KR20060034302A

KR20060034302A - 복사열 전도 억제 필름 및 이를 이용한 단열 부재

Info

Publication number: KR20060034302A
Application number: KR1020067001917A
Authority: KR
Inventors: 아키코 유아사; 신야 고지마; 가즈타카 우에카도
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2006-04-21
Also published as: EP1640148B1; TW200524733A; CA2535668C; JPWO2005068180A1; CA2535668A1; EP1640148A4; CN2764731Y; EP1640148A1; US20070059499A1; JP4353185B2; WO2005068180A1; US7862876B2; CN100484846C; CN1644467A

Abstract

본 발명은, 장기간에 걸쳐 적외선 반사 능력을 지속시켜 우수한 복사열 억제 기능을 발휘하는 복사열 억제 필름과, 그것을 이용한 단열재를 제공한다. 상기 필름은, 적어도 적외선 흡수율이 25% 미만인 수지 필름, 적외선 반사층, 및 접착층을 갖는 복사열 전도 억제 필름으로서, 적외선 반사율이 50% 이상으로 한다.

Description

복사열 전도 억제 필름 및 이를 이용한 단열 부재{FILM FOR SUPPRESSING CONDUCTION OF RADIANT HEAT AND HEAT INSULATING MEMBER EMPLOYING IT}

본 발명은 우수한 적외선 반사 효과를 갖는 복사열 전도 억제 필름 및 이를 이용한 단열 부재에 관한 것이다.

최근, 지구 환경 문제인 온난화의 대책으로서 에너지 절약을 추진하는 움직임이 활발해지고 있다. 그리고, 온냉열 이용 기기에 관해서는 열을 효과적으로 활용한다는 관점에서, 우수한 단열 성능을 갖는 단열재가 요망되고 있다. 특히 150℃를 초과하는 고온 영역에서 단열재를 사용하면 에너지 절약 효과가 현저히 나타나기 때문에, 인쇄기, 복사기, 액정 프로젝터, 반도체 제조 장치로의 적용이 기대되고 있다.

150℃를 초과하는 고온 영역에서는 실온 영역과는 달리, 적외선(이하, IR이라고 한다)에 의한 복사열 전도 성분을 무시할 수 없게 되기 때문에, 단열재의 단열 성능이 저하되게 된다. 그리고, 복사에 의한 열의 전도를 억제하는 기술이 필요해진다. 복사열을 억제하는 기술로서는 플라스틱 필름의 상부에 금속박층과 보 호층을 설치한 단열 필름이, 일본 특허공개 제1993-164296호 공보에 개시되어 있다.

도 8은 상기 종래 기술의 단열 필름의 단면도이다.

이 단열 필름(1)은 결정립이 큰 고순도 금속의 표층(2)을 구비한 플라스틱 필름(3)이다. 표층(2)의 평활한 표면에, 열방사율이 작은 금속박층(4)이 매우 편평한 결정립을 갖도록 하여 층착되어 있다. 또한, 금속박층(4)의 표면에는 IR 및 원적외선(이후 FIR이라고 한다)의 자유로운 투과를 허용하면서, 금속박층(4)의 표면을 안정적으로 유지하도록 피복하기 위한 보호층(5)이 형성되어 있다.

이 단열 필름(1)으로 침입하고자 하는 IR과 FIR로 이루어지는 열선은 매우 편평한 결정립을 갖는 금속박층(4)의 층내에서 전반사를 반복하고, 그 후 외부로 향하여 반사하도록 이루어졌기 때문에, 높은 단열 효과를 얻을 수 있다고 되어 있다.

그러나, 상기 구성에서는 금속박층과 보호층의 접합 방법이 개시되어 있지 않아 재현성이 부족하다. 가령, 만일 접착제를 사용한 경우, IR 및 FIR이 접착제에 흡수되어 버리기 때문에, IR 반사 효과가 저감되어 버린다는 과제가 있다.

또한, 진공 단열재의 외피재로서, IR 반사 기능을 갖게 한 단열성 라미네이트 필름이, 일본 특허공개 제1993-193668호 공보에 개시되어 있다.

도 9는 상기 종래 기술의 단열성 라미네이트 필름의 단면도이다. 이 단열성 라미네이트 필름은 보호층(5), FIR 반사층(6), 가스 배리어층(7) 및 열 용착층(8)을 접착제(9A)로 접착한 것이다. 이 단열성 라미네이트 필름은 보호층(5)에 FIR 투과 물질을 이용하여, FIR 반사층(6)에 금속박을 이용하고 있기 때문에, 높은 FIR 반사율을 수득할 수 있다고 되어 있다.

또한, 보호층(5)에 FIR 투과성 물질을 이용했기 때문에, FIR 반사층(6)까지 IR이 도달할 수 있다고 되어 있다.

그러나, IR 투과성 물질의 정의가 불명확하고, 또한 보호층(5)과 FIR 반사층(6)과의 접착제(9A)도 FIR 투과 효과를 손상시키지 않는 접착제로 밖에 정의되어 있지 않아 불명확하다.

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하고자 하는 것으로, 우수한 IR 반사 효과를 갖는 복사열 전도 억제 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그런데 -30℃ 내지 100℃ 부근의 온도 영역에서, 일반적인 단열재로서는 유리 솜 등의 섬유체나 우레탄 폼 등의 발포체가 사용되고 있다. 또한 보다 고성능의 단열 부재를 필요로 하는 용도로서는 미세한 공극에 의한 공간을 유지하는 코어재를, 외기의 침입을 차단하는 외피재로 덮고, 그 공간을 감압하여 구성되는 진공 단열재를 적용하는 수단이 있다.

진공 단열재의 외피재로서는 금속을 열 용착한 용기 등을 사용할 수 있지만, 내열을 필요로 하지 않는 저온 영역에서는 비교적 휨이나 만곡이 가능한 열 용착층과 가스 배리어층과 보호층을 갖는 플라스틱-금속의 라미네이트 필름이 사용되는 것이 많다.

최근에는 진공 단열재에 대한 요구가 다방면에 걸쳐 이루어지고 있고, 한층 더 고성능의 진공 단열재가 요망되고 있다.

한편, 컴퓨터나 인자 인쇄 장치, 복사기 등의 사무 기기나, 인버터가 구비된 형광등 등에 있어서도, 본체 내부에 설치된 발열체로부터 생기는 열을 열에 약한 토너나 내부 정밀 부품에 전달시키지 않기 위해, 150℃ 부근에서 사용할 수 있는 고성능 단열 부재가 강하게 요망되고 있다.

150℃ 부근의 온도 영역에 사용할 수 있는 일반적인 단열 부재로서는 유리 솜 등의 무기 섬유 재료나 무기 발포체 등이 있지만, 보다 고성능의 단열 부재에 대한 요망이 높다. 이 온도 영역에서는 진공 단열재는 라미네이트 필름의 신뢰성 면에서, 특수한 고온 사양인 것 밖에 적용할 수 없다.

일반적으로, 열 전도는 기체 열 전도와 고체 열 전도, 복사열 전도, 대류열 전도의 총합으로 표시된다. 상온 부근에서는 기체 열 전도와 고체 열 전도가 지배적이고, 복사열 전도의 기여는 작다.

그러나 온도 상승에 따라 복사열 전도가 서서히 증가하여, 100℃ 이상에서는 복사열에 의한 열 전도의 영향을 무시할 수 없게 되고, 추가로 고온 영역에서는 복사열 전도가 지배적이 된다. 따라서, 150℃ 부근에서는 복사열 전도 저감을 가미한 단열재 사양이 필요해진다.

종래부터, IR 반사성이 높은 금속면이나, IR 반사성 도료 등으로 복사열을 억제하는 기술은 수많이 보고되어 있다. 장기간에 걸쳐 IR의 방사 에너지를 받기 때문에, 금속면에서는 그 표면 산화에 의한 열화가 문제이며, IR 반사성 도료로서는 IR 반사율이 충분하지 않다. 그래서, 열 차폐 시트로서 가요성이 있는 시트 부재의 한 면 또는 양면에 수지 도료 중에 열 반사 기능을 갖는 세라믹이나 무기 화 합물을 혼입하여 이루어지는 열반사 도료층을 형성하여, 상기 열반사 도료층과 상기 시트 부재 사이에 금속박을 장착한 시트가 일본 특허공개 제2001-107480호 공보에 개시되어 있다.

도 17은 상기 종래 기술의 열 차폐 시트의 단면도이다. 이 열 차폐 시트(20)는 시트 부재(22)의 양면에 알루미늄박을 접착하여, 상측 반사막(23A) 및 하측 반사막(23B)을 형성하는 동시에, 이 알루미늄박의 노출면에 열반사형 도료층(24A, 24B)을 도포 형성하여 구성된다. 이 열 차폐 시트(20)의 열반사형 도료층을, 태양광 등의 열원측을 향해 사용함에 있어서, 알루미늄박의 막은 IR 방사 에너지의 반사율이 높기 때문에, 방사 에너지를 효율적으로 반사할 수 있고, 열 차폐 성능이 현저히 향상한다고 되어 있다. 그러나, 상기 구성에서는 IR 반사율이 높은 금속박과 반사형 도료층을 복합화하여 사용해도, 충분한 열 차폐 효과가 수득되기 곤란하다. 그것은 입사한 IR은 우선 IR 반사형 도료층에 의해서, 일부 반사되지만, 대부분은 흡수되어 인접하는 금속박으로 고체 열 전도에 의해 전도되기 때문이다. IR은 금속박까지 도달하지 않고, 금속박은 IR 반사 기능을 발휘하지 않는다. 그 결과, 대부분의 복사열은 고체 열 전도로 변환되어 전도되기 때문이다.

또한, 금속박제 테이프의 표면에 도료형 단열재를 고압 분사 도포하고, 그 이면에 강력 내열 접착제를 도포하고, 그 위에서 부착 방지용 종이 테이프를 협지하여 롤 형상으로 감은 단열 테이프가 실용신안 등록 제 3085643호 공보에 개시되어 있다.

그러나, 상기 종래 기술의 구성에서도 금속박제 테이프의 표면의 도료형 단 열재가 IR의 대부분을 흡수해 버리기 때문에, 충분한 열 차폐 효과를 수득하기 곤란하다.

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위한 것으로, 장기간에 걸쳐 IR 반사 능력을 지속시켜, 우수한 복사열 억제 기능을 발휘하는 복사열 억제 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 진공 단열재의 고성능화로서는 복사의 영향을 차단하여 고단열화하는 것을 목적으로, 외피재가 보호층, FIR 반사층, 금속박으로 이루어지는 가스 배리어층, 및 열 용착층으로 이루어지는 단열성 라미네이트 필름으로서, 보호층에 FIR 투과성 물질을 이용한 것을 특징으로 하는 것이 일본 특허공개 제1993-193668호 공보에 개시되어 있다.

