KR20180090315A - 진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유 코어(3)를 갖는 진공 절연 패널(1)을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 섬유의 코어 블랭크를 제공하는 단계, 상기 코어 블랭크의 큰 면상에 호일 단면들을 배열하는 단계, 상기 코어(3)를 형성하기 위해 코어 블랭크를 소정의 두께까지 압축하는 단계로서, 상기 압축 단계에서 상기 코어 블랭크는 호일 단면들 사이에 배열되고, 상기 코어(3)의 기계적 압축은 상기 호일 슬리브(2)가 밀봉될 때까지 유지되고, 상기 압축 단계는 열적 충격 없이 실온에서 제조 장소에서 수행되는 단계, 상기 호일 슬리브(2)를 형성하기 위해 상기 호일 단면들을 연결하는 단계로서, 상기 호일 슬리브(2)의 부분 단면은 여전히 개방된 채로 남아 있는 단계, 상기 코어(3)를 봉지하는 호일 슬리브(2)를 최대 1mbar 이하의 압력까지 배기시키는 단계; 및 상기 호일 슬리브(2)를 완전히 폐쇄하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 호일 슬리브(2)는 플라스틱 복합 호일로 만들어진다. 이러한 방법은 상기 기계적 압축이 1bar 초과의 압력에서 수행된다는 사실에 의해 그 자체로 차이를 나타낸다. 따라서 낮은 비용으로 제조될 수 있고 이로 인한 절연 효과의 손실 없이 제조될 수 있는 진공 절연 패널(1)이 수득된다.

Description

진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법

본 발명은 섬유 코어를 갖는 진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 섬유의 코어 블랭크를 제공하는 단계, 상기 코어 블랭크의 큰 면상에 호일 단면들을 배열하는 단계, 상기 코어를 생성하기 위해 코어 블랭크를 소정의 두께까지 압축하는 단계로서, 상기 압축 단계에서 상기 코어 블랭크는 상기 호일 단면들 사이에 배열되어 이들 사이에서 기계적으로 압축되고, 상기 코어의 기계적 압축은 호일 슬리브 또는 인벨로프(envelope)가 밀봉될 때까지 유지되고, 상기 압축 단계는 열적 충격 없이 실온에서 제조 장소에서 수행되는 단계, 상기 호일 슬리브를 형성하기 위해 호일 단면들을 연결하는 단계로서, 상기 호일 슬리브의 부분 단면이 여전히 개방된 채로 남아 있는 단계, 상기 코어를 봉지하는 호일 슬리브를 최대 1mbar 이하의 압력까지 배기시키는 단계, 및 상기 호일 슬리브를 완전히 밀폐하는 단계를 포함하되, 상기 호일 슬리브는 플라스틱 복합 호일로 만들어 진다.

이 같은 진공 절연 패널들은 비교적 작은 절연 두께와 더불어 양호한 절연 특성을 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서 이들은 이용 가능한 공간이 제한되어 있는 구역에서 주로 사용된다. 예로서, 냉장고, 냉동고 등이 본원에서 언급되어 있어야 한다. 그러나 이 같은 진공 절연 패널은 또한 건축 분야에서 건축물의 절연을 위해 사용된다.

공지된 진공 절연 패널들은 배기하도록 구성된 개방형 다공성 본체의 코어를 포함한다는 점에서 공통점을 갖는다. 이러한 코어는 호일 슬리브 내에 수용되고, 그 내부에서 진공 하에 이용 가능하다. 따라서

이 같은 진공 절연 패널 내부에서 대류뿐만 아니라 기체 열전도가 주로 방지되어 열 손실은 주로 고체 체전도(solid body conduction) 및 열복사에 의해 일어난다.

코어 물질로서, 예를 들어 발포형 폴리우레탄 또는 폴리스티렌, 침강 실리카, 발열성 실리카 등과 같은 상이한 개방형 다공성 물질이 사용된다. 매우 낮은 고체 체전도로 인해 섬유는 또한 코어 물질로서 일반적이다.

호일 슬리브가 사용되는 경우에 상이한 설계 모드가 또한 일반적이다. 따라서, 예를 들어 두께가 150 내지 200㎛인 HDPE 층과 두께가 6 내지 20㎛인 알루미늄 층을 구비한 2층 호일의 형태인 플라스틱 복합 호일이 주로 사용된다. 더욱이, 예를 들어 각각이 알루미나이징(aluminizing) 처리된 두께가 20 내지 50㎛인 몇몇 플라스틱 호일이 서로 연결되어 있고 이의 층 두께가 전형적으로는 각각 3 내지 5㎛인 플라스틱 기반의 다층 호일이 또한 공지되어 있었다. 이 같은 플라스틱 복합 호일은 낮은 비용으로 제공될 수 있다는 이점, 그리고 거의 노력 없이 가공될 수 있다는 이점을 갖는다. 특히 상기 호일 슬리브의 기밀 밀봉은 원칙적으로는 적당한 용접심(welding seam) 또는 밀봉심(sealing seam)이 임의의 문제점 없이 생산될 수 있기 때문에 플라스틱 물질이 갖는 문제점 없이 실시될 수 있다. 게다가, 이 같은 플라스틱 복합 호일은 가장자리면 연결 구역에서 비교적 중요하지 않는 열교 현상(thermal bridge)을 제한한다. 불충분한 확산 저항성으로 인해, 순수한 플라스틱 호일은 틈새 응용(niche application)으로만 역할을 한다. 이들은 근본적으로는 건축 분야에서와 같이 수년 또는 심지어 수십 년의 진공 절연 패널의 유효 수명이 요구되는 응용에 적합하다.

그러나 이 같은 플라스틱 복합 호일 슬리브의 단점은 이들이 완전히 기밀되지 않는다는 것이다. 시간이 흐름에 따라 침투하게 되는 기체 분자는 진공 상태를 파괴한다. 또한 침투성이 있는 수분은 이 같은 진공 절연 패널의 내부에서의 열전도를 초래할 것이다. 따라서 장기적인 측면에서 상기 절연 효과는 실질적으로 감소할 수 있다. 이 같은 플라스틱 호일 슬리브의 다른 단점은 이들이 기계적 손상에 비교적 민감하다는 점에 있다. 이 같은 기계적 손상이 수송 도중이나 가공 과정에서 이미 발생한 경우, 진공 상태는 직접적으로 상실되고, 절연 효과는 대체로 소실된다.

예를 들어, 스테인리스강 호일과 같은 금속 호일 기반의 호일 슬리브가 하나의 대안이다. 이 같은 금속 호일은 대체로 기밀이어서 거의 무제한의 수명을 구현할 수 있다. 게다가, 이들은 기계적 손상에 대한 높은 내성을 제공한다.

그러나 이 같은 금속 호일 슬리브의 단점은 금속의 높은 열전도도로 인해 가장자리 영역에서 매우 상당한 열교 현상이 발생한다는 것이다. 이들은 절연 효과의 뚜렷한 감소를 야기한다. 게다가, 이 같은 금속 호일은 공급하는데 많은 비용이 들고 가공하는데 더욱 복잡하다. 특히, 이 같은 금속 호일 슬리브의 용접은 플라스틱 호일의 경우에 비해 훨씬 더 많은 노력이 요구된다.

이 같은 진공 절연 패널의 전체 설계에서, 상기 코어는 지지 본체로서 작용하여 이는 통상적으로 비교적 치수적으로 안정한 성형체로서 제공된다. 섬유 물질이 상기 코어용으로 사용되는 경우, 진공 하에 분해되는 임의의 결합제를 함유하지 않은 섬유 물질이 일반적으로 이용된다. 실제 경험에 따르면 부정적 효과는 상기 결합제의 사용과 연관된 것으로 나타났다. 유기 결합제가 사용되는 경우, 이들은 진공 상태에서 분해될 수 있어, 상기 절연 효과는 기체 열전도의 증가로 인해 감소한다. 일반적으로 무기 결합제가 이러한 효과를 갖지 못할지라도 이들은 다루기 어렵고, 비용이 많이 든다.

