專利名稱：隔熱箱及其所用的隔熱材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用于冰箱、保溫庫、保冷庫、自動銷售機(jī)、熱水器等的隔熱箱及其所用的真空隔熱材料及其隔熱構(gòu)造。
背景技術(shù)：
近年來，對家電制品的節(jié)能化的要求是一項不可避免的重要課題。即使在用于冰箱及其它各種各樣的家電制品的隔熱箱中，隔熱材料的高性能化已經(jīng)必不可缺。另一方面，積極實施保護(hù)地球環(huán)境已經(jīng)顯得越來越重要。作為對家電制品的緊急要求在于節(jié)能，提高與熱相關(guān)的家電制品的隔熱性能是重要課題。
近年來，以節(jié)能化和省空間化為目標(biāo)，在以家電廠商和隔熱材料廠商為主開發(fā)的隔熱材料中，有一種具有高隔熱性能的真空隔熱材料。作為真空隔熱材料，有一例是用隔氣性的層疊薄膜，將由具有連續(xù)氣泡的硬質(zhì)聚氨酯泡沫等構(gòu)成的芯材包覆，使內(nèi)部減壓。這與以往的硬質(zhì)或軟質(zhì)尿烷泡沫、或者樹脂發(fā)泡體相比，具有約2.5倍的隔熱性能。
另外，在特公平30-63715號公所中，公開了一種使用纖維集合體的真空隔熱材料。這是一種通過將玻璃纖維和陶瓷纖維、或樹脂纖維等的纖維集合體用作真空隔熱材料，獲得輕量且可變形的真空隔熱材料。
根椐特公昭30-3139號公報的方案，它是將250μm以下的纖維直徑組成的玻璃纖維作為芯材，將內(nèi)部保持在0.75Pa以下的真空度的真空隔熱材料。另外，在特開昭60-208226號公報中記載的是將無機(jī)的細(xì)徑纖維相對傳熱方向呈直角方向任意層疊，將嵌裝纖維嵌入到途中的嵌裝的纖維作為真空隔熱材料的芯材。
另外，作為用粘合劑將纖維粘合的例子，在特開昭9-138058號特許公報中已經(jīng)有記載。其內(nèi)容是使用有機(jī)系粘合劑將玻璃棉等的纖維質(zhì)材成形，將其用作真空隔熱材料的芯材。
然而，在上述以往技術(shù)中存在著以下的問題實用化困難。
例如在特公昭30-3139號特許公報技術(shù)內(nèi)容中，因隔熱材料由玻璃纖維單體構(gòu)成，故難以成形為一定的形狀，在制作板狀的真空隔熱材料時，因纖維自身無形狀保持性，故用作真空隔熱材料的芯材時，存在著工時多的問題。
另外，在特開昭60-208226號特許公報中，因無機(jī)纖維嵌入在其它纖維中，故要纖維自身應(yīng)具有形狀保持性的課題，但一邊要減小熱傳導(dǎo)一邊要嵌入，常用方法不對應(yīng)，使生產(chǎn)成本增高。
另外，若特開平9-138058號特許公報的內(nèi)容，則作為向纖維材料提供形狀保持性的方法，已有使用有機(jī)系粘合劑加固的方案，但雖有粘合劑種類的記載，但無添加量和使用的纖維材料構(gòu)成等方面的記載。因此，不僅難以作為真空隔熱材料使用的隔熱性能，而且難以用粘合劑粘牢。另外，將有機(jī)纖維用于芯材，有可能會時效性地從芯材中發(fā)生氣體，使隔熱性能惡化。
另外，以提高隔熱箱的隔熱性為目的，以往曾對使用在芯材中含有樹脂發(fā)泡體或粉體的真空隔熱材料的隔熱箱作過提案，但這些芯材存在著時效性的隔熱性能或者加工性的課題。這樣，在上述傳統(tǒng)的技術(shù)中，其問題是真空隔熱材料的加工性差、或者仍未到達(dá)產(chǎn)品開發(fā)階段，纖維集合體的優(yōu)良尚未充分體現(xiàn)。
本發(fā)明鑒于上述課題，通過使用層疊有片材狀的無機(jī)纖維的芯材，作為時效性的可靠性高且加工性優(yōu)良的真空隔熱材料用的芯材，從而提供隔熱性能和生產(chǎn)性優(yōu)異的隔熱箱。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述課題，本發(fā)明提供了一種隔熱箱，其中，由至少在1個部位上設(shè)有開口部的內(nèi)箱、外箱、將所述開口部閉塞的蓋體、芯材、以及真空隔熱材料所構(gòu)成，所述芯材配置在所述內(nèi)箱與外箱之間并由至少包含SiO2的2層以上的片狀、且相對的面之間互相接觸的纖維狀的層疊體組成，所述真空隔熱材料由夾持所述芯材的層疊薄膜所組成。
另一方面，本發(fā)明提供了一種真空隔熱材料，其中，由芯材和將所述芯材夾持的層疊薄膜所構(gòu)成，所述芯材由至少包含SiO2的2層以上的片狀、且相對的面之間互相接觸的纖維狀的層疊體組成。
