KR20110033203A - Vacuum heat insulating material - Google Patents
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Abstract
진공 단열재는, 코어재를 구성하는 섬유로서, 굽힘 탄성률 3000MPa 이상의 고분자 수지를 방사한 섬유를 사용하여, 그 재질로서, 폴리스티렌 섬유를 80% 이상 함유시키고 있다. 이에 의해, 리사이클성을 향상하여 환경 부하를 경감하고, 또한 재료비를 저감하는 진공 단열재로 할 수 있다.The vacuum heat insulating material is a fiber constituting the core material, and a fiber obtained by spinning a polymer resin having a bending modulus of 3000 MPa or more, and contains 80% or more of polystyrene fiber as the material. Thereby, it can be set as the vacuum heat insulating material which improves recycling property, reduces environmental load, and reduces material cost.
Description
본 발명은, 진공 단열재 및 그것을 사용한 냉장고, 단열 상자체 및 단열 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum insulator and a refrigerator, a heat insulation box and a heat insulation structure using the same.
최근, 지구 온난화 방지의 관점으로부터 에너지 절약이 강하게 요망되고 있어, 가정용 전화 제품에 대해서도 에너지 절약화는 긴급한 과제로 되어 있다. 특히, 냉장고에서는 열을 효율적으로 이용한다고 하는 관점으로부터, 우수한 단열 성능을 갖는 단열재가 요구되고 있다.In recent years, energy saving is strongly demanded from the viewpoint of preventing global warming, and energy saving has become an urgent problem even for household telephone products. In particular, in the refrigerator, the heat insulating material which has the outstanding heat insulation performance is calculated | required from the viewpoint of using heat efficiently.
냉장고의 일반적인 단열체로서는, 외부 상자와 내부 상자의 사이에 폴리우레탄 폼 등의 발포 단열재를 충전한 단열체가 널리 사용되고 있다. 이러한 단열체에 있어서 단열 능력을 증대시키기 위해서는, 발포 단열재의 두께를 늘리는 것이 필요하지만, 냉장고에서는 공간 절약이나 공간의 유효 이용이 강하게 요구되고 있어, 발포 단열재를 충전할 수 있는 공간을 증대시키는 것이 곤란하였다.As a general heat insulator of a refrigerator, a heat insulator filled with a foamed heat insulating material such as polyurethane foam is widely used between an outer box and an inner box. In order to increase the heat insulating ability in such a heat insulator, it is necessary to increase the thickness of the foamed heat insulating material, but in the refrigerator, space saving and effective use of space are strongly required, and it is difficult to increase the space for filling the foamed heat insulating material. It was.
따라서, 고성능의 단열재인 진공 단열재와 발포 단열재를 병용하여 단열체로 하는 것이 제안되어 있다. 여기에서 사용되는 진공 단열재는, 스페이서의 역할을 갖는 코어재를, 가스 배리어성을 갖는 포장재 속에 삽입하고, 포장재의 내부를 감압하는 동시에 포장재의 주위 테두리부를 밀봉한 단열재이다.Therefore, it is proposed to use a vacuum insulator, which is a high-performance insulator, and a foam insulator in combination to form a heat insulator. The vacuum insulator used herein is a heat insulator in which a core material having a role of a spacer is inserted into a packaging material having gas barrier properties, the inside of the packaging material is decompressed and the peripheral edge of the packaging material is sealed.
최근의 진공 단열재에 있어서는, 열전도율을 대폭으로 저감하기 위해, 섬유계를 극세(極細)로 한 글래스 울 등의 무기 섬유 집합체를 사용하는 것이 주류로 되어 있다. 예를 들어, 일본 특허 출원 공개 평9-138058호 공보(특허 문헌 1)에 개시된 것이 있다. 또한, 코어재끼리를 고착하는 바인더를 사용하지 않고 글래스 울을 적층한 진공 단열재의 성형 방법도 일본 특허 출원 공개 제2006-112438호 공보(특허 문헌 2)에서 제안되어 있다.In the recent vacuum insulator, in order to considerably reduce thermal conductivity, it is mainstream to use inorganic fiber aggregates, such as glass wool which made the fiber system the ultrafine. For example, there is what is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 9-138058 (patent document 1). Moreover, the shaping | molding method of the vacuum heat insulating material which laminated glass wool without using the binder which fixes core materials mutually is also proposed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-112438 (patent document 2).
이와 같이, 단열 성능과 가격으로부터 수요가 높은 글래스 울이지만, 글래스는 리사이클성이 부족하여, 폐기에 문제가 있다.Thus, although it is glass wool with high demand from heat insulation performance and price, glass lacks recycling property and there exists a problem in discarding.
리사이클성을 중시한 섬유로서는 고분자 수지를 섬유화한 것이 생각되고, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 섬유를 코어재로 한 진공 단열재가 일본 특허 출원 공개 제2007-239764호 공보(특허 문헌 3)에서 제안되어 있다.As a fiber which made much of the recycling property, it is considered that the polymer resin was made into a fiber, for example, the vacuum heat insulating material which made polyethylene terephthalate resin fiber as a core material is proposed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-239764 (patent document 3). have.
