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KR100567470B1 - 슬리브 제품 - Google Patents

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KR100567470B1
KR100567470B1 KR1019970703949A KR19970703949A KR100567470B1 KR 100567470 B1 KR100567470 B1 KR 100567470B1 KR 1019970703949 A KR1019970703949 A KR 1019970703949A KR 19970703949 A KR19970703949 A KR 19970703949A KR 100567470 B1 KR100567470 B1 KR 100567470B1
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KR
South Korea
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coating layer
metal
sleeve
polymer film
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해리 포스터 글래드펠터
데이비드 토른튼 핀다
알란 윌리엄 앳킨슨
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페더럴-모굴 파워트레인 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 외부 열원과 긴 기층 사이의 열 전달을 방지하는 차단층으로 사용하기에 적합한 슬리브 제품(35) 및 상기 슬리브 제품의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 슬리브 제품은 가요성의 탄성 발포체 단열 재료(10)를 포함하는 관형층 ; 이 관형층의 한 표면에 접착되는 외부 피복층을 포함하는데, 이 외부 피복층은 금속 증착된 중합체 막을 포함하며, 이 금속 증착된 중합체 막은 가요성의 중합체 막 및 이 중합체 막(20)의 적어도 한 표면에 포도된 비다공성의 얇은 열반사성 금속 피복층(25)을 포함한다.

Description

슬리브 제품{Reflective Foam Sleeve}
본 발명의 분야
본 발명은 복사 열원으로부터의 열 전달을 방지하는 차단층으로 사용하기에 적합한 슬리브 제품(sleeving product) 및 이 슬리브 제품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 배경
많은 경우에, 복사 열원, 즉 적외선 복사원으로부터의 열 전달을 방지하기 위해서 사용할 수 있는 가요성 시트(sheet) 재료가 요구된다.
예를 들어, 이러한 시트 재료는 전기 배선, 브레이크관 및 연료관을 열, 특히 자동차 엔진부에서 공급되는 열원으로부터 보호하는 데에 흔히 쓰이는 종류의 가요성 관류로 형성될 수 있다. 이러한 관류에 대한 중요한 필요 조건은 가요성이고, 이러한 목적을 위한 중요한 필요조건에는 보호되어야 하는 기층(substrate)으로 열이 전달되는 것을 막는 능력과 함께 휘어질 수 있는 성질, 원주 모양으로 신장되는 능력, 형상 보존성 및 장착의 용이성 등이 포함된다. 이러한 가요성 시트 재료는, 부품들을 차게 유지하는 능력 외에, 이와 달리 이 부품으로부터 열이 전달되어 외부로 빠져 나가는 것을 막음으로써 부품들을 보온하는데 사용할 수도 있다.
이러한 보온과 단열을 제공하기 위해 현재 쓰이는 제품은 발포(foamed) 기층을 포함하는 관 또는 슬리브인데, 이 발포 기층은 PVC/니트릴 또는 우레탄과 같은 재료로 이루어져 있다. 그러나, 이러한 슬리브에 의해서는 복사열 차단이 거의 또는 전혀 실행되지 않는다.
복사 열원이 근접해 있는 곳에서, 발포체 관은 품질이 저하되고 분해되며, 떨어져 나가서 호스 또는 보호해야 하는 다른 부품들을 노출시킨다. 이러한 분해를 방지하기 위해 관류를 강화하려는 시도에는, 예를 들어, 중합체 전달막(polymeric transfer film)을 사용하는 것도 포함되어 왔다. 전달막에는 폴리에스테르 막 층, 알루미늄 증착층 및 접착제층이 포함되며, 기층에 도포되었을 때 폴리에스테르 막은 제거되고, 알루미늄 층 및 접착제 층만 남게 된다.
전달막에 의해서는 복사열 차단이 거의 제공되지 않는 것으로 밝혀졌다. 분해를 방지하기 위한 다른 시도로, 유리 섬유 및 흑연 종이(graphite paper)와 같은 재료가 사용되었으나, 이러한 재료의 사용은 슬리브를 딱딱하고 비가요성으로 만드는 것으로 밝혀졌다.
열 전달 차단은 주로 반사 기능에 의해서 달성되기 때문에, 공지된 기술들은 슬리브에 반사성을 부여하는 것에 초점을 맞추어왔다. 가장 중요한 열 전달 메카니즘은 적외선 파장에서의 복사이다. 따라서, 슬리브에 알루미늄과 같은 금속 호일(metal foil)을 도포하는 방법이 알려져 있다. 이 방법은 양호한 적외선 반사를 나타낸다. 전기 배선이나 브레이크관 또는 연료관과 같은 제품을 보호하는 한가지 공지된 방법은 관류를 박막의 긴 조각으로 나선형 또는 길이 방향으로 감아서, 알루미늄 박막 층으로 관류를 감싸는 것이다.
