KR102391996B1 - 건축물용 판넬의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건축물의 외벽을 담당하는 건축물용 판넬의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 심재와, 심재 외면에 구비되는 마감시트로 이루어지는 건축물용 판넬의 제조방법에 관한 것으로, 특히 심재를 미네랄울 또는 그라스울로 이루어지는 난연보드 및 시멘트보드, 석고보드, EPS보드, 페놀보드, 질석보드, 허니컴보드, 목재보드, 골판지보드, 우레탄보드 중 어느 하나로 이루어지는 보강보드를 교번적으로 배치하여 기존의 미네랄울 또는 그라스울 단독재질로 된 심재에 비해 강도를 가질 수 있는 건축물용 판넬의 제조방법에 관한 것이다.

Description

건축물용 판넬의 제조방법{Manufacturing method of panel for building}
본 발명은 건축물의 외벽을 담당하는 건축물용 판넬의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 심재와, 심재 외면에 구비되는 마감시트로 이루어지는 건축물용 판넬의 제조방법에 관한 것으로, 특히 심재를 미네랄울 또는 그라스울로 이루어지는 난연보드 및 시멘트보드, 석고보드, EPS보드, 페놀보드, 질석보드, 허니컴보드, 목재보드, 골판지보드, 우레탄보드 중 어느 하나로 이루어지는 보강보드를 교번적으로 배치하여 기존의 미네랄울 또는 그라스울 단독재질로 된 심재에 비해 강도를 가질 수 있는 건축물용 판넬의 제조방법에 관한 것이다.
건축물의 외벽을 담당하는 판넬은 심재와 심재를 감싸는 마감시트로 이루어진다. 판넬의 심재로 발포폴리스티로폼, 폴리우레탄이 주로 사용되며, 발포폴리스티로폼은 폴리스티렌 수지에 발포제를 넣은 다공질의 기포플라스틱으로서, 스티로폼이라고도 한다.
이러한 발포폴리스티로폼을 심재로 사용한 발포폴리스티로폼(EPS) 판넬은 상기 발포폴리스티로폼이 전기 절연성, 특히 고주파에 대한 절연성이 우수하고 다른 단열재에 비해 단열효과가 비교적 크고 흡수율 및 비중이 작을 뿐 아니라 시공성 및 내부식성이 우수하기 때문에 건축물 판넬 시장에서, 발포폴리스티로폼을 심재로 사용한 발포폴리스티로폼(EPS) 판넬이 80% 이상을 차지하고 있다.
그러나, 발포폴리스티로폼을 심재로 사용한 발포폴리스티로폼(EPS) 판넬은 가볍고 저렴하며 전국어디서나 생산공장이 있으므로 공급이 원활한 반면, 화재가 발생하는 경우 철판사이에서 불이 확산되기 때문에, 옆 건물의 화재 확대를 방지하기 위한 조치만 가능할 뿐, 건물이 전소될 때까지 대책이 없을 정도로 열에 취약한 단점이 있다.
한편, 광석을 고온으로 용융시켜 광물질 섬유로 만드는 미네랄울과 유리 원료를 고온에서 용융한 후 고속 회전력을 이용해 섬유화해서 일정 형태로 만든 무기질의 인조 광물질 섬유로 만드는 그라스울은 건축물의 단열은 물론 내화, 흡음, 보온기능을 구비하여 판넬의 심재로 사용이 급증하고 있다.
하지만 미네랄울과 그라스울은 습기를 조절하는 기능이 부족해 시공 후 시간이 경과되면 곰팡이균의 최적화된 환경이 조성되어 냄새가 날수 있고, 특히 습기가 발생된 상태를 계속적으로 방치하게 되면 습기에 의한 단열성능의 저하가 일어나고 더 나아가서는 판넬의 처짐현상에 발생되는 단점이 있어왔다.
이러한 단점을 보완하고자 미네랄울과 그라스울을 판넬 심재로 사용할 경우 방습포일을 같이 시공하거나 별도의 폴리우레탄이나 발포폴리스티로폼을 같이 심재로 사용하여 왔다.
