KR101641998B1 - 친환경 기능성 건축마감재 조성물이 구비된 경량 콘크리트패널, 및 상기 경량 콘크리트패널이 이중으로 배치된 마감패널 - Google Patents

Abstract

콘크리트패널로부터 방출되는 유해물질을 차단하고 우수한 차음성을 가지는 친환경 기능성 건축마감재 조성물이 구비된 경량 콘크리트패널이 개시된다. 이를 위하여 제1 시멘트보드와, 상기 제1 시멘트보드의 상부에 구비되며 스티로폼이 내장된 콘크리트층과, 상기 콘크리트층의 상부에 구비된 제2 시멘트보드, 및 상기 제2 시멘트보드의 상부에 도포되며, 물 10 내지 20 중량%와 바인더 10 내지 30 중량%와 제1 무기안료 20 내지 40 중량%와 제2 무기안료 10 내지 30 중량%로 구성된 건축마감재 조성물을 포함하는 경량 콘크리트패널을 제공한다. 본 발명에 의하면, 경량 콘크리트패널의 표면을 건축마감재 조성물로 마감하여 유해 물질의 방출이 차단되며, 차음성능이 향상된다.

Description

친환경 기능성 건축마감재 조성물이 구비된 경량 콘크리트패널, 및 상기 경량 콘크리트패널이 이중으로 배치된 마감패널{LIGHTWEIGHT CONCRETE PANEL HAVING FINISHING MATERIAL COMPOSITION FOR BUILDING AND FINISHING PANEL COMPRISING THE SAME}

본 발명은 친환경 성능을 갖는 기능성 건축마감재 조성물이 구비된 경량 콘크리트패널, 및 상기 경량 콘크리트패널이 이중으로 배치된 마감패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트로부터 방출되는 유해물질을 차단하고 우수한 차음성을 가지는 친환경 기능성 건축마감재 조성물이 구비된 경량 콘크리트패널, 및 상기 경량 콘크리트패널이 이중으로 배치된 마감패널에 관한 것이다.

현대식 건물은 대부분 시멘트가 주성분으로 된 콘크리트 및 벽돌로 건설되어져 인체에 해로운 물질이 방출됨과 동시에 내장재로 합성수지를 주재료로 하기 때문에 내장재로부터 방출되는 미량의 휘발성 유기화합물질이 실내 공기를 오염시키고 나아가 인체에 나쁜 영향을 미쳐 두통, 천식, 아토피성 피부염 등의 알레르기성 질환을 일으키는 문제점이 있다.

종래의 건축용 내외장재로는 EPS(Expanded Poly Styrene)패널, 우레탄, 그라스울(glass wool), 경량기포콘크리트(Autoclaved Lightweight Concrete), 콘크리트 PC(Prestressed Concrete) 등이다. 이러한 건축용 내외장재들은 화재에 대해 취약하며, 무게가 무거워 운반 및 시공과 가공성이 떨어져 건축 자재로서는 사용이 부적절하다. 또한, 상기 건축용 내외장재들은 단열 및 보온성이 좋을 경우 인화성이 약하고 내습성이 좋으면 통풍성이 약해서 건축용 내외장재로서의 조건을 충족시키지 못하고 있는 실정이다.

이러한 단점을 해결하고자, 내장재 조성물로 광촉매 및 천연물질 중에서 원적외선이 방사되거나, 흡착 및 탈취 효과가 높은 숯, 황토 등과 같은 재질을 사용하여 유해성물질을 차단하고 기능성을 향상시킨 내장재가 개발되어 왔다.

예를 들면, 대한민국 공개특허 제10-2006-81158호에는 수성도료, 유성도료와, 수정, 제올라이트, 토르말린, 자수정, 생광석, 죽탄, 흑요석, 귀양석, 의왕석, 광명석, 귀신석으로 된 세라믹파우더와, 금강토 파우더로 조성된 원적외선 및 음이온을 방출하는 세라믹과 금강토를 포함하는 건축물 마감재용 조성물이 공개되어 있다.

그리고 대한민국 공개특허 제10-2005-123039호에는 수지에멀젼과 탄산칼슘, 안료, 사문옥석, 귀양석, 경옥, 연옥으로 혼합된 사문옥석이 포함된 마감재가 공개되어 있다.

