KR101800631B1 - 저융점 탄성 접착층을 포함하는 단열재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단열재에 관한 것으로, 본 발명에 따른 단열재는, 융점이 낮은 폴리에스터계 탄성 접착 수지를 사용함으로써 원가절감 및 폴리에스터계 기재와의 접착력이 우수한 효과를 가지며, 기온 차에 의한 변성이 적어 외장재의 이격 현상을 방지하여, 내ㆍ외부 결로를 최소화 함으로써 난방연료의 낭비, 곰팡이의 발생 등으로 인한 위생의 취약, 및 그에 따른 건축물의 부패 등을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

저융점 탄성 접착층을 포함하는 단열재{Insulation Material Containing Low Melting Elastic Adhesive Layer}
본 발명은 단열재 및 이를 포함하는 단열재 어셈블리에 관한 것이다.
최근 들어, 각종 환경 저해에 의하여 기후 변화가 심각해지고 이로 인해 예상치 못하는 기후 조건에 대한 건축물의 보온 및 단열의 중요성이 높아지고 있으며, 그에 따라 건축물 외벽의 단열공법에 대한 인식이 중요시되고 있다.
또한, 화석 에너지의 고갈에 우려한 신개념의 건축물 외벽 단열공법으로, 적은 에너지 공급으로도 보온 단열을 유지할 수 있는 건축물로 발전시키고, 나아가 친환경적인 건축물을 점차 강화하고 있는 상황이다.
건축물의 벽체를 마감하는 시공방법으로는 천연석이나 인조석을 가공한 마감 석재를 고정쇠와 접착제를 이용하여 건축물의 벽체에 부착하는 방법과, 벽체의 미장 완료한 후 단열재를 부착하고 그 표면에 스톤 스프레이나 페인트를 발라 마감하는 외단열 시공 방법 등이 있다.
마감 석재는 강도와 광택에 있어서는 우수하나 단열성과 방음성이 떨어져 시공 시 단열 및 방음 시공을 별도로 해야 하는 단점이 있다. 또한 마감 석재는 중량이 많이 나가 설치 작업이 어렵고 고층건축물에 과중한 부담을 주게 되며, 가격이 비싼 단점이 있다.
건축물에 있어 단열 시공은 대단히 중요하다. 단열은 결로와 직접적인 관계가 있고 건축물의 에너지 이용과 큰 관련성을 가지며, 건축물의 수명에도 영향을 준다. 건축물의 단열은 외단열과 내단열로 나뉘는데 건축물 단열 효율 향상에는 외단열 시스템이 유리하다고 알려져 있다.
내단열이 골조 부분에 대한 단열이 이루어지지 못하여 슬라브 부분의 열교(heat dridge) 현상을 방지할 수 없는데 반해, 외단열은 건축물의 벽체를 감싸기 때문에 단열 효율이 우수하다. 또한 외단열은 스티로폼 등 무게가 가벼운 단열재를 사용하기 때문에 시공이 용이하고 건축물의 벽체에 하중을 덜 주며, 저비용 시공이 가능하다.
또한, 외단열은 내부조건에 상관없이 벽체 전체를 감쌀 수 있어 열교 현상이 잘 생기지 않으며, 외기온에 직접 콘크리트가 노출되는 경우 외기온의 변화에 따라서 콘크리트가 수축팽창으로 크랙이 많이 발생하게 되는데, 외단열은 콘크리트의 수축팽창 정도를 줄여줌으로써 열화를 방지할 수 있다.
종래에는, 급격한 기후에 대비한 단열조건으로 EPS 보드를 가능한 한 두껍게 하는 기존의 EPS 보드 부착방법이 있는데, 상기 방법은 시멘트계 접착용 본드를 사용하여 건축물 벽면과 EPS 보드 뒷면을 도포하여 접착시키며, 보조수단으로 원형 패스너(fastener) 등을 이용하여 벽면에 앵커링(anchoring)하는 방법을 사용하였다.
이는 후에 내외기 온도차에 의한 내부 결로를 발생시키며, 이러한 결로에 의한 2차적 피해는 다양한 유형 (예컨대, 곰팡이 발생, 그리고 목재의 경우 목재 부패, 벽지 탈락 등)으로 발생하는 문제점이 있다. 이러한 경우 에너지 절감효과를 떨어뜨리고 실내 환경을 저해하며 건축물의 수명 또한 단축시키는 결과를 야기한다.
따라서, 단열 효과가 뛰어나고, 결로를 효과적으로 예방하며, 건축물의 수명을 연장시킬 수 있는 향상된 건축자재의 개발이 절실히 요구되고 있다.
미국공개특허 제2013-0309454호.
본 발명의 목적은, 결로를 유발하는 이격현상을 방지하여 건축물의 수명을 연장시킬 수 있는 단열재 및 이를 포함하는 단열재 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은,
하기 조건 1 또는 2를 만족하는 폴리에스테르 수지 발포체; 및
상기 폴리에스테르 수지 발포체의 적어도 일면에 형성된 탄성 접착층을 포함하는 단열재를 제공한다.
[조건 1]
Figure 112015106010525-pat00001
[조건 2]
Figure 112015106010525-pat00002
상기 조건 1은, KS R 0021의 가속 내광성 시험에 따라, 300 내지 400nm 파장의 광을 조도 255 W/m2의 광으로 90일간 조사한 전후의 치수(가로, 세로, 높이의 평균값) 변화율을 의미하며, Lt0는 처리 전의 치수를 나타내고, Lt1는 처리 후의 치수를 나타내며,
조건 2는, KS R 0021의 가속 내광성 시험에 따라, 300 내지 400nm 파장의 광을 조도 255W/m2의 광으로 90일간 조사한 전후의 인장강도 (KS L 9016) 변화율을 의미하고, TCt0는 처리 전의 인장강도를 나타내며, TCt1은 처리후의 인장강도를 나타낸다.
