KR101986779B1 - 건축용 벽체 - Google Patents

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Abstract

건축용 벽체가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체는, 종이의 난연 처리에 의해 형성되는 허니콤 보드와, 우레탄 소재의 난연 처리에 의해 형성되는 우레탄 보드를 포함하되 허니콤 보드와 우레탄 보드 중 어느 한 보드가 다른 한 보드 사이에 배치되어 다층으로 마련되는 내부 보드 어셈블리; 및 내부 보드 어셈블리의 양 표면에 결합되되 재활용 폴리우레탄 및 케나프 중 적어도 어느 하나의 원료를 포함하는 재료로 제작되는 제1 및 제2 외부 마감재를 포함한다.

Description

건축용 벽체{Partition panel}
본 발명은, 건축용 벽체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 난연 기능, 흡차음 기능 또는 단열 기능 등의 다양한 기능을 제공할 수 있음은 물론 강도가 강해서 건축물의 내장재, 칸막이 또는 벽체로의 활용이 가능하며, 또한 초경량이기 때문에 물류 이송 시 로스(loss) 발생을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 핸들링이 편해서 용이하게 시공할 수 있는 건축용 벽체에 관한 것이다.
통상적으로, 단독주택, 공동주택, 오피스텔, 상가건물 등과 같은 각종 건축물의 비내력 내,외 벽체를 구축할 때는 벽돌이나 블록을 쌓은 후, 시멘트 모르타르로 미장 마감하는 습식 조적공법이 사용된다.
그렇지만, 전술한 습식 조적공법은 공기가 길 뿐만 아니라 무거운 자중으로 인해 요구되는 구조강도 보강을 위한 상당한 비용이 발생되는 단점이 있다.
또한 전술한 습식 조적공법은 전기, 급/배수, 가스 등과 같이 매립되어 있는 설비의 노후에 따른 보수 및 교체가 어려울 뿐만 아니라 입주자의 구조 변경 요구가 발생하였을 경우 이를 수용하기 어려운 단점이 있다.
이러한 단점들을 극복하기 위해, 건축물의 고층화에 따른 자중을 경감하는 한편, 공간구획 변경이 용이하며, 현장 작업 공정의 단순화 및 외부 기후 등의 영향을 받지 않고, 유지 보수의 용이성 등을 위해 건식 공법이 도입되고 있다.
한편, 건식 공법 중 시공 현장에서 제작 및 설치가 모두 이루어지는 대표적인 방식으로 내부공간을 크게 단일체로 건축하고 필요에 따라 알맞은 공간으로 구획하여 사용하도록 할 때, 내부 공간을 구획하는 벽체로서 석고보드 또는 샌드위치 패널이 널리 사용되고 있다.
그런데, 이와 같은 석고보드 또는 샌드위치 패널의 경우에는 구조적인 한계로 인해 난연 기능, 흡차음 기능 또는 단열 기능 등이 떨어질 뿐만 아니라 강도가 약해서 칸막이를 포함하여 벽체의 형성에 다소 제한적일 수밖에 없으며, 또한 고중량이어서 물류 이송 시 로스(loss) 발생이 크고 시공 역시 용이하지 않다는 점을 고려해볼 때, 기존에 알려지지 않은 신개념의 건축용 벽체에 대한 필요성이 대두된다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2015-0017209호 대한민국특허청 출원번호 제20-2006-0000621호
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 난연 기능, 흡차음 기능 또는 단열 기능 등의 다양한 기능을 제공할 수 있음은 물론 강도가 강해서 건축물의 내장재, 칸막이 또는 벽체로의 활용이 가능하며, 또한 초경량이기 때문에 물류 이송 시 로스(loss) 발생을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 핸들링이 편해서 용이하게 시공할 수 있는 건축용 벽체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 종이의 난연 처리에 의해 형성되는 허니콤 보드와, 우레탄 소재의 난연 처리에 의해 형성되는 우레탄 보드를 포함하되 상기 허니콤 보드와 상기 우레탄 보드 중 어느 한 보드가 다른 한 보드 사이에 배치되어 다층으로 마련되는 내부 보드 어셈블리; 및 상기 내부 보드 어셈블리의 양 표면에 결합되되 재활용 폴리우레탄 및 케나프 중 적어도 어느 하나의 원료를 포함하는 재료로 제작되는 제1 및 제2 외부 마감재를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 벽체가 제공될 수 있다.
상기 내부 보드 어셈블리는, 상기 허니콤 보드; 상기 허니콤 보드의 일면에 배치되어 상기 허니콤 보드와 접착되는 제1 우레탄 보드; 및 상기 허니콤 보드의 타면에 배치되어 상기 허니콤 보드와 접착되는 제2 우레탄 보드를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부 마감재는 상기 제1 및 제2 우레탄 보드의 외면에 각각 배치되어 접착될 수 있다.
상기 허니콤 보드는, 상호 이격되게 나란하게 배치되는 제1 및 제2 흡차음 플레이트; 및 상기 제1 및 제2 흡차음 플레이트를 연결하되 흡음 또는 차음이 가능하도록 다수의 흡차음 공간을 구비하며, 상기 제1 및 제2 흡차음 플레이트의 두께보다 크게 형성되는 흡차음 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부 마감재 중 적어도 어느 하나는 주원료로서의 상기 재활용 폴리우레탄과, 보조원료로서의 상기 케나프와 폴리프로필렌을 미리 결정된 배합비로 배합시킴으로써 제작될 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부 마감재 중 적어도 어느 하나는 주원료로서의 상기 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 미리 결정된 배합비로 배합시킴으로써 제작될 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부 마감재 중 적어도 어느 하나는, 난연 처리되는 난연 마감재 본체; 및 상기 난연 마감재 본체의 보강을 위해 상기 난연 마감재 본체의 양 표면에 배치되되 상기 난연 마감재 본체와는 별개로 난연 처리되는 난연 보강지를 포함할 수 있다.
상기 난연 마감재 본체에 함침되는 난연재의 함침량은 상기 난연 마감재 본체의 중량 대비 2배 내지 3배이고, 상기 난연 보강지에 함침되는 난연재의 함침량은 상기 난연 보강지의 중량 대비 2배 내지 3배일 수 있다.
상기 우레탄 보드는 수발포 PIR(polyisocyanurate) 보드일 수 있다.
상호 이웃하게 배치되는 허니콤 보드의 연결을 위해 상기 허니콤 보드의 홈부에 끼워지게 마련되는 연결부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 종이의 난연 처리에 의해 형성되는 허니콤 보드와, 우레탄 소재의 난연 처리에 의해 형성되는 우레탄 보드를 포함하되 상기 허니콤 보드와 상기 우레탄 보드 중 어느 한 보드가 다른 한 보드 사이에 배치되어 다층으로 마련되는 내부 보드 어셈블리를 제조하는 내부 보드 어셈블리 제조 단계; 상기 내부 보드 어셈블리의 양 표면에 결합되되 재활용 폴리우레탄 및 케나프 중 적어도 어느 하나의 원료를 포함하는 재료로 제작되는 외부 마감재를 제조하는 외부 마감재 제조 단계; 및 상기 내부 보드 어셈블리의 양 표면에 상기 외부 마감재를 각각 결합시키는 내부 보드 어셈블리 및 외부 마감재 결합 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 벽체 제조 방법이 제공될 수 있다.
