專利名稱：真空隔熱材料、其制造方法以及使用其的冰箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種使用成型為板狀的芯材的真空隔熱材料，及使用該真空隔熱材料的隔熱體、隔熱箱、隔熱門、儲藏庫、冰箱，及真空隔熱材料的制造方法，以及真空隔熱材料所使用的芯材的制造方法。
背景技術(shù)：
近年，由防止地球溫暖化的觀點來看，需節(jié)省能源，連家庭用電氣化制品中，省能源化亦為緊急的課題。尤其，欲使冰箱、冷凍庫、自動售貨機等保溫保冷機器中可有效率地利用熱的觀點來看，需要具有優(yōu)異隔熱性能的隔熱材料。
一般的隔熱材料，為使用玻璃絨等纖維材或聚氨酯發(fā)泡體等發(fā)泡體。為了提升這些隔熱材料的隔熱性，需要增加隔熱材料的厚度。然而，可充填隔熱材料的空間有限，因此，不能適用于需要節(jié)省空間或需要有效利用空間的情況中。
因此，隔熱性能高的隔熱材料的真空隔熱材料成為矚目的對象。所謂真空隔熱材料為用具有氣體阻隔性的外部覆蓋物覆蓋芯材，并將該外部覆蓋物內(nèi)部減壓且熔接外部覆蓋物的開口部的隔熱材料。
現(xiàn)有的真空隔熱材料，為將以結(jié)合材料硬化玻璃纖維等、無機纖維的集合體后使用于芯材的真空隔熱體。前述真空隔熱體，例如，美國專利第4726974號公報與日本專利公開公報8-28776號所公開。該真空隔熱材料，為使用結(jié)合劑將無機纖維硬化的集合體，因此，具有足夠的強度，而且，也具有完整的表面性，且具有優(yōu)異的處理性。然而，這樣的真空隔熱材料，在1.33Pa的真空度中，其隔熱性能(熱傳導(dǎo)率)約0.007W/mK，為相當(dāng)于以粉末狀充填物作為芯材的真空隔熱材料的隔熱性能。故需要進一步提升隔熱性能，使其超越前述隔熱性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的真空隔熱材料，具有以結(jié)合劑成型為板狀的芯材。且為以下任一結(jié)構(gòu)。
A)芯材包含纖維集合體。纖維的平均纖維徑為0.1μm以上、10μm以下，纖維之間的空隙徑為40μm以下。并且，芯材的空隙率為80％以上。
B)在芯材的厚度方向上結(jié)合劑的濃度不同。
C)在芯材的至少一側(cè)表面上形成有通過結(jié)合劑固定的硬化層。
D)芯材為含有長度100μm以下的纖維。而且，纖維的定向方向為垂直于導(dǎo)熱方向。


圖1為本發(fā)明的實施方式1的真空隔熱材料的截面圖。
圖2為本發(fā)明的實施方式6中的真空隔熱材料的芯材的截面圖。
圖3為本發(fā)明的實施方式7中的真空隔熱材料的芯材的截面圖。
圖4為本發(fā)明的實施方式8中的真空隔熱材料的芯材的截面圖。
圖5為本發(fā)明的實施方式6中以光學(xué)顯微鏡觀察芯材表面的外觀的概念圖。
圖6為本發(fā)明的實施方式10中的真空隔熱材料的截面圖。
圖7為本發(fā)明的實施方式10中的真空隔熱材料的俯視圖。
圖8為本發(fā)明的實施方式13中以光學(xué)顯微鏡觀察芯材表面的外觀的概念圖的1例。
圖9為本發(fā)明的實施方式14的隔熱體的截面圖。
圖10為本發(fā)明的實施方式15中的儲藏庫的截面圖。
圖11為本發(fā)明的實施方式16中的冰箱的截面圖。
圖12為本發(fā)明的實施方式18中的冷凍冷藏庫的隔熱箱體的頂面部分的主要部分的放大截面圖。
具體實施例方式
以下，針對本發(fā)明的實施方式，一面參照圖示一面作說明。此外，相同結(jié)構(gòu)附上同一標(biāo)號作說明，而省略詳細說明。
(實施方式1)
圖1為本發(fā)明的實施方式1的真空隔熱材料的截面圖。本實施方式的真空隔熱材料1由芯材2和覆蓋其的外部覆蓋物3構(gòu)成。外部覆蓋物3由具有氣體阻隔層與熱熔接層的氣體阻隔性膜構(gòu)成。外部覆蓋物3內(nèi)部為減壓狀態(tài)。且外部覆蓋物3的開口部為熱熔接合。芯材2為利用結(jié)合劑使通過干式法積層的平均纖維徑5μm的無機纖維集合體硬化的板狀。
以下，簡單地說明真空隔熱材料1的制造方法。將芯材2以140℃干燥1小時后，插入外部覆蓋物3。將外部覆蓋物3內(nèi)部減壓至壓力13.3Pa后，通過熱熔接粘接開口部。
將這樣制成的真空隔熱材料1的隔熱性能(熱傳導(dǎo)率)在平均溫度24℃下測量時，為0.0035W/mK。并且，通過水銀孔隙率分析算出的纖維間的空隙徑為40μm。并且，作為芯材2使用利用結(jié)合劑硬化的板狀，因此，真空隔熱材料1表面非常平滑，剛性也足夠。
此外，在前述水銀孔隙率分析中，基于水銀的表面張力γHg和接觸角θ及水銀注入壓力P的各數(shù)值，由式1所示的Washburn的式子算出空隙徑rP。
rP＝2γHg cos θ/P(式1)以式1為基礎(chǔ)，由各加壓壓力下注入的水銀量，得到對應(yīng)其壓力的空隙徑。此外，空隙徑的決定，為由0.1μm至40μm的范圍中的空隙徑分布而算出。
本實施方式的真空隔熱材料1的芯材2，為由纖維徑5μm的無機纖維集合體構(gòu)成，厚度為15mm。芯材2的空隙徑為40μm，空隙率為94％?；跍p壓的芯材2的厚度減少率為10％，芯材密度(體積密度)為150kg/m3，真空隔熱材料1的內(nèi)部的壓力為13.3Pa。
一般，外觀的熱傳導(dǎo)率λapp為氣體熱傳導(dǎo)率λg、固體熱傳導(dǎo)率λs、輻射的熱傳導(dǎo)率λr、及對流的熱傳導(dǎo)率λc的和，表示為式2。
λapp＝λg+λs+λr+λc(式2)然而，對流的熱傳導(dǎo)，在約20kPa以下的減壓條件下或在空隙徑1mm左右以下，可無視其影響。并且，輻射的熱傳導(dǎo)，在100℃以下的使用溫度條件下沒有影響。因此，本實施方式中的真空隔熱材料的熱傳導(dǎo)，為由固體熱傳導(dǎo)與氣體熱傳導(dǎo)主導(dǎo)。
使構(gòu)成芯材2的無機纖維集合體的纖維徑小時，通過纖維中的熱傳導(dǎo)衰減，并且，通過與鄰接的纖維接觸的接觸點的熱傳導(dǎo)亦轉(zhuǎn)弱，接觸阻抗增大。由此，固體熱傳導(dǎo)衰減。
并且，利用使空隙率增大，全部熱傳導(dǎo)中的氣體熱傳導(dǎo)所占的比例增大。因此，使無機纖維集合體的空隙徑減小時，氣體分子的移動受限，氣體熱傳導(dǎo)成分減少，氣體熱傳導(dǎo)衰減。
這樣，使無機纖維集合體的纖維徑減小，固體熱傳導(dǎo)衰減。并且，使空隙率增大，氣體熱傳導(dǎo)成為主導(dǎo)。并且，因此無機纖維集合體的空隙徑減小，故氣體熱傳導(dǎo)衰減。因而得到具有低熱傳導(dǎo)率的真空隔熱材料。具體而言，使用無機纖維集合體為真空隔熱材料的芯材，且使空隙率為80％以上，且纖維間空隙徑為40μm以下時，隔熱性能會大幅提升。
然而，平均纖維徑在不足0.1μm的細微的情況下，無機纖維的生產(chǎn)性降低。并且，無機纖維復(fù)雜地互相纏繞，在導(dǎo)熱方向平行的纖維排列的機率增加，導(dǎo)熱量增加。并且，平均纖維徑細微時，會復(fù)雜地互相纏繞，因此容易構(gòu)成集合體，空隙率增加。并且，集合體中及集合體間的空隙增大。另外，平均纖維徑超過10μm時，無機纖維的生產(chǎn)性提升，但是通過纖維中的導(dǎo)熱量會增大。且因接觸阻抗衰減，固體熱傳導(dǎo)增大。并且，因纖維徑增大，纖維間空隙徑增大。由此，使用平均纖維徑為0.1μm以上10μm以下的無機纖維集合體時，可在不使生產(chǎn)性惡化的情況下提升真空隔熱材料的隔熱性能。
并且，可使用令空隙率為80％以上，且，纖維間空隙徑為40μm以下的芯材。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，固體熱傳導(dǎo)率降低而氣體熱傳導(dǎo)成為主導(dǎo)，且氣體熱傳導(dǎo)衰減。
并且，使用結(jié)合劑使無機纖維集合體硬化，從而表面平滑性或剛性優(yōu)異，真空隔熱材料的使用條件或生產(chǎn)性、處理性顯著提升。
進而，本實施方式的芯材2構(gòu)成為減壓引起的厚度減少率在10％以下。因此，可抑制真空隔熱材料1在制作前后尺寸發(fā)生變化。即，真空隔熱材料1的尺寸穩(wěn)定性顯著提升。
此外，真空隔熱材料1中亦可封入如物理吸附劑或化學(xué)吸附劑那樣的水分吸附劑或氣體吸附劑。由此可更提升真空隔熱體的可靠性。該吸附機構(gòu)為可發(fā)揮物理吸附、化學(xué)吸附、及吸留、吸附等任一者，然而，以可作為非蒸發(fā)型吸氣劑而起作用的物質(zhì)為佳。具體而言，為合成沸石、活性碳、活性氧化鋁、硅膠、碳鈉鋁石(dawsonite)、水滑石等物理吸附劑?；瘜W(xué)吸附劑，為可利用堿金屬和堿土金屬的氧化物，或堿金屬和堿土金屬的氫氧化物等。尤其，氧化鋰、氫氧化鋰、氧化鈣、氫氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鎂、氧化鋇、氫氧化鋇可有效地作用。并且，硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、氯化鈣、碳酸鋰、不飽和脂肪酸、鐵化合物等亦可有效果地作用。并且，使用鋇、鎂、鈣、鍶、鈦、鋯、釩等單一物質(zhì)，或合金化的收氣物質(zhì)會更有效果。且，至少要吸附除去氮、氧、水分、二氧化碳，因此，亦可混用前述各種收氣物質(zhì)來使用。
芯材2的纖維材料，可利用玻璃絨、陶瓷纖維、石棉、玻璃纖維、氧化鋁纖維、硅鋁纖維、硅纖維、碳化硅纖維等無機材料纖維化者，且平均纖維徑0.1μm以上、10μm以下。考慮生產(chǎn)性時，為以0.8μm以上、10μm以下為佳。并且，纖維長并無特別指定，然而，以500mm以下，尤其是200mm以下者為佳。
