KR20200111363A - 친환경 단열재용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 단열재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 단열재용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 단열재에 관한 것이다.
본 발명의 친환경 단열재용 조성물은, 황토, 소나무 톱밥, 접착물 및, 물을 포함하는 것이 특징이다.
본 발명에 의해, 단열 성능이 우수하면서 단단하고 친환경적인 단열재용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 단열재가 제공된다.

Description

친환경 단열재용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 단열재{Heat insulation material composition, Heat insulation panel prepared using this}

본 발명은 친환경 단열재용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 단열재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단열 성능이 우수하면서 단단하고 친환경적인 단열재용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 단열재에 관한 것이다.

단열재는 전도, 대류, 복사에 의한 열 에너지의 이동을 억제하거나 차단할 수 있는 재료를 칭한다. 현재 단열재는 주택이나 건물 등의 외벽이나 내벽면에 설치되는 주거용이나 벽체, 샌드위치 패널의 심재용 등으로 사용되는 패널용, 또는 차량, 선박. 냉동 창고, 가전 제품 등의 보온 및 보냉을 위한 산업용으로 주로 사용되고 있다. 특히 최근에는 에너지 비용을 절감하고 환경 오염 문제를 낮추기 위해 에너지의 소비를 줄여야 한다는 국가적인 필요성이 대두되면서 건축물의 단열재 사용에 대한 관련 법규가 점차 강화되고 있다.

현재 통상적으로 사용되는 단열재로는, 폴리스티렌(polystylene)이 발포되어 형성된 스티로폼, 폴리이소시아누레이트(polyisocyanurate, PIR)의 발포체 및 폴리우레탄(polyurethane, PUR)의 발포체 등이 있다. 전술한 스티로폼은, 원료수지에 난연제, 발포제 등을 첨가하고 압출기 내에서 혼합하여 발포시켜 판 형상으로 제조되고, 폴리이소시아누레이트의 발포체와 폴리우레탄의 발포체는 디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리올, 발포제 및 첨가제 등을 혼합하여 분사노즐 방식으로 더블컨베이어에 통과시킴으로써 제조된다. 이러한 유기 단열재들은 플라스틱 성형물로서 이종의 발포성 기체를 사용하여 발포시키기 때문에 단열성이 좋고, 상대적으로 높은 내수성을 가지고 있어 보편적으로 사용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 유기 단열재는 유해한 가스와 분진을 발생시켜 새집 증후군과 아토피 등 환경성 질환에 시달리게 하고, 화재에 취약하여 불에 타면서 다이옥신, 시안화수소 등과 같은 치명적인 유독가스를 발생시켜 인명사고로 이어 질 확률이 높다.

이에, 현재는 건강한 주거 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 상기의 유기 단열재의 대체제로써 한옥, 황토집에 사용되는 황토, 점토 등 친환경 재료의 활용 범위가 급속도로 확산되고 있는 추세이다.

상기 친환경재료는 적은 비용으로도 주변에서 쉽게 다량으로 구할 수 있고 오랜 역사 속에서 우리 전통가옥 주거문화에 핵심재료로서 공해도 없고 인체에 무해한 천연 건축 재료이다.

하지만, 일반적인 흙은 공극률이 40 내지 60% 로 열전도율이 낮아 단열재 사용 재료로 구성은 갖추었지만 화학제품에 비해 무게가 엄청나게 무겁고 견고성이 약해 부서지고 습기에 약하다는 단점이 있어 흙 단열재를 구성하기에 다소 어려움이 있었다.

이에, 무기 흙 단열재의 단점을 보완하고자 유기 접착제 또는 시멘트를 혼합 사용하여 무기 흙 단열재를 구성한 사례가 있긴하나, 흙의 장점인 습도 조절력, 통기성, 흡음 기능, 탈취기능 등 무기 흙 단열재의 좋은 기능들을 모두 잃어버린 시멘트 단열재에 지나지 않는 문제점이 있다.

또한, 숯을 이용한 단열재들에 대한 수요가 급증하고 있긴하나, 이러한 숯을 그대로 사용하면 숯이 묻어나거나 기공에 쉽게 이물질이 끼며, 외부 충격에 숯이 깨지는 현상이 빈번히 발생하는 단점이 있다.

