KR101261551B1 - 반사형 단열재 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반사형 단열재 제조 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 에어포켓을 갖는 반사형 단열재를 제조하는데 있어서 별도의 분리 제조나 공정 추가 없이 하나의 제조 라인에서 일괄적으로 연속적이면서도 고속으로 반사형 단열재를 제조하는 한편 생산성, 작업 수율, 경제성을 개선하고 규격화와 균일화를 통한 고품질의 단열재를 제조하는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 단열재 제조장치는, 정해진 폭과 길이 및 두께로 드럼 로울러(40)에 감겨져 있는 판상형의 열가소성 수지원단(41)을 바르게 펼쳐서 연속해서 공급하는 공급수단(42);상기 수지원단(41) 공급과정 중 연속 또는 불연속적으로 절결슬롯(43)을 수지원단(41)에 형성하는 커팅수단(44); 상기 커팅수단(44)을 통과한 수지원단(41)에 열을 가하여 수지원단(41)이 소성변형이 가능한 상태로 온도 분위기를 조성하여 수지원단(41)을 연성화 시키는 히팅수단(45); 상기 히팅수단(45)을 통과하는 수지원단(41)의 양측을 폭 방향으로 당겨서 절결슬롯(43)의 구멍을 넓히고 이를 통해 수지원단(41)이 에어포켓(46)을 갖도록 수지원단(41)의 폭을 확장시키는 성형수단(47); 상기 에어포켓(46)이 형성된 수지원단(41) 표면에 알루미늄 호일(48)을 증착하여 수지원단(41) 표면을 알루미늄 호일(48) 층으로 형성하는 증착수단(49);으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

반사형 단열재 제조 장치{APPARATUS FOR THE PREPARATION OF INSULATING MATERIAL}

본 발명은 반사형 단열재 제조 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 에어포켓을 갖는 반사형 단열재를 제조하는데 있어서 별도의 분리 제조나 공정 추가 없이 하나의 제조 라인에서 일괄적으로 연속적이면서도 고속으로 반사형 단열재를 제조하는 한편 생산성, 작업 수율, 경제성을 개선하고 규격화와 균일화를 통한 고품질의 단열재를 제조하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 건축물에 사용되는 복합 단열재는 건축물의 벽면에 부착하여 열 이동을 막을 목적으로 사용되는 것으로 건축물의 내,외벽에 시공되어 냉기, 열기, 복사열을 반사 차단하여 건축물의 내부온도가 외부 온도 변화에 의한 영향을 적게 받도록 하는 기능을 한다.

단열재는 열의 유출과 불필요한 열의 유입을 방지하여 에너지 손실을 줄이며 표면 결로나 실내 온도의 편향 분포 및 왜곡을 방지하여 쾌적한 실내 온도를 유지할 수 있도록 제작된다.

건축물에는 표면 결로가 발생 된다. 표면 결로는 수분을 포함한 대기의 온도가 이슬점 이하로 떨어져 대기에 함유된 수분이 물체 표면에서 물방울로 맺히는 일종의 물 맺힘 현상이다. 결로는 습도가 높을수록 쉽게 발생 되고, 건축물의 바닥과 벽체 표면에 얼룩을 형성하고 부패 원인이 되며 곰팡이 등을 발생시킨다.

건축물 표면 결로는 겨울철에 주로 발생 하지만 여름철에도 발생 된다. 여름철에는 주로 건물 지하실과 같은 곳에서 발생할 수 있다. 여름철에는 외부의 영향으로 건물 지상부 벽체는 온도가 높아지지만, 지하부 벽체는 외부의 영향을 거의 받지 못하므로 결로가 발생한다.

건축물 벽체 표면에 부착하는 단열재를 효과적으로 이용하면 열 매질의 이동을 둔화시키고 동시에 결로를 효과적으로 예방할 수 있는 것으로 알려져 있다.

단열은 열이 흐르는 물체의 열 저항값을 크게 해서 열류량을 작게 하는 것이며, 건물의 경우에는 열관류율을 작게 하는 것이다.

열관류율은 일정 두께를 갖는 부재의 양 표면이 각각 유체에 접하고 양 유체에 온도차가 있을 경우 고온에서 저온 측으로 부재를 통해 열이 흘러가는 것을 말하며, 이것은 재료의 열전도와 양 표면의 열전달과의 조합이라고 할 수 있다.

단열을 위해 열관류율을 작게 하기 위해서는 재료의 두께를 크게 하거나 열전도율이 낮은 재료를 선정하는 등 다양한 방법이 있지만 비용과 시공성 등이 우선적으로 고려되기 때문에 열전도율이 낮은 재료가 선택되고 시공은 건물 벽체에 매입 시공하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다.

종래에는 판형 부피 단열재인 스티로폼, 글라스 울 등이 많이 사용되었고 새로운 단열 재료들의 개발과 함께 판형 단열재의 사용은 줄었다.

건축용 복합단열재에서 반사형 단열재로서 스치로폼 표면에 알루미늄 호일을 적층한 예가 알려져 있다.

알루미늄 호일은 방사에 대해 낮은 방사율을 가지는 재료로써, 복사열 에너지를 반사해서 단열작용을 한다.

반사형 단열재는 반사 표면의 반사율과 방사율이 중요하다. 즉, 반사형 단열재의 값은 반사율이 95 ~ 97%가 가장 바람직하고, 방사율이 0.03 ~ 0.05% 이내가 바람직하다.

