KR102209652B1 - 정제회재를 사용한 처짐방지 보온단열재의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 보온단열재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정제회재를 사용한 보온단열재의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 보온단열재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방염막 바인더를 유리섬유로 직조한 그물망의 표면에 도포하여 제조한 방염시트의 내측에 보강시트를 적층하고 핫프레스로 가압하여 제조한 단열시트를 안착시켜 보온단열재를 제조하여 발전소의 배관이나 터빈과 같이 열손실이나 안전사고가 많이 발생하는 시설물에 설치함으로써, 단열재의 보온성이 우수하여 열손실을 방지하며, 고온으로 유체를 이송시키는 배관 등 시설물에 의해 발생하는 화상과 같은 작업자의 안전사고를 사전에 방지할 수 있는 것에 특징이 있다.

Description

정제회재를 사용한 처짐방지 보온단열재의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 보온단열재{Manufacturing method for sink prevention warm insulation using purification ash and warm insulation manufactured thereof}

본 발명은 정제회재를 사용한 보온단열재의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 보온단열재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방염막 바인더를 유리섬유로 직조한 그물망의 표면에 도포하여 제조한 방염시트의 내측에 보강시트를 적층하고 핫프레스로 가압하여 제조한 단열시트를 안착시켜 보온단열재를 제조함으로써, 발전소의 배관이나 터빈 등의 시설물에 설치하여 유체의 이송 중 발생하는 열손실 등을 방지하며, 화상과 같은 작업자의 안전사고를 사전에 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 정제회재를 사용한 보온단열재의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 보온단열재에 관한 것이다.

발전소나 석유화학의 플랜트 시설들은 고온의 유체 등을 이송하기 위한 방안으로 배관이 많이 사용되는데, 유체의 이송 중 배관 외부로의 열손실과 화상과 같은 작업자의 안전사고 방지하기 위해 통상적으로 보온재로 배관을 감싸는 것이 일반적이다.

상기와 같은 유체이송용 배관 등에 주로 사용하는 보온재는 펄라이트계, 규산칼슘계 등의 판상형 단열재와 미네랄울, E-글라스 파이버 등의 섬유계 단열재를 사용하고 있으나, 단열재의 품질 한계로 장시간 배관의 진동 및 자중, 작업자의 배관 상부로의 이동에 따른 하중 등으로 인해 보온재가 파손되거나 처짐 등이 발생하여 보온재의 단열성이 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 상기와 같은 보온재의 단열성이 저하되는 문제점을 해결하기 위한 방안으로 연구 및 개발하여 특허출원된 내용들을 살펴보면, 등록특허공보 제10-1903363호에 단열재의 처짐을 방지하기 위한 방안으로 무기 바인더를 제조한 후 이를 유리섬유에 도포하여 형성된 펠트층 위에 보온소재를 적재하고 그 상부에 무기바인더를 도포한 후 그 상부에 무기 바인더가 도포된 유리장섬유 펠트를 적재하고 성형하여 제조한 친환경 BTI 보온단열재의 제조방법이 알려져 있다. 그러나 상기에서 사용되는 무기바인더의 소재는 본 발명의 장점인 단열성에 장점이 있는 것이 아니라 소재의 부착성 및 강도와 같은 기계적 물성을 향상시키기 위해 사용한 것으로 예측되어 본 발명에서 사용되는 소재와 차이점이 있다.

그리고 등록특허공보 제10-1068084호는 유리장섬유 매트의 일면 또는 양면에 다양한 무기 소재와 단열소재를 혼합하여 제조한 단열성 세라믹 분말을 혼합한 액을 함침하여 내열층을 구성하는 고온용 단열재와 다양한 보조 단열매트를 포함한 다층단열부재를 제조하는 고온용 단열부재 및 그 제조방법이 알려져 있다. 그러나 상기에서 사용되는 함침액은 다양한 분말 또는 골재 형태의 무기소재와 무기, 유기 바인더를 혼합하여 제조함으로서, 에어로젤과 같이 혼합이 어려운 소수성의 초경량 파우더와 바인더와의 혼합성능을 향상시키는 단열재의 함침액으로 사용하는데 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 본 발명은 방염막 바인더를 유리섬유의 그물망에 도포하여 제조한 방염시트의 내측에 단열재 사이에 바인더가 도포된 보강시트를 적층하고 핫프레스로 가압하여 보강한 단열시트를 안착시켜 제조한 보온단열재를 발전소의 배관이나 터빈 등의 시설물에 설치함으로써, 유체의 이송 중에 발생하는 열손실을 방지하며, 화상과 같은 작업자의 안전사고를 사전에 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 정제회재를 사용한 보온단열재의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 보온단열재를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 화력발전소에서 연료로 사용되는 석탄의 부산물로 발생하는 석탄재 중에서 오늘날 재활용의 한계로 매립에 의존하고 있는 버텀애쉬로부터 분리한 정제회재를 사용하여 제조한 단열재를 활용하고자 그동안 단열재의 문제점인 처짐현상을 해결하기 위해 단열재 사이에 바인더가 도포된 보강시트를 적층하고 가압및 건조시키는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 1) 유리섬유로 직조한 그물망의 표면에 방염막 바인더를 도포하여 방염시트를 제조하는 단계;