그러나, 전술한 종래의 기술들은 수성 및 유성 도료나 수지에멀젼과 같은 재료들에 의해 유해 물질들이 방출될 수 있으며, 차음성능이 낮다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0017003호(2010.02.16 공개) 대한민국 등록특허 제10-0244170호(2000.02.01 공고) 대한민국 공개특허 제10-2012-0126202호(2012.11.21 공개)

따라서, 본 발명의 제1 목적은 유해 물질을 방출하는 단점을 해소하여 사용 안전성을 높이며, 신규 건축물에 요구되는 차음성을 확보할 수 있는 경량 콘크리트패널을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적은 유해 물질을 방출하는 단점을 해소하여 사용 안전성을 높이며, 신규 건축물에 요구되는 차음성을 확보할 수 있는 경량 콘크리트패널이 이중으로 배치된 마감패널을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 시멘트보드와, 상기 제1 시멘트보드의 상부에 구비되며 스티로폼이 내장된 콘크리트층과, 상기 콘코리트의 상부에 구비된 제2 시멘트보드, 및 상기 제2 시멘트보드의 상부에 도포되며, 물 10 내지 20 중량%와 바인더 10 내지 30 중량%와 제1 무기안료 20 내지 40 중량%와 제2 무기안료 10 내지 30 중량%로 구성된 건축마감재 조성물을 포함하는 경량 콘크리트패널을 제공한다.

또한, 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 시멘트보드와, 상기 제1 시멘트보드의 좌측에 도포되며 물 10 내지 20 중량%와 바인더 10 내지 30 중량%와 제1 무기안료 20 내지 40 중량%와 제2 무기안료 10 내지 30 중량%로 구성된 제1 건축마감재 조성물과, 상기 제1 시멘트보드의 우측에 구비되며 스티로폼이 내장된 제1 콘크리트층, 및 상기 제1 콘크리트층의 우측에 구비된 제2 시멘트보드로 구성된 제1 경량 콘크리트패널과, 상기 제1 경량 콘크리트패널의 우측에 구비된 단열재와, 상기 단열재의 우측에 형성된 중공층, 및 상기 중공층의 우측에 구비되되, 제3 시멘트보드와, 상기 제3 시멘트보드의 우측에 구비되며 스티로폼이 내장된 제2 콘크리트층, 상기 제2 콘크리트층의 우측에 구비된 제4 시멘트보드, 및 상기 제4 시멘트보드의 우측에 도포되며 물 10 내지 20 중량%와 바인더 10 내지 30 중량%와 제1 무기안료 20 내지 40 중량%와 제2 무기안료 10 내지 30 중량%로 구성된 제2 건축마감재 조성물로 구성된 제2 경량 콘크리트패널을 포함하는 마감패널을 제공한다.

본 발명에 의한 건축마감재 조성물이 코팅된 경량 콘크리트패널은 콘크리트로부터 방출된 유해 물질을 차단할 수 있다.

또한, 본 발명은 아파트나 공동주택 건설에 사용되면 건축물의 차음성능을 향상시켜 층간 소음 및 세대 간 소음 문제를 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마감패널을 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 무기안료의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제2 무기안료의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 유해 화학물질 방출량의 시험결과를 나타내는 인증기관 시험성적서이다.
도 5는 건축마감재 조성물의 유무에 따른 차음성능 변화 결과를 나타내는 인증기관 시험성적서이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 친환경 기능성 건축마감재 조성물이 구비된 경량 콘크리트패널(이하, '경량 콘크리트패널'이라 약칭함)을 상세하게 설명한다.

본 발명은 차폐성 및 차음성을 가지는 건축마감재(이와 같이 건축용 패널을 마감처리 하는데 사용하는 것을 시중에서는 '탄성코트'라고 칭하기도 한다) 조성물이 도포된 경량 콘크리트패널을 제공한다.

상기 경량 콘크리트패널은 건축마감재 조성물과 제1 시멘트보드와 콘크리트층 및 제2 시멘트보드를 포함한다. 이하, 각 구성요소별로 구체적으로 살펴본다.

본 발명에 따른 경량 콘크리트패널은 제1 시멘트보드를 포함한다.

상기 제1 시멘트보드는 내하력을 제공하는 압축 부재 및 내화 부재로서 작용하는 것으로, 3.2㎜ 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다.

