KR102323267B1 - 준불연성 합판 - Google Patents

Abstract

준불연성 합판이 개시된다. 상기 준불연성 합판은, 베이스 합판; 상기 베이스 합판의 양 측면에 각각 부착된 난연성 부재들; 및 상기 난연성 부재들 하나의 외 측면에 부착된 금속성 박막을 포함하고, 상기 난연성 부재들 각각은, 상기 베이스 합판의 일 측면에 부착된 제1 시멘트 보드; 및 상기 베이스 합판의 타 측면에 부착된 제2 시멘트 보드를 포함한다.

Description

준불연성 합판{SEMI-INCOMBUSTIBLE PLYWOOD}

본 발명은 합판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재에 대한 내구성이 높은 준불연성 합판에 관한 것이다.

합판은 건축자재로써, 다양한 용도에 사용된다. 예를 들어, 금속 지붕재나 기와의 경우에도 합판 위에 시공을 하게 된다. 그 밖에도 외벽재의 일부도 합판 위에 설치되는 경우가 많으며, 인테리어 마감재를 고정하기 위한 자재 중 하나로서도 합판이 사용된다.

이처럼, 합판은 건축 시공 과정에서 다양한 형태로 사용되는데, 합판은 보통 직접 외부에 노출되는 외장재가 아니긴 하지만, 내부에서 발생하는 화재에 직접적으로 발화될 수 있어 화재에 취약한 문제가 있다.

또한, 2019년 하반기부터, 건축법의 변화로, 외장재는 법적으로 준불연 재료를 써야 하기 때문에, 건축 공무원과 감리에서 외장재 뿐 아니라, 외장재를 지지하는 합판과 같은 하지재까지도 준불연을 써야 안전하다는 인식이 강해지고 있다. 참고로, 난연은, 불에 타지만 연소는 잘 안되는 성질이며, 이러한 난연에 대한 시험 결과로서, 난연 성능이 우수한 순서대로 불연 재료, 준불연 재료, 난연 재료가 구분될 수 있다.

한편, 통상적인 합판은 얇은 목재 판재를 여러 겹 겹쳐서 제작되기 때문에 불에 쉽게 탈 수 있어, 준불연 등급 뿐 아니라, 한 단계 낮은 등급인 난연 등급을 받은 제품조차, 국내 뿐 아니라 세계적으로 발명되지 않은 상황이다.

화재에 대한 내구성을 증가시키기 위한 일환으로, 합판에 방염필름을 붙이거나, 방염페인트를 발라서 만든 합판에 대하여 방염등급을 받아서 사용할 수 있으나, 방염필름은 연소시 인체에 유해한 재료라는 문제가 있다. 예를 들어, 방염 필름은 불이 붙으면, 일산화탄소와 염화수소 사이안화수소 등 유독가스가 배출된다.

또 다른 방법으로, 합판의 화재 취약성을 개선하기 위하여 합판에 내열성이 강한 금속성 판재를 부착하는 경우가 있으나, 금속성 판재를 잘못 부착하여 사용할 경우 합판이 갖는 장점인 경량성 및 경제성을 훼손할 수 있으며, 경우에 따라서는 지나치게 외부면이 단단하여 합판의 타 부재 고정 기능을 훼손할 수도 있다.

따라서, 화재에 강인함을 가지면서도 합판의 경량성을 유지하면서 타 부재를 고정하기에 적절한 내구성을 지니고, 고정 과정에서 외부 충격에 의해 쉽게 훼손되지 않을 수 있는 준불연성 합판이 시공현장에서 필요한 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 화재에 강인함을 가져 준불연성 재료로서의 성능을 가지면서도, 합판의 경량성을 유지하면서 타 부재를 고정하기에 적절한 내구성을 지니고, 고정 과정에서 외부 충격에 의해 쉽게 훼손되지 않으며, 물이 침투하는 것을 방지할 수 있도록 내수성이 있는 준불연성 합판을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 준불연성 합판을 제공한다.

상기 준불연성 합판은, 베이스 합판; 상기 베이스 합판의 양 측면에 각각 부착된 난연성 부재들; 및 상기 난연성 부재들 하나의 외 측면에 부착된 금속성 박막을 포함한다.

