KR20050090628A - 건축용 불연 단열보드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물 등의 벽면에 부착되는 건축용 불연 단열보드에 관한 것으로서, 카본섬유와 실리카섬유가 혼합되어 니들펀칭으로 견고하게 결합된 불연 단열층이 형성되고, 상기 불연 단열층의 상·하면 각각에 알루미늄 포일층 및 알루미늄 펄층이 부착되며, 상기 알루미늄 펄층의 밑에는 수많은 미세기공이 함유된 발포 폴리스틸렌으로 형성된 단열층이 부착되고, 그 단열층 하면에는 접착제가 도포되며, 그 접착제에 이형지가 피복되도록 구성하므로서, 상기의 불연 단열보드를 건축물의 벽면에 부착하게되면 불연성의 카본섬유 및 실리카섬유가 혼합되어 형성된 불연 단열층에 의하여 화재를 미연에 방지할 수 있고, 또한 불연 단열층을 형성하고 있는 섬유들은 그 섬유들 사이에 공기를 내포하고 있으면서 알루미늄층이 상·하에서 보호하고 있어 단열·방음·방진·방습 등의 작용를 하게되며, 알루미늄 펄층의 밑에 형성된 발포 폴리스틸렌층에 의하여 2중의 방음·방진·단열작용을 갖게 되고, 발포 폴리스틸렌층의 하면에 접착제가 도포되어 이형지가 피복되어 있으므로 벽에 접착제를 도포하는 공정이 생략될 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

Description

건축용 불연 단열보드{Insulation and flame-proof board for building}

본 발명은 건축용 불연 단열보드에 관한 것으로서 보다 상세하게는 카본섬유 및 실리카섬유가 혼합된 불연 단열재층으로 형성하여 그 상·하에 알루미늄 박판을 부착하고, 하측의 알루미늄 박판에는 단열재인 스치렌폼을 부착한 후에 그 스치렌폼의 하면에는 접착제를 도포하고 이형지를 접착하므로서 화재를 미연에 방지함은 물론 단열·방음·방진·방습 효과를 제공할 수 있도록 한 건축용 불연 단열보드에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 실내를 여러 공간으로 구획한 벽면은 외부로의 열 손실이나 열의 유입을 적게 하기 위한 단열재가 설치된다.

따라서 사용되는 단열재는 소재 자체가 열전도율이 적은 적이 좋으나 열전도율이 적은 단열재를 사용하는 경우에는 열전도율을 적게 하고자 공기를 함유하는 다공성을 가지도록 하여 다공이 함유하고 있는 공기층에 의하여 단열이 되도록 하는 것이 보통이다.

이러한 단열재로는 가격이 저렴할 뿐만 아니라 구입이 쉬워서 널리 이용되고 있는 발포 폴리스티렌(Expended ploy-styrene, 스티로폼)이 그 대표적인 것이다.

그러나 발포 폴리스티렌은 단순히 수많은 미세기공 속에 존재하는 공기의 단열성에만 의존하여 열전도율을 저하시키고 단열효과를 가지는 것으로 그 효과가 기대에 부응하지 못한다는 문제점이 있다.

또한 발포 폴리스티렌의 특성상 충격에 의하여 벽면에서 발생하는 진동이나 소음을 충분히 흡수하지 못하고, 습기를 차단할 수 없으며, 고열에 취약하여 화재가 발생될 우려가 있다는 문제점이 있다.

따라서 상기의 문제점들을 개선하기 위하여 본 출원인이 선출원한 2003년 특허출원 제31223호에서는 내부에 공기층을 형성하고 이 공기층의 상·하측을 각각 알루미늄으로 피복하고, 하측에 피복된 알루미늄의 밑에는 발포 폴리스티렌을 부착하므로서 단열효과를 극대화 할 수 있고, 또한 공기층에 의하여 소음과 진동을 상쇄하여 방음·방진효과를 높일 수 있으며, 알루미늄의 방습성 및 난연성으로 방습효과를 높이고 열변형을 최소화할 수 있는 건축용 단열보드가 제안되어 있다.

상기의 선출원에서는 단열보드에 공기를 다량으로 내포할 수 있는 공기함유층을 구성하고, 그 상·하에 알루미늄을 부착하며, 하측의 알루미늄 아래에는 미세기공이 형성된 발포 폴리스티렌을 부착하므로서 열전도 저하작용에 의하여 외부와 실내의 열이 서로 교류되는 것을 방지하여 실내의 열 손실을 최소화 할 수 있고, 또한 소음 및 진동이 굴절되어 흡수되므로서 방음·방진효과가 있으며, 알루미늄에 의하여 방습 및 난연 등의 효과가 있다.

그러나 상기의 선출원에 사용되는 단열재는 공기층을 함유하고 있고, 발수성이 있으므로 열 및 습기를 차단할 수 있기는 하나 합성수지로 이루어진 공기층 및 발포폴리스티렌으로 구성되어 있으므로 간접적으로 열을 받으면 변형되어 상기의 효과를 기대할 수 없게 되고, 또한 직접적으로 열에 닿게되면 발화되면서 탄화되는 것이므로 불에 의한 화재에는 무방비상태의 단열보드라는 커다란 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로 그 목적은 벽면(W)에 부착되는 단열보드가 선출원 특허의 기술내용에서와 같이 방습·방진·방음 및 단열효과가 있으면서도 벽면에 부착되는 발포 폴리스티렌 외의 단열재는 열에 의하여 변형되지 않을 뿐만 아니라 발화되지 않는 것이므로 탄화도 되지 않는 단열재를 구성하므로서 화재를 미연에 방지할 수 있도록 하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 건축물의 벽면 등에 설치되고 수 많는 미세기공이 형성된 단열층과, 상기 단열층의 상면에 알루미늄 입자를 균일한 두께로 피복하여 형성하는 제1알루미늄층과, 상기 제1알루미늄층의 상면에 적층되며 카본섬유와 실리카섬유가 혼합되어 니들펀칭에 의하여 서로 견고하게 결합된 불연 단열층과, 상기 불연 단열층의 상면에 부착되어 상기 불연 단열층을 보호하고 밀폐하는 알루미늄 포일로 구성되는 본 발명에 의하여 해결될 수 있느 바, 이에 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 건축용 불연 단열보드가 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다.

도 1은 본 발명의 건축용 불연 단열보드가 도시된 사시도이고, 도 2는 도 1의 부분절개사시도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 부분절개사시도이다.

본 발명의 건축용 불연 단열보드는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 벽면에 직접 부착되며 수 많는 미세기공이 형성된 단열층(110)과, 상기 단열층(110)의 상측을 피복하는 알루미늄 펄(Aluminum pearl)층(120)과, 카본섬유(131)와 실리카섬유(132)가 혼합되고 니들(Needle)에 의하여 펀칭(Punching)되어 섬유가 서로 견고하게 결합되어 상기 알루미늄 펄층(120)의 상면에 부착된 불연 단열층(130)과, 상기 불연 단열층(130) 상면에 부착되는 알루미늄 포일(.Foil)층(140)으로 구성된다.

상기의 단열층(110)은 내부에 수 많는 미세기공(111)이 형성되어 있어 이 미세기공(111) 속에 함유된 공기가 단열작용을 하여 실내의 열이 외부로 손실되거나 외부의 열이 실내로 유입되는 것을 차단하는 것으로서 폴리에틸렌(Polyethylene)과 아크릴(Acrylic) 원액을 결합하여(Cross-link)시켜 약 4㎜의 두께로 만든 연성의 발포체로 형성된다.

상기의 단열층(110)은 섬유사이에 무수히 많은 공기를 함유하고 있어 단열성을 가지는 화학섬유로 이루어진 부직포가 사용될 수도 있다.

상기의 알루미늄 펄층(120)은 분말화한 알루미늄 입자를 상기 단열층(110) 상면에 접착제에 의하여 균일하게 피복하여 형성하는 것으로 습기를 차단하는 방습성, 열을 반사하고 차단하는 열반사작용 및 내부식성, 난연성이 우수하다.

상기 알루미늄 펄층(120)은 단열층(110)과 불연단열층(130) 사이에 공기가 유통될 수 있도록 도 3에서와 같이 다수의 펀칭공(121)을 형성할 수 있다.

상기의 불연 단열층(130)은 카본섬유(131)와 실리카섬유(132)가 혼합된 것이며, 니들펀칭을 하므로서 섬유들끼리 서로 엉키면서 견고하게 유지되는 부직포로 이루어진다.

따라서 섬유와 섬유사이에는 다량의 공기가 함유되어 있어 단열작용을 가지게 되는 것이다.

상기에서 카본섬유(131)는 수율이 높은 폴리아크리로니트릴계 섬유, 셀룰로오스 섬유, 석유피치 등으로 제조된 것이 사용된다.

상기의 카본섬유(131)는 섬유의 강도와 탄성율이 증대되도록 1000℃ 이하에서 소성된 것으로서 2000∼3000℃에서도 변형되지 않도록 하기 위하여 섬유의 탄소함유율이 90∼98% 정도인 것이 좋다.

상기에서 실리카섬유(132)는 주로 유리섬유를 침출하여 만들어지는 8∼10마이크론의 비결정 무수규산질로서 1700℃의 온도에서도 용해되거나 기화되지 않으며 화학물질에 강하고 열적 단열성이 우수한 것이다.

상기 실리카섬유(132)의 조성비는 산화규소(SiO₂)가 99.30%, 산화알루미늄(Al₂O₃)이 0.70%로서 1000℃가 초과되면 수축 및 경화현상이 시작되지만 1700℃까지는 열차단 능력이 있다.

상기에서 카본섬유(131) 및 실리카섬유(132)는 부직포를 형성할 때 서로 엉킴이 잘 이루어지도록 크림프 가공된 것이 사용된다.

상기 섬유의 크림프 수는 2.4∼8.1개/㎝ 정도로서, 크림프 수가 2.4개/㎝ 미만이면 섬유끼리의 엉킴이 적어져서 부직포로 존재하기가 어렵게 되고, 8.1개/㎝ 이상이면 섬유끼리의 엉킴성은 좋아질 수 있으나 부피가 커질 수 있다는 단점이 있다.

상기에서 불연 단열층(130)을 구성하기 위하여 카본섬유(131)와 실리카섬유(132)를 혼합하고 니들펀칭(Needle Punching)을 한다.

니들(150)은 도 5에 도시된 바와 같이 크랭크(151)의 밑에 하부가 경사진 니들몸체(152)가 형성되고, 몸체(152)의 하단에는 미늘(barb)(153) 및 포인트(154)가 형성되어 있다.

따라서 웨브(web) 상태로 펼쳐져 중첩된 섬유들(131) 및 (132)들이 하강되는 미늘(153) 및 포인트(154)에 의하여 서로 엉키게 되므로서 섬유들이 서로 결합되면서 견고하게 지지된다.

상기에서 섬유의 혼합율은 카본섬유(131) 70∼30%, 실리카섬유(132) 30∼70%의 비율로 되는 것이 좋다.

카본섬유(131)의 혼합율이 70% 이상이면 용융점이 높아서 불연성도 높아지는 장점이 있기는 하나 중량이 무겁고 유연성이 적어서 작업성이 떨어진다는 문제점이 있고, 실리카섬유(132)의 혼합율이 70% 이상이면 유연성이 있어서 작업성이 좋다는 장점이 있기는 하나 용융점이 낮아서 고온의 열에 의하여는 불연재로서 제 기능을 다하지 못한다는 문제점이 제기된다.

따라서 섬유의 혼합율이 상기의 범위를 벗어나면 건축용 불연 단열보드로서 제 기능을 다할 수 없게 된다.

상기의 알루미늄 포일층(140)은 알루미늄 펄층(120)과 마찬가지로 알루미늄으로 이루어지는 것으로서, 압연롤(Rolling roll)에서 얇은 판상으로 형성되고 압인되어 랩(Lap)으로 만들어진 것이 사용된다.

상기 알루미늄 포일층(140)은 섬유들 사이에 함유되어 있는 공기가 배출되는 것을 방지하여 단열층이 보존될 수 있도록 공기의 대류작용을 억제하게 된다.

상기에서 구성되는 본 발명의 건축용 불연 단열보드(100)는 벽면(W)과 석고보드(B) 사이에 설치되는 것으로 석고보드(B)가 벽면(W)에 설치되기 전에 설치되어야 하며, 벽면(W)에 스티로폴 본드를 격자상으로 도포한 후에 건축용 불연 단열보드(100)의 단열층(110)을 부착하게 된다.

상기에서와 같이 벽면(W)에 건축용 불연 단열보드(100)가 설치되면 알루미늄 포일층(140)과 알루미늄 펄(120)층 사이에 있는 불연 단열층(130)의 불연성에 의하여 고온의 열에 의하여서도 화재의 위험성이 방지됨과 동시에 불연 단열층(130)의 섬유 사이에 함유하고 있는 공기층에 의하여 실내에 외기(外氣)와 내기(內氣)가 유통되는 것을 최대한 차단할 수 있게 된다.