범용되는 PET 등을 보호층으로 한 경우에는 입사한 IR은 일부 반사되지만, 대부분은 보호층에 흡수되어, 인접하는 가스 배리어층으로 고체 열 전도에 의해 전도된다.

상기 종래 기술의 구성에서는, 입사한 IR이 FIR 투과 물질인 보호층을 투과한 후, 가스 배리어층으로 반사되기 때문에, 그 결과, 복사열 전도를 억제할 수 있는 진공 단열재가 된다. 이렇게 하여 기체 열 전도 및 복사열 전도를 억제하여 우수한 단열 성능을 갖는 진공 단열재를 제공할 수 있다고 되어 있다.

여기서의 FIR 투과 물질의 특성은 특별히 규정되어 있지 않고, 메틸펜텐폴리머 필름이 유효하다고 되어 있다.

그러나, 상기 종래 기술의 구성은 FIR 투과성 물질 및 FIR 반사의 정의가 불 명확하다. 복사열은 주로 2 내지 25μm의 IR을 흡수하여, 다시 방사함으로써 전달된다.

도 26에 나타낸 바와 같이, 발열원의 온도에 의해, 복사열의 파장 분포는 변화되고, 피크 위치는 온도가 높을수록 저파장측으로 이동한다.

그리고 150℃에서의 복사열 방사 스펙트럼은 7μm 부근에 피크 파장을 갖고, 약간 고파장측으로 숄더를 갖는 형상인 것을 알 수 있다. 따라서, 4 내지 20μm 부근의 IR 흡수를 저해하면, 150℃에서의 복사열 전도는 억제할 수 있다고 생각된다. 즉, 4 내지 20μm의 범위의 IR 투과 물질 및 IR 반사 물질에 대해 정의하는 것이 중요하다.

본 발명은 상기 종래의 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 장기간에 걸쳐 IR 반사 능력을 지속시켜 우수한 복사열 전도 억제 기능을 발휘하는 진공 단열재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 복사열 전도 억제 기능을 부여함으로써, 종래 적용이 곤란하던 고온 영역에서 사용할 수 있는 진공 단열재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 요약

본 발명은 적어도 적외선 흡수율이 25% 미만인 수지 필름, 적외선 반사층, 및 접착층을 갖는 복사열 전도 억제 필름으로서, 적외선 반사율이 50% 이상인 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름을 제공한다.

상기 접착층은 접착부와 비접착부로 구성되고, 상기 수지 필름과 상기 적외 선 반사층을 접착에 의해 적층한다.

상기 수지 필름은 적어도 150℃ 이상의 융점을 갖고, 상기 적외선 반사층은 금속박으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름이다.

또한, 코어재와, 상기 코어재를 덮는 외피재를 갖는 진공 단열재로서, 상기 외피재의 내부는 감압되고, 상기 외피재는 열 용착층, 가스 배리어층 및 복사열 전도 억제 기능을 갖는 보호층을 갖는 라미네이트 구조를 갖고, 상기 보호층은 상기 복사열 전도성 억제 필름을 이용하는 것을 특징으로 하는 단열 부재를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시양태 1에 있어서의 복사열 전도 억제 필름의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시양태 1에 있어서의 접착층의 구성을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 실시양태 2에 있어서의 단열 부재의 단면도이다.

도 4는 수지 필름의 IR 흡수율과 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도의 관계를 나타내는 도면이다.

도 5는 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율과 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도의 관계를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시양태 3에 있어서의 진공 단열재의 단면도이다.

도 7은 본 발명의 실시양태 3에 있어서의 외피재의 단면도이다.

도 8은 종래의 단열 필름의 단면도이다.

도 9는 종래의 단열성 라미네이트 필름의 단면도이다.

도 10은 실시양태 4에 있어서의 복사열 전도 억제 필름의 단면도이다.

도 11은 실시양태 5에 있어서의 복사열 전도 억제 필름의 단면도이다.

도 12는 실시양태 6에 있어서의 복사열 전도 억제 필름의 단면도이다.

도 13은 실시양태 7에 있어서의 복사열 전도 억제 필름을 단열재 표면에 부착한 단열 부재의 단면도이다.

도 14는 실시양태 8에 있어서의 복사열 전도 억제 필름을 진공 단열재 표면에 부착한 단열 부재의 단면도이다.

도 15는 IR 흡수율과 고온측 온도와의 관계를 나타내는 특성도이다.

도 16은 IR 반사율과 고온측 온도와의 관계를 나타내는 특성도이다.

도 17은 종래의 열 차폐 시트의 단면도이다.

도 18은 실시양태 9에 있어서의 외피재의 단면도이다.

도 19는 실시양태 10에 있어서의 외피재의 단면도이다.

도 20은 실시양태 11에 있어서의 외피재의 단면도이다.

도 21은 실시양태 12에 있어서의 외피재의 단면도이다.

도 22는 실시양태 13에 있어서의 진공 단열재의 단면도이다.

도 23은 실시양태 17에 있어서의 진공 단열재의 단면도이다.

도 24는 IR 흡수율과 고온측 온도와의 관계를 나타내는 도면이다.

도 25는 IR 반사율과 고온측 온도와의 관계를 나타내는 도면이다.

도 26은 온도별 복사열 방사 스펙트럼의 특성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 단열 필름

2: 표층

3: 플라스틱 필름

4 : 금속박층

4A: 제 1 금속박

4B: 제 2 금속박

5, 5A: 보호층

6: 원적외선 반사층

7: 가스 배리어층

8: 열 용착층

9: 접착층

9A: 접착제

10: 복사열 전도 억제 필름

11: 수지 필름

11A: 제 1 수지 필름

11B: 제 2 수지 필름

12: 적외선 반사층

13: 접착부

14: 비접착부

15: 단열재

16: 진공 단열재

17: 코어재

18: 외피재

18A: 고온측이 되는 면의 외피재

18B: 저온측이 되는 면의 외피재

20: 열 차폐 시트

21: 단열 부재

22: 시트 부재

23A, 23B: 반사막

24A, 24B: 열 반사 도료층

이하, 본 발명의 실시양태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 본 실시양태에 의해서 본 발명이 한정되지 않는다. 동일 구성 부품에 관해서는 동일한 참조 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다. 한편, 도면은 모식도이며, 각 치수 위치를 정확하게 나타내는 것이 아니다.

본 발명에 있어서의 수지 필름의 IR 흡수율은 일본 전자 제품인 푸리에 변환 적외 분광 광도계 JIR5500형과 적외선 방사 유닛 IR-IRR200을 이용하여, 150℃에서 수득된 적외선 방사율을 IR 흡수율로 했다. 또한, IR 반사율은 히타치 제작소 적외 분광 광도계 270-30을 이용하여, 반사 장치의 상대 반사 각도 12도에서의 측정치이다.

(실시양태 1)

도 1과 도 2를 이용하여, 실시양태 1을 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 복사열 전도 억제 필름(10)은 IR 흡수율이 25% 미만인 수지 필름(11)과, IR 반사층(12)이 접착제(9)를 통해서 적층되어 구성된다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 접착층(9)은 접착부(13)와 비접착부(14)가 격자상 패턴을 형성하도록, 적어도 수지 필름(11)과 IR 반사층(12) 중 어느 한편에 인쇄되어 있다.

이상과 같이 구성된 복사열 전도 억제 필름(10)에 대하여, 이하 그 동작 및 작용을 설명한다.

수지 필름(11)은 산화 열화나 외부에서의 충격에 대하여, IR 반사층을 보호하는 작용을 갖고, 장기간에 걸쳐 복사열 전도 억제 효과를 지속시키는 데 기여한다.

또한, 열원으로부터 발생한 IR은 수지 필름(11)을 투과하여, 접착층(9)의 접착부(13) 또는 비접착부(14)로 입사한다.

이 때, 접착부(13)에 입사한 IR은 접착부(13)를 구성하는 접착제의 IR 흡수 효과에 의해서 감쇠한다. 또한, 비접착부(14)에 입사한 IR은 상기 접착제가 없기 때문에, 감쇠하지 않고 IR 반사층(12)를 향하고, IR 반사층(12)의 표면에서 반사된다. 그리고 반사된 IR은 다시 접착층(9)의 접착부(13)와 비접착부(14)를 각각 통과하여 수지 필름(11)을 투과한다.

이상과 같이, 본 실시양태의 복사열 전도 억제 필름(10)은 접착제가 부분적으로 도포되어 접착부(13)와 비접착부(14)를 갖는 접착층(9)을 갖고 있다. 이렇게 하여, IR이 접착층(9)에서 흡수되는 비율이 낮아진다.

그 결과, 수지 필름(11)을 투과하여, IR 반사층(13)까지 도달한 IR은 효과적으로 반사되기 때문에, 복사열 전도 억제 필름(10)은 우수한 IR 반사 효과를 발휘할 수 있다.

본 실시양태에서의 수지 필름(11)의 예로서는 ETFE 필름(융점 265℃, IR 흡수율 8%)이나, FEP 필름(융점 270℃, IR 흡수율 8%), PFA 필름(융점 305℃, IR 흡수율 8%), PPS 필름(융점 285℃, IR 흡수율 10%), 무연신 CPP 필름(융점 170℃, IR 흡수율 17%), PET 필름(융점 265℃, IR 흡수율 18%)을 들 수 있다. 또한, 명확한 융점을 갖지 않는 것의 예로서, PSF 필름(연속 사용 온도 150℃, IR 흡수율 10%)이나 PES 필름(연속 사용 온도 180℃, IR 흡수율 15%) 등을 이용할 수 있다. 특히, IR 파장 영역인 2 내지 25μm의 흡수율이 작은 불소계 수지 필름이나 PPS 필름은 IR 반사층(12)에서의 IR 반사를 효율적으로 실시할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, IR 반사층(12)으로서는 예컨대, 알루미늄이나 금, 은 구리, 니켈, 스테인레스 등의 금속을 두드려 얇게 늘린 금속박이나, 알루미늄, 금, 은 구리, 니켈을 증착한 금속 증착 필름 등을 이용할 수 있다. 그 중에서, 높은 IR 반사율을 갖고, 또한 프로세스 비용이 저렴한 알루미늄박이나 구리박을 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 접착층(9)에 이용하는 접착제로서는 예컨대 폴리우레탄계 접착제나 에폭시계 접착제, 레조시놀 수지계 접착제, 페놀 수지계 접착제, 실리콘 이미드계 접착제 등의 유기 접착제나, 물 유리나 세라믹, 시멘트 등의 무기 접착제를 이용할 수 있다.

