KR102589126B1 - 진공 단열재용 외부 포장재, 진공 단열재, 및 진공 단열재를 갖는 물품 - Google Patents

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다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

본 개시는, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖고, 상기 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 가지며, 상기 금속 알루미늄막이, 하기 식 (1) 및 식 (2)를 충족하는, 진공 단열재용 외부 포장재를 제공한다.

(상기 식 (1) 및 식 (2) 중, IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5° 부근에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, IB는, 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6° 부근에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내며, T는 상기 금속 알루미늄막의 두께(㎚)를 나타냄)

Description

진공 단열재용 외부 포장재, 진공 단열재, 및 진공 단열재를 갖는 물품
본 개시는, 진공 단열재의 형성에 사용하는 진공 단열재용 외부 포장재에 관한 것이다.
근년, 물품의 에너지 절약화를 목적으로 하여, 진공 단열재가 사용되고 있다. 진공 단열재는, 외부 포장재의 주머니체 내에 코어재가 배치되고, 상기 주머니체 내가 대기압보다도 압력이 낮은 진공 상태로 유지되어 있는 부재이며, 내부의 열대류가 억제되기 때문에, 양호한 단열 성능을 발휘할 수 있다. 또한, 진공 단열재에 사용되는 외부 포장재에 대하여, 진공 단열재용 외부 포장재, 또는 단순히 외부 포장재라고 칭하여 설명한다.
진공 단열재용 외부 포장재는, 진공 단열재 내부의 진공 상태를 장기간 유지하기 위해서, 산소나 수증기 등의 가스의 투과를 억제하기 위한 가스 배리어 성능, 대향하는 한 쌍의 외부 포장재의 주연을 열용착에 의해 시일하여 주머니체를 형성하고, 코어재를 봉입 밀폐하기 위한 열용착성 등의 물성이 요구된다. 이들 물성을 충족시키기 위해서, 진공 단열재용 외부 포장재는, 일반적으로, 가스 배리어 필름 및 열용착 가능한 필름을 구성 부재로서 포함하는 적층체가 채용되어 있다(특허문헌 1 내지 4).
상기 가스 배리어 필름으로서는, 플라스틱 필름 등의 기재의 표면에, 금속막이나 금속 산화물막 등의 무기 박막을 갖는 구조가 알려져 있다. 그 중에서도 금속 알루미늄막을 갖는 가스 배리어 필름은, 비교적 저비용이고 높은 수증기 배리어 성능을 갖는 것이 가능하다(특허문헌 1). 금속 알루미늄막을 갖는 가스 배리어 필름은, 예를 들어 기재의 표면에 증착법 등을 이용하여 금속 알루미늄막을 성막하여 얻어진다.
일본 특허 공개 제2003-262296호 공보 일본 특허 공개 제2013-103343호 공보 일본 특허 공개 제2006-70923호 공보 일본 특허 공개 제2014-62562호 공보
금속 알루미늄막을 갖는 가스 배리어 필름을 구성에 포함하는 진공 단열재용 외부 포장재는, 상기 금속 알루미늄막의 막 상태에 따라서는, 충분한 수증기 배리어 성능을 발휘할 수 없는 경우가 있다.
본 개시는, 초기의 수증기 배리어 성능이 양호하며, 굴곡에 의한 수증기 배리어 성능의 열화를 억제 가능한 진공 단열재용 외부 포장재, 진공 단열재, 및 진공 단열재를 갖는 물품을 제공하는 것을 주목적으로 한다.
본 개시는, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖고, 상기 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 가지며, 상기 금속 알루미늄막이, 하기 식 (1) 및 식 (2)를 충족하는, 진공 단열재용 외부 포장재를 제공한다.
(상기 식 (1) 및 식 (2) 중, IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, IB는, 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, T는 상기 금속 알루미늄막의 두께(㎚)를 나타냄)
또한, 본 개시는, 코어재와, 상기 코어재가 봉입된 외부 포장재를 갖는 진공 단열재이며, 상기 외부 포장재는, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖고, 상기 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 가지며, 상기 금속 알루미늄막이, 하기 식 (1) 및 식 (2)를 충족하는, 진공 단열재를 제공한다.
(상기 식 (1) 및 식 (2) 중, IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, IB는, 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내며, T는 상기 금속 알루미늄막의 두께(㎚)를 나타냄)
또한, 본 개시는, 열절연 영역을 갖는 물품 및 진공 단열재를 구비하는 진공 단열재를 갖는 물품이며, 상기 진공 단열재는, 코어재와, 상기 코어재가 봉입된 외부 포장재를 갖고, 상기 외부 포장재는, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖고, 상기 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 가지며, 상기 금속 알루미늄막이, 하기 식 (1) 및 식 (2)를 충족하는, 진공 단열재를 갖는 물품을 제공한다.
(상기 식 (1) 및 식 (2) 중, IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, IB는, 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내며, T는 상기 금속 알루미늄막의 두께(㎚)를 나타냄)
본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재에 의하면, 초기의 수증기 배리어 성능이 양호하며, 굴곡에 의한 수증기 배리어 성능의 열화를 억제할 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 개시의 진공 단열재의 일례를 나타내는 개략 사시도 및 단면도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태를, 도면 등을 참조하면서 설명한다. 단, 본 개시는 다수의 다른 양태로 실시하는 것이 가능하며, 이하에 예시하는 실시 형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위해서, 실시의 양태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표시되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이지, 본 개시의 해석을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서와 각 도면에 있어서, 이미 설명한 도면에 관하여 전술한 것과 마찬가지의 요소에는, 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명을 적절히 생략하는 경우가 있다. 또한, 설명의 편의상, 상방 또는 하방이라는 어구를 이용하여 설명하는 경우가 있지만, 상하 방향이 역전되어도 된다.
또한, 본 명세서에 있어서, 어떤 부재 또는 어떤 영역 등의 어떤 구성이, 다른 부재 또는 다른 영역 등의 다른 구성의 「위에(또는 아래에)」 있다고 하는 경우, 특별한 한정이 없는 한, 이것은 다른 구성의 바로 위(또는 바로 아래)에 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성의 상방(또는 하방)에 있는 경우를 포함하고, 즉, 다른 구성의 상방(또는 하방)에 있어서 사이에 다른 구성 요소가 포함되어 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재, 진공 단열재, 및 진공 단열재를 갖는 물품에 대하여, 상세히 설명한다. 또한, 본 개시에 있어서는, 「시트」 및 「필름」을 동의로서 사용하는 경우가 있다.
A. 진공 단열재용 외부 포장재
본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재는, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖고, 상기 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 가지며, 상기 금속 알루미늄막이, 하기 식 (1) 및 식 (2)를 충족한다.
(상기 식 (1) 및 식 (2) 중, IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, IB는, 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내며, T는 상기 금속 알루미늄막의 두께(㎚)를 나타냄)
도 1은, 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재(10)는, 열용착 가능한 필름(11) 및 열용착 가능한 필름(11)의 한쪽 면에 형성된 가스 배리어 필름(12)을 갖는다. 가스 배리어 필름(12)은, 기재(1)와, 기재(1)의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막(2)을 갖고, 금속 알루미늄막(2)은, 상기 식 (1) 및 식 (2)를 충족한다.
본 개시에 의하면, 가스 배리어 필름에 있어서의 금속 알루미늄막이, 상기 식 (1) 및 식 (2)의 관계를 충족함으로써, 높은 막밀도이면서 또한 높은 결정성을 갖는 막 상태로 된다. 이에 의해 상기 가스 배리어 필름은, 초기 단계부터 높은 수증기 배리어 성능을 발휘할 수 있으며, 또한, 굴곡 응력을 받은 경우라도 금속 알루미늄막에 결함이 발생되기 어려워지기 때문에, 결함 발생에 의한 수증기 배리어 성능의 열화를 억제할 수 있다. 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재는, 이러한 가스 배리어 필름을 구성에 포함함으로써, 초기의 수증기 배리어 성능이 양호하며, 굴곡에 의한 수증기 배리어 성능의 열화를 억제할 수 있다.
본 개시에 있어서, 금속 알루미늄막은, 금속 알루미늄을 알루미늄원으로서 증착법에 의해 성막되는, 금속 알루미늄을 주성분으로 하는 박막이며, 성막 방법 및 두께의 관점에서 금속 알루미늄박과 구별된다. 또한, 금속 알루미늄박의 두께는, 일반적으로 수 ㎛ 내지 수 100㎛이다. 또한, 본 개시에 있어서 금속 알루미늄막은, 산화알루미늄막이나 수산화알루미늄막 등의, 알루미늄 화합물을 주성분으로 하는 알루미늄 화합물막과는 구별된다. 알루미늄 화합물막은, 예를 들어 알루미늄 화합물을 알루미늄원으로서 증착법에 의해 성막된다. 알루미늄원인 금속 알루미늄에는, 불순물이 포함되어 있어도 된다. 금속 알루미늄막이, 경시에 산화 또는 수산화함으로써 일부가 알루미늄 화합물로 성상 변화된 경우도, 금속 알루미늄막으로 분류할 수 있다.
본 개시에 있어서, 금속 알루미늄막이 「기재의 한쪽 면에 형성된다」라 함은, 기재의 한쪽 면에 직접 금속 알루미늄막이 형성되어 있음을 말한다.
이하, 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.
1. 가스 배리어 필름
본 개시에 있어서의 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 갖고, 상기 금속 알루미늄막이, 상기 식 (1) 및 식 (2)를 충족한다. 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재에 있어서, 상기 가스 배리어 필름은, 열용착 가능한 필름의 한쪽 면에 형성된다.
(1) 금속 알루미늄막
상기 금속 알루미늄막은, 기재의 한쪽 면에 형성되고, 하기 식 (1) 및 식 (2)의 관계를 충족한다.
(상기 식 (1) 및 식 (2) 중, IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5° 부근에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, IB는, 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6° 부근에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내며, T는 상기 금속 알루미늄막의 두께(㎚)를 나타냄)
상기 금속 알루미늄막은, 상기 식 (1) 및 (2)에 의해 막 상태, 구체적으로는, 금속 알루미늄막의 결정성 및 막밀도를 규정할 수 있다.
상기 식 (1) 중의 (IA/IB)/T는, 금속 알루미늄막의 결정성을 규정하는 것이다. (IA/IB)/T의 값이 클수록 금속 알루미늄막의 결정성이 높음을 나타내고, 이 값이 작을수록 금속 알루미늄막의 결정성이 낮음을 나타낸다. 금속 알루미늄막은, 결정성이 너무 높으면, 막 경도가 높아, 굴곡 등의 변형에 의한 왜곡에 대해서 파손이 발생하기 쉬워진다. 그 때문에, 굴곡에 의한 수증기 배리어 성능의 열화가 발생되기 쉬워지는 경우가 있다. 한편, 결정성이 너무 낮으면, 초기의 단계에서 높은 수증기 배리어 성능을 발휘하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
여기서, 금속 알루미늄막의 결정성이, (IA/IB)/T의 값에 의해 규정할 수 있는 것은, 측정 장치의 감도를 고려하여, 특정 합금 번호를 갖는 금속 알루미늄박(합금 번호 A8021, 두께 6㎛ 이상)의, CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서의 2θ=44.6° 부근의 피크 IB를 기준 피크로서 사용함으로써 일반화한 결정성 지표로서 이용할 수 있기 때문이다. 따라서, 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6° 부근에 위치하는 회절 피크의 피크 강도 IB를 기준으로 하여, 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5° 부근에 위치하는 회절 피크의 피크 강도 IA를, IB값을 1로 했을 때의 상대 강도로 환산하고, 그것을 상기 금속 알루미늄막의 두께로 나눔으로써, 상기 금속 알루미늄막의 단위 두께당 결정성을 규정할 수 있다.
(IA/IB)/T의 값은, 1.0×10-3 이상이면 되지만, 그 중에서 1.4×10-3 이상인 것이 바람직하고, 1.5×10-3 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, (IA/IB)/T의 값은, 3.5×10-3 이하이면 되지만, 그 중에서 3.0×10-3 이하인 것이 바람직하고, 2.5×10-3 이하인 것이 보다 바람직하다. (IA/IB)/T를 상기 범위로 함으로써, 막 경도와 정상 상태에서의 수증기 배리어 성능의 균형이 잡힌 결정성의 금속 알루미늄막으로 되고, 양호한 초기 수증기 배리어 성능을 발휘하며, 또한 굴곡에 의한 수증기 배리어 성능의 열화를 억제할 수 있다. 또한, (IA/IB)/T의 값의 단위는, (㎚-1)로 할 수 있다.
상기 식 (1) 중의 IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5° 부근에 위치하는 회절 피크의 피크 강도를 나타낸다. 2θ=38.5° 부근이란, 구체적으로는, 2θ=38.5°±1.0°의 범위를 말한다. IA의 값은, (IA/IB)/T의 값이 상기 범위로 되면 특별히 한정되지 않는다.
상기 식 (1) 중의 IA의 값은, 금속 알루미늄막을 측정면으로 하여 하기의 조건에서 X선 회절 측정을 행했을 때의, 얻어진 회절 스펙트럼에 있어서의 2θ=38.5° 부근에 위치하는 회절 피크의 높이로 한다. 상세하게는, 진공 단열재용 외부 포장재로부터 원하는 사이즈로 샘플을 잘라내고, 잘라낸 샘플의 외주를 경화 수지로 굳혀 고정시켜 다이아몬드 나이프로 두께 방향으로 절단하고, 노출시킨 금속 알루미늄막의 단면을 측정면으로 하여 하기의 조건에서 X선 회절 측정을 행한다. 또는, 금속 알루미늄막의 기재와는 반대측의 면에 배치된 다른 부재가 용제에 가용인 경우에는, 적합한 용제로 상기 다른 부재를 닦아내고, 노출시킨 금속 알루미늄막면을 측정면으로 하여 하기의 조건에서 X선 회절 측정을 행해도 된다. 측정은, 범용의 X선 회절 장치를 사용하여 행할 수 있으며, 예를 들어 리가쿠사제 SmartLab를 사용할 수 있다. 또한, 비결정 할로 피크의 영향을 배제하기 위해서, 얻어진 회절 스펙트럼에 있어서 반값폭이 6° 이하로 되는 파형을 회절 피크라 정의한다. 진공 단열재용 외부 포장재에 있어서 3군데 이상에서 측정하고, 그 평균값을 그 진공 단열재용 외부 포장재에 있어서의 금속 알루미늄막의 IA의 값으로 한다.
(X선 회절 측정 조건)
광원: CuKα선(파장 1.5418A)
주사축: 2θ/θ
관전압: 45㎸
관전류: 200㎃
광학계: 평행 빔 광학계
슬릿 구성: 입사측 슬릿(솔러 슬릿 5.0°, 입사 슬릿 5㎜), 수광측 슬릿(패러렐 슬릿 애널라이저(PSA) 0.5°)
검출기: SC-70
측정 범위: 2θ=3°∼80°
스캔 스피드: 6.0°/분
스캔 스텝: 0.01°
또한, 상기 식 (1) 중의 IB는, 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6° 부근에 위치하는 회절 피크의 피크 강도를 나타낸다. 2θ=44.6° 부근이란, 구체적으로는, 2θ=44.6°±1.0°의 범위 내를 말한다. IB의 값은, (IA/IB)/T의 값이 상기 범위로 되면 특별히 한정되지 않는다.
상기 식 (1) 중의 IB의 값은, 두께 6.0㎛의 금속 알루미늄박(UACJ사제 BESPA)을 사용하고, 상기 금속 알루미늄박의 미러면을 측정면으로 하여, IA의 값의 측정과 동일한 상기 조건에서 X선 회절 측정을 행했을 때의, 얻어진 회절 스펙트럼에 있어서의 2θ=44.6° 부근에 위치하는 회절 피크의 높이로 한다. 또한, 비결정 할로 피크의 영향을 배제하기 위해서, 얻어진 회절 스펙트럼에 있어서 반값폭이 6° 이하로 되는 파형을 회절 피크라 정의한다. 금속 알루미늄박에 있어서 3군데 이상에서 측정하고, 그 평균값을 그 금속 알루미늄박의 IB의 값으로 한다.
상기 식 (1) 중의 T는, 금속 알루미늄막의 두께를 나타낸다. 상기 식 (1) 중의 T의 값으로서는, 금속 알루미늄막의 성막 방법이나 성막 조건 등에 따라서 적절히 결정되지만, 예를 들어 5㎚ 이상, 바람직하게는 10㎚ 이상으로 할 수 있으며, 또한, 상기 T의 값은, 200㎚ 이하, 바람직하게는 150㎚ 이하로 할 수 있다.
상기 식 (1) 중의 T는, 이하의 방법으로 측정한 값으로 한다. 우선, 진공 단열재용 외부 포장재로부터 원하는 사이즈로 샘플을 잘라내고, 상기 샘플의 외주를 경화 수지로 굳혀 고정시킨다. 고정된 상기 샘플을, 다이아몬드 나이프로 두께 방향으로 절단하여 단면을 노출시키거나, 혹은 절편을 잘라내고, 주사형 전자 현미경(SEM) 또는 주사형 투과 전자 현미경(STEM)을 사용하여 노출된 단면 혹은 절편의 화상을 취득한다. 상기 화상은, 단면 관찰이면 주사형 전자 현미경(SEM)에 의한 관찰로 10만배 정도, 절편 관찰이면 주사형 투과 전자 현미경(STEM)에 의한 관찰로 20만배 정도의 배율로 취득한다. 주사형 전자 현미경(SEM) 또는 주사형 투과 전자 현미경(STEM)은, 출시되어 있는 장치를 사용할 수 있는데, 예를 들어 주사형 전자 현미경으로서 히타치 하이테크사제 SU-8000을 사용할 수 있다. 취득한 화상 중에 있어서, 금속 알루미늄막에 대하여, 대체로 등간격으로 3점의 두께를 계측한다. 이 조작을 1개의 진공 단열재용 외부 포장재에 대해 3개의 샘플에 대해서 행하고, 합계 9점에서의 두께의 계측값의 평균을, 그 진공 단열재용 외부 포장재에 있어서의 금속 알루미늄막의 두께(상기 식 (1) 중의 T)로 한다.
한편, 상기 식 (2) 중의 (A/B)/T는, 금속 알루미늄막의 막밀도를 규정하는 것이다. (A/B)/T의 값이 클수록 금속 알루미늄막의 막밀도가 높음을 나타내고, 이 값이 작을수록 금속 알루미늄막의 막밀도가 낮음을 나타낸다. 금속 알루미늄막은, 막밀도가 높을수록, 초기의 단계에서 높은 수증기 배리어 성능을 발휘하는 것이 가능하게 된다. 한편, 막밀도가 너무 낮으면, 막 중에 존재하는 공극이나 불순물, 왜곡, 막의 불균일성에 기인하여 금속 알루미늄막의 성막 시에 결함이 발생하기 쉬워져, 상기 결함의 존재에 의해 초기의 단계에서 높은 수증기 배리어 성능을 발휘하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 저막밀도의 금속 알루미늄막은, 굴곡에 의해 파손이 발생하기 쉬워지는 경우가 있다.
