CN103562613B - 真空隔热件及使用它的隔热箱 - Google Patents
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Abstract
本发明的真空隔热件具备:芯材(1),其由将多个片材状纤维集合体(3a)层叠的层叠体构成;和外包件(2),其将芯材(1)外包且内部被减压,对于芯材(3),在片材状纤维集合体(3a)的每一个形成使非加工部(9b)和狭缝状的加工部(9a)隔一个地连续的穿孔(9),据此,提高应用真空隔热件的制品的再循环时的破碎性,不存在真空隔热件(1)的芯材(3)缠绕在作为有价值物的铁屑等的情况,能够提高再循环性,并且在生产时,不存在芯材(3)散开的情况,还能够提高生产性。
Description
技术领域
本发明涉及真空隔热件以及使用了它的例如冰箱那样的隔热箱。
背景技术
以往,使用尿烷泡沫作为例如冰箱等隔热箱所使用的隔热件。但是,近年由于对节能、少空间大容量化的市场要求,将隔热性能比尿烷泡沫好的真空隔热件埋设在尿烷泡沫内一并使用的形式成为主流。该真空隔热件是除冰箱外,也用于保温箱、车辆用空调机、热水器等冷热机器的隔热箱的真空隔热件。
真空隔热件是在使用了铝箔等作为气体阻隔层的由塑料层压薄膜构成的外包件之中,作为芯材插入粉末、发泡体、纤维体等而构成的,内部的气压被保持为几Pa(帕斯卡)以下的真空。
进而,为了抑制成为真空隔热件的隔热性能降低的主要原因的真空度的劣化,将吸附气体、水分的吸附剂配置在外包件之中。
作为这样的真空隔热件的芯材,使用硅石等粉末、尿烷等发泡体、纤维体等,但是,目前,隔热性能优异的玻璃纤维、陶瓷纤维等无机纤维成为主流(例如,参见专利文献1以及专利文献8)。
但是,玻璃纤维在制造真空隔热件时粉尘飞散,若附着在作业者的皮肤、粘膜等,则有受到刺激的可能性,其处理性、作业性成为问题。
另外,在考虑再循环的情景的情况下,例如,在为冰箱时,在再循环工厂按每个制品粉碎,玻璃纤维混杂在尿烷屑等中被供给到热再循环,存在使燃烧效率下降或成为残渣等再循环性不好这样的难点。
因此,作为玻璃纤维以外的芯材的材料,使用聚丙烯纤维、聚乳酸纤维、芳纶纤维、LCP(液晶聚合物)纤维、聚对苯二甲酸乙酯纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、纤维素纤维、聚苯乙烯纤维等有机纤维(例如,参见专利文献2以及专利文献7)。
而且,利用了这些纤维的真空隔热件为了提高隔热性能,有将纤维体的形状做成棉状的真空隔热件、将片材层叠的真空隔热件(例如,参见专利文献3以及专利文献4)、纤维取向交替地层叠了片材的真空隔热件(例如,参见专利文献5以及专利文献6)等。
据此,实现了以纤维作为芯材的真空隔热件的热传导率为0.002〔W/mK〕左右的隔热性能。
但是,在像这样例如将聚酯等有机纤维作为芯材的真空隔热件中,在将装入有它的冰箱等制品用再循环中心的设备解体时,有机纤维缠绕到作为有价值物的铁屑等。这起因于,由于目前的再循环中心的冰箱隔热箱的破碎装置以以往仅为尿烷隔热件的隔热箱为前提来设计制造,所以,存在具有韧性、柔软性的聚酯等树脂的长纤维无纺布破碎不充分的情况。由此,回收品的品质降低。
这样的因有机纤维缠绕到作为有价值物的铁屑等造成的回收品的品质降低的问题能够通过使用从表层部分朝向内部制入狭缝状的加工部且容易断裂的芯材来消除(例如,参见专利文献9、10)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-028776号公报(第2-3页)
专利文献2:日本特开2002-188791号公报(第4-6页、图1)
专利文献3:日本特开2005-344832号公报(第3-4页、图1)
专利文献4:日本特开2006-307921号公报(第5-6页、图2)
专利文献5:日本特开2006-017151号公报(第3页、图1)
专利文献6:日本特公平7-103955号公报(第2页、第3-4图)
专利文献7:日本特开2006-283817号公报(第4-5页)
专利文献8:日本特开2005-344870号公报(第7页、图2)
