KR101211383B1

KR101211383B1 - 단열복합판재 및 그 제조방법과 이를 이용한 단열시공방법

Info

Publication number: KR101211383B1
Application number: KR1020100058838A
Authority: KR
Inventors: 김의현; 이목우
Original assignee: (주)한국록셀보드
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2012-12-13
Also published as: KR20110138761A

Abstract

본 발명은 단열복합판재 및 그 제조방법과 이를 이용한 단열시공방법 에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 단열복합판재는 발포 수지 판재와, 그 표면에 적층되는 탄산칼슘과 탈크, 산화아연을 포함하는 무기 충진재 40~65중량%와, 염화비닐수지 35~60중량%로 이루어지며 불연속 독립 셀의 평균 입경이 0.3~3.0 mm이고, 두께가 3~50mm인 무기 발포 판재로 구성되며, 무기 발포 판재 : 발포 수지 판재의 두께비가 1:1~20인 단열복합판재가 제공되며, 본 발명에 따른 단열복합판재는 단열성, 내습성, 투습저항성, 압축 강도 및 굽힘강도, 인장강도와 같은 기계적 특성이 우수하고, 경량이며, 불연성이고, 이종 소재와의 접합성이 우수할 뿐만 아니라, 현장에서의 절단이나 표면 요철 가공, 또는 곡면 디자인 처리된 내외벽체에 맞추기 위한 곡면가공이 용이하고, 석고 보드나 디자인 보드 또는 벽지의 플래스터(plaster) 붙임, 모르타르 도포, 모르타르를 개재(介在)한 타일 붙임 시공, 모르타르 또는 에폭시 접착제를 이용한 대리석 붙임 시공 등의 내벽 또는 외벽 마무리 공사를 앵커 볼트 등의 사용 없이 단열복합판재에 직접 간단히 수행하거나, 또는 콘크리트 타설 시 거푸집 및 마무리 단열재로서 동시 적용 가능하므로 우수한 시공성을 가지며, 높은 경제성을 가진다.

Description

단열복합판재 및 그 제조방법과 이를 이용한 단열시공방법{HEAT-INSULATING COMPOSITE BOARD, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND CONSTRUCTING METHOD FOR HEAT-INSULATING USING THE SAME}

본 발명은 단열복합판재 및 그 제조방법과 이를 이용한 단열시공방법 에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 발포 수지 판재의 적어도 일면에기계적 강도 및 이종 소재와의 접합성이 우수한 불연속 독립 셀(cell)을 가지는 무기계 발포 판재가 적층된 단열복합판재 및 그 효율적인 제조방법과 이를 이용한 내외 단열시공방법에 관한 것으로서, 단열성 및 내습성이 우수하고 불연성이면서도 기계적 강도 및 이종(異種) 소재와의 접합성이 우수한 품질 특성과 함께 경제성을 겸비하므로, 건축구조물이나 각종 산업시설물의 내외단열재로서 유용하다.

종래 단열판재로서는 유리섬유 프레스 판재, 비즈(beads) 발포 또는 압출에 의한 폴리스티렌 발포체, 경질 폴리우레탄 발포체, 폴리에틸렌 발포체를 들 수 있으며, 이중에서 유리섬유를 제외한 수지 발포체는 경량이고, 열전도율, 내수성 및 투습 저항성, 압축성이 우수하다는 장점을 가진다.

이중에서도 높은 경제성으로 인하여 가장 널리 사용되고 있는 것은 일명 "스티로폼"이라 불리는 폴리스티렌 발포체이다.

그러나 폴리스티렌 발포체를 포함한 이들 수지 발포체들은 현장에서의 곡면 가공, 또는 표면 요철가공은 비교적 용이하지 않으므로 가공성이 양호하지 못하며, 많은 경우에 있어 철사 또는 앵커의 사용이 필요하므로 시공성 또한 만족스럽지 못하고, 특히 이종 소재와의 접합성이 열등하므로 시공 적용 영역에 일정한 한계가 있을 수밖에 없다.

따라서 종래 시공성 또는 가공성 향상을 목적으로 폴리스티렌 발포체의 일면에는 금속 박판을 붙이고 타면에는 샌드 블래스팅(sand blasting)에 의해 샌드를 접착시킨 형태의 복합 판재, 또는 폴리스티렌 발포체의 일면에는 유리섬유 판재를 접착시키고 타면에는 세라믹판재를 접착시킨 형태의 복합 판재 등이 제안되어 있으나, 경제성이 열등할 뿐만 아니라 외부 단열용으로 사용하기 위해서는 앵커 볼트의 사용이 필수적이므로 충분히 만족스러운 것은 못되었다.

