KR20110017391A - 복합재 지붕 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내몰드성과 방수성을 갖는 고품질의 건축 제품에 관한 것이다. 이들 제품을 형성하는 조성물은 제품의 무결성을 해치지 않으면서 조성물에 대한 상이한 느낌과 질감을 얻기 위해 에틸렌 프로필렌-디엔 모노머 및 스티렌 부타디엔 고무와 같은 재활용 고무 제품을 포함할 수 있는 필러 또는 광물 필러와 결합하는 다양한 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 재료의 혼합물이다. 이는 정확한 재료 무결성을 얻어지도록 혼합물내의 고 및/또는 저 밀도 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 멜트와 양을 변경함으로써 달성된다. 최종 성형 전에 착색제를 혼합물에 추가로 첨가할 수 있다. 이 조성물에 의해 전통적인 건축 제품과 비슷하지만 또한 완전히 재활용될 수 있는 더 높은 성능 수준을 갖는 제품이 만들어질 수 있다.

Description

복합재 지붕 구조{COMPOSITE MATERIAL ROOFING STRUCTURE}

본 발명은 지붕 요소와 같은 건축 요소에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 조합의 합성 재료로 형성되어 천연 재료로 형성된 건축 요소와 비슷하며 또한 건축 요소의 바람직한 특성을 향상시킨 건축 요소에 관한 것이다.

천연 재료로 구성된 타일을 갖는 지붕과 같은 건축 요소의 기술 분야에서는 천연 슬레이트로 타일을 덮는 것이 오랫동안 알려져 왔다. 채석장에서 구한 그러한 슬레이트를 크기에 맞게 자르고 드릴링 작업 또는 천공을 하여 못 구멍을 내어 통상적인 방식으로 지붕에 대게 된다. 그러나, 오랫동안 지붕에 제공되고 있는 그러한 천연 슬레이트는 일반적으로 평방 면적(10 ft × 10 ft 의 지붕 면적)당 2,000 lbs 정도의 큰 중량을 견딜 수 있는 기초 지지 지붕 구조물을 필요로 한다.

데크(deck), 슬레이트 지붕과 같은 지붕 및 다른 건축 구조물에 사용되는 것으로 자연적인 외양의 건축 요소와 비슷한 합성 제품이 개발되었다. 그러나, 이들 합성 건축 요소는 매우 무겁거나 또는 중량이 고려 사항인 경우에는, 필요한 중량을 줄이기 위해 천연 슬레이트나 다른 천연 지붕 타일 보다 얇게 구성될 때는 다소 얇게 된다.

적절한 경량 필러(filler)를 갖는 성형 콘크리트로된 다른 합성 건축 요소도 개발되었는데, 이들 관심사를 해결하기 위한 중량 감소 목적으로 부분적인 오목부를 종종 갖기도 한다.

그러나, 이러한 종래 기술의 합성 제품은 외양이나 바람직한 내충격성, 내마모성 및 내화성에 있어서 적절하게 천연 재료와 비슷하지 못하거나 또는 건축 요소가 재활용 재료로 만들어질 수 있도록 구성되지 않았는데, 재활용 재료로 건축 요소를 만드는 것은 이들 종류의 재료의 계속적인 사용으로 더욱더 유행하고 있다. 건축 요소를 형성하는데 사용되는 대부분의 합성 재료는 예컨대 그 재료를 형성하고 이를 건축 요소로 가공하는데 사용되는 추가의 에너지 때문에 큰 탄소 풋프린트를 갖는다. 또한, 종래 기술의 건축 요소는 순수 재료로만 형성되기 때문에, 이 재료의 재사용으로 재료의 특성이 상당히 열화되므로, 어떤 형태의 재활용 재료도 사용할 수가 없어 종래 기술의 합성 건축 요소의 형성은 환경 친화적이지 않다.

게다가, 이들 재료를 형성하는데 사용되는 어떤 재료의 특성으로 인해, 유용한 제품을 형성하기 위해서는 그 재료의 가공을 조심스럽게 제어할 필요가 있다. 예컨대, 재료의 유동과 냉각에 영향을 주는 폴리프로필렌의 특성 때문에, 폴리프로필렌으로 성형된 물품이 압축 성형 공정에서 처럼 제한된 내충격성과 같은 바람직하지 않은 특성을 갖지 않도록 성형 공정을 세밀하게 제어해야 한다.

