层叠结构体和包括层叠结构体的真空绝热材料制造技术

公开了层叠结构体和包括其的真空绝热材料。所述层叠结构体能够有效地减少热桥和增强可使用性以及抑制针孔和裂纹的产生，并且顺序地包括包含至少一个层的聚合物层、气体阻隔层、和包含至少一个层的聚合物层，同时在层之间插入胶粘层，其中所述气体阻隔层具有大于或等于约650K/W的热阻和大于或等于约100GPa的杨氏模量；并且由以下方程1表示的中性轴的位置在所述气体阻隔层中。在方程1中，y为从在弯曲时被压缩侧的顶部表面到所述中性轴的距离，Ei为第i层的杨氏模量，Si为第i层的几何面矩，Ai为第i层的横截面积，且n为所述层叠结构体的层的数目，其为大于或等于5的整数。(方程1)。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2014年12月26日在日本知识产权局提交的日本专利申请No.2014-266580、以及于2015年7月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0093882的优先权和权益，将其全部内容引入本文作为参考。
本公开内容涉及层叠结构体和使用所述层叠结构体作为外部材料的真空绝热(绝缘)材料。更具体地，本公开内容涉及能够有效地减少热桥、具有改善的可使用性(可操作性)、以及抑制针孔和裂纹的产生的层叠结构体和真空绝热材料。
技术介绍
真空绝热材料是通过将芯材料或者气体吸附剂真空包装在气体阻隔性外部材料中而获得的，并且通过将其内部保持在真空下而抑制热传导。由于真空绝热材料具有低的热导率，因此它已经被用于电器产品例如冷冻机、冰箱(制冷机)、保温柜、和自动贩卖机，房屋墙壁材料等中。用于保持真空绝热材料内部的真空度的气体阻隔性外部材料由铝箔和塑料的层叠结构体构成，以防止气体从外部侵入。然而，由于铝具有237瓦/米·开尔文(W/m·K)的高的热导率，因此使用所述层叠结构体作为外部材料的真空绝热材料具有大的热桥，通过所述热桥，热量从外周部分沿着外部材料部分流入。为了减少真空绝热材料的热桥，已经在外部材料的一个方向上使用铝沉积层和塑料的层叠结构体(例如，参见专利文献1)。此外，为了在保持气体阻隔性的同时降低热导率，已经提出了在气体阻隔层中使用具有低的热导率<br>的金属箔(例如，铁、铅、锡、不锈钢等)代替铝箔的真空绝热材料(例如，参见专利文献2)。(专利文献1)日本特开昭61-125577(专利文献2)日本特开平成9-137889
技术实现思路
专利文献1中公开的铝沉积层具有低的气体阻隔性且因此可无法防止气体从外部侵入，并且真空绝热材料内部的真空度可无法长期保持。由于专利文献2中的金属箔是通过压缩制造的，因此铁、铅、锡、不锈钢等的金属箔变厚，为20μm(例如，专利文献2的第0010段)。这可导致大的热桥。此外，由于金属箔与塑料的层叠结构体在金属箔和塑料之间具有大的杨氏模量差异，因此，它在用于制造真空绝热材料的弯曲过程中可导致可使用性问题。此外，应力集中在气体阻隔层上，因此在外部材料中产生针孔或裂纹，导致使气体阻隔性等劣化的问题。专利文献2中公开的金属箔由于其厚度而具有低劣的可使用性，并且由于金属箔的厚度，难以将在聚氨酯封装期间抑制流动的热密封部分进行折叠。因此，考虑到以上问题，本公开内容提供能够减少热桥、改善可使用性、以及抑制针孔或裂纹的产生的层叠结构体、和使用其的真空绝热材料。为了解决所述问题，本专利技术人进行了研究，并且他们发现，通过使用具有预定的热阻和杨氏模量的材料作为用于真空绝热材料的外部材料的层叠结构体气体阻隔层，和通过控制层结构以使运动(kinetic)中性(neutral)轴位于气体阻隔层中，可实现该任务以完成本专利技术。换而言之，该目的通过提供如下的层叠结构体而实现：其依次包括包含至少一个层的聚合物层、气体阻隔层、和包含至少一个层的聚合物层，并且具有由以下方程1表示且位于所述气体阻隔层中的中性轴，其中在各层之间插入胶粘层，和其中所述气体阻隔层具有大于或等于约650K/W的热阻和大于或等于约100GPa的杨氏模量。(方程1)y=Σi=1n(Ei·Si)Σi=1n(Ei·Ai)]]>在方程1中，y为从在弯曲时的被压缩侧的顶部表面到所述中性轴的距离；Ei为第i层的杨氏模量；Si为第i层的几何面矩(geometricalmomentofarea)；Ai为第i层的横截面积；且n为所述层叠结构体的层数，其为大于或等于5的整数。附图说明图1为显示根据一种实施方式的真空绝热材料的一个实例的示意性横截面图。图2为显示本公开内容的层叠结构体的示意性横截面图。具体实施方式本公开内容提供层叠结构体，其依次包括包含至少一个层的聚合物层、气体阻隔层、和包含至少一个层的聚合物层，并且具有由以下方程1表示且位于所述气体阻隔层中的中性轴，其中在各层之间插入胶粘层，和其中所述气体阻隔层具有大于或等于约650开氏度/瓦(degreesKelvinperwatt)(K/W)的热阻和大于或等于约100千兆帕(GPa)的杨氏模量。(方程1)y=Σi=1n(Ei·Si)Σi=1n(Ei·Ai)]]>在方程1中，y为从在弯曲时的被压缩侧的顶部表面到所述中性轴的距离；Ei为第i层的杨氏模量；Si为第i层的几何面矩；Ai为第i层的横截面积；且n为所述层叠结构体的层数，其为大于或等于5的整数。根据本公开内容，作为真空绝热材料的外部材料的层叠结构体具有位于所述气体阻隔层中的运动中性轴。通过所述结构，气体阻隔层几乎不被撕裂，并且即使被压缩或弯曲，其上也几乎不产生裂纹或针孔。此外，通过将所述气体阻隔层的热阻和杨氏模量控制在预定范围内，可有效地减少所述外部材料的热桥，并且其可使用性也改善。常规地，为了在真空绝热材料中保持高的真空度，气体阻隔层一直是具有高的气体阻隔性的便宜的铝箔。然而，由于铝具有即使在金属之中也是高的热导率，因此它导致在于如下的问题：热量沿着真空绝热材料的外部材料(热桥)被返回。此外，当通过压缩来制造时，由于针孔或者拉伸强度问题，难以将厚度降低至低于或等于约7μm，导致提高热阻受限。为了解决所述问题，考虑将铝箔用具有低的热导率的沉积膜或金属箔代替。然而，所述沉积膜缺乏用于保持真空绝热材料中的真空度的气体阻隔性。此外，即使将铝箔用具有低的热导率的另外的金属箔代替，也难以通过压缩而提供具有低于或等于约10μm的厚度的箔，而且由于所述金属箔的杨氏模量与待与所述金属箔层叠的塑料的杨氏模量显著不同，因此其可导致在于如下的问题：在用于制造真空绝热材料的弯曲过程期间可使用性劣化，并且应力集中在气体阻隔层上，因此气体阻隔层破裂等等。因此，根据一种实施方式，作为用于层叠结构体的外部材料的气体阻隔层包括具有高的热阻的材料，并且对层结构进行设计以使其运动中性轴位于气体阻隔层中。所述中性轴为当其弯曲时不承受负荷的轴，并且离所述中性轴越远，所述负荷增加得越多。根据一种实施方式，即使当压缩或弯曲时，所述气体阻隔层也尽可能小地受应力，从而获得具有优异的抗弯曲性本文档来自技高网...