상기의 건축용 불연 단열보드(100)는 도 4에서와 같이 벽(W)에 부착할 때 현장에서 벽에 접착제를 도포하는 과정을 생략하기 위하여 단열층(110)의 밑면에 접착제(113)를 도포하고 도포된 접착제(113)를 이형지(112)로서 보호하도록 구성할 수 있다.

상기에서와 같이 단열층(110)의 밑면에 접착제(111)가 도포된 건축용 불연 단열보드(100)를 벽(W)에 부착할 때에는 현장에서 접착면의 이형지를 제거하면 즉시 벽(W)에 부착할 수 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같이 구성되므로서 불연성의 카본섬유 및 실리카섬유가 혼합된 섬유 사이에 공기를 함유하고 있는 불연 단열층에 의하여 벽면에 고열이 접촉하더라도 불연층이 산화되지 않으므로 화재를 미연에 방지할 수 있고, 또한 섬유사이에 함유된 공기와 섬유층의 상·하에 부착된 알루미늄 포일층 및 알루미늄 펄층에 의하여 외부의 열이 실내로 유입되거나 실내의 열이 외부로 배출되는 것을 최대로 방지할 수 있음과 동시에 방습의 효과를 가지게 될 뿐만 아니라 벽(W)에 접착되는 단열층도 수 많는 미세공에 공기를 함유하고 있으므로 불연 단열층과 더불어 2중의 단열 및 방음·방진을 극대화 할 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건축용 불연 단열보드가 도시된 사시도

도 2는 도 1의 부분절개사시도

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 부분절개사시도

도 4는 본 발명에 접착제 및 이형지가 피복된 상태의 단면도

도 5는 본 발명의 불연 단열층을 형성할 때 펀칭하는 니들의 단면예시도

도 6은 본 발명의 건축용 불연 단열보드가 벽에 부착된 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 단열층 111 : 미세기공 112 : 이형지

113 : 접착제 120 : 알루미늄 펄층 121 : 펀칭공

130 : 불연 단열층 131 : 카본섬유 132 : 실리카섬유

140 : 알루미늄 포일층 150 : 니들

Claims (7)

1. 공기층이 형성되고, 그 상·하 각각에 알루미늄 포일 및 알루미늄 펄이 피복되며, 알루미늄 펄의 밑에는 발포 폴리스티렌이 부착된 종래의 단열보드에 있어서,

   상기 공기층을 카본섬유(131)와 실리카섬유(132)가 혼합되어 니들펀칭으로 결합된 부직포로 된 불연 단열층(130)과,

   상기 불연 단열층(130) 상·하면 각각에 피복되어 불연 단열층(130)을 보호하며 방습작용을 하는 알루미늄 포일층(140) 및 알루미늄 펄층(120)과,

   상기 알루미늄 펄(120)층의 하단에 부착되어 미세기공으로 단열·방진·방음작용을 하는 단열층(110)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축용 불연 단열보드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 불연 단열층(130)은 카본섬유(131) 70∼30%에 대하여 실리카섬유(132)는 30∼70%의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 건축용 불연 단열보드.
3. 제1항에 잇어서,

   카본섬유(131)는 섬유의 강도와 탄성율이 증대되며 2000∼3000℃에서 변형되지 않도록 탄소의 함유율이 90∼98%이고, 실리카섬유(132)는 1000℃ 내에서 조직의 힘과 유연성이 유지되며 1700℃까지도 열 차단능력이 있도록 SiO₂99.30%, Al₂O₃ 0.70%정도 함유된 것을 특징으로 하는 건축용 불연 단열보드.
4. 제1항 및 제2항에 있어서,

   카본섬유(131) 및 실리카섬유(132)는 섬유간의 엉킴성이 커서 서로 단단하게 결합되도록 크림프 수가 2.4∼8.1개/㎝인 것을 특징으로 하는 건축용 불연 단열보드.
5. 제1항에 있어서,

   상기 알루미늄 펄층(120)은 무수한 펀칭공(121)이 천공된 것을 특징으로 하는 건축용 불연 단열보드.
6. 제1항에 있어서,

   상기 단열층(110)은 화학섬유로 이루어진 부직포로 된 것을 특징으로 하는 건축용 불연 단열보드.
7. 제1항 또는 제6항에 있어서,

   상기 단열층(110) 밑면에 접착제(113)가 도포되어 그 접착제(113)에 이형지(112)가 피복된 것을 특징으로 하는 건축용 불연 단열보드.