한편, 종래 주재료로서 탄산칼슘 및 산화아연 등의 무기 충진재를 사용하고 바인더(binder)로서 염화비닐수지를 사용한 불연성 무기계 발포체가 알려져 있으나, 상기한 불연성 무기계 발포체는 무기 충진재의 첨가 중량이 염화비닐수지 첨가 중량에 대하여 약 4배~18배 정도의 과량으로 사용하고 있으므로 통상적인 방법으로는 발포가 불가능하여 그 혼련(kneading) 및 발포 성형 공정에 특수한 장비 및 상당히 까다롭고도 번거로운 절차를 필요로 하며, 이는 해당 경량 불연 제품의 경제성 결여로 직결되어 시장으로부터 도태된 바 있다.

따라서 단열성, 내습성, 기계적 강도 특성 및 가공성이 우수하며, 경량이고, 불연성이며, 특히 이종 소재와의 접합성이 우수하여 시공성이 우수하면서도 경제성을 갖춘 단열판재의 개발이 당업계에 요청되어 왔다.

따라서 본 발명의 첫 번째 목적은 단열성, 내습성, 기계적 강도 특성 이 우수하고, 경량이며, 불연성이고, 이종 소재와의 접합성이 우수한 단열복합판재를 제공하기 위한 것이다.

발명의 두 번째 목적은 현장에서의 절단이나 표면 요철 가공, 또는 곡면 디자인 처리된 내외벽체에 맞추기 위한 곡면가공이 용이한 단열복합판재를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은 석고 보드나 디자인 보드 또는 벽지의 플래스터(plaster) 붙임, 모르타르 도포, 모르타르를 개재(介在)한 타일 붙임 시공, 모르타르 또는 에폭시 접착제를 이용한 대리석 붙임 시공 등의 외벽 마무리 공사를 앵커 볼트 등의 사용 없이 직접적으로 간단하게 수행할 수가 있는 외부 단열복합판재를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 네 번째 목적은 콘크리트 타설 시 거푸집으로 직접 사용 가능한 높은 시공성을 갖는 단열복합판재를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다섯 번째 목적은 전술한 제반 목적에 더하여 높은 경제성을 가지는 단열복합판재를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 여섯 번째 목적은 전술한 제반 목적에 따른 단열복합판재의 효과적이고 경제적인 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일곱 번째 목적은 전술한 제반 목적에 따른 단열복합판재를 이용한 효과적인 내외부 단열시공방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 첫 번째 내지 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 첫 번째 양태(樣態: aspect)에 따르면, 발포 수지 판재와, 상기한 발포 수지 판재의 적어도 일 표면상에 적층되는 탄산칼슘과 탈크(talc), 산화아연을 포함하는 무기 충진재 40~65중량%, 바람직하게는 45~60중량%와, 염화비닐수지 35~60중량%, 바람직하게는 40~55중량%로 이루어지며 불연속 독립 셀(cell)의 평균 입경이 0.3~3.0mm인 무기 발포 판재와, 상기한 발포 수지 판재와 무기 발포 판재 사이의 접착층으로 구성되며, 상기한 무기 발포 판재의 두께가 3~50mm, 바람직하게는 5~30mm, 더욱 바람직하게는 5~15mm, 특정하게는 약 10mm이고, 무기 발포 판재 : 발포 수지 판재의 두께비가 1:1~20, 바람직하게는 1:3~12인 단열복합판재가 제공된다.

상기한 첫 번째 내지 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 두 번째 양태에 따르면, 상기한 무기 충진재가 탄산칼슘 25~35중량%, 탈크 10~20중량%, 산화아연 5~10중량%로 구성되는 단열복합판재가 제공된다.

상기한 첫 번째 내지 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 세 번째 양태에 따르면, 상기한 발포 수지 판재가 폴리스티렌 발포체, 폴리우레탄 발포체, 또는 폴리에틸렌 발포체인 단열복합판재가 제공된다.

상기한 첫 번째 내지 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 네 번째 양태에 따르면, 상기한 접착층이 에폭시계 접착층, 고무계 접착층, 또는 포름알데히드계 접착층인 단열복합판재가 제공된다.

상기한 첫 번째 내지 다섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다섯 번째 양태에 따르면, 상기한 무기 발포 판재와 수지 발포 판재가 상호 교호적(交互的)으로 복수매 적층되어 있는 단열복합판재가 제공된다.

상기한 여섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, (A) (a) 탄산칼슘과 탈크, 산화아연을 포함하는 무기 충진재 40~65중량%, 바람직하게는 45~60중량%와, 염화비닐수지 35~60중량%, 바람직하게는 40~55중량%로 구성되는 판재 원료 100중량부에 대하여, 발포제 6~18중량부와 유기용매 30~80중량부를 혼합하는 혼련 단계와, (b) 제1 몰드 중에서 140~170℃로 가열하여 예비 발포시킴과 동시에 염화비닐수지를 겔화하는 1차 발포 단계와, (c) 제2 몰드 또는 가열로 중에서 90~120℃로 가열하여 본 발포시키는 2차 발포 단계와, (d) 실온으로 서냉(徐冷)하는 양생 단계로 구성되는 무기 발포 판재를 제조하고, (B) 발포 수지 판재의 적어도 일면에 접착층을 개재하여 단계 (A)에서의 무기 발포 판재를 적층하는 것으로 구성되는 단열복합판재의 제조방법이 제공된다.

