JPWO2017195329A1 - 真空断熱材および真空断熱材の製造方法 - Google Patents

真空断熱材および真空断熱材の製造方法 Download PDF

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Abstract

強度を確保しつつも、厚さ方向に対する断熱効果の低下を抑制できる真空断熱材を提供することを目的としている。真空断熱材は、芯材の一面側から他面側へ向かう厚さ方向の熱移動を抑制する。芯材は、第1繊維材層と第2繊維材層とを備える。第1繊維材層は、厚さ方向に積層した複数の短繊維を備える。第2繊維材層は、厚さ方向に積層した複数の長繊維と、厚さ方向に延設してあり、それぞれが複数の長繊維を束ねる複数の厚み繊維束とを備える。複数の長繊維は、複数の短繊維よりも長さが長い。

Description

本発明は、真空断熱材および真空断熱材の製造方法に関する。
熱の移動を減少させる断熱材として、真空断熱材が知られている。真空断熱材は、発泡スチロールなどのその他の断熱材と比較して、一般的に高い断熱性能を有する。そのため真空断熱材は、空気調和機、冷蔵庫等の各種冷熱機器に適用されている。
真空断熱材は、芯材として、繊維材を厚さ方向に積み重ねた積層体が使用され得る。例えば、積み重ねたガラス繊維ウェブをニードルパンチ加工によって結束した繊維シートを複数作製し、作製した複数の繊維シートを積層して芯材とする真空断熱材が知られている(特許文献1)。また、短繊維のグラスウールを積み重ねた繊維積層体とその繊維積層体の表面に配置した面材とをニードルパンチ加工によって一体化した芯材を有する真空断熱材が知られている(特許文献2)。
特開2015−137688号公報 特開2010−60048号公報
ニードルパンチ加工を使用した芯材を採用する上述したような真空断熱材においては、芯材の厚み方向に厚み繊維が形成され得る。形成された厚み繊維が熱媒体として作用した場合、厚み方向への熱移動によって真空断熱材の断熱性能が低下する虞がある。一方、厚み繊維を無くした場合には、繊維の結束力不足によって芯材化が困難となる虞がある。
本発明は、上記のような事情を鑑みてなされたものであり、強度を維持して信頼性を確保しつつも、真空断熱材の厚さ方向に対する断熱性能低下を抑制し得る真空断熱材およびそのような真空断熱材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る真空断熱材は、芯材の一面側から他面側へ向かう厚さ方向の熱移動を抑制する。芯材は、第1繊維材層と第2繊維材層とを備える。第1繊維材層は、厚さ方向に積層した複数の短繊維を備える。第2繊維材層は、厚さ方向に積層した複数の長繊維と、厚さ方向に延設してあり、それぞれが複数の長繊維を束ねる複数の厚み繊維束とを備える。複数の長繊維は、複数の短繊維よりも長さが長い。
本発明に係る製造方法は、芯材の一面側から他面側へ向かう厚さ方向の熱移動を抑制する真空断熱材を製造するものであり、第1準備工程と第2準備工程と一体化工程とを備える。第1準備工程では、厚さ方向に積層した複数の短繊維を備える第1繊維材層を準備する。第2準備工程では、厚さ方向に積層してあり複数の短繊維よりも長い複数の長繊維を備える第2繊維材層を準備する。一体化工程では、厚さ方向に延びる複数の厚み繊維束を第2繊維材層に成形して複数の長繊維を束ねる。
本発明に係る真空断熱材によれば、厚さ方向に積層した複数の短繊維を含む第1繊維材層と厚さ方向に積層した複数の長繊維および厚さ方向に延設してある厚み繊維束を含む第2繊維材層とを用いて芯材が構成される。また、本発明に係る製造方法によれば、厚さ方向に積層した複数の短繊維を含む第1繊維材層と厚さ方向に積層した複数の長繊維および厚さ方向に延設してある厚み繊維束を含む第2繊維材層とを用いた芯材を備える真空断熱材が製造される。厚さ方向に積層した複数の短繊維および複数の長繊維によって、厚み方向への熱の移動を抑制し得るだけでなく、厚さ方向に延びる複数の厚み繊維束によって、複数の短繊維および複数の長繊維を束ねて強度を維持し得る。そのため、強度を維持して信頼性を確保しつつも、真空断熱材の厚さ方向に対する断熱性能低下を抑制し得る真空断熱材およびそのような真空断熱材の製造方法を提供することが可能となる。
本発明の実施の形態1に係る真空断熱材を示す断面模式図である。 本発明の実施の形態1に係る真空断熱材の第1繊維材層の拡大断面模式図である。 本発明の実施の形態1に係る真空断熱材の第2繊維材層の拡大断面模式図である。 本発明の実施の形態1に係る厚み繊維束の配置を示す模式図である。 本発明の実施の形態1に係る第1繊維材層と第2繊維材層との積層断面模式図である。 本発明の実施の形態1に係る第1繊維材層と第2繊維材層との積層面を示す拡大模式図である。 本発明の実施の形態1に係る真空断熱材の製造方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態2に係る第1繊維材層と第2繊維材層との積層断面模式図である。 本発明の実施の形態3に係る第1繊維材層と第2繊維材層との積層断面模式図である。 本発明の実施の形態4に係る第1繊維材層と第2繊維材層との積層断面模式図である。 本発明の実施の形態5に係る第1繊維材層と第2繊維材層との積層断面模式図である。 本発明の実施の形態6に係る第2繊維材層の厚み繊維束の配置を示す模式図である。 本発明の実施の形態7に係る曲げ成形した真空断熱材の断面模式図である。 本発明の実施の形態7に係る真空断熱材の芯材が有する繊維孔間隔を説明する説明図である。 実施の形態8に係る真空断熱材の第2繊維材層を製作する方法を説明する説明図である。
以下、添付図面を参照して、本願が開示する真空断熱材の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これら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は、本発明の実施の形態1に係る真空断熱材1を示す断面模式図である。図1に示すように、真空断熱材1は、断熱効果に大きく寄与する芯材3と、芯材3を覆う外被材4とを備える。芯材3は、積層された複数の繊維材層2を備える。各繊維材層2は、後述する第1繊維材層5と第2繊維材層7とを含む。外被材4は、芯材3を覆うように四辺を貼りあわせた2枚の外被材シート4a、4bを備える。つまり真空断熱材1では、2枚の外被材シート4a、4bの四辺を貼りあわせた外被材4の内部に、第1繊維材層5と第2繊維材層7とを含む繊維材層2を複数積層した芯材3が収納してある。
