진공판넬단열재를 이용한 침낭 제조방법 및 침낭{Sleeping bag and slepping bag of manufacturing method for vacuum insulation panel}
본 발명은 진공판넬단열재를 이용한 침낭 제조방법 및 침낭에 관한 것으로, 특히 분말을 액상화시킨 후 고압으로 미립화시켜 포집을 통해 가압 성형하여 내부에 수많은 공극이 생성되어 단열 성능을 향상시킨 진공판넬단열재를 구성하고, 진공판넬단열재를 이용해 침낭을 제조하여, 야영시 바닥으로부터 올라오는 냉기를 막아 사용자의 체온을 유지해줌으로서, 안락한 취침을 할 수 있게 해주는 진공판넬단열재를 이용한 침낭 제조방법 및 침낭에 관한 것이다.
일반적으로, 종래의 침낭은 솜, 오리털과 같은 보온재를 내포하고 있기 때문에, 산과 바다로 캠핑이나 낚시와 같은 여가활동 또는 군의 야외 야간훈련시 사용자가 침낭의 공간부에 들어가서 취침 또는 휴식을 취하는데 많이 사용되고 있다. 그러나, 종래의 침낭은 사용자가 장시간 반복해서 사용하는 경우, 내부에 내포되어 있는 솜과 오리털과 같은 보온재는 사용자의 지속적이고 반복적인 압력에 의하여 얇아져 보온효과가 저하되는 문제점이 있다. 특히, 사용자가 취침 또는 휴식을 원활하게 취하기 힘들어져 오히려 감기나 몸살에 걸리는 일이 빈번하게 일어났고, 겨울철 장기간 야외에서 훈련하는 군인들은 손이나 발이 심하게 차가워져 원활한 휴식이 불가능하여 훈련에 막대한 지장을 주고 있다. 또한, 상기와 같은 문제로 인해, 원활하게 취침 또는 휴식을 취하기 위하여 텐트 또는 냉기 차단용 매트를 따로 구입해야 하는 문제점이 발생하였다. 더불어, 종래의 침낭은 전체적으로 큰 부피를 가지고 있기 때문에, 이동시에는 짐으로써의 부담만 되는 불편한 문제점이 발생하였다. 이에, 상기 오리털과 솜과 같은 보온재를 내포하고 있는 침낭을 대신할 수 있는 우수한 단열효과를 단열재를 이용하면서 쉽게 연결 결합하여 사용할 수 있는 침낭을 요구하는 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 실리카분말을 용융상태에서 용융액에 산소를 고압으로 분사시켜 용융액이 미립화되면서 포집하여 성형함으로써 내부에 수많은 공극이 생성되도록 하는 진공판넬단열재를 구성하고, 진공판넬단열재를 재단 형성하여 연결수단이 구비된 뒷판과 앞판으로 구성하며, 뒷판과 앞판을 연결수단으로 연결 결합시켜 침낭을 구성함으로서, 장시간 반복적으로 사용해도 보온기능이 저하되지 않는 진공판넬단열재를 이용한 침낭 제조방법 및 침낭을 제공하는데 목적이 있다. 그리고, 본 발명의 다른 목적은 침낭의 연결수단을 지퍼 또는 벨크로테입으로 구성하여 손쉽게 연결 결합할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 단위 중량당 이산화규소(SiO2)70%, 산화알루미늄(Al2O3)13%, 산화칼슘(CaO)17%분말을 혼합한 실리카분말(12)을 용융틀(10)에서 1000~1500℃ 범위의 온도로 가열 용융하여 낙하시키고, 산소를 고압으로 낙하는 용융액에 분사하여 흩날리는 막대 형태의 미립자를 성형틀 내로 흡입 포집하여 회전하는 가압롤러에 의해 판 형태로 코어재를 성형하고, 코어재를 절단하여 2개 