KR101301504B1

KR101301504B1 - 진공단열재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101301504B1
Application number: KR1020060037124A
Authority: KR
Inventors: 세이토 하야시; 히데토 사토; 도모유키 곤도
Original assignee: 아사히 화이바 구라스 가부시키가이샤
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2013-09-04
Also published as: KR20060113436A; CN1853922B; CN1853922A; JP2006329419A; JP3942189B2

Abstract

진공단열재의 둘레 가장자리부를 심재 측을 향해 접어 넣어 사용할 때, 종래의 진공단열재에서는 절곡부에 구멍이 뚫리고 균열이 생겨 가스가 침입하기 쉽다는 문제점이 있다는 것을 감안하여, 심재의 네 변을 따른 심재와 가까운 쪽에 있는 둘레 가장자리부의 미용착 부분 이외에, 심재의 코너부 주변에 발생하는 가스 배리어성 필름의 절곡부, 중첩부, 귀퉁이부를 포함하는 미용착 부분을 용착시킴으로써 접어 넣었을 때 필름에 작은 구멍이 뚫리고, 또 귀퉁이부 끝단에 균열이 생겨도 가스의 침입을 방지할 수 있어, 내부의 진공도 저하가 일어나지 않는 새로운 진공단열재와 그 제조방법을 제공하는 것이다. 열용착층을 갖는 가스 배리어성 필름(3)으로 이루어지는 봉지체(F)에 심재(2)를 수납하고, 내부를 감압 상태에서 밀봉한 진공단열재(1)를, 그 전체 또는 미용착 부분을 상압 하에서 가열하여 상기 봉지체(F)의 미용착부(M)를 열용착하는 것을 특징으로 한다.

봉지, 진공단열재, 심재, 관통공, 열용착, 감압, 상압

Description

진공단열재 및 그 제조방법{VACUUM HEAT INSULATION MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}

도 1은 본 발명에 이용하는 종래 방법에 의해 제조한 진공단열재의 평면도이고,

도 2는 도 1에 도시한 진공단열재의 둘레 가장자리부를 심재 측으로 접어 넣은 상태를 나타낸 부분 확대 측면도이고,

도 3은 도 2에 도시한 진공단열재의 다른 둘레 가장자리부를 심재 측으로 접어 넣기 전의 상태를 나타낸 부분 확대 사시도이고,

도 4는 도 1에 도시한 진공단열재의 심재 코너부 주변을 평면 측에서 본 사시도이고,

도 5는 도 4에 도시한 심재 코너부 주변의 상면 측의 부분 절개 사시도이고,

도 6은 전체 가열에 의한 본 발명의 진공단열재의 제조방법의 일례를 도시한 사시도이고,

도 7은 본 발명의 진공단열재의 제조공정의 일례를 도시한 평면도이고,

도 8은 본 발명의 진공단열재의 제조공정의 다른 예를 도시한 평면도이고,

도 9는 중앙부에 원형 관통공을 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 일례의 평면도이고,

도 10은 중앙부에 원형 관통공을 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 다른 예의 평면도이고,

도 11은 측변부에 노치를 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 일례의 평면도이고,

도 12는 열쇠구멍 형태의 관통공을 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 일례의 평면도이고,

도 13은 중앙부에 직사각형 관통공을 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 일례의 평면도이고,

도 14는 중앙부에 직사각형 관통공을 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 다른 예의 평면도이고,

도 15는 평면이 대략 L자 형인 심재를 이용한 진공단열재의 일례의 평면도이고,

도 16은 복잡한 형상의 심재를 이용한 진공단열재의 제조공정의 일례를 도시한 평면도로서, 도 16(a)는 가장자리를 히트실링한 진공단열재, 도 16(b)는 진공단열재의 전체를 상압 하에서 가열한 진공단열재, 도 16(c)는 열용착된 가스 배리어성 필름을 심재를 따라 절단한 진공단열재를 나타낸다.

<부호의 설명>

1, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23 : 진공단열재

3 : 가스 배리어성 필름 4 : 절곡선

2, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 : 심재

5 : 건조기

6 : 열풍 송풍기

F : 외장 봉지체

h : 히트 실링되어 있는 부분 H : 열용착된 부분

M : 미용착 부분 Q : 절곡부

R : 중첩부 S : 귀퉁이부

T : 첨예부 K : 절개선

기술분야

본 발명은 둘레 가장자리에 형성되는 가스 배리어성 필름끼리의 적층 부분(둘레 가장자리부)을 접어 넣어서 사용하는 진공단열재의 사용 형태를 고려하여 둘레 가장자리부를 접어 넣었을 때 필름에 미소한 구멍이나 균열이 생겨도 외부로부터 가스가 침입하여 내부의 진공도가 저하되어 단열 성능이 악화되거나 하지 않고, 또한 파이프 등이 통과되고 있는 복잡한 형상인 곳에도 장착할 수 있는 진공단열재와 그 제조방법에 관한 것이다.

