KR20200050079A - 보드, 이를 포함하는 건축용 단열재 및 이의 제조방법 - Google Patents
보드, 이를 포함하는 건축용 단열재 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200050079A KR20200050079A KR1020180132409A KR20180132409A KR20200050079A KR 20200050079 A KR20200050079 A KR 20200050079A KR 1020180132409 A KR1020180132409 A KR 1020180132409A KR 20180132409 A KR20180132409 A KR 20180132409A KR 20200050079 A KR20200050079 A KR 20200050079A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- board
- mineral wool
- foam
- fiber
- long fiber
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 title description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 31
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 28
- 239000006265 aqueous foam Substances 0.000 claims description 23
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 13
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 claims description 3
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 claims description 3
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 claims 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 38
- -1 alkyl ether sulfate Chemical class 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 7
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 7
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N glycine betaine Chemical compound C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZRKZFNZPJKEWPC-UHFFFAOYSA-N decylamine-N,N-dimethyl-N-oxide Chemical compound CCCCCCCCCC[N+](C)(C)[O-] ZRKZFNZPJKEWPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 2
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 2
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 description 2
- 239000000679 carrageenan Substances 0.000 description 2
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 description 2
- 229940113118 carrageenan Drugs 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N monopropylene glycol Natural products CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 2
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 2
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002503 polyoxyethylene-polyoxypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 2
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 2
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 2
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 2
- UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L zinc;1-(5-cyanopyridin-2-yl)-3-[(1s,2s)-2-(6-fluoro-2-hydroxy-3-propanoylphenyl)cyclopropyl]urea;diacetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CCC(=O)C1=CC=C(F)C([C@H]2[C@H](C2)NC(=O)NC=2N=CC(=CC=2)C#N)=C1O UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L 0.000 description 2
- LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N (2s,3s,4s,5s,6r)-2-[(2r,3s,4r,5r,6s)-6-[(2r,3s,4r,5s,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,4r,5s,6r)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](OC3[C@H](O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]3O)CO)[C@@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N 0.000 description 1
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- 229920002581 Glucomannan Polymers 0.000 description 1
- 108010068370 Glutens Proteins 0.000 description 1
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229920002319 Poly(methyl acrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920001214 Polysorbate 60 Polymers 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- HDSBZMRLPLPFLQ-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol alginate Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(C(O)=O)C1OC1C(O)C(O)C(C)C(C(=O)OCC(C)O)O1 HDSBZMRLPLPFLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 1
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000001785 acacia senegal l. willd gum Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 229940023476 agar Drugs 0.000 description 1
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005037 alkyl phenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000008051 alkyl sulfates Chemical class 0.000 description 1
- 125000005211 alkyl trimethyl ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- BTBJBAZGXNKLQC-UHFFFAOYSA-N ammonium lauryl sulfate Chemical compound [NH4+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O BTBJBAZGXNKLQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940063953 ammonium lauryl sulfate Drugs 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012216 bentonite Nutrition 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011489 building insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 229940105329 carboxymethylcellulose Drugs 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229940046240 glucomannan Drugs 0.000 description 1
- 235000021312 gluten Nutrition 0.000 description 1
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 1
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229940071826 hydroxyethyl cellulose Drugs 0.000 description 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 229960000292 pectin Drugs 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001483 poly(ethyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000120 polyethyl acrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 238000002459 porosimetry Methods 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 235000010409 propane-1,2-diol alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000770 propane-1,2-diol alginate Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
- E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
- E04B1/78—Heat insulating elements
- E04B1/80—Heat insulating elements slab-shaped
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/003—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
- C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
- C08J5/043—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
-
- C08J5/044—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/046—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with synthetic macromolecular fibrous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/047—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with mixed fibrous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0085—Use of fibrous compounding ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2033/00—Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
- B29K2033/04—Polymers of esters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
- B29K2105/0809—Fabrics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/004—Additives being defined by their length
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Architecture (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
미네랄 울, 아크릴계 수지를 포함하는 바인더 및 장섬유를 포함하는 보드가 제공된다.
Description
본 발명은 보드, 이를 포함하는 건축용 단열재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
산업의 발달로 인하여 단열, 보온 및 차음 등의 특성을 지니는 내외장재의 생산이 증가하고 있으며, 쾌적한 환경을 조성하기 위해 친환경적인 내외장재의 개발이 이루어지고 있다.
그러나 내외장재들은 고분자 화학물질로 이루어져 화재발생시 화염의 확산이 쉽고, 연소시 유독가스가 발생하게 되어 물적ㆍ인적 손실이 큰 문제가 있다.
