KR101945206B1 - 결로 및 곰팡이 방지 효과가 우수한 단열 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

결로 및 곰팡이 방지 효과가 우수한 단열 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단열 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 상기 단열 조성물은 펄라이트(Pearlite) 25~45 중량%; 포졸란(Pozzolan) 1.0~4.5 중량%; 아크릴 에멀젼 8~25 중량%; 콜로이달 실리카 1~5 중량%; 액상 규산나트륨 5~15 중량%; 물 15~40 중량%; 및 첨가제 0.5~15.0 중량%;를 포함하며, 상기 첨가제는 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 소포제를 포함하며, 상기 펄라이트 전체중량에 대하여 포졸란을 10 중량% 이하로 포함한다.

Description

결로 및 곰팡이 방지 효과가 우수한 단열 조성물 및 이의 제조방법 {A COMPOSITION FOR HEAT INSULATION HAVING EXCELLENT ANTI-CONDENSATION WITH ANTI-BACTERIAL EFFECT, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 결로 및 곰팡이 방지 효과가 우수한 단열 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 결로, 곰팡이 방지 및 단열이 필요한 건축물의 내부 벽면에 시공하여 내결로성, 항곰팡이성 및 단열성이 우수하며, 작업성, 경제성, 친환경성 및 난연성이 우수한 결로 및 곰팡이 방지 효과가 우수한 단열 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
건축물 내부에 발생되는 표면 결로는 실내 및 외부 사이의 온도 차이로 인하여, 실내에 함유된 수분이 벽체 표면에서 물방울로 맺히는 현상으로, 상기 결로가 지속적으로 발생되면 이는 인체에 유해한 곰팡이 발생의 원인이 된다.
이를 방지하고자 일반적으로 건축물 내벽에 스티로폼(발포 폴리스티렌)을 부착하거나, 상기 스티로폼 표면에 폴리프로필렌 판이나 마그네슘 보드를 일체로 형성한 복합단열재를 시공하고 있다. 그러나 상기 결로 및 곰팡이 방지를 위한 단열재들은 단열성 효과만으로 결로 및 곰팡이 발생 방지 효과를 갖기 위해 판상으로 제조한 것으로, 내구성이 매우 약하고 부피가 매우 커서 시공 시 취급 부주의로 인하여 손쉽게 파손될 뿐만 아니라 인화성, 발화성이 매우 강하여 화재에도 취약한 단점을 가지고 있었다.
또한, 상기한 단열재들은 벽체에 맞게 재단하고 접착제를 사용해 일일이 벽에 접합하는 방식으로 시공이 이루어지기 때문에 작업이 번거로우며 자재의 낭비가 많아 비경제적이다. 그리고 상기 단열재들은 시공 후 이음매가 반드시 발생되어, 시공 후 이음매 부분에서 열손실이 발생해 이음매 부분에서 결로 및 곰팡이가 발생되는 경우가 많다. 이를 방지하기 위해서는 이음매 부분을 우레탄 폼을 이용하여 메우는 추가 작업을 해야 하는데, 자재비 및 시공비가 상승되며 우레탄 폼의 양생 후 돌출된 여분의 폼을 칼로 도려내야하여 적업성도 매우 나쁘다.
또 다른 단열재로는 단열성을 갖게 하기 위해 시멘트에 EPS(발포 스틸렌) 입자, 펄라이트, 모래 등을 혼합한 분말 형태의 단열 몰탈이 있다. 이는 시멘트가 접착 주 성분으로 시공 시 현장에서 물을 추가해 교반한 후 벽면에 미장하는 방식으로 시멘트의 특성에 따라 단열성능이 높지 않으며, 교반 시 분진발생으로 시멘트 독성에 노출된다. 시멘트는 물에 의해 경화되므로 미리 반죽상태로 제조하여 공급될 수 없어 현장 작업성이 나쁘고, 상기 단열 몰탈에 혼합되어 있는 불규칙한 EPS 입자로 인해 미장 시 표면 고르기가 용이하지 않아 초벌용과 정벌용으로 나누어 시공해야 하며, 마감용 퍼티를 윗면에 추가 사용해 마감해야 하는 등 작업성이 낮아 사용을 기피하고 있었다.
한편 종래의 단열재 시공 후 최종마감은 벽지 또는 페인트를 사용하게 되며, 최종마감재를 시공하기 위해 그 바탕면은 굴곡 및 파손이 없어야 한다. 그런데, 최종마감은 최종마감면의 오염을 최소화하기 위해 건축물의 시공 과정에서 거의 맨 끝부분에 이루어져 최종마감 전까지 상기 단열재들의 노출이 불가피하다. 이와 같이 최종마감 전까지 노출되어있는 동안 복합단열재는 내구성이 약해 작업자 부주의 및 기타 자재 운반 시 접촉 및 충돌로 쉽게 파손(찍힘, 긁힘 등)되는 사례가 빈번하고, 최초 시공 시 이음매의 보수가 빠진 부분도 많고, 단열 몰탈은 시공 면이 너무 거칠어 마감용 퍼티로 면을 다시 보수한다.
따라서 복합단열재는 우레탄폼과 퍼티로 보수하며, 단열몰탈은 우레탄폼으로 전면 보수가 불가능하므로 퍼티만으로 보수하고 있는 실정이다. 또한, 우레탄 폼으로 보수할 경우 발포되어 이음매 외의 찍힌 부분은 보수가 어려울 뿐만 아니라 양생 후 여분의 폼을 칼로 도려내어야 하며, 퍼티는 바인더 함량이 높아 건조과정에서 수축이 심해서 빨림 또는 갈라짐이 빈번히 발생되고 단열성능이 전혀 없는 보수제로 근본적으로 단열재의 보수에 부적합한 문제가 있었다.