并且，芯材2中為使用以干式法積層的纖維集合體，然而，并不限定在干式法。并且，亦不限定為積層體。然而，使用積層體時各層間的熱移動不易進行。進而，為以使用纖維無防布為佳。由此，在芯材2整體形成連續(xù)開孔構(gòu)造，通過該連續(xù)開孔構(gòu)造，在減壓時外部覆蓋物3與芯材2的層間的殘存空氣不會膨脹。因此，可避免外部覆蓋物3的熔接周緣部破損，因此，品質(zhì)穩(wěn)定化。
外部覆蓋物3使用可使芯材2與外氣隔絕的材料。例如，不銹鋼、鋁、鐵等金屬箔與塑膠膜的疊層材等。疊層材為至少由氣體阻隔層、熱熔接層構(gòu)成。配合需要亦可設(shè)置表面保護層等。氣體阻隔層，為可使用金屬箔，或者金屬、無機氧化物、類鉆石碳(diamond-like carbon)等經(jīng)蒸鍍而成的塑料膜等。如以減少氣體透過為目的而使用則不特別限定材料。而為了更加防止漏熱，發(fā)揮優(yōu)異隔熱性能時，為以金屬蒸鍍膜為佳。金屬箔，可使用鋁、不銹鋼、鐵等箔，然而，并不特別限定。金屬蒸鍍的材料為鋁、鈷、鎳、鋅、銅、銀或它們的混合物等，沒有特別限定。作為金屬蒸鍍基材膜，為以聚對苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-乙烯醇共聚物樹脂、聚萘二甲酸乙二醇酯、尼龍、聚酰胺、聚酰亞胺等為佳。并且，無機氧化物蒸鍍的材料為硅鋁等，無特別限定。并且，熱熔接層為使用低密度聚乙烯膜、高密度聚乙烯膜、無延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯膜、聚丙烯腈膜、乙烯-乙烯醇共聚物膜、或它們的混合體等。然而，并不限定在這些。熱熔接層的厚度為以25～60μm為佳。這是為了得到減壓密封步驟中密封品質(zhì)的穩(wěn)定性、防止來自熱熔接部端面的氣體入侵、取得在使用金屬箔作為氣體阻隔層時因熱傳導(dǎo)由表面漏熱的平衡。
表面保護層為使用聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯膜的延伸加工品等。進而，在外側(cè)設(shè)置尼龍膜等時，撓性提升，且對于折曲等耐久性提升。
并且，外部覆蓋物3亦可使用利用鐵板、不銹鋼板、鋅板等金屬板的金屬容器。
并且，外部覆蓋物3的袋形狀為四方密封袋、角狀袋、L字型袋、枕狀袋、中央密封型袋等，沒有特別限定。并且，亦可使金屬板成型為長方體來使用。
本實施方式中，熱熔接層為使用50μm厚的直鏈狀低密度聚乙烯膜(以下，LLDPE)。氣體阻隔層為使用將2層鋁蒸鍍膜的鋁蒸鍍面貼和的膜。一者為在厚度15μm的乙烯-乙烯醇共聚物膜(以下，EVOH)上形成有膜厚450埃的鋁蒸鍍的膜。另一者則為在厚度12μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯(以下，PET)上形成有450埃的鋁蒸鍍的膜。且，將熱熔接層的LLDPE與氣體阻隔層的EVOH干疊層構(gòu)成一邊的外部覆蓋物3。并且，另外的外部覆蓋物3，可使用厚度50μm的LLDPE作為熱熔接層，且在其上使厚度6μm的鋁箔作為氣體阻隔層。并且，保護層為厚度12μm的尼龍，最外層則為使用厚度12μm的尼龍來構(gòu)成。
并且，本實施方式中的真空隔熱材料的制造方法中，首先，制作外部覆蓋物3，然后在外部覆蓋物3中插入芯材2并將內(nèi)部減壓且密封。或者，亦可在減壓槽中設(shè)置芯材2與由輥狀或?qū)訝畹寞B層膜構(gòu)成的外部覆蓋物，使外部覆蓋物圍繞芯材2后將外部覆蓋物熱熔接，由此制作真空隔熱材料1。亦可通過在插入有芯材2的外部覆蓋物3內(nèi)直接減壓，并密封外部覆蓋物3的開口部來制造真空隔熱材料1。亦可在以金屬板成型的容器內(nèi)插入板狀的芯材1，并以管連接真空泵與前述金屬容器而將容器內(nèi)減壓，然后將管密封并切斷，由此制作真空隔熱材料1。這樣有各種方法，沒有特別限定。
并且，芯材亦可在插入外部覆蓋物前進行水分干燥，并且，亦可在插入外部覆蓋物時與吸附劑一起插入。
(實施方式2)本實施方式的真空隔熱材料1的基本結(jié)構(gòu)，為與圖1所示的實施方式1相同。與實施方式1不同之處為芯材2的結(jié)構(gòu)。本實施方式中的芯材2，為在以干式法積層的平均纖維徑7μm的無機纖維集合體上，以固形成分的10wt％的酚樹脂作為結(jié)合劑涂敷硬化成的板狀。
將如前述地制成的真空隔熱材料1的隔熱性能(熱傳導(dǎo)率)在平均溫度24℃測量時，為0.0041W/mK。并且，結(jié)合劑的添加量為10wt％，因此充分硬化。且減壓引起的芯材2厚度減少率為6％，因此，成為真空隔熱材料1時的大氣壓縮小，尺寸穩(wěn)定性顯著提升。
本實施方式的真空隔熱材料1的芯材2，為由纖維徑7μm的無機纖維集合體構(gòu)成，厚度為15mm。芯材2的空隙徑為40μm，空隙率為92％。因減壓造成芯材2厚度減少的減少率為6％，芯材密度(體積密度)為200kg/m3，且真空隔熱材料1的內(nèi)部壓力為13.3Pa。
本實施方式的結(jié)合劑，為至少具有熱硬化性的有機粘合劑。作為這種有機粘合劑，可使用酚樹脂、脂肪酸改性醇酸樹脂、胺基樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯樹脂、石油樹脂、尿素樹脂、三氯氰胺樹脂、二甲苯樹脂、呋喃樹脂等。并且，結(jié)合劑的添加量，相對芯材重量宜為8～20wt％，且以10wt％為佳。
如前述，本實施方式中除了具有實施方式1的結(jié)構(gòu)外，其中結(jié)合劑為以至少具有熱硬化性的有機粘合劑構(gòu)成。
由此，可輕易地以模具將結(jié)合劑硬化前的無機纖維集合體壓縮成型為任意形狀。然后在已經(jīng)以模具壓縮成型的狀態(tài)下加熱時，通過加熱，結(jié)合劑硬化，因此成型的芯材的形狀穩(wěn)定。
此外，有關(guān)其他結(jié)構(gòu)，因為與實施方式1相同，故省略說明。
(實施方式3)本實施方式3的真空隔熱材料1的基本結(jié)構(gòu)，為與圖1所示的實施方式1相同。與實施方式1不同之處為芯材2的結(jié)構(gòu)。本實施方式中的芯材2，為在以干式法積層的平均纖維徑0.8μm的無機纖維集合體上，以固形成分的10wt％的酚樹脂涂敷而硬化成板狀。
將如前述地制成的真空隔熱材料1的隔熱性能(熱傳導(dǎo)率)在平均溫度24℃測量時，為0.0024W/mK。并且，由在結(jié)合劑的添加量為10wt％，因此充分硬化。且基在減壓芯材2厚度減少的減少率為5％，因此，成為真空隔熱材料1時的大氣壓縮小，尺寸穩(wěn)定性顯著提升。
本實施方式的真空隔熱材料1的芯材2，為由纖維徑0.8μm的無機纖維集合體構(gòu)成，厚度為15mm。芯材2的空隙徑為9μm，空隙率為92％。因減壓造成芯材2厚度減少的減少率為5％，芯材密度(體積密度)為200kg/m3，且真空隔熱材料1的內(nèi)部壓力為13.3Pa。
如前述，依據(jù)本實施方式，亦可與實施方式2同樣地得到成型容易，具有形狀穩(wěn)定性且隔熱性優(yōu)異的真空隔熱材料。
此外，有關(guān)其他結(jié)構(gòu)，為與實施方式2相同，故省略說明。
(實施方式4)本實施方式的真空隔熱材料1的基本結(jié)構(gòu)，為與圖1所示的實施方式1相同。與實施方式1不同之處為芯材2的結(jié)構(gòu)。本實施方式中的芯材2，為在以干式法積層的平均纖維徑3.5μm的無機纖維集合體上，涂敷作為固形成分的10wt％的結(jié)合劑而硬化成的板狀。而該結(jié)合劑與實施方式2、3不同，為由水玻璃構(gòu)成。
將如前述地制成的真空隔熱材料1的隔熱性能(熱傳導(dǎo)率)在平均溫度24℃測量時，為0.0029W/mK。并且，結(jié)合劑的添加量為10wt％，因此充分硬化。且通過減壓使芯材2厚度減少的減少率為10％，因此，成為真空隔熱材料1時的大氣壓縮小，尺寸穩(wěn)定性顯著提升。
本實施方式的真空隔熱材料1的芯材2，為由纖維徑3.5μm的無機纖維集合體構(gòu)成，厚度為15mm。芯材2的空隙徑為30μm，空隙率為90％。因減壓造成芯材2厚度減少的減少率為10％，芯材密度(體積密度)為250kg/m3，且真空隔熱材料1的內(nèi)部壓力為13.3Pa。
如前述，依據(jù)本實施方式，亦可與實施方式2同樣地得到成型容易，具有形狀穩(wěn)定性且隔熱性優(yōu)異的真空隔熱材料。并且，芯材密度(體積密度)為250kg/m3，因此，芯材的剛性更高，可使形成為真空隔熱材料1時的機械強度增高，使用時的形狀穩(wěn)定性提升。
本實施方式的結(jié)合劑，為含有至少具有熱硬化性成分的無機粘合劑。如此的無機粘合劑，除了水玻璃以外，亦可使用氧化鋁溶膠、硅膠、有機氧化硅溶膠、硅酸鈉、硅酸鋰、硅酸鉀、氧化硅氧化鎂、石膏、硼酸系化合物、磷酸系化合物、烷基硅酸鹽等。硼酸系化合物，有硼酸、偏硼酸、氧化硼、四硼酸鈉的各水合物或酐等的硼酸鈉類、硼酸銨、硼酸鋰類、硼酸鎂類、硼酸鈣類、硼酸氧化鋁類、硼酸鋅類、過硼酸鹽類、烷基硼酸、及烷基硼氧烷衍生物等。作為磷酸系化合物，有磷酸、五氧化二磷等氧化磷、或作為磷酸鹽的磷酸二氫鹽、磷酸氫鹽、磷酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽、偏磷酸鹽等，它們的鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、鎂鹽、鋁鹽等。這些中，為以玻璃形成物、或水溶性物質(zhì)為佳，例如，硼酸、偏硼酸、氧化硼、硼砂、或磷酸、磷酸二氫鋁、六偏磷酸鈉等。以如前述的1種、或混合2種以上，或混合其他結(jié)合劑，或?qū)⑦@些稀釋作為成型體的結(jié)合劑使用，制作芯材。并且，結(jié)合劑的添加量，相對芯材重量，以0.1～20wt％為適當(dāng)?shù)?，?yōu)選1～10wt％。
