KR100445672B1 - A non-bearing wall having fireproof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주 원료인 규회석에 황산알루미늄과 인산 알루미늄을 혼합, 제조한 판넬을 벽체의 외장판으로 사용하고, 우레탄 수지에 팽창성 흑연을 첨가하여 강도 및 난연성을 향상시킨 우레탄 폼을 상기 외장판의 중간층으로 하여 벽체를 형성함으로써 화재 발생시에 소정 온도 이상 상승시에 더욱 높은 강도를 유지하여 벽체의 기능이 그대로 유지될 수 있도록 한 내화성능을 가지는 비내력벽체에 관한 것이다.The present invention uses a panel prepared by mixing aluminum sulfate and aluminum phosphate with wollastonite as a main raw material as a wall exterior plate, and a urethane foam having expanded strength and flame retardancy by adding expandable graphite to a urethane resin as an intermediate layer of the exterior plate. The present invention relates to a non-bearing wall having a fire resistance performance by forming a wall to maintain a higher strength when a fire rises by a predetermined temperature or more so that the function of the wall can be maintained as it is.
본 발명은, 난연성 재질로 이루어지며, 방수 및 방화기능을 가진 단일판으로 이루어진 한 세트의 내화판넬; 및 상기 한 세트의 내화판넬 사이에 구비되며, 단열 및 난연 기능을 갖는 우레탄 폼을 포함하는 내화성능을 가지는 비내력벽체를 제공한다.The present invention is made of a flame-retardant material, a set of fireproof panels consisting of a single plate having a waterproof and fireproof function; And it is provided between the set of refractory panels, and provides a non-bearing wall having a fire-resistant performance comprising a urethane foam having a heat insulating and flame retardant function.
여기서, 상기 내화판넬은 주원료인 규회석 80 ∼ 87wt%, 급결재인 황산 알루미늄과 소화작용을 하는 인산 알루미늄의 혼합물 12 ∼ 20wt%, 보강재인 장섬유 0.1 ∼ 0.5wt%를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하며, 또한 상기 우레탄 폼은 주재료인 이소시아네이트 35 ∼ 44wt%, 경화제인 폴리올 35 ∼ 44wt%, 발포성 무기 화합물 12 ∼ 30wt%로 이루어진 것을 특징으로 한다.Here, the refractory panel is characterized by consisting of 80 to 87wt% of wollastonite as the main raw material, 12 to 20wt% of a mixture of aluminum sulfate as a fastener and aluminum phosphate which acts as a fire extinguishing agent, and 0.1 to 0.5wt% of long fiber as a reinforcing material. In addition, the urethane foam is characterized by consisting of 35 to 44wt% of isocyanate as the main material, 35 to 44wt% of polyol as a curing agent, 12 to 30wt% of the expandable inorganic compound.
Description
본 발명은 내화성능을 갖는 비내력벽체 시스템에 관한 것으로, 특히 2시간의 내화성능 뿐만 아니라, 내수성능을 갖는 판넬과 단열 및 난연기능을 갖는 보강재인우레탄 폼을 결합시켜 벽체를 형성함으로써 화재발생시에도 충분히 견딜 수 있도록한 내화성능을 갖는 비내력벽체에 관한 것이다.The present invention relates to a non-bearing wall system having a fire resistance performance, and in particular, in the event of a fire by combining a panel having a fire resistance performance as well as a water resistance performance with a urethane foam, which is a reinforcement material having insulation and flame retardant functions, to form a wall. The present invention relates to a non-bearing wall having fire resistance that can be sufficiently tolerated.
일반적으로, 비내력벽의 구축시 단열, 방음, 방수 및 방화기능을 가짐과 동시에 내화성능을 가진 복합판넬을 사용하고 있는데, 통상 이러한 종래의 복합판넬은 도1에 도시된 바와 같이 방화기능을 갖으며, 소정 간격을 두고 설치된 한 쌍의 제1 석고보드(101)와, 상기 제1 석고보드의 내부에 설치되며, 단열 및 난연기능을 가지는 중간층(102)과, 상기 제1 석고보드의 외면에 설치되어 방수, 방화기능을 가지는 제2 석고보드(103)로 구성된다.In general, when constructing a non-bearing wall, a composite panel having fire resistance and at the same time having insulation, soundproofing, waterproofing, and fireproofing is used, and such a conventional composite panel has a fireproofing function as shown in FIG. , A pair of first gypsum boards 101 provided at predetermined intervals, an intermediate layer 102 installed inside the first gypsum board, and having heat insulation and flame retardant functions, and installed on an outer surface of the first gypsum board. It is composed of a second gypsum board 103 having a waterproof, fire-proof function.
상기와 같이 구성된 종래의 비내력벽체는 방수 및 방화기능을 가지기 위해서 겹층의 석고보드로 이루어지며, 또한 상기 중간층은 단열기능과 난연기능을 부여하기 위하여 그라스울(glass wool)이나 암면과 같은 재질로 이루어진다.Conventional non-bearing wall structure configured as described above is made of a layered gypsum board in order to have a waterproof and fireproof function, and the intermediate layer is made of a material such as glass wool or rock wool to give a heat insulation function and a flame retardant function. .
상기 복합판넬에 사용되는 그라스울이나 암면등의 중간층은 난연성질을 가지고 있으므로, 화재의 억제를 어느 정도 이룰 수는 있으나, 유독가스가 심하여 인명피해의 주된 요인이 되고 있으며, 또한 상기 그라스울이나 암면의 사용시 유리가루나 암면가루등의 분진이 날려 인체의 호흡기계통에 악영향을 주는 문제점이 있다.Since the middle layer of glass wool or rock wool used in the composite panel has flame retardant properties, fire suppression can be achieved to some extent, but the toxic gas is severe, which is the main cause of human injury, and when the glass wool or rock wool is used. There is a problem in that dust such as glass powder or rock wool is blown, which adversely affects the respiratory system of the human body.
