KR101404239B1 - 다층 박막 진공단열재 - Google Patents
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Abstract
제1 박막 진공단열층; 제1 박막 진공단열층에 적층되는 제2박막 진공단열층; 그리고 제1 박막 진공단열층과 제2 박막 진공단열층의 사이에 게재되는 접착제층을 포함하여 구성되는 다층 박막 진공단열재이다.
Description
본 발명은 진공단열재에 관한 것으로, 상세하게는 박막 진공단열층을 여러 개 적층하여 구성한 다층 박막 진공단열재에 관한 것이다.
진공단열재는 다공 심재의 외부에 얇은 막이 감싸진 것으로, 그 내부의 압력을 감소시켜 밀봉 처리한 단열재이다. 기체의 열전도 계수가 0에 가깝기 때문에 우수한 단열성능을 보인다. 그 외에도, 진공단열재는 에너지 효율이 높고, 안전하고, 위생적이며, 또한 가볍다.
이러한 특징을 갖는 진공단열재는 냉장고, 건물, 냉동 차량, 자판기 등에 널리 이용되고 있다. 특히, 건물 외벽에 진공단열재를 적용할 경우, 10% 이상의 에너지 절감 효과가 있기 때문에, 그린 홈이나 그린 오피스를 실현하는 건축물에서 핵심 자재로서 이용되고 있다.
도1은 단층 진공단열재의 구조를 보여주고 있다. 도1에 도시한 바와같이, 진공단열재는 외피재(10)와 심재(20)로 구성되어 있다.
그런데, 진공단열재가 건축용으로 사용되는 경우, 외피재(10)가 모르타르나 콘크리트 등의 소재와 접합되면서 외피재(10)가 손상될 수 있다. 이 경우, 진공 단열재의 내부 진공 상태가 해제될 수 있다. 진공단열재는 그 내부가 진공 상태를 유지하여야 단열 효과가 충분히 발휘되는데, 외피재(10)의 손상은 그 내부의 진공 상태를 해제시켜 진공단열재로서의 기능을 발휘하지 못하게 하는 결과를 초래한다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 종래에는 외피재의 물성을 강화하는 방향으로 그 해결책을 강구해왔다. 예를들어, 외피재의 표면 스크래치나 외부 열에 강하게 그 외피재의 물성을 강화시켜 왔다. 그러나, 이러한 방법으로는 외피재의 물성을 강화시키는데 한계가 있기 때문에, 외부로부터의 찍힘이나 강한 스크래치로부터 진공단열재의 기능을 유지시키는데 한계가 있어 왔다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로,
진공단열재의 외피재가 스크래치 등으로 손상을 입더라도 진공단열재의 기능이 저하되는 것에 주된 목적이 있고, 아울러 부수적 목적으로서 진공단열재의 무게나 부피를 최소화하고, 또한 여러 개의 진공단열재를 쉽게 연결하여 넓은 면적에도 쉽게 사용할 수 있는 진공단열재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 진공단열재는 다층 박막 진공단열재를 제공한다. 본 발명의 다층 박막 진공단열재는, 제1 박막 진공단열층; 제1 박막 진공단열층에 적층되는 제2 박막 진공단열층; 및 제1 박막 진공단열층과 제2 박막 진공단열층의 사이에 게재되는 접착제층을 포함하여 구성된다.
제2 박막 진공단열층은 2개 이상의 박막 진공단열층으로 구성될 수 있고, 2개 이상의 박막 진공단열층은 그 사이에 접착제층이 게재되어 서로 결합된다.
제1 박막 진공단열층, 제2 박막 진공단열층, 그리고 제2 박막 진공단열층을 구성하는 2개 이상의 박막 진공단열층들은 각각 0 mm 초과 2 mm 이하의 두께를 갖는 박막으로 구성된다. 이러한 박막 특성을 다층 박막 진공단열재의 전체 부피를 최소화하고, 또한 그 무게를 줄인다.
또한, 제1 박막 진공단열층, 제2 박막 진공단열층, 그리고 제2 박막 진공단열층을 구성하는 2개 이상의 박막 진공단열층들은, 각각 0 W/mK 초과 0.01 W/mK 이하의 열전도율을 갖는다. 박막 진공 단열층의 전도율은 설치 용도, 가격, 내구성 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.
2개 또는 3개 이상의 박막 진공단열층으로 구성되는 다층 박막 진공단열재는 그 측면을 계단 형태로 만들면, 여러 개의 다층 박막 진공단열재를 측면으로 넓게 연결하여 사용하는 것이 쉽다.
또한, 3개 이상의 박막 진공단열층으로 구성되는 다층 박막 진공단열재는 그 측면을 요철 형태로 만들면, 여러 개의 다층 박막 진공단열재를 측면으로 연결하여 넓게 사용하는데 편리하다.
여러 개의 층으로 구성되는 다층 박막 진공단열재는 측면을 고정하여 특정의 수단으로 블록화하여 사용하는 것이 바람직하다. 다층 박막 진공단열재의 블록화는 다층 박막 진공단열재의 측면을 테이프나 고정틀을 이용하여 고정하는 방법들을 사용할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 다층 박막 진공단열재는, 외측에 위치하는 하나의 진공단열층이 스크래치 등으로 그 외피재가 손상되더라도 그 안쪽에 존재하는 손상되지 않은 진공단열층에 의해 단열 기능이 유지되기 때문에, 전체적으로 볼 때 진공단열재의 기능이 유지될 수 있다.
본 발명의 다층 박막 진공단열재는 진공단열층을 박막으로 구성하기 때문에, 여러 층으로 적층되더라도 진공단열재의 전체 무게나 부피가 종래의 단층 진공단열재와 비교하더라도 늘어나지 않으며, 오히려 더 줄일 수도 있다.
또한, 다층 박막 진공단열재의 측면이 계단 형상이나 요철 형상으로 구성되므로, 여러 개의 진공단열재를 측면으로 연결하여 사용하기가 용이하며, 그 결과 넓은 면적을 요하는 시공에서 그 작업이 용이하다.
도1은 단층 진공단열재의 구조를 보여주고 있다.
도2a는 본 발명에 따른 제1 실시예인 2층 박막 진공단열재를 도시하고 있다.
도2b는 본 발명에 따른 제2 실시예인 3층 박막 진공단열재를 도시하고 있다.
도3a는 다층 박막 진공단열재의 측면을 요철 형상으로 구성한 예를 도시하고 있고,
도3b, 3c는 다층 박막 진공단열재의 측면을 계단 형상으로 구성한 예를 도시하고 있다.
도2a는 본 발명에 따른 제1 실시예인 2층 박막 진공단열재를 도시하고 있다.
도2b는 본 발명에 따른 제2 실시예인 3층 박막 진공단열재를 도시하고 있다.
도3a는 다층 박막 진공단열재의 측면을 요철 형상으로 구성한 예를 도시하고 있고,
도3b, 3c는 다층 박막 진공단열재의 측면을 계단 형상으로 구성한 예를 도시하고 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도2a는 본 발명에 따른 제1 실시예인 2층 박막 진공단열재를 도시하고 있다.
도2a에 도시한 바와같이, 2층 박막 진공단열재는 2개의 박막 진공단열층을 포개어 구성한 형태이다. 제1 박막 진공단열층(110)은 제1 박막 외피재(111)와 제1 심재(112)로 구성된다. 제2 박막 진공단열층(120)도 동일한 형태, 즉 제2 박막 외피재(121)와 제2 심재(122)로 구성된다. 제1 박막 진공단열층(110)과 제2 박막 진공단열층(120)의 사이에는 접착제층(211)이 개재되어, 제1 박막 진공단열층(110)과 제2 박막 진공단열층(120)을 물리적으로 결합한다.
