KR102035790B1 - 진공 단열 패널용 복합 필름, 이를 포함한 진공 단열 패널 및 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법 - Google Patents

진공 단열 패널용 복합 필름, 이를 포함한 진공 단열 패널 및 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법 Download PDF

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윤찬석
허준
최정욱
조소현
박나영
최영주
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Abstract

진공 단열 패널용 복합 필름, 이를 포함한 진공 단열 패널 및 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법이 제공된다.

Description

진공 단열 패널용 복합 필름, 이를 포함한 진공 단열 패널 및 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법{COMPOSITE FILM FOR VACUUM INSULATION PANEL, VACUUM INSULATION PANEL INCLUDING THE SAME, AND MANUFACTURING METHOD OF COMPOSITE FILM FOR VACUUM INSULATION PANEL}
본 발명은 진공 단열 패널용 복합 필름, 이를 포함한 진공 단열 패널 및 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
진공 단열 패널은 외피재와 밀봉재에 의해 심재의 주위가 진공 상태로 유지되므로 기체에 의한 열 전도율이 끝없이 제로에 가까워져, 단열 성능이 우수하다. 따라서, 이러한 진공 단열 패널은 그 단열 성능이 유지되기 위해서는 단열 패널 내부를 진공으로 계속해서 유지되어야 하므로, 외피재의 가스 차단성 및 내굴곡성이 중요하다.
종래의 진공 단열 패널의 경우 외피재는 금속 증착 필름 또는 알루미늄 호일이 포함된 다층 필름으로 구성되어 왔다.
그러나, 일반적으로 가스 차단층으로서 금속박을 사용한 구성에서는, 금속박을 통해 전해지는 열량이 커서, 소위 히트 브리지 현상에 의해 진공 단열 패널의 단열 효과가 저해되는 문제점이 있었다. 또한, 일반적으로 가스 차단층으로서 알루미늄 증착 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름만을 사용한 구성에서는, 가스 차단성이 높지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여, 가스 차단층을 통해 전해지는 열량이 작고, 가스 차단성이 높고, 내굴곡성이 좋은 진공 단열 패널의 외장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여, 내찌름성이 우수한 진공 단열 패널의 외장재를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 진동 등에 기인하는 충격에 의해 형성되는 핀 홀이 발생하기 어려운 진공 단열 패널의 외장재 및 그것을 사용한 단열 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 진공 단열 패널의 단점을 극복하기 위한, 제1기재; 상기 제1기재의 일면 상에 배치된 제1차단층; 상기 제1차단층 상에 배치된, 천연물을 포함한 천연물 코팅층; 및 상기 천연물 코팅층 상에 배치된 제2기재를 포함한 진공 단열 패널용 복합 필름을 제공한다.
본 발명의 진공 단열 패널용 복합 필름은 천연물을 포함한 천연물 코팅층을 포함하여, 가스 차단성이 높고, 내굴곡성이 우수하여 진공 단열 패널의 외피재로서 사용하기에 적합하다.
또한, 본 발명의 진공 단열 패널용 복합 필름은 천연물을 포함한 천연물 코팅층을 포함하므로, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름을 물에 침지시켜 천연물 코팅층을 용해시킴으로써 기재를 분리할 수 있으므로, 재활용이 가능하며 친환경적이다.
일 측면에 따르면,
제1기재;
상기 제1기재의 일면 상에 배치된 제1차단층; 및
상기 제1차단층 상에 배치된, 천연물을 포함한 천연물 코팅층을 포함한, 진공 단열 패널용 복합 필름이 제공된다.
