KR101667267B1 - 난연성 단열패널 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 난연성 단열패널을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 실시예로, 입상의 발포수지에 제1난연액을 코팅하는 제1코팅단계, 상기 제1코팅단계를 거친 발포수지에 난연입자를 코팅하는 제2코팅단계, 상기 제2코팅단계를 거친 발포수지에 제2난연액을 코팅하는 제3코팅단계 및 상기 제3코팅단계를 거친 발포수지를 틀에 넣고 열과 압력을 가하여 성형단계를 포함하는 난연성 단열패널 제조방법을 제시한다.
Description
본 발명은 난연성 단열패널을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 입상의 발포수지에 난연액을 코팅하고 이를 융착시켜 난연성 단열패널을 제조하는 방법과 관련된다.
일반적으로 건물의 벽체에는 단열패널을 설치하여 방음 및 단열이 이루어지게 하고 있다.
단열패널은 난연소재를 이용하여 만들거나 가연성소재의 패널에 난연액을 충진시켜 난연화할 수 있다. 한편 가연성소재에 탄소를 함유한 난연액을 코팅하고 융착시켜 난연화하는 경우도 있다.
종래의 카본 코팅 융착 방법은 스티로폼 비드에 카본을 코팅한 후 카본이 코팅된 비드를 몰드에 넣고 스팀으로 융착시키는 방법으로서 스티로폼 비드 사이에 융착이 일어나고 융착이 일어나지 않은 부분에 카본이 위치하여 난연화시키는 방법이다.
하지만 이와 같은 종래의 방법에 의하면 카본 입자가 스티로폼 비드의 외표면을 완전히 코팅시키기 어렵기 때문에 난연성이 높은 단열패널을 만들기가 어렵다. 또한 카본 입자가 스티로폼 비드에 직접 코팅되기 때문에 향후 이러한 방법으로 제조된 패널을 재활용하는데 있어서도 어려움이 있었다.
본 발명은 입상의 발포수지에 여러층의 난연코팅을 할 수 있도록 하여 난연성이 높으며, 발포수지의 원형을 보존할 수 있어 재활용이 가능한 단열패널을 제조하는 방법을 제시한다.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 난연성 단열패널을 제조하는 방법으로서, 입상의 발포수지에 제1난연액을 코팅하는 제1코팅단계, 상기 제1코팅단계를 거친 발포수지에 난연입자를 코팅하는 제2코팅단계, 상기 제2코팅단계를 거친 발포수지에 제2난연액을 코팅하는 제3코팅단계 및 상기 제3코팅단계를 거친 발포수지를 틀에 넣고 열과 압력을 가하여 성형하는 성형단계를 포함하는 난연성 단열패널 제조방법을 제시한다.
상기 제1코팅단계에서, 상기 제1난연액은 접착성을 가진 유무기 난연 바인더일 수 있다.
또한 상기 제2코팅단계에서, 상기 난연입자는 유무기 난연 분말일 수 있다.
한편 상기 제3코팅단계에서, 상기 제2난연액은 접착성을 가진 유무기 난연 바인더로서 팽창흑연 입자가 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 입상의 발포수지에 용이하게 여러층의 난연코팅을 할 수 있어 난연성이 높으며, 발포수지의 원형을 보존할 수 있어 재활용이 가능한 단열패널을 제조할 수 있는 효과가 있다.
그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 난연성 단열패널의 제조방법을 나타내는 순서도.
도 2는 발포수지의 최초의 상태를 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 제1코팅단계를 거친 발포수지의 상태를 나타내는 도면.
도 4는 도 1의 제2코팅단계를 거친 발포수지의 상태를 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 제3코팅단계를 거친 발포수지의 상태를 나타내는 도면.
도 6은 도 1의 성형단계를 거친 발포수지의 상태를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 난연성 단열패널의 제조방법에 의해 제조된 난연성 단열패널의 시편을 나타내는 도면.
도 8은 도 7의 시편에 연소실험을 한 결과를 나타내는 도면.
도 2는 발포수지의 최초의 상태를 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 제1코팅단계를 거친 발포수지의 상태를 나타내는 도면.
