KR101081247B1 - 단열시트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단열시트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 단열시트는, PVC를 포함하는 시트, 및 퍼라이트, 질석, 실리카 비드, 알루미나 비드, 흄드 실리카, 탄소나노튜브, 제로겔, 및 에어로겔 중 어느 하나를 포함하는 다공성 재료를 포함한다. 상기 다공성 재료는 가교제 및 바인더에 의해 상기 시트와 결합될 수 있고, 상기 PVC는, 폴리스티렌-부타디엔 공중합 고무 50중량부, 폴리스티렌-부타디엔 블록 공중합체 고무 70중량부, 및 폴리스티렌 30중량부를 포함하는 혼합물을 이용하여 캘린더링 공법으로 제조된 것일 수 있다. 이에 의하여, 단열성 및 인장강도가 우수하며, 단열시트의 시공이 간편하다.
Description
본 발명은 단열시트에 관한 것이다. 보다 상세하게는 다공성 재료를 포함하는 단열시트에 관한 것이다.
단열시트는 건축물의 바닥, 벽면 등에 설치되어 실내의 냉난방시 발생되는 열손실을 방지하고, 냉난방용 유체가 닥트, 판넬 등의 건축설비를 통과하는 경우 발생되는 열손실을 방지한다.
종래의 단열시트 중 초배용 단열시트는 건물 벽면 등의 석고보드에 부착되며, 알루미늄 층을 중심으로 하여 그 상측에는 카본섬유 및 실리카 섬유로 이루어진 고밀도의 제2불연 단열층이 부착되고 그 하측에는 카본섬유 및 실리카 섬유가 균일하게 혼합되어 있는 단열시트로서 카본섬유 및 실리카 섬유의 결합구조와 밀도에 의한 단열성을 부여하는 시트로서 불연성을 강조한 기술이다.
그리고 종래의 단열시트 중 반사 단열시트는 결로현상을 방지하는 방담 필름이 코팅된 알루미늄 호일과 흡읍과 보온효과가 있는 부직포와, 방습과 내부 결로를 차단하는 방습필름, 단열성능이 우수한 발폴 PE, 방담필름이 코팅된 알루미늄 호일, 점착력을 갖도록 형성되는 점착층을 적층시켜 열에너지가 반사되도록 하여 단열작용을 하고 결로현상을 방지하는 다층구조로 제조된다.
그런데 종래의 초배용 단열시트는 적은 수의 재료에 단열을 의존하기 때문에 열전도율이 낮아 단열효과가 크지 않고, 초배의 단계가 추가되어 공정이 복잡한 문제가 있다.
또한 종래의 반사 단열시트 역시 내열성이 취약하며, 다양한 재료가 결합되기 때문에 공정이 복잡하고 결합력이 낮은 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 인장강도가 높고, 결합력 및 시공성이 우수한 단열시트를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 간단한 공정에 의해 제조되면서도 높은 단열성능을 가지는 단열시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 단열시트는, PVC를 포함하는 시트; 및 퍼라이트, 질석, 실리카 비드, 알루미나 비드, 흄드 실리카, 탄소나노튜브, 제로겔, 및 에어로겔 중 어느 하나를 포함하는 다공성 재료를 포함한다. 상기 다공성 재료는 가교제 및 바인더에 의해 상기 시트와 결합될 수 있고, 상기 PVC는, 폴리스티렌-부타디엔 공중합 고무 50중량부, 폴리스티렌-부타디엔 블록 공중합체 고무 70중량부, 및 폴리스티렌 30중량부를 포함하는 혼합물을 이용하여 캘린더링 공법으로 제조된 것일 수 있다.
상기 가교제 및 바인더는 알루미나졸과, 실리카졸과, 실란과, 티타니아 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 혼합물은, 자외선안정제 0.7 중량부, 1차 산화방지제 0.5 중량부, 2차 산화방지제 0.8 중량부, 및 활제 0.5 중량부를 더 포함할 수 있다.
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본 발명에 따른 단열시트에 의하면 인장강도가 높고, 결합력 및 시공성이 우수하다.
또한 본 발명에 따른 단열시트에 의하면 간단한 공정에 의해 제조되면서도 높은 단열성능을 가질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 단열시트에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 단열시트는 PVC와, 유리솜과, 암면과, 세라믹섬유 중 어느 하나를 포함하는 시트를 포함하고, 퍼라이트와, 질석과, 실리카 비드와, 알루미나 비드와, 흄드 실리카와, 탄소나노튜브와, 제로겔과, 에어로겔 중 어느 하나를 포함하는 다공성 재료를 포함하며, 다공성 재료는 가교제 및 바인더에 의해 시트와 결합된다.
본 발명에 따른 단열시트에서 PVC는 캘린더링 공법으로 형성될 수 있다. 그 일예로, 본 발명에 따른 PVC를 제조하기 위해, 수첨 폴리스티렌-부타디엔 공중합 고무 50중량부(폴리스티렌 함량 70%, MI 10)와, 폴리스티렌-부타디엔 블록 공중합체 고무 70중량부(폴리스티렌 함량 40%, MI 8)와, 폴리스티렌 30중량부와, 자외선안정제 0.7중량부와, 1차 산화방지제 0.5 중량부, 2차 산화방지제 0.8 중량부, 활제 0.5 중량부를 사용할 수 있다. 위의 혼합물을 130℃로 혼련한 다음, 140℃의 2 본 롤에서 1차 믹싱 및 2차 믹싱하고, 위의 혼합물을 165℃의 캘린더 롤(Calender Roll)을 이용하여 PVC를 제조할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 단열시트에서 유리솜은 다층 프레스 방법으로 프레스하여 형성되며, 암면은 진공 흡수 공정 후 프레스 성형하여 형성될 수 있으며, 세라믹 섬유는 프레스 성형하여 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 다공성 재료로는 퍼라이트와, 질석과, 실리카 비드와, 알루미나 비드와, 흄드 실리카와, 탄소나노튜브와, 제로겔과, 에어로겔 중 어느 하나가 사용된다.
퍼라이트는 밀도 0.04~0.25kg/l의 가벼운 재질로서 콘크리트 또는 몰탈용 골재로 사용시 콘크리트 또는 몰탈의 중량을 1/2~1/8로 줄일 수 있는 경량성을 가지며, 둘째로 열전도율이 0.025~0.45kcal/minC로 단열성능이 우수하여 일반 콘크리트나 몰탈보다 5배 이상의 단열성능을 발휘한다.
또한 퍼라이트는 불에 타거나 유해가스의 발생이 없는 내화성을 가지고 있으며, 85~95%의 공극율을 가지고 있으므로 흡음효과가 탁월한 효과를 가진다. 그리고 퍼라이트는 화학적으로 중성(ph +6.5~7.5)이고 불연성 무기질 재료이므로 인체에 무해한 안정성을 지니는 특징이 있다.
질석은 버미큘라이트고도 하고 알루미늄·마그네슘·철의 수산화규산염으로 된 점토광물로서 가열하면 팽창하고, 다공질이며, 흡수능력이 좋아서 내열재료로 사용된다.
실리카 비드는 응집력을 높이고 적정한 강도를 유지하는 기능을 가진다.
알루미나 비드는 적정한 강도를 유지하는 기능을 가진다.
흄드 실리카는 염화규소로 이루어지는 원료를 화염 중에서 연소시켜 얻어지며, 보강제, 연마제, 외첨제, 충전제, 증점제 등의 여러 분야에서 이용된다.
탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 소재로서, 열전도율 및 강도가 크고 변형에도 강하다.
제로겔(Xerogel)은 초임계 유체가 기체와 액체의 중간적인 상태에 있는 특성을 이용하여 습윤 젤 내부의 기공 안의 액체를 대기 중에서 건조한 상태이다. 이는 안정성이 뛰어나 변형이나 균열 없이 안정화된 단열시트를 구현할 수 있다.
에어로겔(Aerogel)은 기공율이 90% 이상이고, 비표면적이 수백~1000m2/g정도이며, 수십 나노 크기의 오픈 포어(open pore)를 가지는 나노 다공성 구조를 가진 나노소재이다.
이와 같은 에어로겔 고유의 구조적 특성으로 인하여 에어로겔은 매우 효율적인 초단열 특성을 가지는데, 기존의 단열섬유 제품에 비해 수백% 이상의 매우 우수한 단열성능을 가진다.
한편, 본 발명에 따른 단열시트는 PVC와, 유리솜과, 암면과, 세라믹섬유 중 어느 하나를 포함하는 시트와, 퍼라이트와, 질석과, 실리카 비드와, 알루미나 비드와, 흄드 실리카와, 탄소나노튜브와, 제로겔과, 에어로겔 중 어느 하나를 포함하는 다공성 재료가 가교제 및 바인더에 의해 결합된다.
에어로겔이 첨가된 시트를 제조하는 경우 인장강도와 단열성능이 우수하여 에어로겔 첨가량을 증가시킬수록 단열성능이 개선된다. 그런데 에어로겔 파우더(Aerogel Powder)를 블렌딩(Blending)하기 위해서는 가교제의 역할이 필수적이다.
여기서, 가교제 및 바인더는 알루미나졸과, 실리카졸과, 실란과, 티타니아 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하며, 메틸알콜(Methyl Alcohol)과, 이소프로필알콜(IsoPropyl Alcohol)과, 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone) 등이 이용되는 것도 가능하다.
이 중에서도 알루미나졸과, 실리카졸과, 알루미나페이스트졸은 액상의 무기 바인더로서 내수성을 향상시켜 1000도 이하에서 매우 안정적인 결합력을 보인다.
여기서, 본 발명에 따른 단열시트의 두께는 다양하게 형성할 수 있으며, 건축물의 용도와 특성에 따라 적절한 두께로 형성할 수 있다.
도 1은 종래의 단열시트와 본 발명에 따른 단열시트와의 온도변화를 비교한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단열시트에 의하면 퍼라이트와, 질석과, 실리카 비드와, 알루미나 비드와, 흄드 실리카와, 탄소나노튜브와, 제로겔과, 에어로겔 중 어느 하나를 포함하는 다공성 재료를 포함하고 있으므로, 시간이 경과하여도 온도변화가 크지 않아 높은 단열성능과 안정성을 가짐을 알 수 있다. 도 1은 에어로겔만을 대상으로 온도를 비교하였지만 위에서 설명한 다른 다공성 재료에 의해서도 높은 단열성능과 안정성을 가진다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
도 1은 종래의 단열시트와 본 발명에 따른 단열시트와의 온도변화를 비교한 도면이다.
Claims (6)
- 단열시트에 있어서,PVC를 포함하는 시트; 및퍼라이트, 질석, 실리카 비드, 알루미나 비드, 흄드 실리카, 탄소나노튜브, 제로겔, 및 에어로겔 중 어느 하나를 포함하는 다공성 재료를 포함하고,상기 다공성 재료는 가교제 및 바인더에 의해 상기 시트와 결합되고,상기 PVC는,폴리스티렌-부타디엔 공중합 고무 50중량부,폴리스티렌-부타디엔 블록 공중합체 고무 70중량부, 및폴리스티렌 30중량부를 포함하는 혼합물을 이용하여 캘린더링 공법으로 제조된 것을 특징으로 하는 단열시트.
- 제1항에 있어서,상기 가교제 및 바인더는 알루미나졸과, 실리카졸과, 실란과, 티타니아 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열시트.
- 제1항에 있어서,상기 혼합물은,자외선안정제 0.7 중량부,1차 산화방지제 0.5 중량부,2차 산화방지제 0.8 중량부, 및활제 0.5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단열시트.
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