KR100864726B1 - 저장탱크용 단열 복합 보드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저장탱크용 단열 복합보드에 관한 것으로서, 접합대상체와 접착제에 의해 접합되며 익스펜디드 폴리에틸렌소재로 된 단열층과, 유리섬유로 메쉬형태로 형성되어 단열층 위에 접합된 유리메쉬판과, 유리메쉬판 외측에 마감재료로 도포된 마감층을 갖는다. 이러한 저장탱크용 단열 복합보드에 의하면, 시공성이 좋으면서도 유지 보수가 용이하며, 결로발생 억제에 의해 내구성이 향상되는 장점을 제공한다.

Description

저장탱크용 단열 복합 보드{complex insulation board for storage tank}

도 1은 본 발명에 따른 단열 복합보드를 나타내 보인 단면도이고,

도 2는 도 1의 단열 복합보드가 시공된 저장탱크를 나타내 보인 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110: 단열 복합보드 111: 20: 단열층

113: 유리메쉬판 114: 몰탈층

116: 마감층

본 발명은 저장탱크용 단열 복합 보드에 관한 것으로, 상세하게는 저장탱크의 외주면에 접착하여 시공할 수 있도록 된 저장탱크용 단열 복합 보드에 관한 것이다.

일반적으로 공장, 아파트, 농축산 시설물, 폐수처리장, 수처리장 등에 설치되는 대형 저장탱크는 시설 규모나 용도에 따라 다양한 형태를 갖는다. 이런 저장탱크들은 콘크리트, FRP(Fiber Reinforced Plastics), SMC(Sheet Molding Compound), 금속 재질로 제작된다.

또한 저장탱크는 내부에 저장되는 액체 또는 물체의 특성 및 그 설치위치에 따라 그 외주면의 마감 처리가 달라지게 된다.

한편, 간이 상수도용으로 물을 저수할 수 있게 시설되는 스테인레스 소재의 저장탱크의 외부마감처리는 저장탱크의 외주면에 단열재를 설치하고, 이 단열재의 표면을 금속소재의 박판으로 감싸는 방법을 이용한다. 이러한 방법은 저장탱크를 감싸는 박판들을 상호 연결함에 있어서, 리벳을 이용하거나 볼트 또는 밴드를 이용하게 된다. 그러나 이러한 리벳이나 볼트를 이용하여 박판을 연결하는 방법은 시공이 어렵고 많은 작업공수가 소요되는 문제점이 있어 생산성의 향상을 도모하기 어렵다. 특히 탱크가 대형화되면 이러한 문제는 더욱 심각해진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 시공 및 보수가 용이하고, 방습 및 단열 효율을 높일 수 있는 저장탱크용 단열 복합 보드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 저장탱크용 단열 복합 보드는 접합대상체와 접착제에 의해 접합되며 익스펜디드 폴리에틸렌소재로 된 단열층과; 유리섬유로 메쉬형태로 형성되어 상기 단열층 위에 접합된 유리메쉬판과; 상기 유리메쉬판 외측에 마감재료로 도포된 마감층;을 갖는다.

바람직하게는 상기 유리메쉬판은 우레탄 접착제에 시멘트를 혼합한 몰탈로 단열층에 접합한다.

상기 우레탄 접착제는 우레탄 예비중합체 100중량부에 겔화제 용액 30.6중량부, 트리옥틸 트리멜리테이트 20중량부, 수산화알미늄 100중량부, 탄산칼슘 30중량부 및 디부틸 틴 디라우레이트 0.1중량부로 이루어지고, 상기 우레탄 예비 중합체는 합성폴리옥시프로필렌 3000그램에 4-4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트 350을 첨가하여 반응시켜 형성된 것이고, 상기 겔화제 용액은 디옥틸 프탈레이트 30중량부에 겔화제 0.6중량부를 혼합하여 생성된 것을 적용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 우레탄 접착제는 상기 우레탄 예비 중합체 100중량부에 대해 우레탄 다중블록 공중합체 수지 15중량부가 더 첨가될 수 있다.

바람직하게는 상기 마감층은 상기 우레탄 접착제와 상기 시멘트를 혼합한 몰탈에 도료를 혼합한 것을 도포하여 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저장탱크용 단열 복합 보드를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 단열 복합보드를 나타내 보인 단면도이고, 도 2는 도 1의 단열 복합보드가 시공된 저장탱크를 나타내 보인 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 단열 복합보드(110)는 단열층(111), 유리메쉬판(113) 및 마감층(116)을 갖는 구조로 되어 있다. 참조부호 114는 유리메쉬판(113)을 단열층(111)에 접착제로 접착시 형성된 몰탈층이다.

단열층(111)은 익스펜디드 폴리에틸렌(expanded polyethylene)소재로 적절한 두께로 형성된 것이 적용된다.

