KR101063289B1

KR101063289B1 - 난연성 발포수지 칩 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101063289B1
Application number: KR1020080063398A
Authority: KR
Inventors: 박종원
Original assignee: (주) 스필코리아
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2011-09-07
Also published as: KR20100003478A

Abstract

본 발명은 발포 성형된 수지를 분쇄 또는 절단하여 표면에 난연피복제를 코팅하여 충전제, 성형조제, 보온 단열재 등의 용도로 사용될 수 있는 난연성 발포수지 칩 및 그의 제조방법에 관한 것으로, a) 발포수지 분쇄입자 또는 절단입자; 및 b) 상기 a)의 분쇄입자 또는 절단입자의 표면에 코팅된 난연피복제를 포함하는 난연성 발포수지 칩 및 그의 제조방법을 제공한다.

충전제, 성형조제, 보온 단열재, 난연성 발포수지 칩, 스티로폼, 바인더, 무기물 입자

Description

난연성 발포수지 칩 및 그의 제조방법{FOAM-RESIN CHIP HAVING FLAME-RETARDANT CHARACTERISTIC AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 난연성 발포수지 칩 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 성형조제, 충전재, 보온 단열재 등의 용도로 사용될 수 있는 난연성 발포수지 칩 및 그의 제조방법, 및 이를 이용한 보온 단열재에 관한 것이다.

종래 열 용융레진 이를테면 ABS수지를 가열성형시 원료의 절감 및 경량성을 향상시키기 위해 다양한 파우더형 성형조제가 사용되고 있지만 스티로폼과 같은 내열성이 낮은 발포수지 입자들은 레진의 용융온도에 도달하기 전 변형되어 사용할 수가 없었다.

또한 시멘트 2차 제품에 경량성 또는 단열성을 부여하기 위해 발포수지 이를테면 스티로폼을 분쇄하여 첨가하였으나 비중 및 친수성과 친유성의 차이로 인하여 정교한 혼합을 하기 어려운 문제가 있었다.

또한 발포수지 분쇄품 또는 절단품은 우수한 경량성, 단열성의 특성으로 자체로 단열재 또는 보온재로 사용될 수 있으나 내열성이 낮아, 쉽게 인화 연소 되어, 독성의 연소가스를 발생시켜서 그 자체로 건축용의 단열재 또는 보온재로 사용 되지 않고 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 발포수지 칩 또는 절단품 표면에 난연성의 피복을 형성시켜 열 용융레진의 가열 성형시 충전제 또는 성형조제로 사용할 수 있는 난연성 발포수지 칩 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 시멘트 2차 제품에 원료로서 정교히 잘 혼합될 수 있으며, 충전제 또는 성형조제로 경량성 및 단열성을 효과적으로 발현시킬 수 있는 난연성 발포수지 칩 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 자체적으로 난연성을 발현하여 그 자체만으로 건축용 보온 단열재로 사용할 수 있는 발포수지 칩 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 발포수지 원래의 내열온도 보다 높은 내열성을 갖는 발포수지 칩 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 브로잉 등으로 시공할 수 있으면서 보온단열 기능이 우수한 신규의 보온단열재를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여,

a) 발포수지 분쇄입자 또는 절단입자; 및

b) 상기 a)의 분쇄입자 또는 절단입자의 표면에 코팅된 난연피복제

를 포함하는 난연성 발포수지 칩을 제공한다.

또한 본 발명은

a) 발포수지를 제공하는 단계;

b) 상기 a)단계의 발포수지를 분쇄 또는 절단하여 발포수지 분쇄입자 또는 절단입자를 제조하는 단계;

c) 상기 b)단계의 분쇄입자 또는 절단입자의 표면에 난연피복제를 코팅하는 단계; 및

d) 상기 c)단계의 난연피복제가 표면에 코팅된 분쇄입자 또는 절단입자를 브로잉 또는 스프레이로 건조 및 해쇄되는 난연 분쇄입자체 또는 절단입자체를 제조하는 단계

