KR100539117B1 - Fire Resistant Interior Panel for Structures and Method of Manufacturing the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 불연성 내장판넬 및 그 제조방법에 관한 것으로, 화재사고시 유독가스가 발생되지 않고 고온에서 강도를 유지함으로써 연기나 유독가스에 의한 인명피해 및 건축물의 붕괴를 방지할 수 있도록 함을 목적으로 한다.The present invention relates to a non-combustible interior panel and a method of manufacturing the same, which is intended to prevent the damage of life and collapse of buildings by smoke or toxic gases by maintaining the strength at high temperatures without generating toxic gases during a fire accident. .
개시된 본 발명에 따른 불연성 내장판넬은, 전체 혼합물 100중량%에 대하여 고령토 50∼85중량%, 인산 10∼35중량%, 섬유강화제 1∼5중량% 및 경량골재 1∼20중량%가 혼합되어 조성된 것을 특징으로 한다. 부가적으로 충전제나 경화제가 더 혼합되어 조성될 수 있다. 본 발명에 따른 불연성 내장판넬의 제조방법은, 고령토, 인산, 섬유강화제 및 경량골재를 혼합하는 재료혼합단계와; 상기 재료혼합단계에서 혼합된 혼합물을 50∼150㎏/㎠로 압축 성형하는 제품성형단계와; 그리고, 상기 성형 제품을 가열하여 경화하는 경화단계를 포함하여 이루어진다.The non-combustible interior panel according to the present invention is composed of 50 to 85% by weight of kaolin, 10 to 35% by weight of phosphoric acid, 1 to 5% by weight of fiber reinforcing agent and 1 to 20% by weight of lightweight aggregate based on 100% by weight of the total mixture. It is characterized by. In addition, fillers or curing agents may be further mixed to form the composition. Method for producing a non-combustible interior panel according to the invention, the material mixing step of mixing kaolin, phosphoric acid, fiber reinforcement and lightweight aggregate; A product molding step of compression molding the mixture mixed in the material mixing step at 50 to 150 kg / cm 2; And, it comprises a curing step of curing by heating the molded product.
Description
본 발명은 불연성 내장판넬 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 화재시 연기나 유독가스가 발생되지 않도록 함과 아울러, 고온에서 강도를 유지하여 인명피해와 재산손실을 감소할 수 있도록 한 불연성 내장판넬 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-combustible interior panel and a method for manufacturing the same, and more particularly, to prevent smoke or toxic gas from occurring in various fires, and to maintain strength at high temperature to reduce human injury and property loss. It relates to a non-combustible interior panel and a method of manufacturing the same.
주택, 사무실 등의 거주공간, 차량, 항공기 및 선박 등에는 내장판넬이 설치되고 있다.Interior panels are installed in residential spaces such as houses and offices, vehicles, aircraft and ships.
종래 기술에 따른 내장판넬은 멜라민수지나 페놀수지 등의 유기물 수지가 주된 점결제(粘結劑)로 사용되어 왔으며, 그 첨가량이 최소한 10% 이상 요구되고 있다.The interior panel according to the prior art has been used as a main caking agent of organic resins such as melamine resin and phenol resin, the addition amount is required at least 10% or more.
