KR100660442B1 - 건축용 샌드위치 패널 - Google Patents

건축용 샌드위치 패널 Download PDF

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Abstract

이 발명은 밀도 15~60kg/m³인 연속기포 스펀지를 수성 난연성 코팅액에 함침하고 건조 경화시켜 환경친화적이고, 가볍고, 수분에 강하고, 표면판재 부착용 접착제와 상응성이 좋고, 준불연급 난연성을 보이는 비중 0.0165~ 0.09인 난연성 심재를 포함하는 건축용 샌드위치 패널을 제공한다. 이 발명 난연성 코팅액은 베이스 폴리머로 수성폴리머 100중량부에 대하여 무독성 난연제 100~400중량부; 수성 점착부여제 5~30중량부; 계면활성재 1~10중량부; 가수분해 방지재 1~5중량부를 포함한다. 이 발명의 난연성 패널은 준 불연성의 수준인 난연성 코팅액을 제공하고; 수용성 베이스 폴리머를 바인더로 사용하고, 각종 환경규제에 저촉되지 않는 난연성 코팅액를 제공하고; 표면판재와 심재를 접착 할 때 사용하는 접착제와의 상응성이 높은 코팅액을 제공하고; 난연성 코팅액에 연속기포 스펀지를 함침 건조시켜 제조된 난연성 스펀지를 제공하고; 난연성 코팅액에 기존의 연속기포 폴리우레탄 스폰지를 함침 경화시켜 유리섬유에 준하는 난연성을 나타내고, 가볍고, 단단하고, 수분에 강한 특징이 있다.