이는 고분자재료가 가지는 단점인 낮은 열안정성으로 인한 재료의 연소에 따라 분출되는 열, 연기, 유해가스가 화재위험 요인으로 나타나고 있다. 예컨대, 내외장재를 사용하는 지하공간에서 화재가 발생하게 되면 급속한 연기확산과 온도상승으로 피난통로가 제한되고 화재가 빠르게 전파되어 인명피해가 더 큰 규모로 확산될 수 있다. 이처럼 건축물의 내부를 구성하는 내외장재는 화재시 직접 노출되어 제일 먼저 착화 및 연소 확대되는 주요 매체이기 때문에, 이들 내외장재는 착화가 잘되지 않고 착화되더라도 연소 확대가 잘 되지 않을 것이 요구된다.
본 발명의 목적은 적정의 작은 공극 크기 및 공극율을 갖고, 우수한 강도, 단열성 및 불연성을 갖는 보드를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 상기 보드를 포함하는 단열재를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 상기 보드의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 미네랄 울, 아크릴계 수지를 포함하는 바인더 및 장섬유를 포함하는 보드를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 상기 따른 보드를 포함하는 건축용 단열재를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 장섬유와 미네랄 울 각각을 수분산한 후 탈수하는 단계; 상기 탈수한 장섬유를 아크릴계 수지를 포함하는 바인더 및 계면활성제, 증점제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 첨가제와 혼합하여 거품을 형성하는 단계; 상기 거품에 상기 탈수한 미네랄 울을 첨가하여 혼합한 수성 폼(aqueous form)을 형성하는 단계; 및 상기 수성 폼(aqueous form)을 몰드에 붓고 건조 및 프레스하여 보드를 형성하는 단계;를 포함하는 보드의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 보드는 적정의 공극 크기 및 공극율을 갖고, 우수한 강도, 단열성 및 불연성을 동시에 나타낼 수 있다.
또한 본 발명에 따른 단열재는 상기 보드를 포함하여 우수한 강도, 단열성 및 불연성을 동시에 나타낼 수 있다.
또한 본 발명에 따른 상기 보드의 제조방법은 상기 보드를 제공할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 보드의 수직 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 보드의 제조방법 중에 형성된 수성 폼(aqueous form)을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 보드의 제조방법 중에 형성된 수성 폼(aqueous form)을 나타낸 것이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른 보드를 설명하도록 한다.
본 발명의 일 구현예는 미네랄 울, 아크릴계 수지를 포함하는 바인더 및 장섬유를 포함하는 보드를 제공한다. 유기물의 발포체 보드의 경우, 고분자 화학물질로 이루어져 화재발생시 화염의 확산이 쉽고, 연소시 유독가스가 발생하게 되어 물적ㆍ인적 손실이 큰 문제가 있다. 상기 보드는 미네랄 울 및 장섬유를 포함하여, 우수한 강도, 우수한 단열성 및 불연성을 동시에 나타낼 수 있다.
상기 보드는 약 80㎏/㎥ 내지 약 120㎏/㎥의 밀도에서, 보드에 포함된 공극의 평균 직경이 20㎛ 내지 45㎛일 수 있다. 상기 평균 직경은 상기 보드에 포함된 공극들의 직경의 평균 값을 의미한다. 상기 '평균직경'은 수은흡착법(Mercury intrusion porosimetry) 또는 X-ray CT 에 의해서 측정된 값일 수 있다. 상기 공극은 후술하는 바와 같이, 미네랄 울, 장섬유, 아크릴계 수지를 포함하는 바인더 및 거품을 포함하는 수성 폼의 건조 및 압축물에 의해 형성될 수 있다.
상기 보드는 상기 범위의 평균 직경을 갖는 공극을 포함하고, 상기 공극을 중심으로, 상기 미네랄 울 및 상기 장섬유가 균일하게 분산되고, 상기 미네랄 울 및 상기 장섬유가 상기 아크리계 수지를 포함하는 바인더에 의해 상기 공극을 중심으로 3차원의 가교결합된 골격구조를 형성할 수 있다. 이때, 상기 공극은 보드 내에서 오픈 셀(Open Cell) 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 공극의 평균 직경이 상기 범위 미만인 경우에는 보드의 밀도가 높아져 단열재의 무게가 증가하게 되고, 이에 따라 작업성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 그리고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 단열성 및 강도가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 보드는 미네랄 울을 포함하여 단열성 및 불연성을 부여할 수 있다. 미네랄 울은 무기질 광석을 주원료로 하고, Fe2O3을 포함하는 것으로서, 불에 타지 않고 화학적으로도 안정되어 있기 때문에 산ㆍ알칼리 등의 약품에 강해 풍화작용에 의한 열화현상이 없어 부패 또는 변질되지 않아 반영구적이고 위생적일 수 있다. 예를 들어, 상기 미네랄 울은 스톤울(stone wool) 및/또는 슬래그 울(slag wool)을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 미네랄 울은 약 0.5㎜ 내지 약 4㎜의 길이를 갖는 섬유일 수 있다. 구체적으로, 상기 미네랄 울은 상기 보드 내에 포함되어 보다 균일한 상기 범위의 평균 직경을 갖는 공극을 포함하고, 오픈 셀 구조의 단일층의 보드를 이룰 수 있다. 그리고, 상기 보드는 상기 미네랄 울을 약 30중량% 내지 약 80중량% 포함할 수 있으며, 이를 통해 우수한 강도와 함께, 향상된 단열성 및 불연성을 나타낼 수 있다.
