KR100850965B1 - 단열접착제 조성물 및 이를 이용한 단열재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단열접착제 조성물 및 이를 이용한 단열재에 관한 것으로, 상기 조성물은 350 내지 450 메쉬의 평균입자직경을 갖는 다공성 무기 미립자 10 내지 20중량%, 및 바인더 80 내지 90중량%를 포함하고, 상기 바인더는 수성 폴리비닐아세테이트계 고분자, 폴리아크릴계 고분자 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명에 따른 단열접착제 조성물은 우수한 유연성 및 단열성을 가져, 이를 적용한 단열재를 이용하여 단열 작업시 작업 효율은 유지하면서도 단열 효율을 극대화할 수 있다.
단열접착제, 단열재, 조성물, 무기미립자, 바인더, 유연성, 단열성
Description
본 발명은 단열접착제 조성물 및 이를 이용한 단열재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 유연성 및 단열성을 갖는 단열접착제 조성물 및 이를 이용하여 제조된 단열재에 관한 것이다.
단열이란 전도(conduction), 대류(convection), 및 복사(radiation) 현상으로 온도나 공기밀도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 열을 차단시켜 주는 것을 말한다.
통상 단열재란 건물의 내 외벽 단열과 결로 예방 등을 위하여 단독 또는 복수의 소재를 사용하여 제조된 제품을 말한다. 종래에는 열전도만을 목적으로 부피단열재가 주로 사용되었다. 상기 부피단열재로는 무기섬유계 단열 기재, 발포합성수지계 단열 기재, 스티로폼, 압축스티로폼 등이 주류를 이루었으나, 최근에는 기능의 향상과 단열 개념의 확대로 사용처가 확산 되었으며, 재질 또한 다양화되어 일반적으로 건물의 단열재로서 널리 사용하는 추세이다.
최근에는 열반사 효율이 높은 알루미늄 박판에 폴리에틸렌(PE) 가교 발포기 재 또는 폴리에틸렌 무가교 발포 기재 등과 같은 합성수지 단열기재를 보강시킨 단열재(이하 "복합단열재"라 한다) 및 알루미늄 박판 사이에 강도 강화 기재나 단열필름 등을 겹쳐서 1㎜ 이하로 얇게 만든 열반사 단열재가 많이 사용되고 있다. 상기 복합단열재 및 열반사단열재는 유연성이 있어 두루마리 형태(roll-up)로 포장이 가능하여 취급과 운반이 편리하고 시공성도 뛰어난 장점이 있다.
그러나 상기 복합단열재내에 포함되는 합성수지계 단열 기재의 경우, 낮은 열전도율을 가져 대류열 및 복사열 차단이 우수하고, 유연성이 높아 가공이 용이한 장점이 있으나, 합성수지계 단열 기재의 보강량이 증가할 수록 단열성은 높아지는 반면 부피와 중량이 커지면서 작업성이 떨어지고 건축물의 화재시 유독가스가 다량 방출되는 문제점이 있다.
또한 상기 열반사 단열재의 경우 작업성과 열반사성이 우수하고, 친환경적인 제품이지만, 합성수지계 단열 기재 보다 열전도성이 높아 평균적 단열 성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단열접착제 조성물의 제조시 다공성 소재와 함께 건조후에도 유연성을 유지할 수 있도록 최적화된 바인더를 사용함으로써 현저히 개선된 유연성과 단열성을 나타내는 단열접착제 조성물을 제조하고자 한다.