또한, 수지 필름(11)과 IR 반사층(12) 사이에는 접착부(13)와 비접착부(14)로 이루어지는 접착층(9)이 형성되어 있다.

접착부(13)와 비접착부(14)를 갖는 접착층(9)의 형성 방법으로서는 그라비어 인쇄, 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄 등의 인쇄 기술, 및 용제나 빛에 의한 에칭 등을 이용할 수 있다. 그 중에서, 프로세스 비용이 저렴한 인쇄 기술을 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 접착층(9)은 IR 반사층(12)과 수지 필름(11)의 유연성이나 인장 강도 등의 물리적 특성을 고려하여, 어느 쪽 면에도 형성할 수 있다.

또한, 접착부(13)의 인쇄 패턴을 격자상으로 했지만, 복사열 전도 억제 필름의 사용 형상에 의해서, 삼각형, 사각형, 능형(菱形), 다각형, 원형 등을 소재로 하는 기하학 모양이나, 의장과 같은 비기하학 모양을 이용할 수 있다.

또한, 접착부(13)와 비접착부(14)의 면적 비율은 접착 강도와 IR 반사 효과의 정도에 따라 자유롭게 바꿀 수 있다.

또한, 복사열 전도 억제 필름(10)의 구성을 수지 필름(11)과 IR 반사층(12)을 접착층(9)에 의해 복층으로 했지만, 수지 필름(11)과 IR 반사층(12)은 각각 단층일 필요는 없다.

예컨대, 복사열 전도 억제 필름(10)을 협지하여 양측에 열원이 있는 경우, IR 반사층(12)의 양면에 수지 필름(11)을 접착층(9)에 의해서 접합한다. 이렇게 하여, 복사열 전도 억제 필름(10)이 각 열원으로부터 발생하는 IR을 반사하고, 다른 쪽 열원으로부터 발생하는 IR의 영향을 없앨 수 있다.

이상과 같은 본 실시양태의 복사열 전도 억제 필름(11)을 복사열 전도의 억제가 필요한 개소에 부착함으로써, 유효한 단열 효과가 수득된다.

부착 개소의 예로서는 주택이나 공장의 지붕이나 벽과 같은 건축 부재, 컴퓨터나 프린터, 복사기, 프로젝터 등의 정보 기기, 보온 포트, 전자레인지나 급탕기 등의 조리 가전, 반도체 제조 장치 등의 보온, 열 차폐가 필요한 모든 장소를 들 수 있다.

(실시양태 2)

도 3과 도 4를 이용하여, 실시양태 2를 설명한다.

도 3은 본 실시양태에 있어서의 단열 부재의 단면도이다.

복사열 전도 억제 필름(10)은 단열재(15)의 고온이 되는 면에 부착되어 있다. 한편, 복사열 전도 억제 필름(10)은 실시양태 1과 동일한 구성을 이용할 수 있다.

단열재(15)로서는 폴리스타이렌폼이나 폴리우레탄 폼, 페놀폼 등의 발포 플라스틱계 단열재, 유리 솜이나 암면, 유리 분말 등의 무기물계 단열재, 인슐레이션 보드나 셀룰로스 섬유 등의 목질 섬유계 단열재 등을 이용할 수 있다. 또한, 이들 단열재를 가스 배리어성이 있는 외피재로 덮고, 내부를 감압하여 이루어지는 진공 단열재도 이용할 수 있다.

또한, 단열 부재로의 부착 방법에 관해서는 특별히 한정되지 않고, 접착제에 의한 화학적 접합이나, 못박기, 봉합 등의 물리적 접합일 수 있다. 그 중에서도, 다양한 단열 부재에 적용하는 것을 생각하면, 접착제에 의한 화학적 접합이 바람직하다.

이상과 같이 구성된 단열 부재에 대하여, 복사열 전도 억제 필름의 종류를 바꾸었을 때의 복사열 전도 억제 효과에 대하여 확인한 결과를 실시예 1 내지 6에 나타내고, 비교를 비교예 1 내지 4에 나타낸다.

한편, 복사열 전도 억제 효과를 명확하게 하기 위해, 본 실시양태에서는 단열 부재로서 유리 솜 보드로 이루어지는 진공 단열재를 이용하고, 진공 단열재의 두께는 12mm로 통일했다.

또한, 성능 평가에서는 두께 12mm의 유리 솜 보드 표면의 수직 방향으로 할로젠 히터를 조사했을 때의 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도와 유리 솜 보드의 저온면 중심 온도를 평가 항목으로 했다.

또한, 평가의 기준은 할로젠 히터로부터 유리 솜 보드의 고온측 표면 온도가 150℃가 되는 거리에 복사열 전도 억제 필름을 설치하여, 필름의 온도가 150℃ 이하이면, 복사열 억제 효과가 있다고 판정한다. 이 때의 유리 솜 보드의 저온면 중심 온도는 50℃였다.

(실시예 1)

IR 반사층으로서 15μm의 니켈박의 한 면에, 폴리올(미쓰이다케다케미컬사 제품 상품명: 타케락A-310)와 폴리아이소사이아네이트(미쓰이다케다케미컬사 제품 상품명: 타케네이트 A-3)와 아세트산에틸로 이루어지는 접착제를, 접착부와 비접착부가 50:50이 되도록 그라비어 인쇄법을 이용하여 도포한다. 그리고 동시에 접착제의 표면에 수지 필름으로서 10μm의 CPP 필름을 라미네이트한다. 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율을 측정하였더니 51%였다.

한편, 상기 접착제의 경화는 공지된 방법으로 실시된다. 실온 또는 필요에 따라 가열할 수도 있다. 온도는 30 내지 60℃의 범위가 바람직하다. 또한 접착층의 두께는 접착 기능을 손상하지 않는 범위의 두께로 한다. 5μm 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3μm 이하로 한다.

이 복사열 전도 억제 기능을 유리 솜 보드에 부착하여 평가를 실시한 결과, 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도, 유리 솜 보드의 저온면 중심 온도는 각각 143℃와 39℃였다. 복사열 전도 억제 필름을 미설치한 경우에 비해, 각각 7℃, 11℃의 복사열 전도 억제 효과를 확인할 수 있었다.

(실시예 2)

IR 반사층으로서 12μm의 알루미늄박의 한 면에, 실시예 1과 동일하게 하여 접착제를 도포하고, 동시에 접착제의 표면에 수지 필름으로서 10μm의 CPP 필름(IR 흡수율 17%)을 라미네이트했다. 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율을 측정하였더니 61%였다.

이 복사열 전도 억제 필름을 유리 솜 보드에 부착하여, 평가를 실시한 결과, 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도, 유리 솜 보드의 저온면 중심 온도는 각각 123℃와 35℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 27℃, 15℃의 복사열 전도 억제 효과를 확인할 수 있었다.

(실시예 3)

IR 반사층으로서, 12μm의 알루미늄박의 한 면에, 실시예 1과 동일하게 하여 접착제를 도포하고, 동시에 접착제의 표면에 수지 필름으로서 25μm의 FEP 필름(IR 흡수율 8%)을 라미네이트했다. 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율을 측정하였더니 84%였다.

이 복사열 전도 억제 필름을 유리 솜 보드에 부착하여 평가를 실시한 결과, 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도, 유리 솜 보드의 저온면 중심 온도는 각각 106℃과 33℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 43℃, 17℃의 복사열 전도 억제 효과를 확인할 수 있었다.

(실시예 4)

IR 반사층으로서, 12μm의 알루미늄박의 한 면에, 실시예 1와 같이 하여 접착제를 도포하고, 동시에 접착제의 표면에 수지 필름으로서 2μm의 PPS 필름(적외선 흡수율 10%)을 라미네이트했다. 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 적외선 반사율을 측정하였더니 83%였다.

이 복사열 전도 억제 필름을 유리 솜 보드에 부착하여 평가를 실시한 결과, 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도, 유리 솜 보드의 저온면 중심 온도는 각각 108℃과 34℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 42℃, 16℃의 복사열 전도 억제 효과를 확인할 수 있었다.

(실시예 5)

IR 반사층으로서, 알루미늄 증착을 실시한 2μm의 PPS 필름의 표면의 비증착면에, 실시예 1과 동일하게 하여 접착제를 도포하고, 동시에 접착제의 표면에 수지 필름으로서 2μm의 PPS 필름(IR 흡수율 10%)을 라미네이트했다. 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율을 측정하였더니 53%였다.

이 복사열 전도 억제 필름을 유리 솜 보드에 부착하여 평가를 실시한 결과, 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도, 유리 솜 보드의 저온면 중심 온도는 각각 144℃와 42℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 6℃, 8℃의 복사열 전도 억제 효과를 확인할 수 있었다.

(실시예 6)

IR 반사층으로서, 알루미늄 증착을 실시한 2μm의 PPS 필름의 표면의 비증착면에, 실시예 1과 동일하게 하여 접착제를 도포하고, 동시에 접착제의 표면에 다시 IR 반사층으로서 두께 12μm의 알루미늄박을 라미네이트했다. 다음으로, 라미네이트 필름의 증착면에 다시 한 번 접착제를 접착부와 비접착부가 50:50이 되도록 그라비어 인쇄법을 이용하여 도포한다.

동시에 접착제의 표면에 수지 필름으로서 2μm의 PPS 필름(IR 흡수율 10%)을 라미네이트했다. 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율을 측정하였더니 58%였다.

이 복사열 전도 억제 필름을 유리 솜 보드에 부착하여 평가를 실시한 결과, 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도, 유리 솜 보드의 저온면 중심 온도는 각각 136℃와 38℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 14℃, 12℃의 복사열 전도 억제 효과를 확인할 수 있었다.

(비교예 1)

두께 12mm의 유리 솜 보드 표면에 150℃의 열을 부여하는 할로젠 히터의 열 조사를, 복사열 전도 억제 필름을 설치하지 않고 실시했다. 유리 솜 보드 저온면 중심 온도는 50℃였다.

(비교예 2)

IR 반사층으로서, 12μm의 알루미늄박을 그대로 유리 솜 보드 표면에 설치했다. 알루미늄박의 IR 반사율은 95%이고, 알루미늄박 표면 중심 온도, 유리 솜 보드의 저온면 중심 온도는 각각 100℃와 30℃였다.

설치되지 않은 경우에 비해 각각 50℃, 20℃의 복사열 전도 억제 효과를 확인할 수 있었다. 그러나 사용 후 10일이 경과하면 필름 표면 중심 온도 및 유리 솜 보드 저온면 중심 온도의 상승이 확인되고, 산화 열화에 의한 IR 흡수의 증가를 추측할 수 있었다.

