KR101945955B1 - 작업성이 우수한 단열재의 시공 방법 - Google Patents

작업성이 우수한 단열재의 시공 방법 Download PDF

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Abstract

작업성 및 단열성이 우수한 단열재의 시공 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 작업성이 우수한 단열재의 시공 방법은 (a) 구조물 벽체 상에 유기 단열재를 부착하는 단계; (b) 상기 유기 단열재 측면에 소프트성 발포 폼을 부착하는 단계; 및 (c) 상기 소프트성 발포 폼 측면에 상기 유기 단열재를 부착하여 가압 및 접착하는 단계;를 포함하고, 상기 소프트성 발포 폼의 밀도는 유기 단열재의 밀도보다 작은 것을 특징으로 한다.

Description

작업성이 우수한 단열재의 시공 방법{CONSTRUCTION METHOD OF INSULATING WITH EXCELLENT WORKABILITY}
본 발명은 단열재의 시공 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 단열재 측면에 소프트성 발포 폼을 부착하고, 소프트성 발포 폼 측면에 유기 단열재를 부착하여 이들을 가압 및 접착함으로써, 작업성 및 단열성을 향상시킬 수 있는 단열재의 시공 방법에 관한 것이다.
건축물의 벽체 또는 천정, 바닥 등에 설치 및 사용되는 건축용 단열재는 바닥면 또는 벽에 부착되어 열 이동을 차단하는 목적으로 사용된다. 이러한 단열재는 건축물의 내, 외벽에 시공되어 건축물의 내부온도가 외부 온도 변화에 의한 영향을 적게 받도록 한다. 또한, 열의 유출과 불필요한 열의 유입을 방지하여 표면 결로를 방지하고, 쾌적한 실내 온도가 확보될 수 있도록 설계된다.
일반적으로, 건축물의 내, 외벽에 단열재를 부착하기 위해, 단열재와 단열재 사이에 우레탄 폼 또는 실리콘을 스프레이 분사법으로 도포하여 단열재와 단열재 사이의 틈을 충진한다. 이러한 우레탄 폼 또는 실리콘은 단열재 사이에서 접착제 역할을 하며, 단열재가 밀착 고정되도록 하여 단열성능을 유지시킨다.
그러나, 건축물의 바닥면 또는 벽이 굴곡지거나, 건축물의 바닥면 또는 벽의 구조가 "ㄱ"및 "ㄴ"형상으로 된 복합적인 구조에 단열재를 시공하는 경우, 단열재와 단열재 사이에 틈이 생기며 우레탄 폼 또는 실리콘이 틈 사이로 충진되기 어려워 작업성 및 단열성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 작업성이 우수한 단열재의 시공 방법이 필요한 실정이다.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 10-1287987호(2013.07.15. 등록)가 있으며, 상기 문헌에는 건축물용 벽체의 단열재 시공방법이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 작업성이 우수한 단열재의 시공 방법을 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 작업성이 우수한 단열재의 시공 방법은 (a) 구조물 벽체 상에 유기 단열재를 부착하는 단계; (b) 상기 유기 단열재 측면에 소프트성 발포 폼을 부착하는 단계; 및 (c) 상기 소프트성 발포 폼 측면에 상기 유기 단열재를 부착하여 가압 및 접착하는 단계;를 포함하고, 상기 소프트성 발포 폼의 밀도는 유기 단열재의 밀도보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 (b) 단계의 소프트성 발포 폼은 NBR(Nitrile Butadiene Rubber) 원료로부터 발포된 결과물을 후가공 처리하여 연속 기공(opened cell)이 형성되도록 제조되고, 상기 (c) 단계의 가압 및 접착에 의해, 상기 소프트성 발포 폼의 연속 기공의 일부가 닫힌 기공(closed cell)으로 형성될 수 있다.
상기 소프트성 발포 폼의 밀도는 20~30kg/m3일 수 있다.
상기 유기 단열재의 밀도는 30~40kg/m3일 수 있다.
상기 소프트성 발포 폼은 1mm2의 단위 면적 당 10~20개의 연속 기공을 포함할 수 있다.
이때, 상기 유기 단열재는 압출법 보온판을 포함할 수 있다.
본 발명의 단열재의 시공 방법에 따르면, 유기 단열재들 사이에 소프트성 발포 폼을 부착하여 이를 가압 및 접착함으로써, 상기 소프트성 발포 폼에 의해 단열재들이 완전히 밀착되어 단열성과 작업성이 우수한 효과가 있다.
특히, 본 발명의 단열재의 시공 방법은 굴곡지거나, 복합적인 구조로 된 건축물의 바닥면 또는 벽에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 단열재의 시공 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 단열재의 시공 과정을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 시공된 단열재를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 작업성이 우수한 단열재의 시공 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 단열재의 시공 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 단열재의 시공 방법은 구조물 벽체 상에 유기 단열재 부착 단계(S110), 유기 단열재 측면에 소프트성 발포 폼 부착 단계(S120) 및 소프트성 발포 폼 측면에 유기 단열재를 부착하여 가압 및 접착하는 단계(S130)를 포함한다.
본 발명의 단열재의 시공 방법은 구조물 벽체 상에 유기 단열재를 부착하고, 상기 단열재 측면에 소프트성 발포 폼을 부착한 후, 상기 발포 폼 측면에 유기 단열재를 부착하여, 이들을 가압 및 접착시킴으로써 수행된다. 상기 소프트성 발포 폼의 밀도가 유기 단열재의 밀도보다 낮기 때문에, 상기 소프트성 발포 폼은 부드러운 특성 및 우수한 연성을 가진다. 이에 따라, 유기 단열재 사이의 틈을 소프트성 발포 폼이 완전히 메꾸기 때문에, 시공시 들뜸 현상이 없는 효과가 있다.
먼저, 본 발명의 유기 단열재(10)는 통상 사용될 수 있는 스티로폼 또는 폴리우레탄 등의 재질로 제조될 수 있으나, 비드법으로 제조되는 일반적인 스티로폼 보다는 강도가 단단하고 단열 효과가 우수한 압출법 보온판을 사용하는 것이 바람직하다. 압출법 보온판은 특정 회사의 상표 이름에 따라 아이소핑크(Isopink), 골드폼(Gold form) 등이라고도 불리우며, 30~40kg/m3의 밀도를 가진다. 압출법 보온판은 폴리스티렌 결정체와 발포제 등을 포함하는 원료를 가열 및 용융시킨 후, 압축 및 발포시켜 성형한 제품으로, 일반적인 압출법 보온판의 생산과정으로 제조될 수 있다. 이러한 압출법 보온판은 닫힌 기공(closed cell)의 구조로 이루어지는데, 셀이 완전한 막힘 구조로 되어 있어 수증기가 거의 통과되지 않고 습기에 강한 장점을 가진다. 이에 따라, 종래의 섬유계 단열재에 비해 내구성 및 단열성이 우수하다.
이러한 유기 단열재(10)를 도 2에서와 같이, 구조물 벽체 상에 부착한 후, 상기 유기 단열재(10) 측면에 소프트성 발포 폼(20)을 부착한다. 이때, 소프트성 발포 폼(20)은 타카(tacker)와 같은 공구로 임시 고정될 수 있다.
본 발명의 소프트성 발포 폼(20)이란, 저밀도이고, 연속 기공을 포함하여 부드러운(soft) 특성을 갖는 발포 폼을 의미한다. 이러한 소프트성 발포 폼(20)은 부드러운 특성에 의해 압착되면서 유기 단열재(10) 사이의 틈을 완전히 메꿀 수 있어 작업성 뿐만 아니라 단열성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 소프트성 발포 폼은 NBR(Nitrile Butadiene Rubber) 원료로부터 발포된 결과물을 후가공 처리하여 연속 기공이 형성되도록 제조된다. 상기 소프트성 발포 폼의 제조 과정은 다음과 같다.
예를 들어, NBR 100 중량부에 대하여, 노르보넨계 수지 20~30 중량부, 벤조일벤조에이트 20~30 중량부, 백색 오일 10~15 중량부, 충전제 5~10 중량부 및 발포제 5~10 중량부를 포함하는 NBR 원료를 혼합한다. 혼합된 원료는 50~100℃에서 숙성시킨 후, 압출기에 투입하여 원하는 크기 및 형상으로 압출한다. 압출기의 출구 온도는 제품 밀도의 변화를 고려하여, 110~150℃로 유지될 수 있다. 다음으로, 상기 압출된 압출물을 발포하여 유기 단열재(10)를 제조하는데, 발포 온도는 발포제의 종류에 따라 다소 조절될 수 있다. 발포 온도는 140~170℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
즉, 소프트성 발포 폼은 발포된 결과물을 롤에 통과시켜 후가공 처리하여 제조된다. 후가공 처리되기 전에는 발포 폼에 닫힌 기공(closed cell)이 형성되어 있으나, 후가공 처리함으로써 기공이 깨져 연속 기공의 형태로 형성된다. 연속 기공은 부드러운 특성 및 우수한 유연성을 가지나, 단열성을 저하시키는 요인이 된다. 이에 따라, 본 발명에서는 후술할 가압 및 접착 단계에 의해 소프트성 발포 폼의 연속 기공의 일부가 닫힌 기공으로 형성되면서 단열성이 유지되는 효과가 있다.
발포에 의해 생성되는 다수의 기공은 독립 기공(closed cell) 또는 연속 기공(opened cell)의 두 가지 형태로 분류될 수 있다. 본 발명의 소프트성 발포 폼(20)은 후가공 처리에 의해 형성된 연속 기공을 포함하여 부드러운 특성 및 유연성을 가지며, 가압 및 접착 단계에 의해 형성되는 독립 기공을 일부 포함하여 단열성을 유지하는 효과가 있다. 상기 독립 기공은 기공의 벽면이 모두 닫힌 구조로 형성되어 다른 기공과 연결되지 않은 기공이다. 상기 연속 기공은 기공의 벽면 중 적어도 일부가 열린 구조로 형성되어 다른 기공과 연결된 기공이다. 예를 들어, 상기 연속 기공은 단열재 제조 과정 중 발포되는 과정에서 기포가 계속적으로 성장하다가 파열되어 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 기포가 성장함에 따라, 이웃한 기포들과 격리시키는 이들 사이의 기포 벽면이 점점 얇아지면서 기포 벽면이 터지거나 찢어지는 등으로 인해 기포들이 파열되어 형성될 수도 있다.
상기 소프트성 발포 폼(20)의 밀도는 유기 단열재(10)의 밀도보다 작은 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 상기 소프트성 발포 폼(20)의 밀도는 20~30kg/m3인 것이 바람직하다. 소프트성 발포 폼(20)의 밀도가 20kg/m3 미만인 경우, 단열재들 사이의 접착력이 다소 저하될 수 있다. 반대로, 소프트성 발포 폼(20)의 밀도가 30kg/m3을 초과하는 경우, 유기 단열재(10)와 유기 단열재(10) 사이에 형성되는 틈 사이로 소프트성 발포 폼(20)이 완전히 충진되기 어려워 작업성 및 단열성이 저하될 수 있다.
상기 소프트성 발포 폼(20)은 1mm2의 단위 면적 당 대략 10~20개의 연속 기공(opened cell)을 포함할 수 있다. 10개 미만의 연속 기공을 포함하는 경우에는 소프트성 발포 폼(20)의 부드러운 특성 및 우수한 연성을 확보하지 못할 수 있다. 반대로, 20개를 초과하는 경우에는 소프트성 발포 폼(20)의 밀도 조절이 어려워 발포체들의 틈 사이로 완전히 충진되지 않으며, 이로 인해 단열재의 단열성이 저하되는 문제점이 발생한다.
이러한 연속 기공의 평균 직경은 대략 200~300㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 소프트성 발포 폼의 두께는 대략 1~10cm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
즉, 상기 소프트성 발포 폼(20)은 제시한 밀도의 범위 및 연속 기공의 개수를 만족함으로써 우수한 연성 및 유연성을 가지며, 부드러운 특성에 의해 압착되면서 유기 단열재(10)와 유기 단열재(10) 사이의 틈을 완전히 메꿀 수 있다.
다음으로, 상기 소프트성 발포 폼(20) 측면에 상기 유기 단열재(10)를 부착하여 가압 및 접착한다.
가압은 가압체를 이용하여 수행되며, 이들을 가압함으로써 유기 단열재(10), 소프트성 발포 폼(20) 및 유기 단열재(10)가 접착된다. 상기 구조물 벽체 상에는 접착제가 도포되어 있어 유기 단열재(10)와 소프트성 발포 폼(20)을 바로 부착할 수 있다. 또한, 타카(tacker)와 같은 공구로 임시 고정된 소프트성 발포 폼(20) 측면에 유기 단열재(10)를 밀어서 부착함으로써, 이들이 고정될 수 있다. 이에 따라, 시공하는 과정에서 유기 단열재(10)와 소프트성 발포 폼(20) 측면 각각에는 접착제를 사용하지 않아도 되나, 필요에 따라, 상기 유기 단열재(10)와 발포 폼(20) 측면에 건축용 접착제를 도포할 수도 있다. 건축용 접착제로는 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제 등이 있다.
이러한 단열재의 시공 방법을 통해, 도 2와 같이, 소프트성 발포 폼(20이 압착되면서 유기 단열재 사이의 틈을 완전히 메꾸어 들뜸 현상이 없는 효과가 있다.
유기 단열재(10)의 밀도는 40~60kg/m3일 수 있으며, 일반적으로 사용되는 KS M6962 유기 단열재의 밀도 범위에 포함될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 시공된 단열재를 나타낸 단면도이다. 도 3의 (a)와 (b)를 참조하면, 유기 단열재(10)들 사이에 소프트성 발포 폼(20)을 부착하고, 나머지 일부에 우레탄 폼(30)을 분사 및 도포하여 틈을 메꿀 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 단열재의 시공 방법은 기존의 우레탄 폼 또는 실리콘 대신에 소프트성 발포 폼을 이용하여 유기 단열재 사이의 틈을 완전히 메꿈으로써, 단열재의 들뜸 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 단열재의 시공 방법은 기존의 단열재와 단열재 사이에 우레탄 폼을 발포 및 분사하는 시공 방법에 비해 작업성이 우수하고, 단열성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 단열재의 시공 방법을 통해, 평평하지 않은 바닥면 또는 벽에도 단열재를 용이하게 부착할 수 있다.
이와 같이 작업성이 우수한 단열재의 시공 방법에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
1. 단열재의 제조
실시예
NBR 100 중량부에 대하여, 노르보넨계 수지로서 5-Ethylidene-2-Norbornene(ENB, Meiwa 화성) 20 중량부, 벤조일벤조에이트(Sigma-Aldrich) 20 중량부, 백색 오일(HOKKO) 10 중량부, 충전제로서 카본 블랙(Meiwa 화성) 5 중량부 및 발포제로서 디아조아미노벤젠(DAB, Sigma-Aldrich) 5 중량부를 포함하는 NBR 원료를 혼합하여 100℃에서 2시간 동안 숙성시켰다. 다음으로, 상기 숙성된 원료를 압출기에 투입하여 110℃에서 20분 동안 혼련하여 압출하였다. 상기 압출된 압출물을 170℃에서 15초 동안 가열 및 발포하고, 160℃에서 15초 동안 발포숙성 과정을 거쳐 밀도 30kg/m3를 갖는 유기 단열재를 제조하였다.
