KR101519864B1 - 팽창흑연을 이용한 경량내화 흡음단열재 및 그 제조방법 - Google Patents

팽창흑연을 이용한 경량내화 흡음단열재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질, 열처리된 팽창흑연 및 팽윤성 점토를 포함하고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 열처리된 상기 팽창흑연은 상기 팽윤성 점토 100중량부에 대하여 10∼100중량부 함유되고, 상기 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 상기 팽윤성 점토와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30∼200중량부 함유되며, 5∼50mm의 두께를 갖는 판넬 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 팽창흑연과 팽윤성 점토를 이용하므로 경량을 나타내고, 흡음 성능, 단열성, 내화성 및 난연성이 우수하며, 소성 공정을 거치지 않고 제조가 가능하여 공정이 단순하고 생산 단가를 낮출 수 있다.

Description

팽창흑연을 이용한 경량내화 흡음단열재 및 그 제조방법{Sound absorbing and adiabatic material having lightweight fireproof using expandable graphite and manufacturing method of the same}
본 발명은 경량내화 흡음단열재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 팽창흑연과 팽윤성 점토를 이용하므로 경량을 나타내고, 흡음 성능, 단열성, 내화성 및 난연성이 우수하며, 소성 공정을 거치지 않고 제조가 가능하여 공정이 단순하고 생산 단가를 낮출 수 있는 경량내화 흡음단열재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
주거환경 등의 개선을 위해 방음재와 단열재의 수요가 급증하고 있다.
건축용 단열재 또는 방음재의 용도에 사용되는 스티로폼은 가볍고 단열 및 방음 효과가 양호하나, 내구성이 약하고, 발화 및 인화가 잘되므로 화재 발생시에는 유독가스를 발생하기 때문에 인명 피해가 큰 단점이 있으며, 최근에는 그의 사용이 제한되고 있다.
또한, 건축용 단열재나 방음재 등으로 많이 사용되는 유리섬유(glass fiber) 등은 화재 등의 위험으로부터 안전하나, 대기중에 노출될 경우 유리섬유의 마모로 인체에 유해한 침상의 먼지가 발생할 가능성이 있고, 시공할 때 유해한 먼지가 발생하여 시공 과정 중의 작업자의 건강에 나쁜 영향을 끼칠 염려가 있으며, 재질의 노화에 의해 발생하는 분진 등이 인체에 유해하다는 것이 판명됨에 따라 그 사용이 점차 줄어들고 있다.
또한, 페목재를 활용한 목재는 친환경적인 장점이 있으나, 화재에 취약하고, 무엇보다도 흡음재 또는 단열재로서 성능이 떨어지는 문제점이 있으며, 폐목재 수급의 원활성에 애로가 있다.
또한, 알루미늄(Al)과 같은 금속재가 있으나, 이러한 금속재는 고가이므로 가격 및 자원의 낭비적 요소가 존재한다.
또한, 시멘트 콘크리트 소재를 흡음재로 적용하는 경우도 있으나, 시멘트 콘크리트 재질의 흡음재는 비중이 커서 제품이 무거우며, 시공성이 나쁘고, 흡음 성능이 충분하지 않은 문제점이 있다.
이러한 종래의 흡음재 또는 단열재의 문제점을 개선하기 위하여 새로운 소재의 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 팽창흑연과 팽윤성 점토를 이용하므로 경량을 나타내고, 흡음 성능, 단열성, 내화성 및 난연성이 우수하며, 소성 공정을 거치지 않고 제조가 가능하여 공정이 단순하고 생산 단가를 낮출 수 있는 경량내화 흡음단열재 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질, 열처리된 팽창흑연 및 팽윤성 점토를 포함하고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 열처리된 상기 팽창흑연은 상기 팽윤성 점토 100중량부에 대하여 10∼100중량부 함유되고, 상기 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 상기 팽윤성 점토와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30∼200중량부 함유되며, 5∼50mm의 두께를 갖는 판넬 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재를 제공한다.
상기 경량내화 흡음단열재는 열처리된 상기 팽창흑연 및 상기 팽윤성 점토의 전체 함량 100중량부에 대하여 알칼리금속 성분이 제거된 물유리의 유리 성분 및 실리카 중에서 선택된 1종 이상의 물질 10∼200중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.
상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 버미큘라이트, 몬모릴로나이트, 클로라이트, 세피올라이트, 아타플자이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은, 팽창흑연을 열처리하여 팽창시키는 단계와, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질, 열처리된 상기 팽창흑연 및 팽윤성 점토를 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성하는 단계와, 상기 흡음단열재용 조성물을 5∼50mm의 두께를 갖는 판넬 형태로 성형하는 단계 및 성형된 결과물을 건조하는 단계를 포함하며, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 열처리된 상기 팽창흑연은 상기 팽윤성 점토 100중량부에 대하여 10∼100중량부 혼합하고, 상기 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 상기 팽윤성 점토와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30∼200중량부 혼합하는 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재의 제조방법을 제공한다.
