KR100926180B1 - 건축용 보드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축용 천정재, 흡음재, 단열재, 아트홀마감재, 내화구조재 등에 사용하는 건축용 보드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위해 800∼1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)을 상호 혼합하여 혼합물을 구비하고, 이후 상기 혼합물에 무기바인더를 배합 후 압입 성형하여 건축용 보드를 구성한다.

그리고 본 발명은 800∼1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)을 상호 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물 제조단계 이후 상기 혼합물에 규산 무기바인더를 배합하여 배합물을 제조하는 단계; 상기 배합물 제조단계 이후 배합물을 열압프레스 몰드(3)에 투입하는 단계; 상기 투입단계 이후 열압플레스 몰드의 공기주입구(4)와 공기배출구(5)를 통해 습기를 배출하여 압축된 배합물을 건조시키는 단계; 및 상기 건조된 배합물은 표면연마와 표면도장을 거쳐 건축용 보드로 성형하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 건축용 보드에 사용되는 재료가 천연소재인 질석과 퍼얼라이트를 고열로 팽창시켜 소독효과가 우수하고, 다공의 결정체로 무게가 가볍고, 흡음성과 단열성을 뛰어나며, 유기화학 성분을 전혀 사용하지 않고 친환경 천연 무기바인더만을 사용한 친환경 제품이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

팽창질석, 팽창진주암, 규산 무기바인더, 건축용 보드.

Description

건축용 보드의 제조방법{Construction functional board and method formanufacturing thereof}

본 발명은 건축용 천정재, 흡음재, 단열재, 아트홀마감재, 내화구조재 등에 사용하는 건축용 보드의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축용 보드에 사용되는 재료가 천연소재인 질석과 퍼얼라이트를 고열로 팽창시켜 소독효과가 우수하고, 다공의 결정체로 무게가 가볍고, 흡음성과 단열성을 뛰어나며, 유기화학 성분을 전혀 사용하지 않고 친환경 천연 무기바인더만을 사용한 친환경 제품이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 보드[board]는 내열성·내구성 등이 좋아서 벽, 칸막이, 천장 따위에 쓴다.

종래에도 상기와 같은 보드는 다수가 출원된바 있고, 그 중에서 팽창질석을 이용하여 질석보드를 제조하는 방법에 관한 기술로서, 대한민국 공개특허공보 제 특2001-0102690호 질석 소성품 및 이를 이용한 질석판넬에서는 소성된 질석과 우레탄계 바인더를 혼합하여 질석판넬을 제조하는 방법을 제공하고 있다.

또한 대한민국 등록실용신안공보 제20-0326283호 질석을 이용한 건축 내장재 구조에서는 팽창질석과, 붕산, 붕사, 불연성 규산소다 용액, 물로 이루어진 접착제를 혼합하여 질석판넬을 제조하는 방법을 제공하고 있다.

또한 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0111300호 질석보드 및 그의 제조방법에서는 질석과 실리카, 알루미나 바인더와 혼합하고 소성하여 질석보드를 제조하는 방법을 제공하고 있다.

또한 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0092175호 건축용 내장재 제조방법에서는 발포질석과 아스베스트, 로진파우더, 글리세린, 규산나트륨, 산화아연을 혼합하고 압축 성형하여 내장재를 제조하는 방법을 제공하고 있다.

상기한 방법들은 질석보드를 제조함에 있어서 우레탄계 바인더, 또는 무기바인더를 사용하는 특징이 있다.

그러나, 상기 방법들을 이용하여 제조한 질석보드는 강도가 낮고 내후성 및 내수성도 낮은 문제가 있으므로, 고강도를 요하는 제품에는 적용할 수 없는 한계가 있었다.

종래에는 상기한 기술의 문제점을 해소하기 위해 특허출원 제 2006-0125751호(등록번호 제 0695910호)가 출원된 후 등록된바 있다.

즉, 상기한 종래의 기술은 팽창질석 100중량부와 점토 1-10중량부, 에폭시수지 70-90중량%와 페놀수지 10-30중량%로 이루어진 유기바인더 50-90중량부를 함유 하며, 분쇄한 질석분말을 소성하여 부피를 팽창시키고, 팽창질석과 점토, 유기바인더를 혼합하고 교반한 후, 성형기에 투입하고 가압성형하는 방법으로 제조한다.

상기한 종래의 기술은 기존의 팽창질석을 이용한 보드의 장점인 난연성, 경량성, 단열성을 그대로 유지하면서도 강도가 높은 특징이 있다.

