KR101913388B1 - 준불연 단열 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 준불연 단열 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티로폼 파쇄분 5 내지 30 중량%, 탄산칼슘 3 내지 20 중량%, 백시멘트 10 내지 40 중량%, 칼슘 알루미네이트 15 내지 45 중량%, 중공체 필러 3 내지 30 중량%, 셀룰로오스 섬유 1 내지 15 중량%, 지방산 금속염 0.5 내지 15 중량%, 공기연행제 1 내지 5 중량%, 셀룰로오스 에테르 0.1 내지 5 중량%, 경화촉진제 0.01 내지 3 중량% 및 경화보조제 0.01 내지 3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 난연성 및 단열성이 우수할 뿐만 아니라 유해물질이 용출되지 않으면서도 압축강도, 부착강도 및 내충격성이 우수하고, 작업 현장에서 물만 섞어서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있는 준불연 단열 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 난연성 및 단열성이 우수할 뿐만 아니라 유해물질이 용출되지 않으면서도 압축강도, 부착강도 및 내충격성이 우수하고, 작업 현장에서 물만 섞어서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있는 준불연 단열 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 준불연 단열 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부용 마감재로서 단열성 및 난연성이 우수할 뿐만 아니라 유해물질이 용출되지 않고 압축강도, 부착강도, 내충격성 및 단열성이 우수하고, 작업 현장에서 물만 섞어서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있는 준불연 단열 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
통상 건축현장에 사용되고 있는 단열재는 외부로의 열 손실을 줄이는 목적으로 사용되는 자재의 일종으로서 단열의 효과 외에 차음, 완충 혹은 보강의 효과를 겸하는 경우도 있다.
상기 단열재는 소재 자체의 열전도율이 작은 것이 바람직하나 대부분의 재료가 열전도율이 그다지 작지 않아 대부분의 경우에 열전도율을 작게 하기 위해서 다공질이 되도록 만들어 기공 속의 공기의 단열성을 이용하고 있다.
단열재의 소재는 유기질과 무기질로 크게 나눌 수 있고, 유기질로는 코르크, 면, 펠트, 탄화물, 고무류 등을 들 수 있고, 무기질로는 석면, 유리솜, 석열솜, 규조토, 탄산마그네슘 분물 등을 들 수 있는데, 건물의 내·외벽에는 스티로폼 등의 발포수지, 스펀지, 석면, 유리 섬유 등이 애용되고 최근에는 작은 나무 입자를 방수성 수지에 강하게 압착한 판넬 등도 사용되고 있다.
상기 스티로폼(발포 폴리스티렌)은 가장 널리 사용되는 단열재의 일종으로 체적의 95%가 공기이고 나머지 2% 정도가 수지인 자원 절약형 소재로서 부피에 비해 무게가 매우 가벼우면서 내수성, 단열성, 방음성, 완충성 등이 우수하기 때문에 널리 사용되고 있다. 그러나 상기 스티로폼은 중량은 가볍지만 부피가 크기 때문에 취급과 이동이 불편하고 내구성이 매우 약해 시공 시에 취급 부주의로 인하여 손쉽게 파손될 뿐만 아니라 인화성·발화성이 매우 강하여 화재에 무방비한 상태로 놓이게 되는 치명적인 단점이 있다.
또한, 상기 스티로폼을 포함한 기존의 단열재는 온도 및 습도 차이에 의해 단열재의 내부에 결로가 발생하고, 이로 인해 곰팡이 등의 유해균이 번식하여 실내를 비위생적으로 만들 수 있으며 단열효과도 크게 만족스럽지 못하는 경우가 많다.
또한, 대부분의 단열재는 발포 등의 일정한 공정을 거쳐 완성된 것으로 자체의 부피가 있기 때문에 일부 소재의 경우 시공면적이 상당히 넓지만, 시공 대상물의 규격이 정형화되어 있지 않거나 소규모의 작업장에서는 소재의 낭비가 많아 비경제적이면서 작업성이 나쁘다는 문제점이 있다. 이와 같이 대부분의 단열재는 부피가 있는 소재이기 때문에 이러한 불편을 감수하고 작업하는 것이 일반적이었다.
