CN105444503A - 真空绝热件、绝热箱、以及真空绝热件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供以节能且节约资源的方式制造的真空绝热件、绝热箱、以及真空绝热件的制造方法。真空绝热件具备：芯材，其由纤维集合体构成；以及外包件，其将芯材包覆，外包件的内部被减压密封，在大气压下将从外包件的内部取出的芯材的厚度压缩至50％的厚度时的压缩应力为5kPa以下。

Description

真空绝热件、绝热箱、以及真空绝热件的制造方法

技术领域

本发明涉及真空绝热件、绝热箱、以及真空绝热件的制造方法。

背景技术

作为用作冰箱等的绝热件的现有的真空绝热件，存在如下真空绝热件：利用具有气体阻隔(gasbarrier)性的外包件对由玻璃纤维的集合体构成的芯材进行包覆，并对外包件的内部进行减压密闭(例如，参照专利文献1)。在该真空绝热件中，通过在玻璃纤维的热变形温度以上的温度下进行加压成型而使玻璃纤维的集合体产生塑性变形，并将芯材保持为加压时的状态。将该芯材插入于成型为袋状的外包件，对外包件的内部进行减压，并通过热熔接而将开口部密闭封闭，由此制成该真空绝热件。

另外，作为现有的真空绝热件，存在如下真空绝热件，该真空绝热件具备：芯材，其通过使用纤维质材料并对有机系粘合剂进行固化成型而成；以及层压薄膜，其通过对金属箔的层进行层叠而成，将层压薄膜的边缘部密封、且使内部减压(例如，参照专利文献2)。

另外，作为现有的真空绝热件，存在如下真空绝热件，该真空绝热件具备:芯材，其在具有柔软性的内袋收纳有无机纤维聚合物；以及外包件，其由层压薄膜构成，该层压薄膜对芯材进行收纳，使内部减压，并通过熔接而将周缘部封闭(例如，参照专利文献3)。

专利文献1：日本特开2005－220954号公报(段落[0017]、[0023]、[0029]、[0059]，图1)

专利文献2：日本特开平9－138058号公报(段落[0013]，图1)

专利文献3：日本特开2007－9928号公报(权利要求6～8，图9)

由纤维集合体构成的芯材在大气压下体积增大，因此，有时真空绝热件的制造阶段的处理变得困难。因此，在现有的真空绝热件中，在减压密封前预先减小芯材的厚度，由此使其处理变得容易。

例如，在专利文献1中，通过对玻璃纤维的集合体进行加热加压成型而减小芯材的厚度。在专利文献2中，通过使用有机系粘合剂等结合剂而减小芯材的厚度。在专利文献3中，使用柔软的内袋等内包件预先对芯材进行减压密封，由此减小芯材的厚度。

然而，在为了减小芯材的厚度而对玻璃纤维的集合体进行加热加压成型的情况下，由于在玻璃纤维的热变形温度以上的温度下进行加热加压成型，所以存在浪费巨大的热能的课题。并且，存在如下课题：由于通过加热加压成型而使玻璃纤维产生塑性变形，所以芯材中含有的玻璃纤维的密度升高，从而为了维持芯材的所需的绝热厚度而使得玻璃纤维的使用量增加。

另外，使用有机系粘合剂等结合剂将纤维质材料(纤维集合体)粘接的芯材、以及使用内袋等内包件收纳无机纤维聚合物(纤维集合体)的芯材中均存在如下课题：为了减小芯材的厚度而浪费结合剂、内包件之类的材料。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于提供以节能且节约资源的方式制造的真空绝热件、绝热箱、以及真空绝热件的制造方法。

本发明所涉及的真空绝热件具备：芯材，其由纤维集合体构成；以及外包件，其将上述芯材包覆，并且上述外包件的内部被减压密封，在上述真空绝热件中，在大气压下将从上述外包件的内部取出的上述芯材的厚度压缩至50％的厚度时的压缩应力为5kPa以下。

另外，本发明所涉及的真空绝热件具备：芯材，其由纤维集合体构成；以及外包件，其将上述芯材包覆，并且上述外包件的内部被减压密封，在上述真空绝热件中，上述芯材以从上述外包件的内部取出并在大气压下压缩至50％的厚度时的压缩应力为5kPa以下的状态，由上述外包件包覆。