배경기술

진공단열재는, 가스 배리어성이 뛰어난 복합 플라스틱 라미네이트 필름으로 이루어지는 봉지체에 심재로서 연속 기포 경질 플라스틱 발포체나 무기물 등을 수 납하고 내부를 감압한 후, 둘레 가장자리의 가스 배리어성 필름끼리의 적층 부분을 히트실링하여 제조된다. 일반적으로, 진공단열재는 외장 봉지체를 통과하여 공기나 수분이 투과하거나, 혹은 내부에서 이산화탄소나 유기 가스가 발생하기 때문에, 시간의 경과와 함께 진공도는 조금씩 저하되고, 그에 따라 열전도율이 커져 고도의 단열성을 유지할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 진공단열재는 그 둘레 가장자리에 가스 배리어성 필름끼리의 적층 부분이 있기 때문에, 사용시에 빈틈없이 장착하기 위해서는 둘레 가장자리부를 절곡하거나 할 필요가 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는 진공단열재를 상자체의 측벽 내부에 장착하면 둘레 가장자리의 적층 부분이 방해가 되어 단부에서 빈틈이 생겨 버리기 때문에, 이 적층 부분을 용이하게 절곡할 수 있도록 하여 단부에 빈틈이 발생하지 않도록 하여, 이러한 문제의 해결을 도모하고 있다.

그러나, 진공단열재 둘레 가장자리의 적층 부분은 가스 배리어성 필름끼리가 밀착되어 있는데, 도 1에 도시한 바와 같이 진공단열재(1)의 둘레 가장자리부(1a)의 히트실링되어 있는 부분(h) 이외의 심재(2)와 가까운 쪽은 열용착되지 않은 미용착 부분(M)으로 되어 있다. 이 둘레 가장자리부(1a)를 도 2에 도시한 바와 같이 접어 넣었을 때는, 미용착 부분(M)이 절곡부의 선(이하, 절곡선(4)이라고 함) 상에 위치해 있는 경우가 많다. 따라서, 접어 넣었을 때 절곡선(4) 상의 필름에 미소한 구멍이나 균열이 발생하면, 그로부터 가스가 서서히 침입하여 내부의 진공도가 저하되어 단열 성능이 악화되기 쉽다는 문제가 있었다. 또한, 도 2에 도시한 상태에서 다른 둘레 가장자리부(1a)를 도 3에 화살표로 도시한 바와 같이 접어 넣으면 진 공단열재(1)의 귀퉁이부에서 둘레 가장자리부(1a와 1a')의 두 번 접혀져 들어가는 부분에 뾰족한 끝단(이하, 첨예부라고 함)이 형성되기 때문에, 그 첨예부(T)에 다른 부재가 충돌하거나 하면 균열 등이 생겨 상기와 마찬가지로 단열 성능이 악화되기 쉽다는 문제가 있었다.

상기한 문제를 해결하기 위하여, 직사각형의 판상의 심재를 이용하여 종래의 방법에 의해 제조한 진공단열재의 미용착 부분을 조사하였더니, 미용착 부분(M)은 심재(2)의 네 변을 따른 심재(2)와 가까운 쪽에 있을 뿐만 아니라, 심재(2)의 코너부 주변의 가스 배리어성 필름(3a, 3b)의 적층 부분의 복잡한 형상 부분과 어울려져 있음을 알 수 있었다. 상세하게는, 도 4에 도시한 바와 같이 진공단열재(1)의 제조시에, 봉지체(F)의 내부 감압에 의해 심재(2)의 코너부 주변에 발생하는 가스 배리어성 필름(3a, 3b)의 적층 부분의 절곡부(Q), 중첩부(R), 도 5에 도시한 바와 같은 귀퉁이부(S)에 미용착 부분(M)이 있음을 알 수 있었다. 이는 심재(2)보다 약간 큰 두 장의 가스 배리어성 필름(3a, 3b)을 심재(2)를 사이에 두고 서로 중첩시키고, 둘레 가장자리의 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리를 적층할 때에, 심재(2)의 코너부 주변에서는 필름(3a, 3b)에 잉여 부분이 나오게 되고, 감압하였을 때 그 잉여 부분이 상기와 같은 복잡한 단면 형상의 적층 형태로서 나타나기 때문이라고 추측된다. 한편, 이러한 복잡한 단면 형상의 적층 형태는 수납할 심재(2)의 두께와도 관련이 있으며, 특히 심재(2)가 두꺼운 경우에는 그 코너부 주변에 약간 큰 절곡부(Q), 중첩부(R), 귀퉁이부(S)가 생기기 쉽고, 그 결과 심재(2)가 두꺼운 경우에는 코너부 주변에 많은 미용착 부분(M)이 있는 것으로 추측된다.

또한, 종래의 진공단열재(1)에서는 심재(2)의 전후면과 가스 배리어성 필름(3a, 3b) 내면의 열용착층이 감압에 의해 밀착되어 있되 용착까지는 되어 있지 않기 때문에, 상기한 바와 같은 원인으로 인해 가스의 침입이 일어나면 심재(2)의 전후면과 가스 배리어성 필름(3a, 3b) 사이에 가스가 들어가 내부의 진공도가 저하된다는 문제도 있었다.

또한, 다른 문제로서 종래의 진공단열재에는 평면이 사각형인 것이 많기 때문에, 예컨대 전원선이나 통신선 등을 통과시키기 위한 파이프나 철골 등이 관통되어 있는 벽면에 장착하는 경우, 파이프 등을 피하여 그 주위에 소형의 진공단열재를 여러 장 장착하는 등의 방법으로 대응하고 있는데, 파이프 등의 주변으로부터의 열전도가 커지게 되고, 또한 소형의 진공단열재를 다수 제조하기 위한 비용이 지나치게 많이 든다는 문제가 있었다.

상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 특허문헌 2에서는, 열용착층을 갖는 가스 배리어성의 외피재와 판상의 심재를 가지며, 열용착층끼리가 대향하는 외피재 사이에 상기 심재가 감압밀봉되어 이루어지고, 외피재 사이에 심재가 있는 부분을 포함시켜 가열가압함으로써, 대향하는 열용착층끼리가 심재 형상을 따르도록 열용착된 진공단열재의 발명이 제안된 바 있다.

