KR100798124B1 - 불연건축용 패널 - Google Patents

Abstract

개시된 불연건축용 패널은, 펄라이트(pearlite) 원석을 분쇄, 가열, 냉각시켜 기공을 갖도록 한 펄라이트 분쇄물을 고압에서 저압으로 급속 방출시켜 추가 기공을 갖도록 한 발포펄라이트와, 높은 인장강도를 부여하는 완전 건조 펄프와, 높은 압축강도를 부여하는 완전 건조 석고분말과, 충진재들의 접착제 역할을 하기 위해 소량의 수분이 포함된 황토를 혼합하여, 상기 혼합물을 성형 틀 내에서 압축가공한 후 건조시켜 경화된 상태로 구비되는 패널충진재를 만들고, 이 패널충진재의 일면 또는 양면에 도포 되는 불연용 접착제에 외부패널을 부착한 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 불연건축용 패널에 의하면, 펄프, 석고분말 및 황토가 서로 유기적인 연관관계를 가져 고온에 오래 버티는 불연건축용 패널의 특성이 있게 되는 것으로, 높은 인장강도와 압축강도를 가짐은 물론이고 패널충진재들의 접착력이 향상되어 고강도의 패널을 만들 수 있고, 충진제들이 친환경적인 불연소재이므로 화재시 유독성 가스의 배출을 방지하여 인명피해를 줄일 수 있으며, 패널충진재의 열화로 인한 보온·방음 기능의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 인체 및 주거환경의 오염이 유발되는 단점을 없앨 수 있고, 폐기처리할 때 환경오염을 방지함과 아울러 폐기에 따르는 비용을 절감할 수 있으며, 고온에서 일정시간 동안 연화되지 않는 접착제를 사용하기 때문에 외부패널이 고온 상태에서 패널충진재와 분리되는 것이 방지되어 건축물의 붕괴 속도를 최대한 늦출 수 있다.

패널, 충진재, 발포펄라이트, 펄프, 석고분말, 황토, 접착제

Description

불연건축용 패널{noncombustible panel for construction}

본 발명은 건축용 패널에 관한 것으로, 특히 펄라이트(pearlite) 원석을 발포 가공하여 기공을 형성시킨 발포펄라이트와, 높은 인장강도를 부여하는 펄프와, 높은 압축강도를 부여하는 석고분말과, 충진재들의 접착제 역할을 하는 황토를 혼합하여, 이 혼합물을 성형 틀 내에서 압축가공한 후 건조시켜 경화된 상태로 구비되는 패널충진재를 만들고, 이 패널충진재의 일면 또는 양면에 도포 되는 불연용 접착제를 통해 외부패널을 부착한 것으로서, 높은 인장강도와 압축강도를 가짐은 물론 패널충진재들의 접착력이 향상되어 고강도의 패널을 만들 수 있고, 충진제들이 친환경적인 불연소재이므로 화재시 유독성 가스의 배출을 방지하여 인명피해를 줄일 수 있으며, 패널충진재의 열화로 인한 보온·방음 기능의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 인체 및 주거환경의 오염이 유발되는 단점을 없앨 수 있고, 폐기처리할 때 환경오염을 방지함과 아울러 폐기에 따르는 비용을 절감할 수 있으며, 고온에서 일정시간 동안 연화되지 않는 접착제를 사용하기 때문에 외부패널이 고온 상태에서 패널충진재와 분리되는 것이 방지되어 건축물의 붕괴 속도를 최대한 늦출 수 있는 불연건축용 패널에 관한 것이다.

일반적으로 널리 사용하는 건축용 패널은 그 충진재로써, 난연성 합성수지 섬유, 발포합성수지판, 석재, 유리섬유, 외부패널, 황토, 세라믹물질, 코르크, 석고 등의 다양한 재료를 충진재로 사용한다.

특히, 단열성 및 흡음성이 우수하고 흡습성이 적으며 시공성을 향상시키기 위해 발포수지류를 혼합한 유기질을 이용한 건축용 패널이 널리 사용되고 있는데, 그 종류로는 화학적으로 합성한 스티로폼이라고 불리는 발포 폴리스티렌, 발포폴리우레탄, 발포염화비닐, 기타 플라스틱류 등이 있다.