상기 보드는 아크릴계 수지를 포함하는 바인더를 포함하여 상기 미네랄 울 및 장섬유 등에 접착성 및 탄성을 부여할 수 있다. 이때, 상기 아크릴계 수지는 상기 미네랄 울 및 상기 장섬유의 총 합 100 중량부 대비 약 9 중량부 내지 약 15 중량부의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 접착성 및 탄성이 부족하여 보드의 충격강도가 저하되는 문제가 있을 수 있다. 그리고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 유기물의 증가로 불연성을 확보할 수 없으며, 미네랄 울 및 장섬유 등이 뭉치고, 분산력이 저하되어 공극의 평균 직경이 커져 단열성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
보드가 길이가 짧은 미네랄 울만을 포함하고, 장섬유를 포함하지 않는 경우에는 미네랄 울끼리 뭉칠 수 있고, 보드가 잘 형성되지 않으며, 강도가 저하되는 등의 문제가 있을 수 있다. 상기 보드는 상기 미네랄 울 및 장섬유를 포함하여 균일한 상기 범위의 공극 평균 직경을 갖고 적정의 공극율과 함께 우수한 강도, 단열성 및 불연성을 동시에 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 보드의 수직 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 장섬유는 상기 보드의 두께 방향(z 방향)을 기준으로 약 75° 내지 약 105°의 방향으로 배열될 수 있다. 즉, 상기 장섬유는 하나의 단일층으로 이루어진 상기 보드 내에서 상기 보드의 수평방향, x축-y축으로 이루어진 평면을 기준으로 z축 방향으로 약 -15° 내지 약 +15°의 방향으로 배열될 수 있다. 상기 보드는 장섬유 및 거품 등을 포함하는 조성물 즉, 수성 폼(aqueous form)의 건조 및 압축물로서, 상기 장섬유는 연속하여 위치하는 거품들의 라인을 따라 배열될 수 있다. 상기 장섬유를 포함하는 수성 폼의 압축물인 상기 보드는 불연속적 층상 구조를 수평방향으로 가져 강도를 보강함과 동시에, 단열 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 장섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 세라믹 섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보드는 유리섬유를 포함할 수 있으며, 유리섬유를 포함하여 보드의 탄성 및 충격강도를 향상시킬 수 있다.
상기 장섬유의 길이는 약 6㎜ 내지 약 25㎜일 수 있다. 구체적으로, 약 10㎜ 내지 약 15㎜일 수 있다. 상기 보드는 상기 범위의 길이를 갖는 장섬유를 포함하여, 상기 범위의 평균 직경의 공극 및 공극율을 부여할 수 있다. 즉, 상기 장섬유는 상기 미네랄 울과 함께 균일한 상기 범위의 공극 평균 직경을 갖고 적정의 공극율과 함께 우수한 강도, 단열성 및 불연성을 동시에 부여할 수 있다. 상기 장섬유의 평균 직경은 FE-SEM(Field Emission scanning electron microscope) 이미지를 사용하여 측정된 평균 직경을 의미한다.
상기 보드는 상기 장섬유 대 상기 미네랄 울을 약 1:2 내지 약 1:6의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 보드는 상기 장섬유 및 상기 미네랄 울을 상기 범위로 포함하여, 후술하는 거품에 의해 균일하게 분산되고, 상기 거품의 액상층에 존재하는 아크릴계 수지를 포함하는 바인더에 의해 접착되어 거품을 중심으로 안정적인 3차원의 가교결합된 골격구조를 형성할 수 있다. 그리고, 상기 수성 폼의 건조물인 상기 보드를 형성하는 과정에서 공극이 협착되는 것을 최소화하여 안정적인 공극 골격을 형성할 수 있다.
상기 장섬유의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 거품형성이 감소하여 이로 인해 장섬유 및 미네랄 울의 분산도가 저하되고 공극의 크기가 증가하게 되어 단열성이 감소하며, 탄성력 저하로 인해 충격강도가 낮아질 수 있다. 그리고, 상기 장섬유의 함량이 상기 범위를 초과하는 충분한 불연성을 얻을 수 없고, 장섬유 사이의 공간을 미네랄 울이 충분히 메울 수 없어 공극의 크기가 증가하게 되어 단열성이 감소하는 문제가 있을 수 있다.