또한, 특허문헌 3에는 적용할 대상물의 형상에 제한이 적고 용도가 넓은 진공단열재로서, 열용착층을 갖는 가스 배리어성의 외피재와 판상의 심재를 가지며, 상기 열용착층끼리가 대향하는 상기 외피재 사이에 상기 심재가 감압밀봉되고, 상기 심재의 주위에 상기 심재를 사이에 포함하지 않고 밀착된 상기 외피재로만 구성 되는 둘레 가장자리부가 형성된 진공단열재로서, 상기 외장재 사이에 상기 심재가 있는 부분의 상기 열용착층이 용융하여 상기 심재의 표면 부분과 결착되어 있으며, 둘레 가장자리부의 대향하는 상기 열용착층끼리가 심재 형상을 따르도록 열용착되어 있는 진공단열재의 발명이 제안된 바 있다.

또한, 특허문헌 4에는 배선, 배관, 기기 등을 통과시킬 수 있는 관통공 및/또는 도어 힌지 고정용 부재 등을 설치할 수 있는 노치부를 갖는 진공단열 패널로서, 단열 심재가 가스 배리어성 포장재로 이루어지는 봉지 내에 진공배기된 상태에서 봉입되어 이루어지는 진공단열 패널에 있어서, 이 진공단열 패널이 관통공부 및/또는 노치부를 가지며, 또 이 관통공부 및/또는 노치부의 내주부를 따라 가스 배리어성 포장재끼리를 융착한 실링부가 형성되어 이루어지는 진공단열 패널로서, 실링부의 내측에 절개 또는 슬릿이 형성되어 이루어지는 진공단열 패널의 발명이 제안된 바 있다.

상기 특허문헌 2, 3에서 제안되어 있는 발명의 진공단열재는, 진공단열재를 제조할 때의 열용착에서 탄성체로 구성된 열판을 사용하여, 외피재 사이의 심재의 유무를 열판의 변형에 의해 흡수함으로써 대향하는 열용착층끼리를 심재 형상을 따르도록 열용착하고 있다. 그러나, 이러한 가열가압 방법에서는, 탄성체로 구성된 열판의 변형이 심재의 두께를 고려하면 한도가 있기 때문에, 심재의 네 변을 따른 가스 배리어성 필름(외장재)의 적층 부분의 심재와 가까운 쪽에 미용착 부분이 잔류하기 쉽다는 문제가 있었다. 또한, 진공단열재의 크기에 맞는 탄성체로 구성된 열판을 별도로 준비할 필요가 있기 때문에 제조 비용이 지나치게 많이 든다는 문제 도 있었다. 나아가, 특허문헌 2, 3에서 제안된 진공단열재에서는, 심재의 코너부 주변에 잉여의 가스 배리어성 필름에 의해 발생하는 해당 필름의 절곡부, 중첩부, 귀퉁이부에 대해서는 전혀 고려되지 않아, 이들 부위에 있는 미용착 부분의 용착이 충분히 이루어진다고 보기 어렵다. 특히, 탄성체로 구성된 열판에서는 심재의 코너부 주변에 대하여 충분한 가열가압이 이루어지기 어렵다는 문제가 있었다.

또한, 상기 특허문헌 4에서 제안된 발명의 진공단열 패널에 대해서도 관통공부나 노치부의 내주부를 따라 가스 배리어성 포장재끼리를 융착한 실링부가 형성되어 있는데, 가스 배리어성 포장재끼리의 융착에는 열판이 사용되어 있는 것으로 추측된다. 따라서, 관통공부나 노치부의 내주부를 따라 실링된다고 해도, 이들 관통공부나 노치부와 가까운 쪽이 충분히 열용착되어 있다고는 보기 어렵다. 또한, 이 특허문헌 4에서 제안된 발명에서도 심재의 코너부 주변에 잉여의 가스 배리어성 필름에 의해 발생하는 해당 필름의 절곡부, 중첩부, 귀퉁이부에 대해서는 전혀 고려되지 않아, 이들 부위에 있는 열용착 부분의 용착이 충분이 이루어져 있다고 보기 어렵다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개 2001-295984호 공보

[특허문헌 2] 특허 제3559035호 공보

[특허문헌 3] 일본 특허공개 2004-197954호 공보

[특허문헌 4] 일본 특허공개 평 8-303686호 공보

본 발명은 진공단열재의 둘레 가장자리부를 심재 측을 향해 접어 넣어서 사 용할 때 종래의 진공단열재에는 상기와 같은 문제점이 있다는 것을 감안하여, 심재의 네 변을 따른 심재와 가까운 쪽에 있는 둘레 가장자리부의 미용착 부분 이외에, 심재의 코너부 주변에 발생하는 가스 배리어성 필름의 절곡부, 중첩부, 귀퉁이부를 포함하는 미용착 부분을 용착시킴으로써, 접어 넣었을 때 필름에 작은 구멍이 뚫리고, 또 귀퉁이부 끝단에 균열이 생겨도 가스의 침입을 방지할 수 있고, 내부의 진공도의 저하가 일어나지 않는 새로운 진공단열재와, 그 제조방법을 제공하는 것을 그 과제로 하는 것이다,

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결하는 것을 목적으로 하여 이루어진 본 발명의 진공단열재의 구성은, 열용착층을 갖는 가스 배리어성 필름으로 이루어지는 봉지체에 심재를 수납하고, 내부를 감압 상태에서 밀봉한 진공단열재를, 그 전체 또는 미용착 부분을 상압 하에서 가열하여 상기 봉지체의 미용착부를 열용착한 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 과제를 해결하는 것을 목적으로 하여 이루어진 본 발명의 진공단열재의 제조방법의 구성은, 열용착층을 갖는 가스 배리어성 필름으로 이루어지는 봉지체에 심재를 수납하고, 내부를 감압 상태에서 밀봉한 진공단열재를, 그 전체 또는 미용착 부분을 상압 하에서 가열하여 상기 봉지체의 미용착부를 열용착하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 상기 구성에 있어서, 가열할 미용착 부분은 봉지체의 내부 감압에 의해 심재의 코너부 주변에 발생하는 가스 배리어성 필름의 절곡부, 중첩부, 귀퉁이부 중 어느 것이 포함된 미용착부로서, 가열할 미용착 부분에는 진공단열재의 주변의 잉여 가스 배리어성 필름을 심재 측으로 접어 넣을 때 심재 주변에 발생하는 절곡부나 상기 절곡부의 첨예부를 포함하고 있다. 또한, 상기한 상압 하에서의 전체 또는 부분의 가열 온도는 열용착층의 융점보다 5∼35℃ 정도 높은 온도인 것이 바람직하다.

상기한 열용착층은, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 미연신 폴리프로필렌(CPP), 연신 폴리프로필렌(OPP), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리염화비닐(PVC), 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌-비닐알코올 공중합체(EVOH) 중 어느 것의 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 이 열용착층의 두께는 5∼50μm인 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명은 상기 구성에 있어서, 심재에 관통공 및/또는 노치를 갖는 것을 사용할 수 있다. 심재로서는, 연속 기포 경질 플라스틱 발포체 또는 무기물, 혹은 연속 기포 경질 플라스틱 발포체와 무기물의 적층체를 사용할 수 있다.

또, 관통공 또는 노치에 둘러싸인 부분의 가스 배리어성 필름끼리의 용착부에 절개선, 또는 상기 관통공 또는 노치의 내주 가장자리를 따른 구멍 또는 노치를 형성한 구성으로 할 수도 있다. 또한, 절개선은 관통공의 중심부에서 둘레 가장자리부의 외주 끝에 걸쳐 형성하는 구성으로 하여도 좋다.

상기한 심재를 구성하는 무기물로는, 유리섬유에 유기 바인더를 0.5∼1.5wt% 도포하여 적층, 가열압축 성형한 유리섬유 매트를 사용하는 것이 바람직하다. 한 편, 심재에 가스 흡착제를 매몰시켜 형성한 구성으로 할 수 있다.

또한, 상기한 심재를 구성하는 무기물로는, 유리섬유의 적층체에 유기 바인더 등의 결합제를 도포하지 않고 니들 펀치에 의해 압축성형한 유리섬유 매트를 사용할 수 있으며, 나아가 유리섬유를 물을 이용하여 집면하고, 가열압축 성형한 유리섬유 매트를 사용할 수도 있다.

발명을 실시하는 최량의 형태

다음에, 본 발명의 실시형태의 예를 도면에 따라 설명한다. 도 1은 본 발명에 사용할 종래 방법에 의해 제조한 진공단열재의 평면도, 도 2는 도 1에 도시한 진공단열재의 둘레 가장자리부를 심재 측으로 접어 넣은 상태를 나타낸 부분 확대 측면도, 도 3은 도 2에 도시한 진공단열재의 다른 둘레 가장자리부를 심재 측으로 접어 넣기 전의 상태를 도시한 부분 확대 사시도, 도 4는 도 1에 도시한 진공단열재의 심재 코너부 주변을 평면 측에서 본 사시도, 도 5는 도 4에 도시한 심재 코너부 주변의 상면 측의 부분 절개 사시도, 도 6은 전체 가열에 의한 본 발명의 진공단열재의 제조방법의 일례를 도시한 사시도, 도 7은 본 발명의 진공단열재의 제조공정의 일례를 도시한 평면도, 도 8은 본 발명의 진공단열재의 제조공정의 다른 예를 도시한 평면도, 도 9는 중앙부에 원형 관통공을 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 일례의 평면도, 도 10은 중앙부에 원형 관통공을 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 다른 예의 평면도, 도 11은 측변부에 노치를 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 일례의 평면도, 도 12는 열쇠구멍 형태의 관통공을 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 일례의 평면도, 도 13은 중앙부에 직사각형 관통공을 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 일례의 평면도, 도 14는 중앙부에 직사각형 관통공을 갖는 심재를 이용한 진공단열재의 다른 예의 평면도, 도 15는 평면이 대략 L자 형인 심재를 이용한 진공단열재의 일례의 평면도, 도 16은 복잡한 형상의 심재를 이용한 진공단열재의 제조공정의 일례를 도시한 평면도로서, 도 16(a)는 둘레 가장자리를 히트실링한 진공단열재, 도 16(b)는 진공단열재의 전체를 상압 하에서 가열한 진공단열재, 도 16(c)는 열용착된 가스 배리어성 필름을 심재를 따라 절단한 진공단열재를 나타낸다.

