KR20150044790A - Polyurethane foam filled with cork, and method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to polyurethane foam filled with cork, and also to a method for manufacturing polyurethane foam filled with cork. According to an embodiment of the present invention, the method for manufacturing polyurethane foam filled with cork includes a step in which cork powder is evenly distributed in polyol by using the revolution/rotation mixing method; a step in which bubbles generated in cork polyol is removed; a step in which additives are added to the cork-polyol mixture; and a step in which diisocyanate mixes and reacts with the cork-polyol mixture.

Description

코르크가 충진된 폴레우레탄 폼 및 이의 제조 방법 {POLYURETHANE FOAM FILLED WITH CORK, AND METHOD THEREOF}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a polyurethane foam filled with cork and a method for producing the same.

본 발명은 코르크가 충진된 폴리우레탄 폼에 관한 것이며, 또한 이러한 코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a cork filled polyurethane foam, and also to a method for producing such a cork filled polyurethane foam.

환경규제 강화에 따른 친환경 폼 및 단열재에 대한 수요 증가하고 있으며, 이 경우 단열재로 주로 이용되는 것이 폴리우레탄이다.There is a growing demand for environmentally friendly foam and insulation materials due to the strengthening of environmental regulations. In this case, polyurethane is the main insulation material.

이러한 폴리우레탄은 그 용도가 다양한데, 통상적으로 단열 성능을 요구하는 곳에서 이용되나, 이러한 이용시 폴리 우레탄은 충격에 약하여 쉽게 부서지는 취성의 문제점을 갖는다.Such polyurethanes have a variety of uses, and are usually used where heat insulation performance is required. However, in such a case, the polyurethane has a problem of brittleness which is fragile and easily breakable.

현재, LNG 선박의 경우 액화 가스를 싣고 있는 부분이 폴리우레탄으로 만들어진다. 이 경우 LNG 선박에서 액화 가스의 양이 변동함에 따라 그 내부에서 액화 가스가 벽에 부딪히고, 이에 의해 폴리 우레탄 재질의 벽이 부서지는 문제점이 항시 존재한다.At present, in the case of LNG carriers, the part carrying the liquefied gas is made of polyurethane. In this case, as the amount of the liquefied gas varies in the LNG carrier, there is always a problem that the liquefied gas hits the wall, thereby breaking the wall of the polyurethane material.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 현재까지는 폴리우레탄 재질의 벽을 두껍게 만드는 방향을 취하고 있으나, 이를 위해서는 비용이 많이 들뿐더러 선박에서 차지하는 공간이 넓어지는 문제점이 존재한다.
In order to solve this problem, up to now, a wall made of a polyurethane material has been made to be thick, but this is costly and has a problem that the space occupied by a ship is widened.

본 발명은 공자전 혼합을 통하여 폴리올에 천연 코르크 분말을 분산시키고 디이소시아네이트를 혼합 및 반응시켜 친환경/고성능 폴리우레탄 폼을 제조하는 기술로써, 본 발명에 따라 제조된 코르크-폴리우레탄 폼 복합재는 경량성, 우수한 단열성능을 유지하면서 충격 흡수, 진동 및 음향 감쇠 성능, 회복력, 강도, 강성 등의 기계적 물성이 크게 향상된다.The present invention relates to a technology for dispersing natural cork powder in a polyol through pre-confinement and mixing and reacting a diisocyanate to produce an environmentally-friendly / high-performance polyurethane foam. The cork-polyurethane foam composite produced according to the present invention is lightweight , Mechanical properties such as impact absorption, vibration and acoustic damping performance, resilience, strength and rigidity are greatly improved while maintaining excellent heat insulation performance.

