KR20180105288A - 진공단열재용 캡슐형 게터 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공단열재용 캡슐형 게터 및 이를 제조하는 방법에 관련되며, 이때 진공단열재용 캡슐형 게터 및 이를 제조하는 방법은 확장판부에 의해 지지되면서 진공압축력이 작용시 심재밀도에 따른 불균일한 압축두께에 대응하여 유연하게 변형되면서 심재 표면과 평면상에 일치되므로 진공단열재 압축성형 후 표면 품질이 향상되고, 확장판부을 기준으로 하는 로딩방식으로 진공단열재 제조라인의 자동화를 도모하기 위해 캡슐본체부(10), 확장판부(20), 통기성부재(30)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

Description

진공단열재용 캡슐형 게터 및 이를 제조하는 방법{Capsule type getter for vacuum insulator and method for manufacturing same}
본 발명은 진공단열재용 캡슐형 게터 및 이의 제조 제조방법에 관련되며, 보다 상세하게는 확장판부에 의해 지지되면서 진공압축력이 작용시 심재밀도에 따른 불균일한 압축두께에 대응하여 유연하게 변형되면서 심재 표면과 평면상에 일치되므로 진공단열재 압축성형 후 표면 품질이 향상되고, 확장판부을 기준으로 하는 로딩방식으로 진공단열재 제조라인의 자동화를 도모하는 진공단열재용 캡슐형 게터 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
통상적으로 진공 단열재는 심재와, 심재를 진공상태로 감싸는 외피재와, 심재와 함께 수용되어 외피재 내부 자류 기체 및 수분을 제거하는 게터(기체 흡착재)로 이루어지고, 이때 게터는 심재 내부에 분말형태로 투입되므로, 진공흡착시 손실이 심각함과 더불어 취급시 공기와의 접촉으로 기체 흡착성능이 저하되는 실정이다.
이에 종래에 공개특허 10-2008-0016875호에서, 기체 흡착재를 내포한 밀폐성을 갖는 용기와, 상기 용기와 인접하는 돌기물을 구비하고, 외력이 가해짐으로써, 상기 돌기물에 의해 상기 용기에 관통구멍이 생겨, 상기 기체 흡착재가 외부와 연통되도록 하는 기술이 선공개된바 있다.
그러나, 상기 종래기술은 용기 내부에 기체 흡착재가 내포된 상태로 밀폐처리되어 부피를 가지게 되므로, 용기가 위치된 진공단열재 표면이 볼록하게 돌출되거나 함몰되는 등의 변형으로 압축성형 후 진공단열재 표면 품질이 불균일한 문제점이 따랐다.
뿐만 아니라, 종래에 용기는 기체 흡착재를 밀폐처리하기 위한 용도에 국한되다보니 자동화 설비를 이용하여 투입하기 위한 기준점이 마련되지 못하고, 이로 인해 제조라인 일측에 작업자가 배치되어 수작업으로 일일이 투입하는 폐단이 따랐다.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 확장판부에 의해 지지되면서 진공압축력이 작용시 심재와 함께 유연하게 변형되면서 심재 표면과 평면상에 일치되므로 진공단열재 압축성형 후 표면 품질이 향상되고, 확장판부을 기준으로 하는 로딩방식으로 진공단열재 제조라인의 자동화를 도모하는 진공단열재용 캡슐형 게터 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 게터(1)가 수용되도록 상부에 투입구(12)가 구비되는 캡슐본체부(10); 상기 투입구(12)에서 횡방향으로 확장되어 캡슐본체부(10) 상부와 동일한 높이로 구비되는 확장판부(20); 상기 확장판부(20)에 접합되어 투입구(12)를 마감하도록 구비되는 통기성부재(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 캡슐본체부(10)는 바닥면(14)과, 바닥면(14)의 가장자리부에서 종방향으로 연장되는 측벽(16)으로 구성되고, 측벽(16)은 바닥면(14) 대비 5~30% 축소된 두께로 형성되어 압축력이 작용시 바닥면(14) 대비 변형율이 증가되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통기성부재(30) 상면은 기밀필름(40)에 의해 밀봉처리되고, 기밀필름(40)은 분리가능하도록 일측에 손잡이(42) 또는 부분미접착부(43)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기밀필름(40)은 통기성부재(30)상에 접착된 상태로 구비되어, 확장판부(20)에 통기성부재(30)와 함께 