KR20120005249A - 건축용 복합 단열재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축용 복합 단열재에 관한 것으로 더 상세하게는 반사율을 높여 단열성능을 향상시키고, 내부 에어포켓을 통해 온도차에 의한 결로 현상을 억제할 수 있도록 하는 동시에, 단열재 시공 전후 나타나는 변형을 구조적으로 작게 하여 공기 유동 면적 변형 축소에 따른 열전도율 증가를 억제하며, 외압에 의한 알루미늄 호일층의 변형을 단순한 구조를 통해 방지하고, 단열재 제조에서는 에어포켓을 간단히 제조할 수 있도록 하고, 안정된 단열성능과 편리한 시공 특성을 갖는 건축용 복합 단열재에 관한 것이다.
본 발명은, 제1 알루미늄 호일층(31)과 폴리에스테르 부직포층(32) 그리고 제2 알루미늄 호일층(33)을 접착하는 제1 양면접착테이프(40), 열전달을 차단하기 위하여 간격을 두고 떨어져 있는 가로 세로 방향의 지지대(36)를 통해 연속 반복적으로 형성되어 개개의 공간이 독립된 공기 유동 공간(37)을 갖도록 고분자 발포제층(34)에 형성된 사각형 에어포켓(38), 고분자 발포제층(34)과 제3 알루미늄 호일층(35)을 동시에 접착시키는 제2 양면접착테이프(42), 상기 고분자 발포제층(34)의 강도를 보강하고 지지하기 위해 제3 알루미늄 호일층(35)의 일면과 접착되는 발포수지(39), 상기 발포수지(39)와 제3 알루미늄 호일층(35)을 동시에 접착시키는 제3 양면접착테이프(43) 및 제4 알루미늄 호일층(45)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

건축용 복합 단열재{Mixed insulating material for construction}

본 발명은 건축용 복합 단열재에 관한 것으로 더 상세하게는 반사율을 높여 단열성능을 향상시키고, 내부 에어포켓을 통해 온도차에 의한 결로 현상을 억제할 수 있도록 하는 동시에, 단열재 시공 전후 나타나는 변형을 구조적으로 작게 하여 공기 유동 면적 변형 축소에 따른 열전도율 증가를 억제하며, 외압에 의한 알루미늄 호일층의 변형을 단순한 구조를 통해 방지하고, 단열재 제조에서는 에어포켓을 간단히 제조할 수 있도록 하고, 안정된 단열성능과 편리한 시공 특성을 갖는 건축용 복합 단열재에 관한 것이다.

일반적으로 건축물에 사용되는 복합 단열재는 건축물의 벽면에 부착하여 열이동을 막을 목적으로 사용되는 것으로 건축물의 내,외벽에 시공되어 냉기,열기,복사열을 반사 차단하여 건축물의 내부온도가 외부 온도 변화에 의한 영향을 적게 받도록 하는 기능을 한다.

건축물에 사용하는 단열재는 열의 유출과 불필요한 열의 유입을 방지하여 에너지 절약을 촉진하며 표면 결로나 실내 온도의 편향 분포 및 왜곡을 방지하여 쾌적한 실내 온도가 확보될 수 있도록 설계된다.

건축물에는 표면 결로가 발생 된다. 표면 결로는 수분을 포함한 대기의 온도가 이슬점 이하로 떨어져 대기에 함유된 수분이 물체 표면에서 물방울로 맺히는 일종의 물 맺힘 현상이다. 결로는 습도가 높을수록 쉽게 발생 되고, 건축물의 바닥과 벽체 표면에 얼룩을 형성하고 부패 원인이 되며 곰팡이 등을 발생시킨다.

건축물 표면 결로는 겨울철에 주로 발생 하지만 여름철에도 발생 된다. 여름철에는 주로 건물 지하실과 같은 곳에서 주로 발생할 수 있다. 여름철에는 외부의 영향으로 건물 지상부분의 벽체는 온도가 높아지지만, 지하실의 벽체는 외부의 영향을 거의 받지 못하므로 결로가 발생하게 되는 것이다.

건축물 벽체 표면에 부착하는 단열재를 효과적으로 이용하면 열 매질의 이동을 둔화시키고 동시에 결로를 효과적으로 예방할 수 있는 것으로 알려져 있다.

단열은 열이 흐르는 물체의 열 저항값을 크게 해서 열류량을 작게 하는 것이며, 건물의 경우에는 열관류율을 작게 하는 것이다.

열관류율은 일정 두께를 갖는 부재의 양 표면이 각각 유체에 접하고 양 유체에 온도차가 있을 경우 고온에서 저온 측으로 부재를 통해 열이 흘러가는 것을 말하며, 이것은 재료의 열전도와 양 표면의 열전달과의 조합이라고 할 수 있다.