여기서, 금속 알루미늄막의 막밀도가, (A/B)/T의 값에 의해 규정할 수 있는 것은, 측정 장치의 감도를 고려하여, 특정 합금 번호를 갖는 금속 알루미늄박(합금 번호 A8021, 두께 6㎛ 이상)의, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 알루미늄 원소의 피크 강도 B를 기준으로 하여 사용함으로써 일반화한 결정성 지표로서 이용할 수 있기 때문이다. 따라서, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)B를 기준으로 하고, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)A를, B값을 1로 했을 때의 상대 강도로 환산하고, 그것을 상기 금속 알루미늄막의 두께로 나눔으로써, 상기 금속 알루미늄막의 단위 두께당 막밀도를 규정할 수 있다.
(A/B)/T의 값은, 3.8×10-3 이상이면 되지만, 그 중에서 3.9×10-3 이상인 것이 바람직하고, 4.0×10-3 이상인 것이 보다 바람직하다. (A/B)/T의 값을 상기 범위로 함으로써, 성막성이나 막 강도와 정상 상태에서의 수증기 배리어 성능의 균형이 잡힌 막밀도의 금속 알루미늄막으로 되고, 양호한 초기 수증기 배리어 성능을 발휘하며, 또한 굴곡에 의한 수증기 배리어 성능의 열화를 억제할 수 있다. 또한, (A/B)/T의 값의 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 9.0×10-3 이하로 할 수 있으며, 그 중에서 7.0×10-3 이하로 할 수 있다. 또한, (A/B)/T의 값의 단위는, (㎚-1)로 할 수 있다.
상기 식 (2) 중의 A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(AlKα선 강도 또는 NET 강도라고도 함)를 나타낸다. A의 값으로서는, (A/B)/T의 값이 상기 범위로 되면 특별히 한정되지 않는다.
상기 식 (2) 중의 A의 값은, 금속 알루미늄막을 측정면으로 하여 하기의 조건에서 형광 X선 분석을 행하고, 얻어진 AlKα선의, 140°∼148°의 범위를 직선으로 이은 베이스 라인으로부터의 피크의 높이로 한다. 상세하게는, 진공 단열재용 외부 포장재로부터, 가스 배리어 필름의 금속 알루미늄막의 표면이 노출되도록 다른 층을 박리하고, 노출된 금속 알루미늄막에 대해서 하기의 조건에서 형광 X선 분석을 행한다. 또는 금속 알루미늄막의 기재와는 반대측의 면에 배치된 다른 부재가 용제에 가용인 경우에는, 적합한 용제로 상기 다른 부재를 닦아내고, 노출시킨 금속 알루미늄막면을 측정면으로 하여 하기의 조건에서 형광 X선 분석을 행해도 된다. 측정은, 범용의 형광 X선 분석 장치를 사용하여 행할 수 있으며, 상기 장치로서, 예를 들어 RIX-3100(리가쿠사제 파장 분산형 형광 X선 분석 장치)을 사용할 수 있다. 진공 단열재용 외부 포장재에 있어서 3군데 이상에서 측정하고, 그 평균값을 그 진공 단열재용 외부 포장재에 있어서의 금속 알루미늄막의 A의 값으로 한다.
(형광 X선 분석 조건)
X선원(線源): Rh 관구·4.0㎾
측정 진공도: 13Pa
여기 조건: 관전압 50㎸, 관전류 80㎃
측정 직경(X선 조사 범위): 30㎜φ
측정 2θ각: 140°∼148°
측정 원소: Al(금속 알루미늄)
상기 식 (2) 중의 B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(AlKα선 강도 또는 NET 강도라고도 함)를 나타낸다. B의 값으로서는, (A/B)/T의 값이 상기 범위로 되면 특별히 한정되지 않는다.
상기 식 (2) 중의 B의 값은, 두께 6.0㎛의 금속 알루미늄박(UACJ사제 BESPA)을 사용하고, 상기 금속 알루미늄박의 미러면을 측정면으로 하여, A의 값의 측정과 동일한 상기 조건에서 형광 X선 분석을 행하고, 얻어진 AlKα선의, 140°∼148°의 범위를 직선으로 이은 베이스 라인으로부터의 피크의 높이로 한다. 금속 알루미늄박에 있어서 3군데 이상에서 측정하고, 그 평균값을 그 금속 알루미늄박의 B의 값으로 한다.
상기 식 (2) 중의 T는, 금속 알루미늄막의 두께를 나타낸다. 상기 식 (1) 중의 T의 값 및 측정 방법은, 상술한 상기 식 (1) 중의 T의 값 및 측정 방법과 마찬가지이다.
(2) 기재
상기 기재는, 금속 알루미늄막을 지지하는 부재이면 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 수지 기재가 적합하게 사용된다. 상기 수지 기재로서 구체적으로는, 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 수지 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등의 폴리에스테르 수지 필름; 환상 올레핀코폴리머 필름: 환상 올레핀 폴리머 필름; 폴리스티렌 수지 필름; 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(AS 수지) 필름; 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS 수지) 필름; 폴리(메트)아크릴 수지 필름; 폴리카르보네이트 수지 필름; 폴리비닐알코올(PVA)이나 에틸렌-비닐알코올 공중합체(EVOH) 등의 폴리비닐알코올계 수지 필름; 에틸렌-비닐에스테르 공중합체 비누화물 필름; 각종 나일론 등의 폴리아미드 수지 필름; 폴리이미드 수지 필름; 폴리우레탄 수지 필름; 아세탈 수지 필름; 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스 수지 필름; 그 밖의 각종 수지 필름 내지 시트를 들 수 있다. 그 중에서도 폴리에스테르 수지 필름이 바람직하고 PET 필름이 보다 바람직하다. 내열성이 있고 또한 점성이 있어서, 금속 알루미늄막을 증착법에 의해 형성하기 쉽기 때문이다.
상기 기재는, 예를 들어 블로킹 방지제, 열 안정제, 산화 방지제, 염소 포획제 등의 임의의 첨가제가 포함되어 있어도 된다.
상기 기재의 두께는, 금속 알루미늄막을 지지하는 것이 가능한 강도를 갖는 크기로 할 수 있으며, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 2㎛ 이상 400㎛ 이하로 할 수 있다.
상기 기재는, 가요성을 가져도 되고 갖지 않아도 되지만, 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재는, 광투과성을 가져도 되고 갖지 않아도 된다. 또한, 상기 기재는 투명해도 되고, 반투명해도 되며, 불투명해도 된다.
상기 기재는, 금속 알루미늄막과 접하는 면에 표면 처리가 되어 있어도 된다. 또한, 상기 기재는, 금속 알루미늄막과 접하는 면에 프라이머층이나 언더코트층 등의 임의의 층이 배치되어 있어도 된다. 상기 금속 알루미늄막에 대한 밀착성을 높일 수 있기 때문이다.
(3) 그 밖의 구성
상기 가스 배리어 필름은, 금속 알루미늄막측의 면 또는 기재측의 면에 배리어성 오버코트막을 갖고 있어도 된다. 가스 배리어 필름의 한쪽 면에 배리어성 오버코트막을 마련함으로써, 가스 배리어 필름에 의해 발휘되는 가스 배리어 성능을 보다 높일 수 있기 때문이다.
상기 배리어성 오버코트막의 재료로서는, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 M-O-P 결합(여기서, M은 금속 원자를 나타내고, O는 산소 원자를 나타내고, P는 인 원자를 나타냄)을 갖는 금속 산화물 인산, 아크릴산 아연, 수지 및 무기층형 화합물로 이루어지는 가스 배리어성 수지 조성물, 일반식 R1nM(OR2)m(단, 식 중, R1, R2는, 탄소수 1 내지 8의 유기기를 나타내고, M은, 금속 원자를 나타내고, n은, 0 이상의 정수를 나타내고, m은, 1 이상의 정수를 나타내고, n+m은, M의 원자가를 나타냄)으로 표시되는 적어도 1종 이상의 알콕시드와 수용성 고분자의 졸겔 중축합물 등을 들 수 있다.
(4) 물성
상기 가스 배리어 필름의 수증기 투과도는, 낮을수록 바람직하고, 예를 들어 0.5g/(㎡·일) 이하인 것이 바람직하며, 그 중에서도 0.2g/(㎡·일) 이하, 특히 0.1g/(㎡·일) 이하인 것이 바람직하다. 상기 수증기 투과도의 값은, 상기 가스 배리어 필름의 초기 수증기 투과도로 할 수 있다.