도 1 내지 도 4는 상기한 바와 같이 본 발명에 이용할 일례의 진공단열재(1)를 도시한 것이다. 이 진공단열재(1)는 종래의 방법으로 제조한 것으로서, 열용착층을 갖는 가스 배리어성 필름(3)으로 이루어지는 외장 봉지체(F)에 심재(2)를 수납하고, 내부를 감압 상태로 하여 개구부를 밀봉하여 이루어지는 것이다. 제조방법으로서는, 심재(2)를 이보다 약간 큰 두 장의 가스 배리어성 필름(3a, 3b) 사이에 끼워 넣고, 감압 상태로 하여 둘레 가장자리의 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리의 적층 부분을 히트실링하여 제조한 것이어도 좋다. 한편 1a는 진공단열재(1)의 둘레 가장자리부로서, 외장 봉지체(F)의 심재(2)를 끼워 넣지 않은 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리를 적층한 부분이다. 이 둘레 가장자리부(1a)의 폭은 심재(2)의 두께와도 관련이 있는데, 일반적으로 10∼50mm 정도, 바람직하게는 10∼30mm 정도가 바람직하다.

상기 종래의 방법으로 제조한 진공단열재(1)는 도 1에 의해 설명한 바와 같이 둘레 가장자리부(1a)의 히트실링되어 있는 부분(h)과 심재(2) 사이는 감압에 의 해 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리는 밀착되어 있으나 열용착되어 있지 않다. 따라서, 도 2, 도 3에 의해 설명한 바와 같이 둘레 가장자리부(1a)를 그대로 심재(2) 측으로 접어 넣었을 때 문제가 생긴다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 진공단열재(1)의 제조시에 심재(2)의 코너부 주변에 발생하는 가스 배리어성 필름(3a, 3b)의 적층 부분의 절곡부(Q), 중첩부(R), 도 5에 도시한 바와 같은 귀퉁이부(S)에 미용착 부분(M)이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 방법으로 제조한 진공단열재(1)를 베이스로 그 전체 또는 미용착 부분을 상압 하에서 가열하여 외장 봉지체(F)의 외주변, 즉 진공단열재(1)의 둘레 가장자리부(1a)에 있는 미용착부를 열용착함으로써 제조된다. 전체의 가열은 여기서는 진공단열재(1)를 도 6에 도시한 바와 같은 건조기(5)에 넣어 수행하고 있다. 전체 가열에 의해 도 7에 도시한 바와 같이 심재(2)의 네 변을 따른 심재(2)와 가까운 쪽은 물론, 심재(2)의 코너부 주변의 절곡부(Q)나 중첩부(R), 귀퉁이부(S)에 있는 미용착 부분(M)을 모두 용착(H)시킬 수 있다. 또한, 전체 가열에 의해 심재(2)의 표면과 가스 배리어성 필름(3a)의 열용착층, 뒷면과 가스 배리어성 필름(3b)의 열용착층을 각각 용착시킬 수 있다.

다음에, 미용착 부분(M)의 상압 하에서의 부분 가열은 주로 심재(2)의 코너부 주변의 절곡부(Q)나 중첩부(R), 귀퉁이부(S)에 대하여 도 8에 도시한 바와 같이 열풍 송풍기(6)에 의해 열풍을 보냄으로써 이들에 있는 미용착 부분(M)을 용착시킨다. 한편, 당연히 심재(2)의 네 변을 따른 심재(2)와 가까운 쪽에 있는 미용착 부분(M)을 용착시킬 수도 있다. 이러한 부분 가열은 전체 가열과 비교하여, 가열에 의해 심재(2)로부터 나오는 가스의 발생을 최소한으로 할 수 있으므로 진공단열재(1)의 내부를 고진공으로 유지할 수 있다.

가스 배리어성 필름(3)의 상세한 구성, 열용착층의 부재 등에 대해서는 이후 설명하기로 하며, 예컨대 열용착층의 플라스틱 필름이 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 리니어 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 미연신 폴리프로필렌(CPP)인 경우, HDPE의 밀도는 0.93∼0.95, 융점은 120∼130℃, LLDPE의 밀도는 0.91∼0.93, 융점은 100∼110℃, CPP의 밀도는 0.90 전후, 융점은 130∼170℃이므로, 이들 HDPE, LLDPE, CPP의 열용착층의 융점보다 5∼35℃ 정도 높은 온도에서 가열한다. 아울러, 열용착층의 플라스틱 필름이 HDPE인 경우의 접착(용착) 강도를 가열 온도를 바꾸어 측정하였더니 아래 표 1과 같았다. 한편, 측정에는 측정기로서 오토그래프·AGS-H·1KN(세이마드즈 세이사쿠쇼)를 사용하여, 크로스 히트 스피드를 300mm/min의 조건으로, 열용착층의 두께 50μm인 것에 대하여 실시하였다.

상기한 진공단열재(1)에서는 심재(2)로 평면이 직사각형인 판상의 것을 사용하였으나, 후술하는 바와 같이 관통공이나 노치를 갖는 심재를 사용할 수도 있다. 또, 심재(2)의 외형도 직사각형에 한정되지 않으며, 평면 형상이 정사각형이나 사다리꼴, 육각형, 원형, 타원형 등인 심재를 사용할 수 있다.

다음에, 외장 봉지체(F)를 형성하는 가스 배리어성 필름(3)의 구성에 대하여 설명하면, 가스 배리어성 필름(3)은 복합 플라스틱 라미네이트 필름에 의해 형성되고, 열융착층과 금속호일과 다른 플라스틱 필름을 적층한 구성을 갖는 것이다. 금속호일로는, 알루미늄 호일이나 스틸 호일, 스테인레스 호일, 구리 호일 등을 사용할 수 있다. 또한, 금속호일 대신 금속이나 무기물의 증착 필름을 사용하여 플라스틱 필름과 적층한 필름을 사용할 수도 있다.