(비교예 3)

IR 반사층으로서, 12μm의 알루미늄 박의 한 면에, 실시예 1과 동일하게 하여 접착제를 도포하고, 동시에 접착제의 표면에 수지 필름으로서 120μm의 폴리이미드 필름(IR 흡수율 80%)을 라미네이트했다. 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율을 측정하였더니 20%였다.

이 복사열 전도 억제 필름을 유리 솜 보드에 부착하여 평가를 실시한 결과, 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도, 유리 솜 보드의 저온면 중심 온도는 각각 168℃와 54℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 18℃, 4℃의 온도 상승을 확인할 수 있었다. 이것은 수지 필름인 폴리이미드 필름의 IR 흡수율이 80%이기 때문에, 수지 필름이 IR를 흡수해 버렸기 때문이라고 생각된다.

(비교예 4)

IR 반사층으로서, 12μm의 광택 소실 알루미늄박의 한 면에, 실시예 1과 동일하게 하여 접착제를 도포하고, 동시에 접착제의 표면에 수지 필름으로서 10μm의 CPP 필름(IR 흡수율 10%)을 라미네이트했다. 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율을 측정하면 42%였다.

이 복사열 전도 억제 필름을 유리 솜 보드에 부착하여 평가를 실시한 결과, 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도, 유리 솜 보드의 저온면 중심 온도는 각각 155℃와 53℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 5℃, 3℃의 온도 상승을 확인할 수 있었다. 이것은 IR 반사층인 광택 소실 알루미늄박의 IR 반사율을 측정하면 45%이고, IR 반사층이 IR을 충분히 반사할 수 없었기 때문이라고 생각된다.

이상과 같이 구성된 복사열 전도 억제 필름에 대하여, 수지 필름과 IR 반사층의 종류를 바꾸었을 때의 복사열 전도 억제 효과에 대하여 확인한 결과를 표 1에 나타낸다.

또한, 수지 필름의 IR 흡수율과 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도의 관계를 도 4에 나타내고, 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율과 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도의 관계를 도 5에 각각 나타낸다.

도 4로부터 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도가 필름이 설치되지 않았을 때 150℃ 이하가 되는 것은, 수지 필름의 IR 흡수율이 25% 미만이라는 것을 알 수 있다.

마찬가지로 도 5로부터 복사열 전도 억제 효과가 수득되는 것은 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율이 50% 이상인 것을 알 수 있다.

(실시양태 3)

도 6과 도 7을 이용하여 실시양태 3을 설명한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 진공 단열재(16)는 코어재(17)와 코어재(17)를 덮는 외피재(18)로 이루어지고, 내부를 감압하여 구성되어 있다.

또한, 도 7에 있어서, 외피재(18)는 복사열 전도 억제 필름(10)과 열 용착층(8)으로 구성되어 있다.

코어재(17)로서, 폴리스타이렌 폼이나 폴리우레탄 폼, 페놀 폼 등의 발포 플라스틱계 단열재, 및 유리 솜이나 암면, 실리카 분말 등의 무기물계 단열재를 이용할 수 있다.

또한, 열 용착층(8)은 CPP나, OPP, OPET, PVDC, EVOH, PAN, PVA, PEN, CTFE 등 진공 단열재의 사용 온도에 따라 다양한 수지 필름을 이용할 수 있다.

그 중에서, 가스 배리어성과 수증기 배리어성이 우수한 수지 필름을 선택하는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 진공 단열재의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 복사열 전도 억제 필름(10)은 실시양태 1과 동일한 구성을 이용할 수 있다.

또한, 외피재(18)는 고온측 외피재, 저온측 외피재와 함께, 복사열 전도 억제 효과를 갖는 외피재일 필요는 없고, 적어도 열원을 향한 고온측 외피재에만 복사열 전도 억제 효과를 갖는 외피재이면 충분히 효과가 수득된다.

이상과 같이 구성된 진공 단열재에 대하여, 복사열 전도 억제 필름의 종류를 바꾸었을 때의 복사열 전도 억제 효과에 대하여 확인한 결과를 실시예 7에 나타내고, 비교를 비교예 5에 나타낸다.

한편, 복사열 전도 억제 효과를 명확하게 하기 위해, 본 실시양태에서는 단열 부재를 건식 실리카로 이루어지는 진공 단열재를 이용하고, 진공 단열재의 두께는 7mm로 통일했다.

또한, 성능 평가는 복사열 전도 억제 필름으로 이루어지는 외피재의 수직 방향에서 할로젠 히터를 조사했을 때의 복사열 전도 억제 필름 표면 중심 온도와 진공 단열재의 저온면 중심 온도를 평가 항목으로 했다.

(실시예 7)

두께 50μm의 CPP로 이루어지는 열 용착층의 한 면에, 실시양태 1과 동일한 접착제를 동일하게 도포하고, 실시예 1에서 이용한 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사층을 접합함으로써 복사열 전도 억제 효과를 갖은 외피재를 제작했다.

또한, 50μm의 CPP로 이루어지는 열 용착층의 한 면에, 실시양태 1과 동일한 접착제를 동일하게 도포하여, 비교예 4에서 이용한 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사층을 접합함으로써 외피재를 제작했다.

이 2장의 외피재로써 건식 실리카로 이루어지는 코어재를 덮고, 내부를 감압함으로써 진공 단열재를 제작했다. 이 진공 단열재의 외피재 중, 실시예 1의 복사열 전도 억제 필름으로 이루어지는 외피재에 할로젠 히터를 조사한 결과, 본 실시예의 진공 단열재의 저온면 중심 온도는 33℃였다.

(비교예 5)

실시예 7에서 이용한 진공 단열재를 뒤집어, 비교예 4의 외피재를 사용한 복사열 전도 억제 필름으로 이루어지는 외피재에 할로젠 히터를 조사한 결과, 진공 단열재의 저온면 중심 온도는 45℃였다.

이상과 같은 구성에 있어서, 복사열 전도 억제 필름(10) 및 열 가소성 수지로 이루어지는 열 용착층(8)이 접착층(9)에 의해 복층으로 형성된 필름을 진공 단열재의 외피재로서 사용한다. 그 결과, 복사열 전도 억제 필름(10)에 의해 복사열 전도를 억제하고, 추가로 진공 단열재에 의해 고체 열 전도 및 기체 열 전도를 억제함으로써 우수한 단열 성능을 발휘할 수 있다.

(실시양태 4)

도 10을 이용하여, 실시양태 4를 설명한다.

도 10에 있어서, 복사열 전도 억제 필름(10)은 융점이 150℃ 이상, IR 흡수율이 25% 미만인 수지 필름(11) 및 금속박(4)을 적층함으로써 IR 반사율 50% 이상이 되도록 구성되어 있다.

수지 필름(11)은 융점이 150℃ 이상이라는 점에서, 150℃ 이하의 환경이면, 용융되지 않고 금속박(4)의 산화 열화를 방지하는 작용을 가지며, 장기간에 걸쳐 복사열 전도 억제 효과가 지속된다.

또한, 수지 필름(11)면으로부터 입사한 IR은 흡수율 25% 미만으로 금속박(4)까지 도달하여 반사되고, 반사된 IR도 또한 수지 필름(11)에 의한 흡수율 25% 미만으로 투과되기 때문에, 수지 필름(11)의 IR 흡수에 의한 고체 열 전도율의 증대가 금속박(7)의 IR 반사 효과를 상회하지 않는다.

이상과 같이, 본 실시양태에서는 수지 필름(11)은 융점이 150℃ 이상, IR 흡수율이 25% 미만으로 하고, 금속박(4)과 적층함으로써 복사열 전도 억제 필름(10)의 IR 반사율을 50% 이상으로 한다. 그 결과, 수지 필름(11)에서의 입사 및 반사 IR 흡수에 의한 복사 전열로부터 고체 전열로 변환이 적고, 수지 필름(11)을 투과하여 금속박(4)까지 도달한 IR는 유효하게 반사되기 때문에, 우수한 복사열 억제 기능을 발휘할 수 있다.

본 발명의 수지 필름은 융점이 150℃ 이상, IR 흡수율이 25% 미만인 수지 필름을 이용할 수 있다. 또한, 명확한 융점을 갖지 않는 재료라도 150℃ 이상의 내열성을 갖고, IR 흡수율이 25% 미만인 것이면 이용할 수 있다. 이 경우의 지표로서는 UL746B 규정의 연속 사용 온도가 150℃ 이상인 것이다. 융점 150℃ 이상의 예로서는 두께 25μm의 ETFE 필름(융점 265℃, IR 흡수율 8%), 두께 25μm의 FEP 필름(융점 270℃, IR 흡수율 8%), 두께 25μm의 PFA 필름(융점 305℃, IR 흡수율 8%), 두께 2μm의 PPS 필름(융점 285℃, IR 흡수율 10%), 두께 10μm의 무연신 CPP 필름(융점 170℃, IR 흡수율 17%), 두께 15μm의 PET 필름(융점 258℃, IR 흡수율 18%) 등이 있다. 또한, 명확한 융점을 갖지 않는 것으로서는 두께 25μm의 PSF 필름(연속 사용 온도 150℃, IR 흡수율 10%), 두께 25μm의 PES 필름(연속 사용 온도 180℃, IR 흡수율 15%) 등을 이용할 수 있다.

또한 본 발명의 금속박(4)은 알루미늄박, 동박, 니켈박, 스테인레스박 등, 금속을 연신하여 박 형상으로 한 것을 이용할 수 있다.

그 중에서, 알루미늄박은 금속 중에서도 매우 높은 IR 반사 작용을 갖기 때문에 우수한 복사열 억제 기능을 발휘할 수 있다. 또한, 공업적으로도 범용되고 있기 때문에 경제적이라는 이점도 있다.

또한, 본 실시양태의 수지 필름(11)으로서, 불소계 수지 필름을 이용할 수 있다. 불소계 수지 필름은 IR 파장 영역인 2μm 내지 25μm의 흡수가 비교적 적고, 수지 성분에 의한 열 흡수를 더욱 억제하는 작용을 갖고 있기 때문에, 금속박(4)면에서의 IR 반사가 효율적으로 실시된다. 그리고 우수한 복사열 억제 기능을 발휘할 수 있다. 또한, 내열성과 동시에 내식성, 내약품성이 우수한 작용을 갖기 때문에, 사용 조건이 다습 등 가혹한 경우에도, 장기간에 걸쳐 높은 복사열 억제 효과를 발휘할 수 있다.

