JP2014503054A - フェノール樹脂硬化発泡体からなる真空断熱材用芯材とそれを用いた真空断熱材及びその製造方法 - Google Patents

フェノール樹脂硬化発泡体からなる真空断熱材用芯材とそれを用いた真空断熱材及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、フェノール樹脂からなる真空断熱材用芯材とそれを用いた真空断熱材及びその製造方法に関するものであり、より詳しくは、芯材を独立気泡率(Closed Cell Content)が20%以下のフェノール樹脂硬化発泡体で形成するが、気泡の平均粒径を50〜500μmに調節し、各気泡の表面に0.5〜30μmの微細ホールが形成されるようにすることにより、フェノール樹脂硬化発泡体の気孔率が50%以上になり優れた断熱性能を有しながらも、構造的強度を確保することができ、製造原価を節減できる発明に関する。
【選択図】図1

Description

本発明は、フェノール樹脂硬化発泡体からなる真空断熱材用芯材とそれを用いた真空断熱材及びその製造方法に関するものであり、より詳しくは、芯材を独立気泡率(Closed Cell Content)が20%以下のフェノール樹脂硬化発泡体で形成することにより、製造原価が安く、断熱性能及び長期耐久性に優れた真空断熱材を製造できる技術に関する。
真空断熱材(Vacuum Insulation Panel)は、一般的にガスバリア性に優れた複合プラスチックラミネートフィルムからなる封止体に、芯材として連続気泡硬質プラスチック発泡体や無機物等を収納し内部を減圧した後、周縁のガスバリア性フィルム同士の積層部分をヒートシールして製造される。
このとき、真空断熱材に使用される芯材としては、熱伝導率が小さく、ガスの発生が少ない無機化合物が適している。特に、ガラス繊維の積層体が芯材として使用された真空断熱材は、優れた断熱性能を有することで知られている。
既存の真空断熱材では、芯材としてガラス繊維ウールが単独で使用されたりガラス繊維ボードが単独で使用されていた。ガラス繊維ウールは、バルキー(bulky)なガラス繊維を集綿して熱圧着工程を通じて製造し、これを芯材として使用すると真空断熱材製造時に0.0045W/mK水準の断熱性能が確保できる。
しかし、ガラス繊維ウールを真空断熱材芯材として使用する場合、優れた初期熱性能の確保は可能だが、長時間使用時に外被材フィルムを通じて透過されるガスによって熱伝導率が上昇して長期耐久性が低下するという問題点がある。
一方、ガラス繊維ボードを真空断熱材用芯材として使用する場合は、長期間使用してもガス透過時にガラス繊維ボードの小さい気孔径によるガスの熱伝達を最小化して長期耐久性に優れるという長所があるが、初期断熱性能が劣るという短所がある。
結局、既存の真空断熱材において芯材としてガラス繊維ウールを使用した場合は、長期耐久性能が低下し比較的短い寿命を有するようになり10年以上の寿命を要求する建築分野だけでなく、家電分野への適用時に信頼性に問題が生じる。
また、芯材としてガラス繊維ボードを使用する場合は、製造単価が高く、成形特性が劣るため、断熱材への応用に限界があるという問題点がある。
本発明の目的は、芯材を独立気泡率(Closed Cell Content)が20%以下のフェノール樹脂硬化発泡体で形成することにより、製造単価が安いと共に、断熱性能と長期耐久性能が共に優れた芯材を提供することである。
また、本発明の他の目的は、フェノール樹脂硬化発泡体からなる芯材が50〜500μmの気泡を含み、気泡外周面に0.5〜30μmの微細ホールが形成されフェノール樹脂硬化発泡体の空隙率(void content;発泡体から固形分を除いた部分の比率)が50%以上になるようにすることにより、構造的強度を向上させると共に、全体の重さを軽量化させ、その活用度を多様化させることができる真空断熱材を提供することである。
本発明の一実施例にかかる真空断熱材用芯材は、独立気泡率(Closed Cell Content)が20%以下のフェノール樹脂硬化発泡体で形成されたことを特徴とする。
ここで、前記フェノール樹脂硬化発泡体は、50〜500μmの気泡を含み、前記気泡は外周面に0.5〜30μmの微細ホールが形成され前記フェノール樹脂硬化発泡体が50%以上の空隙率を有するようにすることが好ましい。
また、本発明の一実施例にかかる真空断熱材は、フェノール樹脂硬化発泡体からなる芯材及び前記芯材を真空包装する外被材を含むことを特徴とする。
ここで、前記真空断熱材は前記芯材に付着または挿入されて25%以上の吸水率を有するゲッター(getter)剤をさらに含むことが好ましい。
また、本発明の一実施例にかかる真空断熱材の製造方法は、上述のフェノール樹脂硬化発泡体芯材を製造することと、前記芯材を50〜250℃の温度で0.5〜10Paの圧力を10〜200分間加えて、残余物質を除去処理すること、及び前記芯材を外被材で覆った後、真空包装することを含むことを特徴とする。
以上のように、本発明にかかるフェノール樹脂硬化発泡体を用いた真空断熱材用芯材は、一般のガラス繊維ウールを使用した場合よりも、製造単価を50%以上節減できる効果を提供する。
また、本発明にかかるフェノール樹脂硬化発泡体は、0.03W/mK以下の優れた断熱値を有するため、伝導からくる性能の低下を最大限遅延させることができる効果を提供する。
