CN105736905A - 真空绝热材料 - Google Patents

Abstract

公开了真空绝热材料，其中芯材料和气体吸附剂被插入一对具有气体阻隔性的外部材料的两个表面之间、被降低其内部的压力且被密封，其中该对具有气体阻隔性的外部材料的至少一个包括用准结晶金属形成的准结晶金属层。所述真空绝热材料可减少热桥，同时保持高的气体阻隔性。

Description

真空绝热材料

相关申请

本申请要求于2014年12月26日在日本知识产权局提交的日本专利申请No.2014-266452、和于2015年7月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0093883的优先权和权益，将其全部内容引入本文作为参考。

技术领域

本公开内容涉及真空绝热(绝缘)材料。具体地，本公开内容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

常规地，绝热材料已经被用于冰箱(制冷机)、自动贩卖机、冷却箱等中，并且最近，作为具有优异的绝热性能的绝热材料，真空绝热材料已经被广泛使用。

真空绝热材料具有如下结构：其中绝热芯材料例如玻璃纤维、石棉、膨胀的聚氨酯、膨胀的聚苯乙烯被装入具有气密性的信封状外部材料中并将其内部抽真空且密封。

所述外部材料包括具有高的气体阻隔性的材料以使其内部长期保持真空，并且同时防止气体从外部侵入。作为具有优异的气体阻隔性的材料，通常采用铝箔。

由于铝箔具有足够的气体阻隔性能但是高的热导率，因此可沿着外部材料部分容易地出现热桥，并且绝热性能可劣化。为了减少真空绝热材料的热桥，已经在外部材料的一侧上使用铝沉积层和塑料的层叠结构体(例如，参见专利文献1)。

(专利文献1)日本特开昭61-125577

发明内容

然而，专利文献1中公开的铝沉积层具有低的气体阻隔性并因此可无法防止气体从外部侵入，且真空绝热材料内部的真空度可无法长期保持。此外，通过使用专利文献1中公开的铝沉积层，热桥问题在某种程度上得以解决，但是需要进一步减少热桥。

因此，本发明是考虑到以上情形作出的，因此，其将提供能够减少热桥，同时保持高的气体阻隔性的真空绝热材料。

本发明人发现，所述问题可通过使用准结晶金属层作为外部材料而解决。

换而言之，所述目的是用这样的真空绝热材料实现的：其中芯材料和气体吸附剂被插入一对具有气体阻隔性的外部材料的两个表面之间、被降低内部压力且被密封，其中该对具有气体阻隔性的外部材料的至少一个包括用准结晶金属形成的准结晶金属层。

根据本发明，所述真空绝热材料可减少热桥，同时保持高的气体阻隔性。

附图说明

图1为显示根据一种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

本发明涉及这样的真空绝热材料：其中芯材料和气体吸附剂被插入一对具有气体阻隔性的外部材料的两个表面之间、被降低内部压力且被密封，其中该对具有气体阻隔性的外部材料的至少一个包括由准结晶金属形成的准结晶金属层。

所述实施方式在所述真空绝热材料的外部材料中包括准结晶金属层。通过所述结构，它可减少所述外部材料部分的热桥并且还改善气体阻隔性。在这里，所述实施方式的工作效果的机理可假设为如下，但是不限于此。

通常，外部材料通常包括具有气体阻隔性的塑料膜和金属层的层叠结构体，并且所述金属层的厚度可导致热桥。特别地，由于如果所述金属层为厚的，则从所述外部材料的外周部分沿着所述金属层返回高的热量，因此热桥增加。换而言之，所述金属层的厚度和热桥的产生具有正的关系。

另一方面，根据本发明，所述准结晶金属层为薄的并且还具有高的热阻(低的热导率)和优异的气体阻隔性。因此，它可使所述真空绝热材料内部的真空度长期保持。因此，通过使用薄的(低厚度的)准结晶金属层，可抑制从外周部分沿着外部材料返回的热量以使之降低。因此，通过使用根据一种实施方式的外部材料，有效地抑制和/或阻止热桥。此外，由于所述准结晶金属层通过溅射等容易地涂覆，因此它对于大规模生产等而言是合乎需要的。

通常，为了制造真空绝热材料，将芯材料和气体吸附剂包围在一对具有气体阻隔性的外部材料中、降低内部压力且将其密封，但是在此情况下，外部材料的末端彼此附着以提供凸起的粘合部分(密封部分)。所述粘合部分在产品中是弯曲的，但是当所述外部材料具有厚的厚度时，所述粘合部分的柔性太低而无法紧密地弯曲至容纳所述芯材料和所述气体吸附剂的所述真空绝热材料的主体。

同时，根据一种实施方式的准结晶金属层由于薄的厚度而容易地以薄膜形成并且同时具有优异的气体阻隔性。因此，在根据一种实施方式的外部材料中，粘合部分容易地且紧密地弯曲至所述所述真空绝热材料的主体侧，使得其具有优异的可使用性(可操作性，可加工性)。即，根据本发明的真空绝热材料具有优异的气体阻隔性和可使用性。

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，并且具有改善的气体阻隔性和可使用性。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冰箱、冷冻机等。

下文中，描述示例性实施方式。

然而，本发明不限于仅以下实施方式。

此外，为了更好的理解和便于描述，尺寸比率在附图中被放大，因此可不同于实际比率。

在本说明书中，“X-Y”的范围意味着大于或等于X且小于或等于Y。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为显示根据一种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被插入两片外部材料2的两个表面之间的结构。外部材料2可具有准结晶金属层4与塑料膜3和5的层叠结构体(层叠膜)。

如上所述，由于所述准结晶金属层是薄的并且具有改善的气体阻隔性，因此可抑制从外周部分沿着外部材料2返回的热量以使其降低。因此，根据本实施方式的外部材料可有效地抑制和/或阻止热桥。

在这里，真空绝热材料1是通过如下获得的：将所述层叠结构体的外周部分密封(例如，热密封)以提供信封状外部材料；将芯材料6和气体吸附剂7容纳在外部材料2中；降低其内部的压力；和将开口密封(例如，热密封)。因此，如图1中所示，在外部材料(层叠结构体)2的外周部分(末端)处存在其中外部材料(层叠结构体)彼此附着的粘合部分(密封部分)8。

如图1的B中所示，将粘合部分8弯曲至所述真空绝热材料的主体侧，以提供真空绝热材料产品。

如上所述，所述外部材料(特别地，准结晶金属层)可以薄膜形状形成并且尽管厚度薄但是具有改善的气体阻隔性，且所述粘合部分可容易地紧密地附着至所述真空绝热材料的主体。因此，在本实施方式中，即使将所述粘合部分弯曲，它也可有效地抑制和/或阻止热量从所述真空绝热材料的表面通过其流入的热桥，并且因此所述真空绝热材料同时具有改善的绝热性能、优异的气体阻隔性、和高的可靠性。

下文中，描述根据一种实施方式的真空绝热材料的各构件。

另一方面，一种实施方式在外部材料中包括所述准结晶金属层，且其它构件可包括任何常规构件并且不限于以下。

(外部材料)

所述外部材料的组成没有特别限制，但是所述外部材料合乎需要地可包括准结晶金属层和塑料的层叠结构体。换而言之，一对具有气体阻隔性的外部材料的至少一个合乎需要地包括准结晶金属层和塑料的层叠结构体。

在这里，所述真空绝热材料可包括一对外部材料，但是两外部材料的至少一个可包括准结晶金属层和塑料的层叠结构体；或者两外部材料均可包括准结晶金属层和塑料的层叠结构体。

在前一情况下，不是准结晶金属层和塑料的层叠结构体的外部材料没有特别限制，并且可为例如：铝、铁、金、银、铜、镍、不锈钢(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/或其至少两种的合金沉积膜和塑料的层叠结构体。

在本说明书中，术语“准结晶金属”指的是具有长程有序性但是不具有平移对称性的金属相，并且具有半周期性结构(不规则的周期性结构)。所述准结晶金属具有在结晶金属材料和无定形金属材料之间的中间结构。所述准结晶金属通过分别由根据电子衍射的衍射点分析长程有序性和由五次对称性分析半周期性结构(不规则的周期性结构)确认。

此外，虽然准结晶金属层4与塑料膜3和5在图1中分别作为单层示出，但是用于外部材料的所述准结晶金属层和塑料膜可作为单层或者以具有其两种或更多种的层叠体形式存在。在后一情况下，所述准结晶金属层和塑料膜可具有层叠两个或更多个层的结构。

此外，所述准结晶金属层和塑料膜的层叠体可具有任何形式，但是考虑到粘附、表面保护效果等，其最外层和最内层可为塑料膜。换而言之，所述外部材料可具有从外侧起塑料膜-准结晶金属层-塑料膜的层叠体形式。

