KR20220135439A - 건축용 외장판넬 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건축용 외장판넬 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 황토분말 또는 버려지는 패각과 황토분말를 이용하여 단열성 제공은 물론이고 경량화하여 사용 편리성을 제공할 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 스틸 구성의 하판 및 상판과; 하판과 상판이 이격되도록 하판의 가장자리측에 접착 고정되는 목재 구성의 측면부재와; 상기 측면부재들의 안쪽에 일정간격으로 배치되어 하판과 상판에 상하측이 접하는 지관과; 상기 측면부재들의 안쪽으로 지관 사이에 내입되는 황토혼합물을 포함하는 건축용 외장판넬을 제공한한 것이다.
또한 본 발명을 스틸 구성의 하판 가장자리에 목재 구성의 측면부재를 결합하는 측면부재 결합단계와; 측면부재 안쪽으로 지관을 배치하여 피스로 고정하는 지관 고정단계와; 측면부재들의 안쪽으로 지관 사이에 황토혼합물을 내입하는 혼합물 내입단계와; 지관과 황토혼합물이 내입된 상측으로 상판을 안치하고 지관과 피스로 고정하는 상판 결합단계와; 완성된 건축용 외장판넬을 건조하는 건조단계를 포함하는 건축용 외장판넬 제조방법을 제공한 것이다.

Description

건축용 외장판넬 및 그 제조방법{Exterior panels for buildings and their manufacturing methods}
본 발명은 건축용 외장판넬 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 황토분말 또는 버려지는 패각과 황토분말를 이용하여 단열성 제공은 물론이고 경량화하여 사용 편리성을 제공할 수 있도록 한 건축용 외장판넬 및 그 제조방법을 제공코자 하는 것이다.
굴 패각 또는 조개 패각의 경우 산업 폐기물로 분류되며, 남해안을 중심으로 연간 수십만톤 발생하고 있다.
이들 패각들의 일부는 굴 양식을 위한 채묘용 등으로 활용되고, 일부는 대한민국 등록특허공보(B1)10-2220541호(2021.02.25.)와 같이 제철소 등에서 석회선 대체재로 사용하는 방법으로 소비되고 있으며, 많은 양의 패각은 적재상태로 방치되고 있다.
근자에는 패각을 이용한 건축재들로 개발되고 있으며, 대표적인 예로는 대한민국 등록특허공보(B1)10-0809446호(2008.03.06.)의 황토를 이용한 건축재 제조방법이 제공되고 있으나, 이는 패각의 소비율이 낮고 고온에서 가압 성형하는 것이다.
다른 대표적인 예로는 대한민국 등록특허공보(B1)10-0811602호(2008.03.11.)의 친환경 내장재 및 이의 제조방법이 제공되고 있으며, 이는 원목 판재 상에 패각, 맥반석, 천매암, 적토, 황토, 백토, 녹차잎, 커피가루, 시금치 분말, 파프리카유, 쑥 분말, 흑연, 숯, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 채색층, 상기 채색층 상에 희토류계 음이온제, 맥반석, 제올라이트, 피톤치드, 이산화티타늄, 히노키티올, 술피소미딘, 폴리페놀, 테르펜, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 코팅층, 및 상기 코팅층 상에 은나노 및 향캡슐, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 나노 코팅층을 포함하도록 한 것이다.
