KR101069885B1 - 광물면 패널 및 이들의 세기를 증가시키는 방법 - Google Patents

광물면 패널 및 이들의 세기를 증가시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 유리 솜과 같은 광물면으로부터 제조되는 중심 코어를 포함하는 공기 관, 특히 공기 조절을 위한 관의 제작에 사용된 유형의, 증가된 구조적 강성도를 갖는 광물면 패널에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 코팅은 전술한 코어의 양면 상에 배치된다. 더욱이, 상기 코어는 얻어진 관의 내부 면 상에 위치한 웹을 포함한다. 본 발명의 패널은, 코어(1)의 2개의 표면 면, 즉 내부 면 및 외부 면 각각은 전체 표면에 걸쳐 연장하는 각 웹(2)을 포함하고, 상기 2개의 웹(2)은 열-중합 결합제에 의해 코어(1)의 표면에 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

광물면 패널 및 이들의 세기를 증가시키는 방법{MINERAL WOOL PANEL AND METHOD FOR INCREASING THE STRENGTH OF THE SAME}
본 발명은 광물면(mineral wool)을 주원료로 한 절연 물질 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로 통풍 또는 공기 조절(airconditioning)을 위한 공기의 분배용 자가-지지 관의 제조를 위해 의도된 물질에 관한 것이다.
본 발명은 양면을 커버하는 웹을 구비한 광물면 패널에 관한 것으로, 이것은 종래 기술에서와 유사한 목적에 사용된 알려진 수단을 통해 본질적으로 혁신적인 특징 및 상당한 장점을 제공한다.
본 발명은 광물면, 바람직하게 배타적이지 않게는 조절된 공기를 분배하기 위한 자가-지지 관의 제조에 사용된 유형의 유리 솜(glass wool)으로 만들어진 패널의 개선을 제안하며, 상기 패널은 양면을 커버하는 웹을 구비하고, 상기 웹은, 후속적으로 접착을 통해 패널에 의도된 임의의 다른 코팅을 수용하도록 준비되고, 여기서 양면을 커버하는 상기 웹은 얻어진 패널의 구조적 세기에서의 상당히 균일한 증가를 제공하며, 그 결과 양의 압력 및 음의 압력 모두에 있어 개념이 병합되는 관의 작용을 개선시킨다.
본 발명의 응용 분야는, 물론 공기, 특히 조절된 공기의 관 설비를 위한 구 성요소의 제조에 전념한 산업 분야 내에 있다.
종래 기술로부터 알려져 있는 바와 같이, 광물면, 특히 유리 솜을 이용하여 조절된 공기의 분배를 위한 자가-지지 관의 제조는 일상적으로 광범위하게 사용되고 있다.
스페인 RITE(Regulations for Thermal Installations in Buildings) 규정은 ITE 04.4 섹션에서, 시트 금속 및 유리 솜으로부터 제작된 자가-지지 공기 분배 관을 취급한다.
관의 구성을 위해 일반적으로 유리 솜으로 만들어진 광물면 패널은, 2개의 면 중 하나 위에 코팅되는 열경화성 결합제(binder)로 집적된 유리 섬유를 포함하는 광물면 코어로 구성된다(패널의 에지는 반드시 코팅될 필요가 없다). 본 명세서에서 패널의 "면"이라는 용어는 더 큰 크기를 갖는 주 면(principal face)을 의미한다고 설명되어야 한다.
대체로, 이들 패널에 사용된 코팅은 다음과 같다:
a) 관의 내부면: 일반적으로, 이 표면은 함께 접착되는 알루미늄 막 및 크래프트 종이(craft paper)로 형성된 "복합체(complex)"라 불리는 조립체로 코팅되며, 층의 배열 및 조성물, 또는 순서는 변경될 수 있다. 시장에서 판매되는 특정한 알려진 제품에서, 유리 웹(부직포 유리 섬유 직물)은 패널의 제조 동안 관의 내부 상에 있도록 설계된 면상에서 패널의 코어와 병합되고, 상기 웹은 그 결과 상기 복합체로 코팅된다. 또한 내부 표면 코팅이 어떠한 추가 코팅 복합체 없이 상기 웹만으로 구성되는 제품은 시장에서 점점 적게 사용된다.
모든 이러한 다양한 형태의 코팅의 기능은 섬유가 관 내의 공기 순환에 의해 찢어지는 것을 방지하기 위한 것이다.
b) 관의 외부 면: 다시 이러한 표면은, 알루미늄, 크래프트 종이 및 유리 섬유 망상 조직의 층으로부터 형성된 "복합체"라 불리는 조립체 또는 금속 층으로 코팅된다(층의 배열 및 조성물 또는 순서는 변경될 수 있다).