알루미늄 호일은 스치로폼의 한쪽 면에만 부착하는 것보다 양쪽 면에 부착하는 것이 더 효과적이다. 그렇게 하면 양면 더 높은 반사율을 지니게 되고, 알루미늄 호일을 통해 반사되는 열에너지가 닫혀있는 공기와 충돌을 일으켜 열에너지가 감소하여 열의 이동을 차단하며, 더운 쪽에 위치한 반사면은 일반적으로 결로가 발생하지 않으므로 열 저항을 계속 유지시킬 수 있고 투습 저항체의 역할도 기대할 수 있기 때문이다.

알루미늄 호일의 설치 개수에 따라 열적 성능을 파악할 수 있다. 즉, 동일한 두께의 공기층에 알루미늄 호일이 접촉한 호일의 개수에 따라 열적 성능은 일반적으로 증가하는데 이는 알루미늄 호일 사이에 형성된 공기층 속에 갇힌 열에너지가 이동하면서 알루미늄 호일의 반사 작용으로 인해 이동이 불가능해 지는데 따른 것으로 볼 수 있다.

일반적으로 알루미늄 호일을 이용한 반사 단열재는 알루미늄 호일 사이에 부직포와 폴리에틸렌 폼을 접착하여 제조되었다.

이러한 단열재는 벽체와 알루미늄 호일 사이의 공기층 사이에서만 열을 반사하여 단열 성능이 저하되는 문제점이 있다.

반사형 단열재와 관련된 다양한 기술이 알려져 있다. 대한민국 등록특허 등록번호 제0583381호에 개시된 기술은 '복합기능 반사 보온 단열재 및 그 제조방법'에 관한 기술로서, 폴리에스터 필름층과 알루미늄 호일층, 부직포, 폴리에틸렌폼 사이에 폴리에틸렌 수지를 열융착 시키는 단열재에 관한 것으로 알루미늄 호일의 한 면만 열을 반사시킬 수 있어 온도차에 의해 실내외 결로가 발생할 가능성이 크다.

또 다른 대한민국 등록실용신안 등록번호 제0397724호에는 '복합 구조의 건설용 단열재'가 개시되어 있다. 이 기술은 도 1에 나타낸 바와 같이, 알루미늄 박층(11)과, 알루미늄 박층(11)에 적층되는 폴리에틸렌층(12) 또는 폴리스티렌층(13)을 포함하고, 외부 환경으로부터 단열재를 보호하는 보호층(14)을 포함하는 구조이다. 그러나 이 기술은 알루미늄 박층(11)이 있는 한 면을 통해 열을 반사시켜 온도차가 생기고 이에 따라 결로가 발생 되는 문제점이 있었다.

또 다른 대한민국 등록특허 제0592052호의 '폴리우레탄 폼을 이용한 다층 구조의 반사형 단열재'의 기술은, 알루미늄 호일층(21)(22)을 양면에 두어 양면에서 열을 반사시키고, 폴리우레탄 발포제층(23)(24)과 폴리에스테르 부직포층(25), 에어버블층(26)을 형성하여 단열하는 열반사형 단열재(20)로서, 양면의 알루미늄 호일층(21)(22)과 에어버블층(26)을 통해 열반사 성능을 좋게 하여 단열효과를 좋게 하고 결로를 줄일 수 있도록 된 것이나 에어버블층(26)이 조밀한 통공 형상으로 되어 있고, 시공 전후 외부로부터 내,외압이 가해지면 에어버블층(26)의 공간 변형으로 열기와 냉기 차단효과가 떨어져 결로현상을 충분히 제어하지 못하는 문제점이 있었고, 제조가 어려우며, 쉽게 변형되어 시공성이 나쁜 문제점이 있었다.

또한, 도 3과 같이, 스티로폼과 알루미늄 호일 시트 사이에 공기층이 형성되도록 스티로폼에 공간을 만든 반사형 단열재가 알려져 있다.

열을 반사시키는 제1 알루미늄 호일층(31), 제1 알루미늄 호일층(31) 일면에 접착된 폴리에스테르 부직포층(32), 폴리에스테르 부직포층(32) 일면에 접착되어 열을 차단하는 제2 알루미늄 호일층(33), 제1 및 제2 알루미늄 호일층(31)(33) 그리고 폴리에스테르 부직포층(32)을 지지하면서 열을 차단하는 고분자 발포제층(34), 고분자 발포제층(34)의 이면에 접착되어 열 전도를 차단하고 반사시키는 제3 알루미늄 호일층(35), 그리고 발포수지(39) 및 제4 알루미늄 호일층(45)으로 된 것이다.

고분자 발포제층(34)에는 열전달을 차단하기 위하여 간격을 두고 떨어져 있는 가로 세로 방향의 지지대(36)를 통해 연속 반복적으로 형성되어 개개의 공간이 독립된 공기 유동 공간(37)으로 된 사각형 에어포켓(38)이 있다.

상기 기술은 반사율을 높여 단열성능을 향상시키고 에어포켓(38)을 통해 온도차에 의한 결로 현상을 억제할 수 있다. 단열재 시공 전후 내,외압에 대한 변형을 줄여 공기 유동 면적 축소에 따른 열전도율 증가를 막아 단열재 표면에 나타나는 결로 현상을 제어할 수 있다. 그리고 단열재 내부에 에어포켓을 단순화시켜 제조할 수 있었고 안정된 단열성능과 편리한 시공성을 갖는 단열재를 제공할 수 있었다.

