KR101619225B1 - Heat insulation sheet, method for manufacturing the same and heat insulating panel - Google Patents
Heat insulation sheet, method for manufacturing the same and heat insulating panel Download PDFInfo
- Publication number
- KR101619225B1 KR101619225B1 KR1020140106943A KR20140106943A KR101619225B1 KR 101619225 B1 KR101619225 B1 KR 101619225B1 KR 1020140106943 A KR1020140106943 A KR 1020140106943A KR 20140106943 A KR20140106943 A KR 20140106943A KR 101619225 B1 KR101619225 B1 KR 101619225B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat
- nanofiber web
- insulating sheet
- heat insulating
- porous nanofiber
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title abstract description 18
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims abstract description 156
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 27
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 18
- -1 Si 3 N 4 Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 claims description 10
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 claims description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 3
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910006501 ZrSiO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims 3
- 239000011257 shell material Substances 0.000 claims 1
- 239000003605 opacifier Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 30
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 24
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 16
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 12
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 11
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 11
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 11
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 9
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 7
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 229940113088 dimethylacetamide Drugs 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920008347 Cellulose acetate propionate Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 description 1
- 229920010126 Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004708 Very-low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 150000001553 barium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- RZXDTJIXPSCHCI-UHFFFAOYSA-N hexa-1,5-diene-2,5-diol Chemical compound OC(=C)CCC(O)=C RZXDTJIXPSCHCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 description 1
- GKTNLYAAZKKMTQ-UHFFFAOYSA-N n-[bis(dimethylamino)phosphinimyl]-n-methylmethanamine Chemical compound CN(C)P(=N)(N(C)C)N(C)C GKTNLYAAZKKMTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920002627 poly(phosphazenes) Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229920001866 very low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/04—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres having existing or potential cohesive properties, e.g. natural fibres, prestretched or fibrillated artificial fibres
- D04H1/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres having existing or potential cohesive properties, e.g. natural fibres, prestretched or fibrillated artificial fibres and hardened by felting; Felts or felted products
- D04H1/10—Felts made from mixtures of fibres
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
- E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
- E04B1/78—Heat insulating elements
- E04B1/80—Heat insulating elements slab-shaped
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/04—Arrangements using dry fillers, e.g. using slag wool which is added to the object to be insulated by pouring, spreading, spraying or the like
Abstract
본 발명은 단열 시트, 그 제조 방법 및 단열 패널에 관한 것으로, 나노 섬유 웹에서 열을 차단하고, 나노 섬유 웹에 코팅된 불투명화제(opacifier) 코팅막으로 복사열을 차폐하여 열 차단 효율을 향상시키고, 선택적으로 나노 섬유 웹의 일부 또는 전부를 클로우즈드 포어 구조로 만들어 대류로 인한 열전도를 차단하여 단열 성능을 극대화시킬 수 있는 단열 구조를 구현할 수 있다.The present invention relates to a heat insulating sheet, a method of manufacturing the same, and a heat insulating panel. The heat shielding effect is improved by blocking heat in a nanofiber web, shielding radiant heat with an opacifier coating film coated on a nanofiber web, , A part or all of the nanofiber web may be formed into a closed pore structure to prevent thermal conduction due to convection, thereby realizing a heat insulating structure capable of maximizing heat insulation performance.
Description
본 발명은 단열 시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열 차단하는 나노 섬유 웹과 복사열을 차단하는 불투명화제(opacifier) 코팅막을 포함하는 구조를 구현하여 단열 효율을 향상시킬 수 있는 단열 시트, 그 제조 방법 및 단열 패널에 관한 것이다.The present invention relates to a heat insulating sheet, and more particularly, to a heat insulating sheet capable of improving the heat insulating efficiency by implementing a structure including a heat-shielding nanofiber web and an opacifier coating film for blocking radiation heat, Method and an insulation panel.
최근, 에너지 효율적 친환경 산업이 대두되어 전세계적으로 에너지 문제와 환경 문제를 동시에 해결하기 위한 각종 연구가 진행되고 있다.Recently, energy-efficient eco-friendly industry has emerged and various studies are being conducted to solve energy and environmental problems at the same time in the world.
특히, 지구 온난화에 대한 관점에서 냉장고의 소비 전력량을 줄일 수 있고, 건축물의 에너지를 절감하기 위하여 단열재에 대한 기술 개발이 다양하게 시도되고 있는 중이다.Especially, from the viewpoint of global warming, the amount of power consumption of the refrigerator can be reduced, and in order to reduce the energy of the building, various technologies are being developed for the insulation material.
냉장고는 가전 제품 중에서 높은 소비 전력량을 소비하는 제품으로, 냉장고의 소비 전력량 절감은 지구 온난화 대책으로서 필요 불가결한 상황에 있다. 냉장고의 소비 전력은 냉각용 압축기의 효율과 열누설량에 관계되는 단열재의 단열 성능에 의해 대부분 결정된다.The refrigerator consumes a large amount of electricity in household appliances, and the reduction in the power consumption of the refrigerator is indispensable as a measure against global warming. The power consumption of the refrigerator is largely determined by the efficiency of the cooling compressor and the heat insulating performance of the heat insulator relative to the amount of heat leakage.
그리고, 건축물의 에너지 절감을 위한 단열재는 전통적으로 미네랄울, 폴리우레탄 등의 단열재가 사용되었고, 최근에는 VIP (Vacuum Insulation Panel), 에어로젤이 주목받고 있으며, VIM (Vacuum Insulation Material), DIM (Dynamic Insulation Material) 등이 미래기술로 연구되고 있다.In recent years, VIP (Vacuum Insulation Panel) and aerogels have been attracting attention. VIM (Vacuum Insulation Material), DIM (Dynamic Insulation), and so on have been attracting attention as insulation materials for energy saving of buildings, traditionally used for insulation materials such as mineral wool and polyurethane. Materials) are being studied with future technologies.
매우 낮은 열전도율을 지닌 VIP 및 에어로젤은 기존 단열재에 비해 에너지 소모를 줄일 수 있으므로 주거면적을 크게 확대할 수 있는 장점이 있으며, 특히 에어로젤은 반투명 및 투명재질로 만들 수 있어 건물에 응용될 수 있는 가능성이 매우 크다. VIPs and aerogels with very low thermal conductivity have the advantage of reducing energy consumption compared to existing insulation materials and thus can greatly expand the residential area. In particular, aerogels can be made of translucent and transparent materials, very big.
한국 공개특허공보 제10-2011-77859호에는 심재를 포함하는 코어부; 및 상기 코어부를 피복하고 있는 외피재를 가지고, 상기 코어부가 감압상태로 형성된 진공 단열재에 있어서, 상기 외피재가 하나 이상의 부직포층을 포함하는 진공 단열재가 제안되어 있다. 이 경우, 상기 진공 단열재의 심재는 유리 섬유, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 사용하고 있으나, 유리 섬유 집합체 내부의 기공 사이즈는 공기를 트랩핑하는 데 적합한 크기를 갖지 못하여 단열 효과가 낮으며, 유리 섬유는 제조공정이 복잡하고 어려운 문제가 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-77859 discloses a core part including a core material; And a jacket covering the core portion, wherein the core portion is formed in a reduced pressure state, wherein the jacket material comprises at least one nonwoven fabric layer. In this case, the core of the vacuum insulation material is made of glass fiber, polyurethane, polyester, polypropylene and polyethylene, but the pore size inside the glass fiber aggregate is not suitable for trapping air, And the glass fiber has a complicated and difficult manufacturing process.
한국 공개특허공보 제10-2011-15326호에는 진공단열재의 외피 내부에 위치하는 코어로서, 상기 코어는 합성수지재 섬유를 열융착하여 서로 접합시킨 것을 특징으로 하는 진공단열재의 코어가 제안되어 있으나, 합성수지재 섬유를 융점 정도의 온도로 가열하여 섬유들이 서로 열융착되 있어, 합성수지재 섬유에는 거의 기공이 없는 무기공 상태가 되어 단열 효율을 향상시키는데는 한계가 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-15326 discloses a core of a vacuum insulator, which is located inside the shell of a vacuum insulator, wherein the core is formed by thermally fusing synthetic resin fibers and bonding them together. However, The fibers are heated and fused to each other by heating the fiber to a temperature of the melting point so that the synthetic resin fiber has an inorganic ball state having almost no pores,
그러므로, 본 발명자들은 단열 효율을 향상시키기 위한 연구를 지속적으로 진행하여 단열 효율을 극대화시킬 수 있는 단열 시트의 구조적인 특징을 도출하여 발명함으로써, 에너지 절감과 동시에 친환경적이고, 보다 경제적이고, 활용 가능하고 경쟁력있는 본 발명을 완성하였다. Therefore, the inventors of the present invention invented by inventing the structural characteristics of the heat insulating sheet capable of maximizing the heat insulating efficiency by continuing the research for improving the heat insulating efficiency, thereby saving energy, being environmentally friendly, more economical, Thus completing the present invention.