사실상, 코어가 양면 중 한 면에만 유리 섬유 웹을 병합할 수 있는 이러한 유형의 패널이 알려져 있으며, 상기 면은, 일단 관이 형성되었으면 관의 내부면에 대응하는 부분에 항상 위치된다. 이러한 웹은 관 내부에 커버되지 않은 상태로 유지될 수 있거나, 또는 웹에는 코팅이 제공될 수 있다.
현재, 외부 복합체 또는 코팅이 외부면에 바로 부착할 수 있도록, 광물면 코어 상에 유리 섬유로 된 웹을 병합시키거나, 또는 외부면 상에 유기 폴리머 섬유를 병합시키는 패널은 시장에 알려져 있지 않다.
관의 구성을 위한 유리 솜 패널은 공기 분배 관의 네트워크를 생성하기 위해 절단되고 조립된다.
사실상, 이러한 패널에 의해 형성된 관 내부의 공기는 미리 결정된 정압력 및 동압력으로 전달된다. 따라서, 관 내부의 공기에 의해 가해진 압력으로 인해, 관은, 관이 변형되는 것을 방지하고 결과적인 악화를 피하기 위해 미리 결정된 세기를 가져야 한다. 변형되지 않는 것을 보장하기 위해, 관이 구성되는 패널은 관을 따라 위치될 수 있는 강화 요소와 상관없이 특정 휨(flexural) 세기를 가져야 한다.
관 제조의 특정한 응용에서 이들 패널의 이용은, 양의 압력(관의 팽창) 및 음의 압력(관의 내부 단면에서 수축 또는 축소) 모두에 적용될 수 있는 이러한 휨 세기, 또는 변형에 대한 저항성을 필요로 한다. 사실상, 패널은 양쪽 방향에서 휨 세기를 나타내야 한다.
알려진 바와 같이, 이러한 유형의 관의 세기는 영 율(Young's modulus) 및 패널의 관성 모멘트의 함수로서 결정될 수 있다. 마찬가지로, 패널의 휨 세기는, 자신의 중량 하에서 부하를 받을 때 그 변형으로부터 결정될 수 있다.
일반적으로, 원하는 세기 레벨은 패널(통상적으로 광물면, 일반적으로 유리 솜, 및 이를 집적시키는 합성 수지로 구성됨)의 코어에 이루어진 개선에 의해 얻어진다. 이러한 개선점은, 유리 섬유 및 이들을 결합시키는 결합제의 유형을 처리하거나 개선시키고, 또한 특히 패널의 코어의 이러한 구성요소에 의해 형성된 조립체의 밀도를 증가시키는 것이다.
패널의 코어에 부착된 다양한 코팅 층이 이론적으로 패널을 강화시키기 위해 이롭지만, 세기 증가는 크지 않거나, 적어도 압력이 관 내부 상에 가해지는 방식에 따라 좌우되는 불균일한 작용 때문에, 사실상 더 높은 세기 등급을 패널에 제공하는 데에는 불충분하다.
본 발명의 주요 목적은, 실질적으로 개선된 구조적 세기 특성을 갖는 광물면 패널, 바람직하게는 유리 솜 패널을 제안하는 것이다. 이러한 목적은, 다음 설명의 주제를 형성하는 광물면 패널에 의해 완전히 달성되며, 이에 대한 주요 특징은 청구항 1의 전제부에 나타난다.
본 발명은, 본질적으로 본 발명의 패널이 병합하는 코어의 양면 상에서 웹으로 코팅되는 특정한 특징을 갖는 동일한 유형의 다른 알려진 패널과는 근본적으로 구별되는 패널의 형성을 제안한다.
내부 상의 코팅을 위한 단일 웹을 병합하는 패널에 대해, 그 세기는, 웹이 관의 단일 면상에서만 존재한다는 사실로 인해 세기가 균일하지 않는다는 것을 사실상 알 수 있다.
패널의 구조적 세기에서의 원하는 증가는, 양면 상에서 웹에 의해 제공된 신장(tensile) 세기 및 표면 세기에서의 증가로 인해 본 발명에 따라 얻어지고, 이를 통해 양의 압력 및 음의 압력 모두에 대해 더 큰 저항성을 갖는 관(펄스 및 복귀 또는 흡입 관)을 얻을 수 있다.
본 발명에 따라, 웹은 패널의 코어의 면 또는 표면 각각에 위치하고, 유리 섬유 또는 유기 폴리머 섬유를 주원료로 할 수 있거나, 직물이거나 부직물이거나, 합성 결합제 또는 합성 수지에 의해 접착되는 폴리에스테르 섬유와 유리 섬유의 혼합물을 포함할 수 있고, 또한 선택적으로 얀(yarn)으로부터 형성된 강화재를 병합할 수 있다. 이러한 방식으로, 더 큰 구조적 세기의 크게 강화된 패널이 얻어지며, 양 또는 음의 압력에 대해 상기 강화된 패널의 작용은 공기 조절 설비를 위한 관의 구조에 사용될 때 실질적으로 개선된다.
본 발명의 목적은 또한 공기 관의 제조에 사용된 것의 유형의 광물면 패널의 세기를 증가시키는 방법이다.
본 발명의 이들 특징 및 장점, 및 다른 특징 및 장점은, 첨부 도면을 참조하여 한정되지 않는 예시적인 예로서만 주어진 바람직한 실시예에 따른 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 가르침에 따라 구성된 광물면 패널의 일부분을 개략적으로 도시한 사시도.
전술한 바와 같이, 본 발명의 패널의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명은 첨부 도면을 통해 아래에 주어질 것이다. 이러한 정황에서, 도 1은 본 발명의 패널의 사시도를 개략적으로 도시하고, 도 1은 본 발명에 따라 그 내부 표면 및 외부 표면이 상기 양면 상의 웹(2)을 수용할 수 있는 광물면 코어(1)를 도시하며, 이것은 상기 면에 고정되고, 상기 웹은 상기 각 표면 전체에 걸쳐 연장하고, 원하는 코팅(3, 4)은 외부 면에 부착될 수 있다.
패널의 코어의 내부 표면 및 외부 표면상에 병합된 웹(2) 각각은 직물 또는 부직물인 다수의 유리 섬유 또는 유기 폴리머 섬유로 구성된다. 상기 웹(2)을 제조하기 위한 물질은 또한 폴리머(특히 폴리에스테르) 섬유와 유리 섬유의 혼합물을 유리하게 포함할 수 있다.
예시에 의해, 본 발명에 따라 유용한 웹의 평량(grammage)은 약 30 내지 50g/m2, 바람직하게는 35 내지 40g/m2일 수 있다.
이것이 유리 섬유인 경우, 이들은 유리 필라멘트(filament)의 가스 스트림에서의 감쇠에 의해 얻어지는 광물면 섬유일 수 있거나, 전달된 직물 유리 스트랜드(chopped textile glass strand)일 수 있다.
일반적으로, 특히 부직포 웹인 웹은 합성 결합제 또는 합성 수지에 의해 함께 접착된 섬유를 포함할 수 있다.
직물이거나 부직물인지에 상관없이 웹을 구성하는 섬유는, 천연 얀 또는 합성 얀일 수 있는 강화 얀, 특히 폴리머 얀, 또는 유리 필라멘트의 감쇠/감기(attenuation/winding)에 의해 얻어진 유리 스트랜드를 포함할 수 있다.
웹(2)은, 합성 결합제를 경화 오븐에 통과시키기 전에 광물면 코어를 제작하기 위한 실제 공정 동안 광물면(바람직하게는 유리 솜) 코어(1)에 고정되며, 상기 결합제는 광물면의 유리 섬유와 혼합하는데 사용된다. 통상적으로 웹(2)을 코어(1)에 접착하는 것은 광물면을 구성하는 섬유를 집적하는 동일한 유형의 합성 결합제를 이용하여 발생한다. 이러한 방식으로, 아직 경화되지 않은 합성 결합제를 포함하는 광물면은 설명된 유형의 웹의 2개의 표면 사이에 샌드위치 방식으로 위치된다. 각 측면 상의 웹(2)을 포함하는 상기 광물면 샌드위치는, 결합제가 열 작용 하에 경화하는 오븐 내에 도입되어, 그 결과 이러한 샌드위치의 부분을 함께 결합하여, 단단한 패널을 형성하는 조립체를 형성한다. 웹(2)을 광물면 코어(1)와 병합하는 이러한 방법은, 상기 요소는 직접적으로 함께 결합되는 것을 보장하여, 동일한 웹이 상이하게 부착된 경우 제공하는 세기보다 훨씬 더 큰 코어(1)의 세기를 증가시키는 장점을 제공한다.