专利文献9:日本特开2000-283643号公报(摘要、图1)
专利文献10:日本实开昭62-156793号公报(第1图)
发明内容
发明要解决的课题
然而,在使用了从表层部分朝向内部制入狭缝状的加工部的芯材的真空隔热件中,虽然断裂性增加,但是,强度极端下降,芯材容易散开,真空隔热件的生产性也恶劣。
本发明是为解决上述的课题做出的发明,其第一目的是提高应用真空隔热件的制品的再循环时的破碎性。另外,在此基础上,目的在于提供一种使真空隔热件的芯材难以缠绕到作为有价值物的铁屑等,能够提高再循环性,并且在生产时芯材难以散开,还能够提高生产性的真空隔热件以及使用了它的隔热箱。
用于解决课题的手段
本发明提供一种真空隔热件,其将层叠了片材状的纤维集合体的芯材封入气体阻隔性的外包件内,并将内部减压,其中,对上述片材状的纤维集合体实施了穿孔加工。
另外,本发明的隔热箱在外箱和内箱之间配设了上述真空隔热件。
发明效果
根据本发明,因为对构成芯材的纤维集合体实施了穿孔加工,所以,能够得到不会损坏隔热性能、能够提高制造时的处理性以及家电再循环中心的破碎性的真空隔热件以及使用了它的隔热箱。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的真空隔热件的立体图。
图2是图1的分解立体图。
图3是图2的芯材的细节图。
图4是构成图3的芯材的片材状的一张长纤维无纺布的放大俯视图及其A-A剖视图。
图5是用于说明图4的穿孔加工的规格例1的表示构成芯材的片材状纤维集合体的俯视图。
图6是表示构成芯材的片材状纤维集合体的穿孔中的非加工部的长度和延展率的关系的曲线图。
图7是表示构成芯材的片材状纤维集合体的穿孔中的狭缝状的加工部的长度和延展率的关系的曲线图。
图8是用于说明图4的穿孔加工的规格例2的表示构成芯材的片材状纤维集合体的俯视图。
图9是表示构成芯材的片材状纤维集合体的穿孔之间的间隔和延展率的关系的曲线图。
图10是用于说明图4的穿孔加工的规格例3的表示构成芯材的片材状纤维集合体的俯视图。
图11是图4的穿孔加工的规格例4的说明图。
图12是图4的穿孔加工的规格例5的说明图。
图13是图4的穿孔加工的规格例6的说明图。
图14是表示无纺布的层叠方法以及芯材的制造方法的工序图。
图15是本发明的实施方式2的隔热箱的示意说明图。
具体实施方式
[实施方式1]
在用于说明本发明的实施方式1的真空隔热件的图1、图2中,真空隔热件1由具有空气隔断性的袋状的气体阻隔性容器2(下面称为外包件)和被封入外包件2内的芯材3以及吸附剂4构成。吸附剂4是水分吸附剂、气体吸附剂,吸附成为隔热性能降低的原因的外包件2内的水分。
外包件2的4边中的开口部2a以外的3边预先通过热封被封闭,将芯材3像箭头a所示那样从开口部2a插入外包件2内,在芯材3被封入外包件2内的状态下,将外包件2的内部减压到规定的真空度,然后,通过热封将开口部2a封闭,据此,制作真空隔热件1。
图3是表示芯材3的细节的立体图。芯材3由层叠体5构成,是如下的构造:将作为片材状的纤维集合体的长纤维无纺布6像箭头b所示那样,从内侧朝向外侧连续地卷绕,层叠几百张左右,将得到的大致圆筒状的层叠体5在卷绕方向拉伸并折叠,在上下压溃的构造。
由此,该层叠体5是由在折叠时为平板状的上面侧平板部5a以及下面侧平板部5b、和成为层叠体5的卷绕方向的端部的折曲部5c、5d构成的一张形成为平板状的层叠体,上述折曲部5c、5d是如下的折曲部:即,将使上面侧平板部5a和下面侧平板部5b相连的部分折曲了的折曲部。
通过将该层叠体5做成芯材3,制作厚度大致均匀的一张平板状的真空隔热件1。另外,在图3中,箭头a表示芯材3向外包件2的插入方向。
图4是构成图3的层叠体5的片材状的一张长纤维无纺布6的放大俯视图及其A-A剖视图。
虽然长纤维无纺布6由多个纤维7构成,但是,这些多个纤维7由于在保持原本状态下,纤维彼此没有相连,所以,仅将它拿起时会零散地散乱,不能构成片材。
