KR20110106608A - 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축자재로서 경질의 금속판이 양면을 구성하고 그 사이에 연질의 발포성 단열재가 개재되어 적층식으로 이루어진 샌드위치패널에서, 금속판에 차열성을 부여함으로써 태양열을 복사하여 단열재로 열이 전도되는 것을 최소화할 수 있도록 하고, 또한 단열재는 불에 잘 타지 않도록 난연성을 가지는 동시에 외부로 노출되는 측면에 특히 난연성을 부여함으로써 화재시 금속판의 이음부로 침투되는 화기로 인한 단열재의 연소를 방지하여 화재가 확산되는 것을 예방할 수 있도록 하는 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널 및 그 제조방법{SANDWICH PANEL WITH NONFLAMMABILITY AND HEAT-BARRIER PROPERTY, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축자재로서 경질의 금속판이 양면을 구성하고 그 사이에 연질의 발포성 단열재가 개재되어 적층식으로 이루어진 샌드위치패널에서, 내부의단열재가 난연성을 가짐과 동시에 외부로 노출되는 측면에 난연성 도료가 코팅되고, 금속판의 표면에 차열성 도료가 도포됨으로써 태양열에 의한 단열재의 팽창을 예방하고 화재발생시 샌드위치패널이 잘 타지 않게 할 수 있도록 하는 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 샌드위치패널(sandwich panle)은 가옥이나 창고, 공장,축사 등 각종 건축물을 신속하고 간편하게 시공하기 위해 사용되는 건축자재로서, 밀도와 강도가 비교적 높은 금속으로 이루어진 금속판이 양면을 이루고, 한 쌍의 금속판 사이에는 발포합성수지인 단열재가 개재되어 적층식으로 구성된다.

샌드위치패널에서 내측의 단열재는 주로 발포폴리스티렌(EPS: expanded polystyrene)이 주로 사용되는데, 발포폴리스티렌은 폴리스티렌수지에 발포제, 예를 들면 펜탄(Pantane) 또는 부탄 등을 첨가하여 고온으로 가열시킴과 동시에 고압으로 기포를 발생시켜 발포한 것으로, 내열성, 흡음성, 내충격성, 경량성 등의 특성으로 인해 여러 분야에서 사용되고 있다.

또한 금속판은, 알루미늄 등을 압축 성형하여 제조한 것으로, 표면에는 미감을 위해 도료(페인트)가 인쇄되거나 시트가 부착되기도 한다.

그러나 일반적인 샌드위치패널로 건축물을 시공할 경우, 다음과 같은 문제점을 내포한다.

첫째, 금속판의 특성상 특히 여름철에 태양열로 달구어지기 때문에 손을 델 정도로 고온으로 상승하고, 이러한 열은 건축물 내부의 온도를 상승시킬 뿐만 아니라 금속판과 부착된 단열재에 전도되는데, 이 과정에서 금속판과 단열재를 부착하고 있던 접착제층이 경화되어 금속판과 단열재가 쉽게 분리되는 등의 문제점이 있다.

둘째, 단열재가 기온이 높은 낮에는 팽창하였다가 기온이 낮은 밤에는 수축하는 등 팽창과 수축을 반복함에 따라 단열재의 내열성이나 흡음성, 내충격성 등의 특성이 현저히 저하되어 단열재로서의 기능을 상실함은 물론, 샌드위치패널을 상호 고정하고 있던 고정 못이 이탈하여 누수가 됨은 물론 샌드위치패널 구조물 자체의 고정력을 현저히 약화되는 등의 문제점이 있다.

셋째, 단열재를 구성하는 발포폴리스티렌은 불에 쉽게 녹고 타면서 유독가스를 생성하기 때문에 샌드위치패널 구조물 내부 혹은 외부에서 화재 발생시 단열재가 녹으면서 구조물이 쉽게 붕괴됨은 물론 검은 연기와 유독가스로 인해 인명피해를 발생하는 등의 치명적인 단점이 있다.