따라서, 종래 기술에 내장판넬에 따르면, 유기물의 특성상 내열성 및 내화성에 한계가 있고, 화재 발생시 유독가스의 발생 위험성이 있으며, 고온에서 판재의 강도를 유지하지 못하는 단점을 갖고 있다. 이러한 단점은 예컨대, 최근 발생한 대구 지하철참사 및 이랜드화재와 같은 대형화재는 물론, 크고 작은 화재 사고시 확인되고 있으며, 이와 같은 화재 사고시 내장판넬이 불에 타면서 유독가스가 발생되어 유독가스를 흡입하게 됨으로써 호흡기 장애, 질식사고 등의 인명피해가 크고, 아울러, 내장판넬이 고온에서 강도를 유지하지 못하여 쉽게 붕괴됨에 따라 인명피해는 물론 재산손실이 큰 문제점이 있다. 따라서 종전의 난연재급의 재료에 의해서는 이러한 문제가 계속 대두될 것이며, 이를 근본적으로 해결하기 위해서는 불연재급의 재료개발이 필요한 시점이다. Therefore, according to the interior panel in the prior art, there is a limit in the heat resistance and fire resistance in the nature of the organic material, there is a risk of the generation of toxic gas in the event of a fire, has the disadvantage of not maintaining the strength of the plate at a high temperature. These shortcomings, for example, large fires such as the Daegu subway disaster and E-land fires, as well as large and small fire accidents are confirmed, and in the event of such a fire, the internal panel is burned with toxic gases generated by inhaling toxic gases. Injury of the respiratory system, suffocation, etc. is great, and as the internal panel is easily collapsed due to failure to maintain the strength at high temperature, there is a problem of loss of life and loss of property. Therefore, these problems will continue to arise with the previous flame retardant materials, it is time to develop a non-flammable material to solve the fundamental problem.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화재 발생시 연기나 유독가스가 발생되지 않으며, 고온에서 판재의 강도가 열화되지 않고 그대로 유지되고, 내수성, 내흡습성, 방음성 그리고 단열성 등이 구비된 불연성 내장판넬 및 그 제조방법을 제공하려는데 있다.The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, smoke or toxic gas is not generated during the fire, the strength of the plate is maintained as it is not deteriorated at high temperatures, non-flammable with water resistance, hygroscopic resistance, sound insulation and insulation It is to provide an interior panel and a method of manufacturing the same.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 국내에 부존량이 상대적으로 풍부하여 원료의 구입 비용이 저렴하고, 구입이 용이한 원료를 활용함으로써 부가가치를 높일 수 있도록 하려는데 있다. In addition, another object of the present invention is to increase the added value by utilizing a relatively rich amount in the domestic, the purchase cost of the raw material is cheap, easy to purchase raw materials.
상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 불연성 내장판넬은, 전체 혼합물 100중량%에 대하여 고령토 50∼85중량%, 인산 10∼35중량%, 섬유강화제 2∼5중량% 및 경량골재 3∼20중량%가 혼합되어 조성된 것을 특징으로 한다.Non-combustible interior panel according to the present invention provided to achieve the above object, 50 to 85% by weight of kaolin, 10 to 35% by weight phosphoric acid, 2 to 5% by weight fiber reinforcing agent and 3 to 3% by weight of aggregate based on 100% by weight of the total mixture It is characterized in that 20% by weight is mixed.
본 발명에 따르면, 충전제나 경화제가 더 혼합되어 이루어질 수 있다.According to the present invention, the filler or the curing agent may be further mixed.
본 발명에 따른 불연성 내장판넬의 제조방법은, 고령토, 인산, 섬유강화제 및 경량골재를 혼합하는 재료혼합단계와; 상기 재료혼합단계에서 혼합된 혼합물을 성형하는 제품성형단계와; 그리고, 상기 성형 제품을 가열하여 경화하는 경화단계를 포함하여 이루어지며, 상기 제품성형단계에서는 혼합물을 50∼150㎏/㎠로 압축 성형하는 것을 특징으로 한다.Method for producing a non-combustible interior panel according to the invention, the material mixing step of mixing kaolin, phosphoric acid, fiber reinforcement and lightweight aggregate; A product molding step of molding the mixture mixed in the material mixing step; And, it comprises a curing step of heating and curing the molded product, the product forming step is characterized in that the compression molding of the mixture to 50 ~ 150kg / ㎠.
상기 경화단계에서는 성형 제품을 90∼200℃로 경화하는 것이 바람직하다.In the curing step, it is preferable to cure the molded product at 90 ~ 200 ℃.
본 발명의 특징 및 이점들은 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It must be interpreted to mean meanings and concepts.
본 발명에 따른 불연성 내장 판넬은, 원료인 고령토, 인산 등의 무기질 점결제, 섬유강화제 및 경량골재가 혼합되어 제조된다.The non-combustible interior panel according to the present invention is manufactured by mixing inorganic caking agents such as kaolin, phosphoric acid, fiber reinforcing agent and lightweight aggregate as raw materials.
본 발명에 따른 불연성 내장 판넬을 구성하는 재료의 혼합비율은 예컨대, 전체 혼합물 100중량%에 대하여 고령토 50~85중량%, 인산 10~35중량%, 섬유강화제 2~5중량% 및 경량골재 3~20중량%가 혼합되어 이루어질 수 있다.The mixing ratio of the material constituting the incombustible interior panel according to the present invention is, for example, 50 to 85% by weight of kaolin, 10 to 35% by weight of phosphoric acid, 2 to 5% by weight of fiber reinforcing agent, and 3 to 3% of light aggregate based on 100% by weight of the total mixture. 20 wt% may be mixed.
