KR20050081272A - 팽창성 광물을 이용한 샌드위치 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 샌드위치 패널은, 버미큘라이트(질석)와 펄라이트(진주암)를 분쇄가공 후, 상기 분쇄가공된 버미큘라이트 및 펄라이트를 1~5 mm 크기로 입도 선별한 다음, 입도 선별된 상기 버미큘라이트와 펄라이트를 800 ~ 1200℃로 급속히 가열하여 10 ~ 15배로 박리팽창시킨 후, 상기 팽창된 버미큘라이트 30 ~ 42 중량%와 펄라이트 40 ~ 50 중량%에, 미분 황토 10 ~ 18 중량% 와, 무기질 접착제 1.68 ~ 2.47 중량%을 배합한 다음, 상기 배합된 원료를 요철띠가 형성된 양측강판 사이에 적층하여 가열 가압하여 성형하여 제조되므로, 보온 단열효과 및 흡 차음효과가 우수하고 경량이며 불연성이고 인체의 건강을 증진하며 환경오염을 방지하는 효과가 있다.

Description

팽창성 광물을 이용한 샌드위치 패널{sandwich panel with expansive stone}
본 발명은 팽창성 광물을 이용한 샌드위치 패널에 관한 것이다.
건축용으로 사용되는 종래 샌드위치 패널은 철판과 철판사이에 중간층을 형성한 패널로서, 상기 중간층은 유기성 스티로폼, 발포 우레탄, 석면울, 유리섬유 등으로 되어 있다.
그러나 이러한 종래 샌드위치 패널은 흡음·방음효과가 미약하고 화재의 위험이 있으며, 특히 석면울이 포함된 샌드위치 패널은 인체의 건강을 해치며 환경을 오염시키게 된다.
따라서, 경량이면서 흡음 및 방음효과가 우수하고 화재의 위험이 없으며 건강을 증진하고 폐기시 환경을 보호하는 새로운 샌드위치 패널에 대한 요구가 있어왔다.
본 발명은 이러한 요구에 부응하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 보온 단열효과 및 흡음·차음효과가 우수하고 경량이며 불연성이고 인체의 건강을 증진하며 환경오염을 방지하는 팽창성 광물을 이용한 샌드위치 패널을 제공하는 데 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 의해 제조되는 팽창성 광물을 이용한 샌드위치 패널은 다음과 같이 제조한다.
먼저, 버미큘라이트(질석)와 펄라이트(진주암)를 분쇄가공한다.
상기 분쇄가공된 버미큘라이트 및 펄라이트를 1~5 mm 크기로 입도 선별한 다음, 입도 선별된 상기 버미큘라이트와 펄라이트를 800 ~ 1200℃로 급속히 가열하여 10 ~ 15배로 박리팽창시킨다. 상기 박리팽창은 공지의 팽창로(expansion furnace)로 된 팽창장치를 사용한다.
다음에, 상기 팽창된 버미큘라이트 30 ~ 42 중량%와 팽창된 펄라이트 40 ~ 50 중량%에, 미분 황토 10 ~ 18 중량% 와, 무기질 접착제 1.68 ~ 2.47 중량%을 배합한 다음, 상기 배합된 원료를 요철띠가 형성된 상, 하측강판 사이에 적층하여 가열 가압하여 성형한다.
도1은 본 발명에 의해 제조된 샌드위치 패널을 나타낸 사시도이다. 도시한 바와 같이 상, 하측강판(2, 4)사이에 상기 배합원료(버미큘라이트, 펄라이트, 미분황토, 무기질 접착제)로 된 광물층(6)이 적층되어 있다.
상기 상, 하측강판(2, 4)은 강도를 보강하는 한편 배합원료와의 결합도를 높이도록 그 길이방향으로 형성된 요철띠(2a, 4a)를 가지고 있다.
본 발명에 사용되는 버미큘라이트(질석)는 흑운모가 풍화 또는 열수 변질에 의해 생성된 광물로서, 그 내부에 물분자가 결합되어 있어, 고온으로 가열되면 광물 내부의 수분이 증발하면서 형성되는 기포로 인해 내부에 무수한 기공이 형성되고 원석 부피의 20 ~ 40배까지 팽창한다.
본 발명에 사용되는 펄라이트(진주암)는 화산암이 급속히 냉각될 때 형성되는 흑요석으로서, 그 내부에 함유된 수분은 고온으로 가열될 때 증발하고 부풀어 올라 미세한 다공질의 하얀 광물성이 되고 산도가 중성이며 양분함량이 거의 없으며 잡초, 종자, 병원균 및 해충 등이 전혀 서식하지 않는다.
무공해인 펄라이트와 버미큘라이트는 3층 구조형 운보성 광물질로서 층수간에 수분이 함유되어 가열하면 층수간에 탈수 현상이 일어나며 박리팽창되어 무수히 많은 다공질의 보온 방음 무기질 단열재의 역할을 하게 된다.
질석은 그 품질에 따라 질석골드와 질석실버로 나누어지는데, 다음 표1은 질석골드, 질석실버, 진주암 및 황토(고령토)에 대해 한국건자재시험연구원에서 시험한 시험성적서에 의한 주성분이다.
[표 1]
화학성분(중량%)
SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO Mg0 K2O Na2O 강열감량 수분
질석골드 33.4 11.76 19.0 2.36 20.09 3.79 0.42 5.3 2.0
질석실버 30.7 7.26 18.4 2.22 21.40 2.21 0.22 8.9 7.5