또한, 본 발명은,
n개의 수지 발포체를 포함하며,
n은 2 이상의 정수이고,
k번째 수지 발포체; 및 k+1번째 수지 발포체의 계면이 탄성 접착층에 의해 접착된 구조이며,
k는 1과 n-1 사이의 정수인 단열재 어셈블리를 제공한다.
본 발명에 따른 단열재는, 융점이 낮은 폴리에스터계 탄성 접착 제를 사용함으로써 원가절감 및 폴리에스터계 기재와의 접착력이 우수한 효과를 가지며, 내외기의 기온 차에 의한 외장재의 이격 현상을 방지하여, 건축자재로 활용 시에 내ㆍ외부 결로를 최소화 함으로써 난방연료의 낭비, 곰팡이의 발생 등으로 인한 위생의 취약 및 그에 따른 건축물의 부패 등을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 단열재를 건축물에 설치한 모습의 모식도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
본 발명에서 "중량부"란 성분간 중량 비율을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 단열재를 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 단열재는 하기 조건 1 또는 2를 만족하는 폴리에스테르 수지 발포체; 및
상기 폴리에스테르 수지 발포체의 적어도 일면에 형성된 탄성 접착층을 포함할 수 있다.
[조건 1]
Figure 112015106010525-pat00003
[조건 2]
Figure 112015106010525-pat00004
상기 조건 1은, KS R 0021의 가속 내광성 시험에 따라, 300 내지 400nm 파장의 광을 조도 255 W/m2의 광으로 90일간 조사한 전후의 치수(가로, 세로, 높이의 평균값) 변화율을 의미하며, Lt0는 처리 전의 치수를 나타내고, Lt1는 처리 후의 치수를 나타내며,
조건 2는, KS R 0021의 가속 내광성 시험에 따라, 300 내지 400nm 파장의 광을 조도 255W/m2의 광으로 90일간 조사한 전후의 인장강도 (KS L 9016) 변화율을 의미하고, TCt0는 처리 전의 인장강도를 나타내며, TCt1은 처리후의 인장강도를 나타낸다.
상기 조건 1에서 치수 변화율은 구체적으로 1 % 미만, 0.01 내지 0.9 %, 0.05 내지 0.8 % 또는 0.1 내지 0.6 % 일 수 있다. 이때, 치수 변화율은 수지 발포체의 처리 전(광을 조사하기 전) 체적(Tt0)이 1 m3 일 때의 치수 변화율일 수 있다. 또한, 조건 2에서 인장강도 변화율은 구체적으로 10 % 미만, 0.01 내지 9.5 %, 0.5 내지 9 %, 1 내지 8.5 % 또는 1.5 내지 8 % 일 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 수지 발포체의 조건 1 및 2에 따른 치수 변화율 및 인장강도 변화율이 상기 범위일 경우, 상기 단열재를 건물 골조의 외단열재로 장기간 사용하여도 물성 저하를 방지할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 수지 발포체의 처리 전(광을 조사하기 전) 인장강도(TCt0)는 KS L 9016에 의거하였을 때, 50 내지 500 kgf/cm2 또는 100 내지 450 kgf/cm2 일 수 있다.
본 발명에 따른 단열재는 폴리에스테르 수지 발포체의 적어도 일면에 형성된 탄성 접착층을 포함함으로써, 복수의 수지 발포체를 용이하게 접합할 수 있다. 하나의 예로서, 상기 탄성 접착층은, 수지 발포체의 측면에 개재될 수 있다. 구체적으로 상기 탄성 접착층은, 예를 들어, 시공할 건축물의 외벽에 복수의 수지 발포체를 접합할 때, 인접한 복수의 발포 수지체의 측면이 서로 접합되도록 측면에 개재될 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 단열재는 상기 수지 발포체의 외면에 도포된 탄성 접착층의 외측에 형성된 이형 필름을 더 포함할 수 있다. 상기 이형 필름은 탄성 접착층 표면을 보호하는 보호 필름을 포함할 수 있으며, 복수의 발포 패널 측면을 서로 접합할 시에 보호 필름을 떼어 측면을 접합할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 수지 발포체를 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 수지 발포체는 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 수지는 폴리에스테르의 물성을 유지할 수 있으며, 연질특성 및 발포 성형가공성이 우수하다면, 크게 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명에 따른 폴리에스테르 수지는 생분해성을 지닐 수 있다.
지금까지 주로 사용되던 폴리에스테르 수지는 테레프탈산과 1,4-부탄디올 축합중합 반응에 의하여 생산되는 고분자량의 방향족 폴리에스테르 수지이다. 여기서 고분자량 폴리에스테르는 극한점도 [η]가 0.8 (dL/g) 이상인 고분자를 의미할 수 있다. 그러나, 상기 방향족 폴리에스테르 수지는 높은 분자량, 열적 안정성, 인장강도 등의 물성이 우수하지만, 폐기 후 자연생태계 내에서 분해되지 않고 오랫동안 남아 심각한 환경오염 문제를 야기하고 있다.
한편, 지방족 폴리에스테르가 생분해성을 가지고 있다는 점은 이미 알려져 있다. 그러나, 기존의 지방족 폴리에스테르는 주쇄의 유연한 구조와 낮은 결정성 때문에 용융점이 낮고, 용융시 열안정성이 낮아 열분해되기 쉬우며, 용융흐름지수가 높아 성형가공이 용이하지 못할 뿐만 아니라, 인장강도나 인열강도 등의 물성이 불량하여 용도가 제한되는 문제점이 있었다. 상기 지방족 폴리에스테르는 예를 들어, 폴리글리콜라이드, 폴리카프로락톤, 폴리락타이드 및 폴리부틸렌석시네이트 등을 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르의 종류를 구체적으로 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리스티렌(PS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리글리코르 산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 및 폴리에틸렌 나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 구체적으로 본 발명에서 폴리에스테르 수지의 발포체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET)가 사용될 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 수지 발포체는 난연성이 KS F 4724를 기준으로 2급 이상일 수 있다. 수지 발포체의 난연 등급이 상기 등급일 경우, 준불연 성능을 나타낼 수 있으며, 고온에서도 안정적으로 형태를 유지할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 수지 발포체는 90% 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)일 수 있다. 이는, 상기 수지 발포체의 DIN ISO4590에 따른 측정값이 셀 중 90% 이상이 폐쇄 셀임을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 발포체 중 폐쇄 셀은 90 내지 100% 또는 95 내지 100%일 수 있다. 본 발명에 따른 수지 발포체는 상기 범위 내의 폐쇄 셀을 갖는 수지 발포체를 포함함으로써, 우수한 단열특성을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 발포체의 셀 수는 mm당 1 내지 30 셀, 3 내지 25 셀, 또는 3 내지 20 셀을 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 수지 발포체는 압출 발포 성형체일 수 있다.
