DE112008003548B4

DE112008003548B4 - Kernmaterial für Vakuumwärmeisolationsmaterial, Vakuumwärmeisolationsmaterial und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE112008003548B4
Application number: DE112008003548.2T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Uchida; Shinichi Ohori; Tomoyuki Terao; Hiroyoshi Ueno
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2028-12-05
Also published as: DE112008003548T5; CN101910702B; WO2009084367A1; CN101910702A; JP4713566B2; JP2009162267A

Abstract

Kernmaterial (100) für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, wobei das Kernmaterial (100) durch Laminieren einer Vielzahl von Faservliesen (110) aufgebaut ist, wobei
jedes der Faservliese (110) mindestens eine Vielzahl anorganischer Fasern (111, 112) umfasst, die durch Anwenden eines kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden, und
bei jedem der Faservliese sich die meisten der anorganischen Fasern (111, 112) der Vielzahl der anorganischen Fasern (111, 112) sich in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jedes der Faservliese (110) erstrecken.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, ein Vakuumwärmeisolationsmaterial und Verfahren zu deren Herstellung.
STAND DER TECHNIK
Üblicherweise werden Wärmeisolationsmaterialien mit einer Vielzahl von Konfigurationen und Eigenschaften in Kühlschränken, Kühlboxen, Wärmehaltepackungen oder dergleichen verwendet, die zum Erwärmen, Kühlen oder Warmhalten einer Vielzahl von Nahrungsmittel eingesetzt werden. Unter den Wärmeisolationsmaterialien ist ein Vakuumwärmeisolationsmaterial hinsichtlich der Wärmeisolationsleistung hervorragend und es wird deshalb weit verbreitet in Geräten verwendet, wie Haushaltskühlschränke, die eine Wärmeisolation erfordern. Im Allgemeinen kann das Vakuumwärmeisolationsmaterial durch Füllen eines Hüllmaterials mit einem Kernmaterial, das aus einem anorganischen Material zusammengesetzt ist, und danach Verschließen der Umhüllung hergestellt werden, wobei eine Innenseite des Hüllmaterials in einem dekomprimierten Zustand aufrecht erhalten wird. Ein solches Kernmaterial des Vakuumwärmeisolationsmaterials wird unter Verwendung von Glaswolle als anorganische Materialien hergestellt, das aus Glasfasern zusammengesetzt ist, in dem ein Flammverfahren oder ein Zentrifugalverfahren angewendet wird.
Beispielsweise wird ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2005-265038 (Patentveröffentlichung 1) beschrieben wird, strukturiert durch Verwendung eines Kernmaterials, das durch Formen von Folien aus anorganischen Fasern erhalten wird, indem Glaswolle, die als anorganische Fasern aus Glasfasern zusammengesetzt ist, einem Nasspapierherstellungsverfahren unterzogen wird und durch Laminieren einer Vielzahl der Folien aus anorganischen Fasern, eine Anzahl von Kugeln in den anorganischen Fasern von denen jedes einen Teilchendurchmesser von mehr als oder gleich 30 µm in weniger als oder gleich 0,1 Masse-% vorliegt; einen durchschnittlichen Faserdurchmesser in der organischen Faser 0,2 bis 6 µm beträgt; und die anorganischen Fasern in horizontaler Richtung bezogen auf die Oberfläche jeder der Folien angeordnet ist.
Weiterhin wird bei einem Vakuumwärmeisolationsmaterial, das in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2006-17169 (Patentveröffentlichung 2) beschrieben ist, ein Kernmaterial, das aus Glaswolle aufgebaut ist, das aus Glasfasern als anorganische Fasern, die ein laminiertes Material darstellen, zusammengesetzt ist, in dekomprimierter Weise innerhalb eines Hüllmaterials verschweißt, wobei die Dichte des Kernmaterials in dem Vakuumwärmeisolationsmaterial 200 bis 270 kg/m³ beträgt und das Kernmaterial nach dem Öffnen des Umhüllungsmaterials 75 % oder mehr der Glasfasern enthält, wobei jede eine Faserlänge von mehr als oder gleich 100 µm aufweist.

Patentdokument 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-265038
Patentdokument 2: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2006-17169

Aus der JP 2004-05277 A ist ein Vakuumwärmeisolationsmaterial bekannt, das ein Kernmaterial enthält, das durch Laminieren von Glasfasern hergestellt wird.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das durch die Erfindung gelöste Problem
6 ist eine Draufsicht, die schematisch den Verteilungszustand der Glasfasern der Glaswolle illustriert, die herkömmlicherweise als Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurden. 7 ist eine Draufsicht auf eine elektronenmikroskopische Fotografie (bei einer 100-fachen Vergrößerung), die den Verteilungszustand der Glasfern der Glaswolle zeigt, die üblicherweise als Kernmaterial für das Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurden, wobei die Glasfasern keiner Kompression unterzogen wurden. 8 ist eine elektronenmikroskopische Querschnittsfotografie (mit einer 100-fachen Vergrößerung), die den vorstehend beschriebenen Verteilungszustand zeigt.
Wie in 6 gezeigt ist, ist zu sehen, dass bei der Glaswolle 500 eine Vielzahl von Glasfasern 510 mit verschiedenen Fasernlängen zufällig verteilt sind, sodass sie sich in verschiedene Richtungen erstrecken. Zusätzlich befindet sich, wie aus den 7 und 8 hervorgeht, die Glaswolle, die durch Anwendung eines Flammverfahrens oder eines Zentrifugalverfahrens hergestellt wurde, in einem Zustand, bei dem kurze Fasern mit jeweils einer Faserlänge von weniger oder gleich 1 mm und feine Fasern mit jeweils einem Faserdurchmesser von weniger als oder gleich 1 µm in Hauptfasern gemischt sind. Es wird angenommen, dass die Lücken der Hauptfasern mit den vorstehend erwähnten kurzen Fasern und feinen Fasern aufgefüllt sind und die vorstehend erwähnten kurzen Fasern und feinen Fasern mit den Lücken der Hauptfasern verschränkt sind, wodurch Wärmeleitung unter den Fasern verursacht wird, und die Wärmeleitung wird entlang der Dickerichtung des Kernmaterials verursacht, sodass die Wärmeisolationsleistung vermindert wird. Zusätzlich ist zu sehen, dass bei einer solchen Glaswolle die Hauptfasern eine Vielzahl von Fasern umfassen, die gebogen oder verdreht sind.
Da die Glaswolle wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, ist es extrem schwierig, die meisten der Glasfasern aneinander zu lagern, wenn die Glasfasern in horizontaler Richtung bezogen auf die Oberfläche jeder der Folien beim Herstellen der Folien durch ein Nasspapierherstellungsverfahren angeordnet werden, wie es in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2005-265038 (Patentveröffentlichung 1) beschrieben ist.
Zusätzlich ist es extrem schwierig, die meisten der Glasfasern auszurichten, selbst wenn die Glaswolle so gepresst wird, dass eine Dichte des Kernmaterials, das 75 % oder mehr der Glasfasern enthält, von denen jede eine Faserlänge von größer als oder gleich 100 µm aufweist, 200 bis 270 kg/m³ wird, wie es in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2006-17169 (Patentveröffentlichung 2) beschrieben ist.
Dementsprechend ist es bei beiden der Kernmaterialien der in den vorstehend beschriebenen japanischen Patentveröffentlichungen offenbarten Vakuumwärmeisolationsmaterialien schwierig, eine Verminderung der Wärmeisolationsleistung zu verhindern, die durch die Wärmeleitung entlang der Fasern verursacht wird. Dementsprechend beträgt die erhaltene Wärmeleitfähigkeit des Vakuumwärmeisolationsmaterials etwa 2 mW/m·K, und die üblichen Techniken zur Verbesserung der Wärmeisolationsleistung der Vakuumwärmeisolationsmaterialien hat seine Grenzen.
Dementsprechend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, wobei das Kernmaterial eine hervorragende Wärmeisolationsleistung aufweist und dazu in der Lage ist, die Grenzen der Verbesserung der herkömmlichen Wärmeisolationsleistung zu überschreiten, sowie ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, das das vorstehend beschriebene Kernmaterial aufweist und ferner Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen.
Lösung des Problems
Um das Problem des Kernmaterials zu lösen, das bei herkömmlichen Vakuumwärmeisolationsmaterialien eingesetzt wurde, haben die vorliegenden Erfinder intensive Forschungen unternommen. Als Ergebnis haben sie gefunden, dass die vorstehend beschriebenen Aufgaben dadurch gelöst werden können, dass mindestens eine Vielzahl anorganischer Fasern eingebaut werden, die durch Anwendung eines kontinuierlichen Filamentverfahrens (continuous filament method) bei Fasern/Gewebe hergestellt werden, aus denen ein Kernmaterial für Vakuumwärmeisolationsmaterialien zusammengesetzt ist. Dabei ist das kontinuierliche Filamentverfahren ein Herstellungsverfahren für Fasern, bei denen kontinuierliche Filamente dadurch hergestellt werden, in dem geschmolzenes Glas kontinuierlich dazu gebracht wird, durch eine Hülsendüse (bushing nozzle) herabzufallen und verlängert zu werden, wobei das geschmolzene Glas als Fasern vorliegen. Basierend auf diesen Befunden weist das Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Merkmale auf.
Das erfindungsgemäße Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial wird durch Laminieren einer Vielzahl von Faservliesen(non woven fabric) hergestellt. Jedes der Faservliese umfasst mindestens eine Vielzahl von anorganischen Fasern, die durch Anwendung des kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden. Bei jedem jeder Faservliese erstrecken sich die meisten der anorganischen Fasern der Vielzahl der anorganischen Fasern in Richtungen, die im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des jeweiligen Faservlieses verläuft.
