KR20120017298A - 고성능 단열 시스템 및 이를 이용하여 제조된 보온-보냉용 박스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고성능 단열 시스템 및 이를 이용하여 제조된 보온/보냉용 박스에 관한 것으로, 알루미늄 계열의 외피재가 갖는 표면 열방사율이 0.5이하인 진공 단열재와, 상기 진공 단열재의 일면에 결합되는 제1단열층 및 상기 진공 단열재의 타면에 결합되는 제2단열층을 포함하되, 상기 진공 단열재와 상기 제2단열층 사이에 공기층이 형성되거나, 상기 제1단열층과 상기 진공 단열재 사이, 상기 진공 단열재와 상기 제2단열층 사이 모두에 공기층이 형성된 단열시스템을 제공함으로써, 열반사 단열기능을 극대화시킬 수 있도록 하는 발명에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고성능 단열 시스템 및 이를 이용하여 제조된 보온/보냉용 박스에 관한 것으로, 진공 단열재(Vacuum Insulation Panel: V-Panel)와 단열층 상이에 공기층을 형성하여 열방사 효율이 극대화된 단열 시스템을 구축할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
진공 단열재는 가스나 수분의 투과율이 낮은 외피재와 진공상태를 부여한 코어재로 구성되어 열 차단 효과가 매우 우수하며, 폴리우레탄이나 스티로폼 같은 기존 단열재보다 수배 이상 단열성능이 높아 최근 수요가 증가하고 있는 첨단소재이다.
따라서, 상기와 같은 진공 단열재를 타 소재와 조합하여 단열 시스템을 적용한 사례들이 증가하고 있다.
그러나, 일반적 단열 시스템의 경우 외피재에 타 소재들이 밀착되어 진공 단열재가 갖는 고유의 열반사 단열기능이 정상적으로 구현되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 외피재의 표면 열방사율이 0.5이하인 진공 단열재를 사용하고, 타 소재로서 사용되는 단열층과 상기 진공 단열재 사이에 공기층을 형성함으로써, 진공 단열재가 갖는 고유의 열반사 단열 기능 및 복사열 차단 효과 등을 극대화 시킬 수 있도록 하는 고성능 단열 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 상술한 진공 단열 시스템을 이용하여 단열 성능이 극대화된 조립식 주택의 건축자재나 보온/보냉용 박스와 같은 제품을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 진공 단열 시스템은 외피재의 표면 열방사율이 0.5이하인 진공 단열재와, 상기 진공 단열재의 일면에 결합되는 제1단열층 및 상기 진공 단열재의 타면에 결합되는 제2단열층;을 포함하되, 상기 진공 단열재와 상기 제2단열층 사이에 공기층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 공기층은 상기 진공 단열재와 대향되는 상기 제2단열층의 표면에 형성된 엠보싱 패턴에 의해서 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 공기층은 상기 진공 단열재 및 상기 제2단열층 사이에 삽입되는 지지부재 의해서 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 상기 지지부재는 골판 또는 허니컴 부재인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기층은 상기 진공 단열재, 제1단열층 및 제2단열층 외부를 감싸는 실링재에 의해서 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
다음으로, 상기 실링재는 상기 제1단열층 또는 제2단열층과 일체형인 것을 특징으로 한다.
그 다음으로, 상기 공기층은 SF6 가스, N2, CO2, N2/O2 합성가스 및 He 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그 다음으로, 상기 제1단열층 또는 제2단열층은 유기 또는 무기 소재로 형성된 것을 특징으로 하되, 발포폴리스티렌(Expandabel Polystyrene; EPS), 폴리우레탄폼(Polyurethane foam) 및 글라스울(Glass Wool)중 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 한다.
그 다음으로, 상기 외피재는 최외곽층 구조로서 기재필름에 금속층이 코팅된 재질을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 기재필름은 PET, EVOH, PVOH, Nylon 및 PE 중 하나 이상을 포함하고, 상기 금속층은 알루미늄 또는 동(Copper)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 단열 시스템은 외피재의 표면 열방사율이 0.5이하인 진공 단열재와, 상기 진공 단열재의 일면에 결합되는 제1단열층 및 상기 진공 단열재의 타면에 결합되는 제2단열층을 포함하되, 상기 진공 단열재와 상기 제1단열층 사이 및 상기 진공 단열재와 제2 단열층 사이에 공기층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 보온/보냉 박스는 용기형(Vessel type) 몸체부 및 상기 몸체부를 밀봉시킬 수 있는 덮개부를 포함하되, 상기 몸체부 및 덮개부는 상술한 진공 단열 시스템으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고성능의 단열 시스템은 진공 단열재와 상기 진공 단열재를 감싸는 단열층 사이에 공기층을 형성함으로써, 진공 단열재가 갖는 열반사 단열 기능을 극대화 시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 열반사 단열 기능을 위하여 진공 단열재의 외피재 열 방사율이 0.5이하인 제품만을 이용하는데, 이로 인하여 진공 단열재 고유의 높은 단열 효과 이외에 복사열 차단 효과까지 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열시스템을 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 단열시스템들을 도시한 단면도들이다.
