KR101243639B1 - 내화성 부직포 판넬 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산화마그네슘 및 염화마그네슘 중 선택되는 어느 하나 이상, 산화아연, 바인더, 물을 포함하여 구성된 침지액에 부직포를 침지시킨 후, 경화시켜 제조된 내화성 부직포 판넬 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의해 제조된 부직포 판넬은 불에 강하고, 무게가 가벼워 시공이 용이한 장점이 있다.
Description
본 발명은 내화성 부직포 판넬 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 산화마그네슘 및 염화마그네슘 중 선택되는 어느 하나 이상, 산화아연, 바인더, 물을 포함하여 구성된 침지액에 부직포를 침지시킨 후, 경화시켜 제조된 내화성 부직포 판넬 및 그 제조방법에 관한 것이다.
건축물이 대형화되고 용도가 다양해지면서, 현대 공사에 있어서는 건물의 내부 구획을 영구적으로 시공하지 않고, 편의에 따라 용이하게 가변시킬 수 있도록 시공을 하고 있다. 이러한 방식은 건축물에 대해 가변성 및 효율성을 부여하고, 시공의 편리함 및 시공비의 절감을 제공하기 때문에, 최근에 각광을 받고 있다. 따라서, 주거용이 아닌 공장용 건축동은 대부분 조립식 판넬을 이용하여 시공되고 있는 실정이다.
조립식 판넬로는 스틸계 외장에 심재로 스티로폼, 유리면, 우레탄 등이 충전된 판넬, 무기질 보드를 외장에 사용하고 내부 유리면 등을 충전한 제품, 그리고 시멘트 압출성형제품 등이 많이 사용되고 있다. 그 중에서, 가장 대표적인 조립식 판넬은 스틸계 외장에 단열 및 내화기능을 가지는 심재를 사용한 소위 '샌드위치 판넬'이다.
대규모 공장건물이나 창고 등의 건축에 널리 사용되는 샌드위치 판넬은 시공이 편리하고, 가격이 저렴하여 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 샌드위치 판넬에서 심재로서 가장 널리 사용되고 있는 재질은 스티로폼인데, 스티로폼 재질의 샌드위치 판넬은 단열성, 경량성 및 경제성 측면에서는 매우 우수하지만, 화재에 취약한 단점이 있다. 유리면 재질의 심재는 불연성 측면에서는 타 소재에 비하여 우수하지만, 단열성이 부족하고, 최근에는 발암물질로 밝혀짐에 따라, 최근 사용을 기피하고 있는 실정이다. 또한, 중간적 성질을 가지는 우레탄 판넬은 경제성과 불연성에 있어서 문제점이 있어 바람직하지 못하다.
본 발명에서는 불에 강하고, 무게가 가벼워 시공이 용이한 새로운 개념의 건축용 판넬을 개발하여 제공하고자 한다.
본 발명은 산화마그네슘 및 염화마그네슘 중 선택되는 어느 하나 이상, 산화아연, 바인더, 물을 포함하여 구성된 침지액에 부직포를 침지시킨 후, 경화시켜 제조된 것을 특징으로 하는 부직포 판넬을 제공한다. 이때, 상기 침지액은, 바람직하게 산화마그네슘 50~80 중량%, 염화마그네슘 15~35 중량%, 산화아연 3~15 중량%, 바인더(건조 고형분 함량 30~60중량%) 2~10 중량%로 침지성분이 조성되고, 용매인 물은 상기 산화마그네슘, 염화마그네슘, 산화아연, 바인더의 총합 대비 0.25~1.5배 중량만큼 첨가되어 조성되는 것이 좋다. 이때, 상기 바인더는, 일 예로, 물을 용매로 하여 제조된 아크릴 바인더 또는 EVA(ETHYLENE VINYLACETATE) 에멀젼(emulsion)일 수 있다.
