KR20150047761A - Heat insulating panel and cooling apparatus having the same - Google Patents

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KR20150047761A KR1020130127615A KR20130127615A KR20150047761A KR 20150047761 A KR20150047761 A KR 20150047761A KR 1020130127615 A KR1020130127615 A KR 1020130127615A KR 20130127615 A KR20130127615 A KR 20130127615A KR 20150047761 A KR20150047761 A KR 20150047761A
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Abstract

The present invention relates to an insulation panel and a cooling apparatus having the same. The insulation panel comprises: a heat delay unit delaying and conducting transferred heat; an insulation unit collecting and insulating the heat delayed by the heat delay unit; and an outer cover unit covering the heat delay unit and the insulation unit.

Description

단열 패널 및 그를 구비한 냉각 장치{Heat insulating panel and cooling apparatus having the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heat insulating panel and a cooling apparatus having the same.

본 발명은 단열 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 에너지 효율을 높일 수 있는 단열 패널 및 그를 구비한 냉각 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat insulating panel, and more particularly, to a heat insulating panel capable of increasing energy efficiency and a cooling apparatus having the same.

최근, 에너지 효율적 친환경 산업이 대두되어 전세계적으로 에너지 문제와 환경 문제를 동시에 해결하기 위한 각종 연구가 진행되고 있다.Recently, energy-efficient eco-friendly industry has emerged and various studies are being conducted to solve energy and environmental problems at the same time in the world.

특히, 지구 온난화에 대한 관점에서 냉장고의 소비 전력량을 줄일 수 있고, 건축물의 에너지를 절감하기 위하여 단열재에 대한 기술 개발이 다양하게 시도되고 있는 중이다.Especially, from the viewpoint of global warming, the amount of power consumption of the refrigerator can be reduced, and in order to reduce the energy of the building, various technologies are being developed for the insulation material.

냉장고는 가전 제품 중에서 높은 소비 전력량을 소비하는 제품으로, 냉장고의 소비 전력량 절감은 지구 온난화 대책으로서 필요 불가결한 상황에 있다. 냉장고의 소비 전력은 냉각용 압축기의 효율과 열누설량에 관계되는 단열재의 단열 성능에 의해 대부분 결정된다.The refrigerator consumes a large amount of electricity in household appliances, and the reduction in the power consumption of the refrigerator is indispensable as a measure against global warming. The power consumption of the refrigerator is largely determined by the efficiency of the cooling compressor and the heat insulating performance of the heat insulator relative to the amount of heat leakage.

그리고, 건축물의 에너지 절감을 위한 단열재는 전통적으로 미네랄울, 폴리우레탄 등의 단열재가 사용되었고, 최근에는 VIP (Vacuum Insulation Panel), 에어로젤이 주목받고 있으며, VIM (Vacuum Insulation Material), DIM (Dynamic Insulation Material) 등이 연구되고 있다.In recent years, VIP (Vacuum Insulation Panel) and aerogels have been attracting attention. VIM (Vacuum Insulation Material), DIM (Dynamic Insulation), and so on have been attracting attention as insulation materials for energy saving of buildings, traditionally used for insulation materials such as mineral wool and polyurethane. Materials) are being studied.

매우 낮은 열전도율을 지닌 VIP 및 에어로젤은 기존 단열재에 비해 에너지 소모를 줄일 수 있으므로 주거면적을 크게 확대할 수 있는 장점이 있으며, 특히 에어로젤은 반투명 및 투명재질로 만들 수 있어 건물에 응용될 수 있는 가능성이 매우 크다. VIPs and aerogels with very low thermal conductivity have the advantage of reducing energy consumption compared to existing insulation materials and thus can greatly expand the residential area. In particular, aerogels can be made of translucent and transparent materials, very big.

한국 공개특허공보 제10-2011-77859호에는 심재를 포함하는 코어부; 및 상기 코어부를 피복하고 있는 외피재를 가지고, 상기 코어부가 감압상태로 형성된 진공 단열재에 있어서, 상기 외피재가 하나 이상의 부직포층을 포함하는 진공 단열재가 제안되어 있다. 이 경우, 상기 진공 단열재의 심재는 유리 섬유, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 사용하고 있으나, 유리 섬유 집합체 내부의 기공 사이즈는 공기를 트랩핑하는 데 적합한 크기를 갖지 못하여 단열 효과가 낮으며, 유리 섬유는 제조공정이 복잡하고 어려운 문제가 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-77859 discloses a core part including a core material; And a jacket covering the core portion, wherein the core portion is formed in a reduced pressure state, wherein the jacket material comprises at least one nonwoven fabric layer. In this case, the core of the vacuum insulation material is made of glass fiber, polyurethane, polyester, polypropylene and polyethylene, but the pore size inside the glass fiber aggregate is not suitable for trapping air, And the glass fiber has a complicated and difficult manufacturing process.

한국 공개특허공보 제10-2011-15326호에는 진공단열재의 외피 내부에 위치하는 코어로서, 상기 코어는 합성수지재 섬유를 열융착하여 서로 접합시킨 것을 특징으로 하는 진공단열재의 코어가 제안되어 있으나, 합성수지재 섬유를 융점 정도의 온도로 가열하여 섬유들이 서로 열융착되 있어, 합성수지재 섬유에는 거의 기공이 없는 무기공 상태가 되어 단열 효율을 향상시키는데는 한계가 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-15326 discloses a core of a vacuum insulator, which is located inside the shell of a vacuum insulator, wherein the core is formed by thermally fusing synthetic resin fibers and bonding them together. However, The fibers are heated and fused to each other by heating the fiber to a temperature of the melting point so that the synthetic resin fiber has an inorganic ball state having almost no pores,

따라서, 본 발명자들은 냉각 장치의 에너지 효율을 향상시키기 위한 단열 기술에 대한 연구를 지속적으로 진행하여 열지연, 단열을 순차적으로 수행할 수 있는 단열 패널의 구조적인 특징을 도출하여 발명함으로써, 에너지 절감과 동시에 친환경적이고, 보다 경제적이고, 활용 가능하고 경쟁력있는 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the inventors of the present invention have continued to study insulation technology to improve the energy efficiency of the cooling device, thereby inventing the structural characteristics of the thermal insulation panel capable of successively performing thermal delay and insulation, At the same time, we have completed the invention which is environmentally friendly, more economical, usable and competitive.

한국 공개특허공보 제10-2011-77859호Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-77859 한국 공개특허공보 제10-2011-15326호Korean Patent Publication No. 10-2011-15326

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 전달된 열을 시간적으로 지연시키는 열지연부 및 열을 포집하는 단열부를 포함하는 단열구조를 외피부로 감싸는 구조를 구현하여 단열 효율을 향상시킬 수 있는 단열 패널 및 그를 구비한 냉각 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a structure for wrapping a heat insulating structure including an open edge and a heat insulating part for trapping heat, And to provide a cooling device having the same.

본 발명에서는 외피부 내부에 전달된 열을 시간적으로 지연시키는 열지연부 및 열을 포집하는 단열부를 포함하는 단열구조를 내장시켜, 단열 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.The present invention has an advantage that the heat insulating efficiency can be maximized by incorporating a heat insulating structure including a heat-soft edge for delaying the heat transmitted to the inside of the outer skin and a heat insulating portion for collecting heat.

본 발명의 다른 목적은 냉각실의 문이 열려, 냉각실로 유입되는 외부 열을 단열 패널의 상변화물질이 흡수함으로써, 압축기를 구동시킬 필요가 없어, 냉각 장치의 에너지 효율을 높일 수 있는 단열 패널 및 그를 구비한 냉각 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a heat insulating panel which can open the doors of the cooling chamber and absorb the external heat introduced into the cooling chamber by the phase change material of the heat insulating panel, And a cooling device having the same.

본 발명의 또 다른 목적은 3차원 네트워크 구조로 배열된 나노 섬유 웹을 단열 시트에 포함시켜, 열 포집 능력이 큰 나노 섬유 웹의 3차원의 나노 크기의 미세 기공으로 단열 성능을 향상시킬 수 있는 단열 패널 및 그를 구비한 냉각 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a nanofiber web in which a nanofiber web arranged in a three-dimensional network structure is included in a heat insulating sheet, and a three-dimensional nano- Panel and a cooling device having the same.

