CN104565682A - 真空绝热材料、其用途及其制造方法 - Google Patents

真空绝热材料、其用途及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供真空绝热材料、其用途及其制造方法，所述真空绝热材料能够减少外部材料部分的热桥。所述真空绝热材料包括介于具有气体阻挡性质的外部材料的对之间的芯材料和气体吸附剂，且是通过在降低的压力下密封内部形成的，其中所述具有气体阻挡性质的外部材料的对的至少一个方向包括铜合金箔和塑料的层叠结构体。

Description

真空绝热材料、其用途及其制造方法
相关申请
本申请要求2013年10月24日在日本专利局提交的日本专利申请No.2013-221378的优先权和权益，其全部内容通过参考引入本文。
技术领域
本实施方式涉及真空绝热(绝缘，insulation)材料。特别地，本实施方式涉及能够有效地减少外部材料部分的热桥的真空绝热材料。
背景技术
真空绝热材料通过将芯材料或气体吸附剂真空包装在气体阻挡外部材料中而获得并通过将其内部保持在真空下而抑制热导率。由于真空绝热材料具有低的热导率，其已被用于电气产品例如冷冻机、电冰箱、加温器柜(warmer cabinet)和自动售货机、房屋墙壁材料等中。气体阻挡外部材料由铝箔和塑料的层叠结构体组成，但由于铝具有237W/m·K的高的热导率，使用所述层叠结构体作为外部材料的真空绝热材料具有大的热桥，通过所述热桥，热量从随着外部材料部分的周边部分流入。为了减少真空绝热材料的热桥，铝沉积层和塑料的层叠结构体已被用在外部材料的一个方向上(例如，参见专利参考文献1)。另外，为了在保持气体阻挡性质的同时减小热导率，已提出了在气体阻挡层中使用具有低的热导率的金属箔(例如铁、铅、锡、不锈钢等)代替铝箔的真空绝热材料(例如，参见专利参考文献2)。
(专利参考文献1)日本特开昭和63-125577
(专利参考文献2)日本特开平成9-137889
发明内容
然而，在专利参考文献1中公开的铝沉积层具有低的气体阻挡性质且因此不可防止来自外部的气体入侵，和在真空绝热材料内部的真空度不可保持长的时间。
由于专利参考文献2中的金属箔是通过压缩制造的，因此铁、铅、锡、不锈钢等的金属箔变为20μm厚(例如，专利参考文献2的第[0010]段)。这可导致大的热桥。在专利参考文献2中公开的金属箔由于其厚度而具有差的可加工性，且其可为刚性的且当将在聚氨酯封装期间可阻止流动的过量的热密封部分折叠时难以处理。
因此，在本实施方式中，考虑到以上问题，提供能够减少外部材料部分的热桥的真空绝热材料。
在另一实施方式中，提供具有改善的气体阻挡性质和/或可加工性的真空绝热材料。
本发明的发明人发现所述问题可通过使用铜合金箔作为外部材料解决。
换句话说，所述问题可通过如下的真空绝热材料解决：其包括介于具有气体阻挡性质的外部材料的对之间的芯材料和气体吸附剂且通过在降低的压力下密封内部而形成，其中所述具有气体阻挡性质的外部材料的对的至少一个方向包括铜合金箔和塑料的层叠结构体。
根据所述实施方式，所述真空绝热材料可有效地减少所述外部材料部分的热桥。根据所述实施方式的真空绝热材料具有改善的气体阻挡性质或可加工性。
附图说明
图1为显示根据一个实施方式的真空绝热材料的一个实例的示意性横截面图。
具体实施方式
在一个实施方式中，真空绝热材料包括介于具有气体阻挡性质的外部材料的对之间的芯材料和气体吸附剂且通过在降低的压力下密封内部而形成，其中所述具有气体阻挡性质的外部材料的对的至少一个方向包括铜合金箔和塑料的层叠结构体。所述实施方式使用铜合金箔作为所述真空绝热材料的外部材料。所述结构体可有效地减少所述外部材料的热桥。在本文中，所述实施方式的工作效应的机理可假定为如下，但不限于此。