구체적으로, 발포 방법의 종류에는 크게 비드 발포 또는 압출 발포가 있다. 상기 비드 발포는, 일반적으로, 수지 비드를 가열하여 1차 발포시키고　이것을 적당한 시간 숙성 시킨 후 판모양, 통모양의 금형에 채우고 다시 가열하여　2차 발포에　의해 융착, 성형하여 제품을 만드는 방법이다.
반면, 압출 발포는, 수지를 가열하여 용융시키고, 상기 수지 용융물을 연속적으로 압출 및 발포시킴으로써, 공정 단계를 단순화할 수 있으며, 대량 생산이 가능하며, 비드 발포 시의 비드 사이에서 균열과, 입상 파괴 현상 등을 방지하여 보다 우수한 굴곡강도 및 압축강도를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 탄성 접착층을 상세하게 설명하기로 한다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 탄성 접착층은, KS K0328에 의거한 융점이 125 ℃ 미만인 저융점 탄성 접착층일 수 있다. 또한, 상기 탄성 접착층은, KS K0328에 의거한 융점이 50 ℃ 이상일 수 있다. 구체적으로 상기 융점은, 50 내지 124.5 ℃, 60 내지 123 ℃ 혹은 80 내지 120 ℃일 수 있다. 본 발명에 따른 탄성 접착층은 상기 범위의 융점을 가짐으로써, 공업용 드라이기로 가열하여 복수의 발포 패널을 용이하게 접합할 수 있으므로, 시공성이 향상된다. 또한, 가열 접합 방식으로 복수의 발포 패널을 접합할 때에 고온으로 인해 수지 발포체가 손상되는 것을 방지할 수 있으므로, 단열재의 열안정성이 향상되는 효과를 나타낸다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 탄성 접착층은, ASTM D638에 의거한 인장강도가 150 내지 300 kgf/cm2일 수 있으며, 구체적으로는, 160 내지 250 kgf/cm2, 168 내지 230 kgf/cm2 또는 175 내지 210 kgf/cm2 범위일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 탄성 접착층은 ASTM D638에 의거한 인장신율이 1000 % 이상, 1000 내지 1400 %, 1020 내지 1350 %, 1100 내지 1300 % 또는 1100 내지 1250% 일 수 있다. 본 발명에 따른 탄성 접착층은 상기 범위의 인장강도 및 인장신율을 가짐으로써, 탄성 뛰어나고 건축자재로 장기간 사용했을 시 건축물의 결로를 유발하는 이격 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 탄성 접착층은, 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid)의 에스테르화 반응물인 하드 세그먼트; 및 폴리올(Polyol)인 소프트 세그먼트의 축중합물인 폴리에스테르계 탄성 접착 수지일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르계 탄성 접착 수지는 하드 세그먼트 원료인 디올(Diol)을 디카르본산(Dicarbonic acid)과 촉매 하에서 에스테르화 반응 시킨 후, 상기 에스테르화 반응물에 소프트 세그먼트 원료인 폴리올(Polyol)을 중합촉매, 열안정제 및 광안정제 등과 함께 투입하여 축중합 하여 제조될 수 있다.
이 경우에는 두 가지 방법으로 폴리에스테르계 탄성 접착 수지를 제조할 수 있는데, 디메틸테레프탈레이트(DMT)와 에틸렌글리콜(EG)와의 반응에 의한 에스테르교환법(DMT법) 또는 테레프탈산(TPA)과 에틸렌글리콜(EG)의 반응에 의한 직접 에스테르화법(TPA법)에 의한 비스-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)) 및 BHET의 저분자량의 축합물을 합성하고 에틸렌글리콜(EG)를 제거하면서 용융, 축합중합시킴으로써 분자쇄의 길이를 증가시키는 방법이 있다.
본 발명에 따른 상기 에스테르화 반응을 구체적으로 설명하면, 먼저 하드 세그먼트를 형성하도록 저분자량 디올(Diol) 성분과 디카르본산(Dicarbonic acid)를 에스테르화 반응시킬 수 있다. 이 때, 반응용량은 디카르본산(Dicarbonic acid) 및 디올(Diol)의 몰 분율을 1 대 1.0~1.8 비율로 투입할 수 있으며, 과잉 투입된 디올(Diol)성분은 축중합반응 중 감압공정을 통해 대부분 회수될 수 있다. 또한, 디카르본산(Dicarbonic acid) 및 디올(Diol)은 전체 폴리에스테르계 탄성 접착 수지 조성물 중 30 내지 99 중량부 값을 가질 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 디올(Diol)은 에틸렌글리콜(EG) 또는, 에틸렌글리콜(EG) 및 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO) 혼합물로 이루어지고, 상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 테레프탈산(TPA) 또는, 테레프탈산(TPA) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물로 이루어질 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명이 따른 디올(Diol)은 1,4-부탄디올(1,4-BD) 또는, 1,4-부탄디올(1,4-BD) 및 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO) 혼합물로 이루어지고, 상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 또는, 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물로 이루어질 수 있다.
