KR100592052B1 - Multi-layer reflective insulation using polyurethane foam - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건축물의 벽면에 시공하는 폴리우레탄 발포체를 이용한 다층구조 반사형 단열재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양측에 알루미늄 호일층과 폴리우레탄 발포체층을 포함한 고분자 발포체층을 두고 그 사이에 폴리에스테르 부직포 층을 두고 에어버블(Air-bubble) 층을 두어 단열을 하는 열반사형 단열재이다.The present invention relates to a multi-layered reflective insulation using a polyurethane foam applied to the wall of a building, and more particularly, a polyester nonwoven fabric having a polymer foam layer including an aluminum foil layer and a polyurethane foam layer on both sides. It is a heat-reflective insulation that has a layer and an air-bubble layer to insulate it.
본 발명은 알루미늄 호일을 이용하여 열반사를 시키고, 폴리우레탄 발포체를 포함한 고분자 발포체층과 폴리 에스테르 부직포의 섬유층, 에어버블(Air-bubble)층을 이용하여 열흡수를 하여 열반사와 열흡수를 하여 여름에는 바깥에서 열기가 침투하지 못하게 하고, 겨울에는 안에 있는 열기가 밖으로 방출되지 못하도록 하여 벽체를 통해 열이 빠져나가지 못하게 하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, heat reflection is performed by using aluminum foil, and heat absorption and heat absorption are performed by heat absorption using a polymer foam layer including a polyurethane foam, a fiber layer of a polyester nonwoven fabric, and an air bubble layer. It is characterized in that it prevents heat from penetrating the outside and prevents heat from escaping through the wall in winter.
단열재, 알루미늄 호일, 폴리 우레탄 발포체, 폴리 에스테르 부직포, 에어 버블 Insulation, Aluminum Foil, Polyurethane Foam, Polyester Nonwoven, Air Bubble
Description
도1은 본 발명의 단열재 일부 발취 단면도.1 is a partial cross-sectional view of the insulating material of the present invention.
도2는 본 발명의 단열재를 건물 외벽에 설치한 형태의 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view of the form in which the heat insulating material of the present invention is installed on a building outer wall.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10:단열재10: Insulation
11a, 11b:알루미늄 호일층11a, 11b: aluminum foil layer
12a, 12b:폴리우레탄 발포체층12a, 12b: polyurethane foam layer
13:폴리에스테르 부직포층13: Polyester nonwoven layer
14:에어 버블층14: Air bubble layer
본 발명은 건축용 반사형 단열재에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 건축물의 내·외벽에 시공되어 냉기, 열기, 복사열을 반사 및 차단함과 동시에 보온하여 냉·열기의 유출·입을 막고, 방습, 방음을 갖도록 하며 시공성과 내구성을 향상시 키고 적재 운반시 롤 형태로 운송할 수 있도록 하여 물류 운송비용을 줄일 수 있도록 한 건축용 다층구조의 반사형 단열재에 관한 것이다.The present invention relates to building reflective insulation. More specifically, it is installed on the inner and outer walls of a building to reflect and block cold, heat and radiant heat, and to keep it cold to prevent leakage and mouth of cold and hot air, to have moisture and sound insulation, to improve construction and durability, and to carry and load The present invention relates to a reflective insulating material having a multi-layered construction for transporting in a roll form, thereby reducing logistics transportation costs.
건축물 단열이란 열의 이동을 방지하는 것으로 에너지의 효율적인 이용을 위해 필수적이다.Building insulation prevents the transfer of heat and is essential for the efficient use of energy.
일반적으로 건축물의 에너지 열손실의 40% 이상을 벽의 열손실이 차지하고 있는데, 건축물의 콘크리트나 벽돌의 미세한 기공을 통해 공기가 건축물의 내·외부로 유입되거나 유출된다. 따라서, 여름에는 덥고 겨울에는 추운 현상이 발생하고 에너지 소비가 커 비효율적으로 에너지를 소비하게 된다. 이러한 건축물의 문제점을 개선하고 건물의 에너지 절약을 위하여 적정한 단열 설계와 단열재의 시공이 이루어져야 한다. In general, more than 40% of the building's energy heat loss accounts for the heat loss of the walls. Air flows into or out of the building through the fine pores of the concrete or brick of the building. Therefore, it is hot in summer and cold in winter and consumes energy inefficiently. In order to improve the problems of the building and to save energy of the building, proper insulation design and construction of insulation materials should be made.
기존의 단열재로는 스티로폼과 유리섬유가 있는데, 스티로폼은 가격이 싸고 구입이 용이하다는 장점이 있으나, 운반시 패널형태로 이루어져 많은 물량을 운송하지 못하는 문제점이 있으며, 시공성에 문제가 있고 두께가 두꺼워 생활공간이 축소되는 문제점이 있다. 또한, 화재 발생 시 불의 전도가 빠르게 이루어질 뿐만 아니라 유독가스가 발생하여 화재로부터 매우 위험한 단점이 있으며, 유리섬유 같은 경우는 불연 단열재로써 화재시 화염이 급속하게 확산되는 것은 지연할 수 있으나, 표면에 다른 물질을 부착하지 않는 한 내압성이나 내압축성을 기대하기 어렵고, 사용 취급시 분진에 의한 인체의 호흡기 질환을 야기시킬 수 있는 단점이 있다. Existing insulation materials include styrofoam and glass fiber, but styrofoam has the advantage of being cheap and easy to purchase, but there is a problem in that it does not transport a large quantity due to the panel form during transportation, and there is a problem in workability and the thickness is thick. There is a problem that the space is reduced. In addition, in the event of a fire, the conduction of fire is not only quick but also toxic gas is generated, which is very dangerous from the fire.In the case of glass fiber, as the non-combustible insulation, the spread of the flame in case of fire may be delayed, Unless the material is attached, it is difficult to expect pressure resistance or compression resistance, and there is a disadvantage that can cause respiratory diseases of the human body by dust during use and handling.
종래에도 위와 같은 문제점을 갖는 스티로폼이나 유리섬유를 대체하는 반사단열재가 제시되어 있는데, 알루미늄 필름에 기포지나 기포지가 부착된 필름을 포 함하여 구성하고 있어, 시공성이 용이하다는 장점은 있으나, 알루미늄층이 단일 층으로 이루어져 있어서 열반사율이 떨어지고, 단순 기포지를 이용하기 때문에 기존의 단열재에 비해 단열 성능이 떨어지는 단점이 있다. Conventionally, a reflective insulating material is proposed to replace styrofoam or glass fiber having the above problems. However, since an aluminum film includes a bubble paper or a film with bubble paper attached thereto, there is an advantage of ease of construction. The heat reflectivity is reduced because it consists of a single layer, there is a disadvantage that the heat insulating performance is lower than the conventional heat insulating material because it uses a simple bubble paper.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 열전도율이 낮은 우레탄폼과 열 반사율이 뛰어난 알루미늄이나 알루미늄 합금을 이용하여 반사형 단열재를 형성함으로 운반 및 시공성과 내구성을 향상시킨 건축용 다층구조 반사형 단열재를 제공함을 목적으로 한 것이다. The present invention is to improve the above problems, by forming a reflective heat insulating material using a low thermal conductivity urethane foam and aluminum or aluminum alloy having excellent heat reflectance to form a reflective multi-layered reflective heat insulating material for building and construction and improved durability It is intended to provide.
상기 목적을 달성하기 위하여 다층구조의 반사형 단열재가 제공되는데, 그 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.In order to achieve the above object, there is provided a reflective insulating material having a multilayer structure, which will be described in detail as follows.
외측 양면에 열을 반사 및 차단할 수 있도록 위치되는 알루미늄 호일층(11a)(11b)을 형성하고, 양측 알루미늄 호일층 내면에 각각 접착되는 폴리우레탄 발포체층(12a)(12b)을 형성하며, 일측의 폴리우레탄 발포체층(11a) 일면에 폴리에스테르 부직포층(13)를 접착하고, 폴리에스테르 부직포층(13)와 다른 일측의 폴리우레탄 발포층(11b) 사이에 에어버블층(14)을 형성하여 단열재(10)를 구성한 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.Embodiments of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 발명에 의한 반사단열재의 단면도를 도시한 것으로써, 단열재(10) 양 측 표면측에 열을 반사시키고 습기가 빠져나가는 것을 막는 알루미늄 호일층(11a)(11b)을 형성한다.Fig. 1 shows a cross-sectional view of the reflective insulating material according to the invention, and forms
상기 알루미늄 호일층은 0.05㎜의 두께로 형성된 것으로 롤 형태로 감을때 구겨지지 않도록 한다. 알루미늄 호일층을 0.05㎜의 두께로 형성하더라도 알루미늄 특성상 공기와 습기의 소통을 차단하는데 전혀 문제가 없다.The aluminum foil layer is formed to a thickness of 0.05mm so as not to be wrinkled when wound in a roll form. Even if the aluminum foil layer is formed to a thickness of 0.05 mm, there is no problem in blocking the communication between air and moisture due to the characteristics of aluminum.
또한, 알루미늄 호일층(11a)(11b) 내면에 각각의 폴리우레탄 발포체층(12a)(12b)이 접착된다. 폴리우레탄 발포체층(12a)(12b)은 발포된 폼 형태로 이루어진 것으로서 보온단열이 가능한 동시에 하중이 가벼워 취급이 간편하다.Further, each
상기 폴리 우레탄 발포층(12a)(12b)10㎜의 두께로 각각 형성된 것이다.The
각각의 일면이 알루미늄 호일층(11a)(11b)과 접착된 폴리 우레탄 발포층(12a)(12b)내면 일측에는 폴리에스테르 부직포(13)가 위치되고 폴리에스테르 부직포층(13)와 일측에 폴리 우레탄 발포층(12b) 사이에는 에어 버블층(Air-bubble)(14)이 개재되어 접착된 것이다. One side of the
상기 폴리에스테르 부직포층(13)은 단열과 보온 효과를 갖고 외부로부터의 충격을 완화하는 동시에 방음 작용을 갖는다.The polyester
또한, 에어 버블층(14)은 공기층으로 형성되어 찬공기와 더운 공기가 이동하는 것을 차단하고 공기를 보온하는 효과를 갖는다. In addition, the
이와 같이 이루어진 본 발명의 알루미늄 호일층은 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 이루어지는데, 방사율(Emissivity)이 0.03 ~ 0.05 이내가 가장 바람직하고, 복사율(Reflectivity)은 0.95~0.97이 가장 바람직하다. The aluminum foil layer of the present invention is composed of aluminum or aluminum alloy, the emissivity is most preferably within 0.03 ~ 0.05, the most preferred is 0.95 ~ 0.97.
고분자 발포층인 폴리우레단 발포체층(12a)(12b))는, PolyEthylene, PolyProplene, PolyStyrene, PolyUrethane등에서 우레탄 폼을 포함한 최소한 하나 이상을 사용 하며, 두께는 1mm 내지 50mm 두께를 구비하나, 경제성과 단열재의 성능을 고려하여 더욱 바람직하게는 5 ~ 15mm 두께를 구비한다. 폴리우레탄 발포체층(12a)(12b)은 다공성 구조를 갖추어 열의 전달을 차단하는 층으로, 여기에 쓰이는 우레탄 폼은 폴리우레탄을 발포제와 섞어 발포시킨 것으로서, 표 1에서 보는 것과 같이 일반적으로 쓰이는 부피단열재와 상대적으로 비교하였을 때 열전도율이 부피단열재 보다 낮은 것을 확인할 수가 있다. 이러한 의미는 폴리우레탄 발포체층(12a)(12b)이 열의 이동을 차단함으로써 단열의 효과가 뛰어나다는 것을 나타낸다. Polyurethane foam layer (12a) (12b)) is a polymer foam layer, at least one or more including a urethane foam in PolyEthylene, PolyProplene, PolyStyrene, PolyUrethane, etc. Considering the performance of more preferably has a thickness of 5 to 15mm. Polyurethane foam layer (12a) (12b) is a layer having a porous structure to block the transfer of heat, the urethane foam used here is a foam insulation mixed with a polyurethane foaming agent, as shown in Table 1 generally used It can be seen that the thermal conductivity is lower than that of the bulk insulation material when compared with. This means that the
또한, 화재가 났을 때 부피단열재는 바로 연소되어 바로 유독가스가 방출되는 반면, 우레탄 발포체는 난연 성질이 있어 부피단열재에 비해 유독가스가 방출되지 않아 안전하다. 또한, 연질의 성질이 있어 롤 형식으로 운반 및 시공하는 데 있어 편리하다. 이 우레탄 폼은 150℃의 고온 영역에서 초저온 영역까지 사용이 가능하여 다양한 영역에서 사용이 가능하다.In addition, in the event of a fire, the volume insulating material is immediately burned to release toxic gases, while the urethane foam has a flame retardant property, so it is safe because no toxic gases are emitted compared to the volume insulating materials. In addition, it has a soft property, which is convenient for transportation and construction in a roll form. This urethane foam can be used in high temperature range of 150 ℃ to ultra low temperature range and can be used in various areas.
상기 표 1은 우레탄 폼과 부피단열재의 열전도율 비교Table 1 compares the thermal conductivity of the urethane foam and the bulk insulation
본 발명의 폴리 우레탄 발포체(12a)(12b) 내측의 폴리에스테르 부직포층(13)은 섬유층으로 기계적, 화학적 또는 열처리하여 섬유집합체로 결속시킨 부직포로 단열재로서의 인장강도를 가지도록 하게 된다. 이 섬유층의 폴리에스테르 부직포층(13)은 방음 및 단열 효과뿐만 아니라 벽면에 고정 시 타카 못을 고정하는 역할도 병행한다. 두께는 1mm 내지 20mm 두께가 구비된다. The polyester
폴리에스테르 부직포층은 일측(또는 상측)에 구비된 에어버블(Air-bubble)층은 단열재 사이에 열전도율이 매우 낮은 공기를 둠으로써 고분자 발포층에서 차단하지 못한 열기나 냉기를 차단하는 효과를 가지면서 급격한 온도차이로 생기는 결로현상을 막아주는 역할을 한다. 이 결로현상은 단열재의 성능을 급격하게 떨어뜨리고 이 수분에 의해 곰팡이 등이 생겨 생활환경에 악영향을 끼친다. 이 같은 문제점을 에어버블(Air-bubble)층이 단열효과뿐만 아니라 결로현상을 막음으로써 단열재로서의 지속적인 특성을 지속할 수 있다. Polyester non-woven fabric layer is provided on one side (or upper side) air-bubble layer has a very low thermal conductivity air between the heat insulating material to block the heat or cold air that could not block in the polymer foam layer It prevents condensation caused by rapid temperature difference. This dew condensation drastically degrades the performance of the insulation and mold causes moisture, which adversely affects the living environment. The air bubble (air-bubble) layer can prevent the condensation phenomenon as well as the heat insulation effect can continue the characteristics as a heat insulating material.
에어버블(Air-bubble)층 일면 또는 상측에 다시 고분자 발포층인 폴리우레탄 발포체층과 열반사 효과를 가지고 있는 알루미늄층을 구비함으로써 다층구조의 단열재(10)가 구비가 된다. 이런 다층구조로 이루어지면서 열 반사와 열 흡수과 같이 이루어져 단열효과가 크게 강화할 수 있고 또한 결로현상도 예방할 수가 있다.By providing the polyurethane foam layer which is a polymer foam layer and the aluminum layer which has a heat reflection effect on one surface or the upper side of an air-bubble layer, the
또한 단열재의 부착의 용이성을 위해 알루미늄 호일층에 접착제층을 구비할 수도 있다. In addition, an adhesive layer may be provided on the aluminum foil layer for easy attachment of the heat insulating material.
이상과 같이 이루어진 반사단열재의 시험성능을 살펴 보면, Looking at the test performance of the reflective insulating material made as described above,
1. 단열재 구성1. Composition of insulation
도 1에 나타내는 것과 같이 양측에 50㎛ 두께의 알루미늄 호일층 위에 10mm 두께의 폴리 우레탄 발포체층(12a)(12b)을 접착하고, 그 사이에 3.9mm의 폴리에스테르 부직포(13)와 2mm의 에어버블(Air-bubble)층(14)을 접착한다. 이 반사형 단열재의 총두께는 26mm가 된다.As shown in Fig. 1, a 10 mm thick
2. 시험체의 구성2. Composition of Test Specimen
항온 측에 두께가 9.5mm의 일반 석고보드가 접촉하고 있고, 그 내측에 24mm의 공기층이 구성되어 있고, 그 내측에 폴리우레탄을 이용한 다층구조 반사형 단열재가 구성되었다. 또 그 내측에 20mm의 공기층과 저온 층에 접촉하는 9.5mm의 일반 석고보드를 가열 상자와 저온실 사이에 설치하였다. A general gypsum board having a thickness of 9.5 mm was in contact with the constant temperature side, an air layer of 24 mm was formed inside, and a multilayer structure reflective insulating material using polyurethane was formed therein. Moreover, inside it, a 9.5 mm general gypsum board was placed between the heating box and the low temperature chamber in contact with the 20 mm air layer and the low temperature layer.
3. 단열 성능시험3. Insulation performance test
주택용 단열재의 단열 성능시험 방법인 KS F 2277 : 2002에서 규정한 방법에 따라 실시하였다.It was conducted according to the method specified in KS F 2277: 2002, which is a method of thermal insulation performance testing of residential insulation.
가열 상자와 저온실 사이에 시험체를 설치, 규정된 온도조건에서 온도차이가 거의 일정한 상태인 정상 상태일 때 시험을 1시간 간격으로 3회를 실시하였고, 온도 측정은 항온실 공기온도 9개소, 가열상자, 저온실 공기 및 시험체 표면을 각각 5군데 측정하여 시험결과치의 차이가 2.0%이하일 때 시험을 종료하였다.A test body was installed between the heating box and the low temperature room, and the test was carried out three times at an interval of one hour when the temperature difference was almost constant under the prescribed temperature conditions. The test was terminated when the difference between the test results was less than 2.0% by measuring five locations of the low temperature chamber air and the surface of the test body.
4. 시험 결과 4. Test result
시험결과 열관류율 값은 0.40 W/(m2 · K)을 얻었다. 이 0.40 W/(m2 · K)의 열관류율 값은 기존에 사용되어지고 있는 부피단열재인 스티로폴 80㎜에 해당되는 값으로써, 당사가 발명한 폴리우레탄 발포체를 이용한 다층구조 반사형 단열재의 26㎜의 두께와 동일한 결과가 나왔다. 고로 기존의 단열재보다 약 3배 얇고 성능은 더욱 우수하다고 할 수 있다. The thermal permeability value was 0.40 W / (m2K). The 0.40 W / (m2K) heat permeability value corresponds to 80mm of styropol, a volume insulating material that has been used in the past, and has a thickness of 26mm of the multilayer structure reflective insulation material using the polyurethane foam of the present invention. The same result came out. Therefore, it is about 3 times thinner than the existing heat insulating material and can be said to have better performance.
이와 같이 된 본 발명은 도 2의 설치사용상태에서 알 수 있듯이 단열재는 건축물(40)의 외벽 또는 내벽으로부터 알루미늄 호일층(11a), 폴리우레탄 발포체층(12a), 에어버블층(14), 폴리에스테르 부직포층(13), 폴리우레탄 발포체층(12b), 알루미늄 호일층(11b)의 순서로 적층되고 단열재(10)와 외벽(40)의 마감재(30) 사이에는 약간의 공간부가 형성된다.As can be seen from the installation and use state of FIG. 2, the present invention is made from the outer wall or the inner wall of the
따라서 외벽의 마감재(30)를 통하여 유입되는 공기와 습기는 단열재(10)의 외측에 위치하는 알루미늄 호일층(11b)이 차단하고, 건물 내측의 열이 외부로 방출되는 것은 건축물의 외벽과 대응된 알루미늄 호일층(11a)이 차단함으로서 열의 이동을 차단할 수 있게 된다.Therefore, the air and moisture introduced through the finishing
특히, 단열재 외면에 위치한 알루미늄 호일층(11b)이 외부에서 유입되는 열과 공기를 반사시킴으로 단열재와 마감재 사이의 공간부의 온도를 보온하는 효과를 갖게된다. In particular, the
이와 같이 된 본 발명은 건축물의 외벽뿐만 아니라 내벽에 설치시 스티로폼로 이루어진 단열재를 사용하지 않고 반사 단열재를 사용함으로써 단열효과는 기존의 단열재보다 그 효율을 증대시킬 뿐만 아니라 두께를 줄임으로써 단열재 설치로 생기는 내부공간이 축소되는 것을 방지하여 면적의 축소를 방지할 수 있도록 한 것이다. The present invention as described above by using a reflective insulating material not using the insulation made of styrofoam when installed on the inner wall as well as the outer wall of the building, the insulation effect is not only to increase the efficiency than conventional insulation, but also to reduce the thickness caused by the insulation installation It is to prevent the reduction of the area by preventing the internal space from shrinking.
또한, 본 발명은 복합단열재를 운송시 롤 형태로 형성하여 많은 양을 적재할 수 있도록 함과 동시에 취급이 간단 용이하여 물류 운송비를 줄일 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention is to form a roll in the form of a composite insulation to transport a large amount and at the same time easy to handle to reduce the logistics transportation costs.
이와 같이 된 본 발명의 반사형 단열재는 양면에 알루미늄 호일층을 갖고, 그 사이에 폴리우레탄 발포체층, 폴리에스테르 부직포층, 폴리에틸렌 에어버블 층이 개재되어 접착되도록 함으로서 단열재의 두께를 줄일 수 있는 동시에 외부에서 침투하는 열을 반시켜 내부로 열기가 유입되는 것을 방지하고 더불어 찬공기 또는 뜨거운 공기 및 습기의 유입을 차단할 수 있도록 하는 효과와 소리를 차단하는 방음효과를 가지며, 또한 반사형 단열재를 시트로 형성하여 롤 형태로 형성시켜 운반함으로 물류운송비를 절감할 수 있는 효과를 갖는다. Thus, the reflective insulation of the present invention has an aluminum foil layer on both sides, and a polyurethane foam layer, a polyester nonwoven layer, and a polyethylene air bubble layer are interposed therebetween, thereby reducing the thickness of the insulation and at the same time. It has the effect of preventing heat from penetrating the heat penetrating from inside and blocking the inflow of cold air or hot air and moisture, and soundproofing to block the sound. It has the effect of reducing the logistics cost by transporting it formed in the form of a roll.
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