KR101218686B1 - 다중 충진 소재와 제조방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 초단열 심재가 충진돤 각각의 다중 충진부에 대하여 공기분자를 사용용도에 맞게 뽑아내어 열전도성을 최대한 억제시킨 소재를 보다 자유롭게 사용하도록 하여 기존 진공보드나 진공제품의 제형성의 한계를 극복하였다.본 발명으로 일반적 제품에 보온 보냉기술을 다양하게 적용할 수 있게 되었으며 특히 에너지 저감분야 소재를 새롭게 대체할 수 있는 소재로 사용할 수 있다. 기존 단열재의 한계로 사용되지 못했던 채광성 초단열 필름이 현실화되었고 인체에 대한 적용도 원활 하도록 하였고, 불연, 부전도, 전자 디스플레이 등과의 융합기술은 차세대 방산기술로 사용할 수 있고, 인명을 보호하는 기술로 적용이 가능하다. 지구 온난화와 직결되는 탄소 배출량을 줄여주는 초단열 기능성 소재로 적용이 가능한 저밀도 공기분자 단열심재 다중충진 단열소재 기술은 무한한 응용기술과의 융합으로 새로운 산업 동력원으로 활용되는 기술이 될 것이다.

Description

다중 충진 소재와 제조방법{Multi-packing material and Manufacturing Method Thereof}

본 발명인이 기출원한 특허 10-2010-0015936 다중에어로젤 충진소재 출원일 2010년 2월 23일,특허 10-2010-0018301 에어로젤충진소재 2010년 3월 1일,특허 10-2010-1107381 출원일 2010년 10월 30일에 있어 다중충진을 구비하는 각각의 쎌에 대하여 다중충진 소재의 활용용도에 맞게 공기밀도를 최소화하도록 공기분자를 각각의 충진쎌에서 빼내어 열전도율을 낮출 수 있도록 한 저밀도 공기분자를 포함하는 다중충진 단열기능을 갖는 다중충진 소재와 그 제조방법에 관한 내용으로 공기분자를 제거한 밀도는 진공상태이거나 진공에 가깝게 유지를 하도록 한 기술로 초단열성 섬유복합소재, 에어로젤, 에어로젤 블랑켓, 흄드실리카 등 충진소재에 포함된 공기분자를 최소화하여 종래 기술에 따른 소재의 단열 성능을 개선하고 극한 온도에 대응할 수 있도록 개량된 기술에 대한 발명이다.

열을 전달하는 방법으로 대류,복사,전도열이 있다. 열에너지를 차단하거나 흡열하기 위하여 사용하는 방법 중에 본 발명의 기술은 공기의 대류열을 최소화하는 방법으로 일반적으로 사용하는 진공보온병, 진공 단열보드, 진공유리 등이 있지만 공통적인 특징은 제품의 제형성이 제한되는 문제점을 갖는 것이 특징이다. 가스 배리어성 소재로 손쉽게 사용되는 금속, 유리 등 경질소재를 사용하며 연질소재로 금속성 메탈을 증착하여 사용하기도 한다. 또한, 섬유복합체 등 초단열성 심재가 들어 있는 보드는 밀폐성을 유지하도록 하기 때문에 사용하고자 하는 용도에 맞게 설계되어 크기에 맞는 단일 구획을 이루거나 단일구획을 이루는 소재를 여러 겹의 복수의 층으로 쌓은 형태로 보드화하여 제품의 내구연한에 대한 대응력을 갖춘 제품을 볼 수 있다. 개시된 발명은 본 발명인이 기 출원하여 개발한 초단열 물질 다중충진 소재에 공기밀도가 최소화하도록 유지하는 기술을 적용하고, 단열을 요구하는 다양한 제품 가공 기술에 적용하도록 할 수 있다

본 발명을 구현하기 위한 기술적 과제로, 심재로서 사용되는 섬유복합체 또는 중공체 단열소재, 다공층 다열소재, 에어로젤, 에어로젤 블랑켓, 흄드실리카 등이 충진된 각각의 충진부에서 제품응용에 맞도록 설계된 다양한 수치의 공기분자를 뽑아낸 후 장시간 공기밀도가 유지되도록 가스 배리어성 외피재 즉, 가스가 새어 나오지 않거나 극소량 정도만 새어나와 사용용도에 맞게 장기간 기능을 유지할 수 있는 외피재(4, 5)를 포함하여야 하며,

본 발명에 따른 외피재(4, 5)는 다중충진 성형 중 고온 고압에 대응하여 기능이 변하지 않는 가스 배리어성을 갖는 소재라야 한다.