상기 흡음단열재용 조성물을 형성하는 단계에서, 열처리된 상기 팽창흑연 및 상기 팽윤성 점토의 전체 함량 100중량부에 대하여 알칼리금속 성분이 제거된 물유리 및 실리카 졸 중에서 선택된 1종 이상의 물질 10∼200중량부를 더 혼합할 수 있다.
또한, 상기 흡음단열재용 조성물을 형성하는 단계에서, 열처리된 상기 팽창흑연 및 상기 팽윤성 점토의 전체 함량 100중량부에 대하여 물 및 에탄올 중에서 선택된 1종 이상의 물질 10∼100중량부를 더 혼합할 수 있다.
상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 버미큘라이트, 몬모릴로나이트, 클로라이트, 세피올라이트, 아타플자이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.
본 발명의 경량내화 흡음단열재에 의하면, 팽창흑연과 팽윤성 점토를 이용하므로 경량이면서 흡음 성능, 내화성 및 난연성이 우수하고, 소성 공정을 거치지 않고 제조가 가능하여 공정이 단순하고 생산 단가를 낮출 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 경량내화 흡음단열재는 우수한 방음 및 단열 특성을 나타내고, 기존의 단열재와는 달리 불연성이어서 화재 시 유독가스가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명에 의해 제조된 경량내화 흡음단열재는 불에 잘 타지 않는 난연성으로서 인체에 무해한 무기질계 원료로 이루어지고, 원료가 저렴하여 제조비용이 낮아 대량생산이 가능하다.
도 1a 내지 도 1c는 실시예 1에서 사용된 팽창흑연의 열처리 전 모습을 보여주는 주사전자현미경(scanning electron microscope; SEM) 사진이다.
도 2a 내지 도 2c는 실시예 1에서 사용된 팽창흑연의 열처리 후 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 3은 실시예 1에서 사용된 팽창흑연을 열처리 후에 성분 분석한 결과를 보여주는 도면이다.
도 4a 내지 도 4e는 실시예 1에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
종래의 흡음재 또는 단열재는 무겁거나, 화재에 취약하거나, 성능이 부족하거나, 인체에 유해하거나, 시공성이 나쁘거나 등의 최소한 한가지 이상의 결함을 가지고 있으며, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 경량내화 흡음단열재를 제시한다.
흡음단열재의 무게를 감소시키기 위하여서는 경량의 소재를 사용하는 것이 필요하다. 이러한 요구를 충족하기 위하여 팽창흑연과 팽윤성 점토를 주원료로 사용하며, 이러한 주원료는 전체 흡음단열재의 경량화에 결정적인 기여를 하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경량내화 흡음단열재는, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질, 열처리된 팽창흑연 및 팽윤성 점토를 포함하고, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며, 열처리된 상기 팽창흑연은 상기 팽윤성 점토 100중량부에 대하여 10∼100중량부 함유되고, 상기 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 상기 팽윤성 점토와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30∼200중량부 함유되며, 5∼50mm의 두께를 갖는 판넬 형태로 이루어진다.
흑연은 층상구조 특성으로 인해 층간에 원자나 작은 분자를 삽입할 수 있다. 층간에 황화합물, 질소화합물과 같은 화학품을 삽입(intercalation)한 후에 열을 가하면 수십 내지 수백 배로 팽창하게 되는데, 이와 같이 제조된 흑연을 특히 팽창흑연이라고 한다.
팽창흑연의 일반적인 제조방법을 살펴보면, 천연광산으로부터 흑연을 채굴한 후, 분쇄 및 수분급의 공정을 거쳐 흑연을 만들고, 이 흑연을 강산을 이용하여 세정하고 고온 및 알칼리 상태에서 소결한 후에 세정 공정을 거쳐 순도 99.5%의 흑연을 만들며, 이 흑연의 층간에 화학품을 삽입(Intercalation)한 다음에 중화 공정을 거친 후에 세정 및 건조하여 팽창흑연을 제조한다.
이와 같이 제조된 팽창흑연은 열에 의해 층간에 함유된 화학품에서 가스가 발생되면서 팽창이 일어난다. 사용하는 화학품에 따라 팽창흑연의 팽창 개시 온도가 결정된다.
팽창흑연은 고상층을 형성하는 난연제로서 팽창된 카본층이 절연층으로 작용하여 열의 이동을 방해한다. 이러한 팽창흑연은 비할로겐 타입의 저발연성 친환경 난연제로 적용될 수 있다. 팽창흑연이 열처리에 의해 팽창되게 되면, 층을 이루는 면에 대하여 수직한 방향으로는 단열성이 우수한 특성이 있다.
이러한 팽창흑연은 독성이 없고, 가벼우며, 할로겐 성분을 함유하지 않고, 물에 불용성이며, 유독가스를 발생하지 않는 등의 장점을 가지고 있다.
한편, 팽윤성 점토는 성형 공정 중 소지에 가소성을 제공하고 충분한 성형강도를 유지할 수 있도록 하여준다. 팽윤성 점토를 첨가함으로써 가소성이 향상되고, 경량화된 흡음단열재의 제조가 가능하다.
팽윤성 점토는 점토 소판들이 약한 반데르발스 힘에 의해 유지되는 미립자 형상(형태)를 갖는 층상 점토이다. 이러한 팽윤성 점토는 일반적으로 수분을 잘 흡수하고 흡수된 수분이 증발하면서 수축되어 기공을 형성할 수 있는 요인을 제공할 수 있다.
물을 흡수하여 팽창하게 되는 이러한 팽윤성 점토로는 층간에 물분자가 들어가 있는 층상 점토뿐만 아니라, 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온(일반적으로 알칼리 이온인 Na+, Li+ 등)과 들어간 상태의 층상 점토, 그리고 층간에 있는 물분자가 유기물과 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토 등이 사용될 수 있다.
층간에 물분자가 교환성 양이온과 함께 들어간 상태의 팽윤성 점토는, 기본적으로는 물분자가 교환성 양이온에 배위하고 물분자 상호간 및 밑면 산소와의 사이에 수소결합을 하여 규칙적인 배열을 하고 있다. 한편, 이러한 층간수의 양 즉, 물분자의 매수는 주변 습도 및 층간에 들어간 교환성 양이온의 종류에 의해 단계적으로 변하고, 이에 따라 층간 간격이 변하게 된다. 교환성 양이온을 포함하는 이러한 팽윤성 점토는 고유의 양이온교환 특성으로 인해 층간 양이온이 다른 무기 클러스터 양이온이나 양이온성 표면전하를 갖는 콜로이드 입자와 표면치환 반응이 일어나, 소위 가교화 점토(pillared clays)를 형성하는 특징이 있다. 이러한 가교화 점토는 무기산화물이 층간에 가교 역할을 하면서 존재하기 때문에 안정한 기공이 형성될 수 있다.
층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 팽윤성 점토는, 층간에 존재하는 교환성 양이온과 유기 양이온 등과의 이온 교환 반응에 의하여, 혹은 극성 유기분자의 흡착에 의하여 층간에 유기물이 혼입되는 것이다. 예를 들면, 에칠렌글리콜 그리세롤 같은 중성분자나 알킬 암모늄과 같은 유기 양이온이 들어갈 수 있다.
이러한 팽윤성 점토는 벤토나이트(bentonite), 버미큘라이트(vermiculite), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 클로라이트(chlorite), 세피올라이트(sepiolite), 아타플자이트(attapulgite), 사포나이트(saponite), 헥토라이트(hectorite), 바이델라이트(beidellite), 할로이사이트(halloysite), 소코나이트(sauconite) 및 논트로나이트(nontronite) 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어질 수 있다.
팽윤성 점토 중 벤토나이트(Bentonite)는 점력이 강하고 팽윤성 및 양이온 교환성이 크다.
팽윤성 점토 중 몬모릴로나이트는 수용액 중에서 층간이온의 수화반응에 의하여 특유의 팽윤 특성을 나타낸다. 몬모릴로나이트는 양이온 교환능이 커서 수용액 중에서 팽윤에 의한 격자박리화가 용이하게 일어난다. Na+ 또는 Li+을 교환성 양이온으로 가진 몬모릴로나이트의 경우에는, 수중에서 40∼140Å 정도까지 층간거리가 측정되고 있고, 이는 점토가 수중에서 층간에 물을 흡착하여 팽창(팽윤(swelling)되는 현상이다.
팽윤성 점토 중 할로이사이트(halloysite)는 습윤한 상태에서 층간에 물분자가 층간수로 들어가 있으나, 교환성 양이온은 포함되어 있지 않다. 이러한 할로이사이트의 층간수는 건조시키면 쉽게 탈수되어, 층간 간격은 10Å 정도에서 7.4∼7.5Å 정도로 축소된다.