불소계 수지 필름이란, 예컨대, ETFE 필름, FEP 필름, PFA 필름, CTFE 필름 등이다.

또한, 본 실시양태의 수지 필름(11)으로서, PPS 필름을 이용할 수 있다. PPS 필름은 IR 영역에서의 흡수가 비교적 적고, 또한 매우 우수한 내열 작용을 갖기 때문에, 고온 조건이라도 필름의 연화 및 수축이 발생하지 않고, 장기간에 걸쳐 높은 복사열 억제 효과를 발휘하여, 외관성도 우수한 것으로 할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 복사열 전도 억제 필름(10)을 복사열 전도의 억제가 필요한 개소에 부착함으로써, 유효하게 단열시킬 수 있다. 부착 개소의 예로서는 주택이나 공장의 지붕과 같은 건축 부재나, 컴퓨터나 인자 인쇄 장치, 복사기 등의 사무기기의 열 차폐가 필요한 부위, 인버터가 장착된 형광등 등에서도, 본체 내부에 설치된 발열체와 열에 약한 토너나 내부 정밀 부품과의 사이 등이다. 이들의 발열원을 향해, 수지 필름을 최표면에 계속해서 금속박을 적층하여 이용하는 것이다.

(실시양태 5)

도 11을 이용하여, 실시양태 5를 설명한다.

도 11에 있어서, 복사열 전도 억제 필름(10)은 융점이 150℃ 이상, IR 흡수율이 25% 미만인 수지 필름(11A, 11B)과, 금속박(4A, 4B)을 교대로 적층하여 구성되어 있다.

제 1 수지 필름(11A)을 투과하여 도달한 제 1 금속박(4A)에서는, 실시양태 4와 동일하게 IR 반사 기능이 작용하지만, 반사되지 않고 흡수되어 고체 전열로 변환된 일부의 IR이 다시 방사되고, 제 2 수지 필름(11B)를 투과하여, 다시 제 2 금속박(4B)에서 반사되기 때문에, 더 우수한 복사열 억제 기능을 발휘할 수 있는 것이다.

(실시양태 6)

도 12를 이용하여 실시양태 6을 설명한다.

도 12에 있어서, 복사열 전도 억제 필름(10)은 융점이 150℃ 이상, IR 흡수율이 25% 미만인 수지 필름(11)과, 적층된 금속박(4A, 4B)으로 구성되어 있다.

수지 필름(11)을 투과하여 도달한 제 1 금속박(4A)에서는 실시양태 4와 같이 IR 반사 기능이 작용하지만, 반사되지 않고서 흡수되어 고체 전열로 변환된 IR이 다시 방사되어 제 2 금속박(4B)에서 반사되기 때문에, 더 우수한 복사열 억제 기능을 발휘할 수 있다.

(실시양태 7)

도 13을 이용하여, 실시양태 7을 설명한다.

도 13에 있어서, 단열 부재(21)는 복사열 억제 필름(10)과 단열재(15)로 구성되어 있다.

본 구성에 있어서, 복사열 억제 필름(10)에 의해 복사열 전도를 억제하고, 추가로 단열재(15)에 의해 고체 열 전도 및 기체 열 전도를 억제함으로써 우수한 단열 효과가 발휘되는 것이다.

여기에서의 단열재(15)는 유리 솜이나 암면 등의 무기 섬유로 이루어지는 것, 내화 벽돌이나 발포 세라믹스 등 무기 고형화체로 이루어지는 것, 발포 우레탄 폼, 발포 스타이렌 폼 등 유기 재료로 이루어지는 것 등이 사용되고, 특별히 한정되지 않는다.

실시양태 7에 있어서의 복사열 전도 억제 필름을 발포우레탄 폼 표면에 설치하여 평가한 결과를 실시예 8에 나타낸다.

성능 평가는 두께 12mm의 유리 솜 보드 표면에 143℃의 열을 부여하는 할로젠 히터의 열 조사를, 복사열 전도 억제 필름을 설치한 동일한 유리 솜 보드에 부여한 경우의 조사면(고온측) 온도 및 이면(저온측) 온도의 측정으로 실시했다.

복사열 전도 억제 필름을 설치하지 않는 경우에서의 저온측 온도는 47℃였다.

(실시예 8)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을, 수지 필름으로서 두께 2μm의 PPS 필름을 사용했다. PPS 필름의 IR 흡수율은 10%, 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 87%이다. 고온측 온도는 96℃, 저온측 온도는 36℃이며, 설치되지 않은 경우에 비해 각각 47℃, 및 11℃의 저감이 확인되어, 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

(실시양태 8)

도 14를 이용하여, 실시양태 8를 설명한다.

도 14에 있어서, 단열 부재(21)는 복사열 억제 필름(10)과 진공 단열재(16)로 구성되어 있다. 여기서, 진공 단열재란 코어재와 외피재로 이루어지고, 감압 하에서 코어재를 외피재에 밀봉함으로써 제조되는 것으로, 기체 열 전도율이 극히 작은 단열 성능이 우수한 단열재이다.

이상과 같은 구성에 있어서, 복사열 억제 필름(10)에 의해 복사열 전도를 억제하고, 추가로 진공 단열재(16)에 의해 고체 열 전도 및 기체 열 전도를 억제함으로써 우수한 단열 효과가 발휘되는 것이다.

또한, 복사열 전도 억제 필름(10)을 진공 단열재(16) 표면에 부착함으로써, 진공 단열재(16)가 발열원에서 받는 열량이 저감하여 표면 온도가 저하되기 때문에, 진공 단열재가 시간 경과에 따라 밀봉구로부터의 공기의 진입에 의해서 열화되는 것을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

실시양태 4 내지 6에서의 각종 복사열 전도 억제 필름을 진공 단열재 표면에 설치하여 평가한 결과를 실시예 9 내지 14에 나타낸다.

본 실시예에서 사용한 진공 단열재는 외피재의 보호층에는 나일론 필름 및 PET 필름을, 가스 배리어층에는 알루미늄 박의 광택 소실 면을, 열 융착층에는 무연신 CPP 필름을 이용했다. 또한, 코어재로서 건식 훈증 실리카에 카본블랙을 5wt% 첨가하여 균일하게 혼합한 분체를 통기성 부직포대에 봉입한 것을 이용하여 두께 7mm로 했다.

성능 평가는 상기 진공 단열재의 표면에 150℃의 열을 부여하는 할로젠 히터의 열 조사를 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름을 설치한 진공 단열재에 부여한 경우의 조사면(고온측) 및 이면(저온측) 온도의 측정으로 실시했다. 복사열 전도 억제 필름을 설치하지 않은 경우에서의 저온측 표면 온도는 39℃였다. 이 비교 사양에 있어서의 보호층의 수지 필름의 IR 흡수율은 25%이고, IR 반사율은 30%였다.

한편, IR 흡수율 및 IR 반사율의 측정은 실시양태 7와 동일하게 실시했다.

(실시예 9)

금속박으로서 두께 15μm의 니켈박을, 수지 필름으로서 두께 10μm의 무연신 CPP 필름을 사용했다. CPP 필름의 IR 흡수율은 17%, 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 52%이다. 평가 결과, 고온측 온도는 140℃이고, 저온측 온도는 37℃이며, 설치되지 않은 경우에 비해 각각 10℃, 및 2℃의 저감이 확인되어, 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

(실시예 10)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을, 수지 필름으로서 두께 10μm의 무연신 CPP 필름을 사용했다. CPP 필름의 IR 흡수율은 17%, 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 64%이다. 평가 결과, 고온측 온도는 120℃이고, 저온측 온도는 33℃이며, 설치되지 않은 경우에 비해 각각 30℃, 및 6℃의 저감이 확인되어 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

(실시예 11)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을, 수지 필름으로서 두께 25μm의 FEP 필름(불소계 필름)을 사용했다. FEP 필름의 IR 흡수율은 8%, 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 88%이다.

평가 결과, 고온측 온도는 103℃이고, 저온측 온도는 31℃이며, 설치되지 않은 경우에 비해 각각 47℃, 및 8℃의 저감이 확인되어, 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다. 본 발명의 불소 필름으로서는 FEP 외에 ETFE 필름, PFA 필름, CTFE 필름 등을 사용할 수 있다.

(실시예 12)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을, 수지 필름으로서 두께 2μm의 PPS 필름을 사용했다. PPS 필름의 IR 흡수율은 10%, 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 87%이다. 평가 결과, 고온측 온도는 103℃이고, 저온측 온도는 31℃이며, 설치되지 않은 경우에 비해 각각 47℃, 및 8℃의 저감이 확인되어, 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

(실시예 13)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을, 수지 필름으로서 두께 2μm의 PPS 필름을 사용하여, 최표면에서 PPS 필름/알루미늄박/PPS 필름/알루미늄박의 순서로 적층했다. PPS 필름의 IR 흡수율은 10%, 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 90%이다.

평가 결과, 고온측 온도는 102℃이고, 저온측 온도는 30℃이며, 설치되지 않은 경우에 비해 각각 48℃, 및 9℃의 저감이 확인되었다. 또한, 실시예 12에 비해 온도 저감 효과가 높기 때문에, 교대 적층에 의한 한층 향상된 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

(실시예 14)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을, 수지 필름으로서 두께 2μm의 PPS 필름을 사용하여, 최표면에서 PPS 필름/알루미늄박/알루미늄박의 순서로 적층했다.

PPS 필름의 IR 흡수율은 10%, 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 90%이다. 평가 결과, 고온측 온도 103℃이고, 저온측 온도는 30.5℃이며, 설치되지 않은 경우에 비해 각각 47℃ 및 8.5℃의 저감이 확인되었다. 또한, 실시예 12에 비해 온도 저감 효과가 약간 높기 때문에, 금속박 적층에 의한 한층 향상된 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

이상, 실시예 9 내지 14의 결과를 표 2에 나타낸다.

다음으로 본 발명의 복사열 전도 억제 필름에 대한 비교예를 개시한다.

평가의 조건 및 방법은 실시양태 7과 동일하다.

(비교예 6)

두께 12mm의 유리 솜 보드 표면에 143℃의 열을 부여하는 할로젠 히터의 열 조사를, 복사열 전도 억제 필름을 설치하지 않고 실시했다. 그 때의 저온측 온도는 47℃였다.

(비교예 7)

실시양태 8에서 나타낸 진공 단열재에 있어서 복사열 전도 억제 필름을 설치하지 않고 고온측 표면에 150℃의 열을 부여하는 할로젠 히터의 열 조사를 실시했다. 그 때의 저온측 온도는 39℃였다. 본 비교 사양에서의 보호층의 수지 필름의 IR 흡수율은 25%이고, IR 반사율은 30%였다.

