KR102166314B1 - 준불연 몰딩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물의 밋밋한 천장이나 벽면 등에 붙여 입체감과 함께 화려함(장식미)을 부가시키기 위해서 사용하는 건축 외장용(또는 내장용) 몰딩에 관한 것으로, 보다 자세하게는 준불연 소재의 쉘보드와 금속판의 안정적 체결 구조를 통해, 건축용 외장재로써의 내구성 개선 및 상품 경쟁력 강화와 함께, 화재 발생시에는 높은 내화 성능을 발휘할 수 있는 준불연 몰딩에 관한 것이다.

Description

준불연 몰딩 {Semi-fireproof molding}

본 발명은 건축물의 밋밋한 천장이나 벽면 등에 붙여 입체감과 함께 화려함을 부가시키기 위해서 사용하는 건축 외장용 몰딩에 관한 것으로, 기존의 건축 외장용 몰딩의 성분과 구성을 개선하여 큰 일교차나 외부의 상황 변화 등에도 임의로 일부 구성이 분리(탈락)되지 않도록 함과 동시에, 화재 발생시에는 높은 난연 성능을 발휘할 수 있는 건축 외장용 준불연 몰딩에 관한 것이다.

몰딩은 기단(基壇) ·문설주 ·주두 ·아치 등의 모서리나 표면을 밀어서 두드러지거나 오목하게 만드는 장식법으로 주로 환형구조와 같은 라운드형, 요철형 등에 의하여 외부를 장식하는 구조로 주로 서양식 구조에 상용되는 것이다. 건축물의 외벽모양은 마감재의 선택과 함께 외벽마감을 밋밋하고 평범하게 시공하기 보다 어떤 몰딩 소재를 어느 부위에 적용하여 시공하는지 여부에 따라 건물의 의미지가 크게 달라진다. 따라서 우리나라의 건축문화가 점차 서구화되어가면서 건축물의 외벽을 아름답게 차별화하기 위하여 외벽마감자재나 시공방법에 많은 관심과 노력을 기울여 왔다.

건축물 관련 산업에서는 다양한 재료들을 사용하여 외적 심미감과 단열효과 등을 도모하고 있고, 현재는 EPS(발포 폴리스티렌, expanded polystyrene) 보드가 광범위하게 사용되고 있는 실정이다. 화재로부터 생명과 재산을 보호하기 위하여 최근에 요구되는 불연 또는 난연 수준이 모든 산업분야에서 더욱 엄격해짐에 따라 높은 난연성 및 불연성이 요구되고 있다. 특히 불소나 염소를 함유하는 할로겐계 난연제는 연소 시 사람에게 유해한 다이옥신이 발생할 수 있기 때문에 다이옥신을 대체하는 난연제의 필요성이 한층 강화되고 있다.

건축물의 단열을 위해 사용되는 EPS 성형제품은 보드 형태로 가공된 것을 널리 사용하고 있다. 이러한 EPS는 가격이 저렴하고 가공성과 시공 시 취급이 우수하다는 장점이 있지만 불에 매우 취약하며, 압출보드(압출법 폴리스티렌 XPS)에 비하여 단열성이 떨어진다는 문제점이 있다.

EPS 보드에 난연성을 부여하기 위한 방법의 하나로 액상의 무기 난연제를 발포 폴리스티렌 입자에 코팅시키는 방법이 주로 사용되고 있다.

일례로 대한민국 등록특허 제10-1563649호는 각종 건축용 내,외장재로 사용되는 준불연성 EPS에 관한 것으로 난연성 발포 폴리스티렌(EPS, Expandable Polystyrene)를 이용하여 난연 2등급에 해당하는 내화성을 갖도록 구성되어 방화벽 내장재는 물론 각종 건축용 내,외장재로 사용할 수 있는 준불연성 발포 폴리스티렌의 조성물에 관한 것이다. 또한 대한민국 등록특허 제 10-1797218호는 내화 방화벽에 관한 것으로, 적어도 3개층의 불연재와, 불연재들 사이에 개재되고 접합되는 2개층의 준불연EPS를 포함하되, 준불연EPS는 발포된 폴리스티렌을 포함하며, 불연재는 실리카 패브릭으로 된 내화원단과, 상기 내화원단의 표면과 이면에 도포되는 접착성과 불연성을 갖는 불연접착코팅층으로 이루어진 층상구조를 갖는 것을 특징으로 하는 내화 방화벽을 제공한다.

