KR100340257B1 - 단열판 및 그것을 사용한 단열방법 - Google Patents

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Abstract

열경사를 이용한 새로운 단열이론에 의거한, 단열판 및 그것을 이용한 단열방법이다. 그리고, 이 단열판은 저온대역쪽에 위치하는 불투명한 열전도성기체와 고온대역쪽에 위치하는 열전도성투명층과의 복합체로 이루어지고, 이 투명층의 열용적 및 방사열흡수가 이 기체의 열용적 및 방사열흡수보다도 작은 것을 특징으로 하고 있다.

Description

단열판 및 그것을 사용한 단열방법
일반적으로 밀폐된 공간, 예를들면 건물이나 용기등에 있어서, 내부로부터 외부, 외부로부터 내부에의 열의 전달을 차단하기 위하여, 각종 무기질 또는 유기질단열재가 사용되고 있다.
무기질단열재로서는, 예를들면 유리섬유, 거품유리와 같은 유리질단열재, 석면, 광재면, 퍼얼라이트, 베어미클라이트와 같은 광물질단열재, 다공질실리카, 다공질알루미나, 알루미나, 마그네시아, 지르코니아, 내화벽돌과 같은 세라믹스계단열재, 흑연, 탄소섬유와 같은 탄소계단열재 등이 있고, 유기질단열재로서는, 발포폴리에틸렌, 발포폴리스티렌, 발포폴리우레탄과 같은 발포플라스틱스, 목질보드, 코르크, 식물섬유와 같은 천연물질계 단열재등이 있다.
그밖에, 공기와 같은 기체의 저열전도성을 이용하고, 이들을 알루미늄, 종이, 플라스틱스에 밀봉한 공기층단열재도 알려져 있다.
이들 단열재는, 그 자체열전도성이 낮은 재료를 사용해서 열의 전달을 억제하거나, 기체와 같은 열전도성이 낮은 물질을 가는 구멍이나 틈새에 밀봉해서 열의이동을 억제하는 것이다.
그런데, 일반적으로, 다공질 단열재에 대해서는 가는구멍이나 틈새를 많게해서 밀도를 작게하면 열전도율이 감소해서 단열효율이 향상하는 것이 알려져 있으나, 너무 밀도를 작게하면 기계적강도가 저하하고, 또 온도상승에 의해 기체의 대류에 의한 열전달이 크게되기 때문에, 가는구멍이나 틈새를 많게 하기 위해서는 자연히 한계가 있다.
다른 한편, 단열재의 두께를 증가시켜서, 단열효과를 높이는 것도 생각할 수 있으나, 단열재의 사용량의 증가에 따른 코스트상승, 단열을 위한 용량증대 등 실용면에서의 불리를 수반한다.
발명의 개시
본 발명은, 열전도성이 작은 재료를 사용하거나, 공기와 같은 기체를 밀봉해서 열전도성을 저하시킨 다공질재료를 사용하는 것과 같은 종래의 단열재와는 전혀 다르고, 저온쪽 표면으로부터 고온쪽표면을 향해서 열경사를 형성시켜서 열의 전달을 저지한다는 새로운 원리에 의거한 단열재 및 그것을 사용한 단열방법을 제공하는 것을 목적으로 해서 이루어진 것이다.
본 발명자들은, 고온대역과 저온대역과의 사이에 배치된 단열판을 개재해서 고온대역으로부터 저온대역에 열이 전달되는 기구론 검토한 결과, 이하의 지견을 얻었다.
즉, 단열판의 고온대역쪽의 표면에, 방사나 대류에 의해 열이 전달되면, 그 고온대역쪽의 표면의 열은 저온대역쪽의 표면에 전도의 형식으로 이동한다. 그리고, 이 저온대역쪽의 표면에 있어서 저온유체와 접촉하고, 열은 저온유체에 전달된다.
이 저온유체에 접하는 단열판의 온도저하는, 그 단열판을 구성하는 재료의 전체열용적이 작을수록 빨라지고, 클수륵 늦어진다.
따라서, 단열판의 저온대역쪽의 표면에, 전체열용적이 큰 층을 형성하면 이 층에 있어서는, 단열체로부터 전달되는 열과 저온유체에 빼앗기는 열이 평형상태에 있으므로, 대류에 의해 제거되는 열에 변함이 없으면, 원래의 단열판의 경우에 비해 저온대역쪽표면의 온도는 보다 높아지고, 고온대역쪽 표면으로부터 단열판을 통해서 행해지는 열의 이동이 저지되게 된다. 이 열의 흐름의 상태를 수식으로 표시하면, 다음과 같이 된다.
