[go: up one dir, main page]

KR101257361B1 - 진공 단열체 및 그 제조방법 - Google Patents

진공 단열체 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101257361B1
KR101257361B1 KR1020090038857A KR20090038857A KR101257361B1 KR 101257361 B1 KR101257361 B1 KR 101257361B1 KR 1020090038857 A KR1020090038857 A KR 1020090038857A KR 20090038857 A KR20090038857 A KR 20090038857A KR 101257361 B1 KR101257361 B1 KR 101257361B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal layer
film
vacuum insulator
envelope
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020090038857A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100119937A (ko
Inventor
송태호
정해용
권재성
장충효
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020090038857A priority Critical patent/KR101257361B1/ko
Priority to US12/709,174 priority patent/US8257815B2/en
Publication of KR20100119937A publication Critical patent/KR20100119937A/ko
Priority to US13/323,125 priority patent/US8236401B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101257361B1 publication Critical patent/KR101257361B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
    • F16L59/029—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials layered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/095—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyurethanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/18—Handling of layers or the laminate
    • B32B38/1858—Handling of layers or the laminate using vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/065—Arrangements using an air layer or vacuum using vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/05—5 or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/24—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2323/00—Polyalkenes
    • B32B2323/04—Polyethylene
    • B32B2323/046—LDPE, i.e. low density polyethylene

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 진공 단열체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 진공 단열체는, 소정의 내부 구조체와, 내부 구조체의 빈 공간을 채우는 충진재와, 내부 구조체를 감싸는 외피재로 구성된 진공 단열체이고, 외피재는, 금속층과 금속층 상에 형성된 폴리머층으로 각각 이루어지고, 내부 구조체의 상면 및 하면을 감싸는 상부 외피재 및 하부 외피재를 포함하고, 상부 외피재 및 하부 외피재의 테두리를 따라 일정 구간에서는 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층사이에 LDPE(Lowdensity polyethylene), LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)가 적층된 필름이 끼워져 열융착되어 있고, 일정 구간을 제외한 구간에서는 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층이 폴리 우레탄 접착제에 의하여 맞대어 접착되어 있다. 폴리머층은, 적어도 하나 이상의 폴리머 필름이 적층된다.
진공 단열체, 외피재, 폴리머층, 폴리 우레탄 물질

