KR20130113573A - 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전벽체구조 - Google Patents
난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전벽체구조 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조에 있어서, 양측 벽체를 결합하는 철판갈바(200)는 아이(I)자 형상으로 이루어져 있고, 그 양측에서 기존 벽체의 중간부에는 유리섬유나 흡음제가 충진된 충진제부(230a)(230b)를 형성하고, 그 양측에는 난연성 스치로폼구간부(220a)(220b)으로 형성하며, 그 외곽으로는 칼슘보드나 탄소보드, 질석보드, 펄라이트보드 등으로 이루어지는 석고보드층(210a)(210b)이 형성된 것을 특징으로 하는 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조이다
Description
본 발명은 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전벽체구조에 관한 것이다.
일반적으로 스티로폼(styrofoam) 또는 스티로폴(styropor)은 발포 폴리스티렌(Expanded PolyStyrene: EPS) 수지를 지칭하는 플라스틱의 상표명으로써, 절연이나 충격 완화에 주로 사용되며, 상기 두 용어는 본 명세서에서는 실질적으로 동일한 의미로 사용된다. 열가소성 EPS 수지입자를 1차 발포하여 스티로폼 비즈(Beads)를 만든 후, 이를 발포 성형기에서 2차로 발포 성형하여 스티로폼 성형체를 형성하고, 다시 이를 일정한 두께로 재단하여 발포성 스티로폼 보드를 제조하게 되는데, 스티로폼 보드의 특성은 경량성, 보온성, 단열성 및 방음성이 우수하고 생산비용이 비교적 저렴하므로 각종 내외장재 및 도금된 강판을 이용하는 샌드위치 보드, 보온 보드, 단열 보드, 방음 보드 등으로 그 용도가 매우 넓은 장점이 있다.
그러나, 이러한 종래의 스티로폼 보드는 내화성이 지극히 불량하므로 화재발생시 유해가스와 화염의 발생 및 화염의 전이가 심하므로 근래에는 이의 사용을 제한하거나, 기피하는 등 문제점이 제기되고 있다. 최근에는 화재발생시에 대형사고를 방지하기 위하여 여러 종류의 불연성 또는 난연성 내장재가 개발되고 있는 실정이다.
기존의 스티로폼에 난연성을 부여한 기술들을 살펴보면, 발포하여 성형된 스티로폼에 불연성 성분을 코팅하여 스티로폼 보드에 난연성을 부여한 기술과 발포전 스티로폼 입자에 난연성분을 코팅한 다음, 그 위에 수지(resin)계 바인더를 코팅하고, 이를 발포시킨 스티로폼 등이 있으나, 이는 가연성 물질의 연소속도를 지연시키는 효과는 있으나, 유독가스의 발생을 억제할 수 없으므로, 화재발생 초기에 유독가스에 의한 인명피해를 방지할 수는 없었다.
도 7~8에 도시된 바와 같이, 종래 기술인 관통 개구 내화 충전 시스템(100)은 보강 러너(130), 단열재(140), 마감발포재(150), 함침 메쉬(160) 및 표면 마감재(170)를 포함한다. 도 7의 A는 관통 개구 내화 충전 시스템이 적용되기 전에, 관통 개구(101)가 형성된 기준 벽체(10)와 관통 부재(20) 간의 개략적인 단면도이다.
상기 실시예에 따른 관통 개구 내화 충전 시스템(100)은, 내부에 중공부(12)를 가지는 기준 벽체(10)에 형성된 관통 개구(101)를 통과하는 관통 부재(20)와 관통 개구(101)의 경계를 형성하는 기준 벽체의 경계단(11a, 11b)사이의 공간을 충전하여, 기준벽체(10) 및 관통 부재(20)의 내화성을 향상시키는 부재이다.
경계단(11a, 11b)은 도 7의 A에 도시된 바와 같이 관통 개구(101)의 경계를 형성하는 기준 벽체(10)의 일단을 말한다.
기준 벽체(10)는 내부가 중공 상태인 석고보드가 사용된다. 관통부재(20)는 기준 벽체(10)의 관통개구(101)를 통과하는 부재로서, 일반적으로 덕트, 파이프 또는 케이블 등의 배관을 말한다. 한편, 도 7의 A에 도시된 바와 같이, 관통 개구(101)의 폭은 관통 부재(20)가 통과한다. 일반적으로, 관통 개구(101)의 폭은 관통 부재(20)의 폭보다 크기 때문에, 관통 부재(20)가 관통 개구(101)에 삽입된 상태에서 상부의 경계단(11a)과 관통 부재(20), 및 하부의 경계단(11b)과 관통 부재(20) 사이에 공간이 형성된다.
