KR102445440B1 - Composite insulation for buildings with excellent flame retardant and moisture-proof performance and improved energy efficiency - Google Patents
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Description
본 발명은 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축물의 천정 또는 벽체 등의 평면 또는 3차원 설치구간에 사용 가능하며, 난연 및 방습 성능이 우수하고 에너지 효율이 향상된 건축용 복합 단열재에 관한 것이다.The present invention relates to a building interior and exterior composite insulation material with semi-noncombustible performance, and more particularly, it can be used in a flat or three-dimensional installation section such as a ceiling or wall of a building, and has excellent flame retardant and moisture-proof performance and improved energy efficiency. It relates to composite insulation.
건축용 단열재는 건물의 내외벽체, 천정 및 각 설비에 사용된다. 건축용 단열재는 기본적으로 각종 건축관련 법령 또는 고시규정 등이 요구하는 성능을 만족시켜야 한다. 특히 에너지절약기준에 근거한 열관류율을 만족해야 한다. 그러나 건축물의 설계 시점에 적용되는 열관류율은 단순히 단열재 및 구성품목의 초기 열전도도를 기준으로 계산되고 있다. Architectural insulation is used for interior and exterior walls of buildings, ceilings, and each facility. Insulation materials for construction should basically satisfy the performance requirements of various building-related laws and regulations. In particular, it must satisfy the thermal transmittance rate based on energy-saving standards. However, the thermal transmittance applied at the time of designing a building is simply calculated based on the initial thermal conductivity of insulation materials and components.
유기질과 무기질 단열재들은 온도변화와 습기에 노출되면서 재료가 발포되어 구성하는 공기층 구성이 변성되며, 시간의 흐름에 따라 열전도도가 상승하여 단열성능이 저하되는 경시변화의 기질을 보인다.Organic and inorganic insulation materials show a temperament of change over time, in which the thermal conductivity increases as time passes and the insulation performance deteriorates as the material is foamed and the composition of the air layer is modified when exposed to temperature changes and moisture.
경시 변화에 따라 단열성능이 저하되며, 에너지손실 및 결로 발생으로 이어지며, 이로 인해 건축물 구조 및 구성체의 부식, 곰팡이 및 세균생장을 유발하는 문제점이 발생할 수 있다.Insulation performance deteriorates with time-dependent change, leading to energy loss and condensation, which may cause corrosion, mold and bacterial growth of building structures and structures.
열교현상은 점, 선, 면의 형태로 단열이 파괴된 곳을 통해 열기와 냉기가 이동하여 에너지 손실로 이어지는 것을 의미한다. 대부분의 단열재는 그 설치 과정에서 이음매부위의 열교현상을 보완하기 위하여 우레탄폼 혹은 실란트 처리를 실시한다. 우레탄폼 및 실란트는 경시변화에 따라 실링 성능이 파괴되며, 결국 열교를 장기적으로 막을 수 없으며 이는 건축물의 노후화로 이어지게 된다. 열교를 방지하기 위해, 단열의 적층 이음매에 틈을 없애는 것이 필요하다.Thermal bridging refers to the movement of hot and cold air through the broken insulation in the form of points, lines, and planes, leading to energy loss. Most of the insulation materials are treated with urethane foam or sealant to compensate for the thermal bridge phenomenon at the joint during the installation process. The sealing performance of urethane foam and sealant is destroyed over time, and in the end, thermal bridges cannot be prevented in the long term, which leads to deterioration of the building. In order to prevent thermal bridging, it is necessary to eliminate gaps in the lamination seam of the insulation.
건축 내외장재에서 단열성능과 동시에 요구되는 성능 중 하나는 난연성이다. 공동주택, 물류센터, 다중이용 시설에서의 화재는 많은 인명 피해와 재산손실을 야기시키므로 난연성을 중요한 요소이다. 난연성능은 건축법시행령, 건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준(국토교통부고시), 건축물의 피난ㆍ방화구조 등의 기준에 관한 규칙에 대한 고시가 새로이 이루어 이루어짐에 따라, 기존의 시험 평가 방법이 유기단열재의 표면에 방열시트, 금속강판, 흑연발표체, 석고보드층 등이 복합으로 이루어진 곳에 진행된 콘칼로리미터법 및 유해성가스 시험을 이제는 단열재 심재에 대하여 직접 진행하도록 규정하고 있으며, 준불연 성능 이상의 성능이 요구된다. 새로운 고시에 의해 보통의 유기 단열재는 표면처리 없는 심재시험에서 착화, 칼로리발생량 초과, 유해가스발생으로 이어져 준불연 성능 이상을 획득하기 어렵다. 특히 22M 이상 혹은 6층이상의 건축물은 결과적으로 준불연 성능을 심재로서 만족하는 단열재가 사용되어야 하며, 최종적으로 구성된 마감재 또한 준불연 이상의 성능을 만족해야 한다.One of the performance required at the same time as insulation performance in interior and exterior materials for building is flame retardancy. Since fires in apartment houses, distribution centers, and multi-use facilities cause many casualties and property losses, flame retardancy is an important factor. As for the flame retardant performance, the existing test evaluation is carried out as a new announcement is made on the building law enforcement ordinance, standards for flame retardant performance of building finishing materials and fire spread prevention structure standards (Ministry of Land, Infrastructure and Transport, etc.) The cone calorimeter method and toxic gas test, which was conducted where the method consists of a heat-dissipating sheet, metal steel plate, graphite sheet, and gypsum board layer on the surface of the organic insulation material, are now stipulated to be conducted directly on the insulation core material, and semi-incombustible performance More performance is required. According to the new notice, ordinary organic insulation materials lead to ignition, excess calorie generation, and generation of harmful gases in the core material test without surface treatment, making it difficult to achieve more than quasi-non-combustible performance. In particular, for buildings of 22M or more or 6 stories or more, an insulating material that satisfies the semi-non-combustible performance as a core material must be used as a result, and the final finished material must also satisfy the semi-non-combustible performance or higher.