図2は、本発明の実施の形態1に係る真空断熱材1の第1繊維材層5の拡大断面模式図である。各繊維材層2に含まれている第1繊維材層5は、積層された複数の短繊維6を含む。各短繊維6は捲縮性を有している。そのため第1繊維材層5は、複数の短繊維6が互いに適度に絡み合ったウェブ状構造を有している。捲縮性に起因するウェブ状構造は、第1繊維材層5の強度維持に貢献し得る。ここで、複数の短繊維6に対する積層とは、平面状に敷き詰めた短繊維6が層状に積み重なる状態を意味する。
第1繊維材層5は、例えば、溶融されたガラス素材に対してスピナを用いた遠心法で繊維化した直径φ3μm〜φ6μmのガラス短繊維(グラスウール)の積層体である。グラスウールは、通常数mm〜十数mm程度の長さを有し、具体的には概ね長さが20mm程度以下の長さを有し、繊維自体に捲縮性を有する。第1繊維材層5は、スピナから排出されたグラスウールをコンベヤ等で集綿し、ローラ等で圧縮し、基本的にウェブ状のままシート化することによって作製される。
上述した一例の第1繊維材層5では、遠心法によって作製されたグラスウールの短繊維6が使用してある。しかしながら、溶融したガラス素材をガスバーナーで引き延ばしながら吹き飛ばして繊維を形成する火炎法を用いて短繊維6を作製しても良い。火炎法を用いた場合、遠心法で作製した短繊維6と同様に捲縮性を有するだけでなく、更に非常に径の小さい、例えば、約φ1.0μmまたはそれ以下の平均径を有する短繊維6を作製することが可能となる。
図3は、本発明の実施の形態1に係る真空断熱材1の第2繊維材層7の拡大断面模式図である。各繊維材層2に含まれている第2繊維材層7は、層の長さ方向(図3の紙面横方向)に延びる長繊維8が層の厚さ方向(図3の紙面縦方向)に複数積層された積層構造を備える。各長繊維8は、真直性が高く、繊維同士の絡み付きがない。そのため第2繊維材層7は、積層された複数の長繊維8を含んだ面全体に広く分布する積層構造を有する。ここで、複数の長繊維8に対する積層とは、平面状に敷き詰めた長繊維8が層状に積み重なる状態を意味する。
第2繊維材層7は更に、各長繊維8が延びる方向(層の長さ方向、つまり図3の紙面横方向)に対して概ね直角方向(層の厚さ方向、つまり図3の紙面縦方向)に延びる複数の厚み繊維束9を備える。各厚み繊維束9は、各長繊維8に対して概ね直角方向に延設してあり、複数の長繊維8を結束させる機能を有する。各厚み繊維束9は、第2繊維材層7の厚さ方向(図3の紙面縦方向)の一面側に開口した繊維孔10を備える。ここで、厚み繊維束9に対する延設とは、厚み繊維束9の軸長方向を第2繊維材層7の厚さ方向に沿うように配置する状況を意味する。
繊維孔10は、例えば、第2繊維材層7にニードルを打ち込むことによって形成される。具体的には、第2繊維材層7の一面側から他面側にニードルを打ち込むことによって複数の繊維孔10が形成される。第2繊維材層7の一面側から他面側にニードルを打ち込んだ場合、他面側に突出した凸部を有する各厚み繊維束9が形成される。つまり、ニードルを打ち込むことによって、一方が突出した凸部と他方が開口した繊維孔10とを有する厚み繊維束9が形成される。繊維孔10の開口サイズは、打ち込まれたニードルの大きさに依存する。
繊維孔10と凸部とを含んだ厚み繊維束9が複数形成された第2繊維材層7の一面側と第1繊維材層5とを積層させることによって各繊維材層2が形成される。
図4は、本発明の実施の形態1に係る厚み繊維束9の配置を示す模式図である。具体的には、第2繊維材層7の平面に設けられた複数の厚み繊維束9の配置例を示す平面模式図である。図4に示す一例では、横幅R(第2繊維材層7の長辺方向、つまり図4の紙面縦方向における幅)および縦幅P(第2繊維材層7の短辺方向、つまり図4の紙面横方向における幅)の間隔を空けて複数の厚み繊維束9が並設してある。
第2繊維材層7の各長繊維8は、溶融したガラス素材を引き抜き法にて作製した連続繊維を概ね20mmを超える長さ(例えば、約50mm)に切断したグラスファイバーである。各長繊維8は、各短繊維6よりも長さが長い。各長繊維8の繊維直径は、φ6μm〜φ24μm程度の範囲で比較的任意に設定することが可能であり、第2繊維材層7は均一な繊維直径を有する複数の長繊維8の積層構造を含むことになる。第2繊維材層7では、開繊して平面状に分散しながら積層した複数の長繊維8の積層構造に対し、第2繊維材層7の平面縦方向(縦幅Pの方向、第2繊維材層7の短辺方向、つまり図4の紙面横方向)および第2繊維材層7の平面横方向(横幅Rの方向、第2繊維材層7の長辺方向、つまり図4の紙面縦方向)に間隔を設けて並設した複数の厚み繊維束9による結束を施してある。
芯材3は、上述した第1繊維材層5と上述した第2繊維材層7とを重ねた繊維材層2を複数枚積層した積層体構造を備える。芯材3が真空断熱材1の内部に真空封止された場合、第1繊維材層5の厚みは、真空封止前と比較し、約1/10に圧縮される。また芯材3が真空断熱材1の内部に真空封止された場合、第2繊維材層7の厚みは、真空封止前と比較し、約1/2.6に圧縮される。
外被材4は、2枚の外被材シート4a、4bを含み、芯材3を積層方向の両側から挟み込むように配置してある。2枚の外被材シート4a、4bは共に、多層構造をなすラミネートフィルムを用いて構成してある。ラミネートフィルムとしては、例えば、延伸ナイロン(ONy)、アルミニウム蒸着ポリエチレンテレフタレート(AL蒸着PET)、アルミニウム箔(AL箔)、および、無延伸ポリプロピレン(CPP)を積層させたアルミラミネートシートを使用しても良い。ラミネートフィルムは、例えば、膜厚25μmのONy層、膜厚12μmのAL蒸着PET層、膜厚7μmのAL箔層、膜厚30μmのCPP層を有するように成膜してある。