그러나, 고분자 발포제층에 형성되는 에어포켓은 고분자 발포제층을 제조하는 과정 중 사출 성형법으로 성형한 후 이것을 다시 단열재 연속 제조 설비에 공급하여 다른 단열부재들을 적층 시켜 제조하는 것으로 일괄 연속 생산이 불가능하여 생산성 저하 문제, 제품 품질의 규격화와 균일화가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로 에어포켓을 갖는 반사형 단열재를 제조하는데 있어서 별도의 분리 제조나 공정 추가 없이 하나의 제조 라인에서 일괄적으로 연속적이면서도 고속으로 반사형 단열재를 대량 생산할 수 있는 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 에어포켓을 별도로 성형하지 않고 단열재 연속 제조 설비에 공급하여 다른 단열부재들을 적층 시켜 제조하도록 함으로서 일괄 연속 생산을 통해 생산성 향상 그리고 제품 품질의 규격화와 균일화가 가능한 단열재 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 반사형 단열재의 내,외부 표면상으로 알루미늄 호일층을 두어 반사율을 높여 단열성능을 향상시키고 온도차에 의한 결로 현상을 억제하는 반사형 단열재를 제조할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 단열재의 시공 전후 외부로부터 가해지는 내,외압에 대한 변형을 구조적으로 작게 하여 공기 유동 면적 축소에 따른 열전도율 증가를 억제하여 단열재 표면에 나타나는 결로현상을 제어할 수 있는 반사형 단열재를 제조하는 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 단열재 제조장치는,

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반사형 단열재를 연속적으로 제조하기 위한 장치에 있어서,

정해진 폭과 길이 및 두께로 드럼 로울러에 감겨져 있는 판상형의 열가소성 수지원단을 바르게 펼쳐서 연속해서 공급하는 공급수단;

상기 공급수단을 통해 공급되는 수지원단을 끊기지 않도록 연결하는 연결수단;

상기 수지원단 공급과정 중 연속 또는 불연속적으로 절결슬롯을 수지원단에 형성하는 커팅수단;

상기 커팅수단을 통과한 수지원단에 열을 가하여 수지원단이 소성변형이 가능한 상태로 온도 분위기를 조성하여 수지원단을 연성화 시키는 히팅수단;

상기 히팅수단을 통과하는 수지원단의 양측을 폭 방향으로 당겨서 절결슬롯의 구멍을 넓히고 이를 통해 수지원단이 에어포켓을 갖도록 수지원단의 폭을 확장시키는 성형수단;

상기 성형수단에 의해 폭이 확장된 수지원단의 성형상태를 보존할 수 있도록 가압하고 소성 변형된 상태가 될 수 있도록 온도분위기를 조성하는 보조성형수단;

상기 보조성형수단을 통과하면서 경화된 수지원단에 다시 열을 가하여 수지원단 표면에 알루미늄 호일을 접착 가능하도록 하는 열접착수단;

상기 열접착수단을 통과하는 수지원단 표면에 알루미늄 호일을 증착하여 수지원단 표면을 알루미늄 호일 층으로 형성하는 증착수단;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결수단은, 상기 수지원단을 제조라인 상에서 연속적으로 이어서 공급하기 위하여 끊겨진 수지원단의 단부를 열융착 접합하는 히팅나이프와,

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상기 히팅나이프를 피스톤 헤드부에 장착하여 수지원단의 마디 사이에 위치 결정하도록 하는 작동실린더 및 수지원단을 평면적으로 이동시키는 가운데 열융착 접합이 이루어지도록 하는 히팅테이블로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 커팅수단은, 상기 수지원단이 제조 라인을 따라 통과하는 과정에서 수지원단에 절결슬롯을 반복적으로 형성할 수 있는 다수의 절결칼날을 원주상으로 돌출시킨 회전체로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 히팅수단은, 상기 커팅수단을 통과하면서 절결슬롯이 형성된 수지원단에 열을 가하여 수지원단이 소성변형이 가능한 상태로 온도 분위기를 맞추기 위해 커팅수단과 근접된 위치에 설치된 히터와,

상기 히터를 제조라인에 고정하여 수지원단에 균일한 열을 전달하는 히터블럭으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형수단은,

상기 히팅수단을 통과하는 수지원단의 양측을 폭 방향으로 당겨서 상기 수지원단에 형성되어 있는 절결슬롯의 구멍을 넓히기 위해 수지원단의 폭을 수지원단이 이동하는 방향으로 점진적으로 확장되는 표면을 구비하는 가이더와,

상기 가이더의 표면을 따라 수지원단을 밀착시켜 양 사이드 방향으로 당겨주기 위해 수지원단을 양 사이드 방향으로 잡아당기는 다수의 핀들이 가이더의 가장자리에 설치되어 있으며 가이더를 정위치에서 회전시키는 구동 휠로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조성형수단은, 상기 성형수단에 의해 폭이 확장되고 에어포켓을 갖는 수지원단의 성형상태를 보존할 수 있도록 가압하고 소성 변형 상태가 유지될 수 있도록 하기 위하여 순차적으로 1차 팬과 가압로울러 그리고 2차 팬을 설치하여 수지원단을 냉각 가압하고 다시 냉각하는 과정을 반복하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