종래 건축자재에서 사용되는 질석은 운모계 광석인 질석을 파쇄한 후 800~1000℃ 정도로 가열, 소성해서 팽창시킨, 팽창질석을 사용한다. 방향성을 가지고 층상 구조로 박리 팽창되어 거머리와 같이 늘어나는 성질이 있어 라틴어로 버미큘라이트(Vermiculite)라고 불린다.
상기 소성 가공된 팽창질석은 밀도가 0.07~0.30g/㎤이며, 입경이 대략 1~5㎜ 이며, 무수한 층간 모세공극을 가지게 되어 경량성, 단열성, 흡음성을 발휘하고 내화도가 1400℃ 정도로 내화성이 우수하여 건축자재로 사용되고 있다.
이러한 장점으로 인하여 상기 팽창질석은 단열뿜칠재, 흡음재, 내화재로 이용되고 있는데 장점과 달리 아래와 같은 단점도 가지고 있어 그 사용용도가 한정되는 한계가 있었다.
상기 팽창질석은 크고 방향성이 있는 입경을 가지고 있어, 입경이 작은 충전재(펄라이트 등)와 균일하게 혼합되기 어려운 문제가 있으며, 상기 팽창질석을 최대한 혼합하여 조성물을 제조하여 시공면에 도포하더라도, 매끈한 마감면을 얻을 수 없었다. 따라서 상기 팽창질석은 마감면이 고르지 않아도 되는 건축물의 지하주차장 천장 및 창고 등의 뿜칠재 또는 기계적인 힘을 가해 압착하여 보드(블럭) 형상으로 제조하여 사용되고 있는 실정이다.
또한, 상기 팽창질석은 무수한 층간 모세공극으로 인해 유효수분률 35~40 부피%, 대공극률 50% 이상으로 흡수성이 매우 높은 특성을 가진다. 이에 팽창질석을 포함하여 조성물(미장재)을 제조하는 경우, 불필요하게 바인더 및 물의 양이 증가되어 생산비용이 증가하게 되며, 제조된 조성물은 시공 후 건조되어야 하는데 팽창질석의 유효수분률이 높아 조성물의 건조속도를 지연시키는 문제점이 있었다.
그리고 상기 팽창질석과 펄라이트를 혼합하여 조성물을 제조하게 되면 지나치게 큰 입경 및 유효수분률의 차이로 인하여, 시공 후 건조과정에서 마감면이 균일하게 건조 및 수축되지 못하므로 크랙 등 결함 발생의 원인이 되는 문제가 있었다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1005564호(2011.01.12. 공고, 발명의 명칭: 내벽 단열 도막재 및 이를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 하나의 목적은 내결로성, 항곰팡이성 및 단열성이 우수한 단열 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 난연성, 저장 안정성, 혼합성 및 작업성이 우수한 단열 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단열층의 부착력, 내수성 및 내구성이 우수하며, 단열층 표면의 평활성이 우수하며, 결함을 방지하여 외관성이 우수한 단열 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 경제성 및 친환경성이 우수한 단열 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 단열 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 단열 조성물에 관한 것이다. 상기 단열 조성물은 펄라이트(Pearlite) 25~45 중량%; 포졸란(Pozzolan) 1.0~4.5 중량%; 아크릴 에멀젼 8~25 중량%; 콜로이달 실리카 1~5 중량%; 액상 규산나트륨 5~15 중량%; 물 15~40 중량%; 및 첨가제 0.5~15.0 중량%;를 포함하며, pH가 8~11이고, 상기 첨가제는 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 소포제를 포함하며, 상기 펄라이트 전체중량에 대하여 포졸란을 10 중량% 이하로 포함한다.
상기 아크릴 에멀젼의 pH는 7~9 이며, 메틸(메타)아크릴레이트 단량체를 포함하는 제1 공중합체 및 부틸(메타)아크릴레이트 단량체를 포함하는 제2 공중합체를 1:1~1:2 중량비로 포함할 수 있다.
상기 첨가제는, 상기 단열 조성물 전체 중량에 대하여 에스테르계 윤활제 0.5~4.0 중량%, 텍사놀 조막제 0.1~2.0 중량%, 알칼리 팽윤형 아크릴계 증점제 0.1~2.0 중량%, 폴리아크릴산 소다계 분산제 0.01~0.30 중량% 및 광유계 소포제 0.01~0.50 중량%를 포함할 수 있다.
상기 펄라이트는 부피밀도(Bulk Density)가 0.12~0.17 g/cm3 이며, 상기 포졸란은 부피밀도가 2.0~2.4 g/cm3 이고, 상기 펄라이트 및 포졸란의 평균 입경(Particle Size)은 각각 50~100㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 단열 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 일 구체예에서 상기 단열 조성물 제조방법은 펄라이트(Pearlite)에 아크릴 에멀젼, 콜로이달 실리카, 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 물을 포함하는 제1 혼합물을 투입하고 혼합하여, 상기 펄라이트의 표면에 상기 제1 혼합물이 코팅된, 코팅 펄라이트 분말을 제조하는 단계; 상기 코팅 펄라이트 분말과 포졸란을 혼합하여, 제2 혼합물을 제조하는 단계; 상기 제2 혼합물에 물 및 액상규산나트륨을 투입하여, 제3 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 제3 혼합물에 소포제를 투입하는 단계;를 포함하는 단열 조성물 제조방법이며, 상기 단열 조성물은 펄라이트 25~45 중량%, 포졸란 1.0~4.5 중량%, 아크릴 에멀젼 8~25 중량%, 콜로이달 실리카 1~5 중량%, 액상 규산나트륨 5~15 중량%, 물 15~40 중량% 및 첨가제 0.5~15.0 중량%를 포함하며, pH가 8~11이고, 상기 첨가제는 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 소포제를 포함하고, 상기 펄라이트 전체중량에 대하여 포졸란을 10 중량% 이하로 포함한다.
