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KR20180027577A - 압축 단열재에 대한 시스템, 방법 및 장치 - Google Patents

압축 단열재에 대한 시스템, 방법 및 장치 Download PDF

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KR20180027577A
KR20180027577A KR1020187004000A KR20187004000A KR20180027577A KR 20180027577 A KR20180027577 A KR 20180027577A KR 1020187004000 A KR1020187004000 A KR 1020187004000A KR 20187004000 A KR20187004000 A KR 20187004000A KR 20180027577 A KR20180027577 A KR 20180027577A
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KR
South Korea
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layer
less
insulation
insulating material
article
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020187004000A
Other languages
English (en)
Inventor
장-필립 엔도보-에포이
아르테미스 아겔라리도우-투힉
마이클 제이. 렘보
토드 디. 디노이아
미나스 알. 애펠리언
Original Assignee
써튼티드 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 써튼티드 코포레이션 filed Critical 써튼티드 코포레이션
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Abstract

단열재 제품은 용기, 용기 내부에 제1 층을 형성하는 제1 단열 재료 및 용기 내부에 제2 층을 형성하는 제2 단열 재료를 포함할 수 있고, 제1 층은 제2 층에 의해 압축된다. 빌딩 내 구조물은 샛기둥, 샛기둥의 마주보는 쪽에 놓이는 제1 및 제2 외장재, 및 샛기둥과 마주보는 외장재 사이에 형성된 구조물 공간을 포함할 수 있다. 제1 단열 재료는, 구조물 공간 내부의 제1 외장재 위의, 그리고 상기 제1 외장재를 실질적으로 커버하는 제1 층을 포함할 수 있다. 또한, 제2 단열 재료는 구조물 공간 내부에 제2 층을 가질 수 있다. 제1 층은 제2 층에 의해 압축되고 실질적으로 커버되며, 제2 층은 구조물 공간 내부의 제2 외장재를 실질적으로 커버한다.

Description

압축 단열재에 대한 시스템, 방법 및 장치
본 발명은 일반적으로 단열재에, 그리고 구체적으로는 팽창된 발포체에 의해 압축된 단열재에 대한 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다.
건물의 에너지 효율을 개선시키기 위한 단열재의 용도가 잘 알려져 있다. 미국에서의 에너지 기준법규(code)의 발전은 더 나은 열 성능, 예컨대 더 낮은 열 전도도를 갖는 단열 재료를 필요로 한다. 미국에서 사용된 가장 일반적인 단열 제품은 섬유유리, 예컨대 섬유유리 배트(batt)(11)(도 1), 및 폐쇄 셀 스프레이 발포체(13)(도 2)이다.
폐쇄 셀 발포체는 탁월한 기밀성 및 섬유유리보다 우수한 단열 둘 모두를 제공하지만, 이것은 섬유유리보다 훨씬 더 고가이다. 폐쇄 셀 발포체는 개방 셀 발포체보다 훨씬 더 저렴하지만, 필요한 수준의 기밀성 및 단열을 성취하기 위해서는 훨씬 더 많은 용적을 필요로 한다. 고가의 폐쇄 셀 발포체 때문에, 단열재 도급자는 전형적으로 기밀성을 위해 얇은 층의 폐쇄 발포체만을 사용하며, 저가 섬유유리로 단열 설비를 완성한다.
기준법규 IECC2012에서는 현재, 벽체에 대해서는 하기 기준을 필요로 한다. 기후 지대 3-5에서는, R5 연속 단열재를 지닌 샛기둥(stud) 사이에서 R13 (h.ft2.F/Btu), 또는 샛기둥 사이에서 R20으로서, 이것은 폐쇄 셀 발포체만으로 성취가능하다. 기후 지대 6-8에 대해서는, 서까래 사이에서 R20 또는 R5 연속 외부 단열재가 허용가능하다.
고 성능 단열재 (즉, 낮은 열 전도도를 갖는) 제조는, 복사 전달을 감소시키도록 밀도가 증가되어야 하기 때문에 쉽지 않은 작업(challenge)이다. 이는 생산 라인의 속도를 감소시키고 제품의 압축을 강력하게 감소시킨다. 예를 들면, (밀도 1 파운드/세제곱 피트, 또는 lb/ft3을 갖는) R11 제품은 백(bag) 당 10배까지 압축될 수 있다. R15 제품(1.5 lb/ft3)은 백 당 최대 3배까지 압축될 수 있는데, 이는 더 높은 물류 비용, 백 당 더 적은 제품, 작업 현장에서의 조작에서의 어려움을 의미하며 절단시키기 더욱 어렵다.
현재, R16 제품은 미국에서는 생산되지 않는다. R16은 유럽에서 입수가능한 가장 좋은 섬유유리 제품이다. R16은 3 lb/ft3에서의 매우 높은 밀도를 가지며, 최고의 신장력을 필요로 하지만 본질적으로 압축불가능하다. 그와 같은 제품이 미국에서 입수가능하다 하더라도, 시장에서는 R16을 얻기 위해 R15 가격의 2배를 지불하려고는 하지 않을 것이다. 이러한 기반은 단열재 효율성을 규약 요건 미만으로 제한할 수 있다. 따라서, 단열재에서의 개선은 계속해서 관심사이다.
압축 단열재에 대한 시스템, 방법 및 장치의 구현예가 개시된다. 예를 들면, 단열재 제품은 용기, 용기 내부에 제1 층을 형성시키는 제1 단열 재료, 및 용기 내부에 제2 층을 형성시키는 제2 단열 재료를 포함할 수 있고, 제1 층은 제2 층에 의해 압축된다.
또 하나의 구현예에서, 단열재 제품의 제조 방법은, 용기를 제공하는 단계; 용기의 내부 표면 상에 제1 단열 재료의 제1 층을 설치하는 단계; 및 그 후, 제1 층과 용기의 마주보는 내부 표면 사이에 제2 단열 재료의 제2 층을 설치하여, 제2 단열 재료가 팽창하여 제1 층을 압축하는 단계를 포함할 수 있다.
대안적인 구현예에서, 단열재 제품의 제조 방법은, 빌딩에, 샛기둥(stud), 샛기둥에 놓이는(mounted) 외장재, 및 샛기둥과 외장재 사이의 구조물 공간을 갖는 구조물을 형성시키는 단계; 각각의 구조물 공간 내부에 제1 단열 재료의 제1 층을 설치하고 제1 외장재를 실질적으로 커버하는 단계; 및 그 후 제1 층과 구조물의 마주보는 외장재 사이의 구조물 공간에 제2 단열 재료의 제2 층을 설치하여, 제2 단열 재료가 팽창하여 제1 층을 압축하는 단계를 포함한다.
더욱 또 하나의 구현예에서, 빌딩 내 구조물은 샛기둥, 샛기둥의 마주보는 쪽에 놓이는 제1 및 제2 외장재, 및 샛기둥과 마주보는 외장재 사이에 형성된 구조물 공간을 포함할 수 있다. 제1 단열 재료는 구조물 공간 내부의 제1 외장재 위의, 그리고 상기 제1 외장재를 실질적으로 커버하는 제1 층을 포함할 수 있다. 또한, 제2 단열 재료는 구조물 공간 내부에 제2 층을 가질 수 있다. 제1 층은 제2 층에 의해 압축되고 제2 층에 의해 실질적으로 커버되며, 제2 층은 구조물 공간 내부의 제2 외장재를 실질적으로 커버한다.