상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 종래에는 석고보드 사이의 중간층으로서 단열기능을 하는 압축발포 수지재를 내장하기도 하나, 이 경우에는 내화성이 없거나 떨어져 내화용 비내력벽으로서는 적합하지 않은 문제점이 있다.In order to overcome the above problems, conventionally, a compression foam resin material having a thermal insulation function as an intermediate layer between gypsum boards may be embedded, but in this case, there is a problem in that it is not suitable as a non-bearing wall for fire resistance.
상기 압축발포 수지재로서는 난연재나 내화재가 첨가되지 않은 경질의 폴리우레탄 발포체나 우레탄 개질 폴리이소시아누레이트 발포체가 사용되고 있으나, 상기 경질 폴리우레판 폼은 DIN 규정에 의한 가연성 물질로 분류되며, 상기 경질 폴리우레탄의 난연성을 증가시킬 경우, NCO/OH비율이 증가되어야만 이소시아네이트가 트리머(trimer)를 이루어 매우 좋은 열안정성을 가질 수 있다.As the compression-foaming resin material, a rigid polyurethane foam or a urethane-modified polyisocyanurate foam to which no flame retardant or a fireproof material is added is used. In order to increase the flame retardancy of the urethane, the NCO / OH ratio must be increased so that the isocyanate forms a trimer and can have very good thermal stability.
상기 경질 폴리우레탄폼은 주로 냉장고를 이루는 외장재와 내장재인 플라스틱, 예를들어 폴리스틸렌이나 ABS 사이에 채워져 내외측을 단단하게 연결함과 동시에 열차단을 하고 있다. 이 밖에 냉장고와 마찬가지로 뜨거운 물탱크에도 주위로부터 열손실을 막기 위해 단열재로도 사용된다.The rigid polyurethane foam is mainly filled between the outer material forming the refrigerator and the plastic material, for example, polystyrene or ABS, to tightly connect the inside and the outside and to block heat. In addition, as in refrigerators, hot water tanks are also used as insulation to prevent heat loss from the surroundings.
상기 경질 우레탄 폼은 건축분야에서 샌드위치 판넬와 같은 내외장재의 용도에 맞게 선택하여 사용될 수 있다. 특히 공장이나, 창고, 냉동창고등에서는 어느정도의 강도가 요구되는 샌드위치 판넬을 사용하고 있는데, 이때에는 밀도 40 ∼ 45정도의 경질 폴리우레탄 폼이 단열재나 지지부재로서 사용된다.The rigid urethane foam may be selected and used according to the use of interior and exterior materials such as sandwich panels in the construction field. In particular, factories, warehouses, freezers, etc. are used sandwich panels that require some strength. At this time, rigid polyurethane foam having a density of about 40 to 45 is used as a heat insulating material or a supporting member.
그러나, 상기와 같은 용도로 사용되는 일반적인 경질 폴리우레탄 폼은 한국 표준규격인 KS F 2271 ∼ 1998(건축물의 내장재 및 구조의 난연성 시험방법)기준에 적합하지 않으며, 이러한 기준에 적합한 폴리우레탄 폼이 아직까지 생산된 것이 없다. 또 비내력벽체는 한국 표준 규격인 KS F 2257(건축 구조부분의 내화 시험방법)에 적합하여야 하지만, 상기의 경질 우레탄 폼은 상기 규격에 미치지 못하여 현재까지 적용되지 않고 있다.However, the general rigid polyurethane foam used for the above uses does not meet the Korean standard KS F 2271-1998 (Test method for flame retardancy of interior materials and structures of buildings), and polyurethane foam that meets these standards is not yet available. Nothing is produced until. In addition, the non-bearing wall should comply with the Korean standard KS F 2257 (Test method for the fire resistance of the structural structure part), but the above-mentioned rigid urethane foam does not meet the above standard and has not been applied until now.
한편, 상기 벽체 외면에 해당하는 석고보드에는 자체 중량의 약 21%의 결정수가 함유되어 있어 화재발생시, 초기 화재억제에 큰 효과를 발휘하고 무기질 성분으로 이루어져 있기 때문에 유독가스가 발생하지 않은 잇점이 있다. 그러나, 화재가 발생시, 실내의 온도가 1150℃이상으로 상승하는데 반해, 내화구조에서 일반 석고보드의 경우 약 250℃이상의 온도상승시에, 또한 방화 석고보드의 경우는 약 600℃이상의 온도 상승시에 석고가 가지고 있는 21%의 결정수가 증발되어 탈락됨으로써 내화성능을 계속 유지하지 못하고 벽체가 무너져 내리므로, 화재발생시에 석고보드 자체의 내화성능을 제대로 발휘할 수 없는 문제점이 있다.On the other hand, the gypsum board corresponding to the outer surface of the wall contains about 21% of the crystal water of its own weight has a great advantage in suppressing the initial fire in the event of a fire, and has an advantage that no toxic gas is generated because it consists of inorganic components. . However, in the event of a fire, the temperature in the room rises above 1150 ° C, whereas in the fireproof structure, when the temperature rises above about 250 ° C in the case of general gypsum board, and when the temperature rises above about 600 ° C in the case of fireproof gypsum board, Since 21% of the crystallized water has evaporated and dropped, the fireproof performance cannot be maintained and the wall collapses, so that the fireproof performance of the gypsum board itself can not be properly exhibited in case of fire.