이러한 이유로 인해, 당업자는 계속해서 결합제가 없는 광물면을 사용하고 열적 영향 하에 이를 압축하여 코어를 형성하였다. 이러한 가공은 원칙적으로는 광물질의 개별 조성에 따라 400℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 수행되며, 따라서 이의 연화점의 범위 내에서 일어난다. 한편으로서는 원료의 섬유 혼입을 초래하고 다른 한편으로는 일종의 융합을 초래하는 광물 섬유의 소성 변형이 이와 연관되어 있다. 이로 인해, 교적 치수적으로 안정하지만 여전히 개방형인 다공성 코어가 구현될 수 있다. 이 같은 과정의 예들이 문헌{US 2,745,173, EP 1 892 452 B1, DE 601 24 242 T2 및 EP 1 653 146 A1}에서 찾아볼 수 있다.

여기에 공지된 과정은 양호한 절연 효과를 갖는 진공 절연 패널을 구현하기 위한 가치가 있는 것으로 전적으로 증명되었다. 이들은 또한 비교적 양호한 취급 용이성(manageability)을 갖는 것을 특징으로 한다. 그러나 이들 과정은 특히 높은 온도의 사용으로 야기되는 매우 높은 에너지 소비와 연관되어 있다. 이러한 이유로 인해, 광물면의 이 같은 성형 코어의 제조는 비교적 비용이 많이 든다. 게다가, 이들 방법 단계는 또한 시간 소모적이며, 더욱이 제조된 성형 본체는 추가의 사용을 위해 여전히 냉각되어야 한다.

따라서 DE 10 2013 104 712 A1에는 압축 단계에서 섬유의 코어 블랭크가 2개의 커버 성분들 사이에 배열되어 그 사이에서 기계적으로 압축되는 과정이 공지되어 있으며, 여기서 상기 코어는 호일 슬리브가 밀봉될 때까지 기계적 압축 하에 유지되고, 상기 압축 단계는 열적 충격 없이 실온에서 제조 장소에서 수행된다.

따라서 고온 하에서의 활발한 복합 압축 대신에 코어 블랭크는 이제 냉각 상태에서 압축되며, 이는 에너지 요건에 대한 실질적인 감소를 초래한다. 동시에 진공 상태가 형성되고 호일 슬리브가 밀봉될 때까지 압축 압력이 유지되기 때문에 상기 코어의 연관된 초기 낮은 치수 안정성은 더 이상 문제가 아니다. 상기 코어 블랭크를 가열하지도 냉각시키지도 않는데 공정 시간이 고려되어야 하기 때문에 상기 방법은 짧은 시간 내에 수행될 수 있다.

그러나 불리하게도 상기 방법은 특히 스테인리스강 금속 호일과 같은 금속 호일이 사용되는 경우에만 임의의 문제점 없이 수행될 수 있다. 그러나 호일 슬리브로서 플라스틱 복합 호일이 사용되는 경우, 상기 문헌의 교시에 따라 매우 가요성인 호일 슬리브의 주름 생성을 피하기 위해 부가적인 지지 플레이트는 코어 블랭크의 큰 면에 배열되어야 한다. 이로 인해 부가적인 방법 단계가 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 선행 기술의 단점을 피하고 슬리브(sleave) 또는 인벨로프(envelope)로서 플라스틱 복합 호일 및 섬유 코어를 구비한 진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것으로, 상기 방법에 의해 진공 절연 패널은 거의 노력 없이 제조될 수 있고, 이의 큰 면에서 호일 슬리브의 주름 생성 없이 제조될 수 있다.

이러한 목적은 특허청구범위 제 1 항의 특징부를 갖는 방법에 의해 달성된다. 이는 특히 기계적 압축이 1bar 초과의 압력에서 수행된다는 사실에 의해 특징지어 진다.

본 발명의 과정에서, 놀랍게도 플라스틱 복합 호일의 주름 생성은 충분히 높은 압축 압력이 가해진다는 사실에 의해 예방될 수 있는 것으로 나타났다. 1bar 초과의 압력에 의해 이미 상기 섬유 코어의 큰 면은 압축되어 충분히 평활한 표면을 제공한다. 따라서 그 상부에 배열된 호일 단면들은 이들의 신장 및 연신 위치를 유지할 것이다.

