KR101074491B1 - 건축물 내외장용 마감패널 및 그 제작방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경량화된 건축물 내외장용 마감패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예는 부석(浮石), 진주암(珍珠岩), 질석(蛭石)에서 선택되는 일 이상의 광물과 섬유 및 결합제를 혼합하여 성형 되는 하부패널과, 이 하부패널의 상면에 도포 되는 접착제층과, 이 접착제층의 상면에 결합되는 석재패널을 포함하며, 하부패널과 석재패널에는 하나 이상의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 건축물 내외장용 마감패널을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 천연석재를 일정 두께 및 크기로 절단하는 석재패널 형성단계와, 부석(浮石), 진주암(珍珠岩), 질석(蛭石)에서 선택되는 일 이상의 광물과 섬유 및 결합제를 첨가하여 혼합하는 원료 혼합단계와, 이 원료를 패널 형상의 형틀에 투입시키고 그물형상의 망을 첨가한 뒤 원료를 투입시키고 건조시키는 하부패널 형성단계와, 형성된 하부패널의 상면을 연마하고 연마된 상면에 접착제를 도포시킨 뒤 석재패널을 하부패널의 상면에 부착하는 건축물 내외장용 마감패널 형성단계를 포함하며, 석재패널 형성단계에는 석재패널에 관통공을 형성시키는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 건축물 내외장용 마감패널 제작방법을 제공한다.
부석, 진주암, 질석, 장섬유, 시멘트, 에폭시수지, 플라스틱수지

Description

건축물 내외장용 마감패널 및 그 제작방법{PANEL FOR CONSTRUCTIONAL FINISHING AND METHOD OF PREPARING THESE}
본 발명은 건축물 내외장용 마감패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 석재패널의 후면에 복합재료로 제작된 패널을 고정시켜 경량화한 건축물 내외장용 마감패널 및 그 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로 고층건물의 내외장재로 범랑패널, 세라믹패널, 알루미늄복합패널, 메탈패널 및 석재패널 등이 사용되고 있다.
이 중 본 발명과 관련이 있는 석재패널은 내화성(耐火性) 및 압축강도가 우수하며, 기계적·화학적 풍화가 적고, 내부의 입자들이 형성하는 외관이 미려하므로 건물의 내·외장재로 널리 사용된다.
그러나 석재패널은 인장 강도가 압축강도에 비해 열악하고, 전단 강도에 대한 저항이 부족하며, 비중이 커 운반 및 시공이 어려운 문제점이 있다.
예를 들어 두께가 30mm 정도의 천연 석재 패널은 78 ~ 80㎏/㎡의 무게를 갖 는바 10000㎡의 시공면적을 갖는 건물에 천연 석재 패널을 이용하여 시공하는 경우 건물에 약 780톤에서 800톤의 하중이 추가로 발생되어 건물의 설계시 천연 대리석 패널의 하중을 고려하여 설계를 해야 하는 문제가 발생된다.
또한, 이러한 천연 석재 패널의 시공시 패널의 하중으로 인하여 패널 시공을 위한 비계(飛階)등이 붕괴되거나, 파손된 패널이 낙하되어 이에의한 안전사고가 발생하는 문제가 있었다.
또한, 석재패널의 시공 후 석재패널 시공위치에 각종 구조물을 추가로 설치하는 경우, 구조물을 추가로 설치하기 위해 석재패널의 가공시 석재의 깨짐 또는 쪼개짐이 발생되는 문제점이 있었으며, 석재패널 상에 각종 구조물을 설치하는 경우 구조물의 견고한 고정이 어려운바 태풍, 지진등 각종 자연재해가 발생시 구조물의 낙하사고가 빈번하게 발생되는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 석재패널에 이종의 패널을 결합시켜 경량화된 패널을 제작, 시공하고 있으나, 이러한 복합패널은 석재패널과 이종의 패널 사이에 열팽창계수의 차이가 있어 열팽창이 발생되는 경우 석재패널과 이종의 패널이 분리, 파손되는 문제점이 있었다.