너무 얇은 호일은 망가지기가 쉽기 때문에, 대개 상기 방법에서 사용되는 박막의 두께는 적어도 20 마이크론이다. 이 호일은 접착제 또는 스티칭(stitching)에 의해 제자리에서 유지된다. 그러나, 이로써 생성된 제품이 좋은 반사도를 가지는 반면, 가요성은 심하게 손상된다. 또한, 보다 최근의 기술로는 슬리브를 금속 페인트 층으로 피복하는 것이 있다. 금속 페인트는 알루미늄과 같은 금속 입자를 박편(flake)의 형태로 함유하는, 아크릴 라텍스 에멀션 또는 우레탄과 같은 중합체의 수지 재료를 포함한다. 이것은 상당히 우수한 가요성을 나타내지만 그의 적외선 반사도는 각각의 박편의 물성으로부터 기대되는 것 만큼 우수하지 못하다. 그 이유는 박편들 사이에 틈이 생길 수 있는 금속 박편의 개개의 물성 때문이고 ; 또한, 이러한 틈으로 인해서 반사 전후에 중합체 재료에 의한 광 흡수가 있는데, 이는 페인트의 주요 성분이 중합체 재료이므로 박편만이(대개 중량으로 10 % 미만) 모든 표면 층을 구성하지 않기 때문이며 ; 또한 금속 페인트는 원하는 높은 반사도를 형성하는데 필요한 평탄면성(smooth surface characteristics)이 부족하기 때문인 것으로 알려져 있다.
본 발명의 목적
본 발명의 목적은 복사 열원으로부터의 열 전달을 방지하는 차단층으로 사용하기에 적합한 저 비용의 슬리브 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 우수한 가요성 및 내구성과 더불어 우수한 반사도를 구비한 내열 슬리브 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 반사 피복에 대한 마멸, 파열 또는 다른 종류의 손상 우려를 감소시켜서 그 반사성을 유지하여 열 차단 능력도 보유하게 되는 열 차단 슬리브 제품을 제공하는 것이다.
액체가 실질적으로 통과하지 못하며 또한 소음과 진동을 감소시키는 내열 슬리브 제품을 제공하는 것 또한 본 발명의 목적이다.
본 발명의 개요
본 발명은 외부 열원과 긴 기층 사이의 열 전달을 방지하는 차단층으로 사용하기에 적합한 슬리브 종류의 제품을 제공한다. 이 슬리브 제품은 가요성의 탄성 발포체 단열 재료를 포함하는 관형층과, 이 관형층의 한 표면에 접착된 외부 피복층을 포함하되, 이 외부 피복층은 금속 증착된 중합체 막을 포함하고, 이 금속 증착된 중합체 막은 가요성의 중합체 막과 이 중합체 막의 적어도 한 표면에 도포된 비다공성의 얇은 열반사성 금속 피복층을 포함한다. 페인트 또는 박막과는 달리, 본 발명의 금속 피복층은 그 얇은 기층에 기상 형태로 도포된다.
바람직한 실시예에서, 중합체 막과 피복층인 열 반사 금속층은 결합되어 얇고, 가요성 있으며 신장가능한 막을 제공하는데, 이 막은, 접착제를 도포함으로써 형성되는 것이 바람직한 접착제 층에 의해서 발포체 층에 고정되어 있다. 열 반사 금속 층은, 접착제 층에 의해 발포체 층에 고정된 중합체 막 위에 극도로 얇고 전체를 완전하게 피복하는 층으로 도포된다. 이 중합체 막은 또한 중량이 가볍고 내구성이 있으며, 중요하게는 관류의 가요성을 저해하지 않으며 얇은 금속 피복층 자체에도 가요성을 부여하는 방식으로 발포체 관의 표면에 극도로 얇은 금속 반사층을 도포하는 것을 가능하게 하는 매체 역할을 한다.
매우 얇은 열 반사 금속 피복층은 공지의 금속 증착 방법에 의해 도포된 알루미늄을 포함하는 것이 바람직하다. 다른 금속 및 금속 증착 방법이 만족스럽기는 하지만, 최근에는 알루미늄을 기상 형태로 중합체 막 위에 진공 증착시키는 방법이 매우 효과적이며, 또 선호되고 있다. 진공 증착 기술에 따라, 알루미늄은 진공 상태에서 열에 의해 기체 상태가 되고, 진공 환경으로 인해 금속 원자가 중 합체 막 기층 위에 응축되어 매우 얇지만 완벽하고, 비다공성이며 연속적이고, 깨지지 않은 매우 반사성이 있는 금속 층을 형성하도록 하는 것이 가능하다. 상술하면, 중합체 막은 챔버에 놓여지고 이 챔버를 강한 진공 상태가 되게 한다. 막은 냉각 롤(chill roll)로 인취된다. 금속 막대가 전기 아크부로 연결되어, 전기 아크부에서 금속은 고온에서 녹아 "보우트(boat)"가 된다. 용융된 알루미늄은 거의 순간적으로 증발되고 냉각된 롤 상의 막 위에 응결된다. 이러한 피복 층은 단지 몇 개의 원자층 만큼 얇게 가령 약 0.1 마이크론 정도의 두께로 도포되는 것이 바람직한데, 이는 호일이나 금속 페인트보다도 훨씬 얇은 것이다. 증착되는 알루미늄의 양은 냉각 롤 상의 막의 속도 및 "보우트"에 알루미늄을 공급하는 속도에 의해 조절된다.
금속 호일은 비신장성 및/또는 비가요성으로 인해 너무나 찢어지기 쉽기 때문에, 금속 호일의 두께는 통상 최소 20 마이크론이다. 보다 더 얇은 금속 호일, 즉 약 5 내지 10 마이크론의 두께를 지니는 호일도 사용할 수 있지만, 이러한 호일을 파열이나 주름 없는 평탄한 방식으로 기층 위에 밀착시키는 것은 어렵다. 특히, 막에 라미네이팅되고 발포체 층 위에 접착제로 밀착된 얇은 호일을 포함하는 슬리브라도 초기에는 적절한 열 차단 능력을 제공하지만, 나중에는 호일 밑의 막은 주름지고 위축되는 경향이 있으며, 호일 역시 주름지고 위축되게 한다. 본 발명의 금속 증착된 막과는 달리, 호일은 "회복" 되지 않으며 슬리브는 위축된 형상을 유지하고, 그 결과 덜 효율적인 반사 표면이 된다.
금속 페인트는 통상 두께가 적어도 2 마이크론이거나 본 발명에 의해 제안된 금속층의 적어도 20 배의 두께를 가지며, 중합체 재료와 결합했을 때의 금속 박편의 성질에 의해, 금속은 반사성이지 못하며 단지 몇 개 원자의 두께만큼 얇게 도포될 수 없으므로, 가요성을 저해시킨다. 금속 페인트 피복층과는 대조적으로, 본 발명의 피복층은 매우 얇아서 도포되었을 때 발포체 기층의 윤곽을 따르는 것이 가능하다. 진공 증착을 통해 형성될 수 있는 매우 얇은 금속 피복 층은 발포체 기층의 평탄도(smoothness)의 성질을 나타내 매우 평탄하고 따라서 밝고 매우 반사성이 큰 표면을 제공한다.
중합체 막의 내부 또는 외부 표면, 또는 내부 및 외부 표면을 모두 금속 증착시킬 수 있다는 것이 연구되었다. 중합체 막은 폴리에스테르를 포함하는 것이 매우 바람직하다. 다른 중합체 막도 적절하지만, 폴리에스테르는 금속 증착 공정에 적합하고, 상대적으로 값도 싸며, 가요성이 있고, 금속 증착된 형태로 상업적으로도 용이하게 사용될 수 있다. 게다가, 폴리에스테르 막 자체가 뛰어난 단열재임이 밝혀졌다.
본 발명에 따라 제조된 반사성 발포체 슬리브는 피복되지 않은 발포체의 가요성의 대부분을 유지하는 복사열 반사성이 높고, 호스나 다른 보호해야 하는 부품을 단열시킴으로써 복사열의 영향을 줄여서 선행 기술보다 더 광범위한 온도 범위에서 발포체가 분해되지 못하게 하며, 실질적으로 유체에 대해 불투과성이고 또한 소음과 진동을 줄이는 제품을 제공한다.
