CN102971571B

CN102971571B - 真空绝热材料以及使用了该真空绝热材料的冰箱

Info

Publication number: CN102971571B
Application number: CN201080067854.1A
Authority: CN
Inventors: 新井佑志; 荒木邦成; 越后屋恒; 井关崇; 寺内康人; 山崎裕之
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2015-09-23
Anticipated expiration: 2030-08-24
Also published as: JP2012017752A; KR20130018919A; CN102971571A; KR101495127B1; JP5492685B2; WO2012004901A1

Abstract

本发明提供通过减少对芯材和/或外覆材料的载荷、能够长期地确保绝热性能的真空绝热材料以及具备该真空绝热材料的冰箱。在具备芯材、以及收纳该芯材使内部减压的外覆材料的真空绝热材料中，上述芯材在第一材料设置切口部，使第二材料在上述第一材料上重叠，上述第二材料以形成凹部的方式向上述切口部侧弯曲。

Description

真空绝热材料以及使用了该真空绝热材料的冰箱

技术领域

本发明涉及真空绝热材料以及使用了该真空绝热材料的冰箱。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，有日本特开2008-64323号公报（专利文献1）。专利文献1中记载如下结构：冰箱具备在外箱与内箱之间填充有发泡绝热材料的绝热箱体、配置于外箱的内表面侧的散热管、以及真空绝热板，该真空绝热板用外覆材料覆盖芯材使内部减压并且设有嵌装散热管的槽部，其中，真空绝热板具有凸部，该凸部在形成有槽部的面的背面与槽部对置地形成、并且与槽部相比在长边方向上垂直的宽度宽。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-64323号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1中，在形成真空绝热材料之后，通过利用金属模进行冲压加工，从而在真空绝热材料上形成槽部。于是，在真空绝热材料的性能中，切断加工部的芯材的无机纤维等。由此，绝热性能恶化。另外，由于外覆材料通过冲压加工而延伸且破裂、产生阻气性的降低，从而有绝热性能恶化的问题。

因此，本发明的目的在于提供如下真空绝热材料以及具备该真空绝热材料的冰箱，即，通过减少对芯材和/或外覆材料的载荷，能够长期地确保绝热性能。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，例如采用方案的范围所记载的构成。本申请发明包括多个解决上述课题的方案，举出其中一个例子，真空绝热材料具备芯材、以及收纳该芯材使内部减压的外覆材料，其特征在于，上述芯材在第一材料设置切口部，使第二材料在上述第一材料上重叠，上述第二材料以形成凹部的方式向上述切口部侧弯曲。

发明的效果

能够提供如下的真空绝热材料以及具备该真空绝热材料的冰箱：通过减少对芯材和/或外覆材料的载荷，能够长期确保绝热性能。

附图说明

图1是本发明的实施例的冰箱的主视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本发明所使用的真空绝热材料的概略剖视图。

图4是表示本发明的实施例1的真空绝热材料的芯材构成说明图。

图5是表示本发明的实施例2的真空绝热材料的芯材构成说明图。

图6是表示本发明的实施例3的真空绝热材料外箱设置说明图。

图7是表示本发明的各实施例的芯材材料的评价结果的图表。

具体实施方式

以下，使用图1以及图2，对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的冰箱的主视图，图2表示图1的A-A剖视图。

如图2所示，本实施方式的冰箱1在上部具有冷藏室2，在下部具有蔬菜室5。另外，在冷藏室2与蔬菜室5之间，具备下层冷冻室4。在下层冷冻室4与冷藏室2之间，在左右方向上并列地具备制冰室3a与上层冷冻室3b。

如图1所示，在上述各储藏室分别设有对前面开口进行开闭的门。在冷藏室2设有以铰链10等为中心进行转动的旋转式冷藏室门6a、6b。

在制冰室3a、上层冷冻室3b、下层冷冻室4以及蔬菜室5分别配置抽屉式制冰室门7a、上层冷冻室门7b、下层冷冻室门8、蔬菜室门9。若抽出这些抽屉式门，则将收纳于各储藏室的储藏容器一起抽出。

各门具备用于气密地紧贴于冰箱1主体的密封部件11，该密封部件11安装于各门的储藏室侧的开口外周边缘上。另外，为了对冷藏室2、制冰室3a以及上层冷冻室3b之间进行绝热划分，配置有绝热分隔件12。该绝热分隔件12是厚度30～50mm左右的绝热壁，分别单独使用聚苯乙烯泡沫塑料、发泡绝热材料（硬质聚氨酯泡沫）、真空绝热材料等或者组合多个绝热材料来设置。另外，同样，在下层冷冻室4与蔬菜室5之间，设有用于进行划分绝热的绝热分隔件14。

制冰室3a以及上层冷冻室3b与下层冷冻室4之间的温度带相同，从而不设置进行划分绝热的分隔件，而设置形成密封部件11承接面的分隔部件13。

基本上，在冷藏、冷冻等储藏温度带不同的室的分隔件上设有绝热分隔件。此外，在箱体20内，从上分别划分形成有冷藏室2、制冰室3a以及上层冷冻室3b、下层冷冻室4、蔬菜室5的储藏室，但各储藏室的配置不特别限定。另外，对于冷藏室门6a、6b、制冰室门7a、上层冷冻室门7b、下层冷冻室门8、蔬菜室门9而言，由旋转引起的开闭、由抽出引起的开闭以及门的分割数量等也不特别限定。

箱体20具备外箱21与内箱22，在由外箱21与内箱22形成的空间设置绝热部而将箱体20内的各储藏室与外部绝热。在该外箱21与内箱22的空间配置真空绝热材料，并在真空绝热材料以外的空间填充硬质聚氨酯泡沫等发泡绝热材料23。下面，说明真空绝热材料50。

另外，为了将冰箱1的各储藏室冷却为规定的温度，在制冰室3a、上层冷冻室3b、下层冷冻室4（冷冻温度带室）的背侧具备冷却器28。该冷却器28与压缩机30、冷凝机31、以及毛细管（未图示）连接，构成冷冻循环。在冷却器28的上方配设有送风机27，该送风机27将由该冷却器28冷却后的冷气在冰箱1内循环而保持规定的低温度。

另外，将冰箱1的冷藏室2与制冰室3a及上层冷冻室3b、冷冻室4与蔬菜室5进行划分的绝热分隔件12、14具备发泡聚苯乙烯33与真空绝热材料50c。绝热分隔件12、14也可以填充硬质聚氨酯泡沫等发泡绝热材料，不特别限定为发泡聚苯乙烯33与真空绝热材料50c。

另外，在箱体20的顶面后方部形成有用于收纳对冰箱1运转进行控制的基板、电源基板等电气部件41的凹部40。另外，设有覆盖电气部件41的罩42。考虑外观设计性与确保内容量，罩42的高度配置为与外箱21的顶面21a几乎相同的高度。不特别限定，但在罩42的高度比外箱21的顶面21a突出的情况下，优选在10mm以内的范围内。

由于凹部40是以在发泡绝热材料23侧仅凹陷成收纳电气部件41的空间的状态配置，所以为了确保绝热厚度，必然牺牲内容量。若使内容量更大，则凹部40与内箱22之间的发泡绝热材料23的厚度变薄。因此，在凹部40的发泡绝热材料23中配置真空绝热材料50a，确保绝热性能并进行强化。在本实施例中，将真空绝热材料50a作为以在电气部件41的下部横跨的方式成形为大致Z形状的一张真空绝热材料50a。此外，考虑耐热性而将罩42采用钢板制。

另外，配置于箱体20的背面下部压缩机30、冷凝机31是发热大的部件。因此，为了防止热侵入箱室内，在向内箱22侧投影的投影面配置有真空绝热材料50d。另外，通过在侧面21e、背面21b也配置真空绝热材料50b等，来提高箱体20的绝热性。