2) 단열재를 1~3cm의 두께로 횡방향으로 절단하는 단계;

3) 상기 2)단계의 절단된 단열재 사이에 유리섬유로 직조한 그물망의 표면에 바인더가 도포된 보강시트를 적층한 다음 핫프레스로 가압하고 건조시켜 단열시트를 제조하는 단계;

4) 상기 3)단계의 단열시트를 상기 1)단계의 방염시트 내부에 안착시켜 일체로 결합하여 보온단열재를 구성하는 것을 과제 해결 수단으로 한다.

상기에서 단열재는 광물성 단섬유, 글라스울, 미네랄울, 세라믹울, 에어로젤 함침 단열재 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하며, 상기 3)단계의 보강시트에 도포되는 바인더는 액상수지 70~94중량%, 단열파우더 5~25중량%, 섬유첨가제 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 단열시트는 150~250℃의 핫프레스에서 300~400kg/㎠의 압력으로 2~5분 동안 가압하여 1차 성형한 후 5~10kw의 마이크로 웨이브건조기에서 30~60초 동안 건조시켜 제조하는 것을 특징으로 하며, 상기 보온단열재는 둘레의 치수를 가변시키기 위한 둘레가변 수단이 밸크로테이프를 매개로 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 방법에 의해 제조되는 보온단열재를 다른 과제 해결 수단으로 한다.

상기 과제 해결 수단에 의한 본 발명은 유리섬유로 직조한 그물망의 표면에 방염막 바인더를 도포하여 제조된 방염시트의 내측에 단열재의 사이에 보강시트를 적층하여 제조한 단열시트를 안착시켜 보온단열재를 제조하여 발전소의 배관이나 터빈과 같이 열손실이나 안전사고가 많이 발생하는 시설물에 간편하면서도 견고하게 설치함으로써, 단열재의 보온성이 우수하여 열손실을 방지하며, 유체를 이송시키는 배관 등 시설물에 의해 고온으로 인해 발생하는 화상과 같은 작업자의 안전사고를 사전에 방지할 수 있는 것에 특징이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방염시트를 적층시키는 상태도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단열재를 절단하는 상태도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단열시트를 적층시키는 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 보온단열재를 나타낸 사시도이다.

상기와 같은 효과를 달성하기 위한 본 발명은 정제회재를 사용한 보온단열재의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 보온단열재에 관한 것으로서, 본 발명을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위 내에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하, 상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방염시트를 적층시키는 상태도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단열재를 절단하는 상태도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단열시트를 적층시키는 상태도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 보온단열재를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조해 보면, 본 발명은 1) 유리섬유로 직조한 그물망(10)의 표면에 방염막 바인더(20)를 도포하여 방염시트(22)를 제조하는 단계;

2) 단열재(30)를 1~3cm의 두께로 횡방향으로 절단(40)하는 단계;

3) 상기 2)단계의 절단된 단열재(30) 사이에 유리섬유로 직조한 그물망(50)의 표면에 바인더(60)가 도포된 보강시트(62)를 적층한 다음 핫프레스로 가압하고 건조시켜 단열시트(70)를 제조하는 단계;

4) 상기 3)단계의 단열시트(70)를 상기 1)단계의 방염시트(20) 내측에 안착시켜 일체로 결합하여 보온단열재(80)를 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 1)단계는 유리섬유로 직조한 그물망(10)의 표면에 방염막 바인더(20)를 도포하여 방염시트(22)를 제조하는 단계이다.