본 발명의 단열 조성물은 내결로성, 항곰팡이성 및 단열성이 우수하며, 단열층의 부착력, 내수성 및 내구성이 우수하며, 단열층 표면의 평활성이 우수하며, 결함을 방지하여 외관성이 우수하고, 난연성이 우수하며, 조성물의 저장 안정성이 우수하고, 혼합성이 우수하고, 취급성, 시공성, 보수성이 용이하며 시공비 절감 효과 및 경제성이 우수하며, 화재 위험성이 없고, 환경 유해물질 발생 및 인체 유해성이 없어 친환경성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 조성물의 항곰팡이 시험 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 조성물의 원적외선 방사 시험 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 조성물의 결로성능 시험 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 조성물의 중금속 검출 시험 결과를 나타낸 시험성적서이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서, 용어 “(메타)아크릴레이트”는, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 포함한다.
단열 조성물
본 발명의 하나의 관점은 단열 조성물에 관한 것이다. 일 구체예에서 상기 단열 조성물은 펄라이트(Pearlite) 25~45 중량%; 포졸란(Pozzolan) 1.0~4.5 중량%; 아크릴 에멀젼 8~25 중량%; 콜로이달 실리카 1~5 중량%; 액상 규산나트륨 5~15 중량%; 물 15~40 중량%; 및 첨가제 0.5~15.0 중량%;를 포함하며, 상기 첨가제는 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 소포제를 포함하며, 상기 펄라이트 전체중량에 대하여 포졸란을 10 중량% 이하로 포함한다.
이하, 상기 단열 조성물의 구성 성분을 보다 상세히 설명하도록 한다.
펄라이트
상기 펄라이트(Pearlite)는 화산 작용으로 생성된 진주석을 미세하게 분쇄한 후 900~1200℃로 급속 가열하면 펄라이트 내부에 3~4% 이상 함유된 휘발성분이 내부에서 팽창하여 기공(Open cell + Close cell)이 형성되며 원래 부피의 약 10~20배 정도 팽창하는 현상을 이용해 생산된다. 이로 인해 상기 과정으로 생산된 펄라이트는 경량성, 단열성(열전도율 0.03~0.05 kcal/m·h·℃), 무독성(화학적 중성, 중금속 불함유), 불연성을 가지게 된다.
일 구체예에서 상기 펄라이트는 부피밀도(Bulk Density)가 0.12~0.17g/cm3 이고 평균 입경(Particle Size)이 50~100㎛로 선별된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 부피밀도가 상기 범위보다 작고 입경이 상기 범위보다 클 경우 펄라이트 분말의 강도가 낮아 제조 및 시공 과정에서 입자가 깨져서 기공(Open cell + Close cell)이 줄어들어 단열성능이 저하되며, 깨지지 않은 큰 입자들은 미장 시 거친 마감 표면을 만들게 된다. 반대로 부피밀도가 상기 범위보다 크고 입경이 상기 범위보다 작을 경우 펄라이트 내에 기공(Open cell + Close cell)이 적게 포함되어 있어 단열성능이 낮다.
일 구체예에서 상기 펄라이트는 상기 단열 조성물 전체중량에 대하여 25~45 중량% 포함된다. 상기 펄라이트를 25 중량% 미만으로 포함시 단열층의 내구성 등 기계적 강도와 단열성 및 결로 방지 효과가 저하되며, 45 중량%를 초과하여 포함시 기타 조성물 구성성분 과의 혼합성과 기계적 강도가 저하되거나, 표면 결함이 발생할 수 있다. 예를 들면 30~40 중량% 포함될 수 있다.
포졸란
상기 포졸란(Pozzolan)은 화산회, 화산암의 풍화물로 가용성 규산을 많이 포함하고 있으며 규산백토, 규산토와 같은 천연 포졸란과 플라이애시와 같은 인공 포졸란이 있다. 본 발명에서는 천연 포졸란을 사용한다. 천연 포졸란 분말을 상기 펄라이트 분말에 혼합하여 본 발명의 조성물을 제조할 경우 내구성(강도) 향상, 크랙 방지, 조습기능 향상 및 원적외선 방사로 항곰팡이 효과를 얻을 수 있다.
일 구체예에서 상기 포졸란은 부피밀도가 2.0~2.4g/cm3 이며, 평균 입경(Particle Size)이 50~100㎛로 선별된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 부피밀도 및 입경 조건을 적용시 조성물의 혼합성, 저장안정성과 기계적 강도가 모두 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 포졸란은 상기 단열 조성물 전체중량에 대하여 1.0~4.5 중량% 포함된다. 상기 포졸란을 1.0 중량% 미만으로 포함시 항곰팡이성, 내구성이 저하되고, 크랙 발생 등 표면 결함이 발생하며, 4.5 중량%를 초과하여 포함시 더 이상의 상승효과가 발생하지 않아 생산 비용만 증가하며, 단열 성능이 저하될 수 있다. 예를 들면 1~3 중량% 포함될 수 있다.
일 구체예에서 상기 포졸란은, 상기 펄라이트의 함량 기준 0 초과 10 중량% 이하로 포함된다. 상기 포졸란이 상기 펄라이트의 10 중량%를 초과하여 포함되는 경우, 열전도율이 높아져서 단열성능의 저하를 가져오며, 상기 포졸란 그 자신은 수경성이 없으나 물의 존재로 산화칼슘(CaO)과 화합하여 경화하는 성질이 있는데, 펄라이트 내에 포함된 미량의 산화칼슘(3 중량% 이하)과 반응하여 최종 조성물의 용기 내 저장안정성을 저하시킬 수 있다. 예를 들면 상기 펄라이트 전체중량에 대하여 1~9 중량% 포함될 수 있다.
아크릴 에멀젼
상기 아크릴 에멀젼은 단열층 표면 결함을 방지하면서, 내수성 및 부착강도를 향상시키는 목적으로 포함된다.
