KR20190025137A - 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널 - Google Patents

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Abstract

개시된 내용은 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 팽창 펄라이트가 함유된 기재층 및 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 형성되는 표면층으로 이루어진다.
상기의 구조로 이루어지는 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널은 팽창 펄라이트와 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물로 이루어져 불연성, 경량성, 단열성 및 작업성이 우수하며, 우수한 기계적 강도를 나타낸다.

Description

불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널 {BASE PANEL FOR CONSTRUCTION HAVING EXCELLENT NON-INFLAMMABILITY AND LIGHT WEIGHT PROPERTY}
개시된 내용은 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 팽창 펄라이트와 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물로 이루어져 불연성, 경량성, 단열성 및 작업성이 우수하며, 우수한 기계적 강도를 나타내는 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널에 관한 것이다.
일반적으로 건축물의 내.외벽에 외장을 씌우는 방법으로는 통상적으로 패널형태의 인조석 건조방식과 스프레이 방식이 널리 이용되어 시공되고 있는데, 최근에는 시공이 간편한 인조석 건조방식이 많이 사용되고 있다.
이러한 인조석 건조방식은 불포화 폴리에스테르나 우레탄, 우레아. 에폭시 등과 같은 합성수지 바인더와 석분과 같은 골재, 경화제 등을 혼합한 석재몰탈이나 바인더로서 백시멘트와 물을 사용한 석재몰탈을 일정한 규격의 단위 성형몰드에 충진하여 이를 일정한 온도에서 열풍 건조한 후에 탈형시켜 인조석 패널을 제조하고, 상기한 패널을 건축물의 내벽 또는 외벽, 바닥면에 가로 및 세로로 조립하여 시공하는 것을 말하는데, 이와 같이 인조석 패널의 시공은 건축물의 외벽이나 내벽, 바닥과 같이 시공이 이루어지는 면과 인조석 패널의 배면에 각각 시멘트 몰탈이나 유기바인더를 발라 부착함과 아울러 인조석 판재들과 그 사이에 일정간격의 메지를 형성한 후 상기 메지에 접착제 또는 시멘트 몰탈 등을 충진하여 마감처리함으로서 이루어진다.
그러나, 상기와 같이 사용되는 종래에 인조석 패널은 그 중량이 무겁기 때문에 운반이나 관리가 어렵고 취급이 용이하지 않으며 내충격성이 낮고, 화재에 취약할 뿐만 아니라, 인조석 패널이 갖는 중량에 의하여 건축물 자체가 받는 하중이 커져 인조석 패널이 벽면으로 이탈되거나 안전사고를 유발하게 되는 문제점이 있었다.
한편, 일반적으로 석탄의 유기성 가연 성분이 연소된 후에 남는 잔류 광물질인 석탄회(ash, 애시)는 대부분이 화력발전소에서 발생하고 있으며 그 이외에도 폐기물 소각로와 열병합 발전소 및 기타 산업현장에서도 연소공정으로 인하여 발생시키고 있다. 애시는 연소물의 잔재물이라는 점에서 재활용이 가능한 재료이지만 연소공정을 거치는 관계로 항상 미연탄분(Unburnt Carbon)이 부수적으로 함유되어 있다는 점이 기술적으로 응용하는데 문제가 되고 있다.
이러한 석탄회는 입자의 크기에 따라 크게 두 가지로 구분되는데, 입자의 크기가 100㎛이하일 때는 플라이애시(fly ash, 비회)이고 그 이상일 때는 바텀애시(bottom ash, 바닥재 혹은 저회)로 취급된다.
이 중 플라이애시는 현재 70% 정도가 콘크리트의 혼화재와 시멘트 원료로 재활용되고 있으며, 바텀애시는 그 활용 정도가 미미하며, 일부 인공지반 축조, 비료, 도로용 콘크리트, 수처리제 등에 활용하는 연구가 진행되고 있다. 또한, 바텀애시를 골재로 사용한 예는 자연산 및 인공골재의 일부를 대체하거나, 열 병합 발전소의 바텀애시를 경량건자재의 제조에 일부 사용한 것과 플라이애시, 석고, 탄산칼슘 및 석회 등과 혼합하여 고압으로 압출하여 벽돌제품을 생산하는 등이 있었다.
한국실용등록 제20-0321166호(2003.07.11.) 한국실용등록 제20-0223802호(2001.03.02.)
개시된 내용은 팽창 펄라이트와 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물로 이루어져 불연성, 경량성, 단열성 및 작업성이 우수하며, 우수한 기계적 강도를 나타내는 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널을 제공하는 것이다.
하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 팽창 펄라이트가 함유된 기재층 및 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 형성되는 표면층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널에 대해 기술하고 있다.
바람직하기로는, 상기 기재층은 팽창 펄라이트 100 중량부, 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물 80 내지 120 중량부 및 섬유소재 0.1 내지 3 중량부로 이루어질 수 있다.
더 바람직하기로는, 상기 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물은 고로슬래그 미분말 100 중량부, 플라이애시 30 내지 70 중량부, 산화칼슘 30 내지 70 중량부 및 염화칼슘 10 내지 25 중량부로 이루어질 수 있다.