결과적으로, 특정 공정에서 형성된 건축 요소가 지붕 덮개를 형성하는 것에서와 같이 다양한 건축 구조물에 사용될 수 있게 충분한 내구성과 원하는 외양을 가질 수 있도록 원하면 수정될 수 있고 또한 선택적으로는 지붕을 형성하는데 사용될 때 추가적인 요소가 필요 없는 경량의 합성 건축 요소 조성물을 개발하는 것이 바람직하다. 또한, 이 건축 요소 조성물은 건축 요소가 어떤 적절한 성형 공정에서도 원하는 외양으로 성형될 수 있도록 제조의 용이성을 증가시켜 주어야 한다. 또한, 건축 요소를 제거하여 교체하려고 할 때는, 이를 단순히 폐기처분하지 않고 그 건축 요소를 재활용하여 추가적인 건축 요소를 형성할 수 있는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 성형 합성 재로로 형성되어 자연적인 외양의 요소와 비슷한 지붕 요소와 같은 건축 요소가 제공되는데, 건축 요소 조성물은 건축 요소에 다양한 이점을 제공하도록 선택된 다양한 재료를 포함한다. 상기 건축 요소를 위한 조성물은 바인더로 결합되는 폴리머 수지로 형성된다. 바인더가 존재함으로써, 특히 재활용 폴리머 수지와 결과적으로 얻어진 건축 요소의 경우에, 수지를 처리하여 다양한 성형 기술을 사용해서 건축 요소를 형성할 수 있는 능력이 개선될 수 있도록 폴리머 수지의 특성을 조작할 수 있다. 이들 특성 이점은 증가된 내몰드성, 방화성, 증가된 내풍성, 증가된 내충격성 및 외양을 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 지붕 요소의 조성물에 사용되는 상기 바인더는 건축 요소를 위한 조성물이 스크랩이나 다른 재활용 재료로부터 얻어질 수 있는 합성 요소로 형성될 수 있게 해준다. 또한, 이들 재료와 바인더의 사용은 지붕 요소 자체가 추가적인 건축 요소를 형성하는데 완전히 재활용될 수 있게 해준다. 지붕 타일을 형성하는데 사용되는 기본 재료는 폴리프로필렌과 같은 다양한 종류의 폴리머 수지나 플라스틱을 포함하는데, 이들은 조성물을 원하는 지붕 요소로 가공할 때 그 조성물에 다량의 가요성을 주게 된다. 그리고 조성물의 추가적인 성분이 이 초기 시작재에 첨가된 다음에 원하는 형상과 색 및 크기를 갖는 건축 요소로 형성된다.

본 발명의 많은 다른 양태, 특징 및 이점들은 바람직한 실시 형태에 대한 다음의 상세한 설명과 첨부된 청구 범위로부터 쉽게 명확히 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 합성 지붕 요소는 그 중에서도 슬레이트, 세라믹, 목재 및 석재와 같은 천연 건축 재료의 외양과 매우 가깝게 비슷하도록 성형된 재료로 구성된 본체를 포함한다. 더우기, 본 발명의 합성 건축 요소는 복합 플라스틱 재료를 위한 적절한 성형, 압출 또는 유사한 공정으로 제조되어, 건축 구조물 분야 및 일반적으로 지붕 분야에 한정되지 않는 다른 클래딩 캐패시티(그 중에서도 벽널, 기초, 데킹 및 장식 트림 분야를 포함하지만 이에 한정되지 않음)에서 사용되는 다른 천연 재료와 실제로 유사할 수 있다. 단지 예를 들면, 본 발명에 따라 모방될 그러한 천연 재료는 석재와 목재의 외양과 질감을 모방하게 되는 석재, 점토, 히말라야 삼목 및 다른 마감재를 포함할 수 있다. 따라서, 석재나 세라믹 마감재를 모방할 때 본 발명의 합성 건축 요소는 점토, 테라 코타, 스페인/미션 타일, 배럴 타일 및 세라믹 타일의 형상, 크기, 조직 및 질감을 나타내도록 형성될 수 있다. 목재 마감재를 모방할 때, 합성 건축 요소는 히말라야 삼목, 오크, 마호가니 등과 같은 다양한 경질 및 연질 목재의 형상, 크기, 조직, 질감 및 결을 나타내도록 형성될 수 있다.