그러나 최근에는 이러한 단점을 개선하는 것으로 시공 대상물에 그대로 바르는 도포형 단열재가 인기를 끌고 있고, 프라이머를 도포한 후에 에폭시 마감재를 사용하거나 혹은 기존의 충전재용 소재에 단열성을 보강한 조성물 등을 예로 들 수 있으나, 이들을 사용하는 경우에 다시 후공정으로 마감재를 사용해야 하고 또한 유해성분이 용출되는 등의 문제점이 있다.
따라서, 난연성과 단열성이 우수하면서도 유해성분이 용출되지 않고 강도가 우수하고 시공이 용이한 마감재의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 유해물질이 용출되지 않으면서도 난연성 및 단열성이 우수할 뿐만 아니라 압축강도, 부착강도 및 내충격성이 우수하고, 취급이 용이하고 현장에서 물만 섞어서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공 할 수 있어 작업이 용이한 준불연 단열 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스티로폼 파쇄분 5 내지 30 중량%, 탄산칼슘 3 내지 20 중량%, 백시멘트 10 내지 40 중량%, 칼슘 알루미네이트 15 내지 45 중량%, 중공체 필러 3 내지 30 중량%, 셀룰로오스 섬유 1 내지 15 중량%, 지방산 금속염 0.5 내지 15 중량%, 공기연행제 1 내지 5 중량%, 셀룰로오스 에테르 0.1 내지 5 중량%, 경화촉진제 0.01 내지 3 중량% 및 경화보조제 0.01 내지 3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 준불연 단열 마감재 조성물을 이용한 시공방법을 제공한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 단열성 및 난연성이 우수할 뿐만 아니라 유해물질이 전혀 용출되지 않아 친환경적이면서 압축강도, 부착강도 및 내충격성 등의 강도가 우수하며 취급이 용이하고 작업현장에서 물만 섞어서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있는 준불연 단열 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 효과가 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 준불연 단열 마감재 조성물은 스티로폼 파쇄분 5 내지 30 중량%, 탄산칼슘 3 내지 20 중량%, 백시멘트 10 내지 40 중량%, 칼슘 알루미네이트 15 내지 45 중량%, 중공체 필러 3 내지 30 중량%, 셀룰로오스 섬유 1 내지 15 중량%, 지방산 금속염 0.5 내지 15 중량%, 공기연행제 1 내지 5 중량%, 셀룰로오스 에테르 0.1 내지 5 중량%, 경화촉진제 0.01 내지 3 중량% 및 경화보조제 0.01 내지 3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하고, 난연성 및 단열성이 우수할 뿐만 아니라 유해물질이 용출되지 않으면서도 압축강도, 부착강도 및 내충격성이 우수하고, 작업 현장에서 물만 섞어서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있는 효과가 있다.
본 기재의 준불연 단열 마감재 조성물은 준불연 이상의, 즉 준불연 또는 불연의 단열 마감재 조성물을 의미하고, 건축법 상 준불연 재료 또는 불연재료에 해당하거나, 난연 1급 또는 난연 2급의 재료에 해당한다.
본 발명의 준불연 단열 마감재 조성물을 구성하는 각 성분을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
스티로폼 파쇄분
상기 스티로폼 파쇄분은 일례로 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 5 내지 30 중량%, 10 내지 25 중량%, 또는 12 내지 20 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 단열성 및 강도가 우수한 효과가 있다.
상기 스티로폼 파쇄분은 일례로 발포 폴리스티렌(Expanded polystyrene; EPS)을 분쇄기로 파쇄한 것으로 구체적으로 핀크라샤로 크기가 5 mm 이하, 또는 1 내지 5 mm가 되도록 1차 파쇄 후 함마크라샤로 크기가 0.5 내지 3 mm, 또는 0.5 내지 2 mm가 되도록 파쇄한 것일 수 있고, 이 범위 내에서 혼합이 용이하고 균일하게 혼합되어 단열성능이 우수한 효과가 있다.
본 기재의 스티로폼 파쇄분은 스티로폼을 파쇄했을 때 형성되는 입자 또는 가루를 의미하는 것으로, 파쇄에 한정되지 않고 파쇄한 것과 동등 또는 유사한 형태의 스티로폼 입자 또는 가루를 포함할 수 있다.
