KR20230040619A - 셀룰라글라스를 포함하는 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트, 이의 제조방법 및 이의 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 셀룰라글라스를 포함하는 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트, 이의 제조방법 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명에서는 셀룰라글라스층; 상기 셀룰라글라스층의 일면 또는 양면에 형성되되, 광경화 조성물을 도포 및 반경화하여 형성된 제1 광반응층; 상기 제1 광반응층 상에 형성되되, 유리섬유로 형성된 유리섬유 부직포층; 및 상기 유리섬유 부직포층 상에 형성되되, 광경화 조성물을 도포 및 반경화하여 형성된 제2 광반응층;을 포함하고, 특히, 상기 광경화 조성물이 에폭시아크릴레이트 수지, 실란계 수지, 광개시제, 탄소-복합제 및 증점제를 포함함에 따라, 단열 성능, 강도 및 부착성이 우수한 복합-광경화시트를 제공할 수 있다.
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Description
본 발명은 셀룰라글라스를 포함하는 단열 성능이 우수한 광경화시트, 이의 제조방법 및 이의 시공방법을 제공한다.
건물의 내장제로서, 단열 효과를 구현하는 다양한 형태의 단열재가 주로 사용된다. 이러한 단열재로는 주로 발포 폴리우레탄 폼, 발포 폴리스티렌 발포폼, 페놀폼보드 등이 사용되고 있으나, 상기된 단열재들은 흡습성이 거의 없고, 작업 및 화재 시 유독 가스를 배출하는 문제가 있었다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-1933206호에 개시된 것처럼, 최근에는 친환경소재이면서 인체에 안전한, 셀룰로오스를 이용한 단열재에 대한 수요가 증가하고 있으나, 셀룰로오스를 포함하는 대부분의 단열재는, 단열 성능은 우수한 편이나, 단열재의 강도가 매우 약한 문제가 있었다.
한편, 최근에는 수분에 강하며, 화재 시 연소되거나 유독 가스의 발생이 적고, 강도가 우수한 셀룰라글라스(Cellular Glass)에 대한 수요 및 사용이 증가되고 있다.
그러나, 대부분의 단열재는 셀룰라글라스를 포함하는 기재시트와, 상기 셀룰라글라스를 포함하는 기재시트 상에 특정 목적 내지 효과의 구현을 위해 형성되는 층 또는 시트들의 적층에 의해 제조되는데, 셀룰라글라스를 포함하는 기재시트와, 상기 기재시트 상에 형성되는 또 다른 층 또는 시트와의 부착성이 충분하지 못할 경우, 단열 성능 등을 비롯한 모든 성능이 저하되어, 사용 수명이 저하되는 문제가 있었다.
이에, 본 출원인은 셀룰라글라스를 포함하여 단열 효과를 가지는 다층 시트로서, 단열 성능 및 강도의 특성이 우수하면서도 부착성이 우수하여, 상기와 같은 종래 문제를 해결할 수 있는, 시트를 제공함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 셀룰라글라스를 포함하며, 단열 성능, 강도 및 부착성이 현저히 우수한, 복합-광경화시트, 이의 제조방법 및 이의 시공방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 목적은 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 셀룰라글라스층; 상기 셀룰라글라스층의 일면 또는 양면에 형성되되, 광경화 조성물을 도포 및 반경화하여 형성된 제1 광반응층; 상기 제1 광반응층 상에 형성되되, 유리섬유로 형성된 유리섬유 부직포층; 및 상기 유리섬유 부직포층 상에 형성되되, 광경화 조성물을 도포 및 반경화하여 형성된 제2 광반응층;을 포함하되, 상기 광경화 조성물은 에폭시아크릴레이트 수지, 실란계 수지, 광개시제, 탄소-복합제 및 증점제를 포함하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트를 제공한다.
상기 광경화 조성물은 상기 에폭시아크릴레이트 수지 100 중량부에 대해 상기 실란계 수지 1 ~ 5 중량부, 상기 광개시제 0.01 ~ 5 중량부, 상기 탄소-복합제 20 ~ 29 중량부 및 상기 증점제 0.1 ~ 3 중량부를 포함할 수 있다.
상기 탄소-복합제는 숯 파우더, 제1 PAN계 탄소섬유 및 제2 PAN계 탄소섬유를 포함하되, 상기 제1 PAN계 탄소섬유는 평균 입경이 1 ~ 5 ㎛ 이며, 길이는 3 ~ 7 mm 이고, 상기 제2 PAN계 탄소섬유는 평균 입경이 10 ~ 20 ㎛ 이며, 길이는 20 ~ 25 mm 인 것일 수 있다.
상기 숯 파우더는 평균 입경이 100 ~ 200 mesh 인 것일 수 있다.