예를 들면, 제1 시멘트보드는 포틀랜트 시멘트와 모래가 주성분으로 구성되고 셀룰로오즈 화이버(섬유소)가 보강되어 오토클레이브 양생된 고밀도 화이버 시멘트 판재로서, 평활하고 매끄러운 표면을 가져 페인트 마감이 용이하며 내수성, 내화성, 내연성을 가진 것이 바람직하다,

본 발명에 따른 경량 콘크리트패널은 콘크리트층을 포함한다.

상기 콘크리트층은 제1 시멘트보드의 상부에 구비되는 것으로, 43.6㎜ 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 콘크리트층은 시멘트와 폴링(스티로폼 알갱이)혼합물을 배합하여 양생시킨 기포콘크리트로, 스티로폼이 내장되며 기포에 의해 흡음성이 향상된다.

본 발명에 따른 경량 콘크리트패널은 제2 시멘트보드를 포함한다.

상기 제2 시멘트보드는 상기 콘크리트층의 상부에 구비된 것으로, 제1 시멘트보드와 동일한 시멘트보드가 사용될 수 있으며, 3.2㎜ 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 경량 콘크리트패널은 건축물마감재 조성물을 포함한다.

상기 건축물마감재 조성물은 건축마감재 조성물은 물, 바인더, 제1 무기안료, 제2 무기안료를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 물은 건축물마감재 조성물 100 중량%를 기준으로 10 내지 20 중량%를 포함한다.

그리고 바인더는 유기 또는 무기 바인더를 사용할 수 있으며, 건축물마감재 조성물 100 중량%를 기준으로 10 내지 30 중량%를 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 바인더로는 아크릴계 고분자, 실리콘계 고분자, 수성 우레탄계 및 아크릴-실리콘 공중합 고분자물질로 이루어지는 군에서 하나 이상 선택되는 고분자 합성 에멀전을 사용할 수 있다. 상기 바인더를 10 중량% 미만의 양으로 사용하는 경우, 본 발명에 의한 건축마감재 조성물(110)의 접착력과 내수성 및 내구성이 저하되고, 30 중량%를 초과하여 사용하는 경우 제1 무기안료 및 제2 무기안료의 기능이 저하되어 차폐 및 차음 등의 기능성을 저하시킨다.

또한, 상기 제1 무기안료는 건축물마감재 조성물 100 중량%를 기준으로 20 내지 40 중량%를 포함한다.

구체적으로, 제1 무기안료는 다공질 분상체 100 중량부를 기준으로 소다장석 100 내지 120 중량부, 내화점토 110 내지 130 중량부, 도석 100 내지 120 중량부, 토르말린 100 내지 120 중량부, 그리고 흑활석 12 내지 18 중량부를 포함한다.

먼저, 상기 다공질 분상체는 각 성분들을 미세입자로 가공하여 다공질 표면적을 증대시켜 혼합 사용하는 것으로, 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상이 선택되어 사용될 수 있다.

상기 규조토는 천연광물점토를 구성하는 주성분으로서, 다공질의 미세한 입자들로 구성되어 있으며, 새집증후군의 원인인 포름알데히드의 저감 기능이 뛰어나다. 특히, 일본에서는 실내공기 중의 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs)에 따른 오염을 저감시키는 건축재로 인증을 받았을 정도이다.

상기 백토, 황토, 차점토는 다공질 미세한 입자들로 뛰어난 습도조절기능을 지니고 있는 천연광물이다. 상기 세피올라이트와 제올라이트는 연구기관의 실험 결과, 냄새의 제거와 경감 효과가 단순한 규조토벽 및 다른 제품들보다도 뛰어난 것으로 확인되고 있다.

상기 알로펜은 화산재의 천연광물점토를 구성하는 주성분으로서, 다공질의 미세한 입자들로 구성되어 있으며, 새집증후군의 원인인 포름알데히드의 저감 기능이 뛰어나다는 장점을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 그리고 알로펜은 다공질의 미세한 입자들로 뛰어난 습도조절기능을 지니고 있는 화산재를 주재료로 만들어져 규조토의 4내지 5배, 조습벽지의 15배에 이르는 흡, 방습 능력을 지닌 것으로 알려져 있다. 또한 알로펜은 실내의 습도가 높을 경우 습기를 흡수해 습도를 낮추고, 습도가 낮을 때는 반대로 습기를 방출한다. 때문에 생활공간의 최적습도(50% 내지 60%)를 유지, 잡균의 번식억제를 통한 알레르기, 아토피 질환 등을 예방할 수 있다. 한편 한국연구기관의 실험 결과 악취의 주성분인 암모니아, 트리메칠아민 등의 알카리성 냄새와 석화수소, 메틸머캡탄 등의 산성 냄새 성분에도 효과를 갖고 있다. 냄새의 제거와 경감 효과가 규조토벽 및 다른 제품들보다도 뛰어난 것으로 입증되고 있다.