진주암 71.1 0.88 19.0 0.73 0.31 5.49 1.19 1.0 0.2
황토 61.3 1.09 22.8 0.05 0.11 1.09 0.03 11.9 1.3
상기 시험은 KSL 4007-96 및 KSE 3808-98에 따라 시험하였으며, 측정온도 20.8℃에서 질석골드의 pH는 9.1이었고 질석실버의 pH는 8.1이었으며, 진주암의 pH는 6.7이었고, 황토의 pH는 3.8이었다.
그리고, 중간품질의 질석에 대해 측정온도 40℃에서 FT-IR 스펙트로메터(Spectrometer)를 이용하여 흑체(Black Body)와 대비한 방사율 및 방사에너지를 시험한 결과, 질석의 방사율은 0.898(5 ∼ 20 ㎛)이었고 질석의 방사에너지는 3.62 x 100 W/m2 (40℃)이었다.
한편 본 발명은 샌드위치 패널의 제조를 위하여 상기 팽창성 광물과 함께 황토를 혼합한 것으로 황토의 방사율은 0.93(5 ∼ 20 ㎛)이었고 황토의 방사에너지는 4.31 x 100 W/m2 (40℃)이었다. 본 발명은 상기 황토의 첨가에 의하여 패널의 강도가 증가되었으며, 인체에 유익한 원적외선 방사에 의한 효과, 축열에 의한 에너지 절감 효과, 유해 곤충 또는 균의 서식을 억제하는 항균효과 및 습도조절 능력에 의한 결로방지 효과가 있다는 특징이 있다.
상기 무기질 접착제는 규산소다, 그라우팅, S.G.R 등으로 되어 있으며, 규산나트륨과 실리카 겔 등으로 되어 있을 수도 있다.
상기 규산나트륨의 물리적 특성은 규산이온, 폴리 규산이온 및 콜로이드 상의 규산이온 미셀(Micell)이 존재하며 그 형태는 SiO2/Na2O이며 대체로 550 ~ 700℃에서 유동이 생겨 1300℃에서 융해된다.
상기 팽창성 광물에 무기질 접착제를 혼합하여 가열하는 온도는 80 ~ 120℃이고, 가압력은 50 ~ 80 kg/cm2이다. 상기 가열온도에서 접착제의 점도가 충분히 낮아지며 상기 가압력에 의해 무기질 접착제가 광물질 입자 사이에 끼어 들어가면서 단단히 접착하게 되므로 강도가 우수하다.
상기 박리 팽창된 질석과 바이오 미네랄 원적외선이 방사되는 황토는 경량이면서 내화도 1400℃ 이상이며 습도(RH) 75%에서 1% 이하이며 내외부의 기온차이에 의한 결로현상이 방지된다. 따라서 실내의 온도변화를 조절하여 내부공기정화와 바이오 미네랄 원적외선으로 정상체온을 유지하고 피부건강 신진대사를 왕성하게 하여, 스트레스 해소, 소화촉진, 근육통 해소 및 노폐물 분비촉진 등 인체의 공명 공진 작용의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의해 제조되는 샌드위치 패널은, 버미큘라이트와 펄라이트와 특수한 광물질인 무해무독성인 무기질과 인체에 많은 도움을 주는 황토 점토인 무기질 점토로 미네랄 바이오 원적외선을 방사하는 독특한 광물과 적당량을 혼가하여 여러 형의 틀을 만들어 경량인 불연성 단열판, 내화벽돌, 끼움판, 불연성 칸막이 조립식 패널, 즉 건축물의 내외장재 패널로 사용된다.
이하 실시예를 설명한다.
[실시예]
버미큘라이트(질석) 및 펄라이트(진주암)를 분쇄기로 분쇄 가공하고, 상기 분쇄가공된 버미큘라이트 직경 2mm의 크기로 입도 선별한다.
상기 입도 선별된 버미큘라이트 및 펄라이트를 900℃로 급속히 가열하여 원석의 12배 크기로 팽창시키고, 상기 팽창된 버미큘라이트 3.5kg과 펄라이트 4.2kg에 황토 1kg과 규산소다 170g를 배합한다.
상기 배합된 원료를 2mm두께의 두 개의 강판사이에 적층하여 100℃ 로 가열하고 60 kg/cm2로 가압하여 샌드위치 패널을 제조하였다.
본 발명에 의한 팽창성 광물을 이용한 샌드위치 패널에 의하면, 보온 단열효과 및 흡 차음효과가 우수하고 경량이며 불연성이고 인체의 건강을 증진하며 환경오염을 방지하는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 샌드위치 패널을 나타낸 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
2 : 상측강판 4 : 하측강판
6 : 광물층

Claims (1)

  1. 버미큘라이트(질석)와 펄라이트(진주암)를 분쇄가공 후,
    상기 분쇄가공된 버미큘라이트 및 펄라이트를 1~5 mm 크기로 입도 선별한 다음,
    입도 선별된 상기 버미큘라이트와 펄라이트를 800 ~ 1200℃로 급속히 가열하여 10 ~ 15배로 박리팽창시킨 후,
    상기 팽창된 버미큘라이트 30 ~ 42 중량%와 펄라이트 40 ~ 50 중량%에, 미분 황토 10 ~ 18 중량% 와, 무기질 접착제 1.68 ~ 2.47 중량%을 배합한 다음,
    상기 배합된 원료를 요철띠가 형성된 두 개의 강판 사이에 적층하여 가열 가압하여 성형하는 것을 특징으로 하는 팽창성 광물을 이용한 샌드위치 패널.
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