KR102317718B1

KR102317718B1 - 적층체 및 이를 이용한 진공단열재

Info

Publication number: KR102317718B1
Application number: KR1020150093882A
Authority: KR
Inventors: 마코토 오다와라; 미츠하루 기무라; 켄이치 나가야마
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2021-10-26
Also published as: KR20160079618A; JP2016124186A; JP6430823B2

Abstract

히트 브리지를 유효하게 저감할 수 있고, 가공성이 우수하고, 핀홀이나 크랙의 발생이 억제되는 적층체로서, 적어도 1층의 폴리머층, 가스 배리어층, 및 적어도 1층의 폴리머층을 순서대로 포함하고, 각 층간에 접착층을 개재하여 배치되는 적층체로서, 상기 가스 배리어층이 650K/W이상의 열저항 및 100GPa이상의 영률을 가지고, 하기 수학식으로 표시되는 중립축의 위치가 상기 가스 배리어층 중에 위치하는 것을 특징으로 하는 적층체에 관한 것이다:
(수학식)

상기 수학식 중에서, y는 절곡시 압축 측의 상면으로부터 중립축까지의 거리이고, Ei는 i번째 층의 영률이며, Si는 i번째 층의 단면 1차 모멘트이고, Ai는 i번째 층의 단면적이고, n은 적층체를 구성하는 층의 수이며, 5 이상의 정수이다.

Description

적층체 및 이를 이용한 진공단열재 {Laminated Structure and Vacuum Insulating Material Including Laminated Structure}

본 발명은, 적층체 및 상기 적층체를 외장재료로서 이용한 진공단열재에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 히트 브리지를 유효하게 저감할 수 있고, 가공성이 우수하고, 핀홀이나 크랙의 발생이 억제되는 적층체 및 진공단열재에 관한 것이다.

진공단열재는 코어 재료나 가스 흡착제를 가스 배리어성의 외장재료로 진공 포장하여 이루어져, 내부를 진공으로 유지함으로써 열 전도성을 억제한다. 진공단열재는, 그 낮은 열 전도성에 의해, 냉동고, 냉장고, 보온고, 자동판매기 등의 전기 제품이나 주택 벽 재료 등에 사용되고 있다.

진공단열재 내부의 진공도를 유지하기 위해 이용되고 있는 가스 배리어성 외장재료는, 외부에서의 가스의 침입을 방지하기 위해 알루미늄 박과 플라스틱의 적층체로 구성된다. 그러나, 알루미늄은 열 전도율이 237W/m·K로 높기 때문에, 상기한 바와 같은 적층체를 외장재료로서 이용한 진공단열재는, 외장재료부를 따라 주변의 열이 돌아 들어가 버리는 히트 브리지가 크다는 문제가 있다.

이러한 진공단열재의 히트 브리지를 저감시키는 방법으로서, 외장재료의 한 쪽에 알루미늄 증착층과 플라스틱의 적층체를 이용하는 것이 있다 (예를 들면, 특허문헌 1참조). 또, 가스 배리어성을 보유하면서 열 전도량을 저감시키기 위해, 가스 배리어층으로서 알루미늄 박 대신 열 전도율이 낮은 금속박(철, 납, 주석, 스테인리스강 등)을 이용하여 이루어지는 진공단열재가 보고되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2참조).

(특허문헌 1) 특개소 61-125577호 공보

(특허문헌 2) 특개평 9-137889호 공보

그러나, 특허문헌 1에 공개된 알루미늄 증착층은 가스 배리어성이 낮기 때문에 외부에서의 가스의 침입을 막을 수 없고, 장기적으로 진공단열재 내부의 진공도를 유지하는 것이 곤란했다.

특허문헌 2에 공개되는 금속박은 압연으로 제작되기 때문에, 철, 납, 주석, 스테인리스강 등의 금속박에서는 두께가 20μm로 두꺼워진다 (예를 들면, 특허문헌 2의 단락 「0010」). 이 때문에 히트 브리지가 큰 문제로 된다.

또한, 금속박과 플라스틱과의 적층체에서는 금속박과 플라스틱의 영률(Young's Modulus)에 큰 차이가 있기 때문에, 진공단열재 제조시의 절곡 공정에 있어서 작업성에 문제가 발생할 수 있다. 또, 가스 배리어층에 응력이 집중되어 외장재료에 핀홀이나 크랙이 생기고, 그 결과, 가스 배리어성이 저하되는 등의 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 2에 공개되는 금속박은 그 두께에 의해 가공성이 나쁘고, 우레탄 봉입시 유로의 저해 요인이 되는 잉여 히트 시일(heat seal)부를 구부릴 때 단단하고 취급성이 나쁘다는 문제도 있었다.

따라서, 본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 히트 브리지를 저감할 수 있고, 또한 가공성이 우수하고, 핀홀이나 크랙의 발생이 억제된 적층체, 및 이를 이용한 진공단열재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기의 문제를 해결하기 위해 열심히 연구를 행한 결과, 진공단열재의 외장재료로서 이용하는 적층체 가스 배리어층으로서 소정의 열저항 및 영률을 가지는 재료를 사용하고, 역학적 중립축이 가스 배리어층 내에 위치하는 층 구성으로 제어함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

다시 말해, 상기 목적은, 적어도 1 층의 폴리머층, 가스 배리어층, 및 적어도 1 층의 폴리머층을 순서대로 포함하고, 각 층간에 접착층을 개재하여 배치되는 적층체로서, 상기 가스 배리어층이 650K/W 이상의 열저항 및 100GPa 이상의 영률을 가지고, 하기 식으로 표시되는 중립축의 위치가 상기 가스 배리어층 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 적층체에 의해 달성된다.

상기 수학식 1 중에서, y는 절곡시 압축측의 상면으로부터 중립 축까지의 거리이고, Ei는 i번째 층의 영률이고, Si는 i번째 층의 단면 1차 모멘트이고, Ai는 i번째 층의 단면적이고, n은 적층체를 구성하는 층의 수이며, 5 이상의 정수이다.

본 발명에 의하면, 히트 브리지를 유효하게 저감할 수 있고, 가공성이 우수하고, 핀홀이나 크랙의 발생이 억제된 적층체, 및 이를 이용한 진공단열재가 제공된다.

도 1은 본 발명의 진공단열재의 일 예를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2는 본 발명의 적층체의 모식 단면도이다.

본 발명은, 적어도 1 층의 폴리머층, 가스 배리어층, 및 적어도 1 층의 폴리머층을 순서대로 포함하고, 각 층간에 접착층을 개재하여 배치되는 적층체로서, 상기 가스 배리어층이 650K/W 이상의 열저항 및 100GPa 이상의 영률을 가지고, 하기 식으로 표시되는 중립축의 위치가 상기 가스 배리어층 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 적층체를 제공한다.

