KR101263359B1 - 다중 구획 충진 소재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어로젤등 고기능 단열 소재를 보다 편리하고 다양하게 이용하는 방법 중 하나로 기존 에는 물질의 표면,기타 물질에 도포 코팅하여 사용해 오거나 모듈에 가두어 사용 해 왔다.본발명은 또한 본 발명인이 2009년 출원한 발명으로 상변화물질을 액상이 투과되지 않는 박막 소재를 양면에 배치하고 사이에 상 변화물질을 얇게 도포하여 한쪽 또는 양쪽 면을 미세하게 충진 되도록 구획이 구분이 되도록 설계된 전기를 이용한 열기기판 또는 전자기파 성형판의 전기적 반응으로 소재가 합사 되어 각각의 미세한 공간에 상 변환물질이 충 진 되도록 하여 만들어진 상 변화물질 충 진 소재필름을 출원한 바 있다. 또한 본 발명이전에 에어로젤 다중구획 충진소재를 출원한바 있다.본 발명은 에어로젤 충진 소재를 대량 생산 할수 있도록 구현된 발명으로 진공 흡착 성형기를 이용한 다중구획 에어로젤 충진부를 형성 하도록 한 기술은 고온에 견디는 단열소재를 양면 소재사이에 충진한후 쉽게 용접 융합 하는 방법으로 다양한 크기의 구획을 갖는 다중 구획의 에어로젤등 단열소재 충진부로 구성된 소재는 재단시 소재가 날리지 않게 할 수 있으며 더 작쎌로 얇게,일정한 두께를 유지하고,일정 크기의 평면을 유지하며,소재의 사용이 자유로이 구사 할 수 있는 기술로 소재의 역활에 따라 요구되는 단열,방음용등 의류,침구,인테리어.건축,가구,자동차,항공,선박 등의 내 외장재로 다양하게 사용 할 수 있다.
에너지 저감 자제로서의 사회적 기여가 기대 되는 기술이다.

Description

다중구획 충진 소재{Multiple compartments filled material}

실리카 에어로젤(aerogel)은 기본적으로 규소화합물(SiO2)로 이루어진 대표적인 초다공성 나노 구조의 소재로서 단열 방음 충격 완충재의 용도로 적용이 가능한 신소재로 국내,국외에서 제조시간 단축 및 저렴한 출발 물질로의 기술 개발로 양산이 되고 있는 실정이다.그러나 2차 응용소재로의 개발이 용이하지 않아 시장 활용성이 소재가 갖는 고기능에 비하여 많이 보급되고 있지 않은 관계로 비용도 고가로 유지되고 있는 실정이다.또한 고기능 단열소재를 자유로이 활용 할 수 있는 기술또한 필요한 실정이다.

본 발명의 출원인은 에어로젤을 무기, 유기물과 혼합하거나 부직포에 흡착하여 쓰는 기술과 달리 본 출원인은 에어로젤 응용 소재로 열,전자기파,고온고압 기기를 이용한 다중구획 에어로젤 충진 소재를 출원한 바 있다.본 출원은 구현하고자 하는 소재의 일측면소재(2)가 사전에 에어로젤을 담을 수 있는 구조로 성형이 되어 있거나, 일측면이 공정상에서 가열 진공 흡착 성형이 되도록 진공 흡착 성형틀(8)(14)을 이용하여 에어로젤을 가둘 수 있는 미세 구획 공간에 가둔 후 다른 일 측면 소재를 가압 가열틀(7)(12) 등을 이용하여 합사,용접한 형태로 대량의 롤원단 또는 판재로 에어로젤 및 단열성 소재 파우더, 미세알갱이를 다중 구획 충진 소재를 구현하는 방법으로 일반 섬유원단, 가죽, 레자, 유기무기 화학소재 필름, 금속.고온방열 소재 판재 등 다양한 크기나 모양의 다중 구획에 에어로젤 등 단열 충진부를 형성하는 소재기술로, 에어로젤을 감싸는 외부소재와 에어로젤 충진부의 두께, 기타 혼합물과의 구성비율에 따라 사용하고자 하는 다양한 기능으로 건축재, 의류, 신발, 포장재, 산업용, 항공우주, 군사용 소재 등으로 사용되는 원단과 형상의 변형이 용이한 패널, 성형된 패드 등 기존 사용에 기술적 제약으로 폭넓은 시장을 갖지 못한 에어로젤의 시장성에 기여하여 단열소재, 방음재, 충격 흡수재 등 관련 시장 적용에 많은 변화가 예상되며 친환경 에너지 저감 소재로서 기여할 수 있다.