상기 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 포졸란 등은 유기바인더 또는 무기바인더와 혼합하여 사용 할 수 있는 것이다.

상기 마이크로시멘트는 자체의 수화작용으로 인하여 물과의 혼합에 의해 단단한 강도를 구성하며, 역시 수화작용에 의해 다양한 형상으로 성형할 수 있다. 이러한 마이크로시멘트는 무기질계 지반주입재와 각종 보수용재 또는 보강용재에 적합하도록 개발된 미립자 시멘트로서, 일반적인 미립자 시멘트의 특성인 조강성, 고강도, 고내구성은 물론 균일한 입경 크기가 요구되는 지반주입재와 보수보강재에 탁월한 성능을 발휘한다.

상기 마이크로시멘트의 특성으로는 미 분말이므로 활성화가 빠르게 진행하여 조기강도가 우수하고, 치밀한 매트릭스를 조직하므로 강도 발현율이 우수하고, 입경이 고르고 최대입경 크기가 작아 침투성이 우수하고, 염과 산 등의 유해물에 대한 내화학성이 탁월하여 우수한 내구성을 가진다.

상기 소다장석은 건축마감재 조성물(110)에 100 중량부 미만으로 사용되면 내오염성 및 부착력이 저하되며, 120 중량부를 초과의 양으로 사용되면 건축마감재의 도막 내오염성이 떨어지는 문제가 발생한다.

또한, 상기 내화점토는 상술한 차점토와 달리 난연성능을 개선하기 위한 내화 성분이 있는 점토이다. 상기 내화점토를 110 중량부 미만으로 사용되면 내화성능이 저하되며, 130 중량부를 초과하여 사용되면 건축마감재의 내오염성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기 도석은 본 조성물을 경량 콘크리트 패널에 도포되는 경우 적은 횟수의 칠 작업으로도 일정한 두께를 형성하는 역할을 수행한다. 상기 도석의 사용량이 100 중량부 미만이면 건축마감재의 최적의 도막 두께를 나타낼 수 없으며, 120 중량부를 초과하면 건축마감재의 내구성, 내수성이 떨어져 본 발명의 목적을 달성하기 어렵다.

상기 토르말린과 흑활석의 사용량이 각각 40 중량부와 12 중량부 미만이면, 건축마감재의 물리적 특성 중 결로방지 성능이 저하된다. 그리고 토르말린과 흑활석의 사용량이 각각 50 중량부와 18 중량부를 초과하면, 건축마감재의 내오염성이 열화되는 문제가 발생한다.

한편, 상기 제2 무기안료는 건축물마감재 조성물 100 중량%를 기준으로 10 내지 30 중량%를 포함한다. 이러한 제2 무기안료는 다공질 분상체와 내화점토를 포함한다.

구체적으로, 제2 무가안료는 다공질 분상체 70 내지 80 중량%를 포함한다. 이러한 다공질 분상체로는 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것이 사용될 수 있다.

이때, 다공질 분상재료의 사용량이 70중량% 미만인 경우 본 발명의 기능성 특성인 차폐성 및 차음성이 저하되며, 80 중량%를 초과하면 건축마감재의 수축력이 높아져 표면 크랙이 발생하는 원인이 된다.

그리고 본 발명의 제2 무기안료는 내화점토 20 내지 30 중량%를 포함한다. 이때, 내화점토의 사용량이 20 중량% 미만이면 내화성능이 저하되며, 30 중량%를 초과하면 건축마감재의 내오염성이 저하된다.

본 발명에서는 상기 두 종류의 무기안료가 구별되어 사용되고 있다.

먼저 제1 무기안료는 다공질 분상재료의 배합구성비를 적게 구성하고 기타 광물의 배합비를 높게 분산시킨 것으로, 본 건축마감재 조성물(110)의 기본적인 물리적 특성(내오염성, 부착력, 내수성, 내후성, 결로방지 등) 및 기능성(차폐성 및 차음성)을 구현하는 구성성분이다.

반면 제2 무기안료는 다공질 분상재료의 배합구성비를 높게 하여 본 기술의 기능적의 특성(차폐성 및 차음성)을 극대화시켜 제공하는 것을 목적으로 한다.