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본 발명은 내,외부 표면상으로 알루미늄 호일층을 두어 반사율을 높여 단열성능을 향상시키고 에어포켓을 통해 온도차에 의한 결로 현상을 억제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 단열재 시공 전후 외부로부터 가해지는 내,외압에 대한 변형을 구조적으로 작게 하여 공기 유동 면적 변형 축소에 따른 열전도율 증가를 억제하여 단열재 표면에 나타나는 결로 현상을 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 외압에 의한 알루미늄 호일층의 변형을 단순한 구조를 통해 방지할 수 있도록 하는 동시에 단열재 제조에서 단열재 내부에 에어포켓을 구조적으로 단순화시켜 제조할 수 있으며, 안정된 단열성능과 편리한 시공성을 갖는 고신뢰성 단열재를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 건축용 단열재를 나타낸 사시도.
도 2는 종래의 또 다른 건축용 단열재의 예를 나타낸 단면도.
도 3은 건축용 복합 단열재를 설명하기 위한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 반사형 단열재 제조 장치의 전체 개략도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 반사형 단열재 제조 장치의 부분 설명도로서, (a)는 수지원단 연결수단의 평면도이고, (b)는 수지원단 접합 상태 설명도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수지원단의 절결슬롯 가공 상태도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수지원단 성형수단의 요부를 나타낸 상세도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 수지원단에 성형된 에어포켓 상세도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 반사형 단열재 제조장치의 전체 평면 도식도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 반사형 단열재의 제조 방법 흐름도.
도 11의 (a)(b)는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 반사형 단열재의 예를 나타낸 도면.

이하, 도면을 참고로 본 발명을 구체적으로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 반사형 단열재 제조 장치의 전체 개략도 이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 반사형 단열재 제조 장치의 부분 설명도로서, (a)는 수지원단 연결수단의 평면도이고, (b)는 수지원단 접합 상태 설명도 이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수지원단의 절결슬롯 가공상태도 이다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수지원단 성형수단의 요부를 나타낸 상세도이다. 도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 수지원단에 성형된 에어포켓 상세도이다. 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 반사형 단열재 제조장치의 전체 평면 도식도 이다. 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 반사형 단열재의 제조 방법 흐름도이다. 도 11의 (a)(b)는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 반사형 단열재의 예를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 반사형 단열재 제조 장치는, 알루미늄 호일층에서 열을 충분히 반사할 수 있도록 공간을 충분히 두기 위하여 한 쌍의 알루미늄 호일 사이에 폴리에스테르 계열의 부직포를 두고 이와 별도로 공기포켓을 갖는 고분자 발포제층과 알루미늄 호일층을 두어 전후 방향에서 열을 충분히 반사할 수 있는 고성능 반사형 단열재를 제조하기 위한 것이다.

내,외장재를 포함한 단열재를 이용하여 건축 구조물의 벽면을 단열 시공하는데 있어서, 단열성능은, 대표적으로, 단열재의 두께, 사용하는 단열재의 성능에 따라 성능 차이가 나는 것으로 볼 수 있다. 가능하면 적은 두께로도 충분한 단열성능을 갖는 것, 무해성, 저가격으로 제조하고 취급에 어려움이 없는 경제성이 큰 단열재가 바람직하므로, 거의 모든 단열재들은 이러한 단열재의 효과적인 특성이 나타날 수 있도록 새롭게 개발되고 발전 되었다.

본 발명은 이러한 고성능 반사형 단열재를 연속적으로 고속으로 대량 생산이 가능하도록 하기 위한 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 반사형 단열재 제조 장치는, 도 4 내지 도 9에 나타낸 바와 같다.

전체적으로 수지원단(41)을 연속 제조 라인을 통과시키면서 순차적으로 수지원단(41)을 가공하고 난 뒤 필요로 하는 알루미늄 호일 또는 부직포 등 다른 단열부재들을 적층시킬 수 있도록 되어 있다.

여기서, 수지원단(41)은 일반적으로 길게 띠 모양으로 펼쳐지는 발포성 수지를 의미하는 것으로 수지 재료 선택에 따라 연성과 강성이 다르게 나타난다. 본 발명에서는 드럼 로울러(40)에 감겨진 상태에서 풀리면서 연속 제조 라인을 따라 이송되도록 되어 있어 수지원단(41)의 물성이 어느 정도의 유연성을 갖는다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 반사형 단열재 제조 장치의 주요 부분은, 수지원단 공급수단(42), 수지원단 커팅수단(44), 수지원단 히팅수단(45), 수지원단 성형수단(47), 수지원단에 다른 단열부재를 증착시키는 증착수단(49)으로 구성된다.

수지원단 공급수단(42)은, 정해진 폭과 길이 및 두께로 드럼 로울러(40)에 감겨져 있는 판상형의 열가소성 수지원단(41)을 바르게 펼쳐서 연속해서 공급할 수 있도록 되어 있다.

수지원단 커팅수단(44)은, 수지원단(41) 공급과정 중 연속 또는 불연속적으로 절결슬롯(43)을 수지원단(41)에 형성한다.

수지원단 히팅수단(45)은, 커팅수단(44)을 통과한 수지원단(41)에 열을 가하여 수지원단(41)이 소성변형이 가능한 상태로 온도 분위기를 조성하여 수지원단(41)을 연성화 시키는 부분이다.

수지원단 성형수단(47)은, 히팅수단(45)을 통과하는 수지원단(41)의 양측을 폭 방향으로 당겨서 절결슬롯(43)의 구멍을 넓히고 이를 통해 수지원단(41)이 에어포켓(46)을 갖도록 수지원단(41)의 폭을 확장시키는 부분이다.