단열을 위해 열관류율을 작게 하기 위해서는 재료의 두께를 크게 하는 것, 열전도율이 낮은 재료를 선정하는 것 등이 있지만, 비용과 시공성 등이 우선적으로 고려되기 때문에 열전도율이 낮은 재료가 선택되고 시공은 건물 벽체에 매입 시공하는 방법이 일반적으로 사용되었다.

종래에는 이같이 판형 부피 단열재인 스티로폼, 글라스 울 등이 많이 사용되었지만 새로운 단열 재료들의 개발과 함께 판형 단열재의 사용은 줄었다.

건축용 복합 단열재에서 반사형 단열재로서 알루미늄 호일을 이용하는 구조가 알려져 있다.

알루미늄 호일은 방사에 대해 낮은 방사율을 가지는 재료로써, 복사열 에너지를 반사해서 단열작용을 하는 것이며, 금속 표면의 반사율과 방사율을 표 1과 같다.

Material	반사율 (reflectivity in %)	평균방사율 (average emittance ε)
알루미늄 호일(Aluminium foil)	92 ~ 97	0.05
알루미늄 시트(Aluminium sheet)	80 ~ 95	0.12
알루미늄 코팅 페이퍼(Aluminium coated paper)	75 ~ 84	0.20
도금 강(sheet galvanized)	70 ~ 80	0.25
알루미늄 페인트(Aluminium paint)	30 ~ 70	0.50

반사형 단열재는 반사 표면의 반사율과 방사율이 중요하다. 즉, 반사형 단열재의 값은 반사율이 95 ~ 97%가 가장 바람직하고, 방사율이 0.03 ~ 0.05 이내가 가장 바람직하다. 상기 표 1에 나타낸 바와 같이 알루미늄 호일의 반사율과 방사율의 값이 가장 바람직한 것을 알 수 있다.

알루미늄 호일은 공기층의 한쪽 면에만 부착하는 것보다 양쪽 면에 부착하는 것이 더 효과적이다. 왜냐하면 양면 다 높은 반사율을 지니게 되고, 알루미늄 호일을 통해 반사되는 열에너지가 닫혀있는 공기와 충돌을 일으켜 열에너지가 감소하여 열의 이동을 차단하고, 더운 쪽에 위치한 반사면은 일반적으로 결로가 발생하지 않으므로 열 저항을 계속 유지시킬 수 있고 투습 저항체의 역할도 할 수 있기 때문이다.

구성도	열전도율(W/㎡K)	열관류저항(㎡K/W)
공기층 10T + AL Foil	0.03137	0.3192
AL Foil + 공기층 10T + AL Foil	0.02181	0.4585
공기층 10T + AL Foil + 공기층 10T + AL Foil	0.03310	0.6247
AL Foil + 공기층 10T + AL Foil + 공기층 10T + AL Foil	0.02715	0.7540

표 2는 열전도율 측정기를 이용하여 알루미늄 호일과 공기층의 구성을 측정한 결과이다. 공기층 사이에 알루미늄 호일의 개수에 따라 열적 성능을 파악할 수 있다. 즉, 동일한 두께의 공기층에 알루미늄 호일이 접촉한 호일의 개수에 따라 열적 성능이 증가하는 것을 알 수 있다.

위의 결과에 의하면 알루미늄 호일 사이에 형성된 공기층 속에 갇힌 열에너지가 이동하면서 알루미늄 호일의 반사 작용으로 인해 이동이 불가능해짐을 확인할 수 있다.

일반적으로 알루미늄 호일을 이용한 반사 단열재는 알루미늄 호일 사이에 부직포와 폴리에틸렌 폼을 접착하여 제조되었다.

이러한 단열재는 벽체와 알루미늄 호일 사이의 공기층 사이에서만 열을 반사하여 단열 성능이 저하되는 문제점이 있다.

반사형 단열재와 관련된 다수의 기술이 알려져 있다.

대한민국 등록특허 등록번호 제0583381호에 개시된 기술은 '복합기능 반사 보온 단열재 및 그 제조방법'에 관한 기술로서, 폴리에스터 필름층과 알루미늄 호일층, 부직포, 폴리에틸렌폼 사이에 폴리에틸렌 수지를 열융착 시키는 단열재에 관한 것이다. 그러나 부직포와 폴리에틸렌 폼을 알루미늄 호일에 수지를 이용하여 접착하여 알루미늄 호일의 한 면만 열을 반사시킬 수 있어 단열재의 성능이 저하됨은 물론이고 온도차에 의해 실내외의 결로가 발생하는 문제점이 있다.