(수학식 1)

상기 수학식 1 중에서, y는 굴곡시 압축측의 상면으로부터 중립 축까지의 거리이며, Ei는 i번째 층의 영률이고, Si는 i번째 층의 단면 1차 모멘트이고, Ai는 i번째 층의 단면적이고, n은 적층체를 구성하는 층의 수이며, 5 이상의 정수이다.

본 발명에 의하면, 진공단열재의 외장재료로서의 적층체의 역학적 중립축이 가스 배리어층에 위치한다. 이러한 구성에 의해, 압축이나 굴곡시에도 가스 배리어층이 찢어지기 어렵고, 핀홀이나 크랙이 생기기 어렵다.

또, 가스 배리어층의 열저항 및 영률을 소정의 범위로 제어함으로써, 가공성이 우수한 동시에 외장재료의 히트 브리지를 유효하게 저감할 수 있다.

종래, 진공단열재 내부의 높은 진공도를 유지하기 위하여, 가스 배리어층으로서 저렴하고 가스 배리어성이 높은 알루미늄 박을 이용해 왔다. 그러나, 알루미늄은 금속 중에서도 열 전도율이 높기 때문에 진공단열재의 외장재료부를 따라 열이 돌아들어와 버리는 (히트 브리지) 문제가 있었다.

또, 압연법에 의해 제조될 경우, 핀홀이나 인장강도의 문제로부터 두께를 7μm 이하로 하는 것이 곤란하고, 결과로서 열저항을 높게 하는 것에 한계가 있었다.

이 문제를 해결하기 위하여, 증착 막이나 열 전도율이 낮은 금속박으로의 대체가 고려되어 왔다. 그러나, 증착 막에서는 진공단열재 내부의 진공도를 유지하기 위한 가스 배리어성이 부족한 문제가 있다. 또, 다른 열 전도율이 낮은 금속박으로 변경했다고 해도, 압연법에서는 10μm 이하의 박을 제조하는 것이 곤란하고, 동시에, 금속박의 영률이 금속박과 적층되는 플라스틱의 영률과 크게 상이하므로, 진공단열재 제조시의 절곡 공정에 있어서 작업성에 문제가 발생하여, 가스 배리어층에 응력이 집중되어 깨져버리는 등의 문제가 있었다.

이로 인해, 본 발명에서는 외장재료로서 이용하는 적층체 가스 배리어층으로 열저항이 높은 재료를 이용하고, 또한 가스 배리어층 내에 역학적인 중립축이 위치하도록 층 구성을 설계한다.

중립축은 구부렸을 때 부하가 걸리지 않는 축이며, 중립축으로부터 멀리 떨어질수록 부하가 크다.

본 발명에 의하면, 압축이나 절곡 시에도 가스 배리어층에 미치는 응력을 최소한으로 할 수 있기 때문에, 절곡 내성이 우수한 적층체 및 진공단열재를 제작할 수 있다.

따라서, 본 발명의 적층체를 이용한 진공단열재는 히트 브리지를 저감할 수 있고, 또한 가공성이 우수하고, 핀홀이나 크랙의 발생이 억제된다. 이 때문에, 본 발명의 적층체를 이용한 진공단열재는 냉장, 냉동고 등의 진공단열재로서 유용하다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

한편, 본 발명은, 이하의 실시 형태로만 한정되지는 않는다.

또, 도면의 치수 비율은, 설명의 편의상 과장되어 있어, 실제의 비율과는 다른 경우가 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 「X 내지 Y」는 「X이상 Y이하」를 의미하고, 「중량」과 「질량」, 「중량%」과 「질량%」, 및 「중량부」와 「질량부」는 동의어로서 다룬다.

또, 특기하지 않는 한, 조작 및 물성 등의 측정은 실온(20℃ 내지 25℃)/상대습도 40% 내지 50%의 조건으로 측정한다.

[진공단열재]

도 1은 본 발명의 진공단열재의 일 예를 나타내는 모식 단면도다.

도 1A에 도시된 바와 같이, 진공단열재(1)는, 코어재료(7) 및 가스 흡착제(8)를 2 장의 외장재료로서의 적층체(2)로써 양면에서 그 사이에 두도록 내포하는 구조를 가진다. 여기서, 적층체(2)는, 최소한, 가스 배리어층(4)과, 그 양면에 적어도 1 층씩, 바람직하게는 합하여 3층 이상(도 1에서는 합해서 3층임) 적층되는 폴리머층(3, 5, 6)을 소유하는 적층체(라미네이트 필름)이다.

그리고, 가스 배리어층(4) 및 폴리머층(3, 5, 6)은 서로 접착층 (도시하지 않음)을 개재하여 접착된다.

전술한 바와 같이, 일정 이상의 열저항을 소유하는 가스 배리어층(4)을 설치함으로써, 적층체(2)를 따라 주변으로부터 돌아 들어오는 열량을 낮게 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 따른 적층체(2)를 사용함으로써, 히트 브리지를 효율적으로 억제 및/또는 방지할 수 있다.

여기서, 진공단열재(1)는, 이 적층체(2)의 주위를 밀봉(예를 들면, 히트 시일(heat seal))함으로써 자루 모양의 외장재료를 제작하고, 이 적층체(2) 안에 코어재료(7) 및 가스 흡착제(8)를 수용하고, 이 상태에서 내부의 압력을 내리고, 개구부를 밀봉(예를 들면, 히트 시일)함으로써 제조된다.

이 때문에, 도 1에 도시된 바와 같이, 적층체(2)의 가장자리(단부)에는 적층체가 서로 접합한 접합부(시일부)(9)가 존재한다. 이 접합부(9)는, 도 1B에 도시된 바와 같이, 진공단열재 본체부 측으로 절곡되어 진공단열재 제품으로 된다.

이하, 본 발명의 진공단열재의 각 부재에 대해 설명한다.

한편, 본 발명은, 외장재료로서의 적층체에 특징을 소유하는 것이기 때문에, 그 외의 부재에 대해서는 종래와 같은 부재를 사용할 수 있고, 하기 형태에 한정되지 않는다.

(외장재료)

외장재료는, 도 2 에 도시한 바와 같이, 적어도 1층의 폴리머층(11), 가스 배리어층(13), 및 적어도 1층의 폴리머층(15, 17)을 순서대로 포함하고, 이들 각 층은 접착층(12, 14, 16)을 개재하여 적층되는 적층체이다.

본 발명의 적층체는, 가스 배리어층이 650K/W 이상의 열저항을 가진다.