본 발명의 건축 요소는 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리에틸렌(고, 중, 저 밀도 폴리에틸렌을 포함하여), 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리프로필렌 및 이들의 등가물과 조합물에서 선택되는 1종 이상의 플라스틱을 포함하는 플라스틱재 또는 폴리머 수지재를 기본 요소 또는 성분으로서 포함하는 조성물로 형성된다. 지붕 요소의 조성물의 플라스틱 또는 수지 요소는 지붕 요소를 위한 조성물의 약 10 중량% ∼ 90 중량%의 범위내에서 존재한다.

본 발명의 건축 요소의 플라스틱 성분은 그 건축 요소에 경도, 강성, 비주입성 및 불용해성(즉, 방수성)을 부여하고 또한 선택적으로는 넓은 가교 결합을 갖는다. 예컨대, 플라스틱재 또는 폴리머 수지재는 순수 열가소성 폴리머 재료로서 얻어질 수 있거나 또는 본질적으로 상기 폴리머로 형성된 재활용 재료 스트림으로부터 얻어질 수 있다.

건축 요소의 바람직한 실시 형태에서, 플라스틱 성분은 적어도 부분적으로 폴리프로필렌 재료로 형성된다. 폴리프로필렌은 건축 요소를 구성하기 위해 이전부터 사용되고 있었지만, 그의 사용은 순수 폴리프로필렌에만 한정되었다. 순수 폴리프로필렌만의 사용으로 인해, 사출 성형 공정에서 순수 폴리프로필렌의 가공과 관련한 문제 때문에 건축 요소는 내화성 및 내충격성과 같은 제한된 바람직한 특성을 갖게 된다.

건축 요소 조성물의 다른 중요한 요소는 바람직하게는 전체 조성물의 약 90 중량% 까지, 더 바람직하게는 약 1 중량% 내지 약 75 중량%의 양으로 존재하는 1종 이상의 바인더이다. 이 바인더는 건축 요소를 형성하는데 사용되는 폴리머 수지의 특성을 효과적으로 변경시켜, 원하는 내화성, 내충격성 및 내마모성을 갖는 건축 요소를 제공하게 되며 또한 다중 성형 공정을 사용해서 건축 요소를 형성할 수 있게 해준다. 특히, 바인더의 존재는 폴리머 수지의 용융 지수를 변경시켜, 수지와 바인더가 건축 요소를 형성하는 상이한 성형 공정(예컨대 그 중에서도 사출 성형, 압축 성형 및 압출)에서 사용될 수 있게 해준다. 또한, 바인더는 내화성과 같은 기본 성분의 본래의 특성을 열화시키지 않고, 내충격성을 포함해서 결과적으로 얻어진 건축 요소의 물리적 특성을 변경시킨다.

바인더 자체는 건축 요소의 기본 성분으로 사용되는 것과는 별개인 다른 폴리머 수지의 형태를 취하고 있지만, 기본 성분으로 사용되는 수지와 유사할 수 있다. 예컨대, 앞에서 언급한 폴리에틸렌 수지가 조성물에 존재하는 다른 수지를 위한 바인더로서 그 조성물에서 사용 또는 기능할 수 있다. 폴리에틸렌 외에, 바인더로서 사용될 수 있는 다른 적절한 플라스틱 또는 폴리머 수지는 LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), 메탈로신, EAA(Ethylene/Acrylic Acid Copolymer), 초 저밀도 폴리프로필렌, EEA 폴리(Ethylene-Ethyl Acrylate), EAA(Ethylene/Acrylic Acid) 코폴리머, PVB(Poly Vinyl Butyral), EMAC 폴리(Ethylene Methyl Acrylate), TPO(Thermoplastic Polyolefin)(종종 엘라스토머에 적용됨), TPU(Thermoplastic Polyurethene)(종종 엘라스토머에 적용됨) 또는 비교될 수 있는 물리적 특성을 갖는 재료 뿐만 아니라 EVAC(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) 와 같은 에틸렌/비닐 아세테이트 폴리머(바인더를 형성하기 위해 단독으로 또는 초 저밀도 폴리에틸렌과 조합되어 사용될 수 있음)를 포함한다.

건축 요소 조성물을 위한 기본 폴리머 수지 성분 또는 바인더로서 서로 조합되어 사용될 수 있는 다양한 종류의 성분이 있기 때문에, 건축 요소를 재활용 재료로 형성할 수 있다. 부분적으로 건축 요소가 형성되는 특정 조건에 기초하여 순수 재료의 사용을 필요로 하는 종래 기술의 합성 재료 건축 요소와는 반대로, 바인더를 기본 성분인 다른 폴리머 수지와 조합하여 사용하면, 본질적으로 사용되는 바인더의 종류와 양에 기초하여 조성물을 필요에 따라 수정하여 원하는 특성을 갖는 건축 요소를 제공할 수 있다. 특히, 선택된 기본 성분의 특성으로 인해 그 성분이 원하는 건축 요소를 위해 적절히 형성되거나 기능할 수 없다면, 바인더를 그의 특성에 기초해 선택하여, 특정 공정을 사용해서 원하는 건축 요소로 형성될 수 있고 또한 원하는 내충격성, 내마모성 및 내열 또는 내화성을 갖는 조성물을 만들 수 있다. 그러므로, 원하는 초기 특성을 갖지 않을 수도 있는 기본 성분으로서 재활용 폴리머 수지 재료를 사용하는 경우, 바인더를 선택해서 재활용 수지에 첨가하여, 원하는 특성을 갖고 또한 건축 요소를 형성하는데 효과적으로 사용될 수 있는 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 조성물에 사용되는 각각의 수지 성분은 재활용 재료로부터 얻을 수 있기 때문에, 그 조성물로 형성되는 전체 건축 요소 자체는 완전히 재활용될 수 있다.

기본 수지 성분과 바인더 외에, 본 발명의 건축 요소는 바람직하게 조성물 내에 다른 성분을 포함할 수도 있다. 이들 성분 중 하나가 필러(filler) 화합물이다. 본 발명의 건축 요소 조성물을 위한 필러로서 사용될 수 있는 화합물은, 순수한 열가소성 또는 폴리머 수지 성분의 것과 비교하여 상당한 강직성과 강성을 조성물 매트릭스에 부여하는 보강제로서 작용하는 비활성의 화학적 화합물인 화학 성분을 포함하다. 본 발명의 건축 요소의 조성물을 위한 필러 화합물은 건촉 요소를 형성하는 조성물의 탄성 계수와 강도를 증가시키기 위해 사용된다. 또한, 열가소성 또는 폴리머 수지 성분과 필러 화합물을 조합하여 사용하면, 취성이 더 적고 충격 응력에 대한 저항성이 더 커짐과 동시에 형성된 건축 요소에 적절한 압축, 인장, 굽힘 및 전단 강도를 각각 유지시켜주는 복합 건축 요소를 얻을 수 있다. 지붕 요소를 위한 조성물에 사용될 수 있는 필러 화합물은 산화 칼슘; 탄산 칼슘; 시멘트; 플라이 애쉬; 섬유유리 섬유; 금속 부스러기; 산화 아연과 같은 산화 금속; 폴리에스테르 섬유; 산화 알루미늄; 운모; 펄라이트; 제올라이트; 질석; 실리카; 실리케이트; 석영 모래, #12 모래; #30 모래, #60 모래; 돌의 집합적인 입자/낟알, 암석, 대리석, 자갈, 유리, 점토와 활석 그리고 이들의 등가물 및 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 필러 화합물을 포함한다.

본 발명의 건축 요소를 위한 조성물에 가장 바람직하게 사용되는 한 추가적인 필러 화합물은 폴리머 화합물과 재활용 타이어 조각으로 구성된다. 에틸렌 프로필렌-디아민 모노머 코폴리머와 스티렌 부타디엔 고무(조각조각으로 찢어진 차량 타이어에서 얻어짐) 둘다는 본 발명의 성형 제품에서 우수한 필러 재료이며, 전형적으로는 그렇지 않으면 이미 차있는 쓰레기 매립지로 가게 되었을 폐기물을 재활용하여 얻어진다. 그러한 필러 재료는 이미 "가황처리된" 것이어서 또한 방화성을 갖고 있는데, 이는 본 발명의 지붕 요소에 추가적인 이점을 준다. 필러 재료는 비교적 저렴하고, 방수성과 내고온성을 지니고 있어, 그 중에서도 지붕 재료(지붕널), 바닥 덮개(타일 및 시트 재료) 그리고 다른 건축 재료와 같은 건축 요소에 사용되기에 특히 적합하다. 대체용 필러 화합물이 건축 요소에 필요한 특성, 특히 내수성과 내열성을 갖는다면, 앞에서 설명한 것과 같은 다른 필러 화합물을 사용하여 바람직한 코폴리머와 고무 재료의 전부 또는 일부를 대체할 수도 있다.