또 다른 대한민국 등록실용신안 등록번호 제0397724호에 개시된 기술은 '복합 구조의 건설용 단열재'에 관한 기술로서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 알루미늄 박층(11)과, 상기 알루미늄 박층(11)에 적층되는 폴리에틸렌층(12) 또는 폴리스티렌층(13)과, 상기 폴리에틸렌층(12) 또는 폴리스티렌층(13)에 적층되는 폴리스티렌층(13) 또는 폴리에틸렌층(12)을 포함하고, 상기 폴리에틸렌층(12)의 두께는 약3mm 내지 10mm 이고, 폴리스티렌층(13)의 두께는 약 2mm 내지 3mm 이며, 상기 단열재(10) 전체의 적층 두께는 약 5mm 내지 13mm 이고, 상기 단열재(10)는 폴리스티렌층(13) 또는 폴리에틸렌층(12) 상에 제공되어 외부 환경으로부터 단열재를 보호하는 보호층(14)을 포함하는 구조로 되어 있다. 그러나 상기 기술은 알루미늄 박층(11)이 있는 한 면을 통해 열을 반사시켜 단열재의 성능이 저하되고 온도차에 의해 결로가 발생되는 문제점이 있었다.

또 다른 대한민국 등록특허 제0592052호의 기술은, '폴리우레탄 폼을 이용한 다층 구조의 반사형 단열재'에 관한 기술로서, 외측 양면에 열을 반사 및 차단할 수 있도록 위치되는 알루미늄 호일층(21)(22)을 형성하고, 양측 알루미늄 호일층(21)(22) 내면에 각각 접착되는 폴리우레탄 발포제층(23)(24)을 형성하며, 일측의 폴리우레탄 발포제층(23) 일면에 폴리에스테르 부직포(25)를 접착하고, 폴리에스테르 부직포(25)와 다른 일측의 폴리우레탄 발포층(24) 사이에 에어버블층(26)을 형성하여 단열재(20)를 구성한 것이다.

상기 기술은 양면의 알루미늄 호일층(21)(22)을 이용하여 양면에서 열을 반사시키고, 폴리우레탄 발포제층(23)(24)과 폴리에스테르 부직포층(25), 에어버블층(26)을 두어 단열하는 열반사형 단열재(20)로서, 양면의 알루미늄 호일층(21)(22)과 에어버블층(26)을 통해 열반사 성능을 좋게 하여 단열효과를 개선하고 결로 현상을 줄일 수 있도록 구성된 것이다.

그러나, 상기 기술은 양면의 알루미늄 호일층(21)(22)을 이용하여 양면에서 열을 반사시키고, 폴리우레탄 발포제층(23)(24)과 폴리에스테르 부직포층(25), 에어버블층(26)을 두어 단열하는 열반사형 단열재이지만 에어버블층(26)이 조밀한 통공 형상으로 되어 있고, 시공 전후 외부로부터 내, 외압이 가해지면 에어버블층(26)의 공간이 변형되어 공기 유동 단면적이 줄어들어 열전도율이 급격히 증가하여 열기와 냉기 차단효과가 떨어지고, 이로 인해 결로현상을 충분히 제어하지 못하는 문제점이 있었고, 제조가 어려우며, 변형이 발생 되어 시공성이 저하되는 문제점이 있다.

이 밖에 결로현상을 방지하기 위하여 알루미늄 호일에 무수히 많은 미세한 통공을 형성하는 반사형 단열재도 알려져 있으나 이러한 단열재는 통공을 형성하기 위한 복잡한 제조 작업이 필요하고 다수의 통공 형성에 의하여 구조적으로 알루미늄 호일의 강성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래 반사형 단열재의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 반사형 단열재의 내,외부 표면상으로 알루미늄 호일층을 두어 반사율을 높여 단열성능을 향상시키고 온도차에 의한 결로 현상을 억제할 수 있도록 하기 위한 건축용 복합 단열재를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 반사형 단열재의 시공 전후 외부로부터 가해지는 내,외압에 대한 변형을 구조적으로 작게 하여 공기 유동 면적 변형 축소에 따른 열전도율 증가를 억제하여 단열재 표면에 나타나는 결로현상을 제어할 수 있는 건축용 복합 단열재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 외압에 의한 알루미늄 호일층의 변형을 단순한 구조를 적용하여 방지하는 동시에 단열재 제조에서 공기층을 구조적으로 단순화시켜 제조할 수 있도록 하기 위한 건축용 복합 단열재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 우수한 단열성능과 편리한 시공성을 가지는 건축용 복합단열재를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건축용 복합 단열재는,

열을 반사시키는 제1 알루미늄 호일층과, 상기 제1 알루미늄 호일층 일면에 접착된 폴리에스테르 부직포층과, 상기 폴리에스테르 부직포층 일면에 접착되어 열을 차단하는 제2 알루미늄 호일층과, 상기 제1 및 제2 알루미늄 호일층 그리고 폴리에스테르 부직포층을 지지하면서 열을 차단하는 고분자 발포제층과, 상기 고분자 발포제층의 이면에 접착되어 열 전도를 차단하고 반사시키는 제3 알루미늄 호일층을 포함하는 건축용 복합 단열재에 있어서,