상기 탄소-복합체는 숯 파우더, 제1 PAN계 탄소섬유 및 제2 PAN계 탄소섬유를 1 : 4 ~ 8 : 0.1 ~ 1 의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 실란계 수지는 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란 및 β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 비스(2,6-디클로르벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로르벤조일)-2,5-디메틸페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로르벤조일)-4-에톡시페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로르벤조일)-4-프로필페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 광경화 조성물은 계면활성제, 보조 계면활성제, 분산제, 소포제, 점도 강하제, 산화 방지제, 노화 방지제, 안료, 색소, 난연제, 불연제, 유연화제, 레벨링제, 중합개시제 및 가소제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 셀룰라글라스층을 형성하는 단계; 에폭시아크릴레이트 수지, 실란계 수지, 광개시제, 탄소-복합제 및 증점제를 포함하는 광경화 조성물을 제조하는 단계; 상기 셀룰라글라스층의 일면 또는 양면에, 상기 광경화 조성물을 도포하고 광 조사하여, 반경화된 제1 광반응층을 형성하는 단계; 상기 제1 광반응층 상에, 유리섬유로 형성된 유리섬유 부직포층을 형성하는 단계; 및 상기 유리섬유 부직포층 상에, 상기 광경화 조성물을 도포하고 광 조사하여, 반경화된 제2 광반응층을 형성하는 단계;를 포함하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트의 제조방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 상기에 따라 복합-광경화시트를 제조하는 단계; 상기 복합-광경화시트를 대상체에 적용하는 단계; 및 상기 복합-광경화시트에 광 조사하여, 상기 제1 반응층 및 상기 제2 반응층을 완전 경화시키는 단계;를 포함하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트의 시공 방법을 제공한다.
본 발명의 복합-광경화시트는, 셀룰라글라스를 기재로 포함하여 단열 성능이 우수하면서도 강도가 우수할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 복합-광경화시트는, 셀룰라글라스의 기재와 또 다른 층 또는 시트 간의 부착성이 우수하고, 대상체에 대한 부착성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 셀룰라글라스를 포함하는 복합-광경화시트의 실물을 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, "A 및/또는 B"는, A 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.
이하에서 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서는 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는 셀룰라글라스층; 상기 셀룰라글라스층의 일면 또는 양면에 형성되되, 광경화 조성물을 도포 및 반경화하여 형성된 제1 광반응층; 상기 제1 광반응층 상에 형성되되, 유리섬유로 형성된 유리섬유 부직포층; 및 상기 유리섬유 부직포층 상에 형성되되, 광경화 조성물을 도포 및 반경화하여 형성된 제2 광반응층;을 포함하되, 상기 광경화 조성물은 에폭시아크릴레이트 수지, 실란계 수지, 광개시제, 탄소-복합제 및 증점제를 포함하는, 복합-광경화시트를 제공한다.
구체적으로, 본 실시예의 복합-광경화시트는 셀룰라글라스를 포함하여 단열 성능이 우수하면서도, 유리섬유 부직포층과 광경화 조성물로 형성된 각 층에 의해 우수한 강도를 구현하며, 셀룰라글라스층과 광경화 조성물에 의해 형성된 층 간의 부착성이 우수함과 동시에 대상체에 대한 부착성이 우수할 수 있다.
본 실시예의 복합-광경화시트는 셀룰라글라스층을 포함한다.
상기 셀룰라글라스(Cellular Glass)는 분쇄 유리 및 탄소를 이용하여 제조된 발포 폼 또는 발포 시트를 의미하며, 수분 및 불에 강하고, 강도가 좋아, 그 활용도가 높다. 구체적으로, 본 실시예의 셀룰라글라스층은 상기 셀룰라글라스 발포 폼을 의미할 수 있다.
본 실시예의 셀룰라글라스층은 두께가 1 mm ~ 100 mm, 구체적으로는 10 mm ~ 70 mm 로 형성될 수 있다.
만약, 본 실시예의 셀룰라글라스층 두께가 1 mm 미만인 경우에는, 단열 성능이 현저히 저하될 수 있다. 반면, 본 실시예의 셀룰라글라스층의 두께가 100 mm 초과인 경우에는, 셀룰라글라스층의 두께가 1 mm ~ 100 mm 인 경우와 단열 성능의 구현 정도가 유사하여 경제적이지 못하며, 시공성 등이 저하될 수 있다.
본 실시예의 복합-광경화시트는 제1 광반응층을 포함한다.
본 실시예의 제1 광반응층은 상기 셀룰라글라스층의 일면 또는 양면에, 에폭시아크릴레이트 수지, 실란계 수지, 광개시제, 탄소-복합제 및 증점제를 포함하는 광경화 조성물을, 도포하고 반경화시킴으로써, 형성될 수 있다. 이때, 상기 반경화는 상기 광경화 조성물에 300 ~ 1,200 nm 파장의 광을 조사함으로써 실시될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 실시예의 제1 광반응층은 상기 셀룰라글라스층과 상기 유리섬유 부직포층 간의 부착성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 특히, 상기 제1 광반응층의 섬유는 상기 셀룰라글라스층, 상기 제1 광반응층 및 상기 유리섬유 부직포층이 적층되고 경화되는 과정에서, 각 층 사이에 엉김을 형성하여 부착성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 광경화 조성물에 대해 상세히 설명하도록 하겠다.