본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 금속판에 차열성을 부여함으로써 태양열을 복사하여 단열재로 열이 전도되는 것을 최소화할 수 있도록 하고, 또한 단열재는 불에 잘 타지 않도록 난연성을 가지는 동시에 외부로 노출되는 측면에 특히 난연성을 부여함으로써 화재시 금속판의 이음부로 침투되는 화기로 인한 단열재의 연소를 방지하여 화재가 확산되는 것을 예방할 수 있도록 하는 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 해결하기 위한 본 발명의 샌드위치패널은, 난연액 또는 불연재(50)가 내부 전체 면에 침투된 난연성 단열재(10)와, 상기 단열재의 양면에 접착제층(20)으로 부착된 한 쌍의 금속판(30) 및 상기 한 쌍의 금속판(30) 중 어느 일 표면 또는 양 표면에 차열성 도료층(40)이 코팅된 것을 특징으로 하는 난연성과 차열성을 가진 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시 예로서, 상기 단열재(10)에서 금속판(30)이 부착되지 않은 측면에 난연성 도료층(50')이 코팅된 것을 특징으로 한다.

이때 상기 차열성 도료는 무기질로서 예컨대 대한민국 서울특별시 소재의 주식회사 동서코리아의 LHS/LPS-SC100(모델번호) 도료이거나 그것과 대응하는 도료일 수 있다.

또한, 불연재 및 난연성 도료는 대한미국 서울특별시 소재의 주식회사 동서코리아의 LHS/LPS 201-9-03(모델번호) 도료이거나 그것과 대응하는 도료일 수 있다.

상기의 목적을 해결하기 위한 본 발명의 샌드위치패널의 제조방법은, 발포폴리스티렌 표면 전체에 바늘구멍을 내어 난연액 또는 불연재를 도포, 침투시키거나 함침하여 난연성 단열재를 성형하는 제1공정과, 상기 단열재의 측면에 무기질로서 난연성 도료를 도포하고 건조시키는 제2공정과, 금속판을 성형하는 제3공정과, 상기 단열재의 양면에 금속판을 부착하는 제4공정과, 금속판의 외면에 무기질로서 차열성 도료를 도포하고 건조시키는 제5공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 난연성 단열재를 성형하는 제1공정은, 단열재를 진공펌프가 장착된 챔버 내에 장착하여 흡인함으로써 난연액 또는 불연재가 바늘구멍으로 흡입, 침투되게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널 및 그 제조방법에 의하면, 다음과 같은 효과를 발한다.

첫째, 금속판 표면에 차열성 도료층이 형성되어 있으므로 태양열에 의한 열기를 금속판이 흡수하지 않고 외부로 복사하게 되어 단열재로 열이 전도되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 단열재와 고정시킨 접착제층의 접착력이 쉽게 저하되지 않음은 물론 단열재의 팽창과 수축을 방지하여 단열재와 금속판의 고정상태를 반영구적으로 유지할 수 있고, 나아가 샌드위치패널 구조물의 내부 공간이 가열되지 않고 저온을 유지할 수 있게 되므로 별도의 에어컨과 같은 시설을 설치하지 않게 되어 경제적으로 이득을 볼 수 있다.

둘째, 단열재의 팽창/수축이 방지됨에 따라 샌드위치패널을 상호 고정하고 있던 고정못이 이탈하지 않으므로 누수 발생 소지를 제거할 수 있고, 샌드위치패널 구조물의 내구성을 보장할 수 있게 되어 그만틈 튼튼하고 견고한 구조물을 유지할 수 있다.