이는 또한 상기 압축 압력이 상기 호일 슬리브가 밀봉되거나 폐쇄될 때까지 유지된다는 사실에 의해 지지된다. 이어, 그 내부에 존재하는 진공 상태로 인해 상기 코어는 치수적으로 안정한 본체로서 제공되어 상기 호일 슬리브는 또한 이의 형태를 유지할 것이다.

그 결과, 현재까지 사용된 부가적인 지지 플레이트는 더 이상 사용되지 않으며, 즉 소멸될 수 있다. 이로 인해 공정 기술적 노력(process-technological effort)이 상당히 감소하게 되며, 즉 상기 방법이 실질적으로 간소화된다.

상기 호일 슬리브가 플라스틱 복합 호일이며, 이로 인해 낮은 공급 비용 및 열교 현상의 예방에 대한 플라스틱 슬리브의 통상적인 이점이 이용될 수 있다는 점이 또한 유리하다.

본 발명에 따른 방법의 유리하고 추가적인 개발이 종속항의 청구주제이다.

따라서, 기계적 압축은 2 내지 10bar의 압력에서 수행될 수 있다. 본 발명의 과정에서의 실제 시험에 따르면 상기 범위 내에서 상기 호일 슬리브의 특히 유리한 절연 특성뿐만 아니라 특히 유리한 표면 특성이 구현될 수 있고, 게다가 압축 단계에 대한 노력이 제한될 수 있는 것으로 나타났다. 이와 관련하여, 4 내지 8bar의 범위가 특히 바람직하며, 여기서 현재의 시험에 따르면 특히 바람직한 절연 특성과 관련하여 상기 호일 단면의 특히 주름 없는 표면은 약 6bar에서 구현될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 섬유는 진공 하에 분해되는 임의의 결합제, 특히 유기 결합제를 포함하지 않는 것이 또한 바람직하다.

상기 섬유는 지공 조건 하에 거의 분해지되 않거나 매우 미량으로만 분해되는 열가소성 물질로 형성될 수 있다. 이러한 종류의 적절한 섬유는 특히 폴리에틸렌, 폴리아미드 또는 폴리프로필렌으로 구성된다.

마찬가지로, 무기 섬유, 바람직하게는 직물 유리 섬유 또는 광물면(예를 들어, 유리솜 또는 암면) 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 직물 유리 섬유는 통상적으로 노즐 드로잉 과정(nozzle drawing procedure)에 의해 제조되고, 광물면은 건식 과정 또는 습식 과정에 의해 생산될 수 있다. 유기 섬유, 무기 섬유 또는 유기-무기 섬유의 혼합물이 사용될 수 있지만, 이는 공정 기술로 인해 덜 바람직하다.

상기 코어 블랭크를 제공하는 단계는 상기 코어 블랭크를 최대 0.1% 미만의 잔류 수분까지 건조시키는 단계를 포함하는 것이 추가로 유리하다. 이어, 열전도를 추가로 감소시키고, 그 결과 향상된 감쇠 효과(damping effect)를 달성할 수 있도록 상기 호일 슬리브 내에 포획된 수분의 양을 특히 낮게 유지하는 것이 가능하다. 이는 무기 섬유의 제조 도중에 상기 무기 섬유로 역할을 하며, 이때 통상적으로 수성 분산액, 예를 들어 유제(oiling agent)가 사용된다. 열가소성 섬유는 통상적으로 수분의 부재 하에 용융 질량으로부터 직접 생성되어 통상적으로 건조 단계가 불필요하다.

더욱이, 상기 건조 단계는 상기 섬유의 연화 온도 이하인 적어도 200K의 온도에서 발생할 수 있다. 실제 시험에 따르면 건조 시간 및 에너지 소비량을 고려할 때 수분 함량에 따라 120℃ 내지 200℃(평균 약 150℃)의 건조 온도가 실질적으로 효과적인 것으로 나타났다.