또, 영률이 100GPa 이상인 가스배리어층을 포함하는 적층체에 있어서, 적층체의 중립축의 위치가 가스 배리어층 내에 위치하는(도 2) 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 코어재료 및 가스흡착제를 한 쌍의 가스 배리어성을 소유하는 외장재료로 양면으로부터 그 사이에 두도록 내포하고, 내부의 압력을 내려서 밀봉하여 진공단열재가 구성되지만, 이 한 쌍의 가스 배리어성을 가지는 적층체 중 적어도 하나가 상기의 적층체로 이루어진다. 두 외장재료 모두가 상기의 적층체로 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 적층체를 구성하는 층의 합계의 적층 수를 n층 이라고 하여 절곡시 압축측의 적층체의 상면으로부터 m 번째 층을 가스 배리어층으로 하면, 폴리머층의 상면으로부터 1, 3, ···, m-2 번째의 층, 및 m+2, m+4, …, n 번째의 층이 폴리머층이다.

절곡시 압축측의 적층체의 상면으로부터, 2, 4, ···, m-1 번째의 층, 및 m+1, m+3, …, n-1 번째의 층이 접착층이다.

이때, n은 5 이상의 정수이며, 바람직하게는 5 내지 13의 정수이다. m은 3 이상의 정수이며, 바람직하게는, 3 내지 7의 정수이다.

중립축의 위치는, 각각의 폴리머층 및 가스 배리어층의 영률 및 두께로부터 하기 식에 따라서 계산할 수 있다.

(수학식 1)

상기 수학식 1 중, y는 굴곡시 압축측의 상면으로부터 중립 축까지의 거리이고, Ei는 i번째 층의 영률이고, Si는 i번째 층의 단면 1차 모멘트이고, Ai는 i번째 층의 단면적이며, n은 5 이상의 정수이다.

한편, 중립축의 위치는 굴곡 압축의 조건에 따르지 않지만, 후술하는 실시예 기재의 조건에서의 굴곡을 행할 때의 중립축의 위치를 채용할 수 있다.

본 발명의 적층체에 있어서, 가스 배리어층의 양 측면에 적층 되는 폴리머층에 대해, 재질, 두께, 적층 수, 적층 순서 등을 응력의 밸런스가 감소되도록 배치하는 것으로, 중립축의 위치가 가스 배리어층 내에 존재하도록 제어할 수 있다. 다시 말해, 각 층의 영률 및 두께로부터 층 구성을 설계할 수 있다.

또, 도 1에서는, 가스 배리어층(4)의 양측의 폴리머층(3, 5, 6)은, 각각, 단층과 2층 형태로 나타내고 있지만, 폴리머층은, 각각, 단층 형태로 존재하거나, 또는 2종 이상의 적층 형태로 존재할 수도 있다.

본 발명에 따른 적층체는, 단열성을 고려하면, 열 전도율이 낮은 것이 바람직하다. 이 때문에, 가스 배리어층도 또한 열 전도율이 낮은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 가스 배리어층의 열 전도율(λ)은, 바람직하게는 130 W/m·K 이하이며, 보다 바람직하게는 100 W/m·K이하다. 열 전도율이 130W/m·K 이하라면, 현행의 압연 알루미늄 박과 비교하여 우수한 히트 브리지 억제 효과가 얻어진다.

한편, 가스 배리어층의 열 전도율은 낮을수록 바람직하기 때문에 하한은 특별히 한정되지 않지만, 통상, 10W/m·K 이상이면 충분하고, 20W/m·K 이상으로 될 수도 있다. 이러한 열 전도율이라면, 외장재료로서의 적층체는 단열성이 우수하다.

한편, 가스 배리어층의 열 전도율은, 공지된 측정 방법으로 측정할 수 있지만, 본 명세서에 있어서, 가스 배리어층의 열 전도율은, 하기 실시예에 기재되는 방법으로 측정될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 적층체를 사용함으로써, 히트 브리지 문제를 해소한다.

히트 브리지 억제 효과를 고려하면, 적층체는 얇고, 또한 열 전도율이 낮은 것이 바람직하다.

상기 점을 고려하면, 가스 배리어층의 열저항은 일정 이상의 값을 가지는 것이 요구되고, 본 발명의 적층체에 이용할 수 있는 가스 배리어층은 650K/W 이상의 열저항(R)을 가질 수 있다. 가스 배리어층은 750K/W 이상의 열저항(R)을 가질 수 있고, 예를 들어, 1000K/W 이상의 열저항(R)을 가질 수 있고, 예를 들어, 1500K/W 이상의 열저항(R)을 가질 수 있다. 가스 배리어층의 열저항이 650K/W 미만이면, 히트 브리지를 억제하는 효과가 충분히 얻어지지 않는다.

한편, 가스 배리어층의 열저항은 높을수록 바람직하기 때문에 상한은 특별히 한정되지 않지만, 통상, 20,000K/W 이하라면 충분하고, 10,000K/W 이하로 될 수도 있다.

특히, 열저항이 650K/W 이상이고, 동시에 두께가 10μm 이하의 가스 배리어층을 이용하여 이루어지는 적층체는, 종래의 알루미늄 박을 이용했을 경우와 비교하여 양호한 가공성을 확보한 채, 히트 브리지의 발생을 따라 유효하게 억제·방지할 수 있다.

한편, 본 명세서에 있어서, 가스 배리어층의 열저항이란, 단위면적당의 가스 배리어층에 대하여 두께 방향과 수직의 열저항을 가리키고, 열저항(R) (K/W)은, 가스 배리어층의 두께(d)(m) 및 열 전도율 (λ)(W/m·K)로부터 구할 수 있고, 구체적으로는, 하기 식에 의해 산출된다.

(수학식 2)

가스배리어층의 열저항(K/W)

= 1(m)/[가스배리어층의 열전도율 (W/mK) X 1(m) X 가스배리어층의 두께(m)]

또, 가스 배리어층의 두께(d)는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 0.1μm 내지 6μm이다. 예를 들어 0.1μm 내지 4μm이며, 예를 들어 0.3μm 내지 3μm, 특히 예를 들어 0.5μm 내지 2μm이다.

가스 배리어층의 두께가 0.1μm 이상이면 충분한 가스 배리어성을 확보할 수 있다. 또, 6μm 이하이면 열저항이 충분히 높아지기 때문에, 진공단열재 표면을 따라 열이 흐르는 히트 브리지를 유효하게 억제 및/또는 방지하여 단열 능이 향상될 수 있다. 또한, 굴곡성 등의 가공성이 우수하기 때문에, 외장재료의 접합부를 진공단열재 본체에 용이하게 밀착시킬 수 있다.

한편, 본 명세서에 있어서 가스 배리어층의 두께는 최대 두께를 의미한다.

또, 상기와 같이, 본 발명의 적층체의 가스 배리어층은 100GPa 이상의 영률을 가진다. 영률이 100GPa 이상인 금속은 단단하기 때문에 깨지기 쉽고, 이러한 금속을 가스 배리어층으로 이용한 적층체는 절곡에 의해 적층체가 찢어지거나, 크랙이나 핀홀이 생김에 따라 가스 배리어성이 크게 저하되기 쉽다.

