KR102160267B1 - 폐플라스틱을 이용한 난연성 건축자재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐플라스틱을 이용한 난연성 건축자재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 예를 들어 폐전선이나 폐소화배관을 재활용하면서 우수한 난연성 및 경제성 등을 가지는 폐플라스틱을 이용한 난연성 건축자재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시형태에 따라서, 다공성의 본체를 포함하고, 상기 다공성의 본체는 폐플라스틱을 입자화한 폐플라스틱 입자; 상기 폐플라스틱 입자(P)의 결합을 위한 결합 재료; 및 내부에 형성된 기공을 포함하는 난연성 건축자재 및 그 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 폐플라스틱을 이용한 난연성 건축자재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 예를 들어 폐소화배관이나 폐전선 등을 재활용하면서 우수한 난연성 및 경제성 등을 가지는 폐플라스틱을 이용한 난연성 건축자재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
건축물의 벽면이나 바닥을 시공함에 있어서 단열재의 설치는 거의 필수적이다. 일반적으로, 단열재는 폴리에틸렌(PE)이나 폴리스티렌(PS) 등의 발포 제품이 있으나, 발포 폴리스티렌(통상, 스치로폼) 제품이 널리 사용되고 있다. 발포 폴리스티렌은 높은 단열성을 가짐과 함께 경량성 등에서도 유리하다. 이러한 발포 폴리스티렌 제품은 비드(bead) 형상으로 폴리스티렌 입자를 제조한 다음, 이를 가열하여 발포(1차 발포)하여 폴리스티렌 발포 입자를 얻은 후, 성형기에 투입하여 스팀(steam)이나 열을 가하여 판넬(panel) 등의 형상으로 성형하는 방법으로 제조된다.
그러나 발포 폴리스티렌 제품은 열에 매우 취약하여 쉽게 연소된다. 이에 따라, 발포 폴리스티렌 제품에는 난연성을 부여하고 있으며, 주로 난연제를 표면 코팅하거나 폴리스티렌 조성물에 난연제를 첨가하는 방법으로 부여하고 있다.
예를 들어, 한국 등록특허 제10-0305711호에는 폴리스티렌 발포 입자의 표면에 할로겐계 화합물이나 인계 화합물 등의 난연제를 코팅하는 기술이 제시되어 있고, 한국 공개특허 제10-2001-0072979호에는 발포성 폴리스티렌 조성물에 브롬화 유기 화합물의 난연제를 첨가하는 방법이 제시되어 있다. 또한, 한국 등록특허 제10-0991189호에는 발포 스티로폼 입자에 물유리, 탄산나트륨, 아황산나트륨, 탄산수소나트륨 및 탄산마그네슘으로 구성된 난연제를 도포하는 기술이 제시되어 있다.
그러나 발포 폴리스티렌 제품은 난연제를 적용함에도 불구하고 우수한 난연성을 보이기 어렵고 경제성 등이 떨어진다. 구체적으로, 발포 폴리스티렌은 그 자체로서 가연성이 높아 난연제의 사용량에 비해 우수한 난연성을 보이기 어렵고, 또한 고가의 난연제가 사용되어 제품의 가격이 높다. 부가적으로, 발포 폴리스티렌 제품은 폴리스티렌의 중합 공정, 입자화 공정, 발포 공정, 및 난연제의 첨가(또는 코팅) 공정 등을 포함하여 제조공정이 복잡하다.
한편, 건축물에는 소방법규에 따라 화재를 진압하기 위한 소화시설이 설치되고 있다. 또한, 이러한 소화시설에 사용되는 소화배관은 염소화 폴리비닐클로라이드(CPVC ; Chlorinated Polyvinyl Chloride)를 주성분으로 하는 CPVC 배관이 대부분을 차지하며, 일부의 경우에는 폴리비닐클로라이드(PVC ; Polyvinyl Chloride)를 주성분으로 하는 PVC 배관을 사용하고 있다. 최근, 이러한 소화배관(CPVC 및 PVC 배관)의 폐기량이 많아지고 있으나, 이에 대한 재활용성이 검토되지 않아 폐기 처리에 따른 비용과 환경 문제가 대두되고 있다.
이에, 본 발명은 소화배관 등으로 사용된 폐플라스틱(CPVC 및 PVC 폐배관 등)은 물론 여러 산업현장에서 발생된 폐플라스틱을 재활용하면서 우수한 난연성 및 경제성 등을 가지는 폐플라스틱을 이용한 난연성 건축자재 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1형태에 따라서,
건축물의 벽면, 바닥 또는 천장에 설치되는 건축자재로서,
폐플라스틱을 입자화한 폐플라스틱 입자; 및
상기 폐플라스틱 입자를 결합시키고, 난연성을 가지는 결합 재료를 포함하는 난연성 건축자재를 제공한다.
또한, 본 발명은 제2형태에 따라서,
건축물의 벽면, 바닥 또는 천장에 설치되는 건축자재로서,
다공성의 본체를 포함하고,
상기 다공성의 본체는,
폐플라스틱을 입자화한 폐플라스틱 입자;
상기 폐플라스틱 입자를 결합시키고, 난연성을 가지는 결합 재료; 및
내부에 형성된 기공을 포함하는 난연성 건축자재를 제공한다.
아울러, 본 발명은 제3형태에 따라서,
건축물의 벽면, 바닥 또는 천장에 설치되는 건축자재로서,
다공성의 본체를 포함하고,
상기 다공성의 본체는,
CPVC 플라스틱으로부터 선택된 제1폐플라스틱을 입자화한 제1입자와, 상기 제1폐플라스틱 이외의 제2폐플라스틱을 입자화한 제2입자를 포함하는 폐플라스틱 입자;
화염과 접촉 시에 상기 제1입자로부터 발생되는 염소 함유 가스를 제거하는 염소 가스 제거제;
상기 폐플라스틱 입자의 결합을 위한 결합 재료; 및
내부에 형성된 기공을 포함하는 난연성 건축자재를 제공한다.
또한, 본 발명은 제4형태에 따라서,
CPVC 플라스틱으로부터 선택된 제1폐플라스틱을 입자화한 제1입자와, 상기 제1폐플라스틱 이외의 제2폐플라스틱을 입자화한 제2입자을 포함하는 폐플라스틱 입자를 얻는 제1공정;
상기 폐플라스틱 입자와, 화염과 접촉 시에 상기 제1입자로부터 발생되는 염소 함유 가스를 제거하는 염소 가스 제거제와, 상기 폐플라스틱 입자의 결합을 위한 결합 재료를 포함하는 혼합물을 얻는 제2공정; 및
상기 혼합물을 이용하여 본체를 성형하되, 내부에 기공이 형성된 다공성의 본체를 성형하는 제3공정을 포함하는 난연성 건축자재의 제조방법을 제공한다.
예시적인 실시형태에 따라서, 상기 결합 재료는 물, 접착 성분, 난연제, 경화제, 가소제 및 유화제를 포함하는 수성 에멀젼이고, 상기 접착 성분은 폴리비닐아세테이트(PVAc), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 아크릴, 멜라민, 우레탄 및 우레아로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소화배관 등으로 사용된 폐플라스틱(CPVC 및 PVC 폐배관 등)은 물론 여러 산업현장에서 발생된 폐플라스틱을 재활용하면서 우수한 난연성 및 경제성 등을 가지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 건축자재의 일례를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 건축자재(코팅 시편)의 화염 접촉 시험을 보인 사진이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 건축자재(코팅 시편)의 화염 접촉 시험을 보인 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 건축자재(코팅 시편)의 화염 접촉 시험을 보인 사진이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 건축자재(코팅 시편)의 화염 접촉 시험을 보인 사진이다.
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다.
본 발명은 건축물의 내장재 및/또는 외장재로 사용되는 건축자재로서, 폐플라스틱을 이용한 난연성 건축자재 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명은 폐자원(폐플라스틱)을 재활용하여 환경 친화적이며 난연성, 단열성 및/또는 경제성 등을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 건축자재의 일례를 보인 단면 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 폐플라스틱을 입자화한 폐플라스틱 입자(P)와, 상기 폐플라스틱 입자(P)를 결합시키는 결합 재료(binding materials)를 포함하는 건축자재, 및 그 제조방법을 제공한다. 상기 폐플라스틱 입자(P)는 본 발명에 따른 건축자재의 주성분으로서 포함된다. 상기 결합 재료는 적어도 접착성을 가지며, 이는 또한 난연성을 가지는 것으로부터 선택된다. 본 발명에서, "난연"은 화재(화염)의 발생이 어려운 것, 화재(화염)의 퍼짐을 방지하는 것, 연기의 발생을 억제(방염)하는 것, 및/또는 불연 등의 의미를 포함한다.