상기 발포 폴리스티렌은 일례로 재활용된 발포 폴리스티렌을 사용할 수 있고, 이 경우에 물성을 유지하면서도 생산비가 절감되어 경제적인 효과가 우수하다.
상기 스티로폼은 일례로 발포 스티렌계 중합체일 수 있고, 상기 스티렌계 중합체는 일례로 스티렌 호모 중합체, 폴리스티렌, 폴리(알킬스티렌), 폴리(할로겐화 스티렌), 폴리(할로겐화 알킬스티렌), 폴리(알콕시스티렌), 폴리(비닐안식향산에스테르), 및 이들의 수소화중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이며, 이 경우 단열성 및 표면강도가 우수한 효과가 있다.
탄산칼슘
상기 탄산칼슘은 일례로 상기 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 3 내지 20 중량%, 5 내지 15 중량%, 또는 7 내지 12 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 분산성이 향상되고 압축강도, 부착강도 및 내충격성 등의 강도가 우수한 효과가 있다.
상기 탄산칼슘은 일례로 평균입경이 1 내지 3 ㎛, 또는 1.5 내지 2.5 ㎛일 수 있고 이 범위 내에서 분산성이 향상되고 압축강도, 부착강도 및 내충격성 등의 강도가 우수한 효과가 있다.
본 발명에서 평균입경은 메쉬(mesh)를 이용하여 측정하였다.
백시멘트
상기 백시멘트는 일례로 상기 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 10 내지 40 중량%, 15 내지 35 중량%, 또는 20 내지 30 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 속경성 반응이 우수하여 초기 접착력이 우수하고 가사시간이 확보되는 효과가 있다.
상기 백시멘트는 칼슘 알루미네이트의 속경제로 사용된다.
상기 백시멘트는 일례로 포틀랜드 시멘트로 비표면적이 3000 내지 4000 cm2/g, 또는 3200 내지 3700 cm2/g; 압축강도(28일)가 40 내지 50 Mpa, 또는 43 내지 47 Mpa; 백색도가 85% 이상, 또는 90% 이상;일 수 있고, 이 범위 내에서 속경성 반응 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
본 발명에서 비표면적은 BET 등온선을 사용한 흡착(ISO 9277:1995)에 의해 측정할 수 있다.
본 발명에서 압축강도는 KSL ISO 610 규격에 의하여 측정할 수 있다.
본 발명에서 백색도는 KS L 5204 규격에 의하여 측정할 수 있다.
칼슘
알루미네이트
상기 칼슘 알루미네이트는 일례로 상기 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 15 내지 45 중량%, 20 내지 40 중량%, 또는 25 내지 35 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 속경성 결합이 우수하여 가사 시간이 확보되어 원하는 시간 내에 제품 생산이 가능한 효과가 있다.
상기 칼슘 알루미네이트는 일례로 순도가 높은 고순도의 하소 알루미나와 석회석을 원료로 하여 1600℃ 가량의 고온에서 소성하고 볼 밀(ball mill)에서 소정의 분말도(Blaine)로 분쇄하여 제조한 것으로 알루미나(Al2O3) 함량이 65 내지 75 중량%이며, 1700℃의 고온에서도 사용이 가능한 재료로서 주 화학성분은 알루미나와 산화칼슘으로 이루어지게 되며, 광물상으로는 주광물인 칼슘 모노-알루미네이트(Calcium mono-Aluminate; CaO·Al2O3, CA)와 부광물인 칼슘 디-알루미네이트(Calcium di-Aluminate; CaO· 2Al2O3, CA2)로 구성된다.
상기 칼슘 알루미네이트는 일례로 분말도가 4,000 내지 6,000 cm2/g, 또는 4,700 내지 5,000 cm2/g일 수 있고 이 범위 내에서 속경성이 우수한 효과가 있다.
본 발명에서 분말도는 블레인(Blaine; 공기 투과장치에 의한 비표면적)법(KS L 5106)으로 측정할 수 있다.
중공체
필러
상기 중공체 필러는 일례로 상기 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 3 내지 30 중량%, 5 내지 20 중량%, 또는 7 내지 15 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 단열성 및 경량화 효과가 우수하다.