본 발명은 또한 상기 단열접착제 조성물을 이용하여 단열작업시 작업 효율이 높고, 단열 효율을 극대화할 수 있는 단열재를 제공하고자 한다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 350 내지 450 메쉬(mesh)의 평균입자직경을 갖는 다공성 무기 미립자 10 내지 20중량%; 및 바인더 80 내지 90중량%를 포함하고, 상기 바인더는 수성 폴리비닐아세테이트계 고분자, 폴리아크릴계 고분자 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 단열접착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면 상기 단열접착제 조성물을 이용하여 제조된 단열재를 제공한다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 단열접착제 조성물은 우수한 유연성 및 단열성을 나타낸다. 그 결과 상기 단열접착제 조성물을 적용한 단열재를 이용하여 단열 작업시 작업 효율이 높고, 단열 효율을 극대화할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 단열접착제 조성물의 사용으로 합성수지계 단열기재의 사용을 억제할 수 있으며, 그 결과 화재발생시 최소한의 안전을 기할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 단열접착제 조성물은 단열과 함께 차음과 완충 효과를 나타내며, 조성물내 선택적으로 포함된 음이온 파우더를 통하여 음이온 발생효과를 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것이고, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 단열접착제 조성물은 다공성 무기 미립자 및 바인더를 포함한다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 단열접착제 조성물의 각 성분에 대하여 구체적으로 살펴본다.
A) 다공성 무기 미립자
공기층은 좋은 단열재이다. 이로부터 본 발명의 일 구현예에 따른 단열접착제 조성물은 다공성의 무기 미립자를 단열 파우더로서 포함한다. 다공성 무기 미립자내 기공이 많을수록 단열성은 높아지며, 상기 기공이 폐쇄 기공일 경우 단열효과는 더욱 커진다. 또한 다공성 무기 미립자내 포함된 기공은 단열 효과 외에도 소음과 충격을 흡수 분산시켜 차음과 완충 효과를 나타낸다.
상기 다공성 무기 미립자로는 팽창 퍼라이트(expanded perlite), 인슐래드, 규조토(diatomaceous earth), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 이들에 한정되는 것은 아니다.
퍼라이트는 화산용암이나 마그마가 지표의 호수로 흘러들어 급격하게 냉각되여 형성된 광물로서, 흑요석(Obsidian), 진주암(Perlite), 송지암(Pitch Stone) 등이 있다. 통상 팽창 퍼라이트를 퍼라이트라고 통칭하기도 한다. 상기 팽창 퍼라이트는 이러한 퍼라이트 광물을 미세하게 분쇄한 뒤 갑자기 1,000℃ 이상의 열을 가하여 팽창시킴으로써 제조된다. 퍼라이트를 가열하면 퍼라이트 내부에 포함되어 있던 휘발 성분이 가스화하게 된다. 그 결과 연화된 입자의 내부에서 가스가 팽창하여 내부 기공을 형성하는 동시에 입자 표면에서의 가스는 밖으로 분출되면서 기공을 형성하게 된다. 이와 같은 가스의 팽창 및 분출시 퍼라이트 입자는 본래 부피의 약 10 내지 20배 정도로 팽창하기 때문에 단위용적중량 0.03 내지 0.25g/ℓ의 낮은 비중을 갖는다. 또한 무기물로만 이루어져 0.03 내지 0.05 ㎉/m·h·℃의 낮은 열전도율을 가지며, 불연성이다.
또한 팽창 퍼라이트는 우수한 다공질로서 분체간 점 접촉으로 연결되어 고체 전도가 매우 적고, 입자간의 공극에 미립자가 충진되어 대류를 방지함은 물론 복사에 대한 단열성도 뛰어나다. 팽창 퍼라이트는 형상에 따라 오픈 셀(open Cell), 클로쓰 셀(close Cell), 발룬(balloon) 또는 세노스피어(cenosphere)로 구분된다. 고무풍선처럼 속이 비어있는 발룬은 중공체로서 오픈 셀나 클로쓰 셀과 비교하여 단열성이 가장 우수하다. 그러나 고가이고, 제조시의 어려움으로 인해 일반적으로 클로쓰 셀이 많이 사용된다.
