KR100324520B1 - the manufacture method of vaccum insulation material core - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제작비용을 절감할 수 있고, 단열재의 특성을 향상시킬 수 있는 진공단열재 코어 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum insulation core manufacturing method that can reduce the manufacturing cost, and can improve the properties of the insulation.
본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조방법은, 틀(20)을 일정한 온도로 가열하는 단계와, 상기 가열된 틀(20)내에 발포원액(B)을 상기 틀(20)의 체적에 비해 많은 양을 주입하여, 상기 주입한 발포원액(B)의 폴리우레탄 반응에 의해 형성되는 마이크로셀을 자연가압에 의해 개방된 셀로 형성시키는 단계와, 상기와 같이 형성된 폴리우레탄 단열재를 탈형하는 단계를 포함하여 구성된다. 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조방법은, 발포시 발생하는 셀 상호간의 물리적 압력으로 발포과정에서 형성된 폐쇄형 셀을 균일하게 개방시키기 때문에, 고가의 셀오프너를 첨가할 필요가 없어 진공단열재 코어의 제조비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.In the vacuum insulation core manufacturing method according to the present invention, the step of heating the mold 20 to a constant temperature, and in the heated mold 20 a large amount of the foam stock solution (B) compared to the volume of the mold 20. Injecting, forming the microcell formed by the polyurethane reaction of the injected foamed stock solution (B) as an open cell by natural pressure, and demolding the polyurethane insulation formed as described above . In the vacuum insulation core manufacturing method according to the present invention configured as described above, since the closed cells formed during the foaming process are uniformly opened by the physical pressure generated during foaming, there is no need to add an expensive cell opener. There is an advantage that can reduce the manufacturing cost of the insulation core.
Description
본 발명은 진공단열재 코어 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조비용을 절감할 수 있고, 단열재의 특성을 향상시킬 수 있는 진공단열재 코어 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum insulation core manufacturing method, and more particularly to a vacuum insulation core manufacturing method that can reduce the manufacturing cost, and improve the characteristics of the heat insulating material.
냉장고는 음식을 신선하게 보관하기 위해 내부온도를 일정온도 이하로 유지시켜야 한다. 따라서, 냉장고 제작시, 냉장고 내부에 생성된 냉기를 보존하고 냉장고 외부의 열을 차단시키기 위한 단열재를 냉장고의 인너케이스와 아우터케이스 사이에 삽입하게 된다.Refrigerators must keep their internal temperature below a certain temperature to keep food fresh. Therefore, during fabrication of the refrigerator, an insulating material for preserving cold air generated inside the refrigerator and blocking heat from the outside of the refrigerator is inserted between the inner case and the outer case of the refrigerator.
일반적으로 냉장고용 단열재로 폴리우레탄 폼(foam)이 사용된다. 상기 폴리우레탄 폼은, 폴리에스테르 또는 폴리에테르형의 다가 알콜과 디이소시안산 에스테르를 물등의 촉매의 존재하에서 반응시키면 폴리우레탄 섬유가 형성되어 제조되는 열경화성 수지이다. 또한, 이 반응의 진행중에 유리되는 이산화 탄소 때문에 마이크로미터 단위의 셀로 구성된 발포 다공질이 된다. 이때 상기 폴리우레탄 폼의 발포를 촉진하기 위해서, 발포제를 첨가한다.In general, polyurethane foam (foam) is used as the insulation for refrigerators. The polyurethane foam is a thermosetting resin in which a polyurethane fiber is formed by reacting a polyester or polyether type polyhydric alcohol with diisocyanic acid ester in the presence of a catalyst such as water. In addition, carbon dioxide liberated during the course of this reaction results in a foamed porous body composed of cells in micrometers. At this time, in order to promote the foaming of the polyurethane foam, a blowing agent is added.
따라서, 상기 폴리우레탄 단열재의 다공질 내부는 발포제 가스와 이산화탄소 가스로 채워져 있다. 일반적으로 상기 발포제 가스인 CFC, HCFC, 싸이클로펜탄 (Cyclopentane)과 이산화탄소는 열전도성이 커서 폴리우레탄 단열재의 단열성을 저하시키는 원인이 된다.Thus, the porous interior of the polyurethane insulation is filled with blowing agent gas and carbon dioxide gas. In general, the blowing agent gas CFC, HCFC, cyclopentane (Cyclopentane) and carbon dioxide is a thermal conductivity is a cause of lowering the thermal insulation of the polyurethane insulation.