익스펜디드 폴리에틸렌은 열전도성이 낮아 보온 효과가 우수하고, 비 흡수성 으로 시간경과에 따른 단열능력이 저하되지 않고 밀착성이 뛰어나 결로가 억제된다. 또한, 익스펜디드 폴리에틸렌은 완충성이 우수하여 진동을 감소시키고, 흡음성도 뛰어나며, 화학약품에 대한 내약품성이 있어 변형되지 않고, 내구성이 뛰어나다.

유리메쉬판(113)은 보강 유리섬유(fiber glass)로 메쉬형태로 형성된 것으로서, 외부의 충격을 분산시킴으로써 충격 방지와 함께 표면상에서 작용하는 응력이 표면에 수직한 방향으로의 전달을 억제시켜 균열을 방지하는 기능을 한다.

유리메쉬판(113)은 단열층(111) 외측에 접합되어 있다.

바람직하게는 유리메쉬판(113)은 내알칼리성을 갖는 소재로 표면코팅처리한 것을 적용한다.

유리메쉬판(113)을 단열층(111)에 접착하기 위해 적용되는 접착제는 우레탄 접착제에 시멘트를 혼합한 몰탈을 적용하는 것이 바람직하다.

이 경우 몰탈을 단열층(111) 외측에 일정 두께 도포하여 유리메쉬판(125)이 충분히 함침되어 노출되지 않게 도포하는 것이 바람직하다.

몰탈층(114)은 유리메쉬판(113)을 함침되게 접합하기 위해 단열층(111)과 유리메쉬판(113) 사이에 몰탈로 충진시켜 형성된 층이다.

몰탈층(114)은 유리메쉬판(113)을 단열층(111)위에 얹어놓고 1차로 도포 및 건조한 다음 유리메쉬판(113)이 노출되지 않게 2차로 일정두께로 형성해도 된다.

여기서, 우레탄 접착제는 우레탄 예비중합체 100중량부에 겔화제 용액 30.6중량부, 트리옥틸 트리멜리테이트 20중량부, 수산화알미늄 100중량부, 탄산칼슘 30 중량부 및 디부틸 틴 디라우레이트 0.1중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 우레탄 예비 중합체는 합성폴리옥시프로필렌 3000그램에 4-4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트 350을 첨가하여 반응시켜 형성된 것이고, 겔화제 용액은 디옥틸 프탈레이트 30중량부에 겔화제 0.6중량부를 혼합하여 생성된 것을 적용하는 것이 바람직하다.

여기서 우레탄 접착제는 시멘트로부터 발생되는 유해물질의 용출이라던지 이끼 등 기타 부착생물의 번식을 방지할 수 있으면서 초기 접착력이 우수하고, 스테인레스판재를 부착시 판재의 미끄러짐을 방지할 수 있는 것을 적용한다.

우레탄 접착제는 우레탄 예비 중합체 100중량부에 대해 우레탄 다중블록 공중합체 수지 15중량부가 더 첨가될 수 있다.

이러한 우레탄 접착제는 겔화제(gelling agent)를 첨가하고, 임의로 다작용 고리와 활성 수소를 함유하는 화합물과 2가 알코올 또는 3가 알코올 화합물을 동량 또는 과량의 폴리이소시아네이트 화합물과 반응시켜 제조되는 우레탄 다중블록 공중합체 수지를 첨가함으로써 초기 접착력이 우수하고 접착대상체와의 접착성이 우수함을 확인하였다.

접착제에 사용되는 우레탄 예비중합체는 다가 알코올과 과량의 폴리이소시아네이트의 반응 생성물이며 말단에 NCO기를 1 내지 10중량%를 함유한다.

우레탄 예비중합체를 제조하는데 사용되는 다가 알코올로는 폴리에테르 다가 알코올, 폴리에스테르 다가 알코올, 폴리부타디엔 다가 알코올, 이소프렌 다가 알코올, 경화된 이소프렌 다가 알코올, 아크릴 다가 알코올, 피마자유 유도체 등이 있다.

우레탄 예비중합체를 제조하는데 사용되는 폴리이소시아네이트로는 트리메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 펜타메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4- 또는 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 1,3-시클로펜탈 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1,3-시클로헥산 디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌 비스(시클로헥실 이소시아네이트), 메틸 2,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 메틸 2,6-시클로헥산 디이소시아네이트, 1,4-비스(이소시아네이트 메틸) 시클로헥산, 1,3-비스(이소시아네이트 메틸) 시클로헥산, m-페닐렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐 디이소시아네이트, 1,5-나트탈렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트(MDI), 정제되지 않은 디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4- 또는 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-톨루이딘 디이소시아네이트, 디아니딘 디이소시아네이트, 4,4'- 디페닐에테르 디이소시아네이트, 1,3- 또는 1,4-크실렌 디이소시아네이트, ω,ω'-디이소시아네이트-1,4-디에틸벤젠 등이다.

