixture is stirred for 2 to 3 hours with 10 to 35% by weight of the first charcoal powder, 25 to 45% by weight of the second charcoal powder, and 20 to 45% by weight of the third charcoal powder based on 100 parts by weight of liquid silicate soda. It can be prepared.
  • the third charcoal powder may be formed by burning rice husk in a high temperature vacuum.
  • the rice husk is an eco-friendly material that is inexpensive and has far-infrared radiation, and is harmless to the human body.
  • the third charcoal powder prepared from rice husk has the advantage of being well mixed with liquid silicate soda serving as an inorganic binder.
  • the third charcoal powder acts as a curing agent when reacted with liquid sodium silicate, and thus, it may play a role of further improving the non-combustibility of furniture and increasing the strength. If the content of the third charcoal powder is less than 20% by weight, the effect of the third charcoal powder may not be properly realized, and if the content of the third charcoal powder is more than 45% by weight, the bonding strength may be weakened.
  • the compressed body may include 80 to 95% by weight of the second mixture and 5 to 20% by weight of the third mixture based on the total weight.
  • the expanded vermiculite contained in the second mixture has a porous structure, and the resin powder of the first mixture has filled some of the spaces between the pores of the expanded vermiculite and the expanded vermiculite.
  • the second mixture and the third mixture are stirred , While the third mixture fills the remaining spaces in the expanded vermiculite of the second mixture, it is possible to form a compressed body of the chair 10 with greatly improved compressive strength.
  • the content of the third mixture is less than 5% by weight, some of the empty spaces of the second mixture are not filled, so that the compressive strength of the chair to be molded may decrease.
  • the content of the third mixture is more than 20% by weight, a part of the third mixture remains even after all the empty spaces of the second mixture are filled, resulting in a problem that the homogeneity of the compressed body is deteriorated.
  • the content of the liquid sodium silicate increases, making it difficult to uniformly blend when mixing the raw materials, and problems such as agglomeration or lumping of some components in the compacted body may occur. There may be a problem of deterioration.
  • the manufacturing method of the well-being heating chair 10 includes the steps of (a) preparing a compressed body, (b) embedding the heat transfer unit 20 in the plate compression member 10 ′′, and (c) the It may be illustrated as including the step of embedding the charcoal block 30 in the plate compression member 10'' so that the charcoal block 30 is disposed on one side of the heat transfer unit 20.
  • the heat transfer unit 20 is embedded in the prepared compression body, more specifically, the insertion groove of the plate compression member 10 ′′.
  • the plate compression member 10 ′′ may be provided with a wire path for wiring when the heat transfer unit 20 is embedded, if necessary.
  • the charcoal block 30 is disposed so that the heat transfer part 20 is covered. If necessary, a cover may be overlaid on the plate compression member 10 ′′ in which the charcoal block 30 is disposed.
  • step (a) of preparing the compact may be subdivided into the following steps, and the step (a) will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
  • a first step of first pulverizing the rosin powder into 300 to 325 mesh, and mixing 50 to 70% by weight of the pulverized rosin powder and 30 to 50% by weight of alcohol is performed (S1).
  • the first step is preferably performed at room temperature.
  • a second step (S2) of preparing and crushing expanded vermiculite may be performed.
  • vermiculite is rapidly heated at 1,000 to 1,100°C so that it expands up to about 20 times.
  • the expanded vermiculite as a main component can be prepared by transforming the vermiculite into a porous material having numerous holes.
  • the vermiculite when the vermiculite is calcined at a temperature lower than 1,000°C, some of the vermiculite is calcined less, and thus the properties of the expanded vermiculite prepared may be deteriorated.
  • the vermiculite particles when the vermiculite is calcined at a temperature higher than 1,100°C, the vermiculite particles may crumble or crumble, and the vermiculite powder may be blown out or part of the vermiculite may be aggregated into a lump when mixing the raw materials.
  • the expanded vermiculite after the second step is pulverized into particles having a size of 20 to 25 mesh. If the size of the pulverized expanded vermiculite exceeds 25 mesh, mixing may be difficult when mixing the raw materials, which may cause a problem in that the liquefaction of the second mixture is not properly performed in the third step below.
  • the second mixture is not properly liquefied, the workability is significantly lowered when the compression body for manufacturing the chair is prepared, so even if the compression body is processed by pressing the fourth mixture of the present embodiment at high temperature and high pressure, the shape is as desired by the manufacturer. There may be a problem that it is not formed properly or its quality is significantly deteriorated.
  • the second step of expanding vermiculite is a process of heating the vermiculite at a very high temperature for a certain period of time, a purification action in which all foreign substances such as radon and various bacteria in the vermiculite are removed can be performed together. So you can increase the stability of the chair.
  • a third step of preparing a liquefied second mixture using the expanded vermiculite pulverized in the second step as a main component proceeds (S3).
  • this third step 5 to 30 parts by weight of the first mixture is mixed with respect to 100 parts by weight of expanded vermiculite and stirred at 100° C. for 1 to 2 hours to prepare a second mixture.
  • the second mixture may be formed by simultaneously adding the first mixture and expanded vermiculite to a mixer to mix, and then stirring the mixture at 100° C. for 1 to 2 hours and cooling naturally.
  • the stirring and natural cooling process of the expanded vermiculite and the first mixture may be preferably repeated five times. This is to improve the workability when fabricating a chair with a fourth mixture to be described later. This is in order to increase the level to an appropriate maintenance level and also to improve the reactivity with the third mixture described later.
  • the process of stirring and natural cooling of the expanded vermiculite and the first mixture is repeated four or less times, the viscosity of the second mixture does not rise to a sufficient level of fluidity, and as a result, the reactivity with the third mixture decreases and the strength of the chair decreases. Problems may occur.
  • the stirring and natural cooling process of the expanded vermiculite and the first mixture is preferably repeated only five times, since there is no significant difference in effect even if repeated six or more times.
  • the charcoal is pulverized into 200 to 325 mesh, and liquid sodium silicate (sodium silicate) serving as an inorganic binder and the pulverized charcoal are stirred to prepare a third liquefied mixture. (S4). Since the third mixture fills the space between the expanded vermiculite and the expanded vermiculite in the second mixture, it may increase the strength of the molded chair.
  • liquid sodium silicate sodium silicate
  • such charcoal may be made of a variety of wood as a raw material, preferably may be prepared from a raw material consisting of oak and pine.
  • the charcoal may include two types of charcoal powder having different textures, and more specifically, the first charcoal powder having a large and elongated bar-shaped structure and a relatively small and rounded sphere-shaped It may include a second charcoal powder having a texture.
  • the first charcoal powder may be prepared by burning oak wood at 800°C in a vacuum and has a relatively harder strength
  • the second charcoal powder may be prepared by burning pine wood at 800°C in a vacuum.
  • the charcoal may preferably include 20 to 50% by weight of the first charcoal powder and 50 to 80% by weight of the second charcoal powder.
  • the third mixture may be prepared by further mixing and stirring the third charcoal powder.