이러한 팽윤성 점토는 가소성을 좋게 하고 경량화를 구현할 수 있게 하게 하며, 또한 차수재(또는 방수재)의 역할을 하여 물이 더 이상 경량내화 흡음단열재를 통과하지 못하게 하는 역할을 하기도 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경량내화 흡음단열재는 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함한다. 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 점결제로서 팽창흑연과 팽윤성 점토 입자 사이에 점착력을 부여하고 성형 시에 흡음단열재의 강도를 유지하여 시공성을 향상시키는 역할을 하고 흡음단열재의 탄성을 증가시키는 역할도 할 수 있다. 상기 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 상기 팽윤성 점토와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30∼200중량부 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경량내화 흡음단열재는 난연성을 보완하기 위하여 Na와 같은 알칼리금속 성분이 제거된 물유리의 유리 성분 및 실리카 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 알칼리금속 성분이 제거된 물유리를 제조하는 방법은 다양한데, 예를 들면 SiO2와 Na2CO3를 혼합 용융하고 급냉(quenching)하여 물유리를 얻은 다음에 수지에 흡착시켜 알칼리금속 성분(예컨대, Na)을 제거하여 얻을 수 있다. 상기 실리카 졸은 물 등의 분산매에 규산(SiO2·nH2O)의 미립자가 분산된 콜로이드이고, 건조 공정을 거치면 실리카 젤을 거쳐 실리카가 된다. 알칼리금속 성분이 제거된 물유리의 유리 성분 및 실리카 중에서 선택된 1종 이상의 물질이 함유되게 되면 팽창흑연의 부족한 난연성을 보완하여 주므로 난연성이 개선될 수 있고 팽창흑연의 산화를 방지하여 내화성 및 단열성을 증진할 수 있다. 상기 알칼리금속 성분이 제거된 물유리의 유리 성분 및 실리카 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 열처리된 상기 팽창흑연 및 상기 팽윤성 점토의 전체 함량 100중량부에 대하여 10∼200중량부를 함유되는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경량내화 흡음단열재의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
팽창흑연을 전기로와 같은 퍼니스(furnace)에 장입하고 열처리 공정을 수행한다. 상기 팽창흑연은 사용하는 화학품(예컨대, 황화합물, 질소화합물)에 따라 팽창흑연의 팽창 개시 온도가 결정되는데, 바람직하게는 상기 열처리 공정은 비교적 저온인 500∼900℃ 정도의 온도에서 10초∼12시간 정도 수행하는 것이 바람직하다. 열처리하는 동안에 퍼니스 내부의 압력은 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
상기 열처리는 500∼900℃ 범위의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하다. 열처리온도가 500℃ 미만인 경우에는 팽창흑연이 불완전하게 열처리되어 흡음단열재의 특성이 좋지 않을 수 있고, 900℃를 초과하는 경우에는 에너지의 소모가 많아 비경제적일 수 있다.
상기 열처리온도까지는 1∼50℃/min의 승온속도로 상승시키는 것이 바람직한데, 승온 속도가 너무 느린 경우에는 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지고 승온 속도가 너무 빠른 경우에는 급격한 온도 상승에 의해 열적 스트레스가 가해질 수 있으므로 상기 범위의 승온 속도로 온도를 올리는 것이 바람직하다.
또한, 상기 열처리는 열처리온도에서 10초∼12시간 동안 유지하는 것이 바람직하다. 열처리 시간이 너무 긴 경우에는 에너지의 소모가 많으므로 비경제적일 뿐만 아니라 더 이상의 열처리 효과를 기대하기 어려우며, 열처리 시간이 작은 경우에는 불완전한 열처리로 팽창흑연의 충분한 팽창이 일어나지 않을 수 있다.
또한, 상기 열처리는 산화 분위기(예컨대, 공기(air) 또는 산소(O2) 분위기)에서 실시하는 것이 바람직하다.
열처리 공정을 수행한 후, 퍼니스 온도를 하강시켜 열처리된 팽창흑연을 언로딩한다. 상기 퍼니스 냉각은 퍼니스 전원을 차단하여 자연적인 상태로 냉각되게 하거나, 임의적으로 온도 하강률(예컨대, 10℃/min)을 설정하여 냉각되게 할 수도 있다. 퍼니스 온도를 하강시키는 동안에도 퍼니스 내부의 압력은 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
출발원료로 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질, 열처리된 팽창흑연 및 팽윤성 점토를 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성한다. 열처리된 상기 팽창흑연은 상기 팽윤성 점토 100중량부에 대하여 10∼100중량부 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 상기 팽윤성 점토와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30∼200중량부 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 출발원료를 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성할 때, 열처리된 상기 팽창흑연 및 상기 팽윤성 점토의 전체 함량 100중량부에 대하여 물 및 에탄올 중에서 선택된 1종 이상의 물질 10∼100중량부를 더 혼합할 수 있다.
또한, 상기 출발원료를 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성할 때, 열처리된 상기 팽창흑연 및 상기 팽윤성 점토의 전체 함량 100중량부에 대하여 알칼리금속 성분이 제거된 물유리 및 실리카 졸 중에서 선택된 1종 이상의 물질 10∼200중량부를 더 혼합할 수 있다. 알칼리금속 성분이 제거된 물유리 및 실리카 졸 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 첨가하게 되면 팽창흑연의 부족한 난연성을 보완하여 주므로 난연성이 개선될 수 있고 팽창흑연의 산화를 방지하여 내화성 및 단열성을 증진할 수 있는 효과가 있다. 상기 알칼리금속 성분이 제거된 물유리를 제조하는 방법은 다양한데, 예를 들면 SiO2와 Na2CO3를 혼합 용융하고 급냉(quenching)하여 물유리를 얻은 다음에 수지에 흡착시켜 알칼리금속 성분(예컨대, Na)을 제거하여 얻을 수 있다. 상기 실리카 졸은 물 등의 분산매에 규산(SiO2·nH2O)의 미립자가 분산된 콜로이드이다.