상기 중공체 필러는 일례로 속이 빈 중공형 캡슐로서, 캡슐 내의 공기층에 의해 단열효과를 발휘할 수 있으며, 통상 공지된 공법으로 그 중공을 형성할 수 있다.
상기 중공체 필러는 일례로 입자 크기가 10 내지 150 ㎛, 또는 50 내지 100 ㎛일 수 있고, 이 범위 내에서 단열성이 우수한 효과가 있다.
본 발명에서 평균입경은 메쉬(mesh)를 이용하여 측정하였다.
상기 중공체 필러는 일례로 폴리아크릴로니트릴(poly acrylonitrile)에 탄산칼슘 및 이산화티탄으로 코팅되어 있는 중공체 필러; 실리카, 알루미나, 철 및 티타늄옥사이드로 이루어진 세락믹 중공체 필러; 및 아크릴 중공체 필러로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우에 중공 구조로 인해 단열층이 경량화 되는 효과가 있다.
또 다른 예로, 상기 중공체 필러는 내부가 중공 상태인 글래스 비드, 세노스피어 비드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우에 중공 구조로 인해 단열층이 경량화 되는 효과가 있다.
상기 중공체 필러는 일례로 표면에 실란 또는 실리콘계의 실란 화합물인 표면 발수제가 코팅될 수 있고, 이 경우에 중공 구조로 인해 단열층이 경량화 되면서 발수성이 부여되는 효과가 있다.
상기 세라믹 중공체 필러는 일례로 실리카 50 내지 60 중량%, 알루미나 38 내지 48 중량%, 철 0.1 내지 1 중량% 및 티타늄옥사이드 1 내지 2 중량%로 이루어진 것, 또는 실리카 53 내지 58 중량%, 알루미나 40 내지 45 중량%, 철 0.3 내지 0.7 중량% 및 티타늄옥사이드 1.2 내지 1.7 중량%로 이루어진 것일 수 있고, 이 범위 내에서 경량화 효과가 우수하다.
상기 중공체 필러는 일례로 구상 필러일 수 있고, 이 경우에 중공 구조로 인해 단열층이 경량화 되는 효과가 있다.
본 기재에서 구상이란 공과 같이 둥근 모양을 의미한다.
셀룰로오스 섬유
상기 셀룰로오스 섬유는 일례로 상기 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 1 내지 15 중량%, 2 내지 10 중량%, 또는 3 내지 7 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 압축강도, 부착강도, 내충격성 등의 강도를 향상시키는 효과가 있다.
상기 셀룰로오스 섬유는 일례로 다년생 식물에서 뽑아낸 천연섬유로 비수용성이며 화학식은 (C6H10O5)n이고, 바람직하게는 섬유길이가 40 내지 2000 ㎛, 또는 500 내지 1500 ㎛, 섬유직경이 20 내지 100 ㎛, 또는 40 내지 80 ㎛일 수 있고, 이 범위 내에서 압축강도, 부착강도, 내충격성 등의 강도를 향상시키는 효과가 우수하다.
지방산 금속염
상기 지방산 금속염은 일례로 상기 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 0.5 내지 15 중량%, 1 내지 10 중량%, 또는 2 내지 7 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 발수성이 우수하다.
상기 지방산 금속염은 일례로 올레인산 아연, 올레인산 칼슘, 올레인산 알루미늄, 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘 및 스테아린산 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 스테아린산 아연이고, 이 경우에 발수성을 부여하는 효과가 우수하다.
상기 지방산 금속염은 일례로 입경이 5 ㎛ 이하, 또는 1 내지 5 ㎛일 수 있고, 이 범위 내에서 균일하게 분산되어 발수성이 더욱 향상되는 효과가 있다.
본 기재의 입경은 달리 정의하지 않는 한 메쉬(mesh)를 이용하여 측정할 수 있다.
공기연행제
상기 공기연행제는 일례로 상기 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 1 내지 5 중량%, 1 내지 3 중량%, 또는 1.5 내지 2.5 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 마감재 내에 무수한 미세 기포를 일정하게 분포시키어 작업성(workability)을 개선시키고 동결융해에 대한 저항성이 향상되는 효과가 있다.
