KR101720780B1 - 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬 및 이의 제조방법 - Google Patents

불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축자재인 샌드위치 판넬의 구성물인 단열재에 불연성 조성물이 포함되는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬에 관한 것으로서, 보다 상세하면 주된 불연성 조성물인 염화마그네슘을 포함하고, 천연수지인 송진과 아교가 혼합된 불연성 조성액을 이용하여 만들어진 단열재를 포함하는 샌드위치 판넬이 우수한 물리적 물성을 확보할 수 있으며, 더욱 우수한 불연성 실현을 위하여 불연성 조성액에 제올라이트계 규산염 수화물이 포함되는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 샌드위치 판넬에 포함된 단열재의 불연성 조성물인 염화마그네슘에 열이 가해질 경우 제1용액에 포함된 송진 및 아교가 염화마그네슘이 다른 조성물을 손상시키며 단열재의 외부로 튕겨져 나오는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있고; 열이 가해져도 불연성 조성액의 염화마그네슘에 의하여 단열재의 다른 조성물 및 구성이 손상되지 않아, 스티로폼의 부피가 축소되는 문제를 해결하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬 및 이의 제조방법{Sandwich panel using noncombustible composition and manufacturing method there of}
본 발명은 건축자재인 샌드위치 판넬의 구성물인 단열재에 불연성 조성물이 포함되는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬에 관한 것으로서, 보다 상세하면 주된 불연성 조성물인 염화마그네슘을 포함하고, 천연수지인 송진과 아교가 혼합된 불연성 조성액을 이용하여 만들어진 단열재를 포함하는 샌드위치 판넬이 우수한 물리적 물성을 확보할 수 있으며, 더욱 우수한 불연성 실현을 위하여 불연성 조성액에 제올라이트계 규산염 수화물이 포함되는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
공장, 창고, 또는 방가로 등과 같이 비교적 커다란 하중을 받지는 않지만 약간의 구조적 강도가 요구되면서도 우수한 단열성능을 필요로 하는 건축물들의 외벽 또는 지붕의 판넬로써, 폴리올레핀계발포체, 폴리스틸렌발포체 또는 폴리우레탄발포체 등과 같은 발포성합성수지로 이루어지는 단열재의 양면에 한 쌍의 얇은 금속판이 접착되어 만들어지는 샌드위치 판넬이 널리 사용되고 있다.
그러나 단열재로서 상기 발포성합성수지(스티로폼 등)를 사용하는 샌드위치 판넬은 화재시에 오래 견디지 못하므로, 화재가 우려되는 장소에는 사용될 수 없는 결함이 있었다. 그러므로 내화성이 요구되는 간이 건축물에는 그 외벽 또는 지붕판재로서 유리섬유 또는 암면으로 이루어지는 무기섬유층인 단열재의 양면에 한 쌍의 얇은 금속판들이 접착되어 만들어지는 무기섬유계통의 샌드위치 판넬이 많이 사용되고 있는 실정이다.
다음은 샌드위치 판넬에 관한 대표적인 종래기술이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2004-0092320호는 폴리올레핀발포체 판넬을 이용한 샌드위치 판넬에 관한 것으로서,
가교 폴리올레핀발포체 판넬의 양측으로 불연성판재를 열융착하여 형성한 것을 특징으로 하는 폴리올레핀발포체 판넬을 이용한 샌드위치판넬을 제공하되, 상기 가교 폴리올레핀발포체 판넬은 가교올레핀발포체 판넬의 생산시 생성되는 가교 올레핀발포체의 스크랩을 열융착한 가교 폴리올레핀발포체 스크랩패널이나 무가교 폴리올레핀발포체 블럭과 가교 폴리올레핀발포체 스크랩블럭을 세로방향으로 각각 한층씩 열융착한 판넬이나, 무가교 폴리올레핀발포체 판넬의 양측으로 가교폴리올레핀발포체 판넬을 열융착한 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 종래기술은 롤형 폴리올레핀발포체 판넬을 사용하여 생산공정을 자동화할 수 있으며 열융착으로 접착을 하여 접착제를 사용하지 않아 작업환경을 청결히 하고 화재시 발생하는 매연, 유독가스의 발생차단으로 인명피해를 방지하고 환경을 보호하는 효과가 있었다.
하지만 상기 종래기술은 금속판의 내부에 위치되는 단열재가 열에 약하기 때문에, 화재시에 샌드위치 판넬이 급속하게 타는 문제가 발생하여, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2004-0092320호(2004.11.03) 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0104047호(2006.10.09) 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0007987호(2013.01.21)
본 발명은 건축자재용 불연성 조성액에 관한 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 샌드위치 판넬에 포함되는 단열재는 단순히 불연성을 실현하기 위한 조성물로서 염화마그네슘을 이용하였으나, 불연성 조성액에 포함된 염화마그네슘은 가열되면 스티로폼과 같은 단열재의 다른 조성물을 손상시키며 단열재의 외부로 튕겨져 나오려는 성질을 가지는 문제가 있었고;
불연성 조성액의 염화마그네슘에 의하여 손상된 스티로폼은 부피가 급격하게 축소되어 단열재로서의 기능성을 상실하는 문제가 있었으며;
단열재에 포함된 불연성 조성물에 다수의 유독성 물질이 포함되기 때문에, 화재로 인하여 단열재가 불에 타면서 발생되는 유독성 물질로 인하여 위급자가 화재현장에서 탈출하지 못하게 되는 문제가 발생하였기 때문에, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
폴리올레핀계발포체, 폴리스틸렌발포체 또는 폴리우레탄발포체 중 어느 하나 이상의 것으로 형성되는 입자상의 발포성합성수지 65.0~78.0부피%, 황토 3.0~7.0부피%, 펄라이트 10.0~20.0부피% 및 산화마그네슘 5.0~15.0부피%가 포함되어 구성된 기본조성물 100중량부에 대하여, 불연성 조성액 10~20중량부가 포함되어 구성된 단열재 원료를 성형가공하여 만든 단열재층; 상기 단연재층의 상부와 하부에 접착제로서 각각 부착되어 가압압착되는 금속판층;을 포함하여 구성되고; 상기 불연성 조성액은 액상의 송진 1.0~3.0중량%, 아교 1.0~4.0중량%, 수산화나트륨 5.0~9.0중량%, 제3인산나트륨 3.0~5.0중량%, 암모니아 0.1~1.0중량%, 유화제 7.0~12.0중량% 및 증류수 68.0~82.0중량%가 혼합되어 이루어진 제1용액과; 증류수 100중량부에 대하여, 상기 제1용액 1~10중량부, 염화마그네슘 85~99중량부 및 제올라이트계 규산염 수화물 1~10중량부를 포함하여 구성되는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬을 제시하고;
폴리올레핀계발포체, 폴리스틸렌발포체 또는 폴리우레탄발포체 중 어느 하나 이상의 것으로 형성되는 입자상의 발포성합수지 65.0~78.0부피%, 황토 3.0~7.0부피%, 펄라이트 10.0~20.0부피% 및 산화마그네슘 5.0~15.0부피%가 포함되어 구성된 기본조성물 100중량부에 대하여, 불연성 조성액 10~20중량부가 포함되어 구성된 단열재 원료를 혼합한 후, 60~70℃의 열이 가해지는 성형틀에 주입하여 단열재를 성형가공하는 단열재 성형단계; 상기 단열재층 성형단계에서 만들어진 단열재를 건조실에 수용시켜 30~40℃로 2~4시간 건조시키는 단열재 건조단계 및; 금속판의 일면에 접착제를 도포한 후, 상기 단열재 건조단계에서 건조된 단열재의 양면에 각각 금속판을 부착시킨 후, 가압하여 단열재에 금속판을 부착시키는 금속판층 형성단계;를 포함하여 구성되는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬의 제조방법을 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬은 샌드위치 판넬에 포함된 단열재의 불연성 조성물인 염화마그네슘에 열이 가해질 경우 제1용액에 포함된 송진 및 아교가 염화마그네슘이 다른 조성물을 손상시키며 단열재의 외부로 튕겨져 나오는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있고;
열이 가해져도 불연성 조성액의 염화마그네슘에 의하여 단열재의 다른 조성물 및 구성이 손상되지 않아, 스티로폼의 부피가 축소되는 문제를 해결하는 효과를 얻을 수 있으며;
불연성 조성액에 유독성 물질이 포함되지 아니하여, 화재로 인하여 단열재가 불에 타더라도 위급자가 유독가스를 덜 흡입하여, 화재현장에서 더욱 용이하게 탈출할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬의 단열재 원료에 포함되는 조성물을 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬의 기본조성물에 포함되는 조성물을 나타내는 블럭도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬의 불연성 조성물에 포함되는 조성물을 나타내는 블럭도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬 제조방법의 공정순서를 나타내는 블럭도.
