KR20120026907A - Process for producing pro-environmental energy saving type composite insulating wall-finishing material - Google Patents

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KR20120026907A
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김상년
김상범
조성휘
최정진
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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of environmentally friendly energy-saving type complex insulation wall finishing material is provided to blocking heat from outside, thereby keeping indoor temperature and save energy. CONSTITUTION: A manufacturing method of environmentally friendly energy-saving type complex insulation wall finishing material comprises the following steps: obtaining a mixture by mixing rice plant powder with acrylic binder; impregnating phase change material into the mixture; maturing the mixture; stirring the matured mixture; mixing zeolite powder; impregnating more than one kind from quartz, vermiculite, tourmaline, rare earth and illite; mixing ceramic inorganic binder, quick-hardening agent, antimicrobial agent, calcium carbonate, cellulose, and flame retarding material; maturing the mixture; manufacturing wall finishing material composition by mixing potassium silicate or sodium silicate; compressing the composition; and plasticizing the compressed composition.

Description

친환경 에너지절약형 복합 단열 벽 마감재의 제조방법{PROCESS FOR PRODUCING PRO-ENVIRONMENTAL ENERGY SAVING TYPE COMPOSITE INSULATING WALL-FINISHING MATERIAL}PROCESS FOR PRODUCING PRO-ENVIRONMENTAL ENERGY SAVING TYPE COMPOSITE INSULATING WALL-FINISHING MATERIAL}

본 발명은 단열 기능을 가진 벽 마감재 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 벽 마감재 조성물을 사용하면 실내 온도에 따라서 건물 내벽에 마무리된 벽 마감재에 의한 잠열의 축적 및 발산이 가능하므로 실내의 온도를 일정하게 유지하는데 효과적이며, 쾌적한 실내환경을 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 절약에도 일조할 수 있다The present invention relates to a method for producing a wall finishing composition having a thermal insulation function. When the wall finishing composition of the present invention is used, it is possible to accumulate and dissipate latent heat by the wall finishing material finished on the inner wall of the building according to the room temperature, and thus it is effective to maintain a constant indoor temperature and achieve a comfortable indoor environment. In addition, it can contribute to energy saving

일반적으로 건축물의 축조에서 중요한 것은 단열 기능이다. 주거 생활에 있어서 냉방과 난방은 쾌적한 환경에서의 생활과 심지어 건강 측면에서도 중요하므로 종래로부터 건물의 단열 기능은 중요시되어 왔다. 이를 위하여, 건물의 축조시 내장 단열재가 사용되고, 이에 연접하여 건물의 내, 외부에 마감재가 설치되고 있다. In general, what is important in the construction of buildings is the insulation function. In residential life, cooling and heating are important in terms of life and even health in a comfortable environment, so the insulation function of the building has been important in the past. To this end, when the building construction of the interior is used, the insulation is connected to the interior and exterior of the building is installed.

종래의 건축용 내, 외장재로는 나무, 합판, 석고보드, 밤라이트, 마그네슘보드 등이 사용되어 왔으며, 이러한 내부 마감재가 외부로의 열 손실이나 열의 유입을 적게 하기 위해 벽면에 기설치된 단열재의 전면에 연접 설치된다. 이와 같이, 마감재와 함께 연접 설치되는 단열재는 소재 자체의 열전도율이 작은 것을 사용하는 것이 좋으나 대개는 그렇지 못하므로 열전도율을 작게 하고자 다공성을 가지도록 만들어 미세기공 속에 있는 공기의 단열성을 이용하여 단열효과를 얻는 것이 보통이다. 이러한 단열재로는 가격이 저렴할 뿐만 아니라 구입하기가 쉬워 널리 이용되는 발포 스티렌을 대표적인 예로 들 수 있다. 그러나, 발포 스티렌은 단순히 다수의 미세기공 속에 존재하는 공기의 단열성에만 의존하여 열전도율을 저하, 단열 효과를 발휘하므로 그 효과에 한계가 있어 더 높은 단열 효과를 기대하는 거주자의 일반적인 심리에 부응하지 못하는 문제점이 있다. Wood, plywood, gypsum board, balmite, magnesium board, etc. have been used as a conventional building interior and exterior materials, and the interior finishing material is applied to the front surface of the insulation installed on the wall to reduce heat loss or heat inflow to the outside. It is connected to one another. As such, it is preferable to use a material having a small thermal conductivity of the material which is jointly installed with the finishing material, but in general, it is not possible to obtain a thermal insulation effect by using the thermal insulation of air in the micropores by making the porous to reduce the thermal conductivity. Is common. Such a heat insulating material is not only low cost but also easy to purchase is widely used foam styrene is a typical example. However, foamed styrene reduces the thermal conductivity and exerts a thermal insulation effect simply by relying solely on the thermal insulation of air present in a plurality of micropores, thereby limiting its effect and failing to meet the general psychology of residents expecting a higher thermal insulation effect. There is this.

따라서, 건축물의 단열 효과를 높여 에너지를 절약할 뿐만 아니라 거주자를 위한 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위하여 많은 기술이 개발되어 왔다. 그 중에서도 축열재를 이용한 에너지 절약 기술이 냉난방용으로 다양하게 이용되고 있으며, 상당 부분 에너지 절약에 기여하여 왔다. 축열재 이용 기술은 실내 난방을 위하여 사용된 에너지가 장시간 일정 온도로 유지될 수 있도록 함으로써 에너지 사용 효율을 높이는 것이다. 일반적인 단열재와 마감재를 사용한 건축물에서는 실외의 온도에 따라서 실내 온도의 편차가 심하게 되는 것이 실정이므로, 그다지 단열 효과가 높다고는 할 수 없다. 그러나, 단열재나 마감재의 소재로서 축열재를 이용하면 소재 자체의 축열 효과로 인해 실내 온도를 상온 환경으로 거의 일정하게 유지할 수 있어 냉난방 에너지 소비를 감소시킬 수 있다.Therefore, many technologies have been developed to enhance the thermal insulation effect of buildings to save energy as well as to create a comfortable indoor environment for residents. Among them, energy-saving technologies using heat storage materials have been used in various ways for heating and cooling, and have contributed to energy saving. The heat storage material utilization technology improves energy use efficiency by allowing energy used for indoor heating to be maintained at a constant temperature for a long time. In general, a building using a heat insulating material and a finishing material is a situation where the variation of the indoor temperature is severe according to the outdoor temperature, so the heat insulation effect is not very high. However, when the heat storage material is used as the material of the heat insulating material or the finishing material, the heat storage effect of the material itself can keep the room temperature almost constant at room temperature, thereby reducing the heating and cooling energy consumption.

지금까지 건축용 축열재 개발은 시멘트 대신으로 사용할 수 있고, 실내 공간의 습도조절 기능과 온돌 효과를 높일 수 있는 폐지, 황토 및 합성수지 등을 사용한 개발이 주류를 이루고 있다. Until now, the development of heat storage materials for construction can be used instead of cement, and the development using waste paper, loess and synthetic resin, etc., which can improve the humidity control function and the ondol effect of the interior space, has been mainstream.

최근 에너지 문제는 산유국의 정책적 수급 조절 및 지속적인 가격인상으로 그 영향력이 전세계적으로 미치고 있으며, 우리나라처럼 전적으로 에너지원을 수입에 의존하고 있는 경우에는 에너지 절약형 단열 벽 마감재의 필요성은 절대적일 수밖에 없다. 우리나라 여름철 태양열 에너지는 1일 평균 5,900 Kcal/m 2 에 달하고, 한낮에는 철판지붕의 외부 표면온도를 80℃ 전후까지 상승시킨다. 이러한 외부 에너지에 기인하여 실내 적정 26℃ 온도 유지를 위한 에너지 부하가 심각하게 문제가 되고 있어, 이의 해결을 위해 일조할 수 있는 에너지 절약형 단열 벽 마감재의 개발이 요구되고 있다. Recently, the energy problem is influenced by the policy supply and demand of oil producing countries and continuous price increase, and if the energy source is totally dependent on imports like Korea, The necessity is absolute. In summer, the solar energy of Korea reaches an average of 5,900 Kcal / m 2 per day, and during the daytime, it raises the outer surface temperature of iron plate roof to around 80 ℃. Due to such external energy, the energy load for maintaining the room temperature 26 ℃ is a serious problem, the development of an energy-saving insulation wall finish that can help to solve this problem is required.

본 발명은 실내와 직접 접하는 벽 마감재에 단열 성능을 부여하기 위한 벽 마감재 조성물의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a wall finish composition for imparting thermal insulation to a wall finish directly in contact with the interior.

본 연구 개발 과제는 에너지 절약형 실내공기질 개선 친환경 단열 벽 마감재 개발을 위한 연구로서, 에너지 절약, 부유세균 및 악취제거 등의 다기능의 요소기술을 요한다. 요소기술을 성능 부하 없이 단열소재 의 복합화 및 하이브리드화 시키기 위해서는 제올라이트 등의 다공성의 담체에 항균제, PCM 물질 및 천연 추출물 등을 흡착 및 결합화 시킬 수 있는 기술이 필요하다. 또한, 융?복합한 소재를 성능 발현의 최적화를 위해 단열 벽 마감재 적용 기술을 개발하고자 하였다. This research and development task is to develop an energy-saving indoor air quality improvement environment-friendly insulation wall finish, and requires multi-functional element technology such as energy saving, airborne bacteria and odor removal. In order to composite and hybridize the insulation material without the performance load, urea technology requires a technology capable of adsorbing and combining antimicrobial agents, PCM materials, and natural extracts to porous carriers such as zeolites. In addition, this study aimed to develop a technology for applying insulation wall finishes to optimize the performance expression of fused and composite materials.

본 발명은 건물 실내와 직접 접하는 벽 마감재에 단열 성능을 부여하기 위하여, 복합 축열 미립자를 잠열이 큰 상변화 물질을 내부 물질로 하고 상변화 물질의 외부 유출은 방지하는 에너지 절약형 축열 미립자의 친환경 에너지 절약형 단열재 조성물의 제조방법을 제공한다.The present invention, in order to give heat insulation to the wall finishing material directly in contact with the building interior, composite Provided is a method for producing an environment-friendly energy-saving heat insulating composition of energy-saving heat storage particulates, wherein the heat storage particulates are made of a phase change material having a large latent heat as an inner material, and an external leakage of the phase change material is prevented.