그러나 상기한 종래의 기술도 실제로 실험한 결과 무게가 무겁고, 흡음성 및 단열성이 매우 약하다는 문제점으로 대두 되었고, 특히 친환경적인 제품이 아님이 판명되어 제품의 질이 저하되는 커다란 문제점으로 지적되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 800∼1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)을 상호 혼합하여 혼합물을 구비하고, 이후 상기 혼합물에 무기바인더를 배합 후 압입 성형하여 건축용 보드를 제공함을 제1목적으로 한 것이고, 제2목적은 상기한 기술적 구성의 건축용 보드는 건축용 천정재, 흡음재, 단열재, 아트홀마감재, 내화구조재 등에 다방면으로 사용할 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 건축용 보드에 사용되는 재료가 천연소재인 질석과 퍼얼라이트를 고열로 팽창시켜 소독효과가 우수하도록 한 것이고, 제4목적은 본 발명의 건축용 보드는 다공의 결정체로 무게가 가볍고 가공성(목공기계 사용)과 시공성이 우수한 것이며, 제5목적은 강력한 흡음성과 견고함 그리고 단열성이 뛰어나도록 한 것이고, 제6목적은 원적외선과 음이온이 발생되며, 제7목적은 공기정화와 탈취 및 항곰팡이가 가능하며, 제8목적은 통기성과 쾌적한 실내 습도 조절이 가능하고, 제9목적은 불에 타지 않는 건축 내장재로 화재시 유독가스가 없는 불연재이며, 제10목적은 새집증후군과 아토피 피부염을 예방하기 위해 유기화학 성분을 전혀 사용하지 않고 친환경 천연 무기바인더만을 사용한 친환경 제품이고, 제11목적은 폐기물은 화분 및 화단에 뿌려주면 식물 생장에 도움을 주게 되며, 제12목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 건축용 보드 및 그 제조방법을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 건축용 보드에 있어서, 800∼1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)을 상호 혼합하여 혼합물을 구비하고, 이후 상기 혼합물에 무기바인더를 배합 후 압입 성형하여 이루어짐을 특징으로 하는 건축용 보드를 제공한다.

또한 본 발명은 건축용 보드의 제조방법에 있어서, 800∼1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)을 상호 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물 제조단계 이후 상기 혼합물에 규산 무기바인더를 배합하여 배합물을 제조하는 단계; 상기 배합물 제조단계 이후 배합물을 열압프레스 몰드에 투입하는 단계; 상기 투입단계 이후 열압플레스 몰드의 공기주입구와 공기배출구를 통해 습기를 배출하여 압축된 배합물을 건조시키는 단계; 및 상기 건조된 배합물은 표면연마와 표면도장을 거쳐 건축용 보드로 성형함을 특징으로 하는 건축용 보드의 제조방법을 제공한다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 800∼1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)을 상호 혼합하여 혼합물을 구비하고, 이후 상기 혼합물에 무기바인더를 배합 후 압입 성형하여 건축용 보드를 제공한다.

또한 본 발명은 상기한 기술적 구성의 건축용 보드는 건축용 천정재, 흡음 재, 단열재, 아트홀마감재, 내화구조재 등에 다방면으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

그리고 본 발명은 건축용 보드에 사용되는 재료가 천연소재인 질석과 퍼얼라이트를 고열로 팽창시켜 소독효과가 우수하도록 한 것이다.

본 발명은 또한 건축용 보드는 다공의 결정체로 무게가 가볍고 가공성(목공기계 사용)과 시공성이 우수한 것이다.

또한 본 발명은 강력한 흡음성과 견고함 그리고 단열성이 뛰어나도록 한 것이다.

그리고 본 발명에 적용된 건축용 보드는 원적외선과 음이온이 발생된다.

또한 본 발명에 적용된 건축용 보드는 공기정화와 탈취 및 항곰팡이가 가능하다.

또한 본 발명에 적용된 건축용 보드는 통기성과 쾌적한 실내 습도 조절이 가능하다.

그리고 본 발명은 불에 타지 않는 건축 내장재로 화재시 유독가스가 없는 불연재이다.

아울러 본 발명은 새집증후군과 아토피 피부염을 예방하기 위해 유기화학 성분을 전혀 사용하지 않고 친환경 천연 무기바인더만을 사용한 친환경 제품이다.

더하여 본 발며은 폐기물은 화분 및 화단에 뿌려주면 식물 생장에 도움을 주게 된다.

본 발명은 상기한 효과로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비 자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용된 건축용 보드 및 그 제조방법은 도 1 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 발명은 800∼1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)(2)과 팽창진주암(퍼얼라이트)(1)을 상호 혼합하여 혼합물을 구비하고, 이후 상기 혼합물에 무기바인더를 배합 후 압입 성형하여 건축용 보드를 구성하게 된다.