하지만 이는 판넬 생산공정이 늘어남에 따라 판넬의 생산단가가 현저하게 높아져 가격경쟁력이 저하되고, 그 효과 또한 늘어난 생산공정에 비해 미미하여 미네랄울과 그라스울을 판넬 심재로 사용하기 위한 제조기술이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0068453호 (2019. 06. 18)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 심재는 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드를 다수개 구비하고, 다수개로 구비된 난연보드 사이에 보강보드를 구비하여 이루어짐으로써, 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드에 별도의 방습포일을 시공하지 않아도 습기로 인해 발생되는 곰팡이균을 차단할 수 있고, 미네랄울 또는 그라스울 단독재질로 된 심재에 비해 강도 및 지지력을 향상시켜 건축물이 손상 또는 붕괴되는 현상을 방지하게 되는 건축물용 판넬의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 심재와, 심재 외면에 구비되는 마감시트로 이루어지는 건축물용 판넬의 제조방법에 있어서, 상기 심재는 두께 50 ~ 600㎜인 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드를 다수개 구비하고, 다수개로 구비된 난연보드 사이에 두께 2 ~ 40㎜인 보강보드를 구비하며, 상기 보강보드는 시멘트보드, 석고보드, EPS보드, 페놀보드, 질석보드, 허니컴보드, 목재보드, 골판지보드, 우레탄보드 중 어느 하나이고, 상기 마감시트는 금속판, 알루미늄 박판 및 은박지 중 어느 하나임을 특징으로 하는 건축물용 판넬의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 시멘트보드는 석회분말 100중량부를 기준으로 실리카 10 ~ 15중량부, 알루미나 10 ~ 15중량부, 산화철 5 ~ 10중량부가 혼합된 주재료 40 ~ 50중량%, 석고 3 ∼ 5중량%, 카본이 코팅된 분쇄된 유리섬유 5 ~ 7중량%, 인산암모늄 1 ∼ 3중량%, 물 40 ~ 50중량%를 혼합한 후 두께 2 ~ 40㎜인 보드형태로 성형하고, 성형된 성형물을 열풍으로 인해 내부가 80 ~ 90℃로 유지되는 건조기에 20 ~ 24시간 건조시키며, 건조된 건조물의 외면에 프라이머를 도포한 후 폴리우레아 100중량부를 기준으로, 규사 20 ~ 30중량부, 파라핀 5 ~ 10중량부, 사이클로메티콘, 사이클로펜타실록세인, 사이클로헥사실록세인, 다이메티콘 중에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상 혼합되는 실리콘 오일 5 ~ 10중량부, 경화제 15 ~ 25중량부가 혼합된 방수제를 도포하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 석고보드, EPS보드, 페놀보드, 질석보드, 허니컴보드, 목재보드, 골판지보드, 우레탄보드의 외면에 기능성바인더를 도포하여 바인더층을 형성하고, 상기 기능성바인더는 소듐 실리케이트(Sodium silicate) 35 ~ 50중량%, 물 35 ~ 50중량%, 산화크로뮴(chromium oxide) 1 ~ 10중량%, 티탄 1 ~ 3중량%, 붕소 1 ~ 3중량%, 과산화나트륨(sodium peroxide), 나트륨아미드(sodium amide), 사에틸납(tetraethyl lead), 부타디엔(butadiene), 이소프렌(isoprene), 메타크릴산메틸(methyl methacrylate) 중에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상 혼합되는 첨가제 1 ~ 2중량%로 혼합되는 바인더 100중량부를 기준으로, 팽창흑연 30 ~ 70중량부, 탈크 5 ~ 10중량부, 발수제 5 ~ 10중량부, 분산제 1 ~ 2중량부가 포함되고, 상기 발수제는 물 40 ~ 50중량%, 폴리디메틸실록산 20 ~ 30중량%, 사이클로메티콘, 사이클로펜타실록세인, 사이클로헥사실록세인, 다이메티콘 중에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상 혼합되는 실리콘 오일 10 ~ 20중량%, 3-아미노프로필트리메톡시실란으로 된 커플링제 1 ~ 10중량%, 인산에스테르계 난연제와 멜라민계 난연제가 혼합된 복합 난연제 1 ~ 8중량%, 석영분말 1 ~ 3중량%가 혼합되어 이루어진다.
또한, 상기 난연보드의 외면으로 실리카 에어로겔 20 ~ 30중량%, 파라핀 20 ~ 30중량%, 아크릴에멀젼수지 5 ~ 10중량%, 벤토나이트용액은 30 ~ 40중량%, 수산화마그네슘 5 ~ 8중량%, 안티몬 2 ~ 5중량%, 백탄분말 1 ~ 3중량%로 이루어지는 코팅액이 도포됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 심재와 접하는 마감시트의 일면으로 코팅제를 도포하고, 상기 코팅제는 50 ~ 70℃ 온도의 물 100중량부를 기준으로 알긴산소다 10 ~ 20중량부, 팽창흑연 20 ~ 35중량부, 탈크 5 ~ 10중량부, 탄산칼슘 2 ~ 5중량부, 제올라이트분말 1 ~ 2중량부, 실리카겔 1 ~ 2중량부, 수산화알루미늄분말 1 ~ 2중량부, 은행나무껍질분말 1 ~ 3중량부, 편백나무분말 1 ~ 3중량부, 벤조페논 1 ~ 3중량부로 이루어짐을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 심재는 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드를 다수개 구비하고, 다수개로 구비된 난연보드 사이에 보강보드를 구비하여 이루어짐으로써, 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드에 별도의 방습포일을 시공하지 않아도 습기로 인해 발생되는 곰팡이균을 차단할 수 있고, 미네랄울 또는 그라스울 단독재질로 된 심재에 비해 강도를 향상시켜 건축물이 손상 또는 붕괴되는 현상을 방지하여 안정성 및 시공성이 보장되는 건축물용 판넬을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 형태를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 심재의 바람직한 형태를 나타내는 예시도.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 형태를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 심재의 바람직한 형태를 나타내는 예시도로서, 도 1, 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 건축물의 외벽을 담당하는 건축물용 판넬의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 심재와, 심재 외면에 구비되는 마감시트(1)로 이루어지는 건축물용 판넬의 제조방법에 관한 것이다.
