專利名稱：一種阻隔薄膜及采用該阻隔薄膜的真空絕熱板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種阻隔薄膜及采用該阻隔薄膜的真空絕熱板，屬于真空絕熱板技術領域。
背景技術：
阻隔薄膜因為對水蒸氣和氧氣具有優(yōu)異的阻隔性能而被用于藥品、食品、化妝品等包裝領域以及用于制備真空絕熱板。真空絕熱板是保溫板的一種，從其結構來講，是由隔熱性能良好的填充芯材和阻隔薄膜復合而成，復合時，先將阻隔薄膜作為保護表層包覆多孔的填充芯材，再通過減壓抽真空實現(xiàn)對保護表層薄膜的熱封。真空絕熱板能夠有效避免空氣對流引起的熱傳遞，導熱系數(shù)大幅降低。在相同的保溫要求的基礎上，真空絕熱板較之普通的絕熱板可有效減小絕熱板的厚度，具有體積小、重量輕的優(yōu)點，因此，真空絕熱板被越來越廣泛地應用于建筑內外墻、冰箱冷柜、集裝箱等領域的保溫隔熱。早期技術中的阻隔薄膜，其結構從外至內依次是:PET膜(聚對苯二甲酸乙二醇酯膜)、鋁箔和PE膜(聚乙烯膜)，其中，位于外層的PET膜具有良好的耐磨和耐候性能，位于中間層的鋁箔具有較好的阻氣性能，位于內層的PE膜熔點較低，適于對其進行熔融熱封從而實現(xiàn)對真空絕熱板的真空封裝。但是，這種阻隔薄膜的缺點在于，由于用作中間層的鋁箔具有較大的熱導率，因此該阻隔薄膜內部的橫向熱損較大；而且上述阻隔薄膜在用于真空絕熱板時，由于鋁箔的存在，沒有填充芯材的部位與相鄰的有芯材填充的部位相較其傳熱系數(shù)大得多，從而導致該部位的保溫性能差很多，因而容易形成熱橋，進而影響真空絕熱板的絕熱性能。為了解決上述技術問題，中國專利文獻CN101963267A公開了一種真空絕熱板的阻隔薄膜及其封裝方法，該阻隔薄膜由阻熱層、阻氣層以及熱封層構成，其中阻熱層位于阻隔薄膜的中心，阻氣層位于阻熱層的兩側，熱封層位于阻氣層的外側；所述阻熱層選用聚烯烴材料，如聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯共聚物，熱封層采用高密度聚乙烯或聚丁烯或乙酸乙烯乙基酯材料，阻氣層采用聚乙烯醇材料；熱封層、阻氣層和阻熱層之間采用聚氨酯粘結劑粘結并壓合。上述阻隔薄膜中的阻氣層利用熱導率較低的聚乙烯醇材料替代了傳統(tǒng)的鋁箔層，從而大幅度降低了阻隔薄膜內部的橫向熱損失，同時也有效避免了用于真空絕熱板時產(chǎn)生的熱橋效應。但是，包括聚乙烯醇膜在內的塑料薄膜的阻氣性能要比鋁箔低很多，有數(shù)據(jù)表明，鋁箔的阻氣效果是塑料薄膜的幾倍、甚至幾十倍以上，所以上述技術采用聚乙烯醇等塑料薄膜完全替代鋁箔，會使得阻隔薄膜的阻氣性能大幅度降低。于是，為了在替代鋁箔的同時還不影響阻隔薄膜的阻氣性能，現(xiàn)有技術開始采用真空蒸鍍技術在塑料薄膜(如PET膜)的表面鍍上鋁層制成鍍鋁薄膜，再將所述鍍鋁薄膜用作阻隔薄膜中的阻氣層。如中國專利文獻CN101503790A公開了一種塑料薄膜的鍍鋁方法，具體步驟為:(1)打開真空箱，將塑料薄膜裝放于放卷軸上，固定于穿膜帶上，自動穿膜，進入生產(chǎn)準備狀態(tài)；(2)在真空箱內安裝蒸發(fā)舟和純度為99.99%的鋁絲；(3)關閉真空箱進行抽氣，維持真空箱內的真空度在3.5X10_4mbr以上進行蒸鍍；蒸鍍過程中，鍍膜鼓的溫度設定為0°C 0C ;蒸發(fā)舟的工作溫度設定為1300°C 1350°C ;鋁絲的送絲速度為200mm/mirT280mm/min ;鍍膜的卷繞速度為9.5m/秒 13m/秒；(4)開啟等離子裝置完成蒸鍍的鍍鋁膜進行處理，增加鋁層的附著力。該工藝制備得到的鍍鋁薄膜兼具了熱導率低和阻隔性較高的優(yōu)點，且制備得到鍍鋁層厚度不超過30nm，遠低于傳統(tǒng)使用的鋁箔層(8 12 μ m)，從而在阻隔薄膜結構中代替?zhèn)鹘y(tǒng)使用的鋁箔層后，有效降低了阻隔薄膜的整體厚度。利用上述鍍鋁薄膜作為阻氣層的阻隔薄膜具有較為優(yōu)良的阻隔性能，但是本實用新型的發(fā)明人在實踐中發(fā)現(xiàn)，由于阻隔薄膜在某些場合的使用期限較長，如真空絕熱板的使用期限能夠長達幾年甚至十幾年，為了避免長期使用過程中累積透過阻隔薄膜的氧氣和水蒸氣對其內部產(chǎn)生不良影響，就要對阻隔薄膜的阻隔性能提出更為苛刻的要求，而上述阻隔薄膜仍舊難以滿足要求。經(jīng)發(fā)明人長期研究發(fā)現(xiàn)，所述鍍鋁薄膜在真空鍍鋁步驟結束后，鋁層在塑料薄膜上還有一個沉積的過程，這一過程中鋁層沉積效果的好壞直接影響了鍍鋁薄膜的阻氣性能。而如何通過技術手段使得真空鍍鋁形成的鋁層能夠在塑料薄膜上穩(wěn)定沉積，進而提高薄膜的阻隔性能，是現(xiàn)有技術尚未解決的難題。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是現(xiàn)有技術中阻隔薄膜在許多對阻隔性能要求苛刻的場合仍舊難以滿足要求，進而提供一種采用阻隔性能好的鍍鋁PET膜作為阻氣層的高阻隔性阻隔薄膜，進一步地，本實用新型還提供包含所述阻隔薄膜的真空絕熱板。一種阻隔薄膜，包括依次粘結設置的表層、阻氣層和熱封層，所述阻氣層位于所述表層和所述熱封層之間；其中，所述表層為PET膜層，所述熱封層為PE膜層，所述阻氣層由至少一層鍍鋁PET膜層組成。每層所述鍍鋁PET膜層中所述鍍鋁層與所述鍍鋁PET膜層的厚度之比比為1:350-1:450。所述阻氣層設置有三層所述鍍鋁PET膜層。相鄰兩個所述鍍鋁PET膜層中的鍍鋁呈間隔式排列。所述PE膜層的厚度為4(Γ 00μπι。所述鍍鋁PET膜中所述鍍鋁層的厚度為25-35nm。所述阻隔薄膜的厚度為10(Γ 20μπι。一種真空絕熱板，所述真空絕熱板設置有所述的阻隔薄膜以及與所述阻隔薄膜相復合的絕熱芯材。本實用新型所述阻隔薄膜具有以下優(yōu)點:(I)本實用新型所述阻隔薄膜，設置所述阻氣層由至少一層所述鍍鋁PET膜層組成，由于所述鍍鋁PET膜相比于現(xiàn)有技術制備得到的鍍鋁PET膜，阻氣性能大幅度提高；在用作阻隔薄膜的阻氣層時，能夠有效提高阻隔薄膜整體的阻隔性能，從而使得其在對阻隔性能要求苛刻的場合同 樣能夠滿足要求。本實用新型還限定每層所述鍍鋁膜層中所述鍍鋁層與所述PET基底膜層的厚度比為1:350-1:450。這樣設置的優(yōu)點在于，如果這一比值過大，會導致鍍鋁層附著力變差，易發(fā)生分層或鍍鋁轉移；過小又會影響鍍鋁層的致密性，進而影響其阻氣性能；本實用新型通過限定厚度比在適宜的范圍內，有效避免了上述兩種情況。(2)本實用新型所述阻隔薄膜，設置所述阻氣層由三層所述鍍鋁PET膜層粘結而成，從而進一步提高了阻隔薄膜的阻隔性能，使其具有優(yōu)良的耐氧氣、水蒸氣透過性。實驗證明，三層本實用新型所述的鍍鋁膜層粘結在一起時，其對氧氣、水蒸氣的阻隔性能甚至超過了厚度為7 12 μ m鋁箔的阻隔性能。[0022](3)本實用新型所述阻隔薄膜，設置相鄰兩個所述鍍鋁PET膜層中的鍍鋁層呈間隔式排列，從而避免兩個鍍鋁面相鄰近粘結時，產(chǎn)生“鍍鋁轉移”現(xiàn)象，即鍍鋁層由原來的基層膜體轉移到被復合層膜體上，導致玻璃強度降低，復合膜強度變差的現(xiàn)象。(4)本實用新型所述阻隔薄膜，其厚度為100-120 μ m (約為傳統(tǒng)氣膜的1/2)，由于膜厚度變薄，熱封條件降低，膜柔韌性增加，可以實現(xiàn)M形封口，其中位于內側的低密度聚乙烯膜主要作用是用于熱封，本實用新型選用厚度為4(Γ 00μπι的低密度聚乙烯薄膜，保證了熱封及真空包裝的要求。

為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，
以下結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中，如圖1所示是包含本實用新型制備得到的所述鍍鋁膜的阻隔薄膜的結構圖；附圖標記為:1-PET膜層，2-鍍鋁層，3-ΡΕΤ基底膜層，4-ΡΕ膜層。
具體實施方式
實施例1本實施例所述阻隔薄膜如圖1所示，其厚度為ΙΙΟμπι，由表層、阻氣層和熱封層粘結組成，其中，所述表層為PET膜層，所述熱封層為厚度為70 μ m的低密度PE膜層，所述阻氣層位于所述表層和所述熱封層之間；所述阻氣層由3層所述鍍鋁PET膜層組成，每層所述鍍鋁PET膜層中所述鍍鋁層與所述鍍鋁PET膜層的厚度比為1:350，其中，所述鍍鋁PET膜的制備工藝包括如下步驟:( I)將所述PET基底膜放置在鍍鋁室內進行真空鍍鋁，在真空鍍鋁過程中，所述鍍鋁室內溫度為1300°C，真空度2X10_2Pa，所述PET基底膜的放卷速度為300m/min，純度在99.99%以上的鋁絲的送絲速度為0.6m/min，最后在所述PET基底膜的表面形成厚度為25nm的鍍鋁層； (2)鍍鋁結束后，分階段向所述鍍鋁室內充入氮氣，首次充入氮氣至所述氮氣壓力為800pa，維持8小時后，再次充入氮氣至所述氮氣壓力為1300pa，并維持12小時，即得到所述鍍鋁PET膜。為了避免兩個鍍鋁面相鄰近粘結時，產(chǎn)生“鍍鋁轉移”現(xiàn)象，本實施例優(yōu)選阻氣層中每層所述鍍鋁膜層的鍍鋁層呈間隔式排列。實施例2本實施例所述阻隔薄膜如圖1所示，其厚度為ΙΙΟμπι，由表層、阻氣層和熱封層粘結組成，其中，所述表層為PET膜層，所述熱封層為厚度為70 μ m的低密度PE膜層，所述阻氣層位于所述表層和所述熱封層之間；所述阻氣層由3層所述鍍鋁PET膜層組成，每層所述鍍鋁PET膜層中所述鍍鋁層與所述鍍鋁PET膜層的厚度比為1:400，其中，所述鍍鋁PET膜的制備工藝包括如下步驟:(I)采用10000V/m2的高頻交流電壓對PET膜進行電暈處理，得到PET基底膜；(2 )將所述PET基底膜放置在鍍鋁室內進行真空鍍鋁，在真空鍍鋁過程中，所述鍍鋁室內溫度為1300°C，真空度2X10_2Pa，所述PET基底膜的放卷速度為300m/min，純度在99.99%以上的鋁絲的送絲速度為0.6m/min，最后在所述PET基底膜的表面形成厚度為25nm的鍍鋁層；( 3 )鍍鋁結束后，分階段向所述鍍鋁室內充入氮氣，首次充入氮氣至所述氮氣壓力為lOOOpa，維持10小時后，再次充入氮氣至所述氮氣壓力為1400，并維持13小時，即得到所述鍍鋁PET膜。為了避免兩個鍍鋁面相鄰近粘結時，產(chǎn)生“鍍鋁轉移”現(xiàn)象，本實施例優(yōu)選阻氣層中相鄰兩個所述鍍鋁膜層中的鍍鋁層呈間隔式排列。實施例3本實施例所述阻隔薄膜，其厚度為105 μ m，由表層、阻氣層和熱封層粘結組成，其中，所述表層為PET膜層，所述熱封層為厚度為40 μ m的低密度PE膜層，所述阻氣層位于所述表層和所述熱封層之間；所述阻氣層由2層所述鍍鋁PET膜層組成，每層所述鍍鋁PET膜層中所述鍍鋁層與所述鍍鋁PET膜層的厚度比為1:450，其中，所述鍍鋁PET膜的制備工藝包括如下步驟:(I)采用5000V/m2的高頻交流電壓對PET膜進行電暈處理，得到PET基底膜；(2 )將所述PET基底膜放置在鍍鋁室內進行真空鍍鋁，在真空鍍鋁過程中，所述鍍鋁室內溫度為1350°C，真空度4X10_2Pa，所述PET基底膜的放卷速度為200m/min，純度在99.99%以上的鋁絲的送絲速度為0.4m/min，最后在所述PET基底膜的表面形成厚度為30nm的鍍鋁層；( 3 )鍍鋁結束后，分階段向所述鍍鋁室內充入氮氣，首次充入氮氣至所述氮氣壓力為1200pa，維持12小時后，再次充入氮氣至所述氮氣壓力為1500pa，并維持14小時，即得到所述鍍鋁PET膜。實施例4本實施例所述阻隔薄膜，其厚度為100 μ m，由表層、阻氣層和熱封層粘結組成，其中，所述表層為PET膜層，所述熱封層為厚度為100 μ m的PE膜層，所述阻氣層位于所述表層和所述熱封層之間；所述阻氣層由I層所述鍍鋁PET膜層組成，每層所述鍍鋁PET膜層中所述鍍鋁層與所述鍍鋁PET膜層的厚度比為1:400，其中，所述鍍鋁PET膜的制備工藝包括如下步驟:(I)采用15000V/m2的高頻交流電壓對PET膜進行電暈處理，得到PET基底膜；(2 )將所述PET基底膜放置在鍍鋁室內進行真空鍍鋁，在真空鍍鋁過程中，所述鍍鋁室內溫度為1250°C，真空度5X10_2Pa，所述PET基底膜的放卷速度為350m/min，純度在99.99%以上的鋁絲的送絲速度為1.0m/min，最后在所述PET基底膜的表面形成厚度為35nm的鍍鋁層；[0048]( 3 )鍍鋁結束后，分階段向所述鍍鋁室內充入氮氣，首次充入氮氣至所述氮氣壓力為1200pa，維持8小時后，再次充入氮氣至所述氮氣壓力為1500pa，并維持12小時，即得到所述鍍鋁PET膜。實施例5本實施例所述阻隔薄膜，其厚度為120 μ m，由表層、阻氣層和熱封層粘結組成，其中，所述表層為PET膜層，所述熱封層為厚度為70 μ m的低密度PE膜層，所述阻氣層位于所述表層和所述熱封層之間；所述阻氣層由4層所述鍍鋁PET膜層組成，每層所述鍍鋁PET膜層中所述鍍鋁層與所述鍍鋁PET膜層的厚度比為1:400，其中，所述鍍鋁PET膜的制備工藝包括如下步驟:(I)采用10000V/m2的高頻交流電壓對PET膜進行電暈處理，得到PET基底膜；(2 )將所述PET基底膜放置在鍍鋁室內進行真空鍍鋁，在真空鍍鋁過程中，所述鍍鋁室內溫度為1300°C，真空度2X10_2Pa，所述PET基底膜的放卷速度為300m/min，純度在99.99%以上的鋁絲的送絲速度為0.6m/min，最后在所述PET基底膜的表面形成厚度為30nm的鍍鋁層；( 3 )鍍鋁結束后，分階段向所述鍍鋁室內充入氮氣，首次充入氮氣至所述氮氣壓力為lOOOpa，維持9小時后，再次充入氮氣至所述氮氣壓力為1300，并維持13小時，即得到所述鍍鋁PET膜。利用實施例1-5中所述阻隔薄膜制備得到的真空絕熱板，由所述阻隔薄膜和所述絕熱芯材復合形成，具體復合工藝如下:(I)采用上下兩片阻隔薄膜對芯材進行封裝，兩片阻隔薄膜的尺寸大于芯材的規(guī)格，將上下兩片阻隔薄膜對應的三邊熱封形成袋狀隔氣結構；(2)將預處理好的芯材填充在袋狀隔氣結構中，經(jīng)真空室將隔氣結構中的氣體抽出，并在真空室內密封第四條邊，即得到所述真空絕熱板。上述復合工藝僅為現(xiàn)有技術中制備真空絕熱板的復合工藝中的一種，作為可選擇的實施方式，也可以采用現(xiàn)有技術中任意的復合、封裝工藝制備所述真空絕熱板。實驗例為了證明本實用新型中制備工藝得到的鍍鋁膜、以及利用所述鍍鋁膜作為阻氣層的阻隔薄膜的技術效果，本實用新型設置了實驗例對所述實施例1-5中制備得到的鍍鋁膜和阻隔薄膜的氧氣透過率和水蒸汽透過率進行測試:1、氧氣透過率(ASTM D-3985)具體測試步驟為:將預先處理好的試樣放置在上下測試腔之間，夾緊，首先對低壓腔(下腔)進行真空處理，然后對整個系統(tǒng)抽真空，當達到規(guī)定的真空度后，關閉測試下腔，向高壓腔(上腔)充入一定壓力的氧氣，并保證在試樣兩側形成一個恒定的壓差(可調)，這樣氣體會在壓差梯度的作用下，由高壓側向低壓側滲透，通過對低壓側內壓強的監(jiān)測處理，從而得出所測試樣的各項阻隔性參數(shù)。2、采用電解傳感器法(GB/T21529-2008)測定水蒸氣透過率(ASTM F-1249-90)儀器:美國ILLINOIS水蒸氣透過率測定儀；具體測試步驟為:將預先處理好的試樣夾緊于測試腔之間，具有穩(wěn)定相對濕度的氮氣在薄膜的一側流動，干燥氮氣在薄膜的另一側流動，由于濕度梯度的存在，水蒸氣會從高濕側穿過薄膜擴散到低濕側，在低濕側，透過的水蒸氣被流動的干燥氮氣攜帶至傳感器，進入傳感器時會產(chǎn)生同比例的電信號，通過對傳感器電信號的分析計算，從而得出試樣的水蒸氣透過率等參數(shù)。兩種標準的指標如下表所示:
權利要求1.一種阻隔薄膜，包括依次粘結設置的表層、阻氣層和熱封層，所述阻氣層位于所述表層和所述熱封層之間； 其中，所述表層為PET膜層，所述熱封層為PE膜層，所述阻氣層由至少一層鍍鋁PET膜層組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的阻隔薄膜，其特征在于，每層所述鍍鋁PET膜層中所述鍍鋁層與所述鍍鋁PET膜層的厚度之比為1:350-1:450。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的阻隔薄膜，其特征在于，所述阻氣層設置有三層所述鍍鋁PET膜層。
4.根據(jù)權利要求3所述的阻隔薄膜，其特征在于，相鄰兩個所述鍍鋁PET膜層中的鍍鋁層呈間隔式排列。
5.根據(jù)權利要求4所述的阻隔薄膜，其特征在于，所述PE膜層的厚度為40-100μ m。
6.根據(jù)權利要求1或2或4或5所述的阻隔薄膜，其特征在于，所述鍍鋁PET膜中所述鍍鋁層的厚度為25-35nm。
7.根據(jù)權利要求6所述的阻隔薄膜，其特征在于，所述阻隔薄膜的厚度為100-120μm。
8.一種真空絕熱板，所述真空絕熱板設置有權利要求1-7任一所述的阻隔薄膜以及與所述阻隔薄膜相復合的絕熱芯材。
專利摘要本實用新型提供了一種阻隔薄膜以及利用所述阻隔薄膜復合而成的真空絕熱板，所述阻隔薄膜包括依次粘結設置的表層、阻氣層和熱封層，所述阻氣層位于所述表層和所述熱封層之間；其中，所述表層為PET膜層，所述熱封層為PE膜層；所述阻氣層由至少一層鍍鋁PET膜層組成。由于所述鍍鋁膜能夠有效提高阻隔薄膜整體的阻隔性能，從而使得其在對阻隔性能要求苛刻的場合同樣能夠滿足要求。
文檔編號B32B15/09GK203032025SQ20132001201
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權日2013年1月10日
發(fā)明者徐雙平, 高軍 申請人:中亨新型材料科技有限公司