KR100753720B1

KR100753720B1 - 진공 단열재 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100753720B1
Application number: KR1020060068819A
Authority: KR
Inventors: 유우지 아라이; 와따루 에찌고야; 구니나리 아라끼
Original assignee: 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2007-08-30
Also published as: JP4690809B2; KR20070013216A; CN100419327C; CN1924423A; JP2007032622A

Abstract

본 발명의 과제는 진공 단열재에 있어서, 심재의 취급성 개선, 제작시의 전기ㆍ열에너지 삭감 및 바인더를 포함하지 않는 폐재의 재이용에 의한 비용 삭감을 도모하는 것이다.

진공 단열재(20)는 가스 배리어성을 갖는 외포재(1) 내에 무기 섬유 중합체로 이루어지는 폐재(4)를 갖는 심재(10)를 수납한 것이다. 심재(10)는 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 폐재(4)와, 이 폐재(4)를 둘러싸고 내포재(2)를 구비하여 구성되어 있다. 그리고, 내포재(2) 내부를 포함하는 외포재(1) 내부는 감압되어 진공 상태로 되어 있다.

진공 단열재, 외포재, 내포재, 심재, 폐재, 흡착재

Description

진공 단열재 및 그 제조 방법 {Vacuum Heat Insulating Material And Manufacturing Method Thereof}

도1은 본 발명의 제1 실시 형태의 진공 단열재의 단면도.

도2는 도1의 진공 단열재의 제조 공정에 있어서의 신재를 절단한 상태를 도시하는 사시도.

도3은 상기 제조 공정에 있어서의 신재(3), 폐재(4) 및 흡착제(5)를 조합하는 상태를 도시하는 사시도.

도4는 상기 제조 공정에 있어서의 심재 모재를 내포재에 수납하여 감압 및 밀봉하는 상태를 도시하는 단면도.

도5는 상기 제조 공정에 있어서의 심재 모재(A)를 내포재로 둘러싼 상태를 도시하는 사시도.

도6은 본 발명의 제2 실시 형태의 진공 단열재의 심재 모재를 도시하는 사시도.

도7은 본 발명의 제3 실시 형태의 진공 단열재의 심재 모재를 도시하는 단면도.

도8은 비교예의 진공 단열재의 심재 모재를 도시하는 사시도.

도9는 진공 단열재의 폐재량에 대한 초기열 전도율의 관계를 나타내는 특성 도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 외포재

2 : 내포재

2a : 하부 필름

2b : 상부 필름

3 : 신재

4 : 폐재

5 : 흡착제

6 : 폐재층

8 : 프레스판

9 : 밀봉 바아

10 : 심재

10A : 심재 모재

11 : 밀봉부

12 : 개방구

20 : 진공 단열재

[문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-60794호 공보

본 발명은 진공 단열재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 폐재(廢材)를 이용한 진공 단열재 및 그 제조 방법에 적합한 것이다.

섬유 재료를 이용한 진공 단열재의 폐재 이용에 대해서는, 일본 특허 공개 제2004-60794호 공보(특허문헌 1)에 기재된 것이 있다. 이 특허문헌 1에서는, 무기 섬유 집합체를 압축 성형하여 바인더로 고화한 심재의 기초가 되는 성형체를 형성하고, 상기 성형체의 단부를 제외하고 필요한 크기의 시트 형상 무기 섬유 집합체로 하고, 성형체로부터 심재를 취출한 후에 남는 무기 섬유 집합체의 폐재를 분쇄하고, 이 분쇄물을 시트 형상 무기 섬유 집합체의 중간층으로서 혼입시켜 압축 성형하여 다시 바인더로 고화한 것을 심재로 하고, 이 심재를 외포재(외피재) 내에 수납하여 외포재 내부를 감압함으로써 진공 단열재로 한 것이다. 이 진공 단열재에 따르면, 폐재의 낭비를 줄일 수 있고, 자원을 유효 활용할 수 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-60794호 공보

그러나, 특허문헌 1의 진공 단열재에서는 적층하는 시트 형상 무기 섬유 집합체 사이에 폐재의 분쇄물을 중간층으로 하여 혼입한 것이므로, 이 중간층 부분의 접착이 약해 심재의 취급시에 중간층 부분에서 박리가 발생하게 되는 문제가 있었다. 또한, 바인더를 분무하여 가열 압축 성형할 때의 전기ㆍ열에너지는 팽대하여 지구 온난화의 관점에서 환경에의 부하가 큰 진공 단열재가 되었다.

한편, 바인더를 포함하지 않은 무기 섬유 집합체로부터 나온 폐재의 재이용예는 없어, 원료로 되돌려 리사이클 처리하거나, 폐기 처리하는 것 중 어느 하나로 선택되어 있었다. 어떠한 처리의 경우라도, 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 집합체는 외관상 체적이 큰 것에 비해 질량이 적기 때문에, 회수 운반 비용 및 처리 비용이 비교적 고가가 되어, 그 비용 부담이 큰 것으로 되었다.

본 발명은 상기 과제에 비추어 이루어진 것으로, 심재의 취급성 개선, 제작시의 전기 및 열에너지 삭감 및 바인더를 포함하지 않는 폐재의 재이용에 의한 비용 삭감을 도모할 수 있는 진공 단열재 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 태양은, 가스 배리어성을 갖는 외포재 내에 섬유 중합체로 이루어지는 심재를 수납한 진공 단열재이며,

상기 외포재의 내부에는 바인더를 포함하지 않는 직사각 형상의 섬유 중합체와, 바인더를 포함하지 않는 리드 형상(reed shape)의 섬유 중합체와, 상기 리드 형상의 섬유 중합체를 둘러싼 내포재를 구비하고,

상기 내포재를 포함하는 상기 외포재 내부는 감압되어 진공 상태로 되어 있는 것이다.

이러한 본 발명의 제1 태양에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음과 같다.

(1) 상기 심재 전체에 대한 상기 리드 형상의 섬유 중합체의 비율이 10 내지 80 중량 ％인 것.

(2) 상지 내포재는 밀도 0.910 g/㎤ 이상이고 또한 두께가 5 내지 50 ㎛인 열용착 가능한 폴리에틸렌 필름으로 형성되어 있는 것.

(3) 상기 리드 형상의 섬유 중합체는 상기 직사각 형상의 섬유 중합체에 의해 끼워져 있어 있는 것.

(4) 상기 리드 형상의 섬유 중합체 사이에 산재된 입상의 흡착제를 구비하고 있는 것.

본 발명의 제2 태양은, 가스 배리어성을 갖는 외포재 내에 섬유 중합체로 이루어지는 폐재를 갖는 심재를 수납한 진공 단열재이며, 상기 심재는 바인더를 포함하지 않는 섬유 중합체로 이루어지는 폐재와, 이 폐재를 둘러싼 내포재를 구비하여 구성되어 있고, 상기 내포재 내부를 포함하는 상기 외포재 내부는 감압되어 진공 상태로 되어 있는 것이다.

이러한 본 발명의 제2 태양에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음과 같다.

(1) 상기 심재는 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 상기 폐재와, 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 신재(新材)와, 상기 폐재 및 상기 신재의 양방을 함께 혹은 각각 둘러싼 상기 내포재를 구비하여 구성되어 있는 것.

(2) 상기 심재 전체에 대한 상기 폐재의 비율이 10 내지 80 중량 ％인 것.

(3) 상기 내포재는 밀도 0.910 g/㎤ 이상이고 또한 두께가 5 내지 50 ㎛인 열용착 가능한 폴리에틸렌 필름으로 형성되어 있는 것.

(4) 상기 심재는 복수층으로 이루어지는 상기 폐재와, 상기 폐재 사이에 산재된 입상의 흡착제를 구비하고 있는 것.

(5) 상기 심재는 상기 신재와 상기 폐재 사이에 산재된 입상의 흡착제를 구비하고 있는 것.

또한, 본 발명의 제3 태양은, 가스 배리어성을 갖는 외포재 내에 섬유 중합체로 이루어지는 심재를 수납하는 진공 단열재의 제조 방법에 있어서,

바인더를 포함하지 않는 무기 섬유의 적층체를 절단하여 직사각 형상의 무기 섬유 중합체와 함께 리드 형상의 무기 섬유 중합체를 얻는 공정과,

상기 리드 형상의 무기 섬유 중합체를 내포재로 둘러싸고 압축 및 감압하는 공정과,

상기 내포재에 둘러싸인 무기 섬유 중합체를 상기 내포재와 함께 상기 외포재 내에 수납하고, 상기 외포재 내부를 감압하여 진공 상태로 한 후에, 상기 외포재를 밀폐하는 공정을 구비한 것이다.

이러한 본 발명의 제3 태양에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음과 같다.

(1) 상기 내포재로 둘러싸인 상기 무기 섬유 중합체를 초기 두께의 50 ％ 이하가 되도록 압축 및 감압하는 것.

(2) 상기 리드 형상의 무기 섬유 중합체를 상기 직사각 형상의 무기 섬유 중합체 상에 평면 형상으로 복수 병치하여 층을 형성하는 것.

또한 본 발명의 제4 태양은, 가스 배리어성을 갖는 외포재 내에 섬유 중합체로 이루어지는 폐재를 갖는 심재를 수납한 진공 단열재의 제조 방법에 있어서, 바인더를 포함하지 않는 섬유 중합체로 이루어지는 상기 폐재를 내포재로 둘러싸고 압축 및 감압한 후에, 이 내포재를 밀봉하여 상기 심재로 하고, 이 심재를 상기 외포재 내에 수납하고 또한 상기 내포재의 밀봉을 해제하여 상기 내포재 내부를 포함하는 상기 외포재 내부를 감압하여 진공 상태로 한 후에, 상기 외포재를 밀폐하여 진공 단열재로 하는 것이다.

이러한 본 발명의 제4 태양에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음과 같다.

(1) 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 상기 폐재와 함께 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 신재를 상기 내포재로 둘러싸고 상기 심재를 형성하는 것.

(2) 상기 신재 및 상기 폐재로 이루어지는 무기 섬유 중합체를 초기 두께의 50 ％ 이하가 되도록 압축 및 감압한 후에 상기 내포재를 밀봉하여 상기 심재로 하고, 이 심재를 상기 외포재로 둘러싸고 또한 상기 내포재의 밀봉을 해제하여 상기 심재의 외주 길이가 상기 외포재의 내주 길이와 실질적으로 동일한 치수가 될 때까지 복원하는 것.

(3) 상기 신재를 소정 형상으로 절단할 때에 발생하는 다수의 리드 형상의 폐재를 상기 신재 상에 평면 모양으로 병치하여 폐재층을 형성하는 것.

이하, 본 발명의 복수의 실시 형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 각 실시 형태의 도면에 있어서의 동일 부호는 동일물 또는 상당물을 나타낸다.

(제1 실시 형태)

본 발명의 제1 실시 형태의 진공 단열재 및 그 제조 방법을 도1 내지 도5를 이용하여 설명한다.

우선, 본 실시 형태의 진공 단열재(20)의 구성에 관하여 도1을 참조하면서 설명한다. 도1은 본 발명의 제1 실시 형태의 진공 단열재(20)의 단면도이다.

이 진공 단열재(20)는 심재(10)와, 이 심재(10)를 수납하여 내부를 감압하고 주연부를 용착하여 밀봉한 가스 배리어성을 갖는 외포재(1)를 구비하여 구성되어 있다. 이 진공 단열재(20)는 평판 형상의 직사각형 패널로 구성되어 있다.

이 심재(10)는 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 신재(3)와, 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 폐재(4)와, 입상의 흡착제(5)와, 신재(3), 폐재 및 흡착제(5)를 수납한 내포재(2)를 구비하여 구성되어 있다. 신재(3) 및 폐재(4)를 구성하는 무기 섬유 중합체를 내포재(2) 내에 수납하고 있으므로, 신재(3) 및 폐재(4)를 바인더로 고화할 필요가 없다. 따라서, 바인더를 이용하는 종래의 진공 단열재에 비교하여 제작시의 전기ㆍ열에너지를 삭감할 수 있는 동시에, 바인더를 포함하지 않는 폐재의 재이용에 의한 비용 삭감을 도모할 수 있는 것이다. 또한, 폐재(4)를 내포재(2) 내에 수납한 심재(10)로 하고 있으므로, 심재(10)의 취급성을 우수한 것으로 할 수 있다. 게다가, 흡습하기 쉬운 특성을 갖는 무기 바인더를 사용하지 않음으로써, 신재(3) 및 폐재(4)의 수분 반입이 매우 적어져 단열 성능이 안정된 진공 단열재를 제공할 수 있는 동시에, 유 기 바인더를 사용하지 않음으로써, 유기 바인더로부터 발생하는 가스에 의한 단열 성능의 시간의 흐름에 따른 열화를 방지할 수 있다.

신재(3)는 평균 섬유 직경 4 ㎛의 글라스울의 척층체로 구성되어 있다. 폐재(4)는 이 신재(3)의 단편이 이용되고 있다. 또, 글라스울 적층체 대신에, 글라스 파이버, 알루미나 섬유, 실리카알루미나 섬유 등의 무기 섬유 적층체가 이용되어도 좋다.

내포재(2)는 열용착 가능한 두께 20 ㎛ 전후의 폴리에틸렌 필름 등의 합성 수지 필름으로 만들어져 있다. 내포재(2)는 직사각형의 2매의 필름의 주연부를 용착함으로써 주머니 형상으로 형성되어 있다. 또한, 내포재(2)의 두께를 20 ㎛ 전후로 하면, 내포재(2)의 외연성이 확보되는 동시에, 내포재(2) 내에 심재를 넣어 압축 감압한 후, 내포재(2)의 심재 삽입 개구부를 열용착하는 데 상태가 좋아 열용착 지그도 만들기 쉽다. 또한, 내포재(2)는 열용착 가능한 유기 필름을 밀도 0.910 g/㎤ 이상인 폴리에틸렌 필름으로 하고, 그 두께를 5 내지 50 ㎛로 함으로써, 심재 모재(10A)를 압축 밀봉할 때의 파괴에 의한 누설 불량을 저감시키고, 또한 압축 밀봉 후의 부압 상태를 장시간 유지할 수 있으므로, 취급성이 좋은 심재(10)를 이용한 진공 단열재를 제공할 수 있다.

외포재(1)는 기체의 투과를 방지하는 가스 배리어층과, 그 내측에 설치된 열용착용 플라스틱층을 구비한 라미네이트 필름으로 구성되어 있다. 구체적으로는, 외포재(1)는 15 ㎛의 폴리아미드계 합성 섬유 수지를 사용하고, 알루미늄 금속 증착막을 400 내지 500 Å로 하고, 상기 증착막의 지지층으로서 12 ㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용하고, 알루미늄박을 6 ㎛로 하고, 용착 필름층으로서 50 ㎛의 고밀도 폴리에틸렌 수지를 사용한 알루미늄 필름으로 구성되어 있다.

심재(10)는 외포재(1)에 대해 간극없이 배치되고, 외포재(1)의 내주 길이에 실질적으로 일치하는 외주 길이를 갖도록 외포재(1) 내에 수납되어 있다. 환언하면, 외포재(1)의 3변에 만들어져 있는 귀부(19a)는 심재(10)의 측면에 근접한 짧은 것으로 되어 있다. 이에 의해, 3변의 귀부(19a)의 귀접기를 행하지 않아도 좋고, 큰 귀부가 있는 것으로부터 유발되는 냉장고 조립시의 여러 문제를 해소할 수 있는 진공 단열재(20)로 되어 있다.

다음에, 제1 실시 형태의 진공 단열재(20)의 제조 방법에 대해, 제1 실시 형태의 각 제조 공정을 나타내는 도2 내지 도5를 참조하면서 설명한다. 도2는 신재(3)를 절단한 상태를 도시하는 사시도, 도3은 신재(3), 폐재(4) 및 흡착제(5)를 조합하는 상태를 도시하는 사시도, 도4는 심재 모재(10A)를 내포재(2)에 수납하여 감압 및 밀봉하는 상태를 도시하는 단면도, 도5는 심재 모재(10A)를 내포재(2)로 둘러싼 상태를 도시하는 사시도이다.

우선, 도2에 도시한 바와 같이, 바인더로 고형화되어 있지 않은 탄력성을 갖는 무기 섬유의 적층체의 소재의 단부를 절단하여 신재(3)를 제작한다. 따라서, 이 신재(3)는 바인더로 고형화되어 있지 않은 탄력성을 갖는 무기 섬유의 적층체 로 구성되게 되는 동시에, 신재(3)로부터 절단된 폐재(4)도 바인더로 고형화되어 있지 않은 탄력성을 갖는 무기 섬유의 적층체로 구성되게 된다. 또, 도2에 나타내는 예에서는, 복수매의 소재의 단부를 절단하여 복수매의 신재(3)를 동시에 제작하 고 있으므로 생산성이 양호하지만, 필요에 따라서 1매의 소재의 단부를 절단하여 신재(3)를 제작하도록 해도 좋다. 제작된 신재(3)는 직사각 형상의 패널이고, 절단된 폐재(4)는 리드 형상의 단편이다.

계속해서, 도3에 도시한 바와 같이 제작한 신재(3)의 상면에 폐재(4)를 깔고 폐재층(6)으로 한다. 환언하면, 신재(3)의 제작시에 발생한 단편인 리드 형상의 폐재(4)를 신재(3)의 상면에 평면 형상으로 간극이 없도록 병치하여 폐재층(6)으로 한다. 또한 그 폐재층(6)의 상면에 흡착제(5)를 산재시켜 두고, 또한 그 상면에 신재(3)를 설치함으로써 심재 모재(10A)로 한다. 환언하면, 상하의 신재(3) 사이에 폐재층(6)을 끼워 유지하는 동시에, 폐재층(6)과 상측의 신재(3)와의 간극에 입상의 흡착제(5)를 광범위하게 산재하여 유지함으로써 심재 모재(10A)로 한다. 이와 같이, 외관상 체적이 큰 것에 비해 질량이 적은 성질이 있는 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 집합체로 이루어지는 폐재(4)라도 용이하게 재이용할 수 있어 비용 삭감을 도모하는 것이다.

심재(10) 전체에 대한 폐재(4)의 비율은 10 내지 80 중량 ％의 범위가 바람직하다. 신재(3)를 제작할 때에 발생하는 폐재(4)의 비율로부터 고려하여, 더 바람직하게는 20 내지 50 중량 ％이고, 이 제1 실시 형태에서는 25 중량 ％로 하고 있다.

상술한 바와 같이, 상하의 신재(3) 사이에 폐재층(6)을 끼워 유지함으로써, 심재(10)의 표면을 평탄한 것으로 할 수 있어, 냉장고 등에 설치하는 경우에 적합하다. 또한, 폐재층(6)과 신재(3)와의 간극에 입상의 흡착제(5)를 산재하여 유지 함으로써, 제조 공정에서의 흡착제가 새어 나오는 것을 방지할 수 있는 동시에, 신재(3)에 의한 심재(10)의 표면의 요철을 억제할 수 있다. 또한, 광범위하게 흡착제(5)를 산재시킴으로써, 신재(3) 및 폐재층(6)과 흡착제(5)와의 접촉하는 면적을 늘려 흡착제(5)에 수분, 가스의 흡착을 하기 쉽게 할 수 있고, 그 결과, 진공 단열재(20)의 단열 성능을 안정시킬 수 있다.

또한, 흡착제(5)를 리드 형상의 폐재(4)의 섬유 사이에 충전하여 그 위치를 유지함으로써, 형상이나 길이가 갖추어지지 않은 폐재(4)의 섬유 사이의 공간에 잔류하는 가스 성분을 흡착할 수 있고, 장기간에 걸쳐서 단열 성능을 유지하는 것이 가능한 진공 단열재를 제공할 수 있다. 또, 폐재(4)를 절단하여 신재(3) 상에 평면 형상으로 깔고 사용하는 것도 가능하다. 그 경우에는, 신재(3)의 단부 부분까지 깔 수 있고, 진공 단열재로서 작성 후의 표면의 요철성이나 완성 치수의 변동을 적게 할 수 있지만, 절단한 폐재를 20 ㎜보다도 작게 하면 섬유 방향의 변동이 많아져 진공 단열재(20)의 단열 성능을 안정시킬 수 없게 된다.

또, 상기 폐재층(6)을 제1 폐재층으로 하고 그 위에 신재(3)의 제작시에 발생한 자투리인 리드 형상의 폐재(4)를 깔고 제2 폐재층으로 해도 좋다.

또한, 내포재(2)에서 심재 모재(10A)를 압축 밀봉할 때부터 흡착제(5)를 투입하므로, 진공 감압하에서 저하되는 흡착 특성에 대해 효과적으로 흡착 능력을 발휘할 수 있다. 이에 의해, 열용착 가능한 유기 필름을 반입하는 수분이나 가스 성분 등을 효과적으로 흡착할 수 있어, 초기의 단열 성능을 안정시킬 수 있다. 또한, 진공 단열재는 일반적으로 외포재를 통해 수분이나 가스가 서서히 침입하므로, 시간의 흐름에 따라 열화되어 단열 성능이 악화되지만, 흡착제(5)로서 분자체(molecular eive)(13X)를 사용함으로써 장기간에 있어서 단열 성능의 열화를 억제할 수 있어, 신뢰성이 높은 진공 단열재를 제공할 수 있다.

다음에, 상하 신재(3) 사이에 폐재층(6) 및 흡착제(5)를 끼워 유지한 상태인 심재 모재(10A)를 200 ℃의 건조로에서 10분간 건조를 행한다. 이는 신재(3) 및 폐재층(6)에 부착되어 있는 수분을 비산함으로써, 진공 팩의 시간을 단축하여 진공 단열재(20)의 단열 성능을 안정시키기 위해서이다.

