KR20180096932A - Heat insulating materials for ducts - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보온 단열재에 관한 것으로, 특히 건축 덕트용으로서 취급, 시공이 쉽고 성능이 우수한 덕트용 보온 단열재에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat insulating material, and more particularly, to a heat insulating material for a duct which is easy to handle, to construct, and has excellent performance as a construction duct.
일반적으로 빌딩, 공장이나 아파트 등과 같은 건축물에서는 보일러나 온풍로 등으로 증기나 온수 또는 더운 바람을 만들어, 이것을 배관이나 덕트를 통해 분배하는 난방 방식이 주로 사용된다. 이 방식에는 실내에 방열체를 설치하고, 이것에 증기나 온수를 보내어 실내의 공기를 직접 따뜻하게 하는 직접난방과 더운 바람을 실내에 보내어 실내의 온도를 목표 값으로 유지시키는 간접난방이 있다. 이와 같이, '덕트'는 주로 이러한 온열 기체의 이동을 위한 용도로 사용되는 중공형 수단을 말하는 것이다.Generally, in a building such as a building, a factory or an apartment, a heating method is used in which steam, hot water, or hot wind is produced by a boiler or a hot air furnace, and is distributed through a pipe or a duct. In this method, there is indirect heating in which a heat radiator is installed in a room, and direct heating which directs the room air directly by sending steam or hot water thereto, and indirect heating which keeps the indoor temperature at a target value by sending hot wind to the room. Thus, the term 'duct' refers to a hollow means mainly used for the movement of such a hot gas.
상기 덕트는 단면이 직사각형이나 원형으로 된 것이 많이 사용되지만 때로는 타원형으로 된 것도 있으며, 특히 덕트 속을 흐르는 고온 기체는 외부와의 온도차로 인한 열 손실이 발생하기 때문에, 그 보온을 위하여 상기 덕트의 외면을 감싸줄 필요가 있는데 이때 사용되는 재료가 소위 덕트용 보온 단열재이다.Since the duct is often rectangular or circular in cross section, it sometimes becomes elliptical. Particularly, the hot gas flowing through the duct generates heat loss due to a difference in temperature from the outside. Therefore, The material to be used is a so-called insulation material for ducts.
종래의 보온 단열재는 설계시 고려하지 못한 협소 공간에서의 보온/단열 처리, 형식적인 보온/단열으로 인한 에너지 손실, 보온 내부 배관의 부식, 비정상적 부피로 인한 별도 서포트 등의 과잉설계, 보온재 자체수분 흡수에 따른 보온 효과 및 내구성 감소, 작업시의 보온재 파손 및 외관 변형, 보온재의 성분에 따른 인체 유해성, 수송 및 보관의 문제 등이 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 단열재로서 주로 펄라이트 및 유리섬유 계열이 사용되어 왔다.Conventional thermal insulation materials are not designed for over-designing, such as insulation / insulation treatment in a narrow space, energy loss due to formal insulation / insulation, corrosion due to insulation inside pipes, extra support due to abnormal volume, , Heat insulation effect and durability reduction according to the heat insulation property, breakage of the insulation material during the operation and appearance deformation, human health due to the composition of the insulation material, transportation and storage problems. In order to solve such a problem, pearlite and glass fiber series have been mainly used as a heat insulating material.
상기 펄라이트는 재료비가 저렴하다는 장점이 있으나 습기에 약하고, 고중량 및 고부피, 충격시 파손 및 부서짐, 산업폐기물이 발생한다는 단점이 있다. 한편, 유리섬유는 높은 내열성을 갖는다는 장점이 있으나, 유리침상에 의한 인체 유해성이 대두되며 높은 흡수율로 인하여 성능 및 내구성이 빠르게 저하된다는 문제점이 있다. 예컨대 수분이 단열재로 흡수되면 누설된 열이 지지구조물까지 전달되므로 배관 아래 부분의 온도가 윗부분의 온도와 현저한 차이를 보이게 되므로 단열재 성능을 감쇠시키게 되며, 이는 열손실로 인한 열효율의 저하로 인하여 열에너지의 낭비를 초래한다.Although the pearlite has an advantage of low cost, it has a disadvantage in that it is weak in moisture, has a high weight and high volume, and is damaged and broken when it is impacted and industrial waste is generated. On the other hand, the glass fiber is advantageous in that it has high heat resistance, but has a problem that the human body is harmful due to the glass needle and the performance and durability are rapidly deteriorated due to the high water absorption. For example, when moisture is absorbed into the heat insulating material, the leaked heat is transferred to the supporting structure, so that the temperature of the lower part of the pipe is significantly different from the temperature of the upper part, thereby damping the performance of the heat insulating material. It causes waste.