상기한 여섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 일 양태에 따르면, 상기한 단계 (A)(a)에서의 혼련이 50℃를 초과하지 않는 온도에서 수행되고, 단계 (A)(b)의 1차 발포가 목표 발포 배율의 30~40%에 이른 후, 100~130℃로 급냉 후, 1.2~2.5 시간에 걸쳐 실온으로 서냉하며, 단계 (A)(c)의 2차 발포는 발포 배율 5~20배에 이른 후 중지하고, 단계 (A)(d)의 양생은 실온으로 서냉하는 것으로 이루어지는 단열복합판재의 제조방법이 제공된다.

상기한 일곱 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, 전술한 양태에 따른 단열복합판재의 무기 발포 판재 표면에 석고 보드나 디자인 보드 또는 벽지의 플래스터(plaster) 붙임, 모르타르 도포, 또는 모르타르를 개재(介在)한 타일 붙임의 내벽 마무리 단열시공방법이 제공된다.

상기한 일곱 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 일 양태에 따르면, 전술한 양태에 따른 단열복합판재의 무기 발포 판재 표면에 앵커 볼트의 사용 없이 모르타르나 접착제를 이용한 타일 직접 붙임, 또는 모르타르나 접착제를 이용한 대리석 직접 붙임의 외벽 마무리 단열시공방법이 제공된다.

상기한 일곱 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태에 따르면, 전술한 양태에 따른 단열복합판재의 무기 발포 판재 표면을 콘크리트 쪽으로 하는 거푸집으로 사용함과 동시에 내벽 또는 외벽 마무리 단열재로 사용하는 단열시공방법이 제공된다.

본 발명에 따른 단열복합판재는 단열성, 내습성, 투습저항성, 압축 강도 및 굽힘강도, 인장강도와 같은 기계적 특성이 우수하고, 경량이며, 불연성이고, 이종 소재와의 접합성이 우수할 뿐만 아니라, 현장에서의 절단이나 표면 요철 가공, 또는 곡면 디자인 처리된 내외벽체에 맞추기 위한 곡면가공이 용이하고, 석고 보드나 디자인 보드 또는 벽지의 플래스터(plaster) 붙임, 모르타르 도포, 모르타르를 개재(介在)한 타일 붙임 시공, 모르타르 또는 에폭시 접착제를 이용한 대리석 붙임 시공 등의 내벽 또는 외벽 마무리 공사를 앵커 볼트 등의 사용 없이 단열복합판재에 직접 간단히 수행하거나, 또는 콘크리트 타설 시 거푸집 및 마무리 단열재로서 동시 적용 가능하므로 우수한 시공성을 가지며, 경제성이 높으므로, 아파트나 오피스텔 등과 같은 건축물의 내외벽 단열 및 옥상 단열, 아이스링크 등과 같은 스포츠센터의 바닥 단열, 보강 단열, 냉장 및 냉동 시설이나 냉장 탑차용 단열, 돈사나 우사 등과 같은 축사의 단열 및 보온, LPG 또는 LNG 또는 중유 탱크의 단열과 같은 광범위한 분야에 적용 가능하다.

이하, 본 발명에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 주로 이종 소재와의 우수한 접합성으로 인한 높은 시공성을 가지는 경제성 있는 경량 단열복합판재에 대한 것이나, 기계적 특성 및 내습 내수성이 양호함은 물론, 가공성도 양호하다.

본 발명에 따른 단열복합판재는 통상의 발포 수지 판재와, 상기한 발포 수지 판재의 적어도 일표면 상에 접착층을 개재하여 적층되는 무기 발포 판재로 구성된다.

먼저, 본 발명에 따른 단열복합판재에 사용되는 통상의 발포 수지 판재로서는 비즈 (beads) 발포 또는 압출 발포 폴리스티렌 발포체, 경질 폴리우레탄 발포체, 또는 폴리에틸렌 발포체로 된 것을 들 수 있으며 이들은 시중에서 상업적으로 구입 가능하다.

한편, 유리섬유 프레스 보드는 단열복합판재의 기계적 물성 및 내수성에 나쁜 영향을 미치므로 바람직하지 못하다.

이어서, 상기한 무기 발포 판재는 탄산칼슘과 탈크, 산화아연을 포함하는 무기 충진재 40~65중량%, 바람직하게는 45~60중량%와, 염화비닐수지 35~60중량%, 바람직하게는 40~55중량%로 이루어지며, 불연속 독립 셀(cell)의 평균 입경이 0.3~3.0mm이고, 밀도가 68~72kg/m³이다.

상기한 무기 발포 판재의 두께는 3~50mm의 범위, 바람직하게는 5~30mm의 범위, 더욱 바람직하게는 5~15mm의 범위, 특정하게는 약 10mm이다. 본 발명에 있어서 무기 발포 판재의 두께가 50mm, 통상적으로는 30mm를 초과하면 경제성이 열등하게 되므로 바람직하지 못하며, 3mm 미만이면 기계적 강도의 저하를 초래하고 이종 소재와의 접합 강도가 저하될 우려가 있으므로 역시 바람직하지 못하다.

본 발명에 있어서는 경제성 및 기계적 강도 유지 측면에서 무기 발포 판재에 대한 발포 수지 판재의 두께비가 1:1~20의 범위, 바람직하게는 1:3~12의 범위이다.

상기한 무기 발포 판재는 수지 발포 판재의 상하면 중 어느 일면에만 적층하거나, 또는 상하 양면 모두에 적층할 수 있으나, 바람직한 것은 후자이며, 또한 경우에 따라서는 상기한 무기 발포 판재 복수매와 수지 발포 판재 복수매를 상호 교호적(交互的)으로 서로 엇갈리게 적층할 수도 있음은 물론이다.

한편, 접착층으로서는 콘크리트, 금속판, 수지판, 케이칼판 등에의 부착을 위해서는 에폭시계 접착제가 바람직하며, 합판이나 석고보드에의 부착을 위해서는 고무계 접착제가 바람직하며, 포름알데히드계 접착제는 합판이나 석고보드, 또는 콘크리트 부착용으로서 사용 가능하다.

이어서, 본 발명에 따른 단열복합판재에 적층 사용되는 무기 발포 판재에 대하여 설명한기로 한다.

전술한 무기 발포 판재의 구성 성분으로서의 무기 충진재로서는 탄산칼슘 25~35중량%, 탈크 10~20중량%, 산화아연 5~10중량%로 주로 구성된다.

그러나 본 발명에 있어서는 상기한 무기 충진재로서 탄산칼슘 외에, 탄산마그네슘과 같은 탄산화합물이나, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘과 같은 수산화물, 또는 석고나 황산알루미늄과 같은 수화물도 혼합사용 가능하며, 상기한 탈크(talc) 외에, 카올린(kaolin)이나 클레이(clay)를 혼합 사용할 수도 있다.

탄산칼슘은 염화칼슘의 형성에 의해 성형 시 또는 화재 시 폴리염화비닐로부터 발생하는 염소기체를 무독화(無毒化)시킨다.

탈크는 염화비닐수지의 연신성을 높여 발포성을 향상시키며, 탈크의 평균 입도는 6~12㎛가 바람직하며, 통상적으로 건축용으로 주로 사용되는 12㎛를 초과하는 것들은 성형성을 저하시킬 우려가 있으므로 바람직하지 못하며, 역으로 6㎛ 미만의 것은 경제성 측면에서 바람직하지 못하다.

6~12㎛ 범위의 입도 분포를 가지는 탈크 입자를 사용하면 발포성 향상에 유리할 뿐만 아니라, 무기 발포 판재와 이종 판재 간의 플래스터, 모르타르, 기타 수지계 접착제에 의한 접합성을 향상시킨다.

산화아연은 촉매로서 작용하며 발포가 균일하고 안정적으로 이루어지도록 하며, 기계적 강도 및 재가열에 의한 프레스 성형 가공성을 개선시킨다.

산화아연은 염화비닐수지 분자 중에서 탈염소화 반응에 의해 염화아연을 생성하며, 탈염소화된 염화비닐수지의 유리 라디칼 간의 가교 반응이나, 다른 분자 사슬의 이중결합에의 부가에 의한 가교 반응을 일으키며, 그 결과 무기 발포 판재의 기계적 특성의 향상 및 불연속 독립 셀의 치밀화 및 균질화에 기여한다.

한편, 본 발명에 따른 무기 발포 판재에 사용되는 바인더(binder)로서는, 염화비닐이나 염화비닐리덴의 단독 중합체 또는 이들 단량체와 공중합 가능한 에틸렌, 프로필렌, 비닐아세테이트, 아크릴산, 메타크릴산, 스티렌단량체와의 공중합체를 들 수 있다.

본 발명에 있어서 충진재와의 혼련성 및 난연성 측면에서 바람직한 바인더는 염화비닐수지, 또는 염화비닐-비닐 아세테이트 공중합체이다.

한편, 본 발명에 있어서도 발포제 및 유기용매가 사용됨은 당연하며, 그 외에 공지의 가소제 및 난연제를 사용할 수 있음 또한 물론이다.

본 발명에 사용가능한 발포제로서는 당분야 공지의 아조디카본아미드, 아조비스이소부틸니트릴, 디니트로소펜타테트라민, 파라톨루엔술포닐히드라지드, p,p′-옥시비스벤젠술포닐히드라지드, 중탄산소다, 염화암모늄을 사용할 수 있으며, 생산성 및 경제성 측면에서 가장 널리 관용되는 것은 아조디카본아미드이며, 그 첨가량은 무기 충진재 40~65중량%와 염화비닐수지 35~60중량%로 이루어지는 판재 원료 100중량부에 대하여 6~18중량부의 범위로서, 그 함량은 사용 원료 및 최종 목적물의 밀도, 불연속 독립 셀의 함량 등과 같은 파라메타에 의해 폭 넓게 결정될 수 있는 것이기는 하지만, 일반적으로 6중량부 미만에서는 불연속 독립 셀의 함량이 적어져서 단열성을 저하시킬 우려 있고, 역으로 18중량부를 초과하면 불연속 독립 셀의 함량이 지나치게 많아져 상호 연통됨으로써 내습성 저하 및 밀도 저하에 따른 기계적 물성의 저하를 초래할 우려가 있으므로 마찬가지로 바람직하지 못하다.

또한 본 발명에 사용가능한 유기용매로서는 당분야에 일반적으로 사용되는 것을 널리 사용할 수 있으며, 전형적으로는 톨루엔이나 크실렌이다. 이러한 유기용매의 사용은 염화비닐의 혼련, 금형에의 이송, 발포 등에 있어서 혼합물에 적당한 정도의 연성, 유연성 및 점성을 부여한다.

그 첨가량은 무기 충진재 40~65중량%와 염화비닐수지 35~60중량%로 구성되는 판재 원료 100중량부에 대하여 30~80중량부의 범위이다.

본 발명에 있어서는 성형성 향상을 위한 가소제나 불연 보조제로서의 난연제를 첨가할 수 있다.

가소제로서는 당분야에 관용되는 프탈산디메틸, 프탈산디부틸, 프탈산디헵틸, 프탈산디옥틸, 프탈산디이소노릴, 프탈산디이소덴실, 프탈산부틸벤질, 프탈산디사이클로헥실, 인산트리글레이실, 트리부틸포스페이트, 트리스(2-에틸헥실)포스페이트, 트리(클로로에틸)포스페이트, 트리스클로로프로필포스페이트, 오르틸디페닐포스페이트, 인산트리스(이소프로필페닐), 클레이딜디페닐포스페이트, 디옥틸아젤레이트, 염화파라핀 등을 선택 사용할 수 있으며, 이들 가소제의 첨가는 무기 발포 판재에 유연성을 부가하므로 만곡 표면 형상을 갖는 콘크리트 표면이라도 그에 맞게 부합시키기 용이하므로 현장 시공성 향상에 도움이 될 수 있다.

또한 난연제로서는 내화성 및 불연성 향상을 위하여 당분야에 관용되는 공지의 것들을 사용할 수 있으며, 예컨대, 테트라브로모비스페놀 A, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 헥사브로모벤젠, 트리스(2,3-디부리모프로필)이소시아눌레이트, 2,2-비스(4-하이드록시에톡시-3,5-디브로모페닐)프로판, 데카브로모다페닐옥사이드 인산암모늄, 트리클레이딜포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리스(β-클로로에틸)포스페이트, 트리스클로로에틸포스페이트, 트리스디클로로프로필포스페이트, 클레이딜페닐포스페이트, 크실레닐디페닐포스페이트, 염화주석, 삼산화안티몬, 수산화지르코늄, 메타붕산바륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등을 사용할 수 있다.

이어서, 본 발명에 따른 단열복합판재의 제조방법에 대하여 언급하기로 한다.

본 발명에 따른 단열복합판재의 제조방법은 하기의 단계로 구성된다.

(A) 무기 발포 판재의 제조 단계:

본 발명에 있어서 무기 발포 판재는 하기의 단계로 제조될 수 있다.

(a) 원료 혼련 단계:

먼저, 탄산칼슘과 탈크, 산화아연을 포함하는 무기 충진재 40~65중량%, 바람직하게는 45~60중량%와, 염화비닐수지 35~60중량%, 바람직하게는 40~55중량%로 구성되는 판재 원료 100중량부에 대하여, 발포제 6~18중량부와 유기용매 30~80중량부를 혼합한다.

이 때, 혼련 과정 중 발포가 일어나지 않도록 50℃를 초과하지 않는 온도 범위에서 혼련한다.

(b) 1차 발포 단계:

제1 몰드 중에서 140~170℃로 가열하여 예비 발포시킴과 동시에 염화비닐수지를 겔화한다.

이 단계에서는 제1 몰드 내부의 고온으로 인하여 발포제에 의한 기체 가 발생되어 제1 몰드가 내부가 고압으로 유지되며 겔화된 염화비닐수지와 무기 충진재 중에 기체 셀이 균일하게 확산 분포된다.

1차 발포가 목표 발포 배율(체적 증가 배수)인 5~20 배율의 30~40%에 도달하면, 제1 몰드를 기밀 상태를 유지하면서 100~130℃로 급냉시킨 후, 1.2~2.5 시간에 걸쳐 실온으로 서냉한다.

(c) 2차 발포 단계:

제2 몰드 또는 가열로 중에서 90~120℃로 가열하여 본 발포시키는 2차 발포를 수행한다.

(d) 양생 단계:

2차 발포 단계에서 목표로 하는 발포 배율 5~20배에 이르면 실온으로 서냉하여 양생한다.

필요하다면, 양생된 무기 발포 판재를 서서히 40~80℃의 온도로 서서히 가온하여 용기 용매를 제거한다.

(B) 적층 단계:

시판되는 통상의 단열재로서의 발포 수지 판재의 적어도 일면에 전술한 바와 같은 접착제 도포하고 단계 (A)에서 얻어진 무기 발포 판재를 적층하고 접착제를 경화시키는 것에 의하여 본 발명에 따른 단열복합판재를 제조한다.

한편, 상기한 접착층은 UV 경화 또는 열압 경화에 의해 형성될 수 있다.

필요하다면 단계 (A)에서 제조된 무기 발포 판재는 표면을 샌드블래스팅 처리에 의해 표면 요철을 부여하거나 또는 65~85℃의 가온 하에 엠보싱 롤러 또는 프레스판으로 표면 엠보싱을 부여하거나, 또는 무기 발포 판재의 두께를 2~4 분할함으로써 일면 또는 양면에 불연속 독립 셀의 파단에 의한 표면 요철을 부여함으로써, 이종 소재와의 접합성 향상을 도모할 수도 있음은 물론이다.

다음으로, 전술한 본 발명의 제조방법에 의하여 얻어지는 본 발명에 따른 단열복합판재, 특히 발포 수지 판재의 양면에 무기 발포 판재가 적층된 복합단열판재를 이용한 내외부 마무리 단열시공방법에 관하여 언급하기로 한다.

시공된 콘크리트 벽체나 슬래브에 모르타르나 플래스터를 도포한 후 본 발명에 따른 복합단열판재의 이종 소재 접합성이 우수한 무기 발포 판재의 일측 적층부를 붙이고, 타층 적층부에 플래스터를 도포하고 석고 보드나 디자인 보드 또는 벽지를 직접 붙이거나, 또는 모르타르를 도포한 후 타일을 붙여 내벽에 대한 마무리 단열시공을 할 수가 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 내벽에 대한 마무리 단열시공방법은 종래의 내측 벽체를 쌓고 단열재를 철선으로 U자형으로 구부려 넣고 고정시킨 다음, 단열재 사이를 방습 테이프로 붙여 밀봉하고, 철선을 고정시키면서 외측 벽체를 쌓는 대단히 번거로운 중공벽(이중 공간벽) 공법의 필요성을 원천적으로 제거하며, 또한 종래의 단열재와 이종 소재 간의 접합성 부족 문제를 해결하기 위하여 고가의 특수한 접착제를 사용하는 본드 공법의 필요성도 원천적으로 제거할 수가 있다.

또한 외부 마무리 단열시공에 있어서도, 앵커 볼트의 사용 없이 콘크리트 외벽에 모르타르를 도포한 후 본 발명에 따른 단열복합판재의 이종 소재 접합성이 우수한 무기 발포 판재의 일측 적층부를 붙이고 무기 발포 판재의 타층 적층부에도 모르타르를 도포한 후 타일을 붙이거나, 또는 모르타르나 접착제를 도포한 후 대리석이나 화강암 등의 석재 판재를 직접 붙이는 외벽에 대한 높은 작업성 및 시공성을 가지는 마무리 단열시공을 할 수 있다.

앵커 볼트의 사용 필요성을 제거하게 되면, 앵커 볼트에 의한 열교 (熱交) 현상에 의한 난방열 누출을 방지할 수 있으며, 마감 외장재 표면에의 결로(結露) 현상을 방지할 수 있음은 물론, 장마나 태풍과 같은 집중 호우 시 앵커 볼트의 경로를 통한 수분 침투 및 그에 따른 발청 현상을 원천 제거할 수가 있다.

또한 종래와 같이 벽체 콘크리트 타설 시 외측면에 단열재 및 마감용 판재를 고정하기 위한 철재 앵커를 매설하고 앵커에 단열재를 건 후, 프리캐스팅 패널이나 대리석 또는 화강암 패널과 같은 마감재를 걸어 고정시키는 번잡하고 손이 많이 가는 외벽 건식 공법의 필요성 또한 원천적으로 제거할 수가 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 단열복합판재는 무기 발포 판재의 일측 적층 표면을 콘크리트 쪽으로 가게 하여 거푸집으로 사용함과 동시에, 콘크리트 양생 후 이를 제거할 필요성 없이 내벽 또는 외벽 마무리 단열재로 바로 사용하여, 타측 적층 표면에 모르타르나 접착제 또는 플래스터를 도포한 후 타일이나 석재 패널 또는 석고보드나 디자인보드 또는 벽지 등을 바로 붙이는 내외부 마무리 단열시공을 할 수가 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

실시예

발포 수지 판재로서 압출법에 의하여 제조된 폴리스티렌 발포체(800x1800x110mm)(후기의 표 1 참조)를 준비하고, 다음 조성의 무기 발포 판재(후기의 표 1 참조)를 제조하여 에폭시계 접착제를 이용하여 발포 수지 판재의 양 표면에 적층하였다.

염화비닐수지 45중량%

탄산칼슘 30중량%

탈크 15중량%

산화아연 10중량%

합계 100중량%

상기한 조성비의 염화비닐수지와 무기 충진재 100중량부에 대하여 아조디카본아미드 12중량부 및 톨루엔 70중량부를 혼합하여 헨셀 믹서로 50℃이하로 냉각시키면서 혼련하고, 몰드 내에서 160℃로 가열하여 예비 발포시킴과 동시에 염화비닐수지를 겔화시킨 다음, 목표 발포 배율의 5배율에 도달했을 때, 몰드를 기밀 상태를 유지하면서 105℃로 급냉시킨 후, 2시간에 걸쳐 실온으로 서냉하였다.

이어서, 가열로 중에서 110℃로 가열하여 2차 발포시켜 발포 배율 15배율에 도달했을 때, 실론으로 서냉하여 양생하고, 70℃의 온도에서 8시간 가온하여 유기용매를 증발 제거하여 무기 발포 판재(800x1800x10mm)를 제조하였다.

그 후, 발포 수지 판재에 에폭시계 접착제를 도포한 후 제조된 무기 발포 판재를 적층하고 열압 경화시켜 본 발명에 따른 단열복합판재를 제조하였으며, 무기 발포 판재(두께 10mm) + 폴리스티렌 발포 판재(두께 110mm)로 된 단열복합판재는 시편 1로, 무기 발포 판재(두께 10mm) + 폴리스티렌 발포 판재(두께 110mm) + 무기 발포 판재(두께 10mm)로 된 단열복합판재는 시편 2로, 무기 발포 판재(두께 10mm) + 폴리스티렌 발포 판재(두께 110mm) + 무기 발포 판재(두께 10mm) + 폴리스티렌 발포 판재(두께 110mm) + 무기 발포 판재(두께 10mm)로 된 단열복합판재는 시편 3으로 하였다.

비교예

발포 수지 판재로서 압출법에 의하여 제조된 폴리스티렌 발포체(800x1800x110mm)(물성치는 후기함)를 준비하고, 종래의 유사한 무기 발포 판재(물성치는 후기함)를 제조하였다.

염화비닐수지 8중량%

탄산칼슘 45중량%

수산화알루미늄 15중량%

산화아연 32중량%

합계 100중량%

상기한 조성비의 염화비닐수지와 무기 충진재 100중량부에 대하여 아조디카본아미드 12중량부 및 톨루엔 70중량부를 혼합하고 실시예와 동일한 조건 및 방법으로 무기 발포 판재(800x1800x100mm)를 제조하였다.

각각의 판재에 대한 물성치를 하기의 표 1에 나타낸다.

	폴리스티렌 발포체	무기발포판재(실시예)	무기발포판재(종래품)
밀도(kg/m³)	20	68	92
압축강도(N/mm²)	0.19	0.17	0.15
굽힘강도(N/mm²)	0.28	0.49	0.53
인장강도(N/mm²)	0.26	0.52	0.59
열전달률(W/mㆍk)	0.032	0.036	0.037
흡수량(g/100cm²)	1.0 이하	2.0 이하	2.0 이하
투습저항(m2ㆍsㆍPa/ng)	0.00417	0.0321	0.0316

전술한 실시예에서 제조한 본 발명에 따른 단열복합판재의 시편 1 내지 3에 대한 기계적 물성 값을 하기의 표 2에 나타내며, 열전달률 및 흡수량과 투습저항 값은 각 판재의 물성 값에 준하는 것이므로 이에 대한 측정은 생략하였다.

	시편 1	시편 2	시편 3
압축강도(N/mm²)	0.21	0.26	0.21
굽힘강도(N/mm²)	0.34	0.38	0.44
인장강도(N/mm²)	0.31	0.34	0.27
굽힘탄성률(N/mm²)	20.3	28.4	19.6
접착강도(N/mm²)	0.15	0.20	0.13

상기한 표 2의 결과로부터 본 발명에 따른 단열복합판재는 종래의 발포 폴리스티렌 단열재 보다는 우수하나 종래의 유사 무기 발포 판재 보다는 못한 중간 정도의 결과를 보이나 이는 내외 단열재로 사용하기에 충분히 만족스러운 정도이며, 표 1의 결과로부터 단열 및 내습성에 있어서는 종래의 발포 폴리스티렌 단열재 보다는 못하지만 종래의 유사 무기 발포 판재 보다는 우수할 것임은 명백하며, 특히 종래의 가격 경쟁력이 높고 단열 및 내습 특성이 우수한 경량 단열재를 상당 부분 후판(厚板)으로 그대로 이용하면서도 이들 소재가 가지는 이종 소재 간의 접합성 부족 문제를 상대적으로 박판(薄板)인 무기 발포 판재의 표면 적층에 의해 해소하고 있으므로, 가격 경쟁력이 높다.

이상, 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 이로부터 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이나, 이 또한 본 발명의 영역 내이다.

Claims

발포 수지 판재;
상기한 발포 수지 판재의 표면상에 적층되는 탄산칼슘과 탈크, 산화아연을 포함하는 무기 충진재 40~65중량%, 염화비닐수지 35~60중량%로 이루어지며 불연속 독립 셀(cell)의 평균 입경이 0.3~3.0mm인 무기 발포 판재; 및
상기한 발포 수지 판재와 무기 발포 판재 사이의 접착층으로
구성되며:
상기한 무기 발포 판재의 두께가 3~50mm이고, 무기 발포 판재 : 발포 수지 판재의 두께비가 1:1~20인
단열복합판재.
제1항에 있어서, 상기한 무기 충진재가 탄산칼슘 25~35중량%, 탈크 10~20중량%, 산화아연 5~10중량%로 구성되는 단열복합판재.
제1항에 있어서, 상기한 발포 수지 판재가 폴리스티렌 발포체, 폴리우레탄 발포체, 또는 폴리에틸렌 발포체인 단열복합판재.
제1항에 있어서, 상기한 접착층이 에폭시계 접착층, 고무계 접착층, 또는 포름알데히드계 접착층인 단열복합판재.
제1항에 있어서, 상기한 무기 발포 판재가 수지 발포 판재의 상하면 양면에 적층되어 있는 단열복합판재.
제1항에 있어서, 상기한 무기 발포 판재와 수지 발포 판재가 상호 교호적(交互的)으로 복수매 적층되어 있는 단열복합판재.
하기의 단계로 구성되는 단열복합판재의 제조방법:
A) (a) 탄산칼슘과 탈크, 산화아연을 포함하는 무기 충진재 40~65중량%와, 염화비닐수지 35~60중량%로 구성되는 판재 원료 100중량부에 대하여, 발포제 6~18중량부와 유기용매 30~80중량부를 혼합하는 혼련 단계와,
(b) 제1 몰드 중에서 140~170℃로 가열하여 예비 발포시킴과 동시에 염화비닐수지를 겔화하는 1차 발포 단계와,
(c) 제2 몰드 또는 가열로 중에서 90~120℃로 가열하여 본 발포시키는 2차 발포 단계와,
(d) 실온으로 서냉(徐冷)하는 양생 단계로 구성되는
무기 발포 판재를 제조하고;
(B) 발포 수지 판재의 적어도 일면에 접착층을 개재하여 단계 (A)에서의 무기 발포 판재를 적층하는 것으로 구성되는
단열복합판재의 제조방법.
제7항에 있어서, 상기한 단계 (A)(a)에서의 혼련이 50℃를 초과하지 않는 온도에서 수행되고, 단계 (A)(b)의 1차 발포가 목표 발포 배율의 30~40%에 이른 후, 100~130℃로 급냉 후, 1.2~2.5 시간에 걸쳐 실온으로 서냉하며, 단계 (A)(c)의 2차 발포는 발포 배율 5~20배에 이른 후 중지하고, 단계 (A)(d)의 양생은 실온으로 서냉하는 것으로 구성되는 단열복합판재의 제조방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 단열복합판재의 무기 발포 판재 표면에 석고 보드나 디자인 보드 또는 벽지의 플래스터(plaster) 붙임, 모르타르 도포, 또는 모르타르를 개재(介在)한 타일 붙임의 내벽 마무리 단열시공방법.
제5항에 따른 단열복합판재의 무기 발포 판재 표면에 앵커 볼트의 사용 없이 모르타르나 접착제를 이용한 타일 직접 붙임, 또는 모르타르나 접착제를 이용한 대리석 직접 붙임의 외벽 마무리 단열시공방법.
제5항에 따른 단열복합판재의 무기 발포 판재 표면에 단열복합판재의 무기 발포 판재 표면을 콘크리트 쪽으로 하는 거푸집으로 사용함과 동시에, 단열복합판재의 제거 없이 단열복합판재를 내벽 또는 외벽 마무리 단열재로 사용하는 단열시공방법.