KR20160089060A - 단열성이 향상된 반사형 단열재 - Google Patents

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김경민
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Abstract

본 발명은 부분충진형 반사형 단열재의 단열성을 향상시켜줄 수 있도록 한 단열성능이 향상된 반사형 단열재에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위하여 표면 및 내부에 복사열 차단을 목적으로 사용되는 알루미늄 재질을 포함하는 얇은 필름재를 대신하여 낮은 표면방사율을 갖는 상하필름(30)(32) 사이에 0.2㎜ ~ 10.0㎜ 두께의 두께보강재(34)를 갖는 보강시트재()를 사용하여 얇은 필름재질에서 발생할 수 있는 전도열전달을 차단 함으로서, 부분충진형 반사형 단열재의 단열성을 향상시켜줄 수가 잇게 된다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명 단열성능이 향상된 반사형 단열재는 열이 전달되는 3가지 경로인 전도와 대류 및 복사열 모두에 대한 우수한 저항력으로 기존의 부피단열재에 비해 우수한 단열성을 지닐 수가 있고, 줄어든 제품의 두께 만큼 제조비용 절감할 수 있고, 취급 및 시공이 용이하고, 시공 시 시공면의 두께감소로 공간활용율을 높여줄 수 있으며, 건축물의 설계자유도를 높여줄 수가 있는 것이다.

Description

단열성이 향상된 반사형 단열재{HEAT INSULATOR WITH ADVANCED PERFORMANCE}
본 발명은 단열성이 향상된 반사형 단열재에 관한 것으로서, 상세하게는 복사 및 대류에 대한 우수한 단열특성을 유지하도록 하면서 전도열에 의한 열전달을 보다 많이 차단할 수 있도록 하여 단열성 향상을 가져올 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 건축용 단열재들 중 열전도에 의한 열전달 현상만을 대상으로 하는 대표적인 단열재로서는 폴리스티렌 발포체와 폴리에틸렌 발포체, 폴리프로필렌 발포체, 폴리우레탄 발포체 및 고무 발포체 등과 같은 각종 유기물로 이루어진 발포체 단열재와, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리프로필렌 섬유 등을 이용한 유기섬유계의 부직포형태 내지는 펠트형 단열재 및 글라스울과 락울 및 유리장섬유 등과 같은 무기섬유계의 부직포형 내지는 펠트형 단열재 등을 예로들 수가 있으며, 이러한 기존의 건축용 단열재들은 구조적인 특성상 열전도도가 낮고 또 두께가 두꺼울수록 우수한 단열성을 나타내는 특성 때문에 부피단열재라는 용어로 구분하기도 한다.
그리고 이러한 부피단열재의 단열성능을 향상시켜서 최근들어 강화되고 있는 건축물의 단열규정에 적합한 성능을 가지도록 하기 위해 부피단열재의 표면이나 내부에 복사열 차단기능이 우수한 저방사율의 필름을 사용한 반사형 단열재들이 제공되고 있다.
이러한 구성으로 이루어진 대표적인 선행기술들을 살펴보면, 공개특허공보 제2001-0091178호‘열복사차단을 특징으로 하는 단열재 및 단열제품’에서는 일정한 두께의 폴리에틸렌폼이나 폴리스티렌폼 등과 같은 종래의 발포류 단열재의 표면을 알루미늄 처리된 반사층을 반복적으로 구성한 다층구조의 단열재를 제안하고 있고, 공개특허 10-2005-0090628호‘건축용 불연 단열보드’에서는 카본섬유와 실리카섬유로 구성되는 불연단열층의 상부는 부직포와 알루미늄호일층을 위치시키고 그 하부는 알루미늄펄층과 화학섬유 단열층을 위치시킨 단열재를 제안하고 있고, 공개특허 10-2005-0056625호‘건축용 친환경 단열재’에서는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등으로 제직된 원단시트의 상부는 코팅처리하고 또 하부는 알루미늄호일을 핫멜트형 접착제로 접착한 단열재를 제안하고 있고, 등록실용신안 20-0256906호‘박판형 석재판넬’에서는 석재면에 유리섬유층과 공기주머니를 갖는 열반사단열층으로 구성된 구조를 에폭시접착제로 접착한 단열재를 제안하고 있으며, 등록실용신안 20-0409424호‘단열성 및 불연성이 개선된 통기성 열반사단열재’및 등록실용신안 20-0409425호‘단열성 및 불연성이 개선된 통기성 열반사단열재’에서는 알루미늄 재질로 이루어진 표면의 열 반사층에 미세홀을 형성시키고 또 중앙의 무기단열재와 100g/㎡ 이하의 열용융형 접착제를 이용하여 접착한 단열재를 제안하고 있다.