이에 최근 제안된 것이 에어로젤(aerogel)을 이용한 보온 단열재이다. 에어로젤은 기본적으로 규소산화물(SiO2)로 이루어진 대표적인 초다공성 나노 구조의 소재로서 졸-겔 반응을 통해 제조된 습윤 젤을 기-액 계면에 존재하지 않는 초임계 조건에서 수축없이 건조하여 젤의 기공구조를 그대로 유지할 수 있도록 한 물질로서, 초경량이며 기공도가 95-99%, 밀도가 0.003 g/㎤로 공기밀도의 약 3배 밖에 되지 않는 것으로 알려져있다.Recently, proposed is a thermal insulation material using aerogels. The aerogels are basically porous super-porous nanostructures made of silicon oxide (SiO2). The wet gel prepared by the sol-gel reaction is dried without shrinking under supercritical conditions that are not present at the vapor-liquid interface, And it is known that it is light in weight and has a porosity of 95-99% and a density of 0.003 g / cm3, which is about three times the air density.
상기 에어로젤의 우수한 물성으로는, 1) 기공도가 높으며 그 기공은 상온에서 열이 기상으로 잘 전달되지 않게 하며, 2) 밀도가 낮아 고체상으로 전도가 잘 되지 않아 현재까지 개발된 소재 중에서 열전도율이 가장 낮은 물질 중 하나로 알려져 있으며, 3) 열에 강하여 고온에서 안정하므로 방염소재로도 활용성이 크며, 4) 초경량 소재로 신발, 의류 등 다양한 분야에 적용가치가 크며, 5) 소수성으로 만들 수도 있다.The excellent properties of the aerogels include: 1) high porosity; 2) the density is low so that the pores can not be transferred to the gas phase at room temperature; and 2) the thermal conductivity is poor It is known as one of the low materials. 3) It is highly resistant to heat and stable at high temperature, so it is highly applicable to flame retardant materials. 4) It is an ultra lightweight material, which is highly applicable to various fields such as shoes and clothing.
이러한 특성으로 인하여 에어로젤을 덕트용 보온 단열재로 이용하고자 하는 제안들이 있으며, 공개특허공보 제10-2009-0086840호 및 제10-2013-0008813호에 개시된 "에어로젤을 이용한 공조덕트용 보온 단열재 및 그 시공방법"이 그 예이다. 전자의 특허는 에어로젤 매트를 단열재로 하여 덕트를 감싼 다음, 그 외부에 알루미늄 박판을 감고 고정끈으로 묶어 고정하는 방법을 개시하고 있으며, 후자의 특허는 상기 에어로젤 매트를 절개된 원통형으로 성형하여 그 원통형 매트로 덕트를 감싸 고정할 수 있는 방법을 개시하고 있다.There are proposals to use airgel as insulation material for duct due to these characteristics, and there are proposals to use airgel as thermal insulation material for duct, and as disclosed in " Airgel insulation heat insulating material for air duct " Method "is an example. The former patent discloses a method in which an airgel mat is used as a heat insulating material, a duct is wrapped, and then an aluminum foil is wound around the duct and then fixed with a fixing cord. In the latter patent, the airgel mat is formed into an incised cylindrical shape, A method of wrapping and fixing a duct by a mat is disclosed.
이러한 예들이 덕트용 단열재로서 에어로젤 성분을 이용함으로써 종래의 다른 재료 예컨대 유리섬유를 이용하는 경우 등에 비하여 단열성, 보온성 및 방염성 등에서 우수한 특성이 있는 것은 사실이다. 한편, 이러한 예들은 단열재의 형태 유지 및 작업성을 위하여 에어로젤 재료를 비교적 두껍고 단단한 매트 형태로 가공하여 제공하고 있다.It is true that these examples have superior properties in terms of heat insulation, warmth and flame retardancy compared with other conventional materials such as glass fiber by using an airgel component as a heat insulating material for a duct. On the other hand, these examples provide a relatively thick and hard mat type of airgel material for maintenance and workability of the heat insulating material.