여기에서 설명한대로 반사성 발포체 슬리브는 바람직하게는 다음 방법에 따라 만들어진다. 특히, 본 발명은 외부 열원과 긴 기층 사이의 열 전달 방지용 차단층으로 사용하기에 적합한 슬리브 제품을 제조하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 가요성의 탄성 발포체 단열재를 포함하는 관형층을 형성하는 단계와, 이 관형층에 대한 외부 피복층을 형성하는 단계로서, 이 외부 피복층은 금속 증착된 중합체 막을 포함하고, 이 금속 증착된 중합체 막은 가요성의 중합체 막과 이 중합체 막의 적어도 한 표면에 도포된 비다공성의 얇은 열반사성 금속 피복층을 포함하는, 단계와, 상기 금속 증착된 중합체 막을 상기 관형 층의 외부 표면에 접착하는 단계를 포함한다.
이와 달리, 슬리브 제품을 제조하는 방법은 먼저 외부 피복층을 형성하고 그 이후에 외부 피복층 내부에 발포체 관형 층을 형성하는 단계로 이루어질 수 있으며, 여기서 관형 층의 발포체 재료는 발포체 재료가 경화됨에 따라 그 외부 피복 층으로 결합되게 된다.
도면의 간단한 설명
제 1도는 본 발명의 반사성 발포체 슬리브의 사시도를 나타낸 것으로, 구조를 보이기 위해 부분적으로 절단해 낸 것이다.
제 2 도 및 제 3 도는 본 발명의 반사성 발포체 슬리브의 다른 실시예를 도식적으로 보여주고 있다.
제 4 도는 온도 상승 조건 하에서 다양한 반사성 발포체 제품의 내열성을 나타낸 그래프이다.
본 발명의 상세한 설명
본 발명의 반사성 발포체 슬리브, 그 바람직한 실시예가 제 1 도에 도식적으로 나타나 있다. 이 반사성 발포체 슬리브는 발포체 단열 관형층(10)및 매우 얇은 금속 피복(25)으로 금속 증착된 얇은 가요성 중합체 막(20)을 포함하는 외부 피복층(35)으로 이루어져 있으며, 얇은 가요성 중합체 막(20)은 발포체 층 및 외부 피복층의 계면에서 발포체 층(10)에 접착되어 있다.
본 발명의 발포체 단열층(10)은 가볍고 가요성이 있으며, 발포화 되었을 때 슬리브에 단열성은 물론 탄성 및 가요성을 부여하는 재료로 구성되어 있다. 이러한 탄성은 마멸 손상에 대한 슬리브의 취약성을 줄이는데 매우 중요하다. 발포체 재료는 가요성 기층을 제공함으로써, 막의 주름이나 휨 없이 금속 증착된 얇은 중합체 막 층을 도포하는 것을 가능케 한다. 게다가, 발포체 재료가 금속 증착된 중합체 막 층에 실질적으로 평탄한 외부 표면을 제공하고, 따라서 금속 증착된 막의 부착을 촉진시키고 금속 증착된 막 표면이 평탄하게 되는 것을 가능케 한다는 것이 중요하다. 이러한 표면 평탄도는 높은 반사도를 획득하는데 있어서 중요한 요인이다. 본 발명에서 이용하는 금속 증착된 막이 매우 얇기 때문에, 이 금속 증착된 막은 기층의 윤곽을 근사하게 따라가는 경향이 있다 ; 거친 표면 위에 증착된 금속 증착된 막이 흐릿한 외형을 나타내는 반면, 평탄한 표면 위에 증착된 동일한 막은 밝고, 매우 반사성 있는 외형을 나타낸다. 마지막으로, 발포체 단열층은 합리적인 비용으로 사용할 수 있어야 한다.
이러한 조건들을 충족시키는 발포체 관류 제품은 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 이러한 제품 중 하나로 밀폐 용기 PVC/니트릴 발포체이 있다. 상품명이 “INSULTUBE” 인 관 형태의 적절한 밀폐 용기 PVC/니트릴 발포체은 노스 캐롤라이나, 그린스보로의 할스테드 인더스트리스, 인코포레이티드(Halstead Industries, Inc. of Greensboro, North Carolina)로부터 입수할 수 있다. 할스테드(Halstead)의 INSULTUBE 제품보다 밀도가 떨어지긴 하지만, 역시 적절한 것은 버지니아의 베드포드의 루바텍스 코포레이션(Rubatex Corporation of Bedford, Virginia)으로부터 입수할 수 있는 보다 많은 스폰지(sponge)를 지닌 사전 성형된 밀폐 용기 PVC/니트릴 발포체 관류이다. 우레탄 등과 같은 다른 가요성의 탄성있는 내열 재료들이 관 형태로 발포화 되거나 제작될 수 있다.