Durch Anwendung des kontinuierlichen Filamentverfahrens können eine Vielzahl von Fasern mit extrem geringer Unebenheit im Faserdurchmesser massenweise hergestellt werden. Zusätzlich ist die Geradheit jeder der anorganischen Fasern, die durch Anwendung des kontinuierliche Filamentverfahrens hergestellt wurden, sehr hoch. Somit können durch Schneiden der Vielzahl der anorganischen Fasern, die durch Anwendung des kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden, sodass jede eine im Wesentlichen konstante Länge aufweist, eine Vielzahl von anorganischen Fasern erhalten werden, die eine extreme geringe Ungleichheit der Faserdurchmesser und eine im Wesentlichen gleiche Länge aufweisen, wobei die Vielzahl der anorganischen Fasern die extreme hohe Geradheit besitzen.
Die Faservliese, aus denen das erfindungsgemäße Kernmaterial zusammengesetzt ist, umfassen mindestens die Vielzahl der anorganischen Fasern, die durch Anwendung des kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden. Somit kann die Vielzahl der anorganischen Fasern, wenn die anorganischen Fasern in Richtung parallel zur Oberfläche jedes der Faservliese bei der Herstellung der Faservliese ausgerichtet werden, leicht ausgerichtet werden, sodass die meisten der anorganischen Fasern sich in die Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des jeweiligen Faservlies erstrecken. Gleichzeitig werden die anorganischen Fasern, obwohl die meisten der Vielzahl der anorganischen Fasern sich in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jedes der Faservliese erstrecken, nicht in parallelen Richtungen angeordnet, sodass sie in engem Kontakt miteinander stehen, sondern so angeordnet, dass sie in einem Zustand verteilt sind, bei dem die Fasern in regellosen Richtungen in einer Ebene verteilt sind, die die Oberfläche jeder der Faservliese darstellt. Somit kann das Vorliegen von anorganischen Fasern, mit denen die Zwischenräume der Vielzahl der anorganischen Fasern gefüllt sind, aus denen das Kernmaterial zusammengesetzt ist, minimiert werden, und das Vorliegen anorganischer Fasern, die in den Zwischenräumen der Vielzahl der anorganischen Fasern verschränkt sind, kann minimiert werden, wodurch es ermöglicht wird, dass die Wärmeleitung verhindert wird, dass sie durch die organischen Fasern verursacht wird. Somit kann die Wärmeleitung daran behindert werden, entlang der Dickerichtung des Kernmaterials verursacht zu werden, wodurch die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials vermindert werden kann. Es ist wird dadurch möglich, die Grenzen der Verbesserung der herkömmlichen Wärmeisolationsleistung zu überschreiten, und es kann ein Kernmaterial erhalten werden, das eine hervorragende Wärmeisolationsleistung für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial aufweist.
Beim erfindungsgemäßen Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial ist es bevorzugt, dass ein durchschnittlicher Faserdurchmesser der anorganischen Fasern größer als oder gleich 3 µm und weniger als oder gleich 15 µm beträgt, und eine durchschnittliche Faserlänge der anorganischen Fasern größer als oder gleich 3 mm und weniger als oder gleich 15 mm beträgt. In diesem Fall kann die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials am meisten vermindert werden, und das Kernmaterial mit einer hervorragenden Wärmeisolationsleistung für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial kann erhalten werden.
Beim erfindungsgemäßen Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial ist es bevorzugt, dass die anorganischen Fasern Glasfasern sind. In diesem Fall kann die Wärmeisolationsleistung des Kernmaterials durch Verminderung der Wärmeleitfähigkeit des Materials selbst mehr erhöht werden, da die Wärmeleitfähigkeit der Glasfasern geringer ist als die anderer anorganischer Fasern, beispielsweise Keramikfasern.
Ein erfindungsgemäßes Vakuumwärmeisolationsmaterial umfasst ein Hüllmaterial und ein Kernmaterial, das sich im Hüllmaterial befindet. Das Hüllmaterial ist so konfiguriert, dass der Innenseite davon ermöglicht wird, in einem dekomprimierten Zustand aufrechterhalten zu bleiben. Das Kernmaterial umfasst das Kernmaterial, das irgendeine der vorstehend beschriebenen Merkmale für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial aufweist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Kernmaterials für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial umfasst die Schritte der Herstellung von Faservliesen unter Verwendung mindestens einer Vielzahl anorganischer Fasern, die durch Anwenden eines kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden, und durch Anwenden eines Nasspapierherstellverfahrens und indem die meisten der anorganischen Fasern der Vielzahl der anorganischen Fasern dazu gebracht werden, sich in Richtung im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der hergestellten Faservliese zu erstrecken, wobei es weiterhin den Schritt des Laminierens der Vielzahl der Faservliese umfasst.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Kernmaterials für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial werden mindestens die Vielzahl der anorganischen Fasern verwendet, die durch Anwenden des kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden. Wenn die anorganischen Fasern in Richtung parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese im Fall der Herstellung der Faservliese durch Anwenden des Nasspapierherstellverfahrens angeordnet werden, kann die Vielzahl der anorganischen Fasern leicht so angeordnet werden, dass die meisten der anorganischen Fasern sich in Richtung im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese erstrecken.
Dabei werden die anorganischen Fasern, obwohl die meisten der Vielzahl der anorganischen Fasern sich in der Richtung im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese erstrecken, nicht in parallelen Richtungen angeordnet, um in engen Kontakt miteinander zu sein, sondern sie werden so angeordnet, um sich in einem verteilten Zustand zu befinden, indem sich die Fasern in regellosen Richtungen innerhalb einer Ebene befinden, die die Oberfläche jedes der Faservliese konstituiert. Somit kann, selbst wenn die Vielzahl der Faservliese laminiert werden, um das Kernmaterial zu konfigurieren, die Anwesenheit der anorganischen Fasern, mit denen die Zwischenräume der Vielzahl der organischen Fasern gefüllt werden, minimiert werden, und das Vorliegen anorganischer Fasern, die mit den Zwischenräumen der Vielzahl der anorganischen Fasern verschränkt sind, kann minimiert werden, wodurch es der Wärmeleitung davon angehalten wird durch die anorganischen Fasern verursacht zu werden, die in den Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese angeordnet sind.
Somit kann die Wärmeleitung davon abgehalten werden, entlang der Dickerichtung des Kernmaterials verursacht zu werden, wodurch die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials reduziert werden kann. Es wird möglich gemacht, die Grenzen der Verbesserung bei der herkömmlichen Wärmeisolationsleistung zu übertreffen, und ein Kernmaterial mit hervorragender Wärmeisolationsleistung für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial kann erhalten werden.
Ein Verfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines Vakuumwärmeisolationsmaterials umfasst die Schritte des Herstellens eines Faservlieses unter Verwendung mindestens einer Vielzahl anorganischer Fasern, die durch Anwenden eines kontinuierlichen Filamentverfahrens und durch Anwenden eines Nasspapierherstellverfahrens hergestellt wurden und indem das Meiste der anorganischen Fasern der Vielzahl der anorganischen Fasern dazu gebracht werden, sich in die Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese zu erstrecken, die hergestellt wurden, wobei es weiterhin die Schritte des Laminierens einer Vielzahl der Faservliese und das Einbringen der laminierten Vielzahl der Faservliese in ein Hüllmaterial und das Aufrechterhalten einer Innenseite des Hüllmaterials in einem dekomprimierten Zustand umfasst.
Ein Verfahren gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines Vakuumwärmeisolationsmaterials umfasst die Schritte des Herstellens von Faservliesen unter Verwendung mindestens einer Vielzahl anorganischer Fasern, die durch Anwendung eines kontinuierlichen Filamentverfahrens und durch Anwendung eines Nasspapierherstellverfahrens hergestellt wurden und Erstrecken der meisten der anorganischen Fasern der Vielzahl der anorganischen Fasern in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der hergestellten Faservliese, wobei es weiterhin die Schritte des Laminierens einer Vielzahl der Faservliese, Entfernen eines Binders, der in der laminierten Vielzahl der Faservliese enthalten ist, und Einbringen der Vielzahl der Faservliese, von denen der Binder entfernt wurde, in ein Hüllmaterial und Aufrechterhalten einer Innenseite des Hüllmaterials in einen dekomprimierten Zustand.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Vakuumwärmeisolationsmaterials wird mindestens die Vielzahl der anorganischen Fasern verwendet, die durch Anwenden des kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden. Wenn die anorganischen Fasern in Richtungen parallel zur Oberfläche jedes der Faservliese im Fall der Herstellung des Faservlieses durch Anwenden des Nasspapierherstellverfahrens angeordnet werden, kann die Vielzahl der anorganischen Fasern leicht so angeordnet werden, dass die meisten der anorganischen Fasern in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese sich erstrecken. Obwohl die meisten der Vielzahl der anorganischen Fasern in die Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese sich erstrecken, werden die anorganischen Fasern nicht in parallelen Richtungen angeordnet, um in engem Kontakt miteinander zu sein, sondern so angeordnet, um in einem verteilten Zustand sich zu befinden, bei dem die Fasern in regellosen Richtungen in einer Ebene vorliegen, die die Oberfläche jedes der Faservliese konstituiert. Somit kann, selbst wenn die Vielzahl der Faservliese laminiert sind, um das Kernmaterial herzustellen, das Vorliegen, der anorganischen Fasern, mit denen die Zwischenräume der Vielzahl der anorganischen Fasern gefüllt sind, minimiert werden, und das Vorliegen anorganischer Fasern, die mit den Zwischenräumen der Vielzahl der anorganischen Fasern verschränkt sind, kann minimiert werden, wodurch es der Wärmeleitung ermöglicht wird, davon abgehalten zu werden, durch die anorganischen Fasern bewirkt zu werden. Die laminierte Vielzahl der Faservliese befinden sich in dem Hüllmaterial und die Innenseite des Hüllmaterials wird in einem dekomprimierten Zustand gehalten, wodurch die Herstellung des Vakuumwärmeisolationsmaterials ermöglicht wird. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Wärmeleitung davon abgebracht werden, entlang der Dickerichtung des Kernmaterials bewirkt zu werden, wodurch die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials vermindert werden kann. Es wird ermöglicht, die Grenzen der Verbesserung bei den herkömmlichen Wärmeisolationsleistungen zu überschreiten, und ein Vakuumwärmeisolationsmaterial mit einer hervorragenden Wärmeisolationsleistung kann erhalten werden.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Wie oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden Erfindung bei Verwendung mindest einer Vielzahl anorganischer Fasern, die durch Anwendung eines kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden, die Wärmeleitfähigkeit eines Kernmaterials vermindert werden, die Grenzen der Verbesserung bei der herkömmlichen Wärmeisolationsleistung kann übertroffen werden und ein Kernmaterial mit einer hervorragenden Wärmeisolationsleistung für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial und ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, das dieses Kernmaterial umfasst, kann erhalten werden.
Figurenliste

1 ist eine Schnittzeichnung, die schematisch als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Anordnung (A) eines Kernmaterials und eines Hüllmaterials und eine Ansicht (B) einer Innenseite eines Vakuumwärmeisolationsmaterials zeigt, das gesehen werden kann, wenn eine Innenseite des Hüllmaterials dekomprimiert wurde.
2 ist eine perspektivische Darstellung, die schematisch als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Anordnung (A) des Kernmaterials und des Hüllmaterials und eine Ansicht (B) der Innenseite des Vakuumwärmeisolationsmaterials, das gesehen wird, wenn die Innenseite des Hüllmaterials dekomprimiert wurde, darstellt.
3 ist eine Draufsicht, die schematisch einen Verteilungszustand von Glasfasern zeigt, aus denen ein Faservlies zusammengesetzt ist, das für das Kernmaterial des Vakuumwärmeisolationsmaterials als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
4 ist eine elektronenmikroskopische Fotografie von oben (bei 100-facher Vergrößerung), die den Verteilungszustand der Glasfasern zeigt, aus denen das Faservlies zusammengesetzt ist, das für das Kernmaterial des Vakuumwärmeisolationsmaterials gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, wobei die Glasfasern keiner Kompression unterzogen wurden.
5 ist eine elektronenmikroskopische Fotografie eines Querschnitts (bei einer 100-fachen Vergrößerung), die den Verteilungszustand der Glasfasern zeigt, aus denen das Faservlies zusammengesetzt ist, das für das Kernmaterial des Vakuumwärmeisolationsmaterials gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die Glasfasern keiner Kompression unterzogen wurden.
6 ist eine Draufsicht, die schematisch einen Verteilungszustand der Glasfasern von Glaswolle zeigt, die herkömmlicherweise als Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurde.
7 ist eine elektronenmikroskopische Fotografie von oben (bei 100-facher Verstärkung), die den Verteilungszustand von Glasfasern der Glaswolle zeigt, die herkömmlicherweise als Kernmaterial für Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurde, wobei die Glasfasern keiner Kompression unterzogen wurden.
8 ist eine elektronenmikroskopische Querschnittsfotografie (bei 100-facher Vergrößerung) die den Verteilungszustand der Glasfasern der Glaswolle zeigt, die herkömmlicherweise als Kernmaterial für Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurde, wobei die Glasfasern keiner Kompression unterzogen wurden.

Bezugszeichenliste
1: Vakuumwärmeisolationsmaterial, 100: Kernmaterial, 200: Hüllmaterial, 110: Faservliese, 111, 112: Glasfasern.
BESTE ART ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
1 ist eine Schnittzeichnung, die schematisch einen Aufbau eines Vakuumwärmeisolationsmaterials als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 1(A) ist eine Darstellung eines Zustandes, bei dem die Innenseite eines Hüllmaterials nicht dekomprimiert wurde, und 1(B) ist eine Darstellung, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem die Innenseite des Hüllmaterials dekomprimiert wurde.
Wie in 1 dargestellt ist, befindet sich bei dem Vakuumwärmeisolationsmaterial 1 ein Kernmaterial 100 innerhalb eines Hüllmaterials 200, das so ausgebildet ist, dass es sack-ähnlich ist und Gasbarriereeigenschaften aufweist.
Wie in 1(A) gezeigt ist, ist das Kernmaterial 100 durch Laminieren einer Vielzahl von Faservliesen 110 aufgebaut. Jedes der Faservliese 110 wird unter Verwendung von Glasfasern als ein Beispiel anorganischer Fasern und einer kleinen Menge eines organischen Binders hergestellt, wobei ein Papierherstellverfahren angewendet. Hinsichtlich des Binders ist es bevorzugt, obwohl es auch möglich ist, anorganische Binder zu verwenden, organische Binder einzusetzen, da in dem Fall, bei dem anorganische Binder verwendet werden, Faseraggregate entstehen, bei denen jedes der Faservliese 110 hinsichtlich der Flexibilität minderwertig ist, die daraus resultiert, wenn es gebogen wird, und Kosten aufgewendet werden müssen, wenn es als Produkt verwendet wird, verglichen mit dem Fall, bei dem ein organischer Binder verwendet wird. Zusätzlich ist die Menge des Binders verringert, sodass verhindert wird, dass die Menge zunimmt.
Wie in 1(B) dargestellt ist, wird das Kernmaterial 100, wenn eine Innenseite des Hüllmaterials 200 dekomprimiert wird, durch den Atmosphärendruck außerhalb des Hüllmaterials 200 komprimiert, und die Faservliese 110, aus denen das Kernmaterial 100 aufgebaut ist, kommen miteinander in Kontakt, sodass sie gegenseitig aneinandergedrückt werden. Eine Dichte des Kernmaterials 100 in einem Zustand, bei dem die Innenseite des Hüllmaterials 200 dekomprimiert wurde, liegt innerhalb eines Bereichs von 100 bis 400 kg/m³.
Wie vorstehend beschrieben wurde, werden die Faservliese hergestellt, das Kernmaterial durch Laminieren der Faservliese aufgebaut, das Kernmaterial im Hüllmaterial angeordnet und die Innenseite davon dekomprimiert, wodurch das Vakuumwärmeisolationsmaterial strukturiert wird.
2 ist eine perspektivische Darstellung, die schematisch eine Anordnung (A) des Kernmaterials und des Hüllmaterials als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Ansicht (B) einer Innenseite des Vakuumwärmeisolationsmaterials darstellt, das gesehen wird, wenn die Innenseite des Hüllmaterials dekomprimiert wurde. Die Faservliese, das Kernmaterial und das Hüllmaterial sind nur teilweise dargestellt.
Wie in 2(A) gezeigt ist, wird durch Laminieren der Vielzahl der Faservliese 110, das Kernmaterial 100 hergestellt. Das Kernmaterial 100 wird mit dem Hüllmaterial 200 bedeckt. Das Hüllmaterial 200 hat Gasbarriereeigenschaften, es wird so hergestellt, dass es sackähnlich ist und es bedeckt das gesamte Kernmaterial 100.
Wie in 2(B) gezeigt ist, wird das Kernmaterial 110 komprimiert, wenn die Innenseite des sackähnlichen Hüllmaterials 200 dekomprimiert wird. Wenn das Kernmaterial 100 komprimiert wird, kommen die Faservliese 110 miteinander in Kontakt, sodass sie gegenseitig aneinander gepresst werden.
Um die Wärmeisolationsleistung des Vakuumwärmeisolationsmaterials zu erhöhen, das wie vorstehend beschrieben strukturiert ist, haben die vorliegenden Erfinder intensive Forschungen durchgeführt. Als Ergebnis haben die Erfinder gefunden, dass bei Verwendung von Faservliesen als Kernmaterial, die so ausgestaltet sind, dass sie anorganische Fasern mit speziellen Eigenschaften umfassen, die Wärmeisolationsleistung des Vakuumwärmeisolationsmaterials in bemerkenswerter Weise verbessert wurde, sodass die vorliegenden Erfinder die vorliegende Erfindung erzielen konnten.
Deshalb sind die Faservliese 110, aus denen das Kernmaterial 100 aufgebaut ist, die für das Vakuumwärmeisolationsmaterial 1 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, so ausgebildet wie in 1 gezeigt, dass sie mindestens eine Vielzahl anorganischer Fasern umfassen, die durch Anwendung eines kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden.
Zusätzlich umfasst, wie in 1 dargestellt, das Vakuumwärmeisolationsmaterial 1 gemäß der vorliegenden Erfindung das Hüllmaterial 200 und das Kernmaterial 100, das sich im Hüllmaterial 200 befindet, wobei das Hüllmaterial 200 so aufgebaut ist, dass es der Innenseite ermöglicht wird, in einem dekomprimierten Zustand zu verbleiben, und das Kernmaterial 100 wird durch Laminieren der Faservliese 110 aufgebaut. Jedes der Faservliese 110 umfasst mindestens die Vielzahl anorganischer Fasern, die durch Anwenden des kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden.