증착수단(49)은, 에어포켓(46)이 형성된 수지원단(41) 표면에 알루미늄 호일(48)을 증착하여 수지원단(41) 표면을 알루미늄 호일(48) 층으로 형성하는 부분이다. 여기서, 증착수단(49)에 공급하는 재료의 선택에 따라 알루미늄 호일(48)외에 다른 단열부재를 적층하는 것도 가능하다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 반사형 단열재 제조 장치의 주요 부분은, 수지원단 공급수단(42), 수지원단 연결수단(50), 수지원단 커팅수단(44), 수지원단 히팅수단(45), 수지원단 성형수단(47), 수지원단 보조성형수단(51), 수지원단 표면에 다른 단열부재를 접착하도록 하는 열접착수단(52), 수지원단에 다른 단열부재를 증착시키는 증착수단(49)으로 구성된다.

수지원단 공급수단(42)은, 정해진 폭과 길이 및 두께로 드럼 로울러(40)에 감겨져 있는 판상형의 열가소성 수지원단(41)을 바르게 펼쳐서 연속해서 공급할 수 있도록 되어 있다.

수지원단 연결수단(50)은, 공급수단(42)을 통해 공급되는 수지원단(41)을 끊기지 않도록 연결하기 위한 부분이다.

수지원단 커팅수단(44)은, 수지원단(41) 공급과정 중 연속 또는 불연속적으로 절결슬롯(43)을 수지원단(41)에 형성한다.

수지원단 히팅수단(45)은, 커팅수단(44)을 통과한 수지원단(41)에 열을 가하여 수지원단(41)이 소성변형이 가능한 상태로 온도 분위기를 조성하여 수지원단(41)을 연성화 시키는 부분이다.

수지원단 성형수단(47)은, 히팅수단(45)을 통과하는 수지원단(41)의 양측을 폭 방향으로 당겨서 절결슬롯(43)의 구멍을 넓히고 이를 통해 수지원단(41)이 에어포켓(46)을 갖도록 수지원단(41)의 폭을 확장시키는 부분이다.

수지원단 보조성형수단(51)은, 성형수단(47)에 의해 폭이 확장된 수지원단(41)의 성형상태를 보존할 수 있도록 가압하고 소성 변형된 상태가 될 수 있도록 온도분위기를 조성하는 부분이다.

열접착수단(52)은, 보조성형수단(51)을 통과하면서 경화된 수지원단(41)에 다시 열을 가하여 수지원단(41) 표면에 알루미늄 호일(48)을 접착 가능하도록 하는 부분이다.

증착수단(49)은, 에어포켓(46)이 형성된 수지원단(41) 표면에 알루미늄 호일(48)을 증착하여 수지원단(41) 표면을 알루미늄 호일(48) 층으로 형성하는 부분이다. 여기서, 증착수단(49)에 공급하는 재료의 선택에 따라 알루미늄 호일(48)외에 다른 단열부재를 적층하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 반사형 단열재 제조 장치의 구체적 구성은 도 4 내지 도 9와 같다.

공급수단(42)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 전체 제조 라인에서 초기 부분에 위치한다. 드럼 로울러(40)에 감겨진 수지원단(41)을 길이 방향으로 당겨서 길이 방향으로 연속적으로 보내는 인장로울러(53)와, 인장로울러(53)를 통과한 수지원단(41)을 바르게 펼쳐서 안내하여 제조 라인을 따라 공급하는 가이드롤러(54)로 구성된다.

연결수단(50)은, 도 4 및 도 5(a)(b)에 나타낸 바와 같이, 수지원단(41)을 제조라인 상에서 연속적으로 이어서 공급하기 위하여 끊겨진 수지원단(41)의 단부를 열융착 접합하는 히팅나이프(55)와, 히팅나이프(55)를 피스톤 헤드부(56)에 장착하여 수지원단(41)의 마디 사이에 위치 결정하도록 하는 작동실린더(57) 및 수지원단(41)을 평면적으로 이동시키는 가운데 열융착 접합이 이루어지도록 하는 히팅테이블(58)과, 히팅테이블(58) 표면으로 상기 히팅나이프(55)를 돌출시켜 양측 수지원단(41)을 열접합 하기 위하여 히팅테이블(58)에 형성된 틈(58a)과, 히팅테이블(58)의 표면을 따라 이동하는 수지원단(41)의 폭에 맞추어 가변되어 수지원단(41)의 이동을 양측방향에서 안내하는 안내가이드(58b)로 구성된다.

여기서, 히팅나이프(55)는 열을 끝단부에 전달하여 서로 떨어진 수지원단(41)을 녹여서 융착시키는 부분이므로 융착에 적합하도록 그 모양을 적절히 형성하는 것이 바람직하다.

커팅수단(44)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 수지원단(41)이 제조 라인을 따라 통과하는 과정에서 수지원단(41)에 도 6과 같은 형상의 절결슬롯(43)을 반복적으로 형성할 수 있는 다수의 절결칼날(60)을 원주상으로 갖는 회전체(59)로 구성된다. 그리고, 회전체(59)의 옆에는 절결슬롯(43)의 형성이 완료된 수지원단(41)을 인출하기 위한 인출로울러(72)를 구성하는 것이 바람직하다.

히팅수단(45)은, 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 커팅수단(44)을 통과하면서 절결슬롯(43)이 형성된 수지원단(41)에 열을 가하여 수지원단(41)이 소성변형이 가능한 상태로 온도 분위기를 맞추기 위해 커팅수단(44)과 근접된 위치에 설치된 히터(61)와, 상기 히터(61)를 제조라인에 고정하여 수지원단(41)에 균일한 열을 전달하는 히터블럭(62)으로 구성된다.