상기 보드는 계면활성제, 증점제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 보드는 계면활성제를 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 상기 장섬유와 함께 적정의 거품을 형성할 수 있고, 상기 미네랄 울 및 장섬유의 분산성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 보드는 균일한 상기 범위의 작은 공극 평균 직경을 갖고 적정의 공극율과 함께 우수한 강도, 불연성, 단열성 및 경량화를 동시에 나타낼 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 음이온성 계면활성제는 알킬 설페이트 및 고급 알킬 에테르 설페이트, 더 구체적으로는, 암모늄 라우릴 설페이트, 및 나트륨 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 설페이트일 수 있다. 양이온성 계면활성제는 지방족 암모늄 염 및 아민 염, 더 구체적으로는, 알킬 트리메틸암모늄, 및 폴리옥시에틸렌 알킬 아민일 수 있다. 양쪽성 계면활성제는, 베타인 유형, 예컨대 알킬 디메틸 베타인, 또는 옥시드 유형, 예컨대 알킬 디메틸 아민 옥시드일 수 있다. 그리고, 비이온성 계면활성제는 글리세롤 지방산 에스테르, 프로필렌 글리콜 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 테트라올레산 폴리옥시에틸렌 소르비톨, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 지방산 에스테르, 고급 지방산 알콜 에스테르, 다가 알콜 지방산 에스테르 등일 수 있다. 예를 들어, 상기 보드는 양쪽성 계면활성제, 예를 들어 알킬 디메틸 아민 옥시드를 포함하여, 상기 미네랄 울 및 상기 장섬유와의 관계에서 적정의 거품을 형성하고, 높은 점도를 갖는 수성 폼을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 보드는 균일한 상기 범위의 작은 공극 평균 직경을 갖고 적정의 공극율과 함께 우수한 강도, 불연성, 단열성 및 경량화를 동시에 나타낼 수 있다. 상기 양쪽성 계면활성제는 데실 디메틸 아민 옥시드일 수 있다.
상기 보드는 상기 계면활성제 대 상기 장섬유를 약 1:3 내지 약 1:10의 중량비로 포함할 수 있다. 예를 들어, 약 1:3 내지 1: 8의 중량비로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 장섬유의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 미네랄 울, 장섬유 및 거품을 포함하는 수성 폼의 점도가 너무 낮아, 폼의 형태가 유지되지 않고, 무너지는 문제가 있을 수 있다. 그리고, 상기 장섬유의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 상기 미네랄 울 및 상기 장섬유의 분산성이 저하되고, 상기 미네랄 울과 상기 장섬유가 뭉치는 현상이 발생하여 물성이 저하되고, 공극의 평균 직경이 너무 커지는 문제가 있을 수 있다.
상기 보드는 증점제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 보드는 상기 아크릴계 수지를 전술한 바와 같이, 적은 함량으로 포함하여, 불연성을 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 보드는 상기 증점제를 더 포함하여 상기 아크릴계 수지의 함량 감소에도 불구하고, 수성 폼의 점착력을 증대시키고, 점도 및 유동성을 조절하여, 균일한 상기 범위의 공극 평균 직경 및 공극율을 갖고, 우수한 강도, 단열성 및 불연성을 동시에 나타낼 수 있다. 또한, 상기 보드는 후술하는 바와 같이, 거품을 이용하여 제조된 것으로서, 상기 증점제를 적은 함량으로 포함하고도, 점착력을 증대시키고, 점도 및 유동성을 조절할 수 있다. 상기 보드는 상기 증점제를 약 3 중량% 내지 약 5 중량% 포함할 수 있다.
상기 증점제는 셀룰로오스나노튜브, 셀룰로오스유도체(cellulosederivatives) 즉, 카르복시메틸셀룰로오스(carboxy methyl cellulose), 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(hydroxypropyl methyl cellulose), 하이드록시에틸셀룰로스(hydroxy ethyl cellulose), 알긴산나트륨, 한천, 팩틴(pectin), 수용성 로진수지, 물유리(water glass), 알긴산프로필렌글리콜, 폴리비닐알콜, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 황토, 점토(clay), 글루텐(gluten), 글루코만난(glucomannan), 구아검(Guar Gum) 아라비아검(arabic gum), 카라기난(carragee nan), 잔탄검(Xanthan Gum) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 보드는 약 40㎏/㎥ 내지 약 200㎏/㎥의 밀도를 가질 수 있다. 상기 보드는 후술하는 바와 같이 단일층으로 제조하고, 이에 프레스를 가하여 원하는 두께 및 밀도로 제조할 수 있다. 상기 보드는 구체적으로 약 80㎏/㎥ 내지 약 140㎏/㎥의 밀도를 가지고, 우수한 강도를 나타낼 수 있다. 일반적으로, 보드를 형성함에 있어서 여러 장의 시트를 적층하여 강도를 부여할 수 있으나, 이 경우, 공극 형상을 일정하게 유지하기 어렵고, 시트 간의 접착력이 문제될 수 있다. 상기 보드는 단일층으로 이루어진 것으로서, 공극의 형상을 조절하는 것이 용이하고, 우수한 강도를 동시에 부여할 수 있다.