상기 고령토는 주로 국내 남부지방에 산재되어 있으며, 그 품질에 따라 고급과 저급으로 구분되고, 고품질의 고령토는 거의 고갈되었고 품위가 비교적 낮은 것이 주종을 이루고 있고, 본 발명에서는 고령토의 품질에 상관없이 모든 고령토가 사용될 수 있으며, 다만 자원의 재활용측면, 비용측면에서 볼 때 저급 고령토를 사용하는 것이 바람직하다.The kaolin is mainly scattered in the southern part of the country, according to its quality is divided into high and low, the high quality kaolin is almost exhausted and relatively low grades, and in the present invention, regardless of the quality of the kaolin Kaolin may be used, but it is preferable to use low-grade kaolin from the point of view of resource recycling and cost.
상기 고령토의 혼합량을 한정한 것은 고령토 광물의 첨가량 하한은 없지만 대체로 50중량% 이상 첨가하는 것이 좋으며, 85중량% 이상 첨가시 점결력 부족으로 인한 저강도 현상이 나타날 수 있기 때문이다. The mixing amount of the kaolin is limited because there is no lower limit of the amount of kaolin minerals added, but it is generally preferred to add 50 wt% or more, and when 85 wt% or more is added, low strength may occur due to lack of coking force.
상기 인산은 무기질 점결제로 사용되는 것으로, 함량에 별다른 제한은 없지만 대략 60%의 저농도의 것을 사용할 경우 함유된 물의 증발로 인하여 건조공정상의 어려움이 있고, 에너지가 많이 소요되며, 저강도 현상이 나타날 수 있으므로 가급적 고농도의 것을 사용하는 것이 좋다. 상기와 같은 인산의 첨가량을 한정한 것은 인산의 첨가량이 약 10중량%보다 적으면 점결력 부족으로 인하여 강도가 낮아지며, 약 35중량%보다 많아지면 액상과다로 인하여 가압성형시 조성물의 유출 등과 같은 문제점이 발생되기 때문이다. 상기 인산은 점결력을 크게 할 수 있는 정인산(H3PO4)이 사용되는 것이 바람직하다. The phosphoric acid is used as an inorganic caking additive, and there is no particular limitation on the content, but when a low concentration of about 60% is used, there is a difficulty in the drying process due to evaporation of the contained water, energy is consumed, and a low intensity phenomenon appears. It is better to use a high concentration if possible. When the amount of phosphoric acid is limited, the addition amount of phosphoric acid is less than about 10% by weight, and the strength is lowered due to lack of coking force. When the amount of phosphoric acid is more than about 35% by weight, problems such as leakage of the composition during press molding due to excessive liquid phase This is because it occurs. The phosphoric acid is preferably used is phosphoric acid (H 3 PO 4) that can increase the caking force.
상기 섬유강화제는 상온강도와 화재 발생시의 고온강도를 함께 제고시키는 역할을 수행하며, 무기섬유를 지칭하는 것으로, 예컨대, 암면, 유리섬유 그리고 기타 세라믹 섬유 등이 해당되며, 혼합시 판넬 조성물에 균일하게 분포되어야 한다. 상기 섬유강화제의 길이는 약 30㎜ 이하이며 직경은 약 10㎛정도의 것이 적당하고, 2중량%미만 첨가시에는 그 효과를 기대할 수가 없고, 5중량%이상 첨가하게 되면 섬유량이 과다하여 오히려 강도를 해칠 수도 있다. The fiber reinforcing agent serves to enhance both room temperature strength and high temperature strength at the time of fire, and refers to inorganic fibers, such as rock wool, glass fibers and other ceramic fibers, and evenly mixed with the panel composition when mixed. Should be distributed. The length of the fiber reinforcing agent is about 30mm or less and the diameter of about 10㎛ is appropriate, when the addition of less than 2% by weight can not expect the effect, when added by more than 5% by weight is excessive fiber amount is rather strength It may hurt.
상기 경량골재로서는 퍼라이트, 질석, 시노스피어 및 유리발룬 등이 있으며 판넬의 중량을 감소시키고 균열결함의 발생을 방지하는 효과가 있다. 그 첨가량이 3중량% 미만이면 첨가효과가 잘 나타나지 않으며, 20중량%이상 첨가시에는 판넬의 비중은 낮아지지만 강도 부족현상이 나타날 수 있다. The lightweight aggregates include perlite, vermiculite, cynosphere and glass balun, etc., which have the effect of reducing the weight of the panel and preventing the occurrence of crack defects. If the added amount is less than 3% by weight, the effect of addition does not appear well, and when more than 20% by weight, the specific gravity of the panel is lowered, but the strength may be insufficient.
