KR102097293B1 - 슬래그 및 석분을 함유하는 세라믹 패널의 제조방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 세라믹 패널의 제조방법에 관한 것으로서, 슬래그 및 화강암, 현무암, 석회암, 백운석, 맥반석, 오석, 장석, 및 사암 중에서 선택된 2종 이상의 석분을 혼합하여 세라믹 혼합물을 제조하는 단계, 상기 세라믹 혼합물을 펠릿화하여 펠릿을 제조하는 단계, 상기 펠릿을 섬유화하여 섬유화된 소재를 제조하는 단계, 상기 섬유화된 소재 및 비페놀계 접착제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, 상기 혼합물을 성형하여 세라믹 패널을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

슬래그 및 석분을 함유하는 세라믹 패널의 제조방법.{MANUFACTURING METHOD OF CERAMIC PANEL COMPRISING SLAG AND STONE POWDER}

본 발명은 슬래그 및 석분을 함유하는 세라믹 패널의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 2종 이상의 석분과 폐기물 슬래그를 함유하며 불연 성능 및 내구성, 라돈가스의 차단성이 우수한 라돈 프리(radon-free) 세라믹 패널의 제조방법에 관한 것이다.

석분 또는 폐석의 석분은 매립처리를 해야 하는 폐기물로서, 이를 용융에 의한 섬유화를 통해 건축용 재료로 재활용하는 기술이 개발되고 있다. 대한민국 등록특허공보 10-1748486호 및 10-1516981호 등에서는 실리카를 포함하는 무기질 재료로 이루어진 조성물을 이용하여 미네랄 울을 제조하는 방법이 공지되어 있는데, 무기질 재료로 이루어진 조성물을 용융하고 스피닝 공정을 통해 섬유화함으로써 미네랄 울을 제조하고 있다.

석분 또한 무기질 재료로 이루어져 있어 이와 같은 섬유화 공정을 통해 섬유화한 소재를 얻을 수 있으며, 이를 활용함으로써 다양한 건축용 재료로 성형이 가능하다.

일반적으로 섬유화를 위한 용융로는 상기 선행기술들에 개시된 큐폴라로 또는 전기로를 이용한다. 큐폴라로의 경우 대형화가 가능하여 생산성이 높지만 열원으로 코크스를 사용하기 때문에 용융 시 이산화탄소와 같은 온실가스를 발생시켜 환경오염의 문제가 있고 로내 온도 제어가 어려운 문제점이 있다. 또한, 전기로의 경우 생산성은 떨어지지만 온실가스의 배출을 대폭 저감시킬 수 있고, 로내 온도 제어가 용이하며, 1,700℃ 이상의 고온 조건을 만들 수 있어 용융물의 균질도를 향상시키고 섬유 품질을 안정화시킬 수 있는 장점이 있다.

그러나 무기질 재료의 섬유화 공정에서 요구되는 1,700℃ 이상의 고온은 생산단가를 상승시켜 제품화에 걸림돌이 되고 있다.

저온에서 섬유화하는 기술로는 대한민국 등록특허공보 10-0208872호에서는 현무암, 화강암, 조립 현무암, 백운석, 석회암, 및 사암과 같은 천연적으로 값싸게 수득할 수 있는 석분과 몰리브덴 또는 스틸 슬래그, 및 그레이트 재와 같은 공업적 공정으로부터의 값싼 부생성물과 혼합시켜 조성물을 제조하고, 약 1,200℃에서 용융하여 내부 원심분리 스피너에서 섬유화시키는 기술이 개시되어 있으나, 이러한 원료를 사용하면 성형성이 떨어져 패널과 같은 성형체를 제조하기 어려운 문제점이 있다.

일반적으로 석재를 이용하여 건축용 패널을 제조할 때에는 대한민국 등록특허공보 10-1566547호에서와 같이 고로 슬래그, 석분 슬러지, 생석회로 페이스트를 제조한 후 경화하여 성형체를 제조하거나, 대한민국 공개특허공보 10-2004-0016323호에서와 같이 석분과 세라믹 재료를 1,300~1,600℃에서 용융시킨 후 이를 성형하여 성형체를 제조하고 있으나, 전자의 경우 저온에서 경화하기 때문에 불연 성능을 나타내기 어려워 불연 제품으로는 적용할 수 없으며, 후자의 경우 용융 온도는 상대적으로 낮으나 섬유화 공정을 거치지 않기 때문에 제품의 비중이 커 용도에 제한이 따른다.