또 다른 예로는 대한민국 등록특허공보(B1)10-1815018호(2018.01.08.)의 굴패각을 이용한 친환경 건축자재 조성물과 친환경 건축자재 및 이의 제조방법을 제공하고 있으며, 그 구성은 광합성미생물을 보관하고 있는 미생물반응장치에 굴패각을 투입하여 굴패각에서 발생 되는 악취 제거 및 단백질 분해를 수행한 후, 세척과 건조 및 분쇄단계를 통해 얻은 굴패각분말 35 ~ 60 중량부와, 마사토, 석분, 고령토, 황토, 천연포졸란, 일라이트, 펄라이트, 맥반석 중 적어도 어느 하나 이상이 혼합된 혼합골재 40 ~ 65 중량부와, CaO 30 ~ 40 중량부, SiO2 20 ~ 35 중량부, Al2O3 10 ~ 20 중량부, SO3 1 ~ 5 중량부, MgO 1 ~ 5 중량부, Fe2O3 1 ~ 6 중량부로 이루어진 친환경 시멘트 10 ~35 중량부와, 에틸렌비닐초산 에멀젼(Ethylene-Vinyl Acetate Emulsion) 50 ~ 60 중량부, 아크릴계 폴리머 에멀젼(Acrylate polymer Emulsion) 20 ~ 30 중량부, 합성고무 라텍스(Synthetic Rubber latex) 5 ~ 10 중량부의 폴리머 복합체와 물을 1:4로 희석한 폴리머 액상 경화제 5 ~ 30 중량부를 포함하여 건축자재 조성물을 제공하고 이를 이용하여 친환경 건축자재를 제조토록 한 것이다.
상기에서와 같은 황토 및 패각을 이용한 건축용 자재의 개발이 많이 이루어졌음에도 불구하고, 쉽게 부스러지는 문제점이나 시공상의 어려움이 있음은 물론 건조시에도 점결력을 향상시켜 균열되거나 부서지는 현상을 막기 위해서는 제조비용이 급증되는 단점이 있고, 특히 난연, 단열 기능을 부가와 함께 완성된 제품의 중량 증가로 취급성이 떨어지는 등의 단점은 여전히 해결되지 못하여 건축용 판넬로 폭넓게 사용되지 못하고 있는 실정이다.
KR 102220541 B1 2021.02.25. KR 100809446 B1 2008.03.06. KR 100811602 B1 2008.03.11. KR 101815018 B1 2018.01.08.
이에 본 발명자는 황토분말 또는 황토분말와 패각을 이용하면서 중량에 따른 문제점을 해결하면서 결합력을 향상시키고 단열성이 보장될 수 있도록 한 건축용 외장판넬 및 그 제조방법을 제공코자 본 발명을 연구 개발한 것이다.
즉, 본 발명에서는 스틸 구성의 상판과 하판 사이에 상측으로 결속핀이 결합되어 있는 지관을 배치하고, 그 주변에 황토분말 또는 버려지는 패각과 황토분말을 물과 함께 혼합하여 제공되는 혼합물을 채우는 구성을 통해서 산업 폐기물인 패각을 대량으로 소비할 수 있으면서 주택 외장재로 사용할 수 있는 건축용 외장판넬 및 그 제조방법을 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
과제 해결 수단으로 본 발명에서는 첫째 스틸 구성의 하판 및 상판과; 하판과 상판이 이격되도록 하판의 가장자리측에 접착 고정되는 목재 구성의 측면부재와; 상기 측면부재들의 안쪽에 일정간격으로 배치되어 하판과 상판에 상하측이 접하는 지관과; 상기 측면부재들의 안쪽으로 지관 사이에 내입되는 황토혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
둘째 상기 하판과 상판에는 작은 구멍을 천공하여 황토혼합물이 건조될 때 수분이 증발할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.
셋째 상기 황토혼합물은, 황토분말 또는 패각분말 30~40%와 황토분말 60~70%를 물과 혼합하여 되직한 죽과 같이 반죽하며, 혼합물 중량의 1~3% 범위로 단섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
넷째 상기 하판과 상판에는 지관을 고정하는 피스가 결합되는 것을 특징으로 한다.
다섯째 상기 지관에는 그라스울을 충진하고, 좌우측으로 결속핀을 결합하되; 상기 결속핀은 이웃하는 결속핀과 겹쳐지게 배치한 것을 특징으로 한다.
여섯째 상기 하판과 상판에는 황토혼합물 쪽으로 접착제로 페이퍼를 결합하고, 페이퍼 상측으로 접착제가 도포된 것을 특징으로 한다.
일곱째 스틸 구성의 하판 가장자리에 목재 구성의 측면부재를 결합하는 측면부재 결합단계와; 측면부재 안쪽으로 지관을 배치하여 피스로 고정하는 지관 고정단계와; 측면부재들의 안쪽으로 지관 사이에 황토혼합물을 내입하는 혼합물 내입단계와; 지관과 황토혼합물이 내입된 상측으로 상판을 안치하고 지관과 피스로 고정하는 상판 결합단계와; 완성된 건축용 외장판넬을 건조하는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여덟째 상기 황토혼합물은 황토분말 또는 패각분말 30~40%와 황토분말 60~70%를 물과 혼합하여 되직한 죽과 같이 반죽하며, 혼합물 중량의 1~3% 범위로 단섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아홉째 상기 지관에는 그라스울을 충진하고, 좌우측으로 결속핀을 결합하되;상기 결속핀 이웃하는 결속핀과 겹쳐지게 배치한 것을 특징으로 한다.
열째 상기 하판과 상판에는 황토혼합물 쪽으로 접착제로 페이퍼를 결합하고, 페이퍼 상측으로 접착제가 도포된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제공하는 건축용 외장판넬 및 그 제조방법에 의하면 하기와 같은 효과가 있다.
-산업 폐기물인 굴 패각 또는 조개 패각을 처리하는 데 따른 문제점을 일소하면서 친환경 건축 내장재로 사용할 수 있다.
-건축 내장재 또는 외장재로 사용이 가능하다.
-사용 후 폐기하더라도 패각분말 및 황토분말가 혼합된 것으로, 환경오염이 없다.
-내장되어 있는 지관이 하판과 상판에 피스로 고정되고, 지관에 결합되어 있는 결속핀이 이웃하는 것들과 겹쳐지는 구성으로 황토혼합물의 결속력을 향상시키게 되므로 내구성이 우수하며, 또한 지관 내측으로 그라스울이 충진되어 있으므로 , 단열 효과가 우수하면서 경량화 할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 건축용 외장판넬의 바람직한 제1실시례를 보인 단면도
도 2는 도 1의 분해상태 단면도
도 3은 본 발명에서 제공하는 건축용 외장판넬의 바람직한 제2실시례를 보인 단면도
도 4는 도 3의 분해상태 단면도
도 5는 본 발명에 적용되는 지관의 사시도
도 6은 본 발명에서 제공하는 패각과 황토분말를 이용한 건축용 외장판넬 제조방법의 바람직한 예를 보인 블록도
이하 본 발명에서 제공하는 패각과 황토분말를 이용한 건축용 외장판넬 및 그 제조방법의 바람직한 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 패각과 황토분말를 이용한 건축용 외장판넬의 바람직한 제1실시례를 보인 단면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 분해상태 단면도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 건축용 외장판넬(1)은 주로 건축물의 실내 또는 실외의 벽면이나 천장용 마감재 등으로 사용될 수 있는 것으로, 하판(2)과, 지관(3)과, 황토혼합물(4)과, 상판(5)을 대분되는 것으로 이들을 적층하는 구성으로 이루어진다.
바람직하기로는 스틸 구성의 하판(2)과 상판(5)이 이격되도록 가장자리측에 목재 구성의 측면부재(6)를 결합하고, 측면부재(6)들의 안쪽에 일정간격으로 하판(2)과 상판(5)에 접하도록 지관(3)을 배치하며, 측면부재(6)들의 안쪽으로 지관(3) 사이에 황토혼합물(4)을 내입하는 구성이다.
상기 하판(2)과 상판(5)은 스틸 구성으로 이루어지며, 0.3~1mm의 얇은 판상으로 제공된다. 바람직하기로는 일반적으로 사용되고 있는 합판 규격 등으로 제공될 수 있다.
상기 하판(2)의 가장자리에는 목재 구성의 측면부재(6)가 결합된다. 측면부재(6)는 황토혼합물(4)이 내부에 채워질 때 거푸집 역할을 하게 된다.
한편 상기 하판(2)과 상판(5)에는 작은 구멍(2a)(5a)을 천공하여 황토혼합물(4)이 건조될 때 수분이 증발할 수 있도록 구성할 수 있음은 당연하다.
상기 측면부재(6)의 내측으로는 지관(3)이 배치된다. 지관(3)은 측면부재(6)의 높이에 부합하는 직경을 가지며, 일정 간격을 두고 배치되며, 하판(2)과 상판(5) 사이에 위치하며, 필요에 따라서 하판(2)에 고정시킬 수 있다.
상기와 같이 측면부재(6)에 의해 구획된 내측으로 지관(3)을 배치한 상태에서 지관(3) 사이 공간으로는 황토혼합물(4)이 채워진다.
상기 황토혼합물(4)은, 황토분말는 채질하여 자갈과 같이 큰 입자를 분리한 후 물로 반죽하여 사용한다.
또한 황토혼합물(4)은, 패각분말과 황토분말를 적절한 비율로 물과 함께 혼합하여 제공할 수 있다. 이때 사용하는 패각은, 악취 제거 및 세척과 건조공정을 거친 상태에서 5mm 이하로 분쇄한 것을 사용한다.
황토혼합물(4)의 바람직한 혼합비율로는 패각분말 30~40%와 황토분말 60~70%가 적당하며, 교반기에 물과 함께 투입하여 충분히 교반될 수 있도록 한다.
또한 상기 황토혼합물(4)에는 단섬유(4a)가 포함될 수 있다. 단섬유(4a)는 길이20mm 미만의 것을 사용함이 바람직하다.
도 3은 본 발명에서 제공하는 건축용 외장판넬의 바람직한 제2실시례를 보인 단면도를 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 분해상태 단면도, 도 5는 본 발명에 적용되는 지관의 사시도를 각각 도시한 것이다.
이는 상기 제1실시례와 같이 건축용 외장판넬(1)을 구성함에 있어서, 하판(2) 및 상판(5)과 황토혼합물(4)의 결합력을 높이고, 하판(2) 및 상판(5)과 지관(3)의 결합력을 견고하게 하며, 아울러 지관(3)과 황토혼합물(4)의 결합력과, 난방 효율성도 함께 개선할 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명 제2실시례에서는 상기와 같이 건축용 외장판넬(1)을 구성함에 있어 하판(2)과 상판(5)에 접착제(7)를 이용하여 한지 등과 같은 페이퍼(8)를 도포한 구성을 더 포함하고 있다.
이때 접착제(7)는 아교를 사용하며, 동물아교, 부레풀, 해초풀, 녹말풀 중 어느 하나를 사용하면 된다. 바람직하기로는 녹말풀을 사용한다.
또한 하판(2)과 상판(5)에는 피스(9)를 결합하며, 이들 피스(9)를 이용하여 하판(2)과 상판(5) 사이에 위치하는 지관(3)을 고정할 수 있게 한다.
그리고 상기 지관(3)에는 좌우측으로 결속핀(10)이 결합되며, 이들 결속핀(10)은 이웃하는 결속핀(10)과 겹쳐지게 결합한다. 또한 지관(3)의 내측 중공부에는 그라스울(11)을 충진하여 보온성을 제공할 수 있도록 한다.
상기 결속핀(10)은 일반적으로 사용하는 못일 수 있다.
도 6은 본 발명에서 제공하는 건축용 외장판넬 제조방법의 바람직한 실시례를 보인 블록도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 건축용 외장판넬(1) 제조방법은 1)측면부재 결합단계(S11)와, 2)지관 고정단계(S12)와; 3)황토혼합물 내입단계(S13)와, 4)상판 결합단계(S15)와, 5)건조단계(S15)를 순서에 의해 이루어진다.
1)측면부재 결합단계(S11)
측면부재 결합단계(S11)는 하판(2)에 측면부재(6)를 결합하는 단계이다.
하판(2)의 가장자리를 따라 목재 구성의 측면부재(6)를 결합한다. 측면부재(6)의 높이는 건축용 외장판넬(1)의 두께를 결정하는 부재로 용도에 적합한 높이로 적용토록 한다.
측면부재(6)는 하판(2)과 고정수단(별도로 도시되지 않음)으로 고정되며, 고정수단은 못이나 접착제(7) 등일 수 있다.
또한 상기 측면부재(6)를 위해 사용되는 하판(2)의 표면에는 접착제(7)로 페이퍼(8)를 접착한 상태로 제공될 수도 있다.
2)지관 고정단계(S12)
지관 고정단계(S12)는 상기와 같이 하판(2)의 가장자리측으로 측면부재(6)를 고정한 상태에서 측면부재(6)의 내측 구획된 공간에 일정간격으로 지관(3)을 배치한 상태로 하판(2)에 고정하는 단계이다.
이때 지관(3) 내의 중공부에는 그라스울(11)이 충진되어 보온성을 제공할 수 있도록 하며, 외부에는 좌우측으로 결속핀(10)이 결합된다.
지관(3)의 고정은 하판(2)에 결합되는 복수의 피스(9)에 의해 고정되며, 일정간격으로 배치되는 지관(3)에 결합된 결속핀(10)은 이웃하는 지관(3)에 결합된 결속핀(10)과 서로 겹쳐지는 길이로 구비된다.
3)황토혼합물 내입단계(S13)
황토혼합물 내입단계(S13)는 측면부재(6)에 의해 구획되고 지관(3)이 일정간격으로 배치된 상태에서, 측면부재(6)와 지관(3) 사이 및 이웃하는 지관(3)들 사이의 공간에 황토혼합물(4)을 채우는 공정이다.
황토혼합물(4)은 측면부재(6) 및 지관(3)의 직경에 부합하도록 채우면 된다.
이때 황토혼합물(4)은, 상기 황토혼합물(4)은, 황토분말 또는 패각분말 30~40%와 황토분말 60~70%를 물과 혼합하여 되직한 죽과 같이 반죽하며, 혼합물 중량의 1~3% 범위로 단섬유(4a)를 포함할 수 있다.
상기 황토혼합물(4)과 하판(2) 및 후술할 상판(5) 결합에서의 결합력을 높이기 위해 접착제(7)를 도포할 수도 있다.
접착제(7)의 도포는 스프레이 방식으로 제공될 수 있으며, 하판(2)에 지관(3)을 도포한 상태에서 하판(2) 및 지관(3)에 접착제(7)를 도포하고, 황토혼합물(4)을 내입한 상태에서 황토혼합물(4) 상부에 접착제(7)를 도포하면 된다.
접착제(7)는 아교를 사용하며, 바람직하기로는 녹말풀을 사용한다.
4)상판 결합단계(S15)
상판(5) 결합은 상기와 같이 황토혼합물(4)을 채운 상태에서 상판(5)을 덮어 건축용 외장판넬(1)이 제공될 수 있도록 하는 공정이다.
이때 상판(5)은 측면부재(6) 및 지관(3)과 피스(9)에 의해 고정될 수 있다.
5)건조단계(S15)
건조단계(S15)는 상기와 같은 단계들에 의해 적층 완성된 건축용 외장판넬(1)에서 황토혼합물(4)에 포함된 수분을 건조하는 단계이다.
그늘에서 자연 건조함이 바람직하나, 필요에 따라 열풍이 제공되는 건조기 등을 사용하여 건조할 수도 있다.
