KR101012664B1

KR101012664B1 - 진공판넬단열재의 제조방법

Info

Publication number: KR101012664B1
Application number: KR1020090111559A
Authority: KR
Inventors: 황교식
Original assignee: 엔알티 주식회사
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-02-09

Abstract

본 발명은 진공판넬단열재의 제조방법에 관한 것으로, 판넬성형을 위한 두개의 분할성형틀(12)(14)을 이격시킨 상태에서 일측에 개구부(10a)가 형성되고 알루미늄박판으로 된 밀폐봉지(10)를 넣은 후 분할성형틀(12)(14)에 형성된 다수 배기공(16)들을 통한 외부에서의 공기흡인작용으로 밀폐봉지(10)가 두개의 분할성형틀(12)(14)에 개략 밀착시켜 1차 성형하고, 1차 성형된 밀폐봉지(10)의 개구부(10a)를 통해서 미세다공들을 갖는 실리카분말(18)을 부분 충진시킨 후 두개의 분할성형틀(12)(14)을 프레스 가압시킴과 동시에 1차 성형된 밀폐봉지(10)의 내부를 개구부(10a)를 통해 진공감압시켜서 실리카분말(18)을 1차 성형된 밀폐봉지(10)내의 요철부 및 절곡부에 강제 만충진으로 밀착시키고 밀폐봉지(10)의 두께를 감소시키는 2차 성형을 하며, 2차 성형된 밀폐봉지(10)의 개구부(10a)를 밀봉처리하여서 진공판넬 단열재(A)를 얻는다.

진공단열, 판넬, 분할성형틀

Description

진공판넬단열재의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING VACUUM INSULATING MATERIAL PANEL}

본 발명은 단열재의 제조방법에 관한 것으로, 특히 진공단열재를 건축용으로 제조케 하고 단열성능을 향상시킴과 아울러 제조시간의 단축도 가능케 하는 진공판넬단열재 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 단열재는 내외부간의 온도차가 최대한 그대로 유지되도록 열 흐름을 차단하는 재료를 의미한다. 가장 많이 사용되는 단열재로는 암면, 유리섬유, 우레탄폼, 스티로폼 등등을 언급할 수 있고, 많은 단열재중 가장 우수한 단열재로는 내부 진공상태를 갖는 진공단열재이다.

진공단열재는 다공심재(多孔芯材)의 외부에 여러 겹의 얇은 막으로 감싼 것으로 그 내부의 압력을 감소시키고 밀봉처리한 단열재로서, 기체의 열전도계수가 거의 0이기 때문에 우수한 단열성능을 갖고 있으며 안전하고 위생적이며, 높은 에너지 효율과 낮은 에너지 소비율을 갖고 가벼운 특성을 지니고 있다.

만일 이러한 진공단열재를 건축용으로 건물외벽에 사용하면 단열효과는 두 세배 이상 향상시킬 수 있을 것이다. 건물외벽 등에 진공판넬단열재를 사용하면 단열성능 향상과 아울러 단열재의 두께를 크게 줄일수 있어서 내부공간이 확장되므로 건축주로서는 건축비 부담이 어느 정도 증가하더라도 상당히 매력적인 기술로 인식되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 진공단열재를 건축용으로의 제조가 가능하고 단열성능을 향상시킴과 아울러 제조시간의 단축도 가능케 하는 진공판넬단열재의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적에 따른 본 발명의 진공판넬단열재의 제조방법은, 판넬성형을 위한 두개의 분할성형틀(12)(14)을 이격시킨 상태에서 일측에 개구부(10a)가 형성되고 알루미늄박판으로 된 밀폐봉지(10)를 넣은 후 분할성형틀(12)(14)에 형성된 다수 배기공(16)들을 통한 외부에서의 공기흡인작용으로 밀폐봉지(10)가 두개의 분할성형틀(12)(14)에 개략 밀착시켜 1차 성형하고, 1차 성형된 밀폐봉지(10)의 개구부(10a)를 통해서 미세다공들을 갖는 실리카분말(18)을 부분 충진시킨 후 두개의 분할성형틀(12)(14)을 프레스 가압시킴과 동시에 1차 성형된 밀폐봉지(10)의 내부를 개구부(10a)를 통해 진공감압시켜서 실리카분말(18)을 1차 성형된 밀폐봉지(10)내의 요철부 및 절곡부에 강제 만충진으로 밀착시키고 밀폐봉지(10)의 두께를 감소시키는 2차 성형을 하며, 2차 성형된 밀폐봉지(10)의 개구부(10a)를 밀봉처리하여서 진공판넬 단열재(A)를 얻음을 특징으로 한다.