를 포함하는 난연성 발포수지 칩의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은

a) 발포수지 분쇄입자 또는 절단입자; 및

b) 상기 a)의 분쇄입자 또는 절단입자의 표면에 코팅된

ⅰ) 액상 무기바인더

ⅱ) 액상 무기바인더, 및 무기물 입자 또는 난연제

ⅲ) 액상 유기바인더, 및 무기물 입자 또는 난연제

ⅳ) 액상 무기바인더와 액상 유기바인더의 혼성 바인더

ⅴ) 액상 무기바인더와 액상 유기바인더의 혼성 바인더, 및 무기물 입자 또는 난연제

로 이루어진 군으로부터 선택되는 난연피복제

를 함유하는 난연성 발포수지 칩을 포함하는 보온단열재를 제공한다.

본 발명의 난연성 발포수지 칩은 발포수지 원래의 내열온도 보다 높은 우수한 난연성으로 열 가소성 레진 성형용 충전제 또는 성형조제로 이용할 수 있으며, 시멘트 제품에 정교히 잘 혼합되어 경량화, 및 단열성 부여에 효과적이며, 그 자체만으로 건축용 보온 단열재로 사용할 수 있으며, 특히 대량 발생되고 있는 폐 발포수지들을 재 자원화할 수 있어 자원의 절약에 많은 효과를 나타낸다.

본 발명은 스티로폼, 우레탄폼, 멜라민폼, 폴리에틸렌폼, 폴리프로필렌폼 등과 같은 발포수지의 분쇄품 또는 절단품에 난연피복제를 코팅하여 난연성, 내열성 등을 개선한 난연성 발포수지 칩을 제조하고, 이를 충전제, 성형조제, 또는 보온 단열재로 사용할 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 상기 발포수지 분쇄품 또는 절단품은 본 발명자가 출원한 한국공개특허공보 제10-2002-0060053호에 기재된 분쇄수단으로부터 손쉽게 얻을 수 있다. 입도는 난연성 발포수지 칩의 사용용도에 따라 설정하며, 1차 분쇄, 또는 절단 만을 실시할 수도 있고, 2차 분쇄, 또는 절단, 필요시 에어 브로우잉을 하거나, 스크린을 이용하여 입도를 선별하여 목적에 맞추어 사용할 수 있다.

예를 들면, 플라스틱 사출, 압출품 등에 버진 레진에 충전제 또는 성형조제 로 사용한다면 0.1 내지 0.5 mm의 크기의 것이 바람직하며, 이를 위하여 1차 분쇄, 2차 분쇄, 및 부로잉, 스크린 입도 선별을 하는 것이 바람직하다. 또한 시멘트 2차 제품 등의 충전제 또는 성형조제로 사용할 경우 3 mm 이하 크기의 미분으로 사용하는 것이 바람직하며, 1차 분쇄, 2차 분쇄, 및 부로잉 스크린 입도 선별을 하는 것이 바람직하다. 또한 그 자체로 보온 단열재, 이를테면 블로잉 보온단열재로 사용한다면 1차 분쇄 후 미분을 걸러낸 3 mm 이상의 것이 바람직하다.

이들 분쇄입자 또는 절단입자는 분쇄 커터에 따라서 그 형상이 다양하게 제조될 수 있으며, 목적에 맞추어 선택될 수 있음은 자명하다. 또한 플라스틱 레진용 충전제 또는 성형조제는 발포수지의 기본 수지가 열가소성이므로 버진수지와 열융착이 가능한 침상, 또는 펠렛상으로 제조되는 것이 바람직하며, 시멘트 2차 제품의 충전제 또는 성형조제의 경우에는 침상 또는 섬유상으로 제조되는 것이 바람직하며, 보온 단열재의 경우에는 어떠한 형상도 가능하며, 특히 침상 또는 섬유상으로 제조될 경우 오픈셀과 클로즈드셀을 모두 얻을 수 있어서 바람직한 보온 단열재의 역할을 할 수 있다.

본 발명의 난연성 발포수지 칩은 이와 같이 제조된 발포수지 분쇄입자 또는 절단입자에 난연피복제를 코팅하고 이를 건조하여 얻는다.

