KR101283728B1 - 진공 단열재 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공 단열재의 구성 시에, 외피재의 보호층으로서 부직포층을 사용함으로서, 베리어 성능은 그대로 유지하면서, 베리어층의 높은 열전도율에 의해 단열재의 열성능이 저하되는 문제를 해결하는 것을 특징으로 한다.
진공 단열재, 외피재, 부직포, 베리어층, 알루미늄 증착 필름, 알루미늄 박
Description
본 발명은 진공 단열재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
진공 단열재는 심재, 상기 심재 중의 수분이나 가스 등을 흡착하는 게터재 및 심재를 둘러싸는 외피재를 포함하고, 상기 외피재의 내부가 진공 또는 감압된 상태로 형성된다.
일반적으로, 진공 단열재는, 외피재로 여러 층의 필름이 라미네이트 되어 형성되어 있으며, 각 필름은 3 가지 기능을 하는 필름으로 구성되어 있다. 즉, 상기 진공 단열재는 진공 단열재가 외부 충격으로부터 1차적으로 보호받을 수 있는 보호층(protectiong layer), 내부진공도 유지해주고, 외부 가스 및 수증기를 차단해주는 베리어층(barrier layer) 및 외피재가 밀착되어 패널 형태를 유지할 수 있게 해주는 실링층으로 구성되어 있다.
이 중에서 베리어층으로는 알루미늄 증착필름 또는 알루미늄 박 등을 사용할 수 있는데, 이 경우, 베리어층의 베리어 성능은 뛰어나지만, 자체 열전도율이 높기 때문에 베리어층을 따라 전달되는 열의 양으로 인해 진공 단열재의 전체적인 열 성능이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 진공 단열재의 구성 시에, 외피재의 보호층으로 부직포층을 사용함으로써, 배리어 성능은 그대로 유지하면서, 알루미늄 증착필름 또는 알루미늄 박 등을 포함하는 배리어층의 높은 열전도율에 의해 단열재의 열 성능이 저하되는 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 심재를 포함하는 코어부; 및 상기 코어부를 피복하고 있는 외피재를 가지고, 상기 코어부가 감압상태로 형성된 진공 단열재에 있어서,
상기 외피재가 하나 이상의 부직포층을 포함하는 진공 단열재를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 심재를 포함하는 코어부를 하나 이상의 부직포층을 포함하는 외피재로 포장하는 제 1 단계; 및
상기 외피재로 포장된 코어부를 감압하는 제 2 단계를 포함하는 진공 단열재의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 진공 단열재의 구성 시에, 외피재에 보호층으로서 부직포층을 사용함으로써, 배리어 성능은 그대로 유지하면서, 배리어층의 높은 열전도도에 의해 단열재의 열 성능이 저하되는 문제를 해결할 수 있다.
본 발명은 심재를 포함하는 코어부; 및 상기 코어부를 피복하고 있는 외피재를 가지고, 상기 코어부가 감압상태로 형성된 진공 단열재에 있어서,
상기 외피재가 하나 이상의 부직포층을 포함하는 진공 단열재에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 진공 단열재를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 진공 단열재(100)는 도 1에 나타난 바와 같이, 코어부(110)가 외피재(130)에 의해 피복되고, 상기 코어부(110), 즉 외피재(130)의 내부가 감압되거나 진공인 상태로 형성될 수 있다.
본 발명에서 심재는 코어부의 내부에 형성되며, 이 때 상기 심재를 구성하는 소재는 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서는, 진공 단열재의 제조 분야에서 통상적으로 사용되는 소재가 모두 사용될 수 있다. 일반적으로 진공 단열재에 사용되는 심재의 종류는, 열전도율이 낮고, 가스 발생이 적은 무기 또는 유기 소재이며, 본 발명에서는 상기와 같은 일반적인 소재가 대부분 사용 가능하다. 본 발명에서 사용할 수 있는 심재의 소재의 예로는, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 유리 섬유, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있다. 상기와 같은 소재는 섬유, 폼(foam) 또는 기타 다른 형태(ex. 글래스 울)로 심재로 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기와 같은 심재의 형상 및 크기(ex. 두께) 등은 특별히 제한되지 않고, 진공 단열재가 적용되는 용도에 따라서 적절히 변경될 수 있다.
본 발명에서 외피재는 코어부를 피복하고, 그 내부를 감압 또는 진공 상태로 유지하는 역할을 한다.
