KR20150136845A - 흄드실리카를 혼합하여 코팅한 필름단열재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공정이 간단하여 가격이 저렴하고 부피가 적으면서 단열의 효과가 뛰어난 단열재를 제공하는 것을 목적으로 베이스필름(10)의 일면에 흄드실리카를 3-25 중량비 혼합한 코팅액으로 uv코팅한 uv코팅층(20)을 형성하고 베이스필름(10)의 타면에는 흄드실리카 2-10 중량비가 혼합된 점착액을 점착재층(30)을 만들고 상기 점착층에는 이형지를 부착한 이형지층(40)로 구성되는 흄드실리카를 혼합한 코팅액으로 코팅한 필름단열재에 관한 것이다.

Description

흄드실리카를 혼합하여 코팅한 필름단열재{Film heat insulator}

본 발명은 흄드실리카를 혼합하여 코팅한 필름단열재에 관한 것으로 보다 상세하게는 uv코팅액에 흄드실리카를 혼합하여 필름에 코팅을 실시하여 코팅된 필름을 건축물 특히 창문에 부착하여 단열의 성능을 향상시킬 수 있는 필름단열재에 관한 것이다

단열재(斷熱材. heat insulating material)는 일정한 온도가 유지되도록 하려는 부분의 바깥쪽을 피복하여 외부로 열손실이나 열유입을 적게 하기 위한 것으로 단열재 소재(素材)자체의 열전도율(熱傳導率)은 작은 것이 바람직하고 열전도율을 작게 하기 위해서 다공질(多孔質)이 되도록 만들어 기공(氣孔) 속의 공기의 단열성을 이용한다.

단열재 소재로는 크게 유기질(有機質)과 무기질로 나뉘는데, 유기질은 약 150℃ 이하에서 사용하기에 적합한 유기질인 코르크, 면(綿), 펠트, 탄화코르크, 거품고무 등으로 사용하고 무기질은 고온의 사용에 적합한 석면(石綿), 유리솜 석영솜 규조토(硅藻土) 탄산마그네슘 분말 마그네시아 분말 규산칼슘 펄라이트 등을 사용한다.

단열재는 노(爐)외벽, 반응탑, 기름저장 탱크, 스팀 도관(導管)이나 수도관의 외벽 등, 또 냉장고 외부, 건축물의 외부 등 많은 곳에 사용되고 있고 약 100℃ 이하에서 사용하는 것을 목적으로 하는 보냉재(保冷材), 100∼500℃의 보온재(保溫材), 500∼1,100℃의 단열재, 1,100℃ 이상에서 사용할 수 있는 내화단열재(耐火斷熱材)로 구분되다.

또, －200℃ 정도의 초보냉재(超保冷材) 등은 알루미늄박(泊)과 유리솜을 번갈아 포개고, 플라스틱으로 포장해서 속의 공기를 뺀 진공단열재가 개발되고 있다.

일반적으로, 건축물은 나무 흙 콘크리트나 벽돌 등으로 짓고 구조적인 안전성을 중요시하고 단열을 중요시하지 않아 실내의 온도가 외부온도에 직접적으로 영향을 받기에 여름철에는 실내온도가 상당히 높아지게 되고, 겨울철에는 실내온도가 상당히 낮아지게 된다.

이와 같이 외부에 영향을 받는 실내를 에어컨. 히터 등으로 실내온도를 유지하는 것이나 에어컨.히터를 가동하는데 전기나 석유 등을 많은 화석에너지를 필요로 하고 비용이 많이 소요되고 환경 오염의 하나가 되는 것이다.

따라서, 콘크리트나 벽돌 등을 이용한 건축물의 경우, 실내온도 조절을 위한 에어컨이나 히터 등의 가동에 요구되는 비용을 최소화하기 위하여, 벽면 천정 바닦 창문 등에 별도의 단열재를 시공하여 외기온도와 실내공기의 열교환을 차단함으로써, 에너지의 소모를 최소화하고 쾌적한 실내환경을 제공하도록 하고 있다.