상기 공기연행제는 일례로 물속에서 해리되어 계면활성을 발휘하는 기가 음이온의 전하를 갖는 음이온계로서 수지비누, 유산에스테르 및 황화물계 공기연행제, 수용액 중의 활성기가 양이온으로 전하되는 양이온계 공기연행제, 알칼리에 대해서는 음이온 계면활성제로 활동하나 산성에 대해서는 양이온 계면활성제로 활동하는 양성계 공기연행제, 수용액 중에는 이온으로 해리되지 않는 수산기 공기연행제, 에틸렌옥사이드 등을 친수기로 갖고 있는 에테르계 공기연행제 및 에스테르계가 있는 비이온계 공기연행제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우에 작업성(workability)을 개선시키고 동결융해에 대한 저항성이 향상되는 효과가 있다.
상기 공기연행제는 구체적으로 소디움 라우릴설페이트, 소디움 알킬설페이트, 수지비누, 빈졸레진, 다렉스, 프로텍스 및 포조리스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우에 작업성(workability)을 개선시키고 동결융해에 대한 저항성이 향상되는 효과가 있다.
셀룰로오스 에테르
상기 셀룰로오스 에테르는 일례로 상기 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 0.1 내지 5 중량%, 0.3 내지 3 중량%, 또는 0.5 내지 2 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 점도 상승 효과가 우수하면서 물성밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 셀룰로오스 에테르는 일례로 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxy propyl methyl cellulose), 히드록시에틸 메틸 셀룰로오스(hydroxy ethyl methyl cellulose), 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose) 및 히드록시 에틸 셀룰로오스(hydroxy ethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 메틸 셀룰로오스이고, 이 경우에 점도 상승 효과가 우수하면서 물성밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 메틸 셀룰로오스는 친환경적 소재로 목재, 면화에서 얻어진 셀룰로오스(Cellulose)가 원료이며 셀룰로오스(Cellulose)는 분자간 수소 결합으로 인해 30~65%의 결정성을 갖는 불용성의 천연 고분자로, 물에 녹지 않는 셀룰로오스는 에테르화 반응(Etherification)을 통하여 셀룰로오스 분자 내의 수산화기(-OH)를 메톡실기(-OCH3)와 히드록시프로폭실기(-OCH2CH(OH)CH3)로 치환시켜 제조되는 수용성 고분자이다.
상기 셀룰로오스 에테르는 일례로 물과의 수화반응을 통해 찬물에는 잘 녹으며, 뜨거운 물에서는 겔화에 의해 분산만 이루어지는 특성이 있다.
경화촉진제
상기 경화촉진제는 일례로 상기 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 0.01 내지 3 중량%, 0.05 내지 2 중량%, 또는 0.1 내지 1 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 백시멘트와의 화학적 결합이 원활하여 충분한 가사시간이 확보되어 작업성이 우수한 효과가 있다.
상기 경화 촉진제는 일례로 소듐설파이드, 소듐카보네이트, 리튬카보네이트, 리튬라이드록사이드 및 산화알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 리튬카보네이트일 수 있고, 이 경우에 백시멘트와의 화학적 결합을 촉진하는 효과가 우수하다.
상기 리튬카보네이트는 일례로 백색의 단사정계 분말일 수 있다.
경화보조제
상기 경화보조제는 일례로 상기 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 0.01 내지 3 중량%, 0.05 내지 2 중량%, 또는 0.1 내지 1 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 가사시간이 확보되어 작업성이 우수한 효과가 있다.
상기 경화보조제는 일례로 칼슘 포메이트, 소듐 포메이트, 포타슘 포메이트 및 마그네슘 포메이트로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게 칼슘 포메이트이고, 이 경우에 가사시간이 확보되어 작업성이 우수한 효과가 있다.
상기 칼슘 포메이트는 일례로 어는점이 매우 낮아 저온에서의 응결촉진 기능을 수행하므로 내한촉진제로 사용될 수 있으며, 시멘트와 혼합되어 사용되어 어는점 내림의 효과를 부여함과 동시에 강도 증진의 역할을 수행한다. 또한, 칼슘 포메이트는 모두 물에 용해되는 물질로서, 시멘트에 적용시 조기 강도를 증대시키는 역할을 한다.