在本实施方式中，所述准结晶金属层可为一个层或者两个或更多个层的层叠体。在后一情况下，各准结晶金属层可具有相同的组成或者不同的组成。此外，所述准结晶金属层可包括除所述准结晶金属之外的另外的组成，但是考虑到进一步改善热导率、热阻(即，绝热性能)、和气体阻隔性，可仅包括准结晶金属。换而言之，所述准结晶金属层可由所述准结晶金属构成。

用于所述准结晶金属的金属物种没有特别限制。

特别地，所述准结晶金属可为Al-TM-M合金或者Al-TM合金(其中TM为过渡金属的至少一种并且M为选自半金属和半导体的至少一种元素)、或者RE-Mg-Zn合金(其中RE为选自稀土元素或者镓的至少一种元素)。

如上所述，所述准结晶金属可为：铝(Al)、过渡金属(TM)的至少一种以及半金属和/或半导体(M)的至少一种的Al-TM-M合金；或者铝(Al)与过渡金属(TM)的至少一种的Al-TM合金。TM指的是过渡金属(周期表中第3族元素和第11族元素之间的元素)的至少一种。

在一种实施方式中，TM可为钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、金(Au)、和铀(U)。

在另一实施方式中，TM可为钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钌(Ru)、钯(Pd)、银(Ag)、铼(Re)、锇(Os)、和金(Au)。

所述TM可为一种过渡金属或者两种或更多种过渡金属，但是它合乎需要地是一种或两种过渡金属。

此外，M指的是半金属和/或半导体的至少一种。

所述半金属为周期表中的第14族元素，例如，硅(Si)或锗(Ge)。

此外，所述半导体为在周期表中的第1族、第2族、或者第13族元素，例如，锂(Li)、镁(Mg)、或者镓(Ga)。

合乎需要地，M为选自锂(Li)、镁(Mg)、硅(Si)、和锗(Ge)的至少一种元素。在这里，M可为一种金属、或者两种或更多种金属，但是合乎需要地可为一种或两种金属。

所述Al-TM-M合金的组成没有特别限制，但是可包括基于总量的10原子％-45原子％的过渡金属、5原子％-45原子％的半金属和/或半导体、以及余量的铝和不可避免的杂质[Al_100-a-b-xTM_aM_b；a表示过渡金属的组成，10≤a≤45，例如，10≤a≤20，又例如，14≤a≤20，b表示半金属和/或半导体的组成，5≤b≤45，例如，8≤b≤35，并且x表示不可避免的杂质的组成，0≤x≤0.05)]。

在一种实施方式中，所述Al-TM-M合金的实例可为Al₇₂Mn₂₀Si₈、Al₇₂V₂₀Si₈、Al₄₀Mn₂₅Cu₁₀Ge₂₅、Al₅Li₃Cu、Mg₄₅Pd₁₄Al₄₁、Al₆Li₃Au、和Al₅₀Mg₃₅Ag₁₅。

在另一实施方式中，所述Al-TM-M合金可为Al₅Li₃Cu、Mg₄₅Pd₁₄Al₄₁、Al₆Li₃Au、和Al₅₀Mg₃₅Ag₁₅。

在所述组成的情况下，所述准结晶金属层可提供足够低的热导率和足够高的热阻(即，优异的绝热性能)，并且可进一步改善气体阻隔性。

同时，在本说明书中，合金的组成以原子％表示。

此外，所述Al-TM合金的组成没有特别限制，但是可为基于总量的16原子％-40原子％的过渡金属和余量的铝以及不可避免的杂质[Al_100-c-yTM_c；c表示所述过渡金属的组成，16≤c≤40，y表示不可避免的杂质的组成，0≤y≤0.05]。

在另一实施方式中，所述Al-TM合金的合金可为Al_62.5Cu₂₅Fe_12.5、Al₇₃Pd_18.5Mn_8.5、Al₄Mn、Al₈₄Cr₁₆、Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅、Al₆₅Cu₂₀Ru₁₅、Al₆₅Cu₂₀Os₁₅、Al₇₀Pd₂₀Mn₁₀、Al₇₀Pd₂₀Re₁₀、Al₄Mn、Al－Fe、Al－Pd、Al₇₀Ni₁₅Co₁₅、Al₆₅Cu₂₀Co₁₅、Al₇₅Pd₁₅Fe₁₀、或者Al₇₀Mn₁₇Pd₁₃。