芯材3の構成について更に詳細に説明する。図5は、本発明の実施の形態1に係る第1繊維材層5と第2繊維材層7との積層断面模式図である。図6は、本発明の実施の形態1に係る第1繊維材層5と第2繊維材層7との積層面を示す拡大模式図である。芯材3に含まれる各繊維材層2では、第1繊維材層5と第2繊維材層7とが積層面で接している。第2繊維材層7に含まれる複数の厚み繊維束9は、複数の長繊維8と概ね直角の方向(積層方向、つまり繊維層平面と直角をなす直角方向)に向けて設けてある。つまり複数の厚み繊維束9は、第2繊維材層7の厚さ方向(図5および図6の紙面縦方向)に対して概ね平行となっている。そのため複数の厚み繊維束9は、真直性が高く第2繊維材層7の主構成となっている複数の長繊維8を結束することができる。
複数の厚み繊維束9は、例えば、第2繊維材層7の繊維層平面と直角をなす直角方向(第2繊維材層7の厚さ方向、つまり図5および図6の紙面縦方向)に向けてニードルを打ち込むニードルパンチ加工によって形成される。
芯材3は、厚み繊維束9が形成されていない第1繊維材層5と厚み繊維束9が形成されている第2繊維材層7とを有する繊維材層2を少なくとも1つ備える。そのため、芯材3の厚さ方向において、第2繊維材層7に形成された厚み繊維束9の長さは、芯材3の厚みよりも短い。したがって、厚み繊維束9が芯材3の一面側から他面側まで延設されることがなく、芯材3の一面側から他面側に向けた熱移動を抑制することが可能となる。
図5および図6で示した一例の真空断熱材1において、各厚み繊維束9は、第2繊維材層7の一平面側に複数の繊維孔10を有する。具体的には、各繊維材層2における第1繊維材層5と第2繊維材層7との積層面側に複数の繊維孔10を有する。
実施の形態1における真空断熱材1においては、図6に例示してあるように、第1繊維材層5を構成する短繊維6の一部が第2繊維材層7の繊維孔10に潜り込み、挿入されるように挿設した構成になっている。捲縮性を有する短繊維6が繊維孔10に潜り込むことによって、各繊維材層2における第1繊維材層5と第2繊維材層7との相対移動が抑制される。そのため、長繊維8が延びる方向(層の長さ方向、図5および図6の紙面横方向、横幅Rの方向、第2繊維材層7の長辺方向、つまり図4の紙面縦方向)において、繊維材層2に対する引張強度を高めることができる。
繊維材層2の作製において、第1繊維材層5と第2繊維材層7とを積層させた後に長辺方向となる横幅方向に引っ張る処理を伴う場合、第2繊維材層7には、長辺方向となる横幅方向に大きな引張応力が働き得るが、短辺方向となる縦幅方向に働き得る引張応力は比較的小さい。そのため、隣接する複数の厚み繊維束9における縦幅Pの間隔と横幅Rの間隔とを比較した場合、縦幅Pの間隔を横幅Rの間隔よりも広げることが可能になる。つまり、実施の形態1における真空断熱材1においては、縦幅方向の単位面積当たりの厚み繊維束9の数量を減少させることが可能となる。
各繊維材層2において厚み繊維束9の数が増加した場合、複数の長繊維8に対する結束力が高まり、各繊維材層2の強度が増加する。しかしながら、長繊維8の延びる方向に概ね垂直な厚み繊維束9は、繊維材層2の一面側と他面側との間の熱移動(繊維材層2の厚み方向への熱移動)を促し得る。そのため、各繊維材層2において厚み繊維束9の数が増加した場合、真空断熱材1の断熱性能が低下する虞がある。単純に厚み繊維束9の数を減少させるだけでは、複数の長繊維8に対する結束力が弱まることから、各繊維材層2の強度が維持できなくなり、真空断熱材1の製造プロセス困難になる虞がある。
上述した実施の形態1に係る真空断熱材1では、縦幅P方向の単位面積当たりの厚み繊維束9の数量を減少させ得る。そのため実施の形態1では、複数の長繊維8に対する結束力を維持することによって強度を維持して信頼を確保しつつも、繊維材層2の一面側と他面側との間の熱移動(繊維材層2の厚み方向への熱移動)を可及的に防ぎ、真空断熱材1の断熱性能低下を抑制することができる。
実施の形態1における真空断熱材1においては、図2に例示してあるように、第1繊維材層5が複数の短繊維6を含む。複数の短繊維6から構成される第1繊維材層5においては、複数の長繊維8から構成される第2繊維材層7と比較し、所定の距離を熱が移動するためにより多くの繊維間を移動する必要がある。そのため、複数の短繊維6から構成される第1繊維材層5においては、複数の長繊維8から構成される第2繊維材層7と比較し、熱移動の抑制効果が比較的高いと考えられる。しかしながら、複数の短繊維6から構成される第1繊維材層5を採用した場合、繊維層内で短繊維6の一部が繊維層内の厚み方向に配置される虞がある。繊維層内の厚み方向に配置された短繊維6の数が増加した場合、上述した厚み繊維束9の場合と同様に、繊維材層2の一面側と他面側との間の熱移動(繊維材層2の厚み方向への熱移動)を促して、真空断熱材1の断熱性能が低下する虞がある。
上述した実施の形態1に係る真空断熱材1では、複数の短繊維6が互いに適度に絡み合ったウェブ状構造を有している第1繊維材層5が、層の長さ方向(図5および図6の紙面横方向、横幅Rの方向、第2繊維材層7の長辺方向、つまり図4の紙面縦方向)に延びる真直な複数の長繊維8を有する繊維材層2によって押さえつけられる。そのため、第1繊維材層5中の複数の短繊維6は、可及的に層の長さ方向(図5および図6の紙面横方向、横幅Rの方向、第2繊維材層7の長辺方向、つまり図4の紙面縦方向)に沿って配列される。したがって、第1繊維材層における厚さ方向に向けた熱移動抑制効果が向上し、真空断熱材1の断熱性能の向上を更に図ることが可能となる。
上述した実施の形態1に係る真空断熱材1では、第2繊維材層7において、長繊維8にニードルを打ち込むことによって厚み繊維束9を形成する一例を説明していた。しかしながら本発明は、この一例に限定されるものではない。例えば、ミシンで縫ったように、長繊維8とは異なる繊維を用いて厚み繊維束9を縫製してもよい。このように縫製する場合であっても、厚み繊維束9の打ち込み部分に繊維孔10を形成することができる。
<真空断熱材1の製造方法>
実施の形態1における真空断熱材1の製造方法について説明する。図7は、本発明の実施の形態1に係る真空断熱材の製造方法を説明するフローチャートである。
複数の短繊維6を含んだウェブ状構造を有する第1繊維材層5と複数の長繊維8が積層された第2繊維材層7とを準備する(ステップS1)。つまり、実施の形態1における真空断熱材1の製造方法は、芯材3の厚さ方向に積層した複数の短繊維6を備える第1繊維材層5を準備する第1準備工程と芯材3の厚さ方向に積層した複数の長繊維8を備える第2繊維材層7を準備する第2準備工程とを含む。