본 발명의 난연성 발포수지 칩을 얻기 위한 난연피복제는 무기바인더, 무기바인더 및 무기물 입자 또는 난연제, 유기바인더 및 무기물입자 또는 난연제, 및 유기바인더와 무기바인더의 혼성 바인더 및 무기물입자 또는 난연제로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.

상기 무기바인더는 알칼리메탈 실리케이트, 변성 알칼리메탈 실리케이트, 알칼리메탈 보로실리케이트 등, 실리카졸, 알루미나졸, 실란 축합물 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 사용될 수 있으며, 서로 혼용해서 사용할 수도 있다. 바람직하기로는 물유리, 붕사 및 실리카를 반응시켜 제조한 액상 변성 알칼리 금속 규산염을 사용한다.

상기 유기바인더는 통상의 수용성 바인더인 셀룰로오즈 화합물, 폴리비닐알코올, 레졸형 유기바인더(페놀수지, 멜라민수지, 우레아 수지 등), 각종 유기에멀젼, 실리콘오일 등이 사용될 수 있다. 유기바인더 만의 사용은 난연성 측면에서 바람직하지 않다. 무기바인더와의 혼합비는 무기바인더 또는 유기바인더의 종류에 따라서 달라질 수 있지만 무기바인더 : 유기바인더의 중량비는 100 : 0.5 내지 50 이 바람직하다. 유기바인더는 분쇄입자 또는 절단입자와의 접착성을 증가와 코팅막의 물성을 변경시키기 위하여 투입되는 것이고, 난연성 저하요인이 됨으로 가급적 적게 사용하는 것이 바람직하다.

상기 무기물 입자는 100 메쉬 이하의 평균입도를 가지는 대부분의 무기분체가 모두 사용될 수 있으며, 특히 각종 재, 플라이애쉬, 함수실리카, 이수석고, 규산칼슘수화물, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 고온에서 열흡수 특성을 갖는 수화물계, 팽창퍼라이트, 팽창질석, 또는 마이카, 및 고온에서 열융융으로 열을 흡수할 수 있는 미립의 글라스비드, 글라스 분체 등이 난연성 부여 및 건조수축 방지를 위하여 바람직하다. 시멘트나 무수석고, 반수석고 등은 그 자체로 수경화를 하기 때문에 해쇄된 입자체를 얻는다는 면에서는 용도에 한정을 받을 수 있다. 또한 무기물 입자는 사용하고자 하는 무기바인더, 또는 유기바인더와의 상용성을 고려하 여 선택해야 하며, 상용성이 없으면 대부분 겔화 되어 적절한 코팅이 가능한 난연피복제를 얻기가 어렵게 된다.

무기물 입자의 배합량은 무기물 입자의 종류, 및 바인더의 종류에 따라서 달라질 수 있지만 무기바인더 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부가 바람직하다. 5 중량부 미만이면 무기물 입자의 배합으로 얻을 수 있는 난연성, 해쇄성 등의 효과를 얻기가 어려우며, 30 중량부를 초과하면 초과량 만큼의 난연성 증가가 나타나지 않으며, 분쇄입자 또는 절단입자와의 혼합에 적절한 점도를 얻기가 어렵고, 분산도 용이하지 않게 되는 원인을 제공한다.

무기물 입자 이외에도 수축팽창을 감소시키기 위하여 내열성을 갖는 무기계 섬유 이를 테면, 유리솜(glass wool), 유리섬유(glass fiber), 암면(rock wool), 실리카-알루미나 섬유(slica-alumina fiber), 알루미나 섬유(alumina fiber), 실리카 섬유(silica fiber), 및 이들의 미분쇄물도 사용할 수 있다.

상기 난연제는 수용액상에 분산 또는 용해될 수 있는 인산에스테르, 또는 인산암모늄 등과 같은 인계 난연제, 디시안디아마이드와 같은 질소계 난연제 등이 사용될 수 있다. 사용량은 바인더 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부가 바람직하며, 1 중량부 미만이면 난연성을 부가하기에 부족하며, 20 중량부를 초과하면 초과량 만큼의 난연성 증가가 나타나지 않으며 비경제적이다.