为了防止这种情况,在多个纤维7被形成为片材状后(将它称为网材),通过热压花加工,使纤维7彼此熔接,构成纤维没有散开的长纤维无纺布6。附图标记8是通过热压花加工,使纤维7彼此熔接了的热压花加工部,热压花加工部8以外的区域为纤维7的状态。通过调整热压花加工部8相对于片材整体的比例,能够无损纤维7所具有的隔热性能地作为片材来处理。
据此,虽然真空隔热件1制造时的操作性大幅提高,但是,反之如前面阐述的那样,由于再循环中心中的破碎性恶化,所以,通过设置实施了穿孔9的穿孔加工部,抑制破碎时的长纤维无纺布6的延展,兼顾操作性和破碎性的提高。另外,在本发明中,为了抑制再循环中心中的破碎时的长纤维无纺布6的延展,提高操作性、破碎性,在长纤维无纺布6上像后述那样(图5~图13及其说明),通过使狭缝状的加工部(下面,也有仅称为“加工部”的情况)9a和非加工部9b交替地反复的穿孔9的加工部或在厚度方向未被完全地切割的半切割部9d,设置格子状的加工部,但是,在下面的说明中,将它们像上述那样统称为穿孔加工部或穿孔加工。即、狭缝状的加工部包括被完全切割的加工部或被半切割的半切割部。
<纤维的材质>
构成真空隔热件1的芯材3的纤维使用树脂纤维,能够使用聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚苯乙烯(下面称为PS)纤维、聚乳酸纤维、芳纶纤维、液晶聚合物(下面称为LCP)纤维、聚苯硫醚(下面称为PPS)纤维等。
而且,若使用LCP纤维、PPS纤维等具有耐热性的纤维,则能够提高芯材3的耐热性,另外,若使用直径大的纤维,则能够提高芯材3的压缩蠕变特性。再有,在欲得到该两者的特性的情况下,若混合使用具有耐热性的纤维和直径大的纤维,则能够得到压缩蠕变特性优异、耐热性高、隔热性高的真空隔热件1。
顺便提及,因为PS纤维固体热传导率小,能够期待提高作为隔热件的隔热性能,此外,能够廉价地制造,所以,在下面的说明中,对真空隔热件1的芯材3使用材质本身的延展小,对再循环中心中的破碎性有利的PS纤维的例子进行说明。
<长纤维无纺布的制造>
接着,对将PS树脂加热熔融纺丝,得到PS纤维,进而到做成片材状的长纤维无纺布为止的工序进行说明。
首先,将PS树脂料球向挤出机运送。在挤出机被加热、混炼熔融到270~310℃的PS树脂从用于除去异物的聚合物过滤器穿过后,由齿轮泵从开设有多个直径为0.2~0.6mm的孔的喷嘴连续地挤出。
被挤出了的PS树脂一面由冷风冷却,一面通过压缩空气以2000m/min~6000m/min的丝速度延伸,作为所希望的纤维直径的连续纤维,被捕集在网眼传送器之上。
在本实施方式中,使用开设有大约4000个直径为0.4mm的孔的喷嘴,以丝速度3800m/min进行纺丝,做成约13μm的纤维直径。另外,平均纤维直径的测定使用显微镜,测定几处~几百处(例如,10处),使用其平均值。
像上面那样,从PS树脂料球加热熔融纺丝,并被捕集到网眼传送器上的纤维7被捕集作为纤维的块即纤维网。但是,在纤维网的状态下,纤维7在保持原本的状态下零散,在向外包件2中收容的作业中,难以作为芯材3处理。
由此,为了防止纤维散开,在由被加热到40~120℃的辊按压后,由40~120℃的加热辊实施热压花加工,将纤维彼此热熔接,加工成图4那样的长纤维无纺布6。在图4中,凹部是进行了热压花加工的热压花加工部8,但以最小限度的面积使纤维7加热、加压熔接,防止纤维7变得零散。
在本实施方式中,热压花加工部8做成直径为0.5~1mm左右的大致圆形,以1~3mm左右的间隔设置,使热压花加工部8在片材中所占的比例为6%左右。这样,通过使热压花加工部8在片材中所占的比例为6%左右,能够得到如下的长纤维无纺布6:即,与使用相同材料的以往的树脂纤维的棉状芯材相比,没有损坏隔热性能,切实地进行纤维彼此的热熔接,具有即使在后面的芯材制造工序(纤维集合体的层叠工序)中施加应力,也不会损坏的程度的强度的长纤维无纺布6。另外,通常用单位面积重量(每1m2的纤维的重量(g))表示的无纺布的厚度能够通过传送器的速度来调整。将这样实施了热压花加工的长纤维无纺布6卷取成卷筒状,得到坯布卷筒。
<设置在长纤维无纺布上的穿孔>
接着,通过图5~图13,对设置在长纤维无纺布6(下面仅称为无纺布)上的穿孔的规格例进行说明。
规格例1.