또한, 본 발명의 준불연 단열 마감재 조성물의 제조방법은 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 스티로폼 파쇄분 5 내지 30 중량%를 탄산칼슘 3 내지 20 중량%으로 코팅하는 단계; 및 상기 탄산칼슘이 코팅된 스티로폼 파쇄분에 백시멘트 10 내지 40 중량%, 칼슘 알루미네이트 15 내지 45 중량%, 중공체 필러 3 내지 30 중량%, 셀룰로오스 섬유 1 내지 15 중량%, 지방산 금속염 0.5 내지 15 중량%, 공기연행제 1 내지 5 중량%, 셀룰로오스 에테르 0.1 내지 5 중량%, 경화촉진제 0.01 내지 3 중량% 및 경화보조제 0.01 내지 3 중량%을 혼합하여 교반하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하고 난연성 및 단열성이 우수할 뿐만 아니라 유해물질이 용출되지 않으면서도 압축강도, 부착강도 및 내충격성이 우수하고, 작업 현장에서 물만 섞어서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있어 작업이 용이한 효과가 있다.
상기 준불연 단열 마감재 조성물의 제조방법은 일례로 스티로폼을 핀크라샤로 크기가 5 mm 이하, 또는 1 내지 5 mm가 되도록 1차 파쇄 후 함마크라샤로 크기가 0.5 내지 3 mm, 또는 0.5 내지 2 mm가 되도록 2차 파쇄하여 스티로폼 파쇄분을 제조하는 단계를 포함할 수 있고, 이 경우에 혼합이 용이하고 균일하게 혼합되어 단열성능이 우수한 효과가 있다.
상기 코팅은 일례로 리본 믹서기로 교반속도 30 내지 80 rpm, 또는 50 내지 60 rpm에서 5분 내지 50분, 10분 내지 30분, 또는 10분 내지 20분 동안 실시될 수 있고, 이 경우에 균일하게 코팅되는 효과가 있다.
상기 탄산칼슘이 코팅된 스티로폼 파쇄분에 백시멘트, 칼슘 알루미네이트, 중공체 필러, 셀룰로오스 섬유, 지방산 금속염, 공기연행제, 셀룰로오스 에테르, 경화촉진제 및 경화보조제를 투입하고 교반속도 30 내지 80 rpm, 또는 50 내지 60 rpm에서 10분 내지 60분, 15분 내지 50분, 또는 20분 내지 40분 동안 교반한다.
상기 교반은 일례로 리본 믹서기 또는 파우다 교반기에서 실시될 수 있다.
상기 스티로폼 파쇄분을 탄산칼슘으로 코팅은 일례로 스티로폼 파쇄분에 미세한 탄산칼슘 입자가 균일하게 분산되어 있는 상태이거나 스티로폼 파쇄분 및 탄산칼슘이 균일하게 혼합되어 있는 상태를 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 준불연 단열 마감재 조성물의 시공방법은 상기 준불연 단열 마감재 조성물 100 중량부를 기준으로 일례로 물 50 내지 80 중량부, 또는 60 내지 70 중량부를 혼합하여 뿜칠 또는 벽바름 시공하는 것을 특징으로 하고 난연성 및 단열성이 우수할 뿐만 아니라 유해물질이 용출되지 않으면서도 압축강도, 부착강도 및 내충격성이 우수하고, 작업 현장에서 물만 섞어서 용이하게 뿜칠 또는 벽바름 시공할 수 있는 효과가 있다.
상기 뿜칠 또는 벽바름 시공은 일례로 1회 시공으로 도막 두께 5 내지 35 mm, 10 내지 30 mm, 또는 20 내지 30 mm로 실시할 수 있고, 이 범위 내에서 작업성이 용이한 효과가 있다.
상기 뿜칠 또는 벽바름 시공은 일례로 1회 내지 3회, 1회 내지 2회, 또는 1회 실시할 수 있고, 이 범위 내에서 단열성 및 난연성이 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 뿜칠(spray coating)은 도장법의 하나로 압축 공기를 통해 도료를 안개 상태의 미립자 상태로 분무하여 도포하는 공법을 의미한다.
