KR20180086939A - 자기소화성 물질을 함유한 단열재용 면재, 단열재 및 단열재용 면재의 제조방법 - Google Patents

자기소화성 물질을 함유한 단열재용 면재, 단열재 및 단열재용 면재의 제조방법 Download PDF

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강길호
김명희
지승욱
박건표
배성재
이종훈
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(주)엘지하우시스
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Abstract

자기소화성 물질을 포함하는 단열재용 면재를 제공한다. 또한, 상기 단열재용 면재 및 심재가 포함된 단열재를 제공한다. 또한, 2 이상의 시트 사이에 자기소화성 물질을 포함한 바인더 수지를 주입하는 단계; 및 상기 2 이상의 시트를 압착하여 단일 기재를 형성하는 단계;를 포함하는 단열재용 면재의 제조방법을 제공한다.

Description

자기소화성 물질을 함유한 단열재용 면재, 단열재 및 단열재용 면재의 제조방법{SKIN MATERIAL OF INSULATING MATERIAL WITH SELF-EXTINGUSHING MATERIAL, INSULATING MATERIAL, AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
자기소화성 물질을 함유한 단열재용 면재, 단열재 및 단열재용 면재의 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로 콘크리트 건물에서 실내를 구획하는 외벽체 및 층간 슬라브에는 실내를 냉난방하는 데 따른 에너지의 손실을 방지하고 결로현상이 발생됨을 방지하고자 단열재를 설치 사용해 왔다. 현재 건축현장에서 주로 사용하는 단열재는 일반적으로 실질적으로 단열 역할을 수행하는 심재와 심재의 표면을 둘러싼 면재로 구성되어 있다. 심재는 유기계 심재와 무기계 심재로 나뉘며 유기계 심재는 무기계 심재 대비 플라스틱 성형물로서 이종의 발포성 기체를 사용하여 발포시키기 때문에 단열성이 좋고, 상대적으로 높은 내수성을 가지지만, 열에 매우 취약하기 때문에 화재 발생시 심각한 문제점을 초래할 수 있다.
면재는 단열재의 표면에 형성되어 마감시공을 용이하게 하는 역할을 하며 유기계 단열재 중 열경화성 발포폼은 특이하게 생산시 필수 요소로 상하부 면재를 사용하고 있다. 면재는 주로 부직포, 유리섬유 재질의 면재를 주로 사용하며 난연 성능을 높이기 위해서는 알루미늄 재질의 면재를 사용하기도 한다. 부직포 면재, 유리섬유 면재는 유기재질이어서 화재 발생시 화재 전파 문제로 단열재의 난연 성능에 불리하고 난연 성능을 높이기 위한 알루미늄 재질의 면재는 상대적으로 가격이 높아 실제적인 적용이 어려운 문제가 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 자기소화성 물질을 포함하여 우수한 난연 성능을 구현하는 단열재용 면재를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 단열재용 면재를 포함하는 단열재를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 단열재용 면재의 제조방법을 제공한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예에서, 자기소화성 물질, 바인더 수지 및 시트를 포함하고, 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 자기소화성 물질 10 내지 90 중량부를 포함하는 단열재용 면재를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 단열재용 면재; 및 심재를 포함하는 단열재를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 2 이상의 시트 사이에 자기소화성 물질을 포함한 바인더 수지를 주입하는 단계; 및 상기 2 이상의 시트를 압착하여 단일 기재를 형성하는 단계;를 포함하는 단열재용 면재의 제조방법을 제공한다.
상기 단열재용 면재 및 단열재는 우수한 난연 특성을 구현할 수 있고 또한 상기 단열재용 면재는 우수한 내구성 및 단열재의 심재와 부착성을 동시에 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 단열재용 면재의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 자기소화성 물질을 포함한 단열재용 면재를 3등분으로 구획한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 단열재의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 단열재용 면재가 최외각에 위치한 단열재의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 구현예에 따른 단열재용 면재 제조방법의 공정흐름도를 개략적으로 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않고 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위해서 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하에서 기재의 "상부(또는 하부)" 또는 기재의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에서, 자기소화성 물질, 바인더 수지 및 시트를 포함하고, 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 자기소화성 물질 10 내지 90 중량부를 포함하는 단열재용 면재를 제공한다.
일반적으로 건축용 단열재의 면재는 앞에서 기술한 바와 같이, 알루미늄 면재의 높은 가격으로 인하여, 보다 경제적인 부직포, 유리섬유 재질의 면재를 사용하나, 이로 인해 화재 발생시 화재 전파가 용이한 문제가 있다.
이에, 본 발명의 일 구현예에 따른 단열재용 면재는 자기소화성 물질을 포함하여 우수한 난연성을 구현할 수 있다.
상기 자기소화성 물질에서, 자기소화성(Self-extinguishing Property)이란 화염에 접하면 화학적, 물리적 변화에 의해 화염이 자연히 소화하는 성질을 의미한다. 구체적으로 화재가 발생하여 자기소화성 물질이 화염에 접하는 경우 자기소화성 물질이 열분해 되면서 이산화탄소(CO2), 물(H2O) 및 산화물이 발생하여 화염의 전파를 저지하거나 화염에 접하는 표면에 화재 전파 방지막을 형성하여 화염의 전파를 저지할 수 있다.
상기 바인더 수지는 이 기술분야에서 공지된 종류를 다양하게 사용할 수 있고, 예를 들어, 합성 수지일 수 있다. 구체적으로, 상기 합성 수지는 예를 들어, 폴리에틸렌 수지, 폴리비닐알코올 수지, 폴리아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에테르 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 아미드 수지, 이미드 수지, 폴리스티렌 수지, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지는 상기 자기소화성 물질을 포함할 수 있고, 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 자기소화성 물질을 약 10 내지 약 90 중량부로 포함할 수 있고, 구체적으로 약 30 내지 약 70 중량부로 포함할 수 있다.
상기 자기소화성 물질의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 면재의 유연성, 발포시 폼 형상 안정화, 콘크리트 부착성 등이 충분하지 못할 수 있으며, 상기 범위 미만인 경우 면재가 부착된 발포폼의 난연 성능이 부족하여 단열재용으로 적절하지 못 할 수 있다.
상기 단열재용 면재는 단열재의 표면재로서 역할을 할 수 있다.
상기 단열재용 면재는 상기 2 이상의 시트가 상기 자기소화성 물질을 포함하는 바인더 수지에 의해 함침된 단일 기재일 수 있다.
상기 함침에 의해 상기 자기소화성 물질을 포함한 바인더 수지가 상기 2 이상의 시트에 스며들고, 결과적으로 상기 2 이상의 시트 내부에 상기 자기소화성 물질이 분산될 수 있다.
또한, 상기 2 이상의 시트는 상기 바인더 수지에 의해 단일 기재가 될 수 있다. 상기 '단일 기재'는 상기 2 이상의 시트가 상기 바인더 수지에 의해 밀착되어 하나의 기재로 형성된 것을 의미하고, 구체적으로 하나의 시트의 전면적이 다른 하나의 전면적과 밀착된 형태일 수 있다.
상기 자기소화성 물질을 포함하는 바인더 수지의 점도는 약 100 cps 내지 약 30000 cps 일 수 있고 구체적으로 500 cps 내지 약 20000 cps 일 수 있다. 상기 범위의 점도를 가짐으로써, 상기 자기소화성 물질을 포함하는 바인더 수지가 상기 2 이상의 시트에 함침을 통해 스며들기 용이하며, 상기 2 이상의 시트를 밀착시켜 단일 기재를 형성하기 용이할 수 있다. 또한, 상기 시트가 전체적으로 균일한 난연 성능을 확보할 수 있다.