또한, 종래의 내화판넬은 내화성능과 방수기능을 가지기 위해서 현장에서 석고보드를 겹층으로 제작, 시공해야 하기 때문에, 설치에 어려움이 따르며, 재료비가 과다하게 들어가는 문제점을 내포하고 있을 뿐만 아니라, 한국 표준공업 규격의 조건 즉 2시간의 내화성능을 가지기 위해서는 도1에 도시된 바와 같이, 15t 두께의 방수,방화 석고보드를 겹층으로 설치해야 하며, 또한 중간층인 그라스울이나, 암면등은 65t로 하여 제작해야 하기 때문에 자연히 두께가 두꺼워져 일반 비내력벽이나 화장실 및 주방 비내력벽에만 제한적으로만 적용되며, 재연 덕트에는 상기와 같이 벽체의 두께가 두꺼워 설치가 불가능하고, 지하 칸막이의 경우에는 내수성이 없어 설치가 불가능한 문제점을 가지고 있다.In addition, the conventional fireproof panels have to be manufactured and constructed with a layer of gypsum board in the field in order to have a fireproof performance and a waterproof function, which is difficult to install and imposes excessive material costs as well as Korean standards. As shown in Fig. 1, 15t thick waterproof and fireproof gypsum board should be installed as a layer in order to have a fireproof performance of an industrial standard, that is, 2 hours, and a glass wool or rock wool as an intermediate layer should be made of 65t. Therefore, the thickness is naturally thick, so it is only limited to general non-bearing wall or toilet and kitchen non-bearing wall, and the reinforcement duct cannot be installed due to the thickness of the wall as above. I have a problem.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 주 원료인 규회석에 황산알루미늄과 인산 알루미늄을 혼합, 제조한 판넬을 벽체의 외장판으로 사용하고, 우레탄 수지에 팽창성 흑연을 첨가하여 강도 및 난연성을 향상시킨 우레탄 폼을 상기 외장판의 중간층으로 하여 벽체를 형성함으로써 화재 발생시에 소정 온도 이상 상승시에 더욱 높은 강도를 유지하여 벽체의 기능이 그대로 유지될 수 있도록 한 내화성능을 가지는 비내력벽체를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, using a panel prepared by mixing aluminum sulfate and aluminum phosphate with wollastonite as the main raw material as a wall covering of the wall, and adding expandable graphite to the urethane resin Non-bearing capacity having fire resistance that maintains higher strength when the temperature rises above a predetermined temperature when a fire occurs by forming a wall using the urethane foam having improved strength and flame retardancy as an intermediate layer of the exterior plate. The purpose is to provide a wall.
또한, 본 발명은 내화판넬을 결정수가 없는 재질의 조성물로 제조하여 방수 및 방화성능이 겸비된 한 쌍의 단일판으로 기존의 외장판인 방수, 방화성능을 가지기 위해 겹층시공되는 겹층석고보드를 대체할 수 있으며, 화재발생시에도 유독가스가 발생되지 않는 우레탄폼의 조합으로 제작됨으로써 비내력벽체의 두께를 현저히 감소키실 수 있으며, 시공장소에 제한을 받지 않으며, 적용을 시공을 간단히 하고 비용을 절감할 수 있는 내화성능을 가지는 비내력벽체를 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is to manufacture a fireproof panel with a composition of a material that can not be determined by replacing a layered gypsum board that is laminated in order to have a waterproof and fireproof performance of the existing exterior plate as a single plate having both waterproof and fireproof performance In addition, it is possible to reduce the thickness of non-bearing wall significantly because it is made of a combination of urethane foam which does not generate toxic gas in case of fire. It is another object to provide a non-bearing wall having a fire resistance that can be.
또한, 본 발명은 판넬 제조시에 각종 해충이나 동물의 서식 또는 접근을 방지할 수 있는 황산칼슘을 포함하므로써 쾌적한 실내환경의 벽체시스템을 구축할 수 있는 내화성능을 가지는 비내력벽체를 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is to provide a non-bearing wall having a fire-resistant performance to build a wall system of a comfortable indoor environment by containing calcium sulfate that can prevent the habitat or access of various pests or animals at the time of panel production There is a purpose.
도1은 종래 기술에 따른 비내력벽체의 구성도.1 is a block diagram of a non-bearing wall according to the prior art.
도2는 본 발명에 의한 비내력벽체의 일실시예 구성을 나타낸 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of one embodiment of a non-bearing wall according to the present invention.
도3은 본 발명의 요부인 내화판넬의 제조를 수행하기 위한 계통도.Figure 3 is a schematic diagram for carrying out the manufacture of the refractory panel, the main part of the present invention.
도4는 본 발명의 요부인 우레탄 폼의 구성도.Figure 4 is a block diagram of a urethane foam which is the main part of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1, 2: 제1 및 제2 내화판넬 3: 우레탄폼1, 2: 1st and 2nd fireproof panel 3: urethane foam
11: 우레탄 판넬 11a: 기공11: urethane panel 11a: pore
12: 종이 13: 발포성 무기화합물12: Paper 13: expandable inorganic compound
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 난연성 재질로 이루어지며, 방수 및 방화기능을 가진 단일판으로 이루어진 한 세트의 내화판넬; 및 상기 한 세트의 내화판넬 사이에 구비되며, 단열 및 난연 기능을 갖는 우레탄 폼을 포함하는 내화성능을 가지는 비내력벽체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is made of a flame-retardant material, a set of fireproof panels made of a single plate having a waterproof and fireproof function; And it is provided between the set of refractory panels, and provides a non-bearing wall having a fire-resistant performance comprising a urethane foam having a heat insulating and flame retardant function.
여기서, 상기 내화판넬은 주원료인 규회석 80 ∼ 87wt%, 급결재인 황산 알루미늄과 소화작용을 하는 인산 알루미늄의 혼합물 12 ∼ 20wt%, 보강재인 장섬유0.1 ∼ 0.5wt%를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하며, 또한 상기 우레탄 폼은 주재료인 이소시아네이트 35 ∼ 44wt%, 경화제인 폴리올 35 ∼ 44wt%, 발포성 무기 화합물 12 ∼ 30wt%로 이루어진 것을 특징으로 한다.Here, the refractory panel is characterized by consisting of a mixture of 80 to 87wt% of wollastonite as a main raw material, 12 to 20wt% of a mixture of aluminum sulfate as a quickener and aluminum phosphate for digestion, and 0.1 to 0.5wt% of long fiber as a reinforcing material. In addition, the urethane foam is characterized by consisting of 35 to 44wt% of isocyanate as the main material, 35 to 44wt% of polyol as a curing agent, 12 to 30wt% of the expandable inorganic compound.
이하, 첨부된 도2 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings of FIG. 2.
본 발명에 의한 내화성능을 가지는 비내력벽체는 한 세트의 판넬로 단열 보강재인 우레탄폼과 함께 비내력벽을 이루면서 내수성 및 화재발생시에도 벽체의 형태를 그대로 유지할 수 있도록 구현한 것으로, 본 발명에서는 도2에 도시된 바와 같이 소정 간격을 두고 설치되며, 내수 및 내화성능을 겸비한 제1 및 제2 내화판넬(1, 2)과, 상기 제1 및 제2 내화판넬(1, 2)의 사이에 끼워지며, 단열 및 내화성능이 겸비된 우레탄폼(3)으로 구성된다.The non-bearing wall having fire resistance according to the present invention is implemented to maintain the shape of the wall even in the event of water resistance and fire while forming a non-bearing wall together with urethane foam which is a heat insulating reinforcement as a set of panels. It is installed at a predetermined interval as shown in, and is sandwiched between the first and second fireproof panels (1, 2) having both water resistance and fire resistance performance, and the first and second fireproof panels (1, 2) It consists of urethane foam (3) which combines heat insulation and fire resistance.
여기서, 상기 제1 및 제2 내화판넬(1, 2)은 소정 크기와 두께를 가지는 직사각형 형태의 판넬로 이루어지며, 상기 우레탄 폼(3)은 도4에 도시된 바와 같이 다수의 기공(11a)이 형성된 우레탄 판넬(11)과, 상기 우레탄 판넬(11)의 상,하면에 부착된 종이(12)로 구성되는데, 도2에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2 내화판넬(1, 2)의 두께를 각각 15t로 하고, 우레탄 폼(3)을 30t로 하여도 한국공업규격의 조건인 2시간의 내화성능을 충족할 수 있으며, 벽체의 두께를 기존의 석고보드로 이루어진 비내력벽체보다도 현저히 감소시킬 수 있는 것이다.Here, the first and second fireproof panels (1, 2) is made of a panel having a rectangular shape having a predetermined size and thickness, the urethane foam (3) is a plurality of pores (11a) as shown in FIG. The urethane panel 11 is formed, and the paper 12 attached to the upper and lower surfaces of the urethane panel 11, as shown in Figure 2 the first and second fireproof panels (1, 2) Even if the thickness is 15t and the urethane foam (3) is 30t, it can meet the fire resistance performance of 2 hours, which is the condition of the Korean Industrial Standard, and the thickness of the wall is significantly higher than that of the non-bearing wall made of gypsum board. It can be reduced.
상기와 같은 구성을 가지는 비내력벽의 세부구성을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the detailed configuration of the non-bearing wall having the above configuration as follows.
상기 제1 및 제2 내화판넬(1, 2)은 주원료인 규회석 80 ∼ 86wt%, 장섬유 보강재 0.1 ∼ 0.5wt%, 급결재용 황산 알루미늄과 소화작용을 하는 인산 알루미늄의 혼합물이 12 ∼ 20wt% 으로 이루어진 구조로 되어 있다.The first and second fireproof panels (1, 2) is the main raw material of wollastonite 80 ~ 86wt%, long fiber reinforcing material 0.1 ~ 0.5wt%, a mixture of aluminum sulfate for the fastener and aluminum phosphate to extinguish 12 to 20wt% It consists of a structure.
즉, 상기 분말 형태의 규회석과 장섬유 보강재를 먼저 혼합하고 여기에 황산 알루미늄과 인산알루미늄을 정해진 비율대로 투여한 다음, 압출기를 통해 압출하고, 금형에 채운 후 열처리하여 제조하는 것이다.That is, the wollastonite in the form of powder and the long fiber reinforcement are mixed first, and then, aluminum sulfate and aluminum phosphate are administered in a predetermined ratio, and then extruded through an extruder, filled in a mold, and manufactured by heat treatment.
상기 제조과정에서, 급결재로 쓰이는 상기 황산 알루미늄과 소화작용을 하는 인산 알루미늄이 상기 규회석(CaO·SiO2)과 혼합되면, 소화작용을 하여 단단하게 굳게 된다. 따라서, 이들의 배합비 즉 황산 알루미늄과 인산 알루미늄의 배합비가 매우 중요한데, 상기 황산 알루미늄과 인산 알루미늄의 혼합물의 배합비가 전체 배합비율에 대하여 13 ∼ 20wt%로 되어 있는데, 이는 상기 규회석 및 장섬유의 혼합분말에 황산 알루미늄과 인산 알루미늄의 배합비율이 13wt%이하로 투입될 경우, 요구하는 제품의 강도를 얻을 수 없으며, 20wt%이상일 경우에는 점도가 저하되어 제품의 형틀이 깨지게 되는 문제점이 있기 때문이다.In the manufacturing process, when the aluminum sulfate, which is used as a fastener, and the aluminum phosphate, which acts as a fire extinguishing agent, are mixed with the wollastonite (CaO · SiO 2 ), it hardens and hardens. Therefore, the compounding ratio of these, that is, the compounding ratio of aluminum sulfate and aluminum phosphate is very important, the mixing ratio of the mixture of the aluminum sulfate and aluminum phosphate is 13 to 20wt% relative to the total blending ratio, which is a mixed powder of wollastonite and long fibers If the compounding ratio of aluminum sulfate and aluminum phosphate to 13wt% or less, the required strength of the product can not be obtained, if it is more than 20wt% because the viscosity is lowered because the problem of the mold of the product is broken.
본 발명에서의 황산 알루미늄과 인산 알루미늄의 혼합물은 황산 알루미늄 9 ∼ 15wt%와 인산 알루미늄 3 ∼ 5wt%의 배합비로 혼합하거나, 상기 황산 알루미늄과 인산 알루미늄의 배합비를 1 ∼ 3:1로 설정할 수 있다. 이 경우에 최상의 강도를 갖기 위해서는 황산 알루미늄과 인산 알루미늄의 배합비를 1:1로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 경우에는 인산 알루미늄의 구입비용이 증가되는 문제점이 있으므로, 제조비용면을 고려한다면 3:1의 배합비율이 적당하다.The mixture of aluminum sulfate and aluminum phosphate in this invention can be mixed in the compounding ratio of 9-15 wt% of aluminum sulfate and 3-5 wt% of aluminum phosphate, or the compounding ratio of the said aluminum sulfate and aluminum phosphate can be set to 1-3. In this case, in order to have the best strength, the mixing ratio of aluminum sulfate and aluminum phosphate is preferably 1: 1. However, in this case, there is a problem in that the purchase cost of aluminum phosphate is increased, so a compounding ratio of 3: 1 is suitable considering the production cost.
또한, 상기 제1 및 제2 내화판넬(1, 2)의 조성물중 황산 알루미늄에는 황산칼슘이 포함되어 있어 바퀴벌레와 같은 각종 해충이나, 쥐, 개미와 같은 동물의 서식이나 접근을 방지할 수 있으며, 곰팡이의 발생을 억제할 수 있어 쾌적한 실내환경을 이룰 수 있다.In addition, the aluminum sulfate in the composition of the first and second refractory panels (1, 2) contains calcium sulfate can prevent the habitat or access of various pests, such as cockroaches, animals such as rats, ants, The occurrence of mold can be suppressed to achieve a pleasant indoor environment.
상기와 같은 구성의 내화판넬(1, 2)에 대한 물성치는 한국 건자재 시험 연구원을 통하여 검사되었으며, 그 검사결과는 하기의 <표1> 및 <표2>에서 보인 바와 같다.Physical properties of the fireproof panels (1, 2) of the configuration as described above were examined through the Korea Building Materials Testing Institute, the test results are as shown in the following <Table 1> and <Table 2>.
상기에서 보인 바와 같이 본 발명의 내화판넬(1, 2)의 물성은 기존의 석고보드에 비해 상당히 뛰어남을 알 수 있으며, 별도의 겹층시공을 하지 않고서도, 방수 및 방화기능을 겸비할 수 있어 벽체의 두께를 현저히 줄일 수 있는 것이다.As shown in the above, it can be seen that the physical properties of the fireproof panels 1 and 2 of the present invention are significantly superior to conventional gypsum boards, and can have both waterproof and fireproof functions without additional layer construction. It is possible to significantly reduce the thickness of.
한편, 상기와 같은 조성비로 혼합되어 제조된 내화판넬(1, 2)에서, 주원료인 규회석은 CaSiO3또는 CaO·SiO2의 화학식으로 표시되며, 비중이 2.9, 경도는 4.5, 용해도가 0.0095g/100㎖, 내화도는 SK18번, 용융온도는 1540℃, 10%술립의 수소이온농도(pH)는 9.9이고, 열팽창계수가 6.5 × 10-5이며, 분자량은 116이다.On the other hand, in the refractory panels (1, 2) prepared by mixing in the above composition ratio, wollastonite as the main raw material is represented by the formula of CaSiO 3 or CaOSiO 2 , specific gravity 2.9, hardness 4.5, solubility 0.0095g / 100 ml, refractory degree of SK18, melting temperature of 1540 ° C., hydrogen ion concentration (pH) of 10% sulfide was 9.9, thermal expansion coefficient of 6.5 × 10 −5 , and molecular weight of 116.
상기와 같은 물성치를 가지는 주원료의 합성방법은 대체적으로 두가지 방법이 있는데, 그중 하나는 규석분말과 수산화석회를 혼합하여 수열반응에 의하여 규산석회를 합성하는 방법이고, 다른 하나는 규산소다 즉 물유리와 수산화석회 또는 염화칼슘중 어느 하나를 반응시켜서 규산석회를 침전시켜 제조하는 방법이다.There are generally two methods for synthesizing the main raw materials having the above properties, one of which is a method of synthesizing lime silicate by hydrothermal reaction by mixing silica powder and lime hydroxide, and the other is sodium silicate, that is, water glass and hydroxide. It is a method of producing by precipitating lime silicate by reacting either lime or calcium chloride.
이와 같은 합성방법에 의해 얻어진 규회석은 타일의 원료배합에 50 ∼ 80%정도를 쓰게 되면, 소성이 용이하고, 건조수축도 적게 되며, 소성수축이 거의 없을 뿐만 아니라, 소성된 소지는 수화팽창이 적으며, 소성강도가 크고 열충격에 대한 저항성도 커지는 것으로 알려져 있다. 또한, 상기 규회석을 도자기 소지에 사용할 경우, 규석의 일부를 주원료로 대체하여 사용할 수 있으며, 유약에서는 석회석 대신 사용할 경우 자기의 조직이나 결함의 제거에 매우 효과적인 것으로 알려지고 있다.When the wollastonite obtained by the synthesis method is used in the 50 to 80% of the raw material mixture of the tile, it is easy to fire, there is little dry shrinkage, there is little plastic shrinkage, and the calcined body has little hydration expansion. In addition, it is known that the plastic strength is large and the resistance to thermal shock is also increased. In addition, when the wollastonite is used in ceramics, a part of the wollastonite may be used as a main raw material, and in the glaze, when it is used instead of limestone, it is known that the wollastonite is very effective for removing the tissue or defects of porcelain.