此外，其他結(jié)構(gòu)為與實施方式2相同，故省略說明。
此外，亦可組合實施方式2、3中提及的有機粘合劑與前述無機粘合劑作為結(jié)合劑來使用。
(實施方式5)本實施方式的真空隔熱材料1的基本結(jié)構(gòu)，為與第1圖所示的實施方式1相同。且基本的材料為與實施方式2相同。與實施方式2不同之處為芯材2的密度。即，本實施方式中，為將以干式法積層的平均纖維徑0.8μm的無機纖維集合體，以固形成分的10wt％的結(jié)合劑涂敷而硬化成的板狀。而其芯材密度(體積密度)為250kg/m3。
將如前述地制成的真空隔熱材料1的隔熱性能(熱傳導(dǎo)率)在平均溫度24℃測量時，為0.0023W/mK。并且，結(jié)合劑的添加量為10wt％，因此充分硬化。且因減壓造成芯材2厚度減少的減少率為2％，因此，成為真空隔熱材料1時的大氣壓縮小，尺寸穩(wěn)定性顯著提升。
本實施方式的真空隔熱材料1的芯材2，為由纖維徑0.8μm的無機纖維集合體構(gòu)成，厚度為15mm。芯材2的空隙徑為8μm，空隙率為90％。因減壓造成芯材2厚度減少的減少率為2％，芯材密度(體積密度)為250kg/m3，且真空隔熱材料1的內(nèi)部壓力為13.3Pa。
如前述，依據(jù)本實施方式亦可與實施方式4同樣地得到成型容易，具有形狀穩(wěn)定性，且隔熱性優(yōu)異的真空隔熱材料。
此外，本實施方式中的芯材2的芯材密度，宜為100～400kg/m3，且以150～250kg/m3為佳。芯材密度超過400kg/m3時，形狀穩(wěn)定性更加提升，然而固體熱傳導(dǎo)增大造成隔熱性能降低，且重量增加而不易處理。并且，芯材密度不足100kg/m3時，真空隔熱材料1的強度降低。此在其他實施方式中亦相同。
此外，本實施方式所使用的粘合劑為與實施方式4相同，亦可使用無機粘合劑。
以下，針對脫離實施方式1～5中說明的各結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有真空隔熱材料作說明。
首先，作為真空隔熱材料的芯材，以使用平均纖維徑4.5μm的無機纖維集合體，且未用結(jié)合劑硬化的情形進行說明。除此的外，為與實施方式1同樣地制作。該真空隔熱材料的芯材的厚度為15mm，空隙徑為35μm，且空隙率為93％。并且，因減壓造成芯材厚度減少的減少率為80％，芯材密度為180kg/m3，且真空隔熱材料的內(nèi)部壓力為13.3Pa。
該真空隔熱材料的熱傳導(dǎo)率為0.0022W/mK，為良好，然而沒有以結(jié)合劑硬化無機纖維集合體，因此，真空隔熱材料表面成波狀起伏等，無法得到充足的表面平滑性及剛性。并且，因減壓造成芯材厚度減少的減少率高達80％，真空隔熱材料的尺寸穩(wěn)定性不佳，不耐使用。
接著，說明將真空隔熱材料的芯材的纖維徑0.8μm的無機纖維集合體浸漬在水后干燥、壓縮的情形。該無機纖維中陶瓷纖維等成分不會溶在水。除此以外，為與實施方式1同樣地制作。該真空隔熱材料的芯材的厚度為15mm，空隙徑為10μm，且空隙率為92％。并且，因減壓造成芯材厚度減少的減少率為40％，芯材密度為200kg/m3，且真空隔熱材料的內(nèi)部壓力為13.3Pa。
該真空隔熱材料的熱傳導(dǎo)率為0.0028W/mK，為良好，然而沒有以結(jié)合劑硬化無機纖維集合體，因此，真空隔熱材料沒有充足的表面平滑性及剛性。并且，因減壓造成芯材厚度減少的減少率高達40％，真空隔熱材料的尺寸穩(wěn)定性不佳。
接著，說明真空隔熱材料的芯材為以結(jié)合劑硬化平均纖維徑0.8μm的無機纖維集合體而成板狀者，且其芯材密度(體積密度)為65kg/m3的形態(tài)，除此以外，為與實施方式1同樣地制作。該真空隔熱材料的芯材的厚度為15mm，空隙徑為20μm，且空隙率為97％。并且，因減壓造成芯材厚度減少的減少率為66％，芯材密度為65kg/m3，且真空隔熱材料的內(nèi)部壓力為13.3Pa。
該真空隔熱材料的熱傳導(dǎo)率為0.0041W/mK，為良好，然而芯材密度為65kg/m3，因此，芯材沒有充分的剛性，真空隔熱材料的形狀穩(wěn)定性不佳。并且，芯材的密度為65kg/m3，因減壓造成芯材厚度減少的減少率高達66％，真空隔熱材料的尺寸穩(wěn)定性不佳。
接著，說明真空隔熱材料的芯材為以結(jié)合劑硬化平均纖維徑4.5μm的無機纖維集合體構(gòu)成，且芯材密度為700kg/m3的形態(tài)，除此以外，為與實施方式1同樣地制作。該真空隔熱材料的芯材的厚度為15mm，空隙徑為35μm，且空隙率為72％。并且，因減壓造成芯材厚度減少的減少率為1％，芯材密度為700kg/m3，且真空隔熱材料的內(nèi)部壓力為13.3Pa。
該真空隔熱材料中由無機纖維集合體構(gòu)成的芯材的密度為700kg/m3因此，芯材過硬。故，因減壓造成芯材厚度減少的減少率為1％，尺寸穩(wěn)定性提升，然而，加上性顯著降低。并且，芯材的剛性更高，成為真空隔熱材時的形狀穩(wěn)定性提升，然而，固體點接觸增加，所以固體熱傳導(dǎo)增大。因此，與不含結(jié)合劑的芯材相比，隔熱性能大幅降低，熱傳導(dǎo)率為0.0058W/mK。
以上，將實施方式1～5與現(xiàn)有真空隔熱材料進行整理，得知作為在真空隔熱材料的芯材中使用的無機纖維集合體，為以成型為板形且用結(jié)合劑硬化者為佳。并且，使無機纖維的平均纖維徑為0.1μm以上、10μm以下，使無機纖維之間的空隙徑為40μm以下，且芯材的空隙率為80％以上者為佳。有關(guān)理由在實施方式1已作說明，故省略詳細說明。
并且，得知使用結(jié)合劑使無機纖維體硬化，可制造出表面性及剛性優(yōu)異者，可使真空隔熱材料的使用條件與生產(chǎn)性，及處理性顯著提升。
并且，在使芯材的密度為100kg/m3以上、400kg/m3以下時，可維持隔熱性能且提升芯材的剛性，成為真空隔熱材料時的機械強度增強，使用時的形狀穩(wěn)定性提升。
此外，使因減壓造成芯材厚度減少的減少率為10％地構(gòu)成芯材，，可防止真空隔熱材料制作前后的尺寸改變，即，可顯著提升尺寸穩(wěn)定性。
此外，作為用以將無機纖維集合體固定在成型后形狀的結(jié)合劑，至少為有機粘合劑，或至少為無機粘合劑為佳。且，尤以熱硬化性的結(jié)合劑為佳。使用前述結(jié)合劑時，可用模具輕易地將結(jié)合劑硬化前的無機纖維集合體壓縮成型為任意形狀。并且，在已經(jīng)以模具壓縮成型的狀態(tài)下加熱時，通過加熱，結(jié)合劑硬化，因此，成型的芯材的形狀穩(wěn)定。
此外，以上的說明中，為說明了使用無機纖維集合體作為真空隔熱材料的芯材。然而，纖維的材料并不限在此，亦可為有機材料。有機纖維，為可使用木棉等天然纖維、聚酯、尼龍、芳香族聚酰胺的合成纖維等有機纖維等等。
(實施方式6)本發(fā)明的實施方式6中的真空隔熱材料的截面圖為與實施方式1中的圖1相同，芯材以外的基本結(jié)構(gòu)為與實施方式1相同。圖2為本發(fā)明的實施方式6中的真空隔熱材料的芯材的截面圖。
成型體4為將平均纖維徑5μm、平均纖維長10mm、真比重2.5g/cm3的玻璃絨積層成型為規(guī)定形狀。結(jié)合劑5將水玻璃10重量％溶解在90重量％的水中而調(diào)制成。且相對于玻璃絨使用該重量的水玻璃水溶液。將該水玻璃水溶液以噴霧裝置噴灑在成型體4的兩表面，然后在450℃的熱風(fēng)循環(huán)爐中壓制20分鐘。
這樣，得到厚度15mm，密度235kg/m3的芯材2。芯材2的熱傳導(dǎo)率為0.35W/mK。
如前述地制成的芯材2的中心層中結(jié)合劑5少，而越接近表面層結(jié)合劑5越多，且硬化而在表面形成有硬化層。該芯材的表面硬度為65。并且，以光學(xué)顯微鏡觀察芯材2的表面外觀時，如圖5所示，交叉的纖維通過結(jié)合劑接合而硬化。
此外，硬度為以通過硬度劑測定芯材表面硬度時的值定義，數(shù)值越大表示越硬，數(shù)值越小表示越軟。
真空隔熱材料1如下制成。首先，將芯材2在140℃的干燥爐中干燥1小時。然后，將芯材2插入外部覆蓋物3中。接著，將內(nèi)部減壓至3Pa并密封。
前述真空隔熱材料1的熱傳導(dǎo)率，在平均溫度24℃下為0.0022W/mK。表面硬度為70。并且，為了確認(rèn)隨時間經(jīng)過的可靠性，評價通過加速試驗使隔熱材料惡化的惡化狀況時，歷經(jīng)10年條件下的熱傳導(dǎo)率在平均溫度24℃下為0.0050W/mK。此時的芯材2的表面硬度為60。
(實施方式7)實施方式7中的真空隔熱材料的基本構(gòu)造，為與實施方式6相同。與實施方式6不同之處為芯材的結(jié)合劑及成型方法。
本實施方式中的芯材所使用的結(jié)合劑5，為將硼酸3重量％溶解在水97重量％而調(diào)制成的。且對玻璃絨使用該重量的硼酸水溶液。
將該硼酸水溶液以噴霧裝置噴灑在成型體4的兩表面，并將其以25℃左右的常溫壓制1次。然后在350℃的熱風(fēng)循環(huán)爐中壓制20分鐘，得到厚度15mm、密度200kg/m3且熱傳導(dǎo)率0.34W/mK的芯材2。與實施方式6相同，芯材2的中心層中亦通過少許結(jié)合劑5結(jié)合，而越接近表面越增加結(jié)合劑量。即，本實施方式中的芯材亦在表面形成有硬化層。該芯材2的表面硬度為45。