Description

건축용 샌드위치 패널 {Semi Non-flameable sandwich pannel for building}
도1은 완성된 샌드위치 패널을 사시도
도2는 샌드위치 패널의 분해 단면도
도3는 샌드위치 패널의 부분 확대 단면도
도4는 발포시트의 가공 공정도
<도면 주요부호의 설명>
20은 심재; 30,30은 표면판재; 40,40은 접착층이다.
실용신안 등록공보 20-0213968호 스펀지 스크랩과 폐플라스틱을 이용한 건축용 샌드위치패널; 특허공보 2002-350547호 스폰지 스크랩과 폐플라스틱을 이용한 발포체 조성물 및 그 제조방법;
이 발명은 연속기포율이 50%이상인 폴리우레탄 연속기포 스폰지나 연속기포스펀지를 난연성 코팅액에 함침하고 건조 경화시켜 난연성(준 불연) 심재를 제조하고 심재 양면에 표면판재를 부착하여서 된 건축용 샌드위치 패널에 관한 것이다.
종래의 건축물의 내외장재, 칸막이재 또는 전청재로 사용되는 샌드위치 패널은 시공성이 뛰어나고, 단열 및 차음효과가 좋고, 가격이 저렴하여 다양한 건축물에서 사용되고 있다. 샌드위치 패널의 문제점은 패널의 심재의 대부분이 스치로 폼, 폴리우레탄 폼, PET fibre 등의 가연성 유기재료이므로 화재 발생시 맹렬하게 연소되어 막대한 피해를 발생할 수 있다. 일부 유리섬유, 락울 등 무기재를 심재로 사용하는 샌드위치 패널 제품은 화재위험의 억지력이 있으나 유리섬유는 제조시 시공시 또는 건축물 해체시 발암물질인 유리가루가 방출되고, 무기재인 락울을 사용하면 패널이 무겁고 수분에 취약하여 건축자재 특히 천장재로 부적격한 것이다.
이 발명은 상기와 같은 샌드위치 패널의 문제점이 심재의 가연성, 하중 및 수분 취약성 등에 있음을 고려하여 저가이고, 준불연 등급의 난연성을 보이고, 경량인 샌드위치 패널의 심재 및 이를 이용한 샌드위치 패널을 제공하려는 것이다.
이 발명은 준 불연 수준인 난연성 코팅액을 제공 하려는 것이다. 이 발명은 수용성 베이스 폴리머를 바인더로 사용하여 무독성의 무기난연제와 계면활성제, 색소등의 첨가제로서 구성되는 수성 난연 코팅액을 제조하므로 각종 환경규제에 저촉되지 않는 난연성 코팅액을 제공하려는 것이다. 이 발명은 코팅액이 수성(수분산성) 폴리머이므로 샌드위치 패널의 표면판재인 석고, 슬레이트, 철판 및 SPCC등 심재를 접착 할 때 사용하는 접착제와의 상응성이 큰 코팅액을 제공하려는 것이다. 이 발명은 난연성 코팅액에 연속기포 스펀지를 함침 건조시켜 제조된 난연성 스펀지를 제공하려는 것이다. 이 발명은 난연성 코팅액에 연속기포율이 50%이상인 폴리우레탄 연속기포 스폰지나 연속기포스펀지를 함침하고 건조 경화시켜 스펀지 망조직의 가닥들이 난연성 코팅액으로 모두 코팅되므로 유리섬유에 준하는 난연성을 나타내고, 가볍고, 단단하고, 수분에 강한 난연성 심재를 제공하려는 것이다. 이 발명은 상기 난연성재료를 심재로 삽입한 건축용 샌드위치 패널을 제공하려는 것이다.
이 발명을 상세하게 설명한다. 도1은 완성된 샌드위치 패널을 사시도이고, 도2는 샌드위치 패널의 분해 단면도, 도3은 샌드위치 패널의 부분 확대 단면도이다. 샌드위치 패널은 중앙의 심재(20)와; 그 양면에 접착층(40,40)으로 부착된 표면판재(30,30)로 구성되어 있다. 샌드위치 패널의 표면판재(30,30)는 석고판재, 슬레이트판재, 철판, SPCC 등 기존 샌드위치 패널에 사용하는 판재를 사용한다. 상기 심재(20)는 연속기포를 가진 스펀지를 난연성 코팅액에 함침하고 건조시켜 제조한다. 이 발명의 연속기포 스펀지는 기포막이 있는 스펀지로 발포시킨다음 발포체가 경화되기 전에 기포막 제거 프로세스에 의하여 기포막을 제거하여 망조직만으로 되는 스펀지 및 연속기포율이 50%이상인 폴리우레탄 연속기포 스펀지이다. 이 발명 난연성 코팅액은 환경친화적이고 가볍고 수분에 강하고 표면판재 부착용 접착제와 상응성이 좋고 난연성이 큰 코팅액이다.
이 발명 난연성 심재는 연속기포 스펀지를 난연성 코팅액에 함침하고 건조 경화시켜 제조한다. 상기 함침 과정에서 연속기포 스펀지 망조직의 가닥들이 난연성 코팅액으로 모두 코팅되어 난연성 심재에 탁월한 경량성과 난연성을 동시에 부여한다.
상기와 같이 제조된 난연성 심재는 가볍고, 수분에 강하고, 표면판재 부착용 접착제와 상응성이 좋고, 난연성이 큰 심재가 된다. 이 발명 난연성 심재의 출발 재료인 바람직한 연속기포 스펀지는 밀도가 15~60kg/㎥ 이고 50%이상의 연속기포를 가지는 폴리우레탄 연속기포를 스펀지이다. 수성 난연성 코팅액에 함침하고 건조 경화시켜 망 조직의 가닥들이 난연성 코팅이 되면 망조직이 보존된 상태로 난연성이 부여된 연속기포 스펀지를 샌드위치 패널 규격으로 절단하여 난연성 심재를 제조한다.
이 발명 샌드위치 패널은 가벼운 중앙의 난연성 심재(20)와 심재 양면 표면판재(30,30)를 접착층(40,40)으로 부착하고 있다. 연속기포 스펀지의 망 조직이 보존된 이 발명 가벼운 난연성 심재(20)의 비중은 대체로 0.0165~0.09가 된다. 이러한 이 발명 난연성 심재의 비중은 스티로폼의 비중 0.015에 비교되는 비중으로 매우 가볍다. 난연성이 부여된 이 발명 연속기포 스펀지는 건축자재로서 필요한 규격 예 컨데 180cm ×90cm × 5cm 크기인 샌드위치 패널로 절단(스카이빙)하여 난연성 심재(20)가 된다. 표면판재(30,30)의 재료는 철판(SPCC), 스텐레스 스틸판, 슬레이트판, 함석 등이 사용된다.
