KR102358952B1 - 유연성을 구비한 절연 플레이트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유연성을 구비한 절연 플레이트에 관한 것으로, 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 85 내지 90 중량부, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부, 분산제 4 중량부, 멜라민 피로인산염(pyrophosphate)으로 마련되는 난연제 30 중량부, 무기 충전재 10 중량부, 폴리에스테르섬유 5 중량부, 하이드록시에틸 셀룰로스(Hydroxyethyl cellulose) 1중량부를 포함하는 제1에어로겔 복합 도료를 통해 박막 구조의 제1절연층이 형성된 제1절연부; 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 120 내지 130 중량부, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부, 분산제 4 중량부, 멜라민 피로인산염(pyrophosphate)으로 마련되는 난연제 30 중량부, 무기 충전재 10 중량부, 폴리에스테르섬유 5 중량부, 하이드록시에틸 셀룰로스(Hydroxyethyl cellulose) 1중량부를 포함하는 제2에어로겔 복합 도료를 통해 박막 구조의 제2절연층이 형성된 제2절연부; 및 상하로 개방된 개방홀이 다수개 구비된 박막 구조의 페놀 폼(Phenolic foam)으로 마련되어, 하면상에는 상기 제1절연부가 점착 고정되고 상면상에는 상기 제2절연부가 점착 고정되는 연결 폼부;를 포함한다.

Description

유연성을 구비한 절연 플레이트 {INSULATION PLATE HAVING FLEXIBILITY}
본 발명은 구조적으로 유연성을 구비하여 굽힘 변형을 가하더라도 절연성의 저하가 거의 발생하지 않고 고도하게 유지 가능한 절연 플레이트에 관한 것이다.
에어로겔(Aerogel)이란 일반적으로 고체 상태의 물질로 젤에서 액체 대신 기체로 채워져 있는 형태를 의미하는데, 규소를 비롯해 알루미늄, 산화 주석, 크롬 등의 다양한 물질들을 이용해 겔의 고체 섬유성 구조를 유지하면서 내부의 액체를 제거한 뒤, 다시 기체를 채워넣는 방법을 통해 제조된다.
이와 같은 에어로겔은 일반적으로 우수한 절연 성능을 지니고 있어 절연이 요구되는 다양한 분야에 적용되고 있으며, 적용 형태에서부터 기능성의 정도까지 다양하게 개발되고 있다.
이러한 에어로겔의 절연 성능은 적용되는 환경의 고온화와 더불어 일정 수준의 외력에 의한 깨짐 혹은 균열의 발생에 많은 영향을 받게 되는데, 이러한 단점으로 인해 에어로겔을 기반으로 한 절연 구조체를 형성함에 있어 구조 혹은 강도상의 제약이 존재하기도 한다.
예를 들어, 에어로겔을 기반으로 한 절연 구조체에 구조적 변형이 요구되어 이에 따른 외력이 가해질 경우, 절연층을 이루는 에어로겔의 고체 섬유성 구조상에 균열이 발생하며 기능성의 저하 혹은 상실을 초래하게 되어 이를 보완하기 위해 유연성을 갖춘 절연 구조체를 개발하기 위한 시도가 지속적으로 이루어지고 있다.
이에 따라, 유연성을 구비한 절연 구조체를 제조하기 위해 마련된 종래기술에 대한 선행문헌에는 미국 등록특허공보 US 5792540호의"Flexible insulation panel and method of manufacture"(이하, '종래기술'이라고 함)이 있다.
