KR100885535B1 - 다층구조의 질석불연판넬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층구조의 질석불연판넬에 관한 것이다.

본 발명의 다층구조의 질석불연판넬은, 팽창되지 않은 건조 질석 분말이 포함되어 형성된 미팽창질석층과: 미팽창질석층 상부와 하부에 형성되어 있고, 불연성 접착제 재질의 1차접착층과; 1차접착층의 미팽창질석층과 접촉면의 반대 면에 형성되어 1차접착층에 의해 미팽창질석층에 접착되어 있고, 팽창된 질석 분말이 포함되어 형성된 팽창질석층과; 팽창질석층의 제1접착층과 접촉면의 반대 면에 형성되어 있고, 불연성 접착제 재질의 2차접착층과; 2차접착층의 팽창질석층과 접촉면의 반대 면에 형성되어 2차접착층에 의해 팽창질석층에 접착되어 있고, 멜라민이 포함되어 형성된 멜라민차음층;으로 구성된다.

본 발명에 의해, 팽창된 질석으로 형성된 층 내측으로 미팽창된 질석 층을 형성하여 화재시 미팽창된 질석의 발포로 인하여 2차 방화벽을 구성함으로써 불연성 및 내화성이 향상되며 특히, 미팽창된 질석이 포함된 층을 형성함에 있어서 팽창 질석이 포함된 층을 형성할 때보다 작은 압력으로 프레스하여 무기질 바인더로만 결속하여 입자간 공극을 최대화시켜 화재시 팽창력을 높아져 불연성 및 내화성이 극대화되고, 표면 쪽으로 불연성의 멜라민이 포함된 멜라민차음층을 형성하여 수분에 의한 변형율이 낮아지고, 차음성이 향상되며, 강도가 높은 다층구조의 질석불연판넬이 제공된다.

질석, 팽창, 미팽창, 불연판넬, 다층

Description

다층구조의 질석불연판넬 {MULTILAYER STRUCTURED NON-COMBUSTIBLE VERMICULITE PANEL}

운모광물에 속하는 질석은 버미큘라이트(vermiculite)라고도 하며, 화학성분은 CMg, Fe^{3 +}, Al₃(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂·4H₂O 로써, 알루미늄·마그네슘·철의 수산화규산염으로 된 점토광물이다.

질석은 산(酸)에 쉽게 분해되고, 양이온 교환능력이 크며 다공질로 되어 있다.

특히, 가열시 결정층 사이의 수분이 증발됨과 동시에 격자층이 팽창하여 부피가 증가하며 무기질재료의 특성인 불연성 및 내화성과 팽창으로 인하여 단열충진재로 이용이 가능한 친환경적인 재료이다.

본 발명은 위와 같은 질석의 특징을 이용하여 경량성, 불연성 및 내화성, 단열성 및 흡음성이 우수하고 700 ~ 800 도로 가열시 팽창하는 성질을 지닌 질석을 이용하여 종래의 질석보드와 비교시 견고하고, 얇은 두께로 불연성 및 내화성 및 경량성 특성을 상실하지 않으면서 화재시 건조된 질석원석의 팽창능으로 인하여 이 차 방화벽을 구성할 수 있는 최적의 불연성 및 내화성을 갖는 건축용 판넬과 선박용 고기능성 다층구조의 질석불연판넬에 관한 것이다.

질석 판넬에 관한 기술로는 발포된 질석을 바인더와 혼합한 후 철판 사이에 충진하여 구성한 '건축용불연패널'(한국 등록실용신안공보 제20-0344473호)이 출원된 바 있다.

또, 팽창질석을 미장합판 사이에 충진하여 형성한 '팽창질석을 골조층으로한 다층구조보드 성형제조방법'(한국 공개특허공보 특2002-0070246)이 출원되기도 하였다.

또한, 작은 입자의 팽창질석에 펄라이트와 화이트 카본을 첨가한 후 접착제와 혼합하여 가압 성형한 질석 보드 내측으로 굵은 입자의 팽창질석에 펄라이트와 화이트 카본을 첨가한 후 접착제와 혼합하여 가압 성형한 질석 보드로 형성되어 있는 '기능성 복합팽창질석 보드 제조방법'(한국 공개특허공보 특2003-0059018)이 안출되기도 하였다.

