KR101083080B1

KR101083080B1 - 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법 및 이에 의해 제조된 불연보드

Info

Publication number: KR101083080B1
Application number: KR1020110034966A
Authority: KR
Inventors: 이정진
Original assignee: 이정진
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2011-11-16

Abstract

본 발명은 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법 및 이에 의해 제조된 불연보드에 관한 것으로서, 이는 유기화학재료를 사용하지 않고도 불연성, 단열성, 경량성, 흡음성, 흡착성 등이 우수한 건축자재를 제공하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 질석, 진주암 및 부석 중 하나 이상으로 이루어진 석재분말과, 도석분말과, 규조토분말과, HAP(Hydroxy-APatite)분말을 교반한 제1 혼합물을 제조하는 단계와; 상기 제1 혼합물에 무기질 바인더, 냄새 중화를 위한 식물성 중화제 및 건조시간 조절을 위한 조절제를 교반한 제2 혼합물을 제조하는 단계와; 상기 제2 혼합물을 가열하면서 성형하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법 및 이에 의해 제조된 불연보드{NONFLAMMABLE BOARD MANUFACTURING METHOD USING EXPANDABLE CERAMICS AND NONFLAMMABLE BOARD MANUFACTURED BY THIS}

본 발명은 불연보드 제조방법 및 이에 의해 제조된 불연보드에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유기화학재료가 아닌 친환경 소재를 사용하여 불연성, 단열성, 경량성, 흡음성, 흡착성 등이 우수한 건축자재의 제조를 가능하게 하는 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법 및 이에 의해 제조된 불연보드에 관한 것이다.

최근 아파트를 비롯한 생활공간 등에 웰빙 바람이 불면서 친환경 소재에 대한 관심이 어느 때 보다 높다. 아토피나 각종 알러지, 천식, 두통등으로 소위 "새집증후군"을 없애기 위해 벽지등 가구 및 내장재에 대한 친환경 제품들이 많이 출시되고 있으나 중금속 및 유해성분이 함유된 독성 때문에 생활공간으로서의 기능을 위협받고 있음에 따라 친환경 건축마감재의 사용량이 급격히 증가하고 있다.

최근의 건축마감재의 동향은 개선되고 발전된 제품으로 선보이고 있지만, 미흡한 부분이 많았으며, 업체에서 친환경 건축마감재에 대한 품질효과, 시공방법, 제조배합의 기능 및 물성 등을 개선하기 위하여 사용되는 각종 유해한 혼화제 원료들이 충분히 검증되지 않고 있는 상태이고, 이러한 건축마감재는 유해물질을 효율적으로 차단하고 중화시키지 못하며, 곰팡이나 유해세균의 성장을 억제시킬 수 있는 기능을 갖추지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 유기화학재료가 아닌 친환경 소재를 사용하여 불연성, 단열성, 경량성, 흡음성, 흡착성 등이 우수한 건축자재의 제조를 가능하게 하는 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법 및 이에 의해 제조된 불연보드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 질석, 진주암 및 부석 중 하나 이상으로 이루어진 석재분말과, 도석분말과, 규조토분말과, HAP(Hydroxy-APatite)분말을 교반한 제1 혼합물을 제조하는 단계와; 상기 제1 혼합물에 무기질 바인더, 냄새 중화를 위한 식물성 중화제 및 건조시간 조절을 위한 조절제를 교반한 제2 혼합물을 제조하는 단계와; 상기 제2 혼합물을 가열하면서 성형하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 제1 혼합물은 석재분말 35~40중량부에 대해 도석분말, 규조토분말 및 HAP(Hydroxy-APatite)분말 각각을 5~20중량부 첨가하여 이루어지고, 상기 제2 혼합물은 제1 혼합물 100중량부에 대해 무기질 바인더 5~7중량부와, 식물성 중화제 3~5중량부와, 조절제 0.5~1중량부를 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법 및 이에 의해 제조된 불연보드는 질석, 진주암, 부석, 도석, 규조토, HAP와 같은 친환경 소재를 사용하여 불연성, 단열성, 경량성, 흡음성, 흡착성 등이 우수하면서도 유독물질을 배출하지 않고 항곰팡이, 원적외선 방출 기능 등을 갖는 건축자재의 제조를 가능하게 할 수 있다.