한편, 본 발명은 산화마그네슘 및 염화마그네슘 중 선택되는 어느 하나 이상, 산화아연, 바인더, 물을 포함하여 구성된 침지액에 부직포를 침지시키는 단계 (a); 상기 단계 (a)의 침지 중 침지액이 부직포에 잘 흡수되도록 부직포를 눌러주는 단계 (b); 상기 단계 (b) 후, 침지액이 흡수된 부직포를 짜주어, 침지액을 부직포로부터 짜내는 단계 (c); 상기 단계 (c) 후, 부직포에 열을 가하여 건조시키는 단계 (d); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 판넬의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 제조방법에 대해 그 단계를 각각 세분하여 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단계 (a): 부직포
침지
단계
본 단계 (a)는 산화마그네슘 및 염화마그네슘 중 선택되는 어느 하나 이상, 산화아연, 바인더, 물을 포함하여 구성된 침지액에 부직포를 침지시키는 단계이다.
본 단계에서는 일정 두께를 갖는 부직포를 침지액에 담궈, 침지액 내의 침지 성분이 부직포 내로 함침되게 하는 단계이다. 부직포는 본 발명의 판넬에 있어 구조적 베이스가 되는 역할을 하는데, 제조하고자 하는 판넬의 두께에 따라 다양한 두께를 갖는 것을 사용할 수 있다. 부직포는 재질이 가볍기 때문에, 이를 바탕으로 판넬을 제조하면 무게가 경량화되는 장점이 있다. 하지만, 부직포는 열에 약하기 때문에 이 문제를 해결해야 하는데, 본 발명에서는 본 발명에서 고안한 침지액을 사용함으로써 그 문제를 해결하였다.
본 발명에서 침지액은 산화마그네슘 및 염화마그네슘 중 선택되는 어느 하나 이상, 산화아연, 바인더를 침지성분으로 하고, 용매로 물을 포함하여 구성된다.
산화마그네슘 및 염화마그네슘은 둘 중 하나만 사용해도 되고, 둘 다 사용해도 된다. 산화마그네슘 및 염화마그네슘으로부터 유래한 마그네슘 성분은 부직포에 함침되어 부직포를 열로부터 보호해주는 역할을 하게 된다.
산화아연은 그 자체로서 부직포에 내화능을 부여하기도 하지만, 본 발명에서는 경화제로서의 역할을 주되게 한다.
바인더는 부직포의 섬유들을 상호 잘 결합시키는 역할을 수행하고, 상기 산화마그네슘, 염화마그네슘, 산화아연이 부직포로부터 탈리되지 않게 하는 역할을 한다. 또한, 부직포 표면이 거칠게 일어나는 것을 방지해 주는데, 특히 본 발명의 판넬을 재단할 경우, 재단면이 너덜너덜해지면서 부직포 섬유가 거칠게 일어나는 것을 막아준다. 또한, 바인더는 표면에 가해지는 충격으로부터 본 발명의 부직포 판넬이 부수어 지는 것을 막아주는 역할도 한다. 또한, 발수 효과도 있어, 수분으로부터 부직포 판넬을 보호해 주는 역할도 수행하게 된다. 이때, 상기 바인더는, 일 예로, 물을 용매로 하여 제조된 아크릴 바인더 또는 EVA(ETHYLENE VINYLACETATE) 에멀젼을 사용할 수 있다.
한편, 본 단계의 상기 침지액은, 바람직하게 산화마그네슘 50~80 중량%, 염화마그네슘 15~35 중량%, 산화아연 3~15 중량%, 바인더(용매는 물이고, 건조고형분 함량 30~60%) 2~10 중량%로 침지성분이 조성되고, 용매인 물은 상기 산화마그네슘, 염화마그네슘, 산화아연, 바인더의 총합 대비 1.25~2.5배 중량만큼 첨가되어 조성되는 것이 좋다. 일 예로, 먼저, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 산화아연, 바인더를 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 여기에 물을 혼합물 총량 대비 0.25~1.5배 만큼 첨가하여 현탁시키는 것이다.
부직포를 상기의 침지액에 침지시키면, 침지액 내의 각종 침지성분은 부직포 내로 흡수되어 함침된다.
