KR20070023524A - 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 단열 성능을 확보하면서, 피부착부를 따라서 변형된 형상을 유지할 수 있는 진공 단열재를 제공하는 것이다.

진공 단열재(30)는 가스 배리어성을 갖는 외피재(31) 중에 심재(32)를 진공 밀봉한 것이며, 심재(32)를 변형 가능한 섬유 중합체로 형성하는 동시에, 외피재(31) 내에 심재(32)와 함께 변형 가능하고, 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유지 부재(33)를 배치하여 구성되어 있다. 또한, 결합제를 포함하지 않은 평균 섬유 직경이 3 내지 5 ㎛의 글래스울 중에 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 변형 유지 부재(33)를 끼운 심재(13)를 외피재(31) 중에 게터제와 함께 넣어 진공 밀봉하여 진공 단열재(30)로 한다. 냉장고에 관해서는, 이러한 진공 단열재(30)를 냉장고 상자체 중에 삽입하고, 시클로펜탄과 물 혼합 발포제로 이루어지는 고유동성의 경질 폴리우레탄 폼(6)을 발포 충전함으로써 얻어진다.

외피재, 심재, 진공 단열재, 폴리우레탄 폼, 변형 유지 부재, 발포 단열재

Description

진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고 {Vacuum Heat Insulator and Refrigerator Using The Same}

도1은 본 발명의 제1 실시 형태의 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고를 도시하는 세로 단면도.

도2는 도1의 C부를 확대한 단면도.

도3은 도2의 진공 단열재를 구부리기 전 상태를 도시하는 단면도.

도4는 제1 실시 형태 및 비교예의 진공 단열재의 굽힘 특성 설명도

도5는 표1에 나타낸 진공 단열재의 열 누설량을 측정한 단열벽의 설명도.

도6은 본 발명의 제2 실시 형태의 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고의 주요부 단면도.

도7은 본 발명의 제3 실시 형태의 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고의 주요부 단면도.

도8은 도1의 C부를 확대한 단면도.

도9는 도8 진공 단열재를 구부리기 전의 상태를 도시하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

6 : 도어

10 내지 12 : 저장실

20 : 냉장고의 상자체

21 : 내부 상자

22 : 발포 단열재

23 : 외부 상자

24 : 굽힘부(변형부)

30, 40,0, 70 : 진공 단열재

31, 41, 61, 71 : 외피재

32, 42, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 72a, 72b : 심재

33, 43, 63a, 63b, 63c, 63d, 73a, 73b : 필름(변형 유지 부재)

34 : 게터제

50 : 단열벽

54 : 측정 지그

74a, 74b : 내부 주머니

80 : 진공 단열재

[문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-336691호 공보

[문헌 2] 일본 특허 공개 제2004-197954호 공보

[문헌 3] 일본 특허 공개 제2002-81596호 공보

[문헌 4] 일본 특허 공개 제2002-310384호 공보

본 발명은 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고에 관한 것이다.

(제1 종래 기술)

종래의 진공 단열재로서는, 일본 특허 공개 제2001-336691호 공보(특허 문헌 1)에 기재된 것이 있다. 이 특허 문헌 1에 기재된 진공 단열재는, 평균 직경이 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하의 무기 섬유로 이루어지는 시트형 성형체를 적어도 2층 이상 적층하여 이루어지는 심재를 가스 배리어성 필름으로 덮고, 그 내부를 감압하고 밀봉한 것이며, 압축 성형에 의해, 상기 진공 단열재의 두께 방향에 수직인 측면부에 적어도 1개 이상의 홈을 형성하여, 상기 진공 단열재의 절곡을 가능하게 한 것이다.

(제2 종래 기술)

또한, 종래의 진공 단열재로서는, 일본 특허 공개 제2004-197954호 공보(특허 문헌 2)에 기재된 것이 있다. 이 특허 문헌 2에 기재된 진공 단열재는, 열 용착층을 갖는 가스 배리어성의 외피재와 판형의 심재를 갖고, 심재의 주위에 심재를 사이에 포함하지 않고 밀착한 외피재만으로 구성되는 주변부가 형성된 진공 단열재이며, 진공 단열재의 두께가 0.5 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하로서, 주연부를 심재 형상에 맞춤으로써, 용이하게 임의 형상의 진공 단열재를 제작할 수 있도록 하는 것이다.

(제3 종래 기술)

또한, 종래의 진공 단열재로서는, 일본 특허 공개 제2002-81596호 공보(특허 문헌 3)에 기재된 것이 있다. 특허 문헌 3에 기재된 진공 단열재는, 섬유 직경 분포의 피크치가 1 ㎛ 이하 0.1 ㎛ 이상인 무기 섬유 심재와, 가스 배리어성을 갖는 외피재로 이루어지는 진공 단열재이며, 상기 심재가 SiO₂를 주성분으로 하고, 또한 섬유 재료를 고형화하기 위한 결합재를 포함하지 않는 구성으로 한 것에 의해, 진공 단열재로서의 가요성을 갖도록 하고 있었다.

(제4 종래 기술)

또한, 종래의 진공 단열재로서는, 일본 특허 공개 제2002-310384호 공보(특허 문헌 4)에 기재된 것이 있다. 이 특허 문헌 4에 기재된 진공 단열재는, 섬유 직경 분포의 피크가 1 ㎛ 이하이면서 0.1 ㎛ 이상인 무기 섬유 집합체의 한쪽 또는 양쪽의 면에 보강재를 적층한 심재와 가스 배리어성을 갖는 외피재로 이루어지고, 무기 섬유 집합체가 섬유 재료를 고형화하기 위한 결합재를 포함하지 않는 무기 섬유와 무기 분체의 성형체나 무기 섬유 시트로 이루어지는 것이다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-336691호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2004-197954호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2002-81596호 공보

[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 제2002-310384호 공보

최근, 지구 온난화에 대한 관점으로부터, 가전제품의 소비 전력량 삭감의 필요성이 요구되고 있다. 그리고, 냉장고는 가전제품 중에서 특히 소비 전력량이 많 은 제품이기 때문에, 냉장고의 단열 상자체 중에 진공 단열재를 채용하여, 이 단열 상자체의 열 누설량을 저감하는 것이 제안되고 있다. 이 진공 단열재의 응용 전개를 추진하기 위해서는, 비용 상승이나 단열 성능의 저하를 초래하지 않고, 피설치부의 형상을 따라 진공 단열재를 배치할 수 있도록 변형성 및 형상 유지성을 부여하는 것이 중요한 과제로 되어 있다.

그러나, 특허 문헌 1의 진공 단열재(제1 종래 기술)에서는, 압축 성형에 의해 진공 단열재에 두께 방향에 수직인 측면부에 홈을 형성하고, 두께 방향으로 얇아진 홈부에서 진공 단열재를 절곡하도록 하는 것이므로, 진공 단열재로서의 두께가 홈부에서 얇아지고, 이 홈부에서의 단열 성능이 저하된다는 문제가 있었다. 그리고, 특허 문헌 1에는, 진공 단열재를 피설치부의 형상을 따라 변형시킨 경우에 있어서의 진공 단열재의 형상 유지성에 관해서는 개시되어 있지 않다.

또한, 특허 문헌 2의 진공 단열재(제2 종래 기술)에서는, 심재와 열 용착부 사이에는 심재를 사이에 포함하지 않는 외피재만으로 구성되는 부분이 남기 때문에, 그 부분에서의 단열 성능이 저하된다는 문제가 있었다. 그리고, 특허 문헌 2에는, 진공 단열재를 피설치부의 형상을 따라 변형시킨 경우에 있어서의 진공 단열재의 형상 유지성에 관해서는 개시되어 있지 않다.

또한, 특허 문헌 3의 진공 단열재(제3 종래 기술)에서는, 피설치부의 형상을 따라 진공 단열재를 변형시킨 경우에, 진공 단열재가 본래로 복귀하고자 하는 힘(스프링백력)에 의해, 피설치부의 설치면으로부터 이격된다는 문제가 있었다. 또한, 특허 문헌 3의 진공 단열재에서는, 섬유 직경 분포의 피크치가 1 ㎛ 이하 0.1 ㎛ 이상의 매우 가는 무기 섬유를 이용하기 때문에 단품에서도 생산성이 낮아 고가인 동시에, 섬유 집합체를 중첩하여 두께를 벌 필요가 있어 진공 단열재의 비용 상승을 초래하고 있었다.

본 발명의 제1 목적은, 단열 성능을 확보하면서, 피설치부를 따라 변형된 형상을 유지할 수 있는 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고를 제공하는 데 있다.

굽힘 가능한 진공 단열재로서, 예를 들어 상술한 특허 문헌 3 및 특허 문헌 4에 기재된 것이 있다. 그러나, 특허 문헌 3의 진공 단열재에서는, 섬유 직경 분포의 피크치가 1 ㎛ 이하이면서 0.1 ㎛ 이상의 매우 가는 무기 섬유를 이용하기 때문에 단품에서도 생산성이 낮아 고가인 동시에, 섬유 집합체를 중첩하여 두께를 벌 필요가 있어 진공 단열재의 비용 상승을 초래하고 있었다. 또한, 특허 문헌 3의 진공 단열재에서는, 절곡성이 양호하지 않다는 문제가 있는 동시에, 피설치부의 형상을 따라 절곡해도, 시간이 경과함에 따라서 형상이 본래로 복귀된다는 문제가 있다. 예를 들어, 피설치부의 곡면이 작은 경우, 접착한 진공 단열재가 본래로 복귀하고자 하는 힘에 의해 박리되거나, 진공 단열재와 접착한 부위 사이에 간극이 생기거나 하기 때문에, 진공 단열재를 접착하기 직전에 절곡 가공해야만 하였다. 따라서, 특허 문헌 3의 진공 단열재에서는, 아직 절곡성 및 형상 유지성의 확보와 열 전도율의 향상을 양립할 수 있도록 하는 것이 과제로 되어 있다.

또한, 특허 문헌 4의 진공 단열재에서는, 섬유 직경 분포의 피크치가 1 ㎛ 이하이면서 0.1 ㎛ 이상의 매우 가는 무기 섬유를 이용하기 때문에 단품에서도 생산성이 낮아 고가인 동시에, 섬유 집합체를 중첩하여 두께를 벌 필요가 있어 진공 단열재의 비용 상승을 초래하고 있었다. 또한, 특허 문헌 4와 같이 무기 섬유 집합체의 한쪽 또는 양쪽의 면에 보강재를 넣은 진공 단열재에서는, 표면성 및 강성을 개선하는 것은 가능하지만, 절곡성이나 열 전도율의 저감에는 보강재의 영향이 크고, 특히 열 전도율의 향상이 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 특허 문헌 4의 진공 단열재에서는, 피설치부의 형상을 따라 절곡해도, 시간이 경과함에 따라서 형상이 본래로 복귀된다는 문제가 있다. 예를 들어, 피설치부의 곡면이 작은 경우, 접착한 진공 단열재가 본래로 복귀하고자 하는 힘에 의해 박리되거나, 진공 단열재와 접착한 부위 사이에 간극이 생기거나 하기 때문에, 진공 단열재를 접착하기 직전에 절곡 가공해야만 하였다. 따라서, 특허 문헌 4의 진공 단열재에서도, 아직 절곡성 및 형상 유지성의 확보와 열 전도율의 향상을 양립할 수 있도록 하는 것이 과제로 되어 있다.

본 발명의 제2 목적은, 절곡성 및 형상 유지성의 확보와 열 전도율의 향상을 양립할 수 있는 동시에 지구 환경에 우수한 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고를 제공하는 데 있다.

전술한 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 형태는, 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재이며, 상기 심재를 섬유 중합체로 형성하는 동시에, 상기 외피재 내에 상기 심재와 함께 변형 가능하고 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유지 부재를 배치한 것이다.

이러한 본 발명의 제1 형태에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음 과 같다.

(1) 상기 심재를 판형의 섬유 중합체로 형성하고, 상기 변형 유지 부재를 필름형으로 형성하여 상기 심재의 내부에 설치한 것.

(2) 상기 심재를 복수층의 섬유 중합체로 형성하고, 상기 변형 유지 부재를 상기 섬유 중합체의 층 사이에 개재시킨 것.

(3) 상기 필름형의 변형 유지 부재의 크기를 상기 심재의 크기보다 작게 한 것.

(4) 결합제를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 상기 심재를 형성한 것.

(5) 열 차폐성을 갖는 알루미늄으로 상기 필름형의 변형 유지 부재를 형성한 것.

(6) 상기 심재를 탈기 압축하여 상기 변형 유지 부재와 함께 내부 주머니의 내부에 수납하고, 이 내부 주머니를 수납한 상기 외피재에 있어서의 내부 주머니 내를 포함하는 내부를 감압하여 밀봉하여 이루어지는 것.