더욱 바람직하기로는, 상기 섬유소재는 유리섬유, 폴리에틸렌, 폴리아미드 및 폴리아라미드로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 표면층은 부직포, 메쉬망, 섬유재료 및 종이재료로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어질 수 있다.
이상에서와 같은 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널은 팽창 펄라이트와 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물로 이루어져 불연성, 경량성, 단열성 및 작업성이 우수하며, 기계적 강도가 우수한 베이스 패널을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 개시된 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널을 나타낸 분해사시도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
개시된 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널은 팽창 펄라이트가 함유된 기재층(10) 및 상기 기재층(10)의 상부면 및 하부면에 형성되는 표면층으로 이루어진다.
상기 기재층(10)은 3 내지 20 밀리미터의 두께로 형성되며, 팽창 펄라이트가 함유되어 이루어지는데, 팽창 펄라이트 100 중량부, 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물 80 내지 120 중량부 및 섬유소재 0.1 내지 3 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 기재층(10)의 두께는 개시된 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널이 적용되는 분야에 따라 가변적인데, 강도를 요구하는 부분이나 단열성을 요구하는 부분에 적용될 경우에는 기재층의 두께가 두텁게 형성되는 것이 바람직하며, 유연성이나 경량성을 요구하는 부분에 적용될 경우에는 기재층의 두께가 얇게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 팽창 펄라이트는 진주암, 흑요석 및 경석 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 광물을 0.5 내지 2 밀리미터의 입자크기로 미세하게 분쇄한 후에 900 내지 1200℃의 온도로 가열하면, 광물에 함유된 휘발성분이 가스화하여 연화된 입자의 내부에서 팽창하여 내부기공이 형성되는 과정을 통해 제조되는데, 상기와 같은 과정을 통해 제조되는 팽창 펄라이트는 본래 부피의 약 5 내지 20배 정도로 팽창하게 된다.
또한, 펄라이트는 유문암질 암석의 일종으로, 진주광택을 가진 연회색에서 암회색, 갈색, 녹색, 검은색을 띔으로 진주암이라고도 하는데, 암석의 조직에 따라 다르지만 870 내지 1100℃의 온도에서 결합수가 증발하면서 생기는 증발압력이 각각의 과립입자를 원형의 유리질입자로 변형시키기 때문에, 5 내지 20배 정도 팽창하여 상업적으로 사용할 수 있다. 이렇게 팽창된 펄라이트는 저밀도에 다공질이고, 흡수능력이 좋으며, 불연성, 흡음성, 내열성, 방음성, 경량성 및 단열성 등의 성질을 가지고 있어, 불연성, 흡음성, 내열성, 방음성, 경량성 및 단열성 등이 우수한 베이스패널을 제공하는 역할을 한다.
상기 펄라이트의 입자크기가 0.5 밀리미터 미만이면 펄라이트를 가열하여 팽창하더라도 기공층의 형성효과가 미미하기 때문에, 경량성이나 단열성 및 방음성의 확보가 어렵고, 상기 펄라이트의 입자크기가 2 밀리미터를 초과하게 되면 골재인 팽창 펄라이트의 입자크기가 지나치게 큰 것이어서 바람직하지 못하다.
또한, 상기 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물은 80 내지 120 중량부가 함유되며, 고로 슬래그 미분말, 플라이애시, 산화칼슘 및 염화칼슘으로 이루어지는데, 고로슬래그 미분말 100 중량부, 플라이애시 30 내지 70 중량부, 산화칼슘 30 내지 70 중량부 및 염화칼슘 10 내지 25 중량부로 이루어지는 것이 바람직하며, 산업부산물인 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 함유하여 친환경적이면서도, 상기 팽창 펄라이트를 강력하게 결속시키는 바인더의 역할을 하여 기계적 강도가 우수한 베이스 패널을 제공할 수 있도록 한다.
이때, 상기 고로 슬래그 미분말은 제철공정에서 발생하는 고로 슬래그를 건조하고 분쇄하여 생산되는 공산품으로서, KS 규격(KS F 2563)이 제정되어 있으며, 시중에 유통되고 있는 공산품이다. 또한, 산화제이철(Fe2O3) 성분 0.5 중량% 미만인 것이 바람직하다.
상기 섬유소재는 0.1 내지 3 중량부가 함유되며, 길이가 3 내지 12 밀리미터인 유리섬유, 폴리에틸렌, 폴리아미드 및 폴리아라미드로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 상기 팽창 펄라이트와 상기 상온경화형 무시멘트 결합재로 이루어진 혼합물 내에 상기의 성분으로 이루어진 섬유소재가 혼합되면, 상기 상온경화형 무시멘트 결합재를 잡아주는 역할을 하여 내충격성이나 압축강도 및 휨강도와 같은 기계적 물성이 월등하게 향상된 베이스 패널이 제공될 수 있다.
상기 표면층(20)은 상기 기재층(10)의 상부면 및 하부면에 0.01 내지 1 밀리미터의 두께로 형성되는데, 상기 기재층(10)이 경화되기 전에 상기 기재층(10)의 상부면 및 하부면에 표면층(20)을 적층한 상태에서 상기 기재층(10)이 경화되면 기재층(10)의 표면에 견고하여 형성되며, 상기와 같이 표면층(20)이 형성되면 기재층(10)의 표면이 고르게 형성되어 외관품질이 개선될 뿐만 아니라, 상기 기재층(10)을 다른 패널이나 건축물의 벽면에 접착체 등을 이용하여 접착하는 경우에 우수한 접착강도를 나타낼 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 표면층(20)의 두께가 0.01 밀리미터 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 표면층(20)의 두께가 1 밀리미터를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 베이스패널의 두께, 중량 및 제조비용을 증가시키게 된다.
