KR20180008915A - 진공 단열재, 및 이것을 이용한 단열 용기, 주택 벽, 수송 기기, 수소 수송 탱커, 및 lng 수송 탱커 - Google Patents

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Abstract

진공 단열재(10)로서, 외피재(11)와, 외피재(11)의 내부에 감압 밀폐 상태로 봉입된 심재(12)를 구비하고 있다. 외피재(11)는 가스 배리어성을 갖는 동시에, (1) -130 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의 정적 하중 0.05 N에서의 선팽창 계수가 80×10-5/℃ 이하, (2) -140 ℃ 이상 -130 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 65×10-5/℃ 이상, (3) -140 ℃ 이상 -110 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 20×10-5/℃ 이상, (4) +50 ℃ 이상 +65 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 13×10-5/℃ 이상 중, 적어도 어느 하나의 조건을 만족하고 있다.

Description

진공 단열재, 및 이것을 이용한 단열 용기, 주택 벽, 수송 기기, 수소 수송 탱커, 및 LNG 수송 탱커{VACUUM HEAT-INSULATING MATERIAL, AND HEAT-INSULATING CONTAINER, DWELLING WALL, TRANSPORT MACHINE, HYDROGEN TRANSPORT TANKER, AND LNG TRANSPORT TANKER EQUIPPED WITH VACUUM HEAT-INSULATING MATERIAL}
본 발명은, 외피재의 내부에, 심재가 감압 밀폐 상태로 봉입된 구성을 갖는 진공 단열재, 및 이것을 이용한 단열 용기, 주택 벽, 수송 기기, 수소 수송 탱커, 및 LNG 수송 탱커에 관한 것이다.
진공 단열재는, 가스 배리어성을 갖는 외피재(외포재)의 내부에, 심재가 감압 밀폐되어 봉입된 구성을 갖고 있다. 외피재로서는, 일반적으로, 열융착층, 표면 보호층 및 가스 배리어층 등의 기능층을 적층한 적층 필름이 이용된다.
진공 단열재는, 전자 제품 또는 주택용 자재 등의 민생용 제품에 넓게 이용되고 있지만, 또한 근래에는, 산업용 제품에 있어서도 이용이 검토되고 있다. 산업용 제품으로서는, 예를 들면, 가스 탱커 등의 선박, LNG(액화 천연 가스) 탱크 등의 저온 유체 보지용의 단열 용기, 및 자동차(예를 들면 차체, 엔진, 변속기, 또는 배터리 등의 보온용)를 들 수 있다.
진공 단열재는, 외피재가 파손하면, 가스 배리어성이 상실하거나 저하하거나 하므로, 진공 단열재의 내부의 대략 진공 상태(감압 밀폐 상태)를 유지하는 것이 곤란해진다. 여기서, 종래부터, 외피재의 강도 또는 내구성 등을 향상시키는 기술이 제안되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 일반적인 냉장고, 냉동 기기, 및 냉온 기기 등을 상정하고, 외피재의 내핀홀성의 개선을 도모한 진공 단열재가 개시되어 있다. 이 진공 단열재에서는, 외피재의 열융착층으로서 종방향 및 횡방향의 인장신도(tensil elongation)가 각각 400% 이상이며, 또한 횡방향의 인장신도에 대한 종방향의 인장신도가 2배 이하의 필름이 이용되고 있다.
그런데, 산업용 제품에 있어서는, 민생용 제품에 비해, 진공 단열재에 요구되는 특성이 엄격하게 되는 경향이 있다. 예를 들면, 전술한 가스 탱커 등의 선박에서는, 상온보다 대폭으로 낮은 온도의 저온 유체를 장기간 보지하기 때문에, 진공 단열재는 저온 환경하에서 장기간 사용되게 된다. 또한, 선박의 메인터넌스시에는, 상온보다 높은 온도에 노출되는 일이 있기 때문에, 진공 단열재는 저온 환경 뿐만 아니라, 매우 큰 온도차가 생기는 환경(편의상, 대온도차 환경으로 한다)에서도 사용되게 된다. 또한, 선박에서는, 민생용 제품에 비해 보다 장기간의 사용(예를 들면 수십년)이 상정되므로, 진공 단열재에도, 보다 장기의 신뢰성이 요구된다.
여기서, 저온 환경에서는, 외기온의 변화 등에 따라서, 외피재에 신축이 발생하기 때문에, 외피재에 있어서는, 반복적인 신축 응력이 발생하게 된다. 또한, 대온도차 환경에서는, 외피재에 있어서, 온도차에 수반하는 큰 열응력이 발생한다. 이와 같이, 진공 단열재의 장기의 신뢰성을 실현하는데 있어서는, 외피재에 대해서도 장기적인 내구성이 요구된다.
그러나, 종래는, 진공 단열재에 있어서, 산업용 제품에 적용 가능해지도록, 외피재의 강도 및 내구성 중, 적어도 어느 하나를 향상시켜서, 외피재의 신뢰성을 보다 한층 호적화하는 것에 대하여는, 거의 검토되고 있지 않다. 또한, 민생용 제품에 있어서도, 예를 들면 주택 벽에서는, 극한지에서의 사용에도 대응할 수 있도록, 매우 낮은 외기온에 견딜 수 있는 특성이 요구되는 일이 있다. 그러나, 종래는, 진공 단열재에 요구되는 특성으로서 이러한 통상보다 엄격한 조건은 거의 상정되고 있지 않다.
일본 특허 공개 제2004-036749 호 공보
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서 이뤄진 것이며, 진공 단열재에 있어서, 산업용 제품에도 적용 가능해지도록, 외피재의 신뢰성을 보다 한층 호적화하는 것이다.
본 발명의 진공 단열재는, 적어도 수지 성분을 포함한 외피재와, 외피재의 내부에 있어서, 감압 밀폐 상태로 봉입된 심재를 구비하고 있다. 그리고, 외피재는 가스 배리어성을 갖는 동시에, (1) -130 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.05 N에서의 선팽창 계수가 80×10-5/℃ 이하, (2) -140 ℃ 이상 -130 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 65×10-5/℃ 이상, (3) -140 ℃ 이상 -110 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 20×10-5/℃ 이상, 및 (4) +50 ℃ 이상 +65 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 13×10-5/℃ 이상 중, 적어도 어느 하나의 조건을 만족하는 구성이다.
이러한 구성에 의하면, 진공 단열재가 구비하는 외피재는, (1) 내지 (4)의 어느 온도-선팽창 계수 조건에 있어서도, "기준 온도 범위"에서의 소정의 정적 하중에 있어서의, 선팽창 계수의 상한값 또는 평균값의 하한값이 규정되어 있다. 이것에 의해, 기준 온도 범위 및 그 주변 온도 범위에 있어서, 외피재의 신축의 정도를 양호하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건이어도, 장기적으로 외피재의 양호한 강도 및 양호한 내구성 중, 적어도 어느 하나를 실현하는 것이 가능해진다. 그 결과, 진공 단열재에 있어서, 산업용 제품에 적용 가능해지도록, 외피재의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다.
또한, 본 발명에는, 상술한 구성의 진공 단열재를 이용한 단열 구조체를 갖고, 저온 물질을 보지하는 단열 용기가 포함된다.
또한, 본 발명에는, 상술한 구성의 진공 단열재를 이용해 구성되는 주택 벽, 및 수송 기기도 포함된다.
또한, 본 발명에는, 상술한 구성의 진공 단열재를 이용한 단열 용기를 구비한 수소 수송 탱커 또는 LNG 수송 탱커도 포함된다.
본 발명에 의하면, 진공 단열재에 있어서, 산업용 제품에 적용 가능해지도록, 외피재의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 진공 단열재의 대표적인 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 진공 단열재의 모식적인 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 진공 단열재를 이용한 단열 용기인 구형 탱크를 구비한, 구형(球形) 독립 탱크 방식의 LNG 수송 탱커의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3b는 도 3a에 있어서의 3B-3B 선분에 있어서의 화살표 단면에 대응하는 구형 탱크의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4a는 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 진공 단열재를 이용한 단열 용기인 선내 탱크를 구비한, 멤브레인 방식의 LNG 수송 탱커의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4b는 도 4a에 있어서의, 4B-4B 선분에 있어서의 화살표 단면에 대응하는 선내 탱크의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시형태에 관한, 진공 단열재를 이용한 단열 용기인, 지상식 LNG 탱크의 대표적인 구성을 도시하는 모식적 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 진공 단열재를 이용한 단열 용기인, 지하식 LNG 탱크의 대표적인 구성을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 진공 단열재를 이용한 단열 용기인, 수소 탱크의 대표적인 구성을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 진공 단열재를 이용한 주택 벽의 대표적인 구성을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 진공 단열재를 이용한 자동차의 대표적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1에 있어서의, 진공 단열재가 구비하는 외피재에 대해서, TD 방향 및 MD 방향의 선팽창 계수의 온도 의존성을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 있어서의, 진공 단열재가 구비하는 외피재에 대해서, TD 방향 및 MD 방향의 선팽창 계수의 온도 의존성을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 비교예에 있어서의, 진공 단열재가 구비하는 외피재에 대해서, TD 방향 및 MD 방향의 선팽창 계수의 온도 의존성을 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 모든 도면을 통해서, 동일 또는 상당하는 요소에는, 동일한 도면부를 부여하고, 그 중복하는 설명을 생략한다.
(제 1 실시형태)
우선, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 진공 단열재(10)에 대해 설명한다.
[진공 단열재의 기본 구성]
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 진공 단열재(10)는 외포재인 외피재(11)와, 이 외피재(11)의 내부에 있어서, 감압 밀폐 상태(대략 진공 상태)로 봉입되는 내부 부재를 구비하고 있다. 내부 부재는, 외피재(11)가 파열(또는 파손 등)하고, 내부에 액체의 물이 침입해서 수분에 접촉했을 때에, 수소를 수반하는 화학 반응이 생기지 않는 재료로 구성되어 있다. 본 실시형태에 관한 진공 단열재(10)에서는, 내부 부재로서 심재(12) 및 흡착제(13)를 구비하고 있다.
진공 단열재(10)에 이용되는 외피재(11)는 구체적인 구성에 특히 한정되지 않고, 공지의 다양한 재료를 매우 적합하게 이용할 수 있다. 본 개시에 있어서는, 외피재(11)가 적어도 수지 성분을 포함하는 것인 것이 바람직하다. 외피재(11)를 수지 성분을 포함한 구성으로 하는 것에 의해, 외피재(11)에 가요성 및 유연성의 적어도 하나의 특성 등을 부여할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 단열 대상물의 표면 형상에 대해서, 진공 단열재(10)를 추종시키는 형태로 고정(예를 들면 부착)하는 것이 가능하게 되어, 진공 단열재(10)의 범용성을 향상시킬 수 있다.
외피재(11)의 구체적인 구성으로서는, 예를 들면 가스 배리어성을 갖는 주머니 형상의 부재를 이용한 구성을 들 수 있다. 이러한 주머니 형상의 구성은, 예를 들면, 도 1에 도시하는 바와 같이, 2매의 필름재를 대향시키고, 그 주위를 밀봉하는 것으로 실현 가능하지만, 특히 이 구성으로 한정되는 것은 아니다. 주위의 밀봉된 개소, 즉 밀봉부(14)는, 내부에 심재(12)가 존재하지 않고, 필름재끼리가 접촉하고 있는 상태이며, 진공 단열재(10)의 본체로부터 외주로 향해 연신하는 핀(fin)형상으로 형성되어 있다.