본 실시예의 광경화 조성물은 에폭시아크릴레이트 수지를 포함한다.
상기 에폭시아크릴레이트 수지는 광경화성 수지로서, 강도 및 내식성이 우수할 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 에폭시아크릴레이트 수지는 비스페놀A타입 에폭시 수지, 비스페놀A 및 종축합 반응촉진제를 혼합하여 중합한 다음, 메틸메타크릴레이트, 유기산, 촉매, 중합금지제, 증점제 및 희석제를 혼합 및 반응시켜, 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 실시예의 광경화 조성물은 실란계 수지를 포함한다.
본 실시예의 광경화 조성물은 실란계 수지를 포함하며, 상기 실란계 수지는 접착성 및 강도를 향상시키는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 실란계 수지는 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란 및 β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 실란계 수지는 비닐트리아세톡시실란을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 실시예의 광경화 조성물은 상기 에폭시아크릴레이트 수지 100 중량부에 대해 상기 실란계 수지 1 ~ 5 중량부, 구체적으로는 3 ~ 4 중량부를 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예의 광경화 조성물이 상기 실란계 수지를 3 ~ 4 중량부로 포함할 때, 본 실시예의 복합-광경화시트는 단열 성능이 우수하면서도 강도 및 부착성이 우수할 수 있다.
만약, 본 실시예의 광경화 조성물이 상기 에폭시아크릴레이트 수지 100 중량부에 대해 실란계 수지를 1 중량부 미만으로 포함할 경우에는, 실란계 수지를 1 ~ 5 중량부로 포함하는 경우 보다, 강도 및 부착성이 저하될 수 있다. 반면, 본 실시예의 광경화 조성물이 상기 에폭시아크릴레이트 수지 100 중량부에 대해 실란계 수지를 5 중량부 초과로 포함할 경우에는, 점도가 과도하게 증가되어, 오히려 부착성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 실시예의 광경화 조성물은 광개시제를 포함한다.
본 실시예의 광개시제는 포스핀계 광개시제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 상기 광개시제는 비스(2,6-디클로르벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로르벤조일)-2,5-디메틸페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로르벤조일)-4-에톡시페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로르벤조일)-4-프로필페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 광개시제는 비스(2,6-디클로르벤조일)-페닐포스핀옥사이드를 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 비스(2,6-디클로르벤조일)-페닐포스핀옥사이드를 포함하지 않는 경우 보다, 경화가 효과적으로 이루어져 단열 성능, 강도 및 부착성이 더욱 향상될 수 있다.
본 실시예의 광경화 조성물은 상기 에폭시아크릴레이트 수지 100 중량부에 대해 상기 광개시제 0.01 ~ 5 중량부, 구체적으로는 1 ~ 3 중량부를 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예의 광경화 조성물이 상기 광개시제를 1 ~ 3 중량부로 포함할 때, 본 실시예의 복합-광경화시트는 단열 성능이 우수하면서도 강도 및 부착성이 우수할 수 있다.
만약, 본 실시예의 광경화 조성물이 상기 에폭시아크릴레이트 수지 100 중량부에 대해 상기 광개시제를 0.01 중량부 미만으로 포함할 경우에는, 경화 반응이 제대로 이루어지지 않아, 부착성 및 강도가 현저히 저하될 수 있다. 반면, 본 실시예의 광경화 조성물이 상기 에폭시아크릴레이트 수지 100 중량부에 대해 상기 광개시제를 5 중량부 초과로 포함할 경우에는, 상기 광개시제를 0.01 ~ 5 중량부로 포함하는 경우 보다, 경화가 급속도로 이루어져 각 층 간의 부착성이 저하되고, 완전 경화된 제1 광반응층 및 제2 광반응층의 강도가 저하되며, 크랙이 발생되는 문제가 있을 수 있다.
본 실시예의 광경화 조성물은 탄소-복합체를 포함한다.
본 실시예의 광경화 조성물은 숯 파우더, 제1 PAN계 탄소섬유 및 제2 PAN계 탄소섬유를 포함하며, 상기 숯 파우더, 제1 PAN계 탄소섬유 및 제2 PAN계 탄소섬유를 모두 포함함에 따라, 부착성 및 강도 향상 효과를 구현할 수 있다.
이때, 상기 숯 파우더는 평균 입경이 100 ~ 200 mesh, 구체적으로는 평균 입경이 150 ~ 200 mesh 인 것일 수 있다. 특히, 상기 숯 파우더의 평균 입경이 150 ~ 200 mesh 일 때, 단열 성능이 우수하면서도 향상된 강도 및 부착성을 구현할 수 있다.
만약, 상기 숯 파우더의 평균 입경이 100 ~ 200 mesh 를 벗어날 경우에는, 광경화 조성물이 경화되어 형성된 층의 두께 및 표면이 균일하지 않으며, 크랙이 발생될 수 있어, 부착성 및 강도가 저하될 수 있다.