Als anorganische Fasern können Glasfasern, keramische Fasern, Mineralwollfasern und dergleichen genannt werden. Von dem Standpunkt, dass die Glasfasern jeweils einen kleinen Durchmesser aufweisen, was eine Bedingung ist, die zum Aufbau des erfindungsgemäßen Kernmaterials erforderlich ist, dass sie mit vergleichbar niedrigen Preisen aufgrund der Massenproduktion verkauft werden und dass die Wärmeleitfähigkeit dieses Materials selbst gering ist, ist es bevorzugt, die Glasfasern als die anorganischen Fasern einzusetzen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurden die unter Verwendung der Glasfasern hergestellten Faservliese, die abgeschnitten wurden, sodass jede eine konstante Länge aufweist, und indem ein Nasspapierherstellverfahren eingesetzt wurde, als Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet. Hier sind die Glasfasern, die geschnitten wurden, sodass jede eine konstante Länge hat, diejenigen, die durch das Ziehen von Fasern aus einer Vielzahl von Düsen unter Verwendung von geschmolzenem Glas und bei Anwendung des kontinuierlichen Filamentverfahrens erhalten wurden, um Glasfasern herzustellen, bis Fäden durch Aufrollen der Glasfasern als schnurähnliche kontinuierliche Filamente hergestellt wurden, von denen jede eine gleichförmige Dicke aufweist, und indem mehrere hundert bis mehrere tausend Teile der Glasfasern pro Faden gebündelt werden, und durch Abschneiden der vorstehend beschriebenen Fäden bei einer fixierten Länge mittels eines Guillotineschneiders oder dergleichen, sodass jede eine vorbestimmte Länge aufweist. Die Fäden der Glasfasern, die bei einer fixierten Länge in vorstehend beschriebener Art geschnitten wurden, werden als zerhackte Glasfäden bezeichnet.
Da die Glasfasern, die wie vorstehend beschrieben erhalten wurden, solche sind, die durch Schneiden kontinuierlicher Filamente mit fixierter Länge erhalten werden, weist jede eine vorbestimmte Länge auf, jede der Fasern besitzt eine extrem hohe Geradheit, hohe Festigkeit, einen im Wesentlichen gleichförmigen Faserdurchmesser und einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt. In anderen Worten, durch Anwenden des kontinuierlichen Filamentverfahrens können eine Vielzahl von Fasern mit extrem geringer Ungleichförmigkeit bei dem Faserdurchmesser in großen Mengen hergestellt werden. Zusätzlich ist die Geradheit jeder der anorganischen Fasern, die durch Anwenden des kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden, extrem hoch. Somit kann durch Schneiden der Vielzahl der anorganischen Fasern, die durch Anwendung des kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden, sodass jede eine im Wesentlichen konstante Länge aufweist, die Vielzahl der anorganischen Fasern, die eine extrem geringe Ungleichförmigkeit in dem Faserdurchmesser hat und jede im Wesentlichen die gleiche Länge aufweist, wobei die Vielzahl der anorganischen Fasern eine extrem hohe Geradheit aufweisen, erhalten werden.
Somit kann in einem Fall, bei dem die Faservliese unter Verwendung dieser Glasfasern und Anwendung des Nasspapierherstellverfahrens hergestellt werden, obwohl die Fasern sich in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jedes der Faservliese erstrecken, Faservliese erhalten werden, bei denen die Fasern so angeordnet sind, dass sie in einem Zustand verteilt sind, bei dem die Fasern sich in regellosen Richtungen in einer Ebene anordnen, die die Oberfläche jedes der Faservliese konstituiert.
3 ist eine Draufsicht, die schematisch einen Verteilungszustand der Glasfasern zeigt, aus denen jede der Faservliese, die für das Kernmaterial des Vakuumwärmeisolationsmaterials in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, aufgebaut ist. In 3 ist ein Faservlies dargestellt, das aus zwei Schichten von Glasfasern aufgebaut ist. 4 ist eine elektronenmikroskopische Fotografie von oben (bei 100-facher Vergrößerung), die den Verteilungszustand der Glasfaser zeigt, aus denen jede der Faservliese aufgebaut ist, die für das Kernmaterial des Vakuumwärmeisolationsmaterials in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die Glasfasern keiner Kompression unterzogen wurden. 5 ist eine elektronenmikroskopische Fotografie des Querschnitts (bei einer 100-fachen Vergrößerung), die den vorstehend beschriebenen Verteilungszustand zeigt.
Wie in 3 dargestellt ist, sind, obwohl eine Vielzahl von Glasfasern 111, die eine obere Schicht ausbilden, und eine Vielzahl von Glasfasern 112, die eine untere Schicht ausbilden, in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese 110 sich erstrecken, die Glasfasern 111 und die Glasfasern 112 nicht in Richtungen angeordnet, sodass sie in engem Kontakt miteinander stehen, sondern sie sind so angeordnet, dass sie sich in einen verkeilten Zustand befinden, bei dem die Fasern in regellosen Richtungen innerhalb einer Ebene angeordnet sind, die die Oberfläche jedes der Faservliese 110 darstellt. Zusätzlich ist, wie in den 4 und 5 dargestellt ist, zu sehen, dass die Geradheit jeder der Fasern extrem hoch ist. Weiterhin ist zu sehen, dass, obwohl die meisten der Fasern sich in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese sich erstrecken, die Faservliese so angeordnet sind, dass sie in einem Zustand verteilt sind, bei dem die Fasern in zufälligen Richtungen in der Ebene angeordnet sind, die die Oberfläche jeder der Faservliese konstituiert.
Wie vorstehend beschrieben wurde, umfassen die Faservliese 110, aus denen das Kernmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, mindestens Glasfasern als ein Beispiel der Vielzahl der anorganischen Fasern, die durch Anwenden des kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden. Somit können, wenn die Glasfasern in die Richtungen parallel zur Oberfläche jedes der Faservliese 110 bei der Herstellung der Faservliese 110 angeordnet werden, die Vielzahl der Glasfasern leicht so angeordnet werden, dass die meisten der Glasfasern 111 und 112 sich in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese erstrecken. Gleichzeitig sind, obwohl die meisten der Vielzahl der Glasfasern 111 und 112 sich in die Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese 110 erstrecken, die Glasfasern nicht in parallelen Richtungen angeordnet, sodass sie in engem Kontakt miteinander stehen, sondern sie sind so angeordnet, dass sie sich in einem verteilten Zustand befinden, bei dem die Fasern in regellosen Richtungen innerhalb der Ebene, die die Oberfläche jeder der Faservliese 110 konstituiert, angeordnet sind. Somit kann das Vorliegen von Glasfasern, mit denen die Zwischenräume der Vielzahl der Glasfasern gefüllt sind, aus denen das Kernmaterial zusammengesetzt sind, minimiert werden, und das Vorliegen von Glasfasern, die mit den Zwischenräumen der Vielzahl der Glasfasern verschränkt sind, kann minimiert werden, wodurch es der Wärmeleitung ermöglicht wird, davon abgehalten zu werden, durch die anorganischen Fasern bewirkt zu werden. Somit kann die Wärmeleitung davon abgehalten werden, sich entlang der Dickerichtung des Kernmaterials zu entwickeln, wodurch die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials vermindert werden kann. Es wird möglich gemacht, die Grenzen der Verbesserung der herkömmlichen Wärmeisolationsleistung zu überschreiten, und es kann ein Kernmaterial mit hervorragender Wärmeisolationsleistung für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial und ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, das dieses Kernmaterial aufweist, erhalten werden.
Die Zusammensetzung der Glasfasern ist nicht besonders beschränkt und C-Glas, D-Glas, E-Glas oder dergleichen kann verwendet werden. Allerdings ist es wegen der leichten Verfügbarkeit bevorzugt, E-Glas (Aluminoborosilikatglas) zu verwenden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, sind die anorganischen Fasern, die verwendet werden, um die Faservliese als Kernmaterial der vorliegenden Erfindung herzustellen, solche, die durch Schneiden der kontinuierlichen Filamente bei einer fixierten Länge erhalten werden, sodass jede eine vorbestimmte Länge aufweist, die Geradheit extrem hoch ist und jede einen im Wesentlichen zirkulären Querschnitt besitzt. Somit stehen, sofern nicht die Vielzahl der Glasfasern, die in dem Zustand verteilt sind, bei dem die Glasfasern in regellosen Richtungen vorliegen, angeordnet werden, sodass sie in parallelen Richtungen ausgerichtet werden, die Glasfasern in gegenseitigen Kontakt an Punkten miteinander, wodurch die Wärmeleitung der Glasfasern in bemerkenswerter Weise unterdrückt wird.
Obwohl angenommen wird, dass anstelle der Glasfasern andere Materialien verwendet werden können, ist ein anorganisches Fasermaterial, wie schnitzelförmige Aluminiumoxidstränge, die Aluminiumoxid verwenden, im Allgemeinen nicht bevorzugt, da ein solches Material teurer als Glasfasern ist und seine Wärmeleitfähigkeit hoch ist.
Zusätzlich hat, obwohl im Allgemeinen die Wärmeleitfähigkeit eines organischen Materials geringer ist als die eines anorganischen Materials, das organische Material keine Festigkeit. Daher werden die Fasern aus organischem faserigen Material durch externen Druck an Teilen verformt, wo die Fasern sich kreuzen, wodurch ein wechselseitiger Oberflächenkontakt der Fasern und eine Abnahme des Vakuumraumverhältnisses bewirkt wird. Im Ergebnis ist es nicht bevorzugt, organische Fasern zu verwenden, da die Wärmeleitfähigkeit des Vakuumwärmeisolationsmaterials, indem organische Fasern im Kernmaterial verwendet werden, abnimmt.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Kernmaterials 100 für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, werden zuerst mindestens Glasfasern als ein Beispiel einer Vielzahl anorganischer Fasern, die durch Anwendung eines kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden, verwendet, und das Faservlies 110 wird durch Anwendung eines Nasspapierherstellverfahrens hergestellt. Die meisten der Glasfasern 111 und 112 der Vielzahl der Glasfasern werden dazu gebracht, sich in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jedes der Faservliese 110, die wie vorstehend beschrieben hergestellt wurden, zu erstrecken. Weiterhin werden eine Vielzahl der Faservliese 110 laminiert.