그러나, 본 발명의 적층체에서는, 중립축의 위치를 가스 배리어층 내에 위치하게 제어함으로써, 영률이 100GPa 이상인 가스 배리어층을 이용한 경우라도, 절곡 내성이 우수한 적층체를 얻을 수 있다.

가스 배리어층은, 상기의 특정한 열저항 및 영률을 가지는 것이라면, 그 재질은 특별히 제한되지 않는다.

예를 들면, 철(영률: 약192GPa), 구리(영률: 약130GPa), 니켈(영률: 약200GPa), SUS(영률: 약199GPa), 티타늄(영률: 약107GPa), 백금(영률: 약168GPa), 코발트(영률: 약209GPa), 탄소강(영률: 약206GPa)등의 금속, 및/또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성되는 금속박이나, 니켈, 구리, 산화규소, 알루미나, 산화마그네슘, 산화티탄 등의 증착막, 및/또는 이들의 금속을 포함하는 합금 증착막을 포함하는 금속 증착막을 이용할 수 있다.

이 중, 박막형으로 용이하게 형성할 수 있고, 또한 얇아도 가스 배리어성이 우수하다는 점으로부터, 금속박을 이용할 수 있다.

본 발명의 적층체에 있어서, 가스 배리어층은 전해 금속박일 수 있다. 금속박 중에서도, 특히 전해 금속박은, 박막형으로 용이하게 형성할 수 있고, 또한 얇아도 가스 배리어성이 우수하기 때문에 접합부를 진공단열재 본체에 용이하게 밀착시킬 수 있다. 이로 인해, 접합부를 구부린 상태에서도, 진공단열재 표면을 따라 열이 흐르는 히트 브리지를 유효하게 억제 및/또는 방지해서 단열 성능이 향상됨과 동시에, 가스 배리어성도 우수한 신뢰성이 높은 진공단열재를 제공할 수 있다.

전해 금속박의 제조 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지된 금속의 전해법(회전하는 드럼에 금속을 전착하게 하는 방법)을 동일하게 혹은 적당히 수정하여 적용할 수 있다. 또는, 전해 금속박은 시판품을 사용할 수도 있다.

한편, 일반적으로, 금속박의 제조 방법은 전기금속(예를 들면, 전기동)을 압연·소둔을 반복하여 박형으로 하는 압연법과 상기 전해법으로 크게 나눌 수 있다. 금속박이, 압연법 또는 전해법으로 제조되었는지 여부는 하기 방법으로 식별할 수 있다.

즉, 압연법으로 제조된 금속박은 결정 입자가 크고, 압연 조작에 의해 박의 면 방향으로 잡아 늘려져 있는 것에 대해, 전해법으로 제조된 금속박은 결정 입자가 치밀한 동시에, 박의 두께 방향으로 성장하고 있다. 또, 전해 금속박은 압연 금속박과 비교하여 그 제조 공정으로부터 표면 거칠기가 크다.

예를 들어, 전해 금속박의 표면거칠기(Rz)는 0.05μm 내지 3μm이며, 예를 들어 0.05μm 내지 2.5μm, 예를 들어, 0.05μm 내지 2μm 일 수 있다.

또, 금속박의 조성은 어떤 재료로 구성되어도 좋고, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 니켈, 철, 구리 등, 상기의 100GPa 이상의 영률을 가지는 금속 등을 바람직하게 이용할 수 있다.

금속박은, 1종 단독의 금속으로 구성되는 금속박이어도 좋고, 혹은 2종 이상의 금속의 합금으로 구성되는 합금박이어도 된다. 예를 들어, 금속박은 니켈을 포함한다. 즉, 금속박은, 니켈박 또는 니켈을 포함하는 합금박일 수 있다.

또, 금속박이 합금박일 경우의 합금 조성은, 특별히 제한되지 않고, 원하는 열 전도율, 금속박 두께의 제어의 용이성, 열저항 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 금속박이 니켈 합금박(니켈을 포함하는 합금박)일 경우에는, 니켈이, 금속박(금속박을 구성하는 금속의 합계 중량)에 대하여 1 중량% 이상일 수 있고, 예를 들어, 10중량% 이상일 수 있다. 한편, 니켈 조성의 상한은, 특별히 한정되지 않지만, 금속박(금속박을 구성하는 금속의 합계 중량)에 대하여 50 중량% 이하일 수 있다. 이러한 조성이라면, 충분히 낮은 열전도율 및 충분히 높은 열저항(즉, 우수한 단열성) 및 높은 가스배리어성을 발휘할 수 있다.

가스 배리어층은, 그의 양 측면에, 접착층을 개재하여 폴리머층과 적층되어 본 발명에 따른 적층체가 얻어진다. 또, 폴리머층의 조성은 특별히 제한되지 않지만, 통상, 가스 배리어층보다 내측(코어재료나 가스 흡착제가 수용되어 있는 측)의 폴리머층(도 1 중의 폴리머층(6))으로서, 열 용착성을 가지는 필름을 포함할 수 있다. 또, 가스 배리어층보다 외측(외기에 접촉하는 쪽)의 폴리머층(도 1 중의 (3)으로 표시되는 층)은 표면 보호 효과가 있는 필름(표면보호 필름)일 수 있다. 또, 가스 배리어층의 내측에도 표면 보호 효과가 있는 필름인 폴리머층(도 1 중의 (5)로 표시되는 층)을 더욱 설치할 수 있다.

일 실시예에서, 본 실시 형태에 따른 적층체는, 각 층간에 접착층을 개재하고, 적어도 영률이 5∼100MPa 이며 히트 시일(heat seal)성을 가지는 제1 폴리머층, 영률이 3∼5GPa인 제2 폴리머층, 영률이 100∼300GPa인 가스배리어층, 및 영률이 1∼3GPa인 제3 폴리머층의 순서로 적층될 수 있다.

이러한 구성이라면, 적층체에 미치는 응력의 균형을 잡기 쉽기 때문에 발명의 효과가 현저하게 얻어질 수 있다.

이때, 상기 적층체는, 외장재료로서 이용될 경우, 내측(코어재료나 가스 흡착제가 수용되어 있는 측)에 제1 폴리머층이 배치되도록 할 수 있다.

제1 폴리머층(열용착 필름)으로서 이용할 수 있는 히트 시일성을 가지는 폴리머는, 통상의 히트 시일 법에 의해 접착할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.

제1 폴리머층(열용착 필름)을 구성하는 재료로서는, 예를 들면, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌등의 폴리올레핀, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌-메타아크릴산공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 폴리아크릴로니트릴 등의 열 가소성 수지를 들 수 있다. 이 중에서도, 비용이나 용융 온도, 라미네이트 강도의 관점에서, 폴리에틸렌을 이용할 수 있다.

한편, 상기 재료는 단독으로 사용되어도 좋고, 또는 2종 이상의 혼합물이어도 좋다.

또, 제1 폴리머층(열용착 필름)은 단층이어도 좋고, 2층 이상의 적층 형태이어도 좋다. 후자의 경우, 각 층은 동일한 조성을 가지고 있어도 좋고, 또는 다른 조성을 가지고 있을 수도 있다.

또, 제1 폴리머층(열용착 필름)은 무연신 필름일 수도 있고, 1축 혹은 2축으로 연신되어 있는 것일 수도 있다.

제1 폴리머층(열용착 필름)의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 30μm 내지 80μm일 수 있다. 30μm 이상이면 적층체의 중립축을 가스 배리어층 내에 위치하도록 제어하기가 쉽다. 또, 히트 시일 시 충분한 밀착 강도를 얻을 수 있다. 제1 폴리머층(열용착 필름)의 두께가 80μm 이하이면 굴곡성 등의 가공성이 우수하다.

한편, 열용착 필름이 2층 이상의 적층 구조를 가질 경우에는, 열용착 필름의 두께는 합계 두께를 의미한다. 또, 이 경우에는, 각 층의 두께는, 동일하거나 또는 서로 달라도 된다.

제1 폴리머층(열용착 필름)의 영률은, 특별히 제한되지 않지만, 5MPa 내지 100MPa일 수 있다. 영률이 5MPa 이상이면, 적층체의 중립축을 가스 배리어층 내에 위치하도록 제어하기가 쉽다. 영률이 100MPa 이하이면, 굴곡성 등의 가공성이 우수하다.

한편, 열용착 필름이 2층 이상의 적층 구조를 가지는 경우, 적어도 1층의 열융착 필름이 상기 영률을 가질 수 있고, 예를 들어, 모든 열융착 필름이 상기의 영률을 가질 수 있다.

제2 폴리머층으로서는, 바람직하게는, 영률이 3∼5GPa인 폴리머층을 이용할 수 있다. 영률이 3GPa 내지 5GPa인 제2 폴리머층과, 후술하는 제3 폴리머층(표면보호 필름)으로 가스 배리어층을 사이에 두는 구성으로 함으로써, 적층체의 중립축을 가스 배리어층에 위치하도록 용이하게 조절할 수 있다.

제2 폴리머층을 구성하는 재료로는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 등의 폴리에스테르, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 등의 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리 아크릴레이트, 폴리 염화비닐(PVC), 폴리 염화 비닐리덴(PVDC), 에틸렌비닐알콜 공중합체(EVOH), 폴리비닐알코올 수지(PVA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르 설폰(PES), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴로니트릴 수지(PAN) 등을 들 수 있고, 이들에 제한되지 않는다. 이 중에서도, 특히, 비용이나 가스 배리어성 등의 관점에서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 또는 에틸렌 비닐알콜 공중합체(EVOH)를 이용하는 것이 좋다.

또, 이들 필름은 널리 알려진 여러 첨가제나 안정제, 예를 들면, 대전 방지제, 자외선 방지제, 가소제, 활제 등을 포함하고 있어도 된다.

또, 제2 폴리머층은 단층이어도 좋고, 2층 이상의 적층 형태라도 좋다. 후자의 경우, 각 층은 동일한 조성을 가지고 있거나, 또는 다른 조성을 가지고 있을 수도 있다.

또, 제2 폴리머층은 무연신의 필름일 수도 있고, 1축 혹은 2축으로 연신되어 있을 수도 있지만, 연신된 필름인 것이 좋다. 연신함으로써 강도가 높아지고 영률이 커진다. 또, 얇은 필름으로 할 수 있고, 가공성이 향상될 수 있다.

제2 폴리머층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 10 μm 내지 30μm 범위일 수 있다. 상기 범위라면 적층체에 미치는 응력의 균형을 잡기 쉽고, 적층체의 중립축을 가스 배리어층 내로 위치하도록 제어하기 쉽다. 또 굴곡성 등의 가공성이 우수하다.

한편, 제2 폴리머층이 2층 이상의 적층 구조를 가질 경우에는, 상기 층의 두께는 합계 두께를 의미한다. 또, 이 경우, 각 층의 두께는 동일해도 좋고 달라도 좋다.

한편, 제2 폴리머층이 2층 이상의 적층 구조를 가지는 경우, 적어도 1층이 상기의 영률을 가질 수 있고, 모든 층이 상기의 영률을 가질 수도 있다.

제3 폴리머층(표면보호 필름)은, 특별히 제한되지 않고, 외장재료의 표면보호 필름으로서 통상 사용되는 것과 같은 재료를 사용할 수 있다. 표면보호 필름을 구성하는 재료로서는 외장재료의 파열을 억제하는 관점에서 찌름 특성이 높은, 예를 들면, 나일론-6, 나일론-66 등의 폴리아미드(나일론)(PA) 등을 들 수 있다.

또, 이들 필름은 널리 알려진 여러 가지 첨가제나 안정제, 예를 들면, 대전 방지제, 자외선 방지제, 가소제, 활제 등을 사용하여도 된다. 한편, 상기 재료는 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상의 혼합물이어도 된다.

또, 표면보호 필름은 단층이어도 좋고, 2층 이상의 적층 형태이어도 좋다. 후자의 경우, 각 층은 동일한 조성을 가져도 좋고, 다른 조성을 가지고 있을 수도 있다.

또, 제3 폴리머층은 무연신 필름일 수도 있고, 1축 혹은 2축으로 연신되어 있을 수도 있지만, 연신된 필름인 것이 좋다. 연신함으로써 강도가 높아지고, 영률이 커진다. 또, 얇은 필름으로 만들 수 있어 가공성이 향상될 수 있다. 또한, 찔림 등으로부터 보호하는 효과를 높일 수 있다.

제3 폴리머층(표면보호 필름)의 두께는 특별히 제한되지 않고, 공지된 두께와 같은 두께일 수 있다. 예를 들어, 표면보호 필름의 두께는 10 μm 내지 30μm 범위일 수 있다. 10μm 이상이면 가스 배리어층의 보호 효과가 충분히 얻어지고, 크랙 등이 발생하기 어렵다. 또 30μm 이하라면 굴곡성 등의 가공성이 우수하다.

한편, 제3 폴리머층(표면보호 필름)이 2층 이상의 적층 구조를 가질 경우, 상기 층의 두께는 합계 두께를 의미한다. 또, 이 경우 각 층의 두께는 동일해도 되고, 또는 달라도 된다.

제3 폴리머층(표면보호 필름)의 영률은 특별히 제한되지 않지만, 1GPa 내지 3GPa인 것이 바람직하다. 영률이 1GPa 이상이면 적층체의 중립축을 가스배리어층 내에 위치하도록 제어하기 쉽다. 영률이 3GPa 이하이면 굴곡성 등의 가공성이 우수하다.

