KR200391764Y1 - 섬유강화 복합단열패널 - Google Patents

Abstract

본 고안은 건축물의 내외벽에 부착되어 단열과 차음 성능을 가진 마감바탕면을 형성하거나 건축물의 내부 공간을 구획하는 자주식 비내력벽체를 형성할 수 있는 섬유강화 복합단열패널에 관한 것으로, 단열재와, 시멘트 45 ~ 50 중량부, 규사 36.9 ~ 42 중량부, 아크릴 에멀젼 9 ~ 12 중량부, 길이 20mm 이하의 셀룰로오스계 또는 폴리프로필렌 단섬유 0.1 ~ 0.2 중량부 및 기타 첨가제 4 ~ 5 중량부의 비율로 혼합되어 단열재의 일측면 또는 양측면에 도포되는 몰탈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

섬유강화 복합단열패널{Fiber reinforcing composite insulating panel}

본 고안은 건축물의 내외벽에 부착되어 단열과 차음 성능을 가진 마감바탕면을 형성하거나 건축물의 내부 공간을 구획하는 자주식 비내력벽체를 형성할 수 있는 섬유강화 복합단열패널에 관한 것이다.

건축마감공법 중 외단열공법으로 단열재와 몰탈을 주재료로 한 드라이비트(dryvit)공법이 알려져 있다.

드라이비트공법이란 건축물의 외벽에 몰탈을 바르고 단열재를 그 위에 붙인 다음 단열재의 표면에 유리섬유 메쉬를 적층하고 접착몰탈을 바른 건축외단열공법으로, 공기단축, 원가절감, 사계절 시공 가능 등의 많은 장점을 가지고 있는 반면 오염이 쉽고 잘 파손되는 단점을 가지고 있다.

이러한 드라이비트공법의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고안의 명칭을 "외벽용 단열판"으로 한 대한민국 실용신안등록 제299782호가 제안된 바 있다.

상기 고안은 단열재와, 단열재에 함침되는 금속망의 보강재와, 단열재 상에 적어도 1층 이상으로 적층되고 최하층은 금속망의 홈에 채워지게 형성된 시멘트 몰탈층과, 시멘트 몰탈층 상에 위치되는 유리섬유 메쉬로 형성된 완충층과, 완충층 상에 시멘트 몰탈층의 최상층과 접촉되게 형성된 마감층으로 구성되어, 단열재의 변형 또는 파손을 방지할 수 있으며, 단열재와 시멘트 몰탈층 사이의 부착력이 증가되는 장점이 있다.

그러나 상기한 종래 기술은, 도포되는 몰탈의 두께가 1mm 내외의 얇은 판형으로 외기온도가 높을 시 수분의 증가가 빨라 시멘트의 경화에 필요한 최소한의 시간을 확보할 수 없어 충분한 물성을 확보할 수 없는 경우가 발생하며, 충격보강 및 균열방지를 위해 사용된 유리섬유 메쉬가 평면적인 보강재이기 때문에 몰탈두께가 2mm 이상인 경우 몰탈표면에 건조균열이 발생하고, 외부충격에 의한 시멘트 몰탈층의 함몰시 변형되는 금속망의 보수를 위한 부분절개 및 보수보강의 어려움이 있다.

본 고안은 상기한 종래 기술들의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 몰탈의 전단면에 분포하는 입체적 보강재인 단섬유와 보습성이 좋고 내충격성이 양호한 아크릴에멀젼이 혼합되어 있어 건축물 외단열공법에 사용시 시멘트 경화에 필요한 수분을 장시간 함유하므로 필요한 강도를 확보할 수 있고, 몰탈을 단열재의 양측면에 도포할 경우 건축물의 내부공간을 구획하는 자주식 비내력벽체를 형성할 수도 있는 섬유강화 복합단열패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 섬유강화 복합단열패널의 부분 절개 사시도이고, 도 2는 본 고안에 의한 섬유강화 복합단열패널의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 고안에 의한 섬유강화 복합단열패널(1)은, 단열재(10)와, 그 일측면 또는 양측면에 도포되는 몰탈(20)로 구성된다.