一般而言，外部材料通常包括具有气体阻挡性质的塑料膜和金属层的层叠结构体，且金属层的厚度可导致热桥。特别地，厚的金属层形成大的热桥，因为其具有从外部材料的周边部分(围绕物)随着金属层流入的大量的热量。换句话说，金属层的厚度和热桥的产生具有正的关系。另一方面，在本实施方式中，即使铜合金箔具有显著减小的厚度，也可确保充分的气体阻挡性质，即，在真空绝热材料内部的真空度可保持长的时间。由此，铜合金箔可将从随着外部材料的周边部分流入的热量抑制到低的水平。因此，根据本实施方式的外部材料可有效地抑制或阻止热桥。特别地，如果铜合金箔是通过电镀(通过使用电沉积的铜箔或电沉积的金属箔)制造的，则铜合金箔的厚度可进一步减小(例如，到小于或等于约10μm)，且可更有效地抑制或阻止热桥的问题。另外，由于与轧制的箔相比，电沉积的箔是表面微抛光的(surface-micropolished)，因此当与塑料膜层叠时紧密接触力可进一步改善。
通常，真空绝热材料通过如下制造：用具有气体阻挡性质的外部材料的对包括(包住)芯材料和气体吸附剂，并在降低的压力下密封内部，其中使所述外部材料的末端部分彼此结合以形成具有凸起形状的结合部分(密封部分)。所述结合部分在制造成产品时被弯曲，但例如，如在专利参考文献2中那样，当外部材料的厚度大时，结合部分的柔性低，且因此难以或者不可能弯曲以紧密地附着到包括芯材料和气体吸附剂的真空绝热材料的主体。另一方面，根据本实施方式的铜合金箔可以薄膜形状形成且尽管是薄的厚度但具有改善的气体阻挡性质。由此，根据本实施方式的外部材料可容易地和紧密地将结合部分弯曲到真空绝热材料的主体。因此，根据本实施方式的真空绝热材料具有改善的气体阻挡性质和可加工性。
因此，根据本实施方式的真空绝热材料具有低的热导率，有效地抑制热桥的产生，并具有改善的气体阻挡性质和可加工性。根据本实施方式的真空绝热材料可作为真空绝热材料应用于电冰箱、冷冻机等。
在下文中，描述所述实施方式的实例。然而，所述实施方式不限于仅下列实例。另外，为了更好的理解和描述的容易，尺寸比例在附图中被放大，因此可不同于实际的比例。
在说明书中，“X-Y”的范围意指大于或等于X且小于或等于Y，“重量”和“质量”、“重量％”和“质量％”、以及“重量份”和“质量份”被认为是同义词。此外，除非另外定义，操作和测量性质等是在20-25℃的室温和40-50％的相对湿度的条件下进行的。
(真空绝热材料)
图1为显示根据一个实施方式的真空绝热材料的一个实例的示意性横截面图。
如图1的A中所示，真空绝热材料1具有其中芯材料6和气体吸附剂7介于外部材料2的两个片之间的结构。外部材料2可为金属箔4以及塑料膜3和5的堆叠结构体(层叠膜)。如上所述，铜合金箔确保气体阻挡性质并减小厚度，且因此可将来自随着外部材料2的周边部分的热量抑制到低的水平。由此，根据本实施方式的外部材料可有效地抑制或阻止热桥。
真空绝热材料1可通过如下获得：将层叠膜的周边部分密封(例如热密封或超声密封)以提供信封形状的外部材料，将芯材料6和气体吸附剂7容纳在外部材料2中，使其内部降压，将开口密封(例如热密封)。由此，如图1中所示，外部材料(层叠膜)2的周边部分(末端部分)具有其中外部材料(层叠膜)彼此附着的结合部分(密封部分)8。结合部分8向真空绝热材料的主体的侧面折叠以提供真空绝热产品，如图1的B中所示。如上所述，外部材料(特别地，铜合金箔)可以薄膜形状形成且尽管是薄的厚度但具有改善的气体阻挡性质，且结合部分可容易地紧密地附着到真空绝热材料的主体。因此，在本实施方式中，即使结合部分被弯曲，其也可有效地抑制或阻止热桥(热量通过所述热桥随着真空绝热材料的表面流动)，且由此真空绝热材料同时具有改善的绝热性能、优异的气体阻挡性质和高的可靠性。
