JP6191012B2 - Insulation - Google Patents
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Description
本発明は、自動販売機、冷蔵庫、加熱炉などにおいて使用される断熱材に関するものである。 The present invention relates to a heat insulating material used in a vending machine, a refrigerator, a heating furnace, and the like.
従来、自動販売機では、庫内を仕切っている断熱壁の仕切り板によって商品の高温部と冷却部の領域を作り出している。仕切り板の構造としては、仕切り板をL字上の鋼板部材で縁取ったものがある(特許文献1、2)。
Conventionally, in a vending machine, the area | region of the high temperature part and cooling part of goods is created with the partition plate of the heat insulation wall which has partitioned the inside of the store | warehouse | chamber. As a structure of a partition plate, there exists what bordered the partition plate with the steel plate member on L shape (
図10(a)は、特許文献1に記載された従来の自動販売機の仕切り板1の分解斜視図を示す。仕切り板本体2と、上枠3と、後枠5と、下枠4と、前枠6とパッキン7とを含む。
FIG. 10A shows an exploded perspective view of the
仕切り板1は、硬質ウレタンフォームの仕切り板本体2、この仕切り板本体2を補強するための上枠3、下枠4、後枠5、前枠6、パッキン7から構成されている。
The
図10(b)は、自動販売機中で、仕切り板1が使用されている部分の拡大断面図である。自動販売機中には、高温部11と低温部12とからなる保管室801がある。缶飲料などを保管する部屋である。高温部11と、低温部12との間に仕切り板1が配置されている。自動販売機は省エネのため小型化が進み、高温部11と低温部12との間には、十分なスペースを設けることができない。
FIG.10 (b) is an expanded sectional view of the part in which the
以上のように構成された自動販売機の断熱壁である仕切り板1について説明する。図10(a)に示すように、仕切り板1は、仕切り板本体2が上枠3、下枠4、後枠5で覆われている。仕切り板1は、硬質ウレタンフォームで形成されている保管室801に取り付けられている。仕切り板1で、高温部11と低温部12とを分けている。それぞれに商品が保管されている。
The
低温部12の商品と、高温部11の商品とが、同時に保管、販売される。低温部12の商品及び高温部11の商品の温度を保持する為に、この仕切り板1で、その間の熱移動を遮断している。仕切り板1として、真空断熱材が使われる場合もある。
The product in the
また、断熱扉(図示しない)が閉じた時に、前枠6に取り付けられたパッキン7のところが収縮することによって、仕切り板1と断熱扉との隙間が塞がれている。高温部11から低温部12への熱の侵入を抑えている。
Further, when the heat insulating door (not shown) is closed, the gap between the
しかしながら、上記の従来の仕切り板の場合、高温部と低温部との間で、十分な断熱ができていない。なぜならば、パッキンのところから熱が漏れていた。パッキンの熱伝導率は、0.20W/mKもあり、熱が伝わっていた。パッキンは弾性があるが、熱伝導性が低くなく熱を伝達していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、断熱特性がよく、かつ、変形できる断熱部材を提供するものである。
However, in the case of the above conventional partition plate, sufficient heat insulation is not achieved between the high temperature portion and the low temperature portion. Because heat was leaking from the packing. The heat conductivity of the packing was 0.20 W / mK, and heat was transmitted. Although the packing is elastic, the heat conductivity is not low and heat is transferred.
The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a heat insulating member that has good heat insulating properties and can be deformed.
従来の課題を解決するために、本発明では、シリカのナノポーラス多孔体であるエアロゲルを樹脂製フィルムの袋に封入した断熱材を用いるものである。 In order to solve the conventional problems, the present invention uses a heat insulating material in which an airgel, which is a nanoporous porous body of silica, is enclosed in a bag of a resin film.
エアロゲルは熱伝導率が空気の熱伝導率0.028W/mKよりも小さい性質を持ち、おおよそ0.013W/mKから0.025W/mK程度の熱伝導率を有している。 The airgel has a property that the thermal conductivity is smaller than the thermal conductivity 0.028 W / mK of air, and has a thermal conductivity of about 0.013 W / mK to 0.025 W / mK.
このエアロゲルはおおよそ85体積%から95体積%の空気を含んだ発泡体であり、発泡体の穴のサイズが空気の平均自由工程とされる68nmよりも小さいため、低い熱伝導を達成している。 This airgel is a foam containing approximately 85% to 95% by volume of air, and the pore size of the foam is smaller than 68 nm, which is regarded as the mean free path of air, so that low heat conduction is achieved. .