另外，本发明所涉及的真空绝热件的制造方法具备：利用外包件将由纤维集合体构成的芯材包覆的工序；在对上述外包件的内部进行减压之前，利用外力对上述芯材以及上述外包件一体地进行压缩，由此使上述芯材处于压缩状态的工序；在上述压缩状态下，在上述外包件的周缘部中的至少相对的两条边形成熔接密封部的工序；以及在形成上述熔接密封部之后，对上述外包件的内部进行减压密封而得到真空绝热件的工序，在大气压下将利用上述外包件进行包覆之前的上述芯材的厚度压缩至50％的厚度时的压缩应力为5kPa以下。

另外，本发明所涉及的绝热箱具备上述的真空绝热件。

根据本发明，通过采用上述那样的压缩应力为5kPa以下的芯材，与采用进行加热加压成型的芯材、以及利用结合材料粘接的芯材的现有技术的真空绝热件相比，能够降低芯材密度，因此能够削减玻璃纤维的使用量。另外，根据本发明，在真空绝热件的制造时，不使用用于减小芯材的厚度的热能以及材料。因此，能够得到以节能且节约资源的方式制造的真空绝热件。

附图标记的说明

1...真空绝热件；2...绝热箱；10...芯材；20、21...外包件；30...水分吸附剂；40...熔接密封部；50...加工装置；51...压缩机构；52a、52b...熔接机构；60...内箱；61...外箱；62...聚酯氨泡沫绝热件。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的真空绝热件1的概要结构的剖视图。

图2是示出本发明的实施方式1所涉及的真空绝热件1的制造工序的图。

图3是示出本发明的实施方式1所涉及的真空绝热件1的制造工序的图。

图4是示出本发明的实施方式1所涉及的真空绝热件1的制造工序的图。

图5是示出本发明的实施方式2所涉及的绝热箱2的概要结构的剖视图。

具体实施方式

实施方式1.

对本发明的实施方式1所涉及的真空绝热件1及其制造方法进行说明。图1是示出本实施方式1所涉及的真空绝热件1的概要结构的剖视图。此外，在包括图1在内的以下附图中，各构成部件的尺寸的关系、形状等有时与实际情况不同。应当在参考以下说明的基础上判断各构成部件的具体的尺寸等。

如图1所示，真空绝热件1具备：芯材10，其由纤维集合体构成；两个外包件20、21，它们具有气体阻隔性，且将芯材10的两面包覆；以及水分吸附剂30，其插入于外包件20、21的内部空间，吸附水分而抑制外包件20、21的内部空间的真空度随时间的流逝而变差。在减压至1Pa～3Pa左右的真空度的状态下将开口部密封，由此对外包件20、21的内部空间进行减压密封。通过热封(heatseal)等对外包件20、21的周缘部进行熔接而形成熔接密封部40，由此进行开口部的密封。真空绝热件1整体具有近似长方形平板状的形状。

芯材10具有玻璃绒(glasswool)等纤维集合体层叠而成的结构。一般情况下，若为玻璃绒则通过离心法来制造纤维集合体，若为树脂纤维则通过纺粘(spunbond)法来制造纤维集合体，，但是未特别限定纤维集合体的制造方法。

在本实施方式1的真空绝热件1中，不使用用于减小芯材10的厚度的热能以及材料。例如，对于构成芯材10的纤维集合体既未进行加热加压成型，又未利用内包件进行密闭封闭，还未利用结合剂进行粘接。

外包件20、21是用于现有的真空绝热件的外包件，其为构成多层构造的层压薄膜。该多层构造例如具有如下结构：从内侧(芯材10侧)开始按顺序依次层叠有聚乙烯层、铝蒸镀层、聚对苯二甲酸乙二酯层、以及最外层的延伸尼龙层。各层的厚度能够设为10μm～30μm左右，但并不限定于此。

外包件20、21的结构并不限定于上述结构，也可以包括氧化铝(alumina)蒸镀层、乙烯－乙烯醇层、聚丙烯层。另外，外包件20、21只要具有气体阻隔性即可，未特别限定其结构。

在本实施方式1的真空绝热件1中，对外包件20、21的内部空间进行规定的外包件20、21的内表面整体与芯材10的表面整体直接接触。即，未利用其他部件(例如，内包件)覆盖芯材10。

水分吸附剂30例如由插入于通气性优良的袋子的氧化钙(CaO)等构成。水分吸附剂30不仅仅限定于CaO，也可以使用硅胶或沸石等具有水分吸附性的物质。

熔接密封部40以遍及外包件20、21的周缘部的整周的方式无缝隙地形成。在外包件20、21的周缘部中的至少相对的两条边中，熔接密封部40与芯材10之间的距离A为5mm以上100mm以下。沿着芯材10的形状将熔接密封部40固定。熔接密封部40的宽度能够设为5mm～50mm左右，但并不限定于此。

