KR102180239B1 - 방화문 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제조가 간단하면서도 우수한 내화특성 및 방화특성을 갖는 방화문 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

방화문 및 그의 제조방법{Fireproof door and manufacturing method thereof}
본 발명은 방화문 및 그의 제조방법에 관한 것으로 특히, 제조가 간단하면서도 우수한 내화특성, 방화특성 및 단열특성을 갖는 방화문 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
방화문은 건물 내부에서 화재가 발생하는 경우, 고열의 화염 및 유독가스가 이동/확산하는 것을 방지하여 인명 및 재산의 피해를 줄일 수 있도록 하기 위한 것이다.
그러나, 종래의 방화문은 전면패널과 후면패널 간의 열전도율이 높아 어느 한 면에 고열이 가해지면 그 열이 급속하게 상대 면으로 전도되고, 이는 전면 및 후면패널의 변형을 초래하여 화염의 이동/확산을 야기시켰다.
대한민국 공개특허 제10-2008-0051242호(발명의 명칭: 내화성을 갖는 방화문)는 "실내패널인 제1패널에 접착제가 도포 되게 한 후 허니콤코아가 부착되게 하고, 허니콤코아에 질석의 불연재가 충전되게 한 후, 접착제가 도포 되게 하여 실외패널인 제2패널이 부착되게 하여, 내화 및 난연 등급 향상과, 단열, 차음, 흡음효과가 향상되게 함으로써, 건물 내에서 발생되는 화재가 확산되는 것이 방지되게 하는 한편, 실내, 외 소음이 차단되게 하는 내화성을 갖는 방화문에 관한 것이다."고 개시하고 있다.
또한, 목판으로 문을 구성하는 경우, 문으로 제조하기 용이하고, 경량이며, 재료의 수급 및 취급이 용이하다는 장점이 있으나, 타기 쉬운 목재의 특성상 방화문으로서 기능할 수 없고, 금속판으로 문을 구성하는 경우, 금속의 열전도율이 높아 단열효과가 높지 않으며, 석판으로 문을 구성하는 경우, 중량이 높고, 재료의 수급 및 취급이 용이하지 않다는 단점이 있다. 또한, 단순 무기질로 이루어지는 세라믹보드 역시 밀도, 중량, 열전도율 등이 높으며, 특히 소재의 두께에 비해 단열효과가 높지 않으며, 역시 문으로 제조하기가 용이하지 않다는 단점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0019205호(발명의 명칭: 내화 단열 복합 하이브리드 방화문)는 "견고하면서 경량화가 구현되고 방화성 및 내화성이 우수하면서 친환경적 재질에 의해 환경 호르몬이 배출이 없고 기밀성도 우수하며, 곰팡이가 생기지 않고, 차음, 방음 및 전자파차단 기능의 내화 단열 복합 하이브리드 방화문(FRICHD) 또는 내화 단열 복합 방화문(FRICD)을 제공한다."고 개시하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0019526호(발명의 명칭: 내화 기능이 향상된 방화문)는 "한 쌍의 금속판재로 형성되어, 전면과 후면의 외관을 형성하는 외관판재와; 상기 외관판재 측면부에 구비되어, 방화문의 측면을 형성하고, 상기 외관판재를 이격된 상태로 지지하는 이격부재; 그리고 상기 외관판재 상부 및 하부에 구비되어, 방화문의 상하단부를 차폐 마감하는 마감부재를 포함하여 구성되는 내화도어:와 상기 내화도어가 내측에 위치하여, 상기 내화도어 일측이 결합되는 도어프레임: 그리고 상기 내화도어가 개폐되도록, 상기 마감부재 일측 상하부에 결합되는 힌지를 포함하여 구성된다. 이와 같은 방화문은 화재 시, 방화문 내부보강재의 열전도를 지연시키므로, 고열로 인한 열변형을 방지하여, 방화문이 열변형에 의해 파열되는 시간을 연장하므로, 충분한 대피시간을 확보할 수 있는 효과가 있다."고 개시하고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 연구개발한 것이다. 