본 발명에서 다중의 충진부를 구성하는 상태에서 충진 구획을 나누는 구획라인(16, 26)이 공기분자를 배출하는 도중 공기압에 의해 맞붙는 현상을 해결할 수 있는 방법을 구현해야 하며 다중충진 소재부의 공기를 빼내기 위한 장치와 부품이 필요하다.

다중구획을 나누는 곳으로 열이 손실될 수 있는 관계로 구획선을 최소화하는 방법도 해결해야 한다.

제형화가 용이하게 된 다중충진 소재를 부착식 패치형으로 인테리어용 소재로 사용하기 위한 방법 등이 개시되어야 한다.

본 발명 공기를 배출하여 만든 다중충진 소재에 사용되는 외피재(4, 5)는 가스 배리어성 합성필름 또는 가스배리어성 금속 박막소재를 사용하게 된다. 이때 다중충진 상태에서 공기분자를 뽑아내는 과정에서 에어매쉬 라인(도3)을 이용한 제조방법에 필요한 소재로 가스 배리어성 필름소재가 구획을 구분하는 라인(26) 부분의 윗소재와 아랫소재가 흡착되어 내부공기가 빠져나오지 않도록 다양한 크기와 모양을 갖는 공기배출 라인(7)을 가지는 것을 특징으로 한다. 그리고 심재(1)와 외피재(4, 5)가 들러 붙더라도 소재(도4)에 사방으로 파여진 홈(예: 공기배출 라인(7))) 일측면 공기통로로 각 쎌 구획부(6)에 있는 공기를 뽑아낼 수 있는 소재로 구비된 매쉬라인(도3)의 공기를 뽑아내기 위해서는 1차 성형을 할 때 공기배출 파이프 라인(도5)를 구비하여야 한다

또한, 일반적인 금속, 화각 복합재질의 가스 배리어성 소재를 사용할 경우에는 도6에 도시된 바와 같이, 다양한 형상과 크기의 단면(8, 9, 10)을 갖는 다중충진 구획부(예: 공기배출 라인(16))를 사용하게 된다. 상기 공기배출 라인의 소재는 2차 충진 시 고온, 고압, 전자기 성형에 반응하여 각각의 다중 충진부를 가스유입으로부터 차단되는 배리어성을 갖는 소재를 사용하게 된다.

다중구획을 형성하는 각각의 쎌 구획부를 통해 열이 전도되는 것을 최소화 하기 위해서는 각각의 다중 충진부가 성형된 예를 들자면 도2에 도시된 윗소재(4)가 성형된 다중 구획부일 때 라인을 최소화하여 아랫소재로 오게 하여 각각에 심재(1)을 충진하고 위, 아래의 양측소재(4, 5)사이에 공기배출 파이프(2)를 사용하거나 일측 및 양측 소재로 에어 매쉬라인(도4)를 사용하게 된다.

다중 충진소재 일측면 또는 양측면에 탈착이 가능한 패치형 소재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명인이 고안한 공기분자를 배출하여 만든 초단열 소재 다중충진 각각의 구획안에 최소한의 공기분자를 갖거나 진공상태를 구현할 수 있어 각각의 크기와 모양으로 제형화된 초저기압 다중충진 소재는

