KR20160113452A - 진공 단열재용 심재 및 진공단열재 - Google Patents

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KR20160113452A KR1020150038896A KR20150038896A KR20160113452A KR 20160113452 A KR20160113452 A KR 20160113452A KR 1020150038896 A KR1020150038896 A KR 1020150038896A KR 20150038896 A KR20150038896 A KR 20150038896A KR 20160113452 A KR20160113452 A KR 20160113452A
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Abstract

평균 직경이 1㎛ 내지 3㎛인 매크로 유리단섬유를 포함하는 섬유 시트를 포함하는 진공 단열재용 심재 및 이를 포함하는 진공 단열재를 제공한다.

Description

진공 단열재용 심재 및 진공단열재{CORE MATERIAL FOR VACUUM INSULATION PANEL AND VACUUM INSULATION PANEL}
진공 단열재용 심재 및 진공단열재에 관한 것이다.
진공 단열재는 내부를 감압하여 진공으로 함으로서 진공의 낮은 열전도율의 특성을 이용하여 단열 성능을 발휘하는 단열재로서, 보통 패널 형태로 구현될 수 있고, 심재 및 심재를 진공 포장하는 외피재를 포함할 수 있다. 일반적으로, 진공 단열재는 심재로서 유리섬유를 사용하고 있는데 유리섬유는 생산 방법에 따라 단섬유 또는 장섬유로 구분될 수 있다.
이러한 유리섬유의 직경이 작으면서 배열이 수평적일수록 단열 성능이 향상될 수 있다. 유리섬유 중 장섬유는 직경 분포가 균일하고 수평 배열을 하나, 통상 사용되는 장섬유의 직경이 작지 않아 단열 성능이 충분하지 못하고, 작은 직경을 갖는 장섬유는 가격이 고가여서 비경제적이다.
본 발명의 일 구현예에서, 우수한 단열성 및 우수한 경제성을 동시에 구현하는 진공 단열재용 심재를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 진공 단열재용 심재를 포함하는 진공 단열재를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 평균 직경이 약 1㎛ 내지 약 3㎛인 매크로 유리단섬유를 포함하는 섬유 시트를 포함하는 진공 단열재용 심재를 제공한다.
상기 섬유 시트가 상기 매크로 유리단섬유를 약 50 중량% 이상으로 포함할 수 있다.
상기 섬유 시트가 유기 바인더 및 무기 바인더를 별도로 포함하지 않을 수 있다.
상기 매크로 유리단섬유의 길이가 약 1mm 내지 약 3mm일 수 있다.
상기 섬유 시트가 평균 직경이 약 0.1㎛ 내지 약 0.8㎛인 마이크로 유리단섬유를 더 포함할 수 있다.
상기 매크로 유리단섬유 대 상기 마이크로 유리단섬유의 중량비가 약 1:0.01 내지 약 1:1일 수 있다.
상기 섬유 시트의 두께가 약 0.5mm 내지 약 2.0mm일 수 있다.
상기 섬유 시트를 10개 내지 28개로 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 섬유 시트가 니들링(needling)에 의해 적층될 수 있다.
상기 섬유 시트의 공극율이 약 60% 내지 약 80%일 수 있다.
상기 매크로 유리단섬유가 유기 초극세 섬유, 흄드 실리카 파우더, 실리카 파우더, 펄라이트 파우더, 에어로젤 파우더 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 진공 단열재용 심재 및 외피재를 포함하는 진공 단열재를 제공한다.
상기 진공 단열재는 두께 방향의 열전도율이 약 1.0 W/mK 내지 약 2.7 W/mK일 수 있다.
상기 진공 단열재용 심재는 우수한 단열성 및 우수한 경제성을 동시에 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다른 구현예에 따른 진공 단열재의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2의 진공 단열재용 심재의 측면 방향에서의 단면을 촬영한 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3의 진공 단열재용 심재의 측면 방향에서의 단면을 촬영한 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 비교예 1의 진공 단열재용 심재의 측면 방향에서의 단면을 촬영한 SEM 사진이다.
도 5는 본 발명의 비교예 1의 진공 단열재용 심재의 측면에 수직하는 상부면 방향에서의 단면을 촬영한 SEM 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하에서 기재의 “상부 (또는 하부)” 또는 기재의 “상 (또는 하)”에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에서, 평균 직경이 약 1㎛ 내지 약 3㎛인 매크로 유리단섬유를 포함하는 섬유 시트를 포함하는 진공 단열재용 심재를 제공한다.