본 발명은 석재패널의 후면에 경량광물, 섬유 등을 이용한 패널을 결합시켜 무게가 가볍고 단열성능의 뛰어난 건축물 내외장용 마감패널 및 그 제작방법을 제공는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 석재패널의 후면에 인장 강도를 개선시킨 패널을 결합시킴으로서 인장 강도가 개선된 우수한 건축물 내외장용 마감패널 및 그 제작방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 시공후 온도변화에 의해 변형되지 않는 건축물 내외장용 마감패널 및 그 제작방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 부석(浮石), 진주암(珍珠岩), 질석(蛭石)에서 선택되는 일 이상의 광물과 섬유 및 결합제를 혼합하여 성형 되는 하부패널과, 이 하부패널의 상면에 도포 되는 접착제층과, 이 접착제층의 상면에 결합되는 석재패널을 포함하며, 하부패널과 석재패널에는 하나 이상의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 건축물 내외장용 마감패널에 의해 달성된다.
또한, 천연석재를 일정 두께 및 크기로 절단하는 석재패널 형성단계와, 부석(浮石), 진주암(珍珠岩), 질석(蛭石)에서 선택되는 일 이상의 광물과 섬유 및 결합제를 첨가하여 혼합하는 원료 혼합단계와, 이 원료를 패널 형상의 형틀에 투입시키고 그물형상의 망을 첨가한 뒤 원료를 투입시키고 건조시키는 하부패널 형성단계와, 형성된 하부패널의 상면을 연마하고 연마된 상면에 접착제를 도포시킨 뒤 석재패널을 하부패널의 상면에 부착하는 건축물 내외장용 마감패널 형성단계를 포함하며, 석재패널 형성단계에는 석재패널에 관통공을 형성시키는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 건축물 내외장용 마감패널 제작방법에 의해 달성된다.
따라서, 본 발명의 건축물 내외장용 마감패널은 우수한 석재의 외관을 유지하면서도 경량화된 효과가 있으며, 석재패널 후면에 공극, 섬유 및 망을 구비한 이종의 패널을 고정시킴으로서 단열성능 및 인장 강도가 개선된 효과가 있다.
또한, 본 발명은 시공후 온도의 변화가 발생하더라도 석재패널과 석재패널 후면에 결합된 패널 사이에 변형공간을 두어 패널 전체가 변형 또는 파손되지 않는 효과가 있다.
또한, 석재 패널로 이루어지는 전면의 패널을 보다 얇게 형성하는바 천연 석재의 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적법하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 건축물 내외장용 마감패널(1)의 분해사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 건축물 내외장용 마감패널 제작방법이 도시된 순서도이고, 도 3은 도 2에 도시된 하부패널 형성단계(S3)의 공정도이며, 도 4는 도 2에 도시된 하부패널 형성단계(S3)의 다른 공정도이다.
건축물 내외장용 마감패널(1)은 하부패널(20), 석재패널(10) 및 하부패널(20)과 석재패널(10) 사이의 접착제층(30)으로 이루어지는 것으로서 제작되는 공정의 순서에 따라 각 공정에 들어가는 원료 및 공정을 설명하면 다음과 같다.
석재패널 형성단계(S1)는 석재패널(10)을 일정 두께 및 크기로 절단하는 단계로, 석재패널(10)은 건물의 외장 또는 내장의 표면을 이루는 것으로서, 자연석을 일정한 두께 및 크기로 절단하고 관통공(15)을 형성하여 이루어진다.
원료 혼합단계(S2)는 석재패널(10)의 하부에 고정되는 하부패널의 원료(27) 를 혼합하는 것으로서, 하부패널의 원료(27)로는 부석(浮石), 진주암(珍珠岩), 질석(蛭石)이 혼합된 광물과 섬유 및 결합제가 사용된다.