상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예는, 전달된 열을 시간적으로 지연시켜 전도시키는 열지연부; 상기 열지연부에서 시간 지연된 열을 포집하여 단열시키는 단열부; 및 상기 열지연부 및 상기 단열부를 감싸는 외피부;를 포함하는 단열 패널을 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, an embodiment of the present invention is characterized by including: a heat spread edge portion for delaying and transmitting transmitted heat in time; A heat insulating portion for collecting heat and delaying the heat in the heat-softening edge portion; And an outer skin surrounding the heat-generating edge and the heat-insulating part.

아울러, 본 발명의 일 실시예는, 내부 케이스 및 외부 케이스로 이루어진 케이스를 갖는 냉각 본체; 상기 냉각 본체의 내부 케이스 내부에 설치된 냉각실; 및 상기 내부 케이스와 상기 외부 케이스 사이에 충전되어, 단열 기능을 수행하는 단열 패널을 포함하며, 상기 단열 패널은 상기 전달된 열을 시간적으로 지연시켜 전도시키는 열지연부; 상기 열지연부에서 시간 지연된 열을 포집하여 단열시키는 단열부; 및 상기 열지연부 및 상기 단열부를 감싸는 외피부;를 포함하는 냉각 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cooling apparatus comprising: a cooling body having a case made of an inner case and an outer case; A cooling chamber provided inside the inner case of the cooling body; And a heat insulating panel filled between the inner case and the outer case to perform a heat insulating function, wherein the heat insulating panel includes a heat spreading edge for delaying and transmitting the heat transmitted in time; A heat insulating portion for collecting heat and delaying the heat in the heat-softening edge portion; And an outer skin surrounding the heat-generating edge and the heat-insulating portion.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 외피부 내부에 전달된 열을 시간적으로 지연시키는 열지연부 및 열을 포집하는 단열부를 포함하는 단열구조를 내장시켜, 단열 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, there is an advantage that the heat insulation efficiency can be maximized by incorporating a heat insulation structure including a heat spread edge for temporally delaying heat transferred to the inside of the outer skin and a heat insulating portion for collecting heat.

본 발명에서는 냉각 장치의 냉각실의 문이 열려, 외부의 열이 냉각실로 유입되더라도, 단열 패널의 상변화물질이 외부에서 전달된 열을 흡수하게 됨으로, 압축기를 구동시킬 필요가 없어, 냉각 장치의 에너지 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.In the present invention, since the door of the cooling chamber of the cooling device is opened and the external heat is introduced into the cooling chamber, the phase change material of the heat insulating panel absorbs heat transmitted from the outside, Energy efficiency can be improved.

본 발명에서는 전기 방사된 나노 섬유가 3차원 네트워크 구조로 배열된 나노 섬유 웹의 단열 시트를 채택하여, 열 포집 능력이 큰 나노 섬유 웹의 3차원의 나노 크기의 미세 기공으로 단열 성능을 향상시킬 수 있는 기술을 제공할 수 있다.The present invention adopts a heat insulating sheet of a nanofiber web in which electrospun nanofibers are arranged in a three-dimensional network structure to improve heat insulation performance by using three-dimensional nano-sized micropores of a nanofiber web having a large heat collecting ability Technology can be provided.

본 발명에서는 열 전도 시간을 지연할 수 있는 상변화 물질이 포함된 단열 시트를 열을 분산 및 단열시킬 수 있는 시트와 하이브리드하여, 열 차단 효율을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.In the present invention, the heat insulating sheet including the phase change material capable of delaying the heat conduction time is advantageously hybridized with the sheet capable of dispersing and insulating heat, thereby improving the heat blocking efficiency.

본 발명에서는 열지연, 단열을 순차적으로 수행할 수 있어 단열 성능을 우수하게 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, thermal delay and adiabatic heat can be sequentially carried out, and the heat insulating performance can be improved.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단열 패널의 개략적인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단열 패널이 장착된 냉각 장치를 설명하기 위한 개념적인 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단열 패널의 변형례에 대한 개략적인 단면도,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단열 패널의 개략적인 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 단열 패널의 개략적인 단면도이고,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 단열 패널의 단열부로 적용되는 나노 섬유 웹과 부직포의 적층 구조를 설명하기 위한 개념적인 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 단열 패널을 적용한 냉각 장치의 열흐름을 설명하기 위한 개념적인 도면이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 단열 패널에 적용된 나노 섬유 웹을 형성하는 전기방사장치를 나타내는 개략 단면도이다.1 is a schematic sectional view of a heat insulating panel according to a first embodiment of the present invention,
2 is a conceptual sectional view for explaining a cooling device equipped with a heat insulating panel according to a first embodiment of the present invention,
3 is a schematic cross-sectional view of a modification of the heat insulating panel according to the first embodiment of the present invention,
4 is a schematic cross-sectional view of a heat insulating panel according to a second embodiment of the present invention,
5 is a schematic sectional view of a heat insulating panel according to a third embodiment of the present invention,
6A and 6B are conceptual sectional views illustrating a laminated structure of a nanofiber web and a nonwoven fabric applied as a heat insulating portion of a heat insulating panel according to the first to third embodiments of the present invention,
FIG. 7 is a conceptual view for explaining the heat flow of the cooling apparatus to which the heat insulating panel according to the first to third embodiments of the present invention is applied,
8 is a schematic cross-sectional view showing an electrospinning apparatus for forming a nanofiber web applied to a heat insulating panel according to an embodiment of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

후술하는 본 발명의 단열 패널은 냉장고, 냉장 쇼케이스를 포함하는 냉각 장치에 적용할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 다른 산업 분야에 사용되는 단열재에도 이와 동일하게 적용될 수 있다.The heat insulating panel of the present invention to be described later can be applied to a cooling apparatus including a refrigerator and a refrigerated showcase. However, the present invention is not limited to this, and the same can be applied to a heat insulating material used in other industrial fields.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단열 패널의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단열 패널이 장착된 냉각 장치를 설명하기 위한 개념적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단열 패널의 변형례에 대한 개략적인 단면도이다. FIG. 1 is a schematic sectional view of a heat insulating panel according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual sectional view for explaining a cooling apparatus equipped with a heat insulating panel according to a first embodiment of the present invention, Is a schematic sectional view of a modification of the heat insulating panel according to the first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 단열 패널(100)은, 전달된 열을 시간적으로 지연시켜 전도시키는 열지연부(110); 상기 열지연부(110)에서 시간 지연된 열을 포집하여 단열시키는 단열부(120); 및 상기 열지연부(110) 및 상기 단열부(120)를 감싸는 외피부(130);를 포함한다.Referring to FIG. 1, the heat insulating panel 100 according to the first embodiment of the present invention includes a heat spreading edge portion 110 for delaying transmitted heat in time; A heat insulating part 120 for collecting and inserting heat delayed by the heat storage edge part 110; And an outer skin 130 surrounding the heat-softening edge portion 110 and the heat insulating portion 120.

이와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단열 패널(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 냉각 장치(500)의 내부 케이스(510)와 외부 케이스(520) 사이에 충전되어, 단열 기능을 수행한다. 냉각 장치(500)는 내부 케이스(510) 및 외부 케이스(520)로 이루어진 케이스를 갖는 냉각 본체(미도시); 냉각 본체의 내부 케이스(510) 내부에 설치된 냉각실(미도시); 및 내부 케이스(510)와 외부 케이스(520) 사이에 충전되어, 단열 기능을 수행하는 단열 패널(100)를 포함한다. The heat insulating panel 100 according to the first embodiment of the present invention is charged between the inner case 510 and the outer case 520 of the cooling device 500 as shown in FIG. do. The cooling device 500 includes a cooling body (not shown) having a case made up of an inner case 510 and an outer case 520; A cooling chamber (not shown) provided inside the inner case 510 of the cooling body; And an insulating panel 100 filled between the inner case 510 and the outer case 520 to perform a heat insulating function.

