JP6214648B2 - 破裂不良が改善された真空断熱材およびその製造方法 - Google Patents

破裂不良が改善された真空断熱材およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6214648B2
JP6214648B2 JP2015519999A JP2015519999A JP6214648B2 JP 6214648 B2 JP6214648 B2 JP 6214648B2 JP 2015519999 A JP2015519999 A JP 2015519999A JP 2015519999 A JP2015519999 A JP 2015519999A JP 6214648 B2 JP6214648 B2 JP 6214648B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vacuum
heat
heat insulating
insulating material
jacket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015519999A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015528880A (ja
Inventor
ミン・ビュンフン
ファン・スンソク
ジョン・スンミン
ハン・ジュンピル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LX Hausys Ltd
Original Assignee
LG Hausys Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Hausys Ltd filed Critical LG Hausys Ltd
Publication of JP2015528880A publication Critical patent/JP2015528880A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6214648B2 publication Critical patent/JP6214648B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/06Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/065Arrangements using an air layer or vacuum using vacuum
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/04Arrangements using dry fillers, e.g. using slag wool which is added to the object to be insulated by pouring, spreading, spraying or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/085Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyolefins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • B32B27/205Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents the fillers creating voids or cavities, e.g. by stretching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/02Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions
    • B32B3/04Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions characterised by at least one layer folded at the edge, e.g. over another layer ; characterised by at least one layer enveloping or enclosing a material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/06Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/30Partial laminating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/04Punching, slitting or perforating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/08Means for preventing radiation, e.g. with metal foil
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/04Punching, slitting or perforating