Description

진공 단열체 및 그 제조방법{VACUUM INSULATOR AND METHOD FOR FABRICATING THEREOF}
본 발명은 건물이나 냉장고 등의 단열재로 사용될 수 있는 진공 단열체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
인류가 소비하는 에너지 총량의 절반은 주거 및 상업용 건물의 냉난방에 소비되고 있으며, 이러한 비율은 국내의 경우에도 동일하다. 대체 에너지의 수급량이 현재 총 에너지 소비량의 1 내지 2%에 불과하고, 장기적인 계획도 10%를 넘지 못한 점을 고려해보면, 냉난방 에너지의 절감이 현재의 에너지 위기를 타개할 수 있는 가장 효과적인 방안이라고 할 수 있다. 이렇게 많은 에너지를 냉난방에 소비하는 이유는, 기존 단열체의 열전도계수가 지난 일세기 동안 30mW/m·K라는 한계치에서 조금도 더 발전하지 못하고 있기 때문이다. 현재의 단열재를 가지고 에너지 소비를 절반으로 줄이기 위한 방안으로 단열재의 두께를 조절하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이는 단열재의 두께가 너무 두꺼워져서 경제적으로 타당성이 있는 건축이 불가능하고, 더욱이 기존의 건물의 경우에는 이를 허물지 않고는 달리 방도가 없다.
따라서, 기존 및 신축 건물에 내외장재의 형태로 적용할 수 있는 초 단열재가 개발되어야 하며, 진공 단열체가 그것을 가능하게 할 수 있다. 여기서, 진공 단열체는 다공성 충진물과 이를 감싸고 있는 차단성 외피재로 구성되는데, 외피재 내부의 기체를 제거하여 진공 상태를 수년 동안 유지함으로써, 매우 낮은 열전도율을 가지는 것을 말한다. 즉, 진공 단열체는 기존 단열재에 비하여 10 내지 100배의 단열성능을 가지는 것으로서, 이를 적용하면, 단열의 효과가 증대되는 것과 함께 단열재의 두께가 감소되는 것에 의해 내부 공간의 활용도도 더 커질 것이다. 또한, 이러한 진공 단열체의 내부는 진공 상태로 유지가 되어 내부에서의 대류 열전달을 막아준다. 여기서, 진공 단열체 내부의 진공도에 따라 그 성능에 현저한 차이가 발생하므로, 진공 단열체 내부의 진공도 유지가 상당히 중요한 사항이다. 이러한 진공 단열체에서 내부의 압력을 높여 진공도 유지에 영향을 주는 요인으로는, 내부 구조체로부터의 탈 기체, 외피재 표면을 통한 기체 침투, 외피재 접착부를 통한 기체 침투를 들 수 있다. 여기서, 이중 가장 큰 영향을 미치는 것이 외피재의 접착부를 통한 기체침투라 할 수 있다.
종래에는, 외피재의 접착부를 통한 기체침투를 막기 위하여, 외피재의 접착부를 투과성이 높은 LDPE(Low density polyethylene) 필름과 LLDPE(Linear low density polyethylene) 필름의 열융착에 의한 접착 방법을 사용하였다.
도 1a 및 1b는 종래 기술에 따른 진공 단열체의 구조를 나타내는 상면도 및 단면도이다.
도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 진공 단열체는, 외피 재(10) 및 내부 구조체(30), 내부 충진재(40)를 포함한다. 여기서, 외피재(10)는 LDPE(Low density polyethylene)필름, 알루미늄 필름, LLDPE(Linear low density polyethylene)필름이 증착된 4 모서리부위의 접착부(20)가 열융착 방법에 의해 접착된 구조이다. 이 구조를 통하여, 대기 상태의 공기 침투를 막아준다.
도 2a 및 2b는 종래 기술에 따른 진공 단열체의 외피재의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2a는 도 1b의 B-B 부위를 절단한 영역의 외피재의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 도 1b의 A-A 부위를 절단한 영역의 외피재의 구조를 나타내는 단면도이다. 여기서, 도 2a는 도 1a의 외피재(10)의 단면도이고, 도 2b는 도 1a의 접착부(20)의 단면도이기도 하다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 단층 필름의 외피재는, PET(Polyethylene terephthalate)필름(11), LDPE(Low density polyethylene)필름(12), 알루미늄 필름(13), LDPE(Low density polyethylene)필름(14), LLDPE(Linear low density polyethylene)필름(15)으로 구성된다. 여기서, 중간에 위치한 알루미늄 필름(13)은 낮은 투과성을 가지므로, 이로 인하여 외피재의 표면을 통한 외부 대기의 침투를 막아줄 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 단층 필름의 외피재 두 장이 접착된 접착부위(20)는, 도 2a와 동일한 단층 필름의 외피재인 PET(Polyethylene terephthalate)필름(11a), LDPE(Low density polyethylene)필름(12a), 알루미늄 필름(13a), LDPE(Low density polyethylene)필름(14a), LLDPE(Linear low density polyethylene)필름(15)이 적층된 구조와, 이 구조 아래에 또 하나의 단층 필름의 외피재인 LDPE(Low density polyethylene)필름(14b), 알루미늄 필름(13b), LDPE(Low density polyethylene)필름(12b), PET(Polyethylene terephthalate)필름(11b)이 적층된 구조가 부착된다.