また、エアロゲルは固形分としてのシリカが非常に少ない発泡体であるため、骨格がもろい性質を持つとともに、いったん砕けたあとは、大幅に体積を減少させることになる。 In addition, since airgel is a foam with very little silica as a solid content, the skeleton has a brittle nature, and once crushed, the volume is greatly reduced.
このエアロゲルのブロック体あるいは顆粒粉を袋詰めにして用いることで、優れた断熱材として応用することができる。 By using the airgel block or granule in a bag, it can be applied as an excellent heat insulating material.
また、本発明では、樹脂製の袋あるいはチューブにエアロゲルを封入した部材を断熱材として用い、仕切り板の周辺に生じる隙間に挿入することで、極めて高い断熱性能を発揮させることができることを特徴としている。 Moreover, in the present invention, a member in which aerogel is sealed in a resin bag or tube is used as a heat insulating material, and is inserted into a gap generated around the partition plate, so that extremely high heat insulating performance can be exhibited. Yes.
また、隙間の寸法に合わせて、袋内のエアロゲルを加圧することで破砕し、エアロゲルが消失した空間に対して、収縮性チューブを加熱で縮ませ、その空間を埋める。このことで寸法の公差を吸収し、隙間からの熱の流れを遮断することができるものである。 Moreover, according to the dimension of a clearance, it crushes by pressurizing the airgel in a bag, a shrinkable tube is shrunk by heating with respect to the space where the airgel disappeared, and the space is filled up. This absorbs dimensional tolerances and blocks the flow of heat from the gap.
本発明の自動販売機は、仕切り板を挟んだ二つの庫内を冷却と加温にして温度差がある場合においても、パッキンを通した熱伝導を防止し、消費電力量の低減すなわち省エネを行うことができる。 The vending machine according to the present invention prevents heat conduction through the packing even when there is a temperature difference by cooling and heating the inside of the two chambers sandwiching the partition plate, thereby reducing power consumption, that is, saving energy. It can be carried out.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1(a)は、実施の形態1における断熱材101の断面図を示す。図1(b)は、実施の形態1における断熱材101の斜視図を示す。また、図2は断熱材に用いるエアロゲルの構造モデルを示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1A shows a cross-sectional view of the
断熱材101は、エアロゲルのブロック102と、空気層103と、それらを包む樹脂フィルム104と、を含む。1つ例として直方体のものを示している。
<エアロゲルのブロック102>
寸法は、各粒子を接して覆う、直方体(包含する最小の直方体)を想定して定義する。最大粒子径は、長方体の3辺の内一番長い辺の長さである。平均粒子径は、各粒子の3辺の平均値を、平均した径である。以下、寸法の定義は同じである。
The
<Airgel
The dimension is defined assuming a rectangular parallelepiped (the smallest rectangular parallelepiped that covers each particle). The maximum particle diameter is the length of the longest side among the three sides of the rectangular parallelepiped. The average particle diameter is a diameter obtained by averaging the average values of the three sides of each particle. Hereinafter, the definition of the dimension is the same.
断熱材101に、エアロゲルのブロック102を密に詰る必要があるので、3辺の比(最長辺/最小辺)は、1から10の必要がある。より好ましくは、1から5の比がよい。立方体に近くすることで蜜に詰める。
Since the
エアロゲルのブロック102は形状が角を有する粒子状であり、おおよその大きさ(最大寸法)が5mmから50mmであり、平均粒径は、1〜10mmのものを用いた。
The
平均粒径は、10mmより大きいと、空間に詰める場合に隙間ができすぎ、空間密度が大きくなる。結果、断熱性が悪くなる。 When the average particle size is larger than 10 mm, a space is excessively formed when the space is packed, and the spatial density is increased. As a result, the heat insulation is deteriorated.
平均粒径は、1mmより小さいと、空間に密に詰るが、圧縮された場合に縮むことができず隙間を断熱できない。 If the average particle size is less than 1 mm, the space is tightly packed, but when compressed, it cannot be shrunk and the gaps cannot be insulated.