본 발명은 세라믹블랑켓에 무기침지액을 함침시켜 건조시킨 세라믹판이나 이들 세락믹판 사이에 세라믹블랑켓을 마련한 것으로 제조가 간단하면서도 우수한 내화특성 및 방화특성을 갖는 방화문 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 방화문은, 세라믹판을 금속판으로 감싸서 이루어지며, 상기 세라믹판은 무기침지액에 세라믹블랑켓(Ceramic Blanket)을 침지시켰다가 인출하여 건조시켜서 이루어지며, 상기 무기침지액은 무기분말제와 무기액제를 혼합하여 이루어지되, 무기분말제는 황토 분말이고, 무기액제는 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산의 혼합물임을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 방화문의 제조방법은, (1) 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산을 혼합하여 무기액제를 준비하고, 여기에 무기분말제로서 황토 분말을 첨가하고 혼합하여 무기침지액을 준비하는 준비단계; (2) 세라믹블랑켓(Ceramic Blanket)을 무기침지액에 침지시켰다가 인출한 후, 세라믹블랑켓을 침지 전 두께의 1/3 내지 2/3로 압축시킨 상태에서 건조시켜 세라믹판을 제조하는 세라믹판 제조단계; 및 (3) 상기 세라믹판을 금속판으로 감싸서 방화문을 제조하는 방화문 제조단계;를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 세라믹블랑켓에 무기침지액을 함침시켜 건조시킨 세라믹판이나 이들 세락믹판 사이에 세라믹블랑켓을 마련한 것으로 제조가 간단하면서도 우수한 내화특성 및 방화특성을 갖는 방화문 및 그의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 방화문의 정면도이다.
도 2는 도 1의 방화문을 수평으로 절단하여 도시한 평단면도이다.
도 3은 도 1의 방화문을 수직으로 절단하여 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방화문의 시험성적서의 사본이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 방화문(1)은, 세라믹판(13)을 금속판(11)으로 감싸서 이루어지며, 여기에서 상기 세라믹판(12)은 무기침지액에 세라믹블랑켓(Ceramic Blanket)을 침지시켰다가 인출하여 건조시켜서 이루어지며, 여기에서 무기침지액은 무기분말제와 무기액제를 혼합하여 이루어지되, 무기분말제는 황토 분말이고, 무기액제는 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산의 혼합물임을 포함하여 마련된다.
본 발명에 따른 방화문(11)은 세라믹판(13)을 금속판(11)으로 감싸서 이루어짐을 특징으로 하며, 따라서 제조가 간단하면서도 우수한 내화특성 및 방화특성을 갖는다.
달리, 상기 세라믹판(13)은 금속판(11)으로 감싸기 전에 세라믹판(13)과 황토판(12)을 적층하되, 세라믹판(13)의 어느 한 면에 또는 양 면에 황토판(12)을 적층시킨 후, 금속판(11)으로 감싸서 이루어질 수 있다.
상기 세라믹판(13)은 무기침지액에 세라믹블랑켓을 침지시켰다가 인출하여 건조시켜서 이루어진다.
세라믹블랑켓은 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 무기재로 이루어지는 무기섬유를 부직포로 가공한 것으로서, 6 내지 50㎜의 두께로 이루어지는 것이다. 바람직하게는 무기재는 이산화규소 또는 이산화규소와 산화알루미늄의 혼합물일 수 있다. 이러한 세라믹블랑켓은 국내외 유수의 제조업자들에 의해 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다.
상기 무기침지액은 무기분말제와 무기액제를 혼합하여 이루어지되, 무기분말제는 황토 분말이고, 무기액제는 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산의 혼합물임을 특징으로 한다.