(비교예 8)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을 진공 단열재 표면에 설치했다. 알루미늄 박의 IR 반사율은 95%이다. 평가 결과, 초기에는 고온측 온도는 100℃이고 저온측 온도는 30℃이며, 설치되지 않은 경우에 비해 각각 50℃, 및 9℃의 저감이 확인되었다. 그러나 사용 후 10일 경과까지 서서히 고온측 및 저온측 온도 상승이 확인되어, 산화 열화에 의한 IR 흡수의 증가를 생각할 수 있다.

(비교예 9)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을 이용하여, 알루미늄박상에 열 차폐 도료를 도포한 것을 진공 단열재 표면에 설치했다.

열 차폐 도료의 IR 흡수율은 75%, 본 비교예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 25%이다. 평가 결과, 고온측 온도는 160℃이고, 저온측 온도는 42℃이며, 설치되지 않은 경우에 비해 각각 5℃, 및 3℃의 온도 상승이 확인되어, 복사열 전도 억제 효과는 없다고 판정된다. 이것은 도료의 IR 흡수율이 높고, 반사율이 낮기 때문이라고 생각된다.

(비교예 10)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을 사용하고, 수지 필름으로서 두께 120μm의 폴리이미드 필름을 사용했다. 폴리이미드 필름의 IR 흡수율은 80%, 본 비교예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 20%이다. 평가 결과, 고온측 온도는 165℃이고, 저온측 온도는 43℃이며 설치되지 않은 경우에 비해 각각 15℃, 및 4℃의 온도 상승이 확인되어 복사열 전도 억제 효과는 없다고 판정된다. 수지 필름인 폴리이미드 필름의 IR 흡수율이 80%이기 때문에, 복사열 전도 억제 효과는 확인할 수 없고, 반대로 IR 흡수에 의한 온도 상승이 확인되었다고 생각된다.

(비교예 11)

금속박으로서 두께 12μm의 광택 소실 알루미늄박을, 수지 필름으로서 두께 10μm의 무연신 CPP 필름을 사용했다.

CPP 필름의 IR 흡수율은 17%, 본 비교예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 45%이다. 평가 결과, 고온측 온도는 152℃이며, 저온측 온도는 41℃이며, 설치되지 않은 경우에 비해 각각 2℃, 및 2℃의 온도 상승이 확인되어, 복사열 전도 억제 효과는 없다고 판정된다. 복사열 전도 억제 필름의 반사율이 45%이기 때문에, 복사열 전도 억제 효과는 확인할 수 없었다고 생각된다.

비교예 7 내지 11의 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 실시예 9 내지 12 및 비교예 7 내지 11에 관하여, IR 흡수율과 고온측 온도와의 관계를 도 15에, IR 반사율과 고온측 온도와의 관계를 도 16에 나타낸다.

도 15로부터, 고온측 온도가 복사열 전도 억제 필름이 설치되지 않은 경우의 150℃보다도 저하되어 효과가 나타나는 것은 IR 흡수율이 25% 미만인 것을 추정할 수 있다.

또한, 동일하게 도 16에서 복사열 전도 억제 효과를 얻을 수 있는 것은 IR 반사율 50% 이상인 것을 추정할 수 있다.

한편, 수지 필름과 금속박과의 적층 방법에 관해서는 특별히 한정되지 않고, 유기 및 무기 접착제에 의한 접착에 의해 접합되어 있으면 바람직하고, 또한 단부가 봉합 등의 물리적인 방법으로 접합될 수 있다.

또한, 본 발명은 수지 필름과 금속박이 교대로 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 함으로써, 우수한 복사열 억제 기능을 발휘할 수 있다. 적층수는 많을수록 효과적이지만, 적용 온도나 비용에 따라 알맞은 적층수를 선택할 수 있다.

또한 본 발명은 수지 필름과, 적층된 금속박으로 이루어지는 것을 특징으로 함으로써, 우수한 복사열 억제 기능을 발휘할 수 있다. 수지 필름과 금속박과의 교대 적층에 비해, 금속박끼리의 접촉에 의한 고체 열 전도의 영향이 약간 크기 때문에, 복사열 억제 능력은 열화되지만, 경제적이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 복사열 억제 필름은 장기간에 걸쳐 IR 반사 능력을 유지시켜, 우수한 복사열 억제 기능을 발휘할 수 있다.

또한, 본 발명의 복사열 억제 필름은 수지 필름으로서, 불소계 수지 필름이나, PPS 필름을 이용함으로써 보다 고온 영역의 엄격한 조건에서도 장기간에 걸쳐 IR 반사 능력을 지속시켜 우수한 복사열 억제 기능을 발휘할 수 있다.

(실시양태 9)

도 18을 이용하여, 실시양태 9를 설명한다.

도 18에 있어서, 외피재(18)는 보호층(5)과 가스 배리어층(7)과 열 용착층(8)으로 구성되어 있다. 또한, 보호층(5)은 IR 흡수율이 25% 미만인 수지 필름(11)과 금속박(4)을 적층함으로써 IR 반사율이 50% 이상이도록 구성되어 있다.

수지 필름(11)은 금속박(4)의 산화 열화를 방지하는 작용을 갖고, 장기간에 걸쳐 복사열 전도 억제 효과가 지속되는 것이다.

또한, 수지 필름(11)면으로부터 입사한 IR은 흡수율 25% 미만으로 금속박(6)까지 도달하여 반사되고, 반사된 IR도 또한 수지 필름(11)에 의한 흡수율 25% 미만으로 투과된다. 그 결과, 수지 필름(11)의 IR 흡수에 의한 고체 열 전도율의 증대가 금속박(4)의 IR 반사 효과를 상회하지는 않는다.

이상과 같이, 본 실시양태에서는 수지 필름(11)은 IR 흡수율이 25% 미만으로 하고, 금속박(4)과 적층함으로써 IR 반사율을 50% 이상으로 한다. 그 결과, 수지 필름(11)에서의 입사 및 반사 IR 흡수에 의한 복사 전열로부터 고체 전열로 변환이 적고, 수지 필름(11)을 투과하여 금속박(4)까지 도달한 IR은 유효하게 반사되기 때문에, 우수한 복사열 전도 억제 기능을 발휘할 수 있다.

본 발명의 수지 필름(11)은 IR 흡수율이 25% 미만인 수지 필름을 이용할 수 있다. 또한, 융점이 150℃ 이상, 및 명확한 융점을 가지지 않는 재료이더라도 150℃ 이상의 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우의 지표로서는 UL746B 규정의 연속 사용 온도가 150℃ 이상인 것이다.

융점 150℃ 이상의 예로서는 두께 25μm의 ETFE 필름(융점 265℃, IR 흡수율 8%), 두께 25μm의 FEP 필름(융점 270℃, IR 흡수율 8%), 두께 25μm의 PFA 필름(융점 305℃, IR 흡수율 8%), 두께 2μm의 PPS 필름(융점 285℃, IR 흡수율 10%), 두께 10μm의 무연신 CPP 필름(융점 170℃, IR 흡수율 17%), 두께 15μm, PET 필름(융점 258℃, IR 흡수율 18%) 등을 들 수 있다. 또한, 명확한 융점을 가지지 않는 것으로서는 두께 25μm의 PSF 필름(연속 사용 온도 150℃, IR 흡수율 10%), 두께 25μm의 PES 필름(연속 사용 온도 180℃, IR 흡수율 15%) 등이 있다.

또한, 본 실시양태에서는 금속박(4)을 알루미늄박으로 함으로써, 알루미늄박이 금속 중에서도 매우 높은 IR 반사 작용을 갖기 때문에, 우수한 복사열 전도 억제 기능을 발휘할 수 있다. 또한, 공업적으로도 범용되어 있기 때문에, 경제적이라는 이점도 있다.

또한, 본 실시양태의 수지 필름(11)을 불소계 수지 필름으로 함으로써, IR 파장 영역인 2μm 내지 25μm의 흡수가 비교적 적고, 수지 성분에 의한 열 흡수를 더욱 억제하는 작용을 갖기 때문에, 금속박(6)면에서의 IR 반사가 효율적으로 실시된다.

그 결과, 우수한 복사열 전도 억제 기능을 발휘할 수 있다.

또한, 내열성과 동시에 내식성, 내약품성이 우수한 작용을 갖기 때문에, 사용 조건이 다습 등 가혹한 경우에도 장기간에 걸쳐 높은 복사열 전도 억제 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 본 실시양태의 수지 필름(11)을 PPS 필름으로 함으로써, PPS 필름이 IR 영역에서의 흡수가 비교적 적고, 또한 매우 우수한 내열 작용을 갖기 때문에, 고온 조건이라도 필름의 연화 및 수축이 발생하지 않는다.

그 결과, 장기간에 걸쳐 높은 복사열 전도 억제 효과를 발휘하여, 외관성도 우수한 것으로 할 수 있다.

이상과 같은 외피재(18)를 구비한 진공 단열재는 보호층에 의해 복사열 전도를 억제하여, 진공 단열재에 의해 기체 열 전도 및 고체 열 전도를 억제할 수 있기 때문에, 매우 우수한 단열 성능을 갖는 것이다.

(실시양태 10)

도 19를 이용하여, 실시양태 10을 설명한다.

도 19에 도시하는 바와 같이, 외피재(18)는 보호층(5)과 가스 배리어층(7)과 열 용착층(8)으로 구성되어 있다. 보호층(5)은 IR 흡수율이 25% 미만인 수지 필름(11A, 11B)과, 금속박(4A, 4B)를 교대로 적층하여 구성되어 있다.

제 1 수지 필름(11A)을 투과하여 도달한 제 1 금속박(4A)에서는 실시양태 9와 동일하게 IR 반사 기능이 작용하지만, 반사되지 않고 흡수되어 고체 전열로 변환된 일부의 IR이 다시 방사되어, 제 2 수지 필름(11B)을 투과하여, 추가로 제 2 금속박(4B)에서 반사된다. 그 결과, 더 우수한 복사열 전도 억제 기능을 발휘할 수 있다.

(실시양태 11)

도 20을 이용하여, 실시양태 11를 설명한다.

도 20에 도시하는 바와 같이, 외피재(18)는 보호층(5)과 가스 배리어층(7)과 열 용착층(8)으로 구성되어 있다. 보호층(5)은 IR 흡수율이 25% 미만인 수지 필름(11)과 적층된 금속박(4A, 4B)로 구성되어 있다.