하지만 종래기술을 비롯한 기존의 유연성을 구비한 절연 구조체를 제조하기 위해 제시된 기술들의 경우, 유연성의 부가에만 집중하는 과정에서 충분한 절연 성능의 제공이 힘들어지거나, 이와 반대로 충분한 절연 성능의 확보를 위한 다층 구조의 복합체를 형성하는 과정에서 오히려 각 층의 팽창 혹은 굽힘이 요구될 시 절연 성능을 고도하게 유지되게 하는 유연성을 충분히 확보하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 절연 성능을 복합적으로 증대시켜 제공하는 다층 박막 구조를 통해 고도한 절연 성능을 제공함과 동시에 구조적으로 유연성을 구비하여 굽힘 변형을 가하더라도 절연성의 저하가 거의 발생하지 않는 절연 플레이트를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 유연성을 구비한 절연 플레이트는, 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 85 내지 90 중량부, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부, 분산제 4 중량부, 멜라민 피로인산염(pyrophosphate)으로 마련되는 난연제 30 중량부, 무기 충전재 10 중량부, 폴리에스테르섬유 5 중량부, 하이드록시에틸 셀룰로스(Hydroxyethyl cellulose) 1중량부를 포함하는 제1에어로겔 복합 도료를 통해 박막 구조의 제1절연층이 형성된 제1절연부; 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 120 내지 130 중량부, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부, 분산제 4 중량부, 멜라민 피로인산염(pyrophosphate)으로 마련되는 난연제 30 중량부, 무기 충전재 10 중량부, 폴리에스테르섬유 5 중량부, 하이드록시에틸 셀룰로스(Hydroxyethyl cellulose) 1중량부를 포함하는 제2에어로겔 복합 도료를 통해 박막 구조의 제2절연층이 형성된 제2절연부; 및 상하로 개방된 개방홀이 다수개 구비된 박막 구조의 페놀 폼(Phenolic foam)으로 마련되어, 하면상에는 상기 제1절연부가 점착 고정되고 상면상에는 상기 제2절연부가 점착 고정되는 연결 폼부;를 포함한다.
그리고 유연성을 구비한 절연 플레이트는, 폴리비닐클로라이드(PVC, Polyvinyl Chloride) 재질의 실링 필름으로 마련되어, 상하로 상호 점착 연결되어 3층을 적층된 다층 박막 구조를 갖춘 상기 제1절연부, 연결 폼부 및 제2절연부를 내부에 수용하며 에워싸 밀봉시키는 실링 몸체부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결 폼부에 구비되는 다수의 상기 개방홀은 상측으로 갈수록 직경이 좁아지는 원뿔대 형태의 개방 공간을 형성하도록 마련될 수 있다.
아울러, 상기 연결 폼부의 상하 단면을 기준으로 다수의 상기 개방홀을 형성하는 상기 연결 폼부의 경사진 측면과 상기 연결 폼부의 상면과 하면이 만나는 모서리 부분은 모두 소정의 곡률로 굴곡진 라운드 형상을 갖출 수 있다.
또한, 상기 실링 몸체부는 상하로 상호 점착 연결되어 3층을 적층된 다층 박막 구조를 갖춘 상기 제1절연부, 연결 폼부 및 제2절연부의 복합체 상면, 하면, 측면을 덮는 복수개의 실링 필름으로 마련되며, 상기 제1절연부는 상기 실링 몸체부 중 상기 제1절연부, 연결 폼부 및 제2절연부의 복합체 하면을 덮는 실링 필름 상측에 상기 제1에어로겔 복합 도료를 코팅 처리하여 7.5 내지 7.8 mm의 두께로 형성되는 필름형 박막의 형태로 마련될 수 있다.
더불어, 상기 제2절연부는 상기 실링 몸체부 중 상기 제1절연부, 연결 폼부 및 제2절연부의 복합체 상면을 덮는 실링 필름 하측에 상기 제2에어로겔 복합 도료를 코팅 처리하여 5.8 내지 6.0 mm의 두께로 형성되는 필름형 박막의 형태로 마련될 수 있다,
또한, 상기 연결 폼부는 3.6 내지 4.0 mm의 두께로 마련될 수 있다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 절연 성능을 복합적으로 증대시켜 제공하는 제1절연부, 연결 폼부 및 제2절연부로 이루어진 다층 박막 구조를 통해 고도한 절연 성능을 제공할 수 있다.
둘째, 제1절연부, 연결 폼부 및 제2절연부의 상하 적층 구조상의 연결 폼부에는 다수의 개방홀이 특정 구조로 형성되어 제1절연부 및 제2절연부의 온도 혹은 압력 등의 환경 조건의 변화에 따라 막의 팽창 혹은 굽힘이 발생하더라도 충분한 가변 공간을 제공하여 막의 깨짐 혹은 균열이 쉽게 발생하지 않고 절연 성능의 저하 혹은 상실로 이어지는 문제를 해소할 수 있다.