また、フェノール樹脂硬化発泡体から排出される有機化合物を最小化して真空度の低下を防ぎ、全体的な断熱性能の低下を遅延させて断熱性能が最小10年以上に長期化されるようにする優れた長所を提供する。
本発明にかかる実施例の真空断熱材用芯材を示した概略図である。 本発明にかかる実施例の真空断熱材用芯材を示した概略図である。 本発明にかかる実施例の真空断熱材用芯材を示した概略図である。 本発明の実施例にかかる真空断熱材に含まれるゲッター剤の断面図である。 本発明の実施例にかかる真空断熱材に含まれる外被材の断面図である。 本発明の実施例にかかる真空断熱材に含まれる外被材の断面図である。 本発明の実施例にかかる真空断熱材を図示した断面図である。 本発明の実施例にかかる真空断熱材を図示した断面図である。
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳しく後述する実施例を参照すると明確になると考える。しかし、本発明は以下で開示する実施例に限定されるものではなく、相違する多様な形態に具現でき、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。明細書全体に亘り同一参照符号は同一構成要素を指す。
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例にかかる真空断熱材用フェノール樹脂硬化発泡体芯材及びその製造方法について詳しく説明する。
先ず、本発明にかかる芯材及びその製造方法について次の通り説明する。
図1〜図3は、本発明にかかる実施例の真空断熱材用芯材を示した概略図である。
図1を参照すると、フェノール樹脂硬化発泡体としてブロック形態の芯材100を形成したことが分かる。このとき、芯材の独立気泡率(Closed Cell Content)が20%以下になるように気泡110の発泡比率を調節することが好ましい。
このとき、独立気泡率は、単位面積に形成された気泡中の閉気泡の分率を定義するが、本発明で独立気泡率が20%を超える場合は後続真空工程時間が増加するだけでなく、残余気体がフェノール樹脂硬化発泡体内部に残って真空断熱材形成後に発生するアウトガス(outgassing)の原因になる。
一方、独立気泡率が0%になることは、体積を有するが実体がない物理的に不可能な状態のため、本発明にかかる独立気泡率の下限は0%超過になる。
特に、独立気泡率が1〜10%になる場合、初期断熱値が低く維持され時間による増加量も著しく低く表れるという面で好ましい。
よって、本発明にかかるフェノール樹脂硬化発泡体は、構造的強度と独立気泡率を共に満たすようにするために、粒径が50〜500μmの気泡110を含み、気泡110の外周面には0.5〜30μmの微細ホールが形成されている構造に形成することが好ましい。
図2は前記気泡の粒径を表した概略図であり、図3は気泡の外周面に形成された微細ホールを表した概略図である。
図2を参照すると、芯材100を、気泡110の中心部を基準に切断した際に表れる平均粒径Dが50〜500μmになるようにすることが分かる。
次に、図3を参照すると、気泡110の外周面に平均粒径dが0.5〜30μmの微細ホール120が形成されたことが分かる。
このような微細ホール120は、本発明にかかる独立気泡率を20%以下に調節する役割、及び低い独立気泡率にもかかわらず構造的強度を維持させる役割をする。
このとき、微細ホール120の平均粒径dが0.5μm未満の場合は、フェノール樹脂硬化発泡体の独立気泡率が20%を超え芯材100のアウトガス(outgassing)によって長期耐久性が低下し得、平均粒径dが30μmを超える場合は、独立気泡率が0%に近くなるが、芯材100の構造的強度を低下させ得る。
本発明にかかる真空断熱材は、前記のようなフェノール樹脂硬化発泡体からなる芯材及び前記芯材を真空包装する外被材を含んで形成され、前記芯材に付着または挿入されるゲッター剤をさらに含んで形成することもできる。
ここで、ゲッター剤は、外部の温度変化によって外被材内部でガス及び水分が発生し得るが、これを防ぐためにあり、本発明にかかるゲッター剤に対して次の通り説明する。
図4は、実施例にかかる真空断熱材に含まれるゲッター剤の断面図である。
図4を参照すると、パウチ210に入れられた生石灰(CaO)200がある。本発明では、純度95%以上の生石灰粉末を使用するが、パウチ210もまた、クレープ紙及びポリプロピレン(PP)含浸不織布で形成して25%以上の吸水性能を確保できるようにする。このとき、全体の真空断熱材の厚さを考慮してゲッター剤の厚さは2mm以内に形成することが好ましい。
ここで、本発明にかかるフェノール樹脂硬化発泡体からなる芯材は、フェノール樹脂、硬化剤、発泡剤とそれ以外の添加剤を高速混合して常温以上の温度で硬化させながら形成するが、反応の生成物として水が発生するだけでなく、残余モノマーが残るため、真空包装段階または製作後にアウトガス(outgassing)が発生する確率が非常に高い。
よって、本発明では真空包装段階前に50〜250℃の温度で0.5〜100Paの圧力を10〜200分間芯材に加えて残余モノマー(ホルムアルデヒド、残余フェノール、水)を除去することが好ましい。