도 4는 도 1의 제2코팅단계를 거친 발포수지의 상태를 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 제3코팅단계를 거친 발포수지의 상태를 나타내는 도면.
도 6은 도 1의 성형단계를 거친 발포수지의 상태를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 난연성 단열패널의 제조방법에 의해 제조된 난연성 단열패널의 시편을 나타내는 도면.
도 8은 도 7의 시편에 연소실험을 한 결과를 나타내는 도면.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 단열패널 제조방법에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일유사한 구성에 대해서는 동일유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 또한 첨부된 도면의 구성요소는 쉽게 이해되도록 구성요소의 사이즈를 과장하여 표현한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 단열패널 제조방법은, 제1코팅단계, 제2코팅단계, 제3코팅단계 및 성형단계를 포함한다.
제1코팅단계에서는 입상의 발포수지(1)에 제1난연액(2)을 코팅한다. 여기에서 입상의 발포수지(1)는 한 예로 EPS 수지를 열과 스팀을 가하여 발포시킨 스티로폼 비드를 말한다.
EPS란 Expandable polystyrene의 약자로서 Styrene Monomer(SM)의 중합체에 저비점 탄화수소계 발포제(보통 펜탄, 부탄 사용)를 침투시켜 만들어진 발포성 폴리스타이렌 수지로써 우리가 주위에서 쉽게 볼 수 있는 스티로폼을 말한다.
또한 발포는 EPS 수지를 발포제를 첨가하고 발포 조건에 필요한 열 매개체를 이용하여 충분히 연화시켜서 발포제의 발산을 용이하게 하여 원하는 정도의 비드로 팽창시키는 것이다. 가장 일반적인 열 매개체는 스팀이다.
이렇게 열과 스팀을 가함으로써 EPS 수지가 발포되어 형성된 스타이렌 구상입자를 스티로폼 비드라고 한다.
이와 같은 입상의 발포수지(1)에 제1난연액(2)을 코팅하고, 제1코팅단계를 거친 발포수지(1)에 난연입자(3)를 코팅하는 제2코팅단계, 제2코팅단계를 거친 발포수지(1)에 제2난연액(4)을 코팅하는 제3코팅단계 및 제3코팅단계를 거친 발포수지(1)를 틀에 넣고 열과 압력을 가하여 성형하는 성형단계를 거쳐 난연성 단열패널을 제조한다.
여기에서 제2코팅단계에서 코팅되는 난연입자(3)는 난연성을 높이는 동시에 제1코팅단계를 거친 발포수지(1) 입자들이 서로 붙는 것을 방지하여 제3코팅단계가 원활하게 수행될 수 있도록 한다.
이와 같은 방법에 의해 입상의 발포수지(1)에 용이하게 여러층의 난연코팅을 할 수 있다. 제조된 난연성 단열패널은 난연성이 높으며, 발포수지(1)의 원형을 보존할 수 있어 재활용이 가능하다.
이하 각 단계에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 난연성 단열패널의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
제1코팅단계에서는, 입상의 발포수지(1)에 제1난연액(2)을 코팅한다(S101). 제1난연액(2)은 화재에 취약하고 불이 붙기 쉬운 EPS, 플라스틱 등의 소재의 외표면을 코팅하여 난연성을 강화하고 표면 강도를 증진시키기 위한 소재이다.
제1난연액(2)의 성분은 접착성을 가진 난연성 바인더이다. 제1난연액(2)은 접착성을 가진 유무기 난연 바인더일 수 있는데 예를 들면 석고, 점토, 규산 나트륨, 규산 알루미나, 규산 칼슘 등과 같은 무기화학물질에 물을 첨가하고 유기 점착제인 멜라민 수지, 요소 수지, 페놀 수지 등의 유기화합물질을 혼합하여 접착성을 띠게 한 것을 사용할 수 있다.
도 2에는 제1코팅단계를 거치기 전의 입상의 발포수지(1)의 상태가 도시되어 있다. 이러한 입상의 발포수지(1)를 용기에 넣고 제1난연액(2)을 투입한 후 교반하면 발포수지(1)의 외표면에 제1난연액(2)이 자연스럽게 코팅되게 된다. 이에 따라 발포수지(1)를 1차적으로 난연화하는 것이 가능하다.