그러나 이와 같은 유기질 건축용 패널은, 열에 약하여 건물의 붕괴를 지연시키지 못해 화재진압의 시간적 여유를 얻을 수 없는 단점과 강도가 약하다는 단점이 있으며, 독자적으로 사용하지 못하고 다른 재료와 복합적으로 사용하여야 하는 문제점이 있다. 또한, 화재 발생시에 유독가스를 내뿜어 많은 인명피해를 유발하게 되는 원인이 되고, 세월이 흐름에 따라 충진재의 재질이 열화 되어 보온, 방음 등의 기능이 저하되는 단점이 있으며, 폐기 처리시 쉽게 썩지 않아 환경 오염의 문제점을 고스란히 가지고 있다.

때문에, 최근에는 상기와 같은 문제점을 일부 해결하기 위해 난연성 합성수지를 패널충진재로 사용하고는 있으나, 이는 화재시 초기 진압에 실패하여 섭씨 1,000℃ 부근까지 이르게 될 경우 역시 연소하기 때문에 종래의 문제점을 해소하지 못하고 있다. 또한, 상기와 같이 패널충진재가 쉽게 열화되는 것을 보완하기 위해 석재, 세라믹물질 등을 사용하고는 있으나, 이 또한 열에는 강하지만 그 무게가 무겁고 방음 및 단열효과를 충분히 거둘 수 없다.

뿐만 아니라, 유리섬유를 패널충진재로 사용하여 불연성, 방음, 단열 등의 효과를 거두려는 시도가 있었지만, 이 유리섬유는 제조 및 설치과정에서 미세한 유리섬유가 공기 중에 부유하게 되어 피부에 흡착되거나 호흡기를 통하여 인체 내부로 흡입되고 설치 후에도 미세한 유리섬유가 패널로부터 지속적으로 배출되어 인체 및 주거환경의 오염이 유발되는 문제점이 있다.

이러한, 종래 패널충진재의 문제점을 해결하기 위하여 펄라이트 등의 광물질을 분쇄하여 발포처리한 후, 이에 무기질 바인더를 충진시켜 패널충진재로 사용하고는 있다. 그러나 발포처리된 펄라이트가 분쇄물 형태로 무기질 바인더와 결합하기 때문에 그 무게는 가벼우나 압축강도와 인장강도가 약함과 아울러 충진제들의 결합력이 약해 외부 충격에 쉽게 파손되는 문제가 있다.

때문에, 충진재들간의 결합력을 높이기 위해 유기질 결합제를 사용하거나, 패널의 강도를 증가시키기 위해 패널충진재의 외부에 판재를 부착하여 사용하고는 있지만, 이 유기질 결합제 역시 유기화합물로 이루어져 있고, 판재를 부착하기 위해 도포 되는 접착제 역시 유기질 접착제를 사용하므로 있는바, 화재시 유기질 충진재용 결합제 및 판재 부착용 접착제가 연소할 때 뿜어나오는 유독가스로 인하여 인명피해의 우려가 있고, 접착제가 열에 쉽게 연소하여 외부패널이 패널충진재와 분리되므로 인해 건축물의 강도가 급격히 저하되어 붕괴에 이르게 되는 문제점이 있다.

한편, 이 같은 문제점을 해결하기 위해 무기질 결합제를 채택하여 사용하기도 하는데, 이 결합재는 유독가스의 발생을 어느 정도는 막을 수 있지만, 패널제품 을 성형하기 어려워지는 단점이 발생한다.

결과적으로, 종래에 사용되고 있는 건축용 패널충진재들은 불연, 난연, 인장강도, 압축강도, 난연성 접착제를 제공함과 아울러 친환경소재로써는 기능을 모두 포함하고 있지 않고 극히 일부 문제점만을 해결하고 있기 때문에, 이 모든 문제점을 일거에 해결하기 위한 건축용 패널이 절실히 필요한 실정이다.

