KR20120033168A - 냉장고용 진공단열재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고용 진공단열재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉장고용 진공단열재에 있어서 우수한 단열특성을 가지면서 진공단열재의 가장자리 접합 부분에 발생할 수 있는 열교(heat bridge)현상의 완화에 대하여 우수한 특성을 가지는 냉장고용 진공단열재에 관한 것이다.
본 발명의 진공단열재는 코어재;와 무기층이 증착된 증착필름을 포함하는 한 쌍의 적층필름의 외주부가 융착되어 봉투형태를 이루며 상기 코어재를 수용하는 밀봉부재;를 포함하고, 상기 밀봉부재는 상기 융착되는 외주부를 제외한 부분에 보강포일을 더 구비한 것을 특징으로 하여 구성된다.

Description

냉장고용 진공단열재{VACUUM INSULATION MATERIAL FOR REFRIGERATOR}

본 발명은 냉장고용 진공단열재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉장고용 진공단열재에 있어서 우수한 단열특성을 가지면서 진공단열재의 가장자리 접합 부분에 발생할 수 있는 열교(heat bridge)현상의 완화에 대하여 우수한 특성을 가지는 냉장고용 진공단열재에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 식품을 저온 저장하기 위한 장치로서, 식품을 수납하도록 냉장실이나 냉동실 등과 같은 수납공간을 형성하는 캐비넷과, 냉장실과 냉동실을 개폐하는 도어와, 냉매압축사이클로 구성되는 기계부로 구성된다.

여기서, 캐비넷은 도 1과 같이 외형을 형성하는 외면(10)과 수납공간을 형성하는 내면(20) 사이에 단열재가 충전되어 보냉 효과를 증대시키는 것이 일반적이다. 이를 위하여 도 2와 같이 조립된 상태의 캐비넷의 내면과 외면 사이에 폴리우레탄 발포액을 주입한 후 발포시켜 형성된 폴리우레탄폼(30)이 충전된다.

이러한 폴리우레탄폼(30)은 내부에 공기가 합입되어 있기 때문에 단열 성능에 있어서 향상시키는데 제약이 있었다. 따라서 도 3과 같이 캐비넷의 외면(10)과 내면(20) 사이에 폴리우레탄폼(30)으로 형성되는 부분 이외에 진공단열재(40)를 추가하여 단열 성능을 향상시킨 단열구조가 사용된다. 즉, 내면에서부터 순서대로 폴리우레탄폼과 진공단열재가 장착된다.

이러한 진공단열재는 도 4에 도시되어 있다. 도 4에서 상기 진공단열재(40)는 유리섬유 또는 실리카로 된 패널이 적층되고 그 사이가 진공으로 형성되는 코어재(41)와, 상기 코어재의 진공을 유지하기 위하여 코어재를 감싸서 밀봉하는 밀봉부재(42)를 포함하여 구성된다. 한편 코어재(41)로 유리섬유가 사용되는 경우 상기 밀봉부재 내부로 유입되는 가스 성분을 제거하기 위하여 게터(43,getter)가 밀봉부재 내부에 포함되기도 한다. 다만, 실리카를 코어재로 사용하는 경우 게터가 불필요하다.

상기 밀봉부재(42)는 여러 재질이 적층된 필름으로 된 봉투형태의 구성품으로 내부에 코어재가 수용된다. 일반적으로 밀봉부재는 도 5와 같이 고분자 중합체필름층(42a,42c) 사이에 알루미늄 포일(42b,foil)을 결합시켜 습기와 가스의 침투를 방지하게 된다.

상기 밀봉부재는 내부에 코어재를 수용한 후에 가장자리 부분(44)이 열융착되어 내부가 진공을 유지하도록 하며, 융착된 부분은 접혀지게 된다. 이 경우 알루미늄 포일이 밀봉부재의 가운데 부분에 있으면 코어재에 의해 단열이 이루어지나, 융착되어 접혀지는 부분에는 코어재가 있을 수 없기 때문에 알루미늄 포일에 의해 열전달이 이루어질 수 있다. 즉, 밀봉부재에 알루미늄 포일을 사용하게 되면 알루미늄 포일이 금속성을 가지기 때문에 코어재가 있는 부분에 비하여 단열이 이루어지지 않아서 내부로 열이 전달되는 열교(heat bridge)현상이 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 기술적인 문제점을 해결하기 위한 것으로 다음과 같은 목적을 가진다.

본 발명은 냉장고의 진공단열재에 있어서 알루미늄 포일을 사용하면서도 열교(heat bridge)현상이 발생하는 진공단열재의 가장자리 부분의 단열특성을 향상시켜 단열성능이 우수한 냉장고용 진공단열재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 기술적인 과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 구성을 제공한다.