심재는 두께 50 ~ 600㎜인 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드(10)를 다수개 구비하고, 다수개로 구비된 난연보드(10) 사이에 두께 2 ~ 40㎜인 보강보드(20)를 구비하여 이루어진다.
난연보드(10)로 사용되는 미네랄울 또는 그라스울을 판넬의 심재로 적용할 경우 건축물의 단열은 물론 내화, 흡음, 보온기능이 구비된다.
또한, 보강보드(20)는 시멘트보드, 석고보드, EPS보드, 페놀보드, 질석보드, 허니컴보드, 목재보드, 골판지보드, 우레탄보드 중 어느 하나로 이루어져 두께 50 ~ 600㎜로 이루어지는 난연보드(10) 사이에 강도가 있는 보강보드(20)를 끼워줌으로써, 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드(10)에 별도의 방습포일을 시공하지 않아도 습기로 인해 발생되는 곰팡이균을 차단할 수 있고, 미네랄울 또는 그라스울 단독재질로 된 심재에 비해 강도가 향상되어 건축물이 손상 또는 붕괴되는 현상을 방지하게 되는 것이다.
한편, 난연보드(10)의 두께는 50 ~ 600㎜로서, 미네랄울 또는 그라스울이 생산규격에 따라 적어도 하나 이상으로 구비됨이 바람직하다.
마감시트(1)는 금속판을 사용하나 열반사효율이 좋고 무게가 가벼우며 가공성이 좋은 알루미늄 박판 또는 은박지를 주로 사용한다. 이러한 마감시트(1)는 판넬에 내리쬐는 열을 반사하거나 외기를 차단하여 단열기능 및 물을 방수하는 기능을 담당한다.
여기서, 시멘트보드는 석회분말 100중량부를 기준으로 실리카 10 ~ 15중량부, 알루미나 10 ~ 15중량부, 산화철 5 ~ 10중량부가 혼합된 주재료 40 ~ 50중량%, 석고 3 ∼ 5중량%, 카본이 코팅된 분쇄된 유리섬유 5 ~ 7중량%, 인산암모늄 1 ∼ 3중량%, 물 40 ~ 50중량%를 혼합한 후 두께 2 ~ 40㎜인 보드형태로 성형된다.
보드 형태로 성형된 성형물을 열풍으로 인해 내부가 80 ~ 90℃로 유지되는 건조기에 20 ~ 24시간 건조시키며, 건조된 보드 형태의 건조물 외면에 프라이머를 도포한 후 폴리우레아 100중량부를 기준으로, 규사 20 ~ 30중량부, 파라핀 5 ~ 10중량부, 사이클로메티콘, 사이클로펜타실록세인, 사이클로헥사실록세인, 다이메티콘 중에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상 혼합되는 실리콘 오일 5 ~ 10중량부, 경화제 15 ~ 25중량부가 혼합된 방수제를 도포한다.
석회분말, 실리카, 알루미나 및 산화철은 시멘트보드의 핵심적인 주재료로 30 ~ 50중량%로 조성되어 후술되는 물을 포함한 혼합재료와 혼합됨으로써, 시멘트보드로서의 기능을 발휘할 수 있게 된다.
석고는 시멘트보드를 제조할 때 응결지연시켜 시멘트보드의 크랙을 감소시키기 위해 첨가되며, 물과 팽창반응을 일으킴으로써 시멘트보드의 제조후에 표면 안정화 및 내구성 강화를 유도하게 된다.
이때, 석고는 과다하게 투입되면 시멘트보드의 제조 후 팽창에 의한 균열이 촉진되므로, 상기의 범위 내로 제한되는 것이 바람직하다.
유리섬유는 시멘트보드의 크랙을 발생을 방지하면서 시멘트보드의 압축강도 및 휨강도를 향상시키는 기능을 발휘하게 되며, 이를 위해 유리섬유는 0.1 ~ 5㎜의 길이를 가진 것을 사용함으로써 분산성을 좋게 하여 시멘트보드의 전체면에 분포된 상태를 유지하게 된다.
이러한 유리섬유에 불연재질이면서 내열성과 내열수축성이 좋은 카본을 코팅시켜 화재시 유리섬유의 연소를 방지하여 화재의 확산을 차단하게 되며, 카본이 코팅된 유리섬유가 시멘트보드에 혼입되어 건축물 내부에서 발생하는 정전기를 효율적으로 차단할 수 있도록 한다.
또한, 카본이 코팅된 유리섬유의 함량이 상기의 함량 범위 미만이면 유리섬유에 의한 시멘트보드의 물리적 특성을 향상시키기 어렵고, 상기의 함량을 초과하면 시멘트보드로서의 기능이 유지되지 않고 유리섬유의 뭉침현상이 발생되어 분산이 용이하지 않게 된다.
인산암모늄은 상온에서 시멘트의 경화를 촉진시켜 시멘트보드의 강도를 확보하기 위해 사용되어, 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드(10) 사이에서 버팀목의 기능을 발휘하도록 한다.