본 발명에 따른 건축자재는 건축물의 벽면, 바닥 및/또는 천장 등에 설치된다. 본 발명에 따른 건축자재는 건축물의 단열재(단열보드) 및/또는 마감재 등의 용도로 사용될 수 있으나, 그 용도는 특별히 제한되지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 건축자재의 형상은 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 판넬(panel), 보드(board), 블록(block) 및 바(bar) 등의 형상을 갖거나, 이들 이외의 입체적 형상을 가질 수 있다. 다른 예를 들어, 본 발명에 따른 건축자재는 슬러리(slurry), 페이스트(paste) 및/또는 페인트(paint) 형태의 제형을 가질 수 있으며, 이 경우에는 도포를 통해 사용될 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 건축자재는 판넬의 형상을 가지되, 양면에 마감판에 설치되어 샌드위치 판넬로 사용될 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 건축자재의 일례를 보인 단면 구성도로서, 이는 판넬 형상을 예시한 것이다.
바람직한 실시형태에 따라서, 본 발명에 따른 건축자재는 본체(10)를 포함하고, 상기 본체(10)는 폐플라스틱을 입자화한 폐플라스틱 입자(P); 상기 폐플라스틱 입자(P)를 결합시키는 결합 재료; 및 내부에 형성된 기공(S)을 포함한다. 상기 본체(10)는, 예를 들어 판넬 형상을 갖는다. 상기 본체(10)는, 폐플라스틱 입자(P)들이 고밀도로 밀집, 결합된 다공체로서, 다수의 기공(S)을 포함한다. 즉, 폐플라스틱 입자(P)들은 결합 재료에 의해 접착, 결합되어 다공성의 본체(10)를 형성하며, 폐플라스틱 입자(P)들 간의 사이에는 기공(S)이 형성되어 있다.
상기 폐플라스틱 입자(P)는, 하나의 실시형태에 따라서 CPVC 플라스틱으로부터 선택된 제1폐플라스틱을 입자화한 제1입자(P1), 및 상기 제1폐플라스틱 이외의 제2폐플라스틱을 입자화한 제2입자(P2)로부터 선택된 하나 이상이다. 구체적으로, 상기 폐플라스틱 입자(P)는 제1입자(P1), 제2입자(P2), 또는 제1입자(P1)와 제2입자(P2)의 혼합이다. 상기 폐플라스틱 입자(P)는, 바람직하게는 제1입자(P1)와 제2입자(P2)의 혼합이다. 본 발명에서, 「CPVC」는 염소화 폴리비닐클로라이드(Chlorinated Polyvinyl Chloride)를 의미한다. 그리고 「CPVC 플라스틱」은 CPVC를 주성분으로 하는 플라스틱을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 건축자재는, 상기 폐플라스틱 입자(P)가 위와 같은 CPVC 플라스틱을 입자화한 제1입자(P1)를 적어도 포함하는 경우, 상기 제1입자(P1)로부터 발생되는 염소 함유 가스를 제거하는 염소 가스 제거제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 다공성의 본체(10)는 그의 내부에 분산된 염소 가스 제거제를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 건축자재는 다른 실시형태에 따라서, 표면 코팅층(20)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 1에 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 건축자재는 다공성의 본체(10)와, 상기 본체(10)의 표면에 형성된 표면 코팅층(20)을 포함할 수 있다. 이러한 표면 코팅층(20)은, 예를 들어 본체(10)의 표면성(매끄러운 표면), 표면 강도, 난연성 및/또는 방수성 등을 위해 형성된다. 이하, 각 구성요소별 예시적인 실시형태를 설명하면 다음과 같다.
[1] 폐플라스틱 입자(P)
본 발명에서, 폐플라스틱 입자(P)는 특별히 제한되지 않으며, 이는 일반 가정이나 여러 산업현장 등에서 폐기되는 폐플라스틱을 입자화한 것이면 여기에 포함한다. 도 1을 참조하면, 폐플라스틱 입자(P)는 제1입자(P1)와 제2입자(P2)의 혼합이다.
상기 제1입자(P1)는 CPVC 플라스틱(제1폐플라스틱)을 입자화한 CPVC 입자로부터 선택된다. 여기서, 앞서 정의한 바와 같이, CPVC는 염소화 폴리비닐클로라이드(Chlorinated Polyvinyl Chloride)이다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 경우에 따라서는 제1입자(P1)를 "CPVC 입자(P1)"라고도 한다.
상기 CPVC 플라스틱은 CPVC를 주성분으로 하는 경질의 폐플라스틱으로서, 이는 CPVC를 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상, 또는 98 중량% 이상 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어, CPVC 플라스틱은 CPVC를 85 ~ 99.9 중량%를 포함할 수 있으며, 나머지 잔량은 CPVC 이외의 다른 플라스틱(합성수지), 염료, 첨가제 및/또는 불가피한 불순물 등일 수 있다.
상기 제2입자(P2)는 제2폐플라스틱을 입자화한 폐플라스틱 입자로서, 이는 CPVC 플라스틱(제1폐플라스틱) 이외의 다른 폐플라스틱(제2폐플라스틱)을 입자화한 것이면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 상기 제2폐플라스틱은 CPVC 플라스틱 이외의 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 제2폐플라스틱은, 예를 들어 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄(PU), 폴리우레아(PU), 폴리카보네이트(PC), 폴리아크릴(PA), 폴리이미드(PI), 폴리아마이드이미드(PAI) 및 고무계 등으로부터 선택된 하나 이상의 제2폐플라스틱을 포함할 수 있으나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다. 제2입자(P2)는, 예를 들어 위와 같은 제2폐플라스틱을 주성분으로 하는 입자이면 좋다.
본 발명에서, 폐플라스틱 입자(P), 즉 제1입자(P1) 및 제2입자(P2)는 위와 같은 제1폐플라스틱(CPVC) 및 제2폐플라스틱(PE, PP, PVC, PET, PU 등)을 소정의 크기로 입자화, 예를 들어 분쇄 및/또는 세절 등을 통해 입자화한 고형의 폐플라스틱 입자이다. 이러한 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)의 형상은 제한되지 않는다. 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)는, 예를 들어 구형(spherical shape), 다면체(polyhedron), 플레이크(flake), 침상(needle), 칩(chip) 및/또는 펠렛(pellet) 등의 형상을 가질 수 있다. 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)는, 일례를 들어 구형의 형상을 가질 수 있다. 본 발명에서, 「구형」은 완전한 구형만을 의미하는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 위와 같은 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)들이 고밀도로 밀집, 결합되어 본체(10)를 형성한다. 본체(10)는, 본체(10)의 전체 중량 기준으로 예를 들어 20 중량% 이상, 30 중량% 이상, 40 중량% 이상, 50 중량% 이상, 60 중량% 이상, 70 중량% 이상, 80 중량% 이상, 또는 85 중량% 이상의 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 포함할 수 있다. 본체(10)는, 구체적인 예를 들어 60 ~ 95 중량%, 70 ~ 95 중량%, 60 ~ 90 중량%, 70 ~ 90 중량%, 80 ~ 90 중량%, 또는 85 ~ 95 중량%의 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 포함하며, 나머지는 염소 가스 제거제 및 결합 재료 등으로 구성된다. 상기 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)들은 결합 재료에 의해 상호간 결합(접착)되어 있으며, 이들 사이에는 기공(S)이 형성되어, 본체(10)는 다공성을 갖는다.
본 발명에 따르면, 상기 본체(10)는 폐플라스틱 입자(P), 즉 제1입자(P1) 및 제2입자(P2)를 포함하되, 이들 입자(P)(P1)(P2)들 간의 사이에 기공(S)이 형성된 다공성 구조에 의해 적어도 난연성, 단열성 및 차음성 등을 갖는다.
제1입자(P1)를 구성하는 CPVC는 소정의 난연성을 갖는다. CPVC는 폴리에틸렌(PE) 등의 일반적인 다른 플라스틱(합성수지)에 비하여 난연지수가 높다. 즉, CPVC는 난연성 평가척도로 적용되는 한계산소지수(LOI ; Limited oxygen index)가 높아 그 자체적으로 난연성을 갖는다. CPVC는, 예를 들어 다른 플라스틱에 비해 약 3배의 산소를 필요로 하여 그 자체적으로 난연성이 높다. 아울러, CPVC는 일반적인 다른 플라스틱(합성수지)에 비하여 단열성에서도 유리하다. CPVC는, 예를 들어 약 0.14 W/m-K 이하의 낮은 열전도도(themal conductivity)를 갖는다.
그러나, CPVC는 화염과 접촉 시 염소 가스의 발생량이 높다. 이에, 본 발명에서는 폐플라스틱 입자(P)로서 염소 가스의 발생량이 낮은 제2입자(P2)를 더 포함시켜 CPVC 입자(P1)에 의한 염소 가스의 발생량을 최소화한다. 구체적으로, 본 발명은 본체(10)의 주성분으로서 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 사용하되, 다른 플라스틱에 비해 난연성이 높은 CPVC 입자(P1)를 제1입자(P1)로 사용하고, 상기 CPVC 입자(P1)에 의한 염소 가스의 발생량을 제2입자(P2)의 대체 사용(혼합 사용)을 통해 최소화한 것이다. 즉, 제2입자(P2)의 혼합 사용은 제1입자(P1)의 사용량을 보충하여 제1입자(P1)의 사용량을 낮출 수 있다.