상기 자기소화성 물질을 포함하는 바인더 수지의 점도가 상기 범위 미만인 경우 바인더 내부에 자기소화성 물질이 불균일하게 분포하여 최종 면재에 자기소화성 물질이 불균일하게 분포할 위험이 있고 상기 범위 초과인 경우 상 하부 면재에 고르게 함침되지 않으며 생산시의 성형성이 떨어질 수 있고, 상기 자기소화성 물질이 상기 시트내에 고르게 분산되지 못하고 상기 2 이상의 시트 사이 또는 상기 2 이상의 시트 내부에 부분적으로 뭉쳐있을 수 있어, 상기 단열재용 면재가 화염에 노출될 경우 면재 내부에 자기소화성 물질이 없는 부분이 발생하여 화재 전파 저지 능력이 저하될 위험이 있다.
상기 2 이상의 시트는 서로 단단히 밀착되어 단일 기재를 이루며, 상기 2 이상의 시트 사이의 부착 강도가 약 100 g/㎠ 이상 될 수 있다. 상기 범위 내의 높은 수준의 부착 강도를 가짐으로써 상기 단일 기재가 분리되지 않고 우수한 내구성을 장기간 유지할 수 있다.
도1은 상기 단열재용 면재(100)의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조할 때, 상기 단열재용 면재(100)는 자기소화성 물질(110), 바인더 수지(120) 및 시트(130)을 포함한다.
또한, 도 1을 참조할 때, 상기 단열재용 면재(100)는 2 이상의 시트(130)가 상기 자기소화성 물질(110)을 포함하는 바인더 수지(120)에 의해 함침되어 형성된 단일 기재일 수 있다.
상기 단일 기재에 있어서, 상기 자기소화성 물질의 함량은 상기 단일 기재의 중심부가 상기 단일 기재의 표면부 보다 높을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 단일 기재의 단열재용 면재를 3등분으로 구획한 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.
도 2를 참조할 때, 상기 단일 기재의 '중심부(210)'는 상기 단일 기재의 두께를 3 등분으로 구획하였을 때, 상기 단일 기재의 일 층면으로부터 약 1/3 내지 약 2/3 구간에 해당하는 영역을 의미하며, 상기 '표면부(220)'는 상기 중심부를 제외한 영역을 의미하는 것이다.
상기 단일 기재가 구간별로 전술한 바와 같은 자기소화성 물질 분포를 가짐으로써 보다 향상된 난연 특성을 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 자기소화성 물질이 상기 단일 기재의 중심부보다 표면부에 더 많이 분포된 경우에는 상기 단열재용 면재와 단열재의 심재가 잘 부착되지 않아 틈새가 벌어지는 등의 구조적 안정성이 저하 될 수 있으며, 단열재 생산시 표면부에 자기소화성 물질층이 파괴될 수 있다. 그러나 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 단열재용 면재는 이의 제조 과정에서 상기 자기소화성 물질이 표면부보다 중심부에 더 많이 분포되도록 제어함으로써 이러한 문제 발생을 방지할 수 있다.
상기 시트는 단열재용 면재의 기본적 구조 역할을 하는 것으로, 예를 들어 부직포, 유기섬유 시트, 무기섬유 시트, 종이 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 시트가 무기섬유 시트를 포함하는 경우, 상기 자기소화성 물질을 포함하는 바인더 수지가 스며들기 보다 용이하며, 상기 자기소화성 물질이 고르게 분산되기 용이한 장점을 얻을 수 있다.
상기 2 이상의 시트로부터 제조되는 단일 기재에 있어서, 상기 2 이상의 시트는 모두 동일한 재질을 이용할 수도 있고, 서로 다른 재질을 이용할 수도 있다.
