CN103802257B - 真空隔热件芯材的成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及真空隔热件芯材的成型方法，该方法能够防止由于芯材密度差而引起的芯材变形，其特征在于，包括：原料供给步骤，向成型装置的成型空间的内部提供芯材原料，所述成型装置具备一对模板和成型框，所述一对模板彼此相对以形成用于成型芯材的所述成型空间，所述成型框将所述成型空间与外部隔离；加压成型步骤，使所述一对模板向彼此靠近的方向移动，以加压所述芯材原料而成型芯材；移动步骤，在使所述一对模板的隔开距离保持恒定的状态下，使已成型的所述芯材向所述成型框的外侧移动；及搬出步骤，搬出已成型的所述芯材。

Description

真空隔热件芯材的成型方法
技术领域
本发明涉及一种真空隔热件芯材的成型方法，更为详细地涉及一种能够高效地批量生产大型芯材的真空隔热件芯材的成型方法。
背景技术
在存在内外温差的建筑、管道或冰柜等为了限制热移动，使用隔热件。这种隔热件可分为普通隔热件和真空隔热件这两大类型。
普通隔热件具有约30mW/mK的热传导率，而真空隔热件具有约3mW/mK-10mW/mK的热传导率，因此比普通隔热件表现出大约三倍至十倍的高的隔热性能。尽管真空隔热件有高的隔热性能，但至今由于材料费高，制造难度大等原因而未被广泛使用。
最近，随着在制造技术上获得颇大的进步，在德国、英国、日本、美国、加拿大、韩国、中国等诸多国家为了隔热件的商业化而努力，但高的材料费及制造工艺费用仍然是一个大的负担。
真空隔热件通常由无机物隔热成型物和包覆该成型物的包装材料即薄膜构成，最大的特点是隔热成型物的内部为真空。其中，填充真空隔热件内部的隔热成型物被称作芯材（Core）。芯材则通过使用玻璃纤维压缩物或加压成型包含二氧化硅的混合粉来制备。
韩国专利公报第10-0314431号公开了真空隔热件芯材的制造方法。下面参照图1说明韩国专利公报第10-0314431号的制造方法。
图1为示意地表示以往的真空隔热件芯材成型装置的图。
参照图1，韩国专利公报第10-0314431号的成型装置1包括通过上下运动来加压芯材原料的模板10和收容芯材原料的成型框20，可通过对芯材原料进行加压，从而成型芯材后，从成型框20分离模板10，然后搬出芯材来形成芯材。
然而，由于与模板10接触的上面的芯材密度及与成型框20接触的下面的芯材密度之间的差以及在芯材成型工艺结束的同时从芯材分离向芯材原料传递压力的模板10时芯材原料要返回原状的现象，即所谓的弹性后效（spring back）现象而出现芯材弯曲的问题。
在没有这种芯材的弹性后效现象的范围内能够成型的芯材大小受到限制，因此在芯材的大型化上存在一定的局限性。
此外，在成型框20的内部中未被排除的空气会起到衰减作用，从而会延长模板10为了加压芯材原料而靠近芯材原料的时间，从而增加加压成型工艺时间，结果会降低单位时间生产量。
发明内容
于是，本发明是为了解决上述以往问题而提出的，其目的是提供一种真空隔热件芯材的成型方法，该方法能够防止芯材变形，从而实现芯材大型化，并能够缩短工艺时间。
上述目的是通过本发明的真空隔热件芯材的成型方法来实现的，其特征在于，包括：原料供给步骤，向成型装置的成型空间的内部提供芯材原料，所述成型装置具备一对模板和成型框，所述一对模板彼此相对以形成用于成型芯材的所述成型空间，所述成型框将所述成型空间与外部隔离；加压成型步骤，使所述一对模板向彼此靠近的方向移动，以加压所述芯材原料而成型芯材；移动步骤，在使所述一对模板的隔开距离保持恒定的状态下，使已成型的所述芯材向所述成型框的外侧移动；及搬出步骤，搬出已成型的所述芯材。
其中，优选所述模板包括上模板及下模板，所述加压成型步骤包括：靠近步骤，在所述成型空间的上侧开放的状态下，使所述下模板向所述成型框的上侧移动；封闭步骤，当所述下模板到达规定的位置时，使所述上模板向下侧移动，以封闭所述成型空间的上侧；及加压步骤，使所述下模板移动到规定位置的上侧，以加压芯材原料。
此外，优选在所述加压步骤中，所述上模板及所述下模板之间的隔开距离设定为比规定的芯材厚度更窄。