상기 내부 보드 어셈블리 제조 단계는, 상기 허니콤 보드를 배치하는 허니콤 보드 배치 단계; 상기 허니콤 보드를 사이에 두고 상기 우레탄 보드가 상기 허니콤 보드의 양측에 배치되도록 하는 우레탄 보드 배치 단계; 및 상기 허니콤 보드와 상기 우레탄 보드를 접착시키는 보드 접착 단계를 포함할 수 있다.
상기 외부 마감재 제조 단계는, 소정의 원료를 미리 결정된 배합비로 배합시키는 원료 배합 단계; 배합된 원료를 뭉쳐서 일정한 두께를 갖는 반제품으로 가공시키는 원료 가공 단계; 및 상기 반제품을 난연재에 함침시키는 난연재 함침 단계를 포함할 수 있다.
상기 외부 마감재 제조 단계는, 상기 난연재 함침 단계의 수행 전에 상기 반제품을 함침에 적합한 사이즈로 커팅하는 1차 커팅 단계; 및 상기 난연재 함침 단계의 수행 후에 함침이 완료된 반제품을 건조시키는 건조 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 건조 단계는 마이크로웨이브(microwave)에 의한 건조작용이 진행되도록 하는 마이크로웨이브식 건조 단계일 수 있다.
상기 외부 마감재 제조 단계는, 상기 건조 단계의 수행 후, 건조가 완료된 반제품의 양면에 미리 난연 처리된 난연 보강지를 부착시키는 난연 보강지 부착 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 외부 마감재 제조 단계는, 상기 난연 보강지 부착 단계의 수행 후, 양면에 난연 보강지가 부착된 반제품을 압착시켜 상기 난연 보강지를 일체화시키는 압착 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 압착 단계는, 양면에 상기 난연 보강지가 부착된 반제품을 열 압착시키는 열 압착 단계; 및 열 압착이 완료된 반제품을 냉각 압착시키는 냉각 압착 단계를 포함할 수 있다.
상기 외부 마감재 제조 단계는, 상기 압착 단계의 수행 후, 제품의 출시를 위해 단위 사이즈로 커팅하는 2차 커팅 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 난연 기능, 흡차음 기능 또는 단열 기능 등의 다양한 기능을 제공할 수 있음은 물론 강도가 강해서 건축물의 내장재, 칸막이 또는 벽체로의 활용이 가능하며, 또한 초경량이기 때문에 물류 이송 시 로스(loss) 발생을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 핸들링이 편해서 용이하게 시공할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체의 이미지이다.
도 1b는 도 1a의 이미지를 도시한 사시도이다.
도 1c는 도 1b의 일부 절개 사시도이다.
도 1d는 도 1b의 단면도이다.
도 1e는 도 1d의 분해도이다.
도 1f는 건축용 벽체의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체를 제조하기 위한 건축용 벽체 제조 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 3은 외부 마감재 제조 장치의 제어블록도이다.
도 4는 외부 마감재 제조 장치의 공정 구성도이다.
도 5는 도 4의 전방 공정 확대도이다.
도 6는 난연재 함침 유닛의 확대도이다.
도 7은 원료 배합 유닛의 확대 구조도이다.
도 8은 도 7에서 개폐 셔터가 개방된 상태의 도면이다.
도 9는 건조 유닛의 확대도이다.
도 10은 도 4의 후방 공정 확대도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체 제조 방법의 개략적인 순서도이다.
도 12는 외부 마감재 제조 단계에 대한 순서도이다.
도 13 및 도 14는 각각 건축용 벽체의 변형예들이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체의 이미지이고, 도 1b는 도 1a의 이미지를 도시한 사시도이며, 도 1c는 도 1b의 일부 절개 사시도이고, 도 1d는 도 1b의 단면도이며, 도 1e는 도 1d의 분해도이고, 도 1f는 건축용 벽체의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체(1)는 도 1a의 이미지와 같은 블록(block) 형상의 구조물로 제작될 수 있으며, 건축물의 내장 마감용으로 사용되거나 혹은 실내 공간을 여러 개의 단위 공간으로 구획하기 위한 수단으로서의 칸막이 혹은 벽체 용도로 두루 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체(1)는 예컨대, 하나의 넓은 실내 공간을 작업실, 회의실, 휴게실 등의 단위 공간들로 구획하고자 할 때 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체(1)는 후술하는 특징으로 인해 난연 기능, 흡차음 기능 또는 단열 기능 등의 다양한 기능을 제공할 수 있음은 물론 강도가 강해서 건축물의 내장재, 칸막이 또는 벽체로의 활용이 가능하다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체(1)는 종전의 석고보드나 샌드위치 패널보다 무게가 가벼운 초경량이기 때문에 물류 이송 시 로스(loss) 발생을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 핸들링이 편해서 용이하게 시공할 수 있다.
다시 말해, 본 실시예에 따른 건축용 벽체(1)는 종전의 석고보드나 샌드위치 패널과 달리 효율적인 구조를 가지고 있기 때문에 흡차음 효과가 매우 뛰어날 뿐만 아니라 난연 또는 단열 기능을 제공할 수 있다. 뿐만 아니라 본 실시예에 따른 건축용 벽체(1)는 측방향으로 연결시키기만 하면 벽체로 완성되기 때문에 시공의 편의성을 도모할 수 있다. 특히, 가볍기 때문에 물류이송에도 많은 이점을 제공할 수 있는 것이다.
이와 같이 많은 장점을 제공하는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체(1)는 도 1a 내지 도 1f에 도시된 바와 같이, 내부 보드 어셈블리(6)와, 내부 보드 어셈블리(6)의 양 표면에 결합되되 재활용 폴리우레탄 및 케나프 중 적어도 어느 하나의 원료를 포함하는 재료로 제작되는 제1 및 제2 외부 마감재(10)를 포함할 수 있다. 후술하겠지만 제1 및 제2 외부 마감재(10)는 위치만 상이할 뿐 구조는 동일하다. 따라서 제1 및 제2 외부 마감재(10)에 모두 동일한 참조부호를 부여했다.
내부 보드 어셈블리(6)는 제1 및 제2 외부 마감재(10) 사이에 배치되는 부분이다. 이러한 내부 보드 어셈블리(6)는 종이의 난연 처리에 의해 형성되는 허니콤 보드(2)와, 허니콤 보드(2)의 일면에 배치되어 허니콤 보드(2)와 접착되는 제1 우레탄 보드(4)와, 허니콤 보드(2)의 타면에 배치되어 허니콤 보드(2)와 접착되는 제2 우레탄 보드(5)를 포함할 수 있다. 제1 우레탄 보드(4)와 제2 우레탄 보드(5)에 다른 참조부호를 부여했으나 이들은 모두 우레탄 소재의 난연 처리에 의해 형성되는 수발포 PIR(polyisocyanurate) 보드일 수 있다. 본 실시예의 경우, 우레탄 소재의 난연 처리에 의해 형성되는 제1 우레탄 보드(4)와 제2 우레탄 보드(5) 사이에 종이의 난연 처리에 의해 형성되는 허니콤 보드(2)를 배치한 다층 구조의 내부 보드 어셈블리(6)를 제안하고 있다.
