KR102130654B1 - 웨하스 보드를 포함하는 샌드위치 판넬 및 이의 제조방법 - Google Patents

웨하스 보드를 포함하는 샌드위치 판넬 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨하스 보드를 포함하는 샌드위치 판넬 및 상기 웨하스 보드를 포함하는 샌드위치 판넬의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 샌드위치 판넬은 수지 발포체로 다수의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 웨하스 보드를 포함함으로써 휘발성 유기화합물 등의 유해물질 방출이 저감되고, 경량성 및 열안정성이 향상되어 작업 시 열에 의한 변형을 방지하며, 인체에 유해하지 않을 수 있다.

Description

웨하스 보드를 포함하는 샌드위치 판넬 및 이의 제조방법{Sandwich Panel Containing Wafer Board And Preparation Method Thereof}
본 발명은 웨하스 보드를 포함하는 샌드위치 판넬 및 상기 웨하스 보드를 포함하는 샌드위치 판넬의 제조방법에 관한 것이다.
샌드위치 판넬(sandwich panel)은 다른 종류의 재료를 샌드위치 모양으로 쌓아 올려 접착제로 접착한 특수 합판이다. 일반적으로 표면 판은 플라스틱 판, 알루미늄 판, 스테인리스 판 및 금속 판 등의 강도가 큰 재료를 사용하고, 심재(心材)는 종이, 목재, 발포 플라스틱 등을 삽입하여 보온, 방음, 강도 등을 고려해 만들고 있다.
이러한 샌드위치 판넬은 공사기간 단축이나 이미 축조된 건축물 등의 벽면에 적용하여 공간 구획이나 외벽 등으로 사용되는 건축자재 중의 하나로서, 시공의 간편성과 공사기간 단축 등의 장점으로 인해 그 적용범위가 확대되고 있다.
종래의 샌드위치 판넬은 코어재로 수지 발포체나 무기 섬유 판재를 많이 사용되고 있고, 수지 발포체로는 폴리우레탄, 폴리스타이렌, 페놀이 주로 사용되고 있으며, 무기 섬유 판재로는 유리섬유가 주로 사용되고 있다.
상기 수지 발포체 중 폴리우레탄 또는 폴리스타이렌은 가공이 용이하여 샌드위치 판재로 주로 사용되나 열안정성이 부족하여 화재에 취약한 단점이 있으며, 페놀은 열안정성이 우수해 난연소재로 사용되나 철근을 부식시키는 단점이 있다. 또한, 무기섬유 판재 중 유리섬유는 불연 소재로 열안정성이 우수한 반면, 취급 시 유리섬유가루로 인해 인체에 유해한 단점이 있다.
이러한 문제점 때문에 최근에는 난연 성능을 가지며 유독가스 배출량이 저감된 폴리에스테르 발포시트를 샌드위치 판넬 형태로 제작한 구조재의 적용이 유럽시장을 선두로 확대되고 있다. 그러나, 보드형태의 발포설비의 경우 발포체 제조 후 냉각 공정을 위해 별도의 설비가 필요하여 제조 공간이 많이 필요하고, 설비 투자비가 높아 풍력 발전기의 블레이드(blade)와 선박용 구조재 등 적용할 수 있는 용도가 한정적인 단점이 있다.
미국등록특허 제5000991호
본 발명은 웨하스 보드를 포함하는 샌드위치 판넬 및 상기 웨하스 보드를 포함하는 샌드위치 판넬의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여,
본 발명은 일실시예에서,
웨하스 보드;
웨하스 보드의 일면에 형성된 제1 판재;
웨하스 보드를 기준으로 제1 판재와 대향된 위치에 형성된 제2 판재; 및
상기 제1 판재, 제2 판재 및 웨하스 보드 사이에 분산된 접착제를 포함하며,
상기 웨하스 보드는 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 것이고, 상기 n은 2 이상의 정수이며, 상기 웨하스 보드의 열간 선수축률은 100℃에서 1시간 경과한 조건에서 10% 이하이고,
상기 폴리에스테르 발포시트는, 하기 일반식 1을 만족하는 샌드위치 판넬을 제공한다:
[일반식 1]
X/Y ≥ 1.5;
상기 일반식 1에서 X는 KS M ISO 844에 따른 수지 발포층의 압축강도(N/cm2)를 나타내고, Y는 KS M ISO 845에 따른 수지 발포층의 밀도(kg/m3)를 나타낸다.
또한, 본 발명은 일실시예에서,
웨하스 보드의 표면에 접착 수지를 도포하는 단계;
접착 수지가 도포된 면에 가압롤러를 이용하여 판넬을 접착하는 단계; 및
웨하스 보드와 판넬이 일체화된 연속제품을 단위사이즈로 절단하는 단계를 포함하며,
상기 웨하스 보드는 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 것이고, 상기 n은 2 이상의 정수이며, 상기 웨하스 보드의 열간 선수축률은 100℃에서 1시간 경과한 조건에서 10% 이하이고,
상기 폴리에스테르 발포시트는, 하기 일반식 1을 만족하는 샌드위치 판넬의 제조방법을 제공한다:
[일반식 1]
X/Y ≥ 1.5;
상기 일반식 1에서 X는 KS M ISO 844에 따른 수지 발포층의 압축강도(N/cm2)를 나타내고, Y는 KS M ISO 845에 따른 수지 발포층의 밀도(kg/m3)를 나타낸다.
본 발명에 따른 샌드위치 판넬은, 수지 발포체로 다수의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 웨하스 보드를 포함함으로써 휘발성 유기화합물 등의 유해물질 방출이 저감되고, 경량성 및 열안정성이 향상되어 작업 시 열에 의한 변형을 방지하며, 인체에 유해하지 않을 수 있다.
또한, 상기 웨하스 보드는 폴리에스테르 발포시트를 가열하여 후발포하는 공정을 수행함으로써, 웨하스 보드를 활용한 작업 시 열을 가했을 때 후발포되는 현상을 방지할 수 있고, 롤러를 이용한 열접착을 수행함으로써 별도로 접착제를 사용하지 않아 공정성이 향상되며 휘발성유기화합물(VOC)이 저감되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 웨하스 보드 제조방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명은 웨하스 보드를 포함하는 샌드위치 판넬 및 상기 웨하스 보드를 포함하는 샌드위치 판넬의 제조방법에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 웨하스 보드; 웨하스 보드의 일면에 형성된 제1 판재; 웨하스 보드를 기준으로 제1 판재와 대향된 위치에 형성된 제2 판재; 및 상기 제1 판재, 제2 판재 및 웨하스 보드 사이에 분산된 접착제를 포함하며, 상기 웨하스 보드는 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 것이고, 상기 n은 2 이상의 정수이며, 상기 웨하스 보드의 열간 선수축률은 100℃에서 1시간 경과한 조건에서 10% 이하이고, 상기 폴리에스테르 발포시트는, 하기 일반식 1을 만족하는 샌드위치 판넬을 제공할 수 있다:
[일반식 1]
X/Y = 1.5
상기 일반식 1에서 X는 KS M ISO 844에 따른 수지 발포층의 압축강도(N/cm2)를 나타내고, Y는 KS M ISO 845에 따른 수지 발포층의 밀도(kg/m3)를 나타낸다.
