KR100324990B1 - 건축용 복합판넬의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 건축용 복합판넬 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콘크리트 벽체를 성형하는 거푸집 판넬등과 같은 건축용 사용부재나 기타 산업부재로 사용되는 판넬에 관한 것으로, 특히, 합판 표면에 복합 폴리프로필렌수지판을 덧부착하는 건축용 복합 판넬의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 건축용 복합판넬에 관한 것이다.
종래 건축용 판넬의 종류로는 목재합판, 합판표면에 코팅막을 형성한 태고합판, 플라스틱재판, 폐자재 또는 폐수지를 이용한 판재, 알루미늄 또는 철판으로 된 금속판등으로 구성된 다양한 판넬을 볼 수 있으나, 본 발명은 목재합판의 견고성, 가벼움 및 저렴한 가격의 특성과 합성수지 즉, 폴리프로필렌수지판의 특성인 방수성, 콘크리트와의 용이한 이형성 및 양생된 콘크리트의 고운 표면을 창출하는 복합 폴리프로필렌수지판을 복합한 것으로, 기존 판넬의 장점만을 갖도록 한 것이다.
이와 같은 본발명은 폴리프로필렌(PP)과 충진재로 구성된 주재료에 산화방지제와 가공조제로 된 부재료를 첨가한 것을 압출기에서 혼합한 후, 1-2mm 두께의 판재로 압출 성형하고 이를 일정길이로 절단후 일면에 고주파 방전처리를 한 다음, 접착제를 도포한 것과 일반합판에 접착제를 도포한 것을 맞접합한 후, 프레스로 가압하여 복합판넬을 구성토록 한 것이다.
Description
본발명은 콘크리트 벽체를 성형하는 거푸집 판넬등과 같은 건축용 사용부재나 기타 산업부재로 사용되는 판넬에 관한 것으로, 특히, 합판 표면에 복합 폴리프로필렌(Polypropylene Composite)수지판을 덧부착하는 건축용 복합판넬의 제조방법 및 이와 같은 제조방법에 의해 생산되는 건축용 복합판넬에 관한 것이다.
종래 건축용 판넬의 종류로는 목재합판(12미리), 태고(Tego)합판, 플라스틱재판, 폐자재를 분쇄하고 이를 폐수지와 혼합한 후, 압출하거나 사출하여 제작한 판재 및 철재 및 알루미늄 소재로 된 금속판등 많은 종류의 판넬을 볼 수 있다.
종래 태고(Tego)합판은 목재합판 표면에 열경화성 수지(페놀수지)를0.1∼0.2mm의 종이에 함침한 페놀릭 필름을 합판에 고열, 고압으로 코팅한 것으로, 목재의 견고성과 페놀릭(Penolic) 필름의 방수성을 동시에 갖도록 한 것을 볼 수 있다.
이와 같은 종래 태고합판은 두께가 0.1∼0.2mm의 얇은 페놀릭 필름막으로 구성됨으로 인해 표면에 충격이 가해지거나 긁힘이 발생할 때 쉽게 벗겨지거나 찢어지는 단점을 갖게 되며, 페놀릭 필름은 콘크리트와의 부착력이 용이하여 태고합판을 거푸집으로 사용할 때 콘크리트 페이스트(paste)가 묻어나므로 인해 콘크리트면이 고르지 못하게 되며, 다음공정에 다시 사용할 때마다 이형제를 도포해야 하는 불편함을 감수해야만 했으며, 태고합판은 3∼5회 사용함에 따라 코팅면이 합판에서 쉽게 박리되는 것을 경험하게 된다.
플라스틱으로 제조된 판넬은 콘크리트가 양생할 때 발생되는 수화열과 성형시 측압에 의해 변형되어 콘크리트면의 굴곡(배부름 현상)이 발생하게 된다.