본 출원인이 상변화물질 미세구획 충진 시트와 흡착 충진시트를 개발하는 과정의 기술을 접목한 것이고 관련 기술의 연구 및 특허출원을 기초로 한다.

출원 특허:상변화물질 미세충진,시트 또는 박막원단

출원 번호:10-2009-0046344

출원 특허: 상 변화물질 흡착 충진 시트

출원 번호: 10-2010-0008890

출원 특허: 다중구획 에어로젤 충진소재

출원 번호: 10-2010-0051936

본 발명을 통해 만들어지는 진공 흡착 성형 다중 단열 충진 소재는 기존에는 에어로젤 등 고기능 파우더, 알갱이 형태의 소재들을 다양한 각각의 팩에 충진하거나, 유기 및 무기소재와 혼합한 도료 및 점착재로 또는 부직포에 흡착하여 외부를 감싼 블랑켓 소재로 사용하였으나, 본 발명에서는 에어로젤의 원료형태 또는 에어로젤을 기타 혼합재와 혼합한 젤타입의 액상형태로 혼합하여 소재의 쓰임에 맞도록 하고, 에어로젤 충진부가 스며나옴이 없이 가두어주는 다양한 기능을 갖는 외부 소재에 다양한 크기와 모양으로 설계되어 에어로젤 충진부가 형성되도록 만들어진 일측면 소재를 이용하여 충진하거나 일측면 소재를 가열부와 진공 흡착 성형틀(8)(14)를 이용하여 다중 구획 충진부를 형성 에어로젤 등 단열성 물질을 구획안에 가두도록 진공 흡착 성형하여야 한다.

이때 에어로젤 등 단열물질을 충진하는 충진재 주입기(9)의 기능은 충진물질의 기능에 맞게 공정 상에서 충진부가 형성된 구획에 일정한 양의 충진물질이(4)(11) 고르게 분포되도록 하는 것이 매우 중요하다.

또한, 충진된 소재의 단열기능으로 인해 가압 가열 봉압 부위가 용접되는 것을 방해하지 않도록 가압 가열 봉합부(3)에 에어로젤등 충진소재가 묻지 않도록 하여야 한다.

공정상 에서 다중 구획안에 고르게 분포 담겨 있는 충진소재를 윗 소재와 합사하기 위한 아래 소재와 밀착된 진공 흡착 성형틀(8)(14)은 다양한 크기와 모양으로 가압 가열틀(7)(12)과 열융착 및 봉합하도록 하는 기술이 필요하다.

또한, 일측 또는 양측의 가압부를 구성하는 가압 가열틀(7)(12)은 에어로젤의 단열 기능에 맞는 고온에 대응하는 고온, 방열 소재를 용융 및 봉합하는 기능을 필요로 하며, 판재로 구성되는 다중구획 에어로젤 충진소재 또한 그러하다.

또한 에어로젤및 충진 소재의 충진 구획을 구성하는 양측면 겉소재는 소재가 스미거나 베어 나오지 않으며 소재가 사용하는 용도가 극한 상황에도 대응 할 수 있는 극 저온소재에서 초고온 소재까지를 포함하는 소재로 구성된다.