그러나, 이러한 종래의 구성은 접착된 마감재가 외부로부터의 수분이나 열 등에 취약하여 보드 또는 금속판과 마감재 사이의 접착력이 약화되어 마감재가 몰딩의 표면의 가장자리부터 점차 떨어지는 박리(剝離: 떨어짐) 현상이 발생이 되며,이는 몰딩의 시공 후 클레임이 발생하여 대부분의 제품이 실패하는 원인이 되고는했다.

대한민국 등록특허 제10-1563649호 대한민국 등록특허 제10-1797218호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기존의 건축 내장용 몰딩의 성분과 공정을 개선하여 마감재를 접착해도 분리되지 않음과 동시에 화재 발생시에는 높은 난연 성능을 발휘할 수 있는 준불연 몰딩을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 준불연 몰딩에 내장되어 있는 금속판 표면에 하도제 또는 여러 가지 색과 특성을 지니는 마감재를 도장하기 위하여 금속판 표면에 고분자 중합막을 형성시켜 금속판의 접착력 및 도장성을 증가시키는 것을 그 목적으로 하고 있다.

전술한 본 발명의 목적은 준불연 이피에스(EPS)를 포함하는 쉘보드(100); 상기 쉘보드(100) 외부 전체 또는 일부에 덮어 씌워지는 금속판(200); 상기 금속판(200)의 표면에 형성되는 하도층(300); 상기 하도층(300)의 표면에 형성되는 마감도장층(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 준불연 몰딩(10)의 제공을 통해 달성이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 금속판(200)은 일반 철판, 아연도금강판, 함석판 또는 경질아연함석판 중 하나로 형성될 수 있으며, 두께가 0.4 내지 0.8mm의 경질아연함석판인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 금속판(200)은 접착제에 의해 쉘보드(100)에 접착 고정되고 상기 접착제는 아교 25중량%, 우레탄 40중량%, 용제 40중량%를 혼합하고 이를 섭씨 35 내지 75도의 열에서 제조되는 것을 특징으로 할 수 있다.

쉘보드(100)는 실내 온도 유지 및 열손실을 최소화기 위해 내부에 상변화물질(120)을 저장하는 상변화물질 저장부(110)를 구비하고, 상기 상변화물질(120)은 융점이 섭씨 30 내지 45도인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 경우 전술한 금속판(200)은 외표면에 친수성 표면층을 갖는 친수성 고분자 중합막이 형성되고, 상기 친수성 고분자 중합막은 플라즈마 고분자 중합막 항성방법에 의하여 금속판(200)의 표면에 증착되도록 하여, 건축용 외장재의 미감(장식미 등)을 확보하도록 하는 동시에, 다양한 물리적, 화학적 특성을 가진 건축용 자재들이 설정된 형상과 모양 등을 장기간 유지하면서, 상호 임의 탈락(자재간의 전부 및/또는 일부 분리나 설정된 위치에서의 탈락 등)하지 않도록 함으로써, 장기간 지속적으로 사용(내구성)될 수 있는 기술적 특징을 부여할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 준불연 몰딩에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

건축용 외장(또는 내장) 마감 등으로 활용될 수 있는 몰딩에 화재에 대한 저항성(내화성)을 강화시키는 동시에, 와장(또는 내장) 마감을 통한 건축물의 심미감 및 장식미(미감)를 더욱 증가할 수 있게 된다.

