KR20130037640A - Vacuumed insulation marerial, and method and apparatus for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 진공 단열재 및 그 제조 방법, 및 그 제조 장치에 관한 것이다.This invention relates to a vacuum heat insulating material, its manufacturing method, and its manufacturing apparatus.
에너지 절약의 관점에서, 최근, 진공 단열재가, 공업적으로 널리 사용되고 있다. 이 진공 단열재는 진공으로 유지된 밀폐 공간 중에 고성능 단열재가 충전된 것으로, 전형적으로는, 다공질 구조의 발포성 심재(芯材) 등을 플라스틱 필름 등의 실링 성능이 높은 외피재로 덮고, 진공 분위기 중에서 주위를 실링함으로써, 진공 봉지(封止)하여 얻어진 것이 알려져 있다.In view of energy saving, in recent years, vacuum insulators have been widely used industrially. This vacuum insulator is filled with a high-performance insulator in a sealed space maintained in a vacuum. Typically, the porous core member of the porous structure is covered with a high-sealing shell such as a plastic film, and the surroundings in a vacuum atmosphere. What was obtained by vacuum sealing by sealing is known.
이 진공 단열재에 있어서는, 그 단열 성능을 장기간에 걸쳐 유지하기 위하여, 실링된 외피재 내부에 형성되는 단열재 봉입(封入) 공간을 높은 진공도로 유지할 필요가 있지만, 실링 자체가 완벽하더라도 외피재의 강도 부족이나 경년(經年) 변화 등에 의해, 외부로부터 공기나 수증기 등의 기체가 서서히 외피재로 침투하여 내부에 침입하고, 진공도가 저하되어 단열 성능이 열화되는 경우가 많았다.In this vacuum insulator, in order to maintain the heat insulation performance for a long time, it is necessary to maintain the insulation encapsulation space formed inside the sealed shell material at a high vacuum degree, but even if the seal itself is perfect, the strength of the shell material may be insufficient. Due to secular variation, gases such as air and water vapor gradually penetrate into the outer shell material and invade the inside, and the degree of vacuum decreases in many cases, resulting in deterioration of thermal insulation performance.
그러므로, 종래, 외피재 자체의 기체 장벽성을 높이기 위하여, 베이스로 되는 수지 필름 상에 알루미늄박이나 알루미늄 증착 필름을 라미네이팅한 다층 필름을 외피재로서 사용한 단열 구조체가 제안되어 있다(하기 특허 문헌 1 참조).Therefore, in order to improve the gas barrier property of the outer cover material itself, the heat insulation structure which used the multilayer film which laminated the aluminum foil and the aluminum vapor deposition film on the base resin film conventionally as an outer cover material is proposed (refer
그러나, 이와 같은 외피재를 사용한 진공 단열재라도, 예를 들면, 90℃ 이상의 고온 분위기에서 사용하면, 증착층을 지지하는 수지 필름에 열수축이 일어나 증착 물질에 균열이 생기는 경우가 있으며, 또한, 매우 얇은 금속 증착층에서는 층 자체가 열화되어 핀홀(pin hole) 등이 발생하여 기체의 투과를 억제하는 등, 내열성, 내구성에 문제가 있으므로, 기체 장벽성은 충분하지 않았다.However, even in the case of the vacuum insulator using such an outer cover material, when used in a high temperature atmosphere of 90 degreeC or more, for example, heat shrinkage may occur in the resin film which supports a vapor deposition layer, and a crack may arise in a vapor deposition material, and it is very thin In the metal deposition layer, there is a problem in heat resistance and durability, such as deterioration of the layer itself, generation of pinholes, and the like to suppress gas permeation.
이와 같은 상황에서 벗어나기 위하여, 기체 차단 효과가 높은 재료로서, 알루미늄, 스테인레스 등의 금속박(金屬箔) 단체(單體)의 외피재를 사용하는 것이 제안되어 있으며, 이와 같은 금속박의 외피재는, 외피재 내부의 진공도를 장기간에 걸쳐 안정적으로 유지시키는 것으로 기대할 수 있다.In order to escape from such a situation, it is proposed to use the outer skin material of metal foil single body, such as aluminum and stainless steel, as a material with high gas barrier effect, The outer skin material of such a metal foil is an outer skin material. It can be expected to keep the internal vacuum degree stable for a long time.
금속박 단체를 외피재로서 사용한 진공 단열재를 제조하기 위해서는, 종래의 수지제 외피재용의 간편한 열 용착 봉지와는 달리, 금속박 외피재의 봉지부를 완전히 용착시키기 위하여 열량을 미소 범위에 집중시킬 필요가 있어, 레이저 용접 봉지 장치와 같은 고가의 봉지 장치가 필요하게 된다(하기 특허 문헌 2 참조).In order to manufacture the vacuum insulation material which used the metal foil single body as an outer cover material, unlike the conventional simple heat sealing bag for resin outer coverings made of metal, it is necessary to concentrate the heat quantity in a small range in order to fully weld the sealing part of a metal foil outer cover material. Expensive sealing apparatus, such as a welding sealing apparatus, is needed (refer
그러나, 금속박 외피재를 사용한 진공 단열재에서는, 기체 차단 효과는 높지만, 금속 자체의 열전도율이 높으므로, 고온 환경에서는 외피재끼리의 열전도에 의해, 진공 단열재의 표면과 이면 사이의 열 리크(heat leak)가 커져서, 전체적으로 단열 성능을 저하시키는 문제점이 있다.However, in the vacuum insulator using the metal foil outer cover material, the gas barrier effect is high, but the thermal conductivity of the metal itself is high. Therefore, in a high temperature environment, heat leak between the surface and the back surface of the vacuum insulator due to heat conduction between the shell materials. Becomes large, and there exists a problem of reducing the heat insulation performance as a whole.
또한, 금속박 외피재를 사용하면, 진공 봉지 전에 진공 단열재의 심재를 사전에 외피재로 포장할 때, 금속박 외피재의 3변을 실링한 외피재의 백(bag)에 심재를 삽입 충전하는 방법을 사용하면 작업성이 좋지 못하며, 외피재의 크기나 형태도 제한되는 문제점이 있다.In addition, when using a metal foil shell material, when the core material of the vacuum insulation material is previously wrapped with the outer shell material before the vacuum bag, the method of inserting the core material into the bag of the shell material sealing the three sides of the metal foil outer shell material is used. Workability is not good, there is a problem that the size or shape of the shell material is also limited.
또한, 일반적으로, 진공 단열재의 제조 장치는, 특정한 크기, 형상에 관한 사양으로만 진공 단열재의 제조가 가능하도록 되어 있고, 각종 크기, 각종 형상 등에 대응하도록 범용성을 높이는 것에 의한 종합적인 설비 비용의 저감이나, 자동화에 의한 생산성의 향상과 유지비의 저감 등은 충분히는 고려하고 있지 않다. 이 결과, 최종적인 제조 비용이 높아지는 문제점이 있다.In general, the apparatus for manufacturing a vacuum insulator is capable of manufacturing a vacuum insulator only with a specification relating to a specific size and shape, and reduces the overall equipment cost by increasing the versatility to cope with various sizes, shapes, and the like. However, the improvement of productivity, the reduction of maintenance cost, etc. by automation are not fully considered. As a result, there is a problem that the final manufacturing cost increases.
또한, 종래에는, 사전에 3방향 또는 2방향 실링한 외피 수지재의 백에 진공 봉지 전에 진공 단열재의 심재를 삽입시켜 두는 것이 행해졌지만, 이는 작업성이 좋지 못한 것이었다. 특히, 본 발명의 단열재와 같이 열가소성 수지를 금속박 사이에 위치시킬 필요가 있는 경우, 작업성이 더욱 좋지 못하며, 특별히 큰 형상의 진공 단열재를 제작하는 것은 더욱 곤란하다.In addition, in the past, the core material of the vacuum insulator was inserted into the bag of the envelope resin material which was three-way or two-way sealed in advance before vacuum sealing, but this was not good workability. In particular, when it is necessary to place a thermoplastic resin between metal foils, such as the heat insulating material of this invention, workability | operativity is not so good and it is more difficult to produce a vacuum shape material of especially large shape.