단열재(10)는 단열과 차음을 목적으로 하는 것으로 건축용 일반 스티로폴, 압출성형 스티로폴 또는 폴리우레탄 폼이 사용된다.

몰탈(20)은 외부로부터의 내충격성 증대 및 후공정을 위한 마감면 형성을 위한 것으로, 시멘트, 규사, 아크릴 에멀젼, 셀룰로오스계 또는 폴리프로필렌 단섬유 및 증점제, 소포제, 분산제, PH안정제 등의 기타 첨가제를 혼합한 것이다.

몰탈(20)의 제조시 각 성분의 배합비는 접착하고자 하는 물질의 성상, 중량, 접착 용이성, 단열재의 표면 거칠기, 접착제의 접착력 등에 따라 변화할 수 있는 것이지만, 본 고안에서는 시멘트 45 ~ 50 중량부, 규사 36.9 ~ 42 중량부, 아크릴 에멀젼 9 ~ 12 중량부, 단섬유 0.1 ~ 0.2 중량부 및 기타 첨가제 4 ~ 5 중량부의 비율로 배합하는 것이 바람직하다.

상기 몰탈(20)의 구성성분 중 시멘트와 규사는 패널의 강도 증대를 위한 것으로, 시멘트는 포틀랜드 시멘트를 사용하고 내충격성 확보를 위해 45 중량부 이상 그리고 연성 확보를 위해 50 중량부 이하의 범위 내에서 사용하고, 체질확보를 위한 규사는 42 중량부 이내로 하며 과도하게 사용시 성능저하를 가져올 수 있다.

아크릴 에멀젼은 신율 증대, 미세 균열 방지 및 방수 기능을 확보하기 위한 것으로, 시멘트 중량의 20% 이상을 사용하며 과소사용시 부착성능이 저하되므로 5mm 이내의 얇은 판을 형성하기 어려워지며, 과대사용시 에멀젼 건조시 형성된 막(film)으로 인해 습기 투과성이 저하되고, 5mm 이상의 두꺼운 판에서 내부건조가 불량해진다.

단섬유는 몰탈 내에 고르게 분포되어 외부로부터의 충격을 분산하고 거대 균열이 발생하는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로, 셀룰로오스계 또는 폴리프로필렌 단섬유를 사용하며, 0.2 중량부 이내가 적당하며 이 이상인 경우 성능향상이 적으며 뭉침현상이 발생할 수 있다. 이때, 단섬유의 길이는 20mm 이하의 길이가 바람직한데, 그 이유는 20mm를 초과할 경우 몰탈 배합시 단섬유가 뭉치는 현상(balling)이 발생하여 충분한 효과를 기대하기 어렵기 때문이다.

한편, 규사는 제품의 경량화 및 단열성능의 확대를 위해 플라이 애쉬 등의 경량 골재로 대체할 수 있으며, 부착강도의 저감을 취소화할 수 있는 범위인 규사 사용량의 50% 이내에서 사용할 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 내충격성을 더욱 향상시키기 위해 단열재(10)의 표면에 평면 보강재인 유리섬유 메쉬(30)를 적층하고 몰탈(20)을 도포하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같은 중량비로 배합된 몰탈(20)의 성능을 KS F 4716에 규정된 방법으로 시험한 결과는 아래 표 1과 같다.

부착강도(N/㎟)	표준양생시	1.4(N/㎟)
	저온양생시	1.1(N/㎟)
	냉온반복시험시	1.3(N/㎟)
물흡수계수(W)		0.1(kg/(㎡·h0.5)
습기투과성(sd)		2(m)
내잔갈림성 및 내충격성		이상 없음

이상의 시험 결과로부터 알 수 있듯이, 단열재(10) 위에 도포되는 몰탈(20)은 아크릴 에멀젼이 혼합되어 있으므로 접착성능이 우수하여 단열재(10)와의 박리현상이 방지되고, 특히 물흡수계수가 낮아 방수효과가 뛰어나고 습기투과성이 뛰어나 습기에 의한 제품의 성능저하를 방지할 수 있음을 알 수 있다.

한편, 몰탈의 두께에 따른 인발강도 측정을 위해 직경 4mm, 길이 32mm의 앵커형 스크류 볼트를 이용한 인발 시험 결과는 아래 표 2와 같다.