여기서, 두 개의 단층 필름의 외피재는, LDPE(Low density polyethylene)필름(14a, 14b)과 LLDPE(Linear low density polyethylene)필름(15)을 열융착시키는 방법에 의해 접착된다. 그러나, 이 LDPE(Low density polyethylene)필름(14a, 14b)과 LLDPE(Linear low density polyethylene)필름(15)은 공기에 대한 투과성에 높아 이 접착부를 통한 대기의 침투가 쉬워질 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 이러한 요인들로 인해 진공 단열체 내부의 진공도가 유지되지 못하여, 그 단열 성능이 현저히 저하될 수 있고, 이로 인하여 진공 단열체로서의 역할을 수행하지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층을 폴리 우레탄 접착제에 의하여 맞대어 접착시킴으로써, 기존의 열융착에 의해 외피재를 접착시키는 경우보다 외피재 접착부를 통한 공기 침투를 줄이고, 진공 유지 성능을 향상시킬 수 있는 진공 단열체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 외피재가 금속층을 포함하고 있기 때문에, 외피재의 표면을 통한 외기 대기의 침입을 효과적으로 막을 수 있고, 우레탄 접착제에 의하여 접착이 용이해질 수 있는 진공 단열체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상부 외피재 및 하부 외피재의 테두리를 따라 일정 구간에서만 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층사이에 LDPE(Lowdensity polyethylene), LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)가 적층된 필름이 끼워져 열융착함으로써, 진공 단열체 내부의 진공 상태의 유지 성능을 향상시킬 수 있는 진공 단열체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 외피재의 가장 아래층에 알루미늄으로 구성된 금속층이 높은 반사율에 의해 복사 차폐막의 역할을 함으로써, 별도의 복사 차폐막을 설치할 필요가 없어 그 제조가 간편하고 편리한 진공 단열체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
청구항 1에 관한 발명인 진공 단열체는, 소정의 내부 구조체와, 내부 구조체의 빈 공간을 채우는 충진재와, 내부 구조체를 감싸는 외피재로 구성되고, 외피재는, 금속층과 금속층 상에 형성된 폴리머층으로 각각 이루어지고, 내부 구조체의 상면 및 하면을 감싸는 상부 외피재 및 하부 외피재를 포함하고, 상부 외피재 및 하부 외피재의 테두리를 따라 일정 구간에서는 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층사이에 LDPE(Lowdensity polyethylene), LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)가 적층된 필름이 끼워져 열융착되어 있고, 일정 구간을 제외한 구간에서는 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층이 폴리 우레탄 접착제에 의하여 맞대어 접착되어 있다. 폴리머층은, 적어도 하나 이상의 폴리머 필름이 적층된다.
따라서, 청구항 1에 관한 발명인 진공 단열체에 의하면, 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층을 폴리 우레탄 접착제에 의하여 맞대어 접착시킴으로써, 기존의 열융착에 의해 외피재를 접착시키는 경우보다 외피재 접착부를 통한 공기 침투를 줄이고, 진공 유지 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 외피재가 금속층을 포함하고 있기 때문에, 외피재의 표면을 통한 외기 대기의 침입을 효과적으로 막을 수 있고, 우레탄 접착제에 의하여 접착이 용이해질 수 있다. 또한, 상부 외피재 및 하부 외피재의 테두리를 따라 일정 구간에서만 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층사이에 LDPE(Lowdensity polyethylene), LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)가 적층된 필름이 끼워져 열융착함으로써, 진공 단열체 내부의 진공 상태의 유지 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 폴리머층이, 적어도 하나 이상의 폴리머 필름으로 형성됨으로써, 그 하부의 금속층이 파단되지 않도록 보호하고, 외피재 내로 공기가 침투하는 것을 효율적으로 막을 수 있다.
삭제
삭제
청구항 3에 관한 발명인 진공 단열체 제조방법은, 소정의 내부 구조체와, 내부 구조체의 빈 공간을 채우는 충진재와, 내부 구조체를 감싸는 외피재로 구성되고, 외피재는, 금속층과 금속층 상에 형성된 폴리머층으로 각각 이루어지고, 내부 구조체의 상면 및 하면을 감싸는 상부 외피재 및 하부 외피재를 포함하는 진공 단열체의 제조방법이고, 상부 외피재 및 하부 외피재의 테두리를 따라 일정 구간을 제외한 구간에서는 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층을 폴리 우레탄 접착제에 의하여 맞대어 접착하는 단계, 일정 구간에서는 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 그속층 사이에 LDPE(Lowdensity polyethylene), LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)가 적층된 필름을 끼워 열융착하는 단계를 포함한다.
따라서, 청구항 3에 관한 발명인 진공 단열체에 의하면, 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층을 폴리 우레탄 접착제에 의하여 맞대어 접착시킴으로써, 기존의 열융착에 의해 외피재를 접착시키는 경우보다 외피재 접착부를 통한 공기 침투를 줄이고, 진공 유지 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 외피재가 금속층을 포함하고 있기 때문에, 외피재의 표면을 통한 외기 대기의 침입을 효과적으로 막을 수 있고, 우레탄 접착제에 의하여 접착이 용이해질 수 있다. 또한, 상부 외피재 및 하부 외피재의 테두리를 따라 일정 구간에서만 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층사이에 LDPE(Lowdensity polyethylene), LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)가 적층된 필름이 끼워져 열융착함으로써, 진공 단열체 내부의 진공 상태의 유지 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 폴리머층이, 적어도 하나 이상의 폴리머 필름으로 형성됨으로써, 그 하부의 금속층이 파단되지 않도록 보호하고, 외피재 내로 공기가 침투하는 것을 효율적으로 막을 수 있다.
삭제