準備した第2繊維材層7を横幅方向(横幅Rで図示してある方向)に移動させつつ、第2繊維材層7の一面側から他面側にニードルを打ち込むニードル加工を行い、第2繊維材層7の横幅Rよりも縦幅Pの間隔が広くなるように複数の厚み繊維束9を成形する(ステップS2)。具体的には、上述した工程を介し、厚み繊維束9を成形した第2繊維材層7が連続した状態のシート材を作製し、作製したシート材を所望の横幅で切断することによって、厚み繊維束9を成形した第2繊維材層7を複数製造する。
成形した厚み繊維束9は、第2繊維材層7の一面側に繊維孔10を有し、第2繊維材層7の他面側に凸部を有する。このような厚み繊維束9を複数成形することによって、第2繊維材層7にある複数の長繊維8が結束される。つまり、実施の形態1における真空断熱材1の製造方法は、芯材3の厚さ方向に延びる複数の厚み繊維束9を第2繊維材層7に成形して複数の長繊維8を結束する一体化工程を含む。
上記の製造方法を用いる場合、第2繊維材層7の移動に伴い、第2繊維材層7の横幅方向に縦幅方向(縦幅Pで図示してある方向)よりも大きな引張応力が働き得る。しかしながら実施の形態1における真空断熱材1は、縦幅Pよりも横幅Rの間隔が狭くなるように配置してある複数の厚み繊維束9を備える。そのため、縦幅方向よりも大きな横幅方向の引張応力に対しても適度な強度を有しつつ、厚み繊維束9の全体数を減少させることが可能となる。
複数の厚み繊維束9を成形する際、芯材3の縦方向に縦方向並設間隔を空けていくつかの厚み繊維束9を成形し、また芯材3の横方向に横方向並設間隔を空けていくつかの厚み繊維束9を成形する。縦方向並設間隔は、横方向並設間隔よりも小さい。つまり、実施の形態1における真空断熱材1の製造方法は、厚さ方向とは異なる芯材3の縦方向および横方向のうちの縦方向に縦方向並設間隔を空けて複数の厚み繊維束9の一部を成形する縦方向並設工程と、横方向に縦方向並設間隔よりも大きい横方向並設間隔を空けて複数の厚み繊維束のいくつかを成形する横方向並設工程とを備える。このような成形方法によって、芯材3の強度および信頼性を確保しつつも、厚み方向における断熱性能低下を抑制した真空断熱材1を提供することが可能となる。
複数の短繊維6の一部を繊維孔10に潜り込ませるべく、複数の厚み繊維束9が形成された第2繊維材層7の一面側と準備した第1繊維材層5とが接触するように積層し、繊維材層2を作製する(ステップS3)。第2繊維材層7と第1繊維材層5とを積層した繊維材層2を複数作製し、作製した複数の繊維材層2を更に積層して芯材3を形成する(ステップS4)。形成した芯材3を別途準備した外被材4で挟み、外被材4内での真空封止を行い、真空断熱材1を作製する(ステップS5)。
上述した真空断熱材1の製造方法においては、芯材3および外被材4によって真空断熱材1が製作される。芯材3は、上で述べたように作製された複数の繊維材層2を所望の厚さになる様に積層し、積層した複数の繊維材層2を裁断することによって作製される。芯材3を作製する場合、真空封止に依存した大気圧と真空との圧力差により生じる歪を考慮した上で、芯材3が所望の寸法になるように複数の繊維材層2を裁断することが望ましい。真空封止後に歪が生じることによって、真空断熱材1における所望の断熱性能獲得を妨げる虞があるからである。
上述した真空断熱材1の製造方法においては、準備した第2繊維材層7を横幅方向に移動させつつ厚み繊維束9を形成した後、第2繊維材層7と第1繊維材層5とを積層する一例が説明されていた。しかしながら、準備した第2繊維材層7に厚み繊維束9を形成した直後に、準備した第2繊維材層7と第1繊維材層5とを積層とを積層して積層物を構築してもよい。第2繊維材層7の一面側から他面側にニードルを打ち込むニードル加工を行いながら、連続的に積層物を構築し、前記積層物を横幅方向に移動させる。このとき、第2繊維材層7の横幅Rよりも縦幅Pの間隔が広くなるように複数の厚み繊維束9を成形してもよい。この製造方法の場合、積層された第1繊維材層5が第2繊維材層7の縦幅方向引張応力に対する補助部材となり得るため、更なる芯材3の強度および信頼性の確保が容易となり得る。
芯材3に対して真空封止を行う場合、芯材3は、真空封止直前まで乾燥させる方がよい。真空封止後の内部ガスによる真空度低下を抑制するためである。
外被材4の準備に際しては、ロール状の外被材シートを所望の幅で切断して2枚の外被材シート4a、4bを作製し、作製した2枚の外被材シート4a、4bを重ね合せる。重ね合わせた2枚の外被材シート4a、4bの横幅R方向2辺をヒートシール接合し、さらに縦幅P方向の1辺をヒートシール接合して、所望の奥行寸法で切断することによって、製袋化された外被材4を準備する。つまり、製袋化された外被材4は、ヒートシール接合された縦幅方向の1辺に対向する縦幅方向の他の1辺が未接合状態となっている。
真空封止に際しては、芯材3を外被材4に挿入し、真空チャンバ内に配置する。挿入された芯材3を有する外被材4が配置された真空チャンバに対して減圧処理を施す。減圧処理では、例えば0.1〜3Pa程度の真空圧となるように減圧を行う。減圧処理が施されている外被材4に対し、未接合状態である縦幅P方向の他の1辺をヒートシール接合する。他の1辺をヒートシール接合後に真空チャンバ内を大気圧に戻し、芯材3が挿入されて真空封止された外被材4を真空チャンバ内から取り出し、真空断熱材1として使用する。減圧処理の際、必要に応じて吸着剤(酸化カルシウム、ゼオライト、バリウムリチウム合金などの単体もしくは複合物)を挿入してもよい。吸着剤が水分および空気を吸着することによって、真空状態を向上し得るからである。
上述した製造方法を用いて製造された真空断熱材1は、芯材3の体積比約10%にガラス繊維が存在し、残りの体積比約90%が真空の空間として確保される。体積比約90%が真空の空間として確保されるため、実施の形態1に係る真空断熱材1は、高い断熱性能を示すことができる。
