KR20070002047A - 밀봉 엣지를 갖는 열 차폐물 - Google Patents

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KR20070002047A
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비. 주니어 프리버거 사무엘
디. 셀리스 티머시
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Abstract

열 차폐물은 반사면을 갖는 제1층과, 열융해가능한 층을 갖는 제2층과, 절연층 및 보강층을 갖는 제3층과, 압력감응성 접착제로 구성된 제4층을 포함한다. 상기 층들의 엣지는 공통의 외주를 형성하기 위해 서로 정렬되며, 이러한 공통의 외주에는 열 및 압력이 인가되어 열융해가능한 층을 다른 층에 융해시키고 층들을 다른 층에 접합시킨다. 상기 열융해가능한 층은 외주상에 층들 사이의 유체 확산을 방지하는 밀봉부를 형성한다.
열전달, 열융해, 알루미늄 포일, 폴리머, 폴리에스테르, 접착제, 유리섬유, 금속 코팅, 밀봉부, 반사면

Description

밀봉 엣지를 갖는 열 차폐물{HEAT SHIELD HAVING A SEALED EDGE}
본 발명은 복사열원에 노출되는 물품을 보호하기 위한 열 차폐물에 관한 것이다.
배기 매니폴드 등과 같은 열원 근처나 엔진 격벽에 배치되는 자동차 부품과 항공기 부품 및 잠수함 부품들은 고온의 복사 열전달을 포함한 거친 열환경에 노출된다. 또한, 자동차나 항공기 또는 보트의 엔진과 배기시스템 및/또는 변속기 및 차실(車室) 등과 같은 열원들 사이에는 불필요한 열전달이 발생될 수도 있다.
열원으로부터 이에 인접한 다른 부품으로의 열전달을 감소시키기 위하여, 다수의 중첩층으로 구성된 절연패널을 사용하는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 패널을 포함하는 절연층은 예를 들어 알루미늄 포일 등과 같은 반사면과, 직조된 유리섬유 등과 같은 온도저항성 절연 스크림층과, 절연패널을 부품이나 구조물에 부착하기 위해 압력감응성 접착제를 갖는 덧대임층을 포함한다.
이러한 절연패널은 복사 열전달을 감소시키는데 효과적이지만; 오일, 가솔린, 에틸렌 글리콜 등과 같은 엔진 냉각제와, 거의 모든 환경에 포함되어 있는 물 뿐만 아니라 작동액 등을 포함하는 오염 유체에 노출되는 경우에는 때로는 사용하기에 부적절하다. 이러한 유체는 패널의 노출된 엣지를 통해 여러 층들을 관통하 여 패널에 축적되려는 경향을 띈다. 이것은 패널의 절연 효과를 감소시키며, 때로는 부식과 악화를 가속시키기도 한다. 만일 유체가 인화성이라면, 패널은 화재의 위험을 갖게 된다. 따라서, 상술한 바와 같은 단점을 유발시키지 않고, 유체가 존재하는 곳에 사용될 수 있는 열 차폐물을 형성하는 절연패널을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 복사 열전달의 감소에 효과적인 열 차폐물에 관한 것이다. 상기 열 차폐물은 반사면과 제1엣지를 갖는 제1층과, 상기 제1층에 놓이는 융해가능한 물질을 갖는 제2층을 포함한다. 상기 제2층은 제1엣지와 정렬되는 제2엣지를 갖는다. 열 차폐물은 제2층에 놓이는 제3층을 포함한다. 상기 제3층은 제1층 및 제2층의 제1엣지 및 제2엣지와 정렬되는 제3엣지를 포함한다. 제2층의 일부는 제1엣지 내지 제3엣지를 따라 제1층 및 제3층에 융해되고 이러한 엣지를 따라 밀봉부를 형성하므로써, 유체가 여러 층들 사이로 관통하는 것을 방지한다.
상기 제1층은 알루미늄 포일을 포함하며, 제2층은 폴리에스테르 등과 같은 비직조 폴리머를 포함한다. 제3층은 또 다른 알루미늄층을 포함하거나 또는 열 차폐물이 표면이나 구조물에 편리하게 부착될 수 있게 하는 압력감응성 접착제 기판이 될 수도 있다. 절연층은 제1층과 제2층 사이에 배치될 수 있다. 이러한 층은 직조된 유리섬유 기판을 포함하며, 이러한 유리섬유는 고온용으로 사용하기에 적합하다.
도1은 본 발명에 따른 열 차폐물의 사시도.
도2는 열 차폐물의 다른 실시예에 대한 사시도.
도3은 열 차폐물의 또 다른 실시예에 대한 사시도.
도4는 열 차폐물의 다른 실시예에 대한 확대사시도.
도1은 본 발명에 따른 열 차폐물(10)의 실시예에 대한 사시도이다. 열 차폐물(10)은 부품을 보호하거나 구조물의 일부를 절연하기 위해 차폐물(10)이 설치되었을 때, 열원과 대면하도록 배치된 반사면(14)이 구비된 제1층(12)을 포함한다. 상기 제1층은 실질적인 용도를 위하여 0.001 인치 내지 0.02 인치 범위의 두께를 갖는 알루미늄 포일 기판을 포함한다. 강철 등과 같은 기타 다른 금속도 사용될 수 있다.
제1층(12)은 열융해가능한 물질로 형성된 제2층과 중첩된다. 제2층(16)은 폴리에스테르 등과 같은 폴리머로 제조된 비직조 물질이다. 비직조 물질로 이루어진 층의 두께는 0.05 인치 0.25 인치 범위에 속하며, 약 245℃ 내지 265℃ 사이의 온도범위에서 융해될 수 있다. 제3층(18)은 제1층(12)과 대향한 쪽에서 제2층에 놓이며, 제2층(16)은 제1층과 제3층 사이에 협지된다. 상기 제3층(18)은 제1층처럼 반사면을 포함하거나, 또는 압력감응성 기판층일 수도 있으며, 이러한 압력감응성 기판층은 열 차폐물(10)을 부품이나 하기에 서술되는 기타 다른 구조물에 부착하기 위한 수단을 제공한다.