图5是用于说明图4的穿孔加工的规格例1的表示构成芯材的片材状纤维集合体的俯视图。有关该规格例1的芯材3如图1~图4所示,由层叠了多个片材状纤维集合体3a的层叠体5构成。另外,在芯材3上,在片材状纤维集合体3a的每一个上形成有使非加工部9b和将片材贯通的狭缝状的加工部9a隔一个地连续的一个穿孔9。即、穿孔9以沿着在片材状纤维集合体3a的长边方向上延伸的中心线的方式从长边方向的一端形成到另一端。另外,穿孔9中的非加工部9b的长度被设定在1~5[mm]的范围,进而,狭缝状的加工部9a的长度被设定为3[mm]以上。这些值是根据从本发明者等进行的下述实验的结果得到的片材状纤维集合体3a的特性决定的值。
实验通过用刀具在作为芯材3的单位面积重量为18[g/m2]的聚酯的片材状有机纤维集合体上形成穿孔来进行。另外,这里是在聚酯纤维上实施,但是,也可以是除此之外的例如聚苯乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚乳酸纤维、芳纶纤维、LCP(液晶聚合物)纤维、聚乙烯纤维、纤维素纤维。
课题是向铁屑等盘绕,但考虑到它因延展率高而产生。因此,着眼于延展率。
首先,制作将狭缝状的加工部9a的长度固定为4[mm],改变了非加工部9b的长度的试料。试料尺寸为宽度25[mm],长度100[mm]。使用拉伸试验机,将试料的长度方向的两端用卡盘夹住,在长度方向拉伸,测定延展率。拉伸速度为50[mm/min],卡盘间距离为15[mm]。这里,延展率是试料(无纺布)断裂时的延展除以卡盘间距离的值。测定结果表示在图6中。
图6是表示构成芯材的片材状纤维集合体的穿孔中的非加工部的长度和延展率的关系的曲线图,是横轴为非加工部的长度,纵轴为延展率的图。从图6可以看出,非加工部9b的长度越短,延展率越减少。尤其是,若比较非加工部9b的长度为6~8[mm]的情况下的延展率的值和为3~5[mm]的情况下的延展率的值,则判定非加工部9b的长度为5[mm]以下的情况下的延展率的值大幅下降。但是,若非加工部9b的长度不足1[mm],则在进行穿孔9的加工时,容易撕开,处理性变差。由于上述情况,非加工部9b的长度为1~5[mm]合适。
接着,将非加工部9b的长度固定为2[mm],改变狭缝状的加工部9a的长度,测定延展率。测定结果表示在图7中。
图7是表示构成芯材的片材状纤维集合体的穿孔中的狭缝状的加工部的长度和延展率的关系的曲线图,是横轴为狭缝状的加工部的长度,纵轴为延展率的图。从图7可以看出,狭缝状的加工部9a的长度越长,延展率越下降。尤其是,若比较狭缝状的加工部9a的长度为1~2[mm]的情况下的延展率的值和3[mm]以上的做出了切痕的情况下的延展率的值,则判定狭缝状的加工部9a的长度为3[mm]以上做出了切痕的情况下的延展率的值大幅下降。由此,狭缝状的加工部9a的长度在3[mm]以上合适。
接着,将实施了非加工部9b的长度为5[mm]、狭缝状的加工部9a的长度为3[mm]的穿孔9的片材状有机纤维集合体3a作为芯材3放入外包件2内,以100℃使之干燥,放入吸附剂,以几Pa进行真空包装,制成真空隔热件1。若测定隔热性能,则与没有穿孔的情况相同,热传导率为0.0023[W/mK]。也就是说,判定可以维持着隔热性能而提高破碎性。据此,在生产时,能够使芯材3难以散开,且在再循环时能够使之容易破碎。其结果为,再循环时芯材3难以缠绕到铁屑等,能够提高铁屑等的纯度。而且,通过提高铁屑等的纯度,能够提高再资源化率。
规格例2.
图8是用于说明图4的穿孔加工的规格例2的表示构成芯材的片材状纤维集合体的俯视图,对与前述的规格例1相当的部分标注相同附图标记。另外,在说明时,参考前述的图1~图4。有关该规格例2的芯材3如图8所示,是在片材状纤维集合体3a上,沿一方向排列设置多行穿孔9而形成,且使各穿孔9间的间隔9c在6[mm]以下的芯材。除此之外的结构与前述的实施方式1的芯材相同。
有关该规格例2的芯材3是在片材状纤维集合体3a上,沿一方向排列设置多行穿孔9,使各穿孔9间的间隔9c在6[mm]以下的芯材,但该值也是根据从由本发明者等进行的实验结果得到的片材状纤维集合体3a的特性决定的值。
即、使用与前述的实施方式1中使用的相同的试料(这里,是沿一方向排列设置了多个穿孔的无纺布)和拉伸试验机,改变穿孔9间的间隔9c,测定延展率。测定结果表示在图9中。
图9是表示该片材状纤维集合体的穿孔间的间隔和延展率的关系的曲线图,是横轴为穿孔间的间隔、纵轴为延展率的图。从图9可以看出,穿孔9间的间隔9c越短,延展率越下降,但若穿孔间的间隔9c在6[mm]以下,则在延展率降低这点看不出大的变化。由此,判断穿孔间的间隔9c为6[mm]以下合适。也就是说,判断可以维持着隔热性能而提高破碎性。
规格例3.
