KR20050081764A - 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼슘계 화합물을 경화제로 활용한 내화판넬및 그 제조방법에 관한 것이다.

이는 특히, 경량무기물 25~50 중량%, 규산나트륨 20~53 중량%, 경화제 5~25 중량%, 발수제 0.2~1.5 중량% 그리고 물 5~30 중량%가 혼합되어 조성된 것을 특징으로 한다.

또한, 부가적으로 충전제나 착색제가 더 혼합되어 조성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라서, 조성전체가 무기물로 이루어져 있고 내화성을 구비하여 화재발생시 판넬의 강도와 형태를 유지하고 유독가스가 발생치 않으므로 인명과 재산손실을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

Description

칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬 및 그 제조방법{Fire-Resistant Panel for Structures using Calcium Compound Hardeners and Method for Manufacturing thereof}

본 발명은 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경량무기물, 규산나트륨, 경화제, 발수제 및 물이 소정비율로 혼합되는 구성으로 고온에서 내화성을 구비하여 화재가 발생하더라도 판넬의 강도와 형태가 상온에서처럼 그대로 유지되고 인체에 유해한 연기나 유독가스가 발생치 않으므로 인명과 재산손실을 극소화할 수 있도록 하는 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 주거용 및 상업용 건물, 공장용건물 및 선박 등에는 단열보온용, 화재방지용, 방음용 및 구조용 등의 목적을 구현하기 위하여 각종 판넬이 설치되어 있다.

기존 판넬로서는, 심재가 유기물폼인 폴리스티렌폼과 폴리우레탄폼으로 구성된 복합판넬이 있지만 화재발생시 문제점을 야기하고 있다.

또한, 이를 개선하기 위하여 암면 및 유리면으로 구성된 복합판넬이 최근에 개발되어서 시판되고 있으며, 내화성능은 어느정도 구비하고 있지만 피부에 접촉시 이상을 일으킬 우려가 있고, 호흡기에 문제점을 야기할 수 있어서 작업자들이 기피하는 현상을 나타내고 있다.

또한, 점결제로 사용되는 폐놀수지와 접착제로 사용되는 우레탄수지가 유기물이므로 유해가스의 발생위험성이 문제되고 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서 그 목적은, 무기물로만 구성되어서 화재발생시 인체에 유해한 연기나 유독가스가 발생되지 않도록 하며, 고온에서도 판재 형태가 변화되지 않음은 물론 강도가 열화되지 않고 그대로 유지되도록 하고, 판넬취급 및 가공시 인체에 유해한 조성이나 분진이 발생되는 것을 방지하도록 하며, 내수성, 내흡습성 및 내열성 등이 구비된 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 국내에 부존량이 상대적으로 풍부하여 구입비용이 저렴하고 구입이 용이한 칼슘계 경화제 원료를 활용함으로써 국내 광물자원의 부가가치를 높이도록 하는 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 경량무기물 25~50 중량%, 규산나트륨 20~53 중량%, 경화제 5~25 중량%, 발수제 0.2~1.5 중량% 그리고 물 5~30 중량%가 첨가되어 조성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면 충전제나 착색제가 더 혼합되는 것을 특징으로 한다.

상기 경량무기물은, 시노스피어, 퍼라이트, 질석 및 팽창흑연등의 그룹에서 선택되는 어느 하나이상이 사용된다.

그리고, 상기 경량무기물의 입도는 약 -3mm 이하인 것이 적당하고, 25 중량% 미만으로 첨가시 비중증가와 내열도 감소가 발생할 수 있으며, 50 중량%를 초과할 시에는 비중은 감소하지만 강도 부족현상이 나타날 수 있다.

그리고, 상기 규산나트륨은 몰비(SiO₂/Na₂O의 몰비)는 3.0~3.5인 것이 적당하며, 이 범위를 벗어나면 점결력 부족현상이나 내화도 부족현상이 나타날 수 있다.

또한, 상기 규산나트륨을 20 중량% 미만으로 첨가시 강도부족 현상이 발생하며, 53 중량%를 초과해서 첨가하면 강도는 크나 내열도가 낮아질 수 있다.

상기 경화제는, 칼슘계 경화제와 금속염계 경화제의 2종이 첨가되며, 칼슘계 경화제는 수산화칼슘, 산화칼슘 및 탄산칼슘 등의 그룹에서 선택되고, 금속염계 경화제는 알카리토족 금속의 산성염을 지칭하며, 구체적으로는 염화마그네슘, 황산마그네슘, 황산칼슘, 질산칼슘 및 염화칼슘 등의 그룹에서 선택되고, 상기와 같은 칼슘계 경화제와 금속염계 경화제를 병용 사용하여야 하고 그 첨가비율은 1~4:1의 비율이 적당하다.

이때, 상기 경화제의 첨가량을 5 중량% 미만으로 첨가시 경화현상이 잘 안 일어나며, 25 중량%를 초과해서 첨가시에는 판넬의 경화는 잘 되지만 비중이 증가해서 판넬중량이 증가하는 문제점이 대두된다.