断熱材101の寸法は、例えば、1辺が30mmから100mmである。エアロゲルのブロック102を少なくとも蜜に詰めるため、エアロゲルのブロック102の1辺は、断熱材101の最小辺の3分の1以下、つまり、10mm以下にするのが好ましい。
The dimension of the
断熱材101の体積中のエアロゲルのブロック102の体積割合は、断熱性能を確保するため、80%体積以上が必要である。
The volume ratio of the
形状、大きさに関してはこの限りではなく、製品によって適切な粒子径のものを用いることができる。ただし、粒子の大きさは、そろっていず、平均値の前後でばらついていることが好ましい。エアロゲルのブロック102で隙間なく詰めることができよい。
The shape and size are not limited to this, and those having an appropriate particle size can be used depending on the product. However, the sizes of the particles are not uniform and preferably vary around the average value. The
用いたエアロゲルの模型を図2に示す。ゲル中に微細な細孔を有するものである。基本構成物質としては、シリカ粒子201である。シリカエアロゲル(以下エアロゲル)は、一般に、数10nmオーダの細孔202を含む多孔体構造を有いる。
The airgel model used is shown in FIG. The gel has fine pores. The basic constituent material is
ここで、細孔202の平均穴径は、3〜68nmが好ましい。 Here, the average hole diameter of the pores 202 is preferably 3 to 68 nm.
平均の細孔穴が、68nmより大きい場合であると、細孔内で空気が自由に動くことができる。実施の形態で作製したエアロゲルは、細孔が独立ではなく、細孔間が繋がった形で構成される。よって、エアロゲルの細孔内に存在する空気が自由に動いてしまうため、空気の熱伝導を抑制する効果が薄まってしまう。なお、この発明では、樹脂フィルム104内は、真空にせず、空気が存在している。
If the average pore size is larger than 68 nm, air can move freely in the pores. The airgel produced in the embodiment is configured in such a way that the pores are not independent but the pores are connected. Therefore, since the air which exists in the pore of an airgel moves freely, the effect which suppresses heat conduction of air will become thin. In the present invention, the
ここで、平均の細孔穴が68nm以下の細孔の場合、細孔内で空気が閉じ込められ、自由に動くことができないため、空気の熱伝導成分を十分に抑制できる。
一方、最小の平均穴径は、エアロゲル粒子の最小径である数10nm以上が必要である。なぜならば、それより小さいと穴が無くなり、断熱性能が悪くなるためである。具体的には、5nm以上の穴径、好ましくは、3nm以上の穴径がよい。
Here, when the average pore hole is a pore of 68 nm or less, air is confined in the pore and cannot move freely, so that the heat conduction component of air can be sufficiently suppressed.
On the other hand, the minimum average hole diameter needs to be several tens of nm or more, which is the minimum diameter of the airgel particles. This is because if it is smaller than that, the holes disappear and the heat insulation performance deteriorates. Specifically, the hole diameter is 5 nm or more, preferably 3 nm or more.
用いるエアロゲルの断熱性能は、熱伝導率0.01W/m・K〜0.02W/m・Kである。一方、PETなどの繊維が用いられた不織布や断熱グラスウールやスポンジは、熱伝導率が0.04W/m・K〜0.07W/m・Kである。また、ウレタンフォームでは、熱伝導率は0.02W/m・K〜0.03W/m・Kである。したがって、実施の形態のエアロゲルは断熱性能が高い。さらに、エアロゲルの熱伝導率は、空気の熱伝導率とされる0.028W/m・Kよりも小さい熱伝導率である。 The heat insulating performance of the airgel used is 0.01 W / m · K to 0.02 W / m · K. On the other hand, non-woven fabric, heat insulating glass wool, and sponge using fibers such as PET have a thermal conductivity of 0.04 W / m · K to 0.07 W / m · K. In urethane foam, the thermal conductivity is 0.02 W / m · K to 0.03 W / m · K. Therefore, the airgel of the embodiment has high heat insulation performance. Furthermore, the thermal conductivity of the airgel is smaller than 0.028 W / m · K, which is the thermal conductivity of air.
また、従来から高性能断熱材としては、真空断熱材があった。真空断熱材は袋の中にガラス繊維等を詰め込んで密封した後、中の空気を抜くことで真空状態にしたものであるが、空気が熱媒体として働かないために低い熱伝導を得ることができない。 Conventionally, there has been a vacuum heat insulating material as a high performance heat insulating material. The vacuum insulation material is made by filling the bag with glass fiber or the like and sealing it, and then pulling out the air inside to create a vacuum. However, since the air does not work as a heat medium, low heat conduction can be obtained. Can not.
また、シリカエアロゲルの表面および細孔の壁面が、水の接触角で110度以上を示す疎水性であって、表面の官能基にトリメチルシリル基あるいはメチル基を有するものであれば、万が一水の浸水があっても断熱性能が劣化しない。 In addition, if the surface of the silica airgel and the wall surface of the pores are hydrophobic with a water contact angle of 110 degrees or more and have a trimethylsilyl group or a methyl group as a functional group on the surface, the water should be submerged. Even if there is, there is no deterioration in the heat insulation performance.