使用前述芯材2的真空隔熱材料1的熱傳導(dǎo)率在平均溫度24℃下為0.0020W/mK，且厚度被壓縮1mm而成為14mm，密度為214kg/m3。其表面硬度為60。此時，亦可測量在真空隔熱材料狀態(tài)下的芯材的各尺寸后，將真空隔熱材料解體并測量芯材重量，由其結(jié)果計算密度。并且，為了確認(rèn)歷時可靠性，評價通過加速試驗使隔熱材料惡化的惡化狀況時，在歷經(jīng)10年條件下的熱傳導(dǎo)率在平均溫度24℃下為0.012W/mK。此時的芯材2的表面硬度為35。
與實施方式6的真空隔熱材料相比，由在為以硼酸作為結(jié)合劑，且在加熱壓縮前進行常溫壓制，因此，芯材內(nèi)部中結(jié)合劑殘留，在不會滲移的表面層內(nèi)側(cè)硬化。因此，芯材內(nèi)部的剛性提升，且整體硬度增加。
此外，前述制造方法中，為在加熱壓縮前將涂敷有結(jié)合劑的積層纖維以不足100℃溫度下壓縮。此為以水分不易蒸發(fā)的常溫壓縮為佳。
之后，以100℃以上的溫度加熱壓縮，而此為以使水份蒸發(fā)，及使結(jié)合劑硬化為目的，為以結(jié)合劑硬化溫度以上地加熱為佳。在加熱壓縮時為了防止結(jié)合劑過度滲透至積層體內(nèi)部，防止纖維熔融，為以600℃以下為佳。
一般，在纖維化時使用涂敷有結(jié)合劑的纖維制作成型體時，容易得到在成型體內(nèi)具有均一的結(jié)合劑分布的板狀體，而不易得到具有濃度梯度的成型體。然而，依據(jù)本實施方式的制造方法，將纖維積層成規(guī)定形狀，并在該積層的纖維的至少一面涂敷結(jié)合劑。將其以不足100℃，即水分蒸發(fā)以下的溫度進行壓縮。由此，構(gòu)成表面層中結(jié)合劑濃度高，而內(nèi)部結(jié)合劑濃度低的狀態(tài)。之后，以100℃以上的溫度壓縮加熱使水分蒸發(fā)。由此，在厚度方向上結(jié)合劑濃度不同，可輕易地得到連成型體內(nèi)部亦有少量結(jié)合劑結(jié)合的芯材，且強度亦優(yōu)異的芯材。
接著，顯示分析芯材2的厚度方向的結(jié)合劑濃度分布的一例。圖3為本實施方式中的真空隔熱材料的芯材的截面圖。首先，將芯材2的表面層在厚度方向上分割成表里1mm作為表皮層2A，且將直到內(nèi)側(cè)層的剩余部分分割成3等份，并使其中的外側(cè)的2層為中間層2B，并且，使最內(nèi)部的層為中心層2C。
從表皮層2A、中間層2B、中心層2C分別各取1g并將其粉碎，且在每1g各試料中加入純水100ml，輕輕搖晃混合。然后，以15分鐘的超音波浴洗提結(jié)合劑，并過濾該洗提液。以ICP發(fā)光分光分析法求出該濾液中的硼洗提量。將其結(jié)果表示在表1。來自每1g試料的洗提量，表皮層2A為各3190μg，中間層2B為各2050μg，而中心層2C則為995μg。此外，為了求出來自玻璃絨4的硼洗提量，進行同樣的試驗，結(jié)果為182μg。因此，由各層的每1g得知，在表皮層2A含有總結(jié)合劑量的28.5％，在中間層2B含有17.7％，在中心層2C含有7.7％，在另一側(cè)的中間層2B中含有17.7％，在其表側(cè)的表皮層2A中含有28.5％。

如前述的結(jié)合劑濃度分布的數(shù)值為一例，該值可在厚度方向互異，且更佳的形態(tài)為芯材表面層的結(jié)合劑濃度較內(nèi)側(cè)還高。
并且，例如，表皮層2A的結(jié)合劑濃度可較中心層2C的結(jié)合劑濃度還高，亦可為如中間層2B的結(jié)合劑濃度較表皮層2A的濃度還高，或者，中間層2B的濃度較中心層2C的濃度還低的分布。
并且，芯材的分割比率亦無特別規(guī)定。
并且，此為可使用在真空隔熱材料制作前的芯材，及制作后將真空隔熱材料解體而取出的芯材任一種。
進而，前述的分析方法為一例，只要可知道結(jié)合劑量的分布，并沒有特別指定分析方法。只要是目測芯材的截面時，可得知結(jié)合劑的濃度不同即可。
(實施方式8)實施方式8中的真空隔熱材料的基本構(gòu)造，為與實施方式7相同。本實施方式中，為將芯材形成為板狀成型體的多層構(gòu)造。
圖4為本實施方式中的真空隔熱材料的芯材的截面圖。
在圖4中，芯材2為由大致同一厚度的3片板狀成型體(以下為成型體)4A、4B構(gòu)成。
兩片成型體4A為由將平均纖維徑5μm、平均纖維長10mm、真比重2.5g/cm3的玻璃絨積層成規(guī)定形狀的成型體構(gòu)成，且添加了結(jié)合劑。結(jié)合劑為將硼酸5重量％溶解在水95重量％而調(diào)制成。且對玻璃絨使用該重量的硼酸水溶液。將該硼酸水溶液以噴霧裝置噴灑在成型體的兩表面，然后將其以常溫進行壓制。之后，在350℃的熱風(fēng)循環(huán)爐中壓制20分鐘，得到厚度5mm，密度230kg/m3的成型體4A。
另一片的成型體4B為將平均纖維徑5μm、平均纖維長10mm的玻璃絨在不使用結(jié)合劑的情況下，以350℃加熱壓縮而形成的，厚度為5mm，密度為220kg/m3。
使用該3片板狀成型體4A、4B，使外側(cè)為使用有硼酸的成型體4A，內(nèi)側(cè)為僅使用有玻璃絨的成型體4B地重疊而形成芯材2。位于表面的成型體4A為硬化層。其表面硬度為45。芯材2整體密度為190kg/m3，且熱傳導(dǎo)率為0.34W/mK。
使用如前述的芯材2的真空隔熱材料1的熱傳導(dǎo)率，在平均溫度24℃下為0.0019W/mK，其表面硬度為60。并且，為了確認(rèn)歷時可靠性，評價通過加速試驗使隔熱材料惡化的惡化情形時，歷經(jīng)10年條件下的熱傳導(dǎo)率在平均溫度24℃下為0.014W/mK。此時的芯材2的表面硬度為35。
使用表面層帶有硼酸結(jié)合劑的板狀成型體，且使用中心層僅為玻璃絨的板狀成型體，由此中心層沒有結(jié)合劑，因此得到固體熱傳導(dǎo)率小而隔熱性能優(yōu)異的芯材。
以下，針對使用與本發(fā)明的實施方式6～8不同的、結(jié)合劑均一地分散的芯材的真空隔熱材料作說明。
比較例的基本結(jié)構(gòu)為與實施方式6相同。芯材為由平均纖維徑5μm的玻璃絨纖維化后，在纖維表面噴灑結(jié)合劑使其均一地附著而構(gòu)成的。結(jié)合劑為將酚樹脂10重量％溶解在水90重量％而調(diào)制成的。且對在玻璃絨使用該重量的酚樹脂水溶液。
將具有該結(jié)合劑的原棉積層至規(guī)定密度，然后在200℃的熱風(fēng)循環(huán)爐中壓制20分鐘，使密度成為200kg/m3。將如此地制成的芯材在140℃的干煤爐中干燥1小時，并插入外部覆蓋物中，將內(nèi)部減壓10分鐘至3Pa為止，且密封。
如前述的比較例的真空隔熱材料的熱傳導(dǎo)率，在平均溫度24℃下為0.0040W/mK。然而，為了確認(rèn)歷時可靠性，評價通過加速試驗使隔熱材料惡化的惡化狀況時，歷經(jīng)10年條件下的熱傳導(dǎo)率在平均溫度24℃下為0.021W/mK。如前述，與實施方式6相比，使用酚樹脂作為結(jié)合劑，且在芯材內(nèi)均一地硬化，因此，初期性能、歷時性能皆較與實施方式7相比較時，使結(jié)合劑均一地硬化，因此，初期性能降低，且制作真空隔熱材料時的排氣時間亦必須花費長時間。使用作為芯材的玻璃絨等纖維與結(jié)合劑成型時，結(jié)合劑遍及玻璃纖維整體地分散，使直至纖維成型體內(nèi)部各纖維成為接合狀態(tài)時，芯材的固體熱傳導(dǎo)率增大。
相對在此，實施方式6～8中，通過設(shè)置結(jié)合劑濃度小的部分，固體熱傳導(dǎo)率減小，隔熱性能提升。進而，結(jié)合劑濃度小的部分的排氣阻抗小，真空排氣所需的時間短，真空隔熱材料的生產(chǎn)性提升。并且，通過使用在成型體厚度方向上結(jié)合劑濃度不同的芯材，得到芯材剛性、隔熱性能、生產(chǎn)性優(yōu)異的真空隔熱材料。
并且，在前述結(jié)構(gòu)中，宜使在芯材厚度方向上的表面層的結(jié)合劑濃度較內(nèi)側(cè)的層還高。即，為以在表面形成硬化層為佳。由此，除了前述效果外，還可得到表面平面性優(yōu)異的芯材，并且，可得到外觀優(yōu)異的真空隔熱材料。
此外，在實施方式6～8中，芯材2為將有機或無機纖維平板狀化的芯材、將粉末固形化而成平板狀化的芯材等，沒有特別限定。
舉例而言，纖維材料乎板狀化的芯材，為可使用在實施方式1所提及的無機纖維、或木棉等天然纖維、聚酯、尼龍、芳香族聚酰胺等合成纖維等的有機纖維等公知材料。
并且，將粉末平板狀化的芯材，可使用二氧化硅、珍珠巖、碳黑等無機粉末。或者，可使用將合成樹脂粉末等有機粉末等在纖維結(jié)合劑或無機、有機的液狀結(jié)合劑中固形化等公知材料。
然而，在前述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選在芯材中使用纖維材料。通過使用纖維材料，容易成型且固體熱傳導(dǎo)率減少，可得到成型性與隔熱性優(yōu)異的真空隔熱材料。尤其在表面中結(jié)合劑濃度高，而在表面設(shè)置有硬化層的芯材中，優(yōu)選使用纖維材料。亦有通過結(jié)合劑僅在成型體表面層形成硬化層，滲透至內(nèi)部的少量結(jié)合劑因滲移而大部分移動至表面層，內(nèi)部幾乎沒有形成硬化層的情況。此時，內(nèi)部恐怕會產(chǎn)生破裂，而造成成型體整體強度降低。相對于此，宜將纖維形成為板狀后，在表面涂敷結(jié)合劑并加熱加壓由此得到板狀成型體。如前述地進行時，在表面層中，可形成涂敷的結(jié)合劑硬化的濃度高的層。內(nèi)部中滲透的少量結(jié)合劑在不太產(chǎn)生滲移的表面層內(nèi)側(cè)硬化。其結(jié)果為，可得到在厚度方向上結(jié)合劑濃度不同的成型體，且可得到連內(nèi)部都有少量結(jié)合劑硬化的強度亦優(yōu)異的成型體。