위와 같은 기술들은 경량성과 불연성 및 내화성 및 강성을 동시에 만족시키기 위해 일정한 두께이상이 요구되며 이로 인해 중량적인 면에서 불리한 단점이 있었다.

또한, 수분에 매우 취약하여 단위부피당 불연성 및 내화성, 경량성 및 내수성이 요구되는 선박용으로 사용되기가 어려운 문제점도 있었다.

본 발명의 다층구조의 질석불연판넬은 위와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로 팽창된 질석으로 형성된 층 내측으로 미팽창된 질석 층을 형성하여 화재시 미팽창된 질석의 발포로 인하여 2차 방화벽을 구성하여 불연성 및 내화성을 향상시키려는 것이다.

더불어, 미팽창된 질석이 포함된 층을 형성함에 있어서 팽창 질석이 포함된 층을 형성할 때보다 작은 압력으로 프레스하여 무기질 바인더로만 결속하여 입자간 공극을 최대화 시켜 화재시 팽창력을 높여 불연성 및 내화성을 높이려는 것이다.

또, 표면 쪽으로 불연성의 멜라민이 포함된 멜라민차음층을 형성하여 수분에 의한 변형을 방지하고, 차음성을 높이려는 것이다.

또한, 미팽창된 질석 원석이 포함된 층의 외측으로 팽창 질석이 포함된 층을 형성하여 강도를 높이려는 것이다.

본 발명의 다층구조의 질석불연판넬은 위와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해, 팽창되지 않은 건조 질석 분말이 포함되어 형성된 미팽창질석층과: 미팽창질석층 상부와 하부에 형성되어 있고, 불연성 접착제 재질의 1차접착층과; 1차접착층의 미팽창질석층과 접촉면의 반대 면에 형성되어 1차접착층에 의해 미팽창질석층에 접착되어 있고, 팽창된 질석 분말이 포함되어 형성된 팽창질석층과; 팽창질석층의 제 1접착층과 접촉면의 반대 면에 형성되어 있고, 불연성 접착제 재질의 2차접착층과; 2차접착층의 팽창질석층과 접촉면의 반대 면에 형성되어 2차접착층에 의해 팽창질석층에 접착되어 있고, 멜라민이 포함되어 형성된 멜라민차음층;으로 구성된다.

아울러, 팽창 성능을 향상시키기 위해 팽창질석층은 팽창된 질석 분말에, 무기질 바인더 및 펄라이트가 포함되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또, 미팽창질석층은 팽창되지 않은 건조 질석 분말에, 무기질 바인더 및 펄라이트가 포함되어 형성된 것을 특징으로 한다.

아울러, 미팽창질석층은 팽창되지 않은 건조 질석 분말에, 무기질 바인더 및 펄라이트가 물과 혼합된 후 3 ~ 5 kgf/ 의 압력으로 가압 성형된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 팽창된 질석으로 형성된 층 내측으로 미팽창된 질석 층을 형성하여 화재시 미팽창된 질석의 발포로 인하여 2차 방화벽을 구성함으로써 불연성 및 내화성이 향상된다.

특히, 미팽창된 질석이 포함된 층을 형성함에 있어서 팽창 질석이 포함된 층을 형성할 때보다 작은 압력으로 프레스하여 무기질 바인더로만 결속하여 입자간 공극을 최대화시켜 화재시 팽창력을 높아져 불연성 및 내화성이 극대화된다.

또, 표면 쪽으로 불연성의 멜라민이 포함된 멜라민차음층을 형성하여 수분에 의한 변형율이 낮아지고, 차음성이 향상된다.

발명의 실시를 위한 구체적인 내용의 설명에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 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.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

이하 본 발명의 다층구조의 질석불연판넬에 대해 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 다층구조의 질석불연판넬은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 중앙에 팽창되지 않은 건조 질석 분말이 포함된 미팽창질석층(10)이 형성되어 있다.

팽창되지 않은 건조 질석 분말이 포함된 미팽창질석층(10)을 중앙에 형성하는 이유는 위에서 설명한 바와 같이 미팽창된 질석이 화재시 급격하게 팽창함으로써 2차 방화벽을 형성시키기 위함이다.