접착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 확장판부(20)는 투입구 대비 5~20% 확장된 직경으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캡슐본체부(10)는 투입구(12)에서 바닥면(14)측으로 갈수록 직경이 축소되는 상광하협구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 진공단열재용 캡슐형 게터을 제조하는 방법은, 판형 소재를 프레스가공 또는 진공성형 또는 사출성형하여, 게터(1)가 수용되는 캡슐본체부(10)와 통기성부재(30)가 부착되는 확장판부(20)를 일체로 성형하는 단계(S1); 상기 캡슐본체부(10) 내부로 게터(1)를 투입하는 단계(S2); 상기 확장판부(20)에 통기성부재(30)를 열융착고정하여 캡슐본체부(10) 상부를 마감하는 단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 캡슐본체부(10) 상부를 마감하는 단계(S3) 이후 단계로서, 통기성부재(30) 상부를 기밀필름(40)으로 밀봉처리하거나, 복수개의 상부가 마감된 캡슐본체부(10)를 단일 포장팩(50)에 묶음단위로 밀봉처리하는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 확장판부에 의해 지지되면서 진공압축력이 작용시 심재밀도에 따른 불균일한 압축두께에 대응하여 유연하게 변형되면서 심재 표면과 평면상에 일치되므로 진공단열재 압축성형 후 표면 품질이 향상되고, 확장판부을 기준으로 하는 로딩방식으로 진공단열재 제조라인의 자동화를 도모하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진공단열재용 캡슐형 게터를 나타내는 구성도.
도 2 내지 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진공단열재용 캡슐형 게터의 기밀필름을 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진공단열재용 캡슐형 게터의 캡슐본체부를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 진공단열재용 캡슐형 게터를 진공단열재 내부에 투입한 상태를 나타내는 구성도.
도 7 내지 8은 본 발명의 일실시예에 따른 진공단열재용 캡슐형 게터를 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 진공단열재용 캡슐형 게터 및 이를 제조하는 방법에 관련되며, 이때 진공단열재용 캡슐형 게터 및 이를 제조하는 방법은 확장판부에 의해 지지되면서 진공압축력이 작용시 심재밀도에 따른 불균일한 압축두께에 대응하여 유연하게 변형되면서 심재 표면과 평면상에 일치되므로 진공단열재 압축성형 후 표면 품질이 향상되고, 확장판부을 기준으로 하는 로딩방식으로 진공단열재 제조라인의 자동화를 도모하기 위해 캡슐본체부(10), 확장판부(20), 통기성부재(30)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
본 발명에 따른 캡슐본체부(10)는 게터(1)가 수용되도록 상부에 투입구(12)가 구비된다. 캡슐본체부(10)는 합성수지판을 프레스가공 또는 진공성형 또는 사출성형하여 형성되는바, 이때 캡슐본체부(10)는 도 1처럼 바닥면(14)과, 바닥면(14)의 가장자리부에서 종방향으로 연장되는 측벽(16)으로 구성되고, 측벽(16) 상부에 투입구(12)가 개방된다.
이에 상기 투입구(12)를 통하여 캡슐본체부(10) 내부로 입자형태의 게터(기체 흡착재)를 투입하고, 이후 투입구(12)를 후술하는 통기성부재(30)로 마감하면, 게터(1)의 외부 누출은 방지되면서 진공단열재 내부에 잔류하는 기체 및 수분은 통과되어 캡슐본체부(10) 내부에서 게터에 흡착제거된다.
이때, 상기 캡슐본체부(10) 측벽(16)은 바닥면(14) 대비 5~30% 축소된 두께로 형성되어 압축력이 작용시 바닥면(14) 대비 변형율이 증가되도록 구비된다. 여기서 바닥면(14)은 캡슐본체부(10) 횡방향 형상을 유지하는 구성으로 압축성형시 형상이 쉽게 변형되는 현상을 방지하기 위해 0.1~0.8mm 두께로 형성되는 것이 바람직하고, 측벽(16)은 바닥면(14) 대비 5~30% 축소된 두께로 형성되어 동일한 진공압력 조건에서 바닥판(14) 대비 쉽게 변형되도록 구비된다.