계속해서, 도4에 도시한 바와 같이 내포재(2)를 구성하는 하부 필름(2a) 상에 심재 모재(10A)를 적재하고, 그 위에 내포재(2)를 구성하는 상부 필름(2b)을 씌운다. 이들을 상하에 배치한 프레스판(8)으로 프레스 압축함으로써, 신재(3) 및 폐재층(6) 내의 공기를 압출하여 심재 모재(10A)의 두께를 초기의 50 ％ 이하로 한 결과, 도5에 도시한 바와 같이 내포재(2)의 주연부인 능선 부분을 열용착하여 밀봉부(11)를 형성함으로써 심재(10)로 한다. 프레스판(8)에 의한 압력을 제거하면, 심재 모재(10A)는 원래의 크기로 복귀하려고 하지만, 심재 모재(10A)를 내포재(2)로 둘러싸고 프레스로 압축하여 탈기하고 있으므로, 내포재(2) 내부에는 거의 공기는 없고, 원래의 크기로 복귀하려고 해도 팽창되지 않는다. 그로 인해, 심재(10)가 판 형상이 되고, 폐재층(6) 부분으로부터의 박리는 발생하지 않아, 취급성이 좋은 심재(10)를 이용한 진공 단열재(20)를 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이, 심재 모재(10A)는 열용착 가능한 유기 필름으로 일시적으로 압축함으로써, 가열 압축 등을 필요로 하지 않고 성형이 가능하므로, 팽대한 전 기ㆍ열에너지를 소비하지 않고 환경 부하를 경감시킬 수 있다. 따라서, 상술한 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 집합체로 이루어지는 폐재(4)의 이용과 함께 전기ㆍ열에너지의 소비의 삭감 및 비용의 저감을 대폭으로 도모할 수 있어, 환경 부하를 경감시킨 진공 단열재를 제공할 수 있다.

또, 상술한 내포재(2)를 구성하는 하부 필름(2a) 상에 심재 모재(10A)를 적재하고, 그 위에 내포재(2)를 구성하는 상부 필름(2b)을 씌우는 작업은 주머니 형상의 내포재(2) 내에 삽입하는 경우에 비교하여 폐재(4)가 신재(3)로부터 넘칠 우려가 적어 작업성이 양호하다.

다음에, 이러한 압축 포장한 심재(10)를 외포재(1)로 덮고, 진공 팩을 행한다. 진공 팩을 행하기 전에, 도5에 도시한 바와 같이 심재(10)의 내포재(2)의 1변에 개방구(12)를 마련해 둔다. 이 제1 실시예에서는 진공 팩으로 2.2 ㎩까지 진공화를 행하고, 진공 도달 후 2분간 진공을 유지한 후에, 외포재(1)의 개방구를 밀봉한다.

이 제1 실시 형태에서 얻게 된 진공 단열재의 열전도율을 에코세이끼사제 열전도율 측정기 오토 λHC-074로 측정한 결과, 초기치가 2.2 내지 2.3 ㎽/mㆍK로 양호한 값을 얻을 수 있었다. 또한, 70 ℃ 분위기 하에서의 10년 상당 경과 후의 열전도율은 6.8 ㎽/mㆍK라는 값이었다. 이 열전도율을 후술하는 제2 실시 형태 및 비교예와 대비하여 나타내면, 다음의 표1과 같다.

[표 1]

열전도율[㎽/mㆍK]	제1 실시 형태	제2 실시 형태	제3 실시 형태	비교예
초기치	2.2 내지 2.3	2.7	2.5	1.7 내지 2.2
10년 상당 경과 후	6.8	8.2	7.2	5.8 내지 6.3

(제2 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 도6을 이용하여 설명한다. 도6은 본 발명의 제2 실시 형태의 진공 단열재(20)에 이용하는 심재 모재(10A)의 조합시의 사시도이다. 이 제2 실시 형태는 다음에 서술하는 점에서 제1 실시 형태와 상이한 것이고, 그 밖의 점에 대해서는 제1 실시 형태와 기본적으로는 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.

이 제2 실시 형태의 진공 단열재(20)는 바인더를 포함하지 않는 평균 섬유 직경 4 ㎛의 글라스울 적층체로부터 신재(3)의 사이즈를 컷트하였을 때에 발생한 폐재(4)를 심재 모재(10A)의 전체에 이용한 것이고, 폐재 100 ％로 이루어지는 심재 모재(10A)를 내포재(2)로 압축 포장한 것이다. 환언하면, 폐재층(6)을 3층으로 구성하여 폐재층(6) 사이에 넓은 범위로 입상의 흡착제(5)를 산재시킨 것이다.