在另一实施方式中，所述Al-TM合金的实例可为Al_62.5Cu₂₅Fe_12.5、Al₇₀Pd₂₀Mn₁₀、Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅、Al₆₅Cu₂₀Ru₁₅、Al₆₅Cu₂₀Os₁₅、Al₇₀Pd₂₀Mn₁₀、Al₇₀Pd₂₀Re₁₀、Al₇₀Ni₁₅Co₁₅、Al₆₅Cu₂₀Co₁₅、Al₇₅Pd₁₅Fe₁₀、或者Al₇₀Mn₁₇Pd₁₃。

在所述组成的情况下，所述准结晶金属层可具有足够低的热导率和足够高的热阻(即，优异的绝热性能)，并且可进一步改善气体阻隔性。

替代地，所述准结晶金属可为包括至少一种稀土元素(RE)、镁(Mg)、和锌(Zn)的RE-Mg-Zn合金。在这里，RE表示选自稀土元素或镓(Ga)的至少一种元素。

所述稀土元素没有特别限制，但是可为钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、或镥(Lu)。

在一种实施方式中，所述稀土元素可为钇(Y)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)等。

在这里，RE可为一种稀土元素或镓(Ga)、或者两种或更多种稀土元素，例如，一种或两种稀土元素。

在一种实施方式中，RE-Mg-Zn合金的组成没有特别限制，但是可为18原子％-36原子％的镁、21原子％-70原子％的锌、和余量的稀土元素以及不可避免的杂质[RE_100-d-e-zMg_dZn_e；d为镁的组成，18≤d≤36，e为锌的组成，21≤e≤70，z为不可避免的杂质的组成，0≤z≤0.05]。

在一种实施方式中，所述RE-Mg-Zn合金的实例可为Ga₁₀Mg₁₈Zn₂₁、Zn₅₆Mg₃₆Y₈、或者Zn₅₆Mg₃₆Gd₈。

在所述组成的情况下，所述准结晶金属层可具有足够低的热导率和足够高的热阻(即，优异的绝热性能)，并且可进一步改善气体阻隔性。

在所述准结晶金属之中，为了进一步降低热导率和进一步改善热阻(即，优异的绝热性能)或气体阻隔性等，所述准结晶金属可为Al_100-a-b-xTM_aM_b合金(其中TM为选自钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钌(Ru)、钯(Pd)、银(Ag)、铼(Re)、锇(Os)、和金(Au)的至少一种过渡金属；M为选自锂(Li)、镁(Mg)、硅(Si)和锗(Ge)的至少一种元素；a表示所述过渡金属的组成，10≤a≤20；b表示所述元素的组成，8≤b≤35；x表示不可避免的杂质的组成，0≤x≤0.05)、或者Al_100-c-yTM_c合金(其中TM为选自钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钌(Ru)、钯(Pd)、银(Ag)、铼(Re)、锇(Os)、和金(Au)的至少一种过渡金属；c表示所述过渡金属的组成，16≤c≤40；y表示不可避免的杂质的组成，0≤y≤0.05)、或者RE_100-d-e-zMg_dZn_e合金(其中RE为选自钇(Y)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、和钬(Ho)的至少一种稀土元素；d表示镁的组成，18≤d≤36；e表示锌的组成，21≤e≤70；z表示不可避免的杂质的组成0≤z≤0.05)，例如Al_62.5Cu₂₅Fe_12.5、Al₇₀Pd₂₀Mn₁₀、或者Y₈Mg₃₆Zn₅₆。

此外，所述准结晶金属层的厚度没有特别限制。

在一种实施方式中，所述准结晶金属层的厚度(d)可小于约1mm，例如，可范围为约0.01μm-约10μm，和又例如，可范围为约0.05μm-约5μm。

同时，当所述厚度大于约1mm时，其可使热阻降低并且使可使用性例如柔性劣化。

如以上那样，由于所述薄的准结晶金属层具有优异的可使用性，因此所述外部材料的粘合部分可容易地且紧密地附着至所述真空绝热材料的主体。

此外，在所述厚度的情况下，所述外部材料可有效地抑制和/或阻止热量从所述真空绝热材料的表面通过其流入的热桥，以改善绝热性能和增强气体阻隔性。

同时，在本说明书中，准结晶金属层的厚度指的是所述准结晶金属层的最大厚度。

考虑到绝热性能以及对热桥的进一步改善的减少效果等，根据本实施方式的外部材料可具有低的热导率。因此，所述准结晶金属层还可具有低的热导率。

在一种实施方式中，所述准结晶金属层可具有小于或等于约10瓦/米·开尔文(W/m·K)的本征热导率(λ)(下文中，也简称为“热导率”)，例如，小于或等于约5W/m·K的本征热导率。在所述热导率的情况下，它与目前使用的轧制铝箔相比可有效地抑制热桥。