상기에서 사용하는 방염시트(22)는 특별히 한정하는 것은 아니고 소비자의 요구나 제조자의 필요에 따라 유리섬유로 직조한 그물망에 방염막 바인더가 도포된 방염시트를 사용하면 되지만 바람직하게는 유리섬유로 직조한 그물망에 암모늄 폴리포스테이트 35~45중량%, 수산화 알루미늄 12~25중량% 및 그라파이트 25~35중량%을 포함하는 난연제 10~20중량%, 멜라민 포스페이트계 난연제와 멜라민 시아누레이트계 난연제를 포함하는 혼합물로 이루어진 분진방지 난연첨가물 1~10중량%, 발포성 팽창흑연 12~30중량%, 실리콘계 수지로 이루어진 에나멜 20~35중량%, 아크릴계 수지로 이루어진 에나멜 첨가물 5~10중량%, 자일렌계, IPA계, 에탄올계 중 선택되는 용제 20~30중량%을 포함하여 제조된 방염막 바인더를 0.3~0.7㎜ 두께로 도포한 것을 사용하는 것이 가장 적합하다.

본 발명에서 상기 2)단계는 단열재(30)를 1~3cm의 두께로 횡방향으로 절단(40)하는 단계이다. 상기 단열재를 절단하는 것은 단열재가 너무 부드러워 처짐현상이 발생함으로 인해 단열재 사이에 보강시트(62)를 적층하여 단열재를 보강하기 위한 것으로서, 상기 단열재를 절단하는 방법은 특별히 한정하는 것은 아니고 소비자의 요구나 제조자의 필요에 따라 적절한 방법으로 절단하면된다.

한편, 본 발명의 단열재의 원재료로 사용되는 정제회재는 화력발전소의 연소로 내에서 소결에 의해 입자가 형성된 상태에서 보일러 하부로 낙하하여 고형화된 것으로 이 재료를 분쇄기를 사용하여 분쇄시킨 것을 버텀애쉬라 하며, 이부터 정제회재를 회수하는 것이다. 버텀애쉬로부터 정제회재를 회수하는 방법은 버텀애쉬를 마광한 다음 부선시약을 첨가하여 탄소정탄을 부유시켜 탄소정탄과 회재를 분리한 후 분리된 회재를 재마광하여 회재, 강자성체 및 약자성체로 단체분리한다. 그리고 단체분리된 회제에서 자력선별기로 강자성체를 1차 자력선별하여 분리한 다음 자력선별기로 약자성체를 2차 자력선별하여 약자성체와 회재를 분리하여 정제회재를 회수하는 것이다.

상기 방법에 의해 회수된 정제회재는 마이크로포어가 대단히 발달되어 비표면적이 큰 특성이 있다. 그리고 상기 마이크로포어는 마광단계에서 회재와 단체분리되어 부유선별된 탄소정탄에 의해 형성되는데 이는 경량 골재와 같이 가벼우면서, 화산재와 비슷한 물성을 갖고 있어 분산성과 보온성이 우수하여 광물성 장섬유, 단섬유, 유리섬유 등의 원료로 사용할 수 있는 것이 장점이다.

따라서, 본 발명에서 사용되는 단열재는 상기 정제회재부터 제조한 단열재로서, 광물성 단섬유, 장섬유, 글라스울, 미네랄울, 세라믹울, 에어로젤 함침 단열재 중에서 선택된 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 3)단계는 상기 2)단계의 절단된 단열재(30) 사이에 유리섬유로 직조한 그물망(50)의 표면에 바인더(60)가 도포된 보강시트(62)를 적층한 다음 핫프레스로 가압하고 건조시켜 단열시트(70)를 제조하는 단계이다.

상기에서 사용되는 보강시트(62)의 그물망은 유리섬유로 직조한 것으로서, 직조하는 방법은 특별히 한정하는 것은 아니고 소비자의 요구나 제조자의 필요에 따라 망의 간격을 적절하게 조절하여 직조하면 된다.

그리고 상기 보강시트(62)의 그물망(50) 표면에 도포하는 바인더(60)는 액상수지 70~94중량%, 단열파우더 5~25중량%, 섬유첨가제 1~5중량%를 포함한 바인더 혼합물을 1000~1500rpm/min 속도의 교반기에서 30~60분 동안 교반한 것으로 도포하면 되며, 도포하는 두께는 특별히 한정하는 것은 아니지만 바람직하게는 0.5~2㎜ 두께로 도포하는 것이 가장 적합하다.

