KR20130013332A - 복합단열패널 - Google Patents

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KR20130013332A
KR20130013332A KR1020110074917A KR20110074917A KR20130013332A KR 20130013332 A KR20130013332 A KR 20130013332A KR 1020110074917 A KR1020110074917 A KR 1020110074917A KR 20110074917 A KR20110074917 A KR 20110074917A KR 20130013332 A KR20130013332 A KR 20130013332A
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hollow panel
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신재호
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박분선
이재관
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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌(PP) 성형패널에 단열 및 결로방지에 탁월한 효과가 있는 공기층을 복수 개의 터널형상으로 구비하여 폴리프로필렌 중공패널을 성형하고, 폴리프로필렌 중공패널의 양면에 이물질과의 접착력을 증대시키기 위하여 부직포 열융착이나 코로나 열처리 등의 표면개질을 수행한 후, 폴리프로필렌 중공패널의 일면에는 단열재를 접착하고 다른 면에는 1mm 내지 5mm의 무기질 접착제를 도포 또는 코팅하여 표면패널의 내화성능(난연2급) 및 강도를 증대시키고 보수의 용이성과 도장, 벽지 마감의 용이성 및 설치공정의 단순화로 제품 경쟁력을 향상시키기 위한 복합단열패널에 관한 것으로,
건물의 특정 부위에 장착되는 복합단열패널로서,
복수 개의 통공(28)이 형성된 제1 합성수지 중공패널(24);
상기 합성수지 중공패널(24)의 상면에 접착된 단열재(22); 및
상기 단열재(22)의 상면에 접착되되, 복수 개의 통공이 형성된 제2 합성수지 중공패널;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

복합단열패널{A Heat insulating multipanel}
본 발명은 복합단열패널에 관한 것으로, 특히, 폴리프로필렌(PP) 성형패널에 단열 및 결로방지에 탁월한 효과가 있는 공기층을 복수 개의 터널형상으로 구비하여 폴리프로필렌 중공패널을 성형하고, 폴리프로필렌 중공패널의 양면에 이물질과의 접착력을 증대시키기 위하여 부직포 열융착이나 코로나 열처리 등의 표면개질을 수행한 후, 폴리프로필렌 중공패널의 일면에는 단열재를 접착하고 다른 면에는 1mm 내지 5mm의 무기질 접착제를 도포 또는 코팅하여 표면패널의 내화성능(난연2급) 및 강도를 증대시키고 보수의 용이성과 도장, 벽지 마감의 용이성 및 설치공정의 단순화로 제품 경쟁력을 향상시키기 위한 복합단열패널에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 건축물에 있어 내부와 외부 간의 온도차이가 심한 경우에 건축 재료의 열전달을 최소화하여 건축물 외부의 기온과 관계없이 실내 기온을 일정하게 유지해주기 위하여 단열재가 사용되고 있다. 단열재는 내부에 미세한 공기층이 많은 재료가 사용되어 단열성능을 향상시키며 소재의 종류에 따라 유기단열재와 무기단열재로 구분된다.
또한, 단열재는 동절기에 실내와 실외의 기온이 현격히 차이가 발생되어 건축물의 외주부 중 단열성능이 부족한 부분의 표면 온도가 노점온도 이하로 떨어지면 그 표면에 물방울이 발생하는 결로현상이 발생될 수 있다. 결로현상은 벽지 또는 페인트 등 내수 성능이 취약한 실내마감 재료로 처리된 부분이 부패되거나 인체에 유해한 곰팡이 등이 발생하게 되어, 실내환경을 크게 훼손시키는 문제가 있었다.
이에, 단열성능을 향상시키고 결로현상을 방지시키기 위하여 다양한 형태의 결로방지용 단열패널 및 이를 제조하는 방법이 제안되고 있다.
결로방지용 단열패널은 설치방법에 따라 선시공 공법과 후시공 공법으로 구분된다.
선시공 공법에는 내부옹벽 및 천정부 결로방지단열패널, 지하층 및 최상층 결로방지단열패널 등 거푸집에 선시공하여 콘트리트를 타설함으로써, 벽면 및 천정과 일체로 결로방지단열패널을 형성시키는 공법이다.
후시공 공법에는 신발장 및 붙박이장 후변부 단열마감패널, 발코니 벽면부 단열마감패널, 내부 옹벽의 단열마감패널 등 기존 벽면에 시공하여 벽면 및 천정을 형성시키는 공법이다.