상기 유기 단열재를 구조물 벽체 상에 부착한 후, 상기 단열재 측면에 소프트성 발포 폼을 부착하였다. 다음으로, 상기 소프트성 발포 폼 측면에 상기 단열재를 부착한 후, 이들을 가압하여 접착하였다.
소프트성 발포 폼은 발포된 상태에서 후가공 처리하여 1mm2의 단위 면적 당 대략 10~20개의 연속 기공을 형성하였다. 소프트성 발포 폼의 밀도는 20kg/m3를 갖는다.
비교예
소프트성 발포 폼 대신에 밀도 45kg/m3를 갖는 폴리우레탄 폼을 도포한 점을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 시공하였다.
2. 물성 평가 방법 및 그 결과
1) 연성(softness) 측정
연성 측정 기기인 ST300D 기기로 실시예의 소프트성 발포 폼 및 비교예의 폴리우레탄 폼을 각각 눌러서 15초 동안 눈금이 움직인 수치를 읽음으로써 연성(softness)을 측정할 수 있다.
2) 단열성 측정
KS M 6962에 준하여 열전도율을 측정함으로써 평가하였다. 열전도율이 낮을수록 우수한 단열성을 나타낸다.
[표 1]
Figure 112016089312554-pat00001
상기 표 1의 결과를 참조할 때, 상기 실시예의 단열재 시공 방법은 10개/mm2 내지 20개/mm2의 연속 기공 및 밀도 20kg/m3를 갖는 소프트성 발포 폼을 이용함으로써, 우수한 연성 및 단열성을 나타냄을 확인할 수 있다.
아울러, 실시예의 시공 방법은 소프트성 발포 폼이 유기 단열재들 사이의 틈을 완전히 메꿀 수 있어 작업성이 우수한 것을 알 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 유기 단열재
20 : 소프트성 발포 폼
30 : 우레탄 폼

Claims (6)

  1. (a) 접착제가 도포된 구조물 벽체 상에 닫힌 기공을 포함하는 압출법 보온판을 부착하는 단계;
    (b) 상기 닫힌 기공을 포함하는 압출법 보온판 측면의 일부에 소프트성 발포 폼을 부착하고, 상기 소프트성 발포 폼을 타카로 임시 고정하는 단계; 및
    (c) 상기 소프트성 발포 폼 측면에 닫힌 기공을 포함하는 압출법 보온판을 부착하여 가압 및 접착하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b) 단계의 상기 소프트성 발포 폼은
    NBR 100 중량부에 대하여, 노르보넨계 수지 20~30 중량부, 벤조일벤조에이트 20~30 중량부, 백색 오일 10~15 중량부, 카본블랙 5~10 중량부 및 디아조아미노벤젠 5~10 중량부를 포함하는 NBR(Nitrile Butadiene Rubber) 원료를 50~100℃에서 숙성시킨 후 110~150℃에서 압출하고, 압출된 압출물을 140~170℃에서 발포하여 발포된 결과물을 후가공 처리하여 연속 기공(opened cell)이 형성되도록 제조되고,
    상기 (b) 단계에서 압출법 보온판 측면의 나머지 일부에 우레탄 폼을 분사하며,
    상기 (c) 단계의 가압 및 접착에 의해, 상기 소프트성 발포 폼의 연속 기공의 일부가 닫힌 기공(closed cell)으로 형성되어 단열성이 유지되고, 상기 소프트성 발포 폼이 (a) 단계의 압출법 보온판과 (c) 단계의 압출법 보온판 사이의 틈에 완전히 충진되어 들뜸현상을 방지하며,
    상기 소프트성 발포 폼의 밀도는 20~30kg/m3이고, 상기 닫힌 기공을 포함하는 압출법 보온판의 밀도는 30~40kg/m3이며, 상기 소프트성 발포 폼의 밀도는 닫힌 기공을 포함하는 압출법 보온판의 밀도보다 작고,
    상기 소프트성 발포 폼은 1mm2의 단위 면적 당 10~20개의 연속 기공을 포함하는 것을 특징으로 하는 단열재의 시공 방법.


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