본 발명은 건축자재인 샌드위치 판넬의 구성물인 단열재에 불연성 조성액이 포함되는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1을 참고하여 본 발명을 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬과 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬의 제조방법을 구분하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
[불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬 ]
본 발명은 폴리올레핀계발포체, 폴리스틸렌발포체 또는 폴리우레탄발포체 중 어느 하나 이상의 것으로 형성되는 입자상의 발포성합수지 65.0~78.0부피%, 황토 3.0~7.0부피%, 펄라이트 10.0~20.0부피% 및 산화마그네슘 5.0~15.0부피%가 포함되어 구성된 기본조성물 100중량부에 대하여, 불연성 조성액 10~20중량부가 포함되어 구성된 단열재 원료를 성형가공하여 만든 단열재층; 상기 단연재층의 상부와 하부에 접착제로서 각각 부착되어 가압압착되는 금속판층;을 포함하여 구성되고; 상기 불연성 조성액은 액상의 송진 1.0~3.0중량%, 아교 1.0~4.0중량%, 수산화나트륨 5.0~9.0중량%, 제3인산나트륨 3.0~5.0중량%, 암모니아 0.1~1.0중량%, 유화제 7.0~12.0중량% 및 증류수 68.0~82.0중량%가 혼합되어 이루어진 제1용액과; 증류수 100중량부에 대하여, 상기 제1용액 1~10중량부, 염화마그네슘 85~99중량부 및 제올라이트계 규산염 수화물 1~10중량부를 포함하여 구성되는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 단열재층은 기본조성물과 불연성 조성액의 혼합으로 이루어진다. 이때, 상기 기본조성물은 폴리올레핀계발포체, 폴리스틸렌발포체 또는 폴리우레탄발포체 중 어느 하나 이상의 것으로 형성되는 입자상의 발포성합수지, 황토, 펄라이트 및 산화마그네슘을 포함하여 이루어진다.
즉, 상기 기본조성물에 포함되는 폴리올레핀계발포체, 폴리스틸렌발포체 또는 폴리우레탄발포체 중 어느 하나 이상의 것으로 형성되는 입자상의 발포성합성수지는 단열재층을 구성하는 주된 단열 조성물로서, 일반적인 단열재와 동일한 조성물에 해당한다. 이때, 입자상의 발포성합성수지는 스티로폼과 같은 것이 해당될 수 있고, 상기 스티로폼은 신품 또는 재생품(폐품)의 입자상의 것이 이용되고 바람직하게는 평균입자직경이 1~5mm 이내의 것이 이용되는 것이 바람직하다.
아울러 폴리올레핀계발포체, 폴리스틸렌발포체 또는 폴리우레탄발포체 중 어느 하나 이상의 것으로 형성되는 입자상의 발포성합수지는 기본조성물에 대하여 65.0부피% 미만으로 포함되면 발포성합수지의 조성이 미미하여 발포성합수지에 의한 단열성 상승 효과가 미흡해지는 문제가 발생하고, 78.0부피%를 초과하면 발포성합수지의 조성이 과다하여 상대적으로 다른 조성물의 조성비가 미흡해지는 문제가 발생하므로, 발포성합수지은 기본조성물에 대하여 65.0~78.0부피%의 범위 내의 조성비로 포함되는 것이 바람직하다.
또한 상기 황토는 대부분이 무기성분으로 이루어진 혼합물로서 과거부터 건축자재의 재료로서 많이 사용되어 왔기 때문에, 황토에 관한 구체적인 설명을 생략하겠다. 다만 황토는 입자상의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 150~350mesh 정도의 평균입자크기를 가진 것을 이용하여 상기 발포성합수지의 입자와 최대한 균일하게 혼합될 수 있도록 구성될 수 있도록 한다.
아울러 황토는 황토에 의한 불연성을 실현할 뿐만 아니라 단열재층에 황토의 기능성을 부여하기 위한 목적도 있다. 이때, 황토가 기본조성물에 대하여 3.0부피% 미만으로 포함되면 황토의 조성이 미미하여 황토에 의한 불연성 및 기능성 향상 효과가 미흡해지는 문제가 발생하고, 7.0부피%를 초과하면 황토의 조성이 과다하여 단열재의 물성이 저하되는 문제가 발생하므로, 황토는 기본조성물에 대하여 3.0~7.0부피%의 범위 내의 조성비로 포함되는 것이 바람직하다.
또한 펄라이트는 화산 작용으로 생긴 진주암을 850~1200℃로 가열하여, 팽창해 만든 물질로서, 진주암을 순간적으로 고열로 가열하면 안에 있던 수분(2~6%)이 밖으로 나와 팽창하는 현상을 이용해 만든 물질이다.
즉, 상기 펄라이트는 팽창되면서 내부에 생성된 기공으로서 일정의 공기층을 형성하여, 본 발명에 의한 단열재층이 더욱 우수한 단열성을 가질 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
아울러 상기 구성의 펄라이트는 일반적으로 생산된 것을 이용하면 평균입자가 크기 때문에 단열재 원료의 다른 조성물과 안정적으로 혼합되기 어려운 문제가 발생하므로 0.2~5mm의 평균입자크기를 갖는 것이 바람직하다.