본 기재에서 벽바름은 건출물의 내외·벽을 미장칼 또는 흙손으로 도료를 도포하는 공법을 의미한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예 1]
준불연
단열 마감재 조성물의 제조
스티로폼을 핀크라샤로 입자 크기가 5 mm 이하가 되도록 1차 분쇄한 후, 함마크리샤로 2차 분쇄하여 입자 크기가 1.5 mm 이하가 되도록 분쇄한 스티로폼 파쇄분을 준비하였다.
상기 스티로폼 파쇄분 15 중량% 및 탄산칼슘 10 중량%를 리본 믹서기에 투입하여 교반속도 50 rpm으로 10분 동안 스티로폼 파쇄분에 탄산칼슘을 코팅시켰다.
상기 탄산칼슘이 코팅된 스티로폼 파쇄분에 백시멘트 25 중량%, 칼슘 알루미네이트 30 중량%, 중공체 필러 10 중량%, 셀룰로오스 섬유 3 중량부, 스테아린산아연 3 중량%, 공기연행제 1.8 중량%, 메틸셀룰로오스 1 중량%, 리튬카보네이드 0.1 중량% 및 칼슘 포메이트 0.1 중량%를 리본믹서기에 투입하고 교반속도 50 rpm으로 30 분 동안 교반하여 준불연 단열마감재 조성물을 프리믹스(premix) 타입으로 준비하였다.
본 발명에서 프리믹스 타입이란 분말의 원료를 균일하게 섞은 혼합물을 의미한다.
벽바름
시공
상기 프리믹스 타입으로 준비한 준불연 단열마감재 조성물 100 중량부에 물 60 중량부를 혼합하여 CRC 보드(Cellulose fiber Reinforced Cement Board)에 두께 25mm로 벽바름 시공을 1회 실시한 후 28일 동안 건조시켜 시료를 제조하였다.
[비교예 1]
퍼라이트 단열몰탈인 "경우몰 KM-100" 100 중량부에 물 70 중량부를 혼합하여 CRC 보드에 두께 25mm로 벽바름 시공을 1회 실시한 후 28일 동안 건조시켜 시료를 제조하였다.
[실험예]
[실험 1]
상기 실시예 1에서 제작된 준불연 단열마감재 조성물로 시공된 시료로 유해물질 용출량을 측정하여 시험결과를 하기 표 1에 정리하였다.
[실험 2]
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제작된 준불연 단열마감재로 시공된 시료로 압축강도, 부착강도, 내충격성, 난연성, 열전도율 및 비중을 측정하여 하기 표 2에 정리하였다.
| 시험항목 | 실시예 1 | 시험방법 | |
| 유해물질 용출량 (ppm) |
Cu | 검출되지 않음 | 폐기물 공정시험법 |
| Pb | 검출되지 않음 | ||
| Cd | 검출되지 않음 | ||
| Cr | 검출되지 않음 | ||
| As | 검출되지 않음 | ||
| Hg | 검출되지 않음 | ||
| 시험항목 | 재령 | 실시예 1 | 비교예 1 | 시험방법 |
| 압축강도 | 3일 | 5 N/cm2 | 3 N/cm2 | KS K 5105-87 |
| 7일 | 15 N/cm2 | 7 N/cm2 | ||
| 28일 | 20 N/cm2 | 10 N/cm2 | ||
| 부착강도 | 3일 | 2 N/cm2 | 0.2 N/cm2 | KS K 2476-02 |
| 7일 | 4 N/cm2 | 0.7 N/cm2 | ||
| 28일 | 5 N/cm2 | 1 N/cm2 | ||
| 열전도율 | 14일 | 0.055 W/m·K | 0.071 W/m·K | KS L 9016-2010 |
| 비중 | 14일 | 0.25 kg/m3 | 0.45 kg/m3 | |
| 내충격성 | 28일 | 파손 및 크랙 발생 없음 | 파손 및 크랙 발생 없음 |
KS K 4041-99 |
| 난연성 | 14일 | 난연 2급(준불연) | 난연1급(불연) | KS F 2271 |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 수득된 실시예 1은 구리, 납, 카드늄 등의 유해성분이 용출되지 않아 친환경적인 준불연 단열 마감재 조성물임을 확인할 수 있었다.