철재나 알루미늄과 같은 금속판재로 된 거푸집은 견고하므로 인해 수회 반복하여 사용하여도 변형이 없게 되나, 가격이 비싸며 무게가 무거워 건설현장에서 용이하게 취급할 수 없는 단점을 갖게 된다.
또한, 목재로 된 합판은 저가격이나 방수성이 우수하지 못해 반복하여 계속적으로 사용할 수 없으며, 폐자재를 이용한 판넬은 가격은 저렴하나 견고하지 못해 파손이 심한 단점을 갖게 된다.
본 발명은 이와 같은 종래 건축용 판넬 특히, 거푸집용 판넬이 갖는 단점을 해결하고자 개발된 것으로, 합판과 복합 폴리프로필렌(PPC : PolypropyleneComposite) 수지판을 일체로 압착하여서 된 복합판넬의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 복합판넬에 관한 것이다.
본 발명에 의해 제조되는 복합판넬은 건축용부재 및 건축물 기타 산업자재로 사용이 가능하나 본발명에 있어서는 콘크리트 양생에 사용되는 거푸집으로 사용되는 것을 예로 들어 구체적으로 설명하기로 한다.
거푸집에 있어 그 재질이 목재로 된 합판은 저렴하고 가볍다는 잇점을 가지나 흡수율이 높아 수회 사용함에 따라 표면이나 가장자리가 부풀어 떨어지게 되며, 콘크리트와의 부착력이 강해 양생된 콘크리트로부터 거푸집을 떼어낼 때 합판조각이 떨어져나가거나 합판표면에 콘크리트 페이스트(paste)가 묻어 떨어져나가므로 인해 콘크리트면이 고르지 못하고 매우 거칠게 된다.
이와 같이 합판으로 된 거푸집은 7∼10회 정도 밖에는 사용할 수 없는등 그 수명이 매우 짧은 것을 볼 수 있다.
철판이나 알루미늄판으로 된 금속재 거푸집은 콘크리트와의 박리가 용이하며, 박리후 콘크리트면은 양호하고 수십회 반복하여 사용할 수 있는 잇점을 가지나 가격이 비싸며 특히, 그 무게가 무거워 건설현장에서 용이하게 취급할 수 없는 단점을 갖게 된다.
또한, 합성수지재로 된 판넬이나 폐자재등으로 된 재생 합성수지재 판넬에 있어서는 가볍고 콘크리트와의 박리성도 양호하며, 박리후 고른 콘크리트면을 얻을 수 있으나, 견고하지 못해 장기간 반복 사용하지 못하며, 쉽게 파손되는 결점을 갖게 된다.
현재 건설현장에서 가장 많이 사용되는 태고합판은 합판위에 두께가 0.1∼0.2mm의 페놀릭 필름을 코팅하여 제조하게 된다. 이와 같은 태고합판은 코팅막의 두께가 0.1∼0.2mm에 불과하기 때문에 긁힘이나 충격에 의해 쉽게 찢어지거나 벗겨지게 되며, 3-5회 사용할시 쉽게 떨어지게 되며, 콘크리트와의 부착력이 용이하여 이형제 사용을 요구하게 되고 반복 사용함에 있어 유지보수 비용이 많이 소요되었으며, 콘크리트 페이스트가 표면에 묻음으로 인해 콘크리트면이 곱지 않은 단점을 가졌었다.
본 발명은 특히, 이와 같은 종래 태고합판의 단점을 보완 해결하고자 안출된 것으로, 본발명에 있어서는 두께를 적어도 1-2mm의 두꺼운 복합 폴리프로필렌 (PPC) 수지판을 사용토록 하며, 복합 폴리프로필렌(PPC) 수지판과 합판을 접착하기 전에 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판 표면에 코로나 방전처리하여 표면에 미세한 구멍을 형성토록 하여 그 위에 도포하는 접착제가 미세한 구멍 사이 사이에 들어가도록 하므로써 강한 접착력을 얻게 되며, 그 위에 합판을 덧댄후, 프레스 사이에 넣은 다음 압착에 의해 복합판넬을 제조토록 한 것이다.
