KR100620117B1 - 보온단열용 복합구조체 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보온단열용 복합구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 보온단열용 복합구조체는, 알루미늄 소재의 제1복사열차단층; 상기 제1복사열차단층 상면에 적층된 PET 소재의 제1수지층; 상기 제1수지층 상면에 적층된 부직포 소재의 제1단열층; 상기 제1단열층 상면에 적층된 소정의 발포수지 소재의 제2단열층; 상기 제2단열층 상면에 적층된 PET 소재의 제2수지층; 및 상기 제2수지층 상면에 적층된 알루미늄 소재의 제2복사열차단층;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 종래의 유사 용도의 제품에 비하여 기밀시공이 가능하며, 시공의 간편성을 확보할 수 있음은 물론 단열성 및 방습성에 우수한 효과를 보인다.
PET, 필름, 보온단열, 알루미늄, 결로방지, 복층

Description

보온단열용 복합구조체 및 그 제조방법{Composite structure for thermal insulation and method for manufacturing of the same}
도 1은 본 발명에 따라 제조된 보온단열용 복합구조체의 단면사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 보온단열용 복합구조체를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 보온단열용 복합구조체를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
본 발명은 보온단열용 복합구조체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상하의 최외부층에 알루미늄층을 두고, 중앙부에 서로 다른 단열결로방지층이 면하도록 하고, 알루미늄층과 단열결로방지층 사이 각각에 PET 수지층이 개재되도록 하여, 복사열차단 및 결로방지효과를 동시에 달성할 수 있는 보온단열용 복합구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건축물의 외벽에 사용되는 콘크리트나 벽돌에는 그 자체에 미세한 기공이 존재하기 마련이다. 이러한 구조부재의 기공들을 통하여 건축물 외부로 부터 공급되는 열, 냉기 또는 외풍이 실내로 유입되거나 실내로부터 외부로 빠져나가게 된다. 그 결과, 실내가 여름에 더 덥고 습하게 되며, 겨울에 더 추워지게 된다. 이를 방지하기 위하여, 각종 보온단열재가 개발 및 시판되고 있다. 그러나 현재까지 개발된 보온단열재는 그 재료와 시공방법에서 많은 문제점을 가지고 있다.
예를 들면, 스티로폼은 저렴한 가격과 구입이 용이하기 때문에 가장 널리 이용되고 있으나 화재시 다량의 유독가스가 발생하여 많은 인명피해를 주게 된다. 또한, 스티로폼은 시공시 합판과 같은 별도의 마감자재가 필요하고 이에 따른 인건비 부담과 시공시간이 길게 소요되는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점은 석유화학원료를 바탕으로 제조되는 단열재에서 공통적으로 나타난다. 이에 비하여, 유리섬유는 불연 건축자재로서는 훌륭하나 제조공정과 시공과정에서 발생되는 분진에 의해 호흡기 계통의 질환이나 피부자극 등의 인체에 해로운 부작용을 초래하는 단점이 있다.
한편, 단열보온재로 이용되는 금속으로는 통상 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용되고 있다. 그러나 알루미늄 및 알루미늄 합금은 고온에서의 복사열 반사 특성은 우수하지만 저온에서 냉기를 빨리 흡수하는 단점이 있다. 또한, 알루미늄은 상온 20℃ 이내의 온도에서 열차단이나 보온특성이 큰 폭으로 떨어지게 된다. 따라서, 알루미늄은 하절기에는 복사열 차단효과가 큰 반면, 추운 동절기에는 실내온도를 상온 20℃ 이상 유지하여야만 단열 효과가 있기 때문에 사계절이 뚜렷한 지역의 건출물 등에는 적용되기 어려운 한계가 있다.
종래의 보온단열재를 건축물의 벽면에 시공하기 위해서는 일반적으로 별도의 부자재로 인하여 시공방법이 까다롭고 복잡하며 시공기간이 길게 소요됨은 물론 자재비나 인건비가 과다하게 소비되는 문제점이 있다. 또한, 종래의 보온단열재는 부자재로 인한 부피증가 크기 때문에 시공후 건축물의 실내면적(또는 공간)을 줄이게 된다. 그리고 종래의 보온단열재는 그 부피가 크고 부서지기 쉬운 재료로 제조되므로 운송중 파손이 쉽게 발생되기 때문에 과도한 물류비용을 초래하며 취급에 주의가 요구되는 문제점이 존재하고 있다.
따라서, 종래의 보온단열재가 갖는 기술적 한계를 극복하기 위한 노력이 관련업계에서 꾸준히 진행되어 왔으며, 이러한 배경하에서 본 발명이 안출된 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 보온단열재가 갖는 기밀시공성의 어려움, 시공상의 복잡함, 단열성과 방습성에서의 취약성 등의 문제를 해결하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 보온단열재 복합구조체 및 그 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명에 따른 보온단열용 복합구조체는, 알루미늄 소재의 제1복사열차단층; 상기 제1복사열차단층 상면에 적층된 PET 소재의 제1수지층; 상기 제1수지층 상면에 적층된 부직포 소재의 제1단열층; 상기 제1단열층 상면에 적층된 소정의 발포수지 소재의 제2단열층; 상기 제2단열층 상면에 적층된 PET 소재의 제2수지층; 및 상기 제2수지층 상면에 적층된 알루미늄 소재의 제2복사열차단층;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제2복사열차단층 상면에 점착층이 적층되어 있는 경우, 상기 점착층 보호를 위해 점착층 상면에 점착층보호막이 순차적으로 적층되어 더 구비되어 있으면 바람직하다. 한편, 상기 제2단열층은 폴리올레핀계 수지 또는 폴리우레탄계 수지를 발포시켜 제조된 물질층이면 바람직하다.
본 발명에 따른 보온단열용 복합구조체 제조방법은, 알루미늄층+PET층을 제조하는 제1단계; 상기 제1단계 결과물인 알루미늄층+PET층에 부직포층을 합지시키는 제2단계; 상기 제1단계 결과물인 알루미늄층+PET층에 발포수지층을 합지시키는 제3단계; 및 상기 제2단계 결과물과 제3단계 결과물을 서로 합지시키는 제4단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제4단계 결과물에 점착층을 형성시키는 제5단계; 및 상기 제5단계 결과물에 보호층을 부착시키는 제6단계;를 더 포함하여 진행하면 바람직하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어지지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 보온단열용 복합구조체의 단면사시도이다. 도 1에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 보온단열용 복합구조체(10)는, 알루미늄(Al) 소재의 제1복사열차단층(11), 상기 제1복사열차단층(11) 상면에 적층된 PET 소재의 제1수지층(12), 상기 제1수지층(12) 상면에 적층된 부직포 소재의 제1단열층(13), 상기 제1단열층(13) 상면에 적층된 소정의 발포수지 소재의 제2단열층(14), 상기 제2단열층(14) 상면에 적층된 PET 소재의 제2수지층(15) 및 상기 제2수지층(15) 상면에 적층된 알루미늄(Al) 소재의 제2복사열차단층(16)을 포함하여 6층 구조로 이루어지면 바람직하다. 이때, 상기 제2복사열차단층(16) 상면에 점착층(17)이 적층되어 있는 경우, 상기 점착층(17) 보호를 위해 그 상면을 감싸는 점착층보호층(18)이 더 구비되어 있으면 더욱 바람직하다. 한편, 상기 제2단열층(14)은 폴리올레핀계 수지 또는 폴리우레탄계 수지를 발포시켜 제조된 물질층으로 이루어져 있으면 바람직하다.
상기 보온단열용 복합구조체(10)에 있어서, 상기 제1복사열차단층인 Al층(11)은 복사열반사특성이 우수하며, 20℃이상의 온도에서는 복사열 차단효과가 양호한 반면, 20℃미만에서는 복사열 차단효과가 저감되는 것으로 알려져 있다. 따라서, 알루미늄층은 건물내부측 마감재로 사용하는 경우에는 내부 실내 온도가 계절변화에 무관하게 상온을 유지하는 점을 고려하여 별도의 중공층을 적층시키지 않은 상태로서 사용되기도 하지만, 건물 외부측 마감재로 사용하는 경우에는 대체로 계절에 따른 외기 온도가 20℃ 미만으로 내려가는 경우가 상당하므로 별도의 중공층을 적층시켜 사용함으로써 알루미늄층의 복사열 차단효과가 저감됨을 보상시킬 수 있다.
상기 제1 및 제2수지층인 PET층(12 및 15)은 그에 면하여 부착된 제1 및 제2복사열차단층인 Al층(11 및 16)이 파열되는 것을 방지하는 기능을 수행함은 물론, 외부로부터의 냉기와 습기를 차단시킴으로써 결로가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 상기 PET층(12 및 15)은 외부공기에 대한 차단성이 우수하며, 그 차단효과를 상승시키기 위한 목적으로 Al층(11 및 16) 및 PET층(12 및 15)이 적층된 형태로서 이용되고 있는 바, 이러한 구체적인 예로서는 라면봉지를 들 수 있다.
상기 제1단열층인 부직포층(13)은 부직포 자체 내부에 다수의 기공이 형성되어 있고 이 기공들이 미세한 경로를 통해 연결되어 있음으로서 흡음효과를 증대시킬 뿐만 아니라 단열효과도 증대시키고, 또한 냉기와 습기를 차단함으로써 결로가 형성되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 제2단열층인 발포수지층(14)은 폴리올레핀계 물질 또는 폴리우레탄계 물질을 발포시켜 형성됨으로 인해, 발포체 자체의 물성상 그 내부에 다수의 기공이 독립적이고 균일한 크기로 형성되어, 각각의 기공이 열저항을 나타내어 단열효과가 우수하며, 발포시키는 수지의 구성, 셀(Cell) 기공률 및 발포배율정도에 따라 열저항값을 제어할 수 있는 장점이 있다.
상기 점착층(17) 및 점착층보호막(18)은 건축시공시 건축물의 벽면에 용이하게 부착시키기 위한 목적으로 보온단열용 복합구조체를 제조하는 동안 점착제가 부착되고 점착제를 보호하기 위한 목적으로 부착된 점착층보호층(18)을 점착층(17)으로부터 분리시킴으로써 곧바로 시공이 이루어질 수 있도록 하였다. 한편, 상기와 같이, 점착층(17) 및 점착층보호층(18)이 없는 6층 구조의 복합구조체를 보온단열용으로 사용할 수도 있으며, 부착 시공을 목적으로 하는 경우에는 제품의 일 표면을 이루는 제2복사열차단층인 Al층(16) 상면에 점착층(17)과 그 보호층(18)을 미리 구비하여 준비하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 점착층(17)의 재질은 종래에 알려 져 있는 통상의 점착성 물질이 발라져 이루어지도록 하였다. 또한, 상기 점착층 보호층(18)은 통상의 이형지와 같은 성격을 가지며, 종래에 알려져 있는 다양한 재질의 보호막이 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 보온단열용 복합구조체(10)를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정흐름도이며, 도 3은 본 발명에 따른 보온단열용 복합구조체(10)를 제조하는 방법을 설명하기 공정도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바에 따르면, 기본적인 공정으로 S1 내지 S4의 단계를 진행하며, 후속공정으로 S5 및 S6 단계를 진행함을 알 수 있다. 전술한 각 단계별(S1 내지 S6) 공정 진행과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제1단계 : Al층+PET층 적층구조 제조(S1)
제1수지층인 PET층(12) 상에 제1복사열차단층인 Al층(11)을 형성시키기 위해, Al 물질 증착법 또는 접착제를 도포한 PET 필름을 100℃ 이하의 오븐(Oven)을 통과시키면서 용제를 휘발시킨 후 알루미늄호일과 압착시켜서 Al층(11)과 PET층(12)이 적층된 필름형태가 제조될 수 있으며, 이렇게 제조된 적층 필름을 두루마리 롤러(31)에 권취하여 회전 롤러 피딩 방식으로 일방향으로 공급할 수 있도록 배치한다.
제2단계 : Al층+PET층+부직포층 합지(S2)
상기 제1단계에서 준비된 Al층(11)과 PET층(12)이 적층되어 권취된 두루마리 롤러(31)에 대향하여 배치된 부직포가 권취된 두루마리 롤러(32)로부터 하나의 압착 롤러(33)에 동시에 피딩되되, 상기 피딩된 Al층(11) 및 PET층(12)의 적층체의 PET층 상면과 부직포층(13)가 서로 대면되면서 압착되도록 한다. 이때, 상기 압착온도는 100 내지 150℃를 유지하면서, 투입되는 2면의 양재료 두께의 합보다 1/2로 압착되도록 하며, 압착롤링속도는 10 내지 20 m/분가 유지되도록 하면 바람직하다.
제3단계 : Al층+PET층+발포수지층 합지(S3)
한편, 상기 제1단계에서 동일한 형태로 제조된 Al층 및 PET층이 적층되어 권취된 두루마리 롤러(34)에 대향하여 배치된 발포수지층(14)이 권취된 두루마리 롤러(35)로부터 하나의 압착 롤러(36)에 동시에 피딩되되, 상기 피딩된 Al층(16) 및 PET층(15)의 적층체의 PET층 상면과 발포수지층(14)이 서로 대면되면서 압착시킨다. 이때, 상기 압착온도는 100 내지 150℃를 유지하면서, 투입되는 2면의 양재료 두께의 합보다 1/2로 압착되도록 하며, 압착롤링속도는 10 내지 20 m/분가 유지되도록 하면 바람직하다.
제4단계 : Al층+PET층+부직포층+발포수지층+PET층+Al층 합지(S4)
상기 제2단계 및 제3단계에서 각각 제조된 3층의 적층구조체에서 부직포층(13)과 발포수지층(14)이 서로 대면되면서 하나의 압착롤러(37)에 동시에 피딩됨과 동시에, 서로 대면하는 양 물질층(부직포층과 발포수지층) 간의 접착력 강화를 위해 핫멜트(Hot melt) 수지와 같은 접착제를 지속적으로 공급시키면서 압착시킨다. 이때, 상기 압착온도를 100℃ 이하로 유지하고, 롤링속도는 10~20m/min를 유지시키면서 압착압착공정을 진행하면 바람직하다. 이로써, Al층, PET층, 부직포층, 발포수지층, PET층 및 Al층이 합지된 6층의 복합구조체가 제조된다. 그 결과물을 두루마리 형태로 권취된 상태로 보관하여 사용할 수도 있음은 물론, 별도의 권취과정 없이 곧바로 일정한 크기로 재단하여 평탄형태로 보관하여 사용할 수도 있다.
점착층 부가(S5) 및 점착층보호층 부가(S6) 단계(후속공정)
한편, 위 6층 구조의 복합구조체의 일면을 권취하면서 들러붙는 현상을 방지하기 위한 목적으로, 발포수지층(14)쪽의 외면층인 제2복사열차단층인 Al층(16)의 표면 상부에 유기용제 타입의 고무계열 점착제를 공급하는 부재(38)로부터 피딩되는 점착제에 의해 점착층(17)을 형성케 한 후, 상기 점착층(17)을 보호하기 위한 목적으로 OPP 필름 또는 종이재질의 이형지 공급 부재(39)로부터 이형지 물질층인 점착층보호층(18)이 씌워지도록 하면서 압착롤러(40)에 피딩시킨 후, 이를 권취된 상태로 보관한다. 이후, 최종 시공 직전에 이형지를 분리시킨 후, 시공면에 점착층(17)이 피접착층에 접촉될 수 있도록 함으로써 시공성이 편리하고, 자재의 보관 및 운반 등에서 그 편리성이 담보될 수 있어 바람직하다.
종래의 보온단열재인 폴리스타이렌 발포체의 경우, 부피가 크고 부서지기 쉬운 재료로 제조되므로 파손이 쉽고, 벽면의 울퉁불퉁함이 심한 경우, 기밀시공이 어렵고 틈새가 발생하는 반면, 본 발명에 따른 보온단열용 복합구조체의 경우, 가볍고 유연하기 때문에 벽면의 모양에 따라 기밀시공이 용이하고, 따라서 건축물 내, 외부사이의 열, 냉기 또는 바람의 차단효과가 좋아져 단열성 및 방습성의 효과가 증가되었다.
복사열반사특성이 우수한 알루미늄(Al)층과 외부공기에 대한 차단성이 우수한 PET 재질의 수지층과 내부에 다수의 기공형성에 의하여 단열효과 및 결로방지효과가 뛰어난 부직포층과 발포수지층으로 적층되어 단열성과 방습성 효과를 증가하 였다.
이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.
본 발명에 따른 보온단열용 복합구조체는 종래의 유사 용도의 제품에 비하여 기밀시공이 가능하며, 시공의 간편성을 확보할 수 있음은 물론 단열성 및 방습성에 우수한 효과를 보인다.

Claims (5)

  1. 알루미늄 소재의 제1복사열차단층;
    상기 제1복사열차단층 상면에 적층된 PET 소재의 제1수지층;
    상기 제1수지층 상면에 적층된 부직포 소재의 제1단열층;
    상기 제1단열층 상면에 적층된 소정의 발포수지 소재의 제2단열층;
    상기 제2단열층 상면에 적층된 PET 소재의 제2수지층; 및
    상기 제2수지층 상면에 적층된 알루미늄 소재의 제2복사열차단층;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 보온단열용 복합구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2복사열차단층 상면에 점착층 및 점착층보호막이 순차적으로 적층되어 형성된 것을 특징으로 하는 보온단열용 복합구조체.
  3. 제1항 또는 제2항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2단열층은 폴리올레핀계 수지 또는 폴리우레탄계를 발포시켜 제조된 물질층인 것을 특징으로 하는 보온단열용 복합구조체.
  4. 알루미늄층+PET층을 제조하는 제1단계;
    상기 제1단계 결과물인 알루미늄층+PET층에 부직포층을 합지시키는 제2단계;
    상기 제1단계 결과물인 알루미늄층+PET층에 발포수지층을 합지시키는 제3단계; 및
    상기 제2단계 결과물과 상기 제3단계 결과물을 합지시키는 제4단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 보온단열용 복합구조체 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제4단계 결과물에 점착층을 형성시키는 제5단계; 및
    상기 제5단계 결과물에 보호층을 부착시키는 제6단계;를 더 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 보온단열용 복합구조체 제조방법.
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