또 하나의 구현예는, 샛기둥, 샛기둥의 마주보는 쪽에 놓이는 제1 및 제2 외장재, 및 샛기둥과 외장재 사이에 형성된 구조물 공간을 갖는, 빌딩 내 구조물을 포함할 수 있다. 2개의 상이한 유형의 단열재가 구조물 공간에 사용될 수 있는데, 제2 유형의 단열재가 제1 유형의 단열재를 압축한다. 또한, 상기 구조물의 적어도 약 80%는 하기를 포함하는 사양을 충족한다: 약 0.14 Btu.in/(ft2.hr.F) 내지 약 0.28 Btu.in 범위의 열 전도도(λ); 약 R13 내지 약 R22 범위의 열 저항(R-값); 약 33 dB 내지 약 40 dB 범위의 노이즈 감소를 포함하는 음향 특성; 및 약 0.063 lb/ft3 내지 약 1.87 lb/ft3 범위의 평균 밀도.
이러한 구현예의 전술된 그리고 기타 과제 및 이점은, 첨부된 청구범위 및 첨부된 도면과 함께 취한 하기 상세한 설명의 측면에서, 당해 분야에서의 숙련가에게 명백해질 것이다.
구현예의 특성 및 이점이 성취되는 방식이 더욱 상세하게 이해될 수 있기 위해서, 더욱 구체적인 설명은 첨부된 도면에 예시되는 그 구현예를 참고로 할 수 있다. 그러나, 도면은 단지 몇몇의 구현예만을 예시하며, 따라서 다른 동등한 효과적인 구현예가 존재할 수 있기 때문에 범위에서의 제한으로 간주되지 않아야 한다.
도 1은 가정에서의 통상적인 섬유유리 단열재의 등척(isometric) 사진이다.
도 2는 가정에서의 통상적인 폐쇄 셀 스프레이 발포체 단열재의 등척 사진이다.
도 3은 압축 단열재 제품의 구현예의 개략적인, 부분적으로 분할된 등척 도면이다.
도 4는 내부에 설치된 제1 층의 단열재를 갖는 개방 용기의 구현예의 등척 도면이다.
도 5A 내지 5D는 방법의 단계 구현예의 순차적인, 분할 도면이다.
도 6은 다양한 구현예의 성능을 예시하는 라킨(Larkin) 곡선 다이어그램이다.
상이한 도면에서 동일한 도면 부호의 사용은 유사하거나 동일한 구현예를 나타낸다.
압축 단열재에 대한 시스템, 방법 및 장치의 구현예가 개시된다. 예를 들면, 도 3에 도시된 대로, 단열재 제품(21)은 휴대용인 용기(23)를 포함할 수 있다. 제1 단열 재료는 용기(23) 내부에 제1 층(25)을 형성할 수 있다. 제2 단열 재료는 용기 내부에 제2 층(27)을 형성할 수 있고, 제1 층은 제2 층에 의해서 압축된다. 몇몇의 변형예에서, 제1 및 제2 층(25, 27)이 용기(23)를 실질적으로 채운다.
단열재 제품(21)의 몇몇 구현예는 제1 층(25) 내로 관통되지 않는 제2 층(27)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 층(25)은 제1 층(25)과 제2 층(27) 사이에 적어도 하나의 라이너, 마감재(facing) 및 배리어(29)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 라이너, 마감재 및 배리어(29)의 변형예는 종이, 플라스틱, 유리 매트 및 조밀한 유리 매트 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 라이너, 마감재 및 배리어(29)는 제1 층(25) 및 제2 층(27)을 부분적으로 또는 전체적으로 분리할 수 있다.
예에서, 제1 층(25)은 용기(23)의 전체 내부 표면(31)을 실질적으로 커버할 수 있다. 제2 층(27)은 용기(23)의 마주보는 전체 내부 표면(33)을 실질적으로 커버할 수 있다. 제2 층(27)은 제1 층(25)의 전체 표면(35)을 실질적으로 커버하고 압축할 수 있다.
다른 구현예에서, 제1 단열 재료는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 단열 재료는 압축가능한 단열재, 유기 재료, 압축가능한 무기 재료, 합성 재료, 셀룰로오스, 섬유유리, 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 유리 솜, 암면, 양털, 목재 섬유, 면, 대마, 아마, 코르크, 짚, 가죽, 및 잘려진 재사용 직물 중 적어도 1종을 포함할 수 있다.
마찬가지로, 제2 단열 재료의 구현예는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 단열 재료는 발포체, 스프레이 발포체, 폐쇄 셀 스프레이 발포체, 및 천천히 상승하는(slow rise) 스프레이 발포체 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 하나의 변형예에서, 제2 단열 재료는 이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 폴리올 수지 및 폴리에테르 폴리올 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 또 하나의 변형예에서, 하나 이상의 상업적으로 입수가능한 팽창성 발포체 재료가 사용될 수 있다.
제2 단열 재료의 구현예는 단열재 제품 중에 기밀 층을 포함할 수 있다. 상기 기밀 층은 1인치 두께에 대하여 75 Pa에서 약 0.004 L/(s.m2) 미만의 공기 투과도를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 제2 단열 재료는 약 2 perms/inch 이하의 수증기 투과도를 가질 수 있다.
제2 단열 재료의 다른 예는 적어도 약 2x, 예컨대 적어도 약 5x, 적어도 약 10x, 적어도 약 20x, 적어도 약 50x, 또는 심지어는 적어도 약 100x의 팽창 인자를 포함할 수 있다. 제2 단열 재료의 다른 변형예는 약 200x 이하, 예컨대 약 400x 이하, 약 600x 이하, 약 800x 이하, 또는 심지어는 약 1000x 이하의 팽창 인자를 포함할 수 있다. 제2 단열 재료의 다른 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 팽창 인자를 가질 수 있다.
제1 단열 재료의 구현예는 제2 단열 재료보다 높은 밀도를 가질 수 있다. 다른 변형예에서, 제2 단열 재료는 제1 단열 재료보다 높은 밀도를 가질 수 있다.
몇몇 예에서, 제1 단열 재료는 미압축 밀도를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 단열 재료는 적어도 약 0.35lb/ft3의 미압축 밀도를 가질 수 있다. 다른 변형예에서, 제1 단열 재료는 적어도 약 0.5 lb/ft3, 예컨대 적어도 약 0.62 lb/ft3, 적어도 약 0.75 lb/ft3, 적어도 약 0.94 lb/ft3, 또는 심지어는 적어도 약 1.25 lb/ft3의 미압축 밀도를 가질 수 있다. 다른 예에서, 제1 단열 재료는 약 2.8 lb/ft3 이하인 미압축 밀도를 가질 수 있다. 더욱 다른 변형예에서, 제1 단열 재료는 약 2.5 lb/ft3 이하, 예컨대 약 2.2 lb/ft3 이하, 약 1.87 lb/ft3 이하, 또는 심지어는 약 1.56 lb/ft3 이하의 미압축 밀도를 가질 수 있다. 또한, 제1 단열 재료의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 미압축 밀도를 가질 수 있다.
다른 예에서, 제1 단열 재료는 압축 밀도를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 단열 재료는 (예를 들면, 예컨대 용기(23) 내부에서) 적어도 약 0.62 lb/ft3의 압축 밀도를 가질 수 있다. 다른 변형예에서, 제1 단열 재료는 적어도 약 0.75 lb/ft3, 예컨대 적어도 약 0.94 lb/ft3, 적어도 약 1.25 lb/ft3, 또는 심지어는 적어도 약 1.56 lb/ft3의 압축 밀도를 가질 수 있다. 다른 변형예에서, 제1 단열 재료는 약 3 lb/ft3 이하의 압축 밀도를 가질 수 있다. 제1 단열 재료는 또한 약 2.8 lb/ft3 이하, 예컨대 약 2.5 lb/ft3 이하, 약 2.2 lb/ft3 이하, 또는 심지어는 약 1.87 lb/ft3 이하의 압축 밀도를 가질 수 있다. 또한, 제1 단열 재료의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 압축 밀도를 가질 수 있다.
제2 단열 재료의 구현예는 적어도 약 0.25 lb/ft3, 예컨대 적어도 약 0.4 lb/ft3, 적어도 약 1 lb/ft3, 적어도 약 1.5 lb/ft3, 또는 심지어는 적어도 약 2 lb/ft3의 밀도를 가질 수 있다. 다른 변형예에서, 제2 단열 재료는 약 3 lb/ft3 이하, 예컨대 약 4 lb/ft3 이하, 약 5 lb/ft3 이하, 약 6 lb/ft3 이하, 또는 심지어는 약 8 lb/ft3 이하의 밀도를 가질 수 있다. 또한, 제2 단열 재료의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 밀도를 가질 수 있다.
몇몇 변형예에서, 제1 단열 재료는 적어도 약 10%까지 압축될 수 있다. 다른 예에서, 제1 단열 재료는 적어도 약 20%, 예컨대 적어도 약 30%, 적어도 약 40%, 또는 심지어는 적어도 약 45%까지 압축될 수 있다. 다른 변형예에서, 제1 단열 재료는 약 80% 이하, 예컨대 약 75% 이하, 약 70% 이하, 약 65% 이하, 또는 심지어는 약 60% 이하까지 압축될 수 있다. 또한, 제1 단열 재료의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서 압축될 수 있다.
또한, 단열재 제품은, 제2 층의 두께(TS)에 대한 압축된 제1 층의 두께(TF; 도 3 참고)로 정의될 수 있는 두께 비(TR)를 가질 수 있다. 예를 들면, 두께 비(TR = TF/TS)는 적어도 약 0.1, 예컨대 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.3, 적어도 약 0.4, 또는 심지어는 적어도 약 0.5일 수 있다. 다른 변형예에서, 두께 비는 약 0.9 이하, 예컨대 약 0.8 이하, 약 0.7 이하, 또는 심지어는 약 0.6 이하일 수 있다. 또한, 단열재 제품의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 두께 비를 가질 수 있다.
제1 단열 재료의 구현예는 미압축 열 저항(R-값)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 단열 재료는 적어도 약 R10, 예컨대 적어도 약 R11, 적어도 약 R12, 적어도 약 R13, 적어도 약 R14, 또는 심지어는 적어도 약 R15의 미압축 R-값을 가질 수 있다. 다른 예에서, 제1 단열 재료는 약 R25 이하, 예컨대 약 R24 이하, 약 R23 이하, 약 R22 이하, 약 R21 이하, 또는 심지어는 약 R20 이하의 미압축 R-값을 가질 수 있다. 또한, 제1 단열 재료의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 미압축 R-값을 가질 수 있다.
제1 단열 재료의 다른 구현예는 압축 R-값을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 단열 재료는 적어도 약 R12, 예컨대 적어도 약 R14, 적어도 약 R16, 적어도 약 R18, 또는 심지어는 적어도 약 R20의 압축 R-값을 가질 수 있다. 다른 변형예에서, 제1 단열 재료는 약 R34 이하, 예컨대 약 R32 이하, 약 R30 이하, 약 R28 이하, 또는 심지어는 약 R26 이하의 압축 R-값을 가질 수 있다. 또한, 제1 단열 재료의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 압축 R-값을 가질 수 있다.
제1 단열 재료의 변형예는 미압축 열 전도도(λ)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 단열 재료는 적어도 약 0.31 Btu.in/(ft2.hr.F), 예컨대 적어도 약 0.30 Btu.in, 적어도 약 0.29 Btu.in, 적어도 약 0.28 Btu.in, 또는 심지어는 적어도 약 0.27 Btu.in의 미압축 열 전도도(λ)를 가질 수 있다. 제1 단열 재료의 다른 변형예는 약 0.22 Btu.in 이하, 약 0.23 Btu.in 이하, 약 0.24 Btu.in 이하, 약 0.25 Btu.in 이하, 예컨대 약 0.26 Btu.in 이하의 미압축 λ를 포함할 수 있다. 또한, 제1 단열 재료의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 미압축 λ를 가질 수 있다.
제1 단열 재료의 다른 변형예는 압축 λ를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 단열 재료는 적어도 약 0.31 Btu.in/(ft2.hr.F), 예컨대 적어도 약 0.29 Btu.in, 적어도 약 0.28 Btu.in, 적어도 약 0.27 Btu.in, 또는 심지어는 적어도 약 0.26 Btu.in의 압축 λ를 가질 수 있다. 제1 단열 재료의 다른 예는 약 0.22 Btu.in 이하, 예컨대 약 0.23 Btu.in 이하, 약 0.24 Btu.in 이하, 약 0.25 Btu.in 이하, 또는 심지어는 약 0.26 Btu.in 이하의 압축 λ를 가질 수 있다. 또한, 제1 단열 재료의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 압축 λ를 가질 수 있다.
제2 단열 재료의 구현예는 또한 열 전도도(λ)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 단열 재료는 적어도 약 0.18 Btu.in/(ft2.hr.F), 예컨대 적어도 약 0.17 Btu.in, 또는 심지어는 적어도 약 0.16 Btu.in의 λ를 가질 수 있다. 제2 단열 재료의 대안적인 변형예는 약 0.14 Btu.in 이하, 예컨대 약 0.15 Btu.in 이하, 또는 심지어는 약 0.16 Btu.in 이하의 λ를 가질 수 있다. 또한, 제2 단열 재료의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 λ를 가질 수 있다.
제2 단열 재료의 몇몇 구현예는 열 저항 (에이징된 R-값)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 단열 재료는 적어도 약 R4/inch, 예컨대 적어도 약 R5/inch, 적어도 약 R5.5/inch, 또는 심지어는 적어도 약 R5.75/inch의 에이징된 R-값을 포함할 수 있다. 제2 단열 재료의 다른 변형예는 약 R7/inch 이하, 예컨대 약 R6.5/inch 이하, 또는 심지어는 약 R6.25/inch 이하의 에이징된 R-값을 가질 수 있다. 또한, 제2 단열 재료의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 에이징된 R-값을 가질 수 있다.
단열재 제품의 구현예는, 크기 또는 응용예에 의해 가변될 수 있는 전반적인, 에이징된 R-값을 포함할 수 있다. 예를 들면, 2 x 4 벽체 샛기둥 응용예에 대한 단열재 제품의 변형예는 적어도 약 R12, 예컨대 적어도 약 R13, 적어도 약 R14, 적어도 약 R15, 또는 심지어는 적어도 약 R16의 전반적인, 에이징된 R-값을 가질 수 있다. 단열재 제품의 다른 변형예는 약 R23 이하, 예컨대 약 R22 이하, 약 R21 이하, 약 R20 이하, 또는 심지어는 약 R19 이하의 전반적인, 에이징된 R-값을 가질 수 있다. 또한, 단열재 제품의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 전반적인, 에이징된 R-값을 가질 수 있다.