상기 무기분말제는 바람직하게는 황토 분말이거나 황토 분말에 마그네시아 분말(산화마그네슘 분말)을 혼합한 혼합 분말일 수 있으며, 이 경우, 황토 분말과 마그네시아 분말의 혼합비는 중량비로 70 내지 50 : 30 내지 50일 수 있다. 특히 마그네시아는 내화재로서 널리 사용되는 것으로서, 이를 포함하여 이루어지는 구조재의 내화 및 단열 특성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 무기액제는 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산의 혼합물일 수 있다. 상기 무기액제는 바람직하게는 소듐실리케이트(규산나트륨) 10 내지 30중량%, 산화규소 1 내지 15중량%, 폴리실록산 1 내지 5중량% 및 잔량으로서 물을 포함하여 이루어진다. 소듐실리케이트는 물유리라고도 하며, 내화물 바인더, 토양 경화제, 시멘트 급결제, 합성세제, 비누, 섬유염색, 신문용지 제조, 용접봉 피복제, 수처리제, 지관, 주물 경화제, 화이트 카본, 제오라이트, 실리카 원료, 도자기, 위생도기 제조 등에 널리 사용되는 대표적인 무기질 재료이다. 산화규소(실리카)는 지각 중에 가장 많이 존재하는 성분으로, 거의 모든 토사 암석 속에 다른 성분과 결합한 규산염 광물로 존재하는 외에, 순수한 상태에서는 규사(珪砂), 규석(珪石)으로 존재하며, 대표적인 유리 형성 광물이고, 액체를 급냉하면 쉽사리 유리상태로 화하여, 석영 유리가 된다. 석영 유리는 고내열(高耐熱)이어서 열팽창률이 대단히 작고(5×10-7/℃), 열충격에 강할 뿐만 아니라 내약품성(耐藥品性)이 우수하고, 각종 규산염 광물에 의한 소결체와 유리의 막(膜)은 절연재료 등의 전자부품 혹은 구조재로 사용되며, 그 분말은 에폭시 수지(樹脂) 등과 혼합되어 밀봉용으로 사용된다. 폴리실록산(실리콘(silicone))은 규소와 산소의 결합(...-Si-O-Si-O-...)을 주축으로 하는 중합체를 의미한다. 결정 형태의 실리콘에 염화메틸(CH3Cl)을 반응시켜 디메틸디클로로실란(dichlorodimethylsilane)을 합성한 후 가수분해시키면 실록산 결합(...-Si-O-Si-O-...)이 형성된다. 중합 방법에 따라 여러 종류의 중합체가 가능하다. 대표적으로 선형의 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane)과 올리고실록산(oligosiloxane) 분자들로 이루어진 실리콘 수지가 있다. 실리콘은 무색, 무취이며, 산화가 느리고, 고온에서도 안정적인 절연체이다. 윤활제, 접착제, 가스켓, 성형 인공 보조물 등에 쓰인다.
무기분말제와 무기액제의 혼합비는 무기분말제 100중량부를 기준으로 무기액제 200 내지 300중량부의 범위 이내가 될 수 있으며, 세라믹블랑켓의 함침시키고 및 세라믹판의 형성에 적절한 농도가 되도록 혼합될 수 있으며, 무기분말제의 함량이 너무 높아 농도가 짙어지면 세라믹판의 제조가 용이할 수 있으나, 세라믹블랑켓의 함침이 어려워지는 문제점이 있을 수 있고, 무기분말제의 함량이 너무 낮아 농도가 옅어지면 세라믹블랑켓의 함침은 용이하게 되나, 건조 및 세라믹판의 제조, 특히 건조에 시간이 너무 오래 걸려 제조 시간이 너무 길어지고 생산성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 세라믹판은 무기섬유로 이루어지는 세라믹블랑켓을 황토 분말 등을 포함하는 무기침지액에 침지시켰다가 건조시킨 것으로서, 무기재료로만 구성되어 내화성 및 단열성이 우수하며, 특히 블랑켓 즉, 무기섬유로 이루어지는 부직포를 물을 포함하는 무기액제에 함침시켰다가 건조시켜서 제조되기 때문에 무기액제를 구성하는 물이 있던 자리가 공간으로 남고, 그 공간이 공기로 채워지기 때문에 세라믹판 내에 다수의 기공들이 포함되며, 따라서 단열효과, 특히 중량을 낮추면서도 단열효과를 높이는 효과를 제공한다. 또한, 무기 섬유로 이루어지는 세라믹블랑켓이 무기액제에 함침되었다가 건조되기 때문에 섬유 입자들의 날림 등을 방지할 수 있다.