상기 하판(2)과 상판(5) 및 측면부재(6)에는 작은 구멍을 천공하여 황토혼합물(4)이 건조될 때 수분이 증발되게 함이 바람직하다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1:건축용 외장판넬 2:하판
2a, 5a:구멍 3:지관
4:황토혼합물 4a:단섬유
5:상판 6:측면부재
7:접착제 8:페이퍼
9:피스 10:결속핀
11:그라스울
S11:측면부재 결합단계 S12:지관 고정단계
S13:황토혼합물 내입단계 S14:상판 결합단계
S15:건조단계

Claims (10)

  1. 스틸 구성의 하판(2) 및 상판(5)과;
    하판(2)과 상판(5)이 이격되도록 하판(2)의 가장자리측에 접착 고정되는 목재 구성의 측면부재(6)과;
    상기 측면부재(6)들의 안쪽에 일정간격으로 배치되어 하판(2)과 상판(5)에 상하측이 접하는 지관(3)과;
    상기 측면부재(6)들의 안쪽으로 지관(3) 사이에 내입되는 황토혼합물(4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 외장판넬.
  2. 청구항 1에 있어서;
    상기 하판(2)과 상판(5)에는 작은 구멍(2a)(5a)을 천공하여 황토혼합물(4)이 건조될 때 수분이 증발할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 건축용 외장판넬.
  3. 청구항 1에 있어서;
    상기 황토혼합물(4)은, 황토분말 또는 패각분말 30~40%와 황토분말 60~70%를 물과 혼합하여 되직한 죽과 같이 반죽하며, 혼합물 중량의 1~3% 범위로 단섬유(4a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 외장판넬.
  4. 청구항 1에 있어서;
    상기 하판(2)과 상판(5)에는 지관(3)을 고정하는 피스(9)가 결합되는 것을 특징으로 하는 건축용 외장판넬.
  5. 청구항 1에 있어서;
    상기 지관(3)에는 그라스울(11)을 충진하고, 좌우측으로 결속핀(10)을 결합하되;
    상기 결속핀(10)은 이웃하는 결속핀(10)과 겹쳐지게 배치한 것을 특징으로 하는 건축용 외장판넬.
  6. 청구항 1에 있어서;
    상기 하판(2)과 상판(5)에는 황토혼합물(4) 쪽으로 접착제(7)로 페이퍼(8)를 결합하고, 페이퍼(8) 상측으로 접착제(7)가 도포된 것을 특징으로 하는 건축용 외장판넬.
  7. 스틸 구성의 하판(2) 가장자리에 목재 구성의 측면부재(6)를 결합하는 측면부재 결합단계(S11)와;
    측면부재(6) 안쪽으로 지관(3)을 배치하여 피스(9)로 고정하는 지관(3)고정단계와;
    측면부재(6)들의 안쪽으로 지관(3) 사이에 황토혼합물(4)을 내입하는 황토혼합물 내입단계(S13)와;
    지관(3)과 황토혼합물(4)이 내입된 상측으로 상판(5)을 안치하고 지관(3)과 피스(9)로 고정하는 상판 결합단계(S14)와;
    완성된 건축용 외장판넬(1)을 건조하는 건조단계(S15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 외장판넬 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서;
    상기 황토혼합물(4)은 황토분말 또는 패각분말 30~40%와 황토분말 60~70%를 물과 혼합하여 되직한 죽과 같이 반죽하며, 혼합물 중량의 1~3% 범위로 단섬유(4a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 외장판넬(1) 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서;
    상기 지관(3)에는 그라스울(11)을 충진하고, 좌우측으로 결속핀(10)을 결합하되;
    상기 결속핀(10) 이웃하는 결속핀(10)과 겹쳐지게 배치한 것을 특징으로 하는 건축용 외장판넬 제조방법.
  10. 청구항 7에 있어서;
    상기 하판(2)과 상판(5)에는 황토혼합물(4) 쪽으로 접착제(7)로 페이퍼(8)를 결합하고, 페이퍼(8) 상측으로 접착제(7)가 도포된 것을 특징으로 하는 건축용 외장판넬 제조방법.
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