본 발명의 진공단열재는 코어재;와 무기층이 증착된 증착필름을 포함하는 한 쌍의 적층필름의 외주부가 융착되어 봉투형태를 이루며 상기 코어재를 수용하는 밀봉부재;를 포함하고, 상기 밀봉부재는 상기 융착되는 외주부를 제외한 부분에 보강포일을 더 구비한 것을 특징으로 하여 구성된다.

상기 보강포일은 알루미늄 포일로 구성된다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은 한 쌍의 적층필름에 의해 형성되는 밀봉부재에서 외주부측은 밀봉부재를 형성하는 두 개의 적층필름에 보강포일이 없도록 하고 무기층이 증착된 증착필름을 포함하는 적층필름만 구비하도록 하여, 외주부에서 발생되는 열교현상을 차단할 수 있도록 한다.

한편 상기 보강포일은 상기 밀봉부재의 외면에 결합될 수 있다.

또한 상기 보강포일은 상기 밀봉부재의 내면에 결합될 수도 있다.

또한 상기 보강포일은 상기 적층필름의 내부에 포함되어 적층될 수도 있다.

한편 상기 적층필름은 외부에 노출되는 최외곽층; 상기 최외곽층의 하부에 무기층이 증착된 증착필름을 포함하는 차단층, 및 상기 차단층의 하부에서 상기 코어재에 접하는 열융착층을 포함하여 구성된다.

상기 무기층은 알루미늄이 고분자중합체필름에 진공증착(VACCUM-AL METALLIZING)에 의해 증착되어 적층된 것을 특징으로 하여 구성된다.

상기와 같은 구성의 측면은 상기와 같은 구성의 측면은, 상기 밀봉부재의 최외곽층과 열융착층 사이에 증착된 무기층을 적층시켜 알루미늄 포일(foil)을 사용하지 않고도 충분히 단열 및 습기차단이 가능하도록 함과 동시에, 상기 밀봉부재의 가장자리인 외주부에서의 단열효율을 향상시켜 열교현상을 차단할 수 있도록 한다.

한편 본 발명의 진공단열재는 코어재;와 무기층이 증착된 증착필름을 포함하는 한 쌍의 적층필름의 외주부가 융착되어 봉투형태를 이루어 상기 코어재를 수용하는 밀봉부재;를 포함하고, 상기 밀봉부재는 상기 코어재와 밀봉부재가 중첩되는 부분에 보강포일을 더 포함하도록 구성될 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 한 쌍의 적층필름에 의해 형성되는 밀봉부재에서 외주부측은 밀봉부재를 형성하는 두 개의 적층필름에 보강포일이 없도록 하고 무기층이 증착된 증착필름을 포함하는 적층필름만 구비하도록 하여, 외주부에서 발생되는 열교현상을 차단할 수 있도록 한다.

또한 본 발명은 밀봉부재의 최외곽층과 열융착층 사이에 증착된 무기층을 적층시켜 알루미늄 포일(foil)을 사용하지 않고도 충분히 단열 및 습기차단이 가능하도록 함과 동시에, 밀봉부재의 가장자리인 외주부에서의 단열효율을 향상시켜 열교현상을 차단할 수 있도록 하는 효과를 가진다.

도 1은 일반적인 냉장고의 사시도.
도 2와 도 3은 일반적인 냉장고 외벽의 단면도.
도 4는 종래의 진공단열재의 단면도.
도 5는 종래의 밀봉부재의 부분 사시도.
도 6은 본 발명 진공단열재의 평면도.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 진공단열재 밀봉부재의 일 실시예의 측면도.
도 10과 도 11은 본 발명 진공단열재 밀봉부재의 일 실시예의 부분 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대해서 설명한다.

도 6은 본 발명 진공단열재의 평면도를, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 진공단열재 밀봉부재의 일 실시예의 측면도를, 도 10과 도 11은 본 발명의 진공단열재 밀봉부재의 일 실시예의 부분 단면도를 도시하고 있다.

본 발명의 냉장고용 진공단열재는, 도 10과 도 11에 도시되듯이 코어재(200);와 무기층(112)이 증착된 증착필름(111)을 포함하는 한 쌍의 적층필름(110)의 외주부(120)가 융착되어 봉투형태를 이루며 상기 코어재(200)를 수용하는 밀봉부재(100);를 포함하여 구성된다.

상기 코어재(200)는 단열 특성이 우수한 것으로 알려져 있는 유리섬유로 형성되며, 유리섬유로 직조된 패널이 적층되어 형성되어 높은 단열 효과를 얻을 수 있다. 한편 상기 코어재는 실리카(silica)를 사용할 수도 있다. 실리카의 경우 유리섬유보다 오랫동안 사용하여도 성능에 있어서 변화가 작아 장기신뢰성 측면에서 우수하다.

한편 상기 적층필름(110a,110b)은 도 10과 도 11에 도시되듯이 외부에 노출되는 최외곽층(113); 상기 최외곽층의 하부에 무기층(112)이 증착된 증착필름(111)을 포함하는 차단층(115), 및 상기 차단층의 하부에서 상기 코어재에 접하는 열융착층(114)을 포함하여 구성된다. 이러한 적층필름(110)은 밀봉부재 내부에서 코어재의 진공을 유지하며 코어재를 보호하는 기능을 한다.

상기 최외곽층(113)은 도 10과 같이 진공단열재의 외면에 드러나도록 형성된 층이다. 다만 도 7에서는 상기 최외곽층(113)의 외측으로 보강포일(300)이 추가적으로 결합되는 실시예가 도시되어 있다.

상기 최외곽층(113)은 진공단열재의 외면에 드러나도록 형성된 층이다. 본 발명에서 상기 최외곽층은 나일론으로 구성된다. 나일론은 신축성이 뛰어난 소재로, 이를 통해 진공단열재의 조립이나 설치 중에 발생되는 외부의 충격에도 진공단열재가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 냉장고용 진공단열재의 효율 향상을 위하여 상당한 크기로 제작되는 점을 감안하면, 작업중에 불량이 발상하거나 외부의 충격이나 스크래치에 의해 진공단열재가 파손되는 것을 사전에 방지할 수 있다.

상기 열융착층(114)은 밀봉부재에 코어재가 수용된 후 밀봉부재에서 코어재가 없는 외주부가 열에 의해 융착되어 밀봉부재의 내부가 밀폐되도록 하는 부분이다.

상기 열융착층(114)은 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)로 구성된다. 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)은 중압 또는 저압법으로 제조되며, 분자구조는 고밀도 폴리에틸렌과 유사하고 밀도는 저밀도 폴리에틸렌과 유사하여 일반적으로 0.915~0.965의 밀도값을 가진다. 이러한 선형저밀도폴리에틸렌을 열융착층에 사용하면, 용융점성도가 비교적 높으며 강성이나 내스트레스크랙성 및 인열강도에 있어서 저밀도 폴리에틸렌의 약 2배에 해당하여 적합하다.

한편 상기 최외곽층과 열융착층의 사이에는 차단층(barrier층)이 형성된다. 상기 차단층(115)은 무기층(112)이 증착된 증착필름(111)을 포함하고 있다. 상기 무기층(112)은 알루미늄이 고분자중합체필름에 진공증착(VACCUM-AL METALLIZING)에 의해 증착되어 적층되어진다.

상기와 같은 구성의 측면은, 상기 적층필름의 최외곽층과 열융착층 사이에 증착된 무기층을 적층시켜 부분적으로 알루미늄 포일(foil)이 사용되지 않는다고 하더라도 충분히 단열 및 습기차단이 가능하도록 함과 동시에, 상기 밀봉부재의 가장자리인 적층필름의 외주부에서의 단열효율을 향상시켜 열교현상을 차단할 수 있도록 한다.

상기 고분자중합체필름은 에틸렌비닐알코올(EVOH) 또는 폴리에스터(PET)로 구성될 수 있다. 에틸렌비닐알코올(EVOH)은 알코올기가 강한 극성을 가지기 때문에 분자간력(intermolecular force)이 높아 산소에 낮은 투과율(permeability)을 가질 수 있지만, 친수성(hydrophilic)이기 때문에 물에는 민감하다. 한편 폴리에스터(PET)는 비교적 좋은 투과율을 가짐과 동시에 에틸렌비닐알코올(EVOH)에 비해 투습도 측면에서 우수하며 비교적 저렴한 장점을 가진다.

본 발명에서 상기 적층필름은 무기층이 증착된 증착필름을 둘 이상 포함하여 구성될 수도 있고, 이에 한정되지 않고 다수개의 고분자중합체층이 적층될 수 있다. 이러한 구성에 의해 원하는 투습도와 투기도에 맞추어 진공단열재를 적절히 설계 가능하게 된다.

한편 본 발명에서 상기 밀봉부재(100)는 상기 융착되는 외주부(120)를 제외한 부분(130)에 보강포일을 더 구비한 것을 특징으로 하여 구성된다. 도 6에는 봉투형태의 밀봉부재를 형성하는 한 쌍의 적층필름 중 한면을 도시하고 있다. 도 6에서 적층필름의 외주부(120)는 봉투형태의 각측면을 형성하고 있으며, 외주면에 둘러싸인 가운데부분(130)은 외주부와 구별되도록 도시되어 있다.

상기 외주부(120)는 봉투형태의 밀봉부재의 양 면(110a,110b)을 형성하는 한 쌍의 적층필름에 각각 형성되며, 각 면의 외주부는 다른면의 외주부와 열융착에 의해 융착되어 봉투형태를 형성하여 밀봉부재를 밀폐시키게 된다.