인슐래드(INSULADD, NASA제)는 미국 우주항공국에서 우주왕복선의 단열재로 적용하기 위해 개발된 것으로, 알루미늄 실리게이트(Alumino Silicate)를 주성분으로 한 분말이다. 평균입자크기가 50㎛ 이하이고, 열반사율 및 열전도율이 각각 1.530.047㎉/m·h·℃ 및 0.047㎉/m·h·℃이다. 불연성의 세라믹 원형 중공체 미분말(세노스페어, cenosphere)로 이루어져 단열 효과가 우수하다.
규조토는 낮은 열전도율, 높은 용융점, 낮은 열팽창율, 우수한 열충격 저항성, 고온에서의 낮은 수축율, 온도증가에 따른 강도 향상 등의 특성을 가져, 오래전부터 여러 가지 형태의 단열재로서 사용되어 왔다. 규조(diatoms, 프랑크톤)라는 단세포 조류의 유해가 바다나 호수에 퇴적한 일종의 화석토이다. 순수한 규조 유해의 화학조성은 SiO2 96.16 내지 96.80%, Al203 + Fe2O3 1.20 내지 1.80%, 화합수 1.92 내지 1.98%로 대부분 SiO₂로 되어있으나, 생성될 때 같이 퇴적한 점토, 모래, 화산회, 식물질의 부식물, 수산화철, 황화철 등의 협잡물이 혼재하고 많은 수분도 함유한다. 이와 같은 협잡물 중 유기 물질은 하소 공정에 의해 제거될 수 있 고, 모래는 수비에 의하여, 또 산화철은 소금을 섞어서 700 내지 800℃에 하소함으로서 염화철로 하여 제거될 수 있다. 화석 규조의 크기는 마이크론 단위 정도이며, 좋은 규조토는 매우 가볍고, 연하며, 매우 많은 기공 때문에, 부피의 5배에 달하는 액체를 흡수할 수 있을 정도로 다공질이다.
규조토는 무기화합물이므로 인체에 무해한 환경친화적이고, 미세한 초다공질로 구성되어 밀도가 작고 열 절연성이 크다. 또한 우수한 내화성을 가져 보온재, 보습재, 단열재, 여과촉진재, 탈취정화재, 흡음재로 널리 사용되고 있다. 규조토는 상기의 세라믹 중공체 미분말(세노스페어-cenosphere)에 비하여 단열성은 조금 떨어지나 가격이 저렴하여 일반건축물에 사용하는 복합단열재의 접착제로 적용하기에는 적합하다.
상기와 같은 이유로 다공성 무기 미립자로 팽창 퍼라이트, 인슐래드, 규조토 및 이들의 혼합물로 이루어진 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 다공성 무기미립자는 또한 우수한 단열 효과를 고려할 때 350 내지 450 메쉬의 평균 입자 직경을 갖는 것이 바람직하다.
B) 바인더
상기 바인더는 조성물의 성분들을 결합시키고 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 바인더로는 수성 폴리비닐아세테이트계 고분자, 폴리아크릴계 고분자, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
구체적으로는 상기 폴리비닐아세테이트계 고분자로는 에틸렌과 비닐아세테이트를 공중합하여 제조되는 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene vinyl acetate: E.V.A.) 등을 들 수 있다. 이때 비닐아세테이트의 함량이 증가할 수록 탄성율 및 열접착 온도가 낮아지는 반면 충격강도, 인열강도, 투과도는 증가하게 된다. 따라서 탄성율과 열접착온도 및 강도특성의 발란스를 고려하여 에틸렌비닐아세테이트내 비닐아세테이트의 함량이 18중량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 18 내지 25중량% 인 것이 바람직하다.
상기 폴리아크릴계 고분자로는 알킬(메트)아크릴레이트 에스테르를 함유하는 단량체 혼합물의 에멀젼 중합에 의해 수득가능한 아크릴에멀젼 중합체를 들 수 있다.
이들 바인더는 에멀젼 상으로 단열접착제 조성물중에 포함되는 것이 바람직하다.