본 발명은, 이상과 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 금속박 외피재에 의해 진공도 저하를 방지하면서 금속박 외피재 사이에 퍼지는 리크열을 방지함으로써 종합적인 단열 성능을 향상시킨 진공 단열재, 레이저 용접 장치 등의 고가의 봉지 장치를 사용하지 않고 제조 가능한 진공 단열재의 제조 방법, 및 각종 형상의 진공 단열재를 저비용으로 제조할 수 있는, 진공 단열재의 제조를 위한 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and prevents the leakage of heat spread between the metal foil skin materials while preventing the vacuum degree from being lowered by the metal foil skin materials, thereby improving vacuum insulation materials, laser welding devices, and the like. It is an object of the present invention to provide a method for producing a vacuum insulator which can be manufactured without using an expensive sealing device, and a manufacturing apparatus for manufacturing a vacuum insulator in which vacuum insulators of various shapes can be manufactured at low cost.
본 발명에 따른 진공 단열재는, 금속박으로 이루어지는 2장의 외피재와, 이 2장의 외피재의 대략 중앙부 사이에 배치된 단열 심재를 구비하고, 적어도 각각의 단변부(端邊部)의 상기 외피재 사이에 내열성이 있는 열가소성 수지가 협지된 상태로 각 단변부가 열 용착되어 봉지되고, 내부가 진공 상태로 된 것을 특징으로 한다.The vacuum heat insulating material which concerns on this invention is equipped with the two outer skin materials which consist of metal foil, and the heat insulation core material arrange | positioned between the substantially center part of these two outer skin materials, and is at least between the said outer skin materials of each short side part. Each short side portion is thermally welded and sealed in a state where the thermoplastic resin having heat resistance is sandwiched, and the inside is in a vacuum state.
본 발명에 따른 진공 단열재의 제조 방법은, 2장의 금속박 외피재 사이의 대략 중앙에 단열 심재를, 적어도 단변부에는 열가소성 수지를 배치하고, 상기 금속박 외피재의 4개의 단변부 중, 대향하는 2변을 대기 중에서 열 용착시키고, 상기 금속박 외피재의 나머지 2변을 진공 분위기에서 열 용착시켜 진공 봉지를 행하는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the vacuum heat insulating material which concerns on this invention arrange | positions a heat insulation core material in the substantially center between two sheets of metal foil outer materials, and arrange | positions a thermoplastic resin in at least a short side part, and among the four short sides of the said metal foil outer materials, it opposes two sides which oppose. It is heat-welded in air | atmosphere, and the remaining two sides of the said metal foil outer cover material are heat-welded in a vacuum atmosphere, and vacuum sealing is performed.
본 발명에 따른 진공 단열재의 제조 장치는, 진공 단열재의 재료가 탑재되고, 주변부에 봉지 위치에 대응한 가열 가압 부재를 가지는 하측 봉지 유닛과, 이 하측 봉지 유닛을 설치하여 상기 재료를 세팅하는 제1 스테이지와, 상기 하측 봉지 유닛의 상기 가열 가압 부재와의 사이에서 상기 진공 단열재의 재료의 단변부 중 2변을 열 용착시키는 가열 가압 부재를 가지는 제1 봉지 유닛을 구비한 제2 스테이지와, 진공실을 가지고, 이 안에서 상기 제2 스테이지에서 2변이 열 용착된 진공 단열재를 상하로부터 가열 가압을 행하여 공기의 효율적인 배제와 건조를 행하는 제3 스테이지와, 이어지는 진공실을 가지고, 이 안에서 상기 하측 봉지 유닛의 가열 가압 부재와의 사이에서 상기 진공 단열재의 재료의 단변부의 다른 2변을 열 용착시켜 진공 봉지하는 가열 가압 부재를 가지는 제2 봉지 유닛을 구비한 제4 스테이지와, 완성된 진공 단열재를 인출하는 제5 스테이지를 구비한다.The apparatus for manufacturing a vacuum insulator according to the present invention is a material in which a vacuum insulator is mounted, and includes a lower encapsulation unit having a heating press member corresponding to an encapsulation position in the periphery and a first encapsulation unit for setting the material. A second chamber including a first sealing unit having a stage and a heating pressing member for thermally welding two sides of short sides of the material of the vacuum insulator between the heating pressing member of the lower sealing unit and the vacuum chamber. It has a 3rd stage which heat pressurizes the vacuum heat insulating material by which the two sides were heat-welded in the said 2nd stage from upper and lower, and efficiently removes and dries air, and has the following vacuum chamber, The heat pressurization of the said lower bag unit is carried out therein. Heating for vacuum sealing by heat-welding the other two sides of the short side part of the material of the said vacuum insulator between members It is equipped with the 4th stage provided with the 2nd sealing unit which has a press member, and the 5th stage which draws out the completed vacuum heat insulating material.
본 발명에 따른 진공 단열재는, 봉지부에 있어서 금속박 외피재끼리가 직접 접촉되지 않도록 단열성과 내열성을 구비한 열가소성 수지를 협지하도록 하여 봉지를 행하고 있으므로, 확실한 기체 장벽성, 내열성, 비용 저감 효과, 경년 변화에 대한 내성 등이 우수하며, 열의 리크에 의한 단열성의 저하를 억제하고, 또한 종래 일반적으로 사용되고 있던 열 용착 봉지 장치를 사용할 수 있게 된다.Since the vacuum insulator according to the present invention is sealed by sandwiching a thermoplastic resin having heat insulation and heat resistance such that the metal foil shells do not directly contact each other in the encapsulation portion, the gas barrier property, heat resistance, cost reduction effect, and aging are ensured. It is excellent in resistance to change and the like, and it is possible to suppress a decrease in thermal insulation due to leakage of heat, and to use a thermal welding encapsulation device that has been generally used in the past.
또한, 본 발명에 따른 진공 단열재의 제조 방법은, 금속박 사이의 중앙부에 단열재와 적어도 단변부에 열가소성 수지를 배치한 상태로 대기 중에서 대향하는 2변의 열 용착을 행하고, 그 후 진공 분위기 중에서 금속박과 단열재를 진공화 및 가열 밀착시키고, 나아가서는 나머지 2변의 열 용착을 행함으로써 봉지를 행하고 있어, 범용성이 높으며, 자동화도 용이하므로, 설비 비용 및 유지비를 저하시킬 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있어 제품 비용의 저하를 도모할 수 있게 된다.Moreover, the manufacturing method of the vacuum heat insulating material which concerns on this invention performs the heat welding of the two sides which oppose in air | atmosphere in the state which arrange | positioned the heat insulating material and the thermoplastic resin at least at the short side part between the metal foils, and after that, the metal foil and heat insulating material in a vacuum atmosphere. Is encapsulated by vacuuming and heat-sealing, and further thermally welding the remaining two sides, and thus the versatility is high and the automation is easy. Therefore, the equipment cost and maintenance cost can be reduced, and the productivity can be improved. Can be reduced.
본 발명에 따른 진공 단열재의 제조 장치는, 5개의 스테이지를 차례로 통과함으로써 양호한 품질의 진공 단열재를 확실하게 얻을 수 있다. 특히, 연속된 진공실을 가지는 제3 및 제4 스테이지에서는, 진공화와 가열 건조를 제3 스테이지에서 먼저 행하고, 그 다음의 제4 스테이지에서 최종적인 진공 봉지를 행하도록 하고 있으므로, 제품의 봉지 품질의 향상, 및 장기 수명화를 도모할 수 있다.The manufacturing apparatus of the vacuum heat insulating material which concerns on this invention can reliably obtain the vacuum heat insulating material of favorable quality by passing through five stages one by one. In particular, in the third and fourth stages having continuous vacuum chambers, the vacuuming and heat drying are performed first in the third stage, and the final vacuum encapsulation is performed in the next fourth stage. Improvement and long life can be aimed at.
도 1의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 진공 단열재의 봉지부의 3개의 상이한 태양의 구성과 이들의 봉지 공정을 설명하는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 진공 단열재에서의 열가소성 수지의 두께에 의한 단열 효과의 변화를 나타내는 그래프이며, (a)는 표면 온도를 50℃, (b)는 표면 온도를 100℃로 한 경우를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 진공 단열재의 제조 방법 및 제조 장치의 주요부의 개략적인 구성을 나타낸 설명도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 제조 장치에서 사용되는 하측 봉지 유닛의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 단계 S3을 나타낸 것이며, 금속박 외피재의 2변의 단부를 사이에 열가소성 수지를 협지하여 대기 중에서 열 용착시키는 공정을 나타낸 측면도이다.
