KR101168925B1

KR101168925B1 - 단열재 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101168925B1
Application number: KR1020120000600A
Authority: KR
Inventors: 김윤경
Original assignee: 케이지이에스금강(주)
Priority date: 2012-01-03
Filing date: 2012-01-03
Publication date: 2012-08-02

Abstract

본 발명은 단열재에 관한 것으로 제1 폼, 상기 제1 폼 일면에 위치한 제2 폼, 그리고 상기 제1 폼과 상기 제2 폼 사이에 위치하고 금속 가루로 이루어진 열반사부를 포함하며, 상기 제1 폼과 상기 제2 폼은 이웃한 상기 금속 가루들의 틈새를 통하여 서로 연결된다.
본 발명은 단열재 제조 방법에 관한 것으로, 폴리에틸렌 폼으로 이루어진 제1 폼의 일면을 가열하는 단계, 상기 가열된 제1 폼 일면에 금속 가루가 증착된 필름을 결합하는 단계, 상기 필름에 열을 가하여 상기 필름을 제거하여 상기 금속 가루만 상기 제1 폼 일면에 남기여 열반사부를 형성하는 단계, 상기 열반사부 위에 폴리에틸렌 폼으로 이루어진 제2 폼을 결합하는 단계를 포함하며, 상기 필름에 열을 가하면 상기 필름은 녹으면서 제거되고, 상기 필름에 증착된 상기 금속 가루만 상기 제1 폼 위에 잔존하면서 열반사부가 형성되고, 상기 제2 폼은 상기 금속 가루 사이 공간을 통하여 상기 제1 폼과 결합된다.

Description

단열재 및 그 제조 방법{A heat insulator and producing method thereof}

본 발명은 단열재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물에 사용되는 콘크리트나 벽돌에는 그 자체에 미세한 기공이 존재하기 마련이다. 이러한 구조부재의 기공들을 통하여 건축물 외부로부터 공급되는 열, 냉기 또는 외풍이 실내로 유입되거나 실내로부터 외부로 빠져나가게 된다. 그 결과, 실내가 여름에 더 덥고 습하게 되며, 겨울에 더 추워지는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 각종 보온 단열재가 개발 및 시판되고 있다.

등록특허공보 제10-0860584호 (반사형 필름 및 이를 이용한 단열재와 그 제조 방법) 2008.09.22. 등록실용신안공보 제20-0419677호 (단전기능이 있는 알루미늄 코팅 단열재) 2006.06.16. 등록실용신안공보 제20-0444441호 (단열 시트) 2009.05.01.

본 발명은 열반사 및 방사율을 높이는 단열재 및 그 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 단열재는, 제1 폼, 상기 제1 폼 일면에 위치한 제2 폼, 그리고 상기 제1 폼과 상기 제2 폼 사이에 위치하고 금속 가루로 이루어진 열반사부를 포함하며, 상기 제1 폼과 상기 제2 폼은 이웃한 상기 금속 가루들의 틈새를 통하여 서로 연결된다.

상기 열반사부의 금속 가루는 알루미늄일 수 있다.

상기 단열재는 상기 제1 폼 타면에 위치하고 종이, 은박, 금박, 알루미늄박 중 선택된 어느 하나로 이루어진 기초층을 더 포함할 수 있다.

상기 단열재는 상기 제2 폼 위에 위치하고 초배지 또는 벽지로 이루어진 마감층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 단열재 제조 방법은, 폴리에틸렌 폼으로 이루어진 제1 폼의 일면을 가열하는 단계, 상기 가열된 제1 폼 일면에 금속 가루가 증착된 필름을 결합하는 단계, 상기 필름에 열을 가하여 상기 필름을 제거하여 상기 금속 가루만 상기 제1 폼 일면에 남기여 열반사부를 형성하는 단계, 그리고 상기 열반사부 위에 폴리에틸렌 폼으로 이루어진 제2 폼을 결합하는 단계를 포함하며, 상기 필름에 열을 가하면 상기 필름은 녹으면서 제거되고, 상기 필름에 증착된 상기 금속 가루만 상기 제1 폼 위에 잔존하면서 열반사부가 형성되고, 상기 제2 폼은 상기 금속 가루 사이 공간을 통하여 상기 제1 폼과 결합된다.