따라서 용융온도를 낮추면서도 섬유화가 가능하도록 하여 고품질의 세라믹 패널을 제조하는 기술이 요구되고 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1748486호 대한민국 등록특허공보 10-1516981호 대한민국 등록특허공보 10-0208872호 대한민국 등록특허공보 10-1566547호 대한민국 공개특허공보 10-2004-0016323호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 슬래그 및 석분을 포함하는 소재를 이용하여 제조된 내화성, 단열성, 내식성, 내수성, 라돈가스의 차단성이 우수한 라돈 프리 세라믹 패널의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 상기 슬래그 및 석분의 혼합물을 저온에서 섬유화시켜 제조함으로써 경량화된 세라믹 패널의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세라믹 패널의 제조방법은 슬래그 및 화강암, 현무암, 석회암, 백운석, 맥반석, 오석, 장석, 및 사암 중에서 선택된 2종 이상의 석분을 혼합하여 세라믹 혼합물을 제조하는 단계, 상기 세라믹 혼합물을 펠릿화하여 펠릿을 제조하는 단계, 상기 펠릿을 섬유화하여 섬유화된 소재를 제조하는 단계, 상기 섬유화된 소재 및 비페놀계 접착제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, 상기 혼합물을 성형하여 세라믹 패널을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 비페놀계 접착제는 우레탄아크릴레이트 수지 및 폴리아미드 수지를 배합하여 제조한 수지 비드이며, 상기 우레탄아크릴레이트 수지와 상기 폴리아미드 수지는 1:1 내지 5:1의 중량비로 배합될 수 있다.

또한, 상기 세라믹 혼합물을 제조하는 단계에서 슬래그 및 석분을 3:7 내지 5:5의 중량비로 혼합할 수 있으며, 상기 섬유화된 소재는 밀도가 80 내지 100㎏/㎥일 수 있다.

또한, 상기 세라믹 패널은 용도에 따라 두께가 5 내지 30㎜이며, 밀도가 600 내지 1,500㎏/㎥일 수 있다.

본 발명에 따른 세라믹 패널의 제조방법은 슬래그 및 석분을 포함하는 소재를 이용하여 제조된 내화성, 단열성, 내식성, 내수성, 라돈가스의 차단성이 우수한 성능을 나타낸다.

또한, 상기 슬래그 및 석분의 혼합물을 저온에서 섬유화시켜 제조함으로써 경량화된 세라믹 패널의 제조방법을 제공할 수 있다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 세라믹 패널의 제조방법은 슬래그 및 화강암, 현무암, 석회암, 백운석, 맥반석, 오석, 장석, 및 사암 중에서 선택된 2종 이상의 석분을 혼합하여 세라믹 혼합물을 제조하는 단계, 상기 세라믹 혼합물을 펠릿화하여 펠릿을 제조하는 단계, 상기 펠릿을 섬유화하여 섬유화된 소재를 제조하는 단계, 상기 섬유화된 소재 및 비페놀계 접착제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, 상기 혼합물을 성형하여 세라믹 패널을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 세라믹 패널의 제조 공정은 전체적으로 슬래그와 2종 이상의 석분을 혼합한 후 이를 800 내지 1,400℃에서 예열, 용융하는 공정을 통해 섬유화한 후 제조된 섬유화 소재에 비페놀계 접착제를 혼합하여 성형함으로써 수행되는 것이다. 또한, 상기 비페놀계 접착제를 혼합하는 공정에서 오일, 유색안료 등을 추가적으로 배합함으로써 제조되는 세라믹 패널의 다양한 색상이나 마블 형상을 구현할 수도 있다. 또한, 제조된 세라믹 패널의 표면에 점묘 분사방식으로 옻이나 항균도료를 전체 또는 부분 코팅하여 친환경 항균처리 및 내오염 처리한 세라믹 패널을 제조할 수도 있다. 또한, 제조된 세라믹 패널의 표면에 불연도료를 노즐프린팅 방식으로 코팅하여 선명하고 다양한 디자인(평면, 엠보)을 빠른속도로 연출할 수도 있고, 고강도 마감코팅을 수행할 수도 있어 하이그로시 패널로도 제조할 수 있다. 또한, 제조된 세라믹 패널의 표면에 멜라민기반의 LPM 또는 HPM 필름을 열간압착 또는 접착방식으로 부착하여 불연 패널로도 제조할 수 있다.

