KR101933206B1 - 셀룰로오스 단열재 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 셀룰로오스 단열재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 단열재처럼 단열재와 마감재를 별도로 시공할 필요없이 단열과 마감을 동시에 수행할 수 있으면서 액상이기 때문에 별도의 희석제 없이도 재료를 분사하는 뿜칠(Spray coating)시공이 가능하고, 준불연에 해당하는 난연 2등급 특성을 갖춰 내화성능도 갖출 수 있도록 개선된 셀룰로오스 단열재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

셀룰로오스 단열재 조성물 및 그 제조방법{Cellulose insulation composition and method for producing the same}
본 발명은 셀룰로오스 단열재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 단열재처럼 단열재와 마감재를 별도로 시공할 필요없이 단열과 마감을 동시에 수행할 수 있으면서 액상이기 때문에 별도의 희석제 없이도 재료를 분사하는 뿜칠(Spray coating)시공이 가능하고, 준불연에 해당하는 난연 2등급 특성을 갖춰 내화성능도 갖출 수 있도록 개선된 셀룰로오스 단열재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적인, 건축물의 내,외벽 단열재 및 마감재 혹은 인테리어용 내,외벽 마감재로 다양한 형태의 제품들이 개시되어 있다.
예컨대, 마감재로는 자연석골재, 합성수지 에멀젼(emulsion)을 혼합한 석재 스프레이재(뿜칠재), 아크릴 및 에폭시 등의 유기계 스프레이재, 암면 및 유리솜 등으로 이루어진 무기계 스프레이재 등을 포함한 다양한 형태가 있다.
특히, 단열재의 경우에는 폴리우레탄폼(경질, 연질), EPDM폼 등의 고무류와; 폴리스티렌 등의 EPS류와; 암면, 질석, 펄라이트, 글라스울 등의 무기질류와; 펄프 등의 셀룰로오스류 등이 있다.
통상, 국내 건축물의 대부분의 단열재는 고무류, EPS류, 무기질류가 활용되고 있다.
하지만, 고무류나 EPS류는 내화성의 한계를 가지고 있고, 무기질류의 경우에는 내화성능은 좋지만 단열성능에 한계가 있다.
이에, 내화성능과 단열성능을 동시에 향상시킬 수 있는 대안으로 셀룰로오스류(난연 3등급에 해당)가 선호되고 있지만, 부착력이 약하고 천연펄프를 사용할 경우 비용이 증대되는 단점이 있어 한계에 부딪혀 있는 상태이다.
또한, 종래 건축물의 마감은 단열재와 마감재를 각각 별도로 시공해야 하므로 시공 공기에 제약이 따르고, 작업효율 및 소요 비용이 증대되는 단점도 있다.
뿐만 아니라, 뿜칠재를 단열재로 활용하기 위해서는 반드시 희석제를 사용하여 희석해야 하므로 사용상 번거로움이 크고, 비용도 많이 드는 한계를 가지고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1415088호(2014.06.27.) '흡음, 단열, 난연, 조습 기능을 갖는 기능성 펄프스프레이 조성물, 그 제조방법 및 그것을 이용한 건축재'
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 기존 단열재처럼 단열재와 마감재를 별도로 시공할 필요없이 단열과 마감을 동시에 수행할 수 있으면서 액상이기 때문에 별도의 희석제 없이도 재료를 분사하는 뿜칠(Spray coating)시공이 가능하고, 준불연에 해당하는 난연 2등급 특성을 갖춰 내화성능도 갖출 수 있도록 개선된 셀룰로오스 단열재 조성물 및 그 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 건축물의 내,외벽에 뿜칠되어 단열재 겸 마감재 기능을 수행하는 셀룰로오스 단열재 조성물에 있어서;
상기 셀룰로오스 단열재 조성물은 폐지로부터 재생된 셀룰로오스 파이버 10중량%와, 난연제 2중량%와, 수지바인더 15중량%와, 황토분말 30중량% 및 나머지 물로 이루어진 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 단열재 조성물을 제공한다.
이때, 상기 폐지로부터 재생된 셀룰로오스 파이버는 입도 1㎛ 이하로 분쇄된 것을 사용하며; 상기 난연제는 혼합조제형 난연제로서, 멜라민 시아누레이트 12.5중량%와, 펜타에리스리톨 24중량%와, 인슐래드 분말 3.5중량%와, 산화티타늄 분말 3.5중량%와, 폴리아크릴산 4.5중량%와, 멜라민 포스페이트 12.5중량%, 황산가돌리늄 3.5중량% 및 나머지 폴리에틸렌수지를 혼합하여 이루어진 것에도 그 특징이 있다.
