真空隔熱材料以及隔熱箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型的目的在于提供能夠低價地獲得的真空隔熱材料以及隔熱箱。該真空隔熱材料，具備：由纖維集合體構(gòu)成的芯材(10)、和覆蓋芯材(10)的外包材料(20、21)，外包材料(20、21)的內(nèi)部被減壓密封，且作為整體而具有10mm以上的隔熱材料的厚度，外包材料(20、21)在周緣部具有熔敷密封部(40)，在外包材料(20、21)的周緣部中至少在相對的兩條邊處，熔敷密封部(40)與芯材(10)的距離為5mm以下，熔敷密封部(40)沿著芯材形狀被固定，在從外包材料(20、21)的內(nèi)部取出芯材(10)的情況下在大氣壓下芯材(10)的厚度為隔熱材料的厚度的10倍以上。
【專利說明】真空隔熱材料以及隔熱箱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及真空隔熱材料、隔熱箱以及真空隔熱材料的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]作為用作冰箱等的隔熱材料的現(xiàn)有的真空隔熱材料，存在用具有阻氣性的外包材料來覆蓋由玻璃纖維的集合體構(gòu)成的芯材，且外包材料的內(nèi)部減壓而密封的材料(例如，參照專利文獻I)。該真空隔熱材料通過如下方式制造，即:將由加熱沖壓而預(yù)先成型為板狀的芯材插入到成型為袋狀的外包材料,對外包材料的內(nèi)部進行減壓,并通過熱熔敷對開口部進行密封封閉。
[0003]另外，作為現(xiàn)有的真空隔熱材料，存在如下材料，即:具備使用有機系粘合劑將纖維質(zhì)材料固定成型的隔熱材料和將金屬箔的層層疊而成的層壓膜，并密封層壓膜的邊緣部且內(nèi)部被減壓的材料(例如，參照專利文獻2)。
[0004]另外，作為現(xiàn)有的真空隔熱材料，存在如下材料，S卩:具備在具有柔軟性的內(nèi)袋中收納有無機纖維聚合體的芯材和由層壓膜構(gòu)成的外包材料，該層壓膜收納芯材并對內(nèi)部減壓且通過熔敷周緣部來進行封閉(例如，參照專利文獻3)。
[0005]專利文獻1:專利第3580315號公報
[0006]專利文獻2:日本特開平9-138058號公報
[0007]專利文獻3:日本特開2007-9928號公報
[0008]真空隔熱材料具備:由纖維集合體構(gòu)成的芯材、和覆蓋芯材的外包材料,并具有外包材料的內(nèi)部被減壓密封的結(jié)構(gòu)。芯材所使用的纖維集合體，在外包材料的內(nèi)部被減壓密封的前后，體積會大幅度變化。因此在將芯材插入于外包材料時，需要預(yù)先使外包材料比芯材大幅度增大。因此在對外包材料的內(nèi)部減壓并將其密封之后，在真空隔熱材料的周緣部會殘留有大量不存在芯材的多余的耳部。由于殘留有該多余的耳部，由此導(dǎo)致外包材料的材料費增加，并且在將真空隔熱材料配設(shè)于隔熱箱時，需要折彎多余的耳部的折耳工序。因此存在無法低價獲得真空隔熱材料的問題。
[0009]為了減小芯材在外包材料的內(nèi)部被減壓密封的前后的體積變化，存在如下方法:如專利文獻I記載的那樣，對芯材加熱沖壓而預(yù)先成型為板狀的方法；如專利文獻2記載的那樣，使用有機系粘合劑等結(jié)合劑對纖維集合體進行粘結(jié)的方法；以及如專利文獻3記載的那樣，使用內(nèi)包材料(內(nèi)袋)等預(yù)先對芯材減壓密封的方法。然而，在使用上述方法的情況下，導(dǎo)致用于加熱芯材的動力費、結(jié)合劑和內(nèi)包材料的材料費增加。因此存在無法低價地獲得真空隔熱材料的問題。