하부패널의 원료(27)에 사용되는 부석, 진주암, 질석은 분쇄용 밀(mill)에 의해 분쇄된 뒤, 하부패널 내부에 공극이 충분히 형성될 수 있도록 일정한 입도(粒度)를 갖는 것들을 선별하고 혼합하여 사용한다.
본 실시예에서는 부석, 진주암 및 질석의 분쇄물을 혼합시켜 사용하였으나 부석, 진주암 또는 질석 각각을 분쇄하여 사용할 수도 있으며, 부석과 진주암, 질석과 진주암 및 부석과 질석을 혼합하여 사용할 수도 있다.
하부패널의 원료(27)에 혼합되는 섬유는 하부패널(20)의 인장 강도를 증가시키는 것으로서, 생사(生絲) 및 나일론에서 추출되는 장섬유(長纖維)가 사용된다.
이러한 장섬유는 생사, 나일론 외에 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에스테르(polyester), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride)에서 추출된 장섬유가 사용될 수도 있으며, 규회석(硅灰石), 세피올라이트(sepiolite)와 같은 광물에서 추출된 장섬유가 사용될 수도 있다.
또한, 합성고무나 천연고무에서 추출된 섬유를 혼합하여 사용될 수도 있다.
광물과 섬유를 결합시킨 채 응고시키는 결합제는 에폭시수지(epoxy resin) 및 마그네슘의 혼합물이 사용된다.
본 실시예의 결합제는 에폭시수지와 마그네슘의 혼합물을 사용하였으나, 시 멘트 또는 에폭시수지만을 결합제로 사용할 수도 있으며, 플라스틱수지 또는 시멘트만을 결합제로 사용할 수도 있다.
또한, 시멘트와 플라스틱수지 바람직하게는 에폭시수지를 혼합하여 결합제로 사용할 수도 있다.
결합제에 사용되는 마그네슘은 결합제의 응고시 탄성력이 증가될 수 있도록 염화마그네슘과 산화마그네슘의 혼합물이 사용된다.
또한, 시멘트를 결합제로 사용하는 경우, 물과 모래를 첨가하여 사용하며 모래 사이에 물이 스며드는 것을 방지하기 위하여 방수액을 별도로 첨가하는 것이 바람직하다.
그러나 플라스틱수지 바람직하게는 에폭시수지만을 결합제로 사용하는 경우, 플라스틱수지는 방수성질이 있는바 별도의 방수액을 첨가할 필요는 없다.
혼합된 하부패널의 원료(27)는 도 3에 도시된 형틀(40)을 이용한 하부패널 형성단계(S3)를 거쳐 형성된다.
하부패널 형성단계(S3)에 사용되는 형틀(40)은 석재패널(10)의 형상에 대응되는 형상으로 제작되며, 형틀(40)의 내측 상면에는 하부패널(20)에 관통공(25)을 형성하기 위하여 석재패널(10)에 형성된 관통공(15) 형상에 대응되는 위치에 돌출 기둥(45)이 형성된다.
하부패널 형성단계(S3)는 형틀(40)에 하부패널의 원료(27)를 일정량 투입하고, 투입된 원료의 상부면에 망(22)을 덮고, 다시 하부패널의 원료(27)를 투입하여 응고시켜 이루어진다.
하부패널(20)은 약 10㎜ ~ 30㎜ 정도의 두께를 갖는 것으로서 형틀(40)에 하부패널의 원료(27)를 약 5㎜ ~ 15㎜ 정도가 되도록 투입하여 성형되는 제1패널(21)과, 제1패널(21)의 원료가 응고되기 전에 망(22)을 깔고 다시 약 5㎜ ~ 15㎜ 정도의 원료를 재투입하여 형성되는 제2패널(23)로 이루어진다.
제1패널(21)과 제2패널(23) 사이에 사용되는 망(22)은 하부패널(20)의 인장 강도를 증가시키는 것으로서 금속을 이용하여 돌출기둥(45)이 삽입될 관통공(25)이 형성된 그물 형상으로 제작된다.
