CN111373190A - 具有真空隔热件的隔热结构体、以及使用该隔热结构体的家电制品、住宅墙壁和运输设备 - Google Patents

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Abstract

作为隔热结构体的隔热板(10)具有真空隔热件(20)和发泡隔热件(13)。真空隔热件(20)包括具有气体阻隔性的外包覆件(22)、被封入外包覆件(22)内部的芯材(21)、和与芯材(21)一起被封入外包覆件(22)内部的气体吸附件(23)。外包覆件(22)的内部为减压状态。外包覆件(22)包括作为填料至少含有层状粘土矿物的气体阻隔层(222)。气体吸附件(23)具有水分吸附性。发泡隔热件(13)覆盖真空隔热件(20)的外表面的至少一部分。

Description

具有真空隔热件的隔热结构体、以及使用该隔热结构体的家 电制品、住宅墙壁和运输设备
技术领域
本发明涉及具有真空隔热件的隔热结构体、以及使用隔热结构体的家电制品、住宅墙壁和运输设备等。
背景技术
真空隔热件具有将芯材(Core material)以减压密闭状态(基本真空状态)封入外包覆件的内部的构成。外包覆件为了维持内部的基本真空状态，具有气体阻隔性。在现有技术中，作为提高气体阻隔性的方法之一，提出了在外包覆件所具有的气体阻隔层中配合层状粘土矿物的方案。
例如，专利文献1公开了真空隔热件的外包覆件具有熔接层和气体阻隔层，该气体阻隔层含有层状粘土质材料(层状粘土矿物)和高分子材料的构成。这样，如果外包覆件包括含有层状粘土矿物的气体阻隔层，就能够有效地抑制气体从真空隔热件的外表面向内部透过侵入。
但是，由于通常的层状粘土矿物是亲水性的，所以含有层状粘土矿物的气体阻隔层在湿度高的环境下气体阻隔性下降。因此，在专利文献1中，为了在高温、高湿度条件下也能够长时间实现气体阻隔性，作为层状粘土质材料(层状粘土矿物)和高分子材料，均使用疏水性的材料。这样的疏水性的层状粘土质材料并不是通常的材料。例如，在专利文献1的实施例中，通过将蒙脱石等所含的无机阳离子进行离子交换使其成为有机阳离子，对层状粘土质材料赋予疏水性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009－085255号公报
发明内容
本发明提供即使在多湿环境下也能够良好地使用的具有真空隔热件的隔热结构体。
本发明所涉及的隔热结构体是具有真空隔热件和发泡隔热件的板状的隔热结构体。真空隔热件包括：具有气体阻隔性的外包覆件、被封入外包覆件的内部的芯材、和与芯材一起被封入外包覆件的内部的气体吸附件。外包覆件的内部为减压状态，外包覆件包括作为填料至少含有层状粘土矿物的气体阻隔层。气体吸附件至少具有水分吸附性。发泡隔热件覆盖真空隔热件的外表面的至少一部分。
根据这样的构成，构成隔热结构体的真空隔热件包括具有气体阻隔层的外包覆件，发泡隔热件以覆盖该外包覆件的至少一部分的方式设置。在真空隔热件的内部封入有具有水分吸附性的气体吸附件。发泡隔热件的吸湿性小，表现出良好的耐水性，所以能够抑制水分从外包覆件的外部侵入。另外，气体吸附件具有水分吸附性。因此，能够吸附透过气体阻隔性因吸湿而降低了的外包覆件而侵入内部的水分。由此，即使隔热结构体在多湿环境下使用，也能够有效地抑制因吸湿而造成的气体阻隔性的降低。结果，能够实现不仅在标准的湿度环境下、即便在多湿环境下也能够维持良好的隔热性能的隔热结构体。
另外，本发明除了上述隔热结构体以外，还包括具有本发明的构成的隔热结构体的家电制品、住宅墙壁和运输设备等。
根据本发明，能够提供即使在多湿环境下也能够良好地使用的具有真空隔热件的隔热结构体。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的隔热结构体的构成的一例的截面示意图。
图2A是表示图1所示的隔热结构体所具有的外包覆件的构成的一例的局部截面示意图。
图2B是表示图1所示的隔热结构体所具有的外包覆件的构成的一例的局部截面示意图。
图2C是表示图1所示的隔热结构体所具有的外包覆件的构成的一例的局部截面示意图。
图3是表示图1所示的隔热结构体的构成的其他例子的截面示意图。
具体实施方式
(本发明的基础知识)
近年来，在整年高温多湿的炎热潮湿地区也设想发展节能化，因此预计需求真空隔热件。另外，由于全球变暖的发展，随着地域的不同，存在湿度上升的可能性。
这里，假设真空隔热件的外包覆件的气体阻隔性来自于层状粘土物质。这样一来，如果这样的真空隔热件在多湿环境下使用，则如上所述，因层状粘土矿物含水而导致气体阻隔性降低，真空隔热件的隔热效果降低。
因此，为了应对炎热潮湿地区这样的多湿环境，可以考虑如专利文献1那样，为了抑制气体阻隔性的降低，使用疏水性的层状粘土矿物。然而，这样的疏水性的层状粘土矿物需要对通常的层状粘土矿物进行特别的加工，所以真空隔热件的成本升高。