지금까지 본 발명에 따른 불연성 내장 판넬은 고령토, 인산, 섬유강화제 및 경량골재가 혼합된 것으로 설명하였지만, 본 발명에 따른 불연성 내화 판넬의 조성물은 이것에 한정되지 않고, 필요에 따라서 충전제 및 경화제 등이 첨가될 수 있다.So far, the non-combustible interior panel according to the present invention has been described as a mixture of kaolin, phosphoric acid, fiber reinforcing agent and lightweight aggregate, but the composition of the non-flammable fireproof panel according to the present invention is not limited to this, and if necessary, fillers and hardeners Can be added.
상기 경화제로서는 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2) 및 티타니아(TiO 2)등의 금속산화물과 수산화알루미늄[Al(OH)3], 수산화 칼슘[Ca(OH)2] 그리고 수산화마그네슘[Mg(OH)2]등과 같은 금속수산화물이 양호하다. 경화제는 고령토, 인산, 섬유강화제 및 경량골재에 필요시 첨가할 수 있는 선택 요소로서, 첨가시 적절한 양을 첨가한다. 경화제의 첨가 유무에 따라 패널의 성질이 틀려지지만, 그 첨가량에 따라서는 큰 차이가 없으므로 경화제는 적절한 양을 첨가한다.Examples of the curing agent include metal oxides such as alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ) and titania (TiO 2 ), aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ], calcium hydroxide [Ca (OH) 2 ] and magnesium hydroxide [ Metal hydroxides such as Mg (OH) 2 ] are preferred. The curing agent is an optional element that can be added to kaolin, phosphoric acid, fiber reinforcement and lightweight aggregate as needed, and an appropriate amount is added at the time of addition. Although the properties of the panel are different depending on the presence or absence of the addition of the curing agent, there is no big difference depending on the amount of the addition, so the curing agent is added in an appropriate amount.
이하, 본 발명에 따른 불연성 내장판넬의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a non-flammable interior panel according to the present invention.
(S10) 재료 혼합 단계. 고령토, 인산, 섬유강화제 및 경량골재를 정해진 비율로 혼합한다. 이때, 고상인 고령토, 섬유강화제, 경량골재를 먼저 혼합하고, 이 혼합물에 액상인 인산을 첨가하여 혼합할 수 있으며, 각 재료의 첨가 순서는 상술한 것에 한정되지 않는다. 이때, 불연성 내장판넬의 주원료인 고령토, 인산, 섬유강화제 및 경량골재에 필요에 따라 선택적으로 충전제 및 경화제를 혼합한다.(S10) material mixing step. Kaolin, phosphoric acid, fiber reinforcement and light weight aggregates are mixed in a defined proportion. At this time, solid kaolin, fiber reinforcing agent, lightweight aggregate may be mixed first, and then liquid phosphate may be added and mixed with the mixture, and the order of addition of each material is not limited to the above. At this time, the filler and the curing agent are optionally mixed with kaolin, phosphoric acid, fiber reinforcing agent and lightweight aggregate, which are the main raw materials of the non-combustible interior panel.
(S20) 압축 성형. 상기 (S10) 재료 혼합 단계에서 혼합된 재료를 제품 성형을 위한 형상을 갖는 금형에 주입하여 대략 50∼150㎏/㎠의 성형압력을 가함으로써 제품을 성형한다.(S20) compression molding. The product is molded by applying a molding pressure of approximately 50 to 150 kg / cm 2 by injecting the mixed material in the material mixing step (S10) into a mold having a shape for forming a product.
(S30) 경화. 상기 (S20) 압축 성형 단계에서 압축 성형된 제품을 가열로에 투입하여 대략 90∼200℃의 경화온도로 제품을 건조한다. 압축 성형된 제품을 가열하여 건조하면 제품에 함유된 수분이 증발되면서 인산이 점결력을 발휘하게 됨으로써 강도가 높아지게 된다.(S30) hardening. In the (S20) compression molding step, the compression molded product is put into a heating furnace to dry the product at a curing temperature of approximately 90 ~ 200 ℃. When the compression molded product is heated and dried, the moisture contained in the product evaporates and phosphoric acid exerts a caking force, thereby increasing the strength.
상술한 압축 성형 단계와 경화 단계는 상황에 따라서 독립적으로 또는 동시에 수행될 수 있다. The above compression molding step and curing step may be performed independently or simultaneously depending on the situation.
이하 본 발명에 따른 불연성 내장판넬의 실시예를 통하여 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration and operation of the non-flammable interior panel according to the present invention will be described in detail.