본 발명에서는 단열재로 사용되는 경질 폴리우레탄 폼에 천연 코르크 분말을 충진시킴으로써 친환경 단열재를 제조한다. 코르크 분말의 충진을 통한 폴리우레탄 폼 복합재를 제조함으로써 경량성, 우수한 단열성능을 유지하면서 충격 흡수, 진동 및 음향 감쇠, 회복력, 강도, 강성 등의 기계적 물성을 향상시킨다.In the present invention, an environmentally friendly heat insulating material is prepared by filling natural cork powder into a rigid polyurethane foam used as a heat insulating material. By manufacturing the polyurethane foam composite material by filling the cork powder, the mechanical properties such as impact absorption, vibration and acoustic damping, recovery force, strength and rigidity are improved while maintaining light weight and excellent heat insulating performance.

본 발명의 일 실시예에 따른 코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법은, 폴리올에 코르크 분말을 공자전 혼합 방법을 이용해 균일하게 분산시키는 단계; 코르크-폴리올 혼합물에 발생된 기포를 제거하는 단계; 코르크-폴리올 혼합물에 첨가제를 첨가하는 단계; 및 코르크-폴리올 혼합물에 디이소시아네이트를 혼합 및 반응시키는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a cork filled polyurethane foam according to an embodiment of the present invention includes uniformly dispersing cork powder in a polyol using a pre-confinement method; Removing bubbles generated in the cork-polyol mixture; Adding an additive to the cork-polyol mixture; And mixing and reacting the diisocyanate with the cork-polyol mixture.

이 경우 첨가제는 촉매, 발포제 및 계면 활성제를 포함한다.In this case, the additive includes a catalyst, a foaming agent and a surfactant.

한편, 상기 코르크의 함량은 13wt% 이하, 바람직하게는 12wt% 이하, 바람직하게는 11wt% 이하, 바람직하게는 10wt% 이하, 바람직하게는 9wt% 이하, 바람직하게는 8wt% 이하, 바람직하게는 7wt% 이하, 바람직하게는 6wt% 이하, 바람직하게는 5wt% 이하인 것을 특징으로 한다.The content of the cork is 13 wt% or less, preferably 12 wt% or less, preferably 11 wt% or less, preferably 10 wt% or less, preferably 9 wt% or less, preferably 8 wt% % Or less, preferably 6 wt% or less, preferably 5 wt% or less.

본 발명에 따라 제조된 코르크-폴리우레탄 폼 복합재는 천연 코르크 재료의 낮은 밀도와 열, 소음, 진동에 대한 낮은 전도성, 높은 탄성력 및 회복력으로 인하여 경질 폴리우레탄 폼의 경량성, 우수한 단열성능을 유지하면서 충격 흡수, 진동 및 음향 감쇠, 회복력, 강도, 강성 등의 기계적 물성을 크게 향상시키며 극저온 하에서도 상기 우수특성을 유지할 수 있다.
The cork-polyurethane foam composites produced according to the present invention have a low density of natural cork materials, low conductivity against heat, noise, vibration, high elasticity and resilience, resulting in light weight of rigid polyurethane foam, Mechanical properties such as impact absorption, vibration and acoustic damping, recovery force, strength and rigidity are greatly improved, and the excellent characteristics can be maintained even at a very low temperature.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 폴리우레탄 폼의 단면 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 폴리우레탄 폼의 전자주사현미경 사진이다.
도 4는 코르크의 충진 함량에 따른 폴리우레탄 폼의 저장 탄성률(storage modulus)의 모습을 도시한다.
도 5는 코르크의 충진 함량에 따른 폴리우레탄 폼의 손실 탄성률의 모습을 도시한다.
도 6은 코르크의 충진 함량에 따른 폴리우레탄 폼의 탄젠트 델타(tangent delta)값의 변화를 도시한다.
도 7은 폴리우레탄 폼의 압축 강도 테스트 결과를 도시한다.
도 8은 프리스틴 코르크(pristine cork)를 포함한 폴리우레탄 폼의 SEM 이미지이다.
도 9는 0~100μm의 입자 크기를 갖는 코르크 입자를 포함한 폴리우레탄 폼의 SEM 이미지이다.
도 10은 셀 크기와 밀도와의 상관 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 크르크 충진 함량에 따른 폼의 컴프레시브 모듈러스(compressive modulus) 및 노말라이즈드 모듈러스(normalized modulus)의 값의 변화를 나타낸다.
도 12는 코르크 입자 크기에 따른 스토리지 모듈러스의 변화를 나타내고, 도 13은 크르크 입자 크기에 따른 로스 모듈러스의 변화를 나타내며, 도 14는 크르크 입자 크기에 따른 탄젠트 델타의 변화를 나타내고, 도 15는 코르크 입자 크기에 따른 Tg의 변화를 나타낸다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
1 shows a method for producing a cork filled polyurethane foam according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional photograph of a polyurethane foam produced according to an embodiment of the present invention.
3 is an electron micrograph of a polyurethane foam produced according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 shows the storage modulus of the polyurethane foam according to the filling amount of the cork.
Fig. 5 shows the loss elastic modulus of the polyurethane foam according to the filling amount of the cork.
Figure 6 shows the change in the tangent delta value of the polyurethane foam according to the fill amount of the cork.
Figure 7 shows the results of compressive strength testing of polyurethane foam.
8 is an SEM image of a polyurethane foam containing pristine cork.
9 is an SEM image of a polyurethane foam containing cork particles having a particle size of 0 to 100 mu m.
10 is a graph showing a correlation between cell size and density.
Figure 11 shows changes in the values of the compressive modulus and the normalized modulus of the foam depending on the crank fill content.
Fig. 12 shows changes in storage modulus according to the cork particle size, Fig. 13 shows changes in loss modulus with respect to crank particle size, Fig. 14 shows changes in tangent delta with crank particle size, The change of Tg according to the cork particle size is shown.
Various embodiments are now described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used throughout the drawings to refer to like elements. For purposes of explanation, various descriptions are set forth herein to provide an understanding of the present invention. It is evident, however, that such embodiments may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to facilitate describing the embodiments.