또한 펄라이트는 기본조성물에 대하여 10.0~20.0부피%의 조성비로 포함되는 것이 바람직한데, 펄라이트의 조성비가 10.0부피% 미만이면 기본조성물에 대한 펄라이트의 조성이 미미하여 펄라이트에 의한 단열성 향상 효과가 미약해지는 문제가 발생하고, 20.0부피%를 초과하면 기본조성물에 펄라이트가 지나치게 많이 포함되어 단열재의 강도가 저해되는 문제가 발생하므로, 상기 범위 내의 조성비를 갖는 것이 바람직하다.
아울러 산화마그네슘은 용융점이 높고 고온에서 내염기성이 뛰어나며, 열팽창계수 및 열전도율이 큰 것으로 알려져 있는 물질로서, 본 발명에 있어서는 불연성 재료의 역할을 하며 오염물에 대한 촉매, 흡착제의 역할도 동반된다.
또한 산화마그네슘은 기본조성물에 대하여 5.0~15.0부피%의 조성비로 포함되는 것이 바람직한데, 산화마그네슘의 조성비가 5.0부피% 미만이면 기본조성물에 대한 산화마그네슘의 조성이 미미하여 산화마그네슘에 의한 불연성 향상 효과가 미약해지는 문제가 발생하고, 15.0부피%를 초과하면 기본조성물에 산화마그네슘가 지나치게 많이 포함되어 단열재의 강도가 저해되는 문제가 발생하므로, 상기 범위 내의 조성비를 갖는 것이 바람직하다.
아울러 상기 구성의 기본조성물 100중량부에 대하여, 15~35중량부로 단열재 원료에 포함되는 불연성 조성액은 액상의 송진 1.0~3.0중량%, 아교 1.0~4.0중량%, 수산화나트륨 5.0~9.0중량%, 제3인산나트륨 3.0~5.0중량%, 암모니아 0.1~1.0중량%, 유화제 7.0~12.0중량% 및 증류수 68.0~82.0중량%가 혼합되어 이루어진 제1용액과; 증류수 100중량부에 대하여, 상기 제1용액 1~10중량부, 염화마그네슘 85~99중량부 및 제올라이트계 규산염 수화물 1~10중량부를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 제1용액은 주된 불연성을 실현하는 염화마그네슘과 제올라이트계 규산염 수화물이 용이하게 분산 혼합될 수 있도록 하고, 제조완료된 불연성 조성액이 경화되었을 때 일정의 물리적인 강도를 발휘할 수 있도록 하는 구성이다.
즉, 제1용액에 포함되는 액상의 송진은 불연성 조성액이 포함되어 단열재층을 형성하는 단열재의 물리적인 강도를 향상시키고, 불연성 조성액에 혼합되는 염화마그네슘에 열이 가해졌을 경우, 염화마그네슘이 단열재의 다른 조성물을 손상시키며 단열재의 외부로 튀겨져 나오는 것을 방지하는 구성이다.
이때, 상기 송진은 소나무과에 딸린 나무의 줄기에서 나오는 누른색을 띤 갈색의 끈적끈적한 액체로서, 최초 나무의 손상부위에서 나왔을 때에는 무색 투명한 액체이나 시간이 지나면서 휘발성 물질이 증발되어 희뿌옇고 끈적끈적한 성질이 생긴다. 또한 송진은 에틸 알코올, 아세트산 또는 클로로포름 등에는 녹으나, 물에는 녹지 않는 성질을 가진다.
또한 액상의 송진은 제1용액에 대하여, 1.0~3.0중량%의 조성으로 포함되는 것이 바람직한데, 이때, 액상의 송진이 1.0중량% 미만으로 포함되면 액상의 송진에 의한 단열재의 물리적인 강도 향상 효과 및 염화마그네슘의 튐방지 효과가 미흡해지는 문제가 발생하고, 3.0중량%를 초과하여 포함되면 송진이 오히려 화재를 가속화시킬 우려가 발생하므로, 액상의 송진은 상기 범위 내의 조성비로 제1용액에 포함되는 것이 바람직하다.
아울러 본 발명에 있어서의 액상의 송진은 상기와 같은 성질을 가진 액상의 것이면 다양한 처리방식에 의하여 만들어질 수 있으나, 정제송진 25.0~33.0중량%, 디에틸렌글리콜(DEG, diethylen glycol) 0.5~2.5중량%, 중쇄지방산(MCT, middle chain length triglyceride) 1.0~3.0중량%, 디옥틸테레프탈레이트(DOTP, dioctyl terephtalate) 1.5~3.5중량%, 이소프로필알코올(IPA,isopropyl alcohol) 37.0~50.0중량% 및 메탄올(Methanol) 15.0~30.0중량%를 교반혼합하여 만들어진 것을 이용하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 정제송진은 천연수지인 송진을 수집하여 증류시킨 것으로서, 수집한 송진을 증류시키면 송진에 포함된 저분자 물질이 보다 빠르고 효과적으로 휘발되어, 접착력, 응집력 및 방수력이 우수한 고분자 상태의 정제송진을 얻을 수 있다.
또한 정제송진은 액상의 송진에 대하여, 25.0~33.0중량%의 조성비로 혼합되는 것이 바람직한데, 이때, 정제송진이 25.0중량% 미만으로 혼합되면 액상의 송진에 대한 정제송진의 조성이 미미하여 정제송진에 의한 단열재의 물리적인 강도를 향상효과 및 가열된 염화마그네슘에 의한 단열재의 다른 조성물의 손상방지효과가 미흡해지고, 33.0중량%를 초과하면 정제송진에 의한 상기의 효과는 우수해지나 접착력이 과도해져 단열재의 성형성이 떨어지는 문제가 발생하기 때문에, 정제송진은 상기 범위 내의 조성비로 액상의 송진에 포함되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 디에틸렌글리콜은 2가 알콜의 일종으로서, 정제송진, 중쇄지방산, 디옥틸테레프탈레이트, 이소프로필알코올 및 메탄올이 혼합된 액상의 송진을 안정화시키기 위한 구성이다. 이때, 디에틸렌글리콜은 액상의 송진에 0.5~2.5중량%의 조성비로 포함되는 것이 바람직한데, 디에틸렌글리콜이 0.5중량% 미만으로 포함되면 디에틸렌글리콜에 의한 액상 송진의 안정화 효과가 미흡해지고, 디에틸렌글리콜이 2.5중량%를 초과하여 포함되면 정제송진의 접착력, 응집력 및 방수력이 약해지는 문제가 발생하므로, 디에틸렌글리콜은 상기 범위 내의 조성비로 액상의 송진에 포함되는 것이 바람직하다.
또한 상기 중쇄지방산과 디옥틸테레프탈레이트는 액상의 송진이 포함된 본 발명에 의한 불연성 조성액을 이용하여 단열재를 제조할 때, 가소제 역할을 하는 구성이다.
즉, 상기 중쇄지방산은 제1용액 또는 불연성 조성액을 만들 때 별도로 혼합할 수도 있으나, 정제 송진을 액상의 송진으로 만들 때 혼합되면, 정제 송진에 대한 가소성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 발휘한다.