본 발명이 내부층이 본질적으로 가요성의 탄성이 있는 발포체 단열재로 구성되는 것은 대부분의 제품에서 사용되는 것이기는 하지만, 편물의, 직조되거나 제직 직물 지지물을 제공함으로써 제품에 부가적인 강도를 부여할 수 있다. 직물 지지물이 직조된 곳에서, 관의 긴 축은 직물의 위사 방향으로 45° 각도로 연장되게 배열할 수 있다. 이것은 위와 같이 배열되지 않게 직조된 관에 비교할 때 관의 가요성을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 이 직물 지지물은 유리섬유, 방향족성 폴리아미드 섬유 또는 그 혼합물을 포함한 재생 셀룰로오즈 섬유로부터 제조할 수 있다. 직물 지지물이 발포체 관류의 내부 표면에 위치할 때, 직물 지지물 위의 발포체 층은 불균일한 지지물 표면을 평탄하게 하는 경향이 있고, 그에 따라 양호한 반사도를 얻기 위해 필요한 비교적 평탄한 표면이 되게 한다. 어떤 상황에서는 직물 지지물을 발포체 관류의 외부 표면에 위치하게 할 수도 있다 ; 그러나 직물 지지물의 불균일한 표면 때문에 금속의 반사도가 감소하는 것과 더불어 금속 표면의 주름이 생길 수도 있다.
위에서 언급했듯이, 본 발명의 외부 피복층(35)은 얇은 중합체 막(20)과 그 위에 열 반사성 금속으로 구성된 매우 얇은 피복층(25)으로 이루어져 있다. 얇은 중합체 막은 가요성이 있고, 탄성이 있으며, 신장 가능하고 내구성이 있다. 바람직하게는 이 막은 약 12 내지 25 마이크론의 두께를 가진다. 어떤 상황에서는, 50 마이크론까지의 막도 적당하다. 더 두꺼운 막이 어떠한 목적에 대해서는 만족스러울 수도 있지만 막이, 반사성 금속의 얇은 층에 부여되는 필요한 만큼의 가요성을 잃지 않은 한도 내에서이다. 막을 더 두껍게 하면 내열성을 증가시킬 수 있지만, 막의 최종 두께는 내열성과 가요성간의 균형에 달려있다. 막 두께의 최적값은 몇 번의 현장 시험을 통해서 얻을 수 있다.
선택한 막은 열에 대해 내성이 있고, 의외로 약간의 단열효과를 제공함을 알게 되었다. 금속 피복층이 내열성이 있고 열을 반사하는 반면, 금속 그 자체만으로는 어떤 단열 효과도 제공하지 못한다.
또한, 얇은 중합체 막은 본질적으로 금속 피복층의 파열 없이 매우 얇은 금속 피복층을 발포체 관에 도포하는 것을 가능케 한다. 막은 관류의 가요성을 해치지 않으며 금속 피복 자체에 가요성을 부여하는 방식으로 발포체 관의 표면에 매우 얇은 반사성 금속층을 도포하는 데 있어서 매개체로서의 역할을 한다. 그 결과로 나온 금속 증착된 중합체 막은 특유하게 가요성을 유지하고, 파열되지 않으면서 신장될 수 있다. 상기 요구 조건들을 만족시키는 다른 중합체 막들도 사용할 수 있지만, 폴리에스테르를 포함하는 중합체 막이 바람직하다. 폴리에스테르를 포함하는 막은 본 발명의 목적에 대해 매우 우수하다고 판명되었으며 상기 언급한 특성들을 지니고, 비교적 가격이 저렴하며 금속 증착된 형태로 용이하게 상업적으로 이용될 수 있다.
열 반사성 금속 피복층(25)은 바람직하게는 진공 증착 공정에 의해 도포되는 매우 얇은 알루미늄 층을 포함하고 있다. 금속의 열반사성 성질을 위해 다른 반사성 금속을 사용하는 것도 고려되었지만, 알루미늄만이 진공 증착에 적합하며, 진공 증착 되었을 때 은과 같은 명도를 지니기 때문에 높은 반사도를 제공하고, 또한 막 기층에 대한 높은 접착도를 나타낸다.
본 발명의 반사성 금속 층은 중합체 막 기층위에 매우 얇은 피복층으로서 도포된다. 특히, 금속 피복층은 얇은 중합체 막 위에 도포되고, 피복 자체는 약 0.1 마이크론 보다 얇게, 바람직하게는 약 0.003 내지 약 0.05 마이크론의 두께를 가지는데, 이 두께는 뛰어난 결과를 산출해 내는데 충분하며 매우 좋은 반사도, 내구성, 가요성 및 내마멸성을 제공하는 것으로 나타났다. 피복층의 두께는 몇 번의 현장 시험을 통해 결정할 수 있으므로, 반사도나 가요성에 심각한 저해가 없다면 다소 다양화될 수도 있다고 생각된다.