다가 알코올과 과량의 폴리이소시아네이트 화합물의 반응은, 예를 들면 다가 알코올로 폴리에테르 다가 알코올을 사용할 경우, 일반적인 조건하에서 폴리에테르 다가 알코올과 폴리이소시아네이트의 혼합물을 70 내지 90 에서 0.5 내지 5시간동안 가열하면 된다.

본 우레탄 접착제에 사용되는 겔화제는 우레탄 예비중합체 점도의 감수성을 강화하는 어떠한 겔화제도 사용할 수 있다. 겔화제는 N-라우로일-L-글루타민산-디- n-부틸아미드가 바람직하다.

다작용 고리를 함유하고 활성 수소를 함유하는 화합물은 일반적으로 무게 평균분자량이 100 내지 4,000 바람직하기로는 400 내지 2,000인 것으로, 예를들면 비스페놀 수지, 테르펜 수지, 쿠마론 수지, 크실렌 수지, 로진 수지, 로진 에스테르 수지, 스티렌 수지, 페놀 수지, 테트펜 페놀 수지, 폴리에스테르 수지 등이 있다.

2가 알코올 화합물로는 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 폴리카르보네이트 디올, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 경화된 부타디엔디올, 폴리아크릴디올, 폴리옥시알킬렌 에테르 디올, 폴리옥시알킬렌-어덕트 비스페놀 및, 기타 활성 수소를 함유하는 화합물이 있다. 3가 알코올 화합물로는 트리메틸올프로판, 글리세린, 트리에틸렌 트리올, 폴리옥시알킬렌 에테르 트리올 등이 있다.

폴리이소시아네이트 화합물은 상기한 모든 화합물일 수 있으나, 응집 에너지를 증가시키는 측면, 특히 안정성 및 비용면에서 MDI가 가장 바람직하다.

우레탄접착제 다중블록 공중합체 수지는 접착제의 초기 접착력을 나타내는데 효과적이다. 또한, 이 공중합체는 분자 중에 우레탄 결합과 고리 화합물 잔기를 가지는데 이들에 의하여 응집 에너지가 나타날 뿐만 아니라, 이 공중합체 수지는 고리 화합물 잔기와 우레탄 결합으로 극성을 가지므로 상기한 우레탄 예비중합체와 우수한 상용성을 나타낼 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 우레탄 접착제는 주성분으로 겔화제를 보충한 우레탄 예비중합체, 열가소성 우레탄 다중블록 공중합체 수지 및 친수성 콜로이드 실리카와 폴리실록산-폴리옥시 알킬렌 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 틱 소트로픽제를 함유한다.

우레탄 접착제는 앞서 설명된 소재 이외에도 가소제, 충전체, 건조촉매, 착색제, 틱소프로틱제, 안정제 중 적어도 하나가 더 첨가될 수 있다.

가소제의 예로서는 디옥틸 프탈레이트(DOP), 트리옥틸 트리멜리테이트(TOTM), 디옥틸 아디페이트, 디부틸 세바케이트, 트리스클로로에틸 포스페이트, 클로로파리핀 등이 적용될 수 있다.

충전제는 카본블랙, 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨이 적용될 수 있고, 건조 촉매는 디부틸 틴 디라우레이트(DBTDL), 틴 옥토에이트, 리드 옥토에이트가 적용될 수 있다.

틱소트로픽제는 실리카 미세분말이 적용될 수 있다.

바람직하게는 우레탄 접착제 총중량에 대하여 가소제는 최대 30중량%, 충전제는 100중량%까지 함유될수 있다. 건조 촉매, 착색제, 안정제 등의 기타 첨가제는 접착제 총중량에 대하여 20중량%까지 함유될수 있다.

< 제조예 1 >

(1) 겔화제 용액의 제조 : DOP 30중량부에 겔화제 0.6중량부를 첨가하고, 이 혼합물을 80 내지 100℃에서 30분동안 교반하여 겔화제 용액을 제조하였다.

(2) 우레탄 예비중합체의 합성폴리옥시프로필렌 트리올(MW 7000 ; 3000 g)에 MDI(350g)를 첨가하고 80℃에서 질소기류하에 3시간동안 반응을 실시하여 유리(遊離) NCO 함량이 2.3이고 점도가 38,000cps(20℃)인 우레탄 예비중합체를 제조하였다.

(3) 접착제의 제조 : 상기 단계(2)에서 제조된 우레탄 예비중합체 100중량부에 상기 단계(1)에서 제조된 겔화제 용액 30.6중량부, TOTM 20부, 건조한 수산화알미늄 100중량부, 탄산칼슘 30중량부 및 DBTDL 0.1중량부를 첨가하고 이 혼합물을 감압하에서 교반하여 우레탄 접착제를 제조하였다.