본 발명의 구현을 위하여 필요한 기술은 다음과 같다. 에어로젤을 충진할 경우 에어로젤은 초경량 초소수성으로 인한 기능상 장점도 많으나 오히려 이로 인해 일반 기타 재료와 혼합이 잘 되지 않는 단점이 있으며 특히 용기 밖에서는 쉽게 흩날리거나 표면 가공이 용이하지 않는 단점 또한 있다.본 발명의 에어로젤 충진부(4)(11)를 형성하기 위하여 일정한 양의 에어로젤을 공정상에서 고르게 분포하여 충진하는 기술이 필요하다. 이를 위해 아래소재는 아래 진공 흡착 성형틀(8)(14)의 구획을 구분해주는 모양과 맞도록 성형된 밑소재(2)(5)를 사용하거나 공정상 장치된 가열기(10)로 가열한 후 소재를 합사하기 전에 진공 흡착 성형틀(8)(14)로 성형한 후 에어로젤 등 단열물질을 충진하도록 하며, 이때 충진재 주입기(9)는 일정한 압력으로 충진하도록 설계되며 특히, 에어로젤을 충진할 때 밑소재와 윗소재의 봉합부(3)에 에어로젤 등 단열물질이 묻지 않도록 스퀴지(미도시) 등으로 밀어내는 것이 중요하다.

이때, 윗소재는 충진 주입구 바로 뒷면에 밀착되어 가압 가열틀(7)(12)과 진공 흡착 성형틀(8)(14)에 의해 합사된다.

본발명인의 선행 출원인 에어로젤 다중 구획 충진 원단 기술의 원리를 응용한 진공 흡착 성형 충진소재는 파우더,미세 알갱이등 다중구획 충진 소재르의 대량 생산을 구현하게 하는 기술로 특히 에어로젤을 포함 하는 소재에 있어 원하는 크기의 다중 충진부,일정한 두께,소재의 일정한 평면을 유지하며,소재를 자유로이 구사 할 수 있는 기술로 실 생활에 다양하게 적용하는 의류,침구,인테리어.건축,가구,자동차,항공,선박 내 외장재로 사용 할수 있다.

본 발명의 구현으로 대량생산이 용이 하게 되는 장점이 있다.

기존 응용기술의 애로로 시장접근이 용이하지 못한점이 다양한 기술에 접목 할수 있는 기술로 인하여 보다 저렴하게 사용 할수 있도록 하는 기술이다.

소재응용의 다양화로 예를들어 방한 제품으로 응용할 경우 극한지역에 고립이 되더라도 동사하는 경우를 방지하는 기술로 사용 될수 있다.또한 에어로젤 응용 기술의 한계점을 상당부분 개선 할수 있어 시장 진입이 용이한 기술로 사용 할 수 있다.또한 에너지저감 시장에 사용될수 있는 소재로 건설,섬유,산업등에 다양 하게 기여 할 수 있는 기술이다.

도1은 다수의 구획으로 충진된 에어로젤 소재의 부분도.
도2는 진공 흡착 성형틀을 이용한 다중 구획 에어로젤 충진소재의 제조공정을 나타낸 도면.
도3은 본 발명에 따른 진공 흡착 성형틀의 부분도.