한편, 제3 폴리머층(표면보호 필름)이 2층 이상의 적층 구조를 가질 경우에는, 적어도 1층의 표면보호 필름이 상기의 영률을 가지는 것이 좋고, 모든 표면보호 필름이 상기의 영률을 가지는 것이 보다 좋다.

폴리머층과 가스 배리어층과의 사이, 및 각각의 폴리머층의 사이에는 접착층이 설치된다. 접착층은, 폴리머층 및 가스 배리어층, 또는 폴리머층끼리 서로 접착하게 한다.

접착층에 이용할 수 있는 접착제로는, 특별히 제한되지 않지만, 우레탄계 접착제, 폴리 아크릴산 에스테르계 접착제, 시아노 아크릴레이트계 접착제, 실리콘계 접착제 등을 들 수 있다. 이 중에서도 특히 우레탄계 접착제를 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 주성분이 되는 시약(폴리올)과 경화제(폴리 이소시아네이트)를 혼합해서 사용하는 2액 경화형 이소시아네이트계 접착제를 이용할 수 있다. 우레탄계 접착제를 이용하면, 왜곡 가공을 행해도 핀홀이 발생하기 어렵고, 진공단열재의 단열효과를 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.

각 접착층에 이용할 수 있는 접착제는 동일해도 좋고, 상이해도 좋다.

접착층의 영률은 특별히 제한되지 않지만, 적층체의 중립축의 위치를 제어하기 쉽게 하는 관점에서, 10MPa 이하인 것이 바람직하다.

또, 접착층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 1 μm 내지 5μm 범위일 수 있다. 상기 범위라면 적층체의 중립축을 가스 배리어층 내로 위치하도록 제어하는 것이 용이해진다. 각 접착층의 두께는 서로 동일하여도 좋고, 상이해도 좋다.

적층체의 두께는 특별히 제한되지 않는다.

구체적으로는, 적층체의 두께는, 예를 들어 40 μm 내지 210μm 범위이다.

상기한 바와 같은 두께의 적층체라면 히트 브리지를 따라 유효하게 억제·방지하여 단열 성능을 향상시킬 수 있고, 또 가스 배리어성 및 가공성도 우수하다.

본 발명에 따른 적층체는 가스 배리어성이 우수한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 적층체의 수증기 투과도가 1×10^-3(g/m²·day) 이하인 것이 좋고, 5×10^-4(g/m²·day) 이하인 것이 보다 바람직하다.

적층체의 수증기 투과도가 1×10^-3(g/m²·day) 이하라면, 이것을 외장재료로서 이용한 진공단열재의 내부의 진공도를 장기간 유지할 수 있다.

한편, 적층체의 수증기 투과도는 낮을수록 바람직하기 때문에 하한은 특별히 한정되지 않지만, 통상, 1×10^-7(g/m²·day) 이상이면 충분하다.

또, 절곡 후의 수증기 투과도가, 1×10^-3(g/m²·day) 이하인 것이 바람직하고, 5×10^-4(g/m²·day) 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 명세서에 있어서, 적층체의 수증기 투과도, 및 적층체의 절곡 후의 수증기 투과도는, 하기 실시예에 기재되는 방법으로 측정된다.

또, 본 발명에 따른 적층체는, 단열성을 고려하면, 열 전도율이 낮은 것이 바람직하다. 그리고, 이 적층체를 외장재료로서 이용한 진공단열재도 또한 열 전도율이 낮은 것이 바람직하다.

구체적으로는, 진공단열재(외장재료)의 열 전도율(λ)은, 바람직하게는 0.01W/m·K 이하, 보다 바람직하게는 0.005W/m·K 이하이다. 이러한 열 전도율이라면, 진공단열재는 단열성이 우수하다.

한편, 진공단열재(외장재료)의 열 전도율은, 낮을수록 바람직하기 때문에, 하한은 특별히 한정되지 않지만, 통상, 0.0005W/m·K 이상이면 충분하다.

또, 진공단열재(외장재료)의 열 전도율은, 공지된 측정 방법에 의해 측정할 수 있지만, 본 명세서에 있어서, 진공단열재의 열 전도율은, 하기 실시예 기재의 방법으로 측정될 수 있다.

또, 가속 열화 시험 전후의 진공단열재의 열 전도율의 차이가, 바람직하게는 10mW/m·K 이하이며, 보다 바람직하게는 5mW/m·K 이하이며, 더욱 바람직하게는 2mW/m·K 이하이며, 특별히 바람직하게는 1.5mW/m·K 이하이다.

본 명세서에 있어서, 진공단열재의 가속 열화 시험 전후의 진공단열재의 열 전도율의 차이는, 하기 실시예에 기재되는 방법으로 측정될 수 있다.

진공단열재의 제조 방법에 관해서는, 특별히 제한되지 않고, 공공 지식과 동일한 방법 혹은 공지된 방법을 적당히 수정한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, (i) 2장의 적층체를 준비하고, 한 쪽 적층체(라미네이트 필름)를 되접어 꺽고, 대향하는 적층체의 단부에 위치하는 열용착 필름끼리를 열용착하여 자루 모양의 외장재료를 얻고, 이 외장재료 내에, 코어재료 및 가스 흡착제를 삽입하고, 감압 하에서 자루 모양 라미네이트 필름의 개구부에 위치하는 열용착 필름끼리를 열용착하는 방법, (ii) 열용착 필름끼리가 대향하도록 2장의 적층체(라미네이트 필름)를 배치하고, 각 적층체의 단부에 위치하는 열용착 필름끼리를 열용착함으로써 자루 모양의 외장재료를 얻고, 이 자루 모양의 외장재료 내에 코어재료 및 가스 흡착제를 삽입하고, 감압 하에서 자루 모양 라미네이트 필름의 개구부 부근에 위치하는 열용착 필름끼리를 열용착 하는 방법 등을 들 수 있다.

(코어재료)

본 발명에서 사용할 수 있는 코어재료는 진공단열재의 골격이 되고, 진공 공간을 형성한다. 여기서, 코어재료 재료의 재질로는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 코어재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 글라스울, 락 울, 알루미나 섬유, 열 전도율이 낮은 금속으로 이루어지는 금속섬유 등의 무기섬유; 폴리에스테르나 폴리아미드, 아크릴, 폴리올레핀 등의 합성 섬유나, 목재 펄프로부터 제조되는 셀룰로오스, 코튼, 삼, 울, 실크 등의 천연섬유, 레이온 등의 재생 섬유, 아세테이트 등의 반 합성 섬유 등의 유기섬유 등을 들 수 있다.