최근, 지구 온난화에 대한 관점으로부터, 가전품의 소비 전력량 삭감이 요망되고 있고, 특히 냉장고는 가전품 중에서 소비 전력량이 많은 제품인 점에서, 냉장고의 단열 상자체 중에 진공 단열재를 적극적으로 채용하여, 단열 상자체의 열누설량 저감을 시도하고 있다.In recent years, from the viewpoint of global warming, a reduction in the amount of power consumed by home appliances has been desired. In particular, since the refrigerator is a product with a large amount of power consumed among home appliances, a vacuum insulator is actively adopted in the heat insulation box of the refrigerator, and the heat insulation box body is used. Is trying to reduce the amount of heat leakage.
그러나, 현재 범용적으로 사용되고 있는 진공 단열재의 코어재는, 글래스 울 등의 무기 섬유 집합체가 대부분이다. 그러나, 글래스 울은 리사이클성이 부족하여, 폐기시에 그 폐기 방법이 문제로 된다. 글래스 울을 다시 글래스로 복귀시키기 위해서는 고온화에 의한 재생 가공이 필요해져, 지구 온난화 대책을 위해 투입된 진공 단열재로 인해, 환경에 대하여 매우 큰 열부하를 부여해서는 본말이 전도된 것이다.However, the core material of the vacuum heat insulating material currently used universally is most inorganic fiber aggregates, such as glass wool. However, glass wool lacks recyclability, and its disposal method becomes a problem at the time of disposal. In order to return the glass wool back to the glass, regeneration processing by high temperature is required, and due to the vacuum insulator put in place for global warming measures, a very large heat load is applied to the environment, and the term is inverted.
글래스 울 대체재로서는, 고분자 수지를 섬유화한 것이 생각되고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 섬유 등이 제안되어 있다.As a glass wool substitute material, what fiberized a polymer resin is considered, polyethylene terephthalate resin fiber, etc. are proposed.
그러나, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 섬유를 적층해 코어재로 한 진공 단열재의 단열 성능은 글래스 울을 코어재로 한 진공 단열재 정도에는 미치지 못한다는 것을 알 수 있었다. 이들 수지 섬유에서는 진공 배기 후 대기압이 걸렸을 때에 섬유 자체의 강도가 부족하므로, 섬유끼리가 밀착되어 있는 면적이 커져, 열 유통이 많아지는 것이 영향을 미치고 있다고 생각된다. 이들 수지 섬유를 코어재로 하는 경우, 공극률의 확보가 과제로 되는 것을 알 수 있었다.However, it was found that the heat insulating performance of the vacuum insulator made of the core material by laminating polyethylene terephthalate resin fibers was less than that of the vacuum insulator made of glass wool as the core material. In these resin fibers, when the atmospheric pressure is applied after vacuum evacuation, the strength of the fibers themselves is insufficient. Therefore, it is considered that the area where the fibers are in close contact with each other increases and the heat distribution increases. When using these resin fibers as a core material, it turned out that securing a porosity becomes a subject.
고분자 수지라고 하면, 냉장고ㆍ에어컨ㆍ텔레비전ㆍ세탁기 등의 가전품에서는, 폴리프로필렌이나 폴리스티렌 등의 범용적인 수지가 많이 사용되고 있다. 이들 수지는 재이용 가능하고, 환경 부하 경감을 위해서도 동일 제품으로 다시 복귀시키는 클로즈드 리사이클이 주목되고 있는 것으로부터도, 이들 범용 리사이클 수지를 사용하여 섬유화해 코어재를 얻는 것이 요망된다.In the case of the polymer resin, general-purpose resins such as polypropylene and polystyrene are frequently used in home appliances such as refrigerators, air conditioners, televisions, and washing machines. Since these resins are reusable and the closed recycling which returns to the same product is also attracting attention in order to reduce an environmental load, it is desired to obtain a core material by fiberizing using these general-purpose recycled resins.
특히 요즘은 원유 가격의 앙등으로부터 이들 수지의 버진 재료의 가격도 상승하고 있어, 리사이클재의 적용에 의해 비용 절감을 예상하기 쉬운 상황에 있으므로 더욱 그러하다.In particular, these days, the price of the virgin material of these resins is also rising from the rise of crude oil prices, and it is even more so since the cost reduction is easy to anticipate by the application of recycled materials.
그러나, 예를 들어 폴리스티렌 수지는 글래스 전이 온도가 낮아, 내열성의 관점으로부터 진공 단열재의 코어재로의 적용은 곤란하였다. 예를 들어, 냉장고 상자체의 단열 공간 내에 진공 단열재를 설치하는 경우, 발포 우레탄 폼이 진공 단열재 주변을 유동할 때에, 그 발포 열에 의한 영향으로 표면 부근의 폴리스티렌 수지 섬유가 일부 용융되어, 섬유끼리의 고착이 보여져, 단열 성능의 악화로 연결된다.However, for example, polystyrene resin is low in glass transition temperature, and it is difficult to apply a vacuum heat insulating material to the core material from a heat resistant viewpoint. For example, when installing a vacuum insulator in the heat insulation space of a refrigerator box body, when foamed urethane foam flows around a vacuum heat insulator, the polystyrene resin fiber of the surface vicinity melts by the influence of the foaming heat, Sticking is seen, leading to deterioration of thermal insulation performance.