상기 축열 미립자는 파라핀계 상온 상변화 물질을 함유하는 잠열 미립자 슬러리로 이루어지고 헵타데칸 또는 옥타데칸을 주요 성분으로 한다. 상기 축열 미립자의 내부 혼합물질은 석영, 질석, 토르마린, 일라이트, 희토류광석물, 황토, 벼겨(식물성)를 슬러리 상태로 액상화 하여 축열 미립자를 혼합하고, 경량 불석 소재인 제올라이트 분말을 복합 교반하는 것으로 단열재 조성물을 제조한다.The heat storage fine particles consist of a latent heat fine particle slurry containing a paraffinic room temperature phase change material, and is composed mainly of heptadecane or octadecane. The internal mixture of the heat storage fine particles is liquefied in a slurry state of quartz, vermiculite, tourmaline, elite, rare earth ore, ocher, rice bran (vegetable) to mix the heat storage fine particles, and a mixed stirring of the zeolite powder which is a light fluorite material Prepare an insulation composition.

본 발명에 의해 제조된 복합 단열 벽재 조성물은, 중량 기준으로 조성물 100% 중, 헵타데칸 55~60%, 아크릴 바인더 5~7%, 벼겨 분말 10~12%, 세라믹 무기바인더 3~5%, 속경재 1~1.5%, 항균제 1%, 석영, 질석, 토르마린, 희토류, 일라이트 중 1종 이상 10~15%, 제올라이트 분말 또는 액상 3%, 규산칼륨 및/또는 규산나트륨 3~4%, 칼슘카보네이트 2~3%, 셀롤로오스 0.3~0.4%, 난연불연소재 1~1.5%를 포함한다.The composite heat insulating wall composition produced by the present invention, heptadecane 55 ~ 60%, acrylic binder 5 ~ 7%, rice bran powder 10 ~ 12%, ceramic inorganic binder 3 ~ 5%, genus Hardwood 1 ~ 1.5%, Antibacterial 1%, Quartz, Vermiculite, Tourmaline, Rare Earth, At least one 10-15% of elite, Zeolite powder or liquid 3%, Potassium silicate and / or sodium silicate 3-4%, Calcium carbonate 2 ~ 3%, cellulose 0.3 ~ 0.4%, flame retardant nonflammable material 1 ~ 1.5%.

본 발명에 의해 제조된 단열 벽 마감재 조성물을 압축성형프레스기에 주입하여 1.5mm 두께로 압축하고 200-210℃에서 소성 열처리하여 내부 단열 벽재를 완성한다The insulation wall finish composition prepared by the present invention is injected into a compression molding press, compressed to a thickness of 1.5 mm, and subjected to plastic heat treatment at 200-210 ° C. to complete the interior insulation wall material.

본 발명에 의해 제조된 단열 벽 마감재 조성물은 합성수지 벽지, 레자 벽지, 또는 백상지 원지에 배접, 코팅 건조하여 제조한 벽 마감재 제품으로서 제조할 수 있다.The heat insulating wall finishing composition prepared by the present invention can be prepared as a wall finishing product manufactured by contacting, coating and drying a synthetic resin wallpaper, leather wallpaper, or woodfree paper.

상기와 같은 본 발명에 의해 제조된 벽 마감재 조성물을 사용한 벽재는 단열 기능을 가짐으로써 외부 온도에 관계없이 실내의 온도를 일정하게 유지할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나고, 친환경 기능성으로 인하여 새집증후군의 차단 및 인체에 유익한 물질의 발산이 이루어지므로, 실내에 사용되었을 때 매우 쾌적한 주거환경을 달성할 수 있다.Wall material using the wall finishing composition prepared by the present invention as described above has a thermal insulation function to maintain a constant indoor temperature regardless of the outside temperature is excellent energy saving effect, blocking the sick house syndrome due to eco-friendly functionality and Since the release of substances beneficial to the human body is achieved, a very comfortable living environment can be achieved when used indoors.

도 1은 열분석 측정 장비(DSC) 및 열분석 시험 결과를 나타낸다.
도 2는 본 발명 단열 벽 마감재의 온도 분포(에너지 효율) 측정 시험 사진을나타낸다.
도 3은 본 발명 단열 벽 마감재의 온도 분포(에너지 효율) 측정 시험 결과를 나타낸다.1 shows thermal analysis measurement equipment (DSC) and thermal analysis test results.
Figure 2 shows a photograph of the temperature distribution (energy efficiency) measurement test of the heat insulating wall finish of the present invention.
Figure 3 shows the results of the temperature distribution (energy efficiency) measurement test of the heat insulating wall finish of the present invention.

본 발명에서 사용되는 상변화물질은 잠열재, 축열재, 축냉재, 열조절성 물질로 이해할 수 있다. 상변화물질은 상변화과정을 통하여 많은 양의 열에너지를 축적하거나 저장된 열에너지를 방출한다. 상변화물질은 어떤 물질이 고체에서 액체상태, 액체에서 고체상태, 액체에서 기체, 기체에서 액체상태 등, 하나의 상태에서 다른 상태로 변하는 일종의 물리적 변화과정을 통하여 열을 축적하거나 저장한 열을 방출하는 물질인데 상변화과정에서 모든 물질은 화학적 결합이나 형성 같은 화학적 반응이 아닌 분자의 물리적인 배열이 바뀌게 된다.The phase change material used in the present invention can be understood as a latent heat material, heat storage material, heat storage material, heat regulating material. The phase change material accumulates a large amount of heat energy or releases stored heat energy through the phase change process. Phase change materials emit heat that accumulates or stores heat through a kind of physical change process in which a substance changes from one state to another, such as solid to liquid state, liquid to solid state, liquid to gas, and gas to liquid state. In the phase change process, all materials change the physical arrangement of molecules rather than chemical reactions such as chemical bonds or formation.

상변화물질은 크게 유기물질과 무기물질로 분류할 수 있으며 4천여종이 상변화물질로 분류되고 있지만 실질적으로 적용가능한 물질은 200여종이 된다. 유기물질의 예로는 탄소와 수소로 이루어진 탄화수소계열의 테트라데칸, 옥타데칸, 노나데칸 등의 물질이 있으며, 무기물질의 예로는 6개의 물분자가 결합된 수화물형태의 염화칼슘 등이 있다.Phase change substances can be classified into organic and inorganic substances. More than 4,000 kinds are classified as phase change substances, but there are 200 kinds of applicable substances. Examples of the organic material include hydrocarbon-based tetradecane, octadecane, nonadecane, and the like, and examples of the inorganic material include calcium chloride in the form of a hydrate in which six water molecules are combined.

상변화물질은 환경친화적 열에너지저장물질로서 고체에서 액체상태로 상이 변하면서 일정한 양의 에너지를 저장하게 된다. 반대로 액체에서 고체상태로 상변화가 이루어지는 경우에는 저장된 열을 방출하게 된다.Phase change materials are environmentally friendly thermal energy storage materials that store a certain amount of energy as the phase changes from a solid to a liquid state. On the contrary, when the phase changes from the liquid to the solid state, the stored heat is released.

본 발명에서는 농촌에서 쌀을 도정한 후 나오는 물질인 벼겨에 보온성이 있다는 점에 착안하여 벼겨 분말을 사용한다. 벼겨는 미세분말로 분쇄하여 본 발명 조성물에 포함된다. 벼겨는 도정 과정에서 이미 건조가 완료된 상태이므로 따로 건조할 필요가 없으며, 단열성과 가공성이 뛰어나고 값싸게 구입할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 본 발명의 벼겨를 이용한 조성물은, 자원을 재활용한다는 측면에서 비용 효과적이고, 자연 소재의 물질을 사용하므로 친환경적이라는 이점을 가진다. 본 조성물에서, 벼겨 분말의 평균 입경은 약 1000 메쉬 정도로 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the rice bran powder is used by paying attention to the fact that rice bran, which is a substance coming out from the rice in rural areas, has insulation. Rice bran is pulverized into fine powder and included in the composition of the present invention. Rice bran does not need to be dried separately because it is already dried during the milling process, and has the advantage of being excellent in insulation and workability and cheaply available for purchase. Therefore, the composition using rice bran of the present invention has the advantage of being cost-effective in terms of recycling resources, and environmentally friendly because it uses a material of natural materials. In the present composition, the average particle diameter of the rice bran powder is preferably about 1000 mesh.

본 발명의 단열재 조성물에는 석영, 질석, 토르마린, 희토류, 일라이트 중에서 선택되는 1종 이상의 무기 광석물 분말이 사용된다. 평균 입경 800 메쉬로 분쇄한 것이 바람직하게 사용된다.The at least one inorganic ore powder selected from quartz, vermiculite, tourmaline, rare earth, and illite is used for the heat insulating material composition of this invention. What grind | pulverized to the average particle diameter 800 mesh is used preferably.

이러한 무기 광석물 분말은 음이온을 발생하고 공기를 청정화하는 기능을 한다.These inorganic ore powders function to generate negative ions and clean air.

또한, 본 발명에서 제올라이트 분말은 모데나이트에 나트륨 양이온을 치환시킨 활성 모데나이트를 평균 입경 1000 메쉬로 분말화한 것을 사용하며, 탈취흡착 효과를 위해 적당한 양으로 조성물의 총 중량을 기준으로 약 3 중량%를 사용한다.In addition, in the present invention, the zeolite powder is powdered active mordenite in which mordenite is substituted with sodium cation with an average particle diameter of 1000 mesh, about 3 weight based on the total weight of the composition in an amount suitable for the deodorizing adsorption effect Use%.

제올라이트는 규소(Si)와 알루미늄(Al)으로 이루어진 다공성 결정체로서, 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 있으므로 다른 미립자 물질을 흡착할 수가 있다. 따라서, 본 발명의 조성물에서 제올라이트는 유해물질을 흡착, 탈취하는 기능을 한다.Zeolite is a porous crystal composed of silicon (Si) and aluminum (Al), and its structure is loose, and even though it releases moisture filled at a high temperature, its skeleton remains intact, so it can adsorb other particulate matter. . Therefore, the zeolite in the composition of the present invention functions to adsorb and deodorize harmful substances.

제올라이트의 광물학적 특성으로는, ① 양이온 교환, ② 흡착 및 분자체 특성, ③ 촉매 특성, 및 ④ 탈취 및 재흡수 특성이 있다. 통상 CEC라고 알려져 있는 제올라이트의 양이온 교환 특성은 다른 양이온들의 용액으로 단순히 씻어주는 정도의 처리로도 제올라이트 공동 내의 양이온들이 쉽게 이온교환되는 성질을 말한다.Mineralogical properties of zeolites include (1) cation exchange, (2) adsorption and molecular sieve (3), (3) catalytic properties, and (4) deodorization and resorption. The cation exchange property of zeolites, commonly known as CEC, refers to the property that cations in zeolite cavities are easily ion-exchanged, even with a simple degree of washing with a solution of other cations.

유해물질로 분류되는 대부분의 화학물질이 제올라이트에 흡착된다. 제올라이트에 흡착되는 분자를 다음 표 1에 나타낸다.Most chemicals classified as hazardous substances are adsorbed on zeolites. The molecules adsorbed on the zeolite are shown in Table 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

항균제는 일반적으로 나트륨 실리케이트, 메타실리케이트를 사용하며, 대장균 등의 일반 세균을 제거할 수 있는 항균 기능을 가진다. 이러한 항균제는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 중량%를 사용한다. 항균제의 사용량이 약 1 중량%를 초과하면 비용면에서 효과적이지 않다.Antibacterial agents generally use sodium silicate and metasilicate, and have an antimicrobial function capable of removing common bacteria such as E. coli. Such antimicrobials use about 1% by weight based on the total weight of the composition. If the amount of the antimicrobial agent exceeds about 1% by weight, it is not cost effective.

무기 항균제: 나트륨 실리케이트, 메타실리케이트Inorganic Antibacterial: Sodium Silicate, Metasilicate

<성질> <Property>

분자식: Na2SiO3 Molecular Formula: Na 2 SiO 3

분자량: 122.06 g/mol(무수물) 212.14 g/mol(5수화물)Molecular weight: 122.06 g / mol (anhydride) 212.14 g / mol (pentahydrate)

외형: 무색 고체Appearance: Colorless solid

밀도: 2.4 g/cmDensity: 2.4 g / cm

용융점: 1088℃(무수물) 72.2℃(5수화물)Melting Point: 1088 ° C (anhydrous) 72.2 ° C (pentahydrate)

용해성: 수용성Solubility: Water Soluble

나트륨 실리케이트는 물유리, 액체 유리로 잘 알려져 있는 나트륨 메타실리케이트(Na2SiO3) 화합물에 대한 일반적인 이름이다. 그것은 수용액상과 고체상으로 이용될 수 있고, 시멘트, 능동적인 화재 보호, 내화물, 섬유 원단 및 목재 가공과 건축 내장재에 이용될 수 있다. 탄산나트륨(Na2CO3)과 이산화규소(SiO2)가 용융 반응하여 나트륨 실리케이트와 이산화탄소가 생성된다.Sodium silicate is the common name for sodium metasilicate (Na 2 SiO 3 ) compounds, well known as water glass, liquid glass. It can be used in aqueous and solid phase and in cement, active fire protection, refractory, textile fabrics and wood processing and building interior materials. Sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and silicon dioxide (SiO 2 ) are melted to produce sodium silicate and carbon dioxide.

Na2CO3 + SiO2 → Na2SiO3 + CO2 (1)Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2 (1)

무수 나트륨 실리케이트는 분리된 (SiO3)2-가 아닌 (SiO4) 4면체로 공유된 코너로 구성된 사슬 모양의 음이온을 포함한다.Anhydrous sodium silicate contains chained anions consisting of corners shared by (SiO 4 ) tetrahedra rather than isolated (SiO 3 ) 2- .

Figure pat00002
Figure pat00002

무수물과 더불어 분리된 4면체 음이온의 SiO2(OH)2 2-의 Na2SiO3?nH2O(n = 5, 6, 8, 9)의 분자식을 가지는 많은 수화물이 존재한다. 상업적으로 이용 가능한 나트륨 실리케이트 5수화물(Na2SiO3?5H2O)는 Na2SiO2(OH)2?4H2O 형태, 9수화물(Na2SiO3?9H2O)은 Na2SiO2(OH)2?8H2O 형태를 띤다.In addition to the anhydride, there are many hydrates having a molecular formula of Na 2 SiO 3 nH 2 O (n = 5, 6, 8, 9) of SiO 2 (OH) 2 2- of tetrahedron anions separated. Commercially available sodium silicate as pentahydrate (Na 2 SiO 3? 5H 2 O) is Na 2 SiO 2 (OH) 2 ? 4H 2 O form, nonahydrate (Na 2 SiO 3? 9H 2 O) is Na 2 SiO 2 (OH) 2 to 8H 2 O.

첨가제: 규산나트륨Additive: Sodium Silicate

액상 규산나트륨(규산소다)Liquid sodium silicate (sodium silicate)

규산나트륨(규산소다)은 수용성 규산염 중 가장 널리 사용되고 있는 무기 화합물이다. 일반적으로 Na2O-nSiO2-xH2O의 분자식으로 표현되며, 물에 대한 용해성이 있기 때문에 물유리(water glass)라고도 한다. SiO2/Na2O의 몰비와 농도에 따라 다양한 성질을 나타내며 다양한 용도로 사용된다. 액상 규산나트륨의 몰비 계산은 다음과 같다.Sodium silicate (sodium silicate) is the most widely used inorganic compound among water-soluble silicates. In general, the molecular formula of Na 2 O-nSiO 2 -xH 2 O is also referred to as water glass because of its solubility in water. It shows various properties depending on the molar ratio and concentration of SiO 2 / Na 2 O and is used for various purposes. The molar ratio calculation of liquid sodium silicate is as follows.

규산나트륨의 몰비 = SiO2/Na2O의 중량비 x 1.032Molar ratio of sodium silicate = weight ratio of SiO 2 / Na 2 O x 1.032

일반적으로 규산나트륨은 액상, 고형, 결정체, 비정질 분말로서 상용되고 있다. 하기 그림은 Na2O-SiO2-H2O에 대한 규산나트륨의 상태도이다.In general, sodium silicate is commonly used as a liquid, solid, crystal, or amorphous powder. The figure below is a state diagram of sodium silicate for Na 2 O—SiO 2 —H 2 O.

Figure pat00003
Figure pat00003

<구조><Structure>

규산나트륨 용액에는 규산이온 모노머, 폴리규산 이온 및 콜로이드상의 규산이온 미셀이 다양한 형태로 함께 존재한다. 그 형태는 SiO2/Na2O 몰비와 농도에 따라 다른 것으로 알려져 있다. 하기 그림은 광산란법에 의해 측정된 액상 규산나트륨의 몰비와 분자량의 관계를 나타낸 것이다.In the sodium silicate solution, silicate ion monomers, polysilicate ions and colloidal silicate ion micelles are present together in various forms. Its form is known to depend on the SiO 2 / Na 2 O molar ratio and concentration. The figure below shows the relationship between the molar ratio and the molecular weight of liquid sodium silicate measured by the light scattering method.

Figure pat00004
Figure pat00004

<용융점><Melting point>

규산나트륨의 원료인 규사(SiO2)의 융점은 1,710℃이고 탄산나트륨(Na2CO3)의 융점은 849℃이지만, 고형 규산나트륨의 융점은 확실하게 나타나지 않다. 대체로 550-670℃에서 녹기 시작하여 730-870℃에서 유동이 시작되고, 1,300℃ 이상 되면 완전히 융해된다.The melting point of silica sand (SiO 2 ), which is a raw material of sodium silicate, is 1,710 ° C. and the melting point of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) is 849 ° C., but the melting point of solid sodium silicate is not apparent. As a rule, it starts to melt at 550-670 ° C and begins to flow at 730-870 ° C, and melts completely above 1,300 ° C.

<비중><Weight>

액상 규산나트륨의 비중은 일반적으로 보오메도(Be')로 나타낸다. 보오메도와 비중과의 관계는 다음과 같다.The specific gravity of the liquid sodium silicate is generally expressed as bomedo (Be '). The relationship between boomedness and specific gravity is as follows.

Be' = 144.3(d-1)/d 또는 144.3/144.3-Be'Be '= 144.3 (d-1) / d or 144.3 / 144.3-Be'

여기서 Be'는 보오메도이고 d는 비중을 나타낸다. 온도가 1℃ 상승하면 보오메도는 0.04 내려간다. 온도 변화에 따른 보오메도의 환산식은 다음과 같다.Where Be 'is bomedo and d is specific gravity. When the temperature rises by 1 ° C, the bomedome falls by 0.04. The conversion equation of Bomedo according to the temperature change is as follows.

Be'(to) = Be'(t1) - (20 - t1) × 0.04Be '(to) = Be' (t1)-(20-t1) × 0.04

여기서 Be'(t1)은 온도 t1에서의 보오메도이고, Be'(to)는 20℃에서의 보오메도를 나타낸다. 하기 그림은 액상 규산나트륨의 보오메도와 몰비의 관계를 나타낸 것이다.Where Be '(t1) is the bomedome at temperature t1, and Be' (to) represents the bomedome at 20 ° C. The figure below shows the relationship between the mole ratio and the borome of liquid sodium silicate.

Figure pat00005
Figure pat00005

<점도> <Viscosity>

액상 규산나트륨의 점도는 SiO2/Na2O의 몰비에 따라 다르다. 동일한 몰비에서는 농도와 온도에 따라 변한다. 같은 몰비에서 농도가 상승하면 점도가 상승하고, 같은 몰비와 농도에서 온도가 상승하면 점도는 급격히 낮아진다. 역으로 온도가 20℃ 이하로 내려가면 점도는 급격히 상승한다.The viscosity of liquid sodium silicate depends on the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O. At the same molar ratio it varies with concentration and temperature. When the concentration increases at the same molar ratio, the viscosity increases, and when the temperature rises at the same molar ratio and concentration, the viscosity drops rapidly. On the contrary, when temperature falls below 20 degreeC, a viscosity will rise rapidly.

Figure pat00006
Figure pat00006

<어는점><Freezing point>

한국산업표준 KSM 1415의 액상 규산나트륨 3종은 약 -2.5℃에서 결빙하지만, 몰비가 낮고 농도가 높은 1종의 경우는 -10℃에서도 얼지 않는다. 그 중간 몰비를 갖고 보오메도가 50 정도인 액상 규산소다는 마이너스 5-8℃에서 결빙된다. 몰비가 1.8 이하인 제품은 역으로 결빙이 아닌 결정이 생기기 쉬운 조건이 된다. 몰비가 0.5인 올소 규산나트륨(sodium orthosilicates)의 경우는 상온에서도 수화 결정이 생긴다.Three kinds of liquid sodium silicate of Korean Industrial Standard KSM 1415 freeze at about -2.5 ℃, but one species with low molar ratio and high concentration does not freeze at -10 ℃. The liquid sodium silicate with its medium molar ratio and bome degree of about 50 freezes at minus 5-8 ° C. Products with a molar ratio of 1.8 or less are inversely subject to crystals and not to freeze. In the case of sodium orthosilicates having a molar ratio of 0.5, hydrated crystals are formed at room temperature.

Figure pat00007
Figure pat00007

<pH><pH>

액상 규산나트륨의 pH는 알칼리 영역에 있고, 일반적으로 몰비와 농도에 따라 다르다. The pH of the liquid sodium silicate is in the alkaline region and generally depends on the molar ratio and concentration.

<산과의 반응><Reaction with Acid>

액상 규산나트륨에 산을 첨가하면 중화반응에 의해 pH가 낮아지고, 규산 이온 또는 폴리규산 이온끼리의 중합(실록산 결합)이 진행되어 점도가 상승한다. 더욱 진행하면 겔이 된다.When acid is added to the liquid sodium silicate, the pH is lowered by the neutralization reaction, and polymerization (siloxane bond) of the silicate ions or polysilicate ions proceeds to increase the viscosity. Proceed further to gel.

Na2O?nSiO2 + H2SO4 + (m-1)H2O → nSiO2?mH2O + Na2SO4 Na 2 O? NSiO 2 + H 2 SO 4 + (m-1) H 2 O → nSiO 2 ? MH 2 O + Na 2 SO 4

점도의 상승 및 겔화 속도는 산의 종류, 산의 첨가량, 용액의 농도, 온도 등에 따라 다르다.The increase in viscosity and the rate of gelation depend on the type of acid, the amount of acid added, the concentration of the solution, the temperature and the like.

<금속 이온과의 반응>Reaction with metal ions

액상 규산나트륨은 Ca, Mg, Al, Ba 등의 금속 이온과 반응하여 불용성의 규산염 금속수화물 및 규산염 금속수산화물, 규산 등을 동시에 생성하여 겔화된다. Liquid sodium silicate reacts with metal ions such as Ca, Mg, Al, and Ba to simultaneously form an insoluble silicate metal hydrate, silicate metal hydroxide, silicate, and the like and gelate.

Na2O?nSiO2 + Ca(OH)2 + mH2O → CaO?nSiO2?mH2O + 2NaOH Na 2 O? NSiO 2 + Ca (OH) 2 + mH 2 O → CaO? NSiO 2 ? MH 2 O + 2NaOH

이와 같은 반응으로 생성되는 규산화합물은 금속 이온과 규산 이온의 존재량에 의존한다.The silicate compound produced by such a reaction depends on the amount of metal ions and silicate ions present.

<유기 화합물과의 반응><Reaction with Organic Compound>

글리옥살이나 에틸렌글리콜디아세테이트 등의 다가 알코올과 초산에스테르는 모두 알칼리 존재 하에서 글리콜산이나 초산을 생성하고 중화작용에 의해 규산나트륨을 겔화시킨다. 메틸알코올, 에틸알코올, 아세톤 등의 유기용매를 가해도 겔화되지만, 이들은 단순히 탈수에 의한 것으로 물을 가하면 다시 용해된다.Polyhydric alcohols such as glyoxal and ethylene glycol diacetate and acetate esters both produce glycolic acid and acetic acid in the presence of alkali and gel the sodium silicate by neutralization. Although organic solvents, such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and acetone, are gelatinized, they are simply dehydrated and dissolved again when water is added.

<탈수에 의한 경화><Hardening by Dehydration>

알코올에 의해서도 규산나트륨은 겔화된다. 이것은 결합수로서의 규산나트륨 중의 H2O가 탈수되면서 SiO2 사면체의 중합이 일어나는 것이고, 그 결과 견고한 필름이 형성된다. 100%의 탈수는 1,000℃ 이상이 아니면 불가능하고, 과정을 보면 120-500℃에서 다공질화를 거쳐 600-1,000℃에서 유리화된다. 200℃에서 95% 정도 탈수가 되고, 그 이상의 탈수는 아주 서서히 진행된다. 탈수가 되더라도 물에 대한 용해성은 변하지 않는다.Sodium silicate also gels with alcohol. This is the polymerization of SiO 2 tetrahedron with dehydration of H 2 O in sodium silicate as binding water, resulting in a firm film. Dehydration of 100% is impossible if it is not more than 1,000 ℃, the process is vitrified at 600-1,000 ℃ through the porous at 120-500 ℃. 95% dehydration is carried out at 200 ° C, and further dehydration proceeds very slowly. Dehydration does not change the solubility in water.

액상 규산나트륨의 주요 용도Main uses of liquid sodium silicate

<접착제와 시멘트>Adhesive and Cement

액상 규산나트륨은 지관, 합지 및 기타 여러 가지 재료의 접착제로 사용되고 있다. 액상 규산나트륨은 초기 작업성 및 접착성, 접착강도가 우수한 경제적인 접착제이다. 액상 규산나트륨의 장점은 피착재 표면을 쉽게 적시며, 침투성과 점도를 조정하면 훌륭한 접착과 강도를 얻을 수 있다는 점이다. 액상 규산나트륨은 적은 양의 물의 손실만으로도 그 상태가 액체에서 반고체 상태까지 변할 수 있기 때문에 접착제로서 특별한 가치가 있다. 이 성질 때문에 접착이 빨리 일어나, 초기 접착이 필요한 종이 제품용 고속자동접착기계 작업에 적합하다. Liquid sodium silicate is used as an adhesive for paper tubes, paper and many other materials. Liquid sodium silicate is an economical adhesive with excellent initial workability, adhesion and adhesive strength. The advantage of liquid sodium silicate is that the surface of the adherend is easily wetted and the permeability and viscosity can be adjusted to achieve good adhesion and strength. Liquid sodium silicate is of particular value as an adhesive because its loss can change from a liquid to a semisolid state with only a small loss of water. Due to this property, adhesion occurs quickly and is suitable for high speed automatic bonding machine work for paper products requiring initial adhesion.

또한, 액상 규산나트륨의 몰비를 변화시켜 시멘트 혼합에 사용함으로써 다양한 종류의 시멘트를 만들 수 있다. 이러한 시멘트는 내산성 구조물, 내화물의 제작, 보온재용 바인더 등의 용도로 사용된다. 또한, 유리와 도자기에 금속을 붙일 때도 사용된다. 시멘트 혼합에 액상규산나트륨를 사용하면 시멘트에 내산성, 내열성, 내수성을 부여한다는 장점이 있다. 또, 액상 규산소다와 혼합된 시멘트는 작업이 쉽고 경제적이며 어떤 표면에도 잘 부착된다. In addition, various types of cement can be produced by changing the molar ratio of liquid sodium silicate and using it for cement mixing. Such cement is used for acid-resistant structures, the production of refractory materials, binders for thermal insulation materials and the like. It is also used to attach metal to glass and ceramics. The use of liquid sodium silicate in cement mixing has the advantage of imparting acid resistance, heat resistance and water resistance to the cement. In addition, cement mixed with liquid sodium silicate is easy to operate and economical and adheres well to any surface.

<펄프와 종이><Pulp and paper>

종이 및 제지 산업에서 액상 규산나트륨은 탈묵제(de-inking), 사이징제, 코팅제, 표백제로 사용되고 있다. 액상 규산소다는 과산화수소와 함께 섬유소 표백에 오래전부터 사용되어 왔다. 중금속 이온, 효소, 기타 처리상의 불순물을 적절히 안정화시켜주면, 과산화수소는 훌륭하고 경제적인 표백제가 되며, 처리액이 알칼리의 pH 영역에서 정확히 완충될 때 최적의 효과가 발휘된다. 이때, 규산나트륨은 효과적이고 경제적인 안정제이며 완충제로 사용된다. In the paper and paper industry, liquid sodium silicate is used as a de-inking, sizing, coating, and bleaching agent. Liquid sodium silicate has been used for a long time in fiber bleaching with hydrogen peroxide. With proper stabilization of heavy metal ions, enzymes and other processing impurities, hydrogen peroxide is a good and economical bleach and works best when the treatment solution is buffered correctly in the alkaline pH range. Sodium silicate is an effective and economical stabilizer and is used as a buffer.

<합성세제와 섬유>Synthetic detergent and fiber

많은 합성세제에 액상이나 건조된 과립형태로 규산나트륨이 사용된다. 적용 범위는 금속세정, 섬유산업, 세탁소, 종이의 탈묵으로부터 그릇, 낙농설비, 병, 바닥, 기관용 세정제까지 다양하다. 합성세제 사용은 매우 빠르게 증가해 왔다. 사용 초기에는 세제 단독으로 사용하다가, 그 후 인산염과 다른 빌더를 함께 사용함으로써 세제의 성능이 높아졌다. 그러나 이들 세제가 가정용으로 사용되었을 때는 심각한 부작용이 발견되었다. 즉, 세제 성분이 알루미늄, 아연, 기타 세탁기에 사용된 금속합금을 부식시키고, 또한 자기류의 에나멜과 유약을 손상시켰다. 규산나트륨의 사용은 이러한 문제를 해결하였다. 많은 새로운 합성세제가 계속 소개되고 있지만, 규산나트륨은 여전히 그 역할을 하고 있다.Many synthetic detergents use sodium silicate in the form of liquid or dried granules. The range of applications ranges from metal cleaning, textile industry, laundry and deinking of paper to bowls, dairy equipment, bottles, floors and engine cleaners. Synthetic detergent use has increased very quickly. In the early stages of use, detergents were used alone, and then phosphate and other builders were used to increase detergent performance. However, when these detergents were used for home use, serious side effects were found. That is, the detergent component corrodes the metal alloys used in aluminum, zinc, and other washing machines, and also damages the enamels and glazes of magnetic products. The use of sodium silicate solved this problem. Many new synthetic detergents continue to be introduced, but sodium silicate still plays its role.

<겔, 촉매><Gel, catalyst>

실리카겔은 액상 규산나트륨을 산으로 처리하여 만들어진다. 그때 생성된 규산 침전물을 세척하여 수용성 염을 제거하고 건조시킨다. 실리카겔의 제조에는 일반적으로 몰비가 높은 규산염이 사용된다. 최종 제품은 유리질의 입자로서 내부에 수많은 기공을 갖고 있어 습기뿐만 아니라 기타 물질을 흡착할 수 있는 능력이 있다. 이 성질 때문에 실리카겔은 탈습제와 쥬스 및 맥주를 정제하는 용도로 사용되고 있다. 특별히 만들어진 실리카겔은 보온재를 만드는 데 사용되기도 한다. Silica gel is made by treating liquid sodium silicate with acid. The resulting silicic acid precipitate is then washed to remove the water soluble salts and to dry. In the manufacture of silica gel, silicates with high molar ratios are generally used. The final product is a glassy particle with numerous pores inside it that can adsorb moisture as well as other substances. Because of this property, silica gel is used to purify dehumidifying agents, juices and beer. Specially made silica gel is also used to make insulating materials.