상기 자기소화성 물질은 탄산수소나트륨(NaHCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산수소칼륨(KHCO3), 인산암모늄(NH4H2PO4), 인산(H3PO4 ), 피로인산(H4P2O7 ), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 자기소화성 물질은 전술한 바와 같이, 화재 발생 시에 이산화탄소(CO2), 물(H2O)을 발생시켜 화염을 저지하거나, 화염에 접하는 표면에 산화물이 발생하고 화재 전파 방지막을 형성하여 화염의 전파를 저지할 수 있다. 구체적으로, 각각의 자기소화성 물질은 화재 발생 시에 하기와 같은 반응을 일으킬 수 있다.
(1) 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O (100℃ 이하)
(2) CaCO3 → CaO+ CO2 (700℃ 내지 800℃)
(3) 2KHCO3 → K2CO3 + CO2 + H2O (100℃ 내지 120℃)
(4) NH4H2PO4 → HPO3 + NH3 + H2O (150℃)
(5) 2H3PO4 → H4P2O7 + H2O (215℃)
(6) H4P2O7 → 2HPO4 + H2O (300℃)
(7) Al(OH)3 → (1/2)γ-Al2O+(3/2)H2O (250 내지 300 ℃)
(8) Mg(OH)2 → MgO + H2O (300℃)
상기 단열재용 면재는 상기 자기소화성 물질의 상기 (1) 내지 (8)과 같은 반응에 의하여 형성된 화재 전파 방지막을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 화재 전파 방지막은 Na2CO3 , CaO, K2CO3 , HPO3 , H4P2O7 , 2HPO4 , (1/2)γ-Al2O, MgO 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 단열재용 면재를 포함하는 단열재를 제공한다. 상기 단열재의 면재는 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
상기 단열재는 상기 단열재용 면재 및 심재를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 단열재용 면재(100)를 포함한 단열재(300)의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
예를 들어, 도 3을 참조할 때, 상기 단열재(300)는 상기 단열재용 면재(100) 및 심재(310)를 포함하고, 상기 심재(310)의 양 면에 상기 단열재용 면재(100)가 배치된 구조를 가질 수 있다.
상기 단열재는 상기 단열재용 면재를 2 이상 포함하고 상기 단열재용 면재는 상기 단열재의 최외각에 위치할 수 있다.
도 4는 단열재용 면재가 최외각에 위치한 단열재의 개략적인 단면도이다. 예를 들어, 단열재용 면재는 단열재의 최외각에 각각 존재하며 상기 심재는 적어도 하나일 수 있고 상기 단열재가 복수의 심재를 포함하는 경우 심재와 심재 사이에 단열재용 면재가 위치할 수 있다.
상기 단열재용 면재는 두께가 약 0.01㎜ 내지 약 2㎜ 일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 단열재용 면재를 지나치게 증가시키지 않으면서 상기 심재의 손상을 방지할 수 있어, 장기간 충분한 내구성을 유지할 수 있다. 구체적으로, 면재 두께가 0.01mm 미만인 경우 화재발생시 자기소화 특성이 발현되기 어려우며 면재 두께가 2mm 초과인 경우에는, 롤 형태로 제조하기(감기는 것이) 어려워 단열재 생산시에 적용이 어렵다.
상기 단열재의 심재는 발포체일 수 있다. 상기 심재가 발포체인 경우, 구체적으로 열경화성 발포체일 수 있다. 상기 열경화성 발포체는 생산시 수지의 안정성 및 발포 형상의 안정성을 확보하기 위하여 틀(mold)이 필요하며, 상기 단열재용 면재가 이러한 틀(mold)의 역할을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 열경화성 발포체를 제조할 때, 상기 단열재용 면재 하나를 위치시키고, 그 상부에 상기 열경화성 발포체 제조를 위한 조성물을 주입한 후, 그 상부에 다른 하나의 상기 단열재용 면재를 위치시킨다. 이어서, 열을 가하여 상기 조성물을 열경화 및 발포시킴으로써 열경화성 발포체를 포함하는 심재를 제조할 수 있고, 결과적으로 상기 심재와 그 양면에 표면재로서 단열재용 면재가 배치된 단열재를 제조할 수 있다.
