JP2014077478A - Vacuum heat insulation material and heat insulation box comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空断熱材およびこの真空断熱材を備えた断熱箱に係り、特に、冷熱機器へ使用して好適な真空断熱材、およびこの真空断熱材を備えた断熱箱に関する。 The present invention relates to a vacuum heat insulating material and a heat insulating box provided with the vacuum heat insulating material, and more particularly to a vacuum heat insulating material suitable for use in a refrigeration apparatus and a heat insulating box provided with the vacuum heat insulating material.
従来、断熱材としてウレタンが用いられているが、近年は、ウレタンよりも断熱性能が優れた真空断熱材がウレタンと併用して使用されるようになっている。かかる真空断熱材は、冷蔵庫の他に、保温庫、車両空調機、給湯器などの冷熱機器にも用いられている。 Conventionally, urethane has been used as a heat insulating material, but in recent years, vacuum heat insulating materials having better heat insulating performance than urethane have been used in combination with urethane. Such a vacuum heat insulating material is used not only for a refrigerator but also for a cooling device such as a heat insulation box, a vehicle air conditioner, and a water heater.
真空断熱材とは、ガスバリア性(空気遮断性)のアルミ箔でできた外包材の中に、粉末、発泡体、繊維体などを芯材として挿入し、内部が数Paの真空度に保たれているものである。 The vacuum insulation material is a powder, foam, fiber, etc. inserted into the outer packaging material made of gas barrier (air barrier) aluminum foil, and the inside is kept at a degree of vacuum of several Pa. It is what.
冷蔵庫等の断熱箱の断熱材として用いられている従来の真空断熱材としては、芯材に無機繊維を用いた内包材を減圧状態で外包材に収容したものがある。また、従来の真空断熱材としては、芯材と外包材の間に有機コーティング層やフィルム層を設けて、芯材が外包材に傷を付けるのを有機コーティング層やフィルム層によって防止するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional vacuum heat insulating material used as a heat insulating material for a heat insulating box such as a refrigerator, there is one in which an inner packaging material using an inorganic fiber as a core material is accommodated in an outer packaging material in a reduced pressure state. In addition, as a conventional vacuum heat insulating material, an organic coating layer or film layer is provided between the core material and the outer packaging material, and the organic coating layer or film layer prevents the core material from scratching the outer packaging material. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、芯材が外包材に傷を付けるのを有機コーティング層やフィルム層によって防止するようにしたものにあっては、コーティング層やフィルム層の存在によって空隙がなくなり、熱伝導率が悪化するという難点があった。 However, in the case where the core material prevents the outer packaging material from being damaged by the organic coating layer or the film layer, the presence of the coating layer or the film layer eliminates the void, and the thermal conductivity is deteriorated. There were difficulties.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、断熱性能を維持したまま、外包材に傷が付くのを防止できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to prevent the outer packaging material from being damaged while maintaining the heat insulation performance.
本発明に係る真空断熱材は、ガスバリア性の外包材の内部に無機繊維で構成される芯材を収容し内部を減圧状態にして封止した真空断熱材であって、芯材と外包材との間に有機繊維の不織布を設けたものである。 A vacuum heat insulating material according to the present invention is a vacuum heat insulating material that contains a core material composed of inorganic fibers inside a gas barrier outer packaging material and is sealed in a reduced pressure state. The core material, the outer packaging material, An organic fiber non-woven fabric is provided between them.
本発明によれば、芯材と外包材との間に設けた有機繊維の不織布によって、芯材が外包材に傷を付けるのを防止することができる。また、有機繊維の不織布によって空隙を確保できるので、熱伝導率の悪化を防止でき、断熱性能を維持することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent that a core material damages an outer packaging material with the nonwoven fabric of the organic fiber provided between the core material and the outer packaging material. Moreover, since a space | gap can be ensured with the nonwoven fabric of an organic fiber, deterioration of heat conductivity can be prevented and heat insulation performance can be maintained.
実施形態1.