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층을 폴리 우레탄 접착제에 의하여 맞대어 접착시킴으로써, 기존의 열융착에 의해 외피재를 접착시키는 경우보다 외피재 접착부를 통한 공기 침투를 줄이고, 진공 유지 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 외피재가 금속층을 포함하고 있기 때문에, 외피재의 표면을 통한 외기 대기의 침입을 효과적으로 막을 수 있고, 우레탄 접착제에 의하여 접착이 용이해질 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상부 외피재 및 하부 외피재의 테두리를 따라 일정 구간에서만 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층사이에 LDPE(Lowdensity polyethylene), LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)가 적층된 필름이 끼워져 열융착함으로써, 진공 단열체 내부의 진공 상태의 유지 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 외피재의 가장 아래층에 알루미늄으로 구성된 금속층이 높은 반사율에 의해 복사 차폐막의 역할을 함으로써, 별도의 복사 차폐막을 설치할 필요가 없어 그 제조가 간편하고 편리하게 된다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외의 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 진공 단열체의 구조를 나타내는 상 면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공 단열체는, 외피재(130), 외피재(130)의 테두리인 접합부(140), 외피재(130)의 테두리를 따라 일정 구간에 공 기를 배출시키는 개구부(120)로 이루어진다.
여기서, 개구부(120)는 외피재(130)를 구성하는 상부 외피재 및 하부 외피재의 테두리를 따라 일정 구간에서 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층사이에 투과성이 높은 LDPE(Lowdensity polyethylene), LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)가 적층된 필름(도 6에 관한 설명 참조)이 끼워져 열융착된 부위를 의미한다. 또한, 일정 구간을 를 제외한 구간의 접합부(140)는, 폴리머층과 금속층으로 형성된 상부 외피재 및 하부 외피재가 접합되는 부위이고, 여기서 금속층이 투과성이 낮은 우레탄 접착제에 의해 접착된다. 진공 단열체는, 개구부(120)가 위치한 일정 구간을 제외한 구간의 금속층을 우레탄 접착제에 의해 접착시켜 파우치(pouch) 형태로 형성된다. 그런 다음, 외피재(130) 내부의 공기를 개구부(120)를 통하여 배출시킨 후, 개구부(120)를 열융착법에 의하여 접착시켜 완성된다. 여기서, 개구부(120)만을 열융착시키는 이유는, 우레탄 접착제를 이용하여 접착할 경우에는 우레탄 접착제를 건조시키는데 상당한 시간(약 24시간)이 소요되므로, 진공 단열체 내부의 진공상태를 유지시키기가 어렵기 때문이다. 따라서, 개구부(120)만을 신속하게 열융착시켜줌으로써, 진공 단열체 내부의 진공상태를 용이하게 유지시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 진공단열체의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공단열체는, 소정의 내부 구조체(200)와, 내부 구조체(200)의 빈 공간을 채우는 충진재(300)와, 내부 구조체(200)를 감싸는 외피재(100)로 구성된다.
외피재(100)는 외부 대기 상태의 공기 침투를 막기 위한 것으로서, 가스 투과도가 낮아 진공도를 장기간 유지할 수 있는 물질로 구성된 필름이 사용되는 것이 바람직하다. 외피재는, 적어도 하나 이상의 폴리머 필름이 적층된 폴리머층과 금속층이 적층된 구조이다.
내부 구조체(200)는 대기압을 견디기 위한 것으로서, 열전달이 최소가 되게 설계된다. 또한, 내부 구조체는, 인장 강도와 열전도 계수의 비가 큰 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 인장 강도, 열전도계수 및 제조성을 고려하여 폴리머(Polymer)를 사용한다. 보다 상세하게는, 폴리머 중 인장 강도와 열전도계수의 비가 큰 물질인 폴리카보네이트(Polycarbonate)나 폴리이미드(Polyimide)가 사용되는 것이 바람직하다.
충진재(300)는 낮은 진공도에서도 진공 단열체의 성능을 유지하기 위한 것으로서, 그 크기가 작을수록 좋은 성능을 보인다. 또한, 기체에 의한 전도 열전달을 억제하는 역할을 하는 다공성 충진재로서, 실리카 분말, 펄라이트 분말, 유리 섬유, 울, 에어로젤 등의 물질이 사용될 수도 있다.
도 5는 도 4의 B-B 부위를 절단한 영역의 진공 단열체용 외피재의 구조를 나타내는 단면도이며, 도 6은 도 4의 A-A 부위를 절단한 영역의 진공 단열체용 외피재의 구조를 나타내는 단면도이다. 여기서, 도 5는 도 3의 외피재(130)의 단면도이고, 도 6은 도 3의 접착부(140)의 단면도이기도 하다. 본 발명에 따른 진공 단열재용 외피재는, 진공 단열체외 외측을 덮어 외부로부터 진공 단열체 내부로의 가스투과를 줄여주고, 그 내부의 진공 상태를 유지시켜주는 것으로, 상세한 구조에 대하 여 이하 도 5 및 도 6에서 설명하기로 한다. 한편, 도 5 및 도 6에서는, 본 발명에 따른 진공 단열체 및 진공 단열체용 외피재를 이루는 폴리머층을 이루는 적어도 하나 이상의 폴리머 필름으로서, PET(Polyethylene terephthalate)필름, LDPE(Low density polyethylene)필름을 그 예로 들어 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공 단열체용 외피재는, 폴리머층(131, 132), 금속층(133)으로 구성된다.
폴리머층(131, 132)은, 적어도 하나 이상의 폴리머 필름이 적층된 구조이다. 예를 들면, PET(Polyethylene terephthalate)필름(131), LDPE(Low density polyethylene)필름(132)이 적층된 구조이다. 본 발명에서는, 폴리머층(131, 132)이 PET(Polyethylene terephthalate)필름(131), LDPE(Low density polyethylene)필름(132)의 두 층으로 구성된 것을 일 예로 들었으나, 폴리머층은 PET(Polyethylene terephthalate)필름(131), LDPE(Low density polyethylene)필름(132)에 LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)필름과 같은 폴리머 필름이 더 적층된 구조일 수 있다.
