KR100509705B1 - 난연성 접착형 보온단열재와 그 제조법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불에 잘 타지 않는 난연성 접착형 보온단열재와 그 제조법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기섬유소재로 구성된 부직포를 난연 처리하여 제조되는 난연성 부직포의 한 면에는 양면테이프, 또 다른 면에는 은박을 접착시켜 단열, 보온 및 흡음성이 우수한 난연성 접착형 보온단열재에 관한 것이다.

본 발명의 난연성 접착형 보온단열재는 양면테이프, 유기섬유소재, 은박지로 구성된 것으로 섬유사이에 다양한 크기의 미세공기층을 가져 이에 의한 보온 및 흡음효과를 제공하며, 난연성으로 인체 유해물질 배출이 전혀 없을 뿐만 아니라 접착식으로 시공이 간편하여 건축내외장재, 다중이용시설 및 공동주택, 빌딩 외벽, 내벽, 층간 등 단열이 필요한 모든 곳에 다양하게 적용될 수 있는 것으로서 통기성이 우수하여 결로방지효과가 탁월한 것을 특징으로 한다.

Description

난연성 접착형 보온단열재와 그 제조법{fire retardant adhesive-type warm adiabatic material and production and use thereof}

본 발명은 섬유공장 및 일반가정에서 배출되는 페섬유(면직물류, 합성섬유, 모직섬유 등)를 절단과 타면을 한 후, 니들펀칭공정 또는 스프레이 본딩공정을 통하여 부직포를 제작한 후 물유리 수용액에 침지시켜 준 후, 산성수용액을 도포하여 물유리 수용액을 안정화시킨 다음 건조시켜 제조되는 난연성 유기섬유 부직포의 한 면에는 양면테이프, 또 다른 면에는 은박을 접착시켜 제조되는 난연성 접착형 보온단열재와 그 제조법에 관한 것이다.

종래에 있어서 단열 및 흡음 목적의 건축용 패널로는 강판, 목재 합판, MDF, 칩보드, 밤라이트, 석고보드, 스티로폴 등이 주로 사용되고 있으나, 이러한 것들은 하나의 물질만으로는 구조적 강도와 단열효과를 동시에 겸비할 수 없고, 특히 취약한 흡음성능을 갖고 있어서, 거의 유리섬유, 암면, 스티로폴, 우레탄폼 등이 외부의 강도 유지용 패널들 사이에 내장 또는 충진된 형태로 사용되고 있다.

그러나 이러한 종래의 단열재는 선면재질이 주류를 이루거나 합성수지재로서 산업상 유해물질로 폐기시에 자연부식이 곤란하여 폐기비용이 많이 소요되는 문제점을 가지고 있다.

더욱이, 일부 패널은 값비싼 목재에 의존하여 만들어지는 것이므로, 빈약한 임산자원을 가진 우리나라의 실정에 맞지 않으며, 스티로폼, 폴리우레탄폼 등의 유기화학 조성물로 구성된 흡음단열재는 석유화학산업에서 생산되는 원료물질을 사용하므로 실질적으로 전면 수입에 의존하여 생산되고 있으며 내열성이 취약하여 열 또는 불에 의해 쉽게 변형 또는 인화되는 단점이 있어 화재 발생과 발화시 유독 가스의 발생으로 인류의 안전을 위협하고 있는 실정이며 유리섬유와 암면과 같은 무기질재료는 많은 분진을 대기 중에 유출하게 되므로 진폐증이나 피부병등과 같은 질환을 유발할 우려가 있으며 환경 친화적이지 못한 단열재인 동시에 무기물로서 중량이 무거워 시공이 어렵다.

최근 빈번하게 발생하는 각종 화재사고로 인하여 야기되는 경제적 손실이 심각하여 화재사고에 안전한 건축자재에 대한 요구가 세계적으로 대두되고 있다. 하지만 화재사고에 안전한 건축자재는 대부분 무기질 소재로 구성된 것이 대부분으로 소재의 선정이 극히 제한적이여서, 날로 다양해지는 건축문화에 잘 부합되는 건축자재의 개발이 어려운 실정이다.

미국특허 제6524979호에서는 플루오르중합체 성분이 들어간 페놀수지인 열경화성 수지와 합성섬유, 수지침투가공재를 이용하여 만든 건축소재에 대해 설명하고 있다. 하지만 제조된 제품의 조성이 대부분 플루오르중합체로 구성되어 있는 이러한 유기물들은 300℃에서 탄소와 산소의 결합이 끊어지면서 유독가스를 배출하며 불에 타는 문제점을 가지고 있다. 미국특허 제6531210호에서는 황산칼슘과 셀룰로오스 섬유의 수용성 현탁액에 methylenediphenyldiisocyanate(MDI)를 첨가하여 압력을 주고 건조를 통해 물을 제거함으로서 얻어지는 향상된 석고/나무 섬유 판자에 대해 소개하고 있으며, 미국특허 제6460304호에서는 아스팔트 시트의 매트리스와 냉각경화 방법을 사용하여 폴리우레탄으로 코팅한 부직포로 된 직물의 방수물질로 만들어진 방수시트를 소개하고 있다.

이상과 같이 다양한 소재를 이용한 건축소재가 개발되고 있지만 이들은 모두 난연성 소재의 경우 무기질로 구성되어 있으며 유기질로 구성된 경우 대부분 화재사고에 위험한 가연성 소재로 구성되어 있어 소재의 다양성이 없으며 사용범위가 극히 제한적이다. 하지만 본 발명에서는 유기질에 효과적인 난연 처리를 행하여 제조되는 불에 타지 않으며 무기질과 유기질 재료가 상호 보완되는 신규의 단열재을 제조하는 진보적인 기술을 제공하고 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 단열재 등이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 불에 잘 타지 않는 난연성을 가지면서도 인체에 무해한 단열재를 얻는데 그 목적이 있다.

본 발명의 난연성 접착형 보온단열재는 섬유공장에서 발생되는 산업 폐기물과 일반가정에서 배출되는 폐섬유로 단열재를 생산하므로 원자재를 구입하는 데 구입비용이 들지 않아 최저의 생산가격으로 단열재를 생산할 수 있으며, 자원을 재활용하는 환경친화적인 제품이다.

본 발명의 폐섬유로 제조되는 난연성 접착형 보온단열재는 종래의 기술에서 달성할 수 없었던 폐섬유 소재의 비교적 짧은 섬유장, 일정하지 못한 길이 및 균일하지 못한 섬유의 화학적 조성을 효과적으로 활용하여 섬유부직포의 섬유상 조직에서 발현되는 단열성, 보온성 및 흡음성이 우수한 신규의 단열재를 제조하고 있다.

본 발명의 난연성 접착형 보온단열재는 직물, 섬유, 부직포 등의 형태로 유발되는 폐섬유를 절단과 타면을 한 후, 여러 가지 섬유가 혼합된 재활용 섬유소재를 니들펀칭공정 또는 스프레이 본딩공정을 통하여 부직포 형태의 일체형으로 제조한 다음, 난연성을 부여하기 위해 물유리 수용액에 침지시켜 산성수용액을 분무의 방법으로 일정하게 도포하여 물유리를 안정화시킨 후 열롤러로 구성된 열건조기를 통하여 100℃내지 160℃사이의 온도로 건조하여 제조되는 난연성 부직포의 한 면에는 양면테이프를 또 다른 면에는 은박을 접착시켜 제조되는 난연성 접착형 보온단열재이다.

본 발명에서는 물유리처리에 고형분의 함량이 1wt%내지 75wt%사이인 물유리수용액이 사용되며 폐섬유로 구성된 부직포에 50중량부 내지 500중량부를 가한다. 또한 산성수용액은 임의로 선택된 산이 1중량부 내지 50중량부로 알콜류, 케톤류, 에테르류의 유기용재 중 한 가지 또는 두 가지 이상 임의 선택된 것의 혼합물에 혼합된 것이 유용하다. 여기서 산은 초산, 젖산, 개미산, 크릴산, 프로판산, 석신산, 수산, 호박산, 아스콜빈산, 글루콘산, 주석산, 말레인산, 구연산, 글루타글리콜산, 아민산, 톨루엔 설폰산 등의 유기산과 염산, 황산, 인산, 질산 등의 무기산 중에서 1가지 또는 2가지이상 임의 선택된 것이 사용될 수 있다. 여기서 산성수용액을 부과시키는 이유는 물유리와의 중합반응을 촉진시켜 수분에 대한 내구성을 증진시키고, 건조되는 과정 중 열롤러에 혼합물이 접착되는 것을 방지하기 위해서이다.

본 발명의 난연성 접착형 보온단열재는 폐섬유로 구성된 부직포 내에 무작위로 섞여 있는 실과 실 사이에 미세한 공기막이 형성되어 그 공기막에 의한 보온성을 가짐과 동시에 은박이 복사열, 전도열, 대류열을 차단시켜 단열성을 향상시키고 폐섬유의 형태적 특징으로 인한 다양한 크기와 형태가 수많은 기공을 형성시켜 소재의 불균일성에서 기인된 흡음성이 우수하다는 사실이 밝혀져 이 사실이 제조방법에 적용되어 얻어진 것이다.

본 고안에 따른 난연성 접착형 보온단열재는 난연처리된 부직포에 의해 화재가 발생되었을 때 유독성 가스가 발생되지 아니하고 불에 잘 타지 않아 화재가 건물의 다른 곳으로 번지는 것을 방지한다. 그리고 통기성이 우수하여 결로방지효과가 탁월하며, 접착식으로 시공이 간편하고 부직포의 밀도에 따라서 건축용뿐만 아니라 차량 또는 선박 기타 산업분야에서도 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 난연성 접착형 보온단열재는 폐섬유 부직포에 난연성을 가지는 난연성능의 물질을 함침하여 상기 섬유사의 표면에 난연성 막을 형성함으로서, 열에 용융되어 경화될 때, 유독성 가스의 발생을 방지하는 한편, 인체에 무해한 환경친화적인 물질을 사용하였으며 폐섬유를 활용함으로서 자원 재활용 및 경비절감의 효과가 있다.

본 발명은 무작위로 존재하는 폐섬유 조직의 실과 실 사이에 미세한 공기막이 형성되어 그 공기막에 의한 보온성이 우수하며, 불규칙적인 형태와 길이를 가지는 폐섬유의 형태적 특징으로 인한 다양한 소리의 음파가 지나가는 이동경로의 차이를 유발시켜 흡음성이 뛰어나기 때문에 건축내외장재, 다중이용시설 및 공동주택, 빌딩 외벽, 내벽, 층간 등 단열이 필요한 모든 곳에 다양하게 적용할 수 있어 단열 및 흡음효과를 동시에 나타낼 수 있는 신규의 단열재가 제공된다.

도면1은 본 발명의 난연성 접착형 보온단열재의 개념도로 난연 처리된 유기섬유소재로 구성된 부직포(1)의 한 면에는 양면테이프(2)가 또 다른 면에는 은박(3)이 접착되어 있는 본 발명의 난연성 접착형 보온단열재의 구성을 보여주는 개념도이다.

도면2는 본 발명의 난연성 접착형 보온단열재의 사진이다.

Claims (6)

1. 부직포를 물유리 침지와 산성 수용액 부과처리를 통하여 제조되는 난연성 폐섬유 부직포에 한 면에는 양면테이프, 또 다른 면에는 은박지를 접착시켜 제조되는 접착형 보온단열재.
2. 제1항에 있어서 부직포는 니들펀칭공정 또는 스프레이 본딩공정을 통하여 제조되는 폐섬유 부직포인 것을 특징으로 하는 접착형 보온단열재.
3. 제1항에 있어서 부직포가 나일론, 에틸렌, 에스테르, 프로필렌, 아마이드, 아크릴, 아세트산비닐 등으로 이루어진 단독 중합체, 이들의 공중합체, 혼합물 또는 브렌드물이 인위적으로 합성되어 방사된 섬유와 면, 양모, 아마, 대마, 견 등의 천연에서 얻어진 섬유 중 임의로 선택된 한 가지 또는 두 가지 이상으로 구성되어진 것으로 두께가 0.2㎜내지 30㎜사이인 것을 특징으로 하는 접착형 보온단열재.
4. 제1항에 있어서 은박지는 두께가 0.9㎛내지 45㎛사이인 것으로 알루미늄과 폴리에스테르, 폴리프로필렌이 합지된 것, 알루미늄과 폴리에스테르가 합지된 것 또는 알루미늄과 폴리프로필렌이 합지된 것 중 임의로 선택되어진 한가지로 구성되어진 것을 특징으로 하는 접착형 보온단열재.
5. 제1항에 있어서 양면테이프는 두께가 6μ내지 300μ사이인 것으로 비닐로 코팅된 종이 위에 접착제가 도포된 형태로 시공시 종이를 띠어서 쉽게 접착 가능하도록 구성되어진 것을 특징으로 하는 접착형 보온단열재.
6. 제1항에 있어서 부직포에 은박을 부착하는 방법은 본드 등을 이용한 접착제로 접합시키거나 또는 폼시트를 열원의 사이로 통과시켜 폼이 양면으로 녹으면서 융착되어 접합시키는 것을 특징으로 하는 접착형 보온단열재.