상기 흡음단열재용 조성물을 성형하여 흡음단열재 성형체를 형성한다. 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질, 팽창흑연 및 팽윤성 점토가 포함된 흡음단열재용 조성물을 몰드에 주입하여 원하는 형태로 성형한다. 상기 성형체는 판넬 형태로 이루어지고 5∼50mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 상기 성형은 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 성형체는 평평한 판넬 타입으로 형성할 수 있고, 상기 성형은 소정 압력(예컨대, 1∼10톤)으로 일축가압하거나 양축가압하여 수행하거나 압출기(extruder)를 이용할 수도 있다.
성형된 결과물을 건조한다. 상기 건조는 상기 물의 끓는점 이하의 온도, 예컨대 40∼100℃ 정도의 온도에서 이루어지는 것이 바람직한데, 40℃ 미만일 경우에는 충분한 건조가 이루어지지 않을 수 있고, 100℃를 초과하면 필요한 설비비용과 에너지 비용이 과다하게 소요되며 이는 결국 경량내화 흡음단열재의 제조원가 상승으로 연결될 수 있다. 상기 건조 공정에 의해 상기 실리카 졸은 실리카 젤로 변화된 후 실리카가 되게 된다. 또한, 상기 건조 공정에 의해 상기 알칼리금속 성분이 제거된 물유리에서 물 성분이 제거되어 유리 성분이 남게 된다.
본 발명에 의해 제조된 경량내화 흡음단열재는 흡음율이 NRC(Noise reduction coefficient) 기준 0.5 이상으로 흡음소재 또ㅁ는 단열소재로서 다양한 분야에 응용될 수 있으며, 기존의 콘크리트 재질의 흡음단열재, 유리섬유 재질의 흡음단열재와 달리 시공과정 중의 편의성이 크게 개선되는 효과를 지닌다.
또한, 본 발명의 경량내화 흡음단열재는 기존의 흡음단열재와 비교하여 대폭 경량화됨으로써, 본 발명의 경량내화 흡음단열재가 적용되는 경우에 각종 구조물의 부하를 경감할 수 있다.
또한, 본 발명의 경량내화 흡음단열재는 난연성이 획기적으로 개선되며, 스티로폼, 목재 재질 등과 같은 가연성 소재의 흡음단열재에 비하여 화재에 대한 안정성이 매우 우수하다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
팽창흑연을 전기로에 장입하고 열처리 공정을 수행하였다. 상기 열처리 공정은 600℃의 온도에서 1시간 동안 수행하였다. 열처리 온도까지는 5℃/min의 승온속도로 상승시켰으며, 상기 열처리는 공기(air) 분위기에서 실시하였으며, 열처리 공정을 수행한 후 퍼니스 온도를 자연 냉각되게 하였다.
출발원료로 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연 및 팽윤성 점토인 벤토나이트를 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성하였다. 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연은 9:1의 중량비로 혼합하였으며, 상기 폴리비닐알콜은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30∼143중량부 혼합하였다.
상기 흡음단열재용 조성물을 성형하여 흡음단열재 성형체를 형성하였다. 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연 및 벤토나이트가 포함된 흡음단열재용 조성물을 몰드에 주입하고 약 3톤(ton)의 압력으로 일축가압하여 성형하였다. 상기 성형체는 4mm, 10mm 및 15mm의 두께로 각각 형성하였다.
성형된 결과물을 건조하여 경량내화 흡음단열재를 형성하였다. 상기 건조는 70℃ 정도의 온도에서 24시간 동안 이루어졌다.
도 1a 내지 도 1c는 실시예 1에서 사용된 팽창흑연의 열처리 전 모습을 보여주는 주사전자현미경(scanning electron microscope; SEM) 사진이고, 도 2a 내지 도 2c는 실시예 1에서 사용된 팽창흑연의 열처리 후 모습을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이며, 도 3은 실시예 1에서 사용된 팽창흑연을 열처리 후에 성분 분석한 결과를 보여주는 도면이다.
도 1a 내지 도 3을 참조하면, 팽창흑연은 열처리 후에 팽창되었으며, 열처리 후에 탄소(C)가 주성분을 이루고 산소(O), 황(S) 및 철(Fe) 성분이 포함되어 있음을 알 수 있다. 황(S) 성분이 포함된 것으로 보아 팽창흑연의 층간에 황화합물(예컨대, 황산)이 화학품으로 삽입(intercalation)된 것으로 판단된다.
도 4a 내지 도 4e는 실시예 1에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재를 보여주는 도면이다. 도 4a는 벤토나이트와 열처리된 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 폴리비닐알콜 143중량부를 혼합하고 성형체는 15mm의 두께로 제작한 경우에 대한 것이고, 도 4b는 벤토나이트와 열처리된 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 폴리비닐알콜 84중량부를 혼합하고 성형체는 4mm의 두께로 제작한 경우에 대한 것이며, 도 4c는 벤토나이트와 열처리된 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 폴리비닐알콜 88중량부를 혼합하고 성형체는 4mm의 두께로 제작한 경우에 대한 것이고, 도 4d는 벤토나이트와 열처리된 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 폴리비닐알콜 54중량부를 혼합하고 성형체는 10mm의 두께로 제작한 경우에 대한 것이며, 도 4e는 벤토나이트와 열처리된 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 폴리비닐알콜 71중량부를 혼합하고 성형체는 10mm의 두께로 제작한 경우에 대한 것이다.
