耐沖擊性和耐燃性優(yōu)異的真空耐熱材料的密封件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐沖擊性和不燃性優(yōu)異的真空耐熱材料的密封件，更詳細(xì)而言涉及一種如下真空耐熱材料的密封件，其包括玻璃纖維布、第一外部層、第二外部層、鋁箔層以及聚乙烯熱熔合層，所述第一外部層選自無機氧化物蒸鍍PET層、尼龍層以及蒸鍍OPP層，所述第二外部層選自無機氧化物蒸鍍PET層、尼龍層以及蒸鍍OPP層，所述真空耐熱材料的密封件不僅耐沖擊性和不燃性優(yōu)異，而且還防止真空耐熱材料因長期使用而引起的物理性質(zhì)的下降和針孔的產(chǎn)生，并且，能夠提供物理性質(zhì)的可靠性和耐久性高的真空耐熱材料。
【專利說明】耐沖擊性和耐燃性優(yōu)異的真空耐熱材料的密封件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐沖擊性和不燃性優(yōu)異的真空耐熱材料的密封件，更詳細(xì)而言， 涉及一種如下真空耐熱材料的密封件，其包括玻璃纖維布（Glass Cloth,玻璃布）、第一外 部層、第二外部層、鋁箔層以及聚乙烯熱熔合層，所述第一外部層選自無機氧化物蒸鍍聚對 苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene Terephthalate, PET)層、尼龍層以及蒸鍍定向聚丙烯 (oriented polypropylene, 0ΡΡ)層，所述第二外部層選自無機氧化物蒸鍍PET層、尼龍層 以及蒸鍍0ΡΡ層，該真空耐熱材料的密封件不僅耐沖擊性和不燃性優(yōu)異，而且還防止真空 耐熱材料因長期使用而引起的物理性質(zhì)的下降和針孔的產(chǎn)生，并且能夠提供物理性質(zhì)的可 靠性和耐久性高的真空耐熱材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 真空耐熱材料為其內(nèi)部經(jīng)真空處理來隔斷內(nèi)部的對流現(xiàn)象，從而與以往有機/無 機耐熱材料相比顯示出5倍以上的優(yōu)異的耐熱性能的材料。
[0003] 真空耐熱材料大致由芯材（core material)，作為外皮材料的錯層與熱塑性樹脂 層的多層薄膜的真空耐熱材料的密封件，以及氣體吸附劑（Getter)構(gòu)成。其中，密封件為 用于維持真空耐熱材料的真空度的不可缺少的因素，尤其發(fā)揮初次隔斷外部大氣壓的功 能，以持續(xù)維持真空耐熱材料內(nèi)部的高真空狀態(tài)，從而保證真空耐熱材料的長期耐久性能。
[0004] 因此，當(dāng)利用氣體和水分隔斷性能差的密封件的情況下，隨著產(chǎn)品的長期使用，有 可能流入外部的氣體和水分，該過程中真空度下降，結(jié)果，導(dǎo)致耐熱性能下降。而且，若密封 件的強度較低，則操作時即使受到較小沖擊，產(chǎn)生針孔的概率也較高，存在真空度容易被破 壞的風(fēng)險。
[0005] 以往的真空耐熱材料的密封件由作為保護層的尼龍（Nylon)或聚對苯二甲酸乙 二醇酯層，作為隔斷層的錯（Aluminum)金屬層，以及聚乙烯（Polyethylene)熱烙合層構(gòu) 成（例如，日本公開專利公報第1986-027392號和第2006-056230號、韓國公開專利公報第 10-2011-0133384號），其耐久年限為10?15年，主要最為常用于冰箱真空耐熱材料的外 皮材料。
[0006] 但是，這種密封件隨著15年以上的長期使用，其耐久性、耐沖擊性等變得不足，因 此持續(xù)維持真空耐熱材料內(nèi)部的高真空狀態(tài)方面有限，因此，不適合用于耐久年限30年以 上的建筑用真空耐熱材料。因此，要求開發(fā)出經(jīng)30年以上能夠長期維持優(yōu)異的氣體隔斷性 能、耐沖擊性等的真空耐熱材料的密封件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] (一）要解決的技術(shù)問題