실리카겔과 관계있는 것으로 무정질 실리카 분말이 있다. 무정질 실리카 분말은 고무 제품에 첨가되어 내마모성을 높인다. 그 외 용도로는 잉크, 플라스틱, 광택제의 증량제, 도료의 분산제, 살포용 분말, 살충제의 뭉침 방지용 첨가제 등으로 사용되고 있다.Related to silica gel is amorphous silica powder. Amorphous silica powder is added to rubber products to increase wear resistance. In other applications, it is used as an extender for inks, plastics, varnishes, dispersants for paints, powders for spraying, and additives for preventing aggregation of insecticides.

액상 규산나트륨은 많은 수용성 염의 수용액과 반응해서 복잡한 겔상 침전물을 만든다. 예를 들면, 알루미늄염은 액상 규산나트륨과 반응해서 나트륨-알미늄 규산염 겔을 형성한다. 이것을 이용하여 경수연화(硬水軟化)에 적합한 물질을 만들 수 있다.Liquid sodium silicate reacts with an aqueous solution of many water soluble salts to form a complex gelled precipitate. For example, aluminum salts react with liquid sodium silicate to form sodium-aluminum silicate gels. It can be used to make a material suitable for water softening.

또한, 실리카겔에 다른 물질을 합성하여 촉매물질이 만들어지고 있다. 이들 중 가장 널리 사용되는 것은 실리카-알루미나형 촉매이다. 정밀하게 합성되어 건조된 실리카-알루미나 촉매는 고옥탄 가솔린 제조 등과 같은 석유화학산업에서 다양한 역할을 하고 있다. 기타 여러 가지 성분과 합성 또는 침전에 의해 만들어진 실리카겔이 유기화합물의 산화, 석유탄화수소의 열분해, 이산화황의 삼산화황으로의 산화 등에 사용되고 있다.In addition, catalyst materials are made by synthesizing other materials on silica gel. The most widely used of these are silica-alumina type catalysts. Precisely synthesized and dried silica-alumina catalysts play various roles in the petrochemical industry, such as the production of high octane gasoline. Silica gel produced by synthesis or precipitation with various other components is used for oxidation of organic compounds, pyrolysis of petroleum hydrocarbons, oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide, and the like.

실리카겔 촉매와 유사한 것이 분자체(molecular sieve)이다. 이들은 규산나트륨과 나트륨-알루미늄염과 같은 여러 가지 염을 반응시켜 만든다. 분자체는 결정구조를 갖고 있고 내부 기공 크기를 조절할 수 있다. 분자체는 다른 크기를 가진 분자들의 혼합물을 분리 또는 거르는 역할을 할 수 있는 뛰어난 성질을 갖고 있다.Similar to silica gel catalysts are molecular sieves. They are made by reacting various salts such as sodium silicate and sodium-aluminum salts. Molecular sieves have a crystal structure and can control internal pore size. Molecular sieves have excellent properties that can serve to separate or filter out mixtures of molecules of different sizes.

Figure pat00008
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첨가제: 규산칼륨Additive: Potassium Silicate

액상 규산칼륨Liquid Potassium Silicate

규산칼륨(규산카리)은 수용성 규산염 중 규산나트륨과 함께 가장 널리 사용되고 있는 무기 화합물이다. SiO2/K2O의 몰비와 농도에 따라 물성이 변하는 화합물로 다양한 분야에서 사용되고 있다. 액상 규산칼륨의 몰비 계산은 다음과 같다.Potassium silicate (carilicate) is the most widely used inorganic compound with sodium silicate among water-soluble silicates. As a compound whose physical properties change depending on the molar ratio and concentration of SiO 2 / K 2 O, it is used in various fields. The molar ratio calculation of liquid potassium silicate is as follows.

규산칼륨의 몰비 = SiO2/K2O의 중량비 x 1.568Molar ratio of potassium silicate = weight ratio of SiO 2 / K 2 O x 1.568

규산칼륨의 다양한 특성 때문에 용접봉(welding rod), 펄프 지료, 비누와 세제, 도료 등의 분야에서 사용된다. 규산칼륨은 주로 수용액 상태이다. 여러 적용분야에서 규산칼륨은 규산나트륨(규산소다)보다 더욱 좋은 성능을 나타낸다. 예를 들면, 용접봉의 플럭스 코팅에서 규산칼륨은 부드러운 호(arc)를 만들고 조용히 탄다. 높은 용해성과 다른 성분들과의 상용성 때문에 규산칼륨은 액상 탈취에 적합하다.Because of its various properties, potassium silicate is used in the fields of welding rods, pulp stocks, soaps and detergents, and paints. Potassium silicate is mainly in aqueous solution. In many applications potassium silicate performs better than sodium silicate (sodium silicate). For example, in the flux coating of electrodes, potassium silicate creates a soft arc and burns quietly. Because of its high solubility and compatibility with other components, potassium silicate is suitable for liquid deodorization.

또한, 규산칼륨은 백화현상(effloresce)이 없어서 도료, 코팅제, 바인더에의 사용에도 이상적이다. 실리카 대 칼륨 옥사이드의 비율 또는 알칼리도, 고형분에 따라 규산칼륨의 점도는 변한다. 즉, 알칼리도와 고형분이 모두 감소할 경우 점도는 감소한다. 또, 점도는 용액 중 물 함량과 용액 온도에 따라 변한다. 용액 중의 물 함량의 비교적 작은 변화에도 점도는 큰 영향을 받는다. Potassium silicate is also free from effloresce, making it ideal for use in paints, coatings and binders. The viscosity of potassium silicate varies with the ratio of silica to potassium oxide, or alkalinity, solids. That is, the viscosity decreases when both alkalinity and solid content decrease. In addition, the viscosity changes depending on the water content in the solution and the solution temperature. Viscosity is greatly affected by relatively small changes in the water content in the solution.

규산칼륨은 습윤성과 세정성을 향상시킨다. 규산칼륨을 사용하면 저장안정성이 우수한 액상 탈취제를 만들 수 있다. 규산칼륨은 액상과 반고형 비누의 경우 거품이 잘 일게 하며 오물을 효과적으로 분산시키고 재오염을 방지한다. 규산칼륨은 규산나트륨보다 더 높은 용해성과 혼화성(miscibility)을 제공한다.Potassium silicate improves wettability and detergency. Potassium silicate can be used to make liquid deodorant with excellent storage stability. Potassium silicate foams well in liquid and semi-solid soaps, effectively disperses dirt and prevents re-contamination. Potassium silicate provides higher solubility and miscibility than sodium silicate.

또한, 규산칼륨은 나트륨 이온이 없어야 하는 경우의 특별한 촉매 제조에서 사용될 수 있다. 규산칼륨의 높은 내화성으로 직물 벽지, 벽재, 종이 등에 사용된다. 실리카 가루와 점토와의 혼화에 사용될 수 있다.Potassium silicate can also be used in the preparation of special catalysts where sodium ions should be free. The high fire resistance of potassium silicate is used in textile wallpaper, wall materials, paper and the like. It can be used to mix silica powder with clay.

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본 발명의 단열재 조성물의 원료 및 첨가제는 다음과 같다(%는 전부 중량 기준이다).The raw materials and additives of the heat insulating material composition of the present invention are as follows (% are all based on weight).

복합 축열미립자 단열재 100% 중In 100% composite heat storage particulate insulation 원료 1> 상변화물질PCM 55~60 % 헵타데칸 (용융점22℃)Raw material 1> Phase change material PCM 55 ~ 60% Heptadecane (melting point 22 ℃) 원료 2 > 아크릴 바인더 5~7%
원료 2-1>벼겨 분말 10~12%Raw material 2> acrylic binder 5 ~ 7%
Raw material 2-1> Bran powder 10 ~ 12% 원료 3 > 세라믹 무기바인더(황토) 3~5 % (3000메쉬입자) Raw material 3> Ceramic inorganic binder (ocher) 3 ~ 5% (3000 mesh particles) 원료 4 > 속경재 1~1.5%Raw material 4> 1 ~ 1.5% of hardwood 원료 5 > 항균제 소재 1 %
원료 6 > 석영, 질석, 토르마린, 희토류, 일라이트 중 1종 이상 10~15%
원료 7 >제올라이트 분말 또는 액상 3 %(경량)
원료 8 > 규산칼륨 및/또는 규산나트륨 3~4%Raw material 5> Antibacterial material 1%
Raw material 6> 10 ~ 15% of one or more of quartz, vermiculite, tourmaline, rare earth and illite
Raw material 7> zeolite powder or liquid 3% (light weight)
Raw material 8> Potassium silicate and / or sodium silicate 3-4% 원료 9 > 난연불연소재 1~1.5% (추가 첨가제)Raw material 9> Flame retardant nonflammable material 1 ~ 1.5% (additive additive) 첨가제 1 > 혼합안정제 (칼슘카보네이트2~3 %)Additive 1> Mixing stabilizer (calcium carbonate 2-3%) 첨가제 2> 섬유질충전제(셀롤로오스)0.3~0.4%Additive 2> Fibrous Filler (Cellulose) 0.3 ~ 0.4% 실시예 1> 복합축열미립자 원료의 제조공정
실시예 2> 내부단열재 200-210℃ 소성가열 공정Example 1 manufacturing process of composite heat storage particulate material
Example 2 Plastic Insulation Process 200-210 ° C

본 발명의 단열재 제조공정은 다음과 같다.The heat insulating material manufacturing process of this invention is as follows.

제조 1> 상전이 PCM 원료의 제조공정Manufacturing 1> Manufacturing process of phase change PCM raw material

(1) 분산공정(1) Dispersion Process

본 발명에서 아크릴 중합체 수성 에멀젼은 분산제 및 바인더로서 사용된다. 벼겨 분말을 아크릴 중합체 수성 에멀젼에 분산시켜 균질한 혼합물을 만든다. 아크릴 중합체 수성 에멀젼은 조성물에 강도와 결합력을 제공한다.Acrylic polymer aqueous emulsions are used in the present invention as dispersants and binders. The rice flour powder is dispersed in an acrylic polymer aqueous emulsion to make a homogeneous mixture. Acrylic polymer aqueous emulsions provide strength and bonding to the composition.

여기에, 상변화 물질 헵타데칸을 함침 교반한다.Here, the phase change substance heptadecane is impregnated and stirred.

수성 바인더에 고형분 분산은 중량비로 70% 비율의 분산물로 제조하는 것이 바람직하다. 이를 위해 물을 첨가할 수도 있다. 상기 유기계 바인더는 색상을 넣을 경우에 유리하게 사용된다.Solid dispersion in the aqueous binder is preferably prepared in a dispersion of 70% by weight. Water can also be added for this purpose. The organic binder is advantageously used to add color.