이때, 상기 폐플라스틱 입자(P)를 제1입자(P1)와 제2입자(P2)로 혼합 사용함에 있어, 제1입자(P1)의 함량이 너무 많으면 염소 가스의 발생량이 높을 수 있고, 제1입자(P1)의 함량이 너무 작으면 제1입자(P1)를 사용함에 따른 자체 난연성에서 바람직하지 않을 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 본체(10)는 제1입자(P1)와 제2입자(P2)를 2 ~ 5 : 5 ~ 8의 중량비(= P1 : P2)로 포함할 수 있다. 구체적으로, 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2) 전체 중량 기준(P1 + P2)으로 제1입자(P1)는 20 ~ 50 중량%으로 포함되고, 제2입자(P2)는 50 ~ 80 중량%로 포함될 수 있다. 즉, CPVC 플라스틱을 입자화한 CPVC 입자(P1)는 20 ~ 50 중량%으로 포함되는 것이 좋다. 아울러, 상기 제1입자(P1)는 경질이고, 상기 제2입자(P2)는 경질, 연질 및/또는 소정의 탄성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 위와 같이 다른 플라스틱에 비하여 적어도 난연성에서 유리한 CPVC(제1폐플라스틱)를 사용하되, 이러한 CPVC(제1폐플라스틱)와 함께 제2폐플라스틱(PE, PP, PVC, PET, PU 등)을 입자화한 입자(P)(P1)(P2)로서 적용하고, 이와 함께 상기 입자(P)(P1)(P2) 간의 사이에는 기공(S)이 형성된 다공성 구조를 가짐으로 인해, 단열성 및 차음성 등이 향상된다. 구체적으로, 상기 기공(S)은 본체(10) 내부에 공기층(공극)을 형성하여 열전달을 차단하고, 소음과 진동을 흡수, 소진하여 우수한 단열성 및 차음성 등을 갖게 한다.
한편, 상기 제1폐플라스틱(CPVC) 및 제2폐플라스틱(PE, PP, PVC, PET, PU 등)을 건축자재로 적용함에 있어, 이들을 용융시켜 본체(10)로 성형하는 방법을 고려해 볼 수 있다. 그러나 이와 같이 입자화하지 않고 용융을 통해 본체(10)로 성형하는 경우, 기공(S)을 갖지 못하여 단열성 및 차음성 등을 도모하기 어려움은 물론, 가공성 등이 떨어진다. 즉, 용융시켜 본체(10)를 제조한 경우, 본체(10)는 취성(내성)을 가져 톱이나 드릴(drill) 등의 공구를 이용한 절단/드릴링 가공이 어렵고, 못이나 피스 등의 고정구를 이용한 고정 작업이 어렵다. 예를 들어, 못이나 피스 등으로 박음질하는 경우, 취성이 높아 본체(10)에 균열이 발생할 수 있다.
이에 반해, 본 발명에 따라서, 상기 제1폐플라스틱(CPVC) 및 제2폐플라스틱(PE, PP, PVC, PET, PU 등)를 입자(P)(P1)(P2)화하여 본체(10)로 적용하고, 입자(P)(P1)(P2) 사이의 기공(S)에 의한 다공성 구조를 갖게 한 경우, 절단/드릴링 가공이 쉽고, 못이나 피스 등을 이용한 박음질의 경우에 균열이 발생되지 않아 가공성 등이 향상된다.
상기 본체(10)는, 예를 들어 5% 이상, 10% 이상 또는 15% 이상의 기공도(공극율)를 가질 수 있다. 구체적으로, 본체(10)는 5 ~ 50%의 기공도를 가질 수 있다. 이때, 기공도가 5% 미만으로서 너무 낮으면 양호한 단열성, 차음성 및 가공성 등을 도모하기 어려울 수 있다. 그리고 기공도가 50%를 초과하여 너무 높은 경우, 본체(10)의 기계적 강도(파단 강도 등)가 약해질 수 있다. 이러한 고려할 때, 본체(10)는 10 ~ 50%, 20 ~ 45%, 또는 25 ~ 45%의 기공도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 30 ~ 40%의 기공도를 가질 수 있다. 이러한 기공도는 입자(P)(P1)(P2)의 함량, 입자(P)(P1)(P2)의 크기, 및/또는 본체(10) 제조 시의 물리적인 조작 등에 의해 조절될 수 있다.
본 발명에서, 기공도(공극율)는 본체(10)의 전체 체적 중에서 기공(S)이 차지하는 체적 비율(%)을 의미한다. 기공도는, 구체적으로 본체(10)의 전체 체적을 「V」라고 하고, 본체(10)에 형성된 기공(S)의 전체 체적을「VS」라 할 때, 기공도(%) = (VS/V) x 100의 수학식에 따라 계산된 값을 의미한다. 이러한 기공도는, 예를 들어 본체(10)의 체적과 기공(S)의 체적을 측정하여 평가한 값이거나, 단면 이미지(image)를 통해 측정된 본체(10)의 면적과 기공(S)의 면적을 이용하여 평가한 값일 수 있다. 다른 예를 들어, 기공도는 질소 가스를 이용한 공극 측정법을 통해 평가한 값일 수 있다.
또한, 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 2 ~ 500 메쉬(mesh)의 입자 크기를 가질 수 있다. 이때, 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)의 크기가 500 메쉬(mesh)를 초과하여 너무 작은 경우, 예를 들어 기공(S)의 크기 및 분포도(체적%) 등의 기공도가 낮아져 본체(10)의 양호한 단열성, 차음성 및 가공성 등을 도모하기 어려울 수 있다. 그리고 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)의 크기가 2 메쉬(mesh) 미만으로서 너무 큰 경우, 기공도에서는 유리할 수 있으나, 예를 들어 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)의 치밀도가 낮아져 본체(10)의 기계적 강도(파단 강도 등)가 약해질 수 있다.
이러한 점을 고려할 때, 상기 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)는 50 ~ 150 메쉬(mesh)의 입자 크기를 가지는 것이 좋으며, 이러한 입자 분포에서 기공도 및 치밀도 등이 우수하여 단열성, 차음성 및 기계적 강도 등에서 바람직하다. 더욱 바람직하게는 80 ~ 140 메쉬(mesh)의 크기를 가지는 것이 좋다. 그러나 본 발명에서 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)의 크기는 상기 범위에 한정하는 것은 아니며, 이는 사용 용도에 따라 단열성, 차음성 및/또는 기계적 강도 등을 고려하여 적절하게 조절할 수 있다. 경우에 따라서, 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)는 대직경 입자와 소직경 입자의 혼합일 수 있다. 구체적으로, 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)는 약 2 ~ 50 메쉬(mesh)의 입자 크기를 가지는 대직경 입자(펠렛형)와, 약 200 ~ 300 메쉬(mesh)의 입자 크기를 가지는 소직경 입자(분말형)를 적정 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직한 실시형태에 따라서, 상기 제1입자(P1)는 폐소화배관을 입자화한 것으로부터 선택될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 소화시설에 사용되는 소화배관은 대부분 경우 CPVC를 주성분으로 하는 CPVC 배관이다. 이러한 CPVC 배관은 CPVC를 주성분으로 하고 염료, 내열안정제 및/또는 이형제 등의 첨가제를 소량 포함하고 있다. 최근, 소화시설의 재정비 및 규제강화 등의 이유로 소화배관(CPVC 배관)의 폐기량이 많아지고 있다. 본 발명에 따라서, 제1입자(P1), 즉 CPVC 입자(P1)로서 폐소화배관(폐CPVC 배관)을 사용하는 경우, 적어도 폐소화배관(폐CPVC 배관)의 재활용에 따른 환경적인 측면과 경제적인 측면 등에서 바람직하다.
본 발명에서, 상기 폐소화배관(폐CPVC 배관)은 소화시설에서 그 사용을 다하고 폐기되는 폐배관(폐CPVC 배관)은 물론, 상기 배관의 제조 과정이나 시공 현장에서 발생된 불량품 및/또는 잔여품 등을 포함한다. 여기서, 잔여품은, 예를 들어 시공 현장의 설치 과정에서 절단하고 남은 자투리 등을 예로 들 수 있다. 이러한 폐소화배관(폐CPVC 배관)을 수거하여 세척 및 건조한 후, 적정 크기로 절단한 다음, 분쇄기를 통해 소정의 입자 크기를 갖도록 분쇄하여 CPVC 입자(P1)로 유용하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 제2입자(P2)는 폐전선의 피복재를 입자화한 것으로부터 선택될 수 있다. 일반적으로, 전력공급이나 통신 등을 위한 전선(광섬유 케이블 등의 케이블선을 포함한다)은 도체로서의 코어선, 상기 코어선의 절연 및/또는 보호 등을 위한 피복재를 포함한다. 이때, 코어선은 주로 구리, 알루미늄 또는 이들 합금 등의 금속선이 사용되며, 피복재로는 주로 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC) 등이 사용되고 있다.
상기 폐전선을 차핑(chopping)하여 폐전선으로부터 피복재를 분리한 다음, 소정 크기로 입자화하여 제2입자(P2)로 사용할 수 있다. 이때, 폐전선으로부터 피복재를 분리하는 차핑(chopping)은 폐전선의 절단, 분쇄 및 선별 공정을 포함할 수 있으며, 상기 선별공정은 스크린 망(screen mesh)을 이용한 중력 여과 방식, 사이클론 방식 및 자력 선별 방식 등을 이용하여 피복재를 분리, 회수할 수 있다.
[2] 염소 가스 제거제
전술한 바와 같이, CPVC는 일반적인 다른 플라스틱(합성수지)에 비하여 적어도 난연지수(LOI)가 높아 난연성 등에서 유리하다. 그러나 CPVC는 폴리비닐클로라이드(PVC)를 염소화(Chlorinated)시킨 것으로서, 이는 화염과 접촉 시 염소 가스의 발생량이 높다. 염소 가스는 유해하다. 따라서, CPVC를 주성분으로 하는 CPVC 입자(P1), 바람직하게는 소화시설에서 발생된 폐소화배관(폐CPVC 배관)을 건축자재로 재활용하기 위해서는 염소 가스를 해결해야 한다.
이에, 본 발명에 따른 건축자재는, 바람직한 실시형태에 따라서 화염과 접촉 시에 상기 CPVC 입자(P1)로부터 발생된 염소 함유 가스를 제거하는 염소 가스 제거제를 포함한다.
따라서, 본 발명은 건축자재의 주재료를 선택함에 있어, 일반적인 다른 폐플라스틱(합성수지)에 비하여 적어도 난연성 등에서 유리한 CPVC(제1폐플라스틱)를 사용하되, 이러한 CPVC(제1폐플라스틱)와 함께 제2폐플라스틱(PE, PP, PVC, PET, PU 등)을 입자화한 입자(P)(P1)(P2) 형태로 본체(10)로 적용하고, 이와 함께 상기 입자(P)(P1)(P2) 간의 사이에는 기공(S)을 형성시켜 다공성 구조를 갖게 함으로써 난연성, 단열성, 차음성 및 가공성 등을 향상시키고, 또한, 상기 CPVC(제1폐플라스틱)를 사용함에 따른 염소 가스의 발생 문제는 염소 가스 제거제를 통해 해결한 것이라는 점에서 그 기술적 의의가 있다.
상기 염소 가스 제거제는 염소 함유 가스를 제거할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 이때, 본 발명에서, 「염소 함유 가스」는 화염과 접촉(화재 발생) 시에 CPVC 입자(P1)로부터 발생된 염소 가스 및/또는 염소화 가스로서, 이는 분자 내에 Cl를 함유하는 가스이면 여기에 포함한다. 염소 함유 가스는, 예를 들어 Cl2, HCl 및/또는 기타 염소화된 가스 등을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 상기 염소 가스 제거제는 염소 함유 가스의 제거능은 물론 난연성 등을 고려하여, 분자 내에 적어도 하나 이상의 OH기를 가지는 화합물 및/또는 이의 수화물로부터 선택되는 것이 좋다. 구체적으로, 상기 염소 가스 제거제는 Ma(OH)b의 화학식을 가지는 화합물 및/또는 상기 화합물의 수화물을 포함하는 것이 좋다. 여기서, M은 하나 또는 2 이상의 금속 원소이고, a와 b는 화학양론값에 따른다. 예를 들어, M은 Na, K, Li, Mg, Ca, Ba 및 Al 등으로부터 선택된 하나 이상이고, a와 b는 각각 1 ~ 3일 수 있다. 이때, a < b이고, b가 2 이상의 큰 값을 가질수록 염소 함유 가스의 제거능에 바람직할 수 있다. 이러한 화학식 Ma(OH)b의 염소 가스 제거제는 화재 발생 시에, 예를 들어 염화수소 가스(HCl)와 반응하여 난연성의 Cl염(M-Cl)을 생성할 수 있다. 이에 따라, 유해성의 염화수소 가스(HCl)는 제거되고, 이와 함께 부산물로서 수분(H2O)를 생성하여 화재 진압능도 가질 수 있다.
상기 염소 가스 제거제는, 구체적인 예를 들어 NaOH, KOH, LiOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2, Al(OH)3 및/또는 이들의 수화물 등으로부터 선택될 수 있으며, 이들 중에서도 b의 값이 큰 Al(OH)3 및/또는 이의 수화물을 바람직하게 사용할 수 있다. 일례를 들어, NaOH를 사용하는 경우, NaOH + HCl --> NaCl + H2O의 반응을 통해 Cl염(NaCl)의 생성에 의해 HCl가 제거되고, 이와 함께 H2O가 생성된다. 이때, 생성된 H2O는 주위의 열을 냉각(흡열)시켜 화재 진압능(H2O에 의한 냉각 효과 등)도갖게 할 수 있다. 아울러, 염소 가스 제거제의 동일 사용량에서 OH가 많은 Ca(OH)2, 바람직하게는 Al(OH)3 등을 사용하는 경우(b의 값이 큰 경우)에 Cl과의 반응율이 높아 염소 가스 제거능에 유리할 수 있다.
또한, 상기 염소 가스 제거제는 다른 실시형태에 따라서 미세 다공질체로부터 선택될 수 있다. 상기 미세 다공질체는 미세 포어를 가지는 다공질 분말로서, 이는 예를 들어 황토, 활성탄 및/또는 제올라이트 등으로부터 선택될 수 있다. 이러한 미세 다공질체는 염소 함유 가스를 흡착을 통해 제거할 수 있으며, 바람직하게는 황토 및/또는 활성탄 분말을 유용하게 사용할 수 있다. 예시적인 구현예에 따라서, 상기 황토는 약 800℃ ~ 1400℃의 온도에서 고온 소성(불활성 분위기)하여 사용할 수 있다. 아울러, 상기 미세 다공질체는 황토 및/또는 활성탄으로부터 선택되되, 20 nm 크기 이하의 미세 포어를 다수 포함하고, 질소흡착법(BET)에 의해 측정된 비표면적이 500 ~ 2,500 ㎡/g이며, 평균 입자 크기가 2㎛ ~ 30 ㎛인 것을 사용할 수 있다. 이러한 미세 다공질체는 잘 발달된 미세 다공 구조를 가져 HCl 등의 흡착 제거에 매우 효과적이다.
상기 Ma(OH)b의 화합물 및/또는 미세 다공질체로부터 선택된 염소 가스 제거제는 본체(10) 내에 CPVC 입자(P1)와 함께 균일하게 분산되어, 화염과의 접촉 시에 CPVC 입자(P1)로부터 발생된 염소 함유 가스를 효과적으로 제거하고, 부가적으로 난연성 및 화재 진압능을 도모할 수 있다. 염소 가스 제거제는 CPVC 입자(P1)와의 혼합에 의하거나, 후술하는 결합 재료와의 혼합에 의해 본체(10) 내에 균일하게 분산, 포함될 수 있다. 또한, 염소 가스 제거제는 본체(10)의 전체 중량 기준으로 예를 들어 2 ~ 30 중량%, 5 ~ 20 중량%, 또는 5 ~ 15 중량%로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[3] 결합 재료 (binding materials)
결합 재료는 적어도 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)들을 결합시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 결합 재료는, 구체적으로 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)들 간의 결합, 및 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)와 염소 가스 제거제의 결합을 도모할 수 있으면 좋다. 이때, 결합 재료는 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)와 충분한 블렌딩(blending)을 통해 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)의 표면에 균일하게 분산, 코팅되어 입자(P)(P1)(P2) 간에 강한 결합력(접착력)을 제공할 수 있으면 더욱 좋다.
상기 결합 재료는 적어도 접착제를 포함할 수 있다. 상기 접착제는 접착성을 가지는 것이면 제한되지 않으며, 이는 천연수지계 및/또는 합성수지계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 결합 재료는 난연제를 더 포함하여, 적어도 접착제 및 난연제를 포함하면 좋다.
상기 결합 재료는 본체(10)의 전체 중량 기준으로 예를 들어 3 ~ 35 중량%로 포함될 수 있다. 이때, 결합 재료의 사용량이 3 중량% 미만인 경우, 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)의 결합력이 미미해질 수 있고, 35 중량%를 초과하는 경우 본체(10)의 기공도가 낮아질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 결합 재료는 5 ~ 30 중량%, 10 ~ 30 중량% 또는 10 ~ 25 중량%로 포함되는 것이 좋다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 상기 결합 재료는 우수한 접착성과 함께 속경화성, 난연성, 방수성 및/또는 화염 침투 방지성 등을 위해 아래와 같이 구성되는 것이 좋다. 또한, 아래와 같이 구성되는 결합 재료는 표면 코팅층(20)의 재료로도 유용하게 사용된다.