상기 웨하스 보드는 후발포된 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 것일 수 있고, 상기 n은 2 내지 50, 3 내지 45, 4 내지 40, 5 내지 35 혹은 6 내지 30일 수 있다. 용도에 따라 후발포된 폴리에스테르 발포시트의 개수는 가감할 수 있다. 본 발명에 따른 웨하스 보드는 건축자재, 자동차용 자재 및 식품용기 등 다양한 산업분야에서 활용될 수 있다.
또한, 상기 웨하스 보드의 열간 선수축률은 100℃에서 1시간 경과한 조건에서 9% 이하, 8% 이하, 0.0001 내지 7%, 0.001 내지 6.5% 혹은 0.01 내지 6%, 0.01 내지 5.5% 혹은 5% 이하일 수 있는데, 열간 선수축률이 상기 범위를 만족할 경우, 웨하스 보드에 열을 가했을 때 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
상기 k번째 폴리에스테르 발포시트는, 융점이 180℃ 내지 250℃이거나 또는 연화점이 100℃ 내지 150℃이고, k+1번째 폴리에스테르 발포시트의 융점은 250℃ 보다 높고, 상기 k는 1 내지 n-1 사이의 정수일 수 있다. 예를 들어, 상기 k번째 폴리에스테르 발포시트의 융점(Tm)은 180℃ 내지 250℃, 185℃ 내지 245℃, 190℃ 내지 240℃, 180℃ 내지 200℃, 200℃ 내지 230℃, 또는 195℃ 내지 230℃일 수 있고, 연화점은 110℃ 내지 145℃, 115℃ 내지 140℃, 120℃ 내지 135℃, 또는 125℃ 내지 130℃일 수 있다. 상기 범위의 융점 또는 연화점을 갖는 폴리에스테르 발포시트를 포함함으로써 웨하스 보드는 우수한 접착성을 구현할 수 있다.
또한, k+1번째 폴리에스테르 발포시트의 융점은 250℃ 이상, 255 내지 300℃, 260 내지 295℃, 265 내지 290℃ 혹은 270 내지 285℃일 수 있다. 상기 범위의 융점 또는 연화점을 갖는 폴리에스테르 발포시트를 포함함으로써 우수한 접착성을 구현하는 동시에 우수한 열안정성을 만족하는 웨하스 보드를 제공할 수 있다.
상기 웨하스 보드는 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지되어 형성되고, 상기 폴리에스테르 발포시트 사이에 별도의 접착제층을 포함하지 않을 수 있다. 상기 웨하스 보드는 가열에 의해 표면이 용융된 폴리에스테르 발포시트가 열접착된 형태이기 때문에 각각의 폴리에스테르 발포시트 사이에 별도로 접착제를 포함하지 않으며, 이에 따라 상기 웨하스 보드는 휘발성 유기 화합물(VOC)의 방출이 효과적으로 저감된다.
상기 폴리에스테르 발포시트는 흡수량이 KS M IOS 7214 기준으로 1 g/100 cm2 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포시트는 흡수량이 KS M IOS 7214 기준으로 1 g/100 cm2 이하, 0.7 g/100 cm2 이하, 0.6 g/100 cm2 이하, 0.01 내지 0.5 g/100 cm2 또는 0.1 내지 0.4 g/100 cm2일 수 있다. 폴리에스테르 발포시트의 흡수량이 상기 범위일 경우, 외부 보관이 용이하다는 이점이 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트의 밀도 대비 압축강도비는 1.5 내지 3, 1.6 내지 2.5 또는 1.7 내지 2 범위일 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는 상기 범위의 밀도 대비 압축강도비를 만족함으로써, 발포 비율이 높으면서 동시에 고강도인 폴리에스테르 발포시트를 구현할 수 있다. 이는, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트에 있어서, 발포제가 수지 발포층 내에 잘 포집되어, 기공이 서로 결합하지 않고 독자적으로 폐쇄 셀이 형성된 것을 의미할 수 있으며, 이를 통해 우수한 단열성도 기대할 수 있다.
상기 일반식 1에서, 폴리에스테르 발포시트의 압축강도(KS M ISO 844) X는 20 내지 300 N/cm2일 수 있고, 폴리에스테르 발포시트의 밀도(KS M ISO 845) Y는 20 내지 80 kg/m3일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포시트의 압축강도는 20 내지 300 N/cm2, 25 내지 200 N/cm2, 30 내지 100 N/cm2, 또는 35 내지 80 N/cm2일 수 있으며, 밀도는 20 내지 80 kg/m3, 25 내지 75 kg/m3, 또는 30 내지 70 kg/m3일 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트의 압축 강도 및 밀도가 상기 범위를 만족할 경우, 상기 폴리에스테르 발포시트를 사용하여 제조한 샌드위치 판넬의 강도를 효과적으로 향상시킨다.