그러나:But:
이와 같이 '매트', '판재' 또는 '패드' 형태로 가공된 재료는 상기한 에어로젤의 물성을 충분히 활용할 수 없으며, 재료의 유연성이 감쇄됨에 따라 덕트를 감싸기도 어려워 실제 적용하기 어려우며 그 대책으로 매트를 원통형으로 성형하는 경우에는 그 가공 및 취급이 복잡해진다.The material processed in the form of a 'mat', a 'plate', or a 'pad' can not fully utilize the physical properties of the airgel described above. Since the flexibility of the material is reduced, it is difficult to cover the duct. The processing and handling are complicated.
또한, 상기 매트를 덕트에 감싼 다음 그 외부에 알루미늄 박판을 감고 고정끈으로 묶어 고정하는 방법은 실제로 어려운 덕트 권취작업을 적어도 2번 이상 수행하게 하는 번거로움이 있다.Further, the method of wrapping the mat on a duct and then wrapping an aluminum foil on the outside of the duct and fixing it with a fixing cord has a complicated and troublesome operation of performing a difficult duct winding operation at least twice.
물성의 우수성 이외에, 이러한 문제들은 실제로 폴리에틸렌 등 발포 수지를 이용하는 덕트 단열재의 경우와 다르지 않으며, 이로 인하여 시공상 불량이 생길 가능성이 크게 존재한다.In addition to the superiority of physical properties, these problems are not different from those of a duct insulation using a foaming resin such as polyethylene in fact, and there is a great possibility that a defective construction may occur.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것이다. 본 발명의 목적은 에어로젤의 물성을 충분히 이용하면서, 덕트 권취작업이 용이하게 수행될 수 있는 덕트용 보온 단열재를 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above. It is an object of the present invention to provide a heat insulating material for a duct which can easily perform a duct winding work while sufficiently utilizing physical properties of an aerogel.
본 발명의 덕트용 보온 단열재는:The duct insulating insulation material of the present invention comprises:
에어로젤 솜 형태로 제공되는 보온 단열재;Thermal insulation provided in aerosol cotton;
상기 단열재 표면상에 차례로 부착되어 일체로 구성되는 부직포와 알루미늄 박막을 포함하는 보형층;A complementary layer including a nonwoven fabric and an aluminum foil integrally attached to the surface of the heat insulating material in order;
을 포함하며,/ RTI >
상기 단열재와 보형층은 초음파 또는 고주파 방식에 의한 다수의 접합선을 통하여 서로 접합되는 것,Wherein the heat insulating material and the shape retaining layer are bonded to each other through a plurality of bonding lines by an ultrasonic wave or a high-
을 특징으로 한다. .
바람직하게, 상기 보형층은 상기 알루미늄 박막 표면에 부착되는 PET 박막을 더 포함한다.Preferably, the shape retaining layer further comprises a PET thin film adhered to the aluminum thin film surface.
본 발명의 덕트용 보온 단열재는 에어로젤 재료를 솜 형태 즉, 매트나 판재로 가공하지 않고 나노 구조의 소재로서 제조된 솜 상태를 그대로 이용함으로써 에어로젤 자체의 물성을 충분히 활용하되, 보형 수단으로서 부직포와 알루미늄 박막 및 선택적으로 PET 박막을 상기 단열재료와 일체로 형성한다. 따라서 본 발명의 덕트용 보온 단열재는 종래의 것에 비하여 보온/단열성, 경량성, 취급 용이성, 작업성 및 생산성 등의 다양한 측면에서 우수한 효과가 있다.The air insulation material for duct according to the present invention can be obtained by using the airgel material itself in a cotton form, that is, without using a mat or a plate material, but using the cotton state produced as a nano structure material as it is, A thin film and optionally a PET thin film are integrally formed with the heat insulating material. Therefore, the duct insulation insulation material of the present invention has an excellent effect in various aspects such as heat insulation / insulation, light weight, ease of handling, workability and productivity compared to the conventional one.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 덕트용 보온 단열재의 사시도.
도 2는 도 1의 부분 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 덕트용 보온 단열재의 단면도.1 is a perspective view of a heat insulating material for a duct according to an embodiment of the present invention;
2 is a partial cross-sectional view of Fig.
3 is a sectional view of a heat insulating material for a duct according to another embodiment of the present invention.
