KR20130007987A - 페놀 수지 경화 발포체로 이루어진 샌드위치 판넬 및 그 제조 방법 - Google Patents

페놀 수지 경화 발포체로 이루어진 샌드위치 판넬 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 페놀 수지 경화 발포체로 이루어진 샌드위치 판넬 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전면과 후면의 불연성 판재 사이의 코어(core)층을 페놀 수지 경화 발포체로 형성함으로써, 열전도도가 0.02W/mK 이하 수준의 높은 단열 성능을 가짐과 동시에, 판재와의 접착면의 부식의 문제를 해결함으로써 신뢰성이 우수한 샌드위치 판넬을 제공하는 기술에 관한 것이다.

Description

페놀 수지 경화 발포체로 이루어진 샌드위치 판넬 및 그 제조 방법{SANDWICH PANEL CONSISTING PHENOL RESIN FOAM AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 페놀 수지 경화 발포체로 이루어진 샌드위치 판넬 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전면과 후면의 불연성 판재 사이의 코어(core)층을 페놀 수지 경화 발포체로 형성함으로써, 열전도도가 0.02W/mK 이하 수준의 높은 단열 성능을 가짐과 동시에, 판재와의 접착면의 부식의 문제를 해결함으로써 신뢰성이 우수한 샌드위치 판넬을 제공하는 기술에 관한 것이다.
샌드위치 판넬은 일반적으로 조립식 주택 등의 벽, 지붕 등의 판넬용으로 쓰이고 있다.
이러한 샌드위치 판넬은 일반적으로 공개공보 2004-0009456에 나타난 바와 같이, 전면판과 후면판이 알루미늄, 철 등 불연성 판재로 이루어져 있다. 그리고 전면판과 후면판사이인 코어층(core)은 EPS(Expanded Polystyrene), 폴리우레탄폼, 글라스울(glass wool)등과 같은 단열 효과를 보이는 소재로 형성된다.
여기서, 코어층이 EPS로 형성되는 경우, 화재의 위험에 매우 취약하고, 이 때 발생되는 연기가 인체에 매우 유해하다는 문제가 있다. 또한 습기에 약하기 때문에 장기적으로 습기에 노출될 경우 열전도율이 높아질 뿐만 아니라, 변형 등이 발생한다는 문제가 있다.
또한, 코어층이 폴리우레탄 폼으로 형성되는 경우, 화재시 시안가스를 발생시킨다는 문제가 있으며, 2년에 약 25% 이상, 20년에 약 32% 이상의 열전도율 저하가 발생하는바, 신뢰성에 문제가 있다.
또한, 코어층이 글라스울로 형성되는 경우, 난연성이 우수하지만, 단열성능이 상대적으로 좋지 않고, 제작 공정에서 취급이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 EPS, 폴리우레탄, 글라스울 등을 코어층으로 사용하는 샌드위치 판넬에서 문제가 되던 화재발생의 위험, 연소시 인체에 유해한 가스발생의 문제, 신뢰성의 문제 및 취급상의 문제를 해결할 수 있는 샌드위치 판넬 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 열전도도가 0.02W/mK 이하 수준의 높은 단열 성능을 장기적으로 유지할 수 있는 샌드위치 판넬 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 샌드위치 판넬은 페놀 수지 경화 발포체로 형성되는 코어층 및 상기 코어층의 전면 및 후면에 형성되는 불연성 판재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 샌드위치 판넬 제조방법은 (a) 불연성 재료를 포함하는 전면판 및 후면판을 마련하는 단계; (b) 상기 전면판 및 후면판 사이에 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리를 투입한 후, 발포 경화시켜 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 샌드위치 판넬에 포함된 페놀 수지 경화 발포체를 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 샌드위치 판넬은 코어층을 페놀 수지 경화 발포체로 형성함으로써, 열전도도 0.02W/mK 이하의 우수한 단열 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 샌드위치 판넬은 코어층이 중성에 가까운바, 판재와의 접착면의 부식의 문제를 해결하여 신뢰성이 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 또 다른 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 페놀 수지 경화 발포체로 이루어진 샌드위치 판넬 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1, 2는 본 발명에 따른 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬을 나타낸 단면도이다.
도 1, 2를 참조하면, 도시된 샌드위치 판넬은 코어층(100), 전면판(110) 및 후면판(120)을 포함하며, 통기성 기재(130)를 더 포함할 수 있다.
