KR102237835B1 - 불연보온일체형패널 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 불연보온일체형패널 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 특정한 조성의 플라이애쉬를 포함하는 플로팅 비드를 포함하는 조성물로 무기질계 외장재를 제조함으로써, 고온가열시 불연보온일체형패널의 질량감소율이 향상되며 압축강도가 급격히 향상되는 동시에 열전도율이 유지되는 불연보온일체형패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 불연보온일체형패널 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 특정한 조성의 플라이애쉬를 포함하는 플로팅 비드를 포함하는 조성물로 무기질계 외장재를 제조함으로써, 고온가열시 불연보온일체형패널의 질량감소율이 향상되며 압축강도가 급격히 향상되는 동시에 열전도율이 유지되는 불연보온일체형패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 탄소저감 및 지구환경 보호를 위하여 건축물의 에너지 절약을 위한 단열성능에 대한 규정이 강화됨에 따라 외단열 공법 적용 건축물이 증가추세에 있다. 그러나 대부분의 외단열 공법은 유기계 단열재를 적용, 화재에 취약한 특성을 갖고 있으며, 특히 빈번한 화재사고로 발생으로 관련 규정까지 개정되는 상황에 있다. 따라서, 건축물 외벽 화재사고를 저감하기 위해서는 관련 기술의 개발이 절실한 실정이다.
종래의 외장판은 유기물을 주된 원료로 사용함과 동시에 발포제를 포함하고 중합과정에서 중합체 내에 기공을 포함시킴으로써 단열성을 향상시키는 것이었다. 다만, 유기물을 주원료로 하는 외장판은 열에 취약한 동시에 화재가 발생하는 경우 유독가스가 발생하고, 그로 인하여 화재로 인한 사상자가 발생하는 문제가 있었으며, 압축강도가 저하됨으로써 내구성이 약하여 주기적으로 교환해야 하는 문제가 발생하였다. 나아가, 종래의 무기질 재료를 주된 원료로 사용하는 패널의 경우 열전도율이 낮아 단열 성능이 확보되지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 원료로 특정한 조성의 플라이애쉬를 사용함으로써, 폐기물의 발생을 최소화하며, 고온에서의 패널의 질량감소율을 최소화하고 화재가 발생하더라도 유독가스의 발생을 억제함으로써 건물 화재시 내부에 거주하는 사람들의 안전성을 확보할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 특정한 조성의 플라이애쉬를 포함하는 플로팅 비드 및 펄라이트; 벤토나이트; 무기 결합제; 유기 결합제; 무기 섬유; 유기 섬유; 및 고분자 중합체 분말을 포함하는 조성물로 무기질계 외장재를 제조함으로써 고온에서의 질량감소 등을 최소화할 수 있는 불연보온일체형패널 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시상태는 무기질계 외장재 및 상기 무기질계 외장재의 일면에 코팅된 코팅층을 포함하며, 상기 무기질계 외장재는 플로팅 비드; 펄라이트; 벤토나이트; 무기 결합제; 유기 결합제; 무기 섬유; 유기 섬유; 및 고분자 중합체 분말;을 포함하는 조성물을 포함하는 것인 불연보온일체형패널을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플로팅 비드는 플라이애쉬를 포함하며, 상기 플라이애쉬는 40 중량% 이상 70 중량% 이하의 이산화규소(SiO2) 및 10 중량% 이상 40 중량% 이하의 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라이애쉬의 비중은 1.5 이상 3.0 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄라이트는 기공을 포함하며, 상기 펄라이트의 기공의 부피는 상기 펄라이트 100 부피부에 대하여 90 부피부 이상 100 부피부 미만인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄라이트의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 350 중량부 이상 500 중량부 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 벤토나이트의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 80 중량부 이상 100 중량부 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 결합제는 시멘트이며, 상기 결합제의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 400 중량부 이상 550 중량부 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 결합제는 셀룰로오스 에테르인 것이며, 상기 유기 결합제의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 0.3 중량부 이상 0.8 중량부 이하인 것이고, 상기 유기 결합제의 점도는 50,000 cps 이상 150,000 cps 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무기 섬유의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상 15 중량부 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 섬유의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 0.3 중량부 이상 0.8 중량부 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 