Zusätzlich werden in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Vakuumwärmeisolationsmaterials 1 zuerst mindestens eines Vielzahl der Glasfasern, die durch Anwendung des kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden, verwendet, und die Faservliese 110 werden durch Anwendung des Nasspapierherstellverfahrens hergestellt. Die meisten der Glasfasern 111 und 112 der Vielzahl der Glasfasern werden dazu gebracht, sich in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jedes der Faservliese 110, die wie vorstehend beschrieben hergestellt wurden, zu erstrecken. Weiterhin wird eine Vielzahl der Faservliese 110 laminiert. Danach wird die laminierte Vielzahl der Faservliese 110 in ein Hüllmaterial 200 eingebracht, und die Innenseite des Hüllmaterials 200 wird in einen dekomprimierten Zustand gehalten.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Vakuumwärmeisolationsmaterials 1 wird mindestens eine Vielzahl von Glasfasern verwendet, die durch Anwenden des kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden. Wenn die Glasfasern in Richtungen parallel zur Oberfläche jedes der Faservliese 110 bei der Herstellung der Faservliese 110 durch Anwendung des Nasspapierherstellverfahrens angeordnet werden, kann die Vielzahl der Glasfasern leicht so angeordnet werden, dass die meisten der Glasfasern 111 und 112 sich in die Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jeder der Faservliese 110 erstrecken. Gleichzeitig werden, obwohl die meisten der Vielzahl der Glasfasern 110 und 112 sich in die Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jedes der Faservliese 110 sich erstrecken, die Glasfasern nicht in parallelen Richtungen angeordnet, um in engem Kontakt miteinander zu stehen, sondern sie werden so angeordnet, um in dem Zustand verteilt zu sein, bei dem die Fasern in regellosen Richtungen in der Ebene vorliegen, die die Oberfläche jeder der Faservliese 110 darstellt. Somit kann, selbst wenn die Vielzahl der Faservliese 110 laminiert werden, um das Kernmaterial 100 aufzubauen, die Gegenwart der Glasfasern, mit denen die Zwischenräume der Vielzahl der Glasfasern gefüllt werden, vermindert werden, und das Vorliegen von Glasfasern, die mit den Zwischenräumen der Vielzahl der Glasfasern verschränkt sind, kann minimiert werden, wodurch es der Wärmeleitung ermöglicht wird, zu verhindern, durch die anorganischen Fasern bewirkt zu werden. Die laminierte Vielzahl der Faservliese 110 werden in das Hüllmaterial 200 eingebracht, und die Innenseite des Hüllmaterials 200 wird in einem dekomprimierten Zustand gehalten, wobei es ermöglicht wird, das Wärmeisolationsmaterial 1 herzustellen. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Wärmeleitung davon abgehalten werden, entlang der Dickerichtung des Kernmaterials 100 verursacht zu werden, wodurch die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials 100 vermindert werden kann. Es wird möglich gemacht, die Grenzen der Verbesserung der herkömmlichen Wärmeisolationsleistung zu übertreffen, und das Kernmaterial 100 mit hervorragender Wärmeisolationsleistung und das Vakuumwärmeisolationsmaterial 1, das das Kernmaterial 100 aufweist, kann erhalten werden.
Die Faservliese 110, von denen jedes aus Glasfasern zusammengesetzt ist, das in der vorliegende Erfindung verwendet wird, werden durch Anwendung des Nasspapierherstellverfahrens hergestellt. Bei dem Nasspapierherstellverfahren werden durch Zugabe eines geeigneten Dispersionsmittels geschnitzelte Glasstränge, die durch Schneiden der Glasfasern erhalten werden, damit jede eine konstante Länge hat, in einem Monofilamentzustand gehalten und in Laminate angeordnet, um verteilt zu werden, wodurch es möglich wird, Faservliese 110 zu erhalten, von denen jedes aus Glasfasern aufgebaut ist, die extrem wenig gebündelt sind. Somit ist die Anzahl der Glasfasern, die parallel miteinander ausgerichtet sind, extrem gering, und die meisten der Glasfasern 111 und 112, die gegenseitig benachbart sind, stehen punktweise in Kontakt. Wie vorstehend beschrieben wurde, sind, da Faservliese 110, die eine extrem geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, während sie eine hohe Kompressionsfestigkeit besitzen, erhalten werden können, solche Faservliese bevorzugt als Kernmaterial 100 für das Vakuumwärmeisolationsmaterial 1.
Die Folienherstellung des Faservlieses 110, das durch Anwenden des Nasspapierherstellverfahrens, das für das erfindungsgemäße Herstellverfahren benutzt wird, kann unter Verwendung der bereits bekannten Papierherstellvorrichtungen, wie eine Langsiebmaschine, eine Tanmo-Maschine (tanmo machine) und eine schräge Papierherstellmaschine vom Draht-Typ (inclined wire type papermaking machine) erfolgen.
Im Allgemeinen werden die Faservliese, von denen jedes aus Glasfasern aufgebaut ist. als Wärmeisolationsmaterial mit Wärmebeständigkeitseigenschaften, als Wärmeisolationsmaterial mit Feuerbeständigkeitseigenschaften oder als elektrischer Isolator verwendet. Deshalb wird gefordert, dass sie eine Gewebefestigkeit aufweisen, die eine Beständigkeit gegen Reißen und Durchbrechen ermöglicht, und es ist oft der Fall, dass die gegenseitige Verknäulung der Fasern erforderlich ist. Es ist oft der Fall, dass die Faservliese, von denen jedes aus Glasfasern hergestellt ist und für vorstehende Anwendungen verwendet wird, durch ein Papierherstellverfahren hergestellt wird, bei dem die Langsiebmaschine oder die Tanmo-Maschine eingesetzt wird.
Im Gegensatz dazu wird, da die Faservliese 110, von denen jedes aus Glasfasern aufgebaut ist, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden, als Kernmaterial 100 in einem Hüllmaterial 200 eingebracht sind, eine Gewebefestigkeit nicht so dringend gefordert. Zusätzlich wird, wenn ein Papierherstellverfahren eingesetzt wird, bei dem die Richtungen die Fasern leicht die gleiche wird, eine Fläche, in der die Fasern gegenseitig in Kontakt miteinander stehen, zunehmen. Es ist nicht bevorzugt, ein solches Papierherstellverfahren einzusetzen, um die Faservliese 110 herzustellen, von denen jedes aus Glasfasern aufgebaut ist, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Auf der anderen Seite ist es wünschenswert, um die Wärmeisolationsleistung in der Dickerichtung zu erhöhen, dass die Fasern weniger miteinander verwickelt sind.
Somit ist, obwohl als Papierherstell-Vorrichtung, die zur folienförmigen Herstellung der Faservliese 110 eingesetzt wird, von denen jede aus Glasfasern aufgebaut ist, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, die schräge Papierherstellmaschine vom Drahttyp geeignet, die die Papierherstellung mit einer geringen Einströmkonzentration ermöglicht, aber die Papierherstellmaschine, die für die vorliegende Erfindung verwendet wird, ist nicht darauf beschränkt.
Es ist bevorzugt, dass bei den geschnitzelten Glassträngen als ein Beispiel der organischen Fasern, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden, ein Verhältnis der Komponenten der Glasfasern mit einem Faserdurchmesser 3 bis 15 µm und einer Faserlänge von 3 bis 15 mm größer als oder gleich 99 % beträgt.
Es wird angenommen, dass die geschnitzelten Glasstränge, von denen jeder einen Faserdurchmesser von weniger als 3 µm oder eine Faserlänge von weniger als 3 mm aufweist, nicht dazu geeignet sind, um zur Herstellung der Faservliese 110, die das Kernmaterial 100 für das erfindungsgemäße Vakuumwärmeisolationsmaterial, wie es nachfolgend beschrieben wird, darstellt, verwendet wird.
Da die Glasfasern, von denen jedes einen Faserdurchmesser von weniger als 3 µm aufweist, eine geringe Faserfestigkeit besitzt, wenn die Faservliese unter Anwendung des Nasspapierherstellverfahrens hergestellt werden, sind die Fasern gekrümmt und eine gegenseitige Verwicklung der Fasern wird verursacht, wodurch die Fläche erhöht wird, mit denen die Fasern in gegenseitigen Kontakt miteinander stehen. Dies erhöht die Wärmeleitung und verschlechtert die Wärmeisolationsleistungen des Kernmaterials. Somit sind Glasfasern, von denen jede einen Faserdurchmesser von weniger als 3 µm aufweist, nicht bevorzugt.
