KR101680670B1 - 기능성 안전 건축 내외장재 패널 - Google Patents

기능성 안전 건축 내외장재 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축의 내외장재로 주로 이용되는 인조대리석 패널과 같은 건축용 기능성 패널의 시공을 용이하게 하고 내화성을 향상할 수 있는 기능성 안전 건축 내외장재 패널을 개시한다. 본 발명은 일정공간의 틀을 형성하도록 이루어진 프레임부를 포함하는 기능성 안전 건축 내외장재 패널로서, 상기 프레임부는 상기 프레임부의 측면에 인접 패널과의 결합을 위해 상기 프레임부에서 일체로 연장 돌출된 삽입단부 및 상기 삽입단부가 삽입되도록 오목하게 형성된 요홈부 중 어느 하나가 상기 프레임부의 길이방향을 따라 형성되고, 상기 프레임부의 전체 또는 일부는 고무계 내충격제와 수지 재료의 혼합물을 포함하는 인조 대리석으로 이루어진다.

Description

기능성 안전 건축 내외장재 패널{SAFETY PENAL FOR INTERIOR AND OUTERIOR MATERIAL}
본 발명은 기능성 안전 건축 내외장재 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축의 내외장재로 주로 이용되는 인조대리석 패널과 같은 건축용 기능성 패널의 시공을 용이하게 하고 내화성을 향상할 수 있는 기능성 안전 건축 내외장재 패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건축내장재나 일반 가구 등에 쓰이는 패널은 목재의 테두리에 다양한 재질로 된 별도의 테두리 마감재를 접착제로 부착하는 방식으로 제조된다.
이러한 방식은 가구와 건축내장재의 대량 생산에 적합한 방식으로 가구 제작의 오랜 제작공법인 페인트 도장 공법보다 생산이 용이한 장점이 있으나, 필름지, 사출 플라스틱 등을 접합제를 이용하여 목재에 붙이는 방식인 관계로 일정기간이 경과하면 접착력이 약해져서 떨어지는 문제가 발생하고, 아울러 환경적으로도 인체에 유해한 플라스틱 물질이 이용되는 경우가 많다.
한편 최근에는 패널의 테두리 부위에 테두리가 필요없는 패널들이 많이 개발되고 있다. 이러한 패널의 일종으로 컴팩트보드나 CPM(compact phenol melamin)라 불리는 패널의 구성을 살펴보면, 직물이나 종이(kraft paper)에 열가소성 수지를 합침한 것으로 다층으로 적층하고, 내측에 불연재나 단열재 또는 무기질층을 포함한 것을 고온고압으로 가압하여 일정 두께의 고밀도 코어층을 형성한다. 이 다음, 다시 고밀도 코어층 앞,뒤 양면에 인쇄를 한 표면층과, 이 인쇄 표면층을 보호하는 보호층을 형성한 얇은 불연 패널지를 부착하여 이루어진다.
그러나, 이러한 컴팩트보드나 CMP 같은 복합패널은 단위면적당 밀도가 높아 하중이 많이 나갈 뿐만 아니라, 가공이 용이하지 않아 제작이 어려우며, 제작단가도 높은 문제점이 있었다.
또한 통상의 샌드위치 패널과 같은 건축용 패널의 경우에는 외곽테두리의 속채움부재가 노출된 일반 샌드위치 패널과 함께 널리 사용되고 있으나, 시공성능이 떨어지고, 속채움부재가 외부로 노출되어 화재에 취약하고 화재 발생시 유독가스를 발생시켜 근래에 들어 사양화되고 있는 실정이다.