도 6은 도 3에 나타낸 제3 스테이지에서의 단계 S4의 프레스, 제4 스테이지에서의 단계 S5의 나머지 2변의 진공 봉지의 상태를 나타낸, 부분 단면 정면도이다.
도 7은 도 6에서의 소진공실의 구성을 상세하게 설명하는, 확대 단면도이다.
도 8은 4개의 진공 단열재를 동시에 처리할 수 있는 하측 봉지 유닛 구성 및 도 3에서의 제3 스테이지에서의 동작을 나타낸 정면도이다.(A), (b), (c) is sectional drawing explaining the structure of three different aspects of the sealing part of the vacuum heat insulating material concerning this invention, and their sealing process.
2 is a graph showing the change of the thermal insulation effect by the thickness of the thermoplastic resin in the vacuum insulator according to the present invention, (a) shows a surface temperature of 50 ℃, (b) shows a surface temperature of 100 ℃. .
3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of main parts of a method and a device for manufacturing a vacuum insulator according to the present invention.
It is a side view which shows the structure of the lower sealing unit used by the manufacturing apparatus shown in FIG.
FIG. 5 shows step S3 shown in FIG. 3, which is a side view showing a step of thermally welding the air in the air by sandwiching a thermoplastic resin between two ends of the metal foil envelope.
FIG. 6 is a partial cross-sectional front view which shows the state of the press of step S4 in the 3rd stage shown in FIG. 3, and the vacuum sealing of the remaining two sides of step S5 in the 4th stage.
7 is an enlarged cross-sectional view illustrating the configuration of the small vacuum chamber in FIG. 6 in detail.
FIG. 8 is a front view showing a lower encapsulation unit configuration capable of simultaneously processing four vacuum insulators and an operation in a third stage in FIG. 3.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은, 단열성의 심재(4)가 봉입되는 외피재(3)로서 금속박을 사용하고, 단변부에 있어서 가열 가압에 의한 봉지를 행하여 진공 단열재(1)를 얻는, 3개의 가공 태양을 나타내는 단면도이며, 도 1의 (a), 도 1의 (b), 도 1의 (c)에 나타내는 어느 태양에서도, 2장의 외피재(2, 3) 사이에 심재(4)로서의 고성능 단열재를 수납한 상태로 도면 상 수평으로 표시된 외피재(2, 3)의 단변부(2a, 3a)를 열 용착에 의해 봉지하는 상태를 나타내고 있다. 이와 같은 봉지 중에서, 처음의 대향하는 2변의 봉지는 대기 중에서 행해도 되지만, 나머지 대향하는 2변의 봉지를 행할 경우에는, 후술하는 바와 같이 진공 중에서 행해지며, 외피재 내는 진공으로 되어 진공 단열재를 얻을 수 있다.FIG. 1: is sectional drawing which shows three processing aspects which use the metal foil as the
구체적으로는, 도 1의 (a)에 나타내는 태양에서는, 외피재의 단변부(2a, 3a) 만의 중간에 1장의 열가소성 수지(5)를 배치하고, 단변부(2a, 3a)의 외부로부터 가열 및 가압함으로써, 열가소성 수지(5)를 용융시켜 단변부(2a, 3a)를 용착시키는 열 용착을 행하고 있다.Specifically, in the aspect shown in FIG. 1A, one
도 1의 (b)에 나타내는 태양에서는, 상하의 금속박 외피재의 단변부(2a, 3a)의 각각의 내측에 앞 공정에서 미리 열가소성 수지(6a, 6b)를 접착제에 의한 접착 혹은 열 용착 등으로 장착시켜 두고, 단변부(2a, 3a)의 외부로부터 가열 및 가압함으로써 봉지하고 있다. 이 경우에는 사전에 열가소성 수지가 장착되어 있으므로, 2장의 금속박 외피재에 대한 위치 결정을 행할 필요가 없어, 작업의 간략화를 도모할 수 있다.In the aspect shown in FIG.1 (b), the
또한, 도 1의 (c)에 나타내는 태양에서는, 도 1의 (b)의 태양과 유사하지만, 상하의 금속박 외피재(2, 3)의 각각의 내측에 앞 공정에서 사전에 열가소성 수지(7a, 7b)를 접착제에 의한 접착 또는 열 용착으로 장착시켜 두는 점은 동일하지만, 금속박 외피재(2, 3)의 단변부(2a, 3a) 뿐만 아니라, 심재(4)의 위치까지 도달하도록 장착되어 있는 점에서 상이하다. 이와 같은 구성은, 얇은 금속박 외피재(2, 3)를 사용한 경우 등에, 진공 봉지 후의 심재(4)의 단부(端部)로부터 열 용착 진공 봉지부까지의 이행부(移行部)에 필연적으로 발생하는 절곡 부분의 보강과 심재가 접촉하는 부분의 보강에 기여한다.In addition, in the aspect shown to (c) of FIG. 1, although it is similar to the aspect of (b) of FIG. 1, the thermoplastic resins 7a and 7b are previously performed in the front process inside each of the upper and lower metal
열가소성 수지(7a, 7b)는 외피재(2, 3)의 전체면에 사전에 라미네이팅으로 형성되어 있어도 된다. 이 경우에는 제조 공정이 간략화된다.The thermoplastic resins 7a and 7b may be formed by laminating in advance on the entire surfaces of the
여기서 사용하는 열가소성 수지(5, 6a, 6b, 7a, 7b)로서는, 단열성과 내열성을 구비하고 있을 필요가 있으며, 폴리이미드가 매우 적합하다. 즉, 종래 외피재에 사용되는 폴리에틸렌을 비롯한 열가소성 수지는, 그 유리전이온도(glass transition temperature)가 100℃ 전후인데 비해, 폴리이미드 열가소성 수지는 250~500 ℃로 내열성이 우수한 데다, 그 열전도율도 약 0.16 W/mK로서 알루미늄 금속박에 비해 1/1000 정도, 폴리에틸렌에 비해서도 절반 정도의 작은 값이 되어 있어, 단열성도 우수하다. 또한, 다른 열가소성 수지에 비해, 금속박과의 열 용착을 적절한 온도 조건에서 행할 수 있고, 또한 열 용착 가능한 온도의 폭이 넓은 것도 우수한 점이다.As the
다음으로, 금속박으로서는, 알루미늄이나 스테인레스가 사용되지만, 넓은 온도 범위에서 재질적으로 안정되어 있으며, 전연성(展延性)이 양호한 금속이면, 다른 금속도 사용할 수 있다. 실제 사용에 있어서, 장기간에 걸친 기체에 대한 장벽성(barrier property), 강도, 취급성 등을 고려하면, 그 두께는 60㎛~ 200㎛의 범위가 바람직하다.Next, although aluminum and stainless are used as a metal foil, other metal can also be used as long as it is a material stable in a wide temperature range, and is excellent in malleability. In practical use, in consideration of barrier property, strength, handleability, etc. to the gas for a long time, the thickness thereof is preferably in the range of 60 µm to 200 µm.
다음으로, 열가소성 수지의 두께의 최적 범위에 대하여 설명한다.Next, the optimum range of the thickness of a thermoplastic resin is demonstrated.
도 2는, 도 1의 (a)의 태양과 같이, 진공 단열재 단변부에 열가소성 폴리이미드 수지를 두께 10O㎛의 알루미늄박의 외피재 사이에 협지하여 열 용착시켰 때의 열가소성 폴리이미드 수지의 두께에 따른 단열성의 효과를 나타내는 그래프로서, 도 2의 (a)는 단변부 표면을 50℃, 도 2의 (b)는 100℃로 했을 때의, 열가소성 폴리이미드 수지의 두께 변화에 따른 단변부 배면의 온도 변화를 나타내고 있다.FIG. 2 shows the thickness of the thermoplastic polyimide resin when the thermoplastic polyimide resin is sandwiched between the outer shell material of the aluminum foil having a thickness of 100 탆 and thermally welded to the vacuum insulator short side portion as in the aspect of FIG. As a graph showing the effect of heat insulation according to the present invention, FIG. 2 (a) shows the surface of the short side part according to the thickness change of the thermoplastic polyimide resin when the surface of the short side part is 50 ° C and FIG. 2 (b) is 100 ° C. The temperature change is shown.
