KR200242814Y1 - 왕겨를 이용한 건축용 단열 패널 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열경화성수지에 발수제가 혼합되어 구성된 접착제가 분사 코팅된 왕겨와 톱밥을 열간 롤 프레싱하여 제조한 단열성와 방음성이 우수하며 저렴하고 재활용이 가능한 왕겨를 이용한 건축용 단열 패널에 관한 것이다.

본 고안의 왕겨를 이용한 단열 패널은, 왕겨와 톱밥의 총량을 100을 기준으로 왕겨 50∼80중량%와 톱밥 20∼50중량%의 비율로 혼합된 왕겨와 톱밥 80중량% 이상과, 왕겨와 톱밥의 표면에 코팅되어 왕겨와 톱밥의 결합제 역할을 하며 열경화성수지에 방수를 위한 발수제가 첨가된 접착제 20중량% 미만으로 구성됨에 기술적 특징이 있으며, 왕겨를 이용한 본 고안의 건축용 단열 패널의 방수성능을 향상시키기 위해서는 상기 단열 패널의 외표면에 접착제의 코팅층을 추가적으로 형성시킬 수 있고, 상기 단열 패널의 양면에 칼라 강판과 같은 금속 판재를 결합시켜 샌드위치 패널을 제조할 수도 있다.

본 고안의 왕겨를 이용한 건축용 단열 패널은 손쉽고 값싸게 구입할 수 있는 재료를 사용함으로써 단열 패널의 가격을 낮출 수 있고, 쓰임새가 거의 없는 재료의 재활용 측면에서도 매우 효과적인 대안이 될 수 있을 것으로 기대되며, 단열 패널은 왕겨와 톱밥 사이에 형성되는 다량의 기공에 의하여 단열 성능 외에 방음에도 매우 효과적이기 때문에 방음재로도 적합하게 사용될 수 있을 뿐 아니라, 열간 롤 프레스 방식에 의한 대량 생산이 가능하여 생산성이 뛰어나며, 강도 보강 및 작업시간을 단축시킬 수 있고, 스티로폼이나 발포 우레탄과 달리 화재시 유독가스의 발생이 극히 적으면서도 자소성이 우수하고 구조체의 안정성이 유지될 수 있는 장점이 있다.

Description

왕겨를 이용한 건축용 단열 패널{Insulation panel using chaff for construction materials}

본 고안은 왕겨를 이용한 건축용 단열 패널에 관한 것으로, 더 자세하게는 열경화성수지에 발수제가 혼합되어 구성된 접착제가 분사 코팅된 왕겨와 톱밥을 열간 롤 프레싱하여 제조한 저렴하고 재활용이 가능한 건축용 단열 패널에 관한 것이다.

각종 건축물의 대형화와 함께 냉난방 비용이 증가함에 따라 냉난방 비용을 줄이기 위한 단열재의 사용은 필수적이며, 적절한 단열재를 사용함으로써 건축물의 냉난방 효율이 증대되어 에너지 손실 감소에 의한 건축물의 관리 비용이 절감될 뿐 아니라, 최적한 실내 환경을 제공할 수 있게 된다.

따라서, 오늘날의 건축물은 외관의 중요성과 함께 최적의 단열재를 선택하는 것이, 건축물의 설계 단계에서 고려되어야 할 가장 중요한 사항들 중의 하나가 되었으며, 건축물의 냉난방 비용을 줄이기 위한 종래의 건축용 단열재로는 석고보드, 스티로폼, 유리섬유, 석면, 발포성 합성수지 등이 널리 사용되어 왔다.

그러나, 상기의 석고보드는 재료비가 고가임에 비하여 방수성이 떨어지고, 스티로폼이나 발포성 합성수지는 저렴한 장점은 있으나 화재시 유독 가스가 다량 발생될 뿐 아니라 재활용이 불가하여 건축 폐자재를 증가시키는 문제가 있다.

또한, 유리섬유는 미세한 유리섬유 입자들이 발생되어 인체에 흡입되면 유해할 뿐 아니라, 피부에 접촉시 불쾌한 느낌을 주는 단점이 있어 시공시에도 주의를요하는 단점이 있으며, 석면은 우수한 단열효과로 인해 단열재로 널리 사용되고는 있으나, 시공 중 또는 시공 후 석면으로부터 떨어진 석면 가루가 실내 공기를 오염시키게 되고, 실내 공기 중의 석면 가루가 호흡을 통해 인체에 축적되면 폐암과 같은 치명적인 병을 유발시키게 되기 때문에 석면은 심각한 공해물질로서 그 사용이 금지되고 있는 추세이다.