    • B32B2038/047Perforating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/304Insulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • B32B2307/7244Oxygen barrier
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2323/00Polyalkenes
    • B32B2323/04Polyethylene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2323/00Polyalkenes
    • B32B2323/10Polypropylene
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78Heat insulating elements
    • E04B1/80Heat insulating elements slab-shaped
    • E04B1/803Heat insulating elements slab-shaped with vacuum spaces included in the slab
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1056Perforating lamina
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/23Sheet including cover or casing
    • Y10T428/231Filled with gas other than air; or under vacuum

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Packages (AREA)

Description

破裂不良が改善された真空断熱材および熱処理ステップを含んで外被剤の未溶着部を最小化した真空断熱材の製造方法に関する。
現在常用されている真空断熱材の場合、心材としてグラスウールおよびヒュームドシリカ、エアロゲル等の無機化合物が使用されており、外被材はナイロン/PET/アルミホイル、或いはアルミニウム蒸着層と、さらにPEおよびPP等が融着層として使用される。また、真空断熱材の長期的な性能確保のためにゲッター材として石灰石(CaO)およびゼオライト、シリカゲル等の吸湿剤と、金属パウダーが使用されている。
しかし、真空断熱材の性能において内部真空度を維持することが何よりも最も重要な要素になり、このために10Pa以下の高真空状態で外被材シーリングを通じて内部真空度を維持するが、外被材の角部位のように熱溶着がされない部分の場合、物理的な衝撃等に脆弱になって破裂する可能性が高いためこれを処理する際に困難が伴っていた。
韓国登録特許第10―0775716号でも、心材、ゲッター材、外被材で構成され、貫通孔を含む真空断熱材について記載してはいるが、心材に沿って熱溶着部を形成し、心材の周囲に形成される周縁部を熱溶着部として配置することにより広い有効断熱面積を維持することに特徴があるが、外被材の未溶着部を溶着することにより、外被材の角部位のような熱溶着部の溶着率を高めようとする等の内容は依然と開示されていない。
本発明の具体例の一つは、心材が挿入された外被材内部を減圧し、密封して製造され、熱溶着部の溶着率を高めると同時に、外被材部分の物理的な衝撃等によって破裂不良現象等を最小化することにより、破裂不良が改善された真空断熱材を提供する。
本発明の別の具現例は、前記真空断熱材の製造方法を提供する。
本発明の具体例の一つにおいて、心材;および前記心材をカバーする外被材を含む真空断熱材において、前記外被材が外部から、表面保護層、金属バリア層および熱溶着層の積層構造を含み、前記真空断熱材のシール強度が約5kgfないし約15kgfである真空断熱材を提供する。
前記熱溶着層が線形低密度ポリエチレン(LLDPE)または延伸ポリプロピレン(CPP)を含むことができ。
前記熱溶着層の厚さが約30μmないし約80μmでもよい。
前記真空断熱材が一つ以上の貫通ホールを含むことができる。
前記貫通ホールが心材または外被材の熱溶着部に厚さ方向に形成されてもよい。
前記貫通ホールが、多角形、円、楕円、およびこれらを組合せた形状を含むことができる。
本発明の他の具現例において、熱溶着層、金属バリア層、表面保護層を順に積層して外被材を準備するステップ;前記外被材間に心材を挿入するステップ;前記外被材を減圧および密封して真空断熱材を形成するステップ;および前記真空断熱材を熱処理するステップを含み、前記真空断熱材のシール強度は約5kgfないし約15kgfである真空断熱材の製造方法を提供する。
前記外被材間に心材を挿入するステップの前に、前記心材に貫通ホールを形成するステップを含むことができる。
前記熱処理は、外被材の未溶着部を溶着してもよい。
前記熱処理の熱源は、赤外線輻射熱、熱風またはヒーターであることを特徴とする。
前記熱処理は、約100℃ないし約200℃の温度で約1分ないし約30分間行うことができる。
前記熱処理は、常圧またはそれ以下の圧力状態で行うことができる。
前記真空断熱材熱処理後に約20℃ないし約90℃の温度でクーリングするステップをさらに含むことができる。
前記真空断熱材は、外被材熱溶着部の熱溶着率を高めることにより、角部分等の破裂不良が改善されると同時に、多様な形態加工が容易である。
また、前記真空断熱材の心材部分を除いた他の外被材部分に貫通ホールが形成されるにもかかわらず、真空断熱材の安定性および優れた断熱性を維持することができる。