상기 난연성 부재들 각각은, 상기 베이스 합판의 일 측면에 부착된 제1 시멘트 보드; 및 상기 베이스 합판의 타 측면에 부착된 제2 시멘트 보드를 포함한다.

상기 금속성 박막은, 0.1 mm의 알루미늄 박막일 수 있다.

상기 제1 시멘트 보드 및 상기 제2 시멘트 보드는, 천연 펄프인 셀룰로오스 섬유(Cellulose Fiber), 포틀랜드 시멘트, 및 규사를 포함하는 베이스 시멘트 부재들을 서로 배합하고, 1만톤으로 가압한 후 오토클레이브 양생과정을 거쳐 생성되고, 두께가 서로 동일하게 형성된다.

상기 준불연성 합판은, 상기 금속성 박막과 상기 제1 시멘트 보드를 서로 접착시키면서 상기 금속성 박막의 열이 상기 제1 시멘트 보드로 전달되는 것을 차단하는 불연 접착층을 더 포함한다.

상기 제1 시멘트 보드 및 상기 제2 시멘트 보드 각각의 두께는, 상기 베이스 합판 두께의 18.5% 내지 17.5%이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 준불연성 합판을 이용할 경우에는 화재 내구성이 높은 준불연성 합판을 제공할 수 있다.

또한, 일측 표면을 금속성 박막을 최소한으로 이용해 처리하기 때문에 합판의 경량성과 나사못을 이용한 고정 기능을 유지하면서도 실내 화재로부터 직접 전달되는 화재 열에 대한 내구성을 보장할 수 있다.

또한, 금속성 박막이 직접 받는 열이 베이스 합판까지 전도되는 것을 시멘트 보드를 이용해 중간에 차단함으로써 준불연성 부재로서의 성능을 보장할 수 있다.

또한, 베이스 합판과 시멘트 보드는 물이 침투하는 것을 방지하여 시공되었을 때 외부로부터 습기가 침투함에 따른 곰팡이 발생 등의 문제를 방지할 수 있다.

또한, 시멘트 보드의 두께를 베이스 합판의 두께를 기준으로 일정 범위 이내로 제한함으로써 시멘트 보드로 인한 무게 증가 및 고정 과정에서의 훼손을 방지할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 준불연성 합판에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 준불연성 합판에 대한 확대 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 나사못 유지력 실험 조건을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 준불연성 합판을 실제 제작한 모습을 촬영한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 준불연성 합판에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1에 따른 준불연성 합판에 대한 확대 단면도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 나사못 유지력 실험 조건을 설명하기 위한 예시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 준불연성 합판(100)은, 베이스 합판(10), 베이스 합판(10)의 양 측면에 부착된 난연성 부재(20)들, 및 난연성 부재(20)들 중 하나의 외부 측면에 부착된 금속성 박막(30)을 포함할 수 있다.

베이스 합판(10)은, 원목을 얇은 두께로 깎은 판재를 여러 장 겹쳐서 만든 것으로 섬유 방향이 서로 직교하도록 겹치며, 판재들 사이에 접착재를 넣어 접착함으로써 적층시킨 소재일 수 있다. 이때, 베이스 합판(10)은, 내수성을 증가시키기 위한 일환으로 페놀이나 멜라민 수지 또는 요소 수지 등의 접착재를 이용하여 판재들을 접착시킨 것일 수도 있다.

예를 들어, 베이스 합판(10)은, 자작나무, 낙엽송, 리기다 소나무, 육송, 백합나무, 밤나무, 소나무, 편백나무, 삼나무 등의 국산재 및 라디에이타파인, 일본산 삼나무, 편백 및 북미산 더글라스퍼 및 햄록, 러시아산 낙엽송등과 같은 수입산 침엽수와 유칼리툽스, 메란티, MLH(mixed local hardwood), 포플러, 아카시아, 라디에이타파인, KERUING, 알비지아, 및 자봉 등과 같은 조림속성수를 포함한 남양재 활엽수 혼합수종으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원목을 이용하여 구성될 수 있다.