화재시 유독가스의 발생이 없으며 손쉽게 구할 수 있을 뿐 아니라 재활용이 가능한 환경친화적인 재료인 값싼 왕겨를 사용한 건축용 단열판이 국내특허공개공보 제88-1425호에 개시되어 있으나, 상기 단열판은, 분쇄된 왕겨 분말층이 상하 두 표면층을 이루고 중간층은 분쇄되지 않은 왕겨로 이루어지는 3개층이 열경화성 수지에 의해 결합되는 구조로서, 분쇄되지 않은 왕겨로 이루어진 중간층의 결합력이 떨어져 분리될 수 있으며, 중간층과 왕겨의 분쇄 공정과 3개층의 적층 공정이 추가되어 제조 공정이 복잡하고 생산성이 떨어지게 되는 단점이 있다.

그리고, 왕겨 내지는 볏짚을 사용하는 단열재용 조성물이 국내특허 제186715호 개시되어 있는 바, 왕겨만을 사용하거나 볏집만을 사용할 경우 접착제에 의한 왕겨 내지는 볏짚의 결합력이 부족할 수 있으며, 국내특허 제151797호에 개시된 왕겨를 이용한 단열판은 왕겨 분말과 접착제 및 방수제구 구성된 방수층, 왕겨와 왕겨 분말의 혼합층, 왕겨층, 왕겨와 왕겨 분말의 혼합층, 방수층의 5개층이 적층된 구조를 가짐으로써 제조 공정이 복잡하고 각 층의 혼합물 관리가 어려운 단점이 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 종래 단열재가 갖는 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 쉽게 구할 수 있으며 환경친화적인 재료인 왕겨와 왕겨의 사이 사이에 혼재되어 왕겨들 간의 결합력을 향상시킬 수 있는 미립의 톱밥을 사용하여 적절한 강도가 확보되고 별도의 왕겨 분쇄 공정이 필요 없으며, 화재시 유독 가스의 배출이 최소화 됨과 아울러 인체에 무해하고, 생산성이 높은 공정으로 생산이 가능하여 종래 제품들에 비하여 저렴한 가격의 단열 패널을 제공함에 본 고안의 목적이 있다.

도 1은 본 고안 일실시예 단열 패널의 개략적인 제조 공정도.

도 2는 본 고안 일실시예 단열 패널을 보인 것으로,

(가)는 단면도이고,

(나)는 방수층이 형성된 단열 패널의 단면도이다.

도 3은 본 고안 단열 패널을 이용한 샌드위치 패널의 단면도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

1. 단열 패널 11. 왕겨 피더

12. 톱밥 피더 13. 혼합기

14. 송풍기 15. 접착제 분사기

16. 콘베이버 벨트 17. 열간 가압롤

본 고안의 상기 목적은 왕겨와 톱밥에 의하여 달성된다.

본 고안의 왕겨를 이용한 건축용 단열 패널은 왕겨와 톱밥으로 이루어지며, 상기 왕겨와 톱밥의 표면에는 접착제가 분사에 의하여 코팅되고, 접착제가 코팅된 왕겨와 톱밥의 혼합물을 연속적인 열간 롤프레싱하여 패널 상태로 제조되며, 이때 상기 접착제는 페놀, 에폭시 등의 열경화성수지에 방수를 위한 발수제가 첨가된 것이다.

본 고안의 단열 패널은, 상기 열간 롤프레싱 과정에서 롤프레싱 압력을 조절함으로써 단열 패널을 구성하는 왕겨와 톱밥의 충진율이 손쉽게 제어될 수 있으며, 상기 충진율에 따라 본 고안 단열 패널의 내부에 형성되는 공기층의 총 부피가 변화하게 되어 단열 패널의 단열 성능과 기계적 강도가 다르게 되기 때문에 용도에따라 다양하게 제조될 수 있는 특징이 있다.

본 고안의 상기 단열 패널은 왕겨와 톱밥을 80중량% 이상, 접착제 20중량% 미만으로 구성되며, 이때 왕겨와 톱밥의 총량을 100으로 하였을 때, 왕겨를 50∼80중량%, 톱밥을 20∼50중량%의 비율로 혼합되도록 함에 본 고안 단열 패널의 기술적 특징이 있다.

상기와 같이 본 고안 단열 패널의 혼합율을 조절하는 근거는 다음과 같다.

단열 패널을 구성하는 왕겨와 톱밥의 함량이 80중량% 미만이 되고 접착제의 함량이 20중량%를 초과하게 되면 단열 패널 내에 형성되는 기공이 축소되어 단열 성능이 급격히 떨어지고, 단열 패널의 표면 경도가 필요 이상으로 상승된다.

그리고, 왕겨와 톱밥 총량에서 왕겨의 함량이 50중량% 미만이 되면 상기 접착제의 함량 증가 효과와 같이 상대적으로 작은 입자의 톱밥이 왕겨들 사이에 공간에 메워져 단열 패널 내에 형성되어야 하는 기공을 축소시켜 단열 성능을 떨어뜨리게 되며, 80중량%를 초과하게 되면 단열 패널 내에 충분한 기공층이 형성은 되나 접착제와 함께 왕겨에 대한 결합제의 역할을 수행하는 톱밥의 양이 적어 단열 패널의 강도가 급격히 떨어지게 된다.

상기 본 고안의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 고안 일실시예 단열 패널의 개략적인 제조 공정도, 도 2에 단면도를 각각 도시하였다.

도시된 바와 같이, 각각의 저장 호퍼(11)(12)로부터 공급되는 왕겨(C)와 톱밥(S)은 각 송풍기(F)에 의하여 혼합 챔버(13) 내부로 비산되며, 혼합 챔버내로 비산되면서 혼합되는 왕겨(C)와 톱밥(S)에 접착제 분사기(15)로부터 분사되는 접착제가 왕겨(C)와 톱밥(S)의 표면에 접착제 코팅층을 형성시키게 된다.

상기와 같이 표면에 접착제 코팅층이 형성된 왕겨(C)와 톱밥(S)은 상기 혼합 챔버(13) 내부로 연장된 컨베이어 벨트(16) 상면에 쌓여 이송되면서 1, 2차 열간 롤 프레스(R)(R')에 의하여 가열, 압연되면서 패널화 되고, 이를 적절한 길이로 절단함으로써 단열 패널이 제조된다.

그리고, 상기와 같이 제조된 본 고안의 단열 패널(1)은, 왕겨(C)와 톱밥(S)이 균일하게 혼합된 상태에서 표면의 접착제층(도면 미도시)에 의해 결합하면서 그 내부에 다량의 기공(A)을 함유하는 구조를 하게 되며, 단열 패널의 압착율 관리에 필요한 경우에는 1차 열간 롤 프레스(R)만을 통과시켜도 된다.

그리고, 상기와 같이 제조된 단열 패널(1)의 방수성을 더욱 향상시키기 위해서는 2차 열간 롤 프레스(R')을 통과한 단열 패널의 표면에 방수 코팅액 탱크(17)에 저장된 발수제가 첨가된 접착제를 코팅하여 단열 패널의 표면에 방수층(WF)을 형성시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본 고안의 단열 패널을 이용하여 만들 수 있는 대표적인 것으로는, 칼라 강판과 같은 두 장의 금속판재 사이에 스티로폼이나 발포 우레탄을 충진하여 공장이나 창고 등의 신축에 널리 사용되는 샌드위치 패널을 들 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 샌드위치 패널을 구성하는 두 장의 금속판재(31) 사이의 충진재로서 왕겨와 톱밥을 이용한 본 고안의 단열 패널(1)을 사용함으로써 저렴하고도 자소성이 우수하며 구조체의 안정성이 유지될 수 있는 환경친화적인 샌드위치 패널의 제조가 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안의 왕겨를 이용한 건축용 단열 패널은 손쉽고 값싸게 구입할 수 있는 재료를 사용함으로써 단열 패널의 가격을 낮출 수 있으며, 쓰임새가 거의 없는 재료의 재활용 측면에서도 매우 효과적인 대안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

그리고, 본 고안의 단열 패널은 왕겨와 톱밥 사이에 형성되는 다량의 기공에 의하여 단열 성능 외에 방음에도 매우 효과적이기 때문에 방음재로도 적합하게 사용될 수 있으며, 스티로폼이나 발포 우레탄과 달리 화재시 유독가스의 발생이 극히 적은 장점이 있을 뿐 아니라, 자소성이 우수하며 구조 안정성이 유지되고 재활용이 가능한 환경친화적인 재료라는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 왕겨를 주재료로 하여 이를 판상으로 압착시킨 단열 패널에 있어서, 왕겨와 톱밥의 총량 100을 기준으로 왕겨 50∼80중량%와 톱밥 20∼50중량%의 비율로 혼합된 왕겨와 톱밥 80중량% 이상과, 왕겨와 톱밥의 표면에 코팅되어 왕겨와 톱밥의 결합제 역할을 하며 열경화성수지에 방수를 위한 발수제가 첨가된 접착제 20중량% 미만으로 구성됨을 특징으로 하는 왕겨를 이용한 건축용 단열 패널.
2. 제 1항에 있어서, 상기 왕겨를 이용한 건축용 단열 패널의 외표면에 열경화성수지에 방수를 위한 발수제가 첨가된 상기 접착제의 코팅층(WF)이 부가적으로 형성되어 방수용 판넬을 형성함을 특징으로 하는 왕겨를 이용한 건축용 단열 패널.
3. 제 1항에 있어서, 상기 왕겨를 이용한 건축용 단열 패널(1)의 양면에 금속 판재인 외층(31)이 부가적으로 결합되어 샌드위치 패널을 형성함을 특징으로 하는 왕겨를 이용한 건축용 단열 패널.