本发明是鉴于这样的技术问题而完成的。
(本发明的方案的一例)
本发明所涉及的隔热结构体为具有真空隔热件和发泡隔热件的板状。真空隔热件包括：具有气体阻隔性的外包覆件、被封入外包覆件内部的芯材、和与芯材一起被封入外包覆件内部的气体吸附件。外包覆件的内部为减压状态，外包覆件包括作为填料至少含有层状粘土矿物的气体阻隔层。气体吸附件至少具有水分吸附性。发泡隔热件覆盖真空隔热件的外表面的至少一部分。
根据这样的构成，构成隔热结构体的真空隔热件包括具有气体阻隔层的外包覆件，发泡隔热件以覆盖该外包覆件的至少一部分的方式设置。另外，在真空隔热件的内部封入具有水分吸附性的气体吸附件。
发泡隔热件的吸湿性小，表现出良好的耐水性，所以能够抑制水分从外包覆件的外部侵入。气体吸附件具有水分吸附性。因此，能够吸附透过气体阻隔性因层状粘土矿物吸湿而降低了的外包覆件并侵入内部的水分。由此，即使隔热结构体在多湿环境中使用，也能够有效地抑制因吸湿造成的气体阻隔性的降低。结果，能够实现不仅在标准的湿度环境下、而且在多湿环境下也能够维持良好的隔热性能的隔热结构体。
发泡隔热件可以为硬质聚氨酯泡沫。
如果发泡隔热件由硬质聚氨酯泡沫形成，则即使水分侵入发泡隔热件，也能够通过硬质聚氨酯泡沫中残存的异氰酸酯基与水分发生反应而以化学的方式捕集水分。由此，能够降低水分到达被发泡隔热件覆盖的真空隔热件的外包覆件的可能性。因此，能够有效地抑制气体阻隔层的吸湿。结果，外包覆件的气体阻隔性的降低也得到抑制，能够良好地维持真空隔热件和具有该真空隔热件的隔热板的隔热性能。
硬质聚氨酯泡沫可以是将多元醇成分和异氰酸酯成分以异氰酸酯成分的异氰酸酯基(－NCO)相对于多元醇成分的羟基(－OH)的当量比在0.70以上1.10以下的范围内的方式混合并反应而得到的。
根据异氰酸酯基相对于羟基的当量比，将多元醇成分和异氰酸酯成分的混合比设定在规定的范围内。由此，所得到的硬质聚氨酯泡沫中能够在不妨碍隔热性能的范围内残存充分量的异氰酸酯基。因此，能够良好地实现异氰酸酯基所带来的水分的捕集作用，从而能够有效地抑制外包覆件的气体阻隔性的降低。
发泡隔热件的厚度可以为1mm以上。
如果发泡隔热件的厚度至少为1mm以上，则即使在多湿环境下，也能够有效地抑制水蒸气等水分到达被覆盖着的真空隔热件的外包覆件。
气体吸附件可以为含有铜离子交换的ZSM－5型沸石的构成。
根据这样的构成，铜离子交换ZSM－5型沸石对氮、氧和水分具有优异的吸附能力。因此，能够良好地吸附并除去例如在制造真空隔热件时没有被真空泵排干净的空气成分、在真空隔热件的内部经时产生的微量气体、以及从真空隔热件的外部向内部经时地透过侵入的空气成分和水分等。结果，真空隔热件能够长期实现优异的隔热性能。
铜离子交换ZSM－5型沸石对二氧化碳也具有优异的吸附能力。因此，在发泡隔热件为硬质聚氨酯泡沫的情况下，通过气体吸附件和发泡隔热件，不仅能够良好地捕集水分，而且即使是副产物二氧化碳透过并侵入外包覆件，也能够良好地吸附。结果，能够良好地维持真空隔热件和具有该真空隔热件的隔热板的隔热性能。
另外，本发明还包括具有上述构成的隔热结构体的家电制品、住宅墙壁和运输设备等。
以下，一边参照附图一边说明本发明的代表性的实施方式。此外，在以下的说明中，在所有图中，对相同或相当的要素标注相同的参照符号，省略其重复的说明。
[隔热结构体]
首先，对本发明所涉及的隔热结构体，列举其代表性一例的隔热板，参照图1进行具体说明。
图1是表示本发明的实施方式所涉及的隔热结构体的构成的一例的截面示意图。
如图1所示，本实施方式所涉及的隔热板10具有真空隔热件20和发泡隔热件13。发泡隔热件13覆盖真空隔热件20的外表面的至少一部分。
在图1所示的构成中，发泡隔热件13覆盖真空隔热件20的整个外表面。另外，发泡隔热件13被填充在隔热板10的正面材11与背面材12之间。因此，本实施方式所涉及的隔热板10除了具有真空隔热件20和发泡隔热件13以外，还具有正面材11和背面材12。
正面材11和背面材12的具体构成没有特别限定，能够适当使用隔热板10的领域中公知的构成。作为正面材11，能够使用由木材、石膏、树脂或金属等构成的板材。具体而言，例如作为木材制的板材，能够列举胶合板制的板材，作为金属制的板材，例如能够列举镀锌钢板等，但不特别限定于这些。
另外，作为背面材12，能够使用纸、树脂或金属等的膜或箔。具体而言，例如作为纸制的膜，能够列举牛皮纸和碳酸钙纸等，作为金属箔，能够列举铝箔，但不特别限定于这些。
发泡隔热件13的具体的构成没有特别限定，能够适当使用隔热板10的领域中公知的构成。具体而言，例如能够列举硬质聚氨酯泡沫(PUF)、聚乙烯泡沫(PEF)、珠粒法聚苯乙烯泡沫(EPS)、挤出法聚苯乙烯泡沫(XPS)和酚醛泡沫(PF)等，但不特别限定于这些。这些之中，由于后述的理由，优选使用硬质聚氨酯泡沫。
