CN108779890B - 真空隔热件和具有其的家电制品、住宅墙壁或运输设备 - Google Patents

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Abstract

真空隔热件包括外覆件和以减压密闭状态封入外覆件的内部的芯材。外覆件包含气体阻隔层和热熔接层(22A)。热熔接层(22A)含有热熔接性树脂和具有超过1的长宽比的填充物(41)。并且,在热熔接层(22A)中,填充物(41)的至少一部分以长轴方向与热熔接层(22A)的延展方向交叉的方式进行取向。由此,提供抑制气体进入内部、能够良好地确保内部的减压密闭状态的真空隔热件。

Description

真空隔热件和具有其的家电制品、住宅墙壁或运输设备
技术领域
本发明涉及在外覆件加入层状物质的真空隔热件和具有真空隔热件的家电制品、住宅墙壁或运输设备。
背景技术
一般而言,真空隔热件通过将芯材(芯体材料)以减压密闭状态(大致真空状态)封入外覆件的内部而构成。为了维持内部的大致真空状态,外覆件具有气体阻隔性。
现有技术中,为了提高气体阻隔性,提案有对外覆件所具有的气体阻隔层加入层状物质的结构(例如,参照专利文献1至专利文献3)。
专利文献1和专利文献2公开有如下结构:真空隔热件的外覆件具有由树脂和无机层状化合物构成的气体阻隔性树脂组成物层。作为无机层状化合物的具体例,示例有石墨、磷酸盐类衍生物型化合物、硫族化物、粘土类矿物等。
此外,专利文献3公开有如下结构:真空隔热件的外覆件具有熔接层和气体阻隔层,气体阻隔层含有层状粘土质材料和高分子材料。
如上所述,只要真空隔热件的外覆件是具有含有层状物质的气体阻隔层的结构,就能够有效地抑制气体从真空隔热件的外面进入内部。
但是,现有的真空隔热件的外覆件中气体可能从不经由气体阻隔层的路径(例如,密封部的端面等)从外部进入。由此,真空隔热件的内部的大致真空状态可能随时间经过而下降。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-182781号公报
专利文献2:日本特开平11-257580号公报
专利文献3:日本特开2009-085255号公报
发明内容
本发明提供能够抑制(降低)气体进入真空隔热件内部的可能性,且能够良好地确保内部的减压密闭状态的真空隔热件。
另外,本发明是基于本申请发明人们的锐意探讨的结果所得到的如下见解而完成的。
在外覆件为具有气体阻隔层和热熔接层的结构的情况下,气体可能经由热熔接层进入真空隔热件的内部。于是,本申请发明者们研究探讨了对热熔接层的延展方向赋予气体阻隔性的结构。其结果,发明人们独自地找出了能够将真空隔热件的内部确保为良好的减压密闭状态的如下所述的结构,进而完成了本发明。
换言之,本发明的真空隔热件包括外覆件和以减压密闭状态封入外覆件的内部的芯材。外覆件包含气体阻隔层和热熔接层,热熔接层含有热熔接性树脂和具有超过1的长宽比的填充物。并且,填充物的至少一部分具有长轴方向以与热熔接层的延展方向交叉的方式取向的结构。
根据该结构,使填充物的长轴方向沿着相对于热熔接层的延展方向交叉的方向取向,进而赋予热熔接层气体阻隔性。由此,能够抑制在外覆件的密封部,外部空气从密封部的边缘部经由热熔接层进入真空隔热件的内部的可能性。其结果是,能够减轻真空隔热件的随时间经过而产生的隔热性能的下降,能够提供跨长期具有优异隔热性能的真空隔热件。
此外,本发明的真空隔热件包括外覆件和以减压密闭状态封入外覆件的内部的芯材。外覆件包含气体阻隔层和热熔接层。并且,热熔接层具有含有热熔接性树脂和长宽比为5以下的填充物的结构。
根据该结构,因为填充物的长宽比小,所以若向热熔接层添加与现有技术相同重量部的填充物,则对于气体进入方向,填充物更为随机地配置。由此,等价的遮蔽面积扩大,气体的进入阻碍效果提高。换言之,能够对热熔接层的延展方向赋予气体阻隔性。由此,能够抑制在外覆件的密封部,外部空气从密封部的边缘部经由热熔接层进入真空隔热件的内部的可能性。其结果是,能够减轻真空隔热件的随时间经过而产生的隔热性能的下降,能够提供跨长期具有优异隔热性能的真空隔热件。
此外,本发明的家电制品、住宅墙壁或运输设备包括上述结构的真空隔热件。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式的真空隔热件的结构的一例的截面图。
图2A是示意性地表示该真空隔热件的外覆件的结构例的截面图。
图2B是示意性地表示该真空隔热件的外覆件的其他结构例的截面图。
图2C是示意性地表示该真空隔热件的外覆件的另一结构例的截面图。
图3A是示意性地表示图2A~图2C所示的外覆件所包含的含有层状物质的热熔接层的结构例的截面图。
图3B是示意性地表示图2A~图2C所示的外覆件所包含的含有层状物质的热熔接层的其他结构例的截面图。
图3C是示意性地表示图2A~图2C所示的外覆件所包含的含有层状物质的热熔接层的另一结构例的截面图。