즉, 진공단열재 성형과정에서 진공압축력이 작용시 외피재(100) 내부에 수용된 심재(200)가 종방향으로 압축변형이 크게 발생됨과 더불어 심재(200) 밀도에 따른 불균일한 압축두께에 대응하여, 종방향 진공압축력이 작용시 캡슐본체부(10)의 측벽(16)이 바닥판(14) 대비 유연하게 변형되면서 캡슐본체부(10) 상면이 심재(200) 표면과 평면상에 일치되므로 압축성형 후 진공단열재 표면 품질이 향상되는 이점이 있다. 이는 종래에 게터가 위치된 진공단열재 표면이 볼록하게 돌출된 경우 운반 및 이동중에 마찰력이 집중되어 외피재가 쉽게 손상되었고, 반대로 오목하게 함몰된 경우에는 설치면과의 밀착력이 저하되는 문제점이 따랐다.
한편, 상기 캡슐본체부(10)의 바닥면 두께는 진공단열재의 사이즈, 두께, 성형시 진공압축력에 따라 캡슐본체부(10)의 횡방향 내구성이 확보되는 정도로 결정(예컨대, 진공단열재 내부 압력이 10mm torr일 경우 바닥판은 0.1~0.8mm두께로 형성)되고, 이때 측벽(16)은 바닥면(14) 대비 5% 미만 축소된 두께로 형성시에는 내구성이 강하여 심재(200)의 횡방향 압축률에 대응하여 유연하게 변형되지 못하고 진공단열재 표면으로 돌출되고, 또 30% 초과한 축소된 두께로 형성하면 내구성이 급격히 저하되어 진공압축력에 의해 종방향으로 쉽게 찌그러지면서 진공단열재 표면이 함몰되는 문제점이 따르므로, 측벽(16)은 바닥면(14) 대비 5~30% 축소된 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 확장판부(20)는 투입구(12)에서 횡방향으로 확장되어 캡슐본체부(10) 상부와 동일한 높이로 구비된다. 확장판부(20)는 캡슐본체부(10)와 일체로 형성되는바, 이때 확장판부(20)는 투입구 대비 대비 5~20% 확장된 직경을 가진 링형태로 형성된다. 이처럼 확장판부(20)의 확장된 직경으로 인해 캡슐본체부(10) 외경대비 확장형성됨에 따라 도 6과 같이 심재(200) 위에 안착시 확장판부(20)가 심재(200) 상면에 걸쳐진 상태로 위치고정되어 캡슐본체부(10) 상면이 심재(200) 표면과 평면상에 일치되므로 진공단열재 압축성형 후 표면 품질이 향상된다.
한편, 상기 캡슐본체부(10)가 안착되는 심재(200) 상면에는 안착홈(210)이 형성되는바, 여기서 안착홈(210)은 캡슐본체부(10)의 외경사이즈와 같거나 10%이하로 확장된 사이즈로 형성되고, 캡슐본체부(10)는 심재(200)내부로 삽입된 상태로 확장판부(20)가 심재(200) 상면에 걸려 위치고정되도록 구비된다.
그리고, 상기 확장판부(20)를 기준으로 하는 자동화 로딩방식(로봇팔, 레일)으로 정밀투입이 가능하면서, 이때 확장판부(20)가 심재(200) 상면에 걸려 기울어짐 없이 수평상태가 유지되므로 진공단열재 제조라인의 자동화를 도모하는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 통기성부재(30)는 상기 확장판부(20)에 접합되어 투입구(12)를 마감하도록 구비된다. 통기성부재(30)는 기체의 이동을 허용하고 게터입자의 이동은 제한하도록 부직포, 직물, 필터를 포함하는 다공성재질로 형성되고, 캡슐본체부(10) 상면에 안착된 상태로 가장자리부가 열융착에 의해 확장판부(20)에 고정된다.
이에 상기 통기성부재(30)에 의해 투입구(12)가 마감되므로 캡슐본체부(10)를 운반 및 취급하는 중에 게터입자의 외부 손실은 차단하면서 진공단열재 내부에서 진공공압축 후 진공단열재 내부에 잔류하는 유해기체의 진입은 허용하여 흡착제거하게 된다.
이때, 상기 통기성부재(30) 상면은 기밀필름(40)에 의해 밀봉처리되고, 기밀필름(40)은 분리가능하도록 일측에 손잡이(42) 또는 부분미접착부(43)가 구비된다. 도 2는 확장판부(20) 상면에 통기성부재(30)의 가장자리부분이 부착되고, 통기성부재(30) 상면에 기밀필름(40)은 가장자리부분이 부착된 상태를 도시하며, 도 3 (a)는 기밀필름(40) 가장자리부에 손잡이가 연장형성된 구성이며, 도 3 (b)는 기밀필름(40)의 가장자리부를 일부 미접합하는 형태로 손잡이를 형성한 상태를 도시한다.