本發(fā)明的隔熱箱的特征在于，作為隔熱材料，使用的是由層疊有形成片材狀的無機(jī)纖維的芯材和將該芯材夾持的多層薄膜所構(gòu)成的真空隔熱材料，另外，配置在層疊體一方的面上的多層薄膜與配置在層疊體另一方的面上的多層薄膜的層疊結(jié)構(gòu)不一樣，并且根椐需要，真空隔熱材料包含吸著劑。
圖1為本發(fā)明的真空隔熱材料的剖視圖，圖2為表示在本發(fā)明的真空隔熱材料的芯部的無機(jī)纖維片材的一邊設(shè)置有切口的狀態(tài)圖，圖3為表示在最上段的無機(jī)纖維片材的局部設(shè)置有切口的狀態(tài)圖，圖4為表示在中段的無機(jī)纖維片材的局部設(shè)置有切口的狀態(tài)圖，圖5為表示在全部的無機(jī)纖維片材的局部設(shè)置有切口的狀態(tài)圖，圖6為本發(fā)明的第2實施形態(tài)的冰箱的立體投影圖，圖7為本發(fā)明的第3實施形態(tài)的隔熱箱的模式圖，圖8為本發(fā)明的第3實施形態(tài)的隔熱箱的模式圖，圖9為本發(fā)明的第4實施形態(tài)的隔熱箱的模式圖，圖10為本發(fā)明的第4實施形態(tài)的隔熱箱的模式圖，圖11為本發(fā)明的第4實施形態(tài)的蓋體部的模式圖，圖12為本發(fā)明的第5實施形態(tài)的隔熱箱的剖視圖，圖13為本發(fā)明的第6實施形態(tài)的冰箱的剖視圖，圖14為本發(fā)明的第7實施形態(tài)的保溫保冷箱的剖視圖，圖15為本發(fā)明的第8實施形態(tài)的熱水器的剖視圖；其中附圖參照號如下1.真空隔熱材料2.芯材2a.片材狀的無機(jī)纖維2b.切口3.外覆材料
4.吸著劑5.冰箱6.冷凍室7.機(jī)械室8.制冷劑配管9.103.11.120.203.213.冰箱101.108.201.隔熱箱102.111.119.202.214.內(nèi)箱104.凸緣106.121.204.硬質(zhì)聚氨酯泡沫109.箱部110.212.蓋部113.發(fā)泡聚苯乙烯114.內(nèi)框體115.外框體118.隔熱箱(冰箱)205.隔離板206.蒸發(fā)器207.機(jī)械室208.壓縮機(jī)209.控制基板210.保溫保冷箱211.本體215.蓄冷器216.隔熱材料317.熱水器318.本體319.儲熱水容器320.蓋體321.加熱器具體的實施方式下面以具體例子，說明本發(fā)明的實施形態(tài)。
圖1為本發(fā)明一實施形態(tài)的真空隔熱材料的剖視圖，真空隔熱材料1由芯材2、外覆材料3和吸著劑4構(gòu)成。
外覆材料3的一個側(cè)面上，在最外層設(shè)置聚酰胺層(16μm)，作為表面保護(hù)層，在其內(nèi)層設(shè)置聚對苯二甲酸乙二酯層(12μm)。另外，外覆材料3還在中間層上設(shè)置鋁箔(6μm)，是一種設(shè)置有熱密合用的4層高密度聚乙烯(50μm)層組成的層疊薄膜。在外覆材料3的另一方側(cè)面上，表面保護(hù)層由聚酰胺層(16μm)和聚對苯二甲酸乙二酯層(12μm)構(gòu)成，使用的是在乙烯—乙烯醇共聚體樹脂組成物膜(50μm)的內(nèi)側(cè)鋁蒸鍍處理過的中間薄膜層和設(shè)置有4層由高密度聚乙烯層組成的熱密合層組成的層疊薄膜。
本發(fā)明的隔熱材料1的外覆材料3是在1個側(cè)面上使用由鋁箔構(gòu)成的層疊薄膜、在另一個側(cè)面上由鋁蒸鍍組成的層疊薄膜的結(jié)構(gòu)。這樣，可根椐真空隔熱材料接合的對象物的溫度來調(diào)節(jié)熱傳導(dǎo)性。結(jié)果是，可抑止作為隔熱材料全體熱傳導(dǎo)性優(yōu)良的鋁箔所引起的熱漏出，同時因存在著隔氣性優(yōu)良的金屬蒸鍍層，故還可抑止向隔熱材料內(nèi)部的氣體侵入量。
即，因鋁箔是金屬膜，故即使周圍溫度上升，雖然無透氣性，但蒸鍍鋁的樹脂層利用溫度的上升而產(chǎn)生透氣性。結(jié)果是，使真空隔熱材料的真空度下降，隔熱性能惡化。為防止這一現(xiàn)象，一種有效的方法是將使用真空隔熱材料的外覆材料3鋁箔的一側(cè)配置在高溫側(cè)。這樣，采用本發(fā)明的真空隔熱材料的構(gòu)造，就可抑止因熱漏出引起的性能惡化以及因氣體侵入造成的性能惡化的兩方。