또한 상이한 물리적, 화학적 특성을 가지는 이종의 건축 자재를 보다 효과적으로 체결(연결, 부착)하고, 이러한 체결을 장기간 안정적으로 유지될 수 있도록 함으로써, 건축용 외장(또는 내장) 마감의 수명을 장기간 유지(내구성)할 수 있도록 할 수 있으며, 이를 통해 경제성 역시 확보할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따라 몰딩 전체를 아연함석판으로 보강하고 준불연재 전용 하도를 함으로써 강한 내구성을 갖출 수 있으며, 아연함석판 표면에 다른 물질들을 접착하는데 있어서 문제점이었던 낮은 도장성 및 접착성을 개선하여, 플라즈마 폴리머라이제이션(plasma polymerization)을 사용하여 공정의 간소화와 다른 물질간의 높은 접착성을 바탕으로 아연함석판 표면에 마감재를 도장 가능하게 함으로써 아연함석판 자체의 색뿐 아니라 다른 색으로 표현된 아연함석판과 특수 기능을 가지는 페인트를 아연함석판 표면에 표현할 수 있게 되어, 건축주 등의 니즈에 부합할 수 있는 보다 다양한 미감 구현도 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩의 단면을 나타내고 있는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩의 쉘보드, 금속판, 하도층 및 마감도장층을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩의 상변화물질을 포함하는 쉘보드를 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상변화물질을 포함하는 준불연 몰딩을 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 상변화물질을 포함하는 준불연 몰딩을 확대한 도면이다.
도7은 본 발명의 금속판의 표면에 친수성 고분자막을 증착시키기 위한 플자즈마를 이용한 고분자 중합 장치의 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩(10)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩의 단면을 나타내고 있는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩의 쉘보드, 금속판, 하도층 및 마감도장층을 확대한 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩(10)은 준불연 이피에스(EPS)를 포함하는 쉘보드(100); 상기 쉘보드(100) 외부 전체 또는 설정된 일부(일 예로 전체 상부면, 전체 일측면, 전체 하부면이나 일부 상부면 등을 지칭할 수 있다.)에 덮어 씌워지는 금속판(200); 상기 금속판(200)의 표면에 형성되는 하도층(300); 상기 하도층(300)의 표면에 형성되는 마감도장층(400);를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩(10)은 건물의 외벽(W)에 장식을 위해 일정한 형태로 부착되는 부착재로, 도 1에 도시된 바와 같이, 일측면이 건축물의 외벽이나 내벽 등에 고정 부착되고,타측은 외부로 설정된 길이만큼 연장되어 건축물에 부착 형성되는 처마 형태의 차양(遮陽)으로 형성되어 제공될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 준불연 몰딩(10)은 복수개의 이웃하는 몰딩(10)과 측면이 상호 접합(또는 부착)되어 차양을 형성하는 데 필요한 폭만큼 자유롭게 확장 가능할 수 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 준불연 몰딩(10)은 약 측면에 레고(Lego) 블록과 같은 "노출돌기" 및 이와 대응("노출돌기"가 삽입)되는 "돌기수용구"가 하나 또는 복수개가 형성될 수 있다. 또한 이와 함께 또는 이와 별도로 별도의 준불연 몰딩(10)의 일측과 이웃하는 다른 준불연 몰딩(10)의 타측을 동시에 내부 수용(삽입 등)하여, 상호 이웃하는 준불열 몰딩(10)을 안정적으로 체결할 수 있는 "연결 지지부"를 추가로 포함할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩(10)은 건축주나 건축사, 사용자 등의 다양한 니즈를 반영하여, 보다 다양한 형태와 모양로 다양하게 변화될 수 있으며, 이를 반영하여 건축물의 외벽(또는 내벽)에 부착되는 방식도 여러 가지가 있을 수 있다. 그러므로 본 발명의 권리범위가 준불연 몰딩(10)의 형태 또는 건물의 외벽(W)에 부착되는 방식에 의해 제한되지는 아니한다.

본 발명에 따른 쉘보드(100)는 준불연 몰딩(10)의 형태를 갖추기 위하여 사용되는 부재를 칭하는 것으로, 이피에스(EPS, 또는 스티로폼)를 주재료로 하여 다양한 형태와 모양을 가지도록 성형되는 부재를 지칭한다. 다만 본 발명에 따른 쉘보드(100)는 대한민국 등록특허 제10-1563649호를 통해 공개된 바와 같은 “준불연성 발포 플라스티렌”과 동일하거나 유사한 성분과 동일 또는 유사한 조성비를 통해 전부 또는 일부가 형성될 수 있다.