고분자 중합체 분말의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 2.5 중량부 이상 5.0 중량부 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅층은 수지 및 염료를 포함하는 혼합물을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 조성물을 혼합하는 단계; 상기 조성물과 물을 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계; 상기 페이스트를 몰드에 주입하고 응고 시킨 후 증기로 양생시켜 무기질 외장재를 구비하는 단계; 및 상기 무기질 외장재에 수지 및 염료를 포함하는 혼합물을 도포하여 코팅층을 구비하는 단계;를 포함하는 불연보온일체형패널의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 물은 상기 조성물 100 중량부에 대하여 80 중량부 이상 150 중량부 이하로 혼합하여 페이스트를 구비하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 조성물과 물을 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계 이후, 상기 페이스트에 공기를 주입하여 기공을 형성하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 불연보온일체형패널은 열전도율을 유지하여 단열성능을 향상하고, 고온에서 건물용 외장판의 질량감소율을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 불연보온일체형패널의 제조방법은 압축강도를 향상시켜 건물용 외장판의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 불연보온일체형패널의 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 시험성적서 사진이다.
도 3는 비교예에 따른 시험성적서 사진이다.
도 2는 실시예에 따른 시험성적서 사진이다.
도 3는 비교예에 따른 시험성적서 사진이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 단위 "부피부"는 각 성분간의 부피의 비율을 의미할 수 있다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"는 "A 및 B, 또는 A 또는 B"를 의미한다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는 무기질계 외장재 및 상기 무기질계 외장재의 일면에 코팅된 코팅층을 포함하며, 상기 무기질계 외장재는 플로팅 비드; 펄라이트; 벤토나이트; 무기 결합제; 유기 결합제; 무기 섬유; 유기 섬유; 및 고분자 중합체 분말;을 포함하는 조성물을 포함하는 것인 불연보온일체형패널을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 불연보온일체형패널은 열전도율을 유지하여 단열성능을 향상하고, 고온에서 건물용 외장판의 질량감소율을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 무기질계 외장재를 포함한다. 상술한 것과 같이 무기질계 외장재를 포함함으로써, 불연보온일체형패널의 고온에 의한 질량감소율을 낮게 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 무기질계 외장재 및 상기 무기질계 외장재의 일면에 코팅된 코팅층을 포함한다. 구체적으로 상기 무기질계 외장재의 일면 또는 양면에 코팅층을 포함할 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 무기질계 외장재의 일면 또는 양면에 코팅층을 포함함으로써, 외관의 미적인 느낌을 향상시킬 수 있으며, 상기 코팅층에 의하여 단열효과를 상승시킬 수 있고, 외부의 이물질이 내부에 침투하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무기질계 외장재는 플로팅 비드; 펄라이트; 벤토나이트; 무기 결합제; 유기 결합제; 무기 섬유; 유기 섬유; 및 고분자 중합체 분말;을 포함하는 조성물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄라이트를 포함한다. 보다 구체적으로 상기 펄라이트는 흑요석 또는 진주암 등의 파쇄 조각을 1,000℃ 이상의 온도로 급열하여 제조한 경량 골재일 수 있다. 상술한 것과 같은 펄라이트를 포함함으로써, 비차열 성능, 차열 성능 및 내충격성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 벤토나이트를 포함한다. 구체적으로 벤토나이트는 스멕타이트군(群)에 속하는 결정질 점토광물로 구성되어 있으며, 스멕타이트군은 나트륨이나 칼슘은 물론 철과 마그네슘을 함유하는 수화된 규산알루미늄으로서, 본 발명에서 사용되는 나트륨 벤토나이트는 팽창성이 없는 칼슘 벤토나이트와 달리, 많은 양의 물을 흡수해 원래 부피의 여러 배로 팽창되어 겔과 같은 상태가 되고 이 겔은 물(수분)을 배척하는 성질을 지니고 있으며, 다른 물질과 혼합될 경우 서로 점결시키는 성질을 지니고 있다. 상술한 것과 같이 벤토나이트를 포함함으로써, 성형된 패널의 신축성을 양호하게 하고 강도를 향상시켜 형상을 유지하게 해주는 역할을 하면서 결정화된 벤토나이트는 불에 타지 않으므로 불연성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 무기 결합제를 포함한다. 구체적으로 상기 무기 결합제는 시멘트일 수 있다. 상술한 것으로부터 무기 결합제를 선택함으로써, 상기 패널의 내구성을 향상시킬 수 있으며 압축강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 유기 결합제를 포함한다. 