또한, 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 형태는, 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재를 외부 상자와 내부 상자에 의해 형성되는 공간에 배치하는 동시에, 그 진공 단열재의 주위의 상기 공간에 발포 단열재를 충전하여 이루어지는 냉장고에 있어서, 상기 심재를 섬유 중합체로 형성하는 동시에, 상기 외피재 내에 상기 심재와 함께 변형하고 또한 변형 후의 심재 형상을 유지하는 변형 유지 부재를 배치하여 상기 진공 단열재를 구성하고, 상기 진 공 단열재를 상기 외부 상자 또는 상기 내부 상자의 변형부를 따라 변형하여 배치한 것이다.

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

(1) 상기 외부 상자 또는 상기 내부 상자의 2개의 면이 교차하는 코너부에 상기 진공 단열재를 절곡하여 설치한 것.

(2) 상기 내부 상자의 코너부의 곡면 반경의 크기가 10 ㎜ 이상인 것.

(3) 상기 내부 상자의 코너부를 따르도록 절곡하여 설치한 진공 단열재의 단부와, 상기 외부 상자의 평탄면을 연장하는 진공 단열재의 단부를 투영면에서 중합시킨 것.

전술한 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 형태는, 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재이며, 상기 심재를 평균 섬유 직경이 2 ㎛ 이상의 결합재를 포함하지 않는 섬유 중합체로 형성하는 동시에, 상기 심재 사이에 변형 가능하고 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유지 부재를 배치하고, 상기 변형 유지 부재를 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 것으로 형성한 것이다.

또한, 전술한 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 형태는, 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재이며, 상기 심재를 평균 섬유 직경이 2 ㎛ 이상의 결합재를 포함하지 않는 섬유 중합체로 형성하는 동시에, 상기 심재 사이에 변형 가능하고 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유 지 부재를 배치하고, 상기 변형 유지 부재를 금속판으로 이루어지는 것으로 형성한 것이다.

이러한 본 발명의 제1 형태 또는 제2 형태에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음과 같다.

(1) 상기 심재의 섬유 중합체가 3 내지 5 ㎛의 평균 섬유 직경을 갖는 것.

(2) 상기 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 변형 유지 부재가 폴리올레핀계, 폴리에스테르계의 것인 것.

(3) 상기 금속판으로 이루어지는 변형 유지 부재가 철망형 또는 판형의 것인 것.

또한, 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 형태는, 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재를 외부 상자와 내부 상자에 의해 형성되는 공간에 배치하는 동시에, 그 진공 단열재의 주위의 상기 공간에 발포 단열재를 충전하여 이루어지는 냉장고이며, 상기 심재를 평균 섬유 직경이 2 ㎛ 이상의 섬유 중합체로 형성하는 동시에, 상기 심재 사이에 변형 가능하고 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유지 부재를 배치하고, 상기 변형 유지 부재를 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 것으로 형성하여 상기 진공 단열재를 구성하고, 상기 진공 단열재를 상기 외부 상자 또는 상기 내부 상자의 변형부를 따라 변형하여 배치한 것이다.

또한, 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4 형태는, 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재를 외부 상자와 내부 상자에 의해 형성되는 공간에 배치하는 동시에, 그 진공 단열재의 주위의 상기 공간에 발포 단열재를 충전하여 이루어지는 냉장고이며, 상기 심재를 평균 섬유 직경이 2 ㎛ 이상의 섬유 중합체로 형성하는 동시에, 상기 심재 사이에 변형 가능하고 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유지 부재를 배치하고, 상기 변형 유지 부재를 금속판으로 이루어지는 것으로 형성하여 상기 진공 단열재를 구성하고, 상기 진공 단열재를 상기 외부 상자 또는 상기 내부 상자의 변형부를 따라 변형하여 배치한 것이다.

이러한 본 발명의 제3 형태 또는 제4 형태에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음과 같다.

(1) 상기 심재의 섬유 중합체가 3 내지 5 ㎛의 평균 섬유 직경을 갖는 것이고, 상기 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 변형 유지 부재가 폴리올레핀계, 폴리에스테르계의 것, 또는 상기 금속판으로 이루어지는 변형 유지 부재가 철망형 또는 판형의 것인 것.

이하, 본 발명의 복수의 실시 형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 각 실시 형태의 도면에 있어서의 동일 부호는 동일물 또는 상당물을 나타낸다. 또한, 본 발명은 각각의 실시 형태를 필요에 따라서 적절하게 조합함으로써, 더 효과적인 것으로 하는 것을 포함하는 것이다.

(제1 실시 형태)

본 발명의 제1 실시 형태의 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고를 도1 내지 도5를 이용하여 설명한다.

우선, 본 실시 형태의 냉장고의 전체에 관해 도1을 참조하면서 설명한다. 도1은 본 발명의 제1 실시 형태의 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고를 도시하는 종단면도이다.

냉장고는 상자 형상으로 형성된 냉장고의 상자체(20)와, 냉장고의 상자체(20)의 전방면 개구를 개폐하는 도어(6)를 구비하여 구성되어 있다. 냉장고의 상자체(20)는 철판을 프레스 성형한 외부 상자(23)와, ABS 수지를 진공 성형한 내부 상자(21)와, 외부 상자(23)와 내부 상자(21)가 플랜지를 거쳐서 구성되는 단열벽 중에 설치된 후술하는 진공 단열재(30, 80)와, 상기 외부 상자(23)나 내부 상자(21) 및 상기 진공 단열재(30, 80)와 접착 가능한, 그 자체에 접착력을 갖는 우레탄 등의 발포 단열재(22)에 의해 구성되어 있다. 이 단열벽은 바닥벽, 양측벽, 상부벽 및 배면벽으로 구성되어 있다. 진공 단열재(30, 80)는 패널 형상으로 형성되어 있다. 최하부의 도어(6)는 외부 상자와, 내부 상자와, 외부 상자와 내부 상자에 의해 형성되는 단열벽 중에 설치된 후술하는 진공 단열재(80)와, 외부 상자나 내부 상자 및 상기 진공 단열재(80)와 접착 가능한, 그 자체에 접착력을 갖는 우레탄 등의 발포 단열재에 의해 구성되어 있다. 상부 도어(6)에 진공 단열재(80)를 설치해도 좋다.

또한, 냉장고의 상자체(20)는 온도가 다른 저장실(10 내지 12)을 복수 형성하고 있고, 각 저장실(10 내지 12) 사이에는 구획벽(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 저장실(10)은 온도가 낮은 저장실(구체적으로는 냉동실)로, 복수의 저장실에 있어서의 최하부에 배치되어 있다. 저장실(11)은 온도가 낮은 저장실(10)보다 온 도가 높은 저장실(구체적으로는 야채실)로, 복수의 저장실에 있어서의 중간부에 배치되어 있다. 저장실(12)은 온도가 낮은 저장실(10)보다 온도가 높은 저장실(구체적으로는 냉장실)로, 복수의 저장실에 있어서의 최상부에 배치되어 있다. 저장실(10 내지 12)은 압축기(13), 응축기(14), 감압 장치 및 냉각기 등으로 이루어지는 냉동 사이클 및 냉각 팬 등을 이용하여 냉각된다.

내부 상자(21)는 저장실(10 내지 12)을 형성하는 벽면을 구성하는 것으로, 바닥면, 양측면, 상부면 및 배면으로 이루어져 있다. 외부 상자(23)는 냉장고의 상자체(20)의 외관을 형성하는 벽면을 구성하는 것으로, 바닥면, 양측면, 상부면 및 배면으로 이루어져 있다. 또한, 냉장고의 상자체(20)의 바닥벽의 배면측에는, 압축기를 수납하는 기계실을 형성하기 위한 단차부를 갖고 있고, 내부 상자(21) 및 외부 상자(23)의 바닥면은 이에 수반하는 단차부를 갖고 있다.

진공 단열재(30)는 단열벽의 굽힘부(24)를 따라 배치한 진공 단열재로, 굽힘부(24)의 내부 상자(21) 측에 설치하는 경우에는, 내부 상자(21)의 형상을 따라 내부 상자(21)에 밀착하도록 설치되어 있다. 또한, 진공 단열재(30)는 굽힘부(24)의 외부 상자(23) 측에 설치하는 경우에는, 외부 상자(23)의 형상을 따라 설치되어 있다.

상기 단열벽의 굽힘부(24)는 단열벽의 변형부를 구성하는 부분이다. 그리고, 단열벽의 변형부는 내부 상자(21) 또는 외부 상자(23)에 있어서의 2개의 면이 교차하는 코너부인 굽힘부(24) 이외에, 내부 상자(21) 또는 외부 상자(23)에 있어서의 요철부 등인 변형부가 포함된다.

진공 단열재(80)는 단열벽의 평면부에 배치한 진공 단열재이고, 도3에서 후술하는 바와 같이 진공 단열재(30)를 절곡하지 않고, 평면 형상 그대로 단열벽 내에 배치한 진공 단열재이다. 외부 상자(23)의 일면(배면)을 따라 설치된 진공 단열재(80)의 단부는 내부 상자(21)의 일면(상부면)으로부터 굽힘부(24)를 경유하여 다른 면(배면)을 따라 연장되는 진공 단열재(30)의 단부와 투영면에서 중첩되어 있다. 이러한 구성에 의해, 발포 단열재(22)의 충전성을 확보하면서, 진공 단열재(80, 30)의 설치 면적을 증대시킬 수 있어 단열 성능을 향상시킬 수 있다.

다음에, 본 실시 형태에 있어서의 굽힘부(24)에의 진공 단열재의 설치예를 도2에 의해 설명한다. 도2는 도1의 C부를 확대한 단면도이다. 도2에서는 진공 단열재(30)의 이해를 용이하게 하기 위해, 진공 단열재(30)를 도1보다 강조하여 나타내고 있다.

도2에 있어서, 진공 단열재(30)는 단열벽의 굽힘부(24)의 내부 상자면(21a)의 형상을 따라 상기 내부 상자면(21a)에 밀착하도록 배치된 진공 단열재이고, 가스 배리어성을 갖는 외피재(31) 중에 결합제를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 형성된 심재(32) 및 가스를 흡착하는 게터제와 함께 수납하고, 소정의 진공도로 진공 밀봉하여 구성하고 있다. 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체는 평균 섬유 직경 3 ㎛ 내지 5 ㎛의 범용성이 높은 것이 이용되고 있어, 종래기술 3의 진공 단열재에 이용되는 섬유 직경 분포의 피크치가 1 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상인 초극세 무기 섬유와 비교하여 저렴한 것으로 할 수 있다.

진공 단열재(30)는 그 제조 시에는 진공 단열재(30) 자체의 생산성의 향상을 도모할 수 있도록, 도3에서 후술하는 바와 같이 대략 평면 형상으로서 제조된다. 그리고, 대략 평면 형상으로서 제조된 진공 단열재(30)를 냉장고의 상자체(20)에 조립할 때에는, 전술한 바와 같이 굽힘부(24)의 내부 상자면(21a)의 형상을 따라 밀착하도록 진공 단열재(30)를 굽힌 상태에서 설치한다.

따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 대략 평면 형상으로서 제조된 진공 단열재를 도2에 도시한 바와 같이 소정의 곡면 반경(R1)에서, 소정의 각도(θ1)로 구부릴 수 있도록, 또한 굽힌 형상을 유지할 수 있도록 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 형성된 심재(32) 중에, 예를 들어 알루미늄 등의 금속제 혹은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지나 폴리아미드 수지 등의 합성 수지제의 변형 유지 부재인 필름(33)을 개재시키고 있다.

변형 유지 부재인 필름(33)을 심재(32) 내에 갖는 구성으로 함으로써, 이 필름(33)이, 말하자면 골재로서 기능하여, 진공 단열재(30)의 형상이 유지된다.

필름(33)을 심재(32) 중에 개재시키는 방식예로서는, 도2에 도시한 바와 같이 소정의 두께(t1) 치수를 갖는 심재(32) 중에 상기 t1 치수보다 두께가 작은 t2 치수 혹은 t3 치수의 복수의 층(32a, 32b)을 만들고, 상기 복수의 층(32a와 32b)과의 사이에 필름(33)을 설치함으로써, 진공 단열재(30)를 소정의 곡면 반경(R1)에서, 소정의 각도(θ1)로 구부려도 심재(32)의 층(32a, 32b)을 구성하는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체가 파괴되는 정도가 적고, 또한 상기 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체에 의한 외피재(31)의 손상이 적어지도록 구성되어 있다.