본 발명 밀폐봉지(10)는 0.05~0.5mm두께이고 4면 외연을 따라 열가소성 접착수지가 도포된 알루미늄박판 두장을 겹친 후 3면 외연을 열압착 성형하여 일측에 개구부(10a)가 형성되게 하는 것임을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 밀폐봉지(10)에 실리카분말(18)을 부분 충진시 밀폐봉지의 60~90부피%로 충진하고, 밀폐봉지(10)를 2차 성형시 프레스가압전 두께의 1/5~1/15두께로 압착함을 특징으로 하고,

또, 진공감압과정에서는 분할성형틀(12)(14)에 형성된 히터체를 통해서 실리카분말(18)이 부분 충진된 밀폐봉지(10a)내의 공기를 데워줌을 특징으로 한다.

본 발명은 진공단열재를 건축용으로 제조가능케 하고 단열성능을 향상시킴과 아울러 제조시간의 단축도 가능케 해주는 장점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 진공판넬단열재 제조절차를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 제조완성된 진공판넬 단열재의 일예 사시도이며, 도 7은 도 6의 단면도이다.

본 발명의 실시 예에서는 도 6 및 도 7에 도시된 진공판넬 단열재(A)를 얻기 위해서 먼저 외피재로 사용될 밀폐봉지(10)를 제조하며, 내부 심재의 재료로는 미세다공들을 갖는 실리카분말을 사용한다.

먼저 외피재로 사용될 밀폐봉지(10)를 얻기 위해서 0.05~0.5mm두께이고 4면 외연을 따라 열가소성 접착수지가 도포된 알루미늄박판 두장을 서로 맞대어 겹친 다. 그 후에는 서로 맞대어 겹친 알루미늄박판의 3면 외연을 열압착 성형함으로써 일측에만 개구부(10a)가 형성된 밀폐봉지(10)를 얻게 된다.

또 본 발명에서는 외피재인 알루미늄박판 재질의 밀폐봉지(10)와 내부심재로 사용된 실리카분말(18)을 사용하여 진공판넬 단열재(A)를 성형하기 위해서 성형틀을 사용하되 도 1에 도시된 바와 같은 두개의 분할성형틀(12)(14)을 사용한다.

두개의 분할 성형틀(12)(14)에는 외부로 공기가 흡입배출되어서 투입된 밀폐봉지(10)가 1차 성형될 수 있도록 다수의 배기공(16)들이 형성되며, 특히 분할성형틀(12)(14)의 요철부 및 절곡부, 단턱부 등에는 평면부에 더 많은 배기공(16)들을 형성시켜서 개략적인 밀착성형이 유리하도록 해준다. 또한 두개의 분할 성형틀(12)(14)는 1차 성형과 함께 프레스(20)로 프레스 가압될 수 있는 배면구조 예컨대 프레스 안내봉이 형성된 구조를 갖거나 배면이 평면형으로 형성되는 구조를 갖는다.

본 발명의 실시 예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 분할성형틀(12)(14)을 초기에는 이격시켜 놓되 프레스(20)로 압축된 밀폐봉지(10) 두께의 5배 내지 15배정도가 되는 폭만큼 벌려 놓고, 그 사이에 밀폐봉지(10)를 삽입한다.

