CN1212485C

CN1212485C - 真空隔热材料及使用它的设备

Info

Publication number: CN1212485C
Application number: CNB018083692A
Authority: CN
Inventors: 谷本康明; 天良智尚; 中西正幸; 汤浅明子
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2021-04-23
Also published as: US20030157284A1; WO2001081817A1; DE60126403D1; DE60126403T2; EP1275893A1; KR20030011828A; US6938968B2; KR100540522B1; TW470837B; EP1275893A4; EP1275893B1; HK1055784A1; CN1425116A

Abstract

一种真空隔热材料，由将层叠有多枚片材的芯材、具有隔气性的外覆材料、以及吸着剂构成，所述片材以SiO₂为主成分，并具有包含Al₂O₃、CaO和MgO特定的组分，由直径10μm以下的无机纤维构成。本发明真空隔热材料的特征是，成型所述隔热材料，在所述真空隔热材料上至少形成有1个以上的槽。特别是真空隔热材料使用纤维直径分布的峰值为1μm以下、0.1μm以上的无机纤维芯材，且不含有结合纤维材料用的结合材料。本发明的电气设备使用上述的真空隔热材料，通过使用真空隔热材料，可提供节能性优良、且不会对使用者造成不快感的电子、电气设备。

Description

真空隔热材料及使用它的设备

技术领域

本发明涉及可作为家电制品的隔热材料用的真空隔热材料及其适用该真空隔热材料的冰箱，保温保冷容器、热水器、自动销售机、笔记本式电脑等的设备。

背景技术

近年来，积极实施保护地球环境已经显得越来越重要。作为对家电制品的紧急要求在于省能源，冰箱、保温保冷容器等隔热性能的提高是重要课题。另外，在各种家电制品、电子设备中，省能源化用的隔热材料的高性能化已经必不可缺。

另外，作为近年登场的课题，在笔记本式电脑中，装置内部发生的热传达到装置壳体表面使装置壳体表面的温度上升时，存在着装置利用者的身体与前述装置壳体表面长时间接触的部分的热会使装置利用者感到不快的问题，对此，也要求具有优良隔热性的隔热材料。

作为这种课题的解决方法之一是真空隔热材料。例如，在特开昭57-173689号公报和特开昭61-144492号公报中，对使用无机粉末的真空隔热材料已经有记载。薄膜状塑料容器中充填单粒子直径为1μm以下的无机粉末，将内部减压后密闭，就可得到真空隔热材料。

然而，在上述从来技术中，因使用了微粉末，故存在着因粉尘引起的作业环境的恶化以及制造工序复杂化等的问题。

另外，为了抑制从真空隔热材料的接口部分的热漏出，向真空隔热材料提供可挠性的方法可详见特开2000-97390号公报。

但是，在传统技术的方法中，为了必须将压缩成型后的芯材保持其形状，当芯材无自己形状保持性能时，传统技术不适用。特别是将由无机纤维组成的片状成形体作为芯材时，因压缩成型将无机纤维压断，芯材的本身破坏，故传统技术不能提供可挠性。

作为解决这一问题的对策，特意提出了使用纤维系材料的真空隔热材料的方案。

例如，特公昭30-3139号公报的方案是将250μm以下的纤维直径组成的玻璃纤维作为芯材，将内部保持在0.75Pa以下的真空度的真空隔热材料。另外，在特开昭60-208226号公报中记载的是将无机的细径纤维以相对传热方向呈直角的方向任意层叠，将嵌装纤维嵌入到途中的嵌装的纤维作为真空隔热材料的芯材。

另外，作为用粘合剂将纤维粘合的现有技术例子，在特开昭9-138058号特许公报中已经有记载。其内容是使用有机系粘合剂来形成玻璃棉等的纤维质材，将其用作真空隔热材料的芯材。

然而，在上述以往技术中存在着以下的问题：实用化困难。例如在特公昭30-3139号特许公报技术内容中，因隔热材料由玻璃纤维单体构成，故难以成形为一定的形状，在制作板状的真空隔热材料时，因纤维自身无形状保持性，故用作真空隔热材料的芯材时，存在着工时多的问题。

另外，在特开昭60-208226号特许公报的技术内容中，因嵌装有纤维，故纤维自身具有形状保持性，但会降低固体的热传导，并且，常用方法是不对应于纤维的嵌装，使生产成本增高。

另外，若特开平9-138058号特许公报的内容，则作为向纤维材料提供形状保持性的方法，已有使用有机系粘合剂加固的方案，但虽有粘合剂种类的记载，但无添加量和使用的纤维材料构成等方面的记载。因此，不仅难以作为真空隔热材料使用的隔热性能，而且难以用粘合剂粘牢。

作为高性能的真空隔热材料，例如有特开平7-167376号公报和特开平7-139691号公报的方案。特开平7-167376号公报的内容是在平均纤维直径2μm以下、最好是在1μm以下的无机质纤维中实施酸性水溶液处理及压缩脱水处理，将无机质纤维的溶出成分集中在无机质纤维的交点，用作结合材料，将结合的材料作为芯材，得到真空隔热材料，特开平7-139691号公报是将酸性抄造获得的纸在酸性条件下层叠多枚后，实施压缩处理，利用从这些纤维溶出的成分，获得在各交点上将无机纤维相互间结合的真空隔热材料。

另外，特别是已出现过具有使用纤维系材料可挠性的真空隔热材料的方案。例如，特表平5-502431号公报的是一种含有纤维直径为1μm以上、25μm以下的无机纤维材料作为芯材的真空隔热材料，特征是不含有结合材料。效果是因不含有结合材料，故可挠性优良，并且，不产生在外覆材料的真空状态下从结合材料发生的气体，故时效的隔热性能不会恶化，可靠性优良。

然而，这些以往技术中存在着以下的问题，例如在特开平7-167376号公报和特开平7-139691号公报的技术内容中，因将无机质纤维的溶出成分集中在无机质纤维的交点，用作结合材料进行结合，并将实施压缩处理后的材料作为芯材，故无可挠性，不能对应于真空隔热材料的折曲、弯曲处理、圆筒化等的变形化。

