KR100348352B1

KR100348352B1 - 전진공 단열상자체 및 그 제조방법과 해체방법

Info

Publication number: KR100348352B1
Application number: KR1019990000117A
Authority: KR
Inventors: 니시모토요시오
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1999-01-06
Publication date: 2002-08-09
Also published as: JP3968612B2; KR19990067748A; DE69813173D1; EP0931996A1; US6375292B2; TW415885B; US6336693B2; JPH11281246A; US6305768B1; EP0931996B1; US20020017841A1; US20020014818A1; US20010033126A1; US6464313B2

Abstract

단열상자체에 관한 것으로서, 진공배기가 용이하고 경량이며 균일한 강도특성이 얻어지고 잔존 가스가 적고 외부로부터의 가스침입을 억제할 수 있으며 단열벽의 내부를 모두 진공상태로 유지할 수 있도록 하는 것 및 단열벽을 폐기한 후의해체가 용이하고 각 부재의 재생이용을 용이하게 실행할 수 있도록 하기 위해, 단열벽의 내부가 연속되는 기공을 갖는 구조재를 포함해서 진공상태에 있는 단열상자체에 있어서, 단열상자체의 외각을 형성하고 있는 내부상자 및 외부상자와 내부상자와 외부상자 사이에 삽입한 구조재를 진공에 의한 밀착만으로 유지해서 이루어지는 것으로 하였다.

이와 같이 하는 것에 의해, 높은 진공도를 확보할 수 있고 단열성능을 향상시킬 수 있으며, 폐기후의 해체에 있어서의 상자체의 구성재료를 당접하는 부품에잔존시키는 일 없이 용이하게 분별회수할 수 있다는 등의 효과가 얻어진다.

Description

전진공 단열상자체 및 그 제조방법과 해체방법{FULL VACUUM HEAT INSULATION BOX BODY AND METHOD FOR PRODUCING AND DISASSEMBLING THE SAME}

본 발명은 냉장고 등의 단열상자체에 있어서 벽면이 금속제의 박판이나 수지성형품 등으로 구성되어 있는 단열을 필요로 하는 단열벽에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단열벽을 이루는 외각(外殼)내에 변형을 방지할 목적으로 다공체의 구조재를 배치하여 진공이 유지되어 이루어지는 전(全)진공 단열상자체 및 그 전진공단열상자체를 사용한 냉장고와 그 전진공 단열상자체의 제조방법 및 해체방법에 관한 것이다.

종래, 냉장고 등의 외각은 외부상자를 철판 등의 금속제박판으로 형성하고, 내부상자를 수지성형품으로 형성하고 그 간극에 구조재를 구성하기 위해 독립기포의 발포우레탄을 주입발포하여 충전시키는 것에 의해 구성되어 있었다.

도 16은 독립기포의 발포우레탄을 벽내의 단열재로 사용한 종래의 냉장고의제조공정의 설명도, 도 17은 그 공정중에 있어서의 발포우레탄 주입공정의 설명도이다.

즉, 종래의 냉장고 등의 외각은 강판을 절곡가공해서 얻은 성형품의 외부상자(1)에 ABS 수지시트의 진공성형품에 내장품을 고정시키기 위한 앵커(anchor)나 냉매공급용 배관등의 필요부재를 장착해서 얻은 내부상자(2)를 삽입하여 외각을 형성한다. 그리고, 외부상자(1)에는 발포우레탄의 혼합액(3)을 주입하기 위한 주입부(4)를 마련한다(스텝S1).

나머지 개구부인 배면과 바닥부에 판금가공부품을 장착한 후, 각 끼워맞춤부분의 약간의 간극을 핫멜트(hot melt) 접착제 등에 의해 봉지하고 또 일부의 내장부품의 조립을 실행한다(스텝S2).

그리고, 이와 같이 해서 얻어진 상자체를 도 17에 도시한 바와 같이 눕힌 상태로 해서 임의의 온도로 가온한 발포지그에 조립해서 고정시키고, 또 외부상자(1)에 마련한 주입부(4)의 주입구에 믹싱헤드(5)를 삽입하여 고정시킨 후, 발포우레탄의 혼합액(3)을 토출해서 주입하고 그 후 주입부(4)를 마개로 단단히 막는다.

주입시의 발포우레탄 혼합액(3)은 수배∼수십배의 발포배율을 갖는 액상이므로, 주입부(4)를 통해서 단열상자체의 개구부에 상당하는 플랜지부분을 흘러 분산한다.

그리고, 수초후에는 원료의 반응열에 의해서 발포제가 기화하여 발포를 초래하고, 나머지 내부상자(2)와 외부상자(1)의 간극이 충전된다. 주입시부터 수분 후, 일반적으로는 약 5분후에 발포지그에서 꺼내면 단열상자체가 형성되어 있다(스텝S3).

얻어진 단열상자체에 나머지 부품 예를 들면 팬모터나 조명 등의 전기품류, 선반이나 각종 케이스등의 내장부품을 조립해 넣는다. 또, 냉매회로를 확보하기위한 냉매회로부품을 장착한 후, 냉매를 봉입하면 제품의 조립이 완료한다(스텝S4). 완성된 제품의 각종기능의 검사를 실운전에 의해 확인하고 양품인 것의 확인을 실행한다(스텝S5).

얻어진 제품의 포장이나 서류관련을 정비하고 첨부하면 완성으로 된다(스 텝S6).

여기서 사용하는 단열재인 발포우레탄의 발포제로는 하이드로클로로 플루오로 카본류인 1, 1-디클로로-1-플루오로에탄(HFC141b)이 사용되어 왔지만, 근래 오존층파괴의 원인으로 되는 염소를 분자중에 포함하지 않는 하이드로 플루오로카본류나 하이드로 카본류를 사용하는 것이 제안되고 있다.

예를 들면, 일본국 특허공개공보 평성2-235982호에서는 1,1,1,3,3-펜타 플루오로 프로판(HFC245fa)이나 1,1,1,4,4,4-헥사 플루오로 부탄(HFC356mffm)과 같은 하이드로 플루오로 카본류를, 또한 일본국 특허공개공보 평성3-152160호에서는 시클로펜탄 등의 하이드로 카본을 발포제로 사용한 발포우레탄의 제조방법이 개시되어 있다.

그러나, 이들 발포우레탄의 단열성은 19∼20mw/MK로서, 오존층 파괴물질의 사용규제전에 사용하였던 클로로 플루오로 카본류를 사용한 경우의 16mw/MK의 단열성에 비하면 확실히 떨어진다.

오존층파괴의 원인물질을 사용하지 않고 소비전력의 저감이 요구되고 있는 냉장고 등에서는 단열재인 발포우레탄에 대한 단열성능향상에 한계가 있으므로, 도 18의 비교도에 도시한 바와 같이 발포우레탄의 2배이상의 단열성능이 얻어지는 진공단열패널을 응용하는 기술이 새로이 제안되어 있다.

예를 들면, 일본국 특허공개공보 소화60-243471호에는 PUF분쇄품을 합성수지자루에 투입해서 보드(판)형상으로 진공팩한 것을 벽내에 배치한 단열상자체가 개시되어 있고, 또한 일본국 특허공개공보 소화60-60483호에서는 측판의 플랜지측에 PUF가 유동하는 간극을 마련한 진공단열패널을 냉장고의 측벽에 설치하는 것을 제안하고 있다.

이상과 같은 제안을 비롯한 진공단열패널은 도 19에 도시한 구조를 갖고 있으며 그 제조방법을 이하에 설명한다. 우선, 섬유나 입자의 집합물 또는 연속기포를 갖는 발포체 등의 다공질인 구조를 갖는 코어재(11)을 자루형상의 포장재(12)에 삽입한다. 계속해서, 우수한 단열성을 발현시키기 위해, 도 20에 도시한 히 터(17a)를 갖는 융착장치(fusion-bonding device)(17)과 밀봉(seal)용 가압장치(18)과 진공조정용밸브(16)을 구비한 진공패널성형기(15)를 사용해서 내부를 탈기(脫氣)하고 진공상태를 확보하면서 코어재(11)을 삽입한 포장재(12)의 끝가장자리부(12a)를 열로 밀봉해서 외기의 침입을 방지하고, 도 19에 도시한 진공단열패널(13)을 얻는다. 또한, 끝가장자리부(12a)를 융착시킬 때,진공패널성형기(15)의 내부를 10^-2torr 정도의 진공도를 유지한 상태로 해 두는 것이 필요하고, 그를 위한 진공도의 조정을 도시하지 않은 진공배기장치에 접속한 진공조정용밸브(16)을 사용해서 실행한다.

따라서, 포장재(12)는 진공단열패널 내부로의 외부로부터의 가스침입을 차단또는 억제하여 단열성을 유지할 수 있도록 하기 위해 금속박막층을 중간층에, 또삽입구를 완전히 봉지할 수 있도록 하기 위해 우수한 용착성을 갖는 재료를 내층에, 또 흠집의 발생을 억제함과 동시에 냉장고 등의 상자체에서는 벽의 구부림강도를 확보할 수 있도록 하기 위해 발포우레탄과의 접착을 안정하게 확보할 수 있는 재료를 표면층에 사용하고 있다. 이와 같이, 포장재(12)에는 각종 특성이 요구되므로 요구되는 특성을 만족시킬 수 있는 다른 재료를 적층한 다층시트가 사용되고 있다.

또, 진공단열패널(13)의 코어재(11)에는 ① 진공상태의 패널형상을 유지하는기능을 만족시킬 수 있도록 대기압상당이상의 강도를 가지는 것과 ② 단열성능향상에 기여할 수 있도록 코어재 그 자체를 구성하는 물질을 전달하는 열(열전도)과 투 과하는 열(복사전열)의 양을 억제하는 것이 요구되고 있다. 따라서, 코어재(11)로는 전열량이 작은 물질로 형성된 다공질물질의 판이 사용되고 있다.

즉, 진공단열패널(13)의 단열성능을 향상시키기 위해서는 구성하는 재료 중특히 코어재(11)에는 열이 거의 전달되지 않는 물질을 사용하는 것, 재료내의 전열면적을 적게 하는 것에 의해 물질내를 전도하는 열량을 억제하는 것, 또 간극을 작게 하는 것에 의해서 복사전열(heat radiation)을 억제하는 것이 유효하다.

이와 같은 조건을 만족시키는 물질로서 수지나 유리 등의 다공체가 적합하게 사용되고, 특히 유리섬유의 매트나 연속기포를 갖는 수지발포체의 보드, 수지나 무기물의 미립자의 성형품을 사용하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 일본국 특허공개공보 소화60-71881호에는 펄라이트분말을 또 일본국 특허공개공보 소화60-243471호에는 PUF분쇄품을 각각 합성 수지주머니에 투입하여 보드형상으로 진공팩한 것이 제안되어 있다. 그 밖에, 일본국 특허공개공보 소화60-205164호의 연통기포의 경질우레탄폼, 일본국 특허공개공보 평성4-218540호의 열가소성 우레탄수지의 분말체를 견고하게 결합시킨 판형상성형품, 일본국 특허공개공보 평성7-96580호에는 유리의 긴 섬유, 무기미세분말 및 가늘게 섬유화된 수지섬유로 구성된 보드를 진공단열패널의 코어재로서 응용하는 것이 제안되어 있다.

이상과 같은 제안을 비롯한 일반적인 진공단열패널의 형상은 두께가 10∼20mm인 판형상이고, 냉장고의 벽에 조립된 상태로 사용된다. 즉, 진공단열패널을 부착한 외부상자에 내부상자를 삽입해서 합체시킨 후, 발포우레탄의 원료혼합액을 주입하여 발포성형시키는 것에 의해 단열벽을 형성한다.

따라서, 냉장고의 경우, 변형 등의 의장성을 손상시키는 일이 없도록 진공단열패널을 배치한 외각내의 간극을 매립하는 발포우레탄을 완전히 빈틈없이 충전하고 또한 선반받이 등의 오목볼록을 갖는 내부상자에는 진공단열패널을 배치하지 않고 진공단열패널을 외부상자면에 접착제 등을 사용해서 고정시키는 방법이 사용되고 있다.

그러나, 포장재가 갖는 미소결함이 예상이상으로 크거나 외적인 요인에 의해서 일부가 파괴되거나 코어재에 휘발성물질이 다량으로 잔존하거나 또는 부착되는 것에 의해, 원하는 단열성능의 발현이 불가능하게 될 가능성을 많이 포함한다.

이와 같이, 종래의 단열상자체의 단열벽구조는 외각내에 진공단열패널을 배치하고 나머지 공간이 독립기포를 갖는 발포우레탄으르 충전되어 있어 진공단열패널에 상술한 바와 같은 불합리가 발생한 경우에는 진공단열패널을 수리하는 것이극히 곤란하고 또한 교환이 불가능하다. 즉, 종래에는 상술한 바와 같은 불합리가 발생한 경우, 단열상자체 또는 냉장고 등의 시스템전체를 폐기하는 것을 전제로단열벽이 구성되어 있었다.

이 때문에, 상기 가능성에 의한 진공도의 저하에 대해 수복이 가능한 방법으로서 단열상자체의 외각내를 모두 진공상태로 한 단열벽을 갖는 단열상자체가 제안되어 있다. 예를 들면, 일본국 특허공개공보 소화57-52783호에는 통기성을 갖는주머니내에 분말상태의 물질을 넣은 것을 내부상자와 외부상자의 틈에 삽입하는것, 일본국 특허공개공보 평성3-140782호에는 중공의 수지제 외각내에 펄라이트 등의 입자를 투입하는 것, 또 일본국 특허공개공보 평성2-192580호와 일본국 특허공개공보 평성7-148752호에는 연통기포의 발포우레탄 등의 발포단열재를 외각내에 주입한 것을 사용해서 각각 외각의 일부에 마련한 배기구에서 외각내를 진공펌프 등을 사용해서 진공화하여 단열상자체의 외각내의 진공상태를 확보하는 것이 제안되어 있다.

그러나, 상술한 바와 같이 단열벽을 모두 진공상태로 유지하도록 한 종래의 단열상자체에 있어서는 상술한 진공단열패널의 구성에서 명백한 바와 같이, 분말 또는 입자형상의 물질을 투입한 경우에 이것을 균질이고 빽빽한 상태로 외각내에 충전하는 것이 매우 곤란하고, 외각내를 진공상태로 유지하면 대기압에 의해 가압되어 부분적 또는 전체적인 수축을 초래하여 의장성이나 경우에 따라서는 벽두께의감소로 인한 단열성능의 악화를 초래하는 경우가 있다.