이와 같이 하여 제조된 복합판넬은 목재합판의 장점과 복합 플라스틱의 장점을 함께 갖게 되는 것으로, 견고하며, 우수한 방수성을 가지며, 접착력이 우수하여 쉽게 벗겨지지 않으며, 박리제를 사용하지 않더라도 콘크리트와의 박리성이 우수하여 양생후 고운 콘크리트면을 얻을 수 있으며, 반복하여 재사용이 가능한 경제적인 복합판넬을 얻게 되는 것이다.
도1 - 본발명에 의한 복합판넬의 제작공정도.
도2 - 본발명에 의해 제작되는 복합판넬의 단면도.
도3 - 본발명에 의해 제작되는 또다른 복합판넬의 단면도.
폴리프로필렌(PP:Polypropylene) 75∼85중량%, 충진재 14∼24중량%의 주재료와 산화방지제, 가공조제의 부재료 0.5∼1중량%로 구성된 복합 혼합물을 압출기(11)에 넣고 판상으로 압출한 다음, 이를 다수개의 로울러군(12)을 통과시켜 약 1-2mm의 두께의 복합 폴리프로필렌(PPC:Polypropylene Composite) 수지판(13)으로 만든 다음, 코로나 방전기(14)를 통과시켜 상기 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판(13)의 일면을 코로나 방전처리를 한 다음, 이를 일정길이로 잘라낸 다음, 상기 코로나 방전처리면에 접착제를 도포하여 접착제층(17)을 형성하고, 통상의 합판(21)의 일측면에 접착제를 도포하여 역시 접착제층(17)을 형성한 것을 맞접합한 후, 프레스(25)로 가압하여 일체로 접합된 복합판넬(31)을 제조토록 한 것이다.
도면중 미설명부호 15는 절단기이며, 16,26은 접착제 도포기이다.
이와 같은 공정을 통해 제조되는 복합판넬(31)은 제조공정중 다음과 같은 특징을 갖게 된다.
즉, 압출기(11)에 폴리프로필렌 75-85중량%와 함께 투여되는 충진재 14∼24중량%는 활석(talc), 운모(Mica), 그라스파우다(glass powder)등의 고형분말을 의미하게 된다.
이와 같은 고형분말은 폴리프로필렌이 열에 의해 수축이나 팽창되는 것을 줄여주게 되어 열변형이 발생되는 것을 억제하게 되며, 폴리프로필렌의 인장강도와 압축강도를 증대시켜 폴리프로필렌에 고강도를 유지시키게 된다.
일반적으로 폴리올레핀(polyolefin) 계열의 합성수지로 대기중의 열(heat), 빛(light), 산소(oxygen)등에 의해 산화 및 분해가 발생하게 되며, 시간이 경과함에 따라 기계적 물성이 떨어지게 된다.
따라서, 본발명에 있어서는 부재료로 산화방지제와 열안정제 및 UV안정제인 가공조제를 첨가하게 되는데 본발명에 있어서는 산화방지제를 스위스 시바가이기사의 제품번호 I-1010 또는 IF-168등의 약품을 사용하게 되며, 열안정제로는 역시 스위스 시바가이기사의 PS802를 첨가하게 되며, UV안정제로는 역시 스위스 시바가이기사의 UV-3346 첨가물을 총 중량의 0.5∼1중량% 범위내에서 첨가하게 된다.
이와 같은 주재료와 부재료를 압출기에서 190∼230℃로 가열 혼합하면서 압출기(11)로 판상으로 압출하면서 다수개의 로울러군(12)을 거쳐 그 두께가 1∼2mm의 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판(13)으로 압출하게 된다.
이와 같이 일정두께로 압출되는 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판(13)의 일측면에 코로나 방전기(14)를 통해 코로나 방전처리할 때 15KVA의 전압을 사용하여 양극과 음극 막대 사이에서 45KHZ이상의 고주파를 가해 PP판(13) 표면을 에칭시키게 된다.