然而，本發(fā)明的真空隔熱材料不限定于這種結(jié)構(gòu)。在設(shè)想外覆材料的成本降低和高溫區(qū)域中使用等的場合，作為外覆材料3的結(jié)構(gòu)，例如在上述結(jié)構(gòu)中，熱密合層也可使用結(jié)晶性聚丙烯(50μm)。采用這種結(jié)構(gòu)，可提高真空隔熱材料的耐熱溫度。
另外，除了最外層的聚酰胺之外，通過將聚對苯二甲酸乙二酯的厚度稍微加厚，可減少聚酰胺層，由此實現(xiàn)低成本化。因除去聚酰胺引起的彎曲性的惡化，可由聚對苯二甲酸乙二酯的厚度增加來對付。
并且，因使用環(huán)境的不同，外覆材料3的構(gòu)成需要選定各種材料。在冰箱和冷凍組件等較低溫度的領(lǐng)域中使用的場合等，作為熱密合層的材料，適用高密度聚乙烯等。另一方面，在熱水器等的高溫領(lǐng)域中使用的場合，熱密合層適用結(jié)晶化聚丙烯和乙烯—乙烯醇共聚合體樹脂組成物或者聚對苯二甲酸乙二酯樹脂和聚對苯ナフタレ一ト(ポリエチレンナフタレ一ト)樹脂等。
另外，在真空隔熱材料的表里不分區(qū)別、而使用由單一的層疊薄膜組成的外覆材料的場合，外覆材料3的密合形態(tài)不限定于三方密合，可采用所謂“挎包袋”規(guī)格或“枕式袋(ピロ一袋)”類等。由此，可減少外覆材料3的外周周緣部產(chǎn)生的突起部，可減少突起部折返的工序。
吸著劑4除了芯材2的最上部和最下部之外，被配置在無機(jī)纖維片材上的切口部內(nèi)。這樣，在制作真空隔熱材料時，吸著劑4成為凸部，可解決外覆材料3破損的問題。
作為吸著劑4的材料，以サエスゲッタ—社制的COMBO GETTER為優(yōu)，以氧、氮為主，可吸附除去水分和碳酸氣，可長期抑止真空隔熱材料1真空度的惡化。另外，作為其他材料，既可使用氧化鈣或氯化鈣等的水分吸著劑以及三菱瓦斯化學(xué)社制的エ一ジレス，也可使用由氫化鈣組成的材料作為碳酸氣吸著劑。這樣，若與前述サエスゲッタ—社制的COMBO GETTER并用，則作為吸著劑效果更高，可長期維持真空隔熱性能。
芯材2層疊有4枚片狀的無機(jī)纖維2a。無機(jī)纖維2a的1個邊上設(shè)置有切口2b，在切口2b內(nèi)收納有吸著劑4。采用該結(jié)構(gòu)，隔熱劑表面不會形成因吸著劑4產(chǎn)生的凸部。在隔熱材料的真空排氣時，片材表面與層疊的多個片材間的氣體的流體阻力不同。因此，吸引空氣的流動中產(chǎn)生渦流，可提高排氣效率，明顯提高生產(chǎn)性。
另外，作為芯材2的另一個例子，如圖3所示，也可在第1枚的無機(jī)纖維2a上形成凹陷2b，收納吸著劑4。并且，如圖4所示，也可在中間層的無機(jī)纖維2a上形成貫通孔2d，收納吸著劑4。另外，也可如圖5所示，在所有的無機(jī)纖維2a上形成貫通孔2e，收納吸著劑4。
層疊的片材的枚數(shù)不特別限定，但考慮到不能因吸著劑4形成凸部。故以3枚以上為宜，若考慮到提高層疊片材的機(jī)械強(qiáng)度等的生產(chǎn)性，最好是4枚以上。
在本實施形態(tài)中，作為芯材2的材料構(gòu)成，使用SiO2含有50～65重量％、且Al2O3、CaO分別含有10～20重量％、MgO含有1～4重量％的材料。
SiO2作為主成分，是因為材料自身的熱傳遞率低且低成本的緣故，適于真空隔熱材料1的SiO2的含有量是材料組成中50～65重量％較好，最好是55～60重量％的含有量。
另外，含有Al2O3是為了提高芯材2的耐熱性，若考慮到Al2O3自身的熱傳導(dǎo)率，則該含有量以少為好?？紤]到耐熱性和隔熱性能的平衡性，無機(jī)纖維中Al2O3的添加量以10～20重量％為好，若添加量少于10重量％，則耐熱性差，若大于20重量％，則真空隔熱材料1的隔熱性惡化。
另一方面，CaO具有吸收水分的作用，若是作成10～20重量％的添加量，則可得到優(yōu)良的耐熱性能。即使CaO添加量大于20重量％，其效果也不大會變化，另外，添加量少于10重量％時，看不到由水分吸附的真空隔熱材料的性能提高效果。
另外，MgO的添加對提高纖維相互間的凝集力是有效果的，可有效地提高片材的形態(tài)保持特性。特別是由抄造法等制作纖維片材時，其效果大。MgO為1～4重量％的添加量時，可看到凝集力的提高，即使添加量比其大，其效果也相同，若MgO添加量減少，則凝集力降低。因此，MgO的添加量最好是1～4重量％。