본 발명의 분쇄입자 또는 절단입자에 대한 난연피복제의 코팅비율은 중량비로 1 : 0.3 내지 2가 바람직하다. 0.3 미만이면 분쇄입자 또는 절단입자에 충분히 코팅되기 어렵고, 난연성을 완전히 발현시키기가 어려우며, 2를 초과하면 건조 및 경화가 어렵고, 비중이 증가하며, 비경제적이다.

본 발명의 피복난연제의 조성은 용도에 맞추어 다양하게 선택할 수 있으며, 그 특성은 바인더와 무기 분체, 및 난연제에 따라서 다양하게 설계할 수 있다. 그들의 유형은 아래와 같다. 그러나 이들만으로 한정하는 것은 아니다.

제1 유형은

a) 분쇄입자 또는 절단입자 100 중량부; 및

b) 무기바인더 및 난연기재로 물유리를 포함하는 난연피복제 30 내지 200 중량부

를 포함한다.

제2 유형은

a) 분쇄입자 또는 절단입자 100 중량부; 및

b) ⅰ) 무기바인더 및 난연기재로 물유리 100 중량부; 및

ⅱ) 무기물 입자 5 내지 200 중량부

를 포함하는 난연피복제 30 내지 200 중량부

를 포함한다.

제3 유형은

a) 분쇄입자 또는 절단입자 100 중량부; 및

b) ⅰ) 무기바인더 및 난연기재로 물유리 100 중량부; 및

ⅱ) 수용성 난연제 1 내지 20 중량부

를 포함하는 난연피복제 30 내지 200 중량부

를 포함한다.

제4 유형은

a) 분쇄입자 또는 절단입자 100 중량부; 및

b) ⅰ) 무기바인더 및 난연기재로 물유리 100 중량부

ⅱ) 무기물 입자 5 내지 200 중량부; 및

ⅲ) 수용성 난연제 1 내지 20 중량부

를 포함하는 난연피복제 30 내지 200 중량부

를 포함한다.

제5 유형은

a) 분쇄입자 또는 절단입자 100 중량부; 및

b) ⅰ) 유기바인더 100 중량부; 및

ⅱ) 무기물 입자 5 내지 200 중량부

를 포함하는 난연피복제 30 내지 200 중량부

를 포함한다.

제6 유형은

a) 분쇄입자 또는 절단입자 100 중량부; 및

b) ⅰ) 유기바인더 100 중량부; 및

ⅱ) 수용성 난연제 1 내지 20 중량부

를 포함하는 난연피복제 30 내지 200 중량부

를 포함한다.

제7 유형은

a) 분쇄입자 또는 절단입자 100 중량부; 및

b) ⅰ) 유기바인더 100 중량부

ⅱ) 무기물 입자 5 내지 200 중량부; 및

ⅲ) 수용성 난연제 1 내지 20 중량부

를 포함하는 난연피복제 30 내지 200 중량부

를 포함한다.

제8 유형은

a) 분쇄입자 또는 절단입자 100 중량부; 및

b) ⅰ) 무기바인더와 유기바인더 중량비가 100 : 0.5 내지 50인 유무기 복합바인더 100 중량부; 및

ⅱ) 무기물 입자 5 내지 200 중량부

를 포함하는 난연피복제 30 내지 200 중량부

를 포함한다.

제9 유형은

a) 분쇄입자 또는 절단입자 100 중량부; 및

ⅱ) 수용성 난연제 1 내지 20 중량부

를 포함하는 난연피복제 30 내지 200 중량부

를 포함한다.

제10 유형은

a) 분쇄입자 또는 절단입자 100 중량부; 및

b) ⅰ) 무기바인더와 유기바인더 중량비가 100 : 0.5 내지 50인 유무기 복합바인더 100 중량부;

ⅱ) 무기물 입자 5 내지 200 중량부; 및

ⅲ) 수용성 난연제 1 내지 20 중량부

를 포함하는 난연피복제 30 내지 200 중량부

를 포함한다.