본 발명은 상기의 종래의 건축용 패널의 문제점을 해소하기 위하여 착안한 것으로, 펄프, 석고분말 및 황토가 서로 유기적인 연관관계를 가져 고온에 오래 버티는 불연건축용 패널의 특성이 있게 되는 것으로, 높은 인장강도와 압축강도 및 패널충진재들의 충분한 접착력을 갖도록 하여 고강도의 패널충진재를 만듦과 아울러 친환경적인 불연소재들로만 충진재 및 접착제로 사용하여 화재시 유독성 가스의 배출을 방지하여 인명피해를 줄이고, 패널충진재의 열화로 인한 보온·방음 기능의 저하를 방지하며, 인체 및 주거환경의 오염이 없게 한다. 또한, 폐기처리할 때 환경오염을 방지함과 아울러 폐기에 따르는 비용을 절감시키고, 불연용 접착제를 사용하여 고온 상태에서 패널충진재와 외부패널의 분리를 방지하여 건축물의 붕괴속도를 최대한 늦출 수 있는 불연건축용 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 불연건축용 패널은, 발포처리된 펄라이트 분쇄물과 무기질 바인더를 충진시킨 건설용 패널에 있어서, 상기 펄라이트 원석을 분쇄하고 가열하여 기공을 형성시킨 후, 냉각시킨 펄라이트 원석을 고압에서 저압으로 급속 방출시켜 추가 기공을 갖도록 한 발포펄라이트(2)와, 높은 인장강도를 부여하기 위해 완전 건조된 상태의 펄프(3)와, 높은 압축강도를 부여하기 위해 완전 건조된 상태의 석고분말(4)과, 상기 충진재들의 접착제 역할을 하기 위해 소량의 수분이 포함된 상태의 황토(5)를 모두 혼합하여 틀 내부에서 압축가공한 후 건조시켜 경화된 상태의 패널충진재(1)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 패널충진재(1)의 일면 또는 양면에 부착되는 각종 불연용 외부패널(7, 7')을 부착할 수도 있다.

아울러, 상기 패널충진재(1)의 일면 또는 양면에 도포 되는 불연용 접착제(6, 6')를 도포하고, 상기 불연용 접착제(6, 6')에 각종 불연용 외부패널(7, 7')을 부착할 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 불연건축용 패널은, 종래의 건축용 패널에 상응하는 높은 인장강도와 압축강도를 가짐은 물론이고 패널충진재들의 접착력이 향상되어 고강도의 패널을 만들 수 있고, 충진제들이 모두 친환경적인 불연소재이므로 화재시 유독성 가스의 배출을 방지하여 인명피해를 줄일 수 있으며, 패널충진재의 열화로 인한 보온·방음 기능의 저하를 방지할 수 있음은 물론 인체 및 주거환경의 오염이 유발되는 단점을 없앨 수 있다.

또한, 폐기처리할 때 환경오염을 방지함과 아울러 폐기에 따르는 비용을 절감할 수 있고, 불연용 접착제를 사용하기 때문에 외부패널이 고온 상태에서 패널충진재와 분리되는 것이 방지되어 건축물의 붕괴속도를 최대한 늦출 수 있다.

게다가, 무게가 가벼워 운반과 시공의 용이성을 갖기 때문에 운반과 시공비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어나 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각해서 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에서 개재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 불연건축용 패널의 패널충진재를 도시한 단면도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 불연건축용 패널의 패널충진재 일면에 외부패널을 부착한 상태를 도시한 단면도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 불연건축용 패널의 패널충진재 양면에 외부패널을 부착한 상태를 도시한 단면도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 불연건축용 패널의 패널충진재 일면에 접착제를 도포한 후 외부패널을 부착한 상태를 도시한 단면도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 불연건축용 패널의 패널충진재 양면에 접착제를 도포한 후 외부패널을 부착한 상태를 도시 한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불연건축용 패널은, 상기 펄라이트 원석을 분쇄하고 가열하여 기공을 형성시킨 후, 냉각시킨 펄라이트 원석을 고압에서 저압으로 급속 방출시켜 추가 기공을 갖도록 한 발포펄라이트(2)와, 높은 인장강도를 부여하기 위해 완전 건조된 상태의 펄프(3)와, 높은 압축강도를 부여하기 위해 완전 건조된 상태의 석고분말(4)과, 상기 충진재들의 접착제 역할을 하기 위해 소량의 수분이 포함된 상태의 황토(5)를 모두 혼합하여 틀 내부에서 압축가공한 후 건조시켜 경화된 상태의 패널충진재(1)로 구성된다. 또한, 상기 패널충진재(1)의 일면 또는 양면에 압착 또는 볼트, 나사, 리벳 등의 방법으로 부착되는 각종 불연용 외부패널(7, 7')을 구성할 수도 있다. 아울러, 상기 패널충진재(1)의 일면 또는 양면에 도포 되는 불연용 접착제(6, 6')를 도포하고, 상기 불연용 접착제(6, 6')에 각종 불연용 외부패널(7, 7')을 구성할 수도 있다.

이하, 상기 패널충진재(1)를 이루는 발포펄라이트(2)와, 펄프(3)와, 석고분말(4)과, 황토(5)의 특징과 기능에 대해서 간략하게 설명하면 다음과 같다.

상기 발포펄라이트(2)는, 발포펄라이트 원석에 해당하는 화산석을 사용하되, 그 종류로는 흑요석, 진주암, 송지암 등이 있고, 외관 및 휘발 성분에 따라 구분되며, 상기 펄라이트는 단열, 보온, 흡음 등의 목적으로 사용되며 충진재, 몰탈, 플라스터의 골재로 널리 사용되는 재료이다.