芯材2用的纖維材料的構(gòu)成如前所述，由于纖維直徑和體積密度也會影響真空隔熱材料1的隔熱性能，必須限定最適當(dāng)物性。
芯材2的纖維直徑最好是13μm，若纖維直徑細(xì)于1μm，則加工工時明顯增加，并且，纖維自身制作的裝置也成為特殊裝置，故難以進(jìn)行工業(yè)性低成本的制作。另外，纖維自身因極端絞合，故形成大的凝集體，結(jié)果是由于形成了大的細(xì)孔，因此增加氣體熱傳導(dǎo)率，使隔熱性能惡化。
另外，若纖維直徑大于3μm，則因纖維的凝集而形成的細(xì)孔大，故增大氣體熱傳導(dǎo)率，使隔熱性能惡化。要想抑制這一現(xiàn)象，必須具有通常在工業(yè)上可高效率生產(chǎn)的13Pa程度的真空度中不能對付的0.13Pa程度的真空度，難以進(jìn)行工業(yè)上高效率生產(chǎn)。
因此，若考慮工業(yè)的生產(chǎn)性，則纖維直徑以3μm以下為好，最好是2～3μm纖維直徑顯示良好的結(jié)果。
另一方面，即使具有這種纖維直徑的材料，纖維自身的體積密度一旦不適當(dāng)，則會對真空隔熱材料的隔熱性能造成不良影響。纖維的體積密度若高于0.3g/m3，則由纖維自身的固體熱傳導(dǎo)引起的影響變大，真空隔熱材料的隔熱性能惡化。并且，使用纖維材料的可撓性也失去，不能使適用于本發(fā)明特征的凹凸部。
另外，纖維的體積密度一旦低于0.1g/m3，則因減少一定空間中占有的纖維的比例，故空隙變大，因氣體熱傳遞的增大而使真空隔熱材料的隔熱性能惡化。加之因真空隔熱時的大氣壓縮使變形度加大，也出現(xiàn)了難以制作穩(wěn)定形態(tài)的真空隔熱材料的問題。
從以上的結(jié)果中可以看出，使用于真空隔熱材料的纖維材料的纖維直徑以0.1g/m3～0.3g/m3較適當(dāng)，最好是0.1g/m3～0.2g/m3。
另外，為了將纖維形成片狀，最好用粘合劑粘牢。但一旦使用的粘合劑的種類及其數(shù)量不適當(dāng)，則會對真空隔熱材料的隔熱性能造成影響。
例如，若將無機(jī)系的材料用作粘合劑，則作為片材整體密度高，即使有機(jī)系的粘合劑使用酚樹脂等的熱硬化性樹脂時，未反應(yīng)單體因在真空條件中氣化，故真空度惡化，會對隔熱性能造成影響。
另一方面，使用熱可塑性樹脂時，可減少前述的因未反應(yīng)單體造成的不良影響。在由抄造法制作片材時等，以使用水溶性聚合體為好。從這一點出發(fā)，以水溶性丙烯基系樹脂為好。由于水溶性丙烯基系樹脂是水溶性聚合體，故在采用抄造法形成片材化時，也可向片材全體分散，可得到具有一樣接合力的片材。
另一方面，即使將水溶性丙烯基系樹脂用作粘合劑時，其添加量很重要，添加量少于3重量％時，雖然可成形為片狀纖維，但由于在將片材卷成圓筒狀時會斷開，故難以進(jìn)行穩(wěn)定的生產(chǎn)，另外，添加量多于10重量％，則由抄造法制造時的料漿粘度高，生產(chǎn)性惡化。并且，固體的熱傳導(dǎo)增大，真空隔熱材料的性能惡化。
由此出發(fā)，作為丙烯基系樹脂粘合劑的添加量以3重量％～5重量％為好，最好是3重量％～4重量％。
但是，在對片材的生產(chǎn)性無須特別重視的場合，若不使用粘合劑，則作為真空隔熱材料可得到良好的隔熱性能。
下面說明本發(fā)明的真空隔熱材料1的具體制作方法。
將由上述結(jié)構(gòu)的芯材2放在130℃的干燥爐中干燥1小時后，與吸著劑4一起向外覆材料3填充，真空排氣后密封，制作真空隔熱材料1。
這種得到的真空隔熱材料1的熱傳導(dǎo)率在平均溫度24℃下為0.0035～0.0038W/mK，具有比以往使用硅粉末的真空隔熱材料和使用連通尿烷泡沫的真空隔熱材料約2倍程度的優(yōu)良隔熱性能。
(實施形態(tài)2)圖6為本發(fā)明的第2實施形態(tài)的冰箱的立體投影圖。本實施形態(tài)的冰箱5是將實施形態(tài)1中的已說明過的真空隔熱材料用作隔熱材料1。冰箱5在最下部設(shè)置有冷凍室6，在背部下部設(shè)置有機(jī)械室7，在外箱9上，用鋁帶安裝有高溫制冷劑配管12，在內(nèi)箱(未圖示)與外箱9的空間部，充填以環(huán)戊烷作為發(fā)泡劑的硬質(zhì)尿烷薄膜(未圖示)。在冰箱5的冷凍室6的兩側(cè)面，設(shè)置有實施形態(tài)1中制作的真空隔熱材料1，冷凍室側(cè)壁的真空隔熱材料1在與貼附面即外箱9之間設(shè)置有高溫制冷劑配管8，并且，真空隔熱材料1的形狀成形為基本上將冷凍室側(cè)壁包覆的形狀。另外，將配有真空隔熱材料1的鋁箔的復(fù)合薄膜側(cè)配置在高溫制冷劑配管8的一側(cè)。