이때, 중쇄지방산은 액상의 송진에 1.5~3.5중량%의 조성비로 혼합되는 것이 바람직한데, 액상의 송진에 중쇄지방산이 1.5중량% 미만으로 혼합되면 중쇄지방산에 의한 가소성 향상 효과가 미흡해지고, 3.5중량%를 초과하여 혼합되면 가소성은 향상되나 제조완료된 단열재의 물성이 저하되는 문제가 발생하므로, 중쇄지방산은 상기 범위 내의 조성비로 액상의 송진에 포함되는 것이 바람직하다.
상기와 연관하여, 디옥틸테레프탈레이트 역시 제1용액 또는 불연성 조성액을 만들 때 별도로 혼합할 수도 있으나, 정제 송진을 액상의 송진으로 만들 때 혼합되면, 정제 송진에 대한 가소성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 발휘한다.
이때, 디옥틸테레프탈레이트는 액상의 송진에 1.5~3.5중량%의 조성비로 혼합되는 것이 바람직한데, 액상의 송진에 디옥틸테레프탈레이트가 1.5중량% 미만으로 혼합되면 디옥틸테레프탈레이트에 의한 가소성 향상 효과가 미흡해지고, 3.5중량%를 초과하여 혼합되면 가소성은 향상되나 단열재층을 형성하는 단열재의 물성이 저하되는 문제가 발생하므로, 디옥틸테레프탈레이트는 상기 범위 내의 조성비로 액상의 송진에 포함되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 이소프로필알콜과 메탄올은 정제송진을 녹여 액상의 상태로 만듬과 동시에 하기의 증류수에도 정제 송진이 용해될 수 있도록 하는 구성이다.
이때, 정제송진의 용매로 작용하는 알콜을 서로 다른 종류로 하여 혼합하는 것은 메탄올에 대한 정제송진의 용해성은 더 우수하나, 메탄올의 조성이 액상 송진의 30.0중량%를 초과하면 정제송진의 물성이 저하되기 때문에 이소프로필알콜을 혼합하여 사용한다.
즉, 이소프로필알콜이 액상의 송진에 37.0중량% 미만으로 혼합되면 상대적으로 메탄올이 30.0중량%를 초과하여 용매에 의하여 용해되는 정제송진의 물성이 저하되는 문제가 발생하고, 이소프로필알콜이 50.0중량%를 초과하면 상대적으로 메탄올이 15.0중량% 미만으로 혼합되어 정제송진이 미흡하게 용해되는 문제가 발생하기 때문에, 상기 이소프로필알콜은 37.0~50.0중량%, 상기 메탄올은 15.0~30.0중량%의 조성비로 액상의 송진에 혼합되는 것이 바람직하다.
아울러 상기와 같이 정제송진, 디에틸렌글리콜, 중쇄지방산, 디옥틸테레프탈레이트, 이소프로필알코올 및 메탄올이 혼합되어 만들어진 액상의 송진은 일반적인 방법으로 교반혼합하여 만들어질 수 있으나, 상기 조성물들이 혼합된 혼합물을 100~140℃의 온도로 가열하며 0.5~2시간 동안 교반혼합하여 액상의 송진으로 만들어 질 수 있다.
이때, 액상의 송진을 만들기 위한 혼합물의 가열온도가 100℃ 미만이면 가열온도가 낮아 가열시간이 2시간을 초과하기 때문에 경제성이 떨어지는 문제가 발생하고, 가열온도가 140℃를 초과하면 가열시간은 0.5시간 미만으로 단축되나 가열온도가 지나치게 높아 액상의 송진이 열화되어 손상될 우려가 발생하기 때문에, 액상의 송진을 만들기 위한 혼합물은 상기 범위 내의 온도로 상기 시간 동안 교반하며 가열처리되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 아교는 상기 액상의 송진과 더불어 불연성 조성액에 포함되어 단열재층을 형성하는 단열재의 인장강도 및 압축강도 등과 같은 물리적인 강도를 향상시키기 위한 구성으로서, 동물의 가죽이나 뼈를 원료로 하여 얻어진 추출물이다.
즉, 일반적으로 가죽을 이용하여 아교를 추출하는 경우에는, 가죽을 석회수 용액에 담근 후 열수추출하고, 추출된 용액을 농축ㆍ냉각시키면 응고된 아교가 만들어진다. 또한 뼈를 이용하여 아교를 추출하는 경우에는, 유기용제를 이용하여 뼈를 미리 탈지하고 열수추출한 후 추출된 용액을 농축ㆍ냉각시키면 응고된 아교가 만들어진다.
또한 아교는 제1용액에 대하여, 1.0~4.0중량%의 조성으로 포함되는 것이 바람직한데, 이때, 아교가 1.0중량% 미만으로 포함되면 아교에 의한 단열재의 인장강도 및 압축강도 등과 같은 물리적인 강도 향상 효과가 미흡해지는 문제가 발생하고, 4.0중량%를 초과하여 포함되면 단열재층을 형성하는 단열재가 지나치게 딱딱해져 균열이 발생할 우려가 있으므로, 아교는 상기 범위 내의 조성비로 제1용액에 포함되는 것이 바람직하다.
아울러 수산화나트륨은 제1용액의 pH를 조절하여 액상의 송진 및 아교를 증류수 내에서 안정화시키기 위한 구성으로서, 제1용액에 대하여, 5.0~9.0중량%의 조성으로 포함되는 것이 바람직하다.
이때, 수산화나트륨이 5.0중량% 미만으로 포함되면 불연성 조성액의 염기성이 다소 약하여 액상의 송진 및 아교가 제1용액에 포함되는 증류수 내에 덜 용해되고 미흡하게 한정화되는 문제가 발생하고, 9.0중량%를 초과하여 포함되면 제조된 불연성 조성액의 염기성 정도가 지나치게 높아, 불연성 조성액과 함께 혼합되어 만들어지는 단열재의 다른 조성물의 성질이 변형되는 문제가 발생하므로, 수산화나트륨은 상기 범위 내의 조성비로 제1용액에 포함되는 것이 바람직하다.
또한 제3인산나트륨은 상기 수산화나트륨과 더불어 제1용액의 pH를 조절하여 액상의 송진 및 아교를 증류수 내에서 안정화시키기 위한 구성으로서, 제1용액에 대하여, 3.0~5.0중량%의 조성으로 포함되는 것이 바람직하다.
이때, 제3인산나트륨이 5.0중량% 미만으로 포함되면 불연성 조성액의 염기성이 다소 약하여 액상의 송진 및 아교가 제1용액에 포함되는 증류수 내에 덜 용해되고 미흡하게 한정화되는 문제가 발생하고, 9.0중량%를 초과하여 포함되면 제조된 불연성 조성액의 염기성 정도가 지나치게 높아, 불연성 조성액과 함께 혼합되어 만들어지는 단열재 원료의 다른 조성물의 성질이 변형되는 문제가 발생하므로, 제3인산나트륨은 상기 범위 내의 조성비로 제1용액에 포함되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 수산화나트륨과 제3인산나트륨은 제1용액의 pH를 조절하기 위한 구성으로서, 증류수에 대한 액상의 송진과 아교의 용해성을 각각 적절하게 확보시키기 위하여 서로 다른 종류의 강염기를 제1용액에 포함되는 구성이다.
