KR101019513B1 - 일체형 단열 보드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무기질 바인더 조성물 및 일체형 단열 보드에 관한 것으로, 본 발명에 따른 무기질 바인더가 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트가 경질 폴리우레탄 폼 시트의 일면 또는 양면에 접착제 또는 접착 몰탈의 개재 없이 부착되어 있어, 시공 시 접착제로 인한 인체 유해성을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일체형 단열 보드는 무기질 바인더가 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트를 포함함으로써, 단열성, 흡음성, 강도 및 내습성이 우수할 뿐만 아니라, 불연성 내지 준불연성의 특징을 가진다. 또한, 본 발명에 따른 일체형 단열 보드의 제조 방법은 원료의 투입부터 재단까지 연속적으로 생산할 수 있기 때문에 제품의 균일성 측면에서 우수할 뿐만 아니라, 일체형 단열 보드의 생산성을 월등히 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 일체형 단열 보드에 관한 것이다.
일반적으로 건물의 내벽에는 단열, 방습 및 방음 기능 등을 수행하기 위해 건축용 내/외장재가 사용된다. 특히, 단열성을 부여하기 위한 건축용 내/외장재로서 석고보드가 사용되어 왔다. 종래 사용되고 있는 석고보드는, 소석고를 주원료로 하고, 여기에 톱밥, 섬유 및 펄라이트 등을 혼합하거나 경우에 따라 발포제를 첨가하고 물로 반죽하여 두 장의 시트 사이에 주입하고 판 형태로 굳힌 것을 말한다. 상기 석고보드 중 평보드는 벽이나 천장에 사용되어 방화재의 역할을 할 수 있고, 라스보드는 벽의 속재료로 사용될 수 있다. 또한, 표면에 인쇄 또는 플라스틱 코팅을 한 화장 석고보드는 내장벽용으로 사용되기도 한다. 그러나, 이와 같은 석고보드는 충격 및 습기에 약하며, 판상으로 되어 있어 생산성 및 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 단열재용 내/외장재로서 유리 섬유 및 스티로폼 등이 잘 알려져 있다. 유리 섬유의 경우, 불연 단열재로서 화재 발생시 화염의 확산을 효과적으로 억제할 수 있으나, 그 자체로는 일정한 외형을 갖고 있지 않을 뿐만 아니라, 일정 수준의 내압축성 등의 기계적 물성을 기대하기 곤란하고, 시공 과정에서의 취급성 측면에서도 불리하다. 스티로폼으로 불리는 EPS(expanded polystyrene) 재질의 단열재는 스티렌 수지에 난연제, 발포제 등을 첨가하고 압출기 내에서 혼합하여 발포시킨 판 형상의 단열재를 의미한다. 이러한, EPS는 플라스틱 성형물로서 이종의 발포성 기체를 사용하여 압출 성형하기 때문에 단열성이 좋고, 상대적으로 높은 내수성을 가지지만, 부피를 많이 차지하고, 다수의 시공 단계를 거쳐야 하므로 시공비 및 시공 시간 면에서 불리하며, 열에 취약하기 때문에 화재 발생시 중대한 문제점을 야기할 수 있다.
따라서, 건물의 층간 바닥완충재 또는 내부 벽체 등에 공통적으로 적용될 수 있고, 접착제 사용에 따른 문제점을 야기하지 않으면서도 최근 강화되고 있는 난연 기준에 부합하며, 생산성 및 작업성이 우수한 제품 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 무기질 바인더 조성물, 일체형 단열 보드 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 알칼리 금속의 규산염 75 중량부 내지 85 중량부, 증점제 1 중량부 내지 5 중량부, 내수성 보강제 1 중량부 내지 5 중량부 및 유연성 부여제 7 중량부 내지 15 중량부를 포함하는 무기질 바인더 조성물을 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 경질 폴리우레탄 폼 시트; 상기 경질 폴리우레탄 폼 시트의 일면 또는 양면에 형성된 폴리에스테르 섬유 시트; 및 상기 폴리에스테르 섬유 시트 상에 형성되고, 본 발명에 따른 무기질 바인더 조성물의 경화물을 포함하는 무기질 바인더층을 포함하는 일체형 단열 보드를 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, a) 폴리에스테르 섬유 시트인 하부 층을 더블 슬래트 컨베이어로 이송하는 단계; b) 상기 하부 층이 상기 더블 슬래트 컨베이어에 도달하기 전에 경질 폴리우레탄 폼의 반응 원료를 상기 하부 층 상에 공급하는 단계; c) 폴리에스테르 섬유 시트인 상부층을 더블 슬래트 컨베이어 내에서 상기 반응 원료가 공급된 하부 층과 일정한 상하 간격을 두고 이송하는 단계; 및 d) 상기 상부 및 하부 층이 더블 슬래트 컨베이어를 통과하는 동안, 상기 반응 원료를 발포 및 수지화 반응을 통하여 경질 폴리우레탄 폼으로 전환시키는 단계를 포함하고, 상기 상부 층 및 하부 층의 폴리에스테르 섬유 시트 중 적어도 하나 이상이 본 발명에 따른 무기질 바인더 조성물의 경화물로 코팅되어 있는 일체형 단열 보드의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일체형 단열 보드는 단열성이 우수한 경질 폴리우레탄 폼 시트의 일면 또는 양면에 폴리에스테르 섬유 시트가 일체형으로 형성되어 있기 때문에 시공이 용이하고, 상기 폴리에스테르 섬유 시트 상에 무기질 바인더층이 형성되어 있어, 방음성, 강도, 내습성 및 불연성 내지 준불연성이 우수한 특징이 있다. 또한, 본 발명의 일체형 단열 보드의 제조 방법은 일정 간격을 두고 이동하는 폴리에스테르 섬유 시트 사이에서 반응 원료를 반응시켜 경질 폴리우레탄 폼으로 전환시키는 과정에서 발생하는 자기 접착성을 이용하여 각 층간을 접착하기 때문에, 접착제의 사용 없이 일체형 단열 보드를 제조할 수 있어 생산성 및 작업성이 우수한 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 일체형 단열 보드의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 다른 태양에 따른 일체형 단열 보드의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 태양에 따른 일체형 단열 보드의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일체형 단열 보드의 두께 편차를 측정하기 위한 시편을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일체형 단열 보드에 있어서, 폴리 에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투거리 비율을 측정하기 위한 시편을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 태양에 따른 일체형 단열 보드를 시공하는 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 태양에 따른 일체형 단열 보드의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 태양에 따른 일체형 단열 보드의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 다른 태양에 따른 일체형 단열 보드의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 태양에 따른 일체형 단열 보드의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일체형 단열 보드의 두께 편차를 측정하기 위한 시편을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일체형 단열 보드에 있어서, 폴리 에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투거리 비율을 측정하기 위한 시편을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 태양에 따른 일체형 단열 보드를 시공하는 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 태양에 따른 일체형 단열 보드의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 태양에 따른 일체형 단열 보드의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명은 알칼리 금속의 규산염 75 중량부 내지 85 중량부, 증점제 1 중량부 내지 5 중량부, 내수성 보강제 1 중량부 내지 5 중량부 및 유연성 부여제 7 중량부 내지 15 중량부를 포함하는 무기질 바인더 조성물에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 무기질 바인더 조성물을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 무기질 바인더 조성물은 알칼리 금속의 규산염을 포함할 수 있다. 본 발명의 상기 알칼리 금속의 규산염은 수용액에서 무독성이고, 박막으로 형성될 시에 건조되면서 단단하고, 견고하게 밀착된 무기질 결합이나 도막을 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 알칼리 금속의 규산염은 규산 리튬, 규산 나트륨, 규산 칼륨, 규산 루비듐, 규산 세슘, 규산 프랑슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 규산 칼륨과 규산 나트륨의 혼합물일 수 있다.