놀랍게도, 바람직한 금속 피복층이 극도로 얇음에도 불구하고, 이러한 얇은 피복층이 매우 효율적인 적외 복사선 반사물임이 밝혀졌다. 게다가, 합성 금속 증착된 막이 얇기 때문에 신장이 가능하고 또는 파열 없이, 또한 발포 기층의 가요성에 심각한 영향을 주지 않으면서 변형될 수 있다. 매우 얇은 금속 증착된 막은 본질적으로 파열하지 않는, 적외선 방사에 대한 반사성이 매우 높은 표면을 제공한다. 얇은 금속 피복층만으로는 마멸 손상에 다소 취약하지만, 얇은 금속 호일의 경우보다는 실질적으로 덜 취약하다. 마멸 손상은, 금속 피복층에 대한 기층으로서 얇고 가요성이 있는 중합체 막을 제공하고 또한 금속 증착된 막에 대한 기층으로서 탄성이 있는 발포체 단열층이 존재함으로써 최소화된다.
알루미늄으로 피복된 폴리에스테르를 포함하는 적당한 금속 증착된 중합체 막은 상업적으로 유용한데, 주로 장식용 목적과 포장에 관련한 기능적 목적에 유용하다. 약 0.03 마이크론의 두께를 갖는 알루미늄 금속 피복층은 뛰어난 결과를 산출해낸다. 폴리에스테르 막의 두께는 통상 약 12 마이크론이다. 이 얇은 금속 피복층은, 진공 챔버를 통과할때 기상 금속 원자들이 막위에 재응축되거나 증착되는 진공 하에서의 금속의 열증발과 같이, 당해 기술 분야에서 잘 알려진 물리적 기상 증착에 의해 막 위에 도포된다. 이러한 적절한 금속 증착된 막이 매사추세츠, 뉴버리포트의 박막마크 인코포레이티드(Foilmark, Inc. of Newburyport, Massachusetts)에 의해 개발된 한면이 알루미늄 증착된 12 마이크론 폴리에스테르 막이다.
제 1 도에서 볼 수 있듯이, 열 반사성 금속 피복층(25)은 중합체 막(20)의 외부표면에 도포되고, 동시에 중합체 막의 내부 표면은 발포체 단열층(10)에 접하게 된다. 마멸에 대한 보호로서, 금속 피복층(25)은, 제 2 도에서 보듯이, 발포체 단열층에 가장 가깝게, 중합체 막의 내부 표면에 위치할 수도 있다. 제 3 도에서 볼 수 있듯이, 금속 피복층(25)(30)이 중합체 막(20)의 내부 및 외부 표면 모두에 도포되는 것도 고려하였다. 제 2 도 및 3 도에 제시된 다른 실시예에서 금속 피복층은 마멸 손상 우려는 저하되고, 막의 최외부 표면이 긁힘이나 마멸에 의해 손상된다고 해도, 여전히 영향을 받지 않는 내부 금속 층이 남아있을 것이고, 따라서 연장된 시간 동안 슬리브의 유익한 반사도의 적어도 일부는 유지된다.
본 발명의 금속 증착된 중합체 피복층(35)은 발포체 층과 피복층의 사이에서 발포체 단열층(10)에 접착되어 있다. 피복층은 접착제에 의해 발포체 층에 접착되는 것이 바람직하다. 그러나, 발포체 층(10)이 합성 피복층(35)의 내부에 형성될 수도 있고, 그 경우에 발포체 단열 재료 그 자체가, 경화되었을 때, "접착제" 를 구성한다.
접착제가 상당히 가요성이 있고, 내열성이며 이상적으로 열 경화성이어야 한다는 것이 중요하다. 적절한 접착제로 폴리우레탄 또는 페놀릭/니트릴 또는 아크릴 접착제가 알려져 있다.
상업적으로 적절한 유용한 접착제는 펜실베니아, 말버른의 놀우드 인더스트리스, 인코포레이티드(Norwood Industries, Inc. of Malvern, Pennsylvania)에서 제조한 페놀릭(phenolic)/니트릴 접착제이다. 또 다른 적절한 접착제는 열-활성화된, 수성기저의 교차결합이 가능한 폴리우레탄 접착제이다. 실리콘 접착제도 적절하지만, 일반적으로 비용 효과적인 대안으로는 여겨지지 않는다.