图10是用于说明图4的穿孔加工的规格例3的表示构成芯材的片材状纤维集合体的俯视图,对与前述的规格例1相当的部分标注相同附图标记。另外,在说明时,参考前述的图1~图4。有关该规格例3的芯材3如图10所示,是在片材状纤维集合体3a上,沿二方向(正交方向)排列设置多行穿孔9A、9B而形成的芯材。除此之外的结构与前述的实施方式1的芯材相同。
在有关该规格例3的芯材3中,因为在片材状纤维集合体3a上,沿二方向(正交方向)排列设置了多行穿孔9A、9B,所以,能够使片材状纤维集合体3a的延展率进一步下降,使之容易破碎。也就是说,能够维持着隔热性能而使破碎性进一步提高。
规格例4.
图11是图4的穿孔加工的规格例4的说明图。有关该规格例4的芯材3如图11所示,是如下这样的芯材:在片材状纤维集合体3a上,以规定的长度分别使完全切割(从无纺布6的厚度方向的上表面贯通到下表面切割)的加工部9a和非加工部9b交替地连续,使穿孔9例如呈虚线状,形成了格子状的穿孔的芯材。
规格例5.
图12是图4的穿孔加工的规格例5的说明图。有关该规格例5的芯材3如图12所示,是如下这样的芯材:在片材状纤维集合体3a上,仅通过未将片材状纤维集合体3a贯通的作为切痕的半切割部9d而形成穿孔9,通过例如连续的直线状,去除非加工部9b而形成为格子状的芯材。
规格例6.
图13是图4的穿孔加工的规格例6的说明图。有关该规格例6的芯材3如图13所示,是如下这样的芯材:在片材状纤维集合体3a上,相对于无纺布6的制造方向C歪斜且锯齿状地设置完全切割的加工部9a,在邻接的加工部9a之间形成非加工部9b的芯材。
<穿孔的向无纺布的加工方法>
在向无纺布6加工穿孔时,采用将暂时得到的无纺布6的坯布卷筒开卷,以一张无纺布的状态进行穿孔的加工,然后,再次卷取为卷筒的方法。根据该方法,因为能够在对一张无纺布6进行穿孔加工后,进行多层层叠,所以,不存在穿孔完全重叠的情况,不存在给真空隔热件1的外观带来不良影响的情况。另外,因为能够根据穿孔的规格、切割方法(模辊和切条机的组合等)提高加工速度,所以,在这种情况下,还能够将穿孔加工工序纳入前述的无纺布制造工序。
再有,也可以在后述的无纺布层叠工序后,通过对层叠了无纺布6的芯材3进行冲压加工来加工穿孔。在这种情况下,因为在将无纺布6层叠为芯材3的形态后进行穿孔加工,所以,没有必要在后面的工序考虑每一张无纺布6的处理强度,因此,能够进行破碎性更好的穿孔加工。
<无纺布的层叠方法、芯材的制造方法>
接着,对无纺布6的层叠方法以及芯材3的制造方法进行说明。
图14是构成真空隔热件1的芯材3的层叠装置的坯布卷筒101和卷绕架111的作用说明图,是表示真空隔热件1的芯材制造工序的图。
图14(a)是无纺布6(下面称为纤维集合体)的卷绕开始步骤,在层叠体5的制造工序中,具备将被实施了热压花加工的连续的片材状的纤维集合体6卷绕多次而形成的规定宽度的坯布卷筒101和卷取被卷绕在坯布卷筒101上的纤维集合体6的规定宽度的卷绕架111,通过使坯布卷筒101和卷绕架111旋转,开始将被卷绕在坯布卷筒101上的纤维集合体6向卷绕架111卷取。
此时,由卷绕架111的夹紧机构夹紧从坯布卷筒101拉出的纤维集合体6的端部,以纤维集合体6不会在卷取途中切断或延展使宽度变窄那样的规定的张力卷取。另外,在图中,表示了坯布卷筒101和卷绕架111接触的情况,但是,也可以离开。
图14(b)是纤维集合体6的卷绕结束步骤。若在卷绕开始步骤中从坯布卷筒101被卷绕到卷绕架111上的纤维集合体6被卷绕了与规定的厚度相当的旋转数量,则使坯布卷筒101和卷绕架111的旋转停止,终止纤维集合体6的卷取。向卷绕架111卷绕的规定的旋转数,即、层叠的张数基于纤维集合体6的减压包装时的厚度和欲制造的真空隔热件1的厚度来任意设定。
图14(c)是纤维集合体6的切断步骤。通过卷绕结束步骤,纤维集合体6以规定旋转数量被卷绕到卷绕架111上,使坯布卷筒101和卷绕架111的旋转停止,然后,将纤维集合体6在坯布卷筒101和卷绕架111之间的规定的切断处以将前后夹紧的状态切断,将坯布卷筒101从卷绕架111分开。
图14(d)是芯材3的固定步骤。通过切断步骤切断纤维集合体6,然后,将夹紧部件113a、113b插入被设置在卷绕架111上的夹紧部件设置部112a、112b,将被卷绕在卷绕架111上的大致圆筒状的纤维集合体6夹紧。
图14(e)是卷绕架变形步骤。通过芯材3的固定步骤,将纤维集合体6用夹紧部件113a、113b夹紧,然后,使卷绕架111的圆周部件保持轴114a、114b朝向中心侧在半径方向可动,以便收缩,使与圆周部件保持轴114a、114b连接的圆周部件115a、115b朝向中心侧在半径方向即在收缩的方向可动。这样,使卷绕架111变形,松缓被卷绕在卷绕架111上的圆筒状的纤维集合体6的卷绕张力。
图14(f)是卷绕架分离步骤,将张力松缓了的大致圆筒状的纤维集合体6从卷绕架111在旋转轴116的轴心方向抽出。
图14(g)是芯材形成步骤。以由2个夹紧部件113a、113b夹紧从卷绕架111抽出的大致圆筒状的纤维集合体6的状态,分别向卷绕方向的大致直线方向的相反侧拉伸2个夹紧部件113a、113b,由此,将大致圆筒状的纤维集合体6在夹紧部件113a、113b的夹紧位置折叠,因此,形成在卷绕方向具有折曲部(折叠部)5c、5d和上面侧平板部5a、下面侧平板部5b的平板状(片材状)的无纺布6的层叠体5,即,平板状(片材状)的芯材3。
由被形成为平板状的层叠体5构成的芯材3以由夹紧部件113a、113b将折曲部5c、5d夹紧的状态被移送到传送器上,然后,取下夹紧部件113a、113b,据此,制造图14(h)所示那样的芯材3。另外,附图标记10是在拔出了卷绕架111时的大致圆筒状的纤维集合体6的中心部,虽然将形成上面侧平板部5a的层叠体和形成下面侧平板部5b的层叠体分开,但是,通过将夹紧部件113a、113b取下而被封闭。
如上所述,无纺布6成为从内侧朝向外侧连续地被卷绕的构造,能够获得散开的情况少、处理性优异的层叠体5。
<真空隔热件的制造顺序>
在制造真空隔热件1时,首先,将通过芯材制造工序制作的规定的大小和厚度的芯材3插入具有开口部2a的袋状的外包件2,以开口部2a未封闭的方式固定,由恒温槽在60~80℃的温度下进行0.5~2小时左右的干燥。通常,使用热风流转式的干燥炉,但也可以是使用被预先除湿了的干燥空气的干燥炉。
本实施方式的聚苯乙烯(PS)因为吸湿性低,所以,与聚对苯二甲酸乙酯等具有吸湿性的材料相比,能够将干燥的温度、时间设定得低。而且,为了在干燥后,吸收仍残存的水分、真空包装后的残存气体、随时间流逝而被排放的来自芯材3的脱气、在外包件2的密封层穿过而侵入的透过气体等,而在外包件2内插入气体吸附剂、水分吸附剂等吸附剂4,例如由柏木式真空包装机进行抽真空(减压处理)。抽真空进行至腔内的真空度为1~10Pa左右,保持该状态地在腔内将外包件2的开口部2a热封,制造真空隔热件1。
在本实施方式中,真空隔热件1的外包件2使用厚度5μm以上100μm以下的层压薄膜,例如,由尼龙(厚度15μm)、氧化铝蒸镀PET(聚对苯二甲酸乙酯)(厚度12μm)、铝蒸镀EVOH(乙烯乙烯醇共聚物树脂(厚度15μm)、聚乙烯(厚度50μm)构成的具有气体阻隔性的塑料层压薄膜。
这样得到的真空隔热件1的隔热性例如由英弘精机(株式会社)制造的热传导率计HC-074测定热传导率,进行评价。另外,就破碎性而言,将冰箱的隔热箱投入再循环中心的再循环工序,以向金属回收路径的混入程度来评价破碎性,上述冰箱的隔热箱通过尿烷泡沫将所得到的真空隔热件1配设在隔热壁内。
<实施例和比较例>
接着,对本发明的实施方式1的真空隔热件1的实施例(实施例1~5)和比较例(比较例1~4)中的穿孔的规格及其评价进行说明。另外,穿孔加工遍及无纺布6的整个宽度、整个长方向地进行。
评价结果表示在表1中。
[表1]
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
穿孔规格 | 4mm格子 | 6mm格子 | 30mm格子 | 50mm格子 | 6mm锯齿 |
穿孔规格示意图 | 图5 | 图5 | 图6 | 图6 | 图7 |
切割形态 | 完全切割 | 完全切割 | 半切割 | 半切割 | 完全切割 |
加工部长度 | 3mm | 4mm | 30mm | 50mm | 6mm |
非加工部长度 | 1mm | 2mm | 0mm | 0mm | 2mm |