본 발명에서 알칼리 금속의 규산염이 규산 칼륨 및 규산 나트륨의 혼합물일 경우, 상기 혼합물은 규산 칼륨 및 규산 나트륨이 5 : 5 내지 8 : 2의 중량 비율로 혼합되어 존재할 수 있다. 본 발명에서는 규산 칼륨 및 규산 나트륨의 중량 비율을 상기 범위 내로 제어함으로써, 폴리에스테르 섬유 시트와의 결합성을 최적화할 수 있고, 원가 절감 효과를 가져올 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어인「중량부」는 중량 비율을 의미한다.
본 발명에서 상기 알칼리 금속의 규산염은 무기질 바인더 조성물의 고형분 100 중량부에 대하여 75 중량부 내지 85 중량부로 포함될 수 있다. 상기 알칼리 금속의 규산염의 함량이 75 중량부 미만이면, 무기질 바인더를 폴리에스테르 섬유 시트에 코팅 시 무기질 바인더층의 두께가 너무 얇아질 수 있고, 85 중량부를 초과하면, 저장 안정성이 저하되고, 무기질 바인더를 폴리에스테르 섬유 시트에 코팅시 고점도로 인해 작업성이 저하될 우려가 있다.
본 발명에서 상기 알칼리 금속의 규산염은 히드록실기를 가질 수 있고, 상기 히드록실기는 폴리에스테르 섬유 시트와 강한 수소 결합 또는 가교 결합을 형성함으로써, 견고한 코팅층을 형성할 수 있다.
본 발명의 무기질 바인더 조성물은 증점제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 증점제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 카복실알킬셀룰로오즈일 수 있다. 상기 카복실알킬셀룰로오즈에서 알킬의 탄소수는 1 내지 12, 보다 바람직하게는 1 내지 8, 더욱 바람직하게는 1 내지 4일 수 있고, 가장 바람직하게는 카복실메틸셀룰로오즈일 수 있다.
본 발명에서 상기 증점제는 무기질 바인더 조성물의 고형분 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 증점제의 함량이 1 중량부 미만이면, 그 첨가로 인한 증점 효과가 미미할 수 있고, 5 중량부를 초과하면, 무기 바인더의 안정성을 저하시키며, 증점 효과 또한 나빠질 수 있다.
본 발명의 무기질 바인더 조성물은 내수성 보강제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 내수성 보강제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 산화 아연, 산화 마그네슘 및 산화 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있고, 바람직하게는 산화 아연일 수 있다. 상기 내수성 보강제의 평균 입경은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 10 nm 내지 500 nm, 보다 바람직하게는 30 nm 내지 400 nm, 더욱 바람직하게는 50 nm 내지 300 nm일 수 있다. 본 발명에서 상기 내수성 보강제의 평균 입경이 10 nm 미만이면, 제조에 따른 경제성이 저하될 우려가 있고, 500 nm를 초과하면, 침전의 우려가 있어 무기질 바인더의 안정성을 저하시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 내수성 보강제는 무기질 바인더 조성물의 고형분 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 내수성 보강제의 함량이 1 중량부 미만이면, 그 첨가로 인한 내수성 보강 효과가 미미할 수 있고, 5 중량부를 초과하면, 무기 바인더의 안정성 및 기타 물성을 변화시킬 수 있다.
본 발명의 무기질 바인더 조성물은 유연성 부여제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 유연성 부여제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 티탄계 실리케이트 또는 아크릴 변성 실리케이트를 들 수 있고, 바람직하게는 티탄계 실리케이트 일 수 있다. 본 발명에서 유연성 부여제로서 티탄계 실리케이트를 사용하는 경우에는 에테르 결합을 가지는 티탄계 실리케이트가 더욱 바람직할 수 있다.
본 발명에서 유연성 부여제는 무기질 바인더 조성물의 고형분 100 중량부에 대하여 7 중량부 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 상기 유연성 부여제의 함량이 7 중량부 미만이면, 그 첨가로 인한 유연성 향상 효과가 미미할 수 있고, 15 중량부를 초과하면, 무기질 바인더의 안정성을 저하시키고, 과다 투입으로 인해 원가 상승의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 무기질 바인더층은 또한, 구리계 경화제, 보조 경화제, 습윤제 및 소포제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 경질 폴리우레탄 폼 시트; 상기 경질 폴리우레탄 폼 시트의 일면 또는 양면에 형성된 폴리에스테르 섬유 시트; 및 상기 폴리에스테르 섬유 시트 상에 형성되고, 본 발명에 따른 무기질 조성물의 경화물을 포함하는 무기질 바인더층을 포함하는 일체형 단열 보드에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 일체형 단열 보드를 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다.
첨부된 도 1 은 본 발명의 일 태양에 따른 일체형 단열 보드의 단면도를 나타내는 도면이다. 첨부된 도 1 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일체형 단열 보드(1)는 경질 폴리우레탄 폼 시트(12); 상기 경질 폴리우레탄 폼 시트(12)의 일면에 형성된 폴리에스테르 섬유 시트(11); 및 상기 폴리에스테르 섬유 시트(11) 상에 형성된 무기질 바인더층(10)을 포함할 수 있다. 이 때, 각각의 시트는 접착제 또는 접착 몰탈의 개재 없이 적층될 수 있다.
또한, 첨부된 도 2 는 본 발명의 다른 태양에 따른 일체형 단열 보드의 단면도를 나타내는 도면이다. 첨부된 도 2 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일체형 단열 보드(20)는 경질 폴리우레탄 폼 시트(12); 상기 경질 폴리우레탄 폼 시트(12)의 양면에 형성된 폴리에스테르 섬유 시트(11a,11b); 및 상기 폴리에스테르 섬유 시트 중 상부 층 시트(11a) 상에 형성된 무기질 바인더층(10)을 포함할 수 있다. 이 때, 각각의 시트는 접착제 또는 접착 몰탈의 개재 없이 적층될 수 있다.
또한, 첨부된 도 3 은 본 발명의 또 다른 태양에 따른 일체형 단열 보드의 단면도를 나타내는 도면이다. 첨부된 도 3 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일체형 단열 보드(30)는 경질 폴리우레탄 폼 시트(12); 상기 경질 폴리우레탄 폼 시트(12)의 양면에 형성된 폴리에스테르 섬유 시트(11a,11b); 및 상기 폴리에스테르 섬유 시트(11a,11b) 상에 형성된 무기질 바인더층(10a,10b)을 포함할 수 있다. 이 때, 각각의 시트는 접착제 또는 접착 몰탈의 개재 없이 적층될 수 있다.