接下来，使用图3，对本实施方式的真空绝热材料50的构成进行说明。真空绝热材料50具有芯材51、用于将该芯材51保持为压缩状态的内包材料52、覆盖用上述内包材料52保持为压缩状态的芯材51的具有阻气层的外覆材料53、以及吸附剂（未图示）。

外覆材料53配置于真空绝热材料50的外侧，以从相同的大小的层叠薄膜的棱线通过热熔敷而贴合一定宽度的部分而成的袋状构成。此外，在本实施例中，芯材51是不用粘合剂等粘合、粘结的具有柔软性的无机纤维的层叠体，使用平均纤维直径4μm的玻璃棉。芯材51通过使用无机系纤维材料的层叠体，使排气变少，从而有利于绝热性能，但不特别限定于此，例如也可以是陶瓷纤维、石棉、或玻璃棉以外的玻璃纤维等无机纤维等。根据芯材51的种类，也有不需要内包材料52的情况。

另外，除了无机系纤维材料，芯材51能够使用有机系树脂纤维材料。有机系树脂纤维的情况下，若满足耐热温度等，则使用时不特别限制。具体而言，一般使用熔喷法、纺粘法等将聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等进行纤维化，以使之成为1～30μm左右的纤维直径，但若是能够纤维化的有机系树脂、纤维化方法即可，没有特别要求。

对于外覆材料53的层叠构成而言，若具有阻气性、且能够热熔敷即可，没有特别限定，但本实施方式中，是由表面保护层、多层的阻气层、热熔敷层的三层结构构成的层叠薄膜。表面保护层是具有保护材料作用的树脂薄膜。

阻气层具有在树脂薄膜上设有金属蒸镀层的层、以及在阻氧性高的树脂薄膜上设有金属蒸镀层的层，彼此的金属蒸镀层相对地贴合。

热熔敷层与表面层相同地使用吸湿性低的薄膜。

具体而言，作为表面保护层，使用双轴延伸型聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等各薄膜。

作为阻气层，使用带铝蒸镀的双轴延伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、带铝蒸镀的双轴延伸乙烯-乙烯醇共聚物树脂薄膜、带铝蒸镀的双轴延伸聚乙烯醇树脂薄膜、或者铝箔。

作为热熔敷层，使用未延伸型的聚乙烯、聚丙烯等各薄膜。

该三层结构的层叠薄膜的层构成、材料不特别限定于此。例如作为阻气层，可以在金属箔、或者树脂系的薄膜上设有无机层状化合物、聚丙烯酸等的树脂系阻气涂层材料、DLC（类金刚石碳）等的阻气膜，或者也可以在热熔敷层上使用阻氧性高的聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜等。

表面保护层是阻气层的保护材料，但还为了使真空绝热材料50的制造工序的真空排气效率良好，优选配置吸湿性低的树脂。

另外，阻气层所使用的金属箔以外的树脂系薄膜，由于阻气性因吸湿而显著恶化，因而对于热熔敷层来说，也配置吸湿性低的树脂。由此，抑制阻气性的恶化，并且，抑制层叠薄膜整体的吸湿量。另外，在真空绝热材料50的真空排气工序中，由于能够使外覆材料53携入的水分量变小，因而能够大幅度提高真空排气效率，且与绝热性能的高性能化相关。

此外，各薄膜的层叠（贴合）一般是利用二液硬化型聚氨酯粘接剂并使用干式层叠法进行贴合，但粘接剂的种类、贴合方法不特别限定于此，也可以使用湿式层叠法、热式层叠法等其它方法。

另外，内包材料52使用能够热熔敷的聚乙烯薄膜，吸附剂使用物理吸附型的合成沸石。

但是，均不限定于这些材料，内包材料52如果是聚丙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜等吸湿性低且能够热熔敷、排气少的材料即可，吸附剂吸附水分、气体，可以是物理吸附、化学反应型吸附中任一种。