実施の形態1では、エアロゲルとして、熱伝導率が0.015W/m・Kであり、平均の細孔径が40nmのものを用いたが、上記性能を有する一般的なエアロゲルであればこの限りでない。 In the first embodiment, an airgel having a thermal conductivity of 0.015 W / m · K and an average pore diameter of 40 nm is used. However, the present invention is not limited to this as long as it is a general airgel having the above performance. .
よって、断熱材101内部において、熱はエアロゲルのブロック102の隙間の空気層103を優先して通ることとなり、優れた断熱性能を発揮する隙間充填用断熱材が得られる。
<樹脂フィルム104>
また、樹脂フィルム104である袋としては、ポリエチレン製で厚み0.08mmのものを用いたが、PET、PP等であっても問題ない。また、厚みは0.025mm以上3mm以下のものが、好ましい。これより薄いと、強度面で問題があり、また、厚すぎると、樹脂自体の熱伝導の影響が大きくなってしまい実用的でない。
Therefore, heat is preferentially passed through the
<
Moreover, as the bag which is the
また、樹脂フィルム104は、エアロゲルから生じる粉が漏れることを防ぐ働きもする。
<断熱材101へのエアロゲルのブロック102の袋詰め>
樹脂フィルム104で目的の大きさの袋を形成する。シート状の樹脂フィルム104を、溶着、または、接着剤で接着し袋を形成する。その袋に、エアロゲルのブロック102を入れる。袋を振動させ、エアロゲルのブロック102が、蜜に詰まるようにする。その後、空気層103が少なくなるように、袋の蓋を溶着、または、接着剤で封止する。
<実施例1>
実施例1として、エアロゲルのブロック102を樹脂フィルム104の袋につめた断熱材101(図1(b))を用いた。エアロゲルのブロック102は、樹脂フィルム104で密閉されている。図10(a)、(b)に示す自動販売機のパッキン7の代わりに、用いた。つまり、エアロゲルのブロック102の平均粒子径10mmのものをPE製の袋につめた断熱材101を、仕切り板本体2(発泡ウレタン製)に貼り付けた。
Further, the
<Packaging of
A bag of a desired size is formed with the
<Example 1>
As Example 1, a heat insulating material 101 (FIG. 1B) in which an
この断熱材101を有する仕切り板本体2を図10(b)のように用いれば、従来の材料に比べ、熱伝導率が低いため、隙間から熱が漏れていくことを抑制することが可能であることがわかった。熱伝導率は0.02W/m・Kであった。さらに、圧縮性能を有するので熱の漏れを防ぐこともできた。
If the partition plate body 2 having the
実施の形態1においても、樹脂フィルム104に詰め込まれたエアロゲルのブロック102の中に存在する空気層103は、理屈上、熱媒体としての機能が低減される。結果、袋の中はエアロゲルのブロック102内に存在する空気であることから優れた断熱材として扱うことが可能である。
(実施の形態2)
実施の形態2では、実施の形態1で示した樹脂フィルム104に熱収縮性の機能を付与したことを特徴としている。
Also in the first embodiment, the
(Embodiment 2)
The second embodiment is characterized in that a heat-shrinkable function is imparted to the
熱収縮性樹脂としては、電子線照射によるプラスチックの形状記憶効果を応用した熱収縮樹脂を用いた。住友電気工業製「スミチューブ」、「イラックススリーブ」(商標)が使用できる。 As the heat-shrinkable resin, a heat-shrinkable resin applying the shape memory effect of plastic by electron beam irradiation was used. “Sumitube” and “Irax Sleeve” (trademark) manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. can be used.
材質としてはポリオレフィン、フッ素系ポリマーであるポリフッ化ビニリデン、熱可塑性エラストマーなどのものを選定したが、樹脂としては収縮性を持てばよく、この限りではない。 As the material, polyolefin, polyvinylidene fluoride which is a fluorine-based polymer, thermoplastic elastomer, or the like is selected. However, the resin is not limited to this as long as it has shrinkability.
これらの樹脂は例えば100度という温度にさらすと、最大で約半分まで一定方向に収縮することを特徴としており、フィルムが厚み方向に増し、袋の容積を縮めることを可能とする。樹脂フィルム104の厚みなどは実施の形態1と同じである。
When these resins are exposed to a temperature of, for example, 100 ° C., the resin shrinks in a certain direction up to about half, and the film increases in the thickness direction, thereby enabling the bag volume to be reduced. The thickness of the
エアロゲルは先にも述べたように、構造上砕けやすい性質をもつ。このことを利用した実施の形態2の概要を、図3(a)〜図3(c)の断面図と図4のフローチャートを用いて説明する。 As described above, the airgel has a structure that is easily crushed. An outline of the second embodiment using this fact will be described with reference to cross-sectional views of FIGS. 3A to 3C and a flowchart of FIG.
まず、図3(a)に示すように、熱収縮性の樹脂フィルム104の袋にエアロゲルのブロック102を詰め込み密封し、断熱材101を得る。
First, as shown in FIG. 3A, an
次に、加圧することによって、断熱材101中のエアロゲルのブロック102の一部を砕く。結果、断熱材101中のエアロゲルのブロック102を微粒化させて体積を減少させる(図3(b))。このままの状態では断熱材101中に空気層103が増大してしまうため、断熱性能は空気の熱伝導率側に近づいてしまう。断熱材101の体積は目的の寸法になるように、調整する。
Next, a part of the
そこで、フローチャートに示すように、増加した断熱材101中の空気層103を埋めるため、断熱材101自体を加熱し熱収縮性の樹脂フィルム104を収縮させる熱をかけて、袋を収縮させ、図3(c)のように一回り薄い高性能な断熱材101を形成することが可能となる。樹脂フィルム104内は、少し加圧された状態となる。外部から空気が入る可能性が少ない。外部の影響を受けにくい安定した断熱材となる。
<実施例2>
実施例2として、この断熱材101を、図10(a)、図10(b)の自動販売機の断熱部材として、パッキン7のかわりに挿入した。この断熱材101を用いれば、従来の材料に比べ、隙間に対して圧縮して使う必要性がない。すでに、その隙間にあわせて圧縮されているためである。断熱性能を低下させることなく利用できる。
Therefore, as shown in the flowchart, in order to fill the increased
<Example 2>
As Example 2, this
また、樹脂フィルム104からなる袋を収縮させていない場合、内包物よりも袋が大きくなりすぎる。このために、隙間を十分に埋めることができない。この実施の形態では、隙間に合わせて、縮ませるので、隙間にフィットし、隙間から熱が漏れていくことを抑制することが可能である。
Moreover, when the bag made of the
実施例1の場合の熱伝導率0.02W/m・Kに対して、実施例2では、0.019W/m・Kと断熱性能に向上が見られた。 In contrast to the thermal conductivity of 0.02 W / m · K in the case of Example 1, the thermal insulation performance was improved to 0.019 W / m · K in Example 2.
このエアロゲルのブロック102、あるいは、顆粒粉(砕けたもの)を、袋詰めにしてやることで、優れた断熱材として応用することができる。しかし、実施の形態2の断熱材101は、任意の寸法に合わせて中のエアロゲルのブロック102を加圧することで破砕する。エアロゲルのブロック102が消失した空間を、収縮性チューブを縮ませ埋める。このことで、外側の空気のみの層を消失させ、断熱性能を維持することを可能とした断熱材101である。
This
また、必要に応じて樹脂フィルム104に空気の抜き穴を設けてもよい。その他、説明していないものは、実施の形態1と同様である。
(実施の形態3)
図5に実施の形態3の断熱材101の断面図を示す。封入するエアロゲルの形状を、エアロゲルのブロック102の塊と、エアロゲルの顆粒粉105と、を組み合わせて用いた袋入りエアロゲルの断熱材101である。
Moreover, you may provide the vent hole in the
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the
ここで、エアロゲルのブロック102は、角っているブロックである。丸みを有さないものである。エアロゲルの顆粒粉105は、すくなくとも1部に丸みを帯びた粒子です。好ましくは、全体が丸みを帯びているのがよい。各粒子の最大粒子径(最大辺長さ)の平均の大きさは、エアロゲルのブロック102が、エアロゲルの顆粒粉105より大きい。
Here, the
図5と図1との比較からわかるように、空気層103に相当する箇所をエアロゲルの顆粒粉105が埋まることによって、空気層103を介した熱の伝わりをより鈍化させたことを特徴としている。エアロゲルの顆粒粉105は丸みを有するので、エアロゲルのブロック102の隙間に入りやすい。
As can be seen from the comparison between FIG. 5 and FIG. 1, the airgel granule powder 105 is buried in the portion corresponding to the
ブロック状のエアロゲルが平均径5mm以上であったのに対し、顆粒粉は0.1mm以上5mm以下の範囲の最大径であることを特徴としている。 While the block-shaped airgel has an average diameter of 5 mm or more, the granular powder has a maximum diameter in the range of 0.1 mm to 5 mm.