더욱이, 상기 코어 블랭크를 제공하는 단계는 섬유 물질의 펠트 웹(felt web)을 제공하는 단계 및 상기 펠트 웹을 소정의 마감 치수까지 절단하는 단계를 포함하는 것이 또한 가능하다. 이어, 상기 코어 블랭크를 제공하는 단계는 통상의 공정 라인 내로 충분히 통합될 수 있으며, 이는 효과적으로 수행될 수 있다. 요건에 따르면, 복수의 절단된 펠트 웹 단면을 적층하는 단계는 상기 코어의 목적하는 층을 구현하고 상기 진공 절연 패널을 위한 절연 두께를 구현하기 위해 수행될 수도 있다.

대안적으로, 복수의 펠트 웹은 또한 서로의 상부에 하나씩 배열할 수 있고, 이어 상기 펠트 웹 적층물은 소정의 마감 치수로 절단될 수 있다.

상기 호일 슬리브로 봉지된 코어를 배기시키는 단계는 최대 0.05mbar 이하의 압력에서 수행되는 것이 추가로 유리하다. 이렇게 향상된 진공 상태에 의해 더욱 더 양호한 절연 효과가 구현될 수 있다. 심지어, 이는 상기 호일 슬리브 내의 압력이 배기 단계 과정에서 0.01mbar 이하의 값까지 감소하는 경우에 증가할 수 있다.

상기 광물면이 WO 2003/098209 A1에 개시된 방법에 따라 결정된 20ℓ/분 이하의 마이크로네어(micronaire)에 상응하는 섬유 섬도를 갖는 섬유를 포함하는 경우, 우수한 절연값과 더불어 특히 양호한 지지 특성을 갖는 코어가 구현될 수 있다. 실제 시험에서, 상기 섬유가 15ℓ/분 이하의 마이크로네어에 상응하는 섬유 섬도를 갖는 경우에 특히 바람직한 방식으로 이들 이점이 달성된다는 것이 증명되었다.

게다가, 상기 펠트 웹이 건조 단계 이전에 단위 면적 당 800g/㎡ 내지 2,500g/㎡의 중량으로 포함하는 것이 유리한 것으로 증명되었다. 그 결과, 특히 바람직한 특성을 갖는 코어가 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 실시형태에 의해 하기에서 더욱 상세하게 설명될 것이다. 도면에서:
도 1은 본 발명의 방법에 따라 제조된 진공 절연 패널의 개략도이고;
도 2는 본 발명에 따른 방법의 순서도이다.

도 1에서, 진공 절연 패널(1)은 단면도에 개략적으로 나타나 있다. 이는 코어(3)을 완전히 봉지하는 호일 슬리브(2)를 포함한다.

도 1에 따른 실시형태에서, 호일 슬리브(2)은 플라스틱 복합 호일로서 설계되고, 두께가 150㎛인 DPE 층 및 두께가 6㎛인 알루미늄 층을 구비한 2층 구조를 포함한다. 이는 돌출한 가장자리 단면에서 코어(3)의 측면 가장자리 영역 내에서 서로 용접되는 2개의 호일 단면(2a 및 2b)으로 형성된다. 내부 압력이 약 0.01mbar로 설정된 진공 상태는 호일 슬리브(2) 내부에서 이용 가능하다. 따라서, 도 1의 개략도와는 반대로 호일 슬리브(2)는 실제 코어(3)과 밀접하게 접촉하고 있으며, 여기서 코어(3)는 외부 압력에 대항하여 지지 본체로서 작용한다. 코어(3)는 결합제가 없는 광물면, 본원에서는 유리솜으로 구성된다.

하기에서, 진공 절연 패널(1)을 제조하기 위한 방법은 도 2에 도시된 순서도에 의해 상세하게 설명될 것이다:

먼저, 코어 블랭크를 생산한다. 이를 위해, 결합제가 없는 광물면의 펠트 웹이 제공된다. 이러한 펠트 웹은 전형적으로 코일 형상으로 제공된다. 원칙적으로, 호일은 권선층(winding layer)들 사이에서 이용 가능하며, 이는 상기 층의 섬유가 서로 혼입되는 것을 방지하며, 따라서 단위 면적 당 현 중량의 유지에 기여한다. 상기 예시된 실시형태에서, 이러한 펠트 웹은 단위 면적 당 약 2,500g/㎡의 중량을 가지며, 12ℓ/분의 마이크로네어에 상응하는 섬도를 갖는 섬유로 구성되어 있다.

이어, 필요한 경우, 잔류 수분이 0.1% 미만의 값을 가질 때까지 이러한 펠트 웹의 광물면을 건조시킨다. 이를 위해, 상기 펠트 웹에는 2분의 기간 동안 약 150℃의 온도로 충격을 가한다. 이러한 광물면의 건조 단계는 절단된 펠트 웹 단면에서 뿐만 아니라 상기 펠트 웹에서도 수행될 수 있다.

상기 펠트 웹을 절단하는 단계는 본원에서 소정의 마감 치수에 대해 수행되며, 이는 이 같은 진공 절연 패널의 전형적인 치수에 자체가 지향된다. 통상적인 치수는 600㎜ * 300㎜ 내지 1,800㎜ * 1,200㎜의 범위 내에 있다. 절단은, 예를 들어 띠톱, 회전날, 물 분사 절단, 펀칭(punching) 등과 같은 공지된 적절한 방법에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 실시형태에서, 이러한 방식으로 절단되었던 복수의 펠트 웹 단면, 즉 본원에서 이러한 방식으로 절단되었던 3개의 펠트 웹 단면은 충분한 광물면 물질, 즉 목적하는 절연 두께를 생성하기 위해 요구되는 층이 이용 가능할 때까지 서로에 대해 상부에 적층된다.

이어, 소위 게터 물질(getter material), 건조제 등은 상기 코어 물질의 특정 기능 향상을 구형하기 위해 첨가된다. 이들 물질은 루즈 파우더(loose powder), 시트(sheet) 등으로서 첨가될 수 있다.

후속적으로, 호일 단면(2a 및 2b)은 이렇게 형성된 코어 블랭크의 상부 및 하부 측면에 봉입체(enclosure) 또는 인벨로프로서 배열된다.

다음 단계에서, 2개의 호일 단면(2a 및 2b) 사이에서 이용 가능한 코어 블랭크에는 약 6bar의 가압력(pressing power)로 압축이 가해진다. 이러한 압축은 열적 충격 없이 수행되며, 이는 상기 코어의 물질에 대한 임의의 가열이 없다는 것을 의미하며, 따라서 이는 실온 및/또는 주위 온도에서 제조 장소에서 수행된다. 이러한 과정에서, 상기 코어의 두께는 약 25㎜로 설정되고, 상기 코어의 밀도는 약 300㎏/㎥으로 설정된다.

추가의 단계에서, 호일 단면(2a 및 2b)은 먼저 도 1의 투영도로부터 알 수 있는 바와 같이 3개의 측면 가장자리에서 서로 용접된다. 코어(3)으로부터 용접심의 거리는 수 밀리미터로 제한되며, 본원에서는 5㎜ 미만이 된다.

따라서 호일 슬리브(2)가 3개의 측면에서 폐쇄되는 반면, 코어(3)는 기계적 압축에 의해 가해지는 압축 압력 하에 있게 되고, 이의 소정의 두께를 유지한다.

이러한 배위(constellation)에서, 코어(3)는 호일 슬리브(2)와 함께 진공 장치 내에 배치되고, 호일 슬리브(2)의 내부는 약 0.01mbar의 내부 압력까지 배기한다. 코어(3)은 호일 슬리브(2)가 폐쇄되거나 밀봉될 때까지 압축 압력 하에 있게 된다.

이어 최종 단계에서, 호일 슬리브(2)은 나머지 개방 측면에서 폐쇄되어 호일 단면(2a 및 2b)의 측면 가장자리가 서로에 완전히 용접된다.

이어 호일 슬리브(2)의 내부에서 목적하는 진공 상태가 이용 가능하기 때문에 이에 대한 기계적 압축은 후속적으로 소멸될 수 있다. 그러나 압력 평형, 즉 진공 챔버의 플러딩(flooding)이 있을 때까지 기계적 압축을 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 압력을 이용하여 가능하게는 상기 코어 물질의 회복력에 의해 야기되는 진공 상태의 급증(bulging)을 피하는 것이 가능하다.

상기에 설정된 파라미터에 따르면, 약 30㎜의 생성물 두께를 갖고 코어(3)의 밀도가 약 250㎏/㎥인 진공 절연 패널(1)가 얻어진다.

하나의 가공단(processing station)에서 다음 단으로 호일 단면(2a 및 2b)이 구비된 코어 블랭크의 전달은 본원에서는 적당한 이동형 또는 활주형 운송 벨트를 통해 수행되거나, 시트 또는 플레이트뿐만 아니라 롤러 테이블(roller table)을 통해 수행되며, 그 사이의 배치물(arrangement)은 공급 장치 또는 활주 장치에 의해 운송된다. 특히 상기 진공 장치의 영역에서, 이들 공정은 로봇 제어 방식으로 수행될 수 있다.

이어 이렇게 형성된 진공 절연 패널(1)은 수송 준비가 되어 있고, 전달 가능하다.

상기에서 설명한 실시형태에서, 상기 제조 방법은 전형적으로는 제조 라인 외부에 불연속적으로 수행된다. 그러나 특정 조건 하에, 예를 들어 적당한 파라미터를 갖는 펠트 웹이 직접 생산될 수 있는 경우에 연속적으로 작동하는 제조 라인으로의 통합이 또한 가능하다.

상기에서 설명한 실시형태 이외에, 본 발명에서는 추가의 설계 접근법이 고려된다.

따라서 2층 구조를 갖는 플라스틱 복합 호일 대신에 다른 구조를 갖는 복합 호일이 호일 슬리브(2)용으로 또한 사용될 수 있다. 다른 실시형태에서, 예를 들어 알루미나이징 처리된 다층 플라스틱 복합 호일이 일예로 사용된다. 작동 기간에 대한 부차적인 요건이 수년인 경우, 단순한 다층 플라스틱 호일이 사용될 수 있다.

본원에서는 코어(3)용 물질로서 유리솜이 제공되지만, 대신에 암면, 신더울(cinder wool), 또는 직물 유리 섬유와 같은 기타 무기 섬유 등이 또한 사용될 수 있다. 대안적이거나 부가적으로는, 유기 섬유가 또한 사용될 수 있다.

더욱이, 건조 단계가 코어(3)의 물질에 적용되는 것이 꼭 필수적인 것은 아니다. 필요한 경우, 건조 정도는 또한 응용 사례를 위한 요건에 따라 다를 수 있다. 따라서, 상기 건조 단계를 위한 파라미터는 또한 요구되는 경우에 변경될 수 있다.

상기 코어 블랭크를 제공하는 단계는 또한 상술한 바와는 일부 다른 방식으로 수행될 수 있다. 특히, 펠트 웹을 코일 형태로 제공하는 것이 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 이는 상기 펠트 웹이 방금 생성된 광물 섬유로부터 생산되는 형성 단면으로부터 직접 제공될 수도 있다. 가능하게는, 복수의 펠트 웹 단면을 적층하는 단계를 수행하지 않을 수도 있다. 대안적으로는, 펠트 웹을 적절한 방식으로 접는 것이 또한 가능하다.

상기 코어 물질의 특정 기능 향상을 구현하기 위해 게터 물질, 건조제 등의 첨가는 상기 게터 물질이 적층물 표면이 아닌 그 내부에 배열되도록 적층 이전에 펠트 웹 또는 펠트 웹 단면 상에서 수행될 수 있다. 이는 상기 게터 물질이 호일 슬리브와 직접 접촉하지 않는 다는 점에서 이점을 갖는다.

상기에서 예시된 실시형태에서, 진공 절연 패널(1 또는 1')의 배기는 최대 0.01mbar의 내부 압력에서 수행된다. 그러나 응용 목적이 허용되는 한, 예를 들어 0.05mbar 또는 0.1mbar의 보다 큰 내부 압력을 수용하는 것이 또한 가능하다. 반면, 예를 들어 특정 응용 사례에 있어 상기 내부 압력을 0.001mbar로 더욱 더 낮추는 것이 편리할 수도 있다.

예시된 실시형태에서, 상기 코어(3)는 상기 압축 단계에서 6bar의 가압 압력으로 압축된다. 그러나 응용 사례에 따라 2bar 내지 10bar의 범위의 다른 가압 압력을 설정하는 것이 가능하지만, 상기 코어(3)의 상응하는 두께 및 밀도는 가압 공정 도중에 설정될 것이다.

마찬가지로, 12ℓ/분의 마이크로네어에 상응하는 상기 표시된 섬유 섬도를 갖는 섬유를 사용하는 것이 필수적인 것은 아니다. 다양한 응용을 위해, 20ℓ/분 미만의 마이크로네어를 갖는 보다 성긴 섬유를 사용하는 것이 또한 충분할 수 있다.

상기 건조 단계 이전의 단위 면적 당 펠트 웹의 중량은 또한 주어진 요건의 함수로서 다양할 수 있다.

Claims (12)

1. 섬유 코어(3)를 갖는 진공 절연 패널(1)을 제조하기 위한 방법으로서,
   섬유의 코어 블랭크를 제공하는 단계;
   상기 코어 블랭크의 큰 면상에 호일 단면들을 배열하는 단계;
   상기 코어(3)를 형성하기 위해 상기 코어 블랭크를 소정의 두께까지 압축하는 단계로서, 상기 압축 단계에서 상기 코어 블랭크는 상기 호일 단면들 사이에 배열되어 그 사이에서 기계적으로 압축되며, 이때 상기 코어(3)의 기계적 압축은 호일 슬리브(2)가 밀봉될 때까지 유지되고, 상기 압축 단계는 열적 충격 없이 실온에서 제조 장소에서 수행되는 단계;
   상기 호일 슬리브(2)를 형성하기 위해 상기 호일 단면들을 연결하는 단계로서, 상기 호일 슬리브(2)의 부분 단면은 여전히 개방된 채로 남아 있는 단계;
   상기 코어(3)를 봉지(envelopment)하는 호일 슬리브(2)를 최대 1mbar 이하의 압력까지 배기시키는 단계; 및
   상기 호일 슬리브(2)를 완전히 폐쇄하는 단계를 포함하되,
   상기 호일 슬리브(2)은 플라스틱 복합 호일로 만들어지고,
   상기 기계적 압축은 1bar 초과의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는,
   진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기계적 압축은 2 내지 10bar의 압력, 바람직하게는 4 내지 8bar의 압력, 특히 약 6bar의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는,
   진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 섬유는 진공 하에 분해되는 임의의 결합제, 특히 유기 결합제를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는,
   진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 섬유는 열가소성 물질, 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리아미드 또는 폴리프로필렌의 유기 섬유인 것을 특징으로 하는,
   진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 섬유는 무기 섬유, 바람직하게는 광물면, 특히 유리솜 또는 암면이거나 직물 유리 섬유인 것을 특징으로 하는,
   진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 코어 블랭크를 제공하는 단계는 상기 코어 블랭크의 무기 섬유를 최대 0.1% 미만의 잔류 수분까지 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 건조 단계는 상기 섬유의 연화 온도 이하인 적어도 200K 범위의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는,
   진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 코어 블랭크를 제공하는 단계는 섬유의 펠트 웹(felt web)을 제공하는 단계, 상기 펠트 웹을 소정의 마감 치수(finished size)로 절단하는 단계 및 가능하게는 복수의 절단된 펠트 웹 단면을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 코어 블랭크를 제공하는 단계는 섬유의 복수의 펠트 웹을 제공하는 단계, 상기 복수의 펠트 웹을 서로에 대해 하나씩 적층하는 단계 및 상기 펠트 웹 적층물을 소정의 마감 치수로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호일 슬리브(2)로 봉지된 코어(3)를 배기시키는 단계는 최대 0.05mbar 이하, 특히 0.01mbar 이하의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는,
    진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광물면은 20ℓ/분 이하의 마이크로네어(micronaire), 특히 15ℓ/분 이하의 마이크로네어에 상응하는 섬유 섬도(fiber fineness)를 갖는 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.
12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펠트 웹은 상기 건조 단계 이전에 단위 면적 당 800g/㎡ 내지 2,500g/㎡의 중량으로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    진공 절연 패널을 제조하기 위한 방법.

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