JP7043350B2 - Insulation - Google Patents
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Description
本発明は、断熱材に関する。 The present invention relates to a heat insulating material.
近年、スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどの電子機器や精密機器の高性能化とともに発熱部品からの発熱密度が急激に増加しており、これらの電子機器における熱拡散技術が必須となってきている。 In recent years, the heat generation density from heat-generating parts has rapidly increased with the improvement of the performance of electronic devices such as smartphones, tablets, and notebook computers and precision devices, and heat diffusion technology in these electronic devices has become indispensable.
特に、小型のモバイル機器は、直接人体に接する機会が多く、その筐体外面の温度上昇が深刻な問題となってきている。モバイル機器の筐体外面の温度上昇による問題の一つとして、低温やけどが挙げられる。低温やけどは人体が体温より高い温度に長時間さらされて起こるやけどの一種である。例えば、44℃では6時間でやけどが生じ、1℃上がる毎にやけどに至る時間が半分になるという報告がある。低温やけどは、普通のやけどに比べて当事者が症状の進行に気づくのが遅れる場合がほとんどであり、気づいた時には皮膚が重度の損傷を負っていることも多い。 In particular, small mobile devices have many opportunities to come into direct contact with the human body, and the temperature rise on the outer surface of the housing has become a serious problem. One of the problems caused by the temperature rise on the outer surface of the housing of mobile devices is low temperature burns. Low temperature burns are a type of burn that occurs when the human body is exposed to a temperature higher than body temperature for a long time. For example, it has been reported that burns occur in 6 hours at 44 ° C, and the time to burn is halved for every 1 ° C rise. Cold burns often delay the person's awareness of the progression of symptoms compared to normal burns, often with severe skin damage.
また、冷熱機器においても以下の問題がある。例えば冷蔵庫では、冷蔵庫壁面から冷蔵庫庫内への熱の侵入を防止するために発泡ウレタンや真空断熱材が用いられており、ドアと冷蔵庫箱体との間ではガスケットなどを用いたシール構造が用いられている。一方で、冷蔵庫表面は、冷蔵庫庫内が低温で維持されていることから、庫外の気温よりも低温となり結露が発生する恐れがある。その為、冷蔵庫表面付近には高温冷媒を流す配管やヒータの配置が必要となり、その熱が逆に冷蔵庫を構成する部品を介して庫内へ侵入してしまっている。 In addition, there are the following problems in the cooling and heating equipment. For example, in a refrigerator, urethane foam or vacuum heat insulating material is used to prevent heat from entering the refrigerator from the wall surface of the refrigerator, and a sealing structure using a gasket or the like is used between the door and the refrigerator box. Has been done. On the other hand, the surface of the refrigerator is kept at a low temperature inside the refrigerator, so that the temperature is lower than the temperature outside the refrigerator and dew condensation may occur. Therefore, it is necessary to arrange a pipe for flowing a high-temperature refrigerant and a heater near the surface of the refrigerator, and the heat has conversely entered the refrigerator through the parts constituting the refrigerator.
このように電子機器と冷熱機器のいずれの場合においても、断熱材を配置することで、前者は低温やけどの防止、後者は熱侵入による冷却電力の抑制することが可能となる。この場合、設置可能な空間は非常に狭い為、薄くて熱伝導率の低い断熱材が必要となる。 In this way, in both cases of electronic devices and cooling / heating devices, by arranging the heat insulating material, it is possible to prevent low-temperature burns in the former and suppress cooling power due to heat intrusion in the latter. In this case, the space that can be installed is very small, so a thin heat insulating material with low thermal conductivity is required.
このような現状において、狭いスペースにおいても十分な断熱効果を発揮する断熱材として、シリカエアロゲルシートが存在する。このシリカエアロゲルシートは、不織布にナノサイズの多孔質構造を有するシリカエアロゲルを担持させたものである。 Under such circumstances, a silica airgel sheet exists as a heat insulating material that exhibits a sufficient heat insulating effect even in a narrow space. This silica airgel sheet is made by supporting silica airgel having a nano-sized porous structure on a non-woven fabric.
シリカエアロゲルとは、図5に示すように、シリカ2次粒子502および空隙503を備えた網目構造の集合体である。シリカ2次粒子502は、1nm程度の径を有するシリカ1次粒子501が集合して形成されたものであり、10nm前後の径を有する。空隙503は、10~60nm程度の粒子間距離を有する。
As shown in FIG. 5, the silica airgel is an aggregate of a network structure including silica
この粒子間距離は、空気(窒素分子)の平均自由工程以下である。そのため、シリカエアロゲルの熱伝導率は、0.015~0.024W/mKであり、非常に低い。この熱伝導率は、常温の静止空気の熱伝導率(0.026W/mK)以下である。従って、熱伝導率の低いエアロゲルシートを積層することにより、熱の伝達を抑制することができる。 This interparticle distance is less than or equal to the mean free path of air (nitrogen molecules). Therefore, the thermal conductivity of silica airgel is 0.015 to 0.024 W / mK, which is very low. This thermal conductivity is less than or equal to the thermal conductivity of static air at room temperature (0.026 W / mK). Therefore, heat transfer can be suppressed by laminating an airgel sheet having a low thermal conductivity.
しかしながら、シリカエアロゲルシート(ナノサイズの多孔質構造を有するシリカエアロゲルを坦持した不織布)は、シリカ2次粒子502同士の結合力が小さく極めて脆弱である。そのため、シリカエアロゲルシートに対して外部から応力が加わると、シリカエアロゲルシート表面の開口部に存在するシリカエアロゲル片(例えば、サイズは100μm~200μm)が電子機器内に脱離する。
However, the silica airgel sheet (nonwoven fabric carrying silica airgel having a nano-sized porous structure) has a small binding force between the silica
さらに、電子機器内に脱離したシリカエアロゲル片は、外部からの応力を緩和する不織布に坦持されていない状態となる。そのため、粉砕されて大量のシリカ粒子の微粉となり、電子機器内に飛散し、接触不良等の不具合を引き起こす。 Further, the silica airgel pieces desorbed in the electronic device are not carried by the non-woven fabric that relieves stress from the outside. Therefore, it is crushed into fine particles of a large amount of silica particles, which are scattered in the electronic device and cause problems such as poor contact.
従って、エアロゲルシートの片面または両面に外部からの応力が加わった際、シリカエアロゲルの脱離を抑制することが必要である。 Therefore, it is necessary to suppress the detachment of the silica airgel when an external stress is applied to one or both sides of the airgel sheet.
これに対し、例えば特許文献1には、図6に示すように、不織布603においてシリカエアロゲル602が存在しない箇所を形成し、その箇所と支持層604a、604bとを加熱圧着することで、断熱材601を形成する方法が開示されている。
On the other hand, for example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 6, a portion where the
また、例えば特許文献2には、不織布表層にシリカエアロゲルを担持させず、その不織布表層を加熱融着し、不織布表層の開口径をシリカエアロゲル径よりも小さくすることでシリカエアロゲルの脱離を抑制する方法が開示されている。 Further, for example, in Patent Document 2, the silica airgel is not supported on the surface layer of the nonwoven fabric, the surface layer of the nonwoven fabric is heat-fused, and the opening diameter of the surface layer of the nonwoven fabric is made smaller than the diameter of the silica airgel to suppress the detachment of the silica airgel. The method of doing so is disclosed.
しかしながら、特許文献1および特許文献2の方法では、不織布にシリカエアロゲルを担持させる際に、マスキングあるいは薬品への浸漬の調整が必要となり、大判化(大面積)や複雑な形状への対応が困難となる。 However, in the methods of Patent Document 1 and Patent Document 2, when the silica airgel is supported on the non-woven fabric, masking or adjustment of immersion in chemicals is required, and it is difficult to cope with large format (large area) and complicated shapes. Will be.
冷熱機器などの用途では、断熱を施したい領域は電子機器から隔離された場所であることが多い。そのため、シリカエアロゲルの一部が脱離することによる影響はほとんどなく、不織布の裁断端面にてシリカエアロゲルが露出、脱離しても問題が無い。 In applications such as cooling and heating equipment, the area to be insulated is often a place isolated from electronic equipment. Therefore, there is almost no effect due to the desorption of a part of the silica airgel, and there is no problem even if the silica airgel is exposed and desorbed on the cut end surface of the non-woven fabric.
本発明は、上述した従来の課題を解決するものであり、大判化や複雑な形状への対応を可能とした断熱材を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a heat insulating material capable of dealing with a large size and a complicated shape.