實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型是為了解決上述問題所做出的，目的在于提供一種能夠低價地獲得的真空隔熱材料以及隔熱箱。
[0011]另外，本實用新型所涉及的真空隔熱材料，具備:由纖維集合體構(gòu)成的芯材、和覆蓋所述芯材的外包材料，所述外包材料的內(nèi)部被減壓密封，且作為整體而具有1mm以上的隔熱材料的厚度，所述真空隔熱材料的特征在于，所述外包材料在周緣部具有熔敷密封部，在所述外包材料的周緣部中至少在相對的兩條邊處，所述熔敷密封部與所述芯材的距離為5_以下，所述熔敷密封部沿著所述芯材形狀被固定，在從所述外包材料的內(nèi)部取出所述芯材的情況下在大氣壓下所述芯材的厚度為所述隔熱材料的厚度的10倍以上。
[0012]本實用新型的隔熱箱，其特征在于，具備上述真空隔熱材料。
[0013]根據(jù)本實用新型，能夠抑制動力費、材料費的增加，并且能夠減小真空隔熱材料的周緣部的耳部的寬度。因此能夠降低外包材料的材料費，所以能夠低價地獲得真空隔熱材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是表示本實用新型的實施方式I的真空隔熱材料I的簡要結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0015]圖2是表示本實用新型的實施方式I的真空隔熱材料I的制造工序的圖。
[0016]圖3是表示本實用新型的實施方式I的真空隔熱材料I的制造工序的圖。
[0017]圖4是表示本實用新型的實施方式I的真空隔熱材料I的制造工序的圖。
[0018]圖5是表示本實用新型的實施方式2的真空隔熱材料2的簡要結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0019]圖6是表示本實用新型的實施方式3的隔熱箱3的簡要結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0020]附圖標(biāo)記說明:1、2…真空隔熱材料；3…隔熱箱；10...芯材；20、21…外包材料；30…水分吸附劑;40…熔敷密封部;50…加工裝置;51…壓縮機構(gòu)；52a、52b…熔敷機構(gòu)；60…內(nèi)箱；61...夕卜箱；62…發(fā)泡聚氨酯隔熱材料。

【具體實施方式】
[0021]實施方式1.
[0022]對本實用新型的實施方式I的真空隔熱材料及其制造方法進行說明。圖1是表示本實施方式的真空隔熱材料I的簡要結(jié)構(gòu)的剖視圖。另外，在包括圖1在內(nèi)的以下的附圖中，存在各結(jié)構(gòu)部件的尺寸的關(guān)系、形狀等與實物不同的情況。各結(jié)構(gòu)部件的具體尺寸等應(yīng)該在參照以下說明的基礎(chǔ)上進行判斷。
[0023]如圖1所示，真空隔熱材料I具備:芯材10，其由纖維集合體構(gòu)成；兩張外包材料20、21，它們具有阻氣性，對芯材10的兩面進行覆蓋；水分吸附劑30，其被插入到外包材料20,21的內(nèi)部空間，能夠吸附水分來抑制芯材10等老化。外包材料20、21的內(nèi)部空間在被減壓至I?3Pa左右的真空度的狀態(tài)下將開口部密封，由此被減壓密封。開口部的密封通過以下方式進行:利用熱封等使外包材料20、21的周緣部熔敷而形成熔敷密封部40。真空隔熱材料I作為整體具有大致長方形平板狀的形狀。