상기 제1 PAN계 탄소섬유는 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile)계 탄소섬유를 의미하며, 상기 제2 PAN 탄소섬유 보다 평균 입경 및 길이가 상대적으로 작을 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 PAN계 탄소섬유는 평균 입경이 1 ~ 5 ㎛ 이고, 길이는 3 ~ 7 mm 인 것일 수 있으며, 이 경우, 본 실시예에 따르는 복합-광경화시트는 단열 성능, 강도 및 부착성이 모두 우수할 수 있다.
만약, 상기 제1 PAN계 탄소섬유의 길이가 3 mm 미만인 경우에는, 상기 제1 PAN계 탄소섬유의 길이가 3 ~ 7 mm 인 경우 보다, 단열 성능, 강도 및 부착성이 저하될 수 있다. 반면, 상기 제1 PAN계 탄소섬유의 길이가 7 mm 초과인 경우에는, 상기 제1 PAN계 탄소섬유의 길이가 3 ~ 7 mm 인 경우 보다, 단열 성능, 강도 및 부착성의 향상 정도가 미미할 수 있다.
상기 제2 PAN계 탄소섬유는 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile)계 탄소섬유를 의미하며, 상기 제1 PAN 탄소섬유 보다 평균 입경 및 길이가 상대적으로 클 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 PAN계 탄소섬유는 평균 입경이 10 ~ 20 ㎛ 이고, 길이는 20 ~ 25 mm 인 것일 수 있으며, 이 경우, 본 실시예에 따르는 복합-광경화시트는 단열 성능, 강도 및 부착성이 모두 우수할 수 있다.
만약, 상기 제2 PAN계 탄소섬유의 길이가 20 mm 미만인 경우에는, 상기 제2 PAN계 탄소섬유의 길이가 20 ~ 25 mm 인 경우 보다, 단열 성능, 강도 및 부착성이 저하될 수 있다. 반면, 상기 제2 PAN계 탄소섬유의 길이가 25 mm 초과인 경우에는, 상기 제2 PAN계 탄소섬유의 길이가 20 ~ 25 인 경우 보다, 강도 및 부착성이 저하될 수 있다.
특히, 본 실시예에서는 평균 입경 및 길이가 서로 다른 두 종류의 탄소섬유를 포함함으로써, 섬유 간의 엉김 반응을 강화시켜, 단열 성능, 강도 및 부착성을 더욱 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 본 실시예의 탄소-복합체는 상기 숯 파우더, 제1 PAN계 탄소섬유 및 제2 PAN계 탄소섬유를 1 : 4 ~ 8 : 0.1 ~ 1 의 중량비로 포함할 수 있으며, 이 경우, 본 실시예의 복합-광경화시트는 더욱 우수한 단열 성능, 강도, 부착성이 저하될 수 있다.
더 구체적으로, 본 실시예의 탄소-복합체는 상기 숯 파우더, 제1 PAN계 탄소섬유 및 제2 PAN계 탄소섬유를 1 : 7 ~ 8 : 0.4 ~ 0.5 의 중량비로 포함할 수 있으며, 이 경우, 본 실시예의 복합-광경화시트는 현저히 우수한 단열 성능, 강도, 부착성을 구현할 수 있다.
본 실시예의 광경화 조성물은 상기 에폭시아세테이트 수지 100 중량부에 대해 상기 탄소-복합제 20 ~ 29 중량부, 구체적으로는 25 ~ 28 중량부를 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예의 광경화 조성물이 상기 탄소-복합체를 25 ~ 28 중량부로 포함할 때, 본 실시예의 복합-광경화는 단열 성능이 우수하면서도 강도 및 부착성이 우수할 수 있다.
만약, 본 실시예의 광경화 조성물이 상기 에폭시아세테이트 수지 100 중량부에 대해 상기 탄소-복합체를 20 중량부 미만으로 포함할 경우에는, 단열 성능, 강도 및 부착성이 저하될 수 있다. 반면, 본 실시예의 광경화 조성물이 상기 에폭시아세테이트 수지 100 중량부에 대해 상기 탄소-복합체를 29 중량부 초과로 포함할 경우에는, 강도 및 부착성이 저하될 수 있다.
본 실시예의 광경화 조성물은 증점제를 포함한다.
본 실시예의 증점제는 통상적으로 적용 가능한 공지의 모든 증점제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 점증제는 수산화마그네슘, 산화칼륨, 수산화칼슘, 메틸아세토아세테이트 알루미늄 디부틸레이트, 메틸에틸아세토아세테이트 알루미늄 디부틸레이트 및 프로필아세토아세테이트 알루미늄 디이소프로필레이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 실시예의 광경화 조성물은 상기 에폭시아세테이트 수지 100 중량부에 대해 상기 증점제를 0.1 ~ 3 중량부, 구체적으로는 1 ~ 1.5 중량부로 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예의 광경화 조성물이 상기 에폭시아세테이트 수지 100 중량부에 대해 상기 증점제를 1 ~ 1.5 중량부로 포함할 때, 본 실시예의 복합-광경화시트는 단열 성능이 우수하면서도 강도 및 부착성이 우수할 수 있다.
만약, 본 실시예의 광경화 조성물이 상기 에폭시아세테이트 수지 100 중량부에 대해 상기 증점제를 0.1 중량부 미만으로 포함하거나, 3 중량부 초과로 포함할 경우에는, 부착성 및 강도가 저하될 수 있다.
또한, 본 실시예의 광경화 조성물은 계면활성제, 보조 계면활성제, 분산제, 소포제, 점도 강하제, 산화 방지제, 노화 방지제, 안료, 색소, 난연제, 불연제, 유연화제, 레벨링제, 중합개시제 및 가소제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 실시예의 복합-광경화시트는 유리섬유 부직포층을 포함한다.
본 실시예의 복합-광경화시트는 유리섬유가 부직포 형태로 이루어진 유리섬유 부직포층을 포함할 수 있으며, 상기 유리섬유 부직포층은 단열 성능, 강도 및 부착성을 향상시킬 수 있다.
본 실시예의 복합-광경화시트는 제2 광반응층을 포함한다.
본 실시예의 제2 광반응층은 상기 유리섬유 부직포층 상에, 상기 에폭시아크릴레이트 수지, 실란계 수지, 광개시제, 탄소-복합제 및 증점제를 포함하는 광경화 조성물을, 도포하고 반경화시킴으로써, 형성될 수 있다.
본 실시예의 제2 광반응층은 상기 유리섬유 부직포층과 대상체(적용 대상) 간의 부착성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 제2 광반응층은 상기 복합-광경화시트와 상기 대상체 간의 부착성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
특히, 발포폼 형태의 단열재는 단열재와 대상체 간의 접착을 위해 별도의 접착제가 필요로 하였으나, 본 실시예의 복합-광경화시트는 제2 광반응층이 경화되면서 대상체와 접착 및 부착됨에 따라, 별도의 접착제가 필요하지 않아, 경제성이 우수할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 유리섬유 부직포층과 상기 제2 광반응층은 모두 섬유 소재를 포함함에 따라, 상기 셀룰라글라스층, 상기 제1 광반응층, 상기 유리섬유 부직포층 및 상기 제2 광반응층이 적층된 후, 상기 제1 광반응층 및 상기 제2 광반응층을 완전 경화할 때, 각 층의 섬유들 간의 엉김이 형성되어, 각 층간의 접착성은 더욱 향상될 수 있다.
본 실시예의 제2 광반응층은 상기 제1 광반응층과 동일한 조성물과 형태로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예의 복합-광경화시트를 대상체에 시공하기 전에, 상기 제2 광반응층이 경화되는 것을 방지하기 위해, 상기 제2 광반응층 상부에는 공지의 필름지가 적층될 수 있다.
본 실시예의 복합-광경화시트는 단열 성능, 강도 및 부착성 향상을 위한 별도의 시트 또는 조성물로 형성된 도막 형태의 층을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 실시예의 복합-광경화시트는 방수시트 또는 방수층, 투습시트 또는 투습층, 불연시트 또는 불연층, 난연시트 또는 난연층 등을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 실시예에서는 복합-광경화시트를 제조하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 복합-광경화시트의 제조방법은 셀룰라글라스층을 형성하는 단계; 에폭시아크릴레이트 수지, 실란계 수지, 광개시제, 탄소-복합제 및 증점제를 포함하는 광경화 조성물을 제조하는 단계; 상기 셀룰라글라스층의 일면 또는 양면에, 상기 광경화 조성물을 도포하고 광 조사하여, 반경화된 제1 광반응층을 형성하는 단계; 상기 제1 광반응층 상에, 유리섬유로 형성된 유리섬유 부직포층을 형성하는 단계; 및 상기 유리섬유 부직포층 상에, 상기 광경화 조성물을 도포하고 광 조사하여, 반경화된 제2 광반응층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 실시예의 복합-광경화시트의 제조방법은 상기된 본 실시예의 복합-광경화시트의 내용을 모두 포함한다.
또한, 본 실시예에서는 복합-광경화시트의 시공방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 복합-광경화시트의 시공방법은 상기에 따라 복합-광경화시트를 제조하는 단계; 상기 복합-광경화시트를 대상체에 적용하는 단계; 및 상기 복합-광경화시트에 광 조사하여, 상기 제1 반응층 및 상기 제2 반응층을 완전 경화시키는 단계;를 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 상기 복합-광경화시트는 셀룰라글라스층을 형성하는 단계; 에폭시아크릴레이트 수지, 실란계 수지, 광개시제, 탄소-복합제 및 증점제를 포함하는 광경화 조성물을 제조하는 단계; 상기 셀룰라글라스층의 일면 또는 양면에, 상기 광경화 조성물을 도포하고 광 조사하여, 반경화된 제1 광반응층을 형성하는 단계; 상기 제1 광반응층 상에, 유리섬유로 형성된 유리섬유 부직포층을 형성하는 단계; 및 상기 유리섬유 부직포층 상에, 상기 광경화 조성물을 도포하고 광 조사하여, 반경화된 제2 광반응층을 형성하는 단계;에 따라 복합-광경화시트를 제조하는 단계; 상기 복합-광경화시트를 대상체에 적용하는 단계; 및 상기 복합-광경화시트에 광 조사하여, 상기 제1 반응층 및 상기 제2 반응층을 완전 경화시키는 단계;를 포함할 수 있다.