상기 펄라이트는 무수한 기공을 형성하여 체적대비 중량이 작고, 열전도율이 낮아 단열성도 뛰어나다. 또한, 화학적으로 중성을 띄고 있는 불연성 무기질로 화 재시 유독가스 발생이 전혀 없음은 물론이고, 식품 첨가물 재료에 허가될 정도로 안전한 물질이기 때문에 본 발명의 친환경 재료로 적합하다.

상기 펄프(3)는 목재나 그 밖의 섬유 식물에서 기계적·화학적 또는 그 중간 방법에 의하여 얻는 셀룰로오스 섬유의 집합체로써, 벼과 식물의 줄기 및 삼의 줄기, 대마 등의 나무껍질과 나무의 가지나 잎을 제외한 줄기 등 펄프의 종류는 매우 다양하여 적용 범위와 용도에 따라 선택적으로 첨가할 수 있다.

또한, 상기 펄프(3)를 원료에 따라 분류하면, 목재펄프와 비목재펄프로 구분되고, 목재펄프는 다시 침엽수펄프(NP), 엽수펄프(LP)로 구분되며, 상기 비목재펄프는 짚 펄프(straw pulp), 버개스펄프(bagasse pulp), 갈대펄프, 대나무펄프, 인피섬유펄프, 넝마펄프, 면 펄프 등으로 구분되는 것으로서, 본 발명에서는 전술된 다양한 종류를 선택적으로 사용할 수 있다.

특히, 상기 펄프(3)는 본 발명에 따른 불연견축용 패널충진재로 사용하였을 때 패널충진재(1)에 그 특유의 인장강도를 부여하고, 펄프(3) 자체의 무게가 가벼워 경량인 패널충진재(1)를 만들 수 있다.

한편, 상기 펄프(3)는 불에 잘 타는 재료이기 때문에 쉽게 연소할 염려가 있을 수 있지만, 화재발생 시 발포펄라이트(2), 석고분말(4), 황토(5)가 펄프(3)와 혼합된 상태이기 때문에 발포펄라이트(2), 석고분말(4), 황토(5)가 펄프(3)가 공기와의 접촉을 차단하여 펄프(3)자체가 직접적으로 연화되지 않게 된다. 즉 섭씨 800 ~ 1,200도의 고온에서도 3시간 정도 후에 패널충진재(1)의 연화가 시작되기 때문에 화재시 진화할 수 있는 충분한 시간을 제공한다.

이 같은 결과는 실험을 통해서 확인할 수 있었고, 그 증거물이 되는 도표를 기재하지 않더라도 발포펄라이트(2), 석고분말(4), 황토(5)가 난연성 소재이기 때문에 충분히 예측할 수 있다.

따라서, 종래의 펄라이트와 무기질 바인더로 이루어진 패널충진재(1)가 가지지 못하는 높은 인장강도를 제공함으로써, 불규칙한 주위 한경에 따른 습도의 차이 또는 건물의 하중이나 외부 충격에 의해서도 쉽게 균열이 일어나지 않도록 하여 사용기간이 길고 반 영구적으로 사용할 수 있는 패널이 제공된다.

상기 석고분말(4)은 그 분포가 넓고 값이 싸기 때문에 여러 분야에서 널리 사용하는 광물로써, 특히 시멘트의 혼재, 비료, 백색 안료로 쓰이며 구워서 소석고로 하여 소재, 주물의 모형 제작 재료, 의료용 깁스 등에 사용되거나, 열의 절연체이므로 일반적인 건축용 단열재인 석고보드에도 널리 사용된다.

여기서, 상기 석고보드로 사용될 때에는 벽이나 천장 등에 부착되어 방화재의 역할을 하고, 또 흡음 보드는 음향흡수성이 있으며, 또 표면에 인쇄나 플라스틱 도장 한 화장 석고보드는 내장재로 사용한다. 특히, 상기 석고분말(4)은 큰 압축강도를 갖기 때문에 본 발명의 불연건축용 패널의 충진재로 사용하면 건물의 하중을 분산시키는 기능이 있어 외적 하중에 의한 패널의 파손을 방지한다.

한편, 내열재로, 방음재, 단열재, 보온재, 경량화재, 토양개량제, 상토제 등으로 다양한 용도를 지니고 있는 질석(蛭石, vermiculite)을 상기 석고 대신 사용할 수도 있다. 즉 상기 석고가 제공하는 압축강도를 질석 분말이 동일하게 제공함으로써 사용하는 재료의 다양화를 꾀할 수 있도록 하기 위함이다.