상기 코어층(100)은 페놀 수지 경화 발포체로 형성되며, 상기 전면판(110) 및 후면판(120)은 각각 알루미늄, 철 등의 금속으로 형성된다.
상기 통기성 기재(130)는 본 발명의 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬을 제조하는 과정에서 발생하는 기체를 원활히 배출시키기 위한 것이다. 이러한 통기성 기재(130)는 통기성을 갖는 것이라면 소재에 제한이 없으나, 유리섬유 종이, 크라프트지, 부직포, 면포 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 통기성 기재(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 코어층(100)의 일면에 형성되거나, 도시하지는 않았지만 양면에 모두 형성될 수도 있다.
상기 코어층(100)에 포함되는 페놀 수지 경화 발포체는 페놀 수지를 주된 구성요소로 포함하며, 상기 페놀 수지는 레졸형, 노볼락형 중 어느 타입을 사용하여도 무관하다.
상기 페놀 수지 경화 발포체는 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리의 발포, 경화, 양생 및 숙성에 의하여 형성되는데, 상기 슬러리는 페놀 수지 이외에도, 계면활성제, 경화제, 발포제, 가소제 및 중화제를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리는 페놀 수지 60~80중량%, 계면활성제 0.5~10중량%, 경화제 5~20중량%, 발포제 3~20중량%, 가소제 1~15중량%, 중화제 0.5~50중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 계면활성제는 미세하게 분산된 발포제 등의 소수성 물질과 수지 등의 친수성 물질의 계면 안정의 역할을 할 뿐 아니라, 발포가 진행될 때, 기포면이 안정적으로 형성되어 찢어지지 않게 한다. 구체적인 예로 폴리실록산계, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르, 피마자유의 에틸렌옥사이드 부가물 등의 비이온성 계면 활성제 등을 이용할 수 있다.
계면활성제는 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리 전체 중량의 0.5~10 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 계면활성제의 함량이 0.5중량% 미만인 경우 원재료간의 상용성이 저하되어 기포가 크고 독립기포율이 낮은 발포체가 형성이 되게 되고, 5중량% 초과의 경우에는 발포체의 경도가 낮아져 완성품의 취급성이 안좋아지게 된다.
본 발명에서, 상기 경화제는 페놀수지를 100℃이하의 온도에서 경화시키는 역할을 한다. 구체적인 예로 황산, 인산 등의 무기산, 벤젠술폰산, 에틸벤젠술폰산, 파라톨루엔술폰산, 자일렌술폰산, 나프톨술폰산, 페놀술폰산 등의 유기산이 이용된다. 이들 중에서 벤젠술폰산, 에틸벤젠술폰산, 파라톨루엔술폰산, 자일렌술폰산, 나프톨술폰산 및 페놀술폰산이 바람직하다. 이들 경화제는 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
경화제는 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리 전체 중량의 5~20중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 경화제의 함량이 5중량% 미만인 경우 경화보다 발포가 먼저 진행되게 되므로 발포가스가 빠져나가 기포가 제대로 형성되지 않게 되고, 20중량% 초과의 경우에는 경화가 빠르게 진행되게 되어 발포가 충분히 이루어지지 않게 될 뿐 아니라 pH가 과도하게 낮아지게 된다.
본 발명에서, 상기 발포제는 폼(foam) 구조를 형성하는 역할을 한다.
본 발명의 발포제는, 탄화수소, 특히 염화 지방족 탄화수소를 사용하는 것이 바람직하며, 특히 탄소수 2～5의 염화 지방족 탄화수소 화합물을 포함하는 것이 가장 바람직하다. 상기 탄소수 2~5의 염화 지방족 탄화수소 화합물은 직사슬형 또는 분지형의 지방족 탄화수소의 염화물로서, 탄소수는 특별히 제한되지 않지만 2~5인 것이 바람직하고, 염소 원자의 결합수 역시 특별히 제한되지 않지만, 1～4인 것이 바람직하다.
상기와 같은 염화 지방족 탄화수소 화합물의 바람직한 예로는, 디클로로에탄, 프로필클로라이드, 이소프로필클로라이드, 부틸클로라이드, 이소부틸클로라이드, 펜틸클로라이드, 이소펜틸클로라이드 등을 들 수 있다. 이들은 1 종을 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상을 조합해도 무방하다.