구체적으로 상기 유기 결합제는 셀룰로오스 에테르일 수 있다. 상술한 것으로부터 유기 결합제를 선택함으로써, 상기 유기 섬유과의 상용성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 유기 섬유를 포함한다. 구체적으로 상기 유기 섬유는 나무재질로부터 유래된 섬유질을 포함한 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 유기 섬유를 선택함으로써, 상기 패널을 경량화할 수 있으며, 단열성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 무기 섬유를 포함한다. 상기 무기 섬유는 유리 섬유, 탈크(talc), 클레이, 탄산칼슘, 마이카, 휘스커, 실리카, 탄소섬유일 수 있으나 이에 제한되지 않으며 해당 기술분야에서 이용되는 무기 섬유는 제한없이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 고분자 중합체 분말을 포함한다. 구체적으로 상기 고분자 준합체 분말은 합성 고무 수지일 수 있다. 보다 구체적으로 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무, 에틸렌-부틸렌 고무, 에틸렌-옥텐 고무, 폴리프로필렌 고무 또는 프로필렌-에틸렌 고무일 수 있다. 상술한 것으로부터 고무를 선택함으로써, 상기 불연보온일체형패널의 단열성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플로팅 비드의 밀도는 0.1g/cm3 이상 1.0 g/cm3 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 플로팅 비드의 밀도는 0.02g/cm3 이상 0.06 g/cm3 이하, 0.2g/cm3 이상 0.6 g/cm3 이하 또는 0.02g/cm3 이상 0.6 g/cm3 이하일 수 있다. 상기 플로팅 비드의 밀도를 상술한 범위에서 조절함으로써, 상기 불연보온일체형패널의 단열성을 향상시키며, 경량화를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플로팅 비드는 플라이애쉬를 포함할 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 플로팅 비드는 플라이애쉬를 포함함으로써, 상기 플로팅 비드의 비중을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라이애쉬는 40 중량% 이상 70 중량% 이하의 이산화규소를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 플라이애쉬는 45 중량% 이상 65 중량% 이하 또는 50 중량% 이상 60 중량% 이하의 이산화규소를 포함할 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 플라이애쉬가 이산화규소를 포함함으로써, 상기 플로팅 비드의 물성을 조절할 수 있으며, 상기 패널의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라이애쉬는 10 중량% 이상 40 중량% 이하의 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 플라이애쉬는 15 중량% 이상 35 중량% 이하 또는 20 중량% 이상 30 중량% 이하의 산화알루미늄을 포함할 수 있다. 상술한 범위 내에서 상기 플라이애쉬의 산화알루미늄의 함량을 조절함으로써, 상기 패널의 물성을 조절할 수 있으며, 고온에서의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라이애쉬의 비중은 1.5 이상 3.0 이하일 수 있다. 구체적으로 상기 플라이애쉬의 비중은 1.6 이상 2.9 이하, 1.7 이상 2.8 이하, 1.8 이상 2.7 이하, 1.9 이상 2.6 이하 또는 2.0 이상 2.5 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 플라이애쉬의 비중을 조절함으로써, 상기 패널의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 상기 패널을 경량화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄라이트는 기공을 포함할 수 있다. 상술한 것과 같이 펄라이트가 기공을 포함함으로써, 상기 패널의 단열효과를 향상시키고, 경량화를 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄라이트의 기공의 부피는 상기 펄라이트 100 부피부에 대하여 90 부피부 이상 100 부피부 미만인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 펄라이트의 기공의 부피는 상기 펄라이트 100 부피부에 대하여 90 부피부 이상 100 부피부 미만 91 부피부 이상 99 부피부 이하, 92 부피부 이상 98 부피부 이하, 93 부피부 이상 97 부피부 이하, 94 부피부 이상 96 부피부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 펄라이트의 기공의 부피를 조절함으로써, 상기 패널의 단열효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄라이트의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 350 중량부 이상 500 중량부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 펄라이트는 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 360 중량부 이상 490 중량부 이하, 370 