또한 미국 특허 5,316,835호‘저방사 단열재’에서는 폴리에틸렌 발포체의 상하 양면에 고반사의 알루미늄층을 배치하는 단열재를 제안하고 있고 또 미국 특허 3,007,596호‘단열재’에서는 폴리에틸렌 발포체의 상하 양면에 고반사의 알루미늄층을 배치하는 여러 층의 구조를 지닌 단열재를 제안하고 있으며, 미국특허 5,549,956호 ‘열반사 블랭킷’에서는 폴리에틸렌 발포체 대신 내부에 공기층을 가지는 에어버블을 사용하는 것을 제안하고 있다.
따라서 기존의 열반사단열재라는 것은 일반적인 내부에 사용되는 부피단열재를 완전충진형으로 하여 그 내부에서 가지는 부피단열재만의 단열특성에 외곽의 표면에서 가지는 복사열 차단기능이 더해져 단열성이 개선되게 한 것이고, 좀 더 발전된 형태는 내부의 부피단열재를 부분충진형으로 형성하여 내부에 밀폐된 공기층을 갖도록 하면서 상기 공기층이 저방사율의 표면과 함께 단열재 내부에서도 복사열 차단기능을 발휘하도록 하여, 보다 우수한 단열성을 가지도록 제안하고 있다.
하지만, 복사열 차단기능이 우수한 저방사율의 필름들은 대부분 알루미늄 재질을 포함하는 얇은 필름형태의 재질로서, 복사열 차단기능은 우수하나 그 필름을 통하는 전도열에 대해서는 취약한 단열특성을 가질 수밖에 없기 때문에 단열성을 개선하는데에는 한계를 가지고 있었다.
공개특허공보 제2001-0091178호‘열복사차단을 특징으로 하는 단열재 및 단열제품’ 공개특허 10-2005-0090628호‘건축용 불연 단열보드’ 공개특허 10-2005-0056625호‘건축용 친환경 단열재’ 등록실용신안 20-0256906호‘박판형 석재판넬’ 등록실용신안 20-0409424호‘단열성 및 불연성이 개선된 통기성 열반사단열재' 등록실용신안 20-0409425호‘단열성 및 불연성이 개선된 통기성 열반사단열재’ 미국 특허 5,316,835호‘저방사 단열재' 미국 특허 3,007,596호‘단열재' 미국특허 5,549,956호 ‘열반사 블랭킷’
본 발명은 기존의 부피단열재가 갖는 상하표면필름이나 또는 내부필름을 대신하여 열전도율이 낮은 재질의 두께보강제가 보강된 보강시트재를 사용하여 단열성 향상을 가져올 수 있도록 한 단열성능이 향상된 반사형 단열재를 제공하는데 그 목적이 있다.