상기 열경화성 발포체는 페놀폼 발포체, 폴리우레탄 발포체, 폴리이소시아누레이트 발포체, 멜라민 수지 발포체, 요소 수지 발포체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 단열재용 면재의 제조방법을 제공하고, 도 5는 상기 제조방법의 공정흐름도를 개략적으로 나타낸다.
상기 제조방법은 2 이상의 시트 사이에 자기소화성 물질을 포함한 바인더 수지를 주입하는 단계(S1); 및 상기 2 이상의 시트를 압착하여 단일 기재를 형성하는 단계(S2);를 포함할 수 있다. 상기 제조방법에 의해 일 구현예에서 전술한 단열재용 면재를 제조할 수 있다.
상기 제조방법에 의해 제조된 단열재용 면재는 자기소화성 물질을 적절히 포함함으로써 난연 성능을 발휘하면서도 발포체에 손상을 유발하지 않으므로 우수한 난연성 및 우수한 단열성을 동시에 구현할 수 있는 이점이 있다.
상기 제조방법에서, 상기 바인더 수지 및 상기 자기소화성 물질을 혼합하여 접착 조성물을 준비할 수 있고, 예를 들어, 상기 바인더 수지 및 상기 자기소화성 물질을 혼합하고 교반하여 상기 접착 조성물 내에 상기 자기소화성 물질을 충분히 분산시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 바인더 수지 내부에 상기 자기소화성 물질을 더욱 균일하게 포함시킬 수 있어, 상기 단열재용 면재 내부에 분산된 상기 바인더 수지 영역에서 균일한 난연성을 구현할 수 있다.
상기 바인더 수지 및 상기 자기소화성 물질에 관한 사항은 전술한 바와 같다.
상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여 상기 자기소화성 물질을 약 10 중량부 내지 약 90 중량부로 혼합할 수 있다. 상기 자기소화성 물질을 상기 범위의 함량으로 바인더 수지와 함께 혼합함으로써 충분한 난연성을 구현하면서도 상기 2 이상의 시트에 대한 부착 강도를 높은 수준으로 유지할 수 있다. 상기 자기소화성 물질의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 면재의 유연성, 발포시 폼 형상의 안정화, 콘크리트 부착성 등에 부정적인 영향을 미칠 수 있고, 상기 범위 미만인 경우에는 면재가 부착된 발포 폼의 난연성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다
상기 단열재용 면재는 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
상기 단열재용 면재의 두께가 약 0.01㎜ 내지 약 2 ㎜으로 형성될 수 있다. 상기 범위 내의 두께로 형성됨으로써 상기 심재의 손상을 방지할 수 있어, 장기간 충분한 내구성을 유지할 수 있다.
상기 제조방법에서, 상기 2 이상의 시트 사이에 상기 접착 조성물을 함침시킴으로써 상기 시트의 내부로 상기 자기소화성 물질이 침투되어 분산될 수 있다.
상기 제조방법에서, 상기 2 이상의 시트는 약 10kPa 내지 약 400 kPa 압착 강도로 압착될 수 있다. 상기 2 이상의 시트가 상기 범위의 압착강도로 압착됨으로써 면재의 두께 편차를 줄일 수 있으며 자기소화성 물질을 고르게 분산 시킬 수 있다.
상기 제조방법에서, 상기 2이상의 시트는 약 50℃ 내지 약 300℃ 온도에서 압착될 수 있다. 상기 온도범위를 가짐으로써 바인더 내의 자기소화성 물질이 면재 내에 고르게 분포될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하고, 이로써 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예
실시예 1
폴리비닐알코올 바인더 수지(시그마 알드리치) 100 중량부 및 자기소화성 물질로서 CaCO3 를 50 중량부 혼합 및 교반하여 접착 조성물을 준비하였고, 유리 섬유시트(한국 카본)를 2개 준비하였다. 이어서 상기 유리섬유 시트의 사이에 상기 접착 조성물을 주입하였고 120kPa압착 강도 및 190℃ 온도에서 압착함으로써 상기 접착 조성물을 상기 유리섬유 시트에 함침시켜 두께가 0.4㎜ 인 단열재용 면재를 제조하였다.