도 1 등에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 쉘보드(100)는 평평한 상면(100a), 건물의 외벽(W)과 접하게 되는 평평한 측면(100b), 건물의 외부를 향하게 되는 장식면(100c)을 포함할 수 있으며, 장식면(100c)의 형태는 사용자가 원하는 형상으로 다양하게 변화될 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 준불연 몰딩(10)을 구성하는, 쉘보드(100)의 측면에는 건축물 등의 외벽(또는 내벽)과 부착되기 위해, 브래킷(11)을 끼우기 위한 브래킷끼움홈(12)이 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 금속판(200)은 준불연 몰딩(10)의 강도를 보강하고, 준불연 몰딩(10)을 건물의 외벽(W)에 설치할 때 지지시킬 수 있도록 쉘보드(100)의 외부 전체 또는 일부에 덮어 씌워진다. 금속판(200)은 쉘보드(100)의 형태에 맞게 절곡 성형된다. 금속판(200)으로는 일반 철판, 아연도금강판, 함석판 또는 경질아연함석판이 사용될 수 있다. 구체적으로 금속판(200)은 경질아연함석판을 사용하는 것이 바람직하며, 이 경우 경질아연함석판의 두께는 0.4 내지 0.8mm가 되도록 한다. 준불연 몰딩(10)의 강도와 내연성 및 가격 경쟁력을 고려할 경우 경질아연함석판의 두께는 0.6mm인 것이 가장 바람직하다. 본 발명의 일시시예 따른 준불연 몰딩(10)은 경질아연함석판 소재의 금속판(200)을 포함함으로써 우수한 강도를 확보할 수 있기 때문에 외부에서 강한 압력이 작용하여도 변형이 발생하거나 파손되지 않게 되는 효과가 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 금속판(200)은 쉘보드(100)의 상면(100a) 및 장식면(100c) 일부에만 씌워질 수 있다.

또한, 외벽의 장식재로써의 기능(장식미) 강화를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 쉘보드(100)는, 단면을 기준으로, 위쪽에서 아래쪽으로 이동하면서 일측의 단면폭이 좁게 형성되고 일부 위치에서 돌출, 수용 구간이 형성(도 2 참조)될 수 있으며, 이러한 굴곡에 밀착 부착될 수 있도록 금속판(200)도 대응되는 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 쉘보드(100)와 금속판(200) 사이에는 추가적으로 “접착층”이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 “접착층”은 내측 및/또는 외측에 돌출홈이나 수용홈이 설정된 간격으로 형성되어, 쉘보드(100)와 금속판(200)의 상호 부착(체결)을 보다 손쉽게 지원할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 “접착층”은 레고(Lego)와 같이 외측은 “돌출홈”, 내측은 “수용홈”이 형성되고, 외측에서 부착되는 금속판(200)에 상기 “돌출홈”이 맞춤 끼움되고, 내측에서 부착되는 쉘보드(100)와는 상기 “수용홈”이 맞춤 끼움되도록 할 수 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 금속판(200)은 쉘보드(100) 측으로 부착되는 내측면에 상기 “돌출홈”이 삽입 끼움될 수 있는 “삽입구”가 상기 “돌출홈”의 위치와 대응하여 형성될 수 있으며, 쉘보드(100)는 금속판(200)과 부착되는 외측면에 상기 “수용홈”이 삽입 끼움될 수 있는 “돌출구”를 추가적으로 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 금속판(200)은 “접착층”과 함께 또는 “접착층”을 대신하여, 별도의 접착제(미도시)에 의해 쉘보드(100)에 접착 고정될 수 있다. 본 발명에서는 기존에 일상적으로 사용되는 수성 본드의 사용을 배제하고, 아교 25중량%, 우레탄 40중량%, 용제 40중량%를 혼합하고 이를 35 내지 75도의 열에서 접착제가 제조되도록 함으로써, 기존의 수성 본드에 비해 접착력이 더 우수해지도록 한다.