따라서, 본 발명에서는 이러한 성질을 가지는 규회석을 주원료로 한 것이며,여기에 황산 알루미늄과 인산 알루미늄을 바인더로 하고, 장섬유를 보강재로 하여 혼합함으로써 강도가 크고 내화성 및 내수성을 갖는 판넬을 얻을 수 있는 것이다.Therefore, in the present invention, wollastonite having such a property is used as a main raw material, and a panel having high strength, fire resistance and water resistance can be obtained by mixing aluminum sulfate and aluminum phosphate as binders and long fibers as reinforcing materials. .
상기와 같은 조성물로 이루어진 제1 및 제2 내화판넬(1, 2)의 제조방법을 도3의 계통도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The manufacturing method of the first and second fireproof panels (1, 2) made of the composition as described above with reference to the schematic diagram of FIG.
먼저, 제1 저장탱크에 채워진 분말상태의 규회석과, 제2 저장탱크에 채워진 분말상태의 장섬유 보강재를 믹서 교반기에 투입하되, 그 비율을 규회석 75 ∼ 80wt%로 하고, 장섬유보강재 0.1 ∼ 0.5wt%로 하여 1차 혼합한다.First, the powdered wollastonite filled in the first storage tank and the long fiber reinforcement in the powdered state filled in the second storage tank are introduced into a mixer stirrer, and the ratio is set to 75 to 80 wt% of wollastonite, and 0.1 to 0.5 long fiber stiffener. First mixing is performed by wt%.
다음에, 상기 혼합된 규회석 및 장섬유의 혼합물을 고속 믹서기에 투입한 후, 제3 저장탱크에 채워진 액상의 황산 알루미늄과 제4 저장탱크에 채워진 액상의 인산 알루미늄을 상기 고속 믹서기에 분사방식으로 투입하여 2차 혼합한다.Next, after the mixture of the wollastonite and the long fiber is added to the high speed mixer, the liquid aluminum sulfate filled in the third storage tank and the liquid aluminum phosphate filled in the fourth storage tank are injected into the high speed mixer by spraying. 2nd mixing.
여기서, 상기 규회석과 장섬유를 먼저 혼합하는 이유는 상기 보강재인 장섬유가 고속 믹서기에서 전체적으로 분사가 잘 되어야만 보강제 역할을 할 수 있으며, 나중에 장섬유를 투입할 경우에는 한쪽으로 치우쳐 보강제로서의 제기능을 발휘할 수 없기 때문이다. 또한, 상기 황산 알루미늄과 인산 알루미늄의 투입을 분사방식으로 하는 이유는 혼합이 골고루 이루어지도록 하기 위함이며, 이와 같은 분사방식으로 하지 않을 경우에는 황산 알루미늄과 인산 알루미늄이 분말과 함께 덩어리가 되어 판재의 형상을 얻을 수 없게 된다.Here, the reason why the wollastonite and the long fiber is first mixed is that the long fiber, which is the reinforcing material, can function as a reinforcing agent only when it is well sprayed in a high-speed mixer as a whole. Because it can not be exercised. In addition, the reason why the injection method of the aluminum sulfate and aluminum phosphate is the injection method is to ensure that the mixing is made evenly, if not the injection method such as aluminum sulfate and aluminum phosphate agglomerates together with the powder shape of the plate Will not be able to get.
상기 고속 믹서기에서 완전 혼합된 혼합물은 압출기를 거쳐 통상 300㎏/㎠ 이상의 압력을 가하여 압출한다. 상기 300㎏/㎠이하로 압력이 가해질 경우에는 판재의 강도를 얻을 수 없게 된다.The mixture thoroughly mixed in the high speed mixer is extruded through an extruder, usually at a pressure of 300 kg / cm 2 or more. When pressure is applied below 300 kg / cm 2, the strength of the plate cannot be obtained.
상기 압출기를 통해 압출된 혼합물은 소정의 판 형상의 금형에 투입되고, 60 ∼ 150℃정도의 열을 가하여 열처리함으로써 판넬의 제조를 완성하게 되는데, 이때 상기 열처리 과정에서 60℃이하로 열을 가할 경우에는 굳어지지 않아 절단과정에서 판재가 파손되며, 150℃이상으로 가열할 경우에는 판재의 강도가 급격히 저하되므로, 상기의 온도를 유지하는 것이 바람직하다. 상기의 과정을 거쳐 판넬이 완성되면, 소정크기로 절단하고 포장하여 제품 출하한다.The mixture extruded through the extruder is put into a mold having a predetermined plate shape, and heat-treated by applying heat of about 60 to 150 ° C. to complete the manufacture of the panel. In this case, when heat is applied at 60 ° C. or lower in the heat treatment process. It does not harden and breaks the plate during the cutting process, and when heated to 150 ℃ or more, the strength of the plate is sharply lowered, it is preferable to maintain the above temperature. When the panel is completed through the above process, the product is cut and packed to a predetermined size and shipped.
다음에, 상기 우레탄 폼(3)에 대하여 설명하면 다음과 같다.Next, the urethane foam 3 will be described.