도 5는 본 발명에 따른 진공 단열시스템을 이용한 조립식 주택의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 진공 단열시스템을 이용한 보온/보냉 박스의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 단열시스템들을 도시한 단면도들이다.
도 5는 본 발명에 따른 진공 단열시스템을 이용한 조립식 주택의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 진공 단열시스템을 이용한 보온/보냉 박스의 일례를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 진공 단열재용 복합 필름 및 이를 적용한 진공 단열재에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열시스템을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1단열층(120) 상부에 진공 단열재(130)가 밀착 형성되고, 진공 단열재(130) 상부에 공기층(140)이 형성되고, 공기층(140) 상부에 제2단열층(150)이 형성된다.
여기서, "상부"는 각 소재의 외부 표면을 뜻하는 것으로, "하부"와 동일한 의미를 지닐 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 진공 단열 시스템(100) 중 제1단열층(120)이 최상부에 도시되는 경우에는 상기 상부가 모두 "하부"의 의미가 된다. 따라서, 본 발명에서는 도시된 "상부" 및 "하부"의 의미에 의해서 제한되지 아니한다.
이때, 본 실시예에서는 진공 단열재(140)와 제2단열층(150) 사이에 공기층(140)이 형성된 것을 그 주요 특징으로 한다. 그리고, 제1단열층(120) 및 제2단열층(150)은 각각 발포폴리스티렌(Expandabel Polystyrene; EPS), 폴리우레탄폼(Polyurethane foam) 및 글라스울(Glass Wool)중 하나 이상을 포함하는 유, 무기 단열재에 의해 형성된다.
다음으로, 공기층(140)을 형성하는 방법으로는 각 단열층 표면에 형성되는 엠보싱 패턴을 이용한 방법과, 별도의 지지부재를 사용하는 방법과, 외부 실링재에 의해서 내부에 공기층이 형성되도록 하는 방법이 있을 수 있다.
이하에서는 상기 각 실시예 들에 대하여 설명하는 것으로 한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 단열시스템들을 도시한 단면도들이다.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 제 2 실시예를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 제 3 실시예를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 제2단열층(240)의 표면 중 제1단열층(210)과 대향되는 면에 형성된 엠보싱 패턴(250)에 의해서, 진공 단열재(220)와 제2단열층(240) 사이에 공기층(230)이 형성되는 구조를 볼 수 있다. 이때, 엠보싱 패턴(250)은 단열층에 일체화된 형태로 형성된 것이며, 그 간격이나 분포는 각 단열 시스템이 사용되는 환경에 따라서 변화될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공 단열 시스템(200)은 제2단열층(240)으로부터 전달되는 복사열을 효율적으로 차단할 수 있는 구조를 갖는다.
도 3을 참조하면, 제2단열층(340)고 진공 단열재(320) 사이에 형성되는 지지부재(350)에 의해서 공기층(330)이 형성되는 구조를 볼 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 진공 단열 시스템(300)은 제2단열층(340)으로부터 전달되는 복사열을 효율적으로 차단할 수 있는 구조를 갖는다.
이때, 지지부재(350)는 골판 또는 허니컴 부재가 이용될 수 있는데 열반사 단열 효과를 극대화시키기 위해서는 상기 골판이나 허니컴 부재 또한 알루미늄이나 동(Copper) 재질로 형성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2단열층(440)과 진공 단열재(420) 사이에는 어떠한 부재도 삽입되지 않는 대신에, 외부를 감싸는 실링재(450)에 의해서 내부에 공기층(430)이 형성되도록 하는 구조를 갖는다.
이와 같은 경우 실링재(450)가 제1단열층(410) 또는 제2단열층(440)과 동일한 재질로 형성되어, 일체형의 진공 단열 시스템(400) 구조를 나타낼 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 진공 단열 시스템에 형성되는 공기층은 다양한 방법으로 형성될 수 있으며, 진공 단열재가 갖는 열반사 단열 효과를 극대화시킬 수 있도록 한다.