이때, 외피부(130)는 열을 전달받고, 열지연부(110)는 외피부(130)로 전달된 열을 시간적으로 지연시켜 단열부(120)로 전도시키고, 단열부(120)는 열지연부(110)에서 시간 지연된 열을 포집하여 냉각 장치(500)로 전달되는 열을 차단할 수 있는 효율을 향상시킬 수 있다. 이와 반대로, 외피부(130)로 전달된 열이 단열부(120)로 전달되고, 단열부(120)에서 열지연부(110)로 전달되는 열경로가 단열 패널(100)에 적용될 수도 있다.At this time, the outer skin 130 receives heat, and the heat spreading edge 110 temporally delays the heat transmitted to the outer skin 130 and conducts the heat to the heat insulating part 120. The heat insulating part 120, It is possible to improve the efficiency of collecting the heat delayed by the heat source 110 and cutting off the heat transmitted to the cooling device 500. The heat transferred to the outer skin 130 may be transferred to the heat insulating portion 120 and the heat path transferred from the heat insulating portion 120 to the heat spreading portion 110 may be applied to the heat insulating panel 100. [

여기서, 냉각 장치(500)는 냉장고, 냉장 쇼케이스 등과 같이, 냉동실, 냉장실, 이들 모두 중 하나의 냉각실이 내부 케이스(210) 내부에 설치되어 있는 장치로 정의될 수 있다.Here, the cooling device 500 may be defined as a device such as a refrigerator, a refrigerated showcase, or the like, in which one of the freezing room, the refrigerating room, and the cooling room is installed inside the inner case 210.

그리고, 열지연부(110)는 전달된 열이 냉각 장치(500)의 내부 케이스(510)로 전도되는 것을 시간적으로 지연시킨다. 열지연부(110)는 상변화 물질(PCM, Phase Change Material)을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 상변화 물질은 전달되는 열을 흡수하여 열전도를 지연시킨다. 즉, 상변화 물질은 열이 전달되면 흡열반응하여 고상에서 액상으로 변화되면서 열을 흡수한다. 그리고 상변화 물질은 주변 온도가 떨어지면 다시 고상으로 변화된다. The heat spreading edge 110 temporally delays the transferred heat to be conducted to the inner case 510 of the cooling apparatus 500. [ Preferably, the thermoforming edge portion 110 includes a phase change material (PCM). The phase change material absorbs the transmitted heat and delays heat conduction. That is, the phase-change material absorbs heat as it changes from a solid phase to a liquid phase by endothermic reaction when heat is transferred. And the phase change material changes back to a solid phase when the ambient temperature falls.

열지연부(110)의 일례의 제조 방법을 설명하면, 먼저 상변화 물질을 분말화한 후, 상변화 물질의 분말, 바인더 및 용매와 혼합하여 상변화 물질의 분말이 분산된 슬러리를 제조하고, 이 슬러리를 필름화하여 상변화 물질의 분말이 분산된 필름을 제조하고, 이를 열지연부(110)로 적용하는 것이다. A method of manufacturing the heat-softening edge portion 110 will be described. First, a phase-change material is powdered and then mixed with a powder of a phase-change material, a binder and a solvent to prepare a slurry in which powder of a phase- The slurry is formed into a film to produce a film in which the powder of the phase change material is dispersed, and this is applied to the heat-softening edge portion 110.

또한, 열지연부(110)의 다른 예의 제조 방법은 핫 플레이트(Hot plate)에 히트스프레더를 올려놓고, 히트스프레더 상부에 상변화 물질의 분말을 도포하여, 핫 플레이트의 온도(예컨대, 대략 65℃)에서 상변화 물질의 분말을 액상으로 만든후, 히트스프레더를 핫 플레이트에서 이탈시키면 상변화 물질은 필름 형태가 된다. 이와 같은 열지연부(110)의 두께는 10㎛ - 30㎛인 것이 바람직하다.Another example of the manufacturing method of the thermally fusible portion 110 is a method in which a heat spreader is placed on a hot plate and a powder of a phase change material is applied to the upper portion of the heat spreader to adjust the temperature of the hot plate The phase change material is in the form of a film when the heat spreader is detached from the hot plate after making the powder of the phase change material into a liquid phase. It is preferable that the thickness of the heat-soft tip portion 110 is 10 占 퐉 to 30 占 퐉.

단열부(120)는 열지연부(110)에서 전도된 열을 포집하여 열을 차단한다. 이때, 단열부(120)는 나노 섬유에 의해 집적되어 3차원 미세 기공 구조를 갖는 나노 섬유 웹으로 적용하는 것이 바람직하다. 또한, 단열부(120)의 두께는 10㎛ - 30㎛인 것이 바람직하다.The heat insulating portion 120 collects the heat conducted in the heat spreading portion 110 to block heat. At this time, it is preferable that the heat insulating part 120 is integrated with a nanofiber and applied as a nanofiber web having a three-dimensional micropore structure. The thickness of the heat insulating portion 120 is preferably 10 占 퐉 to 30 占 퐉.

외피부(130)는 단열성이 우수한 폴리우레탄을 적용하는 것이 바람직하다.The outer skin 130 is preferably made of polyurethane excellent in heat insulation.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 단열 패널(100)은 열지연, 단열을 순차적으로 수행할 수 있어 단열 성능이 우수하여 냉장고, 냉장 쇼케이스 등과 같은 냉각 장치(500)에서 단열 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, the heat insulating panel 100 according to the first embodiment of the present invention is capable of sequentially performing thermal delay and adiabatic heat so that the heat insulating performance is improved and the heat insulating efficiency is improved in the cooling device 500 such as a refrigerator, .

또한, 나노 섬유 웹은 전기 방사된 나노 섬유가 불규칙하게 적층되어 3차원 네트워크 구조로 배열되어 있다. 그 나노 섬유에 의해 나노 섬유 웹에는 불규칙하게 분포된 3차원의 미세 기공이 형성되고, 3차원의 미세 기공에 의해 나노 섬유 웹의 열 포집 능력이 커지게 되어 우수한 단열 성능을 갖게된다.In addition, nanofiber webs are randomly stacked with electrospun nanofibers arranged in a three-dimensional network structure. The nanofibers result in the formation of irregularly distributed three-dimensional micropores in the nanofiber web, and the ability of the nanofiber web to collect heat by the three-dimensional micropores, resulting in excellent thermal insulation performance.

한편, 나노 섬유 웹은 전기 방사가 가능하고 열전도율이 낮은 고분자 물질과 용매를 일정 비율로 혼합하여 방사용액을 만들고, 이 방사용액을 전기 방사하여 나노 섬유를 형성하고, 이 나노 섬유가 축적되어 다수의 기공을 갖는 나노 섬유 웹(nano web) 형태로 형성된다. On the other hand, a nanofiber web is produced by preparing a spinning solution by mixing a polymer material having a low thermal conductivity and a solvent at a certain ratio, spinning the spinning solution to form nanofiber, And is formed in the form of a nano web having pores.

나노 섬유의 직경이 작을수록 나노 섬유의 비표면적이 증대되고 다수의 미세 기공을 구비하는 나노 섬유 웹의 열 포집 능력이 커지게 되어 단열 성능이 향상된다. As the diameter of the nanofibers is smaller, the specific surface area of the nanofibers is increased and the heat collecting ability of the nanofiber web having a plurality of micropores is increased, thereby improving the heat insulating performance.

나노 섬유는 예를 들어, 1um 이하의 직경으로 이루어지며, 나노 섬유로 이루어진 나노웹은 3차원 구조의 다수의 미세 기공을 구비함에 따라 미세 기공 내부에 공기를 포집 및 트랩핑할 수 있다.The nanofibers have a diameter of, for example, 1 .mu.m or less, and the nanofibers made of nanofibers have a plurality of micropores having a three-dimensional structure, thereby trapping and trapping air in the micropores.

상기 나노웹에 형성되는 미세 기공은 4nm 내지 1um 이하로 설정되는 것이 바람직하며, 나노 섬유의 직경을 조절하여 구현될 수 있다.The micropores formed in the nano-web are preferably set to 4 nm to 1 μm or less, and may be implemented by controlling the diameter of the nanofibers.

여기에서, 본 발명에 적용되는 방사 방법은 일반적인 전기방사(electrospinning), 에어 전기방사(AES: Air-Electrospinning), 전기분사(electrospray), 전기분사방사(electrobrown spinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 플래쉬 전기방사(flash-electrospinning) 중 어느 하나를 사용할 수 있다. Here, the spinning method applied to the present invention is a spinning method using general electrospinning, air-electrospinning (AES), electrospray, electrobrown spinning, centrifugal electrospinning, , And flash-electrospinning may be used.