此外，优选所述上模板及所述下模板之间的隔开距离为规定的芯材厚度的80%-97%。
此外，优选在所述移动步骤中，所述一对模板沿相同的方向同时移动。
此外，优选所述一对模板被同步控制（Synchronized control）。
此外，优选所述成型装置进一步包括：加压部，与所述一对模板分别连接；及控制部，控制所述加压部，以同步控制（Synchronized control）所述一对模板。
此外，优选所述加压部由伺服控制系统（Servo-control system）的液压缸构成，或者包括伺服电动机和滚珠丝杠。
根据本发明，提供一种真空隔热件芯材的成型方法，该方法直至搬出芯材为止对芯材施加压力，从而能够防止因弹性后效（spring back）现象而导致的芯材变形，并通过防止芯材变形，能够高效地制造使用者所需大小的芯材。
此外，通过最大限度地减少成型空间内部的空气阻力，从而能够缩短芯材的加压成型工艺时间。
此外，通过减小芯材成型装置的体积，能够节约成型装置所占空间且能批量生产芯材。
附图说明
图1为示意地表示以往的真空隔热件芯材成型装置的图。
图2为示意地表示本发明的一实施例的真空隔热件芯材成型装置的主视图。
图3为示意地表示图2所示真空隔热件芯材成型装置的俯视图。
图4为示意地表示图2所示真空隔热件芯材成型装置中加压成型部模样的主视图。
图5为示意地表示本发明的一实施例的真空隔热件芯材的成型方法的流程图。
图6及图7为示意地表示图5所示真空隔热件芯材的成型方法中原料供给步骤的图。
图8为示意地表示图5所示真空隔热件芯材的成型方法中加压成型步骤的图。
图9为示意地表示图8所示加压成型步骤中通过同步控制来控制上模板及下模板的状态的图。
图10为示意地表示图5所示真空隔热件芯材的成型方法中移动步骤的图。
附图标记说明
100：真空隔热件芯材成型装置 110：成型框部
120：原料供给部 130：加压成型部
140：输送部 150：搬入部
160：控制部
S110：原料供给步骤 S120：加压成型步骤
S130：移动步骤 S140：搬出步骤
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的一实施例的真空隔热件芯材的成型方法。
在说明本发明的一实施例的真空隔热件芯材的成型方法S100之前，先对用于执行真空隔热件芯材的成型方法的真空隔热件芯材成型装置。
图2为示意地表示本发明的一实施例的真空隔热件芯材成型装置的主视图；图3为示意地表示图2所示真空隔热件芯材成型装置的俯视图；图4为示意地表示图2所示真空隔热件芯材成型装置中加压成型部模样的主视图。
参照图2至图4，本发明的一实施例的真空隔热件芯材成型装置100包括成型框部110、原料供给部120、加压成型部130、输送部140、搬入部150和控制部160。真空隔热件芯材成型装置100能够在不同的成型框部同时执行芯材原料的供给及芯材原料的加压后，通过输送部分别将其提供到相邻的原料供给部120及加压成型部130，并同时执行芯材原料的供给及芯材原料的加压，从而缩短芯材的制造时间。
所述成型框部110为多个，沿第一方向配置，其提供芯材原料被供给并被加压的成型空间M，包括下模板111、成型框112和下加压部130。
所述下模板111为板部件，在提供到后述的原料供给部120的状态下，其上面接收芯材原料，在提供到后述的加压成型部130的状态下，向其上面所接收的芯材原料传递压力。
换言之，当成型框部110从后述的原料供给部120接收芯材原料时，下模板111由其上面接收芯材原料，并将芯材原料整理成被后述加压成型部130加压的状态，即芯材原料的上部与下模板111的上面对齐的状态。
另一方面，可进一步执行平整化过程，使得芯材原料整理成其上部与下模板111的上面对齐，但并不限于此。
所述成型框112为形成芯材原料得以被供给并被加压成型的空间即成型空间M，用于将成型空间M的外侧面与外部隔离，并且在通过后述的加压成型部，芯材原料被加压时支撑对芯材施加的加压力的构件，是决定被加压成型的芯材的形状的部件。
即，形成在成型框112的成型空间M的形状对被加压成型的芯材形状产生较大的影响，从而将芯材成型为与成型空间M的形状实质上相同的形状。当然，由于芯材内部本身的孔隙层及原料本身的弹力所引起的弹性后效现象，体积会部分膨胀，但并不限于此。
另一方面，在本发明的一实施例中，在成型框112的内部收容有下模板111，下模板111能够沿成型框112的内表面移动，但并不限于此。
此外，优选将成型框112的剖面积设置为比上模板131中与成型空间M相对的表面的面积小，使得后述的上模板131与成型框112的上面接触而其移动受到限制，但并不限于此。
在本发明的一实施例中成型框112可由上侧及下侧开放的四边形框构成。
所述下加压部113为与下模板111连接，用于对下模板111施加加压力，从而通过下模板111加压芯材原料的构件。
即，下加压部113传递力量，使得下模板111向上侧运动，当下模板111的运动受到芯材原料及后述上模板131的限制时，通过传递到下模板111的力来加压芯材原料。
另一方面，根据本发明的一实施例，当使已加压成型的芯材向成型框112，正确地说向成型空间M的外部移动时，下模板111和后述的上模板131在彼此间的相隔距离实质上保持相同的状态下进行相同方向的运动。
为此，下加压部113优选由伺服控制系统（Servo-control system）的液压缸或者伺服电动机（Servo-motor）及滚珠丝杠（Ball Screw）设置。
即，下加压部113能够通过伺服控制系统（Servo-control system）的液压缸进行0.1mm单位的微动操作，并且通过这种微动操作能够微细地控制下模板111及上模板131的运动。
此外，下加压部113可由伺服电动机（Servo-motor）及滚珠丝杠（Ball Screw）设置，从而通过伺服电动机微细地调节滚珠丝杠的动作，能够进行与伺服控制系统（Servo-control system）的液压缸实质上相同的功能。
所述原料供给部120设置在成型框部110的上侧，用于向成型空间M提供芯材原料。
另一方面，原料供给部120为公知技术，因此在此省略详细说明。
所述加压成型部130设置在成型框部110的上侧，配置在成型框部110与原料供给部120之间，接收通过原料供给部120供给到成型空间M的芯材原料并加压成型空间M，包括上模板131、上加压部132和导向部133。
所述上模板131为设置在成型框部110的上侧，用于从上侧加压成型空间M，并封闭成型框112的上侧的构件。
在本发明的一实施例中，在上模板131中与成型框部110相对的表面的剖面积大于成型框部110的剖面积，但并不限于此。
所述上加压部132与上模板131连接，用于对上模板131施力。
即，当通过上加压部132对上模板131施力时，上模板131向下侧移动，在本发明的一实施例中直至上模板131的下面同时与芯材原料及成型框112接触为止移动，但并不限于此。
根据本发明的一实施例，上加压部132与下加压部113同样地由伺服控制系统（Servo-control system）的液压缸或者伺服电动机和滚珠丝杠设置，并微细地操作下模板111及上模板131的动作，但并不限于此。
此外，在本发明的一实施例中将上模板131和成型框112接触的地点设置为由于芯材原料和下模板111而上模板131的动作受限制的地点，但并不限于此。
所述导向部133为多个，并沿重力方向延伸，且贯通上模板131，用于导向上模板131的运动路径。
为了按规定的形状，更为详细地按照与成型空间M的形状相同的形状制造芯材，需要在芯材原料的位置固定的状态下施加规定的压力，当上模板131沿着重力方向以外的方向移动时，在进行加压成型的过程中芯材原料的位置可能会变动。
因此在本发明的一实施例中，若通过沿着与芯材原料的上面垂直的重力方向延伸的多个导向部133导向上模板131的运动路径，则能够引导上模板131只沿与芯材原料的上面垂直的方向运动，这样在进行加压成型时能够限制上模板131的运动。
然而并不限于此，毋庸置疑可按照芯材原料的形状，不同地调节通过导向部133所进行的上模板131的运动。