본 실시예에서는 금속을 이용한 망(22)을 사용하였으나, 망(22)은 천연고무, 합성고무, 플라스틱 또는 천연섬유를 이용하여 제작될 수도 있다.
건축물 내외장용 마감패널 형성단계(S4)는 형성된 하부패널(20)의 상부에 석재패널(10)을 고정시키는 것으로서, 형틀(40)에 투입된 하부패널의 원료(27)가 응고되어 하부패널(20)이 형성되면, 하부패널(20)의 상면을 고르게 연마하고 접착제를 하부패널(20)에 도포하여 접착제층(30)을 형성한뒤 접착제층(30)에 석재패널(10)을 부착하여 건축물 내외장용 마감패널을 제작한다.
접착제층(30)은 에폭시수지로 이루어지는 것으로서 연마된 하부패널(20)의 상면에 고르게 도포를 하여 접착제층(30)을 형성시키고, 석재패널 형성단계(S1)에서 제작된 석재패널(10)을 접착제층(30)에 안착시켜 하부패널(20)에 석재패널(10)을 부착시킨다.
본 실시예에서는 에폭시수지로 이루어진 접착제를 사용하였으나 에폭시수지에 실리콘을 첨가한 접착제가 사용될 수도 있으며, 시멘트 또는 플라스틱 수지가 사용될 수도 있다.
또한, 에폭시수지, 시멘트 또는 플라스틱 수지 중 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
하부패널(20)과 석재패널(10) 사이의 접착제층(30)이 응고되면 형틀(40)에서 제품을 취출단계(S5)를 거친다.
취출단계(S5)는 형틀(40)에 형성된 건축물 내외장용 마감패널(1)을 별도의 장치를 이용하여 형틀(40)의 상부로 이동시켜 취출시킬 수도 있으며, 형틀(40)을 분해하여 건축물 내외장용 마감패널(1)을 분리시킬 수도 있다.
또한, 도 4를 참조하여 다른 실시예에 의한 하부패널 형성단계(S3)을 살펴보면 다음과 같다.
하부패널 형성단계(S3)는 압연기(100)를 이용하여 길이를 갖는 플레이트형상으로 형성하고, 절단기(도면 미도시)를 이용하여 석재패널(10)의 크기에 대응되는 하부패널(20)을 형성시키고, 천공기(도면 미도시)를 이용하여 하부패널 상에 석재 패널(10)의 관통공(15)에 대응되는 위치에 관통공(25)을 형성시킨다.
이때 하부패널(20)을 형성하기 위해 압연기(100)에 유입되는 하부패널의 원료는 중간에 도 4에 도시된 바와 같이 망(22)이 삽입되도록 제1패널(21)이 형성되는 하부패널의 원료(27) 위에 망(22)을 설치하고, 제2패널(23)이 형성될 수 있도록 하부패널의 원료(27)을 다시 망(22)위에 투입시켜 이루어진다.
이러한 공정을 거쳐 제작되는 하부패널(20)은 상면을 고르게 연마하고, 접착제층(30)을 형성한뒤 석재패널(10)을 부착하는 건축물 내외장용 마감패널 형성단계(S4)를 거치며, 접착제층(30)이 응고되면 완성된 건축물 내외장용 마감패널(1)이 완성된다.
이러한 공정을 거쳐 제작되는 건축물 내외장용 마감패널(1)은 석재패널만을 사용하였을 때보다 인장 강도가 현저하게 개선되는 효과가 있다.
또한, 무게가 가벼워 운반 및 시공이 용이하며, 시공후 별도의 관통공을 형성하지 않고 건축물 내외장용 마감패널(1)에 형성된 관통공(15, 25)을 이용하여 건물의 내벽 또는 외벽에 별도의 간판 및 건물미관 개선을 위한 축광판(형광안료를 이용한 표지판) 등의 구조물을 설치할 수 있는 효과가 있다.