본 발명에서는 단열 패널에 적용된 나노 섬유 웹의 내열성 향상을 도모하기 위한 목적으로 열전도율이 낮음과 동시에 내열성이 우수한 고분자 단독 또는 열전도율이 낮은 고분자와 내열성이 우수한 고분자를 소정량 혼합한 혼합 고분자를 전기 방사하여 얻어진 나노웹을 적용할 수 있다.For the purpose of improving the heat resistance of a nanofiber web applied to an adiabatic panel, a mixed polymer having a low thermal conductivity and excellent heat resistance, or a mixed polymer of a polymer having a low thermal conductivity and a polymer having a high heat resistance is electrospun The obtained nano-web can be applied.

이때, 본 발명에서 사용 가능한 고분자는 유기용매에 용해되어 방사가 가능함과 동시에 열전도율이 낮은 것이 바람직하며, 또한 내열성이 우수한 것이 더욱 바람직하다.At this time, the polymer which can be used in the present invention is preferably dissolved in an organic solvent to be spinnable and low in thermal conductivity, and more preferably excellent in heat resistance.

방사가 가능하고 열전도율이 낮은 폴리머는 예를 들어, 폴리우레탄(PU), 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알콜, 폴리이미드 등을 들 수 있다.Polymers that are capable of radiation and have low thermal conductivity include, for example, polyurethane (PU), polystyrene, polyvinyl chloride, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile , Polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyimide, and the like.

또한, 내열성이 우수한 폴리머는 전기방사를 위해 유기용매에 용해될 수 있고 융점이 180℃ 이상인 수지로서, 예를 들어, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 방향족 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디페녹시포스파젠, 폴리{비스[2-(2-메톡시에톡시)포스파젠]} 같은 폴리포스파젠류, 폴리우레탄 및 폴리에테르우레탄을 포함하는 폴리우레탄공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등을 사용할 수 있다. The polymer having excellent heat resistance is a resin which can be dissolved in an organic solvent for electrospinning and has a melting point of 180 ° C or higher. Examples of the resin include polyacrylonitrile (PAN), polyamide, polyimide, polyamideimide, poly Aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, and the like, polytetrafluoroethylene, polydiphenoxaphospazene, poly (ethylene terephthalate), poly Polyphosphazenes such as bis [2- (2-methoxyethoxy) phosphazene], polyurethane copolymers including polyurethane and polyether urethane, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate Etc. may be used.

상기 고분자의 열전도율은 0.1W/mK 미만으로 설정되는 것이 바람직하다.The thermal conductivity of the polymer is preferably set to less than 0.1 W / mK.

상기한 고분자 중 폴리우레탄(PU)은 열전도율이 0.016~0.040W/mK이고, 폴리스티렌와 폴리비닐클로라이드는 열전도율이 0.033~0.040W/mK로 알려져 있어, 이를 방사하여 얻어지는 나노웹 또한, 열전도율이 낮게 된다. Among the above polymers, polyurethane (PU) has a thermal conductivity of 0.016 to 0.040 W / mK, polystyrene and polyvinyl chloride have a thermal conductivity of 0.033 to 0.040 W / mK, and the nanoweb obtained by spinning the polystyrene and polyvinyl chloride also has a low thermal conductivity.

또한 나노웹을 다층으로 적층하여 다양한 두께를 갖도록 제작될 수 있다. 즉, 본 발명에 적용된 나노 섬유 웹의 단열 시트는 초박막 구조로 제작되면서도 높은 단열 성능을 가질 수 있다.In addition, the nano web can be manufactured to have various thicknesses by stacking the nano webs in multiple layers. That is, the heat insulating sheet of the nanofiber web applied to the present invention can have a high heat insulating performance while being manufactured in an ultra thin structure.

용매는 DMA(dimethyl acetamide), DMF(N,N-dimethylformamide), NMP(N-methyl-2-pyrrolidinone), DMSO(dimethyl sulfoxide), THF(tetra-hydrofuran), DMAc(di-methylacetamide), EC(ethylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), PC(propylene carbonate), 물, 초산(acetic acid), 및 아세톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. The solvent is selected from the group consisting of DMA (dimethyl acetamide), N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidinone, DMSO, THF, DMAc, ethylene carbonate, DEC, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, propylene carbonate, water, acetic acid, and acetone. .

나노 섬유 웹은 전기방사 방법으로 제조되므로 방사용액의 방사량에 따라 두께가 결정된다. 따라서, 나노 섬유 웹의 두께를 원하는 두께로 만들기가 쉬운 장점이 있다. Since the nanofiber web is manufactured by the electrospinning method, the thickness is determined according to the spinning amount of the spinning solution. Therefore, there is an advantage in that it is easy to make the thickness of the nanofiber web to a desired thickness.

이와 같이, 방사 방법에 의해 나노 섬유가 축적된 나노 섬유 웹 형태로 형성되므로 별도의 공정없이 복수의 기공을 갖는 형태로 만들 수 있고, 방사용액의 방사량에 따라 기공의 크기를 조절하는 것도 가능하다. 따라서, 기공을 미세하게 다수로 만들 수 있어 열 차단 성능이 뛰어나고 이에 따라 단열 성능을 향상시킬 수 있다. As described above, since the nanofibers are formed by the nanofiber web in which the nanofibers are accumulated by the spinning method, they can be formed into a plurality of pores without any additional process, and the size of the pores can be controlled according to the spinning amount of the spinning solution. Therefore, it is possible to finely form a large number of pores, so that the heat shielding performance is excellent and the heat insulating performance can be improved accordingly.

본 발명에서는 나노 섬유 웹을 형성하기 위한 방사용액에 열전달을 차단하기 위한 단열성 필러인 무기물 입자가 함유될 수 있다. 이 경우, 나노 섬유 웹의 나노 웹에는 무기물 입자가 포함되어 있을 수 있다. 무기물 입자는 방사된 나노 섬유의 내부에 위치되어 있거나, 나노 섬유 표면에 일부가 노출되어 열전달을 차단하게 된다. 또한, 무기물 입자는 단열성 필러로 나노 섬유 웹의 강도를 향상시킬 수 있다.In the present invention, the spinning liquid for forming the nanofiber web may contain inorganic particles, which are heat insulating fillers for blocking heat transfer. In this case, the nanofibers of the nanofiber web may contain inorganic particles. The inorganic particles are located inside the radiated nanofiber, or are partially exposed to the surface of the nanofiber to block heat transfer. Further, the inorganic particles can improve the strength of the nanofiber web with an insulating filler.

바람직하게는, 무기물 입자는 SiO2, SiON, Si3N4, HfO2, ZrO2, Al2O3, TiO2, Ta2O5, MgO, Y2O3, BaTiO3, ZrSiO4, HfO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 입자, 또는 유리 섬유, 흑연, 암면, 클레이(clay)로 이루어진 군으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 입자가 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 방사 용액에 포함될 수 있다.Preferably, the inorganic particles are SiO 2, SiON, Si 3 N 4, HfO 2, ZrO 2, Al 2 O 3, TiO 2, Ta 2 O 5, MgO, Y 2 O 3, BaTiO 3, ZrSiO 4, HfO 2 , or one or more particles selected from the group consisting of glass fibers, graphite, rock wool, and clay are preferable, but not always limited thereto, More than one species may be mixed and included in the spinning solution.

또한, 나노 섬유 웹을 형성하기 위한 방사용액에 흄드 실리카(Fumed Silica)가 포함될 수 있다.In addition, fumed silica may be included in the spinning solution for forming the nanofiber web.

도 3을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 단열 패널(100)의 변형례는, 열지연부(110)가 제1 및 제2 단열부(120a,120b) 사이에 개재되는 구조로 구현될 수 있다.3, a modified example of the heat insulating panel 100 according to the first embodiment of the present invention is implemented by a structure in which the heat spreading edge portion 110 is interposed between the first and second heat insulating portions 120a and 120b .

