KR20130030090A - 친환경 건축용 보드 및 그 제조방법 - Google Patents

친환경 건축용 보드 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 건축용 보드에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 800～1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트) 그리고 팽창질석과 팽창진주암을 섞어서 인장력을 증강시키는 인장력 증강재료 및 무기바인더를 상호 혼합한 후 압입 성형하여 이루어진다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 강력한 흡음성과 뛰어난 단열성, 원적외선과 음이온 방출, 공기정화와 탈취 및 항곰팡이 가능, 쾌적한 실내 습도 조절 가능, 가공성과 시공성이 우수, 새집 증후군과 아토피 피부염의 뛰어난 효과와 특히 신축성이 우수하고 절연과 강도가 우수하며 더하여 밝은 천연색상의 하얀색으로 만들 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

Description

친환경 건축용 보드 및 그 제조방법{A Construction board of Environmentally Friendly and its manufacture method thereof}
본 발명은 친환경 건축용 보드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강력한 흡음성과 뛰어난 단열성, 원적외선과 음이온 방출, 공기정화와 탈취 및 항곰팡이 가능, 쾌적한 실내 습도 조절 가능, 가공성과 시공성이 우수, 새집 증후군과 아토피 피부염의 뛰어난 효과와 특히 신축성이 우수하고 절연과 강도가 우수하며 더하여 밝은 천연색상의 하얀색으로 만들 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피 보드(board)는 내열성·내구성 등이 좋아서 벽, 칸막이, 천장 따위에 쓴다.
특히 석고보드(gypsum plaster board )는 2장의 종이(또는 다른 섬유 재료) 사이에 석고를 샌드위치 모양으로 끼워 맞추어 판상으로 성형한 단열성, 불연성, 경량의 건축 재료. 건축물의 실내 벽, 천정, 칸막이 등에 사용한다. 평(平)보드는 벽이나 천장에 사용되어 방화재의 역할을 하고, 라스 보드는 벽의 속 재료로 사용한다. 또 흡음(吸音)보드는 음향 흡수성이 있으며, 표면에 인쇄나 플라스틱 도장(塗裝)을 한 화장 석고 보드는 내장 벽용(內裝壁用)으로 사용한다.
또한 하드보드(hard board)는 나무나 짚 등을 고압으로 압축하여 만든 판. 건축자재 등에 활용. 경질섬유판(硬質纖維板)이다.
종래에도 상기와 같은 보드는 다수가 출원된바 있고, 그 중에서 팽창질석을 이용하여 질석보드를 제조하는 방법에 관한 기술이 있는 것으로, 특허문헌 1은, 대한민국 공개특허공보 제 특2001-0102690호 질석 소성품 및 이를 이용한 질석판넬에서는 소성된 질석과 우레탄계 바인더를 혼합하여 질석판넬을 제조하는 방법을 제공하고 있다. 또한 특허문헌 2는, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0326283호 질석을 이용한 건축 내장재 구조에서는 팽창질석과, 붕산, 붕사, 불연성 규산소다 용액, 물로 이루어진 접착제를 혼합하여 질석판넬을 제조하는 방법을 제공하고 있다. 또한 특허문헌 3은, 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0111300호 질석보드 및 그의 제조방법에서는 질석과 실리카, 알루미나 바인더와 혼합하고 소성하여 질석보드를 제조하는 방법을 제공하고 있다. 또한 특허문헌 4는, 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0092175호 건축용 내장재 제조방법에서는 발포질석과 아스베스트, 로진파우더, 글리세린, 규산나트륨, 산화아연을 혼합하고 압축 성형하여 내장재를 제조하는 방법을 제공하고 있다. 상기한 방법들은 질석보드를 제조함에 있어서 우레탄계 바인더, 또는 무기바인더를 사용하는 특징이 있다. 그러나, 상기 방법들을 이용하여 제조한 질석보드는 강도가 낮고 내후성 및 내수성도 낮은 문제가 있으므로, 고강도를 요하는 제품에는 적용할 수 없는 한계가 있었다. 