KR20220114507A - 팽창성 분말을 코팅한 발포성폴리스티렌 수지입자 - Google Patents
팽창성 분말을 코팅한 발포성폴리스티렌 수지입자 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 발포성폴리스티렌 수지입자에 가열에 의하여 팽창하며 불연성의 방열막을 형성하는 팽창성 분말을 코팅하고 집방산을 더 포함하여 원적외선을 방사 및 항균성을 형성한 EPS 수지입자를 수득할 수 있으므로 관련산업에 기여할 수 있다
Description
본 발명은 발포성 폴리스티렌( Expandable Polystyrene이하' EPS'라칭한다)수지입자에 팽창성 무기물질을 접착 코팅하여 원적외선방사 항균성 및 준불연성을 형성한 EPS 수지입자를 수득하기 위한 것으로 상세하게는 유기용매 또는 가소제를 포함한 접착성수지의 존제하에서 가열에 의해 팽창하며 방열막을 형성하는 팽창성 무기질 분말을 입도직경 0.2mm ~ 5mm의 발포하지 않은 EPS 입자의 표면층에 접착 코팅하고 지방산을 더 포함하여 원적외선방사 항균성 및 준불연성을 형성한 다기능성 EPS를 수득하기 위한 발명에 관한 것이다
발포성폴리스티렌(EPS)수지 입자는 스티로폼의 원료 물질인 스티렌의 중합체로 직경 약 0.2mm ~ 2mm의 원구형 수지이다. 입자 내부에는 발포성 가스가 함유되어 있어 증기로 가열하면 발포한다 이 발포한 입자를 성형틀에 주입하고 증기로 가열하여 성형한 물건을 통상 스티로폼이라 한다
최근에는 화재로 인한 피해를 방지하기 위해 준불연성의 스티로폼 단열재가 요구되고 있는 실정으로 당업계는 불연성을 향상시키기 위한 다양한 방식의 노력이 시도되고 있다
EPS 제조의 스티렌 중합공정 및 압출 공정에서 EPS 입자 내부에 불연성 물질을 포함 분산시키거나 EPS 입자를 가열하여 80~130배로 발포하고 발포한 입자에 불연 난연성 물질을 코팅하여 성형하는 스티로폼의 제조방법들이 있다. 본 발명자의 등록특허 10-2149238호에서는 발포성폴리스티렌 입자를 발포하여 오존화된 공기로 개질하고 팽창흑연을 코팅하는 방법을 개시하고 있다
본 발명자의 등록특허 제1300627호에서는 표면층을 개질한 입도직경이 0.2~1.5mm인 발포성 폴리스티렌 수지입자에 팽창흑연을 코팅한 것을 특징으로한 팽창흑연이 코팅 된 발포성폴리스티렌 수지입자의 기술이 개시되어 있다
등록특허 10-1339390호 에서는 스티렌계 폴리머 내에 실리카를 포함하는 실리콘계 분말 및 팽창 질석 분말을 포함하는 하는 발포성 폴리스티렌 수지입자의 기술이 개시되어 있으며 등록특허 10-1905304호 에서는 입경 1~3㎜의 팽창질석을 열가소성 합성수지로 코팅하고 성형기에 투입하고 성형하는 팽창질석보드의 제조방법을 개시하고 있으며 등록특허 10-2103775호 에서는 팽창된 팽창질석을 난연성 접착제로 코팅하고 함침하여 표면에 발포수지를 코팅하고 금형으로 성형하는 단열패널의 제조방법을 개시하고 있다
본 발명은 본 발명자의 등록특허 제1300627호의 개질된 발포성 폴리스티렌 수지입자에 팽창흑연을 코팅한 것을 특징으로 한 기술을 개량한 것에 관한 것이다
본 발명의 목적은 가열에 의해 팽창하며 불연성의 열 차단막을 형성하는 준불연성 및 원적외선 항균성을 형성한 EPS를 수득하는데 그 목적이 있다
본 발명의 목적은 원적외선방사 및 항균성을 형성한 준불연성의 EPSS수지입자를 수득하고 가열에 의해 팽창하며 불연성의 열 차단막을 형성하는 준불연성 단열재를 생산하는데 그 목적이 있다
EPS에 준불연성을 부여하는 종래의 발명들은 1.EPS의 제조 중합 공정에서 팽창흑연 및 난연,불연성 분말을 수지 입자 내부에 포함시키는 방법 2. EPS를 80~120배로 발포하고 발포한 수지입자에 팽창흑연 및 접착성 수지를 코팅하고 성형하는 방법 3.가열하여 팽창한 질석을 접착성 수지로 코팅하고 성형틀에 주입하여 성형하여 페널을 제조하는 방법들이 있다 이와 같은 방법에서 0.3~2mm 크기의 EPS 내부에 팽창흑연 및 질석을 포함시키는 방법은 EPS의 고유한 물성을 악화시켜 발포성과 성형성에 문제점을 발생하며 EPS를 80~120배로 발포한 입자에 코팅하는 방법은 경제성과 성형성 준불연성에 미달하는 문제점이 발생한다
본 발명은 본 발명자의 등록특허 제1300627호에서 개질된 입도직경이 0.2~1.5mm인 EPS 수지입자에 가열에 의해 발포하며 불연성의 단열막을 형성하는 팽창흑연을 코팅한 것을 특징으로 하는 준불연성이 확보된 발명으로 대량생산 실시한 결과에서 팽창흑연의 생산공정에서 팽창흑연에 함유된 산성 물질을 세척중화 해야하므로 폐수가 발생하여 환경을 오염하는 반환경적인 문제점,팽창흑연의 전기전도성으로 인한 화재 발생의 문제점, 최종 성형한 스티로폼에 코팅된 팽창흑연의 흡수율이 높아 세균이 번식하는 문제점,
가열에 의해 발포된 팽창흑연의 단열막 도막의 강도와 결속력이 약하여 가연성 스티로폼을 열원으로부터 완전하게 차단하지 못하는 문제점, EPS 표면층의 개질이 균일하지 못하여 코팅된 팽칭흑연 분말들이 떨어지는 문제점을 발견하고 이를 개량 연구하여 준불연성을 확보한 친환경 EPS를 수득할 수 있는 본 발명을 제안하는 것으로 다음과 같다
본 발명은 가열에 의하여 팽창하며 방열성을 형성하는 팽창성 무기질분말 1~100중량부 접착성수지 0.1~50중량부 및 지방산 0.1~10 중량부를 발포하지 않은 EPS에 코팅하는 것으로 구성되며 유기용매 또는 가소제를 포함한 접착성수지의 존제하에서 팽창성 분말들을 EPS 수지입자에 침투시키며 접착 코팅하는 단계로 이루어진다
가열에 의해 발포하며 불연성의 방열막을 형성하는 팽창석 무기질 분말은 예를 들어 팽창질석,팽창흑연,팽창성진주암이 있을 수 있으며 이중에서 선택한 1종 단독 또는 2종이상 1~100 중량부를 적합하게 혼합하여 발포하지 않은 EPS수지입자에 접착 코팅할 수 있다
본 발명에서 사용하는 EPS (Expandable Polystyrene)수지입자는 백색의 오리지날 EPS 수지입자 또는 개질된 EPS 수지입자를 사용할 수 있다 EPS 개질이란 예를 들어서 EPS 표면층에 충격을 가하여 스크레치를 형성하여 개질된 EPS 표면층을 플라즈마 오존 UV(자외선) 으로 개질된 EPS, 유기용매, 산 ,알카리, 또는 2액형 접착성 수지의 혼합에서 발생하는 화학적인 반응으로 생성된 화합물로 개질된 EPS 수지입자가 있을수 있으며 EPS 수지입자 내부 및 외부에 흑연 카본 및 무기질을 포함하여 친수성으로 개질된 EPS가 있을수 있다 EPS 개질의 장점은 소수성인 EPS 표면층에 팽창성 분말들의 용이하고 견고한 접착 코팅이며 접착 코팅은 화학적 물리적으로 EPS의 개질을 수반한다
표 1과 같이 팽창성 분말들은용해 개질된 EPS 표면층에 침투되며 접착 코팅된다 본 발명은 접착성 수지의 존제하에서 이루어지며 접착성 수지는 유기용매 또는 가소제를 함유한 접착성 수지를 사용한다 접착성수지에 포함된 유기용매(organic solvent)또는 가소제(Plasticizers)는 EPS의 표면층을 산화,용해 개질하고 동시에 팽창성 분말들을 EPS에 침투시키며 접착 코팅한다