상기 폴리에스테르 발포시트는 총방출열량이 KS F 5660-1을 기준으로 8 MJ/m2 이하일 수 있고, 예를 들어, 0.01 내지 7.5 MJ/m2, 0.05 내지 7 MJ/m2, 0.1 내지 5 MJ/m2, 또는 0.15 내지 3 MJ/m2 일 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는 난연성이 KS F 4724를 기준으로 2급 이상일 수 있다. 폴리에스테르 발포시트의 난연 등급이 상기 등급일 경우, 준불연 성능을 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트를 포함하는 샌드위치 패널은 상기 범위의 총방출열량 및 난연등급을 가짐으로써 고온에서도 안정적으로 형태를 유지할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 폴리에스테르의 종류를 구체적으로 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리글리코르 산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 및 폴리에틸렌 나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리에스테르 발포시트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET) 발포시트일 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는 90% 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)인 폴리에스테르 발포시트일 수 있다. 이는, 상기 폴리에스테르 수지의 발포시트의 DIN ISO4590에 따른 측정값이 셀 중 90% 이상이 폐쇄 셀임을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 수지의 발포시트 중 폐쇄 셀은 90 내지 100% 또는 95 내지 100%일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는 상기 범위 내의 폐쇄 셀을 가짐으로써, 우수한 경량성, 내구성 및 강성을 만족하는 발포시트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포시트의 셀 수는 1 mm2 당 1 내지 30 셀, 3 내지 25 셀, 또는 3 내지 20 셀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀의 평균 크기는 100 내지 800 ㎛ 범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 셀의 평균 크기는 100 내지 700 ㎛, 200 내지 600 ㎛ 또는 300 내지 600 ㎛ 범위일 수 있다. 이때, 셀 크기의 편차는 예를 들어, 5 % 이하, 0.1 내지 5 %, 0.1 내지 4 % 내지 0.1 내지 3 % 범위일 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는 균일한 크기의 셀들이 균일하게 발포된 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는, 친수화 기능, 방수 기능, 난연 기능 또는 자외선 차단 기능을 가질 수 있으며, 계면활성제, 자외선 차단제, 친수화제, 난연제, 열안정제, 방수제, 셀 크기 확대제, 적외선 감쇠제, 가소제, 방화 화학 약품, 안료, 탄성폴리머, 압출 보조제, 산화방지제, 기핵제, 공전 방지제 및 UV 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 폴리에스테르 발포시트는 증점제, 기핵제, 열안정제 및 발포제를 포함할 수 있다. 상기 증점제는 특별히 한정하지 않으나, 본 발명에서는 예를 들면 피로멜리트산 이무수물(PMDA)이 사용될 수 있다.
상기 기핵제의 예로는, 탈크, 마이카, 실리카, 규조토, 알루미나, 산화티탄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼리움, 황산바륨, 탄산수소나트륨, 그라스 비드 등의 무기 화합물을 들 수 있다. 이러한 기핵제는 폴리에스테르 발포시트의 기능성 부여, 가격 절감 등을 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서는 탈크(Talc)가 사용될 수 있다.
상기 열안정제는, 유기 또는 무기 인 화합물일 수 있다. 상기 유기 또는 무기 인 화합물은, 예를 들어, 인산 및 그 유기 에스테르, 아인산 및 그 유기 에스테르일 수 있다. 예를 들어, 상기 열안정제는 상업적으로 입수 가능한 물질로서, 인산, 알킬 포스페이트 또는 아릴 포스페이트일 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서 열안정제는 트리페닐 포스페이트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 폴리에스테르 발포시트의 열적 안정성을 향상시킬 수 있는 것이라면, 통상적인 범위 내에서 제한 없이 사용 가능하다.
상기 발포제의 예로는, N2, CO2, 프레온, 부탄, 펜탄, 네오펜탄, 헥산, 이소헥산, 헵탄, 이소헵탄, 메틸클로라이드 등의 물리적 발포제 또는 아조디카르본아마이드(azodicarbonamide)계 화합물, P,P'-옥시비스(벤젠술포닐하이드라지드)[P,P'-oxybis(benzene sulfonyl hydrazide)]계 화합물, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민(N,N'-dinitroso pentamethylene tetramine)계 화합물 등의 화학적 발포제가 있으며, 구체적으로 본 발명에서는 CO2가 사용될 수 있다.
상기 난연제는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 브롬 화합물, 인 또는 인 화합물, 안티몬 화합물을 포함할 수 있다. 브롬 화합물은 예를 들어, 테트라브로모 비스페놀 A 및 데카브로모디페닐에테르 등을 포함하고, 인 또는 인 화합물은 방향족 인산에스테르, 방향족 축합 인산에스테르, 할로겐화 인산에스테르 및 적인 등을 포함하고, 안티몬 화합물은 삼산화안티몬 및 오산화안티몬 등을 포함할 수 있다.
상기 계면활성제는 특별히 한정되지 않으며, 음이온계　계면　활성제(예를 들어, 지방산염, 알킬황산에스테르염, 알킬벤젠술폰산염, 알킬나프탈렌술폰 산염, 알킬술포숙신산염, 폴리옥시에틸렌알킬황산에스테르염 등), 비이온계　계면　활성제(예를 들어, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 등의 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 유도체, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 알킬알칸올아미드 등), 양이온계 및 양성 이온계　계면　활성제(예를 들어, 알킬아민염, 제 4 급 암모늄염, 알킬베타인, 아민옥사이드 등) 및 수용성 고분자 또는 보호 콜로이드(예를 들어, 젤라틴, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌블록코폴리머, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염, 알긴산나트륨, 폴리비닐알코올 부분 비누화물 등) 등을 포함할 수 있다.
상기 방수제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 실리콘 계열, 에폭시 계열, 시아노아크릴산 계열, 폴리비닐아크릴레이트 계열, 에틸렌비닐아세테이트 계열, 아크릴레이트 계열, 폴르클로로프렌 계열, 폴리우레탄 수지와 폴리에스터 수지의 혼합체 계열, 폴리올과 폴리 우레텐 수지의 혼합체 계열, 아크릴릭 폴리머와 폴리우레탄 수지의 혼합체 계열, 폴리이미드 계열 및 시아노아크릴레이트와 우레탄의 혼합체 계열 등의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 자외선 차단제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 유기계 또는 무기계 자외선 차단제일 수 있으며, 상기 유기계 자외선 차단제의 예로는 p-아미노벤조산 유도체, 벤질리데네캠포 유도체, 신남산 유도체, 벤조페논 유도체, 벤조트리아졸 유도체 및 이들의 혼합물을 들 수 있고, 상기 무기계 자외선 차단제의 예로는 이산화티탄, 산화아연, 산화망간, 이산화지르코늄, 이산화세륨 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 접착제는 폴리에스테르계 접착 수지를 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 접착 수지는 열접착이 가능한 필름 형태일 수도 있고, 조성물 상태로 제1 판재, 제2 판재 및 웨하스 보드 사이에 분산될 수도 있다.
상기 웨하스 보드는 폴리에스테르 발포시트를 가열하여 후발포하는 공정을 수행함으로써, 웨하스 보드를 활용한 작업 시 열을 가했을 때 후발포되는 현상을 방지할 수 있고, 롤러를 이용한 열접착을 수행함으로써 별도로 접착제를 사용하지 않기 때문에, 이를 포함하는 샌드위치 판넬은 휘발성유기화합물(VOC)이 저감되는 이점이 있다.
