CN108368962A - 真空绝热体以及使用其的绝热容器、绝热壁和冷藏库 - Google Patents

真空绝热体以及使用其的绝热容器、绝热壁和冷藏库 Download PDF

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Abstract

真空绝热体(13)具有被高的氧气阻挡性的外包件密闭的结构。在外包件的最内层形成有氧气阻挡层(31)。氧气阻挡层(31)不暴露于大气中,不出现由气体吸附引起的劣化,能够长时间维持高的氧气阻挡性。

Description

真空绝热体以及使用其的绝热容器、绝热壁和冷藏库
技术领域
本发明涉及真空绝热体和使用其的绝热容器、绝热壁和冷藏库。
背景技术
近年来,从防止地球温暖化的观点考虑,强烈要求节能化,关于家庭用电器制品,节能化成为紧要的课题。特别是,在冷藏库、冷冻库和自动贩卖机等的保温保冷机器中,从高效利用热的观点考虑,要求具有优异的绝热性能的绝热材料。
作为一般的绝热材料,使用玻璃棉等的纤维材料和聚氨酯泡沫等的发泡体。但是,为了提高这些绝热材料的绝热性能,需要增加绝热材料的厚度。因此,能够填充绝热材料的空间受到限制时,不能应用这些绝热材料。
由此,作为更高性能的绝热材料,提出了真空绝热材料。这是将具有间隔件的作用的芯材插入具有气体阻挡性的外包件中,将外包件内部减压并密封得到的绝热体。
真空绝热材料与聚氨酯泡沫相比,具有约20倍的绝热性能,具有即使使厚度变薄也能够得到充分的绝热性能的优异特性。
因此,真空绝热材料作为用于满足想要增加绝热箱体的内容积的顾客期望并且实现由绝热性能的提高得到的节能化的有效手段,备受关注。
在冷藏库等中,在构成冷藏库主体的绝热箱体的内箱与外箱之间的绝热用空间,发泡填充聚氨酯泡沫,并且还设置真空绝热材料。通过这样的构成,绝热箱体的绝热性得到提高,并且增大绝热箱体的内容积。
但是,将真空绝热材料用于冷藏库等的情况下,该绝热箱体的绝热用空间一般具有复杂的形状,因此,相对于绝热箱体中的真空绝热材料的覆盖面积、换而言之绝热箱体的传热总面积,真空绝热材料的面积所占的比例存在界限。
因此,例如,提出了如下技术:从绝热箱体的吹塑成型用的空气送入口向绝热箱体的绝热用空间填充连续气泡聚氨酯并使其发泡之后,利用与空气送入口连接的真空排气装置对绝热箱体内进行排气使其真空化,将绝热箱体自身用作真空绝热材料(例如,参照专利文献1)。
另外,提出了如下方法:利用共挤出成型法等制作含有氧气阻挡性优异的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的多层片,将其通过吹塑成型或真空成型形成容器形态,对其进行减压密封,长期保存内容物(利用吹塑成型得到的容器例如参照专利文献2。利用真空成型得到的容器例如参照专利文献3)。
另外,也提出了即使为薄的膜厚也具有高的氧气阻挡性的材料,例如,有在薄的EVOH层蒸镀Al、Al2O3和SiO2等的无机材料得到的材料(例如,参照专利文献4)。
这些技术除了提高氧气阻挡性以外,还有提高耐热性、遮蔽辐射热、提高水蒸气阻挡性、以及提高针孔性等的效果。
但是,为了将这些技术用于真空绝热材料的外包件,需要极高的真空度。另外,由于需要维持10年以上绝热性能,需要极高的氧气阻挡性。因此,例如,使用上述EVOH层时,要求300μm以上这样非常厚的膜厚,具有材料成本和制造成本变高这样的课题。
另外,现有的气体阻挡涂敷层使用聚乙烯醇系聚合物(PVA)或EVOH树脂。这些由于吸湿性高,具有由于与大气接触而缓缓吸湿,出现氧气阻挡性劣化这样的课题。
此外,作为绝热材料使用的连续气泡聚氨酯泡沫的详细内容在专利文献5中公开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-119771号公报
专利文献2:日本专利第1467965号公报
专利文献3:日本专利第1883267号公报
专利文献4:日本专利第4642265号公报
专利文献5:日本专利第5310928号公报
发明内容
本发明是鉴于如上所述现有的课题而完成的发明,提供低成本且经过长时间维持绝热性能的真空绝热体。
具体而言,本发明的实施方式的一例所涉及的真空绝热体包括:具有密闭结构的外包件和设置于外包件内的芯材,外包件的内部被减压,并且在最内层形成有氧气阻挡层。
通过这样的构成,氧气阻挡层在真空绝热体的内部,不暴露于大气中,而暴露于几乎没有残存气体的外包件内的真空空间,因此,不出现由气体吸附引起的劣化,能够经过长时间维持高的氧气阻挡性。由此,能够维持高的真空度,能够经过长时间维持高的绝热性能。
此外,氧气阻挡层一般是指氧透过度为10cc/m2·day·atm以下(20℃、65%RH)的层。
另外,本发明的实施方式的一例所涉及的真空绝热体中,氧气阻挡层可以由PVA层或EVOH层构成。
通过这样的构成,在真空绝热体的内部,作为氧气阻挡层的PVA层或EVOH层不暴露于大气中,而暴露于几乎没有水分等的真空空间,因此,容易由于吸湿发生劣化的PVA层或EVOH层不易出现劣化。由此,能够经过长时间维持高的氧气阻挡性。并且,由此维持低的真空度,因此能够经过长时间维持高的绝热性能。另外,由于氧气阻挡层可以通过涂敷得到,也不需要利用共挤出成型等的大规模的多层片制造装置,因此,能够实现制造成本的低成本化。
另外,本发明的实施方式的一例所涉及的真空绝热体中,氧气阻挡层可以由包括PVA层或EVOH层的氧气阻挡性树脂和包括无机材料的复合材料构成。
通过这样的构成,由无机材料形成的无机层的氧透过度与氧气阻挡性树脂的单独的层的氧透过度相比,极低,因此,与氧气阻挡层由氧气阻挡性树脂的单独的层构成的情况相比,能够提高氧气阻挡性能。此外,氧气阻挡层不限于构成为将具有无机材料的复合材料与包括PVA层或EVOH层的氧气阻挡性树脂叠层而具有多层结构。例如,在包括PVA层或EVOH层的氧气阻挡性树脂层中均匀分散无机材料而形成单一层结构的氧气阻挡层也与由氧气阻挡性树脂的单独的层构成的氧气阻挡层相比,能够提高氧气阻挡性能。另外,能够以氧气阻挡性能提高的程度来使氧气阻挡层的膜厚变薄,因此,能够降低材料成本。
另外,本发明的实施方式的一例所涉及的真空绝热体中,外包件可以由树脂性的成型体构成。
现有的真空绝热体由含有金属箔的树脂膜或者金属膜构成,因此,成型性差,只能形成平板形状或者组合这些的膜而成的形状。但是,外包件由于由树脂性的成型体构成,真空绝热体的形状的自由度提高,能够在想要绝热的部位没有间隙地填埋。由此,作为包括具有本发明的真空绝热体的绝热壁的冷藏库或绝热容器的整体,能够减少热量泄漏,能够实现高效率的绝热。
另外,本发明的实施方式的一例所涉及的真空绝热体中,外包件具有粘接性树脂层,粘接性树脂层可以具有赋予了与氧气阻挡性树脂亲和而提高密合性的官能团的结构。
通过这样的构成,能够防止特别是由于制造工序中的加热干燥、加压熔接工序、或者组装工序中的外力而氧气阻挡层从外包件剥落,能够提高制造工序中的成品率。由此,能够提高真空绝热体的生产率,能够降低制造成本。
另外,本发明的实施方式的一例所涉及的真空绝热体中,氧气阻挡层可以至少叠层两层而构成。多层的氧气阻挡层,例如一个氧气阻挡层由涂敷等形成,另一个氧气阻挡层通过将利用真空成型由EVOH等形成的片利用注射成型在外包件的成型时插入到外包件内而形成。通过这样的构成,在产生由针孔和裂纹等导致的缺陷时,能够补偿由针孔和裂纹等导致的气体阻挡性的降低。
另外,本发明的实施方式的一例所涉及的真空绝热体可以构成为,氧气阻挡层的膜厚为1~50μm。
通过这样的构成,能够以1~50μm的膜厚实现、维持与现有的由EVOH的单独的层构成的氧气阻挡层中以膜厚300μm以上能够实现的氧气阻挡性同等的氧气阻挡性。由此,能够大幅降低材料成本。
另外,本发明的实施方式的一例所涉及的真空绝热体中,可以在外包件内部具有空气吸附剂或水分吸附剂的至少一者。
氧气阻挡层例如在其氧透过度为0.1cc/m2·day·atm以下(20℃、65%RH)时,在要维持10年以上的绝热性能时,也存在真空绝热体内的内压缓缓上升的可能性。为了防止这样的情况,预先在真空绝热体内以与要维持的绝热性能相应的量设置吸附从外气进入真空绝热体内的空气和水分等的吸附剂,由此,能够抑制由于内压上升引起的绝热性能的劣化。
另外,本发明的实施方式的一例所涉及的绝热容器具有如上所述的任意真空绝热体。通过使用本发明的真空绝热体,能够提供低价且能够经过长时间维持绝热性能的绝热容器。此外,作为绝热容器,例如,有LNG船体用罐、便携用保冷库的筐体、恒温槽的筐体和热水罐的筐体等。
另外,本发明的实施方式的一例所涉及的绝热壁具有如上所述的任意真空绝热体。通过使用本发明的真空绝热体,能够提供低价且能够经过长时间维持绝热性能的绝热壁。
另外,本发明的实施方式的一例所涉及的冷藏库具有如上所述的任意真空绝热体。通过使用本发明的真空绝热体,能够提供低价且能够经过长时间维持绝热性能的冷藏库。
此外,作为具有上述任意的真空绝热体的冷藏库,例如,可以列举在实质上为平板形状的冷藏库门等的冷藏库中使用本发明的真空绝热体的冷藏库等。
附图说明
图1为具有本发明的实施方式1中的真空绝热体的冷藏库的截面图。
图2是表示具有本发明的实施方式1中的真空绝热体的冷藏库门的一部分的放大立体图。
图3A是图2所示的冷藏库门的3A-3A线的截面图。
图3B是图3A的3B-3B线的截面图。
图4A是图2所示的其它冷藏库门的4A-4A线的截面图。
图4B是图4A的4B-4B线的截面图。
图5A是图2所示的其它冷藏库门的5A-5A线的截面图。
图5B是图5A的5B-5B线的截面图。
图6是表示本发明的实施方式1的冷藏库门的制造方法的流程图。
图7是表示本发明的实施方式1中的真空绝热体的氧气阻挡层的膜厚与氧透过度的关系的图。
图8是表示本发明的实施方式1中的真空绝热体的破坏应力的图。
图9是表示本发明的实施方式1中的真空绝热体在高温高湿试验中的内压的变化的图。
图10是表示本发明的实施方式2中的高温试验中的导热率的变化的图。
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式,边参照附图边进行说明。此外,本发明不受该实施方式限定。
(实施方式1)
[冷藏库门的结构例]
图1是具有本发明的实施方式1中的真空绝热体的冷藏库的截面图。图2是表示具有本发明的实施方式1中的真空绝热体的冷藏库门的一部分的放大立体图。图3A是图2所示的冷藏库门的3A-3A线的截面图,图3B为图3A的3B-3B线的截面图。另外,图4A是图2所示的其它冷藏库门的4A-4A线的截面图,图4B是图4A的4B-4B线的截面图。图5A是图2所示的另一冷藏库门的5A-5A线的截面图,图5B是图5A的5B-5B线的截面图。
如图1所示,本发明的实施方式1的冷藏库1具有冷藏库主体4,主体4内被分隔板8分隔,设置有多个收纳室9。另外,冷藏库1具有自由关闭地覆盖多个收纳室9各自的开口的冷藏库门25。
如图2所示,冷藏库门25包括真空绝热体13和后述的外观部件14。
真空绝热体13具有由外箱2和内箱3构成的外包件、和填充于外箱2与内箱3之间的绝热用空间的连续气泡聚氨酯泡沫5(真空绝热体的芯材)。
在外箱2的表面的至少一个面配设有玻璃板或金属板等的外观部件14。
在内箱3形成有氧气阻挡层31。氧气阻挡层31优选作为内箱3的最内层形成。此外,在不妨碍氧气阻挡层31的气体阻挡性能的范围,抗菌涂层等形成于比氧气阻挡层31靠内层侧的至少一部分时,也可以看作与本发明中的氧气阻挡层31作为内箱3的最内层形成的情况相同。
由外箱2和内箱3构成的外包件以将连续气泡聚氨酯泡沫5的外表面包入的方式设置。
这样,真空绝热体13包括具有间隔件的作用的芯材(本实施方式中为连续气泡聚氨酯泡沫5)和具有气体阻挡性的外包件(本实施方式中为外箱2和内箱3),芯材插入外包件中,外包件的内部被减压并密封而形成。此外,外箱2和内箱3的周围被热熔接层32粘接而密封。
另外,如图3A所示,内箱3中,设置有排气口15,利用真空泵通过排气管16进行外包件内部的排气。外包件内部被真空排气之后,外包件被密封。此外,连续气泡聚氨酯泡沫5形成有2~30μm的微细的通气孔。另外,在具有真空绝热体13的冷藏库门25的完成品中,排气口15被密封。
另外,作为具有真空绝热体13的冷藏库门25的其它的例子,如图4A和图4B所示,在真空绝热体13中,在内箱3与氧气阻挡层31之间可以设置基底处理层33。基底处理层33相当于粘接性树脂层(粘接层)。
另外,作为具有真空绝热体13的冷藏库门25的另外的例子,在真空绝热体13中,如图5A和图5B所示,在外箱2的最内层设置氧气阻挡层31,并且在外箱2和内箱3的周围的热熔接层32也形成有氧气阻挡层31。
即,氧气阻挡层31可以形成于外包件的整个内表面的最内层,另外,也可以在外包件的内表面的至少一部分形成于最内层。
[制造方法例]
接着,对具有本发明的实施方式1的真空绝热体13的冷藏库门25的制造方法进行说明。
图6是表示本发明的实施方式1的冷藏库门的制造方法的流程图。
[外箱]
在步骤S1中,外箱2由铝层压膜形成。外箱2由氧气阻挡性高的材料构成。为冷藏库门25时,外箱2实质上具有平面形状,因此,外箱2可以使用含有铝和不锈钢等的金属层的树脂层压膜或片等。
具体而言,外箱2的外侧层例如使用作为保护材料的聚对苯二甲酸乙二醇酯层,中间层例如使用作为气体阻挡材料的铝箔层。另外,在内侧层,在内箱3的粘接层为聚丙烯层时,例如,使用具有CPP(无拉伸聚丙烯层)的层压膜或片。
另外,在内箱3的粘接层为气体阻挡涂层时,根据气体阻挡涂层的官能团选择粘接层。例如,为Al等的金属时,选择具有羧基的乙烯系共聚物。具体而言,例如,使用乙烯-甲基丙烯酸共聚物层等。为EVOH时,选择具有OH基等极性高的官能团的聚烯烃系树脂。具体而言,例如,使用改性聚烯烃层等。
内箱3和外箱2的热熔接后,内箱3根据外箱2的大小被切割,并成型加工。
[内箱]
在步骤S2中,内箱3被树脂成型。具体而言,有使用水蒸气透过度低的材料的聚丙烯和聚乙烯等的成型方法、即、真空成型、加压成型、或吹塑成型等。如本实施方式中的冷藏库门25那样,在需要内箱3的强度时,期望利用使用聚丙烯的注射成型进行成型。此外,内箱3由氧气阻挡性和水蒸气气体阻挡性高的材料构成,由主要抑制空气和水蒸气的透过的材料构成。
接着,在步骤S3中,为了提高与氧透过度低的材料的密合性,形成有基底层。上述的聚丙烯和聚乙烯等的聚烯烃系材料不具有反应性高的官能团。因此,现有技术中,为了提高与涂敷和蒸镀材料等的密合性,提出了电晕放电处理、等离子体照射处理、或者涂布底涂剂的技术。
本实施方式中,注射成型得到的内箱3的形状的凹凸复杂。在具有这样的复杂形状的内箱3中,作为用于提高与涂敷和蒸镀材料等的密合性的处理,发明人进行了深入研究的结果,发现组合等离子体照射处理和底涂剂的两者的方法的效果最高,是最合适的。
形成基底层之后,在步骤S4中,形成氧气阻挡层31。氧气阻挡层31在本实施方式中是在涂布EVOH溶液并使其干燥得到的材料上蒸镀Al形成的层,具有两层结构。此外,蒸镀层除了Al以外,也可以为Al2O3和SiO2等。
另外,氧气阻挡层31也可以具有涂布均匀分散有无机层状化合物的EVOH溶液并使其干燥而成的单一层结构。
另外,代替EVOH溶液,使用PVA溶液也显示与EVOH溶液同样的效果。
如上所述,氧气阻挡层31由包括PVA层或EVOH层等的氧气阻挡性树脂和包括无机材料的复合材料形成。
这里,无机材料是指Al、Al2O3和SiO2等的无机层状化合物。
内箱3设置有排气口15和用于将排气口15与真空泵连接的排气管16。排气管16与注射成型容器同样由聚丙烯构成,但是也可以使用金属排气管或玻璃排气管等。此外,排气口15和排气管16的内径越大则越难以密封,因此,本实施方式中,设定为1mm以上10mm以下。另外,连续气泡聚氨酯泡沫5的排气阻抗非常大,其对整体的排气时间进行限速,因此,即使使排气口15和排气管16的直接小至1mm以上10mm以下的大小,也不会降低排气效率。
[连续气泡聚氨酯泡沫]
在步骤S5中,在具有形成于外箱2与内箱3之间的绝热用空间的形状的金属模具中,注入聚氨酯液,使聚氨酯液发泡。在步骤S6中,使发泡后的聚氨酯从模具脱模,形成连续气泡聚氨酯泡沫5。
连续气泡聚氨酯泡沫5具有芯层和覆盖芯层的外周的表皮层。此外,表皮层是在聚氨酯发泡时在模具等的壁面的界面附近生成的树脂厚度厚(发泡不充分)的芯材(聚氨酯泡沫)的层。
这里,对连续气泡聚氨酯泡沫5的构成进行说明。
连续气泡聚氨酯泡沫5是空隙率大(例如,95%)的部件。连续气泡聚氨酯泡沫5由多个气泡、气泡膜部和气泡骨架部构成。气泡膜部是在相互对置的1对以上的气泡之间形成为膜状的部分。气泡骨架部是形成于相互对置的1对以上的气泡之间,与相对的1对气泡和另外的1对气泡之间的气泡膜部连续,且对置的1对气泡之间的距离大于气泡膜部的厚度而形成的部分。
具体而言,气泡膜部的厚度(1对气泡之间的距离)为3μm左右,气泡骨架部的厚度(1对气泡之间的距离)为150μm左右。此外,关于气泡骨架部,与芯层中的气泡骨架部的比例(气泡骨架部的体积在芯层整体的体积中所占的比例)相比,发泡比芯层不充分的表皮层中的气泡骨架部的比例(气泡骨架部的体积在表皮层整体的体积中所占的比例)大。另外,连续气泡聚氨酯泡沫5的发泡不充分的区域中,可以存在气泡分散在块状的树脂中的方式,但是在这样的方式中,也适用上述的气泡膜部和气泡骨架部的定义。即,在这样的方式中,假设大部分为气泡骨架部。
另外,根据上述的气泡膜部和气泡骨架部的厚度的实际状态,相互对置的一对气泡间的距离为3μm以下的部分称为典型的气泡膜部,相互对置的一对气泡间的距离为150μm以上的部分称为典型的气泡骨架部。
为了确保连续气泡聚氨酯泡沫5的全部气泡间的连续通气性,在气泡膜部(优选全部气泡膜部)形成有第一贯通孔,并且在气泡骨架部形成有第二贯通孔。
形成于气泡膜部的第一贯通孔例如基于通过使用相互没有亲和性且分子量不同的2种以上的聚氨酯粉末使其发泡从而以分子水平产生变形来形成。
此外,作为2种以上的聚氨酯粉末,例如,能够采用具有规定组成的多元醇(polyol)的混合物和多异氰酸酯(polyisocyanate)。通过使它们在水等的发泡剂的存在下进行反应,能够形成第一贯通孔44。此外,也能够使用硬脂酸钙(calcium stearate)等,形成第一贯通孔。第一贯通孔的平均直径例如为2~8μm。利用第一贯通孔,形成连续气泡聚氨酯泡沫5的通气孔。
另一方面,形成于气泡骨架部的第二贯通孔能够通过将与聚氨酯粉末没有亲和性(不易粘接)的微粉末(聚乙烯(polyethylene)粉末和尼龙(nylon)粉末等)与聚氨酯粉末混合并填充于外包件内,由此在微粉末的粉体与气泡的界面形成。
此外,气泡的粒径为约100μm,相对于此,微粉末的粉体的粒径设定为约10~30μm,由此,能够使由第二贯通孔得到的连通率最佳化。因此,第二贯通孔的平均直径优选为10~30μm。利用第二贯通孔,形成连续气泡聚氨酯泡沫5的通气孔。
如以上说明的那样,注入的聚氨酯液为了在发泡后的气泡的气泡膜部形成第一贯通孔,混合相互没有亲和性的2种以上的聚氨酯粉末。注入的聚氨酯液为了进一步在形成聚氨酯发泡后的气泡的气泡骨架部形成第二贯通孔,混合与聚氨酯粉末没有亲和性的微粉末和聚氨酯粉末。
此外,上述的连续气泡聚氨酯泡沫5的详细内容在专利文献5中公开。
[组装]
在步骤S7中,进行外箱2、内箱3和连续气泡聚氨酯泡沫5的组装。具体而言,连续气泡聚氨酯泡沫5的成型品收纳于内箱3中,盖上外箱2。
在步骤S8中,对外箱2的外周部施加热和压力,内箱3与外箱2热熔接。
此时,内箱3的粘接层为聚丙烯层时,在内箱3的作为粘接层的聚丙烯层与外箱2的作为粘接层的CPP(无拉伸聚丙烯层)之间热熔接。
内箱3的粘接层为气体阻挡涂层时,例如内箱3的粘接层为Al时,Al与乙烯-甲基丙烯酸共聚物层热熔接,内箱3的粘接层为EVOH时,EVOH与改性聚烯烃层热熔接。
接着,在步骤S9中,排气管16与真空泵连接,以规定时间实施外包件内部的真空排气。
其后,在步骤S10中,排气管16被密封。此外,排气管16由与内箱3相同材料的聚丙烯构成,施加热、或热和压力而被密封。
此外,虽然无图示,但各种气体吸附剂可以与连续气泡聚氨酯泡沫5一起设置于外包件内部。
作为气体吸附剂,主要已知有选择性吸附空气的空气吸附剂、或者吸附水分的水分吸附剂。利用这样的气体吸附剂,吸附通过真空排气无法彻底排气而残存的气体、以及经过长时间透过内箱3和外箱2侵入的微量的气体等,由此,能够长时间维持真空度。
[效果]
图7是表示本发明的实施方式1的真空绝热体的氧气阻挡层的膜厚与氧透过度的关系的图。具体而言,图7表示了对本实施方式1的真空绝热体的内箱3测定氧透过度得到的结果。
此外,真空绝热体13中,作为基底处理层33施以等离子体照射处理和底涂剂涂布。另外,作为氧气阻挡层31,形成均匀分散有无机层状化合物的EVOH层。
通过这样的构成,与作为现有技术的、将PP(聚丙烯)/EVOH/PP的多层片真空成型且EVOH的膜厚为300μm的构成相比,本发明的氧气阻挡层31即使薄至1μm地形成,也能够得到同等以上的氧透过度。作为材料成本,与现有技术相比,成为大约1/10,能够确保与现有技术同等的氧气阻挡性能,并且能够实现大幅成本降低。
此外,氧气阻挡层31的膜厚为1~50μm,优选为1~30μm。
通过氧气阻挡层31的膜厚设为30μm以下,能够不大幅降低生产率地实现真空绝热体13的制造成本的低成本化。
另外,氧气阻挡层31的膜厚为30μm以上时,不表现氧透过度的该程度以上的优化,考虑所需的氧气阻挡性能和生产率,优选以1~30μm选择膜厚。
接着,使用图8,对本发明的真空绝热体13的氧气阻挡层31相对于外包件的密合性进行说明。
图8是表示本发明的实施方式1中的真空绝热体的破坏应力的测定结果的图。具体而言,图8表示了对本实施方式1的真空绝热体13的内箱3进行基底处理时和不进行基底处理时的、针对真空绝热体13的剥离试验得到的破坏应力的测定结果。
基底处理膜A是仅进行了等离子体照射处理的基底处理膜,基底处理膜B是进行了等离子体照射处理和底涂剂涂布的基底处理膜。
剥离试验如图5A所示,利用在热熔接层32形成有基底处理层33和氧气阻挡层31的材料进行。对外箱2与内箱3之间的熔接宽度为3.5mm的热熔接部,准备宽20mm和长100mm的试验片,用岛津制作所制的拉伸试验机AGS-H进行剥离试验。
其结果,相对于无基底处理膜和基底处理膜A,基底处理膜B显示强的破坏应力,仅在基底处理膜B的情况下,发生作为外箱2的铝层压膜的母材破坏。
根据以上内容,通过使真空绝热体13具有基底处理膜B,能够提高氧气阻挡层31对于外包件的密合性。
接着,使用图9,对真空绝热体13的绝热性能进行说明。图9是表示本发明的实施方式1中的真空绝热体在高温高湿试验中内压的变化的图。具体而言,图9表示了对于本实施方式1的真空绝热体13进行40℃和95%的高温高湿试验,每经过天数测定内压的结果。
本来应该进行直接测定绝热性能的优劣的方法、例如进行导热率测定,但是,使用导热率测定装置或者热流束传感器的测定需要测定垂直于两个平面传递的热量。因此,在如本实施方式1这样在至少一个面具有凹凸的情况下,难以正确地测定。因此,通过测定与导热率具有相关关系的内压,作为绝热性能的替代。
内压测定例如按照以下操作来进行。即,将真空绝热体13装入真空腔室中,将腔室内减压,利用激光位移仪测量腔室内的压力达到真空绝热体13的内压时真空绝热体13的外箱2开始膨胀的点,作为此时的腔室内压力。此外,激光位移仪设置于与外箱2在平面垂直方向上部。
作为现有技术的、在内箱3的外侧、即大气压侧涂敷了均匀分散有无机层状化合物的EVOH层的真空绝热体13在经过试验天数后,内压上升,在试验第21天,成为初期的30倍的内压。相对于此,作为本发明的技术的、在内箱3的最内层、即减压侧涂敷了均匀分散有无机层状化合物的EVOH层的真空绝热体在试验第21天得到了停留在仅为初期的1.08倍的内压的结果。这显示,在现有技术中,EVOH层形成于大气压侧,因此,在高温高湿气氛中,EVOH层吸湿,失去本来的氧气阻挡性能,氧气透过至真空绝热体13的内部。相对于此,本发明的真空绝热体13通过使EVOH层形成于减压侧的最内层,即使在高温高湿气氛中,EVOH层不吸湿,能够维持本来的氧气阻挡性能。
根据以上内容,通过使EVOH层设置于减压侧的最内层,能够维持氧气阻挡性能。
(实施方式2)
[冷藏库分隔体的结构例]
接着,对作为本发明的实施方式2的冷藏库1的分隔体的结构例进行说明。本发明的实施方式2中,如图1所示的冷藏库1的分隔体8也设置有真空绝热体13。
设置于冷藏库1的分隔体8的真空绝热体13也利用与实施方式1同样的制造方法制造,因此省略本实施方式的真空绝热体13的制造方法的详细记载。
此外,在本实施方式中,也利用吹塑成型进行实施方式1中的真空绝热体13的制造方法中的树脂成型。此时,在吹塑成型的内侧的最内层设置氧气阻挡层31。另外,将作为芯材的连续气泡聚氨酯泡沫5从该树脂成型体的注入口注入并使其发泡,也能够不进行脱模而进行一体发泡成型。从之前的注入口进行真空排气,将注入口密封,由此能够得到真空绝热体13。通过这样的方法,能够实现制造工序的简单化和设备投资的大幅削减。
接着,使用图10,对本发明的真空绝热体13的氧气阻挡性能进行说明。图10是表示本发明的实施方式2的真空绝热体在高温试验中的导热率的变化的图。
具体而言,图10表示对于利用本实施方式2的真空绝热体13制得的分隔体8进行60℃的高温试验,每经过天数测定导热率的结果。导热率使用英弘精机株式会社制导热率测定装置(AUTOλ)进行测定。
如图10所示,作为现有技术的、在内箱3的外侧、即大气压侧涂敷了均匀分散有无机层状化合物的EVOH层的绝热体在经过试验天数后,内压上升,在试验第30天成为初期的17倍的导热率。相对于此,作为本发明的技术的、在分割体8的最内层、即减压侧涂敷了均匀分散有无机层状化合物的EVOH层的绝热体在试验第30天成为仅为初期的1.3倍的导热率。
这显示,在现有技术中,EVOH层形成于大气压侧,因此,在高温气氛中,EVOH层吸湿,失去本来的氧气阻挡性能,氧气进一步透过至真空绝热体13的内部。相对于此,本发明的真空绝热体13通过使作为氧气阻挡层的EVOH层形成于减压侧的最内层,显示:即使在高温气氛中,EVOH也不吸湿,能够维持本来的氧气阻挡性能。
根据以上内容,通过使氧气阻挡层至少设置于被减压的外包件的内层、优选最内层,能够抑制导热率的上升,能够维持氧气阻挡性能。
工业上的可利用性
如上所述,本发明能够提供低价且绝热性能高的高品质真空绝热体。因此,能够作为冷藏库和电热水器等的民生用机器、自动贩卖机、汽车用和住宅用的绝热体、绝热容器以及绝热壁等广泛地利用。
符号说明
1 冷藏库
2 外箱(外包件)
3 内箱(外包件)
4 主体
5 连续气泡聚氨酯泡沫(绝热材料)
8 分隔体
9 收纳室
13 真空绝热体
14 外观部件
15 排气口
16 排气管(密封后)
25 冷藏库门
31 氧气阻挡层
32 热熔接层
33 基底处理层(粘接层)

Claims (12)

1.一种真空绝热体,其特征在于:
包括:具有密闭结构的外包件;和设置于所述外包件内的芯材,
所述外包件的内部被减压,并且在所述外包件内形成有氧气阻挡层。
2.如权利要求1所述的真空绝热体,其特征在于:
所述氧气阻挡层形成于所述外包件的最内层。
3.如权利要求1或2所述的真空绝热体,其特征在于:
所述氧气阻挡层由PVA层或EVOH层构成。
4.如权利要求1~3中任一项所述的真空绝热体,其特征在于:
所述氧气阻挡层由包括PVA层或EVOH层的氧气阻挡性树脂和包括无机材料的复合材料构成。
5.如权利要求1~4中任一项所述的真空绝热体,其特征在于:
所述外包件由树脂性的成型体构成。
6.如权利要求5所述的真空绝热体,其特征在于:
所述外包件具有粘接性树脂层,粘接性树脂层具有赋予了与所述氧气阻挡性树脂亲和而提高密合性的官能团的结构。
7.如权利要求1~6中任一项所述的真空绝热体,其特征在于:
所述氧气阻挡层至少叠层两层而构成。
8.如权利要求1~7中任一项所述的真空绝热体,其特征在于:
所述氧气阻挡层的膜厚为1~50μm。
9.如权利要求1~8中任一项所述的真空绝热体,其特征在于:
在所述外包件内部具有空气吸附剂或水分吸附剂的至少一者。
10.一种绝热容器,其特征在于:
具有权利要求1~9中任一项所述的真空绝热体。
11.一种绝热壁,其特征在于:
具有权利要求1~9中任一项所述的真空绝热体。
12.一种冷藏库,其特征在于:
具有权利要求1~9中任一项所述的真空绝热体。
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