1. 특허등록 제10-0750862호(건축용 복합 단열재) 2. 특허등록 제10-1218238호(건축용 단열재 및 그의 제조방법) 3. 특허공개 제10-2013-0041459호(건축용 복합 단열재)

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로써, 단열 성능이 우수하며서 단단하고 친환경적인 단열재용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 단열재를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 단열재용 조성물은, 황토, 소나무 톱밥, 접착물 및, 물을 포함하는 것을 특징으로, 보다 바람직하게는 황토 10~40 중량%, 소나무 톱밥 40~50 중량%, 접착물 5~10 중량% 및 물 20~30 중량%를 포함하는 것이 특징이다.

상기 조성물에는 자석분말, 셀룰로오스, 대나무 톱밥 중 선택된 1종 이상을 더 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

또 다른 본 발명인 친환경 단열재의 제조방법은 상기 친환경 단열재용 조성물을 혼합하여 준비하는 제1단계 및, 상기 혼합된 조성물을 판 형상으로 성형한 후, 고온에서 건조하여 친환경 단열재를 제조하는 제2단계를 포함하는 것이 특징이며, 본 발명인 친환경 단열재는 상기 제조방법에 의해 제조되는 것이 특징이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의해, 단열 성능이 우수하면서 단단하고 친환경적인 단열재용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 단열재가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 친환경 단열재의 제조공정을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예2에 따른 친환경 단열재의 제조공정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예1의 제조공정에 의해 제조된 친환경 단열재를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 친환경 단열재용 조성물은 황토, 소나무 톱밥, 접착물 및 물을 포함하는 것을 특징으로, 보다 바람직하게는 황토 10~40 중량%, 소나무 톱밥 40~50 중량%, 접착물 5~10 중량% 및 물 20~30 중량%를 포함하는 것이 특징이다.

설명하면, 본 발명에서는 기존 단열재 성분으로 일반 톱밥 대신 소나무 톱밥을 사용하여 친환경 단열재를 제공하는 것을 특징으로, 친환경 소재로만으로 구성되다 보니 인체에 해롭지 않고 환경 오염에도 지장이 없으면서 특히, 소나무 톱밥으로 인해 강도가 보강됨에 따라 기존 무기 흙 단열재의 단점을 보완할 수 있게 되어 친환경적이고 인체 무해함과 동시에 단열성이 우수한 친환경 단열재를 제공할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 친환경 단열재용 조성물의 일 구현 예들로서, 포함될 수 있는 구성성분들 및 이를 이용하여 제조된 친환경 단열재의 제조방법을 구체적으로 살피면 다음과 같다.

(친환경 단열재용 조성물의 구성성분들)

1. 황토

황토란 주로 실트(silt) 크기의 지름 0.002∼0.005㎜인 입자로 이루어진 적갈색 내지 황갈색을 띄는 풍화잔적토를 의미하는 것으로써, 본 발명에서는 단열성을 부가하기 위한 천연소재로 이용된다. 특히, 황토의 단열성과 충열기능은 여름을 더욱 시원하게 겨울은 따스하게 유지시키며 황토에 함유된 풍부한 미네랄의 작용은 마음이 안정되게하여 건강을 화복시켜 주게 된다.

또한, 황토는 입자가 가는 모래로 되어 있고 다량의 탄산칼슘을 포함하고 있는 바, 탄산칼슘은 쉽게 부서지지 않는 점도(粘度)를 갖고 여기에 물을 첨가하면 찰흙으로 변하는 성질을 갖고 있다.

본 발명에서는 이러한 황토가 자체적으로 갖고 있는 유익한 성분들의 손실을 최소화 하기 위해, 우선, 황토를 체에 걸러 돌이나 입자가 큰 것을 골라낸 후, 소성하지 않고 음지에서 자연건조하며 덩어리가 없도록 400~500 mesh 정도로 곱게 분쇄하여 분말화하여 사용한다. 다시말해, 황토의 입자가 400 mesh미만일 경우에는 최종 단열재 성형시 성형면이 거칠게 되어 별도의 마감처리를 해야 하는 번거로움이 발생되며 500 mesh를 초과 할 경우에는 그 입자를 제조하기위해 분쇄과정시 추가비용이 소요되는 단점이 발생되게 된다. 따라서 황토는 추가 비용없이 통상적인 분쇄과정 도입에서 입도가 작을수록 양질의 시공미를 얻을 수 있게 되는 바, 바람직하게는 400~500mesh 정도의 입자를 갖는 황토를 적용하는 것이 가장 좋다.