일 구체예에서 상기 아크릴 에멀젼은 고형분 30~85 중량%이고, pH 7.0~9.0인 알칼리성 아크릴 에멀젼을 사용할 수 있다. 상기 조건에서 혼합성 및 저장안정성과, 본 발명이 목표로 하는 조성물 pH 조절이 용이할 수 있다.
일 구체예에서 상기 아크릴 에멀젼은 메틸(메타)아크릴레이트 단량체를 주 성분으로 포함하여 공중합된 제1 공중합체 및 부틸(메타)아크릴레이트 단량체를 주 성분으로 포함하여 공중합된 제2 공중합체를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 메틸(메타)아크릴레이트 단량체를 포함하여 제조된 제1 공중합체는 내수성 및 부착강도를 향상시키는 역할을 한다. 상기 부틸(메타)아크릴레이트 단량체를 포함하여 제조된 제2 공중합체는 주로 크랙 방지 역할을 한다.
상기 제1 공중합체 및 제2 공중합체는, 통상적인 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 전술한 종류의 단량체와, 상기 단량체와 공중합 가능한 단량체를 포함하는 혼합물을 공중합하는 단계를 포함하여 제조할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 부틸(메타)아크릴레이트 단량체가 주가 되는 아크릴 에멀젼 만을 사용할 경우 크랙 방지 성능은 우수하나 내수성 및 부착강도가 낮고 도막강도 또한 낮으며, 반대로 메틸(메타)아크릴레이트가 주가 되는 아크릴 에멀젼만을 사용할 경우 내수성 및 부착강도가 우수하고 도막강도가 높으나 크랙 방지 성능이 낮으므로 본 발명에서는 각 효과를 최대화하기 위해 메틸(메타)아크릴레이트 단량체가 주가 되는 분자량 100,000~150,000의 제1 공중합체 및 부틸(메타)아크릴레이트 단량체가 주가 되는 분자량 50,000~100,000의 제2 공중합체 2 종류의 아크릴 에멀젼을 혼합하여 사용할 수 있다.
일 구체예에서 상기 아크릴 에멀젼은 메틸(메타)아크릴레이트 단량체를 포함하는 제1 공중합체 및 부틸(메타)아크릴레이트 단량체를 포함하는 제2 공중합체를 1:1~1:2 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비 범위로 포함시 조성물의 크랙 방지 성능과 내수성 및 부착력이 모두 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 아크릴 에멀젼은 상기 단열 조성물 전체중량에 대하여 8~25 중량% 포함된다. 상기 아크릴 에멀젼을 8 중량% 미만으로 포함시 단열층의 내수성, 부착강도 및 크랙 방지 성능이 저하되며, 25 중량%를 초과하여 포함시 본 발명의 조성물의 내열성과 단열성능이 저하될 수 있다. 예를 들면 12~20 중량% 포함될 수 있다.
콜로이달 실리카
상기 콜로이달 실리카(Colloidal Silica)는 평균 크기가 1~100nm인 실리카 입자를 포함하며, 물 및 유기 용제 등과 같은 액체에 고형의 상기 실리카 입자가 침전되거나 응집되지 않는 상태로 안정하게 분산되어 있는 것을 말한다. 일 구체예에서 상기 실리카의 입자가 10~20nm 이며, SiO2의 함량이 29~31 중량%인 수분산 콜로이달 실리카를 사용할 수 있다. 상기 콜로이달 실리카는 표면에 다수의 OH기를 갖고 있으며, 내부에는 실록산 결합(Si-O-Si)을 이루고 있어, 본 발명의 바인더역할을 하는 성분 사이에 가교 역할을 수행함으로써, 바인더 간 분리를 억제하며 본 발명의 최종 조성물 시공 시 결합성, 내열성, 조막성을 향상시키는 역할을 한다.
일 구체예에서 상기 콜로이달 실리카는 상기 단열 조성물 전체중량에 대하여 1~5 중량% 포함된다. 상기 콜로이달 실리카를 1 중량% 미만으로 포함시 바인더 성분의 가교 효과가 미미하여 결합성 및 저장 안정성이 저하되며, 5 중량%를 초과하여 포함시 더 이상의 효과가 발생하지 않으며 오히려 단열층 표면에 미세 크랙을 발생시킬 수 있다. 예를 들면 1.5~3.5 중량% 포함될 수 있다.
액상 규산나트륨
상기 액상 규산나트륨은(Liquid Sodium Silicate)은 고순도 실리카와 탄산나트륨을 고온, 고압에서 반응시켜 얻은 무기화합물로 간단히 Na2SiO3라고도 하며 “물유리”라고도 부른다. 액상규산나트륨은 순무기질 재료로 작업성 및 접착강도가 우수하며 무색, 무취로 부패 및 변질이 없어 건조 후 내화성, 내열성도 우수하다. 이에 지관, 합지 및 기타 여러 가지 재료의 접착제로 사용되고 있으며 내화물, 보온재, 무기도료, 친환경 건축 내 외장재 등에 넓게 사용된다. 본 발명에서 액상규산나트륨은 접착 및 경화제로 사용하는데 상기 유기바인더인 아크릴 에멀젼과 무기바인더인 액상규산나트륨이 혼합되면 서로 엉키면서 팽윤하는 벌킹(Bulking) 현상이 일어나 무기 충진재와 분리를 억제하여 균일한 혼합이 가능게 하며, 최종 조성물이 안정화되어 용기 내 저장안정성 및 단열층의 부착력을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 액상규산나트륨은 pH가 11~13으로 본 발명에 의해 제조된 최종 조성물의 pH가 8~11의 알칼리성이 되도록 하여 곰팡이가 서식하는 것을 방지해준다.
일 구체예에서 상기 액상 규산나트륨은 상기 단열 조성물 전체중량에 대하여 5~15 중량% 포함된다. 상기 액상 규산나트륨을 5 중량% 미만으로 포함시 본 발명 조성물의 저장안정성과, 단열층의 부착성 및 경화 효율성이 저하되며, 15 중량%를 초과하여 포함시 본 발명의 단열 성능 및 앞서 설명한 아크릴 에멀젼의 크랙 방지 성능이 저하될 수 있다. 예를 들면 8~12 중량% 포함될 수 있다.
상기 물은 본 발명의 조성물의 균질한 혼합과, 조성물의 점도 및 pH를 조절하는 목적으로 포함된다. 일 구체예에서 상기 물은 상기 단열 조성물 전체중량에 대하여 15~40 중량% 포함된다. 상기 물을 15 중량% 미만으로 포함시 혼합성이 저하되고, 조성물의 pH 조절이 어려워 항곰팡이성 등이 저하되며, 40 중량%를 초과시 조성물 pH 조절이 어렵고 건조 속도가 느려져서 작업성이 저하되며, 단열층에 크랙등의 표면 결함이 발생할 수 있다. 예를 들면 20~35 중량% 포함될 수 있다.
첨가제
상기 첨가제는 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 소포제를 포함한다. 일 구체예에서 상기 첨가제는 상기 조성물 전체중량에 대하여 0.5~15.0 중량% 포함된다. 상기 첨가제를 0.5 중량% 미만으로 포함시 그 효과를 발휘하기 어려우며, 15.0 중량% 초과하여 포함시 본 발명의 혼합성 뿐만 아니라 모든 성능이 저하될 수 있다.
상기 윤활제는 상기 펄라이트 및 포졸란 입자 상호 간의 마찰을 줄이면서, 작업시 미장칼 표면에 부착되는 현상을 방지하기 위해 사용한다. 일 구체예에서 상기 윤활제는 윤활성능 및 저온유동성이 우수하며 물에 대한 분산안정성이 좋은 에스테르계 윤활제를 사용하는 것이 바람직하다. 일 구체예에서 상기 윤활제는 상기 조성물 전체중량에 대하여 0.5~4.0 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 조성물의 분산성과 윤활성이 우수할 수 있다. 예를 들면 1~3 중량% 포함될 수 있다.
상기 조막제는 분말의 결합력을 증진시켜 원활한 조막형성 및 부착강도를 향상시킴은 물론 시공 표면의 균열을 방지시켜 주는 역할을 하는데 본 발명에서는 텍사놀(Texanol; 2,2,4-Trimethyl-1,3-Pentanediol Monoisobutyrate) 조막제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 텍사놀은 낮은 동결점(-50℃ 이하)으로 본 발명의 조성물이 낮은 온도에서도 성능을 발휘하도록 하는 효과를 발휘하며, 증점제와 함께 사용할 경우 증점효율성을 강화시킨다. 일 구체예에서 상기 조막제는 상기 조성물 전체중량에 대하여 0.1~2.0 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 조성물의 내구성을 향상시키며, 크랙 등 표면 결함 방지효과가 우수할 수 있다. 예를 들면 0.5~1.5 중량% 포함될 수 있다.
상기 증점제는 상기 조성물의 점도를 증가시켜주는 물질로 본 발명에서 상기 pH 7.0~9.0 범위를 갖는 아크릴 에멀젼에 첨가시에 증점되는 알칼리 팽윤형 아크릴계 증점제가 가장 바람직하다. 상기 알칼리 팽윤형 아크릴계 증점제는, pH 2~4인 아크릴 공중합체를 사용할 수 있다. 일 구체예에서 상기 증점제는 상기 조성물 전체중량에 대하여 0.1~2.0 중량% 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 조성물의 점도 조절이 용이할 수 있다. 예를 들면 0.5~1.5 중량% 포함될 수 있다.
상기 분산제는 일종의 계면활성제로 액체 중에 분산하기 어려운 무기, 유기 등의 입자를 균일하게 분산시켜 입자의 침강이나 응집을 방지해주기 위해 첨가하는 것인데, 본 발명에서는 분산효과가 우수하며 장시간 방치 후에도 점도의 변화가 극히 적으며 pH 5.5~14 까지 넓은 범위에서 사용할 수 있는 폴리아크릴산 소다계 유기분산제가 바람직하다. 일 구체예에서 상기 분산제는 상기 조성물 전체중량에 대하여 0.01~0.30 중량% 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 조성물의 혼합성 및 저장 안정성이 우수할 수 있다.
상기 소포제는 기포조절제로 혼합물에서 기계적 힘에 의해 발생되거나 계면활성제에 의하여 발생하는 큰 거품을 제거 및 억제한다. 이로 인해 조성물이 균일하게 혼합되도록 하며 저장안정성을 향상시킨다. 본 발명의 조성물에서 미세 기포는 단열성능 향상에 기여할 수 있지만 큰 거품(기포)은 시공 시 미장칼에 조성물이 붙어서 시공성을 나쁘게 할 뿐만 아니라, 건조 시 핀홀(Pin-hole) 및 크랙 발생의 원인이 될 수 있다. 소포제는 실리콘계, 광유계, 알코올계 등이 있는데 실리콘계는 접착력 감소 및 층 분리를 일으킬 수 있으며, 알코올계는 기포를 없애는 파포 작용과 기포발생을 억제하는 억포 작용을 동시에 하는 소포력이 충분하지 못하여 본 발명에서는 초기 소포력 및 지속력이 우수하며 내알칼리성이 우수한 광유계가 적합한데 상세하게는 광유계에 지방산 에스테르 화합물과 소수성 물질을 조합하여 유화시켜 제조한 소포제를 사용하는 것이 바람직하다.
일 구체예에서 상기 소포제는 상기 조성물 전체중량에 대하여 0.01~0.50 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 기포 제거 효과가 우수할 수 있다. 예를 들면 0.05~0.30 중량% 포함될 수 있다.
일 구체에에서 상기 단열 조성물의 pH는 8~11 이다. 상기 조건에서 조성물의 항곰팡이성과 혼합성 및 저장안정성이 우수하며, 상기 조성물의 pH를 벗어나 제조하는 경우, 저장안정성과 항곰팡이 특성이 저하될 수 있다.