셋째, 충분한 절연성과 더불어 유연성까지 갖춘 절연 플레이트로서, 적용 환경의 구조적 굴곡에 대응되어 설치 가능할 뿐만 아니라, 자체적인 구조적 변형을 거친 뒤 기능성의 상실 없이 사용 가능하다.
도1은 본 발명에 따른 유연성을 구비한 절연 플레이트의 적층 및 수용 구조를 도시한 단면도이다.
도2는 본 발명에 따른 유연성을 구비한 절연 플레이트의 팽창 혹은 굽힘 발생 시의 개방홀의 역할을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
1. 유연성을 구비한 절연 플레이트의 구성에 관한 설명
본 발명의 유연성을 구비한 절연 플레이트(100)는 가장 외부 몸체에 해당하는 실링 몸체부(110)를 기준으로 내부에 제1절연부(120), 연결 폼부(130) 및 제2절연부(140)가 상하로 순차 적층된 다층 박막 구조의 절연 구조체가 수용 설치된다.
이와 같은 유연성을 구비한 절연 플레이트(100)를 구성하는 실링 몸체부(110), 제1절연부(120), 연결 폼부(130) 및 제2절연부(140)의 구조적, 재질적 특성들은 결과적으로 고도한 절연 성능의 제공과 함께 우수한 유연성을 제공하기 위함인데, 여기서 유연성이라 함은 굽힘이 발생 시 제2절연부(140) 측(상측)으로 볼록한 부분이 형성되도록 구부러지는 경우에 더욱 적합하게 설계되어 있다.
제1절연부(120)는 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 85 내지 90 중량부, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부, 분산제 4 중량부, 멜라민 피로인산염(pyrophosphate)으로 마련되는 난연제 30 중량부, 무기 충전재 10 중량부, 폴리에스테르섬유 5 중량부, 하이드록시에틸 셀룰로스(Hydroxyethyl cellulose) 1중량부를 포함하는 제1에어로겔 복합 도료를 통해 박막 구조의 제1절연층이 형성되어 마련된 제1절연부(120), 연결 폼부(130) 및 제2절연부(140) 중 가장 아래 배치되는 절연필름에 해당한다.
여기서, 제1절연부(120)의 형성을 위해 이용되는 제1에어로겔 복합 도료는 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 85 내지 90 중량부, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부, 분산제 4 중량부, 멜라민 피로인산염(pyrophosphate)으로 마련되는 난연제 30 중량부, 무기 충전재 10 중량부, 폴리에스테르섬유 5 중량부, 하이드록시에틸 셀룰로스(Hydroxyethyl cellulose) 1중량부의 조성을 갖춤이 바람직하다.
우선, 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion)과 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)의 성분은 필름 형태의 전체적인 막 구조를 형성하며 해당 필름 상에 충분한 유연성을 부가하기 위한 성분으로, 가장 바람직하게는 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 85 중량부와 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부의 비율이 갖춰져야 한다.
이는 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion)이 90 중량부를 초과하거나 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)이 20 중량부를 초과할 경우 형성되는 막 구조 내부 아래 설명될 폴리에스테르섬유 및 난연제와의 작용을 통한 에어로겔 구조의 형성에 영향을 주어 절연 성능의 저하를 유발하는 문제점이 있으며, 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion)이 90 중량부 미만으로 첨가되거나 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)이 20 중량부 미만으로 첨가될 경우 충분한 막 구조상의 유연성이 부여되지 못하고 낮은 수준의 압력에 의한 막 굽힘 혹은 온도 변화에 따른 팽창에 의해 쉽게 막 균열 및 깨짐이 발생하는 문제점이 있기 때문이다.
다음으로, 분산제는 에어로겔 구조의 형성을 위해 이용되는 기존의 복합 도료 상에 적용되는 소듐 헥사메타포스페이트와 같은 성분으로 마련될 수 있으며, 바람직하게 4 중량부 함량을 갖춘다.