이렇게 제조된 시멘트보드는 카본이 코팅된 유리섬유가 포함되어 기존에 사용되던 시멘트보드에 비해 강도에 대한 물리적 특성이 향상되면서 화재의 차단 및 정전기방지 등의 기능성을 가지게 되는 것이다.
또한, 시멘트보드는 높은 흡수성을 가져서 방수성이 없기 때문에 수분에 취약하여 표면의 변색 및 오염이 발생되고 변색이나 오염된 부위로 세균이 발생되어 크랙이 생겨 크랙부위로 수분이 고여 시멘트보드의 손상이 발생되는 단점을 보완하고자 시멘트보드 외면에 프라이머를 도포한 후 방수제를 분사하여 방수층을 형성시킨다.
방수제의 주재료인 폴리우레아는 아이소사이아네이트 구성요소와 합성수지 혼합 구성요소의 반응 산물로부터 유도된 탄성 중합체로서, 피도포물에 순간적으로 완전히 접착되면서 대단히 높은 강도를 지니며, 30초 이내의 빠른 경화로 공기를 단축하며, 기계적, 물리적 화학적 물성이 매우 우수하고, 특히 내마모성, 내충격성, 내구성, 내약품성이 우수하고 시공시에 층 두께를 자유롭게 조절할 수 있어 피도포물의 피착면에 우수한 접착력을 나타내고 있다.
규사는 폴리우레아 및 후술되는 파라핀과 결합하여 강력한 접착력을 보유하게 되며, 이에 따라 공극률이 적어지게 되므로 온도에 의한 열팽창, 수축현상이 현저히 줄어들며, 피착면과의 접촉면적 넓어져 방수제의 부착 강도를 향상시키고, 수분의 침투에 대한 저항성이 우수해 시멘트보드의 산화에 의한 크랙을 방지하여 시멘트보드의 내구성을 향상시킨다.
파라핀은 석유 중에 존재하는 탄화수소의 혼합물을 지칭하는 것으로, 방수제에 의하여 시멘트보드 외면에 형성되는 방수층이 고화되는 현상을 방지하며, 해충을 방제할 수 있는 기능을 지니는 것은 물론 인체에 무해하며 친환경적이다.
실리콘 오일은 방수제의 계면막을 형성시켜 방수 및 발수성능을 극대화시킬 수 있다.
경화제는 시멘트보드에 방수제가 스프레이방식으로 분사되어 시공될 때 적절한 흐름성을 가져 시멘트보드와 방수제 간의 완벽한 시공이 이루어져 박리현상이 최소화하도록 구성된다.
이러한 방수제는 도막두께 100 ~ 200㎛이고, 도포면적 10㎡/ℓ로 형성되는 것이 바람직하며, 이는 상기의 범위 미만일 때에는 방수층의 기능을 발휘하기 어렵고, 상기의 범위를 초과할 때에는 방수제의 시공비용이 과다하게 소요되기 때문이다.
따라서, 시멘트보드의 외면으로 방수제 분사에 의한 방수층이 형성되어 시멘트보드의 방수성능을 확보하여 수분에 의한 크랙 및 손상을 최소화시킴으로써, 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 가지게 되는 것이다.
또한, 보강보드(20) 중 비교적 시멘트보드 보다 강도가 약한 석고보드, EPS보드, 페놀보드, 질석보드, 허니컴보드, 목재보드, 골판지보드, 우레탄보드는 외면에 기능성바인더를 도포하여 바인더층을 형성함으로써 불연 및 준불연기능 및 강도를 향상시킬 수 있도록 한다.
이를 위해 기능성바인더는 소듐 실리케이트(Sodium silicate) 35 ~ 50중량%, 물 35 ~ 50중량%, 산화크로뮴(chromium oxide) 1 ~ 10중량%, 티탄 1 ~ 3중량%, 붕소 1~ 3중량%, 과산화나트륨(sodium peroxide), 나트륨아미드(sodium amide), 사에틸납(tetraethyl lead), 부타디엔(butadiene), 이소프렌(isoprene), 메타크릴산메틸(methyl methacrylate) 중에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상 혼합되는 첨가제 1 ~ 2중량%로 혼합되는 바인더 100중량부를 기준으로, 팽창흑연 30 ~ 70중량부, 탈크 5 ~ 10중량부, 발수제 5 ~ 10중량부, 분산제 1 ~ 2중량부가 포함된다.
여기서 바인더는 보강보드(20) 중 석고보드, EPS보드, 페놀보드, 질석보드, 허니컴보드, 목재보드, 골판지보드, 우레탄보드 외면에 도포하였을 때 접착력을 가져 별도의 접착제없이도 난연보드(10)와 강력한 접착력을 발휘하여 보강보드(20)의 강도 및 경도를 향상시켜 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드(10)가 포함된 심재의 견고한 지지구조를 구현하여 건축물이 손상 또는 붕괴되는 현상을 방지하게 되며, 또한 팽창흑연, 탈크 및 발수제가 기능성바인더에 추가적으로 포함되어 내열성, 난연성 및 발수성능을 구비하게 한다.
