KR100671057B1 - 난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조방법 - Google Patents

Abstract

난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조방법이 제공된다. (a) 샌드위치패널용 충전재를 이송하고, 충전재의 일면에 난연제를 도포하는 단계, (b) 충전재의 타면을 진공흡착하여 난연제가 충전재의 내부에 흡수되도록 하는 단계, 및 (c) 충전재를 건조시키는 단계를 포함하는 난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조방법은, 간단한 공정으로 샌드위치패널용 충전재의 내부 조직까지 난연제를 깊숙이 침투시켜 충전재 내연성을 전체적으로 증대시킴으로써, 화재 발생 시 연소 및 화염의 전파를 억제하여 화재로 인한 물적 피해를 줄일 수 있고, 연소 시의 유독가스 발생으로 인한 인명 피해도 감소시킬 수 있다.

난연제, 샌드위치패널, 충전재, 진공흡착

Description

난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조방법{manufacturing method of filler of sandwich panel containing noninflammables}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조방법의 순서도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조장치를 나타낸 측면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 난연제 주입부를 나타낸 측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 저장조 3 : 받침대

5 : 롤러 7 : 구동부

9 : 흡입판 11 : 흡입커버

13 : 진공라인 15 : 에어라인

90 충전재 적재장치 100 : 충전재 투입장치

110 : 슬롯트 장치 200 : 난연제 주입장치

210 : 난연제 주입부 400 : 제1 배출장치

410 : 제2 배출장치 500 : 건조장치

본 발명은 충전제 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난연제가 주입된 샌드위치패널용 충전재 제조방법에 관한 것이다.

샌드위치패널은 금속 재질로 이루어진 한 쌍의 외부패널 사이에 스티로폼이나 폴리우레탄폼 등과 같은 합성수지 발포체로 이루어진 충전재가 개재된 것으로, 상기 충전재와 외부패널을 각각 별도로 제작한 후 충전재의 양면에 외부패널을 접합하는 방식으로 생산되기도 하고, 두 장의 외부패널 사이에 충전재를 발포하여 채우는 방식으로 제작되기도 한다.

그런데, 이러한 샌드위치패널에 사용되는 충전재들은 상기와 같이 발포성형된 합성수지 소재로 이루어지므로, 그 재질과 조직구조 모두가 불에 매우 취약할 수밖에 없다. 이에 따라, 종래의 샌드위치패널로 이루어진 구조물은 화재 발생 시 매우 빠르게 불길이 번져 단시간에 커다란 피해를 입게 되며, 특히 연소하면서 다량의 유독가스를 발생시켜 심각한 인명 피해를 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 샌드위치패널용 충전재의 내부에 난연제를 주입하여 샌드위치패널의 내연성을 높임으로써 화재 발생 시 불길의 전파를 지연시켜 충전재의 연소에 따른 샌드위치패널 구조물의 파손과 유독가스 발생을 줄일 수 있는 샌드위치패널용 충전재 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 샌드위치패널용 충전재를 이송하고, 충전재의 일면에 난연제를 도포하는 단계, (b) 충전재의 타면을 진공흡착하여 난연제가 충전재의 내부에 흡수되도록 하는 단계, 및 (c) 충전재를 건조시키는 단계를 포함하는 난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조방법이 제공된다.

단계 (a)는 충전재의 일면을 액상의 난연제에 함침시키는 단계를 포함할 수 있다. 단계 (b)와 단계 (c) 사이에 세척액을 사용하여 충전재를 세척하는 단계가 수행될 수 있다. 단계 (b)는 진공라인 및 에어라인과 기류적으로 연결된 흡입판을 충전재에 접촉시킨 후 진공라인을 통해 기류를 흡입하여 충전재를 흡입판에 흡착시키는 단계를 포함하며, 단계 (b)와 단계 (c) 사이에 에어라인을 통해 기류를 분사함으로써 충전재를 흡입판으로부터 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조방법의 순서도이다.

샌드위치패널용 충전재는 통상 스티로폼과 같은 합성수지 발포재로서, 이와 같은 충전재의 내연성을 향상시키기 위해서는 충전재 내부에 난연제를 주입하는 방법, 충전재 표면에 난연제를 도포하는 방법, 충전재를 난연제에 함침시키는 방법 등이 있다.

충전재의 표면에 난연제를 도포하거나 충전재를 난연제에 함침시키는 방법은 충전재의 표면에만 난연제가 적용되므로 내연성을 향상시키는 효과적인 방법이 되지 못한다. 충전재의 내부에까지 난연제를 주입하기 위해서는 충전재의 표면에 난연제 주입을 위한 주입공 등을 천공하고 상기 주입공을 통해 난연제를 주입하는 방법을 들 수 있다.