[0008] 本發(fā)明是為了解決上述以往的技術(shù)問題而完成的，其技術(shù)問題在于提供一種如下 真空耐熱材料的密封件：耐沖擊性強，從而有效隔斷因沖擊引起的真空爆破，不僅耐熱性和 不燃性優(yōu)異，而且防止經(jīng)30年以上的真空耐熱材料的長期使用而引起的物理性質(zhì)的下降 和針孔的產(chǎn)生，能夠長期維持優(yōu)異的耐熱性能，并且能夠提供物理性質(zhì)的可靠性和耐久性 高的真空耐熱材料。
[0009] (二）技術(shù)方案
[0010] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種真空耐熱材料的密封件，其包括（1)玻 璃纖維布、（2)第一外部層、（3)第二外部層、（4)鋁箔層以及（5)聚乙烯熱熔合層，所述第 一外部層選自無機氧化物蒸鍍PET層、尼龍層以及蒸鍍0ΡΡ層，所述第二外部層選自無機氧 化物蒸鍍PET層、尼龍層以及蒸鍍0ΡΡ層。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的另一側(cè)面，提供一種真空耐熱材料，其包括芯材、作為外皮材料的本 發(fā)明的真空耐熱材料的密封件，以及氣體吸附劑。
[0012](三）有益效果
[0013] 本發(fā)明的真空耐熱材料的密封件與以往的密封件相比耐沖擊性得到強化，不僅具 備耐熱性和不燃性能，而且隔斷性能也優(yōu)秀，具有30年以上的長期耐久性，因此尤其適合 用于要求高可靠性的建筑用真空耐熱材料，當(dāng)適用于以往冰箱用真空耐熱材料時也能夠賦 予優(yōu)異的性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是對本發(fā)明一具體例的真空耐熱材料的密封件結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0015] 附圖標(biāo)記說明
[0016] 1 :作為第一外部層的GL-PET層中的PET層
[0017] 2 :作為第一外部層的GL-PET層中的無機氧化物蒸鍍層
[0018] 3 :第二外部層：尼龍層
[0019] 4:鋁箔層 5:MPE熱熔合層
[0020] 6. 1、6. 2、6. 3 :氨酯系粘接劑 7 :玻璃纖維布

【具體實施方式】
[0021] 以下，對本發(fā)明進(jìn)行具體說明。
[0022] 本發(fā)明的密封件包括選自無機氧化物蒸鍍PET層、尼龍層以及蒸鍍0ΡΡ層的第一 外部層。第一外部層的厚度優(yōu)選為?ο μ m?30 μ m，更優(yōu)選為10 μ m?25 μ m。若第一外部 層的厚度小于10 μ m，則有可能導(dǎo)致針孔數(shù)量增加或外部空氣流入，真空狀態(tài)容易被破壞， 若超過30 μ m，則操作性有可能存在問題。
[0023] 本發(fā)明的密封件還包括選自無機氧化物蒸鍍PET層、尼龍層以及蒸鍍0ΡΡ層的第 二外部層。第二外部層的厚度優(yōu)選為ΙΟμπι?30μηι，更優(yōu)選為12μηι?25μηι。若第二 外部層的厚度小于10 μ m，則有可能導(dǎo)致針孔數(shù)量增加或外部空氣流入，真空狀態(tài)容易被破 壞，若超過30 μ m，則操作性有可能存在問題。
[0024] 本發(fā)明中，能夠用作所述第一和/或第二外部層的無機氧化物蒸鍍PET (以下還稱 為"GL-PET"）層在提高密封件本身的耐久性的同時，還通過無機氧化物的蒸鍍進(jìn)一步降低 密封件的透氧度，而且PET所具備的抗潮濕性能進(jìn)一步降低密封件的透濕度，因此彌補后 述的鋁箔層的隔斷性能。這種GL-PET可通過在聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)上蒸鍍例如 鋁氧化物（AlOx)的無機氧化物而得到。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的一個具體例，當(dāng)GL-PET層與其他層（例如尼龍層）粘接的情 況下，以GL-PET層的無機氧化物蒸鍍面與其他層接觸的方向粘接。