몰탈두께(mm)	인발하중(kg)
1	10
2	15
3	30
5	45
10	80
15	100

이러한 결과값은 입체보강역할을 할 수 있는 단섬유를 보강재로 사용한 결과로, 평면보강재인 유리섬유 메쉬를 사용하여 두께 방향에 대한 보강이 어려운 기존공법과 비교할 때, 단섬유가 몰탈의 전단면에 입체적으로 분포되므로 몰탈의 두께가 두꺼워질수록 내충격강도의 상승은 물론 내균열성이 뛰어남을 알 수 있다.

따라서, 단열재의 일측면(편면)에 몰탈을 도포한 패널의 경우, 기존의 공간쌓기 공법인 콘크리트 옹벽에 단열재를 시공하고 그 위에 0.5B 벽돌쌓기로 구성된 일반적인 습식공법에서 단열재 시공 즉시 바탕마감면을 형성할 수 있다. 또한, 단섬유가 몰탈의 전단면에 입체적으로 분포되므로 내충격성 및 내균열성능이 뛰어나 건축물 외벽의 파손이 빈번한 외단열공법에 사용시 필요한 강도를 확보할 수 있으므로 건축물 외벽의 파손을 최소화할 수 있다.

한편, 단열재의 양측면(양면)에 몰탈을 도포한 패널의 경우, 단열재 양측에 있는 몰탈의 상호작용에 의한 단면이차모멘트를 확보할 수 있어 주구조체가 아닌 내부 간막이벽, 행거형 외벽 등에 자주식 시공이 가능하다. 이 경우, 최소한의 단면이차모멘트를 확보하기 위해 단열재의 두께는 50mm 이상이어야 하고, 자주식 벽체로 사용시 좌굴방지를 위한 최소 강도를 확보하기 위해 몰탈의 두께는 5mm 이상을 확보해야 한다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 편면 몰탈 바름 섬유강화 복합단열패널을 내단열 용도로 사용할 경우 일반적으로 요구되는 공간쌓기를 생략할 수 있어 공간확보, 공기단축 및 공사비 절감의 효과가 있고, 건식공법에 따른 시공품질의 향상, 단열재간의 밀착시공에 따른 열손실 극소화로 에너지 효율의 증대를 기대할 수 있다.

또한, 양면 바름 섬유강화 복합단열패널을 간막이벽으로 사용할 경우 건식공법에 의한 시공의 용이성, 뛰어난 차음 효과 및 설치와 동시에 마감면을 형성할 수 있어 우수한 사용성을 기대할 수 있다.

비록 본 고안이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만 본 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형이 가능하다. 따라서 실용신안등록청구범위는 본 고안의 요지에 속하는 어떠한 수정이나 변형도 포함할 것이다.

도 1은 본 고안에 의한 섬유강화 복합단열패널의 부분 절개 사시도.

도 2는 본 고안에 의한 섬유강화 복합단열패널의 단면도.

도 3은 본 고안에 의한 섬유강화 복합단열패널의 다른 실시예를 보인 부분 절개 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 >

10 : 단열재

20 : 몰탈

30 : 유리섬유 메쉬

Claims (4)

1. 건축물의 내외벽에 단열과 차음을 목적으로 부착되거나 건축물의 내부 공간을 구획하는 자주식 비내력벽체로 활용되는 패널에 있어서,

   단열재(10)와;

   상기 단열재(10)의 일측면 또는 양측면에 도포되는 단섬유로 보강된 몰탈(20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합단열패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 몰탈(20)은 시멘트 45 ~ 50 중량부, 규사 36.9 ~ 42 중량부, 아크릴 에멀젼 9 ~ 12 중량부, 셀룰로오스계 또는 폴리프로필렌 단섬유 0.1 ~ 0.2 중량부 및 기타 첨가제 4 ~ 5 중량부의 비율로 배합한 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합단열패널.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 단섬유의 길이는 20mm 이하인 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합단열패널.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 단열재(10)의 표면에 평면 보강재인 유리섬유 메쉬(30)를 적층하고 몰탈(20)을 도포한 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합단열패널.