한편, 단열 성능이 파괴된 곳으로 에너지의 이동이 발생하며, 이 때에 수증기의 이동이 함께 수반된다. 열교는 결로를 발생시키며 이는 건축물 구조 및 구성체의 부식, 곰팡이 및 세균생장을 유발한다. 글라스울, 미네랄울 등의 무기단열재는 열린구조의 소재이며 그 이음매들도 열려있으므로, 단열재 혹은 샌드위치패널로 설치된 경우 열교가 관찰되며 결로로 인한 곰팡이 및 세균이 생장하여 악취를 발생시키며 위생 문제 및 건축물의 노후화 및 에너지 손실을 유발한다. 폴리우레탄계 (경질, 연질, 뿜 포함) 단열재는 경시변화에 따라 열전도도가 증가하며 그 이음매의 열교가 관찰된다. 뿜칠의 초기에는 이음매가 없이 시공되나, 경시변화에 의해 갈라짐 현상 및 이탈락 현상을 관찰할 수 있으며, 특히 강판 마감과 긴밀 시공이 되지 않아 결로와 부식으로 이어진 경우가 종종 확인된다. 결국 결로로 인한 위생성에 영향이 발생한다. 페놀폼 단열재 또한 그 이음매에 열교 및 결로가 관찰되며, 경시변화로 인한 열전도도 상승이 발생한다. 결로에 의한 응축수 및 우수에 노출되는 경우 Phenolic Acid 및 VOC가 용출되며, 관련 금속구조재 및 부재를 부식시킬 수 있고, 환경영향의 문제로 미국, 유럽 등지의 해외에는 사용 중지 상태에 들어가 있다.On the other hand, energy transfer occurs to the place where the thermal insulation performance is destroyed, and at this time, the movement of water vapor is accompanied. Thermal bridges cause dew condensation, which causes corrosion, mold and bacterial growth of building structures and structures. Inorganic insulation materials such as glass wool and mineral wool have an open structure and their joints are also open. Therefore, thermal bridges are observed when installed as insulation or sandwich panels, mold and bacteria grow due to dew condensation, causing odors, sanitation problems and buildings aging and energy loss. Polyurethane-based (hard, soft, and spouting) thermal insulation materials increase thermal conductivity according to the change with time, and thermal bridging is observed at the joint. In the initial stage of spraying, it is installed without a seam, but cracking and detachment can be observed due to changes over time. In the end, dew condensation affects hygiene. In the phenolic foam insulation, thermal bridges and dew condensation are observed at the joints, and thermal conductivity increases due to changes over time. When exposed to condensate and rainwater due to condensation, Phenolic Acid and VOC are eluted, and it can corrode related metal structures and members.
따라서 건축물 에너지절약 기준 '가'등급 이상의 단열효율이 유지되면서 열교방지가 가능하고, 방습 및 위생 성능을 갖추면서, 법령상의 기준을 확보할 수 있는 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop an interior and exterior composite insulation material with semi-noncombustible performance that can prevent thermal bridges while maintaining insulation efficiency of grade 'A' or higher for building energy saving standards, have moisture-proof and sanitary performance, and secure statutory standards. the current situation.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the above background art are only for improving the understanding of the background of the present invention, and should not be accepted as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 초기의 열전도율을 유지하여 단열성능을 유지하면서도, 준불연 이상의 난연성능과 방습성능이 우수한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재를 제공하는 데 있다.The present invention has been devised to solve this problem, and the object of the present invention is to maintain the thermal conductivity of the initial stage to maintain the thermal insulation performance, and to provide a quasi-non-combustible composite insulation material for interior and exterior buildings with superior flame retardancy and moisture-proof performance. is to provide
본 발명의 일 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재는 글래스울 샌드위치 패널으로 형성되며 준불연 성능을 가지는 제1단열층, 상기 제1단열층 위에 형성되며, NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재를 포함하며 준불연 성능을 가지는 제2단열층 및 상기 제1단열층과 상기 제2단열층 사이에 형성되는 난연성 접착제층을 포함하며 상기 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재는 니트릴 부틸렌 고무 (Nitrile Butylene Rubber: NBR) 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 1.5 ~ 4.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 디아미노디페닐메탄 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 탈크(talc) : 4 ~ 7 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 8 ~ 15 중량부를 포함하며, 열전도율이 0. 034 W/mK 이하이고, 투습저항계수 μ-value ("mu-value") ≥ 10,000이며, 상기 난연성 접착제층은 클로로프렌 고무 접착제를 포함한다. The building interior and exterior composite insulation material with semi-noncombustible performance according to an embodiment of the present invention is formed of a glass wool sandwich panel, a first insulation layer having semi-noncombustible performance, is formed on the first insulation layer, and NBR (Nitrile Butylene Rubber) rubber foaming A second insulating layer including a heat insulating material and having semi-incombustible performance, and a flame retardant adhesive layer formed between the first insulating layer and the second insulating layer, wherein the NBR (Nitrile Butylene Rubber) rubber foamed insulating material is Nitrile Butylene Rubber: NBR) 100 parts by weight, magnesium hydroxide: 40-50 parts by weight, sulfur: 1.5-4.0 parts by weight, adipic acid ester: 1.5-3.5 parts by weight, diaminodiphenylmethane: 1.5-3.5 parts by weight, oxidation Zinc: 15 to 25 parts by weight, talc: 4 to 7 parts by weight, foaming agent: 2.5 to 3.0 parts by weight, and foaming aid: 8 to 15 parts by weight, thermal conductivity is 0.034 W/mK or less, and moisture permeability The resistivity μ-value ("mu-value") ≥ 10,000, and the flame-retardant adhesive layer includes a chloroprene rubber adhesive.
상기 제2단열층은 2개 이상의 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재를 평면방향으로 접합시켜 형성할 수 있다. The second insulating layer may be formed by bonding two or more NBR (Nitrile Butylene Rubber) rubber foam insulating materials in a planar direction.
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본 발명에 의한 건축용 복합 단열판재에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the composite insulation board for construction according to the present invention, there are the following effects.
첫째, 초기단열성능에 의한 열관류율을 만족할 뿐만 아니라, 경시변화를 최소화하여 장기적으로 단열성능 저하를 최소화할 수 있다.First, it is possible to not only satisfy the thermal transmittance rate by the initial thermal insulation performance, but also to minimize the deterioration of thermal insulation performance in the long term by minimizing the change over time.
둘째, 단열판재의 설치시 이음매 열교를 방지하여 에너지 손실 및 결로를 예방할 수 있다.Second, it is possible to prevent energy loss and dew condensation by preventing seam thermal bridges when installing insulation boards.
셋째, 결로를 방지하여 곰팡이 및 세균 생장을 억제할 수 있어 위생을 확보함과 동시에 건축물의 노후화를 방지할 수 있다.Third, it is possible to prevent the growth of mold and bacteria by preventing condensation, thereby securing hygiene and preventing deterioration of the building.
넷째, 준불연 성능을 확보하여 화재시 안전성을 향상시킬 수 있다.Fourth, it is possible to improve safety in case of fire by securing semi-non-combustible performance.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 설치 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 제2단열층과 일반 단열판재의 세균증식 정도를 나타낸 도면이다.
도 5은 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 준불연 시험체의 구성도이다.
도 6은 준불연 시험에서의 시험 전 후의 시험체의 상태를 나타낸 사진이다.1 is a view showing an interior and exterior composite insulator of a building with semi-non-combustible performance according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a building interior and exterior composite insulation of semi-non-combustible performance according to another embodiment of the present invention.
3 is a view showing an example of installation of a building interior and exterior composite insulation of semi-non-combustible performance according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the degree of bacterial growth of the second insulation layer and the general insulation board of the building interior and exterior composite insulation material of semi-noncombustible performance according to the present invention.
5 is a configuration diagram of a quasi-non-combustible test body of a building interior and exterior composite insulation of quasi-non-combustible performance according to the present invention.
6 is a photograph showing the state of the test body before and after the test in the semi-incombustible test.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of referring to specific embodiments only, and is not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of "comprising," as used herein, specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and other specific characteristic, region, integer, step, operation, element, component, and/or group. It does not exclude the existence or addition of
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Commonly used terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related art literature and the presently disclosed content, and unless defined, are not interpreted in an ideal or very formal meaning.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described with respect to the interior and exterior composite insulation of a building having a semi-noncombustible performance according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing an interior and exterior composite insulator of a building with semi-non-combustible performance according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 의한 건축용 복합 단열판재는 제1단열층(10), 제2단열층(20), 난연성 접착제층(30)을 포함한다. A composite heat insulating board for construction according to an embodiment of the present invention includes a first
본 발명의 일 실시예에 의한 건축용 복합 단열판재는 국토교통부 고시 제2020-1053호 건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준에서의 준불연 성능을 만족한다. The composite insulation board for construction according to an embodiment of the present invention satisfies the quasi-noncombustible performance in the flame-retardant performance and fire spread prevention structure standards of the building finishing materials of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport Notification No. 2020-1053.
상기 고시에서, 준불연 재료란 한국산업규격 KS F ISO 5660-1[연소성능시험-열 방출, 연기 발생, 질량 감소율-제1부:열 방출률(콘칼로리미터법)]에 따른 가열시험 개시 후 10분간 총방출열량이 8MJ/㎡ 이하이며, 10분간 최대 열방출률이 10초 이상 연속으로 200kW/㎡를 초과하지 않으며, 10분간 가열 후 시험체를 관통하는 방화상 유해한 균열, 구멍 및 용융(복합자재의 경우 심재가 전부 용융, 소멸되는 것을 포함한다) 등이 없어야 하며, 복합 자제의 경우 위 조건을 만족하는 동시에 심재의 일부 용융 및 수축(시험체의 심재가 녹거나 줄어들어 시험체 바닥면의 강판이 보이는 경우를 말한다)이 없어야 한다.In the above notice, semi-non-combustible material means 10 after the start of the heating test according to the Korean industrial standard KS F ISO 5660-1 [Combustion performance test-heat release, smoke generation, mass reduction rate-Part 1: Heat release rate (cone calorimeter method)] The total amount of heat released per minute is 8MJ/m2 or less, and the maximum heat release rate for 10 minutes does not exceed 200kW/m2 continuously for more than 10 seconds, and after heating for 10 minutes, harmful cracks, holes and melting In this case, there should be no melting or disappearing of the core material), etc. In the case of composite materials, the above conditions are satisfied and some melting and contraction of the core material (when the core material of the specimen melts or shrinks and the steel plate on the bottom surface of the specimen is visible) say) should not exist.
또한, 한국산업규격 KS F 2271 중 가스유해성 시험 결과, 실험용 쥐의 평균행동정지 시간이 9분 이상이어야 한다.In addition, as a result of the gas toxicity test among Korean Industrial Standards KS F 2271, the average behavioral stop time of laboratory mice must be at least 9 minutes.
본 명세서에서 준불연 또는 준불연 성능이란 특별히 명시하지 않는 한, 상기 국토교통부 고시 제2020-1053호 건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준의 준불연을 의미한다.In the present specification, the quasi-non-combustible or quasi-non-combustible performance refers to the quasi-non-combustible performance of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport Notification No. 2020-1053 of the building finishing materials and the fire spread prevention structure standard, unless otherwise specified.
후술하는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재는 준불연 성능을 만족한다.As will be described later, the composite insulator for interior and exterior of a building having semi-noncombustible performance according to an embodiment of the present invention satisfies the semi-noncombustible performance.
상기 제1 단열층(10)은 그라스울 샌드위치 패널을 포함한다. The first
그라스울 샌드위치 패널의 경우에도 단열성능을 확보하기 판재이며, 기존의 상용화되어 있는 그라스울 샌드위치 패널을 사용할 수 있다. 양측 면재로는 도장용융 아연도금강판이 약 0.4 ~ 0.6 mm가 사용되며, 심재로 사용되는 그라스울은 64K 급인 것이 바람직하다.In the case of a glass wool sandwich panel, it is a plate material to secure thermal insulation performance, and existing commercially available glass wool sandwich panels can be used. As the face material on both sides, about 0.4 to 0.6 mm of hot-dip galvanized steel is used, and it is preferable that the glass wool used for the core be 64K grade.
그라스울 샌드위치 패널의 경우 면재의 틈이 수분이 이동하는 통로로 작용할 수 있기 때문에 수분에 취약하며, 경시변화가 큰 단점이 있다.In the case of a glass wool sandwich panel, since the gap in the face material can act as a passage for moisture to move, it is vulnerable to moisture and has major disadvantages in change over time.
본 발명에서 제1단열층(10)으로 사용되는 그라스울 샌드위치 패널은 준불연 성능을 갖는다.The glass wool sandwich panel used as the first
상기 제2단열층(20)은 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재이다. 제2단열층(20)은 기본적으로 단열성능 확보 뿐만 아니라 방습효과를 최대화시키기 위한 소재이다. 준불연을 유지하면서도 단열성능을 확보하고 방습효과를 상승시켜 향균, 항곰팡이 성능 제공하기 위한 소재이다.The second insulating
제2 단열층(20)은 높은 단열성과 난연성이 우수한 장점이 있으며 내투습성이 우수하여 장기간 단열성능이 지속된다. 즉 준불연 성능을 유지하면서도 내투습성이 우수하여 장기간 단열성능이 지속된다.The second
이러한 제2단열층(20)은 니트릴 부틸렌 고무 (Nitrile Butylene Rubber: NBR) 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 1.5 ~ 4.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 디아미노디페닐메탄 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 탈크(talc) : 4 ~ 7 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 8 ~ 15 중량부를 포함할 수 있다.This second insulating
NBR은 유화중합에 의하여 제조되는 아크릴로니트릴과 부타디엔의 공중합체로서, 내유성 고무이다.NBR is a copolymer of acrylonitrile and butadiene produced by emulsion polymerization, and is an oil-resistant rubber.