  • the third mixture may be prepared by mixing 40 to 80 parts by weight of charcoal based on 100 parts by weight of liquid silicate soda. If the content of charcoal is less than 40 parts by weight, the bonding strength is weakened and the strength of the composition decreases, and the functional characteristics of charcoal such as excellent humidity control function, antibacterial property, sterilization property and deodorization property may not be properly implemented.
  • the third charcoal powder may be prepared by burning rice husk at 1,500° C. vacuum.
  • rice husk is preferably used in preparing the third charcoal powder in this embodiment is because the carbon content of rice husk is very high.
  • the first to third charcoal powder obtained through the above process is preferably mixed with liquid sodium silicate after passing through five crushing operations. At this time, if the crushing operation is repeated less than five times, the homogeneity of the third mixture may be reduced, and the adhesive strength of the liquid sodium silicate may be decreased.
  • the third mixture prepared as described above may be rolled to a thickness of 2 to 3 mm using a roller in a rolling mill as a post process and pressurized (S10) may be additionally repeated three times.
  • the first to third charcoal powders included in the third mixture are spread evenly throughout the third mixture, thereby improving adhesion, and as a result, the strength of the composition may be improved.
  • a fifth step of preparing a fourth mixture by mixing the second mixture and the third mixture is performed (S5).
  • the fourth mixture may be prepared by stirring 80 to 95% by weight of the second mixture and 5 to 20% by weight of the third mixture for 2 to 3 hours based on the total weight of the fourth mixture.
  • the expanded vermiculite contained in the second mixture has a porous structure, and the resin powder of the first mixture fills some of the spaces between the pores of the expanded vermiculite and the expanded vermiculite.
  • the second mixture and the third mixture are stirred , As the third mixture fills the voids between the expanded vermiculite of the second mixture, a fourth mixture having significantly improved compressive strength is formed.
  • the content of the third mixture is less than 5% by weight, a part of the space of the second mixture may not be filled, so that the compressive strength of the compressed body and the completed chair may decrease.
  • the content of the third mixture is more than 20% by weight, a portion of the third mixture remains even after all the empty spaces of the second mixture are filled, resulting in a problem that the homogeneity of the fourth mixture decreases.
  • the content of the liquid soda silicate increases, making it difficult to uniformly mix the raw materials, and problems such as lumping or lumping of some components in the fourth mixture may occur. Problems can arise.
  • a mold having a shape corresponding to the shape of the chair to be produced was prepared, and the fourth mixture was put into a mold heated at 180 to 230°C, and pressed for 5 minutes with a high pressure press of 2,000 to 2,300 tons to the desired shape. Proceeds to the sixth step of providing the compressed body (S6).
  • the mold may have various shapes and thicknesses depending on the chair.
  • the compressed body is configured by pressing each of a rod-shaped support compression member 10 ′ and a plate-shaped plate compression member 10 ′′, and they are assembled together to form a chair.
  • the plate compression member 10 ′′ may be used as a seat or a back of the chair 10, and the support compression member 10 ′ may serve as a leg of the chair 10.
  • the support compression member 10 ′ and the plate compression member 10 ′′ are assembled to each other in a tenth step (S11) to be described later to form a chair.
  • the first mixture is prepared by mixing the rosin powder and the alcohol to make the rosin powder homogeneous.
  • the expanded vermiculite is mixed to prepare a liquefied second mixture to homogenize the expanded vermiculite, and a third liquefied mixture in which the charcoal becomes homogeneous is prepared by mixing liquid sodium silicate and finely ground charcoal. 2
  • charcoal is filled between the expanded vermiculite, and the fourth mixture is homogeneous and has excellent bonding strength between the components, so that a fourth mixture capable of providing high strength can be prepared. Therefore, while taking all the beneficial effects of each component, it is possible to minimize problems that may occur while each component is mixed.
  • charcoal fills the space formed in the expanded vermiculite, and soda silicate and rosin powder are combined to fill the gap, so that it is possible to manufacture a well-being heating chair that is lightweight and has superior strength and non-flammability than existing chairs.
  • a seventh step of natural cooling for 72 hours or more by demolding the compressed body from the mold is performed (S7). If the natural cooling time of the seventh step is less than 72 hours, the strength of the compressed body may decrease. In addition, when the temperature at which the compressed body is cooled is significantly different from room temperature, defects such as cracks may occur during the drying process of the compressed body.
  • the eighth step of removing the surface foreign matter of the compressed body using sandpaper or chamfering is performed (S80).
  • a foreign material removal process is not limited to sandpaper or chamfering, and may be performed through various other methods.
  • a ninth step of coating the surface of the compressed body with an inorganic binder is performed (S9).
  • an inorganic binder is first coated on the top and side surfaces of the compressed body, dried, and then turned over, the inorganic binder is secondarily coated and dried on the bottom and side surfaces of the compressed body.
  • a tenth step (S11) of constructing a general chair-shaped structure by assembling the supporting compression member 10 ′ and the plate compression member 10 ′′ in which the binder is dried is performed.
  • the chair 10 can be configured by combining only the support compression member 10' and the plate compression member 10 ′′, but a joint member 10 ′′'that connects the plate compression member 10 ′′ It may additionally include.
  • the chair of the present invention can be modified in various forms other than those described above, and all modified embodiments should also be construed as belonging to the scope of the present invention, unless departing from the technical spirit of the present invention.

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Abstract

본 발명은, 친환경적 조성물을 사용하여 인체에 해가 없고, 습도 조절 기능, 항균성 및 탈취성 등을 제공할 수 있고, 부피 대비 경량으로 취급이 용이하고 불연성을 가지면서도 우수한 압축 강도를 가지는 웰빙 온열의자 및 그 제조 방법을 제공한다.

Description

웰빙 온열의자 및 이의 제조 방법
본 발명은 웰빙 온열의자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체에 무해한 친환경적이며, 습도 조절 기능, 항균성 및 탈취성을 제공하기 때문에 인체에 반복적으로 접촉되는 부위가 있을시 그 부분의 피부 자극을 최소화시키고 주변 공기질을 개선하고 쾌적한 환경을 조성하는데 기여할 수 있는 웰빙 온열의자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
사람이 앉을 때 사용하는 의자는 다양한 재질로 만들어질 수 있는데, 근래에는 원목 대비 저렴하다는 이유로 베니어, 톱밥, 섬유상으로 가공, 접착한 합판(Plywood), 파티클보드(Particleboard), 섬유판(Fiberboard) 등의 목질접착 제품의 수요가 꾸준히 증가하고 있으며 이들 목질판상제품은 인체에 유해한 포름알데히드계 접착제가 혼합되었을 뿐 아니라 방부처리를 위하여 포르말린에 침지시키며, 이렇게 완성된 목재를 이용하여 의자를 제조하는 것이 일반적이었다.
그러나 이러한 목재는 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠 등 다량의 유해물질이 배출되며, 이에 따라 아토피 등의 피부질환, 비염 등의 각종 질환이 발생하는 원인이 되기도 한다.