本発明にかかる真空断熱材の構造を示した断面図である。 本発明にかかる真空断熱材の外被材を示した断面図である。 本発明にかかる貫通ホールを含む真空断熱材を示した平面図である。 本発明の具体例の一つである真空断熱材のシール材形状を写真撮影したものである。 シール強度の測定のための実施例1および比較例2にかかる真空断熱材の各位置を示した平面図である。
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、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、相違する他の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技術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。明細書全体に亘って同一参照符号は同一構成要素を指す。
以下、本発明について詳しく説明する。
真空断熱材
本発明の具現例の一つは、心材;および前記心材をカバーする外被材を含む真空断熱材において、前記外被材が外部から、表面保護層、金属バリア層、および熱溶着層の積層構造を含み、前記真空断熱材のシール強度が5kgfないし15kgfである真空断熱材を含む。
図1は、本発明の具体例の一つにかかる熱処理された真空断熱材の構造を示したものであり、心材120、ゲッター材160、外被材140を含んだ真空断熱材100を表す。
前記真空断熱材100のシール強度は、約5kgfないし約15kgfになり得る。前記シール強度とは、密封強度と同じ意味で、熱可塑性プラスチックの同種または異種のフィルムシート等の熱接着において密封部の接着強度を言う。つまり、シーリングに対して、試料を持って前記シーリング部が破壊されるまで引っ張ってシール部が分離する最大荷重をシール強度と言う。前記真空断熱材は、常圧および常温で約5kgf未満のシール強度を維持する従来の真空断熱材とは違い、前記のシール強度範囲を維持すると同時に、既存のシール強度より高いシール強度を見せるという点で優れ、これにより外被材が常圧との圧力差によって収縮した状態でも内部真空度の維持が可能で、多様な形態加工が可能だという面で優れた効果がある。
前記心材120は、グラスウール、ガラスボード、パーライト、ヒュームドシリカ、およびエアロゲル等の断熱性を有する公知の心材であれば、制限なく使用できる。具体的には、前記心材120は有/無機バインダーが含まれないか、水または有機化合物を含む水溶液内で撹拌されたガラス繊維(Glass fiber)が一つ以上積層されて形成されてもよく、直径が約1μmないし約10μm以内のガラス繊維集合体、或いは有/無機バインダーからなるグラスウールおよびボードが一つ以上積層されて形成されてもよい。
前記真空断熱材100は、真空断熱材内部の水分吸湿を目的としてゲッター材160をさらに含むことができる。前記ゲッター材160は、前記心材に付着されて適用されたり、或いは前記心材に挿入されて適用される。図1は、前記ゲッター材が心材に挿入されて適用された実施例である。
前記ゲッター材160は、純度95%以上の石灰石(CaO)粉末を含んでもよく、ゼオライト、コバルト、リチウム、活性炭、酸化アルミニウム、バリウム、塩化カルシウム、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、酸化鉄、亜鉛、およびジルコニウムから選ばれる一つ以上の物質を含むことができる。
図2は、本発明の別の具現例にかかる真空断熱材の外被材を示したものだが、外被材140は外部から、表面保護層146、金属バリア層144、熱溶着層142を含む。
前記表面保護層146は、外部衝撃を吸収および分散して、外部衝撃から表面や真空断熱材内部の心材等を保護する役割をする。よって、表面保護層146は、耐衝撃性に優れた材質で形成することができる。
前記表面保護層146の材質としては、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、ナイロンフィルムやPET(Polyethylene Terephthalate)フィルム、アルミニウムが100nm以下で蒸着されたVM―PETおよびK―PETフィルムを提示することができる。前記フィルム中の一つ以上のフィルムを選択して積層体として用いることができ、具体的な例を挙げると、ナイロンフィルムとPETフィルムを接着して表面保護層146として用いることができる。
前記金属バリア層144は、表面保護層146の下部に接着され、内部真空度の維持および外部のガスまたは水分等が流れ込むことを遮断する役割をする。
前記金属バリア層144の材質としてバリア性に優れたアルミホイル(Al foil)を用い、アルミホイルのうち、鉄(Fe)の含量が約0.65重量%以下であるものを用いることができる。鉄(Fe)の含量が約0.65重量%を超えるアルミホイルの場合、バリア性の向上に比べて製造費用の上昇の幅の方が遥かに大きいため好ましくない。
一方、アルミホイルが破れた場合、破れた部位からガスや水分等が浸透して真空断熱材の長期耐久性を阻害する場合がある。これに加えて、本発明の具体例の一つでは、アルミホイルのバリア性能を補完するために、前記アルミホイルにPETフィルムまたはEVOH(Ethylene Vinyl Alcohol)フィルムを接着して表面保護層146として用いてもよい。