Es wird angenommen, dass im Fall der Herstellung der Faservliese unter Verwendung von Glasfasern, von denen jede eine Faserlänge von weniger als 3 mm aufweist und wenn das Nasspapierherstellverfahren angewendet wird, wenn Fasern, die in einer oberen Schicht sich befinden, über Fasern, die sich in einer unteren Schicht befinden, verteilt werden, in der die Fasern bereits verteilt wurden, die Fasern in der oberen Schicht keine Brücken über die Fasern in der unteren Schicht bilden können, und es somit hochwahrscheinlich ist, dass jede der Fasern in der oberen Schicht an einem Punkt über jeder der Fasern in der unteren Schicht gestützt wird, und die Fasern in den oberen und unteren Schichten beispielsweise in der Form lokalisiert sind, dass ein Ende von jeder der Fasern der oberen Schicht in die untere Schicht sinkt und das andere Ende in eine Dickerichtung hervorsteht. In einem Fall, bei dem, wie vorstehend beschrieben, die Fasern in einer solchen Form lokalisiert sind, dass besondere Fasern Brücken unter der Vielzahl der Fasern in Dickerichtung ausbilden, wird eine Wärmeleitung in Richtung der Länge der Fasern verursacht, wodurch die Fläche zunimmt, in der die Fasern gegenseitig in Kontakt miteinander stehen. Da dies die Wärmeleitung erhöht und die Wärmeisolationsleistung des Kernmaterials verschlechtert, sind Glasfasern, von denen jede eine Faserlänge von weniger als 3 mm aufweist, nicht bevorzugt.
Wenn die Faservliese unter Verwendung der Glasfasern aufgebaut werden, von denen jede einen Faserdurchmesser von mehr als oder gleich 15 µm aufweist und das Kernmaterial durch Laminieren einer Vielzahl von Faservliesen hergestellt ist, wird die Anzahl der Faserschichten in Dickerichtung des Kernmaterials vermindert, die Wärmeleitfähigkeitswege in Dickerichtung werden verkürzt und der Durchmesser jedes Hohlraums wird erhöht, wenn die Faservliese hergestellt werden. Da dies einen Einfluss aufgrund der Wärmeleitfähigkeit des Gases, das eingesetzt werden soll, verursacht und dadurch die Wärmeisolationsleistung des Kernmaterials vermindert wird, sind Glasfasern, von denen jede einen Faserdurchmesser von mehr als oder gleich 15 µm aufweist, nicht bevorzugt.
Wenn Glasfasern, die jeweils eine Faserlänge von mehr als oder gleich 15 mm aufweisen, verwendet werden, wird aufgrund einer Zunahme der Faserlänge in Bezug auf den Faserdurchmesser die Faserfestigkeit vermindert, die Fasern werden leicht gebogen und eine gegenseitige Verwicklung der Fasern wird verursacht, wodurch eine Fläche, über die Fasern gegenseitig miteinander in Kontakt stehen, zunimmt. Da dies die Wärmeleitung erhöht und die Wärmeisolationsleistung des Kernmaterials verschlechtert, sind Glasfasern, von denen jede eine Faserlänge von mehr als oder gleich 15 mm aufweist, nicht bevorzugt.
Bei jedem der Faservliese, das aus Glasfasern aufgebaut ist, die als Kernmaterial für das Vakuumwärmeisolationsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, keine gegenseitige Bindungskräfte der Fasern vorliegen. Somit ist es erforderlich, um die Glasfasern vom Auseinanderfallen bei dem Verfahren zur Herstellung der Faservliese und die Deformation bei einem Verarbeitungsschritt bei der Nachbearbeitung zu vermeiden, einen organischen Binder in einem Papierherstell-Schritt einzusetzen. Es ist jedoch, da die Faservliese schließlich in dem Hüllmaterial als Kernmaterial des Vakuumwärmeisolationsmaterials eingeschlossen sind, erforderlich, die Menge an verwendetem organischen Binder zu minimieren. Es ist bevorzugt, dass der Gehalt des Binders, der in dem Faservlies enthalten ist, das aus den Glasfasern aufgebaut ist, weniger als oder gleich 15 Masse-% beträgt.
Im Allgemeinen wird als organische Binder ein flüssiger Binder, wie eine Harzemulsion und eine wässrige Lösung eines Harzes mittels eines Sprays oder dergleichen zerstäubt und dadurch zu den Glasfasern zugegeben. Beim erfindungsgemäßen Herstellverfahren ist es bevorzugt, dass granuläre oder faserige organische Binder mit den geschnitzelten Glassträngen vermischt werden, und die Faservliese werden durch Einsatz des Nasspapierherstell-Verfahrens hergestellt, und insbesondere ist es besonders bevorzugt, dass granuläre Binder verwendet werden.
Als faserige organische Binder werden genannt PVA-(Polyvinylalkohol-)Fasern, ein faseriges Material, das dadurch erhalten wird, indem ein Duroplast, wie ein Phenolharz, ein Acrylharz und ein Epoxyharz, die ungehärtet oder halb-gehärtet sind, in einem faserigen Zustand gehalten werden; ein faseriges Material, das erhalten wird, indem ein thermoplastisches Harz, wie Polyester, nicht verstreckte Polyester, Polypropylen, Polyethylen, Ethylenvinylalkohol, in einem faserigen Zustand gehalten werden oder Fasern, die als strukturelle Fasern mit einem Kern und einem Hüllmaterial bezeichnet werden, die aus einem inneren Kern und einer äußeren Hülle aufgebaut sind, dessen Schmelzpunkte voneinander verschieden sind, und wobei der Schmelzpunkt der Innenseite (Hülle) niedrig ist.
Zusätzlich wird als granulärer organischer Binder granuläres PVA oder ein Pulver oder dergleichen von jedem der vorstehend genannten Duroplasten und thermoplastischen Harze genannt.
Aufgrund der Oberflächenspannung sammelt sich der flüssige organische Binder leicht um die Teile, bei denen sich eine Vielzahl von Glasfasern überkreuzen. Somit ist es, selbst in einem Zustand, bei dem benachbarte Glasfasern an Punkten gegenseitig miteinander in Kontakt stehen, wahrscheinlich, dass der Binder die Umgebungen der Kontaktpunkte bedeckt. Da angenommen wird, dass aufgrund dieses Umstandes eine Wärmeleitung auftritt, die aufgrund des Binders verursacht wird, sind flüssige organische Binder nicht bevorzugt.
Auf der anderen Seite wird in dem Fall, in dem als organischer Binder granuläre Binder oder faserige Binder verwendet werden, ein solcher organischer Binder in dispersiver Art mit den geschnitzelten Glassträngen vermischt, und die Faservliese werden durch Einsatz des Nasspapierherstellverfahrens hergestellt. Es wird angenommen, dass ein großer Anteil des Binders Brücken unter den Fasern in Teilen aufbaut, die andere als die Kontaktpunkte der Fasern mit dem organischen Binder sind. Jedoch ist ein solcher Aufbau von Brücken fein und dünn und es ist extrem wenig wahrscheinlich, dass eine Wärmeleitung verursacht wird. Da aufgrund vorstehender Gründe hervorragende Wärmeisolationseigenschaften des Kernmaterials aufrechterhalten werden können, ist es bevorzugt, granuläre Binder oder fibröse Binder als organische Binder zu benutzen.
Es ist bevorzugt, dass das metrische Grundgewicht jedes der Faservliese, das aus Glasfasern aufgebaut ist, das als Kernmaterial für das erfindungsgemäße Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wird, 30 bis 600 g/m² beträgt. Wenn das metrische Grundgewicht von jedem der Faservliese weniger als 30 g/m² beträgt, nimmt der Durchmesser der Hohlräume in jedem der Faservliese zu, wodurch der Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit von Gas erhöht wird. Da dies die Wärmeisolationsleistung des Kernmaterials vermindert und die Festigkeit des Kernmaterials schwächt, ist es nicht bevorzugt, dass das metrische Grundgewicht von jedem der Faservliese weniger als 30 g/m² beträgt. Auf der anderen Seite wird, wenn das metrische Grundgewicht von jedem der Faservliese 600 g/m² überschreitet, eine Trockeneffizienz, die erreicht wird, wenn die Faservliese unter Verwendung von Glasfasern hergestellt werden, vermindert, wodurch die Produktivität reduziert wird. Es ist somit nicht bevorzugt, dass das metrische Grundgewicht des Faservlieses 600 g/m² überschreitet.
Im Allgemeinen bezeichnet hier das metrische Grundgewicht eine Maßeinheit der Dicke des Papiers, die eine Masse Papier pro Quadratmeter angibt, und wird auch als metrisches Flächengewicht bezeichnet. Hier wird das metrische Grundgewicht als Maßeinheit der Dicke jedes der Faservliese verwendet, das aus Glasfasern aufgebaut ist und durch Anwendung des Nasspapierherstellverfahrens hergestellt wurde.
In der Zwischenzeit wurde beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2006-17169 (Patentveröffentlichung 2) beschrieben, dass es bevorzugt ist, dass ein durchschnittlicher Durchmesser der anorganischen Fasern aus Glaswolle oder dergleichen, aus denen ein Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial aufgebaut ist, 1 bis 5 µm beträgt. Zusätzlich wurde darin auch beschrieben, dass, wenn der durchschnittliche Durchmesser dieser anorganischen Fasern 5 µm überschreitet, die Wärmeisolationsleistung des letztendlich erhaltenen Vakuumwärmeisolationsmaterials selbst vermindert wird. Tatsächlich wird, wenn der Durchmesser von jedem der anorganischen Fasern, aus denen das Kernmaterial aufgebaut ist, kleiner wird, die Wärmeisolationsleistung des Vakuumwärmeisolationsmaterials erhöht. Auf der anderen Seite sind dünne anorganische Fasern teuer und vermindern die Dehydratisierungseffizienz, die erreicht wird, wenn die Faservliese durch Einsatz des Nasspapierherstellverfahrens hergestellt werden, sodass sie einen Nachteil hinsichtlich der Verminderung der Produktivität aufweisen. Im Gegensatz dazu kann erfindungsgemäß durch Auswahl der optimalen Bedingung hinsichtlich der Faserparameter, wie Faserdurchmesser und Faserlänge von jedem der anorganischen Fasern und aufgrund eines Adhäsionszustands zwischen den Fasern, um die Wärmeisolationsleistung zu erhöhen, selbst wenn als ein Beispiel der anorganischen Fasern geschnitzelte Glasstränge verwendet werden, von denen jeder einen vergleichsweise großen Faserdurchmesser aufweist, ein Vakuumwärmeisolationsmaterial erhalten werden, mit dem eine deutlich höhere Wärmeisolationsleistung erreicht wird als die, die mit herkömmlichen Vakuumwärmeisolationsmaterialien realisiert werden können.