본 발명에 따른 샌드위치 판넬은 총 휘발성유기화합물(Volatile organic compounds, VOCs) 함량이 10 ppm 이하일 수 있다. 예를 들어, 총 휘발성유기화합물 함량은 0.1 내지 10 ppm, 8 ppm 이하, 6 ppm 이하, 4 ppm 이하, 2 ppm 이하, 또는 0.1 내지 1 ppm일 수 있다.
상기 제1 판재 및 제2 판재는 각각 독립적으로, 금속, 합성수지, 시멘트, 세라믹, 석고보드, 및 유리섬유 강화플라스틱 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로 본 발명에서 제1 판재 및 제2 판재는 유리섬유 강화수지를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 샌드위치 판넬의 두께는 3 내지 50 cm, 5 내지 45 cm, 7 내지 40 cm, 10 내지 35 cm, 또는 10 내지 30 cm일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트의 두께는 2 내지 30 cm, 4 내지 25 cm 또는 10 내지 20 cm일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제1 판재 및 제2 판재의 두께는 0.5 내지 20 cm, 1 내지 15 cm 또는 1.5 내지 10 cm일 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 샌드위치 판넬은 비교적 얇은 두께로도 우수한 압축강도, 단열성 및 난연성등의 특성을 구현할 수 있다는 걸 알 수 있다. 따라서, 발포 성형체의 경량화가 가능하며, 생산 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 웨하스 보드의 표면에 접착 수지를 도포하는 단계; 접착 수지가 도포된 면에 가압롤러를 이용하여 판넬을 접착하는 단계; 및 웨하스 보드와 판넬이 일체화된 연속제품을 단위사이즈로 절단하는 단계를 포함하며, 상기 웨하스 보드는 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 것이고, 상기 n은 2 이상의 정수이며, 상기 웨하스 보드의 열간 선수축률은 100℃에서 1시간 경과한 조건에서 10%이하이고, 상기 폴리에스테르 발포시트는, 하기 일반식 1을 만족하는 샌드위치 판넬의 제조방법을 제공할 수 있다:
[일반식 1]
X/Y ≥ 1.5;
상기 일반식 1에서 X는 KS M ISO 844에 따른 수지 발포층의 압축강도(N/cm2)를 나타내고, Y는 KS M ISO 845에 따른 수지 발포층의 밀도(kg/m3)를 나타낸다.
상기 접착 수지를 도포하는 단계에서, 접착 수지는 폴리에스테르계 접착 수지일 수 있다. 또한, 상기 접착 수지는 다양한 형태의 사출 성형물, 필름(Film) 성형물일 수 있으며, 섬유(web)형태일 수 있다. 상기 접착 수지는 저융점의 특성이 있어 여러 겹으로 압착하여 필름이나 웹 구조의 부직포의 형태로 제공될 수 있다.
상기 판넬은 웨하스 보드를 기준으로 제1 판재와 대향된 위치에 형성된 제2 판재를 포함할 수 있으며, 상기 제1 판재 및 제2 판재는 각각 독립적으로, 금속, 합성수지, 시멘트, 세라믹 및 석고보드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로 본 발명에서 제1 판재 및 제2 판재는 금속일 수 있으며, 상기 금속은 크래드 강판을 포함할 수 있다.
상기 웨하스 보드는, 폴리에스테르 발포시트를 가열하여 후발포를 수행하는 단계; 및 후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계에 의해 형성하는 것일 수 있으며, 상기 n은 2 이상의 정수이다.
상기 폴리에스테르 발포시트를 가열하여 후발포를 수행할 경우, 가열 전 폴리에스테르 발포시트의 발포배율보다 1.5 내지 2배 더 발포될 수 있다.
하나의 예로서, 상기 가열 전 폴리에스테르 발포시트의 발포배율은 2 내지 46배일 수 있다. 구체적으로 상기 발포 배율은 5 내지 45배, 10 내지 43배, 12 내지 42배 혹은 13 내지 40배일 수 있다.
또한, 후발포된 폴리에스테르 발포시트의 발포배율은 4 내지 92배, 7.5 내지 90배, 15 내지 86배, 18 내지 84배, 19.5 내지 80배일 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포시트를 가열하여 후발포를 수행하는 단계를 거침으로써 폴리에스테르 발포시트의 발포 배율을 높이게 되며, 이에 따라 제조된 웨하스 보드에 열을 가할 시 후발포가 발생하여 형태가 변혈되는 것을 방지할 수 있다.
상기 n은 2 내지 50, 3 내지 45, 4 내지 40, 5 내지 35 혹은 6 내지 30일 수 있다. 용도에 따라 후발포된 폴리에스테르 발포시트의 개수는 가감하여 합지할 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포시트를 가열하여 후발포를 수행하는 단계는, 폴리에스테르 발포시트의 일면 또는 양면을 평균 120 내지 300℃ 범위의 온도로 가열하여 수행되고, 상기 후발포를 수행하는 단계에서, 폴리에스테르 발포시트는 후발포가 일어남과 동시에 가열된 표면이 부분 용융된 상태일 수 있다.
구체적으로 상기 폴리에스테르 발포시트의 일면 또는 양면을 가열하는 온도는 125 내지 300℃, 130 내지 290℃, 140 내지 280℃, 150 내지 270℃, 160 내지 260℃, 170 내지 250℃, 180 내지 240℃ 혹은 190 내지 230℃ 범위일 수 있다. 본 발명에 따른 후발포 수행 시 폴리에스테르 발포시트의 가열 온도가 상기 범위일 경우 폴리에스테르 발포시트가 1.5 내지 2배로 후발포 하는데 용이하며, 가열된 폴리에스테르 발포시트 표면은 합지가 용이하도록 용융될 수 있다. 이렇게 용융된 폴리에스테르 발포시트 표면은 별도로 접착제 없이도 발포시트 표면끼리 용이하게 열접착할 수 있다.
상기 후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계에 도입되는 폴리에스테르 발포시트는, 상기 발포시트의 일면 또는 양면의 표면이 부분 용융된 상태일 수 있다. 용융된 폴리에스테르 발포시트 표면은 별도로 접착제 없이도 발포시트 표면끼리 용이하게 열접착할 수 있다.
상기 후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계는, 일면 또는 양면의 표면이 부분 용융된 상태인 폴리에스테르 발포시트가 n개 도입되고, 도입된 n개의 폴리에스테르 발포시트는 적층된 상태에서 가압 롤러에 의해 합지될 수 있다.