또한, 폴리프로필렌 수지에서는, 전술한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 섬유와 마찬가지로, 섬유 자체의 강도가 작기 때문에 섬유끼리가 찌부러져 서로 접촉하는 면적이 증가해, 단열 성능의 악화로 연결된다고 하는 문제가 있었다.In addition, in the polypropylene resin, similarly to the above-mentioned polyethylene terephthalate resin fiber, since the strength of the fiber itself is small, there is a problem that the fibers are crushed and the area in contact with each other increases, leading to deterioration of the thermal insulation performance.
상기 종래의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 목적은, 리사이클성을 향상하여 환경 부하를 경감하고, 또한 재료비를 저감하는 진공 단열재를 얻는 것이다.In order to solve the said conventional subject, the objective of this invention is to obtain the vacuum heat insulating material which improves recycling property, reduces an environmental load, and also reduces material cost.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 진공 단열재는, 외피재와 코어재를 갖는 진공 단열재에 있어서, 상기 코어재는 고분자 수지를 방사(紡絲)한 섬유의 적층체로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the said subject, the vacuum heat insulating material of this invention is a vacuum heat insulating material which has an outer shell material and a core material, The said core material is comprised from the laminated body of the fiber which spun the polymer resin.
또한, 상기 코어재는 굽힘 탄성률이 3000MPa 이상의 고분자 수지를 방사한 섬유의 적층체로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the core material is characterized in that the bending elastic modulus is composed of a laminate of fibers spun a polymer resin of 3000MPa or more.
또한, 상기 고분자 수지를 방사한 섬유는 폴리스티렌 섬유를 80% 이상 함유하는 것을 특징으로 한다.The fiber spun with the polymer resin is characterized by containing 80% or more of polystyrene fiber.
또한, 상기 코어재는 1 종류 이상 3 종류 이하의 고분자 수지 섬유로 구성되고, 상기 폴리스티렌 섬유 이외는 상기 폴리스티렌 섬유보다도 글래스 전이 온도가 높은 고분자 수지를 방사한 섬유 적층체인 것을 특징으로 한다.Moreover, the said core material is comprised from one or more types and three or less types of polymer resin fibers, It is characterized by the fiber laminated body which spun the polymer resin whose glass transition temperature is higher than the said polystyrene fiber except the said polystyrene fiber.
또한, 본 발명의 냉동 냉장고는, 외부 상자와 내부 상자 사이에 충전된 발포 단열재 중에 외피재와 코어재를 갖는 진공 단열재를 배치해, 상기 진공 단열재의 코어재가 고분자 수지를 방사한 섬유의 적층체로 구성되는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the refrigerator refrigerator of this invention arrange | positions the vacuum heat insulating material which has an outer shell material and a core material in the foam heat insulating material filled between an outer box and an inner box, Comprising: The core material of the said vacuum heat insulating material consists of the laminated body of the fiber which spun the polymer resin. It is characterized by.
또한, 본 발명의 단열 상자체는, 상기 어느 하나의 진공 단열재를 구비한 것을 특징으로 한다.Moreover, the heat insulation box of this invention was equipped with any one of said vacuum heat insulating materials. It is characterized by the above-mentioned.
또한, 본 발명의 단열 구조물은, 상기 어느 하나의 진공 단열재를 구비한 것을 특징으로 한다.Moreover, the heat insulation structure of this invention was equipped with any one of said vacuum heat insulating materials.
본 발명에 따르면, 리사이클성을 향상하여 환경 부하를 경감하고, 또한 재료비를 저감하는 진공 단열재를 얻을 수 있다.According to this invention, the vacuum heat insulating material which improves recycling property, reduces environmental load, and reduces material cost can be obtained.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 진공 단열재(10)의 단면도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 주요부의 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 냉장고의 종단면도이다.1 is a cross-sectional view of a
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part in FIG. 1. FIG.
3 is a longitudinal sectional view of the refrigerator according to the embodiment of the present invention.
본 실시 형태의 진공 단열재를 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 진공 단열재(1)의 단면도이며, 도 2는 도 1에 있어서의 주요부의 확대 단면도이다.The vacuum heat insulating material of this embodiment is demonstrated, referring FIG. 1 and FIG. 1 is a cross-sectional view of a vacuum insulator 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part in FIG. 1.
진공 단열재(1)는, 가스 배리어성을 갖는 외피재(11)의 내부와, 코어재(20)를 압축하여 수납한 내부 주머니(12)의 내부를 소정의 진공도로 감압 밀봉하여, 진공 단열로서의 단열 성능을 구비하도록 구성되어 있다.The vacuum heat insulating material 1 seals the inside of the
코어재(20)는 예를 들어, 폴리프로필렌 수지나 폴리스티렌 수지 등의 섬유 재료를 사용하여 제작된 수 ㎛로부터 몇십 ㎛의 외경을 갖는 섬유(21)의 집합체로 이루어져 있다.The
이들 수지의 섬유화 기술로서는, 세상에 공지된 기술을 응용할 수 있다. 예를 들어 부직포 제조시에 사용되는 스판 본드 방식이나 멜트 블론 방식을 들 수 있고, 토출량이나 풍량, 콜렉터 속도를 조정하여, 3 내지 30㎛의 범위 내에서 섬유 직경을 조정한 수지 섬유를 사용한다.As a fiberization technique of these resins, techniques known in the world can be applied. For example, the span-bonding system and the melt-blown system used at the time of nonwoven fabric manufacture are mentioned, The resin fiber which adjusted the fiber diameter within the range of 3-30 micrometers is adjusted by adjusting discharge amount, air volume, and a collector speed.
사용하는 수지는, 펠릿 형상이라도 문제없고 분쇄품으로부터의 다이렉트 성형이라도 문제는 없다. 또한, 폐가전 등으로부터의 리사이클 수지도 사용할 수 있다. 리사이클 수지를 사용할 때는, 물성 개선을 위해 고분자 첨가제를 병용해도 좋다. 또한, 멜트 플로우 레이트를 향상시키기 위해, 유동 파라핀 등의 활제를 병용하는 것도 있다.The resin to be used does not have any problem even if it is pellet-shaped, and there is no problem even if it is direct molding from a pulverized product. Moreover, recycled resin from waste home appliances etc. can also be used. When using recycled resin, you may use a polymer additive together for a physical property improvement. Moreover, in order to improve melt flow rate, you may use together lubricating agents, such as a liquid paraffin.
이 코어재(20)는, 그 내부 응력이 예를 들어 20Pa 이하의 고진공도에 장시간 유지되어도, 냉장고 등의 외판 등에 감압성 접착제 등에 의해 부착된 경우에 압박 하중이 가해져도, 혹은 발포 우레탄 등을 단열재 중에 충전하는 경우에 가해지는 압축 하중 등에 장시간 노출되어도, 코어재(20) 및 후술하는 섬유(21)가 찌부러지지 않도록, 그 굽힘 탄성률을 3000MPa 이상으로 하고 있다.The
환언하면, 진공 단열재(10)가 고단열 성능을 장시간 유지할 수 있도록, 섬유(21)의 집합체가 갖는 소정의 공극률이, 장시간, 설정대로 유지될 수 있도록, 코어재(20)의 굽힘 탄성률을 3000MPa 이상으로 하고 있다.In other words, the bending elastic modulus of the
또한, 실험에 의하면, 상기 밀도가 3000MPa 미만의 경우는, 고진공도로 한 경우에 코어재(20)의 찌부러짐에 의한 변형이 커져, 단열 성능이 불충분해졌다.Further, according to the experiment, when the density was less than 3000 MPa, deformation caused by the crushing of the
또한, 도면에 도시한 바와 같이 내부 주머니(12)를 사용해도 좋다. 내부 주머니(12)는, 코어재(20)를 탈기하면서 압축하여 수납하고 있어, 가스 배리어성을 갖고, 또한, 열 용착 가능한 합성 수지 필름, 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌 수지 등으로 형성되어 있으므로, 내부 주머니(12) 내에는, 외부로부터의 수분이나 가스 성분이 침입하지 않는다. 환언하면, 섬유(21)의 집합체로 이루어지는 코어재(20)는, 대기 중에 포함되는 수분이나 가스 성분을 흡착하지 않도록, 가스 배리어성을 갖는 내부 주머니로 밀봉하는 구성으로 되어 있다.In addition, as shown in the figure, the
또한, 내부 주머니(12)는, 제조 공정상의 핸들링시에, 가령 진공도 불량 등의 부품 불량이 발생한 경우, 코어재(20)를 내포한 내부 주머니(12)째로 외피재(11)로부터 이탈 가능한 구조로 구성되어 있다.In addition, the
다음에, 코어재 재질, 굽힘 탄성률 및 구성 비율을 변화시킨 각종 실험예의 진공 단열재에 있어서의 열전도율에 대하여, 표 1을 참조하면서 설명한다.Next, the thermal conductivity in the vacuum heat insulating material of the various experimental examples which changed the core material material, bending elastic modulus, and a structure ratio is demonstrated, referring Table 1. FIG.