이 발명 난연성 심재를 얻기 위한 난연성 코팅액을 제조하자면 베이스 폴리머로 수성폴리머 100중량부에 대하여 무독성 난연제 100~400중량부; 수성 점착부여제 5~30중량부; 계면활성재 1~10중량부; 가수분해 방지재 1~5중량부를 혼가하여 제조한다. 상기 조성에 적량의 색소를 혼가할 수 있다. 상기 수성폴리머에는 수용성 우레탄, 수분산성 우레탄 폴리머, EVA 에멀젼, 고무라텍스(천연, 인조라텍스), PVC 라텍스 등을 사용할 수 있으며 바람직하게는 우레탄과 EVA에멀젼이 추천된다. 상기 난연제는 삼산화 안티몬, Zinc borate, Al(OH)3, Mg(OH)2, 오산화안티몬, APP(암모늄폴리포스페이트) 등이다. 상기 수성 점착부여제는 Phenol 수지, 석유수지, 송진등을 에멀젼화 한 것을 사용한다. 상기 계면활성제는 폴리머의 종류에 따라 음이온, 양이온, 양쪽이온의 계면활성제를 사용할 수 있으며 다량사용시 접착성이 약해짐을 고려해야 한다. 코팅액을 착색하기 위하여 적량의 색소를 포함시킬 수 있다.
이 발명 난연성 심재는 상기와 같이 제조된 난연성 코팅액 함침조에서 연속기포를 가진 밀도 15 ~ 60kg/m³의 스펀지를 함침하고, 건조로를 거치면서 건조하고, 샌드위치 패널의 규격으로 절단하여 제조한다.
실시예 1
아래 조성으로 난연성 코팅액을 제조하였다.
재료 중량비 비고
수용성 폴리우레탄 233 Hyrex R-LA, 고형분 42±2%, Anion,
점도: 500cps
Graphite 100
Al(OH)₃ 300
Mg(OH)₂ 100
Sb₂O₃ 100
Dioctyl sodium succinate 1
Staron 2130 30
Silicone 정포제 2
산화방지제 1010 1
Sub total 867
실시예 2
실시예 1의 수용성 폴리우레탄을 다음 재료로 사용하여 난연성 코팅액을 제 조하였다.
Hyrex RS-FA(보광화학, 안산) 고형분 30±2%, 점도 300cps, Anion, Hard
실시예 3
실시예 1의 난연성 코팅액을 밀도 30kg/m³인 연속기포를 가진 스펀지에 함침한 후 건조 경화시켜 비중 0.035인 난연성 심재를 제조하였다.
실시예 4
실시예 3의 난연성 심재의 물성치는 아래와 같다.
가. 연기밀도(Flaming mode)
시험규격 (ASTM E662-2003)
1. Ds(1.5min) : 32
2. Ds (4.0min) : 58
비고 : 시공 허용기준
나. 연기밀도(Non flaming mode)
시험규격 (ASTM E662-2003)
1. Ds(1.5min) : 53
2. Ds(4.0min) : 74
다. 독성지수
시험규격(BS6853 Annex 3.2-1999)
Co₂: 982 g/㎥
Co : 36 g/㎥
NOx : 2.25 g/㎥
SO₂: 0.74 g/㎥
Hcl : 0.33 g/㎥
HCN : 0.49 g/㎥
HBr : ND
라. 산소지수
시험규격 (ISO 4589-2 : 1996)
Oxygen concentration(%) : 48.2
Burning period(s) : < 180
Length burnt (mm) : < 50
Response : 0
K-Value : 0.37
마. 화염전파
시험규격(ISO5658-2:1996)
CFE(KW/㎡) : 24
Qsb(KW) : 0.290
실시 예 5
아래 조성으로 난연성 코팅액을 제조하였다.
재료 중량비 비고
EVA Emulsion 233 Airflex 920, Airproduct Korea
Graphite 100
Al(OH)₃ 300
Mg(OH)₂ 100
Sb₂O₃ 100
Dioctyl sodium succinate 1
Staron 2130 20
Silicone 정포제 2
산화방지제 1010 1
Sub total 857
실시예 6
실시예 5의 난연성 코팅액을 밀도 35kg/m³인 연속기포를 가진 스펀지에 함 침한 후 건조 경화시켜 비중 0.042인 난연성 심재를 제조하였다.
실시예 7
실시예 6에서 제조된 난연성 심재의 특성을 아래와 같이 조사하였다.
가. 연기밀도(Flaming mode)
시험규격 (ASTM E662-2003)
1. Ds(1.5min) : 33
2. Ds (4.0min): 59
나. 연기밀도(Non flaming mode)
시험규격 (ASTM E662-2003)
1. Ds(1.5min) : 50
2. Ds(4.0min) : 75
다. 독성지수
시험규격 (BS6853 Annex 3.2-1999)
Co₂: 980 g/㎥
Co : 35 g/㎥
NOx : 2.20 g/㎥
SO₂: 0.75 g/㎥
Hcl : 0.30 g/㎥
HCN : 0.40 g/㎥
HBr : ND
라. 산소지수
시험규격 (ISO 4589-2 : 1996)
Oxygen concentration(%) : 48.0
Burning period(s) : < 180
Length burnt (mm) : < 50
Response : 0
K-Value : 0.36
마. 화염전파
시험규격 (ISO5658-2 : 1996)
CFE(KW/㎡) : 25
Qsb(KW) : 0.30
상기와 같이 이 발명은 준 불연성의 수준인 난연성 코팅액을 제공 하고; 수용성 베이스 폴리머를 바인더로 사용하여 각종 환경규제에 저촉되지 않는 수용성 난연성 코팅액을 제공하고; 표면판재와 심재를 접착 할 때 사용하는 접착제와의 상응성이 큰 수용성 코팅액을 제공하고; 난연성 코팅액에 연속기포를 가진 스펀지에 함침 건조시켜 제조된 난연성 스펀지를 제공하고; 난연성 코팅액에 연속기포를 가진 스폰지를 함침 경화시켜 연속기포 망조직의 모든 가닥을 난연재로 코팅하므로 유리섬유에 준하는 난연성을 나타내고, 가볍고, 단단하고, 수분에 강한 난연성 심재를 제공하고; 상기 난연성 심재로 삽입한 건축용 샌드위치 패널을 제공한다.