외피재(11)를 구성하는 필름재는 구체적인 구성에는 특히 한정되지 않는다. 예를 들면, 상술한 바와 같이, 적어도 수지 성분을 포함하고, 필름형상(또는 시트형상)으로 구성되어 있으면 좋다. 구체적으로는, 예를 들면, 수지층을 포함한, 다층 구조의 적층 필름을 들 수 있다. 이러한 적층 필름에 대해서, 본 개시는, 특히 구체적인 구성으로 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 표면 보호층(11a), 가스 배리어층(11b), 및 열용착층(11c)의 3층이 이 순서로 적층된 구성을 들 수 있다.
표면 보호층(11a)은 진공 단열재(10)의 외면(표면)을 보호하기 위한 수지층이며, 예를 들면, 나일론 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 또는 폴리프로필렌 필름 등의 공지의 수지 필름을 이용할 수 있다. 그러나, 본 개시는, 특히 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 표면 보호층(11a)은 한층의 수지 필름만으로 구성되어도 좋고, 복수의 수지 필름이 적층되어 구성되어도 좋다. 예를 들면, 후술하는 실시예 2에 있어서, 표면 보호층(11a)은 나일론층/나일론층의 2층으로 구성되어 있다. 또한, 본 개시는, 표면 보호층(11a)의 두께를 특히 한정하는 것은 아니지만, 외피재(11)(및 진공 단열재(10))의 표면을 보호 가능한 범위의 두께를 가지고 있으면 좋다.
가스 배리어층(11b)은 진공 단열재(10)의 내부에 외가가 침입하는 것을 막기 위한 층이며, 가스 배리어성을 갖는 공지의 필름을 매우 적합하게 이용할 수 있다. 가스 배리어성을 갖는 필름으로서는, 예를 들면, 알루미늄박, 동박, 및 스테인리스박 등의 금속박, 기재가 되는 수지 필름에 대해서 금속 또는 금속 산화물이 증착된 증착층을 갖는 증착 필름, 및 이 증착 필름의 표면에, 또한 공지의 코팅 처리를 가한 필름 등을 들 수 있다. 그러나, 본 개시는, 특히 이러한 예로 한정되는 것은 아니다.
증착 필름에 이용되는 기재로서는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 필름 등을 들 수 있고, 금속 또는 금속 산화물로서는, 알루미늄, 동, 알루미나, 및 실리카 등을 들 수 있다. 그러나, 본 개시는, 특히 이러한 예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 가스 배리어층(11b)은, 한층의, 필름 또는 박으로 구성되어도 좋고, 복수의, 필름 또는 박이 적층되어 구성되어도 좋다. 예를 들면, 후술하는 실시예 2에 있어서, 가스 배리어층(11b)은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트층/금속 증착층/금속 증착층/에틸렌-비닐 알코올 공중합체층의 4층으로 구성되어 있다. 또한, 본 개시는, 가스 배리어층(11b)의 두께를 특히 한정하는 것이 아니고, 금속박 또는 증착층 등의 종류에 따라서, 가스 배리어층(11b)은, 가스 배리어성을 발휘할 수 있는 범위의 두께를 가지고 있으면 좋다.
열용착층(11c)은 적층 필름끼리를 대향시켜 접합시키기 위한 층인 것과 동시에, 가스 배리어층(11b)의 표면을 보호하는 층으로서도 기능한다. 즉, 가스 배리어층(11b)의 한쪽의 면(외면, 표면)은 표면 보호층(11a)으로 보호되지만, 다른쪽의 면(내면, 이면)은 열용착층(11c)에 의해 보호된다. 진공 단열재(10)의 내부에는, 심재(12) 및 흡착제(13)가 봉입되므로, 이들 내부의 물체에 의한 가스 배리어층(11b)에의 영향이 열용착층(11c)에 의해서 방지 또는 억제된다.
열용착층(11c)으로서는, 예를 들면, 저밀도 폴리에틸렌 등의 열가소성 수지로 이뤄지는 필름을 들 수 있지만, 특히 이것으로 한정되지 않는다. 또한, 열용착층(11c)의 두께도 특히 한정되지 않고, 열가소성 수지 등의 용착 성분이, 적층 필름의 다른쪽의 면에 충분히 존재할 수 있는 정도이며, 또한 적층 필름의 다른쪽의 면을 보호할 수 있는 정도의 범위의 두께를 가지고 있으면 좋다.
또한, 적층 필름은 표면 보호층(11a), 가스 배리어층(11b), 및 열용착층(11c) 이외의 층을 구비해도 좋다. 또한, 전술한 바와 같이, 표면 보호층(11a), 가스 배리어층(11b) 및 열용착층(11c)은 각각 한층으로 구성되어도 좋고, 2층 이상의 복수층으로 구성되어도 좋다. 그러므로, 적층 필름은, 한쌍의 면(표리면) 중, 한쪽의 면이 열용착층(11c)이며, 또한 다층 구조의 내부에 가스 배리어층(11b)을 구비하고 있는 것(또는, 다층 구조 중 하나의 층이 가스 배리어성을 가지고 있는 것)이라고 하는 조건을 만족하고 있으면, 그 구체적인 구성은 특정의 것으로 한정되지 않는다.
심재(12)는 단열성을 갖는 것이면, 특히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 섬유 재료, 및 발포 재료 등의 공지의 재료를 들 수 있다. 예를 들면, 본 실시형태에서는, 심재(12)로서 무기 섬유를 이용하고 있다. 무기 섬유는 무기계 재료로 이뤄지는 섬유이면 좋고, 구체적으로는, 예를 들면, 유리 섬유, 세라믹 섬유, 슬래그 울 섬유, 및 암면 섬유 등을 들 수 있다.
또한, 심재(12)는 판형상(보드형상)으로 성형해서 이용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 섬유 재료를 평판형상에 적층하고, 이 적층체를 지그 내에 재치하고, 가압 프레스 등에 의해 가압 상태로 가열하고, 소정 범위의 밀도 및 두께가 되도록 성형하는 것에 의해, 판형상의 심재(12)를 얻을 수 있다. 섬유 재료의 가압 조건, 및 가열 조건 등은 특히 한정되지 않고, 진공 단열재(10)의 제조 분야에서 공지의 조건을 매우 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 판형상의 심재(12)를 성형하는 경우에는, 천이 재료 이외에, 공지의 바인더재, 또는 분체 등을 포함해도 좋다. 이러한 재료는 심재(12)의 강도, 균일성, 및 강성 등의 물성의 향상에 기여한다.
흡착제(13)는, 외피재(11)의 내부에 있어서 심재(12)가 감압 밀봉된 후에, 심재(12)의 미세한 공극 등으로부터 방출되는 잔류 가스(수증기도 포함한다), 및 밀봉부(14) 등으로부터 조금 침입하는 외기(수증기도 포함한다)를 흡착 제거한다. 흡착제(13)의 구체적인 종류는 특히 한정되지 않고, 제올라이트, 산화칼슘, 및 실리카 겔 등을 포함한 공지의 재료를 매우 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 진공 단열재(10)는 외피재(11), 심재(12) 및 흡착제(13) 이외의 부재 등을 구비하고 있어도 좋다.
진공 단열재(10)의 구체적인 제조 방법은 특정의 방법으로 한정되지 않고, 공지의 제조 방법을 매우 적합하게 이용할 수 있다. 본 실시형태에서는, 외피재(11)를 주머니 형상으로 구성한 다음, 그 내부에, 심재(12) 및 흡착제(13)를 삽입하고, 감압 환경하(대략 진공 상태)에서 주머니 형상의 외피재(11)를 밀폐 밀봉하는 제조 방법이 채용되고 있다.
또한, 외피재(11)를 주머니 형상으로 구성하는 방법은 특정의 방법으로 한정되지 않지만, 외피재(11)로 되는 적층 필름을 2매 준비하고, 각각의 열용착층(11c)끼리를 대향 배치시킨 상태로, 주연부의 대부분을 열용착하는 것에 의해, 주머니 형상으로 구성하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 외피재(11)의 주연부의 일부(도 2에 있어서 좌측의 상방)를 개구부(15)로서 남겨 두고, 개구부(15)를 제외한 주연부의 잔부를, 중앙 부분(심재(12)가 수용되는 부분)을 포위하도록 열용착하면 좋다. 또한, 열용착된 주연부는 밀봉부(14)를 구성한다.
그 후, 개구부(15)로부터, 심재(12) 및 흡착제(13)를 외피재(11)의 내부에 삽입하고, 예를 들면 감압 챔버 등의 감압 설비 내에서 감압하면 좋다. 이것에 의해, 개구부(15)로부터, 주머니 형상의 외피재(11)의 내부(주머니 내부)가 충분히 감압되고, 대략 진공 상태가 된다. 또한 그 후, 다른 주연부와 마찬가지로, 개구부(15)를 열용착에 의해 밀폐 밀봉하면(도 2에서 우측 참조), 외피재(11)의 주위가 밀봉부(14)로 된 진공 단열재(10)를 얻을 수 있다.
또한, 열용착, 및 감압 등의 제조건에 대해서는, 특히 한정되지 않고, 공지의 여러 가지의 조건을 매우 적합하게 채용할 수 있다. 또한, 주머니 형상의 외피재(11)는 2매의 적층 필름을 이용하는 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 한 장의 적층 필름을 절반으로 구부리고, 양쪽의 측연부를 열용착하는 것에 의해서, 개구부(15)를 갖는 주머니 형상의 외피재(11)를 얻을 수 있다. 또는, 적층 필름을 통형으로 성형하고, 한쪽의 개구부(15)를 밀봉하는 것에 의해도 주머니 형상의 외피재(11)를 얻을 수 있다.
[외피재가 갖는 조건]
본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)에 있어서, 외피재(11)는, 상술한 바와 같이, 가스 배리어성을 갖는 것에 가해서, (1) -130 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.05 N에서의 선팽창 계수가 80×10-5/℃ 이하, (2) -140 ℃ 이상 -130 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 65×10-5/℃ 이상, (3) -140 ℃ 이상 -110 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 20×10-5/℃ 이상, 및 (4) +50 ℃ 이상 +65 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 13×10-5/℃ 이상 중, 어느 하나의 조건을 만족하고 있다. 즉, 외피재(11)는 상술의 (1) 내지 (4) 중, 어느 하나의 온도-선팽창 계수 조건을 만족하는 구성으로 되어 있다.
즉, 진공 단열재(10)가 구비하는 외피재(11)는, 저온역 또는 고온역의 "기준 온도 범위"에 대해 규정된, 소정의 정적 하중에 있어서의 선팽창 계수의 상한값 또는 평균값의 하한값의 조건을 만족하고 있다. 이것에 의해, 저온역 또는 고온역의 기준 온도 범위 및 그 주변 온도 범위에 있어서, 외피재(11)의 신축의 정도를 양호하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건이어도, 외피재(11)의 강도 및 내구성 중, 적어도 어느 하나를 장기적으로 양호한 것으로 할 수 있다.
또한, (1)의 온도-선팽창 계수 조건에 있어서의 기준 온도 범위(제 1 기준 온도 범위)는 -130 ℃ 이상 80 ℃ 이하이며, (2)의 온도-선팽창 계수 조건에 있어서의 기준 온도 범위(제 2 기준 온도 범위)는 -140 ℃ 이상 -130 ℃ 이하이다. 또한, (3)의 온도-선팽창 계수 조건에 있어서의 기준 온도 범위(제 3 기준 온도 범위)는 -140 ℃ 이상 -110 ℃ 이하이며, (4)의 온도-선팽창 계수 조건에 있어서의 기준 온도 범위(제 4 기준 온도 범위)는 +50 ℃ 이상 +65 ℃ 이하이다. 이러한 기준 온도 범위에 관해서는 후술한다.
또한, 선팽창 계수를 측정할 때의 소정의 정적 하중은, (1)의 온도-선팽창 계수 조건에서는 0.05 N이며, (2) 내지 (4)의 온도-선팽창 계수 조건에서는 0.4 N이다. 재료의 종류에도 의하지만, 일반적으로, 수지계 재료에 있어서, 선팽창 계수의 측정시에 인가하는 정적 하중의 상한값은 0.05 N 정도이다. 이 때문에, (1)의 온도-선팽창 계수 조건에서는, 정적 하중이 0.05 N으로 설정되어 있다. 또한, (2) 내지 (4)의 온도-선팽창 계수 조건에서는, 후술하는 바와 같이, 응력 완화 또는 신축성 등을 평가하는 관점으로부터, 정적 하중으로서 0.4 N을 인가하는 것이 바람직하다.
여기서, 상술한 (1) 내지 (4)의 온도-선팽창 계수 조건 중, 적어도 어느 하나의 조건을, 설명의 편의상 "제 1 조건"이라고 하면, 외피재(11)는 적어도 제 1 조건을 만족하고 있으면 좋다. 또한, "제 2 조건"으로서, -130 ℃ 분위기하에 있어서의 인장 파단 강도가 180 ㎫ 이상인 것을 만족하고 있으면 보다 바람직하다. 외피재(11)가 제 1 조건 및 제 2 조건을 만족하고 있는 것에 의해, 저온 환경에서의 기계적 강도를 보다 호적화할 수 있다. 제 2 조건으로서는, -130 ℃ 분위기하에 있어서의 인장 파단 강도가 180 ㎫ 이상이면 좋지만, 또한 190 ㎫ 이상이면 보다 바람직하다.
또한, 외피재(11)는, 상술한 제 1 조건 및 제 2 조건에 추가해서, 또한 "제 3 조건"으로서, 필름상의 외피재(11)의 MD 방향(기계 연신방향, 종방향) 및 TD 방향(폭방향, 횡방향) 중, 적어도 한쪽의 선팽창 계수가 80×10-5/℃ 이하인 것을 만족하고 있으면 보다 바람직하다. 환언하면, 외피재(11)에 있어서의 제 3 조건은 외피재(11)의 방향 등의 조건으로 한정되지 않고, 적어도 어느 하나의 개소에서, 선팽창 계수가 80×10-5/℃ 이하라고 하는 조건이다. 이것에 의해, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건에 있어서, 외피재(11)의 강도 및 내구성 중, 적어도 어느 하나를 장기적으로 보다 양호한 것으로 할 수 있다.
여기서, 외피재(11)의 제 3 조건이 만족되는 경우에, MD 방향의 선팽창 계수와 TD 방향의 선팽창 계수와의 비는 특히 한정되지 않는다. 다만, 기준 온도 범위에 있어서의, TD 방향의 선팽창 계수의 평균값(TD 평균 선팽창 계수)을 Ctd로 하고, 기준 온도 범위에 있어서의, MD 방향의 선팽창 계수의 평균값(MD 평균 선팽창 계수)을 Cmd로 했을 때, TD 평균 선팽창 계수에 대한 MD 평균 선팽창 계수의 비Cmd/Ctd가 3 이하이면 보다 바람직하다. 이것에 의해, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건에 있어서, 외피재(11)의 강도 및 내구성 중, 적어도 어느 하나를 장기적으로 또한 양호한 것으로 할 수 있다. 이러한, 상술의 Cmd/Ctd가 소정의 값 이하인 것을 만족하는 조건을 편의상 "제 4 조건"이라고 한다.
본 개시에 있어서, 외피재(11)가 제 1 조건 내지 제 4 조건을 실현하기 위한 방법은 특정의 방법으로 한정되지 않는다. 외피재(11)를 구성하는 각 층의 종류, 각 층 및 이들이 적층된 적층 필름의 성형 방법 또는 성형 조건, 및 각 층에 대해서 사용 가능한 첨가 성분의 종류 또는 첨가량 등의 제조건 등을 조정하는 것에 의해, 제 1 조건 내지 제 4 조건을 각각 적당 실현될 수 있다. 전술한 바와 같이, 외피재(11)는 적층 필름으로서 구성되지만, 한층만의 단층 필름으로서 구성할 수도 있다. 그러나, 외피재(11)가 적층 필름이면, 이 적층 필름을 구성하는 각 층에 대해서 제조건을 조정하는 것에 의해, 전술한 제 1 조건 내지 제 4 조건을 소망한 범위 내에 설정하기 쉽게 할 수 있다.
본 개시에 있어서, 외피재(11)를 구성하는 적층 필름은, 전술한 바와 같이, 표면 보호층(11a), 가스 배리어층(11b), 및 열용착층(11c)의 3층 구성인 것이 바람직하고, 표면 보호층(11a), 가스 배리어층(11b) 및 열용착층(11c) 중 적어도 어느 하나가 다층화되어 있어도 좋다. 이러한 적층 필름은, 환언하면, 적어도 수지층(표면 보호층(11a) 및 열용착층(11c)) 및 가스 배리어층(11b)을 포함한 다층 구조일 수 있다. 따라서, 외피재(11)로 되는 적층 필름은 표면 보호층(11a), 가스 배리어층(11b), 및 열용착층(11c)의 3층 구성으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 가스 배리어층(11b)은, 전술한 바와 같이, 적어도 한층의 금속박층 또는 금속 증착층을 포함해서 구성되어 있으면 좋다. 그 때문에, 적층 필름은 기재층에 금속 증착층이 형성된 증착 필름만으로 구성되어도 좋다. 이 경우, 증착 필름은 2층 구성의 적층 필름이라고 할 수도 있고, 실질적으로 단층의 적층 필름이라고 할 수도 있다.
본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)에 있어서는, 전술한 바와 같이, 외피재(11)가 전술한 제 1 조건, 즉 (1) 내지 (4)의 온도-선팽창 계수 조건 중, 적어도 어느 하나의 조건을 만족하고 있다. 그 때문에, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)는, 이 기준 온도 범위 내에서의 사용이 상정되는 용도에 매우 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 용도로서는, 예를 들면, 후술하는, 제 2 실시형태 또는 제 3 실시형태에 예시되는 액화 천연 가스(LNG)를 수송하는 LNG 탱커를 들 수 있다.
LNG는 통상 -162 ℃ 정도의 저온 유체이며, 이것을 내부에 보지하는 LNG 탱크는, 내부에의 열의 침입을 억제하기 위해서 단열 구조체를 구비하고 있다. LNG 탱커가 LNG를 수송하는 기간으로서는, 예를 들면 4주간 정도를 들 수 있지만, 이전 단열 구조체의 외면은 대체로 -130 ℃ 정도의 온도가 된다. 또한, LNG를 수송한 후의 LNG 탱커는 LNG 탱크 내로부터 LNG가 배출되어 비우는 것은 아니고, LNG를 일부 남기는 것에 의해, 온도 변화가 억제된다. 따라서, LNG 탱커가 취항중이면, 단열 구조체의 외면의 온도는 -130 ℃ 정도의 저온이 된다.
한편, LNG 탱커는 수년에 한 번 메인터넌스 도크에서 메인터넌스를 받는다. 이 때, LNG 탱크는, 상온을 넘는 고온에 노출되는 일이 있어, 예를 들면, 단열 구조체의 외면은 +80 ℃ 정도가 될 가능성이 있다. 따라서, LNG 탱크의 단열 구조체는 -130 ℃ 내지 +80 ℃의 온도차(Δ210 ℃의 온도차)에서 사용되는 것을 상정할 필요가 있다. 단열 구조체에 Δ210 ℃라고 하는 큰 온도차가 생기면, 이 온도차에 응한 큰 열응력이 발생한다. 또한, LNG 탱커 등의 선박은, 예를 들면 수십년이라고 하는 장기의 사용이 상정될 수 있다. 그 때문에, 단열 구조체에 대해서는, 큰 열응력에 대응 가능하고, 또한 이러한 열응력이 생겨도 장기적으로 신뢰성을 실현하는 것이 요구된다.
여기서, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)에서는, 제 1 조건으로서 (1)의 온도-선팽창 계수 조건, 즉, 외피재(11)에 있어서의 제 1 기준 온도 범위 내(-130 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 온도 범위 내)에 있어서의, 정적 하중 0.05 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 80×10-5/℃ 이하인 것이 규정되어 있다. 이것에 의해, 제 1 기준 온도 범위 및 그 주변 온도 범위에 있어서, 외피재(11)의 신축의 정도를 양호하게 억제할 수 있다.
또한, 발명자 등이 예의 검토한 결과, 외피재(11)에서는, 저온역에 있어서, 손실 탄성률에 응력 완화 작용이 생기는 것이 바람직한 것이 분명해졌다. 특히, -140 ℃ 내지 -130 ℃의 온도 범위 내에서는, 양호한 응력 완화 작용이 생기도록, 외피재(11)에는 양호한 신축성을 발휘하는 것이 요구된다. 그러므로, 이 온도 범위에서는, 외피재(11)는 선팽창 계수가 보다 높은 것이 바람직하다.
여기서, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)에서는, 온도 선팽창 계수 조건으로서 (2)의 온도-선팽창 계수 조건, 즉, 외피재(11)에 있어서의 제 2 기준 온도 범위 내(-140 ℃ 이상 -130 ℃ 이하의 온도 범위 내)에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 65×10-5/℃ 이상인 것이 규정되어 있다. 이것에 의해, 제 2 기준 온도 범위 및 그 주변 온도 범위에 있어서, 외피재(11)의 신축성을 양호하게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명자 등이 예의 검토한 결과, 저온역에 있어서, 외피재(11)를 구성하는 재료가 모두 유리 상태가 되기 때문에, 외피재(11)가 취화하기 쉬워지는 것이 분명해졌다. 특히, -140 ℃ 내지 -110 ℃의 온도 범위 내에서는, 유리 상태에 의한 취화의 영향이 크다고 생각할 수 있기 때문에, 취화를 완화하기 위해서 외피재(11)가 양호한 신축성을 발휘하는 것이 요구된다. 그러므로, 이 온도 범위에서는, 외피재(11)는 선팽창 계수가 보다 높은 것이 바람직하다.
여기서, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)에서는, 온도 선팽창 계수 조건으로서 (3)의 온도-선팽창 계수 조건, 즉, 외피재(11)에 있어서의 제 3 기준 온도 범위 내(-140 ℃ 이상 -110 ℃ 이하의 온도 범위 내)에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 20×10-5/℃ 이상인 것이 규정되어 있다. 이것에 의해, 제 3 기준 온도 범위 및 그 주변 온도 범위에 있어서, 외피재(11)의 신축성을 양호하게 제어할 수 있다.
또한, (1) 내지 (3)의 온도-선팽창 계수 조건은 모두 저온역에 있어서의 온도 선팽창 계수 조건이지만, 이러한 조건에서는, 상술한 바와 같이, 기준 온도 범위가 일부 중복하고 있다. 그 때문에, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)에 있어서는, 외피재(11)의 저온역에 있어서의 온도-선팽창 계수 조건으로서 상술한 (1) 내지 (3)의 온도-선팽창 계수 조건 중 한쪽이 만족하고 있으면 좋다. 물론, (1) 내지 (3)의 온도-선팽창 계수 조건 모든 것이 만족해도 좋다.
또한, 전술한 바와 같이, LNG 탱커의 메인터넌스시에는, LNG 탱크는 +80 ℃ 정도가 될 가능성이 있다. 여기서, 메인터넌스에 있어서는, LNG 탱크에 대해서, 고온의 증기가 분무되는 일이 있다. 이 증기의 취부에 의해, 외피재(11)에 급격한 변형 또는 응력이 발생할 수 있다. 이러한 변형, 또는 응력의 발생이 영향을 주는 온도 범위로서 발명자 등의 예의 검토의 결과 +50 ℃ 내지 +65 ℃의 범위를 발견했다. 이 온도 범위 내에서는, 변형 또는 응력을 완화하기 위해서, 외피재(11)가 양호한 신축성을 발휘하는 것이 요구된다. 그러므로, 이 온도 범위에 있어서, 외피재(11)는 선팽창 계수가 보다 높은 것이 바람직하다.
