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KR101773230B1 - 진공단열재용 외피재 및 이를 포함하는 진공단열재 - Google Patents

진공단열재용 외피재 및 이를 포함하는 진공단열재 Download PDF

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KR101773230B1
KR101773230B1 KR1020140048921A KR20140048921A KR101773230B1 KR 101773230 B1 KR101773230 B1 KR 101773230B1 KR 1020140048921 A KR1020140048921 A KR 1020140048921A KR 20140048921 A KR20140048921 A KR 20140048921A KR 101773230 B1 KR101773230 B1 KR 101773230B1
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(주)엘지하우시스
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Abstract

보호층; 배리어층; 및 실링층을 순차적으로 포함하는 적층구조이고, 상기 배리어층은 산화알루미늄막이 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET) 필름; 및 금속박이 증착된 에틸렌비닐알코올 수지(EVOH) 필름을 포함하는 진공단열재용 외피재를 제공한다.
유리섬유로 이루어지는 심재; 및 상기 심재를 수납하고 내부를 감압한 상기 외피재를 포함하는 진공단열재를 제공한다.

Description

진공단열재용 외피재 및 이를 포함하는 진공단열재{ENVELOPE FOR VACUUM INSULATION PANEL AND VACUUM INSULATION PANEL INCULDING THE SAME}
진공단열재용 외피재 및 이를 포함하는 진공단열재에 관한 것이다.
진공 단열재는 가스나 수분의 투과율이 낮은 외피재와 진공상태를 부여한 심재로 구성되어 열 차단 효과가 매우 우수하며, 폴리우레탄이나 스티로폼 같은 기존 단열재보다 수배 이상 단열성능이 높아 최근 수요가 증가하고 있는 첨단소재이다.
일반적인 진공 단열재의 외피재는 여러 층의 필름이 라미네이트 되어 있는 복합 필름으로 되어 있다. 복합 필름은 기본적으로 보호층(Protecting layer), 배리어층(barrier layer) 및 실링층(sealing layer)을 포함한다. 보호층은 진공 단열재가 외부 충격으로부터 1차적으로 보호받을 수 있도록 하는 역할을 한다. 배리어층은 내부진공도 유지 및 외부의 가스나 수증기를 차단해주는 역할을 한다. 실링층은 외피재와 코어재가 밀착되어 패널 형태를 유지할 수 있도록 하는 역할을 한다.
본 발명의 일 구현예는 외부 가스, 공기, 수분 등을 차단하기 위해 산화알루미늄막이 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET) 필름 및 접힘에도 단열성능이 금속박이 증착된 에틸렌비닐알코올 수지(EVOH) 필름을 포함하는 배리어층을 가진 진공단열재용 외피재를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 진공단열재용 외피재에 심재를 수납하고 내부를 감압하여 형성된 진공단열재를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 보호층; 배리어층; 및 실링층을 순차적으로 포함하는 적층구조이고, 상기 배리어층은 산화알루미늄막이 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET) 필름; 및 금속박이 증착된 에틸렌비닐알코올 수지(EVOH) 필름을 포함하는 진공단열재용 외피재를 제공한다.
상기 산화알루미늄막의 두께는 약 1.0um 이하일 수 있다.
상기 PET 필름의 두께는 약 10um 내지 약 20um일 수 있다.
상기 금속박의 두께는 약 1um 이하일 수 있다.
상기 EVOH 필름의 두께는 약 10um 내지 약 20um일 수 있다.
상기 실링층은 녹는점이 약 125℃ 이상인 열가소성 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.
상기 열가소성 플라스틱 필름은 미연신 폴리프로필렌(CPP) 필름 또는 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름을 포함할 수 있다.
상기 CPP 필름 또는 상기 LLDPE 필름의 두께는 약 25um 내지 약 60um일 수 있다.
상기 보호층은 나일론 필름을 포함할 수 있다.
상기 나일론 필름의 두께는 약 15um 내지 약 25um일 수 있다.
