KR102131800B1 - 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 일체형 단열보드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 망상구조형(Network Structure Type) 단열 접착제를 포함하는 일체형 단열보드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단열보드를 구성하는 섬유의 방향을 수평방향(Machine Direction)에서 수직방향(Cross Direction)으로 배향시킴으로써 휨 강도 및 비틀림 강도가 향상되어 내구성이 개선된 단열보드 사이에 화염이나, 고온 하에서 접착제 층이 탄화되거나, 균열 등의 형태 변화가 없어 밀폐된 상태로 공기층을 유지하여 열전도율을 낮추는 접착제 층을 배치함으로써 차열성능 및 내구성이 현저히 개선된 일체형 단열보드를 제공한다.
Description
본 발명은 망상구조형(Network Structure Type) 접착제를 포함하는 일체형 단열보드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단열보드를 구성하고 있는 섬유의 방향을 수평방향(Machine Direction)에서 수직방향(Cross Direction)으로 배향시킴으로써 휨 강도 및 비틀림 강도가 향상된 단열보드 사이에 밀폐된 공기층을 포함하는 열전도율이 낮은 접착제 층을 배치함으로써 차열 성능 및 내구성이 개선된 일체형 단열보드에 관한 것이다.
단열재는 일정한 온도가 유지되도록 열 손실이나 열의 유입을 적게하기 위한 재료로 사용 온도에 따라 100℃ 이하의 보냉재, 100∼500℃의 보온재, 500∼1,100℃의 단열재 및 1,100℃ 이상의 내화 단열재로 구분된다.
단열재의 주요 구성 요소인 공기는 열전도율이 0.025W/m·k로 단열 성능이 우수하지만, 유동적이기 때문에 단열재의 역할을 하지 못한다. 즉, 공기는 흐름없이 밀폐되어 있어야만 단열성능을 발휘할 수 있다. 따라서 대부분의 단열재는 특정 물질의 구성 재료로 공기층을 가두는 방식으로 만들어 진다.
건축 및 소방 관련법규에서는 건축물 내부에 사용되는 마감 및 내장 재료는 불연, 준불연, 난연 재료를 사용하도록 규제하고 있다. 즉, 건물에 화재 발생시 화재 확산 방지와 인명 보호를 위해 일정규모 이상의 건물은 방화구획을 하도록 하고 있다.
이러한, 방화구획은 내화 구조로 된 고정식이 신뢰성은 가장 높지만 사용자의 편의를 위해 방화문 및 자동방화셔터로 구획하는 경우가 일반적이며, 그 내부에는 단열재가 배치되어 있어 내화 성능의 지표가 되는 차염, 차열 및 내구성을 좌우하는 중요한 역할을 한다.
방화문 및 자동방화셔터는 국토교통부 고시 제2016-193호의 기준 요건을 충족시켜야 하며, 본 고시 제5조에는 방화문의 내화 시험방법(KS F 2268-1)이 제정되어 있어 내화 성능에 대한 엄격한 기준을 요구하고 있다.
현재, 일반적으로 사용하고 있는 단열재는 폴리스틸렌폼, 폴리우레탄폼 등의 유기소재 단열재과 그라스울, 미네랄울 등의 무기소재 단열재 및 유·무기의 하이브리드 단열재가 사용되고 있으며, 종래에는 단열재 보다 열전도율이 낮은 접착제층을 단열재와 단열재 사이에 배치해 차열 성능을 개선하고자 하는 노력이 진행되고있으나, 소재의 특성에서 기인되는 단점으로 내화성능의 기준을 충족시키기엔 많은 개선이 요구되고 있다.
본 발명은, 종래의 단열보드가 갖고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 단열보드를 구성하는 섬유의 방향을 수평방향에서 수직방향으로 배향시킴으로써 휨 강도 및 비틀림 강도가 향상된 단열보드 사이에 화염이나, 고온 하에서 접착제 층이 탄화되거나, 균열 등의 형태 변화가 없어 공기층이 밀폐된 상태로 유지됨으로써 차열성능 및 내구성이 현저하게 개선되는 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 일체형 단열보드를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 제 1발명은, 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 일체형 단열보드에 관한 것으로, 이를 위해 망상구조형 단열 접착제를 단열보드와 단열보드 사이에 도포하여 접착제 층을 형성하되,
상기 망상구조형 단열 접착제는
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무기소재 울을 물유리에 함침시켜 섬유상태로 해리 후 세절하는 단계(S10);
리튬실리케이트 50∼70 중량%, 건조제 0.1∼1 중량%를 혼합하는 단계(S20);
상기 S20에 S10을 5∼15 중량%를 넣고 교반, 분산하는 단계(S30);
상기 S30에 고령토 15∼30 중량%를 넣고 교반, 분산하는 단계(S40);
상기 S40에 수비점토 0.2∼1 중량% 및 물유리 4∼8 중량%를 넣고 교반하여 망상구조형 단열 접착제를 완성하는 단계(S50)를 특징으로 한다.
제 3발명은, 제 1발명에서, 상기 무기소재 울은 그라스 울, 미네랄 울, 세라크 울 중 어느 하나 이상의 것을 물유리에 24시간 함침시켜 5∼15㎜ 크기로 세절하여 투입하고, 상기 건조제는 붕산, 인산, 아세트산, 석고, 점토, 활석 중 어느 하나 이상인 것으로 제조된 망상구조형 단열 접착제의 점도가 4,000±500cps인 것을 특징으로 한다.
제 4발명은, 제 1발명에서,상기 단열보드의 섬유방향을 수직방향으로 배향시킨 단열보드와 단열보드 사이의 접착제 층 두께가 1∼5㎜ 범위인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 일체형 단열보드는 화염이나, 고온 하에서 접착제 층이 탄화되거나, 균열 등의 형태 변형이 없어 밀폐된 공기층을 유지할 수 있기 때문에 종래의 단열보드에 비해 열전도율이 현저하게 낮아 차열성능이 개선되는 효과가 있다.
또한, 종래의 단열보드에 비해 얇고, 가볍기 때문에 제조시간을 단축할 수 있어 경제적 절감 효과가 있다.
단열보드의 섬유방향을 수직방향으로 배향시켜 휨 강도 및 비틀림 강도가 개선되어 취급이 간편한 효과가 있다.
도 1은 망상구조형 단열 접착제 제조의 순서도.
도 2는 일체형 단열보드의 사시도
도 3은 섬유방향이 수직방향으로 배향된 일체형 단열보드의 단면도이다.
도 4는 실시예의 접착제 종류에 따른 차열 시험결과
도 5는 단열보드의 섬유방향에 따른 휨 강도 시험결과
도 2는 일체형 단열보드의 사시도
도 3은 섬유방향이 수직방향으로 배향된 일체형 단열보드의 단면도이다.
도 4는 실시예의 접착제 종류에 따른 차열 시험결과
도 5는 단열보드의 섬유방향에 따른 휨 강도 시험결과
도 1은 망상구조형 단열 접착제 제조의 순서도이고, 도 2는 일체형 단열보드(300)의 사시도이고, 도 3은 섬유방향이 수직방향으로 배향된 일체형 단열보드 (100)의 단면도이고, 도 4는 실시예의 접착제 종류에 따른 차열 시험 결과표이고, 도 5는 단열보드의 섬유방향에 따른 휨 강도 시험결과이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 일면에 있어서 리튬실리케이트 50∼70 중량%, 건조제 0.1∼1 중량% 및 물유리에 24시간 함침시켜 섬유상태로 해리시켜 5∼15㎜ 크기로 세절한 무기소재 울 10∼15 중량%, 고령토 15∼30 중량%, 수비점토 0.2∼1 중량% 및 물유리 4∼8 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 망상구조형 단열 접착제를 제공한다.
본 발명은 추가 일면에 있어서, 단열보드(100)와 단열보드(100) 사이에 망상구조형 단열 접착제 층(200)이 형성되어 배치되는 것을 특징으로 하는 일체형 단열보드(300)를 제공한다.
본 발명은 추가 일면에 있어서, 단열보드(100)의 섬유방향을 수평방향에서 수직방향으로 배향시키는 것을 특징으로하는 일체형 단열보드(300)를 제공한다.
종래, 일반적인 유기, 무기 및 하이브리드 소재 등의 단열용 접착제는 화염이나, 고온 하에서 발포 또는 팽창하여 밀폐된 공기층을 형성시킴으로써 열전도율을 낮추는 것이 기본원리이나, 종래의 단열용 접착제는 화염이나, 고온 하에서 탄화되거나, 균열 등의 변형으로 인한 공기 유출로 공기층을 밀폐 상태로 유지하지 못해 차열효과가 미흡하였다.
본 발명은 이런한 문제점을 해결하기 위해 무기소재 울을 섬유상으로 해리시켜, 세절한 무기소재 울이 접착제 층에서 망상구조(Network Structure)의 역할을 수행함으로써 접착제 층이 부서지거나, 갈라지는 것을 방지하여 밀폐 상태로 공기 층을 형성하고, 유지하여 열전도율을 낮추기 때문에 차열효과가 현저하게 개선되는 기술적 특징이 있다.