図1は実施形態1に係る真空断熱材の分解斜視図である。図2は実施形態1に係る真空断熱材の芯材の周りに有機繊維の不織布を配置した状態を示す斜視図である。
実施形態1に係る真空断熱材1は、図1及び図2のように空気遮断性を有するガスバリア性の外包材2と、外包材2に封入された無機繊維の芯材3と、芯材3と外包材2との間、つまり芯材3の周りに設けた有機繊維の不織布4とを有している。外包材2の内部は1Pa〜3Paに減圧されている。
FIG. 1 is an exploded perspective view of the vacuum heat insulating material according to the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing a state in which an organic fiber non-woven fabric is arranged around the core of the vacuum heat insulating material according to the first embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2, the vacuum
真空断熱材1の外包材2は、延伸ナイロン(厚さ25μm)、アルミ蒸着PET(ポリエチレンテレフタレート)(厚さ12μm)、アルミ蒸着EVOH(エチレンビニルアルコール樹脂)(厚さ12μm)、低密度直鎖状ポリエチレン(厚さ50μm)で構成されたガスバリア性のあるプラスチックラミネートフィルムで構成されている。
The
外包材2に封入された無機繊維の芯材3は、平均繊維径4μmの乾式ガラスで構成されている。
The inorganic
芯材3の周りに設けた有機繊維の不織布4は、スパンボンド法によって連続した繊維に形成されたポリエチレンテレフタレート繊維(目付17.5(g/m2)、平均繊維径13μm)で構成され、芯材3の両側に1枚ずつ配置されている。これら有機繊維の不織布4は、いずれもサイズを280×355mmとし、外包材2の真空引き時に、芯材3を包み込めるようにした。なお、有機繊維の不織布4の材料としては、他の有機繊維、例えばポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ乳酸繊維でもよい。
The organic fiber
以上の構成を有する真空断熱材1は、次の工程によって製作される。先ず、外包材2は、4辺のうち3辺をシール包装機によってヒートシールする。次いで、袋である外包材2には、乾燥させた芯材3を挿入する。次に、芯材3の周り、つまり芯材3と外包材2との間には、有機繊維の不織布4を挿入し、不織布4にて芯材3を挟み、真空引き後、残りの1辺をシールする。なお、有機繊維の不織布4を袋状にしてガラス芯材を入れたり、有機繊維の不織布4でガラス芯材を包んだりしてもよい。
The vacuum
このようにして製作された真空断熱材1は、熱伝導率が、0.0021(W/mK)であった。この真空断熱材1の熱伝導率は、英弘精機社製HC07/304を使用し、真空断熱材1の作製翌日に測定したものである。また、この真空断熱材1は、芯材3の周りに設けた有機繊維の不織布4によって、芯材が外包材に傷を付けるのを防止することができた。
The vacuum
比較例1.
比較例1として、平均繊維径4μmの乾式ガラスを芯材として用い、実施形態1と同様に真空断熱材を作製し、熱伝導率を測定した。この比較例1では、芯材と外包材との間になにも設けていない。
この比較例1の真空断熱材は、熱伝導率が0.0021(W/mK)であり、実施形態1の真空断熱材1のものと同等の熱伝導率であったが、芯材が外包材に傷を付けるのを防止できず、実施形態1の真空断熱材1のものと比較して信頼性に劣るものであった。
Comparative Example 1
As Comparative Example 1, a dry glass having an average fiber diameter of 4 μm was used as a core material, a vacuum heat insulating material was produced in the same manner as in
The vacuum heat insulating material of Comparative Example 1 has a thermal conductivity of 0.0021 (W / mK), which is the same as that of the vacuum
比較例2.
比較例2として、表面に有機材層をコーティングした平均繊維径4μmの乾式ガラスを芯材として用い、実施形態1と同様に真空断熱材を作製し、熱伝導率を測定した。この比較例2では、コーティング剤として、PVA(ポリビニルアルコール)の0.1%水溶液を使用した。
この比較例2の真空断熱材は、芯材が外包材に傷を付けるのを、芯材表面のコーティング層によって防止できるが、熱伝導率が0.0022(W/mK)であり、実施形態1の真空断熱材1のものと比較して熱伝導率の点で劣るものであった。
Comparative Example 2
As Comparative Example 2, using a dry glass having an average fiber diameter of 4 μm whose surface was coated with an organic material layer as a core material, a vacuum heat insulating material was produced in the same manner as in
The vacuum heat insulating material of Comparative Example 2 can prevent the core material from scratching the outer packaging material by the coating layer on the surface of the core material, but has a thermal conductivity of 0.0022 (W / mK). It was inferior in the point of thermal conductivity compared with the thing of 1 vacuum
比較例3.
比較例3として、平均繊維径4μmの乾式ガラスを芯材として用い、また芯材の両側に厚み30μmのLL-DPE(linear low-density polyethylene)フィルムを配置し、実施形態1と同様に真空断熱材を作製し、熱伝導率を測定した。
この比較例3の真空断熱材は、芯材が外包材に傷を付けるのを芯材の両側に配置したLL-DPEフィルムによって防止できるが、熱伝導率が0.0022(W/mK)であり、実施形態1の真空断熱材1のものと比較して熱伝導率の点で劣るものであった。
Comparative Example 3
As Comparative Example 3, a dry glass having an average fiber diameter of 4 μm was used as a core material, and a LL-DPE (linear low-density polyethylene) film having a thickness of 30 μm was disposed on both sides of the core material. A material was prepared and the thermal conductivity was measured.
