KR20210100261A - 저방사 복합 단열재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마름모 또는 다이아몬드 또는 허니콤으로 이루어진 공기층이 다수 형성된 발포 폴리에틸렌폼을 사용하여 단열과 방음의 효과는 향상하되, 단열재에 첨가되는 발포 폴리에틸렌폼의 함유량 절감 및 인체에 무해한 천연 접착제를 사용하여 화재의 위험으로부터 적극적으로 예방할 수 있는 친환경적인 제품을 제공함은 물론, 특히 단열재의 전면(前面)에 부직포가 삽입되되 부직포가 삽입된 범위 내에서 고정부재를 매개로 내벽 또는 외벽에 전개된 단열재를 간단하게 고정할 수 있음에 따라 단열재의 생산비와 시공비를 절감하고, 고정부재의 관통력에 의한 단열재의 파손을 적극적으로 방지할 수 있는 저방사 복합 단열재의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발포 폴리에틸렌폼을 400~450mm의 폭으로 절단하는 폴리에틸렌폼 1차 절단단계(S10);와, 발포 폴리에틸렌폼에 다각으로 이루어진 다수의 공기층이 기설정된 패턴을 이루도록 성형하는 폴리에틸렌폼 성형단계(S20);와, 성형한 발포 폴리에틸렌폼에 열을 가한 뒤 100~150mm의 폭으로 절단하는 폴리에틸렌폼 2차 절단단계(S30);와, 2차 절단된 발포 폴리에틸렌폼의 전·후면에 천연 접착제를 이용하여 알루미늄 박판을 접합하고, 프레스로 가압하는 은박 접합단계(S40);와, 발포 폴리에틸렌폼의 전면(前面)에 천연 접착제를 이용하여 30~50mm 간격으로 부직포를 접착하고, 알루미늄 박판으로 마감하는 부직포 삽입단계(S50);로 구성되는 저방사 복합 단열재의 제조방법에 관한 것이다.

Description

저방사 복합 단열재의 제조방법{Method for manufacturing insulation panel}

본 발명은 특정 형상의 공기층을 수개 확보하여 단열과 방음 효율성이 극대화되는 복합 단열재의 제조방법에 관한 것으로, 발포 폴리에틸렌폼의 함유량은 절감하면서 인체에 무해한 천연 접착제를 적용하여 화재의 위험으로부터 안전하게 보호되는 친환경 제품을 구현하고, 나아가 소정의 충격보호소재를 일정 간격 개재함으로써 시공 시 패드와 박판소재의 손상이 적극 방지될 뿐 아니라 이로 인해 시공의 간편성은 물론 비용절감에 기여할 수 있도록 구성되는 저방사 복합 단열재의 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 단열재는 벽체 또는 단열재의 일면에 접착제를 도포하여 부착하는 방법과 복잡한 구조의 걸이 장치를 벽면에 설치한 뒤 이에 맞춰 시공하거나 벽면에 단열재를 전개하고 리벳이나 타카 등의 공구로 강제 고정한다.

위 접착식 단열재의 일례로, 접착제의 표면 보호용 보호필름을 간편하게 제거하여 사용할 수 있는 셀프 도배용 벽지가 개발되어 시판되고 있으며, 예컨대 공개특허공보 제20-1995-0029565호 "도배작업이 편리한 스티커형 벽지"가 게재되어 있다.

위 종래기술은 벽지 일면에 접착제를 도포하고, 위 접착제에 박리지를 결합시키되, 위 벽지 표면 일측으로 무늬 세팅용 기준선을 부과하는 방식으로 도배작업을 쉽고 간편하게 유도한다. 하지만, 화학성 접착제를 다량으로 사용하는 스티커형 벽지는 접착제 고유의 화학 성분에 의해 악취는 물론, 인체에 유해한 각종 문제점이 존재한다.

또한, 다양한 저방사 단열재들은 일반적으로 압착방식으로 제조되는데, 압착방식은 폴리에틸렌(foamed polyethylene)과 알루미늄을 열을 가한 뒤 위 아래 롤러로 눌러 생산한다.

이러한 압착생산방식은 롤러의 눌림에 의해 단열재의 가장자리와 중간부분의 두께가 일정하지 않는 현상(찌그러짐)이 발생하여 외관 불량이 발생되고, 단열성능이 떨어지는 문제점이 존재한다.

공개실용신안 제20-1997-0018107호, 도배작업이 편리한 스티커형 벽지, (공개일 : 1997년 05월 23일) 공개특허 제10-2017-0098523호, 알루미늄 필름 또는 PET 증착 필름 단열시트 제조장치, (공개일 : 2017년 08월 30일)

본 발명은 위의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 생산단가 및 시공비를 현저하게 절감할 수 있는 저방사 복합 단열재의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 롤러를 사용하는 생산방식 대신 프레스를 이용한 생산방식을 사용하여 롤러의 눌림에 의해 단열재의 가장자리와 중간부분의 두께가 일정하지 않는 현상(찌그러짐)이 발생하여 외관 불량이 발생 문제를 해결하고, 우수한 단열성능을 가진 단열재를 제공한다.