본 발명에서 EPS 개질이란 EPS 물질 표면에 원래 없었던 물리, 화학, 생물적인 특성을 부여하는 일. 표면의 거칠기, 친수성, 전하, 반응성,용해 등으로 변화시키는 것을 의미한다 친수성은 물에 대한 표면의 친화성이다 예를 들어서 소수성이 강력한 EPS의 표면층에 친수성인 팽창성분말을 접착 코팅하는 단계에서 수지입자의 표면층은 물의 표면장력(72 mN/m)에 근접하게 개질되면 분말들의 접착 코팅이 용이하다 접착성 수지에 포함된 유기용매는 0.1~95% 바람직하게는 5~70% 이다 이 범위 미만이면 팽창성분말의 접착 코팅이 부족하고 과다하면 효과가 미약하고 경제성이 없다 접착성 수지에 포함된 유기용매는 예를 들어 방향족탄화수소류,염화방향족탄화수소류,염화지방족탄화수소류 (CxHyClz),알코올류 (R-OH),에스테르류 (R-COO-R),에테르류 (R-O-R),케톤류 (R-O-R’),글리콜에테르 (HO-R-OH) 치환식탄화수소류 지방족탄화수소류 (CxHy)가 있을 수 있으며 폴리스티렌을 용해 개질하는 용매를 사용 하는 것이 바람직하며 예를 들어서 아세톤(Acetone) 리모넨(limonene) 벤젠(benzene) DMF(Dimethylformamide),톨루엔(toluene)이 있을 수 있다 접착성 수지에 포함된 유기용매는 소수성인 EPS 수지입자에 팽창성 분말을 코팅하는 단계에서 EPS 표면층을 용해 개질하며 동시에 팽창성 분말들을 EPS에 접착 코팅한다
접착성 수지는 선택한 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 1회에 분사 할수 있고 단계적으로 분할하여 분사 할 수 있다
접착성수지에 포함된 가소제도 EPS 표면층을 용해 개질하며 EPS 수지입자에 팽창성 분말을 코팅하는 단계에서 작용을 한다 예를 들어 프탈레이트 포스페이트 세바 케이트 및 에폭시 에스테르로 분류 할 수 있으며 DOP DBP DEHP DINP DPHP DOTP 가 있을수 있으며 여기에 한정되지 않는다 접착성 수지에 포함되는 가소제는 0.1~50%이다
접착성 수지는 예를 들어서 아크릴수지계, 올레핀계수지, 우레탄계수지, 폴리스티렌계수지, 초산비닐계수지, 에폭시계수지, 염화비닐계수지, 클로로프렌고무계수지, 폐놀계수지.실리콘계수지등이 있으며, 이중에서 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 EPS 중량에 대하여 1 ~ 100중량부를 분사할 수 있으며, 바람직하게는 5중량부 ~ 50중량를 분사한다 이 범위 이상이면 물성의 증진이 미약하고 비경제적이며 이하이면 물성이 부족한 문제점이 발생한다
접착성 수지(고형분 40%)는 팽창성 분말들의 코팅공정 전에 코팅공정 단계에서 또는 코팅공정 완료 후에 분사할 수 있다 유기용매 또는 가소제가 포함된 접착성 수지는 EPS 수지입자에 분사 후 코팅 교반하는 단계에서 팽창성 분말 입자에 코팅 흡착 침투되고 팽창성 분말들과 혼합물 입자로 형성되며 EPS 표면층에 접착 코팅된다 접착성 수지는 1액형 접착성수지 2액형 접착성수지 분말형 접착성 수지 중에서 선택한 1종 단독 또는 2종 이상 사용할 수 있다
예를 들어서 1액형 아크릴수지, 올레핀수지, 우레탄수지, 초산비닐수지,스티렌수지,염화비닐수지, 클로로프렌고무수지, 네오프렌수지,폐놀수지, 멜라민수지 실리콘수지 우레아수지 에폭시 등이 있을수 있고 이들의 2액형 접착성 수지가 있을 수 있고 선택한 1종 이상을 중합한 접착성 수지 일수 있다 분말형 접착성 수지는 1액형 및 2액형 접착성 수지의 분말이 있을 수 있다