上記目的を達成するために、本発明の断熱材は、繊維からなる不織布、および、前記不織布の全面かつ全厚みに及んで担持されているシリカエアロゲルを有する繊維層と、前記繊維層の少なくとも1面に配置された支持層と、を有し、前記支持層が前記繊維層内へ入り込むことで、前記支持層と前記繊維層とが結合した結合層を有している。 In order to achieve the above object, the heat insulating material of the present invention comprises a non-woven fabric made of fibers, a fiber layer having a silica airgel supported on the entire surface and the entire thickness of the non-woven fabric, and at least one of the fiber layers. It has a support layer arranged on a surface, and has a bonding layer in which the support layer and the fiber layer are bonded by entering the support layer into the fiber layer.
本発明の断熱材によれば、大判化や複雑な形状への対応を可能とした断熱材を提供できる。 According to the heat insulating material of the present invention, it is possible to provide a heat insulating material capable of dealing with a large size and a complicated shape.
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の各実施の形態によって限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1について、図1A、図1B、図2A、図2B、および図2Cを用いて説明する。
(Embodiment 1)
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A, 1B, 2A, 2B, and 2C.
図1Aは、本実施の形態1における断熱材101の側面の断面図である。図1Aに示すように、断熱材101は、シリカエアロゲル担持繊維102の一面が支持層103aに被覆され、シリカエアロゲル担持繊維102の裏面が支持層103bに被覆されている。
FIG. 1A is a cross-sectional view of a side surface of the
シリカエアロゲル担持繊維102(繊維層の一例)は、シリカエアロゲルを担持した不織布である。シリカエアロゲルは、シリカエアロゲル担持繊維102の全面かつ全厚み方向に担持されている。
The silica airgel-supporting fiber 102 (an example of the fiber layer) is a non-woven fabric supporting silica airgel. The silica airgel is supported on the entire surface of the silica airgel-supporting
図1Bは、本実施の形態1における断熱材の溶着部の拡大図である。図1Bに示すように、支持層103aとシリカエアロゲル担持繊維102との間において、支持層103aの一部は、シリカエアロゲル担持繊維102内へ溶け込んでいる。これにより、支持層103aとシリカエアロゲル担持繊維102との結合層104が形成されている。なお、支持層103bとシリカエアロゲル担持繊維102との間にも、同様の結合層が形成されている。
FIG. 1B is an enlarged view of a welded portion of the heat insulating material in the first embodiment. As shown in FIG. 1B, between the
本実施の形態1では、例えば、シリカエアロゲル担持繊維102の厚みは1mmであり、支持層103a、103bの厚みは60μmであり、結合層104は20μmである。また、支持層103bとシリカエアロゲル担持繊維102との結合層(図示せず)も20μmである。
In the first embodiment, for example, the thickness of the silica airgel-supported
ここで、支持層103a、103bは、シリカエアロゲル担持繊維102を構成する繊維よりも融点が低い材料(物質)で形成されている。支持層103a、103bを構成する材料としては、例えばポリエチレン(融点115~135℃)を用いることができる。また、シリカエアロゲル担持繊維102を構成する繊維としては、例えばポリエステル(融点255~260℃)を用いることができる。なお、支持層103a、103b、およびシリカエアロゲル担持繊維102を構成する材料の選定については、上記に限定されず、様々な材料を選択可能である。
Here, the support layers 103a and 103b are formed of a material (substance) having a melting point lower than that of the fibers constituting the silica airgel-supporting
また、本実施の形態1では、支持層103a、103bがポリエチレンシートで構成され、そのポリエチレンシートの厚みが60μmである場合を例に挙げて説明するが、厚みはこれに限定されない。ポリエチレンシートが40μm以上の厚みであれば、図1Bに示した結合層104を形成することは可能である。なお、ポリエチレンシートが40μmより薄いと、上述したとおり支持層103a、103bがシリカエアロゲル担持繊維102に浸透するため、支持層103a、103b自身の厚みが薄くなり、断熱材101の表面に穴が開くことがある。