이와 같이 15KVA의 전압으로 45KHZ의 고주파를 발생하여서 에칭시킬 때 50dyn/㎠ 이상의 가압력에 의해 에칭시키게 되므로 인해 통상 30dyn/㎠ 이하의 통상 코로나 방전처리보다 좋은 에칭효과를 얻을 수 있게 된다.
폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)등의 올레핀(olefin)계 수지는 탄소분자간 배열이 안정화되어 있는 관계로 접착제가 표면 깊숙이 침투되지 못해 접착이 잘 안되고 쉽게 박리되게 된다. 따라서, 종래 PE나 PP수지는 접착제에 의한 접착보다는 열융착에 의한 접착방법을 주로 사용하였다.
이와 같은 이유로 인하여 본발명에 있어서는 목재합판과 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판을 보다 확실한 접합을 위해 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판 표면에 코로나 방전처리에 의한 에칭을 형성토록 한 것이다.
코로나 방전기(14)의 15KVA, 45KHZ의 고주파에 의한 에칭은 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판(13) 표면의 중합체(Polymer)의 표면을 깊게 에칭시켜 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판의 표면적의 증가를 극대화시켜 이에 도포하는 접착제의 접착면적을 증진시켜 접착성의 효과를 증진시키게 된다.
또한, 15KVA, 45KHZ의 고주파에 의한 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판(13) 표면의 에칭은 대기중의 산소분자의 구조를 O2에서 O3로 변화시켜 중합체(Polymer)의 분자구조에서 결합력이 약한 수소결합의 분자를 밀어내고 탄소와 결합함으로 인해 극성이 발생됨으로 인해 접착성을 증가시키게 된다.
상기 제조공정중에 사용되는 접착제는 Styrene-Butadiene Rubber 또는 Poly chloroprene Rubber 계열의 Rubber 접착제를 사용하게 된다.
Styrene-Butadine Rubber의 접착제는 용제상에 희석되어 있는 Styrene-Butadiene이 액체상태에서 시트의 에칭부위와 목재표면의 틈새로 침투하게 되며, 용제가 휘발되는 과정에서 Styrene-Butadiene 고유특성인 점성, 탄성화가 진행되어지게 된다. 즉, 점액질 반고체의 겔상으로 된 후, 응고되는 과정으로 접착이 이루어져 아주 강한 접착력을 얻게 되는 것이다.
또한, Polychloroprene Rubber의 접착제로 용제상에 희석되어 있는 Poly chloroprene이 Rubber가교제인 Metal-oxide와 반응으로 가교를 형성 경화되어짐으로 강력한 접착력을 얻을 수 있게 된다.
Polychloropren Rubber 접착제의 반응식은 다음과 같다.
이와 같은 공정을 통해 제조되는 복합판넬(31)은 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판(13) 일측에 코로나 방전층(18)을 가지며, 합판(21)과 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판(13) 사이에는 접착제층(17)을 갖게 된다.
또한, 도3에서 보는 바와 같이 합판 앞뒤 양면에 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판(13)을 갖는 복합판넬(31')로 제작할 수도 있다.
본발명은 건축용 복합판넬에 관한 것으로, 특히 콘크리트 벽체를 지지하는 거푸집 판넬등과 같은 건축용 사용부재나 기타 산업부재에 용이하게 사용되는 것으로 합판에 복합폴리프로필렌 수지판을 덧부착한 복합판넬에 관한 것이다.