对于正面材11、背面材12和发泡隔热件13各自的具体厚度，没有特别限定。这些厚度能够根据隔热板10的用途等适当设定。其中，发泡隔热件13的厚度优选为1mm以上。这是因为发泡隔热件13覆盖真空隔热件20的外表面的至少一部分的缘故。此外，发泡隔热件13的具体构成后述。
隔热板10所具有的真空隔热件20包括芯材21、外包覆件(外包材)22和气体吸附件23，在具有气体阻隔性的外包覆件22的内部，以减压密闭状态(基本真空状态)封入芯材21。另外，在外包覆件22的内部，与芯材21一起封入有气体吸附件23。
芯材21只要具有隔热性即可，不限定于特定的材料。具体而言，能够列举纤维材料和发泡材料等公知的材料。例如，在本实施方式中，作为芯材21使用无机纤维。无机纤维只要是由无机系材料构成的纤维即可，具体能够列举例如玻璃纤维、陶瓷纤维、矿渣棉纤维和石棉纤维等。芯材21可以成型为板状使用，因此除了这些无机纤维以外，还可以包含公知的粘合剂材料和粉体等。这些材料有助于提高芯材21的强度、均匀性和刚性等物性。
除了无机纤维以外，作为能够作为芯材21使用的材料，能够列举热固性发泡体。热固性发泡体只要是通过公知的方法使热固性树脂或含有热固性树脂的树脂组合物(热固性树脂组合物)发泡而形成的发泡体即可。作为热固性树脂，具体而言，能够列举例如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺和聚氨酯等，但并不特别限定于这些。
另外，发泡方法也没有特别限定，只要使用公知的发泡剂在公知的条件下发泡即可。另外，除了无机纤维和热固性发泡体以外，作为能够作为芯材21使用的材料，能够列举公知的有机纤维(由有机系材料构成的纤维)，其具体种类没有特别限定。
外包覆件22是具有气体阻隔性的袋状的部件，在本实施方式中，例如通过使2片叠层片相对并将其周围封合而成为袋状。周围被封合的部位在内部不存在芯材21，构成为叠层片彼此接触的封合部24。该封合部24呈从真空隔热件20的主体向外周延伸的鳍状。
其中，本发明中的气体阻隔性只要气体透过度大致在104[cm3/m2·day·atm]以下即可，优选在103[cm3/m2·day·atm]以下，更优选在102[cm3/m2·day·atm]以下。
外包覆件22的具体构成没有特别限定，但具有发挥上述气体阻隔性的气体阻隔层。该气体阻隔层作为填料至少含有层状粘土矿物。在图1所示的例子中，外包覆件22为外表面保护层221、粘土矿物气体阻隔层222和热熔接层223的三层结构，但外包覆件22的具体构成不限于此。另外，关于外包覆件22的详细内容后述。
气体吸附件23与芯材21一起被封入外包覆件22的内部。气体吸附件23将残存在外包覆件22的内部、即真空隔热结构的内部的气体成分、以及从外部经时透过侵入的气体成分吸附除去。另外，气体吸附件23至少具有水分吸附性。换言之，气体吸附件23所具有的吸附性不仅包括气体吸附性，还包括水分吸附性。气体吸附件23的水分吸附性基本上是吸附水蒸气的性质，能够看作是气体吸附性的一部分。气体吸附件23的具体的种类没有特别限定，能够适当使用硅胶、活性氧化铝、活性炭、金属系吸附材料和沸石等公知的材料。这些材料中，可以仅使用1种作为气体吸附件23，也可以将2种以上适当组合使用作为气体吸附件23。
在本发明中，作为气体吸附件23，优选ZSM－5型沸石，更优选金属离子交换的ZSM－5型沸石，特别优选铜离子交换的ZSM－5型沸石(铜离子交换ZSM－5型沸石)。
铜离子交换ZSM－5型沸石如后所述，具有良好的气体吸附性和水分吸附性。另外，气体吸附件23的使用形态没有特别限定，可以列举粉末、粉末的包装体和粉末的成型体等。如果气体吸附件23为铜离子交换ZSM－5型沸石，则能够列举将粉末成型为规定形状的成型体。
在铜离子交换ZSM－5型沸石以粉体形态使用的情况下，该粉体的具体构成没有特别限定，只要在通常的粒径例如数μm～数十μm的范围内即可。另外，铜离子交换ZSM－5型沸石可以是将粉体封入袋体内的沸石。此时使用的袋体的具体构成没有特别限定，在使用粉体的气体吸附件的情况下，能够适当使用公知的袋体。另外，铜离子交换ZSM－5型沸石可以是将粉体成型为规定形状的成型体，成型体的形状和成型方法等也没有特别限定，能够适当使用公知的方法。成型体除了含有铜离子交换ZSM－5型沸石以外，还可以含有公知的粘合剂成分。
真空隔热件20的具体的制造方法没有特别限定，能够适当使用公知的制造方法。具体而言，例如能够列举下述制造方法：如上所述，将外包覆件22构成为袋状，并且在其内部插入芯材21和气体吸附件23等，在减压环境下(基本真空状态)，将袋状的外包覆件22密闭封合。将外包覆件22构成为袋状的方法，能够列举如上所述准备2片作为外包覆件22的叠层膜，在使各自的热熔接层223彼此相对配置的状态下，将周缘部的大部分热熔接的方法，但并不特别限定于此。