Further, in the first embodiment, the case where the support layers 103a and 103b are made of a polyethylene sheet and the thickness of the polyethylene sheet is 60 μm will be described as an example, but the thickness is not limited thereto. If the polyethylene sheet has a thickness of 40 μm or more, it is possible to form the
一方で、支持層103a、103bの厚みが大きすぎると、断熱材101としての柔軟性が低下したり、断熱材101全体の厚みに占める支持層103a、103bの厚みの割合が高くなり、断熱材101としての熱伝導率が高くなったりする。そのため、支持層103a、103bの厚みは、100μm以下であることが好ましい。
On the other hand, if the thicknesses of the support layers 103a and 103b are too large, the flexibility of the
断熱材101全体の形状としては、例えば図2Aに示す形状が挙げられる。図2Aは、支持層103a、103bとシリカエアロゲル担持繊維102とが結合された断熱材101であって、その上面および下面の形状が長方形であるもの(換言すれば、全体形状が直方体状であるもの)を示している。
Examples of the shape of the entire
図2Aに示す断熱材101では、支持層103a、103bとシリカエアロゲル担持繊維102とが結合層(図示せず)により結合されており、その結合は均質となっている。そのため、断熱材101の平面上でいずれの方向に切断しても、その切断端面において、支持層103a、103bとシリカエアロゲル担持繊維102とは結合された状態が保たれる。また、シリカエアロゲル担持繊維102の平面部は、支持層103a、103bによって被覆された構造となる。また、切断端面は、支持層103a、103bの間で溶着はされていないため、シリカエアロゲル担持繊維102(およびシリカエアロゲル)が露出した状態となる。
In the
図2B、図2Cは、それぞれ、支持層103a、103bとシリカエアロゲル担持繊維102との熱溶着後に断熱材101を切断した場合の切断形状の概略図である。
2B and 2C are schematic views of the cut shape when the
図2Bは、直方体状である1つの断熱材101(例えば、図1A参照)を切断し、同じ直方体状である2つの断熱材201a、201bに分割した状態を示している。断熱材201a、201bは、切断前の断熱材101と同様に、そのまま断熱材として使用可能である。
FIG. 2B shows a state in which one rectangular parallelepiped heat insulating material 101 (see, for example, FIG. 1A) is cut and divided into two rectangular parallelepiped
図2Cは、直方体状である1つの断熱材101(例えば、図1A参照)を切断し、同じ三角柱状である2つの断熱材201c、201dに分割した状態を示している。断熱材201c、201dは、切断前の断熱材101と同様に、そのまま断熱材として使用可能である。
FIG. 2C shows a state in which one rectangular parallelepiped heat insulating material 101 (see, for example, FIG. 1A) is cut and divided into two
切断手段としては、例えば、カッター等の刃物や、トムソン型等のプレス構成を用いることが可能である。すなわち、加熱が不要である切断手段を用いることができるので、断熱材101を容易に任意の形状に切断できる。
As the cutting means, for example, a blade such as a cutter or a press configuration such as a Thomson type can be used. That is, since a cutting means that does not require heating can be used, the
<結合層104の形成方法>
ここで、図1Bに示した結合層104の形成方法について説明する。
<Method of forming the
Here, a method of forming the
結合層104は、支持層103aの融点より高く、かつ、シリカエアロゲル担持繊維102を構成する繊維の融点より低い温度で加熱しながら加圧を行うことで形成される。
The
例えば、加熱した2本のローラ間に圧力をかけ、そのローラ間に、支持層103a、103bによりシリカエアロゲル担持繊維102を挟み込んだ積層体を通過させる。上述したとおり、本実施の形態1では、支持層103a、103bの材料としてポリエチレン(融点115~135℃)を使用し、シリカエアロゲル担持繊維102の繊維としてポリエステル(融点255~260℃)を使用している。そのため、加熱温度は150℃とし、加圧圧力は40MPaとし、50mm/sの速度で、上記積層体をローラ間に5回通過させることで、加熱および加圧を行い、結合層104を形成できる。
For example, pressure is applied between the two heated rollers, and the laminate in which the silica airgel-supporting
結合層104の厚みは、加熱温度と加圧圧力により調整可能である。結合層104の厚みは、加熱温度および加圧圧力が高くなるほど厚くなり、加熱温度および加圧圧力が低くなるほど薄くなる。
The thickness of the