본 발명의 단열재용 접착제는 리튬실리케이트 50∼70 중량%, 건조제 0.1∼1 중량%, 섬유상으로 세절된 무기소재 울 5∼15 중량%, 고령토 15∼30 중량%, 수비점토 0.2∼1 중량% 및 물유리 4∼8 중량%를 혼합, 분산시킨 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 리튬실리케이트의 투입량은 50∼70 중량%로 이하일 경우 접착이 미흡하게되며, 이상일 경우 망상구조(Network Structure) 효율이 낮아진다.
상기 무기소재 울은 통상의 그라스울, 미네랄울 및 세라크울 등을 사용할 수 있으나 세라크울이 바람직하다.
상기 무기소재 울의 세절크기의 바람직한 범위는 5∼15㎜로, 이하일 경우엔망상구조의 효율이 낮아지며, 이상일 경우 용액에서 섬유상의 무기소재 울이 서로 엉켜 분산에 어려움이 있다.
상기 첨가제는 건조 시간을 조절하기 위한 붕산과 석고, 내수성 향상을 위한 수비점토 및 점도 조절을 위한 물유리로 이루어지며, 이러한 첨가제의 비율은 일체형 단열보드(300)의 용도에 따라 조절될 수 있으나 5∼10 중량%가 바람직하다.
상기 고령토의 투입량은 15∼30 중량%로 이하일 경우 내수성 및 내열성이 낮아지며, 이상일 경우 점도 조절이 곤란하다.
본 발명의 망상구조형 단열 접착제를 단열보드(100)와 단열보드(100) 사이에 도포하여 형성된 접착제 층(200)의 바람직한 두께는 1∼5㎜의 범위로 용도에 따라 선택하여 설정할 수 있으나, 이 범위를 초과하는 경우 건조에 영향을 미쳐 접착성능이 떨어진다.
이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 망상구조형 단열 접착제 시료 제조.
24시간 물유리에 함침시켜 해리된 세라크울을 10㎜ 크기로 세절한다.
리튬실리케이트 64 중량%, 붕산 0.2 중량%, 석고 0.3 중량%을 혼합하여 5분간 3,500rpm에서 교반한 후 상기의 세절된 세라크울 10 중량%를 넣고 30분간 3,500 rpm에서 교반하여 분산시킨다. 교반이 끝나면 고령토 20 중량%를 넣고 10분간 3,500rpm에서 교반하여 분산시킨 다음, 수비점토 0.5 중량% 및 물유리 5 중량%를 넣고 교반하여 점도 4,000±500cps의 망상구조 단열 접착제를 제조하였다.
실시예 2 : 망상구조형 단열 접착제 비교 시료 제조.
리튬실리케이트 64 중량%, 붕산 0.2 중량%, 석고 0.3 중량%을 혼합하여 5분간 3,500rpm에서 교반한 후 수산화알미늄 10 중량%를 넣고 30분간 3,500rpm에서 교반하여 분산시킨다. 교반이 끝나면 고령토 20 중량%를 넣고 10분간 3,500rpm에서 교반하여 분산시킨 다음, 수비점토 0.5 중량% 및 물유리 5 중량%를 넣고 교반하여 점도 4,000±500cps의 망상구조형 단열 접착제 비교 시료를 제조하였다.
실시예 3 : 일체형 단열보드 시편 제작.
수평방향으로 섬유방향을 갖는 미넬랄울 보드를 수직방향으로 25㎜씩 자르고, 90도 회전시켜 섬유방향을 수직방향으로 세운 뒤 가로 800㎜, 세로 2,200㎜가 되도록 배열하고, 배열된 상층면에 실시예 1에서 제조한 접착제를 각각 2㎜ 두께로 도포하고, 도포된 접착제 층 위에 다시 상기의 배열을 실시한 후 상온에서 24 간 건조 후 일체형 단열보드 시편을 제작하였다.
실시예 4 : 일체형 단열보드 비교 시편 제작.
수평방향으로 섬유방향을 갖는 미넬랄울 보드를 수직방향으로 25㎜씩 자르고, 90도 회전시켜 섬유방향을 수직방향으로 세운 뒤 가로 800㎜, 세로 2,200㎜가 되도록 배열하고, 배열된 상층면에 실시예 2에서 제조한 접착제를 각각 2㎜ 두께로 도포하고, 도포된 접착제 층 위에 다시 상기의 배열을 실시한 후 상온에서 24 간 건조 후 일체형 단열보드 비교 시편 1을 제작하였다.
실시예 5 : 일체형 단열보드 비교 시편 제작.
수평방향으로 섬유방향을 갖는 미넬랄울 보드를 수직방향으로 25㎜씩 자르고, 90도 회전시켜 섬유방향을 수직방향으로 세운 뒤 가로 800㎜, 세로 2,200㎜ 가 되도록 배열하고, 접착제 도포 없이 상기의 배열을 실시하여 일체형 단열보드 비교 시편 2를 제작하였다.
실시예 6 : 제조 시편의 차열성능 시험
접착제에 따른 차열성능을 비교하기 위해 제작한 실시예 3,4,5의 시편을 시험 장치에 거치한 후 800℃로 단열보드의 하 면부를 가열하면서 상 면부에 전달되는 온도를 1분에서 30분까지 1분 단위로 측정하였다.
시험결과 : 도 4의 시험결과에서 보는 바와 같이 본 발명의 망상구조형 단열 접착제를 도포한 실시예 3이 접착제 층 내부에서 형성된 공기층을 밀폐상태로 유지한 결과로 가장 우수한 차열성능을 나타내었다.
실시예 7 : 휨 강도 시험
단열보드의 섬유방향이 수평방향 또는 수직방향으로 배향되었을 때의 휨 강도의 차이를 비교하기 위하여 1,200g의 추를 각각의 단열보드 위에 놓고 단열보드가 휘어질 때까지의 시간 측정을 하였다.
시험 결과 : 도 5의 시험결과에서 보는 바와 같이 수평방향의 단열보드는 추를 올려 놓고 5초 경과 시 휘어지고, 15초 경과 시 꺽이는데 반해, 본 발명의 수직방향 단열보드는 추를 올려놓고 2분 경과 후에도 전혀 변형되지 않고 유지되어, 본 발명의 수직방향으로 배향시킨 단열보드의 내구성이 현저하게 향상된다는 것을 확인하였다.
100 : 수직방향으로 섬유방향이 배향된 단열보드.
200 : 망상구조형 단열 접착제 층.
300 : 일체형 단열보드.
200 : 망상구조형 단열 접착제 층.
300 : 일체형 단열보드.
Claims (4)
- 망상구조형(Network Structure Type) 단열 접착제를 포함하는 일체형 단열보드(300)에 있어서
망상구조형 단열 접착제를 단열보드(100)와 단열보드(100) 사이에 도포하여 접착제 층(200)을 형성하는 것을 특징으로 하는 망상구조형 단열 접착제를 포함하되,
상기 망상구조형 단열 접착제는
무기소재 울을 물유리에 함침시켜 섬유상태로 해리 후 세절하는 단계(S10);
리튬실리케이트 50∼70 중량%, 건조제 0.1∼1 중량%를 혼합하는 단계(S20);
상기 S20에 S10을 5∼15 중량%를 넣고 교반, 분산하는 단계(S30);
상기 S30에 고령토 15∼30 중량%를 넣고 교반, 분산하는 단계(S40);
상기 S40에 수비점토 0.2∼1 중량% 및 물유리 4∼8 중량%를 넣고 교반하여 망상구조형 단열 접착제를 완성하는 단계(S50)를 특징으로 하는 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 일체형 단열보드(300).
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 무기소재 울은 그라스 울, 미네랄 울, 세라크 울 중 어느 하나 이상의 것으로 하여 물유리에 24시간 함침시켜 5∼15㎜ 크기로 세절하여 투입하고, 상기 건조제는 붕산, 인산, 아세트산, 석고, 점토, 활석 중 어느 하나 이상의 것으로 하여 제조된 망상구조형 단열 접착제의 점도가 4,000±500cps인 것을 특징으로 하는 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 일체형 단열보드(300).
- 제 1항에 있어서, 상기 단열보드의 섬유방향을 수직방향으로 배향시킨 단열보드와 단열보드 사이의 접착제 층 두께가 1∼5㎜ 범위인 것을 특징으로 하는 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 일체형 단열보드(300).
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| KR1020190040461A KR102131800B1 (ko) | 2019-04-05 | 2019-04-05 | 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 일체형 단열보드 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR102131800B1 true KR102131800B1 (ko) | 2020-07-09 |
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ID=71602325
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| KR1020190040461A KR102131800B1 (ko) | 2019-04-05 | 2019-04-05 | 망상구조형 단열 접착제를 포함하는 일체형 단열보드 |
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| KR (1) | KR102131800B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2019
- 2019-04-05 KR KR1020190040461A patent/KR102131800B1/ko active IP Right Grant
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