그 후에는 분할성형틀(12)(14)에 형성된 다수 배기공(16)들을 통한 외부에서의 공기흡인작용으로 밀폐봉지(10)가 두개의 분할성형틀(12)(14)에 흡착되게 하여서 도 2에 도시된 바와 같이 개략 밀착이 이루어지는 1차 성형을 수행한다. 성형성 이 좋은 알루미늄재질 박판의 밀폐봉지(10)는 분할성형틀(12)(14)에 개략 밀착으로 1차 성형되어서 판넬단열재와 비슷한 형상이 나타나지만 분할성형틀(12)(14)내의 구석지고 깊고 좁은 요입부 등에는 완전 삽입되지는 않는다.

1차 성형이 완료된 밀폐봉지(10)는 분할성형틀(12)(14)내에서 빼내지 않고 분할성형틀(12)(14)내에 그대로 둔 채로 도 3에서와 같이, 1차 성형된 밀폐봉지(10)의 개구부(10a)를 통해서 미세다공들을 갖는 실리카분말(18)을 부분 충진시킨다.

미세다공을 갖는 실리카분말(18)은 열전도성을 최소화시키는 낮은 밀도와 열전달을 막는 수십억개에 달하는 나노 포켓, 거울처럼 열을 반사하는 열에너지 반사 등의 특징과 경량의 고체구조를 갖는 분말이다. 예컨대, 본 발명의 실리카분말(18)은 SiO 80%, SiC 15%, 기타 산화물 5%로 조성되며 그 밀도가 230kg/㎥ 정도되는 것으로 구현할 수 있다. 또한 본 발명의 실리카분말(18)은 불연재이므로 건축단열재로 쓰이기에 매우 유리하다.

본 발명의 실시 예에서는 상기와 같은 실리카분말(18)을 밀폐봉지(10)의 개구부(10a)를 통해서 밀폐봉지(10)내에 충진하되 밀폐봉지(10)용적의 60~90부피%로 충진한다. 밀폐봉지(10)에 실리카분말(18)을 충진시키는 60~90부피%는 이후 프레스(20)로 압착시 줄어드는 두께나 실리카분말(18)간의 조밀정도에 따라 60~90부피% 범위내에서 조절될 수 있다.

미세다공을 갖는 실리카분말(18)을 1차 성형된 밀폐봉지(10)에 부분 충진시킨 후에는 두개의 분할성형틀(12)(14)을 도 4에 도시된 바와 같이 프레스(20)로 프 레스 가압시킴과 동시에 1차 성형된 밀폐봉지(10)의 내부를 개구부(10a)를 통해 진공감압시킨다.

프레스(20)를 통한 가압에 의해서 이격된 상태의 분할성형틀(12)(14)은 좌우 이격 간격을 좁히며 개재된 밀폐봉지(10)를 압착시킨다.

또 진공감압과정에서는 필요에 따라 분할성형틀(12)(14)의 판체에 히터체를 설치하고 그 히터체를 통해서 실리카분말(18)이 부분 충진된 밀폐봉지(10a)내의 공기를 데워주게 할 수 있다. 이렇게 하면 밀폐봉지(10a)내의 데워진 공기에 의해서 내부 진공감압은 훨씬 수월하게 이루어지고 내부 진공도가 훨씬 높아져 제품완성후의 단열성능을 더 좋게 해준다. 본 발명의 실시 예에 따른 내부 진공도는 1~200Pa가 바람직하다.

가압성형과 내부 진공감압에 의해서 1차 성형된 밀폐봉지(10)내의 실리카분말(18)이 1차 성형된 밀폐봉지(10)의 구석지고 좁은 요철부나 절곡부 또는 단턱부에 강제적으로 밀고 들어가 밀착됨과 동시에 만충진되어지고 프레스(20)를 통한 가압에 의해서 밀폐봉지(10)의 두께는 매우 많이 감소되는 2차 성형이 이루어진다.