层叠加工 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
破碎性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例1的真空隔热件1的芯材3的穿孔9的加工部9a是基于图11所示的规格例4的加工部,加工部9a的长度为3mm,非加工部9b的长度为1mm,加工部9a为切缝贯通的完全切割,穿孔9的加工部比率(加工部9a相对于加工部9a和非加工部9b的合计长度的比率)为75%。
实施例2的芯材3的穿孔9的加工部9a是与实施例1的情况相同的规格,加工部9a为完全切割,其长度为4mm,非加工部9b的长度为2mm,加工部比率为67%。比较例1为同样的规格,加工部9a的长度为8mm,非加工部9b的长度为2mm,加工比率为83%,比较例2也为相同的规格,加工部9a以及非加工部9b的长度均为3mm,加工部比率为50%。
在实施例1、2的芯材3中,层叠工序中的层叠加工性以及再循环中心中的破碎性如表1所示为良好。
另一方面,比较例1的芯材3如表1所示,破碎性没有问题,但在层叠加工时无纺布6产生布裂开。可以认为这是因为加工部比率大到83%,无纺布6不能承受卷取张紧。
另外,在比较例2的情况下,如表1所示,就层叠加工性而言,没有特别的问题,但就破碎性而言,由于加工部比率为50%,非加工部9b的比率过大,所以,破碎不充分,无纺布6向破碎了的金属片的盘绕增加,向尿烷回收工序的回收不充分,向金属回收工序的混入量增加。
由于上面的情况,可以说图11的规格中的穿孔加工的加工部比率为60~75%左右合适。
接着,实施例3的芯材3的穿孔9加工部9a是基于图12的规格的加工部,将半切割部9d做成长度30mm的连续的格子状,并且去除了非加工部9b。半切割部9d承受无纺布6的层叠工序,成为因破碎时的冲击将纤维压溃成切碎的程度而凝固的状态。
在本实施方式中,层叠加工性、破碎性均如表1所示,为良好。
实施例4以及比较例3的穿孔加工部是基于图12的规格的穿孔加工部,是改变了其格子的大小的穿孔加工部。
实施例4将半切割部9d做成50mm的长度,比较例3将半切割部9d做成100mm长度。
实施例4的情况下,层叠加工性、破碎性均如表1所示,为良好。另一方面,在比较例3的情况下,由于破碎后的无纺布6的尺寸过大,所以,无纺布6向金属回收工序的混入量增加。由于这种情况,可知优选因穿孔加工而产生的格子尺寸不足100mm2。另外,由半切割部9d形成穿孔加工部的情况下,若无纺布6的单位面积重量太小,则压溃部分的纤维量不足,在破碎时难以从半切割部9d切开,所以,在为PS纤维的情况下,希望单位面积重量在26g/m2以上。
实施例5基于图13的穿孔加工的规格,相对于无纺布6的制造方向C歪斜且锯齿状地设置完全切割的加工部9a的切缝。
在本实施例中,使加工部9a的长度L为6mm,该加工部9a与正交的加工部9a之间的缝隙S1(非加工部9b)为2mm,从前者的加工部9a的长边方向的中心部错开地设置,另外,使加工部9a和与它正交的加工部9a的前端部之间的缝隙S2为2.8mm。
本实施方式中的芯材3的层叠加工性如表1所示,为良好,另外,无纺布6的纤维因为相对于制造方向的取向变强,所以,通过将加工部9a的切缝错开进行加工,能够将纤维分隔,因此,能够抑制破碎时纤维的延展,提高破碎性。另外,比较例4在没有在无纺布6设置穿孔9的情况下,层叠加工性没有问题,但是,破碎性如前所述,明显变差。
[实施方式2]
图15是本发明的实施方式2的隔热箱的说明图,示意地表示冰箱。
冰箱20具有由涂层钢板构成的外箱21和隔开缝隙被配置在外箱21的内侧的由树脂成形品构成的内箱22,在形成在外箱21和内箱22之间的缝隙内设置后述的隔热壁23。而且,在内箱22内设置有用于供给冷气的冷冻单元(未图示出),另外,在外箱21和内箱22,在共用的面分别形成开口部,在这些开口部设置开闭门(均未图示出)。
在冰箱20的外箱21和内箱22之间的缝隙中配设实施方式1的真空隔热件1(夸张地表示),充填聚氨酯泡沫25,形成隔热壁23。然而,由于真空隔热件1的外包件2包括铝箔,所以,存在在外包件2与外箱21之间产生热桥的可能性,该热桥使得热在该铝箔穿过并绕回。