此外，当从成型空间M搬出已加压成型的芯材时，由于芯材内部存在的孔隙层及芯材原料本身的弹力，会有体积增加的趋势，考虑到这一情况，可将成型空间M的高度设置为比规定的厚度更薄，并对芯材原料进行加压，从而能够加压成型出规定厚度的芯材，但并不限于此。
另一方面，当通过加压成型部130进行加压成型时，可通过执行如下步骤来成型芯材：靠近步骤S121，在成型空间M的上侧开放的状态下使下模板111向上侧移动；封闭步骤S122，当下模板111到达规定位置时，使上模板131向下侧移动，以封闭成型空间M的上侧；以及加压步骤S123，使下模板111移动到规定位置的上侧，以对芯材原料进行加压。关于此操作，将在后面描述。
所述输送部140配置在原料供给部120及加压成型部130的下侧，用于将完成芯材原料的供给及加压成型的不同的多个成型框部110向邻接的加压成型部130及原料供给部120输送。
其中，输送部140沿第一方向输送成型框部110，使得每个成型框部110能够通过输送前后执行芯材原料的供给及加压成型。
所述搬入部150与加压成型部130连接，是通过加压成型部130完成加压成型的芯材被搬入的地方。
即，在加压成型部130完成工序的成型框部110再次被提供到原料供给部120侧，并接收芯材原料，因此优选从成型空间M搬出已成型的芯材。
结果是，从成型空间M向搬入部150搬出已完成的芯材，成型框部110从加压成型部130被输送到原料供给部120，并接收芯材原料。
另一方面，在本发明的一实施例中，在下模板111移动到从成型框112露出的高度后，已成型的芯材受力，从而得以向搬入部150侧移动，但并不限于此。
所述控制部160为用于同时控制下加压部113及上加压部132，从而同步控制(Synchoronized control)下模板111及上模板131的运动的构件。
其中，同步控制是指在特定的时间内执行多个进程时，准确地控制该进程之间控制流的方式。
即，为了使下模板111及上模板131在其之间的相隔距离实质上保持相同的状态下运动，需要当上模板131移动规定距离时，也同时让下模板111移动规定的距离。
因此，通过由控制部160进行同步控制，同时并准确地控制上模板131的运动及下模板111的运动，从而能够使上模板131及下模板111在彼此间的相隔距离实质上保持恒定的状态下运动。
另一方面，参照图2至图4，本发明的一实施例的真空隔热件芯材成型装置100包括彼此隔开的三个原料供给部120、在原料供给部120之间配置的两个加压成型部130及四个成型框部110。
即，从左上部依次配置有第一原料供给部120a、第一加压成型部130a、第二原料供给部120b、第二加压成型部130b及第三原料供给部120c，在第一原料供给部120a至第二加压成型部130b的下端分别配置有成型框部110a、110b、110c、110d。
其中，将从第一原料供给部120a向第三原料供给部120c的方向定义为第一方向，将从第三原料供给部120c向第一原料供给部120a的方向定义为第二方向。
此外，为了通过输送部140高效地输送成型框部110，优选等距离配置第一原料供给部120a、第一加压成型部130a、第二原料供给部120b、第二加压成型部130b及第三原料供给部120c，但并不限于此。
另一方面，成型框部110的数量设置为比原料供给部120及加压成型部130的数量之和少一个，成型框部130依次沿第一方向配置。
这是为了连续执行芯材制造工艺而设置的，根据成型框部110的输送方向，在第一原料供给部120a或第三原料供给部120c中只有一个原料供给部工作。
其中，第一原料供给部120a及第三原料供给部120c只在下部配置有成型框部110时才执行向成型空间M供给芯材原料的功能，通过将成型框部110的数量调节为比原料供给部120及加压成型部130数量之和少一个，在两个原料供给部中只在其中一个的下部配置成型框部110。
即，当成型框部110不被输送部140输送时，第三原料供给部120c不工作，当成型框部110通过输送部140沿第一方向输送时，第一原料供给部120a不工作。再者，当成型框部110通过输送部140沿第二方向输送时，第三原料供给部120c不工作，之后重复上述过程。