图3D是示意性地表示为了与本实施方式的外覆件所包含的含有层状物质的热熔接层的结构进行比较而示出的现有的热熔接层的结构例的截面图。
图4A是示意性地表示在使用图3A所示的包含热熔接层的外覆件的真空隔热件中,抑制热熔接层处的外部空气的进入的状态的局部截面图。
图4B是示意性地表示在使用图3D所示的包含现有的热熔接层的外覆件的真空隔热件中,无法抑制热熔接层处的外部空气的进入的状态的局部截面图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。不过,本发明并不被该实施方式限定。此外,在以下所有的图中,对相同或相当的要素附相同的参照符号,并省略其重复的说明。
(实施方式)
以下,就本发明的实施方式,将分为“真空隔热件”、“外覆件”、“热熔接层”、“外覆件的制造方法”、“真空隔热件的制造方法及其用途”等项,进行具体说明。
[真空隔热件]
首先,参照图1对本发明的实施方式的真空隔热件的结构进行说明。
图1是示意性地表示本发明的实施方式的真空隔热件的结构例的截面图。
如图1所示,本实施方式的真空隔热件10由外覆件(外包覆材料)20和芯材30构成。芯材30以减压密闭状态(大致真空状态)封入到外覆件20的内部。
外覆件20由具有气体阻隔性的袋状的部件形成。在本实施方式中,就外覆件20而言,例如使2片层叠片对置,将层叠片的周围密封,形成为袋状。周围的密封的部位通过在内部不存在芯材30而层叠片彼此接触,而构成密封部11。密封部11形成为从真空隔热件10的主体向外周延伸的鳍状。
另外,在本实施方式中,将密封部11的外周缘部分(特别是密封部11的外侧的端面及其附近部分)记作“边缘部11a”进行说明。就外覆件20的具体结构将在后面叙述。
在该情况下,芯材30的材料只要是具有隔热性的材料,则没有特别限定。具体而言,例如可列举纤维材料、发泡材料等公知的材料。
在本实施方式中,作为芯材30,例如使用由无机类材料的纤维构成的无机纤维。作为具体的无机纤维,例如可列举玻璃纤维、陶瓷纤维、矿渣棉纤维、岩棉纤维等。
进一步,作为芯材30的材料,除上述无机纤维以外,例如可列举热固化性发泡体。热固化性发泡体是使热固化性树脂或含有其的树脂组成物(热固化性树脂组成物)以公知的方法发泡而形成。具体而言,热固化性树脂没有特别限定,例如可列举环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺、聚氨酯等。此时,热固化性发泡体的发泡方法没有特别限定,使用公知的发泡剂以公知的条件使其发泡形成即可。
进一步,除上述无机纤维和热固化性发泡体以外,作为芯材30的材料还可列举公知的有机纤维(例如由聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯等有机类材料构成的纤维)。在该情况下,有机纤维的具体的种类无特别限定。
以如上方式构成本实施方式的真空隔热件10。
[外覆件]
接着,参照图2A至图2C对上述真空隔热件10具有的外覆件20的具体结构例进行说明。
图2A是示意性地表示该真空隔热件的外覆件的结构例的截面图。图2B是示意性地表示该真空隔热件的外覆件的其他结构例的截面图。图2C是示意性地表示该真空隔热件的外覆件的另一结构例的截面图。
如图2A~图2C所示,本实施方式的外覆件20示例有由多层结构的层叠片构成的外覆件20A、20B、20C等。外覆件20A、20B、20C包含热熔接层22,并且包含气体阻隔层23、24、25。
首先,使用图2A对作为外覆件20的一例的外覆件20A的结构进行说明。
如图2A所示,外覆件20A由具有保护层21、热熔接层22和气体阻隔层23的三层结构的层叠片构成。气体阻隔层23配置为夹在保护层21与热熔接层22之间。
保护层21构成与外部空气接触的真空隔热件10的外表面。另一方面,热熔接层22构成与芯材30接触的真空隔热件10的内表面。
热熔接层22和气体阻隔层23含有后述的填充物(filler)40。
以如上方式构成外覆件20A。
另外,后文中,将保护层21侧、即成为真空隔热件10的外表面的一侧作为“上侧”,将热熔接层22侧、即成为真空隔热件10的内表面的一侧作为“下侧”进行说明。
接着,使用图2B对作为外覆件20的其他例的外覆件20B的结构进行说明。
如图2B所示,外覆件20B由具有保护层21、热熔接层22和两层气体阻隔层23、气体阻隔层24的四层结构的层叠片构成。两层结构的气体阻隔层23、24配置为夹在保护层21与热熔接层22之间。
换言之,外覆件20B从上侧向下侧依次层叠有保护层21、气体阻隔层24、气体阻隔层23和热熔接层22。并且,外覆件20B也与外覆件20A同样,至少热熔接层22含有后述的填充物40。
在图2B所示的外覆件20B中,以下侧的气体阻隔层23含有填充物40,上侧的气体阻隔层24不含填充物的结构为例进行了图示。
另外,在上述外覆件20B中,以在保护层21与热熔接层22之间夹持两层的气体阻隔层23、24的结构为例进行了说明,但也可以采用夹持三层以上的气体阻隔层的结构。由此,能够进一步提高气体阻隔效果。