바인더의 소듐 실리케이트(Sodium silicate)는 높은 투광성과 낮은 열전도도를 특성으로 하기 때문에 매우 효율적인 단열기능을 담당할 수 있게 되며, 물과 혼합되었을 때 실질적인 바인더의 기능을 담당하게 되며, 또한 바인더의 내화성을 개선하기 위한 방편으로 사용된다.
바인더의 티탄은 백색분말로 자외선, 적외선 등을 반사시켜 기능성바인더에 의한 바인더층에 온도를 높이지 않은 역할을 함으로써 보강보드(20)의 훼손 및 변형을 방지한다.
바인더의 붕소는 화재시 고온으로 인해 바인더층이 열분해될 때 탄소성 탄화층을 형성할 수 있어 탄화층의 생성으로 인해 연소하는 분자의 표면에 두꺼운 장벽을 만들어 열을 차단함으로써 불이 꺼지게 할 수 있다.
팽창흑연은 100 ~ 300 mesh, 팽창율 250 ~ 300배 범위에서 서로 다른 사이즈 및 물성을 가진 것을 사용하여야 하며, 팽창흑연은 열을 가하면 흑연 입자가 수백배 팽창함에 따라 층 분리 현상이 발생하는 구조적 특징을 가지므로, 기능성바인더에 의한 바인더층 내에 분산된 팽창흑연은 화재로 인해 팽창된 탄화층을 형성하여 차열 및 차염의 역할을 수행할 수 있어 화염이나 불꽃이 심재에 직접 접촉되는 것을 차단하여 화재가 확산되는 것을 방지한다.
또한, 팽창흑연은 30 ~ 70중량부 범위 내에서 서로 다른 사이즈를 채택하여 화재시 팽창크기가 서로 달라져 더욱 균일하면서 고르게 기능성바인더에 의한 바인더층 내부에서 팽창되는 것이다.
탈크는 활석광석을 미분쇄 또는 초미분쇄하여 제조된 입자 형상이 판상인 분말로서, 무기 광산물 중 가장 경도가 낮고, 화학적 안정성이 우수하며, 단가가 저렴하여 가격경쟁력이 우수한 물질이다.
즉, 바인더층에 탈크가 혼합되어 바인더층의 내열성을 향상시키는 것은 물론 방열의 기능을 구비하여 팽창흑연과 함께 탄화층을 형성하여 차열 및 차염의 역할을 수행할 수 있게 된다.
발수제는 보강보드(20) 외면에 수분과 오염물의 침투를 지연시켜 주는 작용을 하는 것으로 장마가 있는 여름철 장마로 인해 수분을 머금고 있는 심재가 높은 온도로 가열됨에 따라 습기를 내뿜어 심재가 축축해지거나 결로현상이 발생되는 현상을 차단하도록 하는 것이다.
발수제는 내열성과 내연성이 탁월할 뿐만 아니라 강력한 발수성능을 발휘함으로써 주변 환경에 노출되어 있는 심재의 기능과 수명을 더욱 향상시키게 한다.
분산제는 팽창흑연과 탈크가 기능성바인더로 혼합될 때 원활하게 분산시켜 팽창흑연과 탈크가 고르게 분산되어 보강보드 외면에 균일하게 위치되어 난연 및 준불연기능을 향상시키도록 한다.
여기서, 발수제의 상세한 조성은 물 40 ~ 50중량%, 폴리디메틸실록산 20 ~ 30중량%, 사이클로메티콘, 사이클로펜타실록세인, 사이클로헥사실록세인, 다이메티콘 중에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상 혼합되는 실리콘 오일 10 ~ 20중량%, 3-아미노프로필트리메톡시실란으로 된 커플링제 1 ~ 10중량%, 인산에스테르계 난연제와 멜라민계 난연제가 혼합된 복합 난연제 1 ~ 8중량%, 석영분말 1 ~ 3중량%로 이루어진다.
폴리디메틸실록산은 발수제에 대표적으로 사용되는 것으로, 폴리디메틸실록산의 점도는 40 ~ 90cps인 것이 바람직하며, 이와 같은 점도에서 발수제의 침투성 및 발수성이 극대화되기 때문이다.
또한, 발수제에 폴리디메틸실록산 20 ~ 30중량%를 혼합함으로써, 최적의 발수도 및 침투성을 구현하고 재료의 과다한 사용을 방지할 수 있다.
실리콘 오일은 발수제의 구성성분을 효과적으로 분산시키고 발수제의 계면막을 형성하기 위하여 사용되어 발수성능을 극대화시킬 수 있다.
커플링제는 발수제를 이루는 혼합물의 화학적 결합을 유도하는 역할을 하며, 커플링제의 함량이 1중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 커플링제의 함량이 10중량%를 초과하면 상기의 기능을 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 증가시키게 된다.
복합 난연제는 인산에스테르계 난연제와 멜라민계 난연제가 혼합된 것으로, 계면막이 형성되는 발수제에서도 난연기능을 발휘하게 되어 보강보드(20)의 난연 및 준불연의 기능을 더욱 향상시켜준다.