물론, 상기 질석은 다수의 기공을 갖고 고온에서 팽창하기 때문에 먼저, 고온으로 가열하여 팽창시킨 후 분말 형태로 만들어 높은 압축강도를 갖도록 가공하는 것이 바람직하며, 미세한 분말 형태로 패널충진 재료로 혼합되기 때문에 석고와 같이 고밀도의 압축강도를 제공할 수 있게 된다.

상기 황토(5)는 수맥파와 같은 유해파를 차단하며 인체에 유익한 원적외선이 발산되어 인체에 유익하고 환경 친화적인 재료임은 이미 널리 알려진 사실이다. 때문에 충진재로 사용할 경우 유해 물질이 발생하지 않고, 패널충진재(1)를 폐기 처리할 때 환경오염의 문제점이 없다는 장점이 있다.

특히, 상기 황토(5)는 소량의 수분이 함유된 상태에서 다른 충진제들과 혼합된 후 건조하면 강력한 접착력을 갖는다. 때문에 본 발명에 따른 패널충진재(1)의 접착제(6, 6')로 사용되는데, 이때 발포펄라이트(2)에 형성된 다수의 기공에 황토가 들어간 상태에서 건조되기 때문에 발포펄라이트(2), 펄프(3), 석고분말(4)과 혼합된 상태로 강력한 접착력을 제공한다.

이하, 상기한 구성을 갖는 본 발명의 제조 과정을 설명한다.

먼저, 상기 펄라이트 원석을 분쇄하고 이 분쇄물을 900~1200℃로 일정시간 동안 가열 과정을 거친 후 냉각과정을 거친다. 이때 펄라이트 분쇄물 자체에 다수의 기공이 형성됨과 아울러 고온으로 가열되었다가 냉각되므로 인해 높은 다수의 기공과 높은 강도를 갖는 발포펄라이트(2)가 만들어진다.

다음으로, 다수의 기공이 형성된 발포펄라이트(2) 분쇄물을 고압상태에서 저압상태로 급속히 방출함으로써, 펄라이트 입자 사이에 추가의 기공을 형성하여 가 열 단계에서 형성된 기공보다 더 많은 기공을 갖는 발포펄라이트(2)가 만들어진다.

이와 같이, 다수의 기공이 형성되는 이유는, 상기 펄라이트 원석 내부에 휘발성분 3~4% 함유하고 있기 때문에 이러한 성질을 가지는 펄라이트를 미세하게 분쇄하여 갑자기 열을 가하면, 함유한 휘발 성분이 내부에서 팽창하여 내부 기공이 형성되어 본래 부피의 약 10~20배 정도로 팽창하게 되어 가벼운 비중을 가진다.

다음으로, 상기 발포펄라이트(2) 60~80%, 펄프(3) 8~15%, 석고분말(4) 8~15%, 황토(5) 4~10%의 중량 비율로 혼합하여 혼합물을 만든다. 이때, 상기 황토(5)에 소량의 수분이 함유되어 있기 때문에 펄프(3)와 석고분말(4)이 건조된 상태이더라도 균일한 혼합에 전혀 문제가 없다.

이처럼 황토(5)에만 수분을 함유시키는 이유는 점성을 갖는 펄프(3)와 석고분말(4) 및 황토(5)를 서로 균일하게 혼합하는 것이 더 쉽지 않기 때문이다. 또한, 수분이 소량 함유되어 점성을 갖는 황토(5)에 상기 발포펄라이트(2), 펄프(3), 석고분말(4)을 뿌려서 섞는 것이 더 쉽기 때문이다. 아울러 수분이 함유된 황토(5)를 접착제(6, 6')로 사용함으로써, 수분 함유에 따른 펄프와 석고분말의 변질을 방지하여 원재료가 갖는 특성을 그대로 보존하기 위함이다.

물론, 발포펄라이트(2), 펄프(3), 석고분말(4), 황토(5)에 수분을 함유하여 혼합할 수도 있지만 황토(5)에 수분을 함유하는 것이 바람직하다는 것이다.

다음으로, 수분이 함유된 상기 패널충진재(1) 혼합물을 성형 틀에 넣어 압축하여 패널 형상으로 만든 후, 가열기를 통과시켜 혼합물에 포함된 수분을 증발시키면 경화된 상태의 패널충진재(1)가 만들어진다.