각각의 층(12, 16, 18)은 적어도 하나의 엣지(12a, 16a, 18a)를 가지며; 이러한 엣지들은 서로 정렬되어, 열 차폐물(10)의 외주(22)의 일부(20)를 형성한다. 상기 층(12, 16, 18)은 적어도 엣지(12a, 16a, 18a)를 따라 열과 압력을 인가하므로써 서로 결합되어 있지만, 외주(22)를 형성하는 모든 엣지를 따라 연속적으로 형성되는 것이 바람직하다. 초음파 회전 다이, 초음파 다이 스탬핑, 가열된 회전 다이, 고온 다이 스탬핑 등과 같이, 열 및 압력을 인가하는데는 여러 방법이 사용될 수 있다. 압력을 인가하기 위해서는 엣지의 주름이 사용될 수 있으며, 외주에 직접 적용되는 화염 또는 화염 절단은 열을 인가하게 된다.
상기 열과 압력은 이러한 열과 압력이 인가되는 여러 엣지와 이러한 엣지의 근처에서 제2층(16)의 일부를 용융시킨다. 이에 의해, 제2층(16)은 제1층 및 제3층(12, 18)과 접합되며, 제2층이 냉각되어 융해되었을 때 열 차폐물(10)을 형성하도록 상기 층들을 서로 결합시킨다. 용융 및 융해로 인해, 상기 제2층(16)은 엣지를 따라 유체가 층들(12, 16, 18) 사이로 확산되는 것을 방지하는 밀봉부(24)를 형성하게 되며; 이러한 밀봉부가 제공되지 않을 경우에는 유체가 층들 사이로 확산하게 된다. 상기 밀봉부(24)는 열 차폐물의 전체 외주(22)의 주위로 완전히 연장된다. 제1층 및 제3층(12, 18)과 제2층(16) 사이의 침투를 증가시키기 위하여, 엣지의 영역에서 제1층 및 제3층 모두를 용융시킬 수도 있고 또는 제1층이나 제3층중 어느 한 층을 용융시킬 수도 있다. 엣지(12a, 16a, 18)를 따라 층을 결합시키면, 특히 엣지가 전체 외주(22) 주위로 결합되었을 때 열 차폐물(10)의 박리를 방지하는데 도움을 준다.
도2에는 절연층/보강층(28)과 마찬가지로 외층(12, 18) 사이에 협지된 열융해가능한 층(16)을 갖는 열 차폐물(26)이 도시되어 있다. 상기 절연층/보강층(28)은 거친 메시를 갖는 직조된 유리섬유 스크림 등과 같이, 강인한 내열성 절연기판이다. 상기 스크림에 의해, 보강층(28)은 열 및 압력이 외주(22)에 인가되어 층들을 서로 접합시킬 때, 열융해가능한 층(16)의 내부에 쉽게 매립될 수 있다. 유체가 층들 사이로 확산되는 것을 방지함과 함께, 층(16)의 용융 및 융해에 의해 외주(22)를 따라 형성된 밀봉부(24)는 절연층/보강층(28)을 둘러싸도록 작용하므로써, 예를 들어 유리섬유가 외주로부터 외측으로 연장되는 것을 방지한다.
도3은 본 발명에 따른 열 차폐물(30)의 다른 실시예를 도시하고 있으며; 이러한 열 차폐물(30)은 반사면(14)이 구비된 층(12)과, 열융해가능한 층(16)과, 압력감응성 접착제 기판(32)의 형태를 취하는 층(18)을 포함한다. 상기 접착제 기판(32)은 보호성 종이층(34)를 가지며; 이러한 종이층은 열 보호를 위하여 열 차폐물(30)을 부품이나 구조물에 접착가능하게 부착하고자 할 때 제거될 수 있다.
도4는 열 차폐물(40)의 또 다른 실시예에 대한 확대도를 도시하고 있으며, 이러한 도면에서 제1층(42)은 제2층(44)의 표면에 침착되는 금 또는 알루미늄 등과 같은 금속제 코팅을 포함한다. 우주선 용도 등과 같이 금은 높은 반사성이 요구될 때 유리하다. 금 또는 기타 다른 금속은 스퍼터 또는 진공증착 기법을 통해 침착된다. 제2층(44)은 금속 코팅을 위한 부드러운 표면을 제공하므로써 효과적인 반사면을 제공하는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 바람직하다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 용융점이 매우 낮으므로, 열 및 압력이 외주에 인가되어 차폐물의 외주 주위에 밀봉부를 형성할 때, 절연층/보강층(46) 및 압력감응성 접착층(48) 또는 기타 다른 층에 용이하게 융해될 수 있다.
본 발명에 따른 열 차폐물의 제조는 열 차폐물의 외주를 따라 엣지에 열 및 압력을 인가하는 소노본드 초음파 용접기 또는 브랜슨 초음파 용접기를 이용하여 양호하게 실행된다. 고온면이나 다이 사이의 엣지를 클램핑하는 등의 기타 다른 기법은 외주(22) 주위에 밀봉부(24)를 형성하는데 효과적이다.
본 발명에 따른 열 차폐물은 복사열의 전달을 방지하기 위해 열원과 차실 사이에서 차량 새시에 인가된다. 열원의 실시예로는 배기 파이프, 엔진 격벽, 변속기 등이 포함된다. 이러한 부속품들은 밀봉된 엣지를 갖고 있기 때문에, 유체가 사용되는 곳에서는 본 발명에 따른 열 차폐물이 특히 유용하게 사용된다. 예를 들어, 열 차폐물은 유체와의 접촉에 의해 열 차폐물이 오염될 위험없이 제동시스템의 마스터 실린더, 파워스티어링 펌프 또는 압력유체 저장조, 유체 방풍와셔 저장조, 또는 엔진 라디에이터 주위에 배치될 수 있다.