본 발명에서 사용되는 발포제는 염화 지방족 탄화수소 화합물 이외에도, 본 발명의 페놀 수지 발포체의 성능이나 물리적 성질을 저해하지 않는 범위에서 발포 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 발포 첨가제는, 예를 들어 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 등의 불소화탄화수소 화합물(대체 프레온); 트리클로르모노플루오로메탄, 트리클로르트리플루오로에탄 등의 염불소화탄화수소 화합물; 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 탄화수소계 화합물; 이소프로필에테르 등의 에테르 화합물; 질소, 아르곤, 탄산 가스 등의 기체 등을 첨가할 수 있다. 바람직한 첨가량은 염화 지방족 탄화수소 화합물에 대하여, 바람직하게는 0.5~100중량％이다. 상기 범위 미만인 경우에는 첨가의 효과가 없고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 페놀 수지 발포체의 장기내구성, 열전도율 등의 성능에 영향을 줄 수 있다.
상기 탄화수소를 발포제로 사용함으로써, 본 발명의 페놀 수지 경화 발포체의 초기 열전도율과 장기내구성이 원하는 물성 값에 도달할 수 있게 되며, 환경 오염에 대한 부담도 해소할 수 있게 된다.
상기 발포제는 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리 전체 중량의 3~15 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 발포제의 함량이 3중량%미만이면 충분히 발포가 이루어지지 않기 때문에 발포체의 고체면을 통한 열 전달이 이루어지게 되므로 효율의 저하가 발생하게 된다. 반대로, 발포제의 함량이 15중량%를 초과하면 과량의 발포제가 경화 팽창 과정에서 기포 벽을 터뜨리며 빠져나가는 현상이 발생하게 되어 독립기포율과 열전도율을 악화한다.
본 발명에서, 상기 가소제는 기포 벽면에 유연성을 주어 벽면이 깨지거나 열화되어 기포 내의 발포가스가 빠져나가며 공기와 치환되는 것을 막아 장기내구성을 높이는 역할을 한다. 구체적인 예로 인산트리페닐, 테레프탈산디메틸, 이소프탈산디메틸, 폴리에틸렌글리콜, 폴리올 등을 이용할 수 있다.
가소제는 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리 전체 중량의 1~15중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 첨가제의 함량이 1중량% 미만인 경우 장기내구성에 영향을 주지 못하고, 15중량% 초과의 경우에는 발포체의 성능을 저하하게 된다.
본 발명에서, 상기 중화제는 페놀 수지 경화 발포체의 pH를 3~9정도로 높여주는 역할을 한다.
일반적으로 페놀 수지 경화 발포체의 제조시 산성 경화제를 사용하므로 제품이 산성을 띄는바, 완성된 판재와 금속 접착면에서 부식이 발생하는 등 신뢰도의 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 중화제를 이용하여 페놀 수지 경화 발포체가 중성을 띄도록 하는바, 본 발명에서의 중화제로는, 예를 들어 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화아연 등의 금속의 수산화물이나 산화물, 아연 등의 금속 분말, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 탄산아연 등의 금속의 탄산염을 함유시킬 수 있다. 이들 무기 필러는 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 이용해도 된다. 중화제는 페놀 수지 경화 발포체 전체 중량의 0.5~50중량%, 보다 바람직하게는 1~10중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
중화제의 함량이 0.5중량% 미만인 경우 발포체가 산성을 띄게 되고, 50중량% 초과의 경우에는 물성 변화의 문제가 발생한다.
한편, 페놀 수지 경화 발포체의 성분 혹은 발포 조건에 따라, 형성되는 페놀 수지 경화 발포체의 기포의 크기, 독립기포율 및 장기내구성 등이 결정될 수 있다.
본 발명의 페놀 수지 경화 발포체의 기포 크기는 50~500μm인 것, 특히 100~300μm인 것이 바람직하다. 일반적으로 발포 후 기포의 크기가 50μm 미만이면, 경화가 빠르게 진행되어 충분히 발포가 되지 않은 경우가 많고, 이에 따라 발포비율이 현저히 떨어지게 된다. 기포의 크기가 500μm 초과인 경우 대부분 교반을 통해 발포제가 충분히 분산되지 않은 경우이며, 이런 경우 기포 내부의 대류를 통해 열이 전달될 뿐 아니라, 고체면을 통해 열이 전도되는 경로가 짧아지므로 열전도율이 현격히 올라가게 되어 단열성능이 저하된다.