以如上方式构成外覆件20B。
另外,本实施方式的外覆件20的结构不限于具有保护层21、热熔接层22和一层以上的气体阻隔层23的外覆件20A、20B的层叠片的结构。
例如,作为外覆件20,如图2C所示,也可以是包括热熔接层22和具有气体阻隔性的层的结构。
换言之,也可以像图2C所示的外覆件20C那样,由具有上侧为气体阻隔层25、下侧为热熔接层22的两层结构的层叠片构成。在该情况下,气体阻隔层25具有兼用作保护层21的“保护层兼气体阻隔层”的作用。
另外,图2C所示的作为保护层兼气体阻隔层的气体阻隔层25以含有填充物40的结构为例进行了图示,但也可以采用不含有填充物的结构。
换言之,在构成外覆件20A、20B、20C的气体阻隔层23、24、25包括含有填充物40的热熔接层22的情况下,气体阻隔层23、24、25既可以采用含有填充物的结构,也可以采用不含有的结构。
进一步,虽未图示,但在将单层的气体阻隔层兼用作保护层21和热熔接层22的结构的情况下,可以仅由单层的气体阻隔层构成外覆件20。在该情况下,单层的气体阻隔层与热熔接层22同样,需要含有填充物。
此外,在上文中,以由保护层21、热熔接层22以及一层以上的气体阻隔层23、24、25构成外覆件20为例进行了说明,但不限定于此。除上述的层结构以外,也可以包含具有其他作用的层(例如,刺穿强度高的层等)来构成外覆件。由此,能够进一步赋予外覆件刺穿强度提高等所层叠的层的作用。
以如上方式构成本实施方式的外覆件20。
接着,对构成外覆件20的一部分的保护层21进行说明。
保护层21具有保护与外部空气接触的真空隔热件10的外表面(表面)的作用。
保护层21的具体材料没有特别限定,只要是根据用途,至少在使用期间内的耐热性、耐湿性、强度等方面具有耐久性的树脂即可。具体而言,例如可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙(聚酰胺、PA)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSF)、超高分子量聚乙烯(U-PE,UHPE或UHMWPE)等。
此外,在图2A~图2C所示的外覆件20A、20B、20C中,以保护层21由一层(单层)树脂膜构成为例进行了图示,但也可以将多个树脂膜层叠而构成。另外,保护层21的厚度只要是能够保护外覆件20以及真空隔热件10的外表面的规定的范围内(一般而言,例如为数μm~数100μm)的厚度,则没有特别限定。
以如上方式构成外覆件20的保护层21。
接着,对构成外覆件20的一部分的热熔接层22进行说明。
热熔接层22通过使构成外覆件20的层叠片彼此相对并贴合,而作为形成密封部11的粘接层发挥作用。进一步,热熔接层22作为保护芯材30等真空隔热件10的内表面的内表面保护层发挥作用。
如上所述,热熔接层22与气体阻隔层23、25同样地,含有填充物40。但是,填充物40的取向方向与气体阻隔层23、25不同。
换言之,热熔接层22中的填充物40以相对于热熔接层22的延展方向(二维方向)交叉的方式,配置在热熔接层22的厚度方向。
另外,就热熔接层22的具体结构以及包含热熔接层22的外覆件20A、20B、20C的制造方法将后述。
以如上方式构成外覆件20的热熔接层22。
接着,对构成外覆件20的一部分的气体阻隔层23、24、25进行说明。
气体阻隔层23、24、25作为防护外部空气向真空隔热件10的内部进入的层发挥作用。
在本实施方式中,外覆件20所含有的气体阻隔层中的至少一层,例如气体阻隔层23、25,含有填充物40。通过含有填充物40,可以使气体阻隔性进一步提高。
另外,只要是具有能够使外覆件20发挥良好的气体阻隔性的结构,则气体阻隔层也能够不含有填充物。在外覆件20B所示的不含有填充物的气体阻隔层24的情况下,能够将具有气体阻隔性的公知的膜用作气体阻隔层24。
具体而言,作为公知的膜,例如可示例铝箔、铜箔、不锈钢箔等金属箔。此外,还可示例具有对作为基材的树脂膜蒸镀了金属或无机氧化物等的蒸镀层的蒸镀膜。进一步,示例有将在上述蒸镀膜的表面上实施了公知的涂敷处理的膜(涂敷蒸镀膜)等作为气体阻隔层24的公知的膜。但是,气体阻隔层24不特别限定于上述示例的公知的膜。
作为蒸镀在上述蒸镀膜或涂敷蒸镀膜的金属或无机氧化物,没有特别限定,例如可列举铝、铜、氧化铝、二氧化硅等。
此外,作为构成成为蒸镀膜或涂敷蒸镀膜的基材的树脂膜的树脂,没有特别限定,例如可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)等。
另外,树脂膜与上述保护层21或热熔接层22同样地,既可以仅由树脂构成,也可以作为含有树脂以外的成分的树脂组成物而构成。例如,在气体阻隔层24由金属箔构成的情况下,也可以对金属箔层叠树脂层等。换言之,气体阻隔层24既可以是单层结构,也可以是多层结构。