상기 우레탄 폼(3)은 주원료인 이소시아네이트와 폴리올에 발포성 무기화합물을 혼합시켜 한국 표준규격인 KS F 2271 ∼ 1998(건축물의 내장재 및 구조의 난연성 시험방법)기준과 비내력벽체의 요구조건인 한국 표준 규격인 KS F 2257(건축 구조부분의 내화 시험방법)에 적합하도록 한 구조로 되어 있다.The urethane foam (3) is a mixture of an expandable inorganic compound with isocyanate and polyol as the main raw materials, and the Korean standard, KS F 2271-1998 (Test method for flame retardancy of interior materials and structures of buildings) and the Korean standard, which is a requirement of non-bearing walls. It is designed to comply with the standard KS F 2257 (Test for Fire Resistance of Architectural Structural Parts).
즉, 본 실시예에서의 우레탄 판넬(11)은 주재료인 상기 이소시아네이트 35 ∼ 44wt%, 경화제인 폴리올 35 ∼ 44wt%, 발포성 무기 화합물 12 ∼ 30wt%로 이루어진다.That is, the urethane panel 11 in this embodiment consists of 35-44 weight% of said isocyanates which are main materials, 35-44 weight% of polyols which are hardening | curing agents, and 12-30 weight% of foamable inorganic compounds.
또한, 상기 발포성 무기 화합물(13)은 팽창성 흑연으로 이루어지며, 상기의 비율에서 팽창성 흑연이 12wt%미만일 경우 내화성능이 크게 저하되고, 30wt%이상일 경우에는 상기 폴리올, 이소시아네이트의 점도가 급격히 상승하여 판넬 성형이 되지 않는다.In addition, the expandable inorganic compound (13) is made of expandable graphite, and if the expandable graphite is less than 12wt% in the above ratio, the fire resistance is greatly reduced, and if it is more than 30wt%, the viscosity of the polyol and isocyanate rises rapidly and the panel It does not mold.
상기 팽창성 흑연은 결정성 흑연 박편을 사용하여 제조되는데, 상기 결정성 흑연은 세계 곳곳에 매장되어 있으며, 통상적으로 변성암에 포함되어 있거나 풍화작용으로 생긴 침적토나 진흙속에 존재한다. 상기 결정성 흑연은 광을 파쇄한 후 부유산광법을 통하여 선별함으로써 얻어지며, 이때의 품위는 카본함량이 90 ∼ 98%이다. 상기 흑연은 카본원자가 적층되게 배열된 판 형태의 결정으로 되어 있으며, 이들 각 층은 아주 미약한 결합력으로 부착되어 있다. 이러한 배열은 화학물질을 카본 사이에 스며들게 하여 팽창성 흑연을 제조하게 되는 것이다. 상기 팽창성 흑연의 제조과정을 좀더 상세히 설명하면, 황산을 흑연층 사이에 스며들게 한 후, 세척하고 건조시켜 제조되는 것이다. 즉, 결정성 흑연은 탄소원자가 평행으로 배열된 판상의 격자층으로 되어 있다. 이 격자층 간에는 공유결합이 없으므로 이 층과 층 사이에는 다른 분자가 샌드위치 형태로 끼어들어 갈 수가 있다. 이와 같이 "다른 격자 사이의 층"이라는 형태가 팽창성 흑연을 만들 수 있는 요인이 되는 것이며, 상업적으로는 황산을 흑연구조에 스며들게 한 후 플레이크를 세척하여 건조한다. 따라서, 상기 다른 격자 사이의 층은 탄소격자로 메꿔짐으로써 최소산가를 가지는 건조하고 유동성을 가지게 된다. 이와 같이 제조된 팽창성 흑연은 길고 구브러진 형태를 가지게 된다.The expandable graphite is prepared using crystalline graphite flakes, which are buried in various parts of the world, and are usually contained in the sedimentary soil or mud contained in the metamorphic rock or by weathering. The crystalline graphite is obtained by crushing the light and then sorting it through a floating acid method, and the quality at this time is 90 to 98% of the carbon content. The graphite is in the form of a plate crystal in which carbon atoms are stacked, and each of these layers is attached with a very weak bonding force. This arrangement causes chemicals to permeate between the carbons to produce expandable graphite. In more detail the manufacturing process of the expandable graphite, the sulfuric acid is impregnated between the graphite layer, it is prepared by washing and drying. That is, crystalline graphite is a lattice-like lattice layer in which carbon atoms are arranged in parallel. Since there is no covalent bond between the lattice layers, other molecules can intervene in the form of sandwiches between the layers. Thus, the form of "layers between different lattice" is a factor for making expandable graphite, and commercially, sulfuric acid is permeated into the graphite structure, and the flakes are washed and dried. Thus, the layers between the different lattice layers are filled with carbon lattice, resulting in a dry and fluidity having a minimum acid value. The expandable graphite prepared as described above has a long and curved form.
상기의 "다른 격자 사이의 층 구조"가 열에 노출되었을 때, 상기 층 사이에 스며든 분자(황산)가 분해되어 SO2가스를 발생하게 된다. 이때, 상기 흑연층은 발생된 가스에 의하여 분리되어 결국 팽창하게 되는 것이다. 팽창된 흑연은 저비중이고, 비 연소성이며, 단열성을 가지게 되어 방사되는 열을 50%까지 반사시키게 되는 것이다.When the "layer structure between different lattice" is exposed to heat, molecules (sulfuric acid) that seep between the layers decompose and generate SO 2 gas. In this case, the graphite layer is separated by the generated gas and eventually expands. Expanded graphite is low specific gravity, noncombustible and thermally insulating, reflecting up to 50% of the emitted heat.
상기와 같은 구조로 이루어진 판넬은 도4에 도시된 바와 같이 다수의 기공이 형성된 발포체 판넬로 형성되며, 상기 기공과 기공사이는 팽창성 흑연이 포함된 상태로 되어 있기 때문에 강도나 내화 성능면에서 우수한 성질을 가지게 된다.The panel having the above structure is formed of a foam panel in which a plurality of pores are formed, as shown in FIG. 4, and the pores and the pores have excellent properties in terms of strength and fire resistance performance because they are in a state containing expandable graphite. Have.