종래, 합판에 페놀릭 필름을 덧부착한 복합판넬은 합판에 단지 0.1-0.2mm 두께의 아주 얇은 페놀릭 필름을 코팅한 것으로, 표면에 약한 충격이나 긁힘에 필름이 쉽게 벗겨져 방수성이 저하되어 단판(fly)의 부착력이 떨어지고, 모서리가 쉽게 파손되는 결점을 해결한 것으로, 통상 12미리 합판 표면에 접착제를 도포하고, 그 위에 약 1-2mm의 두꺼운 복합PP수지판을 가압하여 일체로 부착토록 하되, 합판과 접합되는 PP수지판의 접합면을 코로나 방전기를 통과시켜 코로나 방전처리하여 표면을 에칭하므로서 표면적을 증대시킴과 동시에 표면에 수많은 기공을 형성하여 접착제의 접착 효능을 증대토록 하며, 특히, 접착제로 Styrene-Butadiene Rubber 또는 Polychloroprene Rubber 접착제를 사용하여 접착력을 증대토록 한 것이다.
이와 같은 공정을 통해 제조되는 본발명은 합판과 PP수지판의 부착력이 강해 콘크리트가 응고될 때 발생되는 수화열이나 동절기, 하절기의 열변화에 쉽게 반응하여 떨어짐이 없게 되며, 특히 PP수지판은 1-2mm의 두께를 가짐으로 인해 충격이나 긁힘에 의해 쉽게 벗겨지거나 찢어지지 않게 되며, 최소한 20회 이상 반복 사용할 수 있게 되어 종래 목재만의 거푸집에 비해 2배 이상의 반복사용 효과를 기대하게 되며, 특히, 1-2mm 두께의 두꺼운 PP수지판은 박리성이 우수하여 표면에 박리제를 바르지 않아도 콘크리트면과 쉽게 박리되는 잇점을 가지며, 박리면이 매우 고와 후처리를 거의 할 필요가 없어 건축공사의 공기를 단축할 수 있는 아주 유용한 발명인 것이다.
Claims (5)
- 폴리프로필렌(PP:Polypropylene) 75∼85중량%와 충진재 14∼24중량%로 주재료를 구성하며, 산화방지제와 가공조제로 구성된 부재료 0.5∼1중량%로 구성된 복합 혼합물을 압출기(11)에 넣고 판상으로 압출한 다음, 이를 다수개의 로울러군(12)을 통과시켜 약 1-2mm의 두께의 복합폴리프로필렌(PPC:Polypropylene Composite)수지판(13)으로 만든 다음, 코로나 방전기(14)를 통과시켜 상기 복합 폴리프로필렌(PPC)수지판(13)의 일면에 코로나 방전처리를 한 다음, 이를 일정길이로 잘라내며, 상기 코로나 방전처리면에 접착제를 도포한 것과, 일반합판(21)의 일측면에 접착제를 도포한 것을 서로 맞접합한 후, 프레스(25)로 가압하여 일체로 접합토록 한 것을 특징으로 하는 건축용 복합판넬의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 충진재(filler)는 활석(talc), 운모(Mica), 그라스파우다 (glass powder) 중 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 건축용 복합판넬의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 접착제는 Styrene-Butadiene Rubber 또는 Polychloroprene Rubber인 것을 특징으로 하는 건축용 복합판넬의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 코로나 방전기(14)에 15KVA, 45KHZ이상의 고주파로 복합PP판(13) 표면을 코로나 방전처리한 것을 특징으로 하는 건축용 복합판넬의 제조방법.
- 폴리프로필렌(PP) 75∼85중량%와 활석(talc), 운모(Mica), 그라스파우다 (glass powder)등의 충진재 14~24중량%의 주재료와, 산화방지제와 열안정제, UV안정제로 구성된 부재료 0.5∼1중량%로 혼합된 혼합물을 압출기(11)로 두께 1-2mm로 압출하여 PP수지판(13)을 조성하고, PP수지판(13) 일측면에 고주파 방전처리하여 표면에 코로나 방전층(18)을 형성한 다음, 이에 접착제층(17)을 형성한 것과, 통상의 합판(21)의 표면에 접착제층(17)을 형성한 것을 서로 맞접한 다음, 프레스(25)로 가압하여 일체로 부착하여서 되는 것을 특징으로 하는 건축용 복합판넬.
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