베이스 합판(10)은, 상술한 원목의 자비 및 증자 처리, 원목의 횡절, 박피, 단판의 절삭, 건조, 조판, 단판의 결함 보수, 접착제 도포, 냉압, 열압, 후처리 공정을 통해 생성될 수 있다.

이때, 베이스 합판(10)은, 단가가 매우 낮고 경량화 되어있어 시공이 편리한 장점이 있으며, 나사못 유지력이 우수하여, 마감재를 고정하는 용도 및 방수역할을 할 수 있으나, 화재에 취약하고 연소되는 과정에서 판재들을 접착하는 데 사용된 접착재에 의해 유독성 가스가 방출될 수 있다.

베이스 합판(10)의 화재 내구성을 보강하기 위하여 난연성 부재(20)들 각각은, 베이스 합판(10)의 일 측면에 부착된 제1 시멘트 보드(20a) 및 베이스 합판(10)의 타 측면에 부착된 제2 시멘트 보드(20b)로 구성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 제1 시멘트 보드(20a) 또는 제2 시멘트 보드(20b)는, 천연 펄프인 셀룰로오스 섬유(Cellulose Fiber), 포틀랜드 시멘트, 및 규사를 포함하는 베이스 시멘트 부재들을 서로 배합하고, 1만톤으로 가압한 후 오토클레이브 양생과정을 거쳐 생성될 수 있다. 예를 들어, 제1 시멘트 보드(20a) 또는 제2 시멘트 보드(20b)는, CRC 보드(CRC Board)일 수 있다.

즉, 상술한 제1 내지 제2 시멘트 보드(20a, 20b)는 주성분이 무기질인 포틀랜드 시멘트를 사용하여 불연 1급 마감재에 따른 내화성을 확보할 수 있으며, 수분 흡수에 따른 변화가 적어 내수성이 강화되며, 강도가 높고 평활도가 우수하여 외부 마감 처리에 유리한 장점을 갖는다.

한편, 시멘트 보드와 같은 난연성 부재(20)들은 화재 내구성이 높기는 하지만 지속적으로 강한 불에 노출될 경우 시멘트 보드가 파괴되어 시멘트 보드 내부에 위치한 베이스 합판(10)이 내부에서 연소될 수 있어 준불연 시험을 통과하기 어렵다. 또한, 내화성을 높이기 위해 난연성 부재(20)의 두께를 높이면 합판이 갖는 고유한 장점들이 희석되어 합판을 사용하는 의미가 퇴색될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 난연성 부재(20)의 사용을 최소화하면서 내화성을 높이기 위하여, 난연성 부재(20)들 중 하나의 외부 측면에 금속성 박막(30)이 부착된다. 여기서 금속성 박막(30)은, 제1 시멘트 보드(20a)에 부착된 알루미늄 박막일 수 있다. 더욱 상세하게, 금속성 박막(30)은, 금속성 부재로 인한 합판 고유의 경량성과 나사못을 이용한 고정기능을 저해하지 않으면서 비용 증가를 최소화할 수 있도록 가장 최소화된 두께인 0.1 mm 내지 0.2 mm의 알루미늄 박막일 수 있다.

한편, 준불연성 합판(100)은, 금속성 박막(30)과 제1 시멘트 보드(20a) 사이에서 금속성 박막(30)과 제1 시멘트 보드(20a)를 서로 접착시키면서 금속성 박막(30)의 열이 제1 시멘트 보드(20a)로 전달되는 것을 차단하는 불연 접착층(40)을 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 불연 접착층(40)은, 내화성 무기 복합 충전 분체가 포함된 접착제 및 부착력 강화를 위한 경화제를 포함할 수 있다.

불연 접착층(40)에서 경화제는 접착제 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 경화제는 본 발명의 수용성 무기 불연 발포 접착제 조성물이 도포되는 금속성 박막(30)에 대한 부착력을 강화하기 위해 첨가된다. 이러한 경화제의 함량이 상기 범위 미만이면 피착물에 대한 부착력 부여 효과가 미미하고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 접착제 조성물의 점도가 높아져 도포성이 떨어진다.