상기 황토판(12)은 황토 분말을 물에 개어서 판상으로 성형한 후, 건조시켜서 수득될 수 있다.
상기 금속판(11)은 강판, 바람직하게는 스테인레스강판일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방화문의 제조방법은, (1) 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산을 혼합하여 무기액제를 준비하고, 여기에 무기분말제로서 산화마그네슘 분말을 첨가하고 혼합하여 무기침지액을 준비하는 준비단계; (2) 세라믹블랑켓을 무기침지액에 침지시켰다가 인출한 후, 세라믹블랑켓을 침지 전 두께의 1/3 내지 2/3로 압축시킨 상태에서 건조시켜 세라믹판을 제조하는 세라믹판 제조단계; 및 (3) 세라믹판을 금속판으로 감싸서 방화문을 제조하는 방화문 제조단계;를 포함한다.
상기 (1)의 준비단계는 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산을 혼합하여 무기액제를 준비하고, 여기에 무기분말제로서 황토 분말을 첨가하고 혼합하여 무기침지액을 준비하는 것으로 이루어진다. 상기 무기액제는 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산의 혼합물, 바람직하게는 소듐실리케이트(규산나트륨) 10 내지 30중량%, 산화규소 1 내지 15중량%, 폴리실록산 1 내지 5중량% 및 잔량으로서 물을 포함하여 이루어질 수 있다. 무기분말제는 황토 분말이나 황토 분말과 마그네시아의 혼합물일 수 있으며, 이 경우, 황토 분말과 마그네시아 분말의 혼합비는 중량비로 70 내지 50 : 30 내지 50일 수 있다. 무기분말제와 무기액제의 혼합비는 무기분말제 100중량부를 기준으로 무기액제 200 내지 300중량부의 범위 이내가 될 수 있다.
상기 (2)의 세라믹판 제조단계는 세라믹블랑켓을 무기침지액에 침지시켰다가 인출한 후, 세라믹블랑켓을 침지 전 두께의 1/3 내지 2/3로 압축시킨 상태에서 건조시켜 세라믹판을 제조하는 것으로 이루어진다. 압축율이 1/3 미만으로 되는 경우, 압축되는 정도가 너무 적어 수득되는 세라믹판이 벌키(bulky)하게 되고, 따라서 이를 사용하는 방화문이 너무 두꺼워지는 문제가 있을 수 있고, 반대로 2/3를 초과하는 경우, 너무 많이 수축되고, 따라서 수득되는 세라믹판 내에 기공들이 너무 적게 형성되어 단열효과라 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 (3)의 방화문 제조단계는 상기에서 수득되는 세라믹판을 금속판으로 감싸서 방화문을 제조하는 것으로 이루어진다. 여기에서 상기 세라믹판은 상기 금속판으로 감싸기 이전에 세라믹판과 황토판을 적층하되, 세라믹판의 어느 한 면에 또는 양 면에 황토판을 적층시킨 후, 금속판으로 감싸서 방화문을 제조할 수 있다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예로 보다 상세하게 설명하나, 이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.
실시예 1
소듐실리케이트(규산나트륨) 15중량%, 산화규소 6중량%, 폴리실록산 2중량% 및 잔량으로서 물을 혼합하여 무기액제를 준비하고, 여기에 무기분말제로서 황토 분말을 첨가하고 혼합하여 무기침지액을 준비하였다. 무기분말제와 무기액제의 혼합비는 무기분말제 100중량부를 기준으로 무기액제 250중량부로 하였다.
산화알루미늄(Al2O3) 48중량%와 산화규소(SiO2) 52중량%로 두께 12.5 ㎜, 밀도 130 ㎏/㎥으로 가공한 세라믹블랑켓을 무기침지액에 침지시켰다가 인출한 후, 세라믹블랑켓을 침지 전 두께의 1/2로 압축시킨 상태에서 건조시켜 세라믹판을 제조하고, 무기침지액을 사용하여 판상으로 성형하여 황토판(6 ㎜ 두께)을 제조하였다. 상기 세라믹판을 4중으로 적층하고, 그 적층된 적층체 양면에 황토판을 각각 한 장씩 더 적층하고, 스테인레스 강판으로 씌워서 방화문용 판넬을 만들고 여기에 힌지와 손잡이 등을 달아 방화문으로 제조하였다.