본 실시예의 복합-광경화시트의 시공방법은 상기된 본 실시예의 복합-광경화시트 및 이의 제조방법의 내용을 모두 포함한다
이하 실시예, 비교예, 및 실험예를 통하여 본 발명의 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트, 이의 제조방법 및 이의 시공방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
[ 실시예 ]
실시예 1 내지 5
셀룰라글라스층(두께 : 45 ~ 50 mm)을 준비하였다.
이어서, 표 1[단위 : 중량부]에 개시된 바와 같이, 각 성분을 혼합하여 광경화 조성물을 제조하였다.
| 단위 : 중량부 | 실시예 1 내지 5 |
| 에폭시아크릴레이트 수지 | 100 |
| 실란계 수지 | 4 |
| 광개시제 | 3 |
| 탄소-복합제 | 25 |
| 증점제 | 1.5 |
이때, 상기 실란계 수지로는 비닐트리아세톡시실란를 사용하였고, 상기 광개시제로는 비스(2,6-디클로르벤조일)-페닐포스핀옥사이드를 사용하였다.
또한, 표 1에서 탄소-복합제는 표 2[단위 : 중량비]와 같이, 숯 파우더, 제1 PAN계 탄소섬유 및 제2 PAN계 탄소섬유를 혼합한 것을 사용하였다.
또한, 표 2에서 숯 파우더는 평균 입경이 150 ~ 200 mesh 인 것을 사용하였다. 또한, 상기 제1 PAN계 탄소섬유는 평균 입경이 1 ~ 5 ㎛ 이고, 길이는 3 ~ 7 mm 인 것을 사용하였으며, 상기 제2 PAN계 탄소섬유는 평균 입경이 10 ~ 20 ㎛ 이고, 길이는 20 ~ 25 mm 인 것을 사용하였다.
| 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | |
| 숯 파우더 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 제1 PAN계 탄소섬유 | 1 | 4 | 7 | 8 | 12 |
| 제2 PAN계 탄소섬유 | 0.01 | 0.1 | 0.5 | 1 | 2 |
상기 셀룰라글라스층의 양면에 상기 광경화 조성물을 도포하고, 350 ~ 400 nm 파장을 약 5 분 동안 조사하여, 반경화된 제1 광반응층을 각각 형성하였다.
상기 각각의 제1 광반응층 상에 유리섬유 부직포층을 형성하고, 상기 유리섬유 부직포층 각각의 상부에 상기 광경화 조성물을 도포한 다음, 350 ~ 400 nm 파장을 약 5 분 동안 조사하여, 반경화된 제2 광반응층을 각각 형성함으로써, 복합-광경화시트를 제조하였다.
이때, 실시예 3에 따라 제조된 복합-광경화시트는 도 1과 같으며, 도 1의 검정색 부분은 셀룰라글라스층이며, 회색 부분은 공지의 건축재이다. 즉, 도 1은 실시예 3에 따라 제조된 복합-광경화시트가 공지의 건축재에 부착된 모습을 도시한 도면이다.
[ 비교예 ]
비교예 1 내지 9
표 3[단위 : 중량부]에 따라 각 성분을 혼합하여 광경화 조성물을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
| 단위 : 중량부 | 비 교 예 1 |
비 교 예 2 |
비 교 예 3 |
비 교 예 4 |
비 교 예 5 |
비 교 예 6 |
비 교 예 7 |
비 교 예 8 |
비 교 예 9 |
| 에폭시아크릴레이트 수지 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 실란계 수지 | 0.1 | 10 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 광개시제 | 3 | 3 | 0.001 | 10 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 탄소-복합제 | 25 | 25 | 25 | 25 | - | 15 | 35 | 25 | 25 |
| 증점제 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 0.01 | 10 |
비교예 10 내지 14
표 4에서 '○' 표시된 성분만을 탄소-복합제로 하여 광경화 조성물을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
이때, 표 4에서 두 가지 성분을 포함하는 경우, 두 가지 성분은 동량 사용되었다.