The vacuum heat insulating material of Comparative Example 3 can prevent the core material from scratching the outer packaging material by the LL-DPE film disposed on both sides of the core material, but the thermal conductivity is 0.0022 (W / mK). Yes, it was inferior in terms of thermal conductivity as compared with that of the vacuum
以上をふまえ、実施形態1の真空断熱材1は、断熱性能と外包材2の破袋防止の両方の点でみて性能的に一番優れることが分かった。これは、芯材3の周りに設けた有機繊維の不織布4によって芯材3が外包材2に傷を付けるのを防止することができることと、有機繊維の不織布4によって空隙を確保でき、熱伝導率の悪化を防止できたためと思われる。
Based on the above, it has been found that the vacuum
また、実施形態1の真空断熱材1は、不織布4を構成する有機繊維の材料として、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ乳酸繊維などを用いている。これらの有機繊維は、もともと熱伝導率が低いので、断熱性能を向上させることができる。さらに、ポリ乳酸の場合は、生分解性があるので、製品の使用後に解体、分別された繊維を埋め立て処理することもできる。
Moreover, the vacuum
また、実施形態1の真空断熱材1は、不織布4を構成する有機繊維が、連続した繊維であるため、不織布4の作成が容易である。
Moreover, since the organic fiber which comprises the
また、有機繊維は、無機繊維に比べ引張弾性率が低く、可撓性に優れる。実施形態1の真空断熱材1は、無機繊維の芯材3の周りに有機繊維の不織布4を設けているので、折り曲げて使用する必要がある場合に、加工性が良く、有利である。
In addition, organic fibers have a lower tensile elastic modulus than inorganic fibers and are excellent in flexibility. The vacuum
実施形態2.
図3は実施形態2に係る断熱箱(本実施形態では冷蔵庫を示す)を模式的に示す正面視の断面図である。なお、実施形態1と同じ部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図3において、断熱箱である冷蔵庫100は、外箱9と、外箱9の内部に配置された内箱10と、外箱9と内箱10との間に配置された真空断熱材1およびポリウレタンフォーム(断熱材)11と、内箱10内に冷熱を供給する冷凍ユニット(図示しない)とを備えている。なお、外箱9および内箱10は、共通する面にそれぞれ開口部が形成され、当該開口部に開閉扉(図示せず)が設置されており、内箱10の内部温度は温度調整手段により調整される。
FIG. 3 is a front sectional view schematically showing a heat insulation box (in this embodiment, a refrigerator) according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as
In FIG. 3, the
実施形態2の断熱箱である冷蔵庫100において、真空断熱材1の外包材2はアルミ蒸着層を含んでいるため、このアルミ蒸着層を通って熱が回り込むヒートブリッジが生じるおそれがある。このヒートブリッジの影響を抑制するため、真空断熱材1は樹脂成形品であるスペーサ8を用いて、外箱9の塗装鋼板から離して配設されている。なお、スペーサ8には、後工程で断熱壁内に注入されるポリウレタンフォーム11にボイドが残らないように、流動を阻害しないための孔が、設けられている。
In the
すなわち、冷蔵庫100は、真空断熱材1、スペーサ8およびポリウレタンフォーム11によって形成された断熱壁12を有している。なお、断熱壁12が配置される範囲は、限定されるものではなく、天井壁13と底壁14を含む外箱9と内箱10との間に形成される隙間の全範囲であっても一部であってもよく、また、開閉扉の内部に配置されてもよい。
That is, the
なお、以上は、断熱箱が冷蔵庫100である場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、保温庫、車両空調機、給湯器などの冷熱機器あるいは温熱機器、さらには、所定の形状を具備する箱に替えて、変形自在な外袋および内袋を具備する断熱袋(断熱容器)であってもよい。
In addition, although the above showed the case where the heat insulation box was the
1 真空断熱材、2 外包材、3 芯材、4 有機繊維の不織布、8 スペーサ、9 外箱、10 内箱、11 ポリウレタンフォーム(断熱材)、12 断熱壁、13 天井壁、14 底壁、100 冷蔵庫(断熱箱)。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記芯材と外包材との間に有機繊維の不織布を設けたことを特徴とする真空断熱材。 It is a vacuum heat insulating material that contains a core material composed of inorganic fibers inside an outer packaging material having gas barrier properties and is sealed in a reduced pressure state inside,
A vacuum heat insulating material characterized in that an organic fiber non-woven fabric is provided between the core material and the outer packaging material.
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