도 4a 내지 도 4e를 참조하면, 성형체의 두께가 4mm로 얇은 경우에는 갈라짐 현상이 발생하였고, 성형체의 두께가 10mm 이상인 경우에는 부분적 갈라짐 현상이 나타났다.
<실시예 2>
팽창흑연을 전기로에 장입하고 열처리 공정을 수행하였다. 상기 열처리 공정은 600℃의 온도에서 1시간 동안 수행하였다. 열처리 온도까지는 5℃/min의 승온속도로 상승시켰으며, 상기 열처리는 공기(air) 분위기에서 실시하였으며, 열처리 공정을 수행한 후 퍼니스 온도를 자연 냉각되게 하였다.
출발원료로 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연 및 팽윤성 점토인 벤토나이트를 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성하였다. 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연은 8:2, 7:3의 중량비로 각각 혼합하였으며, 상기 폴리비닐알콜은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 71중량부 혼합하였다.
상기 흡음단열재용 조성물을 성형하여 흡음단열재 성형체를 형성하였다. 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연 및 벤토나이트가 포함된 흡음단열재용 조성물을 몰드에 주입하고 약 3톤(ton)의 압력으로 일축가압하여 성형하였다. 상기 성형체는 10mm의 두께로 형성하였다.
성형된 결과물을 건조하여 경량내화 흡음단열재를 형성하였다. 상기 건조는 70℃ 정도의 온도에서 24시간 동안 이루어졌다.
실시예 2에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재는 갈라짐이나 균열이 발생하지 않았다.
<실시예 3>
팽창흑연을 전기로에 장입하고 열처리 공정을 수행하였다. 상기 열처리 공정은 600℃의 온도에서 1시간 동안 수행하였다. 열처리 온도까지는 5℃/min의 승온속도로 상승시켰으며, 상기 열처리는 공기(air) 분위기에서 실시하였으며, 열처리 공정을 수행한 후 퍼니스 온도를 자연 냉각되게 하였다.
출발원료로 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 팽윤성 점토인 벤토나이트 및 실리카 졸을 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성하였다. 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연은 7:3의 중량비로 혼합하였으며, 상기 폴리비닐알콜은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 71중량부 혼합하였고, 상기 실리카 졸은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 100중량부 혼합하였다.
상기 흡음단열재용 조성물을 성형하여 흡음단열재 성형체를 형성하였다. 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 벤토나이트 및 실리카 졸이 포함된 흡음단열재용 조성물을 몰드에 주입하고 약 4.5톤(ton)의 압력으로 일축가압하여 성형하였다. 상기 성형체는 10mm의 두께로 형성하였다.
성형된 결과물을 건조하여 경량내화 흡음단열재를 형성하였다. 상기 건조는 70℃ 정도의 온도에서 24시간 동안 이루어졌다.
실시예 3에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재는 갈라짐이나 균열이 발생하지 않았다.
<실시예 4>
팽창흑연을 전기로에 장입하고 열처리 공정을 수행하였다. 상기 열처리 공정은 600℃의 온도에서 1시간 동안 수행하였다. 열처리 온도까지는 5℃/min의 승온속도로 상승시켰으며, 상기 열처리는 공기(air) 분위기에서 실시하였으며, 열처리 공정을 수행한 후 퍼니스 온도를 자연 냉각되게 하였다.
출발원료로 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 팽윤성 점토인 벤토나이트 및 물을 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성하였다. 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연은 5:5의 중량비로 혼합하였으며, 상기 폴리비닐알콜은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 38중량부, 63중량부를 각각 혼합하였고, 상기 물은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 75중량부 혼합하였다.
상기 흡음단열재용 조성물을 성형하여 흡음단열재 성형체를 형성하였다. 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 벤토나이트 및 물이 포함된 흡음단열재용 조성물을 몰드에 주입하고 약 5톤(ton)의 압력으로 일축가압하여 성형하였다. 상기 성형체는 10mm의 두께로 형성하였다.
성형된 결과물을 건조하여 경량내화 흡음단열재를 형성하였다. 상기 건조는 70℃ 정도의 온도에서 24시간 동안 이루어졌다.
실시예 4에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재는 작은 크기의 입자들이 뭉치며 진흙처럼 붙어있는 형태를 가졌으며, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재에 비하여 강도가 우수한 것으로 나타났다.
<실시예 5>
팽창흑연을 전기로에 장입하고 열처리 공정을 수행하였다. 상기 열처리 공정은 600℃의 온도에서 1시간 동안 수행하였다. 열처리 온도까지는 5℃/min의 승온속도로 상승시켰으며, 상기 열처리는 공기(air) 분위기에서 실시하였으며, 열처리 공정을 수행한 후 퍼니스 온도를 자연 냉각되게 하였다.