이상 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명 덕트용 보온 단열재의 특징과 작용효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하며 설명하는 실시예 기재를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 도면에서, 본 발명에 따른 단열재 및 그 구조가 부호 10으로 표시되어 있다.The features and operation effects of the heat insulating material for a duct according to the present invention described or not described above will become more apparent from the following description of the embodiments with reference to the accompanying drawings. In the drawing, the heat insulating material according to the present invention and its structure are indicated by the
도 1을 참조하면, 본 발명의 덕트용 보온 단열재(10)는 에어로젤 솜 형태로 제공되는 보온 단열재(11)와, 상기 단열재(11)의 형태를 유지하기 위한 보형층(12)을 포함하여 이루어진다. 상기 에어로젤이 솜 형태로 제공되는 한, 이를 이용한 단열 작업성을 고려하여 상기 단열재(11)의 일면에 보형층(12)이 일체로 구비되도록 하는 것이다.Referring to FIG. 1, the duct
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 보형층(12)은 단열재 표면상에 차례로 부착되어 일체로 구성되는 부직포(13)와 알루미늄 박막(14)을 포함하여 이루어진다. 실제로 알루미늄 박막은 열 차단 및 보온 수단으로서 발포수지 단열재에 부착되는 경우들이 종종 있으며 그 예가 공개실용신안공보 제20-20110-0010690호 "폴리에스터 기반 덕트용 단열보온재"로서, 여기에는 폴리에스터 심재에 알루미늄 박층이 접착된 것이 예시되어 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the
한편, 폴리에스터 심재에 알루미늄 박층을 접착하는 것은 그 심재의 물성에 비추어 용이할 것으로 생각된다. 그러나 본 발명에서와 같이, 에어로젤 솜을 기반으로 하는 경우 상기 알루미늄 박막(14)을 단열재(11)에 직접 부착하는 것은 대응 재료의 이질감으로 인하여 기술적으로 쉬운 일이 아니며 박리의 우려도 크다. 그리하여 종래에는 아예 알루미늄 박막을 별도로 구비하여, 에어로젤 매트를 덕트에 감은 다음 다시 알루미늄 박막을 재차 감았던 것이다.On the other hand, bonding the aluminum foil layer to the polyester core material is considered to be easy in view of the physical properties of the core material. However, as in the present invention, when the
그리하여, 본 발명에서는 상기 에어로젤 솜 단열재(11)와 알루미늄 박막(14) 사이에 부착력을 보강하기 위한 중간층을 개입시키는데, 그 중간층으로서 부직포(13)가 최적인 것으로 판단하였다.Thus, in the present invention, an intermediate layer for reinforcing the adhesive force between the airgel
실제로 본 발명에서, 상기 단열재(11)와 보형층(12)은 친환경 접합 방식이며 단열 재료 즉 에어로젤 솜의 보온율을 가능한 저해하지 않는 방식으로서, 통상의 접착제 대신, 초음파 또는 고주파 방식에 의한 다수의 접합선(15)을 통하여 서로 접합되도록 한다. 이 경우 역시 상기 단열재(11)와 알루미늄 박막(14)의 직접 접합은 견고하지 않을 뿐 아니라 알루미늄 박막(14)에 근접한 에어로젤 솜 부분의 물성을 크게 해치게 되는 결과가 야기된다.In the present invention, in the present invention, the
이에 중간층으로서 열 에너지에 의해 용융되어 초음파 또는 고주파 접합시 우수한 접합력을 제공하는 부직포(13)를 제공하는 것이다. 그리고 상기 부직포(13)를 매개로 하여, 상기 단열재(11)와 보형층(12)이 견고하게 접합될 수 있는 것이다. 물론, 이 부직포(13) 역시 알루미늄 박막(14)과 함께 에어로젤 솜 단열재(11)의 보형성에 관여하지만, 이로 인하여 덕트용 보온 단열재(10)의 유연성 및 작업성은 방해되지 않는다.(13) which is melted by thermal energy as an intermediate layer to provide an excellent bonding force at the time of ultrasonic or high frequency bonding. The