아울러 암모니아는 상기 수산화나트륨 및 제3인산나트륨에 의하여 염기성을 가지는 제1용액을 적절하게 중화시키기 위한 구성으로서, 제1용액에 포함된 수산화나트륨과 제3인산나트륨의 조성에 따라 0.1~1.0중량%의 조성비로 제1용액에 포함된다.
이때, 암모니아는 액상의 송진 및 아교가 수산화나트륨 및 제3인산나트륨이 포함된 증류수 내에서 적적히 용해된 이후에 제1용액에 혼합됨으로써, 제1용액의 최종 pH를 암모니아로서 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 제1용액에 대한 암모니아의 조성비는 제1용액에 포함된 수산화나트륨과 제3인산나트륨의 조성비에 따라 달라질 수 있으나, 제1용액의 pH가 6~8 정도될 수 있도록 제1용액에 대하여 0.1~1.0중량%의 조성비로 혼합되는 것이 바람직하다.
아울러 유화제는 액상의 송진 또는 아교에 포함되어 있을 수 있는 기름성분을 증류수에 용해시키기 위한 구성으로서, 송진 또는 아교는 천연의 성분이기 때문에 정제된 것을 이용한다 하더라도 미미한 기름성분이 포함되어 있을 수 있다.
이에 대하여, 상기 유화제는 증류수와 기름성분을 유화시켜 제1용액에 기름성분이 부유되는 것을 방지하는 효과를 실현하다. 이때, 유화제는 제1용액에 대하여 7.0~12.0중량%의 조성비로 혼합되는 것이 바람직하고, 액상의 송진에 포함된 송진의 순도 및 아교의 순도에 따라 상기 조성비의 범위 내에서 자유롭게 조절가능하다.
또한 유화제는 일반적으로 알려진 유화제의 어느 하나 이상을 선택하여 이용가능하나, 본 발명에 있어서는 아세톤, hexan-3-one 또는 3-bromo-cyclohexanone 중 어느 하나 이상의 것을 이용할 수 있다. 상기와 같은 케톤계열의 유화제는 송진과 아교의 본연의 성질을 손상시키지 않으며 송진과 아교에 포함된 기름성분을 증류수와 안정적으로 유화시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
아울러 상기와 같이 액상의 송진, 아교, 수산화나트륨, 제3인산나트륨, 암모니아 및 유화제가 포함되어 구성되는 제1용액은 증류수를 용매로 하여, 상기 조성물들을 용해시킨다. 이때, 증류수는 제1용액에 대하여, 상기 조성물들의 조성비를 제외한 나머지 조성비로 제1용액에 포함될 수 있으나, 68.0~82.0중량%의 조성으로 포함되는 것이 바람직하다.
또한 상기와 같은 조성으로 만들어진 제1용액은 증류수, 염화마그네슘 및 제올라이트계 규산염 수화물과 혼합되어 불연성 조성액으로 만들어진다.
즉, 상기에서 설명한 제1용액은 주된 불연성을 실현하는 염화마그네슘과 제올라이트계 규산염 수화물이 용이하게 분산 혼합될 수 있도록 하고, 제조된 불연성 조성액이 경화되었을 때 일정의 물리적인 강도를 발휘하는 구성이다.
아울러 염화마그네슘은 단연재의 조성물에 포함될 경우 불연성을 실현하는 물질로 알려져 있고, 본 발명에 있어서는 제올라이트계 규산염 수화물과 더불어 불연성을 실현하는 주된 조성물이다.
이때, 염화마그네슘의 조성비에 따라 불연성 조성액의 염도가 달라지게 되는데, 본 발명에 의한 불연성 조성액은 20~30‰의 염도를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 불연성 조성액에 염화마그네슘이 다량 포함되면 염화마그네슘에 의한 불연성을 향상되나 과도하게 포함된 염화마그네슘의 조성으로 인하여 화재시에 염화마그네슘이 가열되어 다른 조성물을 손상시키며 단열재의 외부로 튕겨져 나올 우려가 커지는 문제가 발생하기 때문에, 염화마그네슘은 불연성 조성액의 염도가 30‰ 이하를 가지도록 포함되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 불연성 조성액에 포함되는 증류수 100중량부에 대하여 염화마그네슘은 85~99중량부의 조성비로 혼합되는 것이 바람직한데, 염화마그네슘이 85중량부 미만으로 포함되면 염도가 20‰ 미만으로 유지되어 염분에 의한 단열재의 다른 조성물 손상을 방지할 수 있으나, 염화마그네슘이 미미하게 포함되어 불연성이 미흡해지는 문제가 발생하고, 99중량부를 초과하여 포함되면 염화마그네슘에 의한 불연성은 향상되나, 염도가 30‰을 초과하여 염분에 의하여 단열재의 다른 조성물이 손상되는 문제가 발생하므로, 염화마그네슘은 상기 범위 내의 조성비를 유지하는 것이 바람직하다.
아울러 불연성 조성액에 포함되는 제올라이트계 규산염 수화물은 무기광물이기 때문에 화재로 인하여 발생하는 열에 발화되지 않아 매우 우수한 불연재로 이용된다. 또한 제올라이트 규산염 수화물은 종류에 따라 다양한 구조와 세공의 크기를 가지고 있고, 본 발명에 있어서는 불연성 조성액이 포함되어 단열재층을 형성하는 단열재의 종류에 따라 다양한 종류의 제올라이트 규산염 수화물을 이용할 수 있다.
상기와 연관하여, 제올라이트계 규산염 수화물의 표면(세공을 포함함.)에 노출되는 수산화기와 같은 작용기를 금속으로 치환한 제올라이트계 규산염 수화물을 이용하여 보다 우수한 불연성을 실현할 수도 있다.
즉, 본 발명에 있어서의 제올라이트계 규산염 수화물의 수산화기와 같은 작용기를 Cu, Co, Fe, Ni 또는 Zn으로 치환한 경우, 제올라이트계 규산염 수화물의 세공의 크기를 줄이는 효과와 상기 종류의 치환 금속 입자에 의한 불연성을 부가적으로 실현하여 불연성 조성액의 불연성을 더욱 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한 제올라이트계 규산염 수화물은 포자사이트(faujasite, FAU), 캐버자이트(chabazite, CHA) 또는 페리어라이트(ferrierite, FER) 구조 유형 중 어느 하나 이상의 것을 이용할 수 있다.
포자사이트형 제올라이트로는 치환 또는 미치환의 제올라이트 X, Y, 및 SAPO-37 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 캐버자이트형 제올라이트로는 치환 또는 미치환의 AlPO-34, CoAPO-44, CoAPO-47, SAPO-34, 및 SAPO-47 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 페리어라이트형 제올라이트로는 치환 또는 미치환의 ZSM-35, NU-23 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
즉, 상기 포자사이트형의 제올라이트계 규산염 수화물은 3차원 세공구조로서 대략 7~8Å 정도의 세공(Cell)을 가지고 있고, 상기 캐버자이트형의 제올라이트계 규산염 수화물은 3차원 세공구조로서 대략 7~8Å 정도의 세공을 가지고 있으며, 상기 페리어라이트형의 제올라이트계 규산염 수화물은 상기 포자사이트형 또는 캐버자이트형의 제올라이트계 규산염 수화물과 비교하여 2차원 구조를 가지고 있고, 또한, 상대적으로 작은 3~4Å 정도의 세공을 가지고 있다.
이때, 상기와 같은 구성을 하는 포자사이트(faujasite, FAU), 캐버자이트(chabazite, CHA) 또는 페리어라이트(ferrierite, FER) 구조 유형의 제올라이트계 규산염 수화물은 세공이 매우 작기 때문에, 단열재의 다른 조성물이 발화되더라도 제올라이트계 규산염 수화물의 주변의 조성물에 대한 산소의 공급을 차단하여 단열재의 발화를 차단하는 효과를 발휘한다.
아울러 제올라이트계 규산염 수화물은 불연성 조성액의 사용 용도에 따라 다양한 입자 크기의 것을 이용가능하나, 10~400㎛의 평균 입자직경을 가지는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
또한 제올라이트계 규산염 수화물은 불연성 조성액에 포함되는 증류수 100중량부에 대하여, 1~10중량부의 조성비로 혼합되는 것이 바람직하다. 이때, 제올라이트계 규산염 수화물이 1중량부 미만으로 혼합되면 제올라이트계 규산염 수화물에 의한 불연성 향상 효과가 미흡해지는 문제가 발생하고, 10중량부를 초과하여 혼합되면 제올라이트계 규산염 수화물에 의한 불연성은 우수해지나 불연성 조성액의 접착력, 점도 등의 물성이 떨어지는 문제가 발생하므로, 제올라이트계 규산염 수화물은 상기 범위 내의 조성비를 유지하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 구성의 불연성 조성액은 기본조성물 100중량부에 대하여 10~20중량부의 조성비로 단열재 원료에 포함되는 것이 바람직한데, 불연성 조성액이 10중량부 미만으로 혼합되면 불연성 조성액에 의한 단열재층의 불연성 실현 효과가 미흡해지는 문제가 발생하고, 20중량부를 초과하면 단열재층의 불연성 효과는 우수해지나 단열재층을 형성하는 단열재의 단열성이 저하되는 문제가 발생하므로, 불연성 조성액은 상기 범위 내의 조성비를 유지하는 것이 바람직하다.
또한 기본조성물과 불연성 조성물을 포함하여 이루어진 단열재 원료는 기본조성물 100중량부에 대하여, 리튬실리케이트, 규산칼륨 또는 규산나트륨 중 어느 하나 이상의 무기접착제 5~10중량부를 더 포함하는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 무기접착제는 기본조성물에 포함된 폴리올레핀계발포체, 폴리스틸렌발포체 또는 폴리우레탄발포체 중 어느 하나 이상의 것으로 형성되는 입자상의 발포성합성수지, 황토, 펄라이트 및 산화마그네슘 간의 접착력을 확보시킴으로써 단열재 원료로서 성형되는 단열재의 강도를 확보하기 위한 구성으로서, 불연성 조성액에 포함된 액상의 송진 또는 아교에 의한 접착력으로 상기 기본조성물을 이루는 조성물들을 상호 결합시킬 수도 있으나, 더욱 강력한 접착력을 확보하기 위하여 무기접착제를 더 포함할 수도 있다.
이때, 상기 리튬실리케이트, 규산칼륨 또는 규산나트륨 등과 같은 무기접착제는 무기성분을 주성분으로 하기 때문에, 불연성이 매우 우수한 접착제 조성물이 될 수 있다. 더불어 무기접착제가 기본조성물 100중량부에 대하여 5중량부 미만으로 단열재 원료에 포함되면 무기접착제에 의한 단열재 원료의 접착력 향상 효과가 미흡해지는 문제가 발생하고, 10중량부를 초과하여 포함되면 접착력 향상 효과는 우수해지나 단열재 원료로서 성형가공된 단열재가 지나치게 단단해지는 문제가 발생하므로, 무기접착제는 상기 범위 내의 조성비를 유지하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 구성의 단열재 원료를 성형가공하여 만든 단열재층, 즉 단열재의 상부와 하부에 접착제로서 각각 부착되어 가압압착되는 금속판층은 샌드위치 판넬의 전체적인 강도를 확보해주는 구성이다.
즉, 샌드위치 판넬은 일반적으로 중앙에는 단열재가 구성되고, 단열재의 양면에는 금속판이 각각 덧붙여지는 구조를 가져, 단열재로서 단열성을 확보하고 금속판으로서 물리ㆍ화학적인 강도를 확보하여, 건축자재로 많이 이용된다.
이에 대하여, 본 발명에 의한 금속판층은 일반적인 금속강판, 아연도금강판 또는 컬러강판 등과 같은 금속판에 의하여 형성될 수 있다.
또한 단열재층과 금속판층을 접착시키기 위한 접착제는 종래의 것을 이용할 수 있다. 단 접착제는 열에 강한 난연의 성질 및 물성이 서로 다른 단열재와 금속판을 상호 견고하게 접착시킬 수 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
[불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬의 제조방법]
본 발명은 폴리올레핀계발포체, 폴리스틸렌발포체 또는 폴리우레탄발포체 중 어느 하나 이상의 것으로 형성되는 입자상의 발포성합성수지 65.0~78.0부피%, 황토 3.0~7.0부피%, 펄라이트 10.0~20.0부피% 및 산화마그네슘 5.0~15.0부피%가 포함되어 구성된 기본조성물 100중량부에 대하여, 불연성 조성액 10~20중량부가 포함되어 구성된 단열재 원료를 혼합한 후, 60~70℃의 열이 가해지는 성형틀에 주입하여 단열재를 성형가공하는 단열재 성형단계; 상기 단열재층 성형단계에서 만들어진 단열재를 건조실에 수용시켜 30~40℃로 2~4시간 건조시키는 단열재 건조단계 및; 금속판의 일면에 접착제를 도포한 후, 상기 단열재 건조단계에서 건조된 단열재의 양면에 각각 금속판을 부착시킨 후, 가압하여 단열재에 금속판을 부착시키는 금속판층 형성단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬의 제조방법에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 단열재 성형단계는 단열재 원료를 성형틀에 주입하여 단열재를 성형가공하는 과정으로서, 상기 단열재 원료에 관한 구체적인 설명은 상기 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬에 관한 구체적인 설명으로 대신하겠다.
또한 상기 단열재 성형단계의 성형틀은 일반적인 단열재 형태의 성형홈이 형성되는 구성으로서, 판상의 육면체 형태의 성형홈이 형성되어 있다.
더불어 성형틀은 60~70℃의 열을 방출할 수 있도록 구성되어 성형홈에 주입된 단열재 원료가 열에너지로서 성형될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며, 상기 가열온도로의 성형시에는 단열재 원료를 성형홈에 주입한 후 성형기로 성형홈에 주입된 단열재 원료를 가압하고, 가압된 상태를 2~3분간의 유지시간을 두는 것이 바람직하다.