이와 같이 건축물의 천정, 벽, 바닥 등에 시공하는 단열재로 제안된 특허등록 제 0908972호는 건축물 등의 내장재로 시공하여 실내와 실외의 열이 상호 교류되는 것을 최대한으로 차단시킬 수 있도록 다층구조로 이루어진 건축용 단열내장재의 일면에 동분을 도포하고 이를 코팅하여 두께가 경량임에도 불구하고 단열성을 최대화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 폴리에스테르 재질의 필라멘트사로 이루어진 장섬유 부직포 상기 장섬유 부직포의 하단에 점착되어 내부의 열을 반사할 수 있도록 구비되는 알루미늄반사시트 상기 알루미늄반사시트의 하단에 열융착되어 실내·외의 열교환을 차단하도록 합성수지를 발포성형하여 이루어진 발포합성수지 상기 발포합성수지의 하단에 열융착되어 외부의 열을 반사할 수 있도록 구비되는 알루미늄반사시트 상기 알루미늄반사시트의 하단에 단열성 향상을 위해 도포되는 동분 상기 동분의 하단에 상기 동분을 알루미늄반사시트에 고정하기 위하여 폴리에스테르수지(polyester resin)를 도포하여 이루어진 투명한 코팅층(20)으로 구성된 것이었다.

위의 특허는 단열의 효과는 좋지만 단열재를 만들기 위하여 많은 작업공정을 거쳐야하는 단점으로 가격이 고가이고 합성수지를 발표하여 폼을 형성하는 것이므로 단열재의 두께가 두껍다고 불투명하여 창문에는 사용하지 못하는 문제점이 있었다.

또 건축물 등을 단열성능을 극대화하기 위하여 기밀성을 유지하는 알루미늄박판으로 된 외피재의 내부를 진공공간을 만들어 주기 위한 흄드실리카. 글라스울 우래탄폼 등과 같이 다공성 소재인 심재를 넣고 상기 외피재의 내부에서 발생되는 가스 수분 등을 흡착하여 외피재의 내부를 진공을 유지케하는 가더(getter)를 넣는 단열재 내부를 1mmbar로 유지하는 VIP(Vacuum Insulation Panel)로 불리우는 진공단열재를 사용하였다.

상기 진공단열재는 창문에는 사용할 수 없고 단열재의 두께가 얇으면서도 단열효과가 우수하는 반면에 내부에 가더를 넣어야 한다는 것과 고가이고 외부의 충격에 의하여 외피재가 파손되었을시는 단열성능이 저하되는 문제점이 있었다.

특히 건축물에 설치되는 창문은 내부에서 외부를 볼 수 있어야 하고, 햇빛을 통과시키야 하는 것이어서 단열성이 떨어지는 투명한 유리를 사용하는데 창문에 설치된 유리는 외부와 내부를 구획하여 외부의 공기가 직접 내부로 들어오는 것은 방지할 수 있지만 낮은 단열성로 인하여 어느 정도는 단열을 차단할 수 있지만 외기온도의 영향을 받을 수 밖에 없었지만 단열재를 창문에 부착하여 사용하는 경우에는 투명한 창문의 기능을 상실하기에 창문에 단열재 등을 사용할수가 없었다.

위와 같이 창문에 사용하기 위한 단열재로 제안된 특허공개 제2013-0112097호 "단열 베이스필름 벽지"(특허문헌 2)는 공기가 채워지는 에어캡이 평면적으로 배열되도록 형성되고, 상기 에어캡에 의해 열의 전도를 억제하도록 하는 단열에어캡층; 상기 단열에어캡층의 양측면에 각각 접합되고, 단열을 위한 재질로 이루어지는 보조단열베이스필름층; 상기 보조단열베이스필름층 중에서 어느 하나의 외측면에 마련되고, 외부로 표현되기 위한 디자인이 마련되는 표면베이스필름층; 및 상기 보조단열베이스필름층 중에서 다른 하나의 외측면에 마련되고, 건축물의 내벽에 부착되기 위한 점착력을 가지도록 마련되는 점착층을 포함하도록 구성되어 있었다

이와 같은 에어캡으로 창문의 단열을 실시하는 것으로 공간을 갖는 에어캡의사용으로 부피가 커지고 불투명하여 내부에서 외부를 볼 수 없다는 문제점이 있었다.

특허문헌 1 대한민국 특허등록 제 0908972호 특허문헌 2 대한민국 특허공개 제 2013-0112097호 "단열 베이스필름 벽지

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 내부에서 외부를 볼 수 있도록 투명하고 가격이 저렴하며 부피가 적으면서 단열의 효과가 뛰어난 단열재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 투명한 베이스필름(10)의 일면에 흄드실리카를 3-25 중량비 혼합하여 코팅한 코팅층(20)을 형성하고 베이스필름(10)의 타면에는 흄드실리카 2-10 중량비가 혼합된 점착액을 점착재층(30)을 만들고 상기 점착층에는 이형지를 부착한 이형지층(40)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스필름(10)은 uv코팅이 가능한 ABS, PC(POLY CABONET), PC-ABS. PP(POLY PROPILEN), PET(polyethylen terephalate), PE. PVC을 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스필름의 일면에 알루미늄으로 반증착하여 증착층을 형성하여 증착층의 상면에 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스필름 대용으로 벽지를 사용할수도 있다.