하나의 예로서, 상기 디올(Diol) 성분 중 에틸렌글리콜(EG) 및 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO) 혼합물은 1~99몰%의 에틸렌글리콜(EG)과 99~1몰%의 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO)을 사용할 수 있다.
또한, 상기 디올(Diol) 성분 중 1,4-부탄디올(1,4-BD) 및 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO) 혼합물은 70~95몰%의 1,4-부탄디올(1,4-BD)과 5~30몰%의 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO)을 사용할 수 있다. 여기서 상기 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO)을 일정한 양을 투입하면 폴리에스테르계 탄성 접착 수지의 경도가 저하될 수 있으며, 이에 따라 원래의 상태로 복원하려는 탄성 성질이 커지게 된다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 테레프탈산(TPA) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물은, 의 몰비는, 40 내지 99몰%의 테레프탈산(TPA)과 1 내지 60몰%의 언하이드라이드(anhydride)수지로 구성될 수 있다. 테레프탈산(TPA) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물의 몰비가 상기 범위일 경우, 융점 조절 효과가 뛰어나며, 접착 수지의 탄성특성 및 물리적 특성을 향상시키는데 효과적이다.
하나의 예로서, 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물은, 40 내지 99몰%의 디메틸 테레프탈레이트(DMT)와 1 내지 60몰%의 언하이드라이드(anhydride)수지로 구성될 수 있다. 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 및 언하이드라이드(anhydride)수지 혼합물의 몰비가 상기 범위일 경우, 융점 조절 효과가 뛰어나며, 접착 수지의 탄성특성 및 물리적 특성을 향상시키는데 효과적이다.
또한, 상기 언하이드라이드(anhydride)수지는 메틸 테라하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeTHPA) 및 메틸 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeHHPA)의 몰비가 0.5 내지 9.5 대 9.5 내지 0.5로 구성될 수 있다.
또한, 상기 디카르본산(Dicarbonic acid) 중 언하이드라이(anhydride)수지를 에스테르화 반응의 출발물질로 바로 사용할 수도 있지만, 2중결합이 2개인 컨쥬게이티드 다이엔(Conjugated Diene)과 말레익 언하이드라이드(Maleic anhydride)의 디엘스-엘더(Diels-Alder) 반응을 통한 생성물을 이용할 수도 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 언하이드라이드(anhydride)수지는 메틸 테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeTHPA), 메틸 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeHHPA), 테라하이드로프탈릭 언하이드라이드(THPA) 및 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(HHPA) 중 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 언하이드라이드 수지 중 어느 하나 이상을 디메틸 테레프탈레이트(DMT)에 첨가하여 사용할 경우 본 발명의 중요한 특성인 탄성특성과 물리적 특성을 유지하면서 동시에 최종 제품의 성형공정에서 다양하게 요구되는 융점을 용이하게 조절할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 상기 언하이드라이드(anhydride)수지는 메틸 테라하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeTHPA) 및 메틸 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeHHPA)의 몰비가 4 내지 6 대 6 내지 4로 구성될 수 있다.
실질적으로 메틸 테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeTHPA)를 소량만 넣어도 융점 저하현상이 발생되며 1몰당 약 4℃의 하락의 효과를 얻을 수 있고, 메틸 테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeTHPA), 메틸 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeHHPA)을 몰비가 4 내지 6 대 6 내지 4로 혼합사용할 경우에는 융점 저하 현상이 더 크게 발생할 수 있다. 예를 들면, 언하이드라이드(MeTHPA) 단독으로 사용할 경우에 비해 혼합사용할 경우 혼합물 1몰당 약 5℃의 하락 효과가 나타나 융점 저하 효과가 더 크게 나타날 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 에스테르화 반응에서 사용 가능한 촉매로 예를 들면, 초산아연, 초산소듐, 초산마그네슘, 테트라노말부톡시티타네이트, 테트라이소프로필티타네이트, 티탄옥사이드/실리옥사이드마이크로코폴리머 및 나노티타네이트로 이루어진 군으로부터 하나 이상이 사용될 수 있다. 상기 에스테르화 반응 촉매는 폴리에스테르계 탄성 접착 수지 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 5000 ppm, 10 내지 3000 ppm 또는 50 내지 1000 ppm 범위로 사용될 수 있다. 에스테르화 반응에서 촉매의 함량이 상기 범위일 경우 에스테르화 반응 속도가 느려지는 것을 방지하며, 폴리에스테르계 탄성 접착 수지의 열안정성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이 때, 부산물로 생성되는 메탄올을 증류하기 위해 상기 에스테르화 반응이 진행되는 내열·내압 용기의 반응온도는 100 내지 240 ℃ 범위일 수 있으며, 구체적으로 상기 반응 온도는 150 내지 210 ℃ 범위일 수 있다. 에스테르화 반응촉매의 존재 하에서, 상기 240 ℃ 이상의 반응 온도에서 장시간 가열하게 되면, 과량의 에틸렌 글리콜의 탈수반응에 의하여 디에틸렌 글리콜의 생성량이 많아질 수 있는데, 이 때, 디에틸렌 글리콜의 생성은 최종 엘라스토머의 물성 저하를 초래할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 폴리올(Polyol)은 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 폴리프로필렌글리콜(PPG) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG)은 폴리에스테르계 탄성 접착 수지의 접착력을 향상시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 융점을 낮추는 역할을 할 수 있다. 구체적으로 본 발명에서는 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG)이 사용될 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 폴리올(Polyol)의 분자량은 100 내지 2,000 또는 300 내지 1,500일 수 있다.
상기 에스테르화 반응에 의해 얻어진 올리고머 용액과 본 발명에 따른 폴리올(Polyol)을 축중합 촉매, 열안정제, 광산화 안정제와 함께 진공감압이 가능한 내압, 내열 반응기에 투입한 후 760 내지 1000 Torr의 압력 및 200 내지 270 ℃의 온도에서 과량의 디올(Doil)을 증류한 후, 최종 진공도 1 mmHg 이하의 고진공하에서 축중합을 완료하여, 본 발명에 따른 폴리에스테르계 탄성 접착 수지를 얻을 수 있다. 이 때, 상기 폴리올의 함량은 폴리에스테르계 탄성 접착 수지 총 100 중량부를 기준으로 1 내지 70 중량부 일 수 있다.