이 제2 실시 형태에서 얻어진 진공 단열재(20)의 열전도율을 에코세이끼사제 열전도율 측정기 오토 λHC-074로 측정한 결과, 초기치가 2.7 ㎽/mㆍK로 양호한 값을 얻을 수 있었다. 또한, 70 ℃ 분위기 하에서의 10년 상당 경과 후의 열전도율은 8.5 ㎽/mㆍK라는 값으로, 제1 실시예보다도 열화되어 있지만, 심재에 폐재 100 ％를 사용해도 10년 상당 후에도 진공 단열재의 단열 효과를 충분히 발휘하고 있다.

(제3 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 도8을 이용하여 설명한다. 도8은 본 발명의 제3 실시 형태의 진공 단열재(20)에 이용하는 심재 모재(10B)의 조합의 단면도이다. 이 제3 실시 형태는 다음에 서술하는 점에서 제1 실시 형태와 상이한 것이고, 그 밖의 점에 대해서는 제1 실시 형태와 기본적으로는 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.

이 제3 실시 형태의 진공 단열재(20)는 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 신재(3)와, 상기 폐재(4)로 이루어지는 심재를 이용한 것으로, 상기 심재를 각각 압축 포장한 것이다. 이 제3 실시 형태에서 얻게 된 진공 단열재(20)의 열전도율을 에코세이끼사제 열전도율 측정기 오토 λHC-074로 측정한 결과, 초기치가 2.5 ㎽/mㆍK로 양호한 값을 얻을 수 있었다. 또한, 70 ℃ 분위기 하에서의 10년 상당 경과 후의 열전도율은 7.2 ㎽/mㆍK라는 값으로, 제1 실시예보다도 열화되어 있지만, 심재가 되는 층을 각각 압축 포장ㆍ진공 단열재를 작성해도 10년 상당 후에도 진공 단열재의 단열 효과를 충분히 발휘하고 있다.

(비교예)

다음에, 비교예에 대해 도7을 이용하여 설명한다. 도7은 비교예의 진공 단열재(20)에 이용하는 심재 모재(10A)의 조합시의 사시도이다. 이 비교예는 다음에 서술하는 점에서 제1 실시 형태와 상이한 것이고, 그 밖의 점에 대해서는 제1 실시 형태와 기본적으로는 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.

이 비교예의 진공 단열재(20)는 바인더를 포함하지 않는 평균 섬유 직경 4 ㎛의 글라스울 적층체로 제작한 신재(3)의 2층을 심재 모재(10A)의 전체에 이용한 것이고, 신재 100 ％로 이루어지는 심재 모재(10A)를 내포재(2)로 압축 포장한 것 이다.

이 비교예에서 얻게 된 진공 단열재(20)의 열전도율을 에코세이끼사제 열전도율 측정기 오토 λHC-074로 측정한 결과, 초기치가 1.7 내지 2.2 ㎽/mㆍK라는 값을 얻을 수 있었다. 70 ℃ 분위기 하에서의 10년 상당 경과 후의 열전도율은 5.8 내지 6.3 ㎽/mㆍK라는 값이었다.

(폐재료의 비율)

신재(3)와 페재(4)와의 비율을 다양하게 바꾸어 진공 단열재(20)를 제작하고, 그 진공 단열재(20)의 초기 열전도율을 에코세이끼사제 열전도율 측정기 오토 λHC-074로 측정한 결과, 다음의 표2에 나타내는 결과를 얻을 수 있었다. 이들 폐재료와 열전도율과의 관계를 표 및 도면에 나타내면, 표1 및 도9에 나타낸 바와 같다. 이 표1 및 도9로부터 폐재료가 25 ％ 내지 80 ％의 범위가 폐재(4)의 유효 활용을 도모하면서 초기 성능을 양호하게 확보할 수 있는 것을 알 수 있었다.

[표 2]

폐재량[％]	초기 성능[㎽/mㆍK]
0	2.0
25	2.2
50	2.2
80	2.4
100	2.7

본 발명의 진공 단열재 및 그 제조 방법에 따르면, 심재의 취급성 개선, 제작시의 전기ㆍ열에너지 삭감 및 바인더를 포함하지 않는 폐재의 재이용에 의한 비 용 삭감을 도모할 수 있다.

