(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３面が閉じられ、１面が開かれた通気性を有する内皮封筒に多孔性断熱材料を入れてシールする第１の工程と、
前記内皮封筒の広い面が床と上部を向くように配置して、最初に投入されるシールされた内皮材封筒の厚さから徐々に高さが低くなるように設けられた複数の平坦化ローラによって平坦化し、最終目標とする厚さの２〜３倍まで連続式に圧縮する第２の工程と、
前記第２の工程において平坦化された封筒を前記最終目的とする厚さに上下作動式の圧縮プレスで圧縮する第３の工程と、
前記第３の工程において圧縮された封筒を、遮蔽性を有する外皮材で一面を除いた残りの面を全てシールして包装する第４の工程と、
前記第４の工程においてシールされた封筒を、真空チャンバーに入れて所定の圧力に到達するように真空作業し、前記第４の工程においてシールされていない一面をシールする第５の工程とからなることを特徴とする真空断熱材の連続式製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程において平坦化された封筒を前記最終目的とする厚さに圧縮する第３の工程以後、５０℃と２５０℃と間の温度で乾燥する乾燥段階を追加できることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材の連続式製造方法。
【請求項３】
前記多孔性断熱材料は、合成シリカ、膨張パーライト及び膨張蛭石の中で少なくとも１種以上を選んでなることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材の連続式製造方法。
【請求項４】
前記多孔性断熱材料は、断熱性向上のために不透明化剤を、強度を補強するために繊維をそれぞれさらに混合することを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材の連続式製造方法。
【請求項５】
前記不透明化剤は、炭化珪素、グラファイト、ジルコニア、ジルコン、アルミナ及び酸化チタンの中で少なくとも一つを選び、前記繊維としては、ガラス繊維、ミネラルウール又はジルコニウムのような無機繊維と、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル又はナイロンのような有機繊維の中で少なくとも一つを選んでなることを特徴とする請求項４に記載の真空断熱材の連続式製造方法。
【請求項６】
前記通気性を有する内皮封筒は、有機質繊維からなる織布（Ｃｌｏｔｈ）、有機質繊維からなる不織布（Ｎｏｎｗｏｖｅｎ）、無機質繊維からなる織布（Ｃｌｏｔｈ）及び無機質繊維からなる不織布（Ｎｏｎｗｏｖｅｎ）の中で少なくとも一つを選んでなることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材の連続式製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮蔽性外皮材と内部に所定の真空圧力を有する真空断熱材の連続式製造方法に関する。より詳細には、連続式生産によって工程が簡単で生産性が高まり、経済的でありながらも物性に優れた真空断熱材の連続式製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空断熱材は、熱伝導率が極めて低い断熱材であって、ガス及び水蒸気に対して高い遮蔽性を有する外皮材が全面を囲んで、内部に有機系や無機系列の開放気孔型コアからなっている。
内部コアは、無機系繊維のグラスファイバー（ｇｌａｓｓ  ｆｉｂｅｒ）や、多孔性無機粉末の合成シリカが殆ど用いられる。
【０００３】
グラスファイバー真空断熱材は、多層のマット状で巻いたり押してもコアの毀損がなく、内部に真空をかける前には、グラスファイバーマットの厚さが高い状態で（最終目的とする厚さの２から５倍）内部に真空作業するとき、圧着したり、真空圧力によってマットの厚さが低くなる形態で変わるので、３面が閉じられ、１面が開かれた遮蔽性外皮材封筒にグラスファイバーマットを入れて作るのが一般的である。
【０００４】
合成シリカ真空断熱材は、粉末状の合成シリカを圧縮成型してボード状に作った後、所定の大きさで切断して遮蔽性外皮材封筒に入れて真空ボードに製造する。グラスファイバーとは異なって合成シリカコアは、粉末の粒子を成型したもので、外圧によって壊れたり毀損される現状があり、３面が閉じられ、１面が開かれた封筒に入れるよりは、生産ラインでロール状の遮蔽性外皮材を用いて自動や手動の形態に直接に包装する方式が多く使用される。また、真空作業時、合成シリカ粉末が真空装備を毀損する可能性があって、通気性を有する内皮材でコアを先に囲んで、再び外皮材を囲む二重構造の形態を殆ど用いる。
【０００５】
合成シリカ真空断熱材は、グラスファイバー真空断熱材に比して前記のような構造と作業性のために材料費だけでなく、製造工程も複雑になって製品コストが高い。
このような問題点を改善するため、所定の厚さより数倍から数十倍以上の厚さになるように通気性を有する内皮材に粉末を入れ、圧縮して、再び所定の厚さに切断して断熱材や真空断熱材を製造する技術があるが、これは製品の面積が広がるほど、所定の厚さに切断しにくい問題点がある。
【０００６】