对本实施方式1的真空绝热件1中的芯材10的材料特性进行说明。从本实施方式1中的真空绝热件1的外包件20、21的内部取出芯材10，在大气压下测定将所取出的芯材10压缩至相对于初始厚度的50％的厚度时的每单位面积的载荷、即压缩应力(以下，称为“50％压缩应力”。)。使用满足ISO5893所规定的条件的万能试验机，以10mm/min的试验速度对切割成纵横为100mm的四方的芯材10进行压缩，由此进行测定。当将大气压下取出的芯材10的厚度设为h0时，从万能试验机的压缩板的间隔充分大于h0的间隔(例如h0+100mm)开始进行试验，并将压缩应力变为0.01kPa时的厚度设为初始厚度h1。继续进行试验，测定将芯材10压缩至相对于初始厚度h1的50％时、即变为h1×0.5的厚度时的50％压缩应力。

在厚度为20mm的本实施方式1的真空绝热件1的芯材10中，h0、h1分别为150mm、148mm，50％压缩应力约为0.5kPa。与此相对，在厚度为20mm的现有技术的真空绝热件的加热加压成型的芯材中，h0、h1分别为50mm、49.6mm，50％压缩应力约为11kPa。

芯材10以从外包件20、21的内部取出、且在大气压下压缩至50％的厚度时的压缩应力为0.05kPa以上5kPa以下的状态而被外包件20、21包覆。以上述方式将芯材10从外包件20、21的内部取出，测定在大气压下将其压缩至50％的厚度时的压缩应力，由此能够确认芯材10在这样的状态下被外包件20、21包覆的情况。在利用外包件20、21将芯材10包覆之前，既未对芯材10进行加热加压成型，又未利用结合剂对芯材10进行粘接，因此，即使在将芯材10从外包件20、21取出之后，也能够在大气压下以0.05kPa以上5kPa以下的力将其压缩至50％的厚度。

接下来，对本实施方式1所涉及的真空绝热件1的制造方法进行说明。图2～图4是示出真空绝热件1的制造工序的图。另外，图2～图4也一并示出制造工序中使用的加工装置50的结构。如图2～图4所示，加工装置50具有压缩机构51与熔接机构52a、52b。压缩机构51对芯材10与将芯材10包覆的外包件20、21一体地进行加压压缩。在利用压缩机构51对芯材10以及外包件20、21进行加压压缩的状态下，利用熔接机构52a、52b在外包件20、21的周缘部中的相对的两条边形成熔接密封部40。熔接机构52a、52b隔着压缩机构51而配置于两侧。另外，熔接机构52a、52b设置为靠近压缩机构51，以便在利用压缩机构51对芯材10以及外包件20、21进行压缩的状态下能够靠近芯材10而形成熔接密封部40。例如，利用熔接机构52a、52b能够形成熔接密封部40与芯材10的端部之间的距离A为5mm以上100mm以下那样的熔接密封部40。

在真空绝热件1的制造工序中，首先，如图2所示，将芯材10加工成作为真空绝热件1所需要的宽度与长度，并在由两个外包件20、21将芯材10的两面(上表面以及下表面)包覆的状态下将其配置于加工装置50(压缩机构51)。在大气压下进行该工序。此时的芯材10的厚度T1与完成后的真空绝热件1的厚度(或者芯材10的厚度)相比达到5倍以上。另外，此时的芯材10的50％压缩应力在5kPa以下。

接下来，如图3所示，利用压缩机构51从外包件20、21的两个外侧表面对芯材10以及外包件20、21一体且机械地进行加压压缩(加压压缩工序)。在大气压下进行加压压缩工序。优选压缩时的压力为相当于大气压的0.10MPa以上，更优选为0.17MPa以上。压缩状态下的芯材10的厚度T2为大气压下进行压缩之前的芯材10的厚度T1的1/5以下。另外，压缩状态下的芯材10以及外包件20、21的一体的厚度与完成后的真空绝热件1的厚度几乎相同。

接下来，如图4所示，在利用压缩机构51对芯材10以及外包件20、21一体地进行加压压缩的压缩状态下，利用熔接机构52a在外包件20、21的周缘部中的一条边形成熔接密封部40(熔接密封部形成工序)。另外，在该压缩状态下，利用熔接机构52b在外包件20、21的周缘部中的与上述一条边相对的另一条边形成熔接密封部40。也可以同时形成上述这些熔接密封部40。另外，上述这些熔接密封部40例如都形成为与芯材10的端部之间的距离A为5mm以上100mm以下。在大气压下进行熔接密封部形成工序。通过在相对的两条边形成熔接密封部40，使得芯材10以及外包件20、21实现一体化，即使将压缩机构51的加压解除，芯材10的压缩状态也得到维持。在熔接密封部形成工序中，也可以在外包件20、21的3条以上的边形成熔接密封部40，以便在外包件20、21的周缘部的一部分确保存在开口部。