상기 가스 배리어 필름의 수증기 투과도는, JIS K7129:2008(부속서 B: 적외선 센서법)에 준거하여, 수증기 투과도 측정 장치를 사용하여, 온도 40℃, 상대 습도차 90％ RH의 조건에서 측정할 수 있다. 수증기 투과도의 측정은, 이하의 수순으로 행할 수 있다. 우선, 상기 가스 배리어 필름의 금속 알루미늄막측의 면과, 두께 12㎛의 PET 필름(유니티카사제 엠블렛-PTMB)을 접착제(로크 페인트사제 주제 RU-77T, 경화제 H-7)로 라미네이트한 샘플을 제작한다. 상기 샘플로부터 원하는 사이즈로 시험편을 잘라내고, 상기 시험편을, 가스 배리어 필름의 금속 알루미늄막측의 면이 고습도측(수증기 공급측)이 되도록 수증기 투과도 측정 장치의 상부실과 하부실의 사이에 장착하고, 투과 면적 약 50㎠(투과 영역: 직경 8㎝의 원형)로 하여 온도 40℃, 상대 습도차 90％ RH의 조건에서 측정을 행한다. 수증기 투과도 측정 장치는, 예를 들어 미국 MOCON사제의 「PERMATRAN」을 사용할 수 있다. 수증기 투과도의 측정은, 1개의 가스 배리어 필름에 대해서, 적어도 3개의 시험편에 대해서 행하고, 그들 측정값의 평균을 그 조건에서의 수증기 투과도의 값으로 할 수 있다.
또한, 상기 가스 배리어 필름의 수증기 배리어 성능은, 의사적인 수증기 투과도 계수(이하, 의사 수증기 투과도 계수로 함)에 의해 규정할 수 있다. 의사 수증기 투과도 계수란, 가스 배리어 필름에 있어서의 금속 알루미늄막의 단위 두께당 수증기 투과도를 나타내는 것이며, 상술한 방법으로 측정한 수증기 투과도와 금속 알루미늄막의 두께의 곱으로 표시된다. 가스 배리어 필름은, 의사 수증기 투과도 계수가 낮을수록 바람직하고, 예를 들어 30(g·㎚)/(㎡·일) 이하인 것이 바람직하며, 그 중에서도 20(g·㎚)/(㎡·일) 이하, 특히 15(g·㎚)/(㎡·일) 이하인 것이 바람직하다. 상기 의사 수증기 투과도 계수의 값은, 초기 의사 수증기 투과도 계수라고 할 수 있다.
상기 가스 배리어 필름의 의사 수증기 투과도 계수는, 1개의 가스 배리어 필름에 대해서 적어도 3개의 시험편의 수증기 투과도를 구하고, 얻어진 수증기 투과도의 평균값과 금속 알루미늄막의 두께의 곱의 값을, 그 조건에서의 의사 수증기 투과도 계수라 한다. 금속 알루미늄막의 두께는, 상기 「(1) 금속 알루미늄막」의 항에서 설명한 측정 방법에 의해 얻어진 값(평균값)으로 한다.
또한, 상기 가스 배리어 필름의 산소 투과도는, 낮을수록 바람직하고, 예를 들어 0.5cc/(㎡·일·atm) 이하인 것이 바람직하며, 그 중에서도 0.2cc/(㎡·일·atm) 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 산소 투과도의 값은, 상기 가스 배리어 필름의 초기 산소 투과도라 할 수 있다.
상기 가스 배리어 필름의 산소 투과도는, JIS K7126-2: 2006(플라스틱-필름 및 시트-가스 투과도 시험 방법-제2부: 등압법, 부속서 A: 전해 센서법에 의한 산소 가스 투과도의 시험 방법)을 참고로 하여, 산소 가스 투과도 측정 장치를 사용하여, 온도 23℃, 습도 60％ RH의 조건에서 측정할 수 있다. 산소 가스 투과도 측정 장치로서는, 예를 들어 미국 MOCON사제의 「OXTRAN」을 사용할 수 있다. 측정에는, 수증기 투과도의 측정과 마찬가지로, 가스 배리어 필름의 금속 알루미늄막측의 면에 PET 필름을 라미네이트한 샘플을 제작하고, 상기 샘플로부터 원하는 사이즈로 잘라낸 시험편을 사용한다. 산소 투과도의 측정은, 1개의 가스 배리어 필름에 대해서, 적어도 3개의 시험편에 대해서 행하고, 그들 측정값의 평균을 그 조건에서의 산소 투과도의 값으로 할 수 있다.
(5) 제조 방법
상기 가스 배리어 필름의 제조 방법은, 상기 식 (1) 및 (2)를 구비하는 금속 알루미늄막을 형성하는 것이 가능한 방법이면 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 저항 가열식에 의한 진공 증착법을 들 수 있다. 구체적으로는, 기재를 권출 장치에 세트하고, 상기 기재를 주행시키면서 감압한 진공 증착기에 통과시키고, 상기 진공 증착기 내에서, 저항 가열부에 알루미늄 와이어를 피드하여 용융하여 기화된 금속 알루미늄을, 주행하는 상기 기재의 편면에 부착 퇴적시키는 방법을 들 수 있다. 이때, 기재의 주행 속도와 저항 가열부에 대한 공급 전력값(증착 보드 전력값)의 관계, 진공 증착기 내에 통과시키는 횟수(즉 증착 횟수)에 따라서, 얻어지는 금속 알루미늄막의 상기 식 (1) 및 (2)의 값을 조정할 수 있다.
상기 제조 방법에 있어서는, 예를 들어 상기 증착 보드 전력값을 높게 함으로써, 금속 알루미늄막의 결정성을 높게 할 수 있다. 이것은, 이하의 이유에 의한 것이라고 추측된다. 즉, 증착 보트 전력값이 높을수록, 금속 알루미늄의 기화량(금속 알루미늄 증기량)이 많아지고, 금속 알루미늄 증기가 갖는 열 에너지도 커지기 때문에, 기재에 부착 퇴적될 때, 결정을 형성하기 쉬워지기 때문이라고 추측된다. 또한, 증착 보트 전력값이 너무 높으면, 금속 알루미늄과 함께 기화된 불순물 등이 금속 알루미늄막에 혼재하는 경우나, 기재에 부착 퇴적될 때 금속 알루미늄막에 결함이 발생하는 경우가 있다. 또한, 금속 알루미늄의 결정화 에너지의 발생이나 증착 보트측으로부터의 복사열의 발생 등에 의해 열 에너지가 너무 높아짐으로써, 금속 알루미늄이 막으로부터 빠져 나가 결정 결함이 발생하는 경우가 있다. 한편, 증착 보트 전력값이 너무 낮으면, 금속 알루미늄의 기화량(금속 알루미늄 증기량)이 충분히 얻어지지 않아, 원하는 두께의 금속 알루미늄막이 얻어지기 어려운 경우가 있다.
또한, 상기 제조 방법에 있어서는, 예를 들어 상기 기재의 주행 속도를 느리게 함으로써, 금속 알루미늄막의 막밀도를 낮게 할 수 있다. 이것은, 이하의 이유에 의한 것이라고 추측된다. 즉, 증착 보트 전력값이 높으면 복사열이 발생하지만, 기재의 주행 속도가 느리면 상기 기재가 복사열에 노출되는 시간이 길어져서, 열 에너지에 의해 상기 기재의 표면 온도가 상승하여 미소한 변형이 가해짐으로써, 기화된 금속 알루미늄이 치밀하게 부착 퇴적되지 않고, 그 결과 막내에 공극이 발생하여 막밀도가 낮아지기 때문이라고 추측된다.
2. 열용착 가능한 필름
본 개시에 있어서의 열용착 가능한 필름은, 가열에 의해 용착 가능한 필름이다. 상기 열용착 가능한 필름은, 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재의 두께 방향(적층 방향)에 있어서 한쪽의 최외층으로 되어, 한쪽의 최표면을 담당하는 부재이다. 또한, 상기 열용착 가능한 필름은, 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재를 사용하여 진공 단열재를 제작할 때 코어재와 접하고, 또한, 코어재를 밀봉할 때 대향하는 진공 단열재용 외부 포장재끼리의 단부를 접합하는 부재이다.
상기 열용착 가능한 필름으로서는, 가열에 의해 용융되고, 융착되는 것이 가능한 수지 필름을 사용할 수 있다. 이와 같은 수지 필름으로서는, 예를 들어 직쇄상 단쇄 분지 폴리에틸렌(LLDPE) 등의 폴리에틸렌이나 미연신 폴리프로필렌(CPP) 등의 폴리올레핀계 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등의 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리아세트산 비닐계 수지 필름, 폴리염화비닐계 수지 필름, 폴리(메트)아크릴계 수지 필름, 우레탄 수지 필름 등을 들 수 있다.
상기 열용착 가능한 필름에는, 안티 블로킹제, 활제, 난연화제, 충전제 등의 다른 재료가 포함되어 있어도 된다.
상기 열용착 가능한 필름의 두께는, 대향하는 진공 단열재용 외부 포장재끼리를 접합했을 때 원하는 접착력을 얻을 수 있는 두께이면 되며, 예를 들어 15㎛ 이상 100㎛ 이하의 범위 내, 바람직하게는 25㎛ 이상 90㎛ 이하의 범위 내, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상 80㎛ 이하의 범위 내로 할 수 있다.
3. 임의의 구성
본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재는, 적어도 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖는다. 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재는, 가스 배리어 필름을 1개 갖고 있어도 되고, 2개 이상 갖고 있어도 된다. 또한, 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재가 2개 이상의 가스 배리어 필름을 갖는 경우, 2개 이상의 가스 배리어 필름 중 적어도 하나가 상기 「1. 가스 배리어 필름」의 항에서 설명한 구성을 갖고 있으면 되고, 2개 이상의 가스 배리어 필름의 전부가 상기 「1. 가스 배리어 필름」의 항에서 설명한 구성을 갖고 있어도 되며, 상기 「1. 가스 배리어 필름」의 항에서 설명한 구성 이외의 구성을 갖는 가스 배리어 필름을 갖고 있어도 된다.