2. 소나무 톱밥

통상적으로 단열재의 소재로 톱밥을 사용되어 왔다. 다시말해, 톱밥은 단열기능을 가짐과 동시에 전체적인 중량을 감소시키는 기능을 갖고 있어 최근에 단열재 소재로 많이 사용되고 있는 추세이다. 그러나, 통상의 합성나무 톱밥을 적용한 단열재의 경우 기계적 강도가 낮다는 단점이 있다. 이에 톱밥을 포함한 유기질 수지를 발포과정을 거쳐 다량의 공기층을 거치는 작업을 도입하긴 하였으나 강도 상승 효능은 얻을 수 있었으나, 고가의 비용이 적용되는 단점이 있게 된다.

이에, 본 발명에서는 발포과정 없이 천연재료만으로 강도를 보완하기 위해, 소나무 톱밥을 적용하게 된다. 여기서 의미하는 소나무 톱밥은 소나무를 절단하고 톱밥 기계를 이용하여 톱밥을 제조하여 얻은 것으로, 다른 나무 유래 톱밥 대비 강도를 높여주는 장점을 갖고 있다.

이에, 본 발명에서는 이러한 소나무 톱밥을 적용하되, 이 톱밥의 입자크기가 400∼500 메쉬(mesh)가 되도록 분쇄한 것을 사용하는 것이 좋다. 즉, 상기 입자크기가 400 mesh 미만일 경우에는 그 입자가 커서 상기 황토와 혼합시 골고루 배합되지 않아 단열재의 강도의 일관성을 주기 어려우며 500 mesh를 초과할 경우에는 상대적으로 그 입자가 너무 작아 상승된 강도효능을 얻기 어렵게 된다.

3. 접착물

접착물은 단열재 성형시 재료들 간의 접착능을 부여하여 결합되도록 하기 위한 것으로써, 이때 바람직하게는 밀가루물, 전분물, 송진, 소금을 혼합하여 이루어지는 것이 특징이다. 다시 말해, 상기 밀가루는 글루텐, 전분은 아밀로펙틴을 포함하여 수분과 반응시 결합력 및 점착성을 갖게하는 특징이 있다. 또한, 송진은 소나무에서 나오는 진액을 의미하는 것으로써 끈끈한 점성을 갖고 있는 것이 특징이다. 이에 상기 재료들을 이용하여 접착물을 제조하며, 이때 바람직하게는 상기 밀가루물, 전분물, 송진, 소금은 1 : 0.5~1 : 0.1~0.2 : 0.1~0.2 중량비로 이루어지도록 혼합하는 것이 가장 좋다.며, 물은 상기 밀가루 중량을 기준으로 5~20중량%가 포함되도록 하는 것이 좋다. 이러한 접착물은 성형과정시 열처리를 통하여 발명에 적용되는 단열재 재료들 간의 결합력을 구축할 수 있게 하며 건조 중에 균열발생을 막아주면서, 건조 후 단열재를 견고하게 하는 효과를 나타내게 된다.

4. 기타 추가물질(선택적 물질)

1) 자석분말

자석분말은 통상의 N, S의 자기장를 갖고 있고 다른 물질을 흡인하는 힘을 갖는 자석을 미세한 분말로 분해하여 제조한 것으로써, 제조되는 제품의 강도를 강화시키는데 도움을 주는 역할을 하는 것으로, 조성물 혼합을 용이하게 하기 위해 바람직한 자석분말의 입도는 0.1~0.5㎛ 정도로 분쇄된 것이 좋다.

2) 셀룰로오스

셀룰로오스는 식물의 섬유소를 말하는 것으로, 대표적으로 종이에 가장 많이 함유되며, 이러한 셀룰로오스는 천연펄프로부터 수득되면 좋으나 자원 재활용 측면과 비용절감 차원에서 폐지를 재생한 것으로 사용함이 바람직하다.

또한, 이 경우 조성물 혼합을 용이하게 하기 위해 바람직한 셀룰로오스의 입도는 0.1~0.5㎛ 정도로 분쇄된 것이 좋다.