여기서, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)에서는, 제 1 조건으로서 (4)의 온도-선팽창 계수 조건, 즉, 외피재(11)에 있어서의 제 4 기준 온도 범위 내(+50 ℃ 이상 +65 ℃ 이하의 온도 범위 내)에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 13×10-5/℃ 이상인 것이 규정되어 있다. 이것에 의해, 제 4 기준 온도 범위 및 그 주변 온도 범위에 있어서, 외피재(11)의 신축성을 양호하게 제어할 수 있다.
또한, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)에서는, 고온역의 제 1 조건인 (4)의 온도-선팽창 계수 조건이 만족하고 있으면, 저온역의 제 1 조건인, 상술한 (1) 내지 (3)의 온도-선팽창 계수 조건은 반드시 만족하지 않아도 좋다. 물론, 바람직하게는, 저온역의 (1) 내지 (3)의 온도-선팽창 계수 조건 중, 적어도 어느 하나의 조건과, 고온역의 (4)의 온도-선팽창 계수 조건과의 쌍방이 만족하고 있으면 좋다. 또한, 바람직하게는, (1) 내지 (4)의 모든 온도-선팽창 계수 조건이 만족하고 있으면 좋다.
또한, 상술한 (1) 내지 (4)의 온도-선팽창 계수 조건 중, 특히 (2) 내지 (4)의 온도-선팽창 계수 조건에 있어서는, 외피재(11)의 신축성을 보다 한층 양호하게 제어하는 관점으로부터 또한 바람직한 하한값이 규정된다.
구체적으로는, 상술한 (2)의 온도-선팽창 계수 조건에서는, 제 2 기준 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값은 상술한 바와 같이 65×10-5/℃ 이상이면 좋지만, 80×10-5/℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 110×10-5/℃ 이상인 것이 또한 바람직하다. 또한, 상술한 (3)의 온도-선팽창 계수 조건에서는, 제 3 기준 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 상술한 바와 같이 20×10-5/℃ 이상이면 좋지만, 25×10-5/℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 40×10-5/℃ 이상인 것이 또한 바람직하다. 또한, 상술한 (4)의 온도-선팽창 계수 조건에서는, 제 4 기준 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값은, 상술한 바와 같이, 13×10-5/℃ 이상이면 좋지만, 15×10-5/℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 19×10-5/℃ 이상인 것이 또한 바람직하다.
이와 같이, 외피재(11)의 제 1 조건으로서 상술한 (1) 내지 (4)의 온도-선팽창 계수 조건 중, 적어도 어느 하나가 만족하면, 기준 온도 범위 및 그 주변 온도 범위에 있어서, 외피재(11)의 신축의 정도를 양호하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건이어도, 장기적으로 외피재(11)의 양호한 강도 및 내구성 중, 적어도 어느 하나를 실현하는 것이 가능해진다. 그 결과, 진공 단열재(10)에 있어서, 산업용 제품에 적용 가능해지도록, 외피재(11)의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다.
또한, 본 개시에 있어서는, 진공 단열재가 구비하는 외피재가 적어도 상술한 (1) 내지 (3)의 몇개의 온도-선팽창 계수 조건을 만족하는지 아닌지를 확인하는 것에 의해, 그 진공 단열재에 미리 설정된 단열 성능이 확보되고 있다고 판정하는 평가를 실시해도 좋다.
예를 들면, 상술한 (1)의 온도-선팽창 계수 조건을 들면, 본 개시에 의하면, 제 1 기준 온도 범위 전체에 있어서, 외피재의 선팽창 계수가 80×10-5/℃를 넘고 있는 온도 영역이 존재하면, 기준 온도 범위 및 그 주변 온도 범위에 있어서의 외피재의 신축의 정도가 크게 되고, 그 결과, 진공 단열재의 내부의 대략 진공 상태(감압 밀폐 상태)가 유효하게 유지할 수 없게 되어, 진공 단열재의 단열 성능이 저하할 우려가 있는 것이 분명해졌다. 이 지견에 근거해서, 기준 온도 범위를 포함한 온도 범위 내에서, 외피재의 선팽창 계수를 측정하는 것에 의해, 진공 단열재의 단열 성능을 평가할 수 있다. 이것에 의해, 진공 단열재를 구성 부재의 일부에 대해서 물성값을 측정하는 것만으로, 진공 단열재의 단열 성능을 간결하게 평가할 수 있다.
따라서, 본 개시에는, 상온을 하회하는 저온 환경 및 상온을 상회하는 고온 환경의 적어도 어느 하나에서 이용되는 진공 단열재의 평가 방법이 포함된다. 구체적으로는, 평가 대상의 진공 단열재가 구비하는 외피재에 대해서, 기준 온도 범위를 포함한 온도 범위 내에서 온도를 변화시키면서 선팽창 계수를 측정하고, 그 기준 온도 범위 전체에 대해 소정의 정적 하중에 근거하는 선팽창 계수가 소정값 이상인지, 또는, 그 평균값이 소정값 이상일 때, 그 진공 단열재가 저온 환경 및 고온 환경의 적어도 어느 하나에서, 미리 설정된 단열 성능이 확보된다고 판정하는 진공 단열재의 평가 방법도 포함된다.
(제 2 실시형태)
다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다.
상술한 제 1 실시형태에서는, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)의 기본적인 구성예에 대해 설명했지만, 제 2 실시형태에서는, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)를 이용한 단열 용기의 구체적인 예로서 도 3a에 개시된 LNG 수송용 탱커(100A)에 설치되는 LNG용의 구형 탱크(101)를 들어 설명한다.
도 3a에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 LNG 수송용 탱커(100A)는 구형 독립 탱크 방식의 탱커이며, 복수의 구형 탱크(101)(도 3a에서는 합계 5개)를 구비하고 있다. 복수의 구형 탱크(101)는 선체(102)의 길이 방향에 따라서 일렬로 배열되어 있다. 개개의 구형 탱크(101)는, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 용기 본체(104)를 구비하고 있다. 용기 본체(104)의 내부는 LNG를 저장(또는 보지)하는 내부 공간(물질 보지 공간이며, 물질이 유체인 경우에는 유체 보지 공간이다)으로 되어 있다. 또한, 구형 탱크(101)의 대부분은 선체(102)에 의해 외부 지지되고, 그 상방은 커버(103)에 의해 덮여 있다.
용기 본체(104)는, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 용기 하우징(106)과, 용기 하우징(106)의 외측면을 단열하는 단열 구조체(105)를 구비하고 있다. 용기 하우징(106)은, LNG와 같은, 상온을 하회하는 온도로 보존되는 저온 물질을 보지할 수 있도록 구성되어 있고, 스테인리스 강재, 또는 알루미늄 합금 등의 금속제이다. LNG의 온도는 통상 -162 ℃이므로, 구체적인 용기 하우징(106)으로서는, 두께 50 ㎜ 정도의 알루미늄 합금제의 것을 들 수 있다. 또는, 용기 하우징(106)은 두께 5 ㎜ 정도의 스테인리스 강철 제품이어도 좋다.
단열 구조체(105)는 상술한 제 1 실시형태에서 설명된 진공 단열재(10)를 구비하는 구성이면 좋다. 단열 구조체(105)의 대표적인 구성예로서는, 용기 하우징(106)의 외측에, 복수의 단열층이 배치된 다층 구조체를 들 수 있다. 이러한 복수의 단열층 중 적어도 한층에, 전술한 진공 단열재(10)가 이용되고 있으면 좋다. 본 실시형태에서는, 진공 단열재(10)가 다른 단열재에 접합되어서 "단열 패널"로서 구성되어 있지만, 진공 단열재(10)를 이용한 단열 구조체(105) 및 단열 용기의 구성은 이것으로 한정되지 않는다. 단열층이 사각형형상의 단열 패널로 구성되어 있는 경우에는, 용기 하우징(106)의 외측에 수천개 단위로 사각형형상의 단열 패널이 배치되어 고정된다.
용기 본체(104)는 지지체(107)에 의해서 선체(102)에 고정되어 있다. 지지체(107)는 일반적으로는 스커트라고 불리며, 써멀 브레이크 구조를 갖고 있다. 써멀 브레이크 구조는, 예를 들면 알루미늄 합금과 저온용 강재와의 중간에, 열전도율이 낮은 스테인리스강이 삽입된 구조이며, 이것에 의해 침입열의 저감을 도모할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 단열 용기로서 구형 탱크(101)가 개시되어 구형 탱크(101)는 단열 구조체(105)를 갖고, 이 단열 구조체(105)에 대해서, 제 1 실시형태에서 설명한 진공 단열재(10)가 채용되고 있다. 이것에 의해, 단열 용기가 LNG와 같은 -40 ℃ 이하의 저온 물질을 보지하는 것으로 저온 환경에 노출되고, 또한 메인터넌스시에 고온 환경에 노출되는 환경하, 즉 기준 온도 범위 내와 같이 넓은 온도 범위 내에서 사용되어도, 외피재(11)의 신축의 정도를 양호하게 억제할 수 있다. 그 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건이어도, 장기적으로 외피재(11)의 양호한 강도 및 양호한 내구성 중 적어도 어느 하나를 실현하는 것이 가능해진다. 그 결과, 진공 단열재(10)에 있어서, 산업용 제품에 적용 가능해지도록, 외피재(11)의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다.
(제 3 실시형태)
다음에, 제 3 실시형태에 대해 설명한다.
제 2 실시형태에서는, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)를 구비한 단열 용기의 대표적인 일례로서 도 3a 및 도 3b에 도시되는 것과 같은, LNG 수송용 탱커(100A)가 구비하는 구형 탱크(101)를 예시했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다.
제 3 실시형태에서는, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)를 구비한 단열 용기로서 도 4a 및 도 4b에 도시하는 바와 같이, 멤브레인 방식의 LNG 수송용 탱커(100B)가 구비하는 LNG용의 선내 탱크(110)를 예시해 설명한다.
도 4a에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 LNG 수송용 탱커(100B)는 멤브레인 방식의 탱커이며, 복수의 선내 탱크(110)(도 4a에서는 합계 4개)를 구비하고 있다. 복수의 선내 탱크(110)는 선체(111)의 길이 방향에 따라서, 일렬로 배열되어 있다. 개개의 선내 탱크(110)는, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 그 내부가 LNG를 저장(보지)하는 내부 공간(물질 보지 공간)으로 되어 있다. 또한, 선내 탱크(110)의 대부분은 선체(111)에 의해 외부로부터 지지되고, 또한 그 상방은 데크(112)에 의해 밀폐되어 있다.
선내 탱크(110)의 내면에는, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 1차 멤브레인(113), 1차 단열 박스(114), 2차 멤브레인(115), 및 2차 단열 박스(116)가, 내측으로부터 외측으로 향해서, 이 순서로 적층되어 있다. 이것에 의해, 선내 탱크(110)의 내면에는, 이중의 "단열조 구조"(또는 방열 구조)가 형성되게 된다. 여기서 말하는 "단열조 구조"란, 단열재(방열재)의 층(단열층), 및 금속제의 멤브레인으로부터 구성되는 구조를 가리킨다. 1차 멤브레인(113) 및 1차 단열 박스(114)에 의해, 내측의 "단열조 구조"(1차 방열 구조)가 구성되고, 2차 멤브레인(115) 및 2차 단열 박스(116)에 의해, 외측의 "단열조 구조"(2차 방열 구조)가 구성된다.