よって、本発明は芯材から発生するガス及び水分を最小化できるため、前記のようなゲッター剤を省略することもできる。また、本発明にかかるフェノール樹脂硬化発泡体は、20%以下の収縮率を有することにより、製作後にも高い空隙率(50%以上)を維持するようになるため優れた性能を表すことができる。
次に、本発明の真空断熱材は、芯材を覆う封止体になる外被材を含む。以下、その具体的な形状及び製造方法を説明する。
図5及び図6は、実施例にかかる真空断熱材に含まれる外被材の断面図である。
図5及び図6を参照すると、外被材300,400は、先ず接着層330,440上部に形成される金属バリア層320,430及び表面保護層310が順に形成される。このとき、接着層330,440は封止体の内部に形成される層で、表面保護層310は最外郭に露出される層と定義できる。
また、接着層330,440はヒートシールによって互いに熱溶着される層であり、真空状態を維持させる機能を行なう。よって、接着層330,440は、熱溶着が容易な高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線形低密度ポリエチレン(LLDPE)、未延伸ポリプロピレン(CPP)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリ塩化ビニル(PVC)、エチレン−アセト酸ビニル共重合体(EVA)及びエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)から選ばれた一つ以上を含む熱可塑性プラスチックフィルムで形成するが、十分なシール特性を提供するために1〜100μmの厚さで形成することが好ましい。
次に、接着層330,440上部にガス遮断及び芯材保護のためのバリア層320,430として6〜7μm厚の金属薄膜を形成する。このとき、一般的にアルミニウムホイル(Foil)金属バリア層320,430が最も多く使用されており、アルミニウムホイルよりもさらに優れた特性を有する薄膜が明らかになっていない状態のため、本発明でもアルミニウムホイルを用いる。このとき、アルミニウムは金属素材のため折り曲げ時にクラック(Crack)が発生する等の問題があり得るが、これを防止するために、金属バリア層320,430上部に表面保護層310を形成する。
本発明にかかる外被材の表面保護層は、10〜14μm厚のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム410及び20〜30μm厚のナイロン(Nylon)フィルム420の積層構造で形成することが好ましい。
この場合、金属バリア層430で発生するクラック(Crack)の程度が深刻な場合は、ポリエチレンテレフタレート/ナイロンフィルム410,420にも損傷が加えられ得るが、本発明ではこれを防止するためにポリエチレンテレフタレート層上部にビニル系樹脂層をコーティングして使用する。
前記ビニル系樹脂層は、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ酢酸ビニル(PVA)、ポリビニルアルコール(PVAL)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)樹脂から選ばれた一つ以上からなるビニル系樹脂を使用することが好ましい。
また、外被材の気密特性をさらに向上させるために、前記表面保護層310、金属バリア層320,430及び接着層330,440はそれぞれポリウレタン(PU)系樹脂を用いて接着させることが好ましい。
このように外被材300,400を形成することにより、本発明にかかる真空断熱材は最上の気密性と長期耐久性能を有することができるようにする。
図7及び図8は、実施例にかかる真空断熱材を図示した断面図である。
図7は、芯材500の表面にゲッター剤510を付着させた状態で外被材520を用いて密封した状態の真空断熱材を図示したものであり、図8は、芯材600内部にゲッター剤610を挿入した状態で外被材620を密封した状態の真空断熱材を図示したものである。
このように本発明に従って製造された真空断熱材は、全て優れた断熱性能と長期耐久性能を発揮し、その具体的な実施例は次の通りである。
[真空断熱材の製造]
実施例1
先ず、前記図1で説明したフェノール樹脂硬化発泡体中、気孔の平均粒径が100μmで、独立気泡率が1%で、空隙率が97%のフェノール樹脂硬化発泡体で構成され、8×190×250mm(厚さ×幅×長さ)の大きさに製造して真空断熱材用芯材として使用した。
次に、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)/ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)12μm、ナイロン(Nylon)フィルム25μm、アルミニウムホイル7μm及び線形低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム50μmの構造で形成された外被材を形成した。
次に、純度95%の生石灰(CaO)25gをパウチに入れて製造したゲッター剤2つを、前記図8のように芯材の表面に挿入させた。
次に、150℃の温度で5Paの圧力を120分間芯材に加え、残留ガスを全て排出させた。