이러한 미팽창질석층(10)은 팽창되지 않은 상태의 질석 분말이 포함된 다양한 형태로 형성할 수 있으나, 가장 바람직한 조성물은 팽창되지 않은 건조 질석 분말에, 무기질 바인더 및 팽창펄라이트가 포함된 것이 바람직하다.

특히, 팽창펄라이트는 평소 3 ~ 4 % 의 수분을 함유하고 있으며, 화재시에 820 ~ 1100 도의 온도에 노출되면 체적이 약 15 ~ 20배 정도 팽창하는 특성이 있어 불연성 및 내화성을 증가시킨다.

무기질 바인더는 각 혼합 재료간 결착력을 증대시키는 것으로 시멘트, 석고, 규산나트륨과 같은 규산염, 점토 등을 사용하며 특히 규산소다를 사용하는 것이 바람직하다.

여기에, 충격흡수 성능을 향상시키기 위한 카오린을, 제품 강도를 증진시키기 위한 탄산칼슘 등을 첨가할 수도 있다.

위와 같은 재료를 이용하여 미팽창질석층(10)을 형성하는 방법은, 물을 첨가하여 교반한 후 가열 가압 프레스 방식으로 성형할 수 있다.

그러나, 가열 프레스 방식은 첨가되는 무기질 바인더가 성형틀에 늘어 붙는 문제점을 일으킬 수 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 냉간 가압 프레스 방식으로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 미팽창된 질석 원석 분말과 무기질 바인더, 팽창 펄라이트를 물과 혼합한 후 성형틀에 투입한 후 냉간 프레스 방식으로 성형한 후 가열 건조하는 방법으로 성형할 수 있다.

이때, 미팽창된 질석 원석에 높은 압력이 가해질 경우 화재시 팽창율이 낮아질 수 있다.

따라서, 성형 시에는 재료간의 결착만 가능할 정도의 3 ~ 5 kgf/㎠ 의 압력으로 가압 성형하는 것이 바람직하다.

위와 같이 구성된 미팽창질석층(10)의 상부와 하부에는 불연성 접착제 재질의 1차접착층(20)이 형성된다.

접착제의 예로 에폭시 수지나 페놀 수지를 이용할 수 있으나 가장 바람직하기로는 무기질을 갖는 시멘트나 회반죽 등의 불연성의 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.

미팽창질석층(10)의 상,하로 1차접착층(20)이 형성되어 있는 상태에서 1차접착층(20)의 상,하에 팽창질석층(30)이 형성되어 있다.

팽창질석층(30)은 팽창된 질석 분말이 포함되어 형성되어 있는 것으로 팽창 질석의 팽창 성능에 의해 화재로부터 1차적인 불연성 및 내화성을 제공하고, 강도를 유지할 수 있도록 되어 있다.

이러한 팽창질석층(30)은 공지되어 있는 팽창 질석 보드를 사용할 수 있다.

즉, 팽창된 질석이 포함된 혼합물이 열간 프레스 방식에 의해 가압, 성형된 패널을 사용할 수 있다.

팽창질석층(30)을 구성하는 성분은 팽창된 질석 외 여러 가지 재료가 혼합된 것이 가능하며 가장 바람직한 실시예로서는 팽창된 질석 분말에, 규산 소다와 같은 무기질 바인더 및 펄라이트가 혼합된 것이 좋다.

이러한 팽창질석층(30)의 형성에 있어서 열간 가압 프레스 방식은 위에서 설명한 바와 같이 무기질 바인더가 성형틀에 늘어 붙는 문제점을 일으킬 수 있다.

따라서, 팽창질석층(30)의 형성 방법 역시 미팽창질석층(10)의 형성과 마찬가지로 팽창된 질석 분말과 무기질 바인더, 팽창 펄라이트를 물과 혼합한 후 성형틀에 투입한 후 냉간 프레스 방식으로 성형한 후 가열 건조하는 방법으로 성형하는 것이 바람직하다.

이때, 팽창질석층(30)은 미팽창질석층(10)과는 달리 제품의 강도를 유지해야 하므로 40 ~ 80 kgf/㎠ 의 압력으로 가압하여 성형하는 것이 좋다.

이상과 같이 팽창질석층(30)이 제1접착층에 의해 미팽창질석층(10)의 상,하에 피복된 상태에서 팽창질석층(30)의 상부와 하부에 제2접착층(40)이 형성되어 있다.