상기 제1 알루미늄 호일층과 폴리에스테르 부직포층 그리고 제2 알루미늄 호일층이 접착제로 접착되고 이들을 상기 고분자 발포제층에 적층형으로 안착시켜 접착하기 위하여 상기 제2 알루미늄 호일층과 상기 고분자 발포제층 사이에 층상으로 적층되고 양면이 접착제가 도포된 제1 양면접착테이프와;

상기 제2 알루미늄 호일층과 상기 제3 알루미늄 호일층 사이에 위치하는 고분자 발포제층에는 열전달을 차단하기 위하여 간격을 두고 떨어져 있는 가로 세로 방향의 지지대를 통해 연속 반복적으로 형성되어 개개의 공간이 독립된 공기 유동공간을 갖도록 형성된 사각형 에어포켓과;

상기 고분자 발포제층과 상기 제3 알루미늄 호일층을 동시에 접착시키기 위하여 양면에 접착제가 도포 되어 있고 상기 고분자 발포제층과 상기 제3 알루미늄 호일층 사이에 게재되어 고분자 발포제층과 제3 알루미늄 호일층을 동시에 접착시키는 제2 양면접착테이프와;

상기 고분자 발포제층의 강도를 보강하고 지지하기 위해 상기 제3 알루미늄 호일층의 일면과 접착되는 발포수지와;

상기 발포수지를 상기 제3 알루미늄 호일층에 접착시키기 위하여 양면에 접착제가 도포 되어 있고 상기 발포수지와 제3 알루미늄 호일층 사이에 게재되어 상기 발포수지와 제3 알루미늄 호일층을 동시에 접착시키는 제3 양면접착테이프와;

상기 발포수지의 일면에 접착테이프로 접착되어 열을 반사시키는 제4 알루미늄 호일층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1,2 양면접착테이프는 띠 형상으로 이루어지며, 그 띠의 형상은 고분자 발포제층에 형성되는 사각형 에어포켓의 공간을 제외한 가로 세로 지지대에 대응되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 양면접착테이프는 상기 제3 알루미늄 호일층의 구겨짐과 변형을 줄이기 위해 띠 형상으로 이루어지며, 그 띠의 형상은 고분자 발포제층에 형성되는 사각형 에어포켓의 공간을 제외한 가로 세로 지지대에 대응되는 형상으로 구성되어 제3 알루미늄 호일층과 발포수지를 상호 접착시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 고분자 발포제층에 형성되는 사각형 공기포켓은 마름모형, 원형, 별형, 벌집형, 삼각형 중 어느 하나의 모양을 선택하여 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 내,외부 표면상으로 알루미늄 호일층을 두어 반사율을 높여 단열성능을 향상시키고 에어포켓을 통해 온도차에 의한 결로 현상을 억제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 단열재 시공 전후 외부로부터 가해지는 내,외압에 대한 변형을 구조적으로 작게 하여 공기 유동 면적 변형 축소에 따른 열전도율 증가를 억제하여 단열재 표면에 나타나는 결로 현상을 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 외압에 의한 알루미늄 호일층의 변형을 단순한 구조를 통해 방지할 수 있도록 하는 동시에 단열재 제조에서 단열재 내부에 에어포켓을 구조적으로 단순화시켜 제조할 수 있으며, 안정된 단열성능과 편리한 시공성을 갖는 고신뢰성 단열재를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 건축용 단열재를 나타낸 사시도.
도 2는 종래의 또 다른 건축용 단열재의 예를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 건축용 복합 단열재를 설명하기 위한 부분 결합 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 건축용 복합 단열재의 상세 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 건축용 복합 단열재의 결합상태 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 건축용 복합 단열재를 설명하기 위한 것으로 도 5의 A부 상세도.

이하, 도면을 참고로 본 발명을 구체적으로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 건축용 복합 단열재를 설명하기 위한 부분 결합 사시도 이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 건축용 복합 단열재의 상세 분해 사시도 이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 건축용 복합 단열재의 결합상태 단면도이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 건축용 복합 단열재를 설명하기 위한 것으로 도 5의 A부 상세도이다.

본 발명에 따른 건축용 복합 단열재는 알루미늄 호일층에서 열을 충분히 반사할 수 있도록 공간을 충분히 두기 위하여 한 쌍의 알루미늄 호일 사이에 폴리에스테르 계열의 부직포를 두고 이와 별도로 공기포켓을 갖는 고분자 발포제층과 알루미늄 호일층을 두어 전후 방향에서 열을 충분히 반사할 수 있도록 하여 우수한 단열성능을 갖도록 하고 결로현상을 억제하도록 한 것이다.

참고로, 내,외장재를 포함한 단열재를 이용하여 건축 구조물의 벽면을 단열 시공하는데 있어서, 단열성능은, 대표적으로, 단열재의 두께, 사용하는 단열재의 성능에 따라 성능 차이가 나는 것으로 볼 수 있다. 가능하면 적은 두께로도 충분한 단열성능을 갖는 것, 무해성, 저가격으로 제조하고 취급에 어려움이 없는 경제성이 큰 단열재가 바람직하므로, 거의 모든 단열재들은 이러한 단열재의 특성이 나타날 수 있도록 새롭게 개발되고 발전 되었다.

