KR20120085552A - 목재가 포함된 단열복합패널 및 그 단열복합패널의 제조 방법 - Google Patents
목재가 포함된 단열복합패널 및 그 단열복합패널의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 목재가 포함된 단열복합패널 및 그 단열복합패널의 제조 방법에 관한 것으로, 단열재로 구성하는 단열보드, 목재 재질이면서, 일면에 격자 구조의 홈이 형성된 목재보드, 강도가 우수한 불연성 재질의 불연성보드가 구비되어, 단열보드 양면에 접착제로 목재보드를 부착하여, 각 양면이 목재보드의 홈이 드러나도록 하고, 양쪽의 각 목재보드에 접착제를 도포하고, 불연성보드를 부착하여 일체화한 구조의 단열복합패널이 제조되어, 이러한 단열복합패널를 한옥, 벽체, 내?외장재, 문, 칸막이, 조립식 건물 등에 사용함에 따라, 홈이 형성된 목재보드에 의해 불연성보드와의 부착성을 높이고, 단열보드에 의해 단열성이 우수하며, 불연성보드에 의해 내화성과, 내구성, 및 강도가 우수한 것이다.
Description
본 발명은 목재가 포함된 단열복합패널 및 그 단열복합패널의 제조 방법에 관한 것으로, 단열재로 구성하는 단열보드, 목재 재질이면서, 일면에 격자 구조의 홈이 형성된 목재보드, 강도가 우수한 불연성 재질의 불연성보드가 구비되어, 단열보드 양면에 접착제로 목재보드를 부착하여, 각 양면이 목재보드의 홈이 드러나도록 하고, 양쪽의 각 목재보드에 접착제를 도포하고, 불연성보드를 부착하여 일체화한 구조의 단열복합패널이 제조되어, 이러한 단열복합패널를 한옥, 벽체, 내?외장재, 문, 칸막이, 조립식 건물 등에 사용함에 따라, 홈이 형성된 목재보드에 의해 불연성보드와의 부착성을 높이고, 단열보드에 의해 단열성이 우수하며, 불연성보드에 의해 내화성과, 내구성, 및 강도가 우수한 것이다.
일반적으로 단열용 패널은, 발포 폴리스티렌, 발포 폴리우레탄, 폴리이소시아누레이트 발포체 등의 단열재를 강판과 같은 불연성의 보강재로 둘러싼, 소위 샌드위치패널(Sandwich Panel)로 제작되어, 내?외장용, 문, 칸막이, 조립식 건축 등으로 많이 이용하고 있다.
또한, 최근에는 일반적인 단열용 패널에 사용된 강판 대신에, 발포 폴리스티렌 양면에 불연성보드로 일체화한 내화성 패널이 제공되어, 내구성을 높이고, 화재에 안전하도록 한다.
아울러, 내화성 패널의 다른 예로, 국내실용신안등록 제0431830호에는, 단열재 양면에 목재판과 보드를 순차로 부착한 구조의 ‘목재판이 부착된 복합패널’에 대한 내용이 게시되어 있다.
그러나 상기와 같은 통상의 샌드위치패널은, 화재가 발생하면 강판의 높은 열전도성으로 인해, 발포 폴리스티렌 및 발포 폴리우레탄은 여지없이 타버림과 동시에, 유해한 성분을 방출하는 문제점이 있었으며, 또한, 발포우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포체는 내구성 및 강도가 약해서, 강판과 같은 보강재만으로는 충분한 굽힘 강도, 인장강도, 내구성 및 내후성을 가지지 못하므로 사용하는데 한계가 있었다.
그리고 발포 폴리스티렌과 불연성보드로 구성하는 내화성 패널을 벽에 고정하기 위해서는, 앵커나 못을 박아 상기 내화성 패널을 통과하여 고정하여야 하고, 상기 내화성 패널에 다른 패널이나 보드를 앵커나 못으로 추가로 고정하기 위해서는, 앵커 끝과 보드가, 발포 폴리스티렌이나 불연성보드 자체에 고정되지 않으므로, 이 역시 앵커나 못을 박아서 내화성 패널을 통과시켜, 앵커나 못의 끝이 내화성 패널을 고정 또는, 부착한 면에 도달하도록 하여 고정해야하므로, 시공이 용이하지 못한 문제점이 있었다.