Zusätzlich ist, selbst wenn geschnitzelte Glasstränge verwendet werden, von denen jeder einen Faserdurchmesser von weniger als 6 µm aufweist, der Grad, zu dem die Wärmeisolationsleistung des schließlich erhaltenen Vakuumwärmeisolationsmaterials erhöht werden kann, nahezu vernachlässigbar, verglichen mit dem Fall, bei dem geschnitzelte Glasstränge verwendet werden, von denen jeder einen Faserdurchmesser von 10 µm aufweist. Dementsprechend beträgt, wenn Aspekte der Produktivität, des Preises und der Leistung berücksichtigt werden, ein günstiger Faserdurchmesser von jedem der geschnitzelten Glasstränge 6 bis 15 µm. Indem Fall, bei dem Glasfasern verwendet werden, von denen jede einen Faserdurchmesser in diesem Bereich aufweist, kann ein Vakuumwärmeisolationsmaterial mit höherer Wärmeisolationsleistung erhalten werden, als die der herkömmlichen Vakuumwärmeisolationsmaterialien, wobei günstige Herstellungskosten eingehalten werden.
Das erfindungsgemäße Vakuumwärmeisolationsmaterial kann unter Verwendung des Kernmaterials hergestellt werden, das die vorstehend beschriebenen Merkmale aufweist und wobei bekannte Verfahren eingesetzt werden. Als repräsentatives Verfahren bei der Struktur des Vakuumwärmeisolationsmaterials 1, das in 1 dargestellt ist, befindet sich das Kernmaterial 100 innerhalb eines Hüllmaterials 200, das in sackähnlicher Weise ausgestaltet ist und Gasbarriereeigenschaften aufweist. Als Hüllmaterial 200, in dem sich das Kernmaterial 100 befindet, liegt in einem dekomprimierten Zustand vor. Ein Material, das hohe Gasbarriereeigenschaften aufweist, besitzt eine Heißversiegelungsschicht und eine Schutzschicht gegen Risse und dergleichen und ist dazu in der Lage, im Inneren des Hüllmaterials 200 einen dekomprimierten Zustand während eines langen Zeitraums aufrecht zu erhalten. Zusätzlich werden eine Vielzahl von Folien aus Filmen mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften laminiert, und solche laminierten Folien können als Hüllmaterial 200 verwendet werden.
Als Beispiel eines speziellen Aufbaus des Hüllmaterials 200 ist ein Gasbarrierefilm angegeben, bei dem ein Polyethylenterephthalat-(PET)-Harz als äußerste Schicht, ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer-Harz mit einer Aluminiumschicht, die dampfabgeschieden wurde, als Zwischenschicht und ein High Density-Polyethylen-Harz als innerste Schicht verwendet werden; ein Gasbarrierefilm, bei dem Nylon als äußerste Schicht, zwei Schichten aus PET-Harz mit dampfabgeschiedenem Aluminium und einer Aluminiumfolie in einer Zwischenschicht und ein High Density-Polyethylen-Harz in einer inneren Schicht verwendet werden, oder dergleichen.
Zusätzlich ist es bevorzugt, um die anfängliche Wärmeisolationsleistung und das Andauern der Wärmeisolationsleistung des Vakuumwärmeisolationsmaterials aufrecht zu erhalten, dass ein Getter-Stoff, beispielsweise ein Gasadsorbens und ein Feuchtigkeitsadsorbens, innerhalb des Vakuumwärmeisolationsmaterials verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird der organische Binder im Kernmaterial vor der vorstehenden Vakuumverschweißung entfernt oder reduziert, wodurch es ermöglicht wird, dass die Wärmeisolationsleistung weiter erhöht wird. In dem Fall, bei dem ein Duroplast-Binder, wie ein Acrylharz, als Binder verwendet wird, kann der Binder durch Anwenden eines Verfahrens entfernt werden, bei dem die thermische Zersetzung ausgenutzt wird.
In anderen Worten wird bevor das Kernmaterial in dem Hüllmaterial eingeschlossen wird, eine Verarbeitung bei einer Temperatur durchgeführt, die höher als die thermische Zersetzungstemperatur des Binders und geringer als der Schmelzpunkt der Glasfasern ist, wodurch es ermöglicht wird, dass nur der Binder durch die thermische Zersetzung entfernt wird. Zusätzlich wird in dem Fall, in dem ein wasserlöslicher Harzbinder, wie PVA, als Binder eingesetzt wird, zusätzlich zu vorstehend beschriebenen Verfahren ein Verfahren durchgeführt, bei dem die Reinigung mit heißem Wasser oder dergleichen erfolgt, wodurch es ermöglicht wird, dass der Binder entfernt oder reduziert wird.
BEISPIELE
Nachfolgend werden verschiedene Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt.
(Beispiel 1)
Geschnitzelte Glasstränge (hergestellt von Owens Corning Corporation) mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser und einer durchschnittlichen Faserlänge, wie sie in Tabelle 1 angegeben sind, wurden in Wasser gegeben, um eine Konzentration von 0,5 Masse-% zu ergeben. Emanon (eingetragene Marke) 3199 (hergestellt von Kao Corporation) als Dispersionsmittel wurde zugegeben, um 1 Teil Masse davon pro 100 Teile der Masse der geschnitzelten Glasstränge zu erhalten, und das resultierende Gemisch wurde gerührt, wodurch eine Aufschlämmung geschnitzelter Glasstränge hergestellt wurde.
Eine Faserstoffbahn wurde mittels Durchführung der Papierherstellung hergestellt, indem die erhaltene Aufschlämmung aus geschnitzelten Glassträngen verwendet und ein Nasspapierherstellverfahren eingesetzt wurden. Die erhaltene Faserstoffbahn wurde mit einer Flüssigkeit imprägniert, die durch Verdünnen einer Acrylemulsion (GM-4, hergestellt von DAINIPPON INK AND CHEMICALS, INCOR-PORATED) mit Wasser hergestellt wurde, sodass eine Konzentration der festen Bestandteile davon von 3,0 Masse-% erhalten wurde, und das Wasser wurde abgesaugt, um eine Faserstoffbahn-Wasser-Masse von 200 Masse-% pro Masse der Glasfasern zu erhalten, wodurch eine Einstellung durchgeführt wurde. Danach wurde die Faserstoffbahn getrocknet, wodurch ein Faservlies hergestellt wurde, das als Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurde. Das erhaltene Faservlies, das als Kernmaterial für das Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurde, hatte ein metrisches Grundgewicht von 100 g/m² und der Gehalt des Binders betrug 5,7 Masse-%.
(Beispiele 2 bis 8)
Verschiedene Arten von geschnitzelten Glassträngen (jeweils von Owens Corning Corporation hergestellt) mit den in Tabelle 1 angegebenen durchschnittlichen Faserdurchmessern und durchschnittlichen Faserlängen wurden in Wasser eingebracht, um eine Konzentration davon von 0,5 Masse-% zu ergeben. Emanon (eingetragene Marke) 3199 (hergestellt von Kao Corporation) als Dispersionsmittel wurde zugegeben, um 1 Teil Masse davon pro 100 Teile Masse der geschnitzelten Glasstränge einzustellen, und das resultierende Gemisch wurde gerührt, wodurch eine Aufschlämmung von geschnitzelten Glassträngen hergestellt wurde.
Auf der anderen Seite wurde granuläres PVA (OV-N, hergestellt von UNITIKA, LTD.) oder faseriges PVA (VPB105-2, hergestellt von KURARAY CO., LTD.), die in Tabelle 1 angegeben sind, in Wasser eingebracht, um eine Konzentration an Feststoffen davon von 10 Masse-% zu erreichen, und das resultierende Gemisch wurde gerührt, wodurch eine granuläre oder eine faserige Binder-Aufschlämmung erhalten wurde.
Die granuläre oder faserige Binder-Aufschlämmung wurde zu der erhaltenen Aufschlämmung aus geschnitzelten Glassträngen gegeben, sodass ein Gehalt des Binders bezogen auf die Glasfasern erhalten wurde, wie er in Tabelle 1 angegeben ist, das resultierende Gemisch wurde gerührt und gemischt und unter Verwendung der erhaltenen resultierenden Aufschlämmung und Anwendung eines Nasspapierherstellverfahrens wurde eine Papierherstellung durchgeführt, sodass jeweils eine Faserstoffbahn hergestellt wurde. Danach wurde die Faserstoffbahn getrocknet, wodurch jeweils ein Faservlies hergestellt wurde, das als Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurde. Die jeweiligen metrischen Grundgewichte und jeweiligen Gehalte der Binder der jeweiligen Faservliese, die als Kernmaterial für das Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurde, sind in Tabelle 1 angegeben.
(Beispiel 9)
Zehn Faservliese, die als Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurden, die unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie das des Beispiels 2 hergestellt wurden, wurden laminiert und in einem elektrischen Ofen bei einer Temperatur von 550°C während einer Stunde erwärmt, sodass ein Gehalt des Binders von 0 Masse-% eingestellt wurde.
(Vergleichsbeispiel 1)
Als Kernmaterial, das für das herkömmliche Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurde, wurde ein Faservlies mit einem folienähnlichen Faseraufbau hergestellt, das aus Glaswolle aufgebaut ist, das den in Tabelle 1 gezeigten Faserdurchmesser besitzt.