상기 가열된 폴리에스테르 발포시트 표면은 합지가 용이하도록 용융될 수 있다. 이렇게 용융된 폴리에스테르 발포시트 표면은 별도로 접착제 없이도 발포시트 표면끼리 용이하게 열접착할 수 있는 상태가 되며, 일면 또는 양면의 표면이 부분 용융된 상태인 n개의 폴리에스테르 발포시트는 적층된 상태에서 가압 롤러에 의해 합지됨으로써, 강하게 접착될 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포시트를 가열하여 후발포를 수행하는 단계; 및 후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계는 연속적으로 수행될 수 있다.
하나의 예로서, n개의 폴리에스테르 발포시트는 컨베이어 벨트에 의해 다층으로 평행하게 형성된 히터 사이사이를 각각 지나면서 가열되어 후발포 되고, 후발포된 n개의 폴리에스테르 발포시트는 컨베이어 벨트에 의해 가압 롤러로 이동하여 용융된 표면끼리 합지될 수 있다. 상기 컨베이어 벨트는 경우에 따라 제외할 수 있다.
다른 하나의 예로서, n개의 폴리에스테르 발포시트는 전단부와 후단부를 평행하게 잡아주는 닙롤러(Nip Roller)에 의해서 다층으로 평행하게 형성된 히터 사이사이를 각각 지나면서 가열되어 후발포 되고, 후발포된 n개의 폴리에스테르 발포시트는 가압 롤러로 이동하여 용융된 표면끼리 합지될 수 있다.
상기 웨하스 보드의 제조방법은, n개의 압출기단에서 압출 발포를 통해 각각 폴리에스테르 발포시트를 제조하는 단계; 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 각각 가열하여 후발포를 수행하는 단계; 및 후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계를 연속적으로 수행할 수 있다.
하나의 예로서, n개의 압출기단에서 압출 발포를 통해 제조된 폴리에스테르 발포시트는 컨베이어 벨트에 의해 다층으로 평행하게 형성된 히터 사이사이를 각각 지나면서 가열되어 후발포 되고, 후발포된 n개의 폴리에스테르 발포시트는 컨베이어 벨트에 의해 가압 롤러로 이동하여 용융된 표면끼리 합지되는 과정이 연속적으로 수행될 수 있다.
상기 후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계 이후에, 합지된 적층체를 냉각하는 단계를 더 거칠 수 있다. 상기 냉각하는 단계는 가압 롤러에 의해 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 적층체가 컨베이어 벨트에 의해 이동하면서 냉각 롤러에 의해 냉각될 수 있다. 이때, 냉각하는 단계는 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 적층체의 용융되어있던 접합 부분을 굳히거나, 폴리에스테르 발포시트 간의 접착을 더욱 견고하게 하여 상기 적층체의 형태가 뒤틀리 현상을 방지하기 위해 수행될 수 있다.
하나의 예로서, 상기 냉각하는 단계에서 냉각 롤러의 온도는 15℃ 이하, 1 내지 14.5℃, 1.5 내지 14℃, 2 내지 13.5℃¸2.5 내지 13℃, 3 내지 12.5℃, 3.5 내지 12℃, 4 내지 11.5℃ 혹은 4.5 내지 10℃ 범위일 수 있다.
상기 후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계 이후에, 합지된 적층체를 일정 간격으로 컷팅(cutting)하는 단계를 더 거칠 수 있다. 상기 컷팅하는 단계는 가압 롤러에 의해 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 적층체가 컨베이어 벨트에 의해 이동하면서 커터에 의해 컷팅될 수 의해 냉각될 수 있다.
또한, 상기 컷팅하는 단계는 가압 롤러에 의해 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 적층체가 컨베이어 벨트에 의해 이동하면서 냉각 롤러를 지나 냉각된 후 컨베이어 벨트에 의해 이동하면서 커터에 의해 컷팅될 수 있다. 본 발명에 따른 웨하스 보드 제조방법은 합지된 적층체를 컷터에 의해 컷팅하는 과정을 수행함으로써, 공정성이 향상되고 대량생산이 용이한 이점이 있다.
본 발명에 따른 웨하스 보드의 제조방법은, n개의 압출기단에서 압출 발포를 통해 각각 폴리에스테르 발포시트를 제조하는 단계; 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 각각 가열하여 후발포를 수행하는 단계; 후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계; 합지된 적층체를 냉각하는 단계; 및 합지된 적층체를 일정 간격으로 컷팅하는 단계를 연속적으로 수행할 수 있다.
구체적으로, n개의 압출기단에서 압출 발포를 통해 제조된 폴리에스테르 발포시트는 컨베이어 벨트에 의해 다층으로 평행하게 형성된 히터 사이사이를 각각 지나면서 가열되어 후발포 되고, 후발포된 n개의 폴리에스테르 발포시트는 컨베이어 벨트에 의해 가압 롤러로 이동하여 용융된 표면끼리 합지되며, 합지된 적층체는 컨베이어 벨트에 의해 냉각 롤러로 이동하여 용융된 부분이 냉각되고, 냉각 롤러를 지난 적층체는 컨베이어 벨트에 의해 컷팅기를 지나면서 일정한 간격으로 컷팅하는 과정이 연속적으로 수행될 수 있다. 본 발명의 웨하스 보드 제조방법은 상기와 같이 발포, 가열, 합지, 냉각 및 컷팅 과정이 연속적으로 수행됨으로써, 공정 시간 및 비용이 저감되는 효과가 있다.
하나의 예로서, n개의 폴리에스테르 발포시트는 컨베이어 벨트에 의해 다층으로 형성된 히터 사이사이를 각각 지나면서 가열되어 후발포되고, 후발포된 n개의 폴리에스테르 발포시트는 컨베이어 벨트에 의해 가압 롤러로 이동하여 용융된 표면끼리 합지될 수 있다.
상기 다층으로 형성된 히터는 n개의 폴리에스테르 발포시트 각각의 양면을 가열하기 위해 n+1개가 평행하게 형성될 수 있다. 또한, n개의 폴리에스테르 발포시트 각각이 합지되는 표면만을 가열하기 위해 n-1개가 평행하게 형성될 수도 있다. 이때, 다층으로 형성된 히터의 가열 온도는 120 내지 300℃, 130 내지 295℃, 140 내지 290℃, 150 내지 285℃, 160 내지 280℃, 170 내지 275℃, 190 내지 270℃, 200 내지 265℃ 혹은 230 내지 260℃ 범위일 수 있다. 다층 히터의 가열 온도가 상기 범위일 경우 폴리에스테르 발포시트가 1.5 내지 2배로 후발포 하는 동시에 가열된 폴리에스테르 발포시트 표면이 합지가 용이하도록 용융될 수 있다. 이렇게 용융된 폴리에스테르 발포시트 표면은 별도로 접착제 없이도 가압 롤러에 의해 발포시트 표면끼리 용이하게 열접착할 수 있다. 상기 열접착된 적층체는 이어서 냉각 롤러에 의해 냉각되고, 냉각 롤러를 지나 컷팅기에 의해 컷팅되어 웨하스 보드 제조가 완료될 수 있다. 이렇게 연속적으로 생산 가능한 웨하스 보드의 제조방법은 대량생산이 용이하며, 생산 시간을 단축하는 이점이 있다.