또한, 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재는, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름 이외의 임의의 구성을 가질 수 있다. 임의의 구성으로서는, 예를 들어 보호 필름, 층간 접착층 등을 들 수 있다.
본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재는, 가스 배리어 필름의 열용착 가능한 필름과는 반대측의 최외에 보호 필름을 가질 수 있다. 상기 가스 배리어 필름을 2개이상 갖는 경우, 상기 보호 필름은, 상기 열용착 가능한 필름으로부터 가장 떨어진 위치에 있는 가스 배리어 필름(최외 가스 배리어 필름)의, 열용착 가능한 필름과는 반대측에 가질 수 있다. 상기 보호 필름은, 상술한 위치에 배치됨으로써, 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재의 두께 방향(적층 방향)에 있어서, 열용착 가능한 필름과는 반대측의 최표면을 담당하는 층으로 할 수 있으며, 보호 필름 이외의 진공 단열재용 외부 포장재의 구성 부재를 손상이나 열화로부터 보호할 수 있다.
상기 보호 필름으로서는, 열용착 가능한 필름보다도 고융점을 나타내는 범용의 수지 필름을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 상기 보호 필름은, 나일론 필름, PET 필름, PBT 필름, 및 PP 필름으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 또한, 상기 보호 필름의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 적절히 설정할 수 있다.
또한, 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재는, 층간 접착층을 갖고 있어도 된다. 상기 층간 접착층의 재료로서는, 종래 공지된 접착제를 사용할 수 있다. 층간 접착층은, 예를 들어 열용착 가능한 필름과 가스 배리어 필름의 사이, 2개의 가스 배리어 필름의 사이, 가스 배리어 필름과 보호 필름의 사이에, 위치할 수 있다.
4. 기타
본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재는, 수증기 투과도가 낮을수록 바람직하고, 예를 들어 0.1g/(㎡·일) 이하인 것이 바람직하며, 그 중에서도 0.05g/(㎡·일) 이하, 특히 0.01g/(㎡·일) 이하인 것이 바람직하다. 상기 수증기 투과도의 값은, 상기 진공 단열재용 외부 포장재의 초기 수증기 투과도라 할 수 있다.
진공 단열재용 외부 포장재의 수증기 투과도는, ISO 15106-5: 2015(차압법)에 준거하여, 수증기 투과도 측정 장치를 사용하여, 온도 40℃, 상대 습도차 90％ RH의 조건에서 측정할 수 있다. 초기 수증기 투과도의 측정은, 이하의 수순으로 행할 수 있다. 우선, 원하는 사이즈로 잘라낸 진공 단열재용 외부 포장재의 샘플을, 두께 방향(적층 방향)에 있어서 대향하는 최표면 중, 열용착 가능한 필름과는 반대측의 최표면이 고습도측(수증기 공급측)이 되도록 하고, 상기 장치의 상부실과 하부실의 사이에 장착하고, 투과 면적 약 50㎠(투과 영역: 직경 8㎝의 원형)로 하여 온도 40℃, 상대 습도차 90％ RH의 조건에서 측정을 행한다. 수증기 투과도 측정 장치는, 예를 들어 영국 Technolox사제의 「DELTAPERM」을 사용할 수 있다. 수증기 투과도의 측정은, 1개의 진공 단열재용 외부 포장재에 대해, 적어도 3개의 샘플에 대해서 행하고, 그들 측정값의 평균을 그 조건에서의 수증기 투과도의 값으로 한다.
또한, 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재는, 산소 투과도가 낮을수록 바람직하고, 예를 들어 0.1cc/(㎡·일·atm) 이하인 것이 바람직하며, 그 중에서도 0.05cc/(㎡·일·atm) 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 산소 투과도의 값은, 상기 진공 단열재용 외부 포장재의 초기 산소 투과도로 한다.
진공 단열재용 외부 포장재의 산소 투과도는, JIS K7126-2: 2006(플라스틱-필름 및 시트-가스 투과도 시험 방법-제2부: 등압법, 부속서 A: 전해 센서법에 의한 산소 가스 투과도의 시험 방법)을 참고로, 산소 가스 투과도 측정 장치를 사용하여, 온도 23℃, 습도 60％ RH의 조건에서 측정할 수 있다. 산소 가스 투과도 측정 장치로서는, 예를 들어 미국 MOCON사제의 「OXTRAN」을 사용할 수 있다. 산소 투과도의 측정은, 1개의 진공 단열재용 외부 포장재에 대해, 적어도 3개의 샘플에 대해서 행하고, 그들 측정값의 평균을 그 조건에서의 산소 투과도의 값으로 한다.
본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 적절히 설정할 수 있다. 상기 두께는, 상술한 특성을 갖는 것이 가능한 크기인 것이 바람직하고, 층 구성에 따라 다르지만, 예를 들어 30㎛ 이상, 바람직하게는 50㎛ 이상으로 할 수 있으며, 또한, 상기 두께는, 예를 들어 200㎛ 이하, 바람직하게는 150㎛ 이하로 할 수 있다.
5. 제조 방법
본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재의 제조 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지된 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 미리 성막하고, 층간 접착층을 통해 접합하는 드라이 라미네이션법이나, 가스 배리어 필름의 한쪽 면에 직접 또는 가스 배리어 필름의 한쪽 면에 형성된 층간 접착층 위에 열용착 가능한 필름을 압출 형성하는 방법 등을 들 수 있다.
6. 용도
본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재는, 진공 단열재에 있어서, 코어재를 덮는 외부 포장재로서 사용할 수 있다. 본 개시의 진공 단열재용 외부 포장재는, 진공 단열재에 있어서, 열용착 가능한 필름이 코어재측이 되도록 하여, 코어재를 사이에 두고 대향하여 배치하고, 외주를 밀봉하여 사용된다.
B. 진공 단열재
본 개시의 진공 단열재는, 코어재와, 상기 코어재가 봉입된 외부 포장재를 갖는 부재이며, 상기 외부 포장재는, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖고, 상기 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 가지며, 상기 금속 알루미늄막이, 하기 식 (1) 및 식 (2)를 충족한다.
(상기 식 (1) 및 식 (2) 중, IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, IB는, 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내며, T는 상기 금속 알루미늄막의 두께(㎚)를 나타냄)
도 2의 (a)는, 본 개시의 진공 단열재의 일례를 나타내는 개략 사시도이며, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 X-X선 단면도이다. 도 2의 (a), (b)에 예시한 진공 단열재(20)는, 코어재(21)와, 코어재(21)가 봉입된 외부 포장재(10)를 갖는 부재이며, 외부 포장재(10)가, 도 1에서 예시한 진공 단열재용 외부 포장재(10)이다. 도 2의 (a), (b)에 예시한 진공 단열재(20)는, 한 쌍의 외부 포장재(10)가, 각각의 열용착 가능한 필름이 마주 향하도록 코어재(21)를 사이에 두고 대향하여 배치되어 있으며, 외부 포장재(10)의 외주 단부(22)가 접합 밀봉됨으로써, 코어재(21)가 봉입되어 있다. 진공 단열재(20)는, 내부 압력이 감압되어, 대기압보다도 낮은 압력 상태로 되어 있다.
본 개시에 의하면, 진공 단열재를 구성하는 외부 포장재가, 상기 「A. 진공 단열재용 외부 포장재」의 항에서 설명한 진공 단열재용 외부 포장재이기 때문에, 초기의 수증기 배리어 성능이 양호하며, 굴곡에 의한 수증기 배리어 성능의 열화를 억제 할 수 있다. 이에 의해, 본 개시의 진공 단열재는, 외부 포장재가 갖는 수증기 배리어 성능에 의해, 초기부터 높은 단열 성능을 발휘할 수 있다. 또한, 본 개시의 진공 단열재는, 굴곡에 의한 외부 포장재의 수증기 배리어 성능의 열화가 억제되기 때문, 굴곡해서 사용하는 경우라도 장기간 단열 성능을 유지할 수 있다.
이하, 본 개시의 진공 단열재의 각 구성에 대하여 설명한다.
1. 외부 포장재
본 개시의 진공 단열재에 있어서의 외부 포장재는, 상기 코어재가 봉입된 부재이다. 상기 외부 포장재는, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖고, 상기 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 가지며, 상기 금속 알루미늄막이, 상기 식 (1) 및 식 (2)를 충족한다.
본 개시의 진공 단열재에 있어서의 외부 포장재는, 상기 「A. 진공 단열재용 외부 포장재」의 항에서 설명한 진공 단열재용 외부 포장재와 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
2. 코어재
본 개시의 진공 단열재에 있어서의 코어재는, 외부 포장재에 의해 봉입되는 부재이다. 또한, 봉입된다(한다)라 함은, 외부 포장재를 사용하여 형성된 주머니체의 내부에 밀봉되는(하는) 것을 말한다.
상기 코어재는, 열전도율이 낮은 재료이면 되며, 예를 들어 분립체, 발포 수지, 섬유 등을 들 수 있다. 상기 코어재는, 상술한 재료 중 하나의 재료로 형성되어 있어도 되며, 2 이상의 재료를 혼합하여 형성된 복합재여도 된다. 또한, 상기 코어재는, 무기 재료로 이루어지는 것이어도 되고, 유기 재료로 이루어지는 것이어도 되며, 유기 재료로 이루어지는 것과 무기 재료로 이루어지는 것의 혼합물이어도 된다.