2차 성형으로 형성된 밀폐봉지(10)의 두께는 프레스(20)로 가압전 두께의 1/5~1/15두께로 압착되므로 그 두께가 제조자가 원하는 판넬두께만큼이나 얇아진다.

2차 성형된 밀폐봉지(10)는 개구부(10a)를 막은 후 감압진공작동을 중지하고, 도 5에 도시된 바와 같이 열가소성접착제가 내면형성된 개구부(10a)를 열압착롤러(22) 등으로 열접착하여서 밀봉처리를 수행하므로 밀폐봉지(10)내가 진공상태 를 유지하게 된다.

2차 성형된 밀폐봉지(10)의 개구부(10a)를 밀봉처리하고 분할성형틀(12)(14)를 분리후 그 안의 밀폐봉지(10)를 취출해내면 도 6와 같은 외형과 도 7와 같은 단면을 갖는 진공판넬 단열재(A)가 얻어진다.

이러한 진공판넬 단열재(A)는 실리카분말(18)이 심재로 들어간 그 내부의 압력을 감소시키고 밀봉처리한 것이므로, 기체의 열전도계수가 거의 0이기 때문에 우수한 단열성능을 갖게 된다. 또한 본 발명의 진공판넬 단열재(A)는 건축용 단열재에서 요구하는 판넬 상호간 연결을 위해 형성되는 깊숙한 요철구조나 단턱구조가 용이하고 신속하게 성형되면서도 그 내부가 감압 진공상태를 유지할 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

본 발명의 진공판넬 단열재는 외벽단열판, 일체화 기초 프레임, 지붕판넬, 태양열지붕, 저온 복사판 등에 다양하게 이용될 수 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 진공판넬단열재 제조절차를 설명하기 위한 도면,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 제조완성된 진공판넬 단열재의 일예 사시도,

도 7은 도 6의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(10)-- 밀폐봉지 (10a)-- 개구부

(12)(14)-- 분할성형틀 (16)-- 배기공

(18)-- 실리카분말 (20)-- 프레스

Claims

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판넬성형을 위한 두개의 분할성형틀(12)(14)을 이격시킨 상태에서 일측에 개구부(10a)가 형성되고 알루미늄박판으로 된 밀폐봉지(10)로서 0.05~0.5mm두께이고 4면 외연을 따라 열가소성 접착수지가 도포된 알루미늄박판 두장을 겹친 후 3면 외연을 열압착 성형하여 일측에 개구부(10a)가 형성되게 한 밀폐봉지(10)를 넣은 후 분할성형틀(12)(14)에 형성된 다수 배기공(16)들을 통한 외부에서의 공기흡인작용으로 밀폐봉지(10)가 두개의 분할성형틀(12)(14)에 개략 밀착시켜 1차 성형하고, 1차 성형된 밀폐봉지(10)의 개구부(10a)를 통해서 미세다공들을 갖는 실리카분말(18)을 부분 충진시킨 후 두개의 분할성형틀(12)(14)을 프레스 가압시킴과 동시에 1차 성형된 밀폐봉지(10)의 내부를 개구부(10a)를 통해 진공감압시켜서 실리카분말(18)을 1차 성형된 밀폐봉지(10)내의 요철부 및 절곡부에 강제 만충진으로 밀착시키고 밀폐봉지(10)의 두께를 감소시키는 2차 성형을 하며, 2차 성형된 밀폐봉지(10)의 개구부(10a)를 밀봉처리하여서 진공판넬 단열재(A)를 얻음을 특징으로 하는 진공판넬단열재의 제조방법.
제2항에 있어서, 밀폐봉지(10)에 실리카분말(18)을 부분 충진시 밀폐봉지(10)의 60~90부피%로 충진하고, 밀폐봉지(10)를 2차 성형시 프레스 가압전 두께의 1/5~1/15두께로 압착함을 특징으로 하는 진공판넬단열재의 제조방법.
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