KR20220139117A - 내부단열부재를 구비한 단열상자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부케이스(110); 상기 외부케이스의 내측에 구비되는 PCM 케이스(120); 및 상기 PCM 케이스의 내측면에 구비되는 내부단열부재(130);를 구비하고, 상기 내부단열부재는 상기 PCM 케이스와 내부에 보관되는 물건 사이에 전달되는 열의 양을 조절하는 것으로, 상기 내부단열부재는 재생 PET 섬유인 것을 특징으로 하는 단열상자에 대한 것이며, 위와 같은 구성에 의해서 보냉상자 내부에 투입되는 드라이아이스 PCM 등 냉동물질과 보관 대상인 제품 사이에 내부단열소재를 투입함으로써, 보냉상자에 보관 중인 제품이 냉동물질로 인해 과하게 냉각되는 문제를 방지하여 장시간 일정 온도조건을 유지하는 효과가 발생한다.

Description

내부단열부재를 구비한 단열상자{HEAR INSULATION BOX WITH INNER INSULATION MEMBER}

본 발명은 단열상자에 대한 것으로 주로 의약품 등 일정 온도의 저온 또는 냉장 보관을 요하는 제품을 위한 단열기능을 가진 상자이며, 구체적으로는 내부를 일정한 저온 상태로 유지하기 위해서 PCM을 이용하여 보냉상태를 유지하되 PCM과 내부 제품 사이에 별도의 내부단열부재를 구비하여 대상제품이 PCM에 의해 불필요하게 과냉각되는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다.

유통기술의 발전에 따라 먼 거리까지 물품을 운반하거나 운송하는 물류산업이 발전하고 다양한 물품에 대한 운송수요가 점점 증가하고 있다. 물품 중에는 신선도 유지가 상품의 품질과 직결되는 식품이나 수산물 또는 야채나 과일 등 냉장 또는 냉동제품은 운반이나 운송과정에서 쉽게 변질 될 수 있기 때문에 판매나 운반을 위해서는 냉동차를 이용하여 운반하거나 운반과정에서의 단열을 유지할 수 있게 포장상자 내부를 일정한 온도로 유지하는 상자 내부의 보냉 기술이 필요하다.

종래, 보냉 상자는 상자 내부에 냉매와 함께 보냉이 필요한 물품을 수용하며 벽체 안쪽에는 발포 폴리스티렌(EPS, Expanded PolyStyrene) 소재의 단열재를 배치하여 내부와 외부 단열을 하는 경우가 많고, 진공 단열재(Vacuum Insulation Panel)를 이용하여 상자 내외부를 단열시키는 기술도 다양하게 사용되고 있다.

그러나, 이러한 종래기술은 1) EPS의 단열성능이 충분하지 않은 점, 2) EPS의 두께와 부피가 커서 실사용에 한계가 발생하고, 3) EPS는 환경을 오염시키게 되고, 4) EPS는 벽면과 바닥에 별도의 직사각형 구조로 배치되어 모서리 부분 열교 현상으로 단열이 유지되기 어려운 문제가 있었다.

최근 의약품을 수납하여 운송 보관하는 상자의 경우, 단열상자 내부가 특정 온도 범위(저온 또는 냉동)에서 일정 시간 동안 유지되어야 효능이 담보되는 경우가 있는데, 종래의 단열상자의 경우 이러한 온도를 필요한 시간만큼 유지하는데 한계가 있었다. 의약품 이송박스의 경우 대상제품이 고가이며, 박스 내부의 이송온도에 매우 민감하며 특히 특정 온도 범위를 유지하는 정온 유지 능력이 필수적이다. 그런데, 종래의 단열상자는 이러한 조건을 유지하기 매우 어려는 문제가 있었다.

또한, 단열상자 내부에는 냉동 또는 냉장 온도 확보를 위해 드라이아이스 냉동팩 등 냉동재질의 물질을 사용하게 되는데, 냉동 온도 확보를 위해 투입한 냉동물질의 냉기가 필요 이상으로 과한 경우 상자에 보관 중인 제품에 직접적으로 영향을 미치게 되면 제품 보관에 요구되는 온도보다 더 과하게 제품이 저온으로 냉각되는 문제도 있었다.