즉, 도2에 있어서, 전술한 필름(33)을 설치하지 않은 경우에는, 두께(t1) 치 수를 갖는 심재(32)를 구부린 경우, 그 내면 반경(R1)과, 외면 반경(R3)이 이루는 곡면의 길이(L1) 치수(L1=2π×R1×θ1/360)와, 길이(L3) 치수[L3=2π×(R1+t1)×θ1/360]와의 차(ΔL3) 치수(ΔL3=L3-L1)분이 그 내면 반경(R1)의 부분에 있어서 강제적으로 압축되거나, 혹은 그 외면 반경(R3)의 부분에 있어서 강제적으로 인장력을 받으므로, 심재(32)를 형성하는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체가 어느 정도의 비율로 파괴되어 버릴 우려가 있다.

그래서, 본 실시 형태에 있어서는, 소정의 두께(t1) 치수를 갖는 심재(32)가 상기 t1 치수보다 두께가 작은 t2 치수 혹은 t3 치수의 복수의 층(32a와 32b)으로 필름(33)에 의해 분리되어 있으므로, 심재(32)를 구부린 경우에는 상기 복수의 층(32a 혹은 32b)이 각각 독립적으로 구부러지므로, 층(32a)에 있어서는 그 내면 반경(R1)과, 외면 반경(R2)이 이루는 곡면의 길이(L1) 치수(L1=2π×R1×θ1/360)와, L2 치수[L2=2π×(R1+t2)×θ1/360]와의 차(ΔL1) 치수(ΔL1=L2-L1)분이 전술한 ΔL3 치수보다 작아지고, 또한 층(32b)에 있어서는 그 내면 반경(R2)과 외면 반경(R3)이 이루는 곡면의 길이(L2) 치수(L2=2π×R2×θ1/360)와, 길이(L3) 치수[L3=2π×(R2+t3)×θ1/360]와의 차(ΔL2) 치수(ΔL2=L3-L2)분이 전술한 ΔL3 치수보다 작아진다. 이에 의해, 각각의 내면 반경(R1)의 부분 혹은 외면 반경(R2)의 부분에 있어서 강제적으로 압축되는 압축량이 전술한 ΔL3 치수 시보다 적어지므로, 혹은 그 내면 반경(R2)의 부분 혹은 외면 반경(R3)의 부분에 있어서 강제적으로 인장되는 양이 전술한 ΔL3 치수 시보다 적어지므로, 층(32a)이나 층(32b)을 형성하는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체가 파괴되는 정도가 적어지고, 상 기 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체에 의한 외피재(31)의 손상이 적어지도록 구성되어 있다.

또한, 심재(32)의 두께(t1) 치수보다 두께가 작은 층(32a, 32b)을 형성하고, 상기 층 사이에 이들 층을 형성하는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체 사이에서 구부렸을 때의 압축 응력 혹은 인장 응력에 의해 어긋남을 발생시킬 수 있는 필름 형상 부재, 예를 들어 알루미늄 등의 금속제 혹은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지나 폴리아미드 수지 등의 합성 수지제의 필름(33)을 개재시킴으로써, 전술한 소정의 곡면 반경(R1)에서, 소정의 각도(θ1)로 구부릴 때에, 심재(32)의 층(32a, 32b)과, 필름(33)이 서로 어긋남으로써, 소정의 굽힘 하중에 대한 심재(32)의 탄성 변형량이 커지도록 구성되어 있다.

또한, 필름(33)과 층(32a 혹은 32b)의 어긋남을 억제하지 않기 위해서는, 도2에 도시하는 곡면부(R1, R2, R3)로부터 필름(33)이 돌출되는 치수(L4, L5)를 0보다 크게 설정하는 것이 바람직하다.

다음에, 구부리기 전의 진공 단열재(30)를 도3에 의해 설명한다. 도3은 도2의 진공 단열재(30)의 구부리기 전의 상태를 도시하는 단면도이다.

도3에 있어서, 진공 단열재(30)는 진공 단열재(30) 자체의 생산성의 향상을 도모할 수 있도록 소정의 면(30a)을 대략 평면 형상으로 하여 제조된다. 도면 중의 W3 치수는 전술한 필름(33)의 크기를 나타내는 것이며, 상기 필름(33)의 크기 치수(W3)를 심재(32)의 크기 치수(W1)보다 작게 함으로써 필름(33)과 외피재(31) 사이에 히트 브릿지가 발생하기 어렵도록 구성하고 있다. 즉, 진공 단열재(30)의 외피재(31)는 가스 배리어성을 향상시키기 위해, 통상은 알루미늄 등의 금속박 혹은 금속 증착층을 중간층으로 하여, 그 표면 및 이면에 합성 수지 등의 필름을 라미네이트한 복합 라미네이트 필름을 사용하고 있으므로, 외피재(31)와 필름(33)과의 이격 거리가 작으면, 금속박 혹은 금속 증착층의 열 전도성에 의해 상기 부에서 히트 브릿지가 발생할 우려가 있다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 상기 필름(33)과 상기 외피재(31) 사이에 상기 히트 브릿지가 발생하기 어려운 치수(W2, W4)를 형성하도록 구성하고 있다.

또한, 필름(33)에 열 반사성을 갖는 알루미늄 등의 금속 필름을 사용하는 경우에는, 필름(33)의 크기 치수(W3)가 클수록 열반사 효과가 크기 때문에, 이 경우에는 상기 W2, W4 치수를 확보하면서, W3 치수를 가능한 한 크게 설정하는 것이 바람직하다.

다음에, 진공 단열재의 변형량과 굽힘 하중과의 관계에 대해 도4에 의해 설명한다. 도4는 본 실시 형태 및 비교예의 진공 단열재의 굽힘 특성 설명도로, 예를 들어 전술한 도3의 대략 평면 형상을 이루는 진공 단열재를 도2에 도시한 바와 같이 구부린 경우에 있어서의 특성 설명도이다. 도4에 있어서, 종축은 진공 단열재를 구부리기 위해 부가하는 굽힘 하중을 나타내고, 횡축은 그 변형량을, 예를 들어 도2에서 전술한 ΔL3 치수[도2의 내면 반경(R1)과 외면 반경(R3)이 이루는 곡면의 길이의 차] 상당을 나타낸다.

도4 중 점선으로 나타내는 곡선(A)은 필름을 갖지 않는 비교예의 진공 단열재를 구부린 경우의 특성으로, 초기 하중 하에 있어서는 굽힘 하중과 변형량이 대 략 비례하는 비례 곡선(A1)을 그리고, 임의의 하중(N2)을 넘으면, 심재를 형성하는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체의 일부에 파괴가 발생하여 변형량이 급증하는 곡선(A2)을 그린다. 그리고, 그 이상의 굽힘 하중을 인가하면, 섬유가 대부분 파괴되므로, 미세한 하중의 증가에 의해 변형량이 증대하는 곡선(A3)을 그린다.

한편, 도4 중 실선으로 나타내는 곡선(B)은 본 실시 형태의 진공 단열재(30)를 구부린 경우의 특성으로, 예를 들어 도2에서 전술한 바와 같이 심재(32) 중에 복수의 층을 형성하고, 상기 층 사이에 전술한 필름(33)을 개재시킨 경우이다. 도4에 도시한 바와 같이 초기 하중 하에 있어서는, 굽힘 하중과 변형량이 대략 비례하는 비례 곡선(B1)을 그리지만, 그 구배는 전술한 곡선(A1)보다 완만하게 이루어진다. 즉, 소정의 굽힘 하중에 대한 변형량이 커진다. 이는, 전술한 필름(33)에 의해 심재의 두께가 심재의 두께보다 얇은 복수층으로 분할된 효과이고, 그 변형량(δ2)은 발명자들의 실험에 따르면, 종래의 변형량(δ1)보다 약 2할 정도 증가하였다.

또한, 본 실시 형태의 진공 단열재(30)에 있어서도, 굽힘 하중을 증가시켜, 임의의 하중(N1)을 넘으면, 심재(32)를 형성하는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체의 일부에 파괴가 발생하여 변형량이 급증하는 곡선(B2)을 그린다. 그리고, 그 이상의 굽힘 하중을 인가하면, 섬유가 대부분 파괴되므로, 미세한 하중의 증가에 의해 변형량이 증대한 곡선(B3)을 그린다. 이와 같이, 심재(32)를 형성하는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체에 파괴가 발생하면, 상기 섬유가 형성되어 있던 진공 공간도 파괴되어 섬유끼리의 접촉이 증가하므로, 단열 성능의 저하를 초 래할 우려가 있는 것은 종래의 진공 단열재와 마찬가지이다.

따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 도2에서 설명한 ΔL1 치수(ΔL1=L2-L1)나 ΔL2 치수(ΔL2=L3-L2)를 상기한 변형량(62) 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

상술한 실시 형태에 따르면, 가스 배리어성을 갖는 외피재(31) 중에 심재(32)를 진공 밀봉한 진공 단열재(30)를 굽힘부(24)를 따라 배치하고, 심재(32)를 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 형성하고, 필름(33)을 심재(32)의 두께 중에서, 게다가 굽힘부(24)에 대향하도록 개재시켰으므로, 진공 단열재(30)를 구부릴 때에 소정의 굽힘 하중에 대한 심재(32)의 탄성 변형량이 커지고, 또한 심재(32)를 구성하는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체가 파괴되는 정도가 적으므로, 상기 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체에 의한 외피재(31)의 손상이 적어져 우수한 단열 성능을 유지한 상태에서, 형상 절곡성을 갖는 진공 단열재(30)를 제공할 수 있다. 또한, 진공 단열재(30)를 구부렸을 때에, 상기 굽힘부의 심재(32)와 필름(33)이 서로 어긋나게 되므로, 구부린 상태를 유지하는 형상 유지성을 갖는 진공 단열재(30)를 제공할 수 있다.

또한, 심재(32)를 복수층(32a, 32b)의 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 구성하고, 그 층 사이에 필름(33)을 개재시켰으므로, 진공 단열재(30)를 구부릴 때에 상기 굽힘부의 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 구성된 층(32a, 32b)과, 필름(33)이 서로 어긋나게 되므로, 형상 절곡성과 형상 유지성을 갖는 진공 단열재(30)를 제공할 수 있다.

또한, 심재(32)를 복수층(32a, 32b)으로 구성하고, 그 층 사이에 필름(33)을 개재시키는 동시에, 필름(33)의 크기를 심재(32)의 크기보다 작게 하였으므로, 가스 배리어성을 갖는 외피재(31) 중에 설치된 열 전도성이 좋은 부분과, 필름(33)과의 사이에 히트 브릿지가 발생하기 어려우므로, 우수한 단열 성능을 유지한 상태에서, 형상 절곡성과 형상 유지성을 갖는 진공 단열재를 제공할 수 있다.

또한, 심재(32)를, 결합제를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 형성하였으므로, 진공 단열재를 구부릴 때에 심재가 탄성 변형되는 변형량이 크기 때문에, 형상 절곡성과 형상 유지성이 우수한 진공 단열재를 제공할 수 있다.

또한, 필름(33)을 열 차폐성을 갖는 알루미늄으로 하였으므로, 상기 알루미늄 필름이 열 차단과 열 반사를 행하는 것이 되고, 우수한 단열 성능을 유지한 상태에서 형상 절곡성과 형상 유지성을 갖는 진공 단열재(30)를 제공할 수 있다.

또한, 가스 배리어성을 갖는 외피재(31) 중에 심재(32)를 진공 밀봉한 진공 단열재(30)를 굽힘부를 따라 배치한 냉장고에 있어서, 굽힘부의 곡면 반경의 크기를 10 ㎜ 이상으로 하였으므로, 진공 단열재(30)를 구부릴 때에 심재(32)를 구성하는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체가 파괴되는 정도가 적으므로, 상기 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체에 의한 외피재(31)의 손상이 적으므로, 장기간 우수한 단열 성능을 유지하는 냉장고를 제공할 수 있다.

또한, 가스 배리어성을 갖는 외피재(31) 중에 심재(32)를 진공 밀봉한 진공 단열재(30)를 굽힘부를 따라 배치한 냉장고에 있어서, 심재(32)를 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 형성하고, 필름(33)을 심재(32)의 두께 중에서, 게다 가 굽힘부에 대향하도록 개재시켰으므로, 우수한 단열 성능을 유지한 상태에서 굽힘부에도 효율적으로 진공 단열재(30)를 설치할 수 있으므로, 에너지 절약상 우수한 냉장고를 제공할 수 있다.

다음에, 표1 및 도5를 참조하면서 설명한다. 표1은 본 실시 형태의 진공 단열재의 제1 내지 제3 실험예 및 그 제1 비교예의 각종 시험 데이터 설명표이며, 도5는 표1에 나타내는 진공 단열재의 열 누설량을 측정한 단열벽의 설명도이다.