성형수단(47)은, 도 4 및 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 히팅수단(44)을 통과하는 수지원단(41)의 양측을 폭 방향으로 당겨서 수지원단(41)에 형성되어 있는 절결슬롯(43)의 구멍을 넓히기 위해 수지원단(41)의 폭을 수지원단(41)이 이동하는 방향으로 점진적으로 확장되는 표면(63)을 구비하는 가이더(64), 그리고 가이더(64)의 표면(63)을 따라 수지원단(41)을 밀착시켜 양 사이드 방향으로 당겨주기 위해 수지원단(41)을 양 사이드 방향으로 잡아당겨서 도 8과 같은 형상의 에어포켓 (46)을 형성하는 다수의 핀(65)들이 가이더(64)의 가장자리에 설치되어 있으며 가이더(64)를 정위치에서 회전시키는 구동 휠(66)로 구성된다.

보조성형수단(51)은, 도 4 및 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 성형수단(47)에 의해 폭이 확장되고 에어포켓(46)을 갖는 수지원단(41)의 성형상태를 보존할 수 있도록 가압하고 소성 변형 상태가 유지될 수 있도록 하기 위하여 순차적으로 1차 팬(68a)과 가압로울러(67), 그리고 2차 팬(68b)을 설치하여 수지원단(41)을 냉각 가압하고 다시 냉각하는 과정을 반복할 수 있도록 구성된다.

열접착수단(52)은, 도 4 및 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 보조성형수단(51)을 통과하면서 경화된 수지원단(41)에 다시 열을 가하여 수지원단(41) 표면에 알루미늄 호일(48)을 접착할 수 있도록 하기 위하여 수지원단(41)에 열을 가하는 히터(69)를 설치하고, 그 히터(69)의 열에 의해 가공된 수지원단(41) 표면에 알루미늄 호일(48)을 직접 접착할 수 있도록 구성된다.

증착수단(49)은, 도 4 및 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 열접착수단(52)을 통과하는 가공된 수지원단(41) 표면에 알루미늄 호일(48)을 증착하여 수지원단(41) 표면을 알루미늄 호일(48) 층으로 형성하기 위하여 알루미늄 호일(48)을 수지원단(41) 한쪽 표면에 밀착시켜 공급하는 제1 공급부(70), 그리고 알루미늄 호일(48)을 공급하는 제1 공급부(70)와 간격을 유지하여 대응 위치에 설치되어 수지원단(41)의 다른 한쪽 표면에 알루미늄 호일(48) 또는 단열처리부재 중에서 선택된 어느 하나를 밀착시켜 공급하는 제2 공급부(71)로 구성된다.

여기서, 증착수단(49)을 구성하는 제1 공급부(70) 그리고 제2 공급부(71)의 배치와 여기에 투입하는 단열부재 등은 제조하고자 하는 반사형 단열재의 특성을 고려하여 변경될 수 있다. 미설명 부호 73은 표면에 알루미늄 호일(48) 또는 다른 단열부재를 증착하여 제조된 단열재를 감아 회수하는 '와인딩 로울러' 이다.

본 발명의 실시 예에 따른 반사형 단열재의 제조 장치를 활용하는 단열재 제조 방법은 다음과 같다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 먼저 정해진 폭과 길이 및 두께로 드럼 로울러(40)에 감겨져 있는 판상형의 열가소성 수지원단(41)을 바르게 펼쳐서 연속해서 수지원단(41)을 제조 라인에 공급한다(S101).

S101 단계로부터 공급되는 수지원단(41)에 연속 또는 불연속적인 절결슬롯(43)을 형성한다(S102).

S102 단계로부터 가공 처리된 수지원단(41)에 열을 가하여 소성 변형이 가능하도록 수지원단을 열처리 하여 연성화 시킨다(S103).

S103 단계로부터 열처리 된 수지원단(41)의 양 폭을 당겨서 초기 절결슬롯(43)의 구멍을 넓혀 확장시켜 이를 통해 수지원단(41)이 에어포켓(46)을 갖도록 수지원단(41)을 재처리 한다(S104).

S104 단계로부터 에어포켓(46)이 형성된 수지원단(41) 표면에 알루미늄 호일(48) 또는 필요로 하는 단열부재를 증착하여 반사형 단열재를 제조한다(S105).

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 장치 그리고 제조 방법에 의해 얻어진 반사형 단열재의 예이다.

반사형 단열재는 사용 용도와 목적 특성 그리고 여러 가지 점을 고려하여 알루미늄 호일의 적층 수와 다른 단열부재들의 소재 선택과 적층 수 등을 자유롭게 조절하여 제조될 수 있다.

예를 들면, 저단열성 반사형 단열재의 경우, 도 11의 (a)와 같이, 수지원단(41)의 에어포켓(46)의 표면과 이면에 낱장의 알루미늄 호일(48)을 각각 적층하는 것으로 반사형 단열재를 제조할 수 있다.

이와 달리 보다 성능이 개선된 반사형 단열재의 경우, 도 11의 (b)와 같이 중간에 에어포켓(46)을 갖는 수지원단(41)의 표면과 이면에 각각 알루미늄 호일(48)을 적층하고 별도의 부직포(74)를 적층하여 성능을 개선한 반사형 단열재의 제조도 가능하다.

어느 경우이거나 수지원단(41)에 에어포켓(46)을 효과적으로 형성하여 다른 단열부재를 층상으로 적층시키는 것이 가능하다. 도 11의 (a)(b)에 나타낸 단열재는 본 발명의 실시 예에 따라 제조될 수 있는 다양한 층상 구조의 단열재들 중 하나이다. 본 발명에 따르면 보다 복잡한 층상 구조를 갖는 단열재의 제조도 가능하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 반사형 단열재의 내,외부 표면상으로 알루미늄 호일(48) 층을 두어 반사율을 개선하여 단열성능을 향상시키고 온도차에 의한 결로 현상을 억제하는 반사형 단열재를 제조할 수 있다.