다른 측면에 따르면, 상기 제1차단층은 산화규소(SiOx, x는 1 내지 2의 실수) 또는 산화알루미늄(AlyOz, y 및 z는 1 내지 3의 실수) 박막층;을 포함한 투명 증착 필름일 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 투명 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET) 필름일 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 천연물은 단백질을 포함하고,
상기 단백질은 유청 단백질, 농축 유청 단백질, 대두단백질(soy protein isolate, SPI), 쌀단백질(rice protein isolate, RPI), 오트단백질(oat protein isolate, OPI), 완두단백질(pea protein isolate, PPI), 카제인(casein), 카제인나트륨(Sodium caseinate), 옥수수단백질(corn zein), 젤라틴(gelatin), 밀 단백질(Gluten) 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름은, 상기 천연물 코팅층 상에 배치된 제2기재를 더 포함하고, 상기 천연물 코팅층 상에 제1접착층을 통해 상기 제2기재가 적층될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름은, 상기 제1기재의 상기 제1차단층과 반대되는 일면 상에 배치된 제2차단층을 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 제2차단층 상에 제3기재가 배치될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 제1기재는
폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET), 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene: LDPE), 폴리프로필렌(polypropylene: PP), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate: PMMA), 폴리이미드(polyimide: PI), 연신 폴리프로필렌(oriented polypropylene: OPP), 무연신 폴리프로필렌(casting polypropylene: CPP), 이축연신 폴리프로필렌(biaxially oriented polypropylene: BOPP), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate: PEN), 폴리에테르설폰(polyethersulfone: PES), 폴리에스테르(polyester: PE), 폴리스티렌(polystyrene: PS), 나일론(nylon: Ny) 및 종이 중에서 선택될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름의 산소 투과도가 3 cc/(m2day) 이하이고, 수분 투과도가 3 g/(m2day) 이하일 수 있다.
다른 측면에 따르면, 심재; 및 상기 심재를 덮도록 형성된 외피재;를 포함하고, 상기 외피재는 상기 진공 단열 패널용 복합 필름인, 진공 단열 패널이 제공된다.
다른 측면에 따르면, 제1기재의 일면 상에 배치된 제1차단층 상에, 천연물을 포함한 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 천연물 코팅층을 형성하는 단계는 천연물 코팅층 형성용 코팅제를 이용하고,
상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제는 천연물, 충진제 및 용매를 포함한, 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 진공 단열 패널용 복합 필름은 가스 차단성, 수분 차단성 및 내굴곡성이 우수하다. 따라서, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름을 외피재로 이용한 진공 단열 패널은 단열 성능이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 진공 단열 패널용 복합 필름은 천연물을 포함한 천연물 코팅층을 포함하므로, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름을 물에 침지시켜 천연물 코팅층을 용해시킴으로써 기재를 분리할 수 있으므로, 재활용이 가능하며 친환경적이다.
도 1 및 2는 각각 일 구현예에 따른 진공 단열 패널용 복합 필름의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용 및 가능한 구현예들을 설명한다. 다만, 하기에 구체적으로 명시되지 않은 구성에 관하여서는, 본 발명의 목적에 반하지 않는 한, 해당 기술분야에 알려진 내용이 적용될 수 있다.
본 명세서에서, 어떤 층 또는 부재가 다른 층 또는 부재와 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 층 또는 부재가 다른 층 또는 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 층 또는 두 부재 사이에 또 다른 층 또는 또 다른 부재가 존재하는 경우를 포함한다.
또한, 본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1 및 2를 참조하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 진공 단열 패널용 복합 필름을 개시한다.
[진공 단열 패널용 복합 필름]
본 발명의 일 구현예에 따른 진공 단열 패널용 복합 필름(10)은,
제1기재(110);
상기 제1기재의 일면 상에 배치된 제1차단층(120); 및
상기 제1차단층(120) 상에 배치된, 천연물을 포함한 천연물 코팅층(130)을 포함한다.
일 구현예에 따른 진공 단열 패널용 복합 필름은 가스 차단성과 수분 차단성 및 내굴곡성이 우수하다. 따라서, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름을 외피재로 이용한 진공 단열 패널은 단열 성능이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 진공 단열 패널용 복합 필름은 천연물을 포함한 천연물 코팅층을 포함하므로, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름을 물에 침지시켜 천연물 코팅층을 용해시킴으로써 기재를 분리할 수 있으므로, 재활용이 가능하며 친환경적이다.