일 구체예에서 상기 단열 조성물은 KS L 9016 또는 KS F 4040:2004 방법에 의거하여 측정된 열전도율이 0.071 W/m·K 이하일 수 있다.
일 구체예에서 상기 단열 조성물은 KFIA-FI-1005에 의거하여 측정된 원적외선 방사율(5~20㎛)이 0.921 이상이며, 원적외선 방사에너지가 3.55 X 102 W/m2·㎛이상일 수 있다.
단열 조성물 제조방법
본 발명의 다른 관점은 상기 단열 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 상기 단열 조성물 제조방법은 (S10) 코팅 펄라이트 분말 제조단계; (S20) 제2 혼합물 제조단계; (S30) 제3 혼합물 제조단계; 및 (S40) 소포제 투입단계;를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 단열 조성물 제조방법은 (S10) 펄라이트(Pearlite)에 아크릴 에멀젼, 콜로이달 실리카, 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 물을 포함하는 제1 혼합물을 투입하고 혼합하여, 상기 펄라이트의 표면에 상기 제1 혼합물이 코팅된, 코팅 펄라이트 분말을 제조하는 단계; (S20) 상기 코팅 펄라이트 분말과 포졸란을 혼합하여, 제2 혼합물을 제조하는 단계; (S30) 상기 제2 혼합물에 물 및 액상규산나트륨을 투입하여, 제3 혼합물을 제조하는 단계; 및 (S40) 상기 제3 혼합물에 소포제를 투입하는 단계;를 포함한다.
상기 단열 조성물은 펄라이트 25~45 중량%, 포졸란 1.0~4.5 중량%, 아크릴 에멀젼 8~25 중량%, 콜로이달 실리카 1~5 중량%, 액상 규산나트륨 5~15 중량%, 물 15~40 중량% 및 첨가제 0.5~15.0 중량%를 포함하며, pH가 8~11이고, 상기 첨가제는 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 소포제를 포함하고, 상기 펄라이트 전체중량에 대하여 포졸란을 10 중량% 이하로 포함한다. 상기 단열 조성물은 전술한 바와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이하, 상기 단열 조성물 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
(S10) 코팅 펄라이트 분말 제조단계
상기 단계는 펄라이트(Pearlite)에 아크릴 에멀젼, 콜로이달 실리카, 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 물을 포함하는 제1 혼합물을 투입하고 혼합하여, 상기 펄라이트의 표면에 상기 제1 혼합물이 코팅된, 코팅 펄라이트 분말을 제조하는 단계이다.
본 발명에서 상기 펄라이트 및 포졸란의 평균 입경을 50~100㎛로 동일하게 사용하여 혼합시, 조성물 구성 성분의 균질성이 우수하며, 특히 팽창질석 등의 성분을 적용시 발생할 수 있는 조성물 혼합성 저하, 단열층 표면의 평활성 저하와, 크랙 등의 표면 결함 발생 등의 문제점을 해결할 수 있다.
또한 상기 펄라이트의 밀도는 0.12~0.17g/㎤이며, 포졸란의 밀도는 2.0~2.4g/㎤로 매우 큰 밀도 차이를 가지고 있다. 이에 서로 결합력이 없는 두 성분을 기계적인 힘으로 혼합하더라도 설비(믹서) 내에서 포졸란이 아래 방향으로 계속 가라앉는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명은 먼저 상기 제1 혼합물을 펄라이트에 분사하여 펄라이트를 코팅한 후, 포졸란을 추가로 투입하여 혼합하는 것으로 포졸란이 밀도 차이에 의해 펄라이트와 균일하게 혼합되지 않고 계속 가라앉는 것을 억제할 수 있다.
상기 제1 혼합물이 코팅된 펄라이트의 표면은, 점성을 가지고 있어 혼합시 상기 포졸란이 밀도에 의해 용기 하부에 침전되는 것을 억제하는 효과가 우수하여, 이 상태에서 기계적 힘(믹서)으로 혼합하면 균일한 혼합이 가능하다.
또한, 상기 펄라이트 내에 포함된 미량의 산화칼슘(3 중량% 이하)과 포졸란이 반응하여 최종 조성물이 용기 내에서 경화되어 저장안정성을 저하시킬 수 있는 문제가 있는데, 이 또한 상기 펄라이트를 먼저 유기 바인더로 코팅처리 함으로써 펄라이트와 포졸란이 반응하여, 저장 안정성이 저하되는 현상을 억제할 수 있다.
일 구체예에서 상기 제1 혼합물 구성 성분을 균질하게 혼합한 다음, 펌프를 사용하여 회전(혼합, 리본믹서)하는 펄라이트 분말의 상단에서 분무해줌으로서 분말을 코팅할 수 있다.
(S20) 제2 혼합물 제조단계
상기 단계는 상기 코팅 펄라이트 분말과 포졸란을 혼합하여, 제2 혼합물을 제조하는 단계이다. 전술한 바와 같이, 상기 코팅 펄라이트 분말을 제조한 다음 포졸란을 혼합시, 조성물의 혼합성 및 저장 안정성이 우수할 수 있다.
(S30) 제3 혼합물 제조단계
상기 단계는 상기 제2 혼합물에 물 및 액상규산나트륨을 투입하여, 제3 혼합물을 제조하는 단계이다. 예를 들면, 액상규산나트륨을 물에 분산한 다음, 상기 제2 혼합물에 투입할 수 있다. 그 다음에 상기 성분들을 충분히 교반하여, 유기 바인더 성분과 무기 바인더 성분의 벌킹 현상이 충분히 일어나도록 혼합할 수 있다.
(S40) 소포제 투입단계
상기 단계는 상기 제3 혼합물에 소포제를 투입하는 단계이다. 상기 소포제를 투입하여, 상기 제3 혼합물에 발생한 기포를 제거 및 억제한다. 이로 인해 조성물이 균일하게 혼합되도록 하며 저장안정성을 향상시킨다.