다음으로, 난연제는 기본적인 난연 성능의 부가를 위한 성분으로, 유연성 부가 및 막 구조 형성을 위해 첨부되는 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion)과 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)에 대한 반응성 혹은 작용성을 고려하여 멜라민 피로인산염(pyrophosphate) 30 중량부를 적용하는 것이 난연성능과 유연성의 균형적인 고도화를 위해 가장 바람직하다.
또한, 무기 충전재는 크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion)과 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)에 의해 형성되는 막 구조 상의 유연성에 대해 균형적인 일정 수준 이상의 경도를 갖출 수 있도록 하기 위해 적용되는 성분으로, 카올린(Kaolin)과 같은 성분으로 실시 가능하며, 10 중량부의 함량을 갖춤이 바람직하다.
다음으로, 폴리에스테르섬유는 크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion)과 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)에 의해 형성되는 막 구조 상의 내부에 미세다공성 섬유상 매트릭스 구조가 형성되어 에어로겔로서 기능할 수 있도록 하기 위한 성분으로, 5 중량부의 함량을 갖춤이 바람직하다.
이러한 폴리에스테르섬유가 5 중량부의 함량 수준을 초과할 경우 크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion)과 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)에 의해 제공되는 막 구조상의 유연성과 관련한 기능성의 제공 정도가 낮아지고, 폴리에스테르섬유가 5 중량부 미만의 함량을 갖출 경우 충분한 에어로겔 구조의 형성이 이루어지지 못하며 절연 성능의 저하로 이어지게 되는 문제가 있다.
또한, 하이드록시에틸 셀룰로스(Hydroxyethyl cellulose)는 증주제(Thickening Agent)의 역할을 수행하는 성분으로, 1중량부의 함량을 갖춤이 바람직하다.
실시에 따라, 이와 같은 조성의 제1에어로겔 복합 도료는 물, 발포제, 안료 등의 다양한 첨가제가 추가 적용 가능하나 앞 서 설명된 조성은 반드시 포함한다.
이와 같은 제1에어로겔 복합 도료는 추후 설명될 실링 몸체부(110)의 하부 실링 필름의 상면(실링 몸체부(110) 중 제1절연부(120), 연결 폼부(130) 및 제2절연부(140)의 복합체 하면을 덮는 실링 필름 상측)상에 코팅 처리되어 형성되는데, 제1에어로겔 복합 도료를 균일하게 코팅 처리 한 뒤, 100℃의 온도 환경에서 80분 내지 90분 가량 경화를 진행하여 막을 형성한다.
또한, 제1절연부(120)는 7.5 내지 7.8 mm의 두께로 마련되어 제1에어로겔 복합 도료의 조성이 갖춘 구성 및 함량에 기인한 기능성들의 발현이 최적화되어 제공되도록 함이 바람직하다.
연결 폼부(130)는 상하로 개방된 개방홀(130H)이 다수개 구비된 박막 구조의 페놀 폼(Phenolic foam)과 같은 절연 패널에 해당하고, 하면상에는 제1절연부(120)가 점착 고정되고 상면상에는 아래 설명될 제2절연부(140)가 점착 고정된다.
더욱 구체적으로, 연결 폼부(130)를 기준으로 한 제1절연부(120)와 제2절연부(140)의 상하 점착 고정의 작업은 접착제 조성물을 이용해 수행된다.
이 경우, 점착제 조성물은 '더원코리아(주)'사의 수성점착제 제품을 적용할 수 있으며, 이를 통해 형성되는 점착층은 0.0005 ㎛ 두께를 갖추도록 70℃ 내지 90℃의 온도 환경에서 점착제 코팅 장치의 처리 속도가 25 m/s에 맞춰 진행된다.
순서 상 제1절연부(120)의 상면에 점착제 조성물의 코팅이 이루어진 뒤 연결 폼부(130)가 상부에서부터 하부로 얹어져 점착 고정되고, 추후 제2절연부(140)의 하면에 점착제 조성물의 코팅이 이루어진 뒤, 연결 폼부(130)의 상부로부터 점착층이 아래 형성된 제2절연부(140)가 얹어져 점착 고정된다.