하도층(300)은 금속판(200)의 표면(외측 및/또는 내측)에 형성되고 마감도장층(400)은 하도층(300)의 표면에 형성된다. 금속판(200)은 금속재로 구성되기 때문에 외부의 환경에 의해 쉽게 부식될 수 있다. 이러한 금속판(200)의 부식을 방지하기 위하여 금속판(200)의 외표면에 하도층(300)을 형성되게 하고, 하도층(300)의 외표면에 특정 색상의 마감도장층(400)을 형성되게 하는 것이다. 하도층(300)의 형성을 위하여 사용되는 하도제는 에폭시 프라이머를 선택하여 사용할 수 있으며, KS F 4715 기준의 시험방법을 통해 합격한 제품으로 사용하는 것이 바람직하다. 마감도장층(400)은 당해 건축물에 부합되는 특정의 색상을 사용하는 것으로, 마감도장층(400)의 형성을 위하여 사용되는 마감재는 KS 규격의 아크릴 수지 계통 마감재 및 스톤 스프레이 등이 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩의 상변화물질을 포함하는 쉘보드를 확대한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 몰딩의 쉘보드(100)는 실내 온도 유지 및 열손실을 최소화기 위해 상변화물질(120)과 상변화물질 저장부(110)를 포함한다. 상변화물질 저장부(110)는 쉘보드(100)의 내부에 형성되고, 상변화물질(120)을 투입할 수 있도록 상면이 개방된다. 상변화물질 저장부(110)는 상면의 투입구가 덮개 등으로 밀봉될 수 있으며 측단과 하단이 폐쇄된 통 형태의 구조로 이루어진다.

상변화물질(Phase Change Material, PCM)은 상변화에 따른 축열성과 방열성을 지니는 물질로서, 건축, 우주항공 분야에서 에너지 저장 및 조절 시스템으로 응용되어왔다. 물질이 고체에서 액체로 변화할 때와 같은 상태변화를 거치게 되면 이 물질이 비교적 정온을 유지하는 동안 다량의 에너지가 저장된다. 이러한 상태 변화 과정에서 발생하는 열에너지가 잠열(潛熱)이고 물질이 응고될 때 다시 한번 열을 방출하는 것이다. 상변화물질(120)은 이러한 잠열의 열 흡수와 방출 효과를 이용하여 에너지를 저장하거나 온도를 일정하게 유지시키는 목적으로 사용할 수 있다. 상변화물질(120)의 상전이 온도 및 잠열량 등은 그 물질의 고유한 특성이기 때문에 물질마다 다르며 사용목적에 따라 적합한 물질을 선택할 경우 유용하게 쓰일 수 있다.

본 발명에 사용되는 상변화물질(120)은 융점이 인체가 따듯하다고 느끼는 온도에 해당하는 30℃ ~ 40℃ 사이인 물질을 선택하는 것이 적합하다. 융점이 30℃ ~ 40℃ 범위의 상변화물질(120)은 유기 및 무기질 소재에 매우 다양하게 분포되어 있으며, 대표적으로 파라핀계의 n-Eiocosne, 비파라핀계 유기물의 Capric Acid, Trimyristine 등이 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상변화물질을 포함하는 준불연 몰딩을 확대한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이 쉘보드(100)는 쉘보드(100) 내부에서 횡축 방향으로 형성된 브래킷끼움홈(12)과 종축 방향으로 형성된 상변화물질 저장부(110)의 연접을 피하기 위하여 브래킷끼움홈(12)과 상변화물질 저장부(110)가 서로 이격되어 설치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예는 브래킷끼움홈(12)이 형성되는 부분과 상변화물질 저장부(110)가 형성되는 부분이 각각 단위모듈로 제작되어 교대로 설치되는 구조이다.

또한 본 발명의 일 실시예에 의할 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 상변화물질 저장부(110)는, 복수개의 단위모듈들이 쉘보드(100) 내부의 공간을 따라 설정된 이격 거리(단위모듈간 전후좌우 간격 등) 및/또는 패턴(ex. 사각형, 삼각형 등 다양한 평면과 두께로 형성된 단위모듈을 순차적 또는 무작위로 쉘보드(100)의 설정된 공간 내부에 배치)에 따라 다수개로 상호 조합하여 쉘보드(100)의 단열 성능을 강화하도록 할 수 있다. 또한 이 경우 상변화물질 저장부(110)는 교체 가능한 단위모듈로 구성되는 바, 반복적인 상변화에 의하여 효율이 저하된 상변화물질 저장부(110)가 파손되었을 경우, 몰딩(10)의 전부가 아닌 손상된 쉘보드(100)의 일부만 용이하게 교체할 수 있는 장점이 있다.