또한, 본 발명의 페놀 수지 경화 발포체의 독립기포율(Closed Cell Content)은 80% 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 독립 기포율은 단위 면적에 형성된 기포들 중, 닫혀진 기포의 분율을 의미한다.
본 발명에서 독립기포율이 80% 미만일 경우에는 발포제가 외부로 천천히 빠져나가게 되면서 장기적인 성능저하로 이어지게 되며, 구조적 강도가 현저히 떨어져 외장용 판넬로서의 특성이 저하될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 판넬은 열전도도가 0.02W/mK 이하로서, 매우 우수한 단열 성능을 나타낸다.
상기와 같은 본 발명의 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬의 제조방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬의 제조방법에는 특별한 제한은 없지만, 하기에서 설명할 2가지 방법에 의함이 바람직하다.
도 3, 4는 각각 본 발명의 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 도시된 본 발명의 샌드위치 판넬의 제조방법은 전면판 및 후면판을 마련하는 단계(S100), 상기 전면판 및 후면판 사이에 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리 투입, 발포 경화함으로써 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬을 형성하는 단계(S110), 양생하는 단계(S120)를 포함한다.
먼저, 전면판 및 후면판 마련 단계(S100)에서는 샌드위치 판넬의 외피에 해당하는 전면판(110) 및 후면판(120)을 마련한다(S100).
전면판(110) 및 후면판(120)은 각각 금속층을 포함한다. 상기 금속층에 포함되는 금속은 통상적인 샌드위치 판넬에 사용되는 것이라면 제한이 없으나, 특히 알루미늄, 철 등이 바람직하다.
다음으로, 샌드위치 판넬 형성단계(S110)에서는 상기 전면판(110) 및 후면판(120) 사이에 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리를 투입하고 발포, 경화시킴으로써, 전면판(110) 및 후면판(120) 사이에 페놀 수지 경화 발포체를 형성한다.
이 때 상기 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리에 대한 설명은 상기하였는바, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
발포, 경화시의 조건은 통상의 페놀 수지 발포체 형성 조건과 동일하나, 본 발명에서 사용되는 발포제의 종류에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같은바, 여기에서는 생략하기로 한다.
상기 발포제는 형성되는 페놀 수지 경화 발포체의 기포의 크기, 독립기포율 및 장기내구성을 결정하는 주된 요소로 작용한다.
즉, 상기 발포제는 본 발명의 페놀 수지 경화 발포체의 기포 크기, 독립기포율, 장기내구성에 대하여 원하는 물성 값을 얻을 수 있도록 제어하는 역할을 한다.
즉, 본 발명의 발포제를 이용함으로써, 완성된 페놀 수지 경화 발포체의 기포 크기를 50~500μm, 독립기포율을 80% 이상, 10년 이상의 장기내구성을 갖도록 제어할 수 있다.
다음으로, 양생단계(S120)에서는 샌드위치 판넬에 포함된 페놀 수지 경화 발포체를 양생한다.
양생은 판넬의 강도를 높이기 위한 것으로, 페놀 수지 경화 발포체 1cm2 당 10~200분 동안 수행하는 것이 바람직하다. 양생시간이 10분 미만일 경우에는 양생이 충분히 이루어지지 않아서 치수안정성이 떨어지게 되고, 단열특성 및 강도가 저하될 수 있다.
또한, 양생시간이 200분을 초과할 경우에는 양생에 투입되는 시간 및 비용에 비하여 개선되는 특성 정도가 미약하여 비용만 낭비되는 결과가 나타날 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면 도시된 본 발명의 샌드위치 판넬의 또 다른 제조방법은 전면판 및 통기성 기재를 마련하는 단계(S200), 상기 전면판 및 통기성 기재 사이에 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리 투입, 발포 경화하는 단계(S210), 양생하는 단계(S220), 상기 통기성 기재의 외부 노출면에 후면판을 부착하는 단계(S230)를 포함한다.
먼저, 전면판 및 통기성 기재 마련 단계(S200)에서는 샌드위치 판넬의 외피에 해당하는 전면판(110)과 발포체에서 발생하는 가스를 원활히 배출시키기 위한 통기성 기재(130)를 마련한다(S200).
상기 전면판(110)은 금속층을 포함한다. 상기 금속층에 포함되는 금속은 통상적인 샌드위치 판넬에 사용되는 것이라면 제한이 없으나, 특히 알루미늄, 철 등이 바람직하다.