이와 같은 연결 폼부(130)의 상하로 개방되게 형성되는 다수의 개방홀(130H)는 패널 전체에 걸쳐 골고루 분포되어 있으며, 모든 개방홀(130H)의 구조가 도1에 도시된 바와 같이 상측으로 갈수록 직경이 좁아지는 원뿔대 형태의 개방 공간을 형성한다.
이는 아래 설명될, 제1절연부(120)를 형성하는 제1에어로겔 복합 도료와 제2절연부(140)를 형성하는 제2에어로겔 복합 도료 내 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion)과 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)의 함량 수준 차이에서 기인한 유연성의 수준 차이로 인해 굽힘이 발생되는 특정 방향에 대응되어 충분한 가변공간을 제공하기 위함이다.
구체적으로, 도2(a)와 같이 개방홀(130H)의 구조가 상측으로 갈수록 직경이 좁아지는 원뿔대 형태를 갖춤으로서 상측에 해당하는 제2절연부(140)으로 볼록한 부분이 나오게 굽힘이 발생할 경우 상대적으로 더욱 유연성이 높은 제2절연부(140)의 굽힘에 의한 가변공간을 더 넓게 제공할 뿐만 아니라, 도2(b)와 같이 제2에어로겔 복합 도료 내 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion)과 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)의 함량 수준에 의해 고온에 의한 팽창의 영향성이 더 큰 제2절연부(140)가 팽창되어 개방홀(130H) 내부로 수용될 수 있는 공간을 더욱 넓게 제공한다.
더 나아가, 연결 폼부(130)의 도2와 같이 상하 단면을 기준으로 다수의 상기 개방홀(130H)을 형성하는 연결 폼부(130)의 경사진 측면(131)과 연결 폼부(130)의 상면과 하면이 만나는 모서리 부분(132, 133)은 모두 소정의 곡률로 굴곡진 라운드 형상으로 마련된다.
이는 도2(a)와 같이 제1절연부(120) 및 제2절연부(140)에 외력에 의해 구조적인 굽힘이 발생되거나, 도2(b)와 같이 고온에 의해 막 구조의 팽창이 발생될 경우 연결 폼부(130)가 개방홀(130H)을 형성하는 연결 폼부(130)의 경사진 측면(131)과 연결 폼부(130)의 상면과 하면이 만나는 모서리 부분(132, 133)이 제1절연부(120) 및 제2절연부(140)의 막 구조상의 깨짐 혹은 균열을 유발시킬 수 있는 문제를 사전에 차단하기 위한 모따기 부분에 해당한다.
또한, 연결 폼부(130)는 3.6 내지 4.0 mm의 두께로 마련됨이 바람직하다.
제2절연부(140)는 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 120 내지 130 중량부, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부, 분산제 4 중량부, 멜라민 피로인산염(pyrophosphate)으로 마련되는 난연제 30 중량부, 무기 충전재 10 중량부, 폴리에스테르섬유 5 중량부, 하이드록시에틸 셀룰로스(Hydroxyethyl cellulose) 1중량부를 포함하는 제2에어로겔 복합 도료를 통해 박막 구조의 제2절연층이 형성되어 마련된 제1절연부(120), 연결 폼부(130) 및 제2절연부(140) 중 가장 위에 배치되는 절연필름에 해당한다.
여기서, 제2에어로겔 복합 도료를 구성하는 조성에 관해서는 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 120 내지 130 중량부, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부를 제외하고는 모두 같으므로, 중복되는 내용은 생략한다.
다만, 제2에어로겔 복합 도료는 제1에어로겔 복합 도료와 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 120 내지 130 중량부, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부에 대해 차별성을 두어 다소 절연 성능을 낮추더라도 유연성에 관해 더욱 기능성을 강화하고 있다.
