스프레이 폼

Spray foam
덕트에서 돌출된 폼 단열재를 분사하십시오.

스프레이 폼은 이소시아네이트와 폴리올 수지라는 두 재료가 서로 섞일 때 반응해 제자리에 뿌린 후 액체 부피의 최대 30~60배까지 팽창하는 화학제품이다. 이 팽창은 포장된 제품의 모양에 맞춰 형성되는 특수 포장재로 유용하게 쓰이며, 공기 침투가 거의 없는 높은 열 절연 값을 산출한다.

역사

오토 바이어(1902–1982)는 1937년 폴리우레탄의 발명으로 인정받고 있다. 그는 소량의 화학물질을 섞으면 건성 거품 물질을 만들 수 있다는 기본 아이디어를 탐구해 폴리우레탄 거품을 합성하는 데 성공했다.[1]

폴리우레탄은 신발 밑창과 쿠션에서부터 산업용에 이르기까지 다양한 용도로 추가 개발되었다. 1940년대에 비행기에 단단한 거품이 적용되었고 1979년에 폴리우레탄은 건물 단열재로 사용되기 시작했다.[2][3]

특성.

열저항

R-값은 열 흐름에 대한 내열성에 주어진 용어다. 절연 제품의 R-값이 높을수록 절연 속성이 더 효과적이다. 스프레이 폴리우레탄 거품은 다양한 밀도와 세포 구조로 나온다. 저밀도 폼은 개방형 셀 SPF라고 하고, 고밀도 폼은 폐쇄 셀 폼이라고 한다. 1.8-2 파운드 폴리우레탄 폼은 가정과 건물에서 사용하는 쉽게 구할 수 있는 스프레이 폼 단열재 중 R 값이 가장 높다.[4]

폴리우레탄은 폐쇄 셀 폼 단열재로, 처음에는 세포에 저전도성 가스를 함유하고 있다.[5] 가스의 높은 열 저항성 결과, 분무 폴리우레탄 절연재는 일반적으로 인치당 R-3.4 ~ R-6.7의 초기 R-값을 갖는다.[5] 이에 비해 유리모직은 일반적으로 R-3에서 R-4 인치당 R-값만 가지고 있다.[6]

발포 절연으로 세 가지 형태의 열 전달 차단:

전도성 열전달
높은 온도 영역에서 낮은 온도 영역으로 물질을 통한 열 에너지의 흐름. 발포 열전성 플라스틱은 분자 결합이 매우 느슨하여 전도성 열전달을 감소시킨다. 또한, 설치된 분무 폼의 셀은 오픈 셀 폼의 경우 공기로 채워지거나 HFC(365mfc, 227ea, 245fa) 또는 H(C)로 채워진다.폐쇄 셀 폼의 FO(136mz(Z), 1233zd(E)).
복사열전달
빛의 형태로 열 에너지를 방출하는 과정(일반적으로 IR이 보이는 범위에서 빛이 날 정도로 뜨거운 기질이 아니라면)은 따뜻한 표면에 의해 더 강하게 방출되고 다른 재료 특히 IR 반사율이 낮은 재료에 의해 흡수된다(생각 무광택 검은색 마감). 복사열전달은 매질이 필요하지 않다. 스프레이 폼 단열재와 같은 폼 단열재는 대부분의 고체 재료와 마찬가지로 열 방사선에 불투명하다.
대류 열전달
물이나 우리의 경우 공기와 같은 액체를 이용하여 다른 곳에서 생성되는 열. 스프레이 폼 단열재의 가장 중요한 속성은 건물 구조 내에 맞춤형 밀폐 외피를 제작하는 밀폐 기능이다. 공기 밀봉의 추가적인 이점은 난방 기간 동안 내부로부터 외부로의 대류 열 전달을 차단할 수 있는 능력이며, 그 반대는 냉방 기간 동안 대류 열 전달을 차단할 수 있는 능력이다. 왜냐하면 공기 밀봉의 이동으로 인한 공기 이동의 도움 없이는 건물 외피의 틈새를 통해 열이 빠져나갈 수 없기 때문이다.

적용들

참고 항목: 폴리우레탄 응용 목록

포장용도

스프레이 폼은 매우 전문화된 포장재로, 종종 귀중한 연약한 물품을 운송하는 데 필요하다. 공학적 포장 원리는 조각상, 화병, 대형 화석, 램프 받침대, 흉상, 컴퓨터, 가구, 샹들리에, 그리고 특이한 모양의 다른 물체를 보호하기 위해 설계된다. 액체 상태의 부피의 최대 30~60배까지 팽창하는 액체 거품 덕분에 거의 모든 크기, 형태, 무게를 효율적으로 보호한다.

금형의 맞춤 맞춤 제작으로, 상단과 하단이 안전하고 균일하게 물체를 쿠션 처리한다. 보다 구체적인 요구를 처리하기 위해 사용할 수 있는 대체 재료에는 여러 종류가 있다.

응용 프로그램 구축

월타이트 단열 폼이 분사
훈련된 설치자가 적용 중인 폐쇄 셀 스프레이 폼.

스프레이 폼 단열재 또는 스프레이 폴리우레탄 폼(SPF)은 섬유유리 등 기존 건물 단열재의 대안이다. 이소시아네이트와 폴리올 수지로 구성된 2개 성분의 혼합물이 총끝에 모여 팽창형 거품을 형성하여 기와나 콘크리트 슬래브, 벽 공동 또는 완성된 벽의 구멍에 뚫린 구멍을 통해 분사된다.

'스프레이 폼'은 건물 공사에 사용되는 각종 플라스틱 폼 재질을 지칭할 때 사용하는 비공식 용어로, 단열재를 제공하고 공기 침투를 최소화하기 위해 사용된다. 폴리우레탄과 폴리오시아누라이트는 이 용도에 사용되는 두 종류의 거품이다.

종류들

스프레이 폴리우레탄 폼(SPF) 단열재는 경밀도 오픈 셀 스프레이 폼 단열재와 중밀도 클로즈 셀 스프레이 폼 단열재 두 가지로 분류할 수 있다. 두 가지 유형의 SPF는 모두 수백만 개의 작은 셀로 구성된 열성 세포 플라스틱이다.[7]

벽 공동에 적용되고 있는 오픈 셀 스프레이 폴리우레탄 폼 절연.

오픈 셀 단열재는 손에 압착될 수 있고 절연 값이 더 낮다. 밀폐된 셀은 촉각으로 단단하고 각 공기 셀은 완전히 밀폐된다. 폐쇄형 셀폼은 R-값이 더 높지만 구입 비용이 더 많이 든다.[8]

중밀도 폐쇄 셀 스프레이 폼(ccSPF)

중밀도 폐쇄 셀 폼 단열재를 흔히 2파운드(2lb) 폼이라고 한다. 인치당[9] 5.1~6의 범위인 장기열저항(LTTR) R 값을 갖는 강체 절연재료로, 필요한 최소 두께 50mm를 설치하면 ccSPF는 증기 장벽이자 공기 장벽이다.

캐나다에서 국가 건물 법규는 ccSPF의 제조 및 설치에 적용되는 두 가지 표준인 CAN/ULC S705.1 재료 표준과 CAN/ULC S705.2 국가 적용 표준을 참조한다. 설치기준은 캐나다 내 ccSPF 설치자 전원에게 면허를 부여하고 포토ID 카드를 휴대하도록 규정하고 있다.[10]

일반적으로 폼의 자연색은 노란색이지만, 캐나다에서는 CCMC 목록을 가진 모든 ccSPF가 필드 식별을 위해 고유한 색상을 가져야 한다.[11]

광밀도 오픈 셀 스프레이 폼(ocSPF)

광밀도 오픈 셀 SPF는 일반적으로 반 파운드 거품으로 알려져 있다. 스펀지 같은 외관을 가진 반강성 소재로 설치 과정에서 팽창하고 이산화탄소가 채워진 작고 열린 세포를 만들어낸다. 도포 공정 중 확장성이 뛰어나 균열, 틈새, 공극 등을 메우고 불규칙한 표면이나 기판에 달라붙어 공기 밀봉 단열재를 형성한다.[12]

R 값은 다르겠지만, 대부분의 ocSPF 제품은 R 값이 인치 당 약 3.8이다. 중밀도 폐쇄 셀 SPF와 달리, ocSPF는 증기 장벽이 아니다. 5.5인치 이상에 설치되었을 때, ocSPF는 공기 장벽의 역할을 한다. 공기 누출을 차단하고 흡수해 음량을 줄여주기 때문에 내부 벽면에 자주 사용된다. 보통 실내용으로만 추천한다.

