KR0124943B1 - 비석면 단열재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비석면 단열재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 락울 페이퍼(rock wool paper)로 이루어져 있어서, 인체에 무해하며 작업성이 우수하고 높은 인장강도를 가지면서 단열성 및 내열성이 뛰어나, 특히 자동차용 단열재로 유용한 비석면 단열재에 관한 것이다.

Description

비석면 단열재

본 발명은 비석면 단열재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 락울 페이퍼(rock wool paper)로 이루어져 있어서, 인체에 무해하며 작업성이 우수하고 높은 인장강도를 가지면서 단열성 및 내열성이 뛰어나, 특히 자동차용 단열재로 유용한 비석면 단열재에 관한 것이다.

종래의, 일반적으로 자동차 단열재로서 사용되었던 것은 주로 석면 페이퍼(asbestos paper)로 이루어진 것으로서, 90% 이상의 석면에다 유기 바인더 성분과 물을 첨가하여 배합시킨 후에 환망식 초조기(抄造機)를 사용하여 석면 페이퍼로 제조하여 사용하였다.

이러한 석면 페이퍼는 친수성이 양호하여 충전재 없이 바인더만으로도 초조가 잘 되는 반면, 석면이외의 섬유는 표면이 미끄러워 섬유가 서로 결합을 하지 못한 결점이 있는데, 이러한 결합력이 나쁜 섬유를 서로 보강시키기 위해 바람직한 충전재 및 바인더 성분을 선정하는 것은 비석면으로 단열재 개발시 중요한 과제가 되고 있다.

한편, 석면분진을 흡입시에는 석면폐병을 일으키고 급기야는 폐암의 원인이 되는 것으로 알려져 있는등 석면성분이 인체에 매우 유해하여 직업병의 원인이 되고 있음은 주지의 사실이며, 따라서 세계적으로 석면의 사용금지를 규정하고 있거나 현재 규정법규를 제정중에 있는 국가가 날로 증가하고 있는등 석면의 사용이 전면적으로 배척되고 있는 실정이다.

그렇다고 하여 석면 페이퍼 이외의 단열재를 사용하기에는 경제적으로 불리하고, 단열성도 만족할 수 없는 문제가 있어서 보다 유용한 비석면(asbestos-free) 단열재의 개발이 시급히 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 석면이 함유된 종래의 석면 페이퍼와는 달리 락울(암면)과 세라믹울을 배합하고 바인더 성분을 첨가하여 초조하므로서 인체에 무해함은 물론 단열성등 제반물적 특성도 우수한 새로운 조성의 비석면 단열재를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 금속제련시 생성되는 슬래그로부터 제조된 락울과, 충전제인 세라믹울, 그리고 바인더 성분인 실리카졸로 이루어진 비석면 단열재를 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 주성분으로서 금속제련시 생성되는 폐기물인 슬래그(slag)에 규석, 석회암, 도로마이트등의 무기광물질을 넣은 후 섬유화한 락울(rock wool, 암면) 60∼80중량%, SiO₂와 Al₂O₃가 51.5 : 48.5의 중량비로 함유되어 있는 충전재인 세락믹울 15∼30중량% 및 바인더로서 실리카졸(silica sol) 5∼20중량%로 이루어진 비석면 단열재에 관한 것이다.

본 발명에서 사용되는 락울은 금속제련시 생성되는 폐기물인 슬래그에 규석등 통상의 무기광물질을 넣어 섬유화시킨 것으로서 그 첨가량이 60중량% 미만이면 비경제적이고, 80중량%를 초과하면 내열성과 인장강도가 저하되는 문제가 있으며, 그 섬유굵기는 가늘수록 단열성이 우수해지는데 3∼8μ인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 락울은 SiO₂가 약 44중량%, Al₂O₃가 약 17중량%, CaO가 약 20중량%, MgO가 약 11중량%, 기타 약 8중량% 함유되어 있는 것이다.

또한, 충전재로 사용되는 세락믹울은 고온용(최대 1300℃), 고순도의 단열섬유로써 SiO₂와 Al₂O₃가 51.5 : 48.5의 몰중량비로 함유되어 있는 것을 15∼30중량% 사용하는데, 그 함량이 15중량% 미만이면, 내열성과 단열성이 저하되는 문제가 있고, 30중량%를 초과하면 비경제적이며, 이 세라믹울은 내열성, 단열성, 내진동성, 흡음성등을 증진시키기 위해 사용된다.

이러한, 세라믹울은 그 섬유굵기가 2∼5μ인 것을 사용하는 것이 좋으며, 그 섬유길이는 50mm 이하인 것을 사용함이 단열성을 고려할 때 바람직하다.

한편, 바인더 성분으로 사용되는 실리카졸은 점도가 6CP 정도인 것으로 5∼20중량% 사용하는 것이 좋은데, 이보다 과량 사용하면 표면이 경화되어 취약하게 되고 단열성이 저하되는 문제가 있고 너무 소량 사용하면 섬유의 결합력이 저하되므로 좋지 못하다.

상기와 같은 성분으로 초조를 행하는데, 상기 락울과 세라믹울을 개연시키고 30분∼1시간 동안 배합시킨 다음 환망식 초조기를 사용하여 초조시키며, 초조후에는 100℃에서 20∼30분간 건조시킨 후 적절한 크기로 절단하고, 단열성을 주로 요할 때는 니들펀칭(needle punching)을 하고 인장강도를 주로 요할 때에는 프레스(press) 등을 행하면 본 발명에 따른 단열재를 제조할 수가 있게 된다.

본 발명에 의하면 단열성은 벌크(bulk) 상태(솜같은 상태)에서 가장 우수한데 이때 섬유를 압착하면 섬유와 섬유사이에 기포가 없어져 단열성은 저하된다.

또한 본 발명에 있어서, 충전재로서 펄프등을 넣어서 제조하면 초조가 매우 용이하게 되나 펄프를 넣으면 300℃ 근방에서 타기 시작하여 유독한 냄새가 나며 내열성 및 단열성에 문제가 있어 좋지 않다.

그리고, 본 발명에 있어서 사용되는 세라믹울은 섬유굵기가 가늘어 타섬유와 결합력이 양호하므로 친수성이 좋지 못한 락울을 보완하는데 유용하나 고가이므로 다량사용시 비경제적인 면이 있다.

또한 본 발명에 있어서 바인더로서는 파라핀계 오일, 하이드로카본계 오일이 첨가된 유기 바인더 성분을 사용할 수도 있으나, 이들은 내열성이 좋지 않아 사용이 곤란하며 본 발명에서는 내열성이 양호하고 특히 결합력이 우수한 실리카졸을 사용하였다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 비석면 단열재는 비석면인 락울을 사용하므로서 무엇보다도 인체에 무해하여 공해방지의 효과가 있고, 충전제인 세라믹울과 바인더 성분인 실리카졸을 적당량 혼합하여 초조시키므로서 작업성이 우수하고 높은 인장강도를 가지면서 단열성 및 내열성이 뛰어나 자동차 엔진룸의 단열재로 또는 자동차 배기 매니홀드(Exhaust-Manifold) 커버용 단열재등으로 매우 유용하게 사용할 수가 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1∼4]

다음 표 1과 같은 조성으로 락울(암면), 세라믹울, 실리카졸을 각각 사용하여 락울 페이퍼 단열재를 제조하였다.

제조된 단열재의 물성을 자동차 엔진룸의 단열재로 사용하여 측정한 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

[비교예 1∼2]

(*) 노내온도가 500℃일때 두께 1mm의 상기 단열재로 각각 단열시킨 후 노의 외부온도를 열전대로 측정하여 단열효과를 백분율로 나타낸 것임.

(**) 감열감량은 850℃에서 1시간 강열후, 강열전과 강열후의 중량감소를 백분율로 나타낸 것임(내열성평가).

Claims (4)

1. 금속제련시 주성분으로서 생성되는 슬래그로부터 제조된 락울과, 충전제인 세라믹울, 그리고 바인더 성분으로 이루어진 비석면 단열재에 있어서, 상기 바인더 성분으로 실리카졸이 함유되어 이루어진 것을 특징으로 하는 비석면 단열재.
2. 제1항에 있어서, 상기 락울은 전체 단열재조성에 대하여 60∼80중량% 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 비석면 단열재.
3. 제1항에 있어서, 상기 세라믹은 전체 세라믹울은 전체 단열재조성에 대하여 15∼30중량% 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 비석면 단열재.
4. 제1항에 있어서, 상기 실리카졸은 전체 단열재조성에 대하여 5∼20중량% 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 비석면 단열재.