并且，由壓縮加熱時的耐熱性的方面來看，為以無機纖維為佳。其中，由耐氣候性高、耐水性良好的觀點來看，為以玻璃絨、玻璃纖維為佳。尤其，由耐氣候性、耐水性優(yōu)異的方面來看，為以含有硼的玻璃為素材者為佳。
以纖維構(gòu)成芯材時，其纖維徑并無特別限定。然而，由可形成連續(xù)開孔構(gòu)造，且可得到表面硬度高且輕量的芯材的方面來看，可為0.1～20μm，優(yōu)選為1～10μm，更優(yōu)選為2～7μm。并且，在以積層體構(gòu)成芯材時，由防止積層體剝離的觀點來看，以使用平均纖維長度5～15μm者為佳，然而，并不限定在此。與實施方式1相同，使用無紡布也可。
并且，亦可在作為芯材的纖維材料中添加前述的粉末。并且，亦可適當(dāng)使用聚氨酯發(fā)泡體、酚樹脂發(fā)泡體、苯乙烯發(fā)泡體等發(fā)泡樹脂的粉碎物等公知材料。
并且，結(jié)合劑可使用實施方式2～4中提及的無機或有機結(jié)合劑等?；蛘咭嗫墒褂么姿嵋蚁?、丙烯基系樹脂等熱可塑性樹脂，或天然物粘接劑等有機粘合劑?？蓪⑺鼈兓旌鲜褂?，或?qū)⑺鼈円运蚬袡C溶劑稀釋來使用。然而，結(jié)合劑優(yōu)選使用無機材料。通過使用無機材料為結(jié)合劑，來自結(jié)合劑的歷時所產(chǎn)生的氣體少，真空隔熱材料的歷時隔熱性能提高。進而，結(jié)合劑優(yōu)選包含有硼酸、硼酸鹽、或磷酸、磷酸鹽、或其加熱生成物中至少一種。這些物質(zhì)中，有本身形成玻璃狀物質(zhì)的，且與無機纖維，尤其是玻璃纖維的親和性好，不易發(fā)生滲移。
使結(jié)合劑附著在芯材材料的方法，沒有特別指定，可將結(jié)合劑或其稀釋液涂敷或噴灑等而使其附著。具體而言，亦可使芯材材料成型至某個程度后，噴灑結(jié)合劑，然后加熱壓縮，由此得到在板狀成型體的厚度方向上結(jié)合劑濃度不同的成型體。
并且，使用纖維材料為芯材時，在纖維化時噴灑結(jié)合劑或其稀釋液。且在板狀成型體的某些部分配置結(jié)合劑濃度高的纖維，并在其他部分配置結(jié)合劑濃度低的纖維或沒有結(jié)合劑的纖維。然后，通過將纖維積層體壓縮加熱等使其固形化。如此一來，亦可通過制作芯材得到在成型體厚度方向上結(jié)合劑濃度不同的板。
并且，亦可通過組合2片以上的結(jié)合劑濃度高的板狀成型體與結(jié)合劑濃度低的板狀成型體，得到在厚度方向上濃度不同的芯材。
結(jié)合劑的濃度，希望為結(jié)合劑固形分在0.1wt％以上、20wt％以下地使結(jié)合劑附著在芯材上。因為考慮到結(jié)合劑量多時，會有自結(jié)合劑產(chǎn)生的氣體增加或固體熱傳導(dǎo)率增加的擔(dān)心，而對真空隔熱材料的隔熱性能造成不良影響。另外，結(jié)合劑量少時，纖維積層體的固形化不充足。
結(jié)合劑濃度可在芯材的厚度方向上，至少某部分與某部分的濃度不同。目的在于分別在結(jié)合劑濃度低的部分具有降低固體熱傳導(dǎo)率、排氣杭阻的效果，在結(jié)合劑濃度高的部分具有賦予板剛性的效果。尤其，優(yōu)選以結(jié)合劑濃度高的部分為芯材的至少一側(cè)的表面層或兩面的表面層。如此一來，成為真空隔熱材料時，強度優(yōu)異，表面平面性亦良好。
芯材的密度為與實施方式1～5相同，以成型為100kg/m3～400kg/m3為佳，并且，內(nèi)部的密度亦可不同。芯材的密度優(yōu)選為120～300kg/m3，且更優(yōu)選為150～250kg/m3的范圍。該理由為與實施方式5相同。
并且，芯材2的表面硬度，優(yōu)選為15～70，更優(yōu)選為20～40的范圍。表面硬度為15以上時，可確保處理性或表面平滑性。一側(cè)表面硬度為70以下時，冰箱廢棄后，可輕易地進行隔熱材料的廢棄處理。該表面硬度為通過外部覆蓋物3包覆前的芯材2的表面硬度。因此，通過外部覆蓋物3包覆后的真空隔熱材料的表面硬度，優(yōu)選為50～80，更優(yōu)選為60～75的范圍。
該表面硬度為通過在芯材2的表面形成硬化層而顯現(xiàn)出，而硬化層為纖維或粉末通過結(jié)合劑熱固定。即，通過纖維或粉末利用結(jié)合劑結(jié)合而形成。硬化層中空隙比率小，且為通過纖維或粉末與結(jié)合劑結(jié)合而形成，因此剛性高。因此，在芯材2的至少單面，且宜在兩面形成前述硬化層，由此芯材2的剛度提升，處理性良好。并且，由于芯材2的硬度高，因此，以外部覆蓋物3外包覆后，即使將內(nèi)部減壓密閉后，隔熱材料1表面亦大致不會產(chǎn)生凹陷或大的凹凸，可確保表面的平滑性。因此，安裝在冷凍、冷暖機器時的附著性提升，隔熱效果更加良好。
并且，實施方式6～8的真空隔熱材料1中，在內(nèi)部結(jié)合劑少，因此輕量，剛性高且平面精度高，因此寬面積者可使用。
結(jié)合劑水溶液的濃度，為依結(jié)合劑的種類、涂敷量、添加量而改變，因此，不能一概地規(guī)定，然而考慮對水的溶解性，希望為0.5～20重量％。結(jié)合劑的水稀釋液的涂敷量，沒有特別指定，然而，優(yōu)選為相對于纖維材料重量比在0.5倍以上、3倍以下。因為低于0.5倍時，水溶液不易滲透至積層纖維內(nèi)部，多于3倍時，在之后的加熱壓縮步驟中會有多余水分以液體狀態(tài)流出，結(jié)合劑亦會隨之流出，造成結(jié)合劑流失。
(實施方式9)實施方式9中的真空隔熱材料的基本構(gòu)造，為與實施方式6相同。本實施方式的真空隔熱材料中，硬化層為通過在芯材表面噴灑水而形成。
以下，針對本實施方式中的芯材的制造方法進行描述。
將以離心法制成的平均纖維徑約4μm～6μm的玻璃纖維的原棉，切割成規(guī)定大小并進行規(guī)定量集棉積層。在集棉積層的纖維積層體上，噴灑pH值6以上、8以下的中性左右的離子交換水，使其大致均一地附著在纖維積層體表面。噴霧量為相對于纖維積層體的重量為1.5～2.0倍。
將噴灑過離子交換水的纖維積層體以25℃左右的常溫壓縮，使水?dāng)U散滲透至該纖維積層體內(nèi)部。然后，利用加熱壓制進行高溫壓縮并維持10分鐘以上而使其干燥，制作厚度10mm的成型體5。在高溫壓縮中，為將該積層體戴置在加熱至380℃的金屬制夾具內(nèi)，并以金屬制的壓板從上面進行壓制。
得到的成型體中，通過利用反復(fù)壓縮使玻璃纖維相對于導(dǎo)熱方向垂直地定向，而在積層方向上不易破裂，可靠性提升。
進而，將制成的厚度10mm的成型體，切斷為180mm×180mm而形成芯材2。芯材2為在150℃的干煤爐干燥約60分鐘，將成型后仍殘留的水分除去。
將干燥的芯材2由干燥爐取出，并立即收納事先形成在芯材2上的凹部中的吸附劑，將收納完吸附劑的芯材2插入外部覆蓋物3內(nèi)且載置在真空室內(nèi)。將真空室內(nèi)減壓排氣，使其為1.33Pa以下的真空度后，即在前述真空室內(nèi)將外部覆蓋物3的開口通過熱熔接密閉。如此，得到真空隔熱材料1。
如前述地構(gòu)成的芯材2的硬化層，為僅在積層體的表面噴灑水而形成。即，通過由水的附著而自纖維洗提的物質(zhì)使纖維結(jié)合。前述自纖維洗提的物質(zhì)可發(fā)揮作為結(jié)合劑的作用。利用噴灑水的方法，水沒有完全滲透至內(nèi)層，內(nèi)層結(jié)合強度弱，因此，可得到內(nèi)層較柔軟的芯材。
此外，噴灑在纖維積層體的水使用了離子交換水，然而并無特別限定，亦可為蒸餾水、堿離子水、礦泉水、過濾凈水、或自來水。
并且，硬度、總堿度、殘留氯濃度，亞硝酸性、硝酸性、氨性的堿基性氮、磷酸、銅、鐵的離子濃度等水的特性值亦沒有特別限定。只是由隔熱性能方面來看，為以離子交換水為佳。
吸附劑根據(jù)需要而收容，亦可不使用。
如前述得到的真空隔熱材料1的熱傳導(dǎo)率，在平均溫度24℃下測量時，為0.0020W/mK。并且，在相當(dāng)于10年的歷時可靠性試驗中，熱傳導(dǎo)率的值為0.0025W/mK，只是些微惡化。
并且，芯材2的密度，為在真空隔熱材料1的狀態(tài)下，測量重量與體積，然后將真空隔熱材料1的外部覆蓋物3拆開，測量外部覆蓋物3與吸附劑的重量與體積，從真空隔熱材料1的值扣除而求出。
以上求出的本實施方式的芯材2的密度為250kg/m3。
(實施方式10)圖6為本發(fā)明的實施方式10的真空隔熱材料的截面圖。并且，圖7為本發(fā)明的實施方式10的真空隔熱材料的俯視圖?；镜慕Y(jié)構(gòu)、材料為與實施方式6～8相同，然而本實施方式中，在真空隔熱材料1表面形成有溝槽4。
接著，針對真空隔熱材料1的制造方法進行說明。
首先，與實施方式6同樣地制作平板狀的真空隔熱材料。如此的真空隔熱材料的熱傳導(dǎo)率，在平均溫度24℃下為0.0023W/mK。
然后，使用模具通過壓制成型對真空隔熱材料進行夾壓，在表面形成尺寸為開口部50mm、底面(直線部)20mm、深度5mm的溝槽32。對外部覆蓋物3壓接的模具的角部分形成為圓筒面形狀。
在形成的溝槽32中，在外部覆蓋物3表面沒有針孔等缺陷，除了具有溝槽32的部分以外，熱傳導(dǎo)率沒有改變。
進而，為了確認(rèn)歷時可靠性，評價通過加速試驗造成隔熱材料惡化的惡化情況時，歷經(jīng)10年條件下的熱傳導(dǎo)率在平均溫度24℃中為0.0055W/mK，與沒有形成溝槽的真空隔熱材料沒有差別。