이와 관련하여, 도 1은 종래의 기술에 따른 결로방지용 복합단열패널의 일 실시 예를 나타낸 사시도로, 복합단열패널(10)은 합성수지 중공패널(12) 및 단열재(14)가 적층되어 구성된다.
도 1에 있어서, 결로현상방지 및 단열 향상을 위하여 합성수지 중공패널(12)에 열가소성 수지 접착제를 사용하여 스티렌계 발포성 합성수지(14)를 적층시킨 복합단열패널(10)이 제조된다.
그러나, 상기 스티렌계 발포성 합성수지(14)를 결합시키는 접착제로 사용되는 열가소성 수지는 열에 약하여 일정 온도 상승 시 이탈됨으로써 합성수지 중공패널(12)로부터 스티렌계 발포성 합성수지(14)가 쉽게 떨어지는 단점이 있다.
또한, 합성수지 중공패널(12)의 표면에 코로나 열처리나 부직포 융착 등을 하여 벽지, 페인트 등의 마감처리가 용이하도록 하였으나, 합성수지 중공패널(12)에 시멘트가 쉽게 부착되지 않고 표면 강도가 약하여 건설공사 현장에서 합성수지 중공패널(12)의 파손이 심하고 시멘트 등으로 보수할 수 없어 설치비용이 가중되는 문제가 발생하였고, 합성수지 중공패널(12)이 열에 약하여 직사광선이 직접 전달되는 앞쪽발코니에는 적용하기 어려운 단점이 있다.
또한 합성수지 중공패널(12)의 표면개질을 수행하지 아니한 상태에서의 몰탈을 도포하면 표면의 몰탈이 부착되지않고 이탈되는 문제점이 발생하고 있다.
또한, 합성수지 중공패널(12)을 제조하기 위하여 통상 폴리프로필렌 수지가 사용되었으나, 폴리프로필렌 수지는 프로필렌의 중합체로서 밀도가 0.9 내지 0.91이며, 결정도는 크지만 성형한 후에는 70% 이하로 저하되고 탄소와 수소로만 이루어져 있어 전기적 성질이 우수한 반면, 첫째 합성수지와 단열재와 같은 서로 다른 물성을 합지하는 과정에서 이물질 부착에 따른 복합단열패널(10)의 휨 발생으로 인하여 제품의 결함이 발생되어 성능이 저하되는 문제가 있었고, 둘째 열에 약하기 때문에 수축 및 팽창이 빈번하게 발생되어 복합단열패널(10)을 제조할 때 휨,이탈 등이 발생되고, 셋째 외부의 충격에 의해 쉽게 파손되는 문제점들이 있었다.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 폴리프로필렌 성형패널에 단열 및 결로 및 곰팡이 방지에 탁월한 효과가 있는 공기층을 복수 개의 터널형상으로 구비하여 폴리프로필렌 중공패널을 성형하고, 폴리프로필렌 중공패널의 양면에 이물질과의 접착력을 증대시키기 위하여 부직포 열융착이나 코로나 열처리 등의 표면개질을 수행한 후, 폴리프로필렌 중공패널의 일면에는 단열재를 접착하고 다른 면에는 1mm 내지 5mm의 무기질 접착제를 도포 또는 코팅하여 표면패널의 내화성능(난연2급) 및 강도를 증대시키고 보수의 용이성과 도장, 벽지 마감의 용이성 및 설치공정의 단순화로 제품 경쟁력을 향상시키기 위한 복합단열패널을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이와 같은 본 발명은 구체적으로, 건축법규 중 '건축물의 설비기준 등에 관한 규칙' 제21조 4항의 "단열조치를 하여야하는 부위에는 방습층을 설치하여야한다"는 의무조항에 의거 플라스틱 중공패널이 방습패널(흡수율 0.03%이하)로 대변되어 공사 수행 시 별도의 방습층을 구비하지 않고, 마감과 방습공사를 한 번에 수행할 수 있어 공사원가절감에 그 목적이 있다.
또한, 합성수지 중공패널은 기존 석고보드나 합판 등의 다른 마감용 판재에 비해 탁월한 단열성능(0.056w/m.k)을 발휘하여 단열재의 두께감소, 벽체 두께감소 등 공사 원가절감에 큰 기여를 하는데 목적이 있다. 이때 석고보드 단열성능은 0.19W/mk이다.
또한, 건축법규 중 법 제43조 건축물의 [내부마감재료] 의거 "내부마감재료는 준불연(난연2급) 성능 이상을 구비함"을 조건으로 되어있어 무기질을 1mm 이상 도포 및 코팅으로 그 기준을 만족함에 목적이 있고 무기질을 도포함으로써 단열패널의 파손 시 시멘트나 퍼티 등으로 그 보수가 용이하도록 하는데 다른 목적이 있다.