하기 설명은 본 발명의 실시예에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해서 하나 이상의 실시예들의 간략화된 설명을 제공한다. 본 섹션은 모든 가능한 실시예들에 대한 포괄적인 개요는 아니며, 모든 엘리먼트들 중 핵심 엘리먼트를 식별하거나, 모든 실시예의 범위를 커버하고자 할 의도도 아니다. 그 유일한 목적은 후에 제시되는 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시예들의 개념을 제공하기 위함이다.The following description provides a simplified description of one or more embodiments in order to provide a basic understanding of embodiments of the invention. This section is not a comprehensive overview of all possible embodiments and is not intended to identify key elements or to cover the scope of all embodiments of all elements. Its sole purpose is to present the concept of one or more embodiments in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법을 나타낸다.1 shows a method for producing a cork filled polyurethane foam according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법은, 폴리올에 코르크 분말을 공자전 혼합 방법을 이용해 균일하게 분산시키는 단계; 코르크-폴리올 혼합물에 발생된 기포를 제거하는 단계; 코르크-폴리올 혼합물에 첨가제를 첨가하는 단계; 및 코르크-폴리올 혼합물에 디이소시아네이트를 혼합 및 반응시키는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a cork filled polyurethane foam according to an embodiment of the present invention includes uniformly dispersing cork powder in a polyol using a pre-confinement method; Removing bubbles generated in the cork-polyol mixture; Adding an additive to the cork-polyol mixture; And mixing and reacting the diisocyanate with the cork-polyol mixture.

도 1의 맨 좌측 단계는 폴리올에 코르크 분말을 공자전 혼합 방법을 이용해 분산시키고, 그 다음 단계에서 보는 것처럼 탈포 작업을 통해 기포를 제거하며, 그 다음 단계에서 보는 것처럼 첨가제를 추가하고, 이후 마지막 단계에서 보는 것처럼 코르크-폴리올 혼합물에 디이소시아네이트를 혼합 및 반응시킨다.1, the cork powder is dispersed in a polyol using a pre-confinement method, the bubbles are removed through a defoaming operation as shown in the next step, the additive is added as seen in the next step, , The diisocyanate is mixed and reacted with the cork-polyol mixture.