단, q는 열흐름, α1은 고온대역의 유체의 열전달계수, α0은 저온대역의 유체의 열전달계수, Tr은 고온대역의 유체의 온도, T1은 단열판의 고온대역쪽의 표면온도, T2는 단열판의 저온대역쪽의 표면온도, T0는 저온대역쪽의 유체의 온도, λ는 단열판의 열전도율, L은 단열판의 두께이다.
이 식으로 표시되는 바와같이, 열은 고온대역의 유체로부터 단열판의 고온쪽표면에 흐르고, 단열판의 내부를 전도에 의해 흐르고, 단열판의 저온대역쪽의 표면으로부터 저온대역의 유체에 흐른다.
다른 한편, 물체에는, 태양광이나 2차적으로 발생하는 원적외선등의 입사에 의한 열의 전달도 있으므로, 이들 방사열의 영향에 대해서도 검토할 필요가 있다. 그런데 고온대역과 저온대역의 사이에 배치된 단열판에 방사열이 부여되면, 단열판은 방사열을 흡수해서 전체적으로 온도가 상승한다. 그리고, 저온대역쪽의 표면에는 끊임없이 저온의 유체가 접촉하고 있기 때문에 저온이 유지되나, 그 내부 예를들면 두께방향의 중앙부부근의 온도는 높아진 상태 그대로가 되기 때문에, 방사열의 흡수가 계속되는 한, 온도는 점차로 증대하고, 나아가서는, 고온대역쪽의 온도와 동일하거나 그 보다도 고온에 달하고, 그 결과, 고온대역쪽 표면으로부터 저온대역쪽 표면에의 열의 흐름이 방해되게 된다. 그리고, 이 경향은 방사열흡수가 큰 물체의 쪽이 방사열흡수가 작은 물체보다도 현저하게 된다.
따라서, 단열판의 저온대역쪽에 단열판보다도 방사열흡수가 큰 층을 형성하면, 전체로서의 방사열흡수가 크게되므로, 고온대역쪽 표면으로부터 저온대역쪽표면에의 열의 흐름은 저지된다.
본 발명자들은, 이상의 지견에 의거해서, 여러가지 연구를 거듭한 결과, 비투명기판의 한쪽의 표면에, 그 기판보다도 열용적이 작고, 또한 방사열흡수도 작은 재료로 이루어진 투명층을 적층해서 단열판으로 하고, 기판을 저온대역쪽에 면해서 배치함으로써, 기판만으로 이루어진 단열판보다도 현저하게 단열효과를 향상시킬 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 고온대역과 저온대역과의 사이에 배치해서, 고온대역으로부터 저온대역으로의 방열을 차단하기 위한 단열판으로서, 저온대역쪽에 위치하는 불투명한 열전도성기체와 고온대역쪽에 위치하는 열전도성투명층과의 복합체로 이루어지고, 이 투명층의 열용적 및 방사열흡수가 이 기체의 열용적 및 방사열흡수보다도 작은 것을 특징으로 하는 단열판 및 불투명한 열전도성기체와, 그 기체의 열용적 및 방사열흡수보다도 작은 열용적 및 방사열흡수를 가진 열전도성투명층과의 복합체로 이루어진 단열판을, 고온대역과 저온대역과의 사이에, 투명층이 고온대역쪽에 위치하도록 배설하는 것을 특징으로 하는 단열방법을 제공하는 것이다.
여기서 말하는 열용적이란, 이것을 Q라고 했을때, 다음식에 의해서 정의되는 파라미터이다.
단, C는 비열 즉 단위중량(g)당 물질의 온도를 1℃올리는데 필요한 열량 (cal/g/℃), d는 밀도 즉 물질의 단위체적(㎤)당 중량(g), V는 이 물질의 전체체적 (㎤), W는 이 물질의 전체 중량이다. 상기의 비열C는, 각 재료에 고유의 것으로서, 그 수치는 온도에 따라 변화하나, 본 발명에 있어서는 외기온도에서 통상의 비열측정장치를 사용해서 얻은 측정치를 사용한다. 또, 여기서 말하는 방사열흡수율이란, 열원으로부터의 방사선의 방사온도와 열원으로부터의 방사선이 소정재료를 통과했을때에 저하하는 온도와의 비율을 백분비로 표시한 것으로서, 소정재료의 방사열흡수율X는, 다음의 식에 따라서 구할 수 있다.