도1은 다수의 구획으로 충진된 에어로젤 소재의 부분도이고, 도2는 진공 흡착 성형틀을 이용한 다중 구획 에어로젤 충진소재의 제조공정을 나타낸 도면이고, 도3은 본 발명에 따른 진공 흡착 성형틀의 부분도이다.
도1 내지 도3을 참조하여, 본 발명에 따른 다중구획 에어로젤 충진 소재와 그 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 구현하기 위하여 미리 준비된 일측 밑소재((2)(5)는 도1에 도시된 바와 같이, 에어로젤 등 파우더형, 미세 알갱이를 가둘 수 있는 엠보 형태의 모양을 가지고 있는 소재를 사용하기도 하나 가열기(10)와 진공 흡착 성형틀(8)(14)을 지나며 에어로젤 등 단열소재를 가둘 수 있는 다중 구획의 충진부가 구현되어 진다. 이때, 소재충진 주입기(9)는 일정한 압력으로 에어로젤 등 단열물질을 진공 흡착 성형틀로 만들어진 밑소재의 다중 충진 구획(15)으로 고르게 밀어 넣고, 만일 흘러 내리게 되면 밑소재와 위소재의 봉합부분(3)에 에어로젤 등 단열물질이 끼어들지 않도록, 충진부 바로 뒷부분에 부착된 스퀴지 흡착롤이 봉합부(3)를 닦아내는 역할을 한다. 에어로젤이 충진된 밑소재는 도2에 도시된 바와 같이, 곧바로 충진재 주입기(9) 뒷면에 밀착되게 붙은 윗소재와 만나게 되며 이때 가압가열기(7)(12)와 진공 흡착 성형틀(8)(14)에 의해 압착되어 봉합부(3)를 형성하게 되며 하나의 원단으로 가공된다. 이때, 사용되는 진공 흡착 성형틀(8)(14)은 사용하고자 하는 기능과 용도에 맞도록 설계가 되어 후가공에 용이하도록 봉재라인 및 고주파 접합 라인,에어로젤 등 충진소재가 재단 때 새어나오지 않도록 미리 계획된 형상으로 설계되는 것을 특징으로 하며, 진공 흡착 성형틀(8)(14)이나 가압 가열 틀(7)(12)은 사용 용도에 따라 평면 또는 원형 롤 등으로 사용된다. 미리 정해진 2차 가공물을 위하여 디자인된 설계된 진공 흡착 성형틀(14)은 도3에 도시된 바와 같이 평면틀로 제작되어 사용될 수 있으며 진공 흡착이 구현되도록 공기라인(13)을 가지는 것을 특징으로 한다. 또한, 가압 가열틀(12)은 아래 진공 흡착 성형틀(14)과 맞닫는 봉합부분 라인이 대칭되도록 설계될 수 있다.

에어로젤.

Claims (7)

1. 삭제
2. 소재 합사 전, 밑소재(5)와 윗소재(6)를 가열하는 가열기(10)와;
   상기 가열된 밑소재(5)에 에어로젤을 가둘 수 있는 다중 구획의 충진부를 형성시키는 진공 흡착 성형틀(8)과;
   상기 형성된 다중 구획의 충진부에 에어로젤을 일정한 압력으로 충진하는 충진재 주입기(9)와;
   상기 밑소재(5)와 윗소재(6)의 봉합 부위에 흐르거나 묻어있는 에어로젤을 제거하는 스퀴지와;
   상기 에어로젤이 충진된 밑소재(5)와 상기 충진재 주입기(9) 후단에 밀착하여 붙은 윗소재(6)가 만나면, 밑소재(5)와 윗소재(6)를 합사 및 용융하여 하나의 소재로 용접하는 가압 가열틀(12)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진공흡착 다중구획 에어로젤 충진소재 제조장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 진공 흡착 성형틀(8)은
   원형 롤 또는 평면형의 틀로 구현되는 것을 특징으로 하는 진공흡착 다중구획 에어로젤 충진소재 제조장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 진공 흡착 성형틀(8)은
   진공흡착을 수행하도록 공기 라인(13)을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공흡착 다중구획 에어로젤 충진소재 제조장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 소재 합사 전, 밑소재(5)와 윗소재(6)를 가열하는 과정과;
   진공 흡착 성형틀(8)을 이용하여, 상기 가열된 밑소재(5)에 에어로젤을 가둘 수 있는 다중 구획의 충진부를 형성시키는 과정과;
   상기 형성된 다중 구획의 충진부에 일정한 압력으로 에어로젤을 충진하는 과정과;
   상기 밑소재(5)와 윗소재(6)의 봉합 부위에 흐르거나 묻어있는 에어로젤을 제거하는 과정과;
   상기 에어로젤이 충진된 밑소재(5)와 충진재 주입기(9) 후단에 밀착하여 붙은 윗소재(6)가 만나면, 밑소재(5)와 윗소재(6)를 합사 및 용융하여 하나의 소재로 용접하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공흡착 다중구획 에어로젤 충진소재 제조방법.
   
   
   
   
   

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