필요에 따라, 본 발명에 따른 건축마감재 조성물(110)은 그 점도를 증가시키기 위하여 증점제 0.1 내지 0.8 중량%와 첨가제 2 내지 3.0 중량%를 더 포함할 수 있다.

상기 증점제는 셀루로오스 유도체와 폴리아크릴산 중합체를 포함하는 알카리계 증점제를 사용하며, 틱소트로피 인덱스(thixotropy index) 값이 1이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 첨가제로는 분산제, 동결방지제, 소포제, pH조절제 등을 예시할 수 있다. 구체적으로, 분산제로는 나프탈렌 술폰산염 포르말린 축합물, 멜라민 술폰산염 포르말린 축합물, 폴리카르복산 화합물, 폴리카르복산 에테르, 방향족 아미노술폰산 폴리머 및 리그닌 술폰산의 금속염으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질이 사용될 수 있으며, 동결방지제로는 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜을 사용할 수 있다. 또한, 소포제로는 미네랄 오일계, 실리콘계 또는 기타 계열의 소포제가 사용될 수 있으며 pH 조절제는 2-아미노-2-메틸-1-프로페놀을 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 마감패널을 설명하기 위한 부분 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 마감패널은 제1 경량 콘크리트패널(100)과, 단열재(200)와, 중공층(300), 제2 경량 콘크리트패널(200)을 포함한다.

상기 제1 경량 콘크리트패널(100)은 제1 시멘트보드와, 상기 제1 시멘트보드의 좌측에 도포되며 물 10 내지 20 중량%와 바인더 10 내지 30 중량%와 제1 무기안료 20 내지 40 중량%와 제2 무기안료 10 내지 30 중량%로 구성된 제1 건축마감재 조성물(110)과, 상기 제1 시멘트보드의 우측에 구비되며 스티로폼이 내장된 제1 콘크리트층, 및 상기 제1 콘크리트층의 우측에 구비된 제2 시멘트보드로 구성된다. 여기서, 상기 제1 콘크리트층은 전술한 콘크리트층과 동일한 구성이다.

상기 단열재(200)는 상기 제1 경량 콘크리트패널(100)의 우측에 구비된 것으로, 유리면보온재(glass wool), 암면판, 화이바보드, 셀룰로우즈단열재, 미네랄울보온재, 퍼라이트판, 폴리에스터 섬유단열재, 와이어 단열보드, 발포폴리스티렌판, 하이폴, 스티로폼, 발포폴리에틸렌보온재, 폴리우레탄보드 중 어느 하나가 사용될 수 있으나, 유리면보온재를 사용하는 것이 바람직하다. 이는, 유리면보온재가 셀 형태(충분한 공기층과 단섬유의 특성) 영향과 소음의 고주파수 대역(2,000Hz이상)의 소음을 흡음하여 차음성능 개선에 효과적이기 때문이다.

상기 중공층(300)은 마감패널의 차음성 및 단열성을 극대화시키기 위해 단열재(200)의 우측에 형성된 것으로, 마감패널의 외형을 제공하며 제1 경량 콘크리트패널(100)과 단열재(200)와 제2 경량 콘크리트패널(400)을 일열로 내삽시키는 하우징(미도시)에 의해 형성된다. 특히, 중공층에 형성된 공기층은 중.고주파수 대역(500~4,000Hz)의 소음을 흡음하여 차음성능 개선에 효과적이다.

상기 제2 경량 콘크리트패널(400)은 상기 중공층(300)의 우측에 구비되는 것으로, 제3 시멘트보드와, 상기 제3 시멘트보드의 우측에 구비되며 스티로폼이 내장된 제2 콘크리트층, 상기 제2 콘크리트층의 우측에 구비된 제4 시멘트보드, 및 상기 제4 시멘트보드의 우측에 도포되며 물 10 내지 20 중량%와 바인더 10 내지 30 중량%와 제1 무기안료 20 내지 40 중량%와 제2 무기안료 10 내지 30 중량%로 구성된 제2 건축마감재 조성물(410)로 구성된다.