另外，在特表平5-502431号公报的技术内容中，虽可对应于真空隔热材料的变形，可靠性也优良，但因纤维直径大于1μm，故隔热性能是以往常用硬质尿烷薄膜的3倍左右，不充分。

如上所述，这些以往技术中所共有的课题是成本和性能，特别是隔热性能与可挠性两者难以兼顾，结果是不能实用化。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在对真空隔热材料中用的纤维材料的物性、性状作出限定的同时，对粘合剂的种类及其添加量的有无也作出限定，由此实现低成本化、可实用化的真空隔热材料及使用该材料的电子设备。本发明的真空隔热材料的特征在于，由层叠有多枚片材的芯材、具有隔气性的外覆材料以及吸着剂构成，所述片材由具有以SiO₂作为主要成分、并含有Al₂O₃、CaO、MgO的特定的组分、直径10μm以下的无机纤维组成。真空隔热材料的特征是，除了多枚层叠的片材的最上部和最下部之外，在片材上形成凹部，在凹部配置吸着剂。

另外，本发明的真空隔热材料的特征在于，将所述真空隔热材料成型，在所述真空隔热材料上，至少形成1个以上的槽。

另外，本发明的真空隔热材料的特征在于，特别是使用纤维直径分布的峰值为1μm以下、0.1μm以上的无机纤维芯材，并且不含有纤维材料结合用的结合材料。

另外，本发明的设备使用本发明的真空隔热材料。

附图说明

图1为本发明一实施形态的真空隔热材料剖面的模式图，图2为本发明一实施形态的真空隔热材料的剖面模式图，图3为本发明一实施形态的真空隔热材料平面图，图4为本发明一实施形态的真空隔热材料的剖面模式图，图5为本发明一实施形态的真空隔热材料的剖面模式图，图6为本发明一实施形态的真空隔热材料的剖面模式图，图7为本发明一实施形态的真空隔热材料的剖视图，图8为本发明一实施形态的真空隔热材料的剖视图，图9为本发明一实施形态的冰箱的立体投影图，图10为本发明一实施形态的冷冻冷藏库的剖视图，图11为本发明一实施形态的保温保冷箱的剖视图，图12为本发明一实施形态的热水器的剖视图，图13为本发明一实施形态的笔记本式电脑的剖视图，图14为本发明一实施形态的微波炉的剖视图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明实施形态。

图1为本发明一实施形态的真空隔热材料的剖视图，真空隔热材料1由芯材2、外覆材料3和吸着剂4构成。

外覆材料3由2种层叠薄膜构成。

包覆真空隔热材料一方的面的层叠薄膜是一种由聚酰胺(16μm)/聚对苯二甲酸乙二酯(12μm)/铝箔(6μm)/高密度聚乙烯(50μm)组成的4层构造。聚酰胺薄膜作为表面保护层设置在最外层，高密度聚乙烯层用于热密合。

另一方面，在表面保护层上，由聚酰胺(16μm)/聚对苯二甲酸乙二酯(12μm)/乙烯-聚乙烯醇共聚合体树脂组成物(15μm)的内侧实施的铝蒸镀的薄膜/高密度聚乙烯(50μm)的4层组成的层叠薄膜所构成。高密度聚乙烯层用于热密合。

上述构成的真空隔热材料1因外覆材料3的一方的面由铝箔组成的层叠薄膜，另一方的面由铝蒸镀组成的层叠薄膜所构成，故可抑制因铝箔热漏出，并且还可抑止从蒸镀薄膜的气体侵入量。即，可抑制因热漏出量增大引起的隔热性能恶化和因气体侵入引起的隔热性能的时效性恶化的两方。

但是，外覆材料不必限定于这种构成，在设想外覆材料的成本降低和高温领域中的使用等的场合，作为热密合层也可不用高密度聚乙烯，改用为结晶性聚丙烯(50μm)的层叠薄膜。

另外，除了最外层的聚酰胺之外，通过将聚对苯二甲酸乙二酯的厚度稍微加厚，可减少聚酰胺，由此实现低成本化。因除去聚酰胺引起的弯曲性的恶化，可由聚对苯二甲酸乙二酯的厚度增加来对付。

并且，因使用环境的不同，外覆材料的构成需要选定各种材料。在冰箱和冷冻组件等较低温度的领域中使用的场合等，作为热密合层的材料，适用高密度聚乙烯等。另一方面，在热水器等的高温领域中使用的场合，热密合层适用结晶化聚丙烯和乙烯一乙烯醇共聚合体树脂组成物或者聚对苯二甲酸乙二酯树脂和聚对苯ナフタレ一ト(ポリエチレンナフタレ一ト)树脂等。

另外，也可不用2种层叠薄膜，只用一种层叠薄膜构成外覆材料。此时，外覆材料3的密合形态不限定于三方密合，可采用挎包袋规格和经枕式制袋加工(ピロ一製袋加工)的袋等。由此，可减少外覆材料3的外周周缘部产生的突起部，可减少突起部折返的工序。

吸着剂4除了芯材2的最上部和最下部之外，被配置在无机纤维片材上的切口部内。这样，在制作真空隔热材料时，吸着剂4成为凸部，可解决外覆材料3破损的问题。

作为吸着剂4的材料，以サエスゲツタ-社制的COMBO GETTER为优，以氧、氮为主，可吸附除去水分和碳酸气，可长期抑止真空隔热材料真空度的劣化。

另外，作为其他材料，也可使用活性炭、泡沸石、ド-ンナイト、水滑石、氢化镁和氢化钙等的金属氢氧化物、氧化钙等的金属氧化物、氧化镁、氯化锂和氯化钙等的水分吸着剂以及三菱瓦斯化学社制的エ一ヅレス。作为碳酸气吸着剂，也可使用由氢化钙组成的材料。这样，若与前述サエスゲツタ-社制的COMBO GETTER并用，则作为吸着剂效果更高，可长期维持真空隔热性能。

芯材2层叠有2枚以上的片状的无机纤维。这样，因片材表面和片材内部的气体的流动阻力而产生流动性，在对其进行真空排气时，具有一种泵的作用，可明显地提高真空隔热材料的生产性。