종래에는 상기한 기술의 문제점을 해소하기 위해 특허문헌 5를 제공하는데, 상기 특허문헌 5는, 특허출원 제 2006-0125751호(등록번호 제 0695910호)가 출원된 후 등록된바 있다. 즉, 상기한 종래의 기술은 팽창질석 100중량부와 점토 1-10중량부, 에폭시수지 70-90중량%와 페놀수지 10-30중량%로 이루어진 유기바인더 50-90중량부를 함유하며, 분쇄한 질석분말을 소성하여 부피를 팽창시키고, 팽창질석과 점토, 유기바인더를 혼합하고 교반한 후, 성형기에 투입하고 가압성형하는 방법으로 제조한다. 상기한 종래의 기술은 기존의 팽창질석을 이용한 보드의 장점인 난연성, 경량성, 단열성을 그대로 유지하면서도 강도가 높은 특징이 있다. 그러나 상기한 종래의 기술도 실제로 실험한 결과 무게가 무겁고, 흡음성 및 단열성이 매우 약하다는 문제점으로 대두 되었고, 특히 친환경적인 제품이 아님이 판명되어 제품의 질이 저하되는 커다란 문제점으로 지적되었다. 특히 상기 종래의 기술은 구조적으로 신축성이 우수하지 못하다는 문제점이 발생 되었다. 또한 상기 종래의 기술은 구조적으로 절연과 강도가 우수하지 못하다는 문제점도 발생 되었다. 더하여 상기 종래의 기술은 보드를 도 1 과 같이 색상을 밝은 천연색상의 하얀색으로 만들 수 없다는 커다란 문제점으로 지적되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 800～1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트) 그리고 팽창질석과 팽창진주암을 섞어서 인장력을 증강시키는 인장력 증강재료 및 무기바인더를 상호 혼합한 후 압입 성형하여 이루어진 친환경 건축용 보드가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 강력한 흡음성과 뛰어난 단열성, 원적외선과 음이온 방출, 공기정화와 탈취 및 항곰팡이 가능, 쾌적한 실내 습도 조절 가능, 가공성과 시공성이 우수, 새집 증후군과 아토피 피부염의 뛰어난 효과가 있도록 한 것이며, 제3목적은 특히 신축성이 우수하고 절연과 강도가 우수하며 더하여 밝은 천연색상의 하얀색으로 만들 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 친환경 건축용 보드를 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 800～1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트) 그리고 팽창질석과 팽창진주암을 섞어서 인장력을 증강시키는 인장력 증강재료 및 무기바인더를 상호 혼합한 후 압입 성형하여 이루어짐을 특징으로 하는 친환경 건축용 보드를 제공한다.
또한 본 발명은 10~20중량(%)의 팽창질석(버미큘라이트)과 70~74중량(%)의 팽창진주암(퍼얼라이트) 그리고 3~6중량(%)의 인장력 증강재료인 운모(mical) 또는 야자껍질섬유 또는 닥나무(삼지닥나무) 또는 굴 껍질 중에서 어느 하나를 상호 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물 제조단계 이후 상기 혼합물에 규산·실리카졸·칼슘·인산·붕소·아연·동이 포함된 7~10중량(%)의 규산 무기바인더를 배합하여 배합물을 제조하는 단계; 상기 배합물 제조단계 이후 배합물을 열압프레스 몰드에 투입하는 단계; 상기 투입단계 이후 열압플레스 몰드의 공기주입구와 공기배출구를 통해 습기를 배출하여 압축된 배합물을 건조시키는 단계; 및 상기 건조된 배합물은 표면연마와 표면도장을 거쳐 건축용 보드로 성형함을 특징으로 하는 친환경 건축용 보드의 제조방법을 제공한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 800～1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트) 그리고 팽창질석과 팽창진주암을 섞어서 인장력을 증강시키는 인장력 증강재료 및 무기바인더를 상호 혼합한 후 압입 성형하여 이루어진 친환경 건축용 보드를 제공한다.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 강력한 흡음성과 뛰어난 단열성, 원적외선과 음이온 방출, 공기정화와 탈취 및 항곰팡이 가능, 쾌적한 실내 습도 조절 가능, 가공성과 시공성이 우수, 새집 증후군과 아토피 피부염의 뛰어난 효과가 있도록 한 것이다.