본 발명에 따라서, 상기 결합 재료는 수성 에멀젼으로서, 물 및 접착 성분을 포함하되, 상기 접착 성분은 수용성이고, 폴리비닐아세테이트(PVAc), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 아크릴, 멜라민, 우레탄 및 우레아 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것이 좋다. 이러한 접착 성분은 에폭시계 등의 접착성 수지에 비하여 소정의 난연성을 가지면서 경화 후에는 우수한 방수성을 도모한다. 또한, 상기 나열한 바와 같은 접착 성분은 80 ~ 150℃의 낮은 온도에서 빠른 시간 내에 속경화(건조)될 수 있다.
결합 재료는 상기 나열한 바와 같은 접착 성분이 물에 유화, 분산된 수분산성 에멀젼으로서, 이는 물 100 중량부에 대하여 상기 접착 성분 80 ~ 120 중량부를 포함할 수 있다. 결합 재료는, 예를 들어 크림 상의 제형을 가질 수 있으며, 이는 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2) 및 염소 가스 제거제와 혼합된 후, 열풍이나 적외선 등에 의해 경화(건조)되어 본체(10)를 형성한다.
상기 결합 재료는 부가 성분으로서 난연제, 경화제 및 가소제 등으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것이 좋다. 이러한 부가 성분들은 접착 성분 100 중량부에 대하여 각각 0.5 ~ 25 중량부로 포함될 수 있으며, 보다 구체적으로는 각각 2 ~ 20 중량부 또는 2 ~ 15 중량부로 포함될 수 있다.
상기 난연제는 난연성을 갖게 하는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 난연제는 무기염으로부터 선택될 수 있다. 난연제는, 바람직하게는 본 발명에 따라서 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산칼륨(K2CO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3), 탄산바륨(BaCO3) 및/또는 탄산알루미늄(Al2(CO3)3) 등의 탄산염 및 이의 수화물을 유용하게 사용할 수 있다. 이러한 탄산염은 우수한 난연성을 부여함은 물론, 화염과 접촉 시 CO2를 생성하여 화재 진압능도 갖게 할 수 있다. 즉, 탄산염의 열분해에 의해 생성된 CO2가 산소 농도를 감소시키고 화염을 질식시켜 화재 진압능(CO2의 질식 효과)을 가질 수 있다.
상기 경화제는 접착 성분의 속경화성을 위해 첨가되며, 이는 바람직하게는 이소시아네이트계로서 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI ; Methylene Diphenyl diisocyanate) 및/또는 톨루엔 디이소시아네이트(TDI ; Toluene Diisocyanate) 등으로부터 선택될 수 있다.
상기 가소제는 본체(10)의 유연성을 위해 첨가되며, 이는 예를 들어 프탈레이트계로서 디부틸프탈레이트(DBP ; Di-butyl phthalate), 디에틸헥실프탈레이트(DEHP ; Di-2-ethylhexyl phthalate) 및/또는 부틸벤질프탈레이트(BBP ; butyl benzyl phthalate) 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 가소제는, 바람직하게는 식용유(폐식용유를 포함한다)로부터 선택될 수 있다. 이러한 식용유(폐식용유)는, 예를 들어 대두유(콩기름), 포도씨유 및 올리브유 등의 식물성 식용유를 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 상기 결합 재료는 부가 성분으로서 화염 침투 방지제를 더 포함하는 것이 좋다. 상기 화염 침투 방지제는 화염과의 접촉(화재 발생) 시 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2) 내부로 화염이 침투되거나 전이(퍼짐)되는 것을 방지한다. 상기 화염 침투 방지제는 아미노디페닐포스포네이트, 아닐린디페닐포스포네이트 및/또는 포스포릭산 등을 유용하게 사용할 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 나열한 바와 같은 화염 침투 방지제를 결합 재료에 첨가하여 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)의 표면에 분산시킨 경우, 화염과의 접촉 시 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)의 내부 및 주위로 화염이 침투되거나 전이(퍼짐)되는 것을 방지하여 본체(10)에 준불연성을 부여한다.
상기 화염 침투 방지제는 분산성을 위해 50 ㎛ 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 화염 침투 방지제는, 구체적으로 0.01㎛ ~ 50㎛, 또는 0.2㎛ ~ 30㎛의 평균 입자 크기를 가질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 화염 침투 방지제는 상기 접착 성분 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 15 중량부로 포함될 수 있으며, 보다 구체적으로는 0.5 ~ 10 중량부 또는 2 ~ 10 중량부로 포함될 수 있다.
아울러, 상기 결합 재료는 유화제를 더 포함할 수 있다. 상기 유화제는 각 성분들의 균일한 분산성을 위해 첨가되며, 이는 특히 상기 가소제로서 식용유(폐식용유)를 사용하는 경우에 첨가되면 좋다. 이러한 유화제는 계면활성제 등으로부터 선택될 수 있으며, 예를 들어 카르복시산염, 설폰산염, 황산에스테르염 및/또는 인산에스테르염 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 카르복시산염은 고급지방산 알칼리염, N-아크릴아미노산염, 알킬에테르 카본산염 및/또는 아실화펩티드 등을 들 수 있고, 상기 설폰산염은 알킬설폰산염, 알킬벤젠 및 알킬아미노산염, 알킬나프탈렌 설폰산염 및/또는 설포호박산염 등을 들 수 있다. 또한, 상기 황산에스테르염은 알킬황산염, 알킬에테르황산염, 알킬아릴에테르황산염 및/또는 알킬아미드황산염 등을 예로 들 수 있고, 상기 인산에스테르염은 알킬인산염, 알킬에테르인산염 및 알킬아릴에테르인산염 등을 예로 들 수 있다. 이러한 유화제는 상기 접착 성분 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 15 중량부, 또는 0.5 ~ 10 중량부로 포함될 수 있다.
상기 결합 재료는 선택적으로 자외선 차단제, 레벨링제, 내열안정제 및/또는 색상 안료 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 상기 접착 성분 100 중량부에 대하여 각각 0.01 ~ 10 중량부, 또는 0.1 ~ 5 중량부로 포함될 수 있다. 부가적으로, 상기 표면 코팅 조성물은 충전제 및/또는 강도 보강제 등을 더 포함할 수 있다. 상기 충전제 및/또는 강도 보강제는 무기물, 모래 및/또는 애쉬(ash) 등으로부터 선택될 수 있다. 이러한 충전제 및/또는 강도 보강제는, 예를 들어 상기 접착 성분 100 중량부에 대하여 각각 2 ~ 30 중량부, 또는 5 ~ 20 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[4] 표면 코팅층(20)
전술한 바와 같이, 상기 본체(10)의 표면에는 표면 코팅층(20)이 형성될 수 있다. 상기 표면 코팅층(20)은 본체(10)의 상부면, 하부면 및/또는 측면에 형성될 수 있다. 도 1에서는 본체(10)의 상부면 및 하부면에는 물론 측면에도 표면 코팅층(20)이 형성되어, 본체(10)의 표면 전체에 대해 표면 코팅층(20)이 형성된 모습을 예시하였다. 상기 표면 코팅층(20)은, 예를 들어 본체(10)의 표면성(매끄러운 표면), 표면 강도, 난연성 및/또는 방수성 등을 갖게 할 수 있으면 좋다.
상기 표면 코팅층(20)은 표면 코팅 조성물의 코팅을 통해 형성된다. 상기 표면 코팅 조성물은 표면 재료와 용매를 포함할 수 있으며, 상기 표면 재료는 천연수지 및/또는 합성수지 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 용매는 물 및/또는 탄화수소계 용제로부터 선택될 수 있으며, 상기 탄화수소계 용제는 알콜계, 케톤계 및/또는 글리콜계 등으로부터 선택될 수 있다.
상기 표면 코팅 조성물은 전술한 바와 같은 결합 재료를 유용하게 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 표면 코팅 조성물은 수성 에멀젼으로서, 물 및 접착 성분을 포함하되, 상기 접착 성분은 수용성으로서 폴리비닐아세테이트(PVAc), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 아크릴, 멜라민, 우레탄 및 우레아 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것이 좋다. 이때, 상기 표면 코팅 조성물은 물 100 중량부에 대하여 접착 성분 10 ~ 120 중량부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 표면 코팅 조성물은 부가 성분으로서 난연제, 경화제 및 가소제 등으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것이 좋다. 이러한 표면 코팅 조성물을 구성하는 각 성분의 종류 및 함량은 결합 재료를 설명한 바와 같으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 상기 표면 코팅 조성물은 부가 성분으로서 화염 침투 방지제를 더 포함하는 것이 좋다. 상기 화염 침투 방지제는 화염과의 접촉(화재 발생) 시 화염이 본체(10)로 침투되거나 주위로 전이(퍼짐)되는 것을 방지한다. 상기 화염 침투 방지제는 아미노디페닐포스포네이트, 아닐린디페닐포스포네이트 및/또는 포스포릭산 등을 유용하게 사용할 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 나열한 바와 같은 화염 침투 방지제가 표면 코팅층(20)에 포함되는 경우, 화염과의 접촉 시 화염의 침투 및 전이가 방지되어 본체(10)와 화염의 접촉을 차단한다.