또한, 디올과 디카르본산의 함량은 폴리에스테르계 탄성 접착 수지 총 100 중량부를 기준으로 30 내지 99 중량부일 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 축중합 반응에서 사용 가능한 촉매로 예를 들면, 삼산화안티몬, 안티몬아세테이트, 테트라노말부톡시티타네이트, 테트라이소프로필티타네이트, 티탄옥사이드/실리카옥사이드마이크로코폴리머, 및 나노티타네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있다. 상기 축중합 반응 촉매는, 폴리에스테르계 탄성 접착 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 5000 ppm 10 내지 3000 ppm 또는 50 내지 1000 ppm 범위로 사용할 수 있다. 상기 축중합 반응 촉매의 투입량이 상기 범위일 경우 폴리에스테르계 탄성 접착 수지의 물리적 특성 및 열안정성을 향상시킬 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 폴리에스테르계 탄성 접착 수지는 다양한 형태의 사출 성형물, 필름(Film) 성형물로 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 폴리에스테르계 탄성 접착 수지는 섬유(web)로 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에스테르계 탄성 접착 수지는 저융점의 특성이 있어 여러겹으로 압착하여 필름이나 웹 구조의 부직포를 만들 수도 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 단열재는 건축용 외단열재일 수 있다. 건물 외부 벽면에 사용되는 외단열재는, 기온의 변화에 변성이 적은 특성을 요구한다. 따라서, 본 발명에 따른 단열재는 저융점 탄성 특성을 갖는 탄성 접착층을 사용함으로써, 상기 특성을 만족한다. 또한, 본 발명에 따른 외단열재는 장기간 사용시에도 물성 저하가 최소화되고, 건물 내외부 기온차에 따른 결로를 유발하는 이격 현상을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 탄성 접착층은, 융점이 낮아 가열 접합에 용이한 특성을 가짐으로써, 건축물 외벽에 외단열재의 시공을 용이하게 한하며, 가열 접합 시에 수지 발포체가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 단열재 어셈블리를 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 단열재 어셈블리는 n개의 수지 발포체를 포함하며,
n은 2 이상의 정수이고,
k번째 수지 발포체; 및 k+1번째 수지 발포체의 계면은 탄성 접착층에 의해 접착된 구조이며,
k는 1과 n-1 사이의 정수일 수 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 단열재가 서로 인접하는 패널끼리 측면이 서로 접합되어, 단열재 어셈블리를 형성할 수 있으며, 이때 단열재 어셈블리는 시공하려는 건축물의 벽면 크기에 맞게 형성될 수 있다.
상기 수지 발포체는 폴리에스테르 수지의 발포체일 수 있으며, 구체적으로는 발포체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET)일 수 있다.
또한, 상기 탄성 접착층은, KS K0328에 의거한 융점이 125 ℃ 미만인 저융점 탄성 접착층일 수 있다. 또한, 상기 탄성 접착층은, KS K0328에 의거한 융점이 50 ℃ 이상일 수 있다. 구체적으로 상기 융점은, 50 내지 124.5 ℃, 60 내지 123 ℃ 혹은 80 내지 120 ℃일 수 있다.
상기 단열재 어셈블리는 본 발명에 따른 수지 발포체 및 탄성 접착층을 포함함으로써, 열안정성이 뛰어나 건축용 외단열재로 용이하게 활용 가능하고, 결로를 유발하는 이격 현상을 효과적으로 방지하여, 장시간 건축자재로 사용할 시에 물성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 수지 발포체는, 친수화 기능, 방수 기능, 난연 기능 또는 자외선 차단 기능을 가질 수 있으며, 계면활성제, 자외선 차단제, 친수화제, 난연제, 열안정제, 방수제, 셀 크기 확대제, 적외선 감쇠제, 가소제, 방화 화학 약품, 안료, 탄성폴리머, 압출 보조제, 산화방지제, 충전제, 공전 방지제 및 UV 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 수지 발포체는 사슬연장 첨가제, 충전제, 열안정제 및 발포제를 포함할 수 있다.
상기 사슬연장 첨가제는 특별히 한정하지 않으나, 본 발명에서는 예를 들면 피로멜리트산 이무수물(PMDA)가 사용될 수 있다.
상기 충전제의 예로는, 탈크, 마이카, 실리카, 규조토, 알루미나, 산화티탄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼리움, 황산바륨, 탄산수소나트륨, 그라스 비드 등의 무기 화합물;폴리테트라플루오로에틸렌, 아조다이카본아미드 등의 유기 화합물;탄산수소나트륨과 구연산과의 혼합물;질소 등의 불활성 가스 등을 들 수 있다. 이러한 충전제는 수지 발포체의 기능성 부여, 가격 절감 등을 역할을 할 수 있다. 구체적으로 본 발명에서는 탈크(Talc)가 사용될 수 있다.
상기 열안정제는, 유기 또는 무기 인 화합물일 수 있다. 상기 유기 또는 무기 인 화합물은, 예를 들어, 인산 및 그 유기 에스테르, 아인산 및 그 유기 에스테르일 수 있다. 예를 들어, 상기 열안정제는 상업적으로 입수 가능한 물질로서, 인산, 알킬 포스페이트 또는 아릴 포스페이트일 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서 열안정제는 트리페닐 포스페이트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 수지 발포체의 열적 안정성을 향상시킬 수 있는 것이라면, 통상적인 범위 내에서 제한 없이 사용 가능하다.
상기 발포제의 예로는, N2, CO2, 프레온 등의 가스와 부탄, 펜탄, 네오펜탄, 헥산, 이소헥산, 헵탄, 이소헵탄, 메틸클로라이드 등의 물리적 발포제 또는 아조디카르본아마이드(azodicarbonamide)계 화합물, P,P'-옥시비스(벤젠술포닐하이드라지드)[P,P'-oxy bis (benzene sulfonyl hydrazide)]계 화합물, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라아민(N,N'-dinitroso pentamethylene tetramine)계 화합물 등의 화학적 발포제가 있으며, 구체적으로 본 발명에서는 CO2가 사용될 수 있다.
본 발명에서 난연제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 브롬 화합물, 인 또는 인 화합물, 안티몬 화합물 및 금속 수산화물 등을 포함할 수 있다. 브롬 화합물은 예를 들어, 테트라브로모 비스페놀 A 및 데카브로모디페닐에테르 등을 포함하고, 인 또는 인 화합물은 방향족 인산에스테르, 방향족 축합 인산에스테르, 할로겐화 인산에스테르 및 적인 등을 포함하고, 안티몬 화합물은 삼산화안티몬 및 오산화안티몬 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 금속 수산화물에 있어서의 금속 원소로서는, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 니켈(Ni), 코발트(Co), 주석(Sn), 아연(Zn), 구리(Cu), 철(Fe), 티타늄(Ti) 및 붕소(B) 등을 포함할 수 있다. 그 중에서도, 알루미늄, 마그네슘 등이 바람직하다. 금속 수산화물은, 1 종의 금속 원소로 구성되어 있더라도 좋고, 2 종 이상의 금속 원소로 구성되어 있더라도 좋다. 예를 들어, 1 종의 금속 원소로 구성된 금속 수산화물로서는, 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘 등을 포함할 수 있다.
상기 계면활성제는 특별히 한정되지 않으며, 음이온계　계면　활성제(예를 들어, 지방산염, 알킬황산에스테르염, 알킬벤젠술폰산염, 알킬나프탈렌술폰 산염, 알킬술포숙신산염, 폴리옥시에틸렌알킬황산에스테르염 등), 비이온계　계면　활성제(예를 들어, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 등의 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 유도체, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 알킬알칸올아미드 등), 양이온계 및 양성 이온계　계면　활성제(예를 들어, 알킬아민염, 제 4 급 암모늄염, 알킬베타인, 아민옥사이드 등) 및 수용성 고분자 또는 보호 콜로이드(예를 들어, 젤라틴, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌블록코폴리머, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염, 알긴산나트륨, 폴리비닐알코올 부분 비누화물 등) 등을 포함할 수 있다.
또한, 방수제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 실리콘 계열, 에폭시 계열, 시아노아크릴산 계열, 폴리비닐아크릴레이트 계열, 에틸렌비닐아세테이트 계열, 아크릴레이트 계열, 폴르클로로프렌 계열, 폴리우레탄 수지와 폴리에스터 수지의 혼합체 계열, 폴리올과 폴리 우레텐 수지의 혼합체 계열, 아크릴릭 폴리머와 폴리우레탄 수지의 혼합체 계열, 폴리이미드 계열 및 시아노아크릴레이트와 우레탄의 혼합체 계열 등의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 자외선 차단제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 유기계 또는 무기계　자외선　차단제일 수 있으며, 상기 유기계　자외선　차단제의 예로는 p-아미노벤조산 유도체, 벤질리데네캠포 유도체, 신남산 유도체, 벤조페논 유도체, 벤조트리아졸 유도체 및 이들의 혼합물을 들 수 있고, 상기 무기계　자외선　차단제의 예로는 이산화티탄, 산화아연, 산화망간, 이산화지르코늄, 이산화세륨 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 상기 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 제시된 내용에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 4
단계 1) 수지 발포체 제조
수지 발포체를 제조하기 위해, 먼저 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 100 phr 을 압출성형기에 투입하여 200 ℃에서 용융하였고, 압출기 사이드피더를 이용하여 용융수지 내에 발포제로써 CO2를 PET 100 중량부를 기준으로 5 중량부 투입하고 압출 발포하여, 수지 발포체를 제조하였다.
단계 2) 탄성 접착층 제조
교반이 가능한 내열, 내압 100 리터 반응기에 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 10.6 kg, 메틸 테트라하이드로프탈릭 언하아드라이드(MeTHPA) 1 kg, 1,4-부탄디올 5.7 kg, 분자량 1000인 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜(PTMG) 12.6 kg, 테트라노말부톡시티타네이트 9 g를 첨가한 후, 초기 130 ℃로 가열 교반하여 디메틸 테레프탈레이트(DMT)가 용융되어 저분자 디올 성분과 균일하게 혼합되는 것을 확인하였다. 디메틸 테레프탈레이트(DMT)가 용융, 용해됨을 확인한 후, 서서히 가열하여 반응기의 내온이 205 ℃가 되도록 가열, 교반하여 4시간 동안 반응시키며 부생성물로 발생하는 메탄올을 반응기 밖으로 증류 제거하여 에스테르화 반응을 진행하였다. 에스테르화 반응이 완료된 상기 올리고머 용액을 진공 감압, 교반이 가능한 내열, 내압 100 리터 반응기에 첨가한 후, 열안정제(Irganox 1010) 130 g, 광안정제(Tinuvin 770DF)130 g, 축중합 촉매 테트라노말부톡시티타네이트 30 g을 첨가하였다. 축중합 반응 초기 서서히 감압 및 가열을 진행하여 최종온도 250 ℃, 최종진공도 1 mmHg 이하의 고진공하에서 축중합을 완료하여 폴리에스테르계 탄성 접착 수지를 제조하였다. 이때 실시예 1 내지 4의 원료의 종류, 투입량 및 물성 측정 결과는 하기 표 1에 기재하였다.
단계 3) 단열재 어셈블리 제조
상기 단계 1 의해 제조된 수지 발포체 4개를 준비하여, 각 수지 발포체의 측면에 상기 단계 2에 의해 제조된 탄성 접착층을 도포한 후 가열하고 측면끼리 접합하여 단열재를 제조하였다. 도 1은 제조된 단열재를 건축물 외벽(30)에 설치한 모습의 구조도이다. 도 1에 의하면, 본 발명에 따른 탄성 접착층(20) 수지 발포체(10)의 측면 사이사이에 개재되어 복수의 수지 발포체(10)의 측면을 서로 접합시킨 모습이다.
비교예 1 내지 3
단계 2에서 탄성 접착층 제조에 첨가되는 원료의 종류, 투입량을 표 1에 기재된 바와 같이 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 통해 단열재를 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 탄성 접착층의 물성을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 측정기준은 하기와 같다.
- 고유점도 측정방법: ASTM 460386
- Tm, Tg: DSC 분석(KS K0328)
무정형 폴리머의 경우 DSC에서 Tmdl 발현되지 않는데, 이 경우 하기의 방법으로 용점 분석하며 핫플레이트(Hotplate) 이용 융점 분석은 1℃ 단위로 온도 조절이 가능한 핫플레이트 위에 두께 0.1 mm 이하의 커버글라스(cover glass)를 위치하였다. 또한 핫플레이트 온도를 예상융점보다 20 ℃ 낮게 유지한 후 1℃ 단위로 승온하며, 분석하고자 하는 폴리머(Polymer)를 커버글라스 위에 문질러 폴리머가 녹는지 확인하였다. 폴리머가 녹아 커버글라스 위에 잔유물을 남기는 온도를 융점으로 분석하였다.
- 경도(Shore D) 측정: ASTM D2240
- 인장강도, 인장신율 측정: ASTM D638
- 내한굴곡성 측정: ISO 5402:2002
- 접착력 측정: 실시예와 비교예의 각 폴리머(Polymer)의 접착력을 평가하기 위해 NIKE의 신발용 접착 필름(Film) 분석 방법을 참조하여 분석비교하였다. 분석하고자 하는 시료(Polymer)를 핫프레스(Hotpress)등을 이용하여 두께 200~250μm의 필름(Film)으로 제조된다. 기준이 되는 원단(Polyester 직물원단 사용)사이에 접착 필름을 넣고 핫프레스(Hotpress)에 3 kgf/cm2의 압력과 150 ℃의 온도 하에서 30초동안 열압착하였다. 열접착된 시료를 1 inch의 폭으로 재단하여 ASTM D882(Tensile Testing of Thin Plastic Sheet)의 측정방법에 의거 인장력을 측정하여 접착력을 평가하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3
하드 세그먼트 디올(몰%) 에틸렌 글리콜 - - 100 70 - 100 100
1,4-부탄디올 100 75 - - 100 - -
2-메틸 1,3-프로판디올(MPO) - 25 - 30 - - -
디카르본산(몰%) DMT 90 100 - - 80 - -
TPA - - 87 100 - 70 80
DMI - - - - 20 30 20
MeTHPA 5 - 7 - - - -
MeHHPA 5 - 6 - - - -
소프트 세그먼트 EVA 함량 - - - - - 50 -
PTMG 분자량 1000 1000 1000 1000 1000 - 1000
함량(중량%) 50 50 50 50 50 50
물성 융점(℃) 124.2 112.9 119.8 112.9 135.6 125 126.7
고유점도(IV) 1.75 1.85 0.902 0.932 1.78 0.625 0.821
경도(showa D) 34 21 34 20 38 95 38
인장강도(kgf/cm2) 205 180 175 168 165 75 165
인장신율(%) 1100 1240 1020 1240 1080 57 560
내한굴곡성(3만회) 균열없음 균열없음 균열없음 균열없음 균열 균열 균열
접착력(kgf/in.) 7.6 8.2 8.5 7.5 5.5 2.5 5.5
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 2 내지 4의 경우, 융점은 112.9 내지 119.8 ℃로 낮게 측정되어, 비교예 1 내지 3에 비해 저융점 특성을 나타내는 것을 확인하였다.
고유점도 결과에서는, 1,4-부탄디올을 사용한 경우 실시예 1 및 2와 같이 고유점도가 향상되는 것을 볼 수 있다.
경도 결과에서는, 디올에서 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO)을 첨가할 경우, 실시예 2 및 4와 같이 경도가 21 및 20으로 저하되는 것을 알 수 있다. 경도가 저하되면 신축성이나 복원력이 향상된 것으로 넓은 의미에서 탄성력이 좋아진다고 볼 수 있다.
인장강도 결과에서는, 디올은 1,4-부탄디올(1,4-BD)을 첨가하고, 디카르본산은 디메틸 테레프탈레이트(DMT)를 첨가한 실시예 1 및 2의 경우 205 내지 180 kgf/cm2 로 높게 나타나는 것을 볼 수 있다.
인장신율 결과에서는, 디올에서 2-메틸 1,3-프로판디올(MPO)을 첨가할 경우, 실시예 2 및 4와 같이 1210 및 1260 %로 향상되는 것을 볼 수 있다. 반면, 비교예 2는 폴리에스터계 수지가 아닌 에틸렌비닐아세테이트(EVA)을 사용한 것으로 인장신율이 57 %로 매우 낮게 나타났다.
내한굴곡성 및 접착력 결과에서는, 실시예 1 내지 4는 균열이 없었으며, 접착력이 7.5 내지 8.5(kgf/in.)로 높게 나타났으나, 비교예 1 내지 3은 디카르본산에서 디메틸 이소프탈레이트(DMI)를 첨가함으로써, 모두 균열이 나타났고, 접착력이 2.5 또는 5.5(kgf/in.)로 낮게 나타났다.
따라서, 본 발명에 따른 탄성 접착층은 융점이 낮아 가열접합 하는데 용이하며, 인장강도 및 인장신율이 향상됨으로써 단열재의 탄성을 향상시켜 기온 변화에도 안정적으로 형태를 유지하고, 결로를 유발하는 이격 현상을 효과적으로 방지할 수 있다는 것을 확인하였다.
실험예 2
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에 의해 수지 발포체의 치수 변화율 및 인장강도 변화율을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 측정기준은 하기와 같다.
1) 치수 변화율
KS R 0021의 가속 내광성 시험에 따라, 300 내지 400nm 파장의 광을 조도 255 W/m2의 광으로 90일간 조사한 전후의 치수 변화율을 측정하였다. 이때, 측정 전 체적은 1 m3 였으며, 치수 변화율은 하기 조건 1에 따라 나타내었다.
[조건 1]
Figure 112015106010525-pat00005
조건 1에서 Lt0는 처리 전의 치수를 나타내고, Lt1는 처리 후의 치수를 나타낸다.
2) 인장강도 측정
KS R 0021의 가속 내광성 시험에 따라, 300 내지 400nm 파장의 광을 조도 255W/m2의 광으로 90일간 조사한 전후의 인장강도 (KS L 9016) 변화율을 하기 조건 2에 따라 측정하였다.
[조건 2]
Figure 112015106010525-pat00006
상기 조건 2에서 TCt0는 처리 전의 인장강도를 나타내며, TCt1은 처리후의 인장강도를 나타낸다.
실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3
치수 변화율(%) 0.1 0.2 0.15 0.13 6.5 7 5
인장강도 변화율 (%) 2.5 5 3.5 3.2 15 18.5 14
상기 표 2를 참조하면, 치수 변화율에서, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4는 모두 1 % 미만으로 낮은 값을 보인 반면, 비교예 1 내지 3은 모두 5 내지 7 %로 높게 나타났다.
인장강도 변화율에서는, 실시예 1 내지 4의 경우 모두 10 % 미만으로 낮았던 반면, 비교예 1 내지 3의 경우 10 % 를 초과하여, 실시예에 비해 내구성이 떨어진다는 것을 알 수 있었다.
상기 결과로부터 본 발명에 따른 단열재는, 건축용 외단열재로 활용할 시에, 장기간 사용하여도 물성 및 내구성이 저하를 방지할 수 있다는 것을 확인하였다.
10: 수지 발포체
20: 탄성 접착층
30: 건축물 외벽

Claims (9)

  1. 하기 조건 1 또는 2를 만족하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET)발포체; 및
    상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 발포체의 적어도 일면에 형성되며, KS K0328에 의거한 융점이 125℃ 미만인 저융점 탄성 접착층을 포함하며,
    상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 발포체는 90%(v/v) 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)인 압출 발포체이고,
    상기 저융점 탄성 접착층은, 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid)의 에스테르화 반응물인 하드 세그먼트; 및 폴리올(Polyol)인 소프트 세그먼트의 축중합물인 폴리에스테르계 탄성 접착 수지이며,
    상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 테레프탈산(TPA) 및 언하이드라이드(anhydride)가 40~99 대 60~1 몰비인 수지 혼합물로 이루어지고,
    상기 언하이드라이드(anhydride)수지는 메틸 테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeTHPA) 및 메틸 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeHHPA)가 0.5 내지 9.5 대 9.5 내지 0.5 몰비로 이루어진 것을 특징으로하는 단열재:
    [조건 1]
    Figure 112017039763189-pat00007

    [조건 2]
    Figure 112017039763189-pat00008

    상기 조건 1은, KS R 0021의 가속 내광성 시험에 따라, 300 내지 400nm 파장의 광을 조도 255 W/m2의 광으로 90일간 조사한 전후의 치수(가로, 세로, 높이의 평균값) 변화율을 의미하며, Lt0는 처리 전의 치수를 나타내고, Lt1는 처리 후의 치수를 나타내며,
    조건 2는, KS R 0021의 가속 내광성 시험에 따라, 300 내지 400nm 파장의 광을 조도 255W/m2의 광으로 90일간 조사한 전후의 인장강도 (KS L 9016) 변화율을 의미하고, TCt0는 처리 전의 인장강도를 나타내며, TCt1은 처리후의 인장강도를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 발포체의 외면에 도포된 탄성 접착층의 외측에 형성된 이형 필름을 더 포함하는 단열재.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    저융점 탄성 접착층은, KS K0328에 의거한 융점이 50 ℃ 이상인 것을 특징으로 하는 단열재.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    단열재는, 건축용 외단열재인 것을 특징으로 하는 단열재.
  9. n개의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 발포체를 포함하며,
    n은 2 이상의 정수이고,
    k번째 폴리에틸렌 테레프탈레이트 발포체; 및 k+1번째 폴리에틸렌 테레프탈레이트 발포체의 계면은 KS K0328에 의거한 융점이 125℃ 미만인 저융점 탄성 접착층에 의해 접착된 구조이며,
    k는 1과 n-1 사이의 정수이고,
    상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 발포체는 90%(v/v) 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)인 압출 발포체이고,
    상기 저융점 탄성 접착층은, 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid)의 에스테르화 반응물인 하드 세그먼트; 및 폴리올(Polyol)인 소프트 세그먼트의 축중합물인 폴리에스테르계 탄성 접착 수지이며,
    상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 테레프탈산(TPA) 및 언하이드라이드(anhydride)가 40~99 대 60~1 몰비인 수지 혼합물로 이루어지고,
    상기 언하이드라이드(anhydride)수지는 메틸 테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeTHPA) 및 메틸 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드(MeHHPA)가 0.5 내지 9.5 대 9.5 내지 0.5 몰비로 이루어진 것을 특징으로하는 단열재 어셈블리.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006124213A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Inax Corp 断熱材複合タイル
JP4117539B2 (ja) * 2002-09-19 2008-07-16 東洋紡績株式会社 易接着性柔軟ポリエステルシート

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4117539B2 (ja) * 2002-09-19 2008-07-16 東洋紡績株式会社 易接着性柔軟ポリエステルシート
JP2006124213A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Inax Corp 断熱材複合タイル

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