因此，不僅可使冷凍室側(cè)壁高效率隔熱，又可抑制高溫制冷劑配管的熱侵入冷凍室，可獲得消費(fèi)電力量低的冰箱。并且，還可抑制冷卻到-18C時產(chǎn)生的尿烷發(fā)泡材料的液化造成的隔熱性能的惡化。
另外，在本發(fā)明的冰箱5中，機(jī)械室7與冷凍室6之間也設(shè)置有真空隔熱材料1。機(jī)械室7因空壓機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度最高，故適用真空隔熱材料1有效果。
因本發(fā)明的真空隔熱材料1具有可撓性，故也隨著機(jī)械室的立體形狀變化。并且又具有耐熱性，可在機(jī)械室8與冷凍室6的空間部中使用，另外，可在機(jī)械室側(cè)設(shè)置真空隔熱材料1，可提供節(jié)能和成本優(yōu)良的冰箱。
(實施形態(tài)3)圖7為本發(fā)明的第3實施形態(tài)的隔熱箱的模式圖。形成冰箱的隔熱箱101使用實施形態(tài)1的真空隔熱材料1。隔熱箱101由將ABS樹脂真空成型的內(nèi)箱102、將鐵板沖壓成形的外箱103以及凸緣104構(gòu)成。隔熱箱101預(yù)先在箱內(nèi)部配設(shè)真空隔熱材料1，在所述真空隔熱材料1以外的空間部，發(fā)泡充填有硬質(zhì)聚氨酯泡沫106。
圖8是隔熱箱101的模式圖，真空隔熱材料1在隔熱箱的頂面配設(shè)1枚，在背面配設(shè)1枚，在側(cè)面配設(shè)2枚。側(cè)面用的真空隔熱材料2與隔熱箱1的形狀相符，沿著側(cè)壁的形狀將一邊切斷。
(實施形態(tài)4)圖9為本發(fā)明的第4實施形態(tài)的隔熱箱的模式圖。
隔熱箱108作為冷凍組件使用，由箱部109和蓋體部110構(gòu)成。
圖10為本實施形態(tài)的另一例的隔熱箱的模式圖。
箱部109是在由聚丙烯組成的內(nèi)箱111和外箱112形成的空間內(nèi)部，將真空隔熱材料1用雙面帶貼附在外箱102的內(nèi)面之后，用硬質(zhì)聚氨酯泡沫106將內(nèi)箱111與外箱103間的空間部未配設(shè)有真空隔熱材料1的空間部進(jìn)行發(fā)泡充填，形成一體成型。
圖11為本發(fā)明的第4實施形態(tài)的蓋體部的模式圖。
在將具有吸著劑4的真空隔熱材料1配設(shè)在發(fā)泡聚苯乙烯113中之后，充填在內(nèi)框體114和外框體115形成的空間內(nèi)部中。
圖10中，真空隔熱材料是1與隔熱箱109的形狀一致地將1枚真空隔熱材料折彎成コ字形。
真空隔熱材料1因是片狀的芯材，故容易折彎成コ字形。由此，可提高真空隔熱材料2對隔熱箱9的包覆率，提高隔熱箱109的隔熱性能。
圖11中，蓋部110在由聚丙烯組成的內(nèi)框體114和外框體115所構(gòu)成的空間內(nèi)部，由預(yù)先形成有與真空隔熱材料形狀相符的凹陷的發(fā)泡聚苯乙烯113和嵌入該凹陷內(nèi)的真空隔熱材料1所構(gòu)成。
用于蓋部110的真空隔熱材料1比用于箱部109的真空隔熱材料小，故真空隔熱材料1所所占的外覆材料的密合部面積比例大。由此，加大了從外覆材料的密合部的時效性的侵入的氣體影響，加快真空隔熱材料時效性的性能惡化，使隔熱性能惡化。為此，在用于蓋部110的真空隔熱材料1上，使用了吸著劑4。
在此，作為吸著劑4，最好是至少使用將氮?dú)?、氧氣、水分、二氧化碳吸去的常溫活性型的吸氣劑物質(zhì)來構(gòu)成。具體地講，可使用以無時效等的商品名銷售的以鐵粉為主體的氧吸附劑。
(實施形態(tài)5)圖12為本實施形態(tài)的隔熱箱的剖視圖。
形成冰箱的隔熱箱118由將ABS樹脂真空成型的內(nèi)箱119、將鐵板沖壓成形的外箱120構(gòu)成。在內(nèi)箱119與外箱120之間配設(shè)真空隔熱材料1，在所述真空隔熱材料1以外的空間部，發(fā)泡充填有發(fā)泡的硬質(zhì)聚氨酯泡沫121。
在外箱120的內(nèi)面，沿著芯材2的外周預(yù)先涂覆有10mm寬度的熱可塑性樹脂122。熱可塑性樹脂122與真空隔熱材料1的外覆材料3的熱合層熱熔合，最好是高密度聚乙烯層、低高密度聚乙烯層、聚丙烯等。
此時，由于使用了輕量、平面性優(yōu)良、且將厚度薄的片狀的無機(jī)纖維的層疊體作為芯材，因此，與外箱內(nèi)面的密合性良好，可提高隔熱性能。另外，因輕量且薄，故即使貼附在外箱內(nèi)面，也不會因自重而偏移。并且，真空隔熱材料1因芯材薄，故在內(nèi)箱119與外箱120間的空間內(nèi)，即使發(fā)泡充填硬質(zhì)聚氨酯泡沫，也不會阻止其流動性。由此，因硬質(zhì)聚氨酯泡沫可無空隙地均勻充填，故可提高隔熱箱全體的隔熱性能。
(實施形態(tài)6)圖13為本發(fā)明一實施形態(tài)的冰箱的剖視圖。
隔熱箱201由將ABS樹脂真空成型的內(nèi)箱202和將鐵板沖壓成形的外箱203通過凸緣構(gòu)成。在箱201的內(nèi)部預(yù)先配設(shè)真空隔熱材料1，在所述真空隔熱材料1以外的空間部，發(fā)泡充填有硬質(zhì)聚氨酯泡沫204。
隔熱箱201由隔離板205將上下作出區(qū)分，上部是冷藏室，下部是冷凍室。蒸發(fā)器206配置有2個，1個用于冷藏室，另1個用于冷凍室冷卻。
另外，在位于冰箱下部的機(jī)械室207中，配置有壓縮機(jī)208、控制基板209、冷凝器200。冷卻冷凍室的蒸發(fā)器206配置在機(jī)械室外且外箱202內(nèi)，隔熱箱201也是這樣形成。
本發(fā)明的真空隔熱材料1因隔熱性能非常好，故即使薄的真空隔熱材料1，也可進(jìn)行充分的隔熱，對箱內(nèi)容積的增大作出大的貢獻(xiàn)。特別是通過配設(shè)2個蒸發(fā)器，在本實施例中，雖減小了冷藏室容積，但通過使用性能好的薄的真空隔熱材料1，可抑止箱內(nèi)容積的減少。
另外，在冰箱背面、側(cè)面、頂面配設(shè)有多個真空隔熱材料1，并可增大箱內(nèi)容積，但若配設(shè)多個真空隔熱材料1，則有可能會帶來成本的增大。
作為本實施形態(tài)的真空隔熱材料的配設(shè)方法，預(yù)先用雙面帶將真空隔熱材料1貼附在外箱203的內(nèi)側(cè)，其后，用硬質(zhì)聚氨酯泡沫204將內(nèi)箱202和外箱203間的空間進(jìn)行發(fā)泡充填。
另外，在本冰箱中，隔離部205內(nèi)的隔熱部也是用硬質(zhì)聚氨酯泡沫204一體發(fā)泡。此時，隔離部205內(nèi)也配設(shè)有真空隔熱材料1，實現(xiàn)薄板化，對箱內(nèi)容積作出貢獻(xiàn)。
本實施形態(tài)是將由隔離板205分隔的隔熱箱201的上部作為冷藏室，將下部作為冷凍室，但也可將冷藏室再作分隔，例如設(shè)置冷藏室和蔬菜室，或者也可將冷凍室分隔，例如設(shè)置冷凍室、制冰室和局部室。
另外，設(shè)置在將機(jī)械室207與冷凍室分離的隔熱部的真空隔熱材料1沿著機(jī)械室207的形狀折彎。真空隔熱材料1因使用片狀的芯材，故非常容易進(jìn)行折彎加工，生產(chǎn)性優(yōu)良。并且，與以往一樣，若將多個真空隔熱材料組合進(jìn)行隔熱，則雖然在各真空隔熱材料間會產(chǎn)生間隙，使隔熱性能惡化，但采用本發(fā)明，因可折彎使用1個真空隔熱材料，故可提高隔熱性能，進(jìn)而有利于因抑止壓縮機(jī)208的運(yùn)轉(zhuǎn)而帶來的節(jié)能化效果。
另外，在本實施形態(tài)中，用真空隔熱材料1對冷凍室和壓縮機(jī)208、控制基板209、冷凝器200同時隔熱。
由此，可抑止因壓縮機(jī)、控制基板、冷凝器的放熱引起的冷凍室的溫度上升。此時，即使壓縮機(jī)與冷凍室、控制基板與冷凍室、或者冷凝器與冷凍室各自不隔熱也行，故非常有效。
另外，因無機(jī)纖維是難燃性，故真空隔熱材料也不易燃燒，不易發(fā)生有害氣體。由此，使用該真空隔熱材料的冰箱自體也不易燃燒等，安全性方面也優(yōu)良。
并且，作為樹脂了泡體和制冷劑等，即使在冰箱中使用了碳化氫系等的可燃性物質(zhì)，也因使用無機(jī)纖維而難以使真空隔熱材料燃燒，本實施形態(tài)的冰箱可作為安全性非常優(yōu)良的冰箱來使用。
(實施形態(tài)7)圖14為本發(fā)明第6實施形態(tài)中的保溫保冷箱即隔熱箱210的剖視圖。保溫保冷箱210由本體211、蓋體211、外箱213、內(nèi)箱214、蓄冷劑215、隔熱材料216、真空隔熱材料1構(gòu)成。