(종래예)(Conventional example)
표 1의 종래예의 진공 단열재(10)는, 다음과 같이 제작되어 구성되어 있다. 코어재(20)로서, 바인더를 포함하지 않는 글래스 울로 이루어지는 평균 섬유 직경 약 4㎛, 중실(中實)이고 중공부가 없는 섬유(21)의 중합체를 사용한다. 이 섬유(21)의 중합체를 소정의 형상으로 절단한 후, 고밀도 폴리에틸렌 필름으로 이루어지는 내부 주머니(12) 내에 삽입하고, 압축하여 내부를 탈기하여 밀봉한다. 이 상태의 것을, 표면 보호층이 폴리아미드 필름, 제1 가스 배리어층을 알루미늄 증착한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 제2 가스 배리어층을 알루미늄 박, 열 용착층을 고밀도 폴리에틸렌 필름으로 한 4층 라미네이트 필름으로 이루어지는 외피재(11)에 넣고, 내부 주머니(12)의 일단부를 개방하여 밀봉을 해제한 후, 외피재(11) 내부를 진공도 2.2Pa로 되도록 진공화하여 밀봉한다. 이 진공 단열재(10)에서는, 코어재 밀도를 종래의 냉장고에 일반적으로 사용되고 있는 약 250㎏/㎥로 되도록 하고 있다.The vacuum
이 종래예의 진공 단열재(10)에 있어서의 열전도율을 100으로 설정하고, 이하의 비교예 및 실시예에 있어서의 진공 단열재의 열전도율과 비교한다.The thermal conductivity in the
(제1 비교예)(Comparative Example 1)
표 1의 제1 비교예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폴리프로필렌 섬유로 하고, 폴리프로필렌 섬유의 굽힘 탄성률을 1880MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.The
이 제1 비교예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 250으로 대폭 상회하는(단열 성능이 떨어지는 방향) 결과로 되었다.The heat conductivity ratio of the vacuum
(제2 비교예)(Comparative Example 2)
표 1의 제2 비교예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폴리카보네이트 섬유로 하고, 폴리카보네이트 섬유의 굽힘 탄성률을 2800MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.The
이 제2 비교예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 190으로 되어, 제1 비교예 만큼은 아니지만 크게 상회하는(단열 성능이 떨어지는 방향) 결과로 되었다.The thermal conductivity ratio of the vacuum
(제3 비교예)(Third comparative example)
표 1의 제3 비교예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폴리스티렌 섬유가 70%이고 폴리프로필렌 섬유가 30%인 혼합 성분으로 하고, 평균 섬유 굽힘 탄성률을 2874MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.The vacuum
이 제3 비교예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 175로, 제1 비교예나 제2 비교예보다는 작아졌지만, 종래예보다 값이 상회하는 결과로 되었다.Although the thermal conductivity ratio of the vacuum
(제4 비교예)(4th comparative example)
표 1의 제4 비교예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폴리스티렌 섬유가 70%이고 폴리카보네이트 섬유가 30%인 혼합 성분으로 하고, 평균 섬유 굽힘 탄성률을 2915MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.The vacuum
이 제4 비교예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 160으로, 제1 비교예 내지 제3 비교예보다는 작아졌지만, 종래예보다 값이 상회하는 결과로 되었다.Although the thermal conductivity ratio of the vacuum
(제1 실시예)(First embodiment)
표 1의 제1 실시예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폴리스티렌 섬유로 하고, 폴리스티렌 섬유의 굽힘 탄성률을 3300MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.The
이 제1 실시예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 85로 되어, 단열 성능이 향상되는 결과로 되었다.The heat conductivity ratio of the vacuum
(제2 실시예)(2nd Example)
표 1의 제2 실시예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폴리스티렌 섬유가 90%이고 폴리프로필렌 섬유가 10%인 혼합 성분으로 하고, 평균 섬유 굽힘 탄성률을 3158MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.The
이 제2 실시예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 90으로 되어, 제1 실시예 만큼은 아니지만, 단열 성능이 향상되는 결과로 되었다.The thermal conductivity ratio of the vacuum
(제3 실시예)(Third Embodiment)
표 1의 제3 실시예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폴리스티렌 섬유가 80%이고 폴리프로필렌 섬유가 20%인 혼합 성분으로 하고, 평균 섬유 굽힘 탄성률을 3010MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.The
이 제3 실시예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 95로 되어, 종래예에 대하여, 단열 성능이 향상되는 결과로 되었다.The heat conductivity ratio of the vacuum
(제4 실시예)(Example 4)
표 1의 제4 실시예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폴리스티렌 섬유가 90%이고 폴리카보네이트 섬유가 10%인 혼합 성분으로 하고, 평균 섬유 굽힘 탄성률을 3145MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.In the
이 제4 실시예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 91로 되어, 종래예에 대하여, 단열 성능이 향상되는 결과로 되었다.The thermal conductivity ratio of the vacuum
(제5 실시예)(Fifth Embodiment)
표 1의 제5 실시예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폐가전으로부터 채취한 폴리스티렌으로 제작한 폴리스티렌 섬유, 소위 리사이클 폴리스티렌 섬유로 하고 평균 섬유 굽힘 탄성률을 3120MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.The
이 제5 실시예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 88로 되어, 단열 성능이 크게 향상되는 결과로 되었다.The heat conductivity ratio of the vacuum
(제6 실시예)(Sixth Embodiment)
표 1의 제6 실시예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폐가전으로부터 채취한 폴리스티렌으로 제작한 폴리스티렌 섬유, 소위 리사이클 폴리스티렌 섬유 90%와, 폐가전으로부터 채취한 폴리프로필렌으로 제작한 폴리프로필렌 섬유, 소위 리사이클 폴리프로필렌 섬유 10%의 혼합 성분으로 하고, 평균 섬유 굽힘 탄성률을 3080MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.The
이 제6 실시예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 92로 되어, 단열 성능이 크게 향상되는 결과로 되었다.The heat conductivity ratio of the vacuum
(제7 실시예)(Seventh Embodiment)
표 1의 제7 실시예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폐가전으로부터 채취한 폴리스티렌으로 제작한 폴리스티렌 섬유, 소위 리사이클 폴리스티렌 섬유 80%와, 폐가전으로부터 채취한 폴리프로필렌으로 제작한 폴리프로필렌 섬유, 소위 리사이클 폴리프로필렌 섬유 20%의 혼합 성분으로 하고, 평균 섬유 굽힘 탄성률을 3015MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.The
이 제7 실시예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 97로 되어, 단열 성능이 크게 향상되는 결과로 되었다.The heat conductivity ratio of the vacuum
(제8 실시예)(Example 8)
표 1의 제8 실시예의 진공 단열재(10)는, 코어재 재질을 폐가전으로부터 채취한 폴리스티렌으로 제작한 폴리스티렌 섬유, 소위 리사이클 폴리스티렌 섬유를 적층한 적층체와, 폐가전으로부터 채취한 폴리프로필렌으로 제작한 폴리프로필렌 섬유, 소위 리사이클 폴리프로필렌 섬유를 적층한 적층체를 적층시켜 구성한 것이며, 각각의 배분을 표면으로부터 리사이클 폴리프로필렌 섬유 10%, 다음에 리사이클 폴리스티렌 섬유 80%, 그리고 리사이클 폴리프로필렌 섬유 10%로 하고, 평균 섬유 굽힘 탄성률을 3018MPa로 한 점에서, 종래예와 다르고, 그 밖의 점은 종래예와 동일하다.The
이 제8 실시예의 진공 단열재(10)의 열전도율 비율은 종래예에 대하여 98로 되어, 단열 성능이 크게 향상되는 결과로 되었다.The thermal conductivity ratio of the
또한, 본 발명에 의한 진공 단열재를 냉동 냉장고에 탑재하는 경우에 대하여, 그에 관한 냉장고를 도 3을 참조하면서 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 냉동 냉장고의 종단면도이다.In addition, the case where the vacuum insulator according to the present invention is mounted in the freezer refrigerator will be described with reference to FIG. 3. 3 is a longitudinal sectional view of a freezer refrigerator according to the embodiment of the present invention.
냉장고의 상자체(30)는, 그 외부 상자(30a)와 내부 상자(30b)로 이루어지는 단열벽(30c) 내에 우레탄 등의 발포 단열재(31)와 진공 단열재(32, 33)를 설치하여 구성되어 있다. 상자체(30) 내는, 위에서부터 순차적으로, 냉장실(34), 야채실(35), 제빙실(36), 냉동실(37)로 각각 구획 형성되어 있다. 각실(34 내지 37)의 전방면 개구를 개폐 가능하게 폐색하도록, 냉장실 도어(34a), 야채실 도어(35a), 제빙실 도어(36a), 냉동실 도어(37a)가 각각 설치되어 있다.The
상술한 바와 같이, 진공 단열재(10)는, 냉장고 벽 내에 배치하고, 그 주위를 발포 단열재(31)로 덮으므로, 진공 단열재 표면은 발포 단열재의 발포열이나 발포압에 노출되게 된다. 특히, 범용적인 폴리스티렌은 내열 온도가 낮으므로, 두꺼운 벽 중에 설치할 때는, 발포열에 의한 변형 수축 등의 영향도 생각된다.As mentioned above, since the vacuum
그러나, 제8 실시예와 같이, 폴리스티렌 수지보다는 내열 온도가 높은 폴리프로필렌 수지 섬유를 발포 단열재와 접하는 측에 배치함으로써, 발포열의 영향을 억제하는 것이 가능해지는 것 같은 부차적인 효과도 기대할 수 있다.However, as in the eighth embodiment, by arranging the polypropylene resin fibers having a higher heat resistance temperature than the polystyrene resin on the side in contact with the foamed heat insulating material, the secondary effect of being able to suppress the influence of the foaming heat can also be expected.
그리고, 냉장고의 무게 중심 위치의 높이보다 상방에 위치하는 단열벽 내에는, 발포 단열재(31)와, 진공 단열재(32)를 설치하여, 외부의 열누설량을 저감하는 동시에, 냉장고의 무게 중심 위치의 높이보다 위에 위치하는 단열벽의 경량화를 도모하는 구성이다.In the heat insulating wall located above the height of the center of gravity of the refrigerator, the foamed
또한, 상기 냉장고의 무게 중심 위치의 높이보다 하방에 위치하는 단열벽 내에 설치하는 진공 단열재(33)는, 종래 방식의 진공 단열재를 사용해도 좋지만, 냉장고 전체의 경량화를 위해, 실시예에 기재된 진공 단열재를 사용해도 좋다.In addition, although the vacuum heat insulating material 33 installed in the heat insulation wall located below the height of the center of gravity of the said refrigerator may use the conventional vacuum heat insulating material, in order to reduce the weight of the whole refrigerator, the vacuum heat insulating material described in the Example You can also use
이상의 구성으로 함으로써, 본 발명의 실시 형태의 냉동 냉장고는, 냉장고 자체의 경량화가 가능한 동시에, 상부가 가벼운 냉장고를 제공할 수 있으므로, 만일, 지진이나 운반시에 좌우 흔들림이 발생해도 전도되기 어려운 냉동 냉장고를 제공할 수 있는 효과도 있다.By making the above structure, the freezer refrigerator of the embodiment of the present invention can reduce the weight of the refrigerator itself, and can provide a refrigerator having a lighter upper portion. Therefore, the freezer refrigerator which is hard to fall even if a left and right shake occurs during an earthquake or transportation. There is also an effect that can provide.
또한, 상술한 제1 실시예 내지 제7 실시예의 진공 단열재를, 단열 상자체로 사용하는 구성으로 한다. 단열 상자체라 함은, 냉열용 기기 또는 온열용 기기, 보온용 용기, 자동 판매기, 전기 온수기, 급탕기 기타의 단열을 필요로 하는 상자체이다. 이에 의해, 단열 상자체의 단열 성능이 향상되는 동시에, 경량화나 소형화를 할 수 있다.In addition, the vacuum heat insulating material of 1st Example-7th Example mentioned above is set as the structure which uses a heat insulation box body. The heat insulation box is a box requiring heat insulation of a cold or hot device, a heat storage container, a vending machine, an electric water heater, a hot water heater and the like. Thereby, while the heat insulation performance of a heat insulation box body improves, weight reduction and size reduction can be performed.
또한, 상술한 제1 실시예 내지 제7 실시예의 진공 단열재를, 단열 구조물에 사용하는 구성으로 한다. 단열 구조물이라 함은, 철도 차량, 자동차, 주택용 건재기타의 단열을 필요로 하는 구조물이다. 이에 의해, 단열 구조물의 단열 성능이 향상되는 동시에, 경량화나 소형화를 할 수 있다.In addition, the vacuum heat insulating material of 1st Example-7th Example mentioned above is used for the heat insulation structure. An insulation structure is a structure that requires insulation of railroad vehicles, automobiles, building materials, etc. As a result, the heat insulating performance of the heat insulating structure can be improved, and the weight and size can be reduced.
상술한 실시 형태의 진공 단열재에 있어서의 구성과 효과를 정리하면, 다음과 같다.The structure and effect in the vacuum heat insulating material of embodiment mentioned above are put together as follows.
(1) 적어도 외피재와 코어재로 이루어지는 진공 단열재에 있어서, 코어재가 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트 등의 가전 제품 등에서 일상적으로 범용적으로 사용되고 있는 수지의 버진 재료 혹은 폐기물로부터 채취ㆍ정제된 리사이클 수지 재료를 섬유화 것의 집합체로 이루어지고, 상기 섬유의 굽힘 탄성률을 3000MPa 이상으로 함으로써, 코어재가 고진공도에 장시간 견딜 수 있는 강도를 갖는 동시에 비교적 경량인 진공 단열재를 제공할 수 있다.(1) In a vacuum insulator composed of at least an outer shell material and a core material, a recycled resin collected and refined from a virgin material or waste material of a resin that is used for general purposes in household appliances such as polystyrene, polypropylene, polycarbonate, and the like. The material is made of an aggregate of fibrous ones, and the bending elastic modulus of the fiber is 3000 MPa or more, whereby the core material has a strength that can withstand high vacuum for a long time and a relatively lightweight vacuum insulation material.
(2) 코어재의 굽힘 탄성률이 3000MPa 이상을 확보함으로써, 섬유 자체가 경량이고 또한 고진공도에 장기간 견딜 수 있는 강도를 갖는다. 반대로 3000MPa 미만의 경우, 대기압에 의해 섬유가 찌부러지는 경향으로 되고, 코어재 밀도와 고체 열전도부의 열 이동 면적이 함께 커지게 되어, 단열 성능이 현저하게 악화되어 버린다.(2) By securing a bending elastic modulus of 3000 MPa or more of the core material, the fiber itself is light in weight and has strength that can withstand high vacuum for a long time. On the contrary, if it is less than 3000 MPa, the fiber tends to be crushed by atmospheric pressure, and the core material density and the heat transfer area of the solid heat conducting portion are increased together, and the thermal insulation performance is significantly deteriorated.
(3) 코어재를 구성하는 섬유의 굽힘 탄성률을 3000MPa 이상으로 함으로써, 섬유 적층 상태 혹은 진공 단열재로서의 사용하기 쉬운 강도와 굽힘 강도를 갖고, 핸들링성이 좋은 진공 단열재를 제공할 수 있다.(3) By setting the bending elastic modulus of the fibers constituting the core material to 3000 MPa or more, it is possible to provide a vacuum heat insulating material having easy handling and bending strength as a fiber laminated state or a vacuum heat insulating material and having good handleability.
(4) 코어재를 구성하는 섬유가, 유기 섬유 재료로 이루어지므로, 형상이나 크기를 임의로 제조하기 쉬운 진공 단열재를 제공할 수 있다. 또한, 유기 섬유 재료이므로, 폐기시의 리사이클성이 향상되는 진공 단열재를 제공할 수 있다.(4) Since the fiber constituting the core material is made of an organic fiber material, it is possible to provide a vacuum insulator which is easy to arbitrarily manufacture a shape and size. Moreover, since it is an organic fiber material, the vacuum heat insulating material which improves the recycling property at the time of disposal can be provided.
(5) 코어재를 구성하는 섬유로서, 폐가전 유래의 리사이클 수지를 사용할 수 있으므로, 클로즈드 리사이클이 가능해지고, 또한 글래스 울과 비교해도 그 제조 공정에 필요로 하는 총 에너지량 및 탄산 가스 배출량이 작아, 지구 환경에 친화적인 진공 단열재를 제공할 수 있다.(5) As the fiber constituting the core material, since recycled resin derived from waste electrical appliances can be used, the closed recycling becomes possible, and the total amount of energy and carbon dioxide emission required for the manufacturing process are small compared with glass wool. We can provide vacuum insulation that is friendly to the global environment.