기본 수지 성분, 바인더 및 필러 화합물 외에, 본 발명의 건축 요소를 형성하는데 사용되는 조성물은 바람직하게 다양한 추가적인 첨가제도 함유한다. 이 첨가제는 열 안정화제, 자외선(UV) 안정화제, 안료 또는 착색제, 상용화제, 가공 보조제, 난연제 및 재료의 가공과 조성물로 형성된 건축 요소의 성능을 개선시켜 줄 수 있는 다른 기능성 화학 물질을 포함할 수 있다.

착색제에 대해서는, 이 착색제는 바람직하게는 전체 조성물의 15 중량% 까지, 더 바람직하게는 약 10 중량% 까지의 양으로 존재한다. 조성물에서 바람직한 착색제는 천연 산화철이다. 그러나, 원하는 외양을 갖는 건축 요소를 제공하기 위해 다른 적절한 천연 또는 합성 착색제도 사용할 수 있다.

건축 요소를 위한 조성물에 사용될 수 있는 난연제에 대해서는, 이 난연제는 바람직하게는 전체 조성물의 60 중량% 까지, 더 바람직하게는 약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 양으로 존재하며, 한쌍의 바람직한 난연제는 알루미늄 삼수화물과 수산화 마그네슘이다. 알루미늄 삼수화물과 수산화 마그네슘 대신에 다른 난연제도 사용할 수 있다. 이들 다른 난연제는 사우스 캐롤라이나의 조지타운에 소재하는 3V Corp. 가 만든 Plastisan B, 미조리의 세인트 루이스에 소재하는 Solutia Corp. 에서 구입가능한 Phos-check 및 오하이오의 도버에 소재하는 도버 케미칼이 만든 Dover-phos-9228 를 포함한다. 또한, 실제 난연제 말고 지붕 요소를 위한 조성물의 다른 성분, 예컨대 가황처리의 결과로 이미 난연성을 갖게 된 재활용 타이어 고무를 포함하는 바람직한 필러 재료가 건축 요소의 난연성에 기여할 수 있다.

UV 성분은 전체 조성물의 약 20 중량% 까지, 더 바람직하게는 약 0.1 중량% 내지 약 16 중량%의 양으로 조성물에 존재할 수 있고, UV 억제제와 UV 안정화제를 포함할 수 있다. UV 안정화제는 스위스 바젤의 Ciba® 에서 제조된 Tinuvin®783 FDL 또는 Univol 5050H 를 포함할 수 있는데, 이들 각각은 복합 재료 요소를 위한 장기간 열안정성에 상당한 기여를 하며 또한 시간이 지남에 따라 재료가 표면에서 가루처럼 되는 것을 막는데도 도움을 준다. UV 억제제는 스위스 바젤의 Ciba® 에서 제조된 Chimassorb® 81 또는 Univol 3008 을 포함할 수 있는데, 이들 각각은 2-하이드록시-벤조페논류의 고형 UV 흡수제이다. UV 억제제에 대한 흡수 스펙트럼(UVB 범위에서만) 과 비교적 낮은 포토 성능으로 인해 상기 UV 억제제는 이 적용 분야에서 유용하게 되는데, 왜냐하면 그렇지 않은 경우 건축 요소를 형성하는 조성물에 대한 재료 성능의 조기 열화를 초래할 수 있는 UV 선을 흡수하는데 상기 UV 억제제가 도움을 주기 때문이다.

상기 조성물은 일 성분으로서 바람직하게 전체 조성물의 10 중량% 까지, 더 바람직하게는 약 1 중량% 내지 약 8 중량%의 양으로 존재하는 산화 방지제, 예컨대 스위스 바젤의 Ciba® 에서 제조된 Irganox® B225 또는 Annox B8011 도 포함할 수 있으며, 이는 고온에서 사용될 때 폴리머의 열유도 산화를 억제하는 페놀계 산화 방지제이다. 산화 방지제는 건축 요소를 형성하는데 사용되는 복합 재료의 표면의 색과 외양을 안정화시키는 기능을 한다. 산화 방지제의 안정화 기능은, 높은 가공 온도가 건축 요소의 색과 표면의 외양에 부정적인 영향을 주게 하지 않고, 가변적인 재료 가공 온도 전체에 걸쳐 건축 요소의 외양을 효과적으로 제어하게 된다.