수산화 마그네슘은 연소시에 발생하는 불활성기체가 연소부의 산소를 차단하며, 연소시 독성가스의 발생을 억제하는 역할을 한다. 본 발명에서 수산화 마그네슘은 NBR 100 중량부에 대하여, 40 ~ 50 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 수산화 마그네슘의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 40 중량부 미만일 경우에는 난연성이 급격히 저하되는 것을 확인하였다. 반대로, 수산화 마그네슘의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 50 중량부를 초과할 경우에는 열수축 현상이 발생하여 치수 정밀도가 저하되는 문제점이 있다. Magnesium hydroxide is an inert gas generated during combustion that blocks oxygen in the combustion part, and plays a role in suppressing the generation of toxic gas during combustion. In the present invention, magnesium hydroxide is preferably added in an amount of 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. When the amount of magnesium hydroxide added was less than 40 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, it was confirmed that the flame retardancy was rapidly decreased. Conversely, when the amount of magnesium hydroxide added exceeds 50 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, there is a problem in that heat shrinkage occurs and dimensional accuracy decreases.
황은 분말상을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 황은 히팅 열처리에 의해 가교되어 고무의 성질을 변화시키는 역할을 한다. 본 발명에서 황은 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 4.0 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 황의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 미만일 경우에는 완전히 가교되지 않아 물성이 불안정하게 되는 문제를 유발할 수 있다. 반대로, 황의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 4.0 중량부를 초과할 경우에는 과다하게 가교되어 신율이 급격히 저하되는 문제가 있다.It is preferable to use a powder form of sulfur. At this time, sulfur is crosslinked by heating heat treatment to change the properties of the rubber. In the present invention, sulfur is preferably added in an amount of 1.5 to 4.0 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. When the amount of sulfur added is less than 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, it is not completely cross-linked, which may cause a problem in which physical properties are unstable. Conversely, when the amount of sulfur added exceeds 4.0 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, there is a problem in that the elongation is rapidly reduced due to excessive crosslinking.
아디핀산에스테르는 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 3.5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 아디핀산에스테르의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 미만일 경우에는 난연성이 충분히 확보되지 않는다. 반면에, 아디핀산에스테르의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 3.5 중량부를 초과할 경우에는 신율은 증가하나, 인장강도가 급격히 저하될 수 있다.Adipic acid ester is preferably added in an amount of 1.5 to 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. When the amount of adipic acid ester added is less than 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, flame retardancy is not sufficiently ensured. On the other hand, when the addition amount of adipic acid ester exceeds 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, the elongation is increased, but the tensile strength may be rapidly reduced.
디아미노디페닐메탄은 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 3.5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 디아미노디페닐메탄의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 미만일 경우에는 열전도율이 목표값에 미달하는 것을 확인하였다. 반대로, 디아미노디페닐메탄의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 3.5 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.Diaminodiphenylmethane is preferably added in an amount of 1.5 to 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. When the amount of diaminodiphenylmethane added was less than 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, it was confirmed that the thermal conductivity did not reach the target value. Conversely, when the addition amount of diaminodiphenylmethane exceeds 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, there is a problem in that only the manufacturing cost is increased without any further effect of addition.
산화 아연은 접착 특성을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 본 발명에서 산화 아연은 NBR 100 중량부에 대하여 15 ~ 25 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 산화 아연의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 15 중량부 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 산화 아연의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 25 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.Zinc oxide is added for the purpose of improving adhesive properties. In the present invention, zinc oxide is preferably added in an amount of 15 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. When the amount of zinc oxide added is less than 15 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, the above effects cannot be properly exhibited. Conversely, when the addition amount of zinc oxide exceeds 25 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, there is a problem in that only the manufacturing cost is increased without any further effect of addition.
탈크(talc)는 3 ~ 6㎛의 평균 입자크기를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 탈크는 NBR 100 중량부에 대하여 4 ~ 7 중량부로 첨가될 수 있다.It is preferable to use talc having an average particle size of 3 to 6 μm. In the present invention, talc may be added in an amount of 4 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR.
발포제는 고무내에 고정된 기포 군을 형성시키는 역할을 한다. 상기 발포제로는 N'-디니트로소-펜타메틸렌테트 라민(DPT), 아조디카르본아미드(ADCA), 디아조아미노벤젠(DAB) 및 벤젠슬포닐히드라지드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 발명에서 발포제는 NBR 100 중량부에 대하여 2.5 ~ 3.0 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 발포 제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 2.5 중량부 미만일 경우에는 발포율이 저조할 수 있다. 반대로, 발포제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 3.0 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.The blowing agent serves to form a group of fixed cells in the rubber. The blowing agent may include at least one of N'-dinitroso-pentamethylenetetramine (DPT), azodicarbonamide (ADCA), diazoaminobenzene (DAB), and benzenesulfonylhydrazide. In the present invention, the foaming agent is preferably added in an amount of 2.5 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. When the amount of the foaming agent added is less than 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, the foaming rate may be low. Conversely, when the amount of the foaming agent added exceeds 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, there is a problem in that only the manufacturing cost is increased without any further effect of addition.
발포 보조제는 발포제의 분해 온도를 낮추는 역할을 한다. 발포 보조제로는 살리실산, 프탈산 및 금속염 중 1종 이상이 이용될 수 있다. 본 발명에서 발포 보조제는 NBR 100 중량부에 대하여 8 ~ 15 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 발포 보조제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 8 중량부 미만일 경우에는 발포율이 저조할 수 있다. 반대로, 발포 보조제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 15 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.The foaming aid serves to lower the decomposition temperature of the foaming agent. As the foaming aid, at least one of salicylic acid, phthalic acid and a metal salt may be used. In the present invention, the foaming aid is preferably added in an amount of 8 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. When the addition amount of the foaming aid is less than 8 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, the foaming rate may be low. Conversely, when the addition amount of the foaming aid exceeds 15 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, there is a problem in that only the manufacturing cost is increased without any further effect of addition.
또한, 상기 제2단열층(20)은 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Budadience Rubber : NBR) 100 중량부에 대하여, 디아미노디페닐술폰 : 0.2 ~ 1.5 중량부, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 : 1.5 ~ 2.5 중량부 및 Ｎ－이소프로필메타크릴아미드 : 10 ~ 15 중량부를 더 포함할 수 있다.In addition, the second
디아미노디페닐술폰은 NBR 100 중량부에 대하여 0.2 ~ 1.5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 디아미노디페닐술폰의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 0.2 중량부 미만일 경우에는 충분한 인장강도를 확보할 수 없다. 반대로, 디아미노디페닐술폰의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부를 초과할 경우에는 난연성이 저하될 수 있다.Diaminodiphenylsulfone is preferably added in an amount of 0.2 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. When the amount of diaminodiphenylsulfone added is less than 0.2 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, sufficient tensile strength cannot be secured. Conversely, when the addition amount of diaminodiphenylsulfone exceeds 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, flame retardancy may be reduced.
트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트는 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 2.5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 미만일 경우에는 충분한 인장강도를 확보할 수 없다. 반대로, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 2.5 중량부를 초과할 경우에는 신율이 급격히 저하될 수 있다.Trimethylol propane triacrylate is preferably added in an amount of 1.5 to 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. When the addition amount of trimethylol propane triacrylate is less than 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, sufficient tensile strength cannot be secured. Conversely, when the addition amount of trimethylol propane triacrylate exceeds 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, the elongation may be rapidly reduced.