(6) 진공 단열재를, 폴리스티렌이나 폴리카보네이트 등의 유기 섬유 또한 굽힘 탄성률이 3000MPa 이상의 섬유로 이루어지는 코어재를 탈기 압축하여 수납하는 내부 주머니와, 상기 내부 주머니를 이탈 가능하게 피복하는 외피재로 구성하고, 상기 내부 주머니를, 열용착 가능하고, 또한, 대기 중의 수분이나 가스 성분이 투과하지 않는 합성 수지 필름으로 형성하였으므로, 상기 코어재에, 외부로부터의 수분이나 가스 성분이 부착되기 어려운 진공 단열재를 제공할 수 있다.(6) The vacuum insulator comprises an inner bag for degassing and compressing a core material made of organic fibers such as polystyrene or polycarbonate, and a fiber material having a bending modulus of 3000 MPa or more, and an outer cover material which covers the inner bag in a detachable manner. Since the inner bag is formed of a synthetic resin film that is heat-weldable and does not transmit moisture or gas components in the air, the core material is provided with a vacuum insulator that is hard to adhere to moisture or gas components from the outside. can do.
또한, 코어재를 내포한 내부 주머니째로 보관할 수 있고, 제조 공정 중의 제작중인 물건의 보관을 할 수 있으므로, 작업 공정상의 자유도가 향상되어, 전체적으로 효율 업 할 수 있는 진공 단열재를 제공할 수 있다. 또한, 상기 코어재에, 외부로부터의 수분이나 가스 성분이 미량밖에 부착되지 않으므로, 상기 코어재 내를 고진공도로 할 때의 진공 배기 시간을 짧게 할 수 있으므로, 제조 비용상 유리한 진공 단열재를 제공할 수 있다.In addition, since the core material can be stored in the inner bag and the product being manufactured during the manufacturing process can be stored, the degree of freedom in the work process can be improved, and a vacuum insulator can be provided that can improve the overall efficiency. In addition, since only a small amount of moisture or gas components from the outside are attached to the core material, the vacuum evacuation time when the inside of the core material is high in vacuum can be shortened, so that a vacuum insulator can be provided which is advantageous in terms of manufacturing cost. have.
(7) 상기 내부 주머니를 코어재와 함께, 외피재로부터 이탈 가능하게 하였으므로, 제조 공정상의 핸들링시에, 가령 진공도 불량 등의 부품 불량이 발생한 경우, 코어재를 내포한 내부 주머니째 취출하여, 재이용할 수 있으므로, 원재료의 리사이클율이 향상되는 진공 단열재를 제공할 수 있다.(7) Since the inner bag is detachable from the outer material together with the core material, when a component defect such as poor vacuum degree occurs during handling in the manufacturing process, the inner bag containing the core material is taken out and reused. Since it is possible to provide a vacuum insulator, the recycling rate of the raw materials can be improved.
이상과 같이, 코어재에 고분자 수지 섬유를 사용함으로써 폐기시에 외피재나 내부 주머니, 흡착제와 동시에 파쇄 가능해져, 재생 가능하게 되고, 또한 리사이클 수지를 사용하여 섬유를 형성하는 것도 가능해져, 환경 부하를 대폭으로 경감하는 것이 가능하고 또한, 재료비도 저감 가능한 진공 단열재를 제공할 수 있다.As described above, by using the polymer resin fibers in the core material, it is possible to be crushed at the same time as the outer material, the inner bag and the adsorbent at the time of disposal, to be recyclable, and to form the fibers using the recycled resin, thereby reducing the environmental load. It is possible to provide a vacuum heat insulating material which can greatly reduce the material cost and also reduce the material cost.
10, 32 : 진공 단열재
11 : 외피재
12 : 내부 주머니
20 : 코어재
21 : 섬유
30 : 상자체
30a : 외부 상자
30b : 내부 상자
30c : 단열벽
31 : 발포 단열재
34a : 냉장실 도어
35a : 야채실 도어
37a : 냉동실 도어10, 32: vacuum insulation
11: shell material
12: inside pocket
20 core material
21: Fiber
30: box
30a: outer box
30b: inner box
30c: heat insulation wall
31: foam insulation
34a: fridge door
35a: Vegetable Room Door
37a: freezer door
Claims (7)
상기 코어재는 굽힘 탄성률이 3000MPa 이상의 고분자 수지를 방사한 섬유의 적층체로 구성되는 것을 특징으로 하는, 진공 단열재.The method of claim 1,
The core material is a vacuum insulating material, characterized in that the bending elastic modulus is composed of a laminate of fibers spun with a polymer resin of 3000MPa or more.
상기 고분자 수지를 방사한 섬유는 폴리스티렌 섬유를 80% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는, 진공 단열재.The method of claim 1,
The fiber which spun the said polymer resin contains 80% or more of polystyrene fiber, The vacuum heat insulating material characterized by the above-mentioned.
상기 코어재는 1 종류 이상 3 종류 이하의 고분자 수지 섬유로 구성되고, 상기 폴리스티렌 섬유 이외는 상기 폴리스티렌 섬유보다도 글래스 전이 온도가 높은 고분자 수지를 방사한 섬유 적층체인 것을 특징으로 하는, 진공 단열재.The method of claim 3,
The said core material consists of one or more types and three or less types of polymer resin fibers, and except for the said polystyrene fiber, it is a fiber laminated body which spun the polymer resin with a glass transition temperature higher than the said polystyrene fiber, The vacuum heat insulating material characterized by the above-mentioned.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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