본 발명에서 이용되는 폴리올은 삼전화학사의 작용기가 2이고 OH-value가 435~465이고 분자량이 455 g/mol인 Polypropylene glycol이다.The polyol used in the present invention is a polypropylene glycol having a functionality of 2 and having an OH value of 435 to 465 and a molecular weight of 455 g / mol.

이소시아네이트는 금호미쓰이화학사의 작용기가 2.3~2.7이고 NCO함량이 30~32%이고 분자량이 350~400 g/mol인 polymeric MDI이다.Isocyanate is a polymeric MDI having a functional group of 2.3 to 2.7, an NCO content of 30 to 32% and a molecular weight of 350 to 400 g / mol.

본 발명에서 이용되는 코르크 분말은 천연 코르크 분말로서 평균 셀 크기가 10~50um 이고 밀도는 0.1~0.2g/cm3이다.The cork powder used in the present invention is a natural cork powder having an average cell size of 10 to 50 μm and a density of 0.1 to 0.2 g / cm 3 .

한편, 첨가제는 촉매, 발포제 및 계면 활성제를 포함하며, 촉매는 Sigma-Aldrich사의 아민 촉매인 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octane을 사용하였으며, 발포제는 Alfa Aesar사의 끓는 점이 47~49℃인 Cyclopentane이다. 계면활성제는 BYK사의 실리콘계 계면활성제를 사용하였다.1,4-Diazabicyclo [2.2.2] octane, an amine catalyst of Sigma-Aldrich, was used as the catalyst. The foaming agent was Alfa Aesar's boiling point of 47-49 ° C Cyclopentane. As the surfactant, a silicone surfactant manufactured by BYK Co., Ltd. was used.

공자전 혼합은 공자전 혼합 기계를 이용하게 되며, 이 경우 공전 속도는 400~2000rpm, 자전 속도는 공전 속도의 2.5배 이고 시간은 0~10분이다.The pre-confinement mixing is performed using a pre-confinement mixing machine. In this case, the revolution speed is 400 to 2000 rpm, the rotation speed is 2.5 times the revolution speed, and the time is 0 to 10 minutes.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 폴리우레탄 폼의 단면 사진이다.2 is a cross-sectional photograph of a polyurethane foam produced according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 맨 좌측은 코르크가 포함되지 아니한 폴리우레탄 폼의 모습이고, 가운데는 폴리우레탄 대비 중량비로 코르크 분말을 5wt% 충진시킨 것이며, 맨 우측은 10wt% 충진시킨 폴리우레탄 폼의 모습이다.In FIG. 2, the leftmost part shows the polyurethane foam not containing the cork, the middle part is filled with 5 wt% of the cork powder at the weight ratio of polyurethane, and the rightmost part is the polyurethane foam filled with 10 wt%.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 폴리우레탄 폼의 전자주사현미경 사진이다.3 is an electron micrograph of a polyurethane foam produced according to an embodiment of the present invention.

도 3의 경우에도 도 2와 마찬가지로 맨 좌측으로부터 각각, 코르크가 포함되지 아니한 것, 코르가 분말이 5wt% 충진된 것, 그리고 코르크 분말이 10wt% 충진된 것의 SEM 사진을 차례대로 도시한다.In the case of Fig. 3, similarly to Fig. 2, SEM photographs are shown from the leftmost side, in which the cork is not included, the cork is filled with 5 wt% of powder, and the cork powder is filled with 10 wt%.

도 3에서 보는 것처럼 코르크 분말이 5wt% 충진된 경우에는 폴리우레탄 그레인 조직에 코르크 분말이 자연스럽게 삽입되어 있는 모습을 볼 수 있으나, 맨 우측의 사진의 경우에서 보는 것처럼 코르크 분말이 10wt% 충진된 경우에는 폴리우레탄 그레인 조직이 원래 모습을 유지하지 못함을 볼 수 있다. 이에 의해 폴리 우레탄 폼의 기계적 물성이 떨어질 수 있다.As shown in FIG. 3, when 5 wt% of the cork powder is filled, the cork powder is naturally inserted into the polyurethane grain structure. However, as shown in the rightmost photograph, when the cork powder is filled at 10 wt% It can be seen that the polyurethane grain structure does not maintain its original shape. Whereby the mechanical properties of the polyurethane foam may be deteriorated.

아래 표 1은 코르크, 폴리우레탄, 폴리우레탄-코르크 복합재(5wt%, 10wt%)의 형태학적 파라미터를 나타낸다.Table 1 below shows the morphological parameters of cork, polyurethane, polyurethane-cork composite (5 wt%, 10 wt%).

FoamFoam ρp (g/cm3)ρ p (g / cm 3) ρf (g/cm3)ρ f (g / cm 3) d (μm)d (μm) Nc X 104 (cell/cm3)Nc X 10 4 (cell / cm 3) δ (μm)δ (μm) CorkCork 0.140.14 0.140.14 18.0018.00 1714717147 3.023.02 PUPU 1.101.10 0.100.10 482.0482.0 0.89300.8930 48.248.2 PU/Cork 5PU / Cork 5 0.820.82 0.110.11 86.6786.67 153.60153.60 13.613.6 PU/Cork 10PU / Cork 10 0.670.67 0.130.13 42.0442.04 1345.91345.9 10.110.1

ρp : pre-foam densityρ p : pre-foam density

ρf : foam densityρ f : foam density

d : cell diameterd: cell diameter

Nc : cell densityNc: cell density

δ: cell wall thickness
δ: cell wall thickness

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리우레탄 대비 중량비로 코르크의 함량이 중요하다. 왜냐하면, 통상적으로 코르크 분말의 함량이 증가될수록 폴리우레탄 폼의 기계적 성질은 좋아져야 하는 것으로 예측되나, 일정량 이상을 넣었을 때에는 오히려 기계적 성질이 나빠지기 때문이다.Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, the content of cork is important in weight ratio to polyurethane. This is because the mechanical properties of the polyurethane foam are expected to be improved as the content of the cork powder increases. However, when the amount of the cork powder is more than a certain amount, the mechanical properties of the polyurethane foam deteriorate.

따라서, 폴리우레탄 대비 중량비로 코르크의 함량은 13wt% 이하인 것이 바람직하고, 바람직하게는 12wt% 이하인 것이 바람직하며, 바람직하게는 11wt% 이하인 것이 바람직하며, 바람직하게는 10wt% 이하인 것이 바람직하며, 바람직하게는 9wt% 이하인 것이 바람직하며, 바람직하게는 8wt% 이하인 것이 바람직하며, 바람직하게는 7wt% 이하인 것이 바람직하며, 바람직하게는 6wt% 이하인 것이 바람직하며, 바람직하게는 5wt% 이하인 것이 바람직하다.Therefore, the content of cork is preferably 13 wt% or less, preferably 12 wt% or less, more preferably 11 wt% or less, and more preferably 10 wt% or less, by weight relative to polyurethane Is preferably 9 wt% or less, preferably 8 wt% or less, more preferably 7 wt% or less, preferably 6 wt% or less, and more preferably 5 wt% or less.

도 4는 코르크의 충진 함량에 따른 폴리우레탄 폼의 저장 탄성률(storage modulus)의 모습을 도시하고, 도 5는 코르크의 충진 함량에 따른 폴리우레탄 폼의 손실 탄성률의 모습을 도시하며, 도 6은 코르크의 충진 함량에 따른 폴리우레탄 폼의 탄젠트 델타(tangent delta)값의 변화를 도시한다.Fig. 4 shows the storage modulus of the polyurethane foam according to the filling amount of the cork, Fig. 5 shows the loss elastic modulus of the polyurethane foam according to the filling amount of the cork, Fig. The change in the tangent delta value of the polyurethane foam depending on the filling amount of the polyurethane foam.

도 4에서 보는 것처럼 폴리우레탄에 코르크가 충진됨에 따라 저장 탄성률의 값이 커짐을 확인할 수 있고, 도 5에서 보는 것처럼 폴리우레탄에 코르크가 충진됨에 따라 손실 탄성률의 값이 커짐을 확인할 수 있다. 도 6에서 보는 것처럼 폴리우레탄에 코르크가 충진됨에 따라 저장 탄성계수에 대한 손실 탄성계수의 비인 탄젠트 델타 값이 커짐을 확인할 수 있다. 또한 peak을 통해 폴리우레탄에 코르크가 충진됨에 따라 유리전이 온도(Tg) 값이 증가함을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 4, it can be seen that the value of the storage elastic modulus increases as the polyurethane is filled with cork, and as shown in FIG. 5, the value of the loss elastic modulus increases as the polyurethane is filled with cork. As shown in FIG. 6, it can be seen that the tangent delta value, which is the ratio of the loss elastic modulus to the storage elastic modulus, increases as the polyurethane is filled with cork. Also, it can be seen that the glass transition temperature (T g ) value increases as the polyurethane is filled with cork through the peak.

도 4 내지 도 6의 내용을 표로 정리하면 아래 표 2와 같은 결과를 얻을 수 있다.The results shown in Table 2 below can be obtained by tabulating the contents of FIGS. 4 to 6.

Storage modulus(MPa) at -50℃Storage modulus (MPa) at -50 ° C Loss modulus(MPa) at -50℃Loss modulus (MPa) at -50 C Tangent Delta at -50℃Tangent Delta at -50 ℃ Tg(℃)Tg (占 폚) PU foamPU foam 88 0.30.3 0.0370.037 9898 PU / Cork 1wt%PU / Cork 1wt% 1515 0.60.6 0.0400.040 100100 PU / Cork 5wt%PU / Cork 5wt% 2020 1One 0.0500.050 103103 PU / Cork 10wt%PU / Cork 10wt% 3535 22 0.0570.057 110110

도 7은 폴리우레탄 폼의 압축 테스트 결과를 도시한다. 도 7에서 보는 것처럼 100% 폴리우레탄 폼 보다 코르크가 충진된 경우 일정한 크기의 변형을 만들기 위해 훨씬 더 큰 압축 응력이 필요하고, 따라서 코르크가 충진된 경우에 기계적 강도가 더 뛰어남을 알 수 있다.
Figure 7 shows the results of a compression test of a polyurethane foam. As shown in FIG. 7, a much larger compressive stress is required to produce a constant size deformation when the cork is filled than the 100% polyurethane foam, and thus the mechanical strength is better when the cork is filled.

한편, 코르크 입자 크기에 따른 폴리우레탄 폼의 물성 변화를 살펴보았고, 그 결과는 아래와 같았다.On the other hand, the change of the physical properties of the polyurethane foam according to the cork particle size was examined, and the results were as follows.

Sieve Size(um)Sieve Size (um) pristine corkpristine cork 500500 400400 300300 200200 100100 Average Cork Particle Size (um)Average Cork Particle Size (um) 616.0616.0 468.7468.7 359.0359.0 283.3283.3 186.3186.3 75.775.7

위의 표 3과 같이 코르크 입자 크기에 따른 코르크 폴리우레탄 컴포지트 폼을 제작하였고, 코르크 입자크기는 100μm, 200μm, 300μm, 400μm, 500μm 프리스틴 코르크로 나누었고, 코르크 입자 크기가 코르크 폴리우레탄 폼의 기계적 물성 및 열적 물성에 미치는 영향을 살펴보았다.As shown in Table 3, cork polyurethane composite foams were produced according to the cork particle size, and the cork particle sizes were divided into 100 μm, 200 μm, 300 μm, 400 μm and 500 μm pristine cork, and the cork particle size was determined by the mechanical properties of the cork polyurethane foam And the effect on the thermal properties were examined.

도 8은 프리스틴 코르크(pristine cork)를 포함한 폴리우레탄 폼의 SEM 이미지이다. 도 8에서 보는 것처럼 코르크 입자 크기가 0-1mm 인 경우 충진된 코르크 함량이 증가함에 따라 셀 크기(cell size)가 작아지는 경향을 나타냄을 확인할 수 있었다.8 is an SEM image of a polyurethane foam containing pristine cork. As shown in FIG. 8, when the cork particle size is 0-1 mm, the cell size tends to decrease as the filled cork content increases.