태양열이 풍부한 낮 시간대에 건축물의 외벽이 태양에너지를 흡수하면 도 외부에서 유입된 공기가 건축물의 외벽을 통과하면서 건축물 내부의 온도가 상승한다. 공기가 가열되면서 준불연 몰딩(10) 내부에 저장된 상변화물질(120)이 융용되며 에너지를 축적한다. 태양열이 부족한 밤 시간대에 태양 에너지의 공급이 감소하여 준불연 몰딩(10) 내부의 온도가 상변화물질(120)의 융점 이하로 떨어지게 되면 상변화물질(120)에 축적되었던 에너지가 방출되며 일정한 온도를 유지시킨다. 즉, 상변화물질(120)의 융점보다 높은 온도의 태양에너지가 공급되는 낮 시간대에 태양 에너지를 흡수하였다가, 태양열 공급이 감소하여 온도가 융점보다 낮아지게 되는 밤 시간대에 열 에너지를 방출하여 실내의 온도가 원하는 온도범위에서 지속될 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 상변화물질을 포함하는 준불연 몰딩을 확대한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이 상변화물질 저장부(110)는 쉘보드(100)와 금속판(200) 사이에 설치될 수 있다. 상변화물질(120)이 저장된 상변화물질 저장부(110)가 금속판(200)을 따라 연속적으로 설치됨에 따라, 금속판(200)은 외부 환경에 의한 온도 변화가 발생하더라도 상변화물질(120)은 잠열의 열 흡수와 방출 효과에 의하여 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서 온도 변화에 따른 금속판과 마감재 사이의 접착력이 약화를 방지하고, 장기간 강한 접착력 유지를 가능하게 하는 효과가 있다.

상변화물질(140)을 이용할 경우, 물질이 일정한 온도에서 고체와 액체 상태를 반복하게 되는데 액체의 경우 일정한 형태가 없으며 유동성을 갖게 되는 문제점이 있다. 이러한 문제점으로 인하여 상변화물질(140)을 준불연 몰딩(10) 내부에 저장하는데 많은 제약이 있을 수 있다. 이 문제점을 해결하기 위한 하나의 실시예로 본 발명에서는 상변화물질(120)을 코팅, 캡슐화하는 기술을 적용하였다. 상변화물질(120)을 미세캡슐화할 경우 쉽게 모듈화할 수 있어 상변화물질(120)이 상변화물질 저장부(112) 내부에 쉽게 저장될 수 있다. 또한 열전달 면적을 넓혀주는 효과가 있어 주위의 에너지를 흡수하거나 주변으로 열을 방출할 때 보다 효율적이다.

도 7은 본 발명의 금속판의 표면에 친수성 고분자막을 증착시키기 위한 플자즈마를 이용한 고분자 중합 장치의 구성도이다.

금속판(200)의 외표면에 여러 가지 색과 특성을 지니는 하도제와 마감재 등을 도장하기 위하여 금속판(200)의 표면에 친수성 고분자 중합막(미도시)을 형성시켜 금속판(200)의 접착성 및 도장성을 증가시킬 수 있다. 금속판(200)의 표면에 접착성 및 도장성을 증가시키기 위한 방법으로 도 4에 도시된 바와 같이 플라즈마 폴리머라이제이션(plasma polymerization)을 사용하여 금속판(200) 표면에 친수성 표면층을 갖는 고분자 중합막을 형성시켜 금속판(200)과 다른 물질들 간의 접착력을 우수하게 개선시킬 수 있다.

친수성 표면 개질을 통하여 금속판(200) 표면에 물리적, 화학적으로 안정한 상태를 유지할 수 있는 친수 표면층을 형성시킴으로써 금속판(200)이 가지는 다른 물질에 대한 낮은 접착력을 개선시킬 수 있다. 금속판(200) 표면 위의 안정한 친수 표면층의 형성은 친수성을 갖는 고분자막을 금속판(200) 표면에 증착함으로써 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시에 사용되는 플라즈마 고분자 중합막 합성방법은 챔버 내에 표면 처리하고자 하는 금속판으로 이루어지는 양극과 음극을 위치시키는 단계와, 상기 챔버내의 소정 진공 상태에서, 소정 압력의 불포화 지방족 탄화수소 단량체 가스와 소정 압력의 중합 불능가스를 상기 챔버 내로 도입하는 단계와, 상기 전극에 전압을 인가하여 DC 또는 RF 방전에 의해, 상기 챔버내에 도입된 불포화 지방족 탄화수소 가스와 중합 불능 가스로부터 양(+) 및 음(-) 이온 및 라디칼로 이루어지는 플라즈마를 얻고, 플라즈마 증착에 의해 상기 양극 표면에 친수성 또는 소수성을 갖는 고분자 중합막을 형성하는 단계를 포함한다.