또한 상기 바인더는 불휘발분을 20 ± 1중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 바인더내 불휘발분이 많을 경우, 단열파우더의 다공성에 악영향을 미칠 우려가 있다. 주지된 바와 같이, 상기 바인더는 후에 기술되는 실시예 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 에멀젼(emulsion)의 형태로 이용될 수 있으며, 이러한 에멀젼은 두 액체를 혼합할 때 한쪽 액체가 미세한 입자로 되어 다른 액체속에 분산해 잇는 계(系)인바, 위 미세한 입자는 고형분 또는 불휘발분이고 그 외의 액체는 휘발분이다.
상기 바인더는 100 ± 20cps의 점도를 갖는 것이 바람직하다. 바인더의 점도가 높으면 단열 파우더의 혼합량이 상대적으로 감소되어 단열접착제의 단열성이 떨어지고 점도가 너무 낮으면 접착력에 악영향을 주기 때문이다.
일반적인 수성 바인더의 경우 유연성이 부족하여 단열재 제조후 제품을 두루마리 형태로 포장하기 어렵고, 시공 작업시 접착제 도막이 깨어지면서 박리현상이 생길 우려가 있다. 이에 반해 상기와 같은 특성을 갖는 바인더는 인체에 무해할 뿐더러 건조 후에도 유연성을 그대로 유지할 수 있다.
상기 A) 다공성 무기 미립자 및 B) 바인더는 단열접착제 조성물중 10:90 내지 20:80의 중량비로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 혼합비 범위를 벗어나 바인더에 비해 다공성 무기 미립자의 함량이 지나치게 높을 경우 점도가 높아져 접착 작업이 어렵고 단열재의 유연성이 없어져 제품을 두루마리 형태로 포장하기 힘들며 시공 작업시 접착제 도막이 깨어지면서 박리현상이 생길 우려가 있어 바람직하지 않다. 또한 바인더에 비해 다공성 무기 미립자의 함량이 지나치게 낮을 경우 단열성이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.
C) 기타 첨가제
본 발명의 일 구현예에 따른 단열접착제 조성물은 상기 A) 및 B)의 성분과 함께 무기항균제, 음이온 파우더, 증점제, 가소제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 무기항균제는 유기항균제와 달리 인체에 무해하고 고온에서도 지속적인 항균력을 유지할 수 있다. 이같은 상기 무기항균제로는 제올라이트 담체에 은 등의 항균 금속 이온이 담지된 것을 사용할 수 있으며, 또한 상업적으로 입수용이한 무기항균제 제품(일례로, (주)코스모소재사제의 제품, 화학 조성: SiO2·Al2O3·Zn·Ag)을 사용할 수도 있다.
음이온은 이미 널리 알려진 바와 같이 '공기의 비타민'이라고 불리며 인체세포의 신진대사를 촉구하여 활력을 증진시키고 피를 맑게 하며 피로회복과 신경안정 등의 역할을 한다. 이에 따라 상기와 같은 효과를 얻기 위하여 단열접착제 조성물중에 음이온 파우더를 더 포함할 수 있다. 이러한 음이온 파우더로는 일반적으로 음이온을 발생시키는 광물질이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 상업적으로 입수하여 사용할 수도 있는데, 바람직하게는 음이온 방출량이 85,000 ion/㏄ 이상인 것을 사용하는 것이 좋다.
바람직하게는 상기 음이온 파우더는 350 ± 50 메쉬의 평균입자직경을 갖는 것이 바람직하다. 음이온 파우더의 평균입자지경이 너무 크면 접착 작업시 로울러의 압력으로 단열재의 지지 기판인 알루미늄 박판이 손상될 우려가 있고, 평균입자직경이 너무 작으면 다공성 무기 미립자의 기공을 막을 우려가 있어 상기 범위내의 평균입자직경을 갖는 것이 좋다.