도 9는 프리스틴 코르크를 갈아서 체(sieve)로 걸러서 0~100μm의 입자 크기를 갖는 코르크 입자를 포함한 폴리우레탄 폼의 SEM 이미지이다. 도 9에서 보는 것처럼 코르크 입자 크기가 0-100μm인 경우에도 충진된 코르크 함량이 증가함에 따라 셀 크기가 작아지는 경향을 나타내며 0-1mm 크기의 코르크 입자를 충진시킨 샘플인 도 8에 비해 셀 크기의 감소폭이 작아지는 것을 확인할 수 있었다.9 is an SEM image of a polyurethane foam containing cork particles having a particle size of 0 to 100 mu m, squeezed with a sieve to pristine cork. As shown in FIG. 9, even when the cork particle size is 0-100 μm, the cell size tends to decrease as the filled cork content increases. Compared to FIG. 8, which is a sample filled with cork particles of 0-1 mm size, It was confirmed that the reduction width was reduced.

도 10은 셀 크기와 밀도와의 상관 관계를 나타내는 그래프이다. 도 10에서 보는 것처럼 셀 크기 감소에 따라 폼의 밀도가 증가하였으며, 코르크 함량에 따른 폴리우레탄 폼의 밀도 증가의 이유는 코르크 입자가 충진됨에 따라 멜트 점도(melt viscosity)가 증가하여 폼의 셀 성장을 억제하였기 때문이다.10 is a graph showing a correlation between cell size and density. As shown in FIG. 10, the density of the foam increases with decreasing cell size. The reason for the increase of the density of the polyurethane foam depending on the cork content is that the melt viscosity increases as the cork particles are filled, .

도 11은 크르크 충진 함량에 따른 폼의 컴프레시브 모듈러스(compressive modulus) 및 노말라이즈드 모듈러스(normalized modulus)의 값의 변화를 나타낸다. 도 11에서 보는 것처럼 코르크 충진 함량에 따라 폼의 컴프레시브 모듈러스 및 노말라이즈드 모듈러스의 값이 증가하였으며 0-1mm 코르크를 충진시킨 경우에 0-100μm 코르크를 충진시킨 샘플ㄹ에 비해 모듈러스의 증가폭이 높게 나타났다.Figure 11 shows changes in the values of the compressive modulus and the normalized modulus of the foam depending on the crank fill content. As shown in FIG. 11, the values of the compressive modulus and the normalized modulus of the foam increased with the cork filling amount, and when the cork filled with 0-1 mm was filled with the cork filled with 0-100 μm, the increase of the modulus Respectively.

또한, DMA 테스트를 통하여 코르크 입자 크기에 따른 스토리지 모듈러스(storage modulus), 로스(loss) 모듈러스, 탄젠트 델타(tangent delta) 및 유리 전이 온도(Tg) 값을 측정하였고, 그 결과는 아래와 같다.Storage modulus, loss modulus, tangent delta, and glass transition temperature (Tg) values of cork particle size were measured by DMA test. The results are as follows.

도 12는 코르크 입자 크기에 따른 스토리지 모듈러스의 변화를 나타내고, 도 13은 코르크 입자 크기에 따른 로스 모듈러스의 변화를 나타내며, 도 14는 코르크 입자 크기에 따른 탄젠트 델타의 변화를 나타내고, 도 15는 코르크 입자 크기에 따른 Tg의 변화를 나타낸다.Fig. 12 shows changes in storage modulus according to cork particle size, Fig. 13 shows change in loss modulus according to cork particle size, Fig. 14 shows change in tangent delta according to cork particle size, It shows the change of Tg according to size.

도 12에서 보는 것처럼 코르크 폴리우레탄 폼의 스토리지 모듈러스는 코르크 입자 크기가 커질수록 증가하는 경향을 나타내었으며, 도 13에서 보는 것처럼 코르크 입자 크기가 커질수록 로스 모듈러스도 증가하는 경향을 확인하였다.As shown in FIG. 12, the storage modulus of the cork polyurethane foam tends to increase as the cork particle size increases, and as shown in FIG. 13, the loss modulus tends to increase as the cork particle size increases.