因此,为了防止这样的热桥的产生,真空隔热件1使用非导电性的树脂成形品的间隔件24,从外箱21离开地配设。另外,间隔件24为使空隙不会残存于在后工序被注入外箱21和内箱22之间的缝隙的聚氨酯泡沫25,而适宜地设有用于不阻碍流动的孔。
这样,本实施方式的冰箱20在外箱21和内箱22之间形成由实施方式1的真空隔热件1、间隔件24以及聚氨酯泡沫25构成的隔热壁23。另外,设置隔热壁23的范围未被限定,可以是形成在外箱21和内箱22之间的缝隙的整个范围或者其一部分。再有,也可以设置在外箱21和真空隔热件1之间以及内箱22和真空隔热件1之间的两者或任意一方。另外,还可以设置在开口部的开闭门内。
顺便提及,冰箱在使用结束的情况下,根据家电再循环法,在各地的再循环中心被解体,被再循环。此时,由于本发明的冰箱20具有真空隔热件1,该真空隔热件1内置了由纤维集合体6构成的芯材3,所以,能够不将真空隔热件1拆下地进行破碎处理,热再循环时,不存在燃烧效率降低或成为残渣的情况,因此,再循环性好。
在上述的说明中,表示了将本发明的真空隔热件1用于作为隔热箱的一例的冰箱的情况,但是,并非限定于此,例如,在保温箱、车辆空调机、供热水器等冷热机器或暖热机器中,还有替代具备规定的形状的箱体,具备自由变形的外袋以及内袋的隔热袋(隔热容器)中,也能够使用本发明的真空隔热件1。
附图标记说明
1:真空隔热件;2:外包件;2a:开口部;3:芯材;3a:片材状纤维集合体;4:吸附剂;5:层叠体;6:长纤维无纺布(纤维集合体);7:纤维;8:压花加工部;9、9A、9B:穿孔;9a:加工部;9b:非加工部;9c:穿孔间的间隔;9d:半切割部;20:冰箱(隔热箱);21:外箱;22:内箱;23:隔热壁;24:间隔件;25:聚氨酯泡沫;101:坯布卷筒;111:卷绕架;112a、112b:夹紧部件设置部;113a;113b:夹紧部件;114a、114b:圆周部件保持轴;115a、115b:圆周部件;116:旋转轴。
Claims (12)
1.一种真空隔热件,其特征在于,具备:
芯材,其由层叠了多个片材状纤维集合体的层叠体构成;和
外包件,其将上述芯材外包,且内部被减压,
对于上述芯材,在上述片材状纤维集合体的每一个上形成有使非加工部和狭缝状的加工部隔一个地连续的穿孔。
2.如权利要求1所述的真空隔热件,其特征在于,上述狭缝状的加工部是被完全切割的加工部或被半切割的半切割部。
3.如权利要求2所述的真空隔热件,其特征在于,沿一方向或者二方向形成上述穿孔。
4.如权利要求3所述的真空隔热件,其特征在于,上述穿孔沿上述一方向或者上述二方向排列设置多行而形成。
5.如权利要求4所述的真空隔热件,其特征在于,上述排列设置的穿孔的间隔在6mm以下。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的真空隔热件,其特征在于,上述穿孔的上述非加工部的长度为1~5mm,上述狭缝状的加工部的长度为3mm以上。
7.如权利要求1至4中的任一项所述的真空隔热件,其特征在于,使上述穿孔的加工部相对于该加工部和非加工部的合计长度的比率为60~75%。
8.如权利要求1或2所述的真空隔热件,其特征在于,上述穿孔由相对于上述纤维集合体的制造方向倾斜并被配置成锯齿状的加工部和被设置在该加工部之间的非加工部形成。
9.一种真空隔热件,其特征在于,具备:
芯材,其由层叠了多个片材状纤维集合体的层叠体构成;和
外包件,其将上述芯材外包,且内部被减压,
对于上述芯材,在上述片材状纤维集合体的每一个上,通过未贯通的切入而被半切割了的半切割部形成格子状部,并且使由上述半切割部包围的上述格子状部的尺寸不足100mm2。
10.一种隔热箱,其特征在于,具备外箱和被配置在该外箱的内部的内箱,在上述外箱和上述内箱之间配置权利要求1至权利要求9中的任一项所述的真空隔热件。
11.如权利要求10所述的隔热箱,其特征在于,在上述外箱和上述真空隔热件之间以及在上述内箱和上述真空隔热件之间的两方或任意一方充填隔热件。
12.如权利要求11所述的隔热箱,其特征在于,在上述外箱和上述真空隔热件之间配设用于该真空隔热件的定位和确保充填上述隔热件时的流路的间隔件。
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