[0024]外包材料20、21是現(xiàn)有的真空隔熱材料所使用的外包材料，是形成多層構(gòu)造的層壓膜。該多層構(gòu)造例如具有從內(nèi)側(cè)(芯材10側(cè))按順序?qū)盈B有聚乙烯層、鋁蒸鍍層、聚對苯二甲酸乙二醇酯層以及最外層的延伸尼龍層的結(jié)構(gòu)。外包材料20、21的結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)，也可以含有氧化鋁蒸鍍層、乙烯-聚乙烯基醇層、聚丙烯層。另外，外包材料20、21只要是具有阻氣性的材料即可，不特別對結(jié)構(gòu)進行限定。
[0025]水分吸附劑30例如由插入通氣性好的袋的氧化鈣(CaO)等構(gòu)成。水分吸附劑30不只是局限于CaO，也可以使用沸石等具有水分吸附性的材料。
[0026]芯材10具有層疊有玻璃棉等纖維集合體的結(jié)構(gòu)。芯材10在完成后的真空隔熱材料I中，在大氣壓下具有1mm以上(例如，50mm以下)的厚度。即，真空隔熱材料I在大氣壓下作為整體具有1mm以上的厚度。假設(shè)從外包材料20、21的內(nèi)部取出芯材10的情況下，在大氣壓下芯材10的厚度成為真空隔熱材料I的厚度的10倍以上(例如，20倍以下)。一般地，對纖維集合體而言，若為玻璃棉則通過離心法來制造，若為樹脂纖維則通過紡粘法來制造，但纖維集合體的制造方法不做特別限定。在本實施方式中，構(gòu)成芯材10的纖維集合體不經(jīng)由內(nèi)袋等內(nèi)包材料而直接被外包材料20覆蓋。即，在真空隔熱材料I中，構(gòu)成芯材10的纖維集合體直接與外包材料20的內(nèi)側(cè)表面接觸。另外，芯材10不包含對粘結(jié)纖維集合體進行粘結(jié)的結(jié)合劑。
[0027]熔敷密封部40形成在外包材料20、21的周緣部(耳部)中的至少三邊(例如，四邊)。熔敷密封部40遍布外包材料20、21的周緣部的整周無縫隙地形成。在外包材料20、21的周緣部中至少在相對的兩條邊處，熔敷密封部40與芯材10的距離A為5mm以下(例如，Imm以上)。熔敷密封部40沿著芯材10的形狀被固定。
[0028]接下來，對本實施方式的真空隔熱材料的制造方法進行說明。圖2?圖4是表示真空隔熱材料I的制造工序的圖。另外，圖2?圖4還一并示出在制造工序中使用的加工裝置50的結(jié)構(gòu)。如圖2?圖4所示，加工裝置50具有壓縮機構(gòu)51和熔敷機構(gòu)52a、52b。壓縮機構(gòu)51是對芯材10和覆蓋芯材10的外包材料20、21 —體地加壓壓縮的機構(gòu)。熔敷機構(gòu)52a、52b是在芯材10和外包材料20、21被壓縮機構(gòu)51加壓壓縮的狀態(tài)下，在外包材料20、21的周緣部中相對的兩條邊處形成熔敷密封部40的機構(gòu)。熔敷機構(gòu)52a、52b隔著壓縮機構(gòu)51而配置在兩側(cè)。另外，熔敷機構(gòu)52a、52b在芯材10和外包材料20、21被壓縮機構(gòu)51壓縮的狀態(tài)下，為了能夠接近芯材10來形成熔敷密封部40，而接近壓縮機構(gòu)51設(shè)置。例如，熔敷機構(gòu)52a、52b能夠形成熔敷密封部40與芯材10之間的距離A為5mm以下的熔敷密封部40。