Ｎ－이소프로필메타크릴아미드는 NBR 100 중량부에 대하여 10 ~ 15 중량부로 첨가되는 것이 바람직 하다. Ｎ－이소프로필메타크릴아미드의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 10 중량부 미만일 경우에는 충분한 인장강도를 확보할 수 없다. 반대로, Ｎ－이소프로필메타크릴아미드의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 15 중량부를 초과할 경우에는 신율이 급격히 저하될 수 있다.N-isopropylmethacrylamide is preferably added in an amount of 10 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. When the amount of N-isopropylmethacrylamide added is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, sufficient tensile strength cannot be secured. Conversely, when the addition amount of N-isopropylmethacrylamide exceeds 15 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, the elongation may rapidly decrease.
상기 제2단열층(20)에 적용되는 NBR 고무발포 단열재는 원료혼합과정, 숙성과정, 압출과정 및 발포과정으로 통하여 제조될 수 있다.The NBR rubber foam insulation applied to the
(1) 원료혼합과정(1) Raw material mixing process
원료혼합과정에서는 수산화 마그네슘, 황, 아디핀산에스테르, 디아미노디페닐메탄, 산화 아연, 탈크 (talc), 발포제 및 발포 보조제를 적절한 비율로 혼합한다.In the raw material mixing process, magnesium hydroxide, sulfur, adipic acid ester, diaminodiphenylmethane, zinc oxide, talc, foaming agent and foaming aid are mixed in an appropriate ratio.
구체적으로, 원료는 니트릴 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 2.5 ~ 4.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 2 ~ 4 중량부, 디아미노디페닐메탄 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 탈크(talc) : 3 ~ 6 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 8 ~ 15 중량부로 혼합하는 것이 바람직하다.Specifically, the raw material is based on 100 parts by weight of nitrile butadiene rubber, magnesium hydroxide: 40 to 50 parts by weight, sulfur: 2.5 to 4.0 parts by weight, adipic acid ester: 2 to 4 parts by weight, diaminodiphenylmethane: 1.5 to 3.5 Parts by weight, zinc oxide: 15 to 25 parts by weight, talc: 3 to 6 parts by weight, foaming agent: 2.5 to 3.0 parts by weight, and foaming aid: 8 to 15 parts by weight are preferably mixed.
또한, 상기 엔비알 고무발포 단열재는 NBR 100 중량부에 대하여, 디아미노디페닐술폰 : 0.2 ~ 1.5 중량부, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 : 1.5 ~ 2.5 중량부 및 Ｎ－이소프로필메타크릴아미드 : 10 ~ 15 중량부 중 선택된 하나 이상이 더 첨가될 수 있다.In addition, the NBR rubber foam insulation is based on 100 parts by weight of NBR, diaminodiphenylsulfone: 0.2 to 1.5 parts by weight, trimethylol propane triacrylate: 1.5 to 2.5 parts by weight, and N-isopropylmethacrylamide: 10 At least one selected from ~15 parts by weight may be further added.
(2) 숙성과정(2) Aging process
숙성과정에서는 원료혼합과정에 의하여 적절히 혼합된 원료를 숙성한다. 이러한 숙성은 10 ~ 80 ℃ 에서 1 ~ 12시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 숙성 온도가 10 ℃ 미만일 경우에는 저온으로 유지하기 위한 전력이 많이 소비되므로 경제적이지 못하다. 반대로, 숙성 온도가 80 ℃를 초과할 경우에는 혼합물의 점성이 떨어져 끈적임이 심하고 취급하기 어려운 문제가 있다. 한편, 숙성 시간이 1시간 미만인 경우에는 고무와의 혼합 공정 중에 발생되는 잔류응력이 완전히 제거되지 않아 가교 공정 중에 수축현상이 커지는 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 숙성 시간이 12시간을 초과할 경우에는 더 이상의 효과 없이 공정 시간만을 증가시키는 문제가 있다.In the aging process, the raw materials properly mixed by the raw material mixing process are aged. This aging is preferably carried out at 10 ~ 80 ℃ for 1 ~ 12 hours. If the aging temperature is less than 10 ℃, it is not economical because a lot of power is consumed to keep it at a low temperature. Conversely, when the aging temperature exceeds 80° C., the viscosity of the mixture decreases, resulting in severe stickiness and difficult handling. On the other hand, if the aging time is less than 1 hour, the residual stress generated during the mixing process with the rubber is not completely removed, which may cause a problem of increased shrinkage during the crosslinking process. Conversely, when the aging time exceeds 12 hours, there is a problem in that only the process time is increased without any further effect.
(3) 압출과정(3) Extrusion process
압출과정에서는 숙성된 원료를 압출기에 투입하여 압출한다. 이러한 압출과정에 의하여, 숙성된 원료는 원하는 크기 및 형상으로 압출될 수 있다. 본 단계에서, 압출기의 출구 온도는 90 ~ 110 ℃로 유지하는 것이 바람직하다. 압출기의 출구 온도가 상기 범위를 유지하지 못할 경우 가류 시간이 변경되어 제품 밀도의 변화에 큰 영향을 미칠 수 있다.In the extrusion process, the aged raw material is put into the extruder and extruded. By this extrusion process, the aged raw material can be extruded to a desired size and shape. In this step, the outlet temperature of the extruder is preferably maintained at 90 ~ 110 ℃. If the outlet temperature of the extruder does not maintain the above range, the vulcanization time may be changed, which may greatly affect the change in product density.
(4) 발포과정(4) Foaming process
발포과정에서는 압출과정에 의하여 압출된 원료를 발포한다.In the foaming process, the raw material extruded by the extrusion process is foamed.
발포과정은 압출된 혼합물이 가류되는 가류 단계, 예비 발포되는 예비발포 단계, 압출된 원료가 발포되는 발포 단계 및 발포숙성 단계으로 세분화될 수 있다.The foaming process can be subdivided into a vulcanization step in which the extruded mixture is vulcanized, a pre-foaming step in which the extruded raw material is foamed, a foaming step in which the extruded raw material is foamed, and a foaming aging step.
상기 가류 단계와, 예비발포 단계, 발포 단계, 및 발포숙성 단계는 소정의 온도로 히팅되는데, 가류 단계에서 발포숙성 단계로 갈수록 히팅온도는 점차 상승될 수 있다. 다만, 발포숙성 단계는 발포 단계보다 낮은 온도로 히팅되도록 제어하는 것이 바람직하다.The vulcanization step, the pre-foaming step, the foaming step, and the foaming and aging step are heated to a predetermined temperature, and the heating temperature may be gradually increased from the vulcanization step to the foaming and aging step. However, it is preferable to control the foaming aging step to be heated to a lower temperature than the foaming step.