<선행기술문헌>
- 선행문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제2005-0074239호(2005. 07. 18)
- 선행문헌 2: 대한민국 공개특허공보 제2012-0087494호(2012. 08. 12)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 제조가 용이하며 시공성이 향상되고 화재 안전 성능이 향상된 기능성 안전 건축 내외장재 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 일정공간의 틀을 형성하도록 이루어진 프레임부를 포함하는 기능성 안전 건축 내외장재 패널에 관한 것으로, 상기 프레임부는 상기 프레임부의 측면에 인접 패널과의 결합을 위해 상기 프레임부에서 일체로 연장 돌출된 삽입단부 및 상기 삽입단부가 삽입되도록 오목하게 형성된 요홈부 중 어느 하나가 상기 프레임부의 길이방향을 따라 형성되고, 상기 프레임부는 인조대리석으로 이루어지고, 상기 삽입단부는 수지 재료와 고무계 내충격제의 중량비가 3:7 내지 1:4가 되도록 혼합된 인조대리석으로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 프레임부는 수지 재료와 고무계 내충격제의 중량비가 3:7 내지 1:4가 되도록 혼합된 인조대리석으로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 고무계 내충격제는 니트릴 부타디엔 고무(NBR)이다.
바람직하게는, 상기 프레임부의 상부에 부착되는 상판 및 하부에 부착되는 하판 중 하나 이상을 추가로 포함하고, 상기 상판 및 상기 하판은 인조 대리석, 천연석 및 강화 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택된 1종으로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 프레임부의 내부에 난연 또는 단열 성능을 갖는 채움재를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 채움재는 폴리우레탄 또는 페놀 폼이다.
본 발명에 따르면, 건축용 내외장재 패널의 시공시 상호의 패널이 삽입단부와 요홈부가 서로 끼워져 장착됨으로써 화재시 연결부분을 통해 화염이 전달되는 것을 차단할 수 있어 방화성능을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 삽입단부를 이루는 인조대리석은 수지 재료와 고무계 내충격제의 중량비가 3:7 내지 1:4가 되도록 혼합된 인조대리석으로서, 굴곡강도와 충격강도가 우수한 인조대리석을 제조할 수 있다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널을 나타내는 분해 사시도,
도 1b은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널의 프레임의 조립상태를 보여주는 공정도,
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널의 결합 사시도,
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널의 암패널의 결합상태를 보여주는 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널의 체결상태를 보여주는 부분 확대도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널의 암 패널의 사시도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널의 숫 패널의 사시도, 및
도 6은 도 5의 분해 사시도이다.
본 발명은 일정공간의 틀을 형성하도록 이루어진 프레임부를 포함하는 기능성 안전 건축 내외장재 패널에 관한 것으로, 상기 프레임부는 상기 프레임부의 측면에 인접 패널과의 결합을 위해 상기 프레임부에서 일체로 연장 돌출된 삽입단부 및 상기 삽입단부가 삽입되도록 오목하게 형성된 요홈부 중 어느 하나가 상기 프레임부의 길이방향을 따라 형성된다.
삽입단부는 직사각형으로 돌출된 형상을 가질 수 있으며, 요홈부는 삽입단부에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
삽입단부는 프레임부와 일체로서 제조되거나, 삽입단부만을 별도로 제조한 후 프레임부에 부착될 수 있다.
프레임부는 인조대리석으로 이루어질 수 있다. 프레임부에 사용되는 인조대리석은 일반적으로 제조되는 모든 인조대리석을 포함할 수 있다. 또한, 취성 강화 및 기타 물성 강화를 위하여 삽입단부와 동일한 인조대리석, 즉 수지 재료와 고무계 내충격제의 중량비가 3:7 내지 1:4가 되도록 혼합된 인조대리석을 사용할 수 있다.
일반적인 인조대리석은 천연의 광석분 또는 합성 무기재료 분말을 충진재로 하여 수지 재료와 혼합한 후 진공 압축 프레스로 성형하거나 틀에 주형하여 제조될 수 있다. 충진제 재료는 수산화알루미늄, 황산바륨, 황산마그네슘, 탄산바륨, 탄산칼슘, 실리카(규사), 화강암 등의 무기질 재료와 수지 재료를 이용할 수 있다. 수지 재료는 해당 분야에서 사용될 수 있는 모든 물질을 포함하며, 일반적으로 아크릴 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 일반적으로 열가소성 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)와 같은 수지 재료를 메틸메타아크릴(MMA)와 같은 단량체에 녹여 만든 시럽(syrup) 등을 이용하여 인조대리석을 제조한다. 인조대리석 제조시, 필요에 따라 커플링제, 연쇄이동제(chain transfer agent), 분산제, 경화제, 안료 등을 추가로 포함할 수 있다.