단, T는 열원으로부터의 방사선의 방사온도(℃), T'는 열원으로부터의 방사선이 소정재료를 통과한 후의 방사온도(℃)이다.
그런데, 물체는, 온도가 높아지면 높아질수록 가속도적으로 많은 에너지를 방사선으로서 방출하고, 그 온도에 있어서 방출되는 방사선의 최대강도의 중심파장 (λm)은, 빈의 법칙에 따라서, 다음식으로 표시된다.
단, T는 절대온도이다.
여기서 b는 이하의 식으로 표시되는 정수이다.
단, h는 플랭크정수, k는 볼츠만정수, C는 진공속의 속도, β는 초월방정식 e-β+(β/5)-1=0의 근이고, 이들 수치를 대입하면 b는 2898(μmK)가 된다.
가 된다.
다른 한편, 물체에 입사하는 에너지는, 고체표면이, 불투명한 것에 대해서는, 일부는 고체 표면에 흡수되고, 나머지는 반사하므로, 다음식이 성립한다.
또, 유리와 같은 투명한 것은 가시영역이나 근적외선 영역의 광은 투과하나,2.5㎛보다 긴 파장은 거의 투과하지 않으므로, 다음식이 성립한다.
단, aλ 흡수율, pλ는 반사율, τλ는 투과율이다.
따라서, 물체의 방사열흡수율은, 밀폐영역의 경우, 그중에 존재하는 열원의 온도에 있어서 방사되는 최대강도의 파장에 의존한다.
이 때문에, 본 발명에 있어서는, 사용온도부근에서 각 재료에 대해서 실측한 표면온도에 의거해서 상기 식(III)에 의해 계산한 방사열흡수율이 사용된다.
[도면의 간단한 설명]
제 1도는 본 발명의 단열판의 구조의 일예를 표시한 확대단면도이다.
제 2도는 본 발명의 단열판과 보통의 철판과의 단열효과의 차를 표시한 그래프이다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
다음에 첨부도면에 따라서 본 발명의 단열판의 구조를 설명한다. 제 1도는 본 발명의 단열판의 구조의 일예를 표시한 확대단면도로서, 불투명한 열전도성재료로 이루어진 기체의 고온대역에 면하는 쪽의 표면에 열전도성재료로 이루어진 투과층이 적층되어 있다. 그리고, 기체는 온도 TL의 저온대역쪽에, 투명층은 온도 TH의 고온대역쪽에 배치된다.
이 투명층은 기체보다도 작은 열용적 및 방사열흡수를 가진 것이 필요하고, 기체의 열용적의 10%이하, 바람직하게는 5%이하의 열용적 및 기체의 방사열흡수의60%이하, 바람직하게는 50%이하의 방사열흡수를 가진 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 기판의 두께는 0.5~10mm의 범위이고, 투명층의 두께는 1∼1000㎛의 범위인 것이 보냉창고나 대형장치 등 치수가 큰 것에 사용하는 경우에는 더욱 두껍게할 수도 있고, 또 전자장치 등의 소형의 것일 경우에는 더욱 얇게 할 수도 있다.
본 발명에 있어서 단열판을 구성하는 기판의 재료로서는, 급속, 금속산화물, 세라믹스, 플라스틱스, 고무류 등의 비투명성의 무기질 및 유기질재료를 사용할 수 있다.
이중의 금속의 예로서는, 철, 알루미늄, 아연, 마그네슘, 금, 은, 크롬, 게르마늄, 몰리브덴, 니켈, 탑, 백금, 규소, 티탄, 토륨, 텅스텐과 같은 단일체금속이나, 탄소강, 니켈강, 크롬강, 크롬몰리브덴강, 스테인레스강, 알루미늄합금, 황동, 청동과 같은 합금을 들 수 있다.
또, 금속산화물의 예로서는, 알루미나, 실리카, 마그네시아, 토리아, 지르코니아, 3산화이철, 4산화 3철, 산화티탄, 산화칼슘, 산화아연, 산화납 등을, 또 세라믹스의 예로서는, 불투명유리, 도자기, 소결탄화규소, 소결질화규소, 소결탄화붕소, 소결질화붕소 등을 각각 들 수 있다.