한편, 보강 러너(130)는 도 7, 8에 도시된 바와 같이, 볼록부(131) 및 오목부(132)를 가진 형상이 바람직하다. 더욱 상세하게는, 볼록부(131)는 중공부(12)의 형상에 대응되며, 볼록부(131)의 폭은 중공부(12)의 폭과 거의 동일한 것이 바람직하다. 오목부(132)는 기준 벽체(10)의 경계단(11a, 11b)의 단면에 대응되는 형상 및 크기를 가지는 것이 바람직하다.
보강 러너(130)는 경계단(11a 또는 11b)이 오목부(132)에 삽입되고, 볼록부(131)가 관통 개구(101)의 중공부(12)에 삽입되는 방식으로, 기준 벽체(10)와 결합된다. 보강 러너(130)가 기준 벽체(10)에 결합되면, 보강 러너(130)는 관통 개구(101)의 중공부(12)를 차단하여, 경계단(11a 또는 11b)과 관통 부재(20) 사이에서 공간을 형성한다. 이하, 상부의 경계단(11a)과 관통부재(20) 사이의 공간, 및 하부 경계단(11b)과 관통 부재(20) 사이의 공간을 단열재(140) 및 마감 발포재(150)가 충전되는 부분이라 하여, 충전 공간이라 지칭한다.
보강 러너(130)는 충전 공간에 삽입되는 단열재(140) 및 마감 발포재(150)가 관통 개구(101)의 중공부(12)로 삽입되는 것을 방지하여, 충전 공간에 완전히 충전될 수 있도록 한다.
단열재(140)는 충전 공간인 보강 러너의 볼록부(131)와 관통 부재(20)사이의 공간에 위치한다. 단열재(140)는 습식 마감 공법으로 충전 공간에 삽입된다. 단열재(140)는 충전 공간을 메우며, 외부 또는 기준 벽체(10)로부터 관통 부재(20)로의 열전달을 차단하여, 화재시 화염이 충전 공간을 통해 이동되는 것을 방지한다.
단열재(140)는 광물성 무기 단열재이다. 상기 실시예에서 사용되는 광물성 무기 단열재는 화재시에도 고온에 잘 견딜 수 있는 무기질 섬유가 사용된다.
단열재(140)로서 사용되는 무기질 섬유로는 미네랄울, 그라스울 또는 알루미나 실리카 섬유 등이다. 미네랄울은 700℃ 이상에서 녹으며, 1100℃에서 안정적인 섬유상을 가지고, 200 내지 300℃에서 낮은 전도율을 가진다. 알루미나 실리카 섬유는 1100℃ 이상에서 녹는다.
마감 발포재(150)는 충전 공간인 보강 러너의 오목부(132)와 관통 부재(20)사이의 공간에 위치한다. 마감 발포재(150)는 습식 마감 공법으로 단열재(140)가 충전된 충전 공간으로 삽입되어, 충전 공간을 완전히 메운다. 마감 발포재(150)는 화재시, 고온에 의해 팽창 및 발포됨으로써 방화 및 마감 피막을 형성하여 외부로부터 관통부재(20)로의 열전달을 차단한다.
그러나, 상기와 같은 종래 실시예에서는 기존 벽체가 석고보드 등으로 이루어지면서 내부가 중공이어서 고온의 열을 차단하기 어려운 문제가 있었다.