상기 음이온 파우더는 A) 다공성 무기 미립자와 B) 바인더의 혼합물 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 3중량부로 포함될 수 있다. 상기와 같은 함량범위로 포함될 때 음이온 파우더의 음이온 발생 효율과 접착 및 단열 효율의 발란스 면에서 바람직하다.
상기 증점제는 단열접착제의 장시간 보관시 침전물의 발생 억제 및 접착작업시 흘림을 방지하며, 부착력을 보다 강화시키는 역할을 한다. 상기 증점제로는 통상적으로 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 일례로 헤르쿨레스(HERCULES)사의 NATRASOL 250HR을 사용할 수 있다.
상기 가소제는 접착제의 피도면을 유연하고 부드럽게 유지하여 주는 역할을 하는 것으로 디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate: D.B.P) 등과 같이 통상 가소제로서 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있다.
상기 기타 첨가제들은 용도 및 목적에 따라 적절한 함량으로 단열접착제 조성물중에 포함될 수 있으며, 바람직하게는 A) 다공성 무기 미립자와 B) 바인더의 혼합물 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부, 바람직하게는 5 내지 10중량부로 포함될 수 있다.
상기와 같은 조성을 갖는 단열접착제 조성물은 우수한 유연성을 가질뿐더러 통상의 부피단열기재와 비교할 때 상대적으로 취약했던 단열성이 배가시켜 샌드위치 판넬, 건축용 단열재, 선박용 단열재 또는 산업용 단열재의 제조 등 폭 넓은 단열재 분야에 적용이 가능하다. 특히 건축용 열반사단열재에 보다 유용하게 적용될 수 있다.
이에 따라 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면 상기 단열접착제 조성물을 이용하여 제조된 단열재를 제공한다.
도 1은 본 발명의 구현예에 따른 단열재의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 단열재는 서로 평행하게 배치되는 제1 및 제2지지 기판(11, 11'); 상기 제1 및 제2 지지 기판(11, 11') 사이에 위치하는 심재(13); 및 상기 제1 및 제2 지지 기판(11, 11')과 심재(13) 사이에 각각 위치하여 지지 기판(11, 11')과 심재(13)를 접착시키는 제1 및 제2 접착층(12, 12')을 포함한다.
도 2는 상기 도 1의 단열재의 제조공정을 모식적으로 나타낸 모식도이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 도 1에 따른 단열재는 제1 지지 기판(11) 상에 본 발명의 일 구현예에 따른 단열접착제 조성물을 이용하여 제1 접착제층(12)을 형성하고, 상기 제1 접착제층(12) 상에 심재(13)를 위치시켜 제1지지 기판(11)과 접착시키고, 상기 심재(13) 상에 다시 본 발명의 일 구현예에 따른 단열접착제 조성물을 이용하여 제2 접착제층(12')을 형성하고, 상기 제2 접착제층(12')상에 다시 제2지지 기판(11')을 위치시킨 후 접착함으로써 제조될 수 있다.
상기 제1 및 제2 지지 기판(11, 11')으로는 열반사체로서 널리 사용되고 있는 금속 기판이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 이중에서도 재질이 가볍고 연성이며 열 전달력, 열 반사성과 표면 굴곡성이 우수한 알루미늄 박판을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
또한 상기 심재(13)는 단열재의 사용목적에 따라 선택적으로 포함될 수 있는 기능성 층으로서, 석면, 암면, 유리면, 유리섬유 등의 무기 섬유를 포함하는 무기섬유계 단열 기재; 크라프트지; 폴리에틸렌, 폴리에스테르 등의 유기 고분자를 포함하는 유기 고분자계 단열 기재; 발포염화비닐, 발포폴리우레탄, 발포폴리스티렌, 압축발포폴리스티렌 등의 발포성 물질을 포함하는 발포 기재 등을 포함할 수 있으며, 이들에 한정되는 것은 아니다.