건축용으로 사용되는 기존의 단층 진공단열재의 경우 그 두께가 보통 15~30 mm로 제조되지만, 본 발명에 이용되는 제1 박막 진공단열층(110) 또는 제2 박막 진공단열층(120)의 두께는 각 0 mm 초과 2 mm 이하, 바람직하게는 1 ~ 2 mm로 유지한다. 그래서, 여러 개의 박막 진공단열층을 적층하더라도, 전체 두께가 30 mm를 초과하지 않게 할 수 있다. 예를들어, 제1 박막 진공단열층(110) 또는 제2 박막 진공단열층(120)의 두께를 2 mm로 할 경우, 중간에 개재되는 접착체층(211)의 두께를 0.5mm로 가정하면, 6~12개의 박막 진공단열층을 적층하더라도 기존의 단층 진공단열대의 두께보다 작게 구성할 수 있다.
제1 박막 외피재(111) 또는 제2 박막 외피재(121)는 스테인레스 극박판을 사용할 수 있는데, 제1 박막 외피재(111) 또는 제2 박막 외피재(121)를 금속재료로 사용하게 되면 가스를 거의 투과시키지 않기 때문에 진공 유지가 양호하고, 단열 성능의 저하도 줄일 수 있다. 스테인레스 극박판은 그 두께가 보통 50~80㎛ 정도이다. 한편, 제1 박막 외피재(111) 또는 제2 박막 외피재(121)는 폴리머 필름과 알루미늄 호일을 다층으로 구성하여 사용할 수도 있다.
제1 심재(112) 또는 제2 심재(122)로는 유리섬유(fiberglass), SiO2 파우더, 에어로겔(Aerogel), PE 폼(foam), PS 폼(foam) 등을 사용할 수 있다.
제1 박막 진공단열층(110) 또는 제2 박막 진공단열층(120)의 제조는, 심재인 유리섬유를 일정시간 가열 및 적정 두께로 가압하는 단계, 가압 적층된 유리섬유를 다층 외피재로 감싸는 단계, 그리고 심재를 감싸고 있는 다층 필름 내부에 유기물 가스나 수분을 흡착하는 게터제를 삽입하여 진공 배기하는 단계 등의 과정을 거치게 된다.
제1 박막 진공단열층(110)과 제2 박막 진공단열층(120)이 준비되면, 제1 박막 진공단열층(110) 또는 제2 박막 진공단열층(120)의 일 표면에 접착제층(211를 도포하고, 결합하고자 하는 다른 제1 박막 진공단열층(110) 또는 제2 박막 진공단열층(120)을 그 위에 포갠 후 서로 결합시킨다. 접착제층으로 사용되는 접착제로는 에폭시, 우레탄, EVA, 실리콘, 고무 등의 유/무기 접착제를 사용하거나 양면 테이프를 사용할 수 있다.
도2b는 본 발명에 따른 제2 실시예인 3층 박막 진공단열재를 도시하고 있다.
도2b에 도시한 바와같이, 3층 박막 진공단열재는 3개의 박막 진공단열층을 포갠 형태로 구성되어 있다. 제1 박막 진공단열층(110)은 제1 박막 외피재(111)와 제1 심재(112)로 구성되고, 제2 박막 진공단열층(120)은 제2 박막 외피재(121)와 제2 심재(122)로 구성되며, 그리고 제3 박막 진공단열층(130)은 제3 박막 외피재(131)와 제3 심재(132)로 구성된다. 제1 박막 진공단열층(110)과 제2 박막 진공단열층(120)의 사이, 그리고 제2 박막 진공단열층(120)과 제3 박막 진공단열층(130)의 사이에는 접착제층(211,212)이 개재되어, 제1 박막 진공단열층(110)과 제2 박막 진공단열층(120), 그리고 제2 박막 진공단열층(120)과 제3 박막 진공단열층(130)을 각각 결합시킨다.
도2a와 도2b에서, 각각 2층과 3층으로 적층된 다층 박막 진공단열재를 도시하고 설명하였으나, 4개 이상의 박막 진공단열층이 적층된 다층 박막 진공단열재로 구성할 수도 있다.