접착제는 금속 증착된 중합체 막(35)에 편리하게 미리 도포할 수 있고, 상업적으로 공급자들로부터 통상 입수할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 실시예는 접착제를 다루는 간단하고 편리한 방법을 제공함으로써 유익한 결과를 가져온다. 특히, 접착제는 금속피복(25)을 가지는 표면의 반대쪽 중합체 막(20) 표면에 도포된다. 제 2 도 및 3 도에서 보인 다른 실시예에서, 접착제는 금속 증착된 중합체 막의 내부 금속 피복층(25)면에 가해진다. 이에 따라 제 2 도의 경우 중합체 막(20)의 표면, 또는 제 3 도의 경우 제 2 의 외부 금속 피복층(30)이 노출된 채로 남게 된다.
열 경화성 접착제에 대한 대안으로서, 사용하는 접착제는 금속 증착된 막의 도포에 앞서 발포체 슬리브 위에 분무되는 접촉성 접착제일 수도 있다. 이와 달리, 막 상의 접착제 층을 보호하기 위해 피복 시트를 공급할 수도 있는데, 이 피복 시트는 접착제를 노출시키기 위해 벗겨진다. 따라서 접착제는 발포체관에 금속 증착된 중합체 막을 밀착하기 위해 활성화된다.
또한 본 발명은 여기에 설명되었듯이 반사성 발포체 슬리브를 제조하는 방법을 제공한다. 바람직한 방법은 가요성의 탄성 발포체 단열재를 포함하는 관형층을 형성하는 단계와, 상기 관형층에 대한 외부 피복층을 형성하는 단계로서, 이 외부 피복층은 금속 증착된 중합체 막을 포함하고, 이 금속 증착된 중합체 막은 가요성의 중합체 막과 이 중합체 막의 적어도 한 표면에 도포된 비다공성의 얇은 열반사성 금속 피복층을 포함하는, 단계와,상기 금속 증착된 중합체 막을 상기 관형 층의 외부 표면에 접착하는 단계를 포함한다.
이와 달리, 이 제조 방법은 처음에 외부 피복층을 형성시키고 그 후에 외부 피복층 내에 발포체 관형층을 형성시키는 것으로 이루어지는데, 관형층의 발포체 재료는 발포체 재료가 경화됨에 따라 상기 관형층을 외부 피복층에 접착시킨다.
본 발명의 또 다른 예시들이 아래의 실시예에 나타나 있다. 모든 실시예들은 비피복 검정 고무 호스위에 끼워지고 열원으로부터 약 1 인치 떨어진 곳에 위치하게 한다. 이 실시예들을 노출시키고 온도 상승 조건하에서 시험했다. 슬리브 표면과 검정 호스의 외부 표면에 놓은 열전기쌍을 사용해서 온도를 읽었다. 실시예의 시험은 600 ℉의 초기 온도에서 시작했다. 반면에 바탕선을 제공하기 위한 비피복 발포체의 시험은 비교를 위해서 400 ℉에서 시작했다. 온도는 각 실시예가 열에 의해 분해되기 시작할 때까지, 각 증분의 30 분 후에 50 ℉ 의 증분만큼 상승시켰다. 시험의 결과는 아래의 도표 Ⅰ 및 Ⅱ에 나타나 있으며, 제 4 도에 그래프로 나타나 있다. 그래프에서 “X”는 각 예들이 분해의 징후를 보이는 온도를 나타낸다.
비피복 발포체 : PVC/니트릴 발포체 슬리브를 바탕선 기준으로 공급했다. 이 슬리브는 약 1/2" 의 벽 두께를 갖고 있으며, 내부 지름은 약 1-3/8" 이고 외부지름은 약 1-7/8"였다. 이 슬리브는 약 600 ℉ 까지 열적 내성을 보였고 600 ℉에서 분해의 징후를 보이기 시작했다.
실시예 A : 동일한 PVC/니크릴 발포체 슬리브에, 쿠즈 해스팅(Kurz Hasting)에 의해 제조된 전달막을 거쳐 도포되는 알루미늄 증착층, 별도의 부가적인 12 마이크론의 폴리에스테르 막, 및 폴리에스테르 막의 내부 표면 상에 놀우드(Norwood)의 페놀릭/니트릴 접착제를 공급했다. 이 슬리이브는 약 850 ℉ 까지 내열성이 있었다.