3. 기타
본 개시의 진공 단열재는, 외부 포장재의 주머니체 중에 코어재가 봉입되고, 밀폐된 내부가 감압되어 진공 상태로 되어 있다. 본 개시의 진공 단열재의 내부 진공도는, 예를 들어 5Pa 이하인 것이 바람직하다. 내부에 잔존하는 공기의 대류에 의한 열전도를 낮게 할 수 있어, 우수한 단열 성능을 발휘하는 것이 가능하게 되기 때문이다.
본 개시의 진공 단열재는, 열전도율이 낮을수록 바람직하다. 상기 열전도율은, 예를 들어 5mW/(mK) 이하인 것이 바람직하다. 열을 외부에 전도하기 어려워져, 높은 단열 효과를 발휘할 수 있기 때문이다. 그 중에서도 상기 열전도율은, 4mW/(mK) 이하인 것이 보다 바람직하고, 3mW/(mK) 이하인 것이 더욱 바람직하다. 열전도율은, JIS A1412-2:1999에 준거하여, 고온측 30℃, 저온측 10℃, 평균 온도 20℃의 조건에서 측정한 값으로 할 수 있다.
4. 제조 방법
본 개시의 진공 단열재의 제조 방법은, 공지된 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 「A. 진공 단열재용 외부 포장재」의 항에서 설명한 진공 단열재용 외부 포장재를 2장 준비하고, 각각의 열용착 가능한 필름끼리를 마주보게 하여 겹치고, 3변의 외연을 열용착(히트 시일)하여, 1변이 개구되는 주머니체를 얻는다. 이 주머니체에, 개구로부터 코어재를 넣은 후, 상기 개구로부터 공기를 흡인하고, 주머니체의 내부가 감압된 상태에서 개구를 밀봉함으로써, 진공 단열재를 얻을 수 있다.
C. 진공 단열재를 갖는 물품
본 개시의 진공 단열재를 갖는 물품은, 열절연 영역을 갖는 물품 및 진공 단열재를 구비하는 부재이며, 상기 진공 단열재는, 코어재와, 상기 코어재가 봉입된 외부 포장재를 갖고, 상기 외부 포장재는, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖고, 상기 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 가지며, 상기 금속 알루미늄막이, 하기 식 (1) 및 식 (2)를 충족한다.
(상기 식 (1) 및 식 (2) 중, IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, IB는, 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내며, T는 상기 금속 알루미늄막의 두께(㎚)를 나타냄)
본 개시의 진공 단열재를 갖는 물품에 의하면, 물품에 구비되는 진공 단열재를 구성하는 외부 포장재가, 상기 「A. 진공 단열재용 외부 포장재」의 항에서 설명한 진공 단열재용 외부 포장재이기 때문에, 초기의 수증기 배리어 성능이 양호하며, 굴곡에 의한 수증기 배리어 성능의 열화를 억제할 수 있다. 이에 의해, 진공 단열재는, 초기부터 높은 단열 성능을 발휘할 수 있으며, 또한, 굴곡해서 사용하는 경우라도 장기간 단열 성능을 유지할 수 있다. 물품이 이와 같은 진공 단열재를 구비함으로써, 고온 고습 환경으로 되는 물품이나 물품이 사용되는 대상물의 에너지 절약화를 달성할 수 있다.
이하, 본 개시의 진공 단열재를 갖는 물품의 각 구성에 대하여 설명한다. 또한, 본 개시의 진공 단열재를 갖는 물품에 있어서의 진공 단열재 및 상기 진공 단열재에 사용되는 외부 포장재에 대해서는, 상기 「B. 진공 단열재」 및 상기 「A. 진공 단열재용 외부 포장재」의 항에서 상세히 설명하였기 때문에, 여기에서의 설명은 생략한다.
본 개시의 진공 단열재를 갖는 물품에 있어서의 물품은, 열절연 영역을 갖는다. 여기서 상기 열절연 영역이란, 진공 단열재에 의해 열 절연된 영역이며, 예를 들어 보온이나 보냉된 영역, 열원이나 냉각원을 둘러싸고 있는 영역, 열원이나 냉각원으로부터 격리되어 있는 영역이다. 이들 영역은, 공간이어도 물체여도 된다. 상기 물품으로서, 예를 들어 냉장고, 냉동고, 보온기, 보냉기 등의 전기 기기, 보온 용기, 보냉 용기, 수송 용기, 컨테이너, 저장 용기 등의 용기, 차량, 항공기, 선박 등의 탈것, 가옥, 창고 등의 건축물, 벽재, 바닥재 등의 건축 자재 등을 들 수 있다.
또한, 본 개시는, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는 예시이며, 본 개시의 청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 것은, 어떠한 것이어도 본 개시의 기술적 범위에 포함된다.
실시예
이하에 실시예 및 비교예를 나타내어, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
1. 가스 배리어 필름 단체에서의 평가
[참고 실시예 1]
기재로서 PET 필름(도레이 가공 필름제 루미러 P60)을 연속식 진공 증착기 (APPLIED MATERIALS사제 TopMet)의 권출 장치에 세트하고, 주행 속도 310m/min으로 주행시키면서 1회 증착에 의해 편면에 금속 알루미늄막을 형성하고, 가스 배리어 필름 A를 얻었다. 얻어진 가스 배리어 필름 A를 권취하였다. 상기 금속 알루미늄막은, 1.0×10-1Pa 미만으로 감압한 진공 증착기 내에서, 저항 가열부에 알루미늄 와이어를 피드하여 용융하고, 기화한 금속 알루미늄을 주행하는 PET 필름의 편면에 부착 퇴적시켜 형성하였다. 이때 저항 가열부에 대한 공급 전력값(증착 보드 전력값)은 7.8㎾ 내지 8.0㎾의 범위로 하였다. 얻어진 가스 배리어 필름 A의 금속 알루미늄막의 두께를 하기의 방법으로 계측한바 74㎚였다.
[참고 실시예 2]
기재로서 PET 필름(도레이 가공 필름제 루미러 P60)을 연속식 진공 증착기 (APPLIED MATERIALS사제 TopMet)의 권출 장치에 세트하고, 주행 속도 440m/min으로 주행시키면서 편면에 기화한 금속 알루미늄을 부착 퇴적시켜(1회째 증착) 중간체 필름을 형성하고, 그 후 권취하였다. 1회째 증착에서는, 1.0×10-1Pa 미만으로 감압한 진공 증착기 내에서, 저항 가열부에 알루미늄 와이어를 피드하여 용융하고, 기화한 금속 알루미늄을 주행하는 PET 필름의 편면에 부착 퇴적시켰다. 이때 저항 가열부에 대한 공급 전력값(증착 보드 전력값)은 7.5㎾ 내지 8.0㎾의 범위로 하였다. 권취한 중간 필름을, 다시 권출 장치에 세트하고, 주행 속도 440m/min으로 주행시키면서, 중간 필름의 금속 알루미늄 부착면에, 추가로 기화한 금속 알루미늄을 부착 퇴적시켰다(2회째 증착). 2회의 증착 공정을 거쳐, PET 필름의 편면에 금속 알루미늄막이 형성된 가스 배리어 필름 B를 얻었다. 그 후, 얻어진 가스 배리어 필름 B를 권취하였다. 2회째 증착에서는, 저항 가열부에 대한 공급 전력값(증착 보드 전력값)을 8.0㎾ 내지 8.5㎾의 범위로 한 것 이외에는 1회째와 동일 조건에서 금속 알루미늄을 부착 퇴적하였다. 얻어진 가스 배리어 필름 B의 금속 알루미늄막의 두께를 하기의 방법으로 계측한바 134㎚였다.
[참고 실시예 3]
PET 필름의 주행 속도를 425m/min으로 하고, 저항 가열부에 대한 공급 전력값(증착 보드 전력값)을 8.0㎾ 내지 8.5㎾의 범위로 한 것 이외에는, 참고 실시예 1과 마찬가지로 하여 가스 배리어 필름 C를 얻었다. 얻어진 가스 배리어 필름 C의 금속 알루미늄막의 두께를 하기의 방법으로 계측한바 42㎚였다.
[참고 비교예 1]
PET 필름의 편면에 금속 알루미늄 증착막이 형성된 시판품인 가스 배리어 필름(도레이 필름 가공사제 TAF1519)을 사용하고, 가스 배리어 필름 D로 하였다. 가스 배리어 필름 D의 금속 알루미늄막의 두께를 하기의 방법으로 계측한바 70㎚였다.
[참고 비교예 2]
PET 필름의 주행 속도를 325m/min으로 하고, 저항 가열부에 대한 공급 전력값(증착 보드 전력값)을 9.0㎾ 내지 9.5㎾의 범위로 한 것 이외에는, 참고 실시예 1과 마찬가지로 하여 가스 배리어 필름 E를 얻었다. 얻어진 가스 배리어 필름 E의 금속 알루미늄막의 두께를 하기의 방법으로 계측한바 76㎚였다.
[참고 비교예 3]
1회째 증착에 있어서, PET 필름의 주행 속도를 415m/min으로 하고, 저항 가열부에 대한 공급 전력값(증착 보드 전력값)을 8.0㎾ 내지 8.5㎾의 범위로 한 것, 그리고, 2회째 증착에 있어서, 중간 필름의 주행 속도를 250m/min으로 하고, 저항 가열부에 대한 공급 전력값(증착 보드 전력값)을 9.0㎾ 내지 9.5㎾의 범위로 한 것 이외에는, 참고 실시예 2와 마찬가지로 하여 가스 배리어 필름 F를 얻었다. 얻어진 가스 배리어 필름 F의 금속 알루미늄막의 두께를 하기의 방법으로 계측한바 136㎚였다.