단열층은, 선내 탱크(110)의 외부에서 내부 공간에, 열이 침입하는 것을 방지(또는 억제)하는 것이며, 본 실시형태에서는, 1차 단열 박스(114) 및 2차 단열 박스(116)가 이용되고 있다. 환언하면, 본 실시형태에서는, 1차 단열 박스(114) 및 2차 단열 박스(116)가 단열 구조체로서 기능한다. 1차 단열 박스(114) 및 2차 단열 박스(116)는 단열 박스의 내부에 단열재를 수용해서 구성되는 것이면 좋고, 그 구체적인 구성은 특히 한정되지 않는다. 본 실시형태에서는, 예를 들면, 1차 단열 박스(114) 및 2차 단열 박스(116)는, 각각, 단열재를 수용한 복수의 단열 박스가 일체화된 구성(일체화 단열 박스)으로서 구성할 수 있다.
1차 단열 박스(114) 및 2차 단열 박스(116)의 내부에는, 각각, 예를 들면 분말 단열재가 수용되어 있다. 이 분말 단열재로서는, 예를 들면, 무기계의 발포 재료인 펄라이트를 들 수 있지만, 분말 단열재의 종류는 펄라이트로 한정되지 않는다. 예를 들면, 스틸렌 폼(발포 스티롤), 폴리우레탄 폼, 또는 페놀 폼 등의 발포 수지 재료로 이뤄지는 단열재이라도 좋고, 발포 재료는 아니고 유리 섬유 등의 무기 섬유여도 좋고, 이들 이외의 공지의 단열재여도 좋다. 멤브레인 방식의 LNG 수송용 탱커(100B)에서는, 일반적으로, 분말 단열재로서 펄라이트 등의 발포체가 이용된다.
또한, 2차 단열 박스(116)의 바닥면에는, 도 4b에는 도시하지 않지만, 제 1 실시형태에서 설명된 진공 단열재(10)가 설치되어 있다. 진공 단열재(10)는 분말 단열재보다 열전도율(λ)이 낮은 단열재(단열 성능이 뛰어난 단열재)이다. 그 때문에, 단열층으로서 외측에 위치하는 2차 단열 박스(116)의 외측에 진공 단열재(10)를 마련하는 것에 의해서, 외부로부터의 열 이동을 억제 또는 방지할 수 있는 동시에, 내부의 냉열(냉기)이 외부에 누출하는 것도 억제 또는 방지할 수 있다.
2차 단열 박스(116) 내에 수용되는 분말 단열재는 분말형상의 그대로는 아니고, 패널 형상으로 성형된 단열 패널로 할 수 있다. 이 구성이면, 분말 단열재의 단열 패널의 외면에 대해서, 진공 단열재(10)를 부착할 수 있다. 따라서, 2차 단열 박스(116)로서 제 1 실시형태에서 설명된 진공 단열재(10)를 이용할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 단열 구조체를 구성하는 1차 단열 박스(114) 및 2차 단열 박스(116) 중 2차 단열 박스(116)가 전술한 진공 단열재(10)를 구비하는 것으로 된다.
멤브레인은 내부 공간으로부터 LNG가 누출하지 않도록 보지하기 위한 "조(槽)"로서 기능하는 것이며, 단열재의 위(내측)에 피복되어 이용된다. 본 실시형태에서는, 1차 단열 박스(114)의 위(내측)에 피복되는 1차 멤브레인(113)과 2차 단열 박스(116)의 위(내측)에 피복되는 2차 멤브레인(115)이 이용된다. 1차 멤브레인(113)은 단열 용기의 중간조를 구성하고, 2차 멤브레인(115)은 단열 용기의 중간조를 구성하고, 선체(111)는 단열 용기의 외조를 구성한다. 본 개시는 1차 멤브레인(113) 및 2차 멤브레인(115)의 구체적인 구성을 특히 한정하는 것은 아니지만, 대표적으로는 스테인리스강, 또는 인바(invar)(36%의 니켈을 함유하는 니켈강) 등의 금속막을 들 수 있다.
또한, 1차 멤브레인(113) 및 2차 멤브레인(115)은 모두 LNG를 누출시키지 않게 하는 부재이지만, 선내 탱크(110)로서의 구조를 유지할 정도의 강도는 갖지 않았다. 선내 탱크(110)의 구조는 선체(111)(및 데크(112))에 의해서 지지된다. 환언하면, 선내 탱크(110)로부터의 LNG의 누출은 1차 멤브레인(113) 및 2차 멤브레인(115)에 의해 방지되고, LNG의 하중은 1차 단열 박스(114) 및 2차 단열 박스(116)를 거쳐서, 선체(111)에 의해 지지된다. 따라서, 선내 탱크(110)를 단열 용기로서 보았을 경우, 선체(111)는 외조인 것과 동시에 "용기 하우징"을 구성하고 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 단열 용기로서 선내 탱크(110)를 구비하고, 선내 탱크(110)는 1차 단열 박스(114) 및 2차 단열 박스(116)로 구성되는 단열 구조체를 구비하고, 이 단열 구조체 중 2차 단열 박스(116)에 있어서, 제 1 실시형태에서 설명된 진공 단열재(10)가 채용되고 있다. 이러한 구성에 의해, 단열 용기는 LNG와 같은 -40 ℃ 이하의 저온 물질을 보지하는 것으로 저온 환경에 노출되고, 또한 메인터넌스시에 고온 환경에 노출되는 환경하, 즉 기준 온도 범위 내와 같이 넓은 온도 범위 내에서 사용되어도, 외피재(11)의 신축 정도를 양호하게 억제할 수 있다. 그 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건이어도, 장기적으로 외피재(11)의 양호한 강도 및 양호한 내구성 중 적어도 어느 하나를 실현하는 것이 가능해진다. 그 결과, 진공 단열재(10)에 있어서, 산업용 제품에 적용 가능해지도록, 외피재(11)의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다.
(제 4 실시형태)
다음에, 제 4 실시형태에 대해 설명한다.
제 2 실시형태, 및 제 3 실시형태에 관한 단열 용기는, 각각, LNG 수송용 탱커(100A)에 설치된 구형 탱크(101), 및 LNG 수송용 탱커(100B)에 설치된 선내 탱크(110)이었다. 그러나, 본 개시는 이들로 한정되지 않고, 단열 용기는, 예를 들면 육상에 설치되는 LNG 탱크여도 좋다. 제 4 실시형태에서는, 이러한 LNG 탱크에 대해서, 도 5 및 도 6을 참조해 설명한다.
도 5에는, 지상식 LNG 탱크(120)가 도시되어 있다. 이 지상식 LNG 탱크(120)는, 탱크 본체로서 상술한 제 2 실시형태의 구형 탱크(101)와 마찬가지로, 구형의 용기 본체(124)를 구비하고 있고, 이 용기 본체(124)는 지지 구조부(121)에 의해서 지면(50)상에 지지되어 있다. 지지 구조부(121)는 지면(50) 위에 연직 방향으로 설치된 복수의 지주(122)와 지주(122)끼리의 사이에 설치되는 브레이스(brace)(123)에 의해 구성되어 있지만, 이러한 구성에 특히 한정되지 않는다.
용기 본체(124)는 저온 물질을 보지하는 용기 하우징(126)과, 이 용기 하우징(126)의 외측에 설치되는 단열 구조체(125)를 구비하고 있다. 용기 하우징(126) 및 단열 구조체(125)의 구체적인 구성은 제 2 실시형태 또는 제 3 실시형태에서 설명한 바와 같으며, 단열 구조체(125)에는, 제 1 실시형태에서 설명한 진공 단열재(10)가 이용되고 있다.
도 6에는, 지하식 LNG 탱크(130)가 도시되어 있다. 이 지하식 LNG 탱크(130)는, 지면(50)에 매설된 콘크리트 구조체(131)의 내부에, 원통형의 용기 본체(134)가 설치되어 있다. 용기 본체(134)는 저온 물질을 보지하는 용기 하우징(136)과, 용기 하우징(136)의 외측에 설치된 단열 구조체(135)를 구비하고 있다. 콘크리트 구조체(131)는, 예를 들면, 프리스트레스 콘크리트로 구성되고, 그 대부분이 지면(50)의 하방으로 되도록 지중에 설치된다. 콘크리트 구조체(131)는 지하식 LNG 탱크(130)의 탱크 본체의 구조를 지지하는 지지체인 것과 동시에, 탱크 본체의 만일의 파손에 대비하고, LNG의 누출을 방지하는 배리어로서 기능한다.
또한, 용기 본체(134)의 상부 개구에는, 용기 본체(134)와는 별체의, 지붕부(132)가 설치되어 있다. 지붕부(132)의 상면은 볼록한 형상의 만곡면이며, 하면은 평탄면이다. 지붕부(132)의 외측에는, 용기 본체(134)와 마찬가지로, 단열 구조체(135)가 설치되어 있고, 그 내부에는, 섬유형상 단열재(133)가 설치되어 있다. 섬유형상 단열재(133)로서는, 예를 들면, 진공 단열재(10)의 심재(12)로서 이용되는 무기 섬유를 들 수 있다. 용기 하우징(136) 및 단열 구조체(135)의 구체적인 구성은, 제 2 실시형태 또는 제 3 실시형태에서 설명된 바와 같으며, 단열 구조체(135)에는, 제 1 실시형태에서 설명한 진공 단열재(10)가 이용되고 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 단열 용기가 지상식 LNG 탱크(120) 또는 지하식 LNG 탱크(130)이며, 이러한 지상식 LNG 탱크(120) 및 지하식 LNG 탱크(130)는, 각각, 단열 구조체(125, 135)를 구비하고, 이러한 단열 구조체(125, 135)에 대해서, 제 1 실시형태에서 설명한 진공 단열재(10)가 채용되고 있다. 이러한 구성에 의해, 단열 용기는 LNG와 같은 -40 ℃ 이하의 저온 물질을 보지하는 것에 의해, 저온 환경에 노출되고, 또한 메인터넌스시에 고온 환경에 노출되는 환경하, 즉 기준 온도 범위 내와 같이 넓은 온도 범위 내에서 사용되어도, 외피재(11)의 신축의 정도를 양호하게 억제할 수 있다. 그 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건이어도, 장기적으로 외피재(11)의 양호한 강도 및 양호한 내구성 중 적어도 어느 하나를 실현하는 것이 가능해진다. 그 결과, 진공 단열재(10)에 있어서, 산업용 제품에 적용 가능해지도록, 외피재(11)의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다.
(제 5 실시형태)
다음에, 제 5 실시형태에 대해 설명한다.
제 2 실시형태 내지 제 4 실시형태의 어느 것에 있어서도, 단열 용기 내에서 보지되는 저온 물질은 LNG였지만, 본 개시는 이것으로 한정되지 않고, 진공 단열재(10)는 -130 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 기준 온도 범위를 포함한 온도 범위에서의 사용이 상정되는 것이면 좋다. 즉, 단열 용기는 LNG보다 저온이 되는 물질을 보지하는 것이어도 좋다. 제 5 실시형태에서는, 이러한 보다 저온이 되는 물질로서 수소 가스를 예시한다. 수소 가스를 액화해 보지하는 수소 탱크의 일례에 대해서 도 7을 참조해 구체적으로 설명한다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 수소 탱크(140)는 컨테이너형이며, 기본적으로는 제 2 실시형태에서 설명된 구형 탱크(101), 또는 제 4 실시형태에서 설명된 지상식 LNG 탱크(120)와 같은 구성을 갖고 있다. 즉, 수소 탱크(140)는 프레임형상의 지지체(141) 내에 탱크 본체인 용기 본체(144)가 설치되어 있고, 이 용기 본체(144)는 저온 물질을 보지하는 용기 하우징(146)과, 용기 하우징(146)의 외측에 설치되는 단열 구조체(145)를 구비하고 있다. 용기 하우징(146) 및 단열 구조체(145)의 구체적인 구성은 제 2 실시형태 내지 제 4 실시형태에서 설명한 바와 같으며, 단열 구조체(145)에 있어서, 제 1 실시형태에서 설명된 진공 단열재(10)가 이용되고 있다.