이때, 상기 도 2 내지 도 4의 실시예에서는 진공 단열재와 제2단열층 상이에만 공기층이 형성되는 구조를 나타내고 있으나, 실제로는 제1단열층과 진공 단열재 사이에도 형성될 수 있으며, 진공 단열재를 중심에 두고 양측에 모두 공기층이 형성되도록 할 수도 있다.
또한, 엠보싱 패턴, 지지부재 및 실링재 중 둘 이상이 혼합된 형태로 구비되어 공기층이 형성되도록 할 수도 있다.
여기서, 공기층 내부의 단열 효과를 극대화시키기 위하여 SF6 가스, N2, CO2, N2/O2 합성가스 및 He 중 하나 이상이 충전될 수 있다.
아울러, 상기 가스들은 단열 효과를 향상시키는 기능 이외에 내부 공간이 변형되지 않도록 유지시키는 역할도 한다.
다음으로, 본 발명에 사용되는 진공 단열재의 외피재는 최외곽층 구조로서 기재필름에 금속층이 코팅된 재질을 사용한다. 이때, 상기 기재필름은 PET, EVOH, PVOH, Nylon 및 PE 중 하나 이상을 포함하고, 금속층은 증착법(Evaporation) 또는 스퍼터링(Sputtering)으로 형성된 알루미늄 포일(Foil) 또는 동박(Copper)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조에 의하여 진공 단열재의 외피재가 갖는 열방사율이 0.5이하가 되는 소재를 사용할 때 본 발명에 따른 진공 단열 시스템의 효과가 극대화될 수 있다.
외피재의 열방사율이 0.5를 초과하여 1에 가까워질 경우 열반사 단열효과가 전혀 나타나지 못하고 있다. 또한, 표면 열방사율이 0에 가까워질수록 단열 시스템의 성능은 향상되고 있으나, 외피재의 열방사율을 0으로 만들기 위해서는 많은 비용과 노력이 필요하므로, 실용성을 감안할 때 외피재의 열방사율이 0.5이하인 진공 단열재를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
여기서, 본 발명에 따른 실시예로서 상기 도 2의 구조를 갖는 진공 단열 시스템을 1mX1m 의 크기로 제작하되, 외피재의 열방사율이 0.5인 진공 단열재를 사용한 경우와, 이에 따른 비교예로서 외피재의 열방사율이 0.6인 진공 단열재를 사용한 경우의 열관류율 값을 측정하였다.
그 결과, 본 발명에 따른 열방사율일 0.5인 실시예에서는 3.45 W/mK의 열관류율 값이 측정된데 반하여, 열방사율이 0.6인 비교예의 경우 5.82 W/mK의 열관류율 값이 측정되었다.
따라서, 본 발명에 따른 진공 단열 시스템의 단열 성능이 더 뛰어남을 알 수 있었으며, 이를 활용한 일례들을 살펴보면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 진공 단열시스템을 이용한 조립식 주택의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 진공 단열 시스템(500)을 이용하여 조립식 주택(580)을 구축한 것을 볼 수 있다.
이때, 진공 단열 시스템(500)은 상술한 구조를 따라서 제1단열층(510), 진공 단열재(520), 공기층(530) 및 제2단열층(540) 구조를 취하고 있으며, 지붕(550)을 받치는 벽면 구조물이나, 외벽재로 사용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 진공 단열 시스템은 고성능의 단열 및 열차단 효과를 요하는 건축자재들에 활용될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 진공 단열 시스템은 기타 실생활 용품에도 활용될 수 있으며, 그 대표적인 실례를 살펴보면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 진공 단열시스템을 이용한 보온/보냉 박스의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 진공 단열 시스템(600)을 이용하여 용기형(Vessel type) 몸체부(660) 또는 덮개부(650)를 형성한 보온/보냉 박스(680)를 볼 수 있다.
이때, 진공 단열 시스템(600)은 상술한 구조를 따라서 제1단열층(610), 진공 단열재(620), 공기층(630) 및 제2단열층(640) 구조를 취하며, 각 단열층이 외부 커버로서 형성될 수도 있다. 이 경우 각 단열층이 실링재로서 일체형으로 형성될 수 있으며, 동일한 소재를 사용하여 일체형으로 제조하는 만큼 비용이나 시간을 절감시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고성능의 단열 시스템은 진공 단열재의 외피재 열 방사율이 0.5이하인 제품을 이용하고, 진공 단열재와 상기 진공 단열재를 감싸는 단열층 사이에 공기층을 형성함으로써, 진공 단열재가 갖는 열반사 단열 기능을 극대화 시킬 수 있다.