아직까지 친환경 가구로서 유해 VOC(휘발성 유기화합물, Volatile Organic Compounds) 방출을 줄이도록 목재가 가지는 결함을 보완하면서 도료 자체에서 방출되는 유해물질이 없애면서 목재가 숨쉬는 재료로 남아있도록 하는 데에는 한계가 존재하고 있다.
상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 최근에는 의자의 표면에 칠해지는 도료인 기능성 도료를 사용하여 도포하고 있으나, 기능성 도료는 도포 후 건조도면 그 기능이 반감되는 단점이 있다.
또한, 이러한 가공된 목재는 화재에 매우 취약해서 불연성과 관련된 문제를 해소하기 위해, 여러 가지 종류의 불연성 조성물을 포함시켜 제조하고 있다.
그러나, 종래의 불연성 조성물은 가격을 낮추기 위해 다양한 종류의 화학 물질로 이루어진 불연제 또는 난연제 등을 사용하게 되는데, 이러한 화학 물질은 포르말린, 톨루엔, 휘발성 유기 물질 등을 포함하여 각종 알레르기성 질환이나 호흡기 질환과 같은 인체에 해로운 여러 가지 문제를 일으킬 뿐만 아니라 폐기시 환경 오염을 발생시키게 된다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 1) 국내등록특허공보 10-0695910호
(특허문헌 2) 국내등록특허공보 10-1213988호
본 발명은 종래의 기술이 가지는 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로서, 인체에 무해한 친환경적이며, 습도 조절 기능, 항균성 및 탈취성을 제공하기 때문에 인체에 반복적으로 접촉되는 부위가 있을시 그 부분의 피부 자극을 최소화시키고 주변 공기질을 개선하고 쾌적한 환경을 조성하는데 기여할 수 있는 웰빙 온열의자 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 의자는 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 판상의 판압축부재 및 봉 형상의 지지압축부재를 포함하는 압축체; 상기 판압축부재에 내장되는 전열부; 및 상기 판압축부재에 내장되되, 상기 전열부의 일측으로 배치되는 숯 블럭;을 포함하며, 상기 판압축부재는 의자의 좌판과 등받이로 사용되고 상기 지지압축부재는 의자의 다리로 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압축체는, 1,000 내지 1,100℃에서 가열한 뒤 20 내지 25메쉬로 분쇄한 팽창 질석과, 팽창 질석 100중량부에 대하여 제1 혼합물 5 내지 30중량부를 혼합하여 형성되는 제2 혼합물; 및 액상 규산 소다와 200 내지 325메쉬로 분쇄한 숯을 혼합하여 형성되는 제3 혼합물; 로 이루어지되, 상기 제1 혼합물은, 총 중량에 대하여 300 내지 325메쉬로 분쇄한 송진 분말 50 내지 70중량%와, 알코올 30 내지 50중량%를 포함하고, 상기 제2 혼합물은 제1 혼합물과 팽창 질석을 혼합기에 동시에 투입하여 혼합한 후, 이 혼합물을 100℃에서 1 내지 2시간 동안 교반하고 자연 냉각하는 과정을 5회 반복하여 형성되며, 상기 제3 혼합물은 압연기에서 가압되는 작업을 3회 반복하여 형성되며, 상기 제2 혼합물 80 내지 95중량%와 제3 혼합물 5 내지 20중량%가 2 내지 3시간 동안 교반되어 제4 혼합물이 형성되며, 상기 제4 혼합물은 2,000 내지 2,300톤 압력의 유압 프레스로 180 내지 230℃에서 5분간 프레싱되어 압축체로 형성되되, 상기 제1 혼합물은 상기 송진 분말과 알코올이 상온에서 혼합되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제3 혼합물은 액상 규산 소다 100중량부에 대하여 숯 40 내지 80중량부를 포함하고, 상기 숯은, 참나무를 원료로 하고 막대 형태의 조직을 갖는 제1 숯 분말 10 내지 35중량%와, 소나무를 원료로 하고 구 형태의 조직을 갖는 제2 숯 분말 25 내지 45중량%와, 왕겨를 고온 진공 상태에서 연소하여 형성되는 제3 숯 분말 20 내지 45중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 웰빙 온열의자의 제조방법에 있어서, (a) 압축체를 준비하는 단계; (b) 판압축부재에 전열부를 내장하는 단계; 및 (c) 상기 전열부의 일측으로 숯 블럭이 배치되도록 판압축부재에 숯 블럭을 내장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 (a) 단계는, 300 내지 325메쉬로 분쇄한 송진 분말 50 내지 70중량%와 알코올 30 내지 50중량%를 상온에서 혼합하여 제1 혼합물을 마련하는 제1 단계; 질석을 1,000 내지 1,100℃에서 가열하여 팽창 질석을 마련하고, 이 팽창 질석을 20 내지 25메쉬로 분쇄하는 제2 단계; 분쇄한 팽창 질석 100중량부에 대하여 제1 혼합물 5 내지 30중량부를 혼합하고 100℃에서 교반하여 액상화된 제2 혼합물을 마련하는 제3 단계; 액상 규산 소다와, 상기 액상 규산 소다 100중량부에 대하여 200 내지 325메쉬로 분쇄한 숯 40 내지 80중량부를 혼합하고 2 내지 3시간 동안 교반하여 액상화된 제3 혼합물을 마련하는 제4 단계; 제4 혼합물의 총 중량에 대하여 제2 혼합물 80 내지 95중량%와 제3 혼합물 5 내지 20중량%를 2 내지 3시간 동안 교반하여 제4 혼합물을 마련하는 제5 단계; 제4 혼합물을 2,000 내지 2,300톤 압력의 유압 프레스로 180 내지 230℃에서 5분간 프레싱하여 봉 형상의 지지압축부재와 판상의 판압축부재로 구성되는 압축체를 마련하는 제6 단계; 상기 압축체를 탈형하여 72시간 이상 자연 냉각하는 제7 단계; 상기 압축체의 표면 이물질을 제거하는 제8 단계; 상기 압축체의 상면과 측면에 1차적으로 무기 바인더를 코팅하고 건조한 다음 뒤집어서 압축체의 저면과 측면에 2차적으로 무기 바인더를 코팅하여 건조하는 제9 단계; 및 상기 지지압축부재와 판압축부재를 상호 조립하여 의자 형태의 구조물을 구축하는 제10 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 인체에 무해한 팽창 질석, 숯 및 액상 규산 소다와 같은 친환경적 조성물을 사용하며, 팽창 질석과 숯에 의해 습도 조절 기능과, 항균성 및 탈취성 등의 다양한 기능적 특성을 제공할 수 있으며 인체와 직간접적으로 닿는 의자로부터 발생하는 각종 알레르기성 질환이나 호흡기 질환을 방지할 수 있다.