본 발명의 분쇄입자 또는 절단입자의 표면에 난연피복제를 코팅은 다양한 방법으로 실시될 수 있다. 예를 들면, 일반 믹서기에서의 혼합, 니더(kneader)에서의 가압혼합, 난연피복제를 분쇄입자 또는 절단입자의 표면에 분사하는 분무 코팅 등이다.

이와 같이 코팅된 분쇄입자 또는 절단입자는 그대로 건조하여 물을 증발시켜 표면층 막을 형성시킨다. 이때 별도의 해쇄공정을 거치지 않으면 마치 단단한 섬유덩어리 또는 입자 덩어리의 형태로 나타날 수가 있다. 최종 목적에 맞추어 그대로 사용할 수도 있지만 별도로 해쇄공정을 도입하여 해쇄하여 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 난연 발포수지 칩의 제조는 a) 발포수지를 제공하는 단계; b) 상기 a)단계의 발포수지를 분쇄 또는 절단하여 발포수지 분쇄입자 또는 절단입자를 제조하는 단계; c) 상기 b)단계의 분쇄입자 또는 절단입자의 표면에 난 연피복제를 코팅하는 단계; 및 d) 상기 c)단계의 난연피복제가 표면에 코팅된 분쇄입자 또는 절단입자를 브로잉 또는 스프레이하여 건조 및 해쇄된 난연 분쇄입자체 또는 절단입자체를 제조하는 단계를 포함한다.

상기 d)단계의 브로잉 또는 스프레이는 발포수지의 경량성을 이용한 것으로 코팅된 난연 발포수지 칩을 바람(더운공기를 포함할 수 있다)에 날려 그 바람에 의해 건조와 해쇄가 되도록 하는 것이며, 더욱 바람직하게는 바람에 날린 칩이 네트(net) 등으로 받아서 칩을 모으도록 한다. 특히 스프레이는 젖은 상태의 칩(건조가 안 된 상태의 칩)을 스프레이 건조기(spray dryer)에서 실시될 경우 낮은 온도의 가열만으로 높은 건조생산성과 해쇄 생산성을 얻을 수 있다.

이외에 교반기가 장착된 일반 혼합기에서 발포수지 분쇄 또는 절단입자를 난연피복제와 혼합하고 혼합 후에 아래로부터 공기를 블로잉하여 불어넣으면서 교반하여 해쇄와 건조를 동시에 할 수 있다.

이와 같이 제조된 난연 발포수지 칩은 표면에 친수성기를 함유할 수 있기 때문에 시멘트 등과의 혼합이 용이하며, 발포수지 고유의 경량성을 그대로 유지하여 시멘트와 같은 다른 재료와 혼합하여 높은 생산성으로 제조할 수 있는 경량성과 단열성을 부여하고, 부피공간을 채우는 충전제 등으로 사용할 수 있으며, 난연피복제의 코팅으로 발포수지 칩의 탄성을 감소시켜 성형시의 리바운드 현상을 감소시켜 정밀한 성형이 가능하게 해주는 성형조제로 사용할 수 있으며, 칩 자체만으로도 오프셀과 클로즈드셀의 공기층을 가지기 때문에 높은 단열성과 난연성을 가지므로 건축용 보온 단열재(이를테면 브로잉 울)로도 사용할 수 있다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것이다.

[실시예]

제조예 1

(난연피복제의 제조)

(액상 변성 알칼리금속 규산염의 제조 : 액상 규산소다/붕사/비정질 실리카)

리엑터에 시판 규산소다 물유리 2호 80 kg을 투입하고 페들형 교반기로 500 rpm으로 가열교반하면서 보락스 5 kg을 투입하여 용해한 후, 평균입도 3.4 ㎛의 실리카겔(에스켐텍 제조 ss-sil230) 20 kg을 투입하고, 투입완료 후 10 분 동안 더 교반시켜 완전 용해하여 액상 변성 알칼리 금속 규산염을 제조하였다. 이 용액의 내수성(90 ℃-10분 열수 시험)은 손실율이 5 중량%이었고, 접착성(대 철판 셀로판지 테이프 시험)은 손실율이 3/25이었다.