大韓民国公開特許第１９９５−１３６４４号（真空断熱パンネル及びその製造方法う）などで公知されたように、真空チャンバー内部に設けられた水分除去金型上に外部から下部フィルムを供給するシステムと、その上に粉末を供給するシステムと、前記下部フィルムに入れられた粉末を圧縮して所定の形状に成型し、上下部フィルムを熱接着して製造する方法を提示するが、これは真空チャンバー内で全ての作業が進行されるので、設備が複雑で供給された粉末が平坦な状態にならず、圧縮されて不均一であり、下部フィルムが損傷される問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，３２７，７０３号明細書
【特許文献２】米国特許第８，３３３，２７９号明細書
【特許文献３】大韓民国特許登録第１０-１１０２２６２号明細書
【特許文献４】大韓民国公開特許第１０-２０１２-００９７３２８号公報
【特許文献５】ＷＯ第２０１３／００１５２２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、既存の合成シリカを用いた真空断熱材の製造において、成型方法を改善して成型した後、切断加工を除去し、個別成型をすることによって製造工程中の毀損を防止し、連続的に生産可能になることに応じて、材料費減少と工程費用を減少させることができる真空断熱材の連続式製造方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一具現例に係る真空断熱材の連続式製造方法は、３面が閉じられ、１面が開かれた通気性を有する内皮封筒に多孔性断熱材料を入れてシールする第１の工程と、前記内皮封筒の広い面が床と上部を向くように配置して平坦化する第２の工程と、前記第２の工程において平坦化された封筒を所定の厚さに圧縮する第３の工程と、前記第３の工程において圧縮された封筒を、遮蔽性を有する外皮材で一面を除いた残りの面を全てシールして包装する第４の工程と、前記第４の工程においてシールされた封筒を、真空チャンバーに入れて所定の圧力に到達するように真空作業し、前記第３の工程においてシールされていない一面こそシールする第５の工程とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の真空断熱材の連続式製造方法によれば、多孔性断熱材料の成型工程を簡便化し、製造しようとするサイズや形状に個別製造が可能で工程を単純化することができ、製造工程中、切断工程がなくてロス（ｌｏｓｓ）発生量を減らして連続式に製造可能であるから、製造コスト低減の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例に係る真空断熱材の連続式製造段階を示す図である。
【図２】通気性を有する内皮封筒に多孔性断熱材料を充填する方法を具現例として示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
このような本発明を添付する図面に基づいてより詳細に説明すれば、以下の通りであり、添付の図１は、本発明の一具現例に係る真空断熱材の連続式製造段階を示す図で、図２は、通気性を有する内皮封筒に多孔性断熱材料を充填する方法を具現例として示す図である。
前記目的を達成するための本発明の真空断熱材の連続式製造方法によれば、第一の工程として、通気性を有する内皮封筒、例えば３面が閉じられ、1面が開かれている内皮封筒に多孔性断熱材料を入れてシール工程で行われる。
【００１３】
図１は、真空断熱材の連続式製造方法の一実施例であるが、通気性を有する内皮封筒に多孔性断熱材料を入れてシールする第一の工程は、図示していない。本発明に係る方法において、第一の工程は、内皮封筒に多孔性断熱材料を計量して入れ、単にシールしたことで、図２の符号１０と同じ構造を有することができる。
図１と２において、符号１０は内皮封筒にシールされた断熱材料で、符号１１は断熱材料であり、符号１２は内皮封筒である。内皮封筒１２に多孔性断熱材料１１を入れる時は、図２の右側図Ｘでのように下部に集められず、図２の左側図Ｏでのように広い面の表面が均一な形態で作るのが有利になることができる。なぜならば、以降の工程である平坦化工程に役に立ち、多孔性合成シリカコアの物性が均一になることができるからである。
【００１４】
本発明の真空断熱材の連続式製造方法において、多孔性の断熱材としては、合成シリカ、膨張パーライト及び膨張蛭石の中で少なくとも１種以上を選ぶことができ、断熱性向上のために不透明化剤と、強度を補強するために繊維をそれぞれさらに混合することができる。
前記不透明化剤としては、炭化珪素、グラファイト、ジルコニア、ジルコン、アルミナ、及び酸化チタンの中で少なくとも一つを選び、前記繊維としては、ガラス繊維、ミネラルウール又はジルコニウムのような無機繊維とポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル又はナイロンのような有機繊維の中で少なくとも一つを選んで用いることができる。
【００１５】
本発明において、前記通気性を有する内皮封筒では、有機質繊維からなる織布（ｃｌｏｔｈ）、有機質繊維からなる不織布（ｎｏｎｗｏｖｅｎ）、無機質繊維からなる織布（ｃｌｏｔｈ）及び無機質繊維からなる不織布（ｎｏｎｗｏｖｅｎ）の中で、少なくとも一つを選んで用いることができる。