외피재(4, 5)와 외부마감소재(3, 3')는 소재 특성대로 휘거나 구겨서 사용 할 수 있는 제형성을 갖게 되며 마음대로 구획부분을 오려서 사용할 수 있는 장점이 있다. 에어로젤 복합소재를 심재로 사용할 경우 채광성을 가질 수 있어 비닐, 유리온실에 적용하거나 창호 채광소재로 대체할 수 있는 초단열 에너지 절감재가 될 수 있다. 기존 진공 보드나 진공 소재들이 갖지 못하던 제형성의 극복으로 응용 영역을 다양화할 수 있게 된다. 건설, 인테리어 초단열 커텐, 방한 의복 및 신발,자동차 단열, 항공 단열 군수용 열상 회피용 스텔스 군수자재, 초저온 및 항온 패키징 소재 등 산업 전반에 사용할 수 있는 소재이다. 본 발명인이 출원한 상변화물질 다중충진 소재와 융합하여 사람의 체온을 조절할 수 있는 소재와 지구온난화 해결에 일조할 수 있는 기술로 사용될 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 다중충진 소재 상세도.
도2는 본 발명에 따른 에어매쉬 라인식 외피사용의 개념도.
도3은 본 발명에 따른 에어매쉬 라인식 외피를 입체적으로 나타낸 도면.
도4는 에어매쉬의 공기배출 라인과 날개부를 확대하여 도시한 도면.
도5는 본 발명에 따른 에어 파이프의 개념도.
도6은 에어 파이프의 공기배출 라인의 단면을 나타낸 도면.
도7은 본 발명에 따른 에어매쉬 라인식 외피재의 작업공정을 나타낸 흐름도.
도8은 본 발명에 따른 에어 파이프 외피재의 작업공정을 나타낸 흐름도.

도1은 본 발명에 따른 다중충진 소재 상세도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 공기분자를 최소화한 다중충진 단열소재를 구현하는 방법에 관한 것으로, 각 다중 충진 셀에 대하여 소재의 활용용도에 맞게 공기밀도를 최소화하도록 공기분자를 충진 셀로부터 배출하여 열전도율을 낮출 수 있도록 한 저밀도 공기분자를 포함하는 단열기능을 갖는 에어로셀 다중충진 소재와 그 제조방법을 구현하였다. 본 발명은 다중 충진 셀의 공기분자 밀도는 진공상태이거나 진공에 가깝게 유지를 하도록 함으로써, 다중 충진소재의 단열 성능을 개선하고 극한 온도에 대응할 수 있도록 개량하였다.
본 발명에 따른 다중 충진소재의 외피재(4, 5)는 가스 배리어성을 가지는 금속성, 유무기 화합물, 메탈 증착 필름을 사용하게 되며, 심재(1)로는 열 전달을 최소화하고 기압에 내구력을 갖는 소재(예: 섬유성 화학 소재, 에어로젤, 중공체 소재, 에어로젤 블랑켓, 다공성 소재 등)를 사용할 수 있다.
본 발명은 다중충진 단열소재를 제조함에 있어, 에어매쉬 라인식 외피재를 사용하여 제조하거나 에어파이프 라인식 가스 배리어성 외피재를 사용하여 제조할 수 있다.
도2는 본 발명에 따른 에어매쉬 라인식 외피사용의 개념도이고, 도3은 본 발명에 따른 에어매쉬 라인식 외피를 입체적으로 나타낸 도면이고, 도4는 에어매쉬의 공기배출 라인과 날개부를 확대하여 도시한 도면이고, 도7은 본 발명에 따른 에어매쉬 라인식 외피재의 작업공정을 나타낸 흐름도이다.
도2와 도7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 에어매쉬 라인식 외피재를 사용하는 제조방법은, 각각의 다중 충진구획에 아랫 외피재(5) 또는 마감소재(3')가 합사된 소재에 공기배출 라인(13)을 배치하고 각각의 충진구획에 심재를 충진하는 제1공정과, 공기배출을 위한 윗소재 외피재(4)와 마감재(3)를 합사한 소재를 덮은 후 상기 공기배출 라인(13)이 눌리지 않고 양측소재(4, 5)사이에 공기배출을 위한 통로를 형성하고, 날개부(12)만이 용접되도록 설계된 고온,고열,고압 전자기 금형으로 외부공기 유입 차단막을 형성하는 제2공정과, 공기배출 시 다중 충진소재가 공기압으로 뒤틀리지 않도록 고정판을 배치하고 공기배출기기(24)의 인입라인(23)과 공기배출부(22)를 결합한 후 상기 다중 충진소재 내부의 공기를 뽑아내는 작업을 수행하는 제3공정과, 제3공정의 공기배출이 완료되면 각 다중 충진부에 공기가 침입하지 않도록 설계된 2차 성형기판(금형부)으로 고압,고온,고열 전자기 프래싱을 수행하여 다중 충진소재를 제형화하는 제4공정과, 상기 인입라인(23)을 분리하여 제거하는 제5공정으로 이루어진다.
도5는 본 발명에 따른 에어 파이프의 개념도이고, 도6은 각 에어 파이프의 공기배출 라인의 단면을 나타낸 도면이고, 도8은 본 발명에 따른 에어 파이프 외피재의 작업공정을 나타낸 흐름도이다.
도5와 도8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 에어파이프 라인식 가스 배리어성 외피재 사용 다중충진 제조 방법은 각각의 다중 충진구획의 아랫 외피재(5) 또는 마감재(3')가 합사된 소재를 공기배출 라인(16)를 배치하고 각각의 다중 충진구획에 초단열 심재를 충진하는 제1공정과, 공기배출을 위한 윗소재 외피재(4)와 마감재(3)를 합사한 후 상기 공기배출 라인(16)이 눌리지 않고 양측소재(15)만이 용접되도록 설계된 고온,고열,고압 전자기 금형으로 외부공기 유입 차단막을 형성하는 제2공정과, 공기배출 시 다중 충진소재가 공기압으로 뒤틀리지 않도록 고정판을 배치하고 공기배출기기(18)의 인입라인(17)과 상기 공기배출 라인(16)을 결합한 후 공기를 뽑아내는 작업을 하는 제3공정과, 제3공정의 공기배출이 완료되면 각 다중 충진부(14)와 공기배출 라인(16)에 공기가 침입하지 않도록 2차 성형기판으로 고압,고온,고열 프래싱을 수행하여 다중 충진소재를 제형화하는 제4공정과, 상기 인입라인(17)을 분리하여 제거하는 제5공정으로 이루어진다.