도5에 있어서, 부호 50은 냉장고 등의 상자체의 일부로서 모델적으로 제작한 대략 역L자 형상으로 형성한 단열벽으로, 굽힘 각도(θ2)를 대략 직각으로 한 굽힘부(51a)의 굽힘 반경(R4)을 갖는 내부 상자(51)와, 외부 상자(53)와, 상기 외부 상자(53)와 내부 상자(51)에 의해 형성되는 단열벽 중에 설치한 경질 우레탄(52)과, 후술하는 진공 단열재 패널(40)에 의해 구성되어 있다. 진공 단열재 패널(40)은 가스 배리어성을 갖는 외피재(41) 중에 평균 섬유 직경 3 ㎛ 내지 5 ㎛의 글래스울{JISA9504의 「인조 광물 섬유 보온재」}로 이루어지는 심재(42)를 소정의 진공도로 진공 밀봉하여 구성하고 있고, 심재(42) 중에 표1에서 후술하는 필름(43)을 끼워 형성하고 있다. 부호 54는 상기 단열벽(50)을 설치하여, 상기 단열벽(50)의 열 누설량을 측정할 수 있도록 구성된 측정 지그이다.

도5에 있어서의 진공 단열재 패널(40) 내에 개재시킨 필름(43)을 변화시킨 경우의 제1 내지 제3 실험예 및 필름이 없는 제1 비교예에 대해 표1에 의해 설명한다. 또한, 표1에 나타내는 수치는 모두 도5 중 L6 치수를 140 ㎜, t6 치수를 50 ㎜로 하고, 진공 단열재(40)의 크기를 250 ㎜ × 250 ㎜로 하고. 상기 진공 단열재 의 두께를 8 ㎜ 내지 10 ㎜로 하였을 때의 실험 데이터치이다.

[표1]

(제1 실험예)

제1 실험예에서는, 진공 단열재(40)의 심재로서, 평균 섬유 직경 3 ㎛ 내지 5 ㎛의 결합제를 포함하지 않는 글래스울 중에 크기 200 ㎜ × 200 ㎜, 두께 30 ㎛의 알루미늄제 필름을 끼우고, 또한 180 ℃에서 1시간의 에이징 처리를 행하여 제작하였다. 그 후, 가스 배리어성을 갖는 외피재(41) 중에 가스를 흡착하는 게터제[분자체(13X)/활성탄]를 채우고, 진공 포장기의 로터리 펌프에서 10분, 확산 펌프에서 10분, 진공 단열재의 내부 압력이 1.3 ㎩가 될 때까지 배기한 후, 외피재(41)의 단부를 열 밀봉으로 밀봉하였다. 또한, 제1 내지 제3 실험예는 제1 실시 형태에 적용하는 구체적인 형태이다.

이와 같이 하여 얻어진 진공 단열재(40)의 열 전도율에 대해, 에이꼬세이끼(가부시끼가이샤)제의 AUTO-∧를 이용하여 10 ℃에서 측정하였다. 또한, 형상 절 곡성은 도5에 나타낸 굽힘부의 굽힘 반경(R4)을 1O ㎜가 되도록 굽힘 시험기를 이용하여, 시험 조건[속도 : 1O ㎜/분, 지지점간 거리 : 100 ㎜(지지대 및 압자는 φ20 ㎜의 둥근 막대), 변위량 : 80 ㎜]에서의 최대 굽힘 하중(N)을 측정하여 평가하였다. 또한, 형상 유지성은 4시간 경과 후의 유지 상태를 관찰하였다. 그 결과, 형상 절곡성은 96 N이고, 형상 유지성은 양호하였다. 또한, 열 전도율이 2.6 mW/mㆍK를 나타내고, 진공 단열재(40)를 삽입하지 않은 경우에 비해 열 누설량에서 28 ％ 저감시킬 수 있는 데이터를 얻었다.

이것으로부터, 제1 실험예의 형태의 진공 단열재는 형상 절곡성과 형상 유지성과 열 전도율 향상의 병립화를 도모할 수 있어, 냉장고의 상자체에 제1 실험예의 형태의 진공 단열재를 삽입함으로써 열 누설량의 저감 및 에너지 절약화를 기대할 수 있다.

(제2 실험예)

제2 실혐예의 진공 단열재(40)를 제1 실험예와 마찬가지로 제작하였다. 제2 실험예의 진공 단열재(40)의 심재로서, 평균 섬유 직경 3 ㎛ 내지 5 ㎛의 결합제를 포함하지 않는 글래스울 중에, 크기 200 ㎜ × 200 ㎜, 두께 50 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 끼우고, 또한 180 ℃에서 1시간의 에이징 처리를 행하여 제작하였다. 그 후, 가스 배리어성을 갖는 외피재(41) 중에 가스를 흡착하는 게터제[분자체(13X)/활성탄]를 채우고, 진공 포장기 로터리 펌프에서 10분, 확산 펌프에서 10분, 진공 단열재의 내부 압력이 1.3 ㎩가 될 때까지 배기한 후, 외피재(41)의 단부를 열 밀봉으로 밀봉하였다.

이와 같이 하여 얻어진 제2 실험예의 진공 단열재(40)에 대해, 제1 실험예와 같은 조건에서 측정하였다. 그 결과, 형상 절곡성은 95 N이고, 형상 유지성은 양호하였다. 또한, 열 전도율이 2.8 mW/mㆍK를 나타내고, 진공 단열재(40)를 삽입하지 않았던 경우에 비해 열 누설량에서 26 ％ 저감시킬 수 있는 데이터를 얻었다.

이것으로부터, 제2 실험예의 진공 단열재는 형상 절곡성과 형상 유지성과 열 전도율의 향상의 병립화를 도모할 수 있어, 냉장고의 상자체에 제2 실험예의 진공 단열재를 삽입함으로써 열 누설량의 저감 및 에너지 절약화를 기대할 수 있다.

(제3 실험예)

제3 실험예의 진공 단열재(40)를 제1 실험예와 마찬가지로 제작하였다. 제3 실험예의 진공 단열재(40)의 심재로서, 평균 섬유 직경 3 ㎛ 내지 5 ㎛의 결합제를 포함하지 않는 글래스울 중에 크기 200 ㎜ × 200 ㎜, 두께 50 ㎛의 폴리아미드 수지제 필름을 끼우고, 또한 180 ℃에서 1시간의 에이징 처리를 행하여 제작하였다. 그 후, 가스 배리어성을 갖는 외피재(41) 중에 가스를 흡착하는 게터제[분자체(13X)/활성탄]를 채우고, 진공 포장기 로터리 펌프에서 10분, 확산 펌프에서 10분, 진공 단열재의 내부 압력이 1.3 ㎩가 될 때까지 배기한 후, 외피재(41)의 단부를 열 밀봉으로 밀봉하였다.

이와 같이 하여 얻어진 제3 실험예의 진공 단열재(40)에 대해, 제1 실험예와 같은 조건에서 측정하였다. 그 결과, 형상 절곡성은 94 N이고, 형상 유지성은 양호하였다. 또한, 열 전도율이 2.8 mW/mㆍK를 나타내고, 진공 단열재(40)를 삽입하지 않은 경우에 비해 열 누설량에서 26 ％ 저감시킬 수 있는 데이터를 얻었다.

이로부터, 제3 실험예의 진공 단열재는 형상 절곡성과 형상 유지성과 열 전도율의 향상 병립화를 도모할 수 있고, 냉장고의 상자체에 제3 실험예의 진공 단열재를 삽입함으로써 열 누설량의 저감 및 에너지 절약화를 기대할 수 있다.

(제1 비교예)

제1 비교예의 진공 단열재(40)의 심재로서 평균 섬유 직경이 3 ㎛ 내지 5 ㎛인 결합제를 포함하지 않는 글래스울을 사용하고, 상기 심재 중에 필름 등을 사이에 끼우지 않는 상태에서 180 ℃에서 1시간의 에이징 처리를 행하여 제작하였다. 그 후, 가스 배리어를 갖는 외피재(41) 중에 가스를 흡착하는 게터제[분자체(13X)/활성탄]를 채우고, 진공 포장기의 로터리 펌프에서 10분, 확산 펌프에서 10분, 진공 단열재의 내부 압력이 1.3 Pa가 될 때까지 배기한 후 외피재(41)의 단부를 열 밀봉으로 밀봉하였다.

이와 같이 하여 얻어진 진공 단열재(40)에 대해, 제1 실험예와 동일한 조건으로 측정하였다. 그 결과, 형상 절곡성은 125N으로 커지고, 또한 형상 유지성은 다소 불량이었다. 또한, 열 전도율이 3.5 mW/m·K를 나타내고, 구부리기 전의 열 전도율에 대해 약 40 ％로 높은 값이 되었다.

이로부터, 심재 중에 필름 등을 끼우지 않는 상태에서는 구부릴 때에 심재 전체의 두께(약 8 ㎜ 내지 10 ㎜)를 한번에 구부리게 되므로, 그 강성에 의해 굽힘 하중이 커지고, 또한 구부렸을 때에 심재 중에 필름 등을 끼우지 않는 상태에서는 글래스울로 구성된 심재의 일부가 굽힘 응력에 의해 파괴되고, 상기 파괴에 의해 글래스울 섬유로 구성되어 있었던 진공 공간이 파괴되어 열 전도율이 상승하는 것 이라 생각된다.

그리고, 제1 비교예의 진공 단열재(40)를 도5의 단열벽(50) 내에 설치하여 열 누설량을 측정한 결과, 진공 단열재(40)를 삽입하지 않은 경우에 비해 열 누설량에서 16 ％ 저감할 수 있는 데이터를 얻었지만, 전술한 바와 같이 굽힘부에 있어서 글래스울 섬유가 파괴되어 상기 파괴에 의해 글래스울 섬유가 유지하고 있던 진공 공간이 감소한 것에 의해 그 효과가 감소한 것이라 생각된다.

(제2 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 도6을 이용하여 설명한다. 도6은 본 발명의 제2 실시 형태의 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고의 주요부 단면도이다. 본 제2 실시 형태는, 다음에 서술하는 점에서 제1 실시 형태와 상이한 것이며, 그 밖의 점에 대해서는 제1 실시 형태와 기본적으로는 동일하므로 중복된 설명을 생략한다.

도6에 있어서, 진공 단열재(60)는 냉장고 등의 단열벽의 굽힘부(24)의 내부 상자면(21a)의 형상에 따라 내부 상자면(21a)에 밀착하도록 배치되어 있고, 가스 배리어를 갖는 외피재(61) 중에 후술하는 심재(62)를 소정의 진공도로 진공 밀봉하여 구성하고 있다.

심재(62)는 진공 단열재(60) 자신을 구부리기 쉽도록 심재(62)의 전체 두께(t7)보다 얇은 복수의 층(62a, 62b, 62c, 62d, 62e)으로 분할되어 있고, 그 층간에 예를 들어 알루미늄 등의 금속제 필름 혹은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 합성 수지제 필름(63a, 63b, 63c, 63d)을 복수 개재시키고 있다.

심재(62)를 두께 방향으로 분할한 층 중, 최외층인 부호 62a와 62e는 결합제를 포함한 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 구성함으로써 진공 단열재(60)의 표면 강성을 확보하고, 그 이외의 층(62b, 62c, 62d)은 결합제를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 구성함으로써 상기 진공 단열재(60)의 제조 시에 있어서의 진공화 시간의 단축화를 도모할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 결합제를 포함한 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 구성한 층(62a 혹은 62e)은 결합제로 결합된 섬유에 의해 어느 정도 경화되어 버려, 진공 단열재(60)를 구부릴 때의 굽힘 응력이 증가하므로, 그 경우에는 상기 층(62a나 62e)의 두께를 보다 얇게 구성하거나 혹은 굽힘 곡면의 반경(R6)을 보다 크게 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 도6은 심재(62)를 5층으로 분할한 예를 도시하였지만, 진공 단열재의 용도에 따라 심재의 두께(t7) 치수가 큰 경우, 혹은 굽힘부(24)의 굽힘 곡면의 반경(R6)이 작은 경우는 심재(62)를 6층 이상으로 분할하고, 각각의 층간에 상기 필름을 개재시키는 동시에, 각각의 층을 구성하는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체에 결합제를 첨가할지 여부를 생산성과 강성과의 관련에 의해 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 진공 단열재(60)는 그 제조 시는 상기 진공 단열재(60) 자신의 생산성의 향상을 도모할 수 있도록, 도3에서 전술한 바와 같이 대략 평면 형상으로서 제조되는 것이 바람직하지만, 도6에 도시한 굽힘부(24)의 굽힘 각도(θ3)의 각도나 굽힘 곡면의 반경(R6) 혹은 심재의 전체 두께(t7) 치수의 크기에 의해 상기 진공 단열재(60)의 제조 시에 있어서의 상태를 소정의 각도로 미리 구부려 제조해도 좋다.

이상과 같이 구성되어 있으므로, 제2 실시 형태는 심재(62)를 복수층의 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 구성하고, 그 층간에 필름을 개재시켰으므로 진공 단열재를 구부릴 때에 상기 굽힘부의 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 구성된 층(62a, 62b, 62c, 62d, 62e)과, 필름(63a, 63b, 63c, 63d)이 서로 어긋나게 되므로 우수한 단열 성능을 유지한 상태로 형상 절곡성과 형상 유지성을 갖는 진공 단열재 및 진공 단열재를 이용한 냉장고를 제공할 수 있다.

(제3 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 도7을 이용하여 설명한다. 도7은 본 발명의 제3 실시 형태의 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고의 주요부 단면도이다. 본 제3 실시 형태는, 다음에 서술하는 점에서 제1 실시 형태와 상이한 것으로, 그 밖의 점에 대해서는 제1 실시 형태와 기본적으로는 동일하므로 중복된 설명을 생략한다.

도7에 있어서, 진공 단열재(70)는 냉장고 등의 단열벽의 굽힘부(24)의 내부 상자면(21a)의 형상에 따라 상기 내부 상자면(21a)에 밀착하도록 배치된 진공 단열재이며, 가스 배리어를 갖는 외피재(71) 중에 후술하는 복수의 내부 주머니(74a, 74b)를 설치하여 상기 외피재(71) 내를 소정의 진공도로 진공 밀봉하여 구성하고 있다.

내부 주머니(74a, 74b)는 각각 금속제 필름 혹은 합성 수지제 필름(73a, 73b)을 끼운 심재(72a, 72b)를 탈기 압축하여 수납하도록 구성되어 있다. 또한, 내부 주머니(74a, 74b)는 진공 단열재(70)를 구부렸을 때에, 굽힘 응력에 의해 외피재(71)와의 사이에서 서로 어긋날 수 있도록, 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌 수지 등의 표면이 매끄러운 합성 수지 필름에 의해 형성되어 있다.

또한, 도7은 외피재(71) 중에 2개의 내부 주머니(74a, 74b)를 설치하여 내부 주머니(74a, 74b)와 외피재(71)의 어긋남을 이용하여 구부리기 쉽게 하고 있지만, 진공 단열재의 용도에 따라서는 1개의 내부 주머니로서 내부 주머니 내에, 예를 들어 도6에 예시한 바와 같이 복수매의 필름을 개재해도 좋고, 혹은 외피재(71) 중에 3개 이상의 내부 주머니를 설치해도 좋다.

또한, 진공 단열재(70)는 그 제조 시는 상기 진공 단열재(70) 자신의 생산성의 향상을 도모할 수 있도록, 도3에서 전술한 바와 같이 대략 평면 형상으로서 제조되는 것이 바람직하지만, 도7에 도시한 굽힘부(24)의 굽힘 각도(θ4)의 각도나 굽힘 곡면의 반경(R7) 혹은 심재의 전체 두께(t8) 치수의 크기에 따라서는 상기 진공 단열재(70)의 제조 시에 있어서의 상태를 소정의 각도로 미리 구부려 제조해도 좋다.

이상과 같이 구성되어 있으므로, 본 제3 실시 형태는 필름(73a, 73b)을 끼운 심재(72a, 72b)를 탈기 압축하여 수납하는 내부 주머니(74a, 74b)와, 이 내부 주머니(74a, 74b)를 수납하고 상기 내부 주머니(74a, 74b)와의 사이에서 어긋남이 발생되는 외피재(71)로 구성하였으므로, 진공 단열재(70)를 구부릴 때에 내부 주머 니(74a, 74b)와 외피재(71)의 어긋남이 발생되기 쉬우므로, 우수한 단열 성능을 유지한 상태로 형상 절곡성과 형상 유지성을 갖는 진공 단열재 및 진공 단열재를 이용한 냉장고를 제공할 수 있다.

(제4 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 도8 및 도9는 굽힘부(24)에 적용하는 진공 단열재를 도시한 도면이며, 구체적으로는 도8은 도1의 C부를 확대한 단면도, 도9는 도8의 진공 단열재의 절곡하기 전의 단면도이다. 도8에서는 진공 단열재(30)의 이해를 용이하게 하기 위해, 진공 단열재(30)를 도1보다 강조하여 도시하고 있다.

도8에 있어서, 진공 단열재(30)는 단열벽의 굽힘부(24)의 내부 상자면(21a)의 형상에 따라 상기 내부 상자면(21a)에 밀착하도록 배치된 진공 단열재이며, 가스 배리어를 갖는 외피재(31) 중에 결합제를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체로 형성된 심재(32)를, 가스를 흡착하는 게터제(34)를 내장한 변형 유지 부재(33)와 함께 수납하고 소정의 진공도로 진공 밀봉하여 구성하고 있다.

심재(32)를 구성하는 무기 섬유 중합체는 평균 섬유 직경이 3 ㎛ 내지 5 ㎛인 범용성이 높은 것이 이용되고 있고, 종래 기술의 진공 단열재에 이용되는 섬유 직경 분포의 피크치가 1 ㎛ 이하 또한 0.1 ㎛ 이상의 초극세 무기 섬유와 비교하여 현격하게 저렴한 것으로 할 수 있는 동시에 절곡성이 현격하게 양호하다. 또한, 심재(32)로서 무기 섬유 중합체 대신에 유기 섬유 중합체를 이용해도 좋다.

진공 단열재(30)는, 그 제조 시는 진공 단열재(30) 자신의 생산성의 향상을 도모할 수 있도록 도9에 도시한 바와 같이 대략 평면 형상으로서 제조된다. 그리고, 대략 평면 형상으로서 제조된 진공 단열재(30)를 냉장고의 상자체(20)에 조립할 때에는, 전술한 바와 같이 굽힘부(24)의 내부 상자면(21a)의 형상에 따라 밀착하도록 진공 단열재(30)를 구부린 상태로 설치한다.

따라서, 본 실시 형태에 있어서는 대략 평면 형상으로서 제조된 진공 단열재(30)를, 도8에 도시한 바와 같이 소정의 곡면 반경으로 소정의 각도로 구부릴 수 있도록, 또한 구부린 형상을 유지할 수 있도록 무기 섬유 중합체로 형성된 심재(32) 사이에, 생분해성물로 이루어지는 섬유 형상 매트로 형성된 변형 유지 부재(33) 혹은 생분해성물로 이루어지는 분체를 부직포 주머니에 채워 형성한 변형 유지 부재(33)를 개재시키고 있다. 변형 유지 부재(33)로서 생분해성물을 이용함으로써 지구 환경에 친화적인 것으로 할 수 있다.

소정의 두께를 갖는 심재(32)를 복수의 층(32a, 32b)으로 제작하고, 상기 복수의 층(32a, 32b) 사이에 변형 유지 부재(33)를 설치함으로써 진공 단열재(30)를 소정의 곡면 반경으로, 소정의 각도로 구부려도 심재(32)의 층(32a, 32b)을 구성하는 무기 섬유 중합체가 파괴되는 정도가 적고, 또한 상기 무기 섬유 중합체에 의한 외피재(31)의 손상이 적어지도록 구성되어 있다.

즉, 변형 유지 부재(33)를 심재(32) 사이에 설치하지 않는 경우는, 심재(32)의 내면 반경의 부분에 있어서 강제적으로 압축되거나, 혹은 심재(32)의 외면 반경의 부분에 있어서 강제적으로 인장력을 받으므로, 심재(32)를 형성하는 무기 섬유 중합체가 일정 정도의 비율로 파괴되어 버릴 우려가 있다.

이에 대해, 본 실시 형태에서는 변형 유지 부재(33)에 의해 심재(32)가 복수의 층(32a, 32b)으로 분리되어 있으므로, 진공 단열재(30)를 구부린 경우에는 복수의 층(32a 혹은 32b)이 각각 단독으로 구부러지므로, 층(32a)의 내면 반경의 부분 혹은 외면 반경의 부분에 있어서 강제적으로 압축되는 압축량이 변형 유지 부재(33)를 설치하지 않는 경우와 비교하여 작아지거나, 혹은 층(32b)의 내면 반경의 부분 혹은 외면 반경의 부분에 있어서 강제적으로 인장되는 양이 변형 유지 부재(33)를 설치하지 않는 경우와 비교하여 적어진다. 이에 의해, 층(32a나 32b)을 형성하는 무기 섬유 중합체가 파괴되는 정도가 적어져 상기 무기 섬유 중합체에 의한 외피재(31)의 손상이 적어지도록 구성되어 있다.

다음에, 표2를 참조하면서 설명한다. 표2는 제4 실시 형태의 진공 단열재인 제1 내지 제5 실시예 및 그 제1 비교예의 각종 시험 데이터 설명표이다.

[표2]

(제1 실시예)

제1 실시예의 진공 단열재(30)는 평균 섬유 직경이 3 ㎛인 글래스울 중에 폴리에틸렌 네트[메쉬 치수(㎜) : 8×14×0.8Φ]를 끼워 넣고, 또한 각각 에이징 처리를 행하여 제작하였다. 그 후, 외피재(31)에 5종류의 크기(500 ㎜×300 ㎜×10 ㎜, 220 ㎜×200 ㎜×10 ㎜, 300 ㎜×200 ㎜×10 ㎜, 250 ㎜×200 ㎜×10 ㎜, 400 ㎜×250 ㎜×10 ㎜)의 심재와 또한 가스를 흡착하는 게터제(4)[분자체(13X)/활성탄]를 채우고, 진공 포장기의 로터리 펌프에서 10분, 확산 펌프에서 10분, 진공 단열재의 내부 압력이 1.3 Pa가 될 때까지 배기한 후 단부를 열 밀봉으로 밀봉하였다.

이와 같이 하여 얻어진 진공 단열재(30)(두께 : 약 10 ㎜)의 열 전도율에 대해, 에이꼬세이끼 가부시끼가이샤제의 AUTO-Λ를 이용하여 10℃에서 측정하였다. 또한, 절곡성은 굽힘 시험기를 이용하여 시험 조건[속도 : 10 ㎜/분, 지지점간 거리 : 100 ㎜(지지대 및 압자는 φ 20 ㎜의 둥근 막대), 변위량 : 40 ㎜]에서의 최대 굽힘 하중(N)을 측정하여 평가하였다. 또한, 형상 유지성은 4h 경과 후의 유지 상태를 보았다. 그 결과, 표2에 나타낸 바와 같이, 절곡성은 95N으로, 형상 유지성은 양호하였다. 또한, 열 전도율이 2.9 mW/m·K를 나타냈다. 이로부터, 제1 실시예의 진공 단열재(30)는 절곡성과 형상 유지성 및 열 전도율의 양립화를 도모할 수 있고, 냉장고 상자체(20)에 본 발명의 진공 단열재를 삽입함으로써 열 누설량의 저감 및 에너지 절약화를 기대할 수 있다.

다음에, 제1 실시예의 진공 단열재(30)를 냉장고에서 온도차가 큰 압축기 주변부 및 냉장고 배면의 내부 상자(5)의 외면측에 삽입하고, 또한 냉장고 상자체(20)에 폴리올과 이소시아네이트를 고압 발포기를 이용하여 주입 충전하여 냉장고의 단열재를 제작하였다. 발포 단열재의 경질 폴리우레탄폼(6)은 폴리올로서 평균 수산기가가 450인 m-트릴렌디아민에 프로필렌옥사이드를 부가한 폴리에테르폴리올을 40 중량부, 평균 수산기가가 470인 o-트릴렌디아민에 프로필렌옥사이드를 부가한 폴리에테르폴리올을 30 중량부, 평균 수산기가가 380인 o-트릴렌디아민에 프로필렌옥사이드를 부가한 폴리에테르폴리올을 30 중량부의 혼합 폴리올 성분 100 중량부에, 시클로펜탄 15 중량부에 물 1.5부 및 반응 촉매로서 테트라메틸헥사메틸렌디아민 1.2 중량부와 프리메틸아미노에틸피펠라딘 2부, 정포제로서 유기 실리콘 화합물 X-20-1614를 2 중량부, 이소시아네이트 성분으로서 미리오네이트 MR의 디페닐메탄이소시아네이트 다핵체를 125부 이용하여 발포 충전하였다.

그 후, 냉장고의 열 누설량 및 소비 전력량을 측정하였다. 냉장고의 열 누설량은 냉장고의 동작 상태와 반대인 온도 조건을 설정하여 고내로부터의 열 누설량으로서 측정을 행하였다. 구체적으로는, -10 ℃의 항온실 내에 냉장고를 설치하고, 고내 온도를 소정의 측정 조건(온도차)이 되도록 히터에 각각 통전하여 냉장고의 소비 전력과 냉각 성능을 비교하는 온도 조건하에서 측정했다. 냉장고의 소비 전력량은 JIS C9801 측정 기준에 의해 측정을 행하였다. 그 결과, 표2에 나타낸 바와 같이 진공 단열재(30)를 삽입하지 않은 냉장고와 비교하여 열 누설량에서 20 ％, 소비 전력량에서 13 ％ 저감할 수 있는 냉장고를 얻을 수 있었다.