此外，输送部140配置在成型框部110的下部而支撑成型框部110，并输送成型框部110，但并不限于此。
此外，搬入部150配置在加压成型部130所处位置的前方或后方侧，从而提供完成加压成型的芯材被搬入的场所，但并不限于此，只要是不影响成型框部110的输送的范围内，设置位置不受特别的限制。
另一方面，上述内容只是为了便于说明而举例说明实现本发明的一个示例，但各个结构的具体数量、具体设置位置等不受限制。
下面说明可通过上述真空隔热件芯材成型装置100执行的本发明的一实施例的真空隔热件芯材的成型方法。
图5为示意地表示本发明的一实施例的真空隔热件芯材的成型方法的流程图。
参照图5，本发明的一实施例的真空隔热件芯材的成型方法S100通过将芯材的彼此相对的表面之间的芯材密度保持为实质上相同，从而能够防止芯材的弯曲，包括原料供给步骤S110、加压成型步骤S120、移动步骤S130和搬出步骤S140。
图6及图7为示意地表示图5所示真空隔热件芯材的成型方法中原料供给步骤的图。
参照图6或图7，所述原料供给步骤S110为通过原料供给部120向成型空间M内部提供芯材原料的步骤。
通过本步骤，被供给到成型空间M内部的芯材原料被支撑在收容于成型框112内部的下模板111上。
另一方面，在原料供给步骤S110中可进一步包括使被供给的芯材原料平整的平整化步骤。
在通过原料供给步骤S110完成向成型空间M的内部供给芯材原料的状态下，芯材原料越靠近供给芯材原料的地点，就越集中，越远离供给芯材原料的地点，其供给量越少，因此有必要将其均匀分散，使芯材原料的上面平整。
因此，可进一步执行平整化步骤均匀分散芯材原料的上面，从而在均匀分散芯材密度的状态下执行后述的加压成型步骤S120。
图8为示意地表示图5所示真空隔热件芯材的成型方法中的加压成型步骤的图。其中，图8的（a）为示意地表示靠近步骤的图，图8的（b）为示意地表示封闭步骤的图，图8的（c）为示意地表示加压步骤的图。
所述加压成型步骤S120为当供给有芯材原料的成型框部110通过输送部140提供到加压成型部130时，上模板131及下模板111朝彼此靠近的方向移动，从而将提供到成型空间M内部的芯材原料加压成型的步骤，包括靠近步骤S121、封闭步骤S122和加压步骤S123。
参照图8的（a），所述靠近步骤S121为在成型空间M的上侧开放的状态下使下模板111向上侧移动的步骤，在下模板111向上运动时，由于成型空间M的内部空气向上侧流动，因此其运动不受空气阻力的限制。
参照图8的（b），所述封闭步骤S122为在下模板111到达规定的位置时，使上模板131向下移动，从而封闭成型空间M上侧的步骤。
其中，规定的位置优选被设定为芯材原料同时与下模板111及上模板131接触的位置，但优选被设定为比上述位置更低的位置。
另一方面，当下模板111到达规定的位置时，通过上模板131，成型空间M的上侧被封闭，从而尽管成型空间M的内部空气不易排出，但也能够容易进行后述的加压步骤S123。
参照图8的（c），所述加压步骤S123为使下模板111移动到规定位置的上侧，以对芯材原料进行加压的步骤。其中，加压步骤S123可以与上述封闭步骤S122同时执行，也可以在结束封闭步骤S122之后执行。
另一方面，加压成型步骤S120通过上述靠近步骤S121、封闭步骤S122及加压步骤S123执行，从而与以往相比减少加压成型工艺所需时间。
即，在将下侧封闭的状态下降低上模板而进行加压成型工艺的以往技术中，由于成型空间内部的空气阻力，上模板的运动受到限制，这将增加加压成型工艺所需时间，但根据本发明的一实施例，在成型空间M的上侧开放的状态下将下模板111提升到规定的位置，以减少空气阻力影响区，从而能够减少加压成型工艺所需时间。
图9为示意地表示图8所示加压成型步骤中通过同步控制控制上模板及下模板的状态的图。
参照图9，在本发明的一实施例中可通过控制部160同步控制下加压部113及上加压部132，从而将芯材的上面及下面的芯材密度保持相同，但并不限于此。
