WO2026019091A1 - Vacuum insulation structure for reflecting and absorbing radiant heat - Google Patents
Vacuum insulation structure for reflecting and absorbing radiant heatInfo
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Abstract
Description
본 발명은 진공단열재 내에서 복사열을 반사 및 흡수하여 단열성 뿐만 아니라 방음성을 대폭 향상시킨 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum insulation structure that reflects and absorbs radiant heat, thereby significantly improving not only thermal insulation but also soundproofing properties by reflecting and absorbing radiant heat within the vacuum insulation.
일반적으로 냉, 온장고의 단열 성능을 높이기 위해 스티로폼, 우레탄폼, 유리면, 암면, 폴리에스테르폼과 같은 단열재가 주로 사용되고, 이러한 단열재는 전도 및 대류에 의한 열전달을 최소화시키는 저항형 단열방식에 주로 사용된다. In general, to improve the insulation performance of refrigerators and warmers, insulating materials such as Styrofoam, urethane foam, glass wool, rock wool, and polyester foam are mainly used, and these insulating materials are mainly used in resistance-type insulation methods that minimize heat transfer through conduction and convection.
그러나, 냉, 온장고의 열손실은 전도 및 대류뿐만 아니라 복사에 의한 손실 비중이 크고, 복사에 의한 열전달을 막고자 상술한 단열재에 복사에 의해 이동하는 열을 반사시킬 수 있는 알루미늄 박판과 같은 부재를 적용하고 있지만, 단열성능 개선에 한계가 따르는 실정이다.However, heat loss in refrigerators and warm rooms is largely due to radiation as well as conduction and convection, and although materials such as aluminum foil that can reflect heat transferred by radiation are applied to the aforementioned insulating materials to prevent heat transfer by radiation, there are limitations in improving insulation performance.
이에 종래에 개시된 한국공개특허 10-2018-0001315호에서, 내부의 온도 또는 외부의 공기 또는 수분이 내부로 유입되지 않게 차단할 수 있도록 고진공 상태로 심재 및 밀봉필름을 압축하여 이루어지는 진공패널과; 내부의 온도가 외부로 전달 또는 외부의 온도가 내부로 전달되는 것을 차단할 수 있도록 진공패널을 감싸도록 외측에 설치되는 우레탄폼과; 내부의 온도가 외부로 전달되어 내부의 열이 손실되는 것을 방지할 수 있도록 우레탄폼 일측에 설치되는 알루미늄호일; 및 알루미늄호일이 설치된 우레탄폼의 다른 면에 설치되는 PVC패널;을 포함하는 기술이 선 공개된바 있다.Accordingly, in Korean Patent Publication No. 10-2018-0001315, a technology has been previously disclosed, including: a vacuum panel formed by compressing a core material and a sealing film in a high vacuum state so as to block internal temperature or external air or moisture from entering the interior; urethane foam installed on the outside to surround the vacuum panel so as to block internal temperature from being transferred to the outside or external temperature from being transferred to the interior; aluminum foil installed on one side of the urethane foam so as to prevent internal temperature from being transferred to the outside and causing internal heat loss; and a PVC panel installed on the other side of the urethane foam on which the aluminum foil is installed.
또한, 다른 종래기술인 한국등록특허 10-1296475호에서, 현관문의 외관을 구성하는 패널; 상기 패널의 내부 길이 방향을 따라 수납되는 진공단열재; 및 상기 진공단열재와 상기 패널 사이의 틈새를 메우는 틈새메움수단;을 포함하되, 상기 진공단열재는, 심재와 상기 심재를 둘러싸는 외피재를 포함하여 이루어지고, 상기 외피재는, 무기소재가 증착된 폴리머 필름이 여러 층으로 접착된 구조를 사용하거나 또는 알루미늄 호일과 폴리머 필름이 접착된 구조를 사용하는 기술이 선 제시된 바 있다.In addition, in another prior art, Korean Patent No. 10-1296475, a technology has been previously proposed that includes a panel forming the exterior of a front door; a vacuum insulation material accommodated along the inner length direction of the panel; and a gap-filling means for filling a gap between the vacuum insulation material and the panel; wherein the vacuum insulation material includes a core material and an outer covering material surrounding the core material, and the outer covering material uses a structure in which multiple layers of polymer films on which inorganic materials are deposited are bonded, or a structure in which aluminum foil and a polymer film are bonded.
그러나 상기 종래기술들은 알루미늄호일을 이용한 복사열 차단을 이용하여 진공단열재의 단열성능을 향상시키려는 것이나, 알루미늄호일에 의해 복사열이 모두 차단되지 못하고 일부 이동이 발생되면서 단열성능을 저하시키는 문제점이 따랐다.However, the above-mentioned conventional technologies attempted to improve the insulation performance of vacuum insulation materials by blocking radiant heat using aluminum foil, but there was a problem that the radiant heat was not completely blocked by the aluminum foil and some of it moved, thereby lowering the insulation performance.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 진공단열재 내부에 복사열 반사층과 복사열 흡수층을 서로 대향하게 편성하고, 진공단열재 내부로 유입된 복사열을 반사 및 흡수하도록 구조 개선하여, 진공단열재의 단점인 복사열에 의한 열류현상을 효과적으로 차단하여 단열성능을 극대화할 수 있는 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조를 제공하는 것에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was conceived to solve the above-mentioned problem, and the purpose of the present invention is to provide a vacuum insulation structure that reflects and absorbs radiant heat, which can maximize insulation performance by effectively blocking the heat flow phenomenon caused by radiant heat, which is a disadvantage of vacuum insulation, by arranging a radiant heat reflecting layer and a radiant heat absorbing layer inside the vacuum insulation material so as to face each other and improving the structure to reflect and absorb radiant heat introduced into the vacuum insulation material.