또한, 본 발명은 셀룰로오스 파이버를 수득하는 단계; 단열재 원료를 평량하는 단계; 평량된 단열재 원료를 믹싱하여 액상화시키는 단계; 액상화된 단연재 원료를 포장하는 단계;를 포함하는 셀룰로오스 단열재 조성물 제조방법에 있어서;
상기 셀룰로오스 파이버를 수득하는 단계는 수거된 폐지에 잔류된 이물질을 제거하는 이물질분리과정; 이물질이 분리된 폐지를 교반기에 넣고 물에 불리면서 교반하여 연화시키는 폐지연화과정; 연화된 폐지에 포함된 잉크를 제거하는 탈묵과정; 탈묵된 폐지에 소금과 붕산을 첨가 교반하여 폐지의 내수특성과 내화특성을 강화하는 특성강화과정; 특성이 강화된 폐지를 세절하고 분쇄하여 파이버로 만드는 분쇄과정; 분쇄된 파이버의 함수율을 5% 이하로 조절하는 함수율 조절과정;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 단열재 조성물 제조방법도 제공한다.
본 발명에 따르면, 기존 단열재처럼 단열재와 마감재를 별도로 시공할 필요없이 단열과 마감을 동시에 수행할 수 있으면서 액상이기 때문에 별도의 희석제 없이도 재료를 분사하는 뿜칠(Spray coating)시공이 가능하고, 준불연에 해당하는 난연 2등급 특성을 갖춰 내화성능도 갖출 수 있도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는, 첨부도면을 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 단열재 조성물은 폐지로부터 재생된 셀룰로오스 파이버 10중량%와, 난연제 2중량%와, 수지바인더 15중량%와, 황토분말 30중량% 및 나머지 물로 이루어진다.
이때, 상기 셀룰로오스 파이버는 식물의 섬유소를 말하는 것으로, 대표적으로 종이에 가장 많이 함유된다.
이러한 셀룰로오스 파이버는 천연펄프로부터 수득되면 좋으나 자원 재활용 측면과 비용절감 차원에서 폐지를 재생한 것으로 사용함이 바람직하다.
이 경우, 바람직한 셀룰로오스 파이버의 입도는 1㎛ 이하로 분쇄된 것이 좋다.
특히, 셀룰로오스 파이버는 자체적으로 난연 3등급에 해당하는 난연성을 가지고 있기 때문에 미립화하여 액상으로 첨가될 수 있도록 함으로써 화학첨가제인 난연제를 과량으로 첨가하지 않고도 난연성을 높일 수 있는 특징을 갖는다.
그리고, 상기 난연제는 시중에서 판매되는 통상의 화학약품 형태의 단순첨가형이 아니라, 본 발명에서 특정 성능을 발휘하도록 조제된 혼합조제형 난연제를 사용한다.
본 발명에 따른 혼합조제형 난연제는 멜라민 시아누레이트 12.5중량%와, 펜타에리스리톨 24중량%와, 인슐래드 분말 3.5중량%와, 산화티타늄 분말 3.5중량%와, 폴리아크릴산 4.5중량%와, 멜라민 포스페이트 12.5중량%, 황산가돌리늄 3.5중량% 및 나머지 폴리에틸렌수지를 혼합하여 이루어진다.
이때, 멜라민 시아누레이트는 수지분산성이 좋고 교합수지의 물성을 저하시키지 않으면서 난연성은 향상시키는 특징이 있다. 특히, 폴리에틸렌수지와의 교합성이 좋아 많은 양을 사용하지 않고도 난연특성을 부여할 수 있는 장점이 있다.
또한, 펜타에리스리톨은 합성고무와 플라스틱의 중간 특성을 가진 물질로서 연소시 화염방지와 한계산소지수의 상승을 유도하여 발화저항성을 크게 하기 위해 첨가된다.