同时，当所述准结晶金属层的热导率越低时是越合乎需要的，因此其下限没有特别限制，但是可通常为0W/m·K，但是如果大于或等于约1W/m·K例如大于或等于约3W/m·K，则它可为足够的。在所述热导率的情况下，所述外部材料可具有优异的绝热性能。

同时，所述准结晶金属层的热导率可通过已知方法测量，但是在本说明书中，“所述准结晶金属层的热导率”可通过以下方法测量。

[准结晶金属层的本征热导率的测量]

使用电弧熔融炉将具有预定组成的准结晶金属(合金)以块体(本体，bulk)形状(直径：约20mmΦ，厚度：约5mm)成形，然后将所述合金在650℃下在真空(10^-3Pa)下热处理24小时以提供块体结构。

随后，将所获得的块体结构对其表面进行抛光以提供具有如下的圆柱体形状的样品：直径：10mmΦ，厚度：1nm-3mm。对于所述样品，使用激光闪光方法测量本征热导率(热导率)(λ)(W/m·K)。

如上所述，通过使用根据本发明的外部材料解决热桥问题。考虑到抑制热桥的效果，所述外部材料可为薄的并且可具有低的热导率。

考虑到所述要点，所述准结晶金属层可具有高的热阻、例如大于或等于约800K/W的热阻(R)、又例如大于约50,000K/W的热阻(R)、再例如大于或等于约100,000K/W的热阻(R)、和还例如大于或等于约200,000K/W的热阻(R)。

同时，当所述准结晶金属层具有越高的热阻时是越合乎需要的，因此其上限没有特别限制，但是通常，如果小于或等于约1,000,000K/W例如小于或等于约3,000,000K/W、或者小于或等于约500,000K/W，则它是足够的。

具有所述范围的热阻或者所述范围的厚度的准结晶金属层与常规铝箔相比可有效地抑制和/或阻止热桥的产生，同时保证优异的可使用性。

同时，在本说明书中，术语“热阻”表示所述金属箔的垂直于厚度方向的每单位面积的热阻，并且热阻(R)(K/W)是由所述准结晶金属层的厚度(d)和热导率(λ)决定的，特别地，可通过以下方程1计算。

方程1

准结晶金属层的热阻(K/W)＝

1(m)/[准结晶金属层的热导率(W/m·K)×1(m)×准结晶金属层的厚度(m)]

准结晶金属层可具有优异的气体阻隔性。因此，根据一种实施方式的外部材料也可具有优异的气体阻隔性。

特别地，所述准结晶金属层可具有小于或等于约8×10^-3(g/m²·天)例如小于约5×10^-3(g/m²·天)的水蒸气透过率。

当水蒸气透过率大于约8×10^-3(g/m²·天)时，所述外部材料的气体阻隔性可劣化，并且所述真空绝热材料内部的真空度可无法长期保持。

同时，当所述准结晶金属层具有越低的水蒸气透过率时是越合乎需要的，因此下限没有特别限制，但是其如果大于或等于约1×10^-7(g/m²·天)，则通常是足够的。

在本说明书中，术语“水蒸气透过率(g/m²·天)”指的是在40℃的温度和90％的相对湿度下使用Aquatran(由MOCON制造)基于ISO15106-3测量的值。

根据一种实施方式，制造所述准结晶金属的方法没有特别限制。

例如，根据块体方法通过如下获得所述准结晶金属：使用电弧熔融炉在惰性气氛(例如，氩气气氛)下将合乎需要的原子比的原料金属熔融以提供母合金；和在合适的温度(例如，650℃-950℃)下进行热处理合适的时间(例如，12小时-24小时)以提供准结晶块体(本体)。

同样，制造准结晶金属层的方法没有特别限制，并且可根据已知方法。

此外，所述准结晶金属层可为可在市场上商购得到的。

制造准结晶金属层的具体方法可包括轧制、沉积(例如，PLD：脉冲激光沉积)、溅射、快速凝固等。

在所述方法之中，根据轧制方法，将所获得的块体轧制以提供准结晶金属层。

根据PLD或者溅射，使用合乎需要的原子比的原料金属提供溅射靶，并将所述溅射靶和基底设置在真空室中且在所述室中适当地抽真空(例如，以小于或等于约10^-4Pa抽真空)并且通过调节基底温度(例如，25℃的室温)而涂覆直至合乎需要的膜厚度以提供准结晶金属层。