即，芯材2的內(nèi)側(cè)層的粘合劑濃度低，內(nèi)部柔軟，因此，可在制成真空隔熱材料后通過壓制成型形成溝槽32?？稍诖髿庵惺褂闷胀ㄑb置以較小的壓力使溝槽32成型。溝槽32為在形成適合使用真空隔熱材料1的隔熱箱體時，用以錯開其他構(gòu)成物時所需要的。本發(fā)明的真空隔熱材料1中，為輕易地形成溝槽32，可提升生產(chǎn)性，且可壓低成本。
(實施方式11)本實施方式中的真空隔熱材料1，為在實拖形態(tài)6～8制成的芯材，通過切削制成溝槽后，與實施方式6～8同樣地制作。在該階段成為已經(jīng)形成溝槽32的真空隔熱材料1。
如前述的真空隔熱材料1的熱傳導(dǎo)率，為與實施方式10相同，歷經(jīng)10年條件下的熱傳導(dǎo)率亦沒有差別。
即，芯材的內(nèi)側(cè)層的粘合劑濃度低，內(nèi)部柔軟，因此，可輕易地在成型體上切削形成溝槽，不會有因模具壓力造成外部覆蓋物損害的擔(dān)心。
此外，溝槽的形成，亦可利用加熱壓縮成型體5時的模具進行。
此外，在實施方式10、11中針對使用表面的結(jié)合劑量多，且形成有硬化層的芯材的真空隔熱材料進行了說明。然而，與實施方式6～8相同，只要在芯材厚度方向上某處存在結(jié)合劑少且柔軟的層即可。其他有關(guān)材料等的說明亦與實施方式6～8相同。
(實施方式12)
實施方式12的真空隔熱材料的基本構(gòu)成、材料，與實施方式9相同。在如此的真空隔熱材料的表面可形成溝槽。有關(guān)其方法為與實施方式10相同，然而，使用水成型時可得到比使用粘合劑時更柔軟的成型體，且外部覆蓋物的缺陷更少。
(實施方式13)實施方式13中的真空隔熱材料的基本截面構(gòu)造為與圖1所示的實施方式1相同。與實施方式1不同之處為芯材2的結(jié)構(gòu)。
芯材2為由使用結(jié)合劑通過干式法加熱加壓成型的玻璃絨平板構(gòu)成的板狀成型體。芯材2含有纖維長度短的纖維。使用含有各種纖維長度，且其含有比率不同的芯材樣品A～D構(gòu)成真空隔熱材料1，并將評價熱傳導(dǎo)率的結(jié)果顯示在表1。表2所示的壓縮率，為由真空隔熱材料1的厚度求出真空隔熱材料構(gòu)成后的芯材2的厚度，再由其與真空隔熱材料構(gòu)成前的芯材2的厚度的比率求出。
將使用樣品C的真空隔熱材料1拆開，取出芯材2進行觀察的樣態(tài)作為一例，顯示在圖8。圖8為通過光學(xué)顯微鏡在常溫常壓下，以照相倍率200倍(物透鏡倍率×50)觀察的樣態(tài)。如圖示，纖維為相對于導(dǎo)熱方向垂直地定向。表2中，為測量在觀察范圍內(nèi)收納有所有纖維的纖維長度，未完全納入者的纖維長度為100μm以上，且將計算的條數(shù)的結(jié)果合計來顯示。
表2


并且，表2中亦顯示了經(jīng)整理資料計算出纖維長度100μm以下的條數(shù)的結(jié)果。
由表2可知，通過在100μm以下的纖維的含量40％以上的范圍中含有短纖維，纖維所進行的導(dǎo)熱會中斷。因此，真空隔熱材料1具有低初期熱傳導(dǎo)率。即，隔熱性能優(yōu)異。如樣品D，100μm以下的纖維在不足40％的情況中，透過纖維傳導(dǎo)的導(dǎo)熱大，因此，具有高熱傳導(dǎo)率。
此外，100μm以下的纖維含量超過70％時，朝熱傳導(dǎo)方向排列的短纖維多，固體熱傳導(dǎo)增大，隔熱性能降低。
此外，真空隔熱材料1內(nèi)部中，為如實施方式1所述，亦可導(dǎo)入氣體吸附劑或水分吸附劑等收氣物質(zhì)。
并且，使用在芯材2的纖維材料、結(jié)合劑材料，亦可適用在實施方式1～5中提及的各種有機材料、無機材料，然而，由長期可靠性的觀點來看，皆以無機材料為佳。
(實施方式14)圖9為本發(fā)明的實施方式14的隔熱體的截面圖。本實施方式的隔熱體8，為具有實施方式1至9中任一個的真空隔熱材料1。或者亦可使用實施方式13的真空隔熱材料。真空隔熱材料1配置在作為外部覆蓋物的板體9A、9B與連接板體9A、9B外周部的框體9C所包圍的空間內(nèi)，使真空隔熱材料1一側(cè)的平面緊密貼在板體9A上。且在除了真空隔熱材料以外的空間中，充填有作為真空隔熱材料以外的隔熱材料的發(fā)泡隔熱材料10。真空隔熱材料1、隔熱體8為板狀的形狀。發(fā)泡隔熱材料10，例如，亦可為硬質(zhì)胺基甲酸乙酯發(fā)泡體、酚樹脂發(fā)泡體、苯乙烯發(fā)泡體等。
板體9A、9B、框體9C的材料，為金屬或硬質(zhì)的樹脂，且可以同一材料構(gòu)成全部，并且，亦可以金屬構(gòu)成板體9A與板體9B任一者，以樹脂構(gòu)成其他部分。此外，框體9C亦可與板體9A或板體9B一體地構(gòu)成。
本實施方式中，僅使真空隔熱材料1一側(cè)的平面緊貼在板體9A上，然而，亦可使真空隔熱材料1另一側(cè)的平面緊貼在板體9B上。板體9A或板體9B的與真空隔熱材料1的平面緊貼的面，以具有高平面性為佳。
作為前述真空隔熱材料以外的隔熱材料，亦可使用發(fā)泡苯乙烯替代發(fā)泡隔熱材料10。
本實施方式中，通過板體9A、9B、框體9C，與發(fā)泡隔熱材料10保護真空隔熱材料1免因外力造成損傷，且保持真空隔熱材料1內(nèi)部的低壓狀態(tài)。因此，真空隔熱材料1的隔熱性能被長期地維持，隨之隔熱體8的隔熱性能亦長期地被維持。并且，隱藏、保護、固定真空隔熱材料1的外部覆蓋物3的翅狀的熔接部3A，因此，使用容易，真空隔熱材料1的適用范圍擴大。并且，真空隔熱材料1的隔熱性能高，且芯材的機械強度強，因此，可使真空隔熱材料1的厚度變薄，可使隔熱體8隨之變薄。
并且，本實施方式中，為在構(gòu)成外部覆蓋物的板體9A、9B與框體9C所包圍的空間內(nèi)除了真空隔熱材料1以外的空間充填有發(fā)泡隔熱材料10。由此，通過發(fā)泡隔熱材料10在充填時的流動性，輕易地填埋外部覆蓋物與真空隔熱材料1之間的空間。并且，在真空隔熱材料1的單面與外部覆蓋物之間配置發(fā)泡隔熱材料10時，亦可使用薄的真空隔熱材料1。因此，為確保真空隔熱材料1單面與板體9A之間的充填發(fā)泡隔熱材料10的空隙達到不阻礙發(fā)泡隔熱材料10的流動性(充填性)的程度，而提供優(yōu)異隔熱性的隔熱體8。
此外，使硬質(zhì)聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體等的發(fā)泡隔熱材料10發(fā)泡時所使用的發(fā)泡劑，并沒有特別限定。由保護臭氧層、防止地球溫暖化的觀點來看，為以環(huán)戊烷、異戊烷、正戊烷、異丁烷、正丁烷、水(二氧化碳發(fā)泡)、偶氮化合物、氬等為佳。尤其，由隔熱性能的觀點來看，為以環(huán)戊烷為佳。
(實施方式15)
圖10為本發(fā)明的實施方式15的儲藏庫的截面圖。
本實施方式的儲藏庫，為具有外箱11、區(qū)隔板12、內(nèi)箱13、及隔熱體8。外箱11為構(gòu)成儲藏庫本體的外殼。區(qū)隔板12為將外箱11內(nèi)部區(qū)隔為上部的儲藏室與下部的機械室。內(nèi)箱13為距離外箱11內(nèi)面與區(qū)隔板12上面規(guī)定間隔地配置，而構(gòu)成儲藏室的內(nèi)壁面。外箱11、區(qū)隔板12、內(nèi)箱13都為金屬制或硬質(zhì)樹脂制。隔熱體8A、8B作為隔熱板分別配置在外箱11與內(nèi)箱13之間，及區(qū)隔板12與內(nèi)箱13之間。并且，隔熱體8C作為隔熱間隔板，將儲藏室隔成溫度不同的兩個室。此外，隔熱體8A～8C為與實施方式14的隔熱體8為同一結(jié)構(gòu)。
隔熱體8A、8B的外部覆蓋物，由外箱11、區(qū)隔板12、內(nèi)箱13保護，因此，機械強度較弱者亦無妨。另外，隔熱體8C的外部覆蓋物，宜為機械強度較強的金屬制，從而不必設(shè)置保護表面的保護構(gòu)件。
本實施方式的儲藏庫，為組合實施方式14的隔熱體8，在庫內(nèi)形成有可隔熱的隔熱壁。由此，提供隔熱壁的機械強度高而具有優(yōu)異隔熱性的儲藏庫?；蛘?，提供使隔熱壁薄層化而使內(nèi)容積增大或外型尺寸縮小的儲藏庫。
并且，本實施方式的儲藏庫中，為使實施方式14的隔熱體8為將庫內(nèi)溫度間隔成多種溫度不同的室的隔熱間隔板。由此，通過隔熱體8C隔開的室間的導(dǎo)熱量減少?；蛘呤垢魺狍w8C薄層化，而儲藏室的內(nèi)容積增大。或者，縮小儲藏庫的外形尺寸。
本實施方式的儲藏庫，亦可適用在自動售貨機或冷藏展示柜。此外，圖10中，隔熱體8C為將儲藏室分隔成左右兩個，然而，亦可構(gòu)成為分割成兩個以上，并且，亦可將儲藏室分割成上下。
(實施方式16)圖11為本發(fā)明的實施方式16的隔熱箱體、隔熱門、儲藏庫與由它們構(gòu)成的冰箱的截面圖。
本實施方式的隔熱箱體14，為具有實施方式1～9、13中任一個的真空隔熱材料1。真空隔熱材料1配置在由作為外部覆蓋物的外箱15、內(nèi)箱16包圍的空間內(nèi)。且真空隔熱材料1的一側(cè)的平面為配置成緊貼在外箱15與構(gòu)成隔熱間隔壁14A底面的內(nèi)箱16上。外箱15、內(nèi)箱16為金屬制或合成樹脂制。真空隔熱材料1為板狀的形狀。在除了真空隔熱材料1的空間中，作為真空隔熱材料以外的隔熱材料充填有發(fā)泡隔熱材料17。發(fā)泡隔熱材料17與實施方式14的發(fā)泡隔熱材料10相同，例如為硬質(zhì)眾聚氨酯發(fā)泡體。如前述，隔熱箱體14為真空隔熱材料1與發(fā)泡隔熱材料17的多層構(gòu)造，為箱狀的形狀。
隔熱箱體14的制造中，將真空隔熱材料1事先粘接固定于外箱15與構(gòu)成隔熱間隔壁14A的底面的內(nèi)箱16中，并注入發(fā)泡隔熱材料17的原料進行一體發(fā)泡。
真空隔熱材料1大致均等地配置在隔熱箱體14的兩側(cè)面、頂面、背面、底面各面，且占有外箱15的表面積的80％地配設(shè)。