여기서, 접착제는, 수용성 박막 형성 물질 25 내지 50 중량%, 내화성 무기 복합 충전 분체 20 내지 30 중량%, 보강 섬유 2 내지 5 중량%, 제1 커플링제 0.3 내지 1 중량%, 물 15 내지 40 중량%, 발포제 0.1 내지 0.3 중량%, 제2 커플링제 0.01 내지 0.03 중량%를 포함하고, 다기능 복합 첨가제 0.02 내지 5 중량%를 더 포함할 수 있다. 다기능 복합 첨가제는 유기규소 습윤제, 부착력 촉진제, 나노 방정체 등을 포함할 수 있다.

상기 수용성 박막 형성 물질은, 수용성 무기 불연 발포 접착제 조성물이 도포되어 금속과 비금속 표면에 우수한 부착력을 부여하고, 금속 표면에 견고한 박막을 형성하여 금속 표면과 공기와의 접촉을 차단하여 금속 표면이 산화되는 것을 방지하기 위해 첨가한다. 바람직하게, 수용성 박막 형성 물질은, 물유리, 수용성 에폭시 수지 또는 산화아연 함유 수용성 수지일 수 있다. 상기 물유리는 규산나트륨, 규산칼륨, 규산소다칼륨과 같은 한 종류 이상의 규산염물질의 수용액으로서, 규산염물질의 함량이 0.5~80중량%인 것을 사용할 수 있다. 상기 산화아연 함유 수용성 수지는 산화아연 분말이 함유된 수용성 에폭시 수지, 수용성 아크릴 수지가 가능할 수 있다.

상기 수용성 박막 형성 물질은 접착제 중 25 내지 50 중량%의 함량으로 포함된다. 만약 상기 수용성 박막 형성 물질의 함량이 상기 범위 미만이면 필름 내지 박막 형성이 어려울 우려가 있고, 상기 범위를 초과하면 조성물 중에 경화 성분이 충분하지 못하여 경화가 어렵고 접착력이 떨어질 우려가 있다.

상기 내화성 무기 복합 충전 분체는 접착제 중 20 내지 30 중량%의 함량으로 포함되며, 수용성 무기 불연 발포 접착제 조성물의 열팽창계수를 조절하고 접착제가 일정한 강도 및 내크랙성을 갖도록 한다. 즉, 수용성 무기 불연 발포 접착제 조성물이 피착제의 열팽창계수와 동일 내지 근사한 열팽창계수를 갖도록 하여, 접착력 및 피착물의 내구성을 향상시킨다. 상기 내화성 무기 복합 충전 분체의 함량이 상기 범위를 벗어나면 수용성 무기 불연 발포 접착제 조성물의 점도 조절이 어려워 피착제에 도포하기 어렵다.

여기서, 내화성 무기 복합 충전 분체는 팽창 세피오라이트(해포석), 팽창 버미큘라이트(질석), 팽창 펄라이트(진주암), 및 코디에라이트(Cordierite: 근천석)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 바람직하기로 내화성 무기 복합 충전 분체의 입도는 1500 내지 2000 메쉬인 것을 사용할 수 있다.

상기 보강 섬유는 수용성 무기 불연 발포 접착제 조성물의 내 크랙성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 성분계 접착제 중 2 내지 5 중량%의 함량으로 포함되며, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에스테르 섬유 및 아크릴 섬유가 가능하다.

상기 커플링제는 수용성 박막 형성 물질과 내화성 무기 복합 충전 분체와의 상용성을 향상시키기 위해 사용되는 상용화제이다. 상기 커플링제는 실란(silane) 커플링제, 티타네이트(titanate) 커플링제, 알루미네이트(aluminate) 커플링제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 바람직하기로 수용성 커플링제를 사용한다. 상기 커플링제는 접착제 중 0.3 내지 1 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 커플링제가 상기 범위 내로 포함되는 경우 수용성 박막 형성 물질과 내화성 무기 복합 충전 분체와의 상용성이 향상되어, 수용성 무기 불연 발포 접착제 조성물의 전반적인 물성이 개선된다.