즉, 인산에스테르계 난연제와 멜라민계 난연제가 혼합된 복합 난연제를 통해 보강보드(20)에 산소의 차단과 불꽃의 확대를 저지하고, 특히 화재시 불연성 가스를 발생시켜 보강보드(20)에 공급되는 산소를 차단하여 연소를 억제시켜 보강보드(20)의 난연 및 준불연의 기능을 향상시키면서 또한 인산에스테르계 난연제와 멜라민계 난연제는 브롬계 화합물을 사용하지 않는 비할로겐계 난연제로서 이를 사용하는 심재에 친환경적인 이점이 가져오게 한다.
석영분말은 복합 난연제와 함께 발수제에 난연기능을 구비하게 하는 구성으로, 상기의 함량범위로 사용되며 이를 초과하면 난연물질이 과다하게 사용되어 발수기능을 저하시키고 함량범위가 이보다 미만이면 난연성을 보조하는 기능을 발휘하기 어렵다.
이때, 석영분말은 크기는 분산성을 고려하여 100 ~ 300㎛인 것이 바람직하며, 표면 강도가 우수한 특징에 의해 외부의 충격에 의해 바인더층이 훼손되는 것을 방지하고, 수분 흡수율이 낮아 보강보드에 곰팡이나 박테리아의 번식으로부터 안전하게 하는 물성을 가지게 되는 것이다.
한편, 난연보드(10)의 외면으로는 실리카 에어로겔 20 ~ 30중량%, 파라핀 20 ~ 30중량%, 아크릴에멀젼수지 5 ~ 10중량%, 벤토나이트용액은 30 ~ 40중량%, 수산화마그네슘 5 ~ 8중량%, 안티몬 2 ~ 5중량%, 백탄분말 1 ~ 3중량%로 이루어지는 코팅액이 도포되어 코팅액을 통해 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드(10)가 습기에 의해 강도가 약해지거나 곰팡이균이 발생되는 것을 방지하게 된다.
실리카 에어로겔은 지름이 2 ~ 10nm의 나노실리카 입자 및 지름이 1 ~ 100nm의 분산 나노가공으로 구성된 다공성 재료로서, 높은 기공률로 인해 높은 방음력, 충격흡수, 단열 등의 장점이 있으며, 특히 높은 투과성에 비해 열전도도가 매우 낮아 단열재로서의 가치가 아주 높은 것으로 평가받고 있다. 또한 보강보드(20)가 시멘트보드로 사용될 경우 실리카 에어로겔이 포함된 코팅액으로 하여금 시멘트보드에서 발생되는 알카리염과 같은 유기화합물을 흡착시켜 산화시킬 수 있는 강력한 산화기능 효과가 있다.
파라핀은 무색으로 휘발성이 적고, 거의 냄새가 없어 건축물 내외장재로도 많이 사용되며, 파라핀이 가지는 특유의 방습성에 의해 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드(10)에 습기가 생성되는 것을 차단한다.
아크릴에멀젼수지는 비닐아세테이트나 스틸렌계보다 물성에서나 성능면에서 우수한 바인더로 알려져 있으며, 특히 유연하면서도 강인한 도막을 형성하여 내후성이 우수하고 내수성, 내알칼리성이 양호한 장점을 지니고 있다. 또한, 상기 아크릴에멀젼수지는 수성이므로 화재의 위험성이 없고 유해한 유기용제를 다량 방출하는 경우도 없어서 취급이 용이하며, 바인더기능과 더불어 파라핀과 함께 난연보드(10)에 습기가 생성되는 것을 차단한다.
벤토나이트용액은 벤토나이트와 물이 혼합되어 이루어진 것으로 벤토나이트가 가지는 특유의 다른 물질과 혼합하여 다른 물질을 화학적으로 영향을 주지 않으면서 서로 점결시키는 성질로 인해 접착력이 향상될 수 있게 되는 것이다.
수산화마그네슘은 화재시 산소를 흡수하고 물을 생성하여 가연성 물질을 제거하기 때문에 화재 방지용 코팅제로 사용되기도 할만큼 난연성을 향상시키고 화재 발생시 용융수지의 드롭(drop) 현상을 방지하면서 연기 발생을 최소화시킴에 따라 화염의 확산을 최대한 억제할 수 있다.
안티몬은 방염제의 기능을 구비하는 것으로 수산화마그네슘과 더불어 난연보드(10)의 화재에 대한 피해를 최소화하도록 한다.
백탄분말은 800 ~ 1200℃에서 고온 탄화시킨 후 급랭시킨 목탄으로서, 탈취, 방습, 습도 조절능 외에도 음이온 방사능을 가지며 전자파 흡수성 및 도전성이 있고 알칼리성을 나타내어 실리카 에어로겔과 함께 시멘트에서 나오는 강알카리염 차단하는 효능을 가지게 한다.
즉, 난연보드(10)의 외면으로 도포되는 코팅액에 포함되는 실리카 에어로겔, 파라핀, 아크릴에멀젼수지, 백탄분말을 통해 난연보드(10)에 습기를 효율적으로 차단하고, 수산화마그네슘 및 안티몬을 통하여 난연보드(10)와 함께 화재에 대응이 완벽하게 이루어지게 되는 것이다.