上述した製造方法を用いて製造された真空断熱材1では、芯材3に含まれる第2繊維材層7の長繊維8だけでなく、第1繊維材層5の短繊維6も真空断熱材1の厚み方向と概ね直角な直角方向に配向して積層されることになる。このような短繊維6と長繊維8との配向積層特性によって、実施の形態1に係る真空断熱材1は、高い断熱性能を示す。
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る真空断熱材1について説明する。図8は、本発明の実施の形態2に係る第1繊維材層5と第2繊維材層7との積層断面模式図である。第2繊維材層7には、繊維孔10の形成された面と反対側の面に繊維突起11が形成されている。実施の形態2に係る真空断熱材1では、第2繊維材層7における繊維突起11が形成された面と第1繊維材層5とが接する様に積層されている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
実施の形態1で示した様に、ニードル等を打ち込んで厚み繊維束9を形成する場合、ニードルを打ち込む打ち込み長さ等の調整によって、厚み繊維束9の打ち込み面と反対側の面に逆U字形をした繊維突起11を形成することができる。つまり、第2繊維材層7の厚みよりも厚み繊維束9の高さ(繊維孔10のある面から繊維突起11先端までの長さ)が高い。このように繊維突起11が形成された第2繊維材層7の面と第1繊維材層5とが接する様に積層することによって、厚み繊維束9は、第1繊維材層5に入り込んだ状態を形成することができる。そのため、第1繊維材層5と第2繊維材層7とが積層面の一部で拘束されることになる。
上述した実施の形態2に係る真空断熱材1では、第2繊維材層7の厚みよりも厚み繊維束9の高さ(繊維孔10のある面から繊維突起11先端までの長さ)が高い構成を採用していた。しかしながら、本発明はこの一例に限定されない。第2繊維材層7の厚みよりも厚み繊維束9の高さ(繊維孔10のある面から繊維突起11先端までの長さ)が低い構成であってもよい。この構成により、ニードルを打ち込む距離を短くできるため、ニードル加工の作業効率の向上が期待できる。
第2繊維材層7の厚みよりも厚み繊維束9の高さが低い構成場合、事前に繊維材層2を別途内袋に挿入して予備真空封止を行い、第2繊維材層7を圧縮する。この圧縮処理によって、空隙率が95%以上ある第2繊維材層7の厚みが半分以下となる。圧縮処理に関する尤度を考慮した場合、厚み繊維束9の高さは、第2繊維材層7の厚さの1/2倍以上であることが好ましい。圧縮処理の作業手間を考慮した場合、厚み繊維束9の高さは、第2繊維材層7の厚さの1倍以上であることが好ましい。
実施の形態2に係る真空断熱材1では、第2繊維材層7を構成する厚み繊維束9の少なくとも一部が第1繊維材層5の内部に突出する構成になっている。第1繊維材層5の中に、第2繊維材層7が突出して入り込むことによって、第2繊維材層7が拘束される。そのため、繊維材層2の引張強度を高めることができる。したがって、実施の形態1と同様、厚み繊維束9の縦幅P方向の間隔を広げることが可能になり、単位面積当たりの厚み繊維束9数量を減少させて、真空断熱材1の厚さ方向における熱移動を抑制可能となる。また、第1繊維材層5と第2繊維材層7との積層面では、第2繊維材層7を構成する真直な長繊維8が、第1繊維材層5の表面を押さえつけることによって、複数の短繊維6が積層方向と直角方向に向き、第1繊維材層と第2繊維材層7との間の熱移動を抑制することが可能になる。これらよって、真空断熱材1の断熱性能の向上を図ることができる。
実施の形態3.
本発明の実施の形態3に係る真空断熱材1について説明する。図9は、本発明の実施の形態3に係る第1繊維材層5と第2繊維材層7との積層断面模式図である。芯材3を構成する第1繊維材層5a、第2繊維材層7a、第2繊維材層7aとは異なる他の第2繊維材層7b、第1繊維材層5aとは異なる他の第1繊維材層5bがこの順番で積層してある。第1繊維材層5aと他の第1繊維材層5bとで第2繊維材層7aと他の第2繊維材層7bとを挟むように積層してある。
第1繊維材層5aと第2繊維材層7aとからなる下側繊維材層2aは、第2繊維材層7aの繊維孔10が形成された一面側と第1繊維材層5aとが接するように積層してあり、実施の形態1で示した繊維材層2と同様の構造である。また、他の第1繊維材層5bと他の第2繊維材層7bとからなる上側繊維材層2bは、他の第2繊維材層7bの繊維突起11が形成された一面側と他の第1繊維材層5bとが接するように積層してあり、実施の形態2で示した繊維材層2と同様の構造である。実施の形態3に係る真空断熱材1では、このように構成された下側繊維材層2aと上側繊維材2bとが積層してあり、第2繊維材層7aの繊維突起11が形成された一面側と他の第2繊維材層7bの繊維孔10が形成された一面側とが接するように積層してある。そのため、第2繊維材層7aが有する厚み繊維束9の少なくとも一部が他の第2繊維材層7bの繊維孔10中に突出するように構成してある。また、他の第2繊維材層7bの一表面にある繊維孔10には、第1繊維材層5aを構成する短繊維6の一部も入り込むように構成してある。
実施の形態3に係る真空断熱材1では、上述したように、下側繊維材層2aの繊維突起11が上側繊維材層2bにおける他の第2繊維材層7bに入り込む。そのため、上側繊維材層2bにおける他の第2繊維材層7bが拘束され、下側繊維材層2aと上側繊維材層2bとを含む芯材3の引張強度を高めることができる。したがって、実施の形態1および実施の形態2と同様に、厚み繊維束9の縦幅P方向の間隔を広げることが可能になり、単位面積当たりの厚み繊維束9数量を減少させて、真空断熱材1の厚さ方向における熱移動を抑制可能となる。また、第1繊維材層5aと第2繊維材層7aとの積層面では、第2繊維材層7aを構成する真直な長繊維8が、第1繊維材層5aの表面を押さえつけることによって、複数の短繊維6が積層方向と直角方向に向き、第1繊維材層5aと第2繊維材層7aとの間の熱移動を抑制することが可能になり、他の第1繊維材層5bと他の第2繊維材層7bとの積層面では、他の第2繊維材層7bを構成する真直な長繊維8が、他の第1繊維材層5bの表面を押さえつけることによって、複数の短繊維6が積層方向と直角方向に向き、第1繊維材層bと第2繊維材層7bとの間の熱移動を抑制することが可能になる。これらよって、真空断熱材1の断熱性能の向上を図ることができる。
実施の形態4.