본 발명은 파라핀을 윤활성 접착성 수지의 용도로 사용한다 파라핀은 고체의 탄화수소 혼합물이며 에테르나 벤젠 에스테르에 녹는 물질로 낮은 마찰계수(coefficient of friction)의 윤활성과 접착성으로, EPS 수지입자의 표면에 대하여 팽창성 분말들의 유동성과 접착 코팅성을 향상 시킨다
파라핀은 염화파라핀, 고형파라핀, 유동파라핀 중에서 선택하여 1종 단독 또는 2종 이상 혼합하여 1 ~ 30 중량부 사용하며 바람직하게는 5 ~ 15중량부를 사용한다 이 범위 이상이면 물성의 증진이 미약하고 이하이면 발명의 구현에 문제 점이 발생한다
1.EPS 1000 2.EPS 2.000배 3.EPS 개질 2.000배
표1은 전자현미경으로 EPS표면을 관찰한 것이다 일반적인 1은 PES수지입자 1000배 사진이며 2는 EPS를 30배로 발포하고 2,000배로 관찰한 전자 현미경 사진이며
3은 본 발명을 실시한 EPS를 30배로 발포하고 2,000배로 관찰한 전자 현미경 사진이며 1과2와 비교하여 3은 EPS 표면층이 용해 개질되어 요철과 굴곡이 형성된 형상이 확인되며 표면 마찰계수가 높아지므로 팽창성 분말들의 코팅이 강력하고 용이하게 될 것을 확인할 수 있다 본 발명을 실시한 3의 EPS 수지입자는 표면층이 용해 개질되며 팽창성 분말들이 EPS표면층에 침투하며 접착 코팅이 견고하게된다
EPS 표면층의 용해 개질이 부족하면 EPS를 발포하고 성형하는 공정에서 코팅된 팽창성 분말들은 떨어지는 문제점이 발생한다
본 발명의 팽창흑연은 흑연을 산성재료로 화학 처리를 하여 흑연의 층간에 산성화합물을 침투시켜 건조한 것으로 150℃ 이상으로 가열하면 분해되어 가스를 발생하면서 팽창율 20ml/500ml로 팽창한다 이를 통상적으로 팽창흑연 (Expandable Graphite)이라 하며 제조공정에서 함침된 산을 세척 중화하는 공정으로 환경을 파괴하는 문제점이 발생하고 흡수율과 전기전도율이 높아 누전으로 인한 샌드위치페널 건축물의 화재 위험성이 상존하였고 가열에 의해 팽창한 방열막의 도막이 약하여 1~3 m/s 의 미약한 충격 바람에도 분진으로 날아가고 방열막이 파괴되는 문제점이 있었다
본 발명은 위와 같은 문제점을 보완 개량한 것으로 가열에 의해 팽창한 방열막의 도막이 강한 팽창질석 팽창진주암을 혼합하여 사용할수 있으며 유기용매 또는 가소제가 포함된 접착성 수지를 사용한다
이와 같은 접착성수지는 팽창성 분말들을 EPS에 코팅하는 단계에서 예를들어 팽창흑연 분말 입자를 코팅하며 혼합물을 형성하고 동시에 EPS 수지입자 표면층을 용해 개질하는 작용으로 팽창흑연 분말 입자는 EPS 표면층에 침투되며 접착 코팅 된다
이와 같은 본 발명의 접착성수지는 예를 들어서 팽창흑연 입자에 코팅막을 형성하고 흡착 흡수된 상태로 EPS에 코팅되므로 가열에 의해 팽창된 단열막은 1~3 m/s 의 바람에도 견고하게 방열막이 유지되므로 가연성 스티로폼을 열원으로 차단할 수 있다 구체적으로 팽창흑연의 문제점을 더 개량하기 위해서는 친환경적이며 가열에 의해 팽창한 도막이 1~3 m/s 바람에도 유지되는 전기 부도체인 팽창성질석 팽창성진주암을 혼용 할 수 있다