在由第一和第二气体阻挡材料限定的信封内的压力可小于环境压力，和可为0.001-1000帕斯卡(Pa)、或0.01-100Pa、或0.05-10Pa。
在下文中，描述根据一个实施方式的真空绝热材料的各部件。另一方面，一个实施方式包括铜合金箔作为外部材料，因此其它部件可包括任何常规的部件，且不限于如下。
(外部材料)
外部材料包括铜合金箔和塑料的层叠结构体。在本文中，真空绝热材料可由外部材料的两个片组成，其中所述两个片的至少一个可包括铜合金箔和塑料的层叠结构体，或者两个片都可包括铜合金箔和塑料的层叠结构体。在前一情况中，不是铜合金箔和塑料的层叠结构体的外部材料没有特别限制，且可为例如：铝、铁、金、银、铜、镍、SUS、锡、钛、铂、铅、钴、锌、碳钢等的至少一种的金属箔、和/或其至少两种类型的合金箔；铝、镍、钴、锌、金、银、铜、氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钛等的沉积膜；和/或包括其至少两种类型的合金沉积膜和塑料的层叠结构体。
另外，尽管金属箔4以及塑料膜3和5在图1中分别显示为单层，但用于外部材料的铜合金箔和塑料膜可作为单层或以具有其两种或更多种类型的层叠物形式存在。在后一情况中，铜合金箔和塑料膜可具有将两个或更多个层层叠的结构。此外，铜合金箔和塑料膜的层叠可具有任何形式，但考虑到粘附性、表面保护效果等，其最外层和最内层可为塑料膜。换句话说，所述外部材料可具有从外面起的塑料膜-电沉积的金属箔-塑料膜的层叠物形式。
在本实施方式中，铜合金箔可为一个层或其两种或更多种类型的层叠物。另外，铜合金箔的组成可没有特别限制，且可为包括铜的任何合金箔。特别地，所述铜合金箔可由铜和选自镍、锌、铁、铝、锡、铅、铍、钴和锰的至少一种的合金形成，和可由例如铜和选自镍、锡和锌的至少一种的合金、例如铜和镍的合金形成。在示例性实施方式中，所述铜合金箔可为包括铜和镍的合金箔。在需要时可进一步添加非金属例如磷、硫或硒。即使铜的热导率是高的，其可与上述具有低的热导率的金属组合，且由此可减小铜合金箔的热导率。另一方面，所述金属可单独或作为其两种或更多种类型的混合物使用。
铜合金的组成没有特别限制，且可取决于期望的热导率和与铜合金化的金属的类型进行选择。例如，可以相对于电沉积的金属箔(构成所述金属箔的金属的总重量)的小于或等于约99重量％、例如小于或等于约90重量％的量包括铜。铜成分的下限没有特别限制，但可以相对于电沉积的金属箔(构成所述金属箔的金属的总重量)的大于或等于约1重量％的量包括铜成分。以所述组成，铜合金箔可具有充分低的热导率(即优异的绝热性能)和高的气体阻挡性质。
铜合金箔的厚度没有特别限制。然而，铜合金箔的厚度(d)可为例如约1μm-约10μm，又例如约3μm-约8μm。当所述箔的厚度小于约1μm时，可无法确保充分的气体阻挡性质。当其大于约10μm时，热阻降低且可加工性例如柔性等可变弱。薄的铜合金箔具有改善的可加工性，且因此外部材料的结合部分可容易地紧密地附着到真空绝热材料的主体。利用薄的厚度，外部材料可有效地抑制或阻止热桥(热量通过所述热桥随着真空绝热材料的表面流动)，且因此改善绝热性能和气体阻挡性质。在本说明书中，电沉积的金属箔的厚度是指其最大厚度。