이에 상기 통기성부재(30) 상면은 기밀필름(40)에 의해 밀봉처리되어 진공단열재의 외피재(100) 내부로 투입하기 직전에 기밀필름(40)이 제거됨에 따라 진공단열재 제조라인상에서 대기되는 중에 외부환경으로 부터 보호되어 게터성능저하현상이 방지된다.
또한, 상기 기밀필름(40)은 통기성부재(30)상에 접착된 상태로 구비되어, 확장판부(20)에 통기성부재(30)와 함께 접착된다. 도 4는 기밀필름(40)와 통기성부재(30)가 일체로 선 접합된 상태로 공급되어 확장판부(20)에 가장자리부가 부착되는 상태를 도시한다. 이에 게터(1)가 수용된 캡슐본체부(10)의 투입구(12)가 단일공정에 의해 기밀필름(40)와 통기성부재(30)로 마감되므로, 제조공정의 간소화 및 기밀필름(40)와 통기성부재(30)의 접합위치 불일치로 인한 마감불량이 방지된다.
또한, 상기 캡슐본체부(10)는 투입구(12)에서 바닥면(14)측으로 갈수록 직경이 축소되는 상광하협구조로 형성된다. 일예로서 도 5와 같이 캡슐본체부(10) 상부 직경이 30mm일 경우, 하부 직경은 상부직경 대비 5~20% 축소된 사이즈로 형성되어 측벽(16)이 경사면을 이루도록 형성된다. 이에 캡슐본체부(10) 하부에서 상부로 갈수록 게터 노출면적이 확대되어 진공단열재 내 유해가스 제거효율이 향상되고, 특히 진공단열재 제조공정에서 진공압축력이 작용시 측벽(16)이 쉽게 기울어지면서 심재밀도에 따른 불균일한 압축률에 대해 유연하게 변형되면서 심재(200) 표면과 평면상에 일치됨에 따라 진공단열재 압축성형 후 표면 품질이 향상된다.
도 7 내지 8은 본 발명의 일실시예에 따른 진공단열재용 캡슐형 게터를 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
그리고 본 발명에 따른 진공단열재용 캡슐형 게터을 제조하는 방법은, 판형 소재를 프레스가공 또는 진공성형 또는 사출성형하여, 게터(1)가 수용되는 캡슐본체부(10)와 통기성부재(30)가 부착되는 확장판부(20)를 일체로 성형하는 단계(S1)와, 상기 캡슐본체부(10) 내부로 게터(1)를 투입하는 단계(S2)와, 상기 확장판부(20)에 통기성부재(30)를 열융착고정하여 캡슐본체부(10) 상부를 마감하는 단계(S3)를 포함하여 이루어진다.
상기 (S1) 단계에서 판형 소재는 0.1~0.8mm두께의 필름을 사용하고, 상, 하금형으로 이루어진 금형에 의해 프레스가공으로 캡슐본체부(10)와 확장판부(20)가 일체로 성형되거나, 음각 캐비티가 형성되는 단일의 금형상에 판형 소재를 안착후 열을 가하며 하부에서 진공흡착하는 방식으로 성형하거나, 상기 진공흡착하는 과정에서 상금형을 이용하여 상면을 추가로 가압성형하는 구성도 가능하다.
이때, 상기 캡슐본체부(10)와 확장판부(20)은 1회 성형으로 판형 소재 상에 복수개 형성하면서 확장판부(20) 가장자리부를 따내기 형성하거나, 미리 원형으로 가공된 판형 소재를 투입하여 개별성형하는 구성도 가능하다.
그리고, (S2) 단계에서 게터(1)는 입자상태로 준비되어 노즐을 통하여 정량 공급되거나, 제조라인상에서 비산되는 현상을 방지하면서 캡슐본체부(10) 내부로 투입이 용이하도록 입자상태의 게터를 부직포 포에 개별포장하여 투입하는 구성도 가능하다.