본 발명의 일체형 단열 보드는 하기의 일반식 1을 만족할 수 있다.
[일반식 1]
△H = ｌH1 - H2ｌ ≤ 5 mm
상기 일반식 1에서, H1은 상기 일체형 단열 보드를 1cm×1cm(가로×세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조하고, 상기 시편의 임의의 한 점에서 측정한 시편의 두께를 나타내고, H2는 상기 시편의 다른 임의의 한 점에서 측정한 시편의 두께를 나타내며, △H는 상기 H1과 H2의 차의 절대값을 나타낸다.
일반적으로, 건물의 층간 바닥 완충재 또는 내부 벽체로 사용되는 단열 보드의 경우, 표면 조도(roughness)가 매끄러울 것을 요한다. 단열 보드의 표면 조도가 거친 경우, 질감이 좋지 않아 생활에 불쾌감을 줄 우려가 있다. 따라서, 매끄러운 단열 보드를 제공하기 위해서는, 일체형 단열 보드의 두께 편차를 최소화해야 하며, 적어도 일체형 단열 보드의 임의의 두 점에서 측정한 두께 편차의 절대값이 5 mm 이하이어야 한다.
첨부된 도 4 는 본 발명의 일체형 단열 보드의 두께 편차를 측정하기 위한 시편을 나타내는 도면이다. 첨부된 도 4 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일체형 단열 보드를 1cm×1cm(가로×세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조하고, 상기 시편의 임의의 한 점에서 그 두께, H1을 측정하고, 시편의 다른 임의의 한 점에서 그 두께, H2를 측정하여 H1과 H2의 차의 절대값을 구한다. 이를 10 회 반복하여 얻은 절대값으로부터 그 절대값들의 평균값(△H)을 구할 수 있다.
본 발명에서 일체형 단열 보드의 두께 편차(△H)는 5 mm 이하, 바람직하게는 4 mm, 보다 바람직하게는 3 mm 이하일 수 있다.
본 발명에서 일체형 단열 보드의 두께 편차(△H)의 하한은 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서는 상기 두께 편차(△H)의 수치가 0에 가까울수록, 표면 조도가 매끄러워 건물의 층간 바닥 완충재 또는 내부 벽체로 사용 시 우수한 질감을 부여할 수 있다.
본 발명에서는, 일체형 단열 보드의 두께 편차를 5 mm 이하로 제어함으로써, 건물의 층간 바닥 완충재 또는 내부 벽체로 사용 시 우수한 질감을 부여할 수 있다.
본 발명의 일체형 단열 보드는 또한 압축 강도가 8 N/㎠ 이상일 수 있다. 본 발명에서, 일체형 단열 보드의 압축 강도를 측정하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, KS M 3809 2006 규정에 준거하여 측정할 수 있다.
본 발명에서는 일체형 단열 보드의 압축 강도를 8 N/㎠ 이상, 바람직하게는 10 N/㎠ 이상, 보다 바람직하게는 15 N/㎠ 이상으로 제어함으로써, 건물의 층간 바닥 완충재 또는 내부 벽체로 사용 시, 외부 충격에 의해 쉽게 변형되지 않도록 할 수 있다.
본 발명에서 일체형 단열 보드의 압축 강도의 상한은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 50 N/㎠ 이하, 바람직하게는 40 N/㎠ 이하, 보다 바람직하게는 30 N/㎠ 이하의 범위 내로 제어할 수 있다.
본 발명의 경질 폴리우레탄 폼 시트에서, 경질 폴리우레탄 폼의 밀도는 몰드를 사용하지 않고 발포 형성된 폴리우레탄 폼의 밀도에 비해 높다. 특히, 화재 발생시 화염의 확산을 억제하기 위하여 그 제조 과정에서 난연제, 예를 들면, TCPP(Tris-chloroprophylphosphate), TCEP(Tris-(2-chloroethyl)phosphate) 및 포스포러스 에스테르(Phosphorus ester) 등이 첨가된 경질 폴리우레탄 폼을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 경질 폴리우레탄 폼은 폴리이소시아누레이트(PIR) 또는 폴리우레탄(PUR)을 포함할 수 있다. 특히, 경질 폴리우레탄 폼 자체의 난연성을 향상시키기 위하여 이소시아네이트의 삼량화를 통하여 누레이트(nurate) 결합을 형성하는 폴리이소시아누레이트 폼으로 단열 시트를 구성할 경우, 누레이트 결합에 의하여 가교 밀도가 높아지고, 보다 미세한 셀 구조로 형성되기 때문에 높은 단열성을 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명에서 경질 폴리우레탄 폼 시트의 두께는 특별히 한정되지 않고, 일체형 단열 보드가 시공되는 지역 특성, 공간 확보 요구 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 본 발명에서는 예를 들면, 경질 폴리우레탄 폼 시트의 두께가 20 mm 내지 200 mm, 바람직하게는 40 mm 내지 150 mm, 보다 바람직하게는 50 mm 내지 100 mm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 경질 폴리우레탄 폼 시트의 양면에는 폴리에스테르 섬유 시트가 형성될 수 있다. 본 발명에서 폴리에스테르 섬유 시트는 통상적으로 의류용 소재로 사용되는 것으로서, 건물의 내벽과의 부착성, 경제성 등을 고려하여 부직포 또는 직포 형태인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리에스테르 섬유 시트의 평량은 100 g/㎡ 내지 1000 g/㎡, 바람직하게는 300 g/㎡ 내지 800 g/㎡, 보다 바람직하게는 400 g/㎡ 내지 700 g/㎡일 수 있다. 상기 폴리에스테르 섬유 시트의 평량이 100 g/㎡ 미만이면, 폴리에스테르 섬유 시트의 기공이 너무 커져 경질 폴리우레탄 폼의 침투가 심각해지며, 이로 인해 폴리에스테르 섬유 시트의 표면까지 표출될 수 있고, 1000 g/㎡를 초과하면, 폴리에스테르 섬유 시트의 기공이 너무 작아져 폴리에스테르 섬유 시트 및 경질 폴리우레탄 폼 시트 간의 계면에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투가 용이하지 않을 수 있고, 원가 상승의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 일체형 단열 보드는 하기의 일반식 2를 만족할 수 있다.
[일반식 2]
△D = D2/D1 × 100 ≥ 40%
상기 일반식 2에서, D1은 폴리에스테르 섬유 시트의 두께를 나타내고, D2는 폴리에스테르 섬유 시트 및 경질 폴리우레탄 폼 시트 사이의 접촉 계면을 통하여 경질 폴리우레탄 폼이 폴리에스테르 섬유 시트로 침투한 때, 폴리에스테르 섬유 시트 내에서의 침투 거리를 나타낸다.
첨부된 도 5 는 본 발명의 일 태양에 따른 일체형 단열 보드에 있어서, 폴리 에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투거리 비율을 측정하기 위한 시편을 나타내는 도면이다. 첨부된 도 5 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일체형 단열 보드를 30cm×30cm(가로×세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조하고, 버니어 캘리퍼스를 이용하여 상기 시편의 폴리에스테르 섬유 시트(D1)의 두께를 측정하고, 경질 폴리우레탄 폼이 접촉 계면을 통해 폴리에스테르 섬유 시트 내로 침투한 거리(D2)를 측정하여, 상기 D1 및 D2를 상기 일반식 2에 대입함으로써, 폴리 에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투 거리 비율(△D)을 구할 수 있다.
본 발명에서는 폴리에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투 거리 비율(△D)을 40% 이상, 바람직하게는 50% 이상으로 제어함으로써, 일체형 단열 보드의 압축 강도를 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명의 일체형 단열 보드가 첨부된 도 2 에 나타난 바와 같은 구조로 존재하는 경우, 경질 폴리우레탄 폼 시트(12)의 양면에 형성된 2개의 폴리에스테르 섬유 시트(11a,11b)는 서로 두께가 다를 수 있다. 즉, 무기질 바인더층(10)이 형성되는 폴리에스테르 섬유 시트(11a)의 경우, 그 두께를 조절하여 폴리에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투 거리 비율(△D)이 40% 이상, 바람직하게는 40% 내지 80%가 되도록 할 수 있고, 무기질 바인더층(10)이 형성되지 않는 폴리에스테르 섬유 시트(11b)의 두께는, 상기 폴리에스테르 섬유 시트(11a)의 두께보다 얇게 조절하여 폴리에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투 거리 비율(△D)이 85% 내지 95%가 되도록 할 수 있다.
본 발명의 일체형 단열 보드가 첨부된 도 2 에 나타난 바와 같은 구조로 존재하는 경우에는 무기질 바인더층(10)이 형성된 폴리에스테르 섬유 시트(11a)가 밖으로 드러나도록 하고, 무기질 바인더층(10)이 형성되지 않는 폴리에스테르 섬유 시트(11b)가 건물의 내벽 또는 외벽에 부착되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 폴리 에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투 거리 비율의 상한은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면,99% 이하, 바람직하게는 95% 이하 범위 내로 제어할 수 있다.
본 발명에서 폴리에스테르 섬유 시트의 두께는 특별히 한정되지 않고, 일체형 단열 보드가 사용되는 용도에 따라 적절히 선택될 수 있다. 본 발명에서는 예를 들면, 폴리에스테르 섬유 시트의 두께가 1 mm 내지 10 mm, 바람직하게는 1 mm 내지 5 mm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 폴리에스테르 섬유 시트 상에는 본 발명에 따른 무기질 바인더 조성물의 경화물을 포함하는 무기질 바인더층이 형성될 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 무기질 바인더층은 폴리에스테르 섬유 시트의 상에 코팅된 형태로 존재할 수 있으며, 강도 및 내습성 등을 향상시킬 뿐만 아니라, 우수한 불연성 내지 준불연성을 제공할 수 있다. 즉, 단순 폴리에스테르 섬유 시트의 경우, 가연성 내지 1급 내지 2급 정도의 난연성을 가지는데 반해, 본 발명에 따른 무기질 바인더층이 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트의 경우, 불연성 내지 준불연성을 가질 수 있다.
본 발명에서 전술한 무기질 바인더 조성물의 경화물을 포함하는 무기질 바인더층이 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트는 폴리에스테르 섬유의 유연성을 유지하면서도 불연성 내지 준불연성을 일체형 단열 보드에 부여할 수 있다. 상기와 같이, 무기질 바인더층이 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트는 유연성이 유지됨에 따라, 롤 형태로 보관할 수 있어, 일체형 단열 보드 생산시 배치 생산이 아닌 연속 생산을 가능하게 할 수 있다.
첨부된 도 6 은 본 발명에 따른 일체형 단열 보드를 시공하는 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다. 첨부된 도 6 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일체형 단열 보드는 층과 층 사이에 접착제 또는 접착 몰탈을 사용하지 않고도 일체형으로 구성되어 있기 때문에 시공 시에만 접착제 또는 접착 몰탈(60)을 사용하여 건물의 내벽 또는 외벽(70)에 간편하게 부착할 수 있다. 특히, 접착제의 사용을 현저히 감소시킬 수 있기 때문에 시공 후에도 포름알데히드 등의 휘발성 유기 물질로 인한 인체 유해성을 상당 수준까지 감소시킬 수 있다.
본 발명은 또한, a) 폴리에스테르 섬유 시트인 하부 층을 더블 슬래트 컨베이어로 이송하는 단계; b) 상기 하부 층이 상기 더블 슬래트 컨베이어에 도달하기 전에 경질 폴리우레탄 폼의 반응 원료를 상기 하부 층 상에 공급하는 단계; c) 폴리에스테르 섬유 시트인 상부층을 더블 슬래트 컨베이어 내에서 상기 반응 원료가 공급된 하부 층과 일정한 상하 간격을 두고 이송하는 단계; 및 d) 상기 상부 및 하부 층이 더블 슬래트 컨베이어를 통과하는 동안, 상기 반응 원료를 발포 및 수지화 반응을 통하여 경질 폴리우레탄 폼으로 전환시키는 단계를 포함하고, 상기 상부 층 및 하부 층의 폴리에스테르 섬유 시트 중 적어도 하나 이상이 본 발명에 따른 무기질 바인더 조성물의 경화물로 코팅되어 있는 일체형 단열 보드의 제조 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 일체형 단열 보도의 제조 방법을 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다.
본 발명에서는 우선, 무기질 바인더로 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트를 제조 내지 준비할 수 있다. 본 발명에서 무기질 바인더로 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트를 제조 내지 준비하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 하기와 같이 제조 내지 준비할 수 있다. 우선, 전술한 무기질 바인더 조성물을 제조한다. 즉, 알칼리 금속의 규산염 75 중량부 내지 85 중량부, 증점제 1 중량부 내지 5 중량부, 평균 입경이 10 nm 내지 500 nm인 내수성 보강제 1 중량부 내지 5 중량부 및 유연성 부여제 7 중량부 내지 15 중량부를 혼합하여 고형분 혼합물을 제조하고, 상기 고형분 혼합물을 물과 혼합하여 수성 무기질 바인더 용액을 제조할 수 있다. 그 후, 상기 수성 무기질 바인더 용액을 폴리에스테르 섬유 시트 상에 분무하거나 상기 수성 무기질 바인더 용액에 폴리에스테르 섬유 시트를 침지시킬 수 있다. 이어서, 상온 내지 100℃, 바람직하게는 70℃ 내지 100℃의 온도에서 30 분 이상 경화시키면, 본 발명에 따른 무기질 바인더가 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트를 얻을 수 있다. 이 때, 상기 수성 무기질 바인더 용액의 제조 시, 고형분 혼합물과 물의 혼합 비율(중량비)은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 4 : 6 내지 6 : 4 일 수 있다. 상기 무기질 바인더 조성물에 관한 설명은 전술한 바에 따른다.
첨부된 도 7 은 본 발명의 일 태양에 따른 일체형 단열 보드의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 첨부된 도 7 에 나타난 바와 같이, 경질 폴리우레탄 폼 제조용 반응 원료는 2액형으로 구성될 수 있다. 즉, 폴리올계 화합물의 원료 탱크(101) 및 이소시아네이트계 화합물의 원료탱크(102)를 별도로 배치한다. 또한, 별도의 탱크(103)에 세척제, 예를 들면, 메틸렌 클로라이드(Methylene Chloride; MC)가 저장되어 있다. 상기 세척제는 작업 종료 후에 원료 투입 라인 및 혼합 헤드에 남아 있는 우레탄 반응물을 제거하기 위한 것으로, 도시된 바와 같이 별도의 세척제 라인으로 구성하는 이유는 세척제를 폴리올계 화합물 및/또는 이소시아네이트계 화합물과 혼합할 경우에는 세척제로서 작용하지 못하고 보조 발포제의 역할을 하기 때문에 경화 지연, 후 발포, 경화 후 수축 등의 문제를 야기할 수 있음을 고려한 것이다. 그러나, 별도의 세척제 탱크(103)는 필요에 따라 생략할 수도 있다.
한편, 상기 폴리올계 화합물의 대표적인 예는 폴리프로필렌글리콜 (PPG)과 같이 에테르기가 반복적으로 결합되어 있는 폴리에테르계 폴리올 및 에스테르기가 반복적으로 결합되어 있는 폴리에스테르계 폴리올을 들 수 있다. 본 발명에서는 상기 폴리올계 화합물을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에서 상기 폴리올계 화합물의 중량평균분자량은 200 내지 20,000이며, 수산기 함량은 약 20 내지 500 KOH 수준일 수 있다. 본 명세서에서 중량평균분자량은, GPC(gel permeation chromatography)로 측정한, 폴리스티렌 환산 수치를 의미한다.
또한, 본 발명에서 이소시아네이트계 화합물로서는 대표적으로 디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4' -Diphenylmethanediisocyanate; MDI)류가 사용될 수 있다. MDI는 통상적으로 아닐린 및 포름알데히드가 축합되어 생성되는 디페닐메탄디아민(MDA)에 포스겐을 처리하여 얻어지는 물질이며, 이를 정제하면 Crude MDI로 분리될 수 있다. 모노머릭 MDI는 상온에서 백색 고체이기 때문에 카르보디이미드 변성 MDI 또는 우레톤이민 변성 MDI와 같은 액상으로 변성시켜 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명에서는 상온에서 액체 상태로 존재하는 폴리머릭 MDI를 사용하는 것이 바람직한 바, 중량평균분자량이 약 3,000 내지 5,000 이고, 평균 관능기 수가 약 2 내지 3 이며, 25℃에서의 점도가 150 내지 300 cps 이고, NCO% 함량이 20 내지 40인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서, 폴리올계 화합물 탱크(101)에는 폴리올계 화합물 이외에 추가로 우레탄 촉매, 발포제, 보조 발포제, 계면 활성제(surfactant) 및 난연제, 사슬 이동제 등의 기타 첨가제 성분 등을 투입하여 혼합 저장하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서, 상기 우레탄 촉매는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, DMEA, TEDA, DMCHA 및 TMCHA 등의 2급 또는 3급 아민 화합물 또는 유기 금속계 촉매 등과 같이 통상적인 종류를 사용할 수 있다. 특히, 요구 특성에 따라 2종 이상의 촉매를 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 발포제는 수지 반응 중 기포를 발생시키는 성분으로서, 화학적 발포제인 물(이소시아네이트와 반응하여 이산화탄소를 발생시킴)이 주 발포제로 사용될 수 있다. 상기 보조 발포제로는 수지 반응에는 참여하지 않고, 반응열에 의하여 기화되어 기포를 형성하는 성분, 예를 들면 CFC-11, HCFC-141b, C-Pentane 또는 HFC류 등의 염화불화탄소계 화합물이 선택적으로 사용될 수 있고, 바람직하게는 보다 친환경적 성분인 HCFC-141b, C-Pentane 또는 HFC류 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서, 상기 계면 활성제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 경질 폴리우레탄 폼 내의 셀 구조를 고려하여 적절하게 선택될 수 있으며, 이의 구체적인 예로는 실리콘계 계면 활성제(예를 들면, OSI 사의 제품명 L-5420, L-6900)등을 들 수 있다.
이외에도, 본 발명에서는 요구되는 수준을 고려하여 적절한 양의 난연제를 사용할 수 있고, 상기 난연제의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 TCPP, TCEP 또는 포스포러스 에스테르(Phosphorus ester) 등의 인계 난연제를 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리올계 화합물 탱크 내의 원료 혼합물은, 예를 들면, 폴리올계 화합물 100 중량부에 대하여, 우레탄 촉매 0.2 내지 4 중량부, 발포제(보조 발포제 포함) 10 내지 40 중량부, 계면 활성제 0.8 내지 2 중량부 및 난연제 5 내지 20 중량부를 포함하도록 조성할 수 있고, 이외에도 디올 또는 디아민과 같은 2 관능성의 사슬 이동제 등을 적절한 양으로 추가 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에서 각각의 탱크(101, 102) 온도는 15℃ 내지 30℃, 바람직하게는 20℃ 내지 25℃로 유지될 수 있다.
첨부된 도 7 에 나타난 바와 같이, 상부 층 공급 롤(105) 및 하부 층 공급 롤(106)이 공정의 전단에 배치되어 있고, 이로부터 상부 층 및 하부 층이 연속적으로 공급되며, 더블 슬래트 컨베이어(109,110) 내에서는 상하 일정한 간격을 두고 이송될 수 있다. 이때, 상부 층 및 하부 층 모두 폴리에스테르 섬유 시트이며, 상부 층 및 하부 층 중 적어도 하나는 본 발명에 따른 무기질 바인더 조성물의 경화물로 코팅된 것일 수 있다.
첨부된 도 7 에 나타난 바와 같이, 더블 슬래트 컨베이어는 상하에 걸쳐 컨베이어(109, 110)가 설치되어 2개의 롤(105,106)로부터 각각 공급되는 상부 층(107) 및 하부 층(108)이 일정하면서 서로 동일한 속도로 이송되도록 구동될 수 있다. 이때, 하부 층 공급 롤(106)로부터 하부 층(108)을 더블 슬래트 컨베이어(110)로 이송하는 과정 중 원료 교반 토출기(104)로부터 경질 폴리우레탄 폼의 반응 원료를 먼저 하부 층 상에 토출하고, 상부 층(107)은 더블 슬래트 컨베이어(109) 내에서 반응 원료와 함께 이송되는 하부 층과 일정한 간격을 유지하면서 이송될 수 있다.
한편, 폴리올계 화합물의 원료 탱크(101) 및 이소시아네이트계 화합물의 원료 탱크(102)로부터 각각 공급된 폴리올계 화합물 및 이소시아네이트계 화합물은 원료 교반 토출기(104) 내에서 혼합되는데, 바람직하게는 각 탱크(101.102)에 구비된 정량 펌프(도시되지 않음)를 사용하여 원하는 양만큼 독립적으로 원료 교반 토출기로 공급할 수 있다. 이때, 각각 공급된 폴리올계 화합물 및 이소시아네이트계 화합물의 중량비는 1 : 1 내지 1 : 3, 바람직하게는 약 1 : 1 내지 1 : 1.5로 조절될 수 있다. 본 발명의 상기 원료 교반 토출기(104) 내부에는 교반기(mixer)가 구비되어 있어, 750 rpm 내지 4000 rpm, 바람직하게는 1500 rpm 내지 3500 rpm의 속도로 회전하는 교반기 헤드를 통과하면서 반응물 성분이 서로 혼합되도록 할 수 있다.
전술한 과정을 통해, 경질 폴리우레탄 폼의 반응 원료 혼합물은, 더블 슬래트 컨베이어 내에서 일정한 간격을 두고 이송되는 상부 층(107)과 하부 층(108) 사이에 위치할 수 있다. 이 때, 토출되는 반응 원료의 양은, 2개의 층 사이의 공간이 차지하는 부피 및 상,하부 층의 이송 속도 등을 종합적으로 고려하여 결정될 수 있으나, 일단 반응 원료의 토출량이 정하여지면 제품 균일성을 위하여 균일한 량으로 공급되는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 상부 층 공급 롤(105) 및 하부 층 공급 롤(106)로부터 공급되는 상부 층(107) 및 하부 층(108)은 이동 중 표면에 주름이 발생되지 않도록 충분한 장력을 유지하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서, 일정 간격을 두고 이동하는 상부 층과 하부 층 사이에 위치하는 반응 원료의 혼합물은 더블 슬래트 컨베이어(109, 110)를 통과하는 동안, 발포 반응 및 수지화 반응을 통하여 부풀어 올라 상부 층과 하부 층 사이에서 일정한 두께 즉, 상부 층과 하부 층 사이의 두께로 성형되면서 경화될 수 있다. 상기 발포 반응 및 수지화 반응의 총 시간은 약 1 분 내지 3 분으로 유지하고, 그 반응 온도는 약 20℃ 내지 120℃로 유지하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서 상기 발포 반응은 물과 이소시아네이트계 화합물의 반응에 의하여 이산화탄소 및 열이 발생되고, 발생된 열에 의하여 보조 발포제가 기화되어 연속 라인 상에서 발포됨으로써 발생될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 발포된 경질 폴리우레탄 폼이 경화되면서 발생하는 자기 접착력에 의하여 상부 층 및 하부 층에 부착되어 일체화되므로, 접착제 또는 접착 몰탈을 도포하는 별도 과정이 요구되지 않을 수 있다.
본 발명에서, 더블 슬래트 컨베이어 상에서 이송되면서 형성되는 경질 폴리우레탄 폼 시트는 상부 층과 하부 층 사이의 간격, 즉 더블 슬래트 컨베이어의 상하 간격에 의하여 그 두께가 결정될 수 있다. 더블 슬래트 컨베이어를 통하여 이송된 일체형 단열 보드는 재단기(111)에 의하여 원하는 규격의 폭 및 길이로 재단될 수 있다. 상기 재단 과정이 종료하면, 선택적으로 숙성 과정을 거칠 수 있는데, 매 단위로 밴딩한 다음, 금속-함유 고분자 재질의 자외선 차단 필름으로 1차 포장을 하고, 래핑(lapping) 처리하여 마감할 수 있다. 본 발명에서는 특히, 강도의 향상 및 제품의 변형 방지를 위하여 20℃ 내지 40℃로 유지되는 숙성실에서 5 일 내지 10 일, 바람직하게는 7 일 동안 숙성시킬 수 있다.
첨부된 도 8 은 본 발명의 다른 태양에 따른 일체형 단열 보드의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
상기 첨부된 도 8 에 따르면, 첨부된 도 7 에 도시된 공정의 하부 층 공급 롤(106)을 롤러 컨베이어(206)로 대체하고, 상기 롤러 컨베이어(206)에 의하여 하부 층(208)이 공급될 수 있다. 상기 첨부된 도 8 에서 폴리올계 화합물 탱크(201), 이소시아네이트계 화합물 탱크(202), 세정제 탱크(203), 원료 교반 토출기(204), 상부 층 공급 롤(205), 더블 슬래트 컨베이어(209, 210) 및 재단기(211)는 첨부된 도 7에 도시된 부재와 실질적으로 동일할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 일체형 단열 보드의 제조 방법은 원료의 투입부터 재단까지 연속적으로 생산할 수 있기 때문에 제품의 균일성 측면에서 우수할 뿐만 아니라, 일체형 단열 보드의 생산성을 월등히 향상시킬 수 있다.
[
실시예
]
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예
1
무기질 바인더 용액의 제조
규산 칼륨과 규산 나트륨을 6 : 4의 중량비로 혼합한 혼합물 80 중량부, 증점제인 카복실메틸셀룰로오즈 3 중량부, 내수성 보강제인 산화 아연(평균 입경: 100 nm) 3 중량부 및 유연성 부여제인 에테르 결합을 가지는 티탄계 실리케이트(ETS-10, Engelhard 사(제)) 10 중량부를 혼합하여 무기질 바인더 조성물을 제조하였다. 이 후, 상기 무기질 바인더 조성물과 물을 5 : 5의 중량비로 혼합하여 수성 무기질 바인더 용액을 제조하였다.
무기질 바인더로 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트의 제조
상기 제조된 수성 무기질 바인더 용액에 평량이 500 g/㎡인 폴리에스테르 섬유 시트(두께: 4 mm)를 침지시킨 후, 80℃의 온도에서 30 분 동안 건조 및 경화시켜 무기질 바인더로 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트를 제조하였다.
일체형 단열 보드의 제조
첨부된 도 8 에 도시된 공정에 따라 일체형 단열 보드를 제조하였다. 또한, 경질 폴리우레탄 폼의 제조를 위한 각 탱크별 원료 조성 및 공정 조건은 하기와 같았다.
1) 폴리에테르 폴리올(수산기 200 내지 500 KOH) 10 중량부, 폴리에스테르 폴리올(수산기 150 내지 300 KOH) 90 중량부, 아민계 촉매(DMEA, dimethylethanolamine) 1.1 중량부, 금속 촉매(ES CAT T-45, ㈜세호테크(제)) 0.7 중량부, 발포제인 물 1 중량부, 보조 발포제(HCFD-141b, Wanjie International Co.,(제)) 30 중량부, 계면 활성제(L-6900) 1.8 중량부 및 난연제인 TCPP 12 중량부를 폴리올계 화합물 탱크 내에 투입하여 폴리올계 화합물의 원료 조성물을 제조하였고, 상기 탱크 내의 온도는 22℃로 유지하였다.