즉, 기존의 열반사단열재는 크게 도 1에서와 같이 상부표면필름(2)과 하부표면필름(4) 사이에 갖는 부피단열재(6)가 완전충진형으로 이루어져 복사열 차단성능은 상부표면필름(2)과 하부표면필름(4)에서 발생하는 완전충진형 반사형 단열재(8) 및 도 2에서와 같이 상부표면필름(10)과 하부표면필름(12) 사이에 갖는 부피단열재(14)가 부분충진형으로 이루어져 내부에 밀폐된 공기층(16)을 가지고 있고 또 상하공기층(16)은 내부필름(18)에 의해 구획되어 내부에서도 복사열차단기능이 발생되는 부분충진형 반사형 단열재(20)로 구분할 수 있는데, 이러한 기존의 반사형 단열재(8)(20)들 중 내부에 공기층(12)을 갖는 부분충진형 반사형 단열재(18)가 완전충진형 반사형 단열재(8)에 비해 높은 단열성을 지니고 있고 또 이러한 부분충진형 반사형 단열재(18)는 완전충진형 반사형 단열재(8)에 비해서는 높은 단열성을 지니게 되나 상하표면필름(4)(6)과 내부필름(16)을 구성하는 금속성 재질로 인하여 전도열이 발생하게 되는 바, 본 발명은 기존의 부분충진형 반사형 단열재(18)에서 발생하는 전도열을 감소시켜서 단열성을 극대화 시켜 주도록 함을 발명의 목적으로 한 것이다.
상기한 목적달성을 위한 본 발명 단열성능이 향상된 반사형 단열재는 상하표면필름과 내부필름 사이에 공기층을 갖는 부분충진형 부피단열재를 형성하되, 그 상하표면필름이나 또는 내부필름을 대신하여 상하필름 사이에 두께보강재가 형성된 보강시트재를 사용하여 상기 보강시트재가 전도율을 개선해주도록 구성함을 특징으로 한다.
다만 본 발명에서 보강시트재는 상부표면필름과 하부표면필름 및 내부필름 중 어디에 배치하더라도 단열성을 개선해줄 수가 있으나, 가장 효과적으로는 상부표면필름 또는 하부표면필름을 대신하여 사용하는 것이고, 그 다음이 내부필름을 대신하여 사용하는 것이다.
또한 본 발명은 보강시트재를 구성하는 상부필름과 하부필름은 양면 모두 저방사율을 갖는 것을 사용하더라도 무방하나, 상부필름의 하부면과 하부필름의 상부면은 반드시 저방사율을 가져야 하는 것은 아니다.
더 나아가 본 발명에서 사용가능한 상하표면필름과 내부필름으로서는 알루미늄으로 이루어지는 5~300㎛의 두께를 가지는 알루미늄시트, 폴리올레핀과 폴리에스터, 나일론, 테프론, 셀루로즈 및 폴리염화비닐 등으로 이루어진 필름이나 부직포의 양면에 알루미늄박막을 합지한 알루미늄복합시트, 유기필름이나 부직포의 양면에 알루미늄을 증착한 알루미늄증착필름이나 또는 합성수지시트 양면에 알루미늄을 도포한 알루미늄도포시트 등의 단층필름을 사용할 수 있다.
또한 보강시트재를 구성하는 상부필름과 하부필름 및 두께보강재의 접합은 접착제가 없는 열합지나 또는 접착제를 이용한 열프레스합지 등 접합가능한 수단이면 모두 만족한다.
그리고 상하표면필름 또는 내부필름을 대신하여 전도열에 대한 차단성이 향상된 보강시트재를 사용함에 있어, 상기 보강시트재를 구성하는 상부필름 및 하부필름은 상하표면필름과 내부필름으로 사용되는 재질들의 사용이 가능하다.
또한 보강시트재를 구성하는 두께보강재로서는 유기성분으로 된 부직포 또는 부직포, 무기성분으로 된 부직포 또는 직포, 유기물 발포체 등이 사용 가능한데, 예를 들면 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 안정화섬유 등과 같은 유기성분으로 된 부직포 또는 부직포, 유리섬유, 탄소섬유 등과 같은 무기성분으로 된 부직포 또는 직포, 그리고 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 에틸렌비닐아세테이트, 고무의 단독 또는 이들을 공중합한 공중합수지를 발포한 유기물 발포체 등이 있고, 이 때 상부필름과 하부필름 사이의 사용할 수 있는 두께보강재는 열전도율을 낮추기 위해서는 적어도 0.2㎜ 이상의 두께가 필요한데, 가장 바람직하게는 0.5㎜ 이상부터 10.0㎜ 이하의 두께가 좋다.