前記熱溶着層142は、前記金属バリア層144下部に接着され、真空断熱材の心材表面に密着する。前記熱溶着層142は、熱溶着が容易に行われると共に、且つ、シーリング性に優れたLLDPE(Linear Low―Density Polyethylene)、LDPE(Low Density Polyethylene)、HDPE(High Density Polyethylene)、CPP(Casting Polypropylene)等が単独で或いは2種以上が混合されてなるフィルムで形成されてもよい。
前記外被材140の前記熱溶着層142は、真空断熱材または外被材熱溶着部140aのシーリングに主要な役割をするが、本発明の具現例の一つである真空断熱材のシール強度に影響を及ぼし得る。そのため、前記外被材140の熱溶着層142は、線形低密度ポリエチレン(LLDPE)または延伸ポリプロピレン(CPP)を含んでもよく、これによって、前記熱溶着層142の合着がよりうまく起こり得るため、前記真空断熱材のシール強度を約5kgfないし約15kgfに維持することができる。
また、前記LLDPEおよびCPPは、熱溶着層の合着が容易だという面で長所があるが、熱溶着層142をLLDPEまたはCPPで限定することにより、熱溶着層のシーリング効果を極大化して、外被材の未溶着部を溶着させることができる。そのため、これによって前記真空断熱材のシール強度が約5kgfないし約15kgfを維持することができる。
より具体的には、前記熱溶着層142は、厚さが約30μmないし約80μmでもよい。前記熱溶着層142の厚さが熱溶着層によるガス透過度を最小化し、シール強度を考慮すると同時に、真空断熱材の初期性能を最適化するという点で、前記熱溶着層の厚さを約30μmないし約80μmにすることが好ましい。
前記真空断熱材は、シール強度が約5kgfないし約15kgfを維持することにより、外被材を含む心材部から外被材の熱溶着部140aまで耐久性が確保でき、破裂現象が発生しないため、一つ以上の貫通ホール150を含むことができる。
前記貫通ホール150は、前記心材120に厚さ方向に形成されるか、前記外被材140の熱溶着部140aに厚さ方向に形成でき、つまり、心材を含む外被材の熱溶着部または心材を含まない外被材の熱溶着部に形成できる。このとき、前記貫通ホール150は、多角形、円、楕円、およびこれらを組合せた形状を含むことができる。
図3は、前記貫通ホールを含む真空断熱材を表した平面図である。図(a)は、心材120の右側下部に四角形の貫通ホール150を含み、心材120が含む貫通ホール150は外被材140に囲まれている。本発明の具現例の一つである真空断熱材は、5kgfないし12kgfのシール強度を維持するが、外被材外部の熱溶着部140a以外に貫通ホール内部の熱溶着部140bでも一定レベルのシール強度を維持することができる。そのため、貫通ホール150の存在の有無と関係なく真空断熱材の一定の耐久性が維持され、破裂現象が発生しない。
通常の真空断熱材の場合、低いシール強度によって外被材熱溶着部の耐久性が維持できなく、貫通ホール150を形成したり多様な形態への加工時に、熱溶着部140aの破れおよび破裂現象等が発生していた。しかし、前記真空断熱材は、図3(b)のように外被材140の熱溶着部140aに円形の貫通ホール150を形成したとしても、一定レベルのシール強度が確保された真空断熱材は、外被材の熱溶着部140aにも堅固な溶着が生じるため、貫通ホール150による真空断熱材の破れおよび破裂現象が発生しない。
図4は、貫通ホールを含む真空断熱材のシール材形状を写真撮影したものであり、図4(a)は心材に厚さ方向に形成された貫通ホールが円形の真空断熱材を、図4(b)は心材に厚さ方向に形成された貫通ホールが四角形の真空断熱材を表している。
真空断熱材の製造方法
本発明の別の具現例は、熱溶着層、金属バリア層、表面保護層を順に積層して外被材を準備するステップ;前記外被材間に心材を挿入するステップ;前記外被材を減圧および密封して真空断熱材を形成するステップ;および前記真空断熱材を熱処理するステップを含み、前記真空断熱材のシール強度は5kgfないし15kgfである真空断熱材の製造方法を提供する。
前記の真空断熱材の製造方法によって、有/無機心材を外被材に挿入し、高真空状態で外被材を4面シーリングまたはT―シーリングすることにより、真空断熱材を製造することができる。このとき、前記真空断熱材外被材の場合、1次的に行われた4面シーリングまたはT―シーリングにより熱溶着部がシーリングされ、その後、熱処理するステップを通じて前記外被材内部を高真空状態に減圧する際、常圧を維持する外被材外部との圧力差を減らして前記1次シーリング時にシーリングされなかった外被材の未溶着部を溶着させることができる。
前記の真空断熱材の製造方法は、熱溶着層に有機物を含んでいる外被材で1次シーリングされた真空断熱材が熱処理するステップを含むことにより、外被材の角部分のような熱溶着部を堅固に溶着させ、一定のシール強度を維持し、耐久性が向上した真空断熱材を提供できるようになる。
前記の真空断熱材を熱処理するステップは、外被材の未溶着部を溶着することを特徴とする。心材を内部に収納した外被材内部を減圧し、密封して製造された真空断熱材をもう一度熱処理することにより、外被材内部および外部との圧力差によってシーリングされなかった熱溶着部の未溶着部を溶着することができる。前記の未溶着部とは、外被材と外被材の熱溶着層がシーリングされなかった部分を指すが、本発明の具体例の一つでは、熱溶着部140aがこれに該当し得る。
このように、1次密封された真空断熱材をもう一度熱処理することにより、外被材内部と外部との圧力差によって発生した前記未溶着部を溶着させることができる。結果として、熱処理によるシーリングによって外被材の熱溶着部がもう一度シーリングされ、前記未溶着部の再シーリングによって形成された外被材は真空断熱材の内部真空度が維持されて一定レベルの耐久性が確保され、これによって真空断熱材の多様な形態加工が可能であり、前記真空断熱材の破れ現象または破裂現象を防止することができる。