플라즈마 고분자 중합막 합성방법은 합성할 기체 원료를 진공펌프(Vacum Pump System)에 의하여 비교적인 저진공 (10-2 - 101 Torr)으로 된 진공조(Chamber) 내부에 불어넣어 주며, DC 전원 혹은 RF 전원을 이용하여 기체를 플라즈마 상태로 형성시킴과 동시에 인가된 에너지원(Power Supply)에 의해 플라즈마 내부에 형성된 다양한 이온화된 기체, 라디칼 등이 반응을 일으키며 고분자 합성이 이루어질 수 있다.

플라즈마 중합에 의해 생기는 고분자 중합막은 친수성 특성을 가진다. 친수성은 표면 에너지와 밀접한 연관 관계를 갖고 있는데 표면에너지가 증가할수록 표면의 친수성은 향상된다. 또한 표면에너지가 증가함에 따라 표면 위에 증착 또는 접착되어지는 물질은 원래 재료와 접착력이 증진된다. 접착력이라는 것은 붙어 있는 물체를 상호 분리하는데 필요한 힘으로 상호 분리될 때 새로이 생성되는 표면에너지에 비례하게 되므로 접착하기 전의 표면에너지가 커질수록 접착력은 증가된다.

이와 같은 친수성과 접착력과의 상호연관성으로부터 우수한 친수성을 갖는 플라즈마 고분자 중합에 의한 고분자는 접착력이 없는 두 물질의 접착력을 증진시키는데 적용이 가능하다. 그러므로 친수성 고분자 중합막은 다른 물질이 접착될 수 있는 중간 매개체 역할을 하여 금속판(200) 표면에 높은 접착력을 제공한다.

본 발명은 이러한 구성을 통하여 준불연 몰딩(10)의 금속판(200) 표면에 다른 물질들을 접착하는데 있어서 문제점이었던 낮은 도장성 및 접착성을 개선하였다. 따라서 준불연 몰딩(10)의 표면에 접착된 마감재가 열과 수분 등으로 인하여 접착면으로부터 점차 떨어지는 박리 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

<실시예 1>

쉘보드에 포함되는 준불연EPS는 폴리스티렌수지 100중량부에 대해 팽창흑연 15-25중량부, 수산화알루미늄 15-25중량부, 산화제2철:5-15중량부, 멜라민수지와 에폭시수지를 1:2의 중량비로 혼합한 혼합물 5-10중량부, 지르코늄 1-3중량부, 이소펜탄 3-8중량부, γ아미노프로필트리에톡시실란 3-8중량부, 경화제 5-10중량부로 조성되고, 쉘보드 내부에 파라핀계의 n-Eiocosn을 포함한 상변화물질을 저장시켰으며, 금속판으로서 두께 0.6mm의 경질아연함석판을 쉘보드에 접착시킨 후, 에폭시 프라이머를 하도제로 사용하여 하도층을 형성하고, 스톤 스프레이를 사용하여 마감도장층을 형성하여, 준불연 몰딩을 제조하였다.

<실시예 2>

두께 0.4mm의 경질아연함석판의 표면에 플라즈마를 이용하여 친수성 고분자 중합막을 코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

<실시예 3>

두께 0.8mm의 경질아연함석판을 사용하고 쉘보드 내부에 상변화물질을 미포함시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

<비교예 1>

경질아연함석판의 두께가 0.3mm인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

<비교예 2>

경질아연함석판의 두께가 1.0mm인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2에 따른 준불연 몰딩에 대하여 압축강도, 난연성 및 접착성을 다음과 같이 측정하였다. 측정 방법은 하기 기재하였다.

1) 압축강도 측정

KS M ISO 844 조건 하에서 압축강도를 측정하였다.

2) 단열성 측정

KS F 4724 조건 하에서 열 방출률을 측정하였다.

3) 접착성 평가

접착성의 척도로서 KS M 3802에 의거하여 인장 시험기를 이용하여 인장 속도 200±20mm/min의 속도로 180도 방향으로 당겨 박리 하중을 토대로 접착성을 평가 하였다.