(제2 실시예)

제1 실시예와 동일한 제작 방법으로 제2 실시예의 진공 단열재(30)를 제작하였다. 이용한 글래스울재는 평균 섬유 직경이 3.5 ㎛인 결합제를 포함하지 않는 것이다. 또한, 에틸렌비닐알코올 공중합체의 네트[메쉬 치수(㎜) : 7×14×0.9φ]를 글래스울 내에 끼워 넣고, 심재(13)의 에이징 처리를 각각 행하여 외피재(31)에 또한 가스를 흡착하는 게터제(4)[분자체(13X)/활성탄]와 함께 삽입 밀봉하여 진공 단열재(30)(두께 : 약 10 ㎜)를 제작하였다. 그 후, 제2 실시예의 진공 단열재(30)의 형상 절곡성과 형상 유지성 및 열 전도율을 측정하였다. 그 결과, 표2에 나타낸 바와 같이 절곡성은 92 N으로, 4h 경과 후의 형상은 유지되어 양호하였다. 또한, 열 전도율은 3.0 mW/m·K를 나타냈다.

다음에, 제2 실시예의 진공 단열재(30)를 제1 실시예와 마찬가지로 냉장고 상자체(20)에 삽입하여 실기 냉장고의 특성 평가를 행하였다. 냉장고 상자체(20) 내에는, 진공 단열재(30)를 냉장고에서 온도차가 큰 압축기 주변부 및 냉장고 배면의 내부 상자(5)의 외면측에 5매 삽입하고, 제1 실시예와 마찬가지로 폴리올과 이소시아네이트를 발포 충전하여 냉장고의 단열재를 제작하고, 열 누설량 및 소비 전력량을 평가하였다. 그 결과, 표2에 나타낸 바와 같이 진공 단열재(30)를 삽입하지 않은 냉장고와 비교하여 열 누설량에서 18 ％, 소비 전력량에서 12 ％ 저감할 수 있어 에너지 절약화가 가능해졌다.

(제3 실시예)

제1 실시예와 동일한 제작 방법으로 제3 실시예의 진공 단열재(30)를 제작하 였다. 이용한 글래스울재는 평균 섬유 직경이 4 ㎛인 결합제를 포함하지 않는 것이다. 또한, 폴리프로필렌 섬유(니들 펀칭 가공품, 매트 두께 5 ㎜)를 글래스울 내에 끼워 넣고, 심재(13)의 에이징 처리를 각각 행하여 외피재(31)에 게터재와 함께 삽입 밀봉하여 제3 실시예의 진공 단열재(30)(두께 : 약 10 ㎜)를 제작하였다. 그 후, 제3 실시예의 진공 단열재(30)(두께 : 약 10 ㎜)의 형상 절곡성과 형상 유지성 및 열 전도율을 측정하였다. 그 결과, 표2에 나타낸 바와 같이 절곡성은 98 N으로, 4h 경과 후의 형상은 유지되어 양호하였다. 또한, 열 전도율은 2.9 mW/m·K를 나타냈다.

다음에, 제3 실시예의 진공 단열재(30)를 제1 실시예와 마찬가지로 냉장고 상자체(20)에 삽입하여 실기 냉장고의 특성 평가를 행하였다. 냉장고 상자체(20) 내에는, 진공 단열재(30)를 냉장고에서 온도차가 큰 압축기 주변부 및 냉장고 배면의 내부 상자(5)의 외면측에 5매 삽입하고, 제1 실시예와 마찬가지로 폴리올과 이소시아네이트를 발포 충전하여 냉장고의 단열재를 제작하고, 열 누설량 및 소비 전력량을 평가하였다. 그 결과, 표2에 나타낸 바와 같이 진공 단열재(30)를 삽입하지 않은 냉장고에 비해 열 누설량에서 19 ％, 소비 전력량에서 13 ％ 저감할 수 있어 에너지 절약화이 가능해졌다.

(제4 실시예)

제1 실시예와 동일한 제작 방법으로 제4 실시예의 진공 단열재(30)를 제작하였다. 이용한 글래스울재는 평균 섬유 직경이 4.5 ㎛인 결합제를 포함하지 않는 것이다. 또한, 폴리에스테르 섬유(니들 펀칭 가공품, 매트 두께 5 ㎜)를 글래스울 내에 끼워 넣고, 심재(13)의 에이징 처리를 각각 행하여 외피재(31)에 게터제와 함께 삽입 밀봉하여 진공 단열재(30)(두께 : 약 10 ㎜)를 제작하였다. 그 후, 제4 실시예의 진공 단열재(30)의 형상 절곡성과 형상 유지성 및 열 전도율을 측정하였다. 그 결과, 표2에 나타낸 바와 같이 절곡성은 99 N으로, 4h 경과 후의 형상은 유지되어 양호하였다. 또한, 열 전도율은 3.3 mW/m·K를 나타냈다.

다음에, 제4 실시예의 진공 단열재(30)를 제1 실시예와 마찬가지로 냉장고 상자체(20)에 삽입하여 실기 냉장고의 특성 평가를 행하였다. 냉장고 상자체(20) 중에는 제4 실시예의 진공 단열재(30)를 냉장고에서 온도차가 큰 압축기 주변부 및 냉장고 배면의 내부 상자(5)의 외면측에 5매 삽입하고, 제1 실시예와 마찬가지로 폴리올과 이소시아네이트를 발포 충전하여 냉장고의 단열재를 제작하고, 열 누설량 및 소비 전력량을 평가하였다. 그 결과, 표2에 나타낸 바와 같이 단열재(30)를 삽입하지 않은 냉장고에 비해 열 누설량에서 14 ％, 소비 전력량에서 8 ％ 저감할 수 있어 에너지 절약화가 가능해졌다.

(제5 실시예)

제1 실시예와 동일한 제작 방법으로 제5 실시예의 진공 단열재(30)를 제작하였다. 이용한 글래스울재는 평균 섬유 직경이 5 ㎛인 결합제를 포함하지 않는 것이다. 또한, 폴리에스테르 섬유(니들 펀치 가공품, 매트 두께 8 ㎜)의 변형 유지 부재(33)를 글래스울 내에 끼워 넣고, 심재(13)의 에이징 처리를 각각 행하여 외피재(31)에 게터제와 함께 삽입 밀봉하여 진공 단열재(30)(두께 : 약 10 ㎜)를 제작하였다. 그 후, 제5 실시예의 진공 단열재(30)의 절곡성과 형상 유지성 및 열 전 도율을 측정하였다. 그 결과, 표2에 나타낸 바와 같이 절곡성은 92 N으로, 4h 경과 후의 형상은 유지되어 양호하였다. 또한, 열 전도율은 3.5 mW/m·K를 나타냈다.

다음에, 제5 실시예의 진공 단열재(30)를 제1 실시예와 마찬가지로 냉장고 상자체(20)에 삽입하여 실기 냉장고의 특성 평가를 행하였다. 냉장고 상자체(20) 내에는, 제5 실시예의 진공 단열재(30)를 냉장고에서 온도차가 큰 압축기 주변부 및 냉장고 배면의 내부 상자(5)의 외면측에 5매 삽입하고, 제1 실시예와 마찬가지로 폴리올과 이소시아네이트를 발포 충전하여 냉장고의 단열재를 제작하고, 열 누설량 및 소비 전력량을 평가하였다. 그 결과, 표2에 나타낸 바와 같이 진공 단열재(30)를 삽입하지 않은 냉장고에 비해 열 누설량에서 11 ％, 소비 전력량에서 6 ％ 저감할 수 있어 에너지 절약화가 가능해졌다.

다음에, 표3을 참조하면서 설명한다. 표3은 본 실시 형태의 진공 단열재인 제6 내지 제10 실시예 및 그 제1 비교예의 각종 시험 데이터 설명표이다.

[표3]

(제6 실시예)

제6 실시예의 진공 단열재(30)는 결합제를 포함하지 않는 평균 섬유 직경이 3 ㎛의 글래스울 속으로 변형 유지 부재(33)인 익스팬드 메탈[메시 치수(㎜) : 7 × 14 × 0.5 φ]을 끼우고, 또한 180 ℃에서 1 시간의 에이징 처리를 행해 제작하였다. 그 후, 외피재(31)에 5 종류의 크기(500 ㎜ × 300 ㎜ × 10 ㎜, 220 ㎜ × 200 ㎜ × 10 ㎜, 300 ㎜ × 200 ㎜ × 10 ㎜, 250 ㎜ × 200 ㎜ × 10 ㎜, 400 ㎜ × 250 ㎜ × 10 ㎜)의 심재와 가스를 더 흡착하는 게터제(4)(분자체 13 × /활성탄)를 막고, 진공 포장기의 로터리 펌프로 10분, 확산 펌프로 10분, 진공 단열재의 내부 압력이 1.3 ㎩가 되기까지 배기한 후, 단부를 열 밀봉으로 밀봉하여 진공 단열재(30)(두께 : 약 10 ㎜)를 제작하였다. 그 후, 제5 실시예의 진공 단열재(30) 의 절곡성과 형상 유지성 및 열 전도율을 측정하였다. 그 결과, 표3에 나타낸 바와 같이, 절곡성은 92 N으로, 4시간 경과 후의 형상은 유지되어 양호하였다. 또한, 열 전도율은 2.0 ㎽/mㆍK를 나타냈다. 이 점으로부터, 제6 실시예의 진공 단열재는 절곡성과 형상 유지성 및 열 전도율의 양립화를 도모할 수 있고, 냉장고 상자체(20)에 제6 실시예의 진공 단열재를 삽입함으로써 열 누설량의 저감 및 에너지 절약화를 기대할 수 있다. 다음에, 제5 실시예의 진공 단열재(30)를 제1 실시예와 마찬가지로 냉장고 상자체(20)에 삽입하여 실기 냉장고의 특성 평가를 행하였다. 냉장고 상자체(20) 중에는, 제5 실시예의 진공 단열재(30)를 냉장고에서 온도차가 큰 콤프레서 주변부 및 냉장고 배면의 내부 상자(5)의 외면측에 5장 삽입하고, 제1 실시예와 마찬가지로 폴리올과 이소시아네이트를 발포 충전하여 냉장고의 단열재를 제작하고, 열 누설량 및 소비 전력량을 평가하였다. 그 결과, 표3에 나타낸 바와 같이, 진공 단열재(30)를 삽입하지 않은 냉장고와 비교하여 열 누설량으로 23 ％, 소비 전력량으로 16 ％ 저감할 수 있어 에너지 절약화가 가능해졌다.

(제7 실시예)

제1 실시예와 마찬가지인 제작 방법으로 제7 실시예의 진공 단열재(30)를 제작하였다. 이용한 글래스울재는 평균 섬유 직경이 3.5 ㎛의 결합제를 포함하지 않는 것이다. 또한, 익스팬드 메탈[메시 치수(㎜) : 5 × 10 × 0.5 φ]의 변형 유지 부재(33)를 글래스울 중에 끼우고, 심재(13)의 에이징 처리를 행하고, 외피재(31)에 가스를 더 흡착하는 게터제(4)(분자체 13 × /활성탄)와 함께 삽입 밀봉하여 진공 단열재(30)(두께 : 약 10 ㎜)를 제작하였다. 그 후, 진공 단열재(30)의 형상 굽힘 절곡성과 형상 유지성 및 열 전도율을 측정하였다. 그 결과, 절곡성은 95 N으로, 4시간 경과 후의 형상은 유지되어 양호하였다. 또한, 열 전도율은 2.1 ㎽/mㆍK를 나타냈다.

다음에, 제7 실시예의 진공 단열재(30)를 제1 실시예와 마찬가지로 냉장고 상자체(20)에 삽입하여 실기 냉장고의 특성 평가를 행하였다. 냉장고 상자체(20) 중에는, 제7 실시예의 진공 단열재(30)를 냉장고에서 온도차가 큰 콤프레서 주변부 및 냉장고 배면의 내부 상자(5)의 외면측에 5장 삽입하고, 제1 실시예와 마찬가지로 폴리올과 이소시아네이트를 발포 충전하여 냉장고의 단열재를 제작하고, 열 누설량 및 소비 전력량을 평가하였다. 그 결과, 진공 단열재(30)를 삽입하지 않은 냉장고와 비교하여 열 누설량으로 20 ％, 소비 전력량으로 15 ％ 저감할 수 있어 에너지 절약화가 가능해졌다.