前記外被材間に心材を挿入するステップの前に、前記心材に貫通ホールを形成するステップを含むことができる。前記心材を外被材に挿入した後に貫通ホールを形成する場合、完成した真空断熱材に貫通ホールを形成する場合のように、貫通ホール形成時に破裂現象が発生し得、これによって断熱効果が確保されなくなる場合がある。そのため、前記外被材に心材を挿入する前に貫通ホールを形成することにより、多様な形状からなる貫通ホールを含む真空断熱材を提供することができる。
本発明の具現例の一つは、熱処理ステップを経ることにより外被材の未溶着部を溶着させる真空断熱材の製造方法に関するものであり、前記の熱処理の熱源は、赤外線輻射熱、電気熱風またはヒーターで行うことができる。外被材の未溶着部を溶着させ得る熱処理の熱源に特別な制限があるのではないが、費用が少なく、真空断熱材の全体的な温度を均一に調節できるという点で電気による熱風方式を熱処理の熱源として使用することが好ましい。
前記熱処理は、約100℃ないし約200℃の温度で行うことを特徴とする。熱処理温度が前記範囲を維持することにより、未溶着部の溶着が容易に行われるという点に長所があり、より具体的には、約130℃ないし約150℃の温度に調節することが、真空断熱材の初期性能を維持し、真空断熱材外被材の基本物性の劣化を防止するという点で優れる。
前記熱処理は、約1分ないし約30分間行われることを特徴とするが、約3分ないし約10分間行うことが、シール強度を維持すると同時に外被材の基本物性の劣化を防止するという点で優れる。具体的には、前記熱処理が前記範囲の時間を維持することにより、真空断熱材の未溶着部が物理的な衝撃等による破裂発生現象等の短所を緩和することができる。
また、前記熱処理は、常圧またはそれ以下の圧力状態で行われることを特徴とする。具体的には、1気圧またはそれ以下の圧力状態で熱処理を行うことにより、製造された真空断熱材が内部真空度を維持することができ、未溶着部の溶着を容易に行うことができる。
本発明のまた別の具現例は、外部から、表面保護層、金属バリア層および熱溶着層の積層構造を有する外被材内部に心材を収納し、前記外被材内部を減圧し、密封して製造された真空断熱材を前記熱処理した後にクーリングするステップをさらに含むことができる。
前記のクーリングするステップは、熱処理された真空断熱材の外被材を安定化させるために含まれるステップであり、熱処理された真空断熱材の冷却によって外被材の未溶着部が溶着された熱溶着部140aの耐久性がより確保され、破れや破裂現象が起きることなく真空断熱材の多様な形態加工が可能になり得る。もし、熱処理した真空断熱材をクーリングするステップを含まない場合は、熱処理された真空断熱材の熱溶着部が、外部の物理的な衝撃によって空気等が真空断熱材内部に流れ込んで初期性能が低下するおそれがある。
前記クーリングは、約20℃ないし約90℃の温度で行うことができる。クーリングの際、前記温度に制限されるのではなく、熱処理が行われる温度に比べて低い温度の範囲で行うことができる。より具体的には、前記クーリングを前記範囲の温度で行う場合は、熱溶着部の基本物性を悪化させないという長所がある。
以下では、本発明の具体的な実施例を提示する。但し、下記の実施例は、本発明を具体的に例示したり説明するためのものに過ぎなく、これにより本発明が制限されてはならない。
<実施例および比較例>
実施例1
本発明の具現例の一つにかかる真空断熱材を評価するために、直径6μmのガラス繊維を集綿させたガラスボードを2層以上積層した心材に酸化カルシウムを10g挿入した。その後、心材とゲッター材を外被材で包んで減圧密封した。
外被材としては、熱溶着層として50μmのLLDPE層、金属バリア層として6μmのアルミホイル層、第1保護層として25μmのナイロンフィルム、第2保護層として約12μmのポリビニリデンクロライド(PVDC)がコーティングされたポリエチレンテレフタレートフィルム(K―PET)を使用した。
前記外被材に前記心材を収納し、内部を減圧し密封した真空断熱材に対して、130℃で10分間真空断熱材を電気による熱風方式で熱処理し、完成した真空断熱材外被材の角部分の熱溶着部に直径1mmの穴を開けた後、熱伝導率を測定したところ、2.54mW/mKだった。
実施例2
心材下段部に横×縦(40mm×50mm)の大きさの四角形貫通ホールを形成し、外被材に挿入して真空断熱材を製作した。ここで、外被材およびゲッター材は、前記実施例1と同じ外被材およびゲッター材を使用し、熱処理過程もまた、実施例1と同様に行った。前記熱処理後、貫通ホール内部の外被材を横×縦(30mm×40mm)の大きさに切断し、熱伝導率を測定したところ、真空断熱材の熱伝導率は2.57mW/mKだった。
比較例1
熱処理過程を除いては、前記実施例1と同じ心材と外被材、ゲッター材を使用して真空断熱材を製造した。このような真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、真空断熱材の熱伝導率は2.55mW/mKだった。
比較例2
熱処理過程を除いては、前記実施例1と同じ心材と外被材、ゲッター材を使用して真空断熱材を製造した。このとき、真空断熱材外被材の角部分の熱溶着部に直径1mmの穴を開けた結果、破裂不良と確認された。
比較例3
熱処理過程を除いては、前記実施例2と同じ心材と外被材、ゲッター材を使用して真空断熱材を製造した。このとき、貫通ホール内部の外被材を横×縦(30mm×40mm)の大きさに切断し、切断した結果、破裂不良と確認された。