수지 필름(11)을 투과하여 도달한 제 1 금속박(4A)에서는 실시양태 9와 같이 IR 반사 기능이 작용하지만, 반사되지 않고 흡수되어 고체 전열로 변환된 IR이 다시 방사되어, 제 2 금속박(4B)에서 반사된다. 그 결과, 더 우수한 복사열 전도 억제 기능을 발휘할 수 있다.

(실시양태 12)

도 21을 이용하여, 실시양태 12를 설명한다.

도 21에 도시하는 바와 같이, 외피재(18)는 보호층(5)과 열 용착층(8)으로 구성되어 있다. 보호층(5)의 금속박(4)을 가스 배리어층으로 한 것으로, 종래의 가스 배리어층(7)은 존재하지 않는 구성으로 되어 있다.

본 구성에 의해, 보호층(5)의 금속박(4)이 가스 배리어 기능도 갖기 때문에, 가스 배리어층(7)을 생략하는 것이 가능해진다.

그 결과, 재료 비용 및 제조 프로세스 비용을 저감할 수 있다.

(실시양태 13)

도 22를 이용하여, 실시양태 13을 설명한다.

도 22에 도시하는 바와 같이, 진공 단열재(16)는 코어재(17)와 외피재(18)로 구성되어 있다. 감압 하에서 코어재(17)를 외피재(18)에 밀봉함으로써 제조되는 것으로, 기체 열 전도율이 극히 작은 단열 성능이 우수한 단열재이다. 또한, 외피재(18)는 보호층(5)과 가스 배리어층(7)과 열 용착층(8)으로 구성되어 있다.

이상과 같은 구성에 있어서, 외피재(18)의 보호층(5)에 의해 복사열 전도를 억제하고, 추가로 진공 단열재(16)에 의해 고체 열 전도 및 기체 열 전도를 억제함으로써 우수한 단열 효과가 발휘되는 것이다.

또한, 보호층(5)의 IR 반사 효과에 의해, 진공 단열재(16)가 발열원으로부터 받는 열량이 저감하여 표면 온도가 저하되기 때문에, 종래 적용이 곤란하던 고온 영역에서도 사용할 수 있다.

또한 열 전도율의 온도 의존에 의한 증대를 방지하기 때문에, 우수한 단열 성능을 이끌어 낼 수 있다. 또한, 표면 온도 저하에 의해, 진공 단열재가 밀봉구로부터 시간 경과에 따른 공기의 진입에 의한 열화를 억제하여, 장기간에 걸친 고단열 성능을 부여하는 것이다.

보호층(5)의 수지 필름(11)과 금속박(4)의 종류를 바꾸어 확인한 결과를 실시예 15 내지 18에서 나타낸다.

실시예 15 내지 18의 진공 단열재에 있어서, 코어재에는 건식 훈증 실리카에 카본 블랙을 5wt% 첨가하여 균일하게 혼합한 분체를, 통기성 부직포대에 봉입한 것을 이용한다.

외피재의 열 용착층에는 무연신 CPP 필름을, 가스 배리어층에는 알루미늄 박의 광택 소실 면을 이용했다. 외피재의 보호층에는 실시예 1 내지 실시예 4의 구성을 이용하여 두께 7mm의 진공 단열재를 제작했다.

성능 평가는 보호층에 나일론 필름 및 PET 필름을 이용하고, 그 외에는 실시예 1로부터 실시예 4와 동일한 구성으로 한 진공 단열재 고온측 표면에 150℃의 열을 부여하는 할로젠 히터의 열 조사를 본 실시예의 각 진공 단열재에 부여한 경우의 고온측 및 저온측 표면 온도의 측정에 의해 실시했다. 이 비교 사양에서의 보호층의 수지 필름의 IR 흡수율은 25%이고, IR 반사율은 30%, 저온측 표면 온도는 39℃였다.

실시예 15 내지 18의 결과는 표 3에 정리한다.

(실시예 15)

금속박으로서 두께 15μm의 니켈박의 연마면을 사용하고, 수지 필름으로서 두께 10μm의 무연신 CPP 필름을 사용했다.

CPP 필름의 IR 흡수율은 17%이고, 본 실시예의 진공 단열재 표면(보호층)의 IR 반사율은 50%였다.

평가 결과, 고온측 온도는 145℃이고, 저온측 온도는 38℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 5℃ 및 1℃의 저감이 확인되어, 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

(실시예 16)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박의 연마면을 사용하고, 수지 필름으로서 두께 10μm의 무연신 CPP 필름을 사용했다.

CPP 필름의 IR 흡수율은 17%이고, 본 실시예의 진공 단열재 표면의 IR 반사율은 60%였다. 평가 결과, 고온측 온도는 125℃이며, 저온측 온도는 35℃였다.

설치되지 않은 경우에 비해 각각 25℃ 및 4℃의 저감이 확인되어, 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

(실시예 17)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박의 연마면을, 수지 필름으로서 불소계 필름인 두께 25μm의 FEP 필름을 사용했다. FEP 필름의 IR 흡수율은 8%이고, 본 실시예의 진공 단열재 표면의 IR 반사율은 83%였다.

평가 결과, 고온측 온도는 108℃이고, 저온측 온도는 33℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 42℃ 및 6℃의 저감이 확인되어, 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

본 발명의 불소 필름으로서는 FEP 필름 외에 ETFE 필름, PFA 필름, CTFE 필름 등을 사용할 수 있다.

(실시예 18)

금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을, 수지 필름으로서 두께 2μm의 PPS 필름을 사용했다. PPS 필름의 IR 흡수율은 10%이고, 본 실시예의 진공 단열재 표면의 IR 반사율은 82%였다. 평가 결과, 고온측 온도는 108℃이고, 저온측 온도는 33℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 42℃, 및 6℃의 저감이 확인되어, 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

(실시양태 14)

실시양태 14에서는 실시양태 10의 외피재(18)를 이용한 진공 단열재(16)를 설명한다. 실시예 5의 외피재의 열 용착층 및 가스 배리어층 및 코어재 사양은 실시양태 13과 동일하게 했다.

한편, 도면은 도 22와 동일하기 때문에 생략한다.

(실시예 19)

보호층의 금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을 사용하고, 수지 필름으로서 두께 2μm의 PPS 필름을 사용하여, 최표면으로부터 PPS 필름/알루미늄박/PPS 필름/알루미늄박의 순서로 적층했다. PPS 필름의 IR 흡수율은 10%, 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 85%였다.

평가 결과, 고온측 온도는 107℃이고, 저온측 온도는 32℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 43℃, 및 7℃의 저감이 확인되고, 또한 실시예 18에 비해 온도 저감 효과가 높기 때문에, 교대 적층에 의한 향상된 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

(실시양태 15)

실시양태 15에서는 실시양태 11의 외피재(18)를 이용한 진공 단열재(16)를 설명한다. 실시예 6의 외피재의 열 용착층 및 가스 배리어층 및 코어재 사양은 실시양태 13과 동일하게 했다.

한편, 도면은 도 22와 동일하기 때문에 생략한다.

(실시예 20)

보호층의 금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을, 수지 필름으로서 두께 2μm의 PPS 필름을 사용하고, 최표면에서 PPS 필름/알루미늄박/알루미늄박의 순서로 적층했다. PPS 필름의 IR 흡수율은 10%, 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 85%였다. 평가 결과, 고온측 온도는 108℃이고, 저온측 온도는 32.5℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 42℃, 및 6.5℃의 저감이 확인되고, 또한 실시예 18에 비해 온도 저감 효과가 약간 높기 때문에, 금속박 적층에 의한 향상된 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

(실시양태 16)

실시양태 16에서는 실시양태 12의 외피재(18)를 이용한 실시양태 15에 있어서의 진공 단열재(16)를 설명한다. 실시예 21에 나타낸다. 실시예 21의 코어재 사양은 실시양태 13과 동일하게 했다.

한편, 도면은 도 22와 동일하기 때문에 생략한다.

(실시예 21)

열 용착층에는 무연신 CPP 필름을 이용하고, 가스 배리어층은 보호층의 금속박이 가스 배리어층으로서 작용하기 때문에, 설치하지 않는다.

보호층의 금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박의 연마면을 사용하고, 수지 필름으로서 두께 2μm의 PPS 필름을 사용했다.

PPS 필름의 IR 흡수율은 10%, 본 실시예의 진공 단열재 표면의 IR 반사율은 82%였다. 고온측 표면 온도는 108℃, 저온측 표면 온도는 33℃였다.

설치되지 않은 경우에 비해 각각 42℃ 및 6℃의 저감이 확인되어 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

한편, 가스 배리어층을 보호층의 금속박으로 한 것에 의해 특별히 문제가 생기지는 않았다.

(실시양태 17)

도 23를 이용하여 실시양태 17를 설명한다.

진공 단열재(16)를 설치했을 때 고온측이 되는 면의 외피재(18A)가, 저온측의 외피재(18B) 보다도 큰 것을 특징으로 하는 것이다. 본 구성에 의해, 고온측이 되는 면의 외피재에는 복사열 전도 억제 기능을 갖는 보호층(5)을 구비하고 있어, 표면 온도를 낮추는 효과가 있다. 그리고 이 면을 크게 함으로써, 열 용착층(8) 및 저온측 외피재로 흡입되어 전달되는 열량을 저감하는 효과가 얻어진다.

그 결과, 열 용착층(8)의 열화를 억제하고, 또한 단열 효과를 향상시킨다. 본 실시양태를 실시예 22에서 추가로 상세히 설명한다.

실시예 22의 외피재(18)의 열 용착층(8) 및 가스 배리어층(7) 및 코어재 사양은 실시양태 13과 동일하게 했다.

(실시예 22)

보호층의 금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을, 수지 필름으로서 두께 2μm의 PPS 필름을 사용했다.

PPS 필름의 IR 흡수율은 10%, 본 실시예의 복사열 전도 억제 필름의 IR 반사율은 82%였다.

평가 결과, 고온측 온도는 108℃이고, 저온측 온도는 29.5℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 42℃ 및 9.5℃의 저감이 확인되어, 특히 저온측 온도의 저감이 컸다. 이에 의해, 고온측 외피재를 크게 함으로써 향상된 복사열 전도 억제 효과가 있다고 판정했다.

고온측이 되는 면의 외피재가 저온측의 외피재보다도 큰 것은 외피재의 형상이 다각형이면 주변 전체 길이에 대하여 고온측이 저온측보다 길어, 저온측을 완전히 덮고도 남는 부분이 생기는 상태를 가리킨다. 외피재의 형상이 원형이면, 그 직경에 대하여 고온측이 저온측보다 길어, 저온측을 완전히 덮고도 남는 부분이 생기는 상태를 가리킨다. 즉, 어떠한 형상의 외피재라도, 고온측 외피재가 저온측 외피재를 완전히 덮어도 남는 부분이 생기는 상태를 가리키는 것이다.