結合層104の厚みが厚いほど支持層103a、103bとシリカエアロゲル担持繊維102との結合強度は強くなる。しかし、支持層103a、103bのシリカエアロゲル担持繊維102への浸透量(結合層104の厚み)が増加するため、断熱材101としての熱伝導率が高くなる。
The thicker the
一方、結合層104の厚みが薄いほど支持層103a、103bとシリカエアロゲル担持繊維102との結合強度は弱くなる。しかし、支持層103a、103bのシリカエアロゲル担持繊維102への浸透量(結合層104の厚み)が減少するため、支持層103a、103bの材料の厚みを薄くすることができる。よって、断熱材101全体としての厚みを削減できる。
On the other hand, the thinner the
本実施の形態1では、上述した条件および方法にて結合層104を形成した。その結果、断熱材101における支持層103aとシリカエアロゲル担持繊維102との結合強度は、15mm幅の断熱材101にて、直角方向に300mm/minで剥離した荷重が3N以上となった。また、熱伝導率の上昇は10%未満に抑えることができた。
In the first embodiment, the
なお、上述した加熱条件および加圧条件は一例であり、他の条件を選択しても、上記同様に結合層104を形成することは可能である。ただし、使用する材料により変更が必要となる。また、本実施の形態1では、加熱および加圧を行う手段として、加熱した2本のローラを用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、例えば、インパルスシーラを用いて加熱および加圧を行う等、別の手段を使用してもよい。
The heating condition and the pressurizing condition described above are examples, and the
<実施の形態1の効果>
以上説明したように、本実施の形態1の断熱材101によれば、繊維側面からのシリカエアロゲルの脱落程度で影響が無い使用環境において、大判化で作成でき、また、大判化での作成後に必要な形状に切断できる。よって、例えば電子機器、精密機器、または冷熱機器等において、大判化での使用や複雑な形状での使用が可能となる。
<Effect of Embodiment 1>
As described above, according to the
また、上述したとおり、シリカエアロゲルの脱落によって周辺が汚染されることを防止する対策を採る必要があるが、本実施の形態1の断熱材101によれば、その対策の工程を簡素化することができる。
Further, as described above, it is necessary to take measures to prevent the surrounding area from being contaminated due to the falling off of silica airgel, but according to the
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2について、図3A、図3B、図3C、および図3Dを用いて説明する。なお、以下の実施の形態2の説明では、実施の形態1と異なる構成を主に説明する。また、図3において、実施の形態1と同じ構成要素については同一符号を付し、その説明は省略する。
(Embodiment 2)
Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D. In the following description of the second embodiment, a configuration different from that of the first embodiment will be mainly described. Further, in FIG. 3, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図3Aは、本実施の形態2における断熱材101の斜視図である。図3Aに示すように、支持層301は、シリカエアロゲル担持繊維102を包み込んでいる。図3Aに示した矢印Aの方向から見た断熱材101の面は、シリカエアロゲル担持繊維102およびシリカエアロゲルが露出した露出面の一例である。
FIG. 3A is a perspective view of the
図3Bは、図3Aの断熱材101を矢印Aの方向から見た図である。図3Bに示すように、シリカエアロゲル担持繊維102の1つの側面に対応する支持層溶着部301aにて支持層301を加熱溶着し、シリカエアロゲル担持繊維102の側面を封止している。支持層溶着部301aは、2つの支持層を溶着した部分(換言すれば、支持層の端部同士が溶着した部分)である。
FIG. 3B is a view of the
図3Cは、図3BのB-B断面図である。図3Cに示すように、断熱材101は、支持層301とシリカエアロゲル担持繊維102との結合層302を有している。ここで、結合層302は、断熱材101(シリカエアロゲル担持繊維102)の全面には配置されず、図3Cにおける奥行き方向に配置されている。換言すれば、結合層302は、シリカエアロゲル担持繊維102の幅方向の全長(図3Bに示した両矢印aで示す範囲)に配置されている。その結果、断熱材101は、支持層溶着部301aと結合層302とで周囲を保護され、構造的に強い。図3Cに示した結合層302の幅(図中の左右方向の長さ)は、例えば、10mmである。
FIG. 3C is a sectional view taken along the line BB of FIG. 3B. As shown in FIG. 3C, the
また、図3Cに示すように、結合層302は、シリカエアロゲル担持繊維102と支持層301との界面の一部分に存在する。
Further, as shown in FIG. 3C, the
断熱材101は、結合層302の形成後に任意の形状に切断される。図3Dは、図3A~図3Cに示した断熱材101の切断後(断熱材101の幅方向に沿って切断した後)の断面図である。図3Dに示すように、断熱材101は、支持層301とシリカエアロゲル担持繊維102との結合層302が存在する箇所にて切断される。ここでは例として、断熱材101は、結合層302の幅の中心で切断されている。その結果、切断後の結合層302の幅が5mmとなっている。このように結合層302の存在箇所にて切断を行うことにより、支持層301とシリカエアロゲル担持繊維102との結合は維持される。よって、切断後の断熱材101は、切断前の断熱材101と同様に、支持層301に被覆された断熱材として使用可能となる。
The
また、図3Dに示すように、結合層302は、露出面に存在する。また、図3Dに示すように、結合層302は、露出面から断熱材101の内部へ向かって(換言すれば、露出面から断熱材101の長手方向に沿って)、一定の長さ存在する。一定の長さは、断熱材101の厚み以下の長さである。また、図3Dに示すように、結合層302のすべてまたは一部が、露出面に面する。
Further, as shown in FIG. 3D, the
ここで、支持層301は、シリカエアロゲル担持繊維102を構成する繊維よりも融点が低い材料を用いている。本実施の形態2では、例えば、支持層103a、103bを構成する材料として、ポリエチレン(融点115~135℃)を用いることができる。また、シリカエアロゲル担持繊維102を構成する繊維として、ポリエステル(融点255~260℃)を用いることができる。なお、支持層103a、103b、およびシリカエアロゲル担持繊維102を構成する材料の選定については、上記に限定されず、様々な材料を選択可能である。
Here, the
<結合層302の形成方法>
ここで、図3Cに示した結合層302の形成方法について説明する。
<Method of forming the
Here, a method of forming the
結合層302は、支持層103aの融点より高く、かつ、シリカエアロゲル担持繊維102を構成する繊維の融点より低い温度で加熱しながら加圧を行うことで形成される。
The
例えば、インパルスシーラを用いて、支持層301およびシリカエアロゲル担持繊維102を加圧状態で、加熱処理を行う。上述したとおり、本実施の形態2では、支持層301を構成する材料としてポリエチレン(融点115~135℃)を使用し、シリカエアロゲル担持繊維102を構成する繊維としてポリエステル(融点255~260℃)を使用している。そのため、加熱温度は180℃とし、加圧圧力は20MPaとして加熱および加圧を行い、結合層302を形成する。
For example, using an impulse sealer, the
なお、上述した加熱条件および加圧条件は一例であり、他の条件を選択しても、上記同様に結合層302を形成することは可能である。ただし、使用する材料により変更が必要となる。また、本実施の形態2では、加熱および加圧を行う手段として、インパルスシーラを用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、別の手段を使用してもよい。
The above-mentioned heating conditions and pressurizing conditions are examples, and it is possible to form the
<実施の形態2の効果>
以上説明したように、本実施の形態2の断熱材101によれば、上述した実施の形態1の効果を得られる。さらに、本実施の形態2の断熱材101によれば、結合層302の形成を断熱材101の全面で行う必要が無くなり、加圧設備構成を簡素化できる。
<Effect of Embodiment 2>
As described above, according to the
(実施の形態3)
本発明の実施の形態2について図4A、図4B、図4C、および図4Dを用いて説明する。なお、以下の実施の形態3の説明では、実施の形態2と異なる構成を主に説明する。また、図4において、実施の形態2と同じ構成要素については同一符号を付し、その説明は省略する。
(Embodiment 3)
Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A, 4B, 4C, and 4D. In the following description of the third embodiment, a configuration different from that of the second embodiment will be mainly described. Further, in FIG. 4, the same components as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図4Aは、本実施の形態3における断熱材101の斜視図である。図4Aに示すように、支持層401は、シリカエアロゲル担持繊維102を包み込んでいる。図4Aに示した矢印Cの方向から見た断熱材101の面は、シリカエアロゲル担持繊維102およびシリカエアロゲルが露出した露出面の一例である。
FIG. 4A is a perspective view of the
図4Bは、図4Aの断熱材101を矢印Cの方向から見た図である。図4Bに示すように、支持層401における支持層401aと支持層401bとが、シリカエアロゲル担持繊維102の上面において積層している。支持層401aと支持層401bとは、溶着されており、シリカエアロゲル担持繊維102の2つの側面を封止している。このように、本実施の形態3では、支持層401における溶着部は平面状となり、断熱材101の上面側または下面側に位置する。なお、支持層401aおよび支持層401bを「溶着部」と呼んでもよい。
4B is a view of the
図4Cは、図4BのD-D断面図である。図4Cに示すように、断熱材101は、支持層401とシリカエアロゲル担持繊維102との結合層302を有している。ここで、結合層302は、断熱材101(シリカエアロゲル担持繊維102)の全面には配置されず、図4Cにおける奥行き方向に配置されている。換言すれば、結合層302は、シリカエアロゲル担持繊維102の幅方向の全長(図4Bに示した両矢印bで示す範囲)に配置されている。図4Cに示した結合層302の幅(図中の左右方向の長さ)は、例えば、10mmである。