< 실시예 1 ><Example 1>
1. 전체 혼합물 100중량%에 대하여 고령토 70중량%, 섬유강화제로 암면 3중량%, 경량골재로 퍼라이트 4중량% 그리고, 경화제로 알루미나(Al2O3) 5중량%로 구성된 고상물을 먼저 배합한 다음 인산 18중량%를 첨가하여 혼합한다.1. Mix solids composed of 70% by weight of kaolin, 3% by weight of rock wool with fiber reinforcing agent, 4% by weight of perlite with light weight aggregate, and 5% by weight of alumina (Al 2 O 3 ) as hardening agent. Then 18% by weight of phosphoric acid is added and mixed.
2. 이 혼합물을 금형에 주입하여 약 100㎏/㎠의 압력으로 압축, 발형한 후 약 5㎜두께로 판넬을 성형한다.2. Inject the mixture into the mold, compress and extrude at a pressure of about 100㎏ / ㎠ and mold the panel to a thickness of about 5mm.
3. 성형된 판넬을 약 150℃로 2시간 건조한다. 3. The molded panel is dried at about 150 ℃ for 2 hours.
가열 경화된 시편은 불연재급 시험에 합격하였고 비중은 약 2.1이며 곡강도(bending strength)가 27.5㎏/㎠ 로 제품 표준 규격을 만족하고 있다. The heat-hardened specimens passed the non-combustible grade test, and the specific gravity was about 2.1 and the bending strength was 27.5㎏ / ㎠, which satisfies the product standard.
< 실시예 2 ><Example 2>
1. 전체 혼합물 100중량%에 대하여 고령토 75중량%, 섬유강화제로 유리섬유 2중량%, 경량골재로 시노스피어 3중량%, 경화제로 수산화알루미늄[Al(OH)3] 5중량%, 그리고 인산 15중량%를 혼합한다.1. 75% by weight of kaolin with respect to 100% by weight of the total mixture, 2% by weight of fiberglass with fiber reinforcement, 3% by weight of sinosphere as light weight aggregate, 5% by weight of aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ] as hardener, and 15% phosphoric acid Mix by weight.
2. 상기 재료를 상기 실시예 1의 2에 나타난 방법에 의거하여 판넬을 성형하고, 성형된 제품을 상기 실시예 1의 3과 같은 방법으로 경화시킨다.2. The panel is molded according to the method shown in Example 2, Example 2, and the molded article is cured in the same manner as in Example 3, 3.
본 실시예에 의해 제조된 내장 판넬은 불연재시험에 합격하였고 비중은 2.2이며, 곡강도가 29.4㎏/㎠로 제품 표준 규격을 만족한다. The interior panel manufactured by the present example passed the nonflammable test and the specific gravity was 2.2, and the bending strength was 29.4㎏ / ㎠ and the product standard specification was satisfied.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 불연성 내장판넬 및 그 제조방법에 의하면, 화재 발생시 연기나 유독가스가 발생하지 않으면서 고온에서도 강도를 유지할 수 있는 고령토 및 무기물만으로 이루어져 내장판넬의 내열성 및 내화성이 커짐에 따라 화재 사고시 연기나 유독가스에 의한 질식사고를 방지할 수 있고, 건축물, 차량 등의 붕괴에 따른 인명피해 및 재산손실을 감소할 수 있다.As described above, according to the non-combustible interior panel and the manufacturing method thereof according to the present invention, the heat resistance and fire resistance of the interior panel is made of only kaolin and inorganic materials that can maintain the strength even at high temperature without generating smoke or toxic gas in case of fire As it increases, it is possible to prevent suffocation caused by smoke or toxic gas in the event of a fire, and to reduce the loss of lives and property loss caused by the collapse of buildings and vehicles.
그리고, 국내에 매장량이 비교적 풍부한 고령토 특히 저품위 고령토를 주성분으로 하여 고령토의 재활용이 활발해짐으로써 원가를 절감할 수 있고, 자원의 낭비를 막을 수 있는 등의 효과가 있다. In addition, it is possible to reduce costs and prevent waste of resources by recycling kaolin, which is mainly made of kaolin, especially low-grade kaolin, which is relatively abundant in Korea.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the invention has been described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the principles of the invention, the invention is not limited to the configuration and operation as such is shown and described. Rather, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and modifications to the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.
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- 2003-06-17 KR KR10-2003-0039235A patent/KR100539117B1/en not_active IP Right Cessation
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