另一方面,含有填充物40的气体阻隔层23、25只要是使填充物40分散在树脂或树脂组成物的结构即可。作为具体的树脂或树脂组成物,能够使用与气体阻隔层24所示例的树脂膜(蒸镀膜等基材)同样的树脂或树脂组成物。
此外,在图2C所示的作为保护层兼气体阻隔层发挥作用的气体阻隔层25的情况下,作为树脂或树脂组成物,能够使用与上述保护层21同样的树脂或树脂组成物。
进一步,用于后述的热熔接层22的树脂或树脂组成物也可以作为气体阻隔层23、24、25的材料使用。
此外,气体阻隔层23、24、25的厚度只要是根据材质等能够发挥气体阻隔性的规定的范围的厚度,则没有特别限定。此时,例如在含有填充物40的气体阻隔层23、25的情况下,不仅考虑材质等条件,还要考虑填充物40的种类或添加量等来设定厚度即可。进一步,例如在图2B所示的包含多个气体阻隔层23、24的情况下,考虑多个气体阻隔层整体的气体阻隔性来设定厚度即可。
另外,作为气体阻隔层23、25的填充物40,既可以是与热熔接层22所含有的填充物40相同的填充物40,也可以是不同的填充物。关于代表性的填充物40,会与热熔接层22的具体结构一同在后文叙述。
以如上方式构成本实施方式的外覆件20。
[热熔接层]
接着,对构成上述外覆件20的一部分的热熔接层22的结构进行更具体说明。
热熔接层22如[外覆件]中说明般,含有填充物40,且作为外覆件20的粘接层以及内表面保护层发挥作用。
首先,就作为热熔接层22的粘接层的作用,以图2A所示的外覆件20A的结构为例进行说明。
在外覆件20A由图2A所示的三层结构的层叠片构成的情况下,使两片层叠片的热熔接层22彼此相对地配置,并加热规定的部位(例如,外周周缘)。由此,外覆件20A彼此以热熔接层22作为粘接层而被热熔接。换言之,通过将相对的外覆件20A的周围热熔接,如上所述,形成袋状的外覆件20A。
接着,对作为热熔接层22的内表面保护层的作用进行说明。
在图2A所示的外覆件20A的情况下,气体阻隔层23的一方的面(外表面)由保护层21来保护。同样地,气体阻隔层23的另一方的面(内表面)利用热熔接层22得到保护。在该情况下,若从气体阻隔层23观察,则保护层21作为“外表面保护层”发挥作用。另一方面,热熔接层22作为“内表面保护层”发挥作用。
真空隔热件10的外覆件20在内部封入有芯材30等。此时,热熔接层22覆盖气体阻隔层23的表面(内表面侧)。由此,热熔接层22能够抑制或回避因内部的芯材30等封入物而对气体阻隔层23造成的影响。
此外,在图2A~图2C所示的外覆件20A、20B、20C中,以热熔接层22与保护层21同样地由一层(单层)的树脂膜构成为例进行了图示,但是也可以将多个树脂膜层叠而构成。由此,外覆件的强度进一步提高。
此外,热熔接层22和气体阻隔层23、25所含有的填充物40能够使用具有像外覆件20那样的气体阻隔性的公知的层叠片。
一般而言,在树脂或树脂组成物的领域,以赋予包括气体阻隔性在内的各种特性、调整物性、提高加工性、减少(增加)成形物中的树脂的量等为目的,会添加填充物。
换言之,本实施方式的真空隔热件10为了特别提高外覆件20的气体阻隔性,会添加填充物40。因此,作为填充物40,能够适用提高气体阻隔性的领域中所使用的公知的填充物。此时,本实施方式的填充物40特别优选具有如下方向性的形状的填充物:具有至少超过1的长宽比。
例如,在为球状或无定形的粒状的填充物的情况下,在包含于树脂或树脂组成物中的状态下,实质上不具有方向性。但是,如果是由针状、纤维状、层状等物质构成的填充物,则具有规定的纵横比或长宽比,所以能够使之在树脂或树脂组成物中具有方向性地进行取向。此时,从提高气体阻隔性的观点出发,即使在具有方向性的填充物之中,也像本实施方式的真空隔热件10那样,更优选例如能够使遮蔽面积更大的层状的填充物。
另外,作为层状物质的填充物,没有特别限定,例如可列举粘土矿物、合成水辉石、改性膨润土等层状硅酸盐。同样地,可列举铝鳞片、氧化铁鳞片、钛酸锶鳞片、银鳞片、不锈钢鳞片、锌鳞片等金属或金属化合物的鳞片状(片(flake)状、薄片状)颗粒。此外,可列举铝箔、锡箔、青铜箔、镍箔、铟箔等金属箔。进一步,可列举层状二氧化硅、六方氮化硼、石墨、硅鳞片、层状铌钛酸盐等层状非金属类无机化合物。
由上述层状物质构成的填充物既可以单独使用,也可以适宜组合2种以上使用。由此,能够实现气体阻隔性的提高和添加量的适宜化。
此外,构成上述填充物的层状硅酸盐中的粘土矿物已知有各种种类的粘土矿物。换言之,这些粘土矿物也能够用作层状物质。作为具体的粘土矿物,没有特别限定,例如可列举利蛇纹石、镁绿泥石、高岭石、地开石、多水高岭石、滑石、叶蜡石等1:1层型。同样地,可列举皂石、锂蒙脱石、蒙脱石、贝得石、三八面体型蛭石、二八面体型蛭石、金云母、黑云母、锂云母、伊利石、白云母、钠云母、绿脆云母、珍珠云母、斜绿泥石、鲕绿泥石(chamosite)、镍绿泥石(nimite)、片硅铝石(donbassite)、锂绿泥石(cookeite)、须藤石(sudoito)等2:1层型。进一步,可列举叶蛇纹石、铁蛇纹石、肾硅锰矿等失配(misfit)类。另外,上述绿脆云母不仅可以分类入2:1层型,也可以分类入失配类。
上述粘土矿物,作为层状物质,既可以单独使用,也可以适宜组合2种以上使用。进一步,还可以适宜组合粘土矿物以外的1种以上的层状物质作为填充物使用。由此,能够实现气体阻隔性的提高和添加量的适宜化。
以下,使用图3A至图3D,对由在热熔接层22内取向的上述层状物质构成的具有超过1的长宽比的填充物的取向方向进行具体说明。
图3A是示意性地表示图2A~图2C所示的外覆件20所包含的含有层状物质的热熔接层22的结构例的截面图。图3B是示意性地表示图2A~图2C所示的外覆件所包含的含有层状物质的热熔接层的其他结构例的截面图。图3C是示意性地表示图2A~图2C所示的外覆件所包含的含有层状物质的热熔接层的另一结构例的截面图。图3D是示意性地表示为了与本实施方式的外覆件所包含的含有层状物质的热熔接层的结构进行比较而示出的现有的热熔接层的结构例的截面图。
通常,在将上述层状物质加入热熔接层22或气体阻隔层23、25的情况下,层状物质的长轴方向(长边方向)沿着各层的延展方向(水平方向(二维))取向。
与此相对,在本实施方式中,如图3A和图3B所示,使热熔接层22所含有的层状物质的至少一部分沿着相对于热熔接层22的延展方向交叉的方向(交叉方向),使层状物质的长轴方向取向。
具体而言,在图3A所示的热熔接层22A中,由层状物质构成的填充物41的长轴方向例如以与在水平方向延展的热熔接层22A的延展方向垂直地交叉的方式进行取向。换言之,图3A示出的填充物41的长轴方向沿着相对于延展方向正交的方向(正交方向、法线方向)进行取向。
此外,在图3B所示的热熔接层22B中,填充物41的长轴方向以并非垂直,而是相对于水平方向例如倾斜80度左右的状态进行取向。
另一方面,在图3D所示的现有的热熔接层122中,填充物43的长轴方向沿着热熔接层122的延展方向平行地进行取向。
另外,在上述实施方式中,如图3A和图3B所示,以使填充物的长轴方向在与热熔接层22的延展方向交叉的方向进行取向的结构为例进行了说明,但不限定于此。
例如,如图3C所示,可以设为如下结构:使热熔接层22C所含有的层状物质的填充物42与图3D所示的现有的热熔接层122同样地沿着延展方向取向。在该情况下,与一般的层状物质的填充物41的长宽比相比,需要将填充物42的长宽比设为规定的值以下。另外,长宽比依赖于填充物的形状,例如可以用长轴长与短轴长的比、长度与直径的比等来规定。
具体而言,图3A和图3B所示的填充物41的长宽比没有特别限定,例如优选为50~3000的范围内。进一步,填充物41的长宽比更优选为100~2000的范围内。由此,能够容易地得到填充物。
另一方面,图3C示出的填充物42的长宽比如后所述,优选为设为5以下。
另外,填充物41的粒径没有特别限定。另一方面,填充物41的长轴方向的最大宽度(最大长度)依赖填充物41的倾斜程度,特别是,在使填充物41在图3A所示的正交方向取向的情况下,优选为小于(短于)热熔接层22的厚度。其原因是,在填充物41的最大宽度与热熔接层22的厚度相同或者是热熔接层22的厚度以上的情况下,填充物41可能会从热熔接层22的界面(表面)露出。
以如上方式,使由层状物质构成的填充物在热熔接层22内取向。
换言之,在本实施方式中,如热熔接层22A、22B所示,使填充物41相对于延展方向交叉地进行取向。由此,对热熔接层22A、22B的延展方向赋予气体阻隔性。
进一步,如热熔接层22C所示,特别是在长宽比小的填充物42的情况下,也可以使填充物42与延展方向平行地进行取向。在该情况下,长宽比小,所以若向热熔接层添加与现有技术相同重量部的填充物,则对于气体进入方向,填充物可以更随机地进行配置。因此,阻碍气体的进入的效果提高。由此,能够对于热熔接层22C的延展方向赋予气体阻隔性。
换言之,通过上述填充物的取向构成,能够有效地抑制外部空气从外覆件20的密封部11的边缘部11a经由热熔接层22A、22B、22C进入。其结果是,能够减轻真空隔热件10的随时间经过而产生的隔热性能的下降,提供跨长期具有优异隔热性能的真空隔热件10。
以下,使用图4A和图4B,对由上述填充物的取向而得到的气体阻隔性进行概念性说明。
图4A是示意性地表示在使用包含图3A所示的热熔接层的外覆件的真空隔热件中,抑制热熔接层处的外部空气的进入的状态的局部截面图。图4B是示意性地表示在使用包含图3D所示的现有的热熔接层的外覆件的真空隔热件中,无法抑制热熔接层处的外部空气的进入的状态的局部截面图。
换言之,图4A图示出本实施方式的真空隔热件10的密封部11周边的结构。图4B图示出现有的真空隔热件100的密封部11周边的结构。
进一步,在图4A和图4B中,以具有图2A所示的包括三层结构的层叠片的外覆件20的结构的真空隔热件10为例进行了图示。
换言之,图4A所示的外覆件20A由包含图3A所示的热熔接层22A的三层结构构成。另一方面,图4B所示的现有的外覆件120由包含图3D所示的现有的热熔接层122的三层结构构成。