그래서, 앞서 예시한 고안에서는 단열재와 불연성보드 사이에 목재를 추가한 복합패널로, 상기 문제를 해결하려 하였으나, 단열재와 불연성보드는 서로 물성이 다르고, 서로 표면이 매끄러운 상태에서 부착하게 되므로, 부착성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 목재는 한옥을 지을 때, 주재료로 많이 사용되고 있는데, 목재는 그 특성상 주변의 습도나 온도에 따라 수축?팽창하는 특성이 있으므로, 앞서 예시한 앞서 복합패널을 한옥 대체하여 사용하면, 주변의 환경의 변화에 따라 부착된 목재와 불연성보드가 서로 떨어질 수 있는 우려가 컸다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 단열재로 구성하는 단열보드, 목재 재질이면서, 일면에 격자 구조의 홈이 형성된 목재보드, 강도가 우수한 불연성 재질의 불연성보드가 구비되어, 단열보드 양면에 접착제로 목재보드를 부착하여, 각 양면이 목재보드의 홈이 드러나도록 하고, 양쪽의 각 목재보드에 접착제를 도포하고, 불연성보드를 부착하여 일체화한 구조의 단열복합패널이 제조되어, 이러한 단열복합패널를 한옥, 벽체, 내?외장재, 문, 칸막이, 조립식 건물 등에 사용함에 따라, 홈이 형성된 목재보드에 의해 불연성보드와의 부착성을 높이고, 단열보드에 의해 단열성이 우수하며, 불연성보드에 의해 내화성과, 내구성, 및 강도가 우수한 단열복합패널를 제공하도록 한다.
이와 같이 본 발명은, 단열재로 구성하는 단열보드, 목재 재질이면서, 일면에 격자 구조의 홈이 형성된 목재보드, 강도가 우수한 불연성 재질의 불연성보드가 구비되어, 단열보드 양면에 접착제로 목재보드를 부착하여, 각 양면이 목재보드의 홈이 드러나도록 하고, 양쪽의 각 목재보드에 접착제를 도포하고, 불연성보드를 부착하여 일체화한 구조의 단열복합패널이 제조되어, 이러한 단열복합패널를 한옥, 벽체, 내?외장재, 문, 칸막이, 조립식 건물 등에 사용함에 따라, 홈이 형성된 목재보드에 의해 불연성보드와의 부착성을 높이고, 단열보드에 의해 단열성이 우수하며, 불연성보드에 의해 내화성과, 내구성, 및 강도가 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 단열복합패널의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 단열복합패널의 일부 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 단열복합패널의 측면도 및 일부 확대도.
도 4는 본 발명의 다른 예시에 따른 단열복합패널의 일부 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 단열복합패널의 일부 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 단열복합패널의 측면도 및 일부 확대도.
도 4는 본 발명의 다른 예시에 따른 단열복합패널의 일부 분해 사시도.
본 발명은 목재가 포함된 단열복합패널 및 그 단열복합패널의 제조 방법에 관한 것으로, 단열재로 구성하는 단열보드, 목재 재질이면서, 일면에 격자 구조의 홈이 형성된 목재보드, 강도가 우수한 불연성 재질의 불연성보드가 구비되어, 단열보드 양면에 접착제로 목재보드를 부착하여, 각 양면이 목재보드의 홈이 드러나도록 하고, 양쪽의 각 목재보드에 접착제를 도포하고, 불연성보드를 부착하여 일체화한 구조의 단열복합패널이 제조되어, 이러한 단열복합패널를 한옥, 벽체, 내?외장재, 문, 칸막이, 조립식 건물 등에 사용함에 따라, 홈이 형성된 목재보드에 의해 불연성보드와의 부착성을 높이고, 단열보드에 의해 단열성이 우수하며, 불연성보드에 의해 내화성과, 내구성, 및 강도가 우수한 것이다.
본 발명에 따른 단열복합패널(10)은, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 단열보드(11)의 양면에 접착제(14)로 목재보드(12)(12´)가 부착되고, 부착된 양면의 목재보드(12)(12´)에는 불연성보드(13)(13′)가 접착제(15)로 부착되되, 불연성보드(13)(13′)가 부착되는 목재보드(12)(12´)의 각 일면은 스트라이프 구조나 격자 구조의 홈(12a)이 형성된 구조이다.
이러한 구조의 단열복합패널(10)의 제조 방법 및 구조를 자세히 살펴보면 다음과 같다.
우선, 단열복합패널(10)를 제조하기 위해서, 단열복합패널(10)은 단열보드(11), 목재보드(12)(12´), 불연성보드(13)(13′) 및 접착제(14)(15)를 구비하는데, 우선, 단열보드(11)는 판 형상의 단열재이며, 이 단열재의 종류로는 통상의 발포 폴리스티렌(일명, 스티로폼)을 사용하거나, 또한, 발포 폴리스티렌의 단위 입자에 내화피복제가 코팅되어 난연성을 가지는 것으로 사용한다.
그리고 상기 단열보드(11)는 통상과 같이 양면이 평평한 면을 그대로 사용하거나, 또는, 단열보드(11)의 양면에 미세한 굴곡을 형성하거나, 또는, 요철을 형성하거나, 또는, 기타의 방법으로 거친 면으로 형성하면, 목재보드(12)(12´)와의 부착시 접착 면적을 높여, 부착력을 높이는 효과가 있다.
그리고 도2에 도시한 바와 같이, 목재보드(12)(12´)는 일면에 홈(12a)이 형성된 판 형상의 목재이며, 적용되는 목재의 종류로는, 원목, 합판, 엠디에프(MDF, medium density fiberboard), 파티클 보드(PB, particle board), 오에스비 보드(OSB, Oriented Strand Board, 너비 2인치 길이 3인치 정도의 작은 나무 조각을 서로 직각이 되게 교차배열 하여 액체 페놀수지나 분말페놀로 접착하여 만든 판) 등과 같이, 원목을 그대로 사용하거나, 목재를 가공하여 보드 형태로 가공한 복합 보드를 사용할 수 있다.
아울러, 상기 목재보드(12)(12´)의 일면에는 격자 구조의 홈(12a)을 형성하는데, 도2에 도시한 바와 같이, 목재보드(12)(12´)의 일면에 도구나 기계를 사용하여, 면에 수평한 홈(12a)을 일정 간격으로 형성하는 스트라이프 구조로 구성하거나, 또는, 도4에 도시한 바와 같이, 면에 수평한 홈(12a)을 일정 간격으로 형성하고, 그에 수직되는 방향으로 홈(12a)을 일정 간격으로 형성하여, 격자 구조의 홈(12a)을 구성한다.
한편, 상기 목재보드(12)(12´)의 홈(12a)의 단면 모양은, 도3에 도시한 바와 같이, 사각 구조로 구성할 수 있으며, 그 외에도 홈(12a)의 단면 모양은, 반원형 단면, 목재보드(12)(12´)의 중앙으로 갈수록 넓어지는 단면(사다리꼴 단면, 다시 말하면, 목재보드의 바깥쪽으로 갈수록 좁아지는 단면), 기타 다각형으로 구성할 수 있다.
그리고 불연성보드(13)(13′)는 불연성을 가지는 판형으로 구성하며, 구체적으로는, 마그네슘 보드, 시멘트 보드, 석고 보드, 철판, 섬유 강화 시멘트 보드(CRC Board, Cellulose fiber Reinforced Cement Board), 규산칼슘 보드, 규산칼슘실리케이트 보드와 같이 불연성 소재를 사용하여, 단열보드(11)와 목재보드(12)(12´)를 보호하고, 전체적인 외형 및 강도를 가지도록 한다.
한편, 상기 불연성보드(13)(13′)의 일면, 또는, 양면에는 코팅을 하여 코팅층을 미리 구성하거나, 또는, 단열복합패널(10)를 제조한 다음에 코팅하여 코팅층을 형성할 수 있는데, 코팅층은 세라믹코팅, 불소수지코팅, 또는 불소세라믹코팅 등의 방법으로 코팅층을 형성하여 내열성을 증가하고 외관을 미려하게 한다.
마지막으로, 접착제(14)(15)는 실리콘계 접착제, 시멘트?아크릴 혼합접착제, 1액형 우레탄계 접착제 중에서 선택하여 사용한다.
이렇게 단열보드(11), 목재보드(12)(12´), 불연성보드(13)(13′) 및 접착제(14)(15)를 구비한 다음, 접착제로 단열복합패널(10)를 제조하는데, 우선, 단열보드(11)의 양면에 접착제(14)로 목재보드(12)(12´)를 부착하며, 이를 위해, 단열보드(11)의 일면, 또는, 목재보드(12)의 홈(12a)이 형성되지 않은 면에 접작체(14)를 도포하고, 단열보드(11)와 목재보드(12)를 부착하고, 목재보드(12)가 부착된 단열보드(11)의 타면에도 같은 방법으로 목재보드(12´)를 부착하며, 이렇게 단열보드(11)의 양면에 목재보드(12)(12´)가 부착되어, 단열보드(11)의 양쪽으로 목재보드(12)(12´)의 홈(12a)이 드러난 상태를 가진다.
다음으로, 도2에 도시한 바와 같이, 홈(12a)이 형성된 목재보드(12)(12´)에 각각 불연성보드(13)(13′)를 부착하되, 단열보드(11)에 부착된 하나의 목재보드(12)의 외면에 홈(12a)을 포함해서 접착제(15)를 도포한 다음, 불연성보드(13)를 부착하며, 그 반대쪽 목재보드(12´)에도 같은 방법으로 불연성보드(13′)를 부착하며, 접착제(14)(15)가 완전히 경화되면, 단열복합패널(10)의 제조가 완료된다.
추가로, 단열복합패널(10)의 불연성보드(13)(13′)에 코팅층이 형성되어 있지 않은 경우에는, 제조된 단열복합패널(10)의 일면, 또는, 양면에 코팅처리를 하여 내열성이 우수한 코팅층을 형성한다.
이와 같이 구성한 단열복합패널(10)은, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 단열보드(11)의 양면으로 목재보드(12)(12´)에 각각 불연성보드(13)(13′)를 접착제(14)(15)에 의해 순차적으로 부착되어 제조하며, 이는 한옥, 벽체, 내?외장재, 문, 칸막이, 조립식 건물 등에 사용됨에 따라, 목재보드(12)(12´)의 홈(12a) 및 접착제(15)에 의해서 외부의 환경 변화(온도, 습도)에도 불연성보드(13)(13′)와의 부착력과 내구성이 우수한 특징이 있다.
참고로, 목재보드(12)(12´)와 불연성보드(13)(13′)의 부착 성능을 확인하기 위해서, 한국건자재시험연구원에서, 오에스비 보드(목재보드, 두께 11㎜)와 섬유 강화 시멘트 보드(불연성보드, 두께 5㎜)를 1액형 우레탄계 접착제로 부착한 접착 성능을 확인하되, 구분1은 둘 다 일반적으로 매끄러운 표면을 가지는 오에스비 보드와 섬유 강화 시멘트 보드를 부착한 것이고, 격자 구조의 홈(12a)이 형성된 오에스비 보드와 매끄러운 표면을 가지는 섬유 강화 시멘트 보드를 부착한 것이며, 그 결과는 다음 [표 1]에 나타내었다.
| 구분 | 부착성능(N/㎟) | 시험방법 |
| 1 | 0.32 | 의뢰자제시방법(KS F 4936 : 2008 준용) |
| 2 | 0.83 | 의뢰자제시방법(KS F 4936 : 2008 준용) |
위 [표 1]에 보인 바와 같이, 목재보드(12)(12´)에 홈(12a)이 형성되어, 불연성보드(13)(13′)와 부착하게 되면, 매끄러운 표면으로 부착한 것에 비해서, 2.5배 이상의 부착 성능을 높이는 효과가 있다.