상변화 물질 혼합 미립자를 교반한 혼합물을 24시간 동안 숙성한다.A mixture of the phase change material mixed fine particles is aged for 24 hours.

(2) 단열재 벽 마감재의 혼합공정(2) Mixing process of insulation wall finish

숙성한 혼합물을 68-69℃에서 1000-2000rpm으로 최대 3시간 동안 교반한다.The aged mixture is stirred at 68-69 ° C. at 1000-2000 rpm for up to 3 hours.

1000 메쉬로 분쇄한 구성 광물 제올라이트 분말(또는 액상)을 혼합 교반한다.The constituent mineral zeolite powder (or liquid phase) pulverized into 1000 mesh is mixed and stirred.

800 메쉬로 분쇄한 석영, 질석, 토르마린, 희토류, 일라이트 중 1종 이상을 함침 교반한다.Impregnation and stirring of one or more of quartz, vermiculite, tourmaline, rare earth, and elite pulverized into 800 mesh is performed.

3000 메쉬로 분쇄한 세라믹 무기 바인더, 속경재, 안정제, 항균제, 충전제 등을 혼합한다. 속경재는 칼슘 알루미네이트가 바람직하게 사용된다. 추가로 난연불연소재를 소량 더 포함시킬 수도 있다. 바람직한 추가의 난연불연소재는 글라스울, 미네랄울 등을 사용할 수 있다.A ceramic inorganic binder, a fast hard material, a stabilizer, an antimicrobial agent, a filler, and the like which are pulverized into 3000 mesh are mixed. As the hardwood material, calcium aluminate is preferably used. In addition, a small amount of flame retardant nonflammable material may be included. Preferred additional flame retardant non-combustible materials may be glass wool, mineral wool, or the like.

이상의 벽 마감재 혼합물을 실온에서 24시간 동안 숙성한다.The above wall finish mixture is aged for 24 hours at room temperature.

마지막으로, 규산칼륨 및/또는 규산나트륨을 혼합하고 2-3시간동안 교반한다.Finally, potassium silicate and / or sodium silicate are mixed and stirred for 2-3 hours.

제조 2> 코팅 배접 공정Manufacture 2> Coating Battering Process

본 발명의 단열재 벽 마감재 조성물은 각종 합성수지 벽지, 기타 레자 벽지, 또는 백상지 원지에 조성물을 코팅 또는 배접한 다음, 제품용 벽재로서 마무리하여 에너지가 절감되고 유해물질이 저감되는 에너지 절약형 친환경 벽재를 제조할 수 있다. The heat insulating material wall finishing composition of the present invention is coated or placed on a variety of synthetic resin wallpaper, other leather wallpaper, or white paper, then finished as a product wall material to produce energy-saving eco-friendly wall materials that save energy and reduce harmful substances. Can be.

본 발명의 벽 마감재의 배접 방법으로는 당업계에서 통상 사용되는 배접 방법, 예를 들어 그라이버 코팅, 콤마 코팅, 롤 코팅, 바 코팅 등의 코팅 방법과 함침법을 사용할 수 있다. 배접하고자 하는 벽지의 재질, 면적 등에 따라 상기 방법 중 적당한 것을 선택하여 사용할 수 있으며, 두께도 적절히 조절할 수 있다.As the welding method of the wall finishing material of the present invention, a welding method commonly used in the art, for example, a coating method such as gravure coating, comma coating, roll coating, bar coating, and impregnation method can be used. According to the material, area, etc. of the wallpaper to be placed, a suitable one can be selected and used, and the thickness can be appropriately adjusted.

종이 합지 방식은 케미컬 본딩 타입 과 펠트 타입이 있고, 코팅속도에 따라 혼합 미립자 코팅량을 조절할 수 있으며, 건조 및 경화시킨다.There are two types of paper lamination methods: chemical bonding type and felt type, and the amount of mixed fine particle coating can be adjusted according to the coating speed, drying and curing.

배접 후 건조 및 경화 온도는 특별히 제한되지는 않지만 생산성 등의 측면을 감안하면 통상의 열처리 챔버를 이용하여 챔버의 온도는 180℃ 이하에서, 일반적으로 120-160℃ 사이에서 수행하는 것이 바람직하다.Drying and curing temperature after the back contact is not particularly limited, but in view of productivity and the like, it is preferable to perform the temperature of the chamber at 180 ° C. or lower, generally 120-160 ° C., using a conventional heat treatment chamber.

제조 3> 압축 성형 공정Manufacture 3> Compression Molding Process

제조 1>에서 제조한 조성물을 소성 압축 성형기에 의해 6면 압축 프레스 성형에 의해 전압을 이용한 압력 상하.좌우. 성형틀에 단열재 혼합 조성물을 넣고 압축하고 상온 200-210℃ 소성 가열하고 단열재 벽 마감재를 완성한다. 압축 성형된 단열재의 두께는 1.5mm인 것이 바람직한데, 그 보다 커질 경우 성능 대비 가격면에서 바람직하지 않다.The pressure of the composition prepared in the production 1> using a voltage by 6-side compression press molding by a plastic compression molding machine. Insulation mixture composition is put into the molding die, pressed, calcined and heated to room temperature 200-210 ℃ to complete the insulation wall finish. The thickness of the compression molded insulation is preferably 1.5 mm, which is not preferable in terms of price to performance.

실시예Example

실시예 1 : 복합축열미립자 원료의 제조공정 Example 1 manufacturing process of composite heat storage particulate material

아크릴 중합체 수성 에멀젼 6kg에 1000 메쉬로 분쇄한 벼겨 분말 10kg을 교반하면서 잘 혼합하여 균질한 혼합물을 만든 다음, 상변화 물질 헵타데칸 60kg을 함침 교반하였다. 물을 첨가하여 고형분 비율을 70중량%로 조정하였다. 상변화 물질 혼합 미립자를 교반한 혼합물을 24시간 동안 숙성하였다.6 kg of acrylic polymer aqueous emulsion was mixed well by stirring 10 kg of rice bran powder pulverized into 1000 mesh to form a homogeneous mixture, and then 60 kg of the phase change material heptadecane was impregnated and stirred. Water was added to adjust the solid content ratio to 70% by weight. The stirred mixture of the phase change material mixed fine particles was aged for 24 hours.

숙성한 혼합물을 68-69℃에서 1500rpm으로 3시간 동안 교반하였다.The aged mixture was stirred at 68-69 ° C. at 1500 rpm for 3 hours.

1000 메쉬로 분쇄한 구성 광물 제올라이트 분말 3kg을 혼합 교반하고, 토르마린 5kg, 질석 및 일라이트 10kg을 함침 교반하였다.3 kg of the constituent mineral zeolite powder ground to 1000 mesh was mixed and stirred, and 5 kg of tourmaline, 10 kg of vermiculite and illite were impregnated and stirred.

세라믹 무기 바인더로서 3000 메쉬로 분쇄한 황토 3kg, 칼슘 알루미네이트 1kg, 칼슘카보네이트 2kg, 나트륨 실리케이트 1kg, 셀룰로오스 0.3kg 등을 혼합하였다. 여기에 미네랄울 1kg을 첨가하였다.As a ceramic inorganic binder, 3 kg of ocher ground in 3000 mesh, 1 kg of calcium aluminate, 2 kg of calcium carbonate, 1 kg of sodium silicate, 0.3 kg of cellulose and the like were mixed. 1 kg of mineral wool was added thereto.

이상의 벽 마감재 혼합물을 실온에서 24시간 동안 숙성하였다.The above wall finish mixture was aged at room temperature for 24 hours.

마지막으로, 규산칼륨 및 규산나트륨 3kg을 혼합하고 2-3시간동안 교반하였다.Finally, 3 kg of potassium silicate and sodium silicate were mixed and stirred for 2-3 hours.

실시예 2 : 단열 벽 마감재의 제조공정 Example 2 Manufacturing Process of Insulating Wall Finish

실시예 1에서 제조한 조성물을 롤 코팅에 의해 백상지 원지에 1.5mm 두께로 배접한 다음, 열처리 챔버에서 150℃에서 2시간 건조시켜 단열재 벽 마감재를 제조하였다.The composition prepared in Example 1 was rolled to a white paper stock by 1.5 mm thickness by roll coating, and then dried at 150 ° C. for 2 hours in a heat treatment chamber to prepare an insulation wall finish.

실시예 3 : 내부 단열재 벽재 제조공정 Example 3 Insulation Wall Material Manufacturing Process

실시예 1에서 제조한 조성물을 소성 압축 성형기에 의해 6면 압축 프레스 성형에 의해 전압을 이용한 압력 상하좌우 성형틀에 단열재 혼합 조성물을 넣고 1.5mm 두께로 압축하고 200-210℃에서 소성가열하고 단열재 벽재를 완성하였다.The composition prepared in Example 1 was put into a pressure mixing mold using a plastic compression molding machine in a six-side compression press molding using a voltage, and then pressed to a thickness of 1.5 mm and heated to a thickness of 1.5 mm, and plastically heated at 200-210 ° C. To complete.

시험예 1: 단열 시험Test Example 1: Insulation Test

단열재 벽재에 대하여 KS F 4715 : 2007 얇은 마무리용 단열 소재 벽재 시험 방법에 의한 물성시험을 진행하였다. 본 물성시험 규격은 주로 건축물의 내 외벽을 스프레이, 롤러, 흙손 등으로 시공하는 두께 1-3 mm 정도의 요철모양으로 마무리하는 얇은 마무리용 단열재에 대하여 규정하는 규격으로서 본 과제의 개발 제품이 본 규격의 단열벽재에 가장 잘 부합되는 것으로 판단하여 본 규격에 의한 물성시험을 진행하였다. 시험 결과는 아래의 표 5와 같으며, 모든 항목에서 KS F 4715 시험의 품질기준을 만족하였다. Insulation wall materials were tested for physical properties by the KS F 4715: 2007 thin-wall insulation wall test method. This property test standard is a standard that stipulates a thin finish insulation material that finishes the inner and outer walls of a building with a roughness of about 1-3 mm thickness by using spray, roller, trowel, etc. The physical property test according to this standard was conducted by deciding the best conformity to the insulation wall material of. The test results are shown in Table 5 below, and all the items satisfy the quality standards of the KS F 4715 test.