2) NCO% 함량이 31.5 이고, 25℃에서의 점도가 170 내지 250 cps인 MDI(4, 4’-diphenylmethanediisocyanate) 200 중량부를 이소시아네이트계 화합물 탱크에 투입하여 이소시아네이트계 화합물의 원료 조성물을 제조하였고, 상기 탱크 내의 온도는 22℃로 유지하였다.
3) 원료 탱크 내의 정량 펌프를 이용하여 폴리프로필렌글리콜 및 MDI의 중량비가 1 : 1.5가 되도록 조절하면서 원료 교반 토출기로 공급하였다. 상기 원료 교반 토출기는 성원 ENG 사의 혼합기(토출 압력: 약 2kgf/㎠)로서 그 내부에 구비된 혼합기 내에서 약 3500 rpm으로 교반하면서 반응 원료 혼합물을 8920 g/min 의 속도로 토출하도록 하였다. 2개의 SUS 재질 롤러(직경: 5cm) 컨베이어를 이용하여 하부 층으로서 상기 제조된 무기질 바인더가 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트(폭: 1200 mm)를 공급하고, SUS 재질의 롤(직경: 10cm)을 이용하여 상부 층으로서 상기 제조된 무기질 바인더가 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트(폭: 1200 mm)를 공급하였다. 이 때, 더블 슬래트 컨베이어에서는 상부 층 및 하부 층을 각각 5 m/min의 일정한 속도로 이송하였으며, 상부 층과 하부 층 사이의 간격은 60 mm가 되도록 하였다. 상기 더블 스래트 컨베이어 상하 사이의 온도는 40℃로 조절하였고, 발포 및 경화 반응의 총 시간은 약 2 분이 되도록 조절하였다. 상기 공정 결과 얻어진 일체형 단열 보드를 재단기(성원 ENG사(제))를 이용하여 재단하였다.
상시 제조된 실시예의 일체형 단열 보드에 대하여, 하기 제시된 방법으로 그 물성을 측정하였다.
1. 일체형 단열 보드의 두께 편차(△H) 측정
상기 제조된 실시예의 일체형 단열 보드를 1cm×1cm(가로×세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조하고, 첨부된 도 4 에 나타난 바와 같이, 상기 시편의 임의의 한 점에서 그 두께, H1을 측정하고, 시편의 다른 임의의 한 점에서 그 두께, H2를 측정하여 H1과 H2의 차의 절대값을 구하는 과정을 10 회 반복하여 10 개의 두께 편차를 얻었으며, 그 절대값들의 평균값(△H)을 구하였다.
2. 압축 강도(
Compression
Strength
) 측정
상기 제조된 실시예의 일체형 단열 보드에 대하여 KS M 3809 2006 규정에 준거하여 압축 강도를 측정하였다.
3. 굽힘 강도(
Bending
Strength
) 측정
상기 제조된 실시예의 일체형 단열 보드에 대하여 KS M 3809 2006 규정에 준거하여 굽힘 강도를 측정하였다.
4. 열전도율(
Thermal
Conductivity
) 측정
상기 제조된 실시예의 일체형 단열 보드에 대하여 KS M 3809 2006 규정에 준거하여 열전도율을 측정하였다.
5. 흡수율(
Water
Absorption
) 측정
상기 제조된 실시예의 일체형 단열 보드에 대하여 KS M 3809 2006 규정에 준거하여 흡수율을 측정하였다.
6. 폴리에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투거리 비율(△D) 측정
상기 제조된 실시예의 일체형 단열 보드를 30cm×30cm(가로×세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조하고, 버니어 캘리퍼스를 이용하여 첨부된 도 5 에 나타난 바와 같이, 상기 시편의 폴리에스테르 섬유 시트(D1)의 두께를 측정하고, 또한, 경질 폴리우레탄 폼이 접촉 계면을 통해 폴리에스테르 섬유 시트 내로 침투한 거리(D2)를 측정하여, 상기 D1 및 D2를 하기 일반식 2에 대입함으로써, 폴리 에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투거리 비율(△D)을 구하였다.
상기와 같은 물성 측정 결과를 하기의 표 1에 정리하여 기재하였다.
| 물성 | 단위 | 측정 결과치 |
| 일체형 단열 보드의 두께 편차(△H) | mm | 3 |
| 압축 강도 | N/㎠ | 13 |
| 굽힘 강도 | N/㎠ | 37 |
| 열전도율 | W/m·K | 0.018 |
| 흡수율 | g / 100 ㎠ | 0.5 |
| 계면에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투거리 비율(△D) |
% | 60 |
상기 표 1 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 일체형 단열 보드는 두께 편차가 3 mm이므로 접촉시의 표면 질감이 매끄러울 수 있고, 압축 강도가 13 N/㎠로 표준값인 8 N/㎠을 상회하고 있으므로, 건물의 바닥 완충재 또는 내부 벽체로 사용시 견고성을 부여할 수 있으며, 굽힘 강도 또한 37 N/㎠로 표준값인 15 N/㎠을 훨씬 상회하고 있어, 견고함을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 일체형 단열 보드의 열전도율은 0.018 W/m·K로 표준값인 0.024 W/m·K보다 낮아 우수한 단열성을 나타내고 있고, 흡수율은 0.5 g/100㎠로 표준값인 3 g/100㎠ 보다 낮아 우수한 내수성을 나타내고 있음을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 일체형 단열 보드는 계면에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투거리 비율을 40% 이상으로 제어함으로써, 상기와 같은 높은 강도를 유지할 수 있다.
또한, 단순 폴리에스테르 섬유 시트를 포함하는 단열 보드의 경우, 가연성 또는 1급 내지 2급 난연성 정도를 발휘하고 있지만, 본 발명에 따른 무기질 바인더 조성물의 경화물을 함유하는 무기질 바인더층으로 코팅된 폴리에스테르 섬유 시트를 포함하는 본 발명의 단열 보드의 경우, 불연성 내지 준불연성에 가까운 특성을 나타내고 있다.