단계 (b): 부직포를 눌러 주는 단계
본 단계 (b)는 상기 단계 (a)의 침지 중 침지액이 부직포에 잘 흡수되도록 부직포를 눌러주는 단계이다. 침지액을 침지대상인 부직포에 잘 흡수시키기 위해서는 침지 상태에서 부직포를 눌러주는 것이 좋다. 스펀지에 물을 흡수시키기 위해 스펀지를 꾹꾹 눌러주는 것과 같은 이치이다. 이때, 바람직하게는 반복해서 눌러주는 것이 좋다. 부직포에 대해 눌렀다 폈다를 반복해 주면, 침지액이 부직포 내에 더욱 잘 함침될 수 있기 때문이다. 이때, 눌러주는 것은 다양한 수단을 사용하여 구현 가능하나, 바람직하게는 프레스로 부직포를 반복해서 눌러주는 것이 좋다. 부직포 전면에 대해 고르게 압력을 가할 수 있기 때문이다.
단계 (c):
침지액을
부직포부터 짜내는 단계
본 단계 (c)는 상기 단계 (b) 후, 침지액이 흡수된 부직포를 짜주어, 침지액을 부직포로부터 짜내는 단계이다. 부직포가 포화 흡수율 이상의 침지액을 머금고 있는 것은 공정상 불필요하기 때문에, 부직포를 짜주어 침지액을 부직포로부터 짜내는 것이 필요하다. 침지액을 부직포로부터 짜내는 것은 다양한 수단을 이용하여 수행 가능하나, 바람직하게는 롤과 롤 사이를 부직포가 통과하면서 룰의 프레스 압력에 의해 침지액을 짜는 것이 좋다.
단계 (d): 부직포를
건조시키는
단계
본 단계 (d)는 상기 단계 (c) 후, 부직포에 열을 가하여 건조시키는 단계이다. 본 단계는 용매를 부직포로부터 휘발 또는 증발시키는 단계로서, 이 단계를 통해 부직포는 건조되어 경화된다. 경화된 부직포는 단단해져 판넬로서의 역할을 수행할 수 있게 된다. 이때, 건조는, 열풍 건조, 자연 건조 등 다양한 수단을 이용하여 수행 가능하나, 바람직하게는 부직포를 열판 위에 올려놓고 수행하는 것이 좋다. 또한, 건조시, 부직포를 압착시켜 주는 것도 좋은데, 압착을 통해 다양한 두께의 부직포를 성형할 수 있다. 또한, 압착을 통해 부직포의 밀도를 조절하여 본 발명 부직포 판넬의 강도를 조절할 수도 있다.
본 발명의 부직포 판넬은 불에 매우 강하고, 그 결과 화염, 연기 등이 발생하지 않기 때문에, 화재 발생시 건축용 내장 판넬의 연소에 의한 2차 피해를 막을 수 있다.
또한, 본 발명의 부직포 판넬은 무게가 기존의 콘크리트 판넬에 비해 가벼워 운반 및 시공이 용이하다.
또한, 본 발명의 부직포 판넬은 필요에 의해 다양한 사이즈로 현장에서 즉시 재단이 가능하기 때문에, 시공이 매우 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 부직포 판넬은 재단시, 함침된 마그네슘 가루 등이 날리지 않아, 쾌적한 작업 환경을 유지할 수 있고, 환경적으로도 바람직하다.
도 1은 본 발명에 사용된 부직포의 일반적 모습이다.
도 2는 본 발명의 방법에 의해 제조한 부직포 판넬의 모습이다.
도 3은 본 발명 부직포 판넬 앞에 일반 부직포를 겹쳐 세워 놓고 동일한 화염을 각각 가한 결과이다.
도 4는 본 발명 내화성 부직포 판넬에 화염을 가한 후, 58분이 경과했을 때의 사진이다.
도 5는 본 발명 내화성 부직포 판넬에 화염을 가한 후, 1시간 59분이 경과했을 때의 사진이다.
도 6 및 7은 본 발명 내화성 부직포 판넬이 심재로 내부에 삽입된 샌드위치 판넬에 열을 가한 결과이다.
도 2는 본 발명의 방법에 의해 제조한 부직포 판넬의 모습이다.
도 3은 본 발명 부직포 판넬 앞에 일반 부직포를 겹쳐 세워 놓고 동일한 화염을 각각 가한 결과이다.