Figure pat00011
Figure pat00011

시험예 2: 복합화 소재 및 개발제품의 친환경 성능 평가 (VOCs, HCHO 방출양)Test Example 2: Eco-friendly performance evaluation of composite materials and developed products (VOCs, HCHO emissions)

단열재 복합화 소재 및 개발제품의 친환경 성능 평가를 위해 VOCs, HCHO 방출양 시험을 진행 하였다. 시험방법은 실내공기질공정시험기준(환경부고시 제2010-24호)에 따라 진행하였다. 시험결과는 다음과 같다.     VOCs and HCHO emission tests were conducted to evaluate the eco-friendly performance of the insulation composite materials and developed products. The test method was carried out according to the indoor air quality testing standard (2010-24). The test results are as follows.

Figure pat00012
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ND - 미검출, Tr - 극미량ND-Not detected, Tr-Trace

시험예 3: 음이온시험Test Example 3: Anion Test

음이온 클러스터는 독일의 물리학자 필립 레나드에 의해 알려지기 시작하였다. 자연에서 물이 높은 곳에서 떨어지면서 수면, 또는 바위에 부딪치면 떨어지는 물분자는 순간적 분쇄현상이 일어나며 물방울이 분사하면서 그 주위의 공기는 전기층을 형성하는 성질을 가지고 있어 주위의 공기층이 음(-)의 미약 전류를 띤 음이온을 발생한다. 이와 같은 현상을 『레나드 에어의 효과』라고 명하였고, 음이온의 발견 및 연구결과를 인정하여 1907년 노벨 물리학상을 수상하였다. 공기 중의 음이온이란 기체 내에서 마이너스로 대전된 미립자(원자, 분자)를 말하며, 양이온은 기체 내에서 플러스로 대전된 미립자(원자, 분자)를 말한다. 이러한 이온들의 발생 원리는 방사성, 자외선, 물의 파괴, 고전압 등에 의해 기체 분자(또는 원자)가 전자를 방출하여 ,전자를 잃어 양이온을 생성하며, 방출된 전자는 다른 기체분자(또는 원자)와 충돌, 부착하여 음이온을 생성한다. 음이온은 대기 중에서 전자가 발생하면 순간적으로 핵이 생성되고, 주위의 기체분자(주로 물분자)를 끌어당겨 결합하여 음이온 클러스터라는 분자집단으로 존재하며, 음이온을 구성하는 데는 반드시 물분자가 존재하며, 주로 자연계에서 존재하는 음이온의 형태는 O2 -(H2O)n, CO3 -(H2O)n, CO4 -(H2O)n, NO3 -(H2O)n, NO2 -(H2O)n, 등이 된다. 이온들의 생성과정의 모델을 그림 에 나타내었다. 또 공기 중의 이온은 입경에 따라 소이온(입경 0.003 ㎛ 이하, 이동도 약 0.5-1.0 ㎠/Vs 이하), 중이온(입경 0.003~0.03 ㎛, 이동도 약 0.001~0.2 ㎠/Vs 이하), 대이온(입경 0.03 ㎛ 이상, 이동도 약 0.008~0.0003 ㎠/Vs 이하)로 분류된다.
Negative ion clusters became known by the German physicist Philip Lenard. When water falls from a high place in nature and hits the surface or rocks, the falling water molecules cause instantaneous crushing, and water droplets are sprayed and the air around them forms an electrical layer. Generates a weakly charged anion. This phenomenon was called "The Effect of Lenad Air" and was awarded the Nobel Prize in Physics in 1907 for the discovery and research of negative ions. Anions in air refer to microparticles (atoms, molecules) that are negatively charged in the gas, and cations refer to microparticles (atoms, molecules) that are positively charged in the gas. The principle of the generation of these ions is that gas molecules (or atoms) release electrons by radiation, ultraviolet rays, water destruction, high voltage, etc., and lose electrons to generate cations, and the released electrons collide with other gas molecules (or atoms), Attaches to produce anions. When electrons are generated in the atmosphere, the anion is instantaneously formed, and it attracts and combines gas molecules (mainly water molecules) and combines them into a molecular group called anion clusters. in the form of anions, mainly present in the natural world are O 2 - (H 2 O) n, CO 3 - (H 2 O) n, CO 4 - (H 2 O) n, NO 3 - (H 2 O) n, NO 2 is such as (H 2 O) n,. A model of the formation of ions is shown in the figure. The ions in the air are small ions (particle size 0.003 μm or less, mobility about 0.5-1.0 cm 2 / Vs or less), heavy ions (particle size 0.003 to 0.03 μm, mobility about 0.001 to 0.2 cm 2 / Vs or less), and large ions (0.03 micrometer or more of particle diameters, and about 0.008-0.0003 cm <2> / Vs or less of mobility).

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공기 이온의 클러스터화 (HClustering of Air Ions (H 22 O 반응)O reaction)

이렇게 생성된 이온 클러스터는 일반적으로 다음의 특징이 있는 것으로 알려지고 있다. The ion clusters thus produced are generally known to have the following characteristics.

○ 음이온은 먼지를 (-)로 대전하여 (+)이온과 충돌함으로써 미세 먼지를 집진시킨다.       The negative ions charge the dust with (-) and collide with the (+) ions to collect fine dust.

○ NO2, SO2, NH3와 같은 유해물질을 안개 또는 수증기와 함께 집진한다. ○ Collects harmful substances such as NO 2 , SO 2 and NH 3 together with fog or water vapor.

○ 실내의 온도가 상온이라도 양이온이 많이 존재 할 경우 권태감과 불쾌감을 유발한다.      ○ Even if the room temperature is room temperature, if there is a lot of cations, it causes boredom and discomfort.

○ 실내의 재실자가 흡연시는 음이온량이 급격히 줄어들면서 양이온이 증가하여 재실자가 답답함을 느낀다.       ○ When a person in the room smokes, the amount of negative ions decreases rapidly and the cation increases.

○ 공기 청정기를 이용하여 실내를 정화하였어도, 음이온의 공급은 재실자를 위 하여 중요하다.      ○ Even if the room is cleaned using an air cleaner, supply of negative ions is important for the occupants.

○ 이온 클러스터의 전기적 성질에 의한 항균 효과가 있다.      ○ There is antibacterial effect by electrical property of ion cluster.

(가) 시험 방법 (A) Test method

음이온 방출량 시험은 KICM-FIR-1042 시험방법에 따라 시험하였다. 이 방법은 공기 중의 이온 밀도 측정 장치(사진 28. KST-900, KOBE DEMPA)를 이용하여, 온도 20 ℃ ± 5 ℃, 습도 40 % ± 10 %, 공기 중의 음이온 수 75/cc 조건으로 하여 단열소재 벽 마감재 시제품에 대한 음이온 발생량을 측정하였다.         Anion release test was tested according to the KICM-FIR-1042 test method. This method uses an ion density measuring device in the air (Photo 28. KST-900, KOBE DEMPA), and the insulation material under the conditions of temperature 20 ℃ ± 5 ℃, humidity 40% ± 10%, the number of anions in the air 75 / cc Anion generation for the wall finish prototype was measured.

(나) 시험 결과 (B) Test results

단열 벽 마감재 소재 에 대해서 음이온 발생량을 측정한 결과, 복합 조성물에서 447 개/cc의 음이온 발생하였으며, 단열 소재 시제품에서 448 개/cc의 음이온이 발생하였다.        As a result of measuring the amount of negative ions generated in the insulation wall finishing material, 447 anions were generated in the composite composition, and 448 anions were generated in the insulation material prototype.

Figure pat00014
Figure pat00014

시험예 4: 단열소재의 에너지 열분석 시험Test Example 4 Energy Thermal Analysis Test of Insulation Material

개발품인 단열 소재 의 열 물성의 특징과 원료간의 화학적인 반응에 관한 기본적인 정보를 습득하기 위해 다음과 같이 단열 벽재 소재 의 기초 열적 거동을 측정하였다. 단열 소재를 PA2101 applicator를 이용하여 균일하게 코팅한 후 23oC, 상대습도 50%의 오븐에서 4일 이상 건조하여 더 이상의 무게변화가 없음을 확인한 후 열 물성 측정을 시행하였다. 단열 소재의 기본적인 열적 거동을 분석하기 위해 DSC(Differential Scanning Calorimetry)를 대기 분위기에서 사용하여 소재의 온도별 화학 반응 여부와 고온에 의한 열 물성 변화를 측정하였다. DSC 10 oC/min의 동일한 조건으로 실험을 시행하였다. DSC(Differential Scanning Calorimetry)는 시료와 불활성 기준물질에 동일한 온도프로그램을 가해서 시료로부터 발생되는 열 유속 차이를 측정한다. 하나의 가열로에서 시료와 기준물질이 이상적으로 동일한 pan에 각각 놓여 열손실과 pan의 영향이 효과적으로 보상된다. 열 유속은 전도된 전력에 상당하며 와트(W, Watt)나 밀리와트(mW) 단위로 측정된다. 열 유속이나 전도 전력을 시간으로 미분하면 에너지양으로 환산되며 mW?s나 mJ로 표시된다. 전도된 에너지는 시료의 엔탈피 변화에 해당하며, 시료가 에너지를 흡수하면 엔탈피 변화는 흡열 과정이며 에너지를 방출하면 이 과정을 발열 과정이라 한다. 시차 주사 열량계는 엔탈피 변화와 전이에 의해 발생되는 열적 거동에 대해 다양한 정보를 제공한다. 본 개발 과제에서는 DSC(Differential Scanning Calorimetry) 측정장비를 이용하여 단열소재의 열분석 시험을 진행하고 시험결과는 도 1에 나타낸 바와 같다.The basic thermal behavior of the insulation wall material was measured as follows to acquire basic information on the thermal properties of the thermal insulation material and the chemical reaction between the raw materials. After the insulation was uniformly coated using PA2101 applicator and dried in an oven at 23 ° C. and 50% relative humidity for at least 4 days, the thermal properties were measured after confirming that there was no further change in weight. DSC (Differential Scanning Calorimetry) was used in the air atmosphere to analyze the basic thermal behavior of the thermal insulation materials. The experiment was conducted under the same conditions of DSC 10 o C / min. Differential scanning calorimetry (DSC) measures the difference in heat flux generated from a sample by applying the same temperature program to the sample and the inert reference material. In one furnace, the sample and reference are ideally placed in the same pan, so that the effects of heat loss and pan are effectively compensated. Heat flux corresponds to conducted power and is measured in watts (W) or milliwatts (mW). Differentiating heat flux or conduction power by time converts it to energy, expressed in mW? S or mJ. The conducted energy corresponds to the change in the enthalpy of the sample. When the sample absorbs energy, the change in enthalpy is an endothermic process. When the energy is released, this process is called an exothermic process. Differential scanning calorimetry provides a variety of information about the thermal behavior caused by enthalpy changes and transitions. In the present development project, thermal analysis of the thermal insulation material is performed by using differential scanning calorimetry (DSC) measuring equipment, and the test results are shown in FIG. 1.