이를 통해, 일정 방향(특히 상측에 해당하는 제2절연부(140) 측으로 볼록한 부분이 튀어나오게 굽힘이 발생하는 경우)으로 외력이 작용하여 구조적 굽힘이 이루어지는 경우, 제2절연부(140)는 제1절연부(120)에 비해 더욱 많은 휘어짐을 경험하더라도 더욱 쉽게 구조적 깨짐 혹은 균열이 막 구조상에 발생되지 않고, 다만 다소 낮아진 절연 성능을 상측에 접해진 연결 폼부(130)의 페놀 폼(Phenolic foam)이 지닌 절연 성능을 통해 보상받는다.
더욱이, 제2에어로겔 복합 도료는 추후 설명될 실링 몸체부(110)의 상부 실링 필름의 하면(실링 몸체부(110) 중 제1절연부(120), 연결 폼부(130) 및 제2절연부(140)의 복합체 상면을 덮는 실링 필름 하측)상에 코팅 처리되어 형성되는데, 제2에어로겔 복합 도료를 균일하게 코팅 처리 한 뒤, 100℃의 온도 환경에서 80분 내지 90분 가량 경화를 진행하여 막을 형성한다.
또한, 제2절연부(140)는 5.8 내지 6.0 mm의 두께로 마련되어 제2에어로겔 복합 도료의 조성이 갖춘 구성 및 함량에 기인한 기능성들의 발현이 최적화되어 제공되도록 함이 바람직하다.
이와 같이 상하로 상호 점착 연결되어 3층을 적층된 다층 박막 구조를 갖춘 제1절연부(120), 연결 폼부(130) 및 제2절연부(140)는 폴리비닐클로라이드(PVC, Polyvinyl Chloride) 재질의 실링 필름으로 마련된 실링 몸체부(110)에 의해 내부에 수용되어 에워싸져 밀봉 처리된다.
이를 위해, 실링 몸체부(110)는 제1절연부(120), 연결 폼부(130) 및 제2절연부(140)로 구성된 다층 박막 구조의 절연 구조체의 하부, 상부. 측부 모두에 실링되는 다수의 필름 복합체에 해당한다.
다시 말해, 실링 몸체부(110)는 제1절연부(120), 연결 폼부(130) 및 제2절연부(140)로 의 복합체 상면, 하면, 측면을 덮는 복수개의 실링 필름으로 마련된다.
2. 유연성을 구비한 절연 플레이트의 물성 시험에 관한 설명
본 발명에 따른 유연성을 구비한 절연 플레이트를 다양한 실시예로 마련하고 다양한 실시형태로 준비한 뒤, 아래와 같은 다양한 실험 방법들을 통해 도막의 기본적 절연성 및 굽힘 발생에 의한 절연성 유지력 등을 측정하였으며, 당업계의 기술자들에게 자명한 수단에 의한 성질 등을 정의하기 위한 목적으로 하기 실험 방법들을 이용하였다.
(1) 절연 플레이트의 준비
우선, 절연 플레이트 형성하기 위한 에어로겔 복합 도료 조성물은 아래 표1(단위: 중량부)과 같이 실시예1 내지 실시예 6에 걸쳐 조성의 차이를 두고 각각 제조하여 준비하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
제1에어로겔 복합도료 아크릴레이트 에멀젼 80 85 90 95 85 85
에틸렌 글리콜 20 20 20 20 10 30
폴리에스테르섬유 5 5 5 5 7 3
제2에어로겔 복합도료 아크릴레이트 에멀젼 110 120 130 140 120 120
에틸렌 글리콜 20 20 20 20 10 30
폴리에스테르섬유 5 5 5 5 7 3
- 제1에어로겔 복합 도료 : 분산제 4 중량부, 난연제(멜라민 피로인산) 30 중량부, 무기 충전재(카올린) 10 중량부, 증주제(하이드록시에틸 셀룰로스) 1중량부
- 제2에어로겔 복합 도료 : 분산제 4 중량부, 난연제(멜라민 피로인산) 30 중량부, 무기 충전재(카올린) 10 중량부, 증주제(하이드록시에틸 셀룰로스) 1중량부
위와 같은 조성으로 마련된 제1에어로겔 복합 도료를 폴리비닐클로라이드(PVC, Polyvinyl Chloride) 재질의 실링 필름으로 마련된 실링 몸체부(110)의 하부 상면 상에 균일하게 코팅 처리한 후, 100℃의 온도 환경에서 90분간 경화를 진행하여 제1절연부(120)를 7.8 mm의 두께로 형성하였다.