次に、芯材を封止体に挿入した後、10Paの真空度状態で密封して本発明にかかる真空断熱材を製造した。
実施例2
前記実施例1と同一条件で真空断熱材を製造するが、芯材は気孔の平均粒径が100μmで、独立気泡率が5%で、空隙率が93%のフェノール樹脂硬化発泡体で構成され、8×190×250mm(厚さ×幅×長さ)の大きさに製造した。
実施例3
前記実施例1と同一条件で真空断熱材を製造するが、芯材は気孔の平均粒径が100μmで、独立気泡率が10%で、空隙率が90%の芯材を8×190×250mm(厚さ×幅×長さ)の大きさに製造した。
実施例4
前記実施例1と同一条件で真空断熱材を製造するが、芯材は気孔の平均粒径が100μmで、独立気泡率が20%で、空隙率が90%の芯材を8×190×250mm(厚さ×幅×長さ)の大きさに製造した。
比較例1
前記実施例1と全ての条件が同一な真空断熱材を製造するが、芯材はガラス繊維ボードだけで構成され、8×190×250mm(厚さ×幅×長さ)の大きさに製造した。
比較例2
前記実施例1と全ての条件が同一な真空断熱材を製造するが、芯材は気孔の平均粒径が150μmで、独立気泡率が2%で、空隙率が95%のポリウレタン発泡体で構成され、8×190×250mm(厚さ×幅×長さ)の大きさに製造した。
比較例3
前記実施例1と全ての条件が同一な真空断熱材を製造するが、芯材は気孔の平均粒径が100μmで、独立気泡率が50%で、空隙率が90%のフェノール樹脂硬化発泡体で構成され、8×190×250mm(厚さ×幅×長さ)の大きさに製造した。
比較例4
前記実施例1と全ての条件が同一な真空断熱材を製造するが、芯材は気孔の平均粒径が200μmで、独立気泡率が80%で、空隙率が60%のフェノール樹脂硬化発泡体で構成され、8×190×250mm(厚さ×幅×長さ)の大きさに製造した。
[性能試験及び評価]
前記の実施例1〜4及び比較例1〜4に従い製造された真空断熱材を85℃の恒温チャンバーにそれぞれ入れ、3ヶ月間維持しながら、全体加熱を行わなかったものと熱伝導率を比較しながら実施した。このとき、熱伝導率の測定にはHC−074−200(EKO社製造)熱伝導測定器を使用した。次に、加速ファクターを用いて0〜10年までの熱伝導率を予測し、結果は断熱値(W/mK)に換算して下記[表1]のように表れた。
Figure 2014503054
実施例1〜4は、初期断熱値も比較例より低いだけでなく、時間による増加量も比較例より低くなることが分かる。特に、独立気泡率が1%のフェノール樹脂硬化発泡体で形成された真空断熱材を含んだ実施例1は、他の実施例に比べて時間による増加量が著しく低くなることが分かる。
よって、本発明にかかるフェノール樹脂硬化発泡体からなる真空断熱材は、初期断熱性能と長期耐久性能が全て優れることが分かる。
以上、添付の図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、相違する多様な形態に製造でき、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明の技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できるということを理解できると考える。そのため、以上にて記述した実施例は全ての面において例示的なものであり、限定的なものではないことを理解しなければならない。

Claims (10)

  1. 独立気泡率(Closed Cell Content)が20%以下のフェノール樹脂硬化発泡体で形成されたことを特徴とする真空断熱材用芯材。
  2. 前記フェノール樹脂硬化発泡体は、
    50〜500μmの気泡を含むことを特徴とする請求項1に記載の真空断熱材用芯材。
  3. 前記気泡は、
    外周面に0.5〜30μmの微細ホールが形成されていることを特徴とする請求項2に記載の真空断熱材用芯材。
  4. 前記フェノール樹脂硬化発泡体は、50%以上の空隙率を有することを特徴とする請求項1に記載の真空断熱材用芯材。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載のフェノール樹脂硬化発泡体からなる芯材;及び
    前記芯材を真空包装する外被材;を含むことを特徴とする真空断熱材。
  6. 前記真空断熱材は、
    前記芯材に付着または挿入されて25%以上の吸水率を有するゲッター(getter)剤をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の真空断熱材。
  7. 前記外被材は、
    外部から、表面保護層、金属バリア層及び接着層の積層構造を有することを特徴とする請求項5に記載の真空断熱材。
  8. 前記表面保護層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びナイロン(nylon)フィルムの積層構造を有し、
    前記金属バリア層はアルミニウムホイル(Foil)で形成され、