(제8 실시예)

제1 실시예와 마찬가지인 제작 방법으로 제8 실시예의 진공 단열재(30)를 제작하였다. 이용한 글래스울재는 평균 섬유 직경이 4 ㎛의 결합제를 포함하지 않는 것이다. 또한, 익스팬드 메탈[메시 치수(㎜) : 15 × 30 × 0.5 φ]의 변형 유지 부재(33)를 글래스울 중에 끼우고, 심재(13)의 에이징 처리를 행하고, 외피재(31)에 게터제와 함께 삽입 밀봉하여 진공 단열재(30)(두께 : 약 10 ㎜)를 제작하였다. 그 후, 진공 단열재(30)의 형상 굽힘성과 형상 유지성 및 열 전도율을 측정하였다. 그 결과, 절곡성은 90 N으로, 4시간 경과 후의 형상은 유지되어 양호하였다. 또한, 열 전도율은 2.2 ㎽/mㆍK를 나타냈다.

다음에, 제8 실시예의 진공 단열재(30)를 제1 실시예와 마찬가지로 냉장고 상자체(20)에 삽입하여 실기 냉장고의 특성 평가를 행하였다. 냉장고 상자체(20) 중에는, 제8 실시예의 진공 단열재(30)를 냉장고에서 온도차가 큰 콤프레서 주변부 및 냉장고 배면의 내부 상자(5)의 외면측에 5장 삽입하고, 제1 실시예와 마찬가지로 폴리올과 이소시아네이트를 발포 충전하여 냉장고의 단열재를 제작하고, 열 누설량 및 소비 전력량을 평가하였다. 그 결과, 진공 단열재(30)를 삽입하지 않은 냉장고와 비교하여 열 누설량으로 19 ％, 소비 전력량으로 14 ％ 저감할 수 있어 에너지 절약화가 가능해졌다.

(제9 실시예)

제1 실시예와 마찬가지인 제작 방법으로 제9 실시예의 진공 단열재(30)를 제작하였다. 이용한 글래스울재는 평균 섬유 직경이 4.5 ㎛의 결합제를 포함하지 않는 것이다. 또한, 알루미늄 박판 두께 : 0.1 ㎜의 변형 유지 부재(33)를 글래스울 중에 끼우고, 심재(13)의 에이징 처리를 행하고, 외피재(31)에 게터제와 함께 삽입 밀봉하여 제9 실시예의 진공 단열재(30)[두께 : 약 10 ㎜]를 제작하였다. 그 후, 진공 단열재(30)의 굽힘 특성과 형상 유지성 및 열 전도율을 측정하였다. 그 결과, 절곡성은 99 N으로, 4시간 경과 후의 형상은 유지되어 양호하였다. 또한, 열 전도율은 2.6 ㎽/mㆍK를 나타냈다.

다음에, 제9 실시예의 진공 단열재(30)를 제1 실시예와 마찬가지로 냉장고 상자체(20)에 삽입하여 실기 냉장고의 특성 평가를 행하였다. 냉장고 상자체(20) 중에는 제9 실시예의 진공 단열재(30)를 냉장고에서 온도차가 큰 콤프레서 주변부 및 냉장고 배면의 내부 상자(5)의 외면측에 5장 삽입하고, 제1 실시예와 마찬가지로 폴리올과 이소시아네이트를 발포 충전하여 냉장고의 단열재를 제작하고, 열 누설원 및 소비 전력량을 평가하였다. 그 결과, 진공 단열재(30)를 삽입하지 않은 냉장고와 비교하여 열 누설량으로 18 ％, 소비 전력량원에서 14 ％ 저감할 수 있어 에너지 절약화가 가능해졌다.

(제10 실시예)

제1 실시예와 마찬가지인 제작 방법으로 제10 실시예의 진공 단열재(30)를 제작하였다. 이용한 글래스울재는 평균 섬유 직경이 5 ㎛의 결합제를 포함하지 않는 것이다. 또한, 철망[메시 치수(㎜) : 10 × 20 × 0.5 φ]의 변형 유지 부재(33)를 글래스울 중에 끼우고, 심재(13)의 에이징 처리를 행하고, 외피재(31)에 게터제와 함께 삽입 밀봉하여 진공 단열재(30)(두께 : 약 10 ㎜)를 제작하였다. 그 후, 제10 실시예의 진공 단열재(30)의 절곡성과 형상 유지성 및 열 전도율을 측정하였다. 그 결과, 절곡성은 92 N으로, 4시간 경과 후의 형상은 유지되어 양호하였다. 또한, 열 전도율은 2.7 ㎽/mㆍK를 나타냈다.

다음에, 제10 실시예의 진공 단열재(30)를 제1 실시예와 마찬가지로 냉장고 상자체(20)에 삽입하여 실기 냉장고의 특성 평가를 행하였다. 냉장고 상자체(20) 중에는 진공 단열재(30)를 냉장고에서 온도차가 큰 콤프레서 주변부 및 냉장고 배면의 내부 상자(5)의 외면측에 5장 삽입하고, 제1 실시예와 마찬가지로 폴리올과 이소시아네이트를 발포 충전하여 냉장고의 단열재를 제작하고, 열 누설량 및 소비 전력량을 평가하였다. 그 결과, 진공 단열재(30)를 삽입하지 않은 냉장고와 비교 하여 열 누설량으로 17 ％, 소비 전력량으로 13 ％ 저감할 수 있어 에너지 절약화가 가능해졌다.

(제1 비교예)

제1 실시예와 마찬가지인 제작 방법으로, 변형 유지 부재(33)를 이용하지 않는 제1 비교예의 진공 단열재(30)를 제작하였다. 이용한 글래스울재는 평균 섬유 직경이 6 ㎛이다. 또한, 글래스울 심재(13)의 에이징 처리를 행하고, 외피재(31)에 삽입 밀봉하여 제1 비교예의 진공 단열재(30)(두께 : 약 10 ㎜)를 제작하였다. 그 후, 진공 단열재(30)의 절곡성과 형상 유지성 및 열 전도율을 측정하였다. 그 결과, 표3에 나타낸 바와 같이 절곡성은 125 N으로, 4시간 경과 후의 형상은 유지되지 않아 불량이었다. 또한, 열 전도율은 4.3 ㎽/mㆍK를 나타냈다.

다음에, 제1 비교예의 진공 단열재(30)를 제1 실시예와 마찬가지로 냉장고 상자체(20)에 삽입하여 실기 냉장고의 특성 평가를 행하였다. 냉장고 상자체(20) 중에는, 제1 비교예의 진공 단열재(30)를 냉장고에서 온도차가 큰 콤프레서 주변부 및 냉장고 배면의 내부 상자(5)의 외면측에 5장 삽입하고, 제1 실시예와 마찬가지로 폴리올과 이소시아네이트를 발포 충전하여 냉장고의 단열재를 제작하고, 열 누설량 및 소비 전력량을 평가하였다. 그 결과, 표3에 나타낸 바와 같이 진공 단열재(30)를 삽입하지 않은 냉장고와 비교하여 열 누설량으로 9 ％, 소비 전력량으로 4 ％밖에 저감할 수 없어 에너지 절약 효과가 작았다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면 심재(32)를 평균 섬유 직경이 2 ㎛ 이상의 결합재를 포함하지 않는 섬유 중합체로 형성하는 동시에, 심재(32) 사이에 변형 가능하고, 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유지 부재(33)를 배치하고, 변형 유지 부재(33)를 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 것 혹은 금속판으로 이루어진 것으로 형성하고, 이들을 가스 배리어성 외피재(31) 중에 넣고, 진공 밀봉한 진공 단열재(30)로 하고 있으므로, 절곡성과 형상 유지성 및 단열 특성을 양립하는 것이 가능한 고성능 진공 단열재(30)를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 심재(32)의 무기 섬유 중합체가 3 내지 5 ㎛의 평균 섬유 직경을 갖는 글래스울인 것을 특징으로 하는 진공 단열재(30)이다. 여기서, 결합제를 포함하지 않는 글래스울의 직경이 3 내지 5 ㎛인 것이 바람직하다. 무기 섬유 중합체는 평균 섬유 직경에 의해 열 전도율 특성이나 비용이 크게 바뀐다. 예를 들어, 평균 섬유 직경이 5 ㎛ 이상의 글래스울 등은 비용의 점에서는 저렴하기 때문에 실용화하기 쉬운 소재이지만 열 전도율이 크게 떨어진다. 그 이유는 섬유가 동일 방향으로 배열하여 섬유의 접촉이 선에 근접하고, 이로 인해 접촉 열 저항이 작아져 열 전도율이 높아진다고 고려된다. 한편, 평균 섬유 직경이 2 ㎛ 미만의 섬유는 단품이라도 생산성이 낮아 고가인 동시에, 섬유 집합체를 중첩하여 두께를 취할 필요가 있고, 진공 단열재(30)의 비용 앙등이나 생산성의 점으로부터 단열재로서의 사용은 어렵다. 또한, 접촉 저항 이외에 열 유로가 지그재그가 되고, 열저항이 증대되어 열 전도율이 낮아지는 대부분의 섬유재 중으로부터 평균 섬유 직경이 3 내지 5 ㎛이고, 또한 결합재를 포함하지 않는 글래스울을 선정하고, 절곡성과 형상 유지성 및 단열성을 양립한 진공 단열재(30)를 발견하였다.

무기 섬유 중합체로서는 글래스울, 글래스 파이버, 알루미나, 실리카 알루미나, 실리카, 록울, 탄화규소 등의 결합제를 포함하지 않는 섬유를 사용할 수 있다.

본 실시 형태에서는 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 변형 유지 부재(33)가 폴리올레핀계, 폴리에스테르계의 것이고, 금속판으로 이루어지는 변형 유지 부재(33)가 철망형 또는 판형의 것이다. 여기서, 네트 또는 섬유로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 가스 발생의 적은 소재를 선정하는 것이 바람직하고, 네트의 두께는 얇을수록, 섬유 직경도 가늘수록 열 전도율의 점에서 바람직하다. 또한, 금속판의 변형 유지 부재(33)로서는 알루미늄, 스테인리스, 티탄, 철, 동, 합금 등의 소재가 바람직하고, 특히 알루미늄 소재의 익스팬드 메탈이나 철망을 이용한 진공 단열재가 경량으로 사용하기 쉬운 목적을 달성하는 데도 바람직하다. 또한, 심재의 탈수, 탈가스를 목적으로서 가스 배리어성 필름의 삽입 전에 심재 등을 에이징 처리를 실시하는 것도 유효하다. 이때 가열 온도는 최저한 탈수가 가능하므로 상기 유기물은 110 ℃인 것이 바람직하고, 글래스울은 180 ℃ 이상이 보다 바람직하다.

또한, 외피재(31)로서는 내부에 기밀부를 설치하기 위해 심재(32)를 덮는 것이고, 재료 구성으로서는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 최외층에 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 중간층에 알루미늄 박, 최내층에 고밀도 폴리에틸렌 수지로 이루어지는 플라스틱 라미네이트 필름, 예를 들어 최외층에 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 중간층에 알루미늄 증착층을 갖는 에틸렌 비닐알코올 공중합체 수지, 최내층에 고밀도 폴리에틸렌 수지로 이루어지는 플라스틱 라미네이트 필름을 주머니형으로 한 것 등이 예시된다. 외피재(31)의 이들 각층, 최외층은 충격 등에 대응하기 위해서이며, 중간층은 가스 배리어성을 확보하기 위해서이며, 최내층은 열 융착에 밀폐하기 위한 것이다. 따라서, 이들의 목적으로 하는 것이라면, 모든 공지 재료가 사용 가능하고, 또한 개선하는 수단으로서 최외층에 폴리아미드 수지 등을 부여함으로써 내파손성을 향상시키거나, 중간층에 알루미늄 증착층을 갖는 에틸렌 비닐알코올 공중합체 수지를 2층 설치하거나 해도 좋다. 열 융착하는 최내층으로서는 시일성이나 케미컬어택성 등으로부터 고밀도 폴리에틸렌 수지가 바람직하지만, 이 밖에 폴리프로필렌 수지나 폴리아크릴니트릴 수지 등을 이용해도 좋다. 외피재(31)의 재료의 구체적인 구성으로서는, 예를 들어 최외층에 폴리아미드, 제2 층째에 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 제3 층째에 알루미늄 박, 최내층에 고밀도 폴리에틸렌 수지로 이루어지는 알루미늄 라미네이트 필름이다.

또한, 진공 단열재의 신뢰성을 더 향상시키기 위해, 게터제로서 필요에 따라서 드소나이트, 하이드로탈사이트, 금속 수산화물 등의 가스 흡착제 혹은 분자체, 실리카겔, 산화칼슘, 제올라이트, 활성탄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화리튬 등의 수분 흡착제를 사용한다.

진공 단열재(30)의 외형이나 두께 등의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 적용되는 개소와 작업성에 따라서 각종 외형 및 두께의 것이 적용 가능하다.

본 실시 형태는, 외부 상자(23)가 내부 상자(21)로 이루어지는 공간 내에 경질 수지 폼(22)을 충전한 냉장고 단열 상자체(20) 또는 단열 도어체(6)에 있어서, 상기 본 실시 형태 중 어느 하나에 기재의 진공 단열재(30)와 경질 수지 폼(22)을 단열 상자체(20) 또는 단열 도어체(6)의 내부의 단열재로서 이용한 냉장고이다.