2 x 6 벽체 샛기둥 응용예에 대한 단열재 제품의 구현예는 적어도 약 R22, 예컨대 적어도 약 R23, 적어도 약 R24, 적어도 약 R25, 또는 심지어는 적어도 약 R26의 전반적인, 에이징된 R-값을 가질 수 있다. 2 x 6 벽체 샛기둥 응용예에 대한 단열재 제품의 다른 변형예는 약 R36 이하, 예컨대 약 R35 이하, 약 R34 이하, 약 R33 이하, 또는 심지어는 약 R32 이하의 전반적인, 에이징된 R-값을 가질 수 있다. 또한, 단열재 제품의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 전반적인, 에이징된 R-값을 가질 수 있다.
단열재 제품의 예는, 건물 칸막이가 공중의 소리를 얼마나 잘 감쇠시키는지를 정수 등급(integer rating)으로 나타내는 노이즈 감소 또는 차음 계수(STC) 등급을 포함하는 전반적인 음향 특성을 가질 수 있다. 이것은 내부 칸막이, 천장/바닥, 문, 창문 및 외부 벽체 구성을 평가하는데 널리 사용된다(ASTM 국제 분류 E413 및 E90 참고). 단열재 제품의 구현예는 적어도 약 33 dB, 예컨대 적어도 약 34 dB, 적어도 약 35 dB, 적어도 약 36 dB, 또는 심지어는 적어도 약 37 dB의 노이즈 감소를 가질 수 있다. 다른 변형예에서, 단열재 제품은 약 38 dB 이하, 예컨대 약 39 dB 이하, 또는 심지어는 약 40 dB 이하의 노이즈 감소를 가질 수 있다. 또한, 단열재 제품의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 전반적인 노이즈 감소를 가질 수 있다.
몇몇 구현예에서, 단열재 제품(21)에 대한 용기(23)는 적어도 1종의 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 용기(23)는 천연 재료, 합성 재료, 판재(board), 목재, 석고, 강성 단열재, 배향된 스트랜드 판재(OSB), 합판 및 파티클 보드 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
다른 예에서, 용기(23)는 적어도 약 10 lbf, 예컨대 적어도 약 20 lbf, 적어도 약 30 lbf, 적어도 약 40 lbf, 적어도 약 50 lbf, 또는 심지어는 적어도 약 60 lbf의 (예를 들면, ASTM C473 방법 A에 따른) 굽힘 강도를 포함할 수 있다. 다른 변형예에서, 용기(23)는 약 300 lbf 이하, 예컨대 약 200 lbf 이하, 약 175 lbf 이하, 약 150 lbf 이하, 약 125 lbf 이하, 또는 심지어는 약 100 lbf 이하의 굽힘 강도를 가질 수 있다. 또한, 용기의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 굽힘 강도를 가질 수 있다.
한 예에서, 용기(23)는 직사각형 박스일 수 있다. 예를 들면, 상기 직사각형 박스는 적어도 약 1 피트, 예컨대 적어도 약 3 피트, 적어도 약 5 피트, 적어도 약 7 피트, 또는 심지어는 적어도 약 9 피트의 길이 L을 포함할 수 있다. 상기 박스의 다른 변형예는 약 36 피트 이하, 예컨대 약 24 피트 이하, 약 16 피트 이하, 약 14 피트 이하, 또는 심지어는 약 12 피트 이하의 길이 L을 가질 수 있다. 또한, 상기 박스의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 길이를 가질 수 있다.
또 하나의 예에서, 용기(23) 또는 박스는 적어도 약 6 인치, 예컨대 적어도 약 8 인치, 적어도 약 10 인치, 적어도 약 12 인치, 또는 심지어는 적어도 약 14 인치의 폭 W를 포함할 수 있다. 다른 변형예는 약 16 인치 이하, 예컨대 약 20 인치 이하, 약 24 인치 이하, 약 28 인치 이하, 약 32 인치 이하, 약 36 인치 이하, 약 40 인치 이하, 약 44 인치 이하, 또는 심지어는 약 48 인치 이하의 폭 W를 가질 수 있다. 상기 박스의 더욱 다른 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 폭을 가질 수 있다.
용기(23) 또는 박스의 다른 예는 적어도 약 3 인치, 예컨대 적어도 약 3.5 인치, 적어도 약 4 인치, 또는 심지어는 적어도 약 4.5 인치의 깊이 D를 포함할 수 있다. 상기 박스의 몇몇 변형예는 약 5 인치 이하, 예컨대 약 5.5 인치 이하, 또는 심지어는 약 6 인치 이하의 깊이 D를 가질 수 있다. 상기 박스의 다른 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 깊이를 가질 수 있다.
더욱 또 하나의 예에서, 제1 층(25)은 실질적으로 균일할 수 있고, 제2 층(27)은 실질적으로 균일할 수 있다. 각각의 층(25, 27)은 표면의 최대 거칠기의 측면에서 특성규명될 수 있는 평탄성을 가질 수 있다. 예를 들면, Rmax는 표면 텍스쳐의 최고 피크의 최상부에서부터 최저 골의 최하부까지 측정된 거리로 정의될 수 있다. 제1 및 제2 층(25, 27)의 표면에 대하여, Rmax는 적어도 약 0.08 인치, 예컨대 적어도 약 0.16 인치, 적어도 약 0.24 인치, 적어도 약 0.31 인치, 또는 심지어는 적어도 약 0.39 인치일 수 있다. 다른 변형예에서, Rmax는 약 0.79 인치 이하, 예컨대 약 0.71 인치 이하, 약 0.63 인치 이하, 약 0.55 인치 이하, 또는 심지어는 약 0.47 인치 이하일 수 있다. 또한, 상기 층의 구현예는 이러한 값 중 임의의 것 사이의 범위에서의 Rmax를 가질 수 있다.
몇몇 구현예에서, 용기(23)(도 3)는 본질적으로 임의 길이 L로 절단될 수 있고, 용기(23)는 본질적으로 임의 폭 W로 절단될 수 있다. 그러나, 용기(23)의 두께는, 단열재 층(25, 27)의 두께 및 성능이 그와 같은 절단에 의해 영향받을 것이기 때문에, 깊이 방향 D로는 절단되지 않아야 한다.
단열재 제품의 제조 방법의 구현예는 작업 현장에서, 또는 작업 현장에서 사용하기 전에 사전제조 방법으로서 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은 용기(23)를 제공하는 단계; 용기(23)의 내부 표면(31) 상에 제1 단열 재료의 제1 층(25)(도 4)을 설치하는 단계; 및 그 후, 제1 층(25)과 용기(23)의 마주보는 내부 표면(33) 사이에 제2 단열 재료의 제2 층(27)(도 3)을 설치하여, 제2 단열 재료가 팽창하여 제1 층(25)을 압축하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법의 한 예에서, 용기(23)는 제2 단계 동안에는 개방될 수 있고(도 4), 용기(23)는 제3 단계 동안에는 폐쇄될 수 있다(도 3). 상기 방법의 또 하나의 예에서, 용기(23)는 단일 개구(37)를 가질 수 있고, 제3 단계는 제2 단열 재료를 단일 개구(37)를 통하여 주입하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법의 더욱 또 하나의 예에서, 용기(23)는 복수의 개구(37)를 포함할 수 있고, 제3 단계는 제2 단열 재료를 모든 복수의 개구(37)를 통하여 동시에 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법의 제3 단계의 구현예는 이소시아네이트와 폴리올 수지를 혼합시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법의 더욱 다른 구현예는, 용기(23)를 깊이 방향 D으로 절단시키는 단계는 아닌, 용기(23)를 원하는 길이 L로 절단시키는 단계 및 용기(23)를 원하는 폭 W으로 절단시키는 단계 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.