셋째, 단열재 자체가 난연성 소재이고 외부로 노출되는 측면에 난연성 도료층이 형성되어 있으므로 화기로 인해 단열재가 쉽게 연소되지 않음은 물론 유독가스를 발생하지 않으므로 질식의 위험성을 내포하지 않으며, 설령 어느 하나의 샌드위치패널이 연소되도라도 난연성도료층에 의해서 나란히 위치한 샌드위치패널로 화기가 전이되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 샌드위치패널의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A선을 절개한 단면도이다.
도 3은 도 2의 B부를 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 샌드위치패널의 난연성 단열재 제조 과정을 보인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 샌드위치패널의 제조공정을 보인 블록도이다.
도 6은 주식회사 동서코리아에서 캐나다, 미국, 필리핀 수출용으로 시판한 차열성 도료 제품으로써 LHS/LPS-SC100(모델번호)의 사진도면이다.
도 7은 주식회사 동서코리아에서 캐나다, 미국 ,필리핀 수출용으로 시판한 불연성 도료 제품으로써 LHS/LPS 201-9-03(모델번호)의 사진도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 보인 첨부의 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 첨부된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예이므로 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않으며, 또한 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 기술이거나 용이하게 도출되는 정도의 기술에 대해서는 그에 관한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 샌드위치패널의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 절개한 단면도이고, 도 3은 도 2의 B부를 확대한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 샌드위치패널의 난연성 단열재 제조 과정을 보인 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하는 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 샌드위치패널은, 난연성 재질로 이루어진 단열재(10)와, 상기 단열재(10)의 양면에 접착제층(20)으로 부착된 한 쌍의 금속판(30) 및 상기 한 쌍의 금속판(30) 중 어느 일 표면 또는 양 표면에 도포된 차열성 도료층(40)으로 이루어진다.

상기 단열재(10)는 단열성, 흡음성, 내충격성을 가진 저밀도 경량으로서 예를 들면 발포폴리스티렌 소재일 수 있으며, 그 자체가 난연성을 띠도록 하기 위해 내부에 무기질 불연재가 전체 면에 침투되어 있다.

도 4를 참조하는 바와 같이, 난연성 단열재(10)를 제조하는 방법은, 먼저 발포폴리스티렌 등의 단열재(10) 양쪽 면에 바늘(101)을 복수 개 설치하여 바늘(101)로 발포폴리스테렌의 양면을 찌른 상태에서 각각의 바늘(101) 내부에 형성된 통로를 통해 난연액 또는 불연재(50)를 주입한 후, 바늘을 제거한다.

상기 바늘(101)은 주사바늘과 같이 내부에 액체를 주입할 수 있는 통로가 형성되어 있으며, 단열재(10)에서 바늘을 빼내면 단열재 소재의 특성상 탄성이 있으므로 바늘구멍이 메꿔지게 되어 주입액이 흘러나오지 않는다.

상기 바늘(101)은 발포폴리스테렌의 한쪽 면에 설치하는 것보다 양쪽 면에 설치하는 것이 바람직하고, 양쪽 면에 설치한 경우 양 측 바늘(101)은 서로 어긋나는 위치에서 주입하게 함으로써 동일 위치에 중복하여 주입하지 않도록 한다.

이후, 도 4의 우측 도면과 같이 단열재(10)를 난연액 또는 불연재(50)가 저장된 챔버(60)에 넣는다. 상기 챔버(60) 하부에는 복수 개의 배출관(61)이 구비되어 있고, 상기 배출관(61)은 펌프(62)와 연결되어 있으며, 펌프(62)가 가동하는 경우 배출관(61)을 통해 난연액 또는 불연재(50)가 고압으로 흡입되어 다시 챔버(60) 내부로 회수된다.

난연액 또는 불연재(50)가 순환하는 동안, 난연액 또는 불연재(50)는 챔버(60) 내에 장착된 단열재(10)의 미세한 틈 사이를 경유하면서 충진되고, 이후 단열재(10)를 챔버에서 꺼내어 건조시키면 난연성 단열재(10)를 생산할 수 있다.

상기 무기질 난연액 또는 불연재(50)는 예컨대 석분이나 질석 또는 시멘트를 물에 희석시킨 것일 수 있으며, 그 예로써 물유리나 트리클로로에틸포스페이트(TCEP), 트리클로로프로필포스페이트(TCPP), 디메틸메틸포스페이트(DMMP), 디페닐크레실포스페이트(DCP), 디페닐크레실포스페이트(DPCF), 테트라브로모비스페놀-A(TBBA) 등에서 어느 하나가 사용된 것일 수 있다.