왜냐하면 두께보강재의 두께가 0.2㎜ 이하이면 보강시트재의 열전도율을 충분히 낮춰줄 수가 없고 또 10.0㎜ 이상이면 최종 제품의 두께가 과도하게 증가하여 두께대비 단열성이 낮아지는 단점이 있기 때문이다.
또한 상하표면필름과 내부필름 및 보강시트재는 우수한 복사열 차단기능을 갖도록 하기 위하여는 표면방사율이 낮을수록 좋은데, 그 방사율이 0.3 이하인 경우 원하는 단열성을 지니게 되나, 가장 바람직하게는 표면방사율이 0.05이하이면 더욱 우수한 단열성능을 얻을 수가 있게 된다.
한편 본 발명 이용되는 부피단열재로서는 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 에틸렌비닐아세테이트, 멜라민수지, 고무, 열가소성 고무재료 등과 같이 발포를 통하여 단열재로 사용할 수 있는 대부분의 합성수지성분의 단독 또는 이들을 공중합한 공중합수지를 발포한 발포형태의 부피단열재 및 면, 양모, 마 등과 같은 천연섬유로 이루어진 섬유상의 부피단열재 등을 예로들 수가 있으며, 좋기로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 고무 등을 발포하여 얻은 것이다.
이 외에도 부피단열재로서 장섬유 또는 단섬유 상의 무기섬유계 단열재인 유리섬유나 실리카섬유, 카본섬유, 세라믹섬유 등으로 이루어진 펠트도 사용 가능한데, 이러한 펠트나 울형태 및 니들펀칭된 부직포 형태는 발포류에 비해 공기층 사이에 존재하는 격벽을 통과하는 공기층이 발생할 수 있기 때문에 내부공기층 간의 대류열전달 현상에 의한 단열성 저하우려가 있으나, 무기섬유계인 경우에는 최종제품의 연소성을 낮추어 화재 시 안전성을 보장해줄 수 있는 장점을 지니게 된다.
그리고 부피단열재로서 무기섬유계가 사용될 경우 그 성분으로서 유리, 세라믹, 실리카, 카본 등이 사용가능한데, 좋기로는 A-글리스나 C-글라스 성분으로 이루어진 울형태의 펠트 내지는 E-글라스섬유나 C-글라스섬유를 니들펀칭된 부직포형 펠트 등이다.
이때 울형태의 펠트는 고온에서 용융된 무기질 성분을 분사 또는 방사하면서 바인더 성분과 함께 적층한 후 경화, 건조하는 공정을 통하여 제조되며, 니들펀칭된 부직포형 펠트는 개면, 카딩, 니들펀칭의 공정 등을 통해 제조된다.
상기에 있어, 니들펀칭된 부직포형 펠트는 대부분 방사를 통하여 제조된 긴 섬유형태의 장섬유를 50~100㎜ 정도로 절단한 후 카딩공정이나 에어포밍 공정 등을 통하여 매우 벌키한 슬라브 형태로 형성한 다음 돌출된 귀가 달린 펀칭용 바늘을 이용하여 펀칭해 주게 되면 얻을 수가 있게 있는데, 본 발명에서 요구되는 적정한 밀도는 25~200㎏/㎥로서, 구체적인 용도와 성능 등에 따라 얼마든지 조절이 가능하며, 개면공정에서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 면, 양모, 폐섬유 잡사 등과 같은 성분의 섬유를 혼합하여 제조할 수도 있음은 물론이다.
이러한 부피단열재의 최적의 두께는 5~30㎜로서, 내부에 공기층을 형성하기 위하여 여러가지 형태로 타공할 시 그 공기층의 면적비율은 전체면적의 50~90%이고 또 하나의 공기층이 갖는 면적은 3~100c㎡ 이며, 타공된 공기층 사이에 남아 있는 격벽의 두께는 2~10㎜인 것이 좋다.