또 하나의 구현예에서, 새로운, 현장에서의 건물 건축을 위한 단열재 제품의 제조 방법이 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 방법의 한 구현예는, 건물에, 샛기둥(53), 샛기둥(53)에 놓이는 외장재(55, 57), 및 샛기둥(53)과 외장재(55, 57) 사이의 구조물 공간(59)을 갖는 구조물(51)(도 5A)을 형성시키는 단계; 각각의 구조물 공간(59)의 내부에 제1 단열 재료의 제1 층(25)을 설치하고 제1 외장재(55)(도 5B)를 실질적으로 커버하는 단계; 및 그 후 제1 층(25)과 구조물(51)의 마주보는 외장재(57) 사이의 구조물 공간(59)에 제2 단열 재료의 제2 층(27)(도 5C)을 설치하여, 제2 단열 재료가 팽창하여 (도 5D) 제1 층(25)을 압축하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법의 다른 구현예에서, 구조물 공간(59)은 (도 4와 유사하게) 제2 단계 동안에는 개방된 채로 남아있을 수 있고, 구조물 공간(59)은 (도 3과 유사하게) 제3 단계 동안에는 폐쇄될 수 있다. 또 하나의 예에서, 제1 외장재(55)는 내부 외장재일 수 있고, 제2 외장재(57)는 외부 외장재일 수 있고, 제2 단계는 제1 층(25)을 건물 내부에 인접하게 설치하는 것을 포함할 수 있고, 제3 단계는 제2 층(27)을 건물 외부에 인접하게 설치하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법의 또 하나의 예에서, 구조물(51)은 바닥 공간을 갖는 바닥, 벽체 공간을 갖는 벽체, 천장 공간을 갖는 천장, 및 지붕 공간을 갖는 지붕 중 적어도 1종일 수 있다.
건물 내 구조물의 구현예는, 샛기둥, 샛기둥의 마주보는 쪽에 놓이는 제1 및 제2 외장재, 및 샛기둥과 마주보는 외장재 사이에 형성된 구조물 공간을 포함할 수 있다. 제1 단열 재료는, 구조물 공간 내부의 제1 외장재 위의, 그리고 상기 제1 외장재를 실질적으로 커버하는 제1 층을 포함할 수 있다. 또한, 제2 단열 재료는 구조물 공간 내부에 제2 층을 포함할 수 있고, 제1 층은 제2 층에 의해 압축되고 실질적으로 커버되며, 제2 층은 구조물 공간 내부의 제2 외장재를 실질적으로 커버한다. 구조물의 예는 벽체 공간을 갖는 벽체, 천장 공간을 갖는 천장, 및 지붕 공간을 갖는 지붕 중 적어도 1종일 수 있다.
건물 내 구조물의 다른 구현예는, 샛기둥, 샛기둥의 마주보는 쪽에 놓이는 제1 및 제2 외장재, 및 샛기둥과 마주보는 외장재 사이에 형성된 구조물 공간; 및 임의로, 구조물 공간 내 2개의 상이한 유형의 단열재로서, 제2 유형의 단열재가 제1 유형의 단열재를 압축하는 단열재를 포함할 수 있다. 또한, 상기 구조물의 적어도 약 80%는 하기를 포함하는 사양을 충족시킬 수 있다: 약 0.14 Btu.in/(ft2.hr.F) 내지 약 0.28 Btu.in 범위의 열 전도도(λ); 약 R13 내지 약 R22 범위의 열 저항(R-값); 약 33 dB 내지 약 40 dB 범위의 노이즈 감소를 포함하는 음향 특성; 및 약 0.63 lb/ft3 내지 약 1.87 lb/ft3 범위의 평균 밀도.
상기 시스템의 더욱 다른 구현예는, 단열시킬 공동, 가요성의 압축가능한 단열재 부분, 및 팽창되고 압축되는 단열재 부분을 포함할 수 있다. 팽창되는 부분이 파괴되면, 압축가능한 부분의 용적이 감소되고 더욱 높은 밀도로 이동되어, 이것의 열 저항 값이 개선된다. 다른 변형예에서, 제1 및 제2 단열 재료 둘 모두가 압축될 수 있다. 예를 들면, 개방 셀 발포체가 섬유유리와 함께 공동에 주입될 수 있어서, 압축 부분은 섬유유리 뿐만 아니라 개방 셀 발포체에 의해 공유될 것이다. 또한, 제2 재료는 셀룰로오스 형태, 예컨대 취입(blown) 섬유유리를 포함할 수 있다.
실시예
제1 실시예에서, 워싱턴 레이크우드의 Specialty Products, Inc.로부터 입수가능한 제품 SPI Pour Envelo SFC I 2.0 CG 폐쇄 셀 발포체를 (압축 전) R11 (8.5 kg/㎥)에서 R15 (22 kg/㎥)까지의 상이한 밀도에서 섬유유리 단열재의 제1 층을 압축시키는데 사용하였다. 제곱 피트 당 2 온스의 부은(pour) 발포체를 3.5 인치의 두께를 갖는 공동에 사용하였고, 상기 발포체의 팽창은 제1 층의 압축된 두께에서의 편차와 함께 비교적 불균일하였다. 예를 들면, 1인치의 미압축 단열재는 압축된 두께에서 0.5 인치에서 약 2 인치까지 가변되었다. 제1 층 섬유의 일부는 열 전도도에 현격한 영향을 미치도록 (약 3.5 인치에서 2.5 인치까지) 충분히 압축되지 않았다.
제곱 피트 당 3.5 온스의 부은 발포체(이것은 공동을 파열시키지 않으면서 3.5인치 공동에 첨가될 수 있는 최대 양임)가 사용된 실시예에서, 상기 발포체는 약 2.5 인치로 균일하게 팽창되었고, 제1 층의 섬유를 3.5인치에서 1인치까지 압축시켰다. 그러나, 제1 층에서의 R13 및 R15에 대해서는, 압축이 너무 지나치며, 공기, 유리 및 복사의 효과를 예시하는 라킨 곡선(도 6)의 고체 전도 부분 때문에 압축 이점은 상실된다. 라킨 곡선은, 약 40 kg/㎥에서의 최적 성능과 함께, 더 높은 밀도는 바람직하지 않은 더 높은 고체 전도를 초래함을 보여준다.
(R13 및 R15보다 훨씬 더 가벼운) R11이 제1 층에 사용된 실시예에서, 압축은 3.5인치 내지 1인치의 두께에 상응하는 약 8 내지 약 28 kg/㎥ 범위였다. 3.5인치 공동에서 부은 발포체를 100% 사용하였더니 R20을 갖는 최종 제품이 생산되었다. 대조적으로, (제2 층이 없는) R11을 100% 사용하였더니 저렴하지만 좋지 않게 작용하는 R11 최종 제품이 명백히 생산되었다. 그러나, 70% 발포체로 된 제2 층 및 30% 섬유유리로 된 제1 층을 갖는 R18의 최종 제품이 생산된다.
다른 변형예는 하기 구현예 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
구현예 1. 용기;
용기 내부에 제1 층을 형성하는 제1 단열 재료; 및
용기 내부에 제2 층을 형성하는 제2 단열 재료를 포함하고,
제1 층이 제2 층에 의해 압축되는, 단열재 제품.
구현예 2. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제1 및 제2 층이 실질적으로 용기를 채우는, 단열재 제품.
구현예 3. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제1 단열 재료가 제2 단열 재료보다 높은 밀도를 갖는, 단열재 제품.
구현예 4. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 제1 단열 재료보다 높은 밀도를 갖는, 단열재 제품.
구현예 5. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제1 단열 재료가 압축가능한 단열재, 유기 재료, 압축가능한 무기 재료, 합성 재료, 셀룰로오스, 섬유유리, 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 유리 솜, 암면, 양털, 목재 섬유, 면, 대마, 아마, 코르크, 짚, 가죽, 및 잘려진 재사용 직물 중 적어도 1종을 포함하는, 단열재 제품.
구현예 6. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 발포체, 스프레이 발포체 및 느리게 상승하는 스프레이 발포체 중 적어도 1종을 포함하는, 단열재 제품.
구현예 7. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 폴리올 수지 및 폴리에테르 폴리올 중 적어도 1종을 포함하는, 단열재 제품.
구현예 8. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 적어도 1종의 상업적으로 입수가능한 팽창성 발포체를 포함하는, 단열재 제품.
구현예 9. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 단열재 제품 중에 기밀 층을 포함하는, 단열재 제품.
구현예 10. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 기밀 층이 1인치 두께에 대하여 75 Pa에서 약 0.004 L/(s.m2) 미만의 공기 투과도를 포함하는, 단열재 제품.
구현예 11. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 약 2 perms/inch 이하의 수증기 투과도를 갖는, 단열재 제품.
구현예 12. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제1 층이 제1 층과 제2 층 사이에 적어도 하나의 라이너, 마감재 및 배리어를 포함하는, 단열재 제품.
구현예 13. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 적어도 하나의 라이너, 마감재 및 배리어가 종이, 플라스틱, 유리 매트 및 조밀한 유리매트 중 적어도 1종을 포함하는, 단열재 제품.
구현예 14. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 층이 제1 층 내로 침투되지 않는, 단열재 제품.
구현예 15. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 폐쇄 셀 스프레이 발포체를 포함하는, 단열재 제품.
구현예 16. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서,
제1 단열 재료가
적어도 약 0.35 lb/ft3, 적어도 약 0.5 lb/ft3, 적어도 약 0.62 lb/ft3, 적어도 약 0.75 lb/ft3, 적어도 약 0.94 lb/ft3, 적어도 약 1.25 lb/ft3, 및 약 2.8 lb/ft3 이하, 약 2.5 lb/ft3 이하, 약 2.2 lb/ft3 이하, 약 1.87 lb/ft3 이하, 약 1.56 lb/ft3 이하의 미압축 밀도; 및
적어도 약 0.62 lb/ft3, 적어도 약 0.75 lb/ft3, 적어도 약 0.94 lb/ft3, 적어도 약 1.25 lb/ft3, 적어도 약 1.56 lb/ft3, 및 약 3 lb/ft3 이하, 약 2.8 lb/ft3 이하, 약 2.5 lb/ft3 이하, 약 2.2 lb/ft3 이하, 약 1.87 lb/ft3 이하의, 용기 내부의 압축 밀도를 포함하는, 단열재 제품.
구현예 17. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 적어도 약 0.25 lb/ft3, 적어도 약 0.4 lb/ft3, 적어도 약 1 lb/ft3, 적어도 약 1.5 lb/ft3, 적어도 약 2 lb/ft3, 및 약 3 lb/ft3 이하, 약 4 lb/ft3 이하, 약 5 lb/ft3 이하, 약 6 lb/ft3 이하, 약 8 lb/ft3 이하의 밀도를 갖는, 단열재 제품.
구현예 18. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제1 단열 재료가 적어도 약 10%, 적어도 약 20%, 적어도 약 30%, 적어도 약 40%, 적어도 약 45%, 및 약 80% 이하, 약 75% 이하, 약 70% 이하, 약 65% 이하, 약 60% 이하까지 압축되는, 단열재 제품.
구현예 19. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 두께 비(TR)가 제2 층의 두께(TS)에 대한 압축된 제1 층의 두께(TF)로 정의되며, 상기 두께 비(TR=TF/TS)가 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.3, 적어도 약 0.4, 적어도 약 0.5, 및 약 0.9 이하, 예컨대 약 0.8 이하, 약 0.7 이하, 약 0.6 이하인, 단열재 제품.
구현예 20. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제1 층이 용기의 전체 내부 표면을 실질적으로 커버하고, 제2 층이 용기의 마주보는 전체 내부 표면을 실질적으로 커버하며, 제2 층(27)이 제1 층의 전체 표면을 실질적으로 커버하고 압축하는, 단열재 제품.
구현예 21. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제1 단열 재료가
적어도 약 R10, 적어도 약 R11, 적어도 약 R12, 적어도 약 R13, 적어도 약 R14, 적어도 약 R15, 및 약 R25 이하, 약 R24 이하, 약 R23 이하, 약 R22 이하, 약 R21 이하, 약 R20 이하의 미압축 열 저항(R-값); 및
적어도 약 R12, 적어도 약 R14, 적어도 약 R16, 적어도 약 R18, 적어도 약 R20, 및 약 R34 이하, 약 R32 이하, 약 R30 이하, 약 R28 이하, 약 R26 이하의 압축 R-값을 포함하는, 단열재 제품.
구현예 22. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제1 단열 재료가
적어도 약 0.31 Btu.in/(ft2.hr.F), 적어도 약 0.30 Btu.in/(ft2.hr.F), 적어도 약 0.29 Btu.in/(ft2.hr.F), 적어도 약 0.28 Btu.in/(ft2.hr.F), 적어도 약 0.27 Btu.in/(ft2.hr.F), 및 약 0.22 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하, 약 0.23 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하, 약 0.24 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하, 약 0.25 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하, 약 0.26 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하의 미압축 열 전도도(λ); 및
적어도 약 0.31 Btu.in/(ft2.hr.F), 적어도 약 0.30 Btu.in/(ft2.hr.F), 적어도 약 0.29 Btu.in/(ft2.hr.F), 적어도 약 0.28 Btu.in/(ft2.hr.F), 적어도 약 0.27 Btu.in/(ft2.hr.F), 및 약 0.21 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하, 약 0.22 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하, 약 0.23 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하, 약 0.24 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하, 약 0.25 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하의 압축 열 전도도(λ)를 포함하는, 단열재 제품.
구현예 23. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 적어도 약 0.18 Btu.in/(ft2.hr.F), 적어도 약 0.17 Btu.in/(ft2.hr.F), 적어도 약 0.16 Btu.in/(ft2.hr.F), 및 약 0.14 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하, 약 0.15 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하, 약 0.16 Btu.in/(ft2.hr.F) 이하의 열 전도도(λ)를 포함하는, 단열재 제품.
구현예 24. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 적어도 약 R4/inch, 적어도 약 R5/inch, 적어도 약 R5.5/inch, 적어도 약 R5.75/inch, 및 약 R7/inch 이하, 약 R6.5/inch 이하, 약 R6.25/inch 이하의 열 저항 (에이징된 R-값)을 포함하는, 단열재 제품.
구현예 25. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 단열재 제품이 적어도 약 R12, 적어도 약 R13, 적어도 약 R14, 적어도 약 R15, 적어도 약 R16, 및 약 R23 이하, 약 R22 이하, 약 R21 이하, 약 R20 이하, 약 R19 이하의 전반적인, 열 저항 (에이징된 R-값)을 포함하는, 단열재 제품.
구현예 26. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 단열재 제품이 적어도 약 R22, 적어도 약 R23, 적어도 약 R24, 적어도 약 R25, 적어도 약 R26, 및 약 R36 이하, 약 R35 이하, 약 R34 이하, 약 R33 이하, 약 R32 이하의 전반적인 열 저항 (에이징된 R-값)을 갖는, 단열재 제품.