일 구현예를 따르면, 상기 제1차단층은 투명 필름; 및 상기 투명 필름의 일면에 증착된 산화규소(SiOx, x는 1 내지 2의 실수) 또는 산화알루미늄(AlyOz, y 및 z는 서로 독립적으로 1 내지 3의 실수) 박막층;을 포함한 투명 증착 필름일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 제1차단층은 투명 필름; 및 상기 투명 필름의 일면에 증착된 Al2O3 박막층;을 포함한 투명 증착 필름일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 투명 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET) 필름일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1차단층은 PET 필름의 일면에 Al2O3이 증착된 투명 증착 필름일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 투명 필름의 두께는 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 예를 들어 2 ㎛ 내지 30 ㎛, 또는 5 ㎛ 내지 25 ㎛일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 투명 필름의 일면에 증착된 산화규소 또는 산화알루미늄 박막층의 두께는 1 nm 내지 500 nm, 예를 들어 5 nm 내지 250 nm , 또는 10 nm 내지 100 nm일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 제1차단층은 광투과율(transparency)이 80% 이상, 예를 들어 90% 이상, 또는 95% 이상인 투명 차단층일 수 있다.
상기 투명 증착 필름은 일반적으로 가스 및 수분 차단성을 가지고 있으나, 산화규소 또는 산화알루미늄이 증착된 면에 크랙(crack)이 쉽게 발생하여 취급이 불편하고, 접착성이 낮아 추가의 층을 적층하기 어렵다.
상기 진공 단열 패널용 복합 필름은 상기 제1차단층 상에 천연물을 포함한 천연물 코팅층이 배치된다. 따라서, 상기 천연물 코팅층은 전술한 바와 같은 투명 증착 필름의 단점을 보완하여, 상기 내구성 및 내굴곡성이 향상되고, 층간강도가 높은 진공 단열 패널용 복합 필름을 제공할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 천연물 코팅층에 포함된 천연물은 단백질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 단백질은 유청 단백질, 농축 유청 단백질, 대두단백질(soy protein isolate, SPI), 쌀단백질(rice protein isolate, RPI), 오트단백질(oat protein isolate, OPI), 완두단백질(pea protein isolate, PPI), 카제인(casein), 카제인나트륨(sodium caseinate), 옥수수단백질(corn zein), 젤라틴(gelatin), 밀 단백질(gluten) 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
상기 천연물이 단백질을 포함하는 경우에, 상기 단백질은 상기 천연물 코팅층 내에서 3차원의 망상 구조(network structure)를 형성하여, 높은 수준의 가스 차단성, 수분 차단성 및 투명성을 갖는 천연물 코팅층을 제공할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 천연물 코팅층 100 중량부당, 상기 천연물의 함량은 5 중량부 내지 99 중량부일 수 있다. 예를 들어, 상기 천연물의 함량은 상기 차단층 100 중량부당 10 중량부 이상, 또는 25 중량부 이상, 또는 30 중량부 이상일 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 천연물의 함량은 상기 차단층 100 중량부당 85 중량부 이하, 또는 80 중량부 이하, 또는 75 중량부 이하일 수 있다. 상기 천연물의 함량이 상기 범위를 만족할 때에, 가스 및 수분 차단 성능의 구현 및 생산성 측면에서 유리한 효과가 있다. 만일 상기 천연물의 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 가스 및 수분 차단 성능을 구현하기에 충분하지 않고, 99 중량부를 초과하는 경우에는 생산 효율이 낮아지는 문제점이 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 천연물 차단층의 두께는 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛, 예를 들어 0.5 ㎛ 내지 30 ㎛, 또는 1 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다.
상기 천연물을 포함한 천연물 코팅층은 후술하는 바와 같이 천연물 코팅층 형성용 코팅제를 이용하여 코팅 방법에 의해 형성될 수 있으므로, 접착성이 낮은 투명 증착 필름 상에도 안정적으로 적층될 수 있다.
또한, 상기 천연물을 포함한 천연물 코팅층은 물에 쉽게 용해될 수 있으므로, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름을 물에 침지시켜 천연물 코팅층을 용해시킴으로써 기재를 분리할 수 있으므로, 재활용이 가능하며 친환경적이다.
일 구현예를 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름(10)은 상기 천연물 코팅층(130) 상에 배치된 제2기재(140)를 더 포함할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 천연물 코팅층 상에 제1접착층을 통해 상기 제2기재가 적층될 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름(10)은 상기 제1기재(110)의 상기 제1차단층(120)과 반대되는 일면 상에 배치된 제2차단층(150)을 더 포함할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 제2차단층은 제2접착층을 통해 상기 제1기재 상에 적층될 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 제2차단층은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2차단층은 알루미늄 호일(Foil); 또는 알루미늄이 증착된 폴리에틸렌테레 프탈레이트 필름;으로 구성된 적층 단위를 1 이상 포함할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 제2차단층의 두께는 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛, 예를 들어 2 ㎛ 내지 30 ㎛, 또는 5 ㎛ 내지 25 ㎛일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 제1접착층 및 상기 제2접착층은 각각 독립적으로, 유성 접착제 또는 수성 접착제를 이용하여 형성될 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 제1접착층 및 상기 제2접착층은 각각 독립적으로, 폴리우레탄(polyurethane)계 수지, 폴리아마이드(polyamide)계 수지, 에틸렌비닐아세테이트(ethylene-vinyl acetate)계 수지, 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate)계 수지, 페놀(phenol) 수지, 멜라민(melamine) 수지, 요소(urea) 수지, 에폭시(epoxy) 수지, 폴리에스터(polyester)계 수지, 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 아크릴로니트릴부타디엔 고무(NBR), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 알키드(alkid), 아세틸셀룰로오스(acetyl cellulose), 니트로셀룰로오스(nitro cellulose), 전분(starch) 및 핫멜트 열가소성 폴리우레탄(hot melt thermoplastic polyurethane)계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 유성 접착제는 당 업계에 알려져 있는 유성 접착제일 수 있고, 예를 들어, 유성 폴리우레탄계 수지일 수 있다.
상기 수성 접착제는 당 업계에 알려져 있는 수성 접착제일 수 있고, 예를 들어, 수성 폴리우레탄계 수지, 폴리비닐피롤리돈 수지, 폴리비닐알코올 수지, 수성 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 전분 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 제1접착층 및 제2접착층의 두께는 각각 독립적으로, 1 ㎛ 내지 15 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1접착층 및 상기 제2접착층의 두께는 3 ㎛ 내지 10 ㎛, 또는 7 ㎛ 내지 8 ㎛일 수 있고, 다만 이에 한정되지 않는다. 상기 제1접착층 및 제2접착층의 두께가 전술한 범위를 만족하는 경우에, 진공 단열 패널용 복합 필름의 가스 및 수분 차단성, 내굴곡성이 유지될 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름(10)은 상기 제2차단층(150) 상에 배치된 제3기재(160)을 포함할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 제1기재, 제2기재 및 제3기재는 각각 독립적으로,
폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET), 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene: LDPE), 폴리프로필렌(polypropylene: PP), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate: PMMA), 폴리이미드(polyimide: PI), 연신 폴리프로필렌(oriented polypropylene: OPP), 무연신 폴리프로필렌(casting polypropylene: CPP), 이축연신 폴리프로필렌(biaxially oriented polypropylene: BOPP), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate: PEN), 폴리에테르설폰(polyethersulfone: PES), 폴리에스테르(polyester: PE), 폴리스티렌(polystyrene: PS), 나일론(nylon: Ny) 및 종이 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1기재, 제2기재 및 제3기재는 각각 독립적으로, PET, LDPE, CPP 및 Ny 중에서 선택될 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 제1기재, 제2기재 및 제3기재의 두께는 각각 독립적으로 5 ㎛ 내지 100 ㎛, 예를 들어 10 ㎛ 내지 50 ㎛일 수 있다. 진공 단열 패널용 복합 필름의 가스 및 수분 차단성, 내굴곡성이 유지될 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름은 산소 투과도가 3 cc/(m2day) 이하, 예를 들어 1 cc/(m2day) 이하일 수 있다.
또한, 일 구현예를 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름의 수분 투과도가 3 g/(m2day) 이하, 예를 들어 1.8 g/(m2day) 이하일 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름의 광투과율(transparency)이 80% 이상, 예를 들어 85% 이상, 또는 95% 이상 99.9% 이하일 수 있다.
[진공 단열 패널]
본 발명의 일 측면에 따르면, 심재; 및 상기 심재를 덮도록 형성된 외피재;를 포함하고, 상기 외피재는 상기 진공 단열 패널용 복합 필름인, 진공 단열 패널이 제공된다.
상기 심재로는 당 업계에 알려져 있는 단열성 재료를 사용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 심재는 유리섬유를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 심재는 글라스 울, 글라스 보드, 펄라이트, 흄드실리카 및 에어로겔 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 외피재는 상기 진공 단열 패널용 복합 필름일 수 있고, 상기 외피재는 상기 심재를 덮도록 형성되며, 상기 외피재의 일부는 상기 심재를 밀봉하는 밀봉부를 형성할 수 있다.
[진공 단열 패널용 복합 필름의 제조방법]
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1기재의 일면 상에 배치된 제1차단층 상에, 천연물을 포함한 천연물 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 천연물 코팅층을 형성하는 단계는 천연물 코팅층 형성용 코팅제를 이용하고,
상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제는 천연물, 충진제 및 용매를 포함한, 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법이 제공된다.
일 구현예를 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법은 상기 천연물 코팅층 상에 제2기재를 형성하는 단계을 더 포함할 수 있다.
상기 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법에 이용되는 제1기재, 제1차단층, 천연물, 천연물 코팅층 및 제2기재에 관한 설명은 전술한 내용을 참조할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 천연물 코팅층을 형성하는 단계는 상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제를 이용할 수 있다.
예를 들어, 상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제는 천연물, 충진제 및 용매를 포함할 수 있다.
상기 천연물에 관한 설명은 전술한 내용을 참조할 수 있다. 예를 들어, 상기 천연물은 단백질을 포함할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 충진제는 소르비톨(sorbitol), 프럭토오스(fructose), 수크로오스(sucrose), 마니톨(mannitol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 글리세롤(glycerol), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 충진제는, 상기 천연물이 형성하는 3차원 망상 구조(network structure) 사이의 공극(hole)에 배치되어 상기 공극을 메움으로써 차단층의 산소 차단성 및 수분 차단성을 증가시키며, 표면을 매끄럽게 하는 역할을 할 수 있다.
상기 충진제의 함량은 상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제 100 중량부당 5 중량부 내지 25 중량부, 예를 들어 7 중량부 내지 15 중량부일 수 있다. 상기 충진제의 함량이 상기 범위를 만족할 경우에, 필름의 외관과 기계적 물성, 산소 차단성 및 수분 차단성 측면에서 유리한 효과가 있다. 만일 상기 충진제의 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 코팅 도막이 갈라지며 기재 필름에서 박리되는 문제점이 있고, 25 중량부를 초과할 경우에는 건조 도막을 장기간 보관 시 충진제가 이동(migration)하여 필름의 투명도를 낮추고 가스 차단성 또는 수분 차단성을 저하시키는 문제점이 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 용매는 물일 수 있고, 다만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 용매로 증류수 또는 정제수를 사용할 수 있다.
상기 용매의 함량은 상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제 100 중량부당 50 중량부 내지 99 중량부, 예를 들어 70 중량부 내지 95 중량부일 수 있다
일 구현예를 따르면, 상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제는 pH 8 내지 10, 예를 들어 pH 8.5 내지 9.5일 수 있다.
상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제는 상기 천연물, 충진제 및 용매를 혼합한 후, 염기성 화합물을 이용하여 pH를 조절한 다음, 60℃ 내지 120℃, 예를 들어 80℃ 내지 1000℃의 온도 범위에서 200 rpm 내지 400 rpm의 속도로 교반된 것일 수 있다.
상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제는 WFT(wet film thickness) 기준으로 10㎛ 내지 70㎛의 두께로 제공될 수 있다. 상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제가 제공되는 두께가 두꺼울수록 가스 차단성이 높아지고, 두께가 얇을수록 제조 공정상 경제적이다
일 구현예에 따르면, 상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제 중 용매의 적어도 일부를 제거하여 천연물 코팅층을 형성하는 단계는 열풍 건조의 방법으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 천연물 코팅층 형성용 코팅제 중 용매의 적어도 일부를 제거하여 천연물 코팅층을 형성하는 단계는, 열풍 건조기를 이용하여 60℃ 내지 150℃의 온도에서 1분 내지 5분간 수행될 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 천연물 코팅층 상에 제2기재를 형성하는 단계는, 상기 천연물 코팅층 상에 제1접착층을 형성하여 제2기재를 적층하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 일 구현예를 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법은 상기 제1기재의 제1차단층과 반대되는 일면 상에 제2차단층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 제2차단층을 형성하는 단계는 상기 제1기재의 제1차단층과 반대되는 일면 상에 제2접착층을 형성하여 상기 제2차단층을 적층하는 단계를 포함할 수 있다.
일 구현예를 따르면, 상기 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법은 상기 제2차단층 상에 제3기재를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1접착층 또는 제2접착층을 형성하는 단계는 전술한 접착제를 이용하여 드라이 라미네이션 방법에 따를 수 있고, 다만 이에 한정되지 않고 당 업계에 알려져 있는 다양한 방법을 이용할 수 있다.
상기 제1접착층 및 제2접착층에 관한 설명은 전술한 설명을 참조할 수 있다.
이하, 하기 실시예들은 본 발명의 범위를 제한하지 않고 본 발명을 예시한다.
[실시예]
실시예 1: 복합 필름 제조예
(1) 천연물 코팅층 형성용 코팅제의 제조
증류수 92g에 단백질 8g을 교반 하에 천천히 첨가한 후, 소르비톨(sorbitol) 8g을 단백질 수용액에 첨가하였다. 1N NaOH를 사용하여 반응물의 pH를 9로 조정 후, 반응물을 기계식 교반기(mechanical stirrer)를 이용하여 300rpm으로 교반하며 90℃로 승온하여 30분간 가열 후 쿨링하였다.
(2) 코팅층의 형성
투명증착PET(Al2O3-PET)를 도공기 유리판에 밀착시킨 후, 상기 코팅층 형성용 천연물 코팅제를 기재 필름 상에 약 1 내지 2.5 g 정도 적하하고, 어플리케이터(YBA-5)를 사용하여 WTF 기준 약 50㎛의 두께로 도포하였다. 다음으로, 열풍 건조기를 이용하여 약 120℃에서 3분 내지 5분 동안 코팅용 조성물을 도포한 필름을 건조하여 천연물 코팅층을 포함한 복합 필름을 제조하였다.
비교예 1
코팅층을 형성하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 1의 복합 필름을 준비하였다.
[평가예]
평가예 1: 복합 필름의 물성 평가
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1의 복합 필름의 산소 투과도(oxygen transmission rate: OTR), 수분 투과도(water vapor transmittance rate: WVTR) 및 층간 강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
<산소 투과도의 측정 방법>
산소 투과도는 온도 23±1℃, O2 농도 100%의 조건에서 24시간 동안 코팅 필름을 투과하는 산소의 양으로 나타내며, MOCON社, OXTRAN 2/21 산소 투과도 시험기를 이용하여, ASTM D-3895에 따라 측정하였다.
<수분 투과도의 측정 방법>
수분 투과도는 온도 38℃, 상대 습도 100%의 조건에서 24시간 동안 코팅 필름을 투과하는 산소의 양으로 나타내며, MOCON 社 Permatran-W 수분 투과도 시험기를 이용하여, ASTM F-1249에 따라 측정하였다.
<층간강도의 측정 방법>
또한, 실시예 1에서 제조된 복합 필름의 천연물 코팅층 상부에 접착제를 7㎛ 내지 8㎛ 두께로 도포한 후 15㎛ 두께의 Ny 기재를 드라이 라미네이션 방법을 이용하여 합지하였다. 상기 Ny 기재 상에 접착제를 7㎛ 내지 8㎛ 두께로 도포한 후 50㎛ 두께의 LDPE 기재를 드라이 라미네이션 방법을 이용하여 합지하여, 합지된 복합 필름의 층간강도를 ATSM D1876-01에 따라 측정하였다.