另一方面，用于涂覆的激光没有特别限制，但是可包括例如Nd脉冲激光(λ：527nm，τ＝250fs，10Hz)。

此外，涂覆条件没有特别限制，但是其可在例如约4mm的在阳极和阴极之间的距离、约50mm的在靶和基底之间的距离、在25℃室温的基底温度下、和在约-400V的基底偏压下的条件下进行。

根据快速凝固，通过如下以骤冷的薄带形成准结晶金属层：如以上那样通过电弧熔融炉提供母合金，然后使用具有单个辊的液体骤冷凝固装置将母合金骤冷；或者通过如下以骤冷的薄带形成准结晶金属层：如以上那样通过电弧熔融炉提供母合金，将所述母合金添加到石英喷嘴中，通过在惰性气氛(例如，氩气气氛)下在高频下加热而使所述母合金熔融，在增加惰性气体(例如，氩气)压力的同时将熔融的金属以合适的速度喷射在旋转的铜辊上，和以骤冷的薄带形状形成准结晶金属层。

在所述方法之中，轧制方法和溅射方法是优选的。

换而言之，所述准结晶金属层可由轧制或者溅射获得。

由于所获得的准结晶金属层具有薄的厚度，因此可抑制从外周部分沿着外部材料返回的热量以使其降低。因此，包括所述准结晶金属层的外部材料可有效地抑制和/或阻止所述真空绝热材料的热桥。此外，出于相同的原因，由于该薄的外部材料，可使用性(柔性)增强，阻止氨基甲酸酯(聚氨酯)注入的粘合部分容易地弯曲，并且所述粘合部分容易地且紧密地附着至所述真空绝热材料的主体。

同时，所述准结晶金属层可为单层、或者两种或更多种层的层叠结构体。

所述准结晶金属层可与塑料膜层叠以提供外部材料。

在这里，所述塑料膜可为一个层、或者其两种或更多种的层叠体。

所述塑料膜的组成可没有特别限制，但是通常，在所述准结晶金属层的内侧(容纳所述芯材料和/或所述气体吸附剂的侧)处的塑料膜(图1中的塑料膜5)可为具有热粘合性的膜，并且在所述准结晶金属层的外侧(接触外部气氛的侧)处的塑料膜(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)。

在这里，所述热粘合膜没有特别限制，只要它可通过通常的密封方法(例如，热密封方法)粘附。

所述热粘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，或者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。

所述材料可单独地或者作为其两种或更多种的混合物使用。

所述热粘合膜可为单层、或者两个或更多个层的层叠体。在后一情况下，各层可具有相同的组成或不同的组成。

所述热粘合膜的厚度没有特别限制，并且可为与已知厚度相同的厚度。例如，所述热粘合膜可具有约10μm-约100μm。当它比约10μm薄时，在热密封时接触强度可不足，和当比约100μm厚时，可使用性例如柔性可劣化。

当所述热粘合膜具有两个或更多个层的层叠结构时，所述热粘合膜的厚度指的是总厚度。在此情况下，各层的厚度可相同或不同。

所述表面保护膜没有特别限制，并且可为通常作为外部材料使用的材料。

所述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(PAN)树脂等。

这些膜可包括若干添加剂或稳定剂例如抗静电剂、紫外(UV)阻挡剂、增塑剂、润滑剂等。

所述材料可单独地或者作为其两种或更多种的混合物使用。

所述表面保护膜可为单层、或者两个或更多个层的层叠体。

在后一情况下，各层可具有相同的组成或不同的组成。

所述表面保护膜的厚度没有特别限制，并且可与已知的厚度相同。例如，所述表面保护膜可具有范围约10μm-约100μm的厚度。当它小于约10μm时，所述阻隔层未被充分保护并且可产生裂纹等。当它大于约100μm时，像热粘合膜一样，可使用性例如柔性可劣化。

当所述表面保护膜具有两个或更多个层的层叠结构时，厚度指的是总厚度。在此情况下，各层的厚度可相同或不同。

所述外部材料的厚度没有特别限制。

例如，所述外部材料的厚度可为约20μm-约210μm。

所述薄的外部材料可更有效地抑制或阻止热桥且改善绝热性能、和进一步改善气体阻隔性和可使用性。

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)还可具有低的热导率。

例如，所述真空绝热材料(外部材料)可具有小于或等于约0.01W/m·K或者例如小于或等于约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，由于越低的热导率是越合乎需要的，因此所述真空绝热材料(外部材料)对最低热导率没有特别限制，但是热导率可大于或等于约0.0005W/m·K。

