KR101483446B1 - 발포우레탄을 이용한 컨테이너 하우스 - Google Patents

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이종성
권봉석
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진우건철(주)
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Abstract

본 발명은 발포우레탄을 이용한 컨테이너 하우스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측부패널을 샌드위치 패널 사이에 우레탄이 발포된 구조로 적용하여 난방 및 수밀 효과를 극대화시킬 수 있도록 한 발포우레탄을 이용한 컨테이너 하우스에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 측부패널을 외부 및 내부 샌드위치 패널 사이에 우레탄을 일체로 발포시킨 구조로 적용하여 난방 및 수밀 효과를 극대화시킬 수 있고, 외부 및 내부 샌드위치 패널 사이에 우레탄을 발포시키는 것 이외에 난방 효과를 더욱 극대화시키기 위하여 내부 샌드위치 패널의 내표면에 별도의 면상발열체를 부착하여 동절기시 내부 온도를 신속하게 상승시킬 수 있도록 한 발포우레탄을 이용한 컨테이너 하우스를 제공하고자 한 것이다.

Description

발포우레탄을 이용한 컨테이너 하우스{CONTAINER HOUSE USING URETHANE FOAM}
본 발명은 발포우레탄을 이용한 컨테이너 하우스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측부패널을 샌드위치 패널 사이에 우레탄이 발포된 구조로 적용하여 난방 및 수밀 효과를 극대화시킬 수 있도록 한 발포우레탄을 이용한 컨테이너 하우스에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 컨테이너 하우스는 건축 및 토목 현장의 사무실이나 간이숙소, 보관창고, 등으로 사용되고 있지만, 최근에는 견고하면서도 이동 및 설치가 용이하여 도심지를 벗어난 농촌이나 산촌 지역 등에서 실제 주거 목적으로 조립 시공되고 있다.
종래의 컨테이너 하우스는 전면과 배면, 상면과 바닥, 양쪽 측면판 모두 단일 금속판재를 통해 하나의 커다란 직사각형 상자 형상으로 용접 제작됨에 따라, 내부에 단열재를 부착하더라도 난방 성능이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 컨테이너 하우스의 내부 및 외부 간의 온도 차이 및 습도 차이가 심한 경우에는 결로 현상으로 인한 물방울이 실내 벽면에 맺혀서 곰팡이 발생의 원인이 되고 있다.
따라서, 컨테이너 하우스의 측부패널에 대한 난방 성능 향상 및 수밀 방지를 비롯하여 결로 방지 구조가 요구되고 있다.
대한민국 특허등록 제10-0704237호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 측부패널을 외부 및 내부 샌드위치 패널 사이에 우레탄을 일체로 발포시킨 구조로 적용하여 난방 및 수밀 효과를 극대화시킬 수 있도록 한 발포우레탄을 이용한 컨테이너 하우스를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 외부 및 내부 샌드위치 패널 사이에 우레탄을 발포시키는 것 이외에 난방 효과를 더욱 극대화시키기 위하여 내부 샌드위치 패널의 내표면에 별도의 면상발열체를 부착하여, 동절기시 내부 온도를 신속하게 상승시킬 수 있도록 한 점에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 일정 거리로 이격되는 외부 샌드위치 패널 및 내부 샌드위치 패널; 상기 외부 샌드위치 패널과 내부 샌드위치 패널 사이에 일체로 발포되는 발포 우레탄; 으로 구성되는 측부패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 발포우레탄을 이용한 컨테이너 하우스를 제공한다.
또한, 상기 내부 샌드위치 패널의 내면에는 면상발열체 및 난연 스티로폼 판넬이 하나의 모듈을 이루며 적층 부착된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 면상발열체는: 한 쌍의 기재필름과; 기재필름 사이에 도포되는 발열소재와; 기재필름과 발열소재 사이에 배열되거나 또는 발열소재내에 묻히며 배열되어, 발열소재에 발열을 위한 전류를 인가하는 도체라인; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 발열소재는 탄소나노튜브와 열가소성 수지가 일정 비율로 혼합된 것으로 채택되고, 상기 도체라인은 탄소나노튜브에 발열을 위한 전류를 인가하는 것으로서 실버박막 또는 실버라인으로 채택된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 컨테이너 하우스의 측부패널을 외부 및 내부 샌드위치 패널 사이에 우레탄을 일체로 발포시킨 구조로 적용하여 난방 및 수밀 효과를 극대화시킬 수 있다.