상기 보드는 약 90% 내지 약 99%의 공극율을 가질 수 있다. 구체적으로 약 94% 내지 약 97%의 공극율을 가질 수 있다. 상기 보드는 균일한 상기 범위의 공극 평균 직경 및 상기 공극률을 포함함으로써 열전도율값을 낮춰 우수한 단열성을 나타낼 수 있다.
상기 보드는 20℃, 두께 방향의 열전도율이 약 28 mW/mK 내지 약 32mW/mK 일 수 있다. 상기 보드는 상기 미네랄 울, 상기 장섬유, 상기 아크릴계 수지를 포함하는 바인더 및 균일한 상기 범위의 공극 평균 직경을 포함하는 것으로서, 우수한 강도, 불연성 뿐만 아니라, 상기 범위의 열전도율을 가져 우수한 단열성을 동시에 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 보드를 포함하는 단열재를 제공한다. 상기 보드는 전술한 바와 같이, 균일한 상기 범위의 작은 공극 평균 직경 및 공극율을 갖고, 우수한 강도, 단열성 및 불연성을 동시에 나타내는 것으로서 단열재에 포함될 수 있다. 이에 따라, 상기 단열재는 우수한 강도, 단열성과 함께 향상된 불연성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예는 장섬유와 미네랄 울 각각을 수분산한 후 탈수하는 단계; 상기 탈수한 장섬유를 아크릴계 수지를 포함하는 바인더 및 계면활성제, 증점제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 첨가제와 혼합하여 거품을 형성하는 단계; 상기 거품에 상기 탈수한 미네랄 울을 첨가하여 혼합한 수성 폼(aqueous form)을 형성하는 단계; 및 상기 수성 폼(aqueous form)을 몰드에 붓고 건조 및 프레스하여 보드를 형성하는 단계;를 포함하는 보드의 제조방법을 제공한다.
상기 보드의 제조방법에 의해서 전술한 보드를 제조할 수 있다. 즉, 균일한 상기 범위의 공극 평균 직경 및 공극율을 갖고, 우수한 강도, 단열성 및 불연성을 동시에 나타내는 보드를 제조할 수 있다.
먼저, 장섬유와 미네랄 울을 각각 수분산한 후 탈수하는 단계를 포함한다. 상기 장섬유 및 미네랄 울은 전술한 바와 같으며, 수분산 및 탈수하여 분산성을 높일 수 있다. 이때, 상기 미네랄 울로 미네랄울 사이에 공기가 함유되도록 벌크 형태로 이루어진 루즈울을 사용하여 분산성을 더 높일 수 있다. 루즈울은 가늘고 균일한 섬유가 미세 공극을 형성하고 있는 형태로서, 향산된 분산성을 부여할 수 있다.
그리고, 상기 탈수한 장섬유를 아크릴계 수지를 포함하는 바인더 및 계면활성제, 증점제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 첨가제와 혼합하여 거품을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 제조방법은 상기 장섬유를 먼저 포함하고 거품을 형성함으로써, 높은 점도로, 균일한 일정 평균 직경을 갖는 거품을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 장섬유 및 미네랄 울 등의 분산성을 향상시키고, 강도를 향상시킬 수 있다. 상기 거품은 약 800rpm 내지 약 1200rpm의 속도로 교반하여 형성하였다.
상기 제조방법은 상기 거품에 상기 탈수한 미네랄 울을 첨가하여 혼합한 수성 폼(aqueous form)을 형성하는 단계를 포함한다. 도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 보드의 제조방법 중에 형성된 수성 폼(aqueous form)을 나타낸 것이다. 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 수성 폼은 고점도를 갖는 것으로서, 흘러내리지 않은바, 원하는 두꺼운 보드를 생산할 수 있으며, 일정 이상의 강도를 갖는 보드를 제조할 수 있다. 상기 거품들은 혼합 재료들, 예를 들어, 미네랄 울, 장섬유 및 아크릴계 수지를 포함하는 조성물 사이에서 3차원 입체적 위치로 분산 및 분포할 수 있다. 이때, 상기 미네랄 울 및 상기 장섬유는 상기 거품에 의해 균일하게 분산되고, 상기 거품의 액상층에 존재하는 아크릴계 수지를 포함하는 바인더에 의해 접착되어 거품을 중심으로 3차원의 가교결합된 골격구조를 형성할 수 있다. 이때, 상기 수성 폼은 약 1000rpm 내지 약 1500rpm의 속도로 교반하여 형성하였다.