특히, 셀룰로오스는 자체적으로 난연 3등급에 해당하는 난연성을 가지고 있기 때문에 미립화하여 액상으로 첨가될 수 있도록 함으로써 화학첨가제인 난연제를 첨가하지 않고도 난연성을 부가할 수 있는 특징을 갖는다.

3) 대나무 톱밥

대나무 톱밥은 대나무를 절단하고 톱밥 기계를 이용하여 톱밥을 제조하여 얻은 것을 특징으로, 바람직하게는 대나무의 종류로 맹종죽, 왕대, 솜대 중에서 선택된 어느 하나 이상의 대나무를 적용하며, 이 대나무들을 수세하여 이물질을 제거한 다음 톱밥기계를 이용하여 톱밥을 제조한 후, 이 톱밥의 입자크기가 400∼500 메쉬(mesh)가 되도록 분쇄한 것을 사용하는 것이 좋다. 즉, 상기 입자크기가 400 mesh 미만일 경우에는 그 입자가 커서 상기 황토와 혼합시 골고루 배합되지 않아 단열재의 강도의 일관성을 주기 어려우며 500 mesh를 초과할 경우에는 상대적으로 그 입자가 너무 작아 상승된 강도효능을 얻기 어렵게 된다.

또한, 대나무 톱밥은 그대로 사용하기도 하지만 증숙단계를 거칠 경우 보다 더 상승된 강도를 얻을 수 있게 된다. 이에, 더욱 바람직하게는 상기에서 대나무 톱밥은 맹종죽, 왕대, 솜대 중에서 선택된 어느 하나 이상의 대나무를 수세하여 이물질을 제거한 다음 20∼40cm의 길이가 되도록 절단하고 이를 톱밥기계를 이용하여 톱밥을 제조한 후, 90∼110℃ 온도의 증기(steam)에서 30분∼1시간 동안 증숙(蒸熟)한 다음 20∼25℃의 온도가 되도록 냉각한 뒤, 입자크기가 400∼500 메쉬(mesh)가 되도록 분쇄한 것을 사용하는 것이 가장 좋다

(친환경 단열재의 제조방법)

이러한 상기 본 발명의 일실시예에 따른 제조방법으로는, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기의 친환경 단열재용 조성물을 혼합하여 준비하는 제1단계 및, 상기 혼합된 조성물을 판 형상으로 성형한 후, 고온에서 건조하여 친환경 단열재를 제조하는 제2단계를 포함하는 것이 특징이다.

구체적으로 설명하면 다음과 같다.

1. 제1단계: 친환경 단열재용 조성물 준비(S10)

본 단계에서는 상기의 친환경 단열재용 소재로 황토, 소나무 톱밥, 접착물, 물을 준비한 후, 이를 상기 조성물 전체 중량을 기준으로 상기 황토는 10~40 중량%, 상기 소나무 톱밥은 40~50 중량%, 상기 접착물은 5~10 중량% 및 상기 물은 20~30 중량%를 포함하도록 혼합하여 친환경 단열재용 조성물을 제조하는 것이 특징이다.

이때, 상기 조성물에는 자석분말, 셀룰로오스, 대나무 톱밥 중 선택된 1종이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로, 보다 바람직하게는 조성물 전체 중량을 기준으로 자석분말 5~10 중량%, 셀룰로오스 0.1~0.5 중량%, 대나무 톱밥 5~10 중량%를 더 포함하여 구성되기도 한다.

설명하면, 상기 황토는 10~40 중량%로 혼합하는 것을 특징으로, 10 중량%미만으로 함유될 경우 그 함량이 너무 적어 하기 성형 후 갈라지는 현상이 나타나게 되며, 40 중량%를 초과할 경우에는 상대적으로 황토의 함량이 너무 많아 물성이 약해져 단열재로써 사용이 어렵게 된다.

상기 소나무 톱밥은 40~50 중량%로 혼합되는 것을 특징으로, 40 중량% 미만으로 함유될 경우 다른 나무 유래 톱밥 대비 상승된 강도를 얻기 어려우며, 50 중량%를 초과할 경우에는 상대적으로 소나무 톱밥의 함량이 너무 많아 단열재로써의 성형자체가 어렵게 될 우려가 있게 된다.