또, 대형의 냉장고 등, 충전성이 떨어지는 단열상자체로의 충전에 있어서 대기압에 의한 변형을 방지하는데 필요한 강도를 얻는 밀도에 상당하는 충전량보다 많은 충전량을 필요로 하여 경제적인 손실과 중량의 증가 또 단열성능의 저하 등의불합리가 발생한다.

또, 연통기포의 발포우레탄을 충전하는 경우에 발포의 개시점부터 거품상태로 유동하는 거리가 짧은 경우나 거품의 성장이 완료하여 거품의 형상이 안정된 상태로 흐르는 경우 등에는 거품의 연통화(連通化)를 충분히 달성할 수 없어 독립기포가 잔존하게 된다.

또, 가령 연통화가 달성된 부분이라도 기포내에 잔존한 발포가스가 셀내에 잔존하거나 셀을 구성하는 수지에 흡착되므로 그대로 잔존해 버린다. 이 때문에이것을 구조재로서 그 상태 그대로 사용한 경우에는 특히 대형의 전진공 단열상자체에 있어서 배기 시간에 장시간을 필요로 하고 또 경시적인 진공도의 악화를 초래한다고 하는 불합리를 발생시킨다.

즉, 상술한 제안에 따르면, 외각내에 있어서의 가스발생에 따른 진공도의 저하를 방지하기 위해 시간이 걸리는 진공펌프 등을 사용해서 진공화를 거의 정기적으로 실행하거나 흡인시스템을 조립해 넣는 것이 불가결하게 된다. 또, 외각내부에 빈틈없이 충전한 상태에서는 구조상, 냉장고 등의 단열상자체의 끝부에 마련한 배기구에서 진공펌프를 사용하여 외각내부의 배기구와 대향하는 위치에 있는 잔존가스를 연속기포의 기공내를 긴 거리에 걸쳐 구석구석까지 흡인하여 충분한 진공상태를 확보할 때까지 배기하는 데에 있어서 극히 불리한 구조를 갖고 있으므로, 장시간의 진공화를 필요로 한다. 또, 이 경시적인 진공도악화의 기간은 냉각운전이 빈번히 실행되므로 소비전력량을 불필요하게 소비하고, 고내온도도 불안정하게되어 식품의 신선도유지에 영향을 미친다고 하는 문제가 생긴다.

또, 상술한 종래의 제조방법에 의해서 얻어진 전진공 단열상자체를 폐기한후 해체해서 부재를 재생이용하고자 할 때, 전자의 분말 또는 입자형상의 물질을 투입한 것에서는 해체시 및 회수시에 그들 충전재의 비산방지대책이 필요하게 될뿐만 아니라, 가령 그들 충전재가 주머니 등에 의해 보호를 받고 배치되어 있는 방법이채용되고 있다고 해도 파손시키지 않고 취급하는 데에 곤란을 수반한다.

한편, 후자의 발포우레탄의 원료혼합액을 외각내에 주입해서 발포성형시키는 것에 의해 단열벽을 형성해서 이루어지는 전진공 단열상자체의 경우에는 폐기후에해체 및 부재를 재생이용하려고 해도 충전발포우레탄이 외각인 내부상자 및 외부상자와 견고하게 자기접착하고 있어 떼어내는 것이 곤란하다. 이 때문에 종래에는외각을 그 구성부재마다 분별하지 않고 내부상자, 외부상자 및 이들과 자기접착하고 있는 충전발포우레탄을 함께 파쇄기에 넣어 해체하고, 그 하류측에서 중량 또는자성특성을 응용한 분별방법을 사용하여 외부상자는 자기에 의해 흡착시키고 내부상자는 중량에 의해 자연낙하시키고 발포우레탄은 바람 등을 이용해서 예를 들면 횡방향으로 날려 버리고, 이와 같이 해서 각 부재의 분별을 실행하도록 하고 있지만, 내부상자나 외부상자에 자기접착하고 있는 발포우레탄을 완전히 계면에서 박리시키는 것은 불가능하다. 따라서, 사용되고 있는 부재를 재이용할 수 없으며 또 재생이용을 실행하는 것도 매우 곤란한 상황에 있다.

본 발명의 목적은 진공배기가 용이하고 경량이며 균일한 강도특성이 얻어지고 잔존 가스가 적고 외부로부터의 가스침입을 억제할 수 있으며, 단열벽의 내부를모두 진공상태로 유지할 수 있도록 하는 것 및 단열벽을 폐기한 후의 해체가 용이하고 각 부재의 재생이용을 용이하게 실행할 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 전진공 단열상자체를 눕힌 상태로 해서도시한 단면도,

도 2는 제1 실시예에 관한 전진공 단열상자체의 주요부인 외각 구성부재 접합부를 확대해서 도시한 단면도,

도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도,

도 4는 제1 실시예에 관한 전진공 단열상자체의 제조방법을 도시한 공정의 설명도,

도 5는 제1 실시예에 관한 전진공 단열상자체를 사용한 냉장고를 문부를 삭제한 상태로 도시한 사시도,

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 관한 전진공 단열상자체를 눕힌 상태로 해서도시한 단면도,

도 7은 도 6의 B부의 접합전의 상태를 확대해서 도시한 단면도,

도 8은 제2 실시예에 관한 전진공 단열상자체의 홈을 갖는 구조재의 전체를도시한 사시도,

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 관한 전진공 단열상자체를 사용한 냉장고를문부를 삭제한 상태로 도시한 사시도,

도 10은 도 9의 C-C선에 따른 단면을 도시한 설명도,

도 11은 도 9의 D-D선에 따른 단면을 도시한 설명도,

도 12는 제4 실시예에 관한 전진공 단열상자체의 제조방법을 도시한 공정의설명도,

도 13은 본 발명의 제5 실시예에 관한 전진공 단열상자체의 해체방법을 도시한 설명도,

도 14는 제5 실시예에 관한 전진공 단열상자체를 도시한 사시도,

도 15는 제5 실시예에 관한 전진공 단열상자체의 주요부인 외각 구성부재 접합부를 확대해서 도시한 단면도,

도 16은 종래의 냉장고의 제조공정의 설명도,

도 17은 종래의 냉장고의 제조공정중에 있어서의 발포우레탄 주입공정의 설명도,

도 18은 각종 단열재의 단열성능의 특성의 설명도,

도 19는 진공단열패널의 구조를 도시한 단면도,

도 20은 진공패널 성형기의 구성을 도시한 단면도.

본 발명의 전진공 단열상자체는 다음의 구성으로 이루어진다. 즉, 단열벽의 내부가 연속하는 기공을 갖는 구조재를 포함하고 진공상태에 있는 단열상자체에있어서, 단열상자체의 외각을 형성하고 있는 내부상자와 외부상자 및 이들 내부상자와 외부상자 사이에 삽입한 구조재를 진공에 의한 밀착만으로 유지해서 이루어지는 것이다. 이것에 의하면, 폐기후의 해체에 있어서의 상자체의 구성재료를 당접(접촉)하는 부품에 잔존시키는 일 없이 용이하게 분별회수할 수 있다.

또, 단열상자체의 외각면이 오목볼록형상을 갖고, 이 오목볼록형상을 갖는 외각면에 당접하는 구조재가 수지발포체의 분쇄물로 이루어지는 성형품을 구비해서이루어지는 것이다.

이것에 의하면, 오목볼록이 있는 면에 있어서도 내부상자 등의 당접하는 면과의 사이에서 미충전인 부분이 생기는 일이 없고, 외각내를 진공으로 유지해도 표면에 변형 등 의장성의 불합리가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또, 구조재는 배기용 홈 또는 구멍과 연속하는 기공을 갖는 부품을 포함해서구성되어 이루어지는 것이다. 이것에 의하면, 외각내에 잔존하는 공기 등의 가스를 용이하게 배출할 수 있고, 진공배기에 걸리는 시간이 짧고 또한 높은 진공도를 확보할 수 있어 단열성능을 향상시킬 수 있다.

또, 구조재는 연통한 기포를 갖는 수지발포체로 이루어지는 것이다. 이것에 의하면, 열전도가 작은 단열벽으로 구성할 수 있고 열누설량을 억제할 수 있고 단열성능을 향상시킬 수 있다.

또, 구조재는 3각형의 단면구조를 나타내는 부품을 갖고, 이 3각형부품을 벽두께의 중앙층 또는 오목볼록을 갖지 않는 외각면과 당접하는 층에 배치해서 구성되어 이루어지는 것이다. 이것에 의하면, 쐐기효과가 얻어지고 벽에 느슨해짐을발생시키는 일이 없어져 변형 등의 의장성의 악화를 초래하는 것을 방지할 수 있다.

또, 3각형의 단면구조를 나타내는 부품은 연통한 기포를 갖는 발포폴리스티렌으로 이루어지는 것이다. 이것에 의하면, 취급시에 표면이 스치더라도 분말등이 발생하지 않고 또한 취급에 필요한 적절한 유연성을 갖고 작업성이 향상하고 또한 대기압에 견딜 수 있는 강도나 미세한 셀형상을 구비하여 우수한 외관과 단열성능이 얻어진다.

또, 연통한 기포를 갖는 발포폴리스티렌은 벽두께방향에 대해 직교하는 방향으로 넓어지는 편평형상의 기포를 갖고 이루어지는 것이다. 이것에 의하면, 단열방향의 복사열의 차폐효과를 한층 향상시킬 수 있다.

또, 내부상자와 외부상자의 접합부를 상자의 한쪽으로 절곡형성되어 접착 밀봉(seal)기능을 갖는 액상물질이 충전된 소정깊이의 홈 및 이 홈의 안쪽부에 삽입할 수 있도록 다른쪽의 상자에 형성한 끝변부로 구성하고, 이들 내부상자와 외부상자의 접합부가 외각진공화시에 발생하는 서로의 흡인력을 이용하여 상기 액상물질에 의해 접합 및 밀봉되어 이루어지는 것이다. 이것에 의하면, 내부상자와 외부상자를 피스톤으로서 작용시킬 수 있고 내부상자와 외부상자에 의해서 구조재를 외측에서 압압할 수 있어 구조재 상호의 진공에 의한 밀착도를 높일 수 있다.

또, 외부상자에 판부재에 의해 나중에 폐색되는 구조재삽입용 개구부를 마련함과 동시에 이들 외부상자와 판부재의 접합부를 외부상자재와 판부재의 한쪽으로절곡형성되어 접착밀봉기능을 갖는 액상물질이 충전된 소정깊이의 홈 및 이 홈의안쪽부에 삽입할 수 있도록 다른쪽에 형성한 끝변부로 구성하고, 이들 외부상자와판부재의 접합부가 외각진공화시에 발생하는 서로의 흡인력을 이용하여 상기 액상 물질에 의해 접합 및 밀봉되어 이루어지는 것이다. 이것에 의하면, 판부재를 피스톤으로서 작용시킬 수 있고 판부재에 의해서 개구에 배치되어 있는 구조재를 그배면측에서 압압할 수 있어 구조재상호의 진공에 의한 밀착도를 높일 수 있다.

또, 홈을 끝부가장자리를 내측으로 지그재그형상으로 되접어꺾는 것에 의해형성한 것이다. 이것에 의하면, 지그재그형상의 꺾음부(bent portion)의 기판측부재와 외부상자의 외주면 사이에 접합부의 전체 둘레에 걸치는 연속된 공극을 형성할 수 있고 또한 외부상자에서 구조재까지의 거리를 연장시킬 수 있다. 이 때문에, 폐기후의 해체시에는 이 외부상자의 외주면에 있어서의 기판측부재와 대향하는 부위를 절단하는 것에 의해, 잘라냄(notch)깊이방향의 정밀도를 높게 유지하지않고 용이하게 절단할 수 있으며, 이것에 의해서 대기를 도입하여 용이하게 외각을개방시킬 수 있어 각 구조재를 손상시키지 않고 빼내어 회수할 수 있다.

또, 홈의 상부에 홈에서 액상물질이 넘치지 않도록 액상물질을 저장하는 폭이 넓은 저장홈부를 마련한 것이다. 이것에 의하면, 밀봉에 충분한 접착제를 충전할 수 있음과 동시에 외부로의 접착제의 넘침을 방지할 수 있어 작업이 용이하게되고 또한 코어재의 접착제에 의한 오염이나 구조재와 외각과의 접합을 방지할 수있다.

또, 액상물질을 금속산화물 또는 금속질화물의 입자 또는 분말을 함유하는 접착제로 구성한 것이다. 이것에 의하면, 각종 가스나 수증기 등의 투과를 억제할 수 있고 진공도의 경시적인 저하에 따른 단열성능의 악화를 억제할 수 있다.

또, 지그재그형상 꺾음부의 외주면에 마크를 붙여 이루어지는 것이다. 이것에 의하면, 회수할 구조재를 손상시키지 않고 절단할 수 있는 부위를 용이하게 판별할 수 있다.

본 발명의 전진공 단열상자체의 제조방법은 내부상자와 외부상자를 일체화해서 외부상자의 개구바닥면이 개구된 제1 외각에 형성하는 공정, 연속기공을 갖고 단면이 3각형인 제1 구조재를 그의 밑변부분인 끝변을 선단으로 해서 제1 외각의 개구를 통해 제1 외각을 구성하는 내부상자와 외부상자 사이에 형성되는 공간내에삽입하는 공정, 연속기공을 갖고 단면이 3각형인 제2 구조재를 그의 정점부분을 선단으로 해서 제1 외각의 개구를 통해 그 공간내에 삽입하여 제1 외각의 공간을 충전하는 공정, 제1 외각의 개구를 연속기공을 갖고 평판형상인 제3 구조재로 폐색 하는 공정, 제3 구조재를 외측에서 판부재에 의해 봉해 넣고 판부재의 제1 외각과의 접합부위를 밀봉하여 전폐된 제2 외각에 형성하는 공정 및 제2 외각을 진공화하는 공정을 갖는다. 이것에 의하면, 외각내를 진공으로 유지해서 외관에 변형을 초래하지 않는 단열상자체를 용이하게 얻을 수 있다.

또, 표면에 오목볼록이 있는 외각면에 당접하는 구조재를 최초에 삽입하고 표면에 오목볼록이 없는 3각형단면의 구조재를 그의 정점부분을 선단으로 해서 마지막에 삽입하는 것에 의해 제1 외각의 공간을 충전한다. 이것에 의하면, 구조재 및 외각이 빈틈없이 당접해서 느슨해지지 않는 벽면을 용이하게 얻을 수 있다.

또, 제2 외각내의 진공화를 내부상자 및 외부상자와 이들 사이에 삽입한 구조재를 접착제 등에 의해서 고정시키지 않는 상태하에서 실행한다. 이것에 의하면, 간편하게 구조재를 배치할 수 있어 작업효율이 향상하고 또한 외각내의 진공도 저하의 원인으로 되는 접착제를 배제할 수 있어 진공도의 저하를 억제할 수 있다.

또, 적어도 제1 외각과 그 개구를 덮는 판부재의 한쪽측을 그들의 접합부에서 소정깊이의 홈에 절곡형성하고, 이 홈내에 금속산화물 또는 금속질화물의 입자 또는 분말을 함유하는 접착제로 이루어지는 액상물질을 충전하고, 이 액상물질이 충전된 홈내에 접합부의 다른쪽측을 삽입한 후 전폐된 제2 외각의 진공화를 실행하면서 액상물질을 고화(固化)시키는 것에 의해 접합부를 접합 및 밀봉한다. 이것에 의하면, 위치 결정이 용이하게 되고 접합부분을 확실히 봉지할 수 있다.

한편, 본 발명의 전진공 단열상자체의 해체방법은 내부상자 및 외부상자로 이루어지는 외각과 그 중에 있는 구조재가 진공에 의한 밀착만으로 고정되어 이루어지는 진공단열상자체를 그 외각면의 절단에 의해 내부로 대기를 도입해서 대기압 상태로 되돌린 후, 각 부재의 분별을 실행한다. 이것에 의하면, 진공상태를 파괴하는 것만으로 내부상자 및 외부상자와 구조재를 박리시킬 수 있어 용이하게 각부재를 회수할 수 있고 재이용할 수 있다.

또, 진공단열상자체는 내부상자와 외부상자의 접합부를 상자의 한쪽측의 끝부가장자리부를 내측으로 지그재그형상으로 되접어꺾는 것에 의해 형성되어 액상물질이 충전된 홈 및 이 홈의 안쪽부에 삽입할 수 있도록 다른쪽측의 상자에 형성된 끝변으로 구성하고 있고, 외각면의 절단을 지그재그형상 꺾음부를 갖는 측의 외면에 이 지그재그형상 꺾음부에 대응하는 위치를 따라서 잘라냄부를 마련하는 것에 의해 실행하고, 그 후 내부상자와 외부상자를 분할하여 외각재와 구조재의 회수를 실행한다. 이것에 의하면, 외각의 잘라냄부에서 구조재까지의 거리가 길고 그 사이에 공극을 갖고 있으므로 잘라냄깊이방향의 정밀도를 높게 유지하지 않고 이 부분을 용이하게 절단할 수 있고 또한 외각을 개방할 수 있어 내부에 있는 각 구조재를 손상시키지 않고 빼내어 회수할 수 있으며 재이용할 수 있다.

또, 진공단열상자체는 외부상자에 판부재로 폐색된 구조재삽입용 개구부를 가짐과 동시에 이들 외부상자와 판부재의 접합부를 상기 상자 또는 판부재의 한쪽측의 둘레가장자리부를 내측으로 지그재그형상으로 되접어꺾는 것에 의해 형성되어 액상물질이 충전된 홈 및 이 홈의 안쪽부에 삽입할 수 있도록 이들의 다른쪽측으로 절곡형성된 끝변부로 구성하고 있고, 외각면의 절단을 지그재그형상 꺾음부를 갖는측의 외주면에 이 지그재그형상 꺾음부에 대응하는 위치를 따라 잘라냄부를 마련하는 것에 의해 실행하고, 그 후 외부상자와 판부재를 분할하여 외각재와 구조재의 회수를 실행한다. 이것에 의하면, 구조재까지의 거리가 길고 그 사이에 틈을 갖는 부분을 절단하게 되어 잘라냄깊이방향의 정밀도를 높게 유지하지 않고 용이하게 절단할 수 있고 큰 개구부가 얻어져 내부에 있는 각 구조재를 손상시키지 않고 간단히 빼내어 회수할 수 있으며 재이용할 수 있다.

〈실시예1〉

이하, 실시예에 따라 본 발명을 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 전진공 단열상자체를 눕힌 상태로 해서 도시한 단면도, 도 2는 그 주요부인 외각구성부재접합부를 확대해서 도시한 단면도, 도 3은 그 측벽의 코너부분을 확대해서 도시한 것으로서 도 1의 A-A선에 따른 단면도, 도 4는 본 발명에 관한 전진공 단열상자체의 제조방법을 도시한 공정의 설명도, 도 5는 본 발명에 관한 전진공 단열상자체를 사용한 냉장고를 문부를 삭제한 상태로 도시한 사시도이다.

본 실시예의 전진공 단열상자체는 상자형 동결고(chest freezer)에 적용한 것으로서, 단열상자체의 외각(21)을 형성하고 있는 내부상자(22)와 외부상자(23)및 이들 내부상자(22)와 외부상자(23) 사이에 삽입한 연속된 기공을 갖는 구조재(24),(25),(26),(35)를 진공에 의한 밀착만으로 유지하도록 한 것이다.

이것을 더욱 상세하게 설명하면, 외각(21)의 내장면을 형성하는 내부상자(22)로서 여기서는 스테인레스의 박판을 용접 또는 접착에 의한 접합을 실행해서 상자형으로 성형한 것을 사용하고 있다. 이 재료선택은 외각(21)의 외장면을 형성하는 외부상자(23)으로부터의 열이 전파되는 단열성능저하의 억제와 내부상자면을 통해서 외부의 가스가 침입하는 것을 억제하기 위한 가스배리어성, 더 나아가서는 냉동보존하는 각종 식품의 낙하충격에 견딜 수 있는 것을 선정의 조건으로 한 것에 의한 것이다.

또, 외각(21)의 외장면을 형성하는 외부상자(23)으로서 바람직하게는 4측면을 일체화한 상자형의 통형상의 부품으로서 여기서는 절곡가공할 수 있는 컬러(color)강판으로 이루어지는 4측면의 절곡가공품을 사용하고 있다. 또한,도면에서는 설명의 편의상, 내부상자(22) 및 외부상자(23)은 모두 둘레측면(4면)중의1면에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

구조재(24), (25), (26), (35)중, 외각(21)의 각 측벽내부에 삽입된 구조재(24), (25), (35)는 쐐기 효과가 작용하도록 3각형의 단면구조를 나타내는 부품(24a), (24b), (25a), (25b), (35a), (35b)로 각각 구성되어 있다. 각 부품(24a), (24b), (25a), (25b), (35a), (35b)중, 측벽내부의 외측에 배치된 부품(24a), (25a), (35a)는 도 1에 도시한 바와 같이 내측의 부품(24b), (25b), (35b)보다 길게 설정되고, 조립시에 그 정점측의 선단이 내측의 부품(24b), (25b), (35b)의 밑변보다 외각바닥면측으로 돌출하도록 설정되어 있다.

또, 마지막에 외각(21)의 바닥벽부에 삽입되는 직사각형 평판형상의 구조재(26)은 바닥벽의 개구면에서 바깥쪽으로 약간 돌출하는 두께로 설정되어 있음과 동시에, 그 둘레면에 측벽구조재의 외측부품(24a), (25a), (35a)의 경사에 대응하는 사면(26a)가 형성되고, 각 사면(26a)가 외측부품(24a), (25a), (35a)의 돌출부내면에 당접하도록 되어 있다. 또, 그 내면의 외주부(26b)는 측벽구조재의 내측의 부품(24b), (25b), (35b)의 밑변측의 끝면에 당접하도록 되어 있다.

이들 각 구조재(24), (25), (26), (35)는 발포우레탄 등의 연통기포를 갖는발포수지를 슬래브(slab)형상으로 발포한 큰 발포품에서 잘라내어 제작된다. 이것은 상자형 동결고에서는 내부상자(22) 및 외부상자(23)의 표면에 오목볼록부분이없고, 이들 평면으로 구성된 단순한 형상을 갖는 내부상자(22) 및 외부상자(23)에당접하는 구조재이므로 발포우레탄 등의 연통기포를 갖는 발포수지를 슬래브형상으로 발포한 큰 발포품에서 잘라내어 얻어지는 구조재를 삽입하는 쪽이 저렴하고 또한 취급시에 표면이 스치더라도 분말 등이 발생하지 않은 취성, 대기압에 견딜 수있는 강도나 취급에 필요한 적절한 유연성 또 복사단열에 유효한 미세한 셀형상과고체물질의 전열을 억제하는 저밀도 등에 의해서 빚어지는 우수한 단열성능 등 다 양한 적합한 성질을 구비한 것을 확보하기 쉽다는 것에 의한 것이다.

또한, 외각(21)은 당초 각 구조재(24), (25), (26), (35)를 삽입할 수 있도록 상자형 동결고 개구부의 대면(對面)인 바닥면부가 개구되어 형성되고, 각 구조재(24), (25), (26), (35)가 삽입된 후, 바닥면개구가 외측에서 판부재(27)로 폐색되고 판부재(27)의 접합부위를 밀봉하는 것에 의해 전폐된 상자체를 구성한다.

그리고, 판부재(27)에 용접에 의해 부착된 진공밸브(28)을 거쳐서 진공화를 실행하는 것에 의해, 내부상자(22), 외부상자(23) 및 판부재(27)로 이루어지는 외각(21)과 이들 사이에 삽입된 각 구조재(24), (25), (26), (35)가 밀착하여 그 상태가 유지되도록 되어 있다. 그 때, 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부(29)를 도 2에 도시한 바와 같이 외부상자(23)의 끝가장자리부를 내측으로 지그재그형상으로 되접어꺾는 것에 의해 형성되어 접착밀봉기능을 갖는 액상물질로 이루어지는 접착제(31)이 충전된 소정깊이의 홈(32) 및 이 홈(32)의 안쪽부까지 삽입할 수 있도록 설정되어 판부재(27)에 형성된 끝변부(33)으로 구성하고, 이들 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부(29)가 외각내부의 진공화시에 발생하는 부압력에 의한 상호 흡인력을 이용해서 접합하고, 이 상태를 홈(32)내의 접착제(31)이 경화될 때까지 유지하는 것에 의해 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합 및 밀봉을 실행하도록 되어 있다. 이와 같이 접합시에 진공화시에 의한 부압력을 이용하는 것에 의해 판부재(27)을 피스톤으로서 작용시킬 수 있고, 판부재(27)에 의해서 바닥면개구에 배치되어 있는 구조재(26)을 그 배면측에서 압압할 수 있다. 그리고, 압압된 구조재(26)에 의해 외각(21)의 측벽부에 삽입된 각 구조재(24), (25), (35)의 내측부품(24b), (25b), (35b)를 압압하고 쐐기효과를 작용시킬 수 있다.

또, 접착제(31)로서는 에폭시수지 등의 액상수지에 금속산화물 또는 금속질화물의 입자 또는 분말을 함유하는 세라믹스를 혼합한 접착제를 사용한다. 이것에 의해 접착제(31)을 구성하는 수지의 효과에 따른 수축을 억제하고 접착부에 있어서 내외가 관통하는 것과 같은 결함의 발생을 방지하여 각종 가스의 투과를 억제한다.

또, 홈(32)의 상부에 판금가공에 의한 구부림가공에 의해 도 2에 도시한 바와 같이 접착제(31)을 저장하는 폭이 넓은 저장홈부(34)를 마련하고, 홈(32)에 봉입되어 있는 접착제(31)이 판부재(27)의 끝변부(33)의 삽입에 의해서 흘러넘쳐 누설되는 것을 방지하고 있다. 이것에 의해, 홈(32)에서는 판부재(27)의 끝변부(33)을 용이하게 막아내는(catch) 것이 가능하여 판부재(27)을 외부상자(23)의 고정위치에 고정시킬 수 있다. 이 때문에, 과잉이라도 결코 너무 적지 않은양의 접착제(31)을 충전하는 것이 가능하게 되어 외기의 침입을 차단하기 위한 밀봉기능이 향상된다. 즉, 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부분을 홈(32)에 있는 수지에 침지시키는 것에 의해, 완전한 밀봉상태의 외각구조를 얻을 수 있어 미접합이나 관통부의 잔존등의 결함을 배제할 수 있다. 또, 이 접합구조는 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부분뿐만 아니라, 내부상자(22)와 외부상자(23)의 접합부분(도시하지 않음)에도 채용하고 있으며 이것에 의해서 접속작업의 효율화와 단열상자체 전체의 밀봉도를 향상시킬 수 있어 고신뢰성이 얻어진다.

이와 같이, 외부상자(23)의 끝가장자리부를 내측으로 지그재그형상으로 되접 어꺾는 것에 의해 홈(32)를 형성하고, 또 지그재그형상 꺾음부의 선단측부재(23a)가 부풀려지도록 구부리는 것에 의해 접착제(31)을 저장하는 폭이 넓은 저장홈부(34)를 형성하고 있다. 따라서, 도 2에 도시한 바와 같이 지그재그형상 꺾음부의 기단측부재(23b)와 외부상자(23)의 외주면에 있어서의 지그재그형상 꺾음부의 기단측부재(23b)와 대향하는 부위(23c) 사이에는 접합부(29)의 전체 둘레에걸친 연속된 공극G가 형성된다. 이 공극G는 홈(32)의 외측 또한 외각(21)의 내측에 있고 접착제(31)이 충전되지 않은 부위이므로 고정되는 일은 없다. 따라서, 해체시에 외부상자(23)의 외주면에 있어서의 지그재그형상 꺾음부 즉 기단측부재(23b)와 대향하는 부위(23c)를 절단하는 것에 의해 외각(21)내로 대기를 도입하여 대기압상태로 복원할 수 있으며, 이것에 의해서 용이하게 외각(21)을 개방하여각 구조재(24), (25), (26), (35)를 빼낼 수 있다.

또, 도 3에 도시한 바와 같이 측벽의 각 코너부분은 인접하는 3각형구조재의테이퍼를 포함시킨 구조재끝변의 절단형상을 확보하여 서로 밀착시킴과 동시에, 미로(labyrinthine)형상으로 되도록 층층으로 조합하고 있다. 이것에 의해, 측벽의 각 코너부에 있어서도 인접하는 구조재상호를 밀착시킬 수 있어 맞대는 것에 있어서 동일 크기의 간극을 형성했다고 해도 열누설량을 한층 경감시킬 수 있다.

다음에, 상술한 바와 같이 구성되는 전진공 단열상자체의 제조방법에 대해서도 4의 공정설명도에 따라 도 1∼도 3을 참조하면서 설명한다. 우선, 스테인레스의 박판을 용접 또는 접착에 의해 접합해서 상자형으로 성형하고, 단열상자체의 외각내장면을 이루는 내부상자(22)을 얻는다(스텝S111).

계속해서, 컬러강판을 구부림가공해서 4측면의 통형상 구부림 가공품으로 성형하여 단열상자체의 외각외장면을 이루는 외부상자(23)을 얻고 외부상자(23)내에내부상자(22)를 삽입한 후, 이들의 접합부를 접합해서 외부상자 바닥면이 개구된제1 외각에 형성한다(스텝S112). 이 외부상자(23)과 내부상자(22)의 접합작업은그 접합부의 상태가 도 2에서 설명한 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부와 마찬가지이므로, 외부상자(23)과 내부상자(22)의 한쪽에 마련한 홈내에 상술한 구성의접착제를 충전하고, 이 접착제가 충전된 홈내에 다른쪽에 마련한 끝변부를 삽입한후, 이 상태를 홈내의 접착제가 경화할 때까지 유지하는 것에 의해 외부상자(23)과내부상자(22) 사이의 접합 및 밀봉을 실행한다. 그 때, 접착제를 각 변의 중심부근에 많이 충전하고 상대측 끝변부의 삽입에 의해 유동시키도록 하면 모든 홈내를 충전할 수 있으므로 균일하고 결함이 없는 밀봉을 얻는 데에 있어서 바람직하다.

이와 같이, 외부상자(23)과 내부상자(22)의 접합부의 한쪽에 형성한 홈내의 수지에 다른쪽에 마련한 끝변부를 침지시키는 것에 의해, 미접합이나 관통부의 잔존 등의 결함을 배제할 수 있어 접합부가 완전한 밀봉상태의 외각구조가 얻어진다. 그 결과, 외각의 내외를 관통하는 구멍 등의 결함부분이 극히 적어지고 단열상자체의 외부에서 침입하는 공기나 수증기 등의 가스의 차단에 관해서 신뢰성이 우수한밀봉구조를 확보할 수 있다.

다음에, 후단의 진공화 작업시에 외각이 대기압에 견뎌 변형을 일으키지 않도록 하기 위한 구조재를 작성하고, 제1 외각내에 삽입한다(스텝S113). 이 구조재의 작성은 우선 발포우레탄 등의 연통기포를 갖는 발포수지를 발포시켜 슬래브형 상의 큰 발포품을 작성하고, 이 발포품에서 제1∼제3 구조재 즉 3각형의 단면구조를 나타내는 제1 구조재인 부품(24a), (25a), (35a), 마찬가지로 3각형의 단면구조를 나타내는 제2 구조재인 부품(24b), (25b), (35b) 및 바닥벽부에 삽입되는 평판형상의 제3 구조재인 구조재(26)을 잘라낸다. 이와 같이 해서 얻어진 각 구조재는 제1 외각의 개구보다 외부상자(23)과 내부상자(22) 사이의 틈에 삽입된다.

제1 외각내로의 구조재의 삽입은 우선 단면이 3각형인 제1 구조재 즉 부품(24a), (25a), (35a)를 그 밑변부분인 끝변을 선단으로 해서 제1 외각의 개구를 거쳐서 그 각 측벽(4측면)내부에 삽입한다. 다음에, 단면이 3각형인 제2 구조재 즉 부품(24b), (25b), (35b)를 제1 구조재의 내측으로 되도록 그 정점부분을선단으로 해서 제1 외각의 개구를 거쳐서 그 측벽(4측면)내부에 삽입한다. 이것에 의해, 제1 외각의 둘레측벽 내부를 충전한다. 다음에, 제1 외각의 개구를 평판형상의 제3 구조재(26)으로 폐색한다.

모든 구조재의 제1 외각내로의 삽입이 완료하면, 제3 구조재(26)을 외측에서판부재(27)에 의해 봉입하고, 판부재(27)의 제1 외각과의 접합부위를 접착제(31)에의해 밀봉하여 전폐된 제2 외각에 형성하고(스텝S114), 판부재(27)에 부착된 진공밸브(28)을 거쳐서 진공화를 실행한다(스텝S115).

이 진공화는 내부상자(22) 및 외부상자(23)과 이들 사이에 삽입한 각 구조재(24), (25), (26), (35)를 접착제 등에 의해서 고정시키지 않은 상태하이고또한 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부(29)의 홈(32)내의 접착제(31)이 경화되지 않기 전에 개시하고 접착제(31)이 경화될 때까지 계속한다. 이것에 의해, 진 공화가 개시되면, 제2 외각내의 기압과 외부기압의 압력차에 의해서 판부재(27)이제2 외각안쪽으로 인장되고, 제3 구조재(26)을 바닥면측에서 압압하는 피스톤으로서 작용하고, 판부재(27)에 의해서 압압된 제3 구조재(26)에 의해서 외각(21)의 둘레측벽부에 삽입된 구조재(24), (25), (35) 특히 제2 구조재인 부품(24b), (25b), (35b)가 압압되어 쐐기효과가 작용한다. 그 결과, 벽두께 방향으로 느슨해짐이없어져 외각내에 간극이 발생하는 일 없이 거의 완전히 충전하는 것이 가능하게 되고 외각내부가 진공상태에 도달해도 대기압에 의해서 변형하는 일이 없어 우수한 외관상태를 유지할 수 있다. 접착제(31)이 경화한 후에는 내부상자(22) 및 외부상자(23)과 각 구조재(24), (25), (26), (35)가 진공에 의한 밀착만으로 유지되어 경량이고 균일한 강도특성을 갖는 전진공 단열상자체를 얻을 수 있다(스텝S1l6).

그리고, 외각내의 진공도를 사용하는 구조재의 종류에 따라서 다르지만,10^-0torr이상 바람직하게는 1O^-2torr이상을 확보하는 것에 의해 충분한 단열성능을 발현시킬수 있다.

이와 같이, 내부상자(22) 및 외부상자(23)과 각 구조재(24), (25), (26), (35)를 밀착시키는 데 접착제를 사용하지 않고 진공에 의한 부압력을 이용하는 것에 의해 접착제를 사용하고 있는 경우와 같은 진공상태하에서 발생하는 접착제재료중의 수분이나 저분자물질의 외각내로의 기화, 비산등의 문제가 존재하지 않게 되고 단열성능의 악화를 초래하는 일도 없어진다. 또, 각 구조재(24), (25), (26), (35)는 고정시키지 않아도 외각내의 공극내에 완전히 충전된 상태에 있으므로 제조나 사용상의 취급에 의한 진동등에 의해서 위치어긋남 등이 생기는 일도 없어 외관을 손상시키는 문제도 발생하는 일이 없다.

또, 폐기시의 회수가 용이하게 된다. 즉, 종래의 냉장고 등의 단열상자체인 경우에는 구조재인 독립기포의 발포우레탄과 외각재인 ABS수지의 진공성형품 및도장강판의 구부림 가공품이 견고하게 접착된 상태에 있었기 때문에, 그들을 박리하는데에 다대한 노동력을 필요로 하고, 가령 박리했다고 해도 발포우레탄을 완전히 제거하는 것이 불가능하였다. 그러나, 본 발명에 의한 전진공 단열상자체에의하면, 외각과 구조재는 단지 대기압에 의해서 가압밀착한 상태로 고정되어 있을뿐이므로, 이 진공상태를 파괴하면 내부상자(22) 및 외부상자(23)과 각 구조재(24), (25), (26), (35)를 용이하게 박리해서 분별할 수 있다.

도 5는 상술한 상자형 동결고와 마찬가지의 제조방법에 의해 제작한 냉장고를 도시한 것이다. 상자형 동결고인 경우에는 각 구조재를 삽입하기 위한 개구를 바닥면에 마련하였지만, 이 냉장고의 경우 양측벽이나 천정, 마루 및 중간단 벽의 내부에 구조재를 삽입하기 위해 당초 형성되는 개구를 배면에 설정한다. 이것에 의해, 상하좌우 및 중간의 각 벽에 각각 삽입한 3각형의 단면구조의 구조재부품을 마지막에 배면부에 삽입되는 직사각형 평판형상의 구조재와 이것을 봉입하는판부재에 의해 진공화시에 압압하여 쐐기효과를 작용시킬 수 있다. 그 결과, 벽의 두께방향에 느슨해짐이 없어지고 외각내에 간극을 발생하는 일이 없어 거의 완전하게 충전하는 것이 가능하게 되고, 외각내부가 진공상태에 도달해도 대기압에 의해 변형하는 일이 없고 우수한 외관상태를 유지할 수 있는 냉장고가 얻어진다. 또, 이 진공화도 냉장고를 눕힌 상태로 횡배치하고 그 외부상자(23)과 배면의 판부재(도시하지 않음)의 접합부의 접합시에 실행되고 접합부의 홈내의 접착제가 경화되지않기 전에 개시하여 접착제가 경화할 때까지 계속되는 것은 물론이다.

이와 같은 냉장고 등의 대형의 전진공 단열상자체에 본 발명을 적용하는 것에 의해, 내부상자(22) 및 외부상자(23)과 각 구조재의 박리 및 분별이 용이하게 되어 폐기시의 회수효과를 보다 큰 것으로 할 수 있다. 즉, 종래의 냉장고등의단열상자체에서는 구조재인 독립기포의 발포우레탄과 외각재인 ABS수지의 진공성형품 및 도장강판의 구부림가공품은 견고하게 접착된 상태에 있고 그들을 벗겨내기 위해 다대한 노동력을 필요로 하고 가령 벗겨냈다고 해도 발포우레탄을 완전히 제거하는 것이 불가능하였지만, 이 실시예의 전진공 단열상자체에 의하면 외각과 구조재는 단지 대기압에 의해서 가압밀착한 상태로 고정되어 있을 뿐이므로, 이 진공상태를 파괴하는 것만으로 용이하게 박리하여 분별할 수 있다.

〈실시예2〉

도 6은 본 발명에 관한 전진공 단열상자체를 눕힌 상태로 해서 도시한 단면도, 도 7은 도 6의 B부의 접합전의 상태를 확대해서 도시한 단면도, 도 8은 홈을 갖는 구조재의 전체를 도시한 사시도로서, 각 도면중, 상술한 제1 실시예의 것과동일부분에는 동일부호를 붙이고 있다. 또, 여기서는 둘레측벽의 내부는 좌우측벽만 도시하여 설명한다.

이 실시예의 전진공 단열상자체는 상자형 동결고에 적용한 것으로서, 외부상자(23) 및 내부상자(22)와 판부재(27)로 이루어지는 외각(21)의 각 측벽내부에 삽 입되는 구조재(24), (25)의 부품, 즉 발포우레탄 등의 연통기포를 갖는 발포수지를 슬래브형상으로 발포한 큰 발포품에서 잘라내어 제작되는 3각형의 단면구조를 나타내는 부품(24a), (24b), (25a), (25b) 중의 한쪽, 여기서는 내부상자(22)측에 배치되는 부품(24b), (25b)의 사면에 도 8에 도시한 바와 같이 긴쪽방향으로 연장하는홈(41)을 여러개 배치하고, 이 홈(41)이 형성된 면이 외부상자(23)측에 배치되는부품(24a), (25a)와의 대향면으로 되도록 외측의 부품(24a), (25a)와 조립되도록 되어 있다. 또한, 여기서는 각 구조재(24), (25)의 측면가장자리부의 미로구조에 대해서는 생략되어 있지만, 측벽의 코너부분에 있어서 인접하는 구조재상호가 층층이 조합되는 것은 물론이다.

이것을 더욱 상세하게 설명하면, 부품(24b), (25b)의 홈(41)은 폭이 넓은 경우에는 대기에 의한 변형을 잘 받으므로 취급에 지장을 초래하지 않을 정도의 깊이로 폭이 좁은 것을 많이 채용하는 것이 바람직하고, 여기서는 폭3mm, 깊이5mm의 홈을 50mm피치로 개방한 것을 예시하고 있다. 그 이외의 외부상자(23)과 내부상자(22)의 접속부의 구성 및 각 부재의 조립수순은 상술한 제1 실시예의 것과마찬가지이다.

이 실시예에 있어서도 판부재(27)에 용접(42)에 의해 부착한 진공밸브(28)을거쳐서 진공화를 실행하는 것에 의해, 3각형단면의 부품(24b), (25b)에 의한 쐐기효과를 작용시키고 내부상자(22), 외부상자(23) 및 판부재(27)로 이루어지는 외각(21)과 이들 사이에 삽입된 각 구조재(24), (25), (26)을 밀착시켜 그 상태가유지되도록 되어 있다. 그 때, 진공밸브(28)을 통해서 밸브에서 가장 멀리 위치 하는 부위의 가스(외각표면에 부착되거나 구조체의 기공내에 잔존하는 가스)도 흡인해서 배출할 필요가 있다. 이 실시예에 있어서는 각 측벽내부에 삽입되는 구조재(24), (25)의 3각형 단면의 부품의 대향면에 배기통로로 되는 홈(41)이 존재하게 되므로 각 구조체의 기공내에 있는 가스 등은 홈(41)까지 이동한 후에 홈(41)을 거쳐서 배출된다. 이 때문에 진공배기의 효율이 향상하고 진공밸브(28)의 대면에 위치하는 구조체가 갖는 연속된 기공의 내부에 도달할 때까지 충분한 진공상태를 확보할 수 있다.

예를 들면, 40OL의 내용적을 갖는 냉장고의 단열상자체인 경우, 어느 위치에서 진공배기를 실행하더라도 구조재의 말단까지는 1m이상의 거리를 필요로 하므로, 말단에 있는 구조재의 기공내에 잔존하는 공기 등의 가스를 구조재의 기공만을 따라 배출시키기 위해서는 장시간을 필요로 한다. 이것에 대해 배기용 홈(41)을 마련한 이 실시예에 의하면, 배기홈(41)로 가스가 이동하면 그 후의 외각으로의 배기는 용이하므로 배기에 필요로 하는 시간이 대폭으로 단축된다.

〈실시예3〉

이 실시예에 관한 전진공 단열상자체는 본 발명을 제1실시예와 같은 상자형동결고에 적용한 것으로서, 도 1의 외부상자(23) 및 내부상자(22)와 판부재(27)로이루어지는 외각(21)의 내부에 삽입되는 구조재(24), (25), (26), (35)중 적어도 3각형의 단면구조를 나타내는 부재(24a), (24b), (25a), (25b), (35a), (35b)를 연통한 기포를 갖는 발포폴리스티렌으로 구성한 것이다. 또한, 여기서는 설명에 있어서 상술한 도 1, 도 2, 도 3 및 도 7을 참조하는 것으로 한다.

이 실시예에서는 구조재(24), (25), (26), (35)의 부재에 연통기포를 갖는 발포수지를 사용하고 발포우레탄 이외에 기포직경이 작은 발포폴리스티렌을 사용하고 있다. 연통기포를 갖는 발포폴리스티렌의 제조방법에 대해서는 국제공개번호 W096/07942(일본국 특허초록 평성8-503720호, 일본국 특허출원 평성6-509062호) 및국제공개번호 W096/16876(일본국 특허초록 평성8-505895호, 일본국 특허 출원 평성6-517001호)에 기재되어 있는 바와 같이, 우선 평균분자량이 2×10⁵의 폴리스티렌에 주발포제인 탄산가스와 예를 들면 HFC-134a(1, 1, 1, 2-테트라플루오로에탄) 나 HFC-152a(1, 1-디플루오로에탄) 등의 보조발포제를 적절히 사용하여 압출혼합, 발포, 폼의 급냉에 의해서 연통기포의 함유율이 100%에 가깝고 또한 기포직경이 작은 발포폴리스티렌을 얻을 수 있다.

이 때, 얻어진 연통기포를 갖는 발포폴리스티렌의 압출성형품은 내부가 융점이하에서 열변형온도이상의 온도를 충분히 유지하고 있으므로, 압축응력을 부가하는 것에 의해서 벽두께방향에 대해 직교하는 방향으로 넓어지도록 기포를 용이하게편평화할 수 있다. 셀의 편평화에 따라서 수지내에 발생한 응력을 제거하기 위해 이 압축된 상태에서 온도를 유지해서 어닐한 후, 성형품을 열변형온도이하 바람직하게는 유리전이온도 이하로 냉각한다. 이와 같이 해서 얻어진 블럭형상의 성형품에서 구조재(24), (25), (26), (35)중, 외각(21)의 각 측벽내부에 삽입하는 구조재(24), (25), (35)는 쐐기효과가 작용하도록 3각형의 단면구조로, 또한 그 중 측벽내의 외측에 배치되는 부품(24a), (25a), (35a)는 도 1에 도시한 바와 같이 내측의 부품(24b), (25b), (35b)보다 길게 설정하고, 조립시에 그 정점측의 선단이 내측의 부품(24b), (25b), (35b)의 밑변측의 끝변보다 외각바닥면측으로 돌출하도록 재단하여 원하는 크기와 형상을 갖는 가공품을 얻었다.

또, 기포의 편평화처리는 블럭형상의 압출성형품에서 3각형의 단면구조를 나타내는 부재(24a), (24b), (25a), (25b), (35a), (35b)를 재단한 후에 실행해도 좋다. 즉, 블럭형상의 압출성형품에서 원하는 크기와 형상을 갖는 가공품을 얻은 후에 가압하고 벽두께방향에 대해 직교하는 방향으로 넓어지도록 셀을 편평화시키고 필요에 따라서 어닐을 실행하는 방법을 사용해도 좋다.

이 연통기포를 갖는 발포폴리스티렌의 가공품에 대해서는 상술한 제1실시예 및 제2실시예에서 사용한 연통기포를 갖는 발포우레탄에 비해 취급시에 표면이 스치더라도 분말 등이 잘 발생하지 않고, 대기압에 견딜 수 있는 강도나 취급에 필요한 적당한 유연성이 우수하다. 또, 복사단열에 유효한 미세한 셀형상을 갖고 있을 뿐만 아니라 그것을 두께방향에 대해 직교하는 방향으로 넓어지는 편평화형상으로 가공하는 것에 의해 단열방향의 복사열의 차폐효과를 향상시키고 있고, 이들에 의해서 얻어지는 우수한 단열성능 등 수많은 적합한 성질을 구비하고 있다.

이와 같이 해서 얻어진 연통기포를 갖는 발포폴리스티렌의 가공품을 스테인레스의 박판을 상자형으로 성형하여 내장면을 형성해서 이루어지는 내부상자(22)와컬러강판으로 이루어지는 4측면의 구부림가공품으로서 외장면을 형성해서 이루어지는 외부상자(23) 사이에 삽입한다. 그 후, 외각(21)의 바닥벽부에 그 개구면에서 외측으로 약간 돌출하는 두께로 설정되어 있음과 동시에, 둘레면에 측벽구조재의 외측부품(24a), (25a), (35a)의 경사에 대응하는 사면(26a)가 형성된 직사각형 평판형상의 구조재(26)을 삽입하고 그 둘레면의 사면(26a)를 외측부품(24a), (25a), (35a)의 돌출부내면에 당접시키고 또 그 내면의 외주부(26b)를 측벽구조재의 내측부품(24b), (25b), (35b)의 밑변측의 단면에 당접시킨다. 그리고, 바닥벽을 덮는 판부재(27)의 끝변부(33)을 도 2에 도시한 바와 같이 외부상자(23)의 끝가장자리부를 내측으로 지그재그형상으로 되접어꺾는 것에 의해 형성되고 접착 밀봉기능을 갖는 액상물질로 이루어지는 접착제(31)이 충전된 소정깊이의 홈(32)에 삽입하여 끼워맞춘다.

그리고, 판부재(27)에 용접에 의해 부착된 진공밸브(28)을 거쳐서 진공화를 실행하는 것에 의해, 내부상자(22), 외부상자(23) 및 판부재(27)로 이루어지는 외각(21)과 이들 사이에 삽입된 각 구조재(24), (25), (26), (35)가 밀착함과 동시에 이들 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부(29)가 외각내부의 진공화시에 발생하는 부압력에 의한 상호 흡인력을 이용해서 끼워맞춤을 강하게 하고, 이 상태를 홈(32)내의 접착제(31)이 경화될 때까지 유지시키는 것에 의해, 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합 및 밀봉을 실행한다. 또, 여기서는 각 구조재(24), (25)의 측가장자리부의 미로구조에 대해서는 생략하고 있지만, 측벽의 코너부분에 있어서 인접하는 구조재상호가 층층이 조합되는 것은 물론이다.

다음에, 상술한 제1, 제2, 제3의 실시예에 관한 전진공 단열상자체에 의한 차열효과를 확인하기 위해서 열누설량에 따른 단열성능 및 외각벽면의 평활성에 따른 의장성에 대해 시험예1, 2, 3을 사용해서 비교예1, 2와의 비교에 의해 평가한 결과에 대해서 설명한다.

〈시험예1, 2, 3〉

내용적이 280L인 상자형 동결고를 사용해서 연통기포의 발포우레탄의 슬래브발포품에서 재단하여 가공한 배기용 홈을 갖고 있지 않은 구조재를 사용한 제1실시예에 관한 전진공 단열상자체(시험예1), 제1실시예의 구조재에 폭3mm, 깊이5mm의 홈을 50mm피치로 마련한 슬래브발포품에서 재단하여 가공해서 이루어지는 구조재를사용한 제2실시예에 관한 전진공 단열상자체(시험예2) 및 연통기포를 갖는 발포폴리스티렌의 슬래브발포품을 가압하고 셀을 벽두께방향에 대해 직교하는 방향으로 넓어지도록 편평화시킨 후에 필요에 따라서 어닐을 실행한 것에서 재단하여 가공해서 이루어지는 구조재를 사용한 제3실시예에 관한 전진공 단열상자체(시험예3)을 제1실시예에서 설명한 제조방법에 따라서 제작하였다.

〈비교예1〉

제1실시예에서 설명한 외각재와 각 부품의 끼워맞춤방법에 의해 얻은 외각을발포우레탄의 발포압에 의해서 외각이 변형되지 않도록 내부상자개구부의 대면인 외각개구부를 위로 한 상태에서 지그에 장착한 후, 이것에 시클로펜탄을 발포제로 하는 2액으로 구성된 발포우레탄의 원료를 상자형 동결고의 바닥부의 기계실에 있는 주입구에서 바닥면을 따른 방향으로 고압발포기의 혼합기를 사용해서 혼합하면서 토출하여 주입한 후, 발포우레탄이 누설되지 않도록 즉시 주입에 사용한 구멍을 봉지하였다. 혼합액은 2액의 원료가 반응을 개시하여 수지화반응의 반응열에 의한 시클로펜탄의 기화와 수지화반응의 부생성물인 탄산가스의 발생에 의해서 발포하면서 외각내의 공극을 생성된 거품상태로 유동하여 충전되었다. 경화가 완료되는 5분 동안 그대로 둔 후에 지그에서 꺼내어 독립기포가 충전된 비교예1의 단열상자체를 얻었다.

〈비교예2〉

비교예1과 마찬가지의 방법으로 2액으로 구성된 연통기포의 발포우레탄을 외각내에 주입하여 충전시킨 후, 경화완료후에 지그에서 꺼내는 것에 의해 비교예2의단열상자체를 얻었다. 단지, 비교예2에는 진공 콕(cock)을 바닥부에 있는 압축기 등을 수납하는 기계실에 마련하였다.

평가내용은 다음과 같다.

[1] 단열성능

열누설량과 그 경시변화에 대해서 평가하였다.

열누설량은 고내에 발열량이 주지의 히터를 중앙부에 투입한 상자형 동결고를 임의의 온도로 유지한 항온실에 넣고 고내가 임의의 온도를 유지할때의 투입전력량에서 구한 것이다.

여기서는 실사용상태에서의 고내외의 온도차인 50℃를 확보하기 위해서 -20℃의 항온실내에 상자형 동결고를 투입하고, 그 상태에서 고내온도가 30℃를 유지하도록 히터로의 투입전력량을 조정하고 안정화시키고, 그 때의 단위시간당의 투입전력량에서 투입열량을 산출하고 이것을 열누설량으로 하였다.

또, 여기서 제작한 상자형 동결고는 진공배기완료에서 48시간이상 경과한 것을 사용하고, 상자형 동결고의 개구부에는 독립기포의 발포우레탄이 단열층에 충전되어 있는 문을 시험예1, 2 및 비교예1, 2의 어느것에도 공통해서 사용하였다.

[2] 진공배기의 효율

진공콕의 부분에 배치한 피라니(Pirani)진공계를 사용하고 1500 L/min의 배기용량을 갖는 진공펌프를 사용하여 진공배기개시시부터 0.05torr의 계측값을 확인할 때까지의 소요된 시간을 측정하고, 또 이 값을 확인하고 나서 60초동안 유지한후, 외부에서 공기 등이 침입하지 않도록 진공콕읕 닫아 단열상자체의 진공배기를완료한다.

이 단열상자체의 배기완료시부터 2시간 후와 48시간 후의 진공도를 상기 피라니진공계를 사용해서 측정하였다.

진공배기의 효율은 진공배기에 필요로 하는 시간과 진공도의 저하량에서 평가하였다.

[3] 외관의장성

외관의 평활성을 눈으로 비교한 결과를 외관의장성으로 하고, 종래품인 비교예1을 기준으로 해서 5단계의 레벨을 붙여 평가하였다.

[1] ∼ [3] 의 결과를 하기 표 1에 도시한다.

[표 1]

표 1의 결과로부터 명확한 바와 같이, 시험예1, 2, 3은 모두 종래의 단열상자체인 시클로펜탄을 발포제로 사용한 독립기포의 발포우레탄을 사용한 비교예1에 비해 훨씬 우수한 단열성능을 갖는 것을 확인할 수 있었다.

또, 비교예2에 나타낸 연통기포의 발포우레탄을 직접 주입해서 충전한 것과 비교하더라도 시험예1, 시험예2 및 시험예3의 어느 것에 있어서도 단열성능이 향상하였다.

그 요인으로서는 본 발명에서는 슬래브발포품에서 잘라낸 구조재를 사용하므로 배기시간이 단축하고 또한 배기완료후에 외각내부에 잔존하는 가스의 양이 적은 것을 들 수 있다. 이것은 높은 진공도가 유지되어 우수한 단열성능인 것을 나타내는 적은 열누설량이던 것에 의해 확인할 수 있었다.

특히, 시험예3에 관해서는 현저한 단열성능의 향상에 따른 열누설량의 저감이 달성되었다. 이것은 연통기포발포폴리스티렌을 사용하고 또한 벽두께방향에 대해 직교하는 방향으로 넓어지도록 셀의 형상을 편평화한 효과가 현저히 나타난 것으로 고려된다.

또, 연속기포의 발포우레탄을 구조재로 사용한 비교예2에서는 진공단열을 사용하지 않고 독립기포의 발포우레탄을 충전한 종래의 단열상자체인 비교예1에 비해외부상자의 평활성이 약간 저하하고 외관의장성이 떨어지는 것을 알 수 있었다.

이것에 대해 본 발명에 의한 시험예1와 시험예2 및 시험예3은 종래품인 비교예1에 비해 외관의장성도 떨어지는 일이 없고 오히려 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

외관의장성은 외각내에 충전하는 단열재의 균질성에 크게 의존한다. 이 때문에 대형냉장고인 경우에 발포우레탄의 유동거리가 매우 길게 되므로 비교예의 경우, 발포의 개시점과 최종충전부분에서는 유동중인 거품의 형상에 큰 차이를 발생시키고 또한 유동된 기포가 만나서 그 흐름을 변경시키는 일도 발생하기 쉽다는 등 압축강도 등의 기계적물성이 각 부에서 크게 다른 결과를 낳는다. 즉, 발포완료후에 발열반응에 의해서 120℃부근까지 상승한 내부온도가 실온까지 냉각되거나 사용환경온도의 차이 등에 의해서 불균일한 수축을 발생시키고 있다.

또, 연통기포의 발포우레탄의 발포에서는 기포의 유동성이 독립기포의 발포우레탄보다 더욱 떨어지므로 상술한 불합리가 더욱 자주 발생하는 것에 부가해서, 유동에 의해 거품에 전단력이 잘 인가되지 않는 외각의 벽면부근에서는 독립기포가 잔존하기 쉽고 온도의 변화에 따라서 변형이 발생하기 쉬운 독립기포의 분포가 불균일한 것도 외관의장성을 저하시키는 요소로 된 것이라 고려된다.

이것에 대해 전진공 단열상자체에 사용하는 구조재에서 슬래브발포품은 균일하게 산포(散布)한 발포우레탄 혼합액이 상방향으로만 발포하므로 물성분포가 상당히 균일하고 또한 중심부근에 있는 대부분의 기공이 연통화된 부분을 선택적으로 재단가공해서 얻을 수 있어 변형을 일으키는 일이 거의 없다.

또, 단열상자체에 충전된 연통기포의 발포우레탄에서는 내부에 발포가스가 그대로 잔존한 상태에 있고, 미반응성분의 잔존이나 발포가스의 수지로의 흡착 등이 많은 상태에 있다.

이것에 대해 슬래브 발포한 발포우레탄인 경우에는 발포가 해방상태에서 실행되고 또한 중심부근에 있는 대부분의 기공이 연통화된 부분을 선택적으로 재단가공해서 얻기 때문에, 기공내의 발포가스가 과잉으로 잔존하여 흡착하기 쉬운 상태를 유지하지 않아도 좋다. 또한, 재단가공한 구조재의 단체(單體)상태이면, 가열이나 진공상태하에서 건조시키는 등의 처리도 용이하게 실행할 수 있으므로, 극히 안정된 물성이 얻어지고 단열상자체의 내부를 진공으로 한 상태에서 구조재가 발생하는 가스의 양을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 진공도에 의존하는 단열성능의 저하를 더욱 억제해서 내부진공도의 경시적인 저하에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한 진공도유지를 위해 부착된 배기장치의 가동시간도 적게 할 수 있어 이 단열상자체를 사용한 상자형 동결고에 있어서는 한층 더 저전력화를 도모할 수 있다.

여기서, 주목해야 할 결과를 시험예1과 시험예2의 비교에서 알 수 있다. 즉, 어느쪽의 전진공 단열상자체도 양호한 단열성능을 나타내고 있고 종래품인 비교예1, 2 와 비교하더라도 충분히 유효하지만 구조재에 배기용 홈을 부가한 시험예2인 경우, 그 홈의 외관의장성을 손상시키는 일이 없고 또 진공배기에 필요로 하는 시간이 단축되어 배기의 용이성이 향상되고 있다는 것을 알 수 있었다.

〈실시예4〉

도 9는 본 발명에 관한 전진공 단열상자체를 사용한 냉장고를 문부를 삭제한 상태에서 도시한 사시도, 도 10은 본 발명에 관한 전진공 단열상자체의 주요부를 도시한 것으로서 도 9의 C-C선에 따른 단면을 도시한 설명도, 도 11은 이 전진공 단열상자체의 주요부를 도시한 것으로서 도 9의 D-D선에 따른 단면을 도시한 설명도, 도 12는 본 발명에 관한 전진공 단열상자체의 제조방법을 도시한 공정의 설명도로서 각 도면 중, 상술한 제1및 제2실시예의 것과 동일부분에는 동일부호를 붙이고 있다. 또한, 여기서는 둘레측벽의 내부는 우측벽만 도시하여 설명한다.

이 실시예의 전진공 단열상자체는 냉장고에 적용한 것으로서, 표면에 오목볼록형상(22a)를 갖고 외각(21)의 내장면을 형성하는 내부상자(22)가 부타디엔고무를 배합한 폴리스티렌수지를 중간층으로 하고 가스배리어성이 우수한 아크릴로니트릴을 상층으로 하고 폴리프로필렌을 하층으로서 갖는 복소화시트재를 준비하고, 이 상층면에 실리콘을 증착하고 이것에 의해서 얻은 시트를 진공성형에 의해서 성형하여 제작하고 있다.

또, 외각(21)의 외장면을 형성하는 외부상자(23)은 천정, 마루, 양 측면의 각 부를 일체화해서 통형상상자형으로 가공한 컬러강판의 구부림가공품으로 구성하고, 도 10에 도시한 바와 같이 외부상자(23)의 끝가장자리부를 내측으로 지그재그형상으로 되접어꺾는 것에 의해 형성되고 접착밀봉기능을 갖는 액상물질로 이루어지는 접착제(31)이 충전된 소정깊이의 홈(32A)에 내부상자(22)의 끝변부(33A)를 삽입하는 것에 의해 외부상자(23)과 내부상자(22)가 접합되어 있다. 이 접착제(31)을 포함하는 접합부의 구성은 상술한 제1실시예의 도 2에서 설명한 판부재(27)과 외부상자(23)의 접합부와 마찬가지로 홈(32A)의 상부에 접착제(31)을 저장하는 폭이 넓은 저장홈부(34A)가 마련되어 있다.

외각(21)의 양 측벽이나 천정, 마루 및 중간단벽의 내부에 삽입되는 구조재(25A)는 2개의 부품(25a), (51)로 이루어지고, 그 중 평면으로 형성되어 단순한 형상을 갖는 부품(25a)는 외각(21)의 표면에 오목볼록이 없는 부위 즉 천정, 마루, 및 중간단벽이나 측벽내의 외부상자(23)측에 삽입된다. 부품(25a)는 발포우레탄 등의 연통기포를 갖는 발포수지를 발포한 슬래브형상의 큰 발포품에서 잘라내어 제작되고, 3각형의 단면구조를 나타내고 있다. 또, 표면에 선반받이나 냉기순환용 홈등의 오목볼록형상(22a)를 갖는 내부상자(22)측에 삽입되는 부품(51)도 기본적으로 3각형의 단면구조를 나타내고 있지만, 이 부품(51)을 예를 들면 단순한 판형상인 구조재로 구성한 경우, 상기 선반받이 등의 오목볼록형상부분에는 구조재가 당접되지 않아 오목볼록형상부분이 외각내를 진공화했을 때에 대기압을 받아 변형되어 버린다. 그래서, 내부상자(22)에 당접하는 구조재부품(51)은 발포우레탄을 분쇄한 분말체와 가열에 의해서 용융하는 접착제를 혼합한 것을 사용한 자유로운 형상이 얻어지는 압축성형품으로 구성하고 선반이나 냉기순환홈 등을 따른 임의의 형상으로 성형하였다. 여기서 사용하는 분말체로서는 연통기포를 갖는 폴리스티렌이나 우레탄, 페놀, 요소(尿素)등의 발포수지의 분쇄품이 바람직하지만, 그 밖에 펄라이트 등의 무기물발포체나 수지나 무기물의 입자를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 구조재(25A)의 외부상자측부품(25a)의 내면에 상술한 제2실시예의 도8에서 설명한 것과 마찬가지의 배기용홈을 마련하는 것은 바람직하다. 그 이외의 구성, 즉 측벽구조재와 천정이나 마루의 구조재의 코너부분의 구성(미로구조) 및 외부상자(23)과 판부재(27)의 접속부의 구성, 접착제(31)의 성분 등을 포함한 그 밖의 구성은 상술한 각 실시예의 것과 마찬가지다.

다음에, 상술한 바와 같이 구성되는 전진공 단열상자체로 이루어지는 냉장고의 제조방법에 대해서 도 12의 공정설명도에 따라 도 9∼도 11을 참조하면서 설명한다. 우선, 부타디엔고무를 배합한 폴리스티렌수지를 베이스재로서 가스배리어성이 우수한 아크릴로니트릴을 단열벽내면측에, 폴리프로필렌을 단열벽외면측으로 되도록 복소화한 시트재의 내면에 실리콘을 증착한 시트를 진공성형에 의해서 상하2단의 상자형으로 성형하고, 표면에 오목볼록형상(22a)를 갖는 냉장고의 외각 내장면을 이루는 내부상자(22)를 얻는다. 다음에, 컬러강판을 구부림가공해서 천정, 마루, 양 측면의 각 부를 일체화한 통형상구부림가공품으로 성형하여 냉장고의 외각외장면을 이루는 외부상자(23)을 얻고, 외부상자(23)내에 내부상자(22)를 삽입한 후, 이들의 접합부를 접합해서 외부상자배면이 개구된 제1 외각에 형성한다(스텝S211). 이 외부상자(23)과 내부상자(22)의 접합작업은 도 10에 도시한 바와 같이 외부상자(23)에 마련한 홈(32A)내에 상술한 접착제 즉 에폭시수지 등의 액상수지에 금속산화물 등의 세라믹스를 혼합한 접착제(31)을 충전하고, 이 접착제(31)이 충전된 홈(32A)내에 내부상자(22)의 끝변부(33A)를 삽입한 후, 이 상태를 홈(32A) 내의 접착제(31)이 경화될 때까지 유지하는 것에 의해, 외부상자(23)과 내부상자(22) 사이의 접합 및 밀봉을 실행한다. 그 때, 접착제(31)을 각 변의 중심부근에 많이 충전하고 내부상자끝변부(33A)의 삽입에 의해 유동시키도록 하면, 모든 홈(32A)내를 충전할 수 있으므로 균일하고 결함이 없는 밀봉을 얻는 데에 있어서 바람직하다. 이와 같이, 외부상자(23)에 형성한 홈(32A)내의 수지에 내부상자(22)의 끝변부(33A)를 침지시키는 것에 의해 미접합이나 관통부의 잔존 등의 결함을 배제할 수 있고 접합부가 완전한 밀봉상태인 냉장고 외각구조를 얻을 수 있다. 그 결과, 외각의 내외를 관통하는 구멍 등의 결함부분이 극히 적어져 단열상자체의 외부에서 침입하는 공기나 수증기 등의 가스의 차단에 관해 신뢰성이 우수한 밀봉구조를 확보할 수 있다.

다음에, 후단의 진공화작업시에 외각이 대기압에 견뎌 변형을 일으키지 않도록 하기 위한 구조재를 작성하고, 제1 외각내에 삽입하여 외측에서 판부재(27)에 의해 봉입한다(스텝S212). 구조재의 작성은 우선 발포우레탄을 분쇄한 분말체와 가열에 의해서 용융하는 접착제를 혼합한 것을 내부상자(22)의 선반이나 냉기순환 홈 등을 따른 형상으로 압축성형하는 것에 의해 제1 구조재 즉 기본적으로 3각형의 단면구조를 나타내는 구조재부품(51)을 얻고, 또 발포우레탄 등의 연통기포를 갖는 발포수지를 발포시켜 슬래브형상의 큰 발포품을 작성하고, 이 발포품에서 제2, 제3 구조재 즉 3각형의 단면구조를 나타내고 구조재부품(51)과 대향해서 외부상자(23)측에 배치되는 제2 구조재인 부품(25a)와 제1 외각의 배면개구부에 삽입되는 평판형상의 제3 구조재인 구조재(26)을 잘라낸다. 이와 같이 해서 얻어진 각 구조재는 제1 외각의 배면개구를 거쳐 삽입된다.

제1 외각내로의 구조재의 삽입은 우선 제1 구조재 즉 구조재부품(51)을 그의 밑변부분인 끝변을 선단으로 해서 제1 외각의 배면개구를 거쳐서 선반 등의 볼록부를 갖는 내부상자(22)를 따르게 하면서 측벽내부에 삽입함과 동시에, 평탄한 천정이나 중간단벽에는 제2 구조재 즉 볼록부가 없는 부품(25a)를 그의 바닥벽부분인 끝변을 선단으로 해서 제1 외각의 배면개구를 거쳐서 삽입한다. 계속해서, 제2 구조재 즉 부품(25a)를 그의 정점부분을 선단으로 해서 제1 외각의 배면개구를 거쳐 구조재부품(51)과 대향하는 외부상자(23)측에 삽입함과 동시에, 천정이나 중간 단벽에도 앞서 삽입한 부품(25a)와 대향하는 측에 별도의 제2 구조재 즉 부품(25a)를 그의 정점부분을 선단으로 해서 제1 외각의 배면개구를 거쳐 삽입한다. 이 때, 나중에 삽입한 부품(25a)의 밑변부분은 상술한 제1실시예의 상자형 동결고의 경우와 마찬가지로 내부상자(22)의 배면으로부터의 연장선보다 약간 바람직하게는 10mm정도 뒤쪽으로 돌출되도록 길이나 밑변부분의 두께를 조정해 두는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 제1 외각의 측벽이나 천정 및 중간단벽 내부를 충전한다.

다음에, 배면부분 및 압축기 등을 탑재하는 기계실부분에 상당하는 마루에 바닥판 및 구조재를 배치한 후, 기계실을 포함하는 제1 외각의 배면개구를 평판형상의 제3 구조재(26)에 의해 폐색하고, 판부재(27)의 제1 외각과의 접합부위를 접착제(31)에 의해 밀봉하여 전폐된 제2 외각에 형성하고(스텝S213), 판부재(27)에 부착된 도시하지 않은 진공밸브를 거쳐서 진공화를 실행한다(스텝S214). 또한, 진공밸브는 진공배기를 실행한 후에 밀폐상태를 유지할 수 있도록 기계실부분에 장착되어 있다.

이 진공화는 내부상자(22) 및 외부상자(23)과 이들 사이에 삽입한 각 구조재(25a), (51), (26)을 접착제 등에 의해서 고정시키지 않은 상태하이고 또한외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부(29)의 홈(32)내의 접착제(31)이 경화되지 않기 전에 개시하여 접착제(31)이 경화될 때까지 계속한다. 이것에 의해, 진공화가 개시되면, 제2 외각내의 기압과 외부기압과의 압력차에 의해서 판부재(27)이 제2 외각안쪽으로 인장되고, 제3 구조재(26)을 배면측에서 압압하는 피스톤으로서 작용하며, 판부재(27)에 의해서 압압된 제3 구조재(26)에 의해 외각(21)의 측벽부나 천정 및 중간단벽에 삽입된 제2 구조재인 부품(25a)가 압압되어 쐐기효과가 작용한다. 그 결과, 벽의 두께방향으로 느슨해짐이 없어져 외각내에 간극을 발생시키는 일도 없어 거의 완전하게 충전하는 것이 가능하게 되고, 외각내부가 진공상태에 도달하더라도 대기압에 의해서 변형하는 일이 없어 우수한 외관상태를 유지할 수 있다. 접착제(31)이 경화된 후에는 내부상자(22) 및 외부상자(23)과 각 구조재(25a), (51), (26)이 진공에 의한 밀착만으로 유지되어 경량이고 또한 균일한 강도특성을 갖는 전진공 단열상자체로 이루어지는 냉장고가 얻어진다(스텝S215).

또한, 외각의 접합부의 홈이 수평으로 경사져 있는 부분에는 요변성(thixotropic)을 부여한 접착제를 사용하면 작업성이 양호하게 되어 바람직하다. 그리고, 상기와 같이 접착제의 점성을 조정하는 것에 의해 내부상자(22)와 외부상자(23)의 접합부도 외각진공화시에 동시에 접합할 수 있다. 즉, 외부상자(23)과 판부재(27) 의 접합부(29) 및 내부상자(22)과 외부상자(23)의 접합부의 각각의 경사에 맞게 각홈(32), (32A)내에 충전하는 접착제의 점성을 조성하고 진공화를 각 홈(32), (32A)내의 접착제가 경화되지 않기 전에 개시하여 각 홈(32), (32A)내의 접착제가 경화될 때까지 계속한다. 이것에 의해, 진공화가 개시되면,판부재(27)뿐만 아니라 내부상자(22)와 외부상자(23)도 구조재를 외측에서 압압하는 피스톤으로서 작용시킬 수 있고, 구조재상호의 진공에 의한 밀착도를 높일 수 있다. 또, 접착제를 공기나 수분 등이 투과하여 외각내부로 이행하는 것이 예측되므로, 그 억제를 목적으로 해서 접착제에 무기물을 함유한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부의 밀봉 후, 외각내부를 간이하게 진공화해서 10¹∼10²torr 정도의 저진공상태로 해서 판부재(27)을 구조재에 완전히 당접될 때까지 흡인시켜 안정화시키는 것이 유효하다.

이와 같이, 외각내를 진공상태로 하는 것에 따라, 판부재(27)에 의해 제3 구조재(26)을 배면측에서 압압하고 제3 구조재(26)에 의해 구조재(25a)를 압압해서 쐐기효과를 작용시키는 것에 의해, 벽의 두께방향의 느슨해짐을 해소할 수 있는 효과가 얻어지고, 또 그와 같은 거동을 포함한 구조재의 이동이나 수축이 안정화된 상태하에서 판부재(27)의 고정이 실행되므로, 이후의 공정에서 실행하는 단열성능 부여를 위한 본격적인 진공화시 또는 그 후에 일어나는 외각의 변형을 미연에 방지할 수 있다는 효과도 얻어진다.

즉, 외부상자(23)으로의 판부재(27) 부착시에 진공화를 실행한 후의 밀폐상태의 외각을 판부재(27) 부착후에 재차 진공밸브를 거쳐서 본격적인 진공화를 실행하여 외각내에 잔존해 있는 공기등의 가스를 배출한다. 이 때의 외각내의 진공도는 사용하는 구조재의 종류에 따라서 다르지만, 10^-0torr이상 바람직하게는 10^-2torr 이상을 확보하는 것에 의해서 충분한 단열성능을 발현시킬 수 있다. 외부상자에 마련한 진공밸브는 예를 들면 역지밸브 등의 봉지용밸브를 사용해도 좋다.

또, 밀폐된 구조를 이룬 외각내부의 구조체가 갖는 연속된 기공의 내부에 도달할 때까지 충분한 진공상태를 확보하기 위해 실행하는 진공화는 발포우레탄의 분쇄품의 고화 성형품으로 이루어지는 구조체 및 슬래브발포품부터의 잘라냄성형품으로 이루어지는 구조체에 진공밸브장착부 또는 그 근방에서 긴축(장축)방향으로 연장하는 홈 또는 구멍을 미리 가공해 두는 것이 유효하다. 이것에 의해, 구조체의 기공내에 있는 가스가 이 홈 또는 구멍을 따라 배출되기 쉽게 되므로 진공화의 시간을 대폭 단축할 수 있다.

이 홈은 폭이 넓은 경우에는 대기에 의한 변형을 받기 쉽게 되므로 구조재의 취급에 지장을 초래하지 않을 정도의 깊은 홈을 많이 채용하는 것이 바람직하지만, 예를 들면 폭 3mm, 깊이 5mm의 홈을 50mm피치로 개방하는 것에 의해 충분한 효과가 얻어진다.

다음에, 이 제4실시예에 관한 전진공 단열상자체에 의한 차열효과를 확인하기 위해, 열누설량에 따른 단열성능 및 외각벽면의 평활성에 따른 의장성에 대해서 시험예4, 5, 6을 사용해서 비교예3, 4와의 비교에 의해 평가한 결과에 대해서 설명한다.

〈시험예4, 5, 6〉

내용적이 120L인 냉장고에 사용하기 위해 연통기포의 발포우레탄의 슬래브발포품에서 재단해서 가공한 배기용 홈을 갖지 않는 구조재를 사용한 전진공 단열상자체(시험예4), 구조재로 폭 5mm, 깊이 5mm의 홈을 50mm피치로 마련한 슬래브발포품에서 재단해서 가공하여 이루어지는 구조재를 사용한 전진공 단열상자체(시험예5)및 구조재로 폭 10mm, 깊이 5mm의 홈을 50mm피치로 마련한 슬래브발포품에서 재단해서 가공하여 이루어지는 구조재를 사용한 전진공 단열상자체(시험예6)을 이 제4실시예에서 설명한 제조방법에 따라서 제작하였다.

〈비교예3〉

이 제4실시예의 도 12에 도시한 공정과 같이, 컬러강판의 여러개의 구부림성형품으로 이루어지는 외부상자와 ABS수지의 진공성형품인 내부상자를 끼워맞춘 외각을 발포우레탄의 발포압에 의해서 외각이 변형되지 않도록 지그에 장착한 후, 이것에 시클로펜탄을 발포제로 하는 2액으로 구성된 발포우레탄의 원료를 고압발포기의 혼합기에 의해 혼합한 혼합액을 외각배면의 판부재에 있어서의 양 측벽의 세로 중앙부 부근에 마련한 구멍에서 주입한 후, 발포우레탄이 누설되지 않도록 즉시 주입에 사용한 구멍을 봉지하였다. 혼합액은 2액의 원료가 반응을 개시하고 수지화반응의 반응열에 의한 시클로펜탄의 기화와 수지화반응의 부생성물인 탄산가스의 발생에 의해 발포하면서 외각내의 공극을 생성한 기포상태에서 유동하여 충전하였다. 경화가 완료하는 5분 동안 그대로 둔 후에 지그에서 꺼내어 독립기포가 충전된 단열상자체를 얻었다.

〈비교예4〉

비교예3과 마찬가지의 방법에 의해 2액으로 구성된 연통기포의 발포우레탄을 외각내에 주입해서 충전시킨 후, 경화완료후에 지그에서 꺼내는 것에 의해 비교예4의 단열상자체를 얻었다. 단, 비교예4에는 진공콕을 바닥부에 있는 압축기 등을 수납하는 기계실에 마련하였다.

평가내용은 다음과 같다. 또한, 여기서는 냉장고의 개구부에 기존의 제품인 마찬가지의 냉장고에 사용하고 있는 문을 시험예4, 5, 6 및 비교예3, 4 의 어느 것에도 공통해서 사용하였다.

[1] 구조재의 중량

외각내에 투입한 구조내의 중량을 구하였다.

어느 단열상자체에 있어서도 구조재의 투입전후에 있어서 증가한 중량을 채용하였다.

[2] 단열성능

열누설량과 그 경시변화에 대해서 평가하였다.

열누설량은 고내에 발열량이 주지의 히터를 중앙부에 투입한 냉장고를 임의의 온도로 유지한 항온실에 넣고, 고내가 임의의 온도를 유지할 때의 투입전력량에서 구한 것이다. 이 때의 온도조건으로서 항온실내를 -0℃, 각 시료인 각 냉장고내의 온도를 +30℃로 하였다.

[3] 진공배기의 효율

진공콕부분에 배치한 피라니 진공계를 사용하여 1500L/min의 배기용량을 갖는 진공펌프를 사용하여 진공배기개시시부터 0.05torr의 계측값을 확인했을 때까지 소요된 시간을 측정하고, 또 이 값을 확인하고 나서 60초 동안 유지한 후에 외부에서 공기 등이 침입하지 않도록 진공콕을 닫아 단열상자체의 진공배기를 완료한다.

진공배기의 효율은 진공배기에 소요되는 시간과 진공도의 저하량으로부터 평가하였다.

[4] 외관의장성

외관의 평활성을 눈으로 비교한 결과를 외관의장성으로 하고 종래품인 비교예3을 기준으로 해서 5단계의 레벨을 부가하여 평가하였다.

[1] ∼ [4] 의 결과를 하기 표 2에 도시한다.

[표 2]

표 2의 결과로부터 명확한 바와 같이, 시험예4, 5, 6의 각 단열상자체의 단열성능은 모두 시클로펜탄을 발포제로 사용한 독립기포의 발포우레탄을 사용한 종래의 단열상자체인 비교예3, 4에 비해 훨씬 우수한 것을 확인할 수 있었다.

우선, 구조재의 중량은 종래예인 비교예3에 비해 각 시험예4, 5, 6과 비교예4 모두가 무겁게 되어 있지만, 이것은 외각내가 진공상태에 있고 대기압을 받은 구조재가 변형하는 것을 방지하는 데에 있어서 필요한 강도를 얻기 위해 불가결한 밀도의 상승을 실행한 것에 의한 것이다. 특히, 비교예4에 관해서는 연통기포의 발포우레탄이 유동성이 떨어지는 것에 따라 단열상자체의 각 부분에 있어서 필요한 성능을 얻기 위해서는 과잉으로 충전해서 균질화와 전반적으로 기계적강도의 향상을 달성하는 것이 필요한 것에 의한 것이다.

또, 비교예4에 나타낸 연통기포의 발포우레탄을 직접 주입해서 충전한 것에 비해 시험예4∼시험예6 모두에 있어서도 배기의 효율이 향상하고 단열성능 및 진공도의 경시변화 모두가 우수한 값을 나타내었다.

또, 외관의장성도 비교예3, 4에 비해 향상하고 있다. 이것은 이미 설명한 제1실시예에서 기술한 바와 같이, 연통기포의 발포우레탄의 주입발포에서는 독립기포와 미반응성분의 잔존이나 발포제의 수지로의 흡착 등이 많고, 또 단열상자체 성형시에 있어서의 기포의 유동성이 떨어지므로 밀도나 강도의 분포가 커지기 쉽고 또 균질한 것이 잘 얻기 어려운 데 대해 슬래브발포품인 경우에는 낮은 밀도이고 고강도의 것이 안정하게 얻어진다는 이점에 따른 것이다.

또, 슬래브발포품에서는 연통한 기포가 극히 많은 부분을 선택적으로 얻을 수 있고 또한 재단가공한 구조재를 가열이나 진공상태하에서 건조시키는 등의 처리도 용이하므로, 단열상자체의 내부를 진공상태로 한 상태에서 구조재가 발생하는 가스량을 더욱더 억제하는 것도 가능하다. 이것에 의해, 진공도에 의존하는 단열성능의 저하를 억제하고 내부진공도의 경시적인 저하에 대한 신뢰성의 향상을 달성할 수 있음과 동시에, 이것에 따른 배기장치의 가동시간도 적게 할 수 있어 이 단열상자체를 사용한 냉장고는 한층 더 저전력화를 달성할 수 있다.

또, 외관의장성에 관해서는 시험예4∼시험예6의 비교에 있어서, 내부상자의 선반받이 등의 오목볼록부가 외각내를 진공으로 유지하는 것에 의해서 받는 대기압에 의해서 변형되어 오목부가 발생하는 일도 없고 또 어떠한 전진공 단열상자체도 모두 비교예4에 비해 양호한 단열성능을 나타내고 있다.

한편, 벽의 두께방향, 중앙부에 위치하는 구조재의 표면에 배기용 홈을 부가한 경우에는 그 홈이 폭이 넓은 시험예6에서는 약간의 물결로 되어 나타나지만, 외관의장성을 크게 손상시키는 일도 없다.

또, 홈을 마련하지 않은 시험예4에서는 진공배기 직후의 단열성능이 시험예5에 비해 약간 떨어지는 결과를 얻을 수 있었다.

이들 결과는 구조재의 경도나 기공(氣孔)의 크기에 따라서 다르지만, 경제성과 단열성능 등의 특성의 양자를 바람직한 조건으로서 만족시킬 수 있는 범위를 고려하면, 본 평가의 결과에서 크게 벗어나는 일은 없다고 고려된다.

이상의 것에서 추찰하면, 구조재에는 벽의 두께 방향에 있어서의 중앙부근에 5mm 정도의 폭으로 배기용 홈을 마련하는 것이 가장 바람직하다.

이 제4실시예에 있어서는 내부를 진공으로 유지해도 변형을 초래하지 않도록 사용하는 구조재로서 연통기포의 발포우레탄을 주입하여 충전한 방법 대신에, 연통기포의 발포우레탄을 분쇄한 분말체와 가열에 의해서 용융하는 접착제를 혼합한 것을 압축성형한 성형품이나 연통기포의 발포우레탄의 슬래브발포품을 잘라냄가공한 성형품을 사용했으므로, 발포우레탄의 미반응성분이나 발포수지에 흡착되어 있는 가스 등 진공중에서의 기산(氣散)성분의 잔존량이 적어지고 또 저밀도이고 고강도의 것이 안정하게 얻어진다는 이점이 있다.

또, 슬래브발포품에서는 중심부근에 있는 연통기포부분을 선택적으로 잘라낼 수 있고 또한 재단가공한 구조재를 가열이나 진공상태하에서 건조시키는 등의 처리가 가능하게 되므로, 단열상자체내부를 진공으로 한 상태에서 구조재가 발생하는 가스량을 더욱 억제할 수 있다. 따라서, 진공도의 경시적인 저하에 의존하는 단열성능의 저하를 억제할 수 있으므로, 냉매회로와 그것에 관련된 기기의 운전에 소요되는 전기량 이외에 예를 들면 진공도를 유지하기 위해 냉장고에 배기장치를 부착한 경우에는 그것의 가동시간을 대폭 적게 할 수 있어 한층 더 저전력화를 달성할 수 있다.

〈실시예5〉

도 13은 본 발명에 관한 전진공 단열상자체의 해체방법을 도시한 설명도, 도 14는 본 발명에 관한 전진공 단열상자체를 도시한 사시도, 도 15는 그 주요부인 외각구성부재 접합부를 확대해서 도시한 단면도로서, 각 도면중, 상술한 제1∼제4의 각 실시예의 것과 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 있다. 또한, 여기서는 외각구성부재 접합부로서 외부상자와 판부재의 접합부만을 대표적으로 도시하고, 외부상자와 내부상자의 접합부에 대해서는 도 10을 참조하는 것으로 한다.

이 실시예의 전진공 단열상자체는 상자형 동결고에 적용한 것으로서 외부상자(23) 및 내부상자(22)와 판부재(27)로 이루어지는 외각(21)의 각 부재간 접합부 및 외각내부에 삽입되는 구조재(도시하지 않음)의 구성은 기본적으로 상술한 각 실시예의 것과 마찬가지다. 이 실시예에서는 해체시의 바람직한 외각면 절단위치로 되는 부위에 도 14에 도시한 바와 같이 마크(61)을 부가해서 명기한 점이 상술한 각 실시예의 것과 다르며, 여기서는 마크(61)을 도 15에 도시한 바와 같이 오목 형상의 선(61a)로 형성하고 있다.

이것을 더욱 상세하게 설명하면, 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부(29)는 도 13 및 도 15에 도시한 바와 같이, 외부상자(23)의 끝가장자리부를 내측으로 지그재그형상으로 되접어꺽는 것에 의해 형성되고 접착 밀봉기능을 갖는 액상물질로 이루어지는 접착제(31)이 충전된 소정깊이의 홈(32) 및 이 홈(32)의 안쪽부까지 삽입할 수 있도록 설정되어 판부재(27)에 형성된 끝변부(33)으로 구성되어 있고, 마크(61) 즉 오목형 선(61a)는 지그재그형상 꺾음부를 갖는 외부상자(23)의 외주면에 있어서의 지그재그형상 꺾음부에 대응하는 위치, 즉 지그재그형상 꺾음부의 기단측부재(23b)와 대향하는 부위(23c)에 형성되어 있다.

또, 외부상자(23)과 내부상자(22)의 접합부를 해체시의 외각면 절단위치로 하고자 하는 경우에는 도 10에 도시한 홈(32A)가 형성되어 있는 지그재그형상 꺾음부를 갖는 외부상자(23)의 외주면에 있어서의 지그재그형상 꺾음부에 대응하는 외치에 오목형 선 등으로 이루어지는 마크를 부가해서 명기한다.

즉, 외부상자(23)과 내부상자(22)의 접합부에 있어서의 지그재그형상 꺾음부의 기단측부재(23b)와 외부상자(23)의 최단면(最端面)에 있어서의 지그재그형상 꺾음부의 기단측부재(23b)와 대향하는 부위(23a) 사이에도 접합부의 전체 둘레에 걸친 연속된 공극이 홈으로서 형성되고, 또 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부(29)에 있어서의 지그재그형상 꺾음부의 기단측부재(23b)와 지그재그형상 꺾음부의 기단측부재(23b)와 대향하는 외부상자(23)의 외주면에 있어서의 부위(23c) 사이에는 접합부(29)의 전체 둘레에 걸친 연속된 공극G가 형성되어 있다. 이 공극G는 홈(32), (32A)의 외측 즉 외각(21)의 안쪽에 있고 접착제(31)이 충전되지 않는 부위로서 고정되는 일은 없고, 따라서 해체시에 외부상자(23)의 외주면에 있어서의 지그재그형상 꺾음부에 대응하는 부위(오목형 선(61a) 부분)를 절단하는 것에 의해 외각(21)내로 용이하게 대기를 도입할 수 있다. 외부상자(23) 및 내부상자(22)과 판부재(27)로 이루어지는 외각(21) 및 그 내부에 있는 구조재는 진공에 의한 밀착만으로 고정되어 있으므로, 대기도입에 의해서 외각(21)내가 대기압상태로 복원되면 각 부재의 밀착상태가 해제되고 이들 각 부재가 박리되어 분별이 용이하게 된다.

다음에, 상술한 바와 같이 구성되는 전진공 단열상자체 즉 상자형 동결고의 해체방법에 대해서 도 13∼도 15에 따라 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부(29)를 절단하는 경우를 예로 들어 설명한다. 우선, 외부상자(23)과 바닥면에 있는 판부재(27)의 접합부(29)가 바람직한 외각면절단위치로 되는 부위, 예를 들면 외부상자 외면의 저장홈부(34)에 대응하는 위치에 형성되어 있는 오목형 선(61a)로 이루어지는 마크(61)을 따라 외부상자 외면에 대해 수직으로 깊이 수mm, 구체적으로는 1∼5mm의 잘라냄부(61b)를 형성한다. 이 잘라냄부(61b)는 접합부(29)의 전체 외주에 걸쳐서 형성한다. 저장홈부(34)는 롤성형기계 등을 사용해서 형성되고 일정한 위치에 있으므로 상술한 잘라냄작업을 도 13에 도시한 바와 같이 외부상자(23)의 끝변에서 일정거리에 절단날(62)의 선을 안내하는 절단용가이드(63)을 마련한 절단기(64)를 사용해서 실행하면 능률적이다.

여기서, 외각면 절단위치를 저장홈부(34)에 대응하는 위치에 설정한 것은 이 위치에 있어서는 외부상자(23)의 지그재그형상 꺾음부와 홈(32)에 삽입된 판부재(27)의 끝변부(33)에 의해 구조재에 도달할 때까지 4장의 강판과 2개소 이상의 공극부가 형성되어 있고 외부상자의 다른 평면부보다 잘라냄 방향의 정밀도를 높게 유지하지 않고 용이하게 절단할 수 있기 때문이다.

상술한 바와 같이, 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부(29)에는 전체 둘레에 걸친 연속된 공극G가 형성되어 있음과 동시에, 외부상자(23) 및 내부상자(22)과 판부재(27)로 이루어지는 외각(21) 및 그 내부에 있는 구조재는 접착제를 사용하지 않고 진공에 의한 밀착만으로 고정되어 있으므로, 잘라냄부(61b)에 의해서 외각(21)내로 대기를 도입하여 진공상태를 파괴하면, 내부상자(22) 및 외부상자(23)과 구조재는 밀착하지 않게 되어 저절로 박리되어 분별이 용이하게 된다.

이상과 같이 도 14에 점선으로 표시한 마크(61)을 따라 외부상자(23)의 외주절단을 실행하고 이것에 의해서 잘라냄이 가능하게 된 판부재(27)을 제거하면, 구조재를 용이하고 또 손상시키는 일 없이 떼어내어 회수할 수 있다.

또, 마크(61)을 도 15에 도시한 바와 같이 오목형 선(61a)로 형성하는 것에 의해, 오목형 선(61a)의 양 측벽에 의해서 절단날(62)를 안내할 수 있고, 깊이를 유지하는 절단기(64)의 사용이 가능하게 되어 상술한 절단작업을 보다 한층 간편하고 또한 용이하게 실행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 전진공 단열상자체의 해체방법에 의하면, 구조재를 파손하지 않고 회수할 수 있으므로, 재차 마찬가지의 전진공 단열상자체의 구조재로서 이용하는 것이 가능하게 된다. 또, 내부상자(22)와 외부상자(23)이 접합된 상태로의 외각부재도 간이한 보수 예를 들면 별도로 제작한 새로운 접합부를 접합하거나 판부재(27)에 새로운 접합부를 형성하는 것에 의해 판부재(27)과의 재 접합이 가능하게 되며 이것도 재이용할 수 있다.

또, 내부상자(22)와 외부상자(23)의 접합부 및 외부상자(23)과 판부재(27)의 접합부를 모두 배제하면 다른 용도로의 전용이 가능한 부재로 되고, 용융 등을 실행하면 불순물의 함유가 적은 원료의 상태로 복원하는 것도 가능하다. 이 때문에, 재이용의 용도가 넓은 부재의 회수가 가능하게 된다.

본 발명의 전진공 단열상자체에 의하면, 폐기후의 해체에 있어서의 상자체의구성재료를 당접하는 부품에 잔존시키는 일 없이 용이하게 분별회수할 수 있고, 오목볼록이 있는 면에 있어서도 내부상자 등의 당접하는 면과의 사이에서 미충전인 부분이 생기지 않아 외각내를 지공으로 유지해도 표면에 변형등 의장성의 불합리가발생하는 것을 방지할 수 있으며, 외각내에 잔존하는 공기 등의 가스를 용이하게배출할 수 있고 진공배기에 소요되는 시간이 짧고 또한 높은 진공도를 확보할 수 있어 단열성능을 향상시킬 수 있다는 등의 효과가 얻어진다.

Claims

단열벽의 내부가 연속되는 기공을 갖는 구조재를 포함해서 진공상태에 있는단열상자체에 있어서,

상기 단열상자체의 외각을 형성하고 있는 내부상자 및 외부상자와 상기 내부상자와 상기 외부상자 사이에 삽입한 상기 구조재를 진공에 의한 밀착만으로 유지해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체.
제1항에 있어서,

상기 단열상자체의 외각면이 오목볼록형상을 갖고, 이 오목볼록형상을 갖는외각면에 당접하는 상기 구조재가 수지발포체의 분쇄물로 이루어지는 성형품을 구비해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체.
제1항에 있어서,

상기 구조재는 배기용 홈 또는 구멍과 연속하는 기공을 갖는 부품을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체.
제1항에 있어서,

상기 구조재는 연통한 기포를 갖는 수지발포체인 것을 특징으로 하는 전진공단열상자체.
제1항에 있어서,

상기 구조재는 3각형의 단면구조를 나타내는 부품을 갖고, 상기 3각형 부품을 벽두께의 중앙층 또는 표면이 평탄한 외각면과 당접하는 층에 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체.
제5항에 있어서,

상기 3각형의 단면구조를 나타내는 부품이 연통한 기포를 갖는 발포폴리스티렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체.
제6항에 있어서,

상기 연통한 기포를 갖는 발포폴리스티렌이 벽두께방향에 대해 직교하는 방향으로 넓어지는 편평형상의 기포를 갖고 이루어지는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체.
제1항에 있어서,

상기 내부상자와 상기 외부상자의 접합부를 상자의 한쪽에 구부림형성되고접착 밀봉기능을 갖는 액상물질이 충전된 소정깊이의 홈 및 상기 홈의 안쪽부에 삽입할 수 있도록 상자의 다른쪽에 형성한 끝변부로 구성하고, 상기 접합부가 외각진공화시에 발생하는 상호 흡인력을 이용해서 상기 액상물질에 의해 접합 및 밀봉되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체.
제1항에 있어서,

상기 외부상자에 판부재에 의해 나중에 폐색되는 구조재삽입용 개구부를 마련함과 동시에, 상기 외부상자와 상기 판부재의 접합부를 상기 외부상자재와 판부재의 한쪽으로 구부림형성되고 접착 밀봉기능을 갖는 액상물질이 충전된 소정깊이의 홈 및 상기 홈의 안쪽부에 삽입할 수 있도록 다른쪽에 형성한 끝변부로 구성하고, 상기 접합부가 외각진공화시에 발생하는 상호 흡인력을 이용해서 상기 액상물질에 의해 접합 및 밀봉되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체.
제8항에 있어서,

상기 홈은 끝가장자리부를 내측으로 지그재그형상으로 되접어꺾는 것에 의해형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체.
제8항에 있어서,

상기 홈은 그의 상부에 액상물질을 저장하는 폭이 넓은 저장홈부를 갖는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체.
제8항에 있어서,

상기 액상물질은 금속산화물 또는 금속질화물의 입자 또는 분말을 함유하는접착제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체.
제10항에 있어서,

지그재그형상 꺾음부의 외주면에 마크를 부가해서 이루어지는 것을 특징으로하는 전진공 단열상자체.
외부상자의 개구바닥면이 개구된 제1 외각에 내부상자와 외부상자를 일체화해서 형성하는 공정,

연속기공을 갖고 단면이 3각형인 제1 구조재를 그의 밑변부분인 끝변을 선단으로 해서 상기 제1 외각의 개구를 거쳐서 제1 외각을 구성하는 내부상자와 외부상자 사이에 형성되는 공간내에 삽입하는 공정,

연속기공을 갖고 단면이 3각형인 제2 구조재를 그의 정점부분을 선단으로 해서 상기 제1 외각의 개구를 거쳐서 그 공간내에 삽입하여 상기 제1 외각의 공간을충전하는 공정,

상기 제1 외각의 개구를 연속기공을 갖고 평판형상인 제3 구조재에 의해 폐색하는 공정,

상기 제3 구조재를 외측에서 판부재에 의해 봉입하고 상기 판부재와 상기제1 외각과의 접합부위를 밀봉하여 전폐된 제2 외각을 형성하는 공정 및

상기 제2 외각을 진공화하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체의 제조방법.
제14항에 있어서,

상기 제1 외각의 공간을 충전하는 공정에 있어서, 표면에 오목볼록이 있는 외각면에 당접하는 구조재를 최초에 삽입하고, 표면이 평탄한 3각형 단면의 구조재를 그의 정점부분을 선단으로 해서 마지막에 삽입하는 것에 의해, 상기 제1 외각의 공간을 상기 구조재로 충전하는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체의 제조방법.
제14항에 있어서,

상기 제2 외각내의 진공화는 상기 내부상자 및 상기 외부상자와 이들 사이에 삽입한 구조재가 접착제 등에 의해서 고정되기 전에 실행하는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체의 제조방법.
제14항에 있어서,

상기 제2 외각을 형성하는 공정에 있어서, 상기 제1 외각과 이 제1 외각의 개구를 덮는 상기 판부재중 적어도 한쪽측을 그들의 접합부에서 소정깊이의 홈으로 구부려 형성하고, 상기 홈내에 금속산화물 또는 금속질화물의 입자 또는 분말을 함유하는 접착제로 이루어지는 액상물질을 충전하고,상기 액상물질이 충전된 홈내에 상기 접합부의 다른쪽측을 삽입한 후에 전폐된 상기제2 외각의 진공화를 실행하면서 상기 액상물질을 고화시키는 것에 의해 상기 접합부를 접합 및 밀봉하는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체의 제조방법.
내부상자 및 외부상자로 이루어지는 외각과 그 내부에 있는 구조재가 진공에 의한 밀착만으로 고정되어 이루어지는 진공단열상자체를 그 외각면의 절단에 의해내부로 대기를 도입하여 대기압상태로 복원한 후, 외각재와 상기 구조재를 서로 분리하는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체의 해체방법.
제18항에 있어서,

상기 진공단열상자체는 상기 내부상자와 상기 외부상자의 접합부가 상자의 한쪽측의 끝가장자리부를 내측으로 지그재그형상으로 되접어꺾는 것에 의해 형성되고 액상물질이 충전된 홈 및 상기 홈의 안쪽부에 삽입할 수 있도록 다른쪽측의 상자에 형성된 끝변부로 구성되어 있고,

외각면의 절단은 지그재그형상 꺾음부를 갖는 측의 외면에 상기 지그재그형상 꺾음부에 대응하는 위치를 따라 잘라냄부를 마련하는 것에 의해 실행하고,

그 후, 상기 내부상자와 상기 외부상자를 분할하여 외각재와 상기 구조재의회수를 실행하는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체의 해체방법.
제18항에 있어서,

상기 진공 단열상자체는 상기 외부상자에 판부재에 의해 폐색된 구조재삽입용 개구부를 가짐과 동시에, 상기 외부상자와 상기 판부재의 접합부가 상기 상자또는 판부재의 한쪽측의 둘레가장자리부를 내측으로 지그재그형상으로 되접어 꺾는것에 의해 형성되고 액상물질이 충전된 홈 및 상기 홈의 안쪽부에 삽입할 수 있도 록 이들의 다른쪽측에 형성된 끝변부로 구성되어 있고,

외각면의 절단은 지그재그형상 꺾음부를 갖는 측의 외주면에 상기 지그재그형상 꺾음부에 대응하는 위치를 따라 잘라냄부를 마련하는 것에 의해 실행하고,

그 후, 상기 외부상자와 상기 판부재를 분할하여 외각재와 상기 구조재의 회수를 실행하는 것을 특징으로 하는 전진공 단열상자체의 해체방법.