발포제는 제조 과정에서 화학적 반응을 일으켜 기체를 생성하며, 이때 생성된 기체는 반응기 내에서 수용성 수지나 물유리 내에 용해된다. 즉, 발포제는 소정의 온도 또는 압력 조건이 갖춰진 상태에서 반응하여 분자 구조가 변경되며 기체를 생성하는 것으로 화학 발포제에 해당한다. 바람직하기로 아조다이카본아마이드(azodicarbonamide, ADC) 발포제 또는 4,4-옥시비스벤젠설포닐하이드라지드(4,4-oxybisbenzenesulfonylhydrazide, OBSH) 발포제, 미세구 발포제, 팽창제를 사용한다. 이러한 발포제는 접착제 중 0.1 내지 0.3 중량%로 사용된다. 발포제의 함량이 너무 작을 경우에는 발포가 원활하게 이루어지지 않으며, 너무 많이 포함되면 발포가 크게 이루어져 발포셀이 약해질 우려가 있다.

물은 접착제가 전체 100 중량%를 만족하도록 잔부로써 포함된다.

필요에 따라 본 발명의 접착제는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 본 발명을 구성하는 상기 첨가제는 본 발명에서 목적하는 접착성 강화를 목적으로 물성을 보완하기 위해 첨가하는 것으로 특별히 한정하지 않으며, 점도, 접착성 등 기본적인 물성의 확보를 위한 것이라면 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 어느 것을 첨가하여도 무방하다. 일 예로 분산제, 밀착촉진제, 산화방지제, 계면활성제, 소포제, 가교제, 착색제, 경화제, 자외선 차단제, 자외선 안정제, 유화제, 점도조절제, 난연제 등으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다. 첨가제는 접착제에서 0.02 내지 5 중량%로 함유되는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명의 일 실시예에서는 통상적인 접착제 대신에 불연 접착층(40)을 이용하여 금속성 박막(30)의 열이 제1 시멘트 보드(20a)로 전달되는 것을 차단함으로써 내열성을 증대시킬 수 있는 장점을 가진다.

이때, 본 발명에 따른 준불연성 합판(100)은, 일 측면에만 금속성 박막(30)이 부착되고 반대쪽 측면에는 제2 시멘트 보드(20b)가 노출되어 있기 때문에 금속성 박막(30)이 건물 내측으로 향하도록 시공할 경우, 내부 화재에 강인한 장점을 유지할 수 있고, 제2 시멘트 보드(20b)가 건물 외측을 향하고 있어 외부에서 유입될 수 있는 습기에 강한 장점을 갖는다.

한편, 준불연성 합판(100)은, 베이스 합판(10)의 양 측면에 제1 시멘트 보드(20a)와 제2 시멘트 보드(20b)를 각각 접착시키는 접착층(41)을 더 포함할 수 있다.

여기서 접착층(41)은, 제1 시멘트 보드(20a)와 금속성 박막(30)에 의해 열이 상당부분 차단되기 때문에 내화성이 불연 접착층(40)보다 상대적으로 낮은 접착제를 사용해도 무방할 수 있다. 예를 들어, 접착층(41)은 90 중량부의 접착제 및 10 중량부의 경화제로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 접착층(41)은, 접착층(41)에 포함된 접착제 100 중량부에 대하여, 쉘 3-8 중량부가 균일하게 혼합되어 형성될 수 있으며, 쉘 내부에는 진화 화합물이 충전될 수 있다.

쉘은 그 내부에 기체상인 소화화합물을 보관하고 있는 것을 하나의 특징으로 한다. 그리고, 인접한 열원에 의하여 가열될 경우, 쉘은 연화 또는 용융되며, 상기 쉘의 내부에 충전되어 있었던 소화화합물이 외부로 도포될 수 있다. 외부로 도포된 소화화합물은 열원의 열에너지를 일부 또는 전부 흡수하거나, 산소의 공급을 차단하는 등의 메커니즘을 통하여, 일시적 또는 지속적으로 열원을 제거할 수 있다.

따라서, 쉘은, 접착층(41)을 통과하여 베이스 합판(10)에 열이 도달하는 것을 일정한 시간 동안 차단시켜 쉽게 연소되지 않도록 보조하는 역할을 할 수 있다.