이 경우 상기 보강포일은 알루미늄 포일로 구성된다. 도 7 내지 도 9는 이러한 보강포일이 구비된 실시예들을 도시하고 있다. 각 실시예들에서, 상기 보강포일은 도 7과 같이 상기 밀봉부재의 외면에 결합되도록 구성되거나 도 8과 같이 상기 적층필름의 내부에 포함되어 적층되도록 구성되어 최외곽층과 열융착층 사이에 위치할 수도 있거나, 도 9와 같이 밀봉부재의 내면에 결합될 수도 있다.

보다 상세하게는, 도 7 내지 도 9에서 상기 보강포일(300)은 외주부(120)에 둘러싸인 가운데 부분(130)에만 구비된다. 여기서 가운데 부분에 해당하는 밀봉부재의 내부에는 코어재(200)가 위치한다. 그에 따라 본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은 한 쌍의 적층필름에 의해 형성되는 밀봉부재에서 외주부측은 밀봉부재를 형성하는 두 개의 적층필름에 보강포일이 없도록 하고 무기층이 증착된 증착필름을 포함하는 적층필름만 구비하도록 하였다. 따라서 코어재가 위치하는 가운데 부분(130)에서는 상하 양면의 적층필름에 보강포일이 구비되어 단열효율이 우수할 수 있으며, 외주부(120)에는 보강포일이 없어서 외주부에서 발생되는 열교현상을 차단할 수 있도록 한다.

한편 본 발명의 진공단열재는 코어재;와 무기층이 증착된 증착필름을 포함하는 한 쌍의 적층필름의 외주부가 융착되어 봉투형태를 이루어 상기 코어재를 수용하는 밀봉부재;를 포함하고, 상기 밀봉부재는 상기 코어재와 밀봉부재가 중첩되는 부분에 보강포일을 더 포함하도록 구성될 수도 있다. 이러한 구성은 전술한 실시예들과 같이 코어재와 밀봉부재가 중첩되는 부분인 가운데 부분(130)에서는 보강포일이 양면에서 중첩하여 보강되어 있기 때문에 단열효율이 우수하며, 중첩되지 않는 외주부(120)에서는 보강포일이 없기 때문에 열교현상이 차단되는 우수한 특성을 가지게 된다.

이상 첨부도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 그러한 실시예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되고 후술하는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 결정된다. 그리고 특허청구범위에 기재되어 있는 발명의 당업자에게 자명한 개량, 변경, 수정 등도 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점이 명백하게 이해되어야 한다.

100 : 밀봉부재 110 : 적층필름
111 : 증착필름 112 : 무기층
113 : 최외곽층 114 : 열융착층
115 : 차단층 120 : 외주부
130 : 가운데 부분 200 : 코어재
300 : 보강포일

Claims (8)

1. 코어재;와
   무기층이 증착된 증착필름을 포함하는 한 쌍의 적층필름의 외주부가 융착되어 봉투형태를 이루며 상기 코어재를 수용하는 밀봉부재;를 포함하고,
   상기 밀봉부재는 상기 융착되는 외주부를 제외한 부분에 보강포일을 더 구비한 것을 특징으로 하는,
   냉장고용 진공단열재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보강포일은 알루미늄 포일인 것을 특징으로 하는,
   냉장고용 진공단열재.
3. 제2항에 있어서,
   상기 보강포일은 상기 밀봉부재의 외면에 결합된 것을 특징으로 하는,
   냉장고용 진공단열재.
4. 제2항에 있어서,
   상기 보강포일은 상기 밀봉부재의 내면에 결합된 것을 특징으로 하는,
   냉장고용 진공단열재.
5. 제2항에 있어서,
   상기 보강포일은 상기 적층필름의 내부에 포함되어 적층된 것을 특징으로 하는, 냉장고용 진공단열재.
6. 제1항에 있어서,
   상기 적층필름은 외부에 노출되는 최외곽층; 상기 최외곽층의 하부에 무기층이 증착된 증착필름을 포함하는 차단층, 및 상기 차단층의 하부에서 상기 코어재에 접하는 열융착층을 포함하는,
   냉장고용 진공단열재.
7. 코어재;와
   무기층이 증착된 증착필름을 포함하는 한 쌍의 적층필름의 외주부가 융착되어 봉투형태를 이루어 상기 코어재를 수용하는 밀봉부재;를 포함하고,
   상기 밀봉부재는 상기 코어재와 밀봉부재가 중첩되는 부분에 보강포일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   냉장고용 진공단열재.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 무기층은 알루미늄이 고분자중합체필름에 진공증착(VACCUM-AL METALLIZING)에 의해 증착되어 적층된 것을 특징으로 하는,
   냉장고용 진공단열재.

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