KR20120019035A - 난연성 복합 단열보드 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난연성 복합 단열보드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드는, 발포폴리스티렌 입자의 표면에 무기 난연제를 포함한 난연성 코팅층이 형성된 발포폴리스티렌 입자들을 발포성형하여 이루어진 형태의 난연성 발포폴리스티렌 판재들의 사이에 우레탄폼층이 형성된 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

난연성 복합 단열보드 및 그 제조방법{Flame-retardant insulating board complex and manufacturing method thereof}

본 발명은 난연성 복합 단열보드 및 그 제조방법에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 재료의 복합화를 통하여 건축의 단열공법에 이용이 가능하면서도 난연성을 가지는 복합 단열보드와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

건축물의 단열성능을 높이기 위해 사용되는 단열공법은, 단열재의 사용 위치에 따라서 내단열, 외단열 및 중단열로 구분되는데, 이들 단열공법은 건축물의 내벽 또는 외벽에 단열재를 시공한 후, 마감처리를 하여 시공하고 있다.

이러한 단열재로 가장 널리 사용되는 것이 EPS 즉, 발포폴리스티렌이다. 그런데, 이러한 종래의 단열재들은 난연성을 갖추지 못하고 있어, 화재에 대해 취약성을 드러내었다.

최근에는, 도 1에서 보는 것과 같이, 발포폴리스티렌 입자(100)의 표면에 무기 난연제(210)를 포함한 난연성 코팅층(200)을 형성함으로써 입자들 사이에 난연성 격벽을 형성하여 난연성을 높인 발포폴리스티렌 소재가 개발되어 샌드위치 패널 등의 흡음 단열재로서 사용되고 있다.

그런데, 이와 같이 무기 난연제를 포함한 난연성 코팅층을 형성한 발포폴리스티렌 단열재는 상기 난연성 코팅층의 무기 난연제들을 통한 열전도 현상으로 인해 난연처리전보다는 단열성이 다소 떨어지게 되어, 건축물의 단열공법의 단열재로서는 충분한 단열성을 확보할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래 난연성 단열재의 문제점을 해결하여, 건축물의 내단열, 외단열 등의 각종 단열공법에도 사용할 수 있는 충분한 단열성을 가지면서도 난연성을 겸비한 난연성 복합 단열보드와 간단한 공정에 의해 이를 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 종래의 무기 난연제를 포함한 난연성 코팅층을 형성한 발포폴리스티렌 단열재에 있어서의 단열성이 저하되는 현상을 해결하기 위해 연구를 거듭한 결과, 발포우레탄층의 중간 삽입을 통해 난연성 코팅층을 통한 열전달현상을 단절하여 단열성을 획기적으로 향상시킬 수 있다는 사실을 밝혀내어 하기와 같은 구성의 본 발명을 완성하였다.

따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드의 구성은,

발포폴리스티렌 입자의 표면에 무기 난연제를 포함한 난연성 코팅층이 형성된 발포폴리스티렌 입자들을 발포성형하여 이루어진 형태의 난연성 발포폴리스티렌 판재들의 사이에 우레탄폼층이 형성된 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드는,

발포폴리스티렌 입자의 표면에 무기 난연제를 포함한 난연성 코팅층이 형성된 발포폴리스티렌 입자들을 발포성형하여 이루어진 형태의 난연성 발포폴리스티렌 판재의 일면에 반응에 의해 우레탄폼을 형성하는 반응액을 도포하고, 반응액이 발포할 수 있는 공간을 두고 이격하여 다른 난연성 발포폴리스티렌 판재를 배치한 후, 발포에 의해 난연성 발포폴리스티렌 판재 사이에 우레탄폼층이 형성되도록 하는 과정을 통하여 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드는,

발포폴리스티렌 입자의 표면에 무기 난연제를 포함한 난연성 코팅층이 형성된 발포폴리스티렌 입자들을 발포성형하여 이루어진 형태의 난연성 발포폴리스티렌 판재 2개 이상을 서로 일정 간격을 두고 대향하여 이격 배치한 다음, 대향한 난연성 발포폴리스티렌 판재 사이의 이격된 틈새로 우레탄폼 형성 반응액을 주입하고, 상기 이격된 틈새에 발포에 의해 우레탄폼층이 형성되도록 하는 과정을 통하여 제조될 수도 있다.