시험예 5: 에너지 효율시험(Mock-up 시험)Test Example 5: Energy efficiency test (Mock-up test)

본 과제의 개발제품의 에너지 효율을 시험하기 위해 사진(도 2)에서 제작한 mock-up 챔버에서 미시공 챔버와 개발 단열벽재 시공 챔버에 대하여 데이터로거를 이용하여 온도분포를 측정하였다. 온도측정 포인트는 사진에서와 같이 5 포인트를 측정하였고, 챔버내에서 30분 동안 실온을 측정하고, 난방기를 1시간 동안 작동시켜 챔버 내의 온도를 상승시킨 다음 다시 난방기의 작동을 멈춘 상태에서 1시간 30분 동안의 온도 분포를 측정하였다. 난방기 작동시 미시공 챔버와 단열소재 벽재 마감재 시공챔버 내의 실내온도는 약 50 ℃ 까지 상승하였으며, 난방기 작동을 멈춘 상태에서 실내 온도의 하강온도 분포를 측정함으로써 벽 마감재 시공에 의한 에너지 효율 성능을 평가하였다. 또한 미시공 챔버에 벽재를 시공하여 동일한 시험을 수행함으로써 단열 벽재 시공 챔버와 비교시험을 수행하였다. 시험결과는 도 3에서 보이는 바와 같이 챔버내 5개의 모든 지점에서 본 개발 단열 재를 시공한 챔버내의 하강온도 분포가 미시공 챔버와 일반단열 시공 챔버보다 약 2.5도 가량 천천히 떨어지는 것을 알수 있다. 이와 같은 결과로서 동일조건의 난방기를 가열할 때 단열 벽 마감재 시공 챔버내 에서의 난방효율이 더 좋음을 알 수 있다.       In order to test the energy efficiency of the developed product of the present subject matter, the temperature distribution was measured using a data logger for the unbuilt chamber and the developed insulation wall construction chamber in the mock-up chamber manufactured in the photograph (FIG. 2). The temperature measurement point was 5 points as shown in the photograph, and the room temperature was measured for 30 minutes in the chamber, the heater was operated for 1 hour to raise the temperature in the chamber, and the heater was turned off again for 1 hour 30 The temperature distribution over minutes was measured. The room temperature in the unfinished chamber and the insulated wall finishing material construction chamber increased to about 50 ℃ during the operation of the heater, and the energy efficiency performance of the wall finishing material was evaluated by measuring the distribution of the falling temperature of the room temperature when the heater was stopped. . In addition, a comparative test was performed with the insulation wall construction chamber by performing the same test by constructing the wall material in the unfinished chamber. As shown in FIG. 3, it can be seen that the falling temperature distribution in the chamber in which the present development insulation was constructed at all five points in the chamber is about 2.5 degrees slower than that of the unfinished chamber and the general insulation construction chamber. As a result, it can be seen that the heating efficiency in the insulation wall finish construction chamber is better when heating the heater under the same condition.

시험예 6: 원적외선 방출 시험Test Example 6: Far Infrared Emission Test

실시예에 의하여 제조된 단열재에 일반적으로 사용되는 원적외선 방출량 측정 실험을 하였다. 이 실험은 한국건설생활환경 시험연구원에서 일반적으로 사용되는 원적외선 방출 실험 방법인 KICM-FIR -1005에 의거하여 원적외선 방출량 측정실험을 실시하였다.Far-infrared emission measurement experiments generally used in the heat insulating material produced by the embodiment was performed. This experiment was carried out for the measurement of far-infrared emission in accordance with KICM-FIR -1005, a far-infrared emission test method commonly used in Korea Institute of Construction and Environmental Testing.

[시험항목 ] [방사율 5-20㎛ ] [방출에너지(w/m2)] [Test Items] [Emissivity 5-20㎛] [Emission Energy (w / m2)]

[원적외선 방출시험] [ 0.919 ] [3.78×10Far-Infrared Emission Test [0.919] [3.78 × 10 22 ]]

본 발명에 의거하여 제조된 단열재는 파장 5 내지 20 마이크로미터에서의 원적외선 방사율이 0.919 방사에너지는 3.78×102 W/㎡으로 나타났다. 따라서 본 발명에 의하여 제조된 단열재는 인체에 이로운 원적외선을 다량으로 방출하는 것을 확인할 수 있었다.The heat insulating material prepared according to the present invention had a far-infrared emissivity of 0.919 at 3.78 × 10 2 W / m 2 at a wavelength of 5 to 20 micrometers. Therefore, the insulation prepared according to the present invention was confirmed to emit a large amount of far infrared rays, which is beneficial to the human body.

Claims (11)

조성물 100중량% 중의 비율로, 아크릴 바인더 5~7 중량%에 벼겨 분말 10~12 중량%를 교반하면서 잘 혼합하여 균질한 혼합물을 만드는 단계,
상기 혼합물에 상변화 물질 헵타데칸 55~60 중량%를 함침 교반하는 단계,
상변화 물질 혼합 미립자를 교반한 혼합물을 24시간 동안 숙성하는 단계,
숙성한 혼합물을 68-69℃에서 1000-2000rpm으로 최대 3시간 동안 교반하는 단계,
제올라이트 분말 3 중량%를 혼합 교반하는 단계,
석영, 질석, 토르마린, 희토류 및 일라이트 중에서 선택되는 1종 이상을 10~15 중량%를 함침 교반하는 단계,
세라믹 무기 바인더 3~5 중량%, 속경재 1~1.5 중량%, 항균제 1 중량%, 칼슘카보네이트 2~3 중량%, 셀룰로오스 0.3~0.4 중량%, 난연불연소재 1~1.5%를 혼합하는 단계,
결과된 혼합물을 실온에서 24시간 동안 숙성하는 단계,
규산칼륨 및 규산나트륨 중 어느 한가지 또는 둘다를 3~4 중량% 혼합하고 2-3시간동안 교반하는 단계에 의해 복합 단열 벽 마감재 조성물을 제조하고,
이와 같이 제조한 조성물을 소성 압축 성형기에 의해 압축하고 200-210℃에서 소성가열하는 것을 특징으로 하는 복합 단열 벽 마감재의 제조방법.At a ratio of 100% by weight of the composition, to 5-7% by weight of the acrylic binder, mixing 10-12% by weight of the powder with stirring to form a homogeneous mixture,
Impregnating and stirring 55 to 60% by weight of the phase change material heptadecane in the mixture,
Aging the mixture for stirring the phase change material mixed fine particles for 24 hours,
Aging the aged mixture at 68-69 ℃ 1000-2000rpm for up to 3 hours,
Mixing and stirring 3% by weight of zeolite powder,
Impregnating and stirring 10-15% by weight of at least one selected from quartz, vermiculite, tourmaline, rare earth and illite,
Mixing 3 to 5% by weight of the ceramic inorganic binder, 1 to 1.5% by weight of hardwood, 1% by weight of antibacterial agent, 2 to 3% by weight of calcium carbonate, 0.3 to 0.4% by weight of cellulose, and 1 to 1.5% of flame retardant non-combustible material,
Aging the resulting mixture at room temperature for 24 hours,
A composite insulating wall finish composition is prepared by mixing any one or both of potassium silicate and sodium silicate by 3-4% by weight and stirring for 2-3 hours,
The composition prepared as described above is compressed by a plastic compression molding machine and plastically heated at 200-210 占 폚. 제 1 항에 있어서, 벼겨 분말은 평균 입경이 약 1000 메쉬로 분쇄한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 복합 단열 벽 마감재의 제조방법.The method of claim 1, wherein the rice bran powder is ground to an average particle diameter of about 1000 mesh. 제 1 항에 있어서, 석영, 질석, 토르마린, 희토류, 일라이트 중 1종 이상은 800 메쉬로 분쇄한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 복합 단열 벽 마감재의 제조방법.The method for producing a composite insulating wall finish according to claim 1, wherein at least one of quartz, vermiculite, tourmaline, rare earth and illite is pulverized into 800 mesh. 제 1 항에 있어서, 제올라이트 분말은 모데나이트에 나트륨 양이온을 치환시킨 활성 모데나이트를 평균 입경 1000 메쉬로 분말화한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 복합 단열 벽 마감재의 제조방법.The method of claim 1, wherein the zeolite powder is powdered active mordenite in which sodium cation is substituted with mordenite to an average particle diameter of 1000 mesh. 제 1 항에 있어서, 세라믹 무기 바인더는 평균 입경이 약 3000 메쉬로 분쇄한 황토인 것을 특징으로 하는 복합 단열 벽 마감재의 제조방법.The method of claim 1 wherein the ceramic inorganic binder is ocher ground with an average particle diameter of about 3000 mesh. 제 1 항에 있어서, 속경재는 칼슘 알루미네이트인 것을 특징으로 하는 복합 벽 마감재의 제조방법.2. The method of claim 1 wherein the fastener is calcium aluminate. 제 1 항에 있어서, 항균제는 나트륨 실리케이트인 것을 특징으로 하는 복합 단열 벽 마감재의 제조방법.The method of claim 1 wherein the antimicrobial agent is sodium silicate. 제 1 항에 있어서, 소성 압축 성형하여 제조된 단열 벽 마감재는 두께가 1.5mm 인 것을 특징으로 하는 복합 단열 벽 마감재의 제조방법.The method of claim 1, wherein the thermal insulation wall finish produced by plastic compression molding has a thickness of 1.5 mm. 제 1 항에 있어서, 상변화 물질 미립자 혼합물은 물을 첨가하여 고형분 함량 70 중량%의 분산물로 하는 것을 특징으로 하는 복합 단열 벽 마감재의 제조방법.The method of claim 1 wherein the phase change material particulate mixture is a dispersion of 70% by weight of solids by adding water. 제 1 항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 복합 단열 벽 마감재 조성물을 합성수지 벽지, 레자 벽지, 또는 백상지 원지에 배접, 코팅 건조하여 벽 마감재 제품으로 하는 것을 특징으로 하는 복합 단열 벽 마감재의 제조방법.10. The method of any one of claims 1 to 9, wherein the composite insulating wall finishing composition is placed on a synthetic wallpaper, leather wallpaper, or white paper, coated and dried to form a wall finishing product. Way. 제 10 항에 있어서, 배접, 코팅 건조는 120-160℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 복합 단열 벽 마감재의 제조방법.

The method of claim 10, wherein the soldering and coating drying are carried out at a temperature of 120-160 ° C.

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