본 발명에서 사용할 수 있는 외피재의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 진공 단열재의 제조 분야에서 통상적으로 사용되는 소재를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 외피재는, 예를 들면, 도 2에 나타난 바와 같이, 코어부를 둘러싸고 있는 실링층(sealing layer)(140); 상기 실링층(140)을 둘러싸고 있는 베리어층(barrier layer)(150); 및 상기 베리어층(150)을 둘러싸는 부직포층(160)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실링층은 코어부를 피복하고, 코어부에 밀착되어 패널 형태를 유지할 수 있게 한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 실링층의 소재는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 폴리프로필렌 필름, 고밀도 폴리에틸렌 필름 또는 선상 저밀도 폴리에틸렌 필름 등의 폴리올레핀 수지 필름, 폴리아크릴로니트릴 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 또는 에틸렌-비닐알코올 공중합체 필름 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 실링층의 두께 등은 특별히 제한되지 않고, 진공 단열재가 적용되는 용 도에 따라서 적절히 변경될 수 있다.
본 발명의 베리어 층은 상기 실링층을 둘러싸고, 내부의 진공도를 유지하며, 외부의 가스 및 수증기를 차단하는 역할을 할 수 있다. 본 발명에서 상기 베리어층의 소재는 특별히 제한되지 않으며, 금속박 또는 수지 필름 상에 금속을 증착을 한 적층 필름(증착막 필름) 등을 사용할 수 있다. 상기 금속으로는 알루미늄, 동, 스테인레스 또는 철 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기에서 증착막은 증착법(deposition method) 또는 스퍼터링법(sputtering method) 등에 의하여 알루미늄, 스테인리스, 코발트 또는 니켈 등의 금속, 실리카, 알루미나 또는 탄소 등을 증착시켜 형성할 수 있으며, 기재가 되는 수지 필름으로는 당 업계에서 사용되는 일반적인 수지 필름을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 상기 베리어층으로 알루미늄 증착 필름 또는 알루미늄 박을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 베리어의 두께 등은 특별히 제한되지 않고, 진공 단열재가 적용되는 용도에 따라서 적절히 변경될 수 있다.
부직포층은 배리어층에 사용되는 알루미늄 증착 필름 등이 높은 열전도율을 가짐으로서, 단열재의 열성능이 저하되는 문제를 해결하기 위해 사용된다.
상기 부직포층은 상기 베리어층을 둘러싸며, 진공 단열재를 외부 충격으로부터 1차적으로 보호하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 부직포층은 베리어층의 높은 열전도율에 의해 단열재의 열 성능이 저하되는 문제를 해결할 수 있다.
본 발명에서, 상기 부직포층의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 부직포층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 0.10 mm 내지 1.00 mm 일 수 있다. 상기 부직포층의 두께가 0.10 mm 미만이면 진공 단열재의 열 성능이 저하될 우려가 있으며, 1.00 mm를 초과하면 제조 비용이 상승할 우려가 있다.
본 발명에서, 상기 코어부(110)는 도 3에 나타난 바와 같이, 게터재(170)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 게터재는 코어부에 포함되어, 코어부 내의 수분 또는 가스 등을 흡수하는 역할을 할 수 있다.
상기 게터재는 진공 단열재 분야에서 통상적으로 사용되는 성분을 사용할 수 있다. 본 발명에서는, 예를 들면, 상기 게터재로서, 실리카 겔(silica gel), 제올라이트(zeolite), 활성탄, 지르코늄 화합물, 바륨 화합물, 리튬 화합물, 마그네슘 화합물(ex. MgO), 칼슘 화합물(ex. CaO) 및 생석회 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있다.
본 발명의 게터제의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 상기 게터재를 일정 형상의 파우치 타입의 봉투에 밀봉할 수 있으며, 또한, 게터재가 일정 형상의 판상형일 수 있다.
상기 게터재의 코어부 내에서의 위치는, 진공 단열재의 평탄도가 확보될 수 있도록 배치된다면, 특별히 제한되지 않으며 심재의 내부에 삽입되거나 심재의 바깥쪽에 위치할 수 있다. 게터제가 심재에 내부에 삽입될 경우 상기 심재에 미리 홈을 형성한 뒤, 상기 게터재를 삽입할 수 있다.