이때, 혼합된 상기 펄프(3), 석고분말(4), 황토(5)로 이루어진 패널충진제(1)가 상기 발포펄라이트(2)의 기공에 들어간 상태로 압축 성형된 후 건조되기 때문에 발포펄라이트(2)의 기공들과 접착제(6, 6')가 상기 패널충진재(1)들 사이에서 결속해주는 효과를 가져와 결합력을 더욱 높일 수 있게 된다. 또한, 별도의 패널충진재(1)용 결합제가 없이도 발포펄라이트(2)의 기공들과 황토(5)의 접착력에 의해 충분한 결합력을 제공받을 수 있다.

이로 인해, 상기 패널충진재(1)는 큰 힘으로 압축하여 결합한 상태이고, 불연건축용 패널은, 펄프, 석고분말 및 황토가 서로 유기적인 연관관계를 가져 고온에 오래 버티는 불연건축용패널의 특성이 있게 되는 것으로, 전술된 바와 같이 패널충진재(1)에 첨가된 펄프(3)가 인장강도를 제공함과 아울러 석고분말(4)이 압축강도를 제공하고, 황토(5)가 강력한 접착력을 더 제공하여 친환경적이면서도 고강도를 갖는 불연건축용 패널충진재(1)이다.

다음으로, 상기 패널충진재(1)의 외측 면에 불연용 접착제(6, 6')를 도포하고, 여기에 외부패널(7, 7')을 부착한다. 상기 외부패널(7, 7')은 패널충진재(1)의 보호와 강도를 더욱 증가시킬 수 있다.

물론, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 패널충진재(1)는 그 자체로 충분한 강도가 있으므로, 사용목적 및 사용환경에 따라 펄라이트 패널충진재(1)만으로 불연건축용 패널로서 사용될 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 도 2, 3에 도시된 바와 같이 상기 외부패널(7, 7')을 패널충진재(2)의 일면 또는 양면에 압축하여 부착하는 방식을 사용할 수 있다.

또한, 도면을 도시하지는 않았지만 상기 외부패널(7, 7')의 외부를 통해 볼트, 나사, 리벳 등의 수단을 이용하여 패널충진재(1)의 일면 또는 양면에 외부패널(7, 7')을 체결할 수도 있다.

이상은 패널충진재(1) 자체를 불연건축용 패널로 사용하는 것과, 일면 또는 양면에 압축하는 방식으로 외부패널(7, 7')을 부착하는 것, 또는 볼트, 나사, 리벳 등의 수단을 이용하여 외부패널(7, 7')을 체결하는 방법을 설명하였으나, 이하 설명에서 접착제(6, 6')를 통한 외부패널 부착 방식을 설명하고자한다.

상기 외부패널(7, 7')을 부착하기 이전에 도포하는 불연용 접착제(6, 6')에는, 산화마그네슘(MgO), 염화마그네슘(MgCl2), 제2인산나트륨(Na2HPO4)을 희석한 후 4:4:2의 중량 비율로 혼합하여 제조한다.

상기 산화마그네슘은 금속마그네슘을 공기 속에서 가열하거나, 탄산마그네슘을 열분해 하여 고체 분말 형태로 생성된다. 특히, 내화재료·도가니·마그네시아 시멘트·촉매·흡착제로 사용하는 것이 일반적이며, 마그네슘과 산소의 화합물로 공기 중에서 물 및 이산화탄소를 흡수하며 내화재료·촉매·흡착제·제산제 등 그 용도가 다양하다. 아울러 산화마그네슘과 함께 혼합하여 접착제로 사용된다.

또한, 상기 염화마그네슘은 염소와 마그네슘의 화합물로 액상 형태를 갖으며, 흡습성이 강하고, 물·알코올에 잘 녹는 성질을 가진다. 이는 두부의 응고제, 목재의 방부제, 파치먼트페이퍼(황산지)의 제조, 양모의 정제 등 여러 분야에서 사용된다.

아울러, 상기 제2인산나트륨은 희석한 인산 용액에 탄산나트륨을 반응시켜 농축하고 35℃ 이하에서 결정을 석출하여 제조하며, 분말 형태로 만든다. 또한, 무색-백색의 결정성이며, 물에 쉽게 용해되고 알코올에는 용해되지 않는 성질을 가진다.