이에 이어, 위와 같은 조성으로 마련된 제2에어로겔 복합 도료를 폴리비닐클로라이드(PVC, Polyvinyl Chloride) 재질의 실링 필름으로 마련된 실링 몸체부(110)의 상부 하면 상에 균일하게 코팅 처리한 후, 100℃의 온도 환경에서 90분간 경화를 진행하여 제2절연부(140)를 5.8 mm의 두께로 형성하였다.
그 다음으로, 제1절연부(120)의 상면 상에 점착제 조성물을 이용해 코팅 장치의 처리 속도 25 m/s에 맞춰 점착층이 0.0005 ㎛ 두께를 갖추도록 85℃의 온도 환경에서 점착제 코팅을 진행하고, 이와 동시에 제2절연부(140)의 하면 상에도 동일한 점착제 조성물을 이용해 코팅 장치의 처리 속도 25 m/s에 맞춰 점착층이 0.0005 ㎛ 두께를 갖추도록 85℃의 온도 환경에서 점착제 코팅을 진행한다.
그리고는 상하로 개방된 개방홀(130H)이 다수개 구비되며 3.6 mm의 두께를 갖춘 박막 구조의 페놀 폼(Phenolic foam)과 같은 절연 패널에 해당하는 연결 폼부(130)를 제1절연부(120)의 상측과 제2절연부(140)의 하측 사이에 두고 상호 접하도록 적층되게 하여 점착 고정을 통한 다층 박막구조가 이루어지게 한 뒤, 최종적으로 폴리비닐클로라이드(PVC, Polyvinyl Chloride) 재질의 실링 필름으로 마련된 실링 몸체부(110)의 측부를 덮어 모든 측면에서 에워싸게 구조를 완성하였다.
(2) 절연성 및 굽힘 발생에 의한 절연성 유지력 검사
앞 서 준비된 실시예1 내지 실시예6의 절연 플레이트를 이용해 우선적으로 ASTM C177의 기준에 따른 온도별 열전도율의 수준을 시험한 뒤, 이에 이어 30회 가량의 반복적인 플레이트 굽힘 작업(90도 이상의 동일 수준의 굽힘 진행)을 반복 진행 한 뒤 다시 온도별 열전도율의 수준을 시험하였으며, 해당 결과는 아래 표2와 같다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
온도 전도성
(mW/mK)		 100℃ 4.1 4.2 4.3 4.5 4.0 4.9
150℃ 4.4 4.5 4.5 4.7 4.4 5.2
200℃ 4.6 4.6 4.8 5.1 4.7 5.3
굽힘
작업 후
온도 전도성
(mW/mK)		 100℃ 5.8 4.3 4.4 5.5 5.9 6.1
150℃ 6.3 4.7 4.6 5.9 6.3 6.7
200℃ 6.8 4.9 4.9 6.3 7.4 7.8
표2와 같이 실시예2 및 실시예3의 조성에 따라 제조된 제1에어로겔 복합 도료와 제2에어로겔 복합 도료를 이용해 절연 플레이트 형성할 경우, 절연 성능을 복합적으로 증대시킴과 동시에 균형적으로 충분히 우수한 유연성을 제공함으로써, 적용 환경의 구조적 굴곡에 대응되어 설치 가능할 뿐만 아니라, 자체적인 구조적 변형이 반복적으로 가해지더라도 절연성의 수준이 구조적 깨짐 혹은 균열에 의해 저하되거나 상실되는 문제가 최소화됨을 알 수 있다.