일반적으로 진공 단열재용 심재는 예를 들어, 단열 성능이 있는 유리 섬유(glass fiber)를 사용하여 시트 또는 보드 형태로 형성하여 제조할 수 있고, 유리섬유는 평균 직경이 작으면서, 시트 형태로 가공하는 경우 배열이 수평적일수록 단열 성능이 향상될 수 있다.
이러한 유리섬유 중 장섬유는 예를 들어, 평균 길이가 약 5mm 내지 약 25mm인 유리섬유로서 직경 분포가 균일하고 시트 형태로 가공하는 경우 수평 배열을 하나, 통상 사용되는 장섬유는 평균 직경이 약 9㎛~ 약 12㎛로 커서 단열 성능이 충분하지 못하고, 약 5㎛ ~ 약 9㎛의 작은 평균 직경을 갖는 장섬유는 가격이 매우 고가여서 비경제적이다. 게다가, 장섬유의 경우 일정한 강도를 갖는 시트로 제작하기 위해서는 유기 바인더가 상대적으로 더 많이 포함되어야 하고, 그에 따라 진공 포장 과정에서 유기 바인더의 기화 현상이 더욱 크게 발생하고, 또한 심재 내부에 존재하는 유기 바인더에 의한 열전도 현상이 증가하여 단열 성능을 저하시킬 수 있다.
한편, 유리 섬유 중 단섬유는 예를 들어, 평균 길이가 약 1mm 내지 약 3mm인 유리섬유로서 직경이 작고 저가이나, 통상 사용되는 단섬유의 직경 분포가 넓고 불균일하며, 그에 따라 시트 형태로 가공하는 경우 단섬유들의 배열이 랜덤하게 형성되어 단열 성능이 저하된다.
본 명세서에서, 단섬유 중에서도 평균 직경이 약 1㎛ 내지 약 4㎛인 수준으로 형성되어 시트 형태로 가공하는 경우 상대적으로 수평적 배열을 용이하게 형성할 수 있는 섬유를 매크로 섬유로 정의하고, 평균 직경이 약 0.1㎛ 내지 약 0.8㎛인 수준으로 형성되어 상대적으로 섬유들 간 꼬임성이 더 큰 섬유를 마이크로 섬유로 정의한다.
이에, 본 발명의 일 구현예에서는, 상기 진공 단열재용 심재에 포함된 섬유 시트가 평균 직경이 약 1㎛ 내지 약 3㎛인 수준으로 적절히 작은 매크로 유리단섬유를 포함함으로써 이를 포함하는 유리 섬유를 시트 형태로 가공하는 경우 수평적으로 배열을 용이하게 형성할 수 있음과 동시에 비용이 저가로 형성되어, 상기 진공 단열재용 심재의 단열 성능을 저가의 비용으로 효과적으로 향상시킬 수 있고, 그에 따라 우수한 단열성 및 우수한 경제성을 동시에 구현할 수 있는 이점이 있다.
상기 섬유 시트가 상기 매크로 유리단섬유를 예를 들어, 약 50 중량% 이상으로 포함할 수 있고, 구체적으로, 약 60 중량% 내지 약 100 중량%로 포함할 수 있고, 또한 구체적으로 약 60 중량% 내지 약 90 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 시트 형태로 가공하는 경우 수평 배열을 충분히 형성할 수 있어 더욱 우수한 단열성을 구현할 수 있다. 예를 들어, 약 50% 미만, 구체적으로는 약 60% 미만으로 포함하는 경우에는 가공된 섬유 시트 내에서 랜덤 배열을 형성한 상기 마이크로 유리단섬유의 비율이 높아지게 되어 단열성의 향상 효과가 충분하지 못할 수 있다.
상기 섬유 시트가 유기 바인더 및 무기 바인더를 별도로 포함하지 않을 수 있다. 즉, 상기 매크로 유리단섬유는 마이크로 유리단섬유에 비해 상대적으로 더욱 수평적으로 배열을 형성할 수 있어 높은 수준의 단열성을 구현하면서도 유리장섬유에 비하여 섬유들 사이의 결합성이 강하여 시트 형상으로 제작하는 경우 이들을 견고히 밀착시키기 위해 상기 유기 바인더 및 무기 바인더를 필요로 하지 않을 수 있다.