또한, 건축물의 콘크리트 벽면에 형성되는 라돈가스 이동통로에 설치됨으로써 라돈가스의 누출을 방지하는 용도로도 사용될 수 있다.

이와 같이 다양한 용도의 제품을 제조하기 위한 상기 세라믹 패널은 건축용 및 실내용 마감재나 가구 소재로 사용될 수 있는데, 건축용 자재로 사용할 경우 두께 5~10㎜, 밀도 1,000~1,500 ㎏/㎥의 물성이 요구되며, 실내용 마감재나 가구 자재로 사용할 경우 두께 10~30㎜, 밀도 600~1,000㎏/㎥의 물성이 요구되기 때문에, 석분을 함유하는 패널 자체의 특성 상 상기 요구되는 물성을 충족시키기 어려운 문제점이 있다.

이를 위하여 석분의 함량을 줄이고 폐기물 슬래그의 함량을 늘이거나 플라이애쉬와 같은 저밀도 소재를 다량 배합할 수도 있으나, 이러한 방법으로는 패널의 내구성, 가공성이 불충분하기 때문에 본 발명에서는 상기 석분과 폐기물 슬래그를 혼합한 혼합물을 800 내지 1,400℃의 온도에서 예열, 용융함으로써 섬유화하는 공정을 수행함으로써 재료를 저밀도화하게 된다.

상기 석분으로는 화강암, 현무암, 석회암, 백운석, 맥반석, 오석, 장석, 및 사암 중에서 선택된 2종 이상의 석분 혼합물을 사용하는데, 석분의 종류와 적절한 비율을 통해 세라믹 패널에 함유되는 세라믹 조성을 조절할 수 있기 때문에 이를 통해 원하는 물성을 달성할 수 있게 된다. 바람직하게는 화강암과 백운석을 혼합할 수 있는데, 이러한 석분의 혼합을 통해 상대적으로 융점이 낮은 산화칼슘, 산화마그네슘의 함량을 적정한 수준으로 유지하도록 하여 상대적으로 저온에서도 섬유화가 가능하도록 하고 있다. 1종의 석분으로도 섬유화된 소재를 제조할 수는 있으나, 융점을 낮추기에 적합한 조성을 얻기 어려운 문제가 있으므로, 2종 이상의 석분을 조합하여 사용하게 된다.

또한, 상기 슬래그로는 각종 공정에서 발생하는 부산물을 활용하며, 이러한 슬래그의 예로는 제철 슬래그, 고로 슬래그 등을 들 수 있다. 상기 폐기물 슬래그와 석분 혼합물을 혼합한 혼합물 전체에서 상기 산화칼슘과 산화마그네슘이 석분 전체에서 각각 20 내지 30 중량%, 5 내지 10 중량%가 되도록 할 때 1,400℃ 이하에서도 충분한 섬유화가 가능한 것으로 나타났다. 이는 종래기술인 대한민국 등록특허 10-0208872호에서도 석분을 함유하는 조성물에서 산화칼슘 8 내지 20 중량%, 산화마그네슘 1 내지 9 중량%의 함량을 가짐으로써 1,225℃ 이하에서 액화된다는 기재로부터도 알 수 있는 것이다. 특히, 산화마그네슘의 함량이 증가되면 용융 공정에서의 온도를 1,350℃ 이하로 낮출 수 있는 것으로 나타났으며, 이러한 용융 온도의 저하를 통해 섬유화가 원활히 진행되게 되는 것으로 나타났다.