상기 실험 1) 내지 실험 3)의 방법을 평가한 준불연 몰딩의 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	압축강도(N/㎠)	열 방출률(MJ/㎡)	박리 강도 (N/cm)
실시예 1	42	14	3.0
실시예 2	43	12	5.4
실시예 3	43	40	3.1
비교예 1	21	90	2.6
비교예 2	24	87	2.5

상기 표 1에서 압축강도를 살펴보면, 실시예 1 내지 3은 각각 40 N/㎠, 43 N/㎠, 및 43 N/㎠로 높게 나타났으나, 비교예 1 및 2는 21 N/㎠ 및24 N/㎠로 낮게 나타난 것을 확인할 수 있다.

단열성 측정에서는, 실시예 1 내지 3은 모두 열 발출률이 50 MJ/㎡이하로 난연성이 높게 나타나만, 비교예 1 및 2에서는 50 MJ/㎡이상으로 나타나 실시예 보다 낮은 단열 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

접착성 측정에서는, 실시예 1 내지 3은 모두 박리 강도가 3.0N/cm 이상으로 높게 나타났으나, 비교예 1 및 2에서는 2.6 이하로 나타나 실시예보다 낮은 접착력을 나타내는 것을 알 수 있었다.

따라서, 본 발명에 따른 준불연 몰딩은, 건축자재로 활용할 시에 우수한 강도 와 단열 성능을 구현할 수 있고, 마감재와의 접착성도 뛰어남 확인하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

10: 준불연 몰딩
100: 쉘보드
100a: 평평한 상면
100b: 평평한 측면
100c: 장식면
110: 상변화물질 저장부
120: 상변화물질
200: 금속판
300: 하도층
400: 마감도장층
11: 브래킷
12: 브래킷끼움홈
W: 건축물의 벽면

Claims (6)

1. 준불연 이피에스(EPS)를 포함하는 쉘보드(100); 상기 쉘보드(100)의 외부 전체 또는 설정된 일부에 덮어 씌워지는 금속판(200); 상기 금속판(200)의 표면에 형성되는 하도층(300); 및 상기 하도층(300)의 표면에 형성되는 마감도장층(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는, 준불연 몰딩(10)에 있어서,
   상기 준불연 몰딩(10)은,
   상기 쉘보드(100) 및 상기 금속판(200)의 사이에,
   설정된 간격으로 형성되어 상기 쉘보드(100) 및 상기 금속판(200)의 상호 부착을 지원하는, 접착층; 및
   열의 흡수와 방출을 수행하는 상변화물질(120)을 내부에 저장하여, 외부 환경변화에 따라 표면 온도가 급변하는 상기 금속판(200)으로부터 전달되는 온도 변화의 영향을 완화하도록 하여, 상기 쉘보드(100) 및 상기 금속판(200)의 접착을 안정적으로 유지하도록 지원하는, 상변화물질 저장부(110);를 포함하되,
   상기 접착층은,
   외측으로 돌출된 돌출홈; 및
   상기 돌출홈의 돌출에 따라 내측에 형성되는 수용홈;을 포함하고,
   상기 금속판(200)은,
   내측에 상기 돌출홈에 대응할 수 있는 위치에 형성되고, 상기 돌출홈이 내부로 삽입 끼움되는, 삽입구;가 형성되고,
   상기 쉘보드(100)는,
   외측에 상기 수용홈에 대응할 수 있는 위치에 형성되고, 상기 수용홈에 삽입 끼움되는, 돌출구;가 형성되도록 하여,
   상기 쉘보드(100) 및 상기 금속판(200)의 손쉬운 체결 및 안정적 체결 유지를 지원할 수 있는 것을 특징으로 하는,
   준불연몰딩(10).
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 금속판(200)은,
   일반 철판, 아연도금강판, 함석판 또는 경질아연함석판 중 하나인 것을 특징으로 하는 준불연 몰딩(10).
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 금속판(200)은,
   두께 0.4 내지 0.8mm의 경질아연함석판인 것을 특징으로 하는 준불연 몰딩(10).
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 금속판(200)은,
   외표면에 친수성 표면층을 갖는 친수성 고분자 중합막이 형성되고
   상기 친수성 고분자 중합막은,
   플라즈마 고분자 중합막 항성방법에 의하여 금속판(200)의 표면에 증착되는 것을 특징으로 하는 준불연 몰딩(10).

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