각 그래프에서의 3개의 곡선은, 가장 위의 선은 배면에 자연 대류 정도의 미약한 공기류 밖에 없는 경우, 2번째 선은 배면에 강제적인 공기 대류가 있는 경우, 가장 아래의 선이 동일하게 강제적인 공기 대류와 함께, 배면 금속박의 중앙부가 냉각되어 단변부와의 사이에 온도차가 있으므로, 열전도에 따른 온도 구배(勾配)가 있는 경우를 각각 나타내고 있다.The three curves in each graph indicate that the uppermost line has only a weak airflow at the back of natural convection, while the second line has the same forced bottom if there is forced air convection on the back. In addition to phosphorus air convection, since the central part of the back metal foil is cooled and there is a temperature difference between the short side parts, the cases where there is a temperature gradient due to heat conduction are shown.
이들을 비교하면, 공기류의 강도나 금속박의 냉각에 의해 온도 저하가 커지게 되는 것을 알 수 있지만, 열가소성 폴리이미드 수지의 두께 차이에 따른 단열성(배면의 온도 저하성)의 경향은 거의 동일하다. 즉, 두께 11O㎛ 정도까지 배면 온도는 급격하게 저하하고 단열 효과를 나타내고, 그 후 250㎛까지 완만하며, 이보다 두꺼워지면 그 후는 대략 일정하게 된다. 또한, 두께가 필요 이상으로 두꺼워지면 양질의 열 용착이 곤란하게 되는 것을 고려하면, 열가소성 폴리이미드 수지의 바람직한 두께는, 대체로 110㎛ 이상 250㎛ 이하이다.Comparing these, although it turns out that temperature fall becomes large by the intensity | strength of airflow or cooling of metal foil, the tendency of the heat insulation property (temperature fallability of back surface) by the thickness difference of a thermoplastic polyimide resin is substantially the same. That is, the back temperature rapidly drops to about 110 탆 in thickness and exhibits an adiabatic effect, and then slowly to 250 탆, and thicker than this, and then becomes substantially constant thereafter. Moreover, when the thickness becomes thick more than necessary, considering that it becomes difficult to perform high quality thermal welding, the preferred thickness of the thermoplastic polyimide resin is generally 110 µm or more and 250 µm or less.
그리고, 열가소성 수지에 비해 매우 큰 열전도율을 가지는 금속박 외피재의 재질, 두께에 의한 차이는 무시할 수 있을 만큼 작다. 또한, 다른 표면 온도 조건에서도 전술한 것과 동일한 경향을 나타낸다.In addition, the difference in material and thickness of the metal foil outer cover material having a very high thermal conductivity compared to the thermoplastic resin is negligibly small. In addition, other surface temperature conditions show the same tendency as described above.
도 1의 (b), 도 1의 (c)와 같이 2장의 금속박 외피재의 각 내면에 열가소성 폴리이미드 수지가 형성될 때, 각각의 두께는 전술한 범위의 절반인, 55㎛ 이상 125㎛ 이하로 하여, 2장의 두께가 전술한 110㎛ 이상 250㎛ 이하의 범위에 들어가도록 한다.When the thermoplastic polyimide resin is formed on each of the inner surfaces of the two sheets of metal foil outer coverings as shown in Figs. 1B and 1C, each thickness is not less than 55 µm and not more than 125 µm, which is half of the aforementioned range. The thickness of the two sheets falls within the range of 110 µm or more and 250 µm or less.
도 3에 본 발명에 따른 진공 단열재를 제조하기 위한 제조 장치(100)의 주요부, 및 이것을 사용한 제조 단계를 개략적으로 나타낸다. 이 제조 장치(100)에서는 벨트 컨베이어가 설치되는 부분이 스테이지로 되어 있고, 이하에서 설명하는 하측 봉지 유닛은 도면의 번잡화를 회피하기 위해 표시되어 있지 않다.3 schematically shows the main part of a
스테이지는 5개의 부분으로 이루어지고, 최초의 제1 스테이지(110)에서는 벨트 컨베이어(111) 상에 후술하는 하측 봉지 유닛이 탑재되고(단계 S1), 하측 봉지 유닛 내에 사전에 준비된 진공 단열재의 구성 재료가 세팅된다(단계 S2).The stage consists of five parts, and in the first
도 4는 하측 봉지 유닛(10)의 구성을 나타낸 정면도이다. 여기서는, 2개의 진공 단열재를 동시에 작성할 수 있는 2단 구성으로 된 것을 설명하고 있다.4 is a front view showing the configuration of the
전체를 지지하는 베이스 플레이트(11)의 각 코너부에 지주(支柱)(12)가 서 있고, 베이스 플레이트(11) 상에 탑재되고, 하단 지지 플레이트(13)는, 지주(12)에 대응하는 구멍부가 형성되고, 지주(12)를 가이드로 하여 자유롭게 상승, 하강이 가능하도록 되어 있다.A
하단 지지 플레이트(13) 상에 히터를 내장한 하단 하측 플레이트(14)가 설치되고, 그 양측에는 히터를 내장한 하단 가열 가압 부재(15)가 설치되어 있다. 하단 가열 가압 부재(15)는 지면(紙面)에 대하여 수직인 방향으로 하단 하측 플레이트(14)의 폭보다 넓게 연속되어 있다. 이 위에 도 1에 나타낸 각 재료가 적층 상태로 탑재되지만, 하단 가열 가압 부재(15)의 높이는 하단 하측 플레이트(14)의 표면 높이보다, 금속박 외피재의 두께와 단열성 심재의 두께의 1/2을 더한 높이 만큼 높아져 있는 것이 바람직하다.The lower
전술한 지주(12)의 선단부는 상단 지지 플레이트(16)에 연결되고, 이 상단 지지 플레이트(16)의 하면에는 히터를 내장한 하단 프레스 플레이트(17)가, 상면에는 히터를 내장한 상단 하측 플레이트(18)가 설치되고, 하단과 동일하게 상단 하측 플레이트(18)의 양측에는 히터를 내장한 상단 가열 가압 부재(19)가 형성되어 있다.The distal end of the
도 4에 나타낸 하측 봉지 유닛(10)은 도 3의 제1 스테이지(110)의 벨트 컨베이어(111) 상에 탑재되고, 하단 하측 플레이트(14) 및 상단 하측 플레이트(18) 상에 도 1의 (a)와 같이 금속박 외피재(2, 3) 사이의 중앙부에 단열성 심재(4)와, 단변부에만 열가소성 수지(5)를 중첩한 것이 배치된다.The
다음의 제2 스테이지(120)에서는 상측 봉지 유닛(20, 30)이 사용되고, 벨트 컨베이어(121, 122)의 벨트 사이를 승강하는 승강 유지구(123)를 가지고 있다. 그리고, 상측 봉지 유닛은 내측에 있으므로, 표시되어 있지 않지만, 다음에 설명하는 도 5에는 표시되어 있다.In the next
상측 봉지 유닛(20)은, 도 3 및 도 3의 하류측으로부터 상류측을 향한 A 방향으로부터 본 상태를 나타낸 도 5에 나타낸 바와 같이, 도시되어 있지 않은 지지 구조에 의해 지지된 지지판(21)에 히터(22)를 구비한 실린더(23)에 의해 상하 구동되는 축(24)에 장착된 2개의 가열 가압 부재(25, 26)를 가지고 있다.The
이들에 의해 금속박 외피재의 4변 중 2변의 용착이 열가소성 수지를 협지하여 대기 중에서 행해진다(단계 S3).By these, welding of two sides of four sides of a metal foil outer cover material is performed in air | atmosphere by clamping a thermoplastic resin (step S3).