구현예 27. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 단열재 제품이 적어도 약 33 dB, 적어도 약 34 dB, 적어도 약 35 dB, 적어도 약 36 dB, 적어도 약 37 dB, 및 약 38 dB 이하, 약 39 dB 이하, 약 40 dB 이하의, 노이즈 감소 또는 차음 계수(STC) 등급을 포함하는 전반적인 음향 특성을 갖는, 단열재 제품.
구현예 28. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 용기가 천연 재료, 합성 재료, 판재, 목재, 석고, 강성 단열재, 배향된 스트랜드 판재(OSB), 합판 및 파티클 보드 중 적어도 1종을 포함하는, 단열재 제품.
구현예 29. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 적어도 약 2x, 적어도 약 5x, 적어도 약 10x, 적어도 약 20x, 적어도 약 50x, 적어도 약 100x, 및 약 200x 이하, 약 400x 이하, 약 600x 이하, 약 800x 이하, 약 1000x 이하의 팽창 인자를 포함하는, 단열재 제품.
구현예 30. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 용기가 적어도 약 10 lbf, 적어도 약 20 lbf, 적어도 약 30 lbf, 적어도 약 40 lbf, 적어도 약 50 lbf, 적어도 약 60 lbf, 및 약 300 lbf 이하, 약 200 lbf 이하, 약 175 lbf 이하, 약 150 lbf 이하, 약 125 lbf 이하, 약 100 lbf 이하의 굽힘 강도를 포함하는, 단열재 제품.
구현예 31. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 용기가 휴대용인, 단열재 제품.
구현예 32. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 용기가 직사각형 박스인, 단열재 제품.
구현예 33. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 직사각형 박스가
적어도 약 1 피트, 적어도 약 3 피트, 적어도 약 5 피트, 적어도 약 7 피트, 적어도 약 9 피트, 및 약 36 피트 이하, 약 24 피트 이하, 약 16 피트 이하, 약 14 피트 이하, 약 12 피트 이하의, 길이;
적어도 약 6 인치, 적어도 약 8 인치, 적어도 약 10 인치, 적어도 약 12 인치, 적어도 약 14 인치, 및 약 16 인치 이하, 약 20 인치 이하, 약 24 인치 이하, 약 28 인치 이하, 약 32 인치 이하, 약 36 인치 이하, 약 40 인치 이하, 약 44 인치 이하, 약 48 인치 이하의, 폭; 및
적어도 약 3 인치, 적어도 약 3.5 인치, 적어도 약 4 인치, 적어도 약 4.5 인치, 및 약 5 인치 이하, 약 5.5 인치 이하, 약 6 인치 이하의, 깊이 중 적어도 하나를 포함하는, 단열재 제품.
구현예 34. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제1 층이 실질적으로 균일하고, 제2 층이 실질적으로 균일하며, 각각의 층이 적어도 약 0.08 인치, 적어도 약 0.16 인치, 적어도 약 0.24 인치, 적어도 약 0.31 인치, 적어도 약 0.39 인치, 및 약 0.79 인치 이하, 약 0.71 인치 이하, 약 0.63 인치 이하, 약 0.55 인치 이하, 약 0.47 인치 이하의 평탄성(Rmax)을 갖는, 단열재 제품.
구현예 35. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 용기가 길이로 절단될 수 있고 용기가 폭으로 절단될 수 있지만, 용기가 깊이로는 절단될 수 없는, 단열재 제품.
구현예 36. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제2 단열 재료가 또한 압축되는, 단열재 제품.
구현예 37. 단열재 제품의 제조 방법으로서,
(a) 용기를 제공하는 단계;
(b) 용기의 내부 표면 상에 제1 단열 재료의 제1 층을 설치하는 단계;
(c) 제1 층과 용기의 마주보는 내부 표면 사이에 제2 단열 재료의 제2 층을 설치하여, 제2 단열 재료가 팽창하여 제1 층을 압축하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
구현예 38. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 용기가 단계 (b) 동안에는 개방되고, 용기가 단계 (c) 동안에는 폐쇄되는, 제조 방법.
구현예 39. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 용기가 단일 개구를 가지며, 단계 (c)가 제2 단열 재료를 단일 개구를 통하여 주입하는 것을 포함하는, 제조 방법.
구현예 40. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 용기가 복수의 개구를 가지며, 단계 (c)가 제2 단열 재료를 모든 복수의 개구를 통하여 동시에 주입하는 것을 포함하는, 제조 방법.
구현예 41. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 단계 (c)가 이소시아네이트와 폴리올 수지를 혼합시키는 것을 포함하는, 제조 방법.
구현예 42. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 용기를 깊이로는 절단시키지 않고, 용기를 길이로 절단시키는 단계 및 용기를 폭으로 절단시키는 단계 중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 제조 방법.
구현예 43. 단열재 제품의 제조 방법으로서,
(a) 빌딩에, 샛기둥, 샛기둥에 놓이는 외장재, 및 샛기둥과 외장재 사이의 구조물 공간을 갖는 구조물을 형성하는 단계;
(b) 각각의 구조물 공간 내부에 제1 단열 재료의 제1 층을 설치하고 제1 외장재를 실질적으로 커버하는 단계; 및
(c) 제1 층과 구조물의 마주보는 외장재 사이의 구조물 공간에 제2 단열 재료의 제2 층을 설치하여, 제2 단열 재료가 팽창하여 제1 층을 압축하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
구현예 44. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 구조물 공간이 단계 (b) 동안에는 개방되고, 구조물 공간이 단계 (c) 동안에는 폐쇄되는, 제조 방법.
구현예 45. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제1 외장재는 내부 외장재이고, 제2 외장재는 외부 외장재이며, 단계 (b)는 제1 층을 건물 내부에 인접하게 설치하는 것을 포함하고, 단계 (c)는 제2 층을 건물 외부에 인접하게 설치하는 것을 포함하는, 제조 방법.
구현예 46. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 제1 외장재는 외부 외장재이고, 제2 외장재는 내부 외장재이며, 단계 (b)는 제1 층을 건물 외부에 인접하게 설치하는 것을 포함하고, 단계 (c)는 제2 층을 건물 내부에 인접하게 설치하는 것을 포함하는, 제조 방법.
구현예 47. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 구조물이 벽체 공간을 갖는벽체, 천장 공간을 갖는 천장, 및 지붕 공간을 갖는 지붕 중 적어도 1종인, 제조 방법.
구현예 48. 건물 내 구조물로서,
샛기둥, 샛기둥의 마주보는 쪽에 놓이는 제1 및 제2 외장재, 및 샛기둥과 마주보는 외장재 사이에 형성된 구조물 공간을 포함하고;
제1 단열 재료는 구조물 공간 내부의 제1 외장재 위의, 그리고 상기 제1 외장재를 실질적으로 커버하는 제1 층을 포함하고;
제2 단열 재료는 구조물 공간 내부의 제2 층을 포함하고, 제1 층은 제2 층에 의해 압축되고 제2 층에 의해 실질적으로 커버되며, 제2 층은 구조물 공간 내부의 제2 외장재를 실질적으로 커버하는, 구조물.
구현예 49. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 구조물이 바닥 공간을 갖는 바닥, 벽체 공간을 갖는 벽체, 천장 공간을 갖는 천장, 및 지붕 공간을 갖는 지붕 중 적어도 1종인, 구조물.