따라서, 본 발명의 패널은 마지막으로 이들 패널로부터 제조된 관에서 흐르는 공기와 접촉하는 가장 안쪽 면에서 시작하는 다음 순서로 구성된다:
- 안쪽 코팅(3): 이것은 복합 다중층으로부터 형성되며, 배타적이지 않게 상기 복합 다중층의 가장 종래의 구성은 알루미늄 막과 크래프트 종이의 병합물을 포함한다.
- 패널의 코어(1): 이것은 주어진 밀도로 된 광물면, 특히 유리 솜으로부터 형성된 바디(body)로 구성되며, 상기 바디의 내부 면 및 외부 면에는 유리 섬유 또는 유기 폴리머 섬유를 주원료로 하거나, 또는 이들의 조합을 주원료로 하는 웹(2)이 병합된다.
- 외부 코팅(4): 이것은 복합 다중층으로부터 형성되며, 배타적이지 않게 상기 복합 다중층의 가장 종래의 구성은 알루미늄 막, 유리 스트랜드 망사 조직 및 크래프트 종이의 이용을 포함한다.
본 발명에 의해 제안된 바와 같이 패널의 조성물은, 특히 휨 세기에 관해 공기 조절 관의 구성에서의 이용을 위해 이러한 유형의 패널에 요구된 특성에 영향을 미치는 개선점을 달성할 수 있다. 이러한 세기에서의 증가는, 2개의 기본적인 장점, 즉 개선된 패널로부터 제조된 관의 팽창 또는 변형에 대한 내성, 및 관의 대량 생산 이전에 처리 및 운송 동안 큰 패널(약 3m의 길이 및 2.5cm의 두께를 가짐)의 휨 세기를 제공한다. 굴곡 영역에서의 패널의 이용(물질의 소비)을 방지하는 패널 중 2개 패널 내에 굴곡하는 위험의 감소는, 또한 처리 비용 및 설치 비용의 관점으로부터 양쪽 모두 중요한 장점을 구성한다.
더욱이, 일반적으로, 패널의 강성도를 증가시키기 위해, 패널의 코어(1)의 밀도 또는 합성 결합제의 함유량을 증가시키는 것이 일반적이라는 사실로 인해, 패널의 코어(1)의 양 면 상의 웹(2)의 병합은, 그럼에도 불구하고 동일한 결과, 또는 더욱 더 높은 효율을 얻도록 이러한 기준을 감소시키는데 도움을 준다. 밀도에서의 이러한 감소는 5%를 초과하는 백분율 값에 도달할 수 있거나, 변형으로서, 제안된 개선점을 병합하지 않는 등가 패널에 사용된 값에 대해 2% 초과하는 포인트만큼 감소를 갖는 결합제 함유량을 감소시킬 수 있다(예를 들어, 12%의 결합제 함유량으로부터 10% 미만의 함유량으로 진행함). 이러한 감소로 인해, 생산 공정의 비용은 하락된다. 따라서, 2개의 패널, 즉 양 면 상의 웹을 병합하지 않는 종래의 유형의 제 1 패널, 및 본 발명에 따라 구성된 제 2 패널, 즉 양 면 상의 웹이 제공된 패널을 비교하면, 얻어진 결과는, 동일한 구조적 세기에 대해, 본 발명의 패널이 제 1 패널의 밀도의 약 95%의 밀도를 갖는다는 것이다.
아래의 표는, 본 발명에 따른 패널 및 비교를 위해 웹이 없는 패널 상에서 EN 13403 표준에 따른 휘는 정도(deflection) 측정 결과를 나타낸다. 세기의 등가 레벨은 본 발명에 따른 상당히 감소된 밀도로 관찰된다.
예 본 발명에 따른 값 비교예의 값
웹의 수 2 0
밀도(kg/m3) 72 82
휘어지는 정도(mm) 19 20
더욱이, 본 발명에 따라 패널의 코어(1)의 외부 면 상에 웹(2)을 병합한다는 점은, 또한 일단 웹이 이러한 면상에 코팅되었으면 패널의 내 파열성(puncture resistance)을 증가시킬 수 있다. 이러한 장점은, 전체 조립체의 기계적 세기에 대 한 웹(2)의 기여로 인해 코팅 또는 복합체(3, 4)를 부착시키는 응력이 낮아지는 한, 후속적으로 코어(1)에 접착하도록 이루어진 코팅 또는 복합체(3, 4)를 축소시키는데 사용될 수 있다. 그러므로, 이러한 복합체에 부착될 수 있는 축소물의 부분은 포함하는 유기 성분의 평량에 영향을 미치고, 이것은 온전한 외부 코팅 및 제품의 발화(fire) 작용에서 개선을 초래한다.