특히 본 발명은 신축성이 우수하고 절연과 강도가 우수하며 더하여 밝은 천연색상의 하얀색으로 만들 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 상기한 효과로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 종래 건축용 보드의 제품 사진.
도 2 는 본 발명에 적용된 친환경 건축용 보드의 제조방법 흐름도.
도 3 은 본 발명에 적용된 친환경 건축용 보드의 제품 사진.
도 4 는 본 발명과 종래 건축용 보드의 제품 비교 사진.
도 5 는 본 발명 팽창질석(버미큘라이트)의 제품 사진.
도 6 은 본 발명 팽창진주암(퍼얼라이트)의 제품 사진.
도 7 은 본 발명 운모(mical)의 제품 사진.
도 8 은 본 발명 야자껍질섬유의 제품 사진.
본 발명에 적용된 친환경 건축용 보드 및 그 제조방법은 도 2 내지 도 8 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 본 발명은 800～1200℃로 가열한 도 5 의 팽창질석(버미큘라이트)(10)과 도 6 의 팽창진주암(퍼얼라이트)(20) 그리고 팽창질석과 팽창진주암을 섞어서 인장력을 증강시키는 도 7 의 인장력 증강재료(30) 및 무기바인더(40)를 상호 혼합한 후 압입 성형하여 이루어진 친환경 건축용 보드를 제공한다.
특히 상기 본 발명에 적용된 팽창질석(버미큘라이트)(10)은 10~20중량(%)가 포함됨이 바람직하다.
이때 상기 팽창질석(버미큘라이트)이 10중량(%) 이하일 경우에는 건축용 보드의 경도가 약해 쉽게 깨지는 문제점이 있고, 20중량(%) 이상일 경우에는 경도는 강해지지만 단가가 상승하고 건축용 보드의 수축 팽창이 심하다는 문제점이 있기 때문에 상기 팽창질석(버미큘라이트)은 10~20중량(%)가 포함됨이 바람직하다.
또한 상기 팽창진주암(퍼얼라이트)(20)은 70~74중량(%)가 포함됨이 바람직하다.
이때 상기 팽창진주암(퍼얼라이트)이 70중량(%) 이하일 경우에는 습기에 의해 제품이 늘어나고 응집력이 약하다는 문제점이 있고, 74중량(%) 이상일 경우에는 강도가 약해 쉽게 깨지는 문제점이 있기 때문에 상기 팽창진주암(퍼얼라이트)은 70~74중량(%)가 포함됨이 바람직하다.
그리고 상기 인장력 증강재료(30)는 3~6중량(%)가 포함됨이 바람직하다.
이때 상기 인장력 증강재료인 운모(mical), 야자껍질섬유(도 8), 닥나무(삼지닥나무), 굴 껍질이 3중량(%) 이하일 경우에는 강도가 약할 뿐만 아니라 밝은 색상을 얻을 수 없다는 문제점이 있고, 6중량(%) 이상일 경우에는 단가가 상승하고 무거워지기 때문에 상기 인장력 증강재료는 3~6중량(%)가 포함됨이 바람직하다.
마지막으로 본 발명에 적용된 상기 무기바인더(40)는 7~10중량(%)가 포함됨이 바람직하다.
이때 상기 무기바인더가 7중량(%) 이하일 경우에는 강도가 약해지고 접착력이 약해지는 문제점이 있고, 10중량(%) 이상일 경우에는 단가 상승과 몰드에 달라 붙어 성형이 안되는 문제점이 있기 때문에 상기 무기바인더는 7~10중량(%)가 포함됨이 바람직하다.