    前記接着層は高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線形低密度ポリエチレン(LLDPE)、未延伸ポリプロピレン(CPP)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリ塩化ビニル(PVC)、エチレン−アセト酸ビニル共重合体(EVA)及びエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)から選ばれた一つ以上を含むことを特徴とする請求項7に記載の真空断熱材。
  9. 前記表面保護層と金属バリア層間の接着及び金属バリア層と接着層間の接着は、それぞれポリウレタン(PU)系樹脂によって接着されたことを特徴とする請求項7に記載の真空断熱材。
  10. 請求項1〜4のいずれかに記載のフェノール樹脂硬化発泡体芯材を製造すること;
    前記芯材を50〜250℃の温度で0.5〜10Paの圧力を10〜200分間加え、残余物質を除去処理すること;及び
    前記芯材を外被材で覆った後、真空包装すること;を含むことを特徴とする真空断熱材の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014214856A (ja) * 2013-04-30 2014-11-17 大日本印刷株式会社 真空断熱材の製造方法、および真空断熱材用外包材
WO2016084763A1 (ja) * 2014-11-26 2016-06-02 旭硝子株式会社 真空断熱材およびその製造方法
JP2017507811A (ja) * 2014-02-12 2017-03-23 ユッチンソン 有機エアロゲルを有する真空断熱ボード

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9057472B2 (en) * 2012-11-01 2015-06-16 Ragui Ghali Insulation material
KR101521685B1 (ko) * 2012-12-06 2015-05-20 (주)엘지하우시스 멜라민 수지 경화 발포체로 이루어진 진공단열재용 심재와 이를 이용한 진공단열재 및 그 제조방법
US10632708B2 (en) 2016-02-29 2020-04-28 Alienus Film Llc Insulating film

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01259043A (ja) * 1987-12-26 1989-10-16 Dainippon Ink & Chem Inc 発泡シート
JP2001114922A (ja) * 1999-10-13 2001-04-24 Asahi Kasei Corp フェノール樹脂発泡体
JP2002337945A (ja) * 2001-05-21 2002-11-27 Nagai Kikai Chuzo Co Ltd 包装用緩衝材及び緩衝充填材
JP2003337945A (ja) * 2002-05-20 2003-11-28 Olympus Optical Co Ltd 画像分類プログラム及び画像分類方法
JP2005106312A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Hitachi Home & Life Solutions Inc 冷蔵庫並びに真空断熱パネル及びその製造方法
JP2005115288A (ja) * 2003-10-10 2005-04-28 Asahi Fiber Glass Co Ltd 吸音構造用材料ハニカム芯材及びその製造方法
JP2005337405A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Kureha Chem Ind Co Ltd 真空断熱材
JP2006029413A (ja) * 2004-07-14 2006-02-02 Kurabo Ind Ltd 真空断熱材およびその製造方法
JP2006348085A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 Nissan Motor Co Ltd イオン性液体を用いたクッションアクチュエータ、及びそれからなる車両用部品
JP2010059756A (ja) * 2008-09-08 2010-03-18 Toray Ind Inc 高性能断熱材

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4507447A (en) * 1983-01-05 1985-03-26 Takeda Chemical Industries, Ltd. Polyurethane adhesive compositions containing oxyacid of phosphorus and silane coupling agent
US5250579A (en) * 1992-09-28 1993-10-05 The Dow Chemical Company Cellular polymer containing perforated cell windows and a process for the preparation thereof