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단열 패널의 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 단열 패널의 개략적인 단면도이다. FIG. 4 is a schematic sectional view of a heat insulating panel according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic sectional view of a heat insulating panel according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 단열 패널은 열지연부가 히트스프레더의 홈에 충전되어 있는 구조로 이루어져, 전달된 열에 의해 상변화 물질인 열지연부가 액체로 상변화될 때, 단열부의 미세 기공으로 침투되는 것을 방지할 수 있다.The heat insulating panel according to the second and third embodiments of the present invention has a structure in which the heat spreading edge portion is filled in the groove of the heat spreader and when the heat spread edge portion which is the phase change material is phase- It is possible to prevent penetration into fine pores.

이때, 히트스프레더는 평판 형태의 히트스프레더에 관통홀을 갖는 가이드부가 고정되어, 중앙 영역에 홈이 형성될 수 있는 구조로 구현될 수 있다. 그리고, 히트스프레더는 금속 재질로 이루어질 수 있다.At this time, the heat spreader can be realized as a structure in which a guide portion having a through hole is fixed to a flat heat spreader, and a groove can be formed in a central region. The heat spreader may be made of a metal material.

도 4를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 단열 패널(200)은 열지연부(110)와 단열부(120) 사이에 히트스프레더(150)가 개재되고, 열지연부(110)는 히트스프레더(150)의 홈(151)에 충전되어 있는 구조이다.4, the heat insulating panel 200 according to the second embodiment of the present invention is characterized in that the heat spreader 150 is interposed between the thermally supported edge portion 110 and the heat insulating portion 120, And the groove 151 of the spreader 150 is filled.

그러므로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 단열 패널(200)은 전달된 열을 열지연부(110)에서 열을 시간 지연하여 히트스프레더(150)로 전달하고, 히트스프레더(150)는 전달된 열을 분산시키고, 히트스프레더(150)에서 분산된 열을 포집하여 차단함으로써, 열지연, 열분산, 단열을 순차적으로 수행할 수 있어 단열 성능을 향상시킨다. Therefore, the heat insulating panel 200 according to the second embodiment of the present invention transmits the heat to the heat spreader 150 with a time delay of the heat from the heat spread edge 110, and the heat spreader 150 conveys the heat And the heat dispersed in the heat spreader 150 is collected and blocked to improve heat insulation performance by sequentially performing heat delay, heat dispersion, and heat insulation.

그리고, 도 5를 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 단열 패널(300)은 열지연부(110)가 히트스프레더(150)의 홈(151)에 충전되어 있고, 단열부(120)가 외피부와 동일한 기능으로 열지연부(110)를 감싸고 홈(151) 입구를 폐색(閉塞)시키며, 히트스프레더(150)에 고정되어 있는 구조를 갖는다. 그러므로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 단열 패널(300)은 단열부(120)가 홈(151) 입구를 막으면서 히트스프레더(150)에 고정되어 있으므로, 단열부(120)와 홈(151)으로 만들어진 공간에 열지연부(110)가 구속되는 구조가 된다.5, the heat insulating panel 300 according to the third embodiment of the present invention is such that the heat spreading portion 110 is filled in the groove 151 of the heat spreader 150 and the heat insulating portion 120 And has a structure in which the heat spreader 110 is wrapped with the same function as the outer skin to block the inlet of the groove 151 and fixed to the heat spreader 150. Therefore, in the heat insulating panel 300 according to the third embodiment of the present invention, since the heat insulating part 120 is fixed to the heat spreader 150 while closing the inlet of the groove 151, the heat insulating part 120 and the groove 151 And the heat-radiating edge portion 110 is constrained to the space formed by the heat-

따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 단열 패널(300)은 전달된 열을 히트스프레더(150)에서 분산시켜 열지연부(110)로 전달하고, 전달된 열을 열지연부(110)에서 열을 시간 지연하고, 히트스프레더(150)에서 전달된 열을 분산시킴으로써, 열분산, 열지연, 단열을 순차적으로 수행할 수 있는 구조를 가짐으로써, 단열 효율이 증가시킬 수 있는 것이다. Accordingly, the heat insulating panel 300 according to the third embodiment of the present invention disperses the transferred heat in the heat spreader 150, transfers the heat to the heat spreading edge 110, and transfers the heat to the heat spreading edge 110 By delaying the time and dispersing the heat transmitted from the heat spreader 150, the heat dissipation efficiency can be increased by having a structure capable of sequentially performing heat dispersion, heat delay, and heat insulation.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 단열 패널의 단열부로 적용되는 나노 섬유 웹과 부직포의 적층 구조를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.6A and 6B are conceptual sectional views for explaining a laminated structure of a nanofiber web and a nonwoven fabric applied as a heat insulating portion of a heat insulating panel according to the first to third embodiments of the present invention.

도 6a 및 도 6b를 참고하면, 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 단열 패널의 단열부(120)는 나노 섬유 웹(121)과 부직포(122)의 적층 구조(도 6a), 또는 나노 섬유 웹(121)/부직포(122)/나노 섬유 웹(123)의 적층 구조(도 6b)로 적용할 수 있다. 이때, 나노 섬유 웹(121)의 두께(t1)는 부직포(122)의 두께(t2)보다 얇은 것이 바람직하다.6A and 6B, the heat insulating portion 120 of the heat insulating panel according to the first to third embodiments of the present invention is a laminated structure (FIG. 6A) of the nanofiber web 121 and the nonwoven fabric 122, The laminate structure of the nanofiber web 121 / nonwoven fabric 122 / nanofiber web 123 (FIG. 6B). At this time, it is preferable that the thickness t1 of the nanofiber web 121 is thinner than the thickness t2 of the nonwoven fabric 122.

이와 같이, 단열부(120)를 나노 섬유 웹(121)과 부직포(122)의 적층 구조로 적용하게 되면, 부직포(122)가 나노 섬유 웹(121)보다 가격이 저렴하고, 강도가 높기 때문에, 하이브리드 단열 시트의 제조 경비를 감소시킴과 동시에 강도를 향상시킬 수 있다. 이와 더불어, 부직포(122)도 다수의 기공이 존재함으로, 열을 포집할 수 있는 기능을 구비하여 단열부의 역할을 수행한다.When the heat insulating portion 120 is applied to the laminated structure of the nano-fiber web 121 and the nonwoven fabric 122, the nonwoven fabric 122 is less expensive than the nano-fiber web 121 and has high strength, The manufacturing cost of the hybrid heat-insulating sheet can be reduced and the strength can be improved. In addition, the nonwoven fabric 122 also has a function of collecting heat due to the presence of a plurality of pores, thereby performing a role of a heat insulating part.

여기서, 나노 섬유 웹(121)과 부직포(122)는 열 압착으로 인하여 융착될 수 있으며, 나노 섬유 웹(121)의 융점을 부직포(122)의 융점보다 낮게 설계하여, 열 압착시 인가되는 열에 의해 나노 섬유 웹(121)이 녹아서 부직포(122)에 융착되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 나노 섬유 웹(121)을 형성하기 위한 고분자물질이 PVdF로 적용한 경우, PVdF의 융점(melting point)은 155℃이므로, 부직포(122)는 155℃보다 높은 융점을 갖는 폴리에스터 계열, 나일론 계열 및 셀루로오스 계열 중 하나로 이루어진 부직포(122)를 적용한다.The nano-fiber web 121 and the nonwoven fabric 122 can be fused due to the thermal compression. The melting point of the nano-fiber web 121 is designed to be lower than the melting point of the nonwoven fabric 122, It is preferable that the nanofiber web 121 is melted and fused to the nonwoven fabric 122. For example, when the polymer material for forming the nanofiber web 121 is applied as PVdF, since the melting point of the PVdF is 155 ° C, the nonwoven fabric 122 is a polyester-based material having a melting point higher than 155 ° C, A nonwoven fabric 122 made of one of nylon series and cellulosic series is applied.