팽창성 질석은 Mx(Mg,Fe)6(Si-xAlx)020(OH)yH2O의 형태의 친화경 천연 점토광물이다 일반적으로 함수 운모를 말하며 마그네슘 운모이다 광물 중에서 층간에 유일하게 흡수수,층간수, 및 결정수 3가지 수분을 함유하고 있다 팽창성 질석은 가열에 의해 함유된 수분이 증기로 기화되는 압력작용으로 팽창율 2ml/30ml 팽창하며 이를 통상 팽창된 질석 (Expanded Vermiculite)이라 한다 팽창성질석분말 또는 팽창된 질석 분말 1종 단독 또는 2종 이상을 적절하게 혼용 할 수 있다
팽창질석은 우수한 단열성 및 불연성 양이온치환능력(Cationexchange capacity/C.E.C)으로 유기물을 흡착하여 공기를 정화한다
팽창성 진주암은 800~1200도로 가열하면 불연성의 단열막을 형성하며 2ml/30ml 팽창한다 물성은 팽창성질석과 유사하다 팽창성 진주암은 화산작용으로 생성된 규산질의 암석으로 팽창된 원석 내부에 미세기공이 형성되 비중이 낮다. 이산화규소 성분이 약 75%이며 팽창된 진주암은 인체에 무해하며 불연성과 단열성이 우수하여 건축자재로 널리 활용된다 팽창진주암 분말 또는 팽창한 진주암 분말 중에서 1종 단독 2종 이상을 적절하게 혼용 할 수 있다
한편 본 발명을 실시한 EPS 및 성형물은 원적외선방사 및 항균성이 형성될 수 있다
팽창흑연 30~50 중량부가 접착 코팅된 준불연 EPS는 KFIA-F1-1005 시험에서 원적외선 방사율(5~20μm)0.883~0.885 KFiA-F1-1003 시험에서 대장균 초기농도(CFU-ml)8.8x10~대장균 정균감소율 80~85(%),포도상구균 초기농도(CFU-ml)1.6x10감소율 80~85(%)을 구현하며 건강에 유효한 수치이다
팽창흑연의 포함이 증가 할수록 원적외선 방사율 및 항균성은 증가한다 팽창질석 팽창진주암도 유사한 물성이 구현된다
원적외방사율과 항균성을 건강에 유효하게 더 증가하기 위한 방법으로 지방산 0.1~10중량부 EPS에 포함할 수 있다 접착성 수지에 포함 할 수 있으며 팽창성 분말에 포함 할 수 있으며 발명이 실시된 EPS에 코팅하여 포함 할 수 있다
적외선은 열이 있는 물체에서 방사되고 전달되며 빛의 스펙트럼 적색 바깥쪽을 적외선이라 한다. 적외선은 가시광선보다 파장이 길며 구분이 통일되지 못하고 다양 하지만 통상 파장이 가장 짧은 0.75~3㎛인 것을 근적외선이며 파장이 3~1000μm을 원적외선이라 하며 생체에 유익한 원적외선의 방사범위는 5 ~ 20μm 이다
원적외선은 피부속 40mm까지 침투할 수 있으며 신체 세포를 구성하는 물과 단백질과 만나면 1분에 약 2,000번 진동을 하며 공명 흡수 현상으로 인체에 열을 발생하며 세포조직을 활성화시켜 유해균을 사멸, 증식을 억제하고 면역력을 증가하는 것으로 보고되고 있다 방사의 피크 파장은 온도에 반비례한다 20도의 물체가 방사하는 적외선의 피크 파장은 10μm 정도이며 모든 물질은 반사율, 흡수율, 투과율의 고유한 특성을 가지고 있다 비투과성 물질 1 = 반사율 + 방사율이다
본 발명에서 지방산 0.1~10중량부를 EPS 수지입자에 포함하면 상전이 (Phase Transition)작용으로 단열성이 향상되고 적외선을 흡수하며 예외 없이 건강에 유효한 방사율(5~20μm)0.889~0.8893의 원적외선을 방사하며 99.9%이 항균성을 형성한다 본 발명에서 실시하는 지방산은(fatty acid)은 포화 지방산과 불포화 지방산으로 분류할 수 있다 화학구조는 4~24개의 탄소원자를 갖는 긴 사슬로 양쪽 끝에 카르복실기(-COOH)와 메틸기(-CH3)를 갖는 탄화수소 꼬리 형태이다