실시예 2
자기소화성 물질로 Al(OH)3 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 단열재용 면재를 제조하였다.
실시예 3
폴리비닐알코올 바인더 수지(시그마 알드리치) 100 중량부 및 자기소화성 물질로서 CaCO3 를 80 중량부 혼합 및 교반하여 접착 조성물을 준비하였고, 실시예1의 단열재용 면재와 동일한 두께로 유리섬유시트(한국카본)를 1개 준비하였다. 이어서 상기 유리섬유 시트의 표면에 상기 접착 조성물을 도포하였고 200kPa압착 강도 및 190℃ 온도에서 압착함으로써 상기 접착 조성물을 상기 유리섬유 시트에 함침시켜 두께가 0.4㎜ 인 단열재용 면재를 제조하였다. 즉, 자기소화성 물질을 포함하는 상기 접착 조성물이 상기 유리섬유 시트의 표면부에 분포되도록 하였다. 상기 단열재용 면재의 단면을 재단하여 단면부를 EDX 분석을 진행하여 자기소화성 물질인 CaCO3 중 Ca2+ 이온이 표면부에 분포하는 것을 확인하였다
비교예 1
폴리비닐알코올 바인더 수지(시그마 알드리치)로 접착 조성물을 준비하였고, 유리섬유시트(한국카본)를 2개 준비하였다. 이어서 상기 유리섬유 시트의 사이에 상기 접착 조성물을 주입하였고 120kPa압착 강도 및 190℃ 온도에서 압착함으로써 상기 접착 조성물을 상기 유리섬유 시트에 함침시켜 두께가 0.4㎜ 인 단열재용 면재를 제조하였다.
비교예 2
자기소화성 물질로서 CaCO3 를 5 중량부 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 단열재용 면재를 제조하였다.
비교예 3
자기소화성 물질로서 CaCO3 를 95 중량부 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 단열재용 면재를 제조하였다.
실험예
상기 실시예 및 비교예에 따른 단열재용 면재의 여러 물성을 평가하여 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 1: 부착 강도의 측정
상기 실시예 및 비교예 따른 각각의 단열재용 면재가 부착된 200㎜ⅹ200㎜ⅹ60㎜ (너비ⅹ폭ⅹ두께)의 콘크리트 벽체 샘플로 준비하여 부착강도 시험기, UTM (Instron, UTM)을 사용하여 측정하였다. 상기 부착 강도는 콘크리트 벽체에 대해 각각 측정하여 표 1에 기재하였다.
구체적으로, 상기 벽체에 대한 부착 강도는 ETAG004의 조건에 따라 200Ⅹ200Ⅹ60 mm의 시험용 밑판에 10mm 두께의 접착제를 코팅한 후 상기 부착강도 시험기를 사용하여 측정하였다. 시험 적용 면적은 2500mm2이고 시험 속도는 10mm/min이었다.
실험예 2: 난연성의 평가
상기 실험예 및 비교예에 따른 각각의 단열재용 면재가 부착된 열경화성 발포폼(폴리이소시아누레이트 폼) 100㎜ⅹ100㎜ⅹ50㎜(너비ⅹ폭ⅹ두께)의 샘플로 준비하였다. 각각의 샘플에 대하여 KS F ISO 5660-1의 측정조건에 따라 콘 칼로리미터 측정기(페스텍인터네서날)를 사용하여 열방출량을 측정하여 표 1에 기재하였다. 50kW 복사열을 10분간 적용하였고 시험 적용 하였다.