제1난연액(2)은 접착성을 가지므로 제1난연액(2)이 코팅된 입상의 발포수지(1)는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 붙어 있는 상태가 된다.
이와 같이 코팅된 유무기 난연 바인더는 발포수지(1)가 공기와 접촉하는 것을 차단하여 발포수지(1)가 연소되는 것을 방지한다. 유무기 난연 바인더는 균일하게 발포수지(1)에 코팅이 되며 난연 성능도 뛰어나다.
제2코팅단계에서는, 제1코팅단계를 거친 발포수지(1)에 난연입자(3)를 코팅한다(S102). 난연입자(3)는 분말 형태로서 제1난연액(2)이 코팅된 발포수지(1)를 서로 분리되게 하기 위한 소재이다.
상기 난연입자(3)의 성분은 유무기 난연 분말이다. 예를 들면 석고, 석회석, 탄산칼슘 등과 같은 무기물질과 멜라민 수지, 요소 수지 등의 유기물질이 혼합되어 분말 형태로 만든 것을 사용할 수 있다.
제1코팅단계를 거친 입상의 발포수지(1)를 용기에 넣고 난연입자(3)를 투입한 후 교반하면 코팅된 제1난연액(2)에 난연입자(3)가 부착된다. 이에 따라 발포수지(1)를 2차적으로 난연화하는 것이 가능하다.
난연입자(3)는 접착성이 없으므로 난연입자(3)가 코팅된 입상의 발포수지(1)는 도 4에 도시된 바와 같이 서로 떨어져 있는 상태가 된다.
이와 같이 코팅된 난연입자(3)는 발포수지(1)의 난연성을 향상시키는 한편 발포수지(1)가 분리되게 하여 후술하는 제3코팅단계에서 제2난연액(4)이 발포수지(1)의 외측에 골고루 코팅될 수 있게 한다.
제3코팅단계에서는, 제2코팅단계를 거친 발포수지(1)에 제2난연액(4)을 코팅한다(S103). 제2난연액(4)은 제1난연액(2)의 외표면을 코팅하여 난연성을 강화하고 표면 강도를 증진시키기 위한 소재이다.
제2난연액(4)의 성분은 제1난연액(2)과 마찬가지로 접착성을 가진 난연성 바인더이다. 제2난연액(4)은 접착성을 가진 유무기 난연 바인더일 수 있는데 예를 들면 PE(Polyethylene)에멀션, PP(Polypropylene)에멀션, PVC(Polyvinylchloride)에멀션, PVA(Polyvinyl alcohol), 멜라민 레진(Melamine resin) 등을 사용할 수 있다.
제2코팅단계를 거친 입상의 발포수지(1)를 용기에 넣고 제2난연액(4)을 투입한 후 교반하면 코팅된 제1난연액(2)과 난연입자(3)에 제2난연액(4)이 부착된다. 이에 따라 발포수지(1)를 3차적으로 난연화하는 것이 가능하다.
이 때 제2난연액(4)은 접착성을 가지므로 제2난연액(4)이 투입된 상태에서는 발포수지(1)가 서로 붙게 되나 교반한 후에는 제2난연액(4)이 제1난연액(2) 상에 골고루 코팅되는 한편 난연입자(3)의 영향으로 발포수지(1)는 도 5에 도시된 바와 같이 대체로 서로 떨어져 있는 상태가 된다.
이와 같이 코팅된 유무기 난연 바인더는 후술하는 성형단계에서 서로 들러붙어 발포수지(1)가 단열패널의 형태로 견고하게 유지되도록 한다.
한편 제2난연액(4)에는 팽창흑연 입자가 포함될 수 있다. 팽창흡연은 열이 가해지면 팽창하는 성질을 갖는데 이는 제조된 단열패널에 화재로 인한 열이 가해졌을 때 팽창흡연이 팽창함으로써 발포수지(1)가 불과 접촉하여 연소되는 것을 방지한다.