[0026] 本發(fā)明中，當(dāng)用作第一外部層時GL-PET層的厚度優(yōu)選為10 μ m?15 μ m，用作第二 外部層時優(yōu)選為ΙΟμπι?30μπι。若GL-PET層的厚度過薄，則有可能存在隔斷性能下降的 問題，相反地，若過厚則存在操作性下降，制造成本上升的問題。
[0027] 本發(fā)明中，能夠用作所述第一和/或第二外部層的尼龍層提高密封件的耐久性、 耐磨性、彈性等，當(dāng)制作或使用真空耐熱材料時能夠防止因來自外部的沖擊而引起的針孔 (pinhole)的產(chǎn)生，且在密封件的操作和二次加工（彎曲、折曲、粘接等）過程中防止后述的 錯箔（Aluminum Foil)層的損傷，從而能夠維持氣密性，并且，提高密封件的水分隔斷性。
[0028] 本發(fā)明中，當(dāng)用作第一外部層時尼龍層的厚度優(yōu)選為10 μ m?30 μ m，用作第二外 部層時優(yōu)選為15 μ m?30 μ m。若尼龍層的厚度過薄，則彈性下降，針孔數(shù)量有可能增加，相 反地，若過厚則存在操作性下降，制造成本上升的問題。
[0029] 本發(fā)明中，能夠用作所述第一和/或第二外部層的蒸鍍0ΡΡ層能夠通過在沿一軸 或雙軸延伸聚丙烯（poly propylene)而制備的0ΡΡ薄膜上蒸鍍無機氧化物而得到，具有優(yōu) 異的防濕性。本發(fā)明中，蒸鍍0ΡΡ層的厚度優(yōu)選為l〇ym?30μπι。若蒸鍍0ΡΡ層的厚度過 薄，則防濕性能變差，相反地，若過厚則存在操作性下降，制造成本上升的問題。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的一個具體例，作為所述第一外部層（厚度）-第二外部層（厚 度），可分別使用GL-PET層（10 μ m?15 μ m)-尼龍層（15 μ m?30 μ m)的組合。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的另一具體例，作為所述第一外部層（厚度）-第二外部層（厚 度），可分別使用尼龍層（lOym?20μηι)-尼龍層（15μηι?30μηι)的組合。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的又一具體例，作為所述第一外部層（厚度）_第二外部層（厚 度），可分別使用尼龍層（15 μ m?30 μ m) -GL-PET層（10 μ m?15 μ m)的組合。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的又一具體例，作為所述第一外部層（厚度）_第二外部層（厚 度），可分別使用蒸鍍0ΡΡ層（lOym?30μηι)-尼龍層（15μηι?30μηι)的組合。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的又一具體例，作為所述第一外部層（厚度）_第二外部層（厚 度），可分別使用尼龍層（15μηι?30μηι)-蒸鍍0ΡΡ層（ΙΟμπι?30μηι)的組合。
[0035] 本發(fā)明的密封件包括作為隔斷層的鋁箔層。鋁箔層的厚度優(yōu)選為5μπι?ΙΟμπι， 更優(yōu)選為7 μ m?9 μ m。若鋁箔層的厚度小于5 μ m，則有可能存在隔斷性能下降和針孔數(shù) 量增加的問題，若超過10 μ m，則有可能存在成本增加，操作性下降，產(chǎn)生熱橋現(xiàn)象等問題。
[0036] 本發(fā)明的密封件包括作為熱熔合層的聚乙烯層。作為能夠使用的聚乙烯可以舉出 線型低密度聚乙烯（LLDPE)或茂金屬聚乙烯（metallocene polyethylene, MPE)。
[0037] 聚乙烯熱烙合層的厚度優(yōu)選為40 μ m?60 μ m，更優(yōu)選為45 μ m?55 μ m。若聚乙 烯熱熔合層的厚度小于40 μ m，則有可能存在熱封合強度下降的問題，若超過60 μ m則有可 能存在操作性下降的問題。
[0038] 本發(fā)明的密封件包括玻璃纖維布（Glass Cloth，還稱為"玻璃布"）。
[0039] 玻璃纖維布作為密封件的最外部層，不僅對密封件賦予耐沖擊性，而且，玻璃纖維 布本身還具有承受至600°C的耐熱性，因此還提供不燃性。
[0040] 優(yōu)選使用具有100?200g/m2的基本重量，20?40條的寬1英寸、長1英寸時的 密度、5, 000?10, 000m的每磅長度的玻璃纖維布。
[0041] 本發(fā)明的密封件中，除上述說明的層以外，在能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的的范圍內(nèi)根據(jù) 需要可包括額外的層。
[0042] 本發(fā)明的密封件中，層壓順序沒有特別限制，根據(jù)需要可以以適當(dāng)?shù)捻樞驅(qū)訅荷?述說明的層及其以外的附加層。
[0043] 本發(fā)明的密封件中，多層結(jié)構(gòu)內(nèi)的各層之間的粘接優(yōu)選通過氨酯（urethane)粘 接劑進(jìn)行。
[0044] 作為氨酯粘接劑，可非限制性地使用能夠在有機層-有機層和/或有機層-無機 層的粘接中通常使用的粘接劑。根據(jù)本發(fā)明的一個具體例，作為氨酯粘接劑，可使用由以聚 酯型氨酯多元醇為主要成分的基料和以芳香族聚異氰酸酯為主要成分的固化劑構(gòu)成的雙 液型粘接劑，但并不限于此。
[0045] 并且，其粘接方法沒有特別限制，可以將如凹版印刷、直接凹版印刷、反轉(zhuǎn)凹版印 刷方式等制備多層薄膜時為了各層之間的粘接而通常使用的方法直接或適當(dāng)變形而加以 使用。
[0046] 為了有效地隔斷外部對密封件的沖擊，優(yōu)選盡量相同地設(shè)定多層結(jié)構(gòu)內(nèi)的各層之 間的粘接力。當(dāng)各層以相同水平強力粘接的情況下，具有各層維持各自所具備的特性，同時 整體耐久性大幅增加的優(yōu)點。因此，優(yōu)選在多層結(jié)構(gòu)內(nèi)的各層之間涂覆的粘接劑的種類、粘 接劑的量及粘接條件（例如沖壓（Press)壓力、加熱溫度、熟化時間等）均為相同水平。
[0047] 如上說明的本發(fā)明的密封件，耐沖擊性強，耐熱性及不燃性優(yōu)異，長期維持高的物 理性質(zhì)的可靠性和耐久性，因此尤其適合用于真空耐熱材料的外皮材料。
[0048] 因此，根據(jù)本發(fā)明的另一側(cè)面，提供一種真空耐熱材料，其包括芯材、作為外皮材 料的本發(fā)明的密封件，以及氣體吸附劑。
[0049] 本發(fā)明的真空耐熱材料的特征為，作為外皮材料包括本發(fā)明的密封件，其以外的 芯材和氣體吸附劑可非限制性地使用真空耐熱材料中通常使用的材料。根據(jù)本發(fā)明的一個 具體例，作為芯材，可以將對玻璃棉進(jìn)行退火加工或針刺加工而成的材料單獨或組合使用， 作為氣體吸附劑，可以將CaO(生石灰）或金屬粉末吸氣劑單獨或組合（組合吸氣劑：CaO+ 金屬粉末）使用，但并不限于此。
[0050] 并且，本發(fā)明的真空耐熱材料的制造方法也沒有特別限制，可以將常用的真空耐 熱材料的制備方法直接或適當(dāng)變形而加以使用。
[0051] 以下，通過實施例及比較例對本發(fā)明進(jìn)行更具體說明。但是，這些實施例僅僅是幫 助理解本發(fā)明的例子，本發(fā)明的范圍并不限定于此。
[0052] 實施例1?4及比較例1?4
[0053] 以下述表1所示的種類和厚度的層結(jié)構(gòu)制備出多層結(jié)構(gòu)薄膜。在進(jìn)行各層的粘接 時使用雙液型氨酯粘接劑（基料：聚酯型氨酯多元醇，固化劑：芳香族聚異氰酸酯），以凹版 印刷方式將其涂覆在粘接面之后以疊層方式進(jìn)行粘接。各層的粘接中使用的粘接劑的種 類、量及粘接條件均相同。
[0054] 實施例1?4及比較例1?2中，在所制備的多層結(jié)構(gòu)薄膜上使用與上述相同的 粘接劑并以凹版印刷方式粘接玻璃纖維布來制備密封件。比較例3?4中，未進(jìn)行玻璃纖 維布的粘接，就將所制得的多層結(jié)構(gòu)薄膜直接用作密封件。
[0055] 將所制備的各密封件作為外皮材料，并利用以針刺方式制備的玻璃棉芯材和氣體 吸附劑（組合吸氣劑），使用l(T4t〇rr的高真空條件的真空包裝機制得真空耐熱材料。關(guān) 于芯材、氣體吸附劑及真空耐熱材料的制備方法，實施例及比較例均相同。
[0056] 對所制得的各真空耐熱材料，實施下述項目的評價，并將其結(jié)果記載在下述表2 中。
[0057] -產(chǎn)品不合格率（％ )
[0058] -導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK)
[0059] -耐久性⑴：100°C，放置50天后的導(dǎo)熱系數(shù)（=10年耐久性能）
[0060] -耐久性⑵：l〇〇°C，放置150天后的導(dǎo)熱系數(shù)（=30年耐久性能）
[0061] -耐久性（3):冊0?80%，-30?801：，放置30天后的導(dǎo)熱系數(shù)（=10年耐久性 能）
[0062] -耐久性（4) :RH0?80%，-30?80°C，放置80天后的導(dǎo)熱系數(shù)（=30年耐久性 能）
[0063] -耐久年限：可保證耐久性的最低年限
[0064] 表 1
[0065] | 實施例 比較例 1 2 3 丨4 一 1丨2丨3丨4 第一外部層 尼龍 GL-PET 尼龍 尼龍 PET PET PET 尼龍 (厚度)__( 15) ( 10) ( 10) (25 ) ( 12) ( 12) ( 15 ) (25) 第二外部層 GL-PET 尼龍 尼龍 GL-PET 尼龍 尼龍 尼龍 PET (厚度)__(25) (25) (25 ) ( 12) (25 ) (25) (25 ) ( 12) ~金屬脧層 aT^ XTt aT^ XTt aTm XTt XTt ai 箔 i 厚度)__m__m__(7) (7) (7) (7) (7) (7) 熱熔合層 MPE MPE MPE MPE MPE MPE MPE MPE (厚度)__(50) (50) (50) (50) (50) (SO) ( 50 ) ( 50) 層壓數(shù)量__4__4__4 4 4__4__4__4 玻璃纖維布丨適用 丨適用 |適用 |適用|適用|適用丨未適用|未適用
[0066] GL-PET :由鋁氧化物蒸鍍的PET薄膜，包括蒸鍍層的層厚
[0067] PET :未蒸鍍PET薄膜
[0068] A1箔：錯箔
[0069] 玻璃纖維布：基本重量：170g/m2,密度：寬1英寸、長1英寸時約為30條（高成企 業(yè)（GO SUNG SYSTEM))
[0070] (層厚單位：μ m)
[0071] 表 2
[0072] I 實施例 I 比較例 _ 1 I 2 I 3 I 4 - 1 I 2 I 3 I 4 產(chǎn)品不合神 tl t% t! tl 5% 5% io% io% 導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK) ?Γ0025 0.0024^ 0.0026 1).0025 0.0032^ 0.0034 0.0030 0.0032 耐久性能（1) ?Γ〇028 0.0029一 0.0027 飛.0028 0.0036^ 0.0042 0.0034 0.0035 耐久性能（2) ~〇7〇032 0.003Γ 0.0030 1).0031 0.0045^ 0.0048 0.0042 0.0043 耐久性能（3) ~0?029 0.0030~ 0.0028 ~0.0030 0.004~Γ 0.0046 0.0040 0.0041 耐久性能（4) ~〇7〇045 0.0050- 0.0044 "5.0043 0.0077~ 0.0083 0.0075 0.0076 耐久年限 I 30年I 30年I 30年I 30年I 15年I 15年I 15年I 15年
[0073] 由上述表2的結(jié)果可知，與比較例的真空耐熱材料相比，本發(fā)明實施例的真空耐 熱材料顯示出更優(yōu)異的物理性質(zhì)，尤其在不合格率和耐久性能上呈現(xiàn)較大差異。即，實施 例的真空耐熱材料的不合格率小于2%，與比較例的5%水平相比，不合格率減少至一半以 下，表示耐熱性能經(jīng)時下降率的耐久性能實驗的結(jié)果，與比較例相比顯示出非常優(yōu)異的隔 斷維持性能，能夠保證30年以上的較高的長期耐久性。
【權(quán)利要求】
1. 一種多層結(jié)構(gòu)的真空耐熱材料的密封件，包括玻璃纖維布、第一外部層、第二外部 層、鋁箔層以及聚乙烯熱熔合層， 所述第一外部層選自無機氧化物蒸鍍PET層、尼龍層以及蒸鍍OPP層， 所述第二外部層選自無機氧化物蒸鍍PET層、尼龍層以及蒸鍍OPP層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空耐熱材料的密封件，其特征在于，第一外部層的厚度為 10 μ m?30 μ m，第二外部層的厚度為10 μ m?30 μ m，錯箔層的厚度為5μηι?10 μ m，聚乙 烯熱烙合層的厚度為40 μ m?60 μ m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空耐熱材料的密封件，其特征在于，第一外部層為10 μ m? 15 μ m厚度的無機氧化物蒸鍍PET層，第二外部層為15 μ m?30 μ m厚度的尼龍層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空耐熱材料的密封件，其特征在于，第一外部層為10 μ m? 20 μ m厚度的尼龍層，第二外部層為15 μ m?30 μ m厚度的尼龍層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空耐熱材料的密封件，其特征在于，第一外部層為15 μ m? 30 μ m厚度的尼龍層，第二外部層為10 μ m?15 μ m厚度的無機氧化物蒸鍍PET層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空耐熱材料的密封件，其特征在于，第一外部層為10 μ m? 30μπι厚度的蒸鍍OPP層，第二外部層為15μπι?30μπι厚度的尼龍層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空耐熱材料的密封件，其特征在于，第一外部層為15 μ m? 30以111厚度的尼龍層，第二外部層為1(^111?3(^111厚度的蒸鍍0--層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空耐熱材料的密封件，其特征在于，多層結(jié)構(gòu)內(nèi)的各層用 氣醋粘接劑粘接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的真空耐熱材料的密封件，其特征在于，在多層結(jié)構(gòu)內(nèi)的各層 之間涂覆的粘接劑的種類、粘接劑的量以及粘接條件相同。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空耐熱材料的密封件，其特征在于，玻璃纖維布具有 100?200g/m2的基本重量，20?40條的寬1英寸、長1英寸時的密度及每磅5, 000? 10, 000m的每磅長度。
11. 一種真空耐熱材料，其包括芯材，作為外皮材料的權(quán)利要求1至10中任一項所述的 密封件，以及氣體吸附劑。
【文檔編號】F16L59/065GK104125882SQ201380010082
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月20日
【發(fā)明者】李炳院, 李南洙, 鄭元植, 柳在說, 姜聲鎬 申請人:株式會社Kcc