0.1mm以下の粒子については含まれていた場合でも問題はないが空気層を埋めるというよりは、袋のそこに沈降してしまい、エアロゲルのブロック102の隙間を埋める役割を果たすことが困難である。
There is no problem even if particles of 0.1 mm or less are included, but rather than filling the air layer, it settles there, and it is difficult to play a role of filling the gap of the
実施の形態3ではブロック状の塊同士の隙間に顆粒の粉末がかみこむことによって、空気の断熱性能より優れた断熱性を持つエアロゲルが隙間を埋めることによって、より断熱性能を高めたことを特徴としている。 The third embodiment is characterized in that the heat insulation performance is further improved by filling the gap with the airgel having heat insulation superior to the heat insulation performance of the air by the powder of the granule biting into the gap between the block-shaped lumps. It is said.
エアロゲルのブロック102:エアロゲルの顆粒粉105:空気層103の体積割合は、1つの例として以下の式(1)である。
The volume ratio of the airgel block 102: airgel granule powder 105:
エアロゲルのブロック102:エアロゲルの顆粒粉105:空気層103=85:10:5・・・・(1)
エアロゲルのブロック102とエアロゲルの顆粒粉105との体積の合計は、80〜95体積%である。断熱性能確保のため、80体積%以上必要である。
ここで、エアロゲルの顆粒粉105は、5〜15体積%が好ましい。15体積%より大きいと、断熱材101の形状が保てない。5体積%より小さいと、エアロゲルのブロック102の間を十分に満たすことができず、断熱性能がでない。
空気層103は、断熱性確保のため、20%体積以下である。
<実施例3>
実施例3として、平均粒子径が8mmのエアロゲルのブロック102に平均粒子径が0.8mmのエアロゲルの顆粒105を10体積%加えた。エアロゲルの顆粒105を加えない場合の熱伝導率0.02W/m・Kに対して、添加後は、0.017W/m・Kとなり断熱性能に向上が見られた。
Airgel block 102: Aerogel granule powder 105:
The total volume of the
Here, the airgel granule powder 105 is preferably 5 to 15% by volume. If it is larger than 15% by volume, the shape of the
The
<Example 3>
As Example 3, 10% by volume of airgel granules 105 having an average particle diameter of 0.8 mm was added to an
エアロゲルのブロック102同士の隙間に、エアロゲルの顆粒粉105の粉末がかみこむことによって、空気の断熱性能より優れた断熱性を持つエアロゲルの顆粒粉105の粉末が隙間を埋めることによって、より断熱性能を高めたことを特徴としている。 When the airgel granule powder 105 is encapsulated in the gap between the airgel blocks 102, the airgel granule powder 105 having better heat insulation than the air heat insulation performance fills the gap, thereby further insulating performance. It is characterized by having improved.
その他、説明していないものは、実施の形態1と同様である。ここで、実施例1から3の結果をまとめると以下の表1となる。 Others not described are the same as those in the first embodiment. Here, the results of Examples 1 to 3 are summarized as Table 1 below.
実施例2は、実施例1より、樹脂フィルム104が縮んだ分、空気層103が少なく、熱伝導率が小さくなった。さらに実施例3では、エアロゲルの顆粒粉105により空気層が埋められ、空気層103が少なくなり、さらに、熱伝導率が小さくなった。実施例1、2、3の順に、好ましい例となる。
In Example 2, since the
上記のように、熱伝導率が下がることで、低温部12と高温部11(図10(b))とで熱の流れが防止される。結果、各部で所定温度を保つための、ヒータ、冷却装置の電力が低減できる。低温部12と高温部11の構造、他の材料にもよるが、実施の形態1から3の場合、1辺であるパッキン7からの熱を防ぐことができ、従来と比べて、約1割程度の電力量削減ができる。
(実施の形態4)
実施の形態4を、図6を用いて説明する。図6は、実施の形態4の断熱材101の断面図である。
As described above, the flow of heat is prevented in the
(Embodiment 4)
The fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the
断熱材101は、直方体形状であり、その直方体の一番広い面に平行方向のシリカエアロゲルの顆粒粉105の粒子の各最大粒子径の平均径は、前記一番広い面に垂直方向に対して、変化しており、断熱材101の中央から外層に進むにつれて、平均径が小さくしている。外層に進むにつれて平均径が細かいことを特徴とした袋入りエアロゲルの断熱材101である。
The
すなわち、図6に示すように、ブロック状のエアロゲルのブロック102を、樹脂フィルム104の袋の内側に配置し、エアロゲルの顆粒粉105を外周に配置した構造にしている。
That is, as shown in FIG. 6, the block-shaped
袋の中のエアロゲルは最大50mm程度であるが、周辺に行くほど平均粒子径を細かくしている。これは外力を加えて袋に内包されたエアロゲルを破砕した際、表面の顆粒が優先的に壊れることで、断熱材101としての性能面の劣化を起こしにくくしたものである。
The airgel in the bag is about 50 mm at the maximum, but the average particle diameter is made finer toward the periphery. This is because when the airgel contained in the bag is crushed by applying an external force, the granule on the surface is preferentially broken, so that the performance of the