상기 가류 단계에서 압출된 혼합물이 가류되며, 상기 예비발포 단계에서는 가류단계에서 미처 가류되지 못한 혼합물이 추가로 가류되며, 가류된 혼합물의 일부는 발포되기 시작된다. 그리고 상기 발포 단계에서는 혼합물이 발포되며, 발포숙성 단계에서는 발포 단계에서 미발포된 부분이 발포된다.In the vulcanization step, the extruded mixture is vulcanized, and in the pre-foaming step, the mixture not vulcanized in the vulcanization step is further vulcanized, and a part of the vulcanized mixture starts to foam. In the foaming step, the mixture is foamed, and in the foaming aging step, the unfoamed portion in the foaming step is foamed.
상기 가류 단계는 100 ~ 115℃ 예비발포 단계는 120 ~ 135℃ 발포 단계는 140 ~ 180℃ 그리고 발포숙성 단계는 150 ~ 170℃로 제어하는 것이 바람직하다.It is preferable that the vulcanization step be controlled at 100 to 115° C., the pre-foaming step at 120 to 135° C., the foaming step at 140 to 180° C., and the foaming aging step at 150 to 170° C.
상기 가류 단계에서, 가류 온도가 100℃미만일 경우에는 제대로 가류되지 않을 뿐만 아니라 상대적으로 가류시 간이 길어지므로 생산성 측면에서 바람직하지 않다. 반대로, 가류 온도가 115℃를 초과할 경우에는 가류가 채 이루어지기 전에 발포가 시작될 우려가 높다.In the vulcanization step, when the vulcanization temperature is less than 100 ℃, it is not preferable in terms of productivity because the vulcanization time is relatively long as well as not properly vulcanized. Conversely, when the vulcanization temperature exceeds 115° C., there is a high possibility that foaming starts before vulcanization is completed.
한편, 예비발포 단계에서, 예비발포 온도가 120℃미만일 경우에는 가류 단계가 지속될 뿐 발포가 이루어지지 않을 수 있고, 반대로 예비발포 단계의 온도가 135℃를 초과할 경우에는 발포가 급속하게 진행되어 고르게 발포되지 못하는 문제가 있다.On the other hand, in the pre-foaming step, when the pre-foaming temperature is less than 120 ℃, the vulcanization step may not be made, but the foaming, conversely, if the temperature of the pre-foaming step exceeds 135 ℃, the foaming proceeds rapidly and evenly There is a problem that it cannot be fired.
또한, 발포 단계에서 발포 온도는 발포제의 종류에 따라 다소 조절될 수 있다. 발포 단계에서, 발포 온도가 140℃미만일 경우에는 발포에 소요되는 시간이 너무 길어지는 문제가 있다. 반대로, 발포 온도가 180℃를 초과할 경우에는 고온으로 인하여 발포체가 열화되는 문제가 있다.In addition, in the foaming step, the foaming temperature may be adjusted somewhat depending on the type of the foaming agent. In the foaming step, if the foaming temperature is less than 140 ℃, there is a problem that the time required for foaming becomes too long. Conversely, when the foaming temperature exceeds 180° C., there is a problem in that the foam is deteriorated due to the high temperature.
또한, 발포숙성 단계에서 발포숙성 온도가 150℃미만일 경우에는 미발포된 부분이 발포되는 효과를 기대하기 어렵다. 반대로, 발포숙성 온도가 170℃를 초과할 경우에는 엔비알 압출물이 열변화될 우려가 있다.In addition, when the foaming aging temperature is less than 150 ℃ in the foaming aging step, it is difficult to expect the effect of foaming the non-foamed part. Conversely, when the foaming aging temperature exceeds 170° C., there is a risk that the NVR extruded product is thermally changed.
이러한 각 단계는 압출물이 히팅터널을 통과하는 동안에 이루어지며, 히팅터널은 가류존, 예비발포존, 발포존 및 발포숙성존으로 구획화되어 있을 수 있다.Each of these steps is made while the extrudate passes through the heating tunnel, and the heating tunnel may be partitioned into a vulcanization zone, a pre-foaming zone, a foaming zone and a foaming aging zone.
이상으로 본 발명의 실시예에 따른 제2단열층(20)에 해당하는 NBR 고무발포 단열재를 제조할 수 있다. As described above, it is possible to manufacture the NBR rubber foam insulation material corresponding to the
이와 같이 제조된 제2단열층(20)은 준불연 성능을 가지며, 열전도율은 0.034 W/mK 이하이다.The second
본 발명에 적용된 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 로 되어 있는 제2단열층(20)은 DIN EN ISO 12572에 따라 투습저항계수 μ-value ("mu-value") ≥ 10,000 로서, 습기, 수분에 대한 저항성을 가진다. 단열판재의 이음매를 없애는 적층 및 연결방법과 더불어 결로를 방지할 수 있다. 본 발명에 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 로 되어 있는 제2단열층(20)은 또한 높은 수준의 투습저항계수 μ-value ("mu-value") ≥ 10,000 로서 방습층 (Vapor Barrier) 역할을 할 수 있다.The second
상기 난연성 접착제층(30)은 제1단열층(10)과 제2단열층(20)을 구조적으로 안정적으로 접착하기 위한 것이다. 이러한 난연성 접착제층(30)은 클로로프렌 고무계 접착제일 수 있다. The flame-
도 1에 도시한 바와 같이 접착제층에 의해 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재는 제1단열층(10) 및 제2단열층(20)의 복층구조이다. 각 층의 부착에 있어서 난연성 접착제를 사용하며. 이 때 난연성 접착제가 도포된 이음매 부위는 표면이 미세하게 용해되며, 접합 후에는 화학적으로 결합한 상태가 되므로, 이음매를 없앨 수 있게 된다. 인장 실험을 통해서 이음매가 아닌 본체에서 파괴지점이 발생하는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the building interior and exterior composite thermal insulation material with semi-incombustible performance according to the present invention is a multi-layer structure of a first
접착제층(30)은 클로로프렌 고무 (Chloroprene Rubber)계로 난연 성능을 가지며, 약 0.4 - 5 mm의 두께로 도포될 수 있다.The
한편, 제2단열층(20)이 외부 환경에 접하도록 노출된 상태에서 화재에 의해 화염에 노출되거나 가열이 되는 경우에 수축율의 차이로 인하여 중심부 측으로 오므라지면서 모서리 부분이 노출될 수 있는 문제가 발생할 수 있다. On the other hand, when the second insulating
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 단열재의 반대편에 화염이 노출될 수 있는 문제가 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 난연성 접착제층(30)은 팽창흑연을 더 포함할 수 있다.Therefore, there is a problem that the flame may be exposed to the opposite side of the insulating material according to the embodiment of the present invention. To prevent this problem, the flame-
팽창흑연은 흑연을 산 처리하여 만드는데 산 처리된 흑연의 결정구조에 질산이나 황산 등이 첨가된다. 첨가된 물질은 열을 받아 부피가 증가하며 이로 인해 팽창흑연이 수직으로 팽창할 수 있게 된다. 이렇게 수직으로 팽창한 팽창흑연은 부피가 커지면서 화염을 막아주며 팽창하면서 생긴 공극이 단열 성능을 향상시킨다. 또한 팽창흑연이 팽창하면서 외부의 공기를 차단하여 접착제에 재를 형성할 수 있다. 따라서, 수축률의 차이에 의해 제2단열층이 변형이 일어난다고 하더라도 팽창흑연에 의해 부피가 증가하고 부풀어 오르기 때문에 수축률 차이에 의해 발생되는 간극을 제거할 수 있는 장점이 있다.Expanded graphite is made by acid-treating graphite, and nitric acid or sulfuric acid is added to the crystal structure of the acid-treated graphite. The added material is heated and increases in volume, which allows the expanded graphite to expand vertically. The vertically expanded expanded graphite blocks flames as it expands in volume, and the voids created during expansion improve thermal insulation performance. In addition, as the expanded graphite expands, it blocks external air to form ash in the adhesive. Therefore, even if the second insulating layer is deformed due to the difference in the shrinkage rate, since the volume increases and swells by the expanded graphite, there is an advantage in that it is possible to remove the gap caused by the shrinkage rate difference.