【技术保护点】
层叠结构体，其依次包括：包含至少一个层的聚合物层、气体阻隔层、和包含至少一个层的聚合物层，在各层之间插入胶粘层，其中所述气体阻隔层具有大于或等于650K/W的热阻和大于或等于100GPa的杨氏模量，和其中由以下方程1表示的中性轴位于所述气体阻隔层中：(方程1)y=Σi=1n(Ei·Si)Σi=1n(Ei·Ai)]]>其中，在方程1中，y为从在弯曲时被压缩侧的顶部表面到所述中性轴的距离，Ei为第i层的杨氏模量，Si为第i层的几何面矩，Ai为第i层的横截面积，且n为所述层叠结构体的层的数目，其为大于或等于5的整数。

【技术特征摘要】
2014.12.26 JP 2014-266580;2015.07.01 KR 10-2015-001.层叠结构体，其依次包括：包含至少一个层的聚合物层、气体阻隔层、
和包含至少一个层的聚合物层，在各层之间插入胶粘层，
其中所述气体阻隔层具有大于或等于650K/W的热阻和大于或等于100
GPa的杨氏模量，和
其中由以下方程1表示的中性轴位于所述气体阻隔层中：
(方程1)
y=Σi=1n(Ei·Si)Σi=1n(Ei·Ai)]]>其中，在方程1中，y为从在弯曲时被压缩侧的顶部表面到所述中性轴
的距离，Ei为第i层的杨氏模量，Si为第i层的几何面矩，Ai为第i层的横
截面积，且n为所述层叠结构体的层的数目，其为大于或等于5的整数。
2.根据权利要求1所述的层叠结构体，其中所述气体阻隔层包括金属
箔。
3.根据权利要求2所述的层叠结构体，其中所述金属箔为电解金属箔。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的层叠结构体，其中所述金属箔具
有...

【专利技术属性】
技术研发人员：小田原诚，木村光晴，永山健一，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR