[發明專利]真空隔熱材料、具有該真空隔熱材料的設備及其制造方法

有效

• 申請號: 201280056498.2
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN103946618A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 內田武;大堀進一
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: F16L59/06
• 分類號: F16L59/06
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 鹿屹;李雪春

技術領域

本發明涉及真空隔熱材料、具有該真空隔熱材料的設備及其制造方法。

背景技術

以往，在用于對各種食品進行加熱、冷卻、保溫而使用的冰箱、冷卻箱、保溫箱等中，以及向被干燥對象物吹出熱風使被干燥對象物干燥的烘干機等中，使用具有各種結構和性能的隔熱材料。由于在隔熱材料之中，真空隔熱材料的隔熱性能優良，所以真空隔熱材料廣泛應用于需要隔熱的家用冰箱等設備中。一般通過將由無機材料構成的芯部材料填充到外包材料的內部后，密封外包材料，并且使外包材料的內部保持減壓狀態，從而可以得到真空隔熱材料。

在無機材料中，采用由火焰法或離心法制造的玻璃纖維構成的玻璃棉，形成上述真空隔熱材料的芯部材料。

例如日本專利公開公報特開2005-265038號(專利文獻1)記載的真空隔熱材料是對由作為無機纖維的玻璃纖維構成的玻璃棉進行濕式抄造，并層疊多張無機纖維薄片用作芯部材料，上述無機纖維中的顆粒直徑為30μm以上的顆粒含有比率在0.1質量％以下，無機纖維中的平均纖維直徑為0.2～6μm，無機纖維相對于薄片表面沿水平方向排列。

此外，日本專利公開公報特開2006-17169號(專利文獻2)中記載的真空隔熱材料由作為無機纖維層疊材料的玻璃纖維構成玻璃棉，芯部材料由該玻璃棉構成，將芯部材料減壓密封在外包材料內部，真空隔熱材料中的芯部材料的密度為200～270kg/m³，打開外包材料后的芯部材料包含有75％以上的纖維長度在100μm以上的玻璃纖維。

另一方面，在日本專利公開公報特開2004-36749號(專利文獻3)記載的真空隔熱材料中，為了減少氣泡的產生，將作為均質材料的線性低密度聚乙烯(LLDPE)的薄膜用作熱熔焊層。

此外，在日本專利公報第3482408號(專利文獻4)記載的真空隔熱材料中，為了減少氣泡的產生，將兩層的延伸尼龍薄膜用作外包材料。在上述真空隔熱材料中，將線性低密度聚乙烯(LLDPE)的薄膜用作熱熔焊層。

專利文獻1：日本專利公開公報特開2005-265038號

專利文獻2：日本專利公開公報特開2006-17169號

專利文獻3：日本專利公開公報特開2004-36749號

專利文獻4：日本專利公報第3482408號

圖13是示意性表示以往用作真空隔熱材料的芯部材料的玻璃棉中的玻璃纖維分布狀態的平面圖。圖14是平面電子顯微鏡照片(放大倍率100倍)，表示以往用作真空隔熱材料的芯部材料的玻璃棉中的玻璃纖維被壓縮前的分布狀態，圖15是表示相同分布狀態的斷面電子顯微鏡照片(放大倍率100倍)。

如圖13所示，可以看出在玻璃棉800中，各種纖維長度的多條玻璃纖維810沿各個方向延伸而隨機分布。此外，如圖14和圖15所示，在利用火焰法或離心法制造的玻璃棉中，相對于主體纖維混入了纖維長度在1mm以下的短纖維和纖維直徑在1μm以下的微細纖維。可以認為：由于上述短纖維和微細纖維填充在主體纖維之間、或交織在主體纖維之間，在纖維間產生熱傳導，引起沿芯部材料厚度方向的熱傳導，所以使隔熱性能下降。此外，可以看出在上述玻璃棉中，主體纖維也包含有大量彎曲或扭曲的纖維。

由于以上述方式構成玻璃棉，所以像日本專利公開公報特開2005-265038號(專利文獻1)記載的那樣，當利用濕式抄造形成薄片時，即便想要使玻璃纖維相對于薄片表面沿水平方向排列，也難以排列大部分的玻璃纖維。

此外，即使像日本專利公開公報特開2006-17169號(專利文獻2)記載的那樣，擠壓玻璃棉使包含有75％以上的纖維長度在100μm以上的玻璃纖維的芯部材料密度成為200～270kg/m³，也難以排列大部分的玻璃纖維。

因此，上述公報記載的真空隔熱材料的芯部材料均難以防止因纖維之間產生熱傳導而造成的隔熱性能下降。因此，得到的真空隔熱材料的導熱系數為2mW/m·K左右，所以利用以往的改進方法來提高真空隔熱材料的隔熱性能是有限的。

此外，像日本專利公開公報特開2004-36749號(專利文獻3)記載的真空隔熱材料、以及日本專利公報第3482408號(專利文獻4)記載的真空隔熱材料那樣的、抑制外包材料產生氣泡的以往的改進方法中，提高真空隔熱材料的隔熱性能是有限的。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供真空隔熱材料、具有該真空隔熱材料的設備及其制造方法，該真空隔熱材料具有優良的隔熱性能，可以超越以往對隔熱性能的改進限度。