그리고 단열재의 시공 전후 외부로부터 가해지는 내,외압에 대한 변형을 작게 하여 공기 유동 면적 축소에 따른 열전도율 증가를 억제하여 단열재 표면에 나타나는 결로현상을 제어할 수 있는 반사형 단열재를 제조할 수 있다.

본 발명에 따르면 에어포켓(46)을 갖는 반사형 단열재의 제조에 있어서 별도의 분리 제조나 공정 추가 없이 하나의 제조 라인에서 일괄적으로 연속적이면서도 고속으로 반사형 단열재를 대량 생산할 수 있게 된다.

즉 수지원단(41)을 제조 라인에 연속적으로 공급하는 과정에서 일괄적으로 에어포켓(46)을 형성하고 에어포켓(46)이 형성된 수지원단(41)을 중심으로 알루미늄 호일(48) 또는 다른 단열부재 들을 선택적으로 적층하여 다양한 적층 구조의 반사형 단열재를 생산할 수 있다.

수지원단(41)에 에어포켓(46)을 형성하는 경우 통상적으로 수지원단(41) 성형 과정에서 사출 성형법으로 형성하거나 또는 별도로 성형한 후 제조 라인에 세팅하여 제조하지만 본 발명은 제조 장치 자체적으로 수지원단(41)을 연속 제조 라인에 통과시키는 과정에서 에어포켓(46)을 직접 성형하고, 그 후 다시 열처리 등을 거쳐 알루미늄 호일(48)을 포함한 여러 단열부재의 적층 또는 선택적 적층을 통해 원하는 반사형 단열재를 여러 적층 형태로 간단히 생산해낼 수 있다.

또한 에어포켓(46)을 별도로 성형하지 않고 단열재 연속 제조 설비에 공급하여 다른 단열부재들을 적층 시켜 제조하도록 함으로서 일괄 연속 생산을 통한 생산성이 개선된다.

그리고, 단열재의 자동 생산이 가능하여 제품 품질의 규격화와 균일화가 가능하며 단열성능이 통일된 제품을 생산하는데 유리하다.

한편, 본 발명은, 반사형 단열재의 내,외부 표면상으로 알루미늄 호일(48)층을 두어 반사율을 높여 단열성능을 향상시키고 온도차에 의한 결로 현상을 억제 하는 반사형 단열재를 제조할 수 있다.

그리고, 단열재 시공 전후 외부로부터 가해지는 내,외압에 대한 변형을 구조적으로 작게 하여 공기 유동 면적 축소에 따른 열전도율 증가를 억제함으로서 단열재 표면에 나타나는 결로현상을 제어할 수 있는 반사형 단열재의 제조가 가능하다.

본 발명에서 얻고자 하는 단열재는 층상 구조에 의하면 단열재의 안팎으로 전달되는 열을 표면과 내부 적층 알루미늄 호일(48)층을 통해 반사 차단하는 것이다.

수지원단(41)은 고분자 발포제와 같은 다양한 수지를 선택하여 사용할 수 있다. 수지원단(41)에 성형되는 에어포켓(46)은 도면에는 규칙 배열 마름도꼴 형상으로 나타나 있다. 초기 절결슬롯의 형상에 따라 벌집 모양, 원형 등 다양한 형상으로 성형이 가능하다.

낱개의 에어포켓(46) 크기는 단열재의 폭이 대략 1000㎠일 때 4 ~ 16㎠가 적합하다. 에어포켓(46)의 크기가 너무 작으면 알루미늄 호일(48) 층의 반사 면적 축소로 효과가 감소되며, 에어포켓(46)의 크기가 너무 크면 강도가 약해져 시공시 문제가 발생할 수 있으므로 수지원단(41)에 형성하는 초기 절결슬롯(43)의 사이즈를 조절하여 에어포켓(46)의 크기를 쉽게 조절할 수 있다.

따라서, 에어포켓(46)의 크기를 조절하기 위해 새로운 금형이나 성형장치 없이 커팅수단(44)의 절결칼날(60)을 교체함으로서 에어포켓(46)의 크기를 선택하여 형성할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 내,외부 표면상으로 알루미늄 호일층을 두어 반사율을 높여 단열성능을 향상시키고 에어포켓(46)을 통해 온도차에 의한 결로 현상을 억제할 수 있는 단열재, 시공 전후 외부로부터 가해지는 내,외압에 대한 변형을 구조적으로 작게 하여 공기 유동 면적 변형 축소에 따른 열전도율 증가를 억제할 수 있는 단열재, 외압에 의한 알루미늄 호일층의 변형을 단순한 구조를 적용하여 방지하는 동시에 단열재 제조에서 에어포켓을 구조적으로 단순화시켜 제조하고 안정된 단열성능과 우수한 시공성을 갖는 고성능 단열재를 연속적이고 고속으로 제조할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 도면 및 명세서를 통하여 발명의 일 실시 예를 참고로 설명하였으나 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 실시가 가능하다.