그러므로 일반적으로 상기 폴리우레탄 단열재 내부의 셀을 개방시키고 상기 셀에 채워져 있던 발포제 가스와 이산화탄소를 제거하여 단열성이 높은 진공단열재를 제조하여 사용한다. 그런데 상기 진공단열재는 복잡한 과정을 거쳐 생산되기때문에 단가가 높다. 따라서 일반적으로 냉장고에서는, 인너케이스와 아우터케이스 사이에 상기 진공단열재를 삽입하여 코어로 하고, 그 주위를 일반 폴리우레탄 단열재로 충진한다.Therefore, in general, a vacuum insulation material having high heat insulation is used by opening a cell inside the polyurethane insulation material and removing the blowing agent gas and carbon dioxide filled in the cell. However, since the vacuum insulation is produced through a complicated process, the unit price is high. Therefore, in a refrigerator, generally, the vacuum insulation is inserted between the inner case and the outer case to form a core, and the surroundings are filled with a general polyurethane insulation.
도 1은 종래의 진공단열재 코어 제조방법을 보여주는 설명도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 진공단열재 코어는 다음과 같은 방법에 의해 제조된다. 우선, 포리올, 셀오프너, 발포제, 실리콘 정포제, 촉매 및 기타의 첨가제 등을 혼합하여 제조된 제1발포원액과 이소시아네이트인 제2발포원액을 주입기(1)에 주입하여 혼합한다. 그리고 상기 제1발포원액과 제2발포원액의 혼합액인 발포원액(B)을 상기 주입기(1)의 하측 개구부를 통해 가열된 콘베어(CB)에 유출시킨다. 그러면 상기 발포원액(B)은, 상기 제1발포원액과 제2발포원액의 상호반응에 의해 일정시간 경과후 폴리우레탄 단열재(PI)로 변하게 된다. 이때, 발포원액(B)은, 상하부에 복수개 설치된 롤러(2)에 의해 일정방향으로 이동되는 콘베어(CB)의 상하 히터벨트(3)에 의해 가열압착되어 판넬형의 폴리우레탄 단열재(PI)로 제조된다. 상기와 같은 방식으로 제조된 판넬형 폴리우레탄 단열재(PI)는, 콘베어(CB)의 일측에 설치된 커터(4)로 절단되어 진공단열재 코어로 사용된다.1 is an explanatory view showing a conventional method for manufacturing a vacuum insulation core. As shown, a conventional vacuum insulation core is manufactured by the following method. First, a first foaming stock solution prepared by mixing a polyol, a cell opener, a foaming agent, a silicon foam stabilizer, a catalyst, and other additives and the like is injected into the injector 1 and mixed. Then, the foamed stock solution B, which is a mixed solution of the first foamed stock solution and the second foamed stock solution, flows out into the heated conveyor CB through the lower opening of the injector 1. Then, the foamed stock solution (B) is changed to a polyurethane heat insulating material (PI) after a predetermined time due to the interaction between the first foamed stock solution and the second foamed stock solution. At this time, the foamed stock solution (B) is heated and pressed by a vertical heater belt (3) of the conveyor (CB) moved in a predetermined direction by a plurality of rollers (2) provided in the upper and lower parts to form a panel-type polyurethane heat insulating material (PI). Are manufactured. The panel-type polyurethane heat insulating material PI manufactured in the above manner is cut by the cutter 4 provided on one side of the conveyor CB and used as a vacuum insulation core.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1발포원액과 제2발포원액이 혼합되어 상호반응할 때, 상술한 바와 같이 폴리우레탄 섬유가 생성되면서 마이크로미터 단위의 폐쇄형 셀(C)이 다수개 형성되게 된다. 그리고, 상기 폐쇄형 셀(C)의 내부에는 발포제 가스(G)와 이산화탄소 가스(G)가 들어있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, when the first foaming stock solution and the second foaming stock solution are mixed and reacted with each other, as described above, polyurethane fibers are generated, and a plurality of closed cells (C) in micrometers are generated. Will form. In addition, a blowing agent gas (G) and a carbon dioxide gas (G) are contained in the closed cell (C).