물론, 불연재(50) 제품은 휘발성유기화합물(VOC)이나 납과 같은 중금속을 함유하고 있지 않은 친환경적인 제품을 선택하는 것이 바람직한데, 일 예로서 대한민국 서울특별시 소재의 주식회사 동서코리아에서 판매하고 있는 상표명 로하스/로파스 제품으로서 도 7에서 사진으로 도시된 바와 같이 LHS/LPS 201-9-03(모델번호)(캐나다, 미국, 필리핀 수출용)을 들 수 있는데, 상기 LHS/LPS 201-9-03 제품은 친환경적이면서도 무색, 무취하기 때문에 그 사용처의 제한이 없어 유리하다. 그러나 본 발명에 따른 불연재(50)는 상기 예의 제품으로 한정되는 것은 아니며 불연성이 있는 도료이면 적용이 가능하다.

한편, 상기 금속판(30)의 표면에 코팅된 차열성 도료층(40)은 태양광의 50% 정도를 차지하는 적외선과, 자외선을 반사하여 금속판(30)의 온도가 상승, 과열되는 것을 방지하고, 나아가 단열재(10)로 열이 전도되지 않도록 한 것으로, 납과 같은 중금속을 함유하고 있지 않은 친환경적인 제품이면서도 난연성을 가지는 무기질 도료인 것이 바람직하다.

일 예로서 대한민국 서울특별시 소재의 주식회사 동서코리아에서 판매하고 있는 상표명 로하스/로파스 제품으로서 도 6에서 사진으로서 도시된 바와 같은 LHS/LPS-SC100(모델번호)(캐나다, 미국, 필리핀 수출용)을 들 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 차열성 도료는 상기 예의 제품으로 한정되는 것은 아니며 차열성이 있는 도료이면 적용이 가능하다.

더욱 바람직한 실시 예로서, 도 3을 참조하는 바와 같이 단열재(10)에서 금속판(30)이 부착되지 않고 외부로 노출되는 면, 즉 단열재(10)의 측면에 난연성 도료층(50')이 코팅될 수 있으며, 상기 난연성 도료층(50') 역시 불에 잘 연소되지 않도록 하기 위해, 앞서 설명한 불연재(50)를 사용할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 단열재(10) 내부에 흡입, 침투시키는 불연재(50)를 단열재(10)의 측면에 도포하여 건조시키면, 단열재(10) 내부에는 불연재(50)가 침투되어 있는 동시에 측면에는 난연성 도료층(50')이 형성되므로 단열재(10)가 쉽게 연소되지 않게 된다.

물론, 난연성 도료층(50')을 형성하는 도료는 전술한 주식회사 동서코리아의 LHS/LPS 201-9-03(모델번호)로 한정되는 것은 아니며, 불연성 혹은 난연성이 있는 도료이면 그 적용의 제한은 없다.

이와 같이 단열재(10) 측면에 난연성 도료층(50')이 형성된 경우, 금속판과 그 이웃한 금속판이 서로 이어진 부분의 틈으로 침투되는 화기에 의해서도 단열재(10)가 연소되는 것을 원천적으로 방지할 수 있게 되어 더욱 유리하다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 샌드위치패널의 제조공정을 보인 블록도로서, 이하 본 발명에 따른 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널의 제조방법에 관하여 설명한다.

도 5를 참조하는 바와 같이, 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널은, 난연성 단열재를 성형하는 제1공정(S1)과, 상기 단열재의 측면에 무기질로서 난연성 도료를 도포하고 건조시키는 제2공정(S2)과, 알루미늄 등의 금속재를 압출, 혹은 타발하여 금속판을 성형하는 제3공정(S3)과, 접착제를 이용하여 상기 단열재의 양면에 금속판을 부착하는 제4공정(S4)과, 상기 금속판의 외면에 무기질로서 차열성 도료를 도포하고 건조시키는 제5공정(S5)으로 이루어진다.