[참고 비교예 4]
PET 필름의 주행 속도를 300m/min으로 하고, 저항 가열부에 대한 공급 전력값(증착 보드 전력값)을 8.0㎾ 내지 9.0㎾의 범위로 한 것 이외에는, 참고 실시예 1과 마찬가지로 하여 가스 배리어 필름 G를 얻었다. 얻어진 가스 배리어 필름 G의 금속 알루미늄막의 두께를 하기의 방법으로 계측한바 49㎚였다.
[참고 비교예 5]
PET 필름의 주행 속도를 230m/min으로 하고, 저항 가열부에 대한 공급 전력값(증착 보드 전력값)을 8.0㎾ 내지 9.0㎾의 범위로 한 것 이외에는, 참고 실시예 1과 마찬가지로 하여 가스 배리어 필름 H를 얻었다. 얻어진 가스 배리어 필름 H의 금속 알루미늄막의 두께를 하기의 방법으로 계측한바 75㎚였다.
참고 실시예 1 내지 3 및 참고 비교예 2 내지 5에서 얻은 각 가스 배리어 필름 성막 조건, 및 얻어진 금속 알루미늄막의 두께의 일람을 표 1에 나타낸다.
Figure 112020086823328-pct00008
(평가 1. 금속 알루미늄막의 두께 T 측정)
참고 실시예 1 내지 3 및 참고 비교예 1 내지 5에서 얻은 각 가스 배리어 필름으로부터, 원하는 사이즈로 샘플을 잘라내고, 잘라낸 샘플의 외주를 경화 수지(마루모토 스트루어스사제 냉간 매립 수지 에포픽스)로 굳혀 고정시켰다. 고정된 상기 샘플을, 다이아몬드 나이프로 두께 방향으로 절단하여 단면을 노출시키고, 주사형 전자 현미경(히타치 하이테크사제 SU-8000)을 사용하여 노출된 단면의 화상을 배율 10만배 정도로 취득하고, 화상 중에서 대략 등간격의 3점에서 두께를 계측하였다. 이 조작을 각 가스 배리어 필름에 대해 3개의 샘플에 대해서 행하고, 합계 9개의 계측값의 평균을 각 가스 배리어 필름에 있어서의 금속 알루미늄막의 두께 T의 값으로 하였다.
(평가 2. X선 회절 측정)
(1) 가스 배리어 필름에 있어서의 금속 알루미늄막의 IA의 값
참고 실시예 1 내지 3 및 참고 비교예 1 내지 5에서 얻은 각 가스 배리어 필름을, 각각 X선 회절 장치의 시료대의 위에 놓고, 금속 알루미늄막을 측정면으로 하여 하기의 조건에서 X선 회절 측정(XRD)을 행하고, 회절 스펙트럼에 있어서의 2θ=38.5° 부근에 위치하는 회절 피크의 높이를 구하였다. 또한, 비결정 할로 피크의 영향을 배제하기 위해서, 얻어진 회절 스펙트럼에 있어서 반값폭이 6° 이하로 되는 파형을 회절 피크라 정의하였다. 각 가스 배리어 필름에 있어서 3군데에서 측정하고, 얻어진 회절 피크의 높이의 평균값을, 그 가스 배리어 필름에 있어서의 금속 알루미늄막의 IA의 값으로 하였다.
(XRD 측정 조건)
X선 회절 장치: 리가쿠사제 SmartLab
광원: CuKα선(파장 1.5418A)
주사축: 2θ/θ
관전압: 45㎸
관전류: 200㎃
광학계: 평행 빔 광학계
슬릿 구성: 입사측 슬릿(솔러 슬릿 5.0°, 입사 슬릿 5㎜), 수광측 슬릿(패러렐 슬릿 애널라이저(PSA) 0.5°)
검출기: SC-70
측정 범위: 2θ=3°∼80°
스캔 스피드: 6.0°/분
스캔 스텝: 0.01°
(2) 금속 알루미늄박의 IB의 값
두께 6.0㎛의 금속 알루미늄박(UACJ사제 BESPA)을 사용하고, 미러면을 측정면으로 하여, IA의 값의 측정과 동일한 상기 조건에서 X선 회절 측정을 행하고, 얻어진 회절 스펙트럼에 있어서의 2θ=44.6° 부근에 위치하는 회절 피크의 높이를 구하였다. 또한, 비결정 할로 피크의 영향을 배제하기 위해서, 얻어진 회절 스펙트럼에 있어서 반값폭이 6° 이하로 되는 파형을 회절 피크라 정의하였다. 금속 알루미늄박에 있어서 3군데에서 측정하고, 얻어진 회절 피크의 높이의 평균값을, 그 금속 알루미늄박의 IB의 값으로 하였다.
(3) 식 (1)의 (IA/IB)/T의 값
각 가스 배리어 필름에 있어서의 금속 알루미늄막의 IA의 값 및 금속 알루미늄박의 IB의 값, 그리고 상기 평가 1에서 구한 금속 알루미늄막의 두께 T의 값으로부터, (IA/IB)/T의 값을 산출하였다.
(평가 3. 형광 X선 분석)
(1) 가스 배리어 필름에 있어서의 금속 알루미늄막의 A의 값
참고 실시예 1 내지 3 및 참고 비교예 1 내지 5에서 얻은 각 가스 배리어 필름에 대하여, 금속 알루미늄막을 측정면으로 하여, 하기의 조건에서 형광 X선 분석(XRF)을 행하고, 얻어진 AlKα선의, 140°∼148°의 범위를 직선으로 이은 베이스 라인으로부터의 피크의 높이를 구하였다. 각 가스 배리어 필름에 있어서 3군데에서 측정하고, 얻어진 AlKα선의 피크 높이 평균값을, 그 가스 배리어 필름에 있어서의 금속 알루미늄막의 A의 값으로 하였다.
(XRF 조건)
X선원: Rh관구·4.0㎾
측정 진공도: 13Pa
여기 조건: 관전압 50㎸, 관전류 80㎃
측정 직경(X선 조사 범위): 30㎜φ
측정 2θ각: 140°∼148°
측정 원소: Al(금속 알루미늄)
(2) 금속 알루미늄박의 B의 값
두께 6.0㎛의 금속 알루미늄박(UACJ사제 BESPA)을 사용하고, 미러면을 측정면으로 하여, A의 값의 측정과 동일한 상기 조건에서 형광 X선 분석을 행하고, 얻어진 AlKα선의, 140°∼148°의 범위를 직선으로 이은 베이스 라인으로부터의 피크의 높이를 구하였다. 금속 알루미늄박에 있어서 3군데에서 측정하고, 얻어진 AlKα선의 피크 높이 평균값을, 그 금속 알루미늄박의 B의 값으로 하였다.
(3) 식 (2)의 (A/B)/T
각 가스 배리어 필름에 있어서의 금속 알루미늄막의 A의 값 및 금속 알루미늄박의 B의 값, 그리고 상기 평가 1에서 구한 금속 알루미늄막의 두께 T의 값으로부터, (A/B)/T의 값을 산출하였다.
(평가 4. 초기 수증기 투과도)
참고 실시예 1 내지 3 및 참고 비교예 1 내지 5에서 얻은 각 가스 배리어 필름에 대해서, 초기 수증기 투과도를 측정하였다. 수증기 투과도는, JIS K7129: 2008(부속서 B: 적외선 센서법)에 준거하여, 수증기 투과도 측정 장치(미국 MOCON사제 「PERMATRAN」)를 사용하여, 이하의 수순에 의해 측정하였다. 우선, 참고 실시예 1 내지 3 및 참고 비교예 1 내지 5에서 얻은 각 가스 배리어 필름의 금속 알루미늄막측의 면과, 두께 12㎛의 PET 필름(유니티카사제 엠블렛-PTMB)을 접착제(로크 페인트사제 주제 RU-77T, 경화제 H-7)로 라미네이트한 샘플을 제작하였다. 상기 샘플로부터 원하는 사이즈로 시험편을 잘라내고, 상기 시험편을, 가스 배리어 필름의 금속 알루미늄막측의 면이 고습도측(수증기 공급측)으로 되도록 수증기 투과도 측정 장치의 상부실과 하부실의 사이에 장착하고, 투과 면적 약 50㎠(투과 영역: 직경 8㎝의 원형)로서, 온도 40℃, 상대 습도차 90％ RH의 조건에서 측정을 행하였다. 1개의 가스 배리어 필름에 대해, 측정한 시험편은 3개로 하고, 그들 측정값의 평균을 그 가스 배리어 필름의 수증기 투과도의 값으로 하였다.
(평가 5. 초기 의사 수증기 투과도 계수)
참고 실시예 1 내지 3 및 참고 비교예 1 내지 5에서 얻은 각 가스 배리어 필름에 대하여, 상기 평가 4에서 얻은 수증기 투과도의 측정값의 평균값과 상기 평가 1에서 구한 금속 알루미늄막의 두께 T의 값의 곱을, 그 가스 배리어 필름의 초기 의사 수증기 투과도 계수의 값으로 하였다.