그러나, 난연제 주입공을 형성한 후 난연제를 주입하는 방법은 주입공 형성공정과 난연제 주입공정을 순차적으로 거쳐야 한다는 점에서 공정이 복잡하고, 충전재의 표면에 주입공이라는 일종의 홈을 형성해야 하는 등의 문제가 있다. 본 발명은 이를 개선한 것으로, 충전재의 표면에 주입공을 형성하지 않고 간단한 공정으로 충전재 내부에 난연제를 주입하는 것을 특징으로 한다.

이를 위해, 먼저, 샌드위치패널용 충전재를 난연제 주입장치로 이송하고, 난연제 주입장치에서는 이송된 충전재의 일면에 난연제 도포한다(S10). 충전재의 일면에 난연제를 도포하기 위해서는 액상의 난연제를 표면에 바르거나 분무하는 방법 등이 있으나, 충전재의 일면을 액상의 난연제에 함침시키는 것이 보다 효율적이다.

다음으로, 충전재의 타면을 진공흡착하여 난연제가 충전재의 내부에 흡수되도록 한다(S20). 충전재의 타면을 진공흡착하면 그 반대쪽의 충전재의 표면에 도포되어 있는 액상의 난연제가 압력차로 인해 충전재 내부를 거쳐 진공라인쪽으로 흡 입되려는 힘을 받게 되며, 진공흡착 시간 또는 진공흡착 압력을 조절함으로써 난연제가 충전재의 내부에 주입되도록 할 수 있다.

즉, 충전재를 진공흡착하여 난연제를 충전재의 내부에 흡수시키기 위해서는, 진공라인 및 에어라인과 기류적으로 연결된 흡입판을 충전재에 접촉시킨 후 진공라인을 통해 기류를 흡입하여 충전재를 흡입판에 흡착한다(S22). 흡입판을 진공라인과 기류적으로 연결하기 위해서는 흡입판을 밀폐된 커버의 일측 개방부에 결합하고, 진공라인을 밀폐된 커버에 결합한다. 다만, 본 발명에 따른 흡입판과 진공라인의 기류적 연결은 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 방법으로 구현할 수 있음은 물론이다.

진공라인을 통해 기류를 흡입함으로써 충전재를 흡입판에 흡착하여 충전재 내부에 난연제가 흡수되도록 한 후에는 진공라인의 작동을 정지시킴으로써 충전재가 흡입판으로부터 분리되도록 할 수 있다. 다만, 본 발명에 따라 충전재에 난연제를 주입하는 공정이 보다 정확하고 효율적으로 수행되도록 하기 위해서는 흡입판에 에어라인을 기류적으로 연결한 후, 이를 통해 기류를 공급함으로써 충전재가 흡입판으로부터 확실히 분리되도록 한다(S24).

에어라인과 흡입판 간의 기류적 연결은 전술한 진공라인과 마찬가지로 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 방법으로 구현될 수 있다.

이와 같이 흡입판으로부터 분리된 충전재는 내부에 난연제를 함유한 상태로 다음 공정으로 이동된다.

난연제 주입공정이 완료된 후에는 세척액을 사용하여 충전재를 세척한다 (S30). 다만, 세척공정은 충전재에 주입되는 난연액의 종류에 따라 적용되지 않을 수도 있다. 즉, 세척이 필요한 경우에만 선택적으로 진행되는 공정이다.

세척이 완료된 충전재는 열을 공급하여 건조시킴(S40)으로써 충전재에 난연제를 주입하는 공정이 완료된다. 충전재의 표면에 잔류하는 난연제를 충분히 제거하기 위해서는 전술한 세척공정 및 건조공정을 2회 이상 반복할 수도 있다.

한편, 건조과정에서 충전재 내부로 주입된 난연액이 외부로 흘러나와 충전재의 표면을 거칠게 할 가능성이 있으며, 이러한 경우에는 칼날 등을 이용하여 충전재의 표면에 잔존하는 난연액을 제거하여 표면을 매끈하게 처리하거나, 페이퍼 샌딩기 등을 이용하여 표면을 매끈하게 연마함으로써 표면의 평탄도를 유지시킬 수 있다.

본 발명에 따른 난연제는 충전재의 일면에 도포된 후 진공흡입에 의해 충전재 내부로 흡수되어야 하므로 액상의 난연제가 사용되는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 액상의 규산나트륨(Na2SiO3)이 사용될 수 있다. 다만, 본 발명이 난연제의 성분으로서 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 다른 종류의 액상 난연제를 사용할 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조장치를 나타낸 측면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 난연제 주입부를 나타낸 측면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 저장조(1), 받침대(3), 롤러(5), 구동부(7), 흡입판(9), 흡입커버(11), 진공라인(13), 에어라인(15), 충전재 적재장치(90), 충전재 투입장치(100), 슬롯트 장치(110), 난연제 주입장치(200), 난연제 주입부(210), 제1 배출장치(400), 제2 배출장치(410), 건조장치(500)가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 샌드위치패널용 충전재 제조방법은, 충전재가 도 2에 도시된 장치에 투입되어 각 장치별 해당 공정이 적용됨으로써 수행된다. 즉, 난연제가 주입될 샌드위치패널용 충전재를 충전재 적재장치(90)에 적재한 후 충전재 투입장치(100)를 통해 충전재를 다음 공정이 수행될 장치로 이송시킨다.

충전재의 이송은 구동롤러, 가압 피스톤 등의 이송수단에 의해 이송되는 경우도 있고, 뒤에 이송되는 충전재의 이송력에 의해 자연적으로 밀려서 이송되는 경우도 있다.

이와 같이 충전재를 이송시키면서 그 내부로 액상의 난연제를 주입하고, 난연제의 종류에 따라 화학적 및 열적 처리를 하여 외부패널과의 접합성을 유지하면서도 충전재의 난연성을 증대시킬 수 있도록, 충전재의 이송경로를 따라 슬롯트 장치(110), 난연제 주입장치(200), 제1 배출장치(400), 제2 배출장치(410) 및 건조장치(500)가 배치되어 있다.

슬롯트 장치(110)는 한 쌍의 슬롯팅롤러가 각각 회전 가능하게 설치되며, 그 외주면을 따라 소정 간격으로 다수의 슬롯팅핀이 장착되어 그 사이로 통과되는 충전재의 표면에 소정 깊이로 주입공을 형성한다. 이 슬롯팅롤러는 모터와 같은 별도의 구동수단에 의해 회전되도록 구성될 수도 있으나, 슬롯팅핀에 가해지는 충전재의 이송력에 의해 자연적으로 회전되도록 구성할 수도 있다.

본 발명은 충전재의 일면에 도포된 난연제가 진공흡착에 의해 그 내부로 흡 수되도록 한 것으로, 충전재의 표면에 주입공을 형성하게 되면 난연제가 충전재의 내부로 흡수되는 효율이 더욱 향상되나, 본 발명이 반드시 충전재의 표면에 주입공을 형성하는 것에 한정되는 것은 아니며, 따라서 슬롯트 장치(110)가 없이도 본 발명에 따른 난연제 주입은 가능하다.

난연제 주입장치(200)는 이송수단에 의해 이송된 충전재가 존치되는 부분, 존치된 충전재를 이송시켜 그 일면을 난연액에 함침시키고 타면을 진공흡착하여 내부로 난연제가 흡수되도록 하는 난연제 주입부(210), 및 난연제가 주입된 충전재를 다음 공정으로 이송시키기 위해 존치시키는 부분으로 구성된다.

난연제 주입부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이 난연제가 저장되는 저장조(1), 이송된 충전재를 지지하여 일면이 난연제에 함침되도록 한 후 타면이 흡입판(9)에 접촉되도록 충전재를 상하방향으로 이동시키는 받침대(3), 충전재의 타면에 결합되어 충전재를 흡착함으로써 일면에 도포된 난연제가 충전재의 내부로 흡수되도록 하는 흡입판(9), 흡입판(9)의 배면에 부압을 형성하여 흡입판(9)이 흡착기능을 하도록 하는 흡입커버(11), 흡입커버(11)에 연결되어 흡입판(9)의 내부 공간에 진공을 형성하는 진공라인(13)으로 구성된다.

받침대(3)는 이송수단에 의해 충전재가 이송되는 과정에서 걸림현상이 발생하지 않도록 이송수단에 사용되는 구동롤러와 같은 형상의 롤러(5)를 사용하여 격자형상의 프레임으로 구성하는 것이 좋다. 물론, 받침대(3)에 사용되는 롤러(5)는 충전재를 이송시키기 위한 것이 아니므로 회전가능하지 않도록 프레임에 고정되어도 무방하다.

받침대는 피스톤 등의 구동부(7)에 결합되어 상하방향으로 이동한다. 받침대가 하방향으로 이동할 경우 충전재의 일면이 난연제에 함침되며, 받침대가 상방향으로 이동할 경우 충전재의 타면이 흡입판(9)에 접촉한다. 다만, 받침대의 저장조와 흡입판(9) 사이에서의 이동은 상대적인 거리로서, 반드시 받침대가 이동하는 것에 한정되는 것은 아니며, 저장조 또는 흡입판(9)이 이동하여 같은 공정이 수행될 수 있음은 물론이다.

흡입커버(11)에는 전술한 진공라인(13)뿐만 아니라 에어라인(15)도 결합된다. 에어라인(15)은 진공흡착에 의해 난연제가 충전재 내부로 흡수되어 진공흡착이 종료된 이후에 충전재가 흡입판(9)으로부터 용이하게 분리되도록 흡입커버(11)에 기류를 공급하는 역할을 한다.