이에 본 발명에서는 기존 벽체를 석고보드 등으로 이루어지면서 내부도 중공 대신에 유리섬유나 흡음제를 충진하는 방법으로 개선할 필요가 있었고, 벽체에 충진제 적용 후 난연성 스티로폼을 양측으로 설치하여 가일층 화제가 있어도 열전달을 차단할 수 있는 구조로 개선하는데 그 목적이 있고, 이어 난연성 스티로폼 재료의 제작방법에 있어서는 건축용으로 사용되는 스티로폼을 알갱이 형태로 발포한 다음, 이를 불연성 성분으로 코팅하고, 이를 석고용액으로 성형함으로써 상술한 문제점을 해결할 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 화재발생시에 스티로폼의 연소속도가 지연될 뿐만 아니라, 유독성 가스의 발생이 최소로 되므로 인명피해를 최소로 하면서 초기에 화재진압을 할 수 있는 난연성 스티로폼의 제조방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조는 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조에 있어서, 양측 벽체를 결합하는 철판갈바(200)는 아이(I)자 형상으로 이루어져 있고, 그 양측에서 기존 벽체의 중간부에는 유리섬유나 흡음제가 충진된 충진제부(230a)(230b)으로 형성하고, 그 양측에는 난연성 스치로폼구간부(220a)(220b)으로 형성하며, 그 외곽으로는 칼슘보드나 탄소보드, 질석보드, 펄라이트보드 등으로 이루어지는 석고보드층(210a)(210b)이 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조에 있어서, 양측 벽체를 결합하는 철판갈바(200)는 양측으로 분리된 결합형태를 취하고 있는 바, 일측의 철판갈바(200a)는 대칭으로 니은자형상을 취하되 석고보드층(210a)과 난연성 스치로폼구간부(220a)와의 사이에 끼워지도록 꺽임부가 형성되어 있고, 일측의 철판갈바(200b)는 대칭으로 오옴형상으로 형성하되, 석고보드층(210b)가 형성되어 있고, 그 양측에서 기존 벽체의 중간부에는 유리섬유나 흡음제가 충진된 충진제부(230a)(230b)를 형성하였으며, 그 양측에는 상기 난연성 스치로폼구간(220a)(220b)으로 형성하고, 그 외곽으로는 칼슘보드나 탄소보드, 질석보드, 펄라이트보드 등으로 이루어지는 석고보드층(210a)(210b)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 난연성 스치로폼구간(220a)(220b)에는 난연성 스치로폼으로서, 스티로폼을 알갱이 형태로 분쇄하는 단계와, 상기 알갱이 형태의 스티로폼을 발포시키는 단계와, 상기발포 알갱이 스티로폼에 불연성제를 코팅시키는 단계로서, 상기 불연성제는 카올린, 점토 또는 이의 혼합물 50~70중량%, 규사 분말 10~30중량%, 알루미나 1~5중량%, 및 나머지는 물을 포함하는 난연성 스티로폼이며, 상기 불연성제 코팅 스티로폼과 석고액을 혼합시키는 단계와, 상기 혼합물을 원하는 형상으로 성형하는 단계로 제조된 난연성 스티로폼인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 석고액은 석고 30~65중량% 및 물 35~70중량%을 포함하며, 상기 석고액과 불연성제 코팅 스티로폼의 혼합 중량비는 20~40 : 60~80인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 불연성제는 백운석, 장석, 활석, 산화아연, 소금, 코디어라이트 및 규회석으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 전체 불연성제에 대하여 30중량% 이하로 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조이다.
그리고, 난연성 스티로폼의 제조방법은 스티로폼을 알갱이 형태로 분쇄하는 단계; 상기 알갱이 형태의 스티로폼을 발포시키는 단계; 상기 발포 알갱이 스티로폼에 불연성제를 코팅시키는 단계; 상기 불연성제 코팅 스티로폼과 석고액을 혼합시키는 단계; 및 상기 혼합물을 원하는 형상으로 성형하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 분쇄 단계의 스티로폼 알갱이의 직경은 0.58∼2.3㎜인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 발포된 스티로폴 알갱이의 직경은 0.3∼4㎜인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 불연성제는 카올린, 점토 또는 이의 혼합물 50∼70중량%, 규사 분말 10∼30중량%, 알루미나 1∼5중량%, 및 나머지는 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 불연성제의 입자크기는 15∼200㎛이고, 상기 발포 알갱이 스티로폼에 0.3∼4㎜의 두께로 코팅되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 석고액은 석고 30∼65중량% 및 물 35∼70중량%을 포함하며, 상기 석고액과 불연성제 코팅 스티로폼의 혼합 중량비는 20∼40 : 60∼80인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 석고액은 전체 석고액에 대하여 20중량% 미만으로 플라이애쉬, 황산칼슘 또는 이들의 혼합물을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 불연성제는 백운석, 장석, 활석, 산화아연, 소금, 코디어라이트(Cordierite) 및 규회석으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 전체 불연성제에 대하여 30중량% 이하로 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 방법은 상기 성형단계 후의 성형품의 표면에 규산염으로 코팅시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 건축내장재인 스티로폼의 화재발생시 불연성제 및 석고에 의하여 연소가 지연될 뿐 아니라, 유해가스의 발생이 최소로 되므로, 화재를 초기에 진압할 수 있는 시간을 확보할 수 있을 뿐 아니라, 유독가스에 인한 인명피해를 최소로 할 수 있다. 즉, 스티로폼이 발화되기 시작하면, 스티로폼 알갱이의 내면 및 외면에 코팅된 불연성제와 상기 스티로폼을 결합시키는 결합제로 사용되는 석고가 발화부위에 부착되어 산소의 공급을 차단시키므로써 연소속도가 지연되는 효과가 있다. 또한, 스티로폼이 연소될 때에 발생되는 유독가스가 다공질의 분말화된 불연성제에 흡착되므로서 유독가스의 발생이 최대한 억제되기 때문에 화재발생시 초기에 유독가스에 의한 인명피해를 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따라 제조된 스티로폼과 시판되는 스티로폼의 난연특성을 실험하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 스티로폼의 난연특성 결과를 나타낸 사진이다.