뿐만 아니라, 상기 인슐래드 분말은 알루미늄 실리케이트를 주성분으로 한 30~100 마이크론 크기의 미세중공체(microscopic hollow sphere) 분말로서 폐쇄 공기층의 세라믹 피막을 형성하여 탁월한 열반사와 열저항 효과를 발휘하며, 8대 유해 중금속은 물론 휘발성유기화합물(VOC) 및 독성이 전혀 없는 환경 친화적인 소재로서, 용융점이 약 1,800℃인 불연소재이며, 피막의 압축강도가 3,000N/㎤ 정도로서 매우 단단한 구조로 이루어져 있어 내구성이 뛰어나므로 본 발명에서는 불연성을 강화시키기 위해 첨가된다.
그리고, 산화티타늄 분말과, 폴리아크릴산은 난연제 조성물의 균일하고 신속한 분산성을 확보하기 위해 첨가되는데, 특히 산화티타늄 분말은 다공성에 따른 활성 촉진과 이에 따른 분산성 강화를 위해 첨가되고, 폴리아크릴산은 수지 개질성을 증대시킴으로써 산화티타늄 분말과 함께 난연제의 신속하고 균일한 분산을 유도하게 된다.
아울러, 멜라민 포스페이트는 질소가 함유되어 있어 난연상승 기능을 갖는 무독성으로서, 특히 할로겐이 함유되어 있지 않아 독성이 없어 인체 유해성을 배제시킨다.
또한, 상기 황산가돌리늄은 희토류 원소인 가돌리늄(Gd)의 황산화물로서, 가돌리늄은 주기율표 3족에 속하는 희토류(稀土類) 전이금속이며, 연성(延性)이 있는 은백색의 원소로 산소·물과 서서히 반응하고, 17℃ 이하에서는 강자성(强磁性)을, 아주 낮은 온도에서는 초전도성(超傳導性)을 띤다. 이러한 가돌리늄의 황산화물은 자기냉각특성이 있어 내화성을 강화시킨다.
뿐만 아니라, 폴리에틸렌수지는 무기물과의 교합성을 높여 액상화를 용이하게 하기 위해 사용된다.
그리고, 상기 수지바인더는 셀룰로오즈 단열재 조성물을 구성하는 성분들, 예컨대 무기물이 황토와 셀룰로오즈 파이버간의 바인딩을 강화하여 불연특성이 원활하게 도출되고, 특히 피착면에 대한 부착력을 높여 계면탈락이 발생하지 않도록 구성되어야 한다.
이를 위해, 상기 수지바인더는 로진(Rosin) 5중량%와, 폴리부텐 2.5중량%와, 파라-톨루엔설폰산 2.5중량%와, 수성 라텍스 10중량%와, 수성 아크릴에멀젼 10중량%와, 아밀로펙틴 4중량%와, 부틸아크릴레이트 4중량%와, 2-에틸헥실아크릴레이트 5.5중량%와, 3-클로로프로필렌옥시드 2.5중량%와, 리그닌 1.5중량%와, 헥사메틸렌테트라민 3.5중량% 및 나머지 카르복시메틸 셀룰로오스로 조성된다.
이때, 로진(Rosin)은 송진을 수증기로 증류하여 테레빈유를 제거한 다음에 남는 담황색 또는 갈색의 투명한 액체로서 성분간 결합성을 강화시키면서 점도를 조절하며 수용성 라텍스에 접착력을 부여하기 위해 첨가되며, 폴리부텐은 라텍스를 부드럽게 하여 고무성분의 연화를 높이는 역할을 수행하기 위해 첨가되고, 파라-톨루엔설폰산은 친전자체 치환반응인 설폰화를 통해 라텍스와 아크릴에멀젼의 가교결합을 촉진하기 위해 첨가되며, 수성 라텍스는 고무성분을 가지는 끈적끈적한 점성 액체로서 가교에 의한 접착력 증대를 위해 첨가되고, 수성 아크릴에멀젼은 수성 라텍스와의 가교에 의해 접착력 향상을 위해 첨가된다.
그리고, 아밀로펙틴(Amylopectin)은 수용성 아크릴에멀젼의 점도를 증대시키면서 보수성과 투명성을 강화시키고 내후성과 응집성 및 접착성을 향상시키기 위해 첨가되며, 부틸아크릴레이트는 계면의 개질을 통해 접착력을 강화시켜 계면 박리 강도를 높이기 위해 첨가되고, 2-에틸헥실아크릴레이트는 아크릴계 단량체로서 초기에 넓은 접착면적을 가지면서 피착제와의 친화력을 증대시키기 위해 첨가된다.