1조로 넓은 면을 계단 형태가 되도록 적층시켜 상,하,좌,우면 중 일 측면만 제외하고 모든 면을 알루미늄박판으로 형성된 밀폐봉지로 감싸고, 밀폐봉지가 감싸지지 않은 개방부를 통해 공기를 흡입제거한 다음 개방부를 밀봉하여 사각판 형상의 진공판넬단열재를 구성하고, 진공판넬단열재의 테두리 끝단에 암,수 형태를 가지는 연결수단을 부착한 머리받침부와, 진공판넬단열재를 머리받침부 보다 길게 길이방향으로 재단 형성하고, 테두리 끝단에 암,수형태를 가지는 연결수단을 부착한 몸체받침부와, 진공판넬단열재의 테두리 끝단에 암,수 형태를 가지는 연결수단을 부착한 발받침부로 이루어지는 뒷판을 구성하며, 머리받침부와 같은 면적을 갖는 진공판넬단열재의 일 측 끝단에 사람의 머리가 들어갈 수 있는 개구부를 재단 형성하고, 개구부가 형성되지 않은 테두리 끝단에 암,수 형태를 가지는 연결수단을 부착한 머리커버부와, 몸체받침부와 같은 면적을 갖는 진공판넬단열재의 중앙부분을 지퍼로 열고 닫을 수 있게 양분하여 재단 형성하고, 양분된 일 측 끝단에 지퍼를 각각 형성하며, 지퍼가 형성되지 않고, 머리커버부의 개구부와 맞닿는 부분을 제외한 테두리 끝단에 암,수 형태를 가지는 연결수단을 부착한 몸체커버부와, 발받침부와 같은 면적을 갖는 진공판넬단열재의 테두리 끝단에 암,수 형태를 가지는 연결수단을 부착한 발커버부로 이루어지는 앞판을 구성하여, 뒷판과 앞판을 연결수단으로 연결 결합하여 침낭을 구성하는 것을 특징으로 하는 진공판넬단열재를 이용한 침낭 제조방법 및 침낭을 제공한다.
이상에서와 같이, 본 발명은 진공판넬단열재를 이용한 침낭을 사용하여, 야영시 바닥으로부터 사용자에게 전해지는 냉기를 차단함으로서 침낭의 보온기능을 향상시키는 효과가 있으며, 또한 향상된 보온기능으로 인해, 텐트나 매트를 따로 구입할 필요가 없어 비용절감의 효과를 얻을 수 있다. 더불어, 연결수단을 지퍼 또는 벨크로테입으로 구성하여 침낭을 분리 또는 연결 결합하기 때문에, 이동시에는 휴대 운반이 원활하며 사용시에는 손쉽게 연결 결합할 수 있어서, 사용의 편의성과 신속성을 얻는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진공판넬단열재의 제조를 위한 장치구성 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 성형틀의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 단열재를 겹친 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 도 3의 단열재를 밀봉봉지 내에 삽입한 상태의 사시도,
도 5는 도 4의 밀봉봉지 내에서 공기를 배출시키면서 진공압축하는 상태를 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 진공판넬단열재를 완성한 사시도,
도 7은 도 6의 AA선에 따른 단면도,
도 8은 진공판넬단열재를 연속적으로 연결하는 상태를 나타낸 사시도,
도 9는 진공판넬단열재를 이용한 침낭의 뒷판과 앞판의 구성도,
도 10은 몸체받침부와 발받침부의 연결 결합하는 상태를 보여주는 사용상태도,
도 11은 침낭의 뒷판과 앞판의 연결 결합된 상태를 보여주는 사시도이다.
이에 상기한 바와같은 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 진공판넬단열재(60)는 단위 중량당 이산화규소(SiO2)70%, 산화알루미늄(Al2O3)13%, 산화칼슘(CaO)17%분말을 혼합하여 실리카분말(12)을 제조한다. 이렇게, 상기 실리카분말(12)은 용융틀(10)내에서 히터(13)를 이용하여 1000~1500℃ 범위의 온도로 가열 용융한다. 그리고, 상기 실리카분말(12)은 미세다공을 갖는 것으로 열전도성을 최소화시키는 낮은 밀도와 열전달을 막는 수십억개에 달하는 나노 포켓, 거울처럼 열을 반사하는 열에너지 반사 등의 특징과 경량의 고체구조를 갖는 분말로서, 진공판넬단열재(60)의 진공도를 높여서 단열성을 향상시키며 판넬 성형시 외관에 요철부나 절곡부 또는 단턱부 등의 형상 모양의 변형을 줄 수가 있도록 이루어진 것이다. 또한, 상기 실리카분말(12)은 인체에 무해하면서 불연재이므로 건축단열재나 냉장고 단열재 등으로 쓰이기에 매우 유리하며 종래의 단열재 심재로 사용되는 유리섬유, 우레탄폼, 스티로폼에 비해 성형성이 뛰어나고 단가가 저렴하여 단열재 심재로 쓰이기에 매우 유리하다 이때, 상기 용융틀(10)은 전체적으로 측면의 형태가 깔때기 형태로 형성되는데 용융액은 깔때기관(11)을 통해 물줄기 형태를 이루도록 적은 용량으로 낙하시킨다. 여기서, 상기 깔때기관(11)을 통해 용융액이 낙하될 때 산소를 고압으로 낙하는 용융액에 분사한다. 이로써, 상기 용융액은 고압으로 분사되는 산소에 의해 흩날리는 막대 형태의 미립자를 성형틀(20) 내로 흡입 포집되어 회전하는 가압롤러(30)에 의해 판 형태로 코어재(40)를 성형한다. 이때, 상기 미립자는 원통형 막대 형태로써 직경이 3μ이하이며, 길이는 200u이하로 생성된다. 여기서, 상기 성형틀(20)은 미립자가 유입되는 유입부(21)의 면적은 넓고 후방으로 진행할수록 면적이 좁아지며 사각통 형상의 성형부(22)로 구성한다. 아울러, 상기 유입부(21)에는 폭 방향을 따라 다수 개로 블로어홀(21a)이 관통되어 블로어의 흡입력이 작용시 미립자의 유입을 유도하도록 구성한다. 그리고, 상기 가압롤러(30)는 성형틀(20)의 상하좌우에 형성되는 개방공간(23)을 통해 포집된 미립자를 상하좌우 측에 설치되어 회전하면서 가압하도록 구성한다. 이때, 상기 개방공간(23)은 유입부(21)와 성형부(22)를 구획할 수 있는 위치에 생성되는 것으로, 상기 유입부(21)와 성형부(22)가 개방공간(23) 만큼 이격되어 설치된다. 한편, 상기 성형이 완료된 코어재(40)는 성형틀(20)의 성형부(22)를 통과해 노출되면서 하부에 위치된 컨베이어밸트(22a)로 이동되며, 상기 컨베이어밸트(22)의 후방으로 일정한 크기로 코어재(40)를 절단하는 커터(22b)가 설치된다. 즉, 상기 커터(22b)로 코어재(40)를 절단하여 2개 1조로 넓은 면을 계단 형태가 되도록 적층시켜 상하좌우면 중 일 측면만 제외하고 모든 면을 알루미늄박판으로 형성된 밀폐봉지(50)로 감싼다. 이러한, 상기 밀폐봉지(50)를 제조하기 위해서는 알루미늄박판은 0.05~0.5mm두께이고 4면 외연을 따라 열가소성 접착수지가 도포된 알루미늄박판 두장을 서로 맞대어 겹친 후, 알루미늄박판의 3면 외연을 빙둘러 열접착 제조함으로써 일측에 개구부를 갖도록 제조한다. 아울러, 상기 밀폐봉지(50)는 외측면으로부터 대전방지를 위한 Ny15μ, 산소침투방지를 위한 PE15μ, 외부공기침투방지를 위한 Al15μ, 산소침투방지를 위한 PE15μ, 접착을 위한 LPP30μ가 내측에 위치되도록 순차적으로 적층하여 구성된다. 이렇게, 상기 밀폐봉지(50)로 감싸진 코어재(40)는 별도의 진공감압장치(도면상 미도시) 내에 삽입하여 개방부를 통해 단열재(41)가 내부에 삽입된 밀폐봉지(50) 내의 공기를 배출시킨다. 즉, 상기 밀폐봉지(50)가 감싸지지 않은 개방부를 통해 공기를 흡입제거한 다음 개방부를 밀봉하여 하는 방법으로 진공판넬단열재(60)를 제조한다. 이때, 상기 밀폐봉지(50)의 진공단열계수는 0.003이하W/mok 이하가 적당하며, 감압시 코어재(40)는 최초 부피가 절반으로 감소되면서 진공 감압이 완료되면 개방부를 150~160℃의 범위로 가열접착하여 밀봉하여 완성한다. 이러한, 진공판넬단열재(60)는 알루미늄박판의 외피재이면서 실리카분말(12)이 심재로 들어간 그 내부의 압력을 감소시키고 밀봉처리한 것이므로, 기체의 열전도계수가 거의 0이기 때문에 우수한 단열성을 가질 수가 있으므로, 진공판넬단열재(60)를 건축용 단열재 및 냉장고 단열재 등에 사용시에 단열성능을 향상시킴과 아울러 단열재의 두께를 크게 줄일 수 있어 내부 공간을 확장하여 사용할 수가 있게 된다. 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 진공판넬단열재(60)를 이용해 뒷판(70)과 앞판(80)을 나타낸 구성도이다. 상기 진공판넬단열재(60)의 테두리 끝단에 암,수 형태를 가지는 연결수단(74)을 부착한 머리받침부(71)와, 상기 진공판넬단열재(60)를 머리받침부(71) 보다 길게 길이방향으로 재단 형성하고, 테두리 끝단에 암,수형태를 가지는 연결수단(74)을 부착한 몸체받침부(72)와, 상기 진공판넬단열재(60)의 테두리 끝단에 암,수 형태를 가지는 연결수단(74)을 부착한 발받침부(73)로 이루어지는 뒷판(70)으로 구성된다. 상기 머리받침부(71), 몸체받침부(72), 발받침부(73)는 야영시 야외의 땅바닥 등으로부터 올라오는 차가운 기운인 냉기가 사용자에게 전달되지 못하도록 차폐하며, 이와 동시에 사용자의 안락한 취침을 취하도록 해준다. 여기서, 상기 머리받침부(71)와 발받침부(73)는 반원 모양으로 재단 형성하여 제작할 수 있다. 그리고, 상기 연결수단(74)은 지퍼(85) 또는 벨크로테입(86) 중 어느 하나의 형상으로 구성하여 사용한다. 또한, 상기 몸체받침부(72)는 사용자의 신장에 따라 길이를 조절하여 재단하거나 상기 몸체받침부(72)를 여러개로 나누어 재단하여 제작할 수 있다. 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 머리받침부(71)와 같은 면적을 갖는 진공판넬단열재(60)의 일 측 끝단에 사람의 머리가 들어갈 수 있도록 반원 모양의 개구부(81a)를 재단 형성하고, 상기 개구부(81a)가 형성되지 않은 테두리 끝단에 암,수 형태를 가지는 연결수단(74)을 부착한 머리커버부(81)와, 상기 몸체받침부(72)와 같은 면적을 갖는 진공판넬단열재(60)의 중앙부분을 지퍼(85)로 열고 닫을 수 있게 양분하여 재단 형성하고, 양분된 일 측 끝단에 상기 지퍼(85)를 각각 형성하며, 상기 지퍼(85)가 형성되지 않고, 상기 머리커버부(81)의 개구부(81a)와 맞닿는 부분을 제외한 테두리 끝단에 암,수 형태를 가지는 연결수단(74)을 부착한 몸체커버부(82)와, 상기 발받침부(73)와 같은 면적을 갖는 진공판넬단열재(60)의 테두리 끝단에 암,수 형태를 가지는 연결수단(74)을 부착한 발커버부(83)로 이루어지는 앞판(80)으로 구성된다. 상기 머리커버부(81), 몸체커버부(82), 발커버부(83)는 야영시 사용자의 체온이 떨어지거나 유실되지 않도록 보온을 해주고, 취침 자세를 바르게 해주며, 외부의 차가운 공기가 유입되지 않게 해준다. 여기서, 상기 머리커버부(81)와 발커버부(83)는 반원 모양으로 재단 형성하여 제작할 수 있다. 그리고, 상기 연결수단(74)은 지퍼(85) 또는 벨크로테입(86) 중 어느 하나의 형상으로 구성하여 사용한다. 또한, 상기 몸체커버부(82)는 사용자의 신장에 따라 길이를 조절하여 재단하거나 상기 몸체커버부(82)를 여러개로 나누어 재단하여 제작할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 몸체받침부(72)와 발받침부(73)의 연결 결합하는 상태를 보여주는 사용상태도이다. 여기서, 상기 몸체받침부(72)와 발받침부(73)의 연결하는 상태를 잘 보여주기 위해 뒤집어서 표현하였으며, 상기 침낭(90)의 연결 결합을 대표하여 보여주는 사용상태도이다. 도 10의 (a)는 상기 연결수단(74)을 지퍼(85)로 구성하여, 상기 지퍼(85)로 연결 결합하는 것을 보여주는 것이다. 도 10의 (b) 상기 연결수단(74)을 벨크로테입(86)으로 구성하여, 상기 벨크로테입(86)으로 연결 결합하는 것을 보여주는 것이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 침낭(90)의 뒷판(70)과 앞판(80)의 연결 결합된 상태를 보여주는 사시도이다. 상기 머리받침부(71)의 하부 테두리 끝단에 형성된 연결수단(74)을 몸체받침부(72)의 상부 테두리 끝단에 형성된 연결수단(74)과 연결 결합하며, 상기 몸체받침부(72)의 하부 테두리 끝단에 형성된 연결수단(74)을 발받침부(73)의 상부 테두리 끝단에 형성된 연결수단(74)과 연결 결합하여, 상기 뒷판(70)을 구성하고, 상기 머리커버부(81)의 하부 테두리 끝단에 형성된 연결수단(74)을 몸체커버부(82)의 상부 테두리 끝단에 형성된 연결수단(74)과 연결 결합하며, 상기 몸체커버부(82)의 하부 테두리 끝단에 형성된 연결수단(74)을 발커버부(83)의 상부 테두리 끝단에 형성된 연결수단(74)과 연결 결합하여, 상기 앞판(80)을 구성하여, 상기 뒷판(70)의 연결 결합되지 않은 나머지 연결수단(74)과 상기 앞판(80)의 연결 결합되지 않은 나머지 연결수단(74)을 연결 결합하여 상기 침낭(90)을 구성한다. 또한, 상기 연결수단(74)은 지퍼(85) 또는 벨크로테입(86) 중 어느 하나의 형상으로 구성하여 사용한다. 다시말해, 상기 침낭(90)은 상기 진공판넬단열재(60)로 재단 형성하고, 야영시 바닥에서 올라오는 냉기 및 습기를 차단하며, 신체로부터 발산되는 체온을 유지시켜주는 뒷판(70)과 상기 진공판넬단열재(60)로 재단 형성하고 외부로부터 찬공기가 유입되는 것을 막아주는 앞판(80)으로 구성되기 때문에, 취침시 사용자의 머리부터 발끝까지 보온하면서, 상기 개구부(81a)를 통해 호흡을 자유롭게 하면서 편안한 수면을 취하게 해주는 유용한 효과를 제공하는 것이다. 이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10 : 용융틀 11 : 깔때기관
12 : 실리카분말 20 : 성형틀
21 : 유입부 21a : 블로어홀
22 : 성형부 22a : 컨베이어밸트
22b : 커터 23 : 개방공간
30 : 가압롤러 40 : 코어재
50 : 밀봉봉지 60 : 진공판넬단열재
70 : 뒷판 71 : 머리받침부
72 : 몸체받침부 73 : 발받침부
74 : 연결수단 80 : 앞판
81 : 머리커버부 81a : 개구부
82 : 몸체커버부 83 : 발커버부
85 : 지퍼 86 : 벨크로테입
90 : 침낭 |