상기 기능성 기재들은 1층으로 심재를 형성할 수도 있고, 2층 이상 적층되어 다층 구조의 적층체로서 심재(13)를 형성할 수도 있다.
상기 각 지지 기판(11, 11') 및 심재(13)의 제조공정은 통상의 방법에 따라 실시할 수 있다. 접착체층(12, 12')은 단열접착제 조성물을 지지 기판(11) 또는 심재(13) 상에 직접 도포하거나 또는 임의의 박리 라이너 위에 도포 후 건조하여 필름 형태로 지지 기판(11) 또는 심재(13) 상으로 옮겨져 접착체층(12, 12')을 형성할 수도 있다.
상기 단열접착제 조성물의 도포 공정은 통상의 방법으로 실시될 수 있으며, 바람직하게는 분무법, 스핀코팅법, 닥터블레이드법, 스크린인쇄법 등을 사용할 수 있다.
도 3은 상기와 같은 방법으로 제조된 단열재의 단면을 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 따른 단열재의 사시도이다.
상기와 같은 방법으로 제조된 단열재는 유연성이 우수한 단열접착제층에 의해 지지 기판과 심재가 접착됨으로써 우수한 유연성을 나타내는 바, 두루마리 형태(roll-up)로 포장이 가능하다.
도 5는 상기 도 3에 따른 단열재를 두루마리 형태로 포장한 경우를 나타낸 모식도이다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면 상기 단열재의 일례로서 열반사 단열재를 제공한다.
도 6은 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 열반사 단열재의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 6에 나타난 바와 같이, 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 열반사 단열재는 알루미늄 기판의 제1 및 제2 지지 기판(21, 21'); 상기 지지 기판 사이에 위치 하는 심재로서, 크라프트 종이(23, 23'), 폴리에틸렌 단열기재(24) 및 유리섬유 단열 기재(25)를 포함하며, 상기 지지 기판(21, 21')과 심재는 접착제층(22, 22')에 의해 접착되어 있다.
도 7은 상기 도 6의 열반사 단열재의 제조공정을 나타낸 모식도이다. 도 7을 참조하여 설명하면, 도 6에 따른 열반사 단열재는 알루미늄 박판의 제1지지 기판 상에 단열접착제 조성물를 이용하여 제1 접착제층을 형성하고, 상기 제1 접착제층상에 크라프트 종이, 폴리에틸렌 단열 기재, 유기섬유 단열 기재 및 크라프트 종이를 순차적으로 위치시켜 심재를 형성하고, 상기 심재상에 단열접착제 조성물을 이용하여 제2 접착제층을 형성한 후 알루미늄 박판의 제2 지지 기판과 접착시킴으로써 제조될 수 있다.
도 8은 상기 도 7의 제조공정에 따라 제조된 열반사 단열재의 측단면도이고, 도 9는 상기 도 8에 따른 열반사 단열재의 사시도이다.
또한 도 10은 두루마리 형태로 포장된 도 8에 따른 열반사 단열재를 나타낸 모식도이다.
본 발명에 따른 단열접착제에 의해 제조되는 단열재는 건축물 시공시에 실내 벽체, 천정재 또는 바닥 단열재로 사용될 뿐만 아니라 건축물 건축 이외 즉, 지하철 차량 내외부 단열재, 방화문 단열재, 대형 중기 설비, 파이프의 보온 단열재 등에도 사용되어 단열뿐만 아니라 불연, 흡음, 차음 및 완충효과를 나타낼 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어 서는 아니 된다.
<실시예 1>
하기 표 1에 나타난 함량으로 다공성 무기 미립자와 바인더를 15:85의 중량비로 혼합한 혼합물 100중량부에 대하여 기타 첨가제로서 무기항균제, 음이온 파우더, 증점제, 및 가소제를 더욱 첨가하여 단열접착제 조성물을 제조하였다.
| 성 분 | 함량(중량부) | |
| 다공성 무기 미립자 (팽창 퍼라이트) | 15 | |
| 바인더(E.V.A.에멀젼) | 85 | |
| 기타첨가제 | 무기항균제 | 2 |
| 음이온 파우더 | 3 | |
| 증점제 | 0.4 | |
| 가소제 | 0.3 | |
<물성평가>
상기 실시예 1에서 제조된 단열접착제 조성물에 대하여 하기와 같은 방법으로 단열시험을 실시하였다.
준비단계
1) 챔버 제작: 도 11에 나타난 바와 같이, 두께 10㎜ 합판을 사용하여 가로 610㎜, 세로 300㎜,높이 L-460㎜(좌,우) H-550㎜(중간)의 집모양을 만들었다. 또한 1층 높이는 280㎜로 칸막이를 설치하고 1층 내부는 3등분하여 칸막이를 설치하며 전면은 미닫이식 유리로 마감하고 2층 천정과 벽면에 열반사체(알루미늄 필름)을 부착하였다.
2) 전열기 설치: 2층 후면 내부벽에 등거리를 유지하며 220V-60W 전구를 2개 설치하였다.
3) 1층의 각 방에 온도계를 설치하고 도 11에 나타난 챔버 사진에서 편의상 좌측부터 방 #1, 방 #2, 방 #3으로 명명하였다.
단열성 평가단계
시험 1: 설치물이 없는 상태에서 전열기 작동 후 온도 변화를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
측정시 시험실의 온도는 24℃이었다.
| 경과시간(분) | 방 #1 (℃) | 방 #2(℃) | 방 #3(℃) |
| 0 | 24 | 24 | 24 |
| 60 | 29 | 30.5 | 29 |
| 120 | 30 | 32 | 30 |
| 240 | 33 | 35 | 33 |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 단열성 시험 결과 #1과 #3의 방이 동일한 온도 조건임을 알 수 있다.
시험 2 : 방 #1에 단열접착제를 적용한 단열재를, #3 방에 일반접착제를 적용한 단열재를 전면 유리부분을 제외한 5면에 부착시킨 후 전열기 작동하며 온도 변화를 측정하고, 단열성을 비교 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
측정시 시험실의 온도는 24℃이었다.
| 경과시간(분) | 방 #1(℃) | 방 #2(℃) | 방 #3(℃) |
| 0 | 22 | 22 | 22 |
| 60 | 24.5 | 31.5 | 26.5 |
| 120 | 25.5 | 34 | 28 |
| 240 | 27 | 37.5 | 29.5 |
시험결과 상기 표 2 및 3에 나타난 바와 같이 시험 1과 시험 2를 비교해 보면 단열재를 설치하기 전과 후에 약 2 내지 3℃의 온도차이가 있다. 또한 시험 2의 결과로부터 단열접착제의 사용 유,무에 따라 약 2 내지 3℃의 온도가 차이가 있음을 알 수 있다. 특히 시험 2에서 방 #1과 방 #3에 단열재를 설치한 이후에는 반사열이 방 #2에 영향을 미치고 있음도 알 수 있다.
<실시예 2>
도 12에 나타난 바와 같이, 알루미늄 박판상에 상기 실시예 1에서 제조된 단열접착제 조성물을 도포하여 제1 접착제층을 형성하고, 상기 접착제층 상에 심재로서 폴리에틸렌 발포 기재를 위치시키고, 상기 폴리에틸렌 발포기재 상에 상기 실시예 1에서 제조된 단열접착제 조성물을 도포하여 제2 접착제층을 형성한 후 알루미늄 박판을 덮어 접착함으로써 단열재를 제조하였다.
<실시예 3>
도 13에 나타난 바와 같이, 알루미늄 박판상에 상기 실시예 1에서 제조된 단열접착제 조성물을 도포하여 제1 접착제층을 형성하고, 상기 접착제층 상에 심재로서 크라프트 종이, 폴리에틸렌 단열 기재, 유기섬유 단열 기재, 및 크라프트 종이를 순차적으로 적층한 후 상기 크라프트 종이 위에 상기 실시예 1에서 제조된 단열접착제 조성물을 도포하여 제2 접착제층을 형성하고, 알루미늄 박판을 덮어 접착함으로써 열반사 단열재를 제조하였다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 단열재의 단면을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 상기 도 1의 단열재의 제조공정을 나타낸 모식도이다.
도 3은 상기 도 2의 제조공정에 따라 제조된 단열재의 측단면도이다.
도 4는 상기 도 3에 따른 단열재의 사시도이다.
도 5는 두루마리 형태로 포장된 도 3에 따른 단열재를 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 열반사 단열재의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 7는 상기 도 6의 열반사 단열재의 제조공정을 나타낸 모식도이다.
도 8은 상기 도 7의 제조공정에 따라 제조된 열반사 단열재의 측단면도이다.
도 9는 상기 도 8에 따른 열반사 단열재의 사시도이다.
도 10는 두루마리 형태로 포장된 도 8에 따른 열반사 단열재를 나타낸 모식도이다.
도 11은 실시예 1에서 제조된 단열접착제 조성물의 단열성 평가를 위하여 제조된 챔버 사진이다.
도 12는 실시예 2에 따른 단열재의 제조공정을 나타낸 순서도이다.
도 13는 실시예 3에 따른 열반사 단열재의 제조공정을 나타낸 순서도이다.
[도면의 주요부분에 대한 설명]
11, 21: 제1 지지 기판
11', 21': 제2 지지 기판
12, 22 : 제1 접착제층
12', 22': 제2 접착제층
13, 23: 심재
23a, 23a': 크라프트 종이
23b: 폴리에틸렌 단열 기재
23c: 유리섬유 단열재층
Claims (8)
- 350 내지 450 메쉬의 평균입자직경을 갖으며, 팽창 퍼라이트, 인슐래드, 규조토 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 다공성 무기 미립자 10 내지 20중량%; 및불휘발분을 20 ± 1중량%로 포함하며, 100 ± 20 cps의 점도를 갖는 E.V.A.에멀젼을 포함하는 바인더 80 내지 90중량%를 포함하고,상기 바인더는 수성 폴리비닐아세테이트계 고분자, 폴리아크릴계 고분자 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 단열접착제 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 바인더는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체인 것인 단열접착제 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 단열접착제 조성물은 무기항균제, 음이온 파우더, 증점제, 가소제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 더 포함하는 것인 단열접착제 조성물.
- 제3항에 있어서,상기 단열접착제 조성물은 다공성 무기 미립자와 바인더를 포함하고, 상기 다공성 무기 미립자와 바인더의 혼합물 100중량부에 대하여 첨가제를 0.1 내지 10중량부로 더 포함하는 것인 단열접착제 조성물.
- 제3항에 있어서,상기 음이온 파우더는 350 ± 50 메쉬의 평균입자직경을 갖는 것인 단열접착제 조성물.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 접착제 조성물을 이용하여 형성된 접착제층을 포함하는 단열재.
- 제6항에 있어서,상기 단열재는서로 평행하게 배치되는 제1 및 제2 지지 기판;상기 제1 및 제2 지지 기판 사이에 위치하는 심재; 및상기 제1 및 제2 지지 기판과 심재를 접착시키기 위한 제1 및 제2 접착층을 포함하며,상기 심재는 무기 섬유계 단열 기재; 크라프트 종이; 유기 고분자계 단열 기재; 발포 기재 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인 단열재.
- 제7항에 있어서,상기 제1 및 제2 지지 기판은 알루미늄 박판을 포함하고,상기 심재는 크라프트 종이, 유리 섬유계 단열 기재, 폴리에틸렌계 단열 기재 및 크라프트 종이가 순차적으로 적층된 4층의 적층체를 포함하는 것인 단열재.
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