계속하여, 상기 발수제는 실리콘계 발수제를 지칭하며, 판넬에 내흡습성과 내수성을 부여하기 위한 것으로서 소량 첨가해도 효과가 있으므로 너무 과량으로 첨가할 필요는 없고, 너무 소량이면 발수효과가 나타나지 않는 문제점이 있다.

상기와 같은 조성비율로 이루어진 본 발명의 내열판넬 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 고상혼합물인 경량무기물과 경화제를 혼합하고, 액상혼합물인 규산나트륨, 물 그리고 발수제를 차례로 혼합한 다음 두 혼합물을 합쳐서 균질 혼합한다.

그리고, 상기 혼합물을 금형에서 50~150kg/㎠의 압력으로 약 20~30mm의 두께로 성형한 다음 탈형하고, 90~200℃의 온도로 두께에 따라서 적당시간 건조시켜서 경화시킨다.

이때, 상술한 압축성형단계와 건조경화단계는 독립적으로 또는 동시에 수행될 수 있다.

[실시예 1]

퍼라이트 40 중량%, 수산화칼슘 경화제 10 중량% 및 염화마그네슘 3중량%로 구성된 고상혼합물을 먼저 혼합하고 규산나트륨 36 중량%와 물 10중량% 그리고 발수제 1중량%의 액상혼합물을 혼합한 다음 두 혼합물을 합쳐서 균질하게 혼합하였다.

혼합물을 금형에 주입하여 약 100kg/㎠의 압력으로 성형한 다음 건조로에서 약 105℃의 온도로 2시간 건조경화시켰다.

건조경화된 시편은 불연재급 시험에 합격하였고 비중은 약 0.47이며 가열로에 장입하여 약 800℃로 가열시 수축 및 팽창률이 약 2% 이내이고 균열등의 결함이나 형태의 변화가 발생하지 않았다.

[실시예 2]

경량무기물을 시노스피아로 그리고 금속염계 경화제를 황산칼슘으로 교체한 것외에는 실시예 1과 동일하게 시편을 제작하였으며 역시 불연재급 시험에 합격하였고 비중은 약 0.51이며 가열로에 시편을 장입하여 약 1000℃로 가열시 수축 및 팽창률이 약 2%이내이고 이때 형태의 변화나 균열 등의 결함이 발생하지 않았다.

본 발명의 내화판넬은 이상에서 설명한 바와 같이, 무기물로만 구성되어서 화재발생시 연기나 유독가스가 발생치 않고, 고온에서도 판넬의 강도가 열화되지 않으며, 균열이나 파괴 등의 결함이 발생치 않아서 화재사고시 인명피해 및 재산손실을 감소시킬 수 있다.

또한, 국내에 매장량이 풍부한 칼슘계 원료를 활용할 수 있어서 원가를 절감할 수 있고, 국내 광물자원의 부가가치를 제고할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀 두고자 한다.

Claims (8)

1. 경량무기물 25~50 중량%, 규산나트륨 20~53 중량%, 경화제 5~25 중량%, 발수제 0.2~1.5 중량% 그리고 물 5~30 중량%가 혼합되어 조성되는 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬.
2. 제1항에 있어서, 상기 경량무기물은, 시노스피어, 질석, 퍼라이트 및 팽창흑연을 포함하는 군중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬.
3. 제1항에 있어서, 상기 규산나트륨은, 몰비(SiO₂/Na₂O의 몰비)가 3.0~3.5이며, 액상인 것을 특징으로 하는 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬.
4. 제1항에 있어서, 상기 경화제는, 칼슘계 경화제와 금속염계 경화제등 2종이상이 병행 사용되며, 칼슘계 경화제는 수산화칼슘, 탄산칼슘 및 산화칼슘 등이 사용되고, 금속염계 경화제는 알카리토족 금속의 산성염으로서 염화마그네슘, 황산마그네슘, 황산칼슘, 염화칼슘 및 질산칼슘 등이 사용되는 것을 특징으로 하는 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬.
5. 제4항에 있어서, 상기 경화제는, 칼슘계 경화제와 금속염계 경화제가 1~4:1의 비율로 혼합되어 첨가되는 것을 특징으로 하는 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬.
6. 제1항에 있어서, 상기 발수제는, 실리콘계 발수제가 사용되는 것을 특징으로 하는 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬.
7. 경량무기물 25~50 중량%, 규산나트륨 20~53 중량%, 경화제 5~25 중량%, 발수제 0.2~1.5 중량% 그리고 물 5~30 중량%를 투입하여 혼합물을 형성하고, 상기 혼합물을 50~150㎏/㎠ 의 압력으로 성형한 후 90~200℃의 온도로 건조시켜 내화판넬을 형성하는 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 경량무기물과 경화제등의 고상혼합물을 먼저 혼합하고, 규산나트륨, 물 및 발수제등의 액상혼합물을 차례로 혼합하며, 상기 고상및 액상혼합물을 균질혼합하는 것을 특징으로 하는 칼슘계 화합물 경화제를 이용한 내화판넬 제조방법.