本發(fā)明的真空隔熱材料1因具有可撓性，故不僅適用保溫保冷箱210，若預(yù)先進(jìn)行了折彎加工，也適用于大致立方形狀的保溫保冷箱的一體性貼附。由此，可減少真空隔熱材料1的接縫部，可減少從接縫部的熱漏出。
另外，即使在蓋體212上形成有安裝蓄冷劑215用的凹凸部時，因真空隔熱材料1具有可撓性，故可安裝于凹凸部分，可高效率地強(qiáng)化隔熱。
由于本實施形態(tài)的保溫保冷箱210可充分發(fā)揮真空隔熱材料1的適用效果，因此，可發(fā)揮以往所沒有的隔熱性能，可作為以家用冷凍組件為主的、以及溫度管理要求更嚴(yán)格的醫(yī)療用的保冷箱使用。
另外，蓄冷劑215不是特定的材料，可使用市售的所有蓄冷劑。另外，隔熱材料216也不是特定的材料，也可使用包括硬質(zhì)聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫等市售的樹脂發(fā)泡材料在內(nèi)的玻璃棉等的纖維系材料。
另外，在本體211上，真空隔熱材料1的貼附，無論是本體211的外箱213還是內(nèi)箱214貼附，都具有同樣的效果。
(實施形態(tài)8)圖15為本發(fā)明一實施形態(tài)的熱水器的剖視圖。熱水器317由本體318、儲熱水容器319、蓋體320、加熱器321和真空隔熱材料1構(gòu)成。真空隔熱材料1安裝成卷繞在儲熱水容器319外側(cè)的形態(tài)，并且，真空隔熱材料1的折彎形狀一直安裝到加熱器321的附近部。另外，蓋體320的凹凸部也設(shè)置有真空隔熱材料1。
如上結(jié)構(gòu)組成的熱水器317由于將真空隔熱材料1具有耐熱性的無機(jī)纖維材料用于芯材，故熱惡化少，即使長期使用熱水器也無問題，又因真空隔熱材料1具有可撓性，故可適用于折彎到加熱器附近，并且，蓋部的凹凸部也適用真空隔熱材料。
本實施形態(tài)的熱水器317由于具有真空隔熱材料1優(yōu)良的隔熱性和耐熱性，還具有可撓性，因此，不僅可有效地降低消費(fèi)電力量，而且也可實現(xiàn)小型化。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性綜上所述，本發(fā)明的真空隔熱材料使用了將形成片狀的無機(jī)纖維層疊的芯材。另外，本發(fā)明的隔熱箱使用的是本發(fā)明的真空隔熱材料，因此，真空隔熱材料的時效性發(fā)生的氣體非常少，又因加工性優(yōu)良，故可獲得時效性的可靠性優(yōu)良且生產(chǎn)性優(yōu)良的隔熱箱。另外，由于將薄片材狀物質(zhì)用于芯材，因此隔熱箱的厚度變薄，使隔熱箱省空間化。
另外，因本發(fā)明使用的芯材的形狀加工非常容易，故可容易地進(jìn)行層疊、切口、折彎、凹陷、貫通孔等的加工。由此，可簡單地制作隔熱所需的真空隔熱材料，可將其適用于冰箱等的隔熱箱。即，可提高真空隔熱材料對隔熱箱包覆率，還可提高隔熱箱的隔熱性能。并且，因使用了薄片狀芯材，故即使在使用隔熱箱內(nèi)的隔離板時，也可獲得薄的隔離板?？捎行Ю孟鋬?nèi)的空間。
這樣，若將本發(fā)明的真空隔熱材料使用于冰箱及其它的需要隔熱的機(jī)器，則可提高生產(chǎn)性，實現(xiàn)節(jié)能化，同時可縮小裝置的形狀。
附圖參照號一覽表1.真空隔熱材料2.芯材2a.片材狀的無機(jī)纖維2b.切口3.外覆材料4.吸著劑5.冰箱6.冷凍室7.機(jī)械室8.制冷劑配管9、103、112、120、203、213.外箱101、108、201.隔熱箱102、111、119、202、214.內(nèi)箱104.凸緣106、121、204.硬質(zhì)聚氨酯泡沫109.箱部110、212.蓋部113.發(fā)泡聚苯乙烯114.內(nèi)框體115.外框體118.隔熱箱(冰箱)
205.隔離板206.蒸發(fā)器207.機(jī)械室208.壓縮機(jī)209.控制基板210.保溫保冷箱211.本體215.蓄冷器216.隔熱材料317.熱水器318.本體319.儲熱水容器320.蓋體321.加熱器
權(quán)利要求