그러므로, 열 압착시, 부직포(122)에 접한 나노 섬유 웹(121) 영역이 녹아서 부직포(122)와 융착된다. 여기서, 부직포(122)의 기공 크기는 나노 웹의 기공 크기보다 월등히 크므로, 녹은 나노 섬유 웹(121)의 일부는 부직포(122)의 기공 내부에 침투하게 된다. 즉, 열 압착되기 전의 부직포(122)와 나노 섬유 웹(121)의 경계면을 기준으로, 열 압착한 후에 그 경계면에서 나노 섬유 웹(121) 방향 및 부직포(122) 방향로 녹은 나노 섬유 웹(121)이 확산되어 분포하게 된다. 이러한 기술적인 특징을 바탕으로, 나노 섬유 웹(121)의 녹은 량의 정도를 조절하게 되면 부직포(122)의 기공에 나노 섬유 웹(121)이 녹아들어가게 되고, 부직포(122) 기공에 스며들어간 나노 섬유 웹(121)이 락킹(Locking)하는 역할을 수행하여 나노 섬유 웹(121)과 부직포(122)의 접착력을 향상시킬 수 있다. Therefore, at the time of thermocompression bonding, the region of the nanofiber web 121 contacting the nonwoven fabric 122 melts and is fused to the nonwoven fabric 122. Since the pore size of the nonwoven fabric 122 is much larger than the pore size of the nano-web 122, a part of the molten nano-fiber web 121 penetrates into the pores of the nonwoven fabric 122. That is, after the thermocompression bonding is performed with respect to the interface between the nonwoven fabric 122 and the nano-fiber web 121 before thermocompression, the nano-fiber web 121 ) Is spread and distributed. When the degree of melting of the nanofiber web 121 is adjusted, the nanofiber web 121 is melted into the pores of the nonwoven fabric 122, and the nano- The fibrous web 121 may be locked to improve adhesion between the nano-fiber web 121 and the nonwoven fabric 122.

본 발명에서는, 나노 웹을 형성하는 고분자물질로, PVdF와 PAN을 5;5로 혼합한 고분자물질을 적용할 수 있다. 이때, 전기방사된 나노 섬유는 PAN으로 이루어진 코어, 및 그 코어 외주면을 감싸고 PVdF로 이루어진 외피부를 갖는 구조로 형성되고, 이러한 구조의 나노 섬유가 적층되어 나노 섬유 웹(121)을 형성하게 된다. 코어 및 외피부 구조를 갖는 나노 섬유가 적층된 나노 섬유 웹(121)과 부직포(122)가 열 압착하게 되면, 외피부의 PVdF가 녹아서 부직포(122)에 스며들어 융착된다.In the present invention, a polymer substance in which PVdF and PAN are mixed in a ratio of 5: 5 can be applied as a polymer material forming a nano-web. At this time, the electrospun nanofibers are formed into a structure having a core made of PAN and an outer skin made of PVdF surrounding the core, and the nanofibers having such a structure are laminated to form a nanofiber web 121. When the nanofiber web 121 and the nonwoven fabric 122 having the core and the outer skin structure laminated are thermally compressed, the PVdF of the outer skin is melted and fused to the nonwoven fabric 122.

도 7은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 단열 패널을 적용한 냉각 장치의 열흐름을 설명하기 위한 개념적인 도면이다.FIG. 7 is a conceptual view for explaining the heat flow of the cooling apparatus to which the heat insulating panel according to the first to third embodiments of the present invention is applied.

전술된 바와 같이, 냉각 장치는 냉동실, 냉장실, 이들 모두 중 하나가 내부 케이스 내부에 설치되어 있는 장치로 정의한다. 이때, 냉각(Cooling)은 복사나 대류, 전도 등에 의하여 열의 이동을 일으키며, 물체의 온도가 차츰 내려가는 현상으로 정의하며, 냉각은 냉동 및 냉장을 포함하는 것이다.As described above, the cooling device is defined as a freezing chamber, a refrigerating chamber, or an apparatus in which one of them is installed in an inner case. In this case, cooling is defined as a phenomenon in which heat is moved by radiation, convection, conduction, etc., and the temperature of the object gradually decreases. Cooling includes refrigeration and refrigeration.

일반적으로, 냉장고는 증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브의 네 개의 주요한 부분으로 구성되어 있다. 즉, 냉장고는 증발기에서 증발된 냉매(refrigerant) 기체를 압축기(콤프레서)에서 고온 고압으로 압축시키고, 응축기에서 열을 방출하면서 액화시키고, 팽창밸브에서 팽창시키는 동작을 반복적으로 수행하여 냉장고 내부 온도를 낮춘다. 이때, 냉장고는 냉각실(냉동실 또는 냉장실)의 온도가 소정 이상일 경우 압축기를 구동시키도록 설계되어 있다.Generally, a refrigerator consists of four main parts: an evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion valve. That is, the refrigerator compresses the refrigerant vapor evaporated in the evaporator from the compressor (compressor) to high temperature and high pressure, liquefies the refrigerant while discharging heat from the condenser, and repeatedly performs the expansion operation in the expansion valve to lower the internal temperature of the refrigerator . At this time, the refrigerator is designed to drive the compressor when the temperature of the cooling chamber (freezing chamber or refrigerating chamber) is higher than a predetermined temperature.

본 발명에 적용된 단열 패널이 장착된 냉각 장치는 상변화물질인 열지연부를 구비하고 있는 바, 냉각 장치의 단열 패널의 열지연부를 -20℃ 이하에서 고체 상태이고 -20℃를 넘는 경우 액체 상태로 상변화시키는 상변화물질로 적용하고, 냉각 장치의 냉각실이 내부 온도가 -20℃로 설정되는 냉동실로 설계된 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 냉각 장치의 냉각실의 문이 닫혀진 상태(610)에서 상변화물질은 고체 상태가 된다.The cooling device equipped with the heat insulating panel applied to the present invention is provided with a heat-conducting edge which is a phase change material. The heat-softening edge of the heat insulating panel of the cooling device is solid at -20 캜 or lower, When the cooling chamber of the cooling device is designed as a freezing chamber in which the internal temperature is set to -20 占 폚, the door of the cooling chamber of the cooling device is closed 610 ), The phase change material becomes a solid state.

이때, 냉각 장치의 냉각실의 문이 열려진 상태(620)가 되면, 외부의 열이 냉각실로 유입되어, 냉각실은 -20℃ 이상, 대략 -18℃로 온도가 높아지게 되고, 단열 패널의 상변화물질은 외부에서 전달된 열을 흡수하여 액체로 상변화된다.At this time, when the door of the cooling chamber of the cooling apparatus is opened (620), the external heat is introduced into the cooling chamber, and the temperature of the cooling chamber becomes higher than -20 ° C to about -18 ° C, Absorbs heat transmitted from the outside and is phase-changed into liquid.

여기서, 냉각 장치의 냉각실의 문이 열려져, 외부의 열이 냉각실로 유입되더라도, 단열 패널의 상변화물질이 외부에서 전달된 열을 흡수하게 됨으로, 냉각실 내부의 온도는 다소 상승할 수 있지만, 냉각 장치의 냉각실의 문이 닫혀진 상태(610)의 온도 -20℃로 빠르게 회복됨으로써, 압축기를 구동시킬 필요가 없어, 냉각 장치의 에너지 효율을 높일 수 있는 것이다.Here, even if the door of the cooling chamber of the cooling device is opened and the external heat is introduced into the cooling chamber, since the phase change material of the heat insulating panel absorbs heat transmitted from the outside, the temperature inside the cooling chamber can be raised to some extent, The temperature of the door of the cooling chamber of the cooling device is quickly recovered to -20 deg. C in the closed state (610), so that there is no need to drive the compressor, and the energy efficiency of the cooling device can be increased.

그리고, 냉각 장치에 장착된 단열 패널의 열지연부는 냉각실에 설정된 온도와 동일한 온도에서 상변화되는 상변화 물질로 적용하는 것이 바람직하다. The heat-releasing edge of the heat insulating panel mounted on the cooling device is preferably applied as a phase change material which is phase-changed at the same temperature as the temperature set in the cooling chamber.