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 폐쇄형 셀(C)(도 2 참조)은 일정시간경과후 제1발포원액에 섞여 있던 화학물질인 셀오프너에 의해 개방되어져 개방형 셀(C')이 된다. 이때, 상기 셀오프너는 고온에서 활성화된다. 그런데, 발포원액의 내부는 발포원액의 반응열로 인해 셀오프너가 효과적으로 활성화되는 반면에, 발포원액의 상하표면은 외부공기와의 접촉으로 온도가 저하되기 때문에 셀오프너의 활성도가 저하된다. 이때, 상술한 바와 같이 가열된 히터벨트(3)(도 1참조)로 발포원액(B)(도 1참조)을 가열압착하여, 발포원액의 표면부위 열을 보충하여 상기 셀오프너의 활성화를 돕는다. 그러나, 상기 히터벨트(3)에 의한 열 보충에는 한계가 있을 수 밖에 없기 때문에, 발포원액 내부와 표면에는 온도차이가 발생한다. 상기 폐쇄형 셀을 개방하는 셀오프너의 작용동작은 공지기술이고 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, as shown in FIG. 3, the closed cell C (see FIG. 2) is opened by a cell opener which is a chemical mixed in the first foaming stock solution after a certain period of time, thereby opening the open cell C ′. do. At this time, the cell opener is activated at a high temperature. By the way, the cell opener is effectively activated due to the reaction heat of the foaming solution, whereas the upper and lower surfaces of the foaming solution decrease in temperature due to contact with external air, thereby degrading the activity of the cell opener. At this time, the foaming solution B (see FIG. 1) is heated and compressed with the heated heater belt 3 (see FIG. 1) as described above to supplement the heat of the surface portion of the foaming solution to help activate the cell opener. . However, since the heat supplement by the heater belt 3 is bound to be limited, a temperature difference occurs inside and on the surface of the foam stock solution. The operation of the cell opener for opening the closed cell is a well-known technique and will not be described in detail because it is not directly related to the present invention.
한편, 상기 폴리우레탄 단열재(PI)(도 1참조)를 진공단열재 코어로 완성하려면, 상기 단열재 내부의 가스성분(G)을 제거하여야 한다. 그러기 위해서는, 우선 상기 폴리우레탄 단열재(PI)에, 제올라이트나 활성탄 또는 화학적 흡착제가 표면에 부착된 게터(Getter)를 삽입시킨다. 상기 게터는 가스를 흡착하는 성질이 있기 때문에, 잔존가스를 배기시키는 역할을 한다.On the other hand, to complete the polyurethane insulation (PI) (see Figure 1) to a vacuum insulation core, the gas component (G) inside the insulation must be removed. To this end, first, a getter having a zeolite, activated carbon or a chemical adsorbent attached to the surface is inserted into the polyurethane heat insulating material PI. Since the getter has a property of adsorbing gas, it serves to exhaust the remaining gas.
그리고, 상기 폴리우레탄 단열재(PI)(도 1참조)를 금속과 플라스틱으로 구성된 적층필름 봉투(10b)에 넣은 다음, 진공가스배기장치(10)에 넣어 일정수준의 진공도로 폴리우레탄 단열재(PI) 내부의 개방형 셀(C')에 들어있는 가스성분을 배기구(10a)로 배기시킨다. 그런 다음, 상기 봉투(10b) 전체를 밀봉시켜 진공단열재 코어(5)를 완성시킨다.Then, the polyurethane insulation (PI) (see Fig. 1) is put in a laminated film bag (10b) consisting of metal and plastic, and then put in a vacuum gas exhaust device (10) polyurethane insulation (PI) with a degree of vacuum degree The gas component contained in the open cell C 'is exhausted through the exhaust port 10a. Then, the entire envelope 10b is sealed to complete the vacuum insulator core 5.
상기와 같은 방법으로 제조된 진공단열재는, 일반 폴리우레탄 단열재의 낮은 단열효과를 보충할 수 있다. 즉, 진공단열재는 셀(C)을 개방하여 공극률 증가시키고 단열성이 낮은 셀 내부의 발포제 가스등을 제거하였기 때문에, 냉장고의 일반 폴리우레탄 단열재와 함께 매설할 경우 냉장고의 단열성능을 대폭 향상시킬 수 있다.The vacuum insulation material manufactured by the above method can supplement the low thermal insulation effect of the general polyurethane insulation. That is, since the vacuum insulation material increases the porosity by removing the cell C and removes the foaming agent gas inside the cell with low insulation, the vacuum insulation material can greatly improve the insulation performance of the refrigerator when embedded with the general polyurethane insulation material of the refrigerator.
그러나, 상기 방법에 의해 개방형 셀을 구비한 진공단열재 코어를 제작하는 방법에는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the method of manufacturing a vacuum insulation core having an open cell by the above method has the following problems.
첫째, 개방형 셀을 형성시켜주기 위해서 별도의 고가인 셀오프너 물질을 발포원액에 투입해야 하고, 단열재 전체에 마이크로셀이 균일하게 형성되게 하기 위해서는, 고품질의 폴리올과 특수한 이소시아네이트 반응원액을 필요로 하기 때문에 제조비용이 많이 든다.First, in order to form an open cell, a separate expensive cell opener material must be added to the foam stock solution, and in order to uniformly form microcells in the entire insulation, high quality polyol and a special isocyanate reaction stock solution are required. The manufacturing cost is high.
또한 종래방식은, 발포원액이 콘베어상에서 적절히 반응하여 개방형 셀을 구비한 폴리우레탄 단열재로 경화될 수 있게 하기 위해서 콘베어 길이를 충분히 확보해야 하므로, 복잡하고 규모가 큰 제조설비를 필요로 한다. 결국 생산비가 상승하게 되는 문제점이 있다.In addition, the conventional method requires a complicated and large-scale manufacturing equipment, because the length of the conveyor must be sufficiently secured so that the foamed stock solution can be properly reacted on the conveyor to be cured into a polyurethane insulation having an open cell. As a result, there is a problem that the production cost rises.
둘째, 종래방식에 의한 진공단열재 코어는 내부에 개방형 셀이 균일하게 분포되어 있지 않다. 이는 종래방식은 화학반응을 이용하여 셀을 오픈하기 때문에, 화학반응이 일어나는 반응조건에 의해 개방형 셀 형성이 좌우되기 때문이다. 상술한 바와 같이 콘베어상에서 발포원액이 화학반응을 할 때, 발포원액 내부와 표면은 온도차가 있으며, 상하 히터벨트에 의한 압착력의 영향에서도 차이가 있다. 따라서 발포원액 내부는 온도가 높고, 히터벨트의 압착력의 영향이 적기 때문에 개방형 셀이 잘 형성되지만, 발포원액 표면은 온도가 낮고, 히터벨트의 압착력의 영향이 크기 때문에 개방형 셀이 잘 형성되지 않는다. 결국 개방형 셀이 균일한 진공단열재 코어를 사용하기 위해서는 패널형태로 제조되어 나온 단열재의 상하부의 표면층을 30-70% 정도 잘라 제거해야 하므로 스크랩으로 인한 손실이 많다.Second, the vacuum insulation core according to the conventional method is not evenly distributed in the open cell therein. This is because in the conventional method, since the cell is opened by using a chemical reaction, open cell formation depends on the reaction conditions under which the chemical reaction occurs. As described above, when the foaming stock solution is chemically reacted on the conveyor, the foaming stock solution inside and the surface have a temperature difference, and there is a difference in the influence of the pressing force by the upper and lower heater belts. Therefore, the open cell is well formed because the internal temperature of the foam stock solution is high and the influence of the pressing force of the heater belt is low, but the open cell is not formed well because the surface of the foam stock solution is low and the influence of the pressing force of the heater belt is large. As a result, in order to use a uniform vacuum insulation core, the open cell needs to cut off and remove 30-70% of the upper and lower surface layers of the insulation manufactured in the form of panels.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 저렴한 제조설비로 개방형 셀을 가진 진공단열재 코어를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a vacuum insulation core having an open cell with an inexpensive manufacturing equipment.
본 발명의 다른 목적은, 개방형 셀의 균일분포성 등 단열재의 특성을 향상시킬 수 있는 진공단열재 코어 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a vacuum insulator core capable of improving the properties of a heat insulating material such as uniformity of open cell.
도 1은 종래의 진공단열재 코어 제조방법을 보여주는 설명도.1 is an explanatory view showing a conventional method for manufacturing a vacuum insulation core.
도 2는 종래의 일반 폴리우레탄 단열재의 폐쇄형 셀을 보여주는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a closed cell of a conventional general polyurethane insulation.
도 3은 종래의 진공단열재 코어의 제조방법중 개방형 셀에서 가스성분을 배기시키는 과정을 보여주는 설명도.Figure 3 is an explanatory view showing a process of exhausting the gas component in the open cell of the conventional method of manufacturing a vacuum insulation core.
도 4a,4b,4c,4d는 본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조방법을 보여주는 설명도.Figure 4a, 4b, 4c, 4d is an explanatory view showing a method for manufacturing a vacuum insulation core according to the present invention.