隔热板10可以具有除了正面材11、背面材12、发泡隔热件13和真空隔热件20以外的部件等。另外，隔热板10的具体的制造方法没有特别限定。例如可以使用公知的夹具等，在正面材11与背面材12之间配置真空隔热件20，并且在正面材11与背面材12之间形成成为发泡隔热件13的层的空间，在该空间内填充发泡隔热件13。
[外包覆件的构成例]
下面，对真空隔热件20所具有的外包覆件22的具体的构成例进行说明。
图2A～图2C分别为图1所示的隔热结构体所具有的外包覆件的构成的一例的局部截面示意图。
如图2A～图2C所示，作为外包覆件22，能够例示由多层结构的叠层片构成的外包覆件22A～22C。
如上所述，外包覆件22A～22B包括作为填料至少含有粘土矿物的粘土矿物气体阻隔层222，并且包括热熔接层223。这是因为如上所述，图1所示的外包覆件22构成为2片叠层片的周围被封合的袋状的缘故。
例如，图2A所示的外包覆件22A为包括外表面保护层221、粘土矿物气体阻隔层222和热熔接层223的三层结构的叠层片。粘土矿物气体阻隔层222被夹在外表面保护层221和热熔接层223之间。外表面保护层221成为真空隔热件20的外表面，热熔接层223成为真空隔热件20的内表面。
另外，图2B所示的外包覆件22B为包括外表面保护层221、金属气体阻隔层224、粘土矿物气体阻隔层222和热熔接层223的四层结构的叠层片。在外表面保护层221与热熔接层223之间夹有金属气体阻隔层224和粘土矿物气体阻隔层222这2层气体阻隔层。因此，外包覆件22B从外侧向内侧依次叠层有外表面保护层221、金属气体阻隔层224、粘土矿物气体阻隔层222、热熔接层223。此外，虽然没有图示，但在外表面保护层221与热熔接层223之间也可以夹置3层以上的气体阻隔层。
另外，真空隔热件20所具有的外包覆件22不限定于如图2A所示的外包覆件22A和图2B所示的外包覆件22B那样，在外表面保护层221与热熔接层223之间具有1层以上的气体阻隔层的构成的叠层片。例如，只要是将2片叠层片的周围封合构成为袋状的构成，也可以为具有热熔接层223并且具有气体阻隔性的构成。
例如，图2C所示的外包覆件22C是外侧为气体阻隔层、内侧为热熔接层223的双层结构的叠层片。外侧的气体阻隔层成为兼作为外表面保护层221的“外表面保护兼气体阻隔层225”。该外表面保护兼气体阻隔层225作为填料可以含有层状粘土矿物。此外，虽然没有图示，但通过单层的气体阻隔层兼作为外表面保护层221和热熔接层223，也可以作为外包覆件22构成。该情况下，单层的气体阻隔层作为填料可以含有层状粘土矿物。
外表面保护层221是用于保护真空隔热件20的外表面(表面)的层。其具体的材料没有特别限定，代表性地只要为具有一定程度的耐久性的各种树脂即可。作为具体的树脂，能够列举例如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)和超高分子量聚乙烯(U－PE，UHPE或UHMWPE)等，但并不特别限定于它们。
这些树脂可以单独使用，也可以将2种以上适当组合以聚合物合金的形式使用。聚合物合金可以含有适合作为外表面保护层221的树脂以外的树脂。此外，外表面保护层221也可以含有上述树脂以外的成分(各种添加剂等)。即，外表面保护层221可以仅由上述树脂构成，但也可以由含有其他成分的树脂组合物构成。
在图2A和图2B分别所示的外包覆件22A和外包覆件22B中，外表面保护层221构成为1层(单层)的树脂膜，但也可以多个树脂膜叠层构成。外表面保护层221的厚度没有特别限定，只要具有能够保护外包覆件22(以及真空隔热件20)的外表面的范围的厚度即可。
粘土矿物气体阻隔层222、金属气体阻隔层224和外表面保护兼气体阻隔层225是用于防止外部气体透过并侵入真空隔热件20内部的层。这些之中，粘土矿物气体阻隔层222和外表面保护兼气体阻隔层225作为填料至少含有层状粘土矿物，利用该层状粘土矿物来发挥气体阻隔性。此外，这些粘土矿物气体阻隔层222和外表面保护兼气体阻隔层225也可以含有层状粘土矿物以外的填料。
作为具体的层状粘土矿物，能够列举例如利蛇纹石、镁绿泥石、高岭石、地开石、埃洛石、滑石、叶蜡石等的1：1层型；皂石、水辉石、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、脆云母、珍珠云母、斜绿泥石、鲕绿泥石、镍绿泥石、顿绿泥石、锂绿泥石(细鳞云母)和须藤石等的2：1层型；叶蛇纹石、铁蛇纹石和肾硅锰矿等的失配类等，没有特别限定(脆云母不仅可以划分为2：1层型，也可以划分为失配类)。这些层状粘土矿物可以仅使用1种，也可以适当组合使用2种以上。