다음에, 플라스틱스의 예로서는, 아크릴수지, 메타크릴수지, 염화비닐수지, 불소수지, 규소수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, AS수지, ABS수지, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리스티렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이트, 아세트산 셀룰로스수지, 요소수지, 멜라민수지, 페놀수지, 불포화폴리에스테르수지, 에폭시수지, 폴리우레탄, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐포르말, 폴리아세트산비닐, 폴리비닐알콜, 아이오노머, 염소화폴리에테르, 에틸렌·α-올레핀공중합체, 에틸렌 ·염화비닐공중합체, 에틸렌·아세트산비닐공중합체, 염소화폴리에틸렌, 염화비닐, 아세트산비닐공중합체, 폴리페닐렌옥시드, 폴리페닐렌술피드, 폴리아릴술폰, 폴리에테르·에테르케톤 등을, 또 고무류의 예로서는, 천연고무, 부타디엔고무, 이소프렌고무, 클로로프렌고무, 부틸고무, 실리콘고무, 우레탄고무 등을 각각 들 수 있다.
이들을 기체로서 사용하는 경우에는, 층전제, 착색제 등을 배합해서 비투명성으로 하는 것이 필요하다.
그밖에, 화강암, 대리석등의 광석류, 벽돌, 콘크리트의 요업제품, 삼목, 소나무, 노송등의 목재, 면포, 마포, 판야포, 종이 등의 섬유제품, 피혁류 등도 소망에 따라 사용할 수 있다.
본 발명을 구성하는 투명층으로서는, 적외선영역에 있어서 투명한 플라스틱스를 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 플라스틱스를 구성하는 각 원자는, 그 결합상태에 따라서 적외선의 흡수파장이 다르고, C-C, C-O, C-N의 단결합에서는 7.5~12.5㎛의 범위, C=C, C=O, C=N, N=O의 이중결합에서는 5.5∼6.5㎛의 범위, C≡C,C≡N의 3중결합에서는 4.5∼5.0㎛의 범위에 주요흡수파장이 존재하고, 그 이외의 영역에 있어서는 흡수가 적고, 투명도가 높아지고 있다.
다른 한편, 열원으로부터 방사되는 적외선은, 상기한 바와 같이, 열원의 온도에 따라 다르고, 최대강도를 가진 파장영역을 중심으로해서 넓은 범위내의 파장에서 방사되고 있다.
예를들면 태양광일 경우의 주파장은 약 0.5㎛이나, 열원이 되는 파장영역은 약 0.34∼25㎛이고, 지온 19℃에 있어서의 주파장은 약 10㎛이나, 그로부터 방사되는 파장영역은 약 7~13㎛의 범위이다.
따라서, 기체로서, 금속, 불투명유리, 불투명플라스틱스, 목재, 콘크리트, 벽돌, 대리석과 같이 적외선영역에 있어서 흡수를 나타내는 재료를 사용한 경우에는, 투명층으로서는 그보다도 흡수가 적은 투명플라스틱스중에서 임의로 선택할 수 있다.