한 구체예에서, 상기 단열 조성물을 밀폐 용기로 포장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 조성물을 공기 및 외부환경에 노출되지 않는 밀폐 용기로 포장하면 시공하기 전까지 경화되지 않고 유지되어 장기간 보존할 수 있다.
본 발명의 단열 조성물은 내결로성, 항곰팡이성 및 단열성이 우수하며, 단열층의 내구성이 우수하며, 단열층 표면의 평활성이 우수하며, 결함을 방지하여 외관성이 우수하고, 난연성이 우수하며, 조성물의 저장 안정성이 우수하고, 혼합성이 용이하고, 취급성, 시공성, 보수성이 용이하며 시공비 절감 효과 및 경제성이 우수하며, 화재 위험성이 없고, 환경 유해물질 발생 및 인체 유해성이 없어 친환경성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 단열 조성물을 이용한 시공방법은, 시공 대상 부위의 이물질을 제거하고; 상기 시공 대상 부위에 상기 조성물을 3~5mm 두께로 균일하게 도포하고 건조하여 단열층을 형성하고; 상기 단열층의 표면에 페인트 또는 벽지 등의 마감재를 이용하여 마무리하는 단계;를 포함하여 이루어 질 수 있다.
상기 시공 대상 부위는, 외기가 직접 닿는 부위나, 창호 주변, 베란다 및 다용도실 등, 결로와 곰팡이 발생 취약부위일 수 있다. 또한, 본 발명의 단열 조성물은 종래 마그네슘 보드 등 단열재의 보수에도 사용될 수 있다.
상기 단열 조성물은 시공 시 별도의 첨가물 없이 간편하게 이음매 없이 시공이 가능해 우수한 내결로성, 항곰팡이성, 단열성을 발휘하며 내구성, 취급성, 시공성, 보수성이 용이해 시공비 절감 효과뿐만 아니라 화재위험성, 환경 폐기물 및 인체 유해성이 없는 시공이 가능할 수 있다.
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 비교예
상기 실시예 및 비교예에 사용된 성분은 하기와 같다.
(A) 펄라이트: 부피밀도가 0.12~0.17 g/cm3 이며, 평균 입경이 50~100㎛인 것을 사용하였다.
(B) 포졸란: 부피밀도가 2.0~2.4 g/cm3 이고 평균 입경이 50~100㎛인 것을 사용하였다.
(C) 물을 사용하였다.
(D) 아크릴 에멀젼: (D1) pH 7~9이며, 분자량 100,000~150,000의 메틸(메타)아크릴레이트 단량체를 주 성분으로 포함하는 제1 공중합체를 사용하였다. (D2) pH 7~9이며, 분자량 50,000~100,000의 부틸(메타)아크릴레이트 단량체를 주 성분으로 포함하는 제2 공중합체를 사용하였다.
(E) 콜로이달 실리카: 실리카 입자 크기가 10~20nm 이며, SiO2 함량이 29~31 중량%인 콜로이달 실리카를 사용하였다.
(F) 윤활제: 에스테르계 윤활제를 사용하였다.
(G) 조막제: 텍사놀(2,2,4-Trimethyl-1,3-Pentanediol Monoisobutyrate)을 사용하였다.
(H) 증점제: 알칼리 팽윤형 아크릴계 증점제를 사용하였다.
(I) 분산제: 폴리아크릴산 소다계 분산제를 사용하였다.
(J) 액상규산나트륨: pH 11~13인 액상규산나트륨을 물에 분산하여 사용하였다.
(K) 소포제: 광유계 소포제를 사용하였다.
실시예
하기 표 1에 기재된 함량의 아크릴 에멀젼(D), 콜로이달 실리카(E), 윤활제(F), 조막제(G), 증점제(H), 분산제(I) 및 물(C)을 균질하게 혼합하여 제1 혼합물을 제조하였다. 그 다음에, 상기 제1 혼합물을 펌프를 사용하여, 회전(혼합, 리본믹서)하는 펄라이트 분말의 상단에서 분무 및 혼합하여, 상기 펄라이트의 표면에 상기 제1 혼합물이 코팅된, 코팅 펄라이트 분말을 제조하였다. 그 다음에, 상기 코팅 펄라이트 분말과 하기 표 1 함량의 포졸란(B)을 혼합하여, 제2 혼합물을 제조하였다. 상기 제2 혼합물에 하기 표 1과 같이 물에 분산된 액상규산나트륨(J)을 투입하고 혼합하여, 제3 혼합물을 제조하였다. 그 다음에, 상기 제3 혼합물에 하기 표 1과 같은 함량의 소포제(K)를 투입하고 혼합하여, 상기 제3 혼합물의 기포를 제거하여 단열 조성물을 제조하였다.
비교예 1
포졸란(B)을 적용하지 않은 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 단열 조성물을 제조하였다.
비교예 2
하기 표 1에 기재된 함량의 포졸란(B)을 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 와 동일한 방법으로 단열 조성물을 제조하였다.
비교예 3
펄라이트와 포졸란을 혼합한 혼합분말에, 상기 제1 혼합물을 투입하여 혼합한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 단열 조성물을 제조하였다.
Figure 112018114681330-pat00001
* 액상 규산나트륨(J): 8~12 중량%의 액상 규산나트륨을 8~12 중량%의 물에 분산하여 제조함.
물성평가
상기 실시예 및 비교예 조성물에 대하여 하기와 같은 물성 평가를 수행하였다.