복합 플라스틱 라미네이트 필름의 일례로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름/나일론 필름/알루미늄 호일/폴리에틸렌 필름의 4층 구조의 라미네이트 필름을 들 수 있는데, 이 이외에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름/알루미늄 호일/고밀도 폴리에틸렌 필름의 3층 구조의 라미네이트 필름도 있으며, 이들 필름을 봉지체(F)에 형성할 때는 폴리에틸렌 필름이 봉지체(F)의 내측이 되도록 구성된다. 상기한 라미네이트 필름의 알루미늄 호일을 알루미늄 증착 필름으로 대체한 것도 물론 사용할 수 있다. 한편, 열용착층의 폴리에틸렌(PE) 필름으로는, 상기한 HDPE, LLDPE 이외에 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 중 어느 것의 필름을 선택하여 사용할 수 있고, 또한 PE 이외에, 상기한 CPP 외에 연신 폴리프로필렌(OPP), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리염화비닐(PVC), 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌-비닐알코올 공중합체(EVOH) 중 어느 것의 플라스틱 필름을 사용할 수도 있다. 열용착층의 두께는 본 발명에서는 5∼50μm인 것이 바람직하다.

다음에, 심재(2)의 구성에 대하여 설명하면, 심재(2)로는 연속 기포 경질 플라스틱 발포체 또는 무기물 혹은 연속 기포 경질 플라스틱 발포체와 무기물의 적층체 등을 사용할 수 있다. 무기물로는, 유리섬유에 유기 바인더를 0.5∼1.5wt% 도포하여 적층, 가열압축 성형한 유리섬유 매트를 사용할 수 있다. 한편, 연속 기포 경질 플라스틱 발포체로는, 종래의 진공단열재에서 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 심재(2)로는 가스 흡착제를 매몰시켜 경시적으로 심재(2)로부터 발생하는 아웃가스 또는 히트실링부 등으로부터 침입하는 가스를 흡수하는 구성으로 하여도 좋다.

또한, 진공단열재(1)의 심재(2)를 구성하는 무기물로는, 유리섬유의 적층체에 유기 바인더 등의 결합제를 도포하지 않고 니들 펀치에 의해 압축성형한 유리섬유 매트를 사용할 수 있다. 또한, 유리섬유를 물을 이용하여 집면하고, 가열압축 성형한 유리섬유 매트를 사용할 수도 있다.

다음, 심재로는 관통공이나 노치를 갖는 것, 혹은 관통공과 노치를 둘 다 갖는 것을 사용할 수 있다. 이들은 벽면에 배선용 등으로 사용되는 파이프 등이 통과되어 있을 수 있는데, 그러한 벽면에 대해서도 장착할 수 있는 진공단열재로 만들기 위해서이다. 또한, 노치는, 예컨대 버팀목 등의 구조 부재의 일부가 벽면으로 파고 들어가도록 들어가 있는 경우에 대응하기 위해서이다.

도 9는 진공단열재(7)의 중심부에 원형의 구멍(7b)이 형성된 것의 일례로서, 8은 이에 상응하는 관통공을 갖는 심재이다. 또한, 7a는 진공단열재(7)의 열용착된 둘레 가장자리부, 7c는 원형 구멍(7b)을 둘러싸는 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리가 용착된 적층 부분이다.

도 10은 진공단열재(9)의 중심부에 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리가 용착 하여 움푹 패어 들어간 적층 부분(9c)이 형성되어 있는 구성의 일례이다. 이 진공단열재(9)의 심재(10)는 도 7에 도시한 바와 마찬가지로 중심부에 관통공을 가지고 있다. 상기의 움푹패인 적층 부분(9c)의 중심부에 십자형으로 절개선(K)이 형성되어 있다. 이 절개선(K)은 장착할 벽면에 통과되어 있는 파이프의 외경에 대응하여 그 절개 폭을 조정한다. 한편, 9a는 진공단열재(9)의 열용착된 둘레 가장자리부이다.

도 11은 진공단열재(11)의 측변에 원호형의 노치(1lb)가 형성되어 있는 것의 일례로서, 12는 이에 상응하는 형상의 노치를 갖는 심재이다. 11c는 노치 (1lb)의 둘레 가장자리의 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리가 용착된 부분이다.

도 12는 진공단열재(13)의 중심부에 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리가 용착하여 열쇠구멍 형태로 움푹패인 적층 부분(13c)이 형성되어 있는 구성의 일례로서, 이 진공단열재(1)3의 심재(14)는 열쇠구멍 형태의 관통공을 가지고 있다. 상기한 움푹패인 적층 부분(13c)에는 관통공의 중심부에 십자형의 절개선(K)과 이 절개선(K)에서 둘레 가장자리부(13a)의 외주 끝에 걸쳐 연장된 절개선(K)이 형성되어 있다. 이 진공단열재(13)는 이미 파이프 등이 배관되어 있는 벽면에 대하여 외주 끝으로부터 절개선(K)을 관통공의 중심부까지 자르고, 그 절개한 곳에 파이프 등을 넣어 파이프 등을 끼워 넣도록 하여 벽면에 장착할 수 있다.

도 13은 진공단열재(15)의 중심부에 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리가 용착되어 직사각형으로 움푹패인 적층 부분(15c)이 형성되어 있는 구성의 일례이다. 이 진공단열재(15)의 심재(16)는 직사각형의 관통공을 가지고 있다. 상기한 움푹패인 적층 부분(15c)에는 절개선(K)이 형성되어 있고, 장착할 벽면에 통과되어 있는 파이프의 수나 외경에 대응하여 그 절개선(K)의 절개 위치나 크기를 조정할 수 있다. 한편, 15a는 진공단열재(15)의 열용착된 둘레 가장자리부이다.

도 14는 진공단열재(17)의 중심부에 3개의 관통 구멍(17b)이 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리가 용착하여, 직사각형으로 움푹패인 적층 부분(17c)에 형성되어 있는 구성의 일례이다. 이 진공단열재(17)의 심재(18)는 도 11의 것과 마찬가지로 직사각형의 관통공을 가지고 있다. 한편, 17a는 진공단열재(17)의 열용착된 둘레 가장자리부이다.

도 15는 평면이 대략 L자 형이고 내측 코너부에 홈 형태의 노치(19b)가 형성되어 있는 진공단열재(19)의 일례이다. 진공단열재(19)의 심재(20)는 평면이 대략 L자 형이고 내측 코너부에 대략 원형 내지 원호형의 노치(20a)를 가지고 있다. 이 진공단열재(19)는 심재(20)를 삼방이 열용착된 가스 배리어성 필름(3a, 3b)으로 구성된 봉지체에 넣고, 내부를 진공화하면서 밀봉하여 형성한 진공단열재를 다시 그 전체를 상압 하에서 가열하여 상하의 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리의 미용착 부분을 열용착하여 제조된다. 홈 형태의 노치(19b)는 이 전체 가열에 의해 열용착된 심재(20)의 노치(20a)에 둘러싸인 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리의 적층 부분의 일부를 절개하여 형성되어 있다. 이와 같이 한 것은 평면이 대략 L자 형인 진공단열재의 경우, 내측 코너부에 홈 형태의 노치(19b)가 없으면, 둘레 가장자리부를 접어 넣을 때에 내측 코너부 부위를 포갤 수가 없어 접어 넣을 수가 없기 때문이다. 한편, 19a는 진공단열재(19)의 열용착된 둘레 가장자리부이다.

다음에, 도 16에 의해 복잡한 형상의 심재를 이용한 진공단열재(21)의 제조공정의 일례를 설명한다. 도 16(a)는 둥그스름한 심재(22)를 삼방이 열용착된 가스 배리어성 필름(3a, 3b)으로 구성된 봉지체(F)에 넣고 내부를 진공화하면서 밀봉하여 형성한 진공단열재(21)를 나타낸 것이다. 일반적으로 히트실링되어 있는 부분(h)은 직선이기 때문에 심재(22)의 형상에 따라 형성하기가 어려우며, 심재가 단순한 사각형인 경우와 같이 둘레 가장자리부에 남는 가스 배리어성 필름(3)을 심재 상부에 포갤 수가 없다. 도 16(b)는 도 16(a)의 진공단열재(21) 전체를 상압 하에서 더 가열하여, 상하의 가스 배리어성 필름(3a, 3b)끼리의 미용착 부분을 열용착(H)한 상태를 나타내고 있다. 도 16(c)는 도 16(b)의 진공단열재(21)를 심재(22)의 둘레 가장자리부에 상하 가스 배리어성 필름이 열용착(H)된 부분을 일정한 폭으로 남기고, 그 밖의 부분을 절단하여 제조한 진공단열재(23)를 나타내고 있다.

도 9 내지 도 16에 예시한 것 이외에, 심재의 관통공 또는 노치는 평면 형상이 삼각형, 사각형, 육각형, 팔각형 등의 다각형, 또는 별모양 혹은 이형의 원형, 이형의 다각형 등이어도 좋으며, 또한 관통공과 노치를 둘 다 갖는 심재를 사용하여도 좋다.

<실시예>

다음에, 12×300×400mm의 크기로 유기 바인더 1.2wt% 도포하여 적층, 가열압축 성형한 유리섬유 매트로 이루어지는 심재로서 관통공을 갖는 것과 갖지 않는 것을 준비하고, 각각 알루미늄 호일 복합 플라스틱 라미네이트 필름을 이용하여 제조한 370×500mm 크기의 외장 봉지체에 가스 흡착제를 넣지 않고 수납한 후, 내부를 진공화하여 개구부를 히트실링하여 제조한 진공단열재를 도 6에 도시한 건조기 내에 넣고, 그 전체를 130℃의 분위기 하에서 5분간 방치하고, 둘레 가장자리부, 관통공 주변의 미용착 부분 및 필름과 심재의 전후면의 밀착부를 열용착시켜 본 발명의 진공단열재를 각각 제조하였다. 한편, 관통공의 직경은 10mm로 하였다.

〔성능 시험〕

상기한 심재에 관통공을 갖는 것과 갖지 않는 것을 가속온도 70℃×건조, 70℃×95% RH의 조건으로 열전도율을 제조 직후부터 최장 152일에 걸쳐 측정하는 성능 시험을, 전체 가열을 실시하지 않은 것과 비교하면서 실시하였다. 열전도율의 측정에는 열전도 측정기 HC-074·300(에코세이키 제조)을 사용하였다. 결과는 아래 표 2와 같다.

[평가]

표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 미용착 부분의 열용착을 수행하지 않은 것과 비교하여, 전체 가열에 의해 미용착 부분의 열용착을 수행한 본 발명의 진공단열재의 열전도율은 관통 구멍을 갖는 것과 갖지 않는 것 모두 열전도율의 저하는 적었다. 이러한 경향은 조건이 70℃×건조인 경우와 70℃×95% RH인 경우 모두 동일하였다. 한편, 관통 구멍을 갖지 않는 것 쪽이 갖는 것과 비교하여 열전도율의 저하는 적었다.

본 발명은 진공단열재의 둘레 가장자리부를 심재 측을 향해 접어 넣어 사용할 때 발생하는 문제점, 즉 종래의 진공단열재에서는 가스 배리어성 필름끼리의 미용착 부분이 심재의 네 변을 따른 곳이나 귀퉁이부 주변에 있는 상태에서 이들 미용착 부분을 함께 접어 넣어 사용하고 있었기 때문에, 필름에 작은 구멍이 뚫리고, 또 귀퉁이부 끝단에 균열이 생겨 가스가 침입하여 내부의 진공도가 저하되기 쉬웠던 문제를, 미용착 부분을 미리 용착시킴으로써 둘레 가장자리부를 접어 넣었을 때 이러한 문제가 일어나지 않도록 하였으므로, 장기간의 사용에 견딜 수 있는 뛰어난 진공단열재라고 할 수 있다. 또한, 본 발명은 종래의 방법으로 제조한 진공단열재에 그대로 적용할 수 있으므로, 많은 비용을 들이지 않고도 단열 성능이 뛰어난 진공단열재를 제조할 수 있다.

본 발명은 종래 방법으로 제조한 진공단열재의 전체 또는 미용착 부분을 열판 등을 이용하지 않고 상압 하에서 더 가열함으로써 심재의 네 변을 따른 부분에 있는 미용착 부분 이외에, 봉지체의 내부 감압에 의해 심재의 코너부 주변에 생긴 잉여의 가스 배리어성 필름에 의한 필름의 절곡부, 중첩부, 귀퉁이부 등의 미용착 부분을 충분히 용착시킬 수 있으므로, 특히 진공단열재의 둘레 가장자리 부분을 심재 측을 향해 접어 넣어 사용할 때, 절곡선 상이나 귀퉁이부에 생기는 첨예부(T)에 작은 구멍이나 균열이 생겨도 외부로부터 가스가 침입하지 않아, 내부의 진공도가 저하되지 않는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 미용착 부분만을 상압 하에서 부분 가열한 경우에는 심재로부터의 가스의 발생을 억제할 수 있으므로 보다 효과적이다.

또한, 본 발명에 의한 진공단열재는 심재에 관통공이나 노치 또는 이들 모두를 갖는 것을 사용할 수 있으므로, 파이프 등이 관통되어 있는 벽면이나 복잡한 형상의 장착 부분에 대해서도 용이하게 장착할 수 있어, 단열 성능을 향상시킬 수 있다. 나아가서는, 관통공이나 노치에 둘러싸인 가스 배리어성 필름끼리의 용착 부분에 절개선이나 구멍을 형성해 둘 수 있으며, 특히 관통공의 중심부에서 진공단열재의 둘레 가장자리부의 외주 끝에 걸쳐 절개선을 형성한 경우에는, 파이프 등을 부착한 후에도 진공단열재를 장착할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

열용착층을 갖는 가스 배리어성 필름으로 이루어지는 봉지체와, 이 봉지체에 수납되는 심재를 포함하고, 내부를 감압 상태에서 밀봉한 진공단열재를, 그 전체를 상압 하에서 가열하거나 또는 진공단열재의 히트실링되어 있는 부분 이외에 심재와 가까운 쪽에 형성된 미용착 부분을 상압 하에서 가열하여 상기 봉지체의 미용착부를 열용착한 진공단열재에 있어서,

상기 심재는, 관통공 또는 노치를 가짐과 아울러, 상기 관통공 또는 노치에 둘러싸인 부분의 가스 배리어성 필름끼리의 용착부에 절개선을 형성하고, 또한 이 절개선은, 관통공의 중심부에서 둘레 가장자리부의 외주 끝에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 진공단열재.
제 1 항에 있어서, 가열할 미용착 부분은, 봉지체의 내부 감압에 의해 심재의 코너부 주변에 발생하는 가스 배리어성 필름의 절곡부, 중첩부, 귀퉁이부 중 어느 것이 포함된 미용착부인 것을 특징으로 하는 진공단열재.
열용착층을 갖는 가스 배리어성 필름으로 이루어지는 봉지체에 관통공 또는 노치, 혹은, 관통공 및 노치를 갖는 심재를 수납하고, 내부를 감압 상태에서 밀봉한 진공단열재를, 그 전체를 상압 하에서 가열하거나 또는 진공단열재의 히트실링되어 있는 부분 이외에 심재와 가까운 쪽에 형성된 미용착 부분을 상압 하에서 가열하여 상기 봉지체의 미용착부를 열용착하고, 상기 관통공 또는 노치에 둘러싸인 부분의 가스 배리어성 필름끼리의 용착부에 절개선을 형성하고, 또한 절개선은, 관통공의 중심부에서 둘레 가장자리부의 외주 끝에 걸쳐 형성하는 것을 특징으로 하는 진공단열재의 제조 방법.
제 3 항에 있어서, 가열할 미용착 부분은, 봉지체의 내부 감압에 의해 심재의 코너부 주변에 발생하는 가스 배리어성 필름의 절곡부, 중첩부, 귀퉁이부 중 어느 것이 포함된 미용착부인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 4 항에 있어서, 가열할 미용착 부분에는, 진공단열재의 주변의 잉여 가스 배리어성 필름을 심재 측에 접어 넣을 때 심재 주변에 발생하는 절곡부나 이 절곡부의 첨예부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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