此外，层状粘土矿物并不一定限定于天然产生的矿物，也可以是合成水辉石和改性膨润土等合成或经过改性的人造矿物。因此，在本发明中，粘土矿物气体阻隔层222和外表面保护兼气体阻隔层225所含有的填料不论天然物还是人造物，只要是层状硅酸盐即可。
在粘土矿物气体阻隔层222和外表面保护兼气体阻隔层225中含有这样的层状粘土矿物的情况下，层状粘土矿物沿着层的扩展方向(通常为水平方向)取向。由此，即使气体要透过粘土矿物气体阻隔层222和外表面保护兼气体阻隔层225，气体的透过也会受到在层的扩展方向上取向的层状粘土矿物的阻碍。结果，粘土矿物气体阻隔层222和外表面保护兼气体阻隔层225能够实现良好的气体阻隔性。
此外，关于层状粘土矿物的具体的构成、例如层状粘土矿物的粒径和层状粘土矿物长径比等，没有特别限定，能够根据粘土矿物气体阻隔层222和外表面保护兼气体阻隔层225的厚度等各项条件适当设定。通常层状粘土矿物的长径比能够列举10～3000的范围内，作为优选的长径比，能够列举20～2000。
金属气体阻隔层224为至少由金属构成的气体阻隔层即可，具体而言，例如能够列举铝箔、铜箔和不锈钢箔等的金属箔；将金属蒸镀在基材膜上的金属蒸镀膜等。该金属蒸镀膜可以是具有对于成为基材膜的树脂膜蒸镀金属得到的蒸镀层的膜，也可以是在该金属蒸镀膜的表面进一步实施公知的涂敷处理得到的膜(涂敷金属蒸镀膜)。作为蒸镀的金属，能够列举铝、铜和它们的合金等，没有特别限定。
另外，虽然没有图示，但也可以代替金属气体阻隔层224，使用将金属以外的无机化合物蒸镀到基材膜上得到的无机蒸镀膜。无机蒸镀膜的具体构成没有特别限定，基本上与金属蒸镀膜同样，在基材膜上形成蒸镀无机化合物得到的蒸镀层即可。作为蒸镀的无机化合物，能够列举氧化铝和氧化硅等氧化物，但没有特别限定。
因此，外包覆件22至少具有粘土矿物气体阻隔层222作为气体阻隔层即可，还可以具有不含层状粘土矿物的选自公知的金属箔、金属蒸镀膜、无机蒸镀膜和其他构成的气体阻隔层中的层。
作为粘土矿物气体阻隔层222、金属气体阻隔层224、外表面保护兼气体阻隔层225和其他的气体阻隔层的基材，能够使用公知的树脂。作为具体的树脂，能够列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)等，没有特别限定。另外，作为基材，也可以使用包含树脂以外的成分的树脂组合物。
在气体阻隔层为蒸镀膜的情况下，在作为基材的树脂(树脂组合物)膜的表面蒸镀金属等即可。在气体阻隔层作为填料含有层状粘土矿物的情况下，在作为基材的树脂或树脂组合物中分散填料，按照公知的方法成型为膜状即可。
热熔接层223只要是用于使叠层片彼此相对并贴合的层(粘接层)即可，但优选也作为保护真空隔热件20的内表面的层(内表面保护层)发挥功能。
作为热熔接层223使用的材料只要是通过加热能够熔融并粘接的具有热熔接性的材料，就没有特别限定，代表性地可以为各种热塑性树脂(热熔接性树脂)。作为具体的树脂，能够列举例如高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、直链状低密度聚乙烯(LLDPE)、超高分子量聚乙烯(U－PE，UHPE或UHMWPE)、聚丙烯(PP)、乙烯－乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和尼龙(聚酰胺、PE)等，但不限于这些。这些之中，更优选熔点为250℃以下的热塑性树脂(聚乙烯类、聚丙烯和EVA等)。
这些树脂可以单独使用，也可以将2种以上适当组合以聚合物合金的形式使用。聚合物合金可以包含适合作为热熔接层223的树脂以外的树脂。此外，热熔接层223中也可以包含上述树脂以外的成分(各种添加剂等)。即，热熔接层223可以仅由上述树脂构成，也可以由包含其他成分的树脂组合物构成。
此外，虽然没有图示，但在外包覆件22A～22C中，热熔接层223也可以含有填料。该填料既可以与粘土矿物气体阻隔层222和外表面保护兼气体阻隔层225同样是层状粘土矿物，也可以是其以外的公知的填料。通过含有层状粘土矿物，热熔接层223也能够发挥气体阻隔层的功能。另外，通过含有公知的其他填料，能够对热熔接层223赋予各种功能。另外，虽然没有图示，但外表面保护层221也可以含有填料。
在此，构成外包覆件22的各层的厚度没有特别限定。例如粘土矿物气体阻隔层222和外表面保护兼气体阻隔层225的厚度为根据其材质等能够发挥气体阻隔性的范围的厚度即可。特别是如果粘土矿物气体阻隔层222和外表面保护兼气体阻隔层225为作为填料含有层状粘土矿物的构成，则可以在还考虑了层状粘土矿物的粒径、长径比和添加量等各项条件的基础上设定厚度。