[0029]在真空隔熱材料I的制造工序中，首先，如圖2所示，將芯材10加工為作為真空隔熱材料I所需的寬度和長度，并在由兩張外包材料20、21來覆蓋芯材10的兩面(上表面以及下表面)的狀態(tài)下配置于加工裝置50 (壓縮機構(gòu)51)。該工序在大氣壓環(huán)境下進行。此時的芯材10的厚度Tl與完成后的真空隔熱材料I的厚度(或芯材10的厚度)相比為10倍以上。
[0030]接下來，如圖3所示，利用壓縮機構(gòu)51從外包材料20、21的兩外側(cè)表面對芯材10和外包材料20、21 —體地機械式加壓壓縮(加壓壓縮工序)。加壓壓縮工序在大氣壓環(huán)境下進行。壓縮時的壓力優(yōu)選為相當(dāng)于大氣壓的0.1OMPa以上，更優(yōu)選為0.17MPa以上。壓縮狀態(tài)的芯材10的厚度T2為處于大氣壓下的壓縮前的芯材10的厚度Tl的1/10以下(例如，1/20以上)。另外，壓縮狀態(tài)下的芯材10以及外包材料20、21的整體厚度與完成后的真空隔熱材料I的厚度大致相同。
[0031]接下來，如圖4所示，在芯材10以及外包材料20、21被壓縮機構(gòu)51 —體地加壓壓縮的壓縮狀態(tài)下，利用熔敷機構(gòu)52a在外包材料20、21的周緣部中的一條邊形成熔敷密封部40 (熔敷密封部形成工序)。另外，在該壓縮狀態(tài)下，利用熔敷機構(gòu)52b在外包材料20、21的周緣部中與上述一條邊相對的另一側(cè)的一條邊形成熔敷密封部40。上述熔敷密封部40也可以同時形成。另外，上述熔敷密封部40例如均形成為其與芯材10的距離A為5mm以下(例如，Imm以上)。熔敷密封部形成工序在大氣壓環(huán)境下進行。通過在相對的兩條邊形成熔敷密封部40由此將芯材10以及外包材料20、21 —體化，從而即便解除壓縮機構(gòu)51的加壓也能夠維持芯材10的壓縮狀態(tài)。在熔敷密封部形成工序中，只要對外包材料20、21的周緣部的一部分確保有開口部即可，可以在外包材料20、21的三條邊以上形成熔敷密封部40。
[0032]接下來，解除壓縮機構(gòu)51進行的加壓，將一體化后的芯材10和外包材料20、21從加工裝置50取出。然后，進行用于從芯材10和外包材料20、21除去水分的干燥工序。干燥工序在能夠除去芯材10和外包材料20、21的水分的條件(例如，以100°C加熱2小時)下進行。另外，干燥工序的條件不限定于此，只要是能夠除去芯材10以及外包材料20、21的水分的條件即可。
[0033]接下來，將水分吸附劑30插入外包材料20、21的內(nèi)部空間(水分吸附劑插入工序)。另外，水分吸附劑插入工序不限定于在干燥工序之后進行，也可以在干燥工序之前、或加壓壓縮工序之前進行。
[0034]接下來，將外包材料20、21的內(nèi)部減壓至I?3Pa左右的真空度，在該減壓狀態(tài)下通過熱封等在開口部(例如，已經(jīng)形成有熔敷密封部40的兩條邊以外的邊)形成熔敷密封部40，并對外包材料20、21的內(nèi)部進行減壓密封(減壓密封工序)。在減壓密封工序中形成的熔敷密封部40也形成為其與芯材10的距離為5mm以下。經(jīng)過以上工序而獲得隔熱材料I。