考虑到绝热性能，根据本实施方式的外部材料可具有低的热导率。因此，铜合金箔也可具有低的热导率。例如，铜合金箔可具有小于或等于约130W/m·K、例如小于或等于约100W/m·K的热导率(λ)。当所述热导率大于约130W/m·K时，与目前轧制的铝箔相比，可无法充分地抑制热桥。另一方面，随着电沉积的金属箔具有更低的热导率，其是更好的，且因此下限没有特别限制。然而，通常，热导率可大于或等于约10W/m·K是足够的，或大于或等于约20W/m·K。具有这样的热导率的外部材料可具有改善的绝热性能。铜合金箔的热导率可使用常规的方法测量，但在本公开内容中，铜合金箔的热导率如在下列实施例中描述的那样测量。
如上所述，根据本实施方式的外部材料可解决热桥的问题。考虑到热桥的抑制效果，外部材料可具有薄的厚度和低的热导率。考虑到以上，铜合金箔的热阻高是合乎需要的。例如，铜合金箔可具有大于或等于约750K/W、例如大于或等于约2000K/W、又例如大于或等于约3000K/W的绝对热阻(R)。此外，由于电沉积的金属箔的热阻高是合乎需要的，因此上限没有特别限制，但其可通常小于或等于约15,000K/W、例如小于或等于约10,000K/W。铜合金箔可具有750K/W-15,000K/W、或1500K/W-10,000K/W的绝对热阻。与常规的铝箔相比，使用具有大于或等于约750K/W的热阻和小于或等于约10μm的厚度的铜合金箔(即外部材料)的真空绝热材料可有效地抑制或阻止热桥的产生，确保良好的可加工性。在本文中，热阻是指每单位面积的金属箔的厚度方向和垂直方向热阻。绝对热阻(R)(具有单位K/W)可由铜合金箔的厚度(d)和热导率(λ)计算，且可特别地由下列方程1计算。
(方程1)
铜合金箔的绝对热阻(K/W)
＝1(m)/[铜合金箔的热导率(W/mK)×1(m)×铜合金箔的厚度(m)]
根据本实施方式的外部材料可合乎需要地具有优异的气体阻挡性质。因此，铜合金箔也具有优异的气体阻挡性质是合乎需要的。例如，铜合金箔可具有小于或等于约1×10-3(g/m2·天)、例如小于或等于约5×10-4(g/m2·天)的蒸气(水蒸汽)渗透率。当所述蒸气渗透率大于约1×10-3(g/m2·天)时，外部材料的气体阻挡性质可为不足的且在真空绝热材料内部的真空度可无法保持长的时间。此外，由于金属箔的更低蒸气渗透率是更好的，因此其下限没有特别限制，但可通常大于或等于约1×10-7(g/m2·天)。
制造根据本实施方式的铜合金箔的方法没有特别限制，且可包括通过通常的热处理的合金化处理。优选地，可使用(a)在铜箔的一侧或两侧上层叠金属之后进行加热(合金化)处理，(b)在金属箔的一侧或两侧上层叠铜之后进行加热(合金化)处理，或(c)在通过合金化处理制备具有合乎需要的组成的铜合金之后使薄膜成型。在它们之中，例如，可应用(a)或(b)方法。铜合金箔可通过如下制造：在铜箔的至少一侧上层叠金属或在金属箔的至少一侧上层叠铜，然后使用通过热处理的合金化过程。在下文中，描述优选的实施方式，但本公开内容不限于此。
在(a)中，铜箔可为电沉积的铜箔；或在(b)中，金属箔可为电沉积的金属箔。换句话说，铜箔可为电沉积的铜箔，或金属箔可为电沉积的金属箔。由于通过电沉积形成的电沉积的铜箔或电沉积的金属箔可形成为薄的以及保证气体阻挡性质，所述箔的厚度可降低。因此，通过使用电沉积的铜箔或电沉积的金属箔制造的铜合金箔可抑制在外部材料部分周围的热量流入。因此，由铜合金箔形成的外部材料可有效地抑制或阻止真空绝热材料的热桥。另外，出于相同的原因，由于外部材料是薄的，外部材料具有优异的可加工性(柔性)，在可阻碍聚氨酯密封的结合部分处容易地弯曲，且紧密地附着到真空绝热材料的主体。在本文中，制造电沉积的铜箔/电沉积的金属箔的方法没有特别的限制，但可包括在转鼓中电沉积铜/金属的常规方法。在(b)中，金属箔可由一种类型的金属、或者两种或更多种金属的混合物或合金形成。