그에 따라, 진공 포장을 하는 과정에서 유기 바인더 또는 무기 바인더의 기화 현상이 발생하지 않으므로 진공 단열재의 진공도를 더욱 높은 수준으로 구현할 수 있고, 이와 동시에 상기 진공 단열재용 심재의 내부에 별도의 바인더 성분이 존재하지 않으므로 전도에 의한 열 전달이 더욱 저하되어 단열 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 유기 바인더가 예를 들어, 아크릴계 수지, 페놀계 수지 등을 포함할 수 있고, 무기 바인더가 예를 들어 실리카 졸 등을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 특별한 제한 없이 이 기술분야에서 공지된 유기 바인더 또는 무기 바인더를 의미할 수 있다.
상기 매크로 유리단섬유의 길이가 예를 들어, 약 1mm 내지 약 3mm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 매크로 유리단섬유가 유기 초극세 섬유, 흄드 실리카 파우더, 실리카 파우더, 펄라이트 파우더, 에어로젤 파우더, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 섬유 시트가 평균 직경이 약 0.1㎛ 내지 약 0.8㎛인 마이크로 유리단섬유를 더 포함할 수 있다.
상기 섬유 시트가 상기 마이크로 유리단섬유를 더 포함하는 경우 상기 매크로 유리단섬유 대 상기 마이크로 유리단섬유의 중량비가 예를 들어, 약 1:0.01 내지 약 1:1일 수 있고 구체적으로는 약 1:0.01 내지 약 1:0.67일 수 있고, 또한 구체적으로 약 1:0.1 내지 약 1:0.67일 수 있다. 상기 범위의 중량비를 가짐으로써 상기 매크로 유리단섬유를 충분히 포함하여 시트 형태로 가공하는 경우 수평 배열을 충분히 형성할 수 있어 상기 진공 단열재용 심재가 높은 수준의 단열성을 구현할 수 있다.
상기 섬유 시트가 상기 마이크로 유리단섬유를 예를 들어, 약 50 중량% 이하로 포함할 수 있고, 구체적으로, 약 0 초과 중량% 내지 약 40 중량%로 포함할 수 있고, 또한 구체적으로 약 10 중량% 내지 약 40 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 낮은 함량으로 포함함으로써 시트 형태로 가공하는 경우 유리단섬유들의 랜덤 배열을 충분히 낮은 수준으로 구현하여 상기 진공 단열재용 심재의 단열 성능을 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
상기 마이크로 유리단섬유의 길이가 예를 들어, 약 1mm 내지 약 3mm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 매크로 유리단섬유가 유기 초극세 섬유, 흄드 실리카 파우더, 실리카 파우더, 펄라이트 파우더, 에어로젤 파우더, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 섬유 시트의 공극율이 약 60% 내지 약 80%일 수 있다. 상기 범위 내의 공극율을 가짐으로써 진공 포장에 의해 상기 진공 단열재의 심재 내부에서 전도에 의한 열전도율을 더욱 낮은 수준으로 구현하여 단열 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 곡극율은 예를 들어 수은 세공계(Mercury Porosimeter) 방법에 의해 측정할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에서, 상기 섬유 시트의 두께가 약 0.5mm 내지 약 2mm일 수 있다. 상기 범위 내의 얇은 수준의 두께를 가짐으로써 상기 매크로 유리단섬유의 배열을 더욱 수평적으로 형성할 수 있고, 그에 따라 더욱 우수한 단열성을 구현할 수 있다.
상기 섬유 시트를 10개 내지 28개로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 개수로 포함함으로써 상기 진공 단열재용 심재의 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서도 충분히 우수한 단열성을 구현할 수 있다.
상기 복수 개의 섬유 시트가 니들링(needling)에 의해 적층될 수 있다.
상기 니들링이란 예를 들어, 유리섬유 시트의 상부면에 다른 유리섬유 시트를 위치시키고, 이들의 테두리부에서 복수 개의 지점을 바늘을 사용하여 실로 꿰매어 고정시키는 방법으로서 니들 펀칭과는 다른 방법이다. 상기 테두리부에서 실로 꿰매어 고정시키는 지점의 개수는 예를 들어, 4개 내지 12개일 수 있으나, 복수 개의 유리섬유 시트를 고정하는데 필요한 개수로 적절히 정해질 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 또한, 상기 지점의 위치도 상기 테두리부에서 대칭적으로 각 꼭지점부에 형성될 수 있으나, 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 진공 단열재용 심재 및 외피재를 포함하는 진공 단열재를 제공한다. 상기 진공 단열재용 심재는 일 구현예에서 전술한 바와 같다. 도 2는 상기 진공 단열재(100)의 단면을 개략적으로 나타낸다.
상기 진공 단열재(100)는 전술한 바와 같이, 상기 진공 단열재용 심재(110)에 포함된 섬유 시트가 평균 직경이 약 1㎛ 내지 약 3㎛인 수준으로 적절히 작은 매크로 유리단섬유를 포함함으로써 이를 포함하는 유리 섬유를 시트 형태로 가공하는 경우 수평적으로 배열을 용이하게 형성할 수 있음과 동시에 비용이 저가로 형성되어, 상기 진공 단열재용 심재의 단열 성능을 저가의 비용으로 효과적으로 향상시킬 수 있고, 그에 따라 우수한 단열성 및 우수한 경제성을 동시에 구현할 수 있는 이점이 있다.
다른 구현예에서, 상기 진공 단열재(100)는 두께 방향의 열전도율이 예를 들어, 약 1.0 W/mK 내지 약 2.7 W/mK일 수 있고, 구체적으로 , 약 1.0 W/mK 내지 약 2.0 W/mK일 수 있다. 상기 범위 내의 충분히 낮은 수준의 열전도율을 가짐으로써 상기 진공 단열재(100)가 우수한 단열성을 구현할 수 있다.
상기 외피재(120)는 접착층, 금속 배리어층 및 보호층이 순차적으로 적층된 다층의 박막 구조일 수 있고, 상기 심재(110)를 상기 외피재(120)의 내부에 넣고, 이어서 진공 포장하는 경우 상기 접착층이 열용착되어 심재(110)를 밀봉할 수 있다.
상기 접착층은 직접 심재(110)를 피복할 수 있고, 히트 실링(heat sealing)에 의해 열용착되어 형성될 수 있으며, 상기 심재(110)의 진공 상태를 유지하는 기능을 수행할 수 있고, 그에 따라, 상기 접착층은 열용착이 용이한 열가소성 플라스틱 필름으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 접착층은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 미연신 폴리프로필렌(CPP), 연신 폴리프로필렌(OPP), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리염화비닐(PVC), 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌-비닐알코올 공중합체(EVOH) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 열가소성 플라스틱을 포함할 수 있다.
또한, 상기 접착층은 수분 등을 흡착하는 흡습제로서 산화칼슘을 포함할 수 있고, 상기 접착층이 상기 심재(110)와 접하여 상기 심재(110)의 내부에 잔류하는 수분을 흡착하여 진공도를 향상시킬 수 있고, 또한, 사용 과정에서 상기 외피재(120)의 외부로부터 침투되는 수분을 차단할 수 있어 장기간 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
상기 산화칼슘은 상기 접착층의 전체 중량을 기준으로 약 30 내지 약 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위의 함량으로 포함함으로써 흡습제로서 충분한 성능을 구현하면서도 접착 강도를 높은 수준으로 유지할 수 있다. 상기 접착층의 두께는 약 50㎛ 내지 약 100㎛일 수 있다.
상기 금속 배리어층은 상기 접착층 상부에 적층되어 가스를 차단하고, 심재(110)를 보호활 수 있으며, 상기 금속 배리어층은 금속층 또는 금속 산화물층으로 형성될 수 있다. 상기 금속 배리어층의 두께는 약 6㎛ 내지 약 12㎛일 수 있다.
또한, 상기 외피재(120)의 접힘시 상기 금속 배리어층에서 발생하는 크랙 (Crack) 현상을 방지하기 위해 상기 금속 배리어층의 상부에 보호층을 포함할 수 있다.
상기 보호층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 나일론 필름 및 이들의 조합으로 이루어진 적어도 하나를 포함할 수 있고, 그에 따라, 단층 또는 다층 필름으로 형성될 수 있다. 상기 보호층의 두께는 약 10㎛ 내지 약 20㎛일 수 있다.