본 발명에서 상기 게터제의 길이 및 두께 등은 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 적절히 조절될 수 있다.
본 발명에서 상기와 같은 진공 단열재를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에서는, 예를 들면, 심재를 포함하는 코어부를 하나 이상의 부직포층을 포함하는 외피재로 포장하는 제 1 단계; 및
상기 외피재로 포장된 코어부를 감압하는 제 2 단계를 포함하는 방법으로 진공 단열재를 제조할 수 있다.
본 발명의 제 1 단계는 코어부를 외피재로 피복하는 단계로, 상기 피복 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 코어부를 외피재 봉투에 넣은 뒤, 개구부를 융착하여 제조하거나 또는 코어부의 상부 및 하부에 외피재를 놓고 테두리를 가열 및 가압하여 코어부를 포장할 수 있다.
상기 제 1 단계에서 외피재로 피복되는 코어부는 심재를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 심재의 소재 및 형상은 전술한 바와 같다.
본 발명의 제 1 단계에서, 외피재는 실링층, 베리어층 및 부직포층을 포함할 수 있다. 상기 실링층, 베리어층 및 부직포층의 소재는 앞에서 전술한 바와 같다.
본 발명의 제 1 단계는 코어부에 게터재를 배치하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 게터재의 소재는 전술한 바와 같으며, 상기 게터재를 일정 형상의 파우치 타입의 봉투에 밀봉하거나 또는 일정 형상의 판상형 게터재를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 게터재는 심재의 소정 부위에 게터제를 직접 삽입하여 제조하거나, 또는 심재의 내부에 홈을 형성한 다음 형성된 홈에 게터재를 삽입하여 제조할 수 있다. 또한, 심재의 외부에 홈을 형성한 뒤, 상기 홈에 게터재를 위치시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 단계는 외피재로 피복된 코어부를 감압하는 단계로서, 이 경우 감압 방법은 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에서는, 예를 들면, 외피재의 소정 부위에 개구부를 형성하고, 진공 펌프 등의 통상의 수단으로 상기 개구부를 통해 내부를 감압한 후, 다시 개구부를 열융착 등의 방식으로 밀봉하여 상기 제 2 단계를 수행할 수 있다.
상기에서 코어부의 감압도는 특별히 제한되지 않으며, 진공 단열재 분야에서 통상적으로 적용되는 범위 내에서 감압 또는 진공화를 수행하면 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 진공 단열재를 나타낸다.
도 2 는 본 발명에 따른 진공 단열재의 외피재의 구성을 나타낸다.
도 3 은 게터재를 추가로 포함하는 본 발명에 진공 단열재를 나타낸다.
<도면 부호의 설명>
100 : 진공 단열재 110 : 코어부
120 : 심재 130 : 외피재
140 : 실링층 150 : 베리어층
160 : 부직포층 170 : 게터재
Claims (10)
- 심재를 포함하는 코어부; 및 상기 코어부를 피복하고 있는 외피재를 가지고, 상기 코어부가 감압상태로 형성된 진공 단열재에 있어서,상기 외피재는 코어부를 둘러싸고 있는 실링층; 상기 실링층을 둘러싸고 있는 베리어층; 및 상기 베리어층을 둘러싸고, 두께가 0.10 mm 내지 1.00 mm이며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 부직포층을 포함하는 진공 단열재.
- 제 1 항에 있어서, 심재는 유리 섬유, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 진공 단열재.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 베리어층은 알루미늄 증착 필름 또는 알루미늄 박인 진공 단열재.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 코어부는 게터재를 추가로 포함하는 진공 단열재.
- 제 7 항에 있어서, 게터재는 실리카겔, 제올라이트, 활성탄, 지르코늄, 바륨 화합물, 리튬 화합물, 마그네슘 화합물, 칼슘 화합물 및 생석회로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 진공 단열재.
- 심재를 포함하는 코어부를 실링층, 상기 실링층을 둘러싸고 있는 베리어층 및 상기 베리어층을 둘러싸고, 두께가 0.10 mm 내지 1.00 mm이며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 부직포층을 포함하는 외피재로 포장하는 제 1 단계; 및상기 외피재로 포장된 코어부를 감압하는 제 2 단계를 포함하는 진공 단열재의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서, 코어부에 게터제를 배치하는 단계를 추가로 포함하는 진공 단열재의 제조 방법.
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