이때 본 발명에 적용된 상기 질석(Vermiculite)은 SiO2(37.3%), Al2O3(11%), K2(4.88%), Fe2O3(4.52%), M(27.6%), Ig(10.8%), CaO(1.08%) 등의 성분으로 구성되어 인체에 유익한 원적외선을 방사하며, 탈취성과 항균성이 우수하고 내화성이 뛰어난 특징이 있다. 따라서, 건축용 자재, 전동차 및 기차의 천정, 벽체의 자재, 전 자 제품의 자재 등으로 널리 사용되며, 분말의 형태로 방화용 불연성 페인트, 코팅재 및 충진재 등에 첨가하기도 한다. 특히, 질석은 고온으로 소성하면 팽창하는 특징이 있으며, 팽창한 질석은 밀도가 낮으면서도 탈취성, 항균성, 내화성이 우수하므로, 이를 이용하여 다양한 건축물 내, 외장재가 다양하게 제조되고 있다.

또한 본 발명에 적용된 상기 퍼얼라이트[pearlite]는 진주암, 흑요석 따위를 부순 다음 약 1,000℃ 안팎에서 구워 다공질로 만든 것으로, 가볍고 단열·흡음 효과가 뛰어나 건축 골재로 쓴다.

한편, 본 발명에 적용된 상기 무기바인더는 규산 무기바인더로 이루어짐이 바람직하다.

또한 본 발명에 적용된 상기 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)은 각각 부피% 50:50으로 혼합하여 혼합물을 구비하고, 상기 혼합물에 규산 무기바인더가 혼합물과 중량% 50:50으로 배합됨을 특징으로 한다.

이때 본 발명에서는 상기 진주암과 질석의 혼합비율이 중요하다. 이유는 열압프레스로 압축을 하면, 진주암이 질석에 비해 강하기 때문에 질석입자가 압착되면서 진주암입자의 사이사이의 모공을 메워 지면서 연결고리가 형성되면서 보드의 내구성 및 강도를 높여주게 된다. 혼합물의 비율이 질석에 비해 진주암이 과다하게 되면, 도 1 의 1-1과 같이 진주암의 깨짐 현상이 일어나게 되며, 깨어진 그림 1-1 부분은 바인더가 침투되지 않으므로 보드의 강도가 약해지는 현상이 생긴다. 반대로 혼합물의 비율이 진주암에 비해 질석이 과다하게 되면, 도 1 의 2와 같이 질석이 눌림이 과다하게 되며, 이때 질석의 그림 2-1 중심부는 파인더가 침투되어 있지 않기 때문에 보드의 부풀어 오름 현상이 일어나게 된다.

한편, 본 발명에 적용된 상기 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)은 입자크기에 따라 결정체의 부피%를 기준으로 진주암 30∼50, 질석 50∼70 또는 부피% 진주암 50∼70, 질석 30∼50으로 이루어지게 구성할 수 있음은 물론이다.

그리고 본 발명은 상기 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)에 부피% 1∼20의 숯이 더 포함되게 건축용 보드를 구성하게 된다.

또한 본 발명은 상기 규산 무기바인더에 부피% 40∼60의 제올라이트를 포함하여 구성할 수 있고, 또한 상기 규산 무기바인더에 부피% 1∼20의 게르마늄을 포함하여 구성할 수 있고, 또한 상기 규산 무기바인더에 부피% 1∼20의 황토를 포함하여 구성할 수 있음은 물론이다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 건축용 보드의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 800∼1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)(2)과 팽창진주암(퍼얼라이트)(1)을 상호 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계를 거친다.

본 발명은 이후 상기 혼합물 제조단계 이후 상기 혼합물에 규산 무기바인더를 배합하여 배합물을 제조하는 단계를 거친다.

이어서 본 발명은 상기 배합물 제조단계 이후 배합물을 열압프레스 몰드(3)에 투입하는 단계를 거친다.

그리고 본 발명은 상기 투입단계 이후 열압플레스 몰드의 공기주입구(4)와 공기배출구(5)를 통해 습기를 배출하여 압축된 배합물을 건조시키는 단계를 거친다.

마지막으로 본 본 발명은 상기 건조된 배합물은 표면연마와 표면도장을 거쳐 건축용 보드로 성형하게 된다.

상기한 본 발명 제조 과정 중 본 발명은 상기 열압프레스 몰드(3)의 온도는 200∼300℃로 유지하여 배합물을 압축함이 바람직하다.

또한 상기 배합물을 열압프레스 몰드(3)에 투입함에 있어 배합물이 들어 있는 보조탱크에 공기압력을 가하는 방식으로 열압프레스 몰드(3)에 배합물을 투입하고 압축하여 건축용 보드를 제조하게 된다.