상기 화염 침투 방지제는 분산성을 위해 50 ㎛ 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있으며, 구체적으로는 0.01㎛ ~ 50㎛, 또는 0.2㎛ ~ 30㎛의 평균 입자 크기를 가질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 화염 침투 방지제는 상기 접착 성분 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 15 중량부로 포함될 수 있으며, 보다 구체적으로는 0.5 ~ 10 중량부 또는 2 ~ 10 중량부로 포함될 수 있다.
아울러, 상기 표면 코팅 조성물은 유화제를 더 포함할 수 있다. 상기 유화제는 각 성분들의 균일한 분산성을 위해 첨가되며, 이는 특히 상기 가소제로서 식용유(폐식용유)를 사용하는 경우에 첨가되면 좋다. 이러한 유화제는 계면활성제 등으로부터 선택될 수 있으며, 예를 들어 카르복시산염, 설폰산염, 황산에스테르염 및/또는 인산에스테르염 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 카르복시산염은 고급지방산 알칼리염, N-아크릴아미노산염, 알킬에테르 카본산염 및/또는 아실화펩티드 등을 들 수 있고, 상기 설폰산염은 알킬설폰산염, 알킬벤젠 및 알킬아미노산염, 알킬나프탈렌 설폰산염 및/또는 설포호박산염 등을 들 수 있다. 또한, 상기 황산에스테르염은 알킬황산염, 알킬에테르황산염, 알킬아릴에테르황산염 및/또는 알킬아미드황산염 등을 예로 들 수 있고, 상기 인산에스테르염은 알킬인산염, 알킬에테르인산염 및 알킬아릴에테르인산염 등을 예로 들 수 있다. 이러한 유화제는 상기 접착 성분 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 15 중량부, 또는 0.5 ~ 10 중량부로 포함될 수 있다.
상기 표면 코팅 조성물은 선택적으로 자외선 차단제, 레벨링제, 내열안정제 및/또는 색상 안료 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 상기 접착 성분 100 중량부에 대하여 각각 0.01 ~ 10 중량부, 또는 0.1 ~ 5 중량부로 포함될 수 있다. 부가적으로, 상기 표면 코팅 조성물은 충전제 및/또는 강도 보강제 등을 더 포함할 수 있다. 상기 충전제 및/또는 강도 보강제는 무기물, 모래 및/또는 애쉬(ash) 등으로부터 선택될 수 있다. 이러한 충전제 및/또는 강도 보강제는, 예를 들어 상기 접착 성분 100 중량부에 대하여 각각 2 ~ 30 중량부, 또는 5 ~ 20 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 건축자재는 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 건축자재의 제조방법을 설명하면서, 본 발명에 따른 상기 건축자재의 구체적인 실시형태를 함께 설명한다. 이하에서 설명되는 본 발명의 제조방법은 상기 건축자재의 제조를 용이하게 구현한다. 그러나 본 발명에 따른 건축자재는 이하에서 설명되는 제조방법에 의해 제조된 것으로 한정되는 것은 아니다.
[5] 건축자재의 제조
본 발명에 따른 건축자재의 제조방법은 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 얻는 제1공정; 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2), 염소 가스 제거제 및 결합 재료를 포함하는 혼합물을 얻는 제2공정; 및 상기 혼합물을 이용하여 본체(10)를 성형하는 제3공정을 포함한다. 그리고, 선택적으로 상기 본체(10)의 표면에 표면 코팅층(20)을 형성하는 제4공정을 더 포함할 수 있다. 각 공정별 실시형태를 설명하면 다음과 같다.
(1) 폐플라스틱 입자화 (제1공정)
본 제1공정에서는 폐플라스틱을 입자화하여 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 얻는다. 즉, CPVC 플라스틱으로부터 선택된 제1폐플라스틱을 입자화한 제1입자(P1)와, 상기 제1폐플라스틱(CPVC) 이외의 제2폐플라스틱을 입자화한 제2입자(P2)를 포함하는 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 얻는다. 본 제1공정은 특별히 제한되지 않으며, 이는 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 얻을 수 있으면 좋다.
하나의 예시에서, 본 제1공정은 폐플라스틱을 용융시키는 용융 단계; 상기 용융을 통해 얻어진 용융물을 유화 용액에 액적(droplet) 형태로 적하시키는 입자화 단계; 및 상기 입자화 단계에서 생성된 입자를 유화 용액으로부터 분리한 다음, 건조시키는 수득 단계를 포함할 수 있다. 이러한 과정을 통해, 대략 구형의 형상을 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 고수율로 얻을 수 있다. 이때, 상기 유화 용액은 물과 유화제를 포함할 수 있으며, 상기 유화제는 계면활성제로서 이는 상기 예시한 바와 같다. 또한, 상기 입자화 단계에서는 유화 용액을 약 20℃ 내지 90℃의 온도를 유지시키고 용액 교반을 진행하면서 입자화할 수 있다.
다른 예시에서, 본 제1공정은 폐플라스틱을 분쇄하여 입자화할 수 있다. 이러한 분쇄를 통해 진행하는 경우, 대략 구형의 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)는 물론 무정형 형태의 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 용이하게 얻을 수 있다. 이후, 입자화를 진행 후에는 체 거름 등의 분급공정을 진행하여 균일한 입도 분포를 가지는 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 수득할 수 있다. 또한, 제1입자(P1)와 제2입자(P2)를 별도로 각각 분쇄한 후에 혼합하거나, 제1폐플라스틱(CPVC)과 제2폐플라스틱을 혼합한 후에 한번에 분쇄하여 제1입자(P1)와 제2입자(P2)를 포함하는 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 얻을 수 있다.
(2) 혼합 (제2공정)
본 제2공정에서는 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2), 염소 가스 제거제 및 결합 재료를 포함하는 혼합물을 얻는다. 상기 염소 가스 제거제 및 결합 재료의 구체적인 성분 및 함량은 앞서 설명한 바와 같다. 이때, 하나의 예시에서 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)에 염소 가스 제거제 및 결합 재료를 순차적으로 투입, 혼합하거나, 염소 가스 제거제와 결합 재료를 먼저 혼합한 다음, 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)를 첨가, 교반하여 혼합할 수 있다.
(3) 성형 (제3공정)
상기 혼합물을 이용하여 본체(10)를 성형한다. 본 제3공정에서는 목적하는 본체(10)의 형상에 따라 금형이 사용될 수 있다. 구체적으로, 금형에 혼합물을 투입한 다음 소정의 열을 가하여, 일례로 판넬 형상을 가지는 본체(10)를 성형할 수 있다. 이때, 금형에 혼합물을 투입한 후, 예를 들어 열풍이나 적외선 등의 열원을 이용하여 80 ~ 150℃의 온도를 가하여 결합 재료를 경화(건조)시켜 본체(10)를 성형할 수 있다. 이러한 본 제3공정을 통해, 폐플라스틱 입자(P)(P1)(P2)들이 밀집, 결합되되, 내부에 기공(S)이 형성된 다공성의 본체(10)를 성형한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 본 제3공정에서는 상기 혼합물에 기공 증강제를 더 주입하여 성형할 수 있다. 상기 기공 증강제는 기공(S)의 크기 및/또는 기공(S)의 분포율 등을 크게 하여 본체(10)의 기공도(공기층)를 증가시킬 수 있는 것으로부터 선택된다. 구체적으로, 본 제3공정은 상기 제2공정에서 얻어진 혼합물을 금형에 투입한 다음, 여기에 기공 증강제를 더 주입, 교반하여 기공도를 증가시킨 후, 열을 가해 경화(건조)시키는 방법으로 진행될 수 있다.
상기 기공 증강제는, 예를 들어 압축 가스를 사용하거나, 혼합물에 주입된 후에 가스를 생성시킬 수 있는 가스 발생제를 사용할 수 있다. 이때, 상기 압축 가스는 압축공기, 펜탄 및/또는 프로판 등의 고압 가스를 사용할 수 있으며, 상기 가스 발생제는 CO2 가스를 생성시키는 탄산수소나트륨 등을 사용할 수 있다.
또한, 하나의 구현예에 따라서, 본 제3공정을 진행함에 있어서, 상기 혼합물을 구성하는 결합 재료는 경화제를 포함하는 것이 좋다. 즉, 상기 제2공정에서 얻어진 혼합물은 결합 재료를 포함하되, 상기 결합 재료는 물 및 접착 성분 이외에 경화제를 더 포함하는 것이 좋다. 이 경우, 경화제에 의해 빨리 경화되어 기공도(공기층)가 증가될 수 있다. 즉, 상기 혼합물에 기공 증강제 및 경화제가 포함한되는 경우, 상기 혼합물에 주입된 기공 증강제에 의해 혼합물이 부푼 상태에서 열을 가하게 되면 경화제에 의해 빨리 경화되어 기공도(공기층)가 증가되고, 이에 따라 단열성 및 차음성 등이 향상될 수 있다. 이와 같이, 기공도(공기층)를 증가시키는 공정은 건축자재를 단열재의 용도로 사용하는 경우에 유용하게 진행될 수 있다.