적용 방법

아시아

동남아시아 국가에서는 꽤 익숙한 용도의 일종으로 스프레이 건으로 고압의 기와 바닥에 뿌리는 방식으로 거품을 바르고 있다. 단단하지만 유연한 강체 거품 층이 만들어지고 모든 타일을 서로 그리고 강철 구조물에 밀봉한다.

특히 태국에서 매우 인기 있는 이 살포법은 누수현상뿐만 아니라 지붕이 끊임없이 마주하는 거대한 열에 대한 단열재로도 사용된다.

이 열대열은 세계의 그 지역의 많은 지붕을 지탱하는 강철 하부 구조를 지속적으로 확장하고 수축시켜 그 위에 놓여 있는 타일의 위치를 약간 바꾸게 한다. 이 변위는 결국 타일과 하부구조물 사이에 작은 구멍을 만들어 빗물이 스며들어 도배된 천장, 전기 배선 및 지붕을 지탱하는 건물의 다른 구성품들을 손상시킬 수 있는 누수를 발생시킨다.

유럽

영국에서 폴리우레탄 폼 단열재로 처리된 부동산은 약 15만개에 이른다. 영국 협정 위원회가 기존 및 신규 빌드 애플리케이션에서 사용할 수 있도록 승인하고 Building Regulations(Building Regulations)

북아메리카

캐나다 국가 건물 법규는 2lb 중밀도 폐쇄 셀 폴리우레탄 폼의 모든 설치 시 준수해야 하는 CAN/ULC S705.2 국가 적용 표준을 참조한다. CAN/ULC-S705.1 호환 매체 밀도, 스프레이 적용 폼의 모든 설치자는 자신의 면허가 양호한 상태임을 보여주는 QAP(품질 보증 프로그램) 제공자가 발급한 유효한 사진 ID를 보유하고 거품을 분사하기 위해 면허를 받아야 한다.

미국은 스프레이폼 단열재와 벽면주입이라는 신기술로 기존 벽면구조의 벽면 스터드 사이에 작은 구멍을 뚫어 보다 덜 공격적으로 팽창하는 수성거품으로 공백을 메워 기존 벽면구축을 재설계하는 데 적응했다. 이를 통해 기존 주택과 사업주는 기존 구조물에 열외투를 만들어 에너지를 절약할 수 있다.

혜택들

스프레이 폼 단열재는 다른 단열재와 마찬가지로 에너지 비용을 절감하고 공공요금을 낮춘다. 미국 에너지부의 연구는 벽, 창문, 출입구를 통해 공기가 침투한 결과로 가정 에너지의 40%가 손실된다는 것을 보여준다. 스프레이 폼 단열재로 처리된 건물은 기존 단열재보다 50%나 더 잘 절연된다.

적절하게 배치된 절연체는 습기를 방지하도록 설계된 시스템의 일부가 될 수 있으며, 이는 해로운 곰팡이, 곰팡이, 나무의 부패 가능성을 줄일 수 있는 이점을 제공한다.

건물 온도와 수분 조절 외에도 스프레이 폼 단열재로 소음을 줄이는 경우가 많다. 거품 단열재는 공기 중 음향을 차단하는 역할을 하며, 비절연 구조물에 비해 건물의 지붕, 바닥, 벽을 통한 공기 중 음 전달을 감소시킨다.[13]

미국에서는 스프레이 폼 단열재로 처리된 가정은 주정부와 연방정부의 세액공제를 받을 자격이 있는 경우가 많다.[14]

모든 종류의 단열은 많은 에너지 손실을 막는다. 스프레이 폼을 포함한 일부 유형도 공기 누출을 막는다. 단열은 또한 에어컨 사용을 줄임으로써 더운 기후에서 에너지를 절약할 수 있다.