<제조예 2>

제조예 1의 단계(2)에서 제조된 우레탄 예비중합체 100중량부에 제조예 1의 단계(1)에서 제조된 겔화제 용액 30.6중량부, 우레탄 다중블록 공중합체 수지15중량부, TOTM 20중량부, 수산화알미늄 100중량부, 탄산칼슘 30중량부 및 DBTDL 0.1중량부를 첨가하고 이 혼합물을 감압하에서 교반하여 일부 수분을 건조하는 우레탄 접착제를 제조하였다.

< 제조예 3>

제조예 1의 단계(2)에서 제조된 우레탄 예비중합체 100중량부에 제조예 1의 단계(1)에서 제조된 겔화제 용액 30.6중량부, 우레탄 다중블록 공중합체 수지15중량부, 틱소트로픽제(Formate ST) 1.5중량부, TOTM 20중량부, 수산화알미늄 100중량부, 탄산칼슘 30중량부 및 DBTDL 0.1중량부를 첨가하고 이 혼합물을 감압하에서 교반하여 일부 수분을 건조하는 우레탄 접착제를 제조하였다.

한편, 단열층(111)에 유리메쉬판(113)을 접착하기 위해 적용되는 몰탈은 우레탄 접착제 1에 대해 시멘트를 2 내지 3의 비율로, 더욱 바람직하게는 시멘트를 3의 비율로 혼합한 것을 적용한다.

마감층(116)은 유리메쉬판(113) 외측에 마감재료로 도포하면된다.

마감층(116)에 적용되는 마감소재는 통기성과, 낮은 흡수성을 갖는 소재를 적용하는 것이 바람직하다.

바람직하게는 마감층(116)은 우레탄 접착제와 시멘트를 혼합하여 형성한 몰탈로 형성한 몰탈층(124) 위에 도료로 도포하여 형성된 것이 바람직하다.

또 다르게는 마감층(116)은 몰탈에 도료를 혼합한 후 도포하여도 된다.

이러한 단열 복합보드는 저장탱크(200)에 접착제를 이용하여 접합하면 된다.

저장탱크(200)는 물을 저수할 수 있게 내부에 저장공간부를 갖는 구조로 스테인레스 소재로 형성된 것이 적용될 수 있다.

저장탱크(200)의 재질은 스테인레스로 한정되지 않고, 금속플레이트 또는 철판의 표면에 부식방지를 위한 코팅층이 형성된 구조 등 다양한 소재가 적용될 수 있다.

한편 저장탱크(200)에 단열 복합보드(100)의 단열층(111)을 접합하기 위해 적용되는 접착제는 앞서 설명된 몰탈을 적용하는 것이 바람직하다. 참조부호 210는 단열층(111)을 저장탱크(200)의 외주면에 접합하기 위해 몰탈로 도포된 몰탈층이다.

지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 저장탱크용 단열 복합보드에 의하면, 시공성이 좋으면서도 유지 보수가 용이하며, 결로발생 억제에 의해 내구성이 향상되는 장점을 제공한다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 접합대상체와 접착제에 의해 접합되며 익스펜디드 폴리에틸렌소재로 된 단열층과;

   유리섬유로 메쉬형태로 형성되어 상기 단열층 위에 접합된 유리메쉬판과;

   상기 유리메쉬판 외측에 마감재료로 도포된 마감층;을 구비하고,

   상기 유리메쉬판은 우레탄 접착제에 시멘트를 혼합한 몰탈로 상기 단열층에 접합한 것을 특징으로 하는 저장탱크용 단열 복합보드.
3. 제2항에 있어서, 상기 우레탄 접착제는 우레탄 예비중합체 100중량부에 겔화제 용액 30.6중량부, 트리옥틸 트리멜리테이트 20중량부, 수산화알미늄 100중량부, 탄산칼슘 30중량부 및 디부틸 틴 디라우레이트 0.1중량부로 이루어지고,

   상기 우레탄 예비 중합체는 합성폴리옥시프로필렌 3000그램에 4-4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트 350을 첨가하여 반응시켜 형성된 것이고, 상기 겔화제 용액은 디옥틸 프탈레이트 30중량부에 겔화제 0.6중량부를 혼합하여 생성된 것을 적용하는 것을 적용하는 것을 특징으로 하는 저장탱크용 단열 복합보드.
4. 제3항에 있어서, 상기 우레탄 접착제는 상기 우레탄 예비 중합체 100중량부 에 대해 우레탄 다중블록 공중합체 수지 15중량부가 더 첨가된 것을 특징으로 하는 저장용 단열 복합보드.
5. 제2항에 있어서, 상기 마감층은 상기 우레탄 접착제와 상기 시멘트를 혼합한 몰탈에 도료를 혼합한 것을 도포하여 형성된 것을 특징으로 하는 저장탱크용 단열 복합보드.

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