제조예 2

(난연피복제의 제조)

상기 제조예 1에서 제조된 액상 변성 알칼리금속 규산염 용액 1000 g에 평균입도 150 메쉬 전통의 티탄부산석고(이수석고) 150 g을 투입하고, 호모믹서에서 30분 동안 균일하게 분산시켜서 난연피복제를 제조하였다.

제조예 3

(난연피복제의 제조)

상기 제조예 1에서 제조된 액상 변성 알칼리금속 규산염 용액 1000 g에 난연 제로 인산암모늄 10 g을 투입하고, 호모믹서에서 30분 동안 균질화하여 난연피복제를 제조하였다.

제조예 4

(난연피복제의 제조)

상기 제조예 1에서 제조된 액상 변성 알칼리금속 규산염 용액 1000 g에 아크릴-부타디엔 에멀젼(KCC 제조 H5250) 50 g을 투입하여 혼합한 후, 평균입도 150 메쉬 전통의 티탄부산석고(이수석고) 150 g을 투입하고, 호모믹서에서 30분 동안 균일하게 분산시켜서 난연피복제를 제조하였다.

제조예 5

(난연피복제의 제조)

상기 제조예 1에서 제조된 액상 변성 알칼리금속 규산염 용액 1000 g에 아크릴-부타디엔 에멀젼(KCC 제조 H5250) 50 g을 투입하여 혼합한 후, 난연제로 인산암모늄 10 g을 투입하고, 호모믹서에서 30분 동안 균일하게 분산시켜서 난연피복제를 제조하였다.

제조예 6

(분쇄입자의 제조)

도 1에 도시된 바와 같이, 발포 폴리스틸렌을 분쇄하기 위한 제1 분쇄수단(10), 상기 제1 분쇄수단(10)으로부터 분쇄된 폴리스틸렌 칩을 재차 분쇄하기 위한 제2 분쇄수단(30), 상기 제2분쇄수단(30)으로부터 분쇄된 칩을 수집하고 수집된 칩을 신속하게 이송하기 위해 고압 공기를 분사하는 공기 블로워(53)를 구비하는 수집수단(50), 상기 칩을 이송하기 위한 도관(미도시)에 의해 상기 수집수단(50)과 연결된 다수의 표면커버가 있고 미세한 스크린 망으로 형성된 저장수단(70)을 포함하는 칩 제조장치에서 1~3 mm 크기의 스티로폼 분쇄입자를 얻었다. 이 분쇄입자의 겉보기 비중은 0.005 이었고, 입자의 모양은 침상을 나타내었다.

제조예 7

(절단입자의 제조)

상기 제조예 6의 칩 제조장치에서 제1 분쇄수단만을 사용하여 3 내지 20 mm 크기의 우레탄 폼의 절단입자를 제조하였다. 이 절단입자의 겉보기 비중은 0.008 이었고, 입자의 모양은 괴상을 나타내었다.

실시예 1 내지 5

상기 제조예 1 내지 5에서 제조된 각각의 난연피복제를 제조예 6에서 제조된 스티로폼 분쇄입자와 니더에서 혼합하여 코팅한 후, 스프레이 드라이어로 55 ℃의 열풍과 함께 스프레이 하여 콘베어상 네트에 집섬하여 해쇄된 난연 스티로폼의 칩을 얻었다.

실시예 6 내지 10

상기 제조예 1 내지 5에서 제조된 각각의 난연피복제를 제조예 7에서 제조된 스티로폼 절단입자에 스프레이 코팅하고, 60 ℃의 열풍과 함께 연속 블로워하여 10 M 거리의 콘베어상 네트에 집섬하여 해쇄된 난연 스티로폼의 칩을 얻었다.