중량부 이상 480 중량부 이하, 380 중량부 이상 470 중량부 이하, 390 중량부 이상 460 중량부 이하 또는 400 중량부 이상 450 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 펄라이트의 함량을 조절함으로써, 상기 패널의 내구성을 조절하며, 상기 패널의 단열효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 벤토나이트의 함량는 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 80 중량부 이상 100 중량부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 벤토나이트의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 80 중량부 이상 100 중량부 이하, 82 중량부 이상 98 중량부 이하, 84 중량부 이상 96 중량부 이하, 86 중량부 이상 94 중량부 이하 또는 88 중량부 이상 92 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 벤토나이트의 함량을 조절함으로써, 상기 패널의 불연성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무기 결합제의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 400 중량부 이상 550 중량부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 무기 결합제의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 410 중량부 이상 540 중량부 이하, 420 중량부 이상 530 중량부 이하, 430 중량부 이상 520 중량부 이하, 440 중량부 이상 510 중량부 이하 또는 450 중량부 이상 500 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 무기 결합제의 함량을 조절함으로써, 상기 패널의 압축강도를 조절하는 동시에 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 결합제의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 0.3 중량부 이상 0.8 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로 상기 유기 결합제의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 0.4 중량부 이상 0.7 중량부 이하 또는 0.5 중량부 이상 0.6 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 유기 결합제의 함량을 조절함으로써, 상기 유기 섬유와의 상용성을 향상시킬 수 있으며, 상기 패널의 결합강도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 결합제의 점도는 50,000 cps 이상 150,000 cps 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 유기 결합제의 점도는 70,000 cps 이상 130,000 cps 이하 또는 90,000 cps 이상 110,000 cps 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 유기 결합제의 점도를 조절함으로서, 상기 패널의 제조과정에서 작업성을 향상시키며, 균일한 조성물을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무기 섬유의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상 15 중량부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 무기 섬유는 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 6 중량부 이상 14 중량부 이하, 7 중량부 이상 13 중량부 이하, 8 중량부 이상 12 중량부 이하 또는 9 중량부 이상 11 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 무기 섬유의 함량을 조절함으로써 상기 패널의 내구성 및 각 성분 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 섬유의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 0.3 중량부 이상 0.8 중량부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 유기 섬유의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 0.4 중량부 이상 0.7 중량부 이하 또는 0.5 중량부 이상 0.6 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 유기 섬유의 함량을 조절함으로써, 상기 외장재의 단열효과를 향상시키며 경량화를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 고분자 중합체 분말의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 2.5 중량부 이상 5.0 중량부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 고분자 중합체 분말의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 3.0 중량부 이상 4.5 중량부 이하 또는 3.5 중량부 이상 4.0 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 