본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드는, 단열재로서 필요한 단열성을 가지면서도 그 자체로서 다른 불연재의 부가없이도 요구되는 난연성을 가질 수 있기 때문에, 건축물의 난연성 단열시공에 적절하게 활용할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드는 적층 복합화를 통해 각각의 소재가 갖는 특성을 뛰어 넘는 복합적인 기능성을 발휘하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드의 제조방법에 따르면, 건축물의 난연성 단열시공에 활용가능한 난연성 복합 단열보드를 난연성 발포폴리스티렌 판재와 폴리스티렌폼 형성 반응액의 도포에 의해 간단하게 제조할 수 있어 제조원가 절감의 효과가 있다.

도 1은 종래의 난연성 발포폴리스티렌 단열재의 모식도;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 복합 단열보드의 전체 구성을 보여주는 사시도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 복합 단열보드의 제조과정을 순차적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 난연성 복합 단열보드의 제조과정을 순차적으로 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 복합 단열보드의 전체 구성을 보여주는 사시도이고, 도 3과 4는 본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드의 제조과정의 예들을 순차적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드(1)는 도 2에서 보는 것과 같이, 난연성 발포폴리스티렌 판재(10A, 10B)들의 사이에 우레탄폼층(20)이 형성된 형태이다.

여기서, 상기 난연성 발포폴리스티렌 판재(10A, 10B)는, 발포폴리스티렌 입자의 표면에 무기 난연제를 포함한 난연성 코팅층이 형성된 발포폴리스티렌 입자들을 발포 성형하여 제조되는 것으로서, 상기 난연성 코팅층에 의해 발포폴리스티렌 입자들 사이에 난연성 격벽이 형성되어, 화재의 전파가 억제되어 우수한 난연효과를 나타내게 된다.

이러한 난연성 발포폴리스티렌 판재는, 예컨대 용액형 열가소성 수지계 접착제와 같은 바인더 성분에 무기 난연제를 첨가하여 제조된 코팅액을 예비발포된 발포폴리스티렌 입자의 표면에 코팅한 후, 개개의 입자로 분리하면서 건조한 후, 일정 기간 숙성 보관하였다가 스팀가열 발포성형을 통해 성형하여 판재형상으로 제조할 수 있다. 이러한 난연성 발포폴리스티렌 판재의 제조와 관련한 상세한 기술은 본 발명자 등의 선출원 발명인 특허공보 제479218호 및 제927550호를 참조할 수 있다.

이러한 난연성 발포폴리스티렌 판재를 사용하여, 본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드를 제조하는 과정을 도 3을 통해 설명하면, 먼저 (가)에서와 같이 난연성 발포폴리스티렌 판재(10A)를 준비한다.

다음으로, 상기 난연성 발포폴리스티렌 판재(10A)의 일면에 (나)에서와 같이 우레탄폼층을 형성할 수 있는 우레탄폼 형성 반응액(20')을 도포한다. 상기 우레탄폼 형성 반응액(20')은 폴리올, 이소시아네이트, 촉매, 계면활성제 등이 혼합된 것이다.

그 후, (다)에서와 같이 발포할 수 있는 공간을 두고 상기 난연성 발포폴리스티렌 판재(10A)와 이격하여 다른 난연성 발포폴리스티렌 판재(10B)를 배치하여 상기 우레탄폼 형성 반응액(20')을 발포시켜, 2개의 난연성 발포폴리스티렌 판재(10A, 10B)의 사이에 우레탄폼층(20)을 형성시켜, 본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드(1)를 완성한다. 난연성 복합 단열보드는 통상 5㎝ 내외의 두께로 제작되며, 상기 우레탄폼층(20)의 두께는 전체 난연성 복합 단열보드(1) 두께의 20% 이내의 범위에 있는 것이 적당하다. 너무 두꺼울 경우, 난연성이 저하되는 결과를 가져온다. 상기 상기 우레탄폼층(20)은 비난연성의 경질 폴리우레탄폼으로 이루어질 수도 있지만, 특히 이소시아누레이트기를 다량 함유한 난연성 우레탄인 폴리이소시아누레이트(PIR)폼을 형성하는 것이 바람직하다.