상기 접착물은 5~10 중량%로 혼합되는 것을 특징으로, 5 중량% 미만으로 함유될 경우에는 그 함량이 너무 적어 황토와 소나무 톱밥 간의 결착력이 떨어져 성형 후 갈라지는 현상이 나타나게 되며 10 중량%를 초과하게 되면 함량이 너무 많아 냉수 용해시 순간 덩어리 형성으로 분산성이 저하되는 문제가 발생된다.

상기 물은 각 재료들의 배합을 용이하게 해주기 위한 것으로써, 상기 물은 20~30 중량%로 혼합되는 것을 특징으로, 20 중량%미만으로 함유될 경우에는 그 함량이 너무 적어 재료들의 배합이 용이하지 않게 되며, 30 중량%를 초과하게 되면 그 함량이 너무 많아 단열재로써의 단시간에 성형이 어려우며 장시간이 소요되게 되는 바, 재료들의 유익성분들의 손실을 초래할 우려가 있게 된다.

또한, 추가로 함유되는 재료로 상기 자석분말은 5~10 중량%를 포함하는 것을 특징으로, 5 중량% 미만으로 포함될 경우에는 자석분말에 의한 강도 효과가 미비하고 10 중량%를 초과하여 포함될 경우에는 조성물의 혼합이 용이하지 않게 되는 문제가 있게 된다.

또한, 상기 셀룰로오스는 0.1~0.5 중량%를 포함하는 것을 특징으로, 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우에는 셀룰로오스에 의한 난연효능을 얻기 어려우며, 0.5 중량%를 초과할 경우에는 상기 재료들과의 배합이 용이하지 않게 되는 문제가 있게 된다. 이러한 셀룰로오스는 바람직하게는 수거된 폐지에 잔류된 이물질을 제거하는 이물질분리과정; 이물질이 분리된 폐지를 교반기에 넣고 물에 불리면서 교반하여 연화시키는 폐지연화과정; 연화된 폐지에 포함된 잉크를 제거하는 탈묵과정; 탈묵된 폐지에 소금과 붕산을 첨가 교반하여 폐지의 내수특성과 내화특성을 강화하는 특성 강화과정; 특성이 강화된 폐지를 세절하고 분쇄하여 파이버로 만드는 분쇄과정; 분쇄된 파이버의 함수율을 5%이하로 조절하는 함수율 조절과정;으로 제조된 것을 사용하는 것이 좋다.

또한, 상기 대나무 톱밥은 5~10 중량%를 포함하는 것을 특징으로, 5 중량% 미만으로 포함될 경우에는 대나무 톱밥에 의한 강도 효과가 미비하고 10 중량%를 초과하여 포함될 경우에는 조성물의 혼합이 용이하지 않게 되는 문제가 있게 된다.

이렇게 준비된 상기 재료들은 모두 혼합하여 준비하되, 바람직하게는 5~10분동안 혼합하여 모든 재료들이 골고루 배합될수 있도록 하여 단열성능을 일정하게 발휘할 수 있도록 하며, 상기 시간을 초과할 경우에는 상기 조성물이 일부 겔화 현상이 나타나 성형이 어렵게 될 우려가 있게 된다.

2. 제2단계: 친환경 단열재 제조(S20)

본 단계에서는 상기 제1단계에서 재료들이 모두 혼합된 조성물을 판 형상으로 성형한 후, 고온에서 건조하여 최종 친환경 단열재를 제조하는 것이 특징이다.

설명하면, 상기 제1단계에서 혼합된 조성물을 판 형상으로 이루어진 몰드에 채워 넣은 후 20 ~ 30ton/㎡의 압력으로 가압하여 판 형상으로 성형한 후 80~100℃의 고온에서 1~3시간동안 건조하여 도 3과 같은 최종 친환경 단열재를 제조한다.

이때, 상기 온도가 80℃ 미만일 경우에는 성형이 제대로 이루어지지 않아 단열재로 사용이 어렵게 되며 100℃를 초과할 경우에는 각 재료들의 유익성분들의 일부손실이 일어나게 될 우려가 있게 된다.

이와 같이 본 발명의 친환경 단열재 제조공정은 매우 간단하여 설비투자비의 절감 및 제조비용을 줄일 수 있으며, 천연물질로 이루어져 폐기시에도 토양에 쉽게 부식되어 폐기에 따른 2차적인 공해를 유발하지 않으면서 일반적인 발포 폴리스틸렌 단열재보다 강도가 상당히 우수한 것으로 확인되어 향후 복합적인 건축자재로 활용될 수 있게 되며, 특히 샌드위치판넬의 내,외부 단열재로 적용되던 스티로폼 대체제로 사용이 가능해지게 된다.