所述真空绝热材料(外部材料)的热导率可以已知方法测量，但是本公开内容的真空绝热材料(外部材料)的热导率(mW/m·K)是使用HFM436(由NETZSCH制造，热流计，100mm×100mm)测量的。

制造真空绝热材料的方法没有特别限制，并且可包括任何已知的方法或者适当改进的方法。

例如，所述方法可包括：(i)制备两片外部材料，将所述外部材料(层叠膜)之一折叠并且在设置于彼此面对的外部材料的末端中的热粘合膜之间热粘合以提供信封状外部材料，将芯材料和气体吸附剂注入到所述外部材料中，和在设置于信封状层叠膜的开口中的热粘合膜之间在减压下热粘合；或者(ii)将两片外部材料(层叠膜)设置成使热粘合膜彼此面对，在设置于各外部材料的末端中的热粘合膜之间热粘合以提供信封状外部材料，将芯材料和气体吸附剂注入到信封状外部材料中，和在设置于所述信封状层叠膜的开口附近的热粘合膜之间在减压下热粘合。

(芯材料)

本实施方式中使用的芯材料变成真空绝热材料的骨架以提供真空空间。在这里，所述芯材料没有特别限制，并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如聚酯或聚酰胺、丙烯酸类树脂、聚烯烃等；由木浆制造的纤维素；天然纤维例如棉花、大麻、羊毛、蚕丝等；再循环纤维例如人造丝等；半合成纤维例如纤维素乙酸酯等；等等。

所述芯材料可单独地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。

由这些材料形成的新材料具有高的弹性和纤维本身的低的热导率、以及对于工业使用而言低的成本。

(气体吸附剂)

根据本实施方式的气体吸附剂吸附残留在或者进入所述真空绝热材料的紧密密封空间中的气体例如蒸气或空气(氧气和氮气)。

所述气体吸附剂没有特别限制，但是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铜离子交换ZSM-5型沸石、13X分子筛等。

所述气体吸附剂材料可单独地或者作为其两种或更多种的混合物使用。

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，并且还具有改善的气体阻隔性和可使用性。因此，根据本实施方式的真空绝热材料可适宜地用于需要保持绝热性能的设备例如冷冻机、冰箱、自动贩卖机、热水供给源、用于建筑的绝热材料、用于汽车的绝热材料、恒温箱等。

(实施例)

参照以下实施例和对比例描述实施方式的效果。然而，本发明的技术范围不限于以下实施例。

此外，操作是在25℃的室温下进行的，除非另外提及。而且，除非另外提及，否则“％”和“份”各自是指“重量％”和“重量份”。

实施例1

使用电弧熔融炉，制备Al_62.5Cu₂₀Fe_12.5(原子比)合金的块体(20mmΦ，约5mm的厚度)。将Al_62.5Cu₂₀Fe_12.5合金熔融、研磨、和烧结，然后结合在厚度为3mm的具有200mmΦ的直径的铜溅射支持板上以提供溅射靶。

在真空室中，将所述溅射靶和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(100mm×300mm×52μm)设置成彼此面对，并在所述室中抽真空至10^-6Pa且用氩气注入至0.3Pa的压力。

然后，在提供150W的功率、室温(25℃)的基底温度、和250nm/h的涂覆速度的同时，在所述PET膜上提供具有100nm的厚度的第一准结晶金属层。

由此，测量所获得的第一准结晶金属层的本征热导率(λ)(W/m·K)、热阻(R)(K/W)、和水蒸气透过率(g/m²·天)。

结果示于下表1中。

实施例2

根据与实施例1中相同的程序制造第二准结晶金属层，除了如下之外：

所述准结晶金属层具有7μm的厚度。

由此，测量所获得的第二准结晶金属层的本征热导率(λ)(W/m·K)、热阻(R)(K/W)、和水蒸气透过率(g/m²·天)。

结果示于下表1中。

实施例3

使用电弧熔融炉，制备Al₇₀Pd₂₀Mn₁₀(原子比)合金的块体(20mmΦ，厚度约5mm)。将Al₇₀Pd₂₀Mn₁₀合金熔融、研磨、烧结，然后结合在厚度为3mm的具有200mmΦ的直径的铜溅射支持板上以提供溅射靶。

在真空室中，将所述溅射靶和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(100mm×300mm×52μm)设置成彼此面对并在所述室中抽真空至10^-6Pa，且用氩气注入至0.3Pa的压力。