또한, 진공층에 의해 방음성(차음성)이 향상되고 기존의 진공단열재에 사용되던 폼이나 유리섬유와 같은 소재는 재활용이 어렵고, 폐기물로 인한 환경오염과 화재 시 심각한 대기오염 야기하는 바, 이를 사용하지 않도록 하여 친환경적인 진공단열재 구조를 제공함을 본 발명의 해결과제로 한다. In addition, the soundproofing (sound insulation) is improved by the vacuum layer, and materials such as foam or fiberglass used in existing vacuum insulation materials are difficult to recycle, and cause environmental pollution due to waste and serious air pollution in the event of a fire. Therefore, the present invention aims to provide an eco-friendly vacuum insulation structure by not using these materials.
상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재를 구성하되, 다각형 판상으로 형성되며 외측에 형성되는 외피(11) 내에 진공공간을 위한 중공부(12)가 형성되고, 외피(11) 일측에 내부를 진공 감압시키기 위한 진공흡입관이 형성되어 내부가 진공상태를 갖도록 구비되는 진공단열재(10); 상기 진공단열재(10) 내부의 중공부(12)에 소정 간격으로 설치되어, 서로 대향하는 외피(11) 사이 간격을 유지하는 보강심재(60); 상기 진공단열재(10)의 일측 외피(11) 내면에 설치되고, 복사열을 반사하도록 구비되는 복사열 반사층(20); 및 상기 복사열 반사층(20)과 대향하도록 진공단열재(10)의 다른 일측 외피(11) 내면에 형성되고, 복사열을 흡수하도록 구비되는 복사열 흡수층(30);을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above-described problem of the present invention, the present invention comprises a vacuum insulation material that reflects and absorbs radiant heat, and is formed in a polygonal plate shape, and a hollow portion (12) for a vacuum space is formed in an outer shell (11) formed on the outside, and a vacuum suction tube is formed on one side of the outer shell (11) to vacuum-reduce the inside so that the inside is in a vacuum state; a reinforcing core (60) installed at a predetermined interval in the hollow portion (12) inside the vacuum insulation material (10) to maintain the interval between the facing outer shells (11); a radiant heat reflecting layer (20) installed on the inner surface of one outer shell (11) of the vacuum insulation material (10) and provided to reflect radiant heat; and a radiant heat absorbing layer (30) formed on the inner surface of the other outer shell (11) of the vacuum insulation material (10) so as to face the radiant heat reflecting layer (20) and provided to absorb radiant heat.
또한, 상기 복사열 흡수층(30)이 형성되는 외피(11) 외부면에 단열방수층(40)이 형성되고, 상기 단열방수층(40)은, 우레탄수지, 은분파우더, 다공성 세라믹 필터, 보디피그먼트로 이루어지는 중도 코팅층(41)과, 중도 코팅층(41) 상에 형성되고, 우레탄 수지, 다공성 세라믹 필터, 난연제, 유색안료로 이루어지는 상도 코팅제(42)를 특징으로 한다. In addition, an insulating waterproof layer (40) is formed on the outer surface of the outer skin (11) where the above-mentioned radiation heat absorption layer (30) is formed, and the insulating waterproof layer (40) is characterized by an intermediate coating layer (41) made of urethane resin, silver powder, porous ceramic filter, and body pigment, and a top coating agent (42) formed on the intermediate coating layer (41) and made of urethane resin, porous ceramic filter, flame retardant, and colored pigment.
또한, 상기 진공단열재(10)는 저온상태를 유지해야 하는 건물에 적용되어 단열벽을 형성하도록 구비되고, 복사열 반사층(20)이 건물 외부면에 인접되고, 복사열 흡수층(30)은 바깥쪽에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 한다. In addition, the vacuum insulation material (10) is provided to form an insulating wall by being applied to a building that must maintain a low temperature, and is characterized in that the radiant heat reflecting layer (20) is positioned adjacent to the exterior surface of the building, and the radiant heat absorbing layer (30) is positioned on the outside.
또한, 상기 복사열 흡수층(30) 또는 복사열 반사층(20) 중 어느 하나는 단면상 파형으로 성형되어 복사열 흡수층(30) 또는 복사열 반사층(20) 면적이 확장되도록 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, it is characterized in that either the radiation heat absorption layer (30) or the radiation heat reflection layer (20) is formed into a cross-sectional wave shape so that the area of the radiation heat absorption layer (30) or the radiation heat reflection layer (20) is expanded.
또한, 상기 진공단열재(10)의 일측 외피(11)는 웨이브성형파트(300)에 의해 사인파형으로 성형되어 복사열 반사층(20) 또는 복사열 흡수층(30) 면적이 확장되도록 구비되고,In addition, one side outer skin (11) of the vacuum insulation material (10) is formed into a sine wave shape by a wave forming part (300) so that the area of the radiation heat reflection layer (20) or the radiation heat absorption layer (30) is expanded.
상기 웨이브성형파트(300)는, 진공단열재(10)가 안착되는 하금형(310)과, 하금형(310)과 대향하는 위치에서 구동부에 의해 형개/형합작동되고, 안착된 진공단열재(10)의 상측 외피(11)와 대향하는 위치에 복수의 웨이브돌기(321)가 형성되는 상금형(320)을 포함하고, 상기 상, 하금형(310)(320)이 형합 작동 시, 웨이브돌기(321)에 의해 금형 내부에 안착된 진공단열재(10)의 상측 외피(11)가 사인파형으로 성형되어 사인파형절곡부(W)를 형성한 후, 중공부(12)를 진공 상태로 형성시키는 것을 특징으로 한다. The above-mentioned wave-forming part (300) includes a lower mold (310) on which a vacuum insulation material (10) is mounted, and an upper mold (320) which is operated by a driving unit to open/close the mold at a position facing the lower mold (310) and has a plurality of wave protrusions (321) formed at a position facing the upper outer skin (11) of the mounted vacuum insulation material (10), and when the upper and lower molds (310) (320) are operated to close the mold, the upper outer skin (11) of the vacuum insulation material (10) mounted inside the mold is formed into a sine wave shape by the wave protrusions (321) to form a sine wave-shaped bending portion (W), and then the hollow portion (12) is formed in a vacuum state.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 진공단열재 내부에 복사열 반사층과 복사열 흡수층을 서로 대향하게 편성하고, 진공단열재 내부로 유입된 복사열을 반사 및 흡수하고 흡수층 외피로 열을 방출하도록 구조 개선하여, 진공단열재의 단점인 복사열에 의한 열류현상을 효과적으로 차단하여 단열성능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.According to the above configuration and operation, the present invention has the effect of maximizing insulation performance by effectively blocking the heat flow phenomenon caused by radiant heat, which is a disadvantage of vacuum insulation, by arranging a radiant heat reflecting layer and a radiant heat absorbing layer inside a vacuum insulation material so as to face each other, and improving the structure so as to reflect and absorb radiant heat introduced into the vacuum insulation material and release the heat to the outer skin of the absorbing layer.
또한, 내부의 중공부가 진공상태로 형성되어 차음 및 방음성능이 향상되어 외부소음을 효과적으로 차단할 수 있다. Additionally, the internal hollow space is formed in a vacuum state, which improves sound insulation and soundproofing performance, effectively blocking external noise.
기존의 진공단열재에 사용되던 폼이나 유리섬유와 같은 소재를 사용하지 않도록 하여 친환경적이다. It is environmentally friendly as it does not use materials such as foam or fiberglass that were used in existing vacuum insulation materials.
또한, 진공단열재를 구성하는 외피 외부에 방청층을 더 형성 진공단열재 내부로 공기가 통하지 않도록 기밀효과를 더 부가하면서 외기 노출에 의한 외피의 부식을 방지할 수 있다. In addition, by forming an additional anti-corrosion layer on the outside of the outer skin of the vacuum insulation material, an airtight effect is added to prevent air from passing through the inside of the vacuum insulation material, thereby preventing corrosion of the outer skin due to exposure to the outside air.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조를 전체적으로 나타내는 종단면도.FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the entire structure of a vacuum insulation material that reflects and absorbs radiant heat according to one embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조의 단열방수층을 나타내는 구성도.Figure 2 is a diagram showing a thermal insulation waterproof layer of a vacuum insulation material structure that reflects and absorbs radiant heat according to one embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조를 냉장고에 적용한 상태를 나타내는 구성도.Figure 3 is a configuration diagram showing a state in which a vacuum insulation material structure that reflects and absorbs radiant heat according to one embodiment of the present invention is applied to a refrigerator.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조를 온장고에 적용한 상태를 나타내는 구성도.Figure 4 is a configuration diagram showing a state in which a vacuum insulation material structure that reflects and absorbs radiant heat according to one embodiment of the present invention is applied to a heating chamber.
도 5는 본 발명 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조의 사인파형절곡부를 성형하는 웨이브성형파트를 나타내는 구성도.Figure 5 is a configuration diagram showing a wave-forming part that forms a sinusoidal bending section of a vacuum insulation material structure that reflects and absorbs radiant heat of the present invention.
도 6은 본 발명의 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조의 사인파형절곡부를 성형하는 웨이브성형파트 변형예를 나타내는 구성도.Figure 6 is a configuration diagram showing a modified example of a wave-forming part that forms a sinusoidal bending portion of a vacuum insulation material structure that reflects and absorbs radiant heat of the present invention.
도 7은 건물 외벽에 본 발명의 진공단열재를 설치하는 예시를 도시한 상태도. Fig. 7 is a diagram illustrating an example of installing the vacuum insulation material of the present invention on the exterior wall of a building.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조를 전체적으로 나타내는 종단면도이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Fig. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the overall structure of a vacuum insulation material that reflects and absorbs radiant heat according to one embodiment of the present invention.
본 발명은 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조에 관련되며, 이는 진공단열재 내부에 복사열 반사층과 복사열 흡수층을 서로 대향하게 편성하고, 진공단열재 내부로 유입된 복사열을 반사 및 흡수하도록 구조 개선하여, 진공단열재의 단점인 복사열에 의한 열류현상을 효과적으로 차단하여 단열성능을 극대화할 수 있도록 진공단열재(10), 복사열 반사층(20) 및 복사열 흡수층(30)을 포함하는 주요 구성으로 이루어지며, 이하에서 각 구성에 대해 자세히 설명한다. The present invention relates to a vacuum insulation structure that reflects and absorbs radiant heat, and is composed of a main component including a vacuum insulation material (10), a radiant heat reflection layer (20), and a radiant heat absorption layer (30) in which a radiant heat reflection layer and a radiant heat absorption layer are arranged to face each other inside the vacuum insulation material, and the structure is improved to reflect and absorb radiant heat introduced into the vacuum insulation material, thereby effectively blocking the heat flow phenomenon caused by radiant heat, which is a disadvantage of the vacuum insulation material, and maximizing the insulation performance. Each component is described in detail below.
본 발명에 따른 진공단열재(10)는 다각형 판상으로 형성되며 외측에 구비되는 외피(11) 내에 진공공간을 위한 중공부(12)가 형성되고, 외피(11) 일측에는 중공부(12)를 진공 감압시키기 위한 진공흡입관이 구비된다. The vacuum insulation material (10) according to the present invention is formed in a polygonal plate shape, and a hollow portion (12) for a vacuum space is formed within an outer shell (11) provided on the outside, and a vacuum suction pipe for vacuum-reducing the hollow portion (12) is provided on one side of the outer shell (11).
상기 진공단열재(10)는 기밀성을 갖는 외피(11)재로 다면체 구조를 만들고 내부 중공부(12)가 진공상태를 갖도록 감압 또는 밀봉처리 한 것이다. The above vacuum insulation material (10) is made of an airtight outer shell (11) material that has a polyhedral structure and is depressurized or sealed so that the internal hollow portion (12) is in a vacuum state.
우수한 진공유지 성능을 위해 외피(11)의 용접 부위에는 먼저 접착력이 우수한 에폭시 계열의 실링제로 실링 작업을 한 다음 그 위에 우레탄 계열의 실링제를 덧붙일 수 있다. For excellent vacuum maintenance performance, the welded area of the outer shell (11) may first be sealed with an epoxy-based sealant having excellent adhesive strength, and then a urethane-based sealant may be added on top of that.
이처럼 내부를 진공 상태로 만듦으로써 공기층에 의한 열의 대류 및 전도를 차단하게 되므로 기존 글라스울, 우레탄, EPS 단열재 대비 대폭 향상된 단열성능을 갖는다. By creating a vacuum inside, convection and conduction of heat by the air layer are blocked, resulting in significantly improved insulation performance compared to existing glass wool, urethane, and EPS insulation materials.
본 발명에 따른 복사열 반사층(20)은 상기 진공단열재(10)의 일측 외피(11) 내면에 설치되고, 복사열을 반사하도록 구비된다.The radiation heat reflection layer (20) according to the present invention is installed on the inner surface of one outer surface (11) of the vacuum insulation material (10) and is provided to reflect radiation heat.
상기 복사열 반사층(20)은 은 또는 알루미늄시트를 포함하는 복사열 반사기능을 가진 시트 또는 코팅제로 형성되며, 상기 복사열 반사층(20)은 외피(11) 내면에 일체로 형성되거나, 별도로 형성되어 중공부(12) 일면에 부착할 수 있도록 구비된다. 복사열 반사층(20)은 거울 또는 금으로도 대체될 수 있다. The above-mentioned radiation heat reflection layer (20) is formed of a sheet or coating having a radiation heat reflection function including a silver or aluminum sheet, and the radiation heat reflection layer (20) is formed integrally on the inner surface of the outer shell (11) or is formed separately and provided so as to be attached to one surface of the hollow portion (12). The radiation heat reflection layer (20) can also be replaced with a mirror or gold.
본 발명에 따른 복사열 흡수층(30)은 상기 복사열 반사층(20)과 대향하도록 진공단열재(10)의 다른 일측 외피(11) 내면에 형성되고, 복사열을 흡수하도록 구비된다.The radiation heat absorption layer (30) according to the present invention is formed on the inner surface of the other outer skin (11) of the vacuum insulation material (10) so as to face the radiation heat reflection layer (20), and is provided to absorb radiation heat.
상기 복사열 흡수층(30)은 시트 또는 코팅제로 형성되고, 외피(11) 내면에 일체로 형성되거나, 별도로 형성되어 중공부(12) 일면에 부착할 수 있도록 구비된다. The above-mentioned radiation heat absorption layer (30) is formed as a sheet or coating agent, and is formed integrally on the inner surface of the outer shell (11) or is formed separately and is provided so that it can be attached to one surface of the hollow portion (12).
이처럼, 상기 진공단열재(10) 내부로 유입된 복사열은 복사열 반사층(20)에 의해 반사되어 반대측에 배치되는 복사열 흡수층(30)에 흡수되도록 구비됨에 따라 진공단열재의 단점인 복사열에 의한 열류현상을 효과적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.In this way, the radiant heat introduced into the vacuum insulation material (10) is reflected by the radiant heat reflecting layer (20) and absorbed by the radiant heat absorbing layer (30) placed on the opposite side, so there is an advantage in that the heat flow phenomenon caused by radiant heat, which is a disadvantage of the vacuum insulation material, can be effectively blocked.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조의 단열방수층을 나타내는 구성도로, 상기 복사열 흡수층(30)이 형성되는 외피(11) 외부면에 단열방수층(40)이 형성될 수 있다. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an insulating waterproof layer of a vacuum insulation material structure that reflects and absorbs radiant heat according to one embodiment of the present invention, and an insulating waterproof layer (40) can be formed on the outer surface of the outer skin (11) on which the radiant heat absorption layer (30) is formed.
상기 단열방수층(40)은, 우레탄수지, 은분파우더, 다공성 세라믹 필터, 보디피그먼트로 이루어지는 중도 코팅층(41)과, 중도 코팅층(41) 상에 형성되고, 우레탄 수지, 다공성 세라믹 필터, 난연제, 유색안료로 이루어지는 상도 코팅제(42)를 포함한다.The above insulating waterproof layer (40) includes an intermediate coating layer (41) made of urethane resin, silver powder, porous ceramic filter, and body pigment, and a top coating agent (42) formed on the intermediate coating layer (41) and made of urethane resin, porous ceramic filter, flame retardant, and colored pigment.
이때, 상기 중도 코팅층(41)을 구성하는 우레탄수지는 탄성이 우수한 우레탄 수지를 사용하여 코팅막 자체가 외부의 충격에도 견딜 수 있으며, 충격에 의한 균열(crack)을 방지하게 된다. 그리고 은분파우더는 논리핑(Non-leafing) 타입의 알루미늄페이스트를 사용하며 단열성, 내열성, 자외선 반사 능력이 우수하며 은분입자는 교차(cross) 배치되어 내구성이 우수한 물성을 나타낸다. 또, 다공성 세라믹 필터는 마이크로 타입의 다공성 세라믹을 사용하여 단열성, 내열성을 향상시키도록 구비된다. 또한, 보디 피그먼트(body pigment)는 일반적인 탄산칼슘(calcium carbonate), 탈크(talc) 대신 내화성이 우수한 클레이(clay)를 사용하여 내화물성을 향상시킨다.At this time, the urethane resin constituting the intermediate coating layer (41) uses a urethane resin with excellent elasticity so that the coating film itself can withstand external impact and prevent cracks caused by impact. In addition, the silver powder uses a non-leafing type aluminum paste and has excellent insulation properties, heat resistance, and ultraviolet reflection capabilities, and the silver particles are arranged in a cross pattern to exhibit excellent durability. In addition, the porous ceramic filter is provided to improve insulation properties and heat resistance by using a micro-type porous ceramic. In addition, the body pigment uses clay with excellent refractory properties instead of the general calcium carbonate and talc to improve refractory properties.
그리고 상기 상도 코팅제(42)를 구성하는 우레탄 수지는 탄성이 우수한 우레탄 수지를 사용하여 코팅막 자체가 외부의 충격에도 견딜 수 있으며, 충격에 의한 균열(crack)을 방지하게 된다. 또, 다공성 세라믹 필터는 마이크로 타입의 다공성 세라믹을 사용하여 단열성, 내열성을 향상시키며, 난연제(fire retardant)는 난연성이 우수한 마그네슘 하이드록시드(magnesium hydroxide)를 사용하고, 유색안료는 내후성, 내열성 및 자외선 반사능력이 우수한 티타니움 디옥사이드(titanium dioxide)를 사용한다.And the urethane resin constituting the above-mentioned coating agent (42) uses a urethane resin with excellent elasticity so that the coating film itself can withstand external impact and prevent cracks caused by impact. In addition, the porous ceramic filter uses a micro-type porous ceramic to improve insulation and heat resistance, the fire retardant uses magnesium hydroxide with excellent flame retardancy, and the colored pigment uses titanium dioxide with excellent weather resistance, heat resistance, and ultraviolet reflectivity.
이처럼, 상기 단열방수층(40)은 단열 우레탄 폼, 방청작업으로 이루어진 단열층 및 노출 방수층 등의 시공을 한 후 표면에 중도 코팅층(41) 및 상도 코팅제(42)를 형성함으로써, 진공단열재(10)를 자외선으로부터 보호함은 물론, 진공단열재(10)를 이용하여 건물의 외벽을 마감할 경우, 단열성, 방수성 및 방음성이 대폭 향상된다. In this way, the insulating waterproof layer (40) is formed by forming an intermediate coating layer (41) and a top coating agent (42) on the surface after construction of an insulating layer made of insulating urethane foam, an insulating layer made of rust-proofing work, and an exposed waterproof layer, thereby protecting the vacuum insulation material (10) from ultraviolet rays, and when finishing the exterior wall of a building using the vacuum insulation material (10), the insulation, waterproofing, and soundproofing properties are greatly improved.
도 2 (b)를 참조하면, 진공단열재(10)를 구성하는 외피(11) 외부에 방청층(50)을 더 형성할 수 있다. 일예로 상기 방청층(50)은 논리핑 타입의 알루미늄페이스트로 형성될 수 있다. Referring to Fig. 2 (b), an anti-rust layer (50) can be further formed on the outside of the outer shell (11) constituting the vacuum insulation material (10). For example, the anti-rust layer (50) can be formed of a non-penetrating type aluminum paste.
이처럼 외피 외면이 방청층(50)에 의해 면밀히 커버됨으로써 진공단열재(10) 내부로 공기가 통하지 않도록 기밀효과를 더 부가하면서 외기 노출에 의한 외피(11)의 부식을 방지토록 한다. In this way, the outer surface of the outer skin is closely covered by the anti-corrosion layer (50), thereby adding an airtight effect to prevent air from passing into the vacuum insulation material (10) and preventing corrosion of the outer skin (11) due to exposure to outside air.
한편, 도 2 (c)에 도시된 바와 같이 상기 진공단열재(10) 내부에 두께 방향으로 설치되어, 서로 대향하는 외피(11) 사이 간격을 유지하는 보강심재(60)가 더 구성될 수 있다. Meanwhile, as shown in Fig. 2 (c), a reinforcing core (60) may be further configured to be installed in the thickness direction inside the vacuum insulation material (10) to maintain a gap between the facing outer skins (11).
상기 보강심재(60)는 유리섬유나 합성수지재와 같은 단열성이 우수한 재료로 형성되는 것으로서, 중공부(12)에 소정의 간격으로 배치되어 진공읍압 상태에서 외부에 무거운 하중에 가해지는 상황에서도 한 쌍의 외피 사이에 형성되어 진공단열재(10)의 강도를 보강하면서 중공부의 간격을 일정하게 유지하고 견고하게 지지하도록 구비된다. 이로써 내부 진공음압에 의해 중공부(12)가 함몰되거나 수축되는 것을 방지할 수 있다. The above reinforcing core (60) is formed of a material with excellent insulation properties, such as glass fiber or synthetic resin, and is arranged at a predetermined interval in the hollow portion (12). Even when a heavy load is applied from the outside under vacuum pressure, it is formed between a pair of outer layers to reinforce the strength of the vacuum insulation material (10) while maintaining a constant interval in the hollow portion and supporting it firmly. This prevents the hollow portion (12) from collapsing or shrinking due to internal vacuum pressure.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조를 냉장고에 적용한 상태를 나타내는 구성도로, 상기 진공단열재(10)는 식품 등을 부패하지 않도록 저온상태를 유지해야 하는 건물이나 창고 등에 적용되는 단열벽을 형성하도록 구비될 수 있다. FIG. 3 is a diagram showing a state in which a vacuum insulation material structure that reflects and absorbs radiant heat according to one embodiment of the present invention is applied to a refrigerator. The vacuum insulation material (10) can be provided to form an insulating wall applied to a building or warehouse that must maintain a low temperature to prevent food, etc. from spoiling.
이때, 상기 진공단열재(10)의 배치 방향은 도 3에 도시된 바와 같이 복사열 반사층(20)이 냉장고(100) 외부면에 인접되고, 복사열 흡수층(30)은 바깥쪽에 위치하도록 배치된다. At this time, the arrangement direction of the vacuum insulation material (10) is such that the radiation heat reflection layer (20) is adjacent to the outer surface of the refrigerator (100), and the radiation heat absorption layer (30) is positioned on the outside, as shown in FIG. 3.
이에 따라 상기 냉장고(100)의 외기가 높은 환경에서 고온의 열기는 내부 진공부에 의해 대류와 전도가 차단되며, 복사열은 복사열 반사층(20)에 의해 반사되어 복사열 흡수층(30)에 흡수된다. Accordingly, in an environment where the outside air of the refrigerator (100) is high, high-temperature heat is blocked from convection and conduction by the internal vacuum, and radiant heat is reflected by the radiant heat reflection layer (20) and absorbed by the radiant heat absorption layer (30).
상기 복사열 흡수층(30)에 흡수된 복사열은 주변 온도가 낮아지면 열류현상에 의해 외부로 방열되도록 구비되어 냉장고(100) 내부로 외부 열에너지의 침투를 차단하게 된다. The radiant heat absorbed by the above-mentioned radiant heat absorption layer (30) is designed to be radiated to the outside by a heat flow phenomenon when the surrounding temperature decreases, thereby blocking the penetration of external heat energy into the interior of the refrigerator (100).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조를 온장고에 적용한 상태를 나타내는 구성도로, 상기 진공단열재(10)를 내부를 따뜻하게 유지해야 하는 건조장 또는 온장고(200)의 외벽에 설치되어 단열벽을 형성하도록 구비될 수 있다. FIG. 4 is a configuration diagram showing a state in which a vacuum insulation material structure that reflects and absorbs radiant heat according to one embodiment of the present invention is applied to a heating room. The vacuum insulation material (10) may be installed on the outer wall of a drying room or heating room (200) that must keep the inside warm to form an insulating wall.
이때, 상기 복사열 흡수층(30)은 온장고(200) 내부면에 인접되고, 복사열 반사층(20)은 바깥쪽에 위치하도록 배치된다. At this time, the radiation heat absorption layer (30) is positioned adjacent to the inner surface of the heating chamber (200), and the radiation heat reflection layer (20) is positioned on the outside.
이에 따라 온장고(200) 내부에서 방출되는 열에너지는 복사열 반사층(20)에 의해 반사되어 복사열 흡수층(30)에 흡수되고, 상기 복사열 흡수층(30)에 흡수된 복사열은 온장고(200)와 면접한 외피(11)를 통해 온장고(200)의 외벽으로 전도되어 온장고 내부로 재 흡수될 수 있고, 특히 온장고 내부와 외부 표면의 온도차를 줄임으로써 온장고의 열효율을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the heat energy emitted from inside the hot storage (200) is reflected by the radiation heat reflection layer (20) and absorbed by the radiation heat absorption layer (30), and the radiation heat absorbed by the radiation heat absorption layer (30) is conducted to the outer wall of the hot storage (200) through the outer skin (11) that contacts the hot storage (200) and can be reabsorbed into the inside of the hot storage, and in particular, the thermal efficiency of the hot storage can be improved by reducing the temperature difference between the inside and the outside surface of the hot storage.
이하에서는 본 발명에서 제공하는 진공단열재의 다른 실시예 및 그 제조방법에 대해 설명한다. 상기 복사열 흡수층(30) 또는 복사열 반사층(20) 중 어느 하나는 단면상 파형으로 성형되어 복사열 흡수층(30) 또는 복사열 반사층(20)의 표면적이 확장되도록 구비되는 것을 특징으로 한다. Hereinafter, another embodiment of the vacuum insulation material provided by the present invention and a method for manufacturing the same will be described. One of the radiation heat absorption layer (30) or the radiation heat reflection layer (20) is characterized in that it is formed into a cross-sectional wave shape so as to expand the surface area of the radiation heat absorption layer (30) or the radiation heat reflection layer (20).
도 5는 본 발명의 복사열을 반사 및 흡수하는 진공단열재 구조의 다른 실시예로, 사인파형절곡부를 성형하는 웨이브성형파트를 나타내는 구성도이다. FIG. 5 is a schematic diagram showing another embodiment of a vacuum insulation material structure that reflects and absorbs radiant heat of the present invention, and a wave-forming part that forms a sinusoidal bending part.
도시된 바와 같이 상기 복사열 흡수층(30)이 형성되는 진공단열재(10)의 일측 외피(11)는 단면도 상에서 볼 때 웨이브성형파트(300)에 의해 사인파형으로 성형되어 복사열 흡수층(30) 면적이 확장되도록 구비된다.As shown, one outer skin (11) of the vacuum insulation material (10) on which the radiation heat absorption layer (30) is formed is formed into a sinusoidal shape by a wave-forming part (300) when viewed in cross-section, so that the area of the radiation heat absorption layer (30) is expanded.
상기 웨이브성형파트(300)는, 진공단열재(10)가 안착되는 하금형(310)과, 하금형(310)과 대향하는 위치에서 구동부에 의해 형개 및 형합작동되고, 안착된 진공단열재(10)의 상측 외피(11)와 대향하는 위치에 복수의 웨이브돌기(321)가 형성되는 상금형(320)을 포함한다.The above wave-forming part (300) includes a lower mold (310) on which a vacuum insulation material (10) is mounted, and an upper mold (320) that is operated to open and close the mold by a driving unit at a position facing the lower mold (310), and on which a plurality of wave protrusions (321) are formed at a position facing the upper outer skin (11) of the mounted vacuum insulation material (10).
상기한 구성에 의하면 작동상에 있어서, 상기 상, 하금형(310)(320)이 형합작동 시, 도 5 (b)처럼 웨이브돌기(321)에 의해 복사열 흡수층(30)이 형성된 상측 외피(11)가 사인파형으로 성형되어 사인파형절곡부(W)를 형성하게 된다. 이후 진공 조건에서 외피(11) 입구를 봉합하거나, 또는 외피(11) 일측에 형성되는 진공흡입관을 통해 중공부(12) 내부를 진공 감압하여 진공 상태로 만든다. According to the above configuration, in operation, when the upper and lower molds (310)(320) are in a mold-joint operation, the upper outer shell (11) on which the radiation heat absorption layer (30) is formed by the wave projection (321) as shown in Fig. 5 (b) is formed into a sinusoidal shape to form a sinusoidal bending portion (W). Thereafter, the entrance of the outer shell (11) is sealed under vacuum conditions, or the inside of the hollow portion (12) is vacuumed through a vacuum suction tube formed on one side of the outer shell (11) to create a vacuum state.
이처럼 웨이브 성형 파트(300)를 통해 외피(11)가 사인파형으로 성형됨에 따라 복사열 흡수층(30)의 표면적이 증가하고, 복사열 반사층(20)에서 반사된 복사열을 보다 효과적으로 흡수할 수 있어 진공단열재의 단열 성능이 크게 향상되는 효과가 있다.In this way, as the outer shell (11) is formed into a sine wave shape through the wave forming part (300), the surface area of the radiation heat absorption layer (30) increases, and the radiation heat reflected from the radiation heat reflection layer (20) can be absorbed more effectively, thereby greatly improving the insulation performance of the vacuum insulation material.
한편, 온장고(200)의 외벽에 적용하기 위한 진공단열재를 제작할 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 온장고(100)(200)의 외벽에 형상유지돌기(400)를 형성하고 형상유지돌기(400)는 사인파형절곡부(W)의 음각부에 맞물려 복사열 흡수층(30)을 사인파형으로 구속하도록 함으로써 사인파형절곡부(W) 형상이 장기간 초기상태로 유지되도록 하여 온장고(200)의 단열성능 향상을 도모할 수 있다. Meanwhile, when manufacturing a vacuum insulation material to be applied to the outer wall of a heating chamber (200), as illustrated in FIG. 6, a shape-maintaining protrusion (400) is formed on the outer wall of the heating chamber (100) (200), and the shape-maintaining protrusion (400) is engaged with the concave portion of the sinusoidal bending portion (W) to restrain the radiation heat absorption layer (30) in a sinusoidal shape, thereby maintaining the shape of the sinusoidal bending portion (W) in its initial state for a long period of time, thereby improving the insulation performance of the heating chamber (200).
전술한 본 발명의 진공단열재는 실시예를 설명하기 위해 냉장고 및 온장고에 적용되는 것으로 기술하였으나, 그에 한정하지 않고 다양한 건축물의 내외장재나, 극한의 온도조건이 요구되는 LNG선박의 단열벽체 및 기계 등의 산업분야에서 단열성이 필요한 곳에 적용될 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높은 발명이다. The vacuum insulation material of the present invention described above has been described as being applied to refrigerators and warming chambers for the purpose of explaining embodiments, but is not limited thereto, and can be applied to interior and exterior materials of various buildings, insulating walls of LNG ships requiring extreme temperature conditions, and other industrial fields such as machinery, where insulation is required, and thus, it is an invention with very high industrial applicability.
도 7은 건물 외벽에 본 발명의 진공단열재를 설치하는 예시를 도시한 상태도로, 설치되는 지역 이나 목적에 따라 복사열 반사층(20)과 복사열 흡수층(30)의 위치를 바꿔서 설치할 수 있는 범용성을 갖는다. Fig. 7 is a diagram showing an example of installing the vacuum insulation material of the present invention on the exterior wall of a building, and has the versatility of being able to install it by changing the positions of the radiation heat reflection layer (20) and the radiation heat absorption layer (30) depending on the installation area or purpose.
일예로, (A)에 도시된 바와 같이 복사열 흡수층(30)이 외기에 인접하게 배치되도록 설치하는 경우, 상기 진공단열재(10) 내부로 유입된 복사열은 복사열 반사층(20)에 의해 반사되어 반대측에 배치되는 복사열 흡수층(30)에 흡수되도록 구비됨에 따라 진공단열재의 단점인 복사열에 의한 열류현상을 효과적으로 차단할 수 있을 것이다. For example, when the radiation heat absorption layer (30) is installed so as to be adjacent to the outside air as shown in (A), the radiation heat introduced into the vacuum insulation material (10) is reflected by the radiation heat reflection layer (20) and absorbed by the radiation heat absorption layer (30) placed on the opposite side, so that the heat flow phenomenon due to radiation heat, which is a disadvantage of the vacuum insulation material, can be effectively blocked.
반대로, (B)에 도시된 바와 같이 복사열 반사층(20)이 외기에 인접하게 배치되도록 설치하는 경우, 상기 진공단열재(10) 표면을 입사하는 복사열은 복사열 반사층(20)에 의해 반사되어 진공단열재(10) 내부로 전달되는 복사열을 최소화 하고, 복사열 반사층(20) 반대편에 설치된 복사열 흡수층(30)은 단열하고자 하는 대상물 표면에 위치하여 대상물에서 전도 또는 복사 되어 전달되는 열에너지를 흡수하여 진공단열재(10)와 대상물 사이의 급격한 온도 차이를 줄여 결로현상 등에 의한 진공단열재(10)의 접착력을 효과적으로 유지할 수 있는 효과가 있다. On the other hand, when the radiation heat reflecting layer (20) is installed so as to be adjacent to the outside air as shown in (B), the radiation heat incident on the surface of the vacuum insulation material (10) is reflected by the radiation heat reflecting layer (20) to minimize the radiation heat transferred into the inside of the vacuum insulation material (10), and the radiation heat absorbing layer (30) installed on the opposite side of the radiation heat reflecting layer (20) is positioned on the surface of the object to be insulated to absorb the heat energy transferred by conduction or radiation from the object, thereby reducing the rapid temperature difference between the vacuum insulation material (10) and the object, thereby having the effect of effectively maintaining the adhesive strength of the vacuum insulation material (10) due to condensation, etc.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.While the detailed description of the present invention has described the most preferred embodiments thereof, it will be appreciated that various modifications are possible without departing from the technical scope of the present invention. Therefore, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should also extend to the technologies described in the following claims and equivalent technical means derived from these technologies.
본 발명의 진공단열재는 진공으로 전도와 대류를 막고, 마주 보는 반사층과 흡수층으로 복사열까지 효과적으로 제어하는 고효율 단열 구조로서, 건축물의 외벽·지붕·내벽 단열재로 활용될 뿐만 아니라, 극한의 온도 제어가 필요한 LNG 선박 및 각종 산업 기계 등 단열이 필요한 모든 분야에 폭넓게 이용 가능하므로 산업상 이용가능성이 매우 높다. The vacuum insulation material of the present invention is a highly efficient insulation structure that blocks conduction and convection through vacuum and effectively controls even radiant heat with opposing reflective and absorbent layers. It can be used not only as an insulation material for the exterior walls, roofs, and interior walls of buildings, but can also be widely used in all fields requiring insulation, such as LNG ships requiring extreme temperature control and various industrial machines, and thus has very high industrial applicability.
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