本實施方式的隔熱箱體14中，外箱15、內(nèi)箱16及發(fā)泡隔熱材料10，可保護真空隔熱材料1免因外力而損傷。因此，真空隔熱材料1內(nèi)部保持低壓狀態(tài)，故真空隔熱材料1的隔熱性能被長期地維持。隔熱箱體14的隔熱性能可隨之被長期地維持。并且，真空隔熱材料1的隔熱性能高且芯材的機械強度強，因此，可使真空隔熱材料1的厚度變薄，構(gòu)成隔熱箱體14的壁的厚度也可隨之變薄。
并且，本實施方式的隔熱箱體14中，可在構(gòu)成真空隔熱材料1以外的空間充填發(fā)泡隔熱材料17。因此，通過發(fā)泡隔熱材料17在充填時的流動性，輕易地填埋外部覆蓋物與真空隔熱材料1之間的空間。并且，使發(fā)泡隔熱材料17配置在真空隔熱材料1的單面與外部覆蓋物之間時，亦可使用薄的真空隔熱材料1。因此，可確保真空隔熱材料1單面與外箱15、構(gòu)成隔熱間隔壁14A的底面的內(nèi)箱16之間的充填發(fā)泡隔熱材料17的空隙，使得不阻礙發(fā)泡隔熱材料17的流動性(充填性)，從而提供具有優(yōu)異隔熱性的隔熱箱體14。
以與現(xiàn)有相同的厚度構(gòu)成隔熱箱體14時，隔熱箱體14與現(xiàn)有相比，隔熱性優(yōu)異，而使隔熱箱體14的隔熱性與現(xiàn)有相同時，構(gòu)成隔熱箱體14的壁的厚度比目前薄。
本實施方式的隔熱箱體14，為與隔熱間隔壁14A一體地構(gòu)成。然而，亦可另外使隔熱間隔壁14A如實施方式14的隔熱體般構(gòu)成為板狀，組合入隔熱箱體14。
本實施方式的隔熱門18，為具有實施方式1至9、13中任一個的真空隔熱材料1。真空隔熱材料1配置在由作為外部覆蓋物的外面板19與內(nèi)面板20包圍的空間內(nèi)。外面板19與內(nèi)面板20為金屬制或合成樹脂制。且真空隔熱材料1的一側(cè)的平面配置成緊貼在外面板19上。在真空隔熱材料1以外的空間中，充填有作為真空隔熱材料以外的隔熱材料的發(fā)泡隔熱材料17。隔熱門18為真空隔熱材料1與發(fā)泡隔熱材料17的多層構(gòu)造，且具有板狀形狀，可使隔熱箱體14的前面開口部自由開閉地封閉。
隔熱門18的制造，為將真空隔熱材料1事先粘接固定在外面板19上，并注入發(fā)泡隔熱材料17的原料而進行一體發(fā)泡。
本實施方式的隔熱門18中，外面板19、內(nèi)面板20及發(fā)泡隔熱材料17，可保護真空隔熱材料1免因外力而損傷。并且，在真空隔熱材料1以外的空間充填發(fā)泡隔熱體17。因此，與前述隔熱箱體同樣地得到具有優(yōu)異的隔熱性，隔熱性被長期地維持、且薄型的真空隔熱材料，并且，提供具有同樣特性的隔熱門18。
本實施方式的儲藏庫，為由隔熱箱體14、隔熱門18、及形成在以隔熱箱體14與隔熱門18包圍的空間內(nèi)的儲藏室構(gòu)成。隔熱箱體14與隔熱門18均使用真空隔熱材料1，提高隔熱箱體14與隔熱門18的隔熱性。通過該結(jié)構(gòu)，如使隔熱箱體14與隔熱門18薄層化，則儲藏庫的內(nèi)容積增大?；蛘咄庑统叽缈s小。
本實施方式的冰箱，具有隔熱箱體14、隔熱門18、儲藏室及冷卻裝置。儲藏室為形成在以隔熱箱體14與隔熱門18包圍的空間內(nèi)，且由下層的-15℃～-25℃的冷凍室21、上層的0℃～10℃的冷藏室22、及中層的0℃～10℃的青菜室23構(gòu)成。冷卻裝置用以冷卻冷凍室21、冷藏室22、及青菜室23。該冷卻裝置具有壓縮機24、凝縮器25、冷凍室用冷卻器(以下為冷卻器)26、及冷藏室用冷卻器(以下為冷卻器)27。壓縮機24配置在形成在隔熱箱體14底部的機械室的背面?zhèn)?。凝縮器25則位于機械室中冷凍室21的下方部。冷卻器26配置在冷凍室21的內(nèi)面。冷卻器27配置在冷藏室22的內(nèi)面。儲藏溫度不同的冷凍室21與冷藏室22之間配置有隔熱間隔壁14A。此外，亦可構(gòu)成在隔熱間隔壁14A上設(shè)置切口，在該部分安裝擋板(圖未示)，而在不設(shè)置冷卻器27的情況下利用冷卻器26冷卻冷藏室22、青菜室23。
并且，使用在冷卻裝置中的冷媒，為氟里昂134a、異丁烷、正丁烷、丙烷、氨、二氧化碳、水等，沒有特別限定。
本實施方式的冰箱，為具有實施方式1～9、13中說明的任一真空隔熱材料。如此的結(jié)構(gòu)的冰箱，為具有比現(xiàn)有發(fā)泡隔熱材料更優(yōu)異的隔熱性能，因此，為高隔熱化。因此，相對于由庫外滲入的熱，可使冷卻庫內(nèi)的壓縮機24的運轉(zhuǎn)時間大幅地減少。即，用以將儲藏室(冷凍室21、冷藏室22、青菜室23)冷卻至規(guī)定溫度的冷卻裝置的運轉(zhuǎn)能量降低，可節(jié)省能源。并且，前述結(jié)構(gòu)的冰箱中，儲藏室的內(nèi)容積可增大或外形尺寸可縮小。
本實施方式的隔熱箱體14與隔熱門18，為具有真空隔熱材料1與發(fā)泡隔熱材料17的多層構(gòu)造。由此，除了具有實施方式1至9、13中任一個的真空隔熱材料1的效果之外，通過與隔熱箱體14中的發(fā)泡隔熱材料17組合，箱體的強度增強。因此，即使在充填發(fā)泡隔熱材料17的外箱15、內(nèi)箱16間、外面板19、內(nèi)面板20間配置真空隔熱材料1，外箱15、內(nèi)箱16、外面板19中亦不會產(chǎn)生歪斜及凹陷。因此，提供隔熱性能優(yōu)異的隔熱箱體與隔熱門。
(實施方式17)本實施方式17中的冰箱的截面圖，為與實施方式16中的圖11相同。
本實施方式中，為使用在實施方式6～8中說明的真空隔熱材料1。且，真空隔熱材料1為配置成在箱體內(nèi)部的外箱15側(cè)，使芯材2的形成有硬化層一側(cè)的面與外箱15的內(nèi)面相對。
前述結(jié)構(gòu)的冰箱的消耗電量比沒有安裝真空隔熱材料的冰箱減少25％。
如前述，在由外箱及內(nèi)箱構(gòu)成的空間中，配置實施方式6～8中任一個的隔熱性能優(yōu)異的真空隔熱材料，并在剩余的空間充填發(fā)泡隔熱材料，由此得到隔熱性能優(yōu)異的冷凍機器、低溫機器，即冰箱。并且，芯材2的表面形成有硬化層，因此，剛性高。由此，可同時多元化地兼具外箱15的外觀品質(zhì)(平面精度)與隔熱箱體的隔熱性能，得到省能且外觀品質(zhì)優(yōu)異的冰箱。
(實施方式18)本發(fā)明的實施方式18中的冰箱的截面圖為與實施方式16中的第11圖相同。本實施方式中，更使用實施方式10～12中說明的任一真空隔熱材料。
圖12為本實施方式中的冰箱的頂面部分的主要部分放大截面圖。
相對于在外箱15的內(nèi)面配設(shè)有冷媒管路31的部分，優(yōu)選配置形成有可收納冷媒管路31的溝槽32的真空隔熱材料1，使冷媒管路31納入溝槽32內(nèi)。如前述，設(shè)置有溝槽32的真空隔熱材1為在實施方式10～12中說明的真空隔熱材。一般相對于外箱15的內(nèi)面中配設(shè)有冷媒管路31的部分，避開冷媒管路31地配置多個小真空隔熱材料。另外，本實施方式中，可配置較大的真空隔熱材料1，使其包覆冷媒管路31。因此，利用較少的真空隔熱材料1，可有效率地阻斷外箱15與冷媒管路31的熱傳導(dǎo)至庫內(nèi)，可得到省能源性優(yōu)異的冰箱。
并且，真空隔熱材料1為以熱可塑性的膠狀的熱熔型粘接劑(以下稱粘接劑)33固定在外箱15。粘接劑33的層的厚度為約100μm。且以70～130μm的范圍為佳。粘接劑33為使用輥等在真空隔熱材料1中的粘接在外箱15的面上均一地且適量地涂敷。設(shè)置超過130μm的厚度的粘接劑33的層時，浪費粘接劑，且粘接劑33為較發(fā)泡隔熱材料還容易傳導(dǎo)熱，因此，隔熱性能降低。并且，粘接劑33的層不足70μm時，粘接可靠性降低。固定時，可利用雙面膠帶替代粘接劑33，然而，欲使粘接可靠性高時，為以熱熔粘接劑為佳。熱熔粘接劑的種類沒有特別限定，可舉例有使乙烯-醋酸乙烯共聚合樹脂、聚酰胺樹脂、聚酯樹脂、合成橡膠等形成膏狀物。
此外，粘接劑33亦可在實施方式16、17中用以固定真空隔熱材料1。
并且，本實施方式中，使冷媒管路31收納在溝槽32中。然而，配置真空隔熱材料1的部分不是平面時，亦可設(shè)置溝槽32，使其收納真空隔熱材料1的凸部。
此外，作為實施方式16～18的冰箱中適用真空隔熱材料的位置，如在庫內(nèi)外溫度差大的位置具有效果，然而，以相對于外箱表面積占有50％以上的覆蓋率為佳。覆蓋率50％以上時，由硬質(zhì)聚氨酯發(fā)泡體使熱損失的影響程度減小，適用真空隔熱材料所發(fā)揮的隔熱效果成為主導(dǎo)，因此，可有效率地隔熱。
并且，真空隔熱材料的芯材以使用無機纖維為佳。無機纖維為非燃性，因此，冰箱的安全性亦提升。
并且，前述實施方式中的冰箱，為必須在操作溫度帶為-30℃至常溫下可隔熱的機器的代表。該真空隔熱材料亦可使用在例如保冷車或利用電子冷卻的冰箱等。并且，自動售貨機等在至更高溫的范圍中利用保溫、加熱的冷暖機器亦為本發(fā)明的范疇。并且，亦包含天然氣發(fā)動機或冷卻箱等不需要動力的機器。
進而，真空隔熱材料亦可使用在個人電腦、熱水瓶、煮飯器等。產(chǎn)業(yè)上可利用性本發(fā)明的真空隔熱材料具有以粘接劑成型為板狀的芯材。
為以下任一中結(jié)構(gòu)。
A)芯材是用結(jié)合劑將纖維集合體硬化而成。纖維的平均纖維徑在0.1μm以上10μm以下，纖維之間形成的空隙徑在40μm以下。并且，芯材的空隙徑在80％以上。
B)芯材厚度方向上的結(jié)合劑的濃度不同。
C)在芯材的至少單側(cè)表面上形成通過結(jié)合劑固定的硬化層。
D)芯材含有100μm以下長度的纖維。并且纖維的取向方向與傳熱方向垂直。