도 5는 단계 S3에서 대향하는 2변의 금속박 외피재의 용착을 행하는 상태를 설명하는 도면이며, 벨트 컨베이어(121, 122) 사이부터 상승되는 승강 유지구(123)가 하측 봉지 유닛(10)의 베이스 플레이트(11)의 개구부에 있어서 하단 지지 플레이트(13)의 바닥부를 지지하는 동시에, 상측 봉지 유닛(20)의 실린더(23)의 작용에 의해, 가열 가압 부재(25, 26)가 하측 봉지 유닛(10)의 가열 가압 부재(19, 15) 사이에서 2장의 금속박 외피재(2, 3) 사이에 삽입된 열가소성 수지(5)를 협지하여 가압한다.FIG. 5 is a view for explaining a state in which the two sides of the metal foil outer cover material are welded in step S3, and the elevating
이 때, 가열 가압 부재(19, 15)는 히터를 내장하고, 히터(22)는 가열 가압 부재(25, 26)를 가열시키므로, 열가소성 수지(5)는 연화되어, 가압 압력에 의해 2장의 금속박 외피재(2, 3)가 견고하게 용착된다.At this time, since the
용착 종료 후 실린더(23)는 상승하고, 승강 유지구(123)가 하강한다.The
이상의 상측 봉지 유닛(20)과 쌍이 되는 상측 봉지 유닛(30)은 상측 봉지 유닛(20)과 대칭인 구성을 가지고 있으며, 상측 봉지 유닛(20)의 각 부에 대응하는 부분이 30번대의 대응하는 참조 번호로 표시되어 있다.The
이들 상측 봉지 유닛(20, 30)을 동시에 작동시킴으로써, 진공 단열재의 대향하는 2변의 대기 중에서의 용착을 동시에 행할 수 있다.By simultaneously operating these
도 3으로 되돌아오면, 제3 스테이지(130) 및 제4 스테이지(150)는 연속된 진공실을 이루는 스테이지로 되어 있다.Returning to FIG. 3, the
제3 스테이지(130)에는 벨트 컨베이어(134)가 구비되어 있고, 입구 측의 벽체(131) 외측에 설치된 제1 기밀 도어(133)가 개방되고, 개구부(131a)를 통과하여 제2 스테이지로부터 하측 봉지 유닛이 반송되어 벨트 컨베이어(134) 상에 탑재된다.The
벨트 컨베이어(134)의 2개의 벨트 사이를 통과하여 승강하는 승강 유지구(135)는 진공실(132)의 바닥면 벽의 하면에 장착된 실린더(136)에 의해 승강되고, 이 승강 유지구(135)에 대향하도록, 진공실(132)의 천정벽의 상면에 장착된 실린더(140)에 의해 승강 구동되는 프레스 플레이트(142)가 구비되어 있다.The elevating
또한, 제3 스테이지(130)의 출구 측벽체의 내측에는 제2 기밀 도어(138)가 설치되어 있다.In addition, a second
제3 스테이지에서는 실린더(136)의 작동에 의해 승강 유지구(135)를 상승시켜 하측 봉지 유닛의 베이스 플레이트를 지지하고, 실린더(140)를 작동시켜 프레스 플레이트(142)를 하강시킴으로써, 단계 S3에서 2변의 용착이 행해진 하측 봉지 유닛 내의 진공 단열재에 진공 분위기 중에서 금속박의 상하로부터 압력을 인가한다. 이로써, 금속박과 단열성 심재와의 밀착이 도모된다(단계 S4).In the third stage, the elevating
다음의 제4 스테이지(150) 사이의 격벽(145)에 형성된 개구부(146)는 전술한 제2 기밀 도어(138)와 제4 스테이지(150)의 입구 측의 내측에 설치된 제3 기밀 도어(153)에 의해 폐 공간이 형성되고, 이 폐 공간은 배기구(147)에 의해 배기됨으로써, 소진공실(146)이 된다. 이 소진공실의 기능에 대해서는 후술한다.The
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 제4 스테이지(150)의 진공실(152)을 형성하는 벽체 중 천정판은 후술하는 바와 같이 상측 봉지 유닛을 설치할 수 있도록, 단차를 가지는 단면 형상으로 되어 있다.As can be seen in FIG. 3, the ceiling plate of the walls forming the
다른 스테이지와 동일하게, 제4 스테이지(150)의 진공실(152) 내에도 벨트 컨베이어(154)가 설치되어 있고, 제3 스테이지(130)에서 가열 가압된 단열재가 제3 기밀 도어(153)를 통과하여 반입되어 벨트 컨베이어(154) 상에 탑재된다. 벨트 컨베이어(154)의 2개의 벨트 사이를 통과하여 승강하는 승강 유지구(155)는 진공실(152)의 바닥면 벽의 하면에 장착된 실린더(156) 및 그 축(157)에 의해 승강되고, 봉지를 행할 때의 승강 유지구(155)의 최고 상승 위치는 155'로 표시되어 있다.Similar to the other stages, the
제4 스테이지(150)의 진공실(152)의 천정판에 설치되는 상측 봉지 유닛은 도 3 및 도 5에 도시된 것과 동일한 구성을 가지고 있다.The upper encapsulation unit provided on the ceiling plate of the
제4 스테이지(150)에서는 진공 분위기 중에서 상측 봉지 유닛(40, 50)에 의해, 진공 단열재의 2장의 금속박 외피재 사이에 열가소성 수지가 협지된 상태의 나머지 2변에 대한 봉지가 행해진다(단계 S5).In the
제3 스테이지 및 제4 스테이지에서의 구성과 동작을 이들을 확대하여 나타낸 도 6을 참조하여 설명한다.The configuration and operation in the third and fourth stages will be described with reference to FIG.
제3 스테이지(130)에서는, 제1 기밀 도어(133)가 개방된 상태에서 벽체(131)의 개구부(131a)를 통과하여 하측 봉지 유닛(10)이 반입되어 벨트 컨베이어(134) 상에 탑재된다. 이 반입 시에는 인접 스테이지로의 출구가 되는 제2 기밀 도어(138)는 닫혀져 있다. 이 상태에서는 하단 하측 플레이트(14) 상과 상단 하측 플레이트(18) 상에, 앞 스테이지에서 2변만이 용착된 단열재가 탑재되어 있다.In the
먼저, 제1 기밀 도어(133)와 제2 기밀 도어(138)가 닫히고, 배기구(139)로부터 배기가 행해져서, 진공실(132)의 진공화가 행해진다. 이 때, 인접하는 제4 스테이지(150)의 진공실(152) 및 이들 진공실 사이의 격벽(145)에 형성된 소진공실(146)도 각각 배기구(159, 147)로부터 배기가 행해짐으로써 진공화된다.First, the first
이 상태에서 하단 하측 플레이트(14), 하단 프레스 플레이트(17), 및 상단 하측 플레이트(18)가 가열되고, 위로부터는 실린더(140) 및 그 축(141)에 의해 승강 제어되는 프레스 플레이트(142)가 하강하고, 아래로부터는 승강 유지구(135)가 실린더(136) 및 그 축(137)에 의해 135'로 표시되는 위치까지 상승한다.In this state, the lower
승강 유지구(135)가 상승하면, 베이스 플레이트(11)의 개방구를 통과하여 하단 지지 플레이트(13)를 상승시키지만, 하단 지지 플레이트(13)의 코너부에는 지주(12)가 설치되고, 하단 지지 플레이트는 이 지주를 관통하도록 형성되어 있으므로, 하단 지지 플레이트(13) 및 하단 하측 플레이트(14)가 함께 밀어올려지고, 하단 하측 플레이트(14)와 하단 프레스 플레이트(17) 사이에서 단열재가 프레스된다. 마찬가지로, 상단 하측 플레이트(18)와 실린더(140)에 의해 구동되는 프레스 플레이트(142) 사이에서도 단열재가 프레스된다.When the elevating
이와 같이 하여 2장의 단열재가 동시에 프레스되어, 금속박 외피재와 심재가 밀착됨으로써, 여분의 공기가 배제된다.In this manner, the two heat insulating materials are pressed at the same time, and the metal foil outer cover material and the core material are brought into close contact with each other, so that excess air is eliminated.