| 비교예10 | 비교예11 | 비교예12 | 비교예13 | 비교예14 | |
| 숯 파우더 | ○ | - | - | ○ | - |
| 제1 PAN계 탄소섬유 | - | ○ | - | - | ○ |
| 제2 PAN계 탄소섬유 | - | - | ○ | ○ | ○ |
비교예 15
광경화 조성물에서, 평균 입경이 50 ~ 80 mesh 인 숯 파우더를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
비교예 16
광경화 조성물에서, 평균 입경이 250 ~ 300 mesh 인 숯 파우더를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
비교예 17
광경화 조성물에서, 제1 PAN계 탄소섬유의 길이가 0.5 ~ 2 mm 인 것을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
비교예 18
광경화 조성물에서, 제1 PAN계 탄소섬유의 길이가 10 ~ 15 mm 인 것을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
비교예 19
광경화 조성물에서, 제2 PAN계 탄소섬유의 길이가 10 ~ 15 mm 인 것을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
비교예 20
광경화 조성물에서, 제2 PAN계 탄소섬유의 길이가 30 ~ 35 mm 인 것을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
[ 실험예 ]
실험예 1 : 단열 성능 평가
실시예 1의 복합-광경화시트를, 파이프 외부에 적용한 뒤, 350 ~ 400 nm 파장을 약 15 분 동안 조사하여, 제1 광반응층 및 제2 광반응층을 완전 경화시킴으로써, 상기 파이프의 외측에, 실시예 1에 따르는 복합-광경화시트를 위치시켰다.
이어서, 상기 파이프의 내부에 고온(200 ~ 540 ℃)의 유체를 흘려보내고, 파이프의 외부표면 온도가 400 ℃에 도달하는 시간을 측정하여, 그 결과를 표 5[단위 : 초]에 나타내었다.
상기 실시예 1과 동일하게 이외 실시예 및 비교예의 복합-광경화시트를 이용하여, 동일하게 실험을 실시하고, 그 결과를 표 5에 나타내었다. 한편, 비교예 3의 경우에는 광경화 조성물이 완전 경화되지 않아, 실험을 실시하지 못하였다.
| 도달 시간 | 도달 시간 | 도달 시간 | |||
| 실시예1 | 59 | 비교예5 | 105 | 비교예13 | 77 |
| 실시예2 | 53 | 비교예6 | 94 | 비교예14 | 76 |
| 실시예3 | 48 | 비교예7 | 63 | 비교예15 | 82 |
| 실시예4 | 52 | 비교예8 | 84 | 비교예16 | 75 |
| 실시예5 | 59 | 비교예9 | 80 | 비교예17 | 72 |
| 비교예1 | 85 | 비교예10 | 75 | 비교예18 | 73 |
| 비교예2 | 90 | 비교예11 | 76 | 비교예19 | 85 |
| 비교예3 | - | 비교예12 | 75 | 비교예20 | 77 |
| 비교예4 | 88 |
상기 표 5를 보면, 본 실시예에 따를 경우, 400 ℃에 더 빠르게 도달하는 바, 본 실시예에 따를 경우, 단열 특성이 우수함을 알 수 있다.
실험예 2 : 강도 평가
실시예 및 비교예의 시트의 인장 강도 및 구부림 강도를 측정하고, 이를 3회 반복 측정한 뒤, 그 평균값을 표 6[단위 : MPa]에 나타내었다. 이때, 상기 인장 강도는 JIS-K-7113에 따라 측정하였고, 상기 구부림 강도 JIS-K-7203에 따라 측정하였다.
한편, 비교예 3의 경우에는 광경화 조성물이 완전 경화되지 않아, 실험을 실시하지 못하였다.
| 인장강도 | 구부림강도 | 인장강도 | 구부림강도 | ||
| 실시예1 | 83 | 183 | 비교예8 | 67 | 150 |
| 실시예2 | 90 | 191 | 비교예9 | 59 | 150 |
| 실시예3 | 95 | 200 | 비교예10 | 75 | 153 |
| 실시예4 | 89 | 190 | 비교예11 | 77 | 150 |
| 실시예5 | 82 | 180 | 비교예12 | 75 | 148 |
| 비교예1 | 56 | 130 | 비교예13 | 73 | 150 |
| 비교예2 | 67 | 150 | 비교예14 | 78 | 150 |
| 비교예3 | - | - | 비교예15 | 70 | 139 |
| 비교예4 | 66 | 140 | 비교예16 | 72 | 148 |
| 비교예5 | 68 | 145 | 비교예17 | 65 | 140 |
| 비교예6 | 58 | 130 | 비교예18 | 69 | 140 |
| 비교예7 | 77 | 150 | 비교예19 | 58 | 140 |
| 비교예20 | 67 | 140 |
상기 표 6을 보면, 본 실시예에 따르는 복합-광경화시트는 인장 강도 및 구부림 강도가 우수함을 알 수 있다.
실험예 3 : 부착성 평가
실시예 1에 사용된 광경화 조성물을 이용하여, Cross-cut 시험법(ASTM D 3359 시험규격)에 따라, 부착성을 0B ~ 5B로 평가하여, 표 7에 나타내었다.
표 7에는 10회 실험을 반복한 평균값을 기재하였으며, 5B 일 경우에 부착성이 가장 우수함을 의미한다.
또한, 실시예 1과 동일한 방법으로, 이외 실시예 및 비교예의 광경화 조성물을 이용하여, 부착성을 평가하였다.