실시예 B : 실시예 A 에서와 같이 동일한 놀우드(Norwood) 페놀릭/니트릴 접착제 뿐만 아니라 쿠즈 해스팅(Kurz Hasting) 전달막을 거쳐 도포되는 알루미늄 증착층을 동일한 PVC/니트릴 발포체 슬리브에 공급했다. 그러나 알루미늄층과 접착제 사이에 폴리에스테르 막은 형성하지 않았다. 이 슬리브는 비피복 발포체 슬리브 보다는 나은 내열성을 나타냈지만, 700 ℉ 까지만 내열성이 있었다.
실시예 C : 동일한 PVC/니트릴 발포체 슬리브에 캄박(Camvac)(유럽)리미티드(Ltd.)로부터 공급받은 12 마이크론 알루미늄 증착된 폴리에스테르 막을 공급했다. 이 알루미늄 증착된 막은 렉스햄 코포레이션(Rexham Corporation)이 제조한 열 활성화된 폴리우레탄 접착제로 덮혀졌으며 발포체 슬리브에 결합시켰다. 이 슬리브류는 약 815 ℉까지 내열성이 있었다.
도표 Ⅰ은 시험 결과를 나타낸다. 모든 온도는 화씨의 단위이다.
도표 Ⅰ
Figure pct00001
Figure pct00002
도표 Ⅱ는 동일한 온도, 700 ℉ 에서 각각의 실시예에 대한 내부 표면 온도와 그 결과로 나온 보호의 정도를 비교한 것이다.
도표 Ⅱ
Figure pct00003
이 시험의 결과는 주어진 열원 온도 설정값에서 내부 표면을 차게 유지하는 반사성 표면의 중요성, 및 더욱 중요하게 내부 표면 온도를 낮춤으로서 기층을 보호하는 중합체 막층의 사용을 도시하고 있다.
실시예 B 는 낮은 온도에서 비피복 발포체에 비해 유익한 결과를 나타낸 반면, 알루미늄, 폴리에스테르 막 및 접착제를 함께 사용한 실시예 A 및 C 에 비해서는 보호성 및 내구성을 거의 나타내지 못했다. 실시예 B는 놀우드(Norwood)가 제조한 페놀릭/니트릴 접착제와 함께 쿠즈 해스팅(Kurz Hasting) 전달막을 사용했지만, 폴리에스테르 막층은 이용하지 않았다 ; 대신, 실시예 B 에는 단지 접착제 위에 알루미늄만을 형성했을 뿐이며, 따라서 실시예 A 와 C 에서 도시되었듯이 알루미늄 및 접착제 사이의 폴리에스테르 막의 중요성을 보여주고 있다.
도표 Ⅱ는 실시예 A 및 C 에서처럼 슬리브 내에 중합체 막 층을 포함함으로써, 700 ℉ 열원이 1 인치 떨어져 있을 때 내부 표면 온도가 떨어지고 호스 또는 케이블 기층이 보호됨을 보여주고 있다. 반대로, 실시예 B 에서처럼, 단지 알루미늄과 접착제만을 사용하는 것은 내부 표면 온도를 거의 감소시키지 못하며, 비피복 발포체 시료에 의해 도달한 온도와 동일한 내부 표면 온도, 즉 비피복 검정 고무 호스와 같은 온도에 도달한다.

Claims (7)

  1. 외부 열원과 긴 기층 사이의 열 전달을 방지하는 차단층으로 사용하기에 적합한 슬리브 제품에 있어서,
    a) 가요성의 탄성 발포체 단열 재료를 포함하는 관형층과,
    b) 상기 관형층의 한 표면에 접착된 외부 피복층을 포함하되,
    이 외부 피복층은 금속 증착된 중합체 막을 포함하고,
    이 금속 증착된 중합체 막은 가요성의 중합체 막과 이 가요성의 중합체 막의 적어도 한 표면에 도포된 비다공성의 열반사성 금속 피복층을 포함하며,
    상기 열반사성 금속 피복층의 두께는 0.1 마이크론 보다 얇은,
    슬리브 제품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열반사성 금속 피복층은 반사성 금속으로 이루어진 진공 증착된 피복층을 포함하는,
    슬리브 제품.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 열반사성 금속 피복층은 상기 중합체 막의 외부 표면에 도포되는,
    슬리브 제품
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 열반사성 금속 피복층은 상기 중합체 막의 내부 표면에 도포된 피복 부분과 및 상기 중합체 막의 외부 표면에 도포된 피복 부분을 포함하는,
    슬리브 제품.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 막의 두께는 12 마이크론인,
    슬리브 제품.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 열반사성 금속 피복층의 두께는 0.003 내지 0.05 마이크론인,
    슬리브 제품.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 관형층에 상기 외부 피복층을 결합하는 접착제를 더 포함하는,
    슬리브 제품.
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