이러한 제1 경량 콘크리트패널(100)과 제2 경량 콘크리트패널(400)은 전술한 경량 콘크리트패널과 동일한 구성이므로, 보다 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명은 차폐성 및 차음성을 가지는 건축마감재 조성물의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의한 기능성 건축마감재 조성물의 제조방법은 제1 무기 안료를 제조하는 단계, 제2 무기 안료를 제조하는 단계, 및 물 10 내지 20 중량%와 바인더 10 내지 30 중량%와 상기 제1 무기안료 20 내지 40 중량% 및 상기 제2 무기안료 10 내지 30 중량%를 혼합하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제1 무기안료는 다음의 방법으로 제조된다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 무기안료의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

먼저, 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질 분상체 100 중량부, 소다장석 100 내지 120 중량부, 내화점토 110 내지 130 중량부, 도석 100 내지 120 중량부, 토르말린 40 내지 50 중량부, 및 흑활석 12 내지 18 중량부를 혼합하여 혼합물을 수득한다(S110).

이어서, 상기 혼합물에 물을 넣어 반죽하여 반죽물을 얻는다(S120).

그 다음, 상기 반죽물을 습식 분쇄하여 습식분쇄물을 얻는다(S130). 구체적으로 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 12 내지 15시간 동안 분쇄하여 직경이 75 내지 95 ㎛로 습식분쇄 한다.

여기서, 볼밀의 분쇄시간을 12 시간미만으로 할 경우 목표로 하는 평균적인 입경의 크기(75 내지 95 ㎛)보다 크게 분쇄되어 다공질 미세입자들의 표면적이 적게 되므로 차폐 및 차음기능이 저하되는 원인이 된다. 반대로 15시간을 초과하여 분쇄하는 경우 목표의 입경의 크기(95 ㎛)로 보다 작은 입경의 광물들로 분쇄되어 미세입자들의 다공질 특성이 저하되어 차폐 및 차음 기능이 저하되는 원인이 되며, 건축마감재의 제조 시 혼합 및 분산시간의 증가로 열이 발생되어 물리적 특성의 변화 원인이 된다.

계속하여, 상기 습식분쇄물을 건조하여 건조파우더를 얻는다(S140).

구체적으로 설명하면, 고압 분사 건조기(spray dryer)에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 4.5 내지 5.5중량% 되도록 건조 파우더를 제조한다. 여기서 파우더의 수분이 4.5 중량% 미만이면 물질에 있는 무해한 미생물들이 활동이 저하되며, 건축마감재 조성물(110)의 제조 시 바인더의 고형분외 수분을 흡수하여 표면의 미세 크랙을 발생시키는 원인이 된다. 그리고 파우더의 수분이 5.5 중량%를 초과하면 물질의 미세한 입자들의 다공질 특성을 저하시켜 차음기능을 저하시키는 문제가 발생된다.

연속하여, 상기 건조파우더를 숙성시킨다(S150). 예를 들면, 상기 건조파우더를 사일로(silo)로 이송시켜, 사일로안에서 약 24시간 동안 숙성 시킬 수 있다.

마지막으로, 상기 숙성파우더를 성형하여 안료를 제작한다(S160). 이 단계에서는 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(press)에 투입하여 상기 제1 무기안료를 제조한다.

그리고 상기 제2 무기안료는 다음의 방법으로 제조된다. 상기 제2 무기안료의 제조방법은 사용되는 원재료나 일부 공정조건 등을 제외하면, 상기 제1 무기안료의 제조방법과 유사한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제2 무기안료의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 3을 참조하면, 먼저, 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질 분상체 70 내지 80 중량%, 내화점토 20 내지 30 중량%를 혼합하여 혼합물을 수득한다(S210).

이어서, 상기 혼합물에 물을 넣어 반죽하여 반죽물을 얻는다(S220).

그 다음, 상기 반죽물을 습식 분쇄하여 습식분쇄물을 얻는다(S230). 구체적으로 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 12 내지 15시간 동안 분쇄하여 직경이 75 내지 95 ㎛로 습식분쇄한다.

여기서, 볼밀의 분쇄시간을 12 시간미만으로 할 경우 목표로 하는 평균적인 입경의 크기(75 내지 95 ㎛)보다 크게 분쇄되어 다공질 미세입자들의 표면적이 적게 되므로 차폐 및 차음기능이 저하되는 원인이 된다. 반대로 15시간을 초과하여 분쇄하는 경우 목표의 입경의 크기(95 ㎛)로 보다 작은 입경의 광물들로 분쇄되어 미세입자들의 다공질 특성이 저하되어 차폐 및 차음기능이 저하되는 원인이 되며, 건축마감재의 제조 시 혼합 및 분산시간의 증가로 열이 발생되어 물리적 특성의 변화 원인이 된다.