구현예 50. 건물 내 구조물로서,
샛기둥, 샛기둥의 마주보는 쪽에 놓이는 제1 및 제2 외장재, 및 샛기둥과 상기 외장재 사이에 형성된 구조물 공간을 포함하고;
상기 구조물 공간에 2개의 상이한 유형의 단열재가 사용되며, 제2 유형의 단열재가 제1 유형의 단열재를 압축하고;
상기 구조물의 적어도 약 80%가,
약 0.14 Btu.in/(ft2.hr.F) 내지 약 0.28 Btu.in 범위의 열 전도도(λ);
약 R13 내지 약 R22 범위의 열 저항(R-값);
약 33 dB 내지 약 40 dB 범위의 노이즈 감소를 포함하는 음향 특성; 및
약 0.063 lb/ft3 내지 약 1.87 lb/ft3 범위의 평균 밀도를 포함하는 사양을 충족하는, 구조물.
구현예 51. 이러한 구현예 중 임의 것에 있어서, 구조물이 바닥 공간을 갖는 바닥, 벽체 공간을 갖는 벽체, 천장 공간을 갖는 천장, 및 지붕 공간을 갖는 지붕 중 적어도 1종인, 구조물.
이러한 기재된 설명은, 최선의 모드를 포함하는 구현예를 개시하기 위하여 그리고 또한 당해 분야에서의 숙련가가 본 발명을 제조하고 사용할 수 있도록 하기 위하여 실시예를 사용한다. 특허가능한 범위는 청구범위에 의해 규정되고, 당해 분야에서의 숙련가에게 떠오르는 다른 예를 포함할 수 있다. 그와 같은 다른 예는, 이 예가 청구범위의 문자상 언어와 상이하지 않은 구조 요소를 갖는 경우에 또는 이 예가 청구범위의 문자상 언어와 실질적인 차이가 없는 동등한 구조 요소를 포함하는 경우에, 청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.
일반적인 설명 또는 실시예에 상술된 활동 중 모두가 요구되는 것은 아니며, 특정 활동 중 일부가 요구되지 않을 수 있고, 설명된 것들 이외의 하나 이상의 추가 활동이 수행될 수 있음을 주의한다. 또한 추가로, 활동이 나열되는 순서는 반드시 이러한 활동이 수행되는 순서는 아니다.
전술된 명세서에서, 구상을 특정 구현예를 참고로 설명하였다. 그러나, 당해 분야에서의 숙련가는 다양한 변경 및 변형이 하기 청구범위에 기재된 대로 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 수행될 수 있음을 이해한다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미보다는 예시로 간주되어야 하며, 그와 같은 모든 변경은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
본원에 사용된 용어 "포함하다", "포함하는", "갖다", "갖는", 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비-배타적인 포함을 커버하는 것으로 의도된다. 예를 들면, 특성의 나열을 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 그러한 특성들만으로 제한되는 것은 아니며, 명확하게 나열되지 않거나 그러한 공정, 방법, 물품 또는 장치에 고유하지 않은 다른 특성들을 포함할 수 있다. 더욱이, 반대로 명확하게 설명되지 않는 한, "또는"은 포괄적-또는을 지칭하며, 배타적-또는은 지칭하지 않는다. 예를 들면, 조건 A 또는 B는 하기 중 어느 하나에 의해서 만족된다: A는 참이고 (또는 존재하고) B는 거짓이며 (또는 존재하지 않으며), A는 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B는 참이고 (또는 존재하며), A 및 B 둘 모두는 참이다 (또는 존재한다).
또한, 단수 형태의 사용은 본원에 기재된 요소 및 성분을 설명하기 위해 사용된다. 이는 단지 편의를 위해 그리고 본 발명의 범위에 대한 일반적인 의미를 제공하기 위해 수행된다. 다른 것을 의미하는 것이 명백하지 않는 한, 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하도록 이해되어야 하며 단수는 또한 복수를 포함한다.
이익, 다른 이점, 및 문제에 대한 해결방법이 특정 구현예에 관하여 상술되었다. 그러나, 이익, 이점, 및 문제에 대한 해결방법, 및 임의의 이익, 이점 또는 해결방법이 나타나게 하거나 더욱 두드러지게 할 수 있는 임의 특성(들)은, 임의의 또는 모든 청구범위의 중대한, 요구되거나 본질적인 특성으로서 해석되지 않아야 한다.
본 명세서를 숙지한 후에, 당해 분야에서의 숙련가는, 명확성을 위하여 개별 구현예의 맥락에서 본원에 기재된 특정 특성들이 단일 구현예에서 조합되어 또한 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 역으로, 간결함을 위해 단일 구현예의 맥락에서 기재되는 다양한 특성들이 또한 개별적으로 또는 임의의 하위조합으로 제공될 수 있다. 또한, 범위로 설명된 값에 대한 기준은 그 범위 내 각각의 그리고 모든 값을 포함한다.

Claims (15)

  1. 용기;
    상기 용기 내부에 제1 층을 형성하는 제1 단열 재료; 및
    상기 용기 내부에 제2 층을 형성하는 제2 단열 재료를 포함하고,
    상기 제1 층이 상기 제2 층에 의해 압축되는, 단열재 제품.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 단열 재료가 압축가능한 단열재, 유기 재료, 압축가능한 무기 재료, 합성 재료, 셀룰로오스, 섬유유리, 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 유리 솜, 암면, 양털, 목재 섬유, 면, 대마, 아마, 코르크, 짚, 가죽, 및 잘려진 재사용 직물 중 적어도 1종을 포함하는, 단열재 제품.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 단열 재료가 발포체, 스프레이 발포체, 및 느리게 상승하는(slow rise) 스프레이 발포체 중 적어도 1종을 포함하는, 단열재 제품.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 단열 재료가 이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 폴리올 수지 및 폴리에테르 폴리올 중 적어도 1종을 포함하는, 단열재 제품.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 단열 재료가 적어도 1종의 상업적으로 입수가능한 팽창성 발포체를 포함하는, 단열재 제품.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 단열 재료가 상기 단열재 제품 중에 기밀(airtight) 층을 포함하는, 단열재 제품.
  7. 청구항 9에 있어서, 상기 기밀 층이 1인치 두께에 대하여 75 Pa에서 약 0.004 L/(s.m2) 미만의 공기 투과도를 포함하는, 단열재 제품.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 단열 재료가 약 2 perms/inch 이하의 수증기 투과도를 갖는, 단열재 제품.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 층이, 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에, 적어도 하나의 라이너, 마감재 및 배리어를 포함하는, 단열재 제품.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 단열 재료가
    적어도 약 0.35 lb/ft3 내지 약 2.8 lb/ft3 이하의 미압축 밀도; 및
    적어도 약 0.62 lb/ft3 내지 약 3 lb/ft3 이하의, 상기 용기 내부의 압축 밀도를 포함하는, 단열재 제품.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 단열 재료가 적어도 약 0.25 lb/ft3 내지 약 3 lb/ft3 이하의 밀도를 갖는, 단열재 제품.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 단열 재료가 적어도 약 10% 내지 약 80% 이하까지 압축되는, 단열재 제품.
  13. 청구항 1에 있어서, 두께 비(TR)가 상기 제2 층의 두께(TS)에 대한 압축된 상기 제1 층의 두께(TF)로 정의되며, 상기 두께 비(TR=TF/TS)가 적어도 약 0.1 내지 약 0.9 이하인, 단열재 제품.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 층이 상기 용기의 전체 내부 표면을 실질적으로 커버하고, 상기 제2 층이 상기 용기의 마주보는 전체 내부 표면을 실질적으로 커버하고, 상기 제2 층이 상기 제1 층의 전체 표면을 실질적으로 커버하고 압축하는, 단열재 제품.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 단열 재료가
    적어도 약 R10 내지 약 R25 이하의 미압축 열 저항(R-값);
    적어도 약 R12 내지 약 R34 이하의 압축 R-값을 포함하는, 단열재 제품.
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