2층, 3층, 4층, 그리고 그 이상의 층들을 구성하는 박막 진공단열층들은 각각 0 W/mK 초과 0.01 W/mK 이하의 열전도율을 갖도록 선택될 수 있다. 박막 진공 단열층의 전도율 선택은 설치 용도, 가격, 내구성 등이 고려될 수 있다.
한편, 다층 박막 진공단열재는 그 측면을 블록화 형태로 고정할 수 있다. 이러한 다층 박막 진공단열재의 블록화에는 다층 박막 진공단열재의 측면을 테이프나 고정틀을 이용하여 고정하는 방법 등이 사용될 수 있다.
도3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 다층 박막 진공단열재의 측면을 도시하고 있다. 도3a는 다층 박막 진공단열재의 측면을 요철 형상으로 구성한 예이고, 도3b와 도3c는 다층 박막 진공단열재의 측면을 계단 형상으로 구성한 예를 도시하고 있다
도3a에 도시한 바와같이, 다층 박막 진공단열재의 측면을 요철 형상으로 구성하면, 설치하는 벽의 넓이에 맞게 다층 박막 진공단열재를 여러 장 결합하여 사용하기 용이하다. 다층 박막 진공단열재의 측면과 측면 사이에는 그 결합을 더 견고히 하기 위해 접착체층이 더 추가될 수 있다.
도3b,3c에 도시한 바와같이, 다층 박막 진공단열재의 측면을 계단 형상으로 구성하여도, 여러 장의 다층 박막 진공단열재를 측면으로 넓게 연결하기가 쉬워진다.
여기서는, 요철이나 계단 형상을 예로하여 설명하였으나, 이외에도 다른 형상, 예를들어 나사산 형상, 반원 형상 등으로도 구성할 수 있다.
110: 제1 박막 진공단열층 111: 제1 외피재
112: 제1 심재 120: 제2 박막 진공단열층
121: 제2 외피재 122: 제2 심재
211: 접착제층
112: 제1 심재 120: 제2 박막 진공단열층
121: 제2 외피재 122: 제2 심재
211: 접착제층
Claims (8)
- 진공단열재에 있어서,
제1 박막 진공단열층;
상기 제1 박막 진공단열층 하부에 적층되는 제2 박막 진공단열층; 및
상기 제1 박막 진공단열층과 상기 제2 박막 진공단열층의 사이에 게재되는 접착제층을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 진공단열재에 있어서,
상기 제2박막 진공단열층 하부에 접착제층을 매개로 1개 이상의 박막 진공단열층이 추가로 적층되며,
상기 제1박막 진공단열층, 제2박막 진공단열층 및 추가로 적층되는 박막 진공단열층은 박막 외피재와 심재로 구성되되, 0 mm 초과 2 mm 이하의 두께를 가지고,
상기 박막 외피재는 스테인레스 극박판, 폴리머 필름 또는 알루미늄 호일 중 선택된 하나이고, 상기 심재는 유리섬유, SiO2, 에어로겔, PE 폼, PS 폼 중 선택된 하나이며,
상기 다층 박막 진공단열재는 측면이 계단 또는 요철 형태를 가지는 것으로 측면을 고정하여 블록화한 것을 특징으로 하는 다층 박막 진공단열재. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제1박막 진공단열층, 제2박막 진공단열층 및 추가로 적층되는 박막 진공단열층은 0 W/mK 초과 0.01 W/mK 이하의 열전도율을 가지는 것을 특징으로 하는 다층 박막 진공단열재.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 다층 박막 진공단열재는 측면을 테이프로 고정하여 블록화한 것을 특징으로 하는 다층 박막 진공단열재.
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KR20100090707A (ko) * | 2007-11-27 | 2010-08-16 | 아사히 화이바 구라스 가부시키가이샤 | 단열 패널 및 단열 구조 |
-
2010
- 2010-11-12 KR KR1020100112684A patent/KR101404239B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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