专利名称：：真空隔热材料及绝热箱的制作方法
技术领域：
：本发明涉及真空隔热材料及隔热箱，特别是，涉及适合于制冷、供热设备使用的真空隔热材料及隔热箱。
背景技术：
：过去，作为隔热材料使用氨基甲酸乙酯，最近，将绝热性能比氨基甲酸乙酯更优异的真空绝热材料与氨基曱酸乙酯同时并用。这种真空隔热材料除用于冰箱之外，也用于保温箱、车辆空调机、热水供应器等制冷、供热设备。真空绝热材料是一种将粉末、发泡体、纤维体等作为芯体插入到阻气性(即空气阻断性)的铝箔制成的外包装材料中，内部保持几个Pa的真空度的材料。作为真空绝热材料的绝热性能下降的原因之一，除从外部气体进入的空气、水分之外，还有从芯体产生的逸出气体、存在于芯体中的水分，为了吸附它们，将吸附剂插入到外包装材料中。作为真空绝热材料的芯体，有二氧化硅等的粉末、氨基甲酸乙酯等发泡体、玻璃等的纤维体等材料，但目前的现状是，绝热性能最为优异的纤维体的芯体成为主流。对于纤维体材料大致有无机纤维、有机纤维两种。对于无机纤维，有玻璃纤维、碳纤维等(例如，参照专利文献l、8)。对于有机纤维，有聚丙烯纤维、聚乳酸纤维、芳香组聚酰胺纤维、LCP(液晶聚合物)纤维、聚对苯二甲酸乙酯纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、纤维素纤维等(例如，参照专利文献2、7)。对于纤维体的形状，有棉状形状、将片材叠层的形状等(例如，参照专利文献3、4)。另外，对于纤维体的形状，有将片材以纤维的取向交替的方式叠层的形状(参照专利文献5、6)。专利文献1特开平8-028776号公报(第2-3页)专利文献2特开2002-188791号公报(第4-6页，图1)专利文献3特开2005-344832号公报(第3-4页，图1)专利文献4特开2006-307924号公报(第5-6页，图2)专利文献5特开2006-017151号公报(第3页，图1)专利文献6特公平7-103955号公报(第2页，图2)专利文献7特开2006-283817号公报(第7-8页)专利文献8特开2005-344870号公报(第7页，图2)
发明内容在过去的真空绝热中，使用玻璃纤维、聚酯纤维作为芯体。由于玻璃纤维硬而且脆，所以，在真空绝热材料的制造时，粉尘飞散，当附着到操作者的皮肤、粘膜等上时，有受到刺激的可能性，其可操作性、作业性成为问题。另外，在考虑到再循环利用的场所的情况下，例如，对于冰箱来说，在再循环利用工场将每个制品粉碎，玻璃纤维掺混到氨基曱酸乙酯屑等中，以供热循环再利用，但是，存在着燃烧效率降低，变成残渣等再循环利用性不好的缺点。另一方面，聚酯等有机纤维，尽管其可操作性、再循环利用性优异，但是，与作为表示隔热性能的指标的导热系数为0.0(B0W/mK(参照专利文献7)相对，玻璃纤维为0.0013W/mK(参照专利文献8)，具有绝热性能差的缺点。本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的是提供一种可操作性和绝热性能优异的真空绝热材料，以及具有该真空绝热材料的绝热箱。根据本发明的真空绝热材料，是一种将芯体容纳到阻气性容器的内部，将内部形成减压状态的真空绝热材料，其特征在于，前述芯体是将有机纤维形成片状的有机纤维集合体的叠层结构。从而，由于根据本发明的真空绝热材料是将片状的有机纤维集合体叠层构成的，所以，可操作性及再循环利用性优异，并且，绝热性能优异。图l是根据本发明的实施形式1的将真空绝热材料的芯体进行薄的叠层的透视图。图2是表示在图l所示的真空绝热材料的一片中的纤维的取向的侧视图。图3是表示在图1所示的真空绝热材料有厚度的情况下的纤维的取向状态的侧4见图。图4是表示图1所示的真空绝热材料的结构的分解透视图。图5是说明图1所示的真空绝热材料的绝热性能的相关图。图6是表示根据本发明的实施形式2的真空绝热材料的芯体的叠层要点的透视图。