한편 상기 본 발명에 적용된 인장력 증강재료는 건축용 보드의 강도를 증강시킴과 아울러 밝은 색상을 띄도록 분쇄된 운모(mical), 야자껍질섬유, 닥나무(삼지닥나무), 굴 껍질 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러 상기 본 발명에 적용된 무기바인더는 규산·실리카졸·칼슘·인산·붕소·아연·동이 포함됨이 바람직하다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 친환경 건축용 보드 및 그 제조방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 적용된 친환경 건축용 보드는 도 3 에 도시된 바와 같이 강력한 흡음성과 뛰어난 단열성, 원적외선과 음이온 방출, 공기정화와 탈취 및 항곰팡이 가능, 괘적한 실내 습도 조절 가능, 가공성과 시공성이 우수, 새집증후군과 아토피 피부염의 뛰어난 효과와 특히 신축성이 우수하고 절연과 강도가 우수하며 더하여 밝은 천연색상의 하얀색으로 만들 수 있도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명은 도 2 에 도시된 바와 같이 10~20중량(%)의 팽창질석(버미큘라이트)(10)과 70~74중량(%)의 팽창진주암(퍼얼라이트)(20) 그리고 3~6중량(%)의 인장력 증강재료(30)인 운모(mical) 또는 야자껍질섬유 또는 닥나무(삼지닥나무) 또는 굴 껍질 중에서 어느 하나를 상호 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계를 거친다.
본 발명은 상기 혼합물 제조단계 이후 상기 혼합물에 규산·실리카졸·칼슘·인산·붕소·아연·동이 포함된 7~10중량(%)의 규산 무기바인더(40)를 배합하여 배합물을 제조하는 단계를 거친다.
본 발명은 상기 배합물 제조단계 이후 배합물을 열압프레스 몰드에 투입하는 단계를 거친다.
본 발명은 상기 투입단계 이후 열압플레스 몰드의 공기주입구와 공기배출구를 통해 습기를 배출하여 압축된 배합물을 건조시키는 단계를 거친다.
마지막으로 본 발명에 적용된 상기 건조된 배합물은 표면연마와 표면도장을 거쳐 건축용 보드로 성형하는 친환경 건축용 보드의 제조방법을 제공한다.
한편 본 발명은 상기 야자껍질섬유와 닥나무(삼지닥나무)는 건축용 보드를 밝은 하얀색으로 표현하기 위해 천연 표백제로 하얗게 탈색하여 사용함이 바람직하다.
또한 상기 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)의 입자 크기는 무기바인더와 혼합시 입자와 입자가 뭉치는 점성 현상이 없이 공기압 충진이 가능하도록 0.7~2mm의 크기로 형성함이 바람직하다.
즉, 상기 입자크기가 0.7mm 이하일 경우에는 입자끼리 뭉치는 점성 현상이 발생하여 공기압 충전을 할 수 없다는 문제점이 있고, 2mm 이상일 경우에는 입자가 뭉치는 현상은 없으나 너무 쉽게 분리되는 문제점이 있기 때문에 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)의 입자 크기는 0.7~2mm의 크기로 형성함이 바람직하다.
그리고 상기 열압프레스 몰드의 온도는 250~260℃ 가 바람직하다.
즉, 상기 열압프레스 몰드의 온도가 250℃ 이하일 경우에는 성형시간이 길어짐에 따라 재료가 몰드에 달라붙는 문제점이 있고, 260℃ 이상일 경우에는 무기바인더가 겉 마름으로 인해 건축용 보드가 푸석푸석해져 부스러지는 문제점이 있기 때문에 상기 열압프레스 몰드의 온도는 250~260℃ 가 바람직하다.
상기한 각 단계를 거친 본 발명은 도 4 에 도시된 오른쪽 사진과 같이 본 발명의 보드는 밝은 천연색상의 하얀색으로 나타낼 수 있으나, 종래 건축용 보드는 왼쪽 사진과 같이 갈색으로밖에 나타낼 수 없기 때문에 본원발명은 종래 기술에 비하여 가일층 진보성이 인정된다.
상기한 본 발명 친환경 건축용 보드는 다음과 같은 표 1, 표 2, 표 3, 표 4 와 같은 시험 결과를 얻게 되었다.
(표 1)
Figure pat00001
상기 표 1 은 불연재료 시험 결과로 시험결과는 1, 2, 3차 모두 적합한 판정을 받았다.
(표 2)
Figure pat00002
상기 표 2 는 석면유무시험으로 시험결과 석면미함유로 적합 판정을 받았다.
(표 3)
Figure pat00003
상기 표 3 은 탈취시험으로 시간이 경과 할수록 탈취율이 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
(표 4)
Figure pat00004
상기 표 4 는 본 발명 친환경 건축용 보드를 이용하여 방화문을 만든 다음 이를 시험한 결과치로 비틀림강도와 연직하중강도, 개폐력과 개폐반복성, 내충격성과 내화성 및 차연성이 모두 적합 판정을 받았다.
상기와 같이 본 발명에 적용된 친환경 건축용 보드는 시험결과에서 보듯이 모두 적합판정을 받은 우수한 보드로 이를 건축자재료 사용시 강력한 흡음성과 뛰어난 단열성, 원적외선과 음이온 방출, 공기정화와 탈취 및 항곰팡이 가능, 쾌적한 실내 습도 조절 가능, 가공성과 시공성이 우수, 새집 증후군과 아토피 피부염의 뛰어난 효과와 특히 신축성이 우수하고 절연과 강도가 우수하며 더하여 밝은 천연색상의 하얀색으로 만들 수 있도록 한 것이다.
본 발명 친환경 건축용 보드 및 그 제조방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 팽창질석(버미큘라이트) 20: 팽창진주암(퍼얼라이트)
30: 인장력증강재료 40: 무기바인더

Claims (8)

  1. 800～1200℃로 가열한 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트) 그리고 팽창질석과 팽창진주암을 섞어서 인장력을 증강시키는 인장력 증강재료 및 무기바인더를 상호 혼합한 후 압입 성형하여 이루어짐을 특징으로 하는 친환경 건축용 보드.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 팽창질석(버미큘라이트)은 10~20중량(%), 팽창진주암(퍼얼라이트)은 70~74중량(%), 인장력 증강재료는 3~6중량(%), 무기바인더는 7~10중량(%)가 포함됨을 특징으로 하는 친환경 건축용 보드.
  3. 청구항 1 또는 2 에 있어서,
    상기 인장력 증강재료는,
    건축용 보드의 강도를 증강시킴과 아울러 밝은 색상을 띄도록 분쇄된 운모(mical), 야자껍질섬유, 닥나무(삼지닥나무), 굴 껍질 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 건축용 보드.
  4. 청구항 1 또는 2 에 있어서,
    상기 무기바인더는,
    규산·실리카졸·칼슘·인산·붕소·아연·동이 포함됨을 특징으로 하는 친환경 건축용 보드.
  5. 10~20중량(%)의 팽창질석(버미큘라이트)과 70~74중량(%)의 팽창진주암(퍼얼라이트) 그리고 3~6중량(%)의 인장력 증강재료인 운모(mical) 또는 야자껍질섬유 또는 닥나무(삼지닥나무) 또는 굴 껍질 중에서 어느 하나를 상호 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
    상기 혼합물 제조단계 이후 상기 혼합물에 규산·실리카졸·칼슘·인산·붕소·아연·동이 포함된 7~10중량(%)의 규산 무기바인더를 배합하여 배합물을 제조하는 단계;
    상기 배합물 제조단계 이후 배합물을 열압프레스 몰드에 투입하는 단계;
    상기 투입단계 이후 열압플레스 몰드의 공기주입구와 공기배출구를 통해 습기를 배출하여 압축된 배합물을 건조시키는 단계; 및
    상기 건조된 배합물은 표면연마와 표면도장을 거쳐 건축용 보드로 성형함을 특징으로 하는 친환경 건축용 보드의 제조방법.
  6. 청구항 5 에 있어서,
    상기 야자껍질섬유와 닥나무(삼지닥나무)는 건축용 보드를 밝은 하얀색으로 표현하기 위해 천연 표백제로 하얗게 탈색하여 사용함을 특징으로 하는 친환경 건축용 보드의 제조방법.
  7. 청구항 5 에 있어서,
    상기 팽창질석(버미큘라이트)과 팽창진주암(퍼얼라이트)의 입자 크기는 무기바인더와 혼합시 입자와 입자가 뭉치는 점성 현상이 없이 공기압 충진이 가능하도록 0.7~2mm의 크기로 형성함을 특징으로 하는 친환경 건축용 보드의 제조방법.
  8. 청구항 5 에 있어서,
    상기 열압프레스 몰드의 온도는 250~260℃ 임을 특징으로 하는 친환경 건축용 보드의 제조방법.
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