상기 코어재료의 재료는, 단독으로 사용되어도 좋고, 또는 2종 이상의 혼합물이어도 좋다. 이들 중에서 글라스울을 사용할 수 있다. 이들 재료로 이루어지는 코어재료는, 섬유 자체의 탄성이 높고, 또 섬유 자체의 열 전도율이 낮고, 게다가 공업적으로 저가이다.

(가스 흡착제)

본 발명에서 사용할 수 있는 가스 흡착제는, 진공단열재의 밀폐 공간에 잔존 또는 침입하는 수증기나 공기(산소, 질소) 등의 가스를 흡착한다. 여기서, 가스 흡착제로는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 가스 흡착제를 사용할 수 있다.

예를 들어, 산화칼슘(생석회), 산화 마그네슘 등의 화학흡착물질, 제올라이트 등의 물리흡착물질, 연통 우레탄, 리튬 화합물, 화학흡착성 및 물리흡착성을 소유하는 구리 이온 교환 ZSM-5형태 제올라이트, 몰리큘러시브 13X 등을 들 수 있다.

상기 코어재료 재료는 단독으로 사용되어도 좋고, 또는 2종 이상의 혼합물이어도 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 적층체는 히트 브리지의 발생을 유효하게 억제할 수 있고, 가공성이 우수하고, 핀홀이나 크랙의 발생이 억제된다.

따라서, 본 발명의 적층체를 외장재료로서 사용한 진공단열재는 냉동고, 냉장고, 자동판매기, 급탕용기, 건조물용 단열재, 자동차용 단열재, 및 보냉/보온 박스 등, 단열 성능의 유지가 필요한 기기에 적합하게 적용할 수 있다.

(실시예)

본 발명의 효과를, 이하의 실시예 및 비교예를 이용하여 설명한다. 단, 본 발명의 기술적 범위가 이하의 실시예로만 제한되는 것은 아니다. 한편, 하기 실시예에 있어서, 특기하지 않는 한, 조작은 실온(25℃)에서 행해졌다. 또, 특기하지 않는 한, 「%」및 「부」는, 각각, 「중량%」 및 「중량부」를 의미한다.

실시예 1

표면보호 필름(상면)으로부터 열용착 필름(하면)까지, 순서대로, 제3 폴리머층인 2축 연신 나일론(두께: 25μm; 영률: 1.4GPa), 가스 배리어층인 니켈 전해박(두께:1μm; 열저항:11,173K/W; 영률:200GPa), 제2 폴리머층인 2축 연신 에틸렌비닐알콜 공중합체(두께:12μm; 영률:4GPa), 제1 폴리머층인 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 필름(두께:50μm; 영률:10MPa)으로 하여 각 층을 접착층으로서 2액 경화형 이소시아네이트계 접착제(두께:3μm; 영률:3.1MPa)를 개재하여 드라이 라미네이트로 맞붙여 적층체 1로 했다.

단섬유 글라스울의 적층체를 코어재료로 하고, 또한 통기성이 있는 외포재료에 수납되는 생석회를 가스흡착제로서 각각 사용했다. 이들 적층체 1, 코어재료 및 가스 흡착제를 이용하고, 폭 290mm×깊이 410mm×높이 12mm의 진공단열재 1을 제작했다.

실시예 2

상기 실시예 1에 있어서, 니켈 전해 박의 두께를 3μm로 변경한 것 외에는 동일한 방법으로 적층체 2 및 진공단열재 2를 제작했다.

실시예 3

상기 실시예 1에 있어서, 제2 폴리머층으로서 2축 연신 에틸렌비닐알콜 공중합체를 2축 연신 폴리에틸렌　테레프탈레이트(두께: 12μm; 영률: 3.4GPa)로 변경한 것 외에는 동일한 방법으로 적층체 3 및 진공단열재 3을 제작했다.

실시예 4

상기 실시예 3에 있어서, 니켈 전해박의 두께를 3μm로 변경한 것 외에는 동일한 방법으로 적층체 4 및 진공단열재 4를 제작했다.

비교예 1

상기 실시예 3에 있어서, 적층체의 구성을 상면으로부터 하면까지 순차로, 2축 연신 나일론(두께: 25μm; 영률: 1.4GPa), 2축 연신 폴리에틸렌　테레프탈레이트(두께: 12μm; 영률: 3.4GPa), 가스 배리어층인 압연 알루미늄 박(두께: 7μm; 열저항: 602K/W; 영률: 69GPa), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 필름(두께: 50μm; 영률: 10MPa)으로 한 것 외에는, 동일한 방법으로 적층체 5 및 진공단열재 5를 제작했다.

비교예 2

상기 실시예 3에 있어서, 적층체의 구성을 상면으로부터 하면까지 순차로 2축 연신 나일론(두께: 25μm; 영률: 1.4GPa), 2축 연신 폴리에틸렌　테레프탈레이트(두께: 12μm; 영률: 3.4GPa), VM-PET(두께:12μm), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 필름(두께: 50μm; 영률: 10MPa)으로 한 것 외에는, 동일한 방법으로 적층체 6 및 진공단열재 6을 제작했다.

여기서, VM-PET로서는, 두께 12μm의 폴리에틸렌　테레프탈레이트 위로 두께 30nm의 Al 증착막이 형성된 것을 이용하고, Al 증착막이 2축 연신 폴리에틸렌　테레프탈레이트 측이 되도록 적층했다.

비교예 3

상기 실시예 3에 있어서, 적층체의 구성을 상면으로부터 하면까지 순차로 2축 연신 폴리에틸렌　테레프탈레이트(두께: 12μm; 영률: 3.4GPa), 2축 연신 나일론(두께: 25μm; 영률: 1.4GPa), 가스 배리어층인 니켈 전해 박(두께: 1μm; 열저항: 11,173K/W; 영률: 200GPa), 및 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 필름(두께:50μm;영률:10MPa)으로 한 것 외에는, 동일한 방법으로 적층체 7 및 진공단열재 7을 제작했다.

상기에서 제작한 적층체 1∼7 및 진공단열재 1∼7에 대해서, 하기 평가를 행했다.

<평가 1: 중립축의 위치>

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제작한 적층체 1 내지 7의 중립축의 위치에 대해서는, 하기 식을 이용하여 계산했다. 중립축의 위치는 표면보호 필름측(상측)으로부터의 거리(μm)로 나타낸다.

(수학식 1)

여기서, y는 절곡시 압축측의 상면으로부터 중립축까지의 거리(μm), Ei는 i번째 층의 영률(Pa), Si는 i번째 층의 단면 1차 모멘트(μm³), Ai는 i번째 층의 단면적(μm³)으로 한다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

한편, 절곡 압축은, 적층체의 상면(2축 연신 나일론 측의 면) 쪽으로 표면이 접하도록 적층체를 크게 접고, 그 후, 한번 펴서 또다시 반대 쪽으로 구부리는 것으로 실시했다.

