KR102174476B1 - 경량성 구조의 친환경준불연 외장재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 경량성 구조의 친환경준불연 외장재에 있어서: 산화마그네슘 보드(10); 상기 산화마그네슘 보드(10)의 일면과 타면으로 접합되고, 난연 무기물로 충전된 페놀수지에 함침하여 생성되는 유리섬유층(20); 상기 유리섬유층(20)의 일면으로 접합되고, 멜라민수지에 함침하여 생성되는 모양지층(30); 및 상기 유리섬유층(20)의 타면으로 접합되는 AL박판층(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 장식성과 안전성을 유지하면서 원가부담을 축소하여 경제성을 확보하고 경량 구조를 기반으로 시공 및 유지관리의 용이성을 높여 건축물 마감용 자재의 상품성과 활용성을 제고하는 효과가 있다.
이에 따라, 장식성과 안전성을 유지하면서 원가부담을 축소하여 경제성을 확보하고 경량 구조를 기반으로 시공 및 유지관리의 용이성을 높여 건축물 마감용 자재의 상품성과 활용성을 제고하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 건축물 등의 외장재에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 건축 마감용 자재로서 장식성ㆍ안전성과 더불어 경제성을 확보하기 위한 경량성 구조의 친환경준불연 외장재에 관한 것이다.
통상적으로 건축물의 외벽에 설치되는 외장재는 이미지 제고를 위한 장식성이 중요하지만 이에 더하여 내구성, 내화성, 친환경성, 경제성, 시공성 등의 기능성이 요구된다. 근래 들어 부실한 외장재에 의한 화재사고가 빈번하게 발생하면서 (준)불연성/난연성 등의 안전 규정이 강화되고 있다. 준불연성은 화재 발생시 약간 타거나 미량의 연기가 나오지만 유독가스 발생이 없고, 난연성은 가연성을 지닌 유기질 재료를 약품가공하여 연소되기 어려운 상태이다.
이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서, 한국 등록실용신안공보 제0380401호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1900749호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.
선행문헌 1은 발포폴리스티렌에 불연성 및 난연성의 내화피폭제를 적용한 난연성 단열재에 시멘트와 유무기 접착제로 접착부를 형성되고, 각 접착부에는 불연성의 보드가 부착ㆍ형성되며, 각 보드의 겉면으로는 내열성이 우수한 코팅층을 형성한 내화단열패널이 구성된다. 이에, 우수한 난연성으로 유해물질을 배출하지 않으며, 화재에도 안전한 효과를 기대한다.
선행문헌 2는 준불연플라스틱보드; 그물망 형상의 실리카광물섬유; 0.1mm 내지 0.5mm 두께의 알루미늄판; 및 2mm 내지 10mm 두께의 강화유리;로 이루어지고, 강화유리의 내면에 전도성유리모듈이 부착된다. 이에, 불연기능에 의하여 안정성이 증대되고, 높은 단열성으로 에너지효율이 증대되며, 건축물의 외관을 다양한 형상과 생상으로 표현하는 효과를 기대한다.
그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 장식성과 안전성을 높이기 위한 원가부담이 증가하면서 비교적 무거워 시공과 유지관리 상의 불편을 초래한다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 건축 마감용 자재로서 장식성과 안전성을 유지하면서 원가부담을 축소하여 경제성을 확보하고 경량 구조를 기반으로 시공 및 유지관리의 용이성을 높이기 위한 경량성 구조의 친환경준불연 외장재를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 경량성 구조의 친환경준불연 외장재에 있어서: 산화마그네슘 보드; 상기 산화마그네슘 보드의 일면과 타면으로 접합되고, 난연 무기물로 충전된 페놀수지에 함침하여 생성되는 유리섬유층; 상기 유리섬유층의 일면으로 접합되고, 멜라민수지에 함침하여 생성되는 모양지층; 및 상기 유리섬유층의 타면으로 접합되는 AL박판층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 유리섬유층은 평직층 또는 주자직층을 기반으로 스트랜드를 외면에 적층하여 구성되고, 난연 무기물은 입경 5~300㎛의 미세입자로 페놀수지에 혼합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 유리섬유층은 치수 그리고/또는 물성이 다른 프리프레그를 이용하여 복층으로 접합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 모양지층(30)은 운모 및 활석 중에서 선택되는 어느 하나로서 입경 5~50㎛인 투명성 착색안료를 더 구비하고, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨 및 인산암모늄 중에서 선택되는 하나로서 입경 5~50㎛인 소화물질 분말을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 AL박판층은 유리섬유층에 가압 접합하는 과정에서 펀칭툴에 의하여 형성된 버링홀(burring hole)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 장식성과 안전성을 유지하면서 원가부담을 축소하여 경제성을 확보하고 경량 구조를 기반으로 시공 및 유지관리의 용이성을 높여 건축물 마감용 자재의 상품성과 활용성을 제고하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 외장재의 적층 구조를 나타내는 모식도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 경량성 구조의 친환경준불연 외장재에 관하여 제안한다. 건축물에 대한 단열성은 물론 화재사고에 대응하는 (준)불연성/난연성 규정을 만족하는 외장재를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 시공 및 유지관리에 있어서 경량 구조는 중요한 요소의 하나이다.