또한, 합성수지 중공패널과 단열재 접착 시 내수성능의 열경화성 접착제를 사용하여 단열패널 내부로 수분이 침투하더라도 합성수지 중공패널과 단열재가 쉽게 떨어지지 않도록 하며, 벽체 또는 천장에 잘 부착될 수 있는 단열패널을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 건축자재에 대한 관련법 및 제규정 등의 내화 성능시험 및 방습 시험에 적합하도록 단열패널을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 종래 건축공법에서의 단열재 설치 후 방습층 설치, 마감재로 마감하는 공정을 간소화하여 공정 수 축소로 인한 시간 및 비용을 절감하도록 하는데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일 형태에 따르면,
단열패널은; 건물의 소정 부위에 장착되어 단열성능 향상과 결로현상을 방지하도록 하는 단열패널에 있어서, 합성수지 중공패널은 복수 개의 터널식 통공이 구비되어 단열성능(0.056w/m.k)과 결로방지에 유용한 성능인 공기(0.020w/m.k)층을 제공하며, 상기 합성수지 중공패널의 일면에 에폭시 및 우레탄계의 열경화성 접착제에 의하여 접착되는 단열재, 상기 단열재가 접착되는 합성수지 중공패널의 다른 면에는 무기질 접착제가 1mm 이상 도포되어 형성되는 코팅층이 일체로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합단열패널 제조방법은; 폴리프로필렌과 무기질 원료로 이루어진 복합수지 원료에 난연재 및 UV 안정제가 첨가되어 융해된 후, 소정 압출기에서 하나 이상의 통공이 형성된 합성수지 중공패널이 제조되는 과정, 상기 합성수지 중공패널의 양면에 코로나 열처리 또는 부직포 열융착 등으로 표면을 개질하는 과정, 소정 시간동안 일정 온도에서 수축,팽창 현상 방지를 위하여 상기 합성수지 중공패널을 양생하고 규격에 맞게 재단하는 과정, 상기 합성수지 중공패널에서 중공패널의 일면에 무기질 접착제가 1mm 이상 도포되어 코팅층이 형성되는 과정, 상기 합성수지 중공패널의 무기질 도포층 이면에 열변형에 강한 에폭시나 우레탄계의 열경화성 접착제를 사용하여 단열재가 압착공정에 의해 부착되는 과정, 상기 단열재와 합성수지 중공패널의 접착으로 일체화된 복합단열패널을 소정 시간동안 일정 온도에서 건조하는 과정, 및 상기 합성수지 중공패널과 단열재 사이의 접착틈새에 접착제가 도포되어 일체화시키는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 복합단열패널 및 그 제조방법으로, 복수 개의 통공을 구비한 합성수지 중공패널에 이물질 부착을 원활토록 하기 위한 코로나 열처리 및 부직포 열융착 등의 표면개질, 표면개질된 합성수지 중공패널의 일면에 무기질 접착제에 의한 코팅층과 또 다른 일면에 에폭시 접착제나 우레탄계 접착제에 의해 단열재가 일체로 접착되는 단열패널이 제공됨으로써, 단열패널의 표면강도 증대와 내화성능 향상, 단열공정과 마감공정 그리고 방습공정등의 삼중공정을 단일공정으로 시행하여 공기절감 및 원가절감의 효과가 있다.
또한 건축법규 중 [건축물의 설비기준 등에 관한규칙] 제21조 4항의 "건축물에 있어 단열조치를 하는 부위에는 방습층을 설치하여야 한다"의 기준에 가장 적합한 단열패널로 기존 석고보드 등의 마감재는 별도의 방습층을 시공하여야 하나 본 단열패널은 합성수지 중공패널 자체가 방습층과 마감층을 동시 수행되어 원가절감에 탁월하다.
또한 상기 합성수지 중공패널은 패널 구성이 공기층을 형성하여 석고보드나 합판 등의 마감재보다 단열성능(0.056w/mk)이 우수하여 단열재의 두께감소, 벽체의 두께 감소 등으로 후속 공사 시 탁월한 원가절감을 기대할 수 있다.