도 5는 본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조방법의 제2실시예 중 발포원액을 주입하는 것을 보여주는 설명도.Figure 5 is an explanatory view showing the injection of the foam stock solution in the second embodiment of the vacuum insulation core manufacturing method according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
20 : 틀 22 : 뚜껑20: frame 22: lid
24,24' : 주입기 B : 발포원액24,24 ': Injector B: Foaming solution
PI : 폴리우레탄 단열재PI: Polyurethane Insulation
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조방법은, 소정온도의 틀내에 발포원액을 상기 틀의 체적에 비해 많은 양을 주입하여, 발포시 발생하는 셀 상호간의 물리적 압력으로 발포과정에서 형성된 폐쇄형 셀을 개방시키는 단계를 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the vacuum insulation core manufacturing method according to the present invention, by injecting a large amount of the foam stock solution in the mold at a predetermined temperature compared to the volume of the mold, foaming process by the physical pressure between the cells generated during foam It is configured to include a closed cell formed in the.
상기한 구성에 의하면, 폴리우레탄 단열재 내부에 개방형 셀을 형성하기 위해 고가인 셀오프너를 첨가할 필요가 없고, 상기 셀오프너의 반응을 최대화하기 위한 종래의 대규모의 제조설비를 필요로 하지 않기 때문에, 제조비용을 절감할 수 있다.According to the above configuration, it is not necessary to add an expensive cell opener in order to form an open cell inside the polyurethane insulation, and does not require a conventional large-scale manufacturing facility for maximizing the reaction of the cell opener. The manufacturing cost can be reduced.
본 발명에 의한 구체적인 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조방법은, 상기 발포원액을 틀 내부 공간에 주입하여 폴리우레탄 반응시켰을 때 폴리우레탄 단열재가 틀의 체적의 102 내지 150%로 되도록 발포원액을 주입하는 것을 특징으로 한다.According to a specific embodiment of the present invention, in the vacuum insulation core manufacturing method according to the present invention, the polyurethane insulation is made to be 102 to 150% of the volume of the mold when the foaming stock solution is injected into the inner space of the mold and reacted with polyurethane. It is characterized by injecting the foam stock solution.
상기한 구성에 의하면, 폴리우레탄 반응에 의해 형성되는 마이크로셀은 자연가압에 의해 개방형 셀로 변화되지만, 발포원액의 사용량 증가에 따른 생산비용이 과다하게 증가하는 것을 방지할 수 있다.According to the above configuration, the microcell formed by the polyurethane reaction is changed to an open cell by natural pressure, but it is possible to prevent excessive increase in production cost due to the increase in the amount of the foaming stock solution.
본 발명에 의한 다른 구체적인 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조방법은, 상기 틀은 뚜껑을 구비하고, 상기 틀의 뚜껑을 개방하고, 발포액을 담은 발포액 주입기를 사방으로 이동하며 상기 틀 내에 균일하게 발포원액을 주입하는 것을 특징으로 한다.According to another specific embodiment of the present invention, in the vacuum insulation core manufacturing method according to the present invention, the mold is provided with a lid, the lid of the mold is opened, and the foam liquid injector containing the foam liquid moves in all directions. It is characterized by injecting a foamed stock solution uniformly in the frame.
상기한 구성에 의하면, 틀이 큰 경우라도 발포원액을 틀내에 균일하게 주입할 수 있는 이점이 있다.According to the above configuration, even if the mold is large, there is an advantage that the foaming stock solution can be uniformly injected into the mold.
본 발명에 의한 다른 구체적인 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 진공단열재 코어의 제조방법은, 상기 틀의 일측에 설치된 발포액 주입기로 상기 틀내에 발포원액을 주입하는 것을 특징으로 한다.According to another specific embodiment of the present invention, the method for manufacturing a vacuum insulator core according to the present invention is characterized in that the foam stock solution is injected into the mold by a foam liquid injector provided on one side of the mold.
상기한 구성에 의하면, 상기 틀이 작아 발포원액을 틀 내에 균일하게 배포하기 위해 주입기를 이동할 필요가 없는 경우, 생산시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the above configuration, when the mold is small and there is no need to move the injector in order to distribute the foaming stock solution uniformly in the mold, there is an advantage that the productivity can be shortened to improve productivity.
본 발명에 의한 구체적인 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 진공단열재 코어제조방법은, 상기 틀을 개방하는 시간을 발포원액이 틀내에 주입된 후 2초 이상 15분 이내로 설정함을 특징으로 한다.According to a specific embodiment of the present invention, the vacuum insulation core manufacturing method according to the present invention is characterized in that the opening time of the mold is set to 2 seconds or more and 15 minutes after the foaming stock solution is injected into the mold.
상기한 구성에 의하면, 가장 균일하고 적정한 개방형 셀을 구비한 진공단열재를 얻을 수 있다.According to the above configuration, a vacuum insulator having the most uniform and appropriate open cell can be obtained.
본 발명에 의한 구체적인 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조방법은, 상기 틀의 예비가열온도를 20℃에서 55℃로 설정함을 특징으로 한다.According to a specific embodiment of the present invention, the vacuum insulation core manufacturing method according to the present invention is characterized in that the preheating temperature of the mold is set from 20 ° C to 55 ° C.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 4a-4b는 본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조방법의 각 단계를 보여주는 설명도이다.Figures 4a-4b is an explanatory view showing each step of the vacuum insulation core manufacturing method according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 진공단열재 코어의 제조방법은 크게 4단계로 구성된다. 첫째는, 도 4a에 도시된 진공단열재용 코어를 생산하기 위한 틀(20)을 가열하는 단계이다. 이때, 상기 틀(20)은 뚜껑(22)을 닫고 20℃ - 55℃사이가 되도록 가열된다. 상기 틀(20)을 상기 온도로 가열하였을 때, 상기 폴리우레탄 반응이 적절하게 일어난다.As shown, the manufacturing method of the vacuum insulation core according to the present invention is largely composed of four steps. The first step is heating the mold 20 to produce the core for the vacuum insulator shown in FIG. 4A. At this time, the mold 20 is heated to close the lid 22 and to be between 20 ℃-55 ℃. When the mold 20 is heated to the temperature, the polyurethane reaction occurs appropriately.
둘째는, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기의 가열된 틀(20)내에 발포원액(B)을 틀(20)내에 주입시키는 단계이다. 이 때, 발포원액(B)은, 상기 발포원액을 틀 내부 공간에 주입하여 폴리우레탄 반응시켜 폴리우레탄 단열재가 틀 내부 공간에 가득 찰 때의 발포원액 주입양을 100%로 하였을 때, 102%에서 150%까지 과다하게 주입된다. 상기와 같이 발포원액(B)을 틀(20)의 체적 비해 많이 주입하게 되면, 상기 발포원액(B)의 폴리우레탄 반응으로 형성된 마이크로셀은 상기 마이크로셀 상호간에 압력을 가하게 된다. 따라서 어느 인내한계를 넘으면 마이크로셀은 상기 자체압력에 의해 개방되어 개방형 셀이 된다Secondly, as shown in FIG. 4B, the foamed stock solution B is injected into the mold 20 in the heated mold 20. At this time, the foamed stock solution (B) is injected at 100% of the foamed stock solution into the inner space of the mold to make the polyurethane react with 100% of the foamed stock when the polyurethane insulation is filled to the inner space of the mold. Up to 150% is infused. When a large amount of the foam stock solution (B) is injected as compared to the volume of the mold 20 as described above, the microcells formed by the polyurethane reaction of the foam stock solution (B) exert pressure on the microcells. Therefore, if any endurance limit is exceeded, the microcell is opened by the self pressure and becomes an open cell
한편, 상기 발포원액(B)을 틀(20)내 주입하는 것은 주입기(24)에 의해 하게 된다. 상기 주입기(24)의 입구는 상기 틀(20)의 측면에서 삽입되어 발포원액(B)을 주입하게 되는데, 상기 틀(20)의 크기가 상대적으로 작은 경우에 적용될 수 있다. 즉, 틀(20)의 크기가 작아 발포원액(B)을 틀(20)내에 균일하게 배포하기 위해 주입기(24)를 이동할 필요가 없는 경우, 생산시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the injection of the foaming stock solution (B) in the mold 20 is made by the injector (24). The inlet of the injector 24 is inserted in the side of the mold 20 to inject the foam stock solution (B), it can be applied when the size of the mold 20 is relatively small. That is, when the size of the mold 20 is small and it is not necessary to move the injector 24 to uniformly distribute the foaming stock solution B within the mold 20, the production time can be shortened to improve productivity.
세째 단계는 도 4c에 도시된 바와 같이, 틀(20)의 뚜껑(22)을 개방하는 단계이다.The third step is to open the lid 22 of the mold 20, as shown in Figure 4c.
마지막 네째 단계는 도 4d에 도시된 바와 같이 탈형을 하는 단계이다. 상기와 같이 뚜껑(22)을 개방하고 탈형을 하는 시간은 발포원액(B)을 틀(20)에 주입한 후 2초 이상 15분 이내로 한다. 상기 탈형한 폴리우레탄 단열재(PI)는 진공단열재의 코어가 된다. 한편, 탈형하는 시간은 틀의 온도에 따라 달라질 수 있는데, 발포원액이 폴리우레탄 반응을 하여, 상기 반응에 의해 형성된 폐쇄형 셀이 자체 압력에 의해 개방형 셀로 변화되는데 적정한 시간으로 생산시 조건에 따라 정해진다.The fourth and final step is demolding as shown in FIG. 4D. Opening the lid 22 as described above and demolding time is within 2 minutes or more within 15 minutes after the injection of the foam stock solution (B) into the mold (20). The demolded polyurethane insulation (PI) becomes the core of the vacuum insulation. On the other hand, the time to demold may vary depending on the temperature of the mold, the foaming stock solution is a polyurethane reaction, the closed cell formed by the reaction is changed to an open cell by the pressure of its own, the appropriate time is determined according to the production conditions All.
상기와 같이 본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조방법은, 발포과정에서 발생된 폐쇄형 셀을 물리적으로 가압시켜 터뜨려 개방형 셀로 변화시키기 때문에, 발포원액에 화학적 반응에 의해 셀을 개방하는 셀 오프너를 첨가할 필요가 없다. 따라서 진공단열재 코아를 제조하는 비용을 절감할 수 있다.As described above, the method of manufacturing a vacuum insulation core according to the present invention, since the closed cell generated in the foaming process is physically pressurized to open and change to an open cell, a cell opener for opening the cell by chemical reaction may be added to the foaming stock solution. no need. Therefore, the cost of manufacturing the vacuum insulation core can be reduced.
그리고, 본 발명에 의한 진공단열재 코어용 폴리우레탄 단열재는, 마이크로셀간의 자체압력에 의해 폐쇄형 셀이 개방되는 것이므로, 종래방식과 달리 내부와 외부의 화학 반응온도 차이 때문에 발생하던 개방형 셀 분포의 불균일성 문제가 없다. 따라서, 모서리부나 표면층을 제거할 필요가 없어 진공단열재 코어의 단열재 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, the polyurethane insulation for the core core of the vacuum insulator according to the present invention, since the closed cell is opened by the self-pressure between the microcells, unlike the conventional method, the non-uniformity of the open cell distribution caused by the difference in the internal and external chemical reaction temperature No problem. Therefore, it is not necessary to remove the edge portion or the surface layer, so that the heat insulating material characteristics of the vacuum insulation core can be improved.
한편, 상기와 같이 제조된 진공단열재 코어는 그 표면에 제올라이트나 활성탄 또는 화학적 성분의 흡착제를 삽입시키고, 금속-플라스틱으로 구성된 적층필름의 봉투내에 넣는다. 그리고, 진공배기장치내에 넣어 일정수준의 진공도로 진공단열재를 코어내부의 개방형 셀에 들어 있는 가스성분을 모두 배기시킨 다음 봉투전체를 밀봉시켜 진공단열재를 완성시킨다.On the other hand, the vacuum insulation core manufactured as described above is inserted into the surface of the adsorbent of zeolite, activated carbon or chemical components, and placed in the envelope of the laminated film composed of metal-plastic. Then, the vacuum insulator is evacuated to exhaust all the gas components contained in the open cell inside the core with a certain level of vacuum, and then the entire bag is sealed to complete the vacuum insulator.
이하에서는 도 5를 참조하면서, 본 발명에 의한 제2실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.
본 발명에 의한 제2실시예는, 상기 발포원액(B)을 상기 틀(20)의 상측에서 주입하는 방식이다. 즉, 틀(20)의 뚜껑(22)을 열고, 상기 틀(20)의 상측에 설치된 주입기(24)가 사방으로 이동하며 틀(20)내에 발포원액(B)을 주입하게 된다. 한편, 상기 주입기(24)는 고정되어 있고 상기 틀(20)이 이동하며 발포원액(B)을 주입받을 수도 있다. 상기와 같이 주입기(24) 또는 틀(20)이 이동할 수 있으므로, 틀(20)의 면적이 넓은 경우라도 발포원액(B)을 균일하게 배포할 수 있는 이점이 있다. 그외단계는 제1실시예와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.In a second embodiment according to the present invention, the foamed stock solution (B) is injected from the upper side of the mold (20). That is, the lid 22 of the mold 20 is opened, and the injector 24 installed on the upper side of the mold 20 moves in all directions to inject the foam stock solution B into the mold 20. On the other hand, the injector 24 is fixed, the mold 20 is moved and may be injected with the foam stock solution (B). Since the injector 24 or the mold 20 can be moved as described above, even if the area of the mold 20 is wide, there is an advantage that the foaming stock solution B can be uniformly distributed. Since other steps are the same as those in the first embodiment, detailed description is omitted.
본 발명에 의한 진공단열재 코어의 제조장치는, 도 4b에 도시된 바와 같이 발포원액(B)이 폴리우레탄 반응을 하여 일정형상의 폴리우레탄 단열재로 형성되는 틀(20)과, 상기 틀(20)에 발포원액(B)을 주입하는 주입기(24)로 구성된다.In the apparatus for manufacturing a vacuum insulation core according to the present invention, as shown in FIG. 4B, the foam stock solution B undergoes a polyurethane reaction to form a polyurethane insulating material having a predetermined shape, and the mold 20. It is composed of an injector 24 for injecting the foaming stock solution (B).
상기 틀(20)은 상부가 개방되어 있고, 상부에 뚜껑(22)을 구비하고 있다. 또한, 도시된 상기 틀(20)은 직육면체 형상이나, 필요에 따라 다양한 형상으로 할 수 있다.The frame 20 is open at the top and has a lid 22 at the top. In addition, although the said frame 20 shown is a rectangular parallelepiped, it can be made into various shapes as needed.
한편, 도 4b에 도시된 주입기(24)는 틀(20)의 일측면에 삽입되는 구조이나, 도 5에 도시된 바와 같이 상측에서 주입하는 구조의 주입기(24')도 가능하다. 또한, 상기 주입기(24,24')는, 틀내에 발포원액을 균일하게 분배시키도록 이동가능하게 설치되어도 좋다.On the other hand, the injector 24 shown in Figure 4b is inserted into one side of the mold 20, it is also possible to injector 24 'of the structure to inject from the top as shown in FIG. The injectors 24 and 24 'may be provided so as to be movable so as to uniformly distribute the foam stock solution within the mold.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조장치의 작동관계는 상기 본 발명에 의한 진공단열재 코어 제조방법과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Since the operation relationship of the vacuum insulation core core manufacturing apparatus according to the present invention configured as described above is the same as the vacuum insulation core core manufacturing method according to the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
상기와 같이 구성된 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention configured as described above has the following effects.
첫째, 본 발명은 물리적 힘에 의해 셀을 개방하기 때문에 고가의 셀오프너를 발포원액에 첨가할 필요가 없고, 상기 셀오프너의 반응을 최대화하기 위한 종래의 대규모 제조설비도 필요로 하지 않기 때문에, 제조비용을 절감할 수 있다.First, the present invention does not require the addition of expensive cell openers to the foaming stock because the cells are opened by physical force, and does not require conventional large-scale manufacturing facilities to maximize the reaction of the cell openers. You can save money.
둘째, 본 발명은, 종래방식과 달리 화학반응에 의해 셀을 개방시키는 것이아니고, 물리적 힘을 이용하여 셀을 개방한다. 즉, 발포원액이 발포되었을 때 체적이 틀의 체적에 비해 커서 마이크로셀 상호간에 자연압력이 미치기 때문에, 폴리우레탄 단열재 내부에 개방형 셀이 균일하게 분포하도록 할 수 있고, 따라서 진공단열재 코어의 특성을 향상시켜 스크랩으로 인한 손실을 방지할 수 있다. 또한 단열재 내부에 개방형 셀이 균일하게 분포하도록 고품질의 폴리올과 특수한 이소시아네이트 반응원액을 필요로 하지 않기 때문에 제조비용을 절감할 수 있다.Second, the present invention does not open the cell by chemical reaction, unlike the conventional method, and opens the cell by using a physical force. That is, when the foaming stock solution is foamed, the volume is larger than that of the mold, so that natural pressure is exerted between the microcells, so that the open cells can be uniformly distributed inside the polyurethane insulation, thereby improving the characteristics of the core of the vacuum insulation material. This can prevent the loss due to scrap. In addition, the manufacturing cost can be reduced because high quality polyols and special isocyanate reaction stocks are not required to uniformly distribute the open cells inside the insulation.
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