상기에서 액상수지는 그물망에 도포되는 바인더의 도막경도, 유연성, 건조시간 등을 적절히 조절하여 작업성 등을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 그 혼합량은 바인더 100 중량% 중에서 70~94중량%인 것이 적합하다. 상기 액상수지의 혼합량이 70 중량% 미만일 경우에는 액상수지의 혼합량 저하로 도막경도, 유연성 등이 조절되지 않아 작업성이 저하될 우려가 있고, 상기 액상수지의 혼합량이 94 중량%를 초과할 경우에는 액상수지의 혼합량 과다로 바인더의 점도가 낮아져 건조시간이 길어작업성이 저하될 우려가 있다.

한편, 상기에서 사용되는 액상수지는 도막경도, 유연성, 건조시간 등을 감안하여 바람직하게는 수용성 아크릴에멀젼수지 10~20중량%와 충진제 80~90중량%를 혼합하여 사용하는 것이 가장 적합하다.

그리고 상기 수용성 아크릴에멀젼수지는 유리전이온도(Tg)가 낮으면 도막의 경도, 부착성, 건조시간 등이 떨어지고 유리전이온도(Tg)가 높으면 도막의 경도, 크랙, 유연성 등이 떨어지기 때문에, 유리전이 온도(Tg)가 10~30℃이고 내후성, 내오염성 등의 우수성을 감안하여 그 혼합량은 액상수지 100중량% 중에서 10~20중량% 혼합하는 것이 적합하다.

또한 상기 수용성 아크릴에멀젼수지는 메틸 메타아크릴레이트, 메타아크릴릭 산, 부틸 메타아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 부칠렌글리콜 트리 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 트리 메타아크릴레이트, 펜타아크릴디올 트리메타아크릴레이트, 알킬 메타아크릴레이트, 사이클로알킬 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 트리에틸프로판 트리 메타아크레이트, 트리메틸올프로판트리 메타아크레이트와 같은 아크릴 모노머의 공중합체 군 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상 선택하여 사용할 수 있다.

상기 충진제는 보강시트에 도포하는 바인더의 기계적 물성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 그 혼합량은 액상수지 100중량% 중에서 80~90중량% 혼합하는 것이 적합하다. 그리고 상기 충진제는 규산나트륨, 규산칼륨, 규산바륨 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상 선택하여 사용할 수 있다.

상기에서 사용되는 단열파우더는 열을 방사, 방출하는 성질을 유지시켜 보강시트에 도포되는 바인더의 열전도율, 열팽창률 등을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 그 혼합량은 바인더100 중량% 중에서 5~25중량%인 것이 적합하다.

그리고 상기 단열파우더는 에어로젤, 흄드실리카, 나노실리카 중에서 선택된 1종 또는 그 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기에서 사용되는 섬유첨가제는 바인더에 분산시켜 바인더의 접착력을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 그 혼합량은 바인더 100중량% 중에서 1~5중량%인 것이 적합하다.

그리고 상기 섬유첨가제는 섬유상 단열재, 정제회재를 원료로한 단열재, 세라믹울을 원료로한 단열재 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으나. 바람직하게는 섬유첨가제를 0.1~3mm로 분쇄하여 사용하는 것이 가장 적합하다.

상기와 같이 구성되는 바인더 혼합물은 1000~1500rpm/min 속도의 교반기에서 30~60분 동안 교반하여 바인더를 제조한다. 상기 교반속도가 1000rpm/min 미만이거나 교반시간이 30분 미만일 경우에는 바인더 혼합물이 완전히 혼합되지 않아 바인더를 도포시 접착력이 저하될 우려가 있고, 상기 교반속도가 1500rpm/min를 초과하거나 교반시간이 60분을 초과할 경우에는 바인더 혼합물이 완전히 혼합되어 바인더를 도포시 접착력은 보다 향상시킬 수 있으나 에너지 소모량에 비해 그 효과가 미약하다.