이하에서는 실시예 및 실험예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나, 이들 실시예 및 실험예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

<실시예 1> 본 발명의 친환경 단열재1 제조

황토를 시중에서 구입한 후, 먼저 체에 걸러 돌이나 입자가 큰 것을 골라낸다음 일부 수분을 제거하기 위해 음지에서 펼쳐 2일 동안 자연건조한 다음, 덩어리가 없도록 400 mesh 정도로 곱게 분쇄하여 분말형태의 황토를 준비하였다.

그 다음, 소나무를 절단한 후, 톱밥 기계를 이용하여 톱밥을 제조한 후, 이를 400 메쉬(mesh)가 되도록 분쇄하여 소나무 톱밥을 준비하였다.

그 다음 접착물의 재료로 밀가루물, 전분물, 송진, 소금을 준비하여 1 : 0.5 : 0.1 : 0.1 중량비로 혼합하여 접착물을 제조하였다.

이렇게 준비된 상기 황토, 소나무 톱밥, 접착물 그리고 물을 한꺼번에 용기에 넣고 10분동안 혼합하여 본 발명에서 사용될 친환경 단열재용 조성물을 제조하였다.

이렇게 혼합제조된 상기 친환경 단열재용 조성물을 판 형상의 몰드에 넣어 20ton/㎡의 압력을 가해 성형한 후, 100℃에서 2시간동안 가열건조하여 최종 친환경 단열재를 제조하였다.

이때, 적용되는 각 재료들의 중량비율은 하기 표 1에 개시되어 있다.

	황토	소나무톱밥	접착물	물	자석분말		셀룰로오스	대나무톱밥
실시예1	35중량%	40중량%	5중량%	20중량%	-		-	-
실시예2	29.5중량%	40중량%	5중량%	20중량%	5중량%		0.5중량%	-
실시예3	24.5중량%	40중량%	5중량%	20중량%	5중량%		0.5중량^	5중량%

<실시예 2> 본 발명의 친환경 단열재2 제조

상기 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 입도가 0.5㎛로 이루어진 자석분말과 입도가 0.5㎛로 이루어진 셀룰로오스를 더 첨가하여 본 발명의 친환경 단열재2를 제조하였으며, 이때, 적용되는 각 재료들의 중량비율은 상기 표 1에 개시되어 있다.

<실시예 3> 본 발명의 친환경 단열재3 제조

상기 실시예 2와 같은 방법으로 제조하되, 대나무 톱밥을 더 포함하여 제조하였으며, 이때 상기 대나무 톱밥은 맹종죽, 왕대, 솜대를 1 : 1 : 1 중량비로 구입한 후, 수세하여 이물질을 제거한 다음 이를 각각 20cm 가량 절단한 후, 톱밥 기계를 이용하여 톱밥을 제조한 후, 100℃ 온도의 증기에서 1시간 동안 증숙한 다음 20℃의 온도가 되도록 냉각한 뒤, 이를 400 메쉬(mesh)가 되도록 분쇄하여 제조된 대나무 톱밥을 이용하여 본 발명의 친환경 단열재3을 제조하였다. 이때, 각 재료들을 구성하는 중량비율은 상기 표 1에 개시된 바와 같이 하였다.

<비교예 1> 단열재1 제조

상기 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 소나무 톱밥 대신 편백나무 톱밥을 사용하여 단열재1을 제조하였다. 이때, 각 재료들을 구성하는 중량비율은 하기 표 2에 개시된 바와 같이, 실시예 1과 동일하게 하였다.

	황토	톱밥	접착물	물	자석분말	셀룰로오스
비교예1	35중량%	40중량% -편백톱밥 적용	5중량%	20중량%	-	-
비교예2	35중량%	40중량% -숯 적용	5중량%	20중량%	-	-
비교예3	40중량%	30중량%	5중량%	20중량%	5중량%	-
비교예4	50중량%	20중량%	15중량%	5중량%	9.8중량%	0.2중량%
비교예5	35중량%	40중량%	5중량%	20중량%	-	-

<비교예 2> 단열재2 제조

상기 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 소나무 톱밥 대신 숯을 사용하여 단열재2를 제조하였다. 이때, 각 재료들을 구성하는 중량비율은 상기 표 2에 개시된 바와 같이, 실시예 1과 동일하게 하였다.