계속하여, 상기 습식분쇄물을 건조하여 건조파우더를 얻는다(S240).

구체적으로 설명하면, 고압 분사 건조기(spray dryer)에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 5.5∼6.5 중량% 되도록 건조 파우더를 제조한다. 여기서 파우더의 수분이 5.5 중량% 미만이면 물질에 있는 무해한 미생물들이 활동이 저하되며, 건축마감재 조성물(110)의 제조 시 바인더의 고형분외 수분을 흡수하여 표면의 미세 크랙을 발생시키는 원인이 된다. 그리고 파우더 수분이 6.5 중량%를 초과하면 물질의 미세한 입자들의 다공질 특성을 저하시켜 차음기능을 저하시키는 문제가 발생된다.

연속하여, 상기 건조파우더를 숙성시킨다(S250). 예를 들면, 상기 건조파우더를 사일로(silo)로 이송시켜, 사일로안에서 약 24시간 동안 숙성 시킬 수 있다.

마지막으로, 상기 숙성파우더를 성형하여 안료를 제작한다(S260). 이 단계에서는 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(press)에 투입하여 상기 제2 무기안료를 제조한다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예 및 실험예는 예시적인 것으로 본 발명의 권리범위 등이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

가. 제1 무기안료 제조

규조토, 차점토, 알로펜, 패분, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 제올라이트, 포졸란 또는 마이크로시멘트를 균일한 무게로 혼합하여 준비한 다공질 분상체 20g, 소다장석 22g, 내화점토 24g, 도석 22g, 토르말린 9g, 흑활석 3g을 혼합하였다.

이어서, 물 50g을 넣어 반죽한 다음, 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 15시간 동안 분쇄하여 직경크기가 90 ㎛로 습식분쇄 하였다.

계속하여, 고압 분사 건조기에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 4.8중량(%) 되게 건조 파우더를 제조하였다.

그 다음 사일로로 이송시켜, 사일로안에서 24시간 동안 숙성 시킨 후에, 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(PRESS)에 투입하여 제1 무기안료를 제조하였다.

나. 제2 무기안료 제조

규조토, 차점토, 알로펜, 패분, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 제올라이트, 포졸란 또는 마이크로시멘트를 균일한 무게로 혼합하여 준비한 다공질 분상체 76g, 내화점토 24g을 혼합하였다.

이어서, 물 50g을 넣어 반죽한 다음, 알루미나 볼로 구성된 통상의 볼밀로 15시간 동안 분쇄하여 직경크기가 90 ㎛로 습식분쇄 하였다.

계속하여, 고압 분사 건조기에 이송시켜, 분무 건조하여 파우더의 수분이 약 5.2중량(%) 되도록 건조 파우더를 제조하였다.

그 다음 사일로로 이송시켜, 사일로 안에서 24시간 동안 숙성 시킨 후에, 숙성된 건조 파우더를 건식 성형기(PRESS)에 투입하여 제1 무기안료를 제조하였다.

다. 건축마감재 조성물의 제조

상기 제1 무기안료 80g, 상기 제2 무기안료 50g, 물 40g, 바인더인 천일워터텍스8000/9000 60g을 투입하여 건축마감재 조성물을 제조하였다. 이때 측정된 기능성 건축마감재 조성물의 함수율은 14%이었다.

[실시예]

1. 3.2㎜ 두께의 제1 시멘트보드의 우측에 스티로폼이 내장된 43.6㎜ 두께의 콘크리트층을 배치하고, 상기 콘크리트층의 우측에 3.2㎜ 두께의 제2 시멘트보드를 배치한 후, 제1 시멘트보드의 좌측에 건축마감재 조성물을 2㎜ 두께로 도포하고 건조시켜 제1 경량 콘크리트패널을 제작하였다.

2. 3.2㎜ 두께의 제3 시멘트보드의 우측에 스티로폼이 내장된 43.6㎜ 두께의 콘크리트층을 배치하고, 상기 콘크리트층의 우측에 3.2㎜ 두께의 제4 시멘트보드를 배치한 후, 제4 시멘트보드의 우측에 건축마감재 조성물을 2㎜ 두께로 도포하고 건조시켜 제2 경량 콘크리트패널을 제작하였다.