인조대리석의 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 수지 시럽을 충진제와 함께 혼련, 반죽하고, 상기 수지 조성물을 탈포시키고, 이동식 스틸벨트에 연속적으로 공급한다. 본 발명에서 바람직한 성형법은 연속 캐스팅 성형법으로, 액상 수지 혼합물이 이동식 스틸벨트에 공급되며, 벨트의 구동에 따라 혼합된 액상 수지 조성물이 연속적으로 이동하면서 경화가 진행된다. 다른 경화방법으로서 혼합 슬러리를 성형틀에 붓고 열풍 오븐에 넣어 경화시킬 수도 있다.
이때 경화조건은 20 내지 150℃의 온도에서 30분 내지 2시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 상기 경화 온도가 20℃보다 낮을 경우에는 경화시키는데 곤란한 문제가 있고, 150℃보다 높을 경우에는 중합시 단량체의 휘발이 과도하게 발생하고 중합물의 변형 및 균열이 발생하는 문제가 생겨서 바람직하지 않고, 상기 경화시간이 30분보다 짧을 경우에는 경화를 위하여 과도한 에너지 공급이 요구되므로 150℃ 이상의 열을 가할 경우와 동일한 문제가 발생할 수 있고, 2시간보다 길 경우에는 무기충진제 및 입자 분쇄물이 침강이 발생하고 생산성도 떨어지는 문제가 있어 바람직하지 않다.
연속성형용 스틸벨트에서 주형 및 경화시켜 일정두께, 예를 들어 약 14 mm 두께의 판재를 제조한 다음, 냉각 및 샌딩 공정을 거쳐 제조할 수 있다.
또 다른 제조방법은 상기 혼련물을 약 100℃로 예열된 금형에 투입하고 1시간 동안 약 15 Kg/cm2의 압력으로 프레스 성형한 후, 탈형, 냉각 및 샌딩 공정을 거쳐 인조대리석을 제조할 수 있다.
이렇게 제조된 인조 대리석 판상을 NC 기계를 이용하여 프레임부와 삽입단부를 갖도록 제조할 수 있다.
삽입단부는 인조대리석만으로 이루어진 경우 취성에 약해 상호 체결시 장착영역이 쉽게 손상되는 문제점을 발생할 수 있으므로 고무계 내충격제가 포함된 인조대리석으로 이루어질 수 있다. 고무계 내충격제는 일반적인 고무를 의미하며, 바람직하게는 스타이렌 부타디엔 고무(SBR) 또는 니트릴 부타디엔 고무(NBR)일 수 있으며, 보다 바람직하게는 니트릴 부타디엔 고무(NBR)일 수 있다. 또한, 니트릴 부타디엔 고무 내 부타디엔의 함량은 50 내지 90 중량%이고, 스타이렌 부타디엔 고무 내 부타디엔의 함량은 60 내지 90 중량%인 것이 바람직하다.
인조대리석은 수지 재료와 고무계 내충격제의 중량비가 3:7 내지 1:4가 되도록 혼합된 인조대리석일 수 있고, 보다 바람직하게는 중량비가 1:3으로 혼합된 인조대리석일 수 있다. 수지 재료와 고무계 내충격제의 중량비가 3:7 미만이거나 1:4 초과인 경우에는 굴곡강도 또는 충격강도가 불량하며, 사용되는 고무계 내충격제의 양에 비하여 효율이 낮으므로 경제성이 낮은 문제가 있다. 또한, 수지 재료와 고무계 내충격제를 혼합한 인조대리석은 프레임부에 사용되는 인조대리석에도 사용될 수 있지만, 비용 및 물성상의 문제로 인하여 삽입단부에만 사용하는 것이 바람직하다.
고무계 내충격제가 포함된 인조대리석의 제조방법은 수지 시럽 제조시 고무계 내충격제를 포함하는 것을 제외하고는, 상기 기술된 일반적인 인조대리석의 제조방법과 동일하다.
또한, 본 발명에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널은 프레임부의 상부에 부착되는 상판 및 하부에 부착되는 하판 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 상판 및 하판은 내외장재 패널에 사용될 수 있는 모든 것을 포함하며, 인조대리석, 천연석 또는 강화 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택된 1종으로 이루어질 수 있다. 특히, 상판은 외부에 노출되는 부분으로서 심미적 이유로 다양한 패턴을 갖는 형태로 제공될 수 있다. 상판 및 하판은 프레임부와 접착제 등으로 부착될 수 있다.
또한, 본 발명의 패널은 목적에 따라 프레임부의 내부에 난연 또는 단열 성능을 갖는 채움재를 추가로 포함할 수 있다. 채움재는 폴리우레탄 또는 페놀 폼일 수 있으며, 난연 또는 단열 성능을 갖는 일반적인 물질을 모두 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널을 나타내는 분해 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널의 프레임의 조립상태를 보여주는 공정도이고, 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널의 결합 사시도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널의 암패널의 결합상태를 보여주는 분해 사시도이다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 프레임부는 각 프레임(1,2,3,4)을 제조한 후에 조립하여 형성될 수 있다. 또한, 삽입단부(100)는 상기 프레임(1,2,3,4) 제조시 동일한 금형에서 일체로서 제조될 수도 있으며, 삽입단부(100)만 제조한 후에 프레임(1,2,3,4)의 측면에 별도로 부착하여 제조될 수도 있다.
본 발명의 기능성 안전 건축 내외장재 패널(이하, '패널'으로 약칭)은 직사각형 틀로 이루어진 프레임(1,2,3,4 또는 41,42,43,44)의 내부에 채움재(F)가 충전되고, 이 프레임(1,2,3,4 또는 41,42,43,44)의 상하부에 상판(10 또는 11), 및 하판(20 또는 21)이 부착되어 건축 내외장재 패널을 형성한다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 안전 건축 내외장재 패널의 체결상태를 보여주는 부분 확대도이다. 도 3을 참조하면 본 발명의 패널은 벽면 시공시 인접 패널과의 연결을 하고자 하는 경우, 프레임(2a)의 측면에 삽입단부(200)가 연장 돌출된 숫패널(A)과 프레임(2b)의 측면에 요홈부(300)가 형성된 암패널(B)이 서로 끼워 맞춤되는 것으로 서로 연결될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 패널은 시공시 복수 개가 서로 프레임(A,B)의 측면에 형성된 삽입단부(200)와 요홈부(300)를 통해 서로 끼워 맞춤되는 것으로 상호 체결될 수 있다. 이에 따라 시공성이 향상되고, 패널의 연결부가 서로 삽입단부(200)와 요홈부(300)로 끼워 맞춰짐으로써 화재 발생시 내외측으로 화기가 전달하는 것을 차단함으로써 방열성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 다양한 실시형태를 나타낸다.
실시예 1의 제조
실시예 1는 삽입단부와 프레임부가 동일한 물성의 인조 대리석을 갖도록 일체로 제조하였다. 먼저, 폴리메틸메타크릴레이트(LG MMA의 EG910) 25g과 니트릴 부타디엔 고무(DENKA-90) 75g을 혼합한다. 혼합물을 메틸메타크릴레이트(LG MMA의 MMA) 334.8g에 넣고 혼합하여 수지 시럽을 제조하였다. 제조된 수지 시럽에 충진제로서 쇼와덴코사의 H-310(수산화알루미늄) 621.7g, 커플링제로서 신에츠사의 KBM 503 6.52g, 연쇄이동제로서 대정사의 N-DDM 3.26g, 분산제로서 BYK의 BYK-515 1.04g, UV 안정화제로서 BASF사의 HISOPB-P 0.52g, 경화제로서 ARKEMA사의 LUPEROX HI 1.04g, 염료로서 선우사의 TONER 0.43g을 혼합하였다. 제조된 혼합물을 반죽기에 투입하여 반죽하고, 혼련하였다. 상기 수지 혼합물을 탈포시키고, 상기 혼련물을 약 100℃로 예열된 금형에 투입하고 1시간 동안 약 15 Kg/cm2의 압력으로 몰딩 성형한 후, 탈형, 냉각 및 샌딩 공정을 거쳐 프레임부와 삽입단부를 갖는 인조 대리석 판상을 제조하였다.
