(57)【要約】本発明では、高温で成型可能に積層されている断熱フィルム、該断熱フィルムが芯材の外側に被覆される真空断熱材、及び熱−融着工程を通じて芯材の外側に断熱フィルムを被覆する真空断熱材の製造方法を提案する。本発明の断熱フィルムを高温で熱−融着工程を通じて芯材の外側に安定的に被覆できる。
2015531323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及びポリイミド（ＰＩ）で構成される群から選択される第１フィルム層、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂で構成される群から選択される第１接着層を通じて前記第１フィルム層の一面に積層される第１バリア層、及び前記第１バリア層の他面に積層され、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂で構成される群から選択されるホット−メルト層を含むことを特徴とする、断熱フィルム。
【請求項２】
前記第１フィルム層と前記第１接着層との間にガラス繊維から選択される断熱コーティング層がさらに積層されていることを特徴とする、請求項１に記載の断熱フィルム。
【請求項３】
前記第１バリア層と前記ホット−メルト層との間に、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂で構成される群から選択される第２接着層を通じてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及びポリイミド（ＰＩ）で構成される群から選択される第２フィルム層が前記第１バリア層の他面にさらに積層されていることを特徴とする、請求項１に記載の断熱フィルム。
【請求項４】
前記第２フィルム層と前記ホット−メルト層との間に、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂で構成される群から選択される第３接着層を通じて第２バリア層が前記第２フィルム層の他面にさらに積層されていることを特徴とする、請求項３に記載の断熱フィルム。
【請求項５】
芯材（core material）を切断するステップと、
請求項１から請求項４のうち、いずれか一項に記載されている断熱フィルムを外皮材として前記芯材の上部及び下部に各々配置し、真空成型機に移送するステップと、
前記真空成型機の内部に真空を与えるステップと、
加熱手段を使用して前記外皮材と前記芯材を熱−融着して真空断熱材を成型するステップと、
前記成型された真空断熱材の外側を切断するステップと、
を含むことを特徴とする、真空断熱材の製造方法。
【請求項６】
前記芯材は、セラミックペーパー（ceramic paper）、セラクウール（cerakwool）、蒸留シリカ、ポリウレタンフォーム、ガラスウール、エアロゲル、不織布、テクロン、及び岩綿ボードで構成される群から選択されることを特徴とする、請求項５に記載の真空断熱材の製造方法。
【請求項７】
断熱層を形成する芯材と、
前記芯材の外側に被覆される外皮材であって、請求項１から請求項４のうち、いずれか一項に記載されている断熱フィルムで構成される外皮材を含むことを特徴とする、真空断熱材、
【請求項８】
前記芯材はセラミックペーパー（ceramic paper）、セラクウール（cerakwool）、蒸留シリカ、ポリウレタンフォーム、ガラスウール、エアロゲル、不織布、テクロン、及び岩綿ボードで構成される群から選択されることを特徴とする、請求項７に記載の真空断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は断熱フィルムに関し、より詳しくは、熱−融着成型可能な断熱フィルム、この断熱フィルムを含む真空断熱材及びこの断熱フィルムを使用して熱−融着成型を通じて真空断熱材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンやスチロフォームのような従来の断熱材に代わって最近には真空断熱材が広く使われている。通常的に、真空断熱材は真空状態を与えた芯材（core）の外側にガスや水分の透過率の低い断熱フィルムが外皮材として取り囲む構成を有するが、熱遮断効果が非常に良好であるので、 最近になって需要が増加している実状である。
【０００３】