왜냐하면 부피단열재의 두께가 5㎜ 이하이면 내부공기층이 너무 작아 고반사 및 저방사 효율을 얻기에는 다소 부족하고 또 내부공기층을 감안할 때 30㎜ 이상이면 지지력이 약해 취급 및 시공이 까다롭고 또 약한 힘에도 쉽게 변형됨은 물론 늘어난 공기층 두께 만큼 고반사 및 저방사 효율도 비례적으로 증가하는 것은 아니기 때문이다.
또한 부피단열재가 갖는 공기층들은 그 하나의 공기층이 갖는 크기가 3c㎡ 이하이면 공기층을 구획하는 격벽과 비교하여 전체공기층의 면적이 줄어들게 되므로 내부에서의 복사열 차단효과가 저하되고 또 100c㎡ 이상이면 공기층 내부에서의 공기흐름에 의해 대류가 발생하여 이 대류가 제품의 전달열을 증가시켜서 단열성을 저하시키게 되므로 공기층이 갖는 크기 또한 주어진 크기로 형성해 주는 것이 바람직하다.
그리고 부피단열재의 공기층 사이에 갖는 격벽의 두께도 2㎜ 이하이면 격벽의 강도약화로 인하여 이 역시 취급 및 시공이 까다롭고 또 약한 힘에도 쉽게 변형됨은 물론 타공시에는 일정한 간격으로 타공해 주기가 어려워 생산성 저하를 가져오게 되며, 10㎜ 이상이면 공기층의 비율이 낮아져 제품 내부에서 얻을 수 있는 고반사 및 저방사 현상에 의한 복사열 차단이 제대로 이루어질 수가 없어 단열성이 떨어지게 되므로 공기층 간 격벽의 두께 또한 주어진 두께로 형성해 주는 것이 바람직하다.
한편 본 발명은 상하표면필름 사이에 공기층을 갖는 부피단열재를 접합 형성한 단층구조보다는, 내부필름에 의해 분리된 복수의 부피단열재를 접합 형성하여 공기층이 2겹 이상으로 형성될 때 보다 우수한 단열성을 발휘할 수가 있다.
즉, 30㎜ 두께의 단층으로 단열재를 구성하는 것 보다 15㎜의 두께를 갖는 단층구조의 단열재를 2겹으로 접합 구성하거나 또는 10㎜의 두께로 이루어진 단층구조의 단열재를 3겹으로 접합 구성할 경우 더욱 우수한 단열성을 지니게 되는데, 이는 단열재가 시공된 환경에서 고온 측에서 유입되는 열에 의해 공기층의 온도가 증가하게 되면 공기층 내부의 데워진 공기가 대류에 의해 열전달을 시키기 때문에 공기층 내부에서의 대류 열전달을 방지할 수 있는 다층구조가 단열성 개선에 유리하기 때문이다. 그러나 건축용 단열재로서 요구되는 한정된 두께 하에서 과도한 다층구조를 가지도록 하기 위하여 단층구조의 공기층 두께를 5㎜이하로 줄이게 되면 내부공기층의 두께 감소로 인한 고반사 및 저방사 현상이 축소되어 오히려 단열성이 저하되므로 적어도 단층구조의 공기층 두께는 5㎜ 이상을 갖도록 하는 범위 내에서 다층구조로 구성해 주는 것이 바람직하다.
그리고 상하표면필름과 내부필름 및 두께가 보강된 보강시트재가 부피단열재와의 접착을 통하여 제품의 구조적 안정성을 얻을 수가 있고 또 공기층의 밀폐를 통하여 단열성의 확보가 가능한데, 상하표면필름과 내부필름 및 두께가 보강된 보강시트재가 부피단열재와 접착되는 과정에서 공기층을 제외한 부피단열재와 직접적으로 접촉되는 면에서만 접착이 이루어지도록 해주고, 공기층면이나 외부로 노출되는 면에는 낮은 표면방사율이 유지되어야 만이 구조적인 안정성과 우수한 단열성을 얻을 수가 있게 된다.