本発明の実施の形態4に係る真空断熱材1について説明する。図10は、本発明の実施の形態4に係る第1繊維材層5と第2繊維材層7との積層断面模式図である。図8で示した実施の形態3に係る真空断熱材1の第2繊維材層7aと他の第2繊維材層7bとの間に、別個の第2繊維材層7cを挿入してある。本発明の実施の形態4に係る真空断熱材1のその他の構成は、実施の形態3に係る真空断熱材1の構成と同様である。
挿入した別個の第2繊維材層7cでは、厚み繊維束9の少なくとも一部が他の第2繊維材層7bに入り込んでいる。また、挿入した別個の第2繊維材層7cでは、第2繊維材層7aの厚み繊維束9の少なくとも一部が内部に入り込んでいる。このような構成によって、芯材3の引張強度を高めることができる。厚み繊維束9の縦幅P方向の間隔を広げることが可能になり、単位面積当たりの厚み繊維束9数量を減少させて、真空断熱材1の厚さ方向における熱移動の抑制が可能となる。
実施の形態5.
本発明の実施の形態5に係る真空断熱材1について説明する。図11は、本発明の実施の形態5に係る第1繊維材層5cと第2繊維材層7dとの積層断面模式図である。真空断熱材1の芯材3は、2つの第1繊維材層5cとその2つの第1繊維材層5cに挟まれる1つの第2繊維材層7dとからなる繊維材層2を含む。第2繊維材層7dは、複数の繊維孔10と複数の繊維突起11とを両面側に備える。言い換えると、実施の形態5に係る真空断熱材1では、第2繊維材層7dの両側に第1繊維材層5cが隣接された構成になっている。
実施の形態5では、第2繊維材層7dの平面形状の両側から同じように厚み繊維束9が形成してあり、第2繊維材層7dの両側に複数の繊維孔10と複数の繊維突起11とが存在する。そのため、第2繊維材層7dの一面側にある厚み繊維束9の少なくとも一部が一方の第1繊維材層5c内に突出され、第2繊維材層7dの他面側にある繊維孔10の一部に他方の第1繊維材層5cの短繊維6が入り込む構成になっており、第2繊維材層7dの他面側にある厚み繊維束9の少なくとも一部が他方の第1繊維材層5c内に突出され、第2繊維材層7dの一面側にある繊維孔10の一部に一方の第1繊維材層5cの短繊維6が入り込む構成になっている。このように、第2繊維材層7dの両面側に存在する厚み繊維束9が作用することによって、第2繊維材層7dが強く拘束できる。そのため、芯材3の引張強度を高めることができる。したがって、実施の形態1〜4と同様に、厚み繊維束9の縦幅P方向の間隔を広げることが可能になり、単位面積当たりの厚み繊維束9数量を減少させて、真空断熱材1の厚さ方向における熱移動を抑制可能となる。また、2つの第1繊維材層5cとその2つの第1繊維材層5cに挟まれる1つの第2繊維材層7dとの積層面では、第2繊維材層7dを構成する真直な長繊維8が、2つの第1繊維材層5cの表面を押さえつけることによって、複数の短繊維6が積層方向と直角方向に向き、2つの第1繊維材層5cと第2繊維材層7dとの間の熱移動を抑制することが可能になる。これらよって、真空断熱材1の断熱性能の更なる向上を図ることができる。
実施の形態6.
本発明の実施の形態6に係る真空断熱材1について説明する。図12は、本発明の実施の形態6に係る第2繊維材層7の厚み繊維束9の配置を示す模式図である。具体的には、第2繊維材層7が有する繊維孔10の平面方向分布を示す分布図である。第2繊維材層7は、図12に示してあるように、千鳥状に配置された複数の繊維孔10を備える。実施の形態6に係る真空断熱材1が備えるその他の構成は、図4に示した第2繊維材層7を有する実施の形態1に係る真空断熱材1と同様である。
実施の形態6に係る真空断熱材1では、繊維孔10の配置が、つまり厚み繊維束9の配置が千鳥形状としてある。実施の形態6に係る真空断熱材1は、実施の形態1〜5と同様に、厚み繊維束9の横幅R方向の間隔と比較して縦幅P方向の間隔を広げた上で千鳥形状に配置された複数の厚み繊維束9を備える。そのため、繊維材層2平面における縦方向または横方向だけでなく、斜め方向からの引張応力に対しても、繊維強度を高めることができる。したがって、厚み繊維束数量の減少によって断熱性能が向上するだけでなく、高まった強度を備え信頼性の高い真空断熱材を提供することが可能になる。
実施の形態6では、千鳥状に配置された複数の繊維孔10が第2繊維材層7の一面側に設けてある一例を説明した。しかしながら本発明は、この一例に限定されるものではない。千鳥状に配置された複数の繊維孔10が第2繊維材層7の一面側と他面側との両面側に設けてある両面構成を採用してもよい。第2繊維材層7dの一面側にある繊維孔10の一部に一方の第1繊維材層5cの短繊維6が入り込むだけでなく、第2繊維材層7dの他面側にある繊維孔10の一部に他方の第1繊維材層5cの短繊維6が入り込むことによって、第2繊維材層7を強く拘束でき、芯材3の引張強度を更に高めることができるからである。
上述したような両面構成の場合、図10の繊維孔の半分を規則的な順序で入れ替える変更をおこなってもよい。また、一方または他方の表面側の繊維孔10と繊維突起11との比率を意図的に変更してもよい。例えば、複数の繊維孔10について、第1列目は第2繊維材層7の一面側に設け、第2列目は第2繊維材層7の他面側に設け、第3列目は第2繊維材層7の一面側に設け、この様式を繰り返しても良い。また、第1列目と第2列目とは一面側に設け、第3列目と第4列目とは他面側に設け、第5列目と第6列目とは一面側に設け、この様式を繰り返しても良い。また、複数の繊維孔10について、一行目は第2繊維材層7の一面側に設け、第2行目は第2繊維材層7の他面側に設け、第3行目は第2繊維材層7の一面側に設け、この様式を繰り返しても良い。また、第1行目と第2行目とは一面側に設け、第3行目と第4行目とは他面側に設け、第5行目と第6行目とは一面側に設け、この様式を繰り返しても良い。このような変更によって、芯材3に対する所望の引張強度を柔軟に実現できるようになる。
実施の形態7.