具体而言,首先,如上所述,将三层结构的外覆件20A或外覆件120构成为袋状。
之后,如图4A或图4B所示,使外覆件20A的热熔接层22A彼此相对,使外覆件120的热熔接层122彼此相对,将从芯材30向外方以鳍状延伸的周围的一部分热熔接。由此,在外覆件20A和外覆件120的周围形成热熔接部12,在外周形成密封部11。
此时,同时将芯材30以大致真空状态封入外覆件20A或外覆件120的隔热件内部13。
另外,在图4A和图4B中,为了便于说明,封入到隔热件内部13的芯材30并未图示。
通常,如图4A和图4B所示,在真空隔热件10或真空隔热件100的任一构成中,外覆件20A或外覆件120的密封部11的边缘部11a均向外部露出而与外部空气接触。
此时,热熔接层22A或热熔接层122的上下方向基本上由气体阻隔层23覆盖。但是,作为边缘部11a的热熔接层22A或热熔接层122的外周端并未被气体阻隔层23覆盖。
此外,热熔接层22A或热熔接层122如上所述,构成真空隔热件10或真空隔热件100的内表面保护层。同时,热熔接层22A或热熔接层122构成真空隔热件10或真空隔热件100的内表面(若从隔热件内部13观察,其为周围的面)。
因此,在图4B所示的结构的情况下,如空心箭头所示,气体从作为露出的热熔接层122的外周端的边缘部11a经由热熔接层122进入隔热件内部13。
此时,现有的热熔接层122的结构中,内部含有的填充物43的长轴沿着热熔接层122的延展方向平行地取向。因此,无法利用填充物43阻止气体从边缘部11a进入,气体会进入至隔热件内部13。由此,隔热件内部13的大致真空状态会因为外部空气的进入而随时间经过受到损害。其结果是,有可能导致真空隔热件100的隔热性能随时间经过而下降。
于是,如图4A所示,在本实施方式的真空隔热件10的结构中,使热熔接层22A所含有的填充物41的长轴在相对于热熔接层22A的延展方向交叉的方向进行取向。另外,在图4A中,以图3A中所说明的在大致垂直的方向(正交方向)进行取向的热熔接层22A为例进行了图示。由此,如图4A的叉号箭头所示,能够实质性防止气体从向外部露出的边缘部11a进入。其结果是,隔热件内部13的大致真空状态跨长时间得到良好地保持,能够抑制隔热性能随时间经过而下降。
接着,对由图3C所示的长宽比小的填充物42的取向所得到的气体阻隔性进行说明。
如上所述,图3C所示的热熔接层22C含有长宽比(5以下)较小的填充物42。在该情况下,即使向热熔接层22C添加与现有的热熔接层122所含有的填充物43相同的重量部的填充物42,填充物42也会扩散至热熔接层22C的内部整体而随机地分散配置。因此,与现有的热熔接层122的长宽比较大的填充物43相比,等价的遮蔽面积扩大,所以易于利用填充物42防止气体的进入。由此,能够抑制真空隔热件10的隔热性能随时间经过而下降。
以如上方式构成本实施方式的热熔接层22。
[外覆件的制造方法]
以下,对外覆件20的制造方法进行说明。
另外,外覆件20的制造方法没有特别限定,能够使用公知的多层结构的层叠片的制造方法。
然而,本实施方式的外覆件20的热熔接层22如上所述,含有填充物。进一步,作为优选的实施方式,气体阻隔层23、25也含有填充物。
那么,首先,对外覆件20的含有填充物的热熔接层22的制造方法进行说明。
另外,作为外覆件20的制造方法,只要是包含如下所述的形成热熔接层22的公知的层形成步骤的制造方法即可:以使填充物分散在树脂或树脂组成物的方式使热熔接层22含有填充物。
此外,在上述热熔接层22中的、图3C所示的热熔接层22C的情况下,除选择长宽比为5以下的填充物42以外,能够采用与图3D所示的现有的热熔接层122同样的层形成步骤。
另一方面,在图3A和图3B所示的热熔接层22A、22B的情况下,与图3C和图3D所示的热熔接层22C、122不同,需要使填充物41沿着交叉方向进行取向。因此,作为热熔接层22A、22B的层形成步骤,除使填充物41分散在树脂或树脂组成物的步骤外,还要采用能够调整填充物41的取向方向的方法。
作为能够调整填充物41的取向方向的方法,没有特别限定,例如可列举在成型时使树脂或树脂组成物形成流动的方法(以下称为“成型时形成流动法”)。此外,还可列举将使填充物41在延展方向取向的多个片层叠,使其旋转所需的角度(取向方向),而后将层叠的片切片的方法(以下称为“层叠片切片法”)等。
以下,对“成型时形成流动法”的一例进行说明。
首先,预先准备各种形状的模具。
接着,在树脂或树脂组成物加入由层状物质构成的填充物41并熔融捏炼。
接着,将熔融捏炼物或熔融捏炼物固化而得到的粒料热压成型。此时,换成不同形状的模具,使熔融捏炼物形成流动。由此,将热熔接层22A、22B内的填充物41的取向方向调整为规定的方向。
接着,对“层叠片切片法”的一例进行具体的说明。
首先,在树脂或树脂组成物加入由层状物质构成的填充物41并熔融捏炼。