실시예 2
무기분말제로서 황토 분말 대신 황토 분말과 마그네시아 분말의 혼합물(중량비로 50:50의 혼합비)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 방화문을 제조하였다.
시험예
실시예 1에서 수득된 방화문들에 대하여 한국인정기구 인정 ㈜사람과안전 건설화재에너지연구원에 의뢰하여 방화문 성능시험을 수행하였으며, 그 결과의 시험성적서를 도 4a 내지 도 4v에 나타내었으며, 시험결과 국토교통부 고시 제2016-193호(2016.04.08.) 제5조 ②항의 성능조건을 만족함을 확인하였다.
또한 실시예 2에서 수득된 방화문 역시 시험결과 국토교통부 고시 제2016-193호(2016.04.08.) 제5조 ②항의 성능조건을 만족함을 확인하였다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1: 방화문
11: 금속판
12: 황토판
13: 세라믹판

Claims (6)

  1. 세라믹판을 금속판으로 감싸서 이루어지며, 상기 세라믹판은 무기침지액에 세라믹블랑켓을 침지시켰다가 인출하여 건조시켜서 이루어지고, 상기 무기침지액은 무기분말제와 무기액제를 혼합하여 이루어지되, 무기분말제는 황토 분말이고, 무기액제는 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산의 혼합물이며,
    상기 세라믹판의 세라믹블랑켓이 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 무기재로 이루어지는 무기섬유를 부직포로 가공한 것으로서, 6 내지 50㎜의 두께로 이루어지는 것이고,
    무기분말제가 황토 분말 또는 황토 분말과 마그네시아의 혼합물이고, 무기액제가 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산을 소듐실리케이트 10 내지 30중량%, 산화규소 1 내지 15중량%, 폴리실록산 1 내지 5중량% 및 잔량으로서 물을 포함하여 이루어지는 혼합물이고,
    상기 무기분말제와 무기액제의 혼합비는 무기분말제 100중량부를 기준으로 무기액제 200 내지 300중량부의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 방화문.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹판을 금속판으로 감싸기 이전에 세라믹판과 황토판을 적층시키되, 세라믹판의 어느 한 면 또는 양면에 황토판을 적층시킨 후, 금속판으로 감싸는 것을 특징으로 하는 방화문.
  4. (1) 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산을 혼합하여 무기액제를 준비하고, 여기에 무기분말제로서 황토 분말을 첨가하고 혼합하여 무기침지액을 준비하는 준비단계;
    (2) 세라믹블랑켓을 무기침지액에 침지시켰다가 인출한 후, 세라믹블랑켓을 침지 전 두께의 1/3 내지 2/3로 압축시킨 상태에서 건조시켜 세라믹판을 제조하는 세라믹판 제조단계; 및
    (3) 세라믹판을 금속판으로 감싸서 방화문을 제조하는 방화문 제조단계;를 포함하며,
    상기 세라믹판 제조단계에서 세라믹블랑켓이 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 무기재로 이루어지는 무기섬유를 부직포로 가공한 것으로서, 6 내지 50㎜의 두께로 이루어지는 것이고, 무기분말제가 황토 분말 또는 황토 분말과 마그네시아의 혼합물이고, 무기액제가 물, 소듐실리케이트, 산화규소 및 폴리실록산을 소듐실리케이트 10 내지 30중량%, 산화규소 1 내지 15중량%, 폴리실록산 1 내지 5중량% 및 잔량으로서 물을 포함하여 이루어지는 혼합물이고, 상기 무기분말제와 무기액제의 혼합비는 무기분말제 100중량부를 기준으로 무기액제 200 내지 300중량부의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 방화문의 제조방법.
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JPH0920835A (ja) * 1995-05-02 1997-01-21 Michio Kashima 耐熱性発泡組成物
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