실시예 15 내지 실시예 22의 결과에 대하여, 표 3에 나타낸다.

이상과 같은 구성에서, 복사열 전도 억제 기능을 갖는 보호층에 의해 복사열 전도를 억제하고, 추가로 진공 단열재(16)에 의해 고체 열 전도 및 기체 열 전도를 억제함으로써 우수한 단열 효과가 발휘되는 것이다.

평가 조건 및 방법은 실시예에 준하여, 평가 결과도 함께 표 3에 나타냈다.

(비교예 12)

복사열 전도 억제 기능을 갖지 않는 보호층을 사용한 경우의 비교예를 개시한다. 보호층에 나일론 필름 및 PET 필름을, 가스 배리어층에는 알루미늄 박의 광택 소실 면을, 열 용착층에는 무연신 CCP을 이용하여 제작한 외피재를 이용한 진공 단열재를, 실시양태 13과 동일하게 평가했다. 코어재 사양은 실시양태 13과 동일하고, 진공 단열재의 두께도 동등한 7mm로 했다. 비교예 1의 보호층의 수지 필름의 IR 흡수율은 25%이고, IR 반사율은 30%였다. 그 결과, 고온측 표면 온도는 150℃, 저온측 표면 온도는 39℃였다.

(비교예 13)

보호층의 금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을 이용했다.

보호층으로서 수지 필름을 사용하지 않는 경우를 평가하면 IR 반사율은 95%였다. 고온측 표면 온도는 100℃이고 저온측 표면 온도는 31℃였다. 그러나 사용 후 10일 경과까지 서서히 고온측 및 저온측 온도의 상승이 확인되어, 산화 열화에 의한 IR 흡수의 증가가 생각된다.

(비교예 14)

보호층의 금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박을, 수지 필름으로서 두께 120μm의 폴리이미드 필름을 사용했다.

폴리이미드 필름의 IR 흡수율은 80%, 비교예 3의 진공 단열재의 IR 반사율은 20%였다. 고온측 표면 온도는 170℃이고, 저온측 표면 온도는 45℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 15℃ 및 3℃의 상승이 확인되어 복사열 전도 억제 효과는 확인할 수 없었고, 반대로 IR 흡수에 의한 온도 상승이 확인되었다.

(비교예 15)

보호층의 금속박으로서 두께 12μm의 알루미늄박 광택 소실 면을, 수지 필름으로서 두께 10μm의 무연신 CPP 필름을 사용했다. CPP 필름의 IR 흡수율은 17%, 비교예 4의 진공 단열재의 IR 반사율은 45%이다.

평가 결과, 고온측 온도는 157℃이고, 저온측 온도는 43℃였다. 설치되지 않은 경우에 비해 각각 7℃ 및 4℃의 온도 상승이 확인되어, 복사열 전도 억제 효과는 없다고 판정했다.

또한, 실시예 15 내지 18 및 비교예 12 내지 15에 관하여, IR 흡수율과 고온측 온도와의 관계를 도 24에 나타내고, IR 반사율과 고온측 온도와의 관계를 도 25에 나타낸다. 도 24로부터, 고온측 온도가 비교예 12인 경우의 150℃보다도 저하되어 효과가 나타나는 것은 IR 흡수율이 25% 미만인 것을 추정할 수 있다. 또한, 마찬가지로 도 25로부터, 복사열 전도 억제 효과를 얻을 수 있는 것은 IR 반사율 50% 이상이라고 추정할 수 있다.

한편, 열 용착층과 가스 배리어층과의 사이, 가스 배리어층과 보호층과의 사이에는 각각 보통 기존의 라미네이트 기술을 이용하여 접착되어 있다. 보호층의 수지 필름과 금속박과의 적층에 관해서도 동일하다. 여기서는 접착제에 의한 IR 흡수를 고려하여, 가능한 한 접착제 사용량을 억제하는 것이 바람직하다.

본 발명은 보호층이 수지 필름과 금속박이 교대로 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 제 1 수지 필름을 투과하여 도달한 제 1 금속박층에 있어서 반사되지 않고 고체 전열로 변환된 IR이, 제 2 수지 필름을 투과해도, 추가로 제 2 금속박으로써 반사되기 때문에, 더 우수한 복사열 전도 억제 기능을 발휘할 수 있다. 적층수는 많을수록 효과적이지만, 적용 온도나 비용에 의해 알맞은 적층수를 선택할 수 있다.

추가로 본 발명의 보호층은 단층 수지 필름과, 적층된 금속박으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 수지 필름을 투과하여 제 1 금속박층에 있어서 반사되지 않고 고체 전열로 변환된 IR이 제 2 금속박으로써 반사되기 때문에, 더 우수한 복사열 전도 억제 기능을 발휘할 수 있다. 수지 필름과 금속박의 교대 적층에 비해, 금속박끼리의 접촉에 의한 고체 열 전도의 영향이 약간 크기 때문에, 복사열 전도 억제 능력은 뒤떨어지지만, 경제적이다.

본 발명의 복사열 전도 억제 기능을 갖는 보호층을 갖는 외피재는 적어도 진공 단열재를 설치했을 때 고온측이 되는 면에 사용되는 것을 특징으로 한다. 복사열 전도 억제 기능을 갖는 보호층을 갖는 외피재는 고온측과 동시에 저온측에 적용해도 전혀 지장이 없지만, 기본적으로는 고온측으로의 적용이 필수적이다.

저온측에는 통상 사용되는 외피재를 이용하여, 고온측에만 복사열 전도 억제 기능을 갖는 보호층을 적용한 경우가 경제적이다.

본 발명의 진공 단열재는 장기간에 걸쳐 IR 반사 능력을 지속시켜, 우수한 복사열 전도 억제 기능을 발휘할 수 있다.

또한, 복사열 전도 억제 기능의 부여에 의해, 진공 단열재의 표면 온도가 저하되기 때문에 종래 적용이 곤란하던 고온 영역에서도 사용할 수 있다. 또한, 열 전도율의 온도 의존에 의한 악화를 방지하기 때문에, 우수한 단열 성능을 인출할 수 있다.

또한, 표면 온도 저하에 의해, 진공 단열재의 열화를 억제하여, 장기간에 걸친 고단열 성능을 부여하는 것이다.

본 발명의 복사열 전도 억제 필름 및 이를 이용한 진공 단열재는 장기간에 걸쳐 IR 반사 능력을 지속시켜, 우수한 복사열 억제 기능을 발휘할 수 있다. 그 결과, 복사열 전도의 억제가 필요한 공간의 단열이나, 발열원과 열에 약한 정밀 부재가 근접하는 개소에서의 열 차폐 등의 용도에 적용할 수 있다.

Claims

적어도, 적외선 흡수율이 25% 미만인 수지 필름, 적외선 반사층, 및 접착층을 갖는 복사열 전도 억제 필름으로서, 적외선 반사율이 50% 이상인 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 접착층이 접착부와 비접착부로 구성되고, 상기 수지 필름과 상기 적외선 반사층이 접착에 의해 적층된 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 2 항에 있어서,

상기 접착층의 접착부와 비접착부가 기하학 모양을 형성하는 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 2 항에 있어서,

상기 수지 필름은 그의 융점이 150℃ 이상인 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 2 항에 있어서,

상기 수지 필름이 불소계 수지 필름인 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 4 항에 있어서,

상기 수지 필름이 폴리페닐렌설파이드 필름인 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 2 항에 있어서,

상기 적외선 반사층이 금속박인 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 2 항에 있어서,

적외선 반사층이 금속 증착 필름인 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 2 항에 따른 복사열 전도 억제 필름을 수지 필름측이 외측이 되도록 표면에 구비한 단열 부재.
제 2 항에 있어서,

열 가소성 수지로 이루어지는 열 용착층이 상기 적외선 반사층측에 접착제에 의해 복층으로 형성된 복사열 전도 억제 필름.
코어재, 및 내측면에 열 용착층을 갖고 상기 코어재를 덮는 가스 배리어성의 복수의 외피재로 구성되고, 상기 외피재의 내부를 감압 밀봉하여 이루어지고, 적어도 한편의 상기 외피재가 제 10 항에 따른 복사열 전도 억제 필름인 것을 특징으로 하는 단열 부재.
제 1 항에 있어서,

상기 수지 필름이 적어도 150℃ 이상의 융점을 갖고, 상기 적외선 반사층이 금속박으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 12 항에 있어서,

상기 수지 필름과 상기 금속박이 교대로 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 12 항에 있어서,

상기 수지 필름, 및 적층된 상기 금속박으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 12 항에 있어서,

상기 금속박이 알루미늄박인 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 12 항에 있어서,

상기 수지 필름이 불소계 수지 필름인 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 12 항에 있어서,

상기 수지 필름이 폴리페닐렌설파이드 필름인 것을 특징으로 하는 복사열 전도 억제 필름.
제 12 항에 따른 복사열 전도 억제 필름이 단열재 표면에 구비된 단열 부재.
코어재, 및 상기 코어재를 덮는 외피재를 갖는 진공 단열재로서,

상기 외피재의 내부는 감압되고, 상기 외피재는 열 용착층과 가스 배리어층이 복사열 전도 억제 기능을 갖는 보호층을 갖는 라미네이트 구조를 갖고,

상기 보호층은 제 1 항에 따른 복사열 전도성 억제 필름을 이용하고, 상기 적외선 반사층이 금속박인 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제 19 항에 있어서,

상기 보호층이 상기 수지 필름과 상기 금속박이 교대로 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제 19 항에 있어서,

상기 보호층이 단층의 상기 수지 필름, 및 적층된 상기 금속박으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제 19 항에 있어서,

상기 보호층의 상기 금속박이 알루미늄박인 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제 19 항에 있어서,

상기 보호층의 상기 수지 필름이 불소계 수지 필름인 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제 19 항에 있어서,

상기 보호층의 상기 수지 필름이 폴리페닐렌설파이드 필름인 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제 19 항에 있어서,

상기 보호층의 상기 금속박을 가스 배리어층으로 하는 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제 19 항에 있어서,

복사열 전도 억제 기능을 갖는 상기 보호층을 갖는 상기 외피재를, 적어도 상기 진공 단열재를 설치했을 때 고온측이 되는 면에 사용한 것을 특징으로 하는 진공 단열재.
제 26 항에 있어서,

상기 진공 단열재를 설치했을 때 고온측이 되는 면의 상기 외피재가 저온측의 상기 외피재보다도 큰 것을 특징으로 하는 진공 단열재.