4C is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 4B. As shown in FIG. 4C, the
また、図4Cに示すように、結合層302は、シリカエアロゲル担持繊維102と支持層401(支持層401b)との界面の一部分に存在する。
Further, as shown in FIG. 4C, the
図4Dは、図4A~図4Cに示した断熱材101の切断後(断熱材101の幅方向に沿って切断した後)の断面図である。図4Dに示すように、断熱材101は、支持層401とシリカエアロゲル担持繊維102との結合層302が存在する箇所にて切断されている。ここでは例として、断熱材101は、結合層302の幅の中心で切断されている。その結果、切断後の結合層302の幅が5mmとなっている。このように結合層302が存在する箇所にて切断されることにより、支持層401とシリカエアロゲル担持繊維102との結合は維持される。よって、切断後の断熱材101は、切断前の断熱材101と同様に、支持層401に被覆された断熱材として使用可能となる。
4D is a cross-sectional view of the
また、図4Dに示すように、結合層302は、露出面に存在する。また、図4Dに示すように、結合層302は、露出面から断熱材101の内部へ向かって(換言すれば、露出面から断熱材101の長手方向に沿って)、一定の長さ存在する。一定の長さは、断熱材101の厚み以下の長さである。また、図4Dに示すように、結合層302のすべてまたは一部が、露出面に面する。
Further, as shown in FIG. 4D, the
<実施の形態3の効果>
以上説明したように、本実施の形態3の断熱材101によれば、上述した実施の形態1の効果を得られる。特に、例えば電子機器、精密機器、または冷熱機器等において、長尺形状での使用が可能となる。
<Effect of Embodiment 3>
As described above, according to the
<本開示のまとめ>
本開示の断熱材は、シリカエアロゲルが担持された繊維層と、前記繊維層の少なくとも1面に配置された支持層と、を有し、前記支持層が前記繊維層内へ入り込むことで、前記支持層と前記繊維層とが結合した結合層を有している。
<Summary of this disclosure>
The heat insulating material of the present disclosure has a fiber layer on which silica airgel is supported and a support layer arranged on at least one surface of the fiber layer, and the support layer penetrates into the fiber layer to obtain the above-mentioned. It has a binding layer in which the support layer and the fiber layer are bonded.
なお、本開示の断熱材において、前記支持層の融点が前記繊維層の融点よりも低くてもよい。 In the heat insulating material of the present disclosure, the melting point of the support layer may be lower than the melting point of the fiber layer.
また、本開示の断熱材において、前記断熱材の平面方向の端部において、少なくとも1つの面で前記繊維層および前記シリカエアロゲルが露出している露出面があってもよい。 Further, in the heat insulating material of the present disclosure, there may be an exposed surface on which the fiber layer and the silica airgel are exposed on at least one surface at the end portion of the heat insulating material in the plane direction.
また、本開示の断熱材において、前記結合層は、前記繊維層と前記支持層との界面の一部分に存在してもよい。 Further, in the heat insulating material of the present disclosure, the bonding layer may be present at a part of the interface between the fiber layer and the support layer.
また、本開示の断熱材において、前記露出面に前記結合層が存在してもよい。 Further, in the heat insulating material of the present disclosure, the bonding layer may be present on the exposed surface.
また、本開示の断熱材において、前記結合層は、前記露出面から前記断熱材の内部へ向かって、一定の長さ存在してもよい。 Further, in the heat insulating material of the present disclosure, the bonding layer may exist for a certain length from the exposed surface toward the inside of the heat insulating material.
また、本開示の断熱材において、前記一定の長さは、前記断熱材の厚み以下の長さであってもよい。 Further, in the heat insulating material of the present disclosure, the constant length may be a length equal to or less than the thickness of the heat insulating material.