삭제

이때, 마감재가 되는 양측소재는 은나노, 의료, 군수, 가구, 전자패드, 신발, 의류, 자동차, 산업용 열차폐 소재 및 아웃도어용 소재 등 특히 본 발명인이 기 고안한 에어로젤 다중구획 충진 소재와 각각의 쎌이 공기분자를 최소화하도록 고안된 다중충진 충진 셀 소재는 군사용도로 사용되는 소재로 열상모듈의 추적을 피할 수 있는 스텔스 기능을 갖는 특성을 감안하여 맞도록 고온에 견디는 양측 소재를 사용한다. 불연소재 및 고강도 소재를 사용하며 농축시설을 위한 소재를 위해 투명성이 확보되는 가스 배리어성 소재를 사용하기도 한다.

초단열소재

Claims (16)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 각각의 다중 충진구획의 아랫 외피재(5) 또는 마감재(3')가 합사된 소재에 공기배출 라인(16)을 배치하고 각각의 다중 충진구획에 초단열 심재를 충진하는 제1공정과;
   공기배출을 위한 윗소재 외피재(4) 또는 마감재(3)를 합사한 후 매쉬 라인을 이루는 공기배출 라인(16)이 눌리지 않고 양측소재(15)만이 용접되도록 설계된 고온,고열,고압 전자기 금형으로 외부공기 유입 차단막을 형성하는 제2공정과;
   공기배출 시, 다중 충진소재가 공기압으로 뒤틀리지 않도록 고정판을 배치 하고 공기배출기기(18)의 인입라인(17)과 상기 공기배출 라인(16)를 결합한 후 다중 충진소재 내부의 공기를 뽑아내는 작업을 하는 제3공정과;
   제3공정의 공기배출이 완료되면 각 다중 충진부(14)와 공기배출 라인(16)에 공기가 침입하지 않도록 2차 성형기판으로 고압,고온,고열 프래싱을 수행하여 다중 충진소재를 제형화하는 제4공정과;
   상기 인입라인(17)를 분리하여 제거하는 제5공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어로젤 다중충진의 저밀도 공기분자 단열 소재 제조방법.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 공기배출 라인(16)은
   2차 충진 시 고온, 고압, 전자기 성형에 반응하여 각각의 다중 충진부를 가스유입으로부터 차단되는 배리어성을 갖는 소재인 것을 특징으로 하는 에어로젤 다중충진의 저밀도 공기분자 단열 소재 제조방법.
   
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제

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