또한, 다공질로 된 팽창 질석에 숯이 결합된 상태로 송진 분말이 팽창 질석과 숯의 틈새를 채우면서 의자가 성형되므로 제조된 의자가 부피 대비 경량이고 불연성을 가지면서도 기존의 불연성 재료 대비 우수한 압축 강도를 가지게 되어 의자의 부가가치를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시 예에 의해 제조된 의자는 폐기시 분쇄하여 액상화시키면 다시 다른 가구재의 재료로 활용할 수 있어 자원의 재활용에도 유리하고 환경 보호에도 유리하다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웰빙 온열의자의 전체적인 외관을 도시한 도면.
도 2는 숯 블럭의 분해구성을 도시한 도면.
도 3은 좌판과 등받이 모두에 숯 블럭이 적용된 상태를 도시한 도면.
도 4는 판압축부재의 단면구성을 보인 도면으로, 전열부가 전기열선으로 구성된 일례를 도시한 도면.
도 5는 판압축부재의 단면구성을 보인 도면으로, 전열부가 면상발열체로 구성된 일례를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축체의 제조 방법을 도시한 흐름도.
도 7은 다른 실시 예에 따른 압축체의 제조 방법을 도시한 흐름도.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 웰빙 온열의자의 개략적인 외관을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 팽창 질석을 나타낸 사진.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 송진 분말을 나타낸 사진.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 제3 숯 분말이 분쇄되기 전의 상태를 나타낸 사진.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되지 않고 청구 범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구 범위에 기재된 권리 범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다.
본 발명에 따른 의자(10)는 도 1에 내지 도 2에 도시된 바와 같이 판상의 판압축부재(10'') 및 봉 형상의 지지압축부재(10')를 포함하는 압축체, 상기 판압축부재(10'')에 내장되는 전열부(20) 및 상기 판압축부재(10'')에 내장되되, 상기 전열부(20)의 일측으로 배치되는 숯 블럭(30)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.
상기 판압축부재(10'')는 의자(10)의 좌판과 등받이로 사용되고 상기 지지압축부재(10')는 의자(10)의 다리로 사용될 수 있다. 상기 판압축부재(10'')와 지지압축부재(10')를 적절히 조합해 의자 형태의 구조물을 형성할 수 있다.
상기 판압축부재(10'')에는 전열부(20)와 숯 블럭(30)이 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.
상기 숯 블럭(30)은 참나무와 소나무로 이루어진 원료로부터 마련할 수 있다. 숯 블럭(30)은 숯 분말에 결합제를 첨가 후 압축해 형성하거나 솔리드 형태의 숯을 일정 형태로 절단시킨 것을 사용할 수 있다.
숯은 천연 소재로서 인체에 무해하고 친환경적이며, 습도 조절 기능이 뛰어나고, 우수한 항균성, 살균성 및 탈취성을 가지며, 원적외선을 방사하는 효과 등을 기대할 수 있다.
전열부(20)는 발열기능을 담당하기 위한 수단으로, 의자에 착석된 착석자의 체온을 상승시키며, 숯 블럭(30)의 살균, 탈취, 원적외선 방사 효능을 촉진시킬 수 있다.
전열부(20)는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 공지의 전기열선, 면상발열체 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 웰빙 온열의자는, 압축체의 표면을 커버하는 코팅층(2)을 포함할 수 있다.
코팅층(2)은 압축체의 표면에 무기 바인더를 코팅하여 형성될 수 있다.
여기서, 압축체는, 총 중량에 대하여 제2 혼합물 90중량%와 제3 혼합물 10중량%를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제2 혼합물은, 팽창 질석과, 팽창 질석 100중량부에 대하여 제1 혼합물 5 내지 30중량부를 혼합하여 형성될 수 있다.
이때, 제1 혼합물의 함량이 5중량부 보다 적으면 송진 분말의 결합력이 충분하지 않아 의자의 강도가 저하될 수 있다. 또한, 상대적으로 팽창 질석의 함량이 많아져 제2 혼합물 마련시 액상화가 제대로 되지 않거나 팽창 질석 중의 일부가 국부적으로 뭉쳐지게 되는 등 제2 혼합물의 균질성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 균질성의 문제는 결과적으로 의자의 압축 강도를 저하시키는 원인으로 작용할 수 있다.
또한, 제1 혼합물의 함량이 30중량부를 초과하면 상대적으로 팽창 질석의 함량이 적어지면서 팽창 질석의 다양한 효과가 제대로 구현되지 못할 수 있다.
이때, 팽창 질석은 20 내지 25 메쉬 크기의 입자로 분쇄될 수 있다. 분쇄한 팽창 질석의 크기가 20메쉬 미만인 경우 질석 입자가 성형된 의자의 표면에 노출되어 시각적으로 보기에 좋지 않게 되는 문제가 발생할 수 있고, 분쇄한 팽창 질석의 크기가 25메쉬를 초과하면 원료 배합시 혼합이 어려워 제2 혼합물의 액상화가 제대로 이루어지지 않게 되어 제조 상의 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 팽창 질석은 부피 대비 경량이고, 천연 재료로서 인체에 무해하고 친환경적인 소재이다. 또한, 상기 팽창 질석은 1급의 우수한 불연성을 가지고 있으며, 다공질의 구조로서 흡수 능력이 좋기 때문에 주로 실내에 설치되는 의자로 활용시 매우 효과적이다.
상기 제1 혼합물은, 총 중량에 대하여 300 내지 325메쉬로 분쇄한 송진 분말 50 내지 70중량%와, 알코올 30 내지 50중량%를 포함할 수 있다.
종래의 가구재 중 일부는 강도를 보강하기 위해 결합제로 액상 규산 소다를 사용한다. 그러나, 액상 규산 소다는 그 특성 상 흐름성이 좋지 않아 원료 배합시 균일한 배합이 어려워 일정 량 이상을 과다하게 투입하면 한쪽에 뭉쳐지거나 덩어리가 지는 등의 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 본 실시 예에서는 액상 규산 소다 중 일부를 송진 분말과 알코올로 이루어진 제1 혼합물로 대체하여 후술하는 팽창 질석 간의 결합제로 사용할 수 있다.
또한, 분쇄한 송진 분말의 크기가 300메쉬 미만인 경우 송진 분말의 입자 중 일부가 의자의 표면에 노출되어 시각적으로 좋지 않은 문제가 발생할 수 있고, 분쇄한 송진 분말의 크기가 325메쉬를 초과하면 분산성이 저하되어 제1 혼합물의 균질성이 저하되고 이에 제2 혼합물의 액상화가 제대로 이루어지지 않게 되어 송진 분말의 결합력이 저하될 수 있고 결과적으로 의자의 압축 강도가 낮아질 수 있다.
이러한 송진 분말은 액상화되면 접착력 및 결합력이 우수한 천연 소재로서, 인체에 무해하고, 인접한 팽창 질석의 틈새에 위치하여 팽창 질석 간의 결합력을 높임으로써 고열로 압착하여 성형되는 재료의 압축 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 송진 분말은 방수성이 우수한 물질이므로 완성된 의자에 우수한 방수성을 부여할 수 있다.