また、本開示の断熱材において、前記結合層のすべてまたは一部が、前記露出面に面してもよい。 Further, in the heat insulating material of the present disclosure, all or a part of the bonding layer may face the exposed surface.
また、本開示の断熱材において、1つの前記支持層は、前記繊維層を包み込んでおり、該1つの支持層の端部同士が溶着された溶着部を有してもよい。 Further, in the heat insulating material of the present disclosure, one of the support layers may enclose the fiber layer and may have a welded portion in which the ends of the one support layer are welded to each other.
また、本開示の断熱材において、1つの前記支持層が前記繊維層を包み込みでおり、該1つの支持層は、前記繊維層の一面において積層しており、積層された前記支持層同士が溶着された溶着部を有してもよい。 Further, in the heat insulating material of the present disclosure, one support layer encloses the fiber layer, the one support layer is laminated on one surface of the fiber layer, and the laminated support layers are welded to each other. It may have a welded portion.
また、本開示の断熱材において、前記溶着部および前記結合層は前記断熱材の周囲に存在してもよい。 Further, in the heat insulating material of the present disclosure, the welded portion and the bonding layer may be present around the heat insulating material.
本発明の断熱材は、シリカエアロゲルの脱落による周辺の汚染防止の対策に対する工程を簡素化し、大判や複雑形状で使用でき、モバイル機器等の電子機器の断熱の用途だけでなく、冷熱機器等の大型機器の断熱の用途にも適用できる。 The heat insulating material of the present invention simplifies the process for preventing contamination of the surrounding area due to the falling off of silica airgel, and can be used in large sizes and complicated shapes. It can also be applied to heat insulation of large equipment.
101、601 断熱材
102 シリカエアロゲル担持繊維
103a、103b、301、401、401a、401b、604a、604b 支持層
104、302 結合層
201a、201b、201c、201d 切断後の断熱材
301a 支持層溶着部
501 シリカ1次粒子
502 シリカ2次粒子
503 空隙
602 シリカエアロゲル
603 不織布
605 グラファイトシート
101, 601
Claims (11)
前記繊維層の少なくとも1面に配置された支持層と、を有し、
前記支持層が前記繊維層内へ入り込むことで、前記支持層と前記繊維層とが結合した結合層を有している、
断熱材。 A non-woven fabric made of fibers and a fiber layer having silica airgel supported on the entire surface and the entire thickness of the non-woven fabric .
It has a support layer arranged on at least one surface of the fiber layer, and has.
The support layer has a bonding layer in which the support layer and the fiber layer are bonded by entering the fiber layer.
Insulation material.
請求項1に記載の断熱材。 The melting point of the support layer is lower than the melting point of the fiber .
The heat insulating material according to claim 1.
請求項1または2に記載の断熱材。 At the planar end of the insulation, there is an exposed surface on at least one surface where the fibers and the silica airgel are exposed.
The heat insulating material according to claim 1 or 2.
請求項1から3いずれか1項に記載の断熱材。 The binding layer exists at a part of the interface between the fiber layer and the support layer.
The heat insulating material according to any one of claims 1 to 3.
請求項3に記載の断熱材。 The bonding layer is present on the exposed surface.
The heat insulating material according to claim 3.
請求項5に記載の断熱材。 The bonding layer exists for a certain length from the exposed surface toward the inside of the heat insulating material.
The heat insulating material according to claim 5.
請求項6に記載の断熱材。 The constant length is a length equal to or less than the thickness of the heat insulating material.
The heat insulating material according to claim 6.
請求項5から7のいずれか1項に記載の断熱材。 All or part of the bonding layer faces the exposed surface.
The heat insulating material according to any one of claims 5 to 7.
該1つの支持層の端部同士が溶着された溶着部を有する、
請求項1から8のいずれか1項に記載の断熱材。 One of the support layers encloses the fiber layer and
It has a welded portion in which the ends of the one support layer are welded to each other.
The heat insulating material according to any one of claims 1 to 8.
積層された前記支持層同士が溶着された溶着部を有する、
請求項1から8のいずれか1項に記載の断熱材。 One support layer encloses the fiber layer and is laminated on one surface of the fiber layer.
It has a welded portion in which the laminated support layers are welded to each other.
The heat insulating material according to any one of claims 1 to 8.
請求項9または10に記載の断熱材。 The welded portion and the bonding layer exist around the heat insulating material.
The heat insulating material according to claim 9 or 10.
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