도 14를 참고하면 탄젠트 델타값은 코르크 입자 크기에 따른 영향이 크게 없음을 확인하였다.Referring to FIG. 14, it was confirmed that the tangent delta value had no significant effect on the cork particle size.

도 15을 참고하면 유리 전이 온도(Tg) 값의 경우에는 코르크 입자 크기에 따라 증가하다가 일정 크기 이상을 넘어서면 감소하는 경향을 나타내었다. Tg 값은 코르크가 충진되지 않은 니트(neat) 폴리우레탄 폼에 비해 코르크를 충진하게 되었을때 증가하는 경향을 나타낸다.Referring to FIG. 15, the glass transition temperature (Tg) value increased with increasing cork particle size, but decreased with increasing cork size. Tg values tend to increase when filled with cork compared to neat polyurethane foam that is not corked.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (12)

폴리올에 코르크 분말을 공자전 혼합 방법을 이용해 균일하게 분산시키는 단계;
코르크-폴리올 혼합물에 발생된 기포를 제거하는 단계;
코르크-폴리올 혼합물에 첨가제를 첨가하는 단계; 및
코르크-폴리올 혼합물에 디이소시아네이트를 혼합 및 반응시키는 단계를 포함하는,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법.
Uniformly dispersing the cork powder in the polyol using a pre-confocal mixing method;
Removing bubbles generated in the cork-polyol mixture;
Adding an additive to the cork-polyol mixture; And
Mixing and reacting the diisocyanate with the cork-polyol mixture,
A method for producing a cork filled polyurethane foam.
제 1 항에 있어서,
상기 첨가제는 촉매, 발포제 및 계면 활성제를 포함하는,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the additive comprises a catalyst, a foaming agent and a surfactant.
A method for producing a cork filled polyurethane foam.
제 1 항에 있어서,
상기 코르크의 함량이 13wt% 이하인 것을 특징으로 하는,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법.
The method according to claim 1,
Characterized in that the content of the cork is 13 wt%
A method for producing a cork filled polyurethane foam.
제 1 항에 있어서,
상기 코르크의 함량이 12wt% 이하인 것을 특징으로 하는,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the cork is 12 wt% or less.
A method for producing a cork filled polyurethane foam.
제 1 항에 있어서,
상기 코르크의 함량이 11wt% 이하인 것을 특징으로 하는,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법.
The method according to claim 1,
Characterized in that the content of the cork is 11 wt%
A method for producing a cork filled polyurethane foam.
제 1 항에 있어서,
상기 코르크의 함량이 10wt% 이하인 것을 특징으로 하는,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the cork is 10 wt% or less.
A method for producing a cork filled polyurethane foam.
제 1 항에 있어서,
상기 코르크의 함량이 9wt% 이하인 것을 특징으로 하는,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법.
The method according to claim 1,
Characterized in that the content of the cork is 9 wt%
A method for producing a cork filled polyurethane foam.
제 1 항에 있어서,
상기 코르크의 함량이 8wt% 이하인 것을 특징으로 하는,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the cork is 8 wt% or less.
A method for producing a cork filled polyurethane foam.
제 1 항에 있어서,
상기 코르크의 함량이 7wt% 이하인 것을 특징으로 하는,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the cork is 7 wt% or less.
A method for producing a cork filled polyurethane foam.
제 1 항에 있어서,
상기 코르크의 함량이 6wt% 이하인 것을 특징으로 하는,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법.
The method according to claim 1,
Characterized in that the content of the cork is 6 wt%
A method for producing a cork filled polyurethane foam.
제 1 항에 있어서,
상기 코르크의 함량이 5wt% 이하인 것을 특징으로 하는,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the cork is 5 wt% or less.
A method for producing a cork filled polyurethane foam.
10wt% 이하의 코르크를 포함한,
코르크가 충진된 폴리우레탄 폼.
Containing less than 10 wt% cork,
Polyurethane foam filled with cork.
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