여기서, 상기 산화마그네슘과 염화마그네슘만을 섞어 접착제(6, 6')로 사용할 경우 염화마그네슘이 액상이기 때문에 산화마그네슘에 입자가 외부로 돌출되어 도포면이 불규칙하고 고르지 않다. 때문에 상기 제2인산나트륨을 첨가하여 불규칙한 면을 채워 고른 접착제(6, 6') 도포면을 만들 수 있다. 또한, 상기 제2인산나트륨은 흔히 소화기의 분무제로 사용할 정도로 열에 강한 성질이 있는바, 상기 산화마그네슘과 염화마그네슘은 강력한 접착제(6, 6')의 역할을 하고, 상기 제2인산나트륨은 높은 온도를 냉각하는 작용을 하여 화재시 1000℃ 부근 온도에서도 접착제(6, 6')가 녹지 않기 때문에 패널충진재(1)와 외부패널(7, 7')이 분리되는 것을 방지해 준다.

때문에, 화재시 상기 접착제(6, 6')가 쉽게 녹아 패널충진재(1)와 외부패널(7, 7')이 분리되어 건물의 내구성 약화에 따른 붕괴하는 사고를 미리 방지할 수 있고, 난연성 재료를 사용하여 유독가스의 발생에 따른 인명 피해를 예방할 수 있다.

이와 같이, 패널충진재(1)의 일면에만 외부패널(7)을 부착할 경우 부착된 일면을 건축물의 외측 또는 내측면으로 사용할 수 있고, 패널충진재(1)의 양면에 외부패널(7, 7')을 부착할 경우 양면을 건물의 외부와 부착면으로 활용할 수 있기 때문에 그 적용 방법은 다양하게 실시 가능하다.

또한, 일면에만 외부패널(7, 7')을 구비하여도 충분한 강도가 있지만, 양측에 외부패널(7, 7')를 부착함으로써 더욱더 고강도의 불연건축용 패널을 제공할 수 있기 때문에 사용되는 장소에 따라 선택적으로 제작할 수 있다. 또한, 외부패널의 재질을 금속재로 제작함이 바람직하지만 그 밖에 다양한 재료를 사용할 수 있다.

아울러, 도면에는 도시하지 않았지만 패널충진재(1)의 일면 또는 양면에 접착제를 도포한 후 여기에 외부패널을 부착시키고, 여기에 전술한 볼트, 나사, 리벳 등의 수단으로 더 체결하여 외부패널(7, 7')의 결합력을 더욱 높일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 불연건축용 패널은, 펄프, 석고분말 및 황토가 서로 유기적인 연관관계를 가져 고온에 오래 버티는 불연건축용패널의 특성을 가지게 되는 것으로, 높은 인장강도와 압축강도를 가짐은 물론이고, 패널충진재들의 접착력이 향상되어 고강도의 패널 제조가 가능하며, 충진제들이 친환경적인 불연소재이므로 화재시 유독성 가스의 배출을 방지할 수 있다. 또한, 패널충진재의 열화로 인한 보온·방음 기능의 저하를 방지할 수 있고, 인체 및 주거환경의 오염이 유발되는 단점을 없앨 수 있음은 물론 폐기처리할 때 환경오염을 방지함과 아울러 폐기에 따르는 비용을 절감할 수 있으며, 불연용 접착제를 사용하기 때문에 외부패널이 고온 상태에서 패널충진재와 분리되는 것이 방지되어 건축물의 붕괴속도를 최대한 늦출 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 불연건축용 패널의 패널충진재를 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 불연건축용 패널의 패널충진재 일면에 외부패널을 부착한 상태를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 불연건축용 패널의 패널충진재 양면에 외부패널을 부착한 상태를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 불연건축용 패널의 패널충진재 일면에 접착제를 도포한 후 외부패널을 부착한 상태를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 불연건축용 패널의 패널충진재 양면에 접착제를 도포한 후 외부패널을 부착한 상태를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1; 패널충진재 2; 발포펄라이트

3; 펄프 4; 석고분말

5; 황토 6, 6'; 접착제

7, 7'; 외부패널

Claims (14)

1. 발포처리된 펄라이트 분쇄물과 무기질 바인더를 충진시킨 건설용 패널에 있어서,

   상기 펄라이트 원석을 분쇄하고 가열하여 기공을 형성시킨 후, 냉각시킨 펄라이트 원석을 고압에서 저압으로 급속 방출시켜 추가 기공을 갖도록 한 발포펄라이트(2)와, 높은 인장강도를 부여하기 위해 완전 건조된 상태의 펄프(3)와, 높은 압축강도를 부여하기 위해 완전 건조된 상태의 석고분말(4)과, 상기 충진재들의 접착제 역할을 하기 위해 소량의 수분이 포함된 상태의 황토(5)를 모두 혼합하여 틀 내부에서 압축가공한 후 건조시켜 경화된 상태의 패널충진재(1)를 구비하는 것을 특징으로 하는 불연건축용 패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 패널충진재(1)는, 발포펄라이트(2) 60~80%, 펄프(3) 8~15%, 석고분말(4) 8~15%, 황토(5) 4~10%의 중량 비율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 불연건축용 패널.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 발포펄라이트(2)는, 섭씨 900~1,200℃로 가열하여 기공을 형성하는 것을 특징으로 하는 불연건축용 패널.
4. 발포처리된 펄라이트 분쇄물과 무기질 바인더를 충진시킨 건설용 패널에 있 어서,