그리고, 열윈의 온도가, 200℃이하이고, 그 주파장이 약 6㎛이하가 되는 방사의 경우에는, 파장 4㎛이하의 영역에서 작은흡수를 나타내는 투명플라스틱스, 예를들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부티렌, 폴리스티렌, 폴리아세트산비닐, 에틸렌·아세트산비닐공중합체, 폴리비닐알콜, 폴리염화비닐, 염화비닐·염화비닐리덴공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산메틸, 메타크릴산메틸·스티렌공중합체, 폴리메타크릴산부틸, 규소수지, 부타디엔고무, 부틸고무, 클로로프렌고무 등이나 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
또, 열원의 온도가, 태양광과 같이 약 5727℃로 고온이고 주파장이 약 0.5㎛인 방사의 경우에는, 파장 0.3∼2.5㎛의 영역에서 작은 흡수를 표시하는 투명플라스틱스, 예를들면 폴리스티렌, 폴리아세트산비닐, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이트, 아세트산셀룰로스, 디아릴프탈레이트수지, 요소수지, 멜라민수지, 플리비닐부티랄, 염화비닐·아세트산비닐공중합체, 에틸렌·α-올레핀공중합체, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 에틸렌·염화비닐공중합체, 아크릴산·염화비닐공중합체, 폴리메틸펜텐, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리메타크릴산메틸, 메타크릴산메틸·스티렌공중합체, 폴리메타크릴산부틸, 나일론 66, 에폭시수지, 규소수지, 부타디엔·스티렌수지, 폴리술폰, 폴리불화비닐리덴, MBS수지, 폴리부타디엔, 폴리에테르술폰등이나 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
그런데 물체의 온도는 열원으로부터 방사되는 주파장부근의 방사선을 많이 흡수함으로써 상승한다. 그리고, 기체가 불투명재료로 이루어지면, 거의 모든 파장영역의 방사선을 흡수하므로, 투명층으로서 열원으로부터 발생하는 주파장의 부근에 있어서 흡수가 적고 투과율이 높은 재료를 선택함으로써, 기체에 많은 방사열을 흡수시켜서, 기체와 투명층과의 온도구배를 작게 할 수 있고, 고온대역쪽의 표현으로부터 저온대역쪽의 표면의 열전달을 지연시킬 수 있다.
람베르트벨의 법칙에 의하면, 광을 흡수하는 물질의 두께를 크게 하면 광의 흡수량은 증가한다.
따라서, 방사열흡수량이 동일한 재료를 사용하는 경우에는, 그 두께를 얇게하므로써, 더욱 방사열의 흡수를 줄이고, 투과율을 많게할 수 있다. 또, 그 두께를 얇게 하므로써 불투명한 물질도 방사열의 투과를 가능하게 할 수 있으므로, 투과층으로서 사용할 수 있다.
본 발명의 단열판의 형상에는, 특별히 제한은 없고 방형상, 원형상, 통형상,반구형상, 구형상 등 임의의 형상으로 형성할 수 있고, 또 파형표면, 요철표면, 돌기형상표면등의 표면형상으로 가공된 것이어도 된다.
본 발명에 있어서의 유리기체와 투명층과의 적층방법은, 미리 필름형상 또는 시트형상으로 형성한 투명층을 기체표면에 열융착이나 접착에 의해 점착하는 방법, 플라스틱스를 적당한 용제에 녹여서 기체상에 도포하여 건조, 고화시키는 방법, 화학증착, 진공증착, 무전계도금등에 의해서 고착하는 방법 등, 이제까기 기판상에 다른 재료를 적층하는데 관용되고 있는 방법중에서 임의로 선택할 수 있다.
본 발명에 있어서의 단열판은, 열의 전도를 억제하는 절연재를 이용하는 종래의 단열판과 달리, 열경사의 형성을 이용하는 것이므로, 기체 및 투명층은 열전도성을 가진 것인 것이 필요하다.
제 1도에는, 기체 및 투명층이 단일체일 경우의 예를 표시했으나, 본 발명에 있어서는, 이 기체 또는 투명층 또는 그 양쪽을 복합체로 구성할 수도 있다. 이 경우는, 각 기체 및 각 투명층에 대해서, 고온대역쪽의 것의 열용적 및 방사열 흡수를 저온대역쪽의 것의 열용적 및 방사열흡수보다도 작게 하는 관계가 만족되고 있는 것이 필요하다. 그리고, 이 경우, 가장 안쪽에 있는 투명층 즉 고온대역쪽 표면을 형성하는 투명층은, 가장 바깥쪽에 있는 기판 즉 저온대역쪽표면을 형성하는 기체의 열용적의 10%이하, 바람직하게는 5%이하의 열용적과, 기체의 방사열흡수의 60%이하, 바람직하게는 50%이하의 방사열흡수를 가지도록 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 단열판은 종래의 발포스티렌, 발포우레탄 등의 단열재와 병용할수도 있다.
본 발명의 단열판을 사용해서 고온대역과 저온대역과의 사이의 단열을 행하기 위해서는, 양자의 사이에 형성한 칸막이벽의 전부 또는 일부를, 기판이 저온대역쪽이 되도록 배치한 단열판으로 형성하면 된다.
이와같이하면, 고온대역으로부터 칸막이벽을 통해서 저온대역쪽으로 향하는 전도에 의한 열의 전달은, 역방향으로 형성된 열경사에 의해 저지되고, 또 고온대역쪽으로부터의 방사열은 투명층을 통과해서 그보다도 방사열흡수가 큰 기체에 흡수되고, 기체의 온도가 높아지는 결과, 열전도는 점차 저지되어 단열효과가 나타나게 된다.