外表面保护层221虽然也取决于其材质，但只要具有能够保护外包覆件22的外表面、即真空隔热件20的外表面的程度的厚度即可。另外，热熔接层223具有在将外包覆件22彼此贴合时能够发挥充分的粘接性的厚度即可，优选具有能够作为内表面保护层保护外包覆件22的内表面的范围的厚度。
如上所述，真空隔热件20通过在外包覆件22的内部与芯材21一起封入气体吸附件23而构成。作为该气体吸附件23，如上所述，适合使用铜离子交换ZSM－5型沸石。
铜离子交换ZSM－5型沸石对作为空气成分的氮和氧、以及水分具有优异的吸附能力。因此，在气体吸附件使用了铜离子交换ZSM－5型沸石时，能够将制造真空隔热件20时没能被真空泵排干净的空气成分、在真空隔热件20的内部经时产生的微量气体、以及从真空隔热件20的外部向内部经时透过侵入的空气成分和水分等良好地吸附除去。结果，真空隔热件20能够长时间实现优异的隔热性能。
在此，关于粘土矿物气体阻隔层222所带来的气体阻隔性，由于层状粘土矿物沿着层的扩展方向取向，因此在层的厚度方向上，大量层状粘土矿物重叠，而使得气体(gas)的透过路径延长且复杂化。即，粘土矿物气体阻隔层222在厚度方向上气体的透过路径由于层状粘土矿物而变得像迷宫一样(迷宫效应)，由此能够发挥气体阻隔性。
另一方面，在粘土矿物气体阻隔层222中，一旦在厚度方向上重叠的层状粘土矿物吸湿，水蒸气就容易透过并侵入真空隔热件20的内部，并且其他气体也容易透过侵入。结果，粘土矿物气体阻隔层222的气体阻隔性降低。
相对于此，在本发明中，在真空隔热件20的内部封入如铜离子交换ZSM－5型沸石那样的具有水分吸附性的气体吸附件23。因此，能够将残存或透过粘土矿物气体阻隔层222的水蒸气吸附(吸湿)。由此，能够良好地维持真空隔热件20的内部的大致真空状态，并且还能够抑制粘土矿物气体阻隔层222的气体阻隔性的降低。
[发泡隔热件]
在本发明中，发泡隔热件13覆盖真空隔热件20的外表面的至少一部分。由于层状粘土矿物是亲水性的，所以如果多湿环境长期持续，层状粘土矿物就会含有水分。一旦层状粘土矿物含有水分，就会导致粘土矿物气体阻隔层222的气体阻隔性、即真空隔热件20的外包覆件22的气体阻隔性下降。
相对于此，在本发明中，如上所述，利用发泡隔热件13覆盖真空隔热件20的外表面的至少一部分。通常发泡隔热件13与纤维系的隔热件相比吸湿性低，因吸湿而造成的隔热低能的降低少。此外，发泡隔热件13的发泡率相对越小，越能够减小吸湿性，越能够实现良好的耐水性。因此，通过用发泡隔热件13覆盖真空隔热件20的外表面、即外包覆件22的外侧，能够有效地抑制粘土矿物气体阻隔层222吸湿而导致气体阻隔性降低。
而且，如上所述，在外包覆件22的内侧(即真空隔热件20的内部)，气体吸附件23吸附水分。由此，通过外包覆件22的外侧的发泡隔热件13的作用、以及外包覆件22的内侧的气体吸附件23的作用的协同效果，能够有效地抑制因粘土矿物气体阻隔层222的气体阻隔性降低而造成的真空隔热件20的隔热阻力的降低。
作为发泡隔热件13，如上所述，优选使用硬质聚氨酯泡沫。硬质聚氨酯泡沫可以通过将多元醇成分和异氰酸酯成分混合，使其一边发生缩聚反应一边发泡而得到。多元醇成分的羟基(－OH)和异氰酸酯成分的异氰酸酯基形成氨酯键(－NH－CO－O－)(氨酯化反应)。伴随该反应，通过利用公知的发泡剂使其发泡，能够得到硬质聚氨酯泡沫。
作为用于形成硬质聚氨酯泡沫的多元醇成分，能够根据发泡隔热件13所需求的各项条件，选择公知的多元醇化合物使用。代表性地可以列举聚醚系多元醇、聚酯系多元醇、多元醇和含羟基的二烯系聚合物等。
进一步具体而言，例如作为聚醚系多元醇，可以列举在多元醇、糖类、烷醇胺、多胺和多元酚和其他的起始物上加成环状醚或环氧烷烃所得到的化合物等。作为多元醇，能够使用乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇等。作为糖类，能够使用蔗糖、葡萄糖和山梨糖醇等。作为烷醇胺，能够使用二乙醇胺和三乙醇胺等。作为多胺，能够使用乙二胺、甲苯二胺、二氨基二苯甲烷和聚亚甲基聚苯胺等。作为多元酚，能够使用双酚A、双酚S和酚醛树脂系初始缩合物等。另外，作为聚酯系多元醇，能够列举多元醇－多元羧酸缩合系的多元醇、环状酯开环聚合物系的多元醇和芳香族系聚酯多元醇等。这些化合物可以单独使用，也可以适当组合使用2种以上。
另外，作为用于形成硬质聚氨酯泡沫的异氰酸酯成分，能够根据发泡隔热件13所需求的各项条件，选择公知的异氰酸酯化合物使用。代表性地可以列举具有2个以上异氰酸酯基的芳香族系、脂肪环族系和脂肪族系的多异氰酸酯、以及将它们改性而得到的改性多异氰酸酯等。
进一步具体而言，能够列举例如亚苄基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二甲基亚苯基二异氰酸酯、二苄基二异氰酸酯、蒽二异氰酸酯和二甲基二苯基二异氰酸酯等异氰酸酯系化合物；它们的预聚物型改性体、异氰脲酸酯改性体和脲改性体等，没有特别限定。这些化合物中的取代基的位置没有特别限定。这些化合物和改性体可以单独使用，也可以适当组合2种以上使用。
多元醇成分和异氰酸酯成分的缩聚反应能够使用公知的催化剂。具体而言，例如能够列举二甲基乙醇胺、三乙二胺、二甲基环己胺、1，2－二甲基咪唑、五甲基二亚乙基三胺和双(2－二甲基氨基乙基)醚等胺催化剂；辛酸铅、二月桂酸二丁基锡等金属化合物系催化剂；三(二甲基氨基丙基)六氢-S-三嗪、乙酸钾和辛酸钾等异氰脲酸酯化催化剂等，没有特别限定。这些催化剂可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。
另外，作为发泡剂，只要是能够因多异氰酸酯成分与多元醇成分的化学反应所产生的反应热而气化并发泡的物质即可。具体而言，能够列举例如碳原子数6以下的低级烃和氢氟烃(HFC)等。这些之中，优选使用正戊烷、异戊烷(2－甲基丁烷)和c－戊烷(环戊烷)等戊烷类，没有特别限定。
如上所述，硬质聚氨酯泡沫是通过多元醇成分的羟基与异氰酸酯成分的异氰酸酯基发生氨酯化反应而形成的。在水代替多元醇成分与异氰酸酯基反应的情况下，异氰酸酯成分(OCN－R－NCO：R为任意的有机基团)2分子和水(H2O)2分子发生反应，形成脲键(－R－NHCONH－R－NHCONH－)，并且产生2分子的二氧化碳(CO2)(脲化反应)。于是，在硬质聚氨酯泡沫中有时残存未反应的异氰酸酯基。
如果发泡隔热件13由硬质聚氨酯泡沫形成，则即使水蒸气等水分侵入发泡隔热件13，水分也会与残存的异氰酸酯基发生反应而以化学的形式被捕集。由此，能够降低水分到达被发泡隔热件13覆盖的真空隔热件20的外包覆件22的可能性。因此，能够有效地抑制外包覆件22所具有的粘土矿物气体阻隔层222的吸湿。结果，外包覆件22的气体阻隔性的降低也得到抑制，能够良好地维持真空隔热件20和具有该真空隔热件的隔热板10的隔热性能。
在本发明中，硬质聚氨酯泡沫只要如上所述通过将多元醇成分和异氰酸酯成分混合并使其反应而得到即可，多元醇成分与异氰酸酯成分的混合反应比没有特别限定。作为代表性的一例，能够列举将多元醇成分和异氰酸酯成分以异氰酸酯成分的异氰酸酯基(－NCO)相对于多元醇成分的羟基(－OH)的当量比在0.70以上且1.10以下的范围内的方式混合并反应而得到的硬质聚氨酯泡沫。另外，也可以是异氰酸酯基相对于羟基的当量比在0.65以上且1.10以下的范围内的方式混合并反应而得到的硬质聚氨酯泡沫。
如果将多元醇成分和异氰酸酯成分的混合比设定在如上所述的异氰酸酯基相对于羟基的当量比的范围内，则所得到的硬质聚氨酯泡沫中能够在不妨碍隔热性能的范围内残存充分量的异氰酸酯基。由此，能够良好地实现异氰酸酯基所带来的水分捕集作用，所以能够有效地抑制外包覆件22的气体阻隔性的降低。
发泡隔热件13的厚度不论其种类可以均如上所述为1mm以上。如果至少具有1mm以上的厚度，则即使在多湿环境下，也能够有效地抑制水蒸气等水分到达被覆盖的真空隔热件20(外包覆件22)。在此，如果发泡隔热件13为硬质聚氨酯泡沫，则其优选的厚度为2mm以上，更优选为3mm以上。
如上所述，硬质聚氨酯泡沫通过使多元醇成分和异氰酸酯成分这2种成分混合并反应而形成。并且，在制造隔热板10时，使这2种成分的混合物遍及成为发泡隔热件13的层的空间内并使其反应。因此，虽然也取决于隔热板10的具体构成，但只要发泡隔热件13的厚度为2mm以上或3mm以上，则即使发泡隔热件13的层形状复杂，也能够使这2种成分在整体上良好地遍及并反应。
然而，如上所述，在硬质聚氨酯泡沫中残存异氰酸酯基时，由水和异氰酸酯基发生脲化反应，但如上所述在该脲化反应中，会生成作为副产物的二氧化碳(CO2)。因此，由硬质聚氨酯泡沫形成的发泡隔热件13虽然能够通过残存的异氰酸酯基以化学的方式捕集水分，但二氧化碳会作为副产物残存在发泡隔热件13中。因此，可能导致二氧化碳透过外包覆件22而侵入真空隔热件20的内部。
在本发明中，作为被封入真空隔热件20内部的气体吸附件23，特别优选使用铜离子交换ZSM－5型沸石。如上所述该铜离子交换ZSM－5型沸石对氮、氧和水分具有优异的吸附能力，对二氧化碳也具有优异的吸附能力。特别是在分压低的状态下，铜离子交换ZSM－5型沸石表现出更好的二氧化碳的吸附能力。例如，在平衡压20Pa(真空隔热件20的内压的标准之一)下，相比于没有铜离子交换的ZSM－5型沸石，铜离子交换ZSM－5型沸石对二氧化碳表现出1.5倍左右的吸附能力，对氮和空气表现出10倍左右的吸附能力。
在本发明中，发泡隔热件13为硬质聚氨酯泡沫，并且真空隔热件20所具有的气体吸附件23含有铜离子交换ZSM－5型沸石。由此，不仅能够由发泡隔热件13良好地捕集水分，而且即使作为副产物的二氧化碳透过并侵入外包覆件22，也能够由气体吸附件23良好地吸附。结果，能够良好地维持真空隔热件20和具有该真空隔热件的隔热板10的隔热性能。
这样，作为本发明所涉及的隔热结构体的隔热板10具有发泡隔热件13和真空隔热件20。真空隔热件20包括具有粘土矿物气体阻隔层222的外包覆件22。发泡隔热件13以覆盖外包覆件22的至少一部分的方式设置。在真空隔热件20的内部封入有具有水分吸附性的气体吸附件23。
发泡隔热件13的吸湿性小，表现出良好的耐水性，所以能够抑制水分从外包覆件22的外部侵入。气体吸附件23不仅具有气体吸附性，而且还具有水分吸附性。因此，能够吸附透过因层状粘土矿物吸湿而导致气体阻隔性降低了的外包覆件并侵入内部的水分。由此，即使隔热结构体在多湿环境下使用，也能够有效地抑制因层状粘土矿物吸湿而造成的气体阻隔性的降低。结果，能够实现不仅在标准的湿度环境下，即便在多湿环境下也能够维持良好的隔热性能的隔热结构体。
此外，在图1所示的构成的隔热板10中，发泡隔热件13覆盖真空隔热件20的整个外表面，但本发明不限定于此。
图3是表示图1所示的隔热结构体的构成的其他例子的截面示意图。
例如，可以如图3所示的构成的隔热板10那样为如下构成：真空隔热件20的一个面与正面材11的内表面接触，真空隔热件20的与一个面相反一侧的另一面以及全部侧面被发泡隔热件13覆盖。另外，虽然没有图示，但也可以以与真空隔热件20的周围的面的至少一部分接触的方式，配置柱状的框架材料等(此时鳍状的封合部24可以弯折)，用发泡隔热件13覆盖该框架材料以外的外表面。
通过形成为真空隔热件20的至少一部分被发泡隔热件13覆盖的构成，可以发挥能够抑制水分和二氧化碳的影响的本发明的效果。
另外，这样的隔热板10能够适用于各种隔热用途。作为代表性的隔热用途的一例，能够列举家电制品。家电制品的具体种类没有特别限定，例如能够列举冰箱、热水器、电饭锅和电水壶的任意一种。
另外，作为其他隔热用途的一例，能够列举住宅墙壁。作为另外的隔热用途的一例，能够列举运输设备。运输设备的具体种类没有特别限定，能够列举例如油轮等的船舶、汽车和飞机等。特别是隔热板10不仅在标准的湿度环境下，即使在炎热潮湿地区这样的多湿环境下也能够良好地使用。因此，能够适合用于预定在多湿环境中使用的住宅墙壁、家电制品和运输设备。
此外，本发明不限定于上述实施方式所记载的内容，能够在请求保护的范围内进行各种变更，将不同的实施方式和多个变形例中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内。
产业上的可利用性
本发明不仅适合用于具有真空隔热件的隔热结构体的领域，而且在使用该隔热结构体的家电制品、住宅墙壁和运输设备等领域中也普遍适合使用，是有用的。
符号说明
10 隔热板(隔热结构体)
11 正面材
12 背面材
13 发泡隔热件
20 真空隔热件
21 芯材
22、22A、22B、22C 外包覆件(外包材)
23 气体吸附件
24 封合部
221 外表面保护层
222 粘土矿物气体阻隔层
223 热熔接层
224 金属气体阻隔层
225 外表面保护兼气体阻隔层

Claims (8)

1.一种隔热结构体，其为具有真空隔热件和发泡隔热件的板状的隔热结构体，该隔热结构体的特征在于：
所述真空隔热件包括：
具有气体阻隔性的外包覆件、
被封入所述外包覆件的内部的芯材、和
与所述芯材一起被封入所述外包覆件的内部的气体吸附件，
所述外包覆件的内部为减压状态，
所述外包覆件包括作为填料至少含有层状粘土矿物的气体阻隔层，
所述气体吸附件至少具有水分吸附性，
所述发泡隔热件覆盖所述真空隔热件的外表面的至少一部分。
2.如权利要求1所述的隔热结构体，其特征在于：
所述发泡隔热件为硬质聚氨酯泡沫。
3.如权利要求2所述的隔热结构体，其特征在于：
所述硬质聚氨酯泡沫是将多元醇成分和异氰酸酯成分以所述异氰酸酯成分的异氰酸酯基(－NCO)相对于所述多元醇成分的羟基(－OH)的当量比在0.70以上且1.10以下的范围内的方式混合并反应而得到的。
4.如权利要求1～3中任一项所述的隔热结构体，其特征在于：
所述发泡隔热件的厚度为1mm以上。
5.如权利要求1～4中任一项所述的隔热结构体，其特征在于：
所述气体吸附件含有铜离子交换的ZSM－5型沸石。
6.一种家电制品，其特征在于：
具有权利要求1～5中任一项所述的隔热结构体。
7.一种住宅墙壁，其特征在于：
具有权利要求1～5中任一项所述的隔热结构体。
8.一种运输设备，其特征在于：
具有权利要求1～5中任一项所述的隔热结构体。
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