US5721284A (en) * 1996-12-20 1998-02-24 The Dow Chemical Company Open-celled rigid polyurethane foam
IT1295026B1 (it) * 1997-09-18 1999-04-27 Enichem Spa Procedimento per la preparazione di espansi poliuretanici rigidi aventi struttura a celle aperte
JPH11277704A (ja) * 1998-03-31 1999-10-12 Asahi Chem Ind Co Ltd フェノール樹脂発泡体複合パネル
JPH11343681A (ja) * 1998-05-29 1999-12-14 Polyurethan Kasei Kk 連通気泡型ポリウレタンフォーム製断熱材及びその製造方法
JP2000054522A (ja) 1998-08-06 2000-02-22 Bridgestone Corp 断熱材
DE10211274B4 (de) * 2002-03-13 2012-08-23 Basf Se Nachträglich gehärtete Schaumstoffe, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
JP4919449B2 (ja) 2004-08-23 2012-04-18 倉敷紡績株式会社 断熱構造
JP2006300123A (ja) * 2005-04-18 2006-11-02 Kurabo Ind Ltd 断熱筐体又は断熱パネル及びそれらの製造方法
CN100451431C (zh) * 2006-10-23 2009-01-14 厦门高特高新材料有限公司 以酚醛为芯材的真空绝热板及其制备方法
WO2009031623A1 (ja) * 2007-09-06 2009-03-12 The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. 真空断熱構造体及びその製造方法
JP5336829B2 (ja) 2008-12-04 2013-11-06 積水化学工業株式会社 フェノール樹脂断熱材を使用した防水シート工法
CN101749521B (zh) * 2008-12-12 2011-04-20 北京化工大学 一种保温隔声用闭孔状真空泡沫及其制造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01259043A (ja) * 1987-12-26 1989-10-16 Dainippon Ink & Chem Inc 発泡シート
JP2001114922A (ja) * 1999-10-13 2001-04-24 Asahi Kasei Corp フェノール樹脂発泡体
JP2002337945A (ja) * 2001-05-21 2002-11-27 Nagai Kikai Chuzo Co Ltd 包装用緩衝材及び緩衝充填材
JP2003337945A (ja) * 2002-05-20 2003-11-28 Olympus Optical Co Ltd 画像分類プログラム及び画像分類方法
JP2005106312A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Hitachi Home & Life Solutions Inc 冷蔵庫並びに真空断熱パネル及びその製造方法
JP2005115288A (ja) * 2003-10-10 2005-04-28 Asahi Fiber Glass Co Ltd 吸音構造用材料ハニカム芯材及びその製造方法
JP2005337405A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Kureha Chem Ind Co Ltd 真空断熱材
JP2006029413A (ja) * 2004-07-14 2006-02-02 Kurabo Ind Ltd 真空断熱材およびその製造方法
JP2006348085A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 Nissan Motor Co Ltd イオン性液体を用いたクッションアクチュエータ、及びそれからなる車両用部品
JP2010059756A (ja) * 2008-09-08 2010-03-18 Toray Ind Inc 高性能断熱材

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014214856A (ja) * 2013-04-30 2014-11-17 大日本印刷株式会社 真空断熱材の製造方法、および真空断熱材用外包材
JP2017507811A (ja) * 2014-02-12 2017-03-23 ユッチンソン 有機エアロゲルを有する真空断熱ボード
WO2016084763A1 (ja) * 2014-11-26 2016-06-02 旭硝子株式会社 真空断熱材およびその製造方法

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