상기 금속 가루는 알루미늄일 수 있다.

상기 단열재 제조 방법은 상기 제1 폼의 타면에 지류, 은박, 금박, 알루미늄박 중 선택된 어느 하나로 이루어진 기초층을 형성단계 및 상기 제2 폼 위에 초배지 또는 벽지 중 선택된 어느 하나로 이루어진 마감층을 형성단계를 더 포함할 수 있다.

상기 열반사부를 형성하는 단계에서, 상기 필름에 가해지는 온도는 170℃ 내지 1500℃이고, 상기 열은 1초 내지 2초 동안 상기 필름에 가해질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, PE코팅 또는 접착 처리가 되어 있는 금속 가루는 열반사 또는 방사율이 저하되지만 순수 금속 가루만 그대로 보존된 열반사부는 열반사 및 방사율을 높일 수 있다. 또한, 열반사부 양측으로 제1 폼과 제2 폼이 위치하여 금속 가루로 이루어진 열반사부를 보호 하게 된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 금속 가루로 이루어진 열반사부를 접착제를 사용하지 않고 열융착으로 제1 폼과 제2 폼 사이에 고정하므로, 접착제 사용을 배제함으로써 단열재 제조 환경을 개선할 수 있다. 또한, 접착제 사용 공정이 발생하지 않으므로 단열재 제조 시간을 단축할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 금속 가루가 도포 또는 증착된 필름이 열을 가하면 녹아 제거되고 순수 금속 가루만 남게 되어 단열재의 두께를 최소화 할 수 있다. 또한, 필름이 제거되면서 순수 알루미늄으로 이루어진 금속 가루만 남게 되어 단열 효과가 극대화 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 단열재 제조 공정 블록도.
도 2는 도 1의 단열재에 기초층과 마감층을 형성하는 공정 블록도.
도 3은 도 1에 도시한 단열제 제조 공정도.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 단열재를 나타낸 사시도.
도 5는 도 4에 도시한 A 부분 확대도.
도 6은 도 4에 도시한 제1 폼에 기초층을 형성하는 단계를 나타낸 공정도.
도 7은 도 6에 도시한 제2 폼 위에 마감층을 형성하는 단계를 나타낸 공정도.
도 8은 도 7에 도시한 단열재를 나타낸 사시도.
도 9는 도 8에 도시한 B 부분 확대도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 단열재 제조 방법에 대하여 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 단열재 제조 공정 블록도이고, 도 2는 도 1의 단열재에 기초층과 마감층을 형성하는 공정 블록도이며, 도 3은 도 1에 도시한 단열제 제조 공정도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 단열재를 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시한 A 부분 확대도이다.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 단열재 제조 방법은 외부 열이 내부로, 내부 열이 외부로 전달되지 않도록 하고, 열반사 및 방사율을 높일 수 있는 단열재(110)를 형성하는 것으로, 제1 폼의 일면을 가열하는 단계(S11), 제2 폼의 일면에 필름을 결합하는 단계(S12), 필름을 가열하여 열반사부를 형성하는 단계(S13), 그리고 열반사부 위에 제2 폼을 결합하는 단계(S14)를 포함한다. 한편, 본 발명의 한 실시예에 따른 단열재 제조 방법은 제1 폼의 타면에 기초층을 형성하는 단계(S20) 및 제2 폼 위에 마감층을 형성하는 단계(S30)를 더 포함할 수 있다.

제1 폼의 일면을 가열하는 단계(S11)에서 제1 폼()은 폴리에틸렌 폼으로 이루어져 소정의 두께를 갖는다. 제1 폼(111)이 폴리에틸렌 폼으로 이루어져 단열재(110)는 성형이 우수하고, 단열성, 완충성, 내열성, 내구성, 내약품성이 뛰어나다. 특히 폴리에틸렌 폼은 열전도율이 낮아 단열성이 우수하므로 산업용 단열재 및 보온/냉매 재로 매우 우수하다. 그러나 제1 폼(111)은 부직포로 형성될 수도 있다.