层叠的片材的枚数不特别限定，但考虑到因吸着剂4不能形成凸部。故以3枚以上为宜，若考虑到提高层叠片材的机械强度等的生产性，最好是4枚以上。

作为芯材2的材料构成，SiO₂使用含有50～65重量％、并且Al₂O₃、CaO分别含有使用含有10～20重量％、MgO含有1～4重量％的无机纤维。

SiO₂作为主成分，是因为材料的热传递率低且低成本的缘故，为了适用于真空隔热材料的组成，SiO₂的组成范围以无机纤维中50～65重量％为好，最好是55～60重量％。

另外，含有Al₂O₃是为了提高芯材2的耐热性，若考虑到Al₂O₃自体的热传导率，则该含有量以少为好。考虑到耐热性和隔热性能的平衡性，无机纤维中Al₂O₃的添加量以10～20重量％为好，若添加量少于10重量％，则耐热性差，若大于20重量％，则真空隔热材料的隔热性恶化。

CaO具有吸收真空隔热材料中的水分的作用，若是无机纤维中10～20重量％的添加量，则可得到优良的耐热性能。即使添加量大于20重量％，其效果也不大会变化，另外，添加量少于10重量％时，看不到由水分吸附着的真空隔热材料的性能提高效果。

另外，MgO的添加对提高纤维相互间的凝集力有效果，可有效地提高片材的形态保持特性。特别是由抄造法等制作的纤维片材时，其效果大。MgO为1～4重量％的添加量时，可看到凝集力的提高，即使添加量多于4重量％，其效果也相同，又若添加量少于1重量％，则凝集力降低。因此，MgO的添加量最好是1～4重量％。

芯材2用的纤维材料的构成如前所述，从纤维直径和体积密度也会影响真空隔热材料1的隔热性能角度出发，必须限定最适物性。

芯材2的纤维直径最好是1～3μm，若纤维直径细于1μm，则加工工时明显增加，并且，纤维自身制作的装置也成为特殊装置，故难以进行工业性低成本的制作。另外，纤维自身因极端绞合，故形成大的凝集体，结果是由于形成了大的细孔，因此增加气体热传导率，使隔热性能恶化。

但若是按照后述本发明又一实施形态记载所示，在本发明另一条件下使用，即使无机纤维的纤维直径细于1μm，也可提高隔热材料的隔热性能。

另外，若纤维直径大于3μm，则因纤维的凝集的凝集而形成的细孔大，故增大气体热传导率，使隔热性能恶化。要想抑制这一现象，必须具有通常工业性可高效率生产的13Pa程度真空度不能对应的0.13Pa程度的真空度，难以进行工业性的高效率生产。

因此，若考虑工业的生产性，则真空隔热材料用的无机纤维的纤维直径以3μm以下为好，在本实施形态的条件下，2～3μm纤维直径显示良好的结果。

另一方面，即使具有这种纤维直径的材料，纤维自身的体积密度一旦不适当，则会对真空隔热材料的隔热性能造成不良影响。纤维的体积密度若高于300Kg/m³，则由纤维自身的固体热传导引起的影响变大，真空隔热材料的隔热性能恶化。并且，使用纤维材料的可挠性也失去，不能使适用于本发明特征的具有凹凸部的设备。

另外，纤维的体积密度一旦低于100Kg/m³，则因减少一定空间中占有的纤维的比例，故空隙变大，因气体热传递的增大而使真空隔热材料的隔热性能恶化。加之因真空排气时的大气压缩使变形度加大，也出现了难以制作稳定形态的真空隔热材料的问题。

从以上的结果中可以看出，使用于真空隔热材料的纤维材料的纤维直径以100Kg/m³以上、300Kg/m³以下为好，最好是100Kg/m³以上、200Kg/m³以下。

另外，为了将纤维形成片状，最好用粘合剂粘牢。但一旦使用的粘合剂的种类及其数量不适当，则会对真空隔热材料的隔热性能造成影响。

例如，若将无机系的材料用作粘合剂，则作为片材整体密度高，即使有机系的粘合剂使用酚树脂等的热硬化性树脂时，未反应单体因在真空条件中气化，故真空度恶化，会对隔热性能造成影响。

另一方面，作为粘合剂使用热可塑性树脂时，可减少前述的因未反应单体造成的不良影响。在由抄造法制作片材时等，从环境保护的方面出发，最好使用水容性聚合体。从这一点出发，以水溶性丙烯基系树脂为好。

若是水溶性丙烯基系树脂，则在采用抄造法形成片材化时，也可向片材全体分散，可得到具有一样接合力的片材。

另一方面，即使将水溶性丙烯基系树脂用作粘合剂时，其添加量很重要，添加量少于3重量％时，虽然可成形为片状纤维，但由于在将片材卷成圆筒状时会断开，故难以进行稳定的生产，另外，添加量多于10重量％，则由抄造法制造时的料浆粘度高，生产性恶化。并且，固体的热传导增大，真空隔热材料的性能恶化。

由此出发，作为丙烯基系树脂粘合剂的添加量以3重量％以上、5重量％以下为好，最好是3重量％～4重量％。

但是，在对片材的生产性无须特别重视的场合，若不使用粘合剂，则作为真空隔热材料可得到良好的隔热性能。

从上述构成中，将片材层叠多枚形成芯材2。芯材2在130℃的干燥炉里干燥1小时后，与吸着剂4一起向外覆材料3填充，真空排气后密封，制作真空隔热材料1。

对这种得到的真空隔热材料的隔热性能，使用英弘精机(株)社制Auto-λ，在平均温度24℃下作了测定。结果，真空隔热材料的热传导率在平均温度24℃下为0.0035～0.0038W/mK，具有比以往使用硅粉末的真空隔热材料和使用连通尿烷泡沫的真空隔热材料约2倍程度的优良隔热性能。

(实施形态2)

图2为本发明一实施形态的真空隔热材料的剖面模式图。另外，图3为本发明一实施形态的真空隔热材料俯视图。本实施形态的真空隔热材料1由压缩成型形成槽5。

下面说明真空隔热材料的制作方法

在本实施形态中，芯材2由以硅酸玻璃为主要成分的具有非晶质构造的平均纤维直径1～5μm的玻璃纤维加工成形为厚度5mm的片状的3枚层叠所构成，将前述芯材在130℃下干燥1小时后，插入由隔气性薄膜组成的袋状的外覆材料中，对内部进行减压，通过由加热密合开口部进行密封而形成。

其后，由放置有凸模的油压冲压机压缩成型，将前述真空隔热材料压狭，如图2和图3所示，在真空隔热材料上形成槽。

在本实施形态中，因在减压密封后实施了芯材的压缩成型，可容易使芯材形状变化。即，由压缩将纤维压断，在不能保持将该芯材形状的由无机纤维组成的片状成形体用作芯材时，也可容易使芯材形状变化。因此，在由压缩成型形成的槽中，与周边的其他部分相比，因真空隔热材料的芯材厚度薄，故降低隔气性薄膜的张力，并且，在以形成槽的面处于内侧的形态进行曲折时，利用槽的空间可防止折曲时的芯材相互间干扰，故可容易进行真空隔热材料的折曲。

另外，折曲的方向无论是将形成槽的面折曲在内侧或外侧的任一方向，均无任何问题。

结果是，可大大改善真空隔热材料的形状自由度，真空隔热材料可适用的部位和真空隔热材料可适用的制品大幅度增加。

此时，槽的芯材厚度是其他部分的2分之1以下时，折曲时也无芯材的干扰，可容易实施真空隔热材料的折曲，但将其折曲成2分之1以上较困难。最好是槽的芯材厚度越薄，折曲加工就越容易实施。

并且，槽的形状虽然可与希望的折曲角度相符，可自由设定，但最好是制成压缩成型时的隔气性薄膜不受负荷的形态，以及将平板状的真空隔热材料折曲时槽不受芯材干扰的形状。

下面，说明真空隔热材料的构成材料

芯材2是一种将具有以硅酸玻璃为主要成分的非晶体质构造的平均纤维直径1～5μm的玻璃纤维加工成型为厚度为5mm的片状。层叠3枚所述片状成型体制成芯材。前述纤维直径以SEM像为基础算出。此时，芯材的体积密度是100～200Kg/m³。层叠片数若是2枚以上，则可制作，生产上无问题，通过将厚度不同的各种片材组合，可制成成希望的芯材厚度。

外覆材料3由层叠薄膜构成，单面上，表面层是聚对苯二甲酸乙二酯(12μm)，中间层是铝箔(6μm)，最内层是高密度聚乙烯(50μm)，另一面，表面层是聚对苯二甲酸乙二酯(12μm)，中间层是在乙烯-乙烯醇共聚合体树脂组成物(15μm)(商品名：エバ-ル、クラレ(株)社制)的内侧实施了铝蒸镀的蒸镀薄膜，最内层是高密度聚乙烯(50μm)。

作为外覆材料结构上的特征，最外层赋予了对冲击的保护和刚性，中间层确保有气体隔离性，最内层通过薄膜的热隔合具有密封(热密合)的机能。

由此，若实现了这些目的，则可使用一般的公知材料。例如，在最外层上与实施形态1一样，通过将聚酰胺树脂等层叠，可提高耐刺性，为了提高隔气性，也可在中间层设置2层铝蒸镀薄膜、或将使用于中间层的铝箔的层叠薄膜用于双面。另外，作为热隔合的最内层，从热密合性、隔气性、耐化学侵蚀性、成本等的观点出发，以总体性的高密度聚乙烯为好。但另外，根据真空隔热材料的用途也可使用聚丙烯和聚丙烯等。

无机纤维的片状成形体的构成材料无特别限定，玻璃棉、陶瓷纤维、石棉等，只要能满足平均纤维直径和体积密度等的所定各种物性的无机纤维，则无任何问题。另外，也可限定为单一原材料，也可使用为形成片体的有机或无机粘合剂。

另外，与实施形态1一样，气体吸附剂的并用对提高隔热性能具有效果。

另外，无机纤维的片状形体与实施形态1一样，不会损害生产性和隔热性能，可最有效地并容易地提供可挠性。

(实施形态3)

图4为本实施形态的真空隔热材料的剖面模式图。

另外，真空隔热材料1制造方法、构成材料槽4成形与实施形态2同样。

采用图4所示的构造，即使真空隔热材料的厚度厚，外覆材料即隔气性薄膜也不会损伤，在真空隔热材料上也可形成芯材厚度薄的槽，故可容易地将真空隔热材料折曲。

即，若在真空隔热材料的表里层的同位置上形成有槽，槽部的折曲加工更加容易，同时对折曲加工时的外覆材料的损伤也更小，即使进行多次折曲动作，在外覆材料上也不会产生气泡和裂纹等。

(实施形态4)

图5和图6为本实施形态的真空隔热材料折曲时的剖面模式图。真空隔热材料1由芯材和隔气性薄膜组成的外覆材料所构成。真空隔热材料的构成、制造方法和槽4的成形与实施形态2同样。

图5和图6表示以形成的槽为中心、将真空隔热材料折曲加工成约90度的场合。此时，图5中形成槽5的面处于内侧，图6中将形成槽5的面折曲在外侧。

这样，减压密封后，在由压缩成型形成的槽5内，真空隔热材料的厚度比其他部分薄，故降低了隔气性薄膜的张力。由此，可容易地将真空隔热材料折曲。

另外，在槽部分的芯材厚度是其他部分的二分之一以下时，即使不使用特别性装置也可容易地进行真空隔热材料的折曲加工。芯材厚度超过二分之一时，折曲困难。最好是槽的芯材厚度越薄，折曲时加工就越容易实施，并且，即使多次实施折曲动作，对折曲时的外覆材料损伤也小。

又可以判断，在外覆材料上，通过折曲加工形成蒸镀膜7的面处于折曲的外侧面的形态，即使多次实施折曲动作，在外覆材料上也不会产生气泡和裂纹等，外覆材料的隔气性更加良好，这是因为对伸长的损伤小的蒸镀薄膜成为伸长大的折曲部的外侧面的缘故。

另一方面，可以判断，在芯材上，铝箔薄膜面处于折曲的外侧面，在折曲加工时，通过实施多次折曲动作，会在铝箔上产生气孔和裂纹，结果是在折曲加工时，将铝箔薄膜面配置在折曲的外侧面的内容较好。

另外，在按照将铝箔薄膜面配置在折曲的外侧面的要求进行折曲加工时，或者使用双面由铝箔叠合构成的外覆材料进行折曲加工时，即使多次实施折曲动作，在铝箔上也不会产生气泡和裂纹等，可进行没有任何问题的真空隔热材料的折曲加工。

在配置隔热材料时，根据热的移动方向，使用铝箔的面和使用铝蒸镀的面的配置有时有区别。但是一般是隔热材料一旦配置后取出，很少可以被替换等，故上述铝箔的气孔和破裂不能不说是致命缺陷。

这样，可以判断，实施折曲加工的真空隔热材料既不会恶化外覆材料的隔气性以及无回弹等问题，又能使弯曲加工精度和时效隔热性能良好。由此，真空隔热材料的形状自由度大大改善，真空隔热材料的可适用制品以及可适用部位大幅度增加。另外，与传统一样，可防止从隔热材料的接缝部分泄漏热。

(实施形态5)

图7为实施形态的真空隔热材料1的剖视图，在具有金属蒸镀膜层和热可塑性聚合体层的外覆材料3上，充填有纤维直径的峰值为1μm以下、0.1μm以上的无机纤维材料8。

本实施形态的真空隔热材料特征在于，使用纤维直径的峰值为1μm以下、0.1μm以上的无机纤维作为芯材，不含有纤维材料固形化用的结合材料。使用的无机纤维的体积密度为15Kg/m³以上、100Kg/m³不到，该体积密度通过压缩处于100Kg/m³以上、300Kg/m³不到。本实施形态使用的无机纤维成型为片状，多枚层叠，用作芯材。

另外，本实施形态的真空隔热材料中使用的无机纤维材料8的纤维直径分布的测定方法大致以JIS A 9504规定的(人造矿物纤维保温剂：4.8项纤维平均粗细度)为标准，只有测定精度将JIS标准的0.5μm变更为0.1μm。

测定方法是每1片试料从3个部分提取20g的样品，并且从各自中抽取20根纤维，用显微镜或电子显微镜测定到0.1μm精度。

因无机纤维材料8的纤维直径为1μm以下、0.1μ以上，故具有固体接触面积减少和固体热传导减少的效果、以及空隙微细化造成的气体热传导降低的效果，由此，具有比以往硬质尿烷泡沫10倍以上的优良的隔热性能。

并且，本实施形态的真空隔热材料因通过结合材料将无机纤维材料8结合，故可对应于真空隔热材料的变形，并且，不会导致由结合材料产生的气体造成的隔热性能的恶化。

另外，因使用无机纤维的体积密度为15Kg/m³以上、100Kg/m³不到的材料，故不会使无机纤维相互间绞合，不用实施无机纤维的特别处理。可一体化，降低成本。

另外，无机纤维的体积密度在压缩后形成100Kg/m³以上、300Kg/m³不到的形态，故可提高芯材的机械强度，可提高向外覆材料的插入工序等中的作业性。并且，由于压缩后的体积密度与完成后的真空隔热材料的密度的差异缩小，因此可抑制真空隔热材料的歪斜，提高表面平滑性，将体积密度为15Kg/m³以上、100Kg/m³不到的无机纤维压缩为100Kg/m³以上、300Kg/m³不到的手段若是可以物理性的压缩、加热压缩等、高密度的手段，则无特别限定。以下具体的说明实施例。

(实施例1)

真空隔热材料的芯材，使用纤维直径分布的峰值为0.8μm、体积密度25Kg/m³的硅铝棉。硅铝棉的组成与实施形态1相同。

外覆材料使用的是由在聚对苯二甲酸乙二酯薄膜乙烯/乙烯-乙烯醇共聚合体树脂薄膜上实施了铝蒸镀的材料/无延伸聚丙烯组成的3层构造的层叠薄膜。将聚对苯二甲酸乙二酯薄膜为表面保护层，将乙烯-乙烯醇共聚合体作为隔气性层，将无延伸聚丙烯作为热熔合层。

在外覆材料之间充填芯材，用压力13.3Pa封止，制成真空隔热材料。真空隔热材料的大小是60cm×30cm×1cm。测定时，该真空隔热材料的热传导率是0.0023W/mK。

另外，对加速实验的隔热材料的恶化作了评价，不能确认在经过10年条件下的隔热性能的恶化。

(实施例2)

在上述实施例1中，在真空隔热材料的芯材上，将纤维直径分布的峰值为0.8μm的硅铝棉通过压缩制成体积密度为120Kg/m³的片状的硅铝棉来使用。

测定时，该真空隔热材料的热传导率是0.0023W/mK。另外，对加速实验的隔热材料的恶化作了评价，不能确认在经过10年条件下的隔热性能的恶化。

另外，因为体积密度不高，故增大了片材的机械强度，容易向外覆材料的插入。从实施例1与2的比较中可以看出，通过芯材压缩，不仅可改进制造时的操作性，而且可维持隔热性能。

(实施形态6)

图8为本实施形态的真空隔热材料的剖视图，是一种在具有金属蒸镀膜层和热可塑性聚合体层的外覆材料3上，充填有层叠多层纤维直径分布的峰值为1μm以下、0.1μm以上的片材化的无机纤维材料8。以下具体说明实施例。

(实施例3)

在实施形态5的实施例1中，在真空隔热材料的芯材上，使用的是将纤维直径分布的峰值为0.8μm、体积密度25Kg/m³的硅铝棉形成片状并层叠有多层的结构。

另外，因将纤维制成片状，呈层叠状，故硬度增大，容易向外覆材料插入。

(实施例4)

在实施形态5的实施例1中，在真空隔热材料的芯材上，使用的是将纤维直径分布的峰值为0.6μm、体积密度25Kg/m³的硅铝棉形成片状并层叠有多层的结构。

真空隔热材料制作3个，2个作成30cm×30cm×1cm。另1个是平板状，制成60cm×30cm×1cm，在中心部进行了折曲加工。

测定时，该真空隔热材料的热传导率是0.0017W/mK。一般认为，这是由于纤维直径的峰值变得更小，故具有固体热传导和气体热传导可一起降低的效果的缘故。

本实施例的3个真空隔热材料如图10所示，适用于冰箱。平板状的2个被埋设在背面和冰箱隔层内，折曲加工成的材料埋设在底部。测定耗电量时，可以确认，比不使用隔热材料的要下降12％，具有隔热效果。另外，对加速实验的隔热性的恶化作了评价，不能确认在经过10年条件下的隔热性的恶化。

(实施例5)

真空隔热材料的芯材以及外覆材料使用与实施例4相同的材料。在外覆材料中充填芯材，用13.3Pa封止，制成真空隔热材料。真空隔热材料的大小是12cm×12cm×1cm。测定该真空隔热材料的热传导率时，是0.0017W/mK。

(实施例6)

真空隔热材料的芯材以及外覆材料使用与实施例4相同的材料。在外覆材料中充填芯材，用13.3Pa封止，制成真空隔热材料。真空隔热材料的大小是60cm×15cm×7cm。加工成圆筒状。测定该真空隔热材料的热传导率时，是0.0017W/mK。

本实施例的真空隔热材料如图12所示，适用于电气热水器，耗电量测定时，比使用传统的隔热材料的要下降40％，具有隔热效果。另外，对加速实验的隔热性的恶化作了评价，不能确认在经过10年条件下的隔热性的恶化。

(实施例7)

真空隔热材料的芯材以及外覆材料使用与实施例4相同的材料。在外覆材料中充填芯材，用13.3Pa封止，制成2个真空隔热材料。1个真空隔热材料的大小是20cm×20cm×7cm。另一方面，具有可挠性，变形加工为电气热水器盖部的形状。测定这些真空隔热材料的热传导率时，是0.0017W/mK。

(实施形态7)

图9为本实施形态的冰箱9的立体投影图。

冰箱9在最下部设置有冷冻室10，在背部设置有机械室11，在外箱13上，用铝带安装有高温制冷剂配管12，在内箱(未图示)与外箱13的空间部，充填有将作为发泡剂的硬质尿烷薄膜(未图示)。在冷冻室10的两侧面，设置有本发明的真空隔热材料1，冷冻室侧壁的真空隔热材料1，在与作为贴附面的外箱13之间设置有高温制冷剂配管12，并且，真空隔热材料1的形状成形为基本上将冷冻室侧壁包覆的形状。

因此，不仅可使冷冻室侧壁高效率隔热，又可抑制高温制冷剂配管的热侵入冷冻室，可获得耗电量低的冰箱。并且，还可抑制冷却到-18℃时产生的尿烷发泡材料的液化造成的隔热性能的恶化。

另外，在本发明的冰箱9中，机械室11与冷冻室10之间也设置有真空隔热材料1。机械室11因空压机的运转温度最高，故通过将真空隔热材料1适用于上述配置，可使冰箱9效率良好，并可获得耗电量低的冰箱.。

因本发明的真空隔热材料1具有可挠性，故也随着机械室11的立体形状变化。并且，本发明的真空隔热材料具有耐热性，可在机械室11与冷冻室10的空间部中使用，另外，可在机械室11侧设置真空隔热材料1，可提供节能和成本优良的冰箱。

并且，冰箱废弃时，本发明的真空隔热材料的芯材可简单分离，并且周期性也优良，可反复利用。

(实施形态8)

图10为本实施形态的冷冻冷藏库9的剖视图。

冷冻冷藏库9的特征在于，在由内箱14和外箱13构成的箱体内部，预先配设实施形态5中的真空隔热材料1，用硬质尿烷泡沫15将前述真空隔热材料以外的空间部发泡充填，位于冷藏库下部的机械室11中的压缩机16附近与冷冻室10之间，也配置有沿着外箱的形状折曲的真空隔热材料1。

本发明的隔热材料因由结合材料结合，故可折曲和弯曲等，真空隔热材料可适用于以往适用困难的部位，可对进一步省能源化作出贡献。并且，因由结合材料产生的气体造成内压增加，不会导致隔热性能的恶化，故不会时效性的隔热性能恶化，可继续对节能化作出贡献。

作为可适用本发明隔热材料的冷冻设备，另外还有业务用的冷冻冷藏库商品陈列箱以及冷冻库、冷藏库等。本发明的冷冻冷藏库及其冷冻设备是指从这些设备的工作温度带即-30℃至常温、或自动销售机等的更加高温的范围内利用温冷热的设备。另外，不限定于电气设备，也包含气体式设备等。

(实施形态9)

图11为本发明一实施形态的保温保冷箱的剖视图。

保温保冷箱17由盖体18、外箱19、内箱20、蓄冷剂21、隔热材料22、真空隔热材料1构成。

本发明的真空隔热材料1因具有可挠性，故不仅适用保温保冷箱17，若预先进行了折曲加工，也适用于大致立方形状的保温保冷箱17的一体性贴附。由此，可减少真空隔热材料1的接缝部，可减少从接缝部的热漏出。

另外，即使在盖体18上形成有安装蓄冷剂21用的凹部时，因本发明的真空隔热材料1具有可挠性，故可安装于凹部侧，可高效率地强化保温保冷箱17的隔热效果。

由于上述的保温保冷箱17可充分发挥真空隔热材料1的适用效果，因此，可发挥以往所没有的隔热性能，可作为以家用冷冻组件为主的、以及温度控制要求更严格的医疗用的保冷箱使用。

另外，蓄冷剂21不是特定的材料，可使用市售的所有蓄冷剂。另外，隔热材料22也不是特定的材料，包括硬质发泡尿烷薄膜和聚苯乙烯泡沫等市售的发泡隔热材料在内的玻璃棉等的纤维系材料。

另外，若使用蓄热材料，取代上述保温保冷箱17的蓄冷剂21，则可作为保温箱使用。

真空隔热材料1的贴附无论是外箱19还是内箱20贴附，都具有同样的效果。

(实施形态10)

图12为本发明一实施形态的热水器23的剖视图。热水器23由储热水容器24、盖体25、加热器26和真空隔热材料1构成。真空隔热材料1安装成卷装在储热水容器24外侧的形态，并且，真空隔热材料1的折曲形状一直安装到加热器26的附近部。另外，盖体25的凹部也设置有真空隔热材料1。