포화지방산(saturated fatty acid)은 지방산 단일 결합을 가지고 있는 지방산이다포화지방산은 동물성 지방에 많고 용융점이 높고 대부분 고체로 존제한다 불포화지방산은 생선이나 식물성 지방에 많고 용융점이 낮으며 상온에서 액체로 존제한다 오메가-3 지방산은 불포화 지방산으로 리놀렌산(lonolenicacid) EPA(Eicosapentaenoic acid), DHA(Docosahexaenoicaicd) 등으로 구성된다
오메가 -3 지방산의 분자 구조에는 3가지 형태가 있다 포화지방과 불포화지방으로 이루어진 TG(트리글리세라이드)형이 있으며 글리세롤 1분자에 2개의 포화지방과 1개의 불포화지방이 결합한 구조로 순도 33%를 농축 할 수 있다
EE(에틸에스테르)형은 에탄올 1분자에 포화지방 1개와 에탄올 2분자에 불포화 지방 2개가 결합한 구조이며 순도 70%를 농축 할 수 있다
EE형을 에스테르화(Re esterified)하여 글리세롤 분자 3개에 불포화 지방산 3개를 결합시킨 것은 오메가-3 지방산(EPA, DHA)의 순도를 100%까지 농축 할 수 있지만 과다한 제조 경비가 요구되는 문제점이 있다 단일 불포화 지방산인 오메가-9 지방산은 지방산의 메틸기 말단부터 9번째의 탄소가 2중 결합을 갖는 일련의 지방산으로 올레산(oleic acid)이라고도 하며 올레산의 염 및 에스터는 올레이트(oleate)라고 한다
올레산은 이중 결합을 하나 밖에 포함하고 있지 않기 때문에 다가 불포화 지방산인 리놀레산 및 리놀렌산에 비교하여 지질 산화반응이 늦으며 올리브유와 카놀라유(유채씨 기름)에 주성분으로 다량 함유되어 있다
오메가-6 지방산은 18개의 탄소로 구성된 사슬에 2개의 시스 이중 결합을 가지고 있는 지방산이다 리놀레산 이라고도 하며 다른 오메가-6 지방산 생합성의 전구물체로서 작용한다 오메가-6 지방산으로 아라키돈산(arachidonic acid) 감마(γ)-리놀렌산 등이 있다 리놀레산은 유성 페인트 및 바니시에 유용한 건성유를 만드는 데 사용되며 항염증과 여드름 감소, 피부 미백 보습 작용을 하며 환원되면 리놀레일 알코올을 생성하며 아세톤, 에탄올에 쉽게 용해된다 살리코니아유, 달맞이꽃유,멜론씨유,옥수수유,포도씨유,해바라기씨유,콩기름,올리브유에 다량 함유되어 있다 본 발명은 이와 같은 지방산 중에서 산택하여 1종 단독 또는 2종이상 0.1~10중량부를 EPS 수지 입자에 포함할 수 있다 지방산의 선택과 포함양은 순도에 따라 증감하며 당업계 기술자는 적절하게 조절할 수 있다
오메가-3 오메가-6 오메가-9 지방산 0.1~ 10 중량부를 EPS 수지입자에 포함하면 KFIA-F1-1005 시험 37℃에서 원적외선 방사율(5~20μm) 0.888~0.892이며 KFiA-F1-1003 시험에서 대장균 초기농도(CFU-ml)8.8x10~대장균 정균감소율 99.9(%),포도상구균 초기농도(CFU-ml)1.6x10⁴감소율 99.9(%)을 구현한다
지방산의 포함 방법은 EPS 수지입자에 지방산을 포함하는 목적에 부합하는 방법이면 제한없이 선택하여 실시 할 수 있다
EPS 1000배 2.000배 사진 30배로 발포한 2000배
표2는 본 발명을 실시한 전자현미경 사진이다 EPS 수지입자 표면층이 용해되었고 팽창성 분말들이 EPS 수지입자에 침투되고 접착 코팅된 형상이 관찰 된다
1.오리지날 EPS 2.본 발명 EPS 3.본 발명 EPS를 발포한 입자