本発明の実施の形態7に係る真空断熱材1について説明する。図13は、本発明の実施の形態7に係る曲げ成形した真空断熱材1の断面模式図である。図14は、本発明の実施の形態7に係る真空断熱材1の芯材3が有する繊維孔10間隔を説明する説明図である。具体的には、第1繊維材層5と第2繊維材層7とを含む芯材3を備え、曲げ成形された真空断熱材1の積層断面図である。曲げ成形によって、芯材3は、軸短方向の円弧が軸長方向に連なる円弧形状を有する。図13に示す一例では、下部側の第2繊維材層7と上部側の第1繊維材層5とが積層してある。第2繊維材層7が位置する下部側が内周側となり、第1繊維材層5が位置する上部側が外周側となる様に、真空断熱材1は円弧形状に成形されている。つまり、第1繊維材層5は円弧形状の外周側に位置し、第2繊維材層7は円弧形状の内周側に位置する。実施の形態7に係る真空断熱材1におけるその他の構成は、実施の形態2に係る真空断熱材1と同様である。
真空断熱材を円弧形状に成形した場合、真空断熱材1の外側(外周側)と内側(内周側)との間に周長差が生じる。この周長差を吸収するために、外周側には引張応力が作用し、内周側には圧縮応力が作用する。外周側においては、捲縮性のある短繊維6で構成された第1繊維材層が配置してある。そのため、発生した引張応力を利用して短繊維6を引き延ばす方向に作用させ、単繊維の捲縮性を緩和させることができる。一方、内周側においては、円弧形状の径方向に延設された厚み繊維束9を備える第2繊維材層7が配置してある。そのため、発生した圧縮応力について厚み繊維束9を基点として周方向に作用させ、芯材3を曲げやすくすることができる。
圧縮応力の作用によって芯材3に深いシワが発生した場合、多数の短繊維6が真空断熱材1の厚さ方向に向く虞がある。多数の短繊維6が真空断熱材1の厚さ方向に向いた場合、厚さ方向に向いた多数の短繊維6を介して熱が真空断熱材1の厚さ方向に伝達されやすくなり、真空断熱材1の断熱性能が低下し得る。実施の形態7に係る真空断熱材1では、外周側に第1繊維材層を設けて内周側に第2繊維材層を設けることによって、芯材3における深いシワ発生を抑制することができ、深いシワ発生に伴う断熱性能低下を回避することができる。また、繊維孔10が内周側に位置する構成となるため、繊維孔10を用いて圧縮応力を更に吸収することができる。したがって、実施の形態7に係る真空断熱材1では、曲げ加工等の成形に対しても、高い断熱性能と信頼性とを備えた真空断熱材1を提供することが可能となる。
本発明の実施の形態7に係る真空断熱材1では、円弧形状の横幅Rよりも縦幅Pの間隔が広くなるように複数の繊維孔10が配置してある。また、間隔の狭い横幅Rの横幅方向が円弧形状の周方向に沿うように配置してある。つまり、円弧形状の軸長方向と比較し、周方向により多くの厚み繊維束9が配置してある。そのため、実施の形態7に係る真空断熱材1では、円弧形状の曲率半径を小さくした場合においても、多くの厚み繊維束9が曲げの基点として機能し得る。したがって、より多くの厚み繊維束9が円弧形状の軸長方向に配置してある真空断熱材と比較し、より曲線に近い円弧が実現できることから、曲げ成形が容易になる。さらに、加工精度が向上することから、より高い断熱性能が実現できる。
実施の形態8.