图7是表示根据本发明的实施形式2的真空绝热材料的芯体的叠层要点的透视图。图8是示意地表示根据本发明的实施形式3的绝热箱(冰箱)的剖视图。符号说明1:纤维集合体(片状有机纤维集合体)，2:有机纤维，2x:有机纤维，2y:有机纤维，3空隙，4:外包装材料，5:芯体，6:气体吸附剂，7:真空绝热材料，8:间隔件，9:外箱，10:内箱，11:聚氨基甲酸乙酯泡沫，12:绝热壁，100:冰箱。具体实施例方式[实施形式l;真空绝热材料I图1~图4是示意地表示根据本发明的实施形式1的真空绝热材料的图示，图l是将芯体进行薄的叠层的透视图，图2是表示一片中的纤维的取向的侧视图，图3是表示在有厚度的情况下的纤维的取向状态的侧视图，图4是表示真空绝热材料的结构的分解透视图。在图4中，真空绝热材料7包括具有空气阻断性的阻气性容器(下面称为"外包装材料")4，封入外包装材料4的内部的芯体5及气体吸附剂6。并且，将外包装材料4的内部减压到规定的真空度。(叠层结构)在图1中，芯体5具有将片状有机纤维集合体(下面，称为"纤维集合体")1叠层的叠层结构。在图2中，纤维集合体l由隔开规定的间隔配置的多个有机纤维2x、以及在与有机纤维2x正交的方向上隔开规定的间隔配置的多个有机纤维2y构成。这时，有机纤维2x和有机纤维2y点接触。并且，通过将纤维集合体1进行薄的叠层，可以抑制向导热方向的纤维取向，所以，可以降低导热系数。另外，上面说明了有机纤维2x和有机纤维2y相互正交的情况，但是，本发明并不局限于此，也可以以相互不是直角的角度相交。(有机纤维)作为用于形成真空绝热材料7的芯体5的有机纤维2的材料，在实施形式l中使用聚酯，此外，也可以使用聚丙烯、聚乳酸、芳香组聚酰胺、LCP(液晶聚合物)等。聚丙烯由于吸湿性低，所以可以缩短干燥时间和抽真空的时间，能够提高生产率，由于固体热传导小，所以可以期待提高真空绝热材料的绝热性能。另外，由于聚乳酸具有生物降解性，所以，在制品使用后，还可以将拆开、分类的芯体进行填埋处理。另外，由于芳香组聚酰胺及LCP由于刚性高，所以在被真空包装而受到大气压时的形状保持性良好,.可以提高空隙率，具有能够期待提高绝热性能的优点。(纤维集合体)形成芯体5的纤维集合体(有机纤维集合体，与片状集合体相同)l，通过使加热熔融的聚酯树脂从相对于将要制造的宽度排列成横的一排的若干喷嘴向输送装置上自由下落，一面以任意的速度移动输送装置，一面用辊加压巻曲进行制造。纤维集合体1的体积密度，通过熔融树脂的喷出量和输送装置的速度来进行调整，可以获得厚度不同的纤维集合体。另外，利用上述方法获得的纤维集合体1,由于有机纤维2相互是松散的，有时在制造真空绝热材料时的操作性差，所以，在加压时，可以将有机纤维2相互加热熔敷，这时，由于过度的加压、加热熔敷，增大了有机纤维2之间的接触面积，导致传热的增加，所以，优选地，尽可能地减少接触面积，抑制在总面积的5%以下。其次，将获得的纤维集合体l剪裁成A4的尺寸，将其叠层成25层，形成芯体5。另外，叠层的层数可以根据获得的纤维集合体1的厚度和想要制造的真空绝热材料7的厚度任意设定。在实施形式1中，纤维集合体1的纤维直径，利用成形该纤维的喷嘴的直径进行调整，约为15nm，但是，为了提高隔热性能，比较细的更好，从理论上说，优选地，纤维直径在10nm以下。(外包装材料)对于真空绝热材料7的外包装材料4，使用由尼龙(6nm)、蒸镀铝的PET(10nm)、铝箔(6jim)、高密度聚乙烯(50|nm)构成的具有阻气性的塑料层叠薄膜。此外，当使用聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯的结构等的不含有铝箔的层叠薄膜时，可以抑制由热桥引起的绝热性能的降低。另外，利用密封包装机将4个边中的3个边热封。(制造方法)真空绝热材料7的制造为，将芯体5插入到作为袋的外包装材料4中，以剩下的一个边的口不封闭的方式固定，在恒温槽中，在10S。C的温度下，进行半天(约12小时)的干燥后，将用于吸附真空包装后的残留气体及随着时间从芯体5放出的气体、以及通过外包装材料4的密封层进入的透过气体的气体吸附剂6插入到薄膜袋内，利用栎木式真空包装机(NPC公司制造；KT-650)进行抽真空。抽真空进行到真空室内的真空度达到110Pa左右，在这样的真空室内对薄膜袋的开口部进行热封，获得板状的真空绝热材料7。(绝热性能)其次，对于作为本发明的纤维集合体1的实施例1~4和比较用的比较例，说明纤维集合体l的厚度对绝热性能的影响。比较材料是利用和实施例1~4的纤维直径(约15pm)相同直径的棉状聚酯作为芯体、用和前述相同的方法获得真空绝热材料。所制作的实施例1~4及比较例(均为真空绝热材料)，利用导热系数计"AutoAHC-073(英弘精机(林)制"，测定高温为37.7。C、低温为10.0。C的温度差时的导热系数。另外，测定从抽真空工序起经过一天之后进4亍。这里，一片纤维集合体1的厚度是从真空绝热材料7的厚度减去外包装材料4的厚度的2倍之后，除以叠层的片数的值。另外，平均纤维直径为利用显微镜测定的100个部位处的测定值的平均值。表l表示用平均纤维直径除以抽真空之后的一片的厚度的结果。表1_<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>图5是说明根据本发明的实施形式1的真空绝热材料的绝热性能的相关图，横轴是一片纤维集合体1的厚度除以平均纤维直径的数值，纵轴是绝热性能比。另外，绝热性能比是将比较例的导热系数分别除以实施例1~4的导热系数的数值(等于实施例1~4的导热系数除以比较例的导热系数的值的倒数)。由图5可以看出，当纤维集合体l的厚度不足平均纤维直径的18倍时，与以棉状纤维作为芯体的比较例的情况下相比，绝热性能提高。这可以认为是，纤维集合体l的厚度越小，纤维越容易在作为与绝热方向成直角的方向的面方向上取向，即，可以加长向绝热方向的真空绝热材料7内的固体导热的路程，所以，可以提高绝热性能。另外，纤维集合体1的厚度若接近平均纤维直径的1倍，则越接近绝热性能越好。因而，可以看出，纤维集合体1的厚度优选是纤维直径的1~18倍。另外，由于当纤维集合体l厚度在纤维直径的8倍以下时，绝热性能急剧(极端)提高，所以，优选地，纤维集合体的厚度为平均纤维直径的1~8倍。[实施形式2:真空绝热材料图6及图7是示意地表示根据本发明的实施形式2的形成真空绝热材料的芯体的叠层要点的透视图。在图6中表示，一面不裁断纤维集合体1而以连续的片状原样折叠，一面进行叠层，形成芯体5的状态。在图7中表示，利用不裁断的连续的片状的第一纤维集合体lx和不裁断的连续的片状的第二纤维集合体ly(有时将两者总括起来称为"纤维集合体l，，)，将两者交叉地配置，以夹持各个折痕的范围每一折重叠的方式，叠层形成的状态。即，通过一面折叠纤维集合体1一面进行叠层，可以省去裁断的麻烦，有效率地制造芯体5，进而制造真空绝热材料7。由于这里所使用的纤维集合体1是用上述制造方法制造的，所以，有机纤维2沿着长的方向取向。注意到这一点，当纤维集合体l彼此交叉地叠层时，接近于点接触，可以进一步提高绝热性能。[实施形式3:冰箱I图8是说明根据本发明的实施形式3的绝热箱的图示，是示意地表示冰箱的正视剖视图。另外，对和实施形式l、2相同的部分赋予相同的标号，省略部分说明。在图8中，冰箱100包括外箱9，配置在外箱9的内部的内箱IO，配置在外箱9和内箱10的间隙中的真空绝热材料7及聚氨基曱酸乙酯泡沫ll，向内箱10内供冷的制冷单元(图中未示出)。另外，外箱9及内箱10，在共同的面上分别形成开口部，在该开口部设置有开闭门(图中均未示出)。这时，由于真空绝热材料7的外包装材料4含有铝箔，所以，有产生热通过该铝箔绕回的热桥的危险。因此，为了抑制该热桥的影响，真空绝热材料7，利用作为树脂成形品的间隔件8，与外箱9的涂装钢板分离开地配置。