제2접착층(40)은 팽창질석층(30)의 상부와 하부에 후술하는 멜라민차음층을 접착시키기 위한 것으로, 제2접착층(40) 역시 제1접착층과 같이 불연성의 무기질로 된 접착제 재질을 갖는 것이 바람직하다.

멜라민차음층(50)은 제2접착층(40)에 부착되어 결국 본 발명의 다층구조의 질석불연판넬의 최상단과 최하단에 위치하게 된다.

멜라민차음층(50)은 공지되어 있는 다양한 형태의 불연 멜라민 흡음판넬을 설치하면 된다.

멜라민차음층(50)을 형성함에 따라 수분이 팽창질석층(30)으로 통과하지 못하게 되어 내수성을 필요로 하는 내장재로 사용이 가능하게 되는 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 다층구조의 질석불연판넬은 중앙에 미팽창질석층(10)이 형성되어 있고, 그 외측으로 팽창질석층(30), 팽창질석층(30)의 외측으로 멜라민차음층(50)이 형성된 구조를 갖게 된다.

따라서, 화재 시 팽창질석층(30)의 1차 팽창에 의해 1차 방화벽이 형성되고, 내측의 미팽창질석층(10)이 가열되면 중앙의 미팽창질석층(10)이 급격하게 팽창하게 되어 2차 방화벽을 형성하게 되어 불연성 및 내화성을 증대시키게 된다.

또한, 외부의 멜라민차음층(50)은 차음 및 방수성을 가지고 있어 외부로부터 수분이 침투하지 못하게 된다.

본 발명은 상기에서 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 인지할 수 있음을 밝혀두고자 한다.

아울러, 본 발명의 질석불연판넬은 저밀도 불연판넬로 선박용 불연재료 이용 됨이 가장 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며 각종 건물 내외장재 및 차량 및 기차 등의 내외장재로도 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 다층구조의 질석불연판넬을 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명 다층구조의 질석불연판넬의 미팽창질석층 상부와 하부에 제1접착층이 형성된 상태를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명 다층구조의 질석불연판넬의의 팽창질석층의 일측에 제1접착층이, 타측에 제2접착층이 형성된 상태를 나타낸 단면도.

도 4는 화재시 본 발명 다층구조의 질석불연판넬 미팽창질석층의 질석 원석이 팽창하는 상태를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>

10 : 미팽창질석층 20 : 제1접착층

30 : 팽창질석층 40 : 제2접착층

50 : 멜라민차음층

Claims (4)

1. 질석불연판넬에 있어서,

   팽창되지 않은 건조 질석 분말이 포함되어 형성된 미팽창질석층(10)과:

   상기 미팽창질석층(10) 상부와 하부에 형성되어 있고, 불연성 접착제 재질의 1차접착층(20)과;

   상기 1차접착층(20)의 미팽창질석층(10)과 접촉면의 반대 면에 형성되어 1차접착층(20)에 의해 미팽창질석층(10)에 접착되어 있고, 팽창된 질석 분말이 포함되어 형성된 팽창질석층(30)과;

   상기 팽창질석층(30)의 제1접착층과 접촉면의 반대 면에 형성되어 있고, 불연성 접착제 재질의 2차접착층과;

   상기 2차접착층의 팽창질석층(30)과 접촉면의 반대 면에 형성되어 2차접착층에 의해 팽창질석층(30)에 접착되어 있고, 멜라민이 포함되어 형성된 멜라민차음층(50);을 포함하여 구성된,

   다층구조의 질석불연판넬.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 팽창질석층(30)은,

   팽창된 질석 분말에, 무기질 바인더 및 펄라이트가 포함되어 형성된 것을 특 징으로 하는,

   다층구조의 질석불연판넬.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 미팽창질석층(10)은,

   팽창되지 않은 건조 질석 분말에, 무기질 바인더 및 펄라이트가 포함되어 형성된 것을 특징으로 하는,

   다층구조의 질석불연판넬.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 미팽창질석층(10)은,

   팽창되지 않은 건조 질석 분말에, 무기질 바인더 및 펄라이트가 물과 혼합된 후 3 ~ 5 kgf/㎠ 의 압력으로 가압 성형된 것을 특징으로 하는,

   다층구조의 질석불연판넬.

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