특히, 우레탄 폼의 인화온도가 310℃정도이지만, 팽창성 흑연은 150∼200℃사이에서 부피팽창을 하여 상기 우레탄 폼이 인화하기 전에 탄화층을 형성하여 화재발생시 내화성능을 부여하게 되고 또한 유독가스를 차단하는 기능을 하게 되는 것이다.In particular, although the ignition temperature of the urethane foam is about 310 ° C., the expandable graphite expands in volume between 150 to 200 ° C. to form a carbonized layer before the urethane foam is ignited to impart fire resistance in case of a fire. It will function to block.
상기 우레탄 폼의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.The manufacturing method of the urethane foam is as follows.
먼저, 액상의 폴리올 및 이소시아네이트와, 팽창성흑연을 별도로 구비된 공급탱크에 각각 채운후 소정의 가공온도로 유지시킨 후 저속의 교반기를 통해 균일한 온도분포와 균일한 상을 가지도록 교반한다. 이때, 상기 가공온도는 통상적으로 18℃ ∼ 24℃로 유지한다.First, the liquid polyol and isocyanate and the expandable graphite are respectively filled in a feed tank separately provided and maintained at a predetermined processing temperature, followed by stirring to have a uniform temperature distribution and a uniform phase through a low speed stirrer. At this time, the processing temperature is usually maintained at 18 ℃ to 24 ℃.
상기 각 원액들은 순환펌프를 통해 순환되어 배관이나 호스를 통해 발포기로 운반되어 소정비율로 혼합된다. 이때, 상기 이소시아네이트 35 ∼ 44wt%, 폴리올 35 ∼ 44wt%, 팽창성 흑연 12 ∼ 30wt% 비율로 발포기에 투입되어 혼합된다.Each of the stock solutions is circulated through the circulation pump and transported to the foamer through a pipe or a hose to be mixed at a predetermined ratio. At this time, 35 to 44 wt% of the isocyanate, 35 to 44 wt% of the polyol, and 12 to 30 wt% of the expandable graphite are introduced into the foaming machine and mixed.
상기 발포기내에서 혼합되어 반응되는 반응물이 부가 반응을 시작하여 분산중합이 완료되기 전에, 액체상태의 반응물이 판, 또는 슬래브 형태의 몰드물에 채워져 통상 10분 이내에서 자연 응고되도록 한다.Before the reactants mixed and reacted in the foaming machine start addition reactions and dispersion polymerization is completed, the liquid reactants are filled in a mold of a plate or slab form so as to naturally solidify within 10 minutes.
상기 몰드물에서 응고된 우레탄 폼은 비내력벽이 요구하는 크기의 판넬로 재단하여 완성한다.The urethane foam solidified in the mold is finished by cutting into a panel having a size required by the non-bearing wall.
상기에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and drawings, and various permutations, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have
전술한 바와 같이 본 발명은, 주 원료인 규회석에 급결재인 황산 알루미늄과 소화작용을 하는 인산 알루미늄 및 장섬유 보강재를 혼합하여 난연성이 부여된 판넬 형태로 한 세트의 외장판을 형성하고, 또 다수의 기공을 갖는 발포체인 우레탄 판넬에 소정온도에서 부피팽창하는 팽창성 흑연을 첨가하여 제조된 우레탄 폼을 상기 한 세트의 외장판 사이에 끼워 비내력벽체를 구성함으로써 비내력벽이 요구하는 강도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 내수 및 내화성을 극대화시킬 수 있으며, 화재 발생시 우레탄 폼이 인화하기 전에 탄화층을 형성함으로써 유독가스를 차단하여 인명피해를 최소화할 수 있으며, 내화판넬 자체가 결정수가 없기 때문에 소정 온도이상 상승시에 더욱 높은 강도를 유지하므로 벽체의 무너짐이 없이 내력벽의 형태를 그대로 보존할 수 있는 효과를 가진다.As described above, the present invention forms a set of exterior panels in the form of a panel to which flame retardancy is provided by mixing aluminum sulfate, which is a fastener, aluminum phosphate and a long fiber reinforcing material, which are fire extinguishing agents, as a main raw material. The urethane foam prepared by adding the expandable graphite which is bulk-expanded at a predetermined temperature to a urethane panel, which is a foam having pores, is sandwiched between the set of exterior plates to form a non-bearing wall so that the strength of the non-bearing wall can be maintained. In addition, it can maximize the water resistance and fire resistance, and in the event of a fire, the polyurethane layer forms a carbonized layer before ignition to cut off toxic gases, thereby minimizing the damage to life. Maintains the strength of the bearing wall without falling down. It has the effect that can be.
또한, 단일판으로 이루어진 한 세트의 판넬로 비내력 벽체의 외장판을 이루고, 상기 한 세트의 외장판에 소정 강도의 우레탄 폼을 끼워 비내력벽을 제작함으로써 두께를 현저히 감소시킬 수 있고, 시공을 간단히 하면서 비용을 절감할 수 있는 다른 효과를 가진다.In addition, by forming a non-bearing wall exterior plate by a set of panels consisting of a single plate, by making a non-bearing wall by inserting a urethane foam having a predetermined strength to the one set of exterior panels, the thickness can be significantly reduced, and construction is simple. It has other effects to save money.
또한, 상기 판넬에 각종 해충 및 동물의 서식이나 접근을 방지할 수 있는 황산칼슘이 포함되어 있어 쾌적한 실내환경의 벽체시스템을 구축할 수 있는 또 다른 효과를 가진다.In addition, the panel contains calcium sulfate that can prevent the habitat or access of various pests and animals have another effect of building a wall system of a comfortable indoor environment.
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20070827 Year of fee payment: 4 |
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