이와 같은 제1 폼(111)의 일면을 170℃ 내지 1500℃의 온도에서 1초 내지 2초 동안 순간 가열을 한다. 그러면 제1 폼(111)의 일면은 녹게 된다. 이때 제1 폼(111)을 170℃ 이하로 가열할 경우, 제1 폼(111)의 일면이 녹지 않는다. 반면, 제1 폼(111)의 일면을 1500℃ 이상 가열할 경우 제1 폼(111)이 완전 연소된다. 아울러, 가열 시간을 1초 이하로 할 경우, 제1 폼(111)의 일면이 원활하게 녹지 않는다. 반면, 2초 이상 제1 폼(111)의 일면을 가열할 경우 제1 폼(111)의 일면이 필요 이상으로 녹게 된다.

제1 폼(111)의 일면이 녹으면, 제2 폼의 일면에 필름을 결합하는 단계(S12)에서 제1 폼(111)의 일면에 금속 가루가 증착 또는 도포된 필름(P)을 위치 시킨다. 필름(P)은 습기와 추위에 강하고 전기가 잘 통하지 않으며, 열가소성(熱可塑性)이 있어 가공하기가 쉬운 폴리에틸렌(polyethylene)으로 이루어져 있다. 필름(P)에 증착 또는 도포된 금속 가루는 부스러기(잘게 부스러진 찌거기) 형태로 형성되어 있다. 도면에서 금속 가루를 다소 크게 도시하였으나, 이는 금속 가루를 도면에서 표현하기 위한 것이다. 금속 가루는 실질적으로 미세 입자 형태로 형성된다. 이때 금속 가루의 입자는 불규칙하며, 이웃한 금속 가루 사이에는 틈새가 발생한다.

금속 가루는 은백색의 가볍고 부드러운 금속 원소. 전성(展性)과 연성(延性)이 풍부하며 산화가 잘 안되며, 열과 전기의 양도체인 알루미늄(aluminium; AI)으로 만들어진다. 그러나 금속 가루는 전기 전도율과 열전도율이 금속 가운데 가장 높은 은 가루, 화학적으로 매우 안정되고 공기 중에서도 산화되지 않는 금 가루, 전성과 연성이 풍부하고 열과 전기의 전도율이 큰 동 가루 따위로 형성될 수도 있다.

필름(P)이 제1 폼(111)의 일면에 위치한 상태에서 필름(P)을 롤러 따위로 가압하게 되면 필름(P)은 녹은 제1 폼(111)의 일면에 붙게 된다. 제1 폼(111)을 가열하고, 제1 폼(111)에 필름(P)을 결합하는 과정은 일순간에 이루어진다.

필름(P)이 제1 폼(111)의 일면에 붙으면 필름을 가열하여 열반사부를 형성하는 단계(S13)에서 필름(P)의 표면에 열을 가한다.

이때, 필름(P)의 일면을 170℃ 내지 1500℃의 온도에서 1초 내지 2초 동안 순간 가열을 한다. 필름(P)을 170℃ 이하 온도로 가열하면 필름(P)이 원활하게 제거되지 않고, 잔존물이 제1 폼(111)의 일면에 남게 된다. 이와 반대로 필름(P)을 1500℃ 이상 온도로 가열하면 필름(P)과 더불어 제1 폼(111)이 연소되는 문제가 발생한다. 이때 필름(P)을 1초 내지 2초 정도로 순간 가열한다. 2초 이상 필름(P)을 가열하게 될 경우, 필름(P)과 제1 폼(111)이 함께 녹는 문제가 발생한다.

폴리에틸렌으로 이루어진 필름(P)을 순간 가열하게 되면 필름(P)은 녹으면서 제거 된다. 그리고 필름(P)에 증착된 금속 가루만 제1 폼(111)의 일면에 남게 되면서 열반사부(113)가 형성된다. 이때 이웃한 금속 가루의 틈새를 통하여 제1 폼(111)의 일면이 노출된다.

제1 폼(111) 일면에 열반사부(113)가 형성되면, 열반사부 위에 제2 폼을 결합하는 단계(S14)에서, 열반사부(113) 위에 제1 폼(111)과 실질적으로 동일한 제2 폼(112)을 위치시키고 롤러 따위로 제2 폼(112)을 가하게 된다. 제2 폼(112)은 열반사부(113)의 금속 가루들 틈새를 통하여 제1 폼(111)의 일면과 연결된다.