이하, 실험예를 참조로 하여 본 발명에 따른 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법 및 이에 의해 제조된 불연보드를 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법은 질석, 진주암 및 부석 중 하나 이상으로 이루어진 석재분말과, 도석분말과, 규조토분말과, HAP(Hydroxy-APatite)분말을 교반한 제1 혼합물을 제조하는 단계와, 제1 혼합물에 무기질 바인더, 냄새 중화를 위한 식물성 중화제 및 건조시간 조절을 위한 조절제를 교반한 제2 혼합물을 제조하는 단계와, 제2 혼합물을 가열하면서 성형하는 단계로 구성되는 것을 특징 포함하여 구성된다.

여기서 상기 제1 혼합물은 석재분말 35~40중량부에 대해 도석분말, 규조토분말 및 HAP(Hydroxy-APatite)분말 각각을 5~20중량부 첨가하여 이루어지고, 제2 혼합물은 제1 혼합물 100중량부에 대해 무기질 바인더 5~7중량부와, 식물성 중화제 3~5중량부와, 조절제 0.5~1중량부를 첨가하여 이루어지며, 제2 혼합물의 제조를 위한 교반속도는 200~400RPM으로 하고 가열온도는 100~120℃으로 한다.

상기 제1 혼합물 제조단계에서는 0.1~10mm의 입자크기를 갖는 질석, 진주암 및 부석 중 하나 이상을 혼합한 석재분말을 마련한 다음 이에 50~200메쉬 크기를 갖는 도석분말, 규조토분말 및 HAP(Hydroxy-APatite)분말을 종래 교반탱크에 투입하여 균일하게 교반하는 작업이 수행된다.

이와 같은 상기 제1 혼합물에서 특히 도석은 내화성과 점력이 강하여 제1 혼합물을 특정 형상으로 성형하기 위해 사용되는 무기질 바인더의 첨가량을 감소시키고 제1 혼합물간에 부착강도를 높여주는 효과를 나타내게 되는데, 기술된 바와 같은 첨가 범위 내에서 도석과 무기질 바인더가 사용되지 않을 시에는 불연보드 제조 후 건조과정에서 들뜸 현상이나 크랙이 발생하게 되기 때문에 정량을 혼합하는 것이 바람직하다.

하기에서는 제1 혼합물의 각 성분 특성을 살펴보기로 한다.

질석- 양이온 교환능력이 뛰어나고 회백색 또는 갈색을 띄고 다공질로 가열하면 팽창하는 성질을 가지며 흡수능력이 좋아서 내열재료 및 방음재로 널리 이용됨.

진주암- 유리질 유문암의 일종으로 비중이 낮아 경량골재의 원료로 쓰이고 다공성이어서 내열재료 및 방음재로 이용되며 고온에 노출되면 체적이 약 15~20배 정도 팽창하는 성질을 가짐.

부석- 비중이 작아 물에 뜨고 열전도도가 작기 때문에 열 차단을 위한 용도로 사용되며 내산성이 우수한 특성을 가짐.

도석- 내화재에 많이 사용되고 점력이 강한 성질을 가짐.

규조토- 이산화규소를 다량 함유하고 있으며 흡착제, 소성단열재, 연마재 등에 사용됨.

HAP- 인간의 뼈나 치아를 이루는 경조직과 화학적으로 유사한 물질로써 가볍고 강도가 우수하며 백화현상 방지와 유해냄새 제거의 특성을 가짐.

상기 제2 혼합물 제조단계에서는 제1 혼합물에 무기질 바인더, 예로써 액상규산소다, 식물성 중화제(쌀겨, 콩껍질, 밀 등을 함께 발효시킨 것) 및 건조시간 단축을 위한 조절제(셀룰로오스, 점토 등)를 첨가한 다음 20~30분간 교반속도는 200~400RPM으로 교반하여 제2 혼합물을 제조하게 되며, 교반속도가 지정된 범위에 속하지 않을 시에는 제1 혼합물의 팽창된 입자들이 균열 및 파괴되어 다공성이 저하될 수 있음에 주의한다.

참고로 상기 제2 혼합물에 첨가된 식물성 중화제 및 HAP는 백화현상을 막아주고 탈취기능을 갖도록 하기 위한 것으로 언급된 수치범위에 따라 첨가량이 조절될 시에 기능 저하나 재료 낭비와 같은 불합리한 요인이 발생되지 않는 한편, 조절제를 통해 제2 혼합물이 성형체가 평탄하게 가공되도록 한다.

상기 제2 혼합물 성형단계에서는 제2 혼합물을 가열 및 이송기능을 구비한 종래 성형기에 투입시켜 100~120℃에서 가열됨과 동시에 납작한 직육면체 형상을 갖도록 성형한 보드 상태로 배출하게 되며, 여기서 가열온도를 100~120℃로 하지 않을 시에는 제2 혼합물간의 부착상태가 저하되어 크랙이 발생하게 된다.

이하에서는 실험예를 통해 본 발명에 따른 불연보드의 물성에 대해 살펴보기로 한다.

<실험예>

가. 원적외선 실험

표 1을 참조로 하면, KICM-FIR-1005 규정에 따라 FT-IR 스펙트로미터를 이용하여 40℃ 조건에서 측정한 원적외선 방사율은 0.933이고 방사에너지는 3.74X10²W/m²로 확인됨에 따라 원적외선 방출 효과가 있음을 알 수 있다.

시험항목		시험결과	시험방법
원적외선 방출량(40℃)	방사율(5~20㎛)	0.933	KICM-FIR-1005
	방사에너지(W/㎡)	3.74X10²

나. 항곰팡이 실험

표 2를 참조로 하면, ASTM G-21 규정에 따라 4주간의 배양시험 기간을 거쳐 확인된 항곰팡이 결과에서는 전혀 곰팡이가 배양되지 않는 것으로 확인됨에 따라 매우 우수한 항곰팡이 특성을 갖는 것을 알 수 있다.

시험항목	항곰팡이 시험
	배양 시험의 기간
	1주후	2주후	3주후	4주후
시험결과	0	0	0	0
시험방법	ASTM G-21

다. 탈취실험

표 3을 참조로 하면, KICM-FIR-1085 규정에 따라 탈취실험을 수행한 결과, 80%가 넘는 탈취율을 나타내는 것이 확인됨에 따라 우수한 탈취효과가 있음을 알 수 있다.

시험항목	탈취시험(HCHO)
시험항목	경과시간(분)	Blank(ppm)	시료농도(ppm)	탈취율(%)
시험결과	0	82	82	-
	30	79	20	74.7
	60	76	17	77.6
	90	73	15	79.5
	120	71	13	81.7
시험방법	KICM-FIR-1085

라. 열전도율 실험

표 4를 참조로 하면, KS F 2277 규정에 따라 측정한 열전도도는 0.0178cal/hr.m℃이로 확인됨에 따라 단열성이 매우 우수함을 알 수 있다.

시험항목	시험결과	시험방법
열전도도(cal/hr.m℃)	0.0178	KS F 2277

마. 불연성 실험

표 5를 참조로 하면, KSM 3015-95 규정에 따라 테스트한 결과 불연성인 것으로 확인되었다.

시험항목	시험결과	시험방법
내연성	불연성	KSM 3015-95

이상과 같이 본 발명에 따른 불연보드는 기본적으로 다공질성 물질들을 사용하여 흡음기능을 갖는 한편, 실험예에서와 같은 물성을 가짐에 따라 불연성, 단열성, 경량성, 항곰팡이성, 원적외선 방출능 등이 우수하면서도 친환경 소재를 사용하여 화재시에도 유독물질을 배출하지 않게 된다.

Claims

질석, 진주암 및 부석 중 하나 이상으로 이루어진 석재분말과, 도석분말과, 규조토분말과, HAP(Hydroxy-APatite)분말을 교반한 제1 혼합물을 제조하는 단계와;
상기 제1 혼합물에 무기질 바인더, 냄새 중화를 위한 식물성 중화제 및 건조시간 조절을 위한 조절제를 교반한 제2 혼합물을 제조하는 단계와;
상기 제2 혼합물을 가열하면서 성형하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 혼합물은 석재분말 35~40중량부에 대해 도석분말, 규조토분말 및 HAP(Hydroxy-APatite)분말 각각을 5~20중량부 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 혼합물은 제1 혼합물 100중량부에 대해 무기질 바인더 5~7중량부와, 식물성 중화제 3~5중량부와, 조절제 0.5~1중량부를 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 혼합물의 제조를 위한 교반속도는 200~400RPM이고 가열온도는 100~120℃인 것을 특징으로 하는 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 팽창성 세라믹을 이용한 불연보드 제조방법에 의해 제조된 불연보드.