가열 가압이 종료하면, 실린더(136 및 140)는 초기 위치로 복귀하여, 제2 기밀 도어(138)와 제3 기밀 도어(153)가 개방되고, 하측 봉지 유닛(10)은 진공실(152) 내의 벨트 컨베이어(154) 상으로 이송된다. 이 이송 시에는 진공실(132), 소진공실(146), 진공실(152)이 모두 진공 상태이므로, 진공도의 변화를 초래하지 않고 이송이 가능하도록 되어 있다.When the heating pressurization ends, the
진공실(152) 내에 하측 봉지 유닛(10)이 이송되고, 기밀 도어(138 및 153)가 닫힌 후에는, 진공실(132)은 대기 상태로 되돌려지고, 기밀 도어(133)를 개방함으로써, 다음의 하측 봉지 유닛(10)의 반입이 가능하게 된다.After the
여기서 소진공실(146)의 구성과 기능에 대하여 설명한다. 도 7의 확대 단면도에서 나타낸 바와 같이, 소진공실(146)은 진공실(132)과 진공실(152) 사이의 격벽(145) 내에 형성되고, 패킹(148)이 격벽(145)과의 접촉면에 설치된 기밀 도어(138 및 153)에 의해 에워싸인 공간이며, 배기구(147)로부터 배기가 행해져서, 진공화된다.Here, the structure and function of the
이 소진공실이 존재하지 않고, 기밀 도어(153)만이 존재하고 있다면, 진공실(132)이 진공 상태이고, 진공실(152)이 대기 상태일 때는 기밀 도어(153)가 격벽(145) 측으로 가압되기 때문에 진공실(132)의 기밀 상태를 일정하게 유지할 수 있지만, 역으로 진공실(132)이 대기 상태이며, 진공실(152)이 진공 상태일 때는 기밀 도어(153)를 개방하는 힘이 작용하여 진공실(152)의 진공 상태를 유지할 수 없다.If the small vacuum chamber does not exist and only the
또한, 기밀 도어(138)만이 존재하고 있다면, 진공실(132)이 진공 상태이고, 진공실(152)이 대기 상태일 때 진공실(132)의 진공 상태를 유지할 수 없다.In addition, if only the
이에 비해, 도 7과 같이 2개의 기밀 도어(138, 153)에 의해 밀폐되는 진공실(146)을 설치하고, 진공실(132, 152)의 기압보다 항상 낮은 기압으로 함으로써, 어떠한 압력 관계의 경우라도 각 진공실 상태를 유지할 수 있다. 즉, 진공실(132와 152)은 격벽(145) 측으로 가압되어, 각 진공실 상태를 유지할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 7, the
진공실(132와 152) 모두가 대기(大氣) 상태일 때는, 소진공실(146)을 근소한 감압 상태로 해 두면 2개의 기밀 도어(138, 153)는 격벽(145)에 밀착된다. 그리고, 양쪽 진공실이 대기 상태이며 이들 기밀 도어를 개방하는 경우에는 소진공실(146)도 대기 상태로 되어 있어도 된다.When both of the
이상과 같이, 2개의 진공실 사이에 더욱 감압된 소진공실을 형성함으로써, 2개의 진공실의 진공 상태를 양호하게 유지할 수 있다.As described above, the vacuum state of the two vacuum chambers can be satisfactorily maintained by forming the vacuum chamber further reduced in pressure between the two vacuum chambers.
도 6으로 되돌아와서 설명하면, 진공실(152) 내에서는 나머지 2변의 봉지가 행해진다.Returning to FIG. 6, the remaining two sides of the sealing are performed in the
전술한 바와 같이, 기밀 도어(138, 153)를 개방한 상태에서 하측 봉지 유닛(10)은 진공실(152) 내의 벨트 컨베이어(154) 상으로 이송된다.As described above, the
도 6에 나타낸 바와 같이, 설치된 상측 봉지 유닛(40 및 50)은 고정 위치에 설치되어 있으므로, 하측 봉지 유닛(10)을 벨트 컨베이어(154)에 의해 봉지를 행하는 위치로 위치 결정하여 봉지가 행해지게 된다. 도 6에서는 금속박 외피재의 나머지 2개의 단변을 동시에 봉지하도록 도시되어 있지만, 상측 봉지 유닛(40, 50)의 장착 위치가 봉지 위치와 일치하는 치수 관계인 경우에만, 도시한 바와 같은 동시 봉지가 가능하다. 그러나, 상측 봉지 유닛(40, 50)의 장착 위치가 봉지 위치와 일치하지 않을 때는, 벨트 컨베이어의 움직임을 제어함으로써, 상측 봉지 유닛(40, 50)의 가열 가압 부재(45, 46)를 하측 봉지 유닛의 가열 가압 부재(19, 15)와 대향하도록 위치 결정하고, 이들 사이에 협지되는, 2장의 금속박 사이에 열가소성 수지가 개재되는 단변부를 가열하면서 실린더(43)에 의해 가압함으로써 열 봉지를 행한다. 이 때 히터부(42)에서 발생한 열에 의해 축(44)을 통하여 가열 가압 부재(45, 46)의 가열이 행해진다.As shown in FIG. 6, since the installed
마지막 1변의 봉지도 상측 봉지 유닛(50)의 히터(52)에 의해 축(54)을 통하여 가열되는 가열 가압 부재(55, 56)와 하측 봉지 유닛의 가열 가압 부재(19, 15) 사이에서, 2장의 금속박 사이에 열가소성 수지가 개재되는 단변부를 가열하면서 실린더(53)에 의해 가압함으로써 열 봉지를 행한다. 이 최종 봉지를 행하는 진공실(152)은 진공으로 되어 있으므로, 4변이 봉지된 금속박 외피재 내부는 진공이 된다.Between the
이와 같이, 제3 스테이지와 제4 스테이지를 연속된 진공실로 하고, 제3 스테이지에서는 진공 단열재(1) 내의 진공 배기와 동시에 진공 단열재의 구성재의 가열 가압과 건조를 행하고, 다음의 제4 스테이지에서 진공 분위기 중에서 최종 봉지를 행함으로써, 진공 흡인과 봉지 작업이 분할되어 생산 효율이 높아질 뿐만 아니라, 건조 공정과 봉지 공정을 직접 연결시킴으로써 품질 유지나 진공도를 높여 단열성을 향상시킬 수 있게 된다.In this manner, the third stage and the fourth stage are continuous vacuum chambers, and in the third stage, the vacuum pressurization and drying of the constituent members of the vacuum insulator are performed simultaneously with the vacuum exhaust in the
봉지 공정 종료 후, 진공실(152) 내의 감압 상태는 해소되어 제4 기밀 도어(158)가 개방되어 벽체(151)에 설치된 개구부(151a)를 통과하여 다음의 제5 스테이지(160)의 벨트 컨베이어(161)에 진공 단열재가 탑재되고, 이 벨트 컨베이어의 이동과 도시하지 않은 인출 기구에 의해 진공 단열재의 제품이 인출되어, 출시된다.After completion of the sealing process, the depressurization state in the
이 제5 스테이지에서는 제품 인출 후, 하측 봉지 유닛이 회수되어, 제1 스테이지에 보내진다. 그러므로, 제5 스테이지로부터 제1 스테이지로 되돌아오는 순환 컨베이어(도시하지 않음)가 설치되어 자동적으로 반송이 행해지는 것이 바람직하다.In the fifth stage, the lower sealing unit is collected after the product is taken out and sent to the first stage. Therefore, it is preferable that the circulation conveyor (not shown) which returns to a 1st stage from a 5th stage is provided, and conveyance is performed automatically.
이와 같이 하여 제조된 진공 단열재는, 높은 기체 차단 성능을 가지는 금속박을 사용하고 있으므로, 장기간에 걸쳐 내부의 진공도가 유지되고, 또한, 금속박끼리의 용착은 단열성이 있는 열가소성 수지를 협지하여 행해지므로, 외피재끼리가 접촉하지 않으며, 표면과 배면 사이에서의 열 리크는 격감한다. 또한, 단열성 심재를 처음부터 세팅하여 봉지 작업을 진행하기 때문에, 제품의 크기나 형상의 자유도가 높아진다.Since the vacuum insulator manufactured in this way uses a metal foil having high gas barrier performance, the degree of vacuum inside is maintained for a long time, and the welding between the metal foils is carried out by sandwiching a thermoplastic resin having heat insulation. The ashes do not come into contact, and the thermal leakage between the surface and the back is reduced. Moreover, since sealing operation is performed by setting an insulating core material from the beginning, the freedom of the magnitude | size of a product and a shape becomes high.