본 발명은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 열 차단하는 나노 섬유 웹과 복사열을 차단하는 불투명화제(opacifier) 코팅막을 포함하는 구조를 구현하여 단열 효율을 향상시킬 수 있는 단열 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a nanofiber web having a heat shielding structure and an opacifier coating layer for shielding radiant heat, And a manufacturing method thereof.
본 발명의 다른 목적은 클로우즈드 포어(closed core) 구조를 갖는 나노 섬유 웹으로 대류로 인한 열전도를 차단하여 단열 성능을 극대화시킬 수 있는 단열 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a heat-insulating sheet and a method of manufacturing the same which can maximize heat insulation performance by blocking heat conduction due to convection by a nanofiber web having a closed core structure.
본 발명의 또 다른 목적은 나노 섬유 웹에 부직포나 직포 등의 지지체를 적층하여 강도를 높힐 수 있은 단열 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a heat-insulating sheet capable of laminating a support such as a nonwoven fabric or woven fabric to a nanofiber web to increase its strength and a method of manufacturing the same.
본 발명의 또 다른 목적은 봉지막으로 실링(sealing)하여 단열 시트에 차단된 열이 빠져나가지 못하게 함으로써, 단열 효율을 향상시킬 수 있는 단열 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a heat-insulating sheet capable of improving the heat insulation efficiency by sealing with a sealing film and preventing the heat blocked by the heat-insulating sheet from escaping, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 또 다른 목적은 열을 흡수할 수 있는 나노 섬유 웹 구조를 적용하여, 단위 면적당 열 차단 성능을 높일 수 있는 단열 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a heat-insulating sheet and a method of manufacturing the same that can improve heat blocking performance per unit area by applying a nanofiber web structure capable of absorbing heat.
본 발명의 또 다른 목적은 단열 시트에 가요성있는 나노 섬유 웹을 포함시켜, 다수회 절첩한 구조를 쉽게 구현할 수 있는 단열 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a heat-insulating sheet and a method of manufacturing the same, which can easily form a folded structure many times by including a flexible nanofiber web on the heat-insulating sheet.
본 발명의 또 다른 목적은 복사열 및 대류열 차단과 열 차단을 수행할 수 있는 단열 시트를 코어로 적용하여 단열 특성을 개선될 수 있는 단열 패널을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an insulating panel which can improve the heat insulating property by applying a heat insulating sheet capable of performing radiant heat and convection heat shielding and heat shielding to the core.
상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예는, 열전도율이 낮은 폴리머로 이루어진 나노 섬유에 의해 축적되어 미세 기공 구조를 갖는 다공성 나노 섬유 웹; 및 상기 나노 섬유 웹에 코팅된 불투명화제 코팅막을 포함하는 단열 시트를 제공한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention is a porous nanofiber web having a micropore structure accumulated by nanofibers composed of a polymer having a low thermal conductivity; And an opacifying agent coating film coated on the nanofiber web.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 열전도율이 낮은 고분자 물질과 용매를 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계; 상기 방사용액을 전기 방사하여 미세 기공 구조를 갖는 다공성 나노 섬유 웹을 형성하는 단계; 및 상기 나노 섬유 웹에 불투명화제를 코팅하는 단계를 포함하는 단열 시트의 제조 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a spinning solution, comprising: preparing a spinning solution by mixing a high molecular material having a low thermal conductivity with a solvent; Forming a porous nanofiber web having a micropore structure by electrospinning the spinning solution; And coating the nanofiber web with an opacifying agent. The present invention also provides a method of manufacturing a heat insulating sheet.
더불어, 본 발명의 일 실시예는, 내부 공간이 구비된 외피재; 및 상기 외피재 내부에 배치되어 상기 외피재를 지지하는 단열 시트를 포함하며, 상기 단열 시트는, 열전도율이 낮은 폴리머로 이루어진 나노 섬유에 의해 축적되어 미세 기공 구조를 갖는 다공성 나노 섬유 웹; 및 상기 나노 섬유 웹에 코팅된 불투명화제 코팅막을 포함하는 단열 패널을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a packaging material comprising: a cover material having an inner space; And a heat insulating sheet disposed inside the sheath member and supporting the sheath member, wherein the heat insulating sheet comprises a porous nanofiber web having a micropore structure accumulated by nanofibers composed of a polymer having a low thermal conductivity; And an opacifying agent coating film coated on the nanofiber web.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 나노 섬유 웹의 구조적인 특징으로 열을 차단하고, 나노 섬유 웹에 코팅된 불투명화제(opacifier) 코팅막으로 복사열을 차단하여 열 차단 효율을 향상시킬 수 있는 단열 구조를 구현하는 기술을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, a heat insulating layer is formed by blocking the heat due to the structural characteristic of the nanofiber web and by blocking radiant heat with an opacifier coating film coated on the nanofiber web Can be provided.
본 발명에서는 나노 섬유 웹의 일부 또는 전부에 클로우즈드 포어 구조를 갖도록 하여, 대류로 인한 열전도를 차단할 수 있는 단열 구조를 구현하는 기술을 제공할 수 있다.The present invention can provide a technique for implementing a heat insulating structure capable of blocking a heat conduction due to convection by having a closed-pore structure in part or all of the nanofiber web.
본 발명에서는 전기 방사된 나노 섬유가 3차원 네트워크 구조로 배열된 나노 섬유 웹의 단열 시트를 채택하여, 열 차단 능력이 큰 나노 섬유 웹의 나노 크기의 미세 기공으로 단열 성능을 향상시킬 수 있는 기술을 제공할 수 있다. The present invention adopts a heat insulating sheet of a nanofiber web in which electrospun nanofibers are arranged in a three-dimensional network structure to improve heat insulation performance by using nano-sized micropores of a nanofiber web having a high heat shielding ability .
본 발명에서는 단열 시트를 실링(sealing)하여 차단된 열이 빠져나가 전달되지 못하도록 하여 열 차단 효율을 증가시킬 수 있는 단열 기술을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a heat insulation technique capable of increasing the heat shielding efficiency by sealing the heat insulating sheet to prevent the heat that is cut off from being transmitted.
본 발명에서는 복사열을 차단하는 구조, 대류열 차단하는 구조 및 열 차단을 수행하는 구조가 혼용된 단열 시트를 코어로 하는 진공 단열 패널(Vacuum Insulation Panel, VIP)을 제공하여 단열 특성을 극대화시킬 수 있는 진공 단열 기술을 제공할 수 있다.In the present invention, it is possible to provide a vacuum insulation panel (VIP) using a heat insulating sheet having a structure for blocking radiant heat, a structure for blocking convection heat, and a structure for performing heat shielding as a core, Vacuum insulation technology can be provided.
본 발명에서는 나노 섬유 웹을 적용하여 초박막 단열 시트 및 단열 패널을 제공할 수 있어, 단열특성이 우수하여 냉장고 및 건축물의 내부 공간을 확장시킬 수 있는 기술을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an ultra-thin insulating sheet and a heat insulating panel by applying a nanofiber web, and thus it is possible to provide a technology for expanding the internal space of the refrigerator and the building with excellent heat insulating properties.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 단열 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 단열 시트의 제조 방법의 흐름도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 진공 단열 패널(Vacuum Insulation Panel, VIP)를 도시한 개념적인 단면도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 단열 시트에 적용된 나노 섬유 웹을 형성하는 전기방사장치를 나타내는 개략 단면도이다.1 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a first embodiment of the present invention,
2 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a second embodiment of the present invention,
3 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a third embodiment of the present invention,
4 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a fourth embodiment of the present invention,
5 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a fifth embodiment of the present invention,
6 is a conceptual cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a heat insulating sheet according to a fifth embodiment of the present invention,
7 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a sixth embodiment of the present invention,
8 is a flowchart of a method for manufacturing a heat insulating sheet according to an embodiment of the present invention,
9 is a conceptual sectional view showing a vacuum insulation panel (VIP) according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic sectional view showing an electrospinning apparatus for forming a nanofiber web applied to a heat insulating sheet according to an embodiment of the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
이하의 설명에서는 본 발명에 따른 단열 시트 및 단열 패널의 실시예로 나노 섬유 웹에서 열을 차단하고, 나노 섬유 웹에 코팅된 불투명화제(opacifier) 코팅막으로 복사열을 차폐하여 열 차단 효율을 향상시키고, 선택적으로 나노 섬유 웹의 기공을 일부 또는 전부를 클로우즈드 포어(closed core) 구조로 만들어 대류로 인한 열전도를 차단하여 단열 성능을 극대화시킬 수 있는 구조를 구현하는 것이다. In the following description, the heat insulating sheet and the heat insulating panel according to the present invention are used to block heat in the nanofiber web, shield the radiant heat with an opacifier coating film coated on the nanofiber web, A structure in which a part or all of the pores of the nanofiber web are selectively made into a closed core structure to block heat conduction due to convection to maximize heat insulation performance.