허니콤 보드(2), 즉 종이의 난연 처리에 의해 형성되는 허니콤 보드(2)는 주로 소리에 대하여 흡음 또는 차음이 가능하게 마련된다. 이러한 허니콤 보드(2)는 벌집 모양을 연속하여 사방으로 형성시킨 종이 재질의 허니콤 표면 양 측에 종이시트를 부착시켜 형성할 수 있으며, 양 표면을 포함하여 전체에 난연제와 방염제를 분사 코팅하여 난연 및 방염 처리한 상태로 제작될 수 있다.
즉 허니콤 보드(2)는 제1 외부 마감재(10)와 접하여 결합되는 제1 흡차음 플레이트(2a)와, 제2 외부 마감재(10)와 접하여 결합되는 제2 흡차음 플레이트(2b)와, 제1 및 제2 흡차음 플레이트(2a,2b)를 연결하되 흡음 또는 차음이 가능하도록 다수의 흡차음 공간(미도시)을 구비하는 흡차음 연결벽체(2c)를 포함할 수 있다.
이처럼 흡차음 연결벽체(2c)에 다수의 흡차음 공간(미도시)이 형성되기 때문에 이의 구조로 인해 흡차음 효과를 제공할 수 있다. 본 실시예에서 흡차음 연결벽체(2c)는 제1 및 제2 흡차음 플레이트(2a,2b)의 두께보다 크게 형성될 수 있다.
제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)는 우레탄 소재의 난연 처리에 의해 형성되는 소재이다. 제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)는 수발포 우레탄으로 친환경적이며 난연 처리되고 허니콤 보드(2)의 양면에 난연 접착제로 접착되어, 단열 및 난연 특성을 제공할 수 있다. 본 실시예의 경우, 제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)의 각각의 두께가 허니콤 보드(2)의 두께보다 두껍게 제작하고 있다.
제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)는 별도의 보드 형태로 제조되어 허니콤 보드(2)의 양측에 접착될 수도 있고, 아니면 허니콤 보드(2)의 양측에 제1 및 제2 외부 마감재(10)를 소정 간격 이격시킨 후, 네 변을 폐쇄시킨 상태에서 우레탄을 발포시켜 제조될 수 있는데, 이와 같이 우레탄을 발포시킬 때 난연제를 첨가하여 등급에 적합하게 제조할 수 있다.
이상 설명한 것처럼 본 실시예의 경우, 내부 보드 어셈블리(6)를 제작함에 있어서 난연 및 방염 처리된 허니콤 보드(2)가 제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)의 가운데 부분을 대체하면서, 벽체를 형성하는데 있어서 비용, 강도, 무게, 작업성 등의 측면에서 균형을 유지시켜 제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)를 무한정 두껍게 할 수 없는 문제점을 해결하면서 다음과 같은 여러 특징들을 구현할 수 있게 된다.
먼저, 제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)의 가운데 양면에 허니콤 보드(2)를 접착시킴으로써, 제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)가 성형된 이후에 경화가 진행되면서 뒤틀리는 현상을, 연속하여 사방으로 형성된 벌집 모양의 허니콤 보드(2)가 부착된 상태로 잡아주는 역할을 하면서 구조적으로 충분한 강도 보강이 이루어져 외부 충격에도 잘 견디게 된다.
또한 제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)의 일부를 허니콤 보드(2)로 대체함으로써 상대적으로 가격이 낮은 허니콤 보드(2)에 의해 제작비용을 낮추면서 더욱 경량화시킬 수 있어 특히 고층 건축 시 유리하게 된다.
또한 제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)의 가운데 부분을 허니콤 보드(2)로 대체함으로써, 일측에서 발생된 열, 진동 및 소음 등이 타 측으로 전달될 때 허니콤 보드(2)가 양면에서 제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)에 막힘으로써 확실하게 형성된 공기층을 통과하면서 대폭적으로 감소하여 타 측에서의 단열 및 차음 특성을 높일 수 있다.
한편, 제1 및 제2 외부 마감재(10)는 앞서 기술한 것처럼 허니콤 보드(2)의 보강을 위해 허니콤 보드(2)의 양 표면에 결합되는 마감재이다. 이러한 제1 및 제2 외부 마감재(10)는 아래와 같은 방법으로 제작될 수 있다.
예컨대, 제1 및 제2 외부 마감재(10)는 주원료로서의 재활용 폴리우레탄과, 보조원료로서의 케나프와 폴리프로필렌을 미리 결정된 배합비로 배합시킴으로써 제작될 수 있다.
이러한 방식 외에도, 제1 및 제2 외부 마감재(10)는 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 미리 결정된 배합비로 배합시킴으로써 제작될 수도 있다.
결과적으로 제1 및 제2 외부 마감재(10)는 위의 두 가지 방식의 원료와 배합비로 제작될 수 있는데, 이렇게 제작된 제1 및 제2 외부 마감재(10)는 내부 보드 어셈블리(6)의 양면에 결합될 수 있다.
이때, 제1 및 제2 외부 마감재(10)가 반드시 동일한 것이 사용될 필요는 없다. 예를 들어, 제1 외부 마감재(10)는 재활용 폴리우레탄을 주원료로 한 것을 사용하고, 제2 외부 마감재(10)는 케나프를 주원료로 한 것을 사용할 수 있다. 본 실시예의 경우, 후자의 방식으로 된 외부 마감재(10)를 적용하고 있으며, 이를 내부 보드 어셈블리(6)의 양 표면에 결합시키고 있다.
외부 마감재(10)에 대해 살펴보면, 도 1e에 확대 도시된 바와 같이, 외부 마감재(10)는 대부분의 두께를 차지하는 난연 마감재 본체(11)와, 난연 마감재 본체(11)의 양측에 배치되어 난연 마감재 본체(11)와 함께 압착되는 다수의 난연 보강지(13)를 포함할 수 있다.
한편, 대다수의 두께를 차지하는 난연 마감재 본체(11)는 일정한 원료, 특히 케나프를 이용하는 한편 난연 기능을 추가함으로써 제조될 수 있으며, 이후에 난연 마감재 본체(11)의 양면으로 난연 보강지(13)가 압착됨으로써 제작될 수 있다. 난연 보강지(13) 역시, 난연 기능이 추가된다.
이처럼 난연 마감재 본체(11)도 난연 처리되고, 난연 마감재 본체(11)의 외피를 이루는 난연 보강지(13) 역시 난연 처리되기 때문에 본 실시예에 따른 외부 마감재(10)는 이중 삼중의 난연 기능을 제공할 수 있다. 따라서 화재에 강한 효과를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라 구조적인 특징으로 인해, 즉 흡차음의 효과도 뛰어나다.
난연 마감재 본체(11)에 대해 구체적으로 살펴보면, 본 실시예에서 난연 마감재 본체(11)는 앞서 기술한 것처럼 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 원료로 하여 판상체로 제작되되 난연 처리된다.
여기서, 저융점 섬유(LM)는 265도 이상에서 녹는 일반 폴리에스테르 섬유와 달리 100~200도의 낮은 온도에서 녹는 특성을 갖는다. 때문에 자동차 트렁크와 천장 등의 내장재, 매트리스와 소파 등 가구, 기저귀와 생리대 등 위생용품의 접착제로 쓰이는 친환경 섬유이다.
폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)는 대표적인 합성 섬유 소재로서 필름과 병 등 비섬유 분야에 용도가 확대되고 있다. 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)는 용융 방사(熔融紡絲)로 의류용 폴리에스테르 섬유를 만드는 외에도 병이나 필름 등 그 용도가 광범위하게 늘어나는 소재이다.
한편, 이와 같은 원료를 이용해서 난연 마감재 본체(11)를 제작하되 이들 원료는 소정의 중량비로 배합될 수 있다.
이때, 난연 마감재 본체(11)의 제작 시 케나프의 함량이 제일 많고 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)의 함량이 제일 적을 수 있다. 그리고 난연 보강지(13)보다 난연 마감재 본체(11)의 두께가 두껍게 제작될 수 있다.
특히, 본 실시예의 경우 주성분으로서 케나프가 사용되고 있는데, 케나프는 섬유, 즉 친환경소재로서 줄기 안에 기공이 있는 특징을 갖는다. 따라서 이러한 케나프를 사용해서 난연 마감재 본체(11)를 제작하게 되면 케나프가 난연재를 흡수할 수 있어서 난연 기능을 제공하는 데에 유리하다. 특히, 케나프 내의 기공은 흡차음기능과 단열기능을 제공하기 때문에 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 마감재(10)는 단열성과 특히, 흡차음성에서도 뛰어난 효과를 제공할 수 있다.
이와 같은 케나프는 원료로서 40~70 중량%가 함유될 수 있는데 케나프가 40 중량%보다 적게 함유되면 난연재 흡수의 정도가 떨어져 바람직하지 못하고, 케나프가 70 중량%보다 많게 함유되면 저융점 섬유(LM)와 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)의 함량이 적어져서 가공성이 떨어지고 강도가 약해질 수 있다. 따라서 케나프는 원료로서 40~70 중량%가 함유되는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 저융점 섬유(LM)와 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET) 역시, 케나프가 차지하는 함량을 제외하고 각각 30~50 중량%, 그리고 10~30 중량%가 함유됨으로써 가공성을 높이고 강도를 향상시킬 수 있다. 저융점 섬유(LM)가 30~50 중량%보다 적거나 많을 경우, 그리고 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)가 10~30 중량%보다 적거나 많을 경우에는 가공성이 현저하게 떨어지고 강도가 약해질 수 있다.
난연 보강지(13) 역시, 난연 마감재 본체(11)와 마찬가지의 원료를 가지고 난연 처리된 후에 마련될 수 있다. 다만, 난연 보강지(13)가 난연 마감재 본체(11)보다 두께가 얇다는 점을 고려해볼 때, 난연 보강지(13)는 케나프만을 이용해서 만들 수도 있다.
이상 설명한 바와 같은 건축용 벽체(1)는 도 1f처럼 연결되어 사용될 수 있다. 이때는 상호 이웃하게 배치되는 건축용 벽체(1)의 허니콤 보드(2)에 형성되는 홈부(2c)에 홈부(2c)와 동일한 형상을 갖는 연결부재(8)가 끼워지도록 하는 방식을 통해 건축용 벽체(1)를 측방향으로 연결할 수 있다.
특히, 연결부재(8)는 허니콤 보드(2)의 홈부(2c)와 동일한 두께, 홈부(2c)의 깊이보다 넓은 폭 그리고 측면과 동일한 높이를 가지게 형성시킴으로써 건축용 벽체(1)의 연결 결합이 보다 견고하고 용이해질 수 있도록 할 수 있다. 도 1f처럼 연결부재(8)를 사용해서 건축용 벽체(1)를 측방향으로 연결시켜 시공할 경우, 시공의 편의성이 대폭 향상될 수 있다.
한편, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체를 제조하기 위한 건축용 벽체 제조 시스템의 개략적인 블록도이다.
이 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체(1, 도 1a 참조)를 제조하기 위한 건축용 벽체 제조 시스템은 내부 보드 어셈블리(6)를 제조하는 내부 보드 어셈블리 제조 장치(50)와, 내부 보드 어셈블리(6)의 양면에 결합될 제1 및 제2 외부 마감재(10)를 제조하는 외부 마감재 제조 장치(60)와, 내부 보드 어셈블리(6)를 사이에 두고 내부 보드 어셈블리(6)의 양 표면에 제1 및 제2 외부 마감재(10)를 결합시키는 내부 보드 어셈블리 및 외부 마감재 결합 장치(70)를 포함할 수 있다.
결과적으로, 내부 보드 어셈블리(6)는 내부 보드 어셈블리 제조 장치(50)에 의해 제조되고, 외부 마감재(10)는 외부 마감재 제조 장치(60)에 의해 제조될 수 있으며, 이렇게 제조된 내부 보드 어셈블리(6)와 외부 마감재(10)는 내부 보드 어셈블리 및 외부 마감재 결합 장치(70)를 통해 상호간 결합되어 도 1a와 같은 형태의 건축용 벽체(1)로 만들어질 수 있다. 내부 보드 어셈블리 및 외부 마감재 결합 장치(70)에서는 친환경 접착제에 의해 내부 보드 어셈블리(6)와 외부 마감재(10)를 결합시킬 수 있다.
이들 장치 중에서 특히, 외부 마감재(10)를 제조하기 위한 장치와 방법에 대해 도 3 내지 도 12를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
도 3은 외부 마감재 제조 장치의 제어블록도이고, 도 4는 외부 마감재 제조 장치의 공정 구성도이며, 도 5는 도 4의 전방 공정 확대도이고, 도 6는 난연재 함침 유닛의 확대도이며, 도 7은 원료 배합 유닛의 확대 구조도이고, 도 8은 도 7에서 개폐 셔터가 개방된 상태의 도면이며, 도 9는 건조 유닛의 확대도이고, 도 10은 도 4의 후방 공정 확대도이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체 제조 방법의 개략적인 순서도이고, 도 12는 외부 마감재 제조 단계에 대한 순서도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 벽체 제조 시스템에 적용될 수 있는 외부 마감재 제조 장치(60)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)을 포함할 수 있다.
다시 말해, 원료 배합 유닛(110)에 의한 원료 배합 단계(S110), 원료 가공 유닛(120)에 의한 원료 가공 단계(S120), 1차 커팅 유닛(130)에 의한 1차 커팅 단계(S130), 난연재 함침 유닛(140)에 의한 난연재 함침 단계(S140), 건조 유닛(150)에 의한 건조 단계(S150), 난연 보강지 부착 유닛(160)에 의한 난연 보강지 부착 단계(S160), 압착 유닛(170)에 의한 압착 단계(S170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)에 의한 2차 커팅 단계(S180)를 순차적으로 진행시킴으로서 도 1d와 같은 형태의 외부 마감재(10) 즉, 난연 마감재 본체(11)와 난연 보강지(13)를 포함하는 외부 마감재(10)를 제조할 수 있다.
특히, 이와 같은 단계별 공정이 도 3처럼 컨트롤러(180)에 의해 연속적인 인라인(in-line)을 이루도록 컨트롤할 경우, 자동화에 따른 생산성 향상을 구현할 수 있다.
물론, 생산성을 위해서는 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180) 모두가 자동 컨트롤되는 것이 바람직하지만 이들 중 하나 또는 일부의 유닛만이 컨트롤러(180)에 의해 컨트롤될 수도 있다. 따라서 이러한 사항 모두가 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 3을 참조하여 컨트롤러(190)에 대해 먼저 살펴보면, 본 실시예에서 컨트롤러(190)는 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)의 단계별 동작을 컨트롤한다. 이때의 컨트롤은 앞서 기술한 것처럼 인라인 연속 컨트롤일 수도 있고, 아니며 일부 유닛의 국부적인 컨트롤일 수 있다.
이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(190)는 중앙처리장치(191, CPU), 메모리(192, MEMORY), 그리고 서포트 회로(193, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.
중앙처리장치(191)는 본 실시예에서 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)의 단계별 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(192, MEMORY)는 중앙처리장치(191)와 연결된다. 메모리(192)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.
서포트 회로(193, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(191)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(193)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 컨트롤러(190)는 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)의 단계별 동작을 컨트롤한다. 이때, 컨트롤러(190)가 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)의 단계별 동작을 연속적으로 컨트롤하거나 일부만 컨트롤하기 위한 일련의 프로세스 등은 메모리(192)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(192)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여 외부 마감재 제조 장치(60)를 이루는 세부 구성에 대해 살펴본다.
우선, 원료 배합 유닛(110)은 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)를 미리 결정된 배합비로 배합시키는 역할을 한다. 이들 원료의 배합비는 전술한 것과 같다.
이러한 원료 배합 유닛(110)은 도 4 내지 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 배합 유닛용 탱크(111)와, 배합 유닛용 탱크(111) 내에서 개폐 가능하게 마련되는 개폐 셔터(112)와, 배합 유닛용 탱크(111) 내에 투입되는 원료를 교반시키는 원료 교반기(116)를 포함할 수 있다.
배합 유닛용 탱크(111)는 통, 혹은 호퍼 형상의 구조물로서, 전술한 원료들이 배합되는 장소를 이룬다. 내부에서 배합이 완료된 원료들이 배합 유닛용 탱크(111)의 바깥쪽으로 배출될 수 있도록 배합 유닛용 탱크(111)의 일측에 배출부(111a)가 마련된다. 배출부(111a)는 배합 유닛용 탱크(111)의 하부에 마련되는 편이 바람직하나 도면이 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
개폐 셔터(112)는 배합 유닛용 탱크(111) 내에서 회동 가능하게 배치되는 구조물로서, 배합 유닛용 탱크(111) 내부를 개폐한다. 즉 도 7처럼 배합 유닛용 탱크(111) 내를 차폐하거나 도 8처럼 배합 유닛용 탱크(111) 내를 개방한다.
이와 같은 개폐 셔터(112)의 구동을 위하여 셔터 구동부(113)가 마련된다. 즉 셔터 구동부(113)는 개폐 셔터(112)와 연결되고 개폐 셔터(112)를 구동시키는 역할을 한다.
개폐 셔터(112)에는 개방신호 발생기(114)가 연결된다. 개방신호 발생기(114)는 개폐 셔터(112)와 연결되며, 개폐 셔터(112)의 개방신호를 발생시키는 역할을 한다. 개방신호 발생기(114)는 예컨대, 교반용 모터(116a)의 동작시간 등을 통해 개폐 셔터(112)가 개방되도록 세팅할 수 있다.
이처럼 개방신호 발생기(114)가 적용될 경우, 도 3의 컨트롤러(190)는 개방신호 발생기(114)의 신호에 기초하여 셔터 구동부(113)의 동작을 컨트롤할 수 있다.
하지만, 원료 배합 유닛(110)에 개방신호 발생기(114)가 반드시 적용되어야 하는 것은 아니며, 개방신호 발생기(114) 대신에 로드 셀 등을 적용해서 무게 감지를 통해 개폐 셔터(112)가 개폐되게 구현할 수도 있을 것이다.
배합 유닛용 탱크(111)에는 배합 유닛용 탱크(111) 내에 투입되는 원료의 원활한 배합을 위해 원료 교반기(116)가 마련될 수 있다. 즉 원료 교반기(116)는 배합 유닛용 탱크(111) 내에 마련되며, 배합 유닛용 탱크(111) 내에 투입되는 원료를 교반시키는 역할을 한다.
이러한 원료 교반기(116)는 교반용 모터(116a)와, 교반용 모터(116a)에 연결되고 배합 유닛용 탱크(111) 내에 배치되는 교반축(116b)과, 교반축(116b)에 연결되며, 교반축(116b)의 회전 시 원료와 접촉되어 원료를 교반시키는 다수의 교반날개(116c)를 포함할 수 있다. 다수의 교반날개(116c)는 교반축(116b) 상에서 교번적으로 배치됨으로써 교반작용의 효율이 높아질 수 있게끔 한다.
이에, 교반용 모터(116a)가 동작되어 교반축(116b)이 회전되면 교반축(116b)에 연결되는 다수의 교반날개(116c)들이 회전하면서 뭉쳐 있는 원료를 해체하거나 원료들을 섞어 교반시킬 수 있다.
이와 같은 원료 배합 유닛(110)의 구조에 의해, 도 7처럼 개폐 셔터(112)가 닫힌 상태에서 배합 유닛용 탱크(111) 내의 원료에 대한 교반공정이 원료 교반기(116)를 통해 진행될 수 있으며, 정해진 교반 시간이 완료되면 개방신호 발생기(114)가 개방신호를 컨트롤러(190)로 전송함으로써 컨트롤러(190)가 개방신호 발생기(114)의 신호에 기초하여 셔터 구동부(113)의 동작을 컨트롤할 수 있다. 그러면 도 8처럼 개폐 셔터(112)가 열리면서 배합이 완료된 원료가 배합 유닛용 탱크(111)의 배출부(111a)를 통해 배출될 수 있다.
다음으로, 원료 가공 유닛(120)은 원료 배합 유닛(110)의 공정 후방에 배치되며, 배합된 원료를 뭉쳐서 일정한 두께를 갖는 반제품으로 가공시키는 역할을 한다. 즉 원료 배합 유닛(110)의 경우, 원료들을 단순하게 배합시킨 상태이므로 배합된 원료들이 일정한 두께의 구조, 즉 반제품으로 뭉쳐져 형성될 수 있도록 원료 가공 유닛(120)이 적용될 수 있다.
이러한 원료 가공 유닛(120)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 원료 배합 유닛(110)의 배출부(110a)에서 배출되는 배합이 완료된 원료를 가압해서 일정한 두께의 반제품으로 형성시키는 다수의 제1 내지 제3 가공 롤러(121~123)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 내지 제3 가공 롤러(121~123)는 한 쌍씩 다수 개가 배치되되 원료 배합 유닛(110)에서 1차 커팅 유닛(130) 쪽으로 갈수록 한 쌍의 제1 내지 제3 가공 롤러(121~123) 사이의 간격이 점진적으로 좁아지게 배치될 수 있다. 다시 말해, 한 쌍의 제1 가공 롤러(121) 사이의 간격보다 한 쌍의 제2 가공 롤러(122) 사이의 간격이 좁고, 한 쌍의 제2 가공 롤러(122) 사이의 간격보다 한 쌍의 제3 가공 롤러(123) 사이의 간격이 좁게 형성된다.
따라서 단순히 배합만 되어 있는 원료들은 간격차에 따른 제1 내지 제3 가공 롤러(121~123) 사이를 지나면서 일정한 두께의 반제품으로 형성될 수 있다. 참고로, 도면에는 제1 내지 제3 가공 롤러(121~123)를 개시하였으나 이의 개수는 2개 또는 4개 이상일 수도 있으므로 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
다음으로, 1차 커팅 유닛(130)은 난연재 함침 유닛(140)의 공정 전반에 배치되며, 원료 가공 유닛(120)에 의해 형성된 반제품을 함침에 적합한 사이즈로 커팅하는 역할을 한다.
즉 원료 가공 유닛(120)이 일정한 두께의 반제품으로 가공할 때, 가공되는 반제품은 연속적으로 붙어 있을 수 있는데, 추후의 함침 공정 등을 효율적으로 진행할 수 있도록 1차 커팅 유닛(130)에서 함침에 적합한 사이즈로 커팅한다.
이러한 1차 커팅 유닛(130)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 업/다운(up/down) 구동되면서 반제품을 커팅하는 제1 커터(131)와, 제1 커터(131)와 연결되고 제1 커터(131)를 업/다운(up/down) 구동시키는 제1 커터 업/다운 구동부(132)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 커터 업/다운 구동부(132)는 유압, 공압 혹은 유공압 복합 실린더일 수 있으나 실린더 대신에 모터 및 볼스크루의 조합으로 된 장치를 적용할 수도 있다.
제1 커터 업/다운 구동부(132)에 의한 제1 커터(131)의 업/다운(up/down) 시 반제품이 잘 커팅될 수 있도록 롤러식 컨베이어(135)가 적용된다. 즉 본 실시예의 경우, 제1 커터(131)의 하부에서 반제품을 이송시키는 컨베이어는 제1 커터(131)의 동작을 허용하기 위한 롤러식 컨베이어(135)로 적용될 수 있다. 따라서 커팅 작업이 간섭 없이 잘 진행될 수 있다.
롤러식 컨베이어(135)의 주변에는 원료 가공 유닛(120)을 통해 배출되는 반제품을 롤러식 컨베이어(135)로 안내하는 다수의 안내롤러(136)가 마련될 수 있다.
다음으로, 난연재 함침 유닛(140)은 1차 커팅 유닛(130)에 의해 함침에 적합한 사이즈로 커팅된 반제품을 난연재에 함침시켜 난연 기능을 갖도록 하는 역할을 한다.
이러한 난연재 함침 유닛(140)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 함침 유닛 테이블(141)과, 함침 유닛 테이블(141) 상에 마련되되 내부에 난연재가 충진되는 난연재 함침조(142)와, 난연재 함침조(142) 내에 침지되되 난연 대상의 반제품을 이송시키는 무동력 이송부(143)와, 무동력 이송부(143)의 상부에 회전 가능하게 배치되며, 무동력 이송부(143)와 함께 난연 대상의 반제품을 이송시키는 동력 이송부(144)를 포함한다.
무동력 이송부(143)의 전단부와 후단부에는 각각 로딩 롤러(145)와 언로딩 롤러(146)가 마련된다. 로딩 롤러(145)는 난연 대상의 반제품을 무동력 이송부(143)로 공급하여 로딩시키는 역할을 하고, 언로딩 롤러(146)는 난연 완료된 반제품을 난연재 함침조(142)에서 취출시키는 역할을 한다. 로딩 롤러(145)와 언로딩 롤러(146)는 모두가 동력 롤러일 수 있다.
이에, 로딩 롤러(145)가 동작되면 앞선 공정에서 제공되는 반제품이 무동력 이송부(143) 상에 로딩될 수 있으며, 이후, 동력 이송부(143)의 작용으로 반제품이 난연재에 침지된 상태를 유지하면서 이송된다. 이와 같은 과정에서 반제품에 난연재가 함침될 수 있으며, 함침이 완료되면 언로딩 롤러(146)의 작용으로 취출된다.
이때, 난연 마감재 본체(11)에 함침되는 난연재의 함침량은 난연 마감재 본체(11)의 중량 대비 2배 내지 3배일 수 있다. 난연 보강지(13)에 함침되는 난연재의 함침량 역시, 난연 보강지(13)의 중량 대비 2배 내지 3배일 수 있는데, 만약 3배보다 크면 제품의 중량이 너무 무거워지기 때문에 바람직하지 못하다.
다음으로, 건조 유닛(150)은 난연재 함침 유닛(140)의 공정 후방에 배치되며, 함침이 완료된 반제품을 건조시키는 역할을 한다. 즉 건조 유닛(150)은 난연재에 의해 젖은 반제품을 건조시키는 역할을 한다.
다양한 형태의 건조기가 적용될 수 있으나 본 실시예의 경우, 마이크로웨이브(microwave)에 의한 건조작용이 진행되도록 하는 마이크로웨이브식 건조 유닛(150)을 적용하고 있다.
본 실시예처럼 마이크로웨이브식 건조 유닛(150)이 적용되면 난연재가 흡수된 반제품의 내부에서부터 건조가 진행되는 한편 타지 않고 빠른 건조를 구현할 수 있기 때문에 생산성 향상에 기여할 수 있다.
이러한 마이크로웨이브식 건조 유닛(150)은 도 4 및 도 9에 도시된 바와 같이, 건조기(151)와, 마이크로웨이브 모듈(152)을 포함할 수 있다.
건조기(151)는 함침이 완료된 반제품에 대한 건조작업이 진행되는 장소를 이룬다. 이러한 건조기(151)는 함침이 완료된 반제품이 유입되는 건조 유닛 유입부(151a)와, 건조가 완료된 반제품이 배출되는 건조 유닛 배출부(151b)를 구비하며, 반제품이 이송되는 컨베이어(156) 상에 배치될 수 있다.
건조 유닛 유입부(151a)와 건조 유닛 배출부(151b)에는 반제품이 이송될 때는 개방되고 반제품의 이송이 정지될 때는 차폐되는 건조기 도어(153,154)가 마련된다. 도면에는 건조기 도어(153,154)가 극히 개략적으로 도시되었으나 건조기 도어(153,154)는 건조 유닛 유입부(151a)와 건조 유닛 배출부(151b)가 개방되지 않게 밀폐식으로 동작되면서 건조 유닛 유입부(151a)와 건조 유닛 배출부(151b)를 개폐하는 것이 바람직하다.
마이크로웨이브 모듈(152)은 건조기(151)에 마련되며, 반제품을 향해 마이크로웨이브를 발생시키는 역할을 한다. 마이크로웨이브 모듈(152)을 통해서 반제품을 향해 마이크로웨이브가 발생되면 마이크로웨이브에 의한 유전작용으로 반제품은 내부에서부터 열이 발생되면서 건조가 빠른 시간에 진행될 수 있다. 건조까지 완료된 반제품은 좀 더 딱딱하고 견고한 상태를 이룰 수 있다.
다음으로, 난연 보강지 부착 유닛(160)은 건조 유닛(150)의 공정 후방에 배치되며, 건조가 완료된 반제품의 양면에 난연 보강지(13)를 부착시키는 역할을 한다. 난연 보강지(13) 역시, 난연 마감재 본체(11)의 난연재 함침 방식으로 미리 난연 처리되어 제공될 수 있다.
한편, 앞서 기술한 것처럼 마이크로웨이브식 건조 유닛(150)을 지난 반제품 역시, 어느 정도 견고한 상태를 유지한다.
다만, 외부 마감재(10)가 도 1a처럼 제품으로서의 가치를 가지기 위해, 또한 강도 유지 및 외면 보호를 위해서는 반제품의 양면에 난연 보강지(13)를 부착시킬 필요가 있는데, 이를 난연 보강지 부착 유닛(160)이 담당한다.
이러한 난연 보강지 부착 유닛(160)은 도 4 및 도 10에 도시된 바와 같이, 다수의 난연 보강지 공급부(161)와, 다수의 난연 보강지 부착용 롤러(162)를 포함할 수 있다.