금속층(133)은 높은 반사율을 가지는 금속으로 형성되어, 복사 차폐막의 역할을 한다. 예를 들어, 높은 반사율을 가지는 금속은 알루미늄, SUS 등이 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 진공 단열체용 외피재는, 별도의 복사 차폐막 설치가 필요없게 되어 제조가 간편하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공 단열체용 외피재의 접착부는, 상부 외피재(131a, 132a, 133a), 하부 외피재(131b, 132b, 133b), 상부 외피재(131a, 132a, 133a) 및 하부 외피재(131b, 132b, 133b) 사이의 접착층(134)으로 구성된다. 즉, 도 6은, 도 5의 단층 필름으로 형성된 외피재를 상하로 서로 맞대어 접착한 구조이다. 또한, 접착층(134)은 상부 외피재(131a, 132a, 133a)의 금속층(133a)과 하부 외피재(131b, 132b, 133b)의 금속층(133b)을 접착시키기 위하여 폴리 우레탄 접착제가 발라진 층을 의미하는 것이다.
상부 외피재(131a, 132a, 133a)는, 금속층(133a)과 금속층(133a)상에 형성된 폴리머층(131a, 132a)으로 이루어진다. 금속층(133a)은 알루미늄으로 형성된다. 폴리머 층(131a, 132a)은, 적어도 하나 이상의 폴리머 필름이 적층된 구조이다. 예를 들면, PET(Polyethylene terephthalate)필름, LDPE(Lowdensity polyethylene)필름, LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)필름 등이 있다.
하부 외피재(131b, 132b, 133b)는, 금속층(133b)과 금속층(133b)상에 형성된 폴리머층(131b, 132b)으로 이루어진다. 금속층(133b)은 알루미늄으로 형성된다. 폴리머층(131b, 132b)은 적어도 하나 이상의 폴리머 필름이 적층된 구조이다. 예를 들면, PET(Polyethylene terephthalate)필름, LDPE(Lowdensity polyethylene)필름, LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)필름 등이 있다.
접착층(134)은, 폴리 우레탄(polyurethane) 물질을 포함하고, 상부 외피재(131a, 132a, 133a)의 금속층(133a)과 하부 외피재(131b, 132b, 133b)의 금속층(133b)을 맞대어 접착시키고 있다. 여기서, 상부 외피재(131a, 132a, 133a)의 금속층(133a)과 하부 외피재(131b, 132b, 133b)의 금속층(133b)은 우레탄 접착층(134)에 의해 접착이 이루어진다. 우레탄 접착층(134)을 사용하여 접착하는 방법은 기존에 사용되는 접착 방법인 LDPE(Low density polyethylene)필름과 LLDPE(Linear low density polyethylene)필름을 열융착하는 방법보다, 공기에 대한 투과성이 더 낮기 때문에, 기존의 외피재보다 더욱 뛰어난 진공 유지 성능을 보인다. 예를 들면, 폴리우레탄(polyurethane)의 질소 및 산소 기체에 대한 각각의 투과성은, kN2 =0.00975×1013cm3cm/cm2sPa, kO2 =0.0645×1013cm3cm/cm2sPa이다. 또한, LDPE(Low density polyethylene)의 질소 및 산소 기체에 대한 각각의 투과성은, kN2 =0.73×1013cm3cm/cm2sPa, kO2 =2.2×1013cm3cm/cm2sPa을 가진다(Ref. J. Brandrup, E. H. Immergut and E. A. Grulke, Polymer Handbook-Permeability and Diffusion Data 4th ed., Wiley, New York, 1999, pp. ⅵ.545-560).
상기와 같은 본 발명에 따른 진공 단열체 및 진공 단열체용 외피재에 의하면, 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층을 폴리 우레탄 접착제에 의하여 맞대어 접착시킴으로써, 기존의 열융착에 의해 외피재를 접착시키는 경우보다 외피재 접착부를 통한 공기 침투를 줄이고, 진공 유지 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 외피재가 금속층을 포함하고 있기 때문에, 외피재의 표면을 통한 외기 대기의 침입을 효과적으로 막을 수 있고, 우레탄 접착제에 의하여 접착이 용이해질 수 있다. 또한, 상부 외피재 및 하부 외피재의 테두리를 따라 일정 구간에서만 상부 외피재의 금속층과 하부 외피재의 금속층사이에 LDPE(Lowdensity polyethylene), LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)가 적층된 필름이 끼워져 열융착함으로써, 진공 단열체 내부의 진공 상태의 유지 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 외피재의 가장 아래층에 알루미늄으로 구성된 금속층이 높은 반사율에 의해 복사 차폐막의 역할을 함으로써, 별도의 복사 차폐막을 설치할 필요가 없어 그 제조가 간편하고 편리하게 된다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1a 및 1b는 종래 기술에 따른 진공 단열체의 구조를 나타내는 상면도 및 단면도.
도 2a는 도 1b의 B-B 부위를 영역의 외피재의 구조를 나타내는 단면도.
도 2b는 도 1b의 A-A 부위를 절단한 영역의 외피재의 구조를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 진공 단열체의 구조를 나타내는 상면도.
도 4는 본 발명에 따른 진공단열체의 내부 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 도 4의 B-B 부위를 절단한 영역의 진공 단열체용 외피재의 구조를 나타내는 단면도.
도 6은 도 4의 A-A 부위를 절단한 영역의 진공 단열체용 외피재의 구조를 나타내는 단면도.