일반적으로, 액화 수소(액체 수소)는 -253 ℃라고 하는 극저온의 액체인 것과 동시에, LNG에 비해, 그 증발하기 쉬움이 약 10배가 되고 있다. 따라서, 액화 수소에 대해서, LNG와 동등의 증발 손실 레벨을 얻기 위해서는, 단열재의 단열 성능(열전도율의 작음)을 또한 향상시킬 필요가 있다. 이것에 대해서, 본 실시형태에서는, 제 2 실시형태 내지 제 4 실시형태에서 설명된 구성과 마찬가지로, 폭넓은 온도 범위에도 대응 가능한 진공 단열재(10)를 구비하는 단열 구조체(145)가 이용되고 있다. 이것에 의해, 수소 탱크(140)에 대해서, 보다 또한 고단열화를 도모할 수 있는 것과 동시에, 단열 성능의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다.
수소 탱크(140)가 컨테이너형인 경우에는, 비바람에 노출되는 장소에 놓여지거나 비바람에 노출되는 환경에서 수송되거나 하는 일이 상정된다. 또한, 수송 수단으로서는, 트럭 또는 철도 등의 육상 교통 수단에 한정하지 않고, 선박 등의 해상 교통 수단도 상정된다. 즉, 수소 탱크(140)는 빗물 뿐만 아니라, 해수에 폭로될 수 있는 환경하에서도 이용된다.
또한, 본 개시에 있어서, 단열 용기 내에서 보지되는 저온 물질은 LNG 또는 액화 수소로 한정되지 않고, 상온을 하회하는 온도로 보존되는 물질(바람직하게는, 상온보다 100 ℃ 이상 낮은 온도로 유동성을 갖는 유체)이면 좋다. 유체의 예를 들면, LNG 및 수소 가스 이외의 유체로서는, 액화 석유 가스(LPG), 그 외의 탄화수소 가스, 및 이들을 포함한 가연성 가스를 들 수 있다. 또한, 케미컬 탱커 등으로 반송되는 각종 화합물이며, 상온을 하회하는 온도로 보존되는 화합물이어도 좋다.
이와 같이, 본 개시에 있어서, 저온 물질은 특히 한정되지 않고, 다양한 물질이 선택될 수 있으므로, 저온 물질은 액체 또는 가스 등의 유체로 한정되지 않고, 고체여도 좋다. 따라서, 본 개시가 선박에 적용되는 경우, 제 2 실시형태 또는 제 3 실시형태에서 예시된 LNG 수송용 탱커(100A, 100B)와 같이, 저온 물질로서 LNG를 수송하는 선박으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 개시는, 저온 물질로서 각종 화합물을 수송하는 케미컬 탱커, 및 저온 물질로서 액화 수소를 수송하는 수소 수송 탱커 등의 선박에도 적용 가능하다.
여기서, 제 2 실시형태 또는 제 3 실시형태에 있어서의 LNG 수송용 탱커(100A, 100B)는 LNG를 수송하는 수송 기기이다. 또한, 본 실시형태의 수소 탱크(140)는 수소를 수송하기 위한 용기이다. 또한, 제 4 실시형태의, 지상식 LNG 탱크(120) 및 지하식 LNG 탱크(130)는 LNG를 최종 소비자에게 배송하는 도중에의 저장용이다. 이와 같이, 모두 물류 과정에서 이용되고 있다. 그러나, 본 개시에 대해 적용 가능한 단열 용기는 제 2 실시형태 내지 제 4 실시형태, 및 본 실시형태에서 예시된 물류 과정에서 이용되는 용기로 한정되지 않는다. 예를 들면, 최종 소비자가 사용하기 위해서 이용되는 용기여도 좋다. 이러한 용기로서는, 의료용, 공업용, 또는 학술 연구용 등으로 저온 물질을 보존하는 용기 등을 들 수 있다. 또한, 본 개시에 있어서의 "상온"은 20 ℃±5 ℃의 범위 내(15 ℃ 내지 25 ℃의 범위 내)이면 좋다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 단열 용기가 수소 탱크(140)이며, 이 수소 탱크(140)는 단열 구조체(145)를 구비하고, 이 단열 구조체(145)에 대해서는, 제 1 실시형태에서 설명된 진공 단열재(10)가 채용되고 있다. 따라서, 단열 용기가 액화 수소와 같은 -100 ℃ 이하의 저온 물질로부터의 저온에 노출되고, 또한 메인터넌스시에 고온 환경에 노출되어도, 외피재(11)의 신축의 정도를 양호하게 억제할 수 있다. 그 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건이어도, 장기적으로 외피재(11)의 양호한 강도 및 양호한 내구성 중 적어도 어느 하나를 실현하는 것이 가능해진다. 그 결과, 진공 단열재(10)에 있어서, 산업용 제품에 적용 가능해지도록, 외피재(11)의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다.
또한, 제 2 실시형태 내지 제 5 실시형태에 있어서는, 모두, LNG 또는 액체 수소와 같은 저온 물질을 보지하는 단열 용기를 예시하고, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10) 및 이것을 이용한 단열 용기를 설명했다. 그러나, 본 개시는 저온 물질을 보지하는 단열 용기에만 적용되는 것이 아니고, 적어도, 기준 온도 범위에 들어가는 환경에서 사용되는 단열 구조를 구비하는 여러가지 용도에 대해서, 넓고 매우 적합하게 적용할 수 있다.
(제 6 실시형태)
다음에, 제 6 실시형태에 대해 설명한다.
제 2 실시형태 내지 제 5 실시형태에서는, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)의 적용예로서 단열 용기를 예시했다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 단열을 목적으로 하는, 여러가지 분야에 넓고 매우 적합하게 이용할 수 있다. 예를 들면, 제 6 실시형태에서는, 주택 벽(20)을 예로 들어 설명한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 주택 벽(20)은 벽재(21)와, 프레임체(22)와, 진공 단열재(10)를 구비하고 있다. 벽재(21)는, 건축물의 벽으로서 설치되었을 때에, 연직방향 및 수평방향에서의 힘에 저항할 수 있는 내력을 갖고, 건축물을 지지할 수 있는 벽이다. 본 개시는, 그 구체적인 구성을 특히 한정하는 것이 아니고, 공지의 구성을 매우 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 도 8에서는, 설명의 편의상 한장의 판 부재와 같이 도시하고 있지만, 벽재(21)는 기둥재, 트러스재, 및 합판재 등으로 구성되는 패널이어도 좋다.
벽재(21)의 표면(21a)은 건축물의 벽면이 되지만, 벽재(21)의 이면(21b)에는 진공 단열재(10)가 고정되어 있다. 따라서, 본 실시형태에 관한 주택 벽(20)은 벽재(21)와 진공 단열재(10)가 일체화된 단열 패널재로 되어 있다.
프레임체(22)는, 진공 단열재(10)를, 벽재(21)의 이면(21b)에 고정해 지지하는 것이며, 벽재(21)의 내력을 보강하는 기능을 가져도 좋다. 프레임체(22)는 벽재(21)의 표면(21a)으로부터 삽입되는 못 부재(23)에 의해서, 벽재(21)에 고정되어 있다. 프레임체(22)의 범위 내에는 진공 단열재(10)가 배치되고, 코킹재(26)에 의해서, 프레임체(22)와 진공 단열재(10)와의 틈새가 매립되어 있다.
벽재(21)의 이면(21b) 중, 프레임체(22)의 외측에 노출하고 있는 부분, 및 프레임체(22)의 외주면에는, 각각, 기밀재(24, 25)가 설치되어 있다. 기밀재(24, 25)는, 패널화된 주택 벽(20)을, 건축물의 기둥 또는 대들보 등에 달아 고정할 때에, 기둥 또는 대들보와, 주택 벽(20)과의 사이를 기밀로 보지하기 위해서 기능한다. 본 개시에 있어서, 기밀재(24, 25) 및 코킹재(26)의 구체적 구성은 특히 한정되지 않고, 공지의 것을 매우 적합하게 이용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 주택 벽(20)은 진공 단열재(10)가 벽재(21)의 대부분과 중첩되는 상태로 고정되어 있으므로, 벽 전체를 유효하게 단열할 수 있다. 또한, 진공 단열재(10)는 기준 온도 범위 내에 있어서, 선팽창 계수가 80×10-5/℃ 이하로 설정되어 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 극한냉지의 주택 등과 같이, 주택 벽(20)이 -130 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 온도 범위에서 이용되는 경우여도, 외피재(11)의 신축의 정도를 양호하게 억제할 수 있다. 그 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건이어도, 장기적으로 외피재(11)의 양호한 강도 및 양호한 내구성 중 적어도 어느 하나를 실현하는 것이 가능해진다. 그 결과, 진공 단열재(10)에 있어서, 주택 벽(20) 등에도 적용 가능해지도록, 외피재(11)의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 주택 벽(20)은 진공 단열재(10)와 벽재(21)를 구비하고, 벽재(21)의 이면(21b)측에 진공 단열재(10)가 배치되어 있는 구성이면 좋고, 예를 들면, 프레임체(22) 등은 없어도 좋다. 또한, 본 실시형태에 관한 주택 벽(20)은 패널화되어 "단열 패널재"가 되고 있지만, 단열 패널재로서의 구체적인 구성은 본 실시형태에 개시된 구성으로 한정되지 않고, 공지의 단열 패널재의 구성을 적용하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태에서는, 주택 벽(20)을 패널화하는데 있어서, 벽재(21)에 프레임체(22)가 고정되어 있지만, 프레임체(22)의 고정 수법은 못 부재(23)를 이용한 수법으로 한정되지 않고, 못 부재(23) 이외의 고정 부재를 이용하는 수법이어도 좋고, 벽재(21) 및 프레임체(22)에, 각각, 오목부 및 볼록부 등(역이어도 좋다)을 구성하고, 이들을 조합해서 고정하는 수법이어도 좋다.
또한, 본 실시형태에 관한 주택 벽(20)은, 반드시 단열 패널재로서 패널화되어 있을 필요는 없고, 주택의 벽으로서 이용되었을 때에, 벽재(21)의 이면(21b)에 진공 단열재(10)가 고정되어 있으면 좋다. 그러므로, 주택을 건축할 때에, 건축 현장에서, 본 실시형태에 관한 주택 벽(20)을 수시로 조립하는 등을 하는 것도 가능하다.
(제 7 실시형태)
다음에, 제 7 실시형태에 대해 설명한다.
제 6 실시형태에서는, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)를 주택 벽(20)의 단열재로서 이용하고 있는 예를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 주택 벽(20) 이외의 단열재로서도 매우 적합하게 이용할 수 있다. 예를 들면, 제 7 실시형태에서는, 자동차(30)를 예로 들어 설명한다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 자동차(30)로서 일반적인 승용차를 예시하면, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)는 자동차(30)의 천정(30a), 바닥(30b), 후면(30c), 및 차내(30d)와 엔진 룸(30e)과의 경계면 등 각각의 부분에 배치되는 단열재로서 매우 적합하게 이용된다. 천정(30a), 바닥(30b), 및 후면(30c), 또한 도시하지 않는 측방의 도어 등에 진공 단열재(10)를 이용하는 것에 의해서, 차내(30d)와 외기온과의 온도차가 클 때에서도, 차내(30d)를 양호하게 단열할 수 있다. 또한, 엔진 룸(30e) 내의 도시하지 않는 엔진으로부터의 발열도 진공 단열재(10)에 의해서 양호하게 단열할 수 있다.