도 5, 6은 본 발명에 따른 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조의 제1, 2실시예의 단면도
도 7, 8은 종래 내화충전시스템의 구조를 나타낸 단면도 및 보강러너 사시도
도 4는 본 발명에 따라 제조된 스티로폼의 난연특성 결과를 나타낸 사진이다.
도 5, 6은 본 발명에 따른 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조의 제1, 2실시예의 단면도
도 7, 8은 종래 내화충전시스템의 구조를 나타낸 단면도 및 보강러너 사시도
이하 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 주로 건축용 내장재로 사용되는 스티로폼의 화재시, 발화가 지연되고 유해가스의 발생을 억제시키기 위하여, 작은 입자로 분쇄된 스티로폼 알갱이를 발포시키고, 이를 불연성제 용액으로 코팅하여 불연성제가 코팅된 스티로폼 알갱이를 얻고, 이를 다시 석고용액으로 성형하여 스티로폼을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 상기 스티로폼은 시판되는 제품을 구매하여 사용할 수 있으며, 이를 작업성과 성형성 등을 고려하여 0.58∼2.3㎜의 크기로 분쇄하여 사용한다. 상기 0.58∼2.3㎜ 크기의 분쇄 스티로폼을 약 100℃의 스팀으로 발포시키면, 다양한 크기의 발포 스티로폼을 얻을 수 있으나, 약 0.3∼4㎜의 발포 스티로폼이 작업성 및 성형성이 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 불연성제는 카올린, 점토 또는 이의 혼합물 50∼70중량%, 규사 분말 10∼30중량%, 알루미나 1∼5중량%, 및 나머지는 물을 포함한다.
상기 카올린, 점토는 열화에 대하여 우수한 내화성을 갖는 도막을 형성할 뿐만 아니라 다공성이며 스티로폼에 우수한 결합력을 나타낸다. 따라서, 그 사용량은 50∼70중량%가 바람직하다.
상기 규사는 규산이 많이 포함된 주물사로, 내화도는 높으나 결합력이 작아 주로 주강용 주물사나 시멘트, 유리의 원료로 사용되는 물질이다. 또한, 내열성과 단열성이 크므로 내화재료에 널리 이용되며, 이러한 목적을 위해 10∼30중량%로 첨가된다.
상기 알루미나는 자연상태에 많이 존재하는 것으로 철, 산소, 규소와 같은 다른 원소들과 결합된 상태로 존재한다. 베이어(Bayer) 법에서 보오크사이트를 뜨거운 수산화나트륨과 반응시키면 광석 중의 알루미늄이 알루민산 나트륨으로 되며 비용해 물질의 제거 후에 알루민산 용액으로부터 알루미늄의 수산화물이 석출된다. 그후 알루미늄 수산화물을 농축시키고 하소(calcining)시켜 알루미나를 제조하는 것으로서, 표면에 산화물 피막을 형성하여 주기 때문에 우수한 내식성을 지니고 있고 무독성이다. 상기 알루미나는 1∼5중량%로 사용되며, 이 범위가 다른 혼합성분의 기능성을 저하시키지 않으면서 알루미나의 첨가 효과를 나타낼 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따르면, 스티로폼 알갱이에 카올린 및/또는 점토, 규사 미분, 및 알루미나를 코팅하면 열원에 대하여 저항력이 우수할 뿐 아니라 열원에 대하여 강력한 내화막, 자화막 및 다공질막을 형성하여 화재시 열원이 스티로폼 알갱이에 직화되는 것을 방지할 수 있다.