エアロゲルはもろい性質を持つため、一旦亀裂が発生すると、亀裂が伝播してしまい、伝播したあとは空気層103がかみこむことになる。
Since airgel has a fragile property, once a crack occurs, the crack propagates, and after propagation, the
このことによって、空気の熱伝達パスができるため断熱材101の性能劣化を招きかねない。本発明はその影響を除外するため、意図的に壊れる箇所を設けたことを特徴としている。
As a result, a heat transfer path for air is formed, which may cause deterioration in performance of the
上記構造は、外力を加えて樹脂フィルム104の袋に内包されたエアロゲルを破砕した際、表面の顆粒が優先的に壊れることで、断熱材としての性能面の劣化を起こしにくくしたものである。実施の形態1と同等の断熱性能がある。
(実施の形態5)
図7に実施の形態5に相当する補強材入りの断熱材101の断面模式図を示す。エアロゲルのブロック102や、エアロゲルの顆粒粉105は、物質の構造上脆く壊れやすい性質を持つ。よって意図せぬ荷重が加わった場合に、破砕にいたる可能性がある。
In the above structure, when the airgel encapsulated in the bag of the
(Embodiment 5)
FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of a
この実施の形態5では、この意図せぬ破壊を防止するために、断熱性能が劣化しない程度の添加量で、エアロゲルに比較して圧縮強度が強い物質を配合させたことを特徴としている。 In this Embodiment 5, in order to prevent this unintentional destruction, it is characterized in that a substance having a higher compressive strength than that of the airgel is blended in such an amount that the heat insulation performance does not deteriorate.
この実施形態では、アクリル樹脂ビーズ106を用いているが、樹脂ビーズに限らず、金属粒子、セラミック粒子、硬質シリカでもかまわない。
In this embodiment, the
この材料を含有させておくことにより、ある一定荷重をかけた場合においても、ギャップがその粒子径で制御され、完全に潰れてしまうことによって断熱材としての性能が消失してしまうことを防止する機能を付加することができた。 By containing this material, even when a certain load is applied, the gap is controlled by the particle diameter, and the performance as a heat insulating material is prevented from being lost by being completely crushed. A function could be added.
また、アクリル樹脂ビーズ106の添加による断熱性能劣化は、断熱材101の全体積の20体積%まで見られなかった。20体積%以上添加した場合は、アクリル樹脂ビーズ106により熱が伝達され、熱伝導率の性能が悪化することが確認された。ただし、少なくとも3体積%以上ないと形状維持の効果がでない。好ましくは5体積%以上あればよりよい。
Further, the heat insulation performance deterioration due to the addition of the
全体の体積割合の1つの例は、以下式2である。
エアロゲルのブロック102:アクリル樹脂ビーズ106:空気層103=85:10:5・・・・(2)
エアロゲルのブロック102は、80〜95体積%である。断熱性能確保のため、80体積%以上必要である。
One example of the total volume ratio is Equation 2 below.
Airgel block 102: Acrylic resin beads 106:
The
アクリル樹脂ビーズ106は、上記の理由により、3〜20体積%である。空気層103は、断熱性確保のため、20体積%以下が好ましい。
The
添加したアクリル樹脂ビーズ106の粒子径はエアロゲルの平均粒子径が8mmであるのに対し、平均粒子径で5mmのものであった。直径比で7割以下、体積で4分の1以下にすると、エアロゲルにより、アクリル樹脂ビーズ106同士の接触が起こりにくいのでよい。接触しないので熱が伝達されない。その他、説明していないものは、実施の形態1と同様である。
(実施の形態6)
実施の形態6では上記実施の形態1から5のいずれか1つの断熱材101を用いた電子機器に関するもので、適用方法を図8に示す模式図を用いて説明する。図8は、自動販売機内の保管室801の断面図である。
The particle diameter of the added
(Embodiment 6)
The sixth embodiment relates to an electronic device using any one of the
保管室801内の左の高温部11と、右の低温部12と、を仕切り板802で分けている。この保管室801と仕切り板802の隙間に、実施の形態1から5のいずれかの断熱材101を挿入する。このことによって、左右の空間の間の隙間から交換される熱を防止することを可能にした。
The left
すなわち、仕切り板802と保管室801との隙間を、すぐれた断熱材101で埋めることで、従来よりも省エネ性を高めることに成功した。従来の枠部分を、断熱材101に交換した。これは、形状自由度と断熱性能が従来の断熱材よりも優れていることによる効果である。
In other words, the gap between the partition plate 802 and the
併せて、リサイクルするための解体時等に、従来行っていたようなスポンジやパッキンを剥がす作業や、付着したスポンジやパッキンの部分を取除く作業も不要となり、リサイクルのための解体作業の作業能率も良好となる。 At the same time, when dismantling for recycling, the work to remove the sponge and packing and the work of removing the adhering sponge and packing as previously done are no longer required. Will also be good.