출발원료로 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 팽윤성 점토인 벤토나이트 및 에탄올을 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성하였다. 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연은 5:5의 중량비로 혼합하였으며, 상기 폴리비닐알콜은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 38중량부, 63중량부를 각각 혼합하였고, 상기 에탄올은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 75중량부 혼합하였다.
상기 흡음단열재용 조성물을 성형하여 흡음단열재 성형체를 형성하였다. 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 벤토나이트 및 에탄올이 포함된 흡음단열재용 조성물을 몰드에 주입하고 약 5톤(ton)의 압력으로 일축가압하여 성형하였다. 상기 성형체는 10mm의 두께로 형성하였다.
성형된 결과물을 건조하여 경량내화 흡음단열재를 형성하였다. 상기 건조는 70℃ 정도의 온도에서 24시간 동안 이루어졌다.
실시예 5에 따라 제조된 흡음단열재용 조성물은 성형성이 우수하였으며, 그러나 실시예 5에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재는 실시예 4에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재에 비하여 강도가 낮은 것으로 나타났다.
<실시예 6>
팽창흑연을 전기로에 장입하고 열처리 공정을 수행하였다. 상기 열처리 공정은 600℃의 온도에서 1시간 동안 수행하였다. 열처리 온도까지는 5℃/min의 승온속도로 상승시켰으며, 상기 열처리는 공기(air) 분위기에서 실시하였으며, 열처리 공정을 수행한 후 퍼니스 온도를 자연 냉각되게 하였다.
출발원료로 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 팽윤성 점토인 벤토나이트 및 실리카 졸을 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성하였다. 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연은 5:5의 중량비로 혼합하였으며, 상기 폴리비닐알콜은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 38중량부 혼합하였고, 상기 실리카 졸은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 75중량부 혼합하였다.
상기 흡음단열재용 조성물을 성형하여 흡음단열재 성형체를 형성하였다. 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 벤토나이트 및 실리카 졸이 포함된 흡음단열재용 조성물을 몰드에 주입하고 약 5톤(ton)의 압력으로 일축가압하여 성형하였다. 상기 성형체는 10mm의 두께로 형성하였다.
성형된 결과물을 건조하여 경량내화 흡음단열재를 형성하였다. 상기 건조는 70℃ 정도의 온도에서 24시간 동안 이루어졌다.
실시예 6에 따라 제조된 흡음단열재용 조성물은 실시예 5에 따라 제조된 흡음단열재용 조성물에 비하여 성형성이 조금 떨어졌으며, 실시예 6에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재는 실시예 5에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재에 비하여 강도가 높은 것으로 나타났다.
<실시예 7>
팽창흑연을 전기로에 장입하고 열처리 공정을 수행하였다. 상기 열처리 공정은 600℃의 온도에서 1시간 동안 수행하였다. 열처리 온도까지는 5℃/min의 승온속도로 상승시켰으며, 상기 열처리는 공기(air) 분위기에서 실시하였으며, 열처리 공정을 수행한 후 퍼니스 온도를 자연 냉각되게 하였다.
출발원료로 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 팽윤성 점토인 벤토나이트, 물, 에탄올 및 실리카 졸을 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성하였다. 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연은 5:5의 중량비로 혼합하였으며, 상기 폴리비닐알콜은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 63중량부 혼합하였고, 상기 물은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 38중량부 혼합하였으며, 상기 에탄올은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 50중량부 혼합하였고, 상기 실리카 졸은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 75중량부 혼합하였다.
상기 흡음단열재용 조성물을 성형하여 흡음단열재 성형체를 형성하였다. 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 벤토나이트, 물, 에탄올 및 실리카 졸이 포함된 흡음단열재용 조성물을 몰드에 주입하고 약 5톤(ton)의 압력으로 일축가압하여 성형하였다. 상기 성형체는 10mm의 두께로 형성하였다.
성형된 결과물을 건조하여 경량내화 흡음단열재를 형성하였다. 상기 건조는 70℃ 정도의 온도에서 24시간 동안 이루어졌다.
실시예 7에 따라 제조된 흡음단열재용 조성물은 성형성이 우수하였으며, 실시예 7에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재는 실시예 5에 따라 제조된 경량내화 흡음단열재에 비하여 강도가 높은 것으로 나타났다.
<실시예 8>
팽창흑연을 전기로에 장입하고 열처리 공정을 수행하였다. 상기 열처리 공정은 600℃의 온도에서 1시간 동안 수행하였다. 열처리 온도까지는 5℃/min의 승온속도로 상승시켰으며, 상기 열처리는 공기(air) 분위기에서 실시하였으며, 열처리 공정을 수행한 후 퍼니스 온도를 자연 냉각되게 하였다.
출발원료로 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 팽윤성 점토인 벤토나이트, 물 및 실리카 졸을 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성하였다. 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연은 5:5의 중량비로 혼합하였으며, 상기 폴리비닐알콜은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 50중량부 혼합하였고, 상기 물은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30중량부 혼합하였으며, 상기 실리카 졸은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30중량부 혼합하였다.
