KR20200047265A - 단열재 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단열층(1)의 일면에 형성된 주름에 의해 다양한 형태의 배관에 적용될 수 있고, 작업이 용이한 배관용 단열재에 관련된 기술로써, 알루미늄 호일과 같이 비투습성을 갖는 필름 형상의 표피재(3), 상기 표피재(3)의 일면에 바인더를 통해 부착되되, 불규칙한 섬유패턴을 포함하는 장섬유시트(2), 상기 장섬유시트(2)의 일면에 부착되되 배관의 외경을 감싸는 무기질 단열소재로 이루어진 단열층(1)을 포함하되, 상기 단열층(1)은 무기질단열소재가 적층되어 접착수지로 결합된 소정의 두께를 갖는 매트 형태이고, 배관의 외경과 접촉되는 일면은 크림프(crimp)되어 주름의 골(5)을 포함하며, 타면 방향으로 주름의 마루(6)를 형성하되, 타면은 편평한 형태인 것을 특징으로 한다.

Description

단열재 및 이의 제조방법{INSULATOR AND THE METHOD OF THE SAME}

본 발명은 단열층의 유연성을 높여 단열재 시공의 효율성을 높인 배관용 단열재에 관한 기술이다.

육상, 해상 플랜트 또는 대형 선박들은 수많은 격실을 가지게 되고, 수많은 배관들이 설치되어 있다. 격실이나 배관은 마감작업을 위해 단열재로 벽이나 파이프를 덮도록 하거나 감싸도록 한다. 단열재는 열전달을 차단함으로써 보온, 보냉이 이루어질 수 있도록 하는데, 일반적으로 글라스울이나 미네랄울과 같은 무기질단열소재를 주로 많이 사용하게 된다.

익히 알려진 바와 같이 글라스울이나 미네랄울은 소정 두께가 되도록 적층 구조를 형성하여 판상체나 곡면체로 성형하여 선체의 벽 외면에 부착시키거나 배관을 감싸도록 장착된다.

글라스울이나 미네랄울은 적당한 두께를 갖도록 함으로써 기본적인 강도와 단열특성을 가지게 되나, 외력이 작용하는 경우 쉽게 수축될 수 있는 성질을 가진다. 따라서 단열재로서의 형상 유지 특성을 고려하여 글라스울이나 미네랄울을 고밀도로 적층하기도 한다.

이와 같이 단열소재를 고밀도로 적층하여 제조되는 단열재는 내구성이 확보되는 장점이 있는 반면 곡면을 갖는 배관에 사용되는 경우에는 유연성이 떨어지기 때문에 종으로 절단한 단열층(1)을 이어 붙여 등분형 단열재로 제작하거나 또는 단열층(1)을 일정간격으로 잘라 종섬유 방향으로 세운 후 은박지 등을 붙인 라멜라형 단열재로 제조하여 사용하는 것이 일반적이다.

상기 등분형 단열재 또는 라멜라형 단열재의 경우 여러 조각을 이어 제작하기 때문에 일체형 단열재에 비하여 보온의 효과가 떨어질 수 있는 단점이 있다.

한편 절곡부를 갖는 배관에 사용하는 일체형 단열재의 경우 상기 등분형 또는 라멜라형 단열재와 다르게 단열층(1)을 여러 조각으로 잘라 결합하여 제조한 것이 아니고, 배관의 외경 크기에 맞추어 제작한 금형을 이용하여 단열재를 제작한 후 일부를 절단하여 배관을 감싸는 형태인데 단열재를 제작하기 위해 별도의 금형을 사용해야 하는 등 제조 과정이 번거롭고 일부 특정 사이즈의 배관에 사용이 한정되어 범용성이 떨어지는 문제점이 있다.

특허 출원번호 제10-2008-0111174호

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하고자 본 발명에서는 무기질 단열소재를 고밀도로 적층하여 형성한 단열층(1)을 포함하여 내구성은 유지하되, 단열층(1)의 일면을 크림핑(Crimping)시켜 형성된 주름에 의해 유연성을 확보하여 곡면체로 성형이 용이하고, 밀착력이 증가하여 열차단성 및 보온 효과가 뛰어날 뿐 아니라 배관의 형태 및 사이즈에 무관하게 어느 곳에나 적용이 가능해 범용성이 뛰어난 단열재를 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 일견지에 따르면 단열재를 제공한다.

상기 단열재는 알루미늄 호일과 같이 비투습성을 갖는 필름 형상의 표피재(3), 상기 표피재(3)의 일면에 바인더를 통해 부착되되, 불규칙한 섬유패턴을 포함하는 장섬유시트(2), 상기 장섬유시트(2)의 일면에 부착되고 배관의 외경을 감싸는 무기질 단열소재로 이루어진 단열층(1)을 포함하되, 상기 단열층(1)은 무기질 단열소재가 적층되어 바인더로 접착된 소정의 두께를 갖는 매트 형태이고, 배관의 외경과 접촉되는 상기 단열재의 일면은 크림프(Crimp)되어 주름의 골(5)을 포함하고, 타면 방향으로 주름의 마루(6)를 형성하되, 타면은 편평한 형태인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 단열층(1)의 두께는 상기 주름이 형성된 골(5)에서 마루(6)까지의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 주름이 형성된 일면에는 이격 거리를 두고 절단부(8)를 포함하되, 상기 절단부(8)는 상기 주름의 골(5)에서 마루(6)까지의 일부분이 절단된 것이고, 상기 배관의 길이방향으로 절단된 형태인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 바인더는 단열층(1) 총 중량의 0.8 내지 2.0 중량%인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 장섬유시트(2)와 단열층(1) 사이에 상기 표피재(3)가 추가로 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 단열층(1)은 레이어드되어 적어도 한 쌍의 단열층으로 이루어지되, 상기 한 쌍의 단열층은 제1단열층(1b) 및 제2단열층(1c)을 포함하고, 상기 제1단열층(1b) 및 제2단열층(1c)은 바인더(1d)에 의해 결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 의하면 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 단열재 제조방법을 제공한다.

상기 단열재에 포함된 단열층을 절곡된 ∩형상 배관의 금형에 안착시키고, 금형에 맞추어 절곡을 형성시키되, 금형과 접촉되지 않은 단열층 외측면의 크림핑된 섬유조직이 당겨지면서 단열층의 외측면에 균열로 인한 소정의 공간이 형성되는 공간부 형성단계; 알루미늄 호일과 같이 비투습성을 갖는 필름 형상의 표피재의 일면에 바인더를 도포하고 불규칙한 섬유패턴을 포함하는 장섬유시트를 접착하여 외피재를 제조한 후, 상기 장섬유시트가 부착된 외피재의 일면에 바인더를 도포하는 외피재 준비단계; 상기 공간을 형성하며 절곡된 단열층 상면에 상기 바인더가 도포된 외피재를 겹친 후 금형 덮개를 덮고 단열층과 외피재를 접착시키되, 가온 및 가압하여 바인더를 상기 단열층의 균열된 섬유조직 공간부로 침투시키는 접착단계; 및 가온 및 가압하여 획득한 곡면 형상의 단열재를 경화시키는 경화단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열재의 제조방법을 제공한다.

바람직하게는 상기 공간부 형성단계에 앞서 공간부 형성시 크림핑되어 압착된 섬유조직에 유연성을 부여하기 위해 판상의 단열층 일면 또는 양면을 롤링하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 단열재는 단열소재를 고밀도로 적층하여 내구성은 유지하되, 고밀도로 적층된 상태에서도 유연성을 유지하여 배관의 모든 형태 및 사이즈에 따라 성형이 용이한바 특정 배관에 제한되지 않고 적용될 수 있는 범용성이 있고, 밀착성이 향상되어 열차단성 및 보온 효과가 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재의 사시도.
도 2(a)는 크림핑 전의 단열층 단면 사진.
도 2(b)는 크림핑 후 주름이 형성된 섬유조직으로 형성된 단열층 단면 사진.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재의 사용 예시도.
도 4(a) 및 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재를 배관에 시공하는 사진.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 주름의 일부분에 절단면을 포함하는 단열재의 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따란 이중으로 레이어드된 단열층의 전체 사진.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 크림핑 처리된 단열층을 금형 상에 안착시켜 공간부를 형성한 사진.

이하 본 발명의 단열재에 대해 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하는 것으로 한다. 단, 제시되는 도면 및 이에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 기술적 사상에 따른 하나의 실시 가능한 예를 설명하는 것인 바, 본 발명의 기술적 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 단열재의 사시도이며, 도 2(a)는 크림핑 전의 단열층 단면 사진이고, 도 2(b)는 크림핑 후 주름이 형성된 섬유조직으로 형성된 단열층 단면 사진이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 단열재의 사용 예시도이고, 도 4(a) 및 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 단열재를 배관에 시공하는 사진이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 주름의 일부분에 절단면을 포함하는 단열재의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따란 이중으로 레이어드된 단열층의 전체 사진이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 크림핑 처리된 단열층을 금형 상에 안착시켜 공간부를 형성한 사진이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 단열재는 육상, 해상 플랜트 또는 선박 등에 사용되는 다양한 형태의 배관에 고밀도로 적층된 단열소재를 용이하게 설치할 수 있고, 내구성을 유지하는 동시에 단열성을 확보하기 위한 것으로서, 단열층(1), 장섬유시트(2) 및 표피재(3)로 구성되며, 다음과 같은 구성으로 이루어질 수 있다.

상기 장섬유시트(2) 및 표피재(3)는 단열층(1)의 외경에 부착되는 외피재(4)로서, 상기 표피재(3)는 알루미늄 호일과 같이 비투습성을 갖는 필름 형상을 갖는 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 알루미늄 호일, 알루미늄 증착 필름, PET 필름이 부착된 알루미늄 호일을 사용할 수 있다. 다만 알루미늄 호일, 알루미늄 증착 필름 및 PET필름이 부착된 알루미늄 호일은 표피재(3)로써 하나의 예시에 불과한 것이며, 그 외에도 에틸렌비닐알콜, 폴리비닐알콜, 산화규소, 산화 알루미늄, 나노클레이 코팅 및 유, 무기 복합재질을 포함하는 필름 형상인 것들을 사용할 수 있다.

상기 표피재(3)의 일면에 바인더를 이용하여 장섬유시트(2)를 부착할 수 있다. 상기 장섬유시트(2)는 소정의 길이로 절단된 장섬유를 불규칙하게 포개어 시트 형식으로 제조한 것으로써 소정의 두께를 갖도록 형성한 것을 의미한다.

여기에서, 장섬유시트(2)는 예를 들어 촙스트랜드 매트(Chopped Strand Mat), 이글라스 매트(E-Glass Mat) 및 탄소섬유 중 어느 하나의 소재를 사용하여 제조할 수 있고, 상기 소재는 얇은 매트를 형성할 수 있는 것들이다.

특히, 촙스트랜드 매트는 이글라스 조성을 갖는 유리섬유를 대략 50mm 정도의 길이로 절단하여 얇고 편평한 매트로 만든 것을 말하는데, 절단된 장섬유를 불규칙한 배열로 얇고 편평하게 핀 후 접착제를 이용하여 결합한 것이다. 상기 촙스트랜드 매트는 수지 함침 속도가 빠르다는 장점이 있고, 곡면으로 형성되는 단열재에 사용시 곡면성형이 용이하다는 특징이 있다.

상기 촙스트랜드 매트의 제조시 사용되는 접착제는 특히 제한하지 않으나 예를 들어, 불포화 폴리에스터수지를 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 장섬유시트(2)로 상기 촙스트랜드 매트를 사용하는 것으로 한다.

장섬유시트(2)는 유리섬유와 같은 장섬유를 소정의 길이로 절단한 후 소정의 두께가 되도록 불규칙한 배열로 배치하여 얇고 편평하게 포갠 후 이들을 결합하여 만들게 됨으로써 장섬유시트(2) 내부에 수많은 공극을 형성할 수 있다.

이러한 공극들로 인해 추후 단열층 및 장섬유시트의 결합시 제공되는 접착제가 장섬유시트의 공극 사이사이로 함침이 효과적으로 이루어지는 동시에 단열층과 결합되기 때문에 별도의 함석작업 없이도 단열재의 표면강도를 극대화시킬 수 있는 것이다. 따라서 단열재 시공 과정을 단축시키는 동시에 내구성을 유지 또는 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 외부 충격이 가해지는 경우에도 쉽게 복원이 되어 단열재의 수명을 연장시킬 수 있다.

나아가 장섬유의 불규칙한 배열로 인한 공극이 시트 상에서 소정의 두께로 형성되는바 쿠션 특성이 매우 우수하기 때문에 이러한 장섬유시트(2)가 알루미늄 호일과 같은 표피재(3)에 결합되면 무수한 공극의 존재로 인해 외부 진동 발생시에도 섬유 조직의 변화가 발생하지 않는다. 따라서 흡음 및 차음 특성을 향상시킬 수 있다는 장점도 가진다.

상기 장섬유시트의 일면에 표피재(3)가 결합되는 경우, 타면에는 상기 표피재(3)가 추가로 결합되어 외피재의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다. 이때 상기 장섬유시트와 표피재 간의 결합은 바인더에 의해 이루어지며, 특히 제한하지 않으나 예를 들어, 불포화폴리에스터 수지를 사용할 수 있다.

한편 상기 단열층(1)은 무기질 단열소재로 이루어지는데, 상기 무기질 단열소재는 일반적으로 글라스울이나 미네랄울 등을 말하며, 이를 고밀도로 여러 겹 적층하고, 바인더로 접착하여 매트 형태를 형성한 것이다.

보다 상세하게 도 1에 도시된 바와 같이 소정의 두께를 갖는 매트 형태의 단열층(1)은 배관의 외경과 접촉되는 일면을 크림핑(Crimping)시켜 형성된 주름을 포함한다.

상기 주름은 도 2(b)와 같이 상기 단열층(1)의 일면에만 형성된 것으로써, 구체적으로 단열층(1)의 일면에 주름의 골(5)을 형성하고, 타면의 방향으로 주름의 마루(6)를 형성한 것인바 크게는 단열층(1)의 두께 방향으로 주름이 형성된 구조이다.

예를 들어 매트 형태의 단열층(1)을 상하에 롤러가 위치하는 롤링 머신에 투입시키되, 단열층(1)의 일면을 아래측 롤러에 두고 크림핑할 때, 아래측에 위치한 롤러의 롤링 속도를 위측 롤러의 롤링 속도에 비하여 느리게 조절하면 상기 투입된 단열층(1)의 일면에서의 밀림의 정도가 타면에서의 밀림의 정도에 비해 크게 된다. 이때 일면에만 주름이 형성될 수 있고, 섬유조직이 밀리는 과정에서 기적층된 단열소재의 밀도가 한층 더 높아져 고강도의 단열층(1)을 얻을 수 있다.

또한 상기 단열층(1)의 일면은 주름에 의해 형성된 소정의 작은 홈을 포함하는 반면 타면은 크림핑되지 않은 편평한 매트 형태인 것이다.

상기와 같이 배관의 외경과 접촉되는 단열층(1)의 일면에 주름이 형성되는 경우 단열소재가 고밀도로 결합된 단단한 형태이더라도 주름이 형성된 면의 접힘이 자유로워 곡선체의 형성이 용이하다. 즉 도 4(a) 및 4(b)와 같이 원형 등 다양한 형태의 배관의 외경을 감싸는 작업 시 단열층(1)을 종으로 절단하여 이어 붙이는 등의 추가적인 공정을 생략할 수 있고, 배관의 외주면에 본 발명의 단열재를 감싸는 단순한 공정에 의해 단열재 시공이 가능한바 작업의 효율성을 높일 수 있는 장점이 있다.

즉 상기와 같이 단열층(1)의 일면에 형성된 주름에 의해 유연성을 확보할 수 있어 배관의 형상에 구애 받지 않는바, 종래 등분형 또는 라멜라형의 단열재와 같이 단열층(1)을 필수적으로 종으로 절단하여 이어 붙이는 작업을 생략하고, 배관의 외경을 감쌀 수 있다. 따라서 상기 종래 단열재와 달리 절단된 형태가 아니기 때문에 이음선 사이로 방열의 가능성이 매우 낮은 바 보온, 보냉 효과가 뛰어난 것이다.

다만, 본 발명의 단열재를 배관의 외경에 맞추어 주문제작하는 경우 상술한 바와 같이 배관을 한번에 감쌀 수 있도록 할 수 있으나, 본 발명의 단열재를 다양한 형태 및 외경 사이즈를 갖는 배관 등에 무작위로 적용하는 경우 불가피하게 단열재를 이어 붙이는 작업을 수반할 수 있다.

그러나 이 경우에도 단열층의 일면에 형성된 주름에 의해 이음새 부위 양 말단 단면의 섬유조직이 엉클어진 상태와 같아 바인더에 의한 결합력이 상승되고, 나아가 배관의 외경과 접촉되는 단열층의 일면 또한 주름에 의한 밀착력이 향상되어 이음선 사이로의 방열 가능성을 현저히 낮출 수 있다.

또한 크림핑에 의해 형성된 작은 홈에 의해 배관 외경에 형성될 수 있는 다양한 형태 및 사이즈의 돌출부를 보완할 수 있어 배관 외경과 단열소재의 내경 사이에 발생할 수 있는 갭을 최소화할 수 있는바 열차단의 효과가 향상되는 장점도 있다.

또한 단열소재가 고밀도로 적층된 구조이며, 나아가 크림핑 작업시 주름이 접히는 과정에서 단열층(1)에 압력이 가해지는 바 종래 단열재보다 내구성이 보다 향상될 수 있을 뿐 아니라 주름에 의해 생기는 단열층(1)의 유연성에 의해 사용처를 확장할 수 있는 범용성을 획득할 수 있는 것이다.

예를 들어, 본 발명의 단열재는 절곡 성형을 위한 밴딩이 용이하여 절곡형 배관에 쉽게 적용할 수 있을 뿐 아니라, 편평하게 핀 상태에서 편판형 배관의 외면을 감싸는 방식으로 단열보온의 효과를 획득할 수 있다. 따라서 곡면성형에 한정되지 않고, 판상성형도 가능하여 다양한 배관에 적용이 용이한 장점이 있다.

나아가 상기 단열층(1) 전체 두께는 단열층(1) 일면에 형성된 주름의 두께에 비하여 두꺼운 것일 수 있다.

보다 상세하게, 도 1과 같이 상기 단열층(1)의 일면에는 주름의 골(5)이 형성될 수 있고, 타면에는 주름의 마루(6)가 형성될 수 있는데, 상기 주름의 골(5)에서 주름의 마루(6)까지의 두께가 단열층(1)의 전체 두께에 비하여 두껍지 않게 크림핑되는 것이 바람직하다.

즉 전체 단열층(1)의 두께에서 주름의 두께를 제외하고 확보된 단열층(1)의 편평한 부분에 의해 외부 충격으로 단열층(1)을 보호하기 위해 단열층(1)의 표면에 부착하는데 이때 외피재(4)를 접합하는 작업을 보다 용이하게 할 수 있고, 단열재 시공이 완성된 경우 외형이 매끄러울 수 있다.

한편 상기 주름이 형성된 단열층(1)의 일면에는 이격 거리를 두고 절단부(8)를 추가로 포함하되, 상기 절단부(8)는 상기 주름의 골(5)에서 마루(6)의 일부분까지 절단된 것이고, 상기 배관의 길이방향으로 절단된 형태인 것일 수 있다.

본 발명의 단열재는 종래 등분형 또는 라멜라형의 단열재와 달리 별도의 절단면을 포함하지 않음에도 곡면체 등 다양한 형태의 배관에 적용이 용이한데, 특히 절곡의 정도가 큰 배관의 경우 적용이 보다 용이하도록 주름의 골(5)에 소정의 절단부(8)를 추가로 형성할 수 있고, 상기 절단부(8)는 주름의 골(5)에서 마루(6)까지의 일부분이 절단된 형태일 수 있다.

따라서 상기 절단부(8)는 도 5에 도시된 바와 같이 주름의 골(5)에서 마루(6)까지의 일부분에 형성된 것인바, 단열층(1)의 두께 중 일부분이 절단된 형태로써 단열층(1)의 타면은 매트와 같이 편평한 형태를 그대로 유지하되 일면에 절단부(8)를 추가로 포함할 수 있다. 따라서 단열성은 그대로 유지하면서도 특히 절곡형 배관에 적용시 유연성이 확보되어 단열재의 시공을 보다 원활하게 할 수 있는 장점이 있는 것이다.

다만 이 경우에도 평판형 배관에의 적용을 제한하는 것이 아니며, 오히려 절곡형 배관에 맞추어 곡선으로 성형한 후에도 주름에 의해 편평하게 피는 것이 용이하여 평판형 배관에 그대로 적용이 가능하다. 따라서 본 발명의 단열재는 절곡을 위한 가공 과정 및 절곡 형성이 보다 용이하다는 것을 의미한다.

나아가 상기 단열층(1)을 형성하기 위해 단열소재를 적층하고 접착하기 위해 사용하는 바인더는 일반적으로 단열재를 제작하는데 사용하는 접착제, 점착제, 레진과 같은 것이면 특히 제한하지 않고, 예를 들어 아크릴 수지를 사용할 수 있다. 다만 상기 바인더의 함량은 단열층(1)의 총 중량의 0.8 내지 2.0 중량%인 것이 바람직하다.

상기 바인더가 단열층(1)의 총 중량에서 0.8 중량% 미만인 경우에는 접착의 효과가 미미하여 단열소재를 고밀도로 적층하여 고정하는 것이 어려울 수 있고, 2.0 중량%를 초과하는 경우에는 단열층(1)이 너무 단단하게 경화되어 유연성이 떨어져 오히려 외부 충격으로부터 쉽게 손상될 수 있으며, 절단성이 좋지 않아 작업의 효율성이 떨어질 수 있어 바람직하지 않다.

따라서 상기 범위의 바인더를 첨가하여 단열소재를 접착하는 경우 단열소재를 고밀도로 고정하여 강도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 단열층(1)의 절단성을 향상시켜 작업을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.

나아가 상기 단열층은 도 6과 같이 하나 또는 둘 이상의 단열층이 레이어드되어 적어도 한쌍의 단열층으로 이루어질 수 있다. 보다 상세하게, 상기 한쌍의 단열층은 제1단열층 및 제2단열층과 같이 단열층이 적어도 두 개 이상 적층되어 이루어질 수 있고, 제1단열층과 제2단열층의 사이에는 바인더를 도포하여 두 개의 단열층이 레이어드된 단열층을 획득할 수 있다.

한편 선박, 해상 또는 육상의 플렌트 등에 사용되는 배관의 경우 선박 또는 플렌트의 규모에 따라 사용되는 배관의 형태 및 사이즈가 매우 다양하다. 예를 들어 대규모 플렌트 또는 선박의 경우 보관 및 취급이 용이한 사이즈의 배관을 수백, 수천개 연결하여 벽체에 고정 및 설치할 수 밖에 없으며, 배관을 연결하기 위해 배관의 외경에 홀더 및 볼트와 같은 다양한 도구들이 함께 고정설치되는 것이 일반적이다.

상기와 같이 연결된 배관의 경우 배관의 외경에는 상기 도구들이 그대로 고정되어 다양한 형상 및 사이즈의 돌기가 형성되고, 이러한 배관의 외경에 단열재를 씌우는 경우 배관의 외경과 접촉되는 단열재의 일면은 상기 도구에 의한 돌기 부위에 적합한 홈이 형성되지 않으면 단열재의 밀착성이 저하되어, 단열보온의 효과가 떨어질 수 밖에 없다.

이와 같은 문제점을 보완하기 위해 종래 단열재의 경우 단열재의 일면에 배관의 외경에 형성되는 돌기에 적합한 홈을 하나하나 파내는 작업을 진행하였다. 그런데 종래 내구성을 확보하기 위해 단열소재를 고밀도로 적층하여 압착된 상태의 단열층을 사용하는 것이 일반적이고, 이 경우 고밀도로 적층된 단열층은 강도가 매우 크기 때문에 상기와 같이 홈을 하나하나 파내는 작업 공정이 쉽지 않을 뿐 아니라, 시간 및 인력이 많은 부분 소모되어 작업 공정 및 효율을 저하시키는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 이러한 단점을 보완하기 위하여 단열층의 섬유조직을 부드럽게 하는 주름을 단열층의 일면에 형성시킨 것이다. 나아가 홈이 형성된 부분의 단열층의 두께를 조절할 수 있도록 단열층을 도 6과 같이 적어도 한 층 이상 추가하여 레어어드하는 구성일 수 있다.

즉 도 6의 사진과 같이 제1단열층(1b), 제2단열층(1c)과 같이 구성될 수 있고, 상기 제1단열층 및 제2단열층은 바인더(1d)에 의해 결합되는 구조일 수 있다. 이때 상기 바인더는 단열재에 사용되는 일반적인 바인더를 사용할 수 있고, 한 겹 이상을 도포하여 단열층 간의 결합력을 향상시킬 수 있다. 이때 상기 바인더는 내구성을 강화하기 위해 액체 바인더와 결합성이 뛰어난 장섬유 등을 추가로 사용할 수 있다.

한편 본 발명은 상술한 단열재 제조방법을 제공한다. 특히 본 발명의 단열재 제조방법은 다양한 형상 및 사이즈의 배관에 적용하기 위한 단열재의 제조방법에 관련된 것이다.

상세하게는 종래 배관에 적용하기 위한 단열재는 상술한 본 발명의 단열재와 달리 도 2(a)와 같이 단순히 긴 섬유조직을 편평하게 적층하여 압착한 단열층을 포함하고 있다. 따라서 절곡 형성이 어렵기 때문에 등분형 단열재를 이어붙이거나, 라멜라형 단열재로 배관을 감싸는 방법을 사용하였다. 이때 등분형 단열재의 경우 접합된 부분 또는 라멜라형 단열재의 경우 분리된 부분에서 불가피하게 틈새가 발생할 수 있어 틈새 사이로 열손실이 생기는바 단열의 효과가 저하되는 단점이 있었다.

그러나 본 발명의 단열재는 종래 등분형 또는 라멜라형 단열재와 같이 단열재 사이사이 또는 내측면에 틈새가 없어도 크림핑된 섬유조직의 주름에 의해 곡면 성형을 위한 절곡이 용이하다. 예를 들어, 본 발명의 단열재를 이용하여 별도의 성형 작업 없이도 소구경 배관과 같이 절곡의 정도가 큰 배관 뿐만 아니라 판상의 배관까지 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있는 것이다.

이를 위해 본 발명의 단열재에 의해 절곡이 형성된 배관용 단열재의 제조방법을 설명하도록 한다.

본 발명의 단열재 제조방법은 상술한 단열층을 절곡시켜 단열층 외측면에 틈새를 형성하는 단계, 외피재 준비단계, 접착단계 및 경화단계를 포함하여 제조된다.

보다 상세하게, 본 발명은 소구경 배관 등 절곡의 정도가 큰 배관에 단열재를 적용하기 위해 상술한 단열층을 절곡된 ∩형상 배관의 금형에 안착시켜 금형의 절곡에 맞추어 밴딩작업을 할 수 있다.

이때 상술한 단열층의 일면은 금형과 접촉하고, 타면은 금형과 접촉되지 않은 면으로써, 타면을 단열층의 외측면으로 한다. 상기 단열층의 외측면은 크림핑되어 주름의 골을 포함하는 면으로 배치시키는 것이 금형의 절곡에 맞도록 곡면을 형성하기 위해 바람직하다.

즉 밴딩작업에 의해 단열층의 외측면의 크림핑된 섬유조직은 쉽게 균열이 발생하며, 도 7과 같이 상기 균열로 인해 발생한 틈, 즉 도 7의 표식과 같은 소정의 공간부가 형성될 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명과 같이 단열층 내부가 크림핑되어 주름이 형성된 매트 형태인 경우 주름에 의해 매트 상태인 단열층의 밴딩이 매우 유연한바 절곡의 정도가 매우 큰 소구경 배관에 적용하는 경우에도 곡면형성이 용이한 것이다.

따라서 종래와 같이 단열재를 배관의 사이즈에 맞추어 수 개로 등분하여 이어 붙이는 번거로움을 줄일 수 있고, 라멜라형 단열재와 같이 단열층의 일부가 절단된 상태에서 배관에 적용될 수 밖에 없는 문제점을 해결할 수 있다. 즉 접합 부위 또는 절단된 부위로의 열손실을 최소화하여 단열보온의 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

한편 단열층 외측면에 외피재를 접착하여 단열재를 제조하기 위해, 외피재를 제조할 수 있다. 상기 외피재는 상술한 표피재 및 장섬유시트가 접합된 것으로써, 표피재는 알루미늄 호일과 같이 비투습성을 갖는 필름 형상을 사용할 수 있고, 장섬유시트는 장섬유를 불규칙하게 적층하여 압착한 매트형태의 것을 사용할 수 있다.

상기 표피재의 일면에 바인더를 도포하고, 장섬유시트에 접착하여 외피재를 제조할 수 있는데, 이때 장섬유시트의 불규칙한 장섬유조직의 패턴 사이사이로 바인더가 쉽게 침투되어 표피재 및 장섬유시트의 결합력을 극대화시킬 수 있다.

상기 제조한 외피재의 일면에 바인더를 도포한 후, 외피재 및 단열층을 접착할 수 있다. 상세하게는 단열층 외측면에 외피재를 안착시키고, 그 위에 금형 덮개를 덮은 후 소정의 압력과 온도를 가하여 외피재와 단열층을 접착시킬 수 있다.

이때, 외피재의 일면에 도포된 바인더는 단열층 외측면에 형성된 공간부로 인해 단열층 내부로 쉽게 침투가 가능하고, 가온 및 가압에 의해 단열층 및 외피재의 결합이 보다 견고하게 이루어질 수 있다.

이후 소정의 온도로 가온 또는 열풍을 가해 경화시켜 본 발명에 따른 단열재를 획득할 수 있다. 상기 가온, 가압 및 열풍의 온도는 일반적으로 단열재를 제조하기 위해 적용될 수 있는 온도로써, 단열재에 사용되는 바인더가 경화되는 온도에 따라 적절히 조절할 수 있다.

한편, 크림핑된 단열층의 외측면에 공간부를 형성하는 단계에 앞서, 단열층의 일면 또는 양면을 가압시켜 롤링하는 단계를 추가로 진행할 수 있다. 이는 크림핑된 단열층의 유연성을 보다 향상시키기 위한 것으로써, 소정의 압력을 가하여 단열층의 일면 또는 양면을 롤링하는 경우 압착된 상태에서 주름을 형성한 단열소재의 정렬이 분산되면서 적층된 단열소재의 층 사이 간격에 미세한 공간이 형성될 수 있는 것이다.

따라서 단열층 외측면에 공간부를 형성하기에 앞서, 단열층을 롤링하는 경우 섬유 조직의 층 사이에 공간이 형성되어 매트 형상으로 압착된 단열층이 보다 유연해지는 효과가 있다. 따라서 단열층을 금형의 틀에 맞추는 것이 보다 용이할 뿐만 아니라, 후속적으로 단열층과 외피재를 결합할 때 단열층의 공간부 틈새로 침투한 바인더가 섬유조직의 분산된 정렬 사이사이로 깊숙이 침투될 수 있어 보다 강력한 결합을 형성할 수 있고, 이로 인해 단열재의 내구성을 강화시킬 수 있는 장점이 있다.

종래 등분형 단열재를 사용하는 경우 절곡의 정도가 큰 배관에 두께감이 있는 등분된 단열재 각각을 배관 외주면에 따라 이어 붙여 감싸는 작업은 매우 번거로울 뿐 아니라, 시간이 경과함에 따라 이음새 부분의 틈새가 발생하여 불가피한 열손실이 발생할 수 있다. 나아가 라멜라 형상의 단열재를 절곡의 정도가 큰 배관에 적용하는 경우에도 마찬가지로 절단된 부분 사이로 발생하는 열손실을 피할 수 없는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 단열층에 포함된 주름에 의해 배관용 금형의 절곡부에 맞추는 밴딩성형 시 압착된 단열층 외측면에 형성된 공간부로 인해 금형의 절곡부를 보다 면밀하게 재현할 수 있는 것이다.

따라서 절곡의 정도가 큰 배관에 사용하는 경우에도 열손실로 인한 단열보온의 효과가 저하됨이 없이 오히려, 배관을 매우 세밀하게 재현할 수 있어 배관의 외주면을 감싸는 경우에도 틈새가 발생하는 것을 방지할 수 있어 단열보온의 효과를 보다 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

나아가 절곡형 배관 뿐 아니라 판상의 배관에도 적용할 수 있어, 다양한 형상 및 사이즈의 배관에 모두 적용할 수 있는 장점이 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 단열재는 단열소재가 고밀도로 적층된 단열층(1)을 포함하여 내구성이 있으며, 고밀도로 압착되었음에도 단열층(1)의 일면에 크림핑에 의한 주름을 형성하여 절곡이 매우 유연한 특성이 있다. 따라서 본 발명의 단열재를 이용하여 배관용 단열재의 제조 시 곡면체의 배관에 밀착성 있는 단열재를 시공하는 과정이 용이하고 간단하여 작업의 효율을 높일 수 있다.

또한 종래 단열재의 구성에 포함되는 이음부 또는 절단부 사이로 발생하는 열손실의 가능성을 낮출 뿐 아니라 배관의 외주면을 면밀하게 감싸기 때문에 종래 단열재 보다 뛰어난 단열보온이 가능하며 에너지 절감의 효과가 있다. 나아가 단열재의 시공 완료 후 매끄러운 외관을 형성할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 배관용 단열재는 선박, 플랜트 등의 배관을 단열 및 보온하기 위해 용이하게 이용할 수 있다.

1: 단열층
1b: 제1단열층
1c: 제2단열층
2: 장섬유시트
3: 표피재
4: 외피재
5: 주름의 골
6: 주름의 마루
7: 주름
8: 절단부
9: 배관

Claims (8)

1. 알루미늄 호일과 같이 비투습성을 갖는 필름 형상의 표피재(3);
   상기 표피재(3)의 일면에 바인더를 통해 부착되되, 불규칙한 섬유패턴을 포함하는 장섬유시트(2);
   상기 장섬유시트(2)의 일면에 부착되되 배관의 외경을 감싸는 무기질 단열소재로 이루어진 단열층(1)을 포함하되,
   상기 단열층(1)은 무기질단열소재가 적층되어 접착수지로 결합된 소정의 두께를 갖는 매트 형태이고, 배관의 외경과 접촉되는 일면은 크림프(crimp)되어 주름의 골(5)을 포함하며, 타면 방향으로 주름의 마루(6)를 형성하되, 타면은 편평한 형태인 것을 특징으로 하는 단열재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단열층(1)의 두께는 상기 주름으로 형성된 골(5)에서 마루(6)까지의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 단열재.
3. 제1항에 있어서,
   상기 주름이 형성된 일면에는 이격 거리를 두고 추가의 절단부(8)를 포함하되, 상기 절단부(8)는 상기 주름의 골(5)에서 마루(6)까지의 일부분이 절단된 것이고, 상기 배관의 길이방향으로 절단된 형태인 것을 특징으로 하는 단열재.
4. 제1항에 있어서,
   상기 바인더는 단열층(1) 총 중량의 0.8 내지 2.0 중량%인 것을 특징으로 하는 단열재.
5. 제1항에 있어서,
   상기 장섬유시트(2)와 단열층(1) 사이에 상기 표피재(3)가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 단열재.
6. 제1항에 있어서,
   상기 단열층은 레이어드되어 적어도 한 쌍의 단열층으로 이루어지되, 상기 한 쌍의 단열층은 제1단열층(1b) 및 제2단열층(1c)을 포함하고, 상기 제1단열층 및 제2단열층은 바인더(1d) 또는 바인더가 일면에 도포된 장섬유에 의해 결합된 것을 특징으로 하는 단열재.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 단열재 제조방법은,
   상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 단열층을 절곡된 ∩형상 배관의 금형에 안착시키고, 금형에 맞추어 절곡을 형성시키되, 금형과 접촉되지 않은 단열층 외측면의 크림핑된 섬유조직이 당겨지면서 단열층의 외측면에 균열로 인한 소정의 공간이 형성되는 공간부 형성단계;
   알루미늄 호일과 같이 비투습성을 갖는 필름 형상의 표피재의 일면에 바인더를 도포하고 불규칙한 섬유패턴을 포함하는 장섬유시트를 접착하여 외피재를 제조한 후, 상기 장섬유시트가 부착된 외피재의 일면에 바인더를 도포하는 외피재 준비단계;
   상기 공간을 형성하며 절곡된 단열층 상면에 상기 바인더가 도포된 외피재를 겹친 후 금형 덮개를 덮고 단열층과 외피재를 접착시키되, 가온 및 가압하여 바인더를 상기 단열층의 균열된 섬유조직의 공간부로 침투시키는 접착단계; 및
   가온 및 가압하여 획득한 곡면 형상의 단열재를 경화시키는 경화단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열재의 제조방법.
8. 제5항에 있어서,
   상기 공간부 형성단계에 앞서 공간부 형성시 크림핑되어 압착된 섬유조직에 유연성을 부여하기 위해 판상의 단열층 일면 또는 양면을 롤링하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 단열재 제조방법.

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