KR20050076996A - 단열재의 정형체 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

단열재의 외장체에 수납되는 정형체에 있어서, 바인더의 도포나 소성 처리를 하지 않고도 단열 성능을 악화시키지 않고 안정된 정형체를 얻는다.

글래스 울로 이루어지는 심재(2)와, 이 심재(2)를 압축상태로 수납하여 유지되는 시트재로서의 이너 팩(3)에 의하여 진공 단열재(1)의 정형체(5)를 구성한다. 이너 팩(3)이 심재(2)를 수납하여 압축상태로 유지하므로 심재(2)에 바인더를 도포하거나 소성처리를 할 필요가 없고, 안정적인 정형 형상의 정형체(5)를 단시간에 얻을 수 있다. 또한 생산성이나 환경면에 있어서의 문제도 일소할 수 있다. 그밖에도 심재(2)에는 아무것도 첨가되어 있지 않아 글래스 울 단체로서의 극히 우수한 단열 성능을 유지할 수 있다.

Description

단열재의 정형체 및 그 제조 방법{REGULAR-SHAPED INSULATION AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 예를 들면 가스 차단성을 가지는 외장체의 내부에 진공상태로 수납되는 단열재의 정형체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 냉장고나 조리기기 등의 가전제품은 소비자로부터 에너지 절약화를 하도록 요청받고 있다. 그러한 요구에 부응하기 위하여, 가전제품의 본체 내부에는, 고성능의 진공 단열재가 사용되고 있다.

상기 진공단열재는 예를 들면 일본국 공개특허공보 특개2003-269689호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이 심재가 되는 글래스 울(glass wool)과 이 글래스 울을 진공상태로 포장하는 외장체로 구성된다. 여기에서의 외장체는 가스 배리어성을 가지고, 심재를 수납하여 내부를 진공으로 유지할 수 있으면, 어떤 것이라도 무방하지만, 바람직하게는 예를 들면 알루미늄 등의 금속을 표면에 증착한 플라스틱 필름 등의 적층대(積層袋)가 사용된다.

그런데, 심재로서 이용되는 진공 단열재용 글래스 울은 단열 성능이 극히 우수하고 또한 통기성을 가지므로 발포체와 같은 아웃 가스의 발생이 없다는 이점이 있다. 그러나 한편으로 글래스 울은 부피비중(밀도)이 작고, 그 상태로는 제조시에 상기 대상(袋狀)의 외장체에 수납될 수 없거나, 또는 최종적으로 판상의 단열재를 얻을 수 없다.

이에, 종래에는 글래스 울에 무기 바인더 또는 유기 바인더를 도포한 후, 이 글래스 울을 프레스한 상태로 소성하고, 상기 바인더를 고화시킴으로써, 글래스 울을 압축상태로 유지하여 이루어지는 정형체를 성형하였다. 이 정형체는 상기 외장체에 쉽게 수납할 수 있는 정형 형상이 되고, 그 후의 작업성을 대폭 개선하는 것이 가능하게 된다.

전술한 바와 같은 글래스 울의 밀도를 높인 정형체는 제조시에 있어서 취급성을 크게 개선하기 위한 시도가 이루어지고 있으나, 생산성이나 환경면등에서 큰 문제를 가지고 있다.

즉, 환경면에서 글래스 울에 바인더(binder)를 도포할 때에 작업장의 분위기가 악화됨과 동시에, 불용물의 처리가 필요하게 된다. 그 밖에도 그 후의 소성시에 많은 열이 발생하므로, 에너지 손실로 이어진다. 또한 생산성의 면에서는, 무기 바인더(binder) 또는 유기 바인더를 도포하고, 또한 소성 처리를 실시하여 정형체를 제조하고 있는 관계로, 이들의 각 공정에서 고액의 설비투자를 필요로 한다. 또한, 정형체로서 무기 바인더 또는 유기 바인더가 첨가되어 있으므로, 글래스 울(glass wool) 단체가 가지는 극히 우수한 단열 성능을 악화시키고, 그 후의 소성처리에 시간이 걸릴 우려도 있다.

이에, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 바인더의 도포나 소성처리를 하지 않고도 안정적인 정형체를 단시간에 얻을 수 있고, 그 밖에도 그 단열성능을 악화시키지 않는 단열재의 정형체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 청구항 1에 있어서 단열재의 정형체는 종래의 무기 바인더나 유기 바인더를 대신하여, 시트재가 심재를 수납하여 압축상태로 유지할 수 있으므로, 심재에 바인더를 도포하거나, 소성처리를 할 필요가 전혀 없고, 안정된 정형 형상의 정형체를 단시간에 얻을 수 있음과 동시에, 생산성이나 환경면에 있어서의 문제를 일소할 수 있다. 그 밖에도 심재 그 자체에는 바인더를 포함하여 아무것도 첨가되어 있지 않으므로, 글래스 울 단체로서의 극히 우수한 단열 성능을 그대로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 청구항2에 있어서의 단열재의 정형체는 시트재의 두께가 0.05mm 이하로 되어 있으므로, 시트재를 대상(袋狀)으로 할 때의 작업성이나, 시트재의 개구부를 밀봉할 때의 작업성을 개선할 수 있다.

본 발명의 청구항 3에 있어서 단열재의 정형체의 제조방법에서는 종래의 무기 바인더나 유기 바인더를 대신하여 시트재가 심재를 수납하여 압축형상으로 유지되므로 심재에 바인더를 도포하거나, 소성처리를 할 필요가 전혀없고, 안정된 정형 형상의 정형체를 단시간에 얻을 수 있음과 동시에 생산성이나 환경면에 있어서의 문제를 일소 할 수 있다. 그 밖에도 심재 그 자체에는 바인더를 포함하여 아무 것도 첨가되어 있지 않으므로 글래스 울 단체로서의 극히 우수한 단열 성능을 그대로 유지할 수 있다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 있어서 진공 단열재의 바람직한 실시예를 설명한다.

우선, 단열재의 완성 상태에 있어서의 구성을 도 1에 기초하여 설명한다. 도 1에 있어서, 1은 예를 들면 냉장고나 조리기기 등에 설치되는 평판상의 진공단열재로서, 이것은 탄성이 풍부한 면상의 진공 단열용 글래스 울(glass wool)로 이루어지는 심재(2)와, 이 심재(2)를 수납하는 시트재로서의 이너팩(inner pack)(3)과, 이들 심재(2) 및 이너 팩(3)을 진공상태로 포장하는 외장체로서의 배리어재(4)에 의하여 구성된다. 이 때 심재(2)는 종래와 같은 무기 바인더나 유기 바인더가 포함되어 있지 않고, 글래스 울 단체로 구성되는 점에 주목하기 바란다. 한편, 포장 전의 배리어재(4)는 그 일측만을 개구한 대상으로 형성되고, 이 개구부(미도시)로부터 상기 이너 팩(3)에 심재(2)를 압축 상태로 수납한 정형체(5)(도 4 참조)가 삽입 봉지된다. 이 배리어재(4)는 가스 배리어성을 가지고 또한 심재(2) 및 이너 팩(3)을 수납하여 내부를 진공으로 유지할 수 있으면, 어떠한 재료이어도 무방하고, 예를 들면 알루미늄 등의 금속을 표면에 증착한 플라스틱 필름 등의 적층대가 사용된다.

다음으로 상기 진공단열재(1)의 제조공정에 대하여, 도 2 내지 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 2는 압축전의 심재(2)를 이너 팩(3)으로 싼 상태를 나타내고 있다. 이 때의 심재(2)는 바람직하게는 목부량(coating weight)이 1400g/m²이고, 평균 섬유지름이 3.5??m 이하인 진공 단열재용 글래스 울이 사용된다. 또한 이너 팩(3)에 싸이기 전의 심재(2)의 두께 t1은 150 내지 250mm(바람직하게는 200mm) 정도이다. 한편, 심재(2)를 싸는 이너 팩(3)은 후술하는 정형체(5)를 배리어재(4)에 삽입하기까지의 각 제조공정에서 밀봉성, 내열성 및 내구성(절단의 비용이성)을 유지할 수 있는 재료가 선정된다. 구체적으로 이너 팩(3)의 재료로서는 이들 요구를 만족하는 폴리프로필렌 수지 또는 폴리 에틸렌 수지를 선택하는 것이 바람직하다. 이너 팩(3)의 두께는 그 후에 이너 팩(3)을 대상으로 형성할 때의 작업성이나, 이너 팩(3)의 내부를 진공 감압후, 이너 팩(3)의 개구부를 밀봉할 때의 작업성 등을 고려하여 0.05mm 이하로 하는 것이 선정된다.

먼저 이너팩(3)으로 심재(2)를 덮는 공정에서는 소정 치수로 재단된 장방형 시트상을 이루는 이너 팩(3)의 일측부(3A)에 심재(2)를 놓고, 도 2에 도시하는 바와 같이 그 중간부(3B)를 접어 심재(2)를 끼워서 이너 팩(3)의 일측부(3A)와 타측부(3C)를 대향시킨다.

다음으로 이너 팩(3)을 대상으로 형성하는 공정이 실행된다. 여기서는 도 3에 도시하는 바와 같이 심재(2)를 미도시한 프레스기 등으로 압축하면서, 이너 팩(3)의 일측부(3A)와 타측부(3C)의 좌우 양측에 있는 가장자리부(3D)를 접어 포갠 후, 이너 팩(3)의 일측부(3A)와 타측부(3C)에 형성되는 가장자리부(3D)끼리를 히트 실함으로써 봉지하면 된다. 이에 의하여 이너 팩(3)은 앞쪽만이 개구된 자루상으로 형성된다. 도 4는 상기 가장자리부(3D)를 봉지하는 밀봉부(7)가 당해 가장자리부(3D)에 설치된 상태를 나타내고 있다.

또한 도 4의 상태에서 이너 팩(3)의 좌측에 있는 가장자리부(3D)와 앞쪽에 있는 다른 가장자리부(미도시)를 포개고, 그 부분을 밀봉부(7)로 봉지하거나 (이 경우에는 이너 팩(3)의 우측에 개구부가 형성된다.), 이너 팩(3)의 우측에 있는 가장자리부 (3D)와, 앞쪽에 있는 다른 가장자리부를 접어 포개고, 이 부분을 밀봉부(7)로 봉지하여도 된다. 여하튼 밀봉부(7)은 가장자리부(3D) 전체를 확실하게 봉지하기 위하여 가장자리부(3D)의 끝에서 끝까지 빈틈없이 선상으로 설치한다. 또한 심재(2)를 압축하면서 가장자리부(3D)를 봉지하는 이유는 압축전의 심재(2)의 상태에서는 심재(2)의 두께 (t1)에 의하여 이너 팩(3)의 일측부(3A)와 타측부(3C)의 각 가장자리부(3D)를 포개는 것이 곤란하기 때문이다.

다음으로, 심재(2)를 정형체화하는 공정으로 이행한다. 여기서는 전술한 프레스기를 이용하여 심재(2)를 정형 형상까지 압축한 후, 이너 팩(3)의 내부를 진공 감압하기 위하여 남겨 놓았던 상기 개구를 막고, 압축 상태를 유지한 심재(2)를 이너 팩(3)에 수납하여 이루어지는 정형체(5)를 얻는다. 이 때의 개구의 봉지는 이너 팩(3)의 일측부(3A)와 타측부(3C)의 각 앞쪽에 있는 가장자리부끼리를 전술한 바와 같은 밀봉부(7)로 밀봉함으로써 간단하게 할 수 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이 이너 팩(3)의 개구 단부를 밀봉부(7)에 의하여 모두 봉지하면, 이너 팩(3)의 내부에 수납한 심재(2)는 안정된 압축상태로 유지되며, 이와 같이 하여 얻어진 정형체(5)는 이너팩(3)의 내부에 있는 심재(2)의 두께 t2가 수십mm 이하, 바람직하게는 25mm정도가 되고, 자루상의 배리어재(4) 내에 쉽게 수납할 수 있는 치수 형상이 된다.

또한, 본 실시예에서는 심재(2)를 정형 형상으로까지 압축하기 전에 진공 감압용 개구 이외의 이너 팩(3)의 개구 단부를 봉지하도록 하고 있으나, 도 2에 도시하는 상태로부터 심재(2)를 정형 형상으로까지 압축한 후, 이너 팩(3)의 모든 개구 단부를 차례로 또는 한번에 봉지하여 소망하는 성형체(5)를 얻도록 하여도 된다.

상술한 바와 같이 정형체(5)를 얻기까지 일련의 제조공정에서는 압축한 심재(2)의 형상을 유지하기 위하여 심재(2)에 바인더를 도포하거나, 압축 상태의 심재(2)를 소정 시간 소성할 필요가 없다. 즉, 실시예에서는 심재(2)를 이너 팩(3)으로 덮은 후, 심재(2)를 압축하여 이너 팩(3)의 내부를 진공 감압하여 이너 팩(3)의 개구 단부를 밀봉하고, 이너 팩(3)의 내부에 심재(2)를 압축상태로 수납 유지시키는 것만으로 극히 단시간에 안정적인 치수 형상의 정형체(5)를 얻을 수 있다. 또한 심재(2)를 압축하는 프레스기 외에 이너 팩(3)의 개구 단부를 밀봉하는 설비만 있으면 되고, 생산성을 현저하게 개선할 수 있음과 동시에, 환경면에서도 작업장의 분위기가 악화되거나, 불용물을 처리할 필요가 없고, 열에 의한 에너지 손실도 거의 발생하지 않는다. 그 밖에도 심재(2)는 단체로서 아무것도 첨가되어 있지 않으며 그 주위에 이너 팩(3)이 덮여 있는 것만으로, 글래스 울 단체가 가지는 극히 우수한 단열 성능을 그대로 유지할 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진 정형체(5)는 다음의 단열재인 진공 단열재(1)의 제조공정에 있어서 가스 배리어성을 가지는 자루상의 배리어재(4)에 개구 단부(미도시)로부터 삽입된 후, 진공조에 넣어져 진공시키고, 상기 배리어재(4)의 개구 단부를 열 밀봉하여 봉지됨으로써, 도 1에 도시하는 진공 단열재(1)가 형성된다. 또한 성형체(5)를 배리어재(4)에 삽입하기 쉽도록 하기 위하여 심재(2)의 외측에 있는 배리어 팩(3)의 가장자리부(3D)를 반대로 접어도 된다. 또한 정형체(5)를 배리어재(4)의 내부에 삽입한 후는 이너 팩(3)으로서의 기능은 불필요하게 되므로, 당해 이너 팩(3)의 단부를 절단 폐기하여도 된다. 이 경우, 배리어재(4)의 내부에서 심재(2)가 일시적으로 팽창 복원되나, 그 후의 진공으로 심재(2)는 다시 압축되므로 최종적으로 소망하는 진공 단열재(1)를 얻을 수 있다.

또한, 상기 정형체(5)는 진공 단열재(1)의 제조시에 있어서, 배리어재(4)에 삽입되기까지의 사이에 이너 팩(3)에 의하여 심재(2)를 일시적으로 정형 형상으로 압축 유지할 수 있으면 되므로, 이너 팩(3)에 대하여 배리어재(4)와 같은 가스 배리어성이나 밀봉성은 요구되지 않는다.

그 때문에 본 실시예에 의한 정형체(5)는 이너 팩(3)의 재질이 어느 정도의 범용성을 가지게 하는 이점이 있다.

이상과 같이 본 실시예에서는 글래스 울로부터 심재(2)와 그 심재(2)를 압축 상태로 수납하여 유지할 수 있는 시트재로서의 이너 팩(3)에 의하여 진공 단열재(1)의 정형체(5)를 구성하고 있다.

또한 본 실시예에서는 글래스 울로 이루어지는 심재(2)를 이너 팩(3)으로 덮고, 이 이너 팩(3)의 내부를 감압하여 상기 심재(2)를 압축 상태로 수납 유지하는 정형체(5)의 제조방법을 채용하고 있다.

이와 같이 하면, 종래의 무기 바인더나 유기 바인더 대신에 이너 팩(3)이 심재(2)를 수납하여 압축상태로 유지할 수 있으므로, 심재(2)에 바인더를 도포하거나, 소성 처리를 실시할 필요가 전혀 없고, 안정된 정형 형상의 정형체(5)를 단시간에 얻을 수 있음과 동시에 생산성이나 환경면에 있어서 문제를 일소할 수 있다. 그 밖에도 심재(2) 그 자체에는 바인더를 포함하여 아무것도 첨가하지 않으므로, 글래스 울 단체로서의 극히 우수한 단열 성능을 그대로 유지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 이너 팩(3)의 두께를 0.05mm 이하로 하고 있으므로, 이너 팩(3)을 제대상으로 할 때의 작업성이나 진공 감압을 위하여 남긴 이너 팩(3)의 개구부를 밀봉할 때의 작업성을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 변경 가능하다. 예를 들면 본 실시예에 있어서 단열재로서의 진공 단열재(1)은 냉장고나 조리기기 이외의 모든 제품에 대하여 적용할 수 있다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같은 것으로, 아래에 기재한 효과를 가진다.

청구항1 및 청구항 3의 발명에서는 바인더의 도포나 소성 처리를 실시하지 않더라도, 단시간에 안정된 정형체를 얻을 수 있고, 그 밖에도 정형체로서의 단열 성능을 악화시키지 않도록 할 수 있다.

또한 청구항 2의 발명에서는 시트재를 대상으로 할 때의 작업성이나, 시트재의 개구부를 밀봉할 때의 작업성을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 진공 단열재의 분해사시도이다.

도 2는 도 1의 진공단열재에 있어서 압축전의 심재의 주위를 이너 팩으로 덮은 상태를 도시하는 사시도이다.

도 3은 도 1의 진공단열재에 있어서 심재를 압축하면서 가장자리부를 접어 포갠 상태의 종단면도이다.

도 4는 도 1의 진공단열재에 있어서 심재를 압축하면서 가장자리부에 밀봉부를 형성한 상태의 종단면도이다.

도 5는 도 1의 진공단열재에 있어서 심재를 압축한 후의 상태를 나타내는 종단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 진공단열재(단열재)

2 심재

3 이너 팩(시트재)

5 정형체

Claims (3)

1. 글래스 울로 이루어지는 심재와 이 심재를 압축 상태로 수납 유지 가능한 시트재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열재의 정형체.
2. 제1항에 있어서, 상기 시트재의 두께를 0.05mm 이하로 한 것을 특징으로 하는 청구항l 기재의 단열재의 정형체.
3. 글래스 울로 이루어지는 심재를 시트재로 덮고, 이 시트재의 내부를 감압하여, 상기 심재를 압축상태로 수납 유지하는 것을 특징으로 하는 단열재 정형체의 제조 방법.