둘째, 외부 및 내부 샌드위치 패널 사이에 우레탄을 발포시키는 것 이외에 내부 샌드위치 패널의 내표면에 별도의 면상발열체를 부착하여, 동절기시 내부 온도를 신속하게 상승시키는 등 난방 효과를 더욱 극대화시킬 수 있다.
셋째, 측부패널내에 발포 우레탄을 적용함으로써, 1) 이음매 없는 성형층 성형판을 제공하여 이음매가 많음에 따라 발생되는 측부패널의 열손실이나 내외부의 결로원인을 해결하는 점, 2) 대상물의 형상에 좌우됨이 없이 수평방향으로 방열층을 형성하는 점, 3) 별도의 접착제가 필요없고, 폴리우레탄 수지는 강력한 접착력이 있기 때문에 일부 저해 요인(먼지, 수분, 유분, 기타)을 없애면 재질에 관계없이 강력히 접착되기 때문에 간단하면서도 반영구적으로 시공이 이루어질 수 있는 점, 4) 우레탄을 스프레이 한 후 각종 도료나 보호코팅제를 바름으로써, 내화성, 내후성을 향상시킬 수 있는 점, 5) 우레탄 폼은 95%의 미세한 독립 기포로 조밀하게 형성되어 있으므로 조직이 안정되고 변형이 없으며, 압축강도, 인장강도, 전단강도 등이 극히 우수하여 외부의 영향에 안정적인 측부패널을 제공할 수 있는 점, 7) 일부용제를 제외하고는 침투가 거의 되지 않아 내약 품성이 우수할 뿐만 아니라, 방습, 방음, 방진, 전기 절연성이 양호하여 측부패널에 유용하게 적용할 수 있는 점 등의 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 컨테이너 조립 하우스를 나타낸 분리 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 컨테이너 조립 하우스를 나타낸 조립 사시도,
도 3a 및 도 3b는 도 2의 C-C선을 취한 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 컨테이너 조립 하우스를 도시한 분리사시도이고, 도 2는 조립사시도이다.
본 발명의 컨테이너 조립 하우스는 지붕패널(10)과, 사방의 측부패널(20)과, 바닥패널(30)이 서로 조립되어 하나의 커다란 직사각형 상자 형상으로 용접 및 볼팅 제작된다. 지붕패널(10)은 금속재로 이루어질 수 있다.
상기 바닥패널(30)은 일방향을 따라 등간격으로 배열되는 다수의 크로스멤버(31)와, 다수의 크로스멤버(31) 사이에 배치되는 하중 지지용 포크 포켓(32)과, 각 크로스멤버(31)와 하중 지지용 포크 포켓(32) 위에 안착되는 합판(33)으로 구성되고, 크로스멤버(31) 및 포크 포켓을 비롯하여 합판(33)의 측부에 사이드보강 프레임(34)이 덧대어져 용접 내지 볼팅됨으로써, 바닥패널(30)이 완성된다.
상기 측부패널(20)은 출입문과 창문 등이 형성된 전판 및 후판, 양측판으로 구성되고, 내부표면에는 난연스티로폼 판넬이 부착된 구조로 구비된다.
상기 각 측부패널(20)은 각 모서리 위치에는 지주 역할을 하는 포스트(40)가 배치되는 바, 각 측부패널의 양끝단부가 포스트(40)에 용접 등의 방법으로 일체로 조립된다. 포스트(40)는 금속재로 이루어질 수 있다.
상기 지붕패널(10)은 요철 구조 및 배수로 구조를 갖는 데크플레이트(11)을 이용하여 바닥패널과 동일한 크기로 제작된 것으로서, 각 측부패널(20)의 상단에 용접되는 지지용 각관(22) 위에 안착되어 용접 등에 의하여 고정 조립된다.
본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하는 컨테이너 하우스의 측부패널에 대한 난방 성능 및 수밀 성능을 극대화시킨 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 상기 측부패널(20)이 일정 거리로 이격되는 외부 샌드위치 패널(24) 및 내부 샌드위치 패널(26)과, 이 외부 샌드위치 패널(24)과 내부 샌드위치 패널(26) 사이에 일체로 발포되는 발포 우레탄(28)으로 구성된다.