또한, 상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 수득된 실시예 1은 비교예 1에 비해 재령이 길어질수록 압축강도 및 부착강도가 매우 우수하면서 열전도율 및 비중이 매우 낮아 단열성이 우수한 효과가 있었고 시공이 용이하고 간편하였다.
Claims (15)
- 스티로폼 파쇄분 5 내지 30 중량%, 탄산칼슘 3 내지 20 중량%, 백시멘트 10 내지 40 중량%, 칼슘 알루미네이트 15 내지 45 중량%, 중공체 필러 3 내지 30 중량%, 셀룰로오스 섬유 1 내지 15 중량%, 지방산 금속염 0.5 내지 15 중량%, 공기연행제 1 내지 5 중량%, 셀룰로오스 에테르 0.1 내지 5 중량%, 경화촉진제 0.01 내지 3 중량% 및 경화보조제 0.01 내지 3 중량%를 포함하되,
상기 경화촉진제는 소듐설파이드, 소듐카보네이트, 리튬카보네이트, 리튬라이드록사이드 및 산화알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 스티로폼 파쇄분은 입자 크기가 0.5 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 탄산칼슘은 평균입경이 1 내지 3 ㎛인 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 백시멘트는 포틀랜드 시멘트로 비표면적이 3000 내지 4000 cm2/g, 압축강도(28일)가 40 내지 50 Mpa 및 백색도가 85% 이상인 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 칼슘 알루미네이트는 분말도가 4,000 내지 6,000 cm2/g인 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 중공체 필러는 입자 크기가 10 내지 150 ㎛인 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 지방산 금속염은 올레인산아연, 올레인산칼슘, 올레인산알루미늄, 스테아린산아연, 스테아린산칼슘 및 스테아린산마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 공기연행제는 음이온계 공기연행제, 양이온계 공기연행제, 양성계 공기연행제, 수산기 공기연행제, 에테르계 공기연행제 및 비이온계 공기연행제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 에테르는 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxy propyl methyl cellulose), 히드록시에틸 메틸 셀룰로오스(hydroxy ethyl methyl cellulose), 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose) 및 히드록시 에틸 셀룰로오스(hydroxy ethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 경화보조제는 칼슘 포메이트, 소듐 포메이트, 포타슘 포메이트 및 마그네슘 포메이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물.
- 준불연 단열 마감재 조성물 총 100 중량%에 대해 스티로폼 파쇄분 5 내지 30 중량%를 탄산칼슘 3 내지 20 중량%으로 코팅하는 단계; 및 상기 탄산칼슘이 코팅된 스티로폼 파쇄분에 백시멘트 10 내지 40 중량%, 칼슘 알루미네이트 15 내지 45 중량%, 중공체 필러 3 내지 30 중량%, 셀룰로오스 섬유 1 내지 15 중량%, 지방산 금속염 0.5 내지 15 중량%, 공기연행제 1 내지 5 중량%, 셀룰로오스 에테르 0.1 내지 5 중량%, 경화촉진제 0.01 내지 3 중량% 및 경화보조제 0.01 내지 3 중량%을 혼합하여 교반하는 단계;를 포함하되,
상기 경화촉진제는 소듐설파이드, 소듐카보네이트, 리튬카보네이트, 리튬라이드록사이드 및 산화알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물의 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 준불연 단열 마감재 조성물의 제조방법은 스티로폼을 핀크라샤로 입자크기 5 mm 이하가 되도록 1차 파쇄한 후 함마크라샤로 입자 크기 0.5 내지 3 mm가 되도록 2차 파쇄하여 스티로폼 파쇄분을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물의 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 코팅은 리본 믹서기에서 실시되는 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물의 제조방법.
- 제1항 내지 제9항 또는 제11항의 어느 한 항에 의한 준불연 단열 마감재 조성물 100 중량부를 기준으로 물 50 내지 80 중량부를 혼합하여 뿜칠 또는 벽바름 시공하는 것을 특징으로 하는 준불연 단열 마감재 조성물의 시공방법.
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