또한, 상기 슬래그 및 석분은 3:7 내지 5:5의 중량비로 배합하는 것이 바람직한데, 상기 배합량에서 단열성능, 내열성능을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 상기 슬래그 및 석분을 섬유화하기 전 이를 펠릿 형태로 고형화할 수 있는데, 이 경우 고형화 공정과 투입 공정의 효율을 감안하여 20 내지 30㎜의 크기로 제조하는 것이 바람직하다.

상기 석분 및 폐기물 슬래그의 혼합물을 용융하여 용융물을 제조한 후 이를 섬유화하면 저밀도의 재료를 얻을 수 있다. 상기 섬유화 공정은 고속터빈을 이용하여 수행할 수 있는데, 상기 혼합물을 고속터빈을 사용하여 비산시키면 굵기 3 내지 7㎛, 길이 300㎜ 이하의 섬유 형태로 제조된다. 이러한 섬유화된 소재는 밀도가 80 내지 100㎏/㎥으로 원재료에 비해 저밀도화되게 된다. 또한, 상기 고속터빈은 통상의 고속터빈이라면 특별히 한정되지 않는다.

또한, 일반적으로 상기 섬유화된 재료를 포집하기 위하여 지그재그로 원료를 적층하는 펜들럼 시스템이 적용되나, 본 발명에서는 이러한 펜들럼 시스템의 적용 없이도 쉽게 섬유화된 재료를 포집할 수 있다.

상기 섬유화 공정을 마친 혼합물을 성형하기 위하여 접착제 등 첨가제를 배합하게 되는데, 상기 접착제로는 비페놀계 접착제를 사용하고 있다. 이를 통해 친환경적인 제조공정이 가능하게 되는데, 상기 섬유화된 재료와 배합한 후 가압 및 가열에 의해 분산 및 성형 공정을 수행하게 된다. 또한, 상기 성형 공정에서 가열된 압연기를 이용하여 1차 저압 성형을 한 후 다시 2차 고압 성형을 함으로써 제조된 세라믹 패널의 물성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제조된 세라믹 패널은 원하는 규격에 맞추어 절단 가공을 수행할 수 있으며, 제조된 패널은 상온에서 자연 건조한 후 이를 포장하여 제품화할 수 있다.

상기 성형 공정에 적합한 비페놀계 접착제로는 우레탄아크릴레이트 수지 및 폴리아미드 수지를 배합하여 제조한 수지 비드를 사용하는데, 고상으로 상기 섬유화된 재료와 배합한 후 목적하는 세라믹 패널의 두께까지 프레스를 가압 및 가열하면 상기 수지 비드가 용융되면서 상기 섬유화된 재료와 배합되어 성형체인 세라믹 패널을 형성하게 된다.

상기 수지 비드를 구성하는 우레탄아크릴레이트 수지는 폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올 중에서 선택되는 폴리올과 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 테트라메틸크실렌디이소시아네이트(TMXDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 노보르네디이소시아네이트 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI) 중에서 선택되는 이소시아네이트에 쇄연장제, 아크릴레이트 등을 부가하여 중합반응함으로써 제조될 수 있다. 이와같이 제조된 우레탄아크릴레이트 수지는 페놀과 같은 유해성분을 함유하지 않기 때문에 친환경적인 공정을 수행할 수 있도록 해 준다.

상기 우레탄아크릴레이트 수지와 더불어 폴리아미드 수지를 혼합한 후 이를 건조하여 비드를 제조하게 되는데, 상기 폴리아미드 수지를 혼합함으로써 접착제의 내열성능이 향상되기 때문에 고온, 고압에서 성형할 때에 분산성과 물성 저하를 방지할 수 있게 된다. 또한, 상기 비드를 제조하는 공정은 통상의 수지 비드를 제조하는 공정을 적용할 수 있으며, 수지의 혼합물에 필요에 따라 적정량의 유기용제를 혼합하고 이를 비드 제조장치를 통해 제조할 수 있다.

상기 폴리아미드 수지는 특히 주쇄에 페닐기가 결합되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 방향족 디카르복실산과 지방족 디아민을 중합하여 상기 폴리아미드 수지를 제조할 수 있는데, 바람직하게는 트리메틸렌디아민(trimethylenediamine)과 디페닐 테레프탈레이트(diphenyl terephthalate) 등의 아민과 방향족 디카르복실산의 반응을 통해 제조될 수 있다.