또한, 상기 무기질 코팅층이 시멘트 또는 몰타르 등의 이물질과 쉽게 부착되기 때문에 단열패널의 파손 시에 보수가 용이하고 벽지, 페인트 등의 실내 마감처리가 용이한 효과가 있으며, 에폭시 및 우레탄계의 방수성 접착제가 사용되어 종래 수분 침투가 용이한 수용성 아크릴수지계 접착제보다 단열패널의 휨 등의 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 건설현장의 기존 공법인 단열재 설치 후 방습층설치, 마감재설치 등의 삼중공정이 아니라, 단열과 방습, 마감을 동시에 수행할 수 있어 공기절감과 원가절감, 안전사고예방 등을 기대할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 복합단열패널의 일 실시 예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 복합단열패널을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 'A'를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 복합단열패널의 제조방법을 단계별로 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 복합단열패널을 나타낸 사시도로, 복합단열패널(20)은 단열재(22) 하면에 폴리프로필렌 중공패널(24) 및 코팅층(26)이 차례로 적층되어 이루어진다.
이와 같이 구성된 본 발명을 도 3 및 도 4를 참조하여 보면 다음과 같다.
도 3은 도 2의 'A'를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 복합단열패널(20)의 제조방법을 단계별로 나타낸 순서도이다.
도 2 및 도 3에 있어서, 먼저 복합단열패널(20)을 구성하는 합성수지 중공패널(24)은 내장재로서의 필요한 표면 강도를 갖는 폴리프로필렌으로 이루어지며, 결로방지에 유용한 성능인 통기성을 가지도록 복수 개의 통공(28)이 구비된다. 이때 합성수지 중공패널(24)은 폴리프로필렌과 탈크 등의 무기원료로 가공된 복합수지 원료로 제조되나 폴리프로필렌 수지만으로도 제조된다.
단열재(22)는 합성수지 중공패널(24)의 일면과 접착된다. 이때 합성수지 중공패널(24)과 단열재(22)를 접착하는데 있어서는 무용제형의 에폭시계 접착제 및 우레탄계 접착제가 사용된다. 에폭시 및 우레탄계 접착제는 수분 및 열에 강하기 때문에, 콘트리트 벽체 또는 천정에 함유된 수분 성분이 침투하는 것을 막을 수 있으며, 무수축성이고 변형되지 않아 복합단열패널(20)의 평판을 확보하는데 적합하다.
코팅층(26)은 단열재(22)가 접착되는 합성수지 중공패널(24)의 다른 면에 형성된다. 이때 코팅층(26)은 무기질을 충진제로 구성되는 접착제가 사용되며 일반 몰탈이나 시멘트 등은 합성수지 중공패널에 직접 부착이 난해하며, 무기접착제는 복합단열패널(20)의 표면 강도 증대와 내화성능(준불연, 난연2급)이 강화되도록 구성되는 바, 시멘트, 질석, 모래, 규사, 석고, 등 무기질 성분과 아크릴 등 유기질 성분이 혼합된 접착제가 사용된다.
도 4는 도 2에 도시된 복합단열패널의 제조방법을 단계별로 나타낸 순서도이다. 여기서, 본 발명에 적용되는 복합수지 원료는 동일한 기능 및 성분, 효과가 제공되는 범위 내에서 다른 공급업체의 원료가 적용될 수 있음은 물론이고, 또한 원료 공급양도 변화될 수 있다.
먼저, 폴리프로필렌 수지와 탈크, 난연재, UV재 등으로 이루어진 복합수지 원료를 압출성형기기에 제공한다(ST100).
압출성형기기의 온도를 220℃로 설정한 상태에서 압출성형기기 내의 원료를 융해시켜 복수 개의 통공(28)이 일체로 형성되는 합성수지 중공패널(24)을 제조한다(ST102).
압출기성형으로 제조된 합성수지 중공패널(24)에 대해서 표면개질 공정에 의하여 2가지 방법이 채택되며 그 첫째로는 합성수지 중공패널(24)의 양면에 코로나 열처리기구(성진기기, EMS 202)에 의하여 코로나 열처리를 수행하고, 또 다른 방법으로는 부직포를 열융착하여 표면을 개질해서 타물질과의 부착력을 향상시킨다(ST104). 이때 코로나 열처리는 합성수지 중공패널(24)의 표면에 존재하는 유막을 제거하며 표면에 미세한 요철을 발생시켜 타물질과의 부착력이 향상되도록 표면개질 과정을 수행하는 것이다.
여기서, 표면개질 과정은 플라스틱 일부의 재질에 에너지가 강한 단파장의 자외선을 인가하여 플라스틱 표면의 화학 결합을 절단시키면, 플라스틱 표면의 극성이 높아져서 극성이 다른 물질 즉, 도료, 착색제, 코팅제 등이 부착되기 쉽도록 처리하는 것을 말하며, 본 발명에서는 코로나 열처리에 의하여 수행된다.