이와같이해서, 본 발명의 단열판은 주택이나 보냉창고의 천정재, 벽재, 바닥재, 각종용기의 소재등으로서 효과적으로 이용할 수 있다.
다음에 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
실시예 1
두께 5mm의 발포스티롤판에 의해서 1면만 개방한 입방체형상의 상자(50x50x 50cm)2개를 작성하고, 한쪽의 상자의 개구부에는 두께 1mm의 철판(열용적 216.4 cal/℃, 방사열흡수율 98%)만으로 이루어진 단열만(A)을, 다른쪽의 상자의 개구부에는, 그 철판의 바깥쪽에 메타크릴산메틸-아크릴산에틸-스티렌공중합체의 두께 5㎛의 투명층(열용적 0.5cal/℃, 방사열흡수율 30%)을 적층시킨 단열판(B)를 각각 장착했다.
다음에, 이들 상자를 외부로부터 적외히터에 의해서 가열해서, 내부온도 55℃까지 상승시킨 후, 가열을 정지하고, 단열판의 약 1.2m의 위치에 쿨러를 설치하고, 16℃의 냉각공기를 송풍하면서, 내부온도의 경시적변화를 조사했다.
그 결과를 파선(A)와 실선(B)의 그래프로서 제 2도에 표시한다.
실시예 2
용적 44㎥의 목조의 방에, 세로 1m, 가로 1m의 정방형의 창 2개를 설치하고, 그 한쪽에 두께 3mm의 특색유리판(걸음적 1500cal/℃, 방사열흡수율 95%)을 장착하고, 다른 쪽에는 이 흑색유리판의 안쪽표면에, 아크릴산에틸과 메타크릴산메틸과 스티렌과의 공중합체로 이루어진 두께 5㎛의 투명층(열용적 2.0cal/℃, 방사열흡수율 30%)을 적층한 단열판을 장착하고, 야간에 있어서, 2300kcal/hr의 온풍난방기를 가동시키면서, 유리 및 단열판의 안쪽표면과 바깥쪽 표면의 온도변화를 경시적으로 측정했다. 이 결과를 제 1표에 표시한다.
[표 1]
이 표로부터, 유리의 경우는 그 표면온도가 실내쪽에 비해서 외기쪽이 약0.2∼1.0℃저하하고 있는데 대해, 단열판의 경우는 거의 저하하고 있지 않은 것을 알 수 있다.
실시예 3
실시예 2에서 사용한 것과 동일한 흑색유리의 안쪽표면에 대하여, 염화비닐수지를 아세톤에 용해한 용액을 도포해서 두께 5㎛의 도포막을 형성시키고 단열판을 작성했다. 이것의 열용적은 1.9cal/℃, 방사열흡수율은 약 44%였다.
이 단열판을 사용해서, 실시예 2와 마찬가지의 실험을 행하였다. 결과를 제 2표에 표시한다.
[표 2]
이 표로부터, 유리의 경우는 그 표면온도가 실내쪽에 비해서 외기쪽이 약0.3∼1.1℃저하하고 있는데 대해, 단열판의 경우는 거의 저하하고 있지 않은 것을 알 수 있다.
실시예 4
실시예 2에서 사용한 것과 동일한 흑색유리에 대하여, 염화비닐-아세트산비닐공중합체를 아세톤에 용해한 용액을 도포해서 두께 5㎛의 도포막을 형성시키고 단열판을 작성했다. 이 도포막의 열용적은 1.92cal/℃, 방사열흡수율은 약 53%였다.
이 단열판을 사용해서, 실시예 2와 마찬가지의 실험을 행하였다. 결과를 제 3표에 표시한다.
[표 3]
이 표로부터, 유리의 경우는 그 표면온도가 실내쪽에 비해서 외기쪽이 약0.1∼0.9℃저하하고 있는데 대해, 단열판의 경우는 거의 저하하고 있지 않은 것을 알 수 있다.
비교예
실시예 2에서 사용한 것과 동일한 흑색유리에 대하여, 두께 5㎛의 멜라민수지층을 형성시키고 단열판을 작성했다. 이 멜라민수지층의 열용적은 1.86cal/℃, 방사열흡수율은 약 68%였다.
이 단열판을 사용해서, 실시예 2와 마찬가지의 실험을 행하였다. 결과를 제 4표에 표시한다.
[표 4]
이 표로부터 적층하는 투명층의 방사열흡수가 기체의 방사열흡수의 60%이하가 안되는 경우에는, 거의 단열효과를 발생하지 않는 것을 알 수 있다.
실시예 5
실시예 1에서 사용한 것과 동일한 발포스티롤제의 입방체형상 상자를 2개 준비했다.
그 한쪽의 상자의 개구부에 두께 1mm의 아연도금한 철판(열용적 216.4cal/℃, 방사열흡수율 95%)을 장착하고, 또 다른쪽의 상자의 개구부에 동일한 철판에 아크릴산에틸과 메타크릴산메틸과 스티렌과의 공중합체를 톨루엔과 아세트산에틸과의 혼합용매에 용해해서 도포하고, 각각 다른 두께의 투명층을 형성시켜 작성한 단열판을, 투명층을 안쪽으로 해서 장착했다.
이어서, 각각의 내부에 검은 천으로 덮은 125W-적외선램프를 배치하고 가열하면서, 그 내부온도의 경시적 변화를 조사했다. 그 결과를 제 5표에 표시한다.
[표 5]
이 표로부터 투명층의 열용적이 작을수록 내부온도의 상습이 빠르고, 단열효과가 뛰어난 것을 알 수 있다.
실시예 6
11층건물인 철근콘크리트제 빌딩의 8층의 동형석의 2방(용적 17.25㎥, 창면적 1.40㎡)을 사용해서, 한쪽의 창에 두께 1mm의 아연도금한 철판(열용적 1211cal/℃, 방사열흡수율 95%)을, 다른 쪽의 창에 그 철판의 안쪽의 면에, 아크릴산에틸과 메라크릴산메틸과 스티렌과의 공중합체를 5㎛의 두께로 도포해서 형성시킨 투명층(열용적 2.8cal/℃, 방사열흡수율 30%)을 형성한 단열판을 각각 장착하고, 태양광의 전부 입사하지 않게된 야간에 2300kcal/hr의 온풍난방기에 의해서 가온하면서, 각 실내의 온도의 경시적변화를 조사했다. 이 결과를 제 6 표에 표시한다.
[표 6]
이 표로부터, 단열판을 장착한 방의 쪽이 높은 온도를 유지하고 있으므로, 단열효과가 있는 것을 알 수 있다.
본 발명은, 신규단열판, 더욱 상세하게 말하자면, 열경사를 이용한 새로운 단열이론에 의거한 신규 단열판 및 그것을 사용한 단열방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 열경사형성을 이용함으로써 불투명성재료의 한쪽면에 얇은 투명층을 적층하는 것만으로도, 종래의 발포재료를 사용하는 단열판과 같이 두께를 크게하는 것을 필요로하지 않으므로, 주거, 보냉창고, 보냉차량, 보온용기 등의 칸막이벽용으로서 바람직하게 이용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 고온대역과 저온대역과의 사이에 배치해서 고온대역으로부터 저온대역으로의 방열을 차단하기 위한 단열판에 있어서, 저온대역쪽에 위치하는 불투명한 열전도성기체와 고온대역쪽에 위치하는 열전도성투명층과의 복합체로 이루어지고, 이 투명층의 열용적 및 방사 열흡수가 이 기체의 열용적 및 방사열흡수보다도 작은 것을 특징으로 하는 단열판.
  2. 제 1항에 있어서,
    투명층의 열용적이 기체의 열용적의 10%이하이고, 투명층의 방사열흡수가 기체의 방사열 흡수의 60%이하인 것을 특징으로 하는 단열판.
  3. 불투명한 열전도성기체와, 그 기체의 열용적 및 방사열흡수보다도 작은 열용적 및 방사 열흡수를 가진 열전도성투명층과의 복합체로 이루어진 단열판을, 고온대역과 저온대역과의 사이에, 투명층이 고온대역쪽에 위치하도록 배설하는 것을 특징으로 하는 단열방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    투명층의 열용적이 기체의 열용적의 10%이하이고, 투명층의 방사열흡수가 기체의 방사열 흡수의 60%이하인 것을 특징으로 하는 단열방법.
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