(4) 표면 코팅층(20)의 형성 (제4공정)
위와 같이, 다공성의 본체(10)를 성형한 후에는, 본체(10)의 다공성에 악영향을 끼치지 않는 범위에서 본체(10)의 표면에 표면 코팅층(20)의 형성한다. 표면 코팅층(20)은 표면 코팅 조성물에 본체(10)의 표면을 함침시키거나, 본체(10)의 표면에 표면 코팅 조성물을 분사 코팅하는 등의 방법으로 진행될 수 있다. 상기 표면 코팅 조성물의 구성 성분 및 함량은 전술한 바와 같으며, 이는 코팅 후에 열을 통해 경화(건조)될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 비교예는 종래 기술을 의미하는 것은 아니며, 이는 단지 실시예와의 비교를 위해 제공된다.
[실시예 1 ~ 4]
(1) 플라스틱 입자
폐배관으로서 소화배관으로 쓰여진 폐CPVC 배관(CPVC 함량 약 92 중량%)을 준비하고, 이를 세척 및 건조시킨 후 잘게 절단하였다. 다음으로, 절단된 폐CPVC 배관을 분쇄기를 이용하여 분쇄하였다. 이후, 분쇄물을 체 거름하여 입도 분포 약 80 ~ 100 mesh의 크기를 가지는 CPVC 입자를 얻었다. 즉, 80 mesh의 체에는 통과되고 100 mesh의 체에는 통과되지 않은 CPVC 입자를 얻었다.
(2) 결합 재료 (수성 에멀젼)
먼저, 물과 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 51 : 49의 중량비로 혼합하고, 여기에 난연제, 경화제, 가소제 및 유화제를 넣은 다음, 약 400rpm으로 충분히 혼합, 교반하여 크림 제형의 수성 에멀젼을 얻었다. 이때, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 100 중량부에 대하여, 난연제는 탄산나트륨(Na2CO3) 8 중량부와 탄산칼륨(K2CO3) 2 중량부, 경화제는 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI) 5 중량부, 가소제는 식용유(대두유) 5 중량부, 유화제는 알킬설폰산염 3 중량부를 사용하였다.
(3) 혼합
먼저, 교반기가 달린 혼합용기에 상기 얻어진 CPVC 입자와 결합 재료(수성 에멀젼)를 상온에서 혼합, 교반하였다. 이후, 염소 가스 제거제를 더 첨가하고 충분히 혼합, 교반하여, CPVC 입자 약 72.1 중량%, 결합 재료(수성 에멀젼) 약 22.4 중량% 및 염소 가스 제거제 약 5.5 중량%를 포함하는 혼합물을 얻었다. 이때, 염소 가스 제거제는 NaOH(실시예 1), Al(OH)3(실시예 2), 황토(실시예 3) 및 활성탄(실시예 4)로서 각 실시예에 따라 달리 사용하였다.
(4) 성형
금형(mold)를 준비하고, 여기에 상기 혼합물을 투입하였다. 이후, 열을 가해 경화시켜 각 실시예에 따른 판 형상의 다공성 판넬 시편(두께 약 9mm)을 제조하였다. 이때, 경화는 약 120℃의 열풍을 이용하여 경화시켰다.
[실시예 5]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 플라스틱 입자로서 CPVC 입자와 PE 입자의 혼합을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 즉, CPVC 입자와 PE 입자를 3 : 7의 중량비로 혼합한 것을 플라스틱 입자로 사용하여 제조한 다공성 판넬 시편을 본 실시예에 따른 시편으로 하였다. 상기 PE 입자는 폴리에틸렌(PE)를 주성분으로 하는 것으로서, 이는 약 80 ~ 100 mesh의 크기를 가지는 것을 사용하였다. 이때, 상기 PE 입자는 폐전선으로부터 분리된 피복재를 분쇄한 것을 사용하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1과 비교하여, 염소 가스 제거제(NaOH)를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 제조한 것을 본 비교예에 따른 판넬 시편으로 사용하였다.
상기 각 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1에 따른 판넬 시편의 주요 조성을 하기 [표 1]에 나타내었다. 또한, 상기 각 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1에 따른 판넬 시편에 대하여 화염 접촉 시에 발생된 염소(Cl) 농도를 측정하여 그 결과를 하기 [표 1]에 함께 나타내었다. 이때, 염소(Cl) 농도의 측정은 각 판넬 시편을 연소 장치에서 연료를 이용하여 연소시켜 연소 배출물의 배기 가스에 포함된 염소(Cl) 농도를 가스 샘플링 시스템(gas sampling system)에 의한 등속흡인 방식으로 측정하였다. 각 실시예 및 비교예에 따른 판넬 시편의 모든 연소 시험조건은 동일하다.
| 비 고 |
실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 1 |
| 플라스틱 입자 | CPVC | CPVC | CPVC | CPVC | CPVC + PE (3 : 7) |
CPVC |
| 염소 가스 제거제 |
NaOH | Al(OH)3 | 황토 | 활성탄 | NaOH | - |
| Cl 농도 [ppm] |
180.3 | 125.5 | 240.8 | 211.6 | 35.3 | 467.2 |
상기 [표 1]에 보인 바와 같이, 먼저 실시예 1과 비교예 1을 대비해 보면, 염소 가스 제거제가 첨가된 경우(실시예 1), 염소의 농도가 현저히 감소함을 알 수 있었다. 또한, NaOH(실시예 1), 황토(실시예 3) 및 활성탄(실시예 4)에 비해 Al(OH)3(실시예 2)을 사용한 경우가 염소 가스의 제거능이 가장 우수함을 알 수 있었다. 아울러, 실시예 1과 실시예 5를 대비해 보면, CPVC 입자는 염소 가스의 발생량이 높음을 알 수 있었다. 즉, CPVC 입자와 PE 입자를 혼합하는 경우(실시예 5)에 염소 가스의 발생량이 낮은 PE 입자에 의해 염소의 농도가 작게 평가됨을 알 수 있었다.
[실시예 6 ~ 8]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, CPVC 입자의 크기가 다른 것을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 구체적으로, CPVC 입자의 입도 분포가 약 120 ~ 140 mesh인 것(실시예 6)과, 약 180 ~ 200 mesh인 것(실시예 7)과, 입도 분포가 약 10 ~ 30 mesh인 것(실시예 8)을 사용하여 제조한 다공성 판넬을 본 실시예들에 따른 시편으로 하였다.
[실시예 9]
상기 실시예 7과 동일하게 실시하되, 판넬 시편의 성형 과정에서 기공 증강제를 더 주입한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 구체적으로, 금형에 혼합물을 투입한 다음, 기공 증강제로서 펜탄 가스를 주입한 후, 교반(발포)하여 부풀게 하였다. 이후, 부푼 상태에서 열을 가해 제조한 다공성 판넬을 본 실시예에 따른 시편을 사용하였다.
[비교예 2]
폐CPVC 배관(CPVC 함량 약 92 중량%)을 입자화하지 않고, 이를 열과 용매 존재하에서 용융시켰다. 이후, 얻어진 용융물을 금형에 투입하여 냉각 성형하는 방법으로 제조한 것을 본 비교예에 따른 판넬 시편(용융/비다공성)으로 사용하였다.
상기 각 실시예 6 ~ 9 및 비교예 2에 따른 판넬 시편에 대하여, 아래와 같이 기공도(공극율), 단열성, 인장 강도 및 가공성 등의 특성을 평가하고 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다. 이때, 상기 실시예 1에 따른 판넬 시편에 대해서도 동일하게 특성을 평가하여 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
< 기공도 >
기공도(공극율)는 판넬 시편의 SEM 이미지를 통해 단면 전체 면적과 단면 내에 존재하는 기공의 전체 면적을 측정하여 아래의 식에 따라 평가하였다.
기공도(%) = (Vs/V) x 100
V : 판넬 시편 단면의 전체 면적
Vs : 판넬 시편 단면 중에서 기공이 차지하는 기공의 전체 면적
< 단열성 >
단열성은 판넬 시편의 한 면에 전열기(다리미)를 면접촉시킨 다음, 약 30분 후의 반대쪽 면의 온도를 측정하여 아래의 식에 따른 온도 차이(ΔT)로 평가하였다. 모든 조건은 동일하며, 전열기는 약 30분 동안 180℃로 유지되도록 하였다.
단열성(ΔT)(℃) = Ta - Tb
Ta : 전열기가 면접촉되는 판넬 시편의 표면 온도 (약 180℃)
Tb : 반대쪽 면의 표면 온도 (30분 후)
< 인장 강도 >
인장 강도 측정기(만능시험기)를 이용하여 판넬 시편이 늘어나 파단될 때까지의 인장 강도(파단 강도)를 평가하였다.
< 가공성 >
각 판넬 시편에 대하여 못으로 수회의 박음질을 실시하여 크랙이나 깨짐이 발생되는 경우에는 "불량", 약간의 크랙이 발생되는 경우에는 "보통", 수회의 박음질 중 어떠한 크랙이나 깨짐이 없는 경우에는 "양호"로 평가하였다.
| 비 고 |
실시예 1 | 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | 비교예 2 |
| 플라스틱 입자 |
CPVC | CPVC | CPVC | CPVC | CPVC | CPVC |
| 입자 크기 [mesh] |
80 ~ 100 | 120 ~ 140 | 180 ~ 200 | 10 ~ 30 | 180 ~ 200 | - |
| 판넬 시편 (두께 약 1.8cm) |
입자 / 다공성 |
입자 / 다공성 |
입자 / 다공성 |
입자 / 다공성 |
입자 / 다공성(발포) |
용융 / 비다공성 |
| 기공도 [%] |
약 32.4 % | 약 36.2 % | 약 14.7 % | 약 46.1 % | 약 48.7 % | - |
| 단열성 [ΔT] |
약 146 ℃ | 약 141 ℃ | 약 76 ℃ | 약 157 ℃ | 약 158 ℃ | 약 48 ℃ |
| 인장 강도 [kgf] |
약 1017.2 | 약 1049.0 | 약 1067.8 | 약 689.7 | 약 307.1 | 약 1218.2 |
| 가공성 | 양호 | 양호 | 보통 (약간 크랙) |
양호 | 양호 | 불량 (크랙/깨짐) |
상기 [표 2]에 보인 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따라 CPVC가 입자 형태로 포함되어 적정의 기공도를 가지는 경우, 그렇지 않은 경우(비교예 2)보다 단열성 및 가공성(박음질)이 우수함을 알 수 있었다.
또한, 실시예들(1, 6 ~ 9)을 대비해 보면, 기공도는 CPVC 입자의 크기 분포에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 기공도가 너무 큰 경우(실시예 8 및 실시예 9)에는 인장 강도가 낮아지고, 기공도가 너무 작은 경우(실시예 7)에는 단열성과 가공성이 다소 떨어짐을 알 수 있었다. 아울러, 실시예 7과 실시예 9를 대비해 보면, 발포를 통해 기공도를 증가시키는 경우(실시예 9), 단열성에서는 유리하나 인장 강도가 떨어짐을 보였다.
따라서. 위와 같은 실시예들을 통해, CPVC 입자는 약 50 ~ 150 mesh, 바람직하게는 80 ~ 140 mesh(실시예 1 및 실시예 6)를 가지는 것을 사용하여, 약 25 ~ 45%의 기공도, 바람직하게는 약 30 ~ 40%의 기공도(실시예 1 및 실시예 6)를 가지는 경우 단열성, 인장 강도 및 가공성(박음질)의 모든 특성이 가장 우수함을 알 수 있었다.
[실시예 10]
먼저, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 판넬을 제조하였다. 이후, 상기 제조된 다공성 판넬에 표면 코팅 조성물을 코팅하여 표면 코팅층을 형성하였다. 상기 표면 코팅 조성물은 크림 제형의 수성 에멀젼으로서, 먼저 물과 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 80 : 20의 중량비로 혼합하고, 여기에 난연제, 경화제, 가소제 및 유화제를 넣은 다음, 약 400rpm으로 충분히 혼합, 교반하여 사용하였다.
이때, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 100 중량부에 대하여, 난연제는 탄산나트륨(Na2CO3) 25 중량부, 경화제는 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI) 5 중량부, 가소제는 식용유(대두유) 5 중량부, 유화제는 알킬설폰산염 3 중량부를 사용하였다.
상기 표면 코팅 조성물을 다공성 판넬의 일면에 스프레이 분사하여 얇게 코팅한 다음, 약 120℃의 열풍을 이용하여 경화시켜 얇은 피막의 표면 코팅층을 형성하였다.
[실시예 11]
상기 실시예 10과 동일하게 실시하되, 판넬의 제조 시에 실시예 5에서와 같이 CPVC 입자와 PE 입자의 혼합 플라스틱 입자를 사용한 것을 제조하고는 동일하게 하였다. 이때, CPVC 입자와 PE 입자는 약 80 ~ 100 mesh의 크기로서 3 : 7의 중량비로 혼합 사용하였다.
[실시예 12]
상기 실시예 11과 동일하게 실시하되, 표면 코팅 조성물에 화염 침투 방지제를 더 첨가한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 구체적으로, 표면 코팅 조성물에 화염 침투 방지제로서 아미노디페닐포스포네이트 6.5 중량부를 더 첨가, 사용하여 표면 코팅층을 형성하였다.
상기 실시예 10 ~ 12에 따른 코팅 시편에 대하여, 단열성을 평가하고 그 결과를 하기 [표 3]에 나타내었다. 단열성의 평가방법은 상기한 바와 같다.
| 비 고 |
실시예 10 | 실시예 11 | 실시예 12 |
| 플라스틱 입자 | CPVC | CPVC + PE (3 : 7) |
CPVC + PE (3 : 7) |
| 화염 침투 방지제 |
무첨가 | 무첨가 | 첨가 |
| 단열성 [ΔT] |
약 148 ℃ | 약 136 ℃ | 약 141 ℃ |
상기 [표 3]에 보인 바와 같이, 플라스틱 입자를 사용함에 있어, CPVC 입자 단독을 사용한 경우(실시예 10)가 혼합 사용한 경우(실시예 11 및 실시예 12)보다 단열성이 높게 평가되었다. 이는 CPVC가 PE에 비해 열전도도가 낮기 때문인 것으로 추측된다. 아울러, 실시예 11과 실시예 12를 대비해 보면, 표면 코팅층에 화염 침투 방지제를 첨가한 경우(실시예 12)가 단열성에 유리함을 알 수 있었다.
< 화염 접촉 시험 >
상기 실시예 11 및 12에 따른 코팅 시편에 대하여 화염 접촉 시험을 실시하였다. 구체적으로, 토치(torch)를 이용하여 각 코팅 시편의 표면 코팅층에 화염(불꽃)을 가하였다. 이때, 모든 조건은 동일하게 하였으며, 코팅 시편과 토치(torch) 간을 약 10cm로 이격시키고, 약 3초간 화염(불꽃)을 가하였다.
첨부된 도 2 및 도 3은 화염 접촉 시험 결과를 보인 사진이다. 도 2는 실시예 11의 코팅 시편에 대한 결과로서, (a)화염 접촉 전과 (b)화염 접촉 후의 사진이다. 그리고 도 3은 실시예 12의 코팅 시편에 대한 결과로서, (a)화염 접촉 전과 (b)화염 접촉 후의 사진이다.
도 2 및 도 3에 보인 바와 같이, 표면 코팅층에 화염 침투 방지제가 더 첨가된 경우(실시예 12, 도 3)가 그렇지 않은 경우(실시예 11, 도 2)보다 화염의 침투나 퍼짐 정도가 낮음을 알 수 있었다.
10 : 본체 20 : 표면 코팅층
P : 폐플라스틱 입자 P1 : 제1입자
P2 : 제2입자 S : 기공
P : 폐플라스틱 입자 P1 : 제1입자
P2 : 제2입자 S : 기공
Claims (8)
- 삭제
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- 건축물의 벽면, 바닥 또는 천장에 설치되는 건축자재에 있어서,
다공성의 본체(10)를 포함하고,
상기 다공성의 본체(10)는,
CPVC 플라스틱으로부터 선택된 제1폐플라스틱을 입자화한 제1입자(P1)와, 상기 제1폐플라스틱 이외의 제2폐플라스틱을 입자화한 제2입자(P2)를 포함하는 폐플라스틱 입자(P);
화염과 접촉 시에 상기 제1입자(P1)로부터 발생되는 염소 함유 가스를 제거하는 염소 가스 제거제;
상기 폐플라스틱 입자(P)의 결합을 위한 결합 재료; 및
상기 폐플라스틱 입자(P) 간의 사이에 형성된 기공(S)을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축자재.
- 제3항에 있어서,
상기 건축자재는 본체(10)의 표면에 형성된 표면 코팅층(20)을 더 포함하고,
상기 표면 코팅층(20)은 화염과의 접촉 시 화염이 본체(10)로 침투되는 것을 방지하는 화염 침투 방지제를 포함하되,
상기 화염 침투 방지제는 아미노디페닐포스포네이트, 아닐린디페닐포스포네이트 및 포스포릭산으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축자재.
- 제3항에 있어서,
상기 다공성의 본체(10)는 25 ~ 45%의 기공도를 가지는 것을 특징으로 하는 건축자재.
- 제3항에 따른 건축자재의 제조방법이고,
CPVC 플라스틱으로부터 선택된 제1폐플라스틱을 입자화한 제1입자(P1)와, 상기 제1폐플라스틱 이외의 제2폐플라스틱을 입자화한 제2입자(P2)을 포함하는 폐플라스틱 입자(P)를 얻는 제1공정;
상기 폐플라스틱 입자(P)와, 화염과 접촉 시에 상기 제1입자(P1)로부터 발생되는 염소 함유 가스를 제거하는 염소 가스 제거제와, 상기 폐플라스틱 입자(P)의 결합을 위한 결합 재료를 포함하는 혼합물을 얻는 제2공정; 및
상기 혼합물을 이용하여 본체(10)를 성형하되, 내부에 기공(S)이 형성된 다공성의 본체(10)를 성형하는 제3공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축자재의 제조방법.
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