그러므로, 이러한 문제를 해결하기 위해 단열상자의 단열기능에 더해서 보관 대상 제품에서 요구되는 온도 범위를 지속적으로 유지하면서 동시에 단열상자 내부에 투입되는 제품이 냉동온도를 유지하기 위해 투입되는 물질에 의해 과하게 냉각되는 것을 방지하기 위한 기술도 필요하였다.

본 발명은 의약품 등 고가의 제품을 저온 상태로 보관하는 상자이면서 상자 내부에 투입되는 드라이아이스 PCM 등 냉동물질이 제품에 과냉각의 영향을 미치는 것을 방지하고 장시간 일정한 냉동 온도 범위를 유지할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 외부케이스(110); 상기 외부케이스의 내측에 구비되는 PCM 케이스(120); 및 상기 PCM 케이스의 내측면에 구비되는 내부단열부재(130);를 구비하고, 상기 내부단열부재는 상기 PCM 케이스와 내부에 보관되는 물건 사이에 전달되는 열의 양을 조절하는 것으로, 상기 내부단열부재는 재생 PET 섬유인 것을 특징으로 하는 단열상자를 제공한다.

상기 내부단열부재는 상기 PCM 케이스의 내측면에 부착되며, 상기 내부단열부재인 재생 PET 섬유는 열전도율이 0.015~0.06W/mK이며, 굵기가 1~6 데니어이고, 밀도는 100~450kg/m³이며, 제곱미터당 무게는 150~450gsm인 것이 바람직하다.

상기 내부단열부재는 상기 PCM 케이스와 내부에 보관되는 물건 사이에 전달되는 열의 양을 조절하기 위해서 구비되는 열전달 관통홀을 구비할 수 있다.

본 발명은 보냉상자 내부에 투입되는 드라이아이스 PCM 등 냉동물질과 보관대상인 제품 사이에 내부단열소재를 투입함으로써, 보냉상자에 보관 중인 제품이 냉동물질로 인해 과하게 냉각되는 문제를 방지하여 장시간 일정 온도조건을 유지할 수 있게 되는 우수한 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자의 개념적인 횡단면도이며,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 단열상자의 일부 구성의 예시이며,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열상자의 개념적인 횡단면도이며,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열상자의 보냉 냉장 성능을 확인하기 위한 실험에서 내부 온도를 측정한 위치를 나타내고 있으며,
도 6 내지 도 9는 도 5의 온도 측정 위치에서 측정한 온도의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 단열상자의 구성을 살펴보면, 외부케이스(110)와, 상기 외부케이스의 내측에 구비되는 PCM 케이스(120)와 상기 PCM 케이스의 내측면에 구비되는 내부단열부재(130)를 구비하는 것이 특징이다.

PCM은 단열 박스 내부에 배치되어 단열박스 내부를 냉장 또는 냉동에 필요한 온도로 유지하는 역할을 하는 것으로, PCM 을 단열박스에 적용하는 분야로는 음식료(F&B), 의료, 전자기기 및 특수장비 등의 보관 및 이송용으로 많이 응용되고 있다. 그리고, 내부와 외부 열전달을 차단하는 단열재로는 장시간 이송 시 단열 성능이 우수한 고효율 진공 단열재(Vacuum Insulation Panel)를 적용하는 것이 좋다.

상기 PCM 케이스는 내부에 PCM을 수용한 케이스이며 냉동용 온도를 고려하여 적절한 재질과 크기로 선정할 수 있다. 본 발명은 단열상자(100) 내부에 온도 유지를 위해 투입되는 냉동재인 PCM 물질이 보관대상인 제품(200)에 직접 닿거나 인접하게 위치하여 제품(의약품)에 과한 냉각이 일어나지 않도록 하는 것이 특징이며, 이 역할을 위해 이들 사이에 내부단열부재(130)를 투입하였다.

즉, 상기 내부단열부재(130)는 상기 PCM 케이스와 내부에 보관되는 물건 사이에 전달되는 열의 양을 조절하여 PCM 케이스에서 나오는 냉기가 제품에 직접적으로 전달되지 않도록 하거나 또는 PCM 케이스에서 나오는 냉기가 제품에 필요한 양만큼만 전달 되도록 조절하는 역할을 한다.

