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 폴리우레탄 폼 정의 |
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다공성 물질은 독립기포구조조직과 개방기포구조조직으로 되고 독립기포형이 cellutype=expended materials 이며 개방기포형이 noncellutype=sponge materiais 이다 고무계 기포구조 물질 또는 플라스틱 포장물질로 코팅 되는 스폰지와 폼의 구별은 막연(漠然)하며 폼과 스폰지는 어느것이나 고수 기타의 플라스틱 다공성 물질과 같이 명확하게 구별하기 어렵고 포옴 또는 스폰지라고 혼동되고 있다. 다공성 물질을 총칭하여 스펀지라고 칭한다.
현재 플라스틱 다공성 물질로 포옴과 스펀지로 칭함에 불과하다. 현재 모든 고분자 기체에서 포옴이 제조되나 유동성이 큰 액체상으로써 임의의 스페이스로 상온에서 주입 또는 토출(吐出)시켜 그대로 경화 시키는 간단한 조작으로 성형 되는 것은 우레탄폼의 최대의 특징이다.
폴리우레탄 포옴의 생성원리는 히드록실 말단기의 고분자체와 디이소시아네이트가 수가교에 의한 탄성체 생성 반응에 따라 침연장 가교 망상화 반응을 일으켜 분자를 거대화 시킴과 동시에 이때에 발생하는 가스에 의해 팽창하여 구형 또는 반구형 또는 다각형의 세포상 조직체가 되고 경화시켜 폴리우레탄 폼이된다. 발포 반응의 주류는 이소시아네이트 기(基)와물의 반응이나 여러가지가 개발되고 있다.
최근 폼 제품의 균일성 기포의 개방 또는 독립상의 차이 화학적 물리적 제성질 등의 확실한 재현성을 얻으려면 폴리올 디이소시아네이트 물 또는 발포제 촉매 첨가제 등 반응 과정에서의 변화와 속도 가스발생량과 속도 그리고 경화시간 등의 제인자가 복잡하게 얼켜 영향을 주무로 일정한 성질의 포옴을 연속적으로 얻기 위해서는 그것에 정확한 원재료와 재현성 있는 확실한 조작 방법을 필요로한다. 셀의 크기는 교반의 속도 토출압과 공기주입량 밎 그 방법에 의해 좌우되며 주의를 요한다.
이소시안염화합물과 글리콜의 반응으로 얻어지는 폴리우레탄을 구성재료로 하고, 구성 성분인 이소시안산염과 다리결합제로 쓰는 물과의 반응으로 생기는 이산화탄소와 프레온과 같은 휘발성용제를 발포제로 섞어서 만드는 발포제품을 일컷는다. 폼의 겉보기 밀도를 비교적 자유롭게 조절 할 수 있어 어디서나 현장에서 간단히 발포 시킬 수 있다.
사용하는 원료, 글리콜의 종류에 따라 폴리에테르폼과 폴리에스테르 폼으로 나눌 수 있는데, 앞의 것은 유연성이 좋고 뒤의 것은 공업용 폼으로 쓰기에 알맞게 딱딱하다. 이와 같이 만들어 지는 폼은 초연질 연질 반경질 경질 등으로 굳기를 가진다. 초연질과 연질은 쿠션이 우수하여 메트리스 등에 이용 되고 경질폼은 강성이 있고 단열성과 저온 특성이 좋기 때문에 냉장고 단열재. 건축물의 단열 방수등에 쓰이고 반경질 폼은 충격 흡수력이 좋아 자동차 내장재로 쓰인다. 폼 성형 방법으로는 원숏법과 프리 폴리머법등 2가지가 있다 원숏법은 원료 성분을 한꺼번에 섞어 반응시켜 발포시키므로 경제적이어서 연질폼은 대부분 이 방법으로 만들어 진다. 프리폴리머법은 미리 글리콜의 일부와 디이소시안염을 반응시켜프리폴리머(부분 중합제)를 만들어 두고 여기에다 나머지 글리콜 발포제 촉매 등을 섞어서 발포시키는 방법인데 발포가 고르기 때문에 반경질폼이나 경질폼처럼 공업용으로 쓰이는 품질을 중히여기는 폼을 만드는데 이 방법을 이용한다. 최근 일본에선 물만으로 발포시키는 non 프레온 폼 도 개발되어 2004년 전페가 예정 되어있는 Hcfc 141b로 대표되는 대체프레온을 사용하지 않는 수발포에 의한 경질 우레탄 폼도 일본(日本)니시이도료 산업에 의해 개발되었다. |
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| 특 징 |
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경질 폴리우레탄 폼은 극히 우수한 단열성능, 자기접착성, 제조 간편성 및 다양성등 타단열재와 비교하여 많은 특징을 갖고 있다.
이외에도 경질 폴리우레탄 폼은 타 단열재와 비교하여 다음의 특징을 갖고 있다.
- 단열성능효과 탁월
- 방수효과
- 가공성과 시공성이 용이
- 면재와의 접착성이 우수
- 자기부력성
- 작업환경개선
- 난연성향상
- 기후조건에 안정적
- 쾌적한 생활환경 제공
표 1. 경질 폴리우레탄 폼의 분류
1. 성형품에 따른 분류
| 1) 슬래브 발포폼 |
절단보드, 파이프카바, 접합보드, 기타 가공품 |
| 2) 연속라미네이트 발포폼 |
라미네이트보드, 판넬, 금속샌드위치판넬 |
| 3) 주입발포폼 |
전기냉장고, 냉동기, 쇼케이스, 자동판매기,단열관, 아이스박스, 조립식 목욕조, 단열샤시 ,샌드위치판넬, 단열덧문, 파이프카바, 보드, 합성목재, 장식품, 스포츠용품, 케비넷트, 가구, 도아판넬등 |
| 4) 스프레이발포 |
단열관, 목욕조, 파이프카바등 |
2. 현장발포폼에 따른 분류
| 1) 주입발포폼 |
일반건축물, 냉장(동)창고, 축열조, 축사, 선박, 차량, 플랜트 |
| 2) 스프레이발포폼 |
일반건축물, 냉장(동)창고, 축열조, 축사, 선박, 차량, 플랜트, 포장재 | |
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| 분야 및 용도 |
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| 1. |
가전분야
전기냉장고, 냉동고, 쇼케이스, 자동판매기, 이이스박스
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| 2. |
건축분야
지붕, 천정, 벽, 바닥단열재, 수도, 배관, 주택설비기구(목욕조, 태양집진기) 단열, 보온재, 단열보수재
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| 3. |
창고 및 공장 분야
냉동(저온)창고 항온항습 공장 가스주입 밀폐창고 조립식 판넬을 사용한 기밀창고
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| 4. |
철도, 선박분야
철도차량 바닥 천정, 벽등의 단열재 냉동선박, 액화천연가스(LNG)선박의 단열재
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| 5. |
생활용품 분야
액자, 인테리어 몰딩제품, 조각물, 물통
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| 6. |
스포츠, 통신분야
인공위성 수신안테나 결로방지제 인공위성 발사로켓의 연료탱크 단열재 스키 및 스토우 보드의 심재 볼링볼의 심재
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| 7. |
기타분야
오일 펜스 (Oil Fence), 등대 방파제 보호제, 전자부품의 포장재
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| 구성원료 |
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| 1. |
레진프리믹스(Resin Premix)
폴리올, 촉매, 정포제 및 기타 첨가제드이 혼합되어 있는 원액
폴리올은 폴리에테르 및 폴리에스테르 폴리올이 사용되고, 개시제, 관능기수에 따라 단독 또는 혼합하여 사용한다.
정포제는 실리콘 정포제가 사용되며 레진의 유화, 발포가스의 분산, 셀파포방지 및 셀막의 안정화 및 단열성능의 향상을 위해 사용된다.
촉매는 반응속도 조절 및 성형성 개선을 위해 사용하고 2~3 종류의 촉매를 조합하여 사용한다. 발포제는 물, R-11, HCFC-141b, Cyclopentane 등이 사용되면 대체발포제로 HFC-245fa가 검토되고 있다.
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| 2. |
이소시아네이트(Isocyanate)
폴리머릭엠디아이(Polymeric MDI)를 사용하고 있다(COSMONATE M-200 및 M-100 등). NCO% : 30.0 ~ 32.0% 점 도 : 150 ~ 600 cps/25°C |
표 2. 경질 폴리우레탄 폼의 구성원료 및 사용량
| 사용원료 |
성 분 |
사용량 |
B액
(이소시아네이트) |
M-200
Index |
100 ~ 350 |
A액
(레진프리믹스) |
폴리올
물
실리콘
촉매
난연제
첨가제
가교제
발포제 |
100
0 ~ 4
1 ~ 3
0 ~ 5
0 ~ 20
0 ~ 10
0 ~ 10
10 ~ 40 | |
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| 우레탄폼이란? |
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URETHANE 결합을 가진 POLYISOCYANATE와 POLY등의 활성수소 함유물과의 반응에서 생성되는 합성수지의 총칭으로 최소의 두께로(20mm) 완벽한 방수층과 최상의 단열효과를 내는 최첨단의 우수한 방수 및 단열성을 말합니다.
또한, 시공의 용이성으로, 현대건축, 조선, 냉동, 플랜트 등에 광범위하게 사용되는 가장 이상적인 방수 단열재이며 우레탄 폼을 노후된 건물의 슬러브 옥상이나 지붕 혹은 벽체 등에 다른 선작업이 없이 현상태 그대로 발포함으로써,방수, 단열, 방음등의 해결은 물론, 특히 반영구적인 수명으로 경제적인 효과는 타 제품의 추종을 불허합니다.
우레탄 폼은 산성비, 산성가스, 염수 등에 전혀 영향을 받지 않으며, 낡은 기와 지붕이나 슬레이트 지붕에 시공하였을경우 성인남자가 뛰어 다녀도 될 정도로 안전하고, 이음새 없는 완벽한 방수 및 단열층을 만들어 냅니다.
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| 우레탄폼 시공시 상세단면도 |
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| 사용용도밎 시공후효과 |
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용도 (방수, 단열, 방음)
주택, 빌딩, 아파트, 기와, 슬레이트 지붕, 함석 지붕, 축사, 냉저온 창고, 저수조, 산업용 탱크, 체육관, 수영장 및 각종 경기장
시공후 효과
URETHANE FOAM은 두꺼운(평균 20mm) 방수층으로 완벽한 방수효과와 우수한 단열층으로 냉.난방 에너지 절감. 약40%이상의 효과가 있으며, 건물의 노후를 방지하여 건물 수명이 연장됩니다.
아늑하며 산뜻한 칼라시공으로 외관상 보기가 좋습니다. 방음의 효과가 뛰어납니다.
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| 각종재료의 열전도율과 두께비교 |
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Insulation System R-Value Surface Temperature at Points Indecated
상기그림은 미국의 공식적인 물성평가기관인 ASTM의 측정방법을 응용한 것으로 뜨거운 내장박스 주변을 각각 반사유리,석면,셀롤로오스판재,우레탄품(1,2,3)으로 감싼뒤 감싼물체의 표면을 적외선 열감지 카메라로 촬영한 자료이다.
이는 짙은 녹색일수록 온도가 낮고 붉은 색일수록 표면 온도가 높음을 의미하며 단열효과의 단적인 표현수단이라고 할 수 있으며 제일정확한 측정방법이라고 할 수 있겠다. |
| *윗그림의 번호에 따른 설명 |
| 단열시스템(단열제) |
R-value |
표면온도 |
| 반사유리(1) |
9.8 |
80.5°F |
| 석면(2) |
13 |
76.3°F |
| 우레탄폼15MM(3) |
14 |
72.4°F |
| 셀롤로오스(4) |
12 |
73.4°F |
우레탄폼(5)
(OPEN CELL연질우레탄) |
12 |
73.4°F |
| 우레탄폼25MM(6) |
20 |
70.4°F |
R-VALUE는 열전도율에 대한 저항치를 계수를 표현한 것이며 이 수치야말로 단열효과의 척도라고 하겠다.
옆도표는 미국의 TIME SOCIETY OF THE PLASTIC INDUSTRY 라는 학회지의 내용을 인용한 것이다.
옆 내용에 따르면 우레탄폼을 동일 두께로 타설했을 때 석고보드의 약 6배 암면의 2배가량 단열효과가 탁월하다고 하겠다. | |
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| 공장 및 주택의 열손실 분석 |
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 상기그림은 일반적인 가정주택의 공기흐름을 나타낸 것으로 바꾸어말하면 주택의 냉난방 부분에서의 에너지 손실 흐름도를 단적으로 나타낸 도면이다.
상기그림에서 지적하는 것은 지붕으로의 에너지 손실이 40%를 차지하는 것으로 나타나있다.
그원인은 공기의 대류현상 즉 더워진 공기는 위로 차가운 공기는 아래로 순환하는 가장 기초적인 과학상식에서 생각해보면 더욱 명확해진다. 이는 겨울에는 엄청난 난방비의 낭비를 초래함과 아울러 여름에는 지붕을 통한 직사광선으 가열효과 작용으로 인하여 건물전체의 온도상승을 초래하여 냉방비의 상승요인을 작용한다.
이는 항온항습 크린이 절대적으로 필요한 전자부품공장 및 반도체공장 섬유공장에서 더욱 실감있게 느껴질 것이다.
따라서 상기의 내용은 바꾸어 말하면 지붕의 단열효과의 중요성을 구지 언급할필요가 없을 것이다. 이는 단열계수가 가장낮고 R-value가 가장높은 우레탄품을 지붕위에 타실했을 때 통상 여름에는 실내 온도 약5℃낮아지는 것을 직접피부로 체험할 수 있을 것이다.
또한 겨울에는 난방비 절감효과가 약 20%정도 절약되는 것을 또한 느낄 수 있을 것이다.
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| 시공장면 또는 시공완료 사진 |
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시공전문업체 (주)전국단열산업 (02)861-2800 |