난연 보강지 공급부(161)는 건조가 완료된 반제품의 일면으로 난연 보강지(13)를 공급하는 역할을 한다. 난연 보강지(13)는 건조가 완료된 반제품의 양면 모두에 공급되어야 하기 때문에 난연 보강지 공급부(161)는 서로 다른 위치에서 건조가 완료된 반제품의 양면으로 난연 보강지를 각각 공급할 수 있다. 난연 보강지(13)는 케나프로 된 케나프 난연 보강지(13)인 것이 바람직하다.
난연 보강지 부착용 롤러(162)는 건조가 완료된 반제품을 사이에 두고 그 양측에 회전 가능하게 배치되며, 난연 보강지 공급부(161)에서 공급되는 난연 보강지(13)를 반제품 측으로 가압해서 난연 보강지(13)와 반제품을 일체화시키는 역할을 한다.
이때, 난연 보강지 부착용 롤러(162)의 가압력만으로는 난연 보강지(13)와 반제품을 일체화 작업이 잘 되지 않을 수도 있기 때문에 본 실시예에 적용되는 난연 보강지 부착 유닛(160)에는 접착제 분사부(163)가 더 갖춰진다.
접착제 분사부(163)는 난연 보강지 공급부(161)와 난연 보강지 부착용 롤러(162) 사이에 배치되며, 반제품으로 향하는 난연 보강지(13)에 접착제를 분사하는 역할을 한다. 이처럼 접착제 분사부(163)에 의해 접착제가 난연 보강지(13)에 분사되고 난연 보강지(13)의 접착제 부분이 반제품에 부착된 후, 반제품이 한 쌍의 난연 보강지 부착용 롤러(162)를 지나기 때문에 난연 보강지(13)와 반제품이 하나의 몸체로 일체화될 수 있다.
다음으로, 압착 유닛(170)은 난연 보강지 부착 유닛(160)의 공정 후방에 배치되며, 양면에 난연 보강지(13)가 부착된 반제품을 압착시키는 역할을 한다. 이러한 압착 공정을 수행함으로써 비로소 난연 마감재 본체(11)와 난연 보강지(13)가 일체화된 구조의 외부 마감재(10)를 이룰 수 있다.
참고로, 도면과 달리, 롤 방식의 난연 보강지 부착 유닛(160)을 생략하고, 난연 보강지(13)를 개별적으로 준비해서 직접 압착 유닛(170)을 진행할 수도 있을 것인데, 이처럼 롤 방식의 난연 보강지 부착 유닛(160)이 생략된 장치 역시, 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다.
부연하면, 난연 보강지 부착 유닛(160)을 통해 난연 보강지(13)와 반제품이 하나의 몸체로 일체화되었기는 하지만 이는 난연 보강지(13)를 반제품에 부착시키는 정도의 기술이었기 때문에 하나의 몸체로 일체화된 난연 보강지(13)와 반제품을 압착시켜 실제의 제품으로 만들기 위해 압착 유닛(170)에 의한 압착 공정이 진행된다. 압착 공정이 진행되면 하나의 몸체로 일체화된 난연 보강지(13)와 반제품의 두께가 줄면서 타이트한 상태가 될 수 있다.
이러한 압착 유닛(170)은 도 4 및 도 10에 도시된 바와 같이, 열 압착부(171)와, 냉각 압착부(173)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 경우, 압착 유닛(170)이 열 압착부(171)와, 냉각 압착부(173)를 포함하도록 구현함으로써 압착 품질을 높여 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 한다. 열 압착부(171)와 냉각 압착부(173) 사이에는 이들 간의 반제품 이동을 위한 컨베이어(175)가 마련된다.
열 압착부(171)는 난연 보강지 부착 유닛(160)을 통해 그 양면에 난연 보강지(13)가 부착된 반제품을 열에 의해 압착시키는 역할을 한다. 열 압착부(171)에 의한 온도는 섭씨 120도 내지 170도일 수 있다.
이러한 열 압착부(171)는 양면에 난연 보강지(13)가 부착된 반제품을 열 압착시키는 한 쌍의 열 압착롤러(171a)와, 열 압착롤러(171a)를 구동시켜 열 압착롤러(171a)들의 간격을 조절하는 제1 롤러 구동부(171b)와, 열 압착롤러(171a)에 열을 공급하는 열 공급기(171c)를 포함할 수 있다. 열 공급기(171c)에 의해 열 압착롤러(171a)에 열이 공급되고, 이어 제1 롤러 구동부(171b)에 의해 열 압착롤러(171a)들의 간격이 조절되도록 한 상태에서 열 압착롤러(171a)들 사이로 양면에 난연 보강지(13)가 부착된 반제품이 지나게 됨으로써 열에 의한 열 압착 공정이 진행될 수 있다.
냉각 압착부(173)는 열 압착부(171)의 공정 후방에 배치되며, 열 압착이 완료된 반제품을 냉각 압착시키는 역할을 한다. 냉각 압착부(173)에 의한 냉각시간은 1분 내외일 수 있다.
이러한 냉각 압착부(173)는 열 압착이 완료된 반제품을 냉각 압착시키는 한 쌍의 냉각 압착롤러(173a)와, 냉각 압착롤러(173a)를 구동시켜 냉각 압착롤러(173a)들의 간격을 조절하는 제2 롤러 구동부(173b)와, 냉각 압착롤러(173a)에 냉기를 공급하는 냉기 공급기(173c)를 포함한다. 냉기 공급기(173c)에 의해 냉각 압착롤러(173a)에 냉기가 공급되고, 이어 제2 롤러 구동부(173b)에 의해 냉각 압착롤러(173a)들의 간격이 조절되도록 한 상태에서 냉각 압착롤러(173a)들 사이로 열 압착이 완료된 반제품이 지나게 됨으로써 냉기에 의한 냉각 압착 공정이 진행될 수 있다.
마지막으로, 2차 커팅 유닛(180)은 압착 유닛(170)의 공정 후방에 배치되며, 제품의 출시를 위해 단위 사이즈로 커팅하는 역할을 한다. 즉 열 압착과 냉각 압착이 완료된 반제품을 2차 커팅 유닛(180)에서 시장에서 요구하는 단위 사이즈로 커팅한다.
이러한 2차 커팅 유닛(180)은 도 4 및 도 10에 도시된 바와 같이, 업/다운(up/down) 구동되면서 반제품을 커팅하는 제2 커터(181)와, 제2 커터(181)와 연결되고 제2 커터(181)를 업/다운(up/down) 구동시키는 제2 커터 업/다운 구동부(182)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 커터 업/다운 구동부(182) 역시, 유압, 공압 혹은 유공압 복합 실린더일 수 있으나 실린더 대신에 모터 및 볼 스크루의 조합으로 된 장치를 적용할 수도 있다. 그리고 제2 커터(181)는 한 방향이 아닌 교차되는 방향으로 반제품을 커팅함으로써, 도 1과 같은 형태의 사이즈로 커팅될 수 있게끔 할 수 있다.
제2 커터 업/다운 구동부(182)에 의한 제2 커터(181)의 업/다운(up/down) 시 반제품이 잘 커팅될 수 있도록 롤러식 컨베이어(185)가 적용될 수 있다. 즉 본 실시예의 경우, 제2 커터(181)의 하부에서 반제품을 이송시키는 컨베이어는 제2 커터(181)의 동작을 허용하기 위한 롤러식 컨베이어(185)로 적용될 수 있다.