一般に、真空断熱材の外皮材に使われる断熱フィルムは多層のフィルムが積層される構造を有するが、特にガスバリア（gas barrier）性に優れる複合プラスチックの積層構造を有することが一般的である。従来、真空断熱材は芯材としてプラスチック発泡体や無機物などを収納して内部を減圧した後、高周波方式により断熱フィルムを芯材の外側に封入して製造される。ところで、真空高周波方式により断熱フィルムを芯材の外側に接合する場合、断熱フィルムを芯材の外側に被覆する過程で特に芯材の縁部を中心に断熱フィルムが芯材に完全に密着できなくなる。これによって、断熱フィルムを通じて空気や水分が通過して時間が経過するにつれて、真空度が低下して断熱性が維持できないという問題があり、特に高い湿度では断熱フィルムが変形されるなどの問題が発生した。
【０００４】
併せて、従来の真空断熱材を製造するためには断熱フィルムを封入する過程で芯材の表面と隅部分を成型する時、断熱フィルムの捩り現象が発生して製品としての不良が発生する可能性が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６３９８９公報
【特許文献２】大韓民国特許１０−２０１２−００１６７４３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述した従来技術の問題点を解消するために提案されたものであって、本発明の目的は充分の耐熱性を有する断熱フィルム及び断熱フィルムを外皮材に使用する真空断熱材を提供しようとするものである。
【０００７】
本発明の他の目的は、充分の耐熱性を有する断熱フィルムを熱−融着工程を通じて芯材の外側に被覆するようにして加工及び成型が容易な真空断熱材の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を有する本発明によれば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及びポリイミド（ＰＩ）で構成される群から選択される第１フィルム層、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂で構成される群から選択される第１接着層を通じて上記第１フィルム層の一面に積層される第１バリア層、上記第１バリア層の他面に積層され、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂で構成される群から選択されるホット−メルト層を含む断熱フィルムを提供する。
【０００９】
この際、上記第１フィルム層と上記第１接着層との間にガラス繊維から選択される断熱コーティング層がさらに積層できる。
【００１０】
一実施形態によれば、上記第１バリア層と上記ホット−メルト層との間に、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂で構成される群から選択される第１接着層を通じてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及びポリイミド（ＰＩ）で構成される群から選択される第２フィルム層が上記第１バリア層の他面にさらに積層される複合断熱フィルム形態を有することができる。
【００１１】
他の実施形態によれば、上記第２フィルム層と上記ホット−メルト層との間に、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂で構成される群から選択される第３接着層を通じて第２バリア層が上記第２フィルム層の他面にさらに積層できる。
【００１２】
また、本発明は芯材（core material）を切断するステップ、請求項１乃至請求項４のうち、いずれか一項に記載されている断熱フィルムを外皮材として上記芯材の上部及び下部に各々配置し、真空成型機に移送するステップ、上記真空成型機の内部に真空を与えるステップ、加熱手段を使用して上記外皮材と上記芯材を熱−融着して真空断熱材を成型するステップ、及び上記成型された真空断熱材の外側を切断するステップを含む真空断熱材の製造方法を提供する。
【００１３】
一例に、上記芯材はセラミックペーパー（ceramic paper）、セラクウール（cerakwool）、蒸留シリカ、ポリウレタンフォーム、ガラスウール、エアロゲル、不織布、テクロン、及び岩綿ボードで構成される群から選択できる。
【００１４】
一方、本発明は断熱層を形成する芯材と、上記コアの外側に被覆される外皮材であって、前述した断熱フィルムで構成される外皮材を含む真空断熱材を提供する。
【００１５】
この際、上記芯材はセラミックペーパー（ceramic paper）、セラクウール（cerakwool）、蒸留シリカ、ポリウレタンフォーム、ガラスウール、エアロゲル、不織布、テクロン、及び岩綿ボードで構成される群から選択できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、充分の耐熱性を有する断熱フィルム及びこの断熱フィルムを芯材の外側を取り囲むように構成される真空断熱材を提案する。