본 발명에 사용된는 팽창흑연의 밀도는 2.0~2.4 g/cm3 이며 입자 크기는 150~200 μm이다. 팽창흑연의 함량은 30 ~ 70 vol%인 것이 바람직하다. 팽창흑연의 함량이 30 vol% 미만의 경우에는 소량으로 인하여 충분한 팽창효과를 볼 수 없으며, 함량이 70 vol% 초과의 경우에는 팽창흑연의 함량이 증가한다고 하더라도 이미 충분히 팽창효과를 이룰 수 있으며 난연성 접착제층(30)의 제조비용이 과다하게 증가할 수 있다.The density of the expanded graphite used in the present invention is 2.0-2.4 g/cm 3 and the particle size is 150-200 μm. The content of the expanded graphite is preferably 30 to 70 vol%. If the content of the expanded graphite is less than 30 vol%, sufficient expansion effect cannot be seen due to the small amount, and if the content is more than 70 vol%, even if the content of the expanded graphite is increased, the expansion effect can already be sufficiently achieved, and the flame-retardant adhesive The manufacturing cost of the
도 2은 본 발명의 다른 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a building interior and exterior composite insulator of semi-non-combustible performance according to another embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 제2단열층(20)은 2개 이상의 NBR 고무발포 단열재를 평면방향으로 접합시켜 형성시킬 수 있다. 제2단열층(20)을 여러 개의 조각으로 형성하는 경우 사이를 난연성 접착제를 이용하여 접합하는 경우에도 접착제층을 통하여 열교현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어 다양한 면적이나 형태에도 적용이 가능한 이점이 있다. 또한, 제1단열층(10)과 제2단열층(20)를 결합하는 과정에서 이음매를 없애기 위해 단순한 연결 접착 외에도 적층 시 엇갈림적층 (Stagged Lamination)을 하면 더 용이하게 이음매 열교를 방지할 수 있다. 이와 같이 3개의 적층 구조를 통하여 단열, 방습, 난연 성능을 확보할 수 있다.As shown in FIG. 2 , the second insulating
도 3는 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 제2단열층(20)의 이음새 부분과 시공상태에 대한 열화상 촬영 사진이다. 도 3을 참조하면 NBR 고무발포 단열재 간의 이음새 부분에 열이 누출되지 않는 것을 확인할 수 있다. 또한 엇갈림 방식으로 설치하여 이음매를 없애고 열교를 방지하여 에너지 손실 및 결로를 방지할 수 있다.3 is a thermal imaging photograph of the seam portion and the construction state of the second insulating
도 4는 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 제2단열층(20)과 일반 단열판재의 세균증식 정도를 나타낸 도면이다. 초기에 일정한 양의 세균을 포함하는 액적을 분무한 후에 일정시간 도과 후 세균증식여부를 관찰할 사진이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 제2단열층(20)의 경우 세균이 증식되지 않는 것을 확인할 수 있다.4 is a view showing the degree of bacterial growth of the
이하 보다 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 준불연 시험을 통하여 준불연성능을 만족하는지를 확인하였다.Below, it was confirmed whether the quasi-non-combustibility performance was satisfied through the quasi-noncombustibility test of the composite insulation material for interior and exterior buildings with quasi-noncombustible performance according to the present invention.
준불연 시험은 한국화재보험협회 부설 방재시험연구원을 통하여 실시하였으며, 국토교통부 고시 제2020-1053호에 따른 준불연시험을 실시하였다. The quasi-noncombustible test was conducted through the Disaster Prevention Test Research Institute affiliated with the Korea Fire Insurance Association.
1. 시험체의 준비1. Preparation of specimen
도 5은 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 준불연 시험체의 구성도이다. 각 구성에서의 숫자는 mm 단위의 두께를 의미한다. 열방출률 시험의 시험편은 가로X세로, 99 mm X 99 mm의 면적에 두께 50 mm로 3개를 준비하였으며, 가스유해성 시험의 경우에는 가로X세로, 219 mm X 219 mm의 면적에 두께 60 mm로 2개를 준비하였다.5 is a configuration diagram of a quasi-non-combustible test body of a building interior and exterior composite insulation of quasi-non-combustible performance according to the present invention. The number in each configuration means the thickness in mm. For the heat release rate test, three specimens were prepared with a thickness of 50 mm in an area of width X length, 99 mm X 99 mm. Two were prepared.
2. 시험방법 및 성능 기준2. Test method and performance criteria
가. 시험방법go. Test Methods
1) 열방출률시험 : KS F ISO 5660-1 (연소성능시험 - 열방출, 연기발생, 질량감소율 - 제1부 : 열방출률(콘칼로리미터법) 및 연기발생률(동적 측정) 가) 콘칼로리미터 시험장치 콘히터의 복사열과 배출유량을 각각 (50 ± 1) ㎾/㎡와 (0.024 ± 0.002) ㎥/s로 유지시킨다.1) Heat release rate test: KS F ISO 5660-1 (Combustion performance test - Heat release, smoke generation, mass reduction rate - Part 1: Heat release rate (cone calorimeter method) and smoke generation rate (dynamic measurement) A) Cone calorimeter test The radiant heat and discharge flow of the device cone heater are maintained at (50 ± 1) kW/m2 and (0.024 ± 0.002) m3/s, respectively.
나) 시험체를 설치한 홀더를 콘히터 아래의 질량측정장치 위에 놓는다.B) Place the holder with the specimen installed on the mass measuring device under the cone heater.
다) 복사열 차단 장치를 제거한 후 10 min 간 시험체를 가열한다.C) After removing the radiation shielding device, heat the specimen for 10 min.
라) 시험체의 총방출열량과 최대열방출률을 측정한다.D) Measure the total heat release rate and maximum heat release rate of the specimen.
마) 가열 종료 후 질량측정장치에서 시험체 홀더를 제거하고 시험체를 관통하는 방화상유해한 균열, 구멍 및 용융 등을 관찰한다.E) After heating is finished, remove the specimen holder from the mass measuring device and observe cracks, holes, and melting, etc. harmful to fire that penetrate the specimen.
2) 가스유해성시험 : KS F 2271(건축물 마감재료의 가스유해성 시험방법)2) Gas toxicity test: KS F 2271 (Test method for gas toxicity of building finishing materials)
가) 가스유해성시험장치의 피검상자 내 온도를 30℃로 유지시킨다.A) Maintain the temperature inside the test box of the gas hazard test device at 30℃.
나) 실험용 흰 쥐(ICR계 암놈, 5주령, (20 ± 2)g)를 1마리씩 넣은 8개의 회전바구니를 피검상자 내에 설치한다.B) Install 8 rotating baskets containing 1 rat (ICR female, 5 weeks old, (20 ± 2)g) for experimentation in the test box.
다) 시험체를 가열로 내에 설치한 후 6 min(부열원; LPG 0-6 min, 주열원; 전열 3-6 min) 간 가열한다.C) After installing the specimen in the heating furnace, heat it for 6 min (secondary heat source; LPG 0-6 min, main heat source; electric heat 3-6 min).
라) 가열 개시 후 15 min동안 각 실험용 흰 쥐의 행동정지 시간을 측정한다.D) Measure the stopping time of each experimental white rat for 15 min after the start of heating.
마) 시험종료 후 실험용 흰 쥐 8마리의 행동정지 시간의 평균값과 표준편차를 구한다.E) After the end of the test, find the average value and standard deviation of the behavioral stop time of 8 white rats for the experiment.
바) 실험용 흰 쥐의 평균 행동정지 시간(x)은 아래 식으로 구한다.F) The average behavioral stop time (x) of the white rat for the experiment is calculated by the following formula.
x: 실험용 흰 쥐의 평균 행동정지 시간(단위- min : s)x: mean time to stop behavior of experimental white rats (unit- min : s)
X: 8마리 실험용 흰 쥐의 행동정지 시간의 평균값(단위- min : s)X: Average value of behavioral stop time of 8 white rats (unit- min: s)
σ: 8마리 실험용 흰 쥐의 행동정지 시간의 표준 편차(단위- min : s)σ: Standard deviation of quiescent time of 8 experimental white rats (unit- min: s)
나. 성능기준me. performance standard
1) 열방출률시험1) Heat release rate test
가) 가열시험 개시 후 10 min 간 총방출열량이 8 MJ/㎡ 이하이며, 10 min 간 최대열방출률이 10 s 이상 연속으로 200 ㎾/㎡를 초과하지 않아야 한다.A) The total heat release for 10 min after the start of the heating test should be 8 MJ/m2 or less, and the maximum heat release rate for 10 min should not exceed 200 kW/m2 for 10 s or more continuously.
나) 10 min 간 가열 후 시험체(복합자재 인 경우 심재를 포함한다.)관통하는 방화상 유해한 균열, 구멍 및 용융 등이 없어야 한다.B) After heating for 10 min, there should be no harmful cracks, holes or melting through the test specimen (including core material in case of composite material).
3. 시험 결과3. Test results
가. 열방출율 시험go. Heat release rate test
나. 가스유해성 시험me. Gas toxicity test
도 6은 준불연 시험에서의 시험 전 후의 시험체의 상태를 나타낸 사진이다. 6 is a photograph showing the state of the test body before and after the test in the semi-incombustible test.
상기 표와 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재는 준불연성능을 만족하는 것을 확인하였다.As shown in the table and FIG. 6 , it was confirmed that the composite insulation for interior and exterior of a building having quasi-noncombustible performance according to the present invention satisfies quasi-non-combustibility performance.
본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 경우 위와 같은 준불연 성능을 만족하며 이에 따른 화재 안전을 도모할 수 있다.In the case of the composite insulator for interior and exterior of a building having a semi-non-combustible performance according to the present invention, the above-mentioned semi-non-combustible performance can be satisfied and fire safety can be promoted accordingly.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .
10: 제1단열층
20: 제2단열층
30: 난연성 접착제층10: first insulating layer
20: second insulating layer
30: flame retardant adhesive layer
Claims (5)
상기 제1단열층 위에 형성되며, NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재를 포함하며 준불연 성능을 가지는 제2단열층; 및
상기 제1단열층과 상기 제2단열층 사이에 형성되는 난연성 접착제층;을 포함하며
상기 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재는 니트릴 부틸렌 고무 (Nitrile Butylene Rubber: NBR) 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 1.5 ~ 4.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 디아미노디페닐메탄 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 탈크(talc) : 4 ~ 7 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 8 ~ 15 중량부를 포함하며, 열전도율이 0. 034 W/mK 이하이고, 투습저항계수 μ-value ("mu-value") ≥ 10,000이며,
상기 난연성 접착제층은 클로로프렌 고무 접착제를 포함하는 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재.
a first insulating layer formed of a glass wool sandwich panel and having semi-incombustible performance;
a second insulating layer formed on the first insulating layer, including a Nitrile Butylene Rubber (NBR) rubber foam insulating material, and having semi-incombustible performance; and
and a flame-retardant adhesive layer formed between the first insulating layer and the second insulating layer.
The NBR (Nitrile Butylene Rubber) rubber foam insulation is based on 100 parts by weight of nitrile butylene rubber (NBR), magnesium hydroxide: 40 to 50 parts by weight, sulfur: 1.5 to 4.0 parts by weight, adipic acid ester: 1.5 to 3.5 parts by weight, diaminodiphenylmethane: 1.5 to 3.5 parts by weight, zinc oxide: 15 to 25 parts by weight, talc: 4 to 7 parts by weight, foaming agent: 2.5 to 3.0 parts by weight, and foaming aid: 8 to Containing 15 parts by weight, the thermal conductivity is 0.034 W/mK or less, the moisture permeation resistance coefficient μ-value ("mu-value") ≥ 10,000,
The flame-retardant adhesive layer is a building interior and exterior composite insulation of semi-non-combustible performance comprising a chloroprene rubber adhesive.
상기 제2단열층은 2개 이상의 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재를 평면방향으로 접합시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재.
The method according to claim 1,
The second insulation layer is a semi-noncombustible performance building interior and exterior composite insulation material, characterized in that it is formed by bonding two or more NBR (Nitrile Butylene Rubber) rubber foam insulation in the plane direction.
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