前記内皮封筒の材質によってシールする方法が異なることがある。有機質繊維からなる織布や不織布の場合、熱による接着でシールする。この時、材質によって加えられる温度は異なることがある。一般的に約５０℃と約２５０℃と間の温度で加熱して熱接着することができる。無機質繊維からなる織布や不織布は、３つの方法によってシーリングが可能である。ミシン（ｓｅｗｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）を用いて裁縫したり、接着剤を用いて貼り付ける方法、又は予めシーリング部を有機質コーティングして熱接着することができ、この時も加熱温度は約５０℃と約２５０℃との間がよい。
【００１６】
本発明の真空断熱材の連続式製造方法によれば、第２の工程は、多孔性断熱材料がシールされた内皮封筒１０の広い面が床と上部を向くように配置して、図１でのように横たえて進行されるが、これが平坦化する工程である。
図１において、符号３０で示した平坦化工程は、多孔性断熱材料がシールされた内皮封筒１０を平坦化して、シールされた内皮材封筒１０の広い面を複数の平坦化ローら３１によって均一に作る工程である。
【００１７】
前記平坦化工程３０で用いられる複数の平坦化ローラ３１は、最初に投入されるシールされた内皮材封筒１０の厚さから所定の厚さまで徐々に平坦化ローラ３１の高さが低くなるように設けられている。これは、前記所定の厚さは、最終目的とする厚さ又は２〜５倍の厚さまで可能であるが、可能な限り２〜３倍の厚さに作業するのがよい。これは、次の第３の工程における圧縮プレッシング工程で詳細に説明する。
【００１８】
本発明における平坦化ローラ３１の形状は、作業の便利性に合わせて設置可能であるが、薄いローラのいくつかが一つの円を形成する束状や、クラウンタイプ、ローラの中心と外側の厚さを異なるように調節されたローラ（例えば、平坦化時にシールされた内皮材封筒１０を内側から外側、又は外側から内側に平坦化が可能）、又はローラの表面に突起を形成するか、ローラの切断面が風車状と似ている形態も可能である。また、ローラをベルトで連結したベルトコンベヤーも可能である。
【００１９】
本発明に係る真空断熱材の連続式製造方法によれば、前記シールされた内皮材封筒１０を平坦化した後、圧縮プレス４１で所定の厚さ（最終目的の厚さ）に少なくとも１０ｍＮ/cm2の圧力を加えて圧縮をする第３の工程を遂行する。先に平坦化工程で最終目的とする厚さの２〜３倍の厚さに作ることがよいと言ったのは、平坦化工程では、連続式圧縮の形態であり、粉末状の粒子を連続式で圧縮すれば、圧縮面内部に見えない亀裂や、押される現状で一側に偏ることがあるからである。したがって、本発明の圧縮プレス４１は、ローラプレスやベルトプレス等も可能であるが、上下作動式のプレッシングがより有利である。
【００２０】
上記で所定の厚さとは、最終目的の厚さを言い、適用業体別、製品別に多様化することができる。例えば、５ｍｍ，６ｍｍ，８ｍｍ，１０ｍｍ，１２ｍｍ，１５ｍｍ，２０ｍｍ，４０ｍｍ，６０ｍｍなどであることがあり、その間の値も可能であり、これより大きな値を有することもできる。
次に、本発明に係る第４の工程として、前記シールされた内皮材封筒１０を平坦化して圧縮したコアを、ガスと水分に対する遮蔽性を有する外皮材１３で一面を除いた残りの面を全てシールして包装する工程を経る。外皮材は、ロールで巻かれた状態で供給されてシールされた内皮材封筒１０を平坦化して圧縮したコアを巻き、一面のみがオープンされた状態で残りの面を全てシールして製造することができる。
【００２１】
このとき、外皮材で包装する前に、約５０℃と約２５０℃と間の温度で乾燥する乾燥工程を追加することもできる。これは、多孔性粒子が保管又は作業中に水分を吸収して物性が低下することを防止するためのことである。
次に、本発明に係る第５の工程として、前記外皮材で巻いたコアを真空チャンバー５０に入れて、目的とする真空圧力をかけて十分な真空圧を有するようにした後、オープンされた一面さえシールして真空断熱材を製造することができる。真空圧力によって断熱材の熱物性が変わるので、真空圧は、その条件に応じて使用可能なので制限しないが、最小１ｔｏｒｒ以上の真空圧を有してこそ効果がある。
【００２２】
このとき、第４の工程と第５の工程において、前記遮蔽性を有する外皮材をシールする方法は、熱による接着によってシールする。材質により加えられる温度が異なることもある。例えば、約５０℃と約２５０℃の温度で加熱して熱接着することができる。熱接着時、一側面の長手方向にシーリングバーを設け、シーリングバーを加熱して取り付けることができる。
【００２３】
本発明において、前記の上述した工程を反復的に連続して生産することによって、製造しようとする真空断熱材を連続式に作ることができ、既存の多孔性粒子の圧縮切断工程が不要で、生産性を向上させて経済的な真空断熱材を製造することができる。
前記実施例、特に連続式工程を説明したが、これは、これらの範囲を制限することではなく、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の原則を逸脱しない範囲で変更可能でることがわかる。
【符号の説明】
【００２４】
１０…シールされた内皮材封筒
１１…多孔性粒子
１２…通気性を有する内皮材
１３…ガスと水分に対する遮蔽性を有する外皮材
３０…平坦化工程
４１…圧縮プレス
５０…真空チャンバー
５１…シーリングバー
【図１】
0006420470.tif 000002
【図２】
0006420470.tif 000003