此外，在进行加压成型时，考虑到由于芯材原料的原子之间的斥力，部分膨胀体积，下模板111及上模板131之间的相隔距离优选被设置为比规定的厚度更窄。
其中，下模板111及上模板131之间的相隔距离可比规定的芯材厚度薄3-20%，即具有80-97%的厚度，但并不限于此。
另一方面，通过加压成型步骤S120，成型空间M内部的芯材原料的上下侧由每个模板111、131封闭，外侧面由成型框112封闭而以芯材形式固化。
图10为示意地表示图5所示真空隔热件芯材的成型方法中移动步骤的图。
参照图10，所述移动步骤S130为使完成加压成型的芯材向成型框112的外侧移动的步骤，是准备搬出芯材的步骤。
在这种移动步骤S130中，也为了防止因弹性后效（spring back）现象导致的芯材变形，优选将上模板131及下模板111之间的相隔距离保持恒定，并在此状态下使之沿相同的方向移动。
即，优选使上模板131及下模板111均向上侧移动，并以相同的速度移动。
即，通过由控制部140同步控制下加压部113及上加压部132，上模板131及下模板111被同步控制，从而上模板131及下模板111之间的相隔距离实质上保持恒定。
在本发明的一实施例中，下加压部113及上加压部132由伺服控制系统的液压缸构成，可调节到0.1mm单位，但并不限于此，根据规定的芯材厚度，可以不同。
另一方面，在本发明的一实施例的移动步骤S130中，使下模板111及上模板131移动到至少下模板111的上面和成型框112的上面处于同一个平面上，但并不限于此。
所述搬出步骤S140为将通过移动步骤S130移动到成型框112外侧的芯材搬出的步骤。
其中，搬出步骤S140为公知技术，因此在此省略详细说明。
本发明的权利范围并不限于上述实施例，在权利要求书中记载的范围内可实现为多种形式的实施例。在不脱离权利要求所要求保护的本发明精神的范围内，本发明所属技术领域中具有一般知识的人均能变形的各种范围也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种真空隔热件芯材的成型方法，其特征在于，包括：
原料供给步骤，向成型装置的成型空间的内部提供芯材原料，所述成型装置具备一对模板和成型框，所述一对模板彼此相对以形成用于成型芯材的所述成型空间，所述成型框将所述成型空间与外部隔离；
加压成型步骤，使所述一对模板向彼此靠近的方向移动，以加压所述芯材原料而成型芯材；
移动步骤，在使所述一对模板的隔开距离保持恒定的状态下，使已成型的所述芯材向所述成型框的外侧移动，以防止已成型的芯材因弹性后效现象而变形；及
搬出步骤，搬出已成型的所述芯材，
其中所述模板包括上模板及下模板，
所述加压成型步骤包括：
靠近步骤，在所述成型空间的上侧开放的状态下，使所述下模板向所述成型框的上侧移动；
封闭步骤，当所述下模板到达规定的位置时，使所述上模板向下侧移动，以封闭所述成型空间的上侧；及
加压步骤，使所述下模板移动到规定位置的上侧，以对芯材原料进行加压。
2.根据权利要求1所述的真空隔热件芯材的成型方法，其特征在于，
在所述加压步骤中，所述上模板及所述下模板之间的隔开距离设定为比规定的芯材厚度更窄。
3.根据权利要求2所述的真空隔热件芯材的成型方法，其特征在于，
所述上模板及所述下模板之间的隔开距离为规定的芯材厚度的80％-97％。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的真空隔热件芯材的成型方法，其特征在于，
在所述移动步骤中，所述一对模板沿相同的方向同时移动。
5.根据权利要求4所述的真空隔热件芯材的成型方法，其特征在于，
所述一对模板被同步控制。
6.根据权利要求5所述的真空隔热件芯材的成型方法，其特征在于，
所述成型装置进一步包括：加压部，与所述一对模板分别连接；及控制部，控制所述加压部，以同步控制所述一对模板。
7.根据权利要求6所述的真空隔热件芯材的成型方法，其特征在于，
所述加压部由伺服控制系统的液压缸构成，或者包括伺服电动机和滚珠丝杠。
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