【００１７】
断熱フィルムは充分の耐熱性を有しているので、熱−融着工程を通じて芯材の外側に被覆できるので、加工及び成型が容易であり、芯材に密着して成型できる。
【００１８】
特に、従来とは異なり、断熱フィルムが芯材の外側に同時に完全に密着される形態に被覆されるので、断熱フィルムを経由して空気や水分が透過できないので、高い真空状態を維持することができる。特に、高い湿度でも断熱フィルムの変形を防止できるので、真空状態を維持して持続的な断熱性能が発揮できることと期待される。
【００１９】
併せて、熱−融着加工を通じて芯材の表面に滑らかに断熱フィルムを被覆することができ、縁領域で断熱フィルムが捩る現象を除去して不良率を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る断熱フィルムの積層構造を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る断熱フィルムの積層構造を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る断熱フィルムの積層構造を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る断熱フィルムの積層構造を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明により製造された断熱フィルムを使用して熱−融着工程を通じて真空断熱材を製造する過程を概略的に示すフローチャートである。
【図６】本発明により真空状態で熱−融着が遂行される真空成型装置を概略的に示す図である。
【図７ａ】本発明に係る断熱フィルムが熱−融着を通じて芯材の外側に被覆されて真空断熱材を製造する過程を概略的に示す図である。
【図７ｂ】本発明に係る断熱フィルムが熱−融着を通じて芯材の外側に被覆されて真空断熱材を製造する過程を概略的に示す図である。
【図７ｃ】本発明に係る断熱フィルムが熱−融着を通じて芯材の外側に被覆されて真空断熱材を製造する過程を概略的に示す図である。
【図８ａ】各々本発明により製造された真空断熱材の状態を撮影した写真である。
【図８ｂ】各々本発明により製造された真空断熱材の状態を撮影した写真である。
【図８ｃ】各々本発明により製造された真空断熱材の状態を撮影した写真である。
【図８ｄ】各々本発明により製造された真空断熱材の状態を撮影した写真である。
【図８ｅ】各々本発明により製造された真空断熱材の状態を撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明者は、前述した従来技術の問題点を解消するための方法であって、いわゆるホット−メルト方式の熱−融着方法により芯材の外側に断熱フィルムを接合することが適切であるという点に着目して本発明を完成した。以下、添付する図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る断熱フィルムの積層構造を概略的に示す断面図である。図示したように、本発明の第１実施形態に係る断熱フィルム１００は、高分子樹脂から選択される第１フィルム層１１０、第１フィルム層１１０の一面に付着される第１接着層１２０、第１接着層１２０の一面に積層される第１バリア層１３０、及び第１バリア層１３０の一面に付着されるホット−メルト層１４０を含む。
【００２３】
第１実施形態に係る断熱フィルム１００は高温、例えば１２０〜２５０℃、好ましくは２００〜２５０℃の温度でも基本的な物性を喪失しない素材を用いることによって、芯材の外側に断熱フィルムが被覆される過程で熱−融着成型を利用できるように構成される。例えば、第１フィルム層１１０、第１接着層１２０、及びホット−メルト層１４０は、ガラス転移温度の高い高分子樹脂を使用することができる。具体的に説明すると、第１フィルム層１１０は外部の衝撃から表面や断熱フィルム１００の内部に接着される芯材を保護する役割を遂行するが、耐衝撃性が良好で、高温で物性を失わない高分子樹脂で製造される。例えば、第１フィルム層１１０はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及びポリイミド（ＰＩ）で構成される群から選択される高分子樹脂であり、好ましくは、４〜３５０μｍの厚さで積層される。第１フィルム層１１０の厚さが前述した範囲の未満であれば、外部の衝撃やスクラッチなどにより破損される可能性があり、前述した範囲を超過すれば、後述する真空断熱材を製造する時に問題が発生することがある。一例に、第１フィルム層１１０を構成する高分子樹脂のうち、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）には、“Skynex（登録商標）NX10(SKC)”、“Skynex（登録商標）TK10(SKC)”、“Skynex（登録商標）TK20(SKC)”、“Skynex（登録商標）TK50(SKC)”を、ポリイミド（ＰＩ）には、‘IF70(SKC)’などを使用することができるが、本発明により第１フィルム層１１０がこれら特定製品のみに限定されるものではない。
【００２４】
一方、第１フィルム層１１０の一面に付着される第１接着層１２０は線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、変性エポキシ樹脂のようなエポキシ樹脂、及び変性フェノール樹脂のようなフェノール樹脂で構成される群から選択される高分子樹脂であり、１〜１００μｍの厚さで接着される。
【００２５】
一方、第１接着層１２０を基準に第１フィルム層１１０と対向するように積層される第１バリア層１３０はガスバリア層として機能するが、アルミニウムホイール、好ましくはアルミニウム、アルミナ、またはシリコンなどの無機素材を使用することができ、好ましくは５〜１００μｍの厚さで積層される。
【００２６】
一方、第１バリア層１３０の一面に積層されるホット−メルト層１４０は熱−融着成型において、断熱フィルム１００が芯材の外側に被覆される過程で芯材の外部表面に密着されるが、シーリング性が良好な高分子樹脂を使用することができる。例えば、ホット−メルト層１４０は線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂で構成される群から選択される高分子樹脂で構成される。例えば、ホット−メルト層１４０は１〜１００μｍ、好ましくは３〜１００μｍの厚さで積層できる。ホット−メルト層１４０の厚さが前述した範囲の未満であれば、芯材との密着が困難であり、前述した範囲を超過すれば、最終的に製造される真空断熱材の耐久性を低下させることがある。従来、真空断熱材に使われた断熱フィルムの場合、高周波方式の接合方法を採択したが、第１実施形態の断熱フィルム１００を含んだ本発明の断熱フィルムの場合にはホット−メルト層１４０を形成して、安定的で、かつ速かに芯材の外側に被覆できる。
【００２７】
第１実施形態を含んだ本発明によれば、第１接着層１２０及びホット−メルト層１４０に衝撃強度及び柔軟性などの物性に優れる線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂などの高分子樹脂を採択した。これによって、断熱フィルム１００の耐熱性を向上させることができるだけでなく、断熱フィルム１００が熱−融着を通じて芯材の外側に被覆されて生成される真空断熱材の耐久性を向上させることができ、外部的な衝撃により断熱フィルム１００が破損されることを防止することができる。
【００２８】
前述した第１実施形態に係る断熱フィルム１００の場合、高温の熱−融着成型加工でも基本的物性を失わない、かつ芯材の外側に被覆されて真空断熱材に活用できる。しかしながら、より優れる断熱効果を達成するために別個の構成をさらに含むことができるが、図２は本発明の第２実施形態に係る断熱フィルムの積層構造を概略的に示す断面図である。図２に図示された断熱フィルム２００の構造において、第１フィルム層２１０、第１接着層２２０、第１バリア層２３０、及びホット−メルト層２４０は、図１で説明したものと同一であるので、これに対する詳細な説明は省略する。図２に図示された断熱フィルム２００は断熱効果をより極大化するために第１フィルム層２１０と第１接着層２２０との間にガラス繊維のような断熱素材で形成される断熱コーティング層２５０がさらに積層されている。断熱コーティング層２５０は、断熱フィルム２００に断熱効果を与えるための目的であれば、特別にその厚さは制限されないが、例えば１〜１００μｍの厚さで成型できる。
【００２９】
一方、図１及び図２ではフィルム層が１つで構成された断熱フィルムを提案したが、必要によっては２つ以上のフィルム層を含む、複合断熱フィルムを考慮して見ることができるが、図３は本発明の第３実施形態に係る断熱フィルムの積層構造を概略的に示す断面図である。図３に図示された断熱フィルム３００の構造において、第１フィルム層３１０、第１接着層３２０、第１バリア層３３０、及びホット−メルト層３４０は、前述した第１実施形態で説明したものと同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００３０】
第３実施形態に係る断熱フィルム３００は、第１バリア層３３０とホット−メルト層３４０との間に第２接着層３２２を通じて第２フィルム層３１２が積層されている。この際、第２接着層３２２は、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂で構成されることができ、第１接着層３２０と実質的に同一な厚さで第１バリア層３３０と第２フィルム層３１２との間に介在できる。一方、第２フィルム層３１２はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及びポリイミド（ＰＩ）で構成される群から選択されることができ、一例に、４〜３５０μｍの厚さで積層されることが良い。
【００３１】
前述した第３実施形態では２つのフィルム層を含んで断熱効果を極大化できるが、本発明の複合断熱フィルムが２つのフィルム層に限定されるものではなく、高分子樹脂で構成されるフィルム層を３個以上に形成できることは勿論である。併せて、第２実施形態と同様に、第１フィルム層３１０と第１接着層３２０との間及び／又は第２フィルム層３１２と第２接着層３２２との間にガラス繊維で形成される断熱コーティング層をさらに含むこともできる。
【００３２】
一方、２つ以上の高分子樹脂フィルム層を形成することと共に、２つ以上のバリア層を形成する多層構造の複合断熱フィルムを考慮して見ることができるが、図４は本発明の第４実施形態に係る断熱フィルムの積層構造を概略的に示す断面図である。第３実施形態と比較して、第１フィルム層４１０、第１接着層４２０、第１バリア層４３０、第２接着層４２２、第２フィルム層４１２、及びホット−メルト層４４０は、同一な構成であるので、詳細な説明は省略する。本実施形態に係る多層構造の複合断熱フィルム４００では、第２フィルム層４１２とホット−メルト層４４０との間に第３接着層４２４を通じて第２バリア層４３２がさらに積層された形態である。
【００３３】
この際、第３接着層４２４は線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂で構成される群から選択されて、第２フィルム層４１２と第２バリア層４３２との間に介在 されるが、第１接着層４２０及び第２接着層４２２と同一な厚さで介在できる。一方、第２バリア層４３２は第１バリア層４３０と同様に、ガス−バリア層として機能し、５〜１００μｍの厚さで積層できる。
【００３４】
前述した第４実施形態では２つのフィルム層を含んで断熱効果が極大化できるが、本発明の複合断熱フィルムが２つのフィルム層に限定されるものではなく、高分子樹脂で構成されるフィルム層を３個以上に形成することができ、３個以上のバリア層で形成することができる。併せて、第２実施形態と同様に、第１フィルム層４１０と第１接着層４２０との間及び／又は第２フィルム層４１２と第２接着層４２２との間にガラス繊維で形成される断熱コーティング層をさらに含むことができる。
【００３５】
第３実施形態及び第４実施形態のように、２つ以上のフィルム層及び／又は２つ以上のバリア層が積層された多層構造の複合断熱フィルムを使用すれば、耐熱性が良好であることは勿論であり、引張力と絶縁効果が上昇して難燃性効果も極大化できるという点から特殊な応用分野、例えば原子力水力火力発電所の配管及びタービン、その他の多様な産業に必要な断熱用途に活用できる。
【００３６】
次に、本発明に係る断熱フィルムを芯材の外側に被覆して真空断熱材を製造する工程について説明する。以下、例示的に前述した断熱フィルムのうち、第１実施形態に係る断熱フィルム１００を説明するが、他の断熱フィルムも同一な工程により芯材の外側に被覆できる。図５は、本発明により製造された断熱フィルムを使用して熱−融着工程を通じて真空断熱材を製造する過程を概略的に示すフローチャートであり、図６は本発明により真空状態で熱−融着が遂行される真空成型装置を概略的に示す図である。また、図７ａから７ｃは本発明に係る断熱フィルムが熱−融着を通じて芯材の外側に被覆されて真空断熱材を製造する過程を概略的に示す図である。
【００３７】
まず、芯材（コア：core）５００をカッティング手段を使用して適切なサイズに切断し、切断面を滑らかに１次加工し（Ｓ５１０）、１次加工された芯材５００を乾燥炉に入れて乾燥させて水分を完全に除去する（Ｓ５２０）。芯材５００を所望のサイズに切断するためのカッティング手段には一般の鋸歯や水を用いるウォータージェット（water-jet）を使用することができる。
【００３８】
本発明と関連して使用できる芯材５００は、従来の真空断熱材を製造することに使われる任意の芯材を使用することができるが、例えば、セラミックペーパー（ceramic paper）、セラクウール（cerakwool）、蒸留シリカ、ポリウレタンフォーム、ガラスウール、エアロゲル、不織布、テクロン、及び岩綿ボードで構成される群から選択できる。好ましくは、セラミックペーパーまたはセラクウール、エアロゲル、テクロン、及び岩綿ボードなどの不燃性素材を使用するようになれば、火災から安全性が良好であるだけでなく、人体に無害な成分として親環境的な趨勢にも符合することができる。
【００３９】
乾燥工程が完了した芯材５００及び別途に用意した外皮材としての断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂは、例えば成型ダイ（成型トレー）６１０の上部に配置した状態でコンベヤーベルトのような移送手段を通じて真空成型機６００の内部に移送される（Ｓ５３０）。図６に示すように、成型ダイ６１０の上部に第１断熱フィルム１００Ａを先に配置し、第１断熱フィルム１００Ａの上部に芯材５００を配置した後、芯材５００の上部に第２断熱フィルム１００Ｂを配置した状態で真空成型機６００の内部に移送することができる。この際、断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂのホット−メルト層を通じて断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂが芯材５００の外側に被覆できるようにしなければならない。このために、図７ａに示すように、芯材５００の下部に配置される第１断熱フィルム１００Ａの上部に第１ホット−メルト層１４０Ａが位置するように第１断熱フィルム１００Ａを配置し、芯材５００の上部に配置される第２断熱フィルム１００Ｂの下部に第２ホット−メルト層１４０Ｂが位置するように第２断熱フィルム１００Ａを配置する。
【００４０】
断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂ、及び芯材５００を配置する工程で、第１断熱フィルム１００Ａ及び第２断熱フィルム１００Ｂは全て芯材５００に比べて長手方向に長く延びているので、熱−融着工程でこれら断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂにより芯材５００の上面と下面は勿論であり、外側面も取り囲むことができるように構成される。例えば、第１断熱フィルム１００Ａは成型ダイ６１０の縁から上向き突出している成型枠６１２の内側に配置されるようにし、第２断熱フィルム１００Ｂの縁は成型枠６１２により支持できるように配置できる。
【００４１】
このように配置された状態で真空成型機６００に連結された真空ポンプ６２０を使用して、芯材５００及び断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂが配置された真空成型機６００の内部に真空状態を提供する（Ｓ５４０）。真空断熱材を成型するためのステップとしての真空状態は、約１０−４Ｔｏｒｒ以下（約０．０１Ｐａ以下）でありうるが、このような高真空を与えるための真空ポンプ６２０としては、ロータリーポンプ、ブースターポンプ、及び拡散ポンプを採択することができる。
【００４２】
次に、真空成型機６００に形成された加熱手段６３０を使用して真空成型機６００の内部に熱を供給して芯材５００の外側に断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂが被覆できるように熱−融着成型を遂行する（Ｓ５５０）。加熱手段６３０の温度は１８０〜２５０℃に調整することができるが、加熱手段６３０から提供された熱によって芯材５００の外側に断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂが熱−融着成型により被覆される。即ち、図７ｂに示すように、芯材５００の下部と上部に各々配置されていた断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂのうち、芯材５００に密着形成されたホット−メルト層１４０Ａ、１４０Ｂが収縮、熔融されながら芯材５００の上面と下面は勿論であり、芯材５００の両側面を断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂが被覆しながら真空断熱材が成型される。加熱手段６３０の例には、例えば熱線が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
従来、真空断熱材に使われた断熱フィルムの場合には、真空後、高周波方式により芯材の外側に断熱フィルムを被覆して芯材との接着力に問題があったが、本発明によれば、断熱フィルムと芯材を熱−融着を通じて同時に接合させるので、芯材と断熱フィルムとの間の接着力と接着維持能力が向上し、これによって、遥かに優れる真空状態を維持することができ、湿度によるフィルムの変形防止などでも卓越した性能が維持できるようになる。
【００４４】
熱−融着が完了して１次的に加工された真空断熱材は、断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂと芯材５００とが完全に接合できるように熱が冷めるまで一定時間熟成させ（Ｓ５７０）、成型された真空断熱材を真空成型機６００の外部に引き出して、成型枠６２０から取り出した後、刃などのカッティング手段を使用して真空断熱材の外側縁を切断する。これによって、図７ｃに示すように、芯材５００の外側に断熱フィルム１００Ａ、１００Ｂが被覆されている真空断熱材７００が完成できる。従来の方式の真空断熱材成型では、芯材の外側に被覆された断熱フィルムを被覆、切断する過程で特に製品の隅部分を成型する時、フィルムの捩り現象が発生して不良率が高かったが、本発明のように、熱−融着方式を採択した状態で切断すれば、滑らかな表面処理が可能であり、隅部分の捩り現象を除去して不良率を格段に減少させることができる長所を有する。仕上げカッティングが完了した真空断熱材は適切なサイズに合せてボックスに包装することによって（Ｓ５８０）、真空断熱材の製造工程を完了することができる。
【００４５】
以下、例示的な実施形態を通じて本発明を説明するが、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。
【００４６】
実施形態１：断熱フィルムの製造
２５μｍ厚さで成型されたポリエチレンナフタレート（SKC、SKYNEX（登録商標）、NX10）の第１フィルム層の背面にラミネーティング機を使用してエポキシ系樹脂ホット−メルト接着剤を塗布して５μｍの第１接着層を形成した。第１フィルム層の底面にラミネーティングを使用してアルミニウムホイールで構成される第１バリア層を１５μｍの厚さで積層し、２０μｍ厚さの変形エポキシ系樹脂ホット−メルト接着剤を第１バリア層の底面に塗布した。
【００４７】
実施形態２：断熱フィルムの製造
第１フィルム層と第１接着層との間に２０μｍ厚さのガラス繊維をさらに積層したことを除いては、前述した実施形態１の手続を繰り返して断熱フィルムを製造した。
【００４８】
実施形態３：断熱フィルムの製造
第１バリア層とホット−メルト層との間にエポキシ系樹脂ホット−メルト接着剤を塗布して１５μｍの第２接着層を形成し、１００μｍ厚さで成型されたポリエチレンナフタレート（SKC、SKYNEX（登録商標）、NX10）の第２フィルム層をさらに形成したことを除いては、実施形態１の手続を繰り返して断熱フィルムを製造した。
【００４９】
実施形態４：断熱フィルムの製造
第２フィルム層とホット−メルト層との間にエポキシ系樹脂ホット−メルト接着剤を塗布して１５μｍの第３接着層を形成し、３０μｍの厚さの第２バリア層をさらに積層したことを除いては、実施形態３の手続を繰り返して断熱フィルムを製造した。
【００５０】
実施形態５：真空断熱材の製造
前述した実施形態１から実施形態４において、各々製造した断熱フィルムを外皮材に使用し、芯材としてセラミックペーパー（ceramic paper）を使用して真空断熱材を製造した。芯材を２７０×２７０ｍｍに切断し、断熱フィルムと芯材を成型枠に配置して真空成型機内にセッティングし、真空成型機の内部を１０−４ｔｏｒｒに調整した後、熱線温度及び加熱時間を異なるように調節して熱−融着成型を進行した。熱−融着成型が完了し、成型された真空断熱材を熟成した後、縁を切断した後、断熱フィルムと芯材とが接合したか否か、表面状態、及び厚さ変化を測定した。下記＜表１＞では真空断熱材に対する熱−融着温度、加熱時間を表示しており、下記＜表２＞では物性テスト結果を表示している。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
【表２】
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【００５３】
また、図８ａから８ｅでは各々本実施形態により製造された真空断熱材の形態を図示している。芯材と断熱フィルムとの接合程度が良好し、隅と縁領域の形態やはり滑らかに切断されたことを確認することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015531323.tif 000009
【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図８ｅ】
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【国際調査報告】
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