상기 발포 우레탄 즉, 폴리우레탄(Polyurethane)은 석유 화학 계열의 이소시아나이트(Isocyanate)와 폴리올(Polyol)을 반응시키면 복잡한 반응이 중복되어 일어난 고분자 화합물로서, 원료로는 M.D.I(Methyi Dlisociante)와 P.P.G(Poly Propilene Glcols) 발포제(F-11) 촉매 등이 사용되며, 시공의 특성상 이음매가 없어 대상물의 형상에 좌우됨이 없이 자유로운 방열층을 얻을 수 있다.
또한, 상기 발포 우레탄은 95%의 미세한 독립기포로 형성되어 있으므로, 조직이 안정되고 변형이 없으며 농초산, 농황산등 일부용제를 제외하고는 침투 내약품성이 우수할 뿐만 아니라, 방습 및 방음, 방진, 전기, 전열성이 매우 양호하고 내후성, 물리적 강도 및 콘크리트, 판넬 금속 등에 대한 접착력이 우수하여, 타 단열재에 비해 얇은 시공두께로 최대의 단열 효과를 얻을 수 있고, 공간활용 면적이 넓어진다는 점에 큰 잇점이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 컨테이너 하우스의 측부패널(20)은 일정 거리로 이격되는 외부 샌드위치 패널(24)과 내부 샌드위치 패널(26) 사이에 발포 우레탄(28)을 일체로 발포 성형하여서 된 것으로 채택된다.
한편, 발포 우레탄(28)에는 내산화성을 증가시키기 위해 RD(Polymerized trimethyl dihydroquinoline)를 첨가할 수 있다. 이러한 RD는 내오존성 및 내산화성을 증가시키며, 외부 샌드위치 패널(24), 내부 샌드위치 패널(26) 및 발포 우레탄(28)의 부식 및 산화를 방지시킬 수 있다.
본 발명은 발포 우레탄(28) 10 중량부에 RD 0.4 내지 1.2 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 RD의 첨가량이 상술된 범위보다 적은 경우에는 내산화성을 획득하기 어려우며, 상술된 범위를 초과하는 경우에는 조직의 밀도 및 견고성에 영향을 주는 문제가 있기 때문이다.
이러한 본 발명은 발포 우레탄(28)에 RD가 더 첨가되므로 내산화성이 크게 향상되며, 이에 따라 제품의 수명을 극대화시킬 수 있다.
상기 외부 샌드위치 패널(24)과 내부 샌드위치 패널(26) 사이에 우레탄을 발포하는 공정 및 조건은 다음과 같다.
1) 우레탄을 발포하는 스프레이 머신(SPRAY MACHINE)에 공급되는 압축공기는 80PSI 이상의 압력이 균일하게 공급되어야 한다.
2) 압축공기는 에어필터를 통과시켜 유분 및 수분을 제거하여야 한다.
3) 스프레이 머신은 발포 면적에 비례하여 1,200PSI 이상의 고압으로 연속적인 운전 상태를 유지해야 한다.
4) 발포 대상 표면의 요철을 균일하게 한 다음, 발포 스프레이 건의 분사 각도는 대상물에 대하여 90°를 유지하는 것을 원칙으로 한다.
5) 발포 스프레이시 1회에 30㎜ 이하 두께를 형성하여야 하고, 발포공은 폴리우레탄 스프레이 피복두께를 확인할 수 없으므로, 보조공은 수시로 두께를 확인하여 발포공에 확인시켜야 한다.
6) 스프레이할 때 분사 각도가 30°를 넘지 않게 하며, 스프레이 건과 피착면과의 거리를 일정하게 하여 동일 방향으로만 연속 분사한다.
7) 최대한의 미관 또는 다음 공정의 작업을 위해 스프레이 1회 30㎜이하로 분사 발포하고 분사압을 최대로 하여 작은 입자가 되도록 스프레이 한다.
8) 시공장소 및 배합 장소에서는 일체의 화기, 화염, 흡연, 용접을 금한다.