然后，在提供150W的功率、室温(25℃)的基底温度、和250nm/h的涂覆速度的同时，在PET膜上提供具有100nm厚度的第三准结晶金属层。

测量所获得的第三准结晶金属层的本征热导率(λ)(W/m·K)、热阻(R)(K/W)、和水蒸气透过率(g/m²·天)。结果示于下表1中。

对比例1

使用轧制铝箔(7μm)。

测量所述铝箔的本征热导率(λ)(W/m·K)、热阻(R)(K/W)、和水蒸气透过率(g/m²·天)。

结果示于下表1中。

对比例2

在具有12μm的厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上形成具有100nm的厚度的Al沉积膜。测量所述Al沉积膜的本征热导率(λ)(W/m·K)、热阻(R)(K/W)、和水蒸气透过率(g/m²·天)。

结果示于下表1中。

(表1)

表1中的水蒸气透过率是对于包括准结晶金属层或Al沉积膜与PET膜的层叠结构体测量的。

由表1中所示的结果，确认，与根据对比例1的铝箔或者根据对比例2的铝沉积膜相比，根据实施例1-3的第一到第三准结晶金属层具有显著更高的热阻。

此外，确认，与根据对比例2的铝沉积膜相比，根据实施例1-3的第一到第三准结晶金属层具有显著改善的气体阻隔性(水蒸气透过率显著更低)。

由所述结果确认，包括包含根据本发明的准结晶金属的外部材料的真空绝热材料与使用常规铝箔或铝沉积层作为外部材料的真空绝热材料相比可改善热阻和抑制热桥的影响，同时保持高的气体阻隔性，并且其还可赋予优异的绝热性能。

虽然已经结合当前被认为是实践性的示例性实施方式的内容描述了本发明，但是将理解，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修改和等同布置。

<符号说明>

1：真空绝热材料，

2：外部材料，

3，5：塑料膜，

4：准结晶金属层，

6：芯材料，

7：气体吸附剂，

8：粘合部分(密封部分)。

Claims (8)

1.真空绝热材料，其中芯材料和气体吸附剂被插入一对具有气体阻隔性的外部材料的两个表面之间、被降低其内部的压力且被密封，其中该对具有气体阻隔性的外部材料的至少一个包括用准结晶金属形成的准结晶金属层。

2.根据权利要求1所述的真空绝热材料，其中所述准结晶金属层具有小于或等于约10W/m·K的本征热导率。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的真空绝热材料，其中所述准结晶金属为：Al-TM-M合金或Al-TM合金，其中TM为过渡金属的至少一种且M为选自半金属和半导体的至少一种元素、或者RE-Mg-Zn合金，其中RE为选自稀土元素或镓的至少一种元素。

4.根据权利要求3所述的真空绝热材料，其中所述准结晶金属为：

Al_100-a-b-xTM_aM_b合金，其中TM为选自钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钌(Ru)、钯(Pd)、银(Ag)、铼(Re)、锇(Os)、和金(Au)的至少一种过渡金属；M为选自锂(Li)、镁(Mg)、硅(Si)和锗(Ge)的至少一种元素；a表示所述过渡金属的组成，10≤a≤20；b表示所述元素的组成，8≤b≤35；和x表示不可避免的杂质的组成，0≤x≤0.05，

Al_100-c-yTM_c合金，其中TM为选自钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钌(Ru)、钯(Pd)、银(Ag)、铼(Re)、锇(Os)、和金(Au)的至少一种过渡金属；c表示所述过渡金属的组成，16≤c≤40；y表示不可避免的杂质的组成，0≤y≤0.05，或者

RE_100-d-e-zMg_dZn_e合金，其中RE为选自钇(Y)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、和钬(Ho)的至少一种稀土元素；d表示镁的组成，18≤d≤36；e表示锌的组成，21≤e≤70；和z表示不可避免的杂质的组成，0≤z≤0.05。

5.根据权利要求4所述的真空绝热材料，其中所述准结晶金属为Al_62.5Cu₂₅Fe_12.5、Al₇₀Pd₂₀Mn₁₀、或者Y₈Mg₃₆Zn₅₆。

6.根据权利要求1-权利要求5中任一项所述的真空绝热材料，其中所述准结晶金属层是通过轧制或者溅射形成的。

7.根据权利要求1-权利要求6中任一项所述的真空绝热材料，其中该对具有气体阻隔性的外部材料的至少一个包括所述准结晶金属层和塑料的层叠结构体。

8.根据权利要求1-权利要求7中任一项所述的真空绝热材料，其中所述准结晶金属层包括所述准结晶金属。