상기 후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계에서, 폴리에스테르 발포시트 사이에는 저융점(LM) 폴리에스테르 수지층 또는 수지 분말이 게재될 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포시트 사이의 결합력 향상을 위하여 저융점(LM) 폴리에스테르 수지층 또는 수지 분말은 각각의 폴리에스테르 발포시트 사이에 게재되어, 비교적 낮은 가열온도에서도 용융되어 폴리에스테르 발포시트의 합지를 용이하게 할 수 있다.
상기 저융점(LM) 폴리에스테르 수지층 또는 수지 분말의 소정의 낮은 온도, 구체적으로는 상기 폴리에스테르 발포시트의 융점 보다 낮은 온도에서 용융되어(melt) 접착제로서 작용하는 수지층 또는 수지 분말을 의미하고, 상기 폴리에스테르 발포시트는 상기 저융점 폴리에스테르 수지층 또는 수지 분말이 용융되는 온도에서 녹지 않을 수 있다. 따라서, 저융점 폴리에스테르 수지층 또는 수지 분말과 폴리에스테르 발포시트는 특정 온도에서 서로 용융되고, 용융되지 않을 수 있다. 예를 들면, 상기 저융점 폴리에스테르 수지층 또는 수지 분말의 융점은 70 내지 120℃일 수 있고, 이 경우, 상기 폴리에스테르 발포시트의 융점은 120℃ 초과 혹은 130℃를 초과할 수 있다. 또 다른 예로 저융점 폴리에스테르 수지층 또는 수지 분말의 융점이 80 내지 100℃이면, 상기 폴리에스테르 발포시트의 융점은 100℃ 초과 혹은 110℃를 초과할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 저융점(LM) 폴리에스테르 수지층 또는 수지 분말은 하기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하는 저융점 폴리에스테르 수지의 수지층 또는 수지 분말일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112018127508118-pat00001
;
[화학식 2]
Figure 112018127508118-pat00002
;
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
m 및 n은 저융점 폴리에스테르 수지에 함유된 반복단위의 몰 분율을 나타내고,
m+n=1을 기준으로 n은 0.05 내지 0.5이다.
상기 저융점 폴리에스테르 수지는 화학식 1 및 2로 나타내는 반복단위를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 상기 화학식 1로 나타내는 반복단위는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)의 반복단위를 나타내고, 화학식 2로 나타내는 반복단위는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 반복단위를 포함하는 폴리에스테르 수지의 인열 특성을 개선하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 상기 화학식 2로 나타내는 반복단위는 테레프탈레이트에 결합된 에틸렌 사슬에 메틸기(-CH3)를 측쇄로 포함하여 중합된 수지의 주쇄가 회전할 수 있도록 공간을 확보함으로써 주쇄의 자유도 증가 및 수지의 결정성 저하를 유도하여 융점(Tm)을 낮출 수 있다. 이는 종래 결정성 폴리에스테르 수지의 융점(Tm)을 낮추기 위하여 비대칭 방향족 고리를 함유하는 이소프탈산(isophthalic acid, IPA)을 사용하는 경우와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
나아가, 상기 저융점 폴리에스테르 수지는 60℃ 이상의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있다. 구체적으로 상기 유리전이온도는 60℃ 내지 70℃일 수 있으며, 보다 구체적으로 61℃ 내지 69℃, 60℃ 내지 65℃, 63℃ 내지 67℃, 61℃ 내지 63℃, 63℃ 내지 65℃, 65℃ 내지 67℃ 또는 62℃ 내지 67℃일 수 있다.
또한, 상기 저융점 수지는 0.6 ㎗/g 내지 0.75 ㎗/g의 고유점도(I.V)를 가질 수 있다. 구체적으로 상기 고유점도(I.V)는 0.6 ㎗/g 내지 0.65 ㎗/g, 0.65 ㎗/g 내지 0.70 ㎗/g, 0.64 ㎗/g 내지 0.69 ㎗/g, 0.65 ㎗/g 내지 0.68 ㎗/g, 0.67 ㎗/g 내지 0.75 ㎗/g, 0.69 ㎗/g 내지 0.72 ㎗/g, 0.7 ㎗/g 내지 0.75 ㎗/g, 또는 0.63 ㎗/g 내지 0.67 ㎗/g일 수 있다.
본 발명에 따른 저융점 폴리에스테르 수지는 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하여 유리전이온도(Tg) 및 고유점도(I.V)를 상기 범위로 조절할 수 있으며, 상기 범위로 물성이 조절된 수지는 우수한 접착성을 나타낼 수 있다.
상기 후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계에서, k번째 폴리에스테르 발포시트는, 융점이 180℃ 내지 250℃이거나 또는 연화점이 100℃ 내지 150℃이고, k+1번째 폴리에스테르 발포시트의 융점은 250℃ 보다 높고, 상기 k는 1 내지 n-1 사이의 정수일 수 있다.
구체적으로 상기 k번째 폴리에스테르 발포시트의 융점(Tm)은 180℃ 내지 250℃; 185℃ 내지 245℃; 190℃ 내지 240℃; 180℃ 내지 200℃; 200℃ 내지 230℃ 또는 195℃ 내지 230℃이거나, 연화점은 110℃ 내지 145℃, 115℃ 내지 140℃, 120℃ 내지 135℃ 혹은 125℃ 내지 130℃일 수 있다. 합지되는 n개의 폴리에스테르 발포시트 중 상기 범위의 융점 또는 연화점을 갖는 폴리에스테르 발포시트를 포함할 경우 우수한 접착성을 구현할 수 있다.
또한, k+1번째 폴리에스테르 발포시트의 융점은 250℃이상, 255 내지 300℃, 260 내지 295℃, 265 내지 290℃ 혹은 270 내지 285℃일 수 있다. 합지되는 n개의 폴리에스테르 발포시트 중 상기 범위의 융점 또는 연화점을 갖는 폴리에스테르 발포시트를 포함할 경우 우수한 접착성을 구현하는 동시에 우수한 열안정성을 만족할 수 있다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
본 발명에 따른 샌드위치 판넬을 제조하기 위해, 먼저 웨하스 보드를 제조하였다.