고분자 중합체 분말의 함량을 조절함으로써, 상기 패널을 경량화할 수 있으며, 탄성을 향상시켜 패널의 적용범위를 넓힐 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅층은 수지 및 염료를 포함하는 혼합물을 포함하는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 코팅층이 수지 및 염료를 포함함으로써, 패널의 코팅층의 색상을 조절할 수 있으며, 외부로부터 이물질이 투입되는 것을 방지하는 동시에 상기 외장재의 자외선에 의한 산화를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 조성물을 혼합하는 단계; 상기 조성물과 물을 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계; 상기 페이스트를 몰드에 주입하고 응고 시킨 후 증기로 양생시켜 무기질 외장재를 구비하는 단계; 및 상기 무기질 외장재에 수지 및 염료을 포함하는 혼합물을 도포하여 코팅층을 구비하는 단계;를 포함하는 불연보온일체형패널의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 불연보온일체형패널의 제조방법은 압축강도를 향상시켜 패널의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 조성물을 혼합하는 단계를 포함한다. 상기 조성물은 상술한 것과 동일한 것을 사용할 수 있으며, 상기 조성물에 대하여 반복되는 내용은 생략한다. 상술한 것과 같이 상기 조성물을 혼합하는 단계를 포함함으로써, 상기 조성물의 농도를 용이하게 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 조성물과 물을 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계를 포함한다. 상술한 것과 같이 상기 조성물과 물을 혼합하여 페이스트를 제조함으로써, 외장재를 제조하기 위한 작업성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 페이스트를 몰드에 주입하고 응고 시킨 후 증기로 양생시켜 무기질 외장재를 구비하는 단계를 포함한다. 상술한 것과 같이 몰드에 주입하여 원하는 형상의 외장재를 구현할 수 있으며, 증기로 양생시킴으로써 수분이 부족하여 외장재에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무기질 외장재에 수지 및 염료를 포함하는 혼합물을 도포하여 코팅층을 구비하는 단계를 포함한다. 상술한 것과 같이 상기 코팅층을 구비함으로써, 패널의 코팅층의 색상을 조절할 수 있으며, 외부로부터 이물질이 투입되는 것을 방지하는 동시에 상기 외장재의 자외선에 의한 산화를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 물은 상기 조성물 100 중량부에 대하여 80 중량부 이상 150 중량부 이하로 혼합하여 페이스트를 구비하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 물은 상기 조성물 100 중량부에 대하여 85 중량부 이상 145 중량부 이하, 90 중량부 이상 140 중량부 이하, 95 중량부 이상 135 중량부 이하, 80 중량부 이상 130 중량부 이하 또는 75 중량부 이상 125 중량부 이하일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 물의 함량을 조절함으로써, 상기 페이스트의 농도를 조절하여 외장재 제조과정의 작업성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 상기 외장재의 수분을 조절하여 건조과정에서 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 조성물과 물을 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계 이후, 상기 페이스트에 공기를 주입하여 기공을 형성하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 기공을 형성하는 단계를 포함하여 상기 외장재를 경량화하는 동시에 단열효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, KS F ISO 1182:2016에 따라 측정된 상기 불연보온일체형패널은 가열 전후의 질량감소율이 0.1% 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 패널의 질량감소율을 구현함으로써, 화재시 발생하는 유독가스의 발생을 감소시킬 수 있으며, 방화효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, KS L 9016:2010에 따라 측정된 상기 불연보온일체형패널의 열전도율은 0.12 W/m·K 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 불연보온일체형패널의 열전도율을 구현함으로써, 상기 패널의 단열효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, KS F 2519:2015에 따라 측정된 상기 불연보온일체형패널의 압축강도는 4.8 N/mm2 이상일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 불연보온일체형패널의 압축강도를 조절함으로써, 상기 패널의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 불연보온일체형패널의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 외장재(1) 및 상기 외장재의 일면에 코팅된 코팅층(2)를 하기와 같이 제조하였다.