상기 우레탄아크릴레이트 수지와 폴리아미드 수지의 배합량은 특별히 제한되지는 않으나, 1:1 내지 5:1, 바람직하게는 2:1 내지 3:1의 중량비로 배합되는 것이 바람직하다. 상기 폴리아미드 수지의 배합량이 지나치게 작으면 성형공정시 접착제의 상용성이 떨어져 제조된 세라믹 패널의 내구성이 저하되는 것으로 나타났으며, 폴리아미드 수지의 배합량이 지나치게 많은 경우에도 접착력이 저하되어 제조된 세라믹 패널의 내구성이 저하되는 것으로 나타났다.

또한, 상기 비페놀계 접착제를 혼합하는 공정에서 전술한 바와 같이 유색 안료, 오일 등을 첨가할 수 있다. 유색 안료로는 성형 공정의 온도 및 압력을 고려하여 무기질 안료를 사용하는 것이 바람직한데, 세라믹 패널 전체 중량에 대하여 5 내지 10 중량%의 범위에서 패널의 색상을 고려하여 적절히 배합될 수 있다. 또한, 오일은 실리콘 오일 또는 플루오로카본계 오일을 사용할 수 있으며, 세라믹 패널 전체 중량에 대하여 0.5 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량%의 범위에서 함유되는데 오일을 미량 함유함으로써 분산성과 상용성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 비페놀계 접착제는 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부의 범위에서 혼합되는 것이 바람직한데, 접착제의 함량이 지나치게 많으면 성형성이 저하될 뿐만 아니라 접착제의 원료의 종류에 따라 제조된 세라믹 패널에서 유해화학물질이 검출될 수가 있으며, 접착제의 함량이 너무 적으면 접착력이 부족하여 제조된 세라믹 패널의 내구성이 저하되므로 상기 범위에서 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 오일로서 커플링제를 포집한 오일을 사용할 수 있는데, 이러한 오일을 혼합하면 성형 공정 중 상기 커플링제가 용출되면서 상기 우레탄아크릴레이트 수지와 폴리아미드 수지가 중합되는 과정을 촉진시킬 수 있기 때문에 접착제의 효과가 더욱 상승하는 것으로 나타났다.

커플링제의 경우 우레탄아크릴레이트 수지와 폴리아미드 수지의 중합을 촉진시킬 수 있도록 이소시아네이트 실란 또는 아미노 실란을 사용할 수 있는데, 이러한 실란 커플링제의 예로는, 3-이소시아네이토프로필디메틸클로로실란, 3-이소시아네이토프로필트리에톡시실란, 3-이소시아네이토프로필트리메톡시실란, (이소시아네이토메틸)메틸디메톡시실란 중 어느 하나의 이소시아네이트 실란; 4-아미노부틸트리에톡시실란, 1-아미노-2-(디메틸에톡시실릴)프로판, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필디이소프로필에톡시실란, 3-아미노프로필디메틸에톡시실란, 3-아미노프로필메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 비스(2-하이드록시에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 비스(메틸디에톡시실릴프로필)아민, 비스(트리에톡시실릴프로필)아민, 3-(2,4-디니트로페닐아미노)프로필트리에톡시실란, N-에틸아미노이소부틸메틸디에톡시실란, N-(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-메틸아미노프로필메틸디메톡시실란, N-메틸아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐아미노메틸트리에톡시실란 중 어느 하나의 아미노실란을 들 수 있다.

상기 커플링제를 오일 내에 포집하는 방법은 통상의 수상/유상을 이용한 액적 형성 공정을 통해 제조될 수 있다. 이때, 상기 커플링제는 액적 전체 중량에 대하여 40 중량%를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 커플링제가 전부 오일 내에 포집되지 않을 수 있으나, 상기 커플링제의 함량이 40 중량%를 초과하도록 혼합되면 포집되지 않은 커플링제의 함량이 지나치게 많이 증가하여 성형 공정 전이나 초기 단계에서 중합이 일어나기 시작하여 접착제의 분산과 접착력을 저하시키는 원인이 될 수 있다.

일 실시예에서 분쇄된 화강암 70 중량부 및 백운석 30 중량부를 혼합하여 석분 혼합물을 제조하고, 상기 석분 혼합물 60 중량부 및 슬래그 분말 40 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 상기 제조된 혼합물을 펠릿 제조기에 투입하여 20 내지 30㎜ 크기의 펠릿을 제조하였다.

상기 펠릿을 전기로에 투입하고 1,350℃에서 용융한 후 상기 용융물을 고속터빈에 투입하여 섬유화를 진행하였다. 제조된 섬유화된 재료는 밀도가 90㎏/㎥인 것으로 나타났으며, 평균 굵기가 5㎛, 평균 길이가 120㎜인 것으로 나타났다.

또한, 비페놀계 접착제를 제조하기 위하여, 중량 평균 분자량이 800인 폴리옥시프로필렌글리콜 79 중량부에 대하여 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 35 중량부를 투입하여 반응시킨 후(쇄연장제로 디에틸렌글리콜 3 중량부 사용) 중량평균 분자량이 5,000인 액상 우레탄 아크릴레이트 수지를 제조하였다.

또한, 트리메틸렌디아민 75 중량부에 대하여 디페닐 테레프탈레이트 62 중량부를 반응시켜 중량평균 분자량이 20,000인 폴리아미드 수지를 제조하였다.

상기 우레탄 아크릴레이트 수지 및 폴리아미드 수지를 2:1의 중량비로 혼합 및 가열하여 혼합액을 제조한 후 이를 성형하여 30㎛ 내외의 비드를 제조하였다.

상기 섬유화된 소재와 비드를 9:1의 중량비로 혼합한 후 압연기를 이용하여 성형하여 패널을 제조하고 이를 950×1,500㎜ 크기로 절단한 패널(패널 1) 및 600×2,500㎜ 크기로 절단한 패널(패널 2)에 대하여 한국건설기술연구원에 의뢰하여 시험평가를 실시하였다.

상기 세라믹 패널에 대한 내풍압 시험은 ASTM E330에 의거하여 실시하였다(시험방법: 4면 피스고정). 950×1,500㎜ 크기의 패널에 대한 평가기준은 정압 +207.4㎏f/㎡, 부압 -391.3㎏f/㎡의 조건에서 15.8㎜ 이하이어야 하며, 600×2,500㎜ 크기의 패널에 대한 평가기준은 정압 +207.4㎏f/㎡, 부압 -391.3㎏f/㎡의 조건에서 10.0㎜ 이하이어야 한다. 시험결과, 패널 1은 10.5㎜, 패널 2는 8.6㎜로 내풍압 시험에 대한 우수한 결과를 나타내었다.

또한, 불연성 시험은 KS F ISO 1182에 의거하여 수행하였다. 750℃ 가열 개시 후 20분간 측정하였으며 최고온도와 최종평형온도와의 차이가 20℃ 이하이며 질량 감소율이 30% 이하여야 한다. 시험결과 본 발명의 세라믹 패널에 대하여 최고온도와 최종평형온도와의 차이가 최대 10.3℃이고 질량 감소율이 최대 14.5%인 것으로 나타나 불연성 기준을 만족하며 불연성능이 우수한 것으로 나타났다.

또한, 가스 유해성 시험은 KS F 2271에 의거하여 수행하였다. 시편에 연소가스가 유입된 때부터 마우스의 행동이 정지되는 시점까지의 경과시간을 측정하되 9분 이상의 시간을 만족해야 된다. 시험결과 본 발명의 세라믹 패널에 대하여 마우스 평균행동 정지시간이 10분 이상인 것으로 나타나 가스 유해성에서도 우수한 결과를 나타내었다.

또한, 준불연성 시험은 KS F ISO 5660-1에 의거하여 수행하였다. 시편에 대한 가열시험을 개시한 후 10분간 측정하는데, 총열방출율이 8MJ/㎡ 이하, 최대 열방출율이 200kW/㎡을 연속하여 초과한 시간이 10초 이하인 기준을 충족해야 한다. 시험결과 본 발명의 세라믹 패널에 대하여 총열방출율이 7.5MJ/㎡이며, 열방출율이 200kW/㎡을 연속하여 초과한 시간이 0초인 것으로 나타나 준불연 성능을 충족하는 것으로 나타났다.

또한, 비교를 위하여 상기 우레탄 아크릴레이트 수지를 성형하여 얻어진 30㎛ 내외의 비드와 상기 우레탄 아크릴레이트 수지 및 폴리아미드 수지를 7:1의 중량비로 혼합한 후 이를 성형하여 얻어진 30㎛ 내외의 비드를 각각 접착제로 사용하여 패널 1과 동일한 크기의 패널 3, 패널 4를 제조하였다.

상기 패널 3, 4의 경우 불연성, 가스 유해성, 준불연성 등의 특성은 모두 평가기준을 충족하는 것으로 나타났으나, 내풍압 시험에서 패널 1은 15.2㎜, 패널 2는 12.6㎜인 것으로 나타나 패널의 강도가 불충분한 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 세라믹 패널을 제조할 때 사용되는 접착제의 종류에 따라 얻어지는 패널의 강도가 달라지며, 본 발명에 따른 접착제 조성물이 세라믹 패널의 제조에 유효한 것을 확인할 수 있었다.

또한, 패널 1을 제조할 때 세라믹 패널 전체 중량에 대하여 0.2 중량%가 되도록 3-이소시아네이토프로필디메틸클로로실란 20 내지 25 중량%를 포집한 실리콘 오일을 함유하여 세라믹 패널을 제조하는 경우 당초 내풍압 시험의 결과가 10.5㎜이었던 것이 9.2㎜로 감소하여 유의미한 효과를 나타내는 것으로 파악되었다.

또한, 상기 세라믹 패널(패널 1)에 대하여 라돈 가스 방출 측정시험을 실시하였는데, HNQI-15 밀폐챔버를 이용한 시험물의 라돈측정에 의거하여 수행하였다. 상기 측정시험에서는 시편에 대한 측정을 개시한 후 48시간 연속 측정하는데, 국내의 실내 라돈 법정기준치 148Bq/㎥ 이하인 기준을 충족해야 한다. 상기 시험결과, 본 발명의 세라믹 패널에 대하여 14.4Bq/㎥의 값을 나타내어 라돈 법정기준치의 10% 이하의 우수한 결과를 나타내었다.

상기와 같은 세라믹 패널을 이용하여 콘크리트 벽면의 라돈가스 이동통로에 설치한 결과 라돈가스가 실내로 누출되지 않고 원활히 배출되는 것으로 나타났는데, 이는 본 발명에 따른 세라믹 패널이 저밀도임에도 불구하고 우수한 기밀성을 가지기 때문으로 파악되었다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시형태를 들어 설명하였으나, 상기 실시형태에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (5)

1. 슬래그 및 화강암, 현무암, 석회암, 백운석, 맥반석, 오석, 장석, 및 사암 중에서 선택된 2종 이상의 석분을 3:7 내지 5:5의 중량비로 혼합하여 세라믹 혼합물을 제조하는 단계;
   상기 세라믹 혼합물을 펠릿화하여 펠릿을 제조하는 단계;
   상기 펠릿을 섬유화하여 평균 굵기가 3 내지 7㎛, 평균 길이가 300㎜ 이하, 밀도가 80 내지 100㎏/㎥인 섬유화된 소재를 제조하는 단계;
   상기 섬유화된 소재 및 비페놀계 접착제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
   상기 혼합물을 성형하여 세라믹 패널을 제조하는 단계;
   를 포함하며,
   상기 비페놀계 접착제는 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부의 범위에서 혼합되며,
   상기 비페놀계 접착제는 우레탄아크릴레이트 수지와 폴리아미드 수지를 2:1 내지 3:1의 중량비로 배합하여 제조한 수지 비드이며,
   상기 폴리아미드 수지는 방향족 디카르복실산과 지방족 디아민을 중합하여 제조되며, 주쇄에 페닐기가 결합된 폴리아미드 수지이며,
   상기 세라믹 패널은 두께가 5 내지 30㎜이며, 밀도가 600 내지 1,500㎏/㎥인 것을 특징으로 하는 세라믹 패널의 제조방법.
   
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