본 발명에 따른 외장재는 산화마그네슘 보드(10)를 심재로 사용한다. 산화마그네슘 보드(10)는 (준)불연성을 만족하는 기본 소재이고, 경량 구조에 일조하기 위해 발포 성형을 적용할 수 있다. 발포 성형의 경우 완전한 중공체가 아닌 표면상으로 미세기포에 의한 요철을 형성하는 정도가 바람직하다. 어느 경우에나 산화마그네슘 보드(10)의 전체적인 두께는 3T 또는 6T 정도로 유지하는 것이 선호된다. 산화마그네슘 보드(10)의 생성시 산화마그네슘 분말에 각종 원적외선 물질 또는 음이온 물질을 나노크기로 혼합하면 입자 간의 밀도나 결합강도가 높아져 접착제 사용량을 축소할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 난연 무기물로 충전된 페놀수지에 함침하여 생성되는 유리섬유층(20)이 상기 산화마그네슘 보드(10)의 일면과 타면으로 접합되는 구조를 이루고 있다. 유리섬유층(20)은 무기 섬유로서 특별히 한정되지 않으며 암면 등을 부분적으로 혼용할 수 있다. 페놀수지는 페놀, 크레졸 등의 페놀수지류에 알데히드류를 혼합하고 염기성 또는 산성 촉매 하에 반응하여 생성된 것을 사용한다. 유리섬유층(20)은 함침된 상태의 프리프레그(prepreg)로 제조하여 후속 공정에 투입한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 유리섬유층(20)은 평직층, 주자직층, 스트랜드층에서 선택되는 복수의 층으로 구성되고, 난연 무기물은 입경 5~300㎛의 미세입자로 페놀수지에 혼합되는 것을 특징으로 한다.
평직층은 외장재가 크고 두꺼울수록 강도 유지에 유리하고, 주자직층은 평직보다 강도와 더불어 유연성도 높이기 유리하고, 스트랜드층은 강도와 인성이 약하지만 함침성 측면에서 유리하다. 유리섬유층(20)의 복층 구조는 평직층 또는 주자직층을 기반으로 스트랜드를 외면에 적층하는 방식이 선호된다. 물론 유리섬유층(20)의 복층 구조는 이외의 다양한 조합이 가능하다.
난연 무기물의 입경은 입도분석기(Particle Size Analysis)에서 누적 50%에 해당하는 메디안 지름(median size)이다. 난연 무기물의 입경이 하한치에 미달하면 점도가 증가되어 함침 공정 등의 성형성이 저하되고, 상한치를 초과하면 후속되는 적층ㆍ접합 공정에서 접합력 약화를 유발하기 쉽다. 함침의 흡수율을 높이기 위해 난연 무기물의 표면에 다공 처리를 부가할 수도 있다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 유리섬유층(20)은 치수 그리고/또는 물성이 다른 프리프레그를 이용하여 복층으로 접합되는 것을 특징으로 한다.
유리섬유층(20)의 프리프레그 치수를 다르게 함은 두께, 중량 등을 차등화하는 설계 요소이다. 예컨대, 중량 78G 프리프레그 2장과 중량 45G 프리프레그 1장을 가 접합한 프리프레그 군(群)을 산화마그네슘 보드(10)의 일면과 타면에 부착할 수 있다.
유리섬유층(20)의 프리프레그 물성을 다르게 함은 조직, 투명성 등을 차등화하는 설계요소이다. 예컨대, 평직층 프리프레그, 주자직층 프리프레그, 스트랜드층 프리프레그에서 선택되는 프리프레그 군(群)을 산화마그네슘 보드(10)의 일면과 타면에 부착할 수 있다. 그리고 어느 경우에나 최외곽 프리프레그에는 투명성을 높이는 처리를 부가할 수 있다. 함침용 페놀수지에 무기충진재의 하나로 산화티탄(TiO2)을 첨가하면 외장재에 요구되는 강도와 더불어 투명한 질감 유지에 효과적이다. 페놀수지에 혼합되는 산화티탄(TiO2)의 함량은 5wt% 이하로 유지한다.