도 4는 본 발명 내화성 부직포 판넬에 화염을 가한 후, 58분이 경과했을 때의 사진이다.
도 5는 본 발명 내화성 부직포 판넬에 화염을 가한 후, 1시간 59분이 경과했을 때의 사진이다.
도 6 및 7은 본 발명 내화성 부직포 판넬이 심재로 내부에 삽입된 샌드위치 판넬에 열을 가한 결과이다.
이하, 본 발명의 내용을 하기 실시예 및 실험예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예 및 실험예에만 한정되는 것은 아니고, 그와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.
[
실시예
1: 본 발명의 부직포
판넬
제조]
산화마그네슘 63 중량%, 염화마그네슘 25 중량%, 산화아연 7 중량%, 아크릴 바인더(용매는 물, 건조고형분 함량 45중량%) 5 중량%로 조성된 혼합물 10 kg에 물 10 kg 넣고 현탁시켜 침지액을 제조하였다. 이후, 두께 4 cm의 부직포를 상기 침지액에 침지시켰다. 침지 중, 침지액이 부직포에 잘 흡수되도록 프레스를 이용하여 부직포를 10회 정도 반복적으로 눌러주었다.
침지액이 부직포에 충분히 침지된 후, 롤이 상하단에 쌍으로 구비된 프레스 설비에 부직포를 통과시켜 잉여 침지액을 부직포로부터 짜냈다. 이후, 수거한 부직포를 열판(100℃) 위에 올려 넣고 건조시켰다.
이상의 과정을 통해 본 발명의 내화성 부직포 판넬이 최종 제조되었고, 그 사진은 도 2와 같았다. 도 1은 대조군으로서, 본 실시예의 내화성 부직포 판넬 제조에 사용된 일반 부직포의 사진이다.
[
실험예
1: 본 발명 부직포의 내화성 테스트]
본 발명에서 제조한 내화성 부직포 판넬에 대해 직화 불꽃 시험을 수행하였다. 실험은 토치 불꽃에 의한 직화 가열에 판넬이 견디는 여부를 확인하는 방식으로 수행하였다. 가열 직사 거리는 15 cm이었고, 휴대용 부탄가스가 장착된 토치를 사용하여 화염을 발생시켰다. 실험대상은 본 발명 내화성 부직포 판넬 및 본 발명 내화성 부직포 판넬이 내부에 삽입된 샌드위치 판넬을 대상으로 하였다.
(1) 본 발명 내화성 부직포
판넬에
대한 실험 결과
도 3는 본 발명 부직포 판넬 앞에 일반 부직포를 겹쳐 세워 놓고 동일한 화염을 가한 결과이다. 도 3에서 보는 바와 같이 본 발명 부직포 판넬이 열에 매우 강해, 불이 붙지 않은 것을 확인할 수 있었다. 대조군인 일반 부직포에는 불꽃을 댈 경우 바로 부직포가 탔으나, 실험군인 본 발명 내화성 부직포 판넬은 타지 않는 것으로 확인되었다.
한편, 도 4는 본 발명 내화성 부직포 판넬에 화염을 가한 후, 58분이 경과했을 때의 사진이다. 사진에서 보듯이 화염의 불꽃은 본 발명 부직포 판넬에 계속해서 가해지고 있으나 (가열 온도가 958℃), 부직포 판넬에는 불이 붙지 않음을 확인할 수 있었다.
한편, 도 5는 본 발명 내화성 부직포 판넬에 화염을 가한 후, 1시간 59분이 경과했을 때의 사진이다. 사진에서 보듯이 약 2시간 정도가 경과해도 여전히 본 발명 부직포 판넬에는 불이 붙지 않았다.
(2) 본 발명 내화성 부직포
판넬이
심재로
내부에 삽입된 샌드위치
판넬에
대한 실험 결과
도 6 및 7은 본 발명 내화성 부직포 판넬이 심재로 내부에 삽입된 샌드위치 판넬에 열을 가한 결과이다. 실험결과, 도 6에서 보는 바와 같이 샌드위치 판넬의 철판이 빨갛게 달아올라도, 샌드위치 판넬의 심재인 본 발명 부직포 판넬은 타지 않는 것으로 확인되었다. 특히나, 불꽃이 닿는 면의 온도가 800~900℃임에 반해, 불꽃이 닿는 면의 맞은 편은 온도가 52℃에 불과한 것을 도 7을 통해 확인할 수 있었다.