한편, 비교예 3의 경우에는 광경화 조성물이 완전 경화되지 않아, 실험을 실시하지 못하였다.
0B : 분리된 면적이 65 % 이상
1B : 분리된 면적이 35 ~ 65 %
2B : 분리된 면적이 15 ~ 35 %
3B : 분리된 면적이 5 ~ 15 %
4B : 분리된 면적이 5 % 이하
5B : 분리된 면적이 0 %
| 부착성 | 부착성 | 부착성 | |||
| 실시예1 | 4.2 | 비교예5 | 2.5 | 비교예13 | 3.5 |
| 실시예2 | 4.5 | 비교예6 | 2.5 | 비교예14 | 3.5 |
| 실시예3 | 5.0 | 비교예7 | 3.0 | 비교예15 | 2.0 |
| 실시예4 | 4.5 | 비교예8 | 2.0 | 비교예16 | 4.0 |
| 실시예5 | 4.2 | 비교예9 | 3.0 | 비교예17 | 3.0 |
| 비교예1 | 2.0 | 비교예10 | 3.5 | 비교예18 | 3.0 |
| 비교예2 | 3.5 | 비교예11 | 3.0 | 비교예19 | 2.5 |
| 비교예3 | - | 비교예12 | 3.0 | 비교예20 | 3.0 |
| 비교예4 | 2.0 |
상기 표 7을 보면, 본 실시예에 따르는 조성물은 부착성이 우수함을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (10)
- 셀룰라글라스층;
상기 셀룰라글라스층의 일면 또는 양면에 형성되되, 광경화 조성물을 도포 및 반경화하여 형성된 제1 광반응층;
상기 제1 광반응층 상에 형성되되, 유리섬유로 형성된 유리섬유 부직포층; 및
상기 유리섬유 부직포층 상에 형성되되, 광경화 조성물을 도포 및 반경화하여 형성된 제2 광반응층;을 포함하되,
상기 광경화 조성물은
에폭시아크릴레이트 수지, 실란계 수지, 광개시제, 탄소-복합제 및 증점제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광경화 조성물은
상기 에폭시아크릴레이트 수지 100 중량부에 대해 상기 실란계 수지 1 ~ 5 중량부, 상기 광개시제 0.01 ~ 5 중량부, 상기 탄소-복합제 20 ~ 29 중량부 및 상기 증점제 0.1 ~ 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 탄소-복합제는
숯 파우더, 제1 PAN계 탄소섬유 및 제2 PAN계 탄소섬유를 포함하되,
상기 제1 PAN계 탄소섬유는
평균 입경이 1 ~ 5 ㎛ 이며, 길이는 3 ~ 7 mm 이고,
상기 제2 PAN계 탄소섬유는
평균 입경이 10 ~ 20 ㎛ 이며, 길이는 20 ~ 25 mm 인 것을 특징으로 하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트.
- 제 3 항에 있어서,
상기 숯 파우더는
평균 입경이 100 ~ 200 mesh 인 것을 특징으로 하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트.
- 제 3 항에 있어서,
상기 탄소-복합체는
숯 파우더, 제1 PAN계 탄소섬유 및 제2 PAN계 탄소섬유를 1 : 4 ~ 8 : 0.1 ~ 1 의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 실란계 수지는
비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란 및 β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광개시제는
비스(2,6-디클로르벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로르벤조일)-2,5-디메틸페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로르벤조일)-4-에톡시페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로르벤조일)-4-프로필페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광경화 조성물은
계면활성제, 보조 계면활성제, 분산제, 소포제, 점도 강하제, 산화 방지제, 노화 방지제, 안료, 색소, 난연제, 불연제, 유연화제, 레벨링제, 중합개시제 및 가소제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트.
- 제 1 항의 복합-광경화시트를 제조하는 방법으로서,
셀룰라글라스층을 형성하는 단계;
에폭시아크릴레이트 수지, 실란계 수지, 광개시제, 탄소-복합제 및 증점제를 포함하는 광경화 조성물을 제조하는 단계;
상기 셀룰라글라스층의 일면 또는 양면에, 상기 광경화 조성물을 도포하고 광 조사하여, 반경화된 제1 광반응층을 형성하는 단계;
상기 제1 광반응층 상에, 유리섬유로 형성된 유리섬유 부직포층을 형성하는 단계; 및
상기 유리섬유 부직포층 상에, 상기 광경화 조성물을 도포하고 광 조사하여, 반경화된 제2 광반응층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트의 제조방법.
- 복합-광경화시트를 시공하는 방법으로서,
상기 제 9 항에 따라 복합-광경화시트를 제조하는 단계;
상기 복합-광경화시트를 대상체에 적용하는 단계; 및
상기 복합-광경화시트에 광 조사하여, 상기 제1 반응층 및 상기 제2 반응층을 완전 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단열 성능이 우수한 복합-광경화시트의 시공 방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR101933206B1 (ko) | 2018-09-05 | 2018-12-27 | 이현승 | 셀룰로오스 단열재 조성물 및 그 제조방법 |
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