이상 설명한 실시예에서는, 2개의 진공 단열재를 동시에 제조하기 위한 하측 봉지 유닛을 사용하고 있지만, 효율화를 위하여, 4개의 진공 단열재를 동시에 제조하도록 한 하측 봉지 유닛도 사용 가능하다.Although the lower sealing unit for manufacturing two vacuum heat insulating materials simultaneously is used in the Example demonstrated above, the lower sealing unit which made four vacuum heat insulating materials simultaneously can also be used for efficiency.
도 8의 (a)는 이와 같은 4단 구성의 하측 봉지 유닛을 나타낸 정면도이며, 도 8의 (b)는 이 하측 봉지 유닛을 사용하여 제3 스테이지에 있어서 가압을 행하는 공정을 나타낸 정면도이다.FIG. 8A is a front view illustrating the lower sealing unit having such a four-stage configuration, and FIG. 8B is a front view illustrating the step of applying pressure in the third stage using the lower sealing unit.
4단형 하측 봉지 유닛(60)의 베이스 플레이트(61)의 각 코너부에는 가이드가 되는 4개의 지주(80)가 수직으로 장착되어 있으며, 가장 상단의 제4 지지 플레이트(71)에 고착되고, 제1 지지 플레이트(62), 제2 지지 플레이트(65), 및 제3 지지 플레이트(68)는 코너부에서 지주(80)가 관통하고 있고, 이것을 가이드로 하여 상하로 이동할 수 있도록 되어 있다. 각 지지 플레이트(62, 65, 68, 71)의 상면에는 각각 제1 하측 플레이트(63), 제2 하측 플레이트(66), 제3 하측 플레이트(69), 및 제4 하측 플레이트(72)가 설치되고, 각 지지 플레이트(65, 68, 71)의 하면에는 각각 제1 프레스 플레이트(64), 제2 프레스 플레이트(67), 제3 프레스 플레이트(70)가 설치된다. 이들 하측 플레이트 및 프레스 플레이트에는 히터가 내장되어, 가열이 가능하도록 되어 있다.At each corner of the
또한, 제1 지지 플레이트(62), 제2 지지 플레이트(65), 제3 지지 플레이트(68), 및 제4 지지 플레이트(71)에는 봉지를 행하기 위한 히터를 내장한 제1 가열 가압 부재(73), 제2 가열 가압 부재(74), 제3 가열 가압 부재(75), 및 제4 가열 가압 부재(76)가 설치되어 있다.In addition, the
다음으로, 이와 같은 하측 봉지 유닛을 사용하여 진공 단열재의 가열 가압을 행하는 과정을 도 8의 (b)를 참조하여 설명한다.Next, the process of heat-pressing a vacuum heat insulating material using such a lower sealing unit is demonstrated with reference to FIG. 8 (b).
각 지지 플레이트(62, 65, 68, 71)의 상면에 2변의 용착이 행해진 진공 단열재(91, 92, 93, 94)가 위치 결정되고, 아래로부터 승강 유지구(135)가 135'로 표시되는 위치까지 상승함으로써 밀어올려진 제1 지지 플레이트(62) 상의 제1 하측 플레이트(63)와 제1 프레스 플레이트(64) 사이에서 진공 단열재(91)의 가열 가압이 행해진다. 승강 유지구(135)가 상승함으로써, 제2 하측 플레이트(66)와 제2 프레스 플레이트(67) 사이에서 진공 단열재(92)의 가열 가압이 행해지고, 제3 하측 플레이트(69)와 제3 프레스 플레이트(70) 사이에서 진공 단열재(93)의 가열 가압이 행해지고, 제4 하측 플레이트(72)와 실린더 구동되는 프레스 플레이트(142) 사이에서 진공 단열재(94)의 가열 가압이 행해진다.The vacuum insulators 91, 92, 93, and 94 on which the two sides are welded are positioned on the upper surfaces of the
이 가열 가압을 안전하고 확실하게 행하기 위하여, 밀어올려지거나 또는 하강하는 제2 지지 플레이트(65) 및 제3 지지 플레이트(68)에 대해서는, 그 이상 하강하지 않도록 지주(80)에 하강 방지 스토퍼(81, 82)가 설치되어 있다. 또한, 하중이 보다 많이 걸리는 하단부의 제1 지지 플레이트(62) 및 제2 지지 플레이트(65)에는, 프레스력이 과중하게 되는 것을 방지하기 위하여 과부하 방지 스토퍼(77, 78)가 설치되어 있다. 이들은 교환 가능하며 높이 조정도 가능하도록 각각의 지지 플레이트에 나사로 고정되어 있다.In order to perform this heating pressurization safely and reliably, about the
이상, 금속박 외피재를 사용한 본 발명에 특화된 열 용착 봉지 장치에 대하여 설명하였으나, 상기 장치는 근소한 설계 상의 변경에 의해 종래의 금속 증착 필름이나 수지 외피재의 진공 봉지 장치로서도 사용할 수 있다. As mentioned above, although the heat-welding sealing apparatus specialized for this invention using the metal foil outer shell material was demonstrated, the said apparatus can be used also as a vacuum sealing apparatus of the conventional metal vapor deposition film or a resin outer shell material by a slight design change.
1: 진공 단열재 2, 3: 금속박 외피재
2a, 3a: 단변부 4: 심재
5, 6a, 6b, 7a, 7b: 열가소성 수지 10: 하측 봉지 유닛
11: 베이스 플레이트 12: 지주
13: 하단 지지 플레이트 14: 하단 하측 플레이트
15: 하단 가열 가압 부재 16: 상단 지지 플레이트
17: 하단 프레스 플레이트 18: 상단 하측 플레이트
19: 상단 가열 가압 부재 20, 30: 상측 봉지 유닛
21: 지지판 22: 히터
23: 실린더 24: 축
25, 26: 가열 가압 부재 40, 50: 상측 봉지 유닛
43: 실린더 44: 축
45, 46: 가열 가압 부재 60: 4단형 하측 봉지 유닛
61: 베이스 플레이트 62, 65, 68, 71: 지지 플레이트
63, 66, 69, 72: 하측 플레이트 64, 67, 70: 프레스 플레이트
73, 74, 75, 76: 가열 가압 부재 77, 78: 과부하 방지 스토퍼
80: 지주 81, 82: 하강 방지 스토퍼
91, 92, 93, 94: 진공 단열재 100: 제조 장치
110: 제1 스테이지 111: 벨트 컨베이어
120: 제2 스테이지 121, 122: 벨트 컨베이어
123: 승강 유지구 130: 제3 스테이지
131: 벽체 131a: 개구부
132: 진공실 133: 제1 기밀 도어
134: 벨트 컨베이어 135: 승강 유지구
136: 실린더 137: 실린더 축
138: 제2 기밀 도어 139: 배기구
14O: 실린더 141: 실린더 축
142: 프레스 플레이트 145: 격벽
146: 소진공실(개구부) 147: 배기구
148: 패킹 150: 제4 스테이지
151: 벽체 151a: 개구부
152: 진공실 153: 제3 기밀 도어
154: 벨트 컨베이어 155: 승강 유지구
156: 실린더 157: 실린더 축
158: 제4 기밀 도어 159: 배기구
160: 제5 스테이지 161: 벨트 컨베이어1:
2a, 3a: Short side portion 4: Heartwood
5, 6a, 6b, 7a, 7b: thermoplastic resin 10: lower sealing unit
11: base plate 12: prop
13: lower support plate 14: lower lower plate
15: lower heating pressing member 16: upper support plate
17: lower press plate 18: upper lower plate
19: upper
21: support plate 22: heater
23: cylinder 24: shaft
25, 26:
43: cylinder 44: shaft
45, 46: heating press member 60: four-stage lower sealing unit
61:
63, 66, 69, 72:
73, 74, 75, 76:
80:
91, 92, 93, 94: vacuum insulation material 100: manufacturing apparatus
110: first stage 111: belt conveyor
120:
123: elevation holder 130: third stage
131:
132: vacuum chamber 133: first hermetic door
134: belt conveyor 135: elevating holder
136: cylinder 137: cylinder axis
138: second hermetic door 139: exhaust port
14O: cylinder 141: cylinder axis
142: press plate 145: partition wall
146: vacuum chamber (opening) 147: exhaust port
148: packing 150: fourth stage
151:
152: vacuum chamber 153: third hermetic door
154: belt conveyor 155: lifting lowering
156: cylinder 157: cylinder axis
158: fourth hermetic door 159: exhaust port
160: fifth stage 161: belt conveyor
Claims (14)
상기 열가소성 수지는, 상기 외피재의 단부(端部)에만, 대향하는 상기 외피재 사이에 1층만 설치되어 있는, 진공 단열재.The method of claim 1,
The said thermoplastic resin is a vacuum heat insulating material in which only one layer is provided only in the edge part of the said outer cover material between the said outer cover materials.