這樣的真空隔熱材料的隔熱性能優(yōu)異。并且，使用這樣的真空隔熱材料和發(fā)泡隔熱材料的隔熱體、隔熱門、隔熱箱體、儲藏庫、冰箱具有優(yōu)異的隔熱性能?？砷L期維持隔熱性，且可實現(xiàn)薄型、小型化。或者可增大內(nèi)部容積。另外，在冰箱中，因為隔熱性能優(yōu)越，故可節(jié)省能源。
權(quán)利要求
1.一種真空隔熱材料，其特征在于，具備具有含纖維且成型為板狀的集合體，以及使所述纖維集合體硬化的結(jié)合劑的芯材；以及覆蓋所述芯材且使內(nèi)部減壓的外部覆蓋物，所述纖維的平均纖維徑為0.1μm以上、10μm以下，且所述纖維之間形成的空隙徑為40μm以下，所述芯材的空隙率為80％以上。
2.一種真空隔熱材料，其特征在于，具備芯材，其是使用結(jié)合劑而成型的板狀的成型體，且所述結(jié)合劑在厚度方向上的濃度不同；以及覆蓋所述芯材且將內(nèi)部減壓的外部覆蓋物。
3.如權(quán)利要求2所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述芯材表面的結(jié)合劑濃度比內(nèi)側(cè)高。
4.如權(quán)利要求2所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述芯材含有纖維。
5.一種真空隔熱材料，其特征在于，具備芯材，其為板狀的成型體，且在至少單側(cè)表面上形成有通過結(jié)合劑固定的硬化層；以及覆蓋所述芯材且將內(nèi)部減壓的外部覆蓋物。
6.如權(quán)利要求5所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述芯材含有纖維。
7.如權(quán)利要求6所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述纖維狀材料在所述硬化層中通過所述結(jié)合劑熱固定。
8.如權(quán)利要求5所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述芯材的表面硬度為15～70。
9.如權(quán)利要求2或5所述的真空隔熱材料，其特征在于，從所述外部覆蓋物延伸至所述芯材而形成有溝槽。
10.一種真空隔熱材料，其特征在于，具備具有含纖維且成型為板狀的集合體，以及使所述纖維集合體硬化的結(jié)合劑的芯材，以及覆蓋所述芯材且將內(nèi)部減壓的外部覆蓋物，所述纖維含有與導(dǎo)熱方向垂直定向的纖維長在100μm以下的纖維。
11.如權(quán)利要求10所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述纖維長在100μm以下的纖維的比率為40％以上、70％以下。
12.如權(quán)利要求1、2、5或10任一項所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述結(jié)合劑至少含有有機粘合劑。
13.如權(quán)利要求1、2、5或10任一項所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述結(jié)合劑至少包含無機粘合劑。
14.如權(quán)利要求1、2、5或10任一項所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述結(jié)合劑至少包含具有熱硬化性的粘合劑。
15.如權(quán)利要求1、2、5或10任一項所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述結(jié)合劑包含硼酸、硼酸鹽、磷酸、磷酸鹽、它們的加熱生成物中的至少一種。
16.如權(quán)利要求1、2、5或10任一項所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述芯材的密度為100kg/m3以上、400kg/m3以下。
17.如權(quán)利要求1、4、6或10任一項所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述纖維由無機材料構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求1、4、6或10任一項所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述纖維包含有玻璃絨和玻璃纖維中至少任一種。
19.如權(quán)利要求1、4、6或10任一項所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述纖維構(gòu)成無紡布。
20.如權(quán)利要求1、2、5或10任一項所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述芯材包含積層體。
21.如權(quán)利要求1、2、5或10任一項所述的真空隔熱材料，其特征在于，熱傳導(dǎo)率在0.0015W/mK以上、0.0025W/mK以下。
22.一種真空隔熱材料的制造方法，其特征在于，具備用具有氣體阻隔性的外部覆蓋物，覆蓋由成型為板狀且以結(jié)合劑硬化的纖維集合體構(gòu)成的芯材的步驟；將所述外部覆蓋物的內(nèi)部減壓的步驟；以及將所述外部覆蓋物的開口部密封的步驟，所述纖維的平均纖維徑在0.1μm以上、10μm以下，且在所述減壓步驟中所述芯材的厚度減少率在10％以下。
23.如權(quán)利要求22所述的真空隔熱材料的制造方法，其特征在于，所述纖維由無機材料構(gòu)成。
24.一種真空隔熱材料芯材的制造方法，其特征在于，具備在積層纖維的外面的至少一面上涂敷以水稀釋過的結(jié)合劑的涂敷步驟；將涂敷過所述結(jié)合劑的所述積層纖維以不足100℃的溫度進行壓縮的第1壓縮步驟；以及將已經(jīng)壓縮的所述積層纖維以100℃以上的溫度加熱壓縮的第2壓縮步驟。
25.一種真空隔熱材料芯材的制造方法，其特征在于，具備在積層纖維的外面的至少一面上噴灑水的步驟；以及使所述積層纖維干燥的步驟。
26.一種隔熱體，其特征在于，具備權(quán)利要求1、2、5或10任一項所述的真空隔熱材料；包圍所述真空隔熱材料的第2外部覆蓋物；以及所述外部覆蓋物所包圍的空間內(nèi)的、配置在所述真空隔熱材料以外的空間中的所述真空隔熱材料以外的隔熱材料。
27.如權(quán)利要求26所述的隔熱體，其特征在于，所述真空隔熱材料以外的所述隔熱材料為發(fā)泡隔熱材料。
28.一種將權(quán)利要求26所述的隔熱體形成為箱狀的隔熱箱體。
29.一種由權(quán)利要求26所述的隔熱體構(gòu)成的隔熱門。
30.一種儲藏庫，其特征在于，具備權(quán)利要求28所述的隔熱箱體，以及覆蓋所述隔熱箱體的開口部的隔熱門。
31.如權(quán)利要求30所述的儲藏庫，其特征在于，作為所述隔熱門，使用如權(quán)利要求29所述的隔熱門。
32.一種儲藏庫，其特征在于，具備由權(quán)利要求26所述的隔熱體構(gòu)成的、可使庫內(nèi)隔熱的隔熱壁。
33.一種儲藏庫，其特征在于，具備將庫內(nèi)區(qū)隔成溫度不同的多個室的、包含權(quán)利要求26所述的隔熱體的隔熱區(qū)隔板。
34.一種冰箱，其特征在于，具備權(quán)利要求30、32、33任一項所述的儲藏庫，以及冷卻所述儲藏庫內(nèi)的儲藏室的冷卻裝置。
35.如權(quán)利要求28所述的隔熱箱體，其特征在于，具有如權(quán)利要求5所述的真空隔熱材料，且所述真空隔熱材料的所述硬化層側(cè)的面與位于所述箱體外側(cè)的所述第2外部覆蓋物的內(nèi)面相對向。
36.如權(quán)利要求34所述的冰箱，其特征在于，還具有權(quán)利要求9所述的真空隔熱材料，配置該真空隔熱材料，使得在配置權(quán)利要求9所述的真空隔熱材料的面上，將凸部收納在權(quán)利要求9所述的真空隔熱材料的溝槽內(nèi)。
37.如權(quán)利要求36所述的冰箱，其特征在于，所述冷卻裝置包含有冷媒管路，所述凸部為所述冷媒管路。
38.如權(quán)利要求34所述的冰箱，其特征在于，還具有將所述真空隔熱材料固定在所述第2外部覆蓋物上的粘接劑。
39.如權(quán)利要求38所述的冰箱，其特征在于，所述粘接劑為熱熔粘接劑。
40.如權(quán)利要求38所述的冰箱，其特征在于，所述粘接劑的厚度在70μm以上、130μm以下。
全文摘要
本發(fā)明的真空隔熱材料，具有通過結(jié)合劑成型為板狀的芯材。且為以下任一結(jié)構(gòu)。A)芯材是通過結(jié)合劑而使纖維集合體硬化的。纖維的平均纖維徑在0.1μm以上、10μm以下，纖維之間形成的空隙徑在40μm以下。并且，芯材的空隙率在80％以上。B)在芯材的厚度方向上結(jié)合劑的濃度不同。C)在芯材的至少一側(cè)表面上形成有通過結(jié)合劑固定的硬化層。D)芯材為含有長100μm以下的纖維。且，纖維的定向方向垂直于導(dǎo)熱方向。這樣的真空隔熱材料的隔熱性優(yōu)異。并且，適用前述真空隔熱材料的冰箱小型、具有大的內(nèi)容積，或節(jié)省能源。
文檔編號F25D23/06GK1659402SQ0381262
公開日2005年8月24日 申請日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者平井善英, 平井千惠, 谷本康明, 常次啟介, 中間啟人, 明山悠香子 申請人:松下冷機株式會社