（实施例1）

接下来，参照图4对本发明的实施例1进行说明。

图4是表示实施例1的真空绝热材料的芯材构成说明图。真空绝热材料50的芯材在第一材料51b上设有切口部51c。另外，将密度比第一材料51b低且厚度方向的变形率大的第二材料51a在第一材料51b上重叠，并且第二材料51a是以形成凹部54的方式向切口部51c侧弯曲的结构。

第二材料51a是在厚度方向上变形大的低密度材料，是无机纤维的玻璃棉纤维集合体。

第一材料51b是厚度方向上变形小的高密度材料，使用有机纤维的聚苯乙烯纤维集合体。

通过将第一材料51b与第二材料51a合在一起，并用内包材料52以及外覆材料53进行真空包装，从而内部成为负压，芯材51从外部均匀地受到压力。此时，第一材料51b具备切口部51c，密度比第一材料51b低的第二材料51a被按压，从而成为进入切口部51c的形状。此外，通过使第一材料51b为比第二材料51a小的形状，从而第二材料51a的一端侧或者两端侧弯曲，也能够构成凹部。

另外，使切口部的最大深度与第一材料51b的压缩变形后的厚度几乎相同。该情况下，第二材料51a的以形成凹部54的方式弯曲的部分成为与第一材料51b的一侧面几乎相同的面，从而能够抑制向凹部54的相反的一侧突出所需以上的量。

接下来，图7表示本实施例的第一材料51b以及第二材料51a、即高密度材料与低密度材料的研究结果。

图7中，No.1中，高密度材料是密度1050kg/m³的ABS树脂板，低密度材料是密度11.5kg/m³的玻璃棉纤维集合体。

No.2中，高密度材料是密度88kg/m³的聚苯乙烯纤维集合体，低密度材料是密度11.5kg/m³的玻璃棉纤维集合体。

No.3中，高密度材料是密度44kg/m³的聚苯乙烯纤维集合体，低密度材料是密度11.5kg/m³的玻璃棉纤维集合体。

No.4中，高密度材料是密度25kg/m³的连通的发泡聚氨酯，低密度材料是密度11.5kg/m³的玻璃棉纤维集合体。

No.5中，高密度材料是密度44kg/m³的聚苯乙烯纤维集合体，低密度材料是密度23kg/m³的冲压压缩后的玻璃棉纤维集合体。

No.6中，高密度材料是密度16kg/m³的聚苯乙烯纤维集合体，低密度材料是密度11.5kg/m³的玻璃棉纤维集合体。

No.7中，高密度材料以及低密度材料是密度11.5kg/m³的玻璃棉纤维集合体。

这些研究的结果，如No.1所示，低密度材料相对于高密度材料的密度比即使是1％，能够形成凹部形状。但是，在高密度材料的密度高的情况下，成为真空绝热材料时的热的传导高，从而导热率恶化。

另一方面，如No.7所示，若低密度材料相对于高密度材料的密度比是100%，则无法稳定地形成凹部形状。

由此，在低密度材料相对于高密度材料的密度比是13～72%的情况（No.2～No.6）下，凹部形状的成形性良好，且能得到导热率良好的值。另外，优选低密度材料相对于高密度材料的密度比是26～52%（No.3～No.5），从而能够得到成形性更好、导热率良好的真空绝热材料。

此外，作为本实施例的高密度材料，使用聚苯乙烯纤维集合体，但也能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚乙烯醇纤维集合体、或发泡聚氨酯、聚苯乙烯等。

另外，作为低密度材料，即使是与纤维集合体相同种类的纤维集合体、通过使用粘合剂、玻璃棉板等密度不同的材料，也能形成凹形状。

（实施例2）

接下来，参照图5对实施例2进行说明。图5中，使第一材料51b（聚苯乙烯纤维集合体）的一部分的层比第二材料51a（玻璃棉纤维集合体）的大小小。即，是在与第二材料51a重叠的第一材料51b的层设有规定间隔的间隙的结构。或者做成在与第二材料51a重叠的第一材料51b的层设有与第一材料51b的压缩变形后的厚度几乎相同的切口部。

第二材料51a的凹部54的大小由第一材料51b的厚度来决定，因而通过减少第一材料51b的层的厚度，从而能够容易地改变凹部54的大小。由此，在第二材料51a的层中，也能够成形在冲压加工等中因回弹而成形困难的小的凹部54。

（实施例3）

接下来，参照图6对实施例3进行说明。图6是在冰箱的外箱21与内箱22之间设有真空绝热材料50时的剖视图。在外箱21与内箱22之间具备真空绝热材料50。再有，使制冷剂散热的散热管60以与钢板制的外箱21接触的方式配置于外箱21与真空绝热材料50之间。由此，来自散热管60的热传导至钢板制的外箱21而向外部散热，从而能够抑制以使热影响不波及箱室内。

另外，散热管60设于凹部54。

由此，在平面状的外箱21配置散热管60，能够以覆盖该散热管60的方式设置真空绝热材料50。另外，不对外箱21实施槽加工等，而能够从散热管60上设置真空绝热材料50。因此，由于能够将真空绝热材料50以沿着外箱21的大的外径尺寸来配置，从而能够提供增大真空绝热材料50的覆盖率，热泄露少的绝热性能高的冰箱1。

如上所述，根据本发明的实施方式，其特征在于，芯材在第一材料设置切口部，并使与该第一材料相比密度低且厚度方向的变形率大的第二材料在第一材料上重叠，第二材料以形成凹部的方式向切口部侧弯曲。即，在真空包装后，利用来自外部空气的压力，在厚度方向上变形大的第二材料成为沿着第一材料的切口部的形状，从而能够设置凹部。

由此，在成为真空绝热材料后，不需要进行冲压加工。因而，能够防止芯材的无机纤维被切断、外覆材料因冲压加工而延伸、破裂、阻气性降低等绝热性能的降低要因。另外，通过在设于冰箱的外箱的散热管部也使用长期维持绝热性能的真空绝热材料，从而能够提高冰箱的节能性。

符号说明

1-冰箱，20-箱体，21-外箱，22-内箱，23-发泡绝热材料，40、54-凹部，50、50a、50b、50c、50d-真空绝热材料，51-芯材，51a-第二材料（玻璃棉纤维集合体），51b-第一材料（聚苯乙烯纤维集合体），51c-切口部，52-内包材料，53-外覆材料，60-散热管，61-铝带，62-发泡聚氨酯。

Claims

1.一种真空绝热材料，具备芯材、以及收纳该芯材使内部减压的外覆材料，其特征在于，

上述芯材在第一材料设置切口部，使密度比上述第一材料低且厚度方向的变形率大的第二材料在上述第一材料上重叠，上述第二材料以形成凹部的方式向上述切口部侧弯曲。

2.根据权利要求1所述的真空绝热材料，其特征在于，

作为上述第一材料，使用树脂纤维集合体或者发泡聚氨酯。

3.根据权利要求1或2所述的真空绝热材料，其特征在于，

上述第二材料相对于上述第一材料的密度比是13～72％。

4.根据权利要求1或2所述的真空绝热材料，其特征在于，

上述切口部的最大深度与上述第一材料的压缩变形后的厚度几乎相同。

5.一种冰箱，在外箱与内箱之间具备真空绝热材料，并在外箱与真空绝热材料之间配置使制冷剂散热的散热管，该冰箱的特征在于，

上述真空绝热材料具备芯材、以及收纳该芯材使内部减压的外覆材料，

上述芯材在第一材料设置切口部，使密度比上述第一材料低且厚度方向的变形率大的第二材料在上述第一材料上重叠，上述第二材料以形成凹部的方式向上述切口部侧弯曲，

上述散热管位于上述凹部。