2. 제1 경량 콘크리트패널의 우측에 50㎜ 두께의 유리면보온재(밀도 32㎏/㎥)를 배치하였다.

3. 상기 유리면보온재의 우측에 50㎜ 두께의 중공층을 형성하고, 상기 중공층의 우측에 상기 제2 경량 콘크리트패널을 배치하여 마감패널을 제작하였다.

[비교예]

실시예와 동일한 방법으로 마감패널을 제작하되, 제1 시멘트보드와 제4 시멘트보드 모두에 건축마감재 조성물이 구비되지 않도록 마감패널을 제작하였다.

[실험예 1]

한국산업기술시험원을 통해 실내공기질 공정시험기준 ES 02131.1(실험 규격 및 방법)로 실시예를 통해 제작된 마감패널의 차폐성능을 실험하였다. 그 결과는 [도 4]로 나타내었다.

측정결과 본 발명에 따른 마감패널은 포름알데하이드의 방출량(㎎/㎡h)이 0.001이며 아세트알데하이드, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 스틸렌 등의 방출량은 0.000으로, 콘크리트에 의한 유해 물질 방출의 차단이 탁월하게 이루어지고 있음을 확인할 수 있었다.

[실험예 2]

한국건설생활환경시험연구원을 통해 실시예와 비교예를 통해 제작된 마감패널의 음향감쇠계수를 측정하였다. 그 결과는 [표 1]과 [도 5]로 나타내었다.

[표 1]

측정결과 본 발명에 따른 마감패널은 차음감쇠계수가 43으로, 건축마감재 조성물이 적용되지 않는 마감패널(차음감쇠계수 36)에 비해 음의 전달에 대한 차단이 탁월하게 이루어지고 있음을 확인할 수 있었다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110 : 건축마감재 조성물 120 : 제1 시멘트보드
130 : 콘크리트층 140 : 제2 시멘트보드
200 : 단열재 300 : 중공층
410 : 건축마감재 조성물 420 : 제3 시멘트보드
430 : 제2 콘크리트층 440 : 제4 시멘트보드

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 3.2㎜ 두께의 제1 시멘트보드와, 상기 제1 시멘트보드의 좌측에 도포되며 물 10 내지 20 중량%와 바인더 10 내지 30 중량%와 제1 무기안료 20 내지 40 중량%와 제2 무기안료 10 내지 30 중량%로 구성된 제1 건축마감재 조성물과, 상기 제1 시멘트보드의 우측에 구비되며 스티로폼이 내장된 43.6㎜ 두께의 제1 콘크리트층, 및 상기 제1 콘크리트층의 우측에 구비된 3.2㎜ 두께의 제2 시멘트보드로 구성된 제1 경량 콘크리트패널;
   상기 제1 경량 콘크리트패널의 우측에 구비되며, 셀 형태영향과 소음의 고주파수 대역의 소음을 흡음하기 위해 유리면보온재로 형성된 50㎜ 두께의 단열재;
   500~4,000Hz 대역의 소음을 흡음하기 위해 상기 단열재의 우측에 형성된 50㎜ 두께의 중공층; 및
   상기 중공층의 우측에 구비되되, 3.2㎜ 두께의 제3 시멘트보드와, 상기 제3 시멘트보드의 우측에 구비되며 스티로폼이 내장된 43.6㎜ 두께의 제2 콘크리트층, 상기 제2 콘크리트층의 우측에 구비된 3.2㎜ 두께의 제4 시멘트보드, 및 상기 제4 시멘트보드의 우측에 도포되며 물 10 내지 20 중량%와 바인더 10 내지 30 중량%와 제1 무기안료 20 내지 40 중량%와 제2 무기안료 10 내지 30 중량%로 구성된 제2 건축마감재 조성물로 구성된 제2 경량 콘크리트패널을 포함하며,
   상기 제1 시멘트보드 및 제4 시멘트보드는 평활하고 매끄러운 표면을 가져 페인트 마감이 용이하도록 포틀랜트 시멘트와 모래가 주성분으로 구성되고 셀룰로오즈 화이버가 보강되어 오토클레이브 양생된 고밀도 화이버 시멘트 판재이며,
   상기 제1 무기안료는 다공질 분상체 100 중량부를 기준으로 소다장석 100 내지 120 중량부, 내화점토 110 내지 130 중량부, 도석 100 내지 120 중량부, 토르말린 100 내지 120 중량부, 그리고 흑활석 12 내지 18 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마감패널.

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