본 발명에 따른 건축용 복합 단열재는 두께의 현저한 증가가 없고 또한 이 분야 단열재료 분야에서 흔히 사용하는 재료를 사용하여 우수한 단열성능이 나타날 수 있도록 구성한 것이 특징이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건축용 복합 단열재(30)는, 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같다.

열을 반사시키는 제1 알루미늄 호일층(31), 제1 알루미늄 호일층(31) 일면에 접착된 폴리에스테르 부직포층(32), 폴리에스테르 부직포층(32) 일면에 접착되어 열을 차단하는 제2 알루미늄 호일층(33), 제1 및 제2 알루미늄 호일층(31)(33) 그리고 폴리에스테르 부직포층(32)을 지지하면서 열을 차단하는 고분자 발포제층(34), 고분자 발포제층(34)의 이면에 접착되어 열 전도를 차단하고 반사시키는 제3 알루미늄 호일층(35)을 포함하는 건축용 복합 단열재(30)로 구성된다.

주요 부분은, 제1 알루미늄 호일층(31)과 폴리에스테르 부직포층(32) 그리고 제2 알루미늄 호일층(33)이 통상의 접착제로 접착되고 이들을 고분자 발포제층(34)에 적층형으로 안착시켜 접착하기 위하여 제2 알루미늄 호일층(33)과 고분자 발포제층(34) 사이에 층상으로 적층 되고 양면이 접착제(41)가 도포된 제1 양면접착테이프(40)로 구성된다.

그리고, 제2 알루미늄 호일층(33)과 상기 제3 알루미늄 호일층(35) 사이에 위치하는 고분자 발포제층(34)에는 열전달을 차단하기 위하여 간격을 두고 떨어져 있는 가로 세로 방향의 지지대(36)를 통해 연속 반복적으로 형성되어 개개의 공간이 독립된 공기 유동 공간(37)을 갖도록 형성된 사각형 에어포켓(38)으로 구성된다.

여기서, 에어포켓(38)은 고분자 발포제층(34)에 일체형으로 별도의 작업 없이 한번에 사출 성형하는 것이 가능하다.

그리고, 고분자 발포제층(34)과 상기 제3 알루미늄 호일층(35)을 동시에 접착시키기 위하여 양면에 접착제(41)가 도포 되어 있고 고분자 발포제층(34)과 제3 알루미늄 호일층(35) 사이에 게재되어 고분자 발포제층(34)과 제3 알루미늄 호일층(35)을 동시에 접착시키는 제2 양면접착테이프(42)가 구성된다.

그리고, 고분자 발포제층(34)의 강도를 보강하고 지지하기 위해 제3 알루미늄 호일층(35)의 일면과 접착되는 발포수지(39)가 구성된다.

그리고, 발포수지(39)를 제3 알루미늄 호일층(35)에 접착시키기 위하여 양면에 접착제(41)가 도포 되어 있고 상기 발포수지(39)와 제3 알루미늄 호일층(35) 사이에 게재되어 발포수지(39)와 제3 알루미늄 호일층(35)을 동시에 접착시키는 제3 양면접착테이프(43)로 이루어진다.

그리고, 발포수지(39)의 일면에 접착테이프(44)로 접착되어 열을 반사시키는 제4 알루미늄 호일층(45)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 건축용 복합 단열재는, 제1,2 양면접착테이프(40)(42)가 띠 형상으로 이루어지며, 그 띠의 형상은 고분자 발포제층(34)에 형성되는 사각형 에어포켓(38)의 공간(37)을 제외한 가로 세로 지지대(36)에 대응되는 형상으로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 제3 양면접착테이프(43)는 제3 알루미늄 호일층(35)의 구겨짐과 변형을 줄이기 위해 띠 형상으로 이루어지며, 그 띠의 형상은 고분자 발포제층(34)에 형성되는 사각형 에어포켓(38)의 공간(37)을 제외한 가로 세로 지지대(36)에 대응되는 형상으로 구성되어 제3 알루미늄 호일층(35)과 발포수지(39)를 상호 접착시키도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 고분자 발포제층(34)에 형성되는 사각형 공기포켓(38)은, 도면에는 구체적으로 나타내지 않았으나, 마름모형, 원형, 별형, 벌집형, 삼각형 중 어느 하나의 모양을 선택하여 형성할 수 있다. 그러나, 제1 내지 제3 양면접착테이프(40)(42)(43)를 통해 다른 층상 구조물들과 접착되므로 지지대(36)의 형성에서 사각형상이 다른 형상이 비해 유리하며 에어포켓(38)의 공기 유동공간 설계에 있어서도 다른 형상에 비해 사각형 형상이 보다 유리하다.