본 발명은 단열재를 투명하여 내부에서 외부를 볼수 있으며 가격이 저렴하고 부피가 적으면서 단열의 효과가 뛰어난 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 단면도
도 2는 본 발명의 다른 실시예 단면도

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 안전하게 설명하기 위한 것으로 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.

도 1은 본 발명의 단면도이다.

본 발명을 도 1에 도시한 것을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 투명한 베이스필름(10)의 일면에는 코팅액을 기준으로 흄드실리카 3-25 중량비를 혼합한 uv코팅액으로 코팅한 코팅층(20)을 형성하고 상기 베이스필름(10)의 코팅층(20)이 형성된 타면에 점착액을 기준으로 흄드실리카 2-10 중량비를 혼합된 점착액에 도포하여 점착재층(30)을 만들고 상기 점착재층(30)의 상부에는 실리콘코팅된 박리지를 부착한 이형지층(40)로 구성된다.

상기 베이스필름(10)은 투명한 것을 사용하고 코팅이 가능한 ABS소재 PC(POLY CABONET) PC-ABS PP(POLY PROPILEN).PET(Polyethyleneterephthalate. 폴리에틸렌테레프탈레이트). PE. PVC로 베이스필름을 사용 한다.

상기 베이스필름 대용으로 벽지를 사용할수도 있다.

코팅층(20)은 uv코팅액으로 코팅하여 코팅층(20)을 만드는데 베이스필름(10)의 일면에 코팅하기 위한 uv코팅액에 uv코팅액을 기준으로 흄드실리카 분말을 3 - 25중량부를 혼합하여 코팅을 실시한다.

상기 uv코팅액에 넣는 흄드실리카(Fumed silica)가 3중량부 이하를 혼합하는 경우에는 단열의 효과가 떨어지게 되고 25 중량부 이상을 넣는 경우에는 단열의 효과는 좋으나 고가이고 넣는 량에 비례하여 단열의 효과가 증대하지 아니하여 코팅층(20)에 넣는 흄드실리카는 3 내지 25중량부를 넣는 것이 좋다.

uv 코팅액의 중합체(oligomer)는 폴리에스테르( unsaturated polyester)우레탄 아크릴염(urethane acrylate) 에폭시 아크릴염(expoxy acrylate), 폴리에스터르 아크릴산염(polyester acrylate) 아미노산 아크릴염(amino acrylate)등이 있으며 용도에따라 필요한 중합체를 사용한다.

이건 발명의 코팅액은 우레탄 아크릴염(urethane acrylate) 에폭시 아크릴염(expoxy acrylate)를 주재료로 하는 것을 사용한다.

흄드실라카는 하얀색의 매우 가벼운 분말형 무정형 고순도 규소 화합물로 매우 작은 구형이고 친환경 물질으로 입자는 평균직경이 7 - 40nm(나노미터)를 갖으며 입자가 작음으로 넓은 표면적을 갖으며 50-380㎡/g을 갖고 열전도값이 0.020W/mK 정도의 단열효과가 뛰어난 물질이다.

베이스필름(10)에 코팅을 실시하기 위하여 uv코팅액에 혼합하여 사용하는 흄드실리카는 분말으로 미세하고 표면적이 커 코팅액과 혼합이 잘되지 아니하고 흄드실리카와 uv코팅액 비중과의 차이에 코팅액과 흄드실리카는 분리되는 경우가 발생되는 경우기 있어 uv코팅하기 위한 uv코팅액과 흄드실리카를 고속으로 교반하면서 베이스필름에 코팅을 실시하여 uv코팅액과 흄드실리카가 분리가 일어나지 않도록 uv코팅액과 흄드실리카가 혼합된 uv코팅액을 베이스필름(10)에 도포 후 코팅을 실시한다

상기 코팅은 상부로울러와 받침로울러를 상호 마주보며 접촉된 상태로 회전되는 상부로롤러에 uv코팅액을 골고루 분포되게 공급한 다음 상기 상부/받침로울러 사이로 베이스필름을 통과시켜 베이스필름에 상부면에 uv코팅액이 골고루 도포되도록 실시한다.