(평가 6. 상온 굴곡 처리 후의 수증기 투과도)
참고 실시예 1 내지 3 및 참고 비교예 1 내지 5에서 얻은 각 가스 배리어 필름으로부터, 폭 210㎜×길이 297㎜(A4 사이즈)의 직사각형의 개편을 채취하고, ASTM F392에 준거하여, 겔보 플렉스 테스터(테스터 산교사제 BE1006)에 의해, 상기 개편에 대해서 굴곡 처리를 행하였다. 상기 굴곡 처리는, 상기 개편의 양쪽 짧은변을 겔보 플렉스 테스터의 파지구에 설치하고, 상기 개편을 최대 비틀림각이 440°로 되도록 비틀면서, 3.5인치만큼 줄이고, 계속해서 상기 개편을 비틀지 않고 2.5인치만큼 더 줄이고, 그 후, 상기 개편을 역의 행정에서, 최초의 상태로 되돌리는 것을 1 사이클로 하고, 각 개편에 대하여 3 사이클 실시하였다. 굴곡 처리 후의 각 개편에 대하여, 상기 평가 4의 항에서 설명한 방법 및 조건에서 수증기 투과도를 측정하였다.
평가 1 내지 평가 6까지의 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112020086823328-pct00009
표 2의 결과로부터, 참고 실시예 1 내지 3의 가스 배리어 필름은, 참고 비교예 1 내지 5의 가스 배리어 필름과 비교하여, 초기 수증기 투과도(평가 4), 초기 의사 수증기 투과도 계수(평가 5) 및 굴곡 시험 후의 수증기 투과도(평가 6)가 모두 낮았다. 이에 의해, (IA/IB)/T 및 (A/B)/T가 각각 소정의 범위에 있는 가스 배리어 필름은, 초기의 수증기 배리어 성능이 양호하며, 굴곡에 의한 수증기 배리어 성능의 열화를 억제 가능하다는 사실이 시사되었다.
2. 진공 단열재용 외부 포장재에서의 평가
[실시예 1]
참고 실시예 1에서 얻은 가스 배리어 필름 A를 3개와, 열용착 가능한 필름으로서 두께 50㎛의 직쇄상(선형) 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름을 사용하여, 제1 가스 배리어 필름 A//제2 가스 배리어 필름 A//제3 가스 배리어 필름 A//LLDPE 필름의 적층순을 갖는 진공 단열재용 외부 포장재를 얻었다. 또한, 상기 적층순에 있어서의 「//」는, 층간 접착층을 통한 적층 계면을 의미한다. 또한, 제1 내지 제3 가스 배리어 필름에 대하여, 제1 가스 배리어 필름 A는, 금속 알루미늄막면이 제2 가스 배리어 필름측을 향하도록 배치하고, 제2 가스 배리어 필름 A는, 금속 알루미늄막면이 제3 가스 배리어 필름측을 향하도록 배치하며, 제3 가스 배리어 필름 A는, 금속 알루미늄막면이 제2 가스 배리어 필름측을 향하도록 배치하였다. 제1 내지 제3 가스 배리어 필름 A 및 LLDPE 필름은, 드라이 라미네이트법에 의해 층간 접착층을 통해 적층하였다. 상기 층간 접착층은, 상기 적층순에 있어서, 층간 접착층을 통해 인접하는 2개의 필름 중, 한쪽 필름의 표면에, 하기 배합비로 조제한 층간 접착제를, 도포량 3.5g/㎡가 되도록 도포하여 형성하였다.
(층간 접착제의 조제)
폴리에스테르를 주성분으로 하는 주제, 지방족계 폴리이소시아네이트를 포함하는 경화제, 및 아세트산에틸을, 중량 배합비가 주제:경화제:아세트산에틸=10:1:10으로 되도록 혼합하고, 2액 경화형의 층간 접착제를 조제하였다.
[실시예 2]
제1 내지 제3의 각 가스 배리어 필름 A를, 참고 실시예 2에서 얻은 가스 배리어 필름 B로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 진공 단열재용 외부 포장재를 얻었다.
[실시예 3]
제1 내지 제3의 각 가스 배리어 필름 A를, 참고 실시예 3에서 얻은 가스 배리어 필름 C로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 진공 단열재용 외부 포장재를 얻었다.
[비교예 1]
제1 내지 제3의 각 가스 배리어 필름 A를, 참고 비교예 1의 가스 배리어 필름 D로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 진공 단열재용 외부 포장재를 얻었다.
[비교예 2]
제1 내지 제3의 각 가스 배리어 필름 A를, 참고 비교예 2에서 얻은 가스 배리어 필름 E로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 진공 단열재용 외부 포장재를 얻었다.
[비교예 3]
제1 내지 제3의 각 가스 배리어 필름 A를, 참고 비교예 3에서 얻은 가스 배리어 필름 F로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 진공 단열재용 외부 포장재를 얻었다.
(평가 7. 초기 수증기 투과도)
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에서 얻은 진공 단열재용 외부 포장재에 대하여, 초기 수증기 투과도를 측정하였다. 측정은, ISO 15106-5: 2015(차압법)에 준거하여, 수증기 투과도 측정 장치(영국 Technolox사제 「DELTAPERM」)를 사용하여, 온도 40℃, 상대 습도차 90％ RH의 조건에서 측정하였다. 측정은, 각 진공 단열재용 외부 포장재로부터, 원하는 사이즈로 샘플을 잘라내고, 두께 방향(적층 방향)에 있어서 대향하는 최표면 중, 열용착 가능한 필름과는 반대측의 최표면이 고습도측(수증기 공급측)으로 되도록 하여, 상기 장치의 상부실과 하부실의 사이에 장착하고, 투과 면적 약 50㎠(투과 영역: 직경 8㎝의 원형)로 하여 온도 40℃, 상대 습도차 90％ RH의 조건에서 행하였다. 1개의 진공 단열재용 외부 포장재에 대해, 3개의 샘플에 대하여 측정을 행하고, 그들 측정값의 평균을 그 진공 단열재용 외부 포장재의 수증기 투과도의 값으로 하였다.
(평가 8. 상온 굴곡 처리 후의 수증기 투과도)
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에서 얻은 진공 단열재용 외부 포장재에 대하여, 상기 평가 6과 마찬가지로 하여 시험편을 잘라내고, 상기 평가 6과 동일 조건에서 굴곡 처리를 행하였다. 굴곡 처리는 각 시험편에 대하여 3 사이클 실시하였다. 굴곡 처리 후의 각 시험편에 대하여, 상기 평가 7에서 설명한 방법 및 조건에서 수증기 투과도를 측정하였다.
평가 7 및 평가 8의 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112020086823328-pct00010
표 3의 결과로부터, 실시예 1 내지 3에서 얻은 진공 단열재용 외부 포장재는, 참고 실시예 1 내지 3의 가스 배리어 필름을 구성으로 갖기 때문에, 비교예 1 내지 3에서 얻은 진공 단열재용 외부 포장재와 비교하여, 초기 수증기 투과도(평가 7), 및 굴곡 시험 후의 수증기 투과도(평가 8)가 모두 낮았다. 이에 의해, (IA/IB)/T 및 (A/B)/T가 모두 소정의 범위에 있는 가스 배리어 필름을 구성에 포함하는 진공 단열재용 외부 포장재는, 초기의 수증기 배리어 성능이 양호하며, 굴곡에 의한 수증기 배리어 성능의 열화를 억제 가능하다는 사실이 시사되었다.
1: 기재
2: 금속 알루미늄막
10: 진공 단열재용 외부 포장재
12: 가스 배리어 필름
11: 열용착 가능한 필름
21: 코어재
20: 진공 단열재

Claims (3)

  1. 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖고,
    상기 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 가지며,
    상기 금속 알루미늄막이, 하기 식 (1) 및 식 (2)를 충족하는, 진공 단열재용 외부 포장재.

    (상기 식 (1) 및 식 (2) 중, IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, IB는, 합금 번호 A8021, 두께 6㎛ 이상의 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는, 합금 번호 A8021, 두께 6㎛ 이상의 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내며, T는 상기 금속 알루미늄막의 두께(㎚)를 나타냄)
  2. 코어재와, 상기 코어재가 봉입된 외부 포장재를 갖는 진공 단열재이며,
    상기 외부 포장재는, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖고,
    상기 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 가지며,
    상기 금속 알루미늄막이, 하기 식 (1) 및 식 (2)를 충족하는, 진공 단열재.

    (상기 식 (1) 및 식 (2) 중, IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, IB는, 합금 번호 A8021, 두께 6㎛ 이상의 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는, 합금 번호 A8021, 두께 6㎛ 이상의 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내며, T는 상기 금속 알루미늄막의 두께(㎚)를 나타냄)
  3. 열절연 영역을 갖는 물품 및 진공 단열재를 구비하는 진공 단열재를 갖는 물품이며,
    상기 진공 단열재는, 코어재와, 상기 코어재가 봉입된 외부 포장재를 갖고,
    상기 외부 포장재는, 열용착 가능한 필름 및 가스 배리어 필름을 갖고,
    상기 가스 배리어 필름은, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 금속 알루미늄막을 가지며,
    상기 금속 알루미늄막이, 하기 식 (1) 및 식 (2)를 충족하는, 진공 단열재를 갖는 물품.

    (상기 식 (1) 및 식 (2) 중, IA는, 상기 금속 알루미늄막에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=38.5°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, IB는, 합금 번호 A8021, 두께 6㎛ 이상의 금속 알루미늄박에 대한 CuKα선을 사용한 X선 회절 측정에 있어서 2θ=44.6°±1.0°에 위치하는 회절 피크의 피크 강도(cps)를 나타내고, A는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는 상기 금속 알루미늄막의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내고, B는, 형광 X선 분석에 의해 측정되는, 합금 번호 A8021, 두께 6㎛ 이상의 금속 알루미늄박의 알루미늄 원소의 피크 강도(kcps)를 나타내며, T는 상기 금속 알루미늄막의 두께(㎚)를 나타냄)
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