한편, 제1 알루미늄 호일층(31)과 제2 알루미늄 호일층(33) 사이에 게재되는 폴리에스테르 계열의 부직포(32)는 반사능력을 증대시켜 열 차단능력을 향상시키도록 적용되어 있으며, 고분자 발포제층(34)에 형성되는 에어포켓(38)은 알루미늄 호일층의 반사공간을 확보하는 동시에 매질의 전달을 차단하여 결로현상을 최소화 시키도록 기능 한다.

그리고 각 층을 이루는 단열재 재료들의 접착 방법으로는 통상적으로 사용되는 본드 접착, 열접착, 수지접착, 핫멜트 접착 중에 어떠한 방법을 사용하여도 무방하다.

다만, 제1, 제2 양면접착테이프(40)(42)는 양면에 접착체(41)가 도포 되어 이에 접착되는 다른 단열재 재료들을 동시에 접착시키도록 되어 있으며, 그 형상은 고분자 발포제층(34)에 형성되는 에어포켓(38)에 대응되는 형상으로 형성되어 띠 부분의 일면이 고분자 발포제층(34)에 독립된 에어포켓(38)을 형성하는 지지대(36)를 따라 접착된다.

그리고 제3 양면접착테이프(43)는 에어포켓(38)의 형상에 대응되도록 형성되어 제3 알루미늄 호일층(35)의 구겨짐과 변형을 방지하여 견고한 상태로 접착 가능하도록 한다.

즉, 제3 알루미늄 호일층(35)은 고분자 발포제층(34)과 발포수지(39) 사이에 게재되어 층상 구조로 적층 되는데 제3 알루미늄 호일층(35)의 일면은 제2 양면접착테이프(42)를 통해 고분자 발포제층(34)에 접착되므로 다른 일면도 마찬가지로 접착 위치에 순응하도록 제2 양면접착테이프(42)와 동일한 형상의 제3 양면접착테이프(43)를 사용하여 접착시키도록 한 것으로, 동일한 접착 위치에서 제3 알루미늄 호일층(35)을 접착 함으로서 접착 후 열 변형이나 구겨짐 등이 없이 안정적인 접착상태를 유지한다.

제3 알루미늄 호일층(35)과 제3 양면접착테이프(43)를 통해 접착되는 발포수지(39)는 전체 굽힘 및 휨 강도를 개선하는 동시에 열전달을 둔화시키고 변형을 줄여준다.

에어포켓이 형성된 종래의 단열재들은 에어포켓을 형성하는데 따라 상대적으로 강도가 약해지고 또한 변형이 쉽게 발생되어 전체적으로 알루미늄 호일층과 구조재들 간의 박리 현상이 빈번하게 나타났다.

단열재들은 이러한 박리현상 또는 변형에 대하여 어느 정도 견딜 수 있도록 고강도 접착과 변형을 줄이는 구조를 적용하고 있으나 외압과 내압 등이 작용하는 경우 쉽게 변형되는 성질이 있다. 특히 경도와 밀도가 낮은 연성재들이 주로 사용되므로 형상 유지에 취약하다. 발포수지(39)는 고분자 발포제층(34)의 한쪽 면이 되는 제3 알루미늄 호일층(35)에 접착되어 고분자 발포제층(34)을 보강하는 동시에 전체적으로 형상을 유지 보존 지속시키는 역할을 하며, 열전달을 차단하는 단열재의 일반적인 특성을 하도록 적용되어 있다.

발포수지(39)의 일면은 열을 반사시키고 차단하기 위하여 제4 알루미늄 호일층(45)이 접착테이프(44)로 층상 구조로 처리되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 건축용 복합 단열재의 층상 구조에 의하면 단열재의 안팎으로 전달되는 열은 표면과 내부 적층 알루미늄 호일층을 통해 반사 차단한다.

고분자 발포제층(34)에 형성되는 사각형 에어포켓(38)은 다른 형상으로서 벌집모양, 원형 등 다양한 형상으로 성형하는 가능하며, 크기는 대략 4 ~ 16㎠가 적합하다. 에어포켓(38)의 크기가 너무 작으면 알루미늄 호일층의 반사 면적 축소로 효과가 감소 되며, 에어포켓(38)의 크기가 너무 크면 강도가 약해져 시공시 문제가 발생할 수 있다. 그러나 본 발명은 별도의 발포수지(39)를 통해 굽힘 및 휨 강도를 보강하도록 되어 있어 에어포켓(38) 형성에 따른 강도 문제를 개선할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 건축용 복합 단열재의 성능을 알아보기 위해 아래와 같은 방법으로 성능 실험을 하였으며 결과는 다음과 같다.

<실시예 1>

먼저, 170g/㎡ 폴리에스테르 부직포, 10mm 두께의 고분자 발포제층(34)에 에어포켓(38)을 형성한 후 알루미늄 호일층을 접착하여 복합 단열재를 제작하였다.