표3의 1은 일반적인 오리지날 백색 EPS 사진, 2는 본 발명을 실시한 EPS 사진 3은 본 발명을 실시한 EPS 수지입자를 50배로 발포한 입자의 사진이다 EPS 수지입자 표면층에 팽창성 분말과 접착성 수지의 혼합물이 침투되고 접착 코팅되었다
| 물성 | 팽창율 | 내화성 | 흡수율 | P.H | 전기전도율 | 화학조성 |
| 팽창흑연 | 20~500 | 1800 | 습도75%.1% | 7~7.5 | 전도체 | 탄소 98% |
| 팽창질석 | 2~30 | 1200 | 습도75%.1% | 5~6.5 | 부도체 | Sio2 75% |
| 팽창진주암 | 2~30 | 1200 | 습도75%.1% | 7~7.5 | 부도체 | Mg.Fe.Al90% |
표 5는 오메가-3 지방산 오메가-6 지방산 오메가-9 지방산의 화학식을 의미한다
본 발명은 가열에 의하여 팽창하여 방열막을 형성하고 원적외선 방사 및 항균성을 형성한 준불연성 EPS 수지 입자를 수득할 수 있으므로 관련 산업계와 화재 예방에 기여할 수 있다
이하, 본 발명의 실시예로 제조된 EPS를 공지의 비드법으로 발포하고 성형한 물성에 대하여 설명하나, 본 발명의 범위는 실시예의 범위에 한정되지 아니하며 실시예로 부터 뒷받침되는 모든 범위를 포함한다고 할 수 있다.
<실시예 1>
제1단계
중합이 완료된 0.2~2mm의 발포성 폴리스티렌 수지입자 1000kg ,팽창흑연 500kg을 사일로에서 진공 이송장치로 방출하여 직경 1,200mm 높이 1200mm의 헨셀 믹서기에 투입하고 30~60rps로 3~30분 교반하였다
제2단계
EPS에 대하여 유기용매 및 가소제가 포함된 페놀계 접착성수지 10~100 중량부를 분사하며 30~60rpm로 3~30분 교반하였다
제3단계
2단계의 EPS를 배출하여 직경1200mm x 길이 15미터 3~30 rpm으로 회전하는 로터리킬른에 투입하고 페놀계 접착성수지 10~100중량부를 분사하고 50도 이하의 열풍으로 건조하며 이물질을 제거하고 건조된 EPS를 수득하였고 공지의 비드법으로 60배로 발포하고 성형하여 단열재를(밀도18)생산하였다
<실시예 2>
실시예 1과 동일하게 실시하였고 팽창성흑연을 팽창질석으로 대체하였고 접착성 수지를 유기용매 및 가소제가 포함된 멜라민계 수지로 대체하였다
<실시예 3>
실시예 1과 동일하게 실시하였고 팽창흑연 300kg 팽창성질석 팽창성 팽창성 진주암 300kg으로 대체 하였다
<실시예 4>
실시예 1과 동일하게 실시하였고 팽창성질석, 팽창성진주암 300중량부 유기용매 및 가소제가 포함된 우레탄계 접착성수지 10~100중량부를 더 포함 하였다
<실시예 5>
실시예 1과 동일하게 실시하였고 팽창한질석, 팽창한 진주암 혼합물 600Kg으로 대체하였다
<실시예 6>
실시예 1과 동일하게 실시하였고 파라핀 50~100kg을 포함 하였다
<실시예 7>
실시예 1과 동일하게 실시하였고 오메가-3 지방산 5~ 50kg을 포함 하였다
<비교예1>
실시예 1과 동일하게 실시하였고 EPS 입자 내부 및 외부에 흑연,카본 및 무기질 분말 1종 이상을 포함하여 개질된 EPS 및 ksm 3908-2종 EPS를 사용하였고 비드법으로 발포 성형하여 밀도 26K의 스티로폼 단열재를 제조하였고 물성을 평가하였다
<열방출시험>
실시예 1의 시료 및 실시예 7의 시료와 비교예 1의 시료로 성형하였고 열방출 시험과 원적외선 및 항균성을 시험하였다. 시험은 건축물의 내장재료 및 구조의 연소성능 시험(KS F ISO 5660-1:2008)과 KFIA-F1-1005 원적외선방사율(5~20μm) KFiA-F1-1003 항균시험을 하였다 그 결과는 하기 표 7과 같다