이후 (S3) 단계는 게터가 수용된 캡슐본체부(10) 상부를 통기성부재(30)로 마감하여 캡슐본체부(10)를 운반 및 취급하는 중에 게터입자의 외부 손실은 차단되면서 진공단열재 내부에서 진공공압축 후 진공단열재 내부에 잔류하는 유해기체의 진입은 허용하여 흡착제거되도록 구비된다. 여기서 통기성부재(30)는 확장판부(20)와 동일한 사이즈로 개별 형성되어 가장자리부가 확장판부(20)상에 부착되거나, 단일의 통기성부재(30)를 이용하여 복수개의 캡슐본체부(10) 상부를 일괄 마감한 후, 각각의 확장판부(20) 사이즈와 동일하게 절단하는 방식으로 이루어진다.
또, 상기 캡슐본체부(10) 상부를 마감하는 단계(S3) 이후 단계로서, 통기성부재(30) 상부를 기밀필름(40)으로 밀봉처리하거나, 복수개의 상부가 마감된 캡슐본체부(10)를 단일 포장팩(50)에 묶음단위로 밀봉처리된다. 기밀필름(40)은 통기성부재(30)와 동일한 사이즈로 형성되어 개별 부착되거나, 통기성부재(30)과 일체로 접합된 상태로 공급되어 단일의 접합공정에 의해 캡슐본체부(10) 상부를 마감하도록 구비된다. 또 통기성부재(30)에 의해 상부가 마감된 캡슐본체부(10)를 묶음단위로 기밀 포장팩(50)에 투입하여 밀봉포장하도록 구비된다.
이에 진공단열재 제조라인으로 투입된 캡슐형 게터는 외피재 내부로 투입되기 이전에 기밀필름(40) 또는 기밀 포장팩(50)이 제거되므로, 외부환경 노출에 의한 게터의 성능저하현상이 방지된다.
10: 캡슐본체부 20: 확장판부
30: 통기성부재 40: 기밀필름
50: 기밀 포장팩

Claims (8)

  1. 게터(1)가 수용되도록 상부에 투입구(12)가 구비되는 캡슐본체부(10);
    상기 투입구(12)에서 횡방향으로 확장되어 캡슐본체부(10) 상부와 동일한 높이로 구비되는 확장판부(20);
    상기 확장판부(20)에 접합되어 투입구(12)를 마감하도록 구비되는 통기성부재(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공단열재용 캡슐형 게터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 캡슐본체부(10)는 바닥면(14)과, 바닥면(14)의 가장자리부에서 종방향으로 연장되는 측벽(16)으로 구성되고, 측벽(16)은 바닥면(14) 대비 5~30% 축소된 두께로 형성되어 압축력이 작용시 바닥면(14) 대비 변형율이 증가되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 진공단열재용 캡슐형 게터.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 통기성부재(30) 상면은 기밀필름(40)에 의해 밀봉처리되고, 기밀필름(40)은 분리가능하도록 일측에 손잡이(42) 또는 부분미접착부(43)가 구비되는 것을 특징으로 하는 진공단열재용 캡슐형 게터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 기밀필름(40)은 통기성부재(30)상에 접착된 상태로 구비되어, 확장판부(20)에 통기성부재(30)와 함께 접착되는 것을 특징으로 하는 진공단열재용 캡슐형 게터.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 확장판부(20)는 투입구 대비 5~20% 확장된 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공단열재용 캡슐형 게터.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 캡슐본체부(10)는 투입구(12)에서 바닥면(14)측으로 갈수록 직경이 축소되는 상광하협구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공단열재용 캡슐형 게터.
  7. 판형 소재를 프레스가공 또는 진공성형하여, 게터(1)가 수용되는 캡슐본체부(10)와 통기성부재(30)가 부착되는 확장판부(20)를 일체로 성형하는 단계(S1);
    상기 캡슐본체부(10) 내부로 게터(1)를 투입하는 단계(S2);
    상기 확장판부(20)에 통기성부재(30)를 열융착고정하여 캡슐본체부(10) 상부를 마감하는 단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공단열재용 캡슐형 게터 제조하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 캡슐본체부(10) 상부를 마감하는 단계(S3) 이후 단계로서, 통기성부재(30) 상부를 기밀필름(40)으로 밀봉처리하거나, 복수개의 상부가 마감된 캡슐본체부(10)를 단일 포장팩(50)에 묶음단위로 밀봉처리하는 것을 특징으로 하는 진공단열재용 캡슐형 게터 제조하는 방법.
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