따라서 커팅 작업이 간섭 없이 잘 진행될 수 있으며, 이로 인해 도 1과 같은 형태의 외부 마감재(10)를 제조할 수 있다.
이하, 건축용 벽체(1)를 제조하는 과정을 도 11 및 도 12를 통해 일련적으로 설명한다.
우선, 내부 보드 어셈블리 제조 장치(50)를 이용해서 내부 보드 어셈블리(6)를 제조한다(S10). 이때는 앞서 기술한 것처럼 난연 및 방염 처리된 허니콤 보드(2)가 제1 및 제2 우레탄 보드(4,5)의 가운데 부분을 대체하면서 내부 보드 어셈블리(6)가 제작되도록 한다. 그리고 외부 마감재 제조 장치(60)를 이용해서 외부 마감재(10)를 제조한다(S20). 내부 보드 어셈블리(6)를 제조하는 공정과 외부 마감재(10)를 제조하는 공정은 각각 별개의 공정을 이룰 수 있다.
한편, 이하에서는 다소 공정이 복잡한 외부 마감재(10) 제조 단계(S20)에 대해 도 12를 참조하여 알아본다.
우선, 원료 배합 유닛(110)에서 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)를 미리 결정된 배합비로 배합한다(S110). 배합이 완료된 원료는 배합 유닛용 탱크(111)의 배출부(111a)를 통해 배출된다.
배출되는 원료는 원료 가공 유닛(120)의 가공 롤러(121~123)들을 순차적으로 지나면서 가공된다(S120).
가공이 완료되면, 다시 말해 배합 원료가 원료 가공 유닛(120)의 가공 롤러(121~123)들을 지나면서 일정한 두께의 반제품으로 만들어지면 1차 커팅 유닛(130)의 제1 커터(131)에 의해 함침에 적합한 사이즈로 커팅된 후(S130), 난연재 함침 유닛(140)의 난연재 함침조(142)에 투입되어 이송되면서 난연재 함침된다(S140).
정해진 시간동안 함침 공정이 진행되면 함침이 완료된 반제품에 대한 건조 공정이 진행된다(S150). 앞서 기술한 것처럼 건조 공정은 마이크로웨이브식 건조 유닛(150)을 통해 진행될 수 있다.
다음, 건조 공정이 완료되면 난연 보강지 부착 유닛(160)에 의해 반제품의 양면으로 난연 보강지(13)가 부착되는 난연 보강지 부착 공정이 진행된다(S160).
반제품의 양면에 난연 보강지(13)가 부착되고 나면 이의 반제품이 압착 유닛(170)의 열 압착부(171)와 냉각 압착부(173)를 차례로 지나면서 압착된다(S170).
압착 공정 이후에는 2차 커팅 유닛(180)의 제2 커터(181)에 의해 2차 커팅 공정이 진행됨으로써(S180), 도 1d과 같은 형태의 외부 마감재(10)를 제조할 수 있다.
한편, 외부 마감재(10)가 제조되고 나면 내부 보드 어셈블리(6)와 외부 마감재(10)는 허니콤 보드 및 외부 마감재 결합 장치(70)를 통해 상호간 결합되어 도 1a과 같은 형태의 제품으로 만들어질 수 있다(S30).
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 난연 기능, 흡차음 기능 또는 단열 기능 등의 다양한 기능을 제공할 수 있음은 물론 강도가 강해서 건축물의 내장재, 칸막이 또는 벽체로의 활용이 가능하며, 또한 초경량이기 때문에 물류 이송 시 로스(loss) 발생을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 핸들링이 편해서 용이하게 시공할 수 있게 된다.
도 13 및 도 14는 각각 건축용 벽체의 변형예들이다.
전술한 실시예와 달리, 건축용 벽체(1a,1b)는 도 13 및 도 14의 구조로 제작될 수도 있다.
도 13에 도시된 건축용 벽체(1a)에 적용되는 내부 보드 어셈블리(6a)는 한 쌍의 허니콤 보드(2) 사이에 우레탄 보드(4)가 배치되는 구조를 가지며, 도 14에 도시된 건축용 벽체(1b)에 적용되는 내부 보드 어셈블리(6b)는 허니콤 보드(2)와 우레탄 보드(4)가 반복적으로 다수 겹 배치되는 구조를 갖는데, 도 13 및 도 14와 같은 구조의 건축용 벽체(1a,1b)가 적용되더라도 본 발명의 효과를 제공할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 건축용 벽체 2 : 허니콤 보드
4 : 우레탄 보드 6 : 내부 보드 어셈블리
10 : 외부 마감재 11 : 난연 마감재 본체
13 : 난연 보강지

Claims (19)

  1. 종이의 난연 처리에 의해 형성되는 허니콤 보드와, 우레탄 소재의 난연 처리에 의해 형성되는 우레탄 보드를 포함하되 상기 허니콤 보드와 상기 우레탄 보드 중 어느 한 보드가 다른 한 보드 사이에 배치되어 다층으로 마련되는 내부 보드 어셈블리; 및
    상기 내부 보드 어셈블리의 양 표면에 결합되되 재활용 폴리우레탄 및 케나프 중 적어도 어느 하나의 원료를 포함하는 재료로 제작되는 제1 및 제2 외부 마감재를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 외부 마감재 중 적어도 어느 하나는 주원료로서의 상기 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 미리 결정된 배합비로 배합시킴으로써 제작되며,
    상호 이웃하게 배치되는 허니콤 보드의 연결을 위해 상기 허니콤 보드의 홈부에 연결부재가 끼워지게 마련되는 것을 특징으로 하는 건축용 벽체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 보드 어셈블리는,
    상기 허니콤 보드;
    상기 허니콤 보드의 일면에 배치되어 상기 허니콤 보드와 접착되는 제1 우레탄 보드; 및
    상기 허니콤 보드의 타면에 배치되어 상기 허니콤 보드와 접착되는 제2 우레탄 보드를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 벽체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 외부 마감재는 상기 제1 및 제2 우레탄 보드의 외면에 각각 배치되어 접착되는 것을 특징으로 하는 건축용 벽체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 허니콤 보드는,
    상호 이격되게 나란하게 배치되는 제1 및 제2 흡차음 플레이트; 및
    상기 제1 및 제2 흡차음 플레이트를 연결하되 흡음 또는 차음이 가능하도록 다수의 흡차음 공간을 구비하며, 상기 제1 및 제2 흡차음 플레이트의 두께보다 크게 형성되는 흡차음 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 벽체.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 외부 마감재 중 적어도 어느 하나는,
    난연 처리되는 난연 마감재 본체; 및
    상기 난연 마감재 본체의 보강을 위해 상기 난연 마감재 본체의 양 표면에 배치되되 상기 난연 마감재 본체와는 별개로 난연 처리되는 난연 보강지를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 벽체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 난연 마감재 본체에 함침되는 난연재의 함침량은 상기 난연 마감재 본체의 중량 대비 2배 내지 3배이고, 상기 난연 보강지에 함침되는 난연재의 함침량은 상기 난연 보강지의 중량 대비 2배 내지 3배인 것을 특징으로 하는 건축용 벽체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 우레탄 보드는 수발포 PIR(polyisocyanurate) 보드인 것을 특징으로 하는 건축용 벽체.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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  18. 삭제
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