接下来，将压缩机构51的加压解除，并将一体化后的芯材10以及外包件20、21从加工装置50取出。然后，进行用于从芯材10以及外包件20、21除去水分的干燥工序。在能够将芯材10以及外包件20、21的水分除去的条件(例如，在100℃下进行两个小时的加热)下进行干燥工序。此外，干燥工序的条件并不限定于此，只要是能够将芯材10以及外包件20、21的水分除去的条件即可。

接下来，将水分吸附剂30插入于外包件20、21的内部空间(水分吸附剂插入工序)。此外，并不限定于在干燥工序之后进行水分吸附剂插入工序，也可以在干燥工序之前或者加压压缩工序之前进行水分吸附剂插入工序。

接下来，使外包件20、21的内部减压为1Pa～3Pa左右的真空度，在该减压状态下通过热封等而在开口部(例如，已经形成有熔接密封部40的两条边以外的边)形成熔接密封部40，对外包件20、21的内部进行减压密封(减压密封工序)。在减压密封工序中形成的熔接密封部40也可以形成为与芯材10之间的距离A为5mm以上100mm以下。经由以上的工序，能够获得真空绝热件1。

接下来，对本实施方式1的效果进行说明。在本实施方式1的真空绝热件1中，由纤维集合体构成的芯材10与外包件20、21直接接触，从外包件20、21的内部取出的芯材10的50％压缩应力为5kPa以下。因此，在本实施方式1中，在真空绝热件1的制造时，由于不使用用于减小芯材10的厚度的热能以及材料，所以能够获得节能且节约资源的真空绝热件1。

例如，考虑对本实施方式1的真空绝热件1、与对芯材进行加热加压成型而成的现有技术的真空绝热件进行比较。这里，双方的真空绝热件的芯材的重量设为5kg，用于加热加压成型的热变形温度设为400℃。若是现有技术的真空绝热件，则消耗2000kJ的热能，而在本实施方式1的真空绝热件1中则能够节约这2000kJ的热能的消耗。

另外，本实施方式1的真空绝热件1的芯材10的密度约为240kg/m³，与此相对，由于产生了塑性变形，因此现有技术的真空绝热件的芯材的密度大约提高到246kg/m³。其结果，在现有技术的真空绝热件中，为了维持与本实施方式1的真空绝热件1相同的绝热厚度，会消耗比真空绝热件1的芯材10更多的玻璃纤维。

与此相对，在本实施方式1的真空绝热件1中，与现有技术的真空绝热件相比能够减少玻璃纤维的使用量。例如，在本实施方式1的真空绝热件1中，在宽度为600mm、长度为1700mm、厚度为22mm的情况下，与现有技术的真空绝热件相比，能够减少约150g的芯材的使用量。

因此，根据本实施方式1，能够得到节能且节约资源的真空绝热件1。

另外，对于本实施方式1的真空绝热件1既未进行加热加压成型，也未利用结合剂进行粘接。因此，在取出的芯材10中，未产生玻璃纤维的热变形，也不含有玻璃纤维以外的成分(例如，结合剂的成分)，因此能够将使用完毕的真空绝热件1的玻璃纤维作为再生资源或者再生材料而再次利用。

另外，本实施方式1的真空绝热件1既不含有内包件又不含有结合剂，因此能够实现真空绝热件1的原材料的减量化。

另外，在本实施方式1的真空绝热件1中，若将上述芯材10的端部与上述外包件20、21的熔接密封部40之间的距离A设为5mm以上100mm以下，则即使将压缩机构51的加压解除，也能够维持芯材10的减容化状态、即压缩状态。因此，能够节省空间地临时保管制造工序中(例如，干燥工序前、减压密封前)的真空绝热件1，从而能够缩减包装容积。

另外，本实施方式1的真空绝热件1的制造方法既不具备对芯材10进行加热加压成型的工序，也不具备利用内包件将芯材10密闭封闭的工序，还不具备利用结合剂将芯材10粘接的工序。因此，根据本实施方式1，能够以更低的成本高效地制造真空绝热件1。

实施方式2.