따라서, 본 발명에 적용된 단열 패널은 압축기를 사용하는 모든 냉각 장치에 적용될 수 있는 것이다.Therefore, the heat insulating panel applied to the present invention can be applied to all the cooling apparatuses using a compressor.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 단열 패널에 적용된 나노 섬유 웹을 형성하는 전기방사장치를 나타내는 개략 단면도이다.8 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrospinning apparatus for forming a nanofiber web applied to a heat insulating panel according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참고하면, 전기방사장치는 열전도율이 낮은 고분자 물질과 용매가 혼합되어 방사가 이루어질 때까지 상분리를 방지하도록 공압을 이용한 믹싱 모터(2a)를 구동원으로 사용하는 교반기(2)를 내장한 믹싱 탱크(Mixing Tank)(1)와, 고전압 발생기가 연결된 다수의 방사노즐(4)을 포함한다. 믹싱 탱크(1)로부터 도시되지 않은 정량 펌프와 이송관(3)을 통하여 연결된 다수의 방사노즐(4)로 토출되는 고분자 용액은 고전압 발생기에 의하여 하전된 방사노즐(4)을 통과하면서 나노 섬유(5)로 방출되고, 일정 속도로 이동하는 컨베이어 형태의 접지된 콜렉터(6) 위에 나노 섬유(5)가 축적되어 다공성 나노 섬유 웹(7)을 형성한다. 8, the electrospinning apparatus includes a mixer 2 incorporating a stirrer 2 using a pneumatic mixing motor 2a as a driving source so as to prevent phase separation until a polymer material having a low thermal conductivity is mixed with a solvent, A mixing tank 1, and a plurality of spinning nozzles 4 to which a high voltage generator is connected. The polymer solution discharged from the mixing tank 1 to the plurality of spinning nozzles 4 connected to the metering pump not shown through the transfer tube 3 is passed through the spinning nozzle 4 charged by the high voltage generator, 5, and the nanofibers 5 are accumulated on the grounded collector 6 in the form of a conveyor moving at a constant speed to form the porous nanofiber web 7.

일반적으로 대량생산을 위해 멀티-홀(multi-hole) 방사팩(예를 들어, 245mm/61홀)을 적용하면 멀티홀간의 상호 간섭이 발생하여 섬유가 날려 다니면서 포집이 이루어지지 않게 된다. 그 결과, 멀티-홀(multi-hole) 방사팩을 사용하여 얻어지는 분리막은 너무 벌키(bulky)해짐에 따라 분리막 형성이 어려워지며, 방사의 트러블(trouble) 원인으로 작용한다. Generally, when a multi-hole radiation pack (for example, 245 mm / 61 holes) is applied for mass production, mutual interference occurs between the multi-holes, so that the fibers are blown away and are not collected. As a result, the separation membrane obtained using a multi-hole spinning pack becomes too bulky, making it difficult to form a separation membrane and causing radiation trouble.

이를 고려하여 본 발명에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 멀티-홀(multi-hole) 방사팩을 사용하여 각 방사노즐(4)마다 에어(4a)의 분사가 이루어지는 에어 전기방사 방법으로 다공성 나노 섬유 웹(7)을 제작한다. In consideration of this, according to the present invention, as shown in FIG. 8, by using an air electrospinning method in which air 4a is jetted for each spinning nozzle 4 by using a multi-hole spinning pack, The web 7 is produced.

즉, 본 발명에서는 에어 전기방사에 의해 전기방사가 이루어질 때 방사노즐의 외주로부터 에어(Air) 분사가 이루어져서 휘발성이 빠른 고분자로 이루어진 섬유를 에어가 포집하고 집적시키는 데 지배적인 역할을 해 줌으로써 보다 강성이 높은 나노 섬유 웹을 생산할 수 있으며, 섬유(fiber)가 날아다니면서 발생할 수 있는 방사 트러블(trouble)을 최소화 할 수 있게 된다.That is, according to the present invention, air is injected from the outer circumference of the spinning nozzle when electrospinning is performed by air electrospinning, and thus the fiber composed of a polymer having a high volatility plays a dominant role in collecting and accumulating air, Can produce this high nanofiber web and minimize the radiation problems that may occur as the fibers fly.

본 발명에서는 열전도율이 낮은 고분자 물질과 내열성 고분자 물질을 혼합하여 방사하는 경우 2성분계 용매에 첨가하여 혼합방사용액을 제조하는 것이 바람직하다.In the present invention, when a polymer material having a low thermal conductivity is mixed with a heat-resistant polymer material, the mixture is preferably added to a two-component solvent to prepare a mixed spinning solution.

상기 얻어진 다공성 나노 섬유 웹(7)은 그 후 캘린더 장치(9)에서 고분자의 융점 이하의 온도에서 캘린더링하면 코어재로 사용되는 박막의 나노 섬유 웹(10)이 얻어진다.The obtained porous nanofiber web 7 is then calendered at a temperature lower than the melting point of the polymer in the calendering device 9 to obtain a thin film nanofiber web 10 to be used as a core material.

본 발명에서는 필요에 따라 상기와 같이 얻어진 다공성 나노 섬유 웹(7)을 프리히터(8)에 의한 선 건조구간(Pre-air Dry Zone)을 통과하면서 나노 섬유 웹(7)의 표면에 잔존해 있는 용매와 수분의 양을 조절하는 공정을 거친 후 캘린더링 공정을 거치는 것도 가능하다. In the present invention, if necessary, the porous nanofiber web 7 obtained as described above is allowed to remain on the surface of the nanofiber web 7 while passing through a pre-air dry zone by the preheater 8 It is also possible to carry out a calendering process after a process of controlling the amount of solvent and moisture.

프리히터(8)에 의한 선 건조구간(Pre-Air Dry Zone)은 20~40℃의 에어를 팬(fan)을 이용하여 웹에 인가하여 나노 섬유 웹(7)의 표면에 잔존해 있는 용매와 수분의 양을 조절함에 의해 나노 섬유 웹(7)이 벌키(bulky)해지는 것을 조절하여 분리막의 강도를 증가시켜주는 역할과 동시에 다공성(Porosity)을 조절할 수 있게 된다. The Pre-Air Dry Zone by the preheater 8 is a method in which air of 20 to 40 ° C is applied to the web by using a fan to remove the solvent remaining on the surface of the nanofiber web 7 By regulating the amount of water, the nanofiber web 7 can be controlled to be bulky, thereby increasing the strength of the separator and controlling the porosity.

이 경우, 용매의 휘발이 지나치게 된 상태에서 캘린더링이 이루어지면 다공성은 증가하나 나노 섬유 웹의 강도가 약해지고, 반대로 용매의 휘발이 적게 되면 나노 섬유 웹이 녹는 현상이 발생하게 된다.In this case, when calendering is performed while the solvent is excessively volatilized, the porosity is increased but the strength of the nanofiber web is weakened. On the other hand, when the volatilization of the solvent is low, the nanofiber web is melted.

상기한 도 8의 전기방사장치를 사용하여 다공성 나노 섬유 웹(10)을 형성하는 방법은 먼저 열전도율이 낮은 고분자 물질 단독, 열전도율이 낮은 고분자 물질과 내열성 고분자 물질의 혼합물을 용매에 용해시켜서 방사용액을 준비한다. 이 경우 필요에 따라 내열성을 보강하기 위해 소정량의 무기물 입자를 방사용액에 첨가할 수 있다. 또한, 바람직하게는 열전도율이 낮으면서 내열성이 우수한 고분자 물질, 예를 들어 폴리우레탄(PU)을 사용하여 나노 섬유 웹을 형성하는 경우 단열 특성과 내열 특성을 동시에 갖게 된다.The method of forming the porous nanofiber web 10 using the electrospinning apparatus of FIG. 8 is such that a mixture of a polymer material having a low thermal conductivity, a polymer material having a low thermal conductivity, and a heat-resistant polymer material is dissolved in a solvent, Prepare. In this case, a predetermined amount of inorganic particles may be added to the spinning solution to reinforce the heat resistance, if necessary. In addition, when a nanofiber web is formed using a polymer material having a low thermal conductivity and an excellent heat resistance, for example, polyurethane (PU), the heat insulating property and the heat resistance property are simultaneously obtained.

그 후, 방사용액을 전기방사장치를 사용하여 콜렉터(6)에 직접 방사하거나 또는 부직포와 같은 다공성 기재(11)에 방사하여 단층 구조의 다공성 나노 섬유 웹(10) 또는 다공성 나노 섬유 웹(10)과 다공성 기재(11)로 이루어진 다층 구조의 나노 섬유 웹 시트를 제작한다.Thereafter, the spinning solution is directly radiated to the collector 6 using an electrospinning device or is radiated to a porous substrate 11 such as a nonwoven fabric to form a single-layer porous nanofiber web 10 or a porous nanofiber web 10, And a porous substrate (11).