즉, 나노 섬유 웹은 나노 섬유에 의해 축적되어 다수의 기공이 구비되어 있는 시트 형태로, 나노 섬유 웹의 다수의 기공이 나노 섬유 웹에 코팅된 불투명화제 코팅막 클로우즈드 포어가 되어 트랩된 공기의 대류를 억제함으로써, 전달된 열을 차단할 수 있는 우수한 단열 특성을 갖게 된다.That is, the nanofiber web is a sheet in which a plurality of pores are accumulated by nanofibers, and a plurality of pores of the nanofiber web are coated on the nanofiber web to form a closed pore of the opaque coating film, It is possible to obtain an excellent heat insulating property capable of blocking transmitted heat.
후술하는 본 발명의 단열 시트 및 단열 패널은 냉장고, 건축물 및 전자기기에 적용할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 다른 산업 분야에 사용되는 단열재에도 이와 동일하게 적용될 수 있다.The heat-insulating sheet and the heat-insulating panel of the present invention to be described later can be applied to a refrigerator, a building, and an electronic appliance. However, the present invention is not limited thereto and can be similarly applied to a heat-insulating material used in other industrial fields.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다. FIG. 1 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 4 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a third embodiment of the present invention.
본 발명에서는 나노 섬유 웹에 불투명화제(opacifier)를 코팅한 단열 시트를 채택한 것으로, 불투명화제 코팅막에서는 복사로 인한 열전달을 차단하고, 나노 섬유 웹은 열을 차단하여 단열 효율을 향상시킬 수 있는 단열 시트를 제공할 수 있다.In the present invention, a heat insulating sheet coated with an opacifier on a nanofiber web is employed. In the opaqueizing agent coating film, heat transfer due to radiation is blocked, and the nanofiber web is heat- Can be provided.
또한, 본 발명에서는 나노 섬유 웹의 일부 또는 전부를 무기공 필름으로 만든 단열 시트를 적용하여, 나노 섬유 웹이 클로우즈드 포어 구조를 갖게 되어 대류를 억제하여 열전도를 차단함으로써, 단열 성능을 개선시킬 수 있는 단열 시트를 구현할 수 있다.In addition, in the present invention, a heat insulating sheet made of an inorganic porous film as a part or the whole of a nanofiber web is applied, and the nanofiber web has a closed pore structure, thereby suppressing convection and blocking heat conduction. It is possible to implement an insulating sheet having a heat-insulating property.
나노 섬유 웹은 전기 방사된 나노 섬유가 불규칙하게 적층되어 3차원 네트워크 구조로 배열되어 있다. 그 나노 섬유에 의해 나노 섬유 웹에는 불규칙하게 분포된 나노 크기의 미세 기공이 형성되고, 미세 기공에 의해 나노섬유 웹의 열 차단 능력이 커지게 되어 우수한 단열 성능을 갖게된다.Nanofibrous webs are randomly stacked of electrospun nanofibers and arranged in a three dimensional network structure. The nanofibers are used to form nano-sized micropores irregularly distributed in the nanofiber web, and the nanofiber web is heat-shielded by the micropores.
도 1을 참고하면, 제1실시예의 단열 시트(250)는 나노 섬유 웹(100)에 불투명화제 코팅막(110)이 형성된 구조이다. 그러므로, 단열 시트(250)로 전달된 열은 불투명화제 코팅막(110)에서 복사열이 차단되고, 복사열이 차단된 열은 나노 섬유 웹(100)의 나노 크기의 미세 기공에서 차단되어 열 차단 효율을 향상시킨다. 그리고, 본 발명에서는 제1실시예 뿐만 아니라 후술된 모든 나노 섬유 웹(100)일부 또는 전부가 무기공 필름 형태로 구현될 수 있으며, 이렇게 무기공 필름 형태를 갖는 나노 섬유 웹(100)이 포함된 단열 시트는 복사열과 대류열을 순차적으로 차단하고, 감소된 열량을 차단하는 구조를 갖는다. 참고로, 열의 이동은 전도, 대류, 복사의 3가지 형태로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the
불투명화제 코팅막(110)은 활석, 탄화규소(SiC), 산화철, 산화지르코늄, 산화티탄(TiO2), 흑연에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어진 코팅막일 수 있다.The opacifying
나노 섬유 웹(100)의 일부 또는 전부를 무기공 필름 형태로 만들기 위해서는, 고분자 물질과 용매가 혼합된 방사용액을 전기방사하여 나노 섬유로 이루어진 필름용 나노 섬유 웹을 형성하고, 고분자(예를 들어, PVDF)의 융점 보다 낮은 온도에서 필름용 나노 섬유 웹을 캘린더링하거나 또는 열처리를 실시함에 의해 무기공의 고분자 필름을 제조할 수 있다. 여기서, 열처리 공정에서 열처리 온도가 고분자의 융점보다 다소 낮은 온도에서 실시할 수 있는 것은 나노 섬유 웹에 용매가 잔존하고 있기 때문이며, 열처리에 의해 나노 섬유 웹이 완전히 녹는 것을 막으면서 무기공 필름을 형성하도록 하기 위함이다.In order to form a part or all of the
도 2를 참고하면, 제2실시예의 단열 시트에서는 나노 섬유 웹(100)에 부직포나 직포 등을 적층하여 강도가 높은 단열 시트를 구현할 수 있다. 나노 섬유 웹(100)에 지지체(120)를 적층한 것이다. 여기서, 나노 섬유 웹(100)에 불투명화제 코팅막(110)을 형성한 후, 나노 섬유 웹(100)에 지지체(120)를 적층하는 공정을 수행하거나, 또는 나노 섬유 웹(100)에 지지체(120)를 적층한 후, 나노 섬유 웹(100)에 불투명화제 코팅막(110)을 형성하는 공정을 수행할 수 있다. 지지체(120)인 부직포나 직포는 나노 섬유 웹과 2중 구조를 형성할 수 있는 것이면 가능하며, 적층 방법으로는 열판 캘린더링, 핫멜트 본딩, 초음파 본딩, 라미네이팅 등 특별한 방법에 한정하지는 않으며, 나노 섬유 웹(100)과 기존 소재와의 적층이 가능한 방법이면 좋다. Referring to FIG. 2, in the heat insulating sheet of the second embodiment, a non-woven fabric, a woven fabric, or the like may be laminated on the
특히, 사용 가능한 부직포는 상용화된 2층 또는 3층 구조의 폴리올레핀계 다공성 멤브레인, 예를 들어, PP/PE나 PP/PE/PP 멤브레인 또는 단층 구조의 PP 또는 PE 멤브레인이나, 코어로서 PP 섬유의 외주에 PE가 코팅된 이중 구조의 PP/PE 섬유로 이루어진 부직포, 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유로 이루어진 PET 부직포를 사용하는 것도 가능하다.Particularly, the nonwoven fabric which can be used is a polyolefin-based porous membrane of a commercialized two- or three-layer structure, for example, a PP or PE membrane or a PP / PE / PP membrane or a monolayer PP or PE membrane, It is also possible to use a PET nonwoven fabric made of polyethylene terephthalate (PET) fiber or a nonwoven fabric made of PP / PE fibers having a double structure coated with PE.
도 3을 참고하면, 제3실시예의 단열 시트는 제2실시예의 단열 시트의 부직포(120)에 열 차단을 수행할 수 있는 나노 섬유 웹(111)을 적층하는 것이다. 즉, 제3실시예의 단열 시트는 지지체(120)의 양면에 나노 섬유 웹(100,111)이 적층되어 있어, 2중의 열 차단 구조를 구현할 수 있어 단열 효율을 더 향상시킬 수 있다.Referring to Fig. 3, the heat insulating sheet of the third embodiment is to laminate the
도 4를 참고하면, 단열 시트의 강도를 더 높이기 위하여, 제3실시예의 단열 시트의 나노 섬유 웹(111)에 지지체(121)를 더 적층할 수 있다.4, in order to further increase the strength of the heat insulating sheet, the
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 단열 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 개념적인 단면도이며, 도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 단열 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다. FIG. 5 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 6 is a conceptual sectional view for explaining a method for manufacturing a heat insulating sheet according to a fifth embodiment of the present invention, 7 is a conceptual sectional view for explaining a heat insulating sheet according to a sixth embodiment of the present invention.