여기서, 각 공정은 시간의 흐름에 따라 순서를 정한 것은 아니다. 즉 단열재를 성형하는 제1공정(S1)을 진행하는 중에 동시에 제3공정과 같이 금속판을 성형할 수 있고, 또는 단열재보다 금속판을 먼저 성형해 놓을 수도 있으며, 이는 단열재와 금속판이 동일한 설비나 장치에 의해 제조되지 않고 별도의 설비에서 각자 제조되기 때문이다.

또한, 상기 제4공정과 제5공정은 그 순서를 서로 달리할 수 있다. 즉 금속판을 성형(제3공정)한 후, 그 표면에 차열성 도료를 도포, 건조(제5공정)한 다음 단열재의 양면에 금속판을 부착(제4공정)할 수 있는 바와 같이, 상기 제1공정 내지 제5공정은 시간의 순서로 나열된 것은 아니다.

한편, 상기 난연성 단열재를 성형하는 제1공정은, 발포폴리스티렌 표면 전체에 균일한 간격으로 작은 바늘구멍을 내고, 여기에 난연액 또는 불연재를 도포하거나 저장조에 함침하면 불연재 혹은 난연액이 바늘구멍을 통해 단열재 내부로 침투하게 되며, 이를 건조하면 난연성 단열재가 성형된다.

이후, 제2공정으로서 단열재의 측면에 무기질의 난연성 도료를 도포, 건조하면 단열재(10)의 측면은 난연성 도료층(50')에 의해 보호되고 양면은 금속판(30)으로 보호되므로 난연성이 향상될 수 있다.

제5공정으로서 금속판의 표면에 무기질의 차열성 도료를 도포, 건조하는 경우, 표면에 샌딩 처리를 병행하는 경우 차열성 도료의 점착성을 향상시킬 수 있게 되어 더욱 유리하다.

제3공정과 제4공정은 통상적인 금속의 압출 또는 프레스(타발) 공정 및 부착공정을 따르면 되고, 무기질 불연재나 난연액, 차열성 도료, 난연성 도료 등은 앞서 샌드위치패널의 구성 부분 설명을 참조하면 족하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이상의 설명은 비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위에 속함은 자명하다.

10...난연성 단열재
20...접착제층
30...금속판
40...차열성 도료층
50...난연액 또는 불연재
50'...난연성 도료층

Claims (6)

1. 불연재(50)가 내부 전체 면에 침투된 난연성 단열재(10)와,
   상기 단열재의 양면에 접착제층(20)으로 부착된 한 쌍의 금속판(30) 및
   상기 한 쌍의 금속판(30) 중 어느 일 표면 또는 양 표면에 차열성 도료층(40)이 코팅된 것을 특징으로 하는 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 단열재(10)에서 금속판(30)이 부착되지 않은 측면에 난연성 도료층(50')이 코팅된 것을 특징으로 하는 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 차열성 도료는 주식회사 동서코리아의 LHS/LPS-SC100 도료인 것을 특징으로 하는 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 불연재 및 난연성 도료는 주식회사 동서코리아의 LHS/LPS 201-9-03 도료인 것을 특징으로 하는 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널.
   
5. 발포폴리스티렌 표면 전체에 난연액 또는 불연재 주입용 바늘구멍을 삽입하여 난연액 또는 불연재를 주입하는 제1공정과,
   난연액 또는 불연재가 주입된 발포폴리스티렌의 고압으로 흡입하여 난연액 또는 불연재를 분산시키는 제2공정과,
   상기 단열재의 측면에 무기질로서 난연성 도료를 도포하고 건조시키는 제3공정과,
   금속판을 성형하는 제4공정과,
   상기 단열재의 양면에 금속판을 부착하는 제5공정과,
   금속판의 외면에 무기질로서 차열성 도료를 도포하고 건조시키는 제6공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널의 제조방법.
6. 상기 바늘구멍에 의한 난연액 또는 불연재 주입은 발포폴리스티렌의 양면에 시행하고, 양 측 바늘구멍이 서로 어긋나는 위치에서 주입하는 것을 특징으로 하는 난연성과 차열성을 가진 샌드위치패널의 제조방법.
   

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