或者，电沉积的铜箔/电沉积的金属箔可为市售的。
制造金属箔的方法通常分为将电镀的金属(例如电镀的铜)重复地轧制和退火成薄膜的轧制方法、和电沉积方法。在下文中可检查铜合金箔是以轧制方法还是以电沉积方法制造的。以电沉积方法制造的铜合金箔具有密集的颗粒，且所述颗粒在厚度方向上生长，而以轧制方法制造的铜合金箔具有大的颗粒，且所述颗粒通过轧制操作在平面方向上伸长。另外，由于制造过程，电沉积的箔与轧制的箔相比显示出高的表面粗糙度。例如，电沉积的箔具有范围为约0.1μm-约3μm、特别地约0.5μm-约2.5μm、和更特别地约0.7μm-约2μm的表面粗糙度(Rz)。
在(a)和(b)中，金属或铜可层叠在铜箔或金属箔的至少一侧上或其两侧上。因此，由于在层叠之后的合金化处理在铜箔或金属箔的厚度方向上更均匀地进行，铜合金箔组成的均匀性可改善。另一方面，考虑到如上所述的热桥的抑制、可加工性等，铜合金箔可为薄的，例如，可具有小于或等于约10μm的在(a)和(b)中的铜箔和金属箔的厚度之和。另外，就制造容易、成本等而言，铜箔可以相对于金属箔的量的小于或等于约99重量％、例如小于或等于约90重量％的量使用。
在铜箔或金属箔中层叠金属或铜的方法没有特别限制。例如，所述方法可包括电镀等，和考虑到铜合金箔的薄等，可使用电镀。所述层叠可进行一次或重复进行。因此，所述层叠可以如下的任意方式进行：(A)在铜箔上层叠一种类型的金属或者两种或更多种金属的混合物，(B)在由一种金属或者两种或更多种金属形成的金属箔上层叠铜，(C)重复(A)和/或(B)的过程，(D)将过程(A)到(C)组合等。
在铜箔或金属箔上层叠金属或铜之后的热处理(合金化)没有特别限制，但可在使它们充分地合金化的任何条件下进行。例如，所述热处理(合金化)可在约400℃-约1000℃、例如约600℃-约900℃进行。当所述热处理在低于约400℃的较低温度下进行时，温度太低以致于不能进行充分的合金化。当所述温度高于约1000℃(其在熔点附近)时，膜可不合金化，同时其保持薄膜形状。在以上条件下，铜箔或金属箔可与金属或铜充分地合金化且被有效地制造成具有期望的组成的铜合金箔。所述热处理(合金化)可在任何气氛进行，但可在还原或真空或惰性气体(例如氮气、氩气、氦气、氢气、氨气等)气氛下进行以防止金属表面的氧化。
铜合金箔可与塑料膜层叠以提供外部材料。在本文中，所述塑料膜可为一个层或者其两种或更多种类型的层叠物。塑料膜的组成可没有特别限制，但通常，在从铜合金箔起的内侧(容纳芯材料或气体吸附剂的侧)的塑料膜(图1中的塑料膜5)可为具有热结合性质的膜，和在从金属箔起的外侧(接触外部气氛的侧)的塑料膜(图1中的塑料膜3)可为具有表面保护效果的膜(表面保护膜)。
在本文中，热结合膜没有特别限制，只要其可通过通常的密封方法(例如热密封或超声密封方法)粘附。热结合膜的材料可为，例如，聚烯烃例如低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯等，热塑性树脂例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、聚丙烯腈等。所述材料可单独或作为其两种或更多种类型的混合物使用。热结合膜可为单层或两个或更多个层的层叠物。在后一情况中，各层可具有相同的组成或不同的组成。
所述热结合膜的厚度没有特别限制，且可为与已知厚度相同的厚度。例如，所述热结合膜可具有约10μm-约100μm的厚度。当其比约10μm薄时，在热密封时接触强度可为不足的，和当其比约100μm厚时，可加工性例如柔性可恶化。当热结合膜具有两个或更多个层的层叠结构时，热结合膜的厚度意指总的厚度。在该情况下，各层的厚度可相同或不同。
表面保护膜没有特别限制，且可为与通常用作外部材料的表面保护膜的相同的材料。表面保护膜的材料可为，例如，聚酰胺(尼龙)(PA)例如尼龙-6、尼龙-66等，聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等，聚烯烃例如聚乙烯(PE、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等，聚酰亚胺，聚丙烯酸酯，聚氯乙烯(PVC)，聚偏氯乙烯(PVDC)，乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)，聚乙烯醇树脂(PVA)，聚碳酸酯(PC)，聚醚砜(PES)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚丙烯腈树脂(PAN)等。这些膜可包括若干种添加剂或稳定剂，例如抗静电剂、紫外(UV)阻断剂、增塑剂、润滑剂等。所述材料可单独或者作为其两种或更多种类型的混合物使用。所述表面保护膜可为单层或两个或更多个层的层叠物。在后一情况中，各层可具有相同的组成或不同的组成。
表面保护膜的厚度没有特别限制，且可与已知厚度相同。例如，表面保护膜可具有范围为约10μm-约100μm的厚度。当其小于约10μm时，阻挡层未被充分地保护且可产生裂纹等。当其大于约100μm时，像热结合膜一样，可加工性例如柔性可恶化。当表面保护膜具有两个或更多个层的层叠结构时，厚度意指总的厚度。在该情况中，各层的厚度可相同或不同。
外部材料的厚度没有特别限制。例如，外部材料的厚度可为约20μm-约210μm。薄的外部材料可更有效地抑制或阻止热桥并改善绝热性能，且进一步改善气体阻挡性质和可加工性。
考虑到绝热性能，根据本实施方式的外部材料可具有低的热导率。因此，真空绝热材料(外部材料)也可具有低的热导率。例如，真空绝热材料(外部材料)可具有小于或等于约0.01W/m·K、或例如小于或等于约0.005W/m·K的热导率(λ)。具有以上热导率的真空绝热材料可具有优异的绝热性能。另一方面，由于更低的热导率是更有利的，真空绝热材料(外部材料)对于最低热导率没有特别限制，但所述热导率可大于或等于约0.0005W/m·K。真空绝热材料(外部材料)的热导率可以公知的方法测量，但本说明书的真空绝热材料(外部材料)的热导率是以在下列实施例中描述的方法测量的。
制造真空绝热材料的方法没有特别限制，且可包括任何已知的方法或适当改变的方法。例如，所述方法可包括：(i)制备外部材料的两个片，将外部材料(层叠膜)之一折叠并在设置于彼此面对的外部材料的末端中的热结合膜之间进行热结合以提供信封形状的外部材料，将芯材料和气体吸附剂注入外部材料中，和在降低的压力下使设置于信封形状的层叠膜的开口中的热结合膜之间进行热结合；或(ii)设置外部材料(层叠膜)的两个片以使热结合膜彼此面对，在设置于各外部材料的末端中的热结合膜之间进行热结合以提供信封形状的外部材料，将芯材料和气体吸附剂注入信封形状的外部材料中，和在降低的压力下使设置在信封形状的层叠膜的开口周围的热结合膜之间进行热结合。
(芯材料)