상기 진공단열재용 외피재의 투습도가 38℃ 100% RH 분위기 하에서 약 0.01g/m2·day 내지 약 0.1g/m2·day일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 유리섬유로 이루어지는 심재; 및 상기 심재를 수납하고 내부를 감압한 상기 외피재를 포함하는 진공단열재를 제공한다.
상기 유리섬유의 평균직경은 약 4um이하일 수 있다.
상기 진공단열재용 외피재는 알루미늄 호일을 포함하지 않음에도 우수한 배리어 성능을 구현하고, 알루미늄 증착필름을 포함하지 않음에도 열교현상을 최소화시킬 수 있다.
상기 진공단열재용 외피재를 포함하는 진공단열재는 우수한 단열성능 및 장기내구성능을 동시에 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일구현예인 진공단열재용 외피재의 단면을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예인 진공단열재를 도식화하여 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
진공단열재용 외피재
본 발명의 일 구현예에서, 보호층; 배리어층; 및 실링층을 순차적으로 포함하는 적층구조이고, 상기 배리어층은 산화알루미늄막이 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET) 필름; 및 금속박이 증착된 에틸렌비닐알코올 수지(EVOH) 필름을 포함하는 진공단열재용 외피재를 제공한다.
통상적인 진공단열재용 외피재는 주로 알루미늄 증착 수지필름 또는 알루미늄 호일이 포함된 다층필름으로 구성되고, 심재로는 글라스 파이버, 흄드 실리카 등이 적용되고 있다. 또한, 진공단열재 내부의 수분, 공기 및 가스를 흡착하기 위해 게터재를 적용할 수 있다.
이때, 진공단열재의 열전도율은 시간이 지남에 따라 초기 열전도율보다 높게 측정되는데, 이는 외부로부터 유입되는 수분 및 공기로 인해 진공단열재 내부 압력이 상승되기 때문이다.
이에, 시간이 지남에 따라 진공단열재 내부 압력이 증가하지 않게 하는 진공단열재용 외피재에 대한 필요성이 증가하였는바, 알루미늄 호일이 적용된 진공단열재용 외피재의 경우 낮은 투습도 또는 낮은 산소투과도를 가져 우수한 배리어성능을 구현할 수 있어 장기내구성능 측면에서는 유리하였지만, 알루미늄 호일에 의한 열전달로 인해 히트브리지 현상이 발생하여 진공단열재 전체의 열전도율이 증가되는 문제점이 있었다.
반면, 알루미늄 증착 수지필름을 사용하는 경우 히트브리지 현상은 거의 없었으나 장기내구성이 떨어져 진공단열재의 외피재로 적용되기 힘들었다.
이에, 상기 진공단열재용 외피재는 산화알루미늄막이 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET) 필름 및 금속박이 증착된 에틸렌비닐알코올 수지(EVOH) 필름을 포함하는 배리어층으로 인해, 알루미늄 호일을 포함하지 않음에도 우수한 배리어 성능을 구현할 수 있고, 알루미늄 증착필름을 포함하지 않음에도 열교현상을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일구현예인 진공단열재용 외피재의 단면을 도식화하여 나타낸 것으로, 도 1을 참고하면, 상기 진공단열재용 외피재(100)는 위로부터 보호층(30), 배리어층(20) 및 실링층(10)을 순차적으로 포함하는 적층구조이다.
이 때, 상기 배리어층(20)은 외부로부터 침투하는 수분 및 공기를 차단하기 위한 것으로, 산화알루미늄막(24)이 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET) 필름(23); 및 금속박(22)이 증착된 에틸렌비닐알코올 수지(EVOH) 필름(21)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 알루미늄 호일의 열교 현상으로 인한 단점을 극복하기 위해 알루미늄 증착필름이 포함된 배리어층을 사용하는 경우, 상온에서의 가스 투과는 알루미늄 호일을 포함하는 배리어층과 유사하나, 약 70℃이상의 온도나 약 90%이상의 상대습도 조건에서는 알루미늄 호일을 포함하는 배리어층보다 배리어 성능이 급격히 떨어지는 문제점이 있었다.
이는, 알루미늄 호일의 경우 상온에서 약 70℃까지 온도가 상승하더라도 배리어 성능에 변화가 없으나, 알루미늄이 호일이 증착된 수지필름들은 고온으로 갈수록 배리어 성능이 저하되기 때문이다.
그러므로, 상기 배리어층(20)은 산화알루미늄막(24)이 증착된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET) 필름(23); 및 금속박(22)이 증착된 에틸렌비닐알코올 수지(EVOH) 필름(21)을 동시에 포함하는바, 배리어 성능과 함께 장기내구성능을 극대화 할 수 있다.
상기 산화알루미늄막이 증착된 PET필름은 알루미늄이 증착된 PET필름에 비해 투과도가 낮게 측정되는데, 이는 산화알루미늄막이 증착된 PET필름이 알루미늄이 증착된 PET필름보다 밀도가 높기 때문이다.
또한, 알루미늄의 경우 열전도율이 약 200W/mK 이상인데 반해, 산화알루미늄막은 열전도율이 약 30W/mK이기 때문에, 열교현상 없이 알루미늄 호일을 사용한 배리어층 정도의 배리어 성능을 유지할 수 있다.
상기 산화알루미늄막의 두께는 약 1.0um 이하, 예를 들어 약 0.1um 내지 약 0.2um일 수 있다. 상기 산화알루미늄막은 알루미늄과 산소가 반응하여 형성되는 것으로, 일정 두께를 가진 산화알루미늄(Al2O3)을 일컫으며, 상기 산화알루미늄막은 물리적 또는 화학적 방법에 의해 PET필름 상에 증착될 수 있다.
또한, 상기 산화알루미늄막의 두께가 상기 범위를 유지함으로써 열교현상을 최소화 할 수 있다.
상기 PET 필름의 두께는 약 10um 내지 약 20um일 수 있다. 상기 PET 필름의 두께가 약 10um미만인 경우 내마모성 및 내찌름성이 저하될 수 있고, 약 20um를 초과하는 경우 상기 PET 필름의 특성상 진공단열재 제조후 모서리부 접힘시 불량이 발생할 수 있는바, 상기 PET 필름의 두께가 상기 범위를 유지함으로써 진공단열재 내구성을 향상시키고, 제조과정에서 불량률을 감소시킬 수 있다.
내찌름성은 상기 외피재를 뾰족한 것으로 찔렀을 때 관통되지 않도록 하는 성질로, 상기 내찌름성은 외피재 표면을 뾰족한 도구로 찔러 관통될때의 하중을 측정하며, 내찌름성이 우수할수록 진공단열재 제조시 불량율을 최소화 할 수 있다.
또한, 진공단열재용 외피재의 경우 진공단열재로 제작시 모서리부를 접어야 하는바 접힘부가 필수적으로 형성되고, 상기 접힘부에서의 배리어 성능저하가 전체적인 진공단열재의 내구성에 악영향을 줄 수 있다. 그러나, EVOH필름의 경우 접합에 의한 배리어 성능의 변화가 다른 수지필름들에 비해 가장 작기 때문에 상기 금속박이 증착된 EVOH필름을 사용하는 것이 접힘부에 의한 배리어 성능 저하를 최소화 하는데 유리하다. 예를 들어, 상기 EVOH 필름은 수분 배리어 성능이 약할 수 있으나, 증착된 금속박으로 인해 수분 배리어 성능이 향상될 수 있다.
또한, 금속박이 증착됨에도 불구하고, EVOH 필름의 고유특성과 금속박의 배리어 성능이 동시에 발휘되어 접힘부에서의 배리어 성능이 극대화 될 수 있다.
상기 금속박의 두께는 약 1um 이하일 수 있고, 예를 들어 약 0.05um 내지 약 0.1um일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속박은 알루미늄을 비롯하여 구리, 금, 은, 니켈, 티탄, 지르코니움, 규소, 인듐, 탄소, 코발트 또는 이들의 혼합물로 구성된 박막을 포함할 수 있고, 상기 금속박은 물리적 또는 화학적 방법에 의해 EVOH 필름 상에 증착될 수 있다.
상기 금속박의 두께가 상기 범위를 유지함으로써 배리어성능 효과를 용이하게 구현할 수 있다.
상기 EVOH 필름의 두께는 약 10um 내지 약 20um일 수 있다. 상기 EVOH 필름의 두께가 약 10um미만인 경우 배리어 성능이 저하될 수 있고, 약 20um를 초과하는 경우 상기 진공단열재용 외피재의 두께가 증가하여 진공단열재 제조후 모서리부 접힘시 불량률이 높아질 수 있는바, 상기 EVOH 필름의 두께가 상기 범위를 유지함으로써 진공단열재 내구성을 유지시키고, 불량율을 감소시킬 수 있다는 점에서 유리하다.
상기 산화알루미늄막(24)이 증착된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET) 필름(23); 및 금속박(22)이 증착된 에틸렌비닐알코올 수지(EVOH) 필름(21)은 통상의 접착제에 의해 접착되어 사용할 수 있다.
상기 실링층(10)은 진공단열재용 외피재 내부의 진공상태를 유지하기 위한 것으로, 녹는점이 약 125℃ 이상인 열가소성 플라스틱 필름, 예를 들어 약 125℃ 내지 약 170℃를 유지하는 경우 고온에서의 배리어 성능을 발휘할 수 있는바, 상기 열가소성 플라스틱 필름의 녹는점이 약 125℃ 미만인 경우 고온에서 배리어 성능이 급격히 저하될 수 있다.
예를 들어, 상기 열가소성 플라스틱 필름이 LLDPE 필름의 경우, 일반적인 녹는점은 약 115℃이나 LLDPE 필름의 내열성을 강화하여 녹는점을 10℃ 이상 올릴 수 있고, 녹는점이 약 125℃ 이상인 경우, 고온에서의 배리어 성능을 유지할 수 있다.
상기 실링층은 진공단열재 형성시 심재와 맞붙는 층으로 이 부분에서의 가스 또는 수분 투과가 발생할 수 있는바, 일반적인 실링층의 경우 배리어 성능이 아주 떨어지고, 특히 고온조건에서 급격하게 배리어 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 실링층을 통해 진공단열재 내부로 침투하는 가스 또는 수분 등에 의해 진공단열재의 장기 내구성능이 저하되는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해, 상기 실링층에 고온에서의 배리어 성능이 우수한 열가소성 플라스틱 필름을 사용하였는바, 상기 열가소성 플라스틱 필름은 미연신 폴리프로필렌(CPP) 필름 또는 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름을 포함할 수 있다.
상기 CPP필름의 경우, 끓는 물에 데우는 용도의 레토르트 파우치(retort pouch)에 적용되는 내열성이 우수한 필름으로 상온에서뿐 아니라 고온에서도 폴리에틸렌(PE) 필름에 비해 배리어 성능이 우수하다. 구체적으로, 상기 CPP필름의 상온에서 산소투과도는 약 1300cc/m2day로 PE필름의 1/3수준이며, 투습도는 PE필름의 경우 약 14g/m2day이지만 상기 CPP필름의 경우 약 7g/m2day로 1/2수준이다.
상기 CPP 필름의 두께는 약 25um 내지 약 60um일 수 있다. 상기 CPP필름의 두께가 약 25um미만인 경우 실링강도가 저하될 수 있고, 약 60um를 초과한 경우 실링층의 수평방향 투과도가 증가할 수 있는바, 상기 범위를 유지함으로써 실링층으로써의 성능을 발휘할 수 있다.
상기 LLDPE 필름의 경우, 녹는점을 약 125℃ 이상으로 향상시킬 수 있고 고온에서의 배리어 성능을 유지할 수 있다. 구체적으로, 상기 LLDPE 필름의 두께는 약 25um 내지 약 60um일 수 있다. 상기 LLDPE필름의 두께가 약 25um미만인 경우 상기 CPP필름과 마찬가지로 실링강도를 저하시킬 수 있고, 약 60um를 초과한 경우 실링층의 수평방향 투과도가 증가할 우려가 있는바, 상기 범위를 유지함으로써 실링층으로써의 성능을 발휘할 수 있다.
상기 보호층(30)은 스크래치, 찍힘 등 외부의 충격에 진공단열재용 외피재에 대한 손상을 최소화 하기 위한 것으로, 상기 나일론 필름을 포함한다. 보호층의 경우 진공단열재 제조 및 운송시 발생할 수 있는 외부충격으로부터 진공단열재를 보호하기 위해 나일론을 최외각층에 구성하는데, 나일론의 경우 PET필름 대비 내마모성이 우수한 특성이 있다.
상기 나일론 필름의 두께는 약 15um 내지 약 25um일 수 있다. 상기 나일론 필름의 두께가 약 15um미만인 경우 내충격성이 저하될 수 있고, 약 30um를 초과한 경우 상기 진공단열재용 외피재의 연성이 저하될 우려가 있는바, 상기 범위를 유지함으로써 보호층으로써의 성능을 발휘할 수 있다.
상기 진공단열재용 외피재의 투습도가 약 38℃ 약 100% RH 분위기 하에서 약 0.01g/m2·day 내지 약 0.1g/m2·day일 수 있다. 투습도는 상기 외피재에 수증기가 투과되는 정도를 나타내는 것으로, 일정 조건 아래에서 1m2 상기 외피재의 표면적에 대해 24시간 동안 투과하는 수증기양을 g으로 나타내는 것을 일컫는바, 상기 진공단열재용 외피재의 투습도가 낮을수록 배리어성이 우수한 것을 의미한다.
상기 진공단열재용 외피재는 전술한, 보호층, 배리어층, 및 실링층을 순차적으로 포함하는 적층구조로써, 우수한 단열성능 및 장기내구성능을 동시에 구현할 수 있는바, 일반 진공단열재의 비해 낮은 상기 범위의 투습도를 유지할 수 있다.
진공단열재
본 발명의 다른 구현예에서, 유리섬유로 이루어지는 심재; 및 상기 심재를 수납하고 내부를 감압한 외피재를 포함하는 진공단열재를 제공한다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예인 진공단열재를 도식화하여 나타낸 것으로, 상기 진공단열재는 심재(200), 외피재(100)를 포함하며, 상기 외피재는 전술한 바와 같고, 상기 진공단열재용 외피재를 포함하는 진공단열재는 우수한 단열성능 및 장기내구성능을 동시에 구현할 수 있다.
상기 진공단열재가 포함하는 심재는 유리섬유로 이루어진다. 구체적으로, 유리섬유의 직경의 경우 상기 진공단열재의 장기내구성과 관련성이 있는바, 예를 들어, 유리섬유의 직경이 크면 클수록 심재 내부의 공극 크기가 커지기 때문에 장기내구성에 불리하며, 유리섬유의 직경이 작으면 작을수록 심재 내부의 공극 크기가 작아지기 때문에 장기내구성에 유리하다.
그러므로, 상기 유리섬유의 평균직경이 약 4um이하, 구체적으로 약 2um이하를 유지하는 것이 진공단열재의 장기내구성 유지측면에서 바람직하며, 상기 유리섬유의 평균직경이 약 4um를 초과하는 경우 심재 내부의 공극이 크기 때문에 내부로 들어온 가스의 대류현상이 크게 발생하여 진공단열재의 장기내구성이 저하시킬 수 있다.
상기 도 2를 참고하면, 상기 심재(200)는 비표면적이 약 1m2/g 내지 약 100m2/g인 게터재(300)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 게터재의 경우 비표면적이 클수록 수분을 흡착하는 능력이 우수하나, 상기 범위의 비표면적을 유지하는 것이 적절한 기계적 물성과 흡착성 면에서 유리하다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1
평균직경이 2um이하인 유리섬유로 이루어진 심재를 190×250×8mm (두께×폭×길이)의 크기로 제조한 후 진공 단열재용 심재로 사용하였다.
다음으로, 최외각층을 기준으로 나일론 필름 25um, 두께가 0.1um인 산화알루미늄막이 증착된 PET필름 12um, 두께가 0.1um인 알루미늄이 증착된 EVOH 필름 12um, 녹는점이 165℃인 CPP필름 30um의 구조이고, 각 필름을 우레탄 계열의 2액형 접착제로 접착하여 외피재를 형성하였다.
그 다음으로, 비표면적이 4m2/g인 순도 95%의 생석회(CaO) 4g 파우치에 넣어서 제조한 게터재를 심재의 표면에 삽입시켰다.
그 다음으로, 심재를 상기 외피재에 삽입한 후 10Pa의 진공도 상태에서 밀봉하여 200X200X8mm(두께×폭×길이) 크기의 진공단열재를 제조하였다.
실시예 2
최외각층을 기준으로 나일론 필름 15um, 두께가 0.05um인 산화알루미늄막이 증착된 PET필름 12um, 두께가 0.05um인 알루미늄이 증착된 EVOH 필름 12um, 녹는점이 128℃인 LLDPE필름 50um의 구조로 외피재를 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진공단열재를 제조하였다.
실시예 3
평균직경이 4um를 초과하는 유리섬유로 이루어진 심재를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진공단열재를 제조하였다.
실시예 4
최외각층을 기준으로 나일론 필름 15um, 두께가 2.0um인 산화알루미늄이 증착된 PET필름 12um, 두께가 0.1um인 알루미늄이 증착된 EVOH 필름 12um, 녹는점이 165°C인 CPP필름 30um의 구조로 외피재를 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진공단열재를 제조하였다.
실시예 5
최외각층을 기준으로 나일론 필름 15um, 두께가 0.1um인 산화알루미늄이 증착된 PET필름 12um, 두께가 2.0um인 알루미늄이 증착된 EVOH 필름 12um, 녹는점이 165℃인 CPP필름 30um의 구조로 외피재를 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진공단열재를 제조하였다.
비교예 1
최외각층을 기준으로 나일론 필름 15um, 두께가 0.1mu인 알루미늄이 증착된 PET필름 12um, 두께가 0.1um인 알루미늄이 증착된 EVOH 필름 12um, 녹는점이 165℃인 CPP필름 30um의 구조로 외피재를 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진공단열재를 제조하였다.
비교예 2
최외각층을 기준으로 나일론 필름 25um, 두께가 0.1um인 산화알루미늄막이 증착된 PET필름 12um, 녹는점이 125℃인 LLDPE필름 30um의 구조로 외피재를 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진공단열재를 제조하였다.
비교예 3
최외각층을 기준으로 나일론 필름 25um, 두께가 0.1um인 산화알루미늄막이 증착된 PET필름 12um, EVOH 필름 12um, 녹는점이 125℃인 LLDPE필름 30um의 구조로 외피재를 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진공단열재를 제조하였다.
< 실험예 > - 진공단열재의 물리적 특성
1) 투습도: 상기 실시예 및 비교예의 진공단열재용 외피재를 온도 38℃, 상대 습도 100%의 조건에서 Mocon사의 Aquatran 장비를 통해 1m2 면적당, 24시간당, 상기 진공단열재용 외피재를 투과한 수분량을 산출하여 수득된 측정치로 투습도를 측정하였다.
2) 장기내구성능: 상기 실시예 및 비교예의 진공단열재를 온도 70℃, 상대 습도 90%의 조건에서 10일 동안 방치시킨후, HC-074-200(EKO社 제조) 열전도 측정기를 사용하여 초기 열전도율 대비 열전도율 변화량을 측정하였다.
3) 모서리부 열전도율: 상기 실시예 및 비교예의 진공단열재의 끝단과 열전도율 측정장비인 Eko사 074-200 장비 센서의 끝단을 일치시킨 후, 모서리부의 열전도율을 측정하였다.
투습도(g/m2·day) 초기 열전도율 대비 변화량(mW/mK) 모서리부 열전도율
(mW/mK)
실시예1 0.02 1.01 3.60
실시예2 0.03 1.05 3.55
실시예3 0.02 14.5 3.60
실시예4 0.01 1.00 5.10
실시예5 0.01 1.00 6.10
비교예1 0.40 14.3 4.10
비교예2 0.30 14.1 3.50
비교예3 0.50 14.6 3.50
상기 실시예 1 및 2가 비교예 1 내지 4에 비해 진공단열재용 외피재의 투습도가 낮게 측정되었고, 진공단열재의 초기 열전도율 대비 변화량이 낮게 측정되었는바, 실시예 1 및 2의 배리어성이 비교예 1 내지 4에 비해 우수함을 알 수 있었다.
구체적으로, 실시예 3의 경우, 진공단열재용 외피재는 동일하나, 평균직경이 4um초과인 유리섬유로 심재를 형성하였는바, 심재 내부의 공극이 크기 때문에 내부로 들어온 가스의 대류현상이 실시예1 및 2에 비해 크게 발생하였는바, 투습도는 실시예 1 및 2와 유사하였으나, 초기 열전도율 대비 변화량이 실시예 1 및 2에 비해 높게 나타났다.
나아가, 실시예 4의 PET필름에는 두께가 2.0um인 산화알루미늄막이 증착되고, 실시예 5의 EVOH필름에는 두께가 2.0um 알루미늄이 증착되었는데, 이 경우 투습도 및 초기열전도율 대비 변화량은 우수하였으나 끝단부의 열전도율이 높게 측정되었는바, 산화알루미늄막 및 알루미늄의 두께가 일정범위를 벗어난 경우 진공단열재 모서리부의 열손실이 높아짐을 알 수 있었다.
반면, 비교예 1의 산화알루미늄막이 증착된 PET필름 대신 알루미늄막이 증착된 PET필름이 적용되었는데, 알루미늄 코팅 PET필름의 경우 상대적으로 배리어 성능이 떨어졌다.
또한, 비교예 2의 경우 알루미늄이 증착된 EVOH 필름을 제외하였고, 비교예 3의 경우 알루미늄이 증착되지 않은 EVOH필름을 사용하였는바, 진공단열재 제조시 모서리의 접힘부에서 배리어 성능이 저하되어 투습도 및 초기 열전도율 대비 변화량이 낮게 측정되었다.
100: 외피재, 200: 심재, 300: 게터재
10: 실링층, 20: 배리어층, 30: 보호층
21: EVOH 필름, 22: 금속박,
23: PET필름, 24: 산화알루미늄막

Claims (13)

  1. 유리섬유로 이루어지는 심재; 및
    상기 심재를 수납하고 내부를 감압한 외피재를 포함하고,
    상기 유리섬유의 평균직경은 0초과 2㎛이하이고,
    상기 외피재는 보호층; 배리어층; 및 실링층을 순차적으로 포함하는 적층구조이고,
    상기 배리어층은
    산화알루미늄막이 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET) 필름; 및
    금속박이 증착된 에틸렌비닐알코올 수지(EVOH) 필름으로 이루어지고,
    최외각층을 기준으로 상기 보호층; 상기 산화알루미늄막; 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET) 필름; 상기 금속박; 상기 에틸렌비닐알코올 수지(EVOH) 필름; 상기 실링층이 순차적으로 적층되고,
    상기 금속박은 알루미늄, 구리, 금, 은, 니켈, 티탄, 지르코니움, 규소, 인듐, 탄소, 코발트 또는 이들의 혼합물인
    진공단열재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 산화알루미늄막의 두께는 0.1㎛ 내지 1.0㎛인
    진공단열재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 PET 필름의 두께는 10㎛ 내지 20㎛인
    진공단열재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속박의 두께는 0.05㎛ 내지 1㎛인
    진공단열재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 EVOH 필름의 두께는 10㎛ 내지 20㎛인
    진공단열재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 실링층은 녹는점이 125℃ 이상인 열가소성 플라스틱 필름을 포함하는
    진공단열재.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 열가소성 플라스틱 필름은 미연신 폴리프로필렌(CPP) 필름 또는 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름을 포함하는
    진공단열재.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 CPP 필름 또는 상기 LLDPE 필름의 두께는 25㎛ 내지 60㎛인
    진공단열재.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 보호층은 나일론 필름을 포함하는
    진공단열재.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 나일론 필름의 두께는 15㎛ 내지 25㎛인
    진공단열재.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 외피재의 투습도가 38℃ 100% RH 분위기 하에서 0.01g/m2·day 내지 0.1g/m2·day인
    진공단열재.
  12. 삭제
  13. 삭제
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