또한 접착제를 이용하여 상하부표면필름과 내부필름 및 두께가 보강된 보강시트재를 부피단열재와 접합할 경우 상기 부피단열재의 공기층과 마주하는 필름 층의 표면에 접착층이 형성될 수 있는데, 이와 같이 부피단열재의 공기층과 마주하는 표면에 접착제층이 형성될 경우 그 표면의 표면방사율이 증가하여 단열성능이 저하될 수 있으므로 공기층과 접하는 표면에는 접착제가 도포되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에 이용되는 보강시트재는 상부필름과 두께보강재 사이 또는 두께보강재와 하부필름 사이에 폴리에스테르나 폴리올레핀 및 방향족 폴리아마이드 등과 같은 유기섬유로 이루어진 보강재나 또는 유리섬유나 탄소섬유 등과 같은 무기섬유로 이루어지는 부직포 내지는 그물상의 스크림직물 등으로 이루어진 보강재를 형성하여 보강해 주도록 할 수도 있으며, 이러한 이유는 공기층에 접하는 저방사면 하나를 포기하는 대신 시공 시 단열재를 고정시키는 못이나 타카 등과 같은 장치에 의해 단열재가 찢어지는 것을 방지하기 위함이다.
더 나아가 표면필름의 표면에 요철을 형성해주게 되면 제품표면을 미려하게 함은 물론 표면요철로 인하여 조금이라도 더 많은 공기층을 확보할 수가 있고 또 단열성 향상에 도움을 줄 수가 있게 되며, 필요에 따라 그 표면에 기공을 형성해 줄 수도 있음은 물론이다.
본 발명 단열성이 향상된 반사형 단열재는 열이 전달되는 3가지 경로인 전도와 대류 및 복사열 모두에 대하여 우수한 저항력을 가지고 또 기존의 부피단열재에 비해서도 우수한 단열성을 가지기 때문에 건축물의 단열성을 향상시켜서 에너지사용량을 감소시킴으로써 탄소배출량 저감에 기여할 수 있을 뿐 아니라 줄어든 두께 만큼 제품의 시공관련 비용과 제조비용을 절감할 수가 있으며, 취급 및 보관이 용이하게 이루어질 수가 있다.
특히 본 발명에서 복사열 차단성능을 위하여 사용하는 알루미늄 재질의 필름은 전도열의 전달속도가 매우 빠른데, 이러한 저방사 표면을 갖는 알루미늄 재질의 상하필름을 사이에 열전도율이 낮은 두께보강재를 형성해 줌으로써 열전도율을 보다 향상시켜서 최종 제품의 단열성능을 향상시켜 줄 수가 있게 되는 것이다.
도 1 : 종래발명의 완전충진형 반사형 단열재의 단면구성도
도 2 : 종래발명의 부분충진형 반사형 단열재의 단면구성도
도 3 : 본 발명에 이용되는 부피단열재의 일 실시예의 평단면구성도
도 4 : 본 발명에 이용되는 부피단열재의 다른 실시예의 평단면구성도
도 5 : 본 발명에 이용되는 부피단열재의 또 다른 실시예의 평단면구성도
도 6 : 본 발명에 이용되는 보강시트재의 단면구성도
도 7 : 본 발명의 일 실시예를 보여주는 단면구성도
도 8 : 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 단면구성도
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세히 설명하기로 하며, 다만 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기술이나 기능 등에 대한 구체적인 설명으로 인하여 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 상세한 설명을 생략하기로 한다.
12㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 한면에 6㎛ 두께의 알루미늄호일이 접착된 알루미늄복합시트를 상부필름(30)과 하부필름(32)으로 하고 또 단중이 100g/㎡인 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유부직포를 두께보강재(34)로 하여 마주하는 상부필름(30)의 PET면과 하부필름(32)의 PET면 사이에 두께보강재(34)를 형성한 뒤 단중이 20g/㎡인 폴리올레핀계 핫멜트필름을 이용하여 250℃의 열프레스롤에서 접착하여 먼저 열전도율이 낮은 보강시트재(36)를 제조하였다.