마지막으로, 상기 보드의 제조방법은 상기 수성 폼(aqueous form)을 몰드에 붓고 건조 및 프레스하여 보드를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 수성 폼을 몰드에 붓고 약 120℃ 내지 약 150℃에서 약 12시간 동안 건조할 수 있다. 그리고, 약 150℃ 내지 약 200℃ 및 약 1ton 내지 약 10 ton이 설정된 몰드 안에서 약 10분간 프레스하여 상기 보드를 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 보드는 약 80㎏/㎥ 내지 약 120㎏/㎥의 밀도를 가질 수 있다.
그리고, 보드 내의 상기 수성 폼은 건조되면서 안정적인 공극 골격을 형성할 수 있다. 이때, 상기 공극은 오픈 셀(Open Cell) 구조를 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 보드는 80㎏/㎥ 내지 120㎏/㎥의 밀도에서, 보드에 포함된 공극의 평균 직경이 20㎛ 내지 45㎛일 수 있다. 상기 공극은 미네랄 울, 장섬유, 아크릴계 수지를 포함하는 바인더 및 거품을 포함하는 수성 폼의 건조 및 압축물에 의해 형성된 공극을 의미한다. 예를 들어, 상기 미네랄 울 및 상기 장섬유는 상기 거품에 의해 균일하게 분산되고, 상기 거품의 액상층에 존재하는 아크릴계 수지를 포함하는 바인더에 의해 접착되어 거품을 중심으로 3차원의 가교결합된 골격구조를 형성할 수 있다. 그리고, 상기 수성 폼이 건조되면서 안정적인 공극 골격을 형성한다. 이때, 상기 공극은 오픈 셀(Open Cell) 구조를 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 공극의 평균 직경이 상기 범위 미만인 경우에는 보드의 밀도가 높아져 단열재의 무게가 증가하게 되고, 이에 따라 작업성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 그리고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 단열성 및 강도가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
(실시예)
실시예 1:
직경 13㎛ 및 길이 12㎜의 유리섬유(E-glass) 6g 과 길이 3㎜ 이하의 미네랄 울 36g 각각을 수분산한 후 탈수하였다. 상기 탈수한 유리섬유를 증류수 200g, 데실 디메틸 아민 옥시드(barlox) 2g, 아크릴계 수지 4g 및 증점제 2 g 과 혼합하고, 1000rpm으로 교반하여 거품을 형성하였다. 상기 거품에 상기 탈수한 미네랄 울을 첨가하고, 1200rpm으로 교반하여 혼합한 수성 폼(aqueous form)을 형성하였다. 그리고, 상기 수성 폼(aqueous form)을 몰드에 붓고 150℃ 에서 12시간 동안 건조하고, 10ton의 압력으로 프레스하여 약 120kg/m3의 밀도 및 10 mm의 두께를 갖는 보드를 제조하였다.
실시예 2:
직경 13㎛ 및 길이 12㎜의 유리섬유(E-glass) 10g 과 길이 3㎜ 이하의 미네랄 울 30g 각각을 수분산한 후 탈수하고, 상기 유리섬유 및 상기 미네랄 울 각각을 이용하여 보드를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 보드를 제조하였다.
실시예 3:
직경 13㎛ 및 길이 12㎜의 유리섬유(E-glass) 14g 과 길이 3㎜ 이하의 미네랄 울 28g 각각을 수분산한 후 탈수하고, 상기 유리섬유 및 상기 미네랄 울 각각을 이용하여 보드를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 보드를 제조하였다.
비교예 1:
직경 13㎛ 및 길이 12㎜의 유리섬유(E-glass)를 포함하지 않고, 길이 3㎜ 이하의 미네랄 울 40g을 수분산한 후 탈수하였다. 증류수 200g, 데실 디메틸 아민 옥시드(barlox) 2g, 아크릴계 수지 4g 및 증점제 2 g 과 혼합하고, 1000rpm으로 교반하여 거품을 형성하였다. 상기 거품에 상기 탈수한 미네랄 울을 첨가하고, 1200rpm으로 교반하여 혼합한 수성 폼(aqueous form)을 형성하였다. 그리고, 상기 수성 폼(aqueous form)을 몰드에 붓고 150℃ 에서 12시간 동안 건조하고, 10ton의 압력으로 프레스하여 120 kg/m3의 밀도와 10 mm의 두께를 갖는 보드를 제조하였다.