이와 같이, 표면개질과정이 완료된 합성수지 중공패널(24)은 자체적으로 갖는 수축 및 팽창현상을 방지하도록 대략 24시간동안 25℃ 내지 30℃(바람직하게는 28℃)의 온도에 의해 양생시키고, 프레스 공정을 수행하여 소정 규격에 맞게 재단한다(ST106).
합성수지 중공패널(24)의 일면에 아크릴수지 접착제를 1차 도포하여 하도처리 한 후 무기질을 충진제로 사용하는 접착제를 1mm이상 도포하여 코팅층(26)을 형성한다(ST108). 이때 무기접착제로서 나래텍의 NR100 접착제가 사용된다. 이때 코팅층(26)에 사용되는 접착제는 시멘트, 질석, 모래, 규사, 석고, 등의 무기질 및 아크릴 등 유기질의 혼합물로 이루어지며 유,무기질 성분의 재료는 접착제의 중량비 대비 약 7:3로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 유,무기질 접착제가 사용되어 코팅층(26)을 형성하는 것은 시멘트 또는 몰타르와의 부착력을 향상시켜서 임의의 건설현장에서 사용된 복합단열패널(20)이 파손되더라도 시멘트 또는 몰타르를 발라 파손된 부분을 용이하게 보수하기 위함과 건축자재로서의 내화성능 향상, 표면강도 증대가 그 목적이다.
건조공정을 수행한다(ST110).
합성수지 중공패널(24)과 접착된 코팅층(26) 이면에 수분과 열에 강한 에폭시계 및 우레탄계의 열경화성 접착제를 사용하여 단열재(22)를 접착한다(ST112). 이때 나래텍의 NR200, NR300 접착제를 사용한다. 열경화성 접착제는 무수축성이며 변형이 없어 콘크리트 벽체 또는 천정이 함유한 수분 성분이 침투하는 것을 방지할 수 있음은 물론 복합단열패널(20)의 평판을 확보하는데 적합하다. 합성수지 중공패널(24)에 부착되는 단열재(22)는 발포성 단열재 또는 압출형 스트리폼, 기타 단열성능을 보유한 일반적인 단열재 등이 선택적으로 사용이 가능하다.
접착력 증대를 위하여 건조실에서 24시간동안 28℃의 온도에서 접착 건조를 수행하고 합성수지 중공패널(24)과 단열재(22) 부착 시 발생되는 접착틈새를 접착제로서 밀봉하여 합성수지 중공패널(24)의 양면에 각각 단열재(22)와 코팅층(26)이 일체로 형성되도록 한다(ST114). 이때 접착제에 의한 밀봉공정은 부착력 증대와 함께 콘크리트의 수분침투를 예방하여 복합단열패널(20)의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
20: 복합단열패널
22: 단열재
24: 합성수지 중공패널
26: 코팅층
28: 통공

Claims (7)

  1. 건물의 특정 부위에 장착되는 복합단열패널로서,
    복수 개의 통공(28)이 형성된 제1 합성수지 중공패널(24);
    상기 합성수지 중공패널(24)의 상면에 접착된 단열재(22); 및
    상기 단열재(22)의 상면에 접착되되, 복수 개의 통공이 형성된 제2 합성수지 중공패널;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합단열패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 합성수지 중공패널(24)의 하면에 코팅되되, 유,무기질 성분을 포함하는 물질로 코팅된 코팅층(26);
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합단열패널.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 합성수지 중공패널은 폴리프로필렌 수지 및 복합 수지를 원료로 하여 제조된 것을 특징으로 하는 복합단열패널.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 합성수지 중공패널(24)의 상면 또는, 상면 및 하면에 이물질 부착이 원활하도록 표면을 개질하기 위해, 코로나 열처리한 후 부직포 또는 종이가 부착된 것을 특징으로 하는 복합단열패널.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 단열재(22)는 우레탄계 또는 에폭시계의 열경화성 접착제에 의해 상기 합성수지 중공패널에 접착된 것을 특징으로 하는 복합단열패널.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 코팅층(26)은 시멘트, 질석, 모래, 규사, 석고를 포함하는 무기화합물과 아크릴계 접착제를 혼합하여 1mm 내지 5mm의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 복합단열패널.
  7. 청구항 2 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 코팅층(26)은 패널형태인 것을 특징으로 하는 복합단열패널.
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