웨하스 보드의 제조
본 발명에 따른 웨하스 보드는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지 100 중량부를 180℃에서 건조하여 수분을 제거하였고, 제1, 제2 및 제3 압출기에 각각 상기 수분이 제거된 PET 수지와 상기 수분이 제거된 PET 수지 100 중량부를 기준으로, 피로멜리틱 디언하이드리드 1 중량부, 탈크 1 중량부 및 Irganox (IRG 1010) 0.1중량부를 혼합하고, 280℃로 가열하여 수지 용융물을 제조하였다. 그런 다음, 제1, 제2 및 제3 압출기에 발포제로서 부탄가스를 PET 수지 100 중량부를 기준으로 각각 3 중량부 투입하고 연속적으로 압출발포 하였으며, 밀도 100 kg/m3, 두께 2.5 mm로 제어하여 제조하였다. 이 때, 밀도는 KS M IOS 845 조건 하에서 측정되었다. 상기 압출발포 되는 제1, 제2 및 제3 폴리에스테르 발포시트를 연속적으로 다층의 히터 사이로 각각 통과시키면서 250℃ 온도로 가열하여 후발포하는 동시에 각각의 폴리에스테르 발포시트 표면을 접착이 용이한 상태로 용융되었다. 표면이 용융된 제1, 제2 및 제3 폴리에스테르 발포시트는 이어서 가압 롤러로 이동하여 합지되어 적층체를 제조하였다. 제조된 적층체는 연속적으로 냉각 롤러로 이동하여 냉각된 후 컷팅기에 의해 컷팅하여 웨하스 보드를 제조하였다.
도 1은 상기 실시예 1에 의한 웨하스 보드 제조방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 제1 내지 제3 압출기(10)로부터 제1 내지 제3 폴리에스테르 발포시트(20)가 발포되어, 연속적으로 다층 히터(30) 사이를 각각 통과하는 동시에 가압 롤러(40)에 의해 표면이 접착되고, 연속적으로 냉각 롤러(50)에 의해 냉각되며 이동되어 컷팅기(60)에 의해 컷팅되는 과정을 거쳐 웨하스 보드(60)가 제조된다. 실시예 1 및 도 1에서는 제1 내지 제3 폴리에스테르 발포시트를 합지하였지만, 필요에 따라 발포시트의 개수는 조절할 수 있다.
샌드위치 판넬의 제조
상기 제조된 웨하스 보드의 양면에 접착 수지를 도포한 후, 유리섬유 강화수지 판재를 접착하여 본 발명에 따른 샌드위치 판넬을 제조하였다.
실시예 2
웨하스 보드의 제조 시 발포시트의 밀도를 200 kg/m3으로 제어한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 샌드위치 판넬을 제조하였다.
비교예 1
웨하스 보드의 제조 시 발포시트 대신 폴리에스테르 발포시트의 다층 히터 통과 시 표면 가열 온도를 50℃로 조절하여 후발포 없이 표면 용융만을 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 샌드위치 판넬을 제조하였다.
비교예 2-1
PET 수지를 이용하여 제조된 웨하스 보드의 제조 대신 발포폴리스티렌(EPS)를 이용하여 웨하스 보드를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 샌드위치 판넬을 제조하였다.
비교예 2-2
PET 수지를 이용하여 제조된 웨하스 보드의 제조 대신 폴리우레탄 (PU)을 이용하여 웨하스 보드를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 샌드위치 판넬을 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1에서 제조된 웨하스 보드와 비교예 1에서 제조된 웨하스 보드의 열안정성 특성을 확인하기 위해 열간 선수축률 및 열변형 온도를 측정하였다.
각각의 측정 조건은 하기 기재하였으며, 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 열간 선수축률
열간 선수축률의 측정은 웨하스 보드 시편을 약 가로 10 cm, 세로 10 cm의 크기로 잘라 100℃에서 1시간 동안 열을 가한 조건에서 측정한 길이의 차이를 사용하여 하기 식 1에 의해 수축률(%)을 산출하였다.
[식 1]
수축률(%) = (1 - 100℃에서 1 시간 경과한 후의 길이 / 열을 가하기 전의 길이) x 100
(2) 열변형 온도
열변형 온도는 ASTM D648에 의거하여 측정하였다.
구분 실시예 1 비교예 1
열간 선수축률 ( % ) 5 20
열변형 온도(℃) 250 120
상기 표 1에 따르면, 본 발명에 따라 제조된 웨하스 보드의 경우, 열간 선수축률이 5%로 낮게 나타났고, 열변형 온도가 250℃로 매우 높은 결과를 보여, 폴리에스테르 발포시트의 후발포를 수행함으로써 우수한 열안정성 및 내열성을 가짐을 확인하였다. 반면, 후발포를 수행하지 않은 비교예 1에 따른 보드의 경우 열간 선수축률은 20%로 높게 나타났고, 열변형 온도는 120℃로 낮은 결과를 보여 열안정성 및 내열성이 저하됨을 확인하였다. 따라서, 본 발명에 따른 웨하스 보드 및 이의 제조방법은 폴리에스테르 발포시트에 특정 온도를 가하여 후발포를 수행한 후 웨하스 보드로 제조됨으로써 우수한 열안정성 및 내열성을 가짐을 확인하였다. 이는 본 발명에 따른 웨하스 보드가 건축자재, 자동차용 자재 및 식품용기 등 다양한 산업분야에서 고온 노출시에도 형태 변화를 최소화함으로써 안정적으로 활용 가능함을 나타내는 것이다.
실험예 2
상기 실시예 1 및 2와 비교예 2-1 및 2-2에서 제조한 웨하스 보드에 대하여 압축강도 및 흡수량을 측정하고, 상기 웨하스 보드에 접착수지 도포 후 크래드 강판을 접착하여 제조된 샌드위치 판넬에 대하여, 총방출열량을 측정하였다. 측정 방법은 하기 기재하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
1) 총방출열량 측정 (샌드위치 판넬)
KS F 5660-1 조건 하에서 난연성을 측정하였다.
2) 압축강도 측정 (폴리에스테르 발포시트)
KS M ISO 844 조건 하에서 압축강도를 측정하였다.