<평가 2: 절곡 전후의 수증기 투과도>

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3으로 제작한 적층체 1 내지 7에 대해서, 이하의 방법을 따라 절곡 전후의 수증기 투과도(g/m²·day)를 측정했다.

한편, 절곡 후란, 절곡 전에 측정한 샘플을 십자로 구부린 후를 의미한다.

수증기 투과도는, ISO15106-3에 준거하는 Aquatran(MOCON사제)을 이용하고, 40℃의 온도 및 90% RH의 상대습도로 측정했다.

결과를 하기 표 1에 나타낸다.

<평가 3: 가스 배리어층의 열 전도율 및 열저항>

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 사용한 가스 배리어층(금속부)에 대해, Thermowave Analyzer(일산 아크사제)을 이용하고, 면 내측 방향의 열확산율을 측정하고, 각 금속의 비열 및 밀도로부터, 열 전도율(W/m·K)을 산출했다. 또, 얻어진 열 전도율 및 두께로부터 열저항(K/W)을 산출했다.

결과를 하기 표 1에 나타낸다.

<평가 4: 진공단열재의 단열성 유지 성능>

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제작한 진공단열재 1 내지 7에 대해서, HFM436(NETZSCH사제)을 이용하고, 초기 및 항온항습조에 의한 10년 상당한 가속 시험 실시 후의 열 전도율(mW/m·K)을 각각 측정하고, 그 차이로부터 단열성 유지 성능을 비교했다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

<평가 5: 진공단열재의 히트 브리지 성능>

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3로 제작한 진공단열재 1 내지 7에 대해서, 히트 flow meterHFM436(NETZSCH사제)를 이용하고, 양측에서 2 개의 진공단열재를 삽입하고, 측정부 중앙에서 2 개의 진공단열재가 부딪치게 배치해 열 전도율 (mW/m·K)을 측정해 히트 브리지 성능을 비교했다. 결과를 하기 표1에 나타낸다.

	적층체의 중립축 위치	적층체의 수증기투과도 (g/m² day)		가스배리어층의 열전도율 (W/mK)	가스배리어층의 열저항 (K/W)	진공단열재의 열전도율 차 (mW/mK)	진공단열재의 히트브리지 성능 (mW/mK)
	적층체의 중립축 위치	접기전	접은후	가스배리어층의 열전도율 (W/mK)	가스배리어층의 열저항 (K/W)	진공단열재의 열전도율 차 (mW/mK)	진공단열재의 히트브리지 성능 (mW/mK)
실시예1	28.2㎛ (니켈내)	< 5×10^-4	< 5×10^-4	89.5	11,173	1.3	2.2
실시예2	28.5㎛ (니켈내)	< 5×10^-4	< 5×10^-4	89.5	3,724	1.2	2.6
실시예3	29.4㎛ (니켈내)	< 5×10^-4	< 5×10^-4	89.5	11,173	1.3	2.1
실시예4	29.5㎛ (니켈내)	< 5×10^-4	< 5×10^-4	89.5	3,724	1.3	2.7
비교예1	43.2㎛ (알루미늄내)	< 5×10^-4	< 5×10^-4	237	602	1.2	3.6
비교예2	35.0㎛ (폴리에틸렌테레프탈레이트 내)	4.2×10^-2	9.1×10^-1	237	42,194	15.9	2.0
비교예3	34.3㎛ (나일론내)	< 5×10^-4	5.5×10^-2	89.5	11,173	11.7	2.2

상기 표 1에 도시된 바와 같이, 소정의 열저항 및 영률을 소유하는 가스 배리어층을 가지고, 적층체의 역학적 중립축이 가스 배리어층 내에 위치하는 실시예 1 내지 4의 적층체는, 가스 배리어층의 열저항이 650K/W를 밑도는 비교예 1의 적층체와 비교하여 히트 브리지의 영향을 억제하는 효과가 높다.

또, 역학적 중립축의 위치가 가스 배리어층 이외의 층에 위치하는 비교예 2, 3의 적층체와 비교하여, 절곡 후에도, 절곡 전과 동등한 우수한 가스 배리어성을 나타내고, 높은 내구성(절곡 내성)이 얻어지는 것을 알았다.

1…진공단열재,
2…적층체,
3, 5, 6…폴리머층,
4…가스 배리어층,
7…코어재료,
8…가스 흡착제,
9…접합부 (씰부),
11, 15, 17…폴리머층,
12, 14, 16…접착층,
13…가스 배리어층.

Claims

적어도 1층의 폴리머층, 가스 배리어층, 및 적어도 1층의 폴리머층을 순서대로 포함하고, 각 층간에 접착층을 개재하여 배치되는 적층체로서,
상기 가스 배리어층이 650K/W 이상의 열저항 및 100GPa 이상의 영률을 가지고,
하기 수학식으로 표시되는 중립축의 위치가 상기 가스 배리어층 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 적층체:
(수학식 1)

상기 수학식 1 중, y는 절곡시 압축측의 상면으로부터 중립축까지의 거리이며, Ei는 i번째 층의 영률이고, Si는 i번째 층의 단면 1차 모멘트이고, Ai는 i번째 층의 단면적이며, n은 적층체를 구성하는 층의 수이며, 5 이상의 정수이다.
제1항에서, 상기 가스 배리어층이 금속박으로 구성되는 적층체.
제2항에서, 상기 금속박이 전해 금속박인 적층체.
제2항에서, 상기 금속박의 두께가 0.1μm 내지 6μm 인 적층체.
제2항에서, 상기 금속박이 니켈 박인 적층체.
제1항에서, 상기 적층체가 각 층간에서 접착층을 개재하고, 적어도 영률이 5MPa 내지 100MPa이며 히트 시일(heat seal)성을 가지는 제1 폴리머층, 영률이 3GPa 내지 5GPa인 제2 폴리머층, 영률이 100GPa 내지 300GPa인 가스 배리어층, 및 영률이 1GPa 내지 3GPa인 제3 폴리머층이 순서대로 적층된 것인 적층체.
제6항에서, 상기 제1 폴리머층이 폴리에틸렌을 포함하는 적층체.
제6항에서, 상기 제2 폴리머층이 폴리에틸렌　테레프탈레이트 또는 에틸렌비닐알콜 공중합체를 포함하는 적층체.
제6항에서, 상기 제3 폴리머층이 나일론을 포함하는 적층체.
코어재료 및 가스 흡착제를 한 쌍의 가스 배리어성을 소유하는 외장재료로 양면으로부터 그 사이에 두도록 내포하고, 내부의 압력을 내려서 밀봉하여 얻어지는 진공단열재로서, 상기 한 쌍의 가스 배리어성을 소유하는 외장재료 중 적어도 하나가 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항 기재의 적층체인 진공단열재.