본 발명에 따라, 웹(2)이 패널의 코어(1)의 외부 면 상에 사용되는 경우에, 더 부드러운 표면이 얻어지고, 이것은 이후에 적은 접착제 또는 아교를 이용하여 코팅(복합체)이 상기 표면에 접착할 수 있게 하여, 발화에서 코팅 및 제품의 작용에서 개선시키고, 이것은 독립 실험실에서 수행되는 상기 특성에 대한 테스트에 대해 그렇게 이루어진다.
당업자가 본 발명에서 유도된 장점 및 범주를 이해하고, 주요 문제를 개발 및 실현하도록 하기 위해 본 설명의 내용을 확장시키는 것은 불필요한 것처럼 보인다.
본 발명이 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 설명되었지만, 본 발명의 기초를 손상시키지 않고도 본 발명에 변형이 이루어질 수 있고, 이러한 변형은 조립체 또는 구성 부분을 제조하기 위한 특히 형태, 치수, 또는 심지어 물질 면에서 이루어질 수 있다는 것이 명백히 이해되어야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 광물면(mineral wool) 패널을 주원료로 한 절연 물질에 관한 것으로, 더 구체적으로 통풍을 위한 공기의 분배 또는 공기 조절 (airconditioning)을 위한 자가-지지 관의 제조를 위한 물질 등에 이용된다.

Claims (7)

  1. 공기 관의 제조에 사용되는 유형의 증가된 휨(flexural) 세기의 광물면(mineral wool) 패널로서, 상기 관은 양면 상에 코팅물로 코팅된 광물면으로 이루어진 중심 코어로 구성되는, 광물면 패널로서,
    내부 면 및 외부 면을 갖는 코어(1)를 포함하고, 내부 면과 외부 면 모두는 각각 상기 내부 면 및 외부 면 전체에 걸쳐 연장하는 2개의 웹(2)에 접착되고(adhering), 상기 2개의 웹(2)은 열 작용을 통해 경화시킬 수 있는 결합제(binder)에 의해 상기 코어(1)의 내부 면 및 외부 면에 부착되고, 상기 2개의 웹(2) 및 상기 코어(1)는 단단한 광물면 패널을 형성하기 위해 함께 결합되는 것을 특징으로 하는, 광물면 패널.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 코어(1)의 각 면을 접착하는 상기 웹(2)은 유리 섬유 또는 유기 폴리머 섬유로 구성되고, 이들 섬유는 합성 결합제 또는 합성 수지 또는 폴리머 섬유와 유리 섬유의 혼합물에 의해 서로 접합되는 것을 특징으로 하는, 광물면 패널.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 웹(2)을 구성하는 섬유는 직물(woven) 또는 부직물 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광물면 패널.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 직물 또는 부직물 웹(2)을 구성하는 섬유는 강화 얀(yarn)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광물면 패널.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 한 면에만 코팅된 동일한 휨 세기의 패널에 비해 5%를 초과하는 밀도의 감소를 특징으로 하는, 광물면 패널.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 관의 팽창 또는 변형에 대한 증가된 저항성, 및 한 면에만 코팅된 패널에 비해 내 파열성(puncture resistance)에서의 증가를 특징으로 하는, 광물면 패널.
  7. 광물면 패널의 휨 세기를 증가시키는 방법으로서, 상기 광물면 패널은, 코팅으로 내부 및 외부 면 상에 코팅된 광물면으로 만들어진 중심 코어(1)로 구성된 공기 관의 제조에 사용된 유형인, 광물면 패널의 세기를 증가시키는 방법에 있어서,
    상기 내부 면 및 외부 면상에서, 상기 내부 면 및 외부 면 전체에 걸쳐 연장하는 2개의 웹(2)을 상기 중심 코어(1) 내에 접착하는 단계로서, 상기 2개의 웹(2)은 열 작용을 통해 경화할 수 있는 결합제에 의해 상기 중심 코어(1)의 내부 표면 및 외부 표면에 접합되고, 상기 2개의 웹(2) 및 상기 중심 코어(1)는 단단한 광물면 패널을 형성하기 위해 함께 결합되는, 접착 단계를
    포함하는, 광물면 패널의 세기를 증가시키는 방법.
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