Claims

가스 배리어성을 갖는 외포재 내에 섬유 중합체로 이루어지는 심재를 수납한 진공 단열재이며,

상기 외포재의 내부에는 바인더를 포함하지 않는 직사각 형상의 섬유 중합체와, 바인더를 포함하지 않는 리드 형상의 섬유 중합체와, 상기 리드 형상의 섬유 중합체를 둘러싼 내포재를 구비하고,

상기 내포재를 포함하는 상기 외포재 내부는 감압되어 진공 상태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제1항에 있어서, 상기 심재 전체에 대한 상기 리드 형상의 섬유 중합체의 비율이 10 내지 80 중량 ％인 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내포재는 밀도 0.910 g/㎤ 이상이고 또한 두께가 5 내지 50 ㎛인 열용착 가능한 폴리에틸렌 필름으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제1항에 있어서, 상기 리드 형상의 섬유 중합체는 상기 직사각 형상의 섬유 중합체에 의해 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제4항에 있어서, 상기 리드 형상의 섬유 중합체 사이에 산재된 입상의 흡착제를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
삭제
가스 배리어성을 갖는 외포재 내에 섬유 중합체로 이루어지는 폐재를 갖는 심재를 수납한 진공 단열재이며,

상기 심재는 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 상기 폐재와, 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 신재와, 상기 폐재 및 상기 신재의 양방을 함께 혹은 각각 둘러싼 내포재를 구비하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제7항에 있어서, 상기 심재 전체에 대한 상기 폐재의 비율이 10 내지 80 중량 ％인 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 내포재는 밀도 0.910 g/㎤ 이상이고 또한 두께가 5 내지 50 ㎛인 열용착 가능한 폴리에틸렌 필름으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제7항에 있어서, 상기 심재는 복수층으로 이루어지는 상기 폐재와, 상기 폐재 사이에 산재된 입상의 흡착제를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제7항에 있어서, 상기 심재는 상기 신재와 상기 폐재 사이에 산재된 입상의 흡착제를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
가스 배리어성을 갖는 외포재 내에 섬유 중합체로 이루어지는 심재를 수납하는 진공 단열재의 제조 방법에 있어서,

바인더를 포함하지 않는 무기 섬유의 적층체를 절단하여 직사각 형상의 무기 섬유 중합체와 함께 리드 형상의 무기 섬유 중합체를 얻는 공정과,

상기 리드 형상의 무기 섬유 중합체를 내포재로 둘러싸고 압축 및 감압하는 공정과,

상기 내포재에 둘러싸인 무기 섬유 중합체를 상기 내포재와 함께 상기 외포재 내에 수납하고, 상기 외포재 내부를 감압하여 진공 상태로 한 후에, 상기 외포재를 밀폐하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 진공 단열재의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 내포재로 둘러싸인 상기 무기 섬유 중합체를 초기 두 께의 50 ％ 이하가 되도록 압축 및 감압하는 것을 특징으로 하는 진공 단열재의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 리드 형상의 무기 섬유 중합체를 상기 직사각 형상의 무기 섬유 중합체 상에 평면 형상으로 복수 병치하여 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 단열재의 제조 방법.
가스 배리어성을 갖는 외포재 내에 섬유 중합체로 이루어지는 폐재를 갖는 심재를 수납한 진공 단열재의 제조 방법에 있어서,

바인더를 포함하지 않는 섬유 중합체로 이루어지는 상기 폐재를 내포재로 둘러싸고 압축 및 감압한 후에, 이 내포재를 밀봉하여 상기 심재로 하고,

이 심재를 상기 외포재 내에 수납하고 또한 상기 내포재의 밀봉을 해제하여 상기 내포재 내부를 포함하는 상기 외포재 내부를 감압하여 진공 상태로 한 후에, 상기 외포재를 밀폐하여 진공 단열재로 하는 것을 특징으로 하는 진공 단열재의 제조 방법.
제15항에 있어서, 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 상기 폐재와 함께 바인더를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 이루어지는 신재를 상기 내포재로 둘러싸고 상기 심재를 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 단열재의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 신재 및 상기 폐재로 이루어지는 무기 섬유 중합체를 초기 두께의 50 ％ 이하가 되도록 압축 및 감압한 후에 상기 내포재를 밀봉하여 상기 심재로 하고, 이 심재를 상기 외포재로 둘러싸고 또한 상기 내포재의 밀봉을 해제하여 상기 심재의 외주 길이가 상기 외포재의 내주 길이와 실질적으로 동일한 치수가 될 때까지 복원하는 것을 특징으로 하는 진공 단열재의 제조 방법.
제15항에 있어서, 상기 신재를 소정 형상으로 절단할 때에 발생하는 다수의 리드 형상의 폐재를 상기 신재 상에 평면 형상으로 병치하여 폐재층을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 단열재의 제조 방법.