Figure 0006214648
前記表1を参考すると、実施例1は外被材の角部分の熱溶着部に円形の貫通ホールを含み、実施例2は心材を含む真空断熱材下段部に四角形の貫通ホールを含むにもかかわらず、真空断熱材の破れおよび破裂現象が発生しなかった。また、熱処理ステップを含まない比較例1と似たレベルの熱伝導率を維持したが、熱処理によって断熱効果に否定的な影響を与えることはなく、一定レベルの断熱効果を依然と確保していることを確認した。
これは、前記実施例1および実施例2が熱処理ステップを経た真空断熱材に関するものであり、約100℃ないし約200℃の温度で約1分ないし約30分間熱処理することにより、外被材の未溶着部が精巧に溶着されることで、外被材熱溶着部および真空断熱材自体の耐久性を向上させたためである。これによって、熱処理ステップを経た真空断熱材の場合、貫通ホールの挿入が可能なだけでなく、多様な形態の真空断熱材の製造が可能であることが分かった。
一方、比較例2および比較例3の場合は、熱処理ステップを経ず製造された真空断熱材であり、外被材の未溶着部が依然と存在することにより、真空断熱材の耐久性が確保されなかったが、実施例1および実施例2と同じ位置に貫通ホールを含んでいるにもかかわらず、破裂および破れ現象が発生した。
<実験例>―真空断熱材のシール強度
前記の実施例1および比較例2で製造された真空断熱材に対してシール強度を測定したところ、図5に示したように真空断熱材のNo.1ないしNo.10の位置で、熱溶着部の幅15mm、長さ10mm、総長さ50mmのサンプルを切り取り、このサンプルを使用して、シーリング部分を上下方向に180度剥離するように引張試験機(万能材料試験機(5TON),日 Shimadzu社)に吊るし、Load Cell 50Kgfを通じてシーリング部分を剥離したときの強度を測定し、シール強度の平均値を求め下記表2に記載した。
Figure 0006214648
前記表2を参考すると、実施例1の場合は平均シール強度が10kgf以上と測定され、図5に示したNo.1ないしNo.10のどの位置でも真空断熱材のシール強度が5kgf以上を示した。実施例1の場合は、熱処理を通じて真空断熱材内部(10Pa以下)と常圧(101325Pa)との圧力差による物理的な強い力が存在することにより、比較例2に比べて外被材の未溶着部に強い熱溶着が行われるが、これは外被材の未溶着部が堅固に溶着されて真空断熱材の耐久性が向上したためである。
しかし、これと逆に比較例2の場合は、平均シール強度が5kgf未満と測定され、図5に示したNo.1ないしNo.10のどの位置でも真空断熱材のシール強度が5kgf未満と測定されて、実施例1に比べて相対的に低いシール強度を示した。これは、比較例2の場合は、真空断熱材の製造後に熱処理ステップを経なかったため、常圧の状態で物理的な力と瞬間的な熱源だけで熱溶着部の熱溶着が行われるが、外被材の未溶着部が再度溶着される効果を得られなかったためである。

Claims (12)

  1. 心材;および
    前記心材をカバーする外被材を含む真空断熱材において、
    前記外被材が外部から、表面保護層、金属バリア層、および熱溶着層の積層構造を含み、
    前記真空断熱材のシール強度が10kgf〜15kgfである真空断熱材。
  2. 前記熱溶着層が線形低密度ポリエチレン(LLDPE)または延伸ポリプロピレン(CPP)を含む請求項1に記載の、
    真空断熱材。
  3. 前記熱溶着層の厚さが30μm〜80μmである請求項1に記載の、
    真空断熱材。
  4. 前記真空断熱材が一つ以上の貫通ホールを含む請求項1に記載の、
    真空断熱材。
  5. 前記貫通ホールが、心材または外被材の熱溶着部に厚さ方向に形成される請求項4に記載の、
    真空断熱材。
  6. 前記貫通ホールが、多角形、円、楕円、およびこれらを組合せた形状を含む請求項4に記載の、
    真空断熱材。
  7. 熱溶着層、金属バリア層、表面保護層を順に積層して外被材を準備するステップ;
    前記外被材間に心材を挿入するステップ;
    前記外被材を減圧および密封して真空断熱材を形成するステップ;
    前記真空断熱材を130℃ないし150℃の温度で3分ないし10分間熱処理するステップ;および
    前記真空断熱材を20℃ないし90℃の温度で前記熱処理後にクーリングするステップ;
    を含み、
    前記真空断熱材のシール強度は、10kgf〜15kgfである真空断熱材の製造方法。
  8. 前記外被材間に心材を挿入するステップの前に、前記心材に貫通ホールを形成するステップを含む請求項7に記載の、
    真空断熱材の製造方法。
  9. 前記熱処理は、外被材の未溶着部を溶着することを特徴とする請求項7に記載の、
    真空断熱材の製造方法。
  10. 前記熱処理の熱源は、赤外線輻射熱、電気熱風またはヒーターであることを特徴とする請求項7に記載の、
    真空断熱材の製造方法。
  11. 前記熱処理は、100℃〜200℃の温度で1分〜30分間行われることを特徴とする請求項7に記載の、
    真空断熱材の製造方法。
  12. 前記熱処理は、常圧またはそれ以下の圧力状態で行われることを特徴とする請求項7に記載の、
    真空断熱材の製造方法。
JP2015519999A 2012-07-03 2013-05-15 破裂不良が改善された真空断熱材およびその製造方法 Active JP6214648B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0072147 2012-07-03