이러한 시공 조건에 따라 제작된 본 발명의 측부패널(20)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 외부 샌드위치 패널(24)과 발포 우레탄(28)과 내부 샌드위치 패널(26)이 차례로 적층된 구조를 이루게 되고, 바람직하게는 내부 샌드위치 패널(26)의 내표면에는 난연 스티로폼 판넬(58)을 덧대어 단열성능을 더 향상시킬 수 있도록 한다.
이와 같이, 측부패널을 외부 샌드위치 패널(24)과 발포 우레탄(28)과 내부 샌드위치 패널(26)이 차례로 적층된 구조로 적용함으로써, 내부 열손실을 방지할 수 있고, 내외부의 결로 원인을 해결할 수 있으며, 방습, 방음, 방진, 전기 절연성 등의 효과를 제공할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 다른 실시예로서, 외부 샌드위치 패널(24)과 발포 우레탄(28)과 내부 샌드위치 패널(26)이 차례로 적층된 상태에서 내부 샌드위치 패널(26)의 내면에 면상발열체(50)와 난연 스티로폼 판넬(58)이 하나의 모듈을 이루며 차례로 더 적층 부착된 컨테이너 하우스용 측부패널을 제공한다.
상기 면상발열체(50)는 내부 샌드위치 패널(26)과 난연 스티로폼 판넬(58) 사이에 배치되어, 동절기시 난방이 필요할 때 발열을 하여 실내공기를 따뜻하게 해주는 효과를 제공하게 된다.
이를 위해, 상기 면상발열체(50)는 한 쌍의 기재필름(52)과, 이 기재필름(52) 사이에 도포되는 발열소재(54)와, 기재필름(52)과 발열소재(54) 사이에 배열되거나 또는 발열소재(54)내에 묻히며 배열되어 발열소재(54)에 발열을 위한 전류를 인가하는 도체라인(56)을 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 상기 발열소재(54)는 탄소나노튜브와 열가소성 수지가 일정 비율로 혼합된 것으로 채택되고, 상기 도체라인(56)은 전원 및 스위치(미도시됨)와 연결되어 탄소나노튜브에 발열을 위한 전류를 인가하는 것으로서 실버박막 또는 실버라인으로 채택된다.
따라서, 상기 도체라인(56)에 전원을 인가하면, 전류가 도체라인(56)을 따라 흐르는 동시에 도체라인(56)과 도전 가능하게 접한 발열소재(54) 즉, 탄소나노튜브로 흐르게 되어, 탄소나노튜브가 발열을 하게 된다.
이때의 발열로 인하여 내부공기의 온도가 상승하여 따뜻한 상태가 되며, 따뜻한 내부공기는 측부패널(20)내의 발포 우레탄(28)에 의하여 완벽하게 단열되는 상태가 되므로, 결국 컨테이너 하우스의 실내에 대한 난방 효과를 극대화시킬 수 있다.
한편, 포스트(40)의 둘레에는 코팅층이 형성될 수 있다. 포스트(40)에 세라믹 코팅을 하는 이유는 부식 방지가 주목적이다. 세라믹 코팅은 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어나다.
이 코팅층은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 포스트(40)의 둘레에 코팅된다.
산화크롬(Cr2O3)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.
이산화티타늄(TiO2)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO2)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO2)은, 코팅층이 포스트(40)의 둘레에 확실하게 피복되도록 하며, 포스트(40)에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 포스트(40)의 손상을 방지시킨다.
여기서, 산화크롬(Cr2O3)과 이산화티타늄(TiO2)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량%에 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.
산화크롬(Cr2O3)의 혼합비율이 96∼98중량%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr2O3)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 포스트(40)의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.
이산화티타늄(TiO2)의 혼합비율이 2∼4중량%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr2O3)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO2)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO2)은 포스트(40)의 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 포스트(40)가 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4중량%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
따라서 외부에 빈번히 노출되는 포스트(40)의 둘레에 내산화성이 뛰어난 코팅층이 형성되므로 포스트(40)가 산화되는 것이 방지되고, 포스트(40)의 산화 방지에 의해 컨테이너 조립 하우스의 수명이 연장되어서 유지 보수비가 절감되는 효과가 있다.