본 발명에 따라 샌드위치패널용 충전재를 제조하는 전체 시스템은 전술한 난연제 주입장치(200)를 사용한 것으로, 먼저 난연제를 주입할 충전재를 충전재 적재장치(90)에 공급하고, 이로부터 충전재 투입장치(100), 슬롯트 장치(110)를 거쳐 이송된 충전재의 일면에 난연제를 도포하고 충전재의 타면을 진공흡착함으로써 충전재의 내부에 난연제가 흡수되도록 한 후, 난연제 주입이 완료된 충전재는 제1 배출장치(400), 제1 배출장치(400) 및 건조장치(500)를 거쳐 세척 및 표면처리가 완료된다.

한편, 표면처리가 완료된 충전재에 난연제가 잔류할 경우에는 세척장치와 건조장치를 더 설치하여 재차 세척 및 건조공정이 진행될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 충전재 건조공정은 진공펌프에 의해 진공이 형성되는 진공챔버를 포함하는 진공오븐 내에 충전재를 수용함으로써 수행될 수 있다. 즉, 진공펌프에 의해 진공을 형성하는 챔버형식의 진공오븐을 사용하여 난연액이 주입된 충전재를 건조시키며, 이와 같은 진공건조 공정 이후에 열풍건조 공정이 추가로 진행될 수 있다.

진공건조 공정은 충전재의 주변에 부압을 형성함으로써 충전재의 표면에 잔존하는 난연액을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 충전재 내부에 주입된 난연액이 부압이 형성되어 있는 쪽으로 이동하는 과정에서 충전재 내부에서 골고루 분포되는 결과가 되어 전체적으로 충전재의 난연성을 향상시키는 역할도 하게 된다.

통상, 충전재에 난연액을 주입하는 과정에서 충전재의 난연성 확보에 필요한 적정량 이상의 난연액이 흡수될 수 있는데, 이와 같은 진공건조 공정을 적용할 경우 충전재 내부 및 표면에 잔류하는 난연액이 충전재의 난연성 확보에 필요한 적정양만 남기고 제거될 수 있으므로, 후속 공정인 충전재 건조 공정이 매우 신속하게 진행될 수 있다.

뿐만 아니라, 충전재 건조 공정까지 거치게 되면 종래와는 달리 충전재 표면에 잔류하는 난연액이 완전히 제거될 수 있으므로, 충전재 건조 후 그 표면에 잔류하는 난연액을 제거하기 위한 표면처리 공정이 생략될 수도 있다. 진공펌프 및 이를 이용하여 챔버 내에 진공을 형성하는 진공챔버의 구성은 당업자에게 자명한 사항이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 기술 사상이 상술한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상 술한 실시예는 그 설명을 위한 것이지 그 제한을 위한 것이 아니며, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 간단한 공정으로 샌드위치패널용 충전재의 내부 조직까지 난연제를 깊숙이 침투시켜 충전재 내연성을 전체적으로 증대시킴으로써, 화재 발생 시 연소 및 화염의 전파를 억제하여 화재로 인한 물적 피해를 줄일 수 있고, 연소 시의 유독가스 발생으로 인한 인명 피해도 감소시킬 수 있다.

또한, 충전재를 진공흡착하는 하는 것만으로 난연제 주입공정이 완료되므로 기존의 공정을 대폭 축소시킬 수 있고, 기계적으로 주입공을 형성한 후 난연제를 주입하는 경우보다 충전재의 표면이 깨끗하고, 진공흡착에 의해 난연액을 주입하게 되므로 침투된 난연액이 새어나오는 현상이 줄어든다.

Claims (4)

1. (a) 샌드위치패널용 충전재를 이송하고, 상기 충전재의 일면에 난연제를 도포하는 단계;

   (b) 상기 충전재의 타면을 진공흡착하여 상기 난연제가 상기 충전재의 내부에 흡수되도록 하는 단계;

   (c) 상기 충전재의 표면을 세척하는 단계; 및

   (d) 상기 충전재를 건조시키는 단계를 포함하는 난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 단계 (a)는 상기 충전재의 일면을 액상의 상기 난연제에 함침시키는 단계를 포함하는 난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 단계 (b)는 진공라인 및 에어라인과 기류적으로 연결된 흡입판을 상기 충전재에 접촉시킨 후 상기 진공라인을 통해 기류를 흡입하여 상기 충전재를 상기 흡입판에 흡착시키는 단계를 포함하며,

   상기 단계 (b)와 상기 단계 (c) 사이에 상기 에어라인을 통해 기류를 분사함으로써 상기 충전재를 상기 흡입판으로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 난연제가 함유된 샌드위치패널용 충전재 제조방법.

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