CN107407454B - 真空绝热板、芯材以及冰箱 - Google Patents

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Abstract

本实施方案的真空绝热板具备芯材和低分子吸附材料，上述芯材由树脂纤维形成，上述低分子吸附材料被添加于上述芯材，并对来自上述树脂纤维的低分子进行吸附。

Description

真空绝热板、芯材以及冰箱
技术领域
本发明的实施方案涉及真空绝热板、构成真空绝热板的芯材以及具备真空绝热板的冰箱。
背景技术
对于例如冰箱等之类的各种机器、设备，考虑了使用真空绝热板作为绝热材。就这种真空绝热板来说，有对内部进行了减压之后会产生气体这样的问题。例如，专利文献1公开了着眼于减压后的总气体量的大部分为水分而具备对这样的气体、水蒸气进行吸附的吸附剂。不过，近年来，考虑了由树脂纤维构成真空绝热板的芯材。而且，在这样的具备树脂纤维的情况下，减压后会由树脂纤维产生低分子。因此，仅通过对水分进行吸附的吸附剂是无法应对这样的来自树脂纤维的低分子的。由此，有可能会损害真空绝热板的真空度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-53980号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本实施方案提供就算是由树脂纤维来构成芯材的情况也能够抑制真空度降低的真空绝热板、构成该真空绝热板的芯材以及具备该真空绝热板的冰箱。
用于解决问题的手段
本实施方案的真空绝热板具备芯材和低分子吸附材料，上述芯材由树脂纤维形成，上述低分子吸附材料被添加于上述芯材，并对来自上述树脂纤维的低分子进行吸附。
本实施方案的真空绝热板具备芯材和低分子吸附材料，上述芯材由树脂纤维形成，上述低分子吸附材料被添加于上述芯材，并对来自上述树脂纤维的低分子进行吸附。上述芯材具有槽部。而且，在包括上述槽部的规定区域设置有使上述低分子吸附材料的添加量比其他区域少的少添加量区域。
附图说明
图1是表示第一实施方式的真空绝热板的芯材和无纺布的示意图。
图2是表示真空绝热板的剖视示意图。
图3A是示意性地表示真空绝热板的芯材的立体分解图。
图3B是示意性地表示真空绝热板的芯材的侧视图。
图4是表示真空绝热板的芯材的侧视的示意图。
图5是表示向芯材添加低分子吸附材料和水分吸附材料的状态的图。
图6是表示冰箱的绝热箱体的立体示意图。
图7是表示冰箱的真空绝热板组的立体示意图。
图8是表示第二实施方式的真空绝热板的剖视示意图。
图9是在槽部具备散热管的真空绝热板的剖视示意图。
图10是示意性地表示少添加量区域和多添加量区域的配置例的芯材立体图(之一)。
图11是示意性地表示少添加量区域和多添加量区域的配置例的芯材立体图(之二)。
图12是示意性地表示少添加量区域和多添加量区域的配置例的芯材立体图(之三)。
图13是示意性地表示少添加量区域和多添加量区域的配置例的芯材的立体图(之四)
具体实施方式
以下，基于附图对多个实施方式进行说明。此外，各实施方式对实质上相同的要素标注相同的符号，省略说明。
(第一实施方式)
如图1所示，芯材10将无纺布11层叠为多层。该无纺布11是由随机交织而成的树脂纤维12形成的。树脂纤维12是由静电纺丝法形成的。由静电纺丝法形成的树脂纤维12是其平均纤维直径为约1μm左右的细纤维，并且是长度为外径的1000倍以上的长纤维。另外，该树脂纤维12整体上不是直线状，而是随机弯曲而成的卷曲状。因此，树脂纤维12易于互相交织，容易形成多层。通过利用静电纺丝法，能够同时进行树脂纤维12的纺丝和无纺布11的形成。其结果是，能够以较短工时容易地形成芯材10。
另外，构成无纺布11的树脂纤维12通过利用静电纺丝法而容易确保纳米至微米的极细外径。因此，无纺布11每一张的厚度变得非常薄，芯材10的厚度也变薄。就现有的玻璃纤维的情况来说，纤维长度短，纤维彼此交织少。由此，当使用玻璃纤维时，变得难以维持无纺布的形状。另外，就玻璃纤维的情况来说，一般难以同时进行玻璃纤维的纺丝和无纺布的形成。在使用现有的玻璃纤维的情况下，以使玻璃纤维分散于水的状态按照抄纸的要领来形成无纺布。假如同时进行玻璃纤维的纺丝和无纺布的形成，则会形成厚度大的棉状无纺布，难以形成厚度小的薄无纺布。
这样，就本实施方式的情况来说，芯材10是由无纺布11形成的，该无纺布11由层叠而成的多层形成。芯材10例如将数百层至数千层以上的无纺布11层叠。本实施方式的形成无纺布11的树脂纤维12将截面形成为大致均匀的圆形或椭圆形。
形成无纺布11的树脂纤维12是由密度比玻璃小的有机系聚合物形成的。通过由密度比玻璃小的聚合物形成树脂纤维12，能够实现树脂纤维12的轻质化。无纺布11可以对两种以上的树脂纤维12进行混纺。作为由混纺形成的无纺布11的一个例子，可以使用聚苯乙烯纤维和芳香族聚酰胺系树脂(注册商标：凯芙拉(Kevlar))等。此外，无纺布11除了上述以外也可以通过选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚氧亚甲基、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、改性聚苯醚、间规聚苯乙烯、液晶聚合物、脲醛树脂、不饱和聚酯、多酚、三聚氰胺树脂、环氧树脂等、包含它们的共聚物等中的一种或两种以上的聚合物混纺来形成。
在由静电纺丝法形成树脂纤维12的情况下，使上述聚合物溶液化。作为溶剂，例如可以使用异丙醇、乙二醇、环己酮、二甲基甲酰胺、丙酮、乙酸乙酯、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、己烷、甲苯、二甲苯、甲乙酮、二乙酮、乙酸丁酯、四氢呋喃、二噁烷、吡啶等挥发性有机溶剂、水。另外，溶剂既可以是选自上述溶剂中的一种，还可以多种混合。此外，可用于本实施方式的溶剂并不限于上述溶剂。上述溶剂只不过是例示。
在这种情况下，所混纺的树脂纤维12均以外径d为d＜1μm的方式来进行设定。通过这样对多种树脂纤维12进行混纺，能够实现无纺布11的绝热性、轻质化和强度的提高。就无纺布11来说，当形成于交织而成的树脂纤维12相互之间的空隙的体积变小时，反而其空隙的数量增加。树脂纤维12相互之间的空隙的数量越多，则越能够实现绝热性的提高。因此，无纺布11优选使构成其的树脂纤维12的纤维外径d小径化至d＜1μm这样的纳米级。通过这样对树脂纤维12的外径d进行小径化，形成于树脂纤维12相互之间的空隙的体积变小并且数量增加。通过这样进行小径化，形成于交织而成的树脂纤维12相互之间的空隙的体积变得更小，其数量进一步增加，能够实现无纺布11的绝热性的提高。
树脂纤维12例如可以添加硅氧化物、金属的氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐等各种无机填料。通过这样向树脂纤维12添加无机填料，能够维持无纺布11的绝热性并且实现强度的提高。具体来说，作为所添加的无机填料，也可以使用硅灰石、钛酸钾、硬硅钙石、石膏纤维、铝板、MOS(碱式硫酸镁)、芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、滑石、云母、玻璃鳞片等。
如图2所示，由无纺布11形成的芯材10容纳于袋状外包材13。外包材13例如是由气密性片材形成的，该气密性片材通过使金属或金属氧化物蒸镀于一层或两层以上的树脂膜来使气体渗透性消失的气密性片材。对容纳有芯材10的外包材13与芯材10一起在使内部减压至与真空接近的压力之后进行密封。由此，容纳有芯材10的外包材13被形成为真空绝热板14。在该情况下，为了减轻所形成的真空绝热板14被压跨，真空绝热板14可以在外包材13的内侧容纳作为骨架的骨架构件。
如图3A、3B所示，芯材10也可以在层叠后的一面侧具备铝箔15。就如上所述由无纺布11形成的芯材10来说，在容纳到外包材13之后，通过对外包材13的内部进行减压来形成为真空绝热板14。因此，真空绝热板14有可能会由于外包材13的内部减压而发生压跨、变形。通过在无纺布11的一面侧具备铝箔15，能够提高芯材10的强度。由此，能够减轻由于减压而压跨、变形。另外，芯材10还可以如图4所示那样具备与无纺布11一起层叠的玻璃纤维层16。玻璃纤维层16的强度比由微细树脂纤维12形成的无纺布11高。因此，通过层叠无纺布11与玻璃纤维层16，虽然厚度、重量与仅由无纺布11形成芯材10的情况相比增加，但能够减轻由于减压而压跨、变形。此外，玻璃纤维层16并不限于图4所示的两层，也可以是一层或三层以上。
并且，如图5所示，向本实施方式的真空绝热板14的芯材10添加了低分子吸附材料100和水分吸附材料200。在该情况下，低分子吸附材料100和水分吸附材料200散布于由树脂纤维12形成的无纺布11之间。低分子吸附材料100对由树脂纤维12产生的低分子进行吸附。此时，低分子吸附材料100由合成沸石构成，并对低分子物理性地进行吸附。基于这样的物理性吸附方式的吸附作用是可逆的，被吸附于低分子吸附材料100的低分子例如通过施加某种程度的热而变得容易由低分子吸附材料100脱离。此外，低分子吸附材料100不限于沸石。另一方面，水分吸附材料200对水分进行吸附。在这种情况下，水分吸附材料200由氧化钙构成，并对水分化学性地进行吸附。基于这样的化学性吸附方式的吸附作用是不可逆的，被吸附于水分吸附材料200的水分在施加了某种程度的热的程度下难以由水分吸附材料200脱离。此外，水分吸附材料200不限于氧化钙。
特别是，在对容纳有芯材10的外包材13内部进行了减压之后，变得容易由树脂纤维12产生低分子。通过本实施方式的真空绝热板14，这样的来自树脂纤维12的低分子被低分子吸附材料100吸附。因此，就算是由树脂纤维12来构成芯材10的情况，也能够抑制真空绝热板14内的真空度降低。进而，通过真空绝热板14，内部的水分也被水分吸附材料200吸附。因此，能够进一步抑制真空绝热板14内的真空度降低。
另外，特别是，在对容纳有芯材10的外包材13内部进行了减压之后，变得还容易由构成外包材13的树脂膜产生低分子。通过真空绝热板14，这样的来自外包材13的低分子也被低分子吸附材料100吸附。因此，能够抑制真空绝热板14内的真空度降低。
在该情况下，低分子吸附材料100的添加量变得比水分吸附材料200的添加量多。即，本实施方式的芯材10是其整体或绝大部分由树脂纤维12形成。因此，有来自树脂纤维12的低分子的量也会增多的倾向。由此，通过增多低分子吸附材料100的添加量，能够对更多的来自树脂纤维12的低分子进行吸附。此外，低分子吸附材料100的添加量和水分吸附材料200的添加量可以适当进行调整来实施；例如，既可以使两者的添加量相同，也可以使低分子吸附材料100的添加量比水分吸附材料200的添加量少。
此外，树脂纤维12例如可以通过熔融纺丝法进行成型。熔融纺丝法是下述制造方法：对树脂纤维12的原料进行加热熔融，使之由喷丝头挤出到空气中或水中并进行冷却，由此获得树脂纤维12。
接着，基于图6和图7对使用了上述真空绝热板14的冰箱进行说明。
冰箱40如图6所示那样具备有前表面开口的绝热箱体41。冰箱40在该绝热箱体41安装有未图示的制冷循环。另外，冰箱40具备：将绝热箱体41分隔成多个储藏室的未图示的分隔板；覆盖储藏室的前表面的未图示的绝热门；以及在储藏室的内部前后移动的未图示的抽屉等。冰箱40的绝热箱体41具有外箱42、内箱43和夹在这些外箱42与内箱43之间的真空绝热板组50。外箱42由钢板形成，内箱43由合成树脂形成。
将真空绝热板组50以与冰箱40的绝热箱体41的各壁部相对应的方式分割。具体来说，真空绝热板组50如图7所示那样被分割成左壁板51、右壁板52、顶板53、后壁板54和底壁板55。这些左壁板51、右壁板52、顶板53、后壁板54和底壁板55均由上述真空绝热板14构成。左壁板51、右壁板52、顶板53、后壁板54和底壁板55被组装成真空绝热板组50，夹入外箱42与内箱43之间。在外箱42与内箱43之间形成于构成真空绝热板组50的左壁板51、右壁板52、顶板53、后壁板54和底壁板55相互之间的间隙被未图示的绝热性密封构件密封。密封构件例如是由发泡性树脂等形成的。
这样，冰箱40具有构成绝热箱体41的真空绝热板组50。真空绝热板组50是由上述真空绝热板14构成的。因此，能够进一步降低厚度、重量并且确保高绝热性能。
另外，在将真空绝热板14用于冰箱40的情况下，低分子吸附材料100可以使真空绝热板14的箱内侧的添加量比真空绝热板14的箱外侧的添加量多。即，真空绝热板14有箱内侧变得比箱外侧温度低的倾向。而且，如上所述，基于低分子吸附材料100的吸附作用是可逆的。因此，通过增多热稳定的存在于箱内侧的低分子吸附材料100，能够抑制暂时吸附的低分子会被再次释放。
本实施方式的真空绝热板具备芯材和和低分子吸附材料，上述芯材由树脂纤维形成，上述低分子吸附材料被添加于上述芯材，并对来自上述树脂纤维的低分子进行吸附。根据该构成，由树脂纤维12产生的低分子不会游离到真空绝热板14内而被吸附，因此就算是由树脂纤维12构成芯材10的情况也能够抑制真空度降低。
(第二实施方式)
本实施方式的真空绝热板214在低分子吸附材料的配置位置具有特征。即，如图8所例示的那样，构成真空绝热板214的主体部的芯材210在其表面具有槽部220。而且，芯材210在包括该槽部220的规定区域设置有使低分子吸附材料的添加量比其他区域少的少添加量区域2100。少添加量区域2100的大小、形状可以适当进行变更来实施。即，真空绝热板214只要是在槽部220的附近设置有低分子吸附材料的添加量比其他区域少的区域的构成就行。
如图9所例示的那样，在将例如真空绝热板214用于冰箱的情况下，在该槽部220部分具备散热管230。该散热管230构成冰箱所具备的制冷循环的一部分，通过使由压缩机排出来的高温高压的制冷剂流动来释放热。通过利用由来自散热管230的散热能够避免结露等不良情况。但是，如上所述，低分子吸附材料的吸附作用是可逆的，在受到来自散热管230的热的影响的情况下，所吸附的低分子有可能会被再次释放。
通过本实施方式的真空绝热板214，在例如散热管230等之类的热源所具备的槽部220的外周，低分子吸附材料的添加量变得比其他部位少。即，在有可能受到来自热源的热的影响的区域，减少了低分子吸附材料的添加量。根据该构成，能够减少由于来自热源的热的影响而导致再次释放低分子的低分子吸附材料的量，其结果是，能够减小游离在真空绝热板214内的低分子。因此，就算是由树脂纤维12构成芯材210的情况也能够抑制真空度降低。
此外，如图10至图13所例示的那样，真空绝热板214的芯材210除了设置少添加量区域2100以外还可以设置使低分子吸附材料的添加量比少添加量区域2100多的多添加量区域2200。就图10所示的构成来说，芯材210作为整体形成大致平板状，槽部220设置在芯材210的一个面的大致中央部。而且，多添加量区域2200设置在与槽部220相同面的两端部。此外，芯材210之中除了少添加量区域2100和多添加量区域2200以外的区域构成低分子吸附材料的添加量比少添加量区域2100的添加量多并且比多添加量区域2200的添加量少的中添加量区域2300。另外，多添加量区域2200可以设定为仅设置在与槽部220相同面的一个端部的构成。此外，真空绝热板214可以设定为在除了少添加量区域2100和多添加量区域2200以外的区域不添加低分子吸附材料的构成。
就图11所例示的构成来说，芯材210作为整体形成大致平板状，槽部220设置在芯材210的一个面的端部。而且，多添加量区域2200设置在与槽部220相同面中与槽部220相反侧的端部。就图12所例示的构成来说，芯材210作为整体形成大致平板状，槽部220设置在芯材210的一个面的大致中央部。而且，多添加量区域2200设置在与设置有槽部220的面相反侧的面的两端部。此外，多添加量区域2200可以设定为仅设置在与设置有槽部220的面相反侧的面的一个端部的构成。
就图13所例示的构成来说，芯材210作为整体形成大致平板状，槽部220设置在芯材210的一个面的端部。而且，多添加量区域2200设置在与设置有槽部220的面相反侧的面与槽部220相反侧的端部。此外，例如可以组合图10和图12的构成例来将芯材210设定为在与槽部220相同面的两端部或一个端部以及与槽部220相反侧的面的两端部或一个端部设置多添加量区域2200的构成。另外，例如可以组合图11和图13的构成例来将芯材210设定为在与槽部220相同面中与槽部220相反侧的端部以及在与设置有槽部220的面相反侧的面中与槽部220相反侧的端部设置多添加量区域2200的构成。
如上所述，多添加量区域2200的配置位置可以根据芯材210中的槽部220的位置适当进行变更来实施。即，通过在尽量远离包括槽部220的少添加量区域2100的位置设置多添加量区域2200，能够增加不易受到来自槽部220所具备的热源的热的影响的低分子吸附材料的量。由此，能够对更多的低分子进行吸附，并且抑制暂时吸附的低分子的再次释放。
此外，树脂纤维12例如可以通过熔融纺丝法进行成型。熔融纺丝法是下述制造方法：对树脂纤维12的原料进行加热熔融，使之由喷丝头挤出到空气中或水中并进行冷却，由此获得树脂纤维12。
在将真空绝热板214用于冰箱的情况下，构成制冷循环的一部分的散热管230具备设置在真空绝热板214的槽部220。根据具备真空绝热板214的冰箱40，具有构成绝热箱体41的真空绝热板组50。真空绝热板组50由上述真空绝热板214构成。因此，能够进一步降低厚度、重量，并且能够确保较高绝热性能。另外，在真空绝热板214的槽部220的外周，低分子吸附材料的添加量变少。由此，能够避免由于来自槽部220所具备的散热管230的热而导致低分子被再次释放，能够维持真空绝热板214的真空度并抑制绝热性能降低。
本实施方式的真空绝热板具备芯材和低分子吸附材料，上述芯材由树脂纤维形成，上述低分子吸附材料被添加于上述芯材，并对来自上述树脂纤维的低分子进行吸附。上述芯材具有槽部。而且，在包括上述槽部的规定区域设置有使上述低分子吸附材料的添加量比其他区域少的少添加量区域。根据该构成，能够避免被吸附到低分子吸附材料的低分子再次释放，就算是由树脂纤维构成芯材的情况也能够抑制真空度降低。此外，真空绝热板214可以设定为不具备水分吸附材料的构成。
(其他实施方式)
也可以将上述多个实施方式组合来实施。
本实施方式是作为例子而示出的，其意图并非限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其他各种形态来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。本实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其等同的范围内。

Claims (7)

1.一种真空绝热板，其具备芯材和低分子吸附材料，所述芯材由树脂纤维形成，所述低分子吸附材料被添加于所述芯材，并对来自所述树脂纤维的低分子进行吸附，其中，所述低分子吸附材料散布于所述树脂纤维，
所述芯材具有槽部，在包括所述槽部的规定区域设置有使所述低分子吸附材料的添加量比其他区域少的少添加量区域。
2.根据权利要求1所述的真空绝热板，其还具备水分吸附材料，所述水分吸附材料被添加于所述芯材，并对水分进行吸附，其中，所述低分子吸附材料的添加量比所述水分吸附材料的添加量多。
3.根据权利要求2所述的真空绝热板，其中，所述低分子吸附材料的吸附方式与所述水分吸附材料的吸附方式不同。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的真空绝热板，其设置有所述低分子吸附材料的添加量比所述少添加量区域多的多添加量区域。
5.根据权利要求4所述的真空绝热板，其中，所述芯材形成平板状，所述槽部设置在所述芯材的一个面，所述多添加量区域设置在与所述槽部相同面。
6.一种芯材，其是权利要求1～5中任一项所述的真空绝热板所具备的芯材。
7.一种冰箱，其具备权利要求1～5中任一项所述的真空绝热板。
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