실시예 1 비교예 1
1차 측정 2차 측정
OTR (cc/m2·day) 0.02 0.02 0.20
WVTR (g/m2·day) 1.7499 1.7249 1.9491
층간강도 (kgf/15㎜) 0.15±0.03 -
상기 표 1을 참조하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 진공 단열 패널용 복합 필름은 천연물을 포함한 천연물 코팅층을 포함함으로써 산소 투과도가 투명증착PET의 10분의 1 이하의 수준으로 현저히 감소되고, 수분 투과도 또한 감소되는 것을 확인하였다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다
110: 제1기재
120: 제1차단층
130: 천연물 코팅층
140: 제2기재
150: 제2차단층
160: 제3기재

Claims (12)

  1. 제1기재;
    상기 제1기재의 일면 상에 배치된 제1차단층; 및
    상기 제1차단층 상에 배치된, 천연물을 포함한 천연물 코팅층을 포함하고,
    상기 천연물 코팅층은 천연물, 충진제 및 용매를 포함한 천연물 코팅층 형성용 코팅제를 이용하여 형성되고,
    상기 충진제는 소르비톨(sorbitol), 프럭토오스(fructose), 수크로오스(sucrose), 마니톨(mannitol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 글리세롤(glycerol), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하고,
    상기 천연물은 단백질을 포함한, 진공 단열 패널용 복합 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1차단층은
    투명 필름; 및
    상기 투명 필름의 일면에 증착된 산화규소(SiOx, x는 1 내지 2의 실수) 또는 산화알루미늄(AlyOz, y 및 z는 1 내지 3의 실수) 박막층;을 포함한 투명 증착 필름인, 진공 단열 패널용 복합 필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 투명 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET) 필름인, 진공 단열 패널용 복합 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단백질은 유청 단백질, 농축 유청 단백질, 대두단백질(soy protein isolate, SPI), 쌀단백질(rice protein isolate, RPI), 오트단백질(oat protein isolate, OPI), 완두단백질(pea protein isolate, PPI), 카제인(casein), 카제인나트륨(Sodium caseinate), 옥수수단백질(corn zein), 젤라틴(gelatin), 밀 단백질(Gluten) 또는 이들의 임의의 조합인, 진공 단열 패널용 복합 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 천연물 코팅층 상에 배치된 제2기재를 더 포함하고,
    상기 천연물 코팅층 상에 제1접착층을 통해 상기 제2기재가 적층된, 진공 단열 패널용 복합 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1기재의 상기 제1차단층과 반대되는 일면 상에 배치된 제2차단층을 더 포함한, 진공 단열 패널용 복합 필름.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2차단층은 알루미늄 호일(Foil); 또는 알루미늄이 증착된 폴리에틸렌테레 프탈레이트 필름;으로 구성된 적층 단위를 1 이상 포함한, 진공 단열 패널용 복합 필름.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2차단층 상에 제3기재가 배치된, 진공 단열 패널용 복합 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1기재는
    폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET), 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene: LDPE), 폴리프로필렌(polypropylene: PP), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate: PMMA), 폴리이미드(polyimide: PI), 연신 폴리프로필렌(oriented polypropylene: OPP), 무연신 폴리프로필렌(casting polypropylene: CPP), 이축연신 폴리프로필렌(biaxially oriented polypropylene: BOPP), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate: PEN), 폴리에테르설폰(polyethersulfone: PES), 폴리에스테르(polyester: PE), 폴리스티렌(polystyrene: PS), 나일론(nylon: Ny) 및 종이 중에서 선택된, 진공 단열 패널용 복합 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 진공 단열 패널용 복합 필름의 산소 투과도가 3 cc/(m2day) 이하이고, 수분 투과도가 3 g/(m2day) 이하인, 진공 단열 패널용 복합 필름.
  11. 심재; 및
    상기 심재를 덮도록 형성된 외피재;를 포함하고,
    상기 외피재는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 진공 단열 패널용 복합 필름인, 진공 단열 패널.
  12. 제1기재의 일면 상에 배치된 제1차단층 상에, 천연물을 포함한 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 코팅층을 형성하는 단계는 코팅층 형성용 천연물 코팅제를 이용하고,
    상기 코팅층 형성용 천연물 코팅제는 천연물, 충진제 및 용매를 포함하고,
    상기 충진제는 소르비톨(sorbitol), 프럭토오스(fructose), 수크로오스(sucrose), 마니톨(mannitol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 글리세롤(glycerol), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하고,
    상기 천연물은 단백질을 포함한, 진공 단열 패널용 복합 필름의 제조 방법.
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