KR101886180B1 - 결로방지 단열 조성물 및 이를 이용한 결로방지 단열 시공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충진재; 유기 및 무기 바인더; 윤활제; 및 기포 조절제를 포함하는 결로방지 단열 조성물 및 이를 사용한 결로방지 단열 시공에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 재료의 경량화로 인하여 시공성 및 부착력이 극대화되므로, 공기가 단축되어 비용이 절감되는 효과가 있고, 단열 시공 시, 유지 관리 및 보수가 간단하고, 폐기물(유해물)의 발생이 거의 없어 친환경적인 시공이 가능하다.
Description
본 발명은 결로방지 단열 조성물 및 이를 이용한 결로방지 단열 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물에 사용되는 단열재는 건축물의 벽면에 부착하여 열이동을 막을 목적으로 사용되는 것으로 건축물의 내, 외벽에 시공되어 냉기, 열기, 복사열을 반사 차단하여 건축물의 내부 온도가 외부 온도 변화에 의한 영향을 적게 받도록 하는 기능을 한다. 또한, 건축물에 사용하는 단열재는 열의 유출과 불필요한 열의 유입을 방지하여 에너지 절약을 촉진하며 표면 결로나 실내 온도의 편향 분포 및 왜곡을 방지하여 쾌적한 실내 온도가 확보될 수 있도록 설계된다.
한편, 건축물에 발생되는 표면 결로는 수분을 포함한 대기의 온도가 이슬점 이하로 낮아져 대기에 함유된 수분이 물체 표면에서 물방울로 맺히는 일종의 물 맺힘 현상이다. 결로는 습도가 높거나 실내외의 온도차가 클수록 쉽게 발생되고, 건축물의 바닥과 벽체 표면에 얼룩을 형성하고 부패 원인이 되며 곰팡이 등을 발생시킨다.
이에, 본 발명자들은 특정 성분을 조합한 결로방지 단열 조성물을 이용하여 결로방지 단열 시공 시, 재료의 경량화로 시공성 및 부착력이 극대화되어 공기가 단축되고 유지관리 및 보수가 간단하며, 폐기물 발생이 거의 없다는 점을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 결로방지 단열 시공 시, 재료의 경량화로 시공성 및 부착력이 극대화되어 공기가 단축되고 유지관리 및 보수가 간단하며, 폐기물 발생이 거의 없고, 공기 단축에 의해 비용 절감 효과가 있는 결로방지 단열 조성물 및 이를 이용한 결로방지 단열 시공 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에서는 충진재; 유기 및 무기 바인더; 윤활제; 및 기포 조절제를 포함하는 결로방지 단열 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일실시예에서는 a) 콘크리트 상에 프라이머 처리하는 단계; b) 상기 프라이머 처리된 콘크리트 상에 상기 결로방지 단열 조성물층을 형성하는 단계; 및 c) 상기 결로방지 단열 조성물층 상에 표면 강화 처리하는 단계;를 포함하는 결로방지 단열 시공방법을 제공한다.
본 발명의 결로방지 단열 조성물을 사용하여 결로방지 단열 시공 시, 재료의 경량화로 인하여 시공성 및 부착력이 극대화되므로, 공기가 단축되어 비용이 절감되는 효과가 있다.
본 발명의 결로방지 단열 조성물을 사용하여 결로방지 단열 시공 시, 유지 관리 및 보수가 간단하고, 폐기물(유해물)의 발생이 거의 없어 친환경적인 시공이 가능하다.