在本实施方式中使用的芯材料变成真空绝热材料的骨架结构以提供真空空间。在本文中，所述芯材料没有特别限制，且可包括任何已知的芯材料。例如，所述芯材料可包括：无机纤维例如玻璃棉、岩棉、氧化铝纤维、由具有低的热导率的金属形成的金属纤维等；有机纤维例如合成纤维像聚酯或聚酰胺、丙烯酸类纤维、聚烯烃等，由木浆制造的纤维素；天然纤维例如棉、大麻(纤维)、羊毛、(蚕)丝等；再生纤维例如人造丝等；半合成纤维例如乙酸酯等；诸如此类。所述芯材料可单独或者作为两种或更多种的混合物使用。在这些材料之中，可使用玻璃棉。由这些材料形成的芯材料具有纤维自身的低的热导率和高的弹性、以及对于工业应用的低的成本。
(气体吸附剂)
根据本实施方式的气体吸附剂吸附气体例如残留在或进入真空绝热材料的紧密密封的空间中的蒸气或空气(氧气和氮气)。所述气体吸附剂没有特别限制，但可包括任何已知的气体吸附剂。例如，所述气体吸附剂可包括化学吸附材料例如氧化钙(生石灰)和氧化镁、物理吸附材料例如沸石、开孔聚氨酯、锂化合物、化学吸附性和物理吸附性的铜离子交换ZSM-5型沸石、分子筛13X等。所述气体吸附剂材料可单独或者作为其两种或更多种类型的混合物使用。
如上所述，根据本实施方式的真空绝热材料具有低的热导率，有效地抑制热桥的产生，还具有改善的气体阻挡性质和可加工性。因此，根据本实施方式的真空绝热材料可适当地用于要求保持绝热性能的装置，例如冷冻机、电冰箱、自动售货机、热水供给源、用于建筑物的绝热材料、用于汽车的绝热材料、恒温箱等。
实施例
参照下列实施例和对比例描述所述实施方式的效果。然而，本发明的技术范围不限于下列实施例。另外，操作是在25℃的室温下进行的，除非另外提到。而且，除非另外提到，“％”和“份”各自是指“重量％”和重量份。
实施例1
在电沉积的铜箔上电镀镍以具有90重量％的铜比例，获得10μm厚的铜-镍层叠箔。然后，将铜-镍层叠箔在N2气氛下在800℃热处理60分钟，制造铜-镍合金箔1。
实施例2
根据与实施例1相同的方法制造铜-镍箔2，除了在铜-镍层叠箔中将铜比例改变成80重量％之外。
实施例3
根据与实施例2相同的方法制造铜-镍箔3，除了将铜-镍层叠箔的厚度改变成8μm之外。
实施例4
根据与实施例1相同的方法制造铜-镍箔4，除了电镀镍以具有55重量％的铜比例之外。
实施例5
根据与实施例1相同的方法制造铜-锌箔1，除了在电沉积的铜箔上电镀锌以具有65重量％的铜比例之外。
对比例1
使用轧制的铝箔(7μm)。
对比例2
使用包括在12μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯上形成的50nm厚的Al沉积膜的VM-PET(真空金属化的聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
对比例3
使用轧制的SUS(不锈钢)箔(20μm)。
如下评价所制造的金属箔和VM-PET。
<评价1：蒸气渗透率>
以下列方法测量根据实施例1-5和对比例1-3的金属箔和VM-PET的蒸气渗透率(g/m2·天)。即，参考ISO 15106-3通过使用Aquatran设备(MOCONInc.)在90％RH的相对湿度下在40℃测量蒸气渗透率。结果提供在下表1中。
同样地，通过如下评价根据实施例1-5和对比例1-3的金属箔和VM-PET的柔性：分别将各自具有A4尺寸的箔的两个片重叠，然后对从边缘向内30mm处折叠4次。
如下评价所述柔性。
当折叠四次时：
○：粘附而没有具有由折叠出现的弯曲痕迹的弯曲部分，且在折叠的部分处不具有损伤。
×：与以上不同。
结果提供在下表1中。
(表1)
金属箔 蒸气渗透率(g/m2天) 柔性
实施例1 铜-镍箔1 <5 X 10-4 ○
实施例2 铜-镍箔2 <5 X 10-4 ○
实施例3 铜-镍箔3 <5 X 10-4 ○
实施例4 铜-镍箔4 <5 X 10-4 ○
实施例5 铜-锌箔1 <5 X 10-4 ○