Claims (18)

  1. 반사면 및 제1엣지를 갖는 제1층과,
    상기 제1층에 놓이는 열융해가능한 물질을 포함하고, 상기 제1엣지와 정렬되는 제2엣지를 갖는 제2층과,
    상기 제2에 놓이고, 상기 제1엣지 및 제2엣지와 정렬되는 제3엣지를 갖는 제3층을 포함하며,
    상기 제2엣지를 따른 제2층의 일부는 제1엣지 및 제3엣지를 따라 제1층 및 제3층에 융해되므로써, 상기 제1층과 제3층 사이에 밀봉부를 형성하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1층은 알루미늄 포일을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2층은 폴리머 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2층은 비직조 폴리에스테르 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제3층은 압력감응성 접착제 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1층과 제3층 사이에 배치되고 상기 제1엣지 내지 제3엣지와 정렬되는 제4엣지를 갖는 제4층을 부가로 포함하며; 상기 제4층의 일부는 제4엣지를 따라 상기 제2층에 융해되어, 제1층과 제3층 사이에 밀봉부를 형성하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제4층은 직조된 유리섬유 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제3층은 알루미늄 포일을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1층은 금속 코팅을 포함하며, 상기 제2층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하며, 상기 금속 코팅은 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트상에 침착되는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  10. 반사면과 제1외주를 갖는 제1층과,
    제2외주를 가지며, 상기 제1층에 놓이는 열융해가능한 물질을 포함하는 제2 층과,
    제3외주를 가지며, 상기 제2층에 놓이는 제3층을 포함하며,
    상기 제1외주는 제1층을 둘러싸고, 상기 제2외주는 제2층을 둘러싸고, 상기 제3외주는 제3층을 둘러싸며; 상기 제2외주 및 제3외주는 서로 정렬되며; 상기 제2외주를 따른 제2층의 일부는 제1외주 및 제3외주를 따른 제1층 및 제3층에 융해되어, 제1층과 제3층 사이에 밀봉부를 형성하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1층은 알루미늄 포일을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2층은 폴리머 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2층은 비직조 폴리에스테르 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제3층은 압력감응성 접착제 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  15. 제10항에 있어서, 상기 제1층과 제3층 사이에 배치되고, 제4외주를 갖는 제4 층을 부가로 포함하며; 상기 제4외주는 제4층을 둘러싸며; 상기 제4외주는 제1외주 내지 제3외주와 정렬되고; 상기 제4층의 일부는 제4외주를 따라 제2층에 융해되므로써, 층들을 둘러싸는 밀봉부를 형성하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제4층은 직조된 유리섬유 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  17. 제10항에 있어서, 상기 제3층은 알루미늄 포일을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
  18. 제1외주를 갖는 알루미늄 포일층과,
    제2외주를 가지며 상기 알루미늄 포일층에 놓이는 유리섬유층과,
    제3외주를 가지며 상기 유리섬유층에 놓이는 폴리에스테르층과,
    제4외주를 가지며 상기 폴리에스테르층에 놓이는 접착제 층을 포함하며,
    상기 제1외주 내지 제4외주는 서로 정렬되며, 상기 제2외주를 따른 폴리에스테르층의 일부는 알루미늄 포일층에 융해되고, 상기 제1외주와 제3외주 및 제4외주를 따른 유리섬유층 및 접착제층은 층들 사이에 밀봉부를 형성하는 것을 특징으로 하는 열 차폐물.
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