3) 흡수량 특정 (폴리에스테르 발포시트)
KS M IOS 7214 조건 하에서 흡수량을 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 2-1 비교예 2-2
총방출열량(MJ/m 2 ) 5.8 5.5 12 15
압축강도(N/ cm 2 ) 69 76 25 31
흡수량(g/ 100 cm 2 ) 0.3 0.3 0.7 1
일반식 1
(압축강도/밀도) 		1.97 2.17 0.83 1.37
상기 표 2에서 총방출열량을 살펴보면, 실시예 1 및 2의 경우, 모두 총방출열량이 6 MJ/m2 이하로 측정되었으며, 이에 따라 난연성이 3급(난연)으로 나타남을 알 수 있었다. 그러나, 비교예의 경우, 총방출열량이 높아 난연성이 부족한 것으로 나타났다.
압축강도는, 실시예 1 및 2는 각각 69 N/cm2 및 76 N/cm2으로 높게 나타났으나, 비교예 2-1 및 2-2는 25 N/cm2 및 41 N/cm2로 낮게 나타난 것을 확인하였다.
흡수량은, 실시예 1 및 2는 모두 0.3 g/100 cm2 정도로 낮게 나타났다. 그러나, 비교예 2-1 및 2-2는 흡수량이 0.7 g/100 cm2 이상으로 매우 높게 나타났으며, 특히 비교예 2-2의 경우, 난연성을 위해 PIR을 사용하여 총방출열량은 낮게 나타났지만, 흡수량이 1.0 g/100 cm2 정도로 높게 나타나서, 외부 보관이 용이하지 않은 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 샌드위치 판넬은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 이용한 웨하스 보드를 사용함으로써, 총방출열량이 낮아 난연성 및 열안정성이 향상되며, 동시에 고강도 및 낮은 흡수율을 가짐으로써, 외부 보관이 용이하다는 이점이 있다.
10: 제1 내지 제3 압출기
20: 제1 내지 제3 폴리에스테르 발포시트
30: 다층 히터
40: 가압 롤러
50: 냉각 롤러
60: 컷팅기
70: 웨하스 보드

Claims (13)

  1. 웨하스 보드;
    웨하스 보드의 일면에 형성된 제1 판재;
    웨하스 보드를 기준으로 제1 판재와 대향된 위치에 형성된 제2 판재; 및
    상기 제1 판재, 제2 판재 및 웨하스 보드 사이에 분산된 접착제를 포함하며,
    상기 웨하스 보드는 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 것이고, 상기 n은 2 이상의 정수이며,
    상기 웨하스 보드의 k번째 폴리에스테르 발포시트는, 융점이 180℃ 내지 250℃이거나 또는 연화점이 100℃ 내지 150℃이고, k+1번째 폴리에스테르 발포시트의 융점은 250℃ 보다 높으며, 상기 k는 1 내지 n-1 사이의 정수이고,
    상기 웨하스 보드의 열간 선수축률은 100℃에서 1시간 경과한 조건에서 10% 이하이고,
    상기 폴리에스테르 발포시트는, 하기 일반식 1을 만족하는 샌드위치 판넬:
    [일반식 1]
    X/Y ≥ 1.5;
    상기 일반식 1에서 X는 KS M ISO 844에 따른 수지 발포층의 압축강도(N/cm2)를 나타내고, Y는 KS M ISO 845에 따른 수지 발포층의 밀도(kg/m3)를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    총 휘발성유기화합물(VOC) 함량이 10 ppm 이하인 샌드위치 판넬.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제1 판재와 제2 판재는 각각 독립적으로 금속, 합성수지, 시멘트, 세라믹, 석고보드, 및 유리섬유 강화플라스틱 중 1종 이상을 포함하는 샌드위치 판넬.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 발포시트는 흡수량이 KS M IOS 7214 기준으로 1 g/100 cm2 이하인 샌드위치 판넬.
  5. 제 1 항에 있어서,
    폴리에스테르 발포시트의 압축강도(KS M ISO 844)는 20 내지 300 N/cm2인 샌드위치 판넬.
  6. 제 1 항에 있어서,
    폴리에스테르 발포시트는 총방출열량이 KS F 5660-1을 기준으로 8 MJ/m2 이하인 샌드위치 판넬.
  7. 제 1 항에 있어서,
    폴리에스테르 발포시트는 90% 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)인 샌드위치 판넬.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    웨하스 보드는 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지되어 형성되고, 상기 폴리에스테르 발포시트 사이에 별도의 접착제층을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬.
  10. 웨하스 보드의 표면에 접착 수지를 도포하는 단계;
    접착 수지가 도포된 면에 가압롤러를 이용하여 판넬을 접착하는 단계; 및
    웨하스 보드와 판넬이 일체화된 연속제품을 단위사이즈로 절단하는 단계를 포함하며,
    상기 웨하스 보드는 n개의 폴리에스테르 발포시트가 합지된 것이고, 상기 n은 2 이상의 정수이며,
    상기 웨하스 보드의 k번째 폴리에스테르 발포시트는, 융점이 180℃ 내지 250℃이거나 또는 연화점이 100℃ 내지 150℃이고, k+1번째 폴리에스테르 발포시트의 융점은 250℃ 보다 높으며, 상기 k는 1 내지 n-1 사이의 정수이고,
    상기 웨하스 보드의 열간 선수축률은 100℃에서 1시간 경과한 조건에서 10% 이하이고,
    상기 폴리에스테르 발포시트는, 하기 일반식 1을 만족하는 샌드위치 판넬의 제조방법:
    [일반식 1]
    X/Y ≥ 1.5;
    상기 일반식 1에서,
    X는 KS M ISO 844에 따른 수지 발포층의 압축강도(N/cm2)를 나타내고,
    Y는 KS M ISO 845에 따른 수지 발포층의 밀도(kg/m3)를 나타낸다.
  11. 제 10 항에 있어서,
    웨하스 보드는,
    폴리에스테르 발포시트를 가열하여 후발포를 수행하는 단계; 및
    후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계에 의해 형성하는 것을 특징으로 하며, 상기 n은 2 이상의 정수인 샌드위치 판넬의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    폴리에스테르 발포시트를 가열하여 후발포를 수행하는 단계는,
    폴리에스테르 발포시트의 일면 또는 양면을 평균 120 내지 300℃ 범위의 온도로 가열하여 수행되고,
    상기 후발포를 수행하는 단계에서, 폴리에스테르 발포시트는 후발포가 일어남과 동시에 가열된 표면이 부분 용융된 상태인 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬의 제조방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    후발포된 폴리에스테르 발포시트를 n개 합지하는 단계에서,
    폴리에스테르 발포시트 사이에는 저융점(LM) 폴리에스테르 수지층 또는 수지 분말이 게재된 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬의 제조방법.
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