1.一種冰箱，由隔熱箱及冷卻系統(tǒng)構(gòu)成，其中，所述隔熱箱由至少在一個部位上設(shè)有開口部的內(nèi)箱、外箱、閉塞所述開口部的蓋體、設(shè)置于所述內(nèi)箱與所述外箱之間的真空隔熱材料、充填于所述內(nèi)箱與所述外箱之間的發(fā)泡樹脂構(gòu)成，其特征在于，在所述發(fā)泡樹脂的發(fā)泡劑與所述冷卻系統(tǒng)的冷媒中使用碳化氫；所述真空隔熱材料由至少2層以上的片狀的無機(jī)纖維的層疊體構(gòu)成的芯材與將所述芯材夾于中間的層疊薄膜構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰箱，其特征在于，在所述將真空隔熱材料夾于中間的層疊薄膜中，設(shè)置于所述層疊體的一方的面上的所述層疊薄膜與設(shè)置于所述層疊體的另一方的面上的所述層疊薄膜具有不同的層疊結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰箱，其特征在于，所述真空隔熱材料中還含有吸著劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰箱，其特征在于，所述層疊薄膜的至少一面具有金屬蒸鍍層或金屬層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述無機(jī)纖維片中至少含有SiO2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述隔熱箱在最下部還具有冷凍室，在所述隔熱箱的外部具有機(jī)械室；所述真空隔熱材料包覆冷凍室的側(cè)壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冰箱，其特征在于，高溫冷媒配管設(shè)置于所述真空隔熱材料與所述外箱之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冰箱，其特征在于，在所述機(jī)械室與所述冷凍室之間設(shè)置有所述真空隔熱材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述冰箱還具有不同溫度帶的獨(dú)立的多個室及每個所述室中的蒸發(fā)器；在位于所述蒸發(fā)器的后方的至少一個隔熱部設(shè)置有所述真空隔熱材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的冰箱，其特征在于，在所述數(shù)個室的隔離板部設(shè)置有所述真空隔熱材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的冰箱，其特征在于，在所述冷卻系統(tǒng)與所述內(nèi)箱的隔離板部設(shè)置有所述真空隔熱材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述冰箱還具有控制基板；在所述控制基板與所述內(nèi)箱的隔離板部設(shè)置有所述真空隔熱材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述冰箱在底面上還具有冷凝器；在所述冷凝器與所述內(nèi)箱的隔離板部設(shè)置有所述真空隔熱材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述冰箱在所述外箱與所述內(nèi)箱之間的空間的內(nèi)側(cè)面的至少一部分的部位上具有熱可塑性樹脂層；所述真空隔熱材料由所述熱可塑性樹脂層熱熔合于所述隔熱箱上。
全文摘要
通過將使用特定形狀、層疊組成的無機(jī)纖維的片材的芯材的真空隔熱材料用于隔熱箱，可獲得時效性的隔熱性能、和生產(chǎn)性優(yōu)良的隔熱箱。本發(fā)明的真空隔熱材料因容易進(jìn)行形狀加工，故可簡單地制作隔熱部所需的真空隔熱材料，將其適用于隔熱箱。利用這一性質(zhì)，可提高真空隔熱材料對隔熱箱的包覆率，還可提高隔熱箱的隔熱性能。由此，可提高冰箱、保溫庫、保冷庫、自動銷售機(jī)等的隔熱性能，提高生產(chǎn)性，同時對節(jié)能化作出貢獻(xiàn)。
文檔編號C03C13/00GK1619238SQ20041010194
公開日2005年5月25日 申請日期2000年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月21日
發(fā)明者谷本康明, 平井千惠 申請人:松下冷機(jī)株式會社