| 시험항목 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | 실시예7 | 비교예 |
| 총방출량(MJ/㎡ | 5.5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 4.5 | 5 | 4.5 |
| 열방출량이연속으로 200kw/㎡를 초과하는시간(s) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 시험체 관통 유 무 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 |
| 평균 행동 정지시간 | 14.3 | 14 | 14 | 13 | 15 | 14 | 15 | 14.5 |
| 원적외선 방사율 | 0.83 | 0.85.5 | 0.84 | 0.85 | 0.86 | 0.83 | 0.892 | 0.84 |
| 대장균(정균감소%) | 83 | 84.5 | 84 | 85 | 86.5 | 83.5 | 99.9 | 82 |
| 포도상구균 | 82 | 84 | 83 | 84.5 | 85.5 | 83.5 | 99.9 | 82 |
| 전기저항율(Ωㆍ㎝) | 50 | 0.6 | 2 | 0.6 | 0.7 | 40 | 50 | 40 |
상기에 나타난 바와 같이 팽창흑연은 전도성이며 접착성수지의 포함양이 많아지면 전도율이 감소되고 지방산이 포함되면 원적외선 방사율과 항균성이 향상되었고 팽창성 무기질 분말등은 유사한 준불연 성능을 구현한다
Claims (12)
- EPS에 대하여 1~100중량부의 접착성 수지의 존제하에서 가열에 의해 2ml/g ~ 500ml/g 팽창하며 불연성의 방열막을 형성하는 입도 10~500μm인 팽창성 분말 1~100중량부가 코팅된 것을 특징으로 한 발포성폴리스티렌 수지입자
- 상기제 1항에 있어서 접착성 수지는 유기용매 0.1~95%가 포함된 것을 특징으로 한 발포성폴리스티렌 수지입자
- 상기제 1항에 있어서 접착성 수지는 가소제 0.1~50%가 포함된 것을 특징으로 하는 발포성폴리스티렌 수지입자
- 상기제 1항에 있어서 접착성 수지는 EPS를 용해 개질하는 것을 특징으로 하는 발포성폴리스티렌 수지입자
- 상기제 1항에 있어서 지방산 0.1~10중량부가 포함된 것을 특징으로 한 원적외선과 항균성을 형성한 발포성폴리스티렌 수지입자
- 상기제 5항에 있어서 지방산은 오메가-3 오메가-6 오메가-9 중에서 선택한 1종단독 또는 2종 이상 인것을 특징으로 한 원적외선과 항균성을 형성한 발포성폴리스티렌 수지입자
- 상기제 1항에 있어서 팽창성 분말은 팽창질석 팽창흑연 팽창성진주암 중에서 선택한 1종 단독 또는 2종 이상인 것을 특징으로 한 발포성 폴리스티렌 수지입자
- 상기제 1항 제6항에 있어서 팽창성 분말은 팽창한질석 팽창한흑연 팽창한진주암 중에서 선택한 1종 단독 또는 2종 이상인 것을 특징으로 한 발포성 폴리스티렌 수지입자
- 상기제 1항에 있어서 파라핀 1~30중량부가 포함 된 것을 특징으로 한 발포성폴리스티렌 수지입자
- 상기제 1항에 있어서 발포성폴리스티렌은 개질된 것을 특징으로 한 발포성폴리스티렌 수지입자
- 상기제 1항 내지 10항으로 수득한 발포성폴리스티렌을 발포한 입자 및 성형물
- 유기용매 또는 가소제가 포함된 접착성수지의 존제하에서 EPS수지입자에 팽창성 분말이 코팅된 발포성폴리스티렌 수지입자의 제조방법
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