이때 보강시트재(36)를 구성하는 두께보강재(34)의 두께는 0.2㎜ ~ 10.0㎜가 적당한데, 그 이유는 0.2㎜ 이하이면 보강시트재의 열전도율을 충분히 낮춰줄 수가 없고 또 10.0㎜ 이상이면 최종 제품의 두께가 과도하게 증가하여 두께대비 단열성이 낮아지는 단점이 있기 때문이다.
그리고 밀도가 23㎏/㎥ 이고 두께는 10㎜인 폴리에틸렌(PE) 발포체를 타공하여 공기층(38)을 갖는 부피단열재(40)를 제조하였는데, 그 공기층(38)은 도 3에서와 같이 한변의 길이는 40㎜로 형성하고 또 각도는 60도와 120도를 갖는 마름모꼴로 형성하되, 타공된 공기층(38)의 면적비율은 75.7%로 하고 또 공기층(38) 간의 격벽이 갖는 두께는 6㎜로 하였다.
상기와 같이 제조된 보강시트재(36)를 상부표면재로 사용하고, 복수의 내부필름(42)은 두께가 18㎛ 인 알루미늄 시트를 사용하고, 하부표면필름(44)은 12㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 양면에 6㎛ 두께의 알루미늄호일이 접착된 알루미늄복합시트를 사용하며, 이들을 가열수단을 갖는 열합지설비로 열접합하여 복층(6층)구조의 단열성능이 향상된 반사형 단열재(46)를 제조하고 그 성능을 평가하였다.
평가결과 단열성인 열관류율은 0.22 W/㎡K로 우수하고, 제품안정성과 시공성면에서도 우수한 것으로 평가되었다.
그리고 본 실시예에서 사용된 단열재의 성능평가 방법 및 판단기준은 다음과 같다.
단열성 : KS F 2277에 의한 열관류율 시험결과 (단위:W/㎡K)
제품안정성-우수 : 제품의 안정성이 우수하고, 1000×1000의 시료를 손으로 이동할 시 제품변형이나 손상이 전혀 없음.
제품안정성-적당 : 제품의 안정성이 우수하고, 1000×1000의 시료를 손으로 이동할 시 제품변형은 약간 발생되나, 손상으로 이어지지는 않음.
제품안정성-불량 : 제품의 안정성이 떨어지고, 1000×1000의 시료를 손으로 이동할 시 제품변형이 심하며, 주의를 게을리 하면 제품이 손상됨.
시공성-우수 : 시공성이 우수하고, 제작된 단열재의 열관류율 실험을 위하여 시료를 벽체에 고정하는 과정에서 시공자에 따라 시공상태의 차이가 거의 발생하지 않음.
시공성-적당 : 시공성이 적당하고, 제작된 단열재의 열관류율 실험을 위하여 시료를 벽체에 고정하는 과정에서 시공자에 따라 시공상태의 차이가 약간 발생할 수 있으나, 단열성능의 차이에는 거의 영향을 주지 않음.
시공성-불량 : 시공성이 떨어지고, 제작된 단열재의 열관류율 실험을 위하여 시료를 벽체에 고정하는 과정에서 시공자에 따라 시공상태의 차이가 크게 발생하고, 주의를 기울이지 않으면 단열성능의 차이가 현저히 발생하며, 심하게는 시료의 거치가 매우 곤란함.
상기 실시예 1에서 12㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 양면에 6㎛ 두께의 알루미늄호일이 접착된 알루미늄복합시트로 이루어진 하부표면필름(44)을 대신하여 상부표면재로 이용된 보강시트재(36)를 사용하여 실시하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였는데, 단열성인 열관류율은 0.21 W/㎡K로 우수하였고, 제품안정성과 시공성면에서도 우수한 것으로 평가되었다.