바람직하게, 상기 보형층(12)은 상기 알루미늄 박막(14)의 표면에 부착되는 PET 박막(16)을 더 포함한다. 통상 상기 알루미늄 박막(14)은 공기 중에 장기간 노출되면 부식이 일어나는 한편, 그 재료는 표면에 다양한 칼라나 무늬의 구현이 어려운 문제가 있다. 이에 본 실시예에서는 상기 알루미늄 박막(14)을 PET 박막(16)으로 표면 처리함으로써, 재료의 산화를 방지하는 동시에 다양한 칼라, 문자 무늬 등을 구현할 수 있게 되는 것이다.Preferably, the
이상과 같이 구성된 본 발명의 덕트용 보온 단열재(10)는 보온율이 약 88.7% 수준으로서, 실제 동일한 규격 및 조건하에서 유리솜 단열재에 비하여 약 2-3% 정도, 발포 수지 단열제에 비하여 3% 정도의 보온율 향상이 측정되었다.The
도 3을 참조하면, 상기 보형층(12)은 상기 그 표면에 부착되는 보강층(17)을 더 포함한다. 구체적으로, 상기 보강층(16)은 보형층(12)의 PET 박막(16) 표면에 부착되는 알루미늄 박막(18), 또는 차례로 부착되는 알루미늄 박막(18)과 PET 박막(19)으로 이루어진다. 이때 상기 초음파 또는 고주파 방식에 의한 접합선(도 1의 부호 15)은 최외곽 면을 형성하는 상기 보강층(16)의 표면 즉 PET 박막(19)에 형성될 것이다.Referring to FIG. 3, the
실제 보온 단열재(10)를 덕트에 감을 때에는 강한 압박을 가하여 덕트와 단열재(10) 간에 틈이나 공간이 발생하지 않도록 하는데, 이 경우 보온 단열재(10)가 찢어지거나 파손되기가 쉽다. 따라서 이 보강층(17)은 실제로 본 발명의 덕트용 보온 단열재(10)의 인장 강도를 강화하는데 효과적이다.When the actual
10. 덕트용 보온 단열재
11. 보온 단열재
12. 보형층
13. 부직포
14. 알루미늄 박막
15. 접합선
16. PET 박막
17. 보강층
18. 알루미늄 박막
19. PET 박막10. Insulation for Duct
11. Thermal Insulation
12. Complementary layer
13. Nonwoven
14. Aluminum foil
15. Crimp line
16. PET thin film
17. Stiffening layer
18. Aluminum thin film
19. PET thin film
Claims (3)
상기 단열재(11) 표면상에 차례로 부착되어 일체로 구성되는 부직포(13)와 알루미늄 박막(14)을 포함하는 보형층(12);
을 포함하며,
상기 단열재(11)와 보형층(12)은 초음파 또는 고주파 방식에 의한 다수의 접합선(15)을 통하여 서로 접합되는 것,
을 특징으로 하는 덕트용 보온 단열재.
A heat insulating material 11 provided in the form of an aerosol cotton;
A shape-retaining layer (12) comprising a nonwoven fabric (13) and an aluminum foil (14) integrally attached on the surface of the heat insulating material (11) in order;
/ RTI >
The heat insulating material 11 and the shape retaining layer 12 are bonded to each other through a plurality of bonding lines 15 by ultrasonic wave or high frequency method,
And a heat insulating material for a duct.
상기 보형층(12)은 상기 알루미늄 박막(14) 표면에 부착되는 PET 박막(16)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 덕트용 보온 단열재.
The method according to claim 1,
Wherein the shape retaining layer (12) further comprises a PET thin film (16) attached to a surface of the aluminum thin film (14).
상기 보형층(12)은 상기 그 표면에 부착되는 보강층(16)을 더 포함하며;
상기 보강층(16)은 상기 보형층(12)의 PET 박막(16) 표면에 부착되는 알루미늄 박막(18), 또는 상기 보형층(12)의 PET 박막(16) 표면에 차례로 부착되는 알루미늄 박막(18)과 PET 박막(19)으로 이루어진 것;
을 특징으로 하는 덕트용 보온 단열재.
3. The method of claim 2,
The shape retaining layer (12) further comprises a reinforcing layer (16) attached to the surface thereof;
The reinforcing layer 16 may be formed of an aluminum thin film 18 adhered to the surface of the PET thin film 16 of the shape retaining layer 12 or an aluminum thin film 18 adhered to the surface of the PET thin film 16 of the retaining layer 12 ) And a PET thin film (19);
And a heat insulating material for a duct.
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