또한, 본 발명에 따르면, 멜라민수지에 함침하여 생성되는 모양지층(30)이 상기 유리섬유층(20)의 일면으로 접합되는 구조이다. 모양지층(30)의 모양지는 특별한 제한이 없으나 고온에서 변형이 없는 종류가 선호된다. 일예로 산화티탄 함유 셀룰로오스 종이가 모양지로 사용될 수 있다. 멜라민수지 함침액은 멜라민고형분에 콜로이달 실리카 또는 유리질화 프릿츠, 난연제 등을 첨가하여 조성한다. 그리고 멜라민수지 함침액에 테트라브로모비스페놀에이(tetrabromo bisphenol A)를 첨가하여 난연성을 높이는 것이 좋다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 모양지층(30)은 운모 및 활석 중에서 선택되는 어느 하나로서 입경 5~50㎛인 투명성 착색안료를 더 구비하고, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨 및 인산암모늄 중에서 선택되는 어느 하나로서 입경 5~50㎛인 소화물질 분말을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
운모, 활석의 미세 입자는 모양지층(30)의 투명성을 바탕으로 질감에 변화를 주어 디자인 다양성을 구현한다. 입경이 너무 작으면 질감 표현이 미흡하고 입경이 너무 크면 투명성을 저하시킨다.
탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨은 화재시 이산화탄소를 발생시켜 산소 농도를 감소시킨다. 인산암모늄은 화재시 연소면의 피복에 의한 질식과 억제 작용을 유발한다. 어느 소화 입자나 입경이 너무 작으면 소화 작용이 미흡하고 입경이 너무 크면 투명성을 저하시킨다.
한편, 모양지층(30)은 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide)계 무기안료를 미량 첨가하여 미세한 색상을 부여할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따르면, AL박판층(40)이 상기 유리섬유층(20)의 타면으로 접합되는 구조이다. AL박판층(40)은 장식성과 더불어 강도 보강에 유리한 음양 패턴을 구비할 수 있다. AL박판층(40)과 유리섬유층(20)의 접합력을 높이기 위해 초산비닐계 수지, 폴리올레핀계 수지, 말레인산 개질 폴리올레핀계 수지에서 선택된 접착제를 부가할 수 있다.
양산의 일예로서, 도 1과 같이 산화마그네슘 보드(10), 유리섬유층(20), 모양지층(30), AL박판층(40)을 적층하고 130~180℃로 가열된 상태에서 50~80Kg/㎠의 프레스 가압을 통하여 열경화시키며 상온 냉각을 거쳐 외장재를 완성한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 AL박판층(40)은 유리섬유층(20)에 가압 접합하는 과정에서 펀칭툴에 의하여 형성된 버링홀(burring hole)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 프레스 다이에 다수의 펀칭 침을 배열한 펀칭툴을 탑재하고 상기한 적층물을 가압하는 과정에서 버링홀이 생성된다. 버링홀은 유리섬유층(20) 측으로 진입되는 살부분에 의하여 상호 결합력을 증대시키는 동시에 디자인 다양성 구현에 일조한다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 산화마그네슘 보드 20: 유리섬유층
30: 모양지층 40: AL박판층
30: 모양지층 40: AL박판층
Claims (5)
- 경량성 구조의 친환경준불연 외장재에 있어서:
산화마그네슘 분말에 각종 원적외선 물질 또는 음이온 물질을 나노크기로 혼합하여 형성되는 산화마그네슘 보드(10);
상기 산화마그네슘 보드(10)의 일면과 타면으로 접합되고, 난연 무기물로 충전된 페놀수지에 함침하여 생성되는 유리섬유층(20);
상기 유리섬유층(20)의 일면으로 접합되고, 멜라민수지에 함침하여 생성되는 모양지층(30); 및
상기 유리섬유층(20)의 타면으로 접합되는 AL박판층(40);을 포함하여 이루어지되,
상기 유리섬유층(20)은 평직층 또는 주자직층을 기반으로 스트랜드를 외면에 적층하여 구성되고, 난연 무기물은 입경 5~300㎛의 미세입자로 페놀수지에 혼합되며,
상기 모양지층(30)은 운모 및 활석 중에서 선택되는 어느 하나로서 입경 5~50㎛인 투명성 착색안료를 더 구비하고, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨 및 인산암모늄 중에서 선택되는 하나로서 입경 5~50㎛인 소화물질 분말을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 경량성 구조의 친환경준불연 외장재. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 유리섬유층(20)은 치수 그리고/또는 물성이 다른 프리프레그를 이용하여 복층으로 접합되는 것을 특징으로 하는 경량성 구조의 친환경준불연 외장재. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 AL박판층(40)은 유리섬유층(20)에 가압 접합하는 과정에서 펀칭툴에 의하여 형성된 버링홀(burring hole)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 경량성 구조의 친환경준불연 외장재.
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