여기서 심재와 접하는 마감시트(1)의 일면으로 코팅제를 도포할 수 있으며, 코팅제는 50 ~ 70℃ 온도의 물 100중량부를 기준으로 알긴산소다 10 ~ 20중량부, 팽창흑연 20 ~ 35중량부, 탈크 5 ~ 10중량부, 탄산칼슘 2 ~ 5중량부, 제올라이트분말 1 ~ 2중량부, 실리카겔 1 ~ 2중량부, 수산화알루미늄분말 1 ~ 2중량부, 은행나무껍질분말 1 ~ 3중량부, 편백나무분말 1 ~ 3중량부, 벤조페논 1 ~ 3중량부로 이루어진다.
알긴산소다는 미역, 다시마, 감태와 같은 갈조류를 알칼리 추출한 후 산을 첨가하여 젤화한 것으로, 천연의 고분자 응집제로 불리울만큼 접착력이 뛰어나서 알긴산소다와 물이 혼합되어 마감시트(1)와 심재를 접착하도록 구성된다.
물을 50 ~ 70℃의 온도인 온수를 사용하는 것은 분말형태인 알긴산소다는 온수와 혼합하게 되면 면 점성이 발생됨으로 코팅제의 접착력을 극대화하면서 고팅제를 이루는 구성요소들이 고착력이 극대화되어 마감시트(1)에 안정적으로 고정될 수 있도록 하기 위함이다.
팽창흑연과 탈크는 화재시 마감시트(1)의 코팅제가 도포된 부위에 탄화층을 형성하여 차열 및 차염의 역할을 수행할 수 있게 된다.
탄산칼슘은 탄산이온과 칼슘이온이 만나 생성되는 흰색 물질로서, 코팅제로 사용될 때 마감시트(1)와 밀착도가 뛰어나 박리현상이 없으며, 흡습성이 없고 방수기능이 탁월하게 한다.
제올라이트는 신생대 3기층의 화산재가 속성 작용을 받아 생성된 미세한 다공질로 물리적 흡착력과 화학적 양이온 치환작용이 뛰어나 수분 외 다른 물질, 즉 유해가스를 20배까지 흡수, 흡착하여 보관하고 있다가 서서히 배출하는 특이한 기능이 있어 코팅제에 포함되는 원료로 사용될 경우 습도유지가 가능한 특수 기능성이 부과되고, 다공성에 의한 흡착제로써의 습도조절 능력 및 심재의 부패를 가속시키는 에틸렌 가스와 같은 물질의 포집, 형상선택성 촉매반응과 같은 특이한 구조에 의한 이온반응에 의한 항균작용을 발휘하게 되는 것이다.
실리카겔은 알카리염 등의 유기화합물을 흡착시켜 산화시킬 수 있는 강력한 산화 기능 효과가 있고 흡착력 및 방습력이 우수하여 수산화알루미늄과 함께 곰팡이균이 발생되는 것을 최소화하고 악취 및 향균 효과를 발휘하게 된다.
수산화알루미늄은 음이온 화합물로서 음이온과 원적외선이 방출되는 특성을 가지고, 항균 및 항진균 효과와 탈취 효과를 나타낼 수 있다.
은행나무는 살균, 살충 성분이 있어 갖가지 벌레의 유충과 식물에 기생하는 곰팡이, 바이러스 등을 죽이거나 억제하는 효과가 있다.
편백나무는 노송나무, 회목(檜木)이라고도 하며 겉씨식물인 측백나무과(側柏―科 Cupressaceae)에 속하는 상록비늘잎교목으로 모기나 파리 등의 해충의 유충에 대해 생장 억제능을 가지는 것으로 확인되었다.
또한, 편백나무는 세균에 대한 항균 및 살균 작용이 뛰어나며, 특히 피톤치드라는 천연 항균물질이 많이 함유되어 있어 살균 작용이 뛰어나고, 내수성이 강해 물에 닿으면 고유의 향이 진하게 퍼지는 장점이 있다.
벤조페논은 자외선차단제 및 변색방지제에 주로 사용되는 물질로서, 코팅제 포함되어 마감시트(1)를 자외선에서 보호할 수 있는 기능을 구비하도록 한다.
심재와 접하는 마감시트(1)의 일면으로 코팅제를 도포함으로써, 코팅제의 구성요소 중 팽창흑연 및 탈크를 통해 화재 발생 시 확산을 방지하면서도 알긴산소다와 물을 이용하여 접착하면서 제올라이트분말, 실리카겔, 수산화알루미늄분말, 은행나무껍질분말 및 편백나무분말과 같은 인체에 유익한 구성요소를 통해 친환경적인 건축물을 시공할 수 있게 되는 것이다.