   상기 펄라이트 원석을 분쇄하고 가열하여 기공을 형성시킨 후, 냉각시킨 펄라이트 원석을 고압에서 저압으로 급속 방출시켜 추가 기공을 갖도록 한 발포펄라이트(2)와, 높은 인장강도를 부여하기 위해 완전 건조된 상태의 펄프(3)와, 높은 압축강도를 부여하기 위해 완전 건조된 상태의 석고분말(4)과, 상기 충진재들의 접착제 역할을 하기 위해 소량의 수분이 포함된 상태의 황토(5)를 모두 혼합하여 틀 내부에서 압축가공한 후 건조시켜 경화된 상태의 패널충진재(1); 및

   상기 패널충진재(1)의 일면 또는 양면에 부착되는 각종 불연용 외부패널(7, 7')이 구비되는 것을 특징으로 하는 불연건축용 패널.
5. 제4항에 있어서, 상기 패널충진재(1)는, 발포펄라이트(2) 60~80%, 펄프(3) 8~15%, 석고분말(4) 8~15%, 황토(5) 4~10%의 중량 비율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 불연건축용 패널.
6. 제4항 또는 5항에 있어서, 상기 발포펄라이트(2)는, 섭씨 900~1,200℃로 가열하여 기공을 형성하는 것을 특징으로 하는 불연건축용 패널.
7. 제4항에 있어서,

   상기 외부패널(7, 7')은, 금속판으로 구비하는 것을 특징으로 하는 불연건축용 패널.
8. 제4항 또는 7항에 있어서,

   상기 외부패널(7, 7')을 볼트, 나사, 리벳으로 패널충진재(1)에 체결하는 것을 특징으로 하는 불연견축용 패널.
9. 발포처리된 펄라이트 분쇄물과 무기질 바인더를 충진시킨 건설용 패널에 있어서,

   상기 펄라이트 원석을 분쇄하고 가열하여 기공을 형성시킨 후, 냉각시킨 펄라이트 원석을 고압에서 저압으로 급속 방출시켜 추가 기공을 갖도록 한 발포펄라이트(2)와, 높은 인장강도를 부여하기 위해 완전 건조된 상태의 펄프(3)와, 높은 압축강도를 부여하기 위해 완전 건조된 상태의 석고분말(4)과, 상기 충진재들의 접착제 역할을 하기 위해 소량의 수분이 포함된 상태의 황토(5)를 모두 혼합하여 틀 내부에서 압축가공한 후 건조시켜 경화된 상태의 패널충진재(1)와;

   상기 패널충진재(1)의 일면 또는 양면에 도포 되는 불연용 접착제(6, 6'); 및

   상기 불연용 접착제(6, 6')에 부착되는 각종 불연용 외부패널(7, 7')이 구비되는 것을 특징으로 하는 불연건축용 패널.
10. 제9항에 있어서, 상기 패널충진재(1)는, 발포펄라이트(2) 60~80%, 펄프(3) 8~15%, 석고분말(4) 8~15%, 황토(5) 4~10%의 중량 비율로 이루어지는 것을 특징으 로 하는 불연건축용 패널.
11. 제9항 또는 10항에 있어서, 상기 발포펄라이트(2)는, 섭씨 900~1,200℃로 가열하여 기공을 형성하는 것을 특징으로 하는 불연건축용 패널.
12. 제9항에 있어서, 상기 접착제(6, 6')는, 산화마그네슘(MgO), 염화마그네슘(MgCl2), 제2인산나트륨(Na2HPO4)을 4:4:2의 중량 비율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 불연건축용 패널.
13. 제9항에 있어서,

    상기 외부패널(7, 7')은, 금속판으로 구비하는 것을 특징으로 하는 불연건축용 패널.
14. 제9항 또는 13항에 있어서,

    상기 외부패널(7, 7')을 볼트, 나사, 리벳을 더 이용하여 패널충진재(1)에 체결하는 것을 특징으로 하는 불연견축용 패널.

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