특히, 자동차(30)가 극한냉지와 같이 -130 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 온도 범위에서 이용되는 경우여도, 외피재(11)의 신축의 정도를 양호하게 억제할 수 있다. 그 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건이어도, 장기적으로 외피재(11)의 양호한 강도 및 양호한 내구성 중 적어도 어느 하나를 실현하는 것이 가능해진다. 그 결과, 진공 단열재(10)에 있어서, 자동차(30)에도 적용 가능해지도록, 외피재(11)의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 본 개시와 관련되는 진공 단열재(10)가 적용되는 자동차(30)로서 승용차가 예시되고 있지만, 본 개시는 이것으로 한정되지 않고, 버스, 및 트럭 등의 다른 자동차여도 좋다. 또한, 자동차(30)는 가솔린, 경유, 또는 LNG 등을 연료로서 구동되는 구성으로 한정되지 않고, 전기 자동차 등이어도 좋다.
본 실시형태로 예시된 자동차(30)는 본 개시와 관련되는 진공 단열재를 이용해 구성되는 수송 기기의 대표적인 일례이다. 이러한 수송 기기로서는, 자동차(30)(승용차, 버스, 및 트럭 등) 이외에도, 철도, 항공기, 및 선박 등이 포함된다. 또한, 이들 수송 기기에 의해 수송되는 트레일러, 컨테이너, 및 탱크 등의 피수송물도 포함된다(따라서, 제 2 실시형태 또는 제 3 실시형태에 예시된 LNG 수송용 탱커(100A, 100B), 제 5 실시형태에서 예시된 수소 탱크(140)는 단열 용기의 일례인 것과 동시에, 수송 기기의 일례로서도 나타내고 있다).
실시예
다음에, 본 개시에 대해서, 실시예 및 비교예를 이용하여, 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되는 것은 아니다. 당업자는, 본 발명의 범위를 일탈하는 일이 없이 여러 가지의 변경, 수정, 및 개변을 실시할 수 있다.
우선, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서의, 선팽창 계수의 온도 의존성의 평가는 다음에 나타내는 바와 같이 행해진다.
(선팽창 계수의 온도 의존성의 평가)
실시예 또는 비교예의 외피재를 소정의 사이즈로 자르고 시료로 한다. 이 때, 시료는 외피재가 접힘이 없고, 또한 외피재에 부착물이 없는 부분으로부터 채취된다. 시험기로서 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예에서는, 티·에이·인스트루먼트사제 TMA2940형(제품명)이 이용되고, 실시예 3에서는, 티·에이·인스트루먼트사제 Q400EM형(제품명)이 이용되고 있다. 그리고, 측정 모드 : 정적 인장, 온도상승 속도 : 5 ℃／분, 인장 응력 : 0.05 N(실시예 1, 실시예 2, 및 비교예) 또는 0.4 N(실시예 3), 시험 전조내 온도 보지 시간 : 10 분의 조건으로, -140 ℃에서 +150 ℃의 범위 내에서 온도를 변화시켜 시료의 선팽창 계수를 측정한다. 분위기 가스종, 및 가스 유량에 대해서는, TMA2940형에서는, 질소 및 140mL/분으로 하고, Q400EM형에서는, 아르곤 및 100mL/분으로 하고 있다. 또한, 시료의 MD 방향은 외피재를 구성하는 표면 보호층 중 최외층의 결정 배열 방향으로 하고 있다.
(실시예 1)
진공 단열재용의 외피재로서 나일론층/나일론층/알루미늄박층/폴리에틸렌층의 4층 구조를 갖는 적층 필름이 이용된다. 또한, 이 적층 필름에서는, 나일론층/나일론층의 2층이 표면 보호층이며, 알루미늄박층이 가스 배리어층이며, 폴리에틸렌층이 열용착층이다. 이 적층 필름이 12.5±0.5mm×5mm의 사이즈로 잘려지고, 상술한 바와 같이, 열팽창 계수의 온도 의존성이 평가된다. 이 적층 필름의 MD 방향의 선팽창 계수가 도 10의 실선의 그래프로 도시되고, TD 방향의 선팽창 계수가 도 10의 파선의 그래프로 도시되어 있다.
또한, 이 적층 필름에서는, -130 ℃ 분위기하에 있어서의 인장 파단 강도가 201 ㎫이며, MD 방향의 선팽창 계수의 최대값이 53.5×10-5/℃이며, 또한 기준 온도 범위 내의 평균값(MD 평균 선팽창 계수(Cmd))이 19.9×10--5/℃이다. 또한, TD 방향의 선팽창 계수의 최대값이 64.6×10-5/℃이며, 또한 기준 온도 범위 내의 평균값(TD 평균 선팽창 계수(Ctd))이 13.7×10-5/℃이며, Cmd/Ctd가 1.45이다.
(실시예 2)
진공 단열재용의 외피재로서 나일론층/폴리에틸렌 테레프탈레이트층/금속 증착층/금속 증착층/에틸렌-비닐 알코올 공중합체층/폴리에틸렌층의 6층 구조를 갖는 적층 필름이 이용된다. 또한, 이 적층 필름에서는, 나일론층이 표면 보호층이며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트층/금속 증착층/금속 증착층/에틸렌-비닐 알코올 공중합체층의 4층이 가스 배리어층이며, 폴리에틸렌층이 열용착층이다. 이 적층 필름이 12.5±0.5mm×5mm의 사이즈로 잘려지고, 상술한 바와 같이 열팽창 계수의 온도 의존성이 평가된다. 이 적층 필름의 MD 방향의 선팽창 계수가, 도 11의 실선의 그래프로 도시되고, TD 방향의 선팽창 계수가 도 11의 파선의 그래프로 도시되어 있다.
또한, 이 적층 필름에서는, -130 ℃ 분위기하에 있어서의 인장 파단 강도가 209 ㎫이며, MD 방향의 선팽창 계수의 최대값이 48.1×10-5/℃이며, 또한 기준 온도 범위 내의 평균값(MD 평균 선팽창 계수(Cmd))이 20.3×10-5/℃이며, TD 방향의 선팽창 계수의 최대값이 43.7×10-5/℃이며, 또한 기준 온도 범위 내의 평균값(TD 평균 선팽창 계수(Ctd))이 16.2×10-5/℃이며, Cmd/Ctd가 1.25이다.
(비교예 1)
비교용의 외피재로서 나일론층/폴리에틸렌층의 2층 구조를 갖는 적층 필름이 이용된다. 이 적층 필름이 12.5±0.5mm×5mm의 사이즈로 잘려지고, 상술한 바와 같이, 열팽창 계수의 온도 의존성이 평가된다. 이 적층 필름의 MD 방향의 선팽창 계수가 도 12의 실선의 그래프로 도시되고, TD 방향의 선팽창 계수가 도 12의 파선의 그래프로 도시되어 있다.
또한, 이 적층 필름에서는, -130 ℃ 분위기하에 있어서의 인장 파단 강도가 172 ㎫이며, MD 방향의 선팽창 계수의 최대값이 97.3×10-5/℃이며, TD 방향의 선팽창 계수의 최대값이 48.4×10-5/℃이다.
(실시예 3)
진공 단열재용의 외피재로서 실시예 1과 동일의 적층 필름이 이용되고, 이 적층 필름이 8.0±0.1mm×5mm의 사이즈로 잘려지고, 제 2 기준 온도 범위(-140 ℃ 이상 -130 ℃ 이하의 온도 범위), 제 3 기준 온도 범위(-140 ℃ 이상 -110 ℃ 이하의 온도 범위) 및 제 4 기준 온도 범위(+50 ℃ 이상 +65 ℃ 이하의 온도 범위)의 각각에 있어서, 선팽창 계수의 평균값이 산출된다. 그 결과가 표 1에 표시되어 있다.
(비교예 2)
진공 단열재용의 외피재로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트층/금속 증착층/폴리에틸렌 테레프탈레이트층/금속 증착층/폴리에틸렌 테레프탈레이트층/금속 증착층/폴리에틸렌층의 7층 구조를 갖는 적층 필름이 이용되고 있는 이외는, 실시예 3과 마찬가지로, 제 2 기준 온도 범위, 제 3 기준 온도 범위 및 제 4 기준 온도 범위의 각각에 있어서, 선팽창 계수의 평균값이 산출되고 있다. 그 결과가 표 1에 표시되어 있다.
선팽창 계수의 평균값(×10-5/℃)
기준 온도 범위 제 2
-140 ~ -130 ℃		 제 3
-140 ~ -110 ℃		 제 4
+50 ~ +60 ℃
실시예 3 115.7 44.4 19.5
비교예 2 5.8 4.5 5.9
(실시예 및 비교예의 대비)
도 10 내지 도 12 에 도시하는 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2의 적층 필름(외피재)은 -130 ℃ 내지 +80 ℃의 기준 온도 범위에 있어서, MD 방향 및 TD 방향의 모두 선팽창 계수가 80×10-5/℃를 하회하고 있다. 따라서, 실시예 1 및 실시예 2의 적층 필름을 외피재로서 이용한 진공 단열재에서는, 제 1 기준 온도 범위(-130 ℃ 내지 +80 ℃의 온도 범위) 및 그 주변 온도 범위에 있어서, 외피재의 신축의 정도를 양호하게 억제하는 것이 가능해지고 있다. 따라서, 이러한 적층 필름은 저온 환경 또는 대온도차 환경에 있더라도, 양호한 강도 및 양호한 내구성 중 적어도 어느 하나를 실현할 수 있는 외피재인 것을 알았다.
한편, 비교예 1의 적층 필름에서는, MD 방향에 있어서 -80 ℃ 내지 -70 ℃의 부근에서 선팽창 계수가 97×10-5/℃를 나타내고 있다. 그 때문에, 이 온도 부근에서는 신축이 격렬해지기 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경에 있어서 양호한 강도 및 양호한 내구성 중 적어도 어느 하나를 실현하는 것이 어렵고, 외피재로서 바람직하지 않은 것을 알았다.
또한, 표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 3의 적층 필름(외피재)은 제 2 기준 온도 범위(-140 ℃ 이상 -130 ℃ 이하의 온도 범위), 제 3 기준 온도 범위(-140 ℃ 이상 -110 ℃ 이하의 온도 범위), 및 제 4 기준 온도 범위(+50 ℃ 이상 +65 ℃ 이하의 온도 범위)에서는, 모두, 평균값이 소정의 선팽창 계수의 하한값을 상회하고 있다. 이것에 대해서, 비교예 2의 외피재는 제 2 기준 온도 범위, 제 3 기준 온도 범위, 및 제 4 기준 온도 범위의 모두 평균값이 소정의 선팽창 계수의 하한값을 하회하고 있다. 외피재가 (2) 내지 (4) 중 어느 하나의 온도-선팽창 계수 조건을 만족하면, 대응하는 기준 온도 범위 및 그 주변 온도 범위에 있어서, 외피재의 신축성을 양호하게 제어하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은 상술한 실시형태의 기재로 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 범위 내에서 여러 가지의 변경이 가능하고, 다른 실시형태 또는 복수의 변형예에 각각 개시된 기술적 수단을 적당 조합해서 얻을 수 있는 실시형태에 대해서도, 본 개시의 기술적 범위에 포함된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 개시의 제 1 태양에 관한 진공 단열재는 적어도 수지 성분을 포함한 외피재와, 외피재의 내부에 있어서, 감압 밀폐 상태로 봉입된 심재를 구비하고 있다. 그리고, 외피재는 가스 배리어성을 갖는 동시에, (1) -130 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의 정적 하중 0.05 N에서의 선팽창 계수가 80×10-5/℃ 이하, (2) -140 ℃ 이상 -130 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 65×10-5/℃ 이상, (3) -140 ℃ 이상 -110 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 20×10-5/℃ 이상, 및 (4) +50 ℃ 이상 +65 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 13×10-5/℃ 이상 중, 적어도 어느 하나의 조건을 만족하는 구성이다.