실험예 3: 열전도율의 측정
상기 실험예 및 비교예에 따른 각각의 단열재용 면재가 부착된 열경화성 발포폼(폴리이소시아누레이트 폼) 200㎜ⅹ200㎜ⅹ50㎜(너비ⅹ폭ⅹ두께)의 샘플로 준비하였다. 각각의 샘플에 대하여 KS L ISO 9016의 측정조건에 따라 (평균 온도 20±5)℃에서 열전도율 측정기(EKO-074)을 사용하여 측정하여 표 1에 기재하였다.
2 이상의 시트 사이의 부착강도
(kPa)		 콘크리트 벽체에 대한 부착강도
(kPa)		 열방출량
(MJ/㎡)		 열전도율
(W/mK)
실시예 1 32 47 1.3 0.022
실시예 2 36 52 0.7 0.023
실시예 3 - 4 0.1 0.024
비교예 1 53 62 14.6 0.022
비교예 2 46 51 13.7 0.023
비교예 3 21 2 0.1 0.027
열방출량은 단열재에 복사열을 가열했을 때 발생하는 CO, CO2의 수치를 이용하여 산소 소모량을 판단하고 이를 열량으로 환산한 값으로서, 난연성이 좋을수록 열방출량이 낮다.
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 하나의 시트에 자기소화성 물질을 포함하는 접착 조성물을 도포함으로써, 자기소화성 물질이 시트의 표면부에 분포하는 경우에는 콘크리트 벽체에 대한 부착 강도 등이 현저히 낮아 단열재로서 적절하지 않다.
반면, 실시예 1 및 2는 2이상의 시트 사이의 우수한 부착 강도를 가지고, 콘크리트 벽체에 대하여 우수한 부착강도를 유지하면서, 현저히 낮은 열방출량을 나타내는바, 화재가 발생한 경우 불길을 잘 막아주기 때문에 단열재 내부의 심재가 연소되지 않아 현저히 낮은 열방출량을 나타낼 수 있다.
100: 단열재용 면재
110: 자기소화성 물질
120: 바인더 수지
130: 시트
210: 중심부
220: 표면부
300: 단열재
310: 심재

Claims (12)

  1. 자기소화성 물질, 바인더 수지 및 시트를 포함하고,
    상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 자기소화성 물질 10 내지 90 중량부를 포함하는
    단열재용 면재.
  2. 제1항에 있어서,
    2 이상의 상기 시트가 상기 자기소화성 물질을 포함하는 바인더 수지에 의해 함침된 단일 기재인
    단열재용 면재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자기소화성 물질의 함량은 상기 단일 기재의 중심부가 상기 단일 기재의 표면부 보다 높은
    단열재용 면재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시트는 부직포, 유기섬유 시트, 무기섬유 시트, 종이 및 이들의
    조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    단열재용 면재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자기소화성 물질은 탄산수소나트륨(NaHCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산수소칼륨(KHCO3), 인산암모늄(NH4H2PO4), 인산(H3PO4 ), 피로인산(H4P2O7 ), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    단열재용 면재.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 단열재용 면재; 및 심재를 포함하는
    단열재.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단열재용 면재를 2 이상 포함하고,
    상기 단열재용 면재는 상기 단열재의 최외각에 위치하는
    단열재.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단열재용 면재의 두께는 0.01㎜ 내지 2㎜ 인
    단열재.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 심재는 발포체인
    단열재.
  10. 2 이상의 시트 사이에 자기소화성 물질을 포함한 바인더 수지를 주입하는 단계; 및
    상기 2 이상의 시트를 압착하여 단일 기재를 형성하는 단계;를 포함하는
    단열재용 면재의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 2 이상의 시트는 10kPa 내지 400 kPa 압착 강도로 압착되는
    단열재용 면재의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 2 이상의 시트는 50 ℃ 내지 300℃ 온도에서 압착되는
    단열재용 면재의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102242117B1 (ko) * 2019-11-18 2021-04-21 (주)한국록셀보드 준불연성 복합단열판재

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