또, 단열복합패널(10)을 고정하거나, 단열복합패널(10)에 다른 자재를 고정하기 위해서, 못이나 앵커를 박을 때, 상기 못이나 앵커 끝이 목재보드(12)(12´)에 도달 또는, 통과하면, 단열복합패널(10)이나 자재가 쉽게 고정되므로, 시공과 설치가 용이한 특성이 있다.
아울러, 상기, 단열복합패널(10)은 외면의 코팅층에 의해서, 외관이 미려하고, 내후성이 좋은 특징이 있다.
또한, 상기 단열복합패널(10)은, 통상 사용되는 샌드위치 패널(Sandwich Panel)과 같이, 간단히 조립이 가능하고, 단열성과 보온성 및 방음성이 우수하여 에너지 소비를 절감하여 경제적이며, 또, 단열복합패널(10)은 강도가 우수한 불연성보드(13)(13′)가 포함되므로, 압축강도 및 굴곡 강도가 뛰어나고, 외력 및 충격에도 강하므로 내구성이 높은 특징이 있다.
더욱이, 화재가 발생하더라도, 높은 내열성을 가지는 코팅층과 불연성보드(13)(13′)로 내화단열복합패널(10)의 외부가 타지 않으며, 온도가 급격히 올라가 단열보드(11)가 타게 되더라도, 내화피복제가 적용된 단열보드(11)의 특성상 유독가스를 발생하지 않아, 인체에 무해하고, 화재에 안전한 특징이 있다.
한편, 상기 구성되는 단열보드(11)는, 통상의 발포 폴리스티렌(expanded polystyrene)을 사용할 수 있으나, 난연성 단열재, 즉, 발포 폴리스티렌에 고내열성 내화피복제를 적용한 난연성 단열재를 사용할 수 있는데, 이를 상세히 설명하면, 일정 크기 이하로 발포 또는 절단된 발포 폴리스티렌을 내화피복제로 코팅하고, 이를 접착제 등을 이용하여 일정한 두께로 성형?압축하여 제조되며, 이는 일반 발포 폴리스티렌 단열재와 유사한 단열성을 가지므로, 에너지 소비를 절감하여 경제적이고, 더욱이, 연소시, 포르말린, 라돈, 할로겐 화합물 등과 같이 인체에 유독한 물질을 배출하지 않으므로 인체에 유해하지 않으며, 강도와 내구성 및 내후성이 우수한 특징이 있다.
또한, 상기 내화피복제로는, 시멘트, 점토, 석고, 폐석고, 석회규조토, 산화마그네시아, 산화알루미나, 및 산화티타늄 등과 같은 무기불연재, 인산암모늄, 붕사, 붕산, 설파민산과 같은 비내구성 난연재, 주석, 아연, 알루미늄의 불용성 인산염 또는 붕산염 및 제2주석, 제2철, 아연, 실리콘 등의 산화물과 같은 반내구성 난연재 및 티에이치피씨(THPC)와 티엠엠(TMM)의 축합물과 같은 내구성 난연재 등이 있으나, 최근에는 열 안정성이 높고 공해 문제가 없는 물유리를 나노 크기로 고분자용액에 고르게 분산시키고, 이를 발포 폴리스티렌에 코팅함에 따라, 화재 시에 코팅으로 발포 폴리스티렌에 산소가 공급되지 않고, 코팅된 내부에서 발포 폴리스티렌이 타더라도, 내화피복제의 코팅이 입자 모양으로 남아 있어, 외부로 유독가스를 배출하지 않는 특징이 있다.