제1 혼합물에서 송진 분말의 함량이 50중량% 보다 적으면 팽창 질석 간의 결합력이 낮아져 의자의 압축 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 다만 송진은 기화성 물질이므로, 본 발명의 불연성을 일정 수준으로 유지하기 위해서는 송진 분말의 함량이 70중량%를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 혼합물에서 알코올의 함량이 30중량% 보다 적으면 제1 혼합물 배합시 혼합이 제대로 되지 않아 송진 분말 중 일부가 녹지 않은 채로 있을 수 있어 균질성이 저하될 수 있다. 또한, 알코올의 함량이 50중량%를 초과하면 상대적으로 송진 분말의 함량이 적어지므로 앞서 설명한 대로 압축 강도가 저하되는 문제가 발생하게 된다.
상기 제3 혼합물은, 액상 규산 소다와 200 내지 325메쉬로 분쇄한 숯을 혼합하여 형성될 수 있다.
이때, 분쇄한 숯의 크기가 200메쉬 미만인 경우 숯 입자가 성형된 의자의 표면에 노출되어 시각적으로 보기에 좋지 않게 되는 문제가 발생할 수 있고, 분쇄한 숯의 크기가 325메쉬를 초과하면 액상 규산 소다와 제대로 혼합되지 않고 일부가 뭉치거나 덩어리가 지는 문제가 발생할 수 있다. 이에 제3 혼합물이 팽창 질석의 구멍과 팽창 질석 사이사이의 공간을 제대로 채우지 못하여 결과적으로 의자의 품질 및 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 숯은 천연 소재로서 인체에 무해하고 친환경적이며, 습도 조절 기능이 뛰어나고, 우수한 항균성, 살균성 및 탈취성을 가지며, 원적외선을 방사하는 효과 등을 기대할 수 있다.
또한, 이러한 숯은 다양한 나무를 원료로 할 수 있으며, 바람직하게는 참나무와 소나무로 이루어진 원료로부터 마련할 수 있다.
본 실시 예에서, 상기 숯은, 참나무를 원료로 하고 막대 형태의 조직을 갖는 제1 숯 분말 20 내지 50중량%와, 소나무를 원료로 하고 구 형태의 조직을 갖는 제2 숯 분말 50 내지 80중량%를 포함할 수 있다.
이때, 제2 숯 분말은 제2 혼합물의 점도를 걸쭉한 상태로 유지하여 제2 혼합물과의 배합시 균질성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 그리고, 제2 숯 분말은 서로 밀접하여 있는 제1 숯 분말의 사이마다 마련되는 틈새에 채워져 제3 혼합물의 밀도를 높임과 동시에 숯이 액상 규산 소다와 잘 결합되도록 하는 결합제의 역할을 한다. 이에 본 실시 예와 같이 제1 숯 분말과 제2 숯 분말로 숯을 구성하여 제3 혼합물을 마련하면 결과적으로 형태가 상이한 제1 숯 분말과 제2 숯 분말이 서로 얽힌 상태로 결합하여 의자의 압축 강도 및 가공성을 더욱 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 실시 예에서와 같이, 숯이 제1 숯 분말과 제2 숯 분말로 이루어지는 경우, 제3 혼합물에서 숯의 함량은 액상 규산 소다 100중량부에 대하여 15 내지 25중량부로 한정될 수 있다.
이때, 제1 숯 분말의 함량이 20중량% 미만이면 전반적으로 숯이 제공하는 강도가 저하될 수 있고 상대적으로 제2 숯 분말의 함량이 늘어나는데 제2 숯 분말의 재료가 되는 소나무는 불에 상대적으로 약한 물질이므로 본 실시 예의 불연성을 일정 수준으로 유지하기 위해서는 제1 숯 분말의 함량을 20 중량% 이상으로 유지하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 숯 분말의 함량이 50중량%를 초과하면 제3 혼합물의 균질성이 저하되며 이에 의자 성형시 압축이 제대로 되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 다른 실시 예로서, 상기 제3 혼합물은 필요시 숯이 제1 및 제2 숯 분말 이외에 제3 숯 분말을 더 포함할 수 있다.
이때, 제3 혼합물은 액상 규산 소다 100중량부에 대하여 숯 40 내지 80중량부를 혼합하여 마련할 수 있다. 숯의 함량이 40중량부 보다 적으면 결합력이 약해져 조성물의 강도가 저하되고, 숯의 기능적 특성인 우수한 습도 조절 기능, 항균성, 살균성 및 탈취성이 제대로 구현되지 못할 수 있다.
또한, 이러한 제3 혼합물은 액상 규산 소다 100중량부에 대하여 제1 숯 분말 10 내지 35중량, 제2 숯 분말 25 내지 45중량% 및 제3 숯 분말 20 내지 45중량%를 2 내지 3시간 동안 교반하여 마련할 수 있다.
또한, 상기 제3 숯 분말은 왕겨를 고온 진공에서 연소하여 형성할 수 있다. 상기 왕겨는 가격이 저렴하고 원적외선 방출능이 있는 친환경적 재료로서 인체에 무해한 특징을 가진다. 또한, 왕겨로부터 마련된 제3 숯 분말은 무기질 바인더의 역할을 하는 액상 규산 소다와 혼합이 잘 되는 이점이 있다.
이에 제3 숯 분말은 액상 규산 소다와 반응시 경화제로 작용하게 되므로, 이에 가구의 불연성을 더 향상시키고 강도를 더 높이는 역할을 할 수 있다. 제3 숯 분말의 함량이 20중량% 보다 적으면 이러한 제3 숯 분말의 효과가 제대로 구현되지 않을 수 있고, 제3 숯 분말의 함량이 45중량% 보다 많으면 결합력이 약해질 수 있다.
이와 같이, 본 실시 예에 의한 웰빙 온열의자(10)에서 압축체는, 총 중량에 대하여 제2 혼합물 80 내지 95중량%와 제3 혼합물 5 내지 20중량%를 포함할 수 있다.
제2 혼합물에 포함된 팽창 질석은 다공질의 구조로서, 제1 혼합물의 송진 분말이 팽창 질석의 구멍과 팽창 질석 사이사이의 공간들 중 일부를 채운 상태인데, 제2 혼합물과 제3 혼합물을 교반하면, 제3 혼합물이 제2 혼합물의 팽창 질석에 있는 나머지 공간들을 채우면서 압축 강도가 크게 향상된 의자(10)의 압축체를 형성할 수 있다.
이때, 제3 혼합물의 함량이 5중량% 보다 적으면 제2 혼합물의 빈 공간 중 일부가 채워지지 않아 성형되는 의자의 압축 강도가 저하될 수 있다.
또한, 제3 혼합물의 함량이 20중량% 보다 많으면 제2 혼합물의 빈 공간을 모두 채우고도 제3 혼합물 중 일부가 남게 되어 압축체의 균질성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 더불어, 이 경우, 액상 규산 소다의 함량이 증가하여 원료 배합시 균일한 배합이 어려워지면서 성형된 압축체 내에서 일부 성분이 한쪽에 뭉쳐지거나 덩어리가 지는 등의 문제가 발생할 수 있어서 압축체의 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 웰빙 온열의자(10)를 제조하는 방법의 바람직한 실시 예를 설명한다.