1 : 마감시트
10 : 난연보드 20 : 보강보드

Claims (5)

  1. 심재와, 심재 외면에 구비되는 마감시트로 이루어지는 건축물용 판넬의 제조방법에 있어서,
    상기 심재는 두께 50 ~ 600㎜인 미네랄울 또는 그라스울로 된 난연보드를 다수개 구비하고, 다수개로 구비된 난연보드 사이에 두께 2 ~ 40㎜인 보강보드를 구비하며,
    상기 보강보드는 시멘트보드, 석고보드, EPS보드, 페놀보드, 질석보드, 허니컴보드, 목재보드, 골판지보드, 우레탄보드 중 어느 하나이고,
    상기 마감시트는 금속판, 알루미늄 박판 및 은박지 중 어느 하나이며,
    상기 석고보드, EPS보드, 페놀보드, 질석보드, 허니컴보드, 목재보드, 골판지보드, 우레탄보드의 외면에 기능성바인더를 도포하여 바인더층을 형성하고,
    상기 기능성바인더는 소듐 실리케이트(Sodium silicate) 35 ~ 50중량%, 물 35 ~ 50중량%, 산화크로뮴(chromium oxide) 1 ~ 10중량%, 티탄 1 ~ 3중량%, 붕소 1 ~ 3중량%, 과산화나트륨(sodium peroxide), 나트륨아미드(sodium amide), 사에틸납(tetraethyl lead), 부타디엔(butadiene), 이소프렌(isoprene), 메타크릴산메틸(methyl methacrylate) 중에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상 혼합되는 첨가제 1 ~ 2중량%로 혼합되는 바인더 100중량부를 기준으로, 팽창흑연 30 ~ 70중량부, 탈크 5 ~ 10중량부, 발수제 5 ~ 10중량부, 분산제 1 ~ 2중량부가 포함되고,
    상기 발수제는 물 40 ~ 50중량%, 폴리디메틸실록산 20 ~ 30중량%, 사이클로메티콘, 사이클로펜타실록세인, 사이클로헥사실록세인, 다이메티콘 중에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상 혼합되는 실리콘 오일 10 ~ 20중량%, 3-아미노프로필트리메톡시실란으로 된 커플링제 1 ~ 10중량%, 인산에스테르계 난연제와 멜라민계 난연제가 혼합된 복합 난연제 1 ~ 8중량%, 석영분말 1 ~ 3중량%가 혼합되어 이루어지는 건축물용 판넬의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시멘트보드는 석회분말 100중량부를 기준으로 실리카 10 ~ 15중량부, 알루미나 10 ~ 15중량부, 산화철 5 ~ 10중량부가 혼합된 주재료 40 ~ 50중량%, 석고 3 ∼ 5중량%, 카본이 코팅된 분쇄된 유리섬유 5 ~ 7중량%, 인산암모늄 1 ∼ 3중량%, 물 40 ~ 50중량%를 혼합한 후 두께 2 ~ 40㎜인 보드형태로 성형하고, 성형된 성형물을 열풍으로 인해 내부가 80 ~ 90℃로 유지되는 건조기에 20 ~ 24시간 건조시키며, 건조된 건조물의 외면에 프라이머를 도포한 후 폴리우레아 100중량부를 기준으로, 규사 20 ~ 30중량부, 파라핀 5 ~ 10중량부, 사이클로메티콘, 사이클로펜타실록세인, 사이클로헥사실록세인, 다이메티콘 중에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상 혼합되는 실리콘 오일 5 ~ 10중량부, 경화제 15 ~ 25중량부가 혼합된 방수제를 도포하여 이루어짐을 특징으로 하는 건축물용 판넬의 제조방법.

  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 난연보드의 외면으로 실리카 에어로겔 20 ~ 30중량%, 파라핀 20 ~ 30중량%, 아크릴에멀젼수지 5 ~ 10중량%, 벤토나이트용액은 30 ~ 40중량%, 수산화마그네슘 5 ~ 8중량%, 안티몬 2 ~ 5중량%, 백탄분말 1 ~ 3중량%로 이루어지는 코팅액이 도포됨을 특징으로 하는 건축물용 판넬의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 심재와 접하는 마감시트의 일면으로 코팅제를 도포하고,
    상기 코팅제는 50 ~ 70℃ 온도의 물 100중량부를 기준으로 알긴산소다 10 ~ 20중량부, 팽창흑연 20 ~ 35중량부, 탈크 5 ~ 10중량부, 탄산칼슘 2 ~ 5중량부, 제올라이트분말 1 ~ 2중량부, 실리카겔 1 ~ 2중량부, 수산화알루미늄분말 1 ~ 2중량부, 은행나무껍질분말 1 ~ 3중량부, 편백나무분말 1 ~ 3중량부, 벤조페논 1 ~ 3중량부로 이루어짐을 특징으로 하는 건축물용 판넬의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100917864B1 (ko) * 2008-12-29 2009-09-16 대보하우징 주식회사 내화보드 및 이를 이용한 칸막이 패널
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KR20190068453A (ko) 2017-12-08 2019-06-18 (주)엘지하우시스 불연 단열재
KR102193352B1 (ko) * 2020-08-20 2020-12-22 강지숙 단열성과 내화성 및 방수성을 갖는 그라스울 판넬 제조방법

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