제2 폼(112)이 금속 가루들의 사이 공간을 통하여 제1 폼(111)과 결합되면 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 제1 폼(111)과 제2 폼(112) 사이에 금속 가루로 이루어진 열반사부(113)를 갖는 단열재(110)가 형성된다.

금속 가루가 도포 또는 증착된 필름(P)에 열을 가하면 필름(P)은 녹아 없어지면서 순수 금속 가루만 제1 폼(111) 일면에 남게 되어 단열재(110)의 두께를 최소화 할 수 있다. 또한, 필름(P)이 제거되면서 순수 알루미늄으로 이루어진 금속 가루만 남게 되어 단열 효과가 극대화 된다.

이와 같은 단열재(110)는 금속 가루를 증착 또는 도포시킨 필름(P)에 어떠한 접착이나 PE코팅 같은 처리 없이 1차 열융합 작업으로 필름(P)을 제1 폼(111)에 결합하고, 2차 열융합 작업으로 금속 가루를 증착 또는 도포한 필름(P)을 완전히 녹여서 금속 가루로 이루어진 열반사부(113)가 제1 폼(111)과 제2 폼(112) 사이에 위치한 단열재(110)를 형성하게 된다.

PE코팅 또는 접착 처리가 되어 있는 금속 가루는 열반사 또는 방사율이 저하되지만 순수 금속 가루만 그대로 보존된 열반사부(113)는 열반사 및 방사율을 높일 수 있다. 또한, 열반사부(113) 양측으로 제1 폼(111)과 제2 폼(112)이 위치하여 금속 가루로 이루어진 열반사부(113)를 보호 하게 된다.

한편, 도 6에서 도시한 바와 같이, 단열재(110)의 제1 폼(111) 타면에 기초층 형성하는 단계(S20)는 단열재(110)의 일면에 기초층(120)을 형성할 수 있다.

제1 폼(111)의 타면에 열을 가하면 제1 폼(111)이 녹으면서 기초층(120)이 제1폼(111)의 타면에 결합될 수 있다. 그러나 제1 폼(111)과 기초층(120) 사이에 접착제 따위가 도포되어 제1 폼(111)과 기초층(120)이 결합될 수 있다. 단열재(110)와 기초층(120)은 다양한 방법으로 결합될 수 있다.

기초층(120)은 지류 또는 순수 금박, 은박, 알루미늄박 따위로 형성될 수 있다. 이러한 기초층(120)의 일면에는 접착층(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 접착층에 의하여 기초층(120)은 벽면과 같은 설치면에 부착될 수 있다. 그러나 접착층은 생략될 수 있다. 이와 같은 기초층(120)은 단열재(100)를 설치면에 고정하면서 열을 차단하는 것으로 온기 또는 냉기의 전달을 차단한다. 즉, 실내 공기가 실외로 전달되는 것이나, 실외 공기가 실내로 전달되는 것을 차단하게 된다. 그러나, 기초층 형성단계(S20)는 생략될 수도 있다.

제1 폼(111)의 타면에 기초층(120)이 형성되면 도 7에서 도시한 바와 같이, 마감층 형성단계(S30)에서 단열재(110)의 제2 폼(111) 위에 마감층(130)을 형성할 수 있다.

제2 폼(112)의 윗면에 열을 가하면 제2 폼(112)의 윗면이 녹으면서 마감층(130)이 제2 폼(112)에 결합될 수 있다. 그러나 제2 폼(112)가 마감층(130) 사이에 접착제 따위가 도포되어 제2 폼(112)과 마감층(130)이 결합될 수 있다. 단열재(110)와 마감층(130)은 다양한 방법으로 결합될 수 있다.

마감층(130)은 도배를 하기 전에 벽면에 바르는 초배지일 수 있다. 이에 따라 마감층(130)에 바로 벽지 따위를 바를 수 있다. 그러나 마감층(130)은 벽지일 수 있다. 마감층(130)이 벽지로 형성되면 단열재(110)를 설치면에 고정 시 도배 효과를 발휘 할 수 있다. 그러나 마감층 형성 단계(S30)은 생략될 수도 있다.

한편, 단열재(110)의 일면과 타면에 결합되는 기초층(120)과 마감층(130)을 별도로 설명하였으나, 기초층(120)과 마감층(130)은 단열재(110)의 일면과 타면에 동시에 형성될 수 있다.

이와 같은 단열재(110)는 도 8 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 제1 폼(111)과, 제1 폼(111) 일면에 위치한 제2 폼(112) 및 제1 폼(111)과 제2 폼(112) 사이에 위치하고 금속 가루로 이루어진 열반사부(113)를 포함한다. 한편, 단열재(110)의 일면에는 설치면에 부착될 수 있는 기초층(120), 그리고 단열재(110) 타면에 위치하는 마감층(130)을 포함한다.

금속 가루로 이루어진 열반사부(113)를 접착제를 사용하지 않고 열융착으로 제1 폼(111)과 제2 폼(112) 사이에 고정하므로, 접착제 사용을 배제함으로써 단열재(110) 제조 환경을 개선할 수 있다. 또한, 접착제 사용 공정이 발생하지 않으므로 단열재(100) 제조 시간을 단축할 수 있다.

또한, 열반사부(113)가 순수 금속 가루로 이루어져 열반사 및 방사율을 높일 수 있다. 제1 폼(111)과 제2 폼(112)사이에 금속 가루로 이루어진 열반사부(113)가 위치하게 되면서 열반사부(113)가 제1 폼(111)과 제2 폼(112)에 의해 외부 위험요소로부터 보호된다.

한편, 제1 폼(111), 제2 폼(112), 그리고 열반사부(113)로 이루어진 단열재(110)만 독립적으로 사용될 수 있다. 그러나, 단열재(110)의 일면에 기초층(120)이 형성되고, 단열재(110)의 타면에 마감층(130)이 형성되어 사용될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 단열체
110: 단열재
111: 제1 폼 112: 제2 폼 113: 열반사부
120: 기초층
130: 마감층

Claims

제1 폼,
상기 제1 폼 일면에 위치한 제2 폼, 그리고
상기 제1 폼과 상기 제2 폼 사이에 위치하고 금속 가루로 이루어진 열반사부
를 포함하며,
상기 제1 폼과 상기 제2 폼은 이웃한 상기 금속 가루들의 틈새를 통하여 서로 연결되는
단열재.
제1항에서,
상기 열반사부의 금속 가루는 알루미늄인 단열재.
제1항에서,
상기 제1 폼 타면에 위치하고 종이, 은박, 금박, 알루미늄박 중 선택된 어느 하나로 이루어진 기초층을 더 포함하는 단열재.
제1항에서,
상기 제2 폼 위에 위치하고 초배지 또는 벽지로 이루어진 마감층을 더 포함하는 단열재.
폴리에틸렌 폼으로 이루어진 제1 폼의 일면을 가열하는 단계,
상기 가열된 제1 폼 일면에 금속 가루가 증착된 필름을 결합하는 단계,
상기 필름에 열을 가하여 상기 필름을 제거하여 상기 금속 가루만 상기 제1 폼 일면에 남기여 열반사부를 형성하는 단계,
상기 열반사부 위에 폴리에틸렌 폼으로 이루어진 제2 폼을 결합하는 단계,
를 포함하며,
상기 필름에 열을 가하면 상기 필름은 녹으면서 제거되고, 상기 필름에 증착된 상기 금속 가루만 상기 제1 폼 위에 잔존하면서 열반사부가 형성되고, 상기 제2 폼은 상기 금속 가루 사이 공간을 통하여 상기 제1 폼과 결합되는
단열재 제조 방법.
제5항에서,
상기 금속 가루는 알루미늄인 단열재 제조 방법.
제6항에서,
상기 제1 폼의 타면에 지류, 은박, 금박, 알루미늄박 중 선택된 어느 하나로 이루어진 기초층을 형성단계 및
상기 제2 폼 위에 초배지 또는 벽지 중 선택된 어느 하나로 이루어진 마감층을 형성단계
를 더 포함하는
단열재 제조 방법.
제5항에서,
상기 열반사부를 형성하는 단계에서, 상기 필름에 가해지는 온도는 170℃ 내지 1500℃이고, 상기 열은 1초 내지 2초 동안 상기 필름에 가해지는
단열재 제조 방법.