KR101797538B1 - 내수성과 난연성을 갖는 복합단열보드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단열보드 및 상기 단열보드 표면에 코팅된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 표면 개질 폴리비닐 알코올 용액 10 내지 30 중량% 및 무시멘트 모르타르 70 내지 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합단열보드를 제공한다. 상기 복합단열보드는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 포함하지 않아서 환경친화적이며, 우수한 내수성 및 난연성을 갖는다.
Description
본 발명은 내수성과 난연성을 갖는 복합단열보드에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 친환경 수성 폴리머인 폴리비닐 알코올과 재활용 자원인 고로슬래그, 플라이 애쉬 등을 포함하여 제조된 내수성 및 난연성을 갖는 코팅 조성물을 단열보드에 도포하여 제조된 내수성과 난연성을 갖는 복합단열보드에 관한 것이다.
건축물 내부 또는 외벽에 사용되는 단열보드는 건축물의 열성능 강화를 위하여 사용되는 단열 기능을 갖는 보드형태의 재료를 뜻한다.
단열이라 함은 건축물에 있어서 내외부간의 온도차이가 심한 경우에 건축 재료의 열전달을 최소화하여 건축물 외부의 기온에 관계없이 실내 기온을 일정하게 유지해주는 것을 말하는 데, 통상 재료의 내부에 미세한 기공이 많은 재료를 사용하여 단열성능을 향상시킨다.
건축물 내장재 또는 외장재로 사용하는 단열보드는, 단열효과를 위하여 가장 단열성능이 우수한 발포 스타이렌계 보드를 중심재로 사용하고, 중심재 표면에 다양한 재료를 코팅하여 사용하는 것이 일반적이다. 중심재 표면에 사용하는 재료로서 가장 대표적인 재료는 보통 포틀랜드 시멘트이다. 그러나, 이와같이 일반 시멘트를 사용하면, 중심재와 시멘트 경화체의 탄성율이 크게 차이가 나기 때문에 표면에 코팅된 시멘트층의 균열, 박리, 탈락 등의 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 형태의 유기 접착제를 사용하거나, 폴리머 에멀전을 혼합한 폴리머 시멘트를 사용하기도 한다.
그러나, 중심재와 시멘트의 결합부분에 사용되는 유기 접착제는 우수한 내수성을 가지지만 휘발성 유기화합물을 함유하고 있어서 새집증후군의 원인이 되고 있다. 또한, 폴리머 에멀전을 사용하는 폴리머 시멘트의 경우 폴리머 에멀전의 특성상 내수성이 취약하다는 단점을 갖는다.
또한, 상기의 유기 접착제나 폴리머 에멀전은 화염에 취약하여 화재 시 쉽게 연소되며, 연소될 때 유독성 가스를 방출하여 인명피해의 원인을 야기하기도 한다.
본 발명은 종래기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 휘발성 유기화합물(VOCs)을 포함하지 않아서 환경친화적이며, 우수한 내수성 및 난연성을 갖는 복합단열보드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은
단열보드 및 상기 단열보드 표면에 코팅된 코팅층을 포함하며,
상기 코팅층은 표면 개질 폴리비닐 알코올 용액 10 내지 30 중량% 및 무시멘트 모르타르 70 내지 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합단열보드를 제공한다.
본 발명의 복합단열보드는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 전혀 함유하지 않는 표면 개질 폴리머인 폴리비닐 알코올을 사용하고, 시멘트 독이라 불리는 강알칼리를 방출하는 일반적인 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하지 않고 무시멘트 모르타르를 사용하여 코팅됨으로써 새집증후군 등의 환경문제를 야기하지 않는다.
또한, 상기와 같이 코팅된 복합단열보드는 환경친화적일 뿐만 아니라, 내수성이 우수하여 건축물의 내부 및 외부 모두에 사용이 가능한 장점을 갖는다.
또한, 본 발명의 복합단열보드는 표면 개질 폴리머인 폴리비닐 알코올과 무시멘트 모르타르를 조합하여 사용함으로써 매우 우수한 난연성을 갖는다.
본 발명은
단열보드 및 상기 단열보드 표면에 코팅된 코팅층을 포함하며,
상기 코팅층은 표면 개질 폴리비닐 알코올 용액 10 내지 30 중량% 및 무시멘트 모르타르 70 내지 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합단열보드에 관한 것이다.
상기 표면 개질 폴리비닐 알코올 용액은,
분자량이 500 내지 2,000인 폴리비닐 알코올 10% 수용액 40 내지 80 중량%;
계면활성제인 포타슘 퍼설페이트 1% 수용액 0.5 내지 1.0 중량%; 및
알칼리 실리케이트 화합물 19.5 내지 59 중량%를 포함하는 것이 사용될 수있다.
수성 폴리머인 폴리비닐 알코올을 접착성 폴리머로 사용하는 것은 공지의 기술이지만, 폴리비닐 알코올은 물과 접촉시 팽윤되면서 물에 용해되는 특성을 갖는다. 그러나 본 발명에서 사용하는 표면 개질 폴리비닐 알코올 용액은 폴리 비닐 알코올에 알칼리 실리케이트 화합물을 결합시켜서 용해도를 낮추어 내수성을 개선한 것을 특징으로 한다. 그러므로, 종래의 접착성 재료로서 수성 폴리머인 폴리비닐 알코올과는 큰 차이를 갖는다.
상기 표면 개질 폴리비닐 알코올 용액은 50 내지 85℃에서 분당 회전속도 60 내지 90의 범위로 20 내지 40 분간 반응시켜서 제조된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같은 제조방법에 의해 수용성 문제가 크게 개선될 수 있다.
상기 표면 개질 폴리비닐 알코올은 분자량이 500 내지 2,000, 더욱 바람직하게는 500 내지 1,000인 것이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 무시멘트 모르타르로는 고로슬래그 20 내지 55 중량%, 플라이 애쉬 10 내지 50 중량%, 및 500 내지 600℃에서 소성한 저온 소성 알루미네이트 화합물 10 내지 35 중량%를 포함하는 무시멘트 결합재 15 내지 30 중량%; 및 모래 70 내지 85 중량%;를 포함하는 무시멘트 모르타르를 사용할 수 있다.
상기에서 알루미네이트 화합물로는 이 분야에 공지된 것이 사용될 수 있다. 대표적인 예로는 일본 전기화학공업(주)의 시멘트 팽창재인 CA#10, #20, #100 또는 쌍용양회(주)의 시멘트 팽창재 등이 사용될 수 있다. 그러나, 이들로 한정되는 것은 아니다.
상기 모래의 조립율은 2.5 내지 3.0인 것이 바람직하게 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 무시멘트 모르타르는 공지의 시판 품으로서 KS L 5220(공장배합 시멘트 모르타르-미장용) 규격에 적합한 무시멘트 공장배합 모르타르를 사용할 수 있다.
상기 단열보드는 이 분야에 공지된 것이 사용될 수 있으며, 대표적으로 발포 스타이렌 단열보드가 사용될 수 있다.
본 발명의 복합단열보드는 결합재로 무시멘트 결합재를 사용한 모르타르를 개질 폴리 비닐 알코올과 함께 사용함으로써 난연성능을 개선한 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은 기존의 유기 재료인 폴리 비닐 알코올이 화재 시 화염에 의해 연소되어 유독가스를 방출하는 단점을 난연성능이 우수한 무시멘트 모르타르 결합재를 혼합하여 사용함으로써 개선하고, 환경 친화 성능을 강화한 것이다.
또한, 본 발명의 복합단열보드는 보통 포틀랜드 시멘트가 전혀 함유되어 있지 않은 무시멘트 결합재를 사용함으로써 환경 친화성을 구현한 것을 특징으로 한다. 즉, 단열보드 상부에 보통의 포틀랜드 시멘트 모르타르를 도포하는 경우 포틀랜드 시멘트 모르타르로부터 방출되는 강알칼리 성분 및 그에 함유되어 있는 유해 중금속 성분으로 인하여 새집증후군 등의 환경적인 문제를 야기할 수 있다. 그러나, 본 발명의 복합단열보드는 보통의 포트랜트 시멘트를 전혀 사용하지 않음으로써 주택 내부에 사용하더라도 환경적인 문제를 야기하지 않는다.
본 발명의 코팅 조성물은 상기에 기재된 성분 외에 이 분야에서 통상적으로 사용되는 기포제, 접착제 등의 성분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물의 도포 방식은 이 분야에 공지된 다양한 방식으로 수행될 수 있으나, 특히, 뿜칠 방식이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 코팅 조성물의 도포에 의하여 형성되는 피복층의 두께는 특별히 제한 되지 않으나, 2mm 내지 20 mm로 형성될 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
제조예
1 내지 3: 표면 개질
폴리
비닐 알코올
조성물
하기 표 1에 나타낸 성분을 해당 조성비(배합비)로 혼합하여 표면 개질 폴리 비닐 알코올 조성물을 제조하였다.
| 재료명 | 제조예 1 (배합비, 중량%) |
제조예 2 (배합비, 중량%) |
제조예 3 (배합비, 중량%) |
| 폴리비닐 알코올 10% | 70.0 | 60 | 50 |
| 포타슘 퍼설페이트 | 1.0 | 0.9 | 0.7 |
| 알칼리 실리케이트 | 29.0 | 39.1 | 49.3 |
제조예
4 내지 6:
무시멘트
결합재
모르타르 조성물
하기 표 2에나타낸 성분을 해당 조성비(배합비)로 혼합하여 무시멘트 결합재 모르타르 조성물을 제조하였다.
| 재료명 | 제조예 4 (배합비, 중량%) |
제조예 5 (배합비, 중량%) |
제조예 6 (배합비, 중량%) |
| 고로슬래그 | 40 | 35 | 30 |
| 플라이 애쉬 | 40 | 45 | 45 |
| 알루미네이트 화합물 | 20 | 20 | 25 |
제조예
7 내지 9: 내수성과 난연성을 갖는
복합단열보드
코팅 조성물의 제조
하기 표 3에 나타낸 성분을 해당 조성비(배합비)로 혼합하여 복합단열보드 코팅 조성물을 제조하였다.
| 재료명 | 제조예 7 (배합비, 중량%) |
제조예 8 (배합비, 중량%) |
제조예 9 (배합비, 중량%) |
| 개질 폴리비닐 알코올 | 15(제조예 1) | 20(제조예 2) | 25(제조예 3) |
| 무시멘트 결합재 모르타르 | 85(제조예 3) | 80(제조예 5) | 75(제조예 6) |
실시예
1 내지 3: 내수성과 난연성을 갖는
복합단열보드의
제조
상기 제조예 7 내지 9에서 제조된 코딩 조성물을 시중에서 판매되는 발포 스타이렌 폼 상부에 5mm의 두께로 도포한 후, 20 내지 23℃, 습도 55 내지 65%의 조건 하에서 72 시간 양생 및 건조하여 복합단열보드를 제조하였다.
시험예
1: 개질
폴리
비닐 알코올의
물성 시험
상기 제조예 1 내지 3에서 제조된 개질 폴리 비닐 알코올에 대하여 내수성(용해도) 시험을 수행하였으며, KS F 2271에 의한 하기 잔류불꽃 저항성 시험 후 남아 있는 잔류량을 측정하여 난연성능을 평가하였다. 비교예로는 시중에서 판매되는 폴리비닐 알코올을 사용하였다. 상기 시험 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
상기 내수성 시험은 폴리비닐 알코올 용액을 유리판에 도포하여 두께 5mm, 가로 5cm, 및 세로 5cm 크기의 필름을 제작하여, 24시간 수중에 담근 후, 표면의 물기를 제거한 후 필름의 무게를 측정하여 물에 용해된 량을 측정하고, 물에 용해된 량을 초기 필름의 무게로 나누어 100 분율로 표시하였다.
| 시험 항목 | 단위 | 비교예 | 제조예 1 | 제조예 2 | 제조예 3 |
| 내수성(용해도) | % | 72 | 19 | 17 | 14 |
| 화염 잔류 저항성 | % | 2 이하 | 85 | 87 | 94 |
상기 시험 결과에 의하면, 공지의 시판품은 화염 잔류 저항성, 즉 화염과 접촉 후의 잔류량이 2% 이하이므로 거의 모두 화염에 의해 분해됨을 알 수 있었다. 반면, 본 발명의 개질 폴리 비닐 알코올은 잔류량이 85% 이상이어서 잔류불꽃 저항성이 매우 우수함을 알 수 있었다. 또한, 내수성 시험결과 비교예는 70% 이상의 용해도를 나타내었으나, 본 발명의 폴리 비닐 알코올은 모두 20% 이하의 용해도를 나타내어 내수성이 우수함을 확인할 수 있었다.
시험예
2:
무시멘트
결합재
모르타르 조성물의 물성 시험
제조예 4 내지 6에서 제조된 조성물을 시중에서 판매되는 보통 포틀랜드 시멘트를 비교예로 사용하여 KSL ISO 656의 시험방법으로 압축강도 시험을 수행하였으며, 난연성능 시험은 KS F 2271에 의하여 잔류불꽃 저항성 시험을 실시하였다. 시험 결과는 하기 표 5에 나타내었다.
| 시험 항목 | 단위 | 비교예 | 제조예 4 | 제조예 5 | 제조예 6 |
| 잔류 불꽃 저항성 | sec | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 압축강도(28일) | MPa | 46 | 43 | 45 | 42 |
상기 시험 결과에 의하면, 비교예 및 본 발명의 제조예 모두 잔류 불꽃이 발생하지 않았다. 이는 비교예 및 제조예 모두 무기질 결합재이기 때문에 동등한 결과가 나타난 것으로 보인다. 압축강도 측정 결과 비교예인 보통 포틀랜드 시멘트는 28일 양생 후의 압축강도가 46MPa로 나타났으며, 제조예는 기준예보다 약간 낮게 나타났다. 그러나, 본 발명에서의 압축강도 특성은 최종 목표 물성이 아니고 단지 참고용 물성으로서 비교예와 비교하여 95% 이상의 물성을 구현하기 때문에 본 발명의 단열보드 적용 재료로서는 전혀 무리가 없다.
시험예
3:
복합단열보드의
물성 테스트
상기 실시예에서 제조된 복합단열보드에 대하여 KS F 2271에 의하여 잔류불꽃 저항성, 용융, 균열, 변형, 발연계수, 가스 유해성 시험을 실시하였다. 또한 KS F 2277에 의거하여 열관류율 시험을 실시하고, KS F 2606에 의거하여 내수성 향상을 시험하였다. 비교예로는 시판되는 단열보드를 사용하였다. 상기 시험결과를 하기 표 6에 나타내었다.
| 시험 항목 | 단위 | 비교예 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 |
| 잔류 불꽃 저항성 | sec | 31 | 7 | 8 | 9 |
| 용융, 균열, 변형 | % | 27 | 9 | 7 | 6 |
| 발연계수 | - | 97 | 46 | 52 | 53 |
| 가스 유해성 | min | 4 | 11 | 9 | 10 |
시험 결과에 의하면, 공지의 시판품은 잔류 불꽃 저항성, 즉 잔류 불꽃의 유지시간이 31초 이었으나, 실시예1 내지 3은 모두 10초 이내로 나타났으며, 용융, 군열, 변형율은 10% 이하로 나타났다. 또한 발연계수는 기준예와 비교하여 약 55% 이하로 나타났으며, 가스 유해성 시험결과 가스에에 의한 생존 지속시간이 기준예와 비교하여 우수한 것으로 나타났다.
Claims (5)
- 단열보드 및 상기 단열보드 표면에 코팅된 코팅층을 포함하며,
상기 코팅층은 표면 개질 폴리비닐 알코올 용액 10 내지 30 중량% 및 무시멘트 모르타르 70 내지 90 중량%를 포함하며,
상기 표면 개질 폴리비닐 알코올 용액은,
분자량이 500 내지 2,000인 폴리비닐 알코올 10% 수용액 40 내지 80 중량%;
계면활성제인 포타슘 퍼설페이트 1% 수용액 0.5 내지 1.0 중량%; 및
알칼리 실리케이트 화합물 19.5 내지 59 중량%를 포함하는 것인 것을 특징으로 하는 복합단열보드. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 무시멘트 모르타르는 고로슬래그 20 내지 55 중량%, 플라이 애쉬 10 내지 50 중량%, 및 500 내지 600℃에서 소성한 저온 소성 알루미네이트 화합물 10 내지 35 중량%를 포함하는 무시멘트 결합재 15 내지 30 중량%; 및
모래 70 내지 85 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합단열보드. - 제1항에 있어서,
상기 단열보드는 발포 스타이렌계 단열보드인 것을 특징으로 하는 복합단열보드. - 제2항에 있어서,
상기 표면 개질 폴리비닐 알코올 용액은 50 내지 85℃에서 분당 회전속도 60 내지 90의 범위로 20 내지 40 분간 반응시켜 수용성을 향상시킨 용액인 것을 특징으로 하는 복합단열보드.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150164252A KR101797538B1 (ko) | 2015-11-23 | 2015-11-23 | 내수성과 난연성을 갖는 복합단열보드 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150164252A KR101797538B1 (ko) | 2015-11-23 | 2015-11-23 | 내수성과 난연성을 갖는 복합단열보드 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170060233A KR20170060233A (ko) | 2017-06-01 |
| KR101797538B1 true KR101797538B1 (ko) | 2017-11-16 |
Family
ID=59221851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150164252A KR101797538B1 (ko) | 2015-11-23 | 2015-11-23 | 내수성과 난연성을 갖는 복합단열보드 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101797538B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101431002B1 (ko) * | 2013-07-25 | 2014-09-22 | 주식회사 지케이 | 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 |
| KR101488147B1 (ko) * | 2014-07-16 | 2015-01-29 | 주식회사에스피엠 | 저온소성 친환경 무시멘트 결합재 조성물, 이를 포함하는 모르타르 및 콘크리트 |
-
2015
- 2015-11-23 KR KR1020150164252A patent/KR101797538B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR101431002B1 (ko) * | 2013-07-25 | 2014-09-22 | 주식회사 지케이 | 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 |
| KR101488147B1 (ko) * | 2014-07-16 | 2015-01-29 | 주식회사에스피엠 | 저온소성 친환경 무시멘트 결합재 조성물, 이를 포함하는 모르타르 및 콘크리트 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170060233A (ko) | 2017-06-01 |
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