한편, 상기에 의해 바인더가 도포된 보강시트(62)를 상기 2)단계에서 절단한 단열재(30)의 사이에 적층한 다음 핫프레스로 150~250℃에서 300~400kg/㎠의 압력으로 1~5분 동안 가압하여 1차 성형한 후 5~10kW의 마이크로웨이브건조기로 10~60초 동안 건조시켜 단열시트(70)를 제조한다. 상기 핫프레스로 가압하여 1차 성형하는 조건 및 마이크로웨이브건조기로 건조하는 조건이 상기 1차 성형 및 건조하는 조건 미만일 경우에는 단열재에 섬유시트가 완전히 융착되지 않아 단열시트의 기능이 저하될 우려가 있고, 상기 1차 성형 및 건조하는 조건이 상기 조건을 초과할 경우에는 단열재에 섬유시트는 완전히 융착될 수 있으나 융착된 단열재에 변형이 발생할 우려가 있다.

그리고 상기와 같이 단열재(30)의 사이에 보강시트(62)를 적층하는 층의 수는 특별히 한정하는 것은 아니고 소비자의 요구나 제조자의 필요에 따라 적층하는 층의 수를 적절히 조절할 수 있다.

본 발명에서 상기 4)단계는 상기 3)단계의 단열시트(70)를 상기 1)단계의 방염시트(20)의 내부에 안착시켜 일체로 결합하여 보온단열재(80)를 제조하는 단계이다.

상기 방법에 의해 제조되는 보온단열재(80)는 발전소나 석유화학 시설 등에서 고온의 유체 등의 이송수단으로 사용되는 배관 등에 감싸 유체의 이송 중에 발생하는 열손실을 방지하며, 작업중에 고열의 배관으로부터 발생하는 작업자의 안전사고를 방지하기 위해 간편하면서도 견고하게 연결될 수 있도록 구현하는 것이다.

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이를 위해, 본원발명에 따른 보온단열재(80)는 일정 폭 및 길이를 갖는 방염시트(22)의 내에 보강시트(62)를 안착시켜 상호 결합되게 방염시트(22)를 박음질 작업을 통해 일체로 견고하게 결합되어 보온단열재(80)를 제조하게 된다. 이렇게 제조되는 보온단열재의 형상은 특별히 한정하는 것은 아니고 소비자의 요구나 제조자의 필요에 따라 원통형, 사각형, 마른모형 등 다양한 형상으로 제조될 수 있다.

그리고 본 발명의 보온단열재(80)를 형성하는 방염시트(22)의 부재는 밸크로테이프(90)를 매개로 횡방향으로 분리 가능하게 구성되어 폭조절 수단을 형성하게 된다. 즉, 상기 밸크로테이프(90)를 매개로 배관 등의 크기에 맞춰 보온단열재(80)의 폭을 일정범위 내로 조절할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1. 방염시트의 제조

(실시예 1)

조밀하게 직조된 유리섬유 망에 암모늄 폴리포스테이트 45중량%, 수산화 알루미늄 20중량% 및 그라파이트 35중량%을 포함하는 난연제 10중량%, 멜라민 포스페이트계 난연제와 멜라민 시아누레이트계 난연제를 혼합한 분진방지 난연첨가물 5중량%, 발포성 팽창흑연 20중량%, 실리콘계 수지로 이루어진 에나멜 35중량%, 아크릴계 수지로 이루어진 에나멜 첨가물 10중량%, 에탄올 20중량%을 혼합하여 제조한 방염막 바인더를 롤러 브러시로 유리섬유 망에 0.5㎜ 두께로 도포하여 방염시트를 제조하였다.

(비교예 1)

국내 A사에서 제조한 방염시트를 사용하였다.

상기 실시예 1 및 비교예 1의 방염시트를 아래의 시험방법에 따라 불연성 도막의 방화성능시험을 측정하였으며, 그 결과는 [표1]과 같다.

시험방법 : 불연성 도막의 방화성능시험은 휴대용 부탄가스가 부착한 토치에서 토출되는 950~960℃의 화염을 불연성 도막시편에 1분 동안 접촉시킨 다음 아래의 기준에 따라 평가하였다.

매우좋음 : 불연성 도막이 화염에 연소되어 융기된 방염시트 복합체가 치밀한 방화층을 형성하고 방염시트의 외관에는 변화가 나타나지 않은 경우.

좋음 : 불연성 도막이 화염에 연소되어 융기된 방염시트 복합체가 치밀한 방화층을 형성하나 방염시트의 외관에는 미세하게 변화가 나타나는 경우.