블로잉 에이전트 기후 영향

대부분의 폐쇄 셀 스프레이 폼은 현재 지구 온난화 잠재력이 높은 하이드로플루오로카본(HFC) 불림제를 사용하여 형성되며, 이는 그들이 제공할 수 있는 에너지 절약의 기후 편익을 부분적으로 또는 완전히 상쇄시킨다. 미국에서는 2021년 1월까지 HFC가 단계적으로 폐지될 예정이다. 일부 스프레이 폼 공급업체는 2017년 초 현재 이 문제 없이 하이드로플루오렐레핀(HFO) 바람개비로 불린 스프레이 폼을 공급하기 시작했다.[15]

건강 효과

스프레이 폼 단열재는 일반적으로 경화된 후에만 독성이 없다. 양생하는 동안 스프레이 폼은 가스를 방출하여 시야를 흐리게 하고 호흡에 장애를 일으킨다. 제품을 바르는 동안 얼굴 전체와 호흡기 보호를 사용하는 것이 좋다.

이소시아네이트는 호흡기 작용뿐만 아니라 눈과 위장에도 강력한 자극제다. 이소시아네이트와 직접적인 피부 접촉도 두드러진 염증을 일으킬 수 있다. 어떤 사람들은 문제가 생길 때 눈에 모래가 들어간 것 같다고 말한다. 팔, 가슴, 목에 발진이 생기는 경우도 있다.

이소시아네이트에 과도하게 노출되면 근로자들이 민감해져 다시 노출되면 천식 발작을 일으킬 수 있다. 호흡기 자극은 화학 기관지염으로 진행될 수 있다. 추가 피폭은 공격을 시작하는 데 필요한 이소시아네이트를 적게 사용하여 시작을 더 쉽게 할 수 있다.

산발적으로 발생하는 과민성 폐렴(HP) 사례도 이소시아네이트에 노출된 근로자에게서 보고됐다. 그 증상은 발열, 근육통, 두통을 동반한 독감처럼 보일 수 있다. 다른 증상으로는 마른 기침, 가슴 조임, 호흡 곤란 등이 있을 수 있다. 만성 HP를 가진 사람들은 종종 호흡 곤란, 피로, 체중 감소를 경험한다. 급성 HP를 가진 개인은 일반적으로 노출 후 4~6시간 후에 증상이 나타난다.[4]

참고 항목

참조

  1. ^ AG, Bayer. "Otto Bayer – Important Personalities of Bayer's History". www.bayer.com. Retrieved 2016-08-03.
  2. ^ Seymour, Raymond B.; Kauffman, George B. (1992). "Polyurethanes: A Class of Modern Versatile Materials". J. Chem. Educ. 69 (11): 909. Bibcode:1992JChEd..69..909S. doi:10.1021/ed069p909.
  3. ^ "Polyurethanes in Polyurethanes timeline". Polyurethanes. Retrieved 2016-08-03.
  4. ^ a b 절연 대안: 분무 폼 단열재
  5. ^ a b 폴리우레탄 단열재
  6. ^ 선택한 재료의 절연 값
  7. ^ Spray Applied Rigid Polyurethane Insulation Installer Training Program Manual. CUFCA. 1 October 2014. p. 5.
  8. ^ "Closed-cell spray foam tops home insulation options". Montreal Gazette. Retrieved 29 January 2013.
  9. ^ "Technical Documents CUFCA". www.cufca.ca. Retrieved 2016-08-03.
  10. ^ "What Foam Do I Ask For? / How Do I Know If I Received What I Asked For? CUFCA". cufca.ca. Retrieved 2016-08-03.
  11. ^ "CMC Registry of Construction Product Evaluations". National Research Council Canada. 27 March 2015. Retrieved 3 August 2016.
  12. ^ Low Density Semi-Rigid Open Cell Training Manual. Canada: CUFCA. 2014. p. 3.
  13. ^ 스프레이 폼 단열 혜택
  14. ^ 소비자 에너지 효율을 위한 연방 세금 공제
  15. ^ Gibson, Scott (9 February 2017). "Next Generation Spray Foams Trickle into the Market". Green Building Advisor. The Taunton Press, Inc. Retrieved 4 January 2021.

외부 링크