이러한 구성에 의하면, 진공 단열재가 구비하는 외피재는 (1) 내지 (4) 중 어느 하나의 어느 온도-선팽창 계수 조건에 있어서도, 소정의 "기준 온도 범위"에 있어서, 소정의 정적 하중에 있어서의 선팽창 계수의 상한값 또는 평균값의 하한값이 규정되어 있는 것으로 된다. 이것에 의해, 기준 온도 범위 및 그 주변 온도 범위에 있어서, 외피재의 신축의 정도를 양호하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건이어도, 장기적으로 외피재의 양호한 강도 및 양호한 내구성 중 적어도 어느 하나를 실현하는 것이 가능해진다. 그 결과, 진공 단열재에 있어서, 산업용 제품에 적용 가능해지도록, 외피재의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다.
또한, 본 개시의 제 2 태양은, 제 1 태양에 있어서, 외피재는 -130 ℃ 분위기하에 있어서의 인장 파단 강도가 180 ㎫ 이상인 구성이어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 또한, 진공 단열재가 구비하는 외피재는 기준 온도 범위에 있어서의 선팽창 계수의 상한값이 규정될 뿐만 아니라, 기준 온도 범위의 하한값에 있어서 인장 파단 강도의 하한값도 규정된다. 이것에 의해, 저온 환경에서의 기계적 강도를 보다 호적화할 수 있으므로, 외피재의 강도 및 내구성 중 적어도 어느 하나를 보다 양호한 것으로 할 수 있다.
또한, 본 개시의 제 3 태양은, 제 1 태양 또는 제 2 태양에 있어서, 외피재는 MD 방향 및 TD 방향 중 적어도 한 방향에 있어서, 상술한 (1) 내지 (4) 중 적어도 어느 하나의 조건을 만족하는 구성이어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 또한, 외피재의 기계 연신방향(MD 방향, 종방향) 및 폭방향(TD 방향, 횡방향) 중 적어도 한쪽, 바람직하게는 양쪽 모두에 대해서, 상술한 (1) 내지 (4) 중 적어도 어느 하나의 조건이 규정되게 된다. 이것에 의해, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건에 있어서, 외피재의 강도 및 내구성 중 적어도 어느 하나를 장기적으로 보다 양호한 것으로 할 수 있다.
또한, 본 개시의 제 4 태양은, 제 3 태양에 있어서, 외피재는 상술한 온도 범위에 있어서의 TD 방향의 선팽창 계수의 평균값을 Ctd로 하고, 상술한 온도 범위에 있어서의 MD 방향의 선팽창 계수의 평균값을 Cmd로 했을 때에, Cmd/Ctd가 3이하인 구성이어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 또한 Cmd/Ctd의 상한값이 규정되어 있으므로, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건에 있어서, 외피재의 강도 및 내구성 중 적어도 어느 하나를 장기적으로 또한 양호한 것으로 할 수 있다.
또한, 본 개시의 제 5 태양은, 제 1 태양 내지 제 4 태양 중 어느 하나의 태양에 있어서, 외피재는 수지층, 및 가스 배리어층을 포함한 적층 필름인 구성이어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 또한 외피재가 적층 필름이기 때문에, 제조건에 따르고, 복수층의 적어도 어느 하나를 호적화하는 것에 의해, 선팽창 계수를 상술한 상한값 이하로 규정한 외피재를 얻을 수 있다.
또한, 본 개시의 제 6 태양은, 제 5 태양에 있어서, 가스 배리어층은 적어도 한층의 금속박층 또는 금속 증착층을 포함한 구성이어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 또한 가스 배리어층이 금속제의 층이기 때문에, 선팽창 계수를 상술한 상한값 이하로 규정한 외피재를 용이하게 얻을 수 있다.
또한, 본 개시의 제 7 태양은, 제 5 태양 또는 제 6 태양에 있어서, 수지층에는, 가스 배리어층의 외면 측에 위치하는, 적어도 한층의 표면 보호층과, 가스 배리어층의 내면 측에 위치하는 적어도 한층의 열용착층이 포함되는 구성이어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 또한 외피재에, 표면 보호층과 열용착층이 포함되기 때문에, 외피재(및 진공 단열재)의 표면 안정성을 양호한 것으로 할 수 있는 것과 동시에, 외피재의 내부에 심재를 봉입하는 것도 용이해진다.
또한, 본 개시의 제 8 태양은, 제 1 태양 내지 제 7 태양 중 어느 하나의 태양의 진공 단열재를 이용한 단열 구조체를 구비하고, 저온 물질을 보지하는 단열 용기이다.
이러한 구성에 의하면, 또한 단열 용기에 이용되는 진공 단열재가 산업용 제품에 적용 가능한 신뢰성을 갖는 외피재를 구비하고 있다. 그 때문에, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생기는 사용 조건이어도, 장기적으로 단열 용기의 단열성을 양호한 것으로 할 수 있다.
또한, 본 개시의 제 9 태양은, 제 1 태양 내지 제 7 태양 중 어느 하나의 태양의 진공 단열재를 이용해서 구성된 주택 벽이다.
이러한 구성에 의하면, 또한 외피재가 적어도 상술한 상한값 이하의 선팽창 계수를 갖는 것이기 때문에, 어려운 환경하에서의 사용이 상정되는 주택 벽에 매우 적합하게 이용할 수 있다.
또한, 본 개시의 제 10 태양은, 제 1 태양 내지 제 7 태양 중 어느 하나의 태양의 진공 단열재를 이용해서 구성된 수송 기기이다.
이러한 구성에 의하면, 또한 외피재가 적어도 상술한 상한값 이하의 선팽창 계수를 갖는 것이기 때문에, 어려운 환경하에서의 사용이 상정되는 선박 또는 자동차 등의 수송 기기에 매우 적합하게 이용할 수 있다.
또한, 본 개시의 제 11 태양은, 제 8 태양의 단열 용기를 구비하고, 저온 물질이 수소인 수소 수송 탱커이다.
또한, 본 개시의 제 12 태양은, 제 8 태양의 단열 용기를 구비하고, 저온 물질이 액화 천연 가스(LNG)인 LNG 수송 탱커이다.
이러한 어느 구성에 있어서도, 이러한 탱커가 구비하는 단열 용기에는, 산업용 제품에 적용 가능한 신뢰성을 갖는 외피재를 구비하는 진공 단열재가 이용되고 있다. 그 때문에, 이러한 탱커에 있어서는, 저온 환경 또는 대온도차 환경이 생겨도, 장기적으로 단열 용기의 단열성을 양호한 것으로 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 진공 단열재에 있어서, 산업용 제품에도 적용 가능해지도록, 외피재의 신뢰성을 보다 한층 호적화할 수 있다고 하는 각별한 효과를 성취할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 저온 환경 또는 온도 변화의 격렬한 환경에서 사용되는 진공 단열재 및 이것을 이용한 단열 용기, 주택 벽, 수송 기기, 수소 수송 탱커, 및 LNG 수송 탱커 등에 넓고 매우 적합하게 이용할 수 있어 유용하다.
10: 진공 단열재 11: 외피재
11a: 표면 보호층 11b: 가스 배리어층
11c: 열용착층 12: 심재
13: 흡착제 14: 밀봉부
15: 개구부 20: 주택 벽
21: 벽재 21a: 표면
21b: 이면 22: 프레임체
23: 못 부재 24, 25: 기밀재
26: 코킹재 30: 자동차
30a: 천장 30b: 바닥
30c: 후면 30d: 차내
30e: 엔진 룸 50: 지면
100A, 100B: LNG 수송용 탱커 101: 구형 탱크(단열 용기)
102: 선체 103: 커버
104: 용기 본체 105: 단열 구조체
106: 용기 하우징 107: 지지체
110: 선내 탱크(단열 용기) 111: 선체
112: 데크 113: 1차 멤브레인
114: 1차 단열 박스 115: 2차 멤브레인
116: 2차 단열 박스 120: 지상식 LNG 탱크(단열 용기)
121: 지지 구조부 122: 지주
123: 브레이스 124: 용기 본체
125: 단열 구조체 126: 용기 하우징
130: 지하식 LNG 탱크(단열 용기)131: 콘크리트 구조체
132: 지붕부 133: 섬유형상 단열재
134: 용기 본체 135: 단열 구조체
136: 용기 하우징 140: 수소 탱크(단열 용기)
141: 지지체 144: 용기 본체
145: 단열 구조체 146: 용기 하우징

Claims (12)

  1. 진공 단열재에 있어서,
    적어도 수지 성분을 포함한 외피재와, 상기 외피재의 내부에 있어서, 감압 밀폐 상태로 봉입된 심재를 구비한, 저온 물질을 보지하는 단열 용기에 이용되는 진공 단열재에 있어서,
    상기 외피재는, 가스 배리어성을 갖는 동시에,
    (1) -130 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.05 N에서의 선팽창 계수가 80×10-5/℃ 이하,
    (2) -140 ℃ 이상 -130 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 65×10-5/℃ 이상,
    (3) -140 ℃ 이상 -110 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 20×10-5/℃ 이상, 및
    (4) +50 ℃ 이상 +65 ℃ 이하의 온도 범위 내에 있어서의, 정적 하중 0.4 N에서의 선팽창 계수의 평균값이 13×10-5/℃ 이상
    중, 적어도 어느 하나의 조건을
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외피재는 -130 ℃ 분위기하에 있어서의 인장 파단 강도가 180 ㎫ 이상인
    진공 단열재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외피재는, MD 방향 및 TD 방향 중 적어도 한 방향에 있어서, 상기 (1) 내지 (4) 중 적어도 어느 하나의 조건을 만족하는
    진공 단열재.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 외피재는, 상기 온도 범위에 있어서의 상기 TD 방향의 선팽창 계수의 평균값을 Ctd로 하고, 상기 온도 범위에 있어서의 상기 MD 방향의 선팽창 계수의 평균값을 Cmd로 했을 때에, Cmd/Ctd가 3 이하인
    진공 단열재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 외피재는 수지층, 및 가스 배리어층을 포함한 적층 필름인
    진공 단열재.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스 배리어층은 적어도 한층의 금속박층 또는 금속 증착층을 포함하는
    진공 단열재.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 수지층에는, 상기 가스 배리어층의 외면 측에 위치하는, 적어도 한층의 표면 보호층과, 상기 가스 배리어층의 내면 측에 위치하는 적어도 한층의 열용착층이 포함되는
    진공 단열재.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 진공 단열재를 이용한 단열 구조체를 구비하고, 상기 저온 물질을 보지하는
    단열 용기.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 진공 단열재를 이용해서 구성된
    주택 벽.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 진공 단열재를 이용해서 구성된
    수송 기기.
  11. 제 8 항에 기재된 단열 용기를 구비하고,
    상기 저온 물질은 수소인
    수소 수송 탱커.
  12. 제 8 항에 기재된 단열 용기를 구비하고,
    상기 저온 물질은 액화 천연 가스(LNG)인
    LNG 수송 탱커.
KR1020187001196A 2015-04-28 2016-04-14 진공 단열재, 및 이것을 이용한 단열 용기, 주택 벽, 수송 기기, 수소 수송 탱커, 및 lng 수송 탱커 KR102094158B1 (ko)

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