이후 상기 단열재 성형단계 처리되어 만들어진 단열재는 건조실에 수용되어 단열재 건조단계 처리된다.
즉, 단열재 건조단계는 상기 단열재층 성형단계에서 만들어진 단열재를 건조실에 수용시켜 30~40℃로 2~4시간 건조시키는 과정으로서, 성형가공되어 60~70℃의 온도를 가지는 단열재를 안정화시키는 과정이다.
이때, 단열재가 수용되는 건조실은 30~40℃의 온도를 유지하여, 단열재 성형단계 처리되어 성형틀의 성형홈에서 인출된 고온의 단열재가 급격하게 냉각되어 조직이 손상되는 것을 방지하고, 그 결과 제조된 단열재의 강도가 향상될 수 있도록 하기 위함이다. 더불어 단열재 건조단계의 처리시간은 상기와 같이 건조실의 온도가 30~40℃일 때 2~4시간을 유지하는 것이 바람직하다.
즉, 상기와 같이 단열재 성형단계와 단열재 건조단계 처리되어 만들어진 단열재는 샌드위치 판넬의 단열재층의 역할을 한다.
또한 금속판층 형성단계는 금속판의 일면에 접착제를 도포한 후, 상기 단열재 건조단계에서 건조된 단열재의 양면에 각각 금속판을 부착시킨 후, 가압하여 단열재에 금속판을 부착시키는 과정으로서, 샌드위치 판넬의 주된 물리적인 강도를 실현하는 금속판을 단열재의 양면에 부착시키는 과정이다.
이때, 단열재는 상기 단열재 건조단계 처리된 이후 건조실에서 인출되어 실온상태까지 냉각된 상태이고, 금속판에 도포되는 접착제는 샌드위치 판넬의 제조시에 사용되는 일반적인 것을 사용할 수 있다.
아울러 상기와 같이 금속판에 접착제를 도포한 이후에는 접착제가 도포된 금속판을 판상의 단열재의 양면에 각각 부착시킨 후 가압하여 단열재의 양면에 금속판을 견고하게 부착시킨다.
다음은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬의 제조방법으로 샌드위치 판넬을 제조하는 과정이다.
Ⅰ. 단열재 성형단계
1. 기본조성물 제조
① 평균입자직경이 1mm인 스티로폼 140.0ℓ, 황토 14.0ℓ, 펄라이트 26.0ℓ 및 산화마그네슘 40.0ℓ를 교반 혼합하여 기본조성물을 만든다.
2. 불연성 조성액 제조
2-1. 액상의 송진 제조
① 정제송진(순도 99%) 29.7g, 디에틸렌글리콜 1.7g, 중쇄지방산 2.1g, 디옥틸테레프탈레이트 2.6g, 이소프로필알코올 42.6g 및 메탄올 21.3g을 혼합하고, 120℃로 1시간 동안 교반하며 가열하여 액상의 송진을 만든다.
2-2. 제1용액 제조
① 상기 2-1에서 만든 액상의 송진 2.0g, 아교 2.0g, 수산화나트륨 7.0g, 제3인산나트륨 4.0g, 암모니아 0.5g, 3-bromo-cyclohexanone 10.0g 및 증류수 74.5g을 교반 혼합하여 제1용액을 만든다.
2-3. 불연성 조성액 제조
① 증류수 100g, 상기 2-2에서 만든 제1용액 5g, 입자직경 평균 30㎛인 염화마그네슘 95g 및 입자직경 평균 30㎛인 Co-제올라이트 Y 5g을 혼합한 후, 교반기로 20분 동안 교반 혼합한다.
3. 단열재 원료 제조
① 상기 1에서 만든 기본조성물 100kg, 상기 2에서 만든 불연성 조성액 15kg 및 리튬실리케이트 7kg을 혼합하여 단열재 원료를 만든다.
4. 단열재 성형
① 상기 3에서 만들어진 단열재 원료를 가로 500mm × 세로 500mm × 높이 50mm의 성형홈이 형성된 성형틀에 주입하고, 성형틀을 65℃로 2분간 유지시켜 단열재를 성형한 후 성형틀에서 성형된 단열재를 분리한다.
Ⅱ. 단열재 건조단계
① 상기 Ⅰ. 단열재 성형단계에서 만들어진 단열재를 35℃로 유지되는 건조실에 넣은 후 2시간 30분 동안 단열재를 안정화시킨 후 상온에서 단열재를 자연냉각시킨다.
Ⅲ. 금속판층 형성단계
① 가로 500mm × 세로 500mm × 두께 0.5mm인 아연도금강판 두 장의 각 일면에 접착제를 균일하게 도포한 후, 아연도금강판을 상기 Ⅱ. 단열재 건조단계에서 만들어진 단열재의 양면에 각각 부착시킨다.
② 상기 단열재의 양면에 아연도금강판이 부착된 판넬을 프레스로 가압하여 아연도금강판을 단열재에 압착시킴으로써 샌드위치 판넬의 제조를 완료한다.
Ⅰ. 단열재 성형단계
1. 기본조성물 제조
① 평균입자직경이 1mm인 스티로폼 140.0ℓ, 황토 14.0ℓ, 펄라이트 26.0ℓ 및 산화마그네슘 40.0ℓ를 교반 혼합하여 기본조성물을 만든다.
2. 불연성 조성액 제조
2-1. 액상의 송진 제조
① 정제송진(순도 99%) 29.7g, 디에틸렌글리콜 1.7g, 중쇄지방산 2.1g, 디옥틸테레프탈레이트 2.6g, 이소프로필알코올 42.6g 및 메탄올 21.3g을 혼합하고, 120℃로 1시간 동안 교반하며 가열하여 액상의 송진을 만든다.
2-2. 제1용액 제조
① 상기 1에서 만든 액상의 송진 2.0g, 아교 2.0g, 수산화나트륨 7.0g, 제3인산나트륨 4.0g, 암모니아 0.5g, 3-bromo-cyclohexanone 10.0g 및 증류수 74.5g을 교반 혼합하여 제1용액을 만든다.
2-3. 불연성 조성액 제조
① 증류수 100g, 상기 2에서 만든 제1용액 5g, 입자직경 평균 30㎛인 염화마그네슘 95g 및 입자직경 평균 30㎛인 HZSM-35 5g을 혼합한 후, 교반기로 20분 동안 교반 혼합한다.
3. 단열재 원료 제조
① 상기 1에서 만든 기본조성물 100kg, 상기 2에서 만든 불연성 조성액 15kg 및 리튬실리케이트 7kg을 혼합하여 단열재 원료를 만든다.
4. 단열재 성형
① 상기 3에서 만들어진 단열재 원료를 가로 500mm × 세로 500mm × 높이 50mm의 성형홈이 형성된 성형틀에 주입하고, 성형틀을 65℃로 2분간 유지시켜 단열재를 성형한 후 성형틀에서 성형된 단열재를 분리한다.
Ⅱ. 단열재 건조단계
① 상기 Ⅰ. 단열재 성형단계에서 만들어진 단열재를 35℃로 유지되는 건조실에 넣은 후 2시간 30분 동안 단열재를 안정화시킨 후 상온에서 단열재를 자연냉각시킨다.
Ⅲ. 금속판층 형성단계
① 가로 500mm × 세로 500mm × 두께 0.5mm인 아연도금강판 두 장의 각 일면에 접착제를 균일하게 도포한 후, 아연도금강판을 상기 Ⅱ. 단열재 건조단계에서 만들어진 단열재의 양면에 각각 부착시킨다.
② 상기 단열재의 양면에 아연도금강판이 부착된 판넬을 프레스로 가압하여 아연도금강판을 단열재에 압착시킴으로써 샌드위치 판넬의 제조를 완료한다.
[시험]
건설교통부 고시 제2006-476호(KS F ISO 1182: 2004) 및 건설교통부 고시 제2006-476호(KS F 2271:2006)에 따라 한국건자재 시험연구원에서 실험한 결과를 나타낸 것으로서, 불연성 시험에서는 상기 각 실시예의 Ⅱ. 단열재 건조단계 처리되어 만들어진 단열재를 지름 45mm, 높이 50mm의 시편으로 만든 후 20분간 가열함으로써 테스트하였으며, 가스유해성 시험에서는 무게 19g, ICR 혈통의 쥐를 실험체로 하여 행동정지시간을 측정하였다.
Figure 112015053325075-pat00001
본 발명에 의한 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬에 관한 직접적인 시험은 수행하지 못하였으나, 상기 표 1과 같이 본 발명에 의한 샌드위치 판넬에 포함되는 불연성 조성액을 이용하여 제조된 단열재는 불연성 시험 및 가스유해성 시험의 기준을 모두 만족한다.
아울러 상기의 불연성 및 가스유해성 시험과는 별개로 불연성 시험된 단열재의 표면을 육안 관찰한 결과, 실시예 1 및 2에 의한 단열재 모두 염화마그네슘의 튐으로 인하여 생성된 표면의 미세한 돌출이 거의 없는 것으로 확인되었다. 이는 제1용액에 포함된 송진 및 아교가 염화마그네슘이 다른 조성물을 손상시키며 도포층의 외부로 튕겨져 나오는 것을 방지하는 효과를 발휘하였음을 알 수 있다.
또한 실시예 1과 2를 비교하면, 실시예 1의 단열재와 실시예 2의 단열재는 제올라이트계 규산염 수화물을 제외한 모든 조성물이 동일하기 때문에, 질량감소율, 최고온도와 최종평형온도의 차이 및 쥐의 행동정지시간 차이는 포자사이트형 제올라이트계 규산염 수화물(Co-제올라이트 Y)와 페리어라이트형의 제올라이트계 규산염 수화물(HZSM-35)의 차이에서 생긴 것임을 알 수 있다.
즉, 본 발명에 의한 샌드위치 판넬의 단열재에 포함되는 제올라이트계 규산염 수화물은 불연성 및 가스유해성에 영향을 미치고, 제올라이트계 규산염 수화물의 유형에 따라 불연성 및 가스유해성의 차이가 나타남을 알 수 있다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

Claims (5)

  1. 폴리올레핀계발포체, 폴리스틸렌발포체 또는 폴리우레탄발포체 중 어느 하나 이상의 것으로 형성되는 입자상의 발포성합성수지 65.0~78.0부피%, 황토 3.0~7.0부피%, 펄라이트 10.0~20.0부피% 및 산화마그네슘 5.0~15.0부피%가 포함되어 구성된 기본조성물 100중량부에 대하여, 불연성 조성액 10~20중량부가 포함되어 구성된 단열재 원료를 성형가공하여 만든 단열재층; 상기 단연재층의 상부와 하부에 접착제로서 각각 부착되어 가압압착되는 금속판층;을 포함하여 구성되고,
    상기 불연성 조성액은,
    액상의 송진 1.0~3.0중량%, 아교 1.0~4.0중량%, 수산화나트륨 5.0~9.0중량%, 제3인산나트륨 3.0~5.0중량%, 암모니아 0.1~1.0중량%, 유화제 7.0~12.0중량% 및 증류수 68.0~82.0중량%가 혼합되어 이루어진 제1용액과;
    증류수 100중량부에 대하여, 상기 제1용액 1~10중량부, 염화마그네슘 85~99중량부 및 제올라이트계 규산염 수화물 1~10중량부를 포함하여 구성되며,
    상기 제올라이트계 규산염 수화물은,
    수산화기가 Cu, Co, Fe, Ni 또는 Zn 중 어느 하나 이상의 것으로 치환된 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제올라이트계 규산염 수화물은,
    포자사이트(faujasite, FAU)형, 캐버자이트(chabazite, CHA)형 또는 페리어라이트(ferrierite, FER)형 중 어느 하나 이상의 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단열재 원료는,
    기본조성물 100중량부에 대하여, 리튬실리케이트, 규산칼륨 또는 규산나트륨 중 어느 하나 이상의 무기접착제 5~10중량부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬.
  5. 폴리올레핀계발포체, 폴리스틸렌발포체 또는 폴리우레탄발포체 중 어느 하나 이상의 것으로 형성되는 입자상의 발포성합성수지 65.0~78.0부피%, 황토 3.0~7.0부피%, 펄라이트 10.0~20.0부피% 및 산화마그네슘 5.0~15.0부피%가 포함되어 구성된 기본조성물 100중량부에 대하여, 불연성 조성액 10~20중량부가 포함되어 구성된 단열재 원료를 혼합한 후, 60~70℃의 열이 가해지는 성형틀에 주입하여 단열재를 성형가공하는 단열재 성형단계; 상기 단열재층 성형단계에서 만들어진 단열재를 건조실에 수용시켜 30~40℃로 2~4시간 건조시키는 단열재 건조단계 및; 금속판의 일면에 접착제를 도포한 후, 상기 단열재 건조단계에서 건조된 단열재의 양면에 각각 금속판을 부착시킨 후, 가압하여 단열재에 금속판을 부착시키는 금속판층 형성단계;를 포함하여 구성되고,
    상기 불연성 조성액은,
    액상의 송진 1.0~3.0중량%, 아교 1.0~4.0중량%, 수산화나트륨 5.0~9.0중량%, 제3인산나트륨 3.0~5.0중량%, 암모니아 0.1~1.0중량%, 유화제 7.0~12.0중량% 및 증류수 68.0~82.0중량%가 혼합되어 이루어진 제1용액과;
    증류수 100중량부에 대하여, 상기 제1용액 1~10중량부, 염화마그네슘 85~99중량부 및 제올라이트계 규산염 수화물 1~10중량부를 포함하여 구성되며,
    상기 제올라이트계 규산염 수화물은,
    수산화기가 Cu, Co, Fe, Ni 또는 Zn 중 어느 하나 이상의 것으로 치환된 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 불연성 조성액을 이용한 샌드위치 판넬의 제조방법.
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