시험예 1 내지 5, 비교예 1

(한국공개특허공보 제10-2002-0060053호에 기재된 폐스티로폼을 이용한 성형 단열재의 제조)

상기 실시예 1 내지 5에서 제조된 난연 스티로폼 칩과 제조예 6에서 제조된 일반 스티로폼 칩을 사용하여 하기 표 1의 조성으로 니더에서 압착혼련하고, 가압성형기에서 진동가압성형하여 600 mm x 600 mm x 25 t 성형체를 제조하고, 내열성(로온도 200 ℃에서 3 시간 경과 후의 선수축율), 성형시의 두께 리바운드 비율, 강도를 비교시험하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

구 분		시험예 1	시험예 2	시험예 3	시험예 4	시험예 5	비교예 1
조성 (중량부)	실시예 1의 난연 칩	6	-	-	-	-	-
	실시예 2의 난연 칩	-	6	-	-	-	-
	실시예 3의 난연 칩	-	-	6	-	-	-
	실시예 4의 난연 칩	-	-	-	6	-	-
	실시예 5의 난연 칩	-	-	-	-	6
	제조예 6의 칩	-	-	-	-	-	6
	무수석고	25	25	25	25	25	25
	물	60	60	60	60	60	60
	메틸셀룰로오스	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7
	황산알루미늄	2.4	2.4	2.4	2.4	2.4	2.4
	붕산	2.6	2.6	2.6	2.6	2.6	2.6
	멜라민	2	2	2	2	2	2
	산화티탄	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
물성	내열성(200℃-3hr)	1.1 %	0.7 %	1.0 %	0.6 %	1.1 %	2.0 %
	리바운드율	1.5 %	1.6 %	1.6 %	1.5 %	1.6 %	10.3 %
	비중(kg/㎥)	178	180	176	182	181	176
	굴곡강도(kgf/㎠)	4.5	6.2	4.4	7.1	5.9	2.6

시험예 6 내지 10, 비교예 2

(내화 흡음 피복용 몰탈의 제조)

상기 실시예 6 내지 10에서 제조된 난연 스티로폼 칩과 제조예 7에서 제조된 일반 스티로폼 칩을 사용하여 하기 표 2의 조성으로 믹서기에서 혼합한 후, 금형몰드에 주입하여 600 mm x 600 mm x 25 t 크기의 내화 흡음 피복용 몰탈 성형체를 제조하고, 1일 수증기 양생(60 ℃x 24hr)시킨 후, 소성 수축율, 내열성(로온도 600 ℃에서 3 시간 경과 후의 선수축율), 강도를 비교시험하여 하기 표 2에 나타내었다.

도 2는 시험예 6과 비교예 2의 물과 혼합하여 몰탈을 제조한 후 비이커에 넣고 10 분간 정체한 후의 사진으로, 왼쪽의 비이커가 비교예 2의 몰탈이고, 오른쪽의 비이커가 시험예 6의 몰탈이다. 사진을 비교해보면 비교예 2의 몰탈은 칩이 균일하게 혼합되지 아니하며, 일부의 칩은 비중차에 의해 상부에 떠있는 것을 관찰할 수 있다. 이에 비하여 시험예 6의 몰탈은 난연칩이 균일하게 혼합되어 있으며, 상부에 칩이 떠있는 것을 전혀 관찰할 수 없었다.

[표 2]

구 분		시험예 6	시험예 7	시험예 8	시험예 9	시험예 10	비교예 2
조성(중량부)	실시예 6의 난연 칩	6	-	-	-	-	-
	실시예 7의 난연 칩	-	6	-	-	-	-
	실시예 8의 난연 칩	-	-	6	-	-	-
	실시예 9의 난연 칩	-	-	-	6	-	-
	실시예 10의 난연 칩	-	-	-	-	6
	제조예 7의 칩	-	-	-	-	-	6
	시멘트	45	45	45	45	45	45
	반수석고	45	45	45	45	45	45
	펄프섬유	3	3	3	3	3	3
	전분	1	1	1	1	1	1
	물	150	150	150	150	150	150
물성	내열성(600℃-3hr)	0.6 %	0.7 %	0.8 %	0.6 %	0.8 %	15.5 %
	소성수축율	1.5 %	1.6 %	1.6 %	1.5 %	1.6 %	10.3 %
	비중(kg/㎥)	710	715	690	712	680	705
	굴곡강도(kgf/㎠)	8.8	8.5	8.2	8.8	7.2	6.5

상기 각각의 몰탈은 조성 배합 후 20 분 이내에 철골 빔에 40 mm의 두께로 뿜칠하여 시공한 결과 24 시간 이후에도 떨어짐없이 부착성이 우수하였고, 리바운드 로스율은 각각 20 중량%으로 시공되었다.

실시예 11

(브로잉 보온단열재의 시공)

상기 실시예 2의 난연 칩을 도 3과 같이 천장판과 처마사이에 0.4 kw의 블로워를 통하여 불어넣고 안착시켜 평균 두께 500 mm로 시공하였다. 도 3은 자바라 호스를 통하여 브로잉되는 본 발명의 난연 칩을 시공하는 것을 나타낸 사진이다. 이 보온단열재는 열저항치 R가 60을 나타내었다.

도 1은 제조예 6의 스치로폼을 분쇄하기 위한 장치를 나타낸 개략 사시도이다.

도 2는 비교예 2와 시험예 6의 몰탈의 혼합성을 비교한 사진이다.

도 3은 실시예 11의 브로잉 보온단열재를 시공하는 사진이다.

도면부호 10은 제1 분쇄수단이고, 11, 12, 13, 14는 롤 분쇄기이고, 15는 투입구이고, 16은 배출구이고, 17은 누름판이고, 19는 공압실리더이고, 30은 제2 분쇄수단이고, 31, 41은 제1 연속벨트이고, 33, 43은 제1 롤러이고, 35, 45는 제 1밀착판이고, 38은 에어 워셔이고, 39는 상부 컨베이어이고, 49는 하부 컨베이어이고, 50은 수집수단이고, 53은 공기 블로워이고, 70은 저장수단이고, 71는 배출구이고, 73은 스크류 피더이다.

Claims

분쇄 또는 절단된 발포수지 칩의 표면을

물유리, 붕사 및 실리카를 반응시켜 제조한 액상 변성 알칼리 금속 규산염으로 이루어진 무기 바인더 단독, 또는

티탄 무수 석고 무기물 입자, 인산 암모늄 난연제, 아크릴 부타디엔 에멀젼형 수지 유기바인더 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종과 상기 무기 바인더를 포함하는 난연 피복제 조성물로 코팅한 난연성 발포수지 칩.
제 1 항에 있어서,

상기 발포수지가 폴리스티렌 폼, 폴리올레핀 폼, 멜라민 폼, 및 우레탄 폼으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 난연성 발포수지 칩.
제 1 항에 있어서,

상기 난연 피복제는 하기 i)∼v)의 조성을 포함하여 발포수지 분쇄입자 또는 절단입자 100 중량부에 대하여 30∼200 중량부로 사용하는 것인 난연성 발포수지 칩:

i) 무기 바인더 100 중량부;

ii) 무기 바인더 100 중량부, 및 무기물 입자 5∼30 중량부;

iii) 무기 바인더 100 중량부, 난연제 1∼20 중량부;

iv) 무기 바인더 100 중량부, 유기 바인더 0.5∼50 중량부, 및 무기물 입자 5~30 중량부; 또는

v) 무기 바인더 100 중량부, 유기 바인더 0.5∼50 중량부, 및 난연제 1∼20 중량부.
제 1 항에 있어서,

상기 무기물 입자는 평균입도가 100 메쉬 이하인 난연성 발포수지 칩.
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a) 발포수지를 제공하는 단계;

b) 상기 a)단계의 발포수지를 분쇄 또는 절단하여 발포수지 분쇄입자 또는 절단입자를 제조하는 단계;

c) 상기 b)단계의 분쇄입자 또는 절단입자의 표면에 난연피복제를 코팅하는 단계; 및

d) 상기 c)단계의 난연피복제가 표면에 코팅된 분쇄입자 또는 절단입자를 브로잉 건조 또는 스프레이 건조하면서 해쇄하여 건조 및 해쇄된 난연 분쇄입자체 또는 절단입자체를 제조하는 단계를 포함하는 제1항의 난연성 발포수지 칩의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 a)단계의 발포수지가 폴리스티렌 폼, 폴리올레핀 폼, 멜라민 폼, 및 우레탄 폼으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 난연성 발포수지 칩의 제조방법.
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제1항의 난연성 발포 수지칩을 포함하는 보온 단열재.
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