KR20030054113A

KR20030054113A - 팽창성 광물을 소재로 한 방화문판재의 제조방법

Info

Publication number: KR20030054113A
Application number: KR1020010084223A
Authority: KR
Inventors: 이명희; 전용진; 유성식; 서동석; 최승희
Original assignee: 이명희
Priority date: 2001-12-24
Filing date: 2001-12-24
Publication date: 2003-07-02

Abstract

본 발명은 팽창성 광물을 소재로 한 방화문 판재에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 버미큘라이트와 펄라이트를 가열, 팽창시켜 분쇄 가공한 후 무기질결합제와 혼압한 후, 압착 가공하여 완성하는 방화문 판재에 관한 것이다. 상기 판재로 방화문을 제조할 경우 경량이며, 가공이 쉽고, 방화성능이 뛰어난 방화문이 제조된다.

Description

팽창성 광물을 소재로 한 방화문판재의 제조방법{A manufacturing method for expansive miner material in fire door}

본 발명은 팽창성 광물을 소재로 한 방화문 판재의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 버미큘라이트와 펄라이트를 가열, 팽창시켜 분쇄 가공한 후에 무기질 결합재와 혼압한 후, 압착 가공하여 이루어지는 방화문 판재에 관한 것이다.

건축물의 내부재로 사용되는 소재들은 대부분 가연성 재질로서, 화재 발생시에는 상기의 건물 내부재들이 연소 매개체가 되어, 독성 가스를 방출하고 인접 시설로 화재를 급속히 전파시키게 된다. 따라서 최근에는 일반건물등에도 내부를 방화성 소재로 많이 시공하고 있다.

상기 방화소재에 가해지는 가혹한 환경의 특성상 그 재질은 극히 제한적일 수 밖에 없으며, 현재는 1.000℃ 이상의 온도에서도 견딜수 있는 세라믹, 철판등과 발포수지등이 주로 사용되고 있다. 하지만 상기의 재료중 세라믹 소재를 제외하고는 내열성이 약하여 고온에 일정시간 이상 노출시 방화문이 용융되는 현상이 발생하며, 세라믹소재는 내열성이 좋으나 강도가 약하고 성형성이 떨어진다.

또한 종래 방화문의 구조는, 주로 방화용 판재 사이에 하니컴 스페이서를 두고 금속재로 판재를 연결한 형상을 하고 있다. 하지만 이러한 구조는 고열을 받으면 판재가 심하게 뒤틀리며 틈이 생겨 화기와 고열이 차단되지 못하고 외부로 누출된다.

상기 방화용 소재의 일환으로써 본 발명에서 연구된 팽창성 광물은 버미큘라이트와 펄라이트이며 M_x(MgㆍFe)₆(Si_8-xAl)O₂₀(OH)₄ㆍyH₂O 의 구조식을 갖는다. 상기의 버미큘라이트는 규산질 화산암에서 자연적으로 산출되는 광물의 속명이며, 펄라이트는 석회암에 화강암이 관입하며 형성된 섬유상 광물이다. 상기 팽창성 광물들은 구조식에서 알수 있듯이 내부에 물 분자가 결합되어 있어, 고온으로 가열되면 광물 내부의 수분이 증발하면서 형성되는 기포로 인해 내부에 무수한 기공이 형성되고, 전체적으로 원석 부피의 20~40배로 팽창한다.

상기 버미큘라이트와 펄라이트는 지금까지 주로 단순 건축재로 이용되어왔으나 상기의 팽창성질을 이용하여 유용한 방화문의 생산으로 연결할 수 있다.

본 발명의 목적은 내부에 중공을 포함하여 내열성이 우수하고 유독가스를 방출하지 않으며, 경량이고 성형이 쉬우며, 화재시 팽창하여 방화문 사이의 틈을 메꿔 화기를 막는 방화문 판재를 제공하는 것으로 이는 버미큘라이트와 펄라이트를 함유하는 본 발명의 방화문의 판재에 의하여 달성된다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 말명의 방화문 판재은 다음의 공정에 의하여 제조된다.

버미큘라이트 55~65 wt%와 펄라이트 35~45 wt%를 분쇄가공하고;

상기 분쇄 가공된 팽창성 광물을 800~1200℃ 까지 급속히 가열하여 팽창시키고;

상기 가열, 팽창된 광물 85~95wt%에 규산소오다와 마섬유,저섬유,갈포섬유로 혼합된 무기질결합재 5~15wt%를 혼합하고;

상기 혼합물을 가열압착 가공하여 방화문의 판재를 완성한다.