如上结构的热水器，由于将真空隔热材料1具有耐热性的无机纤维材料用于芯材，故热恶化少，即使长期使用，热水器也无问题，另外，因具有可挠性，故可适用于折曲到加热器附近，并且，盖部的凹凸部也适用真空隔热材料。

这种热水器23由于具有真空隔热材料1优良的隔热性和耐热性，还具有可挠性，因此，不仅可有效地降低耗电量，而且也可实现热水器23的小型化。

(实施形态11)

图13为本发明的笔记本式电脑的剖视图。

本发明的笔记本式电脑的特征在于，在主盘27上的发热部28与装置外壳29底部之间，配置有实施例5中的真空隔热材料1，并且具有散热板30。

如图13所示，将实施例5的真空隔热材料装填于笔记本式电脑中，在测定底面的温度时，温度比不使用真空隔热材料时要低5℃，确认有隔热效果。另外，对加速实验的隔热材料的恶化作了评价，不能确认在经过10年条件下的隔热性能恶化。

这种结构的笔记本式电脑，由于传具有统的硬质尿烷泡沫10倍以上的优良的隔热性能，因此，可实现高隔热化，不会产生因装置内部的热向表面的传递而造成对使用者的不快感。

若单是发热部的隔热，则有可能造成设备的暴热，但本发明的笔记本式电脑由于还具有了散热板30，故可有效地将发热部28的发热扩散，可防止发热部的暴热。

另外，在上述说明中，已对本发明的隔热材料适用于笔记本式电脑事例作出了说明，但可使用本发明的隔热材料的电子设备不限定于笔记本式电脑。即，只要是从常温至80℃左右的工作温度范围内需要隔热的设备，本发明的隔热材料均可有效地发挥功能。

(实施形态12)

图14为本发明的微波炉31的剖视图。微波炉31的特征在于，具有外壁32、焙烘壁33、感应加热装置34、电力变换器35、高频磁场发生装置36以及实施形态6中的真空隔热材料1。

实施例7的真空隔热材料如图14所示，适用于微波炉，在测定耗电量时，温度比不使用隔热材料时要低57％，确认有隔热效果。另外，对加速实验的隔热材料的恶化作了评价，不能确认在经过10年条件下的隔热性能恶化。

另外，本发明的微波炉是以工作温度带即、从常温至250℃左右的范围内需要隔热的设备作为代表的，例如，本发明的真空隔热材料也同样可利用于烤面包器、家庭面包房等。

另外，本发明的真空隔热材料的应用不限定于电气设备，也可用于气体式设备、汽车、房屋的隔热等。

为确认上述本发明的隔热材料的效果，通过以下的比较例进行了确认。

(比较例1)

真空隔热材料的芯材使用的材料是，纤维直径分布的峰值为7μm、体积密度为25kg/m³的硅铝棉。外覆材料使用的材料是，表面保护层为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、隔气层为在乙烯-乙烯醇共聚合体树脂薄膜上铝蒸镀处理过的材料、热熔合层为非延伸聚丙烯的材料。在外覆材料中充填有芯材，由压力13.3Pa封止，制成真空隔热材料。真空隔热材料的大小为30cm×30cm×1cm。

在测定该真空隔热材料的热传导率时，是0.0062W/mK。比纤维直径适用峰值为0.8μm时约大2.7倍。这是因为纤维直径增大引起了固体增大造成的固体热传导的增加、以及空隙的增大造成的气体热传导的增大的缘故。

(比较例2)

在比较例1中，对于真空隔热材料的芯材，使用将纤维直径分布的峰值为7μm、体积密度为25kg/m³的硅铝棉作成片状并多层叠合的材料。

本比较例的真空隔热材料适用于不需要折曲加工的图10的3处部位，测定耗电量时，温度比不使用真空隔热材料时要低5％，与实施例4相比较，耗电量降低的效果下降了7％。

(比较例3)

在比较例1中，对于真空隔热材料的芯材，使用由丙烯基系结合材料将纤维直径分布的峰值为7μm、体积密度为25kg/m³的硅铝棉结合后的材料。

在测定该真空隔热材料的热传导率时，是0.0031W/mK。纤维直径适用于峰值为0.8μm但比不使用结合材料时约大8点。一般认为，这是由于使用了结合材料、从而在纤维的接触点上产生固接而使固体传热增大的缘故。

另外，因使用了有机结合材料，确认有时效性的气体发生，对加速实验的隔热材料的恶化作了评价，确认了在经过1年条件下的隔热性能恶化。

本比较例的真空隔热材料适用于图10的3处部位，测定冰箱的耗电量时，比不使用隔热材料时要低9％，与实施例4相比较，下降了3％。对加速实验的隔热材料的恶化作了评价，确认了在经过1年条件下的隔热性能恶化。

(比较例4)

在比较例1中，对于真空隔热材料的芯材，对纤维直径分布的峰值为0.8μm、体积密度为25kg/m³的硅铝棉进行集绵并附加酸性水溶液处理后、压缩脱水使其干燥、使无机质纤维的溶出成分集中在纤维的交点而硬化、从而使纤维相互间结合的材料。

在测定该真空隔热材料的热传导率时，是0.0023W/mK，与上述实施例1一样。

然而，本比较例的隔热材料无可挠性，不可能进行折曲、圆筒化等的变形加工，故只限于平板状的用途。

(比较例5)

真空隔热材料的芯材以及外覆材料使用的是与比较例2一样的材料。在外覆材料中充填有芯材，以压力13.3Pa封止，作成真空隔热材料。真空隔热材料的大小为12cm×12cm×1cm。

(比较例6)

真空隔热材料的芯材以及外覆材料使用的是与比较例3一样的材料。在外覆材料中充填有芯材，以压力13.3Pa封止，作成真空隔热材料。真空隔热材料的大小为12cm×12cm×1cm。

如图13所示，将本比较例的真空隔热材料装填在笔记本式电脑中，测定底面的温度时，比不使用隔热材料时要低2℃，比实施形态11的隔热效果低。

(比较例7)

如图13所示，将本比较例的真空隔热材料装填在笔记本式电脑中，测定底面的温度时，比不使用隔热材料时要低4℃，比实施形态11的隔热效果低。另外，对加速实验的隔热材料的恶化作了评价，确认了在经过1年条件下的隔热性能恶化。

(比较例8)

真空隔热材料的芯材以及外覆材料使用的是与比较例3一样的材料。在外覆材料中充填有芯材，以压力13.3Pa封止，作成真空隔热材料。真空隔热材料的大小为60cm×15cm×7cm。

本比较例的真空隔热材料适用于图12所示的电气热水器，测定耗电量时，比不使用隔热材料时要低20％，与实施例10相比较，耗电量降低效果约少20％。

(比较例9)

真空隔热材料的芯材以及外覆材料使用的是与比较例2一样的材料。在外覆材料中充填有芯材，以压力13.3Pa封止，作成真空隔热材料。真空隔热材料的大小为20cm×20cm×7cm。

本比较例的真空隔热材料适用于图12所示的电气热水器，测定耗电量时，比不使用隔热材料时要低35％，与实施例10相比较，耗电量降低效果约少5％。对加速实验的隔热材料的恶化作了评价，确认了经过1年条件下的隔热性能恶化。

(比较例10)

真空隔热材料的芯材以及外覆材料使用的是与比较例3一样的材料。在外覆材料中充填有芯材，以压力13.3Pa封止，作成真空隔热材料。真空隔热材料的大小为20cm×20cm×7cm。

本比较例的真空隔热材料适用于图14所示的微波炉，测定耗电量时，比不使用隔热材料时要低20％，与实施例12相比较，隔热效果约少37％。

(比较例11)

将比较例2的真空隔热材料适用于图14所示的微波炉，测定耗电量时，比不使用隔热材料时要低50％，与实施例12相比较，隔热效果约少7％。另外，对加速实验的隔热材料的恶化作了评价，确认了在经过1年条件下，隔热性能恶化。

产业上的可利用性

综上所述，若采用本发明，可提供高性能的真空隔热材料，即其具有比以往的硬质尿烷泡沫10倍以上的优良的隔热性能，容易形状变形，并且，不会导致隔热性能的恶化。另外，通过使用本发明的高性能的真空隔热材料，可提供节能性优异且不会对使用者造成不快感的电子、电气设备。

Claims

1.一种真空隔热材料，由芯材、外覆材料和吸着剂构成，所述芯材是由多枚片状的无机纤维层叠而成，其特征在于，所述无机纤维含有SiO₂为50～65重量％、Al₂O₃为10～20重量％、CaO为10～20重量％、MgO为1～4重量％，纤维直径为1μm以上、5μm以下，所述无机纤维的体积密度为100Kg/m³g以上、300Kg/m³以下。

2.如权利要求1所述的真空隔热材料，其特征在于，除了位于所述芯材的最上部和最下部的片状无机纤维之外，在其余的片状无机纤维上形成有切口部，在所述切口部上配置有吸着剂。

3.如权利要求1所述的真空隔热材料，其特征在于，在所述真空隔热材料上至少形成有1个以上的槽。

4.如权利要求3所述的真空隔热材料，其特征在于，所述槽相对于所述真空隔热材料的中心线而对称地形成。

5.如权利要求3或4所述的真空隔热材料，其特征在于，所述真空隔热材料由所述槽折曲。

6.如权利要求3或4所述的真空隔热材料，其特征在于，所述槽部分的芯材厚度是其它部分的芯材厚度的二分之一以下。

7.如权利要求3或4所述的真空隔热材料，其特征在于，所述外覆材料一方的面由层叠有铝箔和塑料薄膜的层叠薄膜构成，所述外覆材料另一方的面由铝蒸镀组成的层叠薄膜构成，所述真空隔热材料是将所述蒸镀的塑料薄膜面折曲形成为外面。

8.一种冰箱，由隔热箱体构成，在外箱与内箱之间配置有真空隔热材料，在除了所述真空隔热材料之外的外箱与内箱之间的空间部充填有发泡树脂，在该隔热箱体的最下部设置有冷冻室，在隔热箱体的外部设置有机械室，所述真空隔热材料由芯材、外覆材料和吸着剂构成，所述芯材是由多枚片状的无机纤维层叠而成，其特征在于，所述无机纤维含有SiO₂为50～65重量％、Al₂O₃为10～20重量％、CaO为10～20重量％、MgO为1～4重量％，纤维直径为1μm以上、5μm以下，所述无机纤维的体积密度为100Kg/m³g以上、300Kg/m³以下，所述真空隔热材料以至少将所述冷冻室的内箱侧壁包覆的形状、或以将所述冷冻室与所述机械室分隔开的形状而配置。

9.如权利要求8所述的冰箱，其特征在于，在所述真空隔热材料与所述外箱之间，设置有高温制冷剂配管。

10.一种保温保冷设备，将真空隔热材料用于隔热，所述真空隔热材料由芯材、外覆材料和吸着剂构成，所述芯材由多枚片状的无机纤维层叠而成，其特征在于，所述无机纤维含有SiO₂为50～65重量％、Al₂O₃为10～20重量％、CaO为10～20重量％、MgO为1～4重量％，所述无机纤维的纤维直径为1μm以上、5μm以下，并且，所述无机纤维的体积密度为100Kg/m³以上、300Kg/m³以下。

11.如权利要求10所述的保温保冷设备，其特征在于，所述保温保冷设备由外箱、内箱、盖体以及设置在所述外箱与内箱之间的所述真空隔热材料构成。

12.如权利要求11所述的保温保冷设备，其特征在于，所述保温保冷设备在具有中空部的盖体的内侧设置有凹部，在所述凹部装有蓄冷剂或蓄热剂，并且，在所述中空部的凹部侧，沿凹部设置有所述真空隔热材料。

13.如权利要求10所述的保温保冷设备，其特征在于，所述保温保冷设备是具有储热水容器、外容器、盖体、加热器以及所述真空隔热材料的热水器。

14.如权利要求13所述的保温保冷设备，其特征在于，在所述盖体的空间部设置有真空隔热材料，该真空隔热材料成形为近似于盖体下部的形状。