비교예 2:
직경 13㎛ 및 길이 3㎜의 유리섬유(E-glass) 14g 과 길이 3㎜ 이하의 미네랄 울 28g 각각을 수분산한 후 탈수하고, 상기 유리섬유 및 상기 미네랄 울 각각을 이용하여 보드를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 보드를 제조하였다.
평가
실험예 1:열전도율
실시예 및 비교예의 보드를 200mm(W, 너비)×200mm(L. 길이) x 10mm(T, 두께)의 시편으로 각각 준비하고 이를 70℃에서 12시간 건조하여 샘플을 전처리 하였다. 그리고, 곧바로 상기 각 시편에 대해 KS L 9016(평판 열류계법 측정방법)의 측정 조건에 따라 평균 온도 20℃에서 HC-074-300(EKO社) 열전도율 기기를 사용하여 열전도율을 측정하였다. 그리고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 2: 강도
ISO 7892 규격을 활용하여, 실시예 및 비교예의 보드 표면으로부터 수직으로 61 cm 높이에서 0.5 kg 구를 낙하하여 3 joules의 힘으로 강타하였을 때 표면에 균열이 생기는지 여부를 육안으로 확인하였다. 균열이 육안으로 확인되지 않으면, "O" 균열이 육안으로 확인되면 "X"로 표시하였다.
실험예 3: 공극률
실시예 및 비교예의 보드를 50mm(W, 너비)×50mm(L. 길이) x 10mm(T, 두께)의 시편으로 각각 준비하였다. 그리고, 상기 시편을 600 ℃에서 1 시간 가열하여 유기물을 제거 한 후에 남은 섬유로 이루어진 보드의 무게를 측정하였다. 상기 무게를 섬유의 밀도로 나누어 섬유의 부피를 계산하였다. 그리고, 하기 식 1에 의해 공극률을 계산하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 이때, 섬유의 밀도는 상기 보드에 포함된 유리섬유 및 미네랄 울의 혼합비율 및 질량을 고려한 평균밀도를 의미한다.
(식 1)
공극률=(보드의 부피 - 섬유부피) / 보드의 부피 x 100 (%)
실험예 4: 공극의 평균 직경
실시예 및 비교예의 보드를 5mm(W, 너비)×5mm(L. 길이) x 7mm(T, 두께)의 시편으로 각각 10개 준비하고, 이를 70℃에서 12시간 건조하여 샘플을 전처리 하였다. 그리고, 곧바로 상기 각 시편에 대해 Micrometrics Autopore Ⅳ 9500 기기를 사용하여 시편에 수은을 흡착시켜 시편 표면에 존재하는 공극의 직경을 측정하고, 그 평균 값인 공극의 평균 직경을 하기 표 1에 기재하였다.
| 열전도율 | 강도 | 공극률 | 공극 평균 직경 | |
| 실시예 1 | 28.6 mw/mK | O | 95.3 % | 31.7 |
| 실시예 2 | 30.2 mw/mK | O | 95.2 % | 35.2 |
| 실시예 3 | 31.5 mw/mK | O | 95.6 % | 38.3 |
| 비교예 1 | 34.3 mW/mK | X | 88.7 % | 57 |
| 비교예 2 | 34.1 mW/mK | X | 89.3 % | 55 |
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예의 보드는 작은 범위의 공극 평균 직경을 포함하고, 우수한 강도와 단열성을 동시에 향상시키는 것을 확인 할 수 있다. 이에 따라 단열재는 상기 보드를 포함하여 우수한 강도, 단열성 및 불연성을 동시에 나타낼 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
Claims (13)
- 미네랄 울, 아크릴계 수지를 포함하는 바인더 및 장섬유를 포함하는
보드.
- 제1항에 있어서,
상기 아크릴계 수지는 상기 미네랄 울 및 상기 장섬유의 총 합 100 중량부 대비 9 중량부 내지 15 중량부의 함량으로 포함하는
보드.
- 제1항에 있어서,
상기 장섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 세라믹섬유, 아라미드섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
보드.
- 제1항에 있어서,
상기 장섬유의 길이는 6㎜ 내지 25㎜인
보드
- 제1항에 있어서,
상기 장섬유 대 상기 미네랄 울의 중량비가 1:2 내지 1:6인
보드.
- 제1항에 있어서,
계면활성제, 증점제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 첨가제를 더 포함하는
보드.
- 제6항에 있어서,
상기 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
보드.
- 제6항에 있어서,
상기 계면활성제 대 상기 장섬유의 중량비가 1:3 내지 1:10인
보드.
- 제1항에 있어서,
공극율이 90% 내지 99%인
보드.
- 제1항에 있어서,
20℃, 두께 방향의 열전도율이 28 mW/mK 내지 32mW/mK 인
보드.