이렇게 하여 제조된 본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드(난연성 발포폴리스티렌 판재 두께: 각 2.3㎜, 우레탄폼층 두께 : 3㎜)를 시편 크기 10㎝*10㎝로 잘라 콘칼로리미터법에 의한 난연성 테스트 결과, 총열방출률이 난연 2등급 수준에 부합하는 6.9MJ/㎡로 나타나, 콘칼로리미터법에 의한 총열방출률이 6.1~6.6 정도인 난연성 발포폴리스티렌 판재와 유사한 난연성을 나타냈다.

또한, 상기 난연성 복합 단열보드로 30㎝*30㎝ 크기의 시편을 제작하여 KS L 9016 규정에 의거한 열전도율 시험결과, 단열재로서 사용가능한 0.036 W/(m.K)로 나타났다. 반면, 같은 크기의 시편를 사용하여 난연성 발포폴리스티렌 판재의 열전도율을 시험하였을 경우, 4호 기준인 0.043을 초과하는 0.045로 나타났다.

이러한 결과로부터, 본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드는 그 자체로서, 난연성과 단열성 기준을 모두 충족하는 복합재료로서 건축물의 단열시공에 단독으로 사용할 수 있음을 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 난연성 복합 단열보드를 제조하기 위한 또 다른 방법으로는, 도 4의 (가)에서와 같이 상술한 형태의 난연성 발포폴리스티렌 판재 2개(10A, 10B)를 준비하여, 일정 간격을 두고 서로 대향하여 이격 배치한다. 다음으로, (나)에서 보는 것과 같이 상기 2개의 난연성 발포폴리스티렌 판재 사이의 이격된 틈새로 우레탄폼 형성 반응액(20')을 주입하고, (다)에서와 같이 난연성 발포폴리스티렌 판재의 외측에 일정한 가압력을 가한 상태에서 발포를 진행하여 이격된 틈새에서 발포에 의해 우레탄폼층(20)을 형성하도록 한다.

1: 난연성 복합 단열보드
10A, 10B: 난연성 발포폴리스티렌 판재
20: 우레탄폼층
20': 우레탄폼 형성 반응액

Claims (4)

1. 발포폴리스티렌 입자의 표면에 무기 난연제를 포함한 난연성 코팅층이 형성된 발포폴리스티렌 입자들을 발포성형하여 이루어진 형태의 난연성 발포폴리스티렌 판재들의 사이에 우레탄폼층이 형성된 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 난연성 복합 단열보드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 우레탄폼층은 난연성 우레탄인 폴리이소시우누레이트폼인 것을 특징으로 하는 난연성 복합 단열보드.
3. 발포폴리스티렌 입자의 표면에 무기 난연제를 포함한 난연성 코팅층이 형성된 발포폴리스티렌 입자들을 발포성형하여 이루어진 형태의 난연성 발포폴리스티렌 판재의 일면에 반응에 의해 우레탄폼을 형성하는 반응액을 도포하고, 반응액이 발포할 수 있는 공간을 두고 이격하여 다른 난연성 발포폴리스티렌 판재를 배치한 후, 발포에 의해 난연성 발포폴리스티렌 판재 사이에 우레탄폼층이 형성되도록 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 복합 단열보드 제조방법.
4. 발포폴리스티렌 입자의 표면에 무기 난연제를 포함한 난연성 코팅층이 형성된 발포폴리스티렌 입자들을 발포성형하여 이루어진 형태의 난연성 발포폴리스티렌 판재 2개 이상을 서로 일정 간격을 두고 대향하여 이격 배치한 다음, 대향한 난연성 발포폴리스티렌 판재 사이의 이격된 틈새로 우레탄폼 형성 반응액을 주입하고, 상기 이격된 틈새에 발포에 의해 우레탄폼층이 형성되도록 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 복합 단열보드 제조방법.

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