본 발명에 따른 웰빙 온열의자(10)의 제조방법은 (a) 압축체를 준비하는 단계, (b) 판압축부재(10'')에 전열부(20)를 내장하는 단계 및 (c) 상기 전열부(20)의 일측으로 숯 블럭(30)이 배치되도록 판압축부재(10'')에 숯 블럭(30)을 내장하는 단계를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.
상기 (b) 단계에서는 준비된 압축체, 보다 구체적으로, 판압축부재(10'')의 삽입홈에 전열부(20)를 내장시킨다. 판압축부재(10'')에는 필요에 따라 전열부(20) 내장시 배선을 위한 전선통로가 형성될 수 있다.
전열부(20)가 내장되면 전열부(20)가 덮히도록 숯 블럭(30)을 배치시킨다. 필요에 따라 숯 블럭(30)을 배치시킨 판압축부재(10'')에 커버를 덧씌울 수도 있다.
압축체를 준비하는 상기 (a) 단계는 아래 단계들로 세분화될 수 있으며, 첨부된 도면을 참고해 상기 (a) 단계에 대해 구체적으로 설명하겠다.
도 6에 도시된 바와 같이 먼저 송진 분말을 300 내지 325메쉬로 분쇄하고, 분쇄한 송진 분말 50 내지 70중량%와 알코올 30 내지 50중량%를 혼합하여 마련하는 제1 단계가 진행된다(S1). 이때, 송진 분말과 알코올의 혼합 온도가 높으면 알코올이 기화될 수 있으므로, 제1 단계는 상온에서 실시하는 것이 바람직하다.
이때, 기존의 액상 규산 소다 중 일부를 송진 분말로 대체하여 사용하면, 액상 규산 소다가 갖는 흐름성 저하의 문제가 최소화되어 원료 배합시 배합이 원활해질 수 있고, 조해성(deliquescence)이 해소되어 백화 현상이 크게 줄어 들게 된다.
이에 후술하는 제4 혼합물로 성형체를 성형시 정량 투입을 원활하게 할 수 있어서 성형체가 성형되는 시간을 상대적으로 단축시키고 결과적으로 의자의 제작 비용 및 제작 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
다음으로 팽창 질석을 마련하고 분쇄하는 제2 단계(S2)를 진행할 수 있다. 제2 단계를 진행하기 위해서는, 먼저 질석(Vermiculite)을 1,000 내지 1,100℃에서 급격히 가열하여 약 20배까지 팽창되도록 한다. 이에 질석을 수 많은 구멍을 갖는 다공질의 소재로 변형되도록 하여 주성분이 되는 팽창 질석을 마련할 수 있다.
이때, 질석을 1,000℃ 보다 더 낮은 온도에서 소성하면 질석 중 일부가 소성이 덜 되어 마련된 팽창 질석의 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 질석을 1,100℃ 보다 더 높은 온도에서 소성하면 질석 입자가 푸석거리거나 바스러질 수 있으며, 원료 배합시 질석 가루가 날리거나 일부가 덩어리로 뭉쳐지는 문제 등이 발생할 수 있다.
그리고, 제2 단계를 마친 팽창 질석을 20 내지 25메쉬 크기의 입자로 분쇄한다. 분쇄한 팽창 질석의 크기가 25메쉬를 초과하면 원료 배합시 혼합이 어려워 이하 제3 단계에서 제2 혼합물의 액상화가 제대로 이루어지지 않게 되는 문제가 발생할 수 있다.
만약 제2 혼합물 마련시 액상화가 제대로 되지 않으면 의자를 제조하기 위한 압축체 마련시 가공성이 현저히 낮아지기 때문에, 본 실시 예의 제4 혼합물을 고온 고압으로 프레싱하여 압축체를 가공하더라도 그 형상이 제작자가 원하는 대로 제대로 형성되지 못하거나 그 품질이 현저히 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 이렇게 질석을 팽창시키는 제2 단계는 질석을 매우 높은 온도에서 일정 시간 동안 가열하는 공정이기 때문에, 이 과정에서 질석 내에 있던 라돈 등의 이물질 및 각종 세균 등이 모두 제거되는 정제 작용이 함께 이루어질 수 있어서 의자의 안정성을 더 높일 수 있다.
다음으로, 제2 단계에서 분쇄한 팽창 질석을 주성분으로 하여 액상화된 제2 혼합물을 마련하는 제3 단계를 진행한다(S3). 이러한 제3 단계는 팽창 질석 100중량부에 대하여 제1 혼합물 5 내지 30중량부를 혼합하고 100℃에서 1 내지 2 시간 동안 교반하여 제2 혼합물을 마련하게 된다.
이때, 상기 제2 혼합물은, 제1 혼합물과 팽창 질석을 혼합기에 동시에 투입하여 혼합한 후, 이 혼합물을 100℃에서 1 내지 2시간 동안 교반하고 자연 냉각하는 과정을 거쳐 형성할 수 있다.
이때 팽창 질석과 제1 혼합물의 교반 및 자연 냉각 과정은 바람직하게 5회를 반복할 수 있는데, 이는 후술하는 제4 혼합물로 의자를 제작할 때의 작업성을 향상시키기 위해 제2 혼합물의 점도를 유동성이 적절히 유지되는 수준까지 높이고 후술하는 제3 혼합물과의 반응성 또한 향상시키기 위해서이다.
만약 팽창 질석과 제1 혼합물의 교반 및 자연 냉각 과정을 4회 이하로 반복하면 제2 혼합물의 점도가 유동성이 충분한 수준까지 상승하지 못하여 결과적으로 제3 혼합물과의 반응성이 저하되고 의자의 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 이러한 팽창 질석과 제1 혼합물의 교반 및 자연 냉각 과정은 6회 이상 반복하더라도 효과 상의 차이가 크지 없기 때문에 바람직하게는 5회만 반복하게 된다.
다음으로, 숯을 200 내지 325메쉬로 분쇄하고, 무기질 바인더의 역할을 하는 액상 규산 소다(규산 나트륨, Sodium Silicate)와 분쇄한 숯을 교반하여 액상화된 제3 혼합물을 마련하는 제4 단계를 진행한다(S4). 제3 혼합물은 제2 혼합물에서 팽창 질석의 구멍과 팽창 질석 사이사이의 공간을 채우는 작용을 하게 되므로 성형된 의자의 강도를 높이는 작용을 할 수 있다.
또한, 본 실시 예에서, 이러한 숯은 다양한 나무를 원료로 할 수 있으며, 바람직하게는 참나무와 소나무로 이루어진 원료로부터 마련할 수 있다.
본 실시 예에서, 이러한 숯은 서로 다른 조직을 갖는 2가지 종류의 숯 분말을 포함할 수 있으며 더 구체적으로는 크고 길쭉한 막대 형태의 조직을 갖는 제1 숯 분말과 상대적으로 작고 둥글둥글한 구 형태의 조직을 갖는 제2 숯 분말을 포함할 수 있다.
제1 숯 분말은 참나무를 800℃ 진공에서 연소하여 마련할 수 있고 상대적으로 더 단단하 강도를 가지며, 제2 숯 분말은 소나무를 800℃ 진공에서 연소하여 마련할 수 있다.
본 실시 예에서, 숯은 바람직하게 제1 숯 분말 20 내지 50중량%와 제2 숯 분말 50 내지 80중량%를 포함할 수 있다.
한편, 다른 예로서, 제3 혼합물은 제3 숯 분말을 더 혼합하고 교반하여 마련할 수 있다. 이때, 제3 혼합물은 액상 규산 소다 100중량부에 대하여 숯 40 내지 80중량부를 혼합하여 마련할 수 있다. 숯의 함량이 40중량부 보다 적으면 결합력이 약해져 조성물의 강도가 저하되고, 숯의 기능적 특성인 우수한 습도 조절 기능, 항균성, 살균성 및 탈취성이 제대로 구현되지 못할 수 있다.
상기 제3 숯 분말은 왕겨를 1,500℃ 진공에서 연소하여 마련할 수 있다. 본 실시 예에서 바람직하게 제3 숯 분말 마련시 왕겨를 사용하는 이유는 왕겨의 탄소 함유량이 매우 높기 때문이다.
또한, 위의 과정을 거쳐 얻어진 제1 내지 제3 숯 분말은 5차례의 파쇄 작업을 거친 후 액상 규산 소다와 혼합하는 것이 바람직하다. 이때, 파쇄 작업을 5차례 보다 적게 반복하면 제3 혼합물의 균질성이 저하되고 액상 규산 소다의 접착력도 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 도 7에서와 같이, 필요시 이와 같이 마련된 제3 혼합물은 후 공정으로 압연기에서 롤러를 이용하여 2 내지 3mm 두께로 로울링하며 가압하는 작업(S10)을 추가적으로 3회 정도 반복할 수 있다.
이러한 작업을 통해, 제3 혼합물에 포함된 제1 내지 제3 숯 분말이 제3 혼합물 전체에 골고루 퍼지게 되면서 접착력이 좋아지게 되고, 결과적으로 조성물의 강도가 향상될 수 있다.
다음으로, 제2 혼합물과 제3 혼합물을 혼합하여 제4 혼합물을 마련하는 제5 단계를 진행한다(S5). 이때, 제4 혼합물은 제4 혼합물의 총 중량에 대하여 제2 혼합물 80 내지 95중량%와 제3 혼합물 5 내지 20중량%를 2 내지 3시간 교반하여 마련할 수 있다.
제2 혼합물에 포함된 팽창 질석은 다공질의 구조로서, 제1 혼합물의 송진 분말이 팽창 질석의 구멍과 팽창 질석 사이사이의 공간들 중 일부를 채운 상태인데, 제2 혼합물과 제3 혼합물을 교반하면, 제3 혼합물이 제2 혼합물의 팽창 질석 사이사이의 빈 공간들을 채우면서 압축 강도가 크게 향상된 제4 혼합물을 형성하게 된다.
이때, 제3 혼합물의 함량이 5중량% 보다 적으면 제2 혼합물의 공간 중 일부가 채워지지 않아 압축체 및 완성된 의자의 압축 강도가 저하될 수 있다.
또한, 제3 혼합물의 함량이 20중량% 보다 많으면 제2 혼합물의 빈 공간을 모두 채우고도 제3 혼합물 중 일부가 남게 되어 제4 혼합물의 균질성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 더불어, 이 경우, 액상 규산 소다의 함량이 증가하여 원료 배합시 균일한 배합이 어려워지면서 제4 혼합물에서 일부 성분이 한쪽에 뭉쳐지거나 덩어리가 지는 등의 문제가 발생할 수 있어서 압축체의 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 제작하고자 하는 의자의 형상과 대응하는 형상을 갖는 금형을 마련하고, 제4 혼합물을 180 내지 230℃로 가열된 금형에 투입하고 2,000 내지 2,300톤의 고압압 프레스로 5분간 프레싱하여 원하는 형상의 압축체를 마련하는 제6 단계를 진행한다(S6). 이때, 상기 금형은 의자에 따라 다양한 형상과 두께로 이루어질 수 있다.
일례로, 압축체는 봉 형상의 지지압축부재(10')와 판상의 판압축부재(10'')로 각각 프레싱되어 구성되며 이들이 상호 조립되어 의자의 형태가 구축될 수 있다. 상기 판압축부재(10'')는 의자(10)의 좌석이나 등받이로 활용될 수 있으며 지지압축부재(10')는 의자(10)의 다리 역할을 담당할 수 있다.
상기 지지압축부재(10')와 판압축부재(10'')는 후술 될 제10 단계(S11)에서 서로 조립되어 의자의 형태를 이루게 된다.
한편, 본 실시 예에서는 모든 성분을 동시에 혼합하여 최종 제품인 제4 혼합물을 한 번에 마련하는 것이 아니라, 송진 분말과 알코올을 혼합하여 송진 분말이 균질하게 제1 혼합물을 마련하고, 이 제1 혼합물에 팽창 질석을 혼합하여 팽창 질석이 균질화게 액상화된 제2 혼합물을 마련하고, 액상 규산 소다와 잘게 분쇄한 숯을 혼합하여 숯이 균질하게 된 액상화된 제3 혼합물을 마련하여, 이 제3 혼합물에 제2 혼합물을 혼합하여 팽창 질석의 사이사이마다 숯이 채워지면서 균질하고 각 성분 간의 결합력이 우수하여 높은 강도를 제공할 수 있는 제4 혼합물을 마련할 수 있게 된다. 따라서, 각 성분이 갖는 유익한 효과들은 모두 취하면서 각 성분이 혼합하면서 발생 가능한 문제점은 최소화할 수 있는 것이다.
이와 같이 압축체를 고열 및 고압으로 5분간 프레싱하면 금형 내부에서 제4 혼합물 전체에 골고루 열이 전달되면서 제4 혼합물에 포함된 여러 성분들의 입자가 강한 압력과 고열에 의해 전체적으로 고르게 결합되면서 강도가 우수하고 불연성 등 여러 기능적 특성이 전체적으로 고르게 구현되는 의자를 제조할 수 있게 된다.
특히, 팽창 질석에 형성되어 있는 공간을 숯이 채우고 규산 소다와 송진 분말이 그 틈새를 메꾸며 결합되어, 경량이면서 기존의 의자 보다 우수한 강도와 불연성을 가지는 웰빙 온열의자를 제조할 수 있다.