본 실시 형태는, 경질 수지 폼(22)이 시클로펜탄 및 물을 혼합 발포제로 하는 폴리우레탄 폼인 것을 특징으로 하는 냉장고이다.

여기서, 경질 수지 폼(22)으로서는, 예를 들어 경질 우레탄 폼, 페놀 폼이나 스틸렌 폼 등이 예시된다. 이 중에서, 시클로펜탄 및 물을 혼합 발포제로 하는 경질 폴리우레탄 폼이 바람직하다.

본 실시 형태의 경질 폴리우레탄 폼은 폴리올을 기본 원료로서, 발포제, 정포제, 반응 촉매의 존재 하에서 이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 것이다. 폴리올로서는 m-트릴렌디아민(2, 4-트릴렌디아민, 2, 6-트릴렌디아민) 및 o-트릴렌디아민(2, 3-트릴렌디아민, 3, 4-트릴렌디아민)으로 이루어지는 개시제의 프로필렌옥사이드 부가물을 주로 이용하였다. 다른 개시제는 2가 알코올의 프로필렌글리콜 디프로필렌글리콜, 3가 알코올의 글리셀린, 트리메틸롤프로판, 다가 알코올의 디글리셀린, 메틸글코시드, 솔비톨, 슈크로우즈, 알킬렌폴리아민의 에틸렌디아민의 디에틸렌트리아민, 알카놀아민의 모노에타놀아민, 디에탄올아민, 이소프로패놀아민 그 밖의 디아미노디프페닐메탄, 비스페놀A, 폴리메틸렌폴리페닐폴리아민을 각각의 알킬렌옥사이드로 부가물로 한 폴리올을 이용하였다. 이소시아네이트는 디페닐메탄디이소시아네이트 다핵체를 주로 사용한다. 디페닐메탄디이소시아네이트 다핵체를 이용한 이소시아네이트는 폴리에테르폴리올 용액과 점도차가 작으므로, 폴리에테르폴리올과의 상용성이 향상된다. 디페닐메탄디이소시아네이트 다핵체를 이용함으로써, 초기 반응은 비교적 빨라져 겔화나 경화가 지연되므로, 탈형 시의 폼 팽창 률이 작아진다. 소량이면 트릴렌디이소시아네이트 이성체 혼합물, 2, 4-체 100부, 2, 4-체/2, 6-체 = 80/20, 65/35(중량비)는 물론, 상품명 미쯔이 코스모네이트 TRC, 다케다 약품의 다케네이트 4040 프리 폴리머의 우레탄 변성 트릴렌디이소시아네이트, 알파네이트 변성 트릴렌디이소시아네이트, 비올렛 변성 트릴렌디이소시아네이트, 이소시아네이트 변성 트릴렌디이소시아네이트 등도 사용할 수 있다. 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트로서는, 주성분으로 하는 순수품 외 3핵체 이상의 다핵체를 함유하는 상품명 미쯔이 코스모 네이트 M-200, 다케다 약품제의 밀리오네이트 MR의 디페닐메탄이소시아네이트 다핵체를 사용할 수 있다. 또한, 발포제로서는 탄화 수소계 발포제의 시클로펜탄 및 물을 이용한다. 폴리올 혼합 물 100 중량부에 대해, 12 내지 18 중량부의 시클로펜탄 및 1.8 중량부 미만의 물을 조합한다. 일반적으로 시클로펜탄과 물을 많이 이용하면 용이하게 저밀도화할 수 있지만, 물이 많다고 기포 셀 내의 탄산 가스의 분압이 증가하여 팽창량이 커지고, 시크로펜탄이 많다고 압축 강도나 치수 안정성이 떨어진다. 반응 촉매로서는 테트라메틸헥사메틸렌디아민, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 3량화 촉매를 병용하여 고속 반응화와 큐어성을 높일 수 있다. 반응 촉매의 배합원은 폴리올 성분 100 중량부에 대해, 2-5 중량부가 바람직하다. 그 이외에, 제3급 아민의 트리메틸아미노에틸피페라진, 트리에틸렌디아민, 테트라메틸에틸렌디아민, 3량화 촉매의 트리스(3-디메틸아미노프로필)헥사히드로-S-트리아진, 지효성 촉매의 디프로필렌글리콜, 초산 칼리디에틸렌글리콜 등, 반응성이 합치되면 사용할 수 있다. 정포제로서는 저표면 장력 쪽이 기포 셀의 크기가 갖추어지므로, 폼은 한결같이 팽창하고 한결같은 강도를 갖는다. 정포제의 배합량은 폴리올 성분이 100 중량부당 1.5 내지 4 중량부이다. 예를 들어 골드슈미트제의 B-8461, B-8462, 신에츠가가꾸제의 X-20-1614, X-20-1634, 일본 유니카제의 SZ-1127, SZ-1671을 이용한다. 상기 재료를 이용하여, 경질 폴리우레탄 폼을 발포한다. 발포기는, 예를 들어 프로마트사제 PU-30형 발포기가 이용된다. 발포 조건은 발포기의 종류에 따라 다소 다르지만, 통상은 액체 온도 18 내지 30 ℃, 토출 압력 80 내지 150 ㎏/㎠, 토출량 15 내지 30 ㎏/min, 형 상자의 온도는 35 내지 45 ℃가 바람직한 조건이다.

본 발명에서 말하는 냉장고에는 가정용 및 업무용의 냉장 및 냉동고 이외에, 자동판매기, 상품 진열장, 상품 진열 케이스, 냉동고, 쿨러 박스, 냉장 및 냉동고 등이 포함된다.

내부 상자와 외부 상자로 구성되는 상자체 내부에 갖는 단열 상자체 및/또는 단열 도어체 내부에 진공 단열재(30)와 경질 수지 폼을 삽입하는 방법으로서는, 미리 내부 상자와 외부 상자로 형성한 공간에 진공 단열재(30)를 배치해 두고, 그 후 경질 수지 폼을 주입하여 일체 성형하는 방법 혹은 진공 단열재(30)와 경질 수지 폼을 미리 일체 성형한 단열 보드를 제작해 두고, 그 단열 보드를 내상 혹은 외부 상자에 접착 또는 양자로 끼움 지지하는 등, 다양한 방법이 있지만, 본 발명은 이들에 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 실시 형태는, 심재(32)가 결합제를 포함하지 않는 무기 섬유 중에 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 변형 유지 부재(33)를 끼우고, 심재(32)가 결합제를 포함하지 않는 무기 섬유 중에 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 변형 유지 부재(33)를 끼우고, 심재가 결합제를 포함하지 않는 무기 섬유 중에 금속판으로 이루어지는 변형 유지 부재(33)를 끼우고, 가스 배리어성 필름 중에 게터제와 함께 넣어 진공화하고, 개구부를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 진공 단열재(30)의 제조 방법이다.

본 발명에 따르면, 단열 성능을 확보하면서, 피설치부를 따라 변형된 형상을 유지할 수 있는 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고를 제공할 수 있다. 또한, 절곡성 및 형상 유지성의 확보와 열 전도율의 향상을 양립할 수 있는 동시에 지구 환경에 우수한 진공 단열재 및 그것을 이용한 냉장고를 제공할 수 있다.

Claims (19)

1. 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재이며,

   상기 심재를 섬유 중합체로 형성하는 동시에,

   상기 외피재 내에 상기 심재와 함께 변형 가능하고, 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유지 부재를 배치한 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
2. 제1항에 있어서, 상기 심재를 판형의 섬유 중합체로 형성하고, 상기 변형 유지 부재를 필름형으로 형성하여 상기 심재의 내부에 설치한 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 심재를 복수층의 섬유 중합체로 형성하고, 상기 변형 유지 부재를 상기 섬유 중합체의 층 사이에 개재시킨 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
4. 제2항에 있어서, 상기 필름형의 변형 유지 부재의 크기를 상기 심재의 크기보다 작게 한 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 결합제를 포함하지 않는 무기 섬유 중합체 혹은 유기 섬유 중합체로 상기 심재를 형성한 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
6. 제2항에 있어서, 열 차폐성을 갖는 알루미늄으로 상기 필름형의 변형 유지 부재를 형성한 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 심재를 탈기 압축하여 상기 변형 유지 부재와 함께 내부 주머니의 내부에 수납하고, 이 내부 주머니를 수납한 상기 외피재에 있어서의 내부 주머니 내를 포함하는 내부를 감압하여 밀봉하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
8. 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재를 외부 상자와 내부 상자에 의해 형성되는 공간에 배치하는 동시에, 그 진공 단열재의 주위의 상기 공간에 발포 단열재를 충전하여 이루어지는 냉장고에 있어서,

   상기 심재를 섬유 중합체로 형성하는 동시에, 상기 외피재 내에 상기 심재와 함께 변형하고 또한 변형 후의 심재 형상을 유지하는 변형 유지 부재를 배치하여 상기 진공 단열재를 구성하고,

   상기 진공 단열재를 상기 외부 상자 또는 상기 내부 상자의 변형부를 따라 변형하여 배치한 것을 특징으로 하는 냉장고.
9. 제8항에 있어서, 상기 외부 상자 또는 상기 내부 상자의 2개의 면이 교차하는 코너부에 상기 진공 단열재를 절곡하여 설치한 것을 특징으로 하는 냉장고.
10. 제9항에 있어서, 상기 내부 상자의 코너부의 곡면 반경의 크기가 10 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 냉장고.
11. 제9항에 있어서, 상기 내부 상자의 코너부를 따르도록 절곡하여 설치한 진공 단열재의 단부와, 상기 외부 상자의 평탄면을 연장하는 진공 단열재의 단부를 투영면에서 중합시킨 것을 특징으로 하는 냉장고.
12. 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재이며,

    상기 심재를 평균 섬유 직경이 2 ㎛ 이상의 결합재를 포함하지 않는 섬유 중합체로 형성하는 동시에,

    상기 심재 사이에 변형 가능하고 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유지 부재를 배치하고,

    상기 변형 유지 부재를 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 것으로 형성한 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
13. 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재이며,

    상기 심재를 평균 섬유 직경이 2 ㎛ 이상의 결합재를 포함하지 않는 섬유 중합체로 형성하는 동시에,

    상기 심재 사이에 변형 가능하고 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유지 부재를 배치하고,

    상기 변형 유지 부재를 금속판으로 이루어지는 것으로 형성한 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 심재의 섬유 중합체가 3 내지 5 ㎛의 평균 섬유 직경을 갖는 것인 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
15. 제12항에 있어서, 상기 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 변형 유지 부재가 폴리올레핀계, 폴리에스테르계의 것인 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
16. 제13항에 있어서, 상기 금속판으로 이루어지는 변형 유지 부재가 철망형 또는 판형의 것인 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
17. 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재를 외부 상자와 내부 상자에 의해 형성되는 공간에 배치하는 동시에, 그 진공 단열재의 주위의 상기 공간에 발포 단열재를 충전하여 이루어지는 냉장고이며,

    상기 심재를 평균 섬유 직경이 2 ㎛ 이상의 섬유 중합체로 형성하는 동시에, 상기 심재 사이에 변형 가능하고 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유지 부재를 배치하고, 상기 변형 유지 부재를 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 것으로 형성하여 상기 진공 단열재를 구성하고,

    상기 진공 단열재를 상기 외부 상자 또는 내부 상자의 변형부를 따라 변형하여 배치한 것을 특징으로 하는 냉장고.
18. 가스 배리어성을 갖는 외피재 중에 심재를 진공 밀봉한 진공 단열재를 외부 상자와 내부 상자에 의해 형성되는 공간에 배치하는 동시에, 그 진공 단열재의 주위의 상기 공간에 발포 단열재를 충전하여 이루어지는 냉장고이며,

    상기 심재를 평균 섬유 직경이 2 ㎛ 이상의 섬유 중합체로 형성하는 동시에, 상기 심재 사이에 변형 가능하고 또한 변형 후의 심재 형상을 유지 가능한 변형 유지 부재를 배치하고, 상기 변형 유지 부재를 금속판으로 이루어지는 것으로 형성하여 상기 진공 단열재를 구성하고,

    상기 진공 단열재를 상기 외부 상자 또는 상기 내부 상자의 변형부를 따라 변형하여 배치한 것을 특징으로 하는 냉장고.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 심재의 섬유 중합체가 3 내지 5 ㎛의 평균 섬유 직경을 갖는 것이고, 상기 유기물로 이루어지는 네트형 또는 섬유형의 변형 유지 부재가 폴리올레핀계, 폴리에스테르계의 것, 또는 상기 금속판으로 이루어지는 변형 유지 부재가 철망형 또는 판형의 것인 것을 특징으로 하는 냉장고.

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