[0035]接下來，對本實施方式的效果進行說明。在本實施方式的制造方法中，在對外包材料20、21的內(nèi)部減壓之前，利用外力將芯材10和外包材料20、21壓縮為一體，并成為芯材10的厚度為壓縮前的1/10以下的壓縮狀態(tài)，在該壓縮狀態(tài)下，在外包材料20、21的周緣部中至少在相對的兩條邊處形成有熔敷密封部40。由此，外包材料20、21的周緣部中至少在相對的兩條邊能夠縮短熔敷密封部40與芯材10的距離A。例如，距離A可以為5mm以下。由此在真空隔熱材料I的周緣部中，能夠減小不存在芯材10的耳部的寬度，所以能夠降低外包材料20、21的材料費。另外，由于能夠減小耳部的寬度，所以存在能夠省略折耳工序的情況。因此根據(jù)本實施方式,能夠低價地獲得真空隔熱材料I。
[0036]考慮本實施方式的真空隔熱材料I同熔敷密封部40與芯材10的距離為20mm左右的一般的真空隔熱材料的比較。根據(jù)本實施方式的真空隔熱材料1，在外包材料20、21的周緣部中至少在相對的兩條邊處，能夠使熔敷密封部40與芯材10的距離A為例如5mm以下。由此，與一般的真空隔熱材料相比能夠減小不存在芯材10的耳部的寬度，所以能夠減少外包材料20、21的使用量，從而能夠降低外包材料20、21的材料費。因此根據(jù)本實施方式，能夠低價地獲得真空隔熱材料I。
[0037]此外，根據(jù)本實施方式，至少在相對的兩條邊處能夠縮短熔敷密封部40與芯材10的距離A(例如，能夠使距離A為5mm以下)，所以利用外包材料20、21以及熔敷密封部40，能夠抑制芯材10因恢復(fù)力而欲膨脹的作用。因此在制造階段，能夠使從加工裝置50取出后(減壓并密封前)的芯材10以及外包材料20、21的整體厚度、與完成后(減壓密封后)的真空隔熱材料I的厚度大致一致。由此，即便不采用如下方法，即對芯材進行加熱沖壓而預(yù)先成型為板狀的方法、用結(jié)合劑來粘結(jié)纖維集合體的方法、使用內(nèi)包材料等預(yù)先對芯材進行減壓密封的方法等，也能夠減小在對外包材料20、21的內(nèi)部進行減壓密封前后的芯材10的體積變化。因此能夠抑制用于加熱芯材的動力費、結(jié)合劑、內(nèi)包材料的材料費的增加。由此根據(jù)本實施方式,能夠低價地獲得真空隔熱材料I。
[0038]實施方式2.
[0039]對本實用新型的實施方式2的真空隔熱材料及其制造方法進行說明。圖5是表示本實施方式的真空隔熱材料2的簡要結(jié)構(gòu)的剖視圖。另外，對具有與實施方式I相同的功能以及作用的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其說明。
[0040]本實施方式的真空隔熱材料2在如下方面具有特征，即:熔敷密封部40 (例如，形成于外包材料20、21的周緣部的四邊的全部的熔敷密封部40)的一條邊的寬度B為50mm以上(例如，10mm以下)。即，在本實施方式中，真空隔熱材料2的制造工序的熔敷密封部形成工序或減壓密封工序中，使熔敷密封部40的寬度B為50mm以上。真空隔熱材料2的其他部分的結(jié)構(gòu)與上述實施方式I的真空隔熱材料I相同。
[0041]作為芯材10使用的一般的纖維集合體的纖維長為20mm左右。在本實施方式的真空隔熱材料2中，熔敷密封部40的寬度B為50mm以上，由此能夠使熔敷密封部40的寬度B充分大于芯材10的纖維長。因此在使用熔敷機構(gòu)52b等形成熔敷密封部40時，假設(shè)即使將芯材10的纖維嵌入熔敷密封部40，也能夠防止從纖維的嵌入位置產(chǎn)生真空泄漏的情況。因此根據(jù)本實施方式，除了能夠獲得與實施方式I相同的效果之外，還能夠獲得可靠性較高的真空隔熱材料2。
[0042]實施方式3.