또한, 인체에 무해한 천연 접착제를 채택 적용한 저방사 복합 단열재의 제조방법을 제공한다.

일실시예로서, 발포 폴리에틸렌폼(20)을 400~450mm의 폭으로 절단하는 폴리에틸렌폼 1차 절단단계(S10); 발포 폴리에틸렌폼에 다각으로 이루어진 다수의 공기층(21)이 기설정된 패턴을 이루도록 성형하는 폴리에틸렌폼 성형단계(S20); 성형한 발포 폴리에틸렌폼에 열을 가한 뒤 100~150mm의 폭으로 절단하는 폴리에틸렌폼 2차 절단단계(S30); 2차 절단된 발포 폴리에틸렌폼의 전·후면에 천연 접착제를 이용하여 알루미늄 박판(10)을 접합하고, 프레스로 가압하는 은박 접합단계(S40); 및 발포 폴리에틸렌폼의 전면(前面)에 천연 접착제를 이용하여 30~50mm 간격으로 부직포를 접착하고, 알루미늄 박판으로 마감하는 부직포 삽입단계(S50);를 포함한다.

위 단열재 성형단계(S20)는 발포 폴리에틸렌폼(20)에 공기층(21)을 형성하고자 하는 위치마다 세로방향으로 절개하되, 5 내지 10mm의 길이로 절개하는 폴리에틸렌폼 절개단계(S21)와, 절개된 발포 폴리에틸렌폼의 양 측면을 잡아당겨 마름모 형태의 공기층이 다수 형성되게 하는 폴리에틸렌폼 인장단계(S22)와 및 인장된 발포 폴리에틸렌폼에 열을 가하여 성형 형태를 고정하는 성형 고정단계(S23)를 포함한다.

위 폴리에틸렌폼 성형단계(S20)에서 발포 폴리에틸렌폼(20)의 공기층(21)은 다이아몬드 또는 허니콤식 패턴이다.

상기 은박 접합단계는 압력과 함께 열을 이용하는 핫프레스 방식을 포함한다.

본 발명에 따른 저방사 단열재 제조방법은 생산단가 및 시공비를 현저하게 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 롤러를 사용하는 생산방식 대신 프레스를 이용한 생산방식을 사용하여 롤러의 눌림에 의해 단열재의 가장자리와 중간부분의 두께가 일정하지 않는 현상(찌그러짐)이 발생하여 외관 불량이 발생 문제를 해결하고, 우수한 단열 효과 및 천연 접착제를 사용하여 인체에 무해한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 저방사 복합 단열재의 제조과정을 순차적으로 나열한 플로차트이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 저방사 복합 단열재의 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.

이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한 본 출원에서 적어도 2개의 상이한 실시예들이 각각 기재되어 있을 경우, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 별다른 기재가 없더라도 각 실시예들은 구성요소의 전부 또는 일부를 상호 병합 및 혼용하여 사용할 수 있다.

본 발명은 건축물의 외벽과 내벽에 설치되어 단열과 방음을 목적으로 하는 복합 단열재의 제조방법에 관한 것이다.

무엇보다, 마름모 또는 다이아몬드 또는 허니콤으로 이루어진 공기층이 다수 형성된 발포 폴리에틸렌폼을 사용하여 단열과 방음의 효과는 향상하되, 단열재에 첨가되는 발포 폴리에틸렌폼의 함유량 절감 및 인체에 무해한 천연 접착제를 사용하여 화재의 위험으로부터 적극적으로 예방할 수 있는 친환경적인 제품을 제공함은 물론, 특히 단열재의 전면(前面)에 부직포가 삽입되되 부직포가 삽입된 범위 내에서 고정부재를 매개로 내벽 또는 외벽에 전개된 단열재를 간단하게 고정할 수 있음에 따라 단열재의 생산비와 시공비를 절감하고, 고정부재의 관통력에 의한 단열재의 파손을 적극적으로 방지할 수 있는 저방사 복합 단열재의 제조방법에 관한 것임을 주지한다.

도 1은 본 발명이 제안하는 바람직한 실시 예에 의한 저방사 복합 단열재의 제조과정을 순차적으로 나열한 플로차트이고, 도 2는 도 1의 플로차트에 의해 가공 완료된 단열재의 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 저방사 복합 단열재를 제조하는 방법으로는 크게 폴리에틸렌폼 1차 절단단계(S10);와, 폴리에틸렌폼 성형단계(S20);와, 폴리에틸렌폼 2차 절단단계(S30);와, 은박 접합단계(S40);와, 부직포 삽입단계(S50);로 구성된다.

위 폴리에틸렌폼 1차 절단단계(S10)는 발포 폴리에틸렌폼(20)을 400~450mm의 폭으로 절단하는 단계를 말하며, 위 발포 폴리에틸렌폼은 통상적인 지식을 가진 자에 의하여 가공될 수 있는 모든 단열소재를 포함하며, 바람직하게는 폴리에틸렌 수지에 발포제와 경화제를 첨가하여 가공된 발포성 폴리에틸렌 수지로 구성된다.

그러나 위와 같은 소재나 폭 넓이 그리고 절단 방식에 한정하지는 않는다.

위 폴리에틸렌폼 성형단계(S20)는 발포 폴리에틸렌폼(20)에 다각으로 이루어진 다수의 공기층(21)이 기설정된 패턴을 이루도록 성형하는 단계이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 발포 폴리에틸렌폼(20)은 05cm 내지 1cm의 굵기로 이루어진 다수개의 발포성 단열바(bar)가 상호 교차하면서 마름모 형태 또는 다이아몬드 형태 또는 허니콤 형상의 공기층(21)이 다수 형성되도록 성형한다.

한편, 위 폴리에틸렌폼 성형단계(S20)는 마름모의 철조망 패턴으로 공기층(21)을 성형하기 위해서 폴리에틸렌폼 절개단계(S21)와, 폴리에틸렌폼 인장단계(S22)와, 성형 고정단계(S23)를 더 포함한다.

위 폴리에틸렌폼 절개단계(S21)는 공기층(21)을 형성하기 위한 위치마다 칼날을 이용하여 세로방향으로 절개하는 단계를 말하며, 절개 길이는 5 내지 10mm 이내로 절개하는 것이 바람직하다.

위 폴리에틸렌폼 인장단계(S22)는 절개된 발포 폴리에틸렌폼(20)의 양측을 파지한 상태로 각 측 방향으로 잡아당겨 절개부위를 벌어지게 함으로써 마름모의 철조망 패턴으로 공기층(21)을 확보하는 단계이다.

위 성형 고정단계(S23)는 발포 폴리에틸렌폼(20)의 양측에 인장력이 가해진 상태에서 저온의 열을 가함으로써 발포 폴리에틸렌폼에 인장력이 제거되었을 때도 공기층(21)이 유지될 수 있도록 성형을 고정하는 단계이다.

그러나 위 폴리에틸렌폼 성형단계(S20)는 위와 같은 성형 방식에 한정하는 것이 아닌, 프레스, 용융 등 다양한 방식의 성형법으로 제작될 수 있음은 당연하다 할 것이다.

또한, 위 폴리에틸렌폼 성형단계(S20)에서 공기층(21)은 허니콤 패턴으로 성형하는 것이 단열 또는 방음의 효과 면에서 가장 바람직한 형태이다.

예컨대 허니콤이란 한 내각의 크기가 120°인 정육각형을 각 꼭짓점에 3개씩 모으면 360°가 되며 이 경우는 (6, 6, 6)으로 나타낼 수 있고, 이처럼 정육각형들을 연결시켜 평면을 채우는 방식은 벌집의 단면에서 찾아볼 수 있는데, 벌꿀의 집 모양과 관련되기 때문에 허니콤(honeycomb)이라고 한다.

위와 같은 허니콤을 공기층으로 성형하는 이유는 다음의 예를 들어 설명하고자 한다.

예를 들어 정다각형의 한 변의 길이를 1로 고정하고, 정삼각형, 정사각형, 정육각형의 둘레의 길이와 넓이를 구하면 다음과 같다.

정삼각형의 둘레의 길이가 3일 때 그 넓이는

이다. 이제 정삼각형의 둘레의 길이를 1로 하여 1/3로 줄이면 이에 대응되는 넓이는 1/9배가 된다. 따라서 정삼각형의 둘레의 길이가 1일 때의 넓이는

이 된다. 마찬가지로 정사각형의 둘레의 길이가 4일 때 그 넓이는 1이므로, 정사각형의 둘레의 길이가 1일 때의 넓이는 이전 넓이의 1/16이 된다.

마지막으로 정육각형의 둘레의 길이가 6일 때 그 넓이는

이므로, 정육각형의 둘레의 길이 1에 대응되는 넓이는 이전 넓이의 1/36배가 되므로,

이 된다. 이 세 경우의 대소를 비교하면

이다.

즉, 정다각형의 둘레의 길이가 일정할 때 넓이가 가장 넓은 것은 정육각형이고, 그 다음이 정사각형, 정삼각형의 순이다.

벌집의 단면은 정육각형을 연결한 모양이지만, 실제 벌집은 입체이므로 정육각기둥을 쌓아놓은 모양이 된다. 벌집을 절단한 단면에서 둘레의 길이가 일정할 때 넓이가 가장 큰 것이 정육각형이고, 입체도형으로 보면 옆면의 넓이가 일정한 각기둥 중에서 최대 부피를 보장하는 것은 정육각기둥이다.

다시 말해 벌이 같은 양의 재료로 집을 짓을 때 가장 넓은 공간을 확보할 수 있는 입체도형이 바로 정육각기둥이다. 최대의 공간을 확보하려는 자연의 경향성에 의해 벌은 정육각형이라는 최적의 모양을 선택한 것이다.

허니콤은 재료를 적게 사용하여 가볍고, 견고한 구조로 굽힘이나 압축에 강하기 때문에 다양한 제품에 활용된다.

위와 같은 이유로 본 발명에서의 발포 폴리에틸렌폼(20)은 허니콤의 형태로 공기층(21)을 성형하여 단열공간의 확보 및 방음의 기능을 적극적으로 향상시킨 기술이다.

위 폴리에틸렌폼 2차 절단단계(S30)는 성형한 발포 폴리에틸렌폼(20)에 열을 가한 뒤 100~150mm의 폭으로 절단하는 단계이다.

위 은박 접합단계(S40)는 2차 절단된 발포 폴리에틸렌폼(20)의 전·후면에 천연 접착제를 이용하여 알루미늄 박판

(10)을 접합하고, 프레스로 가압하는 단계로써, 위 알루미늄 박판은 발포 폴리에틸렌폼과 동일한 크기로 절단된 것을 사용한다.

또한, 프레스는 압력만을 이용할 수 있으며, 이와 다르게 압력과 함께 열을 이용하는 핫프레스 방식을 포함한다.

특히, 은박 접합단계(S40)는 송진과 마늘에서 추출한 천연성분과 알긴산 나트륨 및 증류수를 혼합 제조된 천연 접착제를 사용하여 접합한다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명에 따른 저방사 단열재 제조방법은 생산단가 및 시공비를 현저하게 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 롤러를 사용하는 생산방식 대신 프레스를 이용한 생산방식을 사용하여 롤러의 눌림에 의해 단열재의 가장자리와 중간부분의 두께가 일정하지 않는 현상(찌그러짐)이 발생하여 외관 불량이 발생 문제를 해결하고, 우수한 단열 효과 및 천연 접착제를 사용하여 인체에 무해한 효과를 갖는다.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

1 : 발포 단열재 10 : 알루미늄 박판
20 : 발포 폴리에틸렌폼 21 : 공기층
30 : 부직포

Claims (3)

1. 폴리에틸렌폼을 400~450mm의 폭으로 절단하는 폴리에틸렌폼 1차 절단단계(S10);
   발포 폴리에틸렌폼에 다각으로 이루어진 다수의 공기층이 기설정된 패턴을 이루도록 성형하는 폴리에틸렌폼 성형단계(S20);
   성형한 발포 폴리에틸렌폼에 열을 가한 뒤 100~150mm의 폭으로 절단하는 폴리에틸렌폼 2차 절단단계(S30);
   2차 절단된 발포 폴리에틸렌폼의 전·후면에 천연 접착제를 이용하여 알루미늄 박판을 접합하고, 프레스로 가압하는 은박 접합단계(S40); 및
   발포 폴리에틸렌폼의 전면에 천연 접착제를 이용하여 30~50mm 간격으로 부직포를 접착하고, 알루미늄 박판으로 마감하는 부직포 삽입단계(S50);를 포함하고,
   위 단열재 성형단계(S20)는 발포 폴리에틸렌폼에 공기층을 형성하고자 하는 위치마다 세로방향으로 절개하되,
   5 내지 10mm의 길이로 절개하는 폴리에틸렌폼 절개단계(S21);
   절개된 발포 폴리에틸렌폼의 양 측면을 잡아당겨 마름모 형태의 공기층이 다수 형성되게 하는 폴리에틸렌폼 인장단계(S22); 및
   인장된 발포 폴리에틸렌폼에 열을 가하여 성형 형태를 고정하는 성형 고정단계(S23);를 더 포함하는 저방사 복합 단열재의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   위 폴리에틸렌폼 성형단계(S20)에서 발포 폴리에틸렌폼의 공기층은 다이아몬드 또는 허니콤식 패턴인 저방사 복합 단열재의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 은박 접합단계는 압력과 함께 열을 이용하는 핫프레스 방식을 포함하는 저방사 복합 단열재의 제조방법.

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