쉘은 아마이드계 고분자로 형성되며, 쉘의 직경은 1μm 내지 10μm 사이인 것이 바람직하며, 2μm 내지 9μm 사이, 2μm 내지 8μm 사이, 3μm 내지 8μm 사이, 2μm 내지 7μm 사이, 3μm 내지 7μm 사이, 3μm 내지 6μm 사이, 4μm 내지 7μm 사이, 4μm 내지 6μm 사이일 수 있다. 가령, 쉘의 직경이 1μm 미만일 경우, 쉘의 내부에 충분한 몰수의 소화화합물이 충전되지 않을 수 있다. 반대로, 쉘의 직경이 10μm를 초과할 경우, 본 발명의 쉘이 공극과 유사하게 기능하여 소화층의 강도약화 및 취성의 증가와 같은 기계적 물성의 저하가 초래될 수 있다. 따라서, 동일한 관점에서 쉘의 직경은 4μm 내지 6μm 사이인 것이 더욱 바람직하다.

한편, 소화화합물은 불화탄소, 수소화염화불화탄소, 및 불활성가스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.

더욱 구체적으로, 상기 소화화합물은 주사슬에 포함된 탄소의 수가 1 내지 5인 사이이고, 17족 원소가 하나이상 치환된 화합물을 지칭한다. 상기 불화탄소의 예시로는 CHF3, CF3I, CHF2CF3, CHClFCF3, CF3CH2CF3, CF3CHFCF3, C3F8, C4F10 등이 있다. 당해 기술분야의 통상의 기술자는 상술한 소화화합물의 특성을 고려하여 자신이 목적하는 바를 달성할 수 있다.

한편, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명의 쉘에 소화화합물을 충전하는 방법으로서 공지의 기술을 사용할 수 있다. 일 예시로서 미세캡슐형성기술(Microencapsulation)의 적용을 고려할 수 있다. 상기 미세캡슐형성기술은 팬 코팅, 에어서스펜션 코팅, 원심 압출, 진동 노즐의 사용, 분사 건조, 이방성 겔화의 사용, 또는 코아세르베이션 상 분리와 같은 물리적 방법, 계면축합, 계면가교결합, 원위치중합, 또는 매트릭스 중합과 같은 화학적 방법을 의미한다.

한편, 제1 내지 제2 시멘트 보드(20a, 20b)는 베이스 합판(10)의 양 측면에서 동일한 두께로 결합되는 것이 화재 내구성 확보에 유리할 수 있다. 다만, 시멘트 보드는 합판에 비해 상대적으로 비싸고, 무겁고 특정 방향에서 부서질 수 있으며, 나사못에 대한 유지력이 낮은 단점이 있다. 따라서, 제1 내지 제2 시멘트 보드(20a, 20b)의 두께가 베이스 합판(10)의 두께보다 지나치게 두꺼울 경우, 합판이 갖는 경제성과 경량성, 및 나사못에 대한 유지력을 훼손하게 되는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 베이스 합판(10)의 두께를 6.4 mm로 고정하고, 금속성 박막(30)은 비용과 무게를 최소화한 두께인 0.1 mm의 알루미늄 박막을 적용한 상태에서, 제1 내지 제2 시멘트 보드(20a, 20b)의 두께를 베이스 합판(10) 두께의 50% 이내에서 5%씩 낮춰 구성하면서 총 방출열량을 측정한 결과는 다음과 같다. 이때, 합판 전체의 사이즈는 910 × 1820 (mm)로 통일하였고, 기타 나머지 실험 조건은 준불연재료의 시험기준(한국산업규격 KS F ISO 5660-1)과 동일하게 진행하였다.

표 1을 참조하면, 시멘트 보드들(20a, 20b)의 두께가 베이스 합판(10) 두께의 20%보다 작아질 때 유의미하게 높게 증가하기 시작하여 10%에 이르면 준불연재료의 기준치인 8 MJ/m²를 초과하게 되는 것을 확인할 수 있었다.따라서, 시멘트 보드들(20a, 20b)의 두께가 베이스 합판(10) 두께의 20% 내지 15% 사이의 범위(유의미한 증가 시점)에서 준불연재료의 기준을 충족하면서 유의미한 방출열량 변화가 관찰되므로, 해당 범위에서 나사못 유지력을 유지할 수 있는 최적의 두께를 찾기 위하여 나사못 유지력 시험을 추가로 진행하였다.

구체적으로, 나사못 유지력 시험은 준불연성 합판의 전체 두께를 고려하여 호칭 지름 2.7 ㎜, 길이 16 ㎜의 나사못을 도 3에 나타낸 위치(표면 및 측면)에 수직으로 나사부 6 ㎜를 박아 넣고 시험편을 고정하여 나사못을 수직으로 잡아당긴다. 이때 유지 가능한 최대하중(N)을 각각 측정하여 2곳의 평균값을 나사못 유지력으로 산정하였다. 이때, 잡아당기는 하중 속도는 2 mm/min 으로 하였으며, 나사 박음은 미리 지름 약 2 mm의 드릴로 깊이 약 3mm의 인입 구멍을 뚫어놓은 상태로 실시하였다.

상기 표 2를 참조하면, 나사못 유지력(N)은 시멘트 보드의 두께(%)가 작아질수록 베이스 합판(10)의 비중이 증가하기 때문에 약간씩 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 18%를 중심으로 하는 18.5%에서 17.5%로 시멘트 보드의 두께(%)가 감소하는 시점에서 나사못 유지력(N)이 상대적으로 크게 증가하는 것이 확인되었다.

{실시예 및 평가}

이하, 실시예들을 참조하여 본 명세서가 청구하는 바에 대하여 더욱 자세히 설명한다. 다만, 본 명세서에서 제시하고 있는 실시예는 통상의 기술자에게 의하여 다양한 방식으로 변형되어 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 내지 대체물을 포함하고 있는 것으로 보아야 한다.

실시예 1: 6.4 mm 두께의 베이스 합판, 2.8 mm 두께의 시멘트 보드, 및 0.1 mm의 알루미늄 박막

표 1과 표 2에 따른 결과에 따라 시멘트 보드들 각각(20a, 20b)의 두께를 베이스 합판(10) 두께의 약 18%에 해당하는 시멘트 보드로 사용하고, 최소한의 두께인 0.1 mm의 알루미늄 박막을 준비하였다.

상기 실시예 1에서 준불연성 합판(100) 전체의 사이즈는 910 × 1820 (mm)로 하였으며, 불연 접착층(40)은, 9:1 비율의 접착제와 경화제로 구성되되, 접착제 100 중량부 대비 20 중량%의 함량을 갖는 내화성 무기 복합 충전 분체를 접착제에 포함하도록 구성하였다. 또한, 접착층(41)은, 9:1 비율의 접착제와 경화제로 구성하였고, 별도의 내화성 물질을 포함시키지 않았다.

실시예 1을 대상으로, 국토교통부 고시 제2020-263호의 준불연재료 시험을 진행한 결과는 다음과 같다.

상기 표 3은, 한국건설자재시험연구원에서 진행한 준불연재료 시험 결과로서, 국토교통부 고시 제2020-263호의 준불연재료 시험기준에 적합하다는 것을 나타낸다.

상기 표 4는 한국건설자재시험연구원에서 진행한 열방출시험 결과를 나타낸다. 왼쪽에서 세로로 보이는 3개의 표는 실시예 1에 따른 총방출열량 변화이고, 오른쪽에서 세로로 보이는 3개의 표는 실시예 1에 따른 열방출률이다. 즉, 위에서 확인할 수 있는 것과 같이 열방출실험 결과가 준불연 재료로서의 기준(10분간 8 MJ/m² 이하)을 충족하고, 열방출률 또한 10분 이내에 10초이상 200kW/m² 을 초과하지 않아 준불연 합판인 점을 명확히 확인할 수 있다.

상기 표 5는 한국건설자재시험연구원에서 진행한 가스유해성 시험결과를 나타낸다. 표 5를 참조하면, 준불연재료의 시험 기준인 평균 행동정지시간 9분을 훨씬 초과하는 15분 가량의 평균값을 갖고 있어, 가스유해성에 문제 없이 통과한 것을 확인할 수 있다. 따라서, 유해한 가스가 나오지 않는 준불연성 합판인 점을 확인할 수 있었다.

표 6은 한국건설자재시험연구원에서 진행한 배기온도 곡선 변화와 시험편 사진을 나타낸다.

표 7은 표 4 및 표 5에 따른 열방출 시험과 가스유해성 시험에 따른 시험조건을 나타낸다.