[0043]對本實用新型的實施方式3的隔熱箱進行說明。在上述實施方式I和2中，對真空隔熱材料及其制造方法進行了說明，但通過將上述實施方式I或2的真空隔熱材料I或2用于隔熱箱，從而能夠獲得低價且隔熱性能高的隔熱箱。圖6是表示本實施方式的隔熱箱3的簡要結(jié)構(gòu)的剖視圖。在本實施方式中，以冰箱的隔熱箱為例進行說明。
[0044]如圖6所示，隔熱箱3具有內(nèi)箱60和外箱61。在內(nèi)箱60與外箱61之間的空間內(nèi)配置有真空隔熱材料I (或真空隔熱材料2)。真空隔熱材料I例如緊貼配置于內(nèi)箱60的外壁面。在內(nèi)箱60與外箱61之間的空間內(nèi)，在真空隔熱材料I以外的部分填充有發(fā)泡聚氨酯隔熱材料62。隔熱箱3的其他部分與一般的冰箱的隔熱箱相同，所以省略圖示以及說明。
[0045]在本實施方式中，使用能夠低價地獲得的真空隔熱材料1，因此能夠低價地獲得隔熱箱3。另外，在本實施方式中，使用與發(fā)泡聚氨酯隔熱材料62等相比具有較高的隔熱性能的真空隔熱材料1，所以與作為隔熱材料而僅使用發(fā)泡聚氨酯隔熱材料的隔熱箱相比，能夠獲得隔熱性能高的隔熱箱3。因此在具備隔熱箱3的冰箱中，能夠降低耗電量。
[0046]另外，在本實施方式的隔熱箱3中，真空隔熱材料I緊貼于內(nèi)箱60的外壁面，但真空隔熱材料I也可以緊貼于外箱61的內(nèi)壁面。另外，真空隔熱材料I也可以通過使用隔離物等而以與內(nèi)箱60以及外箱61均不緊貼的方式配置在內(nèi)箱60與外箱61之間的空間。
[0047]其他實施方式.
[0048]本實用新型不限定于上述實施方式，業(yè)可以進行各種變形。
[0049]例如，在上述實施方式3中，以在具備冷熱源的冰箱的隔熱箱3中使用真空隔熱材料1、2的結(jié)構(gòu)為例，但本實用新型不限定于此。真空隔熱材料1、2也可以用于具備溫?zé)嵩吹谋貛斓母魺嵯?、不具備冷熱源以及溫?zé)嵩吹母魺嵯?例如，冷卻箱等)。
[0050]另外，真空隔熱材料1、2不僅可以作為隔熱箱使用，還可以作為空調(diào)機、車輛用空調(diào)機、熱水器等冷熱設(shè)備或溫?zé)嵩O(shè)備的隔熱部件使用。另外，真空隔熱材料1、2不僅可以用于如隔熱箱那樣具備規(guī)定的形狀的箱體，也可以用于具有可自由變形的外袋和內(nèi)袋的隔熱袋、或其他隔熱容器。
[0051]另外，上述各實施方式、變形例可以彼此組合來實施。
【權(quán)利要求】
1.一種真空隔熱材料，具備:由纖維集合體構(gòu)成的芯材、和覆蓋所述芯材的外包材料，所述外包材料的內(nèi)部被減壓密封，且作為整體而具有1mm以上的隔熱材料的厚度，所述真空隔熱材料的特征在于，所述外包材料在周緣部具有熔敷密封部，在所述外包材料的周緣部中至少在相對的兩條邊處，所述熔敷密封部與所述芯材的距離為5mm以下，所述熔敷密封部沿著所述芯材形狀被固定，在從所述外包材料的內(nèi)部取出所述芯材的情況下在大氣壓下所述芯材的厚度為所述隔熱材料的厚度的10倍以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述纖維集合體是玻璃棉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述芯材不包含對所述纖維集合體進行粘結(jié)的結(jié)合劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空隔熱材料，其特征在于，所述熔敷密封部的寬度為50mm以上。
5.—種隔熱箱，其特征在于，具備權(quán)利要求1?4中任一項所述的真空隔熱材料。
【文檔編號】B65D81/38GK204114473SQ201420496654
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】藤村一正, 向山貴祥, 野村京子, 高木司, 藤森洋輔, 安孫子尚平, 高井浩明 申請人:三菱電機株式會社