한편, 상기한 본 발명중 표면연마는 백색 진주암과 갈색 질석을 50:50으로 배합하거나(도2a), 백색 진주암과 갈색 질석 그리고 적갈색 질석을 50:40:10으로 배합하거나(도2b), 백색 진주암과 갈색 질석과 숯을 50:40:10으로 배합하거나(도2c), 백색 진주암과 적갈색 질석을 50:50으로 배합하거나(도2d), 백색 진주암과 갈 색 질석을 50:50으로 배합하고, 황토분말을 부피% 5% 희석한 바인더를 배합(도2e)한 후 표면연마를 2∼3mm 연마하면 다양한 색상과 무늬를 연출하는 건축용 보드를제조하게 된다.

상기한 표면연마를 하여야하는 이유는, 표면을 바인더가 감싸고 있으므로, 표면연마를 통하여 진주암과 질석의 기능성(통기성, 흡음성, 차음성, 보비력, 보수력, 배수성, 원적외선 등)을 살려주기 위함이다. 또한 표면연마를 통하여 다양한 색상과 무늬를 연출하게 됨은 물론 표면이 부드러운 촉감을 얻을 수 있어 상품의 질을 높일 수 있다.

따라서 본 발명은 모든 제품이 표면연마를 하지 않으면 질석의 미세한 분진이 바인더에 녹으면서 똑같이 갈색으로 표현된다.

또한 상기한 본 발명중 표면도장은 분진의 날림 및 표면의 손상을 방지하기 위해 불연성, 통기성을 갖는 투명페인트가 도포되어 건축용 보드를 제조하게 된다.

상기와 같이 제조된 본 발명 건축용 보드는 2008년 02월 29일자로 한국건자재시험연구원 접수번호 R080228-CC005, R080228-CC006, R080228-CC007로 시험을 의뢰하여 2008년 03월 13일자로 그 시험결과를 통보 받았습니다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

상기한 시험결과 불연성적서는 불연성시험과 가스유해성시험이 판정기준에 합격하였고, 항균성적서도 대장균에 의한 항균시험과 녹농균에 의한 항균시험 모두 세균감소율을 얻게 되었으며, 원적외선성적서도 원적외선방출량이 높게 나타나 모 두가 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

상기한 실험결과치의 본원발명은 유기화합물을 전혀 사용하지 않은 바인더로 만들어진 친환경 건축내장재로서, 불에 타지 않으며 화재 시 유독가스가 발생하지 않는 불연 흡음 건축용 보드이다.

또한 본 발명의 건축용 보드는 흡음성, 단열성, 내구성이 뛰어나며, 쾌적한 실내 습도조절 기능과 공기정화, 탈취, 항곰팡이 기능과 음이온, 원적외선 발생과 가볍고 톱과 대패질이 잘되어 가공성, 시공성이 우수하다.

그리로 본 발명의 건축용 보드는“새집증후군”과“아토피 피부염”예방 등 친환경 건축자재로서, 주택, 아파트, 음향실, 노래방, 식당, 교회, 학교, 병원, 지하철 등에 흡음재, 천정재, 단열재, 내화구조재, 아트홀 마감재 등으로 널리 사용될 것이다.

본 발명 건축용 보드 및 그 제조방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.

도 1 은 본 발명에 적용된 건축용 보드를 제조하기 위한 구성도.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 적용된 다양한 색상의 건축용 보드.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 진주암

2: 질석

3: 열압프레스 몰드

4: 공기주입구

5: 공기배출구

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9. 800∼1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)을 상호 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물 제조단계 이후 상기 혼합물에 규산 무기바인더를 배합하여 배합물을 제조하는 단계; 상기 배합물 제조단계 이후 배합물을 열압프레스 몰드(3)에 투입하는 단계; 이후 배합물을 건조하는 단계와 상기 건조된 배합물은 표면연마와 표면도장을 거쳐 건축용 보드로 성형하는 건축용 보드를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 투입단계 이후 열압플레스 몰드의 공기주입구(4)와 공기배출구(5)를 통해 습기를 배출하여 압축된 배합물을 건조시킴을 특징으로 하는 건축용 보드의 제조방법.
10. 삭제
11. 청구항 9 에 있어서,

    상기 배합물을 열압프레스 몰드(3)에 투입함에 있어 배합물이 들어 있는 보조탱크에 공기압력을 가하는 방식으로 열압프레스 몰드에 배합물을 투입하고 압축함을 특징으로 하는 건축용 보드의 제조방법.
12. 삭제
13. 청구항 9 에 있어서,

    상기 표면도장은,

    분진의 날림 및 표면의 손상을 방지하기 위해 불연성, 통기성을 갖는 투명페 인트가 도포됨을 특징으로 하는 특징으로 하는 건축용 보드의 제조방법.

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