상기의 펄라이트와 버미큘라이트(silver 버미큘라이트, gold 버미큘라이트)의 주 성분은 다음의 표와 같다.

	SiO2	Fe2O3	Al2O3	CaO	MgO	K2O	Na2O
펄라이트	71.1	0.88	19.0	0.73	0.31	5.49	1.19
버미큘라이트-실버	33.4	11.76	19.0	2.36	20.09	3.79	0.42
버미큘라이트-골드	30.7	7.26	18.4	2.22	21.4	2.21	0.22

버미큘라이트 55wt% 이하 첨가하는 경우는 가열팽창에 따른 기공형성이 늦고 65 wt%이상 첨가하는 경우에는 기공이 미세하게 형성되어 흡수율이 저하된다.

또한, 상기 버미큘라이트에 펄라이트 35~45 wt%의 범위로 첨가하여야 가열팽창시 부피변화를 극대화할 수 있어 더욱 더 경량화할 수 있다.

무기질결합제는 규산소오다 35~50wt%에 마섬유 15wt%, 저섬유 25wt%, 갈포섬유 10wt%을 혼합하여 사용한다.

상기의 팽창성 광물은 0.2~0.3mm 의 직경으로 분쇄한다. 이는 가열팽창 후의 부피변화를 고려한 것으로, 이 범위에서 강성과 열 흡수력이 최대가 되었다.

상기 분쇄된 팽창성 광물을 가열할 시에는 원 분말에 대하여 10~20배의 크기가 되도록 가열하며 팽창시킨다. 20배가 넘게 가열하면 공극 사이의 내벽이 너무 얇아져 화기에 접촉시 내부로의 열 전달이 빨라져 방화문이 성능을 잃어버릴 우려가 있으며, 10배 이하로 팽창시키면 공극이 너무 작아 단열 효과를 기대할 수 없다.

상기 가열팽창 과정에 있어서 가열 속도는 2~5℃/min이 되도록 한다. 2℃/min 이하이면 기공이 너무 커지게 되며, 5℃/min 이상이면 기공이 제대로 형성되지 않는다.

상기 방법으로 형성된 수 많은 중공층으로 인해, 무수한 미세공극 열 차단층이 형성되는 효과가 있어 우수한 방화특성을 나타내게 되며, 화재시에는 팽창성 광물질을 포함한 방화재료가 더욱 가열되면서 팽창되어 방화문과 구조물 사이의 틈새를 매꿔 화기의 유출을 막는다.

이하 실시예를 설명한다.

실시예. 1

버미큘라이트 10kg, 펄라이트 8kg을 혼합하여, Nissui Kako사 제작 분쇄기에서 0.3mm의 직경을 갖도록 분쇄하였다. 상기 분쇄된 팽창성 광물 혼합물을 1000℃의 온도까지 3℃/min의 속도로 가열하고 실온으로 냉각시켰다. 냉각된 팽창성광물 10kg에 무기질결합제 2kg을 혼합하였다.

상기 혼합재를 가로 50cm, 세로 100m의 사각 주형에 넣고 150℃의 온도에서 10psi로 가압하여 방화문판재를 제작하였다.

본 발명에 의하여 방열, 방화 효과가 우수한 방화문이 제조되는바, 이러한 방화판재는 경량이며, 강도가 우수하고, 유독가스를 일체 배출하지 않으며, 화기에 접할시에는 자체 팽창하며 시설물과 방화문판재 사이의 틈을 메워 화기의 유출을 차단하는 유용한 방화문 판재이다.

Claims

버미큘라이트 55~65 wt%와 펄라이트 35~45 wt%를 0.2~0.3mm의 직경으로 분쇄가공하고;

상기 분쇄 가공된 팽창성 광물을 800~1200℃ 까지 2~5℃/min의 속도로 가열하여 팽창시키고;

상기 가열, 팽창된 광물 85~95wt%에 규산소오다와 마섬유,저섬유,갈포섬유로 혼합된 무기질결합재 5~15wt%를 혼합하고;

상기 혼합물을 가열압착 가공하는 것을 특징으로 하는 방화문 판재의 제조방법.