接着,将熔融捏炼物压缩而片化。由此,形成使填充物41在树脂或树脂组成物的延展方向取向的单层片。
接着,将形成的单层片层叠,例如形成具有与外覆件的面积相同程度的高度的层叠片。
接着,使形成的层叠片旋转所需的角度,在维持不损害填充物41的取向方向的状态下进行切片。由此,将填充物41的取向方向调整为规定的方向(所需的交叉方向)。
以如上方式制造外覆件20的热熔接层22。
以下,对外覆件20的含有填充物的气体阻隔层的制造方法进行说明。
另外,含有填充物的气体阻隔层23、25的层形成步骤也没有特别限定,例如可列举熔融捏炼法、涂敷法等。熔融捏炼法或涂敷法也能够用于热熔接层22A、22B的层形成步骤中的“层叠片切片法”的单层片的形成。
首先,将熔融捏炼法的一例与层叠片(外覆件20)的制造方法一同进行说明。
首先,将树脂(或树脂组成物)与作为填充物的层状物质混合,投入熔融捏炼机。
接着,在熔融捏炼机将树脂加热捏炼并使其熔融。此时,施加压力,使层状物质分散在树脂中。由此,得到层状物质分散的树脂捏炼物。
接着,将得到的树脂捏炼物通过挤出成型成型为膜状(片状)进而形成层状物质分散树脂膜。另外,层状物质分散树脂膜例如相当于气体阻隔层23。
接着,对得到的层状物质分散树脂膜层叠成为保护层21的树脂膜和成为热熔接层22的树脂膜。由此,制成图2A所示的由三层结构的层叠片构成的外覆件20A。
以下,将涂敷法的一例与层叠片(外覆件20)的制造方法一同进行说明。
首先,在成为保护层21的树脂膜的一个面(例如,成为图2A的保护层21的下侧(内表面侧)的面),例如涂敷各种粘接剂等作为增粘涂层剂。
接着,使树脂(或树脂组成物)例如溶解在羧甲基纤维素等溶剂中,添加作为填充物的层状物质并搅拌混合。由此,可得到含有层状物质的树脂溶液。
接着,在涂敷于保护层21的增粘涂层剂的层之上,涂敷含有层状物质的树脂溶液并干燥。另外,含有层状物质的树脂溶液的涂敷方法没有特别限定,例如既可以使用凹版法等辊压方法,也可以使用喷涂方法等。并且,通过干燥,在保护层21的一个面上形成气体阻隔层23。
以如上方式制造外覆件20。
[真空隔热件的制造方法及其用途]
以下,对真空隔热件的制造方法及其用途进行说明。
首先,对真空隔热件10的制造方法进行说明。
另外,真空隔热件10的具体的制造方法没有特别限定,能够使用公知的制造方法。
例如,本实施方式的真空隔热件10的制造方法,首先,将外覆件20形成为下文说明的袋状。
接着,在袋状的外覆件20的内部插入芯材30,并且根据需要,例如插入气体吸附材料等其他部件。而且,采用在减压环境下(大致真空状态),将上述袋状的外覆件20密闭密封的真空隔热件10的制造方法。
在该情况下,将外覆件20形成为袋状的方法没有特别限定,可以用如下所示的方法形成。
首先,准备2片成为外覆件20的层叠膜。并且,在将各个层叠膜的热熔接层22彼此相对配置的状态下,将外覆件20的周缘部的大部分热熔接。由此,形成袋状的外覆件20。
具体而言,在外覆件20为矩形的情况下,仅将4条边中的1条边留作开口部,将除开口部以外的周缘部热熔接。此时,以包围收纳有芯材30的外覆件20的中央部分的方式进行热熔接。由此,形成袋状的外覆件20。
接着,从开口部将芯材30等插入通过上述方法形成为袋状的外覆件20的内部。此时,将插入有芯材30的外覆件20例如在减压腔等减压设备内进行减压。由此,经由开口部,袋状的外覆件20的内部被减压,以致成为大致真空状态。
接着,在减压设备内,与其他周缘部同样地,将外覆件20的开口部热熔接,由此,将外覆件20的内部密闭密封。由此,制成图1所示的真空隔热件10。
另外,关于上述真空隔热件10的制造中进行的热熔接、减压等各条件,没有特别限定,能够采用公知的各种条件。
此外,袋状的外覆件20不限于使用2片层叠膜形成的方法。例如,可以将1片层叠膜对半弯折,将两侧的侧缘部热熔接,制成具有开口部的袋状的外覆件20。进一步,也可以将层叠膜成形为筒型,将一个开口部密封,制成袋状的外覆件20。
通过以上方式制造本实施方式的真空隔热件10。
用上述方法制造的真空隔热件10的内部处于减压密闭状态(大致真空状态),所以能够发挥非常优异的隔热性能。
但是,上述真空隔热件10的内部为大致真空状态,在密封部11的边缘部11a,作为隔热件内部13的内表面保护层的热熔接层22的外周端露出。因此,外部空气从热熔接层22的外周端经由热熔接层22进入隔热件内部13。由此,隔热件内部13的大致真空状态可能随时间经过而被损害。
于是,在本实施方式中,热熔接层22含有热熔接性树脂和填充物而形成。此时,在热熔接层22内部,填充物的至少一部分在相对于热熔接层22的延展方向交叉的方向上进行取向。或者,使用长宽比为5以下的填充物,使该填充物在热熔接层22内部取向。由此,对热熔接层22的延展方向赋予气体阻隔性。因此,能够有效抑制外部空气从外覆件20的密封部11的边缘部11a经由热熔接层22进入隔热件内部13的可能性。
以如上方式制造真空隔热件10。
接着,对使用上述方法制造的真空隔热件10的用途进行说明。