상기 흡음단열재용 조성물을 성형하여 흡음단열재 성형체를 형성하였다. 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 벤토나이트, 물 및 실리카 졸이 포함된 흡음단열재용 조성물을 몰드에 주입하고 약 6톤(ton)의 압력으로 일축가압하여 성형하였다. 상기 성형체는 10mm의 두께로 형성하였다.
성형된 결과물을 건조하여 경량내화 흡음단열재를 형성하였다. 상기 건조는 70℃ 정도의 온도에서 24시간 동안 이루어졌다.
실시예 8에 따라 제조된 흡음단열재용 조성물은 성형성이 우수한 것으로 나타났다.
<실시예 9>
팽창흑연을 전기로에 장입하고 열처리 공정을 수행하였다. 상기 열처리 공정은 600℃의 온도에서 1시간 동안 수행하였다. 열처리 온도까지는 5℃/min의 승온속도로 상승시켰으며, 상기 열처리는 공기(air) 분위기에서 실시하였으며, 열처리 공정을 수행한 후 퍼니스 온도를 자연 냉각되게 하였다.
출발원료로 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 팽윤성 점토인 벤토나이트, 물 및 실리카 졸을 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성하였다. 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연은 5:5의 중량비로 혼합하였으며, 상기 폴리비닐알콜은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 50중량부 혼합하였고, 상기 물은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 10중량부 혼합하였으며, 상기 실리카 졸은 상기 벤토나이트와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30중량부 혼합하였다.
상기 흡음단열재용 조성물을 성형하여 흡음단열재 성형체를 형성하였다. 폴리비닐알콜, 열처리된 팽창흑연, 벤토나이트, 물 및 실리카 졸이 포함된 흡음단열재용 조성물을 몰드에 주입하고 약 6톤(ton)의 압력으로 일축가압하여 성형하였다. 상기 성형체는 10mm의 두께로 형성하였다.
성형된 결과물을 건조하여 경량내화 흡음단열재를 형성하였다. 상기 건조는 70℃ 정도의 온도에서 24시간 동안 이루어졌다.
실시예 9에 따라 제조된 흡음단열재용 조성물은 성형성이 우수한 것으로 나타났다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (11)

  1. 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질, 열처리된 팽창흑연 및 팽윤성 점토를 포함하고,
    상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며,
    열처리된 상기 팽창흑연은 상기 팽윤성 점토 100중량부에 대하여 10∼100중량부 함유되고,
    상기 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 상기 팽윤성 점토와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30∼200중량부 함유되며,
    5∼50mm의 두께를 갖는 판넬 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재.
  2. 제1항에 있어서, 열처리된 상기 팽창흑연 및 상기 팽윤성 점토의 전체 함량 100중량부에 대하여 알칼리금속 성분이 제거된 물유리의 유리 성분 및 실리카 중에서 선택된 1종 이상의 물질 10∼200중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재.
  5. 제1항에 있어서, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 버미큘라이트, 몬모릴로나이트, 클로라이트, 세피올라이트, 아타플자이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재.
  6. 팽창흑연을 열처리하여 팽창시키는 단계;
    폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질, 열처리된 상기 팽창흑연 및 팽윤성 점토를 혼합하여 흡음단열재용 조성물을 형성하는 단계;
    상기 흡음단열재용 조성물을 5∼50mm의 두께를 갖는 판넬 형태로 성형하는 단계; 및
    성형된 결과물을 건조하는 단계를 포함하며,
    상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자를 함유하는 층상 점토로 이루어지며,
    열처리된 상기 팽창흑연은 상기 팽윤성 점토 100중량부에 대하여 10∼100중량부 혼합하고,
    상기 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 및 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 상기 팽윤성 점토와 열처리된 상기 팽창흑연의 전체 함량 100중량부에 대하여 30∼200중량부 혼합하는 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 흡음단열재용 조성물을 형성하는 단계에서,
    열처리된 상기 팽창흑연 및 상기 팽윤성 점토의 전체 함량 100중량부에 대하여 알칼리금속 성분이 제거된 물유리 및 실리카 졸 중에서 선택된 1종 이상의 물질 10∼200중량부를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 흡음단열재용 조성물을 형성하는 단계에서,
    열처리된 상기 팽창흑연 및 상기 팽윤성 점토의 전체 함량 100중량부에 대하여 물 및 에탄올 중에서 선택된 1종 이상의 물질 10∼100중량부를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 팽윤성 점토는 층간에 물분자와 함께 교환성 양이온이 함유된 층상 점토로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 팽윤성 점토는 층간에 있는 물분자가 유기물로 일부 교환되어 점토-유기물 복합체를 형성하는 층상 점토로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 팽윤성 점토는 벤토나이트, 버미큘라이트, 몬모릴로나이트, 클로라이트, 세피올라이트, 아타플자이트, 사포나이트, 헥토라이트, 바이델라이트, 할로이사이트, 소코나이트 및 논트로나이트 중에서 선택된 1종 이상의 층상 점토로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량내화 흡음단열재의 제조방법.
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