상기 통기성 기재(130)는 가스가 원활히 배출될 수 있도록 통기성을 갖는 것이라면 소재에 제한이 없으나, 유리섬유 종이, 크라프트지, 부직포, 면포 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 통기성 기재(130)를 통하여, 다음의 페놀 수지 경화 발포체 형성단계에서 발포체에서 발생하는 가스가 원활히 빠져나갈 수 있게 된다.
다음으로, 페놀 수지 경화 발포체 형성단계(S210)에서는 상기 전면판(110) 및 통기성 기재(130) 사이에 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리를 투입하고 발포, 경화시킴으로써, 전면판(110) 및 통기성 기재(130) 사이에 페놀 수지 경화 발포체를 형성한다.
이 때 상기 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리, 발포, 경화 조건, 기포의 크기 등에 대한 설명은 상기하였는바, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 양생단계(S220)에서는 샌드위치 판넬에 포함된 페놀 수지 경화 발포체를 양생한다. 양생 조건에 대한 설명은 상기하였는바, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
마지막으로, 후면판을 부착하는 단계(S230)에서는 상기 통기성 기재(130)의 외부 노출면에 후면판(120)을 부착한다. 이 때, 부착방법에는 제한이 없으나, 통상적으로 접착부재를 이용하는 것이 바람직하다.
상기의 방법에 의해 제조되는 본 발명의 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬의 단열 성능 및 신뢰성에 대한 평가 결과는 다음의 구체적인 실시예에 개시한다.
실시예 (샌드위치 판넬의 제조)
실시예 1
먼저, 두께가 각각 2mm인 스틸 사이에 폴리실록산 3중량%, 파라톨루엔술폰산 14중량%, 프로필클로라이드 9중량%, 폴리올 3중량%, 탄산칼슘 3중량%를 포함하는 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리를 투입하고, 독립기포율이 95%, 기포의 크기가 100μm인 페놀 수지 경화 발포체를 형성하였다. 이 때, 상기 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리의 pH는 6.5였다. 이 후, 상기 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬을 80℃의 더블벨트 컨베이어에 10분 통과시킨 후, 양생고에서 360분 동안 양생시켜 샌드위치 판넬을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 조건으로 샌드위치 판넬을 제조하되, 상기 독립 기포율이 80%가 되도록 하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일한 조건으로 샌드위치 판넬을 제조하되, 탄산칼슘 10중량%를 포함하는 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리(이 때, 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리의 pH는 8.5)를 이용하였다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일한 조건으로 샌드위치 판넬을 제조하되, 상기 발포체의 기포의 크기는 300μm가 되도록 하였다.
비교예 1
페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리 제조시 탄산칼슘을 넣지 않았다는 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 과정으로 샌드위치 판넬을 제조하였다. 이 때, 상기 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리의 pH는 2였다. 완성된 페놀 수지 경화 발포체의 독립 기포율은 95%였다.
비교예 2
페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리 제조시, 발포제로서 시클로펜탄을 사용하였다는 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 과정으로 샌드위치 판넬을 제조하였다. 완성된 페놀 수지 경화 발포체의 독립 기포율은 60%였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일한 조건으로 샌드위치 판넬을 제조하되, 상기 발포체의 기포의 크기는 40μm가 되도록 하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일한 조건으로 샌드위치 판넬을 제조하되, 상기 발포체의 기포의 크기는 600μm가 되도록 하였다.
비교예 5
페놀 수지 경화 발포체 대신, 코어층으로 폴리스티렌을 이용하여 샌드위치 판넬을 제조하였다.
비교예 6
페놀 수지 경화 발포체 대신, 코어층으로 폴리우레탄을 이용하여 샌드위치 판넬을 제조하였다.
평가
단열성능 평가
상기한 실시예 및 비교예의 판넬을 85℃의 항온 챔버에 각각 넣고 3개월 간 유지하면서, 전체 가열을 실시하지 않은 것과 열전도율을 비교하였다. 이 때, 열전도율의 측정은 HC-074-200(EKO사 제조) 열전도 측정기를 사용하였다. 다음으로, 가속 펙터를 적용하여 0~10년까지의 열전도율을 예측하였으며, 결과는 단열값(W/mK)으로 환산하여 하기 표 1에 나타내었다.
단열값(W/mK)
초기 1년 2년 3년 4년 5년 6년 7년 8년 9년 10년
실시예1 0.019 0.019 0.019 0.019 0.019 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020
실시예2 0.020 0.020 0.020 0.021 0.021 0.021 0.021 0.021 0.021 0.021 0.022
실시예3 0.019 0.019 0.019 0.019 0.019 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020
실시예4 0.020 0.020 0.020 0.021 0.021 0.021 0.021 0.021 0.021 0.021 0.022
비교예1 0.019 0.019 0.019 0.019 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020
비교예2 0.025 0.025 0.026 0.026 0.026 0.026 0.027 0.027 0.028 0.028 0.028
비교예3 0.022 0.022 0.023 0.023 0.023 0.023 0.024 0.024 0.024 0.024 0.024
비교예4 0.027 0.027 0.028 0.028 0.029 0.029 0.030 0.030 0.031 0.032 0.032
비교예5 0.036 0.038 0.040 0.042 0.044 0.045 0.046 0.047 0.047 0.048 0.048
비교예6 0.023 0.025 0.028 0.030 0.031 0.031 0.031 0.031 0.032 0.032 0.033
실시예 1~4의 경우, 초기 열전도도가 비교예들 보다 낮을 뿐만 아니라, 시간에 따른 증가량도 비교예들 보다 낮게 나타남을 알 수 있다.
또한, 비교예 1의 경우 탄산칼슘을 넣지 않아, 강판과의 접합면에서 부식의 문제가 심각했다. 탄산칼슘을 넣은 실시예 1~2와 비교하여도 열전도율 값이 동일한 것을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 3~4의 경우와 같이 발포보다 경화가 빠르게 일어나 기포 크기가 작게 되어 단열성능이 떨어지거나 믹싱이 효과적으로 이루어지지 않아서 발포제의 분산이 고르지 못하여 기포의 크기가 클 경우 고체면이 많아지고 그로 인해 열이 전도되는 경로가 짧아지게 되어 단열성능이 떨어지게 되므로 효과적인 믹싱과 적당한 발포/경화시점이 중요하다.
따라서, 본 발명에 따른 페놀 수지 경화 발포체로 이루어진 샌드위치 판넬의 경우 초기 단열 성능과 장기 내구 성능이 모두 우수함을 알 수 있다.
또한, 이로 인하여 에너지 부하 절감율이 높아 고효율 건축물 마감재로 이용이 가능함을 알 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 페놀 수지 경화 발포체
110 : 전면판
120 : 후면판
130 : 통기성 기재

Claims (13)

  1. 페놀 수지 경화 발포체로 형성되는 코어층; 및
    상기 코어층의 전면 및 후면에 형성되는 불연성 판재를 포함하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코어층과 불연성 판재 사이에 통기성 기재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 페놀 수지 경화 발포체는 pH값이 3~9인 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 페놀 수지 경화 발포체는 50~500μm의 기포를 포함하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 페놀 수지 경화 발포체는 독립기포율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 페놀 수지 경화 발포체는 중화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 샌드위치 판넬은 열전도도가 0.02W/mK 이하인 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬.
  8. (a) 불연성 재료를 포함하는 전면판 및 후면판을 마련하는 단계;
    (b) 상기 전면판 및 후면판 사이에 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리를 투입한 후, 발포 경화시켜 페놀 수지 경화 발포체를 포함하는 샌드위치 판넬을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 샌드위치 판넬에 포함된 페놀 수지 경화 발포체를 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬의 제조방법.
  9. (a) 불연성 재료를 포함하는 전면판 및 통기성 기재를 마련하는 단계;
    (b) 상기 전면판 및 통기성 기재 사이에 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리를 투입한 후, 발포 경화시켜 페놀 수지 경화 발포체를 형성하는 단계;
    (c) 상기 페놀 수지 경화 발포체를 양생하는 단계; 및
    (d) 상기 통기성 기재의 외부 노출면에 후면판을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬의 제조방법.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리는 중화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬의 제조방법.
  11. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 페놀 수지 경화 발포체 형성용 슬러리는 발포제로 염화 지방족 탄화수소를 포함하는 것을 사용함을 특징으로 하는 샌드위치 판넬의 제조방법.
  12. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 발포 경화는, 상기 페놀 수지 경화 발포체의 독립기포율이 80% 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬의 제조방법.
  13. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 양생은 상기 페놀 수지 경화 발포체 두께 1cm2 당 10~200분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 판넬의 제조방법.
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