Die jeweiligen Mengen des Binders, die in Tabelle 1 angegeben sind, wurden durch Erwärmen der jeweiligen Art des Faservlieses, das als Kernmaterial für das Vakuumwärmeisolationsmaterial verwendet wurde, bei einer Temperatur von 600°C während 30 Minuten erhalten, um organische Komponenten zu entfernen, wobei die folgende Gleichung angewandt wurde. $\begin{array}{l} Gehalt des Binders (Masse - %) = [{(Masse vor dem Erwärmen) \cdot (Masse nach dem \\ Erwärmen)} / (Masse vor dem Erwärmen)] \times 100 \end{array}$

Die Faservliese, die in den vorstehenden beschriebenen Beispielen 1 bis 9 hergestellt wurden, wurden laminiert, wodurch Kernmaterialien hergestellt wurden, wobei die Anzahl der laminierten Faservliese, die in der entsprechenden Spalte der Tabelle 1 „Anzahl der laminierten Faservliese“ angegeben wurden, eingesetzt wurden. Ein Abstandshalter wurde zwischen der oberen und unteren Fläche des jeweiligen Kernmaterials eingebaut, das aus den laminierten Teilen aufgebaut war, und Vakuum von 0,01 Torr (etwa 1,3 Pa) wurde bei einem Zustand aufrecht erhalten, bei dem eine Druckkraft von 1 kgf/cm² (etwa 98 kPa) in Dickerichtung angewendet wurde. Bei jedem der Kernmaterialien im aufrechterhaltenen Dauerzustand wurden die Temperaturen von Teilen der oberen und unteren Flächen der jeweiligen Kernmaterialien, die aus den jeweiligen laminierten Teilen hergestellt wurden, und der Wärmefluss gemessen, der in jedem der Kernmaterialien fließt, sodass die jeweilige Wärmeleitfähigkeit berechnet wurde. Die Ergebnisse der Messung der erhaltenen Wärmeleitfähigkeiten sind in der Spalte der Tabelle 1 „Wärmeleitfähigkeit“ angegeben. Hinsichtlich des Vergleichsbeispiels 1 ist die Wärmeleitfähigkeit des herkömmlichen Faservlieses, das aus Glaswolle aufgebaut ist, in der Spalte der Tabelle 1 „Wärmeleitfähigkeit“ angegeben. Tabelle 1

	geschnitzelte Glasstränge		Binder	metrisches Grundgewicht (g/m²)	Menge des Binders (Masse-%)	Wärmeleitfähigkeit (mW/m·K)	Anzahl der laminierten Faservliese (Folien)
	Faserdurchmesser (µm]	Faserlänge (mm)	Binder	metrisches Grundgewicht (g/m²)	Menge des Binders (Masse-%)	Wärmeleitfähigkeit (mW/m·K)	Anzahl der laminierten Faservliese (Folien)
Beispiel 1	6	10	Acryl	100	5,7	1.10	10
Beispiel 2	6	6	granuläres PVA	101	2,8	0,89	10
Beispiel 3	10	10	granuläres PVA	100	2,3	0,90	10
Beispiel 4	13	10	faseriges PVA	100	2,7	1,07	10
Beispiel 5	10	6	faseriges PVA	100	5,8	1,06	10
Beispiel 6	10	10	granuläres PVA	100	9,2	1,05	10
Beispiel 7	10	10	granuläres PVA	50	2,2	1,10	20
Beispiel 8	10	10	granuläres PVA	210	2,2	0,80	5
Beispiel 9	6	6	granuläres PVA	97	0	0,70	10
Vergleichsbeispiel 1	4	-	keiner	-	keine	1,70	-

Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen kann gesehen werden, dass die Wärmeleitfähigkeit des jeweiligen Vakuumwärmeisolationsmaterials in den erfindungsgemäßen Beispielen weniger als oder gleich 1,10 mW/m·K beträgt, was ein im Wesentlichen geringerer Wert ist, verglichen mit den der herkömmlichen Vakuumwärmeisolationsmaterialien, wie im Vergleichsbeispiel, und die jeweiligen Vakuumwärmeisolationsmaterialien in den erfindungsgemäßen Beispielen weisen hervorragende Wärmeisolationsleistungen auf, die die Grenzen der Verbesserung der herkömmlichen Wärmeisolationsleistung übertreffen.
Dementsprechend wird es bei Verwendung des erfindungsgemäßen Vakuumwärmeisolationsmaterials möglich, Vorrichtungen bereitzustellen, wie Kühlschränke, die eine hervorragende Wärmeisolationsleistung und Energieeinsparung aufweisen.
Die beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele sollen in allen Richtungen nur als veranschaulichend und nicht als einschränkend angesehen werden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen und Beispiele bestimmt wird und dass alle Änderungen und Variationen innerhalb des Bereichs und des Äquivalenzbereichs der beigefügten Ansprüche von deren Umfang erfasst werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Das erfindungsgemäße Kernmaterial für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial und das erfindungsgemäße Vakuumwärmeisolationsmaterial sind dazu fähig, die Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials zu vermindern, indem mindestens eine Vielzahl anorganischer Fasern eingesetzt wird, die durch Anwenden eines kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden, wodurch es möglich wird, die Grenzen der Verbesserung der herkömmlichen Wärmeisolationsleistung zu überschreiten, sodass eine hervorragende Wärmeisolationsleistung erhalten wird, womit eine weit verbreitete Anwendung bei Haushaltskühlschränken ermöglicht wird, die eine Wärmeisolation erfordern.

Claims

Kernmaterial (100) für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, wobei das Kernmaterial (100) durch Laminieren einer Vielzahl von Faservliesen (110) aufgebaut ist, wobei jedes der Faservliese (110) mindestens eine Vielzahl anorganischer Fasern (111, 112) umfasst, die durch Anwenden eines kontinuierlichen Filamentverfahrens hergestellt wurden, und bei jedem der Faservliese sich die meisten der anorganischen Fasern (111, 112) der Vielzahl der anorganischen Fasern (111, 112) sich in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jedes der Faservliese (110) erstrecken.
Kernmaterial (100) nach Anspruch 1 für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, wobei ein durchschnittlicher Faserdurchmesser der anorganischen Fasern (111, 112) größer als oder gleich 3 µm und weniger als oder gleich 15 µm und eine durchschnittliche Faserlänge der anorganischen Fasern (111, 112) größer gleich oder gleich 3 mm und kleiner als oder gleich 15 mm ist.
Kernmaterial (100) nach Anspruch 1 für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, wobei die anorganischen Fasern (111, 112) Glasfasern sind.
Vakuumwärmeisolationsmaterial (1), umfassend: ein Hüllmaterial (200); und ein Kernmaterial (100), das sich innerhalb des Hüllmaterials (200) befindet, wobei das Hüllmaterial (200) so aufgebaut ist, dass es möglich ist, dass das Innere davon in einem dekomprimierten Zustand aufrecht erhalten bleibt, und das Kernmaterial (100) das Kernmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für das Vakuumwärmeisolationsmaterial umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Kernmaterials (100) für ein Vakuumwärmeisolationsmaterial, umfassend die Schritte des Herstellens von Faservliesen (110) unter Verwendung mindestens einer Vielzahl anorganischer Fasern (111, 112), die durch Anwenden eines kontinuierlichen Filamentverfahrens und durch Anwenden eines Nasspapierherstellverfahrens hergestellt wurden, und Einstellen der Meisten der anorganischen Fasern (111, 112) der Vielzahl der anorganischen Fasern (111, 112), sodass sie sich in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jedes der hergestellten Faservliese (110) erstrecken, und weiterhin umfassend den Schritt Laminieren der Vielzahl der Faservliese (110).
Verfahren zur Herstellung eines Vakuumwärmeisolationsmaterials (1), umfassend die Schritte des Herstellens von Faservliesen (110) unter Verwendung mindestens einer Vielzahl von anorganischen Fasern (111, 112), die durch Anwenden eines kontinuierlichen Filamentverfahrens und durch Anwenden eines Nasspapierherstellverfahrens hergestellt wurden, und Einstellen der Meisten der anorganischen Fasern (111, 112) der Vielzahl der anorganischen Fasern (111, 112), sodass sie sich in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jedes der hergestellten Faservliese (110) erstrecken, und weiterhin umfassend, die Schritte Laminieren einer Vielzahl der Faservliese (110) und Einbringen der laminierten Vielzahl der Faservliese (110) in ein Hüllmaterial (200) und Aufrechterhalten des Inneren des Hüllmaterials (200) in einem dekomprimierten Zustand.
Verfahren zur Herstellung eines Vakuumwärmeisolationsmaterials (1), umfassend den Schritt der Herstellung der Faservliese (110) unter Verwendung mindestens einer Vielzahl der anorganischen Fasern (111, 112), die durch Anwenden eines kontinuierlichen Filamentverfahrens und durch Anwendung eines Nasspapierherstellverfahrens hergestellt wurden, und Einstellen der Meisten der anorganischen Fasern (111, 112) der Vielzahl der anorganischen Fasern (111, 112), damit sie sich in Richtungen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche jedes der hergestellten Faservliese (110) erstrecken, und weiterhin umfassend die Schritte Laminieren einer Vielzahl der Faservliese (110), Entfernen eines Binders, der in der laminierten Vielzahl der Faservliese (110) enthalten ist, und Einbringen der Vielzahl der Faservliese (110), wobei der Binder davon entfernt wurde, in ein Hüllmaterial (200) und Aufrechterhalten der Innenseite des Hüllmaterials (200) in einen dekomprimierten Zustand.