이때, 상기 표면층(20)은 부직포, 메쉬망, 섬유재료 및 종이재료로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같이 기재층(10) 및 표면층(20)으로 이루어지는 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널은 팽창 펄라이트 100 중량부, 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물 80 내지 120 중량부 및 섬유소재 0.1 내지 3 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 롤프레스나 캐스팅 혼합방식 등을 이용하여 가로 600 내지 1200 밀리미터, 새로 900 내지 1800 밀리미터 및 두께 3 내지 20 밀리미터로 성형하여 기재층을 형성하되, 상기 기재층이 경화되기 전에 부직포, 메쉬망, 섬유재료 및 종이재료 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 0.01 내지 0.1 밀리미터의 두께로 적층하고 밀폐된 공간에서 25 내지 30℃의 온도로 6 내지 8시간 동안 상온 양생한 후에 자연 건조하는 과정을 통해 제조된다.
이하에서는, 개시된 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
평균 입자크기가 1 밀리미터인 팽창 펄라이트 100 중량부 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물(고로 슬래그 미분말 100 중량부, 플라이애시 45 중량부, 산화칼슘 45 중량부 및 염화칼슘 12 중량부) 100 중량부 및 섬유소재(12mm 유리섬유) 1.5 중량부를 혼합하여 제조된 혼합물을 롤프레스기를 이용하여 가로 600 밀리미터, 세로 1200 밀리미터 및 두께 6 밀리미터로 성형하고, 상기 성형물의 상부면 및 하부면에 두께가 0.05 밀리미터인 폴리에스터 부직포를 적층하고 밀폐된 공간에서 28℃의 온도로로 7시간 동안 상온 양생한 후에 자연건조하여 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 가로 600 밀리미터, 세로 1200 밀리미터 및 두께 10 밀리미터로 성형하여 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널을 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 가로 600 밀리미터, 세로 1200 밀리미터 및 두께 15 밀리미터로 성형하여 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3을 통해 제조된 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널의 휨강도, 단열성 및 불연성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
(단, 휨강도는 KS F 2408, 단열성은 KS F 2273 및 불연성은 KS F 2271의 측정방법을 이용하였다.)
<표 1>
Figure pat00001
위에 표 1에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1 내지 3을 통해 제조된 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널은 팽창 펄라이트가 함유되어 중량이 가벼울 뿐만 아니라 단열성 및 불연성이 우수하고, 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물이 함유되어 압축강도 및 휨강도와 같은 기계적 물성이 우수한 것을 알 수 있다.
따라서, 개시된 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널은 팽창 펄라이트와 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물로 이루어져 불연성, 경량성, 단열성 및 작업성이 우수하며, 기계적 강도가 우수한 베이스 패널을 제공하는 효과를 나타낸다.
10 ; 기재층
20 ; 표면층

Claims (5)

  1. 팽창 펄라이트가 함유된 기재층; 및
    상기 기재층의 상부면 및 하부면에 형성되는 표면층;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재층은 팽창 펄라이트 100 중량부, 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물 80 내지 120 중량부 및 섬유소재 0.1 내지 3 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상온경화형 무시멘트 결합재 조성물은 고로슬래그 미분말 100 중량부, 플라이애시 30 내지 70 중량부, 산화칼슘 30 내지 70 중량부 및 염화칼슘 10 내지 25 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 섬유소재는 유리섬유, 폴리에틸렌, 폴리아미드 및 폴리아라미드로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 표면층은 부직포, 메쉬망, 섬유재료 및 종이재료로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 불연성 및 경량성이 우수한 건축용 베이스 패널.
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