Claims (3)

  1. 난연성 코팅액에 함침하여 난연성이 강화된 심재의 외면에 표면판재를 부착하여 된것에 있어서, 밀도 15~60kg/m³이고 연속기포율이 50% 이상인 스펀지를 수성 난연성 코팅액에 함침하고 건조 경화시켜 환경친화적이고, 가볍고, 수분에 강하고, 표면판재 부착용 접착제와 상응성이 좋고, 준 불연급의 난연성을 보이는 비중 0.0165 ~ 0.09인 난연성 심재를 포함하는 건축용 샌드위치 패널.
  2. 제1항에 있어서, 수성 난연성 코팅액은 베이스 폴리머로 수성폴리머 100중량부에 대하여 무독성 난연제 100~400중량부; 수성 점착부여제 5~30중량부; 계면활성재 1~10중량부; 가수분해 방지재 1~5중양부를 포함하는 건축용 샌드위치 패널.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수성 난연성 코팅액은 수성폴리머인 수용성 우레탄, 수분산성 우레탄 폴리머, EVA 에멀젼, 고무라텍스(천연, 인조라텍스), PVC 라텍스 중에서 선택하고, 상기 난연제는 삼산화 안티몬, Zinc borate, Al(OH)3, Mg(OH)2, 오산화안티몬, APP(암모늄폴리포스페이트) 중에서 선택하고, 상기 수성 점착부여제는 Phenol 수지, 석유수지, 송진등을 에멀젼화 한 것 중에서 선택하고, 상기 계면활성제는 폴리머의 종류에 따라 음이온, 양이온, 양쪽이온의 계면활성제 중에서 선택한 것이 특징인 건축용 샌드위치 패널.
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