KR1020120072147A KR101486634B1 (ko) 2012-07-03 2012-07-03 터짐불량이 개선된 진공단열재 및 그의 제조방법
PCT/KR2013/004296 WO2014007461A1 (ko) 2012-07-03 2013-05-15 터짐불량이 개선된 진공단열재 및 그의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015528880A JP2015528880A (ja) 2015-10-01
JP6214648B2 true JP6214648B2 (ja) 2017-10-18

Family

ID=49882185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015519999A Active JP6214648B2 (ja) 2012-07-03 2013-05-15 破裂不良が改善された真空断熱材およびその製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9523459B2 (ja)
EP (1) EP2871401A4 (ja)
JP (1) JP6214648B2 (ja)
KR (1) KR101486634B1 (ja)
CN (1) CN104428575A (ja)
TW (1) TWI543863B (ja)
WO (1) WO2014007461A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101472177B1 (ko) * 2012-04-10 2014-12-12 (주)엘지하우시스 장섬유를 이용한 단열재 제조 방법
DE102013008263B4 (de) * 2013-05-15 2017-04-27 Va-Q-Tec Ag Verfahren zur Herstellung eines Vakuumisolationskörpers
US9765917B2 (en) * 2014-12-26 2017-09-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Vacuum insulation material
CN104924724A (zh) * 2015-06-01 2015-09-23 安徽百特新材料科技有限公司 一种真空绝热板防胀袋的制作方法
KR101859265B1 (ko) * 2016-02-18 2018-05-17 주식회사 케이씨씨 진공단열재 및 그 제조방법
FR3057803B1 (fr) * 2016-10-20 2018-11-30 Electricite De France Creation de panneaux isolants sous vide
JP6508162B2 (ja) * 2016-10-25 2019-05-08 トヨタ自動車株式会社 真空断熱パネルの製造方法
AU2018412205B2 (en) * 2018-03-09 2022-02-17 Mitsubishi Electric Corporation Vacuum heat insulating material and heat insulating box
CN109838005B (zh) * 2019-01-29 2020-05-19 新乡市绿城节能建筑材料科技有限公司 一种建筑保温板及其制备工艺
US11460143B2 (en) 2019-05-21 2022-10-04 Whirlpool Corporation Collapsible pattern
GB2621902A (en) * 2022-04-15 2024-02-28 Univ Nanjing Aeronautics & Astronautics Porous sealing plate and preparation method therefor
CN114962860B (zh) * 2022-04-15 2023-06-23 南京航空航天大学 一种多孔密封板及其制备方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08312880A (ja) * 1995-05-19 1996-11-26 Mitsubishi Chem Corp 真空断熱パネルおよびその製造方法
JP3684487B2 (ja) 1996-04-23 2005-08-17 三菱電機株式会社 樹脂シート並びに真空断熱パネル及びその製造方法
CN1157284C (zh) * 1999-06-30 2004-07-14 松下电器产业株式会社 真空绝热材料、使用真空绝热材料的保温设备和电热水器
JP2004011861A (ja) * 2002-06-11 2004-01-15 Matsushita Refrig Co Ltd 真空断熱材と冷蔵庫と保温保冷容器と電気湯沸かし器
JP3559035B2 (ja) * 2002-12-05 2004-08-25 松下冷機株式会社 真空断熱材およびその製造方法、並びに真空断熱材を使用した防寒具およびパーソナルコンピューター
CA2522571C (en) 2003-04-18 2010-05-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Vacuum heat insulator and apparatuses using the same