Claims (3)

  1. 소정의 내부 구조체와, 상기 내부 구조체의 빈 공간을 채우는 충진재와, 상기 내부 구조체를 감싸는 외피재로 구성된 진공 단열체이고,
    상기 외피재는,
    금속층과 상기 금속층 상에 형성된 폴리머층으로 각각 이루어지고, 상기 내부 구조체의 상면 및 하면을 감싸는 상부 외피재 및 하부 외피재를 포함하고,
    상기 상부 외피재 및 상기 하부 외피재의 테두리를 따라 일정 구간에서는 상기 상부 외피재의 금속층과 상기 하부 외피재의 금속층사이에 LDPE(Lowdensity polyethylene), LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)가 적층된 필름이 끼워져 열융착되어 있고, 상기 일정 구간을 제외한 구간에서는 상기 상부 외피재의 금속층과 상기 하부 외피재의 금속층이 폴리 우레탄 접착제에 의하여 맞대어 접착되어 있고,
    상기 폴리머층은, 적어도 하나 이상의 폴리머 필름이 적층된,
    진공 단열체.
  2. 삭제
  3. 소정의 내부 구조체와, 상기 내부 구조체의 빈 공간을 채우는 충진재와, 상기 내부 구조체를 감싸는 외피재로 구성되고, 상기 외피재는 금속층과 상기 금속층 상에 형성된 폴리머층으로 각각 이루어지고, 상기 내부 구조체의 상면 및 하면을 감싸는 상부 외피재 및 하부 외피재를 포함하는 진공 단열체의 제조방법이고,
    상기 상부 외피재 및 상기 하부 외피재의 테두리를 따라 일정 구간을 제외한 구간에서는 상기 상부 외피재의 금속층과 상기 하부 외피재의 금속층을 폴리 우레탄 접착제에 의하여 맞대어 접착하는 단계; 및
    상기 일정 구간에서는 상기 상부 외피재의 금속층과 상기 하부 외피재의 그속층 사이에 LDPE(Lowdensity polyethylene), LLDPE(Linear-Lowdensity polyethylene)가 적층된 필름을 끼워 열융착하는 단계;
    를 포함하는,
    진공 단열체의 제조방법.
KR1020090038857A 2009-05-04 2009-05-04 진공 단열체 및 그 제조방법 Expired - Fee Related KR101257361B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090038857A KR101257361B1 (ko) 2009-05-04 2009-05-04 진공 단열체 및 그 제조방법
US12/709,174 US8257815B2 (en) 2009-05-04 2010-02-19 Vacuum insulator
US13/323,125 US8236401B2 (en) 2009-05-04 2011-12-12 Vacuum insulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090038857A KR101257361B1 (ko) 2009-05-04 2009-05-04 진공 단열체 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100119937A KR20100119937A (ko) 2010-11-12
KR101257361B1 true KR101257361B1 (ko) 2013-04-23