다음은 본 발명의 폴리머 수지와 바인더 조성물을 사용해서 형성된 건축 요소의 몇몇 실시예이다.

실시예 1

본 발명의 조성물의 바람직한 실시 형태에서 이하의 성분을 사용해서 스페인 복제 타일 지붕 요소를 형성할 수 있다.

1. (전체 조성물의) 약 50 중량% 까지의 양으로 존재하는 필러로서 에틸렌 프로필렌-디엔 모노머 및 스티렌 부타디엔 고무로부터 얻어지는 스크랩;

2. 약 10 - 40 중량%, 더 바람직하게는 약 15 중량%의 양으로 존재하는 바인더로서 에틸렌 비닐 아세테이트 및 초 저밀도 폴리에틸렌;

3. 10 - 35 중량%의 양으로 존재하는 난연제(즉, 알루미늄 삼수화물 또는 수산화 마그네슘);

4. 약 1 - 10 중량%의 양으로 존재하는 산화철;

5. 약 5 - 50 중량%의 양으로 존재하는 기본 수지 성분으로서 고밀도 폴리에틸렌;

6. 약 1 - 8 중량%의 양으로 존재하는 UV 안정화제;

7. 약 1 - 8 중량%의 양으로 존재하는 UV 억제제;

8. 약 1 - 8 중량%의 양으로 존재하는 산화 방지제.

상기 재료들을 건조 분말의 형태로 적절한 혼합 장치내에 함께 첨가하여, 일정하고 균질한 건축 요소 조성물을 얻는데 충분한 시간 동안 교반한다. 조성물 전체에 걸쳐 일정하고 균질한 착색제 분포를 얻기 위해, 원하는 특별한 건축 요소를 위한 원하는 착색제를 상기 혼합 장치내 조성물의 교반 동안에 그 혼합 장치내의 조성물에 첨가한다. 그런 다음에는 적절한 형상의 몰드 안에 상기 조성물을 주입하여 충분한 온도와 압력하에서 그 몰드내에서 건축 요소를 형성하여 원하는 지붕 요소를 형성하기 위해 이 일정하게 혼합된 조성물을 다양한 형태로 사용할 수 있다. 단지 예를 들면, 원하는 형상을 갖는 건축 요소가 되게 조성물을 가공하는데 사용될 수 있는 어떤 방법은 압출, 압축 성형, 사출 성형 및 열성형을 포함한다.

추가적으로, 예컨대 조성물을 나중의 사용을 위해 보관하거나 또는 조성물에 어떤 형태를 부여하고(예컨대, 조성물을 다중 펠릿으로 형성하는 것), 건축 요소를 형성하는 다른 공정에서의 조성물의 사용 용이성을 증가시키고, 조성물과 그로부터 형성된 지붕 요소의 품질을 최대화하며, 또한 조성물의 사용으로 발생되는 먼지를 줄여서 덜 유해한 제조 환경을 만드는데 도움을 주기 위해 상기 일정한 조성물을 더 처리할 수 있다.

본 발명의 건축 요소 조성물의 한 추가적인 이점은 조성물을 가공하는데 어떠한 예비 가열 단계도 필요 없다는 것이다. 유사한 재료를 사용하는 일부 다른 유사한 공정에서는 건축 요소를 형성하기 전에 조성물을 가공하는 중에 순수 폴리머 조성물을 예비 가열하거나 화학적으로 경화시킬 필요가 있다. 불행히도, 요구되는 이러한 단계는 가공되는 순수 재료의 특성을 열화시키는 단점이 있는데, 그 결과 특성이 열화된 건축 요소가 얻어지게 된다. 본 발명의 조성물의 지붕 요소를 형성하기 위한 공정에서는 예비 가열 또는 화학적 경화 단계가 없다. 조성물을 위한 재료나 성분은 건조 분말의 형태로 간단히 함께 혼합되며 그런 다음 건축 요소의 성형을 위해 곧 바로 가열되거나 냉각 및 펠릿화되며, 따라서 펠릿은 가열되어 최종 제품으로 성형될 수 있을 때 나중의 사용을 위해 보관 또는 운반될 수 있다. 이리 하여, 열 사이클의 수가 감소됨으로써 에너지 소비와 재료에 대한 스트레스가 줄어든다. 또한, 추가적인 열을 조성물에 가할 필요가 없기 때문에 건축 요소의 가공에 사용되는 화석 연료의 양도 절감된다.