도 1은 종래 기술에 따른 단열재 시공 과정을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 결로방지 단열 조성물을 이용한 미장 방법으로 결로방지 단열 시공하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 결로방지 단열 조성물을 이용한 뿜칠 방법으로 결로방지 단열 시공하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 결로방지 단열 조성물을 건물 외벽에 뿜칠하여 결로방지 단열 시공하는 단계를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 결로방지 단열 조성물을 이용한 미장 방법으로 결로방지 단열 시공하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 결로방지 단열 조성물을 이용한 뿜칠 방법으로 결로방지 단열 시공하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 결로방지 단열 조성물을 건물 외벽에 뿜칠하여 결로방지 단열 시공하는 단계를 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
결로방지 단열 조성물
먼저, 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 결로방지 단열 조성물은 충진재; 유기 및 무기 바인더; 윤활제; 및 기포 조절제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 충진재는 펄라이트(Perlite) 및 팽창 질석(Expanded Vermiculite)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
펄라이트(Perlite)는 화산 작용으로 생긴 진주암을 850 내지 1200℃로 가열, 팽창해 만든 인공 토양으로서, 진주암을 순간적으로 고열로 가열하면 안에 있던 수분(약 2 내지 6%)이 밖으로 나와 팽창하는 현상을 이용해 생산된다.
본 발명의 일실시예에 따른 펄라이트는 닫힌 기공(closed cell) 팽창진주암 중공입자 및 열린 기공(open cell) 팽창진주암 중공입자가 5 : 5 내지 6 : 4의 중량비로 포함되는 것일 수 있다. 펄라이트 내에서 닫힌 기공 팽창진주암과 열린 기공 팽창진주암이 상기 범위의 중량비로 포함되는 경우, 열 전달을 효과적으로 차단하여 단열 효과를 충분히 확보할 수 있을 뿐만 아니라 건조가 빠른 속건성의 효과가 있다.
한편, 상기 사용되는 닫힌 기공 팽창진주암 중공입자의 평균 입경은 예를 들어, 200 내지 800㎛일 수 있다.
본 발명의 팽창 질석(Expanded Vermiculite)은 질석을 열처리 하여 팽창시킨 것으로서, 질석을 열처리하여 팽창시키면 열처리의 조건과 원료의 성질에 따라서 6 내지 20 배 정도로 팽창되어진다. 열에 의해서 박리 팽창한 것은 비중이 매우 낮고 우수한 단열성과 소리의 차단성(방음효과)을 가지고 있으므로 팽창 질석(expanded vermiculite)은 좋은 단열재로 쓰이고 또 경량 콘크리트의 골재, 흡음재 등으로 쓰이는 등 건축용 재료로서 널리 이용된다. 그 외에도 종이, 플라스틱, 도료의 충진제(filler), 중량제 등으로도 쓰이고, 포장할 때 팩킹(packing)재료로도 쓰인다.
본 발명의 일실시예에 따라 사용되는 팽창 질석은 0.2 내지 1㎜의 입경을 가지는 것으로서, 비중은 0.15 이하인 것이 사용될 수 있다. 상기 입경 및 비중을 가진 팽창 질석은 본 발명의 결로방지 단열 조성물에 충분한 단열성을 부여하는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 결로방지 단열 조성물은 유기 및 무기 바인더를 포함할 수 있다.
유기 바인더는 크랙 방지용 바인더 및 벌킹용 바인더로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 유기 바인더는 부틸 아크릴레이트 및 메틸 아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 부틸 아크릴레이트는 크랙 방지 역할을 수행할 수 있으며, 분자량 60,000 내지 90,000 정도의 중합체일 수 있다. 상기 메틸 아크릴레이트는 내수성 및 부착강도를 향상시키는 역할을 수행할 수 있으며, 분자량 50,000 내지 70,000 정도의 중합체일 수 있다.
상기 유기 바인더에서 부틸 아크릴레이트와 메틸 아크릴레이트가 3 : 7 내지 4 : 6 범위 내의 중량비로 사용되는 경우 크랙 방지 효과 및 내수성 향상 측면에서 최적화된 효과를 제공할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 무기 바인더는 실리카를 포함하는 바인더일 수 있다. 상기 실리카를 포함하는 바인더는 유기 바인더 화합물과 유기 바인더 화합물 간 가교 역할을 수행함으로써 접착 성능을 더욱 향상시키고, 상기 벌킹용 바인더와 결합하여 도막 형성을 억제함으로써, 건조 시간을 단축하고 및 미세 기공을 확보함으로써 열 전도를 억제하는 효과가 있으며, 상기 효과는 사용되는 유기 바인더 대 무기 바인더의 중량비가 5.5 : 4.5 내지 6 : 4 범위 내일 때 최적화될 수 있다.
한편, 상기 유기 바인더와 무기 바인더를 혼합 사용 시, 바인더의 일부가 팽윤함으로써 무기질 충진재와 분리가 억제되어 균질한 배합이 가능해져 조성물이 안정화되는 효과가 있을 수 있다.
본 발명에서 윤활제는 팽창진주암 입자 상호 간의 마찰을 줄여 시공 작업 시 미장칼과의 부착을 방지하고, 균일한 시공을 가능하게 한다.
본 발명의 일실시예에 따라 사용되는 윤활제는 다가 지방산염(Fatty Acid Salt)을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 올레인산염, 팔미틴산염, 스테안린산염, 야자지방산염, 글리세린염으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명에서 기포조절제는 교반 등의 과정에 있어, 기계적 힘에 의해 발생된 큰 입자의 기포를 억제함으로써 조성물의 균일성과 저장 안정성을 향상시키는 역할을 수행한다. 본 발명의 일실시예에 따라 사용되는 기포 조절제는 아미노산계를 포함하는 동물성 기포제 및 알킬벤젠 설포네이트계, 소듐 라우릴 설페이트계 및 이의 에스테르를 포함하는 식물성 기포제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 기포 조절제일 수 있다.
이상의 구성 요소를 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 결로방지 단열재 조성물은 상기 조성물 내에서 조성물 전체 중량을 기준으로, 충진재 50 내지 60 중량%, 유기 및 무기 바인더 30 내지 50 중량%, 윤활제 1 내지 5 중량% 및 기포 조절제 0.5 내지 1 중량%를 포함할 수 있다.
상기 조성물은 앞서 설명한 구성 성분들을 동시 또는 순차적으로 혼합한 다음 교반하여 제조한 것일 수 있으며, 충진제가 조성물 전체 중량을 기준으로 50 내지 60 중량%로 포함되는 경우, 부착강도를 유지시키며 열전도율을 충족시키는 효과가 존재한다. 한편, 유기 및 무기 바인더가 조성물 전체 중량을 기준으로 30 내지 50 중량%로 포함되는 경우, 기공을 유지시키며 부착강도를 충족시키는 효과가 존재한다. 한편, 윤활제가 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 5 중량%로 포함되는 경우, 열전도율 및 부착강도 성능에 영향을 주지않으면서도 균일한 시공을 가능하게 한다. 한편, 기포조절제가 조성물 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 1 중량%로 포함되는 경우, 열전도율 및 부착강도 성능에 영향을 주지않으면서 조성물의 균일성과 저장 안정성을 충분히 향상시킨다.
결로방지 단열 시공 방법
이상으로 설명한 결로방지 단열 조성물을 이용하여 결로방지 단열 시공하는 방법에 대하여 이하에서 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 결로방지 단열 시공 방법은 a) 콘크리트 상에 프라이머 처리하는 단계; b) 상기 프라이머 처리된 콘크리트 상에 상기 결로방지 단열 조성물층을 형성하는 단계; 및 c) 상기 결로방지 단열 조성물층 상에 표면 강화 처리하는 단계;를 포함할 수 있다.
우선, 콘크리트 상에 프라이머 처리한다(단계 a).
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 단계에서 프라이머 처리는 콘크리트 상에 유, 무기 복합 조성물을 도포하여 수행되는 것일 수 있으며, 상기 단계를 통해 유, 무기 복합 조성물이 콘크리트에 침투함으로써 백화 현상을 차단하고, 내수성 및 상도 바름재인 본원 발명의 결로방지 단열 조성물과의 결합을 원활하게 하고, 상기 결로방지 단열 조성물의 탈락을 방지한다.
또한, 상기 단계의 프라이머 처리를 통해 콘크리트가 과도하게 수분을 흡수하는 것을 방지할 수 있으므로, 결로방지 단열 조성물 시공 시 탈락을 방지할 수 있게 한다.
한편, 상기 프라이머 처리에 사용되는 유, 무기 복합 조성물은 상기 역할을 수행하는 것이라면 특별히 제한되지 아니하고, 당해 기술분야에 일반적으로 사용되는 유, 무기 복합 조성물이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 프라이머 처리된 콘크리트 상에 앞서 설명한 결로방지 단열 조성물층을 형성한다(단계 b).
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 단계는 미장 및 뿜칠 중 선택되는 1종 이상의 과정을 통해 수행되는 것일 수 있다. 가령, 미장 과정은 구체적으로 상기 제조된 결로방지 단열 조성물을 미장칼로 벽 면에 발라 시공하는 과정일 수 있고(도 2 참조), 뿜칠 과정은 고압의 공기로 상기 결로방지 단열 조성물을 뿜칠하여 바름으로써 시공하는 과정일 수 있다(도 3 및 도 4 참조).
한편, 본 단계에서 결로방지 단열 조성물을 이용하여 형성되는 결로방지 단열 조성물층의 두께는 덧바름을 통해 2 내지 7㎜ 까지 원하는 두께로 시공이 가능하다.
마지막으로, 상기 결로방지 단열 조성물층 상에 표면 강화 처리한다(단계 c).
상기 표면 강화 처리는 콘크리트 상에 형성된 결로방지 단열 조성물층의 표면을 강화하고, 은폐력을 향상시켜 도장 시 초벌 도장을 대체하게 하는 역할을 수행하며, 또한 도료의 침투를 방지하여 일정한 도막을 형성하게끔 하는 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 c 단계에서 표면 강화 처리를 위해 사용되는 표면 강화제는 변성 실리케이트 또는 변성 아크릴로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 상기 표면 강화 처리에 사용되는 표면 강화제는 상기 역할을 수행하는 것이라면 특별히 제한되지 아니하고, 당해 기술분야에 일반적으로 사용되는 표면 강화제가 사용될 수 있다.
종래 기술에 따르면, 결로방지 단열 시공 시 먼저, 단열재를 재단하고, 단열재 상에 본드를 칠하는 본드 작업이 이어지며, 상기 본드 작업이 수행된 단열재를 벽면에 부착하고, 단열재 사이에 연결부를 메우는 과정이 이어지며, 연결부 메움이 수행된 다음에는 단열재를 고정하고, 쫄대를 시공하며, 최종적으로 마감보드를 시공하는 복잡 다단한 과정을 거쳐야 했으며, 이에 따라 공사 기간이 늘어나고, 유지관리 및 보수가 어려웠으며, 시공 과정에서 재단 잔재와 같은 폐기물이 발생하는 문제점이 상존하였다(도 1 참조). 또한, 벽면이 고르지 않을 경우 단열재가 벽면에 밀착되지 못한채 시공되어 단열 효과를 충분히 발휘하지 못하거나 크랙(crack)이 발생하기도 하는 문제가 있었다.
이와 달리, 본 발명과 같이 상기 단계를 통해 결로방지 단열 조성물을 미장 혹은 뿜칠하여, 결로방지 단열 시공하는 경우 공사 기간이 단축되어 비용이 절감되는 효과가 존재한다. 나아가, 본 발명에 따른 결로방지 단열 조성물을 이용한 시공 시, 유지 관리 및 보수가 종래 기술 대비 간단할 뿐만 아니라, 폐기물 발생이 거의 없어 친환경적인 장점이 존재한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
먼저 충진재로서 닫힌기공 팽창진주암 30 kg 과 열린기공 팽창진주암 20 kg, 코팅 팽창 질석 10 kg을 혼합한 다음, 상기 혼합물에 크랙방지용 유기 바인더로서 부틸 아크릴레이트 7.6 kg과 벌킹용 유기 바인더인 메틸 아크릴레이트 14.4 kg을 완전 혼합교반 후 실리카를 포함하는 무기 바인더 15 kg을 첨가한 뒤 10분간 교반하였다. 상기 혼합물에 윤활제로서 올레인산염을 2.1 kg을 넣고 10분간 교반한 다음, 아미노산계를 포함하는 동물성 기포조절제를 0.9kg 넣고 교반하여 본 발명에 따른 결로방지 단열 조성물을 제조하였다.
실험
전술한 실시예에 따른 결로방지 단열 조성물을 이용하여 곰팡이 저항성, 열전도, 실내공기질 공정시험 및 환경유해인자 공정시험을 각각 진행하였다.
우선, 곰팡이 저항성 관련한 실험은 ASTM G 21:2013 표준에 따라 수행되었으며 그 구체적인 결과는 아래와 같다.
한편, 열전도 관련한 실험은 KS L 9016:2010 표준에 따라 수행되었으며 그 구체적인 결과는 아래와 같다.
한편, 실내공기질 공정시험은 환경부고시 제2010-24호에 따라 수행되었으며 그 구체적인 결과는 아래와 같다.
한편, 환경유해인자 공정시험은 환경부고시 제2014-32호에 따라 수행되었으며 그 구체적인 결과는 아래와 같다.
표 1 내지 4의 결과에 따르면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 결로방지 단열 조성물은 곰팡이 저항성이 매우 뛰어나며, 열전도율은 매우 낮아 단열 효과가 뛰어나며, 실내공기질 공정시험 및 환경유해인자 공정시험을 수행한 결과 인체에 유해한 성분이 거의 없으며, 친환경적이라는 점도 확인할 수 있었다.
또한, 상기 실시예에 따른 결로방지 단열 조성물로 단열 시공 시 재료의 경량화로 인하여 시공성 및 부착력이 극대화되므로, 공기가 단축되어 비용이 절감되는 효과가 있을 뿐만 아니라 유지 관리 및 보수가 간단하고, 폐기물(유해물)의 발생이 거의 없어 친환경적인 시공이 가능하다.
Claims (11)
- 펄라이트(Perlite) 및 팽창 질석(Expanded Vermiculite)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 충진재;
유기 바인더 대 무기 바인더의 중량비가 5.5 : 4.5 내지 6 : 4 범위인 유기 및 무기 바인더;
다가 지방산염(Fatty Acid Salt)을 포함하는 윤활제; 및
아미노산계를 포함하는 동물성 기포제 및 알킬벤젠 설포네이트계, 소듐 라우릴 설페이트계 및 이의 에스테르를 포함하는 식물성 기포제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 기포 조절제를 포함하는 결로방지 단열 조성물로서,
상기 조성물 내에서 조성물 전체 중량을 기준으로, 충진재 50 내지 60 중량%, 유기 및 무기 바인더 30 내지 50 중량%, 윤활제 1 내지 5 중량% 및 기포 조절제 0.5 내지 1 중량%를 포함하는 결로방지 단열 조성물.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 유기 바인더는 부틸 아크릴레이트 및 메틸 아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 결로방지 단열 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 무기 바인더는 실리카를 포함하는 바인더인 결로방지 단열 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- a) 콘크리트 상에 프라이머 처리하는 단계;
b) 상기 프라이머 처리된 콘크리트 상에 제 1 항의 결로방지 단열 조성물층을 형성하는 단계; 및
c) 상기 결로방지 단열 조성물층 상에 표면 강화 처리하는 단계;를 포함하는 결로방지 단열 시공방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 a 단계에서 프라이머 처리는 콘크리트 상에 유, 무기 복합 조성물을 도포하여 수행되는 결로방지 단열 시공방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 b 단계는 미장 및 뿜칠 중 선택되는 하나 이상의 과정을 통해 수행되는 결로방지 단열 시공방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 c 단계에서 표면 강화 처리를 위해 사용되는 표면 강화제는 변성 실리케이트 또는 변성 아크릴로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 결로방지 단열 시공방법.
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