이에 더해, 기본적으로, 연결 폼부(130)에는 다수의 개방홀(130)이 특정 구조로 형성되어 제1절연부(120) 및 제2절연부(130)의 온도 혹은 압력 등의 환경 조건의 변화에 따라 막의 팽창 혹은 굽힘이 발생하더라도 충분한 가변 공간을 제공하여 막의 깨짐 혹은 균열이 쉽게 발생하지 않고, 결과적으로 이로 인한 절연 성능의 저하 혹은 상실로 이어지는 문제 역시 보충적으로 해결되게 된다.
본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 유연성을 구비한 절연 플레이트
110 : 실링 몸체부
120 : 제1절연부
130 : 연결 폼부
130H : 개방홀
140 : 제2절연부

Claims (7)

  1. 아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 85 내지 90 중량부, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부, 분산제 4 중량부, 멜라민 피로인산염(pyrophosphate)으로 마련되는 난연제 30 중량부, 무기 충전재 10 중량부, 폴리에스테르섬유 5 중량부, 하이드록시에틸 셀룰로스(Hydroxyethyl cellulose) 1중량부를 포함하는 제1에어로겔 복합 도료를 통해 박막 구조의 제1절연층이 형성된 제1절연부;
    아크릴레이트 에멀젼(Acrylate Emulsion) 120 내지 130 중량부, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol) 20 중량부, 분산제 4 중량부, 멜라민 피로인산염(pyrophosphate)으로 마련되는 난연제 30 중량부, 무기 충전재 10 중량부, 폴리에스테르섬유 5 중량부, 하이드록시에틸 셀룰로스(Hydroxyethyl cellulose) 1중량부를 포함하는 제2에어로겔 복합 도료를 통해 박막 구조의 제2절연층이 형성된 제2절연부; 및
    상하로 개방된 개방홀이 다수개 구비된 박막 구조의 페놀 폼(Phenolic foam)으로 마련되어, 하면상에는 상기 제1절연부가 점착 고정되고 상면상에는 상기 제2절연부가 점착 고정되는 연결 폼부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유연성을 구비한 절연 플레이트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유연성을 구비한 절연 플레이트는,
    폴리비닐클로라이드(PVC, Polyvinyl Chloride) 재질의 실링 필름으로 마련되어, 상하로 상호 점착 연결되어 3층을 적층된 다층 박막 구조를 갖춘 상기 제1절연부, 연결 폼부 및 제2절연부를 내부에 수용하며 에워싸 밀봉시키는 실링 몸체부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    유연성을 구비한 절연 플레이트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 폼부에 구비되는 다수의 상기 개방홀은 상측으로 갈수록 직경이 좁아지는 원뿔대 형태의 개방 공간을 형성하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
    유연성을 구비한 절연 플레이트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결 폼부의 상하 단면을 기준으로 다수의 상기 개방홀을 형성하는 상기 연결 폼부의 경사진 측면과 상기 연결 폼부의 상면과 하면이 만나는 모서리 부분은 모두 소정의 곡률로 굴곡진 라운드 형상을 갖추는 것을 특징으로 하는
    유연성을 구비한 절연 플레이트.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 실링 몸체부는 상하로 상호 점착 연결되어 3층을 적층된 다층 박막 구조를 갖춘 상기 제1절연부, 연결 폼부 및 제2절연부의 복합체 상면, 하면, 측면을 덮는 복수개의 실링 필름으로 마련되며,
    상기 제1절연부는 상기 실링 몸체부 중 상기 제1절연부, 연결 폼부 및 제2절연부의 복합체 하면을 덮는 실링 필름 상측에 상기 제1에어로겔 복합 도료를 코팅 처리하여 7.5 내지 7.8 mm의 두께로 형성되는 필름형 박막의 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는
    유연성을 구비한 절연 플레이트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2절연부는 상기 실링 몸체부 중 상기 제1절연부, 연결 폼부 및 제2절연부의 복합체 상면을 덮는 실링 필름 하측에 상기 제2에어로겔 복합 도료를 코팅 처리하여 5.8 내지 6.0 mm의 두께로 형성되는 필름형 박막의 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는
    유연성을 구비한 절연 플레이트.

  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결 폼부는 3.6 내지 4.0 mm의 두께로 마련되는 것을 특징으로 하는
    유연성을 구비한 절연 플레이트.
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