이때, 고열로 프레싱하는 시간이 5분 미만이면 금형 내부에서 골고루 열이 전달되지 못하여 제4 혼합물에 포함된 여러 성분들의 입자가 제대로 반응하지 못하여 의자의 형상이 제대로 나타나지 않거나 의자의 특성이 부분적으로 저하되는 불량 제품이 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 압축체를 금형으로부터 탈형하여 72시간 이상 자연 냉각하는 제7 단계를 진행한다(S7). 만약 제7 단계의 자연 냉각 시간이 72시간 미만이면 압축체의 강도가 저하될 수 있다. 또한, 압축체를 냉각하는 온도가 실온과 크게 차이가 나는 경우 압축체가 건조되는 과정에서 크랙 등의 불량이 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 압축체의 표면 이물질을 사포나 면치기 등을 이용하여 제거하는 제8 단계를 진행한다(S80). 본 발명에서 이러한 이물질 제거 과정은 사포나 면치기에 한정되는 것이 아니며 그 외에 다른 다양한 방법을 통해서도 이루어질 수 있다.
다음으로, 상기 압축체의 표면을 무기 바인더로 코팅하는 제9 단계를 진행한다(S9). 이를 위해 압축체의 상면과 측면에 1차적으로 무기 바인더를 코팅하고 건조한 다음, 뒤집어서 압축체의 저면과 측면에 2차적으로 무기 바인더를 코팅하고 건조한다.
다음으로, 바인더가 건조된 상기 지지압축부재(10')와 판압축부재(10'')를 상호 조립하여 일반적인 의자 형태의 구조물을 구축하는 제10 단계(S11)가 수행된다.
의자(10)는 지지압축부재(10')와 판압축부재(10'')만을 조합하여 구성할 수 있지만 판압축부재(10'')를 서로 연결하는 이음부재(10''') 등이 부가적으로 포함할 수 있다.
아울러, 도 8 내지 도 10에 도시된 것처럼 인체공학적인 의자의 설계를 위한 다양한 형태의 압축체가 더 포함될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명의 의자는 위에서 설명한 것 이외에 다양한 형태로 변형 실시가 가능한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한, 변형되는 실시 예들 또한 모두 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
부호의 설명
S1: 제1 혼합물 마련
S2: 팽창 질석 마련 및 분쇄
S3: 제2 혼합물 마련
S4: 제3 혼합물 마련
S5: 제4 혼합물 마련
S6: 압축제를 마련하는 단계
S7: 압축체를 냉각하는 단계
S8: 압축체의 이물질을 제거하는 단계
S9: 압축체의 표면을 코팅하는 단계
S10: 제3 혼합물을 로울링하며 가압하는 단계
10: 의자
20: 전열부
30: 숯 블럭

Claims (4)

  1. 판상의 판압축부재 및 봉 형상의 지지압축부재를 포함하는 압축체;
    상기 판압축부재에 내장되는 전열부; 및
    상기 판압축부재에 내장되되, 상기 전열부의 일측으로 배치되는 숯 블럭;을 포함하며,
    상기 판압축부재는 의자의 좌판과 등받이로 사용되고 상기 지지압축부재는 의자의 다리로 사용되는 것을 특징으로 하는 웰빙 온열의자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축체는,
    1,000 내지 1,100℃에서 가열한 뒤 20 내지 25메쉬로 분쇄한 팽창 질석과, 팽창 질석 100중량부에 대하여 제1 혼합물 5 내지 30중량부를 혼합하여 형성되는 제2 혼합물; 및
    액상 규산 소다와 200 내지 325메쉬로 분쇄한 숯을 혼합하여 형성되는 제3 혼합물; 로 이루어지되,
    상기 제1 혼합물은, 총 중량에 대하여 300 내지 325메쉬로 분쇄한 송진 분말 50 내지 70중량%와, 알코올 30 내지 50중량%를 포함하고,
    상기 제2 혼합물은 제1 혼합물과 팽창 질석을 혼합기에 동시에 투입하여 혼합한 후, 이 혼합물을 100℃에서 1 내지 2시간 동안 교반하고 자연 냉각하는 과정을 5회 반복하여 형성되며,
    상기 제3 혼합물은 압연기에서 가압되는 작업을 3회 반복하여 형성되며,
    상기 제2 혼합물 80 내지 95중량%와 제3 혼합물 5 내지 20중량%가 2 내지 3시간 동안 교반되어 제4 혼합물이 형성되며,
    상기 제4 혼합물은 2,000 내지 2,300톤 압력의 유압 프레스로 180 내지 230℃에서 5분간 프레싱되어 압축체로 형성되되,
    상기 제1 혼합물은 상기 송진 분말과 알코올이 상온에서 혼합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 웰빙 온열의자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제3 혼합물은 액상 규산 소다 100중량부에 대하여 숯 40 내지 80중량부를 포함하고,
    상기 숯은, 참나무를 원료로 하고 막대 형태의 조직을 갖는 제1 숯 분말 10 내지 35중량%와, 소나무를 원료로 하고 구 형태의 조직을 갖는 제2 숯 분말 25 내지 45중량%와, 왕겨를 고온 진공 상태에서 연소하여 형성되는 제3 숯 분말 20 내지 45중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 웰빙 온열의자.
  4. (a) 압축체를 준비하는 단계;
    (b) 판압축부재에 전열부를 내장하는 단계; 및
    (c) 상기 전열부의 일측으로 숯 블럭이 배치되도록 판압축부재에 숯 블럭을 내장하는 단계;를 포함하되,
    상기 (a) 단계는,
    300 내지 325메쉬로 분쇄한 송진 분말 50 내지 70중량%와 알코올 30 내지 50중량%를 상온에서 혼합하여 제1 혼합물을 마련하는 제1 단계;
    질석을 1,000 내지 1,100℃에서 가열하여 팽창 질석을 마련하고, 이 팽창 질석을 20 내지 25메쉬로 분쇄하는 제2 단계;
    분쇄한 팽창 질석 100중량부에 대하여 제1 혼합물 5 내지 30중량부를 혼합하고 100℃에서 교반하여 액상화된 제2 혼합물을 마련하는 제3 단계;
    액상 규산 소다와, 상기 액상 규산 소다 100중량부에 대하여 200 내지 325메쉬로 분쇄한 숯 40 내지 80중량부를 혼합하고 2 내지 3시간 동안 교반하여 액상화된 제3 혼합물을 마련하는 제4 단계;
    제4 혼합물의 총 중량에 대하여 제2 혼합물 80 내지 95중량%와 제3 혼합물 5 내지 20중량%를 2 내지 3시간 동안 교반하여 제4 혼합물을 마련하는 제5 단계;
    제4 혼합물을 2,000 내지 2,300톤 압력의 유압 프레스로 180 내지 230℃에서 5분간 프레싱하여 봉 형상의 지지압축부재와 판상의 판압축부재로 구성되는 압축체를 마련하는 제6 단계;
    상기 압축체를 탈형하여 72시간 이상 자연 냉각하는 제7 단계;
    상기 압축체의 표면 이물질을 제거하는 제8 단계;
    상기 압축체의 상면과 측면에 1차적으로 무기 바인더를 코팅하고 건조한 다음 뒤집어서 압축체의 저면과 측면에 2차적으로 무기 바인더를 코팅하여 건조하는 제9 단계; 및
    상기 지지압축부재와 판압축부재를 상호 조립하여 의자 형태의 구조물을 구축하는 제10 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웰빙 온열의자의 제조 방법.
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