또한, 온도의 변화에 의하여 석재패널(10)과 하부패널(20)이 변형되는 경우 관통공(15, 25) 방향으로 변형될 방향이 유도되는바 석재패널(10)과 하부패널(20) 의 변형량의 차이에 의하여 표면 균열, 석재패널(10)과 하부패널(20)의 박리 및 건축물 내외장용 마감패널(1)의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 건축물 내외장용 마감패널의 분해사시도.
도 2는 도 1에 도시된 건축물 내외장용 마감패널 제작방법이 도시된 순서도.
도 3은 도 2에 도시된 하부패널 형성단계의 공정도.
도 4는 도 2에 도시된 하부패널 형성단계의 다른 공정도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1; 건축물 내외장용 마감패널 10; 석재패널
15; 관통공 20; 하부패널
21; 제1패널 22; 망
23; 제2패널 25; 관통공
27; 하부패널의 원료 30; 접착제층
40; 형틀 45; 돌출기둥
100; 압연기
S1; 석재패널 형성단계
S2; 원료 혼합단계
S3; 하부패널 형성단계
S4; 건축물 내외장용 마감패널 형성단계
S5; 취출단계

Claims (8)

  1. 부석(浮石), 진주암(珍珠岩), 질석(蛭石)에서 선택되는 일 이상의 광물과 섬유 및 결합제를 혼합하여 성형 되는 하부패널;
    상기 하부패널의 상면에 도포 되는 접착제층; 및
    상기 접착제층의 상면에 결합되는 석재패널을 포함하며,
    상기 하부패널과 석재패널에는 하나 이상의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 건축물 내외장용 마감패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 섬유는 식물, 폴리에틸렌(polyethylene), 나일론(nylon), 폴리에스테르(polyester), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 규회석(硅灰石), 세피올라이트(sepiolite), 천연고무, 합성고무로 이루어진 그룹에서 선택되는 일 이상의 섬유인 것을 특징으로 하는 건축물 내외장용 마감패널.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 결합제는 마그네슘, 시멘트(cement), 플라스틱수지로 이루어지는 그룹에서 일 이상 선택되어 사용하는 것을 특징으로 하는 건축물 내외장용 마감패널.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 하부패널에는 금속, 천연고무, 합성고무, 플라스틱, 천연섬유 중 어느 하나로 이루어지는 그물형상의 망을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축물 내외장용 마감패널.
  5. 삭제
  6. 천연석재를 일정 두께 및 크기로 절단하는 석재패널 형성단계;
    부석(浮石), 진주암(珍珠岩), 질석(蛭石)에서 선택되는 일 이상의 광물과 섬유 및 결합제를 첨가하여 혼합하는 원료 혼합단계;
    상기 원료를 패널 형상의 형틀에 투입시키고 그물형상의 망을 첨가한 뒤 상기 원료를 투입시키고 건조시키는 하부패널 형성단계; 및
    형성된 하부패널의 상면을 연마하고, 연마된 상면에 접착제를 도포시킨 뒤 상기 석재패널을 상기 하부패널의 상면에 부착하는 건축물 내외장용 마감패널 형성단계를 포함하며,
    상기 석재패널 형성단계에는 상기 석재패널에 관통공을 형성시키는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 건축물 내외장용 마감패널 제작방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 하부패널 형성단계에 사용되는 형틀에는 상기 석재패널에 형성된 관통공의 위치에 대응되는 위치에 돌출기둥이 형성되는 것을 특징으로 하는 건축물 내외장용 마감패널 제작방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 하부패널 형성단계에서 형성되는 하부패널에는 상기 석재패널의 형상에 대응되는 형상으로 절단하는 절단단계와 절단된 하부패널에 상기 석재패널의 관통공에 대응되는 관통공을 형성하는 관통공형성단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 건축물 내외장용 마감패널 제작방법.
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