상기 카올린, 점토, 규사 분말 및 알루미나를 포함하는 불연성제의 입자 크기는, 예를 들면, 15∼200㎛ 범위인데, 비용을 더 들여가며 15㎛ 미만으로 분쇄할 이유가 없으며, 200㎛를 초과하면 스티로폼에 코팅이 잘 되지 않는 경향이 있다. 또한, 상기 불연성제는 상기 발포 알갱이 스티로폼에 0.3∼4㎜의 두께로 코팅된다.
상기 불연성제는 물에 혼합된 상태로 가연성인 스티로폼 알갱이의 내면 및 외면에, 예를 들어, 0.3∼4㎜의 두께로 코팅 후, 즉시 성형 또는 건조시켜 성형에 사용할 수 있다. 상기 코팅층의 두께는 원하는 두께를 얻기 위하여 불연성제의 도포와 건조를 반복적으로 실행할 수 있다. 상기 코팅층의 두께가 0.3㎜ 미만이 되면, 화재발생시 유해가스의 흡착력이 적어 불연성제의 역할을 기대할 수 없으며, 코팅층의 두께가 클수록 화재시 발화를 지연시키고 유해가스의 흡착력이 큰 효과가 있으나, 경제적인 측면에서 4㎜를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
이러한 불연성제가 코팅된 스티로폼은 화재발생시 자체의 가연성 물질에 의하여 발화되면, 불연성제에 의하여 발화가 지연되고 유독가스의 발생이 최소로 되는 것이다. 즉, 열기가 스티로폼에 가해지면, 외면에 코팅된 불연성제에 의하여 일차 연소가 지연될 뿐 아니라, 고체화되어 있던 불연성제가 분말화되면서 가연성 물질인 스티로폼에 흡착되므로 산소의 공급을 차단시키며, 또한 불연성제가 연소되면서 다공성의 흡착력이 큰 분말로 변환되므로 스티로폼이 연소되면서 발생되는 유독가스가 분말화된 불연성제로 흡착되어 외부로 방출되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 불연성제는 백운석, 장석, 활석, 산화아연, 소금, 코디어라이트(Cordierite) 및 규회석으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 전체 불연성제에 대하여 30중량% 이하로 더욱 포함할 수 있다. 이들 성분은 점토 및/또는 카올린의 양이 상대적으로 적어지지 않는 30중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 백운석 및 장석은 열 반응을 촉진시키고, 소성온도를 올리는데 효과적이며, 균열을 방지할 수 있다. 상기 활석은 열 충격에 대한 우수한 저항성을 가지며, 상기 산화 아연은 소량 첨가하면 용융온도를 저하시키고, 한층 완전한 열원에 대한 도막 형성하여 내화도를 높이는데 사용할 수 있다.
한편, 소금은 알루미나와 열 화학반응을 하여 강력한 내화막을 형성하고, 코디어라이트 및 규회석 등은 열팽창계수가 적고, 급열 및 급냉에 강한 특성이 있다.
본 발명에 있어서, 석고는 스티로폼 형태를 유지하는 성형성과 세라믹으로서 열원에 대하여 강력한 스티로폼 형태 유지 및 저항력을 나타내는 내화성을 목적으로 사용되며, 물과 혼합하여 석고액 형태로 제공된다. 상기 석고액은 석고 30∼65중량% 및 물 35∼70중량%을 포함하며, 상기 석고액과 불연성제 코팅 스티로폼의 혼합 중량비는 20∼40 : 60∼80인 것이 바람직하다.
특히, 석고는 표준 혼수량을 35∼70중량%로 한 경우, 작업성 및 성형성을 최적으로 유지할 수 있다. 즉, 상기 범위에서 석고에 물을 투입 후 7분 후에 경화가 시작되며, 스티로폼과 성형시에는 10∼25분 사이에서 성형이 가능하고, 0.53∼0.3%의 종결팽창, 및 습윤시 75㎏/㎠ 이상 및 건조시 120㎏/㎠ 이상의 압축강도를 나타내어 최적의 작업성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 석고액과 불연성제 코팅 스티로폼의 혼합 중량비로 제품을 성형한 경우, 토치램프로 약 750∼1100℃에서 직화하여 30분간 노출하여도 1㎝ 이하의 변형을 가져오는 결과치와 화재가 발생하지 않아 바람직하다. 한편, 상기 성형은 통상적으로 원하는 성형품의 두께에 따라 60∼120㎏/㎠의 압력으로 수행될 수 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
아울러, 상기 석고액은 전체 석고액에 대하여 20중량% 미만으로 플라이 애쉬, 황산칼슘 또는 이들의 혼합물을 더욱 포함할 수 있다. 즉, 상기 석고의 일부를 플라이 애쉬, 황산칼슘 또는 이들의 혼합물로 대체하여도 원하는 성형성 및 작업성을 얻을 수 있다. 이는 폐기물의 재활용 측면 및 대체물질의 활용 측면에서 바람직하다.
본 발명에 따라 제조된 난연성 스티로폼은 복합 불연성 자재인 샌드위치 판넬, 실내 비내력벽 경량 칸막이 등으로 사용될 수 있으며, 본 발명에 따라 제품을 성형 후, 그 표면을 규산염으로 코팅, 예를 들면, 스프레이 코팅 등을 하면 열원에 대하여 더욱 강력한 저항성을 부여할 수 있다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 제조공정을 좀 더 상세히 설명하지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시 예 1
세경 스티로폼(주)의 스티로폼을 파쇄기에서 분쇄한 후, 망체에 의해 2.3㎜이하의 입자크기를 갖는 스티로폼을 분리한다. 상기 분쇄 스티로폼을 약 100℃의 스팀으로 발포하여 0.3∼4㎜의 발포 스티로폼을 분리하였다.
한편, 불연성제인 카올린 30중량%, 점토 30중량%, 규사 20중량%, 및 알루미나 2중량%를 분쇄기에서 각각 15∼200㎛의 입자로 분쇄하고, 물 18중량%와 혼합한 다음, 여기에 상기 발포 알갱이 스티로폼을 침적하고, 이를 3∼4회 반복하여 0.3∼4㎜의 두께로 코팅하였다.
코팅 즉시, 상기 불연성제 코팅 스티로폼 70중량%와 석고 50중량% 및 물 50중량%을 혼합시킨 석고액 30중량%를 교반하면서 혼합한 다음, 사각의 성형틀에 주입하고, 약 80 ㎏/㎠의 압력으로 프레스 성형하였다. 이때의 성형시간은 약 30분이 소요되었으며, 성형된 스티로폼은 0.1%의 종결팽창, 및 습윤시 80 ㎏/㎠ 및 건조시 130 ㎏/㎠의 압축강도를 나타내었다.
상기 성형품과 시판되는 스티로폼 보드의 내화성을 측정하기 위하여, 도 1과 같이 상기 성형품과 시판되는 스티로폼 보드를 인접하게 횡렬로 배열하고, 약 800℃의 토치램프를 본 발명의 성형품에만 30분간 직화하고, 본 발명의 성형품과 시판되는 스티로폼 보드의 변형을 관찰하였다. 그 결과, 도 4에서와 같이, 본 발명의 성형품은 1㎝ 이하의 변형을 가져오는 결과치를 얻었으며, 열원에 의한 화재는 없었다. 그러나, 시판되는 스티로폼 보드는 간접 가열임에도 불구하고, 가열 약 4분 후부터 변형(도 2 참조)이 시작되어 최종적으로 형체의 50% 이상이 변형(도 3 참조)되었다.
또한, 스티로폼 형태를 유지하는 석고 또한 세라믹으로서 열원에 대하여 강력한 스티로폼 형태 유지 및 저항력을 갖는 것을 확인하였다. 따라서, 본 발명에 따른 스티로폼을 이용하여 건축자재 및 샌드위치 판넬 등을 생산하면 화재에 취약한 스티로폼에 대한 단점을 보완할 수 있다.
이하, 상기 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조의 제1, 2실시예를 설명한다.
도 5, 6은 본 발명에 따른 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조의 제1, 2실시예의 단면도이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 양측 벼게를 결합하는 철판갈바(200)는 아이(I)자 형상으로 이루어져 있고, 그 양측에서 기존 벽체의 중간부에는 유리섬유나 흡음제가 충진된 충진제부(230a)(230b)를 형성하였으며, 그 양측에는 상기 난연성 스치로폼구간부(220a)(220b)으로 형성하였으며, 그 외곽으로는 칼슘보드나 탄소보드, 질석보드, 펄라이트 보드 등으로 이루어지는 석고보드층(210a)(210b)가 형성되어 있고, 이들은 접합본드에 의하여 접합된다.