또한, 컨테이너 조립 하우스의 내부에는 호흡기계 질환치료 등의 기능을 가진 방향제 물질이 코팅될 수 있으며, 이에 따라 실내 거주자의 피로회복, 건강증진 등에 효과를 얻을 수 있다.
이 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합될 수 있으며, 그 혼합비율은 방향제 90∼94중량%에 기능성 오일 6∼10중량%가 혼합되며, 기능성 오일은, 헬리오트로프 오일(Heliotropium arborescense oil) 50중량%, 성존스왓트 오일(St. John's Wort oil) 50중량%로 이루어진다.
여기서 기능성 오일은 방향제에 대해 6∼10중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 오일의 혼합비율이 6중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 10중량%를 초과하면 그 기능이 크게 향상되지 않는 반면에 제조 단가는 크게 증가된다.
기능성 오일 중 헬리오트로프 오일(Heliotropium arborescense oil)은 남미 원산의 짙은 보라색 또는 흰색의 꽃에서 향기가 나는 향료식물로서, 꽃에서 얻어지는 오일로서, 진통, 항울, 심리적 스트레스로 인한 혈압상승치료 등에 좋은 효과가 있다.
성존스왓트 오일(St. John's Wort oil)은 추출한 오일이 붉은 색을 띠며, 항울증, 신경통, 근육통, 통증완화 등의 질환 치료 및 항염효과 등에 작용효과가 우수하다.
본 발명에서는 이러한 기능성 오일이 컨테이너 조립 하우스의 내부면에 코팅되므로 실내 거주자의 피로회복, 건강증진 등을 꾀할 수 있다.
10 : 지붕패널
11 : 데크플레이트
20 : 측부패널
22 : 각관
24 : 외부 샌드위치 패널
26 : 내부 샌드위치 패널
28 : 발포 우레탄
30 : 바닥패널
31 : 크로스멤버
32 : 하중 지지용 포크 포켓
33 : 합판
34 : 사이드보강 프레임
40 : 포스트
50 : 면상발열체
52 : 기재필름
54 : 발열소재
56 : 도체라인
58 : 난연 스티로폼 판넬

Claims (4)

  1. 일정 거리로 이격되는 외부 샌드위치 패널(24) 및 내부 샌드위치 패널(26);
    상기 외부 샌드위치 패널(24)과 내부 샌드위치 패널(26) 사이에 일체로 발포되는 발포 우레탄(28)으로 구성되는 측부패널(20);
    측부패널(20)의 각 모서리 위치에 배치되어서 지주 역할을 하는 포스트(40)를 포함하여서 이루어지며;
    발포 우레탄(28)은 M.D.I(Methyi Dlisociante)와 P.P.G(Poly Propilene Glcols) 발포제(F-11) 촉매가 사용되고, 95%의 독립기포로 형성되어 있으며, 이 발포 우레탄(28)에는 내산화성을 증가시키기 위해 RD(Polymerized trimethyl dihydroquinoline)가 첨가되되, 발포 우레탄(28) 10 중량부에 RD 0.4~1.2 중량부가 포함되고;
    포스트(40)의 둘레에는 코팅층이 형성되되, 이 코팅층은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 포스트(40)의 둘레에 코팅되어서 이루어지며;
    상기 내부 샌드위치 패널(26)의 내면에는 면상발열체(50) 및 난연 스티로폼 판넬(58)이 하나의 모듈을 이루며 적층 부착되고;
    상기 면상발열체(50)는, 한 쌍의 기재필름(52)과, 기재필름(52) 사이에 도포되고 탄소나노튜브와 열가소성 수지가 혼합되어서 이루어진 발열소재(54)와, 기재필름(52)과 발열소재(54) 사이에 배열되거나 또는 발열소재(54)내에 묻히며 배열되어, 발열소재(54)에 발열을 위한 전류를 인가하는 도체라인(56)으로 구성되며;
    상기 발열소재(54)는 탄소나노튜브와 열가소성 수지가 일정 비율로 혼합된 것으로 채택되고, 상기 도체라인(56)은 탄소나노튜브에 발열을 위한 전류를 인가하는 것으로서 실버박막 또는 실버라인으로 채택되는 것을 특징으로 하는 발포우레탄을 이용한 컨테이너 하우스.
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