본 발명에서는 다공성 나노 섬유 웹(10)을 냉장고용 단열재로 적용할 수 있는바, 대면적의 나노 섬유 웹 시트를 제작한 후, 소정의 형상으로 제단하여 사용하는 것도 가능하다. In the present invention, the porous nanofiber web 10 can be used as a heat insulating material for a refrigerator. It is also possible to manufacture a nanofiber web sheet having a large area and then cut it into a predetermined shape and use it.

이때, 얻어진 나노 섬유 웹 시트가 광폭인 경우 원하는 폭으로 제단한 후, 이를 원하는 두께를 갖도록 판형상으로 다수회 절첩하거나 권선기에 의해 판형상으로 권선하거나, 원하는 형상으로 다수의 코어용 시트를 절단한 후 이를 다수층 적층한다. 또한, 다수층으로 적층한 후, 이를 원하는 형상으로 절단할 수 있다. 필요에 따라 적층된 다수의 나노 섬유 웹 시트를 열간 또는 냉간 압착하여 적층 밀도를 높일 수 있다.At this time, if the obtained nanofiber web sheet has a wide width, it is cut to a desired width, and then it is folded in the form of a plate several times to have a desired thickness or wound in a plate shape by a winding machine, A plurality of layers are stacked. In addition, after laminating in multiple layers, it can be cut into a desired shape. If necessary, a plurality of laminated nanofiber web sheets can be hot-pressed or cold-pressed to increase the lamination density.

한편, 본 발명에서는 나노 섬유 웹을 형성할 때 종이, 방사용액에 포함된 용매에 의해 용해가 이루어지지 않는 고분자 재료로 이루어진 부직포, 폴리올레핀계 필름 중 하나로 이루어지는 트랜스퍼 시트 위에 방사용액을 방사하여 다공성 나노 섬유 웹을 형성한 후, 나노 섬유 웹을 트랜스퍼 시트와 분리하면서 부직포와 합지하는 방식으로 나노 섬유 웹 시트를 제작하고, 얻어진 시트를 다단 적층할 수 있다. 상기한 트랜스퍼 시트를 사용하여 나노 섬유 웹을 생산함에 따라 양산공정에서 생산성 향상을 도모할 수 있다.On the other hand, in the present invention, when forming a nanofiber web, a spinning solution is spun onto a transfer sheet composed of a nonwoven fabric or a polyolefin-based film made of a polymer material that is not dissolved by a solvent contained in a spinning solution, After the web is formed, a nanofiber web sheet can be produced by laminating the nanofiber web with a nonwoven fabric while separating the nanofiber web from the transfer sheet, and the resulting sheet can be laminated in multiple layers. As the nanofiber web is produced using the transfer sheet described above, the productivity in the mass production process can be improved.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.

100:단열패널 110:열지연부
120,120a,120b:단열부 121,123:나노 섬유 웹
122:부직포 130:외피부
150:히트스프레더 151:홈
500:냉각 장치 510:내부 케이스
520:외부 케이스100: Heat insulation panel 110: Heat release edge
120, 120a, 120b: heat insulating portions 121, 123:
122: nonwoven fabric 130: outer skin
150: Heat spreader 151: Home
500: cooling device 510: inner case
520: outer case

Claims (12)

전달된 열을 시간적으로 지연시켜 전도시키는 열지연부;
상기 열지연부에서 시간 지연된 열을 포집하여 단열시키는 단열부; 및
상기 열지연부 및 상기 단열부를 감싸는 외피부;를 포함하는 단열 패널.A heat spread edge which conducts the delivered heat by delaying it in time;
A heat insulating portion for collecting heat and delaying the heat in the heat-softening edge portion; And
And an outer skin surrounding the heat-generating edge and the heat-insulating portion. 제1항에 있어서, 상기 외피부는 폴리우레탄인 단열 패널.The heat insulating panel according to claim 1, wherein the outer skin is polyurethane. 제1항에 있어서, 상기 열지연부는 상변화 물질(PCM, Phase Change Material)을 포함하는 단열 패널.The heat insulating panel according to claim 1, wherein the heat-generating edge includes a phase change material (PCM). 제1항에 있어서, 상기 단열부는 나노 섬유에 의해 집적되어 3차원 미세 기공 구조를 갖는 나노 섬유 웹인 단열 패널.The heat insulating panel according to claim 1, wherein the heat insulating portion is a nanofiber web integrated with a nanofiber and having a three-dimensional micropore structure. 제1항에 있어서, 상기 단열부는 나노 섬유 웹 및 부직포의 적층 구조, 또는 나노 섬유 웹, 부직포 및 나노 섬유 웹이 순차적으로 적층된 구조인 단열 패널.The heat insulating panel according to claim 1, wherein the heat insulating portion is a laminated structure of a nanofiber web and a nonwoven fabric, or a structure in which a nanofiber web, a nonwoven fabric and a nanofiber web are sequentially laminated. 제1항에 있어서, 상기 단열부는 제1 및 제2 단열부이고, 상기 열지연부는 상기 제1 및 제2 단열부 사이에 개재되어 있는 단열 패널.The heat insulating panel according to claim 1, wherein the heat insulating portion is a first and a second heat insulating portion, and the heat paper edge portion is interposed between the first and second heat insulating portions. 제1항에 있어서, 상기 열지연부와 상기 단열부 사이에 개재되어, 열을 분산시키는 히트스프레더를 더 포함하고, 상기 열지연부는 상기 히트스프레더의 홈에 충전되어 있는 단열 패널.The heat insulating panel according to claim 1, further comprising a heat spreader interposed between the heat-edging edge portion and the heat insulating portion, the heat spreader being filled in the groove of the heat spreader. 제1항에 있어서, 상기 열지연부가 충전되어 있는 홈을 갖는 히트스프레더를 더 포함하고, 상기 단열부는 상기 열지연부를 감싸고 상기 홈 입구를 폐색(閉塞)시키며, 상기 히트스프레더에 고정되어 있는 단열 패널.The heat spreader according to claim 1, further comprising: a heat spreader having a groove filled with the heat paper edge portion, the heat insulating portion surrounding the heat paper edge portion and closing the groove inlet, . 내부 케이스 및 외부 케이스로 이루어진 케이스를 갖는 냉각 본체;
상기 냉각 본체의 내부 케이스 내부에 설치된 냉각실; 및
상기 내부 케이스와 상기 외부 케이스 사이에 충전되어, 단열 기능을 수행하는 단열 패널을 포함하며,
상기 단열 패널은 상기 전달된 열을 시간적으로 지연시켜 전도시키는 열지연부; 상기 열지연부에서 시간 지연된 열을 포집하여 단열시키는 단열부; 및 상기 열지연부 및 상기 단열부를 감싸는 외피부;를 포함하는 냉각 장치.A cooling body having a case made up of an inner case and an outer case;
A cooling chamber provided inside the inner case of the cooling body; And
And an insulating panel filled between the inner case and the outer case to perform a heat insulating function,
Wherein the heat insulating panel includes a heat spreading edge portion for delaying the transmitted heat in time and conducting the heat; A heat insulating portion for collecting heat and delaying the heat in the heat-softening edge portion; And an outer skin surrounding the heating edge and the heat insulating portion. 제9항에 있어서, 상기 냉각실은 냉동실, 냉장실, 이들 모두 중 하나인 냉각 장치.10. The cooling device of claim 9, wherein the cooling chamber is one of a freezer compartment, a refrigerating compartment, or both. 제9항에 있어서, 상기 열지연부는 상기 냉각실에 설정된 온도와 동일한 온도에서 상변화되는 상변화 물질인 냉각 장치.10. The cooling device according to claim 9, wherein the heat-softening edge portion is a phase change material which is phase-changed at a temperature equal to the temperature set in the cooling chamber. 제9항에 있어서, 상기 단열부는 나노 섬유에 의해 집적되어 3차원 미세 기공 구조를 갖는 나노 섬유 웹인 냉각 장치.10. The cooling device according to claim 9, wherein the heat insulating portion is a nanofiber web integrated with a nanofiber and having a three-dimensional micropore structure.
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