상기 실시예 1에서 12㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 양면에 6㎛ 두께의 알루미늄호일이 접착된 알루미늄복합시트로 이루어진 하부표면필름(44)을 대신하여 상부표면재로 이용된 보강시트재(36)를 사용하고 또 복수의 내부필름(42)을 대신하여 상부표면재로 이용된 보강시트재(36)를 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였는데, 단열성인 열관류율은 0.20 W/㎡K로 우수하였고, 제품안정성과 시공성면에서도 우수한 것으로 평가되었다.
상기 실시예 1에서 상부표면재로 이용된 보강시트재(36)의 제조 시 밀도가 23㎏/㎥ 이고 두께는 5㎜인 폴리에틸렌(PE) 발포체를 이용하여 접착제 없이 열합지를 통한 합지로 제조하여 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였는데, 단열성인 열관류율은 0.20 W/㎡K로 우수하였고, 제품안정성과 시공성면에서도 우수한 것으로 평가되었다.
[비교실시예 1]
상기 실시예 1에서 상부표면재로 이용된 보강시트재(36) 대신하여 하부표면필름(44)으로 사용된 12㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 양면에 6㎛ 두께의 알루미늄호일이 접착된 알루미늄복합시트로 이루어진 상부표면필름(48)을 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였는데, 단열성인 열관류율은 0.26 W/㎡K로 실시예에 비해 단열성이 우수하지 않은 것으로 평가되었고, 제품안정성과 시공성면에서는 우수한 것으로 평가되었다.
(2)--상부표면필름 (4)--하부표면필름
(6)--부피단열재 (8)--완전충진형 반사형 단열재
(10)--상부표면필름 (12)--하부표면필름
(14)--부피단열재 (16)--공기층
(18)--내부필름 (20)--부분진형 반사형 단열재
(22)--공기층 사이의 격벽두께
(30)--상부필름 (32)--하부필름
(34)--두께보강재 (36)--보강시트재
(38)--공기층 (40)--부피단열재
(42)--내부필름 (44)--하부표면필름
(46)--단열성능이 향상된 반사형 단열재
(48)--상부표면필름 (50)--공기층 사이의 격벽두께

Claims (7)

  1. 각기 한면 또는 양면이 낮은 표면방사율을 가지는 필름으로 이루어진 상하표면필름과 복수의 내부필름 사이에 각기 공기층(38)을 갖는 복수의 부분충진형 부피단열재(40)를 접합 형성하여서 된 부분충진형 단열재에 있어서, 상기 상부표면필름(48)과 하부표면필름(44) 및 내부필름(42) 중 적어도 하나 이상을 상부필름(30)과 하부필름(32) 사이에 0.2㎜ ~ 10.0㎜ 두께의 두께보강재(34)가 접합 형성된 보강시트재(36)가 대신하도록 함을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 반사형 단열재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 두께보강재(34)는 유기부직포 또는 직포, 무기부직포 또는 직포, 유기물 발포체임을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 반사형 단열재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 부피단열재(40)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 에틸렌비닐아세테이트, 고무의 단독 또는 이들을 공중합한 공중합수지를 발포한 발포체임을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 반사형 단열재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 부피단열재(40)는 글라스울, 미네랄울, 실리카울, 니들펀칭된 부직포, 유리장섬유가 니들펀칭된 부직포를 선택적으로 이용함을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 반사형 단열재.
  5. 제1항에 있어서, 하부면을 형성하는 하부표면필름(44) 내지는 보강시트재(36)의 표면을 접착 또는 점착 처리하여 구성함을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 반사형 단열재.
  6. 제1항에 있어서, 상기 상부표면필름(48)과 하부표면필름(44) 및 내부필름(42) 각각에 존재하는 2개의 노출표면 중 적어도 하나의 노출면이 갖는 표면방사율은 0.3이하임을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 반사형 단열재.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보강시트재(28)에 존재하는 2개의 노출표면 중 적어도 하나의 노출면이 갖는 표면방사율은 0.3이하임을 특징으로 하는 단열성능이 향상된 반사형 단열재.
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