성형단계에서는, 위와 같이 3단계로 코팅된 발포수지(1)를 틀에 넣고 열과 압력을 가하여 성형한다(S104).
틀은 판모양, 블록모양 또는 통모양의 제품을 얻을 수 있는 금형을 이용할 수 있고, 성형을 위한 매개체는 온도가 100도에서 140도인 건조증기를 이용한다.
이와 같이 건조증기를 이용하는 이유는 스팀으로 하는 경우 제1난연액(2)이나 제2난연액(4)이 경화되지 않고 녹아내릴 수 있기 때문이다. 또한 건조증기의 온도가 100도 이하이면 건조되면서 경화되기 어렵고 140도 이상인 경우 경화가 심하여 제조된 단열패널이 쉽게 부서질 수 있다.
압력은 1기압에서 3기압 사이로 유지한다. 1기압 이하인 경우 코팅된 제2난연액(4)들이 서로 융착이 잘 안되고 3기압 이상인 경우에는 발포수지(1)의 손상이 있을 수 있다.
이와 같이 성형하면 발포수지(1)는 팽창하게 되고 코팅된 제2난연액(4)들이 융착되고 건조되면서 경화되어 난연성 단열패널이 완성된다. 이 때의 발포수지(1)는 도 6에 도시된 바와 같이 제2난연액(4)들이 융착되어 서로 붙어 있는 상태가 된다.
이와 같이 제조된 난연성 단열패널은 발포수지(1)들이 견고하게 결합되어 금형에서 분리하여도 금형의 모양을 유지하게 된다. 또한 발포수지(1)가 서로 융착되는 것이 아니라 난연액 코팅이 서로 융착되어 만들어진 것으로서 커팅을 띠톱으로 해야 할 만큼 단단해진다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 난연성 단열패널의 제조방법에 의해 제조된 난연성 단열패널의 시편의 사진이고, 도 8은 도 7의 시편에 연소실험을 한 결과를 나타내는 사진이다.
연소실험 결과에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 난연성 단열패널은 발포수지의 연소가 최소화되어 난연성능이 뛰어남을 알 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 발포수지
2 : 제1난연액
3 : 난연입자
4 : 제2난연액
2 : 제1난연액
3 : 난연입자
4 : 제2난연액
Claims (4)
- 난연성 단열패널을 제조하는 방법으로서,
입상의 발포수지에 제1난연액을 코팅하는 제1코팅단계,
상기 제1코팅단계를 거친 발포수지에 난연입자를 코팅하는 제2코팅단계,
상기 제2코팅단계를 거친 발포수지에 제2난연액을 코팅하는 제3코팅단계 및
상기 제3코팅단계를 거친 발포수지를 틀에 넣고 열과 압력을 가하여 성형하는 성형단계를 포함하고,
상기 제1코팅단계에서, 상기 제1난연액은 접착성을 가진 유무기 난연 바인더이고, 상기 발포수지를 용기에 넣고 상기 제1난연액을 투입한 후 교반하여 상기 발포수지의 외표면에 상기 제1난연액이 코팅되도록 하고,
상기 제2코팅단계에서, 상기 난연입자는 유무기 난연 분말이고, 상기 용기에 상기 난연입자를 투입한 후 교반하여 상기 난연입자가 상기 제1난연액이 코팅된 발포수지들에 코팅되면서 서로 분리되도록 하고,
상기 제3코팅단계에서, 상기 제2난연액은 접착성을 가진 유무기 난연 바인더이고, 상기 용기에 상기 제2난연액을 투입한 후 교반하여 상기 제1난연액과 상기 난연입자에 상기 제2난연액을 코팅하고,
상기 성형단계에서, 상기 틀에 건조증기를 투입하면서 성형하여 상기 발포수지 사이에 융착이 일어남이 없이 상기 제2난연액들이 서로 융착 및 건조되면서 경화되게 하는
난연성 단열패널 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에서,
상기 제3코팅단계에서,
상기 제2난연액은 팽창흑연 입자가 포함되는 것을 특징으로 하는 난연성 단열패널 제조방법.
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- 2014-11-10 KR KR1020140155745A patent/KR101667267B1/ko active IP Right Grant
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