Family

ID=43405736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090038857A Expired - Fee Related KR101257361B1 (ko) 2009-05-04 2009-05-04 진공 단열체 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101257361B1 (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102190406B1 (ko) * 2013-09-30 2020-12-11 코오롱인더스트리 주식회사 진공 단열재용 필름
KR102218061B1 (ko) * 2014-06-30 2021-02-19 코오롱인더스트리 주식회사 진공 단열재용 필름
WO2016003116A1 (ko) * 2014-06-30 2016-01-07 코오롱인더스트리 주식회사 배리어용 필름
KR102502160B1 (ko) 2015-08-03 2023-02-21 엘지전자 주식회사 진공단열체 및 냉장고
CN107923701B (zh) 2015-08-03 2020-04-24 Lg电子株式会社 真空绝热体及冰箱
KR102525551B1 (ko) 2015-08-03 2023-04-25 엘지전자 주식회사 진공단열체 및 냉장고
KR102529853B1 (ko) 2015-08-03 2023-05-08 엘지전자 주식회사 진공단열체, 진공단열체의 제조방법, 다공성물질패키지, 및 냉장고
KR102456642B1 (ko) 2015-08-03 2022-10-19 엘지전자 주식회사 진공단열체 및 냉장고
KR102525550B1 (ko) * 2015-08-03 2023-04-25 엘지전자 주식회사 진공단열체 및 냉장고
KR102466469B1 (ko) 2015-08-03 2022-11-11 엘지전자 주식회사 진공단열체 및 냉장고
KR102497139B1 (ko) 2015-08-03 2023-02-07 엘지전자 주식회사 진공단열체
KR102498210B1 (ko) 2015-08-03 2023-02-09 엘지전자 주식회사 진공단열체 및 냉장고
KR20170016188A (ko) 2015-08-03 2017-02-13 엘지전자 주식회사 진공단열체 및 냉장고
KR102442973B1 (ko) 2015-08-03 2022-09-14 엘지전자 주식회사 진공단열체 및 냉장고
KR102466470B1 (ko) 2015-08-04 2022-11-11 엘지전자 주식회사 진공단열체 및 냉장고
KR102729785B1 (ko) * 2022-11-16 2024-11-13 서울대학교 산학협력단 열교 억제용 다공성매질을 포함하는 진공단열 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07269778A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Toshiba Corp 真空パック式断熱材
JP2005114014A (ja) 2003-10-07 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 真空断熱材及び真空断熱材を使用した機器
KR100816962B1 (ko) * 2004-06-03 2008-03-25 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 진공 단열재 및 진공 단열재를 구비하는 보냉 기기
JP2009052680A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Panasonic Corp 真空断熱材

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07269778A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Toshiba Corp 真空パック式断熱材
JP2005114014A (ja) 2003-10-07 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 真空断熱材及び真空断熱材を使用した機器
KR100816962B1 (ko) * 2004-06-03 2008-03-25 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 진공 단열재 및 진공 단열재를 구비하는 보냉 기기
JP2009052680A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Panasonic Corp 真空断熱材

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100119937A (ko) 2010-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101257361B1 (ko) 진공 단열체 및 그 제조방법
US8257815B2 (en) Vacuum insulator
US10105931B2 (en) Multi-section core vacuum insulation panels with hybrid barrier film envelope
JP3875248B2 (ja) 建物
EP3129562B1 (fr) Ensemble d'isolation thermique incluant des panneaux piv et procédé d'assemblage d'un tel ensemble
US20190193369A1 (en) Alveolar multilayer structure having a metal coating
KR101817669B1 (ko) 멀티레이어 복합단열방수시트를 이용한 복합단열방수구조 및 복합단열방수방법
EP2734680B1 (en) An insulation panel
KR20100119939A (ko) 진공 단열체 및 진공 단열체용 외피재
TWI516737B (zh) 冰箱
US20250163706A1 (en) Fabricated leveling composite radiation energy-saving concrete wall and construction method therefor
KR101296475B1 (ko) 진공단열재 및 폴리우레탄 폼을 포함하는 현관문
JP2009092224A (ja) 真空断熱材、および真空断熱材を適用した建物
ES2250841T3 (es) Procedimiento de fabricacion de un panel de estructura compuesta con paramento de rigidez elevada, de muy poco espesor e integrando un superaislante bajo vacio.
IE20110032A1 (en) An insulation panel
KR101105324B1 (ko) 진공 단열체
JP2003056090A (ja) 複合断熱材
KR101271455B1 (ko) 진공 단열체용 외피재 및 진공 단열체
KR101021849B1 (ko) 이중 간봉구조가 구비된 3중 복층 유리
JP2021050773A (ja) 断熱材およびその製造方法
CN214739000U (zh) 严寒地区被动式超低能耗建筑外墙保温一体化节点构造
KR200364706Y1 (ko) 층간차음재용 방수커버
JP5496264B2 (ja) 真空断熱パネル
AU2012201247A1 (en) High Temperature Reflective Insulation Sheeting
CN210042861U (zh) 一种保温大棚

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20090504

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20110318

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20110830

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20110318

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

J201 Request for trial against refusal decision
PJ0201 Trial against decision of rejection

Patent event date: 20110929

Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal

Patent event code: PJ02012R01D

Patent event date: 20110830

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PJ02011S01I

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Decision date: 20130325

Appeal identifier: 2011101007089

Request date: 20110929

J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20110929

Effective date: 20130325

PJ1301 Trial decision

Patent event code: PJ13011S01D

Patent event date: 20130325

Comment text: Trial Decision on Objection to Decision on Refusal

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Request date: 20110929

Decision date: 20130325

Appeal identifier: 2011101007089

PS0901 Examination by remand of revocation
PS0701 Decision of registration after remand of revocation

Patent event date: 20130416

Patent event code: PS07012S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20130326

Patent event code: PS07011S01I

Comment text: Notice of Trial Decision (Remand of Revocation)

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20130417

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20130418

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160328

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160328

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170327

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170327

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20180406

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190402

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190402

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200326

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210401

Start annual number: 9

End annual number: 9

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20230128