코팅은 공지된 바와같이 베이스필름에 uv코팅액을 도포후 uv램프를 조사하면 순간적으로 자외선에 의하여 uv코팅액이 광중합 반응을 일으켜 순간적으로 uv코팅액을 경화시켜 베이스필름에 코팅하게 되는 것이다.

상기 베이스 필름에 uv코팅액을 도포한 후에 바로 uv램프 등으로 건조하는 것은 상기 베이스필름에 코팅된 코팅액이 베이스필름에서 박리 되는 것을 방지하여 코팅층을 보호하기 위함이다.

이와 같이 베이스필름(10)에 코팅층을 형성하여 베이스필름의 긁힘방지와 표면보호에 효과적인 반면, 커팅층에 단열효과가 큰 흄드실리카를 혼합하여 코팅층을 형성하므로 인하여 단열의 효과를 높일 수 있게 되는 것이다.

다른 실시예는 상기 베이스필름의 일면에 알루미늄으로 반증착하여 증착층을 형성한 후에 상기 증착층의 상면에 uv코팅액을 도포하여 코팅층을 형성하여 사용할 수 있다.

상기 증착은 공지의 알루미늄으로 반증착되게 실시한다.

베이스필름에 알루미늄을 반증착하여 베이스필름에 알루미늄이 증착되어 알루미늄에 의하여 빛을 반사시켜 빛이 내부로 들어오는 것을 방지하도록 하였고 증착은 반투명상태가 되게 반증착을 실시하여 내부에서는 외부를 볼 수 있도록 하였다.

일면에 코팅층(20)을 형성한 베이스필름(10)의 이면에는 흄드실리카를 혼합한 점착재를 도포하여 점착재층(30)을 형성하고 코팅층(20)의 외면에 이형지를 부착한다.

상기 점착재에 혼합하는 흄드실리카는 점착액을 기준으로 3 내지 15중량부를 넣고 점착액에 혼합하여 사용한다.

상기 점착재에 흄드실리카를 3중량부 이하를 혼합하는 경우에는 단열의 효과가 떨어지게 되고 15 중량부 이상을 넣는 경우에는 단열의 효과는 좋으나 고가이고 넣는 량에 비례하여 단열의 효과가 증대하지 아니하여 흄드실리카는 3 내지 15중량부를 넣는 것이 좋다.

상기 점착층의 이면에는 이형지를 부착하여 이형재층(40)을 형성한다.

이와 같이 먼저 베이스필름에 1차로 uv코팅액으로 코팅층을 형성한 후에 베이스필름의 이면에 점착재를 도포하여 점착재층을 만들어 이형지를 부착하여 실시한다.

이와 같이 만들어진 단열재를 사용하고자할시에는 베이스필름의 일면에 도포된 점착층의 박리지를 제거하고 단열을 실시하고자하는 창문 등에 부착하도록 함으로써 손쉽게 시공할 수 있도록 하여 간단하게 사용할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명된 본 발명에 따른 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 베이스필름 20 : 코팅층
30 : 점착재층 40 : 이형지층
50 : 증착층

Claims (4)

1. 창문 등에 부착사용하는 단열재에 있어서, 투명한 베이스필름(10)의 일면에 흄드실리카를 3-25 중량비 혼합한 코팅액으로 uv코팅한 코팅층(20)을 형성하고 상기 베이스필름(10)의 타면에는 흄드실리카 2-10 중량비가 혼합된 점착액을 점착재층을 만들고 상기 점착재층에는 박리지를 부착한 이형지층(40)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 흄드실리카를 혼합한 코팅액으로 코팅한 필름단열재.
2. 제1항에 있어서,
   베이스필름(10)은 uv코팅이 가능한 ABS소재 PC(POLY CABONET) PC-ABS PP(POLY PROPILEN). PET. PE. PVC을 사용하는 것을 특징으로 하는 흄드실리카를 혼합한 코팅액으로 코팅한 필름단열재.
3. 제1항에 있어서,
   상기 베이스필름(10)의 일면에 알루미늄으로 반증착하여 증착층(50)을 형성하여 증착층(50)의 상면에 코팅층(20)을 형성하는 것을 특징으로 흄드실리카를 혼합한 코팅액으로 코팅한 필름단열재.
4. 제1항에 있어서,
   베이스필름 대용으로 벽지를 사용하는 것을 특징으로 하는 흄드실리카를 혼합한 코팅액으로 코팅한 필름단열재.

Images