실시예 2

실시예 1 에서 사용된 것과 유사하지만 스티렌 부타디엔 고무와 광물 필러는 없는 조성물을 사용하여 지붕 덮개 재료를 제조한다.

1. (전체 조성물의) 약 50 중량% 까지 존재하는 바인더로서 TPO (Thermoplastic Polyolefin);

2. 약 10 - 40 중량%, 더 바람직하게는 약 15 중량%의 양으로 존재하는 바인더로서 에틸렌 비닐 아세테이트 및 초 저밀도 폴리에틸렌;

3. 10 - 35 중량%의 양으로 존재하는 난연제(즉, 알루미늄 삼수화물 또는 수산화 마그네슘);

4. 약 5 - 50 중량%의 양으로 존재하는 기본 성분으로서 폴리프로필렌.

재활용 형태에서도 폴리프로필렌의 본래의 특성을 변경시켜 가요성과 강성을 얻을 수 있게 해주는 바인더의 존재로 인해, 약간의 가요성을 갖지만 예컨대 데킹을 위한 원하는 요소로서 사용되기에 여전히 충분한 강성을 지니고 있는 제품을 만들기 위해 폴리프로필렌을 사용한다. 또한, 이 요소는 다른 건축 재료하에서 사용되도록 설계되기 때문에, 조성물에 착색제는 첨가되지 않는다. 재료 조성물은 패스너를 타이트하게 밀봉 및/또는 그와 결합하여 물 침입을 방지하는 강한 비부패성 재료를 제공한다. 이 조성물로 형성된 제품은 내충격성을 가지며 또한 대체되는 천연 제품 보다 훨씬 더 큰 가용 수명을 갖게 되는데, 따라서 건축 요소 조성물의 이 특별한 적용으로, 시간이 지남에 따라 열화되는 밑깔개에 대한 필요성이 없어진다. 상기 덮개는 또한 제조 공정에서 조성물의 어떠한 손실도 없이 표준 크기로 만들어질 수 있다. 이 재료 조성물은 또한 완전히 재활용될 수 있다.

실시예 3

가장 높은 화재 및 우박 등급을 얻기 위해, 이하의 조성물을 사용하여 지붕 요소를 형성할 수 잇다.

1. (전체 조성물의) 45 중량%의 양으로 존재하는 난연제;

2. 25 중량%의 양으로 존재하는 바인더로서 초 저밀도 폴리에틸렌 및/또는 에틸렌 비닐 아세테이트;

3. 약 20 중량%의 양으로 존재하는 기본 성분의 일부로서 고밀도 폴리에틸렌;

4. 약 10 중량%의 양으로 존재하는 기본 성분의 일부로서 저밀도 폴리에틸렌;

5. 소량의 즉 10 중량% 미만의 착색제.

실시예 4

실시예 1 과 유사한 방식으로 형성된 본 발명의 이하의 조성물을 사용해서, 매우 가볍고 클래스 A 화재 및 클래스 4 우박 등급인 스페인 복제 타일을 성형할 수 있다.

1. (전체 조성물의) 약 75 중량% 까지의 양으로 존재하는 기본 성분으로서 폴리프로필렌;

2. 약 10 - 50 중량%, 더 바람직하게는 약 35 중량%의 양으로 존재하는 탄산칼슘;

3. 약 20 - 50 중량%의 양으로 존재하는 난연제;

4. 약 1 - 20 중량%의 양으로 존재하는 바인더계로서 선형 저밀도 폴리에틸렌;

5. 약 0.1 - 8 중량%의 양으로 존재하는 UV 안정화제;

6. 약 0.1 - 8 중량%의 양으로 존재하는 UV 억제제.

실시예 5

본 발명의 조성물의 다른 바람직한 실시 형태에서 이하의 성분을 사용해서 지붕 이는 널빤지 또는 히말라야 삼목 복제 지붕널을 형성할 수 있다.