실시예 2: 6.4 mm 두께의 베이스 합판, 2.8 mm 두께의 시멘트 보드, 및 0.1 mm의 알루미늄 박막 및 쉘이 포함된 접착층

실시예 2는 실시예 1과 다른 조건을 모두 동일하게 구성하고 쉘이 접착층(41)에서 접착제 100 중량부 대비 6 중량부로 포함되도록 구성하였으며, 쉘이 보관하는 소화화합물로는 불화탄소 중 하나인 CF3CH2CF3를 이용하였다.

이때, 실시예 2가 열에 대한 내화성이 어느정도 증가하는지 판단하기 위하여 동일한 방출열량 실험 방식으로 하되, 측정시간구간을 점차 증가시켜 실시예 1과 실시예 2를 비교 측정하였다.

표 8을 참조하면, 실시예 1과 실시예 2는 측정시간구간을 증가시켜도 방출열량에 구별되는 차이가 미미하였으나, 측정시간구간이 30분에 도달하면서부터 실시예1보다 실시예2의 방출열량 증가가 훨씬 지연되는 것을 확인할 수 있었다.

도 4는 일 실시예에 따른 준불연성 합판(100)을 실제 제작한 모습을 촬영한 도면이다.

도 4를 참조하면, 준불연성 합판(100)의 제1 면은 금속성 박막(30) 즉 알루미늄이 전면에 부착되며, 제1 면의 배면(즉, 제2 면)은 제2 시멘트 보드(20b)가 외부로 노출된다.

따라서, 본 발명에 따른 준불연성 합판(100)은, 일 측면에만 금속성 박막(30)이 부착되고 반대쪽 측면에는 제2 시멘트 보드(20b)가 노출되어 있기 때문에 금속성 박막(30)이 건물 내측으로 향하도록 시공할 경우, 내부 화재에 강인한 장점을 유지할 수 있고, 제2 시멘트 보드(20b)가 건물 외측을 향하고 있어 외부에서 유입될 수 있는 습기에도 강한 장점을 갖는다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

삭제

Claims (5)

1. 베이스 합판;
   상기 베이스 합판의 일 측면에 부착된 제1 시멘트 보드;
   상기 베이스 합판의 타 측면에 부착된 제2 시멘트 보드;
   상기 베이스 합판의 양 측면에서 상기 제1 시멘트 보드와 상기 제2 시멘트 보드를 각각 접착시키는 접착층; 및
   상기 제1 시멘트 보드 및 상기 제2 시멘트 보드 중 하나의 외 측면에 부착된 금속성 박막을 포함하고,
   상기 금속성 박막은, 알루미늄 박막이고,
   상기 제1 시멘트 보드 및 상기 제2 시멘트 보드는, 천연 펄프인 셀룰로오스 섬유(Cellulose Fiber), 포틀랜드 시멘트, 및 규사를 포함하는 베이스 시멘트 부재들을 서로 배합하고, 가압한 후 오토클레이브 양생과정을 거쳐 생성되되, 서로 두께가 동일하고,
   상기 접착층은, 상기 접착층에 포함된 접착제 100 중량부에 대하여 쉘 3 내지 8 중량부가 균일하게 혼합되어 형성되며,
   상기 쉘은 내부에 소화화합물을 보관하고, 4mm 내지 6mm 사이의 직경을 갖는 아마이드계 고분자로 형성되며,
   상기 소화화합물은 불화탄소, 수소화염화불화탄소, 및 불활성가스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이고,
   상기 제1 시멘트 보드 및 상기 제2 시멘트 보드 각각의 두께는, 상기 베이스 합판 두께의 18.5% 내지 17.5%인, 준불연성 합판.
2. 청구항 1에서,
   상기 금속성 박막은,
   0.1 mm의 두께인, 준불연성 합판.
3. 삭제
4. 청구항 1에서,
   상기 금속성 박막과 상기 제1 시멘트 보드를 서로 접착시키면서 상기 금속성 박막의 열이 상기 제1 시멘트 보드로 전달되는 것을 차단하는 불연 접착층을 더 포함하는, 준불연성 합판.
5. 삭제

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