40: 드럼로울러 41: 수지원단
42: 공급수단 43: 절결슬롯
44: 커팅수단 45: 히팅수단
46: 에어포켓 47: 성형수단
48: 알루미늄호일 49: 증착수단
50: 연결수단 51: 보조성형수단
52: 열접착수단 53: 인장로울러
54: 가이드롤러 55: 히팅나이프
56: 헤드부 57: 작동실린더
58: 히팅테이블 59: 회전체
60: 절결칼날 61: 히터
62: 히터블럭 63: 표면
64: 가이더 65: 핀
66: 구동휠 67: 가압로울러
68a: 1차팬 68b: 2차팬
69: 히터 70: 제1공급부
71: 제2공급부

Claims (11)

1. 삭제
2. 반사형 단열재를 연속적으로 제조하기 위한 장치에 있어서,
   정해진 폭과 길이 및 두께로 드럼 로울러(40)에 감겨져 있는 판상형의 열가소성 수지원단(41)을 바르게 펼쳐서 연속해서 공급하는 공급수단(42); 상기 공급수단(42)을 통해 공급되는 수지원단(41)을 끊기지 않도록 연결하는 연결수단(50); 상기 수지원단(41) 공급과정 중 연속 또는 불연속적으로 절결슬롯(43)을 수지원단(41)에 형성하는 커팅수단(44); 상기 커팅수단(44)을 통과한 수지원단(41)에 열을 가하여 수지원단(41)이 소성변형이 가능한 상태로 온도 분위기를 조성하여 수지원단(41)을 연성화 시키는 히팅수단(45); 상기 히팅수단(45)을 통과하는 수지원단(41)의 양측을 폭 방향으로 당겨서 절결슬롯(43)의 구멍을 넓히고 이를 통해 수지원단(41)이 에어포켓(46)을 갖도록 수지원단(41)의 폭을 확장시키는 성형수단(47); 상기 성형수단(47)에 의해 폭이 확장된 수지원단(41)의 성형상태를 보존할 수 있도록 가압하고 소성 변형된 상태가 될 수 있도록 온도분위기를 조성하는 보조성형수단(51); 상기 보조성형수단(51)을 통과하면서 경화된 수지원단(41)에 다시 열을 가하여 수지원단(41) 표면에 알루미늄 호일(48)을 접착 가능하도록 하는 열접착수단(52); 상기 열접착수단(52)을 통과하는 수지원단(41) 표면에 알루미늄 호일(48)을 증착하여 수지원단 표면을 알루미늄 호일(48) 층으로 형성하는 증착수단(49);으로 이루어지며,
   상기 연결수단(50)은, 상기 수지원단(41)을 제조라인 상에서 연속적으로 이어서 공급하기 위하여 끊겨진 수지원단(41)의 단부를 열융착 접합하는 히팅나이프(55)와, 상기 히팅나이프(55)를 피스톤 헤드부(56)에 장착하여 수지원단(41)의 마디 사이에 위치 결정하도록 하는 작동실린더(57) 및 수지원단(41)을 평면적으로 이동시키는 가운데 열융착 접합이 이루어지도록 하는 히팅테이블(58)과, 상기 히팅테이블(58) 표면으로 상기 히팅나이프(55)를 돌출시켜 양측 수지원단(41)을 열접합 하기 위하여 히팅테이블(58)에 형성된 틈(58a)과, 상기 히팅테이블(58)의 표면을 따라 이동하는 수지원단(41)의 폭에 맞추어 가변되어 수지원단(41)의 이동을 양측방향에서 안내하는 안내가이드(58b)로 구성된 것을 특징으로 하는 반사형 단열재 제조장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 커팅수단(44)은,
   상기 수지원단(41)이 제조 라인을 따라 통과하는 과정에서 수지원단(41)에 절결슬롯(43)을 반복적으로 형성할 수 있는 다수의 절결칼날(60)을 원주상으로 돌출시킨 회전체(59)로 구성된 것을 특징으로 하는 반사형 단열재 제조장치.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 히팅수단(45)은,
   상기 커팅수단(44)을 통과하면서 절결슬롯(43)이 형성된 수지원단(41)에 열을 가하여 수지원단(41)이 소성변형이 가능한 상태로 온도 분위기를 맞추기 위해 커팅수단(44)과 근접된 위치에 설치된 히터(61)와,
   상기 히터(61)를 제조라인에 고정하여 수지원단(41)에 균일한 열을 전달하는 히터블럭(62)으로 구성된 것을 특징으로 하는 반사형 단열재 제조장치.
7. 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 성형수단(47)은,
   상기 히팅수단(45)을 통과하는 수지원단(41)의 양측을 폭 방향으로 당겨서 상기 수지원단(41)에 형성되어 있는 절결슬롯(43)의 구멍을 넓히기 위해 수지원단(41)의 폭을 수지원단(41)이 이동하는 방향으로 점진적으로 확장되는 표면(63)을 구비하는 가이더(64)와,
   상기 가이더(64)의 표면(63)을 따라 수지원단(41)을 밀착시켜 양 사이드 방향으로 당겨주기 위해 수지원단(41)을 양 사이드 방향으로 잡아당기는 다수의 핀(65)들이 가이더(64)의 가장자리에 설치되어 있으며 가이더(64)를 정위치에서 회전시키는 구동 휠(66)로 구성된 것을 특징으로 하는 반사형 단열재 제조장치.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 보조성형수단(51)은,
   상기 성형수단(47)에 의해 폭이 확장되고 에어포켓(46)을 갖는 수지원단(41)의 성형상태를 보존할 수 있도록 가압하고 소성 변형 상태가 유지될 수 있도록 하기 위하여 순차적으로 1차 팬(68a)과 가압로울러(67) 그리고 2차 팬(68b)을 설치하여 수지원단(41)을 냉각 가압하고 다시 냉각하는 과정을 반복하도록 구성된 것을 특징으로 하는 반사형 단열재 제조장치.
9. 삭제
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11. 삭제

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