KR101124579B1 - 상변화 물질 미세 충진, 시트 또는 박막 원단 - Google Patents

Abstract

본 고안은 상변화 물질을 이용하는 방법 중 하나로 기존 상변화 물질을 용기에 넣거나 편리하게 사용하기 위하여 캡슐형태로 가공하여 섬유,기타 물질에 도포하여 사용해 왔다.하지만 본 발명은 상변화 물질을 액체가 투과되지 않는 박막 소재를 양면에 배치하고 사이에 상변화 물질을 액체 상태의 상온에서 흡수하며 열에도 반응하는 소재로 액화 상태의 상변화 물질을 흡수 포함하도록 하여 양쪽면을 이루는 원단과 포개어지도록 한 후 한쪽 또는 양쪽 면을 미세하게 구분이 되도록 설계된 열기기판 또는 롤 판으로 가열 압착하여 표면을 이루는 열에 반응하는 소재와 상변화 물질을 흡수한 소재가 압착으로 상변화 물질이 압착면 밖으로 배출된 후 양쪽 면을 이루는 소재와 용접 되어 각각의 미세한 공간에 상변화 물질이 충진되도록 하여 만들어진 상변화 물질 미세 충진 소재 원단으로 본 발명에 의한 소재의 쓰임은 비닐이나 우레탄 소재 섬유를 이용하는 식 가공 공장, 병원, 이/미용원, 식당, 식육 등에 사용하는 가운과 각종 야전 침구류, 의복, 가구, 포장재, 건축자재 등 우리 실생활에서 온도를 제어하여 쾌적한 냉,보온을 위한 각종 제품에 사용할 수 있도록 한 상변화 물질 충진 시트 또는 원단에 대한 기술이다.

상변화 물질

Description

상변화 물질 미세 충진, 시트 또는 박막 원단{Phase Change Materials ,fill up seat or film}

본 발명은 상변화 물질이 미세한 구획으로 촘촘히 충진되도록 한 기술로, 양쪽 표면을 이루는 소재(2)(3)는 투습이 되지 않으며 열을 잘 전달할 수 있는 화학물질로 열에 반응하여 양면이 열에 의해 하나의 물성으로 용융되며 용접되는 소재로 이루어지며 양면을 이루는 소재의 한쪽 부분(3)을 아래로 하여 상변화 물질을 액체 상태의 상온에서 별도의 액체를 흡수하며 열에도 반응하는 소재로 액화 상태의 상변화 물질(4)을 흡수 포함한 소재를 합친 후 냉각기를 거쳐 위쪽 부분(2)을 이루는 소재와 합쳐진 상태로 필요한 무늬와 패턴으로 구분하도록 요철로 금형된 열 압착기구에 의해 압력과 온도에 의해 미세 팩(14)이 완성되며 상변화 물질을 미세 팩(14)들 안에 자동 충진하는 기술이다.

본 발명품인 상변화 물질 미세 충진 시트 또는 박막 원단에 충진되는 온도를 조절하는 기능을 갖도록 하는 상변화 물질(PCM : Phase Change Material)은, 물질이 갖고 있는 잠열의 흡수 또는 방출효과를 이용하여 에너지를 저장하거나 온도를 일정하게 유지하는 목적으로 사용되는 물질을 말한다.

여기서, 잠열이란 물질이 상변화될 때 즉, 고체에서 액체 또는 액체에서 고체로, 액체에서 기체로, 기체에서 액체로 변할 때, 같은 온도에서 흡수하거나 방출하는 열을 의미하는 것으로서, 잠열은 현 열 즉 상변화가 일어나지 않은 상태에서의 흡수 또는 방출되는 열의 양보다 매우 크다.

따라서 사람에게 유익하게 사용될 경우 사람의 인체 열에 반응하여 쾌적한 온도를 유지시킬 수 있도록 본 고안의 상변화 물질(4)의 각 반응 온도는 24℃～34℃까지로 하는 것과 온도의 범위를 넓게 반응할 수 있도록 예를 들자면 28℃에 반응하는 물질과 32℃에 반응하는 물질을 함께 혼합하여 충진하기도 하고 대상에 따라 적당한 설정 값을 가지는 상변화 물질을 선택하여 사용할 수 있으며 또한 본 고안에 사용되는 상변화 물질은 마이크로 캡슐화 공정을 거쳐 가공된 소재를 이용하기도 하며 이는 물질이 잠열하여 액체로 변하여도 가공된 물체에 오염이 되지않아야 되는 목적을 갖는 제품에 사용할 수 있다.

본 고안을 통해 만들어지는 상변화 물질 미세 충진 시트 또는 박막 원단은 지구 온난화의 원인인 석화 에너지를 절감할 수 있도록 하는 기술로 최적의 온도를 필요로 하는 곳 어디에든 사용할 수 있는 제품으로 생산될 수 있는 원 소재인 것이다. 상변화 물질 충진 소재로 본 발명에 의한 소재의 쓰임은 비닐이나 우레탄 소재 섬유를 이용하는 식 가공 공장, 병원, 이/미용원, 식당, 식육 등에 사용하는 가운과 각종 야전 침구류, 의복, 가구, 포장재, 건축자재 등 우리 실생활에서 온도를 제어하여 쾌적한 냉,보온을 위한 각종 제품에 사용할 수 있으며, 상변화 물질 충진 시트 또는 박막 필름소재를 통해 필요한 열 에너지를 공급받거나 내 보낼 수 있어야 한다.

본 발명을 위해 필요한 기술은 다음과 같다. 상변화 물질 미세 충진 시트를 구성하는 양쪽 소재는 사용되는 기능에 맞게 별도의 소재(8)(9)와 합쳐진 소재를 쓰기도 한다. 본 발명은, 상기 밑 소재(3)(혹은 바닥 소재(30))를 열 합사 장치에 밀어 지나가도록 하는 제1공정과, 지나가는 밑 소재(3)에 액화된 상변화 물질(4)을 흡수 포함한 원단부를 합하고 이때 물질의 흘러내림을 방지하기 위하여 고형으로 되도록 냉각부를 형성하기도 하는 제2공정과, 위쪽 소재(2)를 합사하는 제3공정과, 이후 상변화 물질 포함하여 합사된 양면 시트 소재에 미리 계획된 문양과 디자인으로 충진부(13)를 나눌 수 있도록 금형이 되어 열 합착시키도록 온도가 설정된 롤판 또는 평면 열압착을 통과하는 제4공정을 수행하여, 상변화 물질 미세 충진 시트 또는 박막 원단을 생성한다.
이때, 만들어진 원단의 용접부에 향후 원단으로 가공되는 제품이 원활한 통기성을 유지하도록 용접부에 필요한 크기의 구멍이 나도록 압착되는 금형판 또는, 병도의 판에 구멍을 낼 수 있도록 타공 절단부(10)를 구성하여 만들어지는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 제품을 구성하는 원단의 재단도면 둘레에 있는 마무리 부분(12) 즉, 가공라인(12)을 별도의 소재를 이용하여 봉재, 본드, 열가공 용접이 용이하도록 재단이 예측되는 부분(15) 즉, 재봉선에 해당하는 부분은 넓은 선 형태로 용접한다. 그리고 용접된 선 부위가 바로 절단되도록 절단부가 형성된 열가공 롤판, 평판을 사용하여 본 발명에 따른 상변화 물질 미세 충진 시트가 만들어진다.

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기존 비닐, 포리, 우레탄 소재 원단이나 필름들을 소재로 하여 만든 제품들은 통기가 않되고 몸에 걸쳐 사용하는 의류나 가운의 소재로 쓰일 경우 매우 덥고 답답하였다. 본 발명으로 열 조절이 필요한 다양한 제품으로 만들 경우, 에너지 절감으로 지구 온난화를 예방함은 물론 인간에게 유익한 소재로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 상변화 물질 미세 충진 시트 또는 박막 필름에 관한 예시도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원단(6, 상변화 물질 미세 충진 시트)의 구성은 바탕을 이루는 소재(3), 상층부를 이루는 소재(2), 상변화 물질(4), 접합부(11)로 이루어진다.

상기 바닥 소재(3)와 상부 소재(2)는 물질이 액체상태에서 새지 않고 열이나 화학물에 반응하여 용접될 수 있는 소재인 폴리비닐, 우레탄과 같은 화학 원단 등을 쓰게 되며 소재에 기능에 맞는 별도의 기능성 소재(8)(9)를 덧입혀 사용할 수 있다. 예로서 작업을 하기 위한 가운의 상단부분을 폴리비닐, 우레탄 등과 같은 화학 원단을 쓰기 때문에, 도3에 도시된 바와 같이 박막 형태의 상변화 물질 충진 시트(6)는 다수의 미세한 충진 팩(14)들로 구성되어 상변화 물질이 응고된 상태(고체 상태)에도 원단의 휨이나 구겨짐이 일반 원단과 다를 바 없다. 또한 원단의 기능별로 외부소재 바깥면 소재(8)나 안쪽소재 바깥면 소재(9)을 포함하고 있어 옷, 침구, 기능성 원단 그 밖의 가구용 시트, 건축, 인테리어 소재로 사용될 수 있다.

이후, 제품가공이 용이하도록 재봉선이나 접착 마감선 부위 일정한 넓이로 형성된 가공라인(12)에는 상변화 물질이 충진되어 있지 않도록 용접하여, 열에 반응한 상변화 물질 액체가 외부로 흘러나오는 것을 방지하도록 한다.
도2는 마이크로 캡슐 상변화 물질 미세 충진 시트 또는 박막 필름에 관한 예시도이다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 상변화 물질(4)은 마이크로 캡슐화 공정을 거쳐 가공된 상변화 물질 마이크로 캡슐(5)을 이용하기도 하며 이는 물질이 잠열하여 액체로 변하여도 가공된 물체에 오염이 되지않아야 하는 제품에 사용할 수 있다.
도5는 본 발명에 따른 상변화 물질 미세 충진 시트 제조 공정도이다.
도5에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 상기 밑 소재(3)(혹은 바닥 소재(30))를 열 합사 장치에 밀어 지나가도록 하는 제1공정과, 지나가는 밑 소재(3)에 액화된 상변화 물질(4)을 흡수 포함한 원단부를 합하고 이때 물질의 흘러내림을 방지하기 위하여 고형으로 되도록 냉각부를 형성하기도 하는 제2공정과, 위쪽 소재(2)를 상기 제2공정을 거친 밑 소재(3)에 합사하는 제3공정과, 이후 상변화 물질 포함하여 상기 위쪽 소재(2)와 밑 소재(3)가 합사된 양면 시트소재를 소정 온도가 설정된 롤판이나 평판의 열 압력을 통과시켜서, 미리 계획된 문양과 디자인의 충진부를(13) 형성하고, 형성된 충진부가 미세한 충진 팩(14)들로 이루어지도록 하기 위해 촘촘한 구획들로 형성된 금형에 의해 열 압착을 수행하는 제4공정을 수행하여, 상변화 물질 미세 충진 시트 또는 박막 원단을 생성한다.
이때, 만들어진 원단의 용접부에 향후 원단으로 가공되는 제품이 원활한 통기성을 유지하도록 용접부에 필요한 크기의 구멍이 나도록 압착되는 금형판 또는, 병도의 판에 구멍을 낼 수 있도록 타공 절단부(10)를 구성하여 만들어지는 것을 특징으로 한다.
도4는 본 발명의 상변화 물질 미세 충진 시트를 보다 상세히 나타낸 것으로, 상변화 물질 미세 충진 시트 상에 재단 구분선을 표시하고 있다.
도4에 도시된 바와 같이, 상기 제4공정의 열 압착 과정에서, 본 발명은 제품을 구성하는 원단의 재단도면 둘레에 있는 마무리 부분(12) 즉, 가공라인(12)을 별도의 소재와의 봉재, 본드, 열가공 용접이 용이하도록 재단이 예측되는 부분 즉, 재단 구분선에 해당하는 부분은 넓은 선의 형태로 용접한다. 그리고 재단 시, 바로 절단될 수 있도록 상기 용접된 선(15) 부위에 절단선(미도시)을 구비한다.
상기 상변화 물질 미세 충진 시트 상에 절단선을 생성하기 위해, 본 발명은 소정의 절단부가 형성된 열가공 롤판, 평판을 사용한다.

도 1은 본 발명에 따른 상변화 물질 미세 충진 시트 또는 박막 필름에 관한 예시도.

도 2는 마이크로 캡슐 상변화 물질 미세 충진 시트 또는 박막 필름에 관한 예시도.

도 3은 본 발명에 따른 상변화 물질 미세 충진 시트 원단 또는 박막 필름 원단에 관한 예시도.

도 4는 도3의 상변화 물질 미세 충진 시트를 보다 상세히 나타낸 예시도.

도 5는 본 발명에 따른 상변화 물질 미세 충진 시트 제조 공정도.

Claims (6)

1. 상변화 물질 미세 충진 시트를 구성하는 양쪽 소재 중, 밑 소재(3)를 열 합사장치에 밀어넣어 지나가도록하는 제1공정과;

   상기 제1공정을 거친 밑 소재에 액화된 상변화 물질을 흡수 포함한 소재를 합하는 제2공정과;

   위쪽 소재(2)를 상기 제2공정을 거친 밑 소재에 합사하는 제3공정과;

   상기 위쪽 소재와 밑 소재가 합사된 양면 시트소재를 소정 온도가 설정된 롤판이나 평판의 열 압력을 통과시켜서, 미리 계획된 문양과 디자인의 충진부를 형성하고, 형성된 충진부가 미세한 충진 팩(14)들로 이루어지도록 하기 위해 촘촘한 구획들로 형성된 금형에 의해 열 압착을 수행하는 제4공정을 포함하여 이루어지며,

   상기 상변화 물질 미세 충진 시트는 상기 제4공정의 열 압착 과정에서 일정한 넓이의 용접 라인이 형성하며, 재단 시 시트가 바로 절단될 수 있도록 상기 용접 라인 상에 절단선을 구비하는 것을 특징으로 하는 상변화 물질 미세 충진 인조 시트 제조방법.
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