상기 내부단열부재(130)는 도 1에 도시된 것처럼, 단열상자 내부에 구비되는 PCM 케이스(120)와 제품(200) 사이의 공간에 배치되는 구조이며, 그 구체적인 형상은 도 2와 도 3에서 도시된 바와 같다. 즉, 도 2에 도시된 것처럼 두개의 부재로 이루어져서 단열상자 내부에서 스스로 자립할 수 있는 구조일 수도 있고, 도 3에 도시된 것처럼 하나의 플레이트 형상으로 된 6개의 부재이어서 각각의 벽체와 바닥 및 뚜껑의 안쪽에 배치될 수 있다.

발명에서 상기 내부단열부재(130)는 재생 PET(polyethylene terephthalate) 섬유로 제조될 수 있는데, 상기 내부단열부재인 재생 PET 섬유는 열전도율이 0.015~0.06W/mK이며, 굵기가 1~6 데니어이고, 밀도는 100~450kg/m³이며, 제곱미터당 무게는 150~450gsm인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 내부단열부재는 PET 섬유로 구성된 쉬트 형상일 수 있다.

상기 내부단열부재는 PCM 케이스에서 나오는 냉기가 제품에 필요한 양만큼만 전달 되도록 조절하는 것이며 초기에 많은 양의 냉기가 제품으로 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 내부단열부재에는 열전달 양을 전달할 수 있도록 하는 적절한 크기의 연전달 관통홀(미도시)을 구비할 수 있다.

도 4에서는 상기 내부단열부재가 다른 형태로 배치되는 구조인데, 내부단열부재(130)가 상기 PCM 케이스의 내측면에 부착되도록 한 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열상자의 보냉 냉장 성능을 확인하기 위한 실험에서 내부 온도를 측정한 위치를 나타내고 있으며, 도 6 내지 도 9는 도 5의 온도 측정 위치에서 측정한 온도의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.

도 5에서는 단열상자 내부(제품이 보관되는 영역)의 6곳에서 온도를 측정한 것이며, 본 실험에서는 제품이 위치하는 영역을 직육면체로 가정하고 각각의 모서리와 그 내부 중앙부위에 온도측정센서를 배치하고 단열상자 내부에서 온도가 유지되는지 여부를 실험하였다.

실험은 외부가 여름철 대기 조건에서 단열박스 내부가 저온상태(-25~-15℃)와 냉장상태(2~8℃)를 유지하는지를 살펴보았고, 외부가 겨울철 대기 조건에서 저온상태(-25~-15℃)와 냉장상태(2~8℃)를 유지하는지를 살펴본 것이다. 실험조건의 상세 내역은 도 10에서 추가로 기재하였다.

도 6 내지 도 9의 실험 결과 데이터를 보면, 위 각각의 경우 모두 단열박스 내부는 여름철 및 겨울철에 해당하는 외기 조건하에서 내부는 요구되는 온도 범위를 필요한 시간 동안 유지하고 있음을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (3)

1. 외부케이스(110);
   상기 외부케이스의 내측에 구비되는 PCM 케이스(120); 및
   상기 PCM 케이스의 내측면에 구비되는 내부단열부재(130);를 구비하고,
   상기 내부단열부재는 상기 PCM 케이스와 내부에 보관되는 물건 사이에 전달되는 열의 양을 조절하는 것으로,
   상기 내부단열부재는 재생 PET 섬유인 것을 특징으로 하는 단열상자.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내부단열부재는 상기 PCM 케이스의 내측면에 부착되며,
   상기 내부단열부재인 재생 PET 섬유는 열전도율이 0.015~0.06W/mK이며, 굵기가 1~6 데니어이고, 밀도는 100~450kg/m³이며, 제곱미터당 무게는 150~450gsm인 것을 특징으로 하는 단열상자.
3. 제2항에 있어서,
   상기 내부단열부재는 상기 PCM 케이스와 내부에 보관되는 물건 사이에 전달되는 열의 양을 조절하기 위해서 구비되는 열전달 관통홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 단열상자.
   
   

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