换言之,跨长时间能够维持隔热性能的真空隔热件10能够适用于各种需要隔热的用途。
作为代表性的隔热用途的一例,可列举家电制品。家电制品的具体种类没有特别限定,例如可列举冷藏库、热水器、电饭煲或热水壶等。
此外,作为其他隔热用途的一例,可列举住宅墙壁。
进一步,作为其他隔热用途的一例,可列举运输设备。运输设备的具体种类没有特别限定,例如可列举罐船等船舶、汽车、飞机等。
另外,本发明不限定于上述实施方式的记载,能够在权利要求示出的范围内进行各种变更。此外,将在不同实施方式或多个变形例中分别公开的技术手段适宜组合所得到的实施方式,也包含在本发明的技术范围内。
如以上说明所示,本发明的真空隔热件具有外覆件和以减压密闭状态封入外覆件的内部的芯材。外覆件包含气体阻隔层和热熔接层,热熔接层含有热熔接性树脂和具有超过1的长宽比的填充物。并且,填充物的至少一部分具有长轴方向以与热熔接层的延展方向交叉的方式取向的结构。
根据该结构,可以对使填充物的长轴方向沿着相对于热熔接层的延展方向交叉的方向取向的热熔接层赋予气体阻隔性。由此,能够抑制在外覆件的密封部,外部空气从密封部的边缘部经由热熔接层进入真空隔热件内部的可能性。其结果是,能够减轻真空隔热件的随时间经过而产生的隔热性能的下降,能够提供跨长期具有优异隔热性能的真空隔热件。
此外,关于本发明的真空隔热件,可以在长宽比为50~3000的范围内构成填充物。
进一步,关于本发明的真空隔热件,可以在长宽比为100~2000的范围内构成填充物。
由此,能够更进一步提高对热熔接层的延展方向赋予的气体阻隔性。
此外,本发明的真空隔热件也可以采用填充物的长轴方向的长度小于热熔接层的厚度的结构。
由此,即使填充物沿着交叉方向取向,也能够抑制填充物从热熔接层露出。
此外,本发明的真空隔热件包括外覆件和以减压密闭状态封入外覆件的内部的芯材。外覆件包含气体阻隔层和热熔接层。并且,热熔接层可以采用含有热熔接性树脂和长宽比为5以下的填充物的结构。
根据该结构,填充物的长宽比小,所以能够对热熔接层的延展方向赋予气体阻隔性。由此,能够抑制在外覆件的密封部,外部空气从密封部的边缘部经由热熔接层进入真空隔热件内部的可能性。其结果是,能够减轻真空隔热件的随时间经过而产生的隔热性能的下降,能够提供跨长期具有优异隔热性能的真空隔热件。
此外,关于本发明的真空隔热件,热熔接性树脂可以由熔点为250℃以下的热可塑性树脂构成,填充物可以由层状物质构成。
由此,能够得到具有良好的气体阻隔性和良好的热熔接性的热熔接层。
此外,本发明的家电制品包括上述结构的真空隔热件。
根据该结构,家电制品包括具有优异隔热性能的真空隔热件。因此,能够减轻耗电量,推进节能化。
此外,本发明的住宅墙壁包括上述结构的真空隔热件。
进一步,本发明的运输设备包括上述结构的真空隔热件。
根据这些构成,住宅墙壁或运输设备包括具有优异隔热性能的真空隔热件。由此,能够提高住宅内部或运输设备内部的隔热性。其结果是,能够提供环保且具有高环境性能的住宅或运输设备。
工业上的利用可能性
本发明能够广泛适用于跨长期要求具有高隔热性的真空隔热件领域,以及使用真空隔热件的家电制品、住宅墙壁或运输设备等领域。
附图标记的说明
10、100 真空隔热件
11 密封部
11a 边缘部
12 热熔接部
13 隔热件内部
20、20A、20B、20C、120 外覆件
21 保护层
22、122 热熔接层
22A、22B、22C 热熔接层
23、24、25 气体阻隔层
30 芯材
40、41、42、43 填充物。

Claims (9)

1.一种真空隔热件,其特征在于,包括:
外覆件;和
芯材,其以减压密闭状态封入到所述外覆件的内部,
所述外覆件包含气体阻隔层和热熔接层,
所述热熔接层具有:热熔接性树脂;和具有超过1的长宽比的填充物,
所述填充物的至少一部分以长轴方向与所述热熔接层的延展方向交叉的方式进行取向。
2.如权利要求1所述的真空隔热件,其特征在于:
所述填充物的所述长宽比处于50~3000的范围内。
3.如权利要求1所述的真空隔热件,其特征在于:
所述填充物的所述长宽比处于100~2000的范围内。
4.如权利要求1所述的真空隔热件,其特征在于:
所述填充物的长轴方向的长度小于所述热熔接层的厚度。
5.一种真空隔热件,其特征在于,包括:
外覆件;和
芯材,其以减压密闭状态封入到所述外覆件的内部,
所述外覆件包含气体阻隔层和热熔接层,
所述热熔接层含有热熔接性树脂和长宽比为5以下的填充物,所述填充物是层状物质。
6.如权利要求1或5任一项所述的真空隔热件,其特征在于:
所述热熔接性树脂是熔点为250℃以下的热可塑性树脂。
7.一种家电制品,其特征在于:
包括权利要求1或5所述的真空隔热件。
8.一种住宅墙壁,其特征在于:
包括权利要求1或5所述的真空隔热件。
9.一种运输设备,其特征在于:
包括权利要求1或5所述的真空隔热件。
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