- 제1항에 있어서,
80㎏/㎥ 내지 120㎏/㎥의 밀도에서, 보드에 포함된 공극의 평균 직경이 20㎛ 내지 45㎛인
보드.
- 제1항 내지 제11항 중 선택된 어느 한 항에 따른 보드를 포함하는
건축용 단열재.
- 장섬유와 미네랄 울 각각을 수분산한 후 탈수하는 단계;
상기 탈수한 장섬유를 아크릴계 수지를 포함하는 바인더 및 계면활성제, 증점제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 첨가제와 혼합하여 거품을 형성하는 단계;
상기 거품에 상기 탈수한 미네랄 울을 첨가하여 혼합한 수성 폼(aqueous form)을 형성하는 단계; 및
상기 수성 폼(aqueous form)을 몰드에 붓고 건조 및 프레스하여 보드를 형성하는 단계;를 포함하는
보드의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180132409A KR102408699B1 (ko) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 보드, 이를 포함하는 건축용 단열재 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180132409A KR102408699B1 (ko) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 보드, 이를 포함하는 건축용 단열재 및 이의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200050079A true KR20200050079A (ko) | 2020-05-11 |
| KR102408699B1 KR102408699B1 (ko) | 2022-06-15 |
Family
ID=70729210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180132409A KR102408699B1 (ko) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 보드, 이를 포함하는 건축용 단열재 및 이의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102408699B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003055888A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Tokiwa Electric Co Ltd | 無機質シート材料、無機質複合材料及び無機質構造材 |
| JP2010228175A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 機能性繊維成形体の製造方法 |
| KR101220726B1 (ko) * | 2011-09-16 | 2013-01-09 | 단국대학교 산학협력단 | 발포공정을 이용한 경량의 연질 세라믹 보온단열재의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 경량의 연질 세라믹 보온단열재 |
-
2018
- 2018-10-31 KR KR1020180132409A patent/KR102408699B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003055888A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Tokiwa Electric Co Ltd | 無機質シート材料、無機質複合材料及び無機質構造材 |
| JP2010228175A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 機能性繊維成形体の製造方法 |
| KR101220726B1 (ko) * | 2011-09-16 | 2013-01-09 | 단국대학교 산학협력단 | 발포공정을 이용한 경량의 연질 세라믹 보온단열재의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 경량의 연질 세라믹 보온단열재 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102408699B1 (ko) | 2022-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10604642B2 (en) | Aerogel-based material that is super-insulating at atmospheric pressure | |
| KR101575989B1 (ko) | 팽창흑연을 이용한 경량화된 흡음내화 단열재 및 그 제조방법 | |
| KR101726589B1 (ko) | 발포 모르타르 및 그의 제조방법 | |
| CN107857522B (zh) | 保温砂浆及其制备方法和应用 | |
| KR101383875B1 (ko) | 무기질 다공성 단열재 조성물 제조방법 | |
| KR101843817B1 (ko) | 경량 내화 단열 블록의 제조방법 | |
| CN206873659U (zh) | 一种隔音建筑板 | |
| KR102213185B1 (ko) | 전자파 차폐용 고성능 시멘트 복합체 및 그 제조 방법 | |
| CN108397112A (zh) | 一种气凝胶防火门芯板 | |
| Lou et al. | Enhanced sound absorption performance of porous ceramics with closed-pore structure | |
| CN109265106A (zh) | 一种复合匀质构造保温板 | |
| KR101523327B1 (ko) | 졸겔법을 이용한 불연성 단열 코팅 접착제의 제조방법 및 동 방법으로 제조된 불연성 단열 코팅 접착제 | |
| KR102408699B1 (ko) | 보드, 이를 포함하는 건축용 단열재 및 이의 제조방법 | |
| KR20160133649A (ko) | 다기능성 경량기포 콘크리트 조성물 및 그 제조방법 | |
| CN107445537A (zh) | 一种干混砂浆及其制备方法 | |
| CN105622021A (zh) | 一种二氧化硅气凝胶发泡水泥 | |
| KR101375618B1 (ko) | 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재 및 그 제조방법 | |
| CN105060751B (zh) | 利用空心玻璃微珠副产品制备轻质保温防火板材的方法 | |
| KR102151982B1 (ko) | Eps 패널 제조방법 | |
| KR102437102B1 (ko) | 불연 단열재용 조성물. | |
| CN111960795A (zh) | 一种无机发泡胶凝材料组合物及其在制备多孔保温材料中的应用 | |
| KR100857594B1 (ko) | 물유리를 소재로 한 다공성 경량보드 | |
| KR102437097B1 (ko) | 불연 단열재용 조성물. | |
| CN108623275B (zh) | 一种防火封堵材料及其制备方法 | |
| KR101998773B1 (ko) | 내화 몰탈로 피복된 내화풍도 슬래브 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |