KR100730249B1 - 진공 단열재 및 진공 단열재를 이용한 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 진공 단열재 및 진공 단열재를 이용한 냉장고에 관하여, 진공 단열재를 하우징에 사용한 경우에 단열 성능의 시간의 흐름에 따른 열화를 저감하여 신뢰성을 확보한 진공 단열재 및 냉장고를 제공하는 것이다.

섬유 재료 적층체로 이루어지는 심재(31)와, 심재(31)를 덮고 복수의 층으로 이루어지는 외포재와, 외포재의 내부에 구비되는 흡착재를 갖는 진공 단열재(30)가 단열 하우징의 외판(11)과 내판(12) 사이에서 외판(11) 또는 내판(12)의 한쪽에 부착되고, 외판(11)과 내판(12) 사이에 구비되는 발포 우레탄과 함께 단열부를 형성하는 냉장고에 있어서, 외포재를, 수지로 이루어지는 기재에 금속 증착에 의한 증착층을 복수 갖고, 이 복수의 증착층끼리를 대향하여 서로 접하도록 포개어 적층시킨 것으로 하였다.

심재, 외판, 내판, 외포재, 증착층, 진공 단열재, 접착제

Description

진공 단열재 및 진공 단열재를 이용한 냉장고{VACUUM HEAT INSULATOR AND REFRIGERATOR USING THE SAME}

도1은 본 발명의 실시예를 나타내는 냉장고의 주요부의 종단면도.

도2는 도1에 있어서의 A-A선의 주요부의 단면도.

도3은 도1에 있어서의 B-B선의 주요부의 단면도.

도4는 제1 실시예에 있어서의 진공 단열재의 단면도.

도5는 제2 실시예에 있어서의 진공 단열재의 단면도.

도6은 비교예에 있어서의 진공 단열재의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 외판

12 : 내판

30(40) : 진공 단열재

31(41) : 심재

33(43) : 외포재

50 : 접착제

[문헌 1] 일본 특허 공개 평11-336991호 공보

[문헌 2] 일본 특허 공개 제2001-32992호 공보

[문헌 3] 일본 특허 공개 제2001-204620호 공보

본 발명은 진공 단열재 및 진공 단열재를 이용한 냉장고에 관한 것이다.

냉장고의 단열 하우징에는 단열재로서 발포 단열재 이외에 높은 단열 성능을 갖는 진공 단열재를 구비한 것이 증가하고 있다. 이와 같은 냉장고에 사용되는 진공 단열재로서 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 특허문헌 1에는 가스 배리어성 필름으로 이루어지는 외장재가 금속박을 적층한 라미네이트 필름으로 이루어지는 면과, 금속박을 적층하지 않는 라미네이트 필름으로 이루어지는 적어도 2면으로 구성되므로, 금속박에 기인하여 발생하는 열누설의 문제를 개선하여 단열 성능이 향상된 예가 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2와 같이, 적어도 알루미늄을 증착한 필름 2층 사이에 알루미늄박을 끼워 라미네이트 필름으로 하고, 상기 알루미늄박이 밀봉부에 걸리지 않는 크기가 되도록 에칭 처리하여 제거하고, 히트 브릿지를 경감시키는 동시에 가스 배리어성을 높여 단열 성능이 향상된 예가 기재되어 있다.

또한, 취반기(炊飯器)에 사용하는 진공 단열재에 관한 종래의 방식으로서, 특허문헌 3에 기재된 바와 같이 가스 배리어층으로서 유기 필름으로 이루어지는 기재에 금속 증착 혹은 금속 산화물 증착 등을 실시한 증착층을 1층 또는 복수층 사 용한 라미네이트 필름으로서 가스 배리어성과 함께 열누설을 경감시켜 단열 성능을 향상시키고 있다. 또한, 라미네이트 필름의 표면층으로서 내열성의 보호층을 설치함으로써 열에 의한 성능 열화를 억제하고 있었다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평11-336991호 공보(도1)

[특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2001-32992호 공보(도1)

[특허문헌 3] 일본 특허 공개 제2001-204620호 공보(도2)

상기한 특허문헌 1의 구성에서는, 한면에 금속박을 갖는 라미네이트 필름을 사용하고 있지만, 통상 냉장고 등에 사용할 때에는 발포 우레탄의 유동을 저해하지 않도록 외포재 능선 부분인 열 밀봉부를 적어도 1변 이상 절곡하므로, 한면의 라미네이트 필름으로부터 금속박층을 제외한 경우에도 히트 브릿지의 영향은 경감되지만, 한면에 남는 금속박층에 의해 열이 진공 단열재 표면을 따라 횡방향으로 흐르는 히트 브릿지의 영향이 더욱 크고, 또한 절곡에 의한 금속박층의 2겹으로 된 부분에 열이 축적함으로써 진공 단열재 표면의 온도가 상승하는 등, 단열 성능의 개선이 부족했다.

또한, 특허문헌 2에 기재된 바와 같이, 라미네이트 필름의 증착층 2층 사이에 알루미늄박층을 밀봉부에 걸리지 않는 크기로 라미네이트한 것에 대해서는, 상기 알루미늄박은 라미네이트 후에 에칭 처리에 의해 불필요한 부분을 제거하지만, 가공 비용이 높은 것이나, 알루미늄박을 제거한 부분과 남은 부분, 즉 증착층 2층 ＋ 알루미늄박 부분과 증착층 2층만으로 된 부분의 경계 부분의 두께차에 의해 라 미네이트시에 필름 내에 기포가 생기는 등, 신뢰성의 면에서 문제가 있었다.

또한, 라미네이트 필름의 표면층에 내열성의 보호층을 배치하여, 가스 배리어층으로서 유기 필름으로 이루어지는 기재에 금속 증착 혹은 금속 산화물 증착 등을 실시한 증착층을 1층 또는 복수층 사용한 것에 대해서는, 85 ℃ 전후의 온도대(溫度帶)온도에 대한 내열성은 고려되고 있지만, 그 이상의 온도대에 대해서는 고려되고 있지 않았다. 즉, 진공 단열재를 외판과 내판 사이의 단열부에 배치하는 경우에는 진공 단열재를 외판 혹은 내판에 접착하여, 그 외판과 내판 사이에 우레탄을 유입하여 발포시키는 것으로 하지만, 발포시에 진공 단열재의 배치부가 도달하는 온도인 120 내지 150 ℃라는 온도에 대한 내열성은 고려되고 있지 않았다. 또한, 찔림에 대한 각 층의 구성에 대해서도 고려되고 있지 않았다.

본 발명은 상기 과제에 비추어 이루어진 것으로, 진공 단열재 및 진공 단열재를 사용한 냉장고에 관하여, 진공 단열재를 하우징에 사용한 경우에 단열 성능의 시간의 흐름에 따른 열화를 저감시켜 신뢰성을 확보한 진공 단열재 및 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 섬유 재료 적층체로 이루어지는 심재와, 상기 심재를 덮고 복수의 층으로 이루어지는 외포재와, 상기 외포재의 내부에 구비되는 흡착재를 갖는 진공 단열재가 단열 하우징의 외판과 내판 사이에서 상기 외판 또는 상기 내판 중 한쪽에 부착되고, 상기 외판과 상기 내판 사이에 구비되는 발포 우레탄과 함께 단열부를 형성하는 냉장고에 있어서, 본 발명은 상기 외포재가 금속을 증착한 증착층을 갖는 복수의 기재를 구비하고, 이들 복수의 기재를 상기 증착층끼리 대향하도록 적층한 것으로 하였다.

또한, 상기 진공 단열재의 상기 외판 또는 상기 내판에 부착되는 부착면측에 위치하는 외포재는 수지로 이루어지는 기재에 금속 증착에 의한 증착층을 갖고,

상기 부착면과 반대측의 면은 상기 발포 우레탄과 접하여 구비되고, 이 발포 우레탄과 접하는 면의 외포재는 수지로 이루어지는 기재에 금속 증착에 의한 증착층을 적어도 2층 이상 갖고, 상기 부착면 및 상기 발포 우레탄과 접하는 면의 양면에 1 ㎛ 이상의 두께의 금속박층을 설치하지 않는 것으로 하였다.

또한, 상기 증착층을 알루미늄으로 하고, 또한 증착 두께를 400 Å 이상으로 하였다.

또한, 상기 진공 단열재의 부착면측의 증착층을 갖는 외포재가 외판 내면에 접착되는 것으로 하였다. 또한, 상기 진공 단열재의 부착면측의 증착층을 갖는 외포재가 내판 표면의 수지면에 접착되는 것으로 하였다.

또한, 상기 진공 단열재의 부착면의 증착층의 기재가 가스 배리어성 수지 필름으로 이루어지고, 이 가스 배리어성 수지 필름이 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나로 하였다.

또한, 상기 진공 단열재의 부착면과 반대측의 상기 발포 우레탄에 접하는 면의 증착층의 기재가 가스 배리어성 수지 필름으로 이루어지고, 이 가스 배리어성 수지 필름이 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나 또는 복수인 것으로 하였다.

또한, 상기 증착층이 2층 이상의 복수층으로 구성되는 경우에, 그 2층은 증착면끼리를 라미네이트하였다.

또한, 상기 발포 우레탄에 접하는 면의 외포재는 외층측으로부터 제1 층을 폴리아미드(나일론) 수지(PA) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)의 층,

제2 층을 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합체 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나로 이루어지는 층,

제3 층을 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합체 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나로 이루어지는 층,

최내층인 제4 층을 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 또는 열용착 가능한 수지 필름으로 한 층의 4층을 구비하여 이루어지고, 상기 제2 층 및 상기 제3 층은 알루미늄을 증착한 면끼리를 라미네이트하였다.

또한, 흡착재로서는 몰레큘러시브(13X)를 이용하였다.

또한, 본 발명의 진공 단열재는 섬유 재료 적층체로 이루어지는 심재와, 가스 배리어성을 갖고 상기 심재를 덮고 복수의 층으로 이루어지는 외포재와, 상기 외포재의 내부에 구비되는 흡착재를 갖고,

상기 외포재는 가스 배리어층으로서 수지로 이루어지는 기재에 금속 증착에 의한 증착층을 복수 갖고, 이 복수의 증착층끼리를 대향하여 서로 접하도록 포개어 적층하였다.

본 발명에서는 상기한 어느 하나의 구성을 채용하고 있으므로, 히트 브릿지의 영향을 더욱 개선하는 것이 가능해지고, 단열 성능의 장기적인 열화를 보충하는 것이 가능한 라미네이트 필름 구성이나, 찔림에 대한 신뢰성도 확보한 진공 단열재나 진공 단열재를 이용한 냉장고를 제공하는 것이 가능해진다.

본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예를 나타내는 냉장고의 주요부의 종단면도이고, 도2는 도1에 있어서의 A-A선의 주요부의 단면도, 도3은 도1에 있어서의 B-B선의 주요부의 단면도이다. 도2는 냉장고의 상면의 단열부에 위치하는 진공 단열재(30)의 주요부를 도시하는 것으로, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 상면 위치의 진공 단열재(30)가 외판과 접하도록 배치되어 있지만, 내판측에 배치하는 것을 배제하는 것은 아니다. 또한, 도3은 냉장고의 바닥면의 단열부에 위치하는 진공 단열재의 주요부를 도시하는 것으로, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 이 바닥면 위치의 진공 단열재가 내판과 접하도록 배치되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

도1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 냉장고는 냉장고 하우징(10) 내에 냉 장 온도실(14)과 냉동 온도실(15)을 각각 구획 형성하고 있다. 냉장고 하우징(10)은 외판(11)과 내부 상자(12)를 구비하고, 외판(11)과 내부 상자(12)에 의해 형성되는 공간을 단열부로 하여 하우징(10) 내의 각 저장실과 외부를 단열하고 있다. 이 외판(11)측 또는 내부 상자(12)측에 각각 진공 단열재(30, 40)를 부착하고, 진공 단열재(30, 40) 이외의 상기 공간에는 발포 단열재(13)를 충전하고 있다.

또한, 냉장고 내의 각 저장실을 소정의 온도로 냉각하기 위해 냉동 온도실(15)의 배면측에는 냉각기(18)가 구비되어 있고, 이 냉각기(18)와 압축기(20)를 포함하여 도시하지 않은 응축기, 캐피러리 튜브를 접속하여 냉동 사이클을 구성하고 있다. 냉각기(18)의 상방에는 이 냉각기(18)에서 냉각된 냉기를 냉장고 고 내에 순환하여 소정의 저온 온도를 유지하는 송풍기(16)가 배치되어 있다. 이 송풍기(16)는 배선 코드(17)에 접속되어 있고, 이 배선 코드(17)는 단열부 내에 위치하고 있다.

진공 단열재(30 및 40)는 도2 및 도3에 도시하는 바와 같이 심재(31 및 41)와 심재(31 및 41)를 피복한 가스 배리어층을 갖는 외포재(33 및 43)로 구성되어 있다. 외포재(33, 43)는 진공 단열재(30, 40)의 부착면이 되는 외포재 필름(34, 44)과 우레탄에 접하는 면이 되는 외포재 필름(35, 45)의 2면을 접합하여 제조된 주머니 형상으로 구성되어 있다. 또, 본 실시예에 있어서, 심재(31, 41)에 대해서는 섬유 재료 적층체를 사용했지만, 심재(31, 41)는 섬유 재료 적층체뿐만 아니라 공지의 재료인 연통 우레탄 등이라도 좋고, 특별히 한정되지 않지만 패널 형상으로 형성한 진공 단열재에 있어서 패널 두께 방향으로의 열전도를 더욱 저감시키기 위 해서는, 섬유 길이의 방향을 일치시킨 무기 섬유 재료의 적층체를 사용하면 유리하다.

본 실시예에서는, 냉장고에 사용하는 진공 단열재로서는 판 형상으로 형성되는 패널 형상의 것으로 하고, 심재(31, 41)로서는 무기 섬유 재료의 적층체를 사용하는 것으로 하여 이하에 설명한다.

냉장고에 사용하는 진공 단열재(30, 40)는 섬유 재료 적층체로 이루어지는 심재(31, 41)와 외포재 및 흡착재로 구성하고, 외포재는 히트 브릿지의 저감과 가스 배리어성을 고려하여 진공 단열재(30, 40)의 부착하는 부착면이 되는 외포재(34, 44)는 금속 증착을 실시한 적어도 1층의 증착층을 설치한 라미네이트 필름으로 한다. 진공 단열재(30, 40)와 외판(11) 또는 내판(12)과의 부착면에는 핫멜트 접착제(50)를 전면에 도포하여 진공 단열재를 부착한다. 따라서, 부착면[접착제(50)에 의해 부착되는 접착면]은 공기 및 발포 우레탄에 닿는 일이 없어, 접착면으로부터 침입하는 가스나 수분을 배리어하는 데는 충분하다.

진공 단열재(30, 40)의 접착면과 반대의 우레탄 등의 발포 단열재(13)에 접하는 면의 외포재는 우레탄으로부터 발생하는 가스의 침입을 방지하기 위해 일면에 금속층을 생성한 기재를 복수 구비하고, 이들 기재의 금속면끼리를 대향하여 적층된 구조로 하고 있다. 예를 들어, 본 실시의 형태에서는 금속 증착을 실시한 적어도 2층의 증착층을 설치한 라미네이트 필름(35, 45)으로 하여 충분히 가스 배리어성을 확보하고 있다. 접착면 및 우레탄에 접하는 면의 외포재는 모두 금속박층을 갖지 않으므로, 진공 단열재(30, 40) 표면을 따라 열이 흐르는 히트 브릿지가 적어 져 단열 성능이 향상되는 동시에, 가스 배리어성에도 우수한 신뢰성이 높은 진공 단열재를 이용한 냉장고를 제공할 수 있다.

또한, 금속 증착층의 증착 두께를 400 Å 이상으로 함으로써, 진공 단열재(30, 40)의 접착면 및 우레탄 중 매몰면으로부터 침입하는 가스 등을 효과적으로 배리어할 수 있다.

또한, 진공 단열재(30)를 외판(11)에 접착하는 경우에는, 진공 단열재(30)의 접착면인 적어도 금속 증착을 1층 이상 포함하는 라미네이트 필름(34)이 외부 상자 철판(11) 내면에 접착면 전면이 접착 보유 지지되는 것이고, 전면 접착에 의해 접착면이 공기층이나 우레탄에 접하지 않으므로 증착층을 1층으로 해도 가스가 침입하기 어려운 배치 구조로 되어 있다.

또한, 진공 단열재(40)를 내판(12)에 접착할 수 있는 경우에는, 진공 단열재(40)의 접착면인 적어도 금속 증착을 1층 이상 포함하는 라미네이트 필름(44)이 내부 상자 수지(12) 외면에 접착면 전면이 접착 보유 지지되는 것이고, 전면 접착에 의해 접착면이 공기층이나 우레탄에 접하지 않으므로 증착층을 1층으로 해도 가스 침입하기 어려운 배치 구조로 되어 있다.

상기한 구성에 따르면, 진공 단열재(30, 40)에 있어서, 높은 가스 배리어성을 필요로 하는 우레탄에 접하는 면의 증착층을 2중으로 한 필름(35, 45)으로 구성함으로써 금속박에 가까운 높은 가스 배리어성을 확보할 수 있고, 히트 브릿지도 저감한 신뢰성 및 단열 성능이 우수한 진공 단열재를 배치한 냉장고를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태는 진공 단열재(30, 40)의 접착면인 금속 증착을 적어도 1층 이상 포함하는 라미네이트 필름(34, 44)의 기재가 가스 배리어성 수지 필름으로 이루어지고, 가스 배리어성 수지 필름이 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나인 진공 단열재를 이용한 것을 특징으로 하는 냉장고로 한 것이다. 이들 가스 배리어로 된 수지 필름의 중에서도, 바람직하게는 에틸렌비닐알코올 공중합 수지 필름(EVOH)이나 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET)이 좋고, 산소 투과율이 낮은 기재에 금속 증착함으로써 열화를 최소한으로 억제할 수 있으므로 소비 전력량이 적은 냉장고를 실현할 수 있다.

또한, 진공 단열재(30, 40)의 우레탄 중 매몰면인 적어도 금속 증착을 2층 이상 포함하는 라미네이트 필름(35, 45)의 기재가 가스 배리어성 수지 필름으로 이루어지고, 가스 배리어성 수지 필름이 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나 혹은 복수인 진공 단열재를 이용한 것을 특징으로 하는 냉장고로 하였으므로, 바람직하게는 에틸렌비닐알코올 공중합 수지 필름(EVOH)이나 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽을 이용하는 것이 좋고, 전술한 바와 같이 산소 투과율이 낮은 기재에 금속 증착함으로써 장기간에서의 열화를 최소한으로 억제할 수 있으므로 소비 전력량이 적은 냉장고를 실현할 수 있다.

또한, 증착층이 2층 이상인 복수층으로 구성되는 경우, 적어도 그 중 2층은 증착면끼리를 포개어 라미네이트한 진공 단열재로 함으로써, 1층의 증착층 내에 있는 핀 홀이나 증착의 변동을 2층으로 함으로써 최소한으로 억제할 수 있으므로, 가스 배리어성이 강화되고, 장기간에서의 열화도 최소한으로 억제할 수 있어 소비 전력량이 적은 냉장고를 실현할 수 있다.

또한, 진공 단열재(30, 40)의 외포재로 우레탄에 접하는 면의 라미네이트 필름(35, 45)의 구성이, 최외층인 제1 층으로서 폴리아미드(나일론) 수지(PA) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET), 제2 층을 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합체 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나로 이루어지는 층, 제3 층을 알루미늄을 증착한 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합체 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나로 이루어지는 층, 최내층인 제4 층을 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 또는 열용착 가능한 수지 필름으로 한 4층으로 이루어지는 진공 단열재를 이용한 것을 특징으로 하는 냉장고로 한 것으로, 바람직하게는 제1 층을 폴리아미드(나일론) 수지(PA)(35a, 45a), 제2 층을 알루미늄을 증착한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET)(35b, 45b), 제3 층을 알루미늄을 증착한 에틸렌비닐알코올 공중합체 수지 필름(EVOH)(35c, 45c), 제4 층 을 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE)(35d, 45d)로 하는 것이 좋다.

그 이유는 이하와 같다. 즉, 제1 층은 최외층이므로, 우레탄 발포액 충전시에 진공 단열재 배치부가 도달하는 온도인 120 내지 150 ℃의 온도에 대한 내열성도 고려하여 제1 층은 내열층으로 하면 된다. 따라서, 본 실시예에서는 제1 층을 내열층으로 하고 있다. 또한, 제1 층은 최외층이므로, 진공 단열재(30, 40)의 취급시의 필름에의 손상 방지를 고려하여, 찔림 강도, 내열 온도가 모두 높은 것으로 하면 좋다. 그래서, 본 실시예에서는 그것들을 고려한 후에 폴리아미드(나일론) 수지의 층으로 하고 있다.

제2 및 제3 층은 알루미늄을 증착한 면끼리를 라미네이트하여 중간에 배치함으로써 증착층 내에 있는 핀 홀이나 증착의 변동을 억제하는 동시에 가스 배리어성을 강화하는 효과와 증착층에 외부로부터의 손상을 받기 어렵게 하는 효과를 겸비하고 있는 것이다. 또한, 제3 층에 에틸렌비닐알코올 공중합체 수지(EVOH)를 배치함으로써, 가스 배리어성 이외에도 내측으로부터의 찔림에 대해서도 충분히 견딜 수 있는 구조로 되어 있어, 신뢰성이 높은 진공 단열재를 이용한 냉장고를 제공할 수 있는 것이다.

제4 층은 심재(31, 41)를 사이에 끼워 대향하는 면으로서의 용착이므로, 용착층으로서 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE)로 하는 것이 좋다.

또한, 흡착재를 몰레큘러시브(13X)로 하고, 심재(31, 41)가 보유 지지하고 있는 수분과, 외포재가 받는 온도 조건에 의해 나오는 약간의 가스 성분을 높은 흡착 속도로 충분히 흡착할 수 있으므로, 초기 성능이 안정된 효과와 장기간에서의 열화를 최소한으로 억제할 수 있으므로 소비 전력량이 적은 냉장고를 실현할 수 있다.

상술한 바와 같이, 진공 단열재(30, 40)의 접착면이 되는 외포재는 금속 증착을 실시한 적어도 1층의 증착층을 구비하고, 또한 진공 단열재(30, 40)의 접착면과 반대의 발포 우레탄 중에 매몰하는 면의 외포재는 우레탄으로부터 발생하는 가스의 침입을 방지하므로, 금속 증착을 실시한 적어도 2층의 증착층을 갖고, 양면측이 모두 금속박층을 갖지 않으므로, 진공 단열재(30, 40) 표면을 따라 열이 흐르는 히트 브릿지의 영향이 작고, 단열 성능이 향상되어 가스 배리어성에도 우수한 신뢰성이 높은 진공 단열재(30, 40)를 이용한 냉장고를 제공할 수 있다.

또한, 증착층은 알루미늄을 증착한 것이고, 또한 증착 두께를 400 Å 이상으로 함으로써 증착층의 핀 홀을 저감시킬 수 있어, 가스 배리어성이 높은 진공 단열재(30, 40)를 이용한 냉장고를 제공할 수 있다.

또한, 진공 단열재(30, 40)의 접착면이 되는 측의 외포재 필름이 냉장고의 외부 상자 철판 내측, 즉 외판(11)의 단열부를 형성하는 면, 또는 냉장고의 내부 상자의 수지면 외측, 즉 내판(12)의 단열부를 형성하는 면에 부착되어 보유 지지되므로, 이 부착면측으로부터의 가스 침입은 적게 억제할 수 있게 되어, 신뢰성이 높은 냉장고를 제공할 수 있다.

진공 단열재(30, 40)의 접착면측의 외포재 필름(34, 44)과 우레탄에 접하는 면의 외포재 필름(35, 45)의 구성의 차이에 의한 단열 성능은 후술하는 각 실시예에서 설명한다.

이들 필름 구성의 차이에 있어서의 단열 성능의 평가는 진공 단열재 단품에서의 평가로서, 진공 단열재의 초기 열전도율과, 70 ℃ 분위기 하에 10년 상당 경과 기간 방치 후의 열전도율을 확인한다. 또, 초기의 열전도율과 10년 상당 경과 후의 열전도율치의 차가 작은 것이 이상이다.

또한, 냉장고의 실제 기기 조립 상정 평가로서, 냉장고 하우징(10)에 사용하는 외판(11)과 동일한 철판과 내부 상자(12)와 동일한 수지판을 일정한 간격을 두고 평행하게 유지하고, 철판 또는 수지판 중 어느 하나의 면에 진공 단열재를 접착 보유 지지하여, 발포 우레탄을 충전한 발포 단열 패널(도시 생략)로 초기의 열누설량을 실측하여 평가함으로써 단열 성능이 밝혀진다. 장기적인 단열 성능의 신뢰성에 대해서는 진공 단열재가 들어간 발포 단열 패널을 70 ℃ 분위기 하에서 방치하여, 10년 후 상당 경과시의 열누설량으로 확인한다.

[제1 실시예]

본 발명에 있어서의 제1 실시예에 있어서는, 도4와 같이 진공 단열재(30, 40)의 접착면측의 외포재 필름(34, 44)은 최외층으로부터 제1 층을 폴리아미드(나일론)층(34a, 44a), 제2 층을 알루미늄을 400 내지 500 Å의 두께로 증착한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)층(34b, 44b), 제3 층을 알루미늄을 400 내지 500 Å의 두께로 증착한 에틸렌비닐알코올 공중합체 필름(EVOH)층(34c, 44c), 제4 층인 용착층을 고밀도 폴리에틸렌 수지층(34d, 44d)의 4층 구성의 라미네이트 필름으로 하고, 알루미늄을 증착한 중간의 2층에 대해서는 더욱 가스 배리어성을 높이기 위해 알루미늄 증착면끼리를 접합한 라미네이트 필름으로 하였다.

또한, 진공 단열재(30, 40)의 우레탄에 접하는 면의 외포재 필름(35, 45)은 최외층으로부터 제1 층을 폴리아미드(나일론)층(35a, 45a), 제2 층을 알루미늄을 400 내지 500 Å의 두께로 증착한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)층(35b, 45b), 제3 층을 알루미늄을 400 내지 500 Å의 두께로 증착한 에틸렌비닐알코올 공중합체 필름(EVOH)층(35c, 45c), 제4 층인 용착층을 고밀도 폴리에틸렌 수지층(35d, 45d)의 4층 구성의 라미네이트 필름으로 하고, 알루미늄을 증착한 중간의 2층에 대해서는 가스 배리어성을 높이기 위해 알루미늄 증착면끼리를 접합한 라미네이트 필름으로 하였다.

또, 여기서 이용한 진공 단열재는 심재에 바인더를 포함하지 않는 평균 섬유 직경 4 ㎛의 글래스울 적층체를 무기 바인더로 고화한 것을 이용하고, 흡착재는 몰레큘러시브(13X), 외포재 필름(34, 44 및 35, 45)으로 이루어지는 제품으로 심재를 삽입 후, 진공 포장기로 진공도 2.0 ㎩ 이하로 일정 시간 유지하여 밀봉한 것이다.

이 진공 단열재의 열전도율을 에이코세이끼사제 열전도율 측정기 오토 λ HC-074로 측정한 결과, 초기치가 1.7 내지 2.0 ㎽/mㆍK로 양호한 값을 얻을 수 있었다. 70 ℃ 분위기 하에서의 10년 상당 경과 후의 열전도율은 9 내지 10 ㎽/mㆍK라는 값이 되었다. 또한, 발포 단열 패널에서의 열누설량 평가에 있어서는, 진공 단열재를 조립하지 않은 우레탄만의 기준 패널의 열누설량을 100으로 한 경우, 진공 단열재를 철판측 및 수지판측 중 어느 쪽의 접착 보유 지지에 있어서도 초기치가 81, 10년 상당 경과 후에 91로, 약 12 ％ 악화되지만, 10년 상당 경과 후에도 진공 단열재의 단열 효과를 충분히 발휘하고 있다.

[제2 실시예]

본 발명에 있어서의 제2 실시예에 있어서는, 도5와 같이 진공 단열재(30, 40)의 접착면측의 외포재 필름(34, 44)은 최외층으로부터 제1 층을 폴리아미드(나일론)층(34a, 44a), 제2 층을 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)층(34e, 44e), 제3 층을 알루미늄을 400 내지 500 Å의 두께로 증착한 에틸렌비닐알코올 공중합체 필름(EVOH)층(34c, 44c), 제4 층인 용착층을 고밀도 폴리에틸렌 수지층(34d, 44d)의 4층 구성의 라미네이트 필름으로 하였다.

또한, 진공 단열재(30, 40)의 우레탄에 접하는 면의 외포재 필름(35, 45)은 최외층으로부터 제1 층을 폴리아미드(나일론)층(35a, 45a), 제2 층을 알루미늄을 400 내지 500 Å의 두께로 증착한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)층(35b, 45b), 제3 층을 알루미늄을 400 내지 500 Å의 두께로 증착한 에틸렌비닐알코올 공중합체 필름(EV0H)층(35c, 45c), 제4 층인 용착층을 고밀도 폴리에틸렌 수지층(35d, 45d)의 4층 구성의 라미네이트 필름으로 하고, 알루미늄을 증착한 중간의 2층에 대해서는 가스 배리어성을 높이기 위해 알루미늄 증착면끼리를 접합한 라미네이트 필름으로 하였다.

또, 여기서 이용한 진공 단열재는 심재에 바인더를 포함하지 않는 평균 섬유 직경 4 ㎛의 글래스울 적층체를 무기 바인더로 고화한 것을 이용하고, 흡착재는 몰레큘러시브(13X), 외포재 필름(34, 44 및 35, 45)으로 이루어지는 제품에 심재를 삽입 후, 진공 포장기로 진공도 2.0 ㎩ 이하로 일정 시간 보유 지지하여 밀봉한 것이다.

이 진공 단열재의 열전도율을 에이코세이끼사제 열전도율 측정기 오토λ HC-074로 측정한 결과, 초기치가 1.8 내지 2.1 ㎽/mㆍK로 양호한 값을 얻을 수 있었다. 70 ℃ 분위기 하에서의 10년 상당 경과 후의 열전도율은 10 내지 11 ㎽/mㆍK라는 값이 되었다. 또한, 발포 단열 패널에서의 열누설 평가에 있어서는, 진공 단열재를 조립하지 않는 우레탄만의 구성 패널의 열누설량을 100으로 한 경우, 진공 단열재를 철판측 및 수지판측 중 어느 한쪽의 접착에 있어서도 초기치가 81, 10년 상당 경과 후에 92로, 약 13 ％ 악화되지만 10년 상당 경과 후에도 진공 단열재의 단열 효과를 충분히 발휘하고 있다.

[비교예]

다음에 실시예에 대한 비교예를 이하에 나타낸다.

비교예에 있어서는, 도6과 같이 진공 단열재(30, 40)의 접착면측의 외포재 필름(34, 44)은 최외층으로부터 제1 층을 폴리아미드(나일론)층(34a, 44a), 제2 층을 알루미늄을 400 내지 500 Å의 두께로 증착한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)층(34b, 44b), 제3 층을 알루미늄을 400 내지 500 Å의 두께로 증착한 에틸렌비닐알코올 공중합체 필름(EVOH)층(34c, 44c), 제4 층인 용착층 고밀도 폴리에틸렌 수지층(34d, 44d)의 4층 구성의 라미네이트 필름으로 하고, 알루미늄을 증착한 중간의 2층에 대해서는 가스 배리어성을 높이기 위해 알루미늄 증착면끼리를 접합한 라미네이트 필름으로 하였다.

또한, 진공 단열재(30, 40)의 우레탄에 접하는 면의 외포재 필름(35, 45)은 최외층으로부터 제1 층을 폴리아미드(나일론)층(35a, 45a), 제2 층을 알루미늄을 400 내지 500 Å의 두께로 증착한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)층(35b, 45b), 제3 층을 알루미늄박층(35f, 45f), 제4 층인 용착층을 고밀도 폴리에틸렌 수지층(35d, 45d)의 4층 구성의 라미네이트 필름으로 하였다.

또, 여기서 이용한 진공 단열재는 심재를 바인더를 포함하지 않는 평균 섬유 직경 4 ㎛의 글래스울 적층체를 무기 바인더로 고화한 것으로 하고, 흡착재는 몰레큘러시브(13X), 외포재 필름(34, 44 및 35, 45)으로 이루어지는 제품에 심재를 삽입 후, 진공 포장기로 진공도 2.0 ㎩ 이하로 일정 시간 보유 지지하여 밀봉한 것이다.

이 진공 단열재의 열전도율을 에이코세이끼사제 열전도율 측정기 오토 λ HC-074로 측정한 결과, 초기치가 1.8 내지 2.0 ㎽/mㆍK로 양호한 값을 얻을 수 있었다. 70 ℃ 분위기 하에서의 10년 상당 경과 후의 열전도율은 7 내지 8 ㎽/mㆍK라는 값으로, 제1 및 제2 실시예보다도 열화가 적은 결과가 되었다. 또한, 발포 단열 패널에서의 열누설량 평가에 있어서는, 진공 단열재를 조립하지 않는 우레탄만의 기준 패널의 열누설량을 100으로 한 경우, 진공 단열재를 철판측 및 수지판측 중 어느 한쪽의 접착에 있어서도 초기치가 90, 10년 상당 경과 후에 약 96으로, 열화는 약 7 ％ 정도로 억제되지만, 10년 상당 경과 후의 단열 효과로서는 제1 및 제2 실시예 쪽이 단열 효과를 발휘하고 있다.

이상의 제1 실시예 및 제2 실시예와 비교예를 대비하면, 시간의 흐름에 따른 열화의 정도는 비교예가 7 ％ 정도인 데 반해, 제1 실시예 및 제2 실시예는 각각 약 12 ％, 약 13 ％이지만, 열전도율, 열누설량은 초기치 및 10년 상당 경과 후 모 두 각 실시예 쪽이 우수하고, 10년 상당 경과 후에도 충분한 단열 성능을 유지하여 시간의 흐름에 따른 열화를 저감시키고 있다. 즉, 발포 우레탄과 접하는 측의 면에 금속박층을 이용하지 않아도 금속 증착면끼리를 대향시켜 적층시킴으로써 충분한 가스 배리어성을 갖고, 시간의 흐름에 따른 열화 방지에 효과가 있다. 또한, 금속박층을 이용하지 않음으로써 히트 브릿지의 저감에도 기여하여 열누설량의 저감에 효과가 있다.

또한, 제1 실시예와 제2 실시예를 비교하면, 외판(11) 혹은 내판(12)의 부착면측에는 금속 증착층끼리의 접합 구조를 갖지 않아도 충분한 가스 배리어성을 보유 지지하고 있는 것이다.

또, 각 실시예의 진공 단열재를 냉장고에 배치하는 데 있어서는, 모든 실시예의 것을 사용해도 효과가 있지만, 외판측은 내판측보다도 온도대가 높은 위치에 배치되는 것 및 상기의 열전도율, 열누설량의 값을 고려하여 하나의 냉장고 내에 각 실시예의 것을 혼재시켜 부착하는 것으로 해도 좋다. 즉, 내판측에 부착하는 진공 단열재와 외판측에 부착하는 진공 단열재를 각각 다른 실시예의 것으로 해도 좋다. 예를 들어, 외판측에 부착하는 진공 단열재로서는 제1 실시예의 것을 이용하고, 내판측에 부착하는 진공 단열재로서는 제2 실시예의 것을 이용하는 것 등이 가능하다.

본 발명에 따르면, 단열 성능의 시간의 흐름에 따른 열화를 저감시키고, 신뢰성을 확보한 진공 단열재 및 냉장고를 제공할 수 있다.

Claims (11)

1. 섬유 재료 적층체로 이루어지는 심재와, 상기 심재를 덮고 복수의 층으로 이루어지는 외포재와, 상기 외포재의 내부에 구비되는 흡착재를 갖는 진공 단열재가 단열 하우징의 외판과 내판 사이에서 상기 외판 또는 상기 내판 중 한쪽에 부착되고, 상기 외판과 상기 내판 사이에 구비되는 발포 우레탄과 함께 단열부를 형성하는 냉장고에 있어서,

   상기 외포재는 금속을 증착한 증착층을 갖는 복수의 기재를 구비하고, 이들 복수의 기재를 상기 증착층끼리 대향하도록 적층한 냉장고.
2. 섬유 재료 적층체로 이루어지는 심재와, 상기 심재를 덮고 복수의 층으로 이루어지는 외포재와, 상기 외포재의 내부에 구비되는 흡착재를 갖는 진공 단열재가 단열 하우징의 외판과 내판 사이에서 상기 외판 또는 상기 내판 중 한쪽에 부착되고, 상기 외판과 상기 내판 사이에 구비되는 발포 우레탄과 함께 단열부를 형성하는 냉장고에 있어서,

   상기 진공 단열재의 상기 외판 또는 상기 내판에 부착되는 부착면측에 위치하는 외포재는 수지로 이루어지는 기재에 금속 증착에 의한 증착층을 갖고,

   상기 부착면과 반대측의 면은 상기 발포 우레탄과 접하여 구비되고, 이 발포 우레탄과 접하는 면의 외포재는 수지로 이루어지는 기재에 금속 증착에 의한 증착층을 적어도 2층 이상 갖고,

   상기 부착면 및 상기 발포 우레탄과 접하는 면의 양면은 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉장고.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 증착층이 알루미늄이고, 또한 증착 두께가 400 Å 이상인 것을 특징으로 하는 냉장고.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진공 단열재의 부착면측의 증착층을 갖는 외포재가 외판 내면에 접착되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진공 단열재의 부착면측의 증착층을 갖는 외포재가 내판 표면의 수지면에 접착되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진공 단열재의 부착면의 증착층의 기재가 가스 배리어성 수지 필름으로 이루어지고,

   이 가스 배리어성 수지 필름이 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나인 냉장고.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진공 단열재의 부착면과 반대측의 상기 발 포 우레탄에 접하는 면의 증착층의 기재가 가스 배리어성 수지 필름으로 이루어지고,

   이 가스 배리어성 수지 필름이 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나 또는 복수인 냉장고.
8. 제2항에 있어서, 상기 증착층이 2층 이상의 복수층으로 구성되는 경우, 그 2층은 증착면끼리를 라미네이트한 것을 특징으로 하는 냉장고.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발포 우레탄에 접하는 면의 외포재는 외층측으로부터 제1 층을 폴리아미드(나일론) 수지(PA) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)의 층,

   제2 층을 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합체 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나로 이루어지는 층,

   제3 층을 폴리아미드 수지 필름(PA), 폴리프로필렌 수지 필름(PP), 에틸렌비닐알코올 공중합체 수지 필름(EVOH), 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET), 폴리아크릴로니트릴 수지 필름(PAN) 중 어느 하나 로 이루어지는 층,

   최내층인 제4 층을 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 또는 열용착 가능한 수지 필름으로 한 층의 4층을 구비하여 이루어지고, 상기 제2 층 및 상기 제3 층은 알루미늄을 증착한 면끼리를 라미네이트한 것을 특징으로 하는 냉장고.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 흡착재로서 몰레큘러시브(13X)를 이용한 냉장고.
11. 섬유 재료 적층체로 이루어지는 심재와, 상기 심재를 덮고 복수의 층으로 이루어지는 외포재와, 상기 외포재의 내부에 구비되는 흡착재를 갖고,

    상기 외포재는 수지로 이루어지는 기재에 금속 증착에 의한 증착층을 복수 갖고, 이 복수의 증착층끼리를 대향하여 서로 접하도록 포개어 적층한 진공 단열재.

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