따라서, 고성능의 단열 효율 및 열 반사 효율을 요하는 건축용 자재 등에 널리 활용될 수 있으며, 보온/보냉 박스와 같은 생활 용품에도 활용이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100, 200, 300, 400, 500, 600 : 진공 단열시스템
120, 210, 310, 410, 510, 610 : 제1단열층
130, 220, 320, 420, 520, 620 : 진공 단열재
140, 230, 330, 430, 530, 630 : 공기층
150, 240, 340, 440, 540, 640 : 제2단열층
250 : 엠보싱 패턴
350 : 지지부재
450 : 실링재
550 : 지붕
580 : 조립식 주택
650 : 덮개부
680 : 보온/보냉 박스
120, 210, 310, 410, 510, 610 : 제1단열층
130, 220, 320, 420, 520, 620 : 진공 단열재
140, 230, 330, 430, 530, 630 : 공기층
150, 240, 340, 440, 540, 640 : 제2단열층
250 : 엠보싱 패턴
350 : 지지부재
450 : 실링재
550 : 지붕
580 : 조립식 주택
650 : 덮개부
680 : 보온/보냉 박스
Claims (14)
- 외피재의 표면 열방사율이 0.5이하인 진공 단열재;
상기 진공 단열재의 일면에 결합되는 제1단열층; 및
상기 진공 단열재의 타면에 결합되는 제2단열층;을 포함하되,
상기 진공 단열재와 상기 제2단열층 사이에 공기층이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 공기층은
상기 진공 단열재와 대향되는 상기 제2단열층의 표면에 형성된 엠보싱 패턴에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 공기층은
상기 진공 단열재 및 상기 제2단열층 사이에 삽입되는 지지부재 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 지지부재는
골판 또는 허니컴 부재인 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 공기층은
상기 진공 단열재, 제1단열층 및 제2단열층 외부를 감싸는 실링재에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 실링재는
상기 제1단열층 또는 제2단열층과 일체형인 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 공기층은
SF6 가스, N2, CO2, N2/O2 합성가스 및 He 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제1단열층 또는 제2단열층은
유기 또는 무기 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 제8항에 있어서,
상기 제1단열층 또는 제2단열층은
발포폴리스티렌(Expandabel Polystyrene; EPS), 폴리우레탄폼(Polyurethane foam) 및 글라스울(Glass Wool)중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 외피재는
최외곽층 구조로서 기재필름에 금속층이 코팅된 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 제10항에 있어서,
상기 기재필름은
PET(Poly Ethylene Terephthalate), EVOH(Ethylene Vinyl Alcohol), PVOH(Polyvinyl alcohol), Nylon 및 PE(Poly Ethylene) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 제10항에 있어서,
상기 금속층은
알루미늄 또는 동(Copper)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 외피재의 표면 열방사율이 0.5이하인 진공 단열재;
상기 진공 단열재의 일면에 결합되는 제1단열층; 및
상기 진공 단열재의 타면에 결합되는 제2단열층;을 포함하되,
상기 진공 단열재와 상기 제1단열층 사이 및 상기 진공 단열재와 제2 단열층 사이에 공기층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 단열 시스템.
- 용기형(Vessel type) 몸체부; 및
상기 몸체부를 밀봉시킬 수 있는 덮개부;를 포함하되, 상기 몸체부 및 덮개부는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 진공 단열 시스템으로 이루어진 것을 특징으로 하는 보온/보냉 박스.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100079907A KR101203309B1 (ko) | 2010-08-18 | 2010-08-18 | 고성능 단열 시스템 및 이를 이용하여 제조된 보온-보냉용 박스 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100079907A KR101203309B1 (ko) | 2010-08-18 | 2010-08-18 | 고성능 단열 시스템 및 이를 이용하여 제조된 보온-보냉용 박스 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120017298A true KR20120017298A (ko) | 2012-02-28 |
| KR101203309B1 KR101203309B1 (ko) | 2012-11-20 |
Family
ID=45839276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100079907A KR101203309B1 (ko) | 2010-08-18 | 2010-08-18 | 고성능 단열 시스템 및 이를 이용하여 제조된 보온-보냉용 박스 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101203309B1 (ko) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100213405B1 (ko) | 1990-10-09 | 1999-08-02 | 아오키 히로시 | 고진공 단열방법 및 이에 이용되는 진공 단열재 |
| KR100485616B1 (ko) | 2002-01-07 | 2005-04-27 | 삼지원에스아이에스 주식회사 | 진공단열재를 이용한 플라스틱 박스 |
-
2010
- 2010-08-18 KR KR1020100079907A patent/KR101203309B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Publication date |
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| KR101203309B1 (ko) | 2012-11-20 |
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