(1) 조성물 저장 안정성 평가: 상기 실시예 및 비교예 1~3의 조성물의 저장 안정성을 평가하였다. 구체적으로, 상기 실시예 및 비교예 조성물을 샘플 용기에 담고, 45℃, 25℃ 및 4℃로 일정하게 유지되는 항온조와, 일광 조건에서 4주 동안 보관 후 조성물의 분리 및 경화 정도를 비교 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
* 평가 기준
(0: 변화없음, 1: 극히 조금 분리, 2: 조금 분리, 3: 조금 심하게 분리 또는 조금 경화, 4: 심하게 분리 또는 일부 경화, 5: 극히 심하게 분리 또는 완전 경화)
Figure 112018114681330-pat00002
상기 표 2의 결과를 참조하면, 본 발명의 조성물은 보관시 분리 및 경화가 발생하지 않아 저장 안정성이 우수하였으나, 본 발명의 포졸란 함량 범위를 초과 적용한 비교예 2 및 본 발명의 제조 공정 조건을 벗어난 비교예 3의 경우, 조성물이 분리되거나, 펄라이트와 포졸란 성분이 서로 반응하여 일부 경화가 발생하여 저장 안정성이 현저히 저하됨을 알 수 있었다.
(2) 항곰팡이 시험: 상기 실시예 조성물에 대하여, ASTM G21-15 규격에 의거하여, 항곰팡이 시험을 실시하여 그 결과를 하기 도 1에 나타내었다. 상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예 조성물은, 혼합균주(Aspergillus niger ATCC 9642, Penicillium pinophilum ATCC 11797, Chaetomium globosum ATCC 6205, Gliocladium virens ATCC 9645 및 Aureobasidium pullulans ATCC 15233)에 대하여, 항곰팡이 효과가 우수한 것을 알 수 있었다.
(3) 원적외선 방사율 평가: 상기 실시예 조성물에 대하여, KFIA-FI-1005 규격에 의거하여 원적외선 방사율을 측정하여 그 결과를 하기 도 2에 나타내었다. 상기 도 2의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 조성물은, 원적외선 방사 효과가 우수한 것을 알 수 있었다.
(4) 열전도율 시험: 상기 실시예 조성물에 대하여, KS L 9016:2010 또는, KS F 4040:2004 규격에 의거하여 열전도율 시험을 실시하였다. 그 결과, 본 발명의 실시예 조성물은, 열전도율이 0.062 W/m·K로 측정되어, 단열성이 우수한 것을 알 수 있었다.
(5) 결로성능 시험: 상기 실시예 조성물에 대하여, LH 전문시방서(32700):2011에 규정된 방법에 의거하여 결로성능 시험을 실시하여 그 결과를 하기 도 3에 나타내었다. 상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예 조성물은, 결로성능이 우수한 것을 알 수 있었다.
(6) 중금속 검출시험: 상기 실시예 조성물에 대하여, IEC 62321-5:2013 규격에 의거하여 Pb, Cd 성분 함량을 측정하고, IEC 62321-4:2013 규격에 의거하여 Hg 성분의 함량을 측정하였으며, KS C IEC 62321:2009 규격에 의거하여 Cr6 + 성분의 함량을 측정하여 그 결과를 하기 도 4에 나타내었다. 상기 도 4를 참조하면, 실시예 의 조성물은 상기 중금속 성분이 검출되지 않음을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (5)

  1. 펄라이트(Pearlite) 25~45 중량%;
    포졸란(Pozzolan) 1.0~4.5 중량%;
    아크릴 에멀젼 8~25 중량%;
    콜로이달 실리카 1~5 중량%;
    액상 규산나트륨 5~15 중량%;
    물 15~40 중량%; 및
    첨가제 0.5~15.0 중량%;를 포함하며,
    pH가 8~11이고,
    상기 첨가제는 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 소포제를 포함하며,
    상기 펄라이트 전체중량에 대하여 포졸란을 10 중량% 이하로 포함하고,
    상기 아크릴 에멀젼의 pH는 7~9 이며,
    메틸(메타)아크릴레이트 단량체를 포함하는 제1 공중합체 및 부틸(메타)아크릴레이트 단량체를 포함하는 제2 공중합체를 1:1~1:2 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제는, 상기 단열 조성물 전체 중량에 대하여 에스테르계 윤활제 0.5~4.0 중량%, 텍사놀 조막제 0.1~2.0 중량%, 알칼리 팽윤형 아크릴계 증점제 0.1~2.0 중량%, 폴리아크릴산 소다계 분산제 0.01~0.30 중량% 및 광유계 소포제 0.01~0.50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 펄라이트는 부피밀도(Bulk Density)가 0.12~0.17 g/cm3 이며,
    상기 포졸란은 부피밀도가 2.0~2.4 g/cm3 이고,
    상기 펄라이트 및 포졸란의 평균 입경(Particle Size)은 각각 50~100㎛인 것을 특징으로 하는 단열 조성물.
  4. 펄라이트(Pearlite)에 아크릴 에멀젼, 콜로이달 실리카, 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 물을 포함하는 제1 혼합물을 투입하고 혼합하여, 상기 펄라이트의 표면에 상기 제1 혼합물이 코팅된, 코팅 펄라이트 분말을 제조하는 단계;
    상기 코팅 펄라이트 분말과 포졸란을 혼합하여, 제2 혼합물을 제조하는 단계;
    상기 제2 혼합물에 물 및 액상규산나트륨을 투입하여, 제3 혼합물을 제조하는 단계; 및
    상기 제3 혼합물에 소포제를 투입하는 단계;를 포함하는 단열 조성물 제조방법이며,
    상기 단열 조성물은 펄라이트 25~45 중량%, 포졸란 1.0~4.5 중량%, 아크릴 에멀젼 8~25 중량%, 콜로이달 실리카 1~5 중량%, 액상 규산나트륨 5~15 중량%, 물 15~40 중량% 및 첨가제 0.5~15.0 중량%를 포함하며, pH가 8~11이고,
    상기 첨가제는 윤활제, 조막제, 증점제, 분산제 및 소포제를 포함하고,
    상기 펄라이트 전체중량에 대하여 포졸란을 10 중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 조성물 제조방법.
  5. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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