本発明の実施の形態8に係る真空断熱材1について説明する。より具体的には、実施の形態8に係る真空断熱材1の製造方法について説明する。実施の形態8に係る真空断熱材1は、図5に示した第2繊維材層7を有しており、図4で示すように厚み繊維束9の縦方向間隔をRmm、横方向間隔をPmmとしてある。その他の構成については、実施の形態1と同様である。
図15は、実施の形態8に係る真空断熱材1の第2繊維材層7を製作する方法を説明する説明図である。第2繊維材層7は、例えばコンベヤ12による連続設備を用いて、第2繊維材層7の結束処理等の工程が施される。図15において、MDはコンベヤ進行方向を示しており、TDはコンベヤ進行直角方向を示している。また図15において、MDが付された両矢印は、コンベヤ進行方向における厚み繊維束9の間隔R(mm)を示しており、TDが付された両矢印は、コンベヤ進行直角方向における厚み繊維束9の間隔P(mm)を示している。
厚み繊維束9を設けるに際して、コンベヤ等の連続設備を用い第2繊維材層7を連続的に移動させるためには、第2繊維材層7自体に十分な引張強度が求められる。実施の形態8に係る真空断熱材1では、R<Pとしてある。そのため、コンベヤ等の連続設備に対する最低限の引張強度を確保しつつ、厚み繊維束9の全体数を可及的に削減することができる。したがって、第2繊維材層を構成する厚み繊維束9の単位面積当たりの数量を減少させることが可能となり、真空断熱材の高性能化を図り得る。
<真空断熱材の解析および性能評価>
厚み繊維束9が多い場合、厚み繊維束9を通じて伝熱が促進されることによって断熱性能が悪化する虞がある。そこで、実施の形態8に係る真空断熱材1を用い、厚み繊維束9と断熱性能との関係を考慮し、モデル解析によって真空断熱材の性能予測計算を試みた。MDの間隔はR=3mmとして、Pをパラメータとして調べ、第2繊維材層の厚みt(mm)との関係で整理した結果、P/t≧0.4とすることで、熱伝導率性能の悪化が半減し、0.7以上で厚み繊維束9による熱伝導率への悪化影響が5%程度と、殆ど見られなくなった。さらに、試作によって、繊維結束の範囲について確認試験を実施した結果、R/tが約3を超えた場合、繊維がバラバラになり、結束できなかった。モデル解析の結果を考慮した場合、第2繊維材層におけるR/tを0.4≦R/t≦3とする構成が好ましい。また、R/tを0.7≦R/t≦3とする構成が更に好ましい。
上述したように、また、モデル解析および実験で示したように、本発明に係る真空断熱材1は、真空断熱材1の信頼性を維持しつつも、第2繊維材層を構成する厚み繊維束9の単位面積当たりの数量を減少させることが可能である。したがって、真空断熱材1の高性能化を図ることが可能となる。
本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細、および代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導き出すことのできる変形例、および効果も発明に含まれる。したがって、特許請求項の範囲、およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1 真空断熱材、2 繊維材層、3 芯材、4 外被材、4a 外被材シート、4b 外被材シート、5 第1繊維材層、5a 第1繊維材層、5b 第1繊維材層、5c 第1繊維材層、6 短繊維、7 第2繊維材層、7a 第2繊維材層、7b 第2繊維材層、7c 第2繊維材層、7d 第2繊維材層、8 長繊維、9 厚み繊維束、10 繊維孔、11 繊維突起
本発明に係る真空断熱材は、芯材の一面側から他面側へ向かう厚さ方向の熱移動を抑制する。芯材は、第1繊維材層と第2繊維材層とを備える。第1繊維材層は、厚さ方向に積層したガラス繊維の複数の短繊維を備える。第2繊維材層は、厚さ方向に積層したガラス繊維の複数の長繊維と、厚さ方向に延設してあり、それぞれが複数の長繊維を結束する複数の厚み繊維束とを備える。複数の長繊維は、複数の短繊維よりも長さが長い。
本発明に係る真空断熱材の製造方法は、芯材の一面側から他面側へ向かう厚さ方向の熱移動を抑制する真空断熱材を製造するものであり、第1準備工程と第2準備工程と一体化工程とを備える。第1準備工程では、厚さ方向に積層したガラス繊維の複数の短繊維を備える第1繊維材層を準備する。第2準備工程では、厚さ方向に積層してあり複数の短繊維よりも長さが長いガラス繊維の複数の長繊維を備える第2繊維材層を準備する。一体化工程では、厚さ方向に延びる複数の厚み繊維束を第2繊維材層に成形して複数の長繊維を束ねる。

Claims (11)

  1. 芯材の一面側から他面側へ向かう厚さ方向の熱移動を抑制する真空断熱材において、
    前記芯材は、第1繊維材層と第2繊維材層とを備え、
    前記第1繊維材層は、前記厚さ方向に積層した複数の短繊維を備え、
    前記第2繊維材層は、
    前記厚さ方向に積層した複数の長繊維と、
    前記厚さ方向に延設してあり、それぞれが前記複数の長繊維を結束する複数の厚み繊維束とを備え、
    前記複数の長繊維は、前記複数の短繊維よりも長さが長い
    ことを特徴とする真空断熱材。
  2. 各厚み繊維束は、開口してある繊維孔を第2繊維材層の一面側または他面側に備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の真空断熱材。
  3. 前記第1繊維材層と前記第2繊維材層とは接触しており、
    前記複数の短繊維の一部が前記繊維孔に挿設してある
    ことを特徴とする請求項2に記載の真空断熱材。
  4. 各厚み繊維束は、前記第2繊維材層から突出する繊維突起を第2繊維材層の一面側または他面側に備える
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の真空断熱材。
  5. 前記繊維突起は、前記第1繊維材層の内部に突出する
    ことを特徴とする請求項4に記載の真空断熱材。
  6. 前記厚さ方向における各厚み繊維束の長さは、前記厚さ方向における前記芯材の長さよりも短い
    ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の真空断熱材。
  7. 前記複数の厚み繊維束は、前記厚さ方向とは異なる前記芯材の縦方向および横方向に向けて並設してあり、
    前記複数の厚み繊維束における前記縦方向の並設間隔は、前記複数の厚み繊維束における前記横方向の並設間隔よりも小さい
    ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の真空断熱材。
  8. 前記縦方向および前記横方向に向けて並設してある前記複数の厚み繊維束は、前記第2繊維材層において千鳥配置してある
    ことを特徴とする請求項7に記載の真空断熱材。
  9. 前記芯材は、軸短方向の円弧が軸長方向に連なる円弧形状を有し、
    前記第1繊維材層は、前記円弧形状の外周側に位置し、
    前記第2繊維材層は、前記円弧形状の前記芯材の内周側に位置する
    ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の真空断熱材。
  10. 芯材の一面側から他面側へ向かう厚さ方向の熱移動を抑制する真空断熱材を製造する製造方法において、
    前記厚さ方向に積層した複数の短繊維を備える第1繊維材層を準備する第1準備工程と、
    前記厚さ方向に積層してあり前記複数の短繊維よりも長さが長い複数の長繊維を備える第2繊維材層を準備する第2準備工程と、
    前記厚さ方向に延びる複数の厚み繊維束を前記第2繊維材層に成形して前記複数の長繊維を結束する一体化工程とを備える
    ことを特徴とする製造方法。
  11. 前記一体化工程は、
    前記厚さ方向とは異なる前記芯材の縦方向および横方向のうちの前記縦方向に縦方向並設間隔を空けて、前記複数の厚み繊維束の一部を成形する縦方向並設工程と、
    前記横方向に前記縦方向並設間隔よりも大きい横方向並設間隔を空けて前記複数の厚み繊維束のいくつかを成形する横方向並設工程とを備える
    ことを特徴とする請求項10に記載の製造方法。
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