对比例1 轧制的铝膜 <5 X 10-4 ○
对比例2 VM-PET 4 X 10-2 ○
对比例3 轧制的SUS箔 <5 X 10-4 ×
如表1中所示，使用铝沉积膜作为气体阻挡层的对比例2与使用其它金属箔的实施例1-5以及对比例1和3相比显示出高的蒸气渗透率和恶化的气体阻挡性质。另外，当使用轧制的SUS箔时，发现不足的柔性和恶化的可加工性。
<评价2：铜合金箔的热导率和热阻>
通过使用Thermowave Analyzer(Nissan ARC)测量实施例1-5和对比例1的金属箔在铜合金箔的内平面方向上的热扩散率，并将其与各铜合金箔的比热和密度一起用于计算热导率(W/m·K)。另外，使用所获得的铜合金箔的热导率和厚度计算热阻(K/W)。结果提供在下表2中。
<评价3：真空绝热材料的有效热导率>
基于文章(M.Tenpierik和H.Cauberg，Journal of Building Physics，Vol.30，No.3-2007年1月)以及当真空绝热材料(290mm×410mm×6mm)在中间部分中具有1mW/m·K的热导率时各金属箔的热导率和厚度计算根据实施例1-5和对比例1的金属箔的有效热导率(即，整个真空绝热材料的平均热导率)，且评价真空绝热材料的热桥。结果提供在下表2中。
如下表2中所示，根据本实施方式的铜合金箔与作为真空绝热材料的阻挡层的常规的轧制的铝箔相比可改善热阻和抑制热桥的影响，且因此显示出优异的绝热性能。
(表2)
尽管已经关于目前被认为是实践的示例性实施方式描述了本公开内容，但将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同布置。
<符号说明>
1…真空绝热材料，
2…外部材料，
3、5…塑料膜，
4…铜合金箔，
6…芯材料，
7…气体吸附剂，
8…结合部分(密封部分)

Claims (10)

1.真空绝热材料，包括
介于具有气体阻挡性质的外部材料的对之间的芯材料和气体吸附剂，且是通过在降低的压力下密封内部形成的，
其中所述具有气体阻挡性质的外部材料的对的至少一个方向包括铜合金箔和塑料的层叠结构体。
2.权利要求1的真空绝热材料，其中所述铜合金箔具有大于或等于750K/W的绝对热阻(R)。
3.权利要求2的真空绝热材料，其中所述铜合金箔具有1μm-10μm的厚度。
4.权利要求1的真空绝热材料，其中所述铜合金箔是通过如下制造的：在铜箔的至少一侧上层叠金属或在金属箔的至少一侧上层叠铜，然后通过热处理使其合金化。
5.权利要求4的真空绝热材料，其中所述铜箔为电沉积的铜箔或所述金属箔为电沉积的金属箔。
6.权利要求1至权利要求5任一项的真空绝热材料，其中所述铜合金箔为包括铜和镍的合金箔。
7.权利要求1-6任一项的真空绝热材料在冷冻机、电冰箱、自动售货机、热水供给源、用于建筑物的绝热材料、用于汽车的绝热材料、恒温箱中的用途。
8.制造真空绝热材料的方法，所述方法包括：
提供芯材料和气体吸附剂；
提供外部材料的对，其中所述外部材料的对的至少一个包括包含铜合金箔和塑料材料的层叠物，和其中所述铜合金箔为如下的产物：在铜箔的至少一侧上层叠金属或在金属箔的至少一侧上层叠铜，然后通过热处理使其合金化；和
以所述外部材料的对形成密封，以在所述外部材料的对之间密封性地封装所述芯材料和所述气体吸附剂，制造所述真空绝热材料。
9.权利要求8的方法，其中所述铜箔为电沉积的铜箔或所述金属箔为电沉积的金属箔。
10.权利要求8的方法，其中所述铜合金箔为包括铜和镍的合金箔。
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