1. 전체 조성물의 약 75 중량% 까지의 양으로 존재하는 기본 성분으로서 폴리프로필렌;

2. 약 10 - 50 중량%, 더 바람직하게는 약 35 중량%의 양으로 존재하는 탄산칼슘;

3. 약 20 - 50 중량%의 양으로 존재하는 난연제;

4. 약 1 - 20 중량%의 양으로 존재하는 바인더계로서 초 저밀도 폴리프로필렌;

5. 약 0.1 - 8 중량%의 양으로 존재하는 UV 안정화제;

6. 약 0.1 - 8 중량%의 양으로 존재하는 UV 억제제.

여기서 재료의 특정 함량을 언급하였지만, 본 명세서에서는 여기서 언급된 화합물과 공정에 대한 적절한 실험을 통해 당업자가 생각할 수 있는 모든 등가적인 재료도 포함된다.

Claims (20)

1. a) 약 10 - 60 중량%의 필러;
   b) 약 10 - 40 중량%의 바인더;
   c) 약 0 - 40 중량%의 난연제; 및
   d) 약 5 - 80 중량%의 폴리머 수지의 조성물을 포함하는 건축 제품.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머 수지는 저밀도 폴리에틸렌과 고밀도 폴리에텔린을 약 5 - 50 중량%의 양으로 포함하는 건축 제품.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머 수지는 약 20 중량% 양의 고밀도 폴리에틸렌과 약 10 중량% 양의 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 건축 요소.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머 수지는 약 75 중량% 까지의 양으로 존재하는 폴리프로필렌을 포함하는 건축 제품.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 필러는 재활용 가황처리 고무를 포함하는 건축 제품.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 필러는 에틸렌 프로필렌-디엔 모노머 및 스티렌 부타디엔 고무 제품으로부터 얻어지는 스크랩의 조합물을 약 50 중량% 까지의 양으로 포함하는 건축 제품.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 필러는 광물 필러를 포함하는 건축 제품.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 바인더는 에틸렌 비닐 아세테이트를 약 10 - 40 중량%의 양으로 포함하는 건축 제품.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 바인더는 초 저밀도 폴리에틸렌을 약 10 - 40 중량%의 양으로 포함하는 건축 제품.
10. 제 1 항에 있어서, 약 0.1 - 8 중량%의 산화 방지제를 더 포함하는 건축 제품.
11. 제 1 항에 있어서, 약 0.1 - 8 중량%의 UV 억제제를 더 포함하는 건축 제품.
12. 제 1 항에 있어서, 약 0.1 - 8 중량%의 UV 안정화제를 더 포함하는 건축 제품.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 제품은 지붕 타일, 지붕 덮개, 벽널 재료, 핸드 레일, 데크 패널, 팔렛, 포장 재료 및 장식용 건축 부속물로 이루어지는 군에서 선택되는 건축 제품.
14. 제 1 항에 있어서, 착색제를 더 포함하는 건축 요소.
15. 제 1 항에 있어서, 전체 건축 요소는 재활용 가능한 것인 건축 요소.
16. 제 1 항에 있어서, 전체 조성물은 재활용 요소로 형성되는 건축 요소.
17. a) 조성물의 약 75 중량% 까지의 양으로 존재하는 폴리프로필렌;
    b) 약 10 - 50 중량%의 양으로 존재하는 탄산칼슘;
    c) 약 20 - 50 중량%의 양으로 존재하는 난연제;
    d) 약 1 - 20 중량%의 양으로 존재하는 바인더계;
    e) 약 0.1 - 8 중량%의 양으로 존재하는 UV 안정화제; 및
    f) 약 0.1 - 8 중량%의 양으로 존재하는 UV 억제제의 조성물을 포함하는 건축 제품.
18. a) 전체 조성물의 45 중량%의 양으로 존재하는 난연제;
    b) 25 중량%의 양으로 존재하는 바인더;
    c) 약 20 중량%의 양으로 존재하는 고밀도 폴리에틸렌; 및
    d) 약 10 중량%의 양으로 존재하는 저밀도 폴리에틸렌의 조성물을 포함하는 건축 요소.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 바인더는 에틸렌 비닐 아세테이트와 초 저밀도 폴리에틸렌의 조합물을 포함하는 건축 요소.
20. 제 18 항에 있어서, 착색제를 더 포함하는 건축 요소.