또한, 상기 외피재(120)의 상부에 난연 코팅을 더 형성하여 우수한 난연성을 구현할 수 있다. 상기 난연 코팅이 난연제를 포함하는 열가소성 플리스틱을 포함할 수 있다.
상기 난연제는 예를 들어, 비할로겐 타입의 인화합물, 질소화합물, 수산화 알루미늄, 삼산화 안티몬 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 인화합물은 적인과 인산 에스테르 등의 인계 난연제일 수 있고, 상기 질소화합물은 멜라민계, 우레아계, 아민계, 아마이드계 등의 난연제일 수 있다. 상기 질소화합물과 인화합물을 혼합하여 사용함으로써 난연 성능을 더욱의 시향상시킬 수 있다.
상기 진공 단열재(100)는 게터(130)(getter)를 더 포함하여, 상기 외피재(120) 내부에서 발생할 수 있는 가스 및 수분을 효과적으로 흡수할 수 있으며, 상기 게터(130)는 이 기술분야에서 공지된 종류를 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 게터(130)는 상기 진공 단열재용 심재(110)의 내부에 포함되거나, 또는 상기 진공 단열재용 심재(110) 및 상기 외피재(120)의 사이에 포함될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하고, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예
실시예 1
평균 직경이 1.5㎛, 평균 길이가 1mm인 매크로 유리단섬유; 및 평균 직경이 0.40㎛, 평균 길이가 1mm인 마이크로 유리단섬유;를 포함하고, 공극율이 80%인 섬유 시트를 28개 적층시킨 후 상기 섬유 시트들의 4개의 꼭지점부를 니들링에 의해 고정시킴으로써 진공 단열재용 심재를 제조하였다.
상기 섬유 시트에서, 상기 매크로 유리단섬유 대 상기 마이크로 유리단섬유의 중량비가 1:0.67이고, 상기 매크로 유리단섬유의 함량이 60 중량%이고, 상기 마이크로 유리단섬유의 함량이 40 중량%였다.
실시예 2 (매크로 유리단섬유의 함량 등이 실시예 1 보다 작은 경우)
평균 직경이 3.0㎛, 평균 길이가 1mm인 매크로 유리단섬유; 및 평균 직경이 0.40㎛, 평균 길이가 1mm인 마이크로 유리단섬유;를 포함하고, 공극율이 80%인 섬유 시트를 28개 적층시킨 후 상기 섬유 시트들의 4개의 꼭지점부를 니들링에 의해 고정시킴으로써 진공 단열재용 심재를 제조하였다.
상기 섬유 시트에서, 상기 매크로 유리단섬유 대 상기 마이크로 유리단섬유의 중량비가 1:0.92이고, 상기 매크로 유리단섬유의 함량이 52 중량%이고, 상기 마이크로 유리단섬유의 함량이 48 중량%였다.
실시예 3 (매크로 유리단섬유의 함량 등이 실시예 2 보다 작은 경우)
평균 직경이 1.55㎛, 평균 길이가 1mm인 매크로 유리단섬유; 및 평균 직경이 0.40㎛, 평균 길이가 1mm인 마이크로 유리단섬유;를 포함하고, 공극율이 80%인 섬유 시트를 28개 적층시킨 후 상기 섬유 시트들의 4개의 꼭지점부를 니들링에 의해 고정시킴으로써 진공 단열재용 심재를 제조하였다.
상기 섬유 시트에서, 상기 매크로 유리단섬유 대 상기 마이크로 유리단섬유의 중량비가 1:5.25이고, 상기 매크로 유리단섬유의 함량이 16 중량%이고, 상기 마이크로 유리단섬유의 함량이 84 중량%였다.
비교예 1 (유리단섬유를 포함하지 않고, 유리장섬유를 포함하는 경우)
유리단섬유를 포함하지 않고, 평균 직경이 13㎛, 평균 길이가 12mm인 유리장섬유를 포함하고, 공극율이 50%인 섬유 시트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 진공 단열재용 심재를 제조하였다.
상기 진공 단열재용 심재는 상기 유리장섬유를 사용하여 유기 바인더를 5%로 함유하였다.
비교예 2 (매크로 유리단섬유를 포함하지 않고, 마이크로 유리단섬유를 포함하는 경우)
매크로 유리단섬유를 포함하지 않고, 평균 직경이 0.5㎛, 평균 길이가 1mm인 마이크로 유리단섬유를 포함하고, 공극율이 60%인 섬유 시트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 진공 단열재용 심재를 제조하였다.
평가
상기 실시예 1-3 및 상기 비교예 1의 진공 단열재용 심재에 대하여 측면에서 바라보는 방향, 즉 측면 방향에서의 단면을 각각 주사전자 현미경으로 촬영하여 도 2 내지 도 4에 나타내었고, 상기 측면에 수직하는 상부면에서 바라보는 방향, 즉 측면에 수직하는 상부면 방향에서의 단면을 주사전자 현미경으로 촬영하여 도 5에 나타내었다.
또한, 상기 실시예 1-3 및 상기 비교예 1, 2의 진공 단열재용 심재를 외피재에 넣은 후 동일한 진공도로 진공 포장하여 진공 단열재를 각각 제조하고, 상기 진공 단열재의 물성을 평가하여 하기 표 1에 기재하였다.
(열전도율)
측정방법: KS L 9016의 측정조건에 따라 평균 온도 20±5℃에서 열전도율 측정기(EKO 社, HC-074-200))을 사용하여 측정하였다.
(SEM 이미지 사진)
측정 방법: 주사전자 현미경(HITACHI 社, SU-8010)을 사용하여 촬영하였다.
열전도율(W/mK)
실시예 1 1.7
실시예 2 2.6
실시예 3 2.7
비교예 1 3.2
비교예 2 3.0
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3에 따른 진공 단열재의 심재의 경우 열전도율이 낮았고, 특히 실시예 1의 경우 열전도율이 더욱 낮아, 저가의 비용으로도 우수한 단열성능을 구현할 것을 명확히 예상할 수 있다.
반면, 비교예 1에 따른 진공 단열재의 심재의 경우 도 4에 나타난 바와 같이 수형적으로 배열하였으나, 도 5에 나타난 바와 같이, 시트 형태로 가공하기 위해 유기 바인더를 포함하여, 섬유 사이에 바인더가 채워져 있으므로 열전도율이 3.2 W/mK로 현저히 높게 형성되므로 단열 성능이 열등할 것을 명확히 예상할 수 있다.
게다가, 비교예 2에 따른 진공 단열재의 심재의 경우 유리단섬유의 배열이 랜덤하게 형성되어 열전도율이 높음을 명확히 확인하였다.
100: 진공 단열재
110: 심재
120: 외피재
130: 게터

Claims (13)

  1. 평균 직경이 1㎛ 내지 3㎛인 매크로 유리단섬유를 포함하는 섬유 시트를 포함하는 진공 단열재용 심재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 시트가 상기 매크로 유리단섬유를 50 중량% 이상으로 포함하는
    진공 단열재용 심재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 시트가 유기 바인더 및 무기 바인더를 별도로 포함하지 않는
    진공 단열재용 심재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 매크로 유리단섬유의 길이가 1mm 내지 3mm인
    진공 단열재용 심재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 시트가 평균 직경이 0.1㎛ 내지 0.8㎛인 마이크로 유리단섬유를 더 포함하는
    진공 단열재용 심재.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 매크로 유리단섬유 대 상기 마이크로 유리단섬유의 중량비가 1:0.01 내지 1:1인
    진공 단열재용 심재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 시트의 두께가 0.5mm 내지 2.0mm인
    진공 단재용 심재.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 시트를 10개 내지 28개로 포함하는
    진공 단열재용 심재.
  9. 제8에 있어서,
    상기 복수 개의 섬유 시트가 니들링(needling)에 의해 적층된
    진공 단열재용 심재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 시트의 공극율이 60% 내지 80%인
    진공 단열재용 심재.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 매크로 유리단섬유가 유기 초극세 섬유, 흄드 실리카 파우더, 실리카 파우더, 펄라이트 파우더, 에어로젤 파우더 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는
    진공 단열재용 심재.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 진공 단열재용 심재 및 외피재를 포함하는 진공 단열재.
  13. 제12항에 있어서,
    두께 방향의 열전도율이 1.0 W/mK 내지 2.7 W/mK인
    진공단열재.


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