도 6에서 보는 바와 같이, 다른 결합방법으로는 양측 벽체를 결합하는 철판갈바(200)는 양측으로 분리된 결합형태를 취하고 있는 바, 일측의 철판갈바(200a)는 대칭으로 니은자형상을 취하되 석고보드층(210a)과 난연성 스치로폼구간부(220a)와의 사이에 끼워지도록 꺽임부가 형성되어 있고, 일측의 철판갈바(200b)는 대칭으로 대략 오옴형상으로 형성하되, 석고보드층(210b)와 난연성 스치로폼구간부(220b)와의 사이에 끼워지도록 꺽임부(210b)가 형성되어 있고, 구조 실시예1과 같이 그 양측에서 기존 벽체가 중간부가 형성되어 있고, 상기 중간부에는 유리섬유나 흡음제가 충진된 충진제부(230a)(230b)를 형성하였으며, 그 양측에는 상기 난연성 스치로폼구간부(220a)(220b)으로 형성하였으며, 그 외곽으로는 칼슘보드나 탄소보드, 질석보드, 펄라이트보드 등으로 이루어지는 석고보드층(210a)(210b)가 형성되어 있고, 이들은 접합본드에 의하여 접합된다.
200 : 철갑갈바
210a, 210b : 석고보드층
220a, 220b : 스치로폼구간부
230a, 230b : 충진제부
210a, 210b : 석고보드층
220a, 220b : 스치로폼구간부
230a, 230b : 충진제부
Claims (5)
- 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조에 있어서, 양측 벽체를 결합하는 철판갈바(200)는 아이(I)자 형상으로 이루어져 있고, 그 양측에서 기존 벽체의 중간부에는 유리섬유나 흡음제가 충진된 충진제부(230a)(230b)를 형성하고, 그 양측에는 난연성 스치로폼구간부(220a)(220b)으로 형성하며, 그 외곽으로는 칼슘보드나 탄소보드, 질석보드, 펄라이트보드으로 이루어지는 석고보드층(210a)(210b)이 형성된 것을 특징으로 하는 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조
- 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조에 있어서, 양측 벽체를 결합하는 철판갈바(200)는 양측으로 분리된 결합형태를 취하고 있는 바, 일측의 철판갈바(200a)는 대칭으로 니은자형상을 취하되 석고보드층(210a)과 난연성 스치로폼구간부(220a)와의 사이에 끼워지도록 꺽임부가 형성되어 있고, 일측의 철판갈바(200b)는 대칭으로 오옴형상으로 형성하되, 석고보드층(210b)과 난연성 스치로폼 구간부(220b)와의 사이에 끼워지도록 꺽임부(210b)가 형성되어 있고, 그 양측에서 기존 벽체의 중간부에는 유리섬유나 흡음제가 충진된 충진제부(230a)(230b)를 형성하였으며, 그 양측에는 상기 난연성 스치로폼구간부(220a)(220b)으로 형성하고, 그 외곽으로는 칼슘보드나 탄소보드, 질석보드, 펄라이트보드 등으로 이루어지는 석고보드층(210a)(210b)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 난연성 스치로폼구간부(220a)(220b)에는 난연성 스치로폼으로서, 스티로폼을 알갱이 형태로 분쇄하는 단계와, 상기 알갱이 형태의 스티로폼을 발포시키는 단계와, 상기 발포 알갱이 스티로폼에 불연성제를 코팅시키는 단계로서, 상기 불연성제는 카올린, 점토 또는 이의 혼합물 50~70중량%, 및 나머지는 물을 포함하는 난연성 스티로폼이며, 상기 불연성제 코팅 스티로폼과 석고액을 혼합시키는 단계와, 상기 혼합물을 원하는 형상으로 성형하는 단계로 제조된 난연성 스티로폼인 것을 특징으로 하는 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조
- 제3항에 있어서, 상기 석고액은 석고 30~65중량% 및 물 35~70중량%을 포함하며, 상기 석고액과 불연성제 코팅 스티로폼의 혼합 중량비는 20~40 : 60~80인 것을 특징으로 하는 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조
- 제3항에 있어서, 상기 불연성제는 백운석, 장석, 활석, 산화아연, 소금, 코디어라이트 및 규회석으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 전체 불연성제에 대하여 30중량% 이하로 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 스티로폼이 적용된 내화 충전 벽체구조
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