<비교예 3 및 4> 단열재3,4 제조

상기 실시예 2와 같은 방법으로 제조하되, 각 재료들을 구성하는 중량비율을 상기 표 2에 개시된 바와 같이 달리 적용하여 단열재3, 4를 제조하였다.

<비교예 5> 단열재5 제조

상기 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 100mesh의 황토와 100mesh의 소나무 톱밥을 적용하여 단열재5를 제조하였다. 이때, 각 재료들을 구성하는 중량비율은 상기 표 2에 개시된 바와 같이, 실시예 1과 동일하게 하였다.

<실험예 1> 보온율 및 강도 확인

1. 실험방법

KS K 0560 항온법에 따른 방법을 통하여 KS K 0466에 규정된 시험기를 사용하여 보온율을 측정을 실시하고자 하였으며, 상기의 표 1, 2에 따른 원료 조성 비율에 따라 얻은 실시예들 및 비교예들의 보온율을 측정하였다.

또한, KS M 3808 시험법에 따른 방법을 통해 상기 실시예들 및 비교예들의 압축강도도 측정하였다. 대조구로는 기존 화학합성 단열재인 발포폴리스틸렌(보온판 4호)를 대상으로 같이 측정하였다.

2. 실험결과

상기 실험결과, 하기 표 3과 같이 나타났다.

	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	비교예5
보온율(%)	75	76	77	74	72	70	55	65
압축강도 (kg/cm2)	15	16	18	10	7	13	8	10

상기 표 3에 나타나 있듯이, 대조구인 발포 폴리스틸렌 단열재는 압축강도가 0.5kg/cm², 보온율이 60%를 나타나는 반면, 실시예 1,2,3은 대조구보다 훨씬 높은 보온율과 압축강도를 나타냄을 확인하였다.

또한, 비교예 1의 경우에는 소나무 톱밥 대신 편백나무 톱밥을 적용한 것으로써, 보온율은 실시예들과 크게 차이가 없었으나, 압축강도에서는 실시예들 보다 훨씬 떨어짐을 확인하였으며, 비교예 2의 경우에는 소나무 톱밥 대신 숯을 적용한 것으로써, 단열재로 성형 후 깨지는 현상이 발생되어 압축강도가 실시예들 보다 떨어짐을 확인하였다.

또한, 비교예 3의 경우에는 소나무 톱밥의 함량이 황토 대비 상대적으로 적게 함유되는 바, 이 역시 압축강도가 실시예들 보다 떨어짐을 확인하였으며, 비교예 4의 경우에는 황토와 접착물의 함량이 상대적으로 많이 함유되는 바, 단열재로써의 성형자체가 어려우며, 보온율 역시 떨어짐을 확인하였으며, 비교예 5의 경우에는 황토와 소나무 톱밥의 입자크기가 상대적으로 커서 결착력이 떨어져 단열재로 성형 후 갈라지는 현상이 나타났으며, 압축강도 역시 낮게 나타남을 확인하였다.

이와 같이 본 발명의 친환경적인 단열재용 조성물에 의해, 단열 성능이 우수하면서 단단하고 친환경적인 단열재를 제공할 수 있음을 알 수 있었다.

상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 황토, 소나무 톱밥, 접착물 및, 물을 포함하는,
   친환경 단열재용 조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 조성물 전체 중량을 기준으로 상기 황토는 10~40 중량%, 상기 소나무 톱밥은 40~50 중량%, 상기 접착물은 5~10 중량% 및 상기 물은 20~30 중량%를 포함하는 것이 특징인,
   친환경 단열재용 조성물.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 조성물에는 자석분말, 셀룰로오스, 대나무 톱밥 중 선택된 1종 이상을 더 포함하여 구성되는 것이 특징인,
   친환경 단열재용 조성물.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 선택된 어느 한항의 조성물을 혼합하여 준비하는 제1단계 및,
   상기 혼합된 조성물을 판 형상으로 성형한 후, 고온에서 건조하여 친환경 단열재를 제조하는 제2단계;를 포함하는,
   친환경 단열재의 제조방법.
   
5. 제4항의 제조방법에 의해 제조되는,
   친환경 단열재.

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