또한, 3-클로로프로필렌옥시드는 반응성이 강한 유화물의 안정화제로서 접착 안정성을 강화시키기 위해 첨가되며, 리그닌은 수지바인더의 유연성을 증가시키면서 계면 접착력을 강화시키기 위해 첨가되고, 헥사메틸렌테트라민은 방부성을 강화시키면서 경화시 바인딩 효과를 높이기 위해 첨가되며, 카르복시메틸 셀룰로오스는 알칼리 셀룰로오스에 클로로초산염을 반응시켜 제조된 것으로 유화안정화 및 셀룰로오스 파이버와의 결합력을 강화시켜 부착력 향상을 위해 첨가된다.
아울러, 상기 황토분말은 통상 0.02-0.05mm의 입도를 갖기 때문에 한 번 더 미분화하여 0.005-0.01mm의 입도를 갖도록 한 것을 사용함이 바람직하다. 이는 뿜칠의 원활성을 확보하고, 부착력을 저해시키지 않도록 하기 위함이다.
이러한 황토는 널리 알려진 친환경소재로서, 원적외선, 음이온 방출 특성은 물론, 불연, 내화, 온열 기능을 갖는 물질이다. 특히, 내벽에 사용될 경우에는 새집증후군 해소에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다.
한편, 상술한 바와 같은 셀룰로오스 단열재 조성물을 제조하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 셀룰로오스 파이버를 수득하는 단계가 수행된다.
상기 셀룰로오스 파이버를 수득하는 단계는 수거된 폐지에 잔류된 이물질을 제거하는 이물질분리과정; 이물질이 분리된 폐지를 교반기에 넣고 물에 불리면서 교반하여 연화시키는 폐지연화과정; 연화된 폐지에 포함된 잉크를 제거하는 탈묵과정; 탈묵된 폐지에 소금과 붕산을 첨가 교반하여 폐지의 내수특성과 내화특성을 강화하는 특성강화과정; 특성이 강화된 폐지를 세절하고 분쇄하여 파이버로 만드는 분쇄과정; 분쇄된 파이버의 함수율을 5% 이하로 조절하는 함수율 조절과정;으로 이루어진다.
이때, 상기 이물질분리과정은 수거된 폐지에 붙어 있는 이물질들을 수작업을 통해 1차 걸러낸 후 입도가 다른 3개의 스크리닝을 통해 3차에 걸쳐 미세 이물까지 진동스크린 방식으로 분리하는 과정이다.
이 경우, 수거된 폐지를 일정길이, 바람직하게는 3-5cm의 길이를 갖도록 커팅한 상태에서 이물질을 분리하게 되면 분리효율을 더욱 더 높일 수 있고, 후처리시 교반효율과 물에 불리는 효율도 높일 수 있다.
그리고, 상기 폐지연화과정은 이물질이 분리된 폐지를 교반기에 넣고 물에 불리면서 교반하여 연화시키는 과정이다.
이러한 폐지연화과정은 폐지를 섬유소, 즉 셀룰로오스로 불려 풀기 위한 것으로, 잘 풀어지도록 하기 위해 10% 수산화나트륨을 첨가하여 알카리화시킴으로써 연화처리를 더욱 촉진할 수 있다.
아울러, 상기 탈묵과정은 연화된 폐지에 포함된 잉크를 제거하는 과정이다.
이때, 탈묵제를 사용하게 되는데, 탈묵제는 에틸렌옥사이드 25중량%, 트리에탄올아민(Triethanolamine) 15중량%와, 액상 규산나트륨 40중량% 및 나머지 과산화수소수로 이루어진다.
이 경우, 에틸렌옥사이드는 지방산이나 유지, 고급알코올 등에 친수기를 가지고 있어 습윤, 침투, 흡착 및 응집 등의 계면현상에 의해 잉크를 박리시키기 위해 첨가된다.
그리고, 트리에탄올아민(Triethanolamine)은 기포발생을 촉진시켜 박리잉크를 포집한 후 액면으로 상승시켜 포말층을 형성하게 함으로써 이 포말층을 걷어낸 후 세정함으로써 탈묵된 잉크를 폐지로부터 완전히 분리할 수 있게 된다.
또한, 액상 규산나트륨은 잉크에 대한 계면장력을 낮추고, 유화력과 분산력을 높여 잉크의 박리를 가속화시키기 위해 첨가되고, 과산화수소수는 표백성과 잉크의 분리 촉진을 유지하기 위해 첨가된다.
뿐만 아니라, 상기 특성강화과정은 탈묵된 후 잉크가 분리된 폐지에 소금과 붕산을 첨가 교반하여 폐지의 내수특성과 내화특성을 강화하는 과정이다.
여기에서, 상기 소금과 붕산은 각각 1:2이 중량비로 혼합된 것이 잉크가 분리된 폐지 100중량부에 대해 15중량부의 비율로 첨가되며, 소금과 붕산을 첨가하는 이유는 탈묵된 폐지가 습기에 강하도록 하고, 쉽게 타지 않도록 구성하기 위한 것이며, 함께 넣고 1시간 정도 저속으로 교반함으로써 이루어진다.
이때, 상기 잉크가 분리된 폐지 100중량부에 대해, 소금과 붕산 이외에도 하이드로콜로이드 5중량부와, 산화나트륨 2.5중량부와, 폴리아닐린(polyaniline) 8.5중량부를 더 첨가할 수 있다.
이 경우, 상기 하이드로콜로이드(Hydrocolloid)는 겔을 형성하여 습윤상태를 유지함으로써 점착성을 장시간 동안 확정하여 바인딩성을 강화시키기 위해 첨가되며, 상기 산화나트륨은 알칼리성 산화물로서 항장력을 증가시키기 위해 첨가되고, 상기 폴리아닐린은 전도성 고분자로서 표면의 전기저항을 작게하여 정전기 발생을 억제하도록 하기 위해 첨가될 수 있다.
아울러, 상기 분쇄과정은 특성이 강화된 폐지를 세절하고 분쇄하여 파이버로 만드는 과정이다.
마지막으로, 상기 함수율 조절과정은 분쇄된 파이버의 함수율을 5% 이하로 조절하는 과정으로서, 수분함량이 5%를 초과하게 되면 물성이 떨어지고 셀룰로오스의 내화특성을 효과적으로 구현하기 어렵기 때문에 상기 범위로 한정해야 하며, 이를 통해 정량 계량도 가능하게 된다.
이렇게 하여, 폐지로부터 셀룰로오스 파이버가 수득되면, 이어 단열재 원료를 평량하는 단계가 수행된다.
상기 단열재 원료를 평량하는 단계는 앞서 설명하였듯이, 폐지로부터 재생된 셀룰로오스 파이버 10중량%와, 난연제 2중량%와, 수지바인더 15중량%와, 황토분말 30중량% 및 나머지 물로 이루어진 단열재 조성물을 만들기 위해 각 성분을 계량하는 단계이다.
계량이 완료되면, 평량된 단열재 원료를 믹싱하여 액상화시키는 단계가 수행된다.
상기 평량된 단열재 원료를 믹싱하여 액상화시키는 단계는 균일한 액상의 믹싱물을 만들기 위해 30-40℃로 유지되는 교반조에 조성물을 투입한 후 70-80rpm의 속도로 2시간 교반하여 액상의 단열재 조성물을 만드는 단계이다.
이렇게 액상으로 만드는 이유는 수성이면서 뿜칠이 가능하고, 포장 및 사용하기 편리하도록 하기 위한 것이다.
무엇보다도, 별도의 희석제를 사용하지 않고도 시공현장에서 곧바로 사용할 수 있도록 함으로써 사용상 편리성을 증대시키기 위함이다.
이후, 액상화된 단연재 원료를 포장하는 단계가 수행되는데, 포장은 정해진 규격의 용기에 담는 단계이다.
이하, 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예]
이와 같이 제조된 본 발명에 따른 셀룰로오스 단열재 조성물의 난연성을 평가하기 위해 20cm ×20cm × 5cm 크기의 콘크리트 시편을 만들고, 이 시편 표면에 본 발명 셀룰로오스 단열재 조성물을 뿜칠한 후 36시간 동안 건조시켰다.
그런 다음, UL 94 V Test Rating, LOI치 측정은 ASTM D2863-17에 따라 난연성을 측정하였으며, 측정결과 난연 2등급으로 확인되었다.
이에 따라, 본 발명이 목적하는 난연 등급을 달성하였음을 확인하였다.
뿐만 아니라, 대전방지성도 확인하기 위해 뿜칠된 표면을 양털로 수십차례 마찰한 후 저항테스터를 이용하여 대전방지 효과가 있는지 확인하였다. 이때, JIS T8 103의 규격에 따라 1×105Ω ≤ R(저항) ≤ 1×109Ω 범위라면 양호한 대전방지특성이 있는 것으로 판단하였고, 측정결과 0.72×107Ω으로 확인되어 양호한 대전방지특성이 있는 것으로 확인되었다.
또한, 부착력측정기를 이용한 부착력 테스트, 열전율 측정에 따른 등급확인, 시공시 분진 발생여부 등을 확인하여 단열재 겸 마감재로서의 특징이 있는지 확인하였고, 그 결과는 아래 표 1과 같이 나타났다.
이를 통해, 본 발명에 따른 셀룰로오스 단열재 조성물은 충분한 난연등급과 단열재 겸 마감재로서의 역할을 충분히 달성할 것으로 예상되었다.
구분 규격 본 발명
밀도(kg/㎥) 100 이상 185
부착강도(kgf/㎠) 15 이상 18
내화도 난연 2등급 난연 2등급
흡음성(NRC) 0.5 이상 0.9
시공성 분진발생하지 말것 분진없음
공법 습식 뿜칠 가능할 것 액상(뿜칠 가능)

Claims (3)

  1. 건축물의 내,외벽에 뿜칠되어 단열재 겸 마감재 기능을 수행하는 셀룰로오스 단열재 조성물에 있어서;
    상기 셀룰로오스 단열재 조성물은 폐지로부터 재생된 셀룰로오스 파이버 10중량%와, 난연제 2중량%와, 수지바인더 15중량%와, 황토분말 30중량% 및 나머지 물로 이루어지되,
    상기 폐지로부터 재생된 셀룰로오스 파이버는 입도 1㎛ 이하로 분쇄된 것을 사용하며;
    상기 난연제는 혼합조제형 난연제로서, 멜라민 시아누레이트 12.5중량%와, 펜타에리스리톨 24중량%와, 인슐래드 분말 3.5중량%와, 산화티타늄 분말 3.5중량%와, 폴리아크릴산 4.5중량%와, 멜라민 포스페이트 12.5중량%, 황산가돌리늄 3.5중량% 및 나머지 폴리에틸렌수지를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 단열재 조성물.
  2. 삭제
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200081932A (ko) 2018-12-28 2020-07-08 주식회사지이티-피씨 산업부산물을 이용한 시멘트계 불연성 흡음단열내화재
KR102386057B1 (ko) 2022-03-07 2022-04-12 주식회사 현대엘앤씨 인조광물 섬유단열재 분사용 바인더 조성물 및 이 조성물을 이용하여 제조된 난연성과 단열성을 갖는 마감재
KR102470591B1 (ko) * 2022-07-21 2022-11-28 주식회사 우덱스 강성보강 및 온열기능이 있는 데크플레이트
KR20230040619A (ko) 2021-09-16 2023-03-23 주식회사 케이와이우레탄 셀룰라글라스를 포함하는 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트, 이의 제조방법 및 이의 시공방법
KR20240033951A (ko) 2022-09-06 2024-03-13 주식회사 현대엘앤씨 인조광물 섬유단열재 분사용 바인더 조성물 및 이를 포함하는 단열 마감재

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100642213B1 (ko) 2004-08-03 2006-11-02 공주대학교 산학협력단 폐지를 이용한 셀룰로오스 화이버 건축 단열보드 및 내장재의 제조방법
KR101415088B1 (ko) * 2013-02-22 2014-07-04 임창하 흡음, 단열, 난연, 조습 기능을 갖는 기능성 펄프스프레이 조성물, 그 제조방법 및 그것을 이용한 건축재

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100642213B1 (ko) 2004-08-03 2006-11-02 공주대학교 산학협력단 폐지를 이용한 셀룰로오스 화이버 건축 단열보드 및 내장재의 제조방법
KR101415088B1 (ko) * 2013-02-22 2014-07-04 임창하 흡음, 단열, 난연, 조습 기능을 갖는 기능성 펄프스프레이 조성물, 그 제조방법 및 그것을 이용한 건축재

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200081932A (ko) 2018-12-28 2020-07-08 주식회사지이티-피씨 산업부산물을 이용한 시멘트계 불연성 흡음단열내화재
KR20230040619A (ko) 2021-09-16 2023-03-23 주식회사 케이와이우레탄 셀룰라글라스를 포함하는 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트, 이의 제조방법 및 이의 시공방법
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KR102470591B1 (ko) * 2022-07-21 2022-11-28 주식회사 우덱스 강성보강 및 온열기능이 있는 데크플레이트
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