JP2006118639A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 真空断熱材と冷蔵庫と保温保冷容器と電気湯沸かし器
EP2484951B1 (en) * 2005-10-18 2018-01-31 LG Electronics Inc. Vacuum insulation panel and insulation structure of refrigerator applying the same
JP2007138976A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 Nisshinbo Ind Inc 真空断熱材及びその製造方法
JP2007239771A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Nisshinbo Ind Inc 真空断熱材とそれを用いた断熱箱体
JP5055847B2 (ja) * 2006-06-09 2012-10-24 大日本印刷株式会社 真空断熱材用積層体及び真空断熱材
JP2009293708A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Hitachi Appliances Inc 真空断熱材およびそれを備えた機器並びに真空断熱材の製造方法
JP5333038B2 (ja) 2008-09-10 2013-11-06 パナソニック株式会社 真空断熱材とその製造方法
JP5040881B2 (ja) 2008-09-10 2012-10-03 パナソニック株式会社 真空断熱材
JP2011089740A (ja) 2009-10-26 2011-05-06 Panasonic Corp 袋体、および真空断熱材
CN201628052U (zh) * 2010-03-12 2010-11-10 福建赛特新材料有限公司 一种真空绝热板
CN102095048A (zh) * 2011-03-10 2011-06-15 苏州维艾普新材料有限公司 一种开孔的玻璃纤维真空绝热板及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI543863B (zh) 2016-08-01
KR20140004876A (ko) 2014-01-14
JP2015528880A (ja) 2015-10-01
CN104428575A (zh) 2015-03-18
TW201402314A (zh) 2014-01-16
US20150192238A1 (en) 2015-07-09
KR101486634B1 (ko) 2015-01-27
EP2871401A1 (en) 2015-05-13
US9523459B2 (en) 2016-12-20
WO2014007461A1 (ko) 2014-01-09
EP2871401A4 (en) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6214648B2 (ja) 破裂不良が改善された真空断熱材およびその製造方法
JP5744039B2 (ja) 真空断熱パネルを製造する方法
KR101286342B1 (ko) 진공단열재용 복합심재, 그 제조방법 및 이를 이용한 진공단열재
TWI647106B (zh) 真空隔熱材料及其製備方法
JP2013540607A5 (ja)
US9151435B2 (en) Vacuum insulation material including an inner bag, and method for manufacturing same
JP2013508640A (ja) 真空断熱材
JP2013512396A (ja) 真空断熱パネル用芯材及びこれを製造する方法
JP5695212B2 (ja) 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
TWI604150B (zh) Vacuum heat insulation material and heat insulation box
JP2006316872A (ja) 真空断熱材、および真空断熱材を適用した保温機器
JP2016191468A (ja) 真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き機器
KR101808897B1 (ko) 진공 단열재 및 이의 제조방법
JP6793571B2 (ja) 真空断熱材、それを備えた機器及び真空断熱材の製造方法
JP2017137955A (ja) 真空断熱材用外装材及びそれを用いた真空断熱材
WO2018025399A1 (ja) 真空断熱材及び断熱箱

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160412

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170315

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170825

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170919

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6214648

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250