另外，对于间隔件8,为了在后续工序中在注入到绝热壁内的聚氨基曱酸乙酯泡沫中不残留空隙，适当地配置不妨碍流动用的孔。即，冰箱100包括真空绝热材料7、由间隔件8及聚氨基曱酸乙酯泡沫ll形成的绝热壁12。另外，对于配置绝热壁12的范围没有特定的限制，可以是形成在外箱9和内箱IO之间的间隙的整个范围中，也可以是其中的一部分，另外，也可以配置在前述开闭门的内部。冰箱100，在不再使用的情况下，根据家电再循环利用法，在各地的再循环利用中心进行解体、再循环利用。这时，本发明的冰箱100，由于具有配置有由纤维集合体1(由有机纤维2形成)构成的芯体5的真空绝热材料7，所以，可以不卸下真空绝热材料7就进行破碎处理，在进行热再循环利用时，不会降低燃烧效率、不会变成残渣，再循环利用性良好。另一方面，在配置有真空绝热材料的冰箱中，在该真空绝热材料的芯体是无机粉末的真空绝热板的情况下，由于粉末会飞散，所以，不能将箱体原样进行破碎处理，不得不费很大的麻烦从冰箱的箱体上卸下真空绝热材料。另外，在芯体是玻璃纤维的真空绝热板的情况下，尽管能够将箱体原样地进行破碎处理，但是，破碎后的玻璃纤维混到聚氨基甲酸乙酯泡沫的粉碎物中，以供热再循环利用，但是，这时，存在着会使燃烧效率降低，或者会成为燃烧后的残渣等再循环利用的难点。另外，上面，作为绝热箱，列举了水箱的例子，但是，本发明并不局限于此，也可以是保温箱、车辆空调机、热水供应器等制冷、供热设备或者温热设备，进而，代替具有规定形状的箱，也可以是具有可自由变形的外袋及内袋的绝热袋(绝热容器)。工业上的利用可能性根据以上所述，本发明的真空绝热材料及绝热箱，由于可操作性、绝热性能及再循环利用性优异，所以，可以作为设置在各种设备上的真空绝热材料，进而可以作为各种形式的绝热箱乃至绝热容器广泛加以利用。权利要求1.一种将芯体容纳到阻气性容器的内部、将内部形成减压状态的真空绝热材料，其特征在于，前述芯体是将有机纤维形成片状的有机纤维集合体的叠层结构。2.如权利要求1所述的真空绝热材料，其特征在于，在以减压状态容纳到前述阻气性容器的内部时，前述有机纤维集合体的厚度是前述有机纤维直径的1~18倍。3.如权利要求1或者2所述的真空绝热材料，其特征在于，前述有机纤维集合体是将连续的有机纤维加压熔敷形成片状的材料。4.如权利要求1至3中任何一项所述的真空绝热材料，其特征在于，前述芯体是将前述有机纤维集合体折叠并叠层而构成的。5.如权利要求4所述的真空绝热材料，其特征在于，前述芯体由折叠并叠层的第一有机纤维集合体和折叠并叠层的第二有机纤维集合体形成，前述第一有机纤维集合体和前述第二有机纤维集合体以相互交叉的方式4斤叠。6.—种绝热箱，其特征在于，所述绝热箱包括外箱，配置在该外箱的内部的内箱，在该外箱和前述内箱的间隙的全部或者一部分上，配置权利要求1至5中任何一项所述的真空绝热材料。7.—种绝热箱，其特征在于，在前述外箱和前述真空绝热材料之间或者在前述内箱和前述真空绝热材料之间两者或者其中一个中，填充绝热材料。8.—种绝热箱，其特征在于，该绝热箱具有调整前述内箱的内部温度的温度调整一几构。全文摘要本发明提供一种可操作性和绝热性能优异的真空绝热材料，以及具有该真空绝热材料的绝热箱。其解决方案为，真空绝热材料包括具有空气阻断性的阻气性容器(外包装材料)，封入到减压到规定的真空度的外包装材料的内部的芯体及气体吸附剂。并且，芯体(5)具有将隔开规定的间隔配置的多个有机纤维以及在与该有机纤维交叉的方向上隔开规定的间隔配置的多个有机纤维形成的片状有机纤维集合体(纤维集合体)(1)叠层的叠层结构。文档编号B65D81/38GK101363566SQ200810133478公开日2009年2月11日申请日期2008年7月25日优先权日2007年8月6日发明者岩田修一,花冈祥,辻原雅法,野村京子,高木司申请人:三菱电机株式会社