对本发明的实施方式2所涉及的绝热箱2进行说明。在本实施方式2中，将上述实施方式1所涉及的真空绝热件1用于绝热箱2，从而能够得到以节能且节约资源的方式制造的绝热箱2。图5是示出本实施方式2所涉及的绝热箱2的概要结构的剖视图。在本实施方式2中，举出冰箱的绝热箱为例进行说明。

如图5所示，绝热箱2具有内箱60与外箱61。在内箱60与外箱61之间的空间配置有真空绝热件1。真空绝热件1例如配置为与内箱60的外壁面密接。在内箱60与外箱61之间的空间且在真空绝热件1以外的部分填充有聚酯氨泡沫绝热件62。绝热箱2的其他部分与一般的冰箱的绝热箱相同，因此省略其图示及说明。

在本实施方式2中，由于使用以节能且节约资源的方式制造的真空绝热件1，所以能够得到以节能且节约资源的方式制造的绝热箱2。另外，在本实施方式2中，由于使用与聚酯氨泡沫绝热件62等相比具有较高绝热性能的真空绝热件1，所以与仅使用聚酯氨泡沫绝热件作为绝热件的绝热箱相比，能够得到绝热性能更高的绝热箱2。因此，在具备绝热箱2的冰箱中能够削减消耗电力。

此外，在本实施方式2的绝热箱2中，真空绝热件1与内箱60的外壁面密接，但真空绝热件1也可以与外箱61的内壁面密接。另外，真空绝热件1也可以配置为，通过使用隔离物等而使其在内箱60与外箱61之间的空间与内箱60以及外箱61均不密接。

其他实施方式.

本发明并不局限于上述实施方式，能够进行各种变形。例如，在上述实施方式1的制造方法中，在将芯材10加工为需要的宽度与长度的状态下，将其配置于加工装置50(压缩机构51)，但是，以对芯材10的表面状态进行修整为目的，也可以在将其配置于加工装置50之前预先对芯材10压缩一次以上而使其达到约10％～40％的厚度。

另外，在上述实施方式2中，举出了将真空绝热件1用于具备冷热源的冰箱的绝热箱2的结构的例子，但本发明并不局限于此。还能够将真空绝热件1用于具备温热源的保温柜的绝热箱、不具备冷热源以及温热源的绝热箱(例如，保冷箱(coolerbox)等)。

另外，不仅能够将真空绝热件1用作绝热箱的绝热部件，还能够将真空绝热件1用作空调机、车辆用空调机、热水供给器等的冷却设备或者温热设备的绝热部件。另外，不仅能够将真空绝热件1用于绝热箱那样具备规定形状的箱体，也能够将真空绝热件1用于变形自如的具备外袋以及内袋的绝热袋或者其他绝热容器。

另外，能够将上述各实施方式以及变形例彼此组合而实施。

Claims (8)

1.一种真空绝热件，其具备：芯材，其由纤维集合体构成；以及外包件，其将所述芯材包覆，所述外包件的内部被减压密封，

所述真空绝热件的特征在于，

在大气压下将从所述外包件的内部取出的所述芯材的厚度压缩至50％的厚度时的压缩应力为5kPa以下。

2.一种真空绝热件，其具备：芯材，其由纤维集合体构成；以及外包件，其将所述芯材包覆，所述外包件的内部被减压密封，

所述真空绝热件的特征在于，

所述芯材以从所述外包件的内部取出、且在大气压下压缩至50％的厚度时的压缩应力为5kPa以下的状态，由所述外包件包覆。

3.根据权利要求1或2所述的真空绝热件，其特征在于，

所述纤维集合体是玻璃绒。

4.根据权利要求1或2所述的真空绝热件，其特征在于，

未利用结合剂对所述纤维集合体进行粘接。

5.根据权利要求1或2所述的真空绝热件，其特征在于，

未对所述纤维集合体进行加热加压成型。

6.根据权利要求1或2所述的真空绝热件，其特征在于，

所述芯材的端部与所述外包件的熔接密封部之间的距离为5mm以上100mm以下。

7.一种真空绝热件的制造方法，其特征在于，具备：

利用外包件将由纤维集合体构成的芯材包覆的工序；

在对所述外包件的内部进行减压之前，利用外力对所述芯材以及所述外包件一体地进行压缩，由此使所述芯材处于压缩状态的工序；

在所述压缩状态下，在所述外包件的周缘部中的至少相对的两条边形成熔接密封部的工序；以及

在形成所述熔接密封部之后，对所述外包件的内部进行减压密封而得到真空绝热件的工序，

在大气压下将利用所述外包件进行包覆之前的所述芯材的厚度压缩至50％的厚度时的压缩应力为5kPa以下。

8.一种绝热箱，其特征在于，

具备权利要求1～6中任一项所述的真空绝热件。