Claims (11)
- 산화마그네슘, 염화마그네슘, 산화아연, 바인더 및 물을 포함하여 구성된 침지액에 부직포를 침지시킨 후, 경화시켜 제조되며,
상기 침지액은,
용매인 물과 침지성분으로 구성되고,
상기 침지성분은 산화마그네슘 50~80 중량%, 염화마그네슘 15~35 중량%, 산화아연 3~15 중량%, 바인더(건조 고형분 함량 30~60중량%) 2~10 중량%로 조성되고,
상기 물은 상기 침지성분 대비 0.25~1.5배 중량만큼 첨가되어 조성되는 것을 특징으로 하는 부직포 판넬.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 바인더는,
물을 용매로 하여 제조된 아크릴 바인더 또는 EVA(ETHYLENE VINYLACETATE) 에멀젼인 것을 특징으로 하는 부직포 판넬.
- 산화마그네슘, 염화마그네슘, 산화아연, 바인더 및 물을 포함하여 구성된 침지액에 부직포를 침지시키는 단계 (a);
상기 단계 (a)의 침지 중 침지액이 부직포에 잘 흡수되도록 부직포를 눌러주는 단계 (b);
상기 단계 (b) 후, 침지액이 흡수된 부직포를 짜주어, 침지액을 부직포로부터 짜내는 단계 (c);
상기 단계 (c) 후, 부직포에 열을 가하여 건조시키는 단계 (d); 를 포함하고,
상기 침지액은,
용매인 물과 침지성분으로 구성되고,
상기 침지성분은 산화마그네슘 50~80 중량%, 염화마그네슘 15~35 중량%, 산화아연 3~15 중량%, 바인더(건조 고형분 함량 30~60중량%) 2~10 중량%로 조성되고,
상기 물은 상기 침지성분 대비 0.25~1.5배 중량만큼 첨가되어 조성되는 것을 특징으로 하는 부직포 판넬의 제조방법.
- 삭제
- 제4항에 있어서,
상기 바인더는,
물을 용매로 하여 제조된 아크릴 바인더 또는 EVA(ETHYLENE VINYLACETATE) 에멀젼인 것을 특징으로 하는 부직포 판넬의 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 단계 (b)의 부직포를 눌러주는 단계는,
반복해서 수행하는 것을 특징으로 하는 부직포 판넬의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 단계 (b)의 부직포를 눌러주는 단계는,
프레스로 부직포를 반복해서 눌러주는 것을 특징으로 하는 부직포 판넬의 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 단계 (c)의 부직포를 짜는 단계는,
롤과 롤 사이를 부직포가 통과하면서 롤의 프레스 압력에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 부직포 판넬의 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 단계 (d)의 건조는,
부직포를 열판 위에 올려놓고 수행하는 것을 특징으로 하는 부직포 판넬의 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 단계 (d)의 건조는,
건조시, 부직포를 압착시켜 주는 것을 특징으로 하는 부직포 판넬의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120073932A KR101243639B1 (ko) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | 내화성 부직포 판넬 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120073932A KR101243639B1 (ko) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | 내화성 부직포 판넬 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101243639B1 true KR101243639B1 (ko) | 2013-03-15 |
Family
ID=48181887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120073932A KR101243639B1 (ko) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | 내화성 부직포 판넬 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101243639B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010014653A (ko) * | 1999-03-31 | 2001-02-26 | 야스다 만조 | 무기질계 성형품의 제조방법 |
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| KR100996715B1 (ko) * | 2008-07-16 | 2010-11-25 | 한국세라믹기술원 | 수산화마그네슘 입자를 포함한 난연제 조성물 및 이를 이용한 난연성 섬유 |
| US20110072974A1 (en) | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Mann+Hummel Gmbh | Flame-retardant hydrocarbon adsorption trap |
-
2012
- 2012-07-06 KR KR1020120073932A patent/KR101243639B1/ko active IP Right Grant
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