본 발명에서는 전술된 제1 내지 제4 실시예에서 선택된 2종 이상을 적층하거나, 제1 내지 제4 실시예 각각을 다수로 하여 적층하여 단열 시트로 구현할 수 있다.In the present invention, two or more kinds selected from the above-described first to fourth embodiments may be laminated, or a plurality of the first to fourth embodiments may be stacked to form a heat insulating sheet.
도 5 및 도 6을 참고하면, 제5실시예의 단열 시트는 제4 실시예의 단열 시트한 쌍을 적층한 것으로, '121' 지지체와 '221' 지지체를 접촉시켜 적층한 것이다. 이와 같이, 적층 공정에 의해, 단열 시트에 다중 복사열 차단 구조, 다중 대류열 차단 구조와 다중 열 차단 구조를 선택적으로 더 포함시킬 수 있으므로, 열 차단 능력을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 적층에 의한 단열 시트에는 다중 복사열 차단 구조, 다중 대류열 차단 구조와 다중 열 차단 구조가 혼용되는 구조를 포함시킬 수도 있다.Referring to FIGS. 5 and 6, the heat insulating sheet of the fifth embodiment is obtained by laminating a pair of heat insulating sheets of the fourth embodiment, in which a '121' support and a '221' support are laminated in contact with each other. As described above, the heat insulating sheet can further include the multiple radiation heat shielding structure, the multiple convection heat shielding structure and the multiple heat shielding structure selectively by the laminating process, thereby further improving the heat shielding ability. In addition, the heat insulating sheet by lamination may include a structure in which a multiple radiation heat shielding structure, a multiple convection heat shielding structure, and a multiple heat shielding structure are mixed.
도 7을 참고하면, 상술된 제1 내지 제5실시예의 단열 시트의 상면과 하면에 불투명화제 코팅막(110,111)을 형성하고, 단열 시트의 측면에 봉지막(241,242)을 형성하여 제6실시예의 단열 시트를 구현한다.7, the opacifying
봉지막(241,242)은 단열 시트에 차단된 열이 빠져나가지 못하게 하는 기능을 수행하며, 핫 멜트(hot melt) 접착제 또는 실리콘으로 봉지하는 것이 바람직하다.The sealing
이상 상술된 실시예들의 단열 시트는 가요성 있는 나노 섬유 웹을 구비하고 있으므로, 우수한 굽힘성으로 인하여 판상형으로 절첩한 구조가 가능하다.Since the heat insulating sheet of the above-described embodiments includes the flexible nanofiber web, it can be folded into a plate-like structure due to its excellent bendability.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 단열 시트의 제조 방법의 흐름도이다. 8 is a flowchart of a method of manufacturing a heat insulating sheet according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 단열 시트의 제조 방법은 먼저, 열전도율이 낮은 고분자 물질과 용매를 혼합하여 방사용액을 제조한다(S100). 방사용액에는 상변화 물질 입자가 포함될 수 있다. In a method of manufacturing a heat insulating sheet according to an embodiment of the present invention, a spinning solution is prepared by mixing a polymer material having a low thermal conductivity and a solvent (S100). The spinning solution may contain phase change material particles.
상변화 물질 입자가 포함된 방사용액을 방사하여 형성된 나노 섬유 웹의 나노 섬유 내부에는 상변화 물질 입자가 포함된다. 그러므로, 나노 섬유 웹의 나노 크기의 미세 기공에서 열을 차단함과 동시에, 상변화 물질 입자에서 열을 흡수할 수 있는 구조를 달성할 수 있어, 단위 면적당 열 차단 성능을 높일 수 있다. 즉, 상변화 물질 입자는 열이 전달되면 흡열반응하여 고상에서 액상으로 변화되면서 열을 흡수한다. 그리고 상변화 물질 입자는 주변 온도가 떨어지면 다시 고상으로 변화된다.Phase change material particles are contained in the nanofibers of the nanofiber web formed by spinning spinning solution containing phase change material particles. Therefore, it is possible to achieve a structure capable of absorbing heat in the phase change material particles while blocking heat in the nano-sized micro pores of the nanofiber web, and it is possible to enhance heat blocking performance per unit area. That is, the phase-change material particles absorb heat when they are transferred from the solid phase to the liquid phase by endothermic reaction. And the phase change material particles change back to solid phase when the ambient temperature falls.
그리고, 본 발명에서는 나노 섬유 웹을 형성하기 위한 방사용액에 열전달을 차단하기 위한 단열성 필러인 무기물 입자가 함유될 수 있다. 이 경우, 나노 섬유 웹의 나노 웹에는 무기물 입자가 포함되어 있을 수 있다. 무기물 입자는 방사된 나노 섬유의 내부에 위치되어 있거나, 나노 섬유 표면에 일부가 노출되어 열전달을 차단하게 된다. 또한, 무기물 입자는 단열성 필러로 나노 섬유 웹의 강도를 향상시킬 수 있다.In the present invention, the spinning solution for forming the nanofiber web may contain inorganic particles, which are heat insulating fillers for blocking heat transfer. In this case, the nanofibers of the nanofiber web may contain inorganic particles. The inorganic particles are located inside the radiated nanofiber, or are partially exposed to the surface of the nanofiber to block heat transfer. Further, the inorganic particles can improve the strength of the nanofiber web with an insulating filler.
바람직하게는, 무기물 입자는 SiO2, SiON, Si3N4, HfO2, ZrO2, Al2O3, TiO2, Ta2O5, MgO, Y2O3, BaTiO3, ZrSiO4, HfO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 입자, 또는 유리 섬유, 흑연, 암면, 클레이(clay)로 이루어진 군으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 입자가 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 방사 용액에 포함될 수 있다.Preferably, the inorganic particles are SiO 2, SiON, Si 3 N 4,
또한, 나노 섬유 웹을 형성하기 위한 방사용액에 흄드 실리카(Fumed Silica)가 포함될 수 있다.In addition, fumed silica may be included in the spinning solution for forming the nanofiber web.
전술된 방사용액을 제조한 후, 방사용액을 전기 방사하여 미세 기공 구조를 갖는 다공성 나노 섬유 웹으로 이루어진 나노 섬유 웹을 형성한다(S110).After preparing the spinning solution, the spinning solution is electrospun to form a nanofiber web comprising a porous nanofiber web having a micropore structure (S110).
나노 섬유 웹은 전기 방사가 가능하고 열전도율이 낮은 고분자 물질과 용매를 일정 비율로 혼합하여 방사용액을 만들고, 이 방사용액을 전기 방사하여 나노 섬유를 형성하고, 이 나노 섬유가 축적되어 다수의 기공을 갖는 나노섬유 웹(nano web) 형태로 형성된다. The nanofiber web is prepared by mixing a certain amount of a polymer material with a low thermal conductivity and a solvent at a certain ratio to form a spinning solution, forming a nanofiber by electrospinning the spinning solution, accumulating the nanofibers, (Nano-web).
이와 같은 나노 섬유는 직경이 작을수록 나노 섬유의 비표면적이 증대되고 다수의 미세 기공을 구비하는 나노섬유 웹의 열 차단 능력이 커지게 되어 단열 성능이 향상된다. The smaller the diameter of the nanofibers, the larger the specific surface area of the nanofibers and the heat shielding ability of the nanofiber web having a plurality of micropores is increased, thereby improving the heat insulating performance.
나노 섬유는 예를 들어, 1um 이하의 직경으로 이루어지며, 나노 섬유로 이루어진 나노 섬유 웹은 다수의 미세 기공을 구비함에 따라 미세 기공 내부에 공기를 차단 및 트랩핑할 수 있다.The nanofibers have a diameter of, for example, 1 .mu.m or less. The nanofiber web made of nanofibers has a number of micropores, so that air can be blocked and trapped inside the micropores.
상기 나노 섬유 웹에 형성되는 미세 기공은 4nm 내지 1um 이하로 설정되는 것이 바람직하며, 나노 섬유의 직경을 조절하여 구현될 수 있다.The fine pores formed in the nanofiber web are preferably set to 4 nm to 1 μm or less, and the diameter of the nanofibers can be controlled.