상기 열가소성 수지는, 상기 외피재의 단부에만, 대향하는 상기 외피재의 각 내면에 각각 층형으로 설치되어 있는, 진공 단열재.The method of claim 1,
The said thermoplastic resin is a vacuum heat insulating material provided only in the edge part of the said outer shell material, respectively in layer form in each inner surface of the said outer shell material.
상기 열가소성 수지는, 상기 외피재의 단부로부터 상기 단열 심재에 이르는 영역에, 대향하는 상기 외피재의 각 내면에 각각 층형으로 설치되어 있는, 진공 단열재.The method of claim 1,
The said thermoplastic resin is a vacuum heat insulating material provided in each layer in the inner surface of the said outer skin material facing each other in the area | region which reaches from the edge part of the said outer skin material to the said heat insulation core material.
상기 열가소성 수지는, 각각의 상기 외피재의 단부를 포함하는 내면 전체에 설치되어 있는, 진공 단열재.The method of claim 1,
The said thermoplastic resin is a vacuum heat insulating material provided in the whole inner surface containing the edge part of each said outer skin material.
상기 열가소성 수지는 110㎛ 이상, 250㎛ 이하의 두께를 가지는 폴리이미드인, 진공 단열재.The method according to any one of claims 1 to 5,
The thermoplastic resin is a polyimide having a thickness of 110 μm or more and 250 μm or less.
상기 금속박 외피재의 4개의 단변부 중, 대향하는 2변을 대기 중에서 열 용착시키고,
상기 금속박 외피재의 나머지 2변을 진공 분위기에서 열 용착시켜 진공 봉지를 행하는, 진공 단열재의 제조 방법.A heat insulation core material is arrange | positioned in the substantially center between two metal foil outer shell materials, and a thermoplastic resin is arrange | positioned at least at the short side part,
Of the four short sides of the metal foil skin material, two opposite sides are thermally welded in the air,
The remaining two sides of the said metal foil outer cover material are heat-welded in a vacuum atmosphere, and vacuum sealing is carried out, The manufacturing method of the vacuum heat insulating material.
상기 금속박 외피재의 2변을 진공 분위기에서 열 용착시키는 공정은, 연속하는 2개의 진공실을 사용하고, 전실(前室)의 진공실에서 진공 흡인과 가열 가압에 의해, 공기를 배제하여 상기 단열 심재와 상기 금속박 외피재의 밀착도를 높이고, 후실(後室)의 진공실에서 2변의 열 용착에 의한 봉지를 행하는, 진공 단열재의 제조 방법.The method of claim 7, wherein
The step of thermally welding the two sides of the metal foil shell material in a vacuum atmosphere is performed by using two successive vacuum chambers and excluding air by vacuum suction and heat pressurization in the vacuum chambers of all the chambers. The manufacturing method of the vacuum heat insulating material which improves the adhesiveness of a metal foil outer cover material, and performs sealing by the heat welding of two sides in the vacuum chamber of a rear chamber.
상기 하측 봉지 유닛을 탑재하고, 상기 진공 단열재의 상기 재료를 그 위에 세팅하는 제1 스테이지와,
상기 하측 봉지 유닛의 상기 가열 가압 부재 사이에서 상기 진공 단열재의 재료의 단변부 중 2변을 열 용착시키는 가열 가압 부재를 가지는 제1 상측 봉지 유닛을 구비한 제2 스테이지와, 진공실을 가지고, 이 안에서 상기 제2 스테이지에서 2변이 열 용착된 진공 단열재를 상하로부터 가열 가압하여 공기의 효율적인 배제와 건조를 행하는 제3 스테이지와,
상기 제3 스테이지에 이어지는 진공실을 가지고, 이 안에서 상기 하측 봉지 유닛의 가열 가압 부재 사이에서 상기 진공 단열재의 재료의 단변부의 다른 2변을 열 용착시켜 진공 봉지하는 가열 가압 부재를 가지는 제2 봉지 유닛을 구비한 제4 스테이지와,
완성된 진공 단열재를 인출하는 제5 스테이지
를 포함하는 진공 단열재의 제조 장치.At the lower plate which mounts the material of the heat insulation core material and the vacuum heat insulating material which consists of a thermoplastic resin at least in a short side part in a substantially central part between a support plate, two metal foils, and the said two metal foils, a press plate, and the sealing position on the said support plate A lower sealing unit having a corresponding heating and pressing member,
A first stage on which the lower encapsulation unit is mounted and which sets the material of the vacuum insulator thereon;
And a second chamber provided with a first upper sealing unit having a heating pressing member for thermally welding two sides of short sides of the material of the vacuum insulator between the heating pressing members of the lower sealing unit and a vacuum chamber therein. A third stage for heating and pressurizing the vacuum insulator heat-welded two sides in the second stage from above and below to efficiently remove and dry air;
A second encapsulation unit having a vacuum chamber connected to the third stage, wherein the second encapsulation unit has a heating press member for thermally welding the other two sides of the short side portions of the material of the vacuum insulator between the pressurizing members of the lower encapsulation unit and vacuum-sealing the second encapsulation unit. A fourth stage provided,
5th stage to draw out the completed vacuum insulation material
Apparatus for producing a vacuum insulator comprising a.
상기 제1 스테이지 내지 상기 제5 스테이지는 각각 컨베이어 기구(機構)를 가지고, 상기 하측 봉지 유닛을 차례로 이동시키는 것을 가능하도록 한, 진공 단열재의 제조 장치.10. The method of claim 9,
The said 1st stage thru | or 5th stage have a conveyor mechanism, respectively, The manufacturing apparatus of the vacuum heat insulating material which made it possible to move the said lower sealing unit one by one.
상기 제5 스테이지로부터 상기 제1 스테이지로 상기 하측 봉지 유닛을 되돌리는 순환 반송로를 포함하는 진공 단열재의 제조 장치.The method of claim 10,
And a circulation conveyance path for returning the lower sealing unit from the fifth stage to the first stage.
상기 제3 스테이지의 진공실과 상기 제4 스테이지의 진공실 사이에 이들에 의해 저압으로 유지되는 소진공실이 추가로 설치된, 진공 단열재의 제조 장치.10. The method of claim 9,
An apparatus for producing a vacuum insulator, wherein a small vacuum chamber kept at low pressure by the vacuum chamber of the third stage and the vacuum chamber of the fourth stage is further provided.
상기 하측 봉지 유닛은 복수단의 지지 플레이트와 하측 플레이트와 프레스 플레이트와 가열 가압 부재를 가지고, 상기 상측 봉지 유닛은 복수의 가열 가압 부재를 가지고, 복수개의 진공 단열재를 동시에 복수개 제조할 수 있는 것인, 진공 단열재의 제조 장치.10. The method of claim 9,
The lower encapsulation unit has a plurality of stages of a support plate, a lower plate, a press plate, and a heating press member, wherein the upper encapsulation unit has a plurality of heating press members, and can manufacture a plurality of vacuum insulation materials at the same time. Apparatus for the production of vacuum insulation.
상기 하측 봉지 유닛의 복수단의 상기 지지 플레이트 중, 가장 상단의 것 이외는 지주를 따라 승강 가능하게 되어 있고, 가열 가압 시에 상기 하측 플레이트와 상기 프레스 플레이트 사이에 최적인 위치 관계를 형성하도록 상기 지지 플레이트 사이에 스토퍼가 설치된, 진공 단열재의 제조 장치.The method of claim 13,
Among the supporting plates of the plurality of stages of the lower sealing unit, the support plate is movable up and down except the uppermost one, and the support is formed so as to form an optimal positional relationship between the lower plate and the press plate at the time of heating and pressing. Apparatus for producing vacuum insulation, provided with stoppers between the plates.
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