1,20,30: 일체형 단열 보드
10,10a,10b: 무기질 바인더층
11,11a,11b: 폴리에스테르 섬유 시트
12: 경질 폴리우레탄 폼 시트
40: 일체형 단열 보드의 두께 편차 측정용 시편
50: 폴리에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투거리 비율 측정용 시편
60: 접착제 또는 접착 몰탈
70: 건물의 내벽 또는 외벽
H1: 임의의 한 점에서의 일체형 단열 보드의 두께
H2: 다른 임의의 한 점에서의 일체형 단열 보드의 두께
D1: 폴리에스테르 섬유 시트의 전체 두께
D2: 계면에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투 거리
101,201: 폴리올계 화합물의 원료 탱크
102,202: 이소시아네이트계 화합물의 원료 탱크
103,203: 세척제 탱크 104,204: 원료 교반 토출기
105,205: 상부 층 공급 롤 106: 하부층 공급 롤
107,207: 상부 층 108,208: 하부 층
109,110,209,210: 더블 슬래트 컨베이어
111,211: 재단기 206: 롤러 컨베이어
10,10a,10b: 무기질 바인더층
11,11a,11b: 폴리에스테르 섬유 시트
12: 경질 폴리우레탄 폼 시트
40: 일체형 단열 보드의 두께 편차 측정용 시편
50: 폴리에스테르 섬유 시트 내에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투거리 비율 측정용 시편
60: 접착제 또는 접착 몰탈
70: 건물의 내벽 또는 외벽
H1: 임의의 한 점에서의 일체형 단열 보드의 두께
H2: 다른 임의의 한 점에서의 일체형 단열 보드의 두께
D1: 폴리에스테르 섬유 시트의 전체 두께
D2: 계면에서의 경질 폴리우레탄 폼의 침투 거리
101,201: 폴리올계 화합물의 원료 탱크
102,202: 이소시아네이트계 화합물의 원료 탱크
103,203: 세척제 탱크 104,204: 원료 교반 토출기
105,205: 상부 층 공급 롤 106: 하부층 공급 롤
107,207: 상부 층 108,208: 하부 층
109,110,209,210: 더블 슬래트 컨베이어
111,211: 재단기 206: 롤러 컨베이어
Claims (16)
- 알칼리 금속의 규산염 75 중량부 내지 85 중량부, 증점제인 카복실알킬셀룰로오즈 1 중량부 내지 5 중량부, 내수성 보강제 1 중량부 내지 5 중량부 및 유연성 부여제 7 중량부 내지 15 중량부를 포함하는 무기질 바인더 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
알칼리 금속의 규산염이 규산 리튬, 규산 나트륨, 규산 칼륨, 규산 루비듐, 규산 세슘, 규산 프랑슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 무기질 바인더 조성물. - 제 2 항에 있어서,
알칼리 금속의 규산염이 규산 칼륨 및 규산 나트륨의 혼합물인 무기질 바인더 조성물. - 제 3 항에 있어서,
규산 칼륨 및 규산 나트륨의 혼합물은 규산 칼륨 및 규산 나트륨이 5 : 5 내지 8 : 2의 중량 비율로 혼합되어 있는 무기질 바인더 조성물. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
내수성 보강제는 산화 아연, 산화 마그네슘 및 산화 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 무기질 바인더 조성물. - 제 1 항에 있어서,
유연성 부여제는 티탄계 실리케이트 또는 아크릴 변성 실리케이트인 무기질 바인더 조성물. - 경질 폴리우레탄 폼 시트;
상기 경질 폴리우레탄 폼 시트의 일면 또는 양면에 형성된 폴리에스테르 섬유 시트; 및
상기 폴리에스테르 섬유 시트 상에 형성되고, 제 1 항에 따른 무기질 바인더 조성물의 경화물을 포함하는 무기질 바인더층을 포함하는 일체형 단열 보드. - 제 8 항에 있어서,
하기의 일반식 1을 만족하는 일체형 단열 보드.
[일반식 1]
△H = ｌH1 - H2ｌ ≤ 5 mm
상기 일반식 1에서, H1은 상기 일체형 단열 보드를 1cm×1cm(가로×세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조하고, 상기 시편의 임의의 한 점에서 측정한 시편의 두께를 나타내고, H2는 상기 시편의 다른 임의의 한 점에서 측정한 시편의 두께를 나타내며, △H는 상기 H1과 H2의 차의 절대값을 나타낸다. - 제 8 항에 있어서,
압축강도가 8 N/㎠ 이상인 일체형 단열 보드. - 제 8 항에 있어서,
경질 폴리우레탄 폼은 폴리이소시아누레이트(PIR) 또는 폴리우레탄(PUR)을 포함하고 있는 일체형 단열 보드. - 제 8 항에 있어서,
폴리에스테르 섬유 시트는 부직포 또는 직포 형태인 일체형 단열 보드. - 제 8 항에 있어서,
폴리에스테르 섬유 시트의 평량이 100 g/㎡ 내지 1000 g/㎡인 일체형 단열 보드. - 제 8 항에 있어서,
하기의 일반식 2를 만족하는 일체형 단열 보드.
[일반식 2]
△D = D2/D1 × 100 ≥ 40%
상기 일반식 2에서, D1은 폴리에스테르 섬유 시트의 두께를 나타내고, D2는 폴리에스테르 섬유 시트 및 경질 폴리우레탄 폼 시트 사이의 접촉 계면을 통하여 경질 폴리우레탄이 폴리에스테르 섬유 시트로 침투한 때, 폴리에스테르 섬유 시트 내에서의 침투 거리를 나타낸다. - a) 폴리에스테르 섬유 시트인 하부 층을 더블 슬래트 컨베이어로 이송하는 단계;
b) 상기 하부 층이 상기 더블 슬래트 컨베이어에 도달하기 전에 경질 폴리우레탄 폼의 반응 원료를 상기 하부 층 상에 공급하는 단계;
c) 폴리에스테르 섬유 시트인 상부 층을 더블 슬래트 컨베이어 내에서 상기 반응 원료가 공급된 하부 층과 일정한 상하 간격을 두고 이송하는 단계; 및
d) 상기 상부 및 하부 층이 더블 슬래트 컨베이어를 통과하는 동안, 상기 반응 원료를 발포 및 수지화 반응을 통하여 경질 폴리우레탄 폼으로 전환시키는 단계를 포함하고,
상기 상부 층 및 하부 층의 폴리에스테르 섬유 시트 중 적어도 하나 이상이 제 1 항에 따른 무기질 바인더 조성물의 경화물로 코팅되어 있는 일체형 단열 보드의 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
단계 b)는 원료 교반 토출기를 사용하여 2액형의 경질 폴리우레탄 폼 반응 원료를 상기 하부 층 위에 토출하는 방식으로 수행되는 일체형 단열 보드의 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100134832A KR101019513B1 (ko) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | 일체형 단열 보드 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020100134832A KR101019513B1 (ko) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | 일체형 단열 보드 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101019513B1 true KR101019513B1 (ko) | 2011-03-07 |
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| KR1020100134832A KR101019513B1 (ko) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | 일체형 단열 보드 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101019513B1 (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102320778A (zh) * | 2011-06-15 | 2012-01-18 | 上海大唐盛隆制冷科技有限公司 | 一种聚氨酯沙面板及其制备工艺 |
| KR101155503B1 (ko) * | 2012-01-03 | 2012-06-15 | 쌍용건설 주식회사 | 일체형 단열 보드 및 그 제조방법 |
| CN108948324A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-12-07 | 南京红宝丽新材料有限公司 | 一种电热地暖保温板及其制备方法 |
| KR20200075205A (ko) | 2018-12-17 | 2020-06-26 | 주식회사 나노텍세라믹스 | 내화보드 및 이의 제조방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100941997B1 (ko) * | 2009-08-11 | 2010-02-11 | 주식회사 포인텍 | 내수성이 향상된 무기질 수성 바인더 및 이를 이용한 무기질 수성 도료와 그 제조방법 |
-
2010
- 2010-12-24 KR KR1020100134832A patent/KR101019513B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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