보통 : 불연성 도막이 화염에 연소되어 융기된 방염시트 복합체의 방화층에 균열이 발생하여 방화층이 미세하게 탈리되고 방염시트의 외관에는 약간의 변화가 나타나는 경우.

나쁨 : 불연성 도막이 화염에 연소되어 융기된 방염시트 복합체의 방화층에 균열이 발생하여 방화층에 심한 탈리현상이 발생하고 방염시트의 외관에는 심한 변화가 나타나는 경우.

시험방법	실시예 1	비교예 1
방화성능시험	매우좋음	보통

상기 [표1]에 의하면, 실시예 1은 본 발명에서 규정하는 혼합물을 첨가하여 제조한 방염막 바인더를 유리섬유 망에 일정하게 도포하여 방염시트를 제조함으로써, 방화성능시험에서 방염시트 복합체가 치밀한 방화층을 형성하고 방염시트의 외관에는 변화가 나타나지 않아 매우좋은 것으로 평가되었다. 이에 반해 비교예 1의 경우에는 방화성능시험에서 방염시트 복합체의 방화층에 균열이 발생하여 방화층이 미세하게 탈리되고 방염시트의 외관에는 약간의 변화가 나타나는 것으로 평가되었다.

2. 단열시트의 제조

(실시예 2)

① 정제회재를 원료로한 단열재를 횡방향으로 1cm의 두께로 절단하였다.

② 아크릴에멀젼수지로서 부틸 메타아크릴레이트 20 중량%와 충진제로서 규산나트륨 80 중량%를 혼합한 액상수지 80중량%, 단열파우더로서 에어로젤 17중량%, 정제회재를 원료로한 단열재를 0.1~3mm 이하로 분쇄한 섬유첨가제 3중량%를 혼합하여 1200rpm/min 속도의 교반기에서 40분 동안 교반하여 바인더를 제조하였다.

상기 제조한 바인더를 조밀하게 직조된 섬유시트 망에 롤러 브러시로 1㎜±0.2㎜ 두께로 도포하여 단열시트를 제조하였다.

그리고 상기 ①에서 절단한 단열재 사이에 ②에서 제조한 단열시트를 적층하는 것을 2개층으로 적층하고 이를 220℃에서 350kg/㎠의 핫프레스로 5분 동안 가압하여 1차 성형한 후 7kw의 마이크로웨이브건조기에서 50초 동안 건조시켜 단열시트를 제조하였다.

(실시예 3)

상기 실시예 2와 같이 보강된 단열재를 제조하되, 상기①에서 절단한 단열재 사이에 ②에서 제조한 단열시트를 적층하는 것을 1개층으로 적층하고 이를 220℃에서 350kg/㎠의 핫프레스로 5분 동안 가압하여 1차 성형한 후 7kw의 마이크로웨이브건조기에서 50초 동안 건조시켜 단열시트를 제조하였다.

(비교예 2)

정제회재를 원료로하여 제조한 단열시트를 사용하였다.

(비교예 3)

국내 A사에서 제조한 단열시트를 사용하였다.

상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2의 단열시트는 KS L ISO 679에 의해 압축하중시험, KS F 4714에 의해 최대 휨하중시험, KS L 9016에 의해 열전도율시험을 각 3회씩 반복시험하였으며, 그 평균값은 [표2]에 나타내었다.

시험항목	실시예 2	실시예 3	비교예 2	비교예 3
압축하중(N) (변형 30%기준)	53.40	37.21	20.28	28.14
최대 휨하중(N)	12.65	3.75	1.17	2.18
열전도율(W/mK) (70℃기준)	0.041	0.042	0.045	0.046

상기 [표2]에 의하면, 실시예 1 및 2의 경우에는 단열재를 횡방향으로 절단한 후 그 사이에 보강시트를 적층하고 이를 핫프레스로 가압하여 1차 성형한 다음 이를 마이크로웨이브건조기에서 건조시켜 단열시트를 제조함으로써, 압축강도, 최대 휨하중, 열전도율에서 기계적 물성이 매우 우수한 것으로 평가된데 반해 비교예 2의 경우는 정제회재를 원료로하여 제조한 단열재를 그대로 사용함으로써, 단열재가 너무 부드러워 압축강도, 최대 휨하중, 열전도율에서 기계적 물성이 나쁜 것으로 평가되었으며, 비교예 3의 경우에도 비교예 2에 비해서 기계적 물성이 좋은 것으로 나타났으나 실시예 2 및 3에 비해서는 기계적 물성이 매우 나쁜 것으로 평가되었다.