<실시예 2>

또한, 170g/㎡ 폴리에스테르 부직포, 4, 5, 7, 10, 15mm 두께의 고분자 발포제층(34)에 에어포켓(38)을 형성한 후 알루미늄 호일층을 접착하여 복합 단열재를 제작하였다.

<실시예 3>

또한, 170g/㎡ 폴리에스테르 부직포, 7mm 두께의 고분자 발포제층(34)에 에어포켓(38)을 형성한 후 알루미늄 호일층을 접착하여 복합 단열재를 제작하였다.

제작된 복합 단열재를 KS F2277;2002(건축용 구성재의 단열성 측정방법-교정열상자법 및 보호열상자법)에 따라 실험하기 위해 복합 단열재 사이에 에어포켓(38)이 마련된 고분자 발포제층(34)과 석고보드를 부착하여 한국교정시험기관인정기구(KOLAS)로부터 공인 받은 한국건설시험연구원에 시험을 의뢰하였다.

<실험예 1>

상기와 같이 제작된 복합 단열재를 실내온도 20±1℃, 실내 상대습도 50±5%의 항온항습실에서 24시간 이상 양생한 후 총 3회에 걸쳐 측정하였으며, 그 측정값은 표 3에 나타낸 바와 같다.

		1 회	2 회	3 회	평 균
공기온도[℃]	항온실	20.00	20.00	20.00	20.00
	가열상자	19.66	19.66	19.67	19.66
	저 온 실	-0.08	-0.09	-0.05	-0.07
	온 도 차	19.74	19.75	19,72	19.74
열 량[W]	총공급열량	22.07	22.31	22.22	22.20
	교정열량	11.55	11.55	11.55	11.55
	시험체 통 과열량	10.52	10.76	10.67	10.65
시험체 양표면 열전달 저항 [(㎡K)/W]	표면 열전 달 저항	0.126	0.123	0.123	0.124
	보정값	0.038	0.041	0.041	0.040
관류저항[(㎡K)/W]		1.91	1.88	1.89	1.89
열관류율[W/(㎡K)]		0.52	0.53	0.53	0.53

<실험예 2>

한편, <실시예 2>와 <실시예 3>을 통해 복합 단열재의 열전도율 측정기로 측정하였고, 측정조건은 저온 0℃, 고온 20℃에서 3회 측정하였으며, 평균값은 표 4(공기포켓 두께에 따른 열관류저항값 변화) 및 표 5(공기포켓 크기와 AL Foil 개수와의 상관관계)와 같다.

구성층	두 께	열전도율	열관류저항
AL Foil+부직포+AL Foil+공기포켓 4㎜ +AL Foil	6	0.03418	0.1645
AL Foil+부직포+AL Foil+공기포켓 5㎜ +AL Foil	7	0.03087	0.2147
AL Foil+부직포+AL Foil+공기포켓 7㎜ +AL Foil	9	0.03246	0.2978
AL Foil+부직포+AL Foil+공기포켓 10㎜ +AL Foil	12	0.03276	0.3952
AL Foil+부직포+AL Foil+공기포켓 15㎜ +AL Foil	17	0.04168	0.4685

구성층	두 께	열전도율	열관류저항
AL Foil+부직포+AL Foil+공기포켓 15㎜ +AL Foil	17	0.03418	0.4685
AL Foil+부직포+AL Foil+공기포켓 7㎜ +AL Foil+공기포켓 7㎜+AL Foil	16	0.03087	0.5799

표 4와 같이 고분자 발포제층에 형성되는 에어포켓의 두께가 증가함에 따라 열관류저항이 높아지는 것을 볼 수가 있다. 그러나 에어포켓의 두께 증가가 비례적으로 열관류저항값을 상승시키지 않는다는 것도 확인되었다.

즉, 7 ~ 10㎜이하의 에어포켓의 두께에서 열저항 값이 크게 증가하고, 그 이하의 두께에서는 단열성능이 미비하며, 그 이상의 두께에서는 표 5에서 보는 것과 같이 에어포켓의 두께가 크지만, 알루미늄 호일층을 사이에 두고 에어포켓을 나누어 알루미늄 호일층의 개수를 늘려 반사공간을 여러 겹을 구성하는 것이 두께에 비해 열관류저항이 높다는 것을 알 수 있다.

그러나 단열성능 증가를 위해 에어포켓(38)을 구조적으로 늘리는 것은 상대적으로 단열재의 강도를 저하시키는 원인이 되어 변형과 일그러짐 그리고 층상 구조의 박리를 가속시킨다.

본 발명은 한 개의 고분자 발포제층(34)에 에어포켓(38)을 형성하고 두께를 갖는 발포수지(39)를 통하여 취약한 강도를 보강하도록 되어 있다.

본 발명은 내,외부 표면상으로 알루미늄 호일층을 두어 반사율을 높여 단열성능을 향상시키고 에어포켓(38)을 통해 온도차에 의한 결로 현상을 억제할 수 있다.

그리고 단열재 시공 전후 외부로부터 가해지는 내,외압에 대한 변형을 구조적으로 작게 하여 공기 유동 면적 변형 축소에 따른 열전도율 증가를 억제하여 단열재 표면에 나타나는 결로현상을 효과적으로 제어한다.

또한 외압에 의한 알루미늄 호일층의 변형을 단순한 구조를 적용하여 방지하는 동시에 단열재 제조에서 에어포켓을 구조적으로 단순화시켜 제조할 수 있으며, 안정된 단열성능과 편리한 시공성을 갖는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 도면 및 명세서를 통하여 발명의 일 실시 예를 참고로 설명하였으나 예시이다. 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 실시가 가능하다.

30:단열재
31:제1알루미늄호일층
32:폴리에스테르부직포
33:제2알루미늄호일층
34:고분자발포제층
35:제3알루미늄호일층
36:지지대
37:공간
38:에어포켓
39:발포수지
40:제1양면접착테이프
41:접착제
42:제2양면접착테이프
43:제3양면접착테이프
44:접착테이프
45:제4알루미늄호일층

Claims (4)

1. 열을 반사시키는 제1 알루미늄 호일층(31), 제1 알루미늄 호일층(31) 일면에 접착된 폴리에스테르 부직포층(32), 폴리에스테르 부직포층(32) 일면에 접착되어 열을 차단하는 제2 알루미늄 호일층(33), 제1 및 제2 알루미늄 호일층(31)(33) 그리고 폴리에스테르 부직포층(32)을 지지하면서 열을 차단하는 고분자 발포제층(34), 고분자 발포제층(34)의 이면에 접착되어 열 전도를 차단하고 반사시키는 제3 알루미늄 호일층(35)을 포함하는 건축용 복합 단열재(30)에 있어서,
   상기 제1 알루미늄 호일층(31)과 폴리에스테르 부직포층(32) 그리고 제2 알루미늄 호일층(33)이 접착제로 접착되고 이들을 고분자 발포제층(34)에 적층형으로 안착시켜 접착하기 위하여 제2 알루미늄 호일층(33)과 고분자 발포제층(34) 사이에 층상으로 적층 되고 양면이 접착제(41)가 도포된 제1 양면접착테이프(40);
   상기 제2 알루미늄 호일층(33)과 상기 제3 알루미늄 호일층(35) 사이에 위치하는 고분자 발포제층(34)에는 열전달을 차단하기 위하여 간격을 두고 떨어져 있는 가로 세로 방향의 지지대(36)를 통해 연속 반복적으로 형성되어 개개의 공간이 독립된 공기 유동 공간(37)을 갖도록 형성된 사각형 에어포켓(38);
   상기 고분자 발포제층(34)과 상기 제3 알루미늄 호일층(35)을 동시에 접착시키기 위하여 양면에 접착제(41)가 도포 되어 있고 고분자 발포제층(34)과 제3 알루미늄 호일층(35) 사이에 게재되어 고분자 발포제층(34)과 제3 알루미늄 호일층(35)을 동시에 접착시키는 제2 양면접착테이프(42);
   상기 고분자 발포제층(34)의 강도를 보강하고 지지하기 위해 제3 알루미늄 호일층(35)의 일면과 접착되는 발포수지(39);
   상기 발포수지(39)를 제3 알루미늄 호일층(35)에 접착시키기 위하여 양에 접착제(41)가 도포 되어 있고 상기 발포수지(39)와 제3 알루미늄 호일층(35) 사이에 게재되어 발포수지(39)와 제3 알루미늄 호일층(35)을 동시에 접착시키는 제3 양면접착테이프(43);
   상기 발포수지(39)의 일면에 접착테이프(44)로 접착되어 열을 반사시키는 제4 알루미늄 호일층(45)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 복합 단열재.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1,2 양면접착테이프(40)(42)가 띠 형상으로 이루어지며, 그 띠의 형상은 고분자 발포제층(34)에 형성되는 사각형 에어포켓(38)의 공간(37)을 제외한 가로 세로 지지대(36)에 대응되는 형상으로 구성한 것을 특징으로 하는 건축용 복합 단열재.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제3 양면접착테이프(43)는 제3 알루미늄 호일층(35)의 구겨짐과 변형을 줄이기 위해 띠 형상으로 이루어지며, 그 띠의 형상은 고분자 발포제층(34)에 형성되는 사각형 에어포켓(38)의 공간(37)을 제외한 가로 세로 지지대(36)에 대응되는 형상으로 구성되어 제3 알루미늄 호일층(35)과 발포수지(39)를 상호 접착시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 건축용 복합 단열재.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 고분자 발포제층(34)에 형성하는 에어포켓(38)은 고분자 발포제층(34)에 일체형으로 사출 성형하여 형성되는 것을 특징으로 하는 건축용 복합 단열재.

Images