제조된 인조 대리석 판상을 NC 기계를 이용하여 프레임과 삽입단부를 갖는 인조 대리석(실시예 1)을 제조하였다.
비교예의 제조
폴리메틸메타크릴레이트와 니트릴 부타디엔 고무의 중량을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조되었으며, 자세한 사항은 표 1에 나타내었다.
재료명(g) 실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
수지 재료 PMMA 25 100 75 50 -
내충격제 NBR 75 - 25 50 100
단량체 MMA 334.8 334.8 334.8 334.8 334.8
충진제 수산화알루미늄
(20마이크론)		 621.7 621.7 621.7 621.7 621.7
커플링제 KBM 503 6.52 6.52 6.52 6.52 6.52
연쇄이동제 N-DDM 3.26 3.26 3.26 3.26 3.26
분산제 BYK-515 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04
UV 안정제 HISORB-P 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52
경화제 LUPEROX HI 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04
안료 TONER 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43
실험예 1 : 마감연결부재 테스트
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 4의 조성을 갖는 패널의 굴곡강도와 충격강도를 테스트하였다. 굴곡강도는 ASTMD 790에 따라 측정하였으며, 충격강도는 ISO 180에 따라 측정하였다. 결과는 표 2에 나타내었다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
굴곡강도(Mpa) 72.60 64.30 66.50 69.50 68.70
충격강도(KJ/m2) 6.30 4.90 5.20 5.70 5.90
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1의 굴곡강도와 충격강도가 우수한 것을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
1,2,3,4 및 41,42,43,44 : 프레임
2a : 프레임
2b : 프레임
10 및 11 : 상판
20 및 21 : 하판
100, 200 및 210,110 : 삽입단부
300 : 요홈부
A : 숫패널
B : 암패널

Claims (6)

  1. 일정공간의 틀을 형성하도록 이루어진 프레임부를 포함하는 기능성 안전 건축 내외장재 패널로서,
    상기 프레임부는 상기 프레임부의 측면에 인접 패널과의 결합을 위해 상기 프레임부에서 일체로 연장 돌출된 삽입단부 및 상기 삽입단부가 삽입되도록 오목하게 형성된 요홈부 중 어느 하나가 상기 프레임부의 길이방향을 따라 형성되고,
    상기 프레임부는 인조대리석으로 이루어지고,
    상기 삽입단부는 수지 재료와 니트릴 부타디엔 고무(NBR)의 중량비가 1:3이 되도록 혼합된 인조대리석으로 이루어진, 기능성 안전 건축 내외장재 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임부는 수지 재료와 니트릴 부타디엔 고무(NBR)의 중량비가 1:3이 되도록 혼합된 인조대리석으로 이루어진, 기능성 안전 건축 내외장재 패널.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레임부의 상부에 부착되는 상판 및 하부에 부착되는 하판 중 하나 이상을 추가로 포함하고,
    상기 상판 및 상기 하판은 인조 대리석, 천연석 및 강화 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택된 1종으로 이루어지는, 기능성 건축 내외장재 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프레임부의 내부에 난연 또는 단열 성능을 갖는 채움재를 추가로 포함하는, 기능성 건축 내외장재 패널.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 채움재는 폴리우레탄 또는 페놀 폼인, 기능성 건축 내외장재 패널.
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KR100906297B1 (ko) 2008-02-01 2009-07-07 유병훈 인조대리석을 체결수단으로 사용하는 조립식 불연패널

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