3. 보온단열재의 제조

(실시예 4)

상기 실시예 2의 방법에 의해 제조된 단열시트를 상기 실시예 1에 의해 제조된 방염시트 내측에 안착시킨 후 박음질하여 가로 30cm, 세로 20cm, 두께 1.5cm의 보온단열재를 제조하였다.

(비교예 4)

정제회재를 원료로하여 제조한 단열재를 상기 실시예 1에 의해 제조된 방염시트 내에 적층한 후 박음질하여 가로 30cm, 세로 20cm, 두께 1.5cm의 보온단열재를 제조하였다.

상기 실시예 4 및 비교예 4의 보온단열재를 아래의 평가방법에 따라 처짐현상을 시험하였다.

시험방법 : 실시예 4 및 비교예 4의 보온단열재를 원통형의 배관에 결합하고 보온단열재의 하부에는 10kg의 원통형관을 연결한 후 24시간 동안 방치하여 보온단열재의 처짐현상을 육안으로 확인하였다.

평가결과 본 발명에 의해 제조된 실시예 4의 보온단열재는 보강시트가 단열재 사이에 적층되어 단열재를 보강시킴으로 인해 24시간 후 육안으로 보온단열재의 처짐현상을 확인한 결과 처짐현상이 전혀 나타나지 않은데 반해 비교예 4의 경우에는 단열재가 너무 부드러워 24시간 후 육안으로 보온단열재의 처짐현상을 확인한 결과 중력에 의해 단열재가 하부로 많이 처져 처짐현상이 매우 심한 것으로 평가되었다.

상기에서 설명 드린 바와 같이 본 발명은 상기의 실시예를 통해 그 기계적 물성의 우수성이 입증되었지만 본 발명은 상기의 구성에 의해서만 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (9)

1) 유리섬유로 직조한 그물망(10)의 표면에 방염막 바인더를 0.3~0.7㎜ 두께로 도포하여 방염시트(20)를 제조하는 단계;
2) 단열재(30)를 1~3cm의 두께로 횡방향으로 절단(40)하는 단계;
3) 상기 2)단계의 절단된 단열재(30) 사이에 유리섬유로 직조한 그물망(50)의 표면에 유리전이 온도(Tg)가 10~30℃인 수용성 아크릴에멀젼수지 10~20중량%와 규산나트륨, 규산칼륨, 규산바륨 중에서 선택된 1종 또는 2 이상의 충진제 80~90중량%를 혼합한 액상수지 70~94중량%, 에어로젤, 흄드실리카, 나노실리카 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 단열파우더 5~25중량%, 섬유상 단열재, 정제회재를 원료로한 단열재, 세라믹울을 원료로한 단열재 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 0.1~3mm로 분쇄한 섬유첨가제 1~5중량% 포함된 바인더 혼합물을 1000~1500rpm/min 교반기에서 30~60분 동안 교반한 것을 0.5~2 ㎜ 두께로 도포한 보강시트(62)를 적층한 다음 150~250℃의 핫프레스에서 300~400kg/㎠의 압력으로 2~5분 동안 가압하여 1차 성형한 후 5~10kw의 마이크로 웨이브건조기에서 30~60초 동안 건조시켜 단열시트(70)를 제조하는 단계;
4) 상기 3)단계의 단열시트(70)를 상기 1)단계의 방염시트(20) 내부에 안착시켜 일체로 결합하여 보온단열재(80)를 구성하는 것을 특징으로 하는 정제회재를 사용한 보온단열재의 제조방법.

제1항에 있어서,
상기 단열재는 광물성 단섬유, 글라스울, 미네랄울, 세라믹울, 에어로젤 함침 단열재 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 정제회재를 사용한 보온단열재의 제조방법.

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제1항에 있어서,
상기 보온단열재는 둘레의 치수를 가변시키기 위한 둘레가변 수단이 밸크로테이프를 매개로 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 정제회재를 사용한 보온단열재의 제조방법.

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제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한항에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 정제회재를 사용한 보온단열재.

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