그리고 단열복합패널(10)의 최외면에 형성하는 코팅층은 세라믹 코팅, 불소수지 코팅 등과 같이 내열성에 강한 코팅을 하는 것으로, 필요에 따라 세라믹코팅 위에 불소 수지 코팅을 하는 불소세라믹 코팅으로 하기도 하는데, 이와 같은 코팅층을 형성하여, 외관을 미려하게 하고, 표면의 경도를 향상하며, 내열성, 내마모성, 내후성, 비흡수성을 강화하는 특징이 있다.
10 : 단열복합패널 11 :단열보드
12, 12´ : 목재보드 12a : 홈
13, 13′ : 불연성보드 14, 15 : 접착제
12, 12´ : 목재보드 12a : 홈
13, 13′ : 불연성보드 14, 15 : 접착제
Claims (4)
- 단열보드 양면에 목재보드가 일체로 부착되고, 각각의 목재보드에 불연성보드가 일체된 부착된 구조의 단열복합패널을 구성하되,
상기 단열보드는, 통상의 단열재로 구성하며,
상기 목재보드는, 원목, 합판, 엠디에프, 파티클 보드, 오에스비 보드 중에 선택하여 구성하고, 불연성보드와 부착되는 목재보드의 면은, 스트라이프 구조나 격자 구조의 홈을 형성하며,
상기 불연성보드는, 마그네슘보드, 시멘트 보드, 석고 보드, 철판, 섬유 강화 시멘트 보드, 규산칼슘보드, 규산칼슘실리케이트보드 중에 선택하여 구성되어,
상기 단열복합패널은 한옥, 벽체, 내?외장재, 문, 칸막이, 조립식 건물에 사용함을 특징으로 하는 목재가 포함된 단열복합패널.
- 제 1항에 있어서,
상기 단열보드, 목재보드, 불연성보드의 부착은 접착제로 부착되되,
그 접착제는, 실리콘계 접착제, 시멘트?아크릴 혼합접착제, 1액형 우레탄계 접착제 중에 선택되어 적용되며,
상기 단열보드를 구성하는 단열재는, 단위 입자에 내화피복제가 코팅된 발포 폴리스티렌으로 이루어지고, 그 단열재 양면은 굴곡이나, 요철을 형성하며,
상기 불연성보드 외면에는 세라믹코팅, 불소수지코팅, 또는 불소세라믹코팅에 의해 형성된 코팅층이 일체로 형성함을 특징으로 하는 목재가 포함된 단열복합패널.
- 통상의 단열재로 구성하는 단열보드와,
원목, 합판, 엠디에프, 파티클 보드, 오에스비 보드 중에 선택되고, 그 일면에 격자 구조의 홈을 형성하는 목재보드와,
마그네슘보드, 시멘트 보드, 석고 보드, 철판, 섬유 강화 시멘트 보드, 규산칼슘보드, 규산칼슘실리케이트보드 중에 선택된 불연성보드가 구비되어;
단열보드의 양면에 접착제를 이용하여 목재보드를 일체로 부착하되, 목재보드의 홈이 바깥쪽으로 드러나도록 부착하고, 양쪽의 각 목재보드에 접착제를 도포한 다음, 불연성보드를 부착하고, 접착제를 경화하여,
단열보드와 목재보드, 불연성보드가 일체된 구조의 단열복합패널을 제조하여 부착성이 우수함을 특징으로 하는 목재가 포함된 단열복합패널의 제조 방법.
- 제 3항에 있어서,
상기 접착제는, 실리콘계 접착제, 시멘트?아크릴 혼합접착제, 1액형 우레탄계 접착제 중에 선택하여 사용하며,
상기 단열보드를 구성하는 단열재는, 단위 입자에 내화피복제가 코팅된 발포 폴리스티렌으로 이루어지고, 그 단열보드 양면은 굴곡이나 요철을 형성한 구조를 형성하며,
상기 불연성보드 외면에는 세라믹코팅, 불소수지코팅, 또는 불소세라믹코팅에 의해 형성된 코팅층이 일체로 형성함을 특징으로 하는 목재가 포함된 단열복합패널의 제조 방법.
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