여기에서, 본 발명에 적용되는 방사 방법은 일반적인 전기방사(electrospinning), 에어 전기방사(AES: Air-Electrospinning), 전기분사(electrospray), 전기분사방사(electrobrown spinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 플래쉬 전기방사(flash-electrospinning) 중 어느 하나를 사용할 수 있다. Here, the spinning method applied to the present invention is a spinning method using general electrospinning, air-electrospinning (AES), electrospray, electrobrown spinning, centrifugal electrospinning, , And flash-electrospinning may be used.
본 발명에서는 단열 시트의 나노 섬유 웹의 내열성 향상을 도모하기 위한 목적으로 열전도율이 낮음과 동시에 내열성이 우수한 고분자 단독 또는 열전도율이 낮은 고분자와 내열성이 우수한 고분자를 소정량 혼합한 혼합 고분자를 전기 방사하여 얻어진 나노 섬유 웹을 적용할 수 있다.In the present invention, for the purpose of improving the heat resistance of a nanofiber web of a heat insulating sheet, a polymer obtained by electrospinning a mixed polymer having a low thermal conductivity and excellent heat resistance, or a polymer having a low thermal conductivity and a polymer having a high heat resistance A nanofiber web can be applied.
이때, 본 발명에서 사용 가능한 고분자는 유기용매에 용해되어 방사가 가능함과 동시에 열전도율이 낮은 것이 바람직하며, 또한 내열성이 우수한 것이 더욱 바람직하다.At this time, the polymer which can be used in the present invention is preferably dissolved in an organic solvent to be spinnable and low in thermal conductivity, and more preferably excellent in heat resistance.
방사가 가능하고 열전도율이 낮은 폴리머는 예를 들어, 폴리우레탄(PU), 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알콜, 폴리이미드 등을 들 수 있다.Polymers that are capable of radiation and have low thermal conductivity include, for example, polyurethane (PU), polystyrene, polyvinyl chloride, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile , Polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyimide, and the like.
또한, 내열성이 우수한 폴리머는 전기방사를 위해 유기용매에 용해될 수 있고 융점이 180℃ 이상인 수지로서, 예를 들어, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 방향족 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디페녹시포스파젠, 폴리{비스[2-(2-메톡시에톡시)포스파젠]} 같은 폴리포스파젠류, 폴리우레탄 및 폴리에테르우레탄을 포함하는 폴리우레탄공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등을 사용할 수 있다. The polymer having excellent heat resistance is a resin which can be dissolved in an organic solvent for electrospinning and has a melting point of 180 ° C or higher. Examples of the resin include polyacrylonitrile (PAN), polyamide, polyimide, polyamideimide, poly Aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, and the like, polytetrafluoroethylene, polydiphenoxaphospazene, poly (ethylene terephthalate), poly Polyphosphazenes such as bis [2- (2-methoxyethoxy) phosphazene], polyurethane copolymers including polyurethane and polyether urethane, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate Etc. may be used.
상기 고분자의 열전도율은 0.1W/mK 미만으로 설정되는 것이 바람직하다.The thermal conductivity of the polymer is preferably set to less than 0.1 W / mK.
상기한 고분자 중 폴리우레탄(PU)은 열전도율이 0.016~0.040W/mK이고, 폴리스티렌와 폴리비닐클로라이드는 열전도율이 0.033~0.040W/mK로 알려져 있어, 이를 방사하여 얻어지는 나노 섬유 웹 또한, 열전도율이 낮게 된다. Among the above polymers, polyurethane (PU) has a thermal conductivity of 0.016 to 0.040 W / mK, polystyrene and polyvinyl chloride have a thermal conductivity of 0.033 to 0.040 W / mK, and the nanofiber web obtained by spinning the polystyrene and polyvinyl chloride also has a low thermal conductivity .
나노 섬유 웹의 두께는 5um 내지 50um, 바람직하게는 30um로 설정될 수 있다.The thickness of the nanofiber web can be set between 5 and 50 um, preferably 30 um.
또한 나노 섬유 웹을 다층으로 적층하여 다양한 두께를 갖도록 제작될 수 있다. 즉, 본 발명에 적용된 나노 섬유 웹의 단열 시트는 초박막 구조로 제작되면서도 높은 단열 성능을 가질 수 있다.Further, the nanofiber web may be laminated in multiple layers to have various thicknesses. That is, the heat insulating sheet of the nanofiber web applied to the present invention can have a high heat insulating performance while being manufactured in an ultra thin structure.
용매는 DMA(dimethyl acetamide), DMF(N,N-dimethylformamide), NMP(N-methyl-2-pyrrolidinone), DMSO(dimethyl sulfoxide), THF(tetra-hydrofuran), DMAc(di-methylacetamide), EC(ethylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), PC(propylene carbonate), 물, 초산(acetic acid), 및 아세톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. The solvent can be selected from the group consisting of DMA (dimethyl acetamide), N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidinone, DMSO, THF, DMAc, ethylene carbonate, DEC, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, propylene carbonate, water, acetic acid, and acetone. .
나노 섬유 웹은 전기방사 방법으로 제조되므로 방사용액의 방사량에 따라 두께가 결정된다. 따라서, 나노 섬유 웹의 두께를 원하는 두께로 만들기가 쉬운 장점이 있다. Since the nanofiber web is manufactured by the electrospinning method, the thickness is determined according to the spinning amount of the spinning solution. Therefore, there is an advantage in that it is easy to make the thickness of the nanofiber web to a desired thickness.
이와 같이, 방사 방법에 의해 나노 섬유가 축적된 나노섬유 웹 형태로 형성되므로 별도의 공정없이 복수의 기공을 갖는 형태로 만들 수 있고, 방사용액의 방사량에 따라 기공의 크기를 조절하는 것도 가능하다. 따라서, 기공을 미세하게 다수로 만들 수 있어 열 차단 성능이 뛰어나고 이에 따라 단열 성능을 향상시킬 수 있다. As described above, since the nanofibers are formed by the nanofiber web in which the nanofibers are accumulated by the spinning method, they can be formed into a plurality of pores without any additional process, and the size of the pores can be controlled according to the spinning amount of the spinning solution. Therefore, it is possible to finely form a large number of pores, so that the heat shielding performance is excellent and the heat insulating performance can be improved accordingly.
상술된 나노 섬유 웹을 형성한 후, 나노 섬유 웹에 불투명화제를 코팅한다(S120). 여기서, 불투명화제를 진공 증착(Aero Deposition) 방법으로 나노 섬유 웹에 코팅하는 것이 바람직하며, 예컨대, 불투명화제인 산화티탄(TiO2)을 나노 섬유 웹에 코팅할 수 있다.After forming the nanofiber web described above, the nanofiber web is coated with an opacifying agent (S120). Here, it is preferable that the opacifying agent is coated on the nanofiber web by the Aero Deposition method. For example, titanium oxide (TiO 2 ) which is an opacifying agent can be coated on the nanofiber web.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 진공 단열 패널(Vacuum Insulation Panel, VIP)를 도시한 개념적인 단면도이다.9 is a conceptual sectional view illustrating a vacuum insulated panel (VIP) according to an embodiment of the present invention.
전술된 단열 시트는 단열 패널 내부에 내장되어 단열 성능을 발휘할 수 있다. 이하 설명에서는 단열 패널의 일종으로 진공 단열 패널을 주로 예시하였으나, 이에 한정되지 않고, 내부 공간을 진공 또는 감압하지 않은 단열 패널 구조도 본 발명에 포함된다. The above-mentioned heat insulating sheet is built in the heat insulating panel and can exhibit heat insulating performance. In the following description, a vacuum insulating panel is mainly exemplified as one kind of the heat insulating panel, but the present invention is not limited thereto, and the heat insulating panel structure in which the internal space is not vacuumed or decompressed is also included in the present invention.
도 9를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 진공 단열 패널(300)은 가스 배리어성을 가지고 내부에 바람직하게는 소정의 감압 공간을 형성하는 외피재(310) 및 외피재(310) 내부에 배치되어 외피재(310)를 지지하는 단열 시트(270)를 포함한다. 9, the
진공 단열 패널(300)에 코어로 적용된 단열 시트(270)는, 다공성 나노 섬유 웹을 포함하고 있으므로, 공기를 트랩핑할 수 있는 다수의 미세 기공을 구비하여, 미세 기공에 트랩된 공기가 스스로 빠져나가기 어렵기 때문에 외피재(310) 내부가 진공 또는 감압공간이 아닌 경우에도 우수한 단열 성능을 발휘한다. 따라서, 건축용 단열재로 적용하면 이점이 많다.Since the
여기서, 감압 공간은 내부의 압력이 대기압보다 낮아지게 감압된 공간을 의미한다.Here, the depressurized space means a depressurized space in which the inner pressure is lower than the atmospheric pressure.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 진공 단열 패널(300)에서 외피재(310) 내부가 진공 또는 감압 공간으로 이루어지는 경우, 외피재(310) 또는 단열 시트(270)의 내부에는 수분이나 가스 등을 흡착하는 게터재(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 게터재는 예를 들어, 분말형태로 이루어진 흡습제와 가스흡착제를 포함하며, PP 또는 PE 부직포로 패킹이 이루어질 수 있다.In the
또한, 게터재는 실리카겔, 제올라이트, 활성탄, 지르코늄, 바륨 화합물, 리튬 화합물, 마그네슘 화합물, 칼슘 화합물 및 생석회로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the getter material preferably includes at least one selected from the group consisting of silica gel, zeolite, activated carbon, zirconium, barium compound, lithium compound, magnesium compound, calcium compound and quicklime.
본 발명에서 사용할 수 있는 게터재의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 진공 단열재의 제조 분야에서 통상적으로 사용되는 소재를 사용할 수 있다. The kind of the getter material that can be used in the present invention is not particularly limited, and a material commonly used in the field of vacuum insulation material can be used.
그리고, 외피재(310)는 코어인 단열 시트(270)를 피복하고, 그 내부를 감압 또는 진공 상태로 유지하는 역할을 한다. 외피재(310)는 미리 봉투 형태로 이루어지며, 단열 시트(270)를 삽입한 후, 진공분위기에서 입구 부분을 열압착하여 실링이 이루어진다. 이에 따라 외피재(310)는 4각 형상의 상부 외피재(310a)와 하부 외피재(320b)의 3변의 외곽 부분을 먼저 실링하여 봉투 형태로 제작된 후 사용된다.The
본 발명에서 사용할 수 있는 외피재의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 진공 단열재의 제조 분야에서 통상적으로 사용되는 소재를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 외피재(310)는, 예를 들어, 단열 시트(270)를 둘러싸고 있는 실링층(sealing layer); 실링층을 둘러싸고 있는 베리어층(barrier layer); 및 베리어층을 둘러싸는 부직포층 또는 보호층을 포함할 수 있다.The type of the cladding material usable in the present invention is not particularly limited, and materials conventionally used in the field of vacuum insulation materials can be used. The
전술된 실링층은 열압착방식으로 실링(압착)이 이루어짐에 따라 내장된 단열 시트(270)를 피복하고, 코어에 밀착되어 패널 형태를 유지할 수 있게 한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 실링층의 소재는 특별히 제한되지 않고 열압착에 의해 접착이 이루어질 수 있는 필름으로서, 예를 들면, 열압착층은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도폴리에틸렌(VLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 같은 폴리올레핀 계열의 수지, 상기 수지 이외에 폴리프로필렌(PP), 폴리아크릴로니트릴 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 또는 에틸렌-비닐알코올 공중합체 필름 등과 같은 열압착이 가능한 수지, 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.The sealing layer described above covers the built-in heat-insulating
그리고, 베리어층은 실링층을 둘러싸고, 내부의 진공도를 유지하며, 외부의 가스 및 수증기를 차단하는 역할을 할 수 있다. 본 발명에서 베리어층의 소재는 특별히 제한되지 않으며, 금속박 또는 수지 필름 상에 금속을 증착을 한 적층 필름(증착막 필름) 등을 사용할 수 있다. 금속으로는 알루미늄, 동, 스테인레스 또는 철 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The barrier layer surrounds the sealing layer, maintains the degree of vacuum therein, and can block external gases and water vapor. In the present invention, the material of the barrier layer is not particularly limited and a laminate film (vapor deposition film) in which a metal is vapor-deposited on a metal foil or a resin film can be used. As the metal, aluminum, copper, stainless steel or iron can be used, but the present invention is not limited thereto.
또한, 상기에서 증착막은 증착법(deposition method) 또는 스퍼터링법(sputtering method) 등에 의하여 알루미늄, 스테인리스, 코발트 또는 니켈 등의 금속, 실리카, 알루미나 또는 탄소 등을 증착시켜 형성할 수 있으며, 기재가 되는 수지 필름으로는 당 업계에서 사용되는 일반적인 수지 필름을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 상기 베리어층으로 알루미늄 증착 필름 또는 알루미늄 박을 사용하는 것이 바람직하다.The deposition film may be formed by depositing a metal such as aluminum, stainless steel, cobalt or nickel, silica, alumina or carbon by a deposition method or a sputtering method, A general resin film used in the art can be used. In the present invention, it is preferable to use an aluminum deposited film or aluminum foil as the barrier layer.
아울러, 부직포층은 베리어층을 둘러싸며, 진공 단열재를 외부 충격으로부터 1차적으로 보호하는 보호층 역할을 한다. 또한, 상기 부직포층은 베리어층의 높은 열전도율에 의해 단열재의 열 성능이 저하되는 문제를 해결할 수 있다. 상기 부직포층의 재료는 PP, PTFE를 사용할 수 있다. In addition, the nonwoven fabric layer surrounds the barrier layer and serves as a protective layer for primarily protecting the vacuum insulation from external impacts. In addition, the nonwoven fabric layer can solve the problem that the thermal performance of the heat insulating material is lowered due to the high thermal conductivity of the barrier layer. The material of the nonwoven fabric layer may be PP or PTFE.
또한, 부직포층 대신에 베리어층을 보호하는 1층 또는 2층으로 이루어진 보호층을 사용할 수 있다. 이러한 보호층은 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알코올, 나일론, PET, K-PET 및 에틸렌비닐알코올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 수지로 이루어질 수 있다.In place of the nonwoven fabric layer, a protective layer made of one or two layers for protecting the barrier layer may be used. Such a protective layer may be composed of one or more resins selected from the group consisting of polyamide, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, nylon, PET, K-PET and ethylene vinyl alcohol.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 단열 시트에 적용된 나노 섬유 웹을 형성하는 전기방사장치를 나타내는 개략 단면도이다.10 is a schematic sectional view showing an electrospinning apparatus for forming a nanofiber web applied to a heat insulating sheet according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참고하면, 전기방사장치는 열전도율이 낮은 고분자 물질과 용매가 혼합되어 방사가 이루어질 때까지 상분리를 방지하도록 공압을 이용한 믹싱 모터(2a)를 구동원으로 사용하는 교반기(2)를 내장한 믹싱 탱크(Mixing Tank)(1)와, 고전압 발생기가 연결된 다수의 방사노즐(4)을 포함한다. 믹싱 탱크(1)로부터 도시되지 않은 정량 펌프와 이송관(3)을 통하여 연결된 다수의 방사노즐(4)로 토출되는 고분자 용액은 고전압 발생기에 의하여 하전된 방사노즐(4)을 통과하면서 나노 섬유(5)로 방출되고, 일정 속도로 이동하는 컨베이어 형태의 접지된 콜렉터(6) 위에 나노 섬유(5)가 축적되어 다공성 나노 섬유 웹(7)을 형성한다. 10, the electrospinning device includes a
즉, 본 발명에서는 열전도율이 낮은 고분자 물질과 용매를 혼합하여 방사용액을 제조한 후, 이 방사용액을 전기 방사하여 미세 기공 구조를 갖는 다공성 나노 섬유 웹으로 이루어진 나노 섬유 웹을 형성하는 것이다.That is, in the present invention, a spinning liquid is prepared by mixing a polymer material having a low thermal conductivity and a solvent, and the spinning solution is electrospun to form a nanofiber web composed of a porous nanofiber web having a microporous structure.
일반적으로 대량생산을 위해 멀티-홀(multi-hole) 방사팩(예를 들어, 245mm/61홀)을 적용하면 멀티홀간의 상호 간섭이 발생하여 섬유가 날려 다니면서 차단이 이루어지지 않게 된다. 그 결과, 멀티-홀(multi-hole) 방사팩을 사용하여 얻어지는 분리막은 너무 벌키(bulky)해짐에 따라 분리막 형성이 어려워지며, 방사의 트러블(trouble) 원인으로 작용한다. Generally, when a multi-hole spinning pack (for example, 245 mm / 61 holes) is applied for mass production, mutual interference occurs between the multi-holes, so that the fibers are not blown off while being blown. As a result, the separation membrane obtained using a multi-hole spinning pack becomes too bulky, making it difficult to form a separation membrane and causing radiation trouble.
이를 고려하여 본 발명에서는 도 12에 도시된 바와 같이, 멀티-홀(multi-hole) 방사팩을 사용하여 각 방사노즐(4)마다 에어(4a)의 분사가 이루어지는 에어 전기방사 방법으로 다공성 나노 섬유 웹(7)을 제작한다. In consideration of this, according to the present invention, as shown in FIG. 12, by using an air electrospinning method in which air 4a is jetted for each spinning
즉, 본 발명에서는 에어 전기방사에 의해 전기방사가 이루어질 때 방사노즐의 외주로부터 에어(Air) 분사가 이루어져서 휘발성이 빠른 고분자로 이루어진 섬유를 에어가 차단하고 축적시키는 데 지배적인 역할을 해 줌으로써 보다 강성이 높은 나노 섬유 웹을 생산할 수 있으며, 섬유(fiber)가 날아다니면서 발생할 수 있는 방사 트러블(trouble)을 최소화 할 수 있게 된다.That is, in the present invention, air is injected from the outer periphery of the spinneret when electrospinning is performed by air electrospinning, and thus the fiber composed of a polymer having a high volatility plays a dominant role in blocking and accumulating air, Can produce this high nanofiber web and minimize the radiation problems that may occur as the fibers fly.
본 발명에서는 열전도율이 낮은 고분자 물질과 내열성 고분자 물질을 혼합하여 방사하는 경우 2성분계 용매에 첨가하여 혼합방사용액을 제조하는 것이 바람직하다.In the present invention, when a polymer material having a low thermal conductivity is mixed with a heat-resistant polymer material, the mixture is preferably added to a two-component solvent to prepare a mixed spinning solution.
상기 얻어진 다공성 나노 섬유 웹(7)은 그 후 캘린더 장치(9)에서 고분자의 융점 이하의 온도에서 캘린더링하면 코어재로 사용되는 박막의 최종 나노 섬유 웹(10)이 얻어진다.The obtained
본 발명에서는 필요에 따라 상기와 같이 얻어진 다공성 나노 섬유 웹(7)을 프리히터(8)에 의한 선 건조구간(Pre-air Dry Zone)을 통과하면서 나노 섬유 웹(7)의 표면에 잔존해 있는 용매와 수분의 양을 조절하는 공정을 거친 후 캘린더링 공정을 거치는 것도 가능하다. In the present invention, if necessary, the
프리히터(8)에 의한 선 건조구간(Pre-Air Dry Zone)은 20~40℃의 에어를 팬(fan)을 이용하여 웹에 인가하여 나노 섬유 웹(7)의 표면에 잔존해 있는 용매와 수분의 양을 조절함에 의해 나노 섬유 웹(7)이 벌키(bulky)해지는 것을 조절하여 분리막의 강도를 증가시켜주는 역할과 동시에 다공성(Porosity)을 조절할 수 있게 된다. The Pre-Air Dry Zone by the
이 경우, 용매의 휘발이 지나치게 된 상태에서 캘린더링이 이루어지면 다공성은 증가하나 나노 섬유 웹의 강도가 약해지고, 반대로 용매의 휘발이 적게 되면 나노 섬유 웹이 녹는 현상이 발생하게 된다.In this case, when calendering is performed while the solvent is excessively volatilized, the porosity is increased but the strength of the nanofiber web is weakened. On the other hand, when the volatilization of the solvent is low, the nanofiber web is melted.
상기한 도 10의 전기방사장치를 사용하여 다공성 나노 섬유 웹을 형성하는 방법은 먼저 열전도율이 낮은 고분자 물질 단독, 열전도율이 낮은 고분자 물질과 내열성 고분자 물질의 혼합물을 용매에 용해시켜서 방사용액을 준비한다. 이 경우 필요에 따라 내열성을 보강하기 위해 소정량의 무기물 입자를 방사용액에 첨가할 수 있다. 또한, 바람직하게는 열전도율이 낮으면서 내열성이 우수한 고분자 물질, 예를 들어 폴리우레탄(PU)을 사용하여 나노 섬유 웹을 형성하는 경우 단열 특성과 내열 특성을 동시에 갖게 된다.The method of forming a porous nanofiber web using the electrospinning apparatus of FIG. 10 comprises preparing a spinning solution by dissolving a mixture of a polymer material having a low thermal conductivity and a polymer material having a low thermal conductivity and a heat resistant polymer material in a solvent. In this case, a predetermined amount of inorganic particles may be added to the spinning solution to reinforce the heat resistance, if necessary. In addition, when a nanofiber web is formed using a polymer material having a low thermal conductivity and an excellent heat resistance, for example, polyurethane (PU), the heat insulating property and the heat resistance property are simultaneously obtained.
그 후, 방사용액을 전기방사장치를 사용하여 콜렉터(6)에 직접 방사하거나 또는 부직포와 같은 다공성 기재(11)에 방사하여 단층 구조의 다공성 나노 섬유 웹(10) 또는 다공성 나노 섬유 웹(10)과 다공성 기재(11)로 이루어진 다층 구조의 나노 섬유 웹 시트를 제작한다.Thereafter, the spinning solution is directly radiated to the
이어서, 얻어진 나노 섬유 웹 시트가 광폭인 경우 원하는 폭으로 제단한 후, 이를 원하는 두께를 갖도록 판형상으로 다수회 절첩하거나 권선기에 의해 판형상으로 권선하거나, 원하는 형상으로 다수의 코어용 시트를 절단한 후 이를 다수층 적층한다. 또한, 다수층으로 적층한 후, 이를 원하는 형상으로 절단할 수 있다.Subsequently, when the obtained nanofiber web sheet has a wide width, it is cut to a desired width, and then it is folded in the form of a plate several times to have a desired thickness or wound in a plate shape by a winding machine, or a plurality of sheets for cores are cut A plurality of layers are stacked. In addition, after laminating in multiple layers, it can be cut into a desired shape.
필요에 따라 적층된 다수의 나노 섬유 웹 시트를 열간 또는 냉간 압착하여 적층 밀도를 높이는 것이 바람직하다.It is preferable to increase the lamination density by hot or cold pressing a plurality of laminated nanofiber web sheets as necessary.
본 발명에서는 대면적의 나노 섬유 웹 시트를 제작한 후, 건축용 또는 냉장고용 단열재와 같이 사용되는 용도에 따라 소정의 형상으로 제단하여 사용하는 것도 가능하다. In the present invention, it is also possible to manufacture a nanofiber web sheet having a large area and then cut it into a predetermined shape according to the application to be used as a thermal insulation material for a building or a refrigerator.
한편, 본 발명에서는 나노 섬유 웹을 형성할 때 종이, 방사용액에 포함된 용매에 의해 용해가 이루어지지 않는 고분자 재료로 이루어진 부직포, 폴리올레핀계 필름 중 하나로 이루어지는 트랜스퍼 시트 위에 방사용액을 방사하여 다공성 나노 섬유 웹을 형성한 후, 나노 섬유 웹을 트랜스퍼 시트와 분리하면서 부직포와 합지하는 방식으로 나노 섬유 웹 시트를 제작하고, 얻어진 시트를 다단 적층할 수 있다. 상기한 트랜스퍼 시트를 사용하여 나노 섬유 웹을 생산함에 따라 양산공정에서 생산성 향상을 도모할 수 있다.On the other hand, in the present invention, when forming a nanofiber web, a spinning solution is spun onto a transfer sheet composed of a nonwoven fabric or a polyolefin-based film made of a polymer material that is not dissolved by a solvent contained in a spinning solution, After the web is formed, a nanofiber web sheet can be produced by laminating the nanofiber web with a nonwoven fabric while separating the nanofiber web from the transfer sheet, and the resulting sheet can be laminated in multiple layers. As the nanofiber web is produced using the transfer sheet described above, the productivity in the mass production process can be improved.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.
100,200:단열 시트 110,210:불투명화제 코팅막
120,121,220,221:지지체 241,242:봉지막
250,270:단열 시트 300:진공 단열 패널 310:외피제
100, 200: insulating
120, 121, 220, 221:
250, 270: a heat insulating sheet 300: a vacuum insulating panel 310:
Claims (20)
상기 다공성 나노섬유 웹의 미세기공 구조로 전달된 열의 대류를 억제하여 상기 다공성 나노섬유 웹의 열차단 효율이 증가되도록, 상기 다공성 나노섬유 웹의 일면에 불투명화제가 진공증착 방법으로 코팅되어 상기 미세 기공 구조를 폐쇄하는 불투명화제 코팅막;을 포함하며,
상기 불투명화제 코팅막은 복사열을 차단하고,
상기 다공성 나노섬유 웹은 상기 불투명화제 코팅막에서 차단된 복사열 이외의 열을 차단하는 것을 특징으로 하는 단열 시트.A porous nanofiber web having a micropore structure accumulated by nanofibers; And
An opacifying agent is coated on one surface of the porous nanofiber web by a vacuum deposition method so that convection of heat transferred to the microporous structure of the porous nanofiber web is suppressed to improve heat conduction efficiency of the porous nanofiber web, And an opacifying agent coating film that closes the structure,
Wherein the opacifying agent coating film shields radiant heat,
Wherein the porous nanofiber web intercepts heat other than radiant heat blocked in the opacifying agent coating layer.
상기 지지체의 타면에 적층되어 있으며, 열전도율이 낮은 폴리머로 이루어진 나노 섬유에 의해 축적되어 미세 기공 구조를 갖는 다공성 나노섬유 웹을 더 포함하는 단열 시트.[5] The method of claim 3, wherein the porous nanofiber web is laminated on one side of the support,
And a porous nanofiber web laminated on the other surface of the support and having a micropore structure accumulated by nanofibers composed of a polymer having a low thermal conductivity.
상기 다공성 나노섬유 웹으로 전달된 열이 상기 상변화 물질에서 흡수되면서 상기 다공성 나노섬유 웹에서 차단되는 열흐름을 가지는 것을 특징으로 하는 단열 시트.The method of claim 1, further comprising a phase change material (PCM) particle dispersed in the nanofiber,
Wherein the heat transferred to the porous nanofiber web is absorbed by the phase change material and blocked by the porous nanofiber web.
상기 방사용액을 전기 방사하여 미세 기공 구조를 갖는 다공성 나노 섬유 웹을 형성하는 단계; 및
상기 다공성 나노섬유 웹의 미세기공 구조로 전달된 열의 대류를 억제하여 상기 다공성 나노섬유 웹의 열차단 효율이 증가되도록, 상기 다공성 나노섬유 웹의 일면에 진공증착 방법으로 불투명화제를 코팅하여 상기 다공성 나노섬유 웹의 일면의 미세 기공 구조를 막는 단계를 포함하는 단열 시트의 제조 방법.Preparing a spinning liquid by mixing a polymer having a low thermal conductivity with a solvent;
Forming a porous nanofiber web having a micropore structure by electrospinning the spinning solution; And
Wherein the porous nano-fiber web is coated with an opacifying agent on one surface of the porous nano-fiber web by a vacuum deposition method so as to suppress convection of heat transferred to the micro-pore structure of the porous nanofiber web to increase thermal efficiency of the porous nanofiber web, Comprising the step of blocking the microporous structure of one side of the fibrous web.
상기 다공성 나노섬유 웹을 형성하는 단계와 상기 다공성 나노섬유 웹에 불투명화제를 코팅하는 단계 사이, 또는 상기 다공성 나노섬유 웹에 불투명화제를 코팅하는 단계 후에, 상기 다공성 나노섬유 웹의 타면에 지지체를 적층하는 단계를 더 포함하는 단열 시트의 제조 방법.13. The method of claim 12,
After the step of forming the porous nanofiber web and coating of the opacifying agent on the porous nanofiber web or after coating the opaque agent on the porous nanofiber web, a support is laminated on the other surface of the porous nanofiber web Wherein the method further comprises the steps of:
상기 외피재 내부에 배치되어 상기 외피재를 지지하는 단열 시트를 포함하며,
상기 단열 시트는,
나노 섬유에 의해 축적되어 미세기공 구조를 갖는 다공성 나노섬유 웹; 및
상기 다공성 나노섬유 웹의 미세기공 구조로 전달된 열의 대류를 억제하여 상기 다공성 나노섬유 웹의 열차단 효율이 증가되도록, 상기 다공성 나노섬유 웹의 일면에 불투명화제가 진공증착 방법으로 코팅되어 상기 미세기공 구조를 폐쇄하는 불투명화제 코팅막;을 포함하며,
상기 불투명화제 코팅막은 복사열을 차단하고,
상기 다공성 나노섬유 웹은 상기 불투명화제 코팅막에서 차단된 복사열 이외의 열을 차단하는 것을 특징으로 하는 단열 패널.A cover material having an inner space; And
And a heat insulating sheet disposed inside the sheath member and supporting the sheath member,
Wherein the heat-
A porous nanofiber web having a micropore structure accumulated by nanofibers; And
An opacifying agent is coated on one surface of the porous nanofiber web by a vacuum deposition method so that convection of heat transferred to the microporous structure of the porous nanofiber web is suppressed to improve heat conduction efficiency of the porous nanofiber web, And an opacifying agent coating film that closes the structure,
Wherein the opacifying agent coating film shields radiant heat,
Wherein the porous nanofiber web intercepts heat other than radiant heat blocked in the opacifying agent coating layer.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20130097858 | 2013-08-19 | ||
| KR1020130097858 | 2013-08-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150021461A KR20150021461A (en) | 2015-03-02 |
| KR101619225B1 true KR101619225B1 (en) | 2016-05-11 |
Family
ID=53019852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140106943A KR101619225B1 (en) | 2013-08-19 | 2014-08-18 | Heat insulation sheet, method for manufacturing the same and heat insulating panel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101619225B1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102082918B1 (en) * | 2015-12-21 | 2020-03-02 | 한국건설기술연구원 | insulator |
| KR101885578B1 (en) * | 2017-10-26 | 2018-08-06 | 소공주 | Composite panel for loading structure |
| WO2019117397A1 (en) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | 유신단열 주식회사 | Envelope for insulation and manufacturing method therefor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008523254A (en) * | 2004-11-09 | 2008-07-03 | ボード オブ リージェンツ， ザ ユニバーシティ オブ テキサス システム | Production and application of nanofiber ribbons and sheets and nanofiber twisted and untwisted yarns |
-
2014
- 2014-08-18 KR KR1020140106943A patent/KR101619225B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008523254A (en) * | 2004-11-09 | 2008-07-03 | ボード オブ リージェンツ， ザ ユニバーシティ オブ テキサス システム | Production and application of nanofiber ribbons and sheets and nanofiber twisted and untwisted yarns |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150021461A (en) | 2015-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105358893B (en) | Heat shield, mixed type heat shield and heat insulating panel | |
| KR101601170B1 (en) | Heat Insulation Sheet, Method for Manufacturing the Same and Heat Insulating Panel using the same | |
| KR101583651B1 (en) | Core for Heat Insulating Material, Method for Manufacturing the Same and Slim Type Heat Insulating Material Using the Same | |
| JP2013508652A (en) | Vacuum insulation panel and method of manufacturing the same | |
| JP2011058538A (en) | Vacuum heat insulating material, and cooling equipment or insulated container using the same | |
| KR101619225B1 (en) | Heat insulation sheet, method for manufacturing the same and heat insulating panel | |
| JP2011058537A (en) | Vacuum heat insulating material, and cooling equipment or insulated container using the same | |
| KR102109723B1 (en) | Hybrid Heat Insulation Sheet and Manufacturing Method thereof | |
| KR101576158B1 (en) | Heat insulation sheet, hybrid heat insulation sheet, method for manufacturing the same and heat insulating panel | |
| KR20160054437A (en) | Hybrid Heat Insulation Sheet, Method for Manufacturing the Same and Heat Insulating Panel | |
| WO2011152610A1 (en) | Vacuum insulation panel, and preparation method thereof | |
| KR20150047759A (en) | Hybrid Heat Insulation Sheet and Manufacturing Method thereof | |
| KR102043942B1 (en) | Sheet for Heat Insulation and Heat Dissipation, and portable terminal having the same | |
| WO2015002505A1 (en) | Thermal insulation sheet, hybrid thermal insulation sheet, and thermal insulation panel | |
| KR102135445B1 (en) | Heat insulating panel and cooling apparatus having the same | |
| KR20160024352A (en) | Heat insulation sheet using porous substrate | |
| WO2015026116A1 (en) | Insulation sheet, manufacturing method therefor, and insulation panel using same | |
| KR101990106B1 (en) | Hybrid Heat Insulation Sheet and Manufacturing Method thereof | |
| KR101774078B1 (en) | Core material for vacuum insulation having organic synthetic fibers and vacuum insulation including the same | |
| JP5216510B2 (en) | Vacuum insulation material and equipment using the same | |
| KR20130088922A (en) | Vapor insulation panel using non-woven cloth and the manufacturing method of the same | |
| KR20230054599A (en) | A core material for a vacuum insulation panel and a method for manufacturing the same | |
| JP2017129237A (en) | Vacuum heat insulating material, device using vacuum heat insulating material, and manufacturing method of core material | |
| JP2011027204A (en) | Vacuum heat insulation material and insulation box provided with this vacuum heat insulation material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190410 Year of fee payment: 4 |