また、実施の形態6では、断熱材101単独で使用したが、コストの観点からスポンジやパッキンなど従来部材の一部に、この断熱材101を使用したとしても性能の向上が期待できる。
In the sixth embodiment, the
その他、説明していないものは、実施の形態1と同様である。
<実施例4>
実施例4として、従来の断熱部材であるスポンジと、上記いずれかの実施の形態に記載の断熱材101と、を組み合わせた例の断面模式図を図9に示す。図9に示すように、厚み3mmの断熱材101の上下に厚み1mmの断熱スポンジ901を配置した。断熱スポンジ901は、軟質ウレタン発泡体からなる弾性体である。
Others not described are the same as those in the first embodiment.
<Example 4>
As Example 4, a cross-sectional schematic diagram of an example in which a sponge, which is a conventional heat insulating member, and the
このような配置を形成することによって、挿入寸法が3mm以上5mm以下であった場合であっても、優先的に断熱スポンジ901が圧縮され、断熱材101はそのままの状態で保持されるため、優れた隙間断熱性能を維持することができた。その他、説明していないものは、実施の形態1と同様である。
By forming such an arrangement, even if the insertion dimension is 3 mm or more and 5 mm or less, the
なお、上記実施の形態は、それぞれ組み合わせることができる。 Note that the above embodiments can be combined.
以上のように、本発明の断熱材は冷蔵庫や自動販売機等の電子機器や一般住宅、オフィス、航空機、劇場、屋外観戦場所、屋外作業場所等のさまざまな分野で隙間充填用断熱材として展開が可能である。 As described above, the heat insulating material of the present invention is developed as a gap filling heat insulating material in various fields such as electronic devices such as refrigerators and vending machines, general houses, offices, airplanes, theaters, outdoor watching places, outdoor work places, etc. Is possible.
1 仕切り板
2 仕切り板本体
3 上枠
4 下枠
5 後枠
6 前枠
7 パッキン
11 高温部
12 低温部
101 断熱材
102 エアロゲルのブロック
103 空気層
104 樹脂フィルム
105 エアロゲルの顆粒粉
106 アクリル樹脂ビーズ
201 シリカ粒子
202 細孔
801 保管室
802 仕切り板
901 断熱スポンジ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
シリカエアロゲルの顆粒状粒子と、を樹脂製のフィルムに詰めた断熱材であり、
前記シリカエアロゲルのブロックは角っており、前記シリカエアロゲルの顆粒状粒子は丸みを帯び、
前記シリカエアロゲルのブロックの各最大粒子径の平均値より、前記シリカエアロゲルの顆粒状粒子の各最大粒子径の平均値が小さく、
前記断熱材は、直方体形状であり、
前記直方体の一番広い面に平行方向の前記シリカエアロゲルの顆粒状粒子の各最大粒子径の平均径は、前記一番広い面に垂直方向に対して、変化しており、
前記断熱材の中央から外層に進むにつれて、前記平均径が小さくなる断熱材。 A plurality of silica airgel blocks having an average pore diameter of 68 nm or less ;
And granular particles of silica airgel, a is the cross sectional heated material was packed in a film made of resin,
The silica airgel block is rounded, the granular particles of the silica airgel are rounded,
From the average value of each maximum particle size of the silica airgel block, the average value of each maximum particle size of the granular particles of the silica airgel is small,
The heat insulating material has a rectangular parallelepiped shape,
The average diameter of the maximum particle diameters of the granular particles of the silica airgel in a direction parallel to the widest surface of the rectangular parallelepiped varies with respect to the direction perpendicular to the widest surface,
The heat insulating material in which the average diameter decreases as it proceeds from the center of the heat insulating material to the outer layer.
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