상기 외장재는 무기질계 외장재에 해당하며, 상기 무기질계 외장재는 60 중량%의 이산화규소(SiO2) 및 20 중량%의 산화알루미늄(Al2O3)를 포함하는 플라이애쉬(비중: 2.0)로 제조된 플로팅 비드를 100 중량부로 하고, 전체 부피의 95 %를 기공으로 포함하는 펄라이트 400 중량부, 벤토나이트 90 중량부, 무기 결합제인 시멘트 480 중량부, 유기 결합제인 셀룰로오스 에테르(점도: 100,000 cps) 0.5 중량부, 무기 섬유인 유리 섬유 10 중량부, 유기섬유로 나무의 섬유질을 포함하는 섬유로 0.5 중량부, 고분자 중합체 분말 4 중량부를 균일하게 혼합하여 조성물을 제조하였다.
상기 조성물 100 중량부에 대하여 물 100 중량부를 혼합하여 페이스트를 제조한 후 상기 페이스트에 공기를 주입하여 기공을 형성하였다. 이후 상기 페이스트를 일면이 넓은 직육면체 형상인 몰드에 상기 페이스트를 주입하여 응고 시켰으며 이후 85 ℃의 증기로 양생하였다.
상기 양생되어 제조된 외장재의 일면에 염료 및 수지를 포함하는 혼합물을 도포하고 건조하여 코팅층을 형성하였다.
비교예
상기 실시예에서 플라이애쉬의 80 중량%의 이산화규소(SiO2) 및 8 중량%의 산화알루미늄(Al2O3)를 포함하는 플라이애쉬를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 패널을 제조하였다.
구체적으로 외장재(1) 및 상기 외장재의 일면에 코팅된 코팅층(2)를 하기와 같이 제조하였다.
상기 외장재는 무기질계 외장재에 해당하며, 상기 무기질계 외장재는 80 중량%의 이산화규소(SiO2) 및 8 중량%의 산화알루미늄(Al2O3)를 포함하는 플라이애쉬(비중: 2.0)로 제조된 플로팅 비드를 100 중량부로 하고, 전체 부피의 95 %를 기공으로 포함하는 펄라이트 400 중량부, 벤토나이트 90 중량부, 무기 결합제인 시멘트 480 중량부, 유기 결합제인 셀룰로오스 에테르(점도: 100,000 cps) 0.5 중량부, 무기 섬유인 유리 섬유 10 중량부, 유기섬유로 나무의 섬유질을 포함하는 섬유로 0.5 중량부, 고분자 중합체 분말 4 중량부를 균일하게 혼합하여 조성물을 제조하였다.
상기 조성물 100 중량부에 대하여 물 100 중량부를 혼합하여 페이스트를 제조한 후 상기 페이스트에 공기를 주입하여 기공을 형성하였다. 이후 상기 페이스트를 일면이 넓은 직육면체 형상인 몰드에 상기 페이스트를 주입하여 응고 시켰으며 이후 85 ℃의 증기로 양생하였다.
상기 양생되어 제조된 외장재의 일면에 염료 및 수지를 포함하는 혼합물을 도포하고 건조하여 코팅층을 형성하였다.
도 2는 실시예에 따른 시험성적서 사진이다. 본 발명의 실시예에 따르면, KS F ISO 1182:2016에 따라 측정된 상기 불연보온일체형패널은 가열 전후의 질량감소율이 0.1% 이며, KS L 9016:2010에 따라 측정된 상기 불연보온일체형패널의 열전도율은 0.112 W/m·K 이고, KS F 2519:2015에 따라 측정된 상기 불연보온일체형패널의 압축강도는 4.8 N/mm2인 것을 확인하였다.
도 3는 비교예에 따른 시험성적서 사진이다. 비교예는 KS F ISO에 따라 측정된 상기 불연보온일체형패널은 가열 전후의 질량감소율이 11.3% 이며, KS L 9016:2010에 따라 측정된 상기 불연보온일체형패널의 열전도율은 0.114 W/m·K 이고, KS M 3808:2011에 따라 측정된 상기 불연보온일체형패널의 압축강도는 264 N/cm2인 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 특정한 조성의 플라이애쉬를 포함하는 플로팅 비드 및 펄라이트; 벤토나이트; 무기 결합제; 유기 결합제; 무기 섬유; 유기 섬유; 및 고분자 중합체 분말을 포함하는 조성물로 무기질계 외장재를 제조함으로써 고온에서의 질량감소 등을 최소화하며, 단열효과를 향상시키고 내구성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 본 발명의 불연보온일체형패널이 건물의 외장벽에 적용되는 경우 단열효과를 향상시켜 에너지 효율을 증가시키며, 화재발생시 방염성능을 향상시키는 동시에 내구성이 유지됨으로써 건물의 외벽 교체를 최소화할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 코팅층
20 : 외장재
100 : 불연보온일체형패널
20 : 외장재
100 : 불연보온일체형패널
Claims (15)
- 무기질계 외장재 및 상기 무기질계 외장재의 일면에 코팅된 코팅층을 포함하며,
상기 무기질계 외장재는 플로팅 비드; 펄라이트; 벤토나이트; 무기 결합제; 유기 결합제; 무기 섬유; 유기 섬유; 및 고분자 중합체 분말;을 포함하는 조성물을 포함하는 것이며,
상기 플로팅 비드는 플라이애쉬로 제조되며,
상기 플라이애쉬는 40 중량% 이상 70 중량% 이하의 이산화규소 및 10 중량% 이상 40 중량% 이하의 산화알루미늄을 포함하는 것이고,
상기 유기 결합제의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 0.3 중량부 이상 0.8 중량부 이하인 것이며,
상기 유기 섬유의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 0.3 중량부 이상 0.8 중량부 이하인 것이고,
상기 고분자 중합체 분말의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 2.5 중량부 이상 5.0 중량부 이하인 것이며,
상기 조성물은 9.2166 중량%의 상기 플로팅 비드를 포함하는 것인
불연보온일체형패널.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 플라이애쉬의 비중은 1.5 이상 3.0 이하인
불연보온일체형패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 펄라이트는 기공을 포함하며,
상기 펄라이트의 기공의 부피는 상기 펄라이트 100 부피부에 대하여 90 부피부 이상 100 부피부 미만인 것인
불연보온일체형패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 펄라이트의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 상기 350 중량부 이상 500 중량부 이하인 것인
불연보온일체형패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 벤토나이트의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 80 중량부 이상 100 중량부 이하인 것인 불연보온일체형패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 무기 결합제는 시멘트이며,
상기 무기 결합제의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 400 중량부 이상 550 중량부 이하인 것인
불연보온일체형패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 유기 결합제는 셀룰로오스 에테르인 것이며,
상기 유기 결합제의 점도는 50,000 cps 이상 150,000 cps 이하인 것인
불연보온일체형패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 무기 섬유의 함량은 상기 플로팅 비드 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상 15 중량부 이하인 것인
불연보온일체형패널.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 코팅층은 수지 및 염료를 포함하는 혼합물을 포함하는 것인
불연보온일체형패널.
- 청구항 1의 조성물을 혼합하는 단계;
상기 조성물과 물을 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계;
상기 페이스트를 몰드에 주입하고 응고 시킨 후 증기로 양생시켜 무기질 외장재를 구비하는 단계; 및
상기 무기질 외장재에 수지 및 염료를 포함하는 혼합물을 도포하여 코팅층을 구비하는 단계;를 포함하는
불연보온일체형패널의 제조방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 물은 상기 조성물 100 중량부에 대하여 80 중량부 이상 150 중량부 이하로 혼합하여 페이스트를 구비하는 것인
불연보온일체형패널의 제조방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 조성물과 물을 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계 이후,